KR20080062900A

KR20080062900A - 노광시스템 및 노광방법

Info

Publication number: KR20080062900A
Application number: KR1020060139087A
Authority: KR
Inventors: 정동호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-03

Abstract

본 발명에 따른 노광시스템은 요가이드가 휘어진 경우 노광불량을 방지하기 위한 것으로, 기판이 놓이는 스테이지와, 상기 스테이지를 이동시키는 이동수단와, 상기 스테이지를 가이드하는 요가이드와, 상기 스테이지의 틀어짐을 측정하는 측정수단와, 상기 측정수단에 의해 측정된 스테이지의 틀어진 각도에 기초하여 요가이드의 휨정도를 검출하고 상기 검출된 휨정도에 기초하여 스테이지의 움직임을 보정하는 제어부로 구성된다.

노광, 요가이드, 스테이지, 보정, 휨

Description

노광시스템 및 노광방법{SYSTEM AND METHOD OF EXPOSING SUBSTRATE}

도 1은 일반적인 노광장치의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 스테이지의 개략 단면도.

도 3은 요가이드가 휘어짐에 따라 발생하는 스테이지의 틀어짐을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 노광시스템의 요가이드와 스테이지를 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 노광시스템의 제어부의 구조를 나타내는 블럭도.

도 6는 본 발명에 따른 노광시스템의 설정값을 나타내는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 노광방법을 나타내는 플로우챠트.

도 8은 본 발명에 따른 노광시스템에서 요가이드가 휘어졌을 때 스테이지의 구동을 보정한 것을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

120 : 스테이지 130 : 요가이드

150 : 제어부 151 : θ값산출부

153 : 요가이드 휨검출부 155 : 비교부

157 : 구동전류 산출부 158 : 구동부

159 : 경보부

본 발명은 노광시스템에 관한 것으로, 노광을 위해 고정된 기판을 이동시키는 이동수단의 움직임의 경로를 일정하게 유지시키는 요가이드(YAW guide)가 휘어진 경우 이를 보정함으로써 기판상에 노광이 항상 정확하게 이루어지도록 한 노광시스템 및 노광방법에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

액정표시소자는 굴절률이방성을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 장치이다. 상기 액정표시소자는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 복수의 액정셀에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정셀의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시소자이다.

따라서, 액정표시소자는 화소 단위의 액정셀이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과, 상기 액정셀을 구동시키는 드라이버 집적회로(integrated circuit : IC) 를 구비한다. 상기 액정패널은 서로 대향하는 컬러필터(color filter) 기판 및 박막트랜지스터 어레이기판과, 상기 컬러필터기판 및 박막트랜지스터 어레이기판의 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.

그리고, 상기 액정패널의 박막트랜지스터 어레이기판 상에는 데이터드라이버 집적회로로부터 공급되는 데이터신호를 액정셀에 전송하기 위한 다수의 데이터라인과, 게이트드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 액정셀에 전송하기 위한 다수의 게이트라인이 서로 직교하며, 이들 데이터라인과 게이트라인의 교차부마다 액정셀이 정의된다. 상기 컬러필터기판 및 박막트랜지스터 어레이기판의 대향하는 내측면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막트랜지스터 어레이기판 상에 액정셀별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정셀들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다. 이와 같이 화소전극에 인가되는 전압을 액정셀별로 제어하기 위하여 각각의 액정셀에는 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터가 형성된다.

상기와 같이, 액정표시소자에서는 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터와 같은 각종 전극이 형성되는데, 이러한 전극의 형성은 포토레지스트를 이용한 사진식각공정에 의해 이루어진다. 따라서, 사진식각공정에서는 포토레지스트를 현상하기 위한 노광공정이 필수적으로 필요하게 된다.

도 1은 종래의 노광장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 노광장치(10)는 기판(도면표시하지 않음)을 고정하여 움직이는 스테이지(stage)(20)와, 상기 스테이지(20)를 X방향 및 Y방향으로 이동시키는 X-스테이지(27) 및 Y-스테이지(15)와, 상기 스테이지(20)의 이동을 가이드하는 요가이드(yaw guide)(20)와, 상기 스테이지(20)가 이동하는 정반(25)으로 이루어진다.

상기 스테이지(20)에는 제1바미러(bar mirror;22) 및 제2바미러(24)가 설치되어, 상기 스테이지(20)의 이동을 검출한다. 즉, Y축 방향으로 향해 정렬된 제1바미러(22)는 정반(30)의 외부에 설치된 Y레이저간섭계(40)와 두개의 θ레이저간섭계(44,45)에 의해 스테이지(20)의 Y축 방향의 움직임과 θ-방향의 움직임을 검출하며, X축 방향을 향해 정렬된 제2바미러(24)는 X레이저간섭계(60)에 의해 스테이지(20)의 X축방향을 검출한다.

도 2는 스테이지(20)의 단면도로서, 이를 참조하여 노광장치를 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스테이지(20)에 놓이는 기판(1)은 척(50)에 의해 고정되고, 상기 척(50)은 θ모터에 의해 θ방향의 보정이 실시된다. 스테이지(20)는 에어분출구(55)로부터 분출되는 공기압과 스테이지(20)의 자석(56)과 정반(25)의 자석 사이의 자력에 의해 정반(25)의 상부로 부상한 상태에서 정반(25)의 위를 이동한다. 또한, 스테이지(20)는 X-스테이지(27)에 의해 비고정식으로 지지되고 있으며, X-스테이지(20) 역시 공기압과 자력을 이용하여 요가이드(30)와 일정 간격을 유지하고 있다. 그리고, 상기 스테이지(20)는 θ모터(34)에 의해 θ방향으로 회전하게 된다.

상기 요가이드(30)는 상기 스테이지(20)의 이동을 가이드한다. 즉, 상기 요가이드(30)와 X-스테이지(27)의 단부는 일정 간격을 유지하는데, 이러한 일정 간격은 스테이지(20)가 이동하는 동안에도 계속 유지된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 노광장치(10)에는 요가이드(30)와 X-스테이지(27) 단부 사이의 갭을 측정하는 측정수단이 구비된다. 이 측정수단에 의해 측정된 값(즉, 갭)이 항상 일정하도록 X-스테이지(27)를 구동함으로써 스테이지(20)를 가이드하는 것이다.

그런데, 상기와 같은 구조의 노광장치는 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스테이지(20)의 이동을 가이드하는 요가이드(30)가 외부의 외력 등에 의해 휘어지는 경우, X-스테이지(27)의 단부가 요가이드(30)와 일정 간격을 유지하여도 상기 스테이지(20)가 원래의 위치에서 벗어날 뿐만 아니라 상기 요가이드(30)가 휘어진 영역(A)에서 상기 스테이지(20)가 일정 각도 틀어져서 회전하게 된다. 따라서, 상기 스테이지(20)에 고정되는 기판(1) 역시 원래의 위치에서 벗어나 틀어지므로, 기판(1)의 노광시 정렬불량에 의한 노광불량이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 요가이드가 휘어진 경우 요가이드의 휨정도를 측정하여 이를 보정함으로써 정렬불량에 의한 노광불량을 방지할 수 있는 노광시스템 및 노광방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 노광시스템은 기판이 놓이는 스테이지와, 상기 스테이지를 이동시키는 이동수단와, 상기 스테이지를 가이드하는 요가이드와, 상기 스테이지의 틀어짐을 측정하는 측정수단와, 상기 측정수단에 의해 측정된 스테이지의 틀어진 각도에 기초하여 요가이드의 휨정도를 검출하고 상기 검출된 휨정도에 기초하여 스테이지의 움직임을 보정하는 제어부로 구성된다.

상기 측정수단은 상기 스테이지에 형성된 바미러와, 상기 스테이지 외부에 형성되어 상기 바미러에 레이저를 조사하는 복수의 θ레이저간섭계로 이루어진다.

또한, 상기 제어부는 θ레이저간섭계에 의해 측정된 데이터를 기초로 스테이지의 θ값을 산출하는 θ값산출부와, 상기 θ값산출부에서 산출된 θ값을 기초로 요가이드의 휨정도를 검출하는 요가이드휨 검출부와, 상기 요가이드휨 검출부에서 검출된 요가이드의 휨정도를 설정값과 비교하는 비교부와, 상기 비교부에서 비교된 결과 요가이드의 휨 정도가 설정값 보다 큰 경우 요가이드의 휨정도에 대응하는 구동전류를 산출하는 구동전류 산출부와, 상기 구동전류 산출부에서 산출된 전류를 인가하여 스테이지를 구동하는 구동부로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 노광방법은 기판을 노광장치의 스테이지에 고정시켜 노광하는 단계와, 노광중 상기 스테이지의 θ값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 θ값을 기초로 요가이드의 휨정도를 검출하는 단계와, 검출된 요가이드를 휨정도를 설정값과 비교하여 스테이지를 보정하는 단계로 구성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 노광시스템에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 외력 등에 의해 요가이드가 휘는 경우, 이를 검출하여 작업자에게 알려줄 뿐만 아니라 요가이드의 휨정도를 측정한 후 이에 대응하는 전류를 산출하여 스테이지를 회전시킴으로써 요가이드의 휨에 의한 정렬불량을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 노광시스템의 요가이드와 스테이지의 구조를 간략하게 나타내는 도면이다. 실질적으로 본 발명의 노광장치는 도 1 및 도 2에 도시된 구조와 유사한 구조로 이루어져 있지만, 설명의 편의를 위해 구체적인 설명은 생략하였다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구조의 노광장치도 본 발명의 일부분으로 간주할 수 있을 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노광장치(110)는 요가이드(130) 및 상기 요가이드(130)의 측면에 위치하여 상기 요가이드(130)에 의해 가이드되는 스테이지(120)를 포함한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 스테이지(120)에는 척이 구비되어 상기 스테이지(120)에 로딩되는 기판을 고정한다. 상기 스테이지(120)는 X방향 스테이지와 Y방향 스테이지에 의해 X방향 및 Y방향으로 이동한다. 또한, 스테이지(120)의 내부에는 Y방향을 향해 배치된 제1바미러(122)가 배치되어 있으며, 스테이지(120)의 외부 상기 제1바미러(122)에 대향하는 위치에 2개의 θ레이저간섭계(144,145)가 구비된다. 상기 θ레이저간섭계(144,145)는 각각 상기 제1바미러(122)에 레이저를 조사하여 제1바미러(122)에 반사되어 입사되는 광을 각각 검출함으로써 요가이드(130)가 휜 것을 검출한다.

즉, 요가이드(130)가 휘어진 경우 상기 요가이드(130)에 가이드되어 이동하 는 스테이지(120)는 상기 요가이드(130)가 휘어진 부분을 따라 이동할 때 일정 각도로 틀어지게 된다. 따라서, 상기 스테이지(120)에 구비되어 X-방향으로 배열된 제1바미러(122)가 X-방향에 대하여 일정 각도로 배열되어, 2개의 θ레이저간섭계(144,145)로부터 제1바미러(122)까지의 경로가 변하게 된다. 즉, 상기 θ레이저간섭계(144,145)에서 각각 조사된 레이저가 상기 제1바미러(122)로 반사되어 입력되는 시간에 차이가 발생하기 때문에, 상기 요가이드(130)가 휘어진 것을 검출할 수 있게 된다. 더욱이, 입사되는 레이저의 시간차에 의해 스테이지(120)가 틀어진 정도, 즉 요가이드(130)가 휘어진 정도를 검출할 수 있게 된다. 한편, 상기와 같은 요가이드(130)의 휘어진 정도의 산출은 제어부에 의해 이루어진다.

도 5는 본 발명에 따른 노광장치의 제어부(150)를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 상기 θ레이저간섭계(144,145)에 의해 측정된 데이터, 즉 θ레이저간섭계(144,145)에 입사되는 시간차 데이터를 기초로 스테이지(120)의 틀어진 정도, 즉 스테이지(120)의 θ값을 산출하는 θ값산출부(151)와, 상기 θ값산출부(151)에서 산출된 θ값을 기초로 실제 요가이드(130)의 휨정도를 검출하는 요가이드휨 검출부(153)와, 상기 요가이드휨 검출부(153)에서 검출된 요가이드(130)의 휨정도를 설정값과 비교하는 비교부(155)와, 상기 비교부(156)에서 비교된 결과 요가이드(130)의 휨 정도가 설정값 보다 큰 경우 요가이드(130)의 휨정도에 대응하는 구동전류를 산출하는 구동전류 산출부(157)와, 상기 구동전류 산출부(157)에서 산출된 전류를 인가하여 θ모터를 구동하는 구동부(158)와, 상기 비교부(156)에서 비교된 결과 요가이드(130)의 휨 정도가 설정값 보다 큰 경우 이 를 작업자에게 알려주는 경보부(159)로 구성된다.

비교부(155)에서 사용되는 설정값은 2개의 설정값으로 이루어진다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 설정값은 제1설정값과 제2설정값으로 이루어진다. 제1설정값은 요가이드(130)가 휘어졌지만 노광이 불량이 발생하지 않을 정도의 휨을 의미한다. 따라서, 요가이드(130)의 휨정도가 제1설정값 이내이면 계속 노광을 진행하며 제1설정값을 초과하면 스테이지(120)의 보정이 필요하게 된다. 또한, 제2설정값은 보정을 하는 경우에도 스테이지(120)를 원래의 위치로 구동시키지 못하는 정도의 값으로, 요가이드(130)의 휨정도가 상기 제2설정값을 초과하게 되면 기판의 정렬이 불가능하게 되어 노광이 불량이 생기게 된다.

상기와 같이 구성된 노광장치를 이용한 노광방법을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같은 노광장치에 기판을 로딩하여 스테이지(120)에 위치시키면 척이 상기 기판을 고정시킨다(S101). 이어서, 요가이드(130)를 따라 스테이지(120)를 이동하면서 노광을 실시한다(S102). 노광을 실시하는 도중, θ레이저간섭계(144,145)로 제1바미러(122)에 레이저를 조사한 후 반사되는 레이저를 검출하여 θ값을 산출한다(103). 이어서, 상기 θ값을 기초로 제어부(150)의 요가이드 휨검출부(153)에서 요가이드(130)의 휨정도를 검출한다(S104).

요가이드(130)의 휨이 제1설정값 보다 작은 경우 기판의 정렬에 이상이 없음을 판단하여 스테이지(120)를 이동하면서 노광을 실시한다(S105,S109). 요가이드(130)의 휨정도가 제1설정값보다 크고 제2설정값 보다 작을 경우 현재의 요가이 드(130)의 휨상태로는 정상적인 노광이 불가능함을 판단하여 요가이드(130)의 휨정도에 대응하는 구동전류를 산출한 후 이 산출된 전류를 θ모터에 인가하여 θ모터를 구동함으로써 요가이드(130)에 의한 스테이지(120)의 틀어짐을 보정한다(S106,S107,S108). 상기와 같이 스테이지(120)의 틀어짐을 보정하여 기판을 정렬시킨 상태에서 노광을 계속 진행한다(S109). 도 8에 θ모터의 구동에 의해 틀어짐이 보정된 스테이지(120)가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 요가이드(130)가 휘어지는 경우에도 요가이드(130)의 휘어짐에 따라 스테이지(120)의 구동을 보정함으로써 노광시 기판이 항상 정렬상태를 유지하도록 한다.

한편, 요가이드(130)의 휨정도가 제2설정값 보다 클 경우, θ모터의 구동에 의해서도 스테이지(120)의 틀어짐을 보정할 수 없음을 판단하여 경보부(159)를 통해 작업자에게 경보를 하고 노광장치를 정지한다(S110,S111).

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 요가이드가 휘는 경우 스테이지의 틀어짐을 측정하여 요가이드를 휨정도를 검출한 후 이를 보정함으로써 항상 정확한 노광이 가능하게 한다. 상기한 설명에서는 노광장치의 구조를 구체적으로 설명하고 있지만, 본 발명이 상기한 구조에만 한정되는 것은 아니다. 상기한 구조은 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예에 불과하다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 개념을 실현할 수 있는 다양한 예가 적용가능할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 요가이드의 휨을 검출하여 설정값 이하인 경우에는 요가이드휨에 의한 스테이지의 틀어짐을 보정하고 설정값 이상인 경우에 는 노광을 정지시킴으로써 노광불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

Claims

기판이 놓이는 스테이지;

상기 스테이지를 이동시키는 이동수단;

상기 스테이지를 가이드하는 요가이드;

상기 스테이지의 틀어짐을 측정하는 측정수단; 및

상기 측정수단에 의해 측정된 스테이지의 틀어진 각도에 기초하여 요가이드의 휨정도를 검출하고 상기 검출된 휨정도에 기초하여 스테이지의 움직임을 보정하는 제어부로 구성된 노광시스템.
제1항에 있어서, 상기 이동수단은,

스테이지를 X방향으로 이동시키는 X-스테이지; 및

스테이지를 Y방향으로 이동시키는 Y-스테이지로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제1항에 있어서, 상기 측정수단은,

상기 스테이지에 형성된 바미러; 및

상기 스테이지 외부에 형성되어 상기 바미러에 레이저를 조사하는 복수의 θ레이저간섭계로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제3항에 있어서, 스테이지가 틀어짐에 따라 바미러에 반사되어 복수의 θ레이저간섭계에 입력되는 시간이 달라지는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,

θ레이저간섭계에 의해 측정된 데이터를 기초로 스테이지의 θ값을 산출하는 θ값산출부;

상기 θ값산출부에서 산출된 θ값을 기초로 요가이드의 휨정도를 검출하는 요가이드휨 검출부;

상기 요가이드휨 검출부에서 검출된 요가이드의 휨정도를 설정값과 비교하는 비교부;

상기 비교부에서 비교된 결과 요가이드의 휨 정도가 설정값 보다 큰 경우 요가이드의 휨정도에 대응하는 구동전류를 산출하는 구동전류 산출부; 및

상기 구동전류 산출부에서 산출된 전류를 인가하여 스테이지를 구동하는 구동부로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제5항에 있어서, 상기 비교부에서 비교된 결과 요가이드의 휨 정도가 설정값 보다 큰 경우 이를 작업자에게 알려주는 경보부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제6항에 있어서, 상기 설정값은,

제1설정값; 및

상기 제1설정값 보다 큰 제2설정값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제7항에 있어서, 측정된 요가이드의 휨정도가 제1설정값 이상 제2설정값이하이면 스테이지의 구동을 보정하고 요가이드의 휨정도가 제2설정값 이상이면 작업자에게 경보하는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
제1항에 있어서, 스테이지를 θ방향으로 구동시키는 θ모터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노광시스템.
기판을 노광장치의 스테이지에 고정시켜 노광하는 단계;

노광중 상기 스테이지의 θ값을 산출하는 단계;

상기 산출된 θ값을 기초로 요가이드의 휨정도를 검출하는 단계; 및

검출된 요가이드를 휨정도를 설정값과 비교하여 스테이지를 보정하는 단계로 구성된 노광방법.
제10항에 있어서, 상기 θ값을 산출하는 단계는,

스테이지에 형성된 바미러에 광을 조사하는 단계

상기 바미러에서 반사되어 입력되는 광의 시간 차이를 측정하는 단계;

상기 시간차이에 기초하여 스테이지의 θ값을 산출하는 단계로 이루어ㅣ진 것을 특징으로 하는 노광방법.
제10항에 있어서, 스테이지를 보정하는 단계는,

검출된 요가이드의 휨정도를 제1설정값 및 제2설정값과 비교하는 단계;

검출된 요가이드의 휨정도가 제1설정값 및 제2설정값 사이인 경우, 요가이드의 휨정도에 기초하여 구동전류를 산출하는 단계; 및

상기 산출된 구동전류를 θ모터에 공급하여 스테이지를 구동시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광방법.
제10항에 있어서, 검출된 요가이드의 휨정도가 설정값을 초과하는 경우 이를 작업자에게 통보하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.