KR20060083510A - 결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비 - Google Patents

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KR20060083510A
KR20060083510A KR1020050004231A KR20050004231A KR20060083510A KR 20060083510 A KR20060083510 A KR 20060083510A KR 1020050004231 A KR1020050004231 A KR 1020050004231A KR 20050004231 A KR20050004231 A KR 20050004231A KR 20060083510 A KR20060083510 A KR 20060083510A
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김민아
김용훈
차병철
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삼성전자주식회사
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Abstract

결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비를 제공한다. 이 장비는 포토마스크 기판이 로딩되는 척(chuck), 로딩된 포토마스크 기판의 결함성 부산물들을 검출하는 검사 수단(inspection means), 및 세정 레이저를 사용하여 검사 수단에 의해 검출된 결함성 부산물들을 제거하는 세정 수단(cleaning means)을 포함한다. 이때, 세정 및 검사 수단들로 구성된 일군, 및 척으로 구성된 일군 중에 적어도 하나는 2차원적으로 수평이동이 가능하다.

Description

결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비{PHOTOMASK APPARATUS REMOVING DEFECTIVE BYPRODUCTS OF A PHOTOMASK}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 장비를 사용하여 결함성 부산물을 제거하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트(flow chart)이다.
본 발명은 포토마스크를 제조하는데 사용되는 포토마스크 장비에 관한 것으로, 특히, 결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비에 관한 것이다.
통상적으로, 포토마스크는 반도체 소자의 포토리소그라피 공정에 사용된다. 노광 장치의 광원으로 발생된 빛은 포토마스크를 통하여 웨이퍼 상에 도포된 감광막에 주사됨으로써, 감광막은 선택적으로 노광될 수 있다.
포토마스크를 형성하는 통상적인 방법을 설명하면, 투명한 석영 기판 상에 빛을 차단하는 크롬막을 형성하고, 크롬막 상에 감광막을 형성한다. 이어서, 감광막에 전자빔을 이용한 라이팅(writing) 공정을 수행한 후에, 현상 공정을 수행하여 크롬막 상에 감광막 패턴을 형성한다. 이어서, 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 크롬막을 식각하여 크롬 패턴을 형성하고, 감광막 패턴을 제거한다.
상술한 포토마스크의 통상적인 형성 방법에 있어서, 상기 현상 공정을 수행하는 동안에, 현상액의 성분, 열 또는/및 감광막의 성분등에 의해 결함성 부산물들이 발생될 수 있다. 이러한 결함성 부산물들은 크롬 패턴에 영향을 주어 포토마스크의 불량을 초래한다.
종래에 습식 세정 방식으로 결함성 부산물들을 제거하는 방법이 공지된 바 있다. 하지만, 결함성 부산물들 중 일부는 습식 세정 방식으로 제거하지 못할 수 있다. 습식 세정 방식으로 제거하지 못하는 결함성 부산물들을 제거하기 위하여 건식 세정 방식이 제안된 바 있다.
종래에 높은 에너지의 레이저를 사용하여 석영 기판의 전면을 스캐닝하여 결함성 부산물들을 제거하는 장비가 제안된 바 있다. 하지만, 이 장비를 사용하여 결함성 부산물들을 제거할 경우, 결함성 부산물들이 존재하는 부분의 감광막 패턴 또는/및 크롬막이 높은 에너지의 레이저에 의해 손상되거나 파손될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 결함성 부산물들을 효율적으로 제거할 수 있는 포토마스크 장비를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 차광막의 손상을 최소화함과 동시에 결함성 부산물들을 효율적으로 제거할 수 있는 포토마스크 장비를 제공하는데 있다.
상술한 기술적 과제들을 해결하기 위한 포토마스크 장비를 제공한다. 이 장비는 포토마스크 기판이 로딩되는 척(chuck), 상기 로딩된 포토마스크 기판의 결함성 부산물들을 검출하는 검사 수단(inspection means), 및 세정 레이저를 사용하여 상기 검사 수단에 의해 검출된 결함성 부산물들을 제거하는 세정 수단(cleaning means)을 포함한다. 이때, 상기 세정 및 검사 수단들로 구성된 일군, 및 상기 척으로 구성된 일군 중에 적어도 하나는 2차원적으로 수평이동이 가능하다.
구체적으로, 상기 장비는 상기 검사 수단으로부터 검출된 결함성 부산물의 좌표를 산출 및 저장하고, 상기 저장된 결함성 부산물의 좌표를 상기 세정 수단에 피드백(feed back)하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시에에서 있어서, 상기 세정 수단은 상기 세정 레이저를 상기 로딩된 포토마스크 기판의 상부면에 대해 경사지게 주사할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 세정 수단은 상기 포토마스크 기판의 상기 결함성 부산물에 한정적으로 상기 세정 레이저를 주사하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 검사 수단은 검사 레이저 발생 수단 및 검사 레이저 검출 수단을 포함할 수 있다. 상기 검사 레이저 발생 수단은 상기 로딩된 포토마스크 기판에 검사 레이저를 주사한다. 상기 검사 레이저 검출 수단은 상기 포토마스크 기판을 경유한 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출한다. 이때, 상기 검사 레이저 검출 수단은 상기 포토마스크 기판의 표면에 반사된 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출하는 반사 검출기, 및 상기 포토마스크 기판을 투과한 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출하는 투과 검출기 중에 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
반사 검출기 및 투과 검출기 중에 적어도 하나를 포함한다. 상기 반사 검출기는 상기 포토마스크 기판의 표면에 반사된 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출하고, 상기 투과 검출기는 상기 포토마스크 기판을 투과한 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 포토마스크 장비는 본체(100, body) 및 제어부(160)를 포함한다. 상기 본체(100)는 척(110, chuck), 검사 수단(140) 및 세정 수단(150)을 포함하고, 상기 제어부(160)는 컨트롤러(155, controller) 및 저장 장치(157)를 포함한다. 상기 본체(100) 및 상기 제어부(160)는 연결되어 데이타들을 포함한 여러 형태의 신호들을 상호 교환할 수 있다.
포토마스크 기판(115)은 상기 척(110)에 로딩된다. 상기 척(110)은 상기 포토마스크 기판(115)의 가장자리를 잡는 형태일 수 있다. 즉, 상기 포토마스크 기판(115)은 상기 척(110)을 관통하는 홀에 장착되고, 상기 홀의 측벽에 상기 포토마스크 기판(115)의 가장자리를 고정시키는 홀더(holder)가 배치될 수 있다. 이로써, 상기 포토마스크 기판(115)에 상기 척(110)에 장착된 상태에서, 상기 포토마스크 기판(115)의 아래면 및 윗면은 모두 노출될 수 있다.
상기 검사 수단(140)는 상기 척(110)에 로딩된 포토마스크 기판(115)의 표면 상태(ex, 감광막 패턴 또는/및 차광막등)를 파악한다. 이로써, 상기 검사 수단(140)은 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)의 결함성 부산물(d)들을 검출할 수 있다.
상기 검사 수단(140)은 검사 레이저 발생 수단(120) 및 검사 레이저 검출 수단(130)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 검사 레이저 발생 수단(120)은 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)에 검사 레이저를 주사한다. 상기 검사 레이저는 포토마스크 기판(115) 상의 패턴들의 형태를 감지하기 위한 것으로, 낮은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 검사 레이저는 아르곤 레이저를 사용할 수 있다. 상기 검사 레이저는 상기 포토마스크 기판(115)에 주사된 후에, 상기 포토마스크 기판(115)의 표면으로부터 반사되거나 상기 포토마스크 기판(115)을 투과할 수 있다.
상기 검사 레이저 검출 수단(130)은 상기 검사 레이저 발생 수단(120)으로부터 주사되어 상기 포토마스크 기판(115)을 경유한 상기 검사 레이저의 세기 또는/ 및 위상을 검출한다. 상기 검사 레이저 검출 수단(130)은 반사 검출기(125) 및 투과 검출기(127) 중에 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 반사 검출기(125)는 상기 포토마스크 기판(115)의 표면으로부터 반사된 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출한다. 따라서, 상기 반사 검출기(125)는 상기 검사 레이저 발생 수단(120)과 같이, 상기 척(110)의 상부(over)에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 투과 검출기(127)는 상기 포토마스크 기판(115)을 투과한 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출한다. 따라서, 상기 투과 검출기(127)는 상기 척(110)의 하부(below)에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 검사 수단(140)은 상기 검사 레이저 발생 수단(120)으로부터 발생된 검사 레이저의 세기 또는/및 위상과, 상기 검사 레이저 검출 수단(130)으로부터 획득한 상기 주사 레이저의 세기 또는/및 위상을 비교하여 상기 포토마스크 기판(115)의 표면 상태를 감지할 수 있다.
상기 검사 레이저 검출 수단(130)이 상기 투과 검출기(127)를 포함할 경우, 상기 검사 레이저 발생 수단(120)은 상기 검사 레이저의 투과율의 향상을 위해 상기 포토마스크 기판(115)의 상부면에 수직한 방향으로 주사할 수 있다.
상기 세정 수단(150)는 상기 척(110)의 상부(over)에 배치된다. 상기 세정 수단(150)은 상기 검사 수단(140)과 이격될 수 있다. 상기 세정 수단(150)은 상기 포토마스크 기판(115)을 향하여 세정 레이저를 주사한다. 좀 더 구체적으로, 상기 세정 수단(150)은 상기 세정 레이저를 상기 검사 수단(140)에 의해 검출된 결함성 부산물(d)들에 주사하여 상기 결함성 부산물(d)들을 제거한다. 상기 세정 레이저는 상기 결함성 부산물(d)들을 제거하기 위하여 높은 에너지를 갖는 것이 바람직하다. 특히, 상기 세정 레이저는 상기 검사 레이저에 비하여 월등히 높은 에너지를 갖을 수 있다. 상기 세정 레이저는 예컨대, 크립톤불소(KrF) 엑시머(excimer) 레이저를 사용할 수 있다.
상기 검사 수단(140) 및 상기 세정 수단(150)으로 구성된 일군과, 상기 척(110)으로 구성된 일군 중에 적어도 어느 하나는 2차원적으로 수평이동이 가능하다. 이로써, 상기 검사 수단(140)은 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)의 전면을 스캐닝하여 결함성 부산물(d)들을 검출할 수 있다. 또한, 상기 세정 수단(150)은 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)의 전역에 대해 검출된 결함성 부산물(d)들을 제거할 수 있다. 예를 들면, 상기 척(110)이 고정되고, 상기 검사 수단(140) 및 상기 세정 수단(150)이 수평이동될 수 있다. 이와는 달리, 상기 검사 수단(140) 및 상기 세정 수단(150)이 고정되고, 상기 척(110)이 수평이동될 수 있다. 이와는 또 다르게, 상기 검사 수단(140) 및 상기 세정 수단(150)과, 상기 척(110)은 모두 수평이동될 수 있다.
상기 세정 수단(150)은 상기 세정 레이저를 상기 포토마스크 기판(115)의 상부면에 경사지게 주사하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 결함성 부산물(d) 주위에 노출된 차광막이 존재할 경우, 상기 차광막의 손상 또는 파손을 방지하기 위함이다. 즉, 노출된 차광막에 상기 세정 레이저가 경사지게 주사됨으로써, 상기 세정 레이저의 상기 노출된 차광막에 대한 반사율이 증가한다. 이로써, 상기 노출된 차광막의 손상 또는 파손을 최소화할 수 있다. 상기 차광막은 예컨대, 크롬막일 수 있다.
상기 본체(100)는 내부 공간을 갖는 챔버(chamber, 미도시함)를 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 척(110), 상기 검사 수단(140) 및 상기 세정 수단(150)은 상기 챔버 내부에 배치될 수 있다. 이와는 달리, 상기 척(110), 상기 검사 수단(140) 및 상기 세정 수단(150)은 외부에 노출될 수도 있다.
상기 제어부(160)는 상기 검사 수단(140)으로부터 획득된 상기 포토마스크 기판(115)의 표면 상태에 대한 데이타들(결함성 부산물(d)들에 대한 데이타들을 포함한다)과, 상기 검사 수단(140) 또는/및 상기 척(110)의 위치 데이타들을 수신한다. 또한, 상기 제어부(160)는 상기 수신된 데이타들로 부터 상기 결함성 부산물(d)들의 상기 포토마스크 기판(115)에 대한 좌표를 산출한다. 상기 제어부(160)는 상기 상출된 결함성 부산물(d)들의 좌표를 저장한다. 상기 제어부(160)의 컨트롤러(155)가 상기 결함성 부산물(d)들의 좌표를 산출할 수 있다. 상기 제어부(160)의 저장 장치(157)는 상기 산출된 좌표들 또는/및 상기 검사 수단(140) 또는/및 상기 척(110)으로부터 수신된 데이타들을 저장할 수 있다.
또한, 상기 제어부(160)는 상기 저장된 결함성 부산물(d)들의 좌표들을 상기 세정 수단(150)에 피드백(feed back)한다. 이로써, 상기 세정 수단(150)은 상기 피드백된 좌표의 결함성 부산물(d)들을 제거할 수 있다. 이때, 상기 세정 수단(150)은 상기 피드백된 좌표의 결함성 부산물(d)들에만 상기 세정 레이저를 주사한다. 즉, 상기 세정 수단(150)은 상기 피드백된 좌표로 이동하는 동안(즉, 상기 세정 수단(150) 및 상기 척(110) 중에 적어도 하나가 이동됨)에는 상기 세정 레이저를 오 프(off)하고, 상기 피드백된 좌표에 도달한 후에, 상기 결함성 부산물(d)에 상기 세정 레이저를 주사한다. 이로써, 상기 결함성 부산물(d)이 존재하지 않는 영역의 패턴들(감광막 패턴 또는/및 차광 패턴등)의 손상 또는/및 파손을 방지할 수 있다.
상술한 구조의 포토마스크 장비를 사용하여 결함성 부산물들을 제거하는 방법을 도 2의 플로우 챠트를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 장비를 사용하여 결함성 부산물을 제거하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트(flow chart)이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저, 포토마스크 기판(115)을 척(110)에 로딩한다(S200). 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)은 현상 공정이 완료되어 차광막 상에 감광막 패턴이 형성된 상태일 수 있다. 이와는 달리, 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)은 감광막 패턴을 마스크로 식각 공정이 완료된 상태, 즉, 감광막 패턴 및 차광 패턴이 동시에 존재하는 상태일 수 있다. 이와는 또 다르게, 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)은 감광막 패턴을 제거하는 스트립(strip) 공정이 완료된 상태, 즉, 차광 패턴만을 존재하는 상태일 수도 있다.
다음으로, 검사 수단(140)을 이용하여 상기 로딩된 포토마스크 기판(115)의 표면 상태를 검사한다(S210). 상기 검사 수단(140) 또는/및 상기 척(110)이 이동하여 상기 검사 수단(140)은 상기 포토마스크 기판(115)의 전역의 표면 상태를 검사하고, 결함성 부산물(d)들을 검출한다. 이때, 상기 결함성 부산물(d)들을 포함한 상기 포토마스크 기판(115)의 표면 상태들에 대한 데이타들과, 상기 검사 수단(140) 또는/및 상기 척(110)의 위치에 대한 데이타들은 제어부(160)로 송신된다.
상기 제어부(160)는 상기 결함성 부산물(d)들의 상기 포토마스크 기판(115)에 대한 좌표를 저장한다(S220). 상기 제어부(160)는 상기 검사 수단(140) 또는/및 상기 척(110)으로부터 수신된 데이타들로부터 상기 결함성 부산물(d)들의 상기 포토마스크 기판(115)에 대한 좌표를 산출한다. 또한, 상기 제어부(160)는 상기 산출된 상기 결함성 부산물(d)들의 좌표를 저장한다.
세정 수단(150)이 상기 저장된 좌표의 상기 결함성 부산물(d)들을 제거한다(S230). 상기 제어부(160)는 상기 저장된 결함성 부산물(d)들의 좌표를 상기 세정 수단(150)에 피드백(feed back)한다. 이로써, 상기 세정 수단(150) 또는/및 상기 척(110)이 이동한 후에, 상기 세정 수단(150)은 세정 레이저를 주사하여 상기 결함성 부산물(d)을 제거한다. 이때, 상기 세정 수단(150)은 상기 결함성 부산물(d)에만 상기 세정 레이저를 주사한다. 즉, 상기 세정 레이저가 오프(off)된 상태로 상기 세정 수단(150) 또는/및 상기 척(110)이 상기 피드백된 좌표로 이동한다. 이동이 완료된 후에, 상기 세정 수단(150)은 상기 세정 레이저를 상기 결함성 부산물(d)에 주사한다. 그 결과, 상기 결함성 부산물(d)에만 한정적으로 상기 세정 레이저를 주사할 수 있음으로, 상기 결함성 부산물(d)이 존재하지 않는 상기 포토마스크 기판(115)의 감광막 패턴 또는/및 차광막의 손상 또는 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 세정 수단(150)은 상기 세정 레이저를 상기 포토마스크 기판(115)의 상부면에 경사지게 주입하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 결함성 부산물(d)의 주변의 차광막 또는 차광 패턴들에 대해 상기 세정 레이저의 반사율을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 상기 결함성 부산물(d)의 주변의 차광막 또는 차광 패 턴들의 파손 또는 방지를 최소화할 수 있다.
마지막으로, 상기 결함성 부산물(d)이 제거된 상기 포토마스크 기판(115)을 상기 척(110)으로부터 언로딩(unloading)한다(S240).
본 발명에 따른 포토마스크 장비는 검사 수단 및 세정 수단을 동시에 포함한다. 이에 따라, 상기 포토마스크 장비는 포토마스크 기판 상의 결함성 부산물을 매우 효율적으로 제거할 수 있다. 특히, 하나의 척 상부(over)에 상기 검사 수단 및 세정 수단이 동시에 배치됨으로써, 검사 수단에 의해 검출된 상기 결함성 부산물의 좌표와, 이를 피드백 받아 상기 세정 수단이 추적하는 상기 결함성 부산물의 좌표간의 교정(calibration)이 전혀 요구되지 않는다. 따라서, 상기 포토마스크 장비는 상기 결함성 부산물을 매우 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 세정 수단은 상기 결함성 부산물에 한정적으로 세정 레이저를 주사할 수 있다. 이로써, 상기 포토마스크 장비는 상기 결함성 부산물에 존재하지 않는 상기 포토마스크 기판의 감광막 패턴 또는/및 차광막(패턴)의 손상 또는 파손을 방지할 수 있다. 이에 더하여, 상기 세정 수단은 상기 세정 레이저를 상기 포토마스크 기판의 상부면에 경사지게 주사할 수 있음으로, 상기 결함성 부산물의 주변의 차광막 또는 차광 패턴들의 손상 또는 파손을 최소화할 수 있다.

Claims (5)

  1. 포토마스크 기판이 로딩되는 척;
    상기 로딩된 포토마스크 기판의 결함성 부산물들을 검출하는 검사 수단; 및
    세정 레이저를 사용하여 상기 검사 수단에 의해 검출된 결함성 부산물을 제거하는 세정 수단(cleaning means)을 포함하되, 상기 세정 및 검사 수단들로 구성된 일군, 및 상기 척으로 구성된 일군 중에 적어도 하나는 2차원적으로 수평이동이 가능한 것을 특징으로 하는 포토마스크 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 수단으로부터 검출된 결함성 부산물의 좌표를 산출 및 저장하고, 상기 저장된 결함성 부산물의 좌표를 상기 세정 수단에 피드백(feed back)하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 장비.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세정 수단은 상기 세정 레이저를 상기 로딩된 포토마스크 기판의 상부면에 대해 경사지게 주사하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 장비.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세정 수단은 상기 포토마스크 기판의 상기 결함성 부산물에 한정적으로 상기 세정 레이저를 주사하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 장비.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 검사 수단은,
    상기 로딩된 포토마스크 기판에 검사 레이저를 주사하는 검사 레이저 발생 수단; 및
    상기 포토마스크 기판을 경유한 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출하는 검사 레이저 검출 수단을 포함하되,
    상기 검사 레이저 검출 수단은 상기 포토마스크 기판의 표면에 반사된 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출하는 반사 검출기, 및 상기 포토마스크 기판을 투과한 상기 검사 레이저의 세기 또는/및 위상을 검출하는 투과 검출기 중에 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 장비.
KR1020050004231A 2005-01-17 2005-01-17 결함성 부산물들을 제거하는 포토마스크 장비 KR20060083510A (ko)

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