KR20080001469A - 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법 - Google Patents

포토 마스크의 펠리클 재작업 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법에 관한 것으로서, 특히 포토 마스크에 부착된 펠리클의 멤브레인 박막을 제거하고, 포토 마스크에 열처리 공정을 실시하여 접착제를 녹이고, 포토 마스크를 O3및 SC1을 이용한 세정 공정을 진행하여 접착제 잔류물을 제거한 후에, 펠리클의 새로운 멤브레인 박막을 접착제를 통해 포토 마스크에 부착한다. 그러므로, 본 발명은 펠리클을 제거하고나서 열처리를 하고, O3를 이용한 세정 공정으로 접착제 잔류물을 제거함으로써 펠리클 재작업시 접착제 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있어 포토 마스크의 수율을 향상시킬 수 있다.
포토 마스크, 펠리클, 세정, 열처리, 접착제

Description

포토 마스크의 펠리클 재작업 방법{Method for reworking pellicle of photo mask}
도 1은 일반 포토 마스크의 펠리클 구조를 나타낸 도면,
도 2는 종래 기술에 의한 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정을 순차적으로 나타낸 공정 순서도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정시 열처리 온도에 따른 포토 마스크 패턴의 임계 치수 변화와 위상 변화를 나타낸 그래프,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정시 열처리 공정 및 O3 세정 공정에 따른 이온 농도를 비교한 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 펠리클의 멤브레인 박막 102, 108, 110 : 접착제
104 : 벤트홀 106 : 필터
112 : 포토 마스크 114 : 프레임
본 발명은 포토 리소그래피(photo-lithography) 기술에 관한 것으로서, 특히 파티클(particle)에 의한 포토 마스크의 오염을 방지할 수 있는 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정 중 포토 리소그래피의 포토 마스크(photo mask) 공정은, 웨이퍼 상에 실제로 필요로 하는 회로를 구현하기 위하여 설계하고자 하는 회로 패턴이 그려진 포토 마스크에 빛을 조사하여 웨이퍼상에 도포된 감광제(photo resist)를 감광시킴으로써 원하는 패턴을 웨이퍼 상에 형성할 수 있게 된다.
이와 같이 포토 마스크는 웨이퍼에 패터닝(patterning)을 하는 중요한 요소로 리페어 기술(repair technique)등의 기법을 사용하여 포토 마스크를 결함없이 제조할 수 있다고 해도 조작과 대기 중 파티클에 의한 오염의 가능성을 완전히 배제할 수 없다.
그래서 노광 장비에서 포토 마스크를 파티클 등의 오염원으로부터 보호하는 수단으로 제시된 것이 펠리클이다. 펠리클은 웨이퍼 이미지에 영향을 주지 않는 거리에 위치하여 ?? 마스크 표면을 대기 중의 분자나 다른 형태의 오염으로부터 보호하는 얇고 투명한 막이다. 이러한 펠리클의 사용 목적은, 포토 마스크를 오염원으로부터 보호하고 포토 마스크의 수명 및 세정 주기를 연장하기 위한 것이다.
도 1은 일반 포토 마스크의 펠리클 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 포토 마스크의 펠리클은, 빛을 투과시키는 얇은 멤브레인 박막(10)이 포토 마스크(22)와 일정 간격을 두고 배치되며 멤브레인 박막(10)과 포토 마스크(22) 사이에는 프레임(frame)(24)을 매개로 각각 접착제(12)(18)를 통해 부착된다. 이때, 프레임(24) 사이에는 벤트 홀(vent hole)(14)이 형성되어 있으며 프레임(24) 안쪽 측면에는 수직 접착제(20)가 부착되어 있다. 그리고, 프레임(24) 바깥쪽 측면에는 필터(16)가 설치되어 있다.
그런데, 이와 같은 포토 마스크의 펠리클은 포토 마스크(22)에 펠리클 멤브레인 박막(10)을 부착, 마운트(mount)한 후에 검사 과정에서 파티클이 검출될 경우 펠리클의 재작업이 요구된다. 또한 포토 리소그래피 공정시 반복적인 포토 마스크의 사용에 따라 파티클의 오염이 발생하거나 펠리클 파손이 발생할 경우 펠리클의 재작업이 요구된다.
도 2는 종래 기술에 의한 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법은 다음과 같이 진행된다.
우선, 포토 마스크(22)에 접착제(12)를 통해 부착된 펠리클의 멤브레인 박 막(10)을 제거한다.(S10)
황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)의 희석액(SPM) 및 암모니아(NH4OH)와 과산화수소(H2O2)의 희석액(SC1)을 사용하여 세정 공정을 진행한다.(S12)
펠리클의 새로운 멤브레인 박막(10)을 핫 멜트(hot-melt) 방식에 의해 접착제를 고온 열처리하고 이를 냉각하여 프레임(24)에 부착하여 마운트한다.(S14)
그 다음, 투광기 또는 스코프(scope) 등의 검사 장비를 이용하여 최종 검사한 후에 패킹 과정을 거쳐 출하하게 된다.(S16∼S18)
그런데, 종래 기술에 의한 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정시, 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.
즉, 펠리클을 상온에서 제거함에 따라 포토 마스크와 펠리클 간에 접착을 용이하게 하기 위한 접착제의 잔류물이 존재하게 된다. 이러한 접착제 등의 잔류물을 제거하기 위해 SPM 세정 공정을 진행하고 있으나, 펠리클과 포토 마스크에 황산 이온 잔류물이 남게 될 경우 포토 마스크의 수율을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 펠리클을 제거하고나서 열처리를 하고, O3를 이용한 세정 공정으로 접착제 잔류물을 제거함으로써 펠리클 재작업시 접착제 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있는 포토 마 스크의 펠리클 재작업 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 포토 마스크의 펠리클을 바꾸는 방법에 있어서, 포토 마스크에 부착된 펠리클의 멤브레인 박막을 제거하는 단계와, 포토 마스크에 열처리 공정을 실시하여 접착제를 녹이는 단계와, 포토 마스크를 O3및 SC1을 이용한 세정 공정을 진행하여 접착제 잔류물을 제거하는 단계와, 펠리클의 새로운 멤브레인 박막을 접착제를 통해 포토 마스크에 부착하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법은 다음과 같이 진행된다.
우선, 포토 마스크에 접착제를 통해 부착된 펠리클의 멤브레인 박막을 제거한다.(S100)
포토 마스크에 열처리 공정을 진행하여 포토 마스크의 프레임을 통해 접착된 접착제를 녹인다.(S102) 이때, 열처리 공정은, 포토 마스크의 패턴 임계 치수(CD), 위상 쉬프트 등에 영향을 미치지 않도록 100℃∼250℃ 온도 범위에서 진행한다.
오존(O3)을 사용한 세정 공정을 진행하고, 암모니아(NH4OH)와 과산화수소(H2O2)의 희석액(SC1)을 사용하여 세정 공정을 진행하여 펠리클의 멤브레인 박막 제거에 따른 접착제 잔류물을 제거한다.(S104)
핫 멜트 방식에 의해 접착제를 고온 열처리하고 이를 냉각하여 접착제를 통해 펠리클의 새로운 멤브레인 박막을 프레임에 부착하여 마운트한다.(S106)
그 다음, 투광기 또는 스코프 등의 검사 장비를 이용하여 최종 검사한 후에 패킹 과정을 거쳐 출하한다.(S108∼S110)
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정을 순차적으로 나타낸 공정 순서도이다. 이들 도면에서, 펠리클은 빛을 투과시키는 얇은 멤브레인 박막(100)이 포토 마스크(112)와 일정 간격을 두고 배치되며 멤브레인 박막(100)과 포토 마스크(112) 사이에 프레임(114)을 매개로 각각 접착제(102)(108)를 통해 부착된다. 이때, 프레임(114) 사이에는 벤트 홀(104)이 형성되어 있으며 프레임(114) 안쪽 측면에는 수직 접착제(110)가 부착되어 있고, 프레임(114) 바깥쪽 측면에는 필터(106)가 설치되어 있다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정은 다음과 같이 순차적으로 진행된다.
우선, 도 4a에 도시된 바와 같이, 포토 마스크(112)에 접착제(102)를 통해 부착된 펠리클의 멤브레인 박막(100)을 상온에서 제거한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 펠리클의 멤브레인 박막이 제거된 포토 마스크(112) 전면에 열처리 공정을 진행한다. 이때, 열처리 공정은, 포토 마스크(112)의 패턴 임계 치수(CD), 위상 쉬프트 등에 영향을 미치지 않는 100℃∼250℃ 온도 범위에서 진행한다.
이러한 열처리 공정에 의해 포토 마스크(112)의 프레임(114)에 접착된 접착제를 녹인다.
그리고 도 4c에 도시된 바와 같이, 오존(O3)을 사용한 세정 공정을 진행하여 열처리 공정에 의해 녹은 접착제 잔류물인 유기물질을 제거하고, 암모니아(NH4OH)와 과산화수소(H2O2)의 희석액(SC1)을 사용한 세정 공정을 진행하여 남아 있는 접착제 잔류물을 제거한다. 이러한 세정 공정에 의해 펠리클의 멤브레인 박막 제거에 따른 접착제 잔류물을 모두 제거한다.
도면에 도시되지 않았지만, 초순수(deionized water)를 이용하여 포토 마스크(112)를 세정한다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 접착제(102)를 핫 멜트 방식에 의해 고온 열처리하고 이를 냉각한 후에 펠리클의 새로운 멤브레인 박막(100)을 상기 접착제를 통해 프레임(114)에 부착하여 마운트한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정시 열처 리 온도에 따른 포토 마스크 패턴의 임계 치수 변화와 위상 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열처리 공정은 100℃∼250℃ 온도 범위에서 진행하기 때문에 포토 마스크 패턴의 임계 치수(CD), 위상 변이(phase shift), 광투과율(transmittance)이 변하지 않게 된다. 즉, 그래프를 살펴보면, 약 250 ℃ 이상의 온도에서 패턴 임계 치수(CD), 위상 변이, 광투과율이 크게 변화함을 알 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정시 열처리 공정 및 O3 세정 공정에 따른 이온 농도를 비교한 그래프이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열처리 공정 온도에 의해 포토 마스크 표면에 SO4 2-과 NH4 + 이온 잔류가 낮아짐을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 O3 세정 공정은 종래 황산(H2SO4)을 이용한 SPM 세정 공정보다 SO4 2- 농도를 크게 떨어트림을 알 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법은, 펠리클을 제거하고나서 열처리 공정을 실시하여 접착제를 녹인 후에 O3 및 SC1을 이용한 세정 공정을 진행하여 접착제 잔류물을 효과적으로 제거한다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명은, 포토 마스크의 펠리클 재작업 공정시 펠리클을 제거하고나서 열처리 공정을 실시하여 접착제를 녹여 이후 세정 공정시 접착제가 용이하게 제거되도록 한다.
그리고 본 발명은, O3를 이용한 세정 공정을 진행하여 열처리 공정에 의해 떨어진 접착제 잔류물을 효과적으로 제거하기 때문에 종래 황산 용액을 이용한 SPM 세정 공정으로 인해 포토 마스크에 잔류하게 되는 황산 이온의 생성을 미연에 방지할 수 있어 포토 마스크의 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 포토 마스크의 펠리클을 바꾸는 방법에 있어서,
    상기 포토 마스크에 부착된 상기 펠리클의 멤브레인 박막을 제거하는 단계;
    상기 포토 마스크에 열처리 공정을 실시하여 접착제를 녹이는 단계;
    상기 포토 마스크를 O3및 SC1을 이용한 세정 공정을 진행하여 상기 접착제 잔류물을 제거하는 단계; 및,
    상기 펠리클의 새로운 멤브레인 박막을 접착제를 통해 상기 포토 마스크에 부착하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열처리 공정은 100℃∼250℃ 온도 범위에서 진행하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 세정 공정을 진행한 후에, 초순수를 이용하여 세정 공정 을 추가 진행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 마스크의 펠리클 재작업 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100922255B1 (ko) * 2008-05-26 2009-10-15 주식회사 동부하이텍 펠리클 및 펠리클 재작업 방법
CN111051989A (zh) * 2017-09-11 2020-04-21 应用材料公司 光掩模清洁处理
US11786942B2 (en) 2020-05-21 2023-10-17 SK Hynix Inc. Mask glue removing apparatus, system and method

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