KR20060043068A - 노광장치 및 위치맞춤 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가장 적합한 위치맞춤이 가능한 노광장치를 제공하는 것으로,

먼저, 1차적인 위치맞춤을 하고(S1), P1, P2, P３, P4 에서 기판 마­크(10)와

마스크 마­크(20) 와의 어긋남 오차(Dp)를 검출하고(S2), 이 중 가장 큰 최대치

(MD p)를 기억하도록 한다(S3).

이와같은 것을 N회에 걸쳐 반복하고(S4), N개의 최대치(MDp)를 검출한 다음 그 중 가장 작은 최소치(MDpmin)를 구한다(S5).

MDpmin < 소정치(所定値)의 진위 여부를 판별하고(S6), 이 소정치 이하인 경우에는 이 최소치(MDpmin)를 검출한 n번째의 위치맞춤 위치를 가장 알맞는 최적위치라고 판정한다(S7). 또 소정치 이하가 아닌 경우에는 이 기판(W)은 불량품으로 판정한다(S8).

Description

노광장치 및 위치맞춤 방법{Pojection exposure device and position alignment method}

도 1은 본 발명의 1 실시형태를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 설명도.

도 3은 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 프로챠트도.

도 4는 본 발명의 1 실시형태의 위치맞춤 상태를 나타내는 설명도.

도 5는 최소치 MDpmin 검출방법의 설명도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

　　　1　: 연산제어장치 2　: 이동기구

　　　3　: 프레턴(platen) 4 : CCD카메라

5 : 노광광원 6 : 셧터

7 : 검출장치 8 : 판별/판정장치

10 : 기판마-크 20 : 마스크마-크 (mask mark)

프린트 배선기판은 최근 소형화 및 세밀화가 이루어고 있으며, 반도체 제조의 경우에도 이와같이 노광장치를 사용하여 기판 위에 회로등을 형성하는 포토리소그래피법(photolithographic method)을 이용하여 제조하고 있다.

즉, 포토레지스트(photo resist) 등의 감광재료를 도포한 기판 표면에 소정의 패턴을 노광장치에 의해 감광시켜 굽고, 그 후 에칭공정에 의해 기판 위에 패턴을 형성하여 프린트 배선기판을 제조하고 있다.

이 노광장치에 있어서, 패턴의 원화(原畵)가 그려진 원판으로는 수지필름이나 유리등의 포토마스크(photo mask)가 이용되고 있으며, 노광시 이 포토마스크와 기판과의 위치맞춤의 정확도가 클수록 고정밀도의 제품을 얻을 수 있으므로 이는 아주 중요하다.

이 때문에 포토마스크와 기판의 위치를 맞추기 위하여 마-크를 형성하여 두고, 이 마-크에 의하여 위치를 맞추는 것이 보통의 경우이다.

통상적으로 포토마스크와 기판에 각각 여러개의 마-크를 하고, 이 마-크의 중심을 구해서 그 중심을 일치시켜 위치맞춤을 하게 된다.

그러나, 프린트 배선기판 및 포토마스크는 온도나 습도 및 기타의 공정상의 이유로 늘어나거나 변형이 일어나기 때문에 상기한 중심에 의한 포토마스크와 기판과의 위치맞춤으로는 그 정확도가 불충분하게 된다.

특히, 근년과 같이 고밀도 패턴의 프린트 배선기판 제조에 있어서는 정밀도의 문제가 크게 부각된다.

본 발명은 이와같은 종래기술의 문제점을 해결함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 피 노광대상인 프린트 배선기판과 노광코자 하는 패턴을 그린 포토마스크를 서로 위치맞춤을 하고, 노광용 광을 조사하여 상기 패턴을 프린트 기판 위에 노광시키는 노광장치에 있어서, 상기 프린트 배선기판의 여러개의 위치 P점에 설치하고, 이 프린트 배선기판과 상기 포토마스크를 서로 위치맞춤을 하기 위한 여러개의 기판 마-크와, 상기 여러개의 기판 마-크 각각에 대응하여 상기 포토마스크에 설치된 여러개의 마스크 마-크와, 상기 프린트 배선기판과 포토마스크를 상대적으로 이동시켜, 그 위치맞춤을 하게 되는 수단과, 이 위치맞춤을 한 시점에서 각 P점에 대한 상기 각 기판마-크에 대응하는 마스크 마-크의 위치와의 어긋남 오차(Dp)를 검출하는 수단과, 각 P점에 있어서 상기 오차(Dp)중 가장 큰 최대치(MDp)를 검출하는 수단과, 상기 위치맞춤을 N번 반복하고, 각 회의 최대치(MDp)를 N개 검출하는 수단과, 상기 N개의 최대치(MDp) 중 가장 작은 최소치(MDmin)를 검출하는 수단과, 이 최소치(MDmin)가 소정의 값 이하인가 아닌가를 판별하는 수단과, 상기 판별하는 수단에 의해 소정의 값 이하라고 판별하면, 이 최소치(MDmin)를 얻는 n번째의 위치맞춤 위치가 가장 알맞는 위치맞춤의 위치라고 판정하는 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 N회의 위치맞춤은 실제적으로 행하여져도 좋으나, 상기 기판마-크와 마스크마-크와의 위치를 계산에 의해 구하고, 시뮬레이션(simulation)으로 구할수도 있다. 이와같은 시뮬레이션에 의해 수천번에서 수만번의 위치맞춤을 하고, 그 중 가장 오차범위가 적은 위치를 검출할 수 있다.

상기 판정수단에 의해 가장 적합한 위치맞춤의 위치를 검출하게 되면, 상기 프린트 배선기판과 포토마스크를 그 위치에서 위치맞춤을 하고, 이 위치에서 노광을 하게 되면 우수한 노광을 할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.

도 1은 프린트 배선기판을 제조하기 위한 노광장치이고, 포토레지스트를 실시한 프린트 배선기판(W)은 프레턴(3) 위에 올려놓고, 이동기구(2)에 의해 XYZ 및 θ방향으로 이동 가능하도록 한다.

회로패턴이 그려진 포토마스크(M)는 기판(W)에 대향하도록 설치되어 있고, 포토마스크(M)와 기판(W)을 근접시키거나 또는 밀착시켜 노광 광원(5)으로 부터의 노광에 의해 회로패턴을 기판(W)에 구워 붙일수 있도록 되어 있다.

도 1에서는 기판(W)과 포토마스크(W)가 상하방향으로 배설되어 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고, 반대로 되어 있더라도 좋으며, 또는 기판(W)과 포토마스크(M)를 수직으로 세워 배치한 구조도 가능하다. 또 프레턴(3)을 이동시키지 않고 포토마스크(M)를 이동시키는 것도 가능하며, 특히 양자를 이동시킬 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

기판(W)과 포토마스크(M)에는 각각 대응하는 위치에 기판마-크(10)와 마스크 마-크(20)가 설치되어 있다. 이와같은 실시형태로는 P1, P2, P3, P4의 위치에 마-크가 있다. 그리하여 CCD 카메라(4), (4)에 의해, 각점 Pn의 기판마-크(10)와 마스크마-크(20)와의 어긋남 오차 Dp를 검출하여 가장 알맞은 기판(W)과 포토마스크(M)와의 위치맞춤을 실현시킬 수 있게 되어 있다.

CCD 카메라(4), (4)의 화상 신호는 연산제어장치(1)에 보내어져, 연산제어장치(1)와 이동기구(2)를 제어하며, 위치맞춤을 하기 위한 프레턴(3)을 이동할 수 있게 구성되어 있다.

연산제어장치(1)에는 검출장치(7)와 판별/판정장치(8)가 있어서, 검출장치(7)에서 마-크의 어긋남 오차를 검출하고, 판별/판정장치(8)에서 판별과 판정을 하도록 되어 있다.

검출장치(7)와 판별/판정장치(8)의 동작에 대하여는 뒤에서 설명한다. 연산 제어장치(1)와 검출장치(7)와 판별/판정장치(8)는 컴퓨터에 의하여 구성된다.

도 2의 (A)에 도시된바와 같이, 기판(W)이 변형에 의해 △만큼 어긋나 있는 경우를 생각한다. 이와 같은 상황에서 종래의 기술과 같이 마스크 중심과 기판의 중심을 일치시키더라도 (C)에 도시된 바와 같이 P 2점에서 3 / 4△ 밖에 수정되지 않는다. 따라서 만약 규격치가 3 / 4△ 보다 적은 경우에는 이 프린트 기판(W)은 위치맞춤이 이루어지고 노광이 되었으나, 불량 기판이 되고 만다.

본 발명에 있어서는 도 2의 (B)에 도시된바와 같이 중심에 의한 위치맞춤이 이루어지지 않고, 조금씩 기판(W)과 포토마스크(M)의 위치를 이동시켜 N회의 위치맞춤을 하고, 각점 P1 내지 P4에서 마-크의 어긋남 오차 Dp를 검출하고, 이 검출치 에 근거하여 최적의 위치를 결정할 수 있게 구성되어 있다.

그러나, N회의 위치맞춤은 계산에 의한 시뮬레이션으로 하는 것이 바람직하고, 계산에 의해 통상 수천회에서 수만회의 위치맞춤을 함으로써 가장 알맞는 최적의 위치맞춤을 할 수 있게 된다.

이하, 그 구성을 도 3에 의하여 설명한다.

〈스텝 1〉

최초에 1차적인 위치 맞춤을 하고, 기판 마-크(10)와 마스크　마-크(20) 등이 CCD 카메라(4)의 시야에 들어가도록 설정한다(S1).

〈스텝 2〉

기판(W)과 마스크(M)의 위치맞춤을 하고, 여러개의 위치 P1∼ Pn에 설치된 기판마-크(10)와 마스크 마-크(20)의 어긋남 오차(Dp)를 검출한다(S2).

이 중 가장 큰 최대값(MDp)을 기억하도록 한다(S3).

위치맞춤　위치(P)를 4개소로 하면 P1, P2, P3, P4의 점에 있어서　마-크(10) 및 (20)의 오차 D1, D2, D3, D4를 검출한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 첫 번째에서 D1 ∼ D4 중 P1점의 오차 D1이 최대라고 하면, 이것을 최대치(MD1)으로 하여 기억하도록 한다.

〈스텝 3〉

스텝 2를 N회 반복하여(S4), N개의 최대치(MDp)를 검출하고, 그 중 가장 적은 최소치(MDpmin)를 구한다(S5).

도 5에 도시된 실시예로는 첫 번째에 최대치 MD1, 두번째에 최대치 MD3, 세번째에 최대치 MD2를 검출하여, N번째의 검출을 하여 N번째에 최대치 MD4를 검출하게 된다. 이들 최대치 MD1, MD3, MD2,……, MD4　중 가장 적은 최소치를 구한다. 지금 세 번째의 MD2가 최소치라고 하면, 이것을 최소치 MDpmin으로 하여 검출한다. 이와같은 검출은 검출장치(7)에 의해 하게 된다.

〈스텝 4〉

위에서 얻은 MDpmin〈 소정치(所定値)의 진위 여부는 판별 / 판정장치(8)에 의해서 판별하고(S6), 소정치 이하가 되면 이 최소치(MDpmin)를 검출한 n번째(이 예에서는 세번째)의 위치맞춤의 위치가 가장 적합한 최적위치라고 판정한다(S7). 소정치가 아니면 이 기판(W)은 불량품으로 판정한다(S8).

이상의 구성에 의해 기판(W)과 마스크(M)간의 가장 이상적인 위치맞춤이 이루어지게 된다. 그리하여 이동기구(2)에 의해서 프레턴(3)을 이동시키고, 기판(W)과 포토마스크(M)를 상기 스텝 7에서 얻은 최적위치에 위치시켜, 이 상태에서 노광을 하도록 한다.

도 4는 마스크 마-크(20)를 중심으로 하여 그 어긋남 오차(D)의 허용범위(D공차) 내에 기판마-크(10)가 위치하도록 하는 상태를 나타낸 것이다.

본 발명에 있어서, 기판(W)이 늘어난 경우에도(A), 수축된 경우에도(C), D공차 안에 들어가고, 또 표준이 되는 경우에는(B) 거의 공차의 중앙부에 위치하게 되며, 항상 가장 이상적인 최적의 위치맞춤이 이루어질 수 있게 된다.

본 발명의 노광장치에 의하면, 기판과 포토마스크의 최적의 위치맞춤이 이루어지도록 하는 효과를 가지게 된다.

Claims (5)

1. 피 노광대상인 프린트 배선기판과 노광을 하고자 하는 패턴이 그려진 포토마스크와의 위치맞춤을 하고, 노광 광선을 조사하여, 상기 패턴을 프린트 기판상에 노광시키는 노광장치에 있어서,

   상기 프린트 배선기판의 복수개의 위치인 P점에 설치되고, 이 프린트 배선기판과 상기 포토마스크와의 위치맞춤을 하기 위한 복수개의 기판마-크와,

   상기 복수개의 기판마-크의 각각에 대응하여 상기 포토마스크에 설치된 복수개의 마스크 마-크와,

   상기 프린트 배선기판과 포토마스크를 상대적으로 이동시켜, 그 위치맞춤을 하도록 하는 수단과,

   이 위치맞춤이 이루어진 시점에서 각 P점에서 상기 각 기판마-크와 대응하는 마스크 마-크 위치와의 어긋남 오차(Dp)를 검출하는 수단과,

   각각의 P점에서 상기 오차(Dp) 중 가장 큰 최대치(MDp)를 검출하는 수단과,

   상기와 같은 위치맞춤을 N번 반복하고, 각 회의 최대치(MDp)를 N개 검출하는 수단과,

   상기 N개의 최대치(MDp) 중 가장 적은 최소치(MDmin)을 검출하는 수단과, 이 최소치(MDmin)가 소정치(所定値) 이하인가, 아닌가를 판별하는 수단과,

   상기 판별수단에 의해 소정치(所定値) 이하라고 판별되어지면, 이 최소치(MDmin)를 얻게 된 n번째의 위치맞춤 위치를 가장 적당한 위치맞춤의 위치라고 판 정하는 수단을 구비함을 특징으로 하는 노광장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기판마-크와 마스크 마-크의 위치를 계산에 의하여 자발적으로 상기 N회의 위치맞춤을 시뮬레이션(simullation)으로 하게 되는 수단을 구비함을 특징으로 하는 노광장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 위치맞춤을 하게 되는 수단이 상기 판정수단에 의하여 가장 최적의 위치맞춤의 위치라고 판정하는 위치에서, 상기 프린트 배선기판과 포토마스크의 위치를 합치시키고, 이 위치에서 노광을 하도록 함을 특징으로 하는 노광장치.
4. 피 노광대상인 기판의 복수개의 위치인 P점에 설치되고, 이 기판과 노광을 하고자 하는 패턴을 그린 포토마스크의 위치를 맞추기 위해 복수개의 기판마-크와, 상기 복수개의 기판마-크의 각각에 대응하여 상기 포토마스크에 설치된 복수개의 마스크 마-크에 의하여 위치맞춤을 하게 되는 위치맞춤 방법으로서,

   상기 기판과 포토마스크와의 위치맞춤을 하고, 그때에 각 P점에서 상기 각 기판마-크와 대응하는 마스크 마-크의 위치 어긋남 오차(Dp)를 검출하는 스탭과, 각 P점에서 상기 오차(Dp) 중 가장 큰 최대치(MDp)를 검출하는 스텝과, 위치맞춤을 N회 반복하고, 매회의 최대치(MDp)를 N개 검출하는 스텝과,

   상기 N개의 최대치(MDp) 중 최소치(MDmin)를 검출하는 스텝과,

   이 최소치(MDmin)가 소정치(所定値) 이하인가 여부를 판별하는 스텝과,

   상기 판별하는 수단에 의해 소정치(所定値) 이하라고 판별하면, 이 최소치(MDmin)를 얻게 된 n번째의 위치맞춤 위치를 가장 적당한 위치맞춤 위치라고 판정하는 스탭을 가지는 것을 특징으로 하는 위치맞춤 방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 기판마-크 와 마스크 마-크의 위치를 계산에 의해 자발적으로 상기 N회의 위치맞춤을 시뮬레이션(simulation)으로 함을 특징으로 하는 위치맞춤 방법.

Images