KR20090044423A - Mask exposure apparatus - Google Patents

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Abstract

전자빔에 의해 노광 공정이 이루어지는 전자빔 노광 챔버와, 전자빔 노광 챔버와 인접하여 배치되며, 현상공정이 이루어지는 현상 챔버를 포함하는 마스크 노광 장치를 제시한다. 이때, 전자빔 노광 챔버와 현상 챔버 사이에 배치되어 상기 전자빔 노광 챔버에서 현상 챔버로 마스크기판을 이동시키는 이동부를 더 포함하며, 이동부는 이동부 내부에서 회전할 수 있도록 배치되는 회전팬과, 전자빔 노광챔버 내의 마스크기판을 이동시키는 로봇 암과 그리고 마스크기판 표면에 부착된 파티클을 배출시킬 수 있는 배출구로 이루어진다.

Figure P1020070110516

노광 장치, 현상 장치, 포토마스크, 로봇 암

A mask exposure apparatus including an electron beam exposure chamber in which an exposure process is performed by an electron beam and a developing chamber disposed adjacent to the electron beam exposure chamber and in which a developing step is performed. In this case, a moving part disposed between the electron beam exposure chamber and the developing chamber to move the mask substrate from the electron beam exposure chamber to the developing chamber, the moving part is a rotating fan disposed to rotate inside the moving part, and the electron beam exposure chamber. And a robot arm for moving the mask substrate therein and an outlet for discharging particles attached to the mask substrate surface.

Figure P1020070110516

Exposure device, developing device, photomask, robot arm

Description

마스크 노광 장비{Mask exposure apparatus}Mask exposure apparatus

본 발명은 반도체소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로 마스크 노광 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a mask exposure apparatus.

반도체소자를 제조하는 과정에서 반도체기판에 형성하고자 하는 패턴을 구현하기 위한 방법으로 패턴이 형성된 포토마스크가 이용되고 있다. 포토마스크 상에 구현된 패턴은 포토리소그라피(photolithography)공정을 통해 웨이퍼 상으로 전사되므로, 포토마스크의 제조 공정은 매우 중요하게 인식되고 있다.In the process of manufacturing a semiconductor device, a photomask having a pattern is used as a method for implementing a pattern to be formed on a semiconductor substrate. Since the pattern embodied on the photomask is transferred onto the wafer through a photolithography process, the manufacturing process of the photomask is very important.

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. In order to manufacture a photomask, first, a pattern target film and an electron beam resist film are formed on a transparent substrate such as a quartz substrate, the pattern is transferred through an electron beam exposure process, and the light blocking film is selectively exposed through a developing process using a developer. A resist film pattern is formed. After forming the light blocking film pattern by etching the light blocking film exposed the resist film pattern as an etching mask, the resist film pattern is removed.

이때, 전자빔 노광 공정은, 전자빔으로 회로 패턴을 전사하기 위한 전자빔 노광 장비에서 수행되며, 현상 공정은 전자빔에 의해 조사되지 않는 부분을 현상하기 위한 현상 장비에서 수행된다. 이에 따라, 전자빔 노광 공정과 현상 공정은 각 각의 전용 장비를 통해 별도로 진행하므로, 포토마스크 제조 공정 시 전자빔 노광 공정을 수행한 후, 현상 장비 내로 포토마스크를 이동해야 한다. 이에 따라, 각각의 장비에서 로딩 언로딩 되는 시간을 불필요하게 소요하게 되고, 포토마스크 이동 시 필연적으로, 포토마스크가 대기중에 노출되어, 파티클 등이 오염물질로 포토마스크 상에 부착될 수 있다. 이러한 오염물질은 포토마스크의 결함 원인으로 작용하여 후속 반도체소자의 수율을 저하시킬 수 있다. In this case, the electron beam exposure process is performed in the electron beam exposure equipment for transferring the circuit pattern to the electron beam, and the development process is performed in the development equipment for developing the portion not irradiated by the electron beam. Accordingly, since the electron beam exposure process and the developing process are separately performed through respective dedicated equipment, the photomask must be moved into the developing equipment after performing the electron beam exposure process during the photomask manufacturing process. Accordingly, unloading time is unnecessarily required in each device, and inevitably, when the photomask moves, the photomask is exposed to the air, and particles and the like may be attached onto the photomask with contaminants. Such contaminants may act as a cause of defects in the photomask, thereby lowering the yield of subsequent semiconductor devices.

이에 따라, 포토마스크 제조 공정에서 전자빔 노광 장비로부터 현상 장비까지 포토마스크를 전달하는 시간을 제어하기 위해 요구되는 시간의 단축이 요구되고 있다. Accordingly, it is required to shorten the time required to control the time for transferring the photomask from the electron beam exposure equipment to the developing equipment in the photomask manufacturing process.

본 발명에 따른 마스크 노광 장치는, 전자빔에 의해 노광 공정이 이루어지는 전자빔 노광 챔버; 및 상기 전자빔 노광 챔버와 인접하여 배치되며, 현상공정이 이루어지는 현상 챔버를 포함한다. The mask exposure apparatus which concerns on this invention is an electron beam exposure chamber by which an exposure process is performed with an electron beam; And a developing chamber disposed adjacent to the electron beam exposure chamber and in which a developing process is performed.

상기 전자빔 노광 챔버와 현상 챔버 사이에 배치되어 상기 전자빔 노광 챔버에서 현상 챔버로 마스크기판을 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다. The electronic device may further include a moving part disposed between the electron beam exposure chamber and the developing chamber to move the mask substrate from the electron beam exposure chamber to the developing chamber.

상기 이동부는, 상기 이동부 내부에서 회전할 수 있도록 배치되는 회전팬; 상기 전자빔 노광챔버 내의 마스크기판을 이동시키는 로봇 암; 및 상기 마스크기판 표면에 부착된 파티클을 배출시킬 수 있는 배출구로 이루어지는 것이 바람직하다. The moving unit may include a rotating fan disposed to rotate inside the moving unit; A robot arm for moving a mask substrate in the electron beam exposure chamber; And it is preferable to consist of a discharge port for discharging the particles attached to the mask substrate surface.

상기 전자빔 노광 챔버와 현상 챔버 사이에 배치되어 상기 전자빔 노광 챔버와 현상 챔버와의 기압차이를 제거하는 진공조절 챔버를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a vacuum control chamber disposed between the electron beam exposure chamber and the development chamber to remove a pressure difference between the electron beam exposure chamber and the development chamber.

상기 현상 챔버 내에는 PEB(Post Expouse Bake)부, 쿨링부 및 현상부로 이루어지는 것이 바람직하다. The development chamber preferably comprises a PEB (Post Expouse Bake) part, a cooling part and a developing part.

(실시예)(Example)

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 노광 장비(100)는, 전자빔 노광 공정이 이루어지는 전자빔 노광 챔버(chamber)(110)와, 상기 전자빔 챔버와 인접하여 배치되며, 현상공정이 이루어지는 현상 챔버(120)와, 그리고 전자빔 노광 장비와 현상 챔버 사이에 배치된 이동부(130)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, the mask exposure apparatus 100 according to the present invention includes an electron beam exposure chamber 110 in which an electron beam exposure process is performed, and a developing chamber in which a development process is performed in a vicinity of the electron beam chamber. 120, and a moving unit 130 disposed between the electron beam exposure equipment and the developing chamber.

이동부(130)는 이동부 내에서 회전할 수 있도록 배치되는 회전팬(131)과, 전 자빔 노광 챔버(110)로부터 현상 챔버(120)까지 마스크기판을 이동시키는 로봇 암(132)과, 마스크기판 표면에 부착된 파티클(particle)을 배출시킬 수 있는 배출구(133)로 이루어진다. The moving part 130 includes a rotating fan 131 disposed to rotate in the moving part, a robot arm 132 for moving the mask substrate from the electron beam exposure chamber 110 to the developing chamber 120, and a mask. It is composed of an outlet 133 capable of discharging particles attached to the surface of the substrate.

로봇 암(132)은 마스크기판을 이동시킴으로서 실질적인 마스크기판을 이송을 수행한다. 로봇 암(132)은 도면에는 상세하게 나타나지 않았지만, 마스크기판을 안착할 수 있는 스테이지와, 스테이지의 위치, 회전팬(131)을 제어할 수 있은 제어부를 포함한다. The robot arm 132 moves the mask substrate to transfer the mask substrate substantially. Although not shown in detail in the drawing, the robot arm 132 includes a stage on which the mask substrate may be mounted, and a controller capable of controlling the position of the stage and the rotating fan 131.

전자빔 노광 챔버(110)와 현상 챔버(120) 사이에는 진공조절이 가능한 진공조절 챔버(140)를 구비하여 전자빔 노광 챔버(110)와 현상 챔버(120)와의 기압 차이를 조절할 수 있다. Between the electron beam exposure chamber 110 and the developing chamber 120 is provided with a vacuum control chamber 140 capable of vacuum control to adjust the pressure difference between the electron beam exposure chamber 110 and the developing chamber 120.

또한, 전자빔 노광 챔버(110) 일 측면에 배치되어, 마스크기판을 로딩(loading)시킬 수 있는 로딩부(150)와, 현상 챔버(120) 일 측면에 배치되어, 마스크기판을 언로딩(unloading)시킬 수 있는 언로딩부(151)를 더 구비할 수 있다. In addition, the loading unit 150 is disposed on one side of the electron beam exposure chamber 110 to load the mask substrate, and is disposed on one side of the developing chamber 120 to unload the mask substrate. An unloading unit 151 may be further provided.

한편, 현상 챔버(120) 내에는 마스크기판을 가열시킬 수 있는 PEB부(120a)와, 마스크기판을 냉각시키는 쿨링부(120b)와 그리고, 현상공정이 수행되는 현상부(120c)로 구분될 수 있다. Meanwhile, the developing chamber 120 may be divided into a PEB part 120a capable of heating the mask substrate, a cooling part 120b for cooling the mask substrate, and a developing part 120c in which a developing process is performed. have.

이러한 구조의 마스크 노광 장치(100)를 이용한 포토마스크 제조 과정을 간략히 설명하면, 다음과 같다. The photomask manufacturing process using the mask exposure apparatus 100 having such a structure will be briefly described as follows.

먼저, 석영기판과 같은 투명기판 상에 식각대상막 및 전자빔레지스트막을 형성한다. 여기서, 식각대상막은 광차단막 또는 위상반전막을 포함할 수 있으나, 이 에 한정되지 않는다. 광차단막은 투과되는 광을 차단할 수 있는 물질막 예컨대, 크롬막으로 형성할 수 있으며, 위상반전막은 투과되는 광의 위상을 반전시킬 수 있는 물질 예컨대, 몰리브덴실리콘산화질화막으로 형성할 수 있다.First, an etching target film and an electron beam resist film are formed on a transparent substrate such as a quartz substrate. Here, the etching target film may include a light blocking film or a phase inversion film, but is not limited thereto. The light blocking film may be formed of a material film capable of blocking the transmitted light, for example, a chromium film, and the phase inversion film may be formed of a material capable of inverting the phase of transmitted light, for example, a molybdenum silicon oxynitride film.

식각대상막 및 전자빔레지스트막이 형성된 투명기판을 마스크 노광 장치(100) 내로 로딩시킨다. 예컨대, 전자빔 노광 챔버(110) 일 측면에 부착된 로딩부(150)를 통해 전자빔 노광 챔버(110) 내로 로딩시킨 후, 전자빔레지스트막에 전자빔(e-beam)으로 형성하고자 하는 회로 패턴을 전사한다. 그러면, 전자빔에 의해 조사되거나 조사되지 않는 부분만 선택적으로 용매에 용해되기 쉬운 성질로 바뀌게 된다. The transparent substrate on which the etching target layer and the electron beam resist layer are formed is loaded into the mask exposure apparatus 100. For example, after loading into the electron beam exposure chamber 110 through the loading unit 150 attached to one side of the electron beam exposure chamber 110, the circuit pattern to be formed as an electron beam (e-beam) is transferred to the electron beam resist film. . Then, only the portion irradiated or not irradiated by the electron beam is selectively changed into a property that is easily dissolved in a solvent.

전자빔 노광 챔버(110) 내에서 노광 공정이 이루어지면, 이동부(130)를 통해, 전자빔에 의해 조사된 마스크 기판을 현상 챔버(120) 내로 이동시킨다. 즉, 전자빔 노광 챔버(110) 내의 마스크기판을 로봇 암(132)의 스테이지에 안착시킨 후, 제어부를 통해 현상 챔버(120) 쪽으로 이송한다. 이때, 마스크기판이 이동부(130) 내를 통과하게 되면, 제어부를 통해 이동부(130)의 회전팬(131)이 회전하게 된다. 회전팬(131)이 회전함에 따라, 유발된 공기의 흐름에 의해 마스크기판 표면에 부착되어 있는 파티클(particle) 등을 떨어뜨려 배출구를 통해 밖으로 배출시킬 수 있다. When the exposure process is performed in the electron beam exposure chamber 110, the mask substrate irradiated by the electron beam is moved into the developing chamber 120 through the moving unit 130. That is, the mask substrate in the electron beam exposure chamber 110 is seated on the stage of the robot arm 132 and then transferred to the developing chamber 120 through the control unit. At this time, when the mask substrate passes through the moving part 130, the rotating fan 131 of the moving part 130 is rotated through the control part. As the rotating fan 131 rotates, particles, etc. attached to the surface of the mask substrate may be dropped by the induced air flow to be discharged out through the outlet.

현상 챔버(120) 쪽으로 이송된 마스크기판은 현상부(120c)에서 현상액을 이용한 현상공정을 수행하여 전자빔에 의해 조사되거나, 조사되지 않는 부분을 선택적으로 현상하여 전자빔레지스트막 패턴을 형성한다. The mask substrate transferred to the developing chamber 120 performs a developing process using a developing solution in the developing unit 120c to selectively develop a portion irradiated or irradiated with an electron beam to form an electron beam resist film pattern.

현상공정을 수행하기 이전에, 현상 챔버 내의 PEB(Post Expose Bake)부(120a)에서 마스크기판에 대한 가열처리가 수행되고, 가열처리가 수행된 마스크기판은 쿨링부(120b)로 이동되어 현상공정에 적합한 온도까지 냉각할 수 있다. Before performing the developing process, the heat treatment is performed on the mask substrate in the PEB (Post Expose Bake) unit 120a in the developing chamber, and the mask substrate having the heat treatment is moved to the cooling unit 120b to develop the process. It can be cooled to a temperature suitable for.

계속해서, 현상공정을 수행한 기판을 현상 챔버의 일 측면에 부착된 언로딩부(151)에 의해 언로딩시킨 후, 후속 공정 예컨대, 전자빔레지스트막 패턴을 식각마스크로 노출된 식각대상막을 식각하여 식각대상막 패턴을 형성하고, 전자빔레지스트막 패턴을 제거하여 포토마스크를 제작한다. Subsequently, the substrate subjected to the developing process is unloaded by the unloading unit 151 attached to one side of the developing chamber, and then, for example, the etching target layer is exposed by etching the electron beam resist film pattern as an etching mask. The etching target layer pattern is formed, and the electron beam resist layer pattern is removed to manufacture a photomask.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 노광 장치는 전자빔 노광이 이루어지는 전자빔 노광 챔버(110)와, 현상공정이 이루어지는 현상 챔버(120)를 구비하여 단일 장치 내에서 전자빔 노광 공정과, 현상공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 전자빔 노광 장비로부터 현상장비까지 이동하면서 대기중에 노출된 마스크기판이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비용 절감 및 공정 시간을 단축시켜 소자의 수율을 향상시킬 수 있다. The mask exposure apparatus according to the embodiment of the present invention includes an electron beam exposure chamber 110 in which electron beam exposure is performed, and a development chamber 120 in which a development process is performed, thereby performing an electron beam exposure process and a development process in a single device. have. Accordingly, it is possible to prevent contamination of the mask substrate exposed to the air while moving from the electron beam exposure equipment to the developing equipment. In addition, it is possible to improve the yield of the device by reducing the cost and process time.

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 여러가지 변형이 가능함은 당연하다. Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention. Do.

도 1은 본 발명에 따른 마스크 노광 장치를 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다. 1 is a view showing for explaining a mask exposure apparatus according to the present invention.

Claims (5)

전자빔에 의해 노광 공정이 이루어지는 전자빔 노광 챔버; 및 An electron beam exposure chamber in which an exposure process is performed by an electron beam; And 상기 전자빔 노광 챔버와 인접하여 배치되며, 현상공정이 이루어지는 현상 챔버를 포함하는 마스크 노광 장치. And a developing chamber disposed adjacent to the electron beam exposure chamber and in which a developing process is performed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자빔 노광 챔버와 현상 챔버 사이에 배치되어 상기 전자빔 노광 챔버에서 현상 챔버로 마스크기판을 이동시키는 이동부를 더 포함하는 마스크 노광 장치.And a moving unit disposed between the electron beam exposure chamber and the developing chamber to move the mask substrate from the electron beam exposure chamber to the developing chamber. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 이동부는, The moving unit, 상기 이동부 내부에서 회전할 수 있도록 배치되는 회전팬; A rotating fan disposed to rotate inside the moving unit; 상기 전자빔 노광챔버 내의 마스크기판을 이동시키는 로봇 암; 및 A robot arm for moving a mask substrate in the electron beam exposure chamber; And 상기 마스크기판 표면에 부착된 파티클을 배출시킬 수 있는 배출구로 이루어지는 마스크 노광 장치. And a discharge opening for discharging particles attached to the mask substrate surface. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자빔 노광 챔버와 현상 챔버 사이에 배치되어 상기 전자빔 노광 챔버 와 현상 챔버와의 기압차이를 제거하는 진공조절 챔버를 더 포함하는 마스크 노광 장치. And a vacuum control chamber disposed between the electron beam exposure chamber and the developing chamber to remove a pressure difference between the electron beam exposure chamber and the developing chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 현상 챔버 내에는 PEB(Post Expouse Bake)부, 쿨링부 및 현상부로 이루어지는 마스크 노광 장치.A mask exposure apparatus comprising a post exposure bake (PEB) part, a cooling part, and a developing part in the developing chamber.
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