KR100732740B1 - Method for repair by photo mask repair device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포토마스크 제조에 관한 것으로, 특히 레이저 조사체에서 조사된 레이저광을 투과시켜 포토마스크의 석영플레이트에 남겨져 있는 패턴결함부위를 제거하기 위한 리페어장치에 있어서, 외부에서 보관된 저온 가스가 상기 리페어 장치 내부로 유입되고 이를 포토마스크 상하면에 분사 처리하여 포토마스크 표면이 장치 내부의 수증기 및 기타 유입 가스의 승화에 의해 얇은 박막의 상태가 유지되고, 이때, 상기 레이저 리에어 시, 발생되는 크롬잔류물 또는 불순물 발생등의 포토마스크 위로 재 접촉 시, 포토마스크 표면에서 부착되는 결합력이 낮아져 후속, 포토마스크의 세정공정 시, 크롬잔류물 또는 불순물이 쉽게 제거 또는 치유하는 것을 특징으로 하여 포토마스크 제조 수율을 향상시킬 수 있는 매우 유용하고 효과적인 장점을 지닌 발명에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of photomasks. In particular, a repair apparatus for removing pattern defects remaining on a quartz plate of a photomask by transmitting a laser beam irradiated from a laser irradiator, wherein the low temperature gas stored outside is It is introduced into the repair apparatus and sprayed on the upper and lower surfaces of the photomask so that the surface of the photomask is maintained in the state of a thin film by sublimation of water vapor and other inflow gas in the apparatus. When re-contacting onto the photomask such as water or impurities, the bonding force on the surface of the photomask is lowered. The present invention relates to an invention having a very useful and effective advantage of improving the yield of photomask production by chromium residue or impurities being easily removed or cured.
포토마스크, 리페어, 저온처리장치, 결함Photomask, Repair, Low Temperature Treatment Unit, Defect
Description
도 1은 종래 포토마스크 리페어 장치에 의해 리페어된 포토마스크의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a problem of a photomask repaired by a conventional photomask repair apparatus.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 포토마스크 리페어 장치를 이용하여 리페어하는 방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 단면도이다.
2A to 2D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of repairing using a photomask repair apparatus according to the present invention.
-- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -- -Explanation of symbols for the main parts of the drawing-
11 : 석영기판 13 : 크롬패턴 11: quartz substrate 13: chrome pattern
14 : 크롬 잔류물 16 : 불순물 14
19 : 레이저 광 20 : 저온 가스 19: laser light 20: low temperature gas
24 : 결함 파편 26 : 광학 렌즈 24: Defective debris 26: optical lens
30 : 낮은 포텐셜 에너지 상태의 포토마스크
30: photomask with low potential energy
본 발명은 패턴결함부위를 제거하기 위한 리페어 장치의 몸체 중 어느 한 부분에 저온처리 장치를 구비하여, 포토마스크의 석영플레이트의 상단 또는 하단 부위를 저온처리함으로써, 상기 레이저 광 투과 시, 발생되는 크롬잔류물 또는 불순물 등의 접촉 결합력이 낮아져 상기 크롬잔류물 또는 불순물 등을 결함 부위에서 정확하게 제거 또는 치유하도록 하는 포토마스크 리페어 장치 및 리페어 방법에 관한 것이다.The present invention comprises a low temperature treatment device on any part of the body of the repair apparatus for removing the pattern defect portion, and by performing a low temperature treatment on the upper or lower portion of the quartz plate of the photomask, the chromium generated during the laser light transmission The present invention relates to a photomask repair apparatus and a repair method for lowering the contact bonding force of residues or impurities such that the chromium residues or impurities are correctly removed or healed at the defect site.
일반적으로, 포토마스크는 반도체 소자의 제조 시, 패턴 형성을 위한 리소그래피(Lithography)공정에서, 기판 상에 도포된 포토레지스트(photoresist)의 소정부위를 선택적으로 노광시키기 위해 사용된다.In general, a photomask is used to selectively expose a predetermined portion of a photoresist applied on a substrate in a lithography process for forming a pattern in manufacturing a semiconductor device.
상기 포토마스크는 위상반전마스크 등 여러 가지 유형이 발표되고 있으나, 통상적으로 석영 기판과, 이 석영기판 상에 빛을 차단하기 위해 형성된 크롬 패턴으로 이루어지는데, 이 크롬 패턴의 프로파일(Profile)을 석영 기판 상에 정확히 형성하는 기술이 매우 중요하다.Although various types of photomasks, such as phase inversion masks, have been published, they are generally made of a quartz substrate and a chromium pattern formed to block light on the quartz substrate. The technique of accurately forming the phase is very important.
종래에는, 석영 기판의 전면에 크롬막을 형성하고, 이 크롬막 상에 포토레지스트를 도포한 후, 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing)과 현상(development) 공정을 진행하여 포토레지스트 패턴을 형성한 다음, 이 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 크롬막을 식각함으로써 크롬 패턴이 형성된다.Conventionally, after forming a chromium film on the whole surface of a quartz substrate, apply | coating a photoresist on this chromium film, and writing the electron beam (Writing) and After the development process is performed to form a photoresist pattern, the chromium pattern is formed by etching the chromium film using the photoresist pattern as an etching mask.
그런데, 전자 빔 라이팅 시, 경우에 따라서 크롬 패턴이 형성되지 않아야 할 부분에 불필요한 패턴결함부위가 형성되거나, 외부에서 유입된 이물이 있을 수 있 며, 그 결과 상기 패턴결함부위를 제거하기 위한 리페어 공정이 사용되고 있다.However, when electron beam writing, in some cases, an unnecessary pattern defect portion may be formed in a portion where the chromium pattern should not be formed, or there may be foreign substances introduced from the outside, and as a result, a repair process for removing the pattern defect portion Is being used.
도 1은 종래 포토마스크 리페어 장치에 의해 리페어된 포토마스크의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a problem of a photomask repaired by a conventional photomask repair apparatus.
도 1에 도시된 바와 같이, 크롬 또는 몰리브덴 산화물로 이루어진 포토마스크(1)에 크롬 패턴(3)이 형성되지 않아야 할 부분에 크롬 잔류물(5)이 남아 불필요한 패턴결함부위를 형성하거나, 포토마스크 리페어 시, 주변 환경의 불순물(7)들이 리페어 도중 포토마스크(1) 상부에 적층되는 경우가 있다.As shown in FIG. 1, a
그래서, 상기 크롬잔류물(5) 또는 불순물(7) 등을 레이저 펄스(10)를 이용하여 제거한다.Thus, the
이때, 상기 레이저 펄스(10)는 임의의 광학 렌즈(9)를 통해 포커싱(focusing)된 후, 고온의 상태로 상기 크롬잔류물(5) 또는 불순물(7) 등에 레이저의 고온 에너지를 전달하여 물리적으로 포토마스크(1)로부터 떨어지게 하여 제거한다.At this time, the
그러나, 상기 크롬잔류물(5) 또는 불순물(7)이 매우 크거나, 충분한 에너지가 그 곳에 전달되지 않으면 상기 크롬잔류물(5) 또는 불순물(7)은 "A"와 같이 포토마스크(1)로부터 떨어지지 않는 문제점이 있었다.However, if the
또한, 상기 포토마스크(1)로부터 떨어진 1차 결함 리페어 시 비산 물질들이 2차 포토마스크 표면위로 생성되는 결함(8)은 상기 레이저의 고온 상태의 에너지를 가지고 있어 주변의 다른 패턴에 떨어질 때, 그 패턴과 어느 정도 접착 형태의 에너지로 결합하여 후속 세정공정에 의해서도 "A"와 같이 쉽게 제거되지 않는 문제점 이 있었다.
In addition, the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 레이저 조사체에서 조사된 레이저광을 투과시켜 포토마스크의 석영플레이트에 남겨져 있는 패턴결함부위를 제거하기 위한 리페어장치에 있어서, 상기 리페어 장치의 몸체 중 어느 한 부분에 저온처리 장치를 구비하여, 포토마스크의 석영플레이트의 상단 또는 하단 부위를 저온 처리함으로써, 상기 레이저광 투과 시 발생되는 크롬잔류물 또는 불순물 등의 접촉 결합력이 낮아져, 차후 세정 시 쉽게 제거할 수 있도록하거나, 이러한 리페어 방법을 제공하는 저온 처리장치가 구비된 레이저 펄스 리페어장치의 제공으로, 상기 크롬잔류물 또는 불순물 등을 결함 부위에서 정확하게 제거 또는 치유하여 포토마스크 제작 수율을 향상시키도록 하는 것이 목적이다.
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a repair apparatus for removing the pattern defects remaining on the quartz plate of the photomask by transmitting the laser light irradiated from the laser irradiation body By providing a low temperature treatment apparatus on any part of the body of the repair apparatus, by treating the upper or lower portion of the quartz plate of the photomask at a low temperature, contact bonding force of chromium residue or impurities generated during the laser light transmission is improved. By providing a laser pulse repair device equipped with a low temperature treatment device that can be easily removed during subsequent cleaning or provides such a repair method, the chromium residue or impurities can be accurately removed or healed at a defect site to provide a photomask. The purpose is to improve the production yield.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레이저 조사체에서 조사된 레이저광을 투과시켜 포토마스크의 석영플레이트에 남겨져 있는 패턴결함부위를 제거하기 위한 리페어장치에 있어서, 외부에서 주입되는 저온의 가스 분사장치가 상기 리페어 장치의 몸체 중 어느 한 부분에 설치되어 포토마스크의 석영플레이트의 상단 또는 하단 부위에 저온 가스를 분사 처리할 수 있는 저온처리 장치를 더 구비하는 것 을 특징으로 하는 포토마스크 리페어 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a repair device for removing the pattern defects remaining on the quartz plate of the photomask by transmitting the laser light irradiated from the laser irradiation body, the low temperature gas injection device injected from the outside Is provided on any one part of the body of the repair apparatus to provide a photomask repair apparatus characterized in that it further comprises a low temperature processing apparatus capable of spraying low-temperature gas to the upper or lower portion of the quartz plate of the photomask. do.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 크롬 패턴이 형성되지 않아야 할 부분에 불필요한 패턴결함부위가 형성되어있는 포토마스크의 상부 또는 하부에 저온처리 장치에 의해 저온가스를 분사 처리하여 냉각시키는 단계와; 상기 냉각된 포토마스크에 레이저광을 투과하여 불필요한 패턴결함부위를 제거하는 단계와; 상기 결과물에 세정공정을 진행하여 불필요한 패턴결함부위 제거 시 발생된 결함 파편을 제거하는 단계를 포함하는 포토마스크 리페어 장치를 이용한 리페어 방법을 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object, by cooling the cold gas by spraying the low-temperature gas in the upper or lower portion of the photomask in which unnecessary pattern defects are formed in the portion where the chromium pattern should not be formed. Steps; Removing unnecessary pattern defects by transmitting a laser beam through the cooled photomask; The present invention provides a repairing method using a photomask repair apparatus including a step of performing a cleaning process on the resultant to remove defect fragments generated when removing unnecessary pattern defects.
따라서, 본 발명에 따른 포토마스크 리페어 방법에 의하면, 포토마스크의 석영플레이트의 상단 또는 하단 부위를 저온처리함으로써, 상기 레이저광 투과 시 발생되는 크롬잔류물 또는 불순물 등의 접촉 결합력이 낮아져 상기 크롬잔류물 또는 불순물 등을 결함 부위에서 정확하게 제거 또는 치유하여 포토마스크 제작 수율을 향상시킬 수 있다.
Therefore, according to the photomask repair method according to the present invention, by lowering the upper or lower portion of the quartz plate of the photomask, the contact bonding force of the chromium residue or impurities generated during the laser light transmission is lowered, thereby reducing the chromium residue. Alternatively, impurities or the like may be accurately removed or healed at the defect site to improve the photomask fabrication yield.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 포토마스크 리페어 장치를 이용하여 리페어하는 방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of repairing using a photomask repair apparatus according to the present invention.
도 2a에 도시된 바와 같이, 석영기판(11)의 전면에 크롬막(미도시함)을 형성하고, 이 크롬막 상에 포토레지스트(미도시함)를 도포한 후, 전자 빔(Electron beam) 라이팅(Writing) 및 현상에 포토레지스트 패턴(미도시함)을 형성한 다음, 이 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 크롬막을 식각한다.As shown in FIG. 2A, a chromium film (not shown) is formed on the entire surface of the
이때, 상기 크롬막은 몰리브덴 계열의 산화물을 사용하여 형성하기도 한다.In this case, the chromium film may be formed using a molybdenum-based oxide.
또한, 상기 전자 빔 라이팅 시, 경우에 따라서 크롬 패턴(13)이 형성되지 않아야 할 부분에 크롬 잔류물(14)로 인하여 불필요한 패턴결함부위가 형성되거나, 주변 환경의 불순물(16)들이 리페어 도중 포토마스크 상부에 적층되어 크롬잔류물(14) 및 불순물(16) 등의 결함이 발생된다.In addition, when the electron beam writing, in some cases, unnecessary pattern defects are formed due to the
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 레이저 조사체에서 조사된 레이저광을 투과시켜 포토마스크의 석영기판(11)에 남겨져 있는 크롬잔류물(14) 및 불순물(16) 등의 결함을 제거하기 위한 리페어장치(미도시함) 중 몸체의 어느 한 부분에 설치된 저온처리 장치(미도시함)를 이용하여 포토마스크의 석영기판(11) 상부 또는 하부에 저온 가스(20)를 분사 처리한다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, the laser beam irradiated from the laser irradiator is transmitted to remove defects such as
이때, 상기 저온 가스(20)에 의해 포토마스크의 상부 또는 하부가 냉각되며, 상기 저온가스(20)는 N2, O2 및 CO2 가스 중 적어도 어느 하나 이상의 가스를 선택하여 -70∼10℃에서 가스 또는 액상의 물질로 사용한다.In this case, the upper or lower portion of the photomask is cooled by the
그 결과, 상기 포토마스크의 석영기판(11) 상부 또는 하부는 저온 가스(20)의 유입에 의해 표면이 일시적으로 약 영하 100내지 영상 20도 내외의 낮은 포텐셜 에너지(potential energy) 상태(30)를 갖게 되거나, 주입된 저온의 가스에 의해 리페어 장치내의 수증기 등 공기가 포토마스크 표면에서 응결 혹은 승화되어 얻어진, 수백 수천 마이크로 미터 이내의 얇은 박막이 일시적으로 형성된 상태에서 후속 레 이저광을 이용한 크롬잔류물(14) 및 불순물(16) 제거 공정이 진행된다.As a result, the upper or lower portion of the
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 낮은 포텐셜 에너지 상태(30)를 갖는 포토마스크의 석영기판(11) 표면에 레이저광(19)을 투과하여 임의의 광학 렌즈(26)를 통해 포커싱(focusing)한 후, 고온의 상태로 상기 크롬잔류물(14) 및 불순물(16)에 레이저의 고온 에너지를 전달하여 물리적으로 포토마스크의 석영기판(11)로부터 떨어지게 하여 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the
이때, 상기 레이저의 고온 에너지에 맞아 포토마스크의 석영기판(11)로부터 떨어져 나온 결함 파편(24)과 저온 처리된 포토마스크의 석영기판(11) 표면이 재결합 될 때, 낮은 포텐셜 에너지 상태(30)의 표면에서 접촉됨으로 접촉 결합력이 낮아진다.At this time, when the
계속하여, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 결과물에 순수 물, H2O2와 NH4
OH 및 H2O가 혼합된 암모니아 세정액 또는 H2O, H2SO4 및 O3
가 혼합된 황산 세정액등을 사용하여 포토마스크의 석영기판(11)로부터 떨어져 나온 결함 파편(24)을 제거한다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, pure water, Defects separated from the
그리고, 상기 세정공정 시, H2O2와 NH4OH 및 H2O가 혼합된 암모니아 세정액 또는 H2O, H2SO4 및 O3가 혼합된 황산 세정액을 사용한다. In the washing process, ammonia washing liquid in which H 2 O 2 and NH 4 OH and H 2 O are mixed, or sulfuric acid washing liquid in which H 2 O, H 2 SO 4 and O 3 are mixed is used.
또한, 상기 크롬 패턴이 형성되지 않아야 할 부분에 불필요한 패턴결함부위가 형성되어있는 포토마스크의 석영기판에 레이저광을 투과하여 불필요한 패턴결함부위를 제거함에 있어서, 리페어 장치의 몸체 중 어느 한 부분에 설치되어있는 저 온처리 장치에 의해 상기 포토마스크 상부 또는 하부에 저온가스를 분사 처리하여 냉각시키면서 냉각되는 포토마스크에 레이저광을 투과하여 불필요한 패턴결함부위를 제거하는 것이 가능하다.
In addition, in order to remove unnecessary pattern defects by transmitting a laser beam to the quartz substrate of the photomask in which unnecessary pattern defects are formed in a portion where the chrome pattern is not to be formed, it is installed on any one of the body of the repair apparatus. It is possible to remove unnecessary pattern defects by transmitting laser light through the cooled photomask while spraying and cooling a low temperature gas on the upper or lower portion of the photomask by means of a low temperature processing apparatus.
따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 포토마스크 리페어 장치 및 리페어 방법을 적용하게 되면, 패턴결함부위를 제거하기 위한 리페어 장치의 몸체 중 어느 한 부분에 저온처리 장치를 구비하여, 포토마스크의 석영플레이트의 상단 또는 하단 부위를 저온처리함으로써, 상기 레이저광 투과 시 발생되는 크롬잔류물 또는 불순물 등의 접촉 결합력이 낮아져 상기 크롬잔류물 또는 불순물 등을 결함 부위에서 정확하게 제거 또는 치유하여 포토마스크 제작 수율을 향상 시킬수 있도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.Therefore, as described above, when the photomask repair apparatus and the repair method according to the present invention are applied, the low temperature treatment apparatus is provided on any part of the body of the repair apparatus for removing the pattern defect, and thus, the quartz of the photomask By treating the top or bottom of the plate at a low temperature, the contact bonding force of chromium residue or impurities generated during the laser light transmission is lowered, so that the chromium residue or impurities can be accurately removed or healed from the defect site, thereby increasing the yield of the photomask. It is a very useful and effective invention that can be improved.
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