KR20090068006A - 포토마스크 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 포토마스크 세정 장치는, 포토마스크의 세정 공정이 이루어지는 세정 챔버와, 세정 챔버와 인접하여 배치되는, 대기압 플라즈마를 발생시키는 대기압플라즈마 챔버를 포함한다. 대기압 플라즈마 챔버는, 상기 세정공정이 이루어지는 포토마스크의 표면을 친수성 상태로 변화시켜 세정 챔버 내에서 이루어지는 세정 효율을 극대화시킬 수 있다.

대기압 플라즈마, 세정 장치, 친수성 , 세정액

Description

포토마스크 세정 장치{Photomask cleaning apparatus}

본 발명은 반도체소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로 포토마스크 세정 장에 관한 것이다.

반도체소자를 제조하는 과정에서 반도체기판에 형성하고자 하는 패턴을 구현하기 위한 방법으로 패턴이 형성된 포토마스크가 이용되고 있다. 포토마스크 상에 형성된 패턴은 포토리소그라피(photolithography) 공정을 통해 웨이퍼 상으로 전사되므로, 포토마스크의 제조 공정은 매우 중요하게 인식되고 있다.

포토마스크를 제조하기 위해서는 먼저, 석영기판과 같은 투명기판 상에 패턴대상막 및 전자빔 레지스트막을 형성하고, 전자빔 노광 공정을 통해 패턴을 전사하고, 현상액을 이용한 현상공정을 통해 광차단막을 선택적으로 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성한다. 레지스트막 패턴을 식각마스크로 노출된 광차단막을 식각하여 광차단막 패턴을 형성한 후, 레지스트막 패턴을 제거하는 과정으로 이루어진다. 이때, 포토마스크 제조 과정 중에 잔류물, 파티클 등의 오염물질이 포토마스크 표면 상에 유발되고 있다.

최근 반도체소자가 집적화되고, 포토마스크 상에 구현되는 패턴의 사이즈도 작아지면서, 포토마스크 상에 유발된 오염 기준치는 더욱 엄격해지고 있다. 예컨대, 포토마스크는 1개의 이물질로도 후속 웨이퍼 상에 결함(defect)을 유발하게 되므로, 생산 수율에 큰 영향을 미치는 요인으로 작용하고 있다. 이에 따라, 포토마스크의 세정 공정의 중요성이 더욱 높아지고 있다.

그런데, 포토마스크 표면이 소수성(hydrophobic)인 상태에서 세정 공정을 진행하게 되면, 세정공정을 수행하더라도 다량의 결함(defect)이 유발되고 있다. 이러한 결함은 포토마스크 제작 과정에서 검출되지 않는 특성이 있으며, 후속 웨이퍼 노광 과정에서도 결함을 검출하기가 어려워 소자의 수율을 저하시키게 된다.

이에 따라, 포토마스크 세정 공정 이전에, 포토마스크의 표면을 친수성(hydrophilic)으로 변화하기 위한 연구가 이루어지고 있다.

본 발명에 따른 포토마스크 세정 장치는, 포토마스크의 세정 공정이 이루어지는 세정 챔버; 및 상기 세정 챔버와 인접하여 배치되어 대기압 플라즈마를 발생시키는 대기압플라즈마 챔버를 포함한다.

상기 대기압 플라즈마 챔버는, 상기 세정공정이 이루어지는 포토마스크의 표면을 친수성 상태로 변화시켜 상기 세정 챔버 내에서 이루어지는 세정 효율을 극대화시키는 것이 바람직하다.

상기 포토마스크는 현상공정을 수행한 이후의 포토마스크 기판, 식각공정을 수행하기 이전의 포토마스크 기판, 식각공정을 수행한 이후의 포토마스크 기판 또는 세정 공정이 수행된 포토마스크 기판으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 세정 공정은 세정 목적에 따라 세정액을 달리 공급하여 세정 공정을 수행하는 것이 바람직하다.

(실시예)

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 세정 장치(100)는, 포토마스크의 세정 공정이 이루어지는 세정 챔버(110)와, 세정 챔버(110)와 인접하여 배치되어, 대기압 플라즈마를 발생시키는 대기압 플라즈마 챔버(120)를 구비한다. 이에 따라, 포토마스크를 세정하기 이전에, 또는 세정 공정 중에 포토마스크 표면을 친수성을 갖는 상태로 변화시켜 세정 효율을 증대시킬 수 있다.

세정 챔버(110)에는 포토마스크(112)가 장착되는 마스크 로딩 척(mask loading chuck)(111) 과, 세정 챔버(110) 내에 마스크 세정액을 공급하는 제1 공급라인(113)과, 세정 챔버(110) 내에서 세정 공정이 이루어진 후, 세정 잔여물을 외부로 배출시키는 배출라인(114)을 포함하여 구성될 수 있다.

세정 챔버(110)는, 세정이 진행되는 내부와 외부를 차단하는 공간을 제공하는 역할을 한다. 마스크 로딩 척(111)은 세정공정이 수행될 포토마스크(112)가 장착된다. 이때, 포토마스크(112)는 대기압 플라즈마에 의해 표면이 친수성으로 변화된 마스크 기판이 장착되어 진다. 공급 라인(113)은 세정 챔버(110) 내부로 세정액을 공급하며, 세정공정의 목적에 따라 세정용액을 달리하여 공급할 수 있다. 배출 라인(114)은 세정 잔여물을 외부로 배출시키는 역할을 한다.

대기압 플라즈마 챔버(210)는 상부 전극(121)과, 포토마스크(123)가 안착되는 하부 전극(122)과, 상부 전극(121) 및 하부 전극(123) 상에 전력을 공급하는 전력부(124)을 포함하여 구성될 수 있다.

대기압 플라즈마 챔버는(120)는 플라즈마가 발생하는 장소로 내부에는 플라즈마를 발생시키기 위한 가스가 충전되어 있다. 이때, 대기압 플라즈마 챔버(120)는 대기압 상태에서 플라즈마를 발생시키는 역할을 한다. 상부 전극(121) 및 하부전극(122)은 대기압 플라즈마 챔버(120)의 내부 양쪽에 각각 부착되어 있으며, 상부 전극(121) 및 하부전극(122)에 전력을 가해주면 한쪽 전극에서 전자가 방출된다. 방출된 전자의 에너지가 대기압 플라즈마 챔버(120) 내부 입자의 이온화에너지 보다 크면, 전자 충돌에 의해 입자들은 이온화하게 되며 플라즈마가 발생하게 된다. 이때, 하부전극(122) 상에 안착되는 포토마스크(123)는, 현상 공정을 수행한 후의 마스크 기판일 수 있으며, 식각 공정을 수행하기 이전 또는 식각공정을 수행한 마스크 기판일 수도 있다.

한편, 대기압 플라즈마 챔버(120)는 진공 장치, 및 진공 배기 장치 등의 고가 장비가 요구되지 않으며, 또 장치 구성이 복잡하지 않으므로, 세정 장치(120) 내부에 설치할 수 있다.

여기서, 세정 챔버와, 대기압 플라즈마 챔버는 연결되도록 구성되어 있다. 이에 따라, 대기압 플라즈마 챔버에서 포토마스크의 표면이 친수성으로 변화 된 후, 외부 환경에 노출되지 않고 세정 챔버 내부에 장착되어 세정 공정을 수행할 수 있다.

이와 같이 구성된 세정장치를 이용한 세정 공정은, 먼저 포토마스크 제조 과정 중에 포토마스크를 세정 장치 내로 로딩시킨 후, 대기압 플라즈마 챔버에서 상부전극및 하부전극에 전력을 공급하여 플라즈마를 발생시켜 포토마스크 표면을 친수성으로 변화시킨다.

이어서, 세정 챔버 내부의 마스크 로딩 척위에 표면이 친수성으로 변화된 포토마스크가 장착되고, 공급라인으로 부터 세정 목적에 맞는 세정액이 공급되어, 세정 챔버 내부에서 세정공정이 이루어진다.

이에 따라, 포토마스크 표면은 세정 공정 이전에, 대기압 플라즈마에 의해 친수성을 갖는 상태로 변화되어 세정 효율을 증대시킬 수 있다. 예컨대, 화학용액 또는 과산화수소의 표면 반응을 보다 활성화시켜 포토마스크 표면에 유발된 이물질 등을 효율적으로 제거하고, 표면에 워터 마크(water mark)와 같은 자국 결함을 억 제할 수 있다.

한편, 포토마스크 표면은 세정 목적에 따라, 현상 공정을 수행한 이후의 포토마스크, 식각 공정을 수행하기 이전의 포토마스크, 또는 식각공정을 수행한 포토마스크의 표면을 친수성 상태로 변화시킬 수 있다. 또는 세정 공정 이전에, 세정 공정이 이루어지는 중간에, 세정 공정을 완료한 이후에도 포토마스크의 표면을 친수성 상태로 변화시킬 수 있다.

이에 따라, 포토마스크의 제조 공정 시간을 줄일 수 있으며 세정 효율을 증대시켜 포토마스크의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 포토마스크 세정 장치를 개략적으로 나타내 보인 도면들이다.

Claims (5)

1. 포토마스크의 세정 공정이 이루어지는 세정 챔버; 및

   상기 세정 챔버와 인접하여 배치되어 대기압 플라즈마를 발생시키는 대기압플라즈마 챔버를 포함하는 포토마스크 세정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 대기압 플라즈마 챔버는, 상기 세정공정이 이루어지는 포토마스크의 표면을 친수성 상태로 변화시켜 상기 세정 챔버 내에서 이루어지는 세정 효율을 극대화시키는 포토마스크 세정 장치
3. 제2항에 있어서,

   상기 포토마스크는 현상공정을 수행한 이후의 포토마스크 기판, 식각공정을 수행하기 이전의 포토마스크 기판, 식각공정을 수행한 이후의 포토마스크 기판 또는 세정 공정이 수행된 포토마스크 기판으로 이루어지는 포토마스크 세정 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 세정 공정은 세정 목적에 따라 세정액을 달리 공급하여 세정 공정을 수행하는 포토마스크 세정 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 세정 챔버와 대기압 플라즈마 챔버는 연결되도록 구성된 포토마스크 세정 장치.

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