KR20020033438A - 반도체 기판 상의 패턴막을 수정하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

기판 표면 상의 화이트 결함을 수정하기 위하여, 기판은 그 표면이 하향하여 유지되고, 레이저 광은 재료 가스내에 있는 기판 상의 결함에 상향 조사되며, 그 결과 화이트 결함은 막으로 도포된다.

Description

반도체 기판 상의 패턴막을 수정하기 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR CORRECTING PATTERN FILM ON A SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}

본 발명은 반도체 기판 상의 패턴의 수정에 관한 것으로, 특히 반도체 포토 마스크 상의 패턴 수정에 관한 것이다.

반도체 포토 마스크는 반도체 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스 등의 패턴을 제조할 때 웨이퍼 상의 회로 패턴을 노출시키는 데 사용된다. 반도체 포토 마스크는 상부에 불투명한 막인 미소한 패턴막이 형성되는 투명 반도체 기판이다. 패턴막이 기판 상에 형성될 때, 2가지 타입의 결함 -패턴막의 일부가 상실되는 화이트 결함 또는 결핍 결함과, 기판이 불필요하게 막으로 도포되는 블랙 결함 또는 과잉 결함- 이 발생될 수 있다.

반도체 포토 마스크 상의 화이트 결함이 발생하는 경우, 레이저 CVD(chemical vapor deposition)가 이용될 수 있다. 레이저 CVD에 따르면, 크롬을 포함하는 재료 가스로 기판 상의 화이트 결함에 레이저광을 조사한다. 레이저광이 화이트 결함 주위의 재료 가스를 열적으로 분해함으로써, 크롬을 포함하는 막은 화이트 결함 상에 성장한다.

반도체 포토 마스크 상의 화이트 결함을 수정하기 위한 종래 기술의 일례로는 일본 특허 무심사 공보 평10-324973호, 즉 324973/1998이 있으며, 이는 제1 종래 기술로서 참조된다. 제1 종래 기술에 따르면, 레이저 광원과 조사/관측용 유닛을 포함하는, 레이저 조사기/레이저 마이크로스코프용 광학 시스템은 재료 가스로 세팅된 기판 상에 배치된다. 광학 시스템은 기판 상의 화이트 결함에 레이저 광을 하향 조사한다. 광학 시스템은 그 슬릿(slit)으로 레이저 광을 형상화하여 기판 상의 패턴에 투영시킨다. 그 결과, 광학 시스템은 화이트 결함을 정확하게 수정한다.

한편, 블랙 결함, 즉 패턴막의 불필요한 부분은 통상적으로 그 부분 상에 레이저광을 조사함으로써 기화시켜 반도체 포토 마스크를 수정하였다.

일본 무심사 특허 공보(JP-A) 번호 평7-104459호, 즉 104459/1995는 그 명칭이 "Method and apparatus for correcting defects on a photo mask"이고, 제2 종래 기술로서 참조된다. 제2 종래 기술에 따르면, 우선, 패턴막은 투명 기판의 일 표면 상에 프린트된다. 다음으로, 기판은 표면 상에 놓여진다. 그리고나서, 레이저광은 기판을 통해 다른 표면으로부터 블랙 결함에 조사되어 블랙 결함을 기화시킨다. 전자의 표면은 아래쪽에 접하기 때문에, 블랙 결함이 증발될 때 발생된 입자들은 박리되고, 따라서 전자의 표면 상에 들러붙지 않는다.

제1 종래 기술에 따르면, 기판 상의 화이트 결함에 레이저 광을 하향 조사하여 화이트 결함을 피복하는 패턴막을 형성한다. 레이저 CVD는 분해된 재료 가스로부터 입자들을 생성한다. 공기중에 있는 입자들은 아래로 떨어지고 레이저 광이 기판 상에 조사되었던 영역 주위에 다시 부딪친다. 이 충돌된 입자들로부터, CVD는 기판 상에 불필요한 막을 형성한다. 그 결과, 패턴된 막의 에지는 마스크 패턴의 경계에서 팽창한다. 제2 종래 기술에 비해, 제1 종래 기술은 덜 정밀하다.

한편, 제2 종래 기술에 따르면, 레이저광이 조사되는 기판의 표면은 아래쪽으로 향하기 때문에, 레이저광에 의해 생성된 대부분의 입자들은 떨어진다. 그러나, 0.1㎛ 또는 그 이하의 입자들은 종종 기판 상에 다시 들러붙으며 레이저광이 조사되었던 영역 주위에서의 투과도 감소의 원인이 된다. 투과도의 감소는 본래의 포토 마스크 상에 0.5㎛ 루울에 해당하는, 0.13㎛의 포토 마스크를 저정하기 위한 새로운 장치에 심각한 영향을 미친다.

본 발명의 목적은 기판의 표면 상에 패턴막의 결함을 높은 정밀도로 수정하기 위한 방법 및 디바이스를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 방법은 기판 표면이 하향되도록 유지하는 단계; 상기 표면 상의 화이트 결함에 레이저 광을 상향 조사하는 단계; 상기 표면에 패턴막을 형성하기 위한 재료 가스를 내뿜는 단계; 및 화이트 결함 상에 패턴막을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 표면 상의 블랙 결함에 레이저 광을 상향 조사하는 단계; 및 상기 패턴막의 불필요한 부분을 기화시켜 상기 블랙 결함을 수정하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법은 상기 표면에 산소 가스를 내뿜는 단계; 상기 표면 상의 패턴막의 불필요한 부분에 제1 레이저 광을 상향 조사하여 상기 불필요한 부분의 상부층을 산화하는 단계; 상기 산화된 상부층에 제2 레이저 광을 상향 조사하여 상기 산화된 상부층이 박리되도록 하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 레이저 광을 조사하는단계를 반복하여 상기 패턴막의 불필요한 부분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 내뿜는 단계는 레이저 광을 인도하기 위한 윈도우가 흐려지는 것을 방지하는 퍼지 가스와, CVD 가스내에 포함되어 재료 가스를 운반하는 캐리어 가스를 더 내뿜을 수 있고, 상기 퍼지 및 캐리어 가스의 주성분은 헬륨 가스일 수 있다.

상기 유지 단계에서 유지되도록 하기 위하여 상기 기판은 흡착될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 디바이스는 기판 표면이 하향되도록 유지하기 위한 홀더; 상기 표면 상의 화이트 결함에 레이저 광을 상향 조사하기 위한 레이저 조사기; 재료 가스를 포함하는 가스를 제공 및 회수하기 위한 가스 순환부; 및 상기 표면 상에 재료 가스를 내뿜고 가스 윈도우를 통해 레이저 광원으로부터 화이트 결함에 레이저 광을 인도하여 상기 화이트 결함 상에 패턴막을 형성하기 위한 가스 윈도우를 포함한다.

상기 디바이스는 상기 기판 상의 패턴막을 관찰하기 위한 광학부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 기판은 광이 투과될 수 있으며, 상기 기판을 통과한 광을 상기 기판의 하부 표면에 조사하여 상기 하부 표면을 비추는 투과 광원을 더 포함할 수 있다. 게다가, 흡착부는 광이 투과가능한 상부 커버를 포함할 수 있으며; 상기 투과 광원은 상기 커버와 상기 기판의 전체 두께를 참조하여 렌즈의 왜곡을 보상하도록 설계된 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 디바이스에 따르면, 상기 레이저 조사기는 제1 레이저 광을 조사하여 패턴막을 기화하기 위한 제1 레이저 광원과, 레이저 CVD용 제2 레이저 광을 조사하기 위한 제2 레이저 광원을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 레이저 광은 상기 가스 윈도우를 통해 블랙 결함에 조사되어 상기 블랙 결함을 기화시키고; 상기 제2 레이저 광은 상기 가스 윈도우를 통해 상기 가스 순환부에 의해 제공된 재료 가스를 화이트 결함에 조사하여 상기 화이트 결함 상에 막을 형성한다.

상기 디바이스에 따르면, 상기 가스 순환부는 레이저 광을 인도하기 위한 원도우가 흐려지는 것을 방지하는 퍼지 가스와, CVD 가스내에 포함되어 재료 가스를 운반하기 위한 캐리어 가스를 제공할 수 있다. 바람직하기로는, 상기 퍼지 및 캐리어 가스의 주성분은 헬륨 가스이다.

상기 홀더는 상기 기판을 흡착하여 상기 기판을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 패턴 수정 디바이스를 설명하는데 사용하기 위한 블럭도.

도 2는 본 발명의 가스 윈도우(6)을 설명하는데 사용하기 위한 단면도.

도 3은 본 발명의 흡착부(9)를 설명하는데 사용하기 위한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1 레이저 광원

2 : 제2 레이저 광원

3 : 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부

5 : 가스 순환부

6 : 가스 윈도우

7 : 투과 광원

8 : X-Y 스테이지

9 : 흡착부

12 : 펌프

13 : 이미지 처리부

14 : 핸들러

15 : 컨트롤러

1. 제1 실시예

본 발명의 일실시예인 패턴 수정 디바이스에 관해 설명할 것이다. 도 1을 참조하면, 제1 레이저 광원(레이저 광원(1))은 막을 기화, 즉 블랙 결함을 수정하기 위한 레이저 광을 제공하고 펄스폭이 0.8ns이고, 파장이 355nm이며, 발진 주파수가 3Hz인 레이저 광을 생성하는 Nd:YVO4 레이저를 포함한다. 제2 레이저 광원(레이저 광원(2))은 레이저 CVD, 즉 화이트 결함을 수정하기 위한 레이저광을 제공하고 펄스폭이 30ns이고, 파장이 349nm이며, 발진 주파수가 7Hz인 레이저 광을 생성하는 Nd:YLF 레이저를 포함한다.

레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)는 광이 투과되는 기판(16)의 하부 표면에 레이저 광원(1, 2)에 의해 생성된 레이저 광을 조사하고, 기판(16)상의 패턴을 관찰하기 위한 마이크로스코프로서 기능한다. 레이저 조사기/마이크포스코프 광학부(3)는 기판 하부에 배치되는데, 이는 하부 표면에 가스 윈도우(6)를 통해 레이저 광을 상향 조사하기 위한 것이다. 대물 렌즈(4)는 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)로부터 조사된 레이저 광을 모아서 가스 윈도우(6)를 통해 기판(16)에 레이저 광을 가이드한다.

가스 순환부(5)는 파이프를 통해 가스 윈도우(6)와 접속된다. 가스 순환부(5)는 CVD 및 퍼지 가스를 제공한다. 더욱이, 가스 순환부(5)는 가스 윈도우(6)로부터 배출된 가스를 회수하며 무해하게 한다. CVD 가스는 재료 및 캐리어 가스를 포함한다. 예를 들면, 재료 가스는 크롬 카르보닐 가스이고, 캐리어 및 퍼지 가스는 헬륨 가스 또는 아르곤 가스이다.

가스 윈도우(6)는 기판(16) 하부에 배치된다. 가스 윈도우(16)는 기판(16)의 하부면을 도포하는 구조를 가지며 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)로부터 대물 렌즈(4)를 통해 레이저 광을 수신하기 위한 윈도우를 갖는다. 가스 윈도우(6)에는 파이프를 통해 가스 순환부(5)로부터 CVD 및 퍼지 가스가 제공되고, 막을 패터닝하기 위한 재료 가스를 포함하는 CVD 가스와 윈도우가 흐려지는 것을 방지하는 퍼지 가스를 기판(16)의 하부 표면상에 스프레이시킨다. 게다가, 가스 윈도우(6)는 스프레이된 가스를 빨아들여서 이것을 가스 순환부(5)에 배출시킨다.

가스 윈도우(6)의 상세는 도 2에 나타나 있다. 가스 윈도우(6)의 구조를 명확하게 나타내기 위하여, 도 2에서, 가스 윈도우(6)는 기판(16)으로부터 명확하게 분리된다. 그러나, 가스 윈도우(6)와 기판(16)은 실제적으로 약 0.5mm 이격되어있다.

도 2에 나타난 바와 같이, 가스 윈도우(6)는 기판(16) 하부에 배치된다. 가스 윈도우(6)는 가스 윈도우(6)의 중앙에 거의 원뿔형 구멍을 갖는 실린더 형상을 갖는다. 가스 윈도우(6)의 하부, 즉 대물 렌즈(4)쪽으로 향하는 가스 윈도우(6)의 하부면은 가스 윈도우(6)의 상부면 상의 다른 개구부보다 더 큰 개구부를 갖는다. 하부면 상의 개구는 윈도우(20)에 의해 점유되고, 이는 대물 렌즈(4)를 통해 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)로부터의 레이저 광을 안내한다.

가스 윈도우(6)의 측면상에는, 퍼지 가스 노즐(21)과 재료 공급 노즐(22)가 구멍을 통해 삽입된다. 퍼지 가스 노즐(21)은 윈도우(20) 근방에서 개구되는데, 이는 윈도우(20)가 흐려지는 것을 방지하기 위한 퍼지 가스를 내뿜기 위한 것이다. 재료 공급 노즐(22)은 가스 윈도우(6)의 상부면 상에서 개구되는 레이저 조사 홀(25) 근방에서 개구되며, 이는 재료 및 캐리어 가스를 포함하며, 가스 순환부(5)로부터 제공되는 CVD 가스를 구멍에 내뿜기 위한 것이다.

게다가, 가스 윈도우(6)의 상부면은 레이저 조사 홀(25)에 집중되는 원주 상에 둥근 홈(23)을 갖는다. 기판(16) 상에 스프레이된 가스는 둥근 홈(23)으로부터 흡수되어 흡착 파이프(24)를 통해 가스 순환부(5)에 배출된다.

도 2에 나타난 화살표는 가스 윈도우(6)의 상부면 주위의 가스가 흐르는 방향을 가리킨다. 퍼지 가스는 첫번째로 퍼지 가스 노즐(21)로부터 윈도우(20)로 분출되고, 다음으로 레이저 조사 홀(25)을 통해 상승하여 가스 윈도우(6)과 기판(16) 사이에서 둥근 홈(23)쪽으로 흐르고, 이후 흡착 파이프(24)를 통해 배출된다. CVD가스는 첫번째로 레이저 조사 홀(25)을 통해 재료 공급 노즐(22)로부터 기판(16)의 하부면으로 분출되고, 다음으로 가스 윈도우(6)와 기판(16)사이에서 둥근 홈(23)쪽으로 흐르고, 다음으로 흡착 파이프(24)를 통해 배출된다.

퍼지 및 CVD 가스는 물론, 가스 윈도우(6) 주변의 공기는 둥근 홈(23)을 통해 흡수된다. 따라서, 레이저 조사 홀(25)을 통해 분출된 CVD 및 퍼지 가스들은 가스 윈도우(6) 주변의 공기로부터 분리된다. 그 결과, 패턴 수정 디바이스는 진공 디바이스없이 레이저 CVD에 의해 기판(16) 상에 패턴막을 꾸준하게 적층할 수 있다.

대물 렌즈(4)를 통해 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)로부터 조사된 레이저 광은 윈도우(20)로부터 인도되고, 가스 윈도우(6)의 구멍을 투과하여 기판(16)의 하부 표면상에 조사된다.

도 1로 다시 돌아가면, 투과 광원(7)은 반투명/투명 기판(16)을 위로 비추며, 이는 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)에 의해 기판(16) 상의 미소한 패턴을 관찰하기 위한 것이다. 투과 광원(7)은 기판(16)의 두께와 흡착부(9)의 반투명 커버(31)에 대한 보상을 참조하여 최적화된 광학 각을 갖도록 설계된다(도 3을 참조).

레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3). 대물 렌즈(4), 가스 윈도우(4) 및 투과 광원(7)은 기판(16) 상의 미소한 패턴을 관찰하기 위한 광학 시스템을 구성한다. 관찰용 광의 파장은 365nm이다. 관찰 모드시, 투과 광원(7), 관찰광 및 슬릿 광은 광학 시스템의 광원으로 이용가능하다. 슬릿 광은 기판(16) 상에 조사된 레이저 광의 형상을 투영한다.

X-Y 스테이지(8)는 핸들러(14) 상의 전송 위치(도 1에서 기판(16)이 실선으로 그려진 곳)와 가스 윈도우(6) 상의 위치사이에서 기판(16)을 수평 운반한다. X-Y 스테이지(8)는 광이 투과가능하여 투과 광원(7)으로부터의 광이 X-Y 스테이지(8)를 투과할 수 있다.

흡착부(9)는 X-Y 스테이지(8) 상에 고정되어 기판에 부착되며 기판(16)을 유지한다. 다음 설명은 흡착부(9)의 상세 구조를 나타낸다. 도 3에 나타난 바와 같이, 흡착부(9)는 사각 프레임 형상을 갖는 흡착 마운트(sucking mount)(30)를 포함한다. 3mm 두께의 반투명 커버(31)는 흡착 마운트(30)의 프레임 상부에 삽입된다. X-Y 스테이지(8) 상에 흡착 마운트(30)를 고정시키기 위한 암나사(32)는 흡착 마운트(30)의 상부에 삽입된다. o-링 홈(33)은 반투명 커버(31) 하부의 흡착 마운트(30)의 안측 주위에서 절단된다. 고무와 같이 탄력있는 o-링(34)은 o-링 홈(33)에 삽입되는데, 이는 흡착부(9)와 기판(16)사이의 공간을 빈틈없이 유지시키기 위한 것이다.

흡착 마운트(30)의 일측면 상에서, 튜브(10)가 삽입된다. 도 1에 나타난 바와 같이, 튜브(10)는 압력 센서(11)를 통해 펌프(12)와 접속된다. 펌프(12)는 흡착부(9)와 기판(16) 사이의 공간내의 공기를 빨아들이고, 그 결과 흡착부(9)는 기판(16)에 부착된다.

도 3에 나타난 바와 같이, 기판(16)의 하부 표면은 흡착부(9)가 기판(16)에 부착될 때 흡착부(9)의 하부 표면에 대응한다. 패턴 수정 디바이스의 구조는 X-Y스테이지(8)가 가스 윈도우(6)와 기판(16) 사이의 미소한 공간을 유지하면서 수평면의 방해없이 이동할 수 있게 한다. 미소한 공간을 유지함으로써 가스 윈도우(6)와 기판(16)사이의 가스가 일정하게 흐른다. 따라서, 이 구조는 패턴막을 형성에 손상을 입힐 수 있으며 가스 윈도우(6)의 안측으로부터의 가스 누출의 원인이 될 수 있는 가스의 동요를 방지한다.

도 1로 다시 되돌아가면, 도 1에서 점선으로 도시된 이미지 처리부(13)는 핸들러(14) 상의 기판(16)의 이미지를 찍는데, 이는 기판(16)이 핸들러(14)의 스탠드 상에서 정확한 위치에 놓여져 있는지의 여부를 확인하기 위한 것이다.

기판(16)이 핸들러(14)의 스탠드 상에 놓여져 있을 때, 핸들러(14)는 기판(16)의 전송 위치 주위에서 흡착부(9)쪽으로 돈다. 다음으로, 핸들러(14)는 Z축 메카니즘에 의해 스탠드를 들어올리는데, 이는 흡착부(9)가 기판(16)을 부착하는데 이용가능하게 되도록 하기 위한 것이다.

포토 마스트의 결함 수정을 종료한 후, 흡착부(9)는 기판(16)을 릴리즈하여 핸들러(14)의 스탠드 상에 기판(16)이 놓여지게 한다. 다음으로, 핸들러(14)는 Z축 메카니즘에 의해 스탠드를 더 낮게 하고 패턴 수정 디바이스로부터 기판(16)을 취하기 위한 위치쪽으로 회전한다.

컨트롤러(15)는 패턴 수정 디바이스; 레이저 광원(1, 2), 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3), 가스 순환부(5), 투과 광원(7), X-Y 스테이지(8), 압력 센서(11), 펌프(12), 핸들러(14) 및 이미지 처리부(14)의 작동을 제어한다.

본 발명의 패턴 수정 디바이스의 작동 처리에 관하여 설명할 것이다.

(1) 포토 마스크 검사 디바이스는 포토 마스크 상의 화이트 및 블랙 결함을 미리 검출하였다. 포토 마스크 검사 디바이스는 결함에 관한 정보를 취득한다. 이후, 결함에 관한 정보를 나타내는 데이타는 결함 데이타로서 참조된다. 결함 데이타는 결함이 검출된 위치 및 어느 결함인지를 나타내는 데이타를 포함하고 패턴 수정 디바이스의 컨트롤러(15)에 저장된다.

우선, 패턴 수정 디바이스의 조작자는 핸들러(14)의 스탠드 상에 6인치 포토 마스크의 기판을 올려 놓는다. 컨트롤러(15)는 이미지 처리부(13)로 하여금 핸들러(14)의 스탠드 상의 기판(16)을 인식할 수 있도록 하며, 이는 핸들러(14)의 스탠드 상의 기판(16) 위치에 관한 정보를 취득하기 위한 것이다. 위치 정보는 기판(16)의 중심 위치와 기판(16)이 X-Y면에 설정되어 있는 각을 포함한다. 위치 정보를 참조하여, 컨트롤러(15)는 핸들러(14)가 스탠드 주위를 회전하도록 지시하여 기판(16)이 흡착부(9)에의 전송 위치로 이동할 때 기판(16)의 각과 흡착부(9)의 각 사이의 불일치를 억제한다. 동시에, 컨트롤러(15)는 X-Y 스테이지(8)가 수평 위치쪽으로 정확하게 회전하도록 지시하여 핸들러(14)의 스탠드가 전송 위치 주위를 회전할 때 기판(16)이 흡착부(9) 바로 밑에 위치하도록 한다.

다음으로, 컨트롤러(15)는 핸들러(14)가 Z축 메카니즘을 소정 위치까지 끌어올리고, 펌프(12)가 흡착부(9)내의 공기를 빨아들이기 시작하도록 지시한다. 압력 센서(11)에 의해 측정된 압력을 참조하여, 펌프(12)는 흡착부(9) 내부 압력이 0.3 atm이 되도록 흡착부(9)의 컨덕턴스를 조정한다. 더욱이, 컨트롤러(15)는 핸들러(14)로 하여금 Z축 메카니즘이 준비 위치보다 더 낮게 되며 대기하도록 지시한다.

흡착부(9)가 기판(16)에 부착된 후, 컨트롤러(15)는 X-Y 스테이지(8)로 하여금 기판(8)을 가스 윈도우(6) 상의 위치로 이동시키도록 지시한다. 이러한 상황에서, 컨트롤러(15)는 가스 순환부(5)로 하여금 가스 윈도우(6)에 퍼지 가스와 CVD 가스를 제공하도록 지시한다. 이는 CVD 가스와 퍼지 가스내에 포함된 각각의 캐리어 가스가 아르곤 가스이고; CVD 가스내에 포함된 재료 가스 크롬 카르보닐 가스이고; CVD 가스의 유속은 70 sccm이며; 퍼지 가스의 유속은 1500 sccm이라고 가정된다.

컨트롤러(15)내에 미리 저장된 결함 데이타를 참조하여, 컨트롤러(15)는 X-Y 스테이지(8)로 하여금 기판(16)을 이동시키도록 지시하는데, 이는 기판(16) 상의 화이트 결함이 가스 윈도우(6)의 레이저 조사 홀(25) 바로 위에 위치되도록 하기 위한 것이다. 조작자는 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)에 의해 기판(16) 상의 화이트 결함을 자신의 눈으로 확실하게 관찰하고, 다음으로 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)의 레이저를 조사하기 위한 슬릿의 크기, 각 및 위치를 정확하게 조정한다. 다음으로, CVD용 레이저 광을 조사하는 레이저 광원(2)은 화이트 결함에 레이저 광을 5초 조사하여 막을 형성한다. 이러한 공정들은 기판(16) 상의 모든 화이트 결함에 대해 반복된다.

기판(16) 상의 모든 화이트 결함이 수정될 때, 조작자는 CVD 가스의 제공을 멈추고 퍼지 가스만을 제공한다. 다음으로, 컨트롤러(15)는 X-Y 스테이지(8)에 지시하여 기판(16) 상의 블랙 결함을 가스 윈도우(6)의 레이저 조사 홀(25) 바로 위로 이동시킨다. 조작자는 기판(16) 상의 블랙 결함을 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)에 의해 그 자신의 눈으로 확실하게 관찰하고, 다음으로, 레이저 조사기/마이크로스코프 광학부(3)의 레이저를 조사하기 위한 슬릿의 크기, 각 및 위치를 정확하게 조정한다. 다음으로, 막을 기화시키기 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 광원(1)은 2 샷(shot)의 레이저 광을 화이트 결함에 조사하여 패턴 막의 불필요한 부분을 기화시킨다. 이들 공정은 기판(16)상의 모든 블랙 결함에 대해 반복된다.

기판(16) 상의 모든 블랙 결함이 수정된 후, 컨트롤러(15)는 퍼지 가스의 제공을 멈추고 X-Y 스테이지(8)에 지시하여 흡착부(9)가 핸들러(14)의 스탠드 위로 이동하게 한다. 다음으로, 컨트롤러는 핸들러(14)에 지시하여 Z축 메카니즘을 위로 끌어올리고 흡착부(9)로 하여금 기판(16)을 릴리즈하게 하는데, 이는 핸들러(14) 상에 기판(16)이 놓여지게 하기 위한 것이다. 다음으로, 컨트롤러(15)는 핸들러(14)에 지시하여 Z축 메카니즘을 더 낮게 하고 조작자가 기판(16)을 접수할 수 있는 위치로 기판(16)을 회전시킨다. 최종적으로, 조작자(16)는 패턴 수정 디바이스로부터 기판(16)을 취한다.

(2) 통상적인 종래의 기술에 비해, 패턴 수정 디바이스는 이하에 기술된다.

통상적으로, 기판 상에 막을 형성하기 위한 레이저 광원은 기판 상에 배치되고 기판에 레이저 광을 조사한다. 5㎛ ×5㎛ 구형의 크롬막이 통상적인 기술에 따라 이상적인 처리 조건하에서 기판 상에 형성될 것이라고 가정된다. 아르곤 가스는 퍼지 및 CVD 가스용으로 사용된다. 이 경우, 레이저 광이 기판상의 5㎛ ×5㎛구형에 조사된다고 할지라도, 기판 상에 실제적으로 형성된 막의 크기를 의미하는 CVD 크기가 약 5.4㎛ ×5.4㎛ 까지 성장하는 것이 가능하다. 더욱이, CVD 크기는 동일 조건하에서도 0.1㎛ 초과하는 변동한다.

한편, 본 발명의 패턴 수정 디바이스에 따른 이상적인 처리 조건하에서 기판 상에 동일한 구형이 형성될 것이라고 가정된다. 이 경우, 레이저 광이 기판 상의 5㎛ ×5㎛ 구형에 조사될 때, CVD 크기는 약 5.2㎛ ×5.2㎛까지 성장한다. CVD 크기의 변동은 약 0.07㎛이다. 게다가, 헬륨 가스가 아르곤 가스 대신에 퍼지 및 CVD 가스용으로 사용되고 기판 상의 5㎛ ×5㎛ 구형에 광이 조사될 때, CVD 크기의 성장 및 변동 양측에 커다란 향상이 있다. 이 경우, CVD 크기는 4.9㎛ ×4.9㎛이고 CVD 크기의 변동은 0.03㎛이다.

헬륨 가스내의 입자의 평균 자유 경로는 아르곤 가스 또는 공기 중에 있는 입자보다 약 10배 더 길다. 따라서, 입자들은 아르곤 가스 또는 공기중에서보다 헬륨 가스내에서 보다 빠르고 광범위하게 확산된다. 그 결과, 헬륨 가스에서, 레이저 CVD에 의한 입자들은 기판으로부터 더 빠르게 이탈하고, 기판 상에 다시 들러붙을 수 있는, 기판 근방의 입자의 밀도는 아르곤 가스 또는 공기에서보다 더 낮다. 이러한 효과는 퍼지 및 캐리어 가스 중 어느 하나가 아르곤 가스이고 다른 하나는 헬륨 가스인 경우에도 적용가능하다.

상술한 바와 같이 기판이 배치되는 가스의 타입에 무관하게, 레이저 광이 기판(16)의 하부 표면 상에 상향 조사되기 때문에, 결함을 수정하기 위한 공정에 의해 생긴 입자들은 떨어진다. 그 결과, 입자들이 기판상에 다시 붙을 가능성은 크게 감소한다.

도 2에 나타난 바와 같이, 가스 윈도우(6)의 상부에서의 퍼지 가스는 상승 전류가 된다. 이 상승 전류는 기판에 흐르고 기판(16)의 하부에 가스의 경계층 흐르게 한다. 경계층은 수십 미크론 미터의 두께를 갖는다. 이 경계층에서, 입자들이 떨어진다. 한편, 경계층 하부에서, 가스 윈도우(6)의 상부 중앙으로부터 둥근 홈(23)으로의 라디컬 전류에 붙잡힌다.

경계층의 두께는 가스의 점도, 기판(16)의 평탄도 등에 따라 좌우된다. 일반적으로, 경계층은 헬륨 가스에서 보다 아르곤 가스에서 더 두껍다. 그러나, 헬륨 가스내의 입자들의 평균 자유 경로가 아르곤 가스에서보다 더 길기 때문에, 레이저 CVD에 의한 CVD 크기는 아르곤 가스에서보다 헬륨 가스에서 더 조밀하다.

(3) 흡착부(9)의 작동 처리에 관해 설명할 것이다.

흡착부(9)는 마스킹용 하부 표면에 대향하는 기판(16)의 상부 표면에 네가티브 압력을 인가하여 기판(16)에 접착된다. 이 유지 방법은 기판(16)이 하향 면을 마스킹하기 위한 하부 표면으로서 유지될 수 있고, 기판(16)의 하부 표면과 가스 윈도우(6) 사이에 장애물이 없기 때문에 효과적이다.

흡착부(9)의 상부는 반투명 커버(31)로 도포된다. 반투명 커버(31)와 기판(16)의 전체 두께를 참조하여, 투과 광원(7)에 포함된 렌즈의 왜곡 보상은 최적화될 수 있고, 즉 투과 광원(7)에 의해 조사된 광의 광학 왜곡이 보상될 수 있다. 따라서, 투과 광원(7), 반투명 커버(31) 및 기판(16)을 포함하는, 조명용 광학 시스템은 대물 렌즈(4)의 수치 개구에 대해 최적화된 수치 개구가 주어질 수 있다. 그 결과, 조작자는 높은 해상도의 이미지로서 기판(16) 상의 패턴 마스크를 관측할 수 있다.

흡착부(9)가 기판(16)에 인가하는 네가티브 압력은 기판(16)의 두께에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 기판이 5 인치 구형이고 2.3mm 두께를 갖는 경우, 네가티브 압력은 0.3kg/㎠과 같이 낮을 수 있다. 이는 네가티브 압력이 기판(16)을 부수는 것을 방지할 수 있다.

상술한 패턴 수정 디바이스는 불필요한 패턴막을 제거할 때, 즉 블랙 결함을 수정할 때 CVD 가스의 제공을 멈춘다. 그러나, CVD 가스를 제공하면서 블랙 결함을 수정하는 효과는 CVD 가스를 제공하지 않고 블랙 결함으로 수정하는 효과와는 거의 상이해 보이지 않는다. 따라서, 패턴 수정 디바이스는 블랙 결함을 수정할 때 CVD 가스의 제공을 멈추지 않는다. 블랙 결함을 수정할 때 CVD 가스의 제공을 멈추는 것은 패턴 수정 디바이스가 재료 가스 소비를 절약할 수 있게 하며, 그 결과 재료 가스의 대체가 지연될 수 있다.

더욱이, 상술한 패턴 수정 디바이스에 따르면, 기판(16)의 기울기는 흡착부(9)가 기판(16)에 부착된 후 체크되지 않는다. 그러나, 패턴 수정 디바이스는 필요에 따라 기판(16)의 기울기를 체크하기 위한 연동 메카니즘을 포함할 수도 있다. 연동 메카니즘은, 예를 들면 기판(16)의 높이를 측정하기 위한 센서를 포함한다.

상술한 패턴 수정 디바이스에 따르면, 표면이 흡착부(9)에 의해 유지될 때 결함을 수정하기 위해 처리된 표면은 하향되는데, 이는 레이저 CVD에 의해 포토 마스크 상의 화이트 결함을 수정하기 위한 것이다. 따라서, 패턴 수정 디바이스는 레이저 CVD에 의한 입자들이 기판(16)상에 다시 들러붙는 것을 방지할 수 있다. 레이저 광에 의해 조사된 기판(16) 상의 영역과 막이 도포된 기판(16)상의 영역간의 차이는 더 작아진다. 막이 도포된 크기의 변동은 더 작아진다. 그 결과, 패턴 수정 디바이스는 고정밀도로 포토 마스크를 처리할 수 있다.

더욱이, 패턴 수정 디바이스는 2개의 레이저 광원을 포함한다. 레이저 광원들 중 어느 하나는 막을 기화하기 위한 레이저 광을 조사한다. 다른 하나는 레이저 CVD용 레이저 광을 조사한다. 따라서, 단 하나의 패턴 수정 디바이스는 그 자체로 화이트 및 블랙 결함 둘다를 수정하기 위한 기능을 실행할 수 있다. 레이저 광원들 둘다 기판의 하부 표면에 레이저 광을 조사한다. 따라서, 화이트 결함을 수정하기 위한 레이저 CVD에 의해 생성되며 블랙 결함을 수정하기 위한 불필요한 막을 기화함으로써 생성된 입자들은 떨어지고 기판 상에 다시 들러붙지 않는다. 그 결과, 패턴 수정 디바이스는 포토 마스크 상의 화이트 및 블랙 결함을 높은 정밀도로 수정할 수 있다.

더욱이, 헬륨 가스는 퍼지 가스와 캐리어 가스의 주성분으로 이용가능하며, 레이저 CVD에 의해 생성된 입자들이 기판(16) 상에 다시 들러붙는 것을 방지한다. 헬륨 가스에 따르면, 패턴 수정 디바이스는 기판(16) 상의 패턴막을 더 높은 정확도로 처리할 수 있다.

게다가, 기판(16)을 유지하기 위하여, 흡착부(9)는 기판(16) 상에 패턴막의 결함을 수정할 때 기판(16)에 부착된다. 기판(16)에 부착되는 것은 흡착부(9)가기판(16)을 유지할 때 기판(16)이 하향되게 된다.

또한, 투과 광원(7)내에 포함된 렌즈의 왜곡 보상은 대물 렌즈(4)의 수치 개구에 대한 반투명 커버(31)와 기판(16)의 전체 두께를 참조하여 최적화된다. 그 결과, 조작자는 기판(16) 상의 패턴 마스크를 고해상도 이미지로서 관찰할 수 있다.

2. 제2 실시예

제2 실시예는 포토 마스크상에서 막의 불필요한 부분인 블랙 결함을 수정하는 방법을 향상시키기 위한 것이다. 상술한 제1 실시예의 패턴 수정 디바이스는 제2 실시예의 다음 설명에 적용된다.

제1 실시예에 따르면, 아르곤 또는 헬륨 가스는 퍼지 가스로서 제공된다. 한편, 제2 실시예에 따르면, 산소 가스가 퍼지 가스로서 제공되고 어떠한 CVD 가스도 제공되지 않는다. 이 상황에서, 레이저 광원(1)은 한 샷의 레이저 광을 블랙 결함에 조사한다. 한 샷은 블랙 결함을 제거하기 위해 통상적으로 조사되는 레이저 광의 25 퍼센트의 강도를 갖는다. 한 샷은 크롬막의 상부 표면 상에 약 200 옴스트롬의 AR 코트층 b(반사 방지막)으로서 형성되는 크롬 산화막을 제거하여, AR 코트층보다 더 낮은 층을 노출시킨다.

다음으로, 레이저 광원(2)은 기판 상에 레이저 광을 0.5초 조사한다. 이때, 레이저 광의 강도를 크롬막을 기화하기 위한 강도보다 약하게 하여, 노출된 크롬층의 상부가 산화되고 변색되게 한다. 다음으로, 레이저 광원(1)은 노출된 크롬층 상에 다른 레이저 샷을 조사한다. 이후, 노출된 크롬층은 박리되고 다른 크롬층은 새롭게 노출된다. 크롬층의 노출 및 박리가 약 10회 반복된 후, 기판(16)상의 블랙 결함의 크롬막은 제거되고 기판(16)의 글래스 표면이 나타난다.

제2 실시예는 종래 기술에서 사용된 레이저 광보다 25 퍼센트의 더 낮은 강도를 갖는 레이저 광에 의해 블랙 결함을 제거할 수 있다. 레이저 광의 더 낮은 강도는 기판(16)이 덜 손상받게 한다. 블랙 결함을 제거하기 위한 종래 기술에 따르면, 기판(16)의 석영 글래스층은 최적화된 조건하에서도 평균 300 옴스토롬 깊이만큼 파헤쳐 진다. 한편, 제2 실시예에 따르면, 석영 글래스층은 50 옴스토롬 깊이만큼 파헤쳐 진다.

제2 실시예에 따르면, 크롬막이 산화되고나서 제거된다. 크롬 산화물의 분자 무게는 비산화 크롬의 것보다 더 크다. 따라서, 크롬막을 제거할 때 제2 실시예가 생성하는 입자들은 떨어지기 쉬우며, 그 결과 기판(16) 상에 거의 다시 들러붙지 않는다. 블랙 결함을 제거하기 위한 종래 기술에 비해, 제2 실시예는 에지가 상당히 수직하며 매끄러운 벽을 갖는, 기판(16)상의 막을 형성할 수 있다. 게다가, 기판(16) 상의 5㎛ ×5㎛ 구형 블랙 결함이 종래 기술에 따라 수정될 때, 기판(16) 상의 수정된 블랙 결함 주위의 투과도는 약 1.5 퍼센트 감소한다. 한편, 동일한 블랙 결함이 제2 실시예에 따라 수정되었을 때, 투과도는 단지 1.0 퍼센스 또는 그 이하 하락한다.

본 발명에 따르면, 기판은 하향된 표면을 가지고 유지되며 패턴막을 형성하기 위한 재료 가스는 표면 상에 내뿜어 진다. 이 상황하에서, 레이저 광은 화이트결함에 상향 조사되는데, 이는 화이트 결함 상에 패턴막을 형성하기 위한 것이다. 레이저 광이 화이트 결함에 조자될 때, 입자들이 생성된다. 그러나, 입자들은 떨어지고 기판에 다시 들러붙지 않는다. 따라서, 본 발명은 패턴막이 과도하게 성장하는 것을 방지할 수 있고 크기가 불규칙하게 성장하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 포토 마스크는 고정밀도로 처리된다.

더욱이, 기판상의 블랙 결함을 수정하기 위하여, 레이저 광은 블랙 결함에 상향 조사되어 패턴막의 불필요한 부분을 기화시킬 수 있다. 블랙 결함이 기화될 때 입자들이 공기중에서 생성된다고 할지라도, 입자들은 떨어지고 기판에 다시 들러붙지 않는다.

패턴막의 불필요한 부분을 제거하기 위하여, 본 발명은 패턴막의 상부층을 산화하고 층을 박리하는 것 둘다를 반복할 수 있다. 이 경우, 어느 한 시점에 박리된 한 층이 너무 얇아서 기판은 패턴막의 불필요한 부분을 제거하는데 덜 손상을 입는다.

헬륨 가스는 본 발명의 패턴 수정 디바이스의 퍼지 및 CVD 가스에 이용가능하다. 퍼지 및 CVD 가스가 주성분으로서 헬륨 가스를 포함하는 경우, 기판에 다시 들러붙는 입자들이 줄어든다.

기판을 유지하기 위하여, 본 발명은 기판을 흡입할 수도 있다. 기판을 흡입하는 것은 레이저 광이 조사되는, 결함이 있는 기판의 표면을 하향시키는데 도움이 된다.

상부 커버 및 렌즈를 포함하는 패턴 수정 디바이스는 조작자로 하여금 투과광으로 기판을 높은 해상도로 관찰할 수 있게 한다.

본 발명이 몇가지 실시예에 결부시켜 설명되었지만, 본 분야의 숙련된 자라면 본 발명을 다양한 다른 방식으로 구현할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 기판 표면 상의 패턴막의 결함을 수정하는 방법에 있어서,

   상기 기판 표면이 하향되도록 유지하는 단계;

   상기 표면에 패턴막을 형성하기 위한 재료 가스를 내뿜는 단계; 및

   상기 표면 상의 화이트 결함(white defect)에 레이저 광을 상향 조사하여 상기 화이트 결함 상에 패턴막을 형성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   표면 상의 블랙 결함에 레이저 광을 상향 조사하는 단계; 및

   상기 패턴막의 불필요한 부분을 기화시켜 상기 블랙 결함을 수정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 표면에 산소 가스를 내뿜는 단계;

   상기 표면 상의 패턴막의 불필요한 부분에 제1 레이저 광을 상향 조사하여 상기 불필요한 부분의 상부층을 산화하는 단계;

   상기 산화된 상부층에 제2 레이저 광을 상향 조사하여 상기 산화된 상부층이 박리되도록 하는 단계; 및

   상기 제1 및 제2 레이저 광을 조사하는 단계를 반복하여 상기 패턴막의 불필요한 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 내뿜는 단계는 레이저 광을 인도하기 위한 윈도우가 흐려지는 것을 방지하는 퍼지 가스(purge gas)와, CVD 가스내에 포함되어 재료 가스를 운반하는 캐리어 가스를 더 내뿜고;

   상기 퍼지 및 캐리어 가스의 주성분은 헬륨 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 유지 단계에서 유지되도록 하기 위하여 상기 기판은 흡착되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 기판 표면 상의 패턴막의 결함을 수정하기 위한 디바이스에 있어서,

   상기 기판 표면이 하향되도록 유지하기 위한 홀더(holder);

   재료 가스를 포함하는 가스를 제공 및 회수하기 위한 가스 순환부;

   상기 표면 상의 화이트 결함에 레이저 광을 상향 조사하기 위한 레이저 조사기; 및

   상기 표면 상에 재료 가스를 내뿜고 가스 윈도우를 통해 레이저 광원으로부터 화이트 결함에 레이저 광을 인도하여 상기 화이트 결함 상에 패턴막을 형성하기위한 가스 윈도우

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
7. 제6항에 있어서, 상기 기판 상의 패턴막을 관찰하기 위한 광학부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
8. 제7항에 있어서, 상기 기판은 광이 투과될 수 있으며, 상기 기판을 통과한 광을 상기 기판의 하부 표면에 조사하여 상기 하부 표면을 비추는 투과 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
9. 제8항에 있어서,

   광이 투과가능한 상부 커버를 포함하는 흡착부를 더 포함하고;

   상기 투과 광원은 상기 커버와 상기 기판의 전체 두께를 참조하여 렌즈의 왜곡을 보상하도록 설계된 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
10. 제6항에 있어서,

    상기 레이저 조사기는 제1 레이저 광을 조사하여 패턴막을 기화하기 위한 제1 레이저 광원과, 레이저 CVD용 제2 레이저 광을 조사하기 위한 제2 레이저 광원을 포함하고;

    상기 제1 레이저 광은 상기 가스 윈도우를 통해 블랙 결함에 조사되어 상기블랙 결함을 기화시키고;

    상기 제2 레이저 광은 상기 가스 윈도우를 통해 상기 가스 순환부에 의해 제공된 재료 가스를 화이트 결함에 조사하여 상기 화이트 결함 상에 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
11. 제6항에 있어서, 상기 가스 순환부는 레이저 광을 인도하기 위한 원도우가 흐려지는 것을 방지하는 퍼지 가스와, CVD 가스내에 포함되어 재료 가스를 운반하기 위한 캐리어 가스를 제공하고;

    상기 퍼지 및 캐리어 가스의 주성분은 헬륨 가스인 것을 특징으로 하는 디바이스.
12. 제6항에 있어서, 상기 홀더는 상기 기판을 흡착하여 상기 기판을 유지하는 것을 특징으로 하는 디바이스.