KR20200038383A - 노광 방법 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

노광 방법 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

노광 방법은 복수의 영역으로 나뉘어진 기판에 대해, 사각형의 마스크(mask)와 상기 기판의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 노광한다. 상기 노광 방법에 따르면, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 일변 상의 2점의 좌표를 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제1 샷을 노광한다. 상기 마스크를 상기 기판의 제2 영역에 위치시킨 후, 상기 제1 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제2 샷을 노광한다. 상기 마스크를 상기 기판의 제3 영역에 위치시킨 후, 이미 노광된 인접하는 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제3 샷을 노광한다.

Description

노광 방법 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{EXPOSURE METHOD AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY APPRATUS USING THE SAME}
본 발명은 노광 방법 및 상기 노광 방법을 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스텝 방식의 노광기를 이용한 노광 방법 및 상기 노광 방법을 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 기술의 발전에 힘입어 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 뛰어난 디스플레이 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 디스플레이 장치에는 기존 브라운관 텔레비전(cathode ray tube: CRT)이 성능이나 가격 면에서 많은 장점을 가지고 널리 사용되었으나, 소형화 또는 휴대성의 측면에서 CRT의 단점을 극복하고, 소형화, 경량화 및 저전력 소비 등의 장점을 갖는 표시 장치, 예를 들면 플라즈마 표시 장치, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치 등이 주목을 받고 있다.
상기 표시 장치는 기판 상에 형성되는 컬러 필터 등의 패턴을 포함할 수 있는데, 상기 패턴들은 포토레지스트층을 패턴이 형성된 마스크로 노광 및 현상하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 표시 장치가 대면적화 됨에 따라, 상기 표시 장치의 크기가 상기 마스크의 크기 보다 큰 경우, 스텝 방식의 노광기를 이용하여 복수회 샷을 통해 분할 노광 후 현상하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 복수의 노광 영역들 경계에 형성되는 스티치(stitch) 얼룩에 의해 표시 품질이 저하되는 문제가 있었다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 스티치 얼룩이 줄어든 스텝 방식의 노광 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 노광 방법을 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 노광 방법은 복수의 영역으로 나뉘어진 기판에 대해, 사각형의 마스크(mask)와 상기 기판의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 노광한다. 상기 노광 방법에 따르면, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 일변 상의 2점의 좌표를 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제1 샷을 노광한다. 상기 마스크를 상기 기판의 제2 영역에 위치시킨 후, 상기 제1 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제2 샷을 노광한다. 상기 마스크를 상기 기판의 제3 영역에 위치시킨 후, 이미 노광된 인접하는 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제3 샷을 노광한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 순차적으로 연속하여 배치될 수 있다. 상기 제1 샷을 노광하는 단계에서의 정렬은 상기 제1 영역의 일변에 상기 마스크의 일변을 정렬함으로써 이루어질 수 있다. 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서의 정렬은 상기 제1 샷의 일변에 상기 마스크의 일변을 정렬함으로써 이루어질 수 있다. 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서의 정렬은 상기 제2 샷의 일변에 상기 마스크의 일변을 정렬함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 샷을 노광하는 단계에서, 상기 마스크가 정렬 오프셋 범위 내에 위치하면, 정렬이 완료된 것으로 보아, 상기 제1 샷을 노광하고, 정렬 목표 좌표와 어긋난 정도인 잔량을 이용하여, 제2 샷을 노광하는 단계에서 정렬할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 상기 제2 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여 저장하고, 이를 이용하여 제3 샷을 노광하는 단계에서 정렬할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출된 좌표 및 정렬된 좌표들은 각각 (X, Y, θ) 값을 갖고, (여기서 X는 X 좌표, Y는 Y좌표, θ는 아래 수식에 의해 계산됨)
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 제1 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X①1, Y①1, θ①1), (X①2, Y①2, θ①2)일 수 있다. 상기 제1 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X①, Y①, θ①)는
X① = -(X①1+X①2)/2
Y① = -(Y①1+Y①2)/2
θ① = -(θ①1+θ①2)/2
로 계산될 수 있다. 상기 제1 샷이 노광 될 때 상기 마스크의 실제 위치는 상기 정렬 목표 좌표(X①, Y①, θ①)와 정렬 오프셋 범위 내에서 어긋난 정도인 잔량(ΔX①, ΔY①, Δθ①)을 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X②3, Y②3, θ②3), (X②4, Y②4, θ②4)일 수 있다. 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X②, Y②, θ②)는
X② = ΔX①-(X②3+X②4)/2
Y② = ΔY①-(Y②3+Y②4)/2
θ② = Δθ①-(θ②3+θ②4)/2
로 계산될 수 있다. 상기 제2 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제2 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X③3, Y③3, θ③3), (X③4, Y③4, θ③4)일 수 있다. 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X③, Y③, θ③)는
X③ = ΔX②’-(X③3+X③4)/2
Y③ = ΔY②’ -(Y③3+Y③4)/2
θ③ = Δθ②’-(θ③3+θ③4)/2
로 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서, 상기 제3 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제3 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 저장할 수 있다. 상기 제4 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X④3, Y④3, θ④3), (X④4, Y④4, θ④4)일 수 있다. 상기 제4 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X④, Y④, θ④)는
X④ = ΔX③’-(X④3+X④4)/2
Y④ = ΔY③’-(Y④3+Y④4)/2
θ④ = Δθ③’-(Θ④3+θ④4)/2
로 계산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 제2 영역과 상기 제3 영역 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서는, 상기 제1 샷 영역과 상기 제2 샷이 접하여 형성되는 스티치 라인을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서는, 상기 슬라이딩의 정도는 상기 마스크의 4점의 좌표를 이용하여, 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X②, Y②, θ②)는
X② = ΔX①-(X②3+X②4)/2+ΔX②s
Y② = ΔY①-(Y②3+Y②4)/2+ΔY②s
θ② = Δθ①-(θ②3+θ②4)/2
로 계산될 수 있다. 여기서, 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 는
ΔY②a={[(Y②3+Y②4)/2]·(a/0.5)+[
Figure pat00005
(Y②k)/4·(1-a)/0.5]]/2
ΔY②s=ΔY②a-(Y②3+Y②4)/2
ΔX②s=ΔY②s·[(X①1-X①2)/(Y①1-Y①2)]
로 계산되며, 여기서 a는 가중값으로, 0~1의 값으로 설정될 수 있다. 상기 제2 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제2 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서, 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X③, Y③, θ③)는
X③ = ΔX②-(X③3+X③4)/2+ΔX③s
Y③ = ΔY②-(Y③3+Y③4)/2+ΔY③s
θ③ = Δθ②-(θ③3+θ③4)/2
로 계산될 수 있다. 여기서, 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 는
ΔY③a={[(Y③3+Y③4)/2]·(a/0.5)+[
Figure pat00006
(Y③k)/4·(1-a)/0.5]]/2
ΔY③s=ΔY③a-(Y③3+Y③4)/2
ΔX③s=ΔY③s·[(X②1-X②2)/(Y②1-Y②2)]
로 계산되며, 여기서 a는 가중값으로, 0~1의 값으로 설정될 수 있다. 상기 제3 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제3 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX③’, ΔY③’, Δθ③’)를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서의 가중값 a와 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서의 가중값 a는 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 상기 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 에 추가적인 오프셋 값이 더 더해진 량이 슬라이드될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 노광 방법은 m개의 영역을 포함하는 기판에 대해 m 번의 샷으로 노광한다. 상기 노광방법에 따르면, 제1 영역의 일측변을 기준으로 정렬하여 제1 샷을 노광한다. 제N 영역에 인접하는 이미 노광된 샷의 일측변을 기준으로, 제N 샷의 일측변을 정렬하여 제N 샷을 노광한다. (여기서 N은 2보다 크고 m 보다 작은 자연수) 제m 영역에 이접하는 이미 노광된 샷의 일측변을 기준으로, 제 m 샷을 노광한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제N 샷을 노광하는 단계에서, 상기 이미 노광된 샷의 상기 일측변을 따라 슬라이드된 위치로 상기 제N 샷의 일측변을 정렬한 후 노광할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬라이드된 위치는 상기 제N 샷의 모서리에 대응되는 적어도 2점 이상을 이용하여 계산할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 복수의 영역으로 나뉘어진 기판 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계, 상기 기판과 마스크의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 노광하는 노광 장치를 이용하여, 상기 포토레지스트층을 노광하는 단계, 및 노광된 상기 포토레지스트층을 현상하여 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 노광하는 단계는 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 일변 상의 2점의 좌표를 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제1 샷을 노광하는 단계, 상기 마스크를 상기 기판의 제2 영역에 위치시킨 후, 상기 제1 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제2 샷을 노광하는 단계, 및 상기 마스크를 상기 기판의 제3 영역에 위치시킨 후, 이미 노광된 인접하는 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제3 샷을 노광하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 샷을 노광하는 단계에서는, 상기 제1 샷 영역과 상기 제2 샷이 접하여 형성되는 스티치 라인을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 노광 방법은 복수의 영역으로 나뉘어진 기판에 대해, 사각형의 마스크(mask)와 상기 기판의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 노광한다. 상기 노광 방법에 따르면, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 일변 상의 2점의 좌표를 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제1 샷을 노광한다. 상기 마스크를 상기 기판의 제2 영역에 위치시킨 후, 상기 제1 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제2 샷을 노광한다. 상기 마스크를 상기 기판의 제3 영역에 위치시킨 후, 이미 노광된 인접하는 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제3 샷을 노광한다. 이때, 각각의 샷이 스티치 라인을 기준으로 2점 정렬되므로, 복수의 샷들의 스티치 라인 부분에서의 노광 불균일을 최소화 할 수 있다.
또한, 상기 노광 방법을 사용하여 형성한 패턴은 스티치 라인 얼룩이 줄어들 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법에 사용되는 노광 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 2의 노광 방법에 따라 형성되는 복수의 샷 영역들을 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 제1 샷 영역의 모서리 부분에서의 기판의 정렬마크 및 마스크의 정렬마크를 나타낸 확대 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법에 따라 형성되는 복수의 샷 영역들을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법에 따라 형성되는 복수의 샷 영역들을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 이용한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 이용한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법에 사용되는 노광 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 노광 장치는 스텝(step) 방식의 근접 노광기로, 작업 대상인 기판(2)의 위치를 이동시키며 복수회 샷을 노광할 수 있다.
상기 노광 장치는 베이스(10), 스테이지, 워크 척(40), 마스크(50), 마스크 홀더(60) 및 정렬 검출계(70)를 포함할 수 있다.
상기 베이스(10) 상에 상기 스테이지, 상기 워크 척(40), 상기 마스크 홀더(60), 상기 정렬 검출계(70) 및 광원부가 설치될 수 있다.
상기 스테이지는 상기 기판(2)과 상기 마스크(50)를 상대적으로 이동시키기 위한 구성으로, 예를들면, XY스테이지(20) 및 틸트(tilt) 스테이지(30)를 포함하고, 상기 XY스테이지(20)가 상기 기판(2)을 X방향 및 Y방향으로 이동시키며, 상기 틸트(tilt) 스테이지(30)에 의해 상기 기판(2)의 회전 및 경사도를 조절할 수 있다. 한편, 상기 노광 장치는 추가적으로 상기 기판(2)과 상기 마스크(50) 사이의 갭(G)을 조절하기 위한 구조를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 기판(2)과 상기 마스크(50)를 상대적으로 이동시키기 위해, 상기 XY스테이지(20) 및 상기 틸트(tilt) 스테이지(30)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 워크 척(40)은 작업 대상인 기판(2)을 흡착 고정 및 지지할 수 있다.
상기 마스크 홀더(60)는 상기 마스크(50)를 흡착 고정 및 지지할 수 있다.
상기 정렬 검출계(70)는 상기 기판(2)의 제1 정렬 마크(도 4의 MK1 참조) 와 상기 마스크(50)의 제2 정렬 마크(도 4의 MK2 참조)를 검출할 수 있다. 상기 정렬 검출계60)는 직사각형 형상의 상기 마스크(50)의 네 모서리에 대응하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 노광 장치는 상기 마스크(50)와 상기 기판(2) 사이의 거리인 상기 갭(G)을 측정하는 갭 센서 및 상기 마스크(50)를 통해 상기 기판(2)에 조사하기 위한 광(Light)을 발생하는 광원부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3은 도 2의 노광 방법에 따라 형성되는 복수의 샷 영역들을 도시한 평면도이다. 도 4는 도 3의 제1 샷 영역의 모서리 부분에서의 기판의 정렬마크 및 마스크의 정렬마크를 나타낸 확대 평면도이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 상기 노광 방법은 제1 샷 노광 단계(S100) 제2 샷 노광 단계(S200), 제3 샷을 노광 단계(S300), 및 제4 샷 노광 단계(S400)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 기판(2)이 네개의 영역으로 나뉘어져, 4번의 샷을 노광하여 노광 공정이 완료되는 것으로 설명되었으나, 상기 기판(2)은 N개의(N은 3이상의 자연수) 영역들로 나뉘어지고 N번의 샷을 통해 노광 공정이 완료될 수 있다. 또한, 각 영역들의 배열 모양도 다양할 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에서는 4개의 영역이 가로 방향으로 배열되어 있으나, 3개의 영역, 또는 6개의 영역으로 나뉘어 지는 경우도 가능할 것이다.
도 3을 다시 참조하면, 도면에는 이상적인 샷 영역(점선), 즉 기판(2) 상의 각 영역들과, 실제 샷 영역(실선)이 도시되어 있다. 본 실시예에서는 노광 영역이 4개로 나뉘어져, 제1 내지 제4 샷을 노광하여 전체 영역을 노광하는 경우를 설명하고 있으나, 상기 노광 영역은 필요에 따라 적절한 수로 나뉘어 질 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에서는, 상기 이상적인 샷 영역(점선)은 샷이 이루어져야 하는 상기 기판(20) 상의 영역으로 제1 내지 제4 영역이 X 방향으로 따라 순서대로 배열되어 있다.
여기서, 평면상의 일 방향을 X방향(X)으로 정의하고, 상기 X방향과 직교하는 상기 평면상의 방향을 Y방향(Y), 상기 X방향 및 상기 Y방향과 직교하는 연직 방향을 Z방향(Z), 상기 X방향 및 상기 Y방향에 직교하는 축 둘레 방향을 θ 방향으로 정의한다.
또한, 도면상에 각 샷의 번호는 원문자를 이용하여 표시하고, (예를 들면, 제1 샷은 ①, 제2 샷은 ②), 각 샷의 네 모서리는 원문자 뒤의 번호로 표시한다. 즉, 제1 샷의 우측 상단 모서리(UR1)의 좌표는 (X①1, Y①1, θ①1), 우측 하단 모서리(LR1)의 좌표는 (X①2, Y①2, θ①2), 좌측 하단 모서리(LL1)의 좌표는 (X①3, Y①3, θ①3), 좌측 상단 모서리(UL1)의 좌표는 (X①4, Y①4, θ①4)로 정의될 수 있다.
제2 샷의 우측 상단 모서리(UR2)의 좌표는 (X②1, Y②1, θ②1) 우측 하단 모서리(LR2)의 좌표는 (X②2, Y②2, θ②2), 좌측 하단 모서리(LL2)의 좌표는 (X②3, Y②3, θ②3), 좌측 상단 모서리(UL2)의 좌표는 (X②4, Y②4, θ②4)로 정의될 수 있다.
제3 샷의 우측 상단 모서리(UR3)의 좌표는 (X③1, Y③1, θ③1) 우측 하단 모서리(LR3)의 좌표는 (X③2, Y③2, θ③2), 좌측 하단 모서리(LL3)의 좌표는 (X③3, Y③3, θ③3), 좌측 상단 모서리(UL3)의 좌표는 (X③4, Y③4, θ③4)로 정의될 수 있다.
제4 샷의 우측 상단 모서리(UR4)의 좌표는 (X④1, Y④1, θ④1) 우측 하단 모서리(LR4)의 좌표는 (X④2, Y④2, θ④2), 좌측 하단 모서리(LL4)의 좌표는 (X④3, Y④3, θ④3), 좌측 상단 모서리(UL4)의 좌표는 (X④4, Y④4, θ④4)로 정의될 수 있다.
여기서 각 좌표는 (X 좌표, Y 좌표 및 XY평면상에서 회전된 량인 θ 값) 를 나타내며, θ와 관련된 값은 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
(여기서 k는 모서리 번호, c는 각 샷의 네 모서리의 평균을 의미)
이때, 각 샷들의 경계에 스티치 라인(SL)을 형성하게 된다. 도면 상에서는 제1 샷의 우측 변과 제2 샷의 좌측 변이 일치하는 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 정렬 오프셋 범위 내에서 소정 범위 어긋나 있을 수 있다. 상기 노광 장치는 목표 위치에 상기 마스크(50)를 이동 및 정렬 시키는데 있어서, 상기 정렬 검출계(70)가 검출할 수 있는 위치의 정밀도가 마스크(50)를 이동할 수 있는 정밀도 보다 크므로, 상기 마스크(50)가 정렬 위치에 어느 정도 근접하게 되면, 정렬된 것으로 보아 노광을 진행할 수 있다. 이때 허용되는 오차 범위를 상기 정렬 오프셋 범위로 정의할 수 있다.
한편, 각각의 상기 이상적인 샷 영역의 모서리들에는 기판(2) 상에 제1 정렬 마크(도 4의 MK1 참조)가 위치한다. 각각의 상기 샷의 모서리들(UL1 내지LR4)은 노광된 영역의 모서리에 대응된다. 따라서, 상기 모서리들(UL1 내지LR4)은 상기 마스크(50)의 각 모서리에 대응하는 제2 정렬 마크(도 4의 MK2 참조)의 위치일 수 있다.
이하, 도 2 및 3을 참조하여, 상기 노광 방법을 상세히 설명한다.
상기 제1 샷 노광 단계(S100)에서는, 이상적인 샷 영역의 일측 변을 기준으로(본 실시예에서는 우측변 기준) 2점(UR1, LR1) 정렬할 수 있다.
구체적으로, 상기 마스크(50)를 제1 샷 위치(이상적인 위치)로 이동 시킨 후, 정렬할 수 있다. 상기 제1 샷의 노광 위치(정렬하는 2점의 중심 좌표, 여기서는 오른쪽 변의 중심 좌표)는 아래 수식을 이용하여 정렬될 수 있다.
X① = -(X①1+X①2)/2
Y① = -(Y①1+Y①2)/2
θ① = -(θ①1+θ①2)/2
이에 따라 상기 마스크(50)를 제1 샷 좌표(X①, Y①, θ①)로 이동 및 정렬한 후 제1 샷을 노광할 수 있다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 샷이 노광 될 때 상기 마스크(50)의 실제 위치는 좌표 (X①, Y①, θ①)와 상기 정렬 오프셋 범위 내에서 어긋날(misalign) 수 있는데, 어긋난 정도인 잔량(ΔX①, ΔY①, Δθ①)을 상기 노광 장치가 확인하여 기억할 수 있다.
이후, 상기 제2 샷 노광 단계(S200)에서는, 스티치 라인(SL)에 대해 2점(UL2, LL2) 정렬할 수 있다. 이때, 다음 샷(제3 샷)의 목표 위치를 설정하기 위해, 반대측의 2점(UR2, UL2)의 좌표를 검출할 수 있다.
구체적으로, 상기 마스크(50)를 제2 샷 위치(이상적인 위치)로 이동 시킨 후, 정렬할 수 있다. 상기 제2 샷의 노광 위치(정렬하는 2점의 중심 좌표)는 아래 수식을 이용하여 정렬될 수 있다.
X② = ΔX①-(X②3+X②4)/2
Y② = ΔY①-(Y②3+Y②4)/2
θ② = Δθ①-(θ②3+θ②4)/2
이에 따라 상기 마스크(50)를 제2 샷 좌표(X②, Y②, θ②)로 이동 및 정렬한 후 제2 샷을 노광할 수 있다. 이때, 앞서 기억한 잔량을 고려하여, 노광 위치를 결정하므로, 정렬 오프셋에 의한 오차가 누적되지 않을 수 있다.
이때, 반대측의 2점, 즉, 우측의 모서리들 (UR2, UL2)의 이상적인 샷의 좌표와 실제 측정된 좌표와 대한 차이(ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 검출할 수 있다.
이후, 상기 제3 샷 노광 단계(S300)에서는, 스티치 라인(SL)에 대해 2점(UL3, LL3) 정렬할 수 있다. 이때, 다음 샷(제3 샷)의 목표 위치를 설정하기 위해, 반대측의 2점(UR3, UL3)의 좌표를 검출할 수 있다.
구체적으로, 상기 마스크(50)를 제3 샷 위치(이상적인 위치)로 이동 시킨 후, 정렬할 수 있다. 상기 제3 샷의 노광 위치(정렬하는 2점의 중심 좌표)는 아래 수식을 이용하여 정렬될 수 있다.
X③ = ΔX②’-(X③3+X③4)/2
Y③ = ΔY②’ -(Y③3+Y③4)/2
θ③ = Δθ②’-(θ③3+θ③4)/2
이에 따라 상기 마스크(50)를 제3 샷 좌표(X③, Y③, θ③)로 이동 및 정렬한 후 제3 샷을 노광할 수 있다. 이때, 정렬 목표 위치인 2점(UR2, UL2)은 이전 샷에서 검출한 값이므로, 정렬 오프셋에 의한 오차가 누적되지 않을 수 있다.
이때, 반대측의 2점, 즉, 우측의 모서리들 (UR3, UL3)의 이상적인 샷의 좌표와 실제 측정된 좌표와 대한 차이(ΔX③’, ΔY③’, Δθ③’)를 검출할 수 있다.
이후, 상기 제4 샷 노광 단계(S400)에서는, 스티치 라인(SL)에 대해 2점(UL4, LL4) 정렬할 수 있다. 본 실시예에서는, 제4 샷이 마지막 샷이므로, 다음 샷의 목표 위치를 설정하기 위해, 반대측의 2점(UR4, UL4)의 좌표를 검출할 필요가 없다.
구체적으로, 상기 마스크(50)를 제4 샷 위치(이상적인 위치)로 이동 시킨 후, 정렬할 수 있다. 상기 제4 샷의 노광 위치(정렬하는 2점의 중심 좌표)는 아래 수식을 이용하여 정렬될 수 있다.
X④ = ΔX③’-(X④3+X④4)/2
Y④ = ΔY③’-(Y④3+Y④4)/2
θ④ = Δθ③’-(θ④3+θ④4)/2
이에 따라 상기 마스크(50)를 제4 샷 좌표(X③, Y③, θ③)로 이동 및 정렬한 후 제4 샷을 노광할 수 있다.
한편, 실제 샷 영역은 노광 당시의 주변 환경 등에 의해, 각 샷마다 그 크기와 형상이 서로 다를 수 있다. 도면에 도시된 실제 샷 영역은 과장되어 왜곡된 것으로, 각 샷 마다 실제 샷 영역이 직사각형 형태를 벗어나는 일 예를 나타내고 있으며, 이에 한정되는 것이 아니다.
본 실시예에 따르면, 각각의 샷이 스티치 라인(SL)을 기준으로 2점 정렬되므로, 복수의 샷들의 스티치 라인(SL) 부분에서의 노광 불균일을 최소화 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법에 따라 형성되는 복수의 샷 영역들을 도시한 평면도이다.
도 2 및 5를 참조하면, 상기 노광 방법은 제1 샷 노광 단계(S100) 제2 샷 노광 단계(S200), 제3 샷을 노광 단계(S300), 및 제4 샷 노광 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이하 나타나는 좌표들, 예를 들면, 제1 샷의 우측 상단 모서리(UR1)의 좌표 (X①1, Y①1, θ①1) 등이 의미하는 내용들은 도1 내지 4의 노광 방법에서와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 노광 방법은 도1 내지 4의 노광 방법에서 샷이 누적됨에 따라 Y 방향의 오차가 늘어나는 것을 최소화 하기 위해, 스티치 라인(SL)을 기준으로 2점 정렬하되 Y방향 오차가 줄어드는 방향으로, 상기 스티치 라인(SL)을 따라 슬라이드(slide) 하여 정렬하는 노광 방법이다. 이하 이에 대해, 자세히 설명한다.
상기 제1 샷 노광 단계(S100)에서는, 이상적인 샷 영역의 일측 변을 기준으로(본 실시예에서는 우측변 기준) 2점(UR1, LR1) 정렬할 수 있다.
구체적으로, 상기 마스크(50)를 제1 샷 위치(이상적인 위치)로 이동 시킨 후, 정렬할 수 있다. 상기 제1 샷의 노광 위치(정렬하는 2점의 중심 좌표, 여기서는 오른쪽 변의 중심 좌표)는 아래 수식을 이용하여 정렬될 수 있다.
X① = -(X①1+X①2)/2
Y① = -(Y①1+Y①2)/2
θ① = -(θ①1+θ①2)/2
이에 따라 상기 마스크(50)를 제1 샷 좌표(X①, Y①, θ①)로 이동 및 정렬한 후 제1 샷을 노광할 수 있다.
이때, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1 샷이 노광 될 때 상기 마스크(50)의 실제 위치는 좌표 (X①, Y①, θ①)와 상기 정렬 오프셋 범위 내에서 어긋날(misalign) 수 있는데, 어긋난 정도인 잔량(ΔX①, ΔY①, Δθ①)을 상기 노광 장치가 확인하여 기억할 수 있다.
이후, 상기 제2 샷 노광 단계(S200)에서는, 스티치 라인(SL)에 대해 2점(UL2, LL2) 정렬하되, Y 방향으로의 오차를 줄이기 위해, 상기 스티치 라인(SL)을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬할 수 있다. 이때, 상기 2점 외 타측의 2점을 포함한 4점(UL2, LL2, UR2, LR2)의 좌표를 검출 및 이용하여, 상기 마스크(50)의 목표 정렬 좌표(X②, Y②, θ②)를 설정할 수 있다.
X② = ΔX①-(X②3+X②4)/2+ΔX②s
Y② = ΔY①-(Y②3+Y②4)/2+ΔY②s
θ② = Δθ①-(θ②3+θ②4)/2
여기서, 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 는 아래 수식에 의해 계산될 수 있다.
ΔY②a={[(Y②3+Y②4)/2]·(a/0.5)+[
Figure pat00009
(Y②k)/4·(1-a)/0.5]]/2
ΔY②s=ΔY②a-(Y②3+Y②4)/2
ΔX②s=ΔY②s·[(X①1-X①2)/(Y①1-Y①2)]
여기서 a는 가중값이며, 사용자가 필요에 따라서 설정할 수 있다. 예를들어, 가중값이 100% 즉, a=1 인 경우, 상기 2점(UL2, LL2) 만을 이용하여 Y 방향 오차가 최소화 되도록 정렬하는 방법(2점 정렬)이고, 가중값이 0%인 경우, Y 방향 오차를 줄이기 위해, 4점(UL2, LL2, UR2, LR2) 모두를 이용하여 Y 방향 오차가 최소화 되도록 정렬하는 방법(4점 정렬)이 된다.
즉, 상기 가중값이 0~`00% (a= 0~1)로 변하면서, 4점 정렬에서 2점 정렬(스티치 라인 방향)의 영향을 크게할 수 있다.
한편, 이때, 공정상의 필요에 의해, 또는 경험에 의해, 슬라이드량 (ΔY②s, ΔX②s)에 대해 소정 정도의 오프셋값을 추가하여, 상기 슬라이드량이 더 적게 또는 더 많게 임의로 조정할 수 도 있다.
이에 따라 상기 마스크(50)를 제2 샷 좌표(X②, Y②, θ②)로 이동 및 정렬한 후 제2 샷을 노광할 수 있다. 이때, 반대측의 2점, 즉, 우측의 모서리들 (UR2, UL2)의 이상적인 샷의 좌표와 실제 측정된 좌표와 대한 차이(ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 검출할 수 있다.
이후, 상기 제3 샷 노광 단계(S300)에서는, 스티치 라인(SL)에 대해 2점(UL3, LL3) 정렬하되, Y 방향으로의 오차를 줄이기 위해, 상기 스티치 라인(SL)을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬할 수 있다. 이때, 상기 2점 외 타측의 2점을 포함한 4점(UL3, LL3, UR3, LR3)의 좌표를 검출 및 이용하여, 상기 마스크(50)의 목표 정렬 좌표(X③, Y③, θ③)를 설정할 수 있다.
X③ = ΔX②-(X③3+X③4)/2+ΔX③s
Y③ = ΔY②-(Y③3+Y③4)/2+ΔY③s
θ③ = Δθ②-(θ③3+θ③4)/2
여기서, 슬라이드 량인 ΔX③s, ΔY③s 는 아래 수식에 의해 계산될 수 있다.
ΔY③a={[(Y③3+Y③4)/2]·(a/0.5)+[
Figure pat00010
(Y③k)/4·(1-a)/0.5]]/2
ΔY③s=ΔY③a-(Y③3+Y③4)/2
ΔX③s=ΔY③s·[(X②1-X②2)/(Y②1-Y②2)]
여기서 a는 가중값이며, 사용자가 필요에 따라서 설정할 수 있다. 이때 상기 가중값은 상기 제2 샷에서의 가중값과 동일하거나 다를 수 있으며, 오프셋 값도 마찬가지로, 상기 제2 샷에서와 동일하거나 다를 수 있다.
이에 따라 상기 마스크(50)를 제3 샷 좌표(X③, Y③, θ③)로 이동 및 정렬한 후 제3 샷을 노광할 수 있다. 이때, 반대측의 2점, 즉, 우측의 모서리들 (UR3, UL3)의 이상적인 샷의 좌표와 실제 측정된 좌표와 대한 차이(ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 검출할 수 있다.
이후, 상기 제4 샷 노광 단계(S400)에서는, 스티치 라인(SL)에 대해 2점(UL4, LL4) 정렬하되, Y 방향으로의 오차를 줄이기 위해, 상기 스티치 라인(SL)을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬할 수 있다. 이때, 상기 2점 외 타측의 2점을 포함한 4점(UL4, LL4, UR4, LR4)의 좌표를 검출 및 이용하여, 상기 마스크(50)의 목표 정렬 좌표(X④, Y④, θ④)를 설정할 수 있다.
X④ = ΔX③-(X④3+X④4)/2+ΔX④s
Y④ = ΔY③-(Y④3+Y④4)/2+ΔY④s
θ④ = Δθ③-(θ④3+θ④4)/2
여기서, 슬라이드 량인 ΔX④s, ΔY④s 는 아래 수식에 의해 계산될 수 있다.
ΔY④a={[(Y④3+Y④4)/2]·(a/0.5)+[
Figure pat00011
(Y④k)/4·(1-a)/0.5]]/2
ΔY④s=ΔY④a-(Y④3+Y④4)/2
ΔX④s=ΔY④s·[(X③1-X③2)/(Y③1-Y③2)]
여기서 a는 가중값이며, 사용자가 필요에 따라서 설정할 수 있다. 이때 상기 가중값은 상기 제3 샷에서의 가중값과 동일하거나 다를 수 있으며, 오프셋 값도 마찬가지로, 상기 제3 샷에서와 동일하거나 다를 수 있다.
이에 따라 상기 마스크(50)를 제4 샷 좌표(X③, Y③, θ③)로 이동 및 정렬한 후 제4 샷을 노광할 수 있다. 이때, 상기 제4 샷이 마지막 샷이므로, 다음 샷의 목표 위치를 설정하기 위해, 반대측의 2점(UR4, UL4)의 좌표를 검출할 필요가 없다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법에 따라 형성되는 복수의 샷 영역들을 도시한 평면도이다. 상기 노광 방법은 각각의 샷의 위치를 제외하고, 각 단계에서의 좌표의 검출과 정렬은 실질적으로 도 5의 노광 방법과 동일하다. 따라서 반복되는 설명은 생략한다.
도 2 및 6을 참조하면, 상기 노광 방법은 제1 샷 노광 단계(S100) 제2 샷 노광 단계(S200), 제3 샷을 노광 단계(S300), 및 제4 샷 노광 단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 기판(2)은 제1 내지 제4 영역을 포함하며(점선), X 방향을 따라, 제2 영역, 제1 영역, 제3 영역 및 제4 영역이 순서대로 배치되며, 제1 내지 제4 샷은 상기 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역 및 제4 영역에 대해 순서대로 노광된다.
구체적으로, 상기 제1 샷 노광 단계(S100)에서는, 제1 영역의 우측변에 마스크(50)의 우측변을 정렬하여, 제1 샷을 노광한다. 상기 제2 샷 노광 단계(S200)에서는, 상기 제1 샷의 좌측변에 상기 제2 샷의 우측변을 정렬한 후, 스티치 라인(SL)을 따라 슬라이드하여 정렬하여, 제2 샷을 노광한다. 상기 제3 샷 노광 단계(S300)에서는, 상기 제1 샷의 우측변에 상기 제3 샷의 좌측변을 정렬한 후, 스티치 라인(SL)을 따라 슬라이드하여 정렬하여, 제3 샷을 노광한다. 상기 제4 샷 노광 단계(S400)에서는, 상기 제3 샷의 우측변에 상기 제4 샷의 좌측변을 정렬한 후, 스티치 라인(SL)을 따라 슬라이드하여 정렬하여, 제4 샷을 노광한다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판(2) 상의 각 영역들에 대한 노광 순서를 조정하여, 균일한 노광을 하면서도 X 방향, Y 방향의 오차 누적이 최소화 될 수 있다. 4개 영역에 대해 4개 샷으로 노광하는 경우, 첫번째 샷은 상기 기판(2)의 중심선, 즉, 두번째 위치하는 영역(제1 영역)의 우측 라인에 정렬하는 경우가 바람직할 것이다. 다른 예로, 6개 영역에 대해 6개 샷으로 노광하는 경우라면, 세번째 위치하는 영역의 우측 라인에 정렬하여 첫번째 샷을 노광하는 것이 바람직할 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 상기 노광 방법은 이상적인 제1 샷 영역의 우측 라인에 정렬하여 제1 샷을 노광하는 단계(S1100), 제1 샷의 우측 라인에 정렬하여, 제2 샷을 노광하는 단계(S1200), 제N-1 샷의 우측 라인에 정렬하여 제N 샷을 노광하는 단계(S1300), 마지막 샷 이전 샷의 우측 라인에 정렬하여, 마지막 샷을 노광하는 단계(S1400)를 포함할 수 있다. 여기서 N은 2 이상의 자연수이고, 마지막 샷(m번 째 샷)은 제3 샷 이상일 수 있다.
상기 노광 방법은 m개의 영역으로 나뉘어진 기판에 대해, 사각형의 마스크(mask)와 상기 기판의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 m번 노광하는 노광 방법이다.
상기 제1 샷을 노광하는 단계(S1100)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 우측 라인을 상기 제1 영역의 우측 라인에 정렬한 후, 노광할 수 있다.
상기 제2 샷을 노광하는 단계(S1200)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 좌측 라인을 상기 제1 샷의 우측 라인에 정렬한 후, 노광할 수 있다.
상기 제N 샷을 노광하는 단계(S1300)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제N 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 좌측 라인을 제N-1 샷의 우측 라인에 정렬한 후, 노광할 수 있다.
상기 마지막 샷을 노광하는 단계(S1400)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제m 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 좌측 라인을 제m-1 샷(마지막 샷 이전 샷)의 우측 라인에 정렬한 후, 노광할 수 있다.
본 실시예에서는, 각 샷이 이전 샷의 우측 라인을 이용하여 정렬하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 우측 라인 뿐만 아리나 좌측 라인 등을 이용하여 정렬하는 것도 가능하며, 도 6의 노광 방법에서처럼, 우측 또는 좌측을 필요에따라 변경해 가며 정렬하는 것도 가능하다. 즉, 상기 노광 방법은 이번 샷에 의해 형성되는 스티치 라인에 대해 정렬하는 것을 기본으로, 다양하게 응용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, 이상적인 제1 샷 영역의 우측 라인에 정렬하여 제1 샷을 노광하는 단계(S2100), 제1 샷의 우측 라인에 정렬 및 슬라이드하여, 제2 샷을 노광하는 단계(S2200), 제N-1 샷의 우측 라인에 정렬 및 슬라이드하여 제N 샷을 노광하는 단계(S2300), 마지막 샷 이전 샷의 우측 라인에 정렬 및 슬라이드하여, 마지막 샷을 노광하는 단계(S2400)를 포함할 수 있다. 여기서 N은 2 이상의 자연수이고, 마지막 샷(m번 째 샷)은 제3 샷 이상일 수 있다.
상기 노광 방법은 m개의 영역으로 나뉘어진 기판에 대해, 사각형의 마스크(mask)와 상기 기판의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 m번 노광하는 노광 방법이다.
상기 제1 샷을 노광하는 단계(S2100)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 우측 라인을 상기 제1 영역의 우측 라인에 정렬한 후, 노광할 수 있다.
상기 제2 샷을 노광하는 단계(S2200)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 좌측 라인을 상기 제1 샷의 우측 라인을 따라 미리 정해 정도 또는 계산된 정도만큼 슬라이드하여 정렬한 후, 노광할 수 있다.
상기 제N 샷을 노광하는 단계(S1300)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제N 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 좌측 라인을 제N-1 샷의 우측 라인을 따라 미리 정해 정도 또는 계산된 정도만큼 슬라이드하여 정렬한 후, 노광할 수 있다.
상기 마지막 샷을 노광하는 단계(S1400)에서는, 상기 마스크를 상기 기판의 제m 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 좌측 라인을 제m-1 샷(마지막 샷 이전 샷)의 우측 라인을 따라 미리 정해 정도 또는 계산된 정도만큼 슬라이드하여 정렬한 후, 노광할 수 있다.
본 실시예에서는, 각 샷이 이전 샷의 우측 라인을 이용하여 정렬하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 우측 라인 뿐만 아리나 좌측 라인 등을 이용하여 정렬하는 것도 가능하며, 도 6의 노광 방법에서처럼, 우측 또는 좌측을 필요에따라 변경해 가며 정렬하는 것도 가능하다. 즉, 상기 노광 방법은 이번 샷에 의해 형성되는 스티치 라인에 대해 슬라이드 하여 정렬하는 것을 기본으로, 다양하게 응용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 이용한 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하면, 상기 표시 장치는 제1 베이스 기판(100), 회로 소자층(110), 제2 베이스 기판(200), 블랙 매트릭스(BM), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(210), 컬럼 스페이서(CS) 및 액정층(300)을 포함할 수 있다.
상기 제1 베이스 기판(100)은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 베이스 기판(100)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다.
상기 회소 소자층(110)은 상기 제1 베이스 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 상기 회로 소자층(110)은 복수의 도전 패턴 층과 이들 사이를 절연하는 복수의 절연층들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 회로 소자층(110)은 박막 트랜지스터, 게이트 라인, 데이터 라인, 스토리지 커패시터, 화소 전극 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 베이스 기판(200)은 상기 제1 베이스 기판(200)과 마주보게 배치될 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(200)은 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 베이스 기판(200)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 구성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제2 베이스 기판(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 광을 차단하는 물질을 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 각각의 화소 영역들 사이에 배치되어 각각의 화소 영역들을 구획할 수 있다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 블랙 매트릭스(BM)가 배치된 상기 제2 베이스 기판(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 액정층(300)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 화소에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 오버 코팅층(210)은 상기 컬러 필터(CF) 및 상기 블랙 매트릭스(BM) 상에 형성될 수 있다. 상기 오버 코팅층(210)은 상기 컬러 필터(CF)를 평탄화하면서, 상기 컬러 필터(CF)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 액정층(300)은 상기 제1 및 제2 베이스 기판(100, 200) 사이에 배치되며, 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(300)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시할 수 있다. 상기 컬럼 스페이서(CS)는 상기 액정층(300)이 배치되는 상부기판과 하부 기판 사이의 셀 갭(cell gap)을 유지할 수 있다.
여기서 상기 컬러 필터(CF), 상기 컬럼 스페이서(CS), 상기 블랙 매트릭스(BM) 등의 패턴은 노광 및 현상 공정을 통해 형성되는데, 상기 표시 장치의 크기가 노광 시 사용하는 마스크 보다 큰 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 사용하여 노광 할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 사용하는 경우, 상기 패턴들의 스티치 라인에서의 노광 불균일이 줄어들어, 스티치 라인 얼룩을 줄일 수 있다.
본 실시예에서는, 액정 표시 장치를 예로 들었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 표시 장치는 유기 발광 표시 장치이고, 상기 유기 발광 표시 장치의 노광 및 현상 공정을 통해 제조되는 패턴은 상기 노광 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광 방법을 이용한 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10을 참조하면, 상기 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계(S10), 포토레지스트층을 노광하는 단계(S20), 및 노광된 포토레지스트층을 현상하여 패턴을 형성하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.
상기 기판 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계(S10)에서는, 기판 상에 포토레지스트층을 형성할 수 있다. 상기 포토레지스트층은 상기 기판 상에 포토레지스트(photoresist)를 일정한 두께로 도포하여 형성할 수 있다.
상기 포토레지스트층을 노광하는 단계(S20)에서는 패턴을 형성하기 위한 마스크를 포함하는 노광 장치를 이용하여, 상기 포토레지스트층을 감광시키기 위해, 광을 조사한다. 이때, 본 발명의 실시예들에 따른 노광 방법을 이용할 수 있다.
상기 노광된 포토레지스트층을 현상하여 패턴을 형성하는 단계(S30)에서는 노광된 상기 포토레지스트층을 현상하여 원하는 패턴을 형성할 수 있다. 상기 패턴은 예를 들면, 액정 표시 장치의 컬러 필터, 컬럼 스페이서, 블랙 매트릭스 등이 될 수 있음은 전술한 바와 같다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.
2: 기판 10: 베이스
20: XY 스테이지 30: 틸트 스테이지
40: 워크 척 50: 마스크
60: 마스트 홀더 70: 정렬 검출계

Claims (20)

  1. 복수의 영역으로 나뉘어진 기판에 대해, 사각형의 마스크(mask)와 상기 기판의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 노광하는 노광 방법에 있어서,
    상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 일변 상의 2점의 좌표를 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제1 샷을 노광하는 단계;
    상기 마스크를 상기 기판의 제2 영역에 위치시킨 후, 상기 제1 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제2 샷을 노광하는 단계; 및
    상기 마스크를 상기 기판의 제3 영역에 위치시킨 후, 이미 노광된 인접하는 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제3 샷을 노광하는 단계를 포함하는 노광 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 순차적으로 연속하여 배치되고,
    상기 제1 샷을 노광하는 단계에서의 정렬은 상기 제1 영역의 일변에 상기 마스크의 일변을 정렬함으로써 이루어지고,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서의 정렬은 상기 제1 샷의 일변에 상기 마스크의 일변을 정렬함으로써 이루어지고,
    상기 제3 샷을 노광하는 단계에서의 정렬은 상기 제2 샷의 일변에 상기 마스크의 일변을 정렬함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 샷을 노광하는 단계에서, 상기 마스크가 정렬 오프셋 범위 내에 위치하면, 정렬이 완료된 것으로 보아, 상기 제1 샷을 노광하고, 정렬 목표 좌표와 어긋난 정도인 잔량을 이용하여, 제2 샷을 노광하는 단계에서 정렬하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 상기 제2 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여 저장하고,
    이를 이용하여 제3 샷을 노광하는 단계에서 정렬하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 검출된 좌표 및 정렬된 좌표들은 각각 (X, Y, θ) 값을 갖고, (여기서 X는 X 좌표, Y는 Y좌표, θ는 아래 수식에 의해 계산됨)
    Figure pat00012

    Figure pat00013

    (여기서 k는 모서리 번호, c는 각 샷의 네 모서리의 평균을 의미)
    상기 제1 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X①1, Y①1, θ①1), (X①2, Y①2, θ①2)이고,
    상기 제1 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X①, Y①, θ①)는
    X① = -(X①1+X①2)/2
    Y① = -(Y①1+Y①2)/2
    θ① = -(θ①1+θ①2)/2
    로 계산되고,
    상기 제1 샷이 노광 될 때 상기 마스크의 실제 위치는 상기 정렬 목표 좌표(X①, Y①, θ①)와 정렬 오프셋 범위 내에서 어긋난 정도인 잔량(ΔX①, ΔY①, Δθ①)을 저장하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X②3, Y②3, θ②3), (X②4, Y②4, θ②4)이고,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X②, Y②, θ②)는
    X② = ΔX①-(X②3+X②4)/2
    Y② = ΔY①-(Y②3+Y②4)/2
    θ② = Δθ①-(θ②3+θ②4)/2
    로 계산되고,
    상기 제2 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제2 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 저장하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X③3, Y③3, θ③3), (X③4, Y③4, θ③4)이고,
    상기 제3 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X③, Y③, θ③)는
    X③ = ΔX②’-(X③3+X③4)/2
    Y③ = ΔY②’ -(Y③3+Y③4)/2
    θ③ = Δθ②’-(θ③3+θ③4)/2
    로 계산되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 샷을 노광하는 단계에서, 상기 제3 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제3 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 저장하고,
    상기 제4 샷을 노광하는 단계에서, 검출된 상기 2점의 좌표는 각각 (X④3, Y④3, θ④3), (X④4, Y④4, θ④4)이고,
    상기 제4 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X④, Y④, θ④)는
    X④ = ΔX③’-(X④3+X④4)/2
    Y④ = ΔY③’-(Y④3+Y④4)/2
    θ④ = Δθ③’-(Θ④3+θ④4)/2
    로 계산되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 제2 영역과 상기 제3 영역 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서는,
    상기 제1 샷 영역과 상기 제2 샷이 접하여 형성되는 스티치 라인을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서는,
    상기 슬라이딩의 정도는 상기 마스크의 4점의 좌표를 이용하여, 설정하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  12. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X②, Y②, θ②)는
    X② = ΔX①-(X②3+X②4)/2+ΔX②s
    Y② = ΔY①-(Y②3+Y②4)/2+ΔY②s
    θ② = Δθ①-(θ②3+θ②4)/2
    로 계산되며,
    여기서, 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 는
    ΔY②a={[(Y②3+Y②4)/2]·(a/0.5)+[
    Figure pat00014
    (Y②k)/4·(1-a)/0.5]]/2
    ΔY②s=ΔY②a-(Y②3+Y②4)/2
    ΔX②s=ΔY②s·[(X①1-X①2)/(Y①1-Y①2)]
    로 계산되며, 여기서 a는 가중값으로, 0~1의 값으로 설정되고,
    상기 제2 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제2 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX②’, ΔY②’, Δθ②’)를 저장하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제3 샷을 노광하는 단계에서,
    상기 제3 샷을 노광하는 단계에서 상기 마스크의 정렬 목표 좌표(X③, Y③, θ③)는
    X③ = ΔX②-(X③3+X③4)/2+ΔX③s
    Y③ = ΔY②-(Y③3+Y③4)/2+ΔY③s
    θ③ = Δθ②-(θ③3+θ③4)/2
    로 계산되며,
    여기서, 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 는
    ΔY③a={[(Y③3+Y③4)/2]·(a/0.5)+[
    Figure pat00015
    (Y③k)/4·(1-a)/0.5]]/2
    ΔY③s=ΔY③a-(Y③3+Y③4)/2
    ΔX③s=ΔY③s·[(X②1-X②2)/(Y②1-Y②2)]
    로 계산되며, 여기서 a는 가중값으로, 0~1의 값으로 설정되고,
    상기 제3 샷이 노광될 때의 상기 정렬이 이루어지는 상기 2점의 타측 2점의 좌표를 검출하여, 상기 제3 영역의 대응하는 2점의 좌표와의 차이 (ΔX③’, ΔY③’, Δθ③’)를 저장하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서의 가중값 a와 상기 제3 샷을 노광하는 단계에서의 가중값 a는 서로 다른 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서, 상기 슬라이드 량인 ΔX②s, ΔY②s 에 추가적인 오프셋 값이 더 더해진 량이 슬라이드되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  16. m개의 영역을 포함하는 기판에 대해 m 번의 샷으로 노광하는 노광 방법에 있어서,
    제1 영역의 일측변을 기준으로 정렬하여 제1 샷을 노광하는 단계;
    제N 영역에 인접하는 이미 노광된 샷의 일측변을 기준으로, 제N 샷의 일측변을 정렬하여 제N 샷을 노광하는 단계(여기서 N은 2보다 크고 m 보다 작은 자연수); 및
    제m 영역에 이접하는 이미 노광된 샷의 일측변을 기준으로, 제 m 샷을 노광하는 단계를 포함하는 노광 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제N 샷을 노광하는 단계에서, 상기 이미 노광된 샷의 상기 일측변을 따라 슬라이드된 위치로 상기 제N 샷의 일측변을 정렬한 후 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 슬라이드된 위치는 상기 제N 샷의 모서리에 대응되는 적어도 2점 이상을 이용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  19. 복수의 영역으로 나뉘어진 기판 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 기판과 마스크의 상대 위치를 스텝(step) 방식으로 이동시키며, 각각의 영역을 각각의 샷(shot)으로 노광하는 노광 장치를 이용하여, 상기 포토레지스트층을 노광하는 단계; 및
    노광된 상기 포토레지스트층을 현상하여 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 노광하는 단계는
    상기 마스크를 상기 기판의 제1 영역에 위치시킨 후, 상기 마스크의 일변 상의 2점의 좌표를 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제1 샷을 노광하는 단계;
    상기 마스크를 상기 기판의 제2 영역에 위치시킨 후, 상기 제1 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제2 샷을 노광하는 단계; 및
    상기 마스크를 상기 기판의 제3 영역에 위치시킨 후, 이미 노광된 인접하는 샷 영역과 인접하는 상기 마스크의 일변상의 2점의 좌표 검출하고, 이를 이용하여 정렬한 후, 제3 샷을 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 샷을 노광하는 단계에서는,
    상기 제1 샷 영역과 상기 제2 샷이 접하여 형성되는 스티치 라인을 따라 소정 정도 슬라이딩 시켜 정렬하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
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