KR100997980B1 - 노광방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 소정 위치에 마련된 복수의 정렬키를 가진 복수의 액정표시장치 기판의 노광방법에 관한 것으로서, 복수의 초기단계 기판의 복수의 정렬키의 위치값을 계측하여 노광하는 단계와; 상기 계측된 상기 초기단계 기판의 상기 위치값의 거리와 상기 위치값의 거리의 평균을 계산하여 저장하는 단계와; 후속 기판들의 정렬키 중 선택된 일부의 정렬키의 위치값를 계측하고, 계측된 상기 정렬키간의 거리를 계산하여, 상기 후속 기판의 정렬키간의 거리와 상기 초기단계의 기판의 정렬키간의 거리의 평균값을 비교하여 상기 나머지 기판의 보정크기를 계산하는 단계와; 상기 계산된 나머지 기판의 보정크기를 기준으로 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 노광장치내의 온도변화에 따라 수축 또는 팽창하는 기판에 맞추어 노광할 수 있는 노광방법이 제공된다.

노광방법

Description

노광방법 {Method of Exposure}

도 1은 종래기술에 의한 액정표시채널 기판의 노광방법을 나타낸 흐름도,

도 2는 본 발명에 따른 액정표시채널 기판과 마스크를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 액정표시채널 기판의 노광방법을 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 20: 마스크

본 발명은, 액정표시장치의 기판을 노광시키는 노광방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 온도차에 의해 팽창 또는 수축되는 기판에 대응하여 기판의 팽창 또는 수축되는 양을 예측하여 노광하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 노광방법은 액정표시장치의 제조시에 사용되어 일정한 패턴을 글래스 기판에 전사하게 된다. 기판에는 서로 다른 패턴들이 순차적으로 형성되기 때문에, 노광은 패턴이 기판 상의 정해진 위치에 전사되어야만 한다. 패턴의 전사 위치를 지정하기 위하여, 마스크와 기판 각각에는 위치 또는 정렬 상태를 나타내는 정렬키들이 마련되게 된다. 따라서 마스크 및 기판의 정렬키를 계측하여 노광을 조 절할 수 있게 된다.

기판과 마스크는 일반적으로 직사각형 형상으로 되어 있으며, 모서리와 중앙부위의 측부에 마련되어 각각 6개의 정렬키가 형성된다. 노광전에 정렬키를 계측하여 기판과 마스크의 위치를 확인하여 노광을 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 노광방법은 노광장치에 20개의 기판이 하나의 로트로 장착이 되어 1개의 기판씩 차례로 노광을 하게 된다. 노광방법에는 ADC(Auto Distortion controll)와 Optimize 방식이 있다. ADC방식은 6개의 정렬키을 전부 계측하여 계측한 X, Y방향의 위치값을 기준하여 노광하는 것이고, Optiomize 방식은 기판(10)과 마스크의 중앙부위에 마련된 정렬키을 계측한 위치값을 기준으로 나머지 정렬키의 위치값은 ADC방법에 의해 계측된 위치값으로 대체하여 노광하는 방법이다.

따라서 20개의 기판(10)을 순차적으로 노광함에 있어서, 초기 3매 내지 5매 정도는 ADC방식으로 노광을 하고(S100, 이하 "초기단계노광"이라 함), ADC방식의 노광에서 계측된 위치값의 편차와 평균을 계산하여 저장(S200)한다.

여기서 미리 노광장치에 세팅된 오차값과 비교(S300)하여 초기단계의 위치값의 편차가 기입력된 오차값보다 클 경우에는 이후 3매에서 5매 가량은 다시 ADC방식의 계측을 하여 노광을 진행하고, 기입력된 오차값보다 작을 경우에는 나머지 기판(10)은 Optimize 방법으로 노광(S400)을 한다.

Optimize방식의 노광에서는 중앙부위에 마련된 한 쌍의 정렬키(도 3의 MP2-GP2, MP5-GP5) 의 위치값을 계측하여, 나머지 정렬키의 위치값은 초기단계에서 계 측된 위치값의 평균을 계측하지 않은 나머지 정렬키의 위치값으로 대체하여 노광하게 된다. 이럴 경우 계측하는데 걸리는 시간이 절약되어 공정이 빨라지는 효과가 있다.

하지만, 이러한 종래의 노광방법에 있어서, Optimize방법의 노광단계에서는 초기단계의 위치값의 평균을 계측하지 않은 위치값으로 대체하기 때문에, 노광장치내의 온도변화로 인해 기판(10)이 수축 또는 팽창하게 되는 경우 달라진 기판(10)의 크기를 감안하지 못하여 패턴의 형성에 있어서 불량이 발생하는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노광장치내의 온도변화에 따라 수축 또는 팽창하는 기판에 맞추어 노광할 수 있는 노광방법을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 소정위치에 마련된 복수의 정렬키를 가진 복수의 액정표시장치 기판의 노광방법에 있어서, 복수의 초기단계 기판의 복수의 정렬키의 위치값을 계측하여 노광하는 단계와; 상기 계측된 상기 초기단계 기판의 상기 위치값의 거리와 상기 위치값의 거리의 평균을 계산하여 저장하는 단계와; 후속 기판들의 정렬키 중 선택된 일부의 정렬키의 위치값를 계측하고, 계측된 상기 정렬키간의 거리를 계산하여, 상기 후속 기판의 정렬키간의 거리와 상기 초기단계의 기판의 정렬키간의 거리의 평균값을 비교하여 상기 나머지 기판의 보정크기를 계산하 는 단계와; 상기 계산된 나머지 기판의 보정크기를 기준으로 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 후속 기판의 보정크기를 계산하는 단계에서 계측되는 선택된 일부의 정렬키는 상기 후속 기판의 중앙부위의 가로방향으로 상호 대응되는 한 쌍의 정렬키인 것이 바람직하다.

또한, 상기 나머지 기판의 보정크기를 계산하는 단계의 보정크기는 기판의 세로방향의 크기를 계산할 수도 있다.

액정표시장치의 TFT 기판의 제조과정을 살펴보면, 박막증착, 포토, 식각등의 공정으로 이루어져 있으며, 개개의 공정전후에 결과 및 이상 여부를 확인하기 위한 검사 와 청정도를 유지하기 위한 세정공정을 포함한다. 상기의 단위공정들은 각각의 Layer를 형성하기 위하여 일련의 반복된 공정으로 진행된다.

세정공정은 초기 투입이나 공정 중에 기판이나 막 표면의 오염을 사전에 제거하여 불량이 발생되지 않도록 하고, 증착도리 박막의 접착력 강화와 TFT특성향상을 목적으로 한다. 액정표시장치의 제조공정에 적용되는 세정방법은 물리적 세정, 화학적 세정, 건식 세정 등이 있다.

박막증착공정은 금속막 및 투명전극의 경우 Sputtering 방법을, 실리콘 및 절연막은 CVD방법을 주로 사용한다. Sputtering 방법은 고전압이 인가되는 증착할 금속으로 만든 타겟전극 사이에 가스를 주입하고 플라즈마 방전을 이용하여 주입된 가스를 여기시키면 고전압에 의해 가속된 가스는 높은 운동에너지를 가지고 금속 타겟에 충돌하게 된다. CVD방법은 기체상태의 화합물에 에너지를 가하여 분해시킨 후에 화학반응에 의하여 박막을 증착하는 방법이다.

포토공정은 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착되는 글라스 기판 위에 전사시켜 형성하는 일련의 공정이다. 포토공정은 감광액 도포공정, 정렬 및 노광, 현상이 주요 공정이다.

감광액도포공정에서는 원하는 패턴을 형성하기 위해 감광액을 박막이 증착된 글래스 위에 균일한 두께로 형성하는 공정으로 감광액을 도포할 글래스 표면에 습기를 제거하여 감광액과 글래스의 밀착성을 좋게 하는 단계, 글래스위에 일정한 두께로 감광액을 도포하는 단계, 글래스위에 입혀진 감광액에 솔벤트를 증발시겨 감광액을 경화시키는 단계가 있다.

정렬 및 노광공정은 노광장치내에서 마스크를 정확한 위치에 배치시는 마스크정렬, 노광장치와 마스크상의 키를 이용하여 글래스와 마스크 간의 위치를 배열하는 글래스정렬, 정렬이 완료된 상태에서 일정시간 동안 광원을 조사하여 감광액과 반응하게 하는 노광단계로 구분할 수 있다.

식각공정은 물리적,화학적인 반응을 이용하여 글래스 상의 감광액에 의하여 형성된 패턴대로 박막을 선택적으로 제거함으로써 실제의 박막 패턴을 구현하는 방법으로서 패턴이 형성된 부분의 박막은 남게되고 감광액이 없는 부분의 박막은 제거된다. 식각공정에는 건식식각과 습식식각이 있다.

본 발명은 상술한 액정표시장치의 TFT기판의 제조공정 중에 노광공정에 관한 것이다.

본 발명에 의한 노광방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하 면 다음과 같다.

도 2은 액정표시패널의 기판(10)과 노광시 사용되는 마스크(20)를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 노광할 때 마스크(20)는 기판(10)위에 설치되고 기판(10)의 각 정렬키(GP1 내지 GP6)와 마스크(20)의 각 정렬키(MP1 내지 MP6)는 서로 대응하여 마스크(20)와 기판(10)의 상대위치를 표시해준다.

도 3는 본 발명에 의한 노광방법의 순서를 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기판의 노광방법은 20매의 기판(10)이 노광장치 내에 들어가게 되고, 1매씩 순차적으로 노광을 한다. 초기단계에서는 3매에서 5매 가량은 ADC방법에 의해 기판(10)과 마스크(20)에 마련된 정렬키를 모두 계측하여 노광(S11)한다. 초기단계의 노광이 끝나면 ADC방법에 의해 계측된 정렬키의 위치값의 편차와 평균을 계산하여 저장(S13)한다.

이어 초기단계에서 계측된 위치값의 편차와 노광장치에 입력해놓은 오차값과 비교(S15)를 하는데, 기입력된 오차값보다 계측된 위치값의 편차가 클 경우에는 다시 ADC방식의 계측 및 노광을 3매 내지 5매 가량 더 진행을 하고, 기입력된 오차값보다 작을 경우에는 ADC방식에서 계측된 정렬키간의 거리와 거리의 평균을 계산한다.(S17)

이어 후속기판에 대해서는 Optimze방식의 계측 및 노광(S17)을 진행한다. Optimize방법에 의한 노광은 기판(10)과 마스크(20)에 마련된 정렬키 중 중앙부위에 있는 X방향(도 2 참조)의 한 쌍의 정렬키(MP2-GP2, MP5-GP2)만 계측을 한다. 이어 Optimize 방법에 의해 계측된 정렬키의 위치값과 정렬키간의 거리를 계산한다.(S19)

다음 ADC방법에 의해 계측된 정렬키간의 거리 중 중앙부위의 X방향(도 2 참조)의 두 정렬키간의 거리를 비교하여 노광할 기판의 크기를 산출(S21)한다.

여기서, 액정표시장치의 기판(10)의 팽창 및 수축은 X , Y 방향(도 2참조)으로 등방성을 가지고 있기 때문에 X방향(도 2 참조)으로의 팽창 및 수축과 Y방향으로의 팽창 및 수축이 같은 비율로 이루어진다.

따라서 초기단계에서 계산된 X방향(도 2 참조)의 두 정렬키간의 거리와 Optimize방식에 의해 계측된 X방향(도 2 참조)의 두 정렬키간의 거리를 비교하면, Optimize방식에서 계측되지 않은 나머지 정렬키의 위치값을 계산할 수 있다.

만약 초기단계의 X방향(도 2 참조)의 정렬키간의 거리에 비해 Optimize 방식에 의해 계측된 정렬키간의 거리가 더 긴 경우에는 Optimize방식에서 계측되지 않은 나머지 정렬키간의 거리는 초기단계에서 계측된 정렬키간의 거리보다 긴 것으로 판단되므로 비례식에 의해 계측되지 않은 정렬키의 위치값을 산출해 낼 수 있게 된다.

상술한 방법에 의해 Optimize방식의 노광 및 계측에서 계측되지 않은 정렬키의 위치값을 산출하여 산출된 정렬키의 위치값을의 계측되지 않은 정렬키의 위치값으로 대체하여 노광한다.(S21)

이상의 설명에서 Optimize방식의 계측 및 노광에서 기판(10)의 중앙부위에 마련된 한 쌍의 정렬키를 계측한 것으로 설명하였으나, 중앙부위외에 상부나 하부에 마련된 한쌍의 정렬키를 계측하여도 마찬가지이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 노광장치내의 온도변화에 따라 수축 또는 팽창하는 기판에 맞추어 노광할 수 있는 노광방법이 제공될 수 있다.

Claims (3)

1. 소정위치에 마련된 복수의 정렬키를 가진 복수의 액정표시장치 기판의 노광방법에 있어서,

   복수의 초기단계 기판의 복수의 정렬키의 위치값을 1차 계측하여 노광하는 단계,

   상기 1차 계측된 상기 초기단계 기판의 상기 위치값의 거리와 상기 위치값의 거리의 평균을 계산하여 저장하는 단계,

   후속 기판들의 정렬키 중 선택된 일부의 정렬키의 위치 값을 2차 계측하고, 2차 계측된 상기 정렬키간의 거리를 계산하여, 상기 후속 기판의 정렬키 간의 거리와 상기 초기단계의 기판의 정렬키 간의 거리의 평균값을 비교하여 보정값을 계산하는 단계,

   상기 보정값을 상기 2차 계측시에 선택되지 않은 상기 기판의 정렬키에도 적용하여 상기 후속 기판의 보정크기를 계산하는 단계,

   상기 계산된 후속 기판의 보정크기를 기준으로 노광하는 단계를 포함하는 노광 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 후속 기판의 보정크기를 계산하는 단계에서 계측되는 선택된 일부의 정렬키는 후속 기판의 중앙부위의 가로방향으로 상호 대응되는 한 쌍의 정렬키인 것을 특징으로 하는 노광방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 후속 기판의 보정크기를 계산하는 단계의 보정크기는 기판의 세로방향의 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 노광방법.

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