KR101684572B1 - 포토 마스크 재생방법 - Google Patents

Abstract

패턴을 가지며, 표면에 유기물질이 증착된 사용된 포토마스크의 표면을 1차 샌딩가공하여 유기물질의 일부를 제거하는 단계와, 1차 샌딩처리된 포토마스크의 표면을 2차 샌딩가공하여 1차 제거되고 남은 유기물질을 제거하는 단계 및, 2차 샌딩처리된 포토마스크의 표면을 3차 샌딩가공하여 표면에 거칠기를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 재생방법이 개시된다.

Description

포토 마스크 재생방법{A METHOD FOR RECYCLING PHOTOMASK}

본 발명은 포토마스크 재생방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용한 포토마스크의 표면에 증착된 유지물질을 제거하여 재생시킬 수 있는 포토마스크 재생방법에 관한 것이다.

일반적으로 고밀도 집적회로, CCD(전하 결합장치) 및 LCD(액정표시장치) 등의 미세 가공에는 포토마스크를 사용하는 포토 리소그래피 기술이 이용된다.

이러한 포토마스크는 예를 들어 글라스 기판(실리콘 웨이퍼)에 패턴을 정확하게 형성하기 위해 소정의 패턴이 관통되게 형성된다.

도 1은 일반적인 시트 타입의 포토마스크(10)를 나타내 보인 것으로서, 얇은 두께를 가지는 시트 구조를 가지며, 소정의 패턴(11)이 관통되게 형성되어 있다.

패턴(11)의 내면(11a)은 반도체 제조시 소위 쉐도우 발생을 방지하기 위해서 경사면으로 형성하는 방법이 적용되고 있다.

이러한 포토마스크(10)는 일정회수 사용하고 나면 폐기하거나 재활용하여 사용 후 폐기하게 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 포토마스크(10')를 사용하여 반도체를 반복 제조하게 되면, 포토마스크(10')의 표면(12)에 유기물질(20)이 증착된다. 유기물질(20)의 증착 두께가 두꺼워지면, 반도체를 정상적으로 제조하기 어렵고, 불량발생의 원인이 되므로 일정회수 사용 후에는 폐기하거나, 재활용하게 된다.

그런데 반도체, LCD 등의 생산량이 증가함에 따라 고가에 해당하는 포토마스크의 사용량이 증가하게 되므로, 비용상승의 원인 되고 있기 때문에, 사용한 포토마스크를 재생시켜서 재사용하기 위한 노력이 시도되고 있다. 그러나 사용된 포토마스크를 재생시 표면에 증착된 유기물질을 제거하는 과정에서 포토마스크의 표면까지 과도하게 제거하게 되어 불량이 발생되는 문제가 있다.

특히, 포토마스크가 시트 타입인 경우에는 재생작업을 위해 고압으로 포토마스크의 표면을 샌딩처리하는 과정에서 포토마스크가 뒤틀리거나 파손되는 현상이 발생되어 불량의 원인이 되며, 원하는 거칠기를 형성하기 어려운 문제점이 있었다.

즉, 포토마스크의 표면에 소정의 거칠기가 주어져야만 반도체 제조과정에서 증착된 유기물질이 쉽게 박리되는 것을 방지할 수 있는데, 재생과정에서 포토마스크의 손상을 방지하면서도 원하는 거칠기를 형성하기 어려운 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2002-0052982호(포토마스크 블랭크 및 포토마스크)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 사용한 포토마스크의 재생시 포토마스크의 손상을 방지하면서 유기물질을 제거하고 표면에 원하는 거칠기를 형성할 수 있는 포토마스크 재생방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포토마스크 재생방법은, 패턴을 가지며, 표면에 유기물질이 증착된 사용된 포토마스크의 표면을 1차 샌딩가공하여 상기 유기물질의 일부를 제거하는 단계; 1차 샌딩처리된 포토마스크의 표면을 2차 샌딩가공하여 상기 1차 제거되고 남은 유기물질을 제거하는 단계; 2차 샌딩처리된 포토마스크의 표면을 3차 샌딩가공하여 상기 표면에 거칠기를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패턴의 내면은 상기 표면으로부터 저면 방향으로 하향 경사지게 형성되며, 상기 3차 샌딩가공하는 단계 이전에 상기 패턴의 경사지게 형성된 내면을 덮도록 지그를 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 1차 샌딩가공 단계와, 2차 샌딩가공 단계 및 3차 샌딩가공 단계 각각에서의 샌딩압력은 1.5∼2kgf/㎠ 내에서 유지되도록 하여 샌딩공정이 이루어지는 것이 좋다.

또한, 상기 1차 샌딩단계 이전과, 상기 2차 샌딩단계 이전 및 상기 3차 샌딩단계 이전 중 적어도 한 단계에서 상기 포토마스크의 표면의 거칠기를 검사하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 1차 샌딩단계, 2차 샌딩단계 및 3차 샌딩단계 중 적어도 어느 한 단계 이전에 상기 포토마스크의 표면을 연마하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 포토마스크 재생방법에 따르면, 사용 후에 표면에 유기물질이 증착된 포토마스크를 재생하는 과정에서, 포토마스크의 뒤틀림이나 파손 등을 방지하도록 저 압력으로 표면을 3차에 걸쳐서 단계적으로 샌딩 가공하여 원하는 거칠기를 형성할 수 있다.

또한, 포토마스크 표면에 거칠기를 형성하는 과정에서 패턴의 내면이 과도하게 제거되는 것을 방지할 수 있도록 지그를 설치 후 샌딩가공하게 되므로, 품질 불량발생을 줄일 수 있다.

또한, 재생된 포토마스크를 이용하여 반도체 제조시, 포토마스크 표면에 증착된 유기물질의 박리 현상을 억제시켜 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있으며, 재생하여 사용함에 따른 비용절감 효과를 기대할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 포토마스크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 사용된 포토마스크를 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 재생과정을 단계별로 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 재생방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 재생방법은, 사용하고 난 뒤 표면(12)에 유기물질(20)이 증착된 포토마스크(100)로부터 유기물질(20)을 제거하고, 그 표면(12)에 소정의 거칠기를 형성하여 재생하는 방법에 관한 것이다.

구체적으로 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 재생방법은 사용한 포토마스크(100)를 딥핑하는 단계(S10), 1차 샌딩하는 단계(S11), 1차 샌딩한 포토마스크(100)를 2차로 샌딩하는 단계(S12), 2차 샌딩한 포토마스크(100)에 지그(200)를 장착하는 단계(S13) 및 지그를 장착한 포토마스크(100)를 3차 샌딩하는 단계(S14)를 구비한다.

구체적으로 살펴보면, 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용하여 그 표면(12)에 유기물질(20)이 증착된 시트타입의 포토마스크(100)를 준비하고, 표면(12) 즉, 유기물질(20)을 제거하기 위해 처리액(310)이 수용된 용기(300)에 일정 시간 담그는 딥핑공정을 수행한다(S10). 즉, 처리액(310)이 담긴 용기(300)에 재생할 포토마스크(100)를 일정 시간 담가두면, 표면(12)에 증착된 유기물질(20)이 처리액(310)에 의해 제거될 수 있다.

다음으로, 딥핑단계(S10)를 거친 포토마스크(100)를 도 5에 도시된 바와 같이, 1차 샌딩 가공하여 표면에 거칠기를 일부 형성한다(S11). 이때 상기 1차 샌딩단계(S11)에서 표면(12) 전체에 전체를 샌딩가공하되, 그 샌딩가공시의 샌딩압력은 대략 2∼2.5kgf/㎠의 범위 내에서 설정하여 포토마스크(100) 표면(12)에 1차적으로 거칠기를 일부 형성한다. 즉, 시트타입의 포토마스크(100)에 뒤틀림현상이 발생하지 않도록 상기와 같은 샌딩압력 범위 내에서 1차로 표면(12)에 거칠기를 형성하도록 샌딩 가공하게된다.

한편, 상기 1차 샌딩단계(S11)를 수행하기 전에, 딥핑단계(S10)를 거친 포토마스크(100)의 표면(12)의 조도 즉, 거칠기를 미리 검사하여 측정할 수 있다. 표면 검사 후에 표면(12)의 거칠기 정도에 따라서 1차 샌딩가공(S11) 내지 2차 및 3차샌딩 가공(S12,S13) 각각의 가공시간 등을 설정할 수도 있고, 경우에 따라서는 특정 단계를 생략할 수도 있다.

다음으로, 1차 샌딩처리된 포토마스크(100)의 표면(12)을 도 6에 도시된 바와 같이, 2차 샌딩 가공한다(S12). 2차 샌딩단계(S11)에서의 샌딩압력은 대략 1.5∼2kgf/㎠의 범위 내에서 설정하여 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로, 2차 샌딩단계(S12)를 마친 포토마스크(100)에 도 7에 도시된 바와 같이, 지그(200)를 장착한다(S13). 즉, 포토마스크(100)에 형성된 패턴(11)의 경사진 내면(11a)을 덮도록 지그(200)를 장착한다. 이와 같이 지그(200)를 장착하게 되면, 패턴(11)의 내면(11a) 즉, 경사면과 그 주변의 일부 표면을 외부로 노출되지 않도록 덮을 수 있게 된다.

상기와 같이 2차 샌딩가공을 마친 포토마스크(100)에 지그(200)를 설치한 후에, 포토마스크(100)의 표면(12)을 3차로 샌딩 가공하여 최종적으로 표면(12)에 원하는 거칠기 즉, 대략 2 내지 5의 거칠기 를 형성하게 된다(S14). 여기서 3차 샌딩단계(S12)에서의 샌딩압력은 대략 1.5∼2kgf/㎠인 것이 바람직하다.

상기 단계(S14)에서와 같이, 3차 샌딩공정을 하기 전에 지그(200)를 설치하여 패턴(11)의 내면(11a)과 주변을 덮게 되면, 다른 부분보다 상대적으로 두께가 얇은 내면(11a) 부분 즉, 쉐도우 방지를 위해 경사지게 형성한 부분이 필요 이상으로 제거되는 것을 방지하면서 나머지 표면(110) 부분만 원하는 거칠기를 가지도록 가공할 수 있게 된다.

3차 샌딩공정(S14)에서의 샌딩압력도 2차 샌딩공정과 마찬가지로 대략 1.5∼2kgf/㎠인 것이 바람직하다.

상기와 같이 3차 샌딩단계(S14)가 완료되면 원하는 표면 거칠기를 표면(12)에 형성할 수 있게 된다. 따라서 원하는 거칠기를 가지는 포토마스크(100)의 재생공정이 마무리된다. 이와 같이 표면(12)에 소정의 거칠기를 가지도록 재생된 포토마스크(100)를 사용하여 반도체를 제조하게 되면, 반도체 제조과정 중에 표면(12)에 증착된 유기물질이 거칠기에 의해 쉽게 박리되지 않게 된다. 따라서, 포토마스크(100)의 표면에 증착된 유기물질이 분리되어 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 하나의 포토마스크(100)를 가지고도 오랜 시간 사용할 수 있게 되어 포토마스크를 자주 교체할 필요가 없게 되어 비용을 절감할 수 있으며, 포토마스크 교체에 따른 시간을 줄여서 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크 재생방법에 따르면, 시트 타입의 포토마스크(100)를 재생함에 있어서, 큰 압력을 사용하지 않고, 압력을 단계적으로 다르게 적용하여 1차, 2차 및 3차에 걸쳐서 표면(12)에 거칠기를 순차적으로 조금씩 형성함으로써, 이때 포토마스크(100)가 샌딩압력에 의해 뒤틀리거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 1차 및 2차 샌딩공정을 통해 포토마스크(100)의 표면(12)에 일부 거칠기를 형성한 뒤에 지그(200)를 장착하여 패턴(11)의 주변과 내면(11a)이 노출되지 않도록 함으로써, 표면(12)에 소정 거칠기를 주기 위한 3차 샌딩가공시 패턴(11) 주변의 지나친 마모를 방지할 수 있으며, 특히 쉐도우 방지를 위해 경사면(11a)의 형성되어 두께가 상대적으로 얇은 부분이 과도한 마모에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 시트타입의 포토마스크(100)의 뒤틀림이나 파손 등도 방지할 수 있도록 충분히 작은 샌딩압력을 순차적으로 적용하여 재생 공정이 이루어지므로, 재생되는 포토마스크(100)의 손상을 방지하여 재생률을 높이고, 재생된 포토마스크의 품질의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

한편, 이상에서는 1차, 2차 및 3차 샌딩과정이 순차적으로 이루어진 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 각각의 샌딩과정 사이에 거칠기를 측정하는 공정, 세정하는 공정, 건조 공정, 평탄 연마 공정 등이 가공하는 포토마스크(100) 표면(12)의 상태에 따라서 선택적으로 적용될 수 있다.

그리고 표면(12)이 원하는 수준의 평탄화 및 거칠기를 갖도록 가공이 완료되면, 검사(예를 들어 3차원 측정)를 통해 확인한 뒤, 최종 클리닝공정을 거쳐 포장을 하게 된다. 이러한 일련의 가공가정 사이에 1차, 2차 및 3차 샌딩과정을 순차적으로 수행하되, 그 샌딩압력을 작게 설정하여 포토마스크(100)의 뒤틀림이나 파손을 방지하면서 거칠기를 형성하여 재생할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10,10',100..포토마스크 11..패턴
12..표면 2O0..지그
300..용기 310..처리액

Claims (5)

1. 패턴을 가지며, 표면에 유기물질이 증착된 사용된 포토마스크를 유기물질 처리용액에 담궈서 제거하는 딥핑단계;
   상기 딥핑단계를 거쳐서 표면의 유기물질이 제거된 포토마스크의 표면을 1차 샌딩가공하는 단계;
   1차 샌딩처리된 포토마스크의 표면을 2차 샌딩가공하는 단계;
   2차 샌딩처리된 포토마스크의 표면을 3차 샌딩가공하여 상기 표면에 거칠기를 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 패턴의 내면은 상기 표면으로부터 저면 방향으로 하향 경사지게 형성되며,
   상기 2차 샌딩가공 후 상기 3차 샌딩가공하는 단계 이전에 상기 패턴의 경사지게 형성된 내면을 덮도록 지그를 설치하는 단계를 더 포함하며,
   상기 1차 샌딩가공 단계에서의 샌딩압력은 2∼2kgf/㎠ 내에서 유지되고, 상기 2차 및 3차 샌딩가공 단계에서의 샌딩압력은 1.5∼2kgf/㎠ 내에서 유지되도록 하여 샌딩공정이 이루어지며,
   상기 1차 샌딩단계 이전과, 상기 2차 샌딩단계 이전 및 상기 3차 샌딩단계 이전 중 적어도 한 단계에서 상기 포토마스크의 표면의 거칠기를 검사하는 단계; 및
   상기 1차 샌딩단계, 2차 샌딩단계 및 3차 샌딩단계 중 적어도 어느 한 단계 이전에 상기 포토마스크의 표면을 연마하는 단계;를 더 포함하며,
   상기 지그를 설치하여 상기 패턴의 경사진 내면이 필요이상으로 제거되는 것을 방지하고, 다른 부분의 표면과 다른 거칠기를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 재생방법.
   
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