KR100873024B1 - Photomask for sensing the environment - Google Patents

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KR100873024B1
KR100873024B1 KR1020070060770A KR20070060770A KR100873024B1 KR 100873024 B1 KR100873024 B1 KR 100873024B1 KR 1020070060770 A KR1020070060770 A KR 1020070060770A KR 20070060770 A KR20070060770 A KR 20070060770A KR 100873024 B1 KR100873024 B1 KR 100873024B1
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김종수
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이창환
신용화
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나노전광 주식회사
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Abstract

The haze defect generated in a photomask can be effectively prevented in advance by using the detection means for the temperature, and the humidity or the predetermined minute particle. The photomask(10) for the environment detection is comprised of the pattern region(12) and the side rail(14). The unit pattern is regularly arranged in the pattern region. The side rail maintains the frame of the pattern region. The detection means(16) is formed in the side rail to detect the temperature, the humidity, and the minute particle..

Description

환경 검출용 포토마스크{Photomask for sensing the environment}Photomask for sensing the environment

도1은 본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크를 개략적으로 도시한 평면도.1 is a plan view schematically showing a photomask for environmental detection according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

10 : 포토마스크 12 : 패턴영역10: photomask 12: pattern area

14 : 사이드레일 16 : 검출수단14 side rail 16 detection means

본 발명은 반도체 노광 공정에 사용되는 포토마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이드레일에 온도, 습도, 또는 소정의 미세입자에 반응하는 검출수단이 적어도 하나 이상 형성되어, 상기 검출수단을 통해 검출된 각 환경요소의 변화를 외부에서 보다 용이하게 식별할 수 있게끔 표시하는 환경 검출용 포토마스크에 관한 것이다.The present invention relates to a photomask used in a semiconductor exposure process, and more particularly, at least one detection means for reacting to temperature, humidity, or predetermined microparticles is formed on a side rail, and is detected by the detection means. The present invention relates to an environmental detection photomask that displays changes in each environmental element so that they can be easily identified from the outside.

일반적으로, 포토마스크(photomask)는 투명기판 위에 반도체의 미세회로를 형상화한 것으로서, 단위 패턴이 규칙적으로 배열되어 이루어지는 패턴영역과 상기 패턴영역의 틀을 유지하는 사이드레일로 이루어진다.In general, a photomask is a shape of a microcircuit of a semiconductor on a transparent substrate, and includes a pattern region in which unit patterns are regularly arranged and a side rail that maintains a frame of the pattern region.

이러한 포토마스크는 노광시 사용되는 광원의 파장에 비례하여 회로패턴의 최소 선폭이 결정되므로, 최근에는 반도체 소자 패턴의 미세화를 위해 보다 단파장의 광원으로 파장이 193 nm인 ArF 엑시머 레이저(excimer laser)를 도입하여 사용하기에 이르렀다.Since the minimum line width of the circuit pattern is determined in proportion to the wavelength of the light source used during exposure, the ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm is used as a shorter light source in order to refine the semiconductor device pattern. Introduced and used.

그러나, 상기한 바와 같이 노광 광원의 파장이 점점 짧아지면서 포토마스크가 주변의 일정 온도, 일정 습도, 또는 소정의 미세입자에 노출됨으로 인해 포토마스크 표면에 성장성 결함(Defect)인 헤이즈 현상이 나타나게 되는데, 상기한 헤이즈는 노광 공정 중 레이저 광원의 에너지를 받아 그 성장이 활성화됨에 따라 포토마스크를 통과하는 광원의 형태 및 강도를 변형시키는 등 치명적인 불량을 야기하는 문제점이 있다.However, as described above, as the wavelength of the exposure light source becomes shorter, a haze phenomenon that is a growth defect occurs on the surface of the photomask due to exposure of the photomask to a predetermined temperature, a constant humidity, or predetermined microparticles. The haze has a problem of causing fatal defects such as changing the shape and intensity of the light source passing through the photomask as the growth is activated by receiving the energy of the laser light source during the exposure process.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주변의 온도, 습도, 또는 소정의 미세입자 등의 환경 변화를 검출하여 외부에 표시하도록 하는 환경 검출용 포토마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide an environmental detection photomask that detects environmental changes such as ambient temperature, humidity, or predetermined fine particles and displays them externally. The purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크는 단위 패턴이 규칙적으로 배열되어 이루어지는 패턴영역과 상기 패턴영역의 틀을 유지하는 사이드레일로 구성된 포토마스크에 있어서, 상기 사이드레일에 온도, 습도, 미세입자에 반응하는 검출수단이 형성된 것을 특징으로 한다.As a technical configuration for achieving the above object, the environmental detection photomask according to the present invention is a photomask composed of a pattern region in which the unit pattern is arranged regularly and a side rail to maintain the frame of the pattern region, The side rail is characterized in that the detection means for reacting to temperature, humidity, fine particles.

본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크에 있어서, 상기 검출수단은 노출되는 온도, 습도, 미세입자에 따라 가시적인 특성이 변하는 폴리머 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the environmental detection photomask according to the present invention, the detection means is made of a polymer material whose visible characteristics change depending on the temperature, humidity, and fine particles exposed.

본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크에 있어서, 상기 검출수단은 노출되는 온도, 습도, 미세입자에 반응하여 전기적인 신호를 출력하는 센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the environmental detection photomask according to the invention, the detection means is characterized in that the sensor consisting of a sensor for outputting an electrical signal in response to temperature, humidity, fine particles exposed.

이때, 상기 센서와 연결되어 상기 센서에 의한 검출신호를 표시하는 발광부 또는 디스플레이부가 더 형성된 것을 특징으로 한다.In this case, the light emitting unit or the display unit connected to the sensor to display the detection signal by the sensor is characterized in that it is further formed.

이때, 상기 센서와 연결되어 상기 센서에 의한 검출신호를 저장하는 메모리부가 더 형성된 것을 특징으로 한다.At this time, it is characterized in that the memory unit is further connected to the sensor for storing the detection signal by the sensor.

본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크에 있어서, 상기 미세입자는 황산계열(SOx), 질산계열(NOx), 인산계열(POx), 플루오르, 염소, 암모늄, 칼슘, 마그네슘 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In the environmental detection photomask according to the present invention, the fine particles are any one of sulfuric acid (SO x ), nitric acid (NO x ), phosphoric acid (PO x ), fluorine, chlorine, ammonium, calcium, magnesium It is characterized by.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in more detail as follows.

도 1은 본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크를 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a plan view schematically showing a photomask for detecting an environment according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서 내장 포토마스크(10)는 단위 패턴이 규칙적으로 배열되어 이루어지는 반복 패턴이 형성된 패턴영역(12)과 최외곽에서 골격을 이루어 상기 패턴영역(12)의 틀을 이루는 사이드레일(14)로 구성되 며, 상기 사이드레일(14)에는 상기 포토마스크(10) 주변의 온도, 습도, 또는 소정의 미세입자에 반응하는 검출수단(16)이 적어도 하나 이상 형성된다.As shown in the figure, the sensor-embedded photomask 10 according to the present invention forms a skeleton at the outermost side with a pattern region 12 having a repeating pattern in which unit patterns are regularly arranged to form a skeleton of the pattern region 12. Consists of a frame side rail 14, the side rail 14 is formed with at least one detection means 16 in response to the temperature, humidity, or predetermined microparticles around the photomask 10 do.

상기 패턴영역(12)은 노광시 실제로 웨이퍼에 패턴이 전사되도록 하는 부분이고, 상기 사이드레일(14)은 실제로 노광에 사용되지는 않지만 상기 패턴영역(12)을 지지 및 유지하며, 상기 포토마스크(10)를 고정 및 이송하기 위한 정렬 키(align key)를 구비한다. The pattern region 12 is a portion to actually transfer the pattern onto the wafer during exposure, and the side rails 14 support and maintain the pattern region 12 although not actually used for exposure, and the photomask ( 10) with an align key for fixing and transporting.

상기 검출수단(16)은 상기 사이드레일(14) 부분에서 상기 포토마스크(10)의 상면 또는 하면에 부착되며, 경우에 따라서는 상기 포토마스크(10)의 상,하면을 관통하여 매립될 수도 있다.The detection means 16 may be attached to the upper or lower surface of the photomask 10 at the side rail portion 14, and may be buried through the upper and lower surfaces of the photomask 10 in some cases. .

여기서, 상기 소정의 미세입자는 상기 포토마스크(10) 표면의 잔류물에 존재하거나 상기 포토마스크(10) 표면의 잔류물로부터 탈착된 가스를 포함하여 주변의 공기 중에 존재하는 염기성 물질, 황산계열(SOx), 질산계열(NOx), 인산계열(POx), 플루오르(F), 염소(Cl), 암모늄(NH4), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기한 염기성 물질 또는 상기 암모늄으로 이루어진 가스는 그 농도가 0.5 ㎍/m3를 초과할 경우에 상기 검출수단(16)을 통해 검출되도록 한다.Here, the predetermined fine particles may be present in the residue on the surface of the photomask 10 or in the surrounding air including a gas desorbed from the residue on the surface of the photomask 10. SO x ), nitric acid (NO x ), phosphate (PO x ), fluorine (F), chlorine (Cl), ammonium (NH 4 ), calcium (Ca), magnesium (Mg) In addition, the basic material or the gas made of ammonium is allowed to be detected through the detection means 16 when the concentration exceeds 0.5 μg / m 3 .

상기 검출수단(16)은 상기 포토마스크(10)의 주변 환경으로부터 검출되는 각 환경요소에 따라 가시적인 특성이 변하는 폴리머 물질 또는 전기적인 출력이 변하는 센서로 이루어진다. 또한, 상기 검출수단(16)으로서 통상적으로 사용되고 있는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 구조체를 이용할 수도 있다.The detection means 16 is composed of a polymer material or a sensor whose electrical output is changed according to each environmental element detected from the surrounding environment of the photomask 10. In addition, it is also possible to use a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) structure commonly used as the detection means (16).

먼저, 상기 검출수단(16)이 폴리머 물질로 이루어진 경우를 설명한다.First, the case where the detection means 16 is made of a polymer material will be described.

온도에 반응하는 상기 검출수단(16)은, 그 예로서 온도계를 사용할 수도 있지만, 상기 온도계를 사용할 경우 그 소요 면적이 상당할 수 있으므로 이를 보다 소형화하기 위해 바람직하게는 일정 온도에서 착색되는 폴리머를 포함하는 물질을 사용한다.The detection means 16 responding to temperature may use a thermometer as an example. However, since the required area may be considerable when the thermometer is used, the detection means 16 preferably includes a polymer that is colored at a predetermined temperature in order to make it smaller. Use a substance to

여기서, 상기 폴리머 물질은 일예로 22 ℃ 이상일 경우에 온도착색단계로 착색되게 하거나, 상기 온도착색단계를 보다 세분화한다. In this case, the polymer material may be colored by, for example, a temperature coloring step when the temperature is 22 ° C. or more, or the subdividing of the temperature coloring step may be further performed.

예를 들면, 상기 포토마스크(10) 내부의 온도가 상승함에 따라 초기 색상의 폴리머 물질이 제1 온도착색단계로, 상기 제1 온도착색단계에서 제2 온도착색단계로, 상기 제2 온도착색단계에서 제3 온도착색단계로 순차적으로 착색되도록 한다.For example, as the temperature inside the photomask 10 rises, the polymer material of the initial color may be subjected to a first temperature coloring step, from the first temperature coloring step to the second temperature coloring step, and the second temperature coloring step. In order to sequentially color in the third temperature coloring step.

여기서, 상기 온도착색단계가 보다 많은 단계로 세분화될 수 있음은 자명하다.It is apparent that the temperature coloring step can be subdivided into more steps.

상기 습도에 반응하는 상기 검출수단(16)은, 그 예로서 통상 제습제로 사용되며 수분을 흡수하면 착색되는 실리카겔 등의 흡착제를 사용한다. 여기서, 상기 흡착제는 일예로 40 % 이상일 경우에 습도착색단계로 착색되게 하거나, 상기 습도착색단계를 보다 세분화한다. The detection means 16 which reacts to the humidity is, for example, usually used as a dehumidifying agent and uses an adsorbent such as silica gel which is colored when water is absorbed. Here, when the adsorbent is 40% or more, for example, the adsorbent is allowed to be colored by the humidity coloring step, or the humidity coloring step is further subdivided.

예를 들면, 상기 포토마스크(10) 내부의 습도가 상승함에 따라 초기 색상의 폴리머 물질이 제1 습도착색단계로, 상기 제1 습도착색단계에서 제2 습도착색단계로, 상기 제2 습도착색단계에서 제3 습도착색단계로 순차적으로 착색되도록 한다.For example, as the humidity inside the photomask 10 increases, the polymer material of the initial color may be a first humidity coloring step, the first humidity coloring step to the second humidity coloring step, and the second humidity coloring step. In order to be sequentially colored in the third humidity coloring step.

여기서, 상기 습도착색단계가 보다 많은 단계로 세분화될 수 있음은 자명하 다. Here, it is apparent that the humidity coloring step can be subdivided into more steps.

소정의 미세입자에 반응하는 상기 검출수단(16)은, 그 예로서 이온 교환 수지 등의 흡착제를 사용한다. As the detection means 16 which reacts to predetermined microparticles, an adsorbent such as an ion exchange resin is used as an example.

다음으로, 상기 검출수단(16)이 전기적인 센서로 이루어진 경우를 MEMS 구조체로 이루어진 경우와 더불어 설명한다.Next, the case where the detecting means 16 is made of an electrical sensor will be described together with the case of being made of a MEMS structure.

온도에 반응하는 상기 검출수단(16)은, 그 예로서 SiC 박막 서미스터를 포함하는 박막형 온도 센서 또는 실리콘 IC 센서를 사용한다.The detection means 16 responding to temperature uses, for example, a thin film type temperature sensor or a silicon IC sensor including a SiC thin film thermistor.

습도에 반응하는 상기 검출수단(16)은, 그 예로서 저항식 또는 세라믹식의 박막형 습도 센서, MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Emission Transistor)식 센서, MEMS 온도 센서 중 어느 하나를 사용한다.As the detection means 16 which responds to humidity, for example, a resistive or ceramic thin film type humidity sensor, a metal insulator semiconductor field emission transistor (MISFET) type sensor, or a MEMS temperature sensor is used.

소정의 미세입자에 반응하는 상기 검출수단(16)으로는 박막형 가스 센서, MEMS 가스감지 센서나 MEMS IR 가스 센서를 포함하는 MEMS 가스 센서, 박막형 화학 센서, MEMS 화학 센서 중 어느 하나를 사용한다.As the detection means 16 that reacts to a predetermined fine particle, any one of a thin film type gas sensor, a MEMS gas sensor including a MEMS gas sensor, and a MEMS IR gas sensor, a thin film type chemical sensor, and a MEMS chemical sensor is used.

상술한 바와 같이 상기 검출수단(16)이 전기적인 센서로 형성된 경우, 도면에는 도시하지 않았으나 본 발명에 따른 내부 환경 검출용 포토마스크(10) 외측에 상기 센서와 연결되어 그 출력에 따라 작동하는 주변장치를 더 구비하도록 한다.As described above, when the detecting means 16 is formed of an electrical sensor, although not shown in the drawing, a peripheral portion connected to the sensor outside the photomask 10 for detecting the internal environment according to the present invention and operating according to its output The device is further equipped.

상기 주변장치는 상기 포토마스크(10)와 일체로 또는 별개로 구현될 수 있음은 물론이다.The peripheral device may be implemented integrally or separately from the photomask 10.

이러한 주변장치는LED를 포함하는 발광부, LCD 또는 유기 EL을 포함하는 디스플레이부, 스피커를 포함하는 소리재생부 중 적어도 어느 하나의 표시부로 이루 어져 상기 센서에 의한 검출신호를 표시하며, 더불어 메모리부를 포함하도록 하여 상기 센서에 의한 검출신호를 저장함이 바람직하다. The peripheral device includes at least one display unit among a light emitting unit including an LED, a display unit including an LCD or an organic EL, and a sound reproducing unit including a speaker to display a detection signal by the sensor. It is preferable to store the detection signal by the sensor to include.

상기 메모리부는 상기 검출신호를 연속적으로 저장할 수도 있으나, 상기 메모리부에 축적되는 데이터의 양을 보다 줄이기 위해 상기 검출수단(16)이 일정 온도, 일정 습도, 또는 상기한 미세입자에 노출된 시점에서만 상기 검출신호를 선택적으로 저장하도록 함이 바람직하다.The memory unit may continuously store the detection signal. However, the memory unit may store the detection signal continuously, but only at a time when the detection unit 16 is exposed to a predetermined temperature, a constant humidity, or the fine particles to reduce the amount of data accumulated in the memory unit. It is preferable to selectively store the detection signal.

여기서, 상기 주변장치가 둘 이상의 표시부를 포함하는 경우 상기 각 표시부는 사용자 설정에 따라 선택 또는 해제되는 기능을 갖는다.Here, when the peripheral device includes two or more display units, each display unit has a function of selecting or canceling according to a user setting.

이러한 본 발명의 환경 검출용 포토마스크(10)는 주로 엑시머 레이저를 광원으로 하는 노광 공정에 사용되는 되는 것으로, 주변의 온도, 습도, 상기한 미세입자 중 적어도 어느 하나를 검출하여 외부에서 상기 포토마스크(10) 주변의 환경을 용이하게 식별하도록 한다. The environmental detection photomask 10 of the present invention is mainly used in an exposure process using an excimer laser as a light source, and detects at least any one of ambient temperature, humidity, and the above-described fine particles, thereby externally detecting the photomask. (10) Make it easy to identify the surrounding environment.

작업자는 일정 온도, 일정 습도, 또는 상기한 미세입자에 노출 이력이 잦은 포토마스크(10)를 헤이즈가 발생할 우려가 상대적으로 높다고 판단하게 되고, 그에 따라 선별된 포토마스크의 세정을 진행할 수 있다면, 상기 포토마스크(10)의 노광 공정에서의 상기 포토마스크(10) 표면에 헤이즈가 발생하지 않도록 보다 효과적으로 관리할 수 있게 된다.If the worker is determined that the haze is likely to occur in a certain temperature, constant humidity, or the photomask 10 frequently exposed to the fine particles, if the cleaning can be performed according to the selected photomask, It is possible to more effectively manage the haze does not occur on the surface of the photomask 10 in the exposure process of the photomask 10.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안의 상세한 설명에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능 함은 물론이다. 따라서 본 고안의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention belongs to various modifications within the scope without departing from the scope of the present invention Of course it is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be defined by equivalents thereof, as well as the following claims.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 환경 검출용 포토마스크는 주변의 온도, 습도, 또는 소정의 미세입자에 반응하는 검출수단을 적어도 하나 이상 구비하여 작업자로 하여금 포토마스크의 환경을 용이하게 식별, 즉 헤이즈가 발생할 우려가 상대적으로 높다고 판단되는 포토마스크를 보다 용이하게 선별하여 선별된 포토마스크를 적시에 세정할 수 있도록 함으로써, 포토마스크에 발생할 수 있는 헤이즈 결함을 사전에 보다 효과적으로 방지하는 데 기여할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, the environmental detection photomask according to the present invention is provided with at least one or more detection means reacting to ambient temperature, humidity, or predetermined microparticles to allow an operator to easily identify the environment of the photomask. In other words, by selecting a photomask that is considered to have a relatively high risk of haze, and making it possible to clean the selected photomask in a timely manner, it can contribute to more effectively prevent the haze defects that may occur in the photomask in advance. Provide the effect.

Claims (6)

단위 패턴이 규칙적으로 배열되어 이루어지는 패턴영역과 상기 패턴영역의 틀을 유지하는 사이드레일로 구성된 포토마스크에 있어서,A photomask comprising a pattern region in which a unit pattern is regularly arranged and a side rail holding a frame of the pattern region. 상기 사이드레일에 온도, 습도, 미세입자에 반응하는 검출수단이 형성된 것을 특징으로 하는 환경 검출용 포토마스크.Environmental detection photomask, characterized in that the detection means for reacting to the temperature, humidity, fine particles in the side rail. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출수단은 노출되는 온도, 습도, 미세입자에 따라 가시적인 특성이 변하는 폴리머 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 환경 검출용 포토마스크.The detection means is a photomask for environmental detection, characterized in that made of a polymeric material that changes the visible properties depending on the temperature, humidity, microparticles exposed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출수단은 노출되는 온도, 습도, 미세입자에 반응하여 전기적인 신호를 출력하는 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 환경 검출용 포토마스크.The detection means is a photomask for environmental detection, characterized in that consisting of a sensor for outputting an electrical signal in response to the exposed temperature, humidity, fine particles. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 센서와 연결되어 상기 센서에 의한 검출신호를 표시하는 발광부 또는 디스플레이부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 환경 검출용 포토마스크.And a light emitting part or a display part connected to the sensor to display the detection signal by the sensor. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 센서와 연결되어 상기 센서에 의한 검출신호를 저장하는 메모리부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 환경 검출용 포토마스크.And a memory unit which is connected to the sensor and stores a detection signal by the sensor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세입자는 황산계열(SOx), 질산계열(NOx), 인산계열(POx), 플루오르, 염소, 암모늄, 칼슘, 마그네슘 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 환경 검출용 포토마스크.The microparticles are any one of sulfuric acid (SO x ), nitric acid (NO x ), phosphoric acid (PO x ), fluorine, chlorine, ammonium, calcium, magnesium, environmental detection photomask.
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