KR20040060568A

KR20040060568A - Method for removing a growth particle on the photo-mask

Info

Publication number: KR20040060568A
Application number: KR1020020087375A
Authority: KR
Inventors: 이준식
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-06

Abstract

PURPOSE: A method of removing growth particles of a photomask is provided to improve yield of a semiconductor device by performing two-step cleaning processes using DIW(DeIonized Water) added with O3 instead of sulfuric acid solutions. CONSTITUTION: Organic substance is removed by cleaning firstly a photomask using the first DIW added with O3(S10). Inorganic substance and metal residues are removed by etching the surface of the photomask using a diluted HF or HCL solutions(S20). The second cleaning process is performed to oxidize the photomask by using the second DIW added with O3(S30). The first DIW contains O3 of 1 to 100 PPM. The second DIW contains O3 of 1 to 100 PPM.

Description

Method for removing a growth particle on the photo-mask

본 발명은 반도체 장치의 포토마스크 세정 방법에 관한 것으로서, 특히 포토마스크의 결함을 제거하기 위한 세정 공정 시 황산 용액으로 인한 포토마스크 기판에 생성되는 성장성 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 포토마스크의 성장성 이물질 제거방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for cleaning a photomask of a semiconductor device, and in particular, to remove a growth debris of a photomask that can effectively remove growth debris generated on a photomask substrate due to a sulfuric acid solution during a cleaning process for removing defects of a photomask. It is about a method.

반도체장치의 회로패턴의 디자인 룰의 미세화에 따라 반도체장치의 생산과정에서 사용되는 포토마스크 기판이나 반도체 웨이퍼에 생성 또는 부착되는 각종 파티클(particle), 금속 물질, 유기물 등에 기인하는 오염이 제품의 수율이나 신뢰성에 주는 영향이 커지고 있으며, 반도체장치의 제조 과정 중에서 포토마스크 기판이나 반도체 웨이퍼에 부착된 오염물질을 세정하는 중요성이 더욱 높아지고 있다.As the design rules of circuit patterns of semiconductor devices are refined, contamination due to various particles, metal materials, organic matters, etc., generated or adhered to photomask substrates or semiconductor wafers used in the production process of semiconductor devices, The influence on reliability is increasing, and the importance of cleaning the contaminants adhering to the photomask substrate or the semiconductor wafer is increasing in the manufacturing process of the semiconductor device.

포토마스크 기판이나 반도체 웨이퍼를 세정하는 방법에는, 대표적으로 플라스마 처리나 UV 조사 등에 의한 건식 세정(dry cleaning)과, 세정액을 사용하는 습식 세정(wet cleaning)이 있다.Typical methods for cleaning a photomask substrate and a semiconductor wafer include dry cleaning by plasma treatment, UV irradiation, and the like, and wet cleaning using a cleaning liquid.

이중에서 습식 세정은 비용이 적으며 처리량이 우수하고 복수 종류의 오염 물질을 동시에 제거가능한 이점을 가지고 있으며, 특히 웨이퍼에 비해 통상 5배 큰 디자인 룰이 적용되는 축소투영 노광용의 포토마스크 기판의 세정은 대부분 습식 세정을 이용하고 있다.Among these, wet cleaning has the advantage of low cost, excellent throughput, and the simultaneous removal of plural kinds of contaminants. In particular, cleaning of photomask substrates for reduced projection exposure, which is generally 5 times larger than wafers, is applied. Most of them use wet cleaning.

일반적인 포토마스크의 제작에 있어 적용되는 세정 공정은 2종류로 나눌 수 있다. 첫 번째 세정은 포토레지스트를 제거하고 포토레지스트의 잔유물을 제거하기 위한 세정 공정이고, 두 번째 세정은 포토마스크의 결함을 제거하기 위하여 레이저 리페어 공정을 거친 후의 세정 공정이다. 포토마스크의 결함을 제거하기 위한 습식 세정 공정은 제거 대상에 따라 다음과 같이 구분되는데, 유기물을 제거하기 위하여 황산(H2SO4) 및 과산화수소(H2O2)를 혼합한 용액을 사용하거나 혹은 무기물을 제거하기 위하여 SC-1(NH4OH+H2O2+H2O의 혼합) 용액을 이용한다.The cleaning process applied in the manufacture of a general photomask can be divided into two types. The first cleaning is a cleaning process to remove the photoresist and the residue of the photoresist, and the second cleaning is a cleaning process after the laser repair process to remove defects of the photomask. The wet cleaning process to remove defects of the photomask is classified as follows according to the object to be removed, using a mixture of sulfuric acid (H2SO4) and hydrogen peroxide (H2O2) to remove organic matter, or SC to remove inorganic matters. -1 (mixture of NH4OH + H2O2 + H2O) solution is used.

하지만, 두 번째 포토마스크의 세정 공정은 리페어 사이클을 거치는 동안 PSM(Phase Shift Mask)의 경우 MoSiN 물질이 깍여나가 하프톤 마스크의 위상이 벗어나는 문제점이 있었다.However, the cleaning process of the second photomask has a problem in that the phase shift of the halftone mask occurs due to the removal of MoSiN material in the case of a phase shift mask (PSM) during the repair cycle.

그러므로 PSM용 마스크 세정시 위상 변화를 없애기 위하여 알칼리성의 SC-1 용액보다는 황산 세정 용액을 주로 사용하였다. 하지만 황산의 경우 점도가 매우높기 때문에 황산 세정후 린스 공정을 실시하여도 포토마스크 표면에 높은 수치의 잔류 황산 이온(예컨대 SO4)이 남아 있게 된다. 포토마스크 표면에 잔존하는 SO4 이온은 반도체 제조 공정중에서 노광장치의 빛에 의하여 대기중의 암모니아(NH3)와 반응함으로써 다음과 같이 (NH3)2SO4의 염으로 성장된다.Therefore, sulfuric acid cleaning solution was used rather than alkaline SC-1 solution to remove phase change in mask cleaning for PSM. However, since sulfuric acid has a very high viscosity, even after rinsing, sulfuric acid ions (eg, SO 4) remain on the surface of the photomask. SO4 ions remaining on the surface of the photomask are grown as salts of (NH3) 2SO4 by reacting with ammonia (NH3) in the air by the light of the exposure apparatus during the semiconductor manufacturing process as follows.

이와 같이 포토마스크 표면에 생성된 성장성 이물질인 (NH3)2SO4은 이후 포토마스크의 보호용 박막인 팰리클(pellicle)을 제거한 후에 다시 동일한 조건으로 포토마스크를 세정하더라도 제거되지 않는다.Thus, (NH 3) 2 SO 4, which is a growth foreign material formed on the surface of the photomask, is not removed even after the photomask is washed under the same conditions after removing the pellicle, which is a protective thin film of the photomask.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 황산 용액대신에 DI(DeIonized water)에 약 60PPM의 O₃가 첨부된 용액으로 1차 세정하며 희석된 HF 또는 HCL로 세정한 후에 다시 DI에 약 60PPM의 O₃가 첨부된 용액으로 2차 세정함으로써 포토마스크 기판에 생성되는 유기물 및 무기물의 제거뿐만 아니라 금속 물질까지 제거할 수 있어 반도체장치의 수율을 향상시킬 수 있는 포토마스크의 성장성 이물질 제거방법을 제공하는데 있다.In order to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to first wash with a solution of O ₃ attached to about 60 PPM in DI (DeIonized water) instead of sulfuric acid solution, and then washed with diluted HF or HCL. Secondary cleaning with a solution with O ₃ attached to about 60 PPM in DI removes organic and inorganic substances generated on the photomask substrate as well as metals, which can improve the yield of semiconductor devices. To provide a method of removal.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크의 성장성 이물질 제거방법을 나타낸 흐름도.1 is a flow chart showing a method for removing growthable foreign matter of a photomask according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 포토마스크의 제조 공정시 마스크 표면에 발생하는 성장성 이물질을 제거하는 방법에 있어서, 포토마스크를 DI 용액으로 1차 세정하여 유기물을 제거하는 단계와, 포토마스크에 희석된 HF 또는 HCL 용액으로 마스크의 기판 표면을 식각하여 무기물 및 금속 잔여물을 제거하는 단계와, 포토마스크에 DI 용액으로 2차 세정하여 마스크의 기판 표면을 산화처리하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for removing the growth of foreign matter generated on the mask surface during the manufacturing process of the photomask, the step of first cleaning the photomask with DI solution to remove organic matter, and dilution in the photomask Etching the substrate surface of the mask with the prepared HF or HCL solution to remove inorganic and metal residues; and oxidizing the substrate surface of the mask by secondary cleaning with a DI solution in the photomask.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크의 성장성 이물질 제거방법을 나타낸 흐름도이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따라 포토마스크의 제조 공정 중에서 포토마스크의 레이저 리페어 공정후 포토마스크 기판 표면에 있는 유기물, 무기물, 금속 물질 등의 이물질을 제거하기 위하여 다음과 같이 포토마스크 기판에 생성된 성장성 이물질을 제거한다.1 is a flowchart illustrating a method of removing growthable foreign matter from a photomask according to the present invention. Referring to Figure 1 according to the present invention in order to remove the foreign matter, such as organic, inorganic, metal material on the surface of the photomask substrate after the laser repair process of the photomask in the manufacturing process of the photomask as follows: Remove the growth debris.

우선, 포토마스크를 DI에 1 ~100PPM, 보다 바람직하게는 60PPM의 O₃가 첨부된 용액으로 및 O3 혼합 용액으로 1차 세정하여 유기물을 제거한다.(S10) 이때 1차 세정 공정은 포토마스크 기판에 잔여된 유기물을 제거하기 위하여 종래 황산(H2SO4) 용액을 대체하는 습식 세정액으로서 DI 용액을 사용한다.First, the photomask is first washed with a solution containing 1 to 100 PPM in DI, more preferably 60 PPM, and a mixed solution of O ₃ to remove organic matter. (S10) At this time, the first cleaning process is performed on the photomask substrate. DI solution is used as a wet cleaning solution to replace the conventional sulfuric acid (H2SO4) solution in order to remove the organic matter remaining in the.

그리고 1차 세정된 포토마스크에 희석된(diluted) HF 또는 HCL 용액으로 마스크의 기판 표면을 식각하여 무기물 및 금속 잔여물을 제거한다.(S20) 1차 DI용액으로 제거되지 않고 기판 표면에 잔여하는 금속 물질(리페어 공정시 제거되지 않고남음) 또는 무기물을 희석된 HF 또는 HCL로 습식 세정하여 제거한다.The substrate surface of the mask is etched with HF or HCL solution diluted in the first cleaned photomask to remove inorganic and metal residues (S20). Metallic material (not removed during the repair process) or inorganics are removed by wet cleaning with diluted HF or HCL.

그 다음 포토마스크에 DI에 1 ~100PPM, 보다 바람직하게는 60PPM의 O₃가 첨부된 용액으로 2차 세정하여 마스크의 기판 표면을 산화처리하여 기판 표면에 얇은 산화박막을 형성하여 기판 표면을 보호한다.(S30)Next, the photomask is secondly cleaned with a solution containing 1 to 100 PPM in DI and more preferably 60 PPM in O ₃ to oxidize the substrate surface of the mask to form a thin oxide thin film on the substrate surface to protect the substrate surface. (S30)

따라서 본 발명은 종래 포토마스크의 결함을 제거하기 위한 두 번째 습식 세정 공정시 기존의 황산(H2SO4)과 SC-1처리로 유기물 또는 무기물을 제거하는 방법을 사용하지 않고 DI 및 O3의 1차 세정과 희석된 HF 또는 HCL의 세정과 DI 및 O3의 2차 세정 등 총 3차례의 습식 세정 공정을 거쳐 포토마스크 기판 표면에 잔존하는 유기물, 무기물 뿐만 아니라 레이저 리페어 공정시 제거되지 않고 남아 있는 금속 물질까지 깨끗하게 제거할 수 있다.Therefore, in the second wet cleaning process to remove defects of the conventional photomask, the present invention does not use the method of removing the organic or inorganic substances by the conventional sulfuric acid (H2SO4) and SC-1 treatment, Three wet cleaning processes such as cleaning of diluted HF or HCL and secondary cleaning of DI and O3 clean the organic and inorganic substances remaining on the surface of the photomask substrate, as well as metal materials that are not removed during the laser repair process. Can be removed.

상기한 바와 같이 본 발명은, 포토마스크의 결함을 제거하기 위한 습식 세정 공정시 황산 용액(H2SO4)을 사용하지 않기 때문에 황산 사용시 포토마스크 표면에 잔존하는 SO4 이온으로 인해 포토마스크 기판 표면에 생성된 성장성 이물질인 (NH3)2SO4의 발생을 미연에 방지할 수 있으며 특히, 황산 용액(H2SO4)으로 인해 PSM(Phase Shift Mask)의 위상이 변화되는 것을 방지한다.As described above, the present invention does not use sulfuric acid solution (H2SO4) in the wet cleaning process to remove defects of the photomask, so that the growth potential generated on the surface of the photomask substrate due to SO4 ions remaining on the photomask surface when sulfuric acid is used. The generation of foreign matter (NH3) 2SO4 can be prevented in advance, and in particular, the sulfuric acid solution (H2SO4) prevents the phase shift of the phase shift mask (PSM).

그리고 본 발명은 종래 황산(H2SO4)과 SC-1처리로 유기물 또는 무기물을 제거하는 방법에 비해 희석된 HF 또는 HCL으로 레이저 리페어 공정시 제거되지 않고기판 표면에 남아 있게 되는 금속 물질을 제거할 수 있어 반도체장치의 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can remove the metal material that remains on the surface of the substrate without being removed during the laser repair process with diluted HF or HCL compared to the conventional method of removing organic or inorganic substances by sulfuric acid (H2SO4) and SC-1 treatment. The yield of a semiconductor device can be improved.

또한 본 발명은 유기물 제거 공정시 황산 용액대신에 DI 용액을 사용하기 때문에 환경 친화적이고 폐수 처리에 효과적인 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage of being environmentally friendly and effective in wastewater treatment because DI solution is used instead of sulfuric acid solution in the organic material removal process.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주 내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims below.

Claims

In the method of removing the growth foreign matter generated on the mask surface during the manufacturing process of the photomask,

Firstly washing the photomask with DI solution to remove organics;

Etching the substrate surface of the mask with HF or HCL solution diluted in the photomask to remove inorganic and metal residues; And

And secondly cleaning the photomask with DI solution to oxidize the substrate surface of the mask.

The method of claim 1, wherein the O ₃ contained in the DI used in the first cleaning is supplied to the photomask under a condition of 1 to 100 PPM.

The method of claim 1, wherein the O ₃ contained in the DI used in the second cleaning is removed from the growth foreign material of the photomask, characterized in that supplied to the photomask under the conditions of 1 ~ 100PPM.

The method of claim 1, wherein the photomask is a PSM mask.