KR20130006919A - 노광시스템 및 노광방법 - Google Patents

노광시스템 및 노광방법 Download PDF

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KR20130006919A
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Abstract

본 발명에 따른 노광시스템은 기판에 형성된 정렬마크를 검출하기 위한 검출부와, 상기 기판에 배치되는 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터 및 기판 변형량 별로 매칭되는 노광 영역 분할 수가 저장된 저장부와, 상기 검출부를 통해 검출된 정렬마크에 대한 실제좌표 데이터를 산출하고, 상기 산출된 실제좌표 데이터와 상기 기준좌표 데이터를 비교하여 기판 변형량을 연산하고, 상기 저장부로부터 상기 기판 변형량과 매칭되는 노광 영역 분할 수를 상기 저장부로부터 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성하는 제어부 및 상기 제어부에 의해 생성된 노광 마스크를 이용하여 노광을 수행하는 노광부를 포함한다.

Description

노광시스템 및 노광방법{System for exposure and method for the same}
본 발명은 노광시스템 및 노광방법에 관한 것이다.
기판 위의 피노광층을 노광하기 위한 노광기의 하나로, 최근에는 다이렉트 이메이징(Direct Imaging:이하 'DI'라 한다) 노광기가 사용되고 있다.
여기에서, 상기 DI 노광기는 레이저 다이오드(Laser Diode)를 광원으로 사용하며, 별도의 포로마스크를 사용하지 않고 기판 위의 피노광층을 직접 노광하는 장비를 말한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 DI 노광기는 레이저 다이오드를 포함하는 노광 헤드를 복수 개 구비한다. 상기 노광 헤드들은 일정 간격만큼 서로 이격된 상태로 스캐닝 유닛에 고정되며, 설정된 노광량으로 기판 위의 피노광층을 노광한다.
이러한 구성의 노광기를 이용하여 기판상의 피노광층을 노광하는 경우, 먼저 CCD 카메라를 이용하여 기판상에 형성된 각 정렬마크의 좌표를 인식한 후, 기준 노광 마스크의 각 좌표를 상기 인식된 정렬마크의 각 좌표와 일치하도록 변형시킨 변형 노광 마스크를 적용하여 기판 위의 피노광층을 노광하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래 방식은 노광 영역 분할 수가 디폴트(default)로 설정되어 있어, 예상치 못한 기판의 스케일 변형에 적절한 대응을 하지 못하여 노광 시 편심 불량이 발생하는 문제가 있다.
이때, 상기 편심 불량은 제조공정 도중 스케일 변형이 심한 박판에서 더욱 많이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 기판 노광 시 편심 발생을 최소화할 수 있는 노광시스템 및 노광방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 기판 제품별 변형량을 예측하여 적절한 노광 영역 분할 수를 미리 적용하여 노광할 수 있는 노광시스템 및 노광방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 노광시스템은 기판에 형성된 정렬마크를 검출하기 위한 검출부와, 상기 기판에 배치되는 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터 및 기판 변형량 별로 매칭되는 노광 영역 분할 수가 저장된 저장부와, 상기 검출부를 통해 검출된 정렬마크에 대한 실제좌표 데이터를 산출하고, 상기 산출된 실제좌표 데이터와 상기 기준좌표 데이터를 비교하여 기판 변형량을 연산하고, 상기 저장부로부터 상기 기판 변형량과 매칭되는 노광 영역 분할 수를 상기 저장부로부터 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성하는 제어부 및 상기 제어부에 의해 생성된 노광 마스크를 이용하여 노광을 수행하는 노광부를 포함한다.
이때, 상기 기판이 안착되는 스테이지(stage)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 스테이지(stage)를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 변형량은 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표와 이에 대응되는 기준좌표 간의 좌표거리인 좌표 차이값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판 변형량은 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표 간의 거리와 이에 대응되는 기준좌표 간의 거리의 차인 거리 차이값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 저장부에 상기 기판 변형량을 기판 제품별로 매칭시켜 저장하는 것이 바람직하다.
상기 노광 영역 분할 수는 상기 기판 변형량에 비례하는 것이 바람직하다.
상기 검출부는 촬상 소자를 구비하는 카메라 장치를 포함할 수 있고, 상기 촬상 소자는 CCD(Charge Coupled Device)일 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 정렬마크가 기 설정된 기준점으로부터 이동한 거리 정보를 이용하여 상기 실제좌표 데이터를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 추출된 노광 영역 분할 수만큼 상기 기판의 노광 영역을 분할하고, 상기 기판에 형성된 정렬마크와 분할된 각 노광 영역별 정렬마크를 정합시킨 노광 마스크를 생성하여 상기 노광부로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 노광방법은 노광장치에 정렬마크를 갖는 기판이 제공되는 단계와, 상기 노광장치가 상기 정렬마크를 검출하고, 검출된 정렬마크에 대한 실제좌표 데이터를 산출하는 단계와, 상기 산출된 실제좌표 데이터와 상기 기판에 배치되는 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터를 비교하여 기판 변형량을 연산하는 단계와, 기 저장된 정보로부터 상기 연산된 기판 변형량에 매칭되는 노광 영역 분할 수를 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성하는 단계 및 상기 노광 마스크를 이용하여 상기 기판에 노광을 수행하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 변형량을 연산하는 단계는 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표와 이에 대응되는 기준좌표 간의 좌표거리인 좌표 차이값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변형량을 연산하는 단계는 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표 간의 거리와 이에 대응되는 기준좌표 간의 거리의 차인 거리 차이값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변형량을 연산하는 단계는 상기 실제좌표 데이터와 기준좌표 데이터를 비교하여 기준 노광 마스크를 실제좌표 데이터에 맞게 변형시킨 변형 노광 마스크를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 변형량을 연산하는 단계 이후에 상기 연산된 기판 변형량을 기판 제품별로 매칭시켜 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 노광 영역 분할 수는 상기 기판 변형량에 비례하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 실제좌표 데이터를 산출하는 단계는 상기 검출된 정렬마크가 기 설정된 기준점으로부터 이동한 거리 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 노광 마스크를 생성하는 단계는 상기 노광 영역 분할 수만큼 상기 기판의 노광 영역을 분할한 노광 마스크를 상기 기판상에 배치시키는 단계 및 상기 기판에 형성된 정렬마크와 상기 노광 마스크의 분할 영역별 정렬마크를 정합시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 실제 기판의 좌표와 기준좌표를 비교하여 산출한 변형량에 따라 적절하게 기판의 노광 영역을 분할하여 노광함으로써, 보다 정밀하게 노광이 이루어져 편심 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판의 변형량이 큰 경우에는 노광 영역 분할 수를 증가시키고, 변형량이 작은 경우에는 노광 영역 분할 수를 감소시켜 적용하여 노광함으로써, 정합력을 향상시킴과 동시에 작업 시간을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광시스템의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법을 설명하기 위하여 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법에서 실제좌표 데이터와 기준좌표 데이터를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법에서 변형량에 따른 노광 영역 분할 수 할당을 설명하기 위하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법에서 노광 영역을 4분할한 예를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법에서 노광 영역을 8분할한 예를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법에서 노광 영역을 16분할한 예를 설명하기 위하여 나타낸 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명하기로 한다.
노광시스템
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광시스템의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 구성도이다. 이하, 이를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 노광시스템을 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 노광시스템(100)은 노광부(140), 검출부(130), 저장부(160) 및 제어부(150)를 포함한다.
노광부(140)는 노광 대상 기판(120) 상에 광을 조사하기 위한 구성으로, 광원을 포함하고 있다.
본 실시 예에서는 상기 광원으로 UV광 및 레이저 다이오드(Laser Diode)를 이용할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에 따른 노광부(140)는 상기 광원 예를 들어, 레이저 다이오드를 포함하는 노광 헤드(미도시)들이 복수 개 구비될 수 있으며, 복수 개의 노광 헤드(미도시) 들이 일정 간격만큼 서로 이격된 상태로 배치될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에서는 노광부(140)가 상기 노광 헤드(미도시) 들을 노광 패턴에 따라 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시킬 수 있는 별도의 이동수단을 더 포함할 수 있다.
검출부(130)는 노광 대상 기판(120)과 노광부(140) 사이에 배치되어 노광 대상 기판(120) 상에 형성된 정렬마크(120a)들을 검출하기 위한 구성이다.
본 실시 예에서 검출부(130)는 촬상 소자를 구비하는 카메라를 포함할 수 있으며, 상기 촬상 소자는 CCD(Charge Coupled Device)일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 영상을 획득할 수 있는 수단은 모두 적용 가능할 것이다.
또한, 본 실시 예에서 검출부(130)는 도 1에 도시한 바와 같이, 복수 개의 카메라 장치가 일렬로 구비될 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시 예에서 검출부(130)는 상기 카메라 장치들을 이동시킬 수 있는 별도의 이동수단을 더 포함할 수 있다.
저장부(160)는 노광 대상 기판(120)에 배치되는 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터와 기판 변형량 별로 매칭되는 노광 영역 분할 수에 대한 정보가 저장되어 있는 구성이다.
여기에서, 상기 기준 노광 마스크란 도 1에 도시한 바와 같이, 변형이 발생하지 않은 원 상태의 노광 대상 기판(120)의 노광 영역(120b)과 일치하는 스케일을 갖는 노광 마스크로, 상기 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터들은 사전에 기판 제품별로 매칭되어 저장부(160)에 저장되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기판 변형량 별 매칭되는 노광 영역 분할 수에 대한 정보는 기판이 변형된 양에 따라 상기 노광 영역(120b)을 몇 개의 영역으로 분할할지에 대한 정보를 나타낸다. 자세한 내용은 이후 서술될 것이다.
제어부(150)는 검출부(130)를 통해 검출된 각 정렬마크(120a)에 대한 실제좌표 데이터를 산출하고, 상기 산출된 실제좌표 데이터와 상기 기준좌표 데이터를 비교하여 기판 변형량을 연산하고, 저장부(160)로부터 상기 기판 변형량에 매칭되는 노광 영역 분할 수를 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성하고, 생성된 상기 노광 마스크를 노광부(140)로 전송한다.
여기에서, 상기 실제좌표 데이터는 정렬마크(120a)가 기 설정된 기준점으로부터 이동한 거리 정보를 이용하여 산출할 수 있으며, 이와 같이 기준점과 이동거리를 이용하여 좌표를 산출하는 것은 공지된 기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 기판 변형량은 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표와 이에 대응되는 기준좌표 간의 좌표거리인 좌표 차이값을 포함할 수 있다.
상기 좌표 차이값은 예를 들어, 도 3을 참조하면, 노광 대상 기판(120)의 실제좌표 a′, b′, c′, d′와 각각 대응되는 기준좌표 a, b, c, d 간의 좌표거리를 의미한다.
예를 들면, 실제좌표 a′과 이에 대응되는 기준좌표 a, 실제좌표 b′과 이에 대응되는 기준좌표 b, 실제좌표 c′과 이에 대응되는 기준좌표 c, 실제좌표 d′과 이에 대응되는 기준좌표 d 간의 좌표거리를 의미하는 것이다. 상기 좌표거리는 일반적으로 공지된 좌표 간 거리를 구하는 식을 이용하여 구할 수 있다.
상기 좌표 차이값은 구체적으로 기판의 어느 부분에서 변형이 발생하였는지를 파악하는데 유용한 데이터이다.
또한, 상기 기판 변형량은 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표 간의 거리와 이에 대응되는 기준좌표 간의 거리의 차인 거리 차이값을 포함할 수 있다.
상기 거리 차이값은 예를 들어, 도 3을 참조하면, 실제좌표 간의 거리인 R1(a′부터 b′까지의 거리), R2(a′부터 c′까지의 거리), R3(c′부터 d′까지의 거리), R4(b′부터 d′까지의 거리), R5(a′부터 d′까지의 거리), R6(b′부터 c′까지의 거리)과 이에 각각 대응되는 기준좌표 간의 거리인 S1(a 부터 b 까지의 거리), S2(a 부터 c 까지의 거리), S3(c 부터 d 까지의 거리), S4(b 부터 d 까지의 거리), S5(a 부터 d 까지의 거리), S6(b 부터 c 까지의 거리)과의 차이 즉, R1 - S1, R2 - S2, R3 - S3, R4 - S4, R5 - S5, R6 - S6을 연산함으로써 얻을 수 있다.
상기 실제좌표 간의 거리 및 기준좌표 간의 거리 역시 상술한 공지된 좌표 간 거리를 구하는 식을 이용하여 구할 수 있다.
상기 거리 차이값은 기판의 전체 스케일이 어떤 형태로 변형되었는지를 모니터링하는데 유용한 데이터이다.
이때, 상기 제어부(150)는 상기 좌표 차이값 및 거리 차이값을 포함하는 변형량을 상기 저장부(160)에 기판 제품별로 매칭시켜 저장하는 것이 바람직하다.
상기 노광 영역 분할 수란, 노광 대상 기판(120)에서 노광이 이루어지는 노광 영역(120b)을 분할한 수를 나타내며, 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 노광 대상 기판(120)들의 변형량이 A, B, C로 분류된다면, 변형량이 A 이상 B 이하인 노광 대상 기판(120)들에 적용될 노광 영역 분할 수는 4분할이고, 변형량이 B 이상 C 이하인 노광 대상 기판(120)들에 적용될 노광 영역 분할 수는 8분할이며, 변형량이 C 이상인 노광 대상 기판(120)들에 적용될 노광 영역 분할 수는 16분할을 할당할 수 있다.
이때, 상기 4분할, 8분할, 16분할은 이해를 돕기 위하여 예시를 든 것이며, 노광 영역 분할 수가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 노광 영역이 4분할, 8분할, 16분할로 분할된 예시는 각각 도 5 내지 도 7에 도시하였으며, 이와 같이, 상기 분할은 노광 대상 기판(120) 상에 형성된 정렬마크(120a)를 기준으로 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4에 도시한 바와 같이, 기판 변형량이 낮을수록 노광 영역 분할 수는 적어져 정합력은 다소 낮으나, 분할된 영역 수가 적으므로 정합 시간이 짧아져서 작업 시간이 감소되어 작업 효율이 높은 장점이 있고, 기판 변형량이 높을수록 노광 영역 분할 수가 많아져 정합력은 좋아지지만, 분할된 영역 수가 많으므로 정렬 시간이 길어져서 작업 시간이 증가되어 작업 효율이 다소 떨어지는 단점이 있을 수 있다.
따라서, 상기 변형량에 따른 최적의 노광 영역 분할 수를 할당하여 정합력이 우수하면서 동시에 작업 효율이 향상되도록 하는 것이 중요하다. 상기 기판 변형량 별 매칭되는 최적의 노광 영역 분할 수는 당업자가 수회 실험을 거쳐 얻은 데이터를 바탕으로 산출하는 것이 바람직하고, 기판 변형량 별로 매칭되는 노광 영역 분할 수에 대한 정보는 저장부(160)에 미리 저장해 놓는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(150)는 상기 연산된 기판 변형량에 매칭되는 노광 영역 분할 수를 저장부(160)로부터 추출하고, 상기 추출된 노광 영역 분할 수만큼 상기 노광 대상 기판(120)의 노광 영역(120b)을 분할한 다음, 상기 노광 대상 기판(120)에 형성된 정렬마크와 각 분할된 노광 영역별 정렬마크를 정합시킨 노광 마스크(미도시)를 생성하여 노광부(140)로 전송하며, 노광부(140)는 제어부(150)로부터 전송된 상기 노광 마스크(미도시)를 이용하여 노광 대상 기판(120)에 노광을 수행하게 된다.
이와 같이, 노광 영역을 분할하고, 분할된 영역마다 다시 정렬마크 정합을 수행함으로써, 보다 정밀하게 노광 공정을 수행할 수 있다.
본 실시 예에 따른 노광시스템(100)은 도 1과 같이, 노광 대상 기판(120)이 안착되는 스테이지(stage)(110)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부(150)의 제어에 따라 상기 스테이지(stage)(110)를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키는 구동부(170)를 더 포함할 수 있다.
본 실시 예에서는 도 1과 같이, 검출부(130)가 스테이지(stage)(110) 상부에 배치되어 있고, 노광 대상 기판(120)이 스테이지(110) 상에 안착되면, 검출부(130)는 고정된 상태로 스테이지(110)를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키면서, 안착된 노광 대상 기판(120)을 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시켜 검출부(130)가 노광 대상 기판(120) 상의 모든 정렬마크(120a)를 검출할 수 있도록 한다.
그러나, 이와 반대로, 스테이지(stage)(110)는 고정된 상태로 검출부(130)를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키면서 노광 대상 기판(120) 상의 정렬마크(120a)를 검출하는 것 역시 가능하다 할 것이다.
또한, 본 실시 예에서는 도 1과 같이, 노광부(140)가 노광 대상 기판(120) 상부에 배치되어 있고, 노광부(140)는 고정된 상태로 스테이지(stage)(110)를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키면서 노광 대상 기판(120)이 설정된 노광 패턴을 따라 움직일 수 있도록 한다.
이 역시 노광 대상 기판(120)이 안착된 스테이지(stage)(110)는 고정된 상태로 노광부(140)를 X 방향 또는 Y 방향으로 노광 패턴에 따라 이동시키면서 노광 대상 기판(120) 상의 피노광층에 노광 공정을 수행하도록 하는 것 역시 가능하다 할 것이다.
즉, 검출부(130)와 노광부(140)는 고정된 상태로 스테이지(stage)(110)만 이동하도록 구현할 수도 있고, 반대로, 스테이지(stage)(110)는 고정된 상태로 검출부(130) 및 노광부(140)가 이동하도록 구현할 수 있고, 또는 검출부(130)와 노광부(140) 및 스테이지(stage)(110)가 모두 이동하도록 구현할 수도 있다.
또한, 노광 대상 기판(120)은 일반적으로 도 1에 도시한 바와 같이, 다수의 기판 유닛(125a)들이 배치된 복수 개의 스트립(125)을 포함한다.
이때, 기판 유닛(125a)들이 배치된 스트립(125) 영역을 포함하는 영역이 노광이 이루어지는 노광 영역(120b)이며, 정렬마크(120a)는 노광 영역(120b) 이외의 기판 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 예에 따른 노광시스템(100)은 노광 공정 진행을 위한 명령을 입력할 수 있는 입력부(미도시)와, 노광 공정 진행 상황을 디스플레이하기 위한 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 입력부(미도시)와 출력부(미도시)가 일체화된 입출력부(미도시)를 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정된 것은 아니다.
노광방법
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 노광방법을 설명하기 위하여 나타낸 순서도이다. 이하, 이를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노광방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 먼저, 노광 대상 기판(120)을 제공한다(S201).
상기 제공되는 노광 대상 기판(120) 상에는 정렬마크(120a)가 형성되어 있다. 본 실시 예에서 정렬마크(120a)는 도 1에 도시한 바와 같이, 노광 대상 기판(120)에서 노광이 이루어지는 스트립(125)을 제외한 영역에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 노광 대상 기판(120)은 도 1에 도시한 바와 같이, 다수의 기판 유닛(125a)들이 배치된 스트립(125)을 복수 개 포함할 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 노광 대상 기판(120)은 인쇄회로기판 또는 반도체 기판일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 상기 제공된 노광 대상 기판(120) 상에 형성된 정렬마크(120a)들을 검출한다(S203).
본 실시 예에서, 정렬마크(120a) 검출은 촬상소자를 구비하는 카메라 장치를 이용하여 수행될 수 있고, 상기 촬상소자는 CCD일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 정렬마크(120a) 검출 시, 상기 카메라 장치는 고정된 상태로 두고 노광 대상 기판(120)을 이동시킬 수도 있고, 또는 노광 대상 기판(120)은 고정된 상태로 두고 상기 카메라 장치를 이동시키는 것도 가능하며, 또는 노광 대상 기판(120) 및 카메라 장치 둘 다 이동시키는 것 역시 가능하다 할 것이다.
다음, 상기 검출된 각 정렬마크(120a)에 대한 실제좌표 데이터를 산출하고(S205), 산출된 실제좌표 데이터와 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터를 비교하여 기준 노광 마스크를 실제좌표 데이터에 맞게 변형시킨 노광 마스크를 생성한다(S207).
이때, 상기 실제좌표 데이터는 상기 검출된 정렬마크(120a)가 기 설정된 기준점으로부터 이동한 거리 정보를 이용하여 수행될 수 있다. 이와 같이, 기준점과 이동거리를 이용하여 좌표를 구하는 것은 공지된 기술로 상세한 설명은 생략한다.
여기에서, 상기 기준 노광 마스크는 변형이 발생하지 않은 원 상태의 노광 대상 기판(120)에서 노광이 이루어지는 노광 영역(120b)과 일치하는 스케일을 갖는 노광 마스크를 의미한다.
상기 기준 노광 마스크는 도 1에 도시한 저장부(160)에 사전에 기판 제품별 기준좌표 데이터로 저장되어 있는 것이 바람직하다.
다음, 상기 산출된 실제좌표 데이터와 기준좌표 데이터를 이용하여 기판 변형량을 연산한다(S209).
이때, 상기 기판 변형량을 연산하는 것은 상기 실제좌표의 각 좌표와 이에 대응되는 기준좌표 간의 좌표거리인 좌표 차이값을 연산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 좌표 차이값은 예를 들어, 도 3을 참조하면, 노광 대상 기판(120)의 실제좌표 a′, b′, c′, d′와 이에 각각 대응되는 기준좌표 a, b, c, d 간의 좌표거리를 의미한다.
즉, 실제좌표 a′과 이에 대응되는 기준좌표 a, 실제좌표 b′과 이에 대응되는 기준좌표 b, 실제좌표 c′과 이에 대응되는 기준좌표 c, 실제좌표 d′과 이에 대응되는 기준좌표 d 간의 좌표거리를 의미하는 것이다.
예를 들어, 도 3에서 상기 실제좌표 a′과 이에 대응되는 기준좌표 a 간의 좌표거리는 아래 식(1)을 통하여 구할 수 있다. 나머지 실제좌표와 기준좌표간의 좌표거리 역시 아래 식(1)에 해당 좌표를 대입하여 구할 수 있다.
Figure pat00001
식(1)
상술한 바와 같이 구해지는 상기 좌표 차이값은 구체적으로 기판의 어느 부분에서 변형이 얼마나 발생하였는지를 파악하는데 유용한 데이터이다.
또한, 상기 기판 변형량을 연산하는 것은 상기 실제좌표 데이터에서 각 좌표 간의 거리와 이에 대응되는 기준좌표 간의 거리의 차인 거리 차이값을 연산하는 것을 포함할 수 있다.
상기 거리 차이값은 예를 들어, 도 3을 참조하면, 실제좌표 간의 거리인 R1(a′부터 b′까지의 거리), R2(a′부터 c′까지의 거리), R3(c′부터 d′까지의 거리), R4(b′부터 d′까지의 거리), R5(a′부터 d′까지의 거리), R6(b′부터 c′까지의 거리)과 이에 각각 대응되는 기준좌표 간의 거리인 S1(a 부터 b 까지의 거리), S2(a 부터 c 까지의 거리), S3(c 부터 d 까지의 거리), S4(b 부터 d 까지의 거리), S5(a 부터 d 까지의 거리), S6(b 부터 c 까지의 거리)과의 차이 즉, R1 - S1, R2 - S2, R3 - S3, R4 - S4, R5 - S5, R6 - S6을 연산함으로써 얻을 수 있다.
상기 각 실제좌표 간의 거리 및 기준좌표 간의 거리 역시 상술한 식(1)에 해당 좌표를 대입하여 구할 수 있다.
상기 거리 차이값은 기판의 전체 스케일이 어떤 형태로 변형되었는지를 모니터링하는데 유용한 데이터이다.
다음, 상기 저장부(160)로부터 상기 기판 변형량에 매칭되는 노광 영역 분할 수를 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성한다(S211).
상기 노광 영역 분할 수란, 노광 대상 기판(110)에서 노광이 이루어지는 노광 영역을 분할한 수를 나타내며, 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들어, 노광 대상 기판(100)들의 변형량이 A, B, C로 분류된다면, 변형량이 A 이상 B 이하인 노광 대상 기판(100)들에 적용될 노광 영역 분할 수는 4분할이고, 변형량이 B 이상 C 이하인 노광 대상 기판(100)들에 적용될 노광 영역 분할 수는 8분할이며, 변형량이 C 이상인 노광 대상 기판(100)들에 적용될 노광 영역 분할 수는 16분할로 할당할 수 있다.
이때, 상기 4분할, 8분할, 16분할은 이해를 돕기 위하여 예시를 든 것이며, 노광 영역 분할 수가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 노광 영역이 4분할, 8분할, 16분할로 분할된 예시는 각각 도 5 내지 도 7에 도시하였다.
도 5 내지 도 7에 도시한 것처럼, 상기 분할은 노광 대상 기판(110) 상에 형성된 정렬마크(120a)를 기준으로 수행될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 노광 마스크를 생성하는 것은 상기 노광 영역 분할 수만큼 상기 노광 대상 기판(120)의 노광 영역을 분할한 노광 마스크를 상기 노광 대상 기판(120) 상에 배치시키는 단계 및 상기 노광 대상 기판(120)에 형성된 정렬마크와 상기 노광 마스크의 분할 영역별 정렬마크를 정합시키는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 상기 노광 마스크의 분할 영역별 정렬마크를 각각 해당하는 노광 대상 기판(120)의 정렬마크와 정합시키므로, 보다 정밀하게 정합할 수 있는 것이다.
예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 기판 변형량이 낮을수록 노광 영역 분할 수는 적어져서 정합력은 다소 낮으나, 분할 영역의 수가 적으므로 정렬 시간이 짧아져서 작업 시간이 감소되어 작업 효율이 높은 장점이 있고, 기판 변형량이 높을수록 노광 영역 분할 수가 많아져 정합력은 좋아지지만, 분할 영역의 수가 많아 정렬 시간이 길어져서 작업 시간이 증가되어 작업 효율이 다소 떨어지는 단점이 있을 수 있다.
따라서, 상기 기판 변형량에 따른 최적의 노광 영역 분할 수를 할당하여 정합력이 우수하면서 동시에 작업 효율이 향상되도록 하는 것이 중요하다. 상기 기판 변형량 별 최적의 노광 영역 분할 수는 당업자가 여러 번의 실험을 거쳐 얻은 데이터를 바탕으로 산출하는 것이 바람직하고, 산출된 기판 변형량에 대한 최적의 노광 영역 분할 수는 상기 기판 변형량 별로 매칭시켜 저장부(160)에 미리 저장해 놓는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 연산된 좌표 차이값 및 거리 차이값을 포함하는 상기 기판 변형량 역시 노광 대상 기판(120) 제품별로 매칭시켜 저장부(160)에 저장하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 기판 제품별로 기판 변형량을 매칭시켜 저장하고, 기판 변형량 별 노광 영역 분할 수를 매칭시켜 저장해 놓음으로써, 이후 같은 제품의 기판 노광 공정 시, 새로 변형량을 산출하지 않고 저장된 이력을 바탕으로 매칭되는 최적의 노광 영역 분할 수를 추출하여 바로 적용할 수 있다.
다음, 상기 생성된 노광 마스크를 이용하여 노광 공정을 수행한다(S213).
노광 공정은 이미 당업계에 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 노광 공정이 수행된 이후에는 현상 공정 등의 추후 공정이 진행될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명에 따른 노광장치 및 노광방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 노광시스템 110 : 스테이지(stage)
120 : 노광 대상 기판 120a : 정렬마크
125 : 스트립 125a : 기판 유닛
130 : 검출부 140 : 노광부
150 : 제어부 160 : 저장부
170 : 구동부

Claims (19)

  1. 기판에 형성된 정렬마크를 검출하기 위한 검출부;
    상기 기판에 배치되는 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터 및 기판 변형량 별로 매칭되는 노광 영역 분할 수가 저장된 저장부;
    상기 검출부를 통해 검출된 정렬마크에 대한 실제좌표 데이터를 산출하고, 상기 산출된 실제좌표 데이터와 상기 기준좌표 데이터를 비교하여 기판 변형량을 연산하고, 상기 저장부로부터 상기 기판 변형량과 매칭되는 노광 영역 분할 수를 상기 저장부로부터 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부에 의해 생성된 노광 마스크를 이용하여 노광을 수행하는 노광부
    를 포함하는 노광시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판이 안착되는 스테이지(stage)를 더 포함하는 노광시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 스테이지(stage)를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 구동부를 더 포함하는 노광시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 변형량은 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표와 이에 대응되는 기준좌표 간의 좌표거리인 좌표 차이값을 포함하는 노광시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 변형량은 상기 실제좌표 데이터의 각 좌표 간의 거리와 이에 대응되는 기준좌표 간의 거리의 차인 거리 차이값을 포함하는 노광시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 저장부에 상기 기판 변형량을 기판 제품별로 매칭시켜 저장하는 노광시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 노광 영역 분할 수는 상기 기판 변형량에 비례하는 노광시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출부는 촬상 소자를 구비하는 카메라 장치를 포함하는 노광시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 촬상 소자는 CCD(Charge Coupled Device)인 노광시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 정렬마크가 기 설정된 기준점으로부터 이동한 거리 정보를 이용하여 상기 실제좌표 데이터를 산출하는 노광시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 추출된 노광 영역 분할 수만큼 상기 기판의 노광 영역을 분할하고, 상기 기판에 형성된 정렬마크와 분할된 각 노광 영역별 정렬마크를 정합시킨 노광 마스크를 생성하여 상기 노광부로 전송하는 노광시스템.
  12. 노광장치에 정렬마크를 갖는 기판이 제공되는 단계;
    상기 노광장치가 상기 정렬마크를 검출하고, 검출된 정렬마크에 대한 실제좌표 데이터를 산출하는 단계;
    상기 산출된 실제좌표 데이터와 상기 기판에 배치되는 기준 노광 마스크에 대한 기준좌표 데이터를 비교하여 기판 변형량을 연산하는 단계;
    기 저장된 정보로부터 상기 연산된 기판 변형량에 매칭되는 노광 영역 분할 수를 추출하여 상기 노광 영역 분할 수만큼 분할된 노광 마스크를 생성하는 단계; 및
    상기 노광 마스크를 이용하여 상기 기판에 노광을 수행하는 단계
    를 포함하는 노광방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 변형량을 연산하는 단계는,
    상기 실제좌표 데이터의 각 좌표와 이에 대응되는 기준좌표 간의 좌표거리인 좌표 차이값을 연산하는 단계를 포함하는 노광방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 변형량을 연산하는 단계는,
    상기 실제좌표 데이터의 각 좌표 간의 거리와 이에 대응되는 기준좌표 간의 거리의 차인 거리 차이값을 연산하는 단계를 포함하는 노광방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 변형량을 연산하는 단계는,
    상기 실제좌표 데이터와 기준좌표 데이터를 비교하여 기준 노광 마스크를 실제좌표 데이터에 맞게 변형시킨 변형 노광 마스크를 생성하는 단계를 더 포함하는 노광방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 변형량을 연산하는 단계 이후에,
    상기 연산된 기판 변형량을 기판 제품별로 매칭시켜 저장하는 단계를 더 포함하는 노광방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 노광 영역 분할 수는 상기 기판 변형량에 비례하는 노광방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 실제좌표 데이터를 산출하는 단계는,
    상기 검출된 정렬마크가 기 설정된 기준점으로부터 이동한 거리 정보를 이용하여 수행되는 노광방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 노광 마스크를 생성하는 단계는,
    상기 노광 영역 분할 수만큼 상기 기판의 노광 영역을 분할한 노광 마스크를 상기 기판상에 배치시키는 단계; 및
    상기 기판에 형성된 정렬마크와 상기 노광 마스크의 분할 영역별 정렬마크를 정합시키는 단계
    를 포함하는 노광방법.
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