KR20080089760A - Apparatus and method for cleaning photomask - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for cleaning a photomask are provided to clean and remove effectively impurities or foreign materials attached on mask patterns of photomask by applying directly a cleaning solution to the impurities or the foreign materials. A substrate(200) as a cleaning target is loaded on a rotatable chuck(100). An injection nozzle unit(300) injects a cleaning solution onto the substrate. A slope driver unit(150) induces a horizontal state of the chuck to an inclined state of the chuck. A rotation driver unit(160) rotates the chuck of the inclined state. A grip unit(130) grips and fixes an edge part of the substrate loaded on the chuck. The slope driver unit drives obliquely the chuck in the obliquely driving state or the rotating state of the chuck before the chuck is rotated.

Description

포토마스크 세정 장비 및 방법{Apparatus and method for cleaning photomask}Apparatus and method for cleaning photomask

도 1은 종래의 포토마스크 세정 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional photomask cleaning equipment.

도 2는 종래의 포토마스크의 세정 과정을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a view schematically illustrating a conventional cleaning process of a photomask.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 3 is a diagram schematically illustrating a photomask cleaning apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비의 동작을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다. 4 to 6 are schematic views for explaining the operation of the photomask cleaning equipment according to an embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비 및 방법의 효과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다. 7 and 8 are schematic views for explaining the effect of the photomask cleaning equipment and method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체 소자 제조 장비에 관한 것으로, 특히, 포토마스크(photomask)를 세정하는 세정 장비 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor device manufacturing equipment and, more particularly, to cleaning equipment and methods for cleaning photomasks.

반도체 소자를 제조하는 과정에서 다양한 형태의 기판 표면상을 세정(cleaning)하는 과정이 도입되고 있다. 반도체 소자의 패턴 선폭이 보다 미세화되고 고집적화됨에 따라, 반도체 소자를 구성하는 패턴을 형성하기 위해 마련되는 포토마스크의 마스크 패턴 또한 미세해지고 있다. 마스크 패턴이 미세화됨에 따라, 마스크 패턴에 유발되는 결함 크기(defect size) 또한 감소되고 있어, 이러한 결함을 유발하는 이물질 또는 불순물을 제거하는 데 어려움이 증가하고 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION In the process of manufacturing a semiconductor device, a process of cleaning various types of substrate surfaces is introduced. As pattern line widths of semiconductor devices become more fine and highly integrated, mask patterns of photomasks provided for forming patterns constituting semiconductor devices are also becoming finer. As the mask pattern is miniaturized, the defect size caused by the mask pattern is also reduced, and the difficulty in removing foreign matters or impurities causing such a defect increases.

마스크 패턴이 미세화됨에 따라 이물질을 제거하기 위해 화학적 또는 물리적 세정을 강화할 경우, 마스크 패턴들 간의 충돌(pattern collapse)이 유발될 확률이 높아지고 있다. 이에 따라, 이물질의 세정을 보다 효율적으로 수행할 방법의 개발이 요구되고 있다. 또한, 마스크 패턴의 하측 모서리에 흡착된 이물질의 경우, 세정액의 분사가 직접적으로 이러한 이물질에 도달하기 어려워 잘 제거되지 않을 수 있다. 이에 따라, 포토마스크의 재수정(repair)으로 제거하는 경우가 발생되고 있다. As the mask pattern becomes finer, when chemical or physical cleaning is intensified to remove foreign substances, there is a high probability of causing a pattern collapse between the mask patterns. Accordingly, there is a demand for the development of a method for more efficiently cleaning the foreign matter. In addition, in the case of the foreign matter adsorbed on the lower edge of the mask pattern, the injection of the cleaning liquid is difficult to reach the foreign matter directly, it may not be removed well. As a result, there has been a case of removing the photomask by repairing it.

도 1은 종래의 포토마스크 세정 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 종래의 포토마스크의 세정 과정을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional photomask cleaning equipment. 2 is a view schematically illustrating a conventional cleaning process of a photomask.

도 1을 참조하면, 종래의 포토마스크 세정 장비는 회전할 수 있는 척(chuck: 10) 상에 마스크 기판(20)을 장착하고, 척(10)을 회전시키며 분사 노즐(nozzle: 30)을 통해 세정액을 마스크 기판(20) 상에 분사하여 세정을 수행하고 있다. 그런데, 척(10)은 수형 상태를 유지한 상태에서 회전하므로, 세정액이 입사되는 경사 각도(α)는 일정하게 유지되게 된다. Referring to FIG. 1, a conventional photomask cleaning apparatus mounts a mask substrate 20 on a rotatable chuck 10, rotates the chuck 10 and through a spray nozzle 30. The cleaning liquid is sprayed onto the mask substrate 20 to perform cleaning. By the way, since the chuck | zipper 10 rotates in the state which maintained the male state, the inclination-angle (alpha) in which washing | cleaning liquid enters will be kept constant.

도 2에 제시된 바와 같이 라인 및 스페이스(line and space) 형태의 마스크 패턴(22)의 하측 모서리 부분, 즉, 마스크 패턴(21)과 마스크 기판(20)이 접하는 경계 부분에 세정액이 직접적으로 도달하기가 어렵다. 입사되는 세정액이 마스크 패턴(20) 하측의 모서리 부분에까지 보다 깊숙이 도달하기 위해서는, 보다 작은 입사 각도(α)가 구현되어야 한다. 즉, 노즐(30)의 분사 위치가 보다 기울어져 마스크 패턴(21)에 대해 세정액이 보다 측방향 쪽으로 분사되게 유도하는 것이 요구될 수 있다. As shown in FIG. 2, the cleaning liquid directly reaches the lower edge portion of the mask pattern 22 in the form of a line and space, that is, the boundary portion between the mask pattern 21 and the mask substrate 20. Is difficult. In order for the incident cleaning liquid to reach deeper into the corner portion under the mask pattern 20, a smaller incident angle α must be realized. That is, it may be required to induce the spray position of the nozzle 30 to be inclined to inject the cleaning liquid more laterally with respect to the mask pattern 21.

분사 노즐(30)의 위치를 조절하여 세정액의 분사 각도 또는 입사 각도(α)를 일부 조절할 수 있지만, 척(10)이 수평 상태로 유지되므로 이러한 입사 각도(α)를 보다 작게 조절하는 데 한계를 가지고 있다. 따라서, 마스크 패턴(20) 하측의 모서리 부분에 위치하여 흡착된 불순물(22)에 세정액의 분사가 직접적으로 이루어지기 어려워, 불순물 제거가 효과적으로 수행되기 어렵다. Although the injection angle or the incident angle α of the cleaning liquid may be partially adjusted by adjusting the position of the injection nozzle 30, since the chuck 10 is kept in a horizontal state, there is a limit to controlling the incident angle α smaller. Have. Therefore, it is difficult to spray the cleaning liquid directly on the adsorbed impurities 22 positioned at the corners of the lower side of the mask pattern 20, and it is difficult to effectively remove impurities.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 포토마스크에 흡착된 불순물을 제거할 수 있는 세정 장비 및 방법을 제시하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a cleaning apparatus and method capable of removing impurities adsorbed on a photomask.

상기 기술 과제를 위한 본 발명의 일 관점은, 세정될 기판이 장착되어 회전할 척(chuck), 상기 기판 상을 세정할 세정액을 분사하는 분사 노즐부, 상기 척이 수평 상태에서 벗어나 기울어지게 유도하는 경사 구동부, 및 상기 기울어진 상태의 척을 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 포토마스크 세정 장비를 제시한다. One aspect of the present invention for the above technical problem is, the substrate to be cleaned is mounted on the chuck (rotation), the injection nozzle unit for spraying the cleaning liquid to clean the substrate, the chuck to induce to tilt away from the horizontal state A photomask cleaning apparatus including an inclined drive unit and a rotation drive unit for rotating the chuck in an inclined state is provided.

상기 척 상에 장착된 상기 기판의 가장자리부를 잡아 고정시키는 그립(grip)부를 더 포함하는 포토마스크 세정 장비를 제시한다. The present invention provides a photomask cleaning apparatus further comprising a grip part for holding and fixing an edge of the substrate mounted on the chuck.

상기 경사 구동부는 상기 척이 회전하기 이전에 상기 척이 기울어지게 구동하거나 또는 상기 척이 회전하는 중에 상기 척이 변화되는 각도로 기울어지게 구동할 수 있다. The inclined drive unit may drive the chuck inclined before the chuck rotates or incline at an angle at which the chuck changes while the chuck rotates.

본 발명의 다른 일 관점은, 회전 척 및 분사 노즐부, 경사 구동부를 포함하는 세정 장비의 상기 척 상에 세정될 기판을 장착하는 단계, 상기 척이 수평 상태에서 벗어나 기울지게 하는 단계, 및 상기 기울어진 척 상에 상기 분사 노즐부를 통해 세정액을 상기 기판 상에 분사하여 세정하는 단계를 포함하는 포토마스크 세정 방법을 제시한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of mounting a substrate to be cleaned on a chuck of a cleaning equipment including a rotary chuck and an injection nozzle unit, an inclined drive unit, tilting the chuck out of a horizontal state, and tilting the chuck. The present invention provides a photomask cleaning method including spraying a cleaning liquid onto the substrate through the spray nozzle unit on the substrate.

상기 척을 기울이기 이전에 상기 척에 설치된 그립부가 상기 장착된 기판의 가장자리부를 잡아 상기 척에 고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include a grip unit installed on the chuck before the tilting of the chuck to fix an edge of the mounted substrate to the chuck.

본 발명에 따르면, 분사되는 세정액의 유효 입사 각도를 보다 크게 유도하여, 불순물에 보다 유효하게 세정액이 직접적으로 분사되도록 유도하여, 포토마스크에 흡착된 불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. According to the present invention, the effective incidence angle of the cleaning liquid to be injected can be induced to be larger, and the cleaning liquid can be directly injected to the impurities more effectively, thereby effectively removing impurities adsorbed on the photomask.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비의 동작을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비 및 방법의 효과를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다. 3 is a diagram schematically illustrating a photomask cleaning apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 to 6 are schematic views for explaining the operation of the photomask cleaning equipment according to an embodiment of the present invention. 7 and 8 are schematic views for explaining the effect of the photomask cleaning equipment and method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 세정 장비는, 회전 척(100) 및 분사 노즐부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 회전 척(100)은 장착되는 마스크 기판(200)을 지지하는 지지용 핀(pin: 110)을 더 구비할 수 있으며, 마스크 기판(200)의 가장자리부를 잡아 척(100)에 고정시키는 고정 그립(grip)부(130)를 더 구비할 수 있다. 세정액을 분사하는 분사 노즐(300)은 기울어진 각도로 세정액이 기판(200) 상에 입사되게 기울어진 위치에 도입될 수 있다. Referring to FIG. 3, the photomask cleaning apparatus according to the embodiment of the present invention may include a rotary chuck 100 and an injection nozzle unit 300. The rotary chuck 100 may further include a support pin 110 for supporting the mask substrate 200 to be mounted, and a fixed grip for fixing the edge of the mask substrate 200 to the chuck 100. The grip unit 130 may be further provided. The spray nozzle 300 for spraying the cleaning liquid may be introduced at a position inclined such that the cleaning liquid is incident on the substrate 200 at an inclined angle.

회전 척(100)은 마스크 기판(200)이 장착될 때, 도 4에 제시된 바와 같이, 수평 상태를 유지하게 된다. 이때, 그립부(130)는 열린 상태가 되어 핀(110) 상에 기판(200)이 장착되도록 허용하게 된다. 기판(200)이 척(100) 상에 장착되면, 장착된 기판(200)을 감지하여, 도 5에 제시된 바와 같이 그립부(130)가 작동하여 기판(200)이 척(100) 상에 고정되도록 한다. 이때, 기판(200)의 장착 여부의 감지는 척(100)에 하중 센서(sensor)를 부착함으로써 구현할 수 있다. When the mask substrate 200 is mounted, the rotary chuck 100 is maintained in a horizontal state, as shown in FIG. 4. In this case, the grip 130 is in an open state to allow the substrate 200 to be mounted on the pin 110. When the substrate 200 is mounted on the chuck 100, the mounted substrate 200 is sensed so that the grip unit 130 operates as shown in FIG. 5 to fix the substrate 200 to the chuck 100. do. In this case, the detection of mounting of the substrate 200 may be implemented by attaching a load sensor to the chuck 100.

그립부(130)가 기판(200)을 고정하여 잡은 상태에서 경사 구동부(도 3의 150)가 작동하여 척(100)이 수평 상태에서 벗어나 도 6에 제시된 바와 같이 경사지게 한다. 이때, 척 경사 각도(β)는 작업자에 의해 선택될 수 있으며, 실험적으로 세정 효과를 고려하여 설정될 수 있다. 예컨대, 척 경사 각도(β)는 대략 5°나 또는 10°로 설정될 수 있다. 경사 구동부(150)는 스텝 모터(step motor) 및 구동축을 포함하여 구성되어 척(100)이 경사지게 구동하게 구성될 수 있다. 이후에, 회전 구동부(160)를 작동하여 경사진 상태의 척(100)을 회전시키며 분사 노즐부(300)를 통해 세정액을 기판(200) 상으로 분사하여 세정을 수행한다. 이때, 회전 구동부(160)는 회전 모터 및 회전 구동축을 포함하여 구성될 수 있다. The inclined drive unit (150 of FIG. 3) operates while the grip unit 130 holds and holds the substrate 200 to incline the chuck 100 out of the horizontal state as shown in FIG. 6. At this time, the chuck inclination angle (β) can be selected by the operator, it can be set in consideration of the cleaning effect experimentally. For example, the chuck tilt angle β may be set to approximately 5 ° or 10 °. The inclined drive unit 150 may include a step motor and a drive shaft so that the chuck 100 may be inclined to drive. Thereafter, the rotation driving unit 160 is operated to rotate the chuck 100 in an inclined state, and the cleaning solution is sprayed onto the substrate 200 through the spray nozzle unit 300 to perform cleaning. In this case, the rotation driver 160 may include a rotation motor and a rotation drive shaft.

척(100)이 경사지게 하는 과정은 실질적으로 회전 세정이 수행되는 전 단계로 수행될 수 있다. 또한, 필요에 따라 세정 효과를 고려하여 회전 세정 중에 척(100)의 경사 각도가 변화되게 구동될 수도 있다. 척(100)이 수평 상태에서 벗어나 경사진 상태에서 회전 세정을 수행함에 따라, 도 7 및 도 8에 제시된 바와 같이, 세정액의 유효 입사 각도(γ)가 노즐부(300)의 위치에 따른 초기 입사 각도(α)에 비해 더 작게 유도할 수 있다. 유효 입사 각도(γ)는 초기 입사 각도(α)와 척 경사 각도(β)의 차이로 구해질 수 있다. 즉, 척(100)이 기울어진 상태로 유지되므로, 세정액은 기판(200) 표면에 대해 보다 작은 유효 입사 각도(γ)로 입사되게 된다. The process of tilting the chuck 100 may be performed substantially before the rotation cleaning is performed. In addition, if necessary, the inclination angle of the chuck 100 may be driven to change during rotational cleaning in consideration of the cleaning effect. As the chuck 100 performs rotational cleaning in an inclined state out of the horizontal state, as shown in FIGS. 7 and 8, the effective incidence angle γ of the cleaning liquid is the initial incidence according to the position of the nozzle part 300. It can be made smaller compared to the angle α. The effective incidence angle γ can be obtained by the difference between the initial incidence angle α and the chuck inclination angle β. That is, since the chuck 100 is kept in an inclined state, the cleaning liquid is incident on the surface of the substrate 200 at a smaller effective incident angle γ.

이에 따라, 마스크 패턴인 라인 패턴(도 7의 210)의 하측 경계 부분에 흡착된 이물질 또는 불순물(220)에 대해서도 직접적으로 세정액이 분사되어 도달할 수 있다. 세정액이 불순물(220)에 대해 직접적으로 분사되어 작용하게 되므로, 불순물(220)은 보다 효과적으로 제거될 수 있다. 한편, 이러한 세정 효과는 도 8에 제시된 바와 같은 콘택홀(contact hole: 231)을 가지는 콘택홀 패턴(230)의 경우 보다 유효할 수 있다. 콘택홀(231) 내에 흡착된 불순물(221)에 세정액이 보다 직접적으로 도달하게 되므로, 보다 효과적으로 불순물(221)이 제거될 수 있다. As a result, the cleaning liquid may be directly injected to the foreign matter or impurities 220 adsorbed on the lower boundary portion of the line pattern 210 of FIG. 7. Since the cleaning liquid is sprayed directly onto the impurities 220, the impurities 220 may be more effectively removed. Meanwhile, the cleaning effect may be more effective than the case of the contact hole pattern 230 having the contact hole 231 as shown in FIG. 8. Since the cleaning liquid reaches the impurity 221 adsorbed in the contact hole 231 more directly, the impurity 221 may be more effectively removed.

상술한 본 발명에 따르면, 포토마스크의 마스크 패턴에 흡착된 불순물 또는 이물질을 유효하게 세정 제거할 수 있다. According to the present invention described above, impurities or foreign matter adsorbed on the mask pattern of the photomask can be effectively cleaned and removed.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것으로 해석되어지는 것은 바람직하지 않다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능한 것으로 이해될 수 있다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, it is not preferable that this invention is interpreted as limited to this. Embodiments of the invention are preferably to be interpreted as being provided to those skilled in the art to more fully describe the invention. In addition, it can be understood that the present invention can be modified or improved by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.

Claims (5)

세정될 기판이 장착되어 회전할 척(chuck);A chuck on which the substrate to be cleaned is mounted and rotated; 상기 기판 상을 세정할 세정액을 분사하는 분사 노즐부; A spray nozzle unit for spraying a cleaning liquid to clean the substrate; 상기 척이 수평 상태에서 벗어나 기울어지게 유도하는 경사 구동부; 및 An inclination driver for inducing the chuck to be inclined out of a horizontal state; And 상기 기울어진 상태의 척을 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 포토마스크 세정 장비.Photomask cleaning equipment including a rotation drive for rotating the chuck in the inclined state. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 척 상에 장착된 상기 기판의 가장자리부를 잡아 고정시키는 그립(grip)부를 더 포함하는 포토마스크 세정 장비. And a grip portion for holding and fixing an edge portion of the substrate mounted on the chuck. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 경사 구동부는 상기 척이 회전하기 이전에 상기 척이 기울어지게 구동하거나 또는 상기 척이 회전하는 중에 상기 척이 변화되는 각도로 기울어지게 구동하는 포토마스크 세정 장비. And the inclined drive unit drives the chuck inclined before the chuck rotates or inclines at an angle at which the chuck changes while the chuck rotates. 회전 척 및 분사 노즐부, 경사 구동부를 포함하는 세정 장비의 Of the cleaning equipment including a rotary chuck, an injection nozzle unit and an inclined drive unit. 상기 척 상에 세정될 기판을 장착하는 단계;Mounting a substrate to be cleaned on the chuck; 상기 척이 수평 상태에서 벗어나 기울어지게 하는 단계; 및Causing the chuck to tilt out of a horizontal state; And 상기 기울어진 척 상에 상기 분사 노즐부를 통해 세정액을 상기 기판 상에 분사하여 세정하는 단계를 포함하는 포토마스크 세정 방법.And spraying a cleaning liquid onto the substrate through the spray nozzle part on the inclined chuck to clean the photomask. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 척을 기울이기 이전에Before tilting the chuck 상기 척에 설치된 그립부가 상기 장착된 기판의 가장자리부를 잡아 상기 척에 고정시키는 단계를 더 포함하는 포토마스크 세정 방법. And a gripping portion installed on the chuck to secure an edge portion of the mounted substrate to the chuck.
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