KR20080107628A - 표시패널의 노광방법 - Google Patents

표시패널의 노광방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시패널의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 표시패널의 제조시 노광단계에서 발생하는 패널 경계간 얼룩을 방지할 수 있는 표시패널의 노광방법에 관한 것이다.
이는 노광패턴의 설정이 가능한 마스크리스 노광장치를 이용하여, 표시패널 상에 제1스캔을 통해 제1영역을 노광하는 단계와; 상기 표시패널 상에 제2스캔을 통해 상기 제1영역과 중첩되는 중첩영역을 가지도록 제2영역을 노광하는 단계; 를 포함하고, 상기 중첩영역은 다수개의 서브영역으로 분할되고, 상기 다수개의 서브영역 각각은 상기 제1스캔 또는 제2스캔 중 선택된 하나로 노광되는 표시패널의 노광방법을 제안하며, 스캔간 경계부에서는 인접 스캔의 노광에너지 조절이 불필요하여 공정 수율의 향상을 기대할 수 있고, 또한 노광 경계부에서의 인접 스캔에 할당될 노광 영역을 미리 패턴화하여 설정해 둠으로써 대면적 표시패널의 노광 경계부 얼룩제거에 따른 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있다.

Description

표시패널의 노광방법{exposure method for display panel}
도 1은 일반적인 스캔 방식 노광 설비의 개략적인 구성도
도 2는 이러한 스캔 방식의 노광 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 노광 패턴도
도 3은 도 2의 영역별 노광 에너지 세기 그래프
도 4는 본 발명에 따른 표시패널의 노광방법을 설명하기 위한 노광 패턴도
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명에 따른 표시패널의 노광방법을 설명하기 위한 영역별 노광 에너지 세기 그래프
도 6은 본 발명에 따른 표시패널의 노광방법을 설명하기 위한 또다른 노광 패턴도
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
① ~ ⑤ : 제1 내지 제5노광영역 A : 부분영역
100 : 스캔방식 노광장치 110 : 조명계
120 : 마스크 스테이지 130 : 마스크
140 : 투영 광학계 150 : 기판 스테이지
160 : 기판
본 발명은 표시패널의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 표시패널의 제조시 노광단계에서 발생하는 패널 경계간 얼룩을 방지할 수 있는 표시패널의 노광방법에 관한 것이다.
표시장치 중 특히 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 이용하여 동화상을 표시하고 있다. 이러한 액정표시장치는 브라운관에 비하여 소형화가 가능하여 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer)와 노트북 컴퓨터(Note Book Computer)의 모니터는 물론, 복사기 등의 사무자동화기기, 휴대전화나 호출기 등의 휴대기기까지 광범위하게 이용되고 있다.
액티브 매트릭스 구동방식의 액정표시장치의 제조공정은 기판 세정과, 기판 패터닝, 배향막형성, 기판합착/액정주입, 실장 공정으로 나누어진다.
이중 기판의 패터닝 공정은 기판 상에 고유한 특성을 가진 박막을 형성하기위해 포트레지스트(Photo Resister)를 도포함 다음 노광장치를 이용하여 노광을 진행한 후 연속되는 박막 공정을 진행하는 공정을 반복하는 공정이다.
이와 같은 중요한 공정 중의 하나인 노광은 현재 스텝퍼(stepper) 또는 스 캔(scan) 방식 중에 선택되는 어느 하나가 주로 사용되고 있다.
스텝퍼 방식이란 기판 상에 다수의 필드를 선정한 다음 해당 필드에 축소 투영 렌즈의 노광 영역을 통해서 노광을 실시하고, 순차적으로 노광되지 않은 다른 필드로 이동하여 노광을 수행하는 스텝 앤드 리피트(step and repeat)방식으로서 종래 등배 투영 노광 방식의 대안으로 제안되었다.
이 방식은 하나의 필드 전체에 대하여 한 개의 정렬 키(alignment key)가 검출되면 한 번의 노광으로 처리할 수 있어 층간 중첩 정밀도(overlay accuracy)가 높다는 장점을 가지나, 다수의 필드로 이루어지는 전체 기판을 노광시키기 위해서는 노광 공정을 여러 번 반복해야 하므로 생산성이 떨어진다는 단점을 동시에 가지고 있었다.
스텝퍼 방식이 기판과 마스크가 정지된 상태에서 기판에 조사되는 광의 양을 조절하는 방식이라면, 기판과 마스크가 일정한 속도 비율을 가지고 서로 반대 방향으로 움직이면서 노광을 수행할 수 있도록 하여 기판의 노광 면적을 증대시킴으로서 스텝퍼 방식의 대안으로 제안된 것이 스캔 방식이다.
도 1은 종래 LCD 패널(liquid crystal display panel)을 제작하기 위한 스캔 방식 노광 설비의 전형적인 구성을 보여주고 있다.
스캔 방식 노광 장치(100)는 기본적으로 소정 파장 길이를 갖는 광을 발생시키는 조명계(110)와, 마스크(130)가 안치되는 마스크 스테이지(120)와, 상기 조명계(110)에서 발생된 광을 축소 투영하는 투영 광학계(140), 그리고 기판(160)이 안치되는 기판 스테이지(150) 및 이들을 제어하기 위한 제어장치를 포함하여 이루어 진다.
상기 제어장치는 상기 마스크 스테이지(120)의 스캔 속도, 위치 정렬을 제어하는 마스크 스테이지 제어장치(170)와, 상기 기판 스테이지(150)의 스캔 속도, 위치 정렬을 기판 스테이지 제어장치(190), 그리고 상기 마스크 스테이지 제어 장치(170) 및 기판 스테이지 제어 장치(190)를 제어하는 주 제어장치(180)로 이루어진다.
이러한 구성의 종래 스캔 방식 노광 설비의 작동 구성을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 조명계(110)에서 발생한 슬릿 형상의 광이 상기 조명계(110) 하부에 위치한 마스크 스테이지(120)에 안치된 마스크(130)로 조사되면, 마스크 스테이지(120)에는 마스크(130)가 안착되어 고정된 다음 Y 방향으로 구동되고 이에 따라 상기 조명계(110)에서 나온 광이 상기 마스크(130)에 형성된 박막 패턴을 상기 마스크(130) 하부로 전사시키게 된다.
전사된 광은 투영 광학계(140)를 거쳐 상기 투영 광학계(140) 하부에서 기판(160)을 안치하며 상기 마스크 스테이지(120)와 반대 방향으로(-Y 방향) 구동되는 기판 스테이지(150)로 전사되면, 상기 전사된 광이 상기 기판 스테이지(150)상의 기판(160)에 스캔 방식으로 노광됨으로서 기판에 대한 노광 공정이 수행되게 된다.
즉, 기판에 대한 노광 공정이란 조명계(110)에서 슬릿 형상으로 광이 방출되면 마스크(130)를 안치한 마스크 스테이지(120)와, 기판(160)을 안치한 기판 스테 이지(150)가 상호 반대 방향으로(Y 방향 및 -Y 방향) 이동함에 따라 상기 마스크(130)의 패턴이 상기 기판(160)에 스캐닝되는 과정이라 할 수 있다.
도 2는 이러한 스캔 방식의 노광 방법을 보다 상세하게 설명하기 위한 노광 패턴도로서, 대면적 노광을 위한 반복 노광시 마스크 스테이지(도 1의 120)와 기판 스테이지(도 1의 150)의 이동에 따른 노광패턴을 도시한 도면이다.
노광의 순서는 스캔1->이동1->스캔2->이동2->스캔3과 같이 진행되며, 이에 w1, w2, w3 와 같이 기판의 노광면에 조사되는 육각형상의 광 조사 패턴(조사광의 평면 형상)을 도시하였다.
이러한 구동에 따라 기판 상에는 제1노광부(①)->제2노광부(②)->제3노광부(③) 순으로 노광 패턴이 형성되며, 이때 상기 제1노광부(①)와 제2노광부(②)의 중첩영역인 제4노광부(④), 상기 제2노광부(②)와 제3노광부(③)의 중첩영역인 제5노광부(⑤)가 형성된다.
여기서 상기 제4노광부(④)는 스캔1과 스캔2에 의한 노광 에너지 중첩영역이고, 상기 제5노광부(⑤)는 스캔2와 스캔3에 의한 노광 에너지 중첩영역으로서 그 영역에 공급되는 노광 에너지의 총합은 상기 제1노광부(①), 제2노광부(②), 제3노광부(③)의 비중첩 영역의 노광 에너지와 같아야 한다.
도 3의 에너지 세기 그래프(energy intensity)를 이용하여 상기 스캔1과 스캔2에 의해 형성되는 상기 제1노광부(①)와 제2노광부(②) 및 제4노광부(④)를 예로 들면, 중첩영역인 제4노광부(④)에서는 상기 스캔1과 스캔2에 의해 공급된 노광 에너지의 총합이 상기 제1노광부(①), 제2노광부(②)의 비중첩 영역에서의 에너지 와 동일해야 기판 얼룩이 발생되지 않는다. 즉, 제4노광부(④)에서는 스캔1과 스캔2에 의한 중첩에너지(S 부분)에 의해 노광 에너지의 총합이 상기 제1노광부(①), 제2노광부(②)의 비중첩 영역에서의 에너지와 동일하게 된다.
이처럼 종래의 스캔 노광 방식은 스캔의 중첩영역에서의 노광 에너지 분포를 비중첩 영역과 동일하게 맞추기 위해서 마스크(도 1의 130)를 이용해 광의 평면 조사 형상을 상기 도 2에서 제시한 바와 같이 육각형상 등으로 구성함으로써 노광 에너지의 세기를 영역별로 조절하는 방식을 취하고 있다.
그러나 근래에 들어서는 포토마스크가 필요 없는 마스크리스(Maskless) 노광 장치가 각광을 받고 있으며, 이에 마스크리스 노광장치를 이용한 노광 경계부에서의 얼룩방지를 위한 기술이 아직 제안되고 있지 않은 실정이다.
이에 본 발명에서는 상기 마스크(도 1의 130)가 필요 없는 마스크리스(maskless) 노광장치를 이용한 노광방법을 제안하며, 특히 마스크리스 노광장치의 영역별 노광이 가능한 패턴 생성 기능을 이용하여 중첩영역에서의 개별 패턴 노광을 실시함으로써 노광 경계부에서의 얼룩을 최소화하는 노광방법을 제시하는 것을 주된 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 표시패널 상에 제1스캔을 통 해 제1영역을 노광하는 단계와; 상기 표시패널 상에 제2스캔을 통해 상기 제1영역과 중첩되는 중첩영역을 가지도록 제2영역을 노광하는 단계; 를 포함하고, 상기 중첩영역은 다수개의 서브영역으로 분할되고, 상기 다수개의 서브영역 각각은 상기 제1스캔 또는 제2스캔 중 선택된 하나로 노광되는 표시패널의 노광방법을 제안한다.
상기 제1스캔의 노광 에너지와 상기 제2스캔의 노광 에너지는 동일한 에너지인 것을 특징으로 한다.
상기 중첩영역에 공급된 노광에너지의 총합은 상기 제1영역 또는 제2영역의 비중첩 영역에 공급된 에너지와 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 다수개의 서브영역은 상기 제1스캔과 제2스캔에 의해 노광되는 서브영역의 개수가 서로 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 중첩영역과 상기 중첩영역을 제외한 상기 제1영역에 공급되는 제1스캔의 노광에너지는 서로 동일한 에너지인 것을 특징으로 한다.
상기 중첩영역과 상기 중첩영역을 제외한 상기 제2영역에 공급되는 제2스캔의 노광에너지는 서로 동일한 에너지인 것을 특징으로 한다.
상기 다수개의 서브영역은 격자무늬 패턴으로 형성되는 영역인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표시패널의 노광방법에 대해 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 노광방법은 종래기술과 같이 중첩노광영역에서 발생되 는 얼룩 제거를 위해 마스크를 이용한 노광 에너지 분포 조절을 수행하는 노광방법이 아니라 중첩노광영역을 다수개의 영역으로 분할하여 중첩되는 스캔에 할당함으로써 노광영역의 경계부에서 발생될 수 있는 얼룩 현상을 방지하는 기술로서, 노광 패턴의 형성을 위한 마스크가 필요 없는 마스크리스 노광장치에 적용되는 표시패널 노광방법이다.
여기서 상기 마스크리스 노광 장치에 대해 간략히 설명하면, 전자장치(Electronic Device)를 이용하여 전기적인 신호로 입력된 패턴정보를 이용하여 광을 표시패널에 전사시키는 방식을 사용하는 노광장치로서, 상기 전자장치의 대표적인 예로서는 디엠디(DMD:Digital Micro mirror Device)가 있다. 상기 디엠디는 노광패턴의 설정이 가능하며 다수의 마이크로 미러가 일정한 각도를 가지고 입사된 광을 원하는 각도로 보내고, 그 외의 광은 다른 각도로 보냄으로써 필요한 광만을 사용하여 하나의 패턴을 만드는 원리를 이용한다.
도 4와 도 5a 내지 도5c는 각각 본 발명에 따른 표시패널의 노광방법을 설명하기 위한 노광 패턴도와 영역별 노광 에너지 분포도로서, 마스크리스 노광장치에서 다수개의 광학 모듈을 이용하여 표시패널에 노광 패턴을 형성하는 노광방법(또는 하나의 광학 모듈의 반복 노광)을 설명하기 위한 도면이다.
마스크리스 노광 장치에 구비된 다수개의 광학 모듈이 스캔1, 스캔2, 스캔3과 같이 동시 진행(또는 하나의 광학 모듈이 스캔1, 역방향 스캔2, 스캔3과 같이 진행)하여 표시패널 상에 노광패턴을 형상한다.
이에 표시패널 상에 형성되는 노광패턴은 제1영역(①), 제2영역(②), 제3영 역(③) 그리고 상기 제1영역(①)과 제2영역(②)의 중첩노광영역인 제4영역(④), 상기 제2영역(②)과 제3영역(③)의 중첩영역인 제5영역(⑤)과 같다.
이때 상기 중첩영역, 예를 들어 제4영역(④)의 경우, 도 5c의 노광 에너지 세기 그래프에서와 같이, 도 5a에 따른 스캔1과 도 5b에 따른 스캔2의 노광 에너지의 총합이 제1영역(①)과 제2영역(②)의 비중첩영역에 공급되는 에너지의 양과 동일하게 제공되는데, 이는 중첩영역인 상기 제4영역(④)을 다수개의 서브영역으로 분할하고, 이에 분할된 다수개의 서브영역을 균등하게 스캔1과 스캔2에 의해 노광되는 영역으로 할당함으로써 결국 중첩영역에서의 노광 에너지는 비중첩영역에서의 노광 에너지와 동일한 에너지를 제공받게 된다.
물론 상기 제5영역(⑤)의 경우에도 다수개의 서브영역으로 분할된 후 상기 각 서브영역을 상기 스캔2와 스캔3에 의해 노광되는 영역으로 균등 할당함으로써 비중첩 영역에서와 동일한 노광에너지를 제공받아 노광이 진행된다.
도 6은 본 발명에 따른 표시패널의 노광방법을 설명하기 위한 또다른 노광 패턴도로서, 도 4의 "A" 부분에 대한 노광 패턴을 일예로 들어 설명한다.
먼저, 스캔1과 스캔2에 의해 형성되는 중첩영역인 제4영역(④)을 다수개의 서브영역으로 분할한다. 이는 마스크리스 노광장치의 디엠디(DMD) 등의 전자장치의 패턴설정을 통해 마이크로 미러의 제어를 수행함으로써 미리 장치운용자가 설정할 수 있는 부분으로서, 다수개의 균등한 서브영역으로, 예를 들면 격자무늬 등과 같이 분할하는 것이 바람직하다.
이때 상기 제4영역(④)은 스캔1과 스캔2에 의해 전 영역이 노광되어야 하므 로 분할된 다수개의 서브영역 각각은 스캔1 또는 스캔2에 할당되어 노광되며, 또한 상기 제4영역(④)의 서브영역은 스캔1과 스캔2에 의해 균등하게 분배되는 것이 바람직하다.
따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 제4영역(④)을 격자무늬 패턴을 이용하여 다수개(도 6에는 16개로 분할됨)의 서브영역으로 분할하고, 이후 마스크리스 노광장치의 전자장치의 노광패턴 설정을 통해 상기 각각의 서브영역을 스캔1과 스캔2에 교차 할당함으로써 동일한 개수의 서브영역이 상기 스캔1과 스캔2에 의해 노광되는 패턴을 제시하고 있다.
여기서 상기 마스크리스 노광장치의 전자장치의 노광패턴 설정은 상기 스캔1과 스캔2를 통해 노광될 영역에 대해 미리 광학계의 노광점을 미리 분할하여 설정해 두는 것을 의미한다.
아울러, 상기 제4영역(④) 각각의 서브영역에 노광을 실시하는 스캔1과 스캔2의 노광 에너지는 그 에너지 레벨의 가감없이 비중첩 영역에 인가되는 스캔1과 스캔2의 노광에너지와 동일한 에너지 레벨이다.
따라서 상기 스캔1에 의해 상기 제1영역(①)의 비중첩영역과 상기 제4영역(④) 중 스캔1에 할당된 서브영역이 노광되며, 상기 스캔2에 의해 상기 제2영역(②)의 비중첩영역과 상기 제4영역(④) 중 스캔2에 할당된 서브영역이 노광되는 방식으로 진행된다.
상기 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 표시패널의 노광 방법에 대해 요약하면 다음과 같다.
디엠디(DMD) 등의 전자장치를 이용함으로써 노광 패턴의 설정이 자유로운 마스크리스 노광장치를 이용한 노광방법에 있어서, 표시패널의 스캔간 중첩 노광이 수행되는 경계부, 즉 중첩영역에 대해 서로 인접한 스캔에 의해 노광될 영역을 미리 할당해 줌으로써 인접한 스캔에 의해 중복 노광되는 영역없이 고른 노광을 수행하는 방법이다. 이에 표시패널의 노광 경계부에서의 얼룩 현상을 방지할 수 있음과 더불어 스캔시 방출되는 노광에너지의 조절이 불필요하여 공정 수율 향상을 가대할 수 있다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따르면, 종래에는 노광장치의 스캔간 경계부에서는 인접 스캔의 노광에너지 조절을 통하여 에너지 합산 방식의 노광을 진행하였으나 본 발명에서는 그러한 노광 에너지 조절이 불필요하여 공정 수율의 향상을 기대할 수 있고, 또한 노광 경계부에서의 인접 스캔에 할당될 노광 영역을 미리 패턴화하여 설정해 둠으로써 대면적 표시패널의 노광 경계부 얼룩제거에 따른 생산성 향상의 효과를 기대할 수 있다.

Claims (8)

  1. 표시패널 상에 제1스캔을 통해 제1영역을 노광하는 단계와;
    상기 표시패널 상에 제2스캔을 통해 상기 제1영역과 중첩되는 중첩영역을 가지도록 제2영역을 노광하는 단계;
    를 포함하고, 상기 중첩영역은 다수개의 서브영역으로 분할되고, 상기 다수개의 서브영역 각각은 상기 제1스캔 또는 제2스캔 중 선택된 하나로 노광되는 표시패널의 노광방법
  2. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 제1스캔과 제2스캔은 그 스캔 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
  3. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 제1스캔의 노광 에너지와 상기 제2스캔의 노광 에너지는 동일한 에너지인 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
  4. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 중첩영역에 공급된 노광에너지의 총합은 상기 제1영역 또는 제2영역의 비중첩 영역에 공급된 에너지와 동일한 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
  5. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 서브영역은 상기 제1스캔과 제2스캔에 의해 노광되는 서브영역의 개수가 서로 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
  6. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 중첩영역과 상기 중첩영역을 제외한 상기 제1영역에 공급되는 제1스캔의 노광에너지는 서로 동일한 에너지인 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
  7. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 중첩영역과 상기 중첩영역을 제외한 상기 제2영역에 공급되는 제2스캔의 노광에너지는 서로 동일한 에너지인 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
  8. 청구항 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 서브영역은 격자무늬 패턴으로 형성되는 영역인 것을 특징으로 하는 표시패널의 노광방법
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KR20140059099A (ko) * 2012-11-07 2014-05-15 엘지디스플레이 주식회사 마스크리스 노광장치를 이용한 패턴 형성 방법
KR102333648B1 (ko) 2020-09-24 2021-12-01 김상우 명태를 이용한 어묵 및 이의 제조방법

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