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KR20110061981A - Method for cleaning the photomask - Google Patents

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KR20110061981A
KR20110061981A KR1020090118540A KR20090118540A KR20110061981A KR 20110061981 A KR20110061981 A KR 20110061981A KR 1020090118540 A KR1020090118540 A KR 1020090118540A KR 20090118540 A KR20090118540 A KR 20090118540A KR 20110061981 A KR20110061981 A KR 20110061981A
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KR
South Korea
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cleaning
film
photomask
light blocking
film pattern
Prior art date
Application number
KR1020090118540A
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Korean (ko)
Inventor
이동욱
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A method for cleaning a photomask is provided to improve yield of masks with no defects by suppressing defects generated in an etching process in advance. CONSTITUTION: A method for cleaning a photomask comprises the steps of: forming a phase shift layer(105) and a light shield layer on a light transmissive substrate; forming resist layer patterns(120) on the light shield layer; forming light shield layer patterns(125) through an etching process; irradiating UV to a polymer layer(135) and defect factors(130) attached to the surface of the phase shift layer; supplying a basic cleaning solution and removing the polymer layer and defect factors; and etching an exposed region of the phase shift layer to form the phase shift layer patterns.

Description

포토마스크의 세정방법{Method for cleaning the photomask}Method for cleaning the photomask

본 발명은 포토마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포토마스크의 세정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a photomask, and more particularly, to a method for cleaning a photomask.

포토마스크(Photomask)는 투광 기판 상에 형성된 마스크 패턴을 웨이퍼로 전사시켜 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 형성하는 역할을 한다. 이러한 마스크 패턴은 일반적으로 투광 기판 상에 광차단막 또는 위상반전막으로 이루어진 마스크 대상막을 형성하고, 이 마스크 대상막 위에 포토레지스트막을 형성한 다음 노광, 현상 및 식각을 포함하는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행하여 형성하고 있다. 이와 같이 진행되는 마스크 패턴 형성과정 가운데, 원자재에 존재하는 불량, 전자빔을 이용한 노광 공정에서 발생된 파티클에 의해 산란된 전자빔, 노광 후 베이크 공정 및 현상 공정에서 발생된 파티클 또는 마스크 대상막을 식각하는 과정에서 발생된 파티클은 모두 포토마스크 결함의 원인 물질로 작용하게 된다. A photomask serves to transfer a mask pattern formed on a light transmissive substrate to a wafer to form a desired pattern on the wafer. Such a mask pattern generally forms a mask target film made of a light blocking film or a phase inversion film on a light-transmitting substrate, a photoresist film is formed on the mask film, and then subjected to a photolithography process including exposure, development, and etching. Proceeding to form. In the process of forming the mask pattern as described above, in the process of etching the defects in the raw material, the electron beam scattered by the particles generated in the exposure process using the electron beam, the particles or the mask target film generated in the post-exposure bake process and the developing process. The generated particles all act as a source of photomask defects.

패턴을 형성하기 위한 최초의 노광 공정에서 식각 공정까지의 패터닝 공정 중 결함 발생의 가장 큰 원인은 광차단막 또는 위상반전막으로 이루어진 마스크 대상막을 식각하는 공정에서 발생되며, 전체 불량 원인 가운데 70% 내지 80%에 해당 한다. 식각 공정에서 주로 발생되는 패턴의 결함(Hard defect)은 포토마스크의 질(quality)을 현저히 저하시키고 있다. 이에 따라 식각 공정을 진행한 다음, 식각 공정에서 발생된 결함을 제거하기 위해 리페어(repair) 공정을 진행하고 있다. 리페어 공정은 일반적으로, 집속이온빔(FIB; Focus Ion Beam) 장치, 전자빔(E-Beam) 장치 또는 원자력간현미경(AFM; Atomic Force Microscopy) 장치를 이용하여 마스크 패턴 상에 발생된 결함을 제거하고 있다. 그러나 이러한 장치를 이용한 리페어 공정은 결함의 크기 및 유형에 제한을 받게 되어 결함을 완전히 제거하는데 어려움이 있다. 특히 결함의 크기가 수㎛ 이상인 경우에는 리페어 공정으로도 결함의 제거가 어려운 문제가 있다. The biggest cause of defects in the patterning process from the first exposure process to the etching process to form the pattern is the process of etching the mask target film composed of the light blocking film or the phase inversion film, and 70% to 80% of the total defect causes Corresponds to%. The hard defects of the pattern, which are mainly generated in the etching process, significantly reduce the quality of the photomask. Accordingly, after the etching process, a repair process is performed to remove defects generated in the etching process. The repair process generally removes defects generated on the mask pattern by using a focus ion beam (FIB) device, an electron beam (E-Beam) device, or an atomic force microscopy (AFM) device. . However, the repair process using such a device is limited in the size and type of defects, which makes it difficult to completely eliminate the defects. In particular, when the size of the defect is several μm or more, there is a problem that the defect is difficult to remove even in the repair process.

또한, 결함이 리페어 공정에 의해 일부 보정된 후에도 AIMS(Aerial Image Measurement System)을 통한 모사 또는 실제로 웨이퍼 상에 전사된 인쇄 결과를 확인하는 경우, 정상적으로 형성된 패턴의 선폭(CD; Critical Dimension)과는 현저한 차이를 나타내고 있다. 이러한 선폭을 가진 패턴으로 웨이퍼 상에 노광 공정을 진행하면, 웨이퍼 상에 불량 패턴을 전사하게 되고 이는 소자 불량으로 이어지게 된다. In addition, even after the defects have been partially corrected by the repair process, when the simulation results are simulated by AIMS (Aerial Image Measurement System) or the printing result actually transferred onto the wafer, it is remarkably different from the critical dimension (CD) of the normally formed pattern. The difference is shown. When the exposure process is performed on the wafer with a pattern having such a line width, a defective pattern is transferred onto the wafer, which leads to device defects.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 위상반전마스를 제조하기 위해 진행하는 식각 공정에서 발생되는 결함의 원인을 사전에 억제함으로써 무결점 마스크의 제작 수율을 향상시킬 수 있는 포토마스크의 세정방법을 제공하는데 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for cleaning a photomask which can improve the production yield of a defect-free mask by suppressing the cause of defects generated in the etching process to proceed to manufacture the phase inversion mask in advance. .

본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 세정방법은, 투광 기판 상에 위상반전막 및 광차단막을 형성하는 단계; 상기 광차단막 위에 상기 광차단막의 표면 일부를 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 한 식각 공정으로 상기 위상반전막의 표면 일부를 노출시키는 광차단막 패턴을 형성하는 단계; 상기 레지스트막 패턴 및 상기 광차단막 패턴을 형성하는 과정에서 발생되어 상기 노출된 위상반전막 표면에 부착된 결함원인물질 및 폴리머막 상에 자외선(UV)을 조사하여 상기 결함원인물질 및 폴리머막을 산화 및 분해하는 제1 세정을 진행하는 단계; 상기 제1 세정에서 산화 및 분해된 결함원인물질 및 폴리머막을 염기성 세정용액을 공급하여 제거하는 제2 세정을 진행하는 단계; 및 상기 세정이 진행된 레지스트막 패턴 및 광차단막 패턴을 마스크로 상기 위상반전막의 노출 영역을 식각하여 위상반전막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, a method of cleaning a photomask includes: forming a phase inversion film and a light blocking film on a light transmitting substrate; Forming a resist film pattern on the light blocking film to expose a portion of the surface of the light blocking film; Forming a light blocking film pattern exposing a part of the surface of the phase shift film by an etching process using the resist film pattern as an etching mask; UV light is irradiated on the defect cause material and the polymer film which are generated in the process of forming the resist film pattern and the light blocking film pattern and are attached to the exposed surface of the phase inversion film to oxidize the defect cause material and the polymer film. Proceeding with the first cleaning to decompose; Performing a second cleaning step of supplying a basic cleaning solution to remove the defect cause material and the polymer film oxidized and decomposed in the first cleaning; And etching the exposed region of the phase shift film by using the resist film pattern and the light blocking film pattern which have undergone the cleaning, to form a phase shift film pattern.

본 발명에 있어서, 상기 제1 세정을 진행하는 단계는, 상기 투광 기판을 챔버, 자외선 램프와 불활성 기체 및 산소 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하여 이루어진 세정 챔버 내에 로딩시키는 단계; 상기 세정 챔버 내에 산소 가스를 공급하면서 상기 자외선램프를 점등하여 상기 투광 기판 상에 자외선을 조사하여 상기 공급된 산소 가스와 자외선의 반응으로 상기 결함원인물질 및 폴리머막을 산화 및 분해하는 산화제인 오존(O) 및 활성산소(O)를 생성시키는 단계; 및 상기 산화 및 분해된 결함원인물질 및 폴리머막을 흡착된 표면으로부터 탈착시키기 위해 상기 세정 챔버 내에 불활성 기체를 공급하는 단계를 포함한다.In the present invention, the first cleaning may include: loading the light transmitting substrate into a cleaning chamber including a chamber, an ultraviolet lamp, and a gas supply unit supplying an inert gas and an oxygen gas; Ozone (O), which is an oxidizing agent that oxidizes and decomposes the defect cause material and the polymer film by reacting the supplied oxygen gas with ultraviolet light by illuminating the ultraviolet lamp on the light transmitting substrate while supplying oxygen gas into the cleaning chamber. ) And free radicals (O); And supplying an inert gas into the cleaning chamber to desorb the oxidized and decomposed defect cause material and polymer film from the adsorbed surface.

상기 불활성 기체는 질소 가스를 포함하고, 상기 제1 세정은 170nm 내지 180nm 파장의 자외선을 13mW 내지 15mW 출력으로 3분 내지 5분 동안 조사하여 상기 레지스트막 패턴의 손실이 3nm를 넘지 않게 진행하는 것이 바람직하다.The inert gas includes nitrogen gas, and the first cleaning is performed by irradiating ultraviolet rays of 170 nm to 180 nm wavelength for 3 minutes to 5 minutes at an output of 13 mW to 15 mW so that the loss of the resist film pattern does not exceed 3 nm. Do.

상기 불활성 기체는 1ml 내지 3ml 유량으로 공급하고, 상기 산소 가스는 0.1ml 내지 1ml의 유량으로 공급하는 것이 바람직하다.Preferably, the inert gas is supplied at a flow rate of 1 ml to 3 ml, and the oxygen gas is supplied at a flow rate of 0.1 ml to 1 ml.

상기 염기성 세정용액은 1μS의 전도도를 초과하지 않는 희석용액을 공급하고, 상기 염기성 세정용액은 희석된 암모니아용액, SC-1 용액 및 탈이온수를 포함하는 것이 바람직하다.The basic cleaning solution supplies a dilution solution that does not exceed a conductivity of 1 μS, and the basic cleaning solution includes a diluted ammonia solution, an SC-1 solution, and deionized water.

상기 제2 세정을 진행하는 단계는, 상기 염기성 세정용액을 공급하면서 1-3MHz 주파수의 초음파 진동을 함께 인가하여 진행하는 것이 바람직하다.In the second washing step, it is preferable to proceed by applying the ultrasonic vibration of 1-3MHz frequency while supplying the basic cleaning solution.

상기 제2 세정을 진행하는 단계 이후에, 상기 위상반전막 표면의 수분을 제거하기 위해 1000rpm 내지 1200rpm의 회전속도로 90초 이상 진행하는 것이 바람직하다.After the step of performing the second cleaning, it is preferable to proceed for at least 90 seconds at a rotation speed of 1000rpm to 1200rpm in order to remove the moisture on the surface of the phase inversion film.

본 발명에 따르면, 마스크 패턴을 형성하기 위한 패터닝 공정에서 위상반전막을 식각하기 이전에 세정단계를 진행하여 현상 공정 직후부터 광차단막을 식각하기까지의 공정 단계 및 환경에서 발생되는 모든 결함 물질들을 제거함으로써, 후속 진행하는 위상반전막 식각시 결함 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라 마스크 불량률을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, in the patterning process for forming the mask pattern, the cleaning step is performed prior to etching the phase inversion film to remove all the defects generated in the process step and the environment immediately after the development process until the light blocking film is etched. In addition, defects may be suppressed during subsequent phase inversion film etching. Accordingly, the mask failure rate can be reduced.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 세정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.1 to 6 are diagrams for explaining the cleaning method of the photomask according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 투광 기판(100) 위에 위상반전막(105), 광차단막(110) 및 레지스트막(115)을 차례로 형성한다. 여기서 투광 기판(100)은 석영(Quartz)을 포함하는 투명한 재질로 이루어진다. 투광 기판(100) 위에 형성된 위상반전막(105)은 노광 공정에서 포토마스크에 투과될 빛의 위상(phase)을 반전시킬 수 있는 물질로, 몰리브데늄(Mo)을 포함하는 화합물, 예를 들어 몰리브덴실리콘옥시나이트라이드(MoSiON)막으로 이루어진다. 위상반전막(105) 위에 형성된 광차단막(110)은 투과되는 빛을 차단하기 위한 막으로 크롬(Cr)막을 포함하여 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1, a phase inversion film 105, a light blocking film 110, and a resist film 115 are sequentially formed on the light transmissive substrate 100. Here, the transparent substrate 100 is made of a transparent material including quartz (Quartz). The phase inversion film 105 formed on the light transmissive substrate 100 is a material capable of inverting the phase of light to be transmitted to the photomask in the exposure process, and includes a compound including molybdenum (Mo), for example Molybdenum silicon oxynitride (MoSiON) film. The light blocking film 110 formed on the phase inversion film 105 may be formed to include a chromium (Cr) film as a film for blocking transmitted light.

도 2를 참조하면, 레지스트막(115)을 패터닝하여 광차단막(110)의 표면을 선택적으로 노출시키는 레지스트막 패턴(120)을 형성한다. 구체적으로, 노광 장치를 이용하여 레지스트막(115)의 일부 영역에 빛을 조사하는 노광 공정을 진행한다. 그러면 노광 공정에서 빛이 조사된 부분에 광화학반응이 일어나면서 용해도 차이가 일어난다. 다음에 노광 공정이 진행된 레지스트막(115)에 광화학반응이 발생된 부분의 레지스트막을 현상액으로 제거하는 현상 공정을 진행하여 레지스트막 패턴(120)을 형성한다. Referring to FIG. 2, the resist film 115 is patterned to form a resist film pattern 120 that selectively exposes the surface of the light blocking film 110. Specifically, an exposure step of irradiating light to a portion of the resist film 115 is performed using an exposure apparatus. Then, the photochemical reaction occurs in the portion irradiated with light in the exposure process, resulting in a difference in solubility. Next, a development process of removing the resist film of the portion where the photochemical reaction has occurred in the resist film 115 subjected to the exposure process with a developer is performed to form a resist film pattern 120.

다음에 레지스트막 패턴(120)을 식각마스크로 광차단막(110)의 노출 부분을 식각하여 광차단막 패턴(125)을 형성한다. 광차단막은 건식식각방법으로 식각하며, 식각 소스로 염소(Cl) 가스 플라즈마를 형성하여 등방성 식각으로 진행한다. 이 과정에서 광차단막 패턴(125) 측면, 레지스트막 패턴(120) 표면에 식각 공정에서 발생된 파티클(130)이 흡착되거나 위상반전막(105) 표면에 식각 공정에서 유발된 폴리머막(135)이 생성될 수 있다.Next, the exposed portion of the light blocking film 110 is etched using the resist film pattern 120 as an etch mask to form the light blocking film pattern 125. The light blocking layer is etched by a dry etching method, and chlorine (Cl) gas plasma is formed as an etching source to proceed isotropically. In this process, the particles 130 generated in the etching process are adsorbed on the side of the light blocking layer pattern 125 and the surface of the resist film pattern 120, or the polymer film 135 generated in the etching process is formed on the surface of the phase inversion layer 105. Can be generated.

한편, 광차단막 패턴을 형성하고 계속해서 위상반전막 식각 공정을 진행하는 경우, 결함 원인 물질인 파티클이 다수 발생하여 결함의 원인으로 작용할 수 있다. 이는 등방성 식각 특성을 가진 광차단막 식각 조건과 달리 비등방성 식각 특성을 가진 위상반전막 식각 조건에서는 파티클의 존재 여부에 따라 결함으로 전사되기 때문이다. 구체적으로, 염소 플라즈마를 이용하여 광차단막을 식각하는 경우에는 비등방성 식각 특성으로 광차단막의 표면에 파티클이 존재하더라도 그 하단부가 정 상적으로 식각된다. 그러나 사불화탄소(CF4) 플라즈마 또는 육불화황(SF6) 플라즈마를 이용하여 위상반전막을 식각하는 비등방성(직진성) 식각 방식은 위상반전막 표면에 파티클이 존재하는 경우, 파티클의 모양에 따라 그대로 결함으로 전사되기 때문에 마스크 불량으로 이어진다. 이에 따라 위상반전막을 식각시 파티클의 존재 여부가 결함 발생 여부로 이어질 수 있다. 또한 위상반전막의 식각 공정이 진행되는 식각 챔버는 식각 공정에서 사용되는 가스(사불화탄소 가스 또는 육불화황 가스)의 분위기 특성상 광차단막의 식각 공정이 진행되는 식각 챔버에 비해 상대적으로 청정하게 유지되기 때문에, 식각 공정에서 발생되는 대부분의 결함 발생 원인은 위상반전막을 식각하기 이전으로 분류되고 있다. On the other hand, when the light blocking film pattern is formed and the phase inversion film etching process is performed continuously, a large number of particles, which are defect causing materials, may be generated to act as a cause of defects. This is because, in contrast to the light blocking layer etching condition having the isotropic etching characteristic, the phase inversion layer etching condition having the anisotropic etching characteristic is transferred to the defect depending on the presence of particles. Specifically, in the case of etching the light blocking film using chlorine plasma, even if particles are present on the surface of the light blocking film due to the anisotropic etching characteristic, the lower end thereof is normally etched. However, the anisotropic (straight-type) etching method of etching a phase shift film using a carbon tetrafluoride (CF 4 ) plasma or a sulfur hexafluoride (SF 6 ) plasma may be performed according to the shape of particles when particles are present on the surface of the phase shift film. Transferring to defects leads to mask failure. Accordingly, the presence of particles when etching the phase inversion film may lead to defects. In addition, the etching chamber in which the phase inversion film is etched is maintained relatively clean compared to the etching chamber in which the light blocking film is etched due to the atmosphere characteristics of the gas (carbon tetrafluoride gas or sulfur hexafluoride gas) used in the etching process. Most of the causes of defects in the etching process are classified before etching the phase inversion film.

이에 따라 본 발명의 실시예에서는 위상반전막을 식각하기 이전에, 광차단막을 식각하는 공정에서 발생된 파티클을 포함하는 결함 원인 물질을 제거하는 세정 공정을 진행하여 결함 발생을 방지하고자 한다. Accordingly, in the embodiment of the present invention, before the phase inversion film is etched, a defect process is performed by removing a defect causing material including particles generated in the process of etching the light blocking film.

도 3을 참조하면, 레지스트막 패턴(120) 및 광차단막 패턴(125)을 형성하는 과정에서 발생된 파티클(130) 및 폴리머막(135) 상에 자외선(UV)을 조사하여 파티클(130) 및 폴리머막(135)을 산화 및 분해하는 제1 세정을 진행한다. 제1 세정은 건식 세정(dry cleaning)방식으로 진행한다. Referring to FIG. 3, ultraviolet rays (UV) are irradiated onto the particles 130 and the polymer layer 135 generated in the process of forming the resist layer pattern 120 and the light blocking layer pattern 125 to form the particles 130 and First cleaning for oxidizing and decomposing the polymer film 135 is performed. The first cleaning proceeds in a dry cleaning manner.

구체적으로, 결함이 발생된 투광 기판(100)을 챔버, 자외선 램프와 불활성 기체 및 산소(O2) 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하여 이루어진 세정 챔버(미도시함) 내에 로딩시킨다. 세정 챔버는 투광 기판(100) 상에 자외선(UV; Ultra Violet)을 조사하는 자외선 램프와, 세정 챔버 내부로 불활성 기체 및 산소 가스를 공급하는 가스 공급부와 이물질을 외부로 배출하는 배출부를 포함하여 이루어진다. 다음에 자외선 램프를 점등하여 투광 기판(100) 상에 자외선(UV)을 조사한다. 이와 함께 가스 공급부를 통해 불활성 기체 및 산소(O2) 가스를 공급한다. 여기서 불활성 기체는 질소(N2) 가스를 포함하며 1ml 내지 3ml 유량으로 공급하고, 산소 가스는 0.1ml 내지 1ml의 유량으로 공급한다. 투광 기판(100) 상에 조사하는 자외선은 170-180nm의 파장으로 조사하며, 바람직하게는 172nm의 파장으로 조사한다. 자외선은 10mW 내지 15mW의 출력으로 조사한다. Specifically, the defective light-transmitting substrate 100 is loaded into a cleaning chamber (not shown) including a chamber, an ultraviolet lamp, and a gas supply unit for supplying an inert gas and oxygen (O 2 ) gas. The cleaning chamber includes an ultraviolet lamp for irradiating ultraviolet (UV) light on the light transmitting substrate 100, a gas supply part for supplying inert gas and oxygen gas into the cleaning chamber, and a discharge part for discharging foreign matters to the outside. . Next, the ultraviolet lamp is turned on to irradiate ultraviolet (UV) light on the light-transmitting substrate 100. In addition, the inert gas and the oxygen (O 2 ) gas are supplied through the gas supply unit. Wherein the inert gas comprises nitrogen (N 2 ) gas and is supplied at a flow rate of 1 ml to 3 ml, and oxygen gas is supplied at a flow rate of 0.1 ml to 1 ml. Ultraviolet rays irradiated onto the light-transmitting substrate 100 are irradiated at a wavelength of 170-180 nm, preferably at a wavelength of 172 nm. Ultraviolet rays are irradiated at an output of 10 mW to 15 mW.

투광 기판(100) 상에 자외선의 조사와 함께 산소(O2) 가스를 주입하면, 자외선이 가지는 에너지에 의해 세정 챔버 내로 주입된 산소(O2) 가스가 단원자 활성산소(O), 오존(O3), 그리고 산소(O2)와 같은 세 가지 상태로 분해 및 결합을 반복하면서 위상반전막(105) 표면에 형성된 폴리머막(135)의 제거를 위한 산화제(140) 역할을 한다. 산소 가스와 주입된 불활성 기체는 캐리어 가스(carrier gas)로서 산화 및 분해된 파티클 또는 폴리머막을 부착된 마스크 표면으로부터 탈착시키는 역할을 한다. 또한, 광차단막 패턴(125) 표면은 활성산소(O)의 영향에 의한 산화막이 생성된다. 이에 따라 광차단막 패턴(120) 표면은 소수성(Hydrophobic) 상태에서 친수성(Hydrophilic) 상태로 변화하여, 후속 진행할 제2 세정을 용이하게 하는 역할을 병행한다. 이 경우 자외선을 조사하는 시간은 3분 내지 5분 동안 조사하며, 자외선 출력은 10mW 내지 15mW의 출력으로 조사하여 레지스트막 패턴(120)의 손실이 3.0nm를 초과하지 않게 조절한다. If with the irradiation of ultraviolet light onto the transparent substrate 100 is injected with oxygen (O 2) gas, injected into the washing chamber by means of ultraviolet light having energy of oxygen (O 2) gas is monoatomic active oxygen (O), ozone ( O 3 ) and repeats decomposition and bonding in three states, such as oxygen (O 2 ), and serves as an oxidant 140 for removing the polymer film 135 formed on the surface of the phase inversion film 105. Oxygen gas and the injected inert gas serve as a carrier gas to desorb oxidized and decomposed particles or polymer film from the attached mask surface. In addition, an oxide film is formed on the surface of the light blocking film pattern 125 by the influence of free radicals (O). Accordingly, the surface of the light blocking layer pattern 120 is changed from a hydrophobic state to a hydrophilic state, thereby facilitating subsequent second cleaning. In this case, the irradiation time of ultraviolet rays is irradiated for 3 minutes to 5 minutes, and the ultraviolet ray output is irradiated with an output of 10 mW to 15 mW so that the loss of the resist film pattern 120 is not exceeded 3.0 nm.

도 4를 참조하면, 자외선을 이용한 제1 세정에서 산화 및 분해된 파티클(130) 및 폴리머막(135)을 염기성 세정용액(215)을 공급하여 제거하는 제2 세정을 진행한다. 제2 세정은 습식 세정(wet cleaning) 방식으로 진행한다. 이를 위해 제1 세정이 진행된 투광 기판(100)을 습식 세정 장치에 배치한다. 습식 세정 장치는 회전식 세정장치(spin type cleaner)로서, 투광 기판(100)이 배치되면서 회전이 가능한 척(chuck, 200) 및 투광 기판(100) 상에 염기성 세정용액(215)을 공급하는 분사 노즐부(210)를 포함하여 이루어진다. 이러한 습식 세정 장치의 척(200) 상에 제1 세정이 진행된 투광 기판(100)을 배치하고, 척(200)을 일 방향으로 회전시키면서 분사 노즐부(210)를 통해 투광 기판(100) 상에 염기성 세정용액(215)을 분사하여 산화 및 분해된 파티클(130) 및 폴리머막(135)을 제거한다. 여기서 염기성 세정용액(215)은 희석된 암모니아용액(Diluted NH4OH), SC-1(수산화암모늄(NH4OH)용액, 과산화수소(H2O2) 및 탈이온수의 혼합용액)용액 및 탈이온수(DIW; Deionized water)를 포함한다. 이 경우 탈이온수는 냉수(cold) 또는 온수(hot)로 사용할 수 있다. 이러한 염기성 세정용액(215)은 1μS의 전도도를 초과하지 않는 저농도의 희석액을 사용한다. Referring to FIG. 4, the second cleaning is performed by supplying the basic cleaning solution 215 to the particles 130 and the polymer film 135 oxidized and decomposed in the first cleaning using ultraviolet rays. The second cleaning proceeds by wet cleaning. To this end, the transparent substrate 100 subjected to the first cleaning is disposed in the wet cleaning apparatus. The wet cleaning apparatus is a spin type cleaner, and a spray nozzle for supplying the basic cleaning solution 215 onto the chuck 200 and the light transmitting substrate 100 which are rotatable while the light transmitting substrate 100 is disposed. It comprises a portion 210. The translucent substrate 100 subjected to the first cleaning is disposed on the chuck 200 of the wet cleaning apparatus, and the chuck 200 is rotated in one direction on the translucent substrate 100 through the spray nozzle unit 210. The basic cleaning solution 215 is sprayed to remove the oxidized and decomposed particles 130 and the polymer film 135. The basic washing solution 215 is a diluted ammonia solution (Diluted NH 4 OH), SC-1 (ammonium hydroxide (NH 4 OH) solution, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and deionized water) solution and deionized water (DIW; Deionized water). In this case, deionized water may be used as cold water or hot water. The basic cleaning solution 215 uses a low concentration diluent that does not exceed 1 μS conductivity.

이러한 제2 세정은 염기성 세정용액(215)을 분사하면서 1-3MHz 주파수의 초음파 진동(megasonic vibration)을 함께 인가하여 물리적 세정을 포함하여 수행할 수 있다. 1-3MHz의 주파수로 인가된 초음파 진동은 염기성 세정용액 내의 공동현상(cavitation)효과와, 파티클 자체에 대한 진동 운동량 전달을 통해 세정 효과를 향상시킬 수 있다. 제1 세정 및 제2 세정에 의해 레지스트막 패턴(120) 및 광차단막 패턴(125)을 형성하기 위해 진행하는 식각 공정에서 생성된 파티클(130) 및 폴리머막(135)을 위상반전막(105) 표면으로부터 제거할 수 있다. The second cleaning may be performed by applying ultrasonic vibration of 1-3 MHz frequency while spraying the basic cleaning solution 215 to include physical cleaning. Ultrasonic vibration applied at a frequency of 1-3MHz can improve the cleaning effect through the cavitation effect in the basic cleaning solution and the transfer of the vibration momentum to the particles themselves. The phase inversion film 105 may include the particles 130 and the polymer film 135, which are generated in an etching process that is performed to form the resist film pattern 120 and the light blocking film pattern 125 by the first cleaning and the second cleaning. Can be removed from the surface.

다음에 결함의 원인으로 작용할 수 있는 위상반전막(105) 표면의 수분을 제거하기 위해 1000rpm 내지 1200rpm의 회전속도로 90초 이상 진행하는 회전식 건조 공정을 추가로 진행한다. Next, in order to remove moisture on the surface of the phase inversion film 105 which may act as a cause of the defect, a rotary drying process that proceeds for at least 90 seconds at a rotational speed of 1000 rpm to 1200 rpm is further performed.

도 5를 참조하면, 레지스트막 패턴(120) 및 광차단막 패턴(125)을 식각마스크로 위상반전막(105)의 노출 영역을 식각하여 위상반전막 패턴(140)을 형성한다. 여기서 위상반전막(105)은 건식 세정 및 습식 세정이 완료된 후 위상반전막에 대한 식각이 진행되어 파티클과 같은 결함 원인 물질이 제거된 상태에서 식각을 진행하며, 이 때의 식각율(etch rate)은 식각 공정을 인시츄(in-situ)로 진행하는 경우와 동일하며, 이에 따라 정상적인 패턴의 선폭(CD)으로 형성할 수 있다. 다음에 레지스트막 패턴(120)을 제거한다.Referring to FIG. 5, the exposed region of the phase shift film 105 is etched using the resist film pattern 120 and the light shield film pattern 125 to form a phase shift film pattern 140. Here, the phase inversion film 105 is etched after the dry cleaning and the wet cleaning is completed, the etching proceeds in a state in which the defect causing material such as particles are removed, the etching rate (etch rate) at this time Is the same as the case of the etching process in-situ (in-situ), it can be formed with a line width (CD) of the normal pattern accordingly. Next, the resist film pattern 120 is removed.

도 6을 참조하면, 메인 셀 영역(A)으로 전사될 광차단막 패턴은 제거하고, 프레임 영역(B)으로 전하될 광차단막 패턴(125)은 잔류시켜, 메인 셀 영역(A)에는 위상반전막 메인 패턴(140a)이 형성되고, 프레임 영역(A)에는 위상반전막 프레임 패턴(140b) 및 광차단막 패턴(125)이 적층된 구조의 마스크 패턴을 형성한다. Referring to FIG. 6, the light blocking layer pattern to be transferred to the main cell region A is removed, and the light blocking layer pattern 125 to be charged to the frame region B is left, so that the phase inversion layer is formed in the main cell region A. The main pattern 140a is formed, and in the frame region A, a mask pattern having a structure in which the phase shift film frame pattern 140b and the light blocking film pattern 125 are stacked is formed.

본 발명은 위상반전막 패턴을 형성하기 위한 식각 전에 건식 세정 및 습식 세정을 차례로 진행하는 세정공정을 수행하여 현상 공정 직후부터 광차단막 식각까지 공정 및 환경에서 발생되는 모든 결함 원인 물질들을 제거함으로써 후속 위상반전막 식각에서 발생할 수 있는 결함(Hard defect)의 발생을 사전에 억제할 수 있다. 이러한 본 공정의 적용을 통해 무결점 마스크의 제작 수율을 50% 이상으로 향상시킬 수 있다. The present invention performs a cleaning process in which dry cleaning and wet cleaning are sequentially performed before etching to form a phase inversion film pattern, thereby eliminating all defect-causing substances generated in the process and environment from immediately after the developing process to light blocking film etching. It is possible to suppress the occurrence of a hard defect that may occur in the reverse film etching. Through the application of the present process it is possible to improve the manufacturing yield of the defect free mask to 50% or more.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 세정방법을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다.1 to 6 are diagrams for explaining the cleaning method of the photomask according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

투광 기판 상에 위상반전막 및 광차단막을 형성하는 단계;Forming a phase inversion film and a light blocking film on the light transmitting substrate; 상기 광차단막 위에 상기 광차단막의 표면 일부를 노출시키는 레지스트막 패턴을 형성하는 단계;Forming a resist film pattern on the light blocking film to expose a portion of the surface of the light blocking film; 상기 레지스트막 패턴을 식각마스크로 한 식각 공정으로 상기 위상반전막의 표면 일부를 노출시키는 광차단막 패턴을 형성하는 단계;Forming a light blocking film pattern exposing a part of the surface of the phase shift film by an etching process using the resist film pattern as an etching mask; 상기 레지스트막 패턴 및 상기 광차단막 패턴을 형성하는 과정에서 발생되어 상기 노출된 위상반전막 표면에 부착된 결함원인물질 및 폴리머막 상에 자외선(UV)을 조사하여 상기 결함원인물질 및 폴리머막을 산화 및 분해하는 제1 세정을 진행하는 단계; UV light is irradiated on the defect cause material and the polymer film which are generated in the process of forming the resist film pattern and the light blocking film pattern and are attached to the exposed surface of the phase inversion film to oxidize the defect cause material and the polymer film. Proceeding with the first cleaning to decompose; 상기 제1 세정에서 산화 및 분해된 결함원인물질 및 폴리머막을 염기성 세정용액을 공급하여 제거하는 제2 세정을 진행하는 단계; 및Performing a second cleaning step of supplying a basic cleaning solution to remove the defect cause material and the polymer film oxidized and decomposed in the first cleaning; And 상기 세정이 진행된 레지스트막 패턴 및 광차단막 패턴을 마스크로 상기 위상반전막의 노출 영역을 식각하여 위상반전막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크의 세정방법.And etching the exposed region of the phase shift film using the resist film pattern and the light blocking film pattern which have undergone the cleaning to form a phase shift film pattern. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 제1항에 있어서, 상기 제1 세정을 진행하는 단계는,The method of claim 1, wherein the first cleaning is performed. 상기 투광 기판을 챔버, 자외선 램프와 불활성 기체 및 산소 가스를 공급하 는 가스 공급부를 포함하여 이루어진 세정 챔버 내에 로딩시키는 단계;Loading the translucent substrate into a cleaning chamber comprising a chamber, an ultraviolet lamp and a gas supply for supplying an inert gas and oxygen gas; 상기 세정 챔버 내에 산소 가스를 공급하면서 상기 자외선램프를 점등하여 상기 투광 기판 상에 자외선을 조사하여 상기 공급된 산소 가스와 자외선의 반응으로 상기 결함원인물질 및 폴리머막을 산화 및 분해하는 산화제인 오존(O) 및 활성산소(O)를 생성시키는 단계; 및Ozone (O), which is an oxidizing agent that oxidizes and decomposes the defect cause material and the polymer film by reacting the supplied oxygen gas with ultraviolet light by illuminating the ultraviolet lamp on the light transmitting substrate while supplying oxygen gas into the cleaning chamber. ) And free radicals (O); And 상기 산화 및 분해된 결함원인물질 및 폴리머막을 흡착된 표면으로부터 탈착시키기 위해 상기 세정 챔버 내에 불활성 기체를 공급하는 단계를 포함하는 포토마스크의 세정방법.And supplying an inert gas into the cleaning chamber to desorb the oxidized and decomposed defect cause material and polymer film from the adsorbed surface. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 불활성 기체는 질소 가스를 포함하는 포토마스크의 세정방법.The inert gas is a cleaning method of a photomask containing nitrogen gas. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 세정은 170nm 내지 180nm 파장의 자외선을 13mW 내지 15mW 출력으로 3분 내지 5분 동안 조사하여 상기 레지스트막 패턴의 손실이 3nm를 넘지 않게 진행하는 포토마스크의 세정방법.The first cleaning is a method of cleaning a photomask in which the loss of the resist film pattern is progressed not to exceed 3nm by irradiating ultraviolet rays of 170nm to 180nm wavelength for 13 minutes to 15mW output for 3 minutes to 5 minutes. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 불활성 기체는 1ml 내지 3ml 유량으로 공급하고, 상기 산소 가스는 0.1ml 내지 1ml의 유량으로 공급하는 포토마스크의 세정방법.The inert gas is supplied at a flow rate of 1ml to 3ml, and the oxygen gas is supplied at a flow rate of 0.1ml to 1ml. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 염기성 세정용액은 1μS의 전도도를 초과하지 않는 희석용액을 공급하는 포토마스크의 세정방법.The basic cleaning solution is a cleaning method of the photomask to supply a diluting solution that does not exceed the conductivity of 1μS. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 염기성 세정용액은 희석된 암모니아용액, SC-1 용액 및 탈이온수를 포함하는 포토마스크의 세정방법.The basic cleaning solution is a method of cleaning a photomask comprising a diluted ammonia solution, SC-1 solution and deionized water. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 세정을 진행하는 단계는, 상기 염기성 세정용액을 공급하면서 1-3MHz 주파수의 초음파 진동을 함께 인가하여 진행하는 포토마스크의 세정방법.The second cleaning step, the cleaning method of the photomask to proceed by applying the ultrasonic vibration of 1-3MHz frequency while supplying the basic cleaning solution. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2 세정을 진행하는 단계 이후에, 상기 위상반전막 표면의 수분을 제거하기 위해 1000rpm 내지 1200rpm의 회전속도로 90초 이상 진행하는 회전식 건조 단계를 더 포함하는 포토마스크의 세정방법.After the step of performing the second cleaning, the cleaning method of the photomask further comprises a rotary drying step of proceeding for more than 90 seconds at a rotational speed of 1000rpm to 1200rpm to remove the moisture on the surface of the phase shift film.
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