KR20110094807A

KR20110094807A - 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법 및 이를 이용한 디지털 노광 장치

Info

Publication number: KR20110094807A
Application number: KR1020100014430A
Authority: KR
Inventors: 윤상현; 이희국; 배상우; 김차동; 박정인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-24
Also published as: US8625109B2; KR101680754B1; US20110199620A1

Abstract

광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법 및 이를 이용한 디지털 노광 장치에서, 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법은 광학 헤드로부터 기판에 제공된 다수의 광 스팟들(light spots) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정하고, 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 광 스팟들 각각의 보정 모델을 산출하고, 보정 모델을 이용하여 광학 헤드로 기판의 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 기판의 다수의 제1 영역들 각각의 제1 누적 광량을 산출하며, 보정 모델을 이용하여 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드로 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 제1 영역들 각각과 중첩된 다수의 제2 영역들 각각의 제2 누적 광량을 산출한 후, 제2 영역들 각각의 제2 누적 광량과 제2 영역들 각각과 중첩되는 제1 영역들 각각의 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라서 중첩 거리를 결정한다. 디지털 노광 장치를 이용하여 대면적의 기판을 균일하게 노광시킬 수 있다.

Description

광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법 및 이를 이용한 디지털 노광 장치{METHOD OF DETERMINING AN OVERLAPPED DISTANCE OF AN OPTICAL HEAD AND DIGITAL EXPOSURE DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법 및 이를 이용한 디지털 노광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 노광에 이용되는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법 및 이를 이용한 디지털 노광 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 표시 기판의 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT), 신호 배선들을 포함하는 금속 패턴을 형성하기 위해서는, 기판 상에 금속층 및 포토레지스트층을 순차적으로 형성하고, 상기 포토레지스트층의 상부에 형성하고자하는 금속 패턴을 반영한 디자인을 포함하는 마스크를 배치한다. 이어서, 상기 마스크의 상부에서 광을 제공하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 마스크의 디자인이 반영된 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 금속층을 식각함으로써 상기 금속 패턴을 형성할 수 있다. 그러나 다수의 금속 패턴들을 포함하는 표시 기판의 경우, 상기 금속 패턴들 각각의 디자인이 다르므로 상기 금속 패턴들의 개수에 따른 다수의 마스크들이 필요하다. 또한, 상기 금속 패턴들 각각의 디자인을 변경할 때마다 상기 마스크의 디자인도 변경되어야 하므로 마스크를 다시 제작해야 한다. 상기 마스크의 제조비용이 상당히 고가임을 감안할 때 상기 마스크의 이용은 표시 기판의 생산 원가를 증가시키는 요인이 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 마스크를 이용하지 않고 기판에 다수의 빔들을 제공할 수 있는 광학 소자를 이용하는 노광 장치를 이용하고 있다. 상기 노광 장치에서, 상기 빔들을 개별적으로 온/오프시켜 상기 기판에 선택적으로 상기 빔들을 제공함으로써, 궁극적으로는 상기 빔들의 온/오프에 의해 정해지는 형상에 의존한 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 노광 장치가 광을 제공할 수 있는 영역은 한정적이므로, 대형화되어 가는 표시 기판에 상기 노광 장치를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 경우에 상기 노광 장치 또는 상기 기판을 이동시켜 궁극적으로는 상기 기판은 상기 노광 장치에 의해 수회 스캐닝한다. 이에 따라, 상기 기판은 상기 노광 장치에 의해 전체적으로 노광될 수 있다.

그러나 상기 기판이 상기 노광 장치에 의해 스캐닝될 때, 상기 노광 장치가 1회 스캐닝된 영역의 일부와 중첩된 상태로 2회 스캐닝이 수행될 수 있다. 이때, 상기 기판의 상기 중첩 영역은 상기 노광 장치에 의해서 2번 노광된 영역이 되므로 1번 노광된 영역과의 노광량이 달라지므로, 상기 포토레지스트 패턴을 균일하게 형성할 수 없는 문제가 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 중첩 영역의 노광량을 균일화시킬 수 있는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 결정 방법을 이용한 디지털 노광 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법이 제공된다. 상기 결정 방법에서, 광학 헤드로부터 기판에 제공된 다수의 광 스팟들(light spots) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정한다. 상기 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 상기 광 스팟들 각각의 보정 모델을 산출한다. 상기 보정 모델을 이용하여 상기 광학 헤드로 상기 기판의 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 기판의 다수의 제1 영역들 각각의 제1 누적 광량을 산출한다. 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들 각각과 중첩된 다수의 제2 영역들 각각의 제2 누적 광량을 산출한다. 상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라서 중첩 거리를 결정한다.

상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들이 균일한 경우에. 상기 제2 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정한다.

이와 달리, 상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들이 불균일한 경우에는 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제2 방향으로 상기 제1 거리와 다른 제2 거리만큼 이동된 상기 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들과 중첩된 제3 영역들 각각에의 제3 누적 광량을 계산한다. 상기 제3 영역들 각각의 상기 제3 누적 광량과 상기 제3 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들이 균일한 경우, 상기 제3 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정한다.

상기 중첩 거리는 190㎛ 내지 210㎛일 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 디지털 노광 장치는 광학 헤드, 측정부, 제1 산출부, 제2 산출부, 제3 산출부 및 결정부를 포함한다. 상기 광학 헤드는 다수의 레이저 빔들을 기판에 제공한다. 상기 측정부는 상기 광학 헤드로부터 상기 기판에 제공된 다수의 광 스팟들(light spots) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정한다. 상기 제1 산출부는 상기 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 상기 광 스팟들 각각의 보정 모델을 산출한다. 상기 제2 산출부는 상기 보정 모델을 이용하여 상기 광학 헤드로 상기 기판의 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 기판의 다수의 제1 영역들 각각에의 제1 누적 광량을 산출한다. 상기 제3 산출부는 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역과 중첩된 다수의 제2 영역들 각각에의 제2 누적 광량을 산출한다. 상기 결정부는 상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라서 중첩 거리를 결정한다.

이와 같은 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법 및 이를 이용한 디지털 노광 장치에 따르면, 다수의 레이저 빔들을 방출하는 광학 헤드가 기판에 제공하는 스팟 광의 정보를 반영하여 상기 광학 헤드의 스텝핑 거리 또는 광학 어셈블리의 광학 헤드들 사이의 이격 거리를 결정할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 헤드가 중첩되어 스캐닝되는 중첩 영역의 노광량을 균일화시킬 수 있어, 상기 광학 헤드 또는 상기 광학 어셈블리를 이용하여 대면적의 기판을 균일하게 노광시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 노광 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학 헤드를 이용하여 기판을 노광하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 중첩 거리 결정부의 상세 블록도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 광 스팟의 위치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4b는 도 1에 도시된 광 스팟의 광량 분포를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 1에 도시된 광학 헤드에 의해 기판에 제공된 광 스팟의 가우시안 분포를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 3에 도시된 중첩 거리 결정부의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c는 도 3에 도시된 제2 산출부 및 제3 산출부를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는 본 발명에 따라 산출된 누적 노광량의 균일도를 나타낸 그래프들이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 노광 장치를 설명하기 위한 개념도이다.

도 1에 도시된 노광 장치는 광학 헤드(100), 광원(200), 미러 제어부(310), 스테핑 제어부(320) 및 중첩 거리 결정부(330)를 포함한다.

상기 광학 헤드(100)는 디지털 마이크로-미러 장치(digital micro-mirror device, 110, 이하, DMD), 스플리터(splitter, 120) 및 광학계(130)를 포함할 수 있다. 상기 광학 헤드(100)는 상기 광원(200), 상기 미러 제어부(310), 상기 스테핑 제어부(320)와 연결된다.

상기 광원(200)은 상기 스플리터(120)와 연결되어, 상기 광원(200)에서 생성된 제1 광(L1)을 상기 스플리터(120)에 제공한다. 상기 스플리터(120)는 상기 제1 광(L1)을 받고, 상기 제1 광(L1)의 경로를 변경하여 제2 광(L2)을 상기 DMD(110)에 제공한다.

상기 DMD(110)는 상기 제2 광(L2)을 반사하여 다수의 제3 광들(L3)을 상기 광학계(130)로 출사한다. 상기 DMD(110)는 다수의 마이크로-미러들(M)을 포함한다. 상기 마이크로-미러들(M)은 m× n의 매트릭스 형태로 배열된다. m× n 개의 상기 마이크로-미러들(M) 각각이 상기 제2 광(L2)을 반사하여 m× n 개의 상기 제3 광들(L3)을 상기 광학계(130)에 제공할 수 있다. 상기 DMD(110)는 상기 제2 광(L2)을 스테이지(400)에 놓인 기판(SU)에 전사될 화상 데이터에 기초하여 선택적으로 반사할 수 있다.

상기 미러 제어부(310)는 상기 화상 데이터에 기초하여 상기 마이크로-미러들(M) 각각을 온/오프할 수 있다. 상기 미러 제어부(310)는 상기 마이크로-미러들(M)의 온/오프를 조절하는 신호를 상기 마이크로-미러들(M) 각각에 출력한다. 상기 마이크로-미러들(M) 모두가 상기 미러 제어부(310)로부터 온 데이터를 받을 때에는 상기 마이크로-미러들(M) 모두가 상기 제2 광(L2)을 반사하여 상기 광학계(130)로 출사시킬 수 있다. 상기 미러 제어부(310)는 m× n 개의 상기 마이크로-미러들(M) 중 일부만이 온 데이터를 받아 상기 제2 광(L2)을 반사하여 상기 광학계(130)로 출사하고, 일부는 오프 데이터를 받아 반사광을 상기 광학계(130)로 출사하지 못한다.

상기 광학계(130)는 다수의 렌즈들을 포함할 수 있다. 상기 광학계(130)는 상기 DMD(110)로부터 제공된 상기 제3 광들(L3)을 집광시키고, 상기 집광된 광들의 해상도를 조절하여 제4 광들(L4)을 방출할 수 있다. 상기 제4 광들(L4)이 상기 광학 헤드(100)가 상기 스테이지(400)로 제공하는 다수의 레이저 빔들에 해당한다. 상기 m× n 개의 마이크로-미러들(M)이 모두 온 데이터를 받는 경우, 상기 레이저 빔들도 m× n 개가 생성된다. 상기 m× n 개의 마이크로-미러들(M) 중 일부는 온 데이터를 받고 나머지는 오프 데이터를 받는 경우 상기 레이저 빔들은 상기 온 데이터를 받은 상기 마이크로-미러들(M)의 개수와 실질적으로 동일한 개수가 생성될 수 있다.

상기 레이저 빔들은 상기 스테이지(400)에 놓인 상기 기판(SU)의 표면에 다수의 광 스팟들(light spots, 500)로 제공된다. 즉, 상기 광 스팟들(500)은 상기 기판(SU)에 상기 레이저 빔들이 실제로 조사된 노광 영역으로 정의된다. 상기 마이크로-미러들(M) 모두가 상기 미러 제어부(310)로부터 온 데이터를 받은 경우, 상기 기판(SU)은 상기 마이크로-미러들(M)의 개수와 실질적으로 동일한 m× n 개의 광 스팟들(500)을 제공받는다.

상기 DMD(110)가 m× n의 매트릭스 형태로 배열됨으로써 상기 광학 헤드(100) 및 상기 스테이지(400) 모두가 정지된 상태에서는 상기 광학 헤드(100)는 상기 기판(SU)에 m× n의 매트릭스 형태의 상기 스팟 광들(500)을 제공한다. 즉, 상기 광학 헤드(100) 및 상기 스테이지(400) 모두가 정지된 상태에서는, 서로 인접한 스팟 광들(500) 사이의 상기 기판(SU)의 영역은 상기 레이저 빔들을 제공받지 못하는 미노광 영역이 된다.

도 2는 도 1에 도시된 광학 헤드를 이용하여 기판을 노광하는 것을 설명하기 위한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 마이크로-미러들(M) 중의 일부는 상기 미러 제어부(310)로부터 온 데이터를 받고, 나머지는 오프 데이터를 받을 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(SU)은 상기 온 데이터를 받은 상기 마이크로-미러들(M)의 개수만큼의 상기 광 스팟들(500)을 제공받는다. 이에 따라, 상기 광학 헤드(100)와 상기 기판(SU) 사이에 상기 화상 데이터가 반영된 디자인을 갖는 마스크 없이도 상기 기판(SU)의 소정 영역만 선택적으로 노광시킬 수 있다.

이하, 상기 오프 데이터를 받은 상기 마이크로-미러들(M)은 상기 기판(SU)에 광을 제공하지는 않지만, 상기 온 데이터를 받은 상기 마이크로-미러들(M)과의 관계 및 상기 오프 데이터를 받은 상기 마이크로-미러들(M)의 위치를 나타내기 위해서, 이하 상기 오프 데이터를 받은 상기 마이크로-미러들(M)은 "가상 스팟"으로 지칭하고, 도면 번호"520"으로 도시하여 설명한다. 또한, 상기 기판(SU)을 상기 광학 헤드(100)를 이용하여 노광하는 것은 상기 기판(SU) 상에 형성된 포토레지스트층(PR)을 노광하기 위한 것이다. 이하에서는 "기판의 노광"은 "포토레지스트층의 노광"을 포함하는 것으로 정의한다.

상기 기판(SU)은 상기 광학 헤드(100)는 고정되고, 상기 스테이지(400)가 제1 방향(D1)으로 함으로써 상기 광학 헤드(100)에 의해 스캐닝된다. 상기 광학 헤드(100)는 상기 기판(SU)에 대해 소정 각도(θ) 기울어져 배치된 상태로 고정되고, 상기 스테이지(400)가 상기 제1 방향(D1)으로 이동됨으로써 상기 기판(SU)은 상기 광학 헤드(100)에 의해 노광될 수 있다. 구체적으로, 상기 m× n 개의 마이크로-미러들(M)이 모두 온 데이터를 받아 상기 기판(SU)에 도 1에 도시된 것과 같은 다수의 스팟 광들(500)을 제공하는 경우, 상기 광학 헤드(100)와 상기 스테이지(400)가 기울어진 상태에서 상기 스테이지(400)가 상기 제1 방향(D1)으로 이동함으로써 상기 기판(SU)이 상기 광학 헤드(100)에 의해 노광될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 기판(SU)의 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 직선을 따르는 가상의 직선 영역을 기준으로, 상기 스테이지(400)가 상기 제1 방향(D1)으로 이동함에 따라 상기 직선 영역은 첫 번째 행의 마이크로-미러들(M)이 제공하는 스팟 광들(500), 두 번째 행의 마이크로-미러들(M)이 제공하는 스팟 광들(500), 세 번째 행의 마이크로-미러들(M)이 제공하는 스팟 광들(500) 순으로 연속적으로 스팟 광들(500)을 제공받는다. 최종적으로, 상기 직선 영역에는 상기 제2 방향(D2)을 따라 중첩된 상기 m× n 개의 스팟 광들(500)이 제공된 것과 실질적으로 동일한 결과가 된다. 이와 같이, 상기 기판(SU)의 모든 영역을 다수의 상기 직선 영역들로 구분할 때, 상기 직선 영역들 각각이 상기 m× n 개의 상기 스팟 광들(500)이 제공된 결과를 가지게 된다. 상기 m× n 개의 마이크로-미러들(M)은 상기 기판(SU)에 서로 이격된 스팟 광들(500)을 제공하지만, 상기 광학 헤드(100)가 상기 스테이지(400)와 소정 각도로 기울어진 상태에서 상기 스테이지(400)가 이동함으로써 상기 광학 헤드(100)가 스캐닝한 영역의 상기 기판(SU)은 미노광 되는 영역이 없이 상기 광학 헤드(100)에 의해서 노광될 수 있다.

상기 광학 헤드(100)가 상기 스테이지(400)에 대해서 기울어지지 않은 상태로 광을 조사하는 경우, 즉 상기 각도(θ)가 약 0.1° 미만인 경우에는 상기 광학 헤드(100)가 상기 제1 방향(D1)으로 이동하더라도 서로 인접한 상기 스팟 광들(500) 사이와 대응하는 상기 기판(SU)의 영역들은 실질적으로 광을 제공받지 못할 수 있다. 즉, 연속적인 선 패턴이나 면적을 노광할 수 없게 될 수도 있다. 또한, 상기 각도(θ)가 약 0.5° 초과인 경우에는 상기 스테이지(400)의 직선 영역에서 상기 첫 번째 행의 마이크로-미러들(M)이 제공하는 스팟 광들(500)과 상기 두 번째 행의 마이크로-미러들(M)이 제공하는 스팟 광들(500) 사이의 거리가 멀어진다. 이로 인해, 라인 에지 러프니스(line edge roughness, LER)와 같은 패턴 품질이 안 좋아질수 있다. 이에 따라, 상기 광학 헤드(100)를 이용하여 적정 수준의 광량을 상기 기판(SU)에 전체적으로 제공하기 위해서, 상기 소정 각도(θ)는 0.1° 이상 0.5° 이하일 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 화상 데이터는 상기 기판(SU) 상에 노광될 영역의 좌표를 지정할 수 있고, 상기 미러 제어부(310)에 입력된 상기 화상 데이터는 상기 마이크로-미러들(M)의 온/오프 데이터에 반영된다. 이에 따라, 상기 기판(SU)이 상기 제1 방향(D1)으로 이동하다가, 상기 마이크로-미러들(M) 중에서 상기 기판(SU)의 좌표와 대응하는 마이크로-미러가 상기 좌표와 일치하는 순간에 온 데이터를 받아 상기 기판(SU)에 상기 스팟 광(500)을 제공한다. 상기 좌표와 대응하지 않는 마이크로-미러들은 오프 데이터를 받아 상기 기판(SU)은 상기 가상 스팟(520)만을 받게 된다. 이에 따라, 상기 오프 데이터를 받은 마이크로-미러들(M)이 스캔된 영역의 상기 기판(SU)은 미노광된다. 이와 같은 원리로, 상기 광학 헤드(100)와 상기 기판(SU) 사이의 상기 화상 데이터가 반영된 디자인을 갖는 마스크 없이도 상기 기판(SU)의 소정 영역만 선택적으로 노광시킬 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 스테핑 제어부(320)는 상기 광학 헤드(100)와 연결되어, 상기 광학 헤드(100)를 일 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 광학 헤드(100)의 폭은 한정적이어서 상기 광학 헤드(100) 하나를 이용하여 상기 기판(SU) 전체에 광을 제공할 수 없기 때문에 상기 기판(SU)을 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 방향(D2)으로 배열된 다수의 단위 영역들로 나누어 상기 광학 헤드(100)를 이용하여 상기 기판(SU)을 여러 번 스캐닝한다. 예를 들어, 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)의 제1 단위 영역(A1, 도 7a 참조)을 1차 스캐닝한 후, 상기 광학 헤드(100)가 상기 제2 방향(D2)으로 이동된 후 상기 제1 단위 영역(A1)과 인접한 제2 단위 영역(A2, 도 7a 참조)에 2차 스캐닝할 수 있다. 이때, 상기 스테핑 제어부(320)는 상기 광학 헤드(100)를 상기 제2 방향(D2)으로 소정 간격 이동시키는 것을 제어한다. 상기 광학 헤드(100) 자체가 상기 기판(SU)에 대해서 상기 제2 방향(D2)으로 이동하는 것을, "스테핑"이라고 정의하고 상기 광학 헤드(100)가 이동된 소정 간격을 "스테핑 거리"로 정의한다.

상기 중첩 거리 결정부(330)는 상기 기판(SU)의 중첩 영역(A3, 도 7a 참조) 및 상기 중첩 영역(A3)의 너비인 중첩 거리를 결정한다. 상기 중첩 영역(A3)은 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)을 1차 및 2차 스캐닝하는 경우 상기 기판(SU)과 상기 광학 헤드(100)가 소정 각도로 기울어진 상태에서 행해지므로, 상기 제1 단위 영역(A1)과 상기 제2 단위 영역(A2) 경계도 비노광 영역 없이 노광시키기 위해서 형성되는 영역이다. 상기 스테핑 거리는 상기 중첩 영역(A3) 및 상기 중첩 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 중첩 거리 결정부(330), 상기 중첩 영역(A2) 및 상기 중첩 거리에 대해서는 도 3, 도 6, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.

도 3은 도 1에 도시된 중첩 거리 결정부의 상세 블록도이다.

도 3을 참조하면, 상기 중첩 거리 결정부(330)는 측정부(331), 제1 산출부(333), 제2 산출부(334a), 제3 산출부(334b) 및 결정부(337)을 포함한다.

상기 측정부(331)는 상기 광학 헤드(100)로부터 상기 기판(SU)에 제공된 상기 광 스팟들(500) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정한다.

상기 광학 헤드(100)의 상기 마이크로-미러들(M)은 이론적으로 m× n 정방형의 매트릭스형을 가지는 것으로 설계되지만, 실질적으로 제조된 상기 마이크로-미러들(M)이 이루는 매트릭스는 완전한 정방형이 아닐 수 있다. 또한, 상기 기판(SU)은 실질적으로 상기 레이저 빔들 그 자체와 동일한 형태의 스팟 광을 제공받는 것이 아니라 상기 레이저 빔이 상기 광학 헤드(100)에서부터 상기 기판(SU)까지 도달하는 과정에서 공기에 의한 굴절 등에 의해서 이상적인 스팟 광의 위치 및 광량 분포와 실제로 측정되는 상기 스팟 광들(500)의 위치 및 광량 분포가 상이할 수 있다. 상기 중첩 거리 결정부(330)가 상기 스팟 광들(500)의 위치 및 광량 분포를 상기 중첩 거리를 결정하는데 반영하기 위해서, 상기 측정부(331)는 상기 스팟 광들(500)의 위치 및 광량 분포를 측정한다. 예를 들어, 상기 측정부(331)는 상기 기판(SU) 상에 놓여진 광센서를 포함할 수 있다.

상기 제1 산출부(333)는 상기 측정부(331)에서 측정된 상기 광 스팟들(500)의 상기 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 상기 광 스팟들(500) 각각의 보정 모델을 산출한다.

상기 제2 산출부(334a)는 상기 보정 모델을 이용하여 상기 광학 헤드(100)로 상기 기판(SU)의 상기 제1 방향(D1)을 따라 스캔한 경우의 상기 기판(SU)의 다수의 제1 서브 영역들 각각에의 제1 누적 광량을 산출한다. 상기 제1 누적 광량은, 실제 상기 광학 헤드(100)를 이용하여 상기 기판(SU)에 대해서 노광 공정을 수행함으로써 계산하는 것이 아니라 상기 제1 산출부(334a)에서 얻어진 상기 보정 모델을 기반으로 하여 산출한다.

상기 제3 산출부(334b)는 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제2 방향(D2)으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드(100)로 상기 제1 방향(D1)을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 서브 영역들 중에서 제1 영역들(D11, D12, D13, 도 7c 참조)과 대응하는 제2 영역들(D21, D22, D23, 도 7c 참조)을 포함하는 제2 서브 영역들 각각에의 제2 누적 광량을 산출한다. 상기 제2 누적 광량도 실제 노광 광정을 수행함으로써 계산하는 것이 아니라 상기 제1 산출부(334a)에서 얻어진 상기 보정 모델을 기반으로 하여 산출한다.

상기 결정부(337)는 상기 제2 영역들(D21, D22, D23) 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역(D21, D22, D23)들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들(D11, D12, D13) 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라서 상기 중첩 거리를 결정한다. 상기 중첩 거리가 정해지면 상기 중첩 거리를 산출할 때 상기 광학 헤드(100)의 이동 거리에 의해 상기 스테핑 거리가 결정될 수 있다. 상기 합들이 균일한 경우, 상기 중첩 거리가 결정되고, 상기 합들이 불균일한 경우 상기 광학 헤드(100)를 상기 제1 거리와 다른 제2 거리만큼 이동하여 다른 중첩 영역에 대해서 상기 제3 산출부(334b)가 누적 광량을 계산하고, 상기 결정부(337)가 다시 상기 합들이 균일한지 불균일한지 판단하여 상기 중첩 거리를 결정한다.

이하, 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여 상기 측정부(331) 및 상기 제1 산출부(333)에서 광 스팟의 위치 및 광량 분포를 측정하고 이에 가우시안 분포를 적용하여 상기 보정 모델을 산출하는 것에 대해서 설명한다.

도 4a는 도 1에 도시된 광 스팟의 위치를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4b는 도 1에 도시된 광 스팟의 광량 분포를 설명하기 위한 개념도이다.

도 4a를 참조하면, 이상적인 스팟 광은 상기 기판(SU) 상에서 제1 위치(112)에 놓여진다. 하지만 실제 상기 스팟 광들(500)은 상기 기판(SU) 상에서 상기 제1 위치(112)와 일치하지 않는 제2 위치(114)에 위치될 수 있다. 따라서 상기 중첩 거리 결정부(330)는 상기 스팟 광들(500)의 실제 위치인 상기 제2 위치(114)를 측정한다.

도 4b를 통해 상기 광 스팟들(500) 중 어느 하나의 광량 분포를 살펴보면, 상기 광 스팟들(500)은 상기 광 스팟(500)의 영역별로 서로 다른 광량을 가짐으로써 하나의 광 스팟(500)에서도 광량 분포가 균일하지 못하다. 즉, 상기 광 스팟(500)은 에너지가 집중되어 높은 에너지를 갖는 영역(HA)과 상기 높은 에너지를 갖는 영역(HA)에 비해 상대적으로 낮은 에너지를 갖는 영역(LA)으로 구분될 수 있다. 이와 같이, 하나의 광 스팟(500)에서도 영역에 따라 광량 분포가 서로 다를 수 있고, 서로 다른 광 스팟들(500)의 광량 분포도 각각 서로 다를 수 있다. 따라서 상기 측정부(331)는 상기 스팟 광들(500)의 실제 광량 분포를 측정한다.

도 5는 도 1에 도시된 광학 헤드에 의해 기판에 제공된 광 스팟의 가우시안 분포를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5를 참조하면, 상기 광 스팟들(500)은 3차원적으로 종 형상(510)을 갖는다. 즉, 상기 광 스팟들(500)의 단면은 가우시안 분포를 가진다. 상기 광 스팟(500)의 중앙부가 가장 에너지가 높은 영역이고, 상기 중앙부에서 가장자리로 갈수록 에너지가 점점 낮아진다. 상기 광학 헤드(100)가 1회 스캐닝된 일 영역에서는 상기 스캐닝을 통해서 상기 광 스팟들(500)이 중첩됨으로써 상기 일 영역이 제공받는 광량의 총량이 정해질 수 있다. 상기 광 스팟들(500)의 위치 및 광량 분포에 상기 가우시안 분포가 적용됨으로써 상기 광 스팟들(500) 각각의 보정 모델을 산출할 수 있다. 이에 따라 상기 보정 모델이 실제 상기 광 스팟(500)과 가장 유사한 형태를 가질 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여 상기 중첩 거리 결정부의 구동 방법을 설명하고, 도 7a, 도 7b 및 도 7c를 참조하여 상기 중첩 거리 결정부에서의 상기 중첩 거리 결정 방법을 보다 구체적으로 설명한다.

도 6은 도 3에 도시된 중첩 거리 결정부의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 도 1에 도시된 노광 장치로 상기 기판(SU)을 노광하기 전에, 상기 광 스팟들(500) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정한다(단계 S10). 상기 위치 및 상기 광량 분포의 측정은 상기 노광 장치의 상기 측정부(331)에서 수행된다.

상기 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 상기 광 스팟들(500) 각각의 보정 모델을 산출한다(단계 S20).

상기 보정 모델을 이용하여 상기 광학 헤드로 상기 기판의 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 기판의 다수의 제1 영역들 각각의 제1 누적 광량을 산출한다(단계 S30).

상기 보정 모델을 이용하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들 각각과 중첩된 다수의 제2 영역들 각각의 제2 누적 광량을 산출한다(단계 S40).

상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들이 균일한지, 불균일한지를 판단하여(단계 S50), 상기 중첩 거리를 결정한다(단계 S60).

상기 합들이 균일한 경우, 상기 중첩 영역의 상기 제2 방향(D2)으로의 너비가 상기 중첩 거리로 결정된다. 상기 제1 거리가 상기 스테핑 거리로 결정된다. 이와 달리, 상기 합들이 불균일한 경우, 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제2 방향(D2)으로 상기 제2 거리만큼 이동된 상기 광학 헤드(100)로 상기 제1 방향(D1)을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들과 중첩된 제3 영역들 각각에의 제3 누적 광량을 계산한다. 상기 제3 영역들 각각의 상기 제3 누적 광량과 상기 제3 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라 상기 제3 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정한다. 이때에는 상기 제2 거리가 상기 스테핑 거리로 결정된다.

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 도 3에 도시된 제2 산출부 및 제3 산출부를 설명하기 위한 평면도들이다.

도 7a를 참조하면, 상기 제2 산출부(334a)는, 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)의 상기 제1 방향(D1)을 따라 이동하여 상기 제1 단위 영역(A1)을 노광한 때의 상기 제1 단위 영역(A1)에서의 제1 누적 광량을 산출한다.

또한, 상기 제3 산출부(334b)는, 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)의 상기 제1 방향(D2)을 따라 이동하여 상기 제2 단위 영역(A2)을 노광한 때의 상기 제2 단위 영역(A2)에서의 제2 누적 광량을 산출한다. 상기 제2 누적 광량을 산출하는 단계에서의 상기 광학 헤드(100)는, 상기 제1 누적 광량을 산출하는 단계와 비교할 때, 상기 제2 방향(D1)으로 상기 제1 거리만큼 이동한 경우로 정의된다. 이때, 상기 제2 단위 영역(A2)은 상기 제1 단위 영역(A2)과 일부 중첩된다. 상기 제1 및 제2 단위 영역들(A1, A2)이 중첩되는 영역이 상기 중첩 영역(A3)으로 정의된다.

도 7b를 참조하면, 상기 제1 단위 영역(A1) 및 상기 제2 단위 영역(A2) 각각을 다수의 제1 및 제2 영역들로 나눌 때 상기 중첩 영역(A3)도 다수의 제3 영역들(OV1, OV2, OV3)로 나누어진다. 실질적으로, 상기 제3 영역들(OV1, OV2, OV3)은 상기 제1 단위 영역(A1)을 노광할 때 1차적으로 노광된 상기 제1 영역들과 상기 제2 단위 영역(A2)을 노광할 때 2차적으로 노광된 상기 제2 영역들에 동시에 해당하는 영역들이다. 상기 제3 영역들(OV1, OV2, OV3)의 누적 광량은 상기 제3 영역들(OV1, OV2, OV3) 각각에 제공된 상기 제1 누적 광량 및 상기 제2 누적 광량의 합과 실질적으로 동일하다. 즉, 상기 제3 영역들(OV1, OV2, OV3) 각각의 누적 광량들이 균일할 때 상기 결정부(337)는 상기 중첩 영역(A3)을 최적화된 중첩 영역으로 결정하고, 상기 중첩 영역(A3)의 상기 제2 방향(D2)으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정한다.

도 7c를 참조하면, 상기 중첩 영역(A3)에서 1차적으로 노광된 상기 제1 영역을 제1 서브 영역들(D11, D12, D13)로 정의하고, 2차적으로 노광된 제2 영역들을 제2 서브 영역들(D21, D22, D23)로 정의한다. 상기 제1 서브 영역들(D11, D12, D13) 각각은 상기 제2 서브 영역들(D21, D22, D23) 각각과 일대응 대응된다.

상기 제1 산출부(333)에서 얻어진 상기 보정 모델을 이용하면 상기 제1 서브 영역들(D11, D12, D13) 각각의 상기 제1 누적 광량을 산출할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)에 대해서 소정 각도(θ) 기울어진 상태에서 상기 기판(SU)이 상기 제1 방향(D1)을 따라 이동하는 것이므로 상기 제1 서브 영역들(D11, D12, D13) 각각의 상기 제1 누적 광량은 상기 제1 서브 영역들(D11, D12, D13)을 제외한 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량보다 낮다. 또한, 상기 보정 모델을 이용하면 상기 제2 서브 영역들(D21, D22, D23) 각각의 상기 제2 누적 광량을 산출할 수 있다. 상기 제2 서브 영역들(D21, D22, D23) 각각의 상기 제2 누적 광량은 상기 제2 서브 영역들(D21, D22, D23)을 제외한 상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량보다 낮다. 상기 중첩 영역(A3)은 상기 광학 헤드(100)의 1차 스캐닝 및 2차 스캐닝을 통해서 2번 노광된다. 또한, 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)을 1차 스캐닝할 때 상기 광학 헤드(100)가 상기 중첩 영역(A3)을 지나는 부분은 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)을 2차 스캐닝할 때 상기 광학 헤드(100)가 상기 중첩 영역(A3)을 지나는 부분이 점대칭(point symmetry) 관계를 가진다. 이에 따라, 상기 1차 및 2차 스캐닝에 의한 상기 중첩 영역(A3)에서의 누적 광량은, 상기 중첩 영역(A3)을 제외한 상기 제1 및 제2 단위 영역들(A1, A2)의 상기 제1 및 제2 서브 영역들 각각에서의 누적 광량과 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다.

이와 같은 원리에 기초하여, 상기 결정부(337)는 서로 대응하는 상기 제1 서브 영역들(D11, D12, D13) 및 상기 제2 서브 영역들(D21, D22, D23)의 상기 제1 및 제2 누적 광량의 합들을 구하고, 상기 합들이 균일한지 불균한지를 판단하여 상기 중첩 영역(A3)을 이상적인 중첩 영역으로 결정한다.

구체적으로, "D11"으로 표시되는 제1 서브 영역의 제1 누적 광량과 상기 "D11"과 대응하는 "D21"으로 표시되는 제2 서브 영역의 제2 누적 광량의 합을 구하고, "D12"로 표시되는 제1 서브 영역의 제1 누적 광량과 상기 "D12"와 대응하는 "D22"로 표시되는 제2 서브 영역의 제2 누적 광량의 합을 구하며, "D13"으로 표시되는 제1 서브 영역의 제1 누적 광량과 상기 "D13"과 대응하는 "D23"으로 표시되는 제2 서브 영역의 제2 누적 광량의 합을 구한다. 상기 중첩 영역(A3)의 모든 영역에 대해서 상기 제1 서브 영역의 제1 누적 광량과 상기 제2 서브 영역의 제2 누적 광량의 합들을 구한 후, 이들이 균일한지 여부를 판단한다. 상기 합들이 균일한 경우에는 상기 중첩 영역(A3)을 이상적인 중첩 영역으로 결정하고, 상기 중첩 영역의 상기 제2 방향(D2)으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정하여 종료한다. 상기 제1 거리가 상기 스테핑 거리가 된다.

반면, 상기 합들이 불균일한 경우에는 상기 광학 헤드(100)를 상기 제1 거리와 다른 제2 거리만큼 이동시킨 경우를 가정하여 상기 제1 및 제2 누적 광량들을 산출하고, 중첩 영역의 각 부분들에서 상기 제1 및 제2 누적 광량들의 합들이 균일한지 여부를 다시 판단한다. 이와 같은 단계를 반복적으로 수행하여 상기 합들이 균일한 경우에 상기 중첩 영역 및 상기 중첩 거리를 결정하고 종료한다.

이와 같이 본 발명에 다르면 상기 광학 헤드(100)가 상기 기판(SU)에 제공하는 실제의 스팟 광들(500)의 정보를 반영하여 상기 중첩 영역 및 상기 중첩 거리를 결정할 수 있다. 이에 따라, 대면적의 기판에도 균일하게 노광할 수 있다.

한편, 도 3에서는 상기 중첩 거리 결정부(330)의 상기 제2 산출부(334a) 및 상기 제3 산출부(334b)가 분리되어 있는 것을 일례로 들어 설명하였으나, 상기 중첩 거리 결정부(330)는 상기 제1 및 제2 누적 광량들을 계산하는 통합 산출부를 포함할 수도 있다. 상기 통합 산출부가 상기 제1 산출부(333)에서 생성된 상기 보정 모델을 기초로 하여 상기 제1 및 제2 누적 광량들을 계산하고, 상기 결정부(337)가 상기 통합 산출부로부터 계산된 상기 제1 및 제2 누적 광량들을 기초로 하여 상기 중첩 거리를 결정할 수 있다.

광량 시뮬레이션 결과

가로× 세로가 약 52 ㎜× 52 ㎜인 노광 헤드에 대해서 기판에 대해서 약 0.3° 기울어져 스캐닝하는 노광 장치에서, 스테핑 거리를 각각 약 52.474178 ㎜, 약 52.444178 ㎜, 약 52.414178 ㎜ 및 약 52.394178 ㎜로 설정하여 중첩 영역에서의 누적 노광량을 측정하여 도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d에 나타내었다. 도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d에서 x축은 상기 중첩 영역의 다수의 영역들을 나타내고 y축은 상기 영역들 각각에서의 누적 노광량을 나타낸다. x축에서, 각 영역들 사이의 거리는 "㎛"단위이고, y축에서 누적 노광량은 "mJ/㎠"이다.

도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는 본 발명에 따라 산출된 누적 노광량의 균일도를 나타낸 그래프들이다.

도 8a를 참조하면, 스테핑 거리가 약 52.474178 ㎜인 경우에는 중첩 영역이 약 170 ㎛이고, 누적 노광량이 지나치게 높은 영역을 포함한다. 도 8b를 참조하면, 스테핑 거리가 약 52.444178 ㎜인 경우에는 중첩 영역이 약 200 ㎛이고, 누적 노광량이 전체적으로 균일하다. 도 8c를 참조하면, 스테핑 거리가 약 52.414178 ㎜인 경우에는 중첩 영역이 약 230 ㎛이고 누적 노광량이 지나치게 낮은 영역을 포함한다. 도 8d를 참조하면, 스테핑 거리가 약 52.394178 ㎜인 경우에는 중첩 영역이 약 250 ㎛이고 누적 노광량이 지나치게 낮은 영역을 포함한다. 상기에서 보는 바와 같이, 상기 중첩 영역은 약 190 ㎛ 내지 약 210 ㎛인 것이 바람직함을 알 수 있다.

상기 광량 시뮬레이션에 기초하여 중첩 영역을 약 170 ㎛, 약 200 ㎛, 약 230 ㎛ 및 약 250 ㎛으로 하여 대면적의 기판에 약 0.35 ㎛의 너비를 갖는 신호 배선을 만들었을 때, 중첩 영역이 약 170 ㎛인 경우에는 실제로 약 0.35 ㎛보다 넓은 너비를 갖는 부분이 만들어지고, 중첩 영역이 약 230 ㎛ 및 약 250 ㎛인 경우에는 실제로 약 0.35 ㎛보다 좁은 너비를 갖는 부분이 만들어짐을 확인하였다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 다수의 레이저 빔들을 방출하는 광학 헤드가 기판에 제공하는 스팟 광의 정보를 반영하여 상기 광학 헤드의 스텝핑 거리를 결정할 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 헤드가 중첩되어 스캐닝되는 중첩 영역의 노광량을 균일화시킬 수 있어, 상기 광학 헤드를 이용하여 대면적의 기판을 균일하게 노광시킬 수 있다. 또한, 다수의 광학 헤드들을 포함하는 광학 어셈블리를 이용하여 기판을 스캐닝하는 경우, 광학 헤드들 사이의 이격 거리를 결정할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 광학 헤드 110: DMD
120: 스플리터 130: 광학계
200: 미러 제어부 200: 광원
L1, L2, L3, L4: 제1, 제2, 제3, 제4 광 500: 스팟 광
510: 가상 스팟 400: 스테이지
SU: 기판 PR: 포토레지스트층
330: 중첩 거리 결정부 331: 측정부
333: 제1 산출부 334a: 제2 산출부
334b: 제3 산출부 337: 결정부

Claims

광학 헤드로부터 기판에 제공된 다수의 광 스팟들(light spots) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정하는 단계;
상기 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 상기 광 스팟들 각각의 보정 모델을 산출하는 단계;
상기 보정 모델을 이용하여 상기 광학 헤드로 상기 기판의 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 기판의 다수의 제1 영역들 각각의 제1 누적 광량을 산출하는 단계;
상기 보정 모델을 이용하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들 각각과 중첩된 다수의 제2 영역들 각각의 제2 누적 광량을 산출하는 단계; 및
상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라서 중첩 거리를 결정하는 단계를 포함하는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법.
제1항에 있어서, 상기 중첩 거리를 결정하는 단계는,
상기 합들이 균일한 경우에 상기 제2 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법.
제1항에 있어서, 상기 중첩 거리를 결정하는 단계는
상기 합들이 불균일한 경우에 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제2 방향으로 상기 제1 거리와 다른 제2 거리만큼 이동된 상기 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들과 중첩된 제3 영역들 각각에의 제3 누적 광량을 산출하는 단계; 및
상기 제3 영역들 각각의 상기 제3 누적 광량과 상기 제3 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라 상기 제3 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 누적 광량을 산출하는 단계들 각각은
상기 기판에 대해서 상기 광학 헤드를 기울여 상기 기판을 스캔할 때의 상기 기판에 대한 누적 광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법.
제1항에 있어서, 상기 중첩 거리는
190 ㎛ 내지 210 ㎛인 것을 특징으로 하는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학 헤드는 광변조 소자 및 광학계를 포함하고,
상기 광변조 소자는 디지털 마이크로-미러 장치(Digital Micro-mirror device, DMD)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 헤드의 중첩 거리 결정 방법.
다수의 광경로들을 갖는 광들로 변환하는 광변조 소자를 포함하고, 상기 광변조 소자를 이용하여 생성된 다수의 레이저 빔들을 기판에 제공하는 광학 헤드;
상기 레이저 빔들이 상기 기판에 제공된 다수의 광 스팟들(light spots) 각각의 위치 및 광량 분포를 측정하는 측정부;
상기 위치 및 광량 분포에 가우시안 분포를 적용하여 상기 광 스팟들 각각의 보정 모델을 산출하는 제1 산출부;
상기 보정 모델을 이용하여 상기 광학 헤드로 상기 기판의 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 기판의 다수의 제1 영역들 각각에의 제1 누적 광량을 산출하는 제2 산출부;
상기 보정 모델을 이용하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 제1 거리만큼 이동된 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역과 중첩된 다수의 제2 영역들 각각에의 제2 누적 광량을 산출하는 제3 산출부; 및
상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라서 중첩 거리를 결정하는 결정부를 포함하는 디지털 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 결정부는
상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들이 균일한 경우에 상기 제2 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 선택하는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 제2 영역들 각각의 상기 제2 누적 광량과 상기 제2 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들이 불균일한 경우에, 상기 제3 산출부는 상기 보정 모델을 이용하여 상기 제2 방향으로 상기 제1 거리와 다른 제2 거리만큼 이동된 상기 광학 헤드로 상기 제1 방향을 따라 스캔한 경우의 상기 제1 영역들과 중첩된 제3 영역들 각각에의 제3 누적 광량을 계산하고,
상기 결정부는 상기 제3 영역들 각각의 상기 제3 누적 광량과 상기 제3 영역들 각각과 중첩되는 상기 제1 영역들 각각의 상기 제1 누적 광량의 합들의 균일도에 따라 상기 제3 영역의 상기 제2 방향으로의 너비를 상기 중첩 거리로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 광학 헤드를 상기 제2 방향으로 스테핑하고 상기 결정부와 연결된 스테핑 제어부를 더 포함하고,
상기 스테핑 제어부는 상기 기판이 상기 제1 방향으로 스캐닝된 후 다시 상기 제1 방향으로 스캐닝하기 전에 상기 광 스팟이 스캐닝된 영역이 서로 상기 결정부에서 선택된 상기 중첩 거리만큼 중첩되도록 상기 광학 헤드를 이동시키는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 제2 산출부 및 상기 제3 산출부 각각은
상기 기판에 대해서 상기 광학 헤드를 기울여 상기 기판을 스캔할 때의 상기 기판에 대한 누적 광량을 산출하는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 광변조 소자는
디지털 마이크로-미러 장치(Digital Micro-mirror device, DMD)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제12항에 있어서, 상기 DMD는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 마이크로-미러들을 포함하고,
상기 광 스팟들은 상기 마이크로-미러들에 의해 광원에서 제공되는 광이 서로 다른 광경로들을 가지는 광들을 이용하여 생성된 다수의 레이저 빔들이 상기 기판에 도달한 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제13항에 있어서, 상기 기판에 형성할 패턴과 대응하는 영역에 선택적으로 상기 스팟 광들이 제공되도록 상기 마이크로-미러들의 온/오프를 조절하는 미러 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제14항에 있어서, 상기 미러 제어부는 상기 패턴에 관한 화상 데이터를 이용하여 상기 마이크로-미러들 각각에 온/오프 데이터를 출력하고,
상기 온 데이터를 입력받은 상기 마이크로-미러가 스캐닝되는 영역은 노광되고 상기 오프 데이터를 입력받은 상기 마이크로-미러가 스캐닝되는 영역은 미노광되는 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.
제7항에 있어서, 상기 중첩 거리는 190 ㎛ 내지 210 ㎛인 것을 특징으로 하는 디지털 노광 장치.