KR100709729B1 - 포토마스크 애싱 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상 변이 마스크(phase shift mask)와 같은 포토마스크(photo- mask)를 제조하기 위한 애싱(ashing) 장치 및 방법을 개시한다. 이에 의하면, 본 발명은 상기 애싱용 공정 챔버에 상기 포토마스크를 반입하기 전에 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에서 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되었는 지 여부를 판별하고, 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되지 않았으면 작업자가 상기 포토마스크의 앞면/뒷면을 변경하도록 하기 위해 경보부에서 경보음이나 경보광 등을 발생한다. 그러므로, 본 발명은 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되었을 경우에만 상기 포토마스크를 상기 공정 챔버로 반입하여 애싱 처리할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 포토마스크의 원하지 않는 면을 애싱 처리하는 공정 사고를 예방할 수가 있을 뿐만 아니라, 상기 원하지 않는 면을 애싱 처리한 포토마스크의 폐기를 방지하여 상기 포토마스크의 원가 상승을 억제하고 애싱 처리에 대한 생산성을 향상할 수가 있다.

애싱장치, 포토마스크, 위상 변이 마스크, 앞면/뒷면 검출기, 경보부

Description

포토마스크 애싱 장치 및 방법{apparatus and method for ashing photo-mask}

도 1은 본 발명에 의한 포토마스크 애싱(photo-mask ashing) 장치의 구성을 나타낸 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 장치에 적용된 포토마스크 앞면/뒷면 검출기의 구성을 나타낸 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 방법을 나타낸 플로우차트.

본 발명은 포토마스크 애싱(photo-mask ashing) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토마스크의 원하는 애싱할 면을 검출하였을 경우에만 애싱용 공정 챔버에 포토마스크를 반입함으로써 포토마스크의 원하지 않은 면을 애싱 처리해버리는 공정사고를 예방하도록 한 포토마스크 애싱 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자의 고집적화에 따라 반도체 소자의 미세화를 구현하 기 위해, 포토공정용 노광장치는 점차 짧은 파장의 광원을 사용한다. 최근에 들어, 이러한 노광장치는 반도체 소자의 극미세화에 대한 요구에 제대로 대응하기 어려운 기술적 한계점에 직면하였다. 이를 극복하기 위한 방안의 하나로서, 기존의 포토마스크와 전혀 다른 새로운 형태의 포토마스크, 즉 위상 변이 마스크(phase shift mask)를 도입하기 시작하였고, 상기 위상 변이 마스크의 제조 기술은 계속하여 발전하여 현재의 수준에 이르렀다. 즉, 현재의 위상 변이 마스크 중 일부는 앞면뿐만 아니라 뒷면도 애싱공정에 의해 처리되고 있다.

상기 애싱공정은, 위상 변이 마스크와 같은 포토마스크 상에 크롬(Cr) 재질의 차광층이나 몰리브데늄(Mo) 재질의 반투과층을 패턴화하기 위해 상기 차광층이나 반투과층의 식각 마스크층으로서 사용하였던 감광막의 패턴 및 그 부산물을 제거하는데 사용한다. 또한, 상기 애싱공정은, 실리콘 기판과 같은 반도체 기판 상의 도전층이나 절연층을 선택적으로 식각하기 위해 상기 도전층이나 절연층의 식각 마스크층으로 사용하였던 감광막의 패턴 및 그 부산물을 제거하는데 사용하거나, 반도체 기판에 이온주입층을 형성하기 위해 상기 반도체 기판의 이온주입 마스크층으로 사용하였던 감광막의 패턴 및 그 부산물을 제거하는데에도 사용한다.

그런데, 종래에는 상기 위상 변이 마스크와 같은 포토마스크를 제조하는 제조라인에서 작업자가 직접 상기 포토마스크의 앞면/뒷면을 육안으로 판별한 후 포토마스크 카세트의 각 슬롯에 상기 포토마스크를 규칙적인 형태, 예를 들어 앞면이 상향하거나 뒷면이 상향하도록 적재한다. 그러므로, 상기 작업자의 실수로 인한 판별 오류가 발생할 가능성이 높고 그 결과, 상기 작업자가 여러 개의 포토마스크 중 적어도 1개의 포토마스크를 앞면/뒷면이 서로 뒤집은 채 상기 포토마스크 카세트에 적재하는 경우가 종종 발생하였다.

그러나, 종래의 포토마스크 애싱장치는, 포토마스크 카세트 내의 포토마스크를 애싱처리용 공정 챔버로 반입하기 전에 상기 포토마스크의 앞면/뒷면이 뒤바뀌었는 지 여부를 검출하는 장치가 구비하지 않았기 때문에, 정상적인 포토마스크와 마찬가지로 작업자의 판별 오류가 있었던 포토마스크도 포토마스크 카세트에서 곧바로 애싱처리용 공정 챔버에 반입하여 애싱 처리해버리는 공정 사고가 빈번하게 발생하였다. 즉, 상기 포토마스크의 앞면/뒷면이 뒤바뀐 경우, 가령 현재 애싱 처리할 면이 뒷면이라고 가정하면 상기 포토마스크의 앞면을 애싱 처리해버리는 공정 사고가 자주 발생하였고, 그 결과의 포토마스크는 폐기 처분하지 않으면 안되었다.

그러므로, 종래의 포토마스크 애싱장치는 고가의 포토마스크를 폐기 처분함에 따른 경제적 손실이 상당히 크므로 포토마스크의 제조 원가를 상승시키는 요인을 제공하고 있었다. 또한, 상기한 애싱공정의 사고가 있을 때마다 새로운 포토마스크를 추가로 투입하여 애싱 처리하여야 하므로 애싱 공정의 생산성이 낮았다. 현재, 이러한 문제점을 고려하여, 상기 포토마스크를 애싱용 공정 챔버에 반입하기 전에 상기 포토마스크의 애싱할 면이 원하는 앞면 또는 뒤면인 지 여부를 검출해줄 수 있는 장치가 절실히 요구되는 실정이었다.

따라서, 본 발명의 목적은 포토마스크의 원하는 애싱할 면을 검출하였을 때 에만 애싱용 공정 챔버에 포토마스크를 반입함으로써 포토마스크의 원하지 않은 면을 애싱 처리하는 공정사고를 예방하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 포토마스크의 원하지 않은 면을 애싱 처리하는 공정사고를 예방함으로써 포토마스크의 원가 상승을 방지하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 포토마스크의 원하지 않은 면을 애싱 처리하는 공정사고를 예방함으로써 포토마스크 애싱 공정의 생산성을 향상하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 더욱 명확해질 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 장치는,

1개 이상의 위상 변이 마스크용 포토마스크를 장착한 포토마스크 카세트를 놓아두기 위한 포토마스크 카세트 스테이지; 상기 포토마스크를 애싱 처리하기 위한 공정 챔버; 상기 포토마스크 카세트에서 공정 챔버로 반입하기 전에 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 검출하기 위한 포토마스크 앞면/뒷면 검출기; 상기 공정 챔버에서 애싱 처리가 완료된 포토마스크를 냉각하기 위한 냉각부; 및 상기 포토마스크 카세트, 공정 챔버, 포토마스크 앞면/뒷면 검출기, 냉각부 사이에서 상기 포토마스크를 반송하기 위한 로봇 암을 갖는 로봇을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면 /뒷면 중 원하는 면이 아닌 것으로 검출되었음을 알려주기 위한 경보부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기는, 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 광학적으로 검출하는 제2 센서를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기의 내부에 상기 포토마스크가 존재하는 지 여부를 검출하기 위한 제1 센서를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 센서와 제2 센서는 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기 내에 놓여지는 포토마스크 아래에 위치하도록 설치될 수 있다.

또한, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 방법은,

포토마스크 카세트 스테이지 상의 포토마스크 카세트에 장착된 1개 이상의 위상 변이 마스크용 포토마스크 중 소정의 포토마스크를 반송용 로봇에 의해 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에 반송하는 단계; 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에서 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 검출하는 단계; 상기 앞면/뒷면 중 원하는 면으로 검출된 포토마스크를 애싱용 공정 챔버에 반송한 후 상기 공정 챔버에서 상기 포토마스크를 소정의 공정 조건으로 애싱 처리하는 단계; 상기 애싱 처리가 완료된 포토마스크를 냉각부에 반송한 후 상기 냉각부에서 상기 포토마스크를 냉각하는 단계; 상기 냉각된 포토마스 크를 상기 냉각부에서 상기 포토마스크 카세트에 반송하여 상기 포토마스크에 장착하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 검출하는 단계는,

상기 포토마스크가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기 내에 존재하는 지 여부를 제1 센서에 의해 검출하는 단계;

상기 포토마스크가 존재하는 것으로 검출되면, 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인지 여부를 제2 센서에 의해 광학적으로 검출하는 단계;

상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면으로 검출되면, 상기 포토마스크를 상기 로봇에 의해 애싱용 공정 챔버 내에 반송하는 단계; 및

상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면으로 검출되지 않으면, 경보부에서 경보신호를 발생하여 작업자에게 알려주는 단계를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 센서와 제2 센서는 상기 포토마스크의 아래에 위치하도록 설치할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 장치의 구성을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 장치에 적용된 포토마스크 앞면/뒷면 검출기의 구성을 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 애싱장치(100)는 포토마스크 카세트 스테이지(10), 포토마스크 이송용 로봇(20), 애싱용 공정 챔버(30), 포토마스크 냉각부(40)에 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)와 경보부(60)를 추가로 포함하여 구성된다. 물론, 도면에 도시하지 않았으나, 상기 각부를 제어하기 위한 제어부(미도시) 및 공지의 각종 설비(미도시)가 구성됨은 자명한 사실이다.

여기서, 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10)는 포토마스크(1)를 적재하는 포토마스크 카세트(3)를 놓아두기 위한 지지판이다. 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10)에는 상기 포토마스크 카세트(3)의 로딩 여부를 센싱하기 위한 공지의 포토마스크 카세트 센싱용 센서(미도시)를 설치할 수 있다. 한편, 설명의 편의상, 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10)는, 1개의 포토마스크 카세트(3)를 지지하는 것처럼 도시되어 있으나, 서로 이격된 2개 이상의 포토마스크 카세트(3)를 지지하도록 변형 가능하다.

또한, 상기 포토마스크(1)는 감광막 및 그 부산물의 애싱 처리가 필요한 위상 변이 마스크로서, 예를 들어 앞면/뒷면의 애싱 처리가 모두 필요한 위상 변이 마스크이어도 좋다.

또한, 상기 포토마스크 카세트(3)는 대략 사각형상의 상, 하판의 모서리가 각각 수직형 지지대를 개재하며 기계적으로 체결되고, 상기 수직형 지지대에 예를 들어, 최대 5장의 포토마스크(1)를 적재 가능하도록 슬롯(미도시)이 각각 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 상판의 상면 양측부 상에 이송용 손잡이가 각각 설치된 구조를 갖는다.

또한, 상기 포토마스크 이송용 로봇(20)은 로봇 암(21)을 구비하며, 대기압 상태에서 상기 로봇 암(21)을 3개축 방향, 즉 반경축(R), 회전축(T) 및 수직축(Z) 방향으로 각각 운동함으로써 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10), 공정 챔버(30), 포토마스크 냉각부(40) 및 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50) 사이에서 상기 포토마스크(1)를 반송한다.

더욱이, 상기 로봇 암(21)의 상면부에는 상기 포토마스크(1)의 하면 모서리부를 각각 지지하도록 4개의 지지부(22)가 상향 돌출하도록 설치된다. 상기 지지부(22)는 상기 포토마스크(1)의 미끄러짐이나 떨어지는 것을 방지하기 위해 비교적 마찰력이 크며 탄성을 갖는 재질로 구성될 수 있다.

또한, 상기 로봇(20)의 관절에는 도면에 도시하지 않았으나 맵핑(mapping)을 위한 센서가 장착되어 있다. 즉, 상기 센서는 상기 포토마스크 카세트(3)에 적재된 포토마스크(1)를 맵핑하여 상기 포토마스크(1)에 대한 정보, 예를 들어 상기 포토마스크(1)의 개수, 두께, 존재 유무 등을 파악한다.

또한, 상기 공정 챔버(30)는 기존의 애싱처리용 공정 챔버와 동일한 구조 및 작용을 갖고 있다. 즉, 상기 공정 챔버(30)에는 상기 포토마스크(1)의 출입구(31)를 개폐하기 위한 도아(33)와, 상기 도아(33)를 예를 들어 밸브 방식에 의해 상, 하 이동하기 위한 도아 이동부(35)가 구비된다. 또한, 상기 공정 챔버(30)의 내부 저면에는 상기 포토마스크(1)를 지지하기 위한 다수개의 핀(미도시)이 수직으로 상향하도록 설치되고, 상기 핀에 지지된 포토마스크(1)의 하면을 진공 흡착하기 위한, 수직 상, 하 이동형 척이 설치된다. 상기 척의 내부에는 상기 포토마스크(1)의 애싱 처리에 적합한 온도, 예를 들어 100℃ 정도의 온도로 상기 포토마스크(1)를 가열하기 위한 가열부(미도시)가 설치된다. 또한, 상기 공정 챔버(30)에는 상기 포토마스크(1)의 애싱 처리에 필요한 공정 가스를 공급하는 공정 가스 공급관 및 고주파 전원을 공급하기 위한 고주파 전원 공급부가 설치되고, 상기 공정 챔버(30)의 내부 압력을 상기 애싱 처리에 필요한 진공으로 조절하기 위한 진공펌프 등도 설치된다.

또한, 상기 포토마스크 냉각부(40)는 상기 애싱 처리가 완료된 고온의 포토마스크(1)를 상기 포토마스크 카세트(3)에 로딩하기 전에 자연 냉각방식에 의해 냉각하기 위한 부분으로서, 상기 포토마스크(1)를 각각 지지하기 위한 수직형 지지부가 대략 4각형 판재와 같은 기저부의 각 모서리부 상에 기계적으로 체결된 형태의 구조를 갖는다.

덧붙여, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)는 상기 공정 챔버(40)에 반입하기 전에 상기 포토마스크(1)의 애싱할 면이 앞면/뒷면 중에서 원하는 면인 지 여부를 검출하는 부분이다.

상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(미도시) 내의 저면에 대략 4각형 판재와 같은 기저부(51)가 배치되고, 상기 기저부(51)의 상면에 수직봉 형상의 지지부(53)가 각각 기계적으로 체결된다. 상기 지지 부(53)는 점선으로 표시된 포토마스크(1)의 일부분, 예를 들어 각 변 가장자리부를 수평으로 지지하도록 상기 기저부(51)의 4 지점에 각각 일정 거리를 두고 이격하여 배치된다. 상기 지지부(53)의 최상측부(55)는 상기 포토마스크(1)의 접촉면적을 최소화하기 위해, 상기 지지부(53)의 나머지 부분에 비하여 작은 크기를 가지며, 또한, 상기 포토마스크(1)를 안정적으로 지지하기 위해 상기 최상측부(55)의 내측면에 턱(56)이 각각 형성된다.

또한, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 제1 센서인 센서(57)는 광 센서, 예를 들어 디지털 광 센서로서, 상기 턱(56)에 걸쳐지는 포토마스크(1)의 존재 유무를 센싱하기 위하여, 상기 포토마스크(1)의 하면 아래에 위치하도록 상기 4개 지지부(53) 중 하나의 지지부(53)에 기계적으로 체결된다. 아울러, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 제2 센서인 센서(59)는 광 센서, 예를 들어 아날로그 광 센서로서, 상기 포토마스크(1)의 앞면/뒷면을 검출하기 위하여 상기 지지부(53) 상에 배치된 포토마스크(1)의 하면 아래에 위치하도록 상기 4개 지지부(53) 중 하나의 지지부(53)에 기계적으로 체결된다. 도면에서는 상기 센서(57),(59)가 2개의 대향하는 지지부(53)에 각각 1개씩 체결되는 것처럼 도시되어 있다.

상기 센서(57)는 상기 포토마스크(1)의 하면을 향해 광을 입사한 후 상기 포토마스크(1)의 하면으로부터 반사되는 광을 수광하여 이에 해당하는 정보를 상기 제어부에 전달한다. 이때, 상기 제어부는 상기 수광된 광의 양이 소정의 기준값 이상으로 판단되면 상기 포토마스크(1)가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)에 존재하는 것으로 판단하나, 상기 수광된 광의 양이 소정의 기준값 미만으로 판단되 면 상기 포토마스크(1)가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)에 존재하지 않은 것으로 판단한다.

상기 센서(59)는 상기 포토마스크(1)의 하면을 향하여 일정한 양의 입사광을 입사하여 상기 포토마스크(1)의 하면에서 반사되는 반사광의 양, 즉 상기 포토마스크(1)의 하면에 형성된 패턴의 물질 종류에 해당하는 고유의 반사광의 양을 검출하한 후 이에 대한 정보를 도 1의 애싱 장치(100)의 제어부(미도시)에 전송한다.

따라서, 상기 제어부는 상기 포토마스크(1)의 앞면과 뒷면간의 광 반사량 차이를 이용하여 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면인 지 여부를 판별할 수 있다.

이때, 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면, 예를 들어 뒷면으로 판별되면, 상기 제어부는 상기 로봇(20)의 로봇 암(21)을 제어하여 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50) 내의 포토마스크(1)를 상기 공정 챔버(30)에 반입하도록 한다.

반면에, 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면, 예를 들어 뒷면으로 판별되지 않고 그 반대면인 앞면으로 판별되면, 상기 제어부는 도 1의 경보부(60)를 제어하여 경보음이나 경보광 등을 출력하도록 함과 아울러 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내의 포토마스크(1)를 상기 공정 챔버(30)에 반입하는 과정을 중지하도록 한다.

그러므로, 상기 애싱장치(100)의 담당 작업자는 상기 경보부(60)의 경보음이나 경보광 등을 확인함으로써 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내의 포토마 스크(1)의 앞면과 뒷면이 뒤바뀌어져 있음을 알 수 있다. 이후, 상기 작업자가 상기 포토마스크(1)의 앞면/뒷면을 변경해주고 나면, 상기 포토마스크(1)의 뒷면이 검출되므로 상기 포토마스크(1)는 상기 공정 챔버(30)에 반입될 수 가 있다.

따라서, 본 발명은 상기 애싱용 공정 챔버에 상기 포토마스크를 반입하기 전에 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에서 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되었는 지 여부를 판별하고, 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되지 않았으면 작업자가 상기 포토마스크의 앞면/뒷면을 변경하도록 하기 위해 경보부에서 경보음이나 경보광 등을 발생함으로써 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되었을 경우에만 상기 포토마스크를 상기 공정 챔버로 반입하여 애싱 처리할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 포토마스크의 원하지 않는 면을 애싱 처리해버리는 공정 사고를 예방할 수가 있을 뿐만 아니라, 상기 포토마스크의 제조원가 상승을 억제하고 상기 포토마스크의 애싱 처리에 대한 생산성을 향상할 수가 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 방법을 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 포토마스크 애싱 방법을 나타낸 플로우차트이다. 도 3을 참조하면, 단계(S10)에서 먼저, 도 1에 도시된 애싱장치(100)의 포토마스크 카세트 스테이지(10)에 설치된 포토마스크 카세트 센싱용 센서(미도시)가 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10) 상에 포토마스크 카세트(3)가 로딩되었는 지 여부를 센싱하고 이에 대한 정보를 상기 애싱장치(100)의 제어부(미도시)에 전송한다. 여 기서, 상기 포토마스크 카세트(3)에는 소정 수량의 포토마스크(1), 예를 들어 앞면/뒷면의 애싱 처리가 필요한 위상 변이 마스크가 미리 적재될 수 있다. 이후, 상기 제어부는 상기 센서의 센싱 정보를 이용하여 상기 포토마스크 카세트(3)의 로딩 여부를 판단한다.

이때, 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10) 상에 상기 포토마스크 카세트(3)가 로딩되어 있는 것으로 판단되면, 단계(S20)에서 상기 애싱장치(100)의 로봇(20)의 소정 영역, 예를 들어 관절에 설치된 맵핑용 센서(미도시)가 상기 포토마스크 카세트(3)에 적재된 포토마스크(1)를 맵핑하여 상기 포토마스크(1)에 대한 정보, 즉 상기 포토마스크(1)의 수량, 두께, 각 슬롯에서의 포토마스크 존재 유무 등을 파악하고 이에 대한 정보를 상기 제어부에 전달한다.

반면에, 상기 포토마스크 카세트 스테이지(10) 상에 상기 포토마스크 카세트(3)가 로딩되지 않은 것으로 판단되면, 상기 포토마스크 카세트(3)의 로딩 여부를 다시 판단하도록 한다.

상기 포토마스크(1)의 맵핑이 완료되고 나면, 단계(S30)에서 상기 로봇(20)은 상기 매핑 정보를 바탕으로 하여 상기 포토마스크 카세트(3) 내의 포토마스크(1)를 도 1에 도시된 바와 같은 애싱용 공정 챔버(30)에 반입하기 전에 상기 애싱장치(100)의 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)로 반송한다.

즉, 상기 로봇(20)은 로봇 암(21)을, 대기압 상태에서 3개축 방향, 예를 들어 반경축(R), 회전축(T) 및 수직축(Z) 방향으로 적절히 운동함으로써 상기 로봇 암(21)을 상기 포토마스크 카세트(3)의 내부로 전진하여 상기 로봇 암(21)의 4개 지지부(22) 상에 상기 포토마스크 카세트(3) 내의 원하는 포토마스크(1)의 하면 가장자리부를 각각 올려놓는다. 여기서, 상기 지지부(22)는 상기 로봇 암(21)의 상부면에서 상향 돌출하고, 상기 포토마스크(1)의 미끄러짐이나 떨어지는 것을 방지하기 위해 비교적 마찰력이 크며 탄성을 갖는 재질로 구성될 수 있다.

이러한 상태에서 상기 로봇(20)은 상기 로봇 암(21)을 상기 포토마스크 카세트(3)의 외부로 후진하여 상기 로봇 암(21) 상의 포토마스크(1)를 상기 포토마스크 카세트(3)의 외부로 반출한다. 이후, 상기 로봇(20)은 상기 로봇 암(21)을 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 내부로 전진하여 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 각 지지부(53)의 최상측부(55)의 턱(56)에 각각 상기 포토마스크(1)의 가장자리부를 걸쳐놓는다. 이때, 상기 포토마스크(1)는 수평 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 포토마스크(1)가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)에 반입되고 나면, 단계(S40)에서 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면인 지 여부를 판별한다.

즉, 단계(S41)에서 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 제1 센서인 센서(57)는 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 각 지지부(53)의 최상측부(55)의 턱(56)에 걸쳐진 포토마스크(1)의 하면을 향해 광을 입사한 후 상기 포토마스크(1)의 하면으로부터 반사되는 광을 수광하여 이에 해당하는 정보를 상기 제어부에 전달한다. 이때, 상기 제어부는 상기 수광된 광의 양이 소정의 기준값 이상으로 판단되면 상기 포토마스크(1)가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)에 존재하는 것으로 판단하나, 상기 수광된 광의 양이 소정의 기준값 미만으로 판단되면 상기 포토마스크(1)가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)에 존재하지 않은 것으로 판단하고 상기 포토마스크(1)의 존재 여부를 다시 센싱하도록 한다.

상기 포토마스크(1)가 존재하는 것으로 판단되면, 단계(S43)에서 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)의 제2 센서인 센서(59)는 상기 포토마스크(1)의 하면을 향하여 일정한 양의 입사광을 입사하여 상기 포토마스크(1)의 하면에서 반사되는 반사광의 양, 즉 상기 포토마스크(1)의 하면에 형성된 패턴의 물질 종류에 해당하는 고유의 반사광의 양을 검출한 후 이에 대한 정보를 상기 제어부에 전송한다. 따라서, 상기 제어부는 상기 포토마스크(1)의 앞면과 뒷면간의 광 반사량 차이를 이용하여 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면, 예를 들어 뒷면인 지 여부를 판단한다.

이때, 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면, 예를 들어 뒷면으로 판별되지 않고 그 반대면인 앞면으로 판별되면, 단계(S45)에서 상기 제어부는 도 1의 경보부(60)를 제어하여 경보음이나 경보광 등을 발생하고 나서 단계(S43)로 되돌아간다.

따라서, 상기 애싱장치(100)의 담당 작업자는 상기 경보부(60)의 경보음이나 경보광 등을 확인함으로써 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내의 포토마스크(1)의 앞면과 뒷면이 뒤바뀌어져 있음을 인식하고 상기 포토마스크(1)의 앞면/뒷면을 변경해줄 수 있다. 즉, 작업자가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내의 포토마스크(1)를 직접 인출하여 상기 포토마스크(1)의 앞면과 뒷면을 변경한 후 다 시 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내에 반입할 수 있다. 물론, 상기 로봇(20)이 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내의 포토마스크(1)를 인출하고 나면 작업자가 상기 로봇(20) 상의 포토마스크(1)의 앞면과 뒷면을 변경하고, 그 다음에 상기 로봇(20)이 다시 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(30) 내에 반입할 수 도 있다.

반면에, 상기 포토마스크(1)의 현재 검출하는 하면이 당초의 원하는 면, 예를 들어 뒷면으로 판별되면, 단계(S50)에서 상기 로봇(20)은 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50) 내의 포토마스크(1)를 상기 애싱용 공정 챔버(30)의 내부로 반송하여 상기 포토마스크(1)의 가장자리부를 상기 공정 챔버(30)의 척(미도시) 상에 걸쳐놓는다.

이때, 상기 공정 챔버(30)는 상기 포토마스크(1)의 반입을 위한 조건으로 설정되어 있어야 한다. 즉, 상기 공정 챔버(30)는 그 내부에 가스 공급관을 거쳐 질소 가스와 같은 불활성 가스를 유입함으로써 그 내부 압력을 애싱 처리에 적합한 진공상태에서 대기압 상태로 조정하고, 포토마스크용 출입구(31)의 개폐용 도아(33)를 예를 들어 밸브 방식의 도아 이동부(35)에 의해 하향 이동함으로써 상기 출입구(31)를 개방하고, 포토마스크 지지용 핀(미도시)을 최상 위치로 상향 이동하고, 척(미도시)을 최하 위치로 하향 이동하는 조건으로 설정되어 있어야만 상기 포토마스크(1)의 반입이 가능해진다.

따라서, 본 발명은 상기 공정 챔버(30)에 상기 포토마스크(1)를 반입하기 전에 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기(50)에서 상기 포토마스크(1)의 원하는 면이 검출되었는 지 여부를 판별하고, 상기 포토마스크(1)의 원하는 면이 검출되었을 경우에만 상기 포토마스크(1)를 상기 공정 챔버(30)로 반입할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 종래의 포토마스크 애싱장치에서 발생하였던 포토마스크의 원하지 않는 면을 애싱 처리하는 공정 사고를 예방할 수가 있다.

상기 포토마스크(1)가 상기 공정 챔버(30)에 반입되고 나면, 단계(S60)에서 상기 공정 챔버(30)는 상기 포토마스크(1)의 원하는 면에 대해 기존의 방식과 동일한 방식으로 애싱 처리를 한다. 이때, 상기 공정 챔버(30)는 그 내부에 미리 유입되었던 질소 가스와 같은 불활성 가스를 배기관을 거쳐 배기함으로써 그 내부 압력을 대기압 상태에서 애싱 처리에 적합한 진공상태로 조정하고, 상기 출입구(31)의 개폐용 도아(33)를 예를 들어 밸브 방식의 도아 이동부(35)에 의해 상향 이동함으로써 상기 출입구(31)를 폐쇄하고, 상기 포토마스크 지지용 핀을 최상 위치로 하향 이동하고, 상기 포토마스크(1)의 하면에 상기 척의 상부면을 밀착하기 위해 상기 척을 최상 위치로 상향 이동하는 조건을 유지한다. 이후, 상기 포토마스크(1)를 애싱 처리에 적합한 온도, 예를 들어 100℃ 정도의 고온으로 가열하기 위해, 상기 척을 상기 척 내의 가열부(미도시)에 의해 가열하고, 상기 공정 챔버(30) 내에 공정 가스 공급관(미도시)을 거쳐 애싱 처리용 공정 가스를 애싱 처리에 적합한 유량으로 공급하고, 상기 공정 챔버(30)의 내부 압력을 애싱 처리에 적합한 압력으로 조정하고, 상기 공정 챔버(30)에 고주파 전원 장치를 통하여 애싱 처리에 적합한 고주파 전원을 인가하는 조건을 유지하여야 한다. 따라서, 상기 공정 챔버(30) 내에 애싱 처리를 위한 플라즈마가 발생하므로 상기 포토마스크(1)의 애싱 처리가 가능 해진다.

상기 포토마스크(1)의 애싱 처리가 완료되고 나면, 단계(70)에서 상기 로봇(20)은 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 상기 공정 챔버(30) 내의 포토마스크(1)를 상기 냉각부(40)로 반송하여 상기 포토마스크(1)의 가장자리부를 상기 냉각부(40)의 지지부 상에 올려놓는다.

상기 포토마스크(1)가 상기 냉각부(40)에 놓여지고 나면, 단계(S80)에서 상기 냉각부(40)에 놓여진 고온의 포토마스크(1)를 대기 상태에서 대략 1분 동안 자연 냉각 방식에 의해 냉각함으로써 상기 포토마스크(1)의 온도를 상온으로 낮추어준다. 이는 상기 애싱 처리가 진행되는 동안 고온으로 가열된 포토마스크(1)를 곧바로 상기 포토마스크 카세트(3)에 반입하면 상기 포토마스크 카세트(3)의 손상을 일으키거나 상기 포토마스크 카세트(3)을 취급하는 작업자의 화상을 입힐 수가 있기 때문이다.

상기 포토마스크(1)의 냉각이 완료되고 나면, 단계(S90)에서 상기 로봇(20)은 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 상기 냉각부(40) 내의 포토마스크(1)를 상기 포토마스크 카세트(3)로 반송하여 상기 포토마스크 카세트(3)의 정해진 슬롯에 장착한다.

상기 포토마스크(1)가 상기 포토마스크 카세트(3)에 장착되고 나면, 단계(S100)에서 상기 제어부가 상기 포토마스크 카세트(3) 내의 포토마스크(1) 중에서 아직 애싱 처리되지 않은 포토마스크(1)가 잔존하는 지 여부를 판단하고, 상기 아직 애싱 처리되지 않은 포토마스크(1)가 잔존하는 것으로 판단되면 상기 잔존한 포 토마스크(1)를 애싱 처리하기 위해 상기 단계(S30)로 되돌아가는 반면에, 상기 아직 애싱 처리되지 않은 포토마스크(1)가 잔존하지 않은 것으로 판단되면 상기 포토마스크의 애싱 처리에 대한 과정을 종료한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 상기 애싱용 공정 챔버에 상기 포토마스크를 반입하기 전에 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에서 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되었는 지 여부를 판별하고, 상기 포토마스크의 원하는 면이 검출되지 않았으면 작업자가 상기 포토마스크의 앞면/뒷면을 변경하도록 하기 위해 경보부에서 경보음이나 경보광 등을 발생할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 상기 포토마스크의 원하는 면을 검출하였을 경우에만 상기 포토마스크를 상기 공정 챔버로 반입하여 애싱 처리할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 포토마스크의 원하지 않는 면을 애싱 처리하는 공정 사고를 예방할 수가 있을 뿐만 아니라, 상기 포토마스크의 제조원가 상승을 억제하고 상기 포토마스크의 애싱 처리에 대한 생산성을 향상할 수가 있다.

한편, 본 발명은 특정한 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 아니 되며 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (8)

1개 이상의 위상 변이 마스크용 포토마스크를 장착한 포토마스크 카세트를 놓아두기 위한 포토마스크 카세트 스테이지;

상기 포토마스크를 애싱 처리하기 위한 공정 챔버;

상기 포토마스크 카세트에서 공정 챔버로 반입하기 전에 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 검출하기 위한 포토마스크 앞면/뒷면 검출기;

상기 공정 챔버에서 애싱 처리가 완료된 포토마스크를 냉각하기 위한 냉각부; 및

상기 포토마스크 카세트, 공정 챔버, 포토마스크 앞면/뒷면 검출기, 냉각부 사이에서 상기 포토마스크를 반송하기 위한 로봇 암을 갖는 로봇을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 장치.

제1항에 있어서, 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면이 아닌 것으로 검출되었음을 알려주기 위한 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 장치.

제1항에 있어서, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기는, 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 광학적 으로 검출하는 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 장치.

제3항에 있어서, 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기의 내부에 상기 포토마스크가 존재하는 지 여부를 검출하기 위한 제1 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 장치.

제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 센서와 제2 센서는 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기 내에 놓여지는 포토마스크 아래에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 장치.

포토마스크 카세트 스테이지 상의 포토마스크 카세트에 장착된 1개 이상의 위상 변이 마스크용 포토마스크 중 소정의 포토마스크를 반송용 로봇에 의해 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에 반송하는 단계;

상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기에서 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 검출하는 단계;

상기 앞면/뒷면 중 원하는 면으로 검출된 포토마스크를 애싱용 공정 챔버에 반송한 후 상기 공정 챔버에서 상기 포토마스크를 소정의 공정 조건으로 애싱 처리하는 단계;

상기 애싱 처리가 완료된 포토마스크를 냉각부에 반송한 후 상기 냉각부에서 상기 포토마스크를 냉각하는 단계;

상기 냉각된 포토마스크를 상기 냉각부에서 상기 포토마스크 카세트에 반송하여 상기 포토마스크에 장착하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 방법.

제6항에 있어서, 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인 지 여부를 검출하는 단계는,

상기 포토마스크가 상기 포토마스크 앞면/뒷면 검출기 내에 존재하는 지 여부를 제1 센서에 의해 검출하는 단계;

상기 포토마스크가 존재하는 것으로 검출되면, 상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면인지 여부를 제2 센서에 의해 광학적으로 검출하는 단계;

상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면으로 검출되면, 상기 포토마스크를 상기 로봇에 의해 애싱용 공정 챔버 내에 반송하는 단계; 및

상기 포토마스크의 애싱 처리할 면이 상기 포토마스크의 앞면/뒷면 중 원하는 면으로 검출되지 않으면, 경보부에서 경보신호를 발생하여 작업자에게 알려주는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 방법.

제7항에 있어서, 상기 제1 센서와 제2 센서는 상기 포토마스크의 아래에 위치하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 애싱 방법.

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