KR20090106898A - 포토마스크 후면 세정장치 및 이를 이용한 포토마스크 후면세정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 포토마스크 후면 세정장치는, 전면에 펠리클이 부착된 포토마스크의 후면이 상부에 향하도록 펠리클을 지지하는 포토마스크 지지대와, 포토마스크의 후면을 향해 계면활성제 또는 초순수를 분사하는 계면활성제/초순수 분사노즐을 구비한다. 이와 같은 포토마스크 후면 세정장치를 이용한 포토마스크 후면 세정방법은, 전면에 펠리클이 부착된 포토마스크의 후면에 대해 계면활성제를 분사시키는 단계와, 그리고 계면활성제가 분사된 포토마스크의 후면에 대해 초순수를 이용한 세정을 수행하는 단계를 포함한다.

포토마스크, 후면 세정, 성장성 이물질(haze), 계면활성제, 초순수

Description

포토마스크 후면 세정장치 및 이를 이용한 포토마스크 후면 세정방법{Apparatus for cleaning backside of photomask and method for cleaning the backside of photomask using the same}

본 발명은 포토마스크에 관한 것으로서, 특히 포토마스크 후면 세정장치 및 이를 이용한 포토마스크 후면 세정방법에 관한 것이다.

포토마스크는 포토리소그라피 공정을 통해 웨이퍼상에 패턴을 전사하는데 사용되는 것으로서, 포토마스크상에 이물질이 있는 경우 웨이퍼상으로의 패턴 전사가 원활하게 이루어지지 않게 된다. 따라서 포토마스크를 제조하는 과정에서 이물질을 제거하기 위한 세정공정을 여러번에 걸쳐 수행하는 것이 일반적이다. 포토마스크의 세정은 산과 염기를 이용하여 수행될 수 있다. 그런데 일부 산이나 염기 성분, 예컨대 황산이나 암모니아는 세정후의 린스에 의해 제거되지 않고 포토마스크상에 잔류하는 경우가 있다. 이후 포토마스크상의 패턴 보호를 위해 포토마스크 전면에 펠리클(pellicle)을 부착시킨 상태에서 노광공정을 진행하게 되면, 포토마스크상에 잔류된 황산이나 암모니아는 노광에너지에 의해 활성화되어 황산 암모늄과 같은 염의 형태로 포토마스크 표면상에서 그 크기가 점점 커지는 성장성 이물(haze)이 된 다.

성장성 이물은 노광공정을 진행하면서 그 크기가 점점 커지게 되며, 이는 패턴 전사에 부정적인 영향을 끼치게 된다. 따라서 일정 시점에서는 포토마스크상의 성장성 이물을 제거하여야 한다. 기존에는 펠리클을 탈착시킨 후에 세정을 수행하여 포토마스크의 전면 및 후면상에 있는 성장성 이물을 제거하였다. 그리고 세정이 끝나면 다시 포토마스크에 펠리클을 재부착시켰다. 그러나 이와 같은 방식은 펠리클 탈착 및 재부착에 기인한 또 다른 이물질이 발생될 수 있으며, 또한 포토마스크의 후면에 있는 성장성 이물을 제거하고자 하는 경우에도 펠리클 탈착 및 재부착 절차가 동일하게 수행됨에 따라 불필요한 절차가 수행된다는 문제가 있다.

최근에는 펠리클의 탈착 및 재부착 절차 없이 포토마스크의 후면상에 있는 성장성 이물을 제거하기 위한 방법들이 제안되고 있다. 이 방법들 중의 하나는, 먼저 펠리클이 부착된 상태에서 포토마스크 후면에 대해 약염기(alkali), 예컨대 암모니아수를 사용하여 세정을 수행하는 방법이다. 일 예로 대략 1mS(mili Siemens)의 전도도를 나타내는 농도의 희석 암모니아수(NH₄OH+DI.water)를 이용해 포토마스크의 후면 표면과 이물질 입자간의 제타-포텐셜(zeta-potential)을 인가하고, 이에 따라 포토마스크의 후면 표면과 이물질 사이에는 반대 극성간의 척력이 작용되어 이물질이 쉽게 분리된다. 그러나 이 방법은 여전히 약염기를 사용함에 따라 후속의 린스에 의해서도 완전히 제거되지 못하고 미량이 포토마스크상에 잔류될 수 있으며, 이와 같은 잔류물은 여전히 성장성 이물질의 원인으로 작용할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 펠리클 탈착 및 재부착과 같은 불필요한 절차를 수행할 필요 없이 포토마스크의 후면에 있는 성장성 이물질을 제거할 수 있도록 하는 포토마스크 후면 세정장치를 제공하는 것이며, 또한 이와 같은 포토마스크 후면 세정장치를 이용하여 포토마스크의 후면을 세정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 포토마스크 후면 세정장치는, 전면에 펠리클이 부착된 포토마스크의 후면이 상부에 향하도록 펠리클을 지지하는 포토마스크 지지대와, 포토마스크의 후면을 향해 계면활성제 또는 초순수를 분사하는 계면활성제/초순수 분사노즐을 구비한다.

상기 포토마스크 지지대는 일정 방향으로 회전가능한 회전축에 연결될 수 있다.

상기 계면활성제/초순수 분사노즐은 메가소닉 인가장치에 연결되는 구조일 수 있다.

상기 포토마스크 지지대는 펠리클이 함몰되는 홈을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 포토마스크 후면 세정방법은, 전면에 펠리클이 부착된 포토마스크의 후면에 대해 계면활성제를 분사시키는 단계와, 그리고 계면활성제가 분사된 포토마스크의 후면에 대해 초순수를 이용한 세정을 수행하는 단 계를 포함한다.

상기 계면활성제는 20% 농도를 가질 수 있다.

상기 계면활성제를 분사시키고 초순수를 이용한 세정을 수행하는 동안 포토마스크를 일정 속도 이상으로 회전시킬 수 있다. 이 경우 포토마스크의 최소 회전 속도는 450rpm으로 설정할 수 있다.

상기 초순수를 이용한 세정은 초순수에 메가소닉을 인가하여 수행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 펠리클이 부착된 상태에서 약염기 계열의 세정액이 아닌 계면활성제 및 초순수만을 사용하여 포토마스크 후면에 대한 세정을 수행함으로써, 세정을 위한 펠리클 탈착 및 재부착이 불필요하며, 세정 후에는 포토마스크의 후면상에 성장성 이물질의 원인이 모두 제거되어 성장성 이물질이 재발생되는 주기를 최대한 연장시켜 포토마스크의 수명을 증가시킬 수 있다는 이점이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크 후면 세정장치 및 이를 이용한 포토마스크 후면 세정방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다. 그리고 도 2는 도 1의 포토마스크 지지대를 보다 상세하게 나타내 보인 도면이다. 도 1에서 좌측 그림은 단면도이고 우측 그림은 평면도이다. 마찬가지로 도 2에서도 상측 그림은 단면도이고 하측 그림은 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 포토마스크 후면 세정장치는, 포 토마스크(200)를 지지하는 포토마스크 지지대(110)와, 포토마스크 지지대(110)에 의해 지지되고 있는 포토마스크(200)에 대해 계면활성제 및 초순수를 분사하는 계면활성제/초순수 분사노즐(120)을 포함하여 구성된다. 포토마스크 지지대(110)는 하부에 회전축(112)이 연결되며, 도면에서 화살표(114)로 나타낸 바와 같이 회전축(112)의 회전에 의해 함께 일정 방향으로 회전된다. 포토마스크(200)와 접하는 포토마스크 지지대(110)의 상부에는, 도면에서 점선(116)으로 나타낸 바와 같이, 일정 크기의 홈(116)이 형성되어 있는데, 이 홈(116)은 포토마스크(200)의 전면(201)에 부착된 펠리클(210)이 삽입되는 공간이다. 이 홈(116) 내에 펠리클(210)이 삽입되면, 포토마스크 후면(202)은 위로 노출된다. 계면활성제/초순수 분사노즐(120)은 포토마스크 후면(202) 위에 배치되며, 포토마스크 후면(202)에 대해 계면활성제 또는 초순수(122)를 공급한다. 계면활성제/초순수 분사노즐(120)은 수평방향으로 일정 각도, 예컨대 대략 30도의 내각으로 이동하면서 포토마스크 후면(202)에 계면활성제 또는 초순수(122)를 공급한다. 비록 도면에 나타내지는 않았지만, 계면활성제/초순수 분사노즐(120)에는 메가소닉 인가장치(미도시)가 연결되며, 이에 따라 초순수를 공급하는 경우 초순수와 함께 메가소닉을 인가한다.

이와 같은 포토마스크 후면 세정장치를 이용하여 포토마스크의 후면을 세정하는 방법을 설명하면, 먼저 포토마스크(200)를 포토마스크 지지대(110)에 로딩한다. 포토마스크 전면(201)에 부착된 펠리클(210)은 포토마스크 지지대(110)의 홈(116) 내에 삽입되며, 포토마스크 후면(202)은 계면활성제/초순수 분사노즐(120)에 대향되는 방향에 위치한다. 다음에 포토마스크 지지대(110)를 일정 방향으로 회 전시키면서 계면활성제/초순수 분사노즐(120)을 통해 계면활성제를 포토마스크 후면(202)에 공급한다. 포토마스크 지지대(110)의 회전은 세정과정에서 사용되는 케미컬(chemical)이 포토마스크 전면(201)과 펠리클(210)에 침투하는 것을 억제하기 위한 것으로서, 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 회전 속도는 적어도 450rpm이 되도록 한다. 또한 계면활성제가 포토마스크 후면(202)에 고르게 공급되도록 계면활성제/초순수 분사노즐(120)은 수평방향으로 이동하면서 계면활성제를 공급한다. 계면활성제는 대략 20%의 농도를 가지며, 포토마스크 후면(202), 즉 투광기판의 친수성을 강화시킨다. 구체적으로 포토마스크 후면(202)과 후속세정시 사용되는 초순수 사이의 접촉각을 10도 이내로 감소시키며, 이와 같은 친수성의 강화는 포토마스크 후면(202)에서의 유체의 표면장력을 낮추며, 그 결과 염기성분이 없더라도 초순수만으로 포토마스크 후면(202)으로부터 이물질들을 용이하게 분리시킬 수 있게 된다.

이와 같이 계면활성제를 공급한 후에는, 계면활성제/초순수 분사노즐(120)을 통해 포토마스크 후면(202)에 초순수를 공급한다. 계면활성제에 의해 포토마스크 후면(202)의 친수성이 강화되었으므로, 초순수의 공급만으로도 포토마스크 후면(202)상의 이물질들이 제거된다. 이때 제거된 이물질들이 포토마스크 후면(202)에 다시 재부착하는 것을 억제하기 위하여 초순수에 1MHz 내지 3MHz 주파수의 메가소닉(megasonic)을 인가한다. 이와 같은 메가소닉은 초순수 내 OH 라디컬을 진동시키고, 이와 같은 OH 라디컬의 진동에 의해 이물질이 포토마스크 후면(202)에 재부착되는 것이 억제된다.

도 1은 본 발명에 따른 포토마스크 후면 세정장치 및 이를 이용한 포토마스크 후면 세정방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면이다.

도 2는 도 1의 포토마스크 지지대를 보다 상세하게 나타내 보인 도면이다.

Claims (9)

1. 전면에 펠리클이 부착된 포토마스크의 후면이 상부에 향하도록 상기 펠리클을 지지하는 포토마스크 지지대; 및

   상기 포토마스크의 후면을 향해 계면활성제 또는 초순수를 분사하는 계면활성제/초순수 분사노즐을 구비하는 포토마스크 후면 세정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 포토마스크 지지대는 일정 방향으로 회전가능한 회전축에 연결되는 포토마스크 후면 세정장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 계면활성제/초순수 분사노즐은 메가소닉 인가장치에 연결되는 구조인 포토마스크 후면 세정장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 포토마스크 지지대는 상기 펠리클이 함몰되는 홈을 갖는 포토마스크 후면 세정장치.
5. 전면에 펠리클이 부착된 포토마스크의 후면에 대해 계면활성제를 분사시키는 단계; 및

   상기 계면활성제가 분사된 포토마스크의 후면에 대해 초순수를 이용한 세정을 수행하는 단계를 포함하는 포토마스크 후면 세정방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 계면활성제는 20% 농도를 갖는 포토마스크 후면 세정방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 계면활성제를 분사시키고 상기 초순수를 이용한 세정을 수행하는 동안 상기 포토마스크를 일정 속도 이상으로 회전시키는 포토마스크 후면 세정방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 포토마스크의 최소 회전 속도는 450rpm으로 설정하는 포토마스크 후면 세정방법.
9. 제5항에 있어서,

   상기 초순수를 이용한 세정은 상기 초순수에 메가소닉을 인가하여 수행하는 포토마스크 후면 세정방법.

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