KR20130124177A - 포토마스크 건조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 요지는 포토마스크를 건조하기 위한 장치로, 적어도 하나의 포토마스크(13)를 포함하는 밀폐 챔버(2)와, 상기 챔버(2) 내에 진공을 제공하고 유지하기 위한 펌핑 유닛(3)과, 상기 챔버(2) 내부에 배치되는 포토마스크(13)용 홀더(12)와, 상기 챔버(2) 내에 배치되는 적외선 방사 수단(6)과, 상기 챔버(2) 내로 가스를 분사하기 위한 시스템(10)을 포함하는 포토마스크 건조 장치이다. 본 발명에 따르면, 적외선 방사 수단은 포토마스크(13)로부터 적외선 방사 수단까지의 거리가 관계식 D=1.5×d(여기서 D는 적외선 방사원(6)을 포함하는 평면과 포토마스크(13) 간의 거리이고, d는 두 개의 적외선 방사원(6)의 중심점 간의 거리이다)에 의해 정해지도록 포토마스크(13)의 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 적외선 방사원(6)을 포함하며, 가스 분사 시스템(10)은 분사기(30)가 포토마스크의 중심점(13)을 중심으로 한 90°회전에 불변하도록 포토마스크(13)의 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 가스 분사기(30)를 포함한다.

Description

포토마스크 건조 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DRYING PHOTOMASK}
본 발명은 특히 서브미크론 크기의 마이크로전자 구성요소의 제조에 사용되는 포토마스크 건조 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 포토마스크를 건조하기 위한 방법에까지 확장될 수 있다.
반도체 기판, 특히 실리콘으로 제조되는 반도체 기판의 마이크로가공은 현재 리소그래피 방법에 의해 포토마스크로부터 기판으로 전사되는 패턴을 식각하기 위해 사용되는 플라즈마 식각 기술에 의해 수행되고 있다. 포토마스크는 사진의 원판에 대응하는 것으로, 매체에 인쇄되는 정보의 단편을 함유한다. 포토마스크의 활성 영역이 오염되면 결함이 인쇄된다는 점에서 기판에 인쇄되는 화상에 직접적인 영향을 미친다.
또한 반도체 산업은 더욱더 작고 더욱 집적도가 높으며 더욱 값싼 전자 구성요소를 획득하기 위해 기록된 화상의 크기를 저감하려고 시도하고 있다. 포토마스크의 치수가 작아짐에 따라 오염 관련 요건은 갈수록 염격해지고 있다. 100 nm보다 작은 치수를 갖는 패턴의 식각을 가능하게 하기 위해, 리소그래피 레이저의 파장은 종래 기술의 193 nm에서 EUV(극자외선) 기술로 공지되어 있는 보다 최근의 기술의 13.5 nm까지 이르렀다. 그러므로 포토그래프는 청정하고 사용가능한 상태로 유지되어야 하는 필수적이고 값비싸고 복잡한 요소이다.
제조가 끝나면 포토마스크는 세정된다. 전형적인 기술에 사용되는 포토마스크의 경우에는 임의의 입자로부터 그 활성면을 보호하기 위해 필름이 포토마스크에 도포된다. 최종 세정 단계는 습윤 매체에서 수행된다. 세정 단계에 뒤이어, 포토마스크는 수분을 흡수한 모든 잔여물을 제거하기 위해 세심히 건조되어야 한다. 현재는, 대개 매우 높은 온도(약 80℃ 내지 90℃)에서 열을 가하여 수분을 제거한다. 이는 표면에 본질적으로 영향을 미치는 건조 모드이다.
EUV 기술에 사용되도록 구성되는 EUV 포토마스크는 필름을 수반하지 않는다. EUV 포토마스크는 석영 기재 상에 증착되는 다양한 재료(MoSi, TaN 등)의 극미세층에 의해 형성되는 "다층구조" 유형의 적층에 의해 형성되는 편평한 요소이다. EUV 포토마스크는 60℃를 넘는 온도나 그 활성면에서 10℃를 초과하는 온도 변화에 노출되어서는 안 되는데. 이는 극히 높은 온도나 극히 급격한 온도 구배로 인해 특정 층의 극히 큰 팽창이 초래되어 EUV 포토마스크가 열화되기 때문이다.
건조의 효율은 일반적으로 포토마스크의 표면에서의 액적의 접촉각(θ)을 측정하여 평가된다. 액적은 고체 표면에 침적된다. 액적은 존재하는 상이한 상(phase)(고체, 액체, 기체) 간에 힘의 평형이 이루어질 때까지 확산된다. 이들 상이한 힘과 접촉각 간의 관계는 영의 방정식(Young's equation)에 의해 정해진다.
ΥSV=ΥLV cosθ+ΥSL, 여기서
ΥSV는 고체와 증기 간의 계면장력이고,
ΥLV는 액체와 증기 간의 계면장력이고,
ΥSL은 고체와 액체 간의 계면장력이고,
θ는 액적과 포토마스크 표면 간의 접촉각의 값이다.
포토마스크 표면의 친수성 또는 소수성은 표면을 구성하는 재료에 좌우되며, 접촉각(θ)에 의해 측정된다.
포토마스크의 표면이 완전히 건조되면 표면은 소수성이 되어 액적의 확산이 억제되고 접촉각이 커진다. 포토마스크 표면이 충분히 소수성인 것으로 간주될 수 있으려면 접촉각(θ)은 크롬의 경우에는 55°, 석영의 경우에는 25°, 루테늄의 경우에는 60°, 탄탈륨 질화물의 경우에는 70°보다 커야 한다. 현재 사용되는 방법과 같이 가열을 이용하는 방법으로는 적당한 온도에 머무르는 동안에는 이 정도의 효율성을 성취할 수 없다.
따라서 EUV 포토마스크 자체와 관련된 제약과 기존 장비 및 제조 조건과 관련된 제약을 둘 다 만족시키는 건조 방법에 요구가 존재한다. 그러나 본 방법에 의해 이루어지는 건조는 공지된 방법에 의해 성취되는 것 이상의 효율성을 가져야 한다. 건조 단계를 통해, 특히 온도에 기인하는 열화를 초래하거나 제조 공정에 지장을 주지 않고 EUV 포토마스크를 대량으로 균질하게 건조할 수 있어야 한다. 따라서 EUV 포토마스크는 20분의 최대 시간 내에 건조되어야 한다. 이는 제조 흐름에서의 가용 시간에 대응한다. 건조 단계가 끝나면 EUV 포토마스크는 온도가 약 30℃ 내지 35℃여야 한다.
본 발명의 다른 목적은 EUV 기술에 사용되는 것으로 무박막형(film-free)이어서 건조 온도가 60℃를 초과해서는 안 되는 EUV 포토마스크를 건조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 EUV 포토마스크 표면 전체에 걸쳐 온도의 균질성을 보장하기 위한 장치를 제공하는 것이다. 건조 단계의 지속 시간 내내 EUV 포토마스크 표면의 온도가 ±5℃의 최대 변동폭 내에서 일정하고 균일하게 유지되어야 하기 때문에 실제로 온도는 아주 정확하게 제어되어야 한다.
본 발명의 목적은 포토마스크 건조용 장치로서,
- 적어도 하나의 포토마스크를 수납하는 밀폐 챔버와,
- 상기 챔버 내에 진공을 유발하고 유지하기 위한 펌핑 유닛과,
- 상기 챔버 내에 배치되는 포토마스크용 지지부와,
- 상기 챔버 내에 배치되는 적외선 방사 수단과,
- 상기 챔버 내로 가스를 분사하기 위한 시스템을 포함하는 포토마스크 건조용 장치이다.
적외선 방사 수단은 포토마스크로부터 적외선 방사 수단까지의 거리가 다음 관계식에 의해 정해지도록 포토마스크의 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 적외선 방사원을 포함한다.
D=1.5×d
여기서 D는 적외선 방사원을 포함하는 평면과 포토마스크 간의 거리이고, d는 두 이웃하는 적외선 방사원의 중심점 간의 거리이이며, 가스 분사 시스템은 해당 분사기가 포토마스크의 중심점을 중심으로 90°회전 불변(rotational invariance)을 따르도록 포토마스크의 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 분사기를 포함한다.
바람직하게는 적외선 방사원은 포토마스크의 활성면에 수직하게 적외선을 전송하도록 배치된다.
제1 실시예에 따르면, 건조 장치는 두 개의 적외선 방사원이 포토마스크 양측에 배치되고 적어도 하나의 적외선 방사원이 포토마스크 중앙에 배치되도록 정렬되는 적어도 세 개의 적외선 방사원을 포함한다.
포토마스크의 중심을 향하도록 배치되는 가스 분사 오리피스의 직경은 예컨대 나머지 오리피스의 직경보다 크다.
제2 실시예에 따르면, 건조 장치는 포토마스크 가장자리의 온도를 측정하기 위해 배치되는 것으로, 고온계를 구비하는 온도 측정 수단을 포함한다.
제3 실시예에 따르면, 건조 장치는 밀폐 챔버 내부에 현수되는 천공형 프레임을 포함하는 것으로, 포토마스크를 수납하고 배치하기 위한 수단을 포함하는 포토마스크 지지부를 포함한다.
제4 실시예에 따르면, 장치는 원격 초음파 센서를 포함한다.
제5 실시예에 따르면, 건조 장치는 압력, 온도 및 거리를 측정하기 위한 수단과, 압력과 온도와 거리를 측정하기 위한 수단으로부터의 정보를 수신할 수 있고 수신 정보에 기초하여 적외선 방사 수단과 가스 분사 시스템을 구동할 수 있는 제어 및 명령 장치를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 건조 장치에 의해 포토마스크를 건조하기 위한 방법으로서,
- 대기압 상태의 밀폐 챔버에 포토마스크를 배치하는 단계와,
- 최대 60℃의 고정된 온도까지 포토마스크를 가열하는 단계와,
- 밀폐 챔버에 들어있는 가스를 외부로 펌핑하여 밀폐 챔버에 낮은 압력을 수립하는 단계와,
- 고정된 기간 동안 낮은 압력과 고정된 온도로 챔버를 유지하는 단계와,
- 포토마스크의 가열을 중단하는 단계와,
- 중성 가스를 분사하여 챔버 내에 대기압을 회복하는 단계와,
- 챔버에서 포토마스크를 추출하기 전에 포토마스크의 온도가 약 30℃ 내지 약 35℃인지 확인하는 단계를 포함하는 포토마스크 건조 방법이다.
일 변형례에 따르면, 포토마스크의 위치 설정은 적어도 세 개의 원격 초음파 센서에 의해 승인된다.
물론 본 발명에 따른 건조 장치와 방법은 박막의 도포 전에, 전형적인 기술에 사용되는 포토마스크를 건조하기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 특징과 이점은 당연히 비한정적이고 예시적인 예로서 제공되는 일 실시예에 대한 다음의 설명과 첨부 도면을 통해 밝혀질 것이다.
도 1은 EUV 포토마스크 건조용 장치에 포함되는 다양한 수단의 개략도이다.
도 2는 EUV 포토마스크에 대한 적외선 방사원 각각의 위치를 도시하는 개략 저면도이다.
도 3은 각각의 적외선 방사원에 의해 방출되는 방사선과 그 결과 EUV 포토마스크에 의해 수신되는 방사선의 공간적 위치를 도시하는 것으로, W/㎟ 단위로 측정된 방사선(R)이 y축 상에 주어지고 mm 단위로 측정된 EUV 포토마스크 중심점으로부터의 거리(L)가 x축 상에 주어진다.
도 4는 포토마스크가 적외선 방사원에서 유래하는 방사선을 수신한 후 포토마스크 표면의 온도 분포를 도시한다.
도 5는 EUV 포토마스크에 대한 각각의 가스 분사기의 위치를 도시하는 개략상면도이다.
도 6은 가스 분사 시스템에 의해 분사되는 가스의 순환계의 사시도이다.
도 7은 EUV 포토마스크를 수납하고 배치하기 위한 수단의 일 실시예를 도시한다.
도 8은 마스크의 세정이 진행될 때 EUV 포토마스크 표면에 대한 액적의 접촉각의 추이를 도시하는 것으로, 접촉각(θ)은 y축 상에 주어지고 세정 작업의 경과는 x축 상에 주어진다.
EUV 포토마스크 건조에 사용되는 장치(1)가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 장치(1)는 포토마스크 세정 장치와 일체화된다.
장치(1)는 EUV 포토마스크를 수납할 수 있는 밀폐 챔버(2)와, 예컨대 주 펌프(5)와 부 펌프(4)를 포함하는 펌핑 수단(3)과, 챔버(2)의 하부에 배치되는 복수의 적외선 방사원(6)을 포함하는 적외선 방사 수단과, 압력 센서(7)와, 챔버(2)의 상부에 배치되는 원격 초음파 센서(8)와, 적어도 하나의 고온계(9)와, 가스 분사 라인을 포함하는 가스 분사 시스템과, 챔버(2)의 압력 상승을 방지하는 분출 밸브 또는 압력 릴리프 밸브와, 포토마스크 지지부(12)를 구비한다.
건조 단계 중에 EUV 포토마스크의 온도는 바람직하게는 최대한 중심에 가까운 포토마스크(13)의 가장자리를 겨냥하는 적어도 하나의 고온계(9)에 의해 제어된다. 고온계를 제어하고 주기적으로 점검하기 위한 시스템을 완결하기 위해 온도의 전 범위를 대상으로 보정 곡선이 작성된다. EUV 포토마스크의 평균 온도는 EUV 포토마스크의 표면의 다양한 지점의 온도를 측정하는 복수의 온도 센서, 바람직하게는 아홉 개의 센서에 의해 제공되는 정보를 통해 계산된다.
바람직하게는 개수가 세 개인 원격 초음파 센서(8)가 챔버 하부에 배치된다. 원격 초음파 센서(8)는 포토마스크 표면의 여러 지점을 기준으로 자신과 포토마스크(13) 간의 거리를 측정한다. 원격 초음파 센서(8)는 EUV 포토마스크가 챔버(2) 내로 도입되었는지 여부를 검출하고, 마스크의 크기를 측정하고, 챔버(2) 내에서의 마스크의 올바른 위치 설정, 특히 EUV 포토마스크의 수평 상태나 자세와 관련한 위치 설정을 승인하기 위해 사용된다.
적외선 램프와 같은 적외선 방사원(6)이 EUV 포토마스크를 건조하기 위해 사용된다. 본 발명은 예컨대 모두 동일한 것으로, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 가열이 포토마스크(13)의 표면에서 현저히 균일하도록 그 개수와 상호 간격과 포토마스크(13)로부터의 거리가 선택된 적외선 방사원(6)을 채택한다.
적외선 방사원(6)은 EUV 포토마스크(13)의 활성면측 챔버(2)의 하부에 배치되는 것으로, EUV 포토마스크(13)의 활성면에 곧장 수직하게 적외선을 전송할 수 있도록 EUV 포토마스크(13)의 표면에 평행한 평면에 배치된다. 적외선 방사원(6)은 적어도 세 개이다. 적외선 방사원 중 두 개(6a)는 포토마스크(13) 양측에 위치하도록 챔버의 단부를 향하여 배치된다. 나머지 적외선 방사원 또는 방사원들(6b)은 실질적으로 포토마스크(13)의 중앙부에 대응하도록 챔버 중앙에 배치된다. 이 예에서, 세 개의 적외선 방사원(6)은 83 mm의 거리(d)만큼 서로 이격된다. 방사원(6a, 6b)은 본 명세서에는 D=1.5×d인 거리(D), 즉 125 mm의 거리만큼 포토마스크(13) 표면으로부터 이격된 평면에 배치된다.
이러한 배치로 인해 모든 적외선 램프(6)의 방사 스펙트럼이 중첩될 수 있고, 따라서 포토마스크(13)의 표면 전체에 걸쳐 균일한 가열이 촉진될 수 있다. 도 3은 W/㎟ 단위로 측정된 방사선 값(R)을 ㎜ 단위로 측정된 포토마스크(13) 중앙부로부터의 거리(L)의 함수로서 도시한다. 포토마스크(13) 양측에 배치되는 적외선 방사원은 방사선(20, 21)을 각각 방출하고, 그 사이의 중앙에 배치되는 적외선 방사원은 방사선(22)을 전송한다. 이들 방사선 값(20, 21, 22)을 모두 합하면 방사선(23)이 된다. 도면에는 (점선으로 표시된) 결과치 방사선(23)를 수신하는 한 변의 길이가 2L=150 ㎜인 포토마스크(13)의 위치가 도시되어 있다. 포토마스크(13)의 중앙부는 L=0인 지점에 위치하며 따라서 포토마스크(13)는 L=-75 내지 L=+75의 위치를 점유한다. 따라서, 포토마스크(13)의 표면이 예컨대 중앙에 배치되는 단일 방사원(6)으로부터 수신하는 방사선과 비교하여 균일성이 실질적으로 개선되는 방사선(23)를 수신한다는 것을 알 수 있다. 도 4는 포토마스크(13) 표면에 획득되는 온도 분포의 예를 도시한다. 포토마스크의 편평한 구조를 고려하면 포토마스크(13) 가장자리의 온도 구배는 무시해도 될만한 것이다. 이 예에서, 온도 분포는 실질적으로 벨(bell) 형상으로, 포토마스크의 중심부 구역이 주변부 구역보다 현저히 뜨겁고 주변부 구역은 포토마스크(13)의 가장자리 구역보다 현저히 뜨겁다는 것을 알 수 있다. 그러나 포토마스크(13)에 대한 적외선 방사원(6) 각각의 배열은 허용 가능한, 즉 마스크의 활성면에서 10℃ 미만인 포토마스크 표면의 온도 구배를 제공한다.
적외선 방사 수단에 의해 포토마스크를 가열하고 펌핑 유닛(3)에 의해 대기압 미만의 압력, 예컨대 약 10-5 mbar의 압력을 겪게 함으로써 재료에 존재하는 가스의 표면을 향한 확산이 촉진되고 따라서 진공 하에서 이들 재료의 탈가스가 촉진된다. 그러므로 건조 유닛에 의해 포토마스크의 열화 없이 대량으로 균질한 건조가 이루어질 수 있다. 도 5와 도 6은 포토마스크(13) 활성면의 이면에 가스 스트림을 보낼 수 있도록 챔버(2)의 상부에 배치되는 것으로, 예컨대 질소나 헬륨과 같은 가스를 분사하는 복수의 가스 분사기(30)를 포함하는 가스 분사 시스템(10)의 일 실시예를 도시한다. 가스 분사 시스템(10)은 해당 분사기(30)가 포토마스크(13)의 중심을 향한 점과 일치하는 점을 중심으로 90°회전 불변을 따르도록 포토마스크(13) 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 가스 분사기(30)를 포함한다. 포토마스크(13)는 한 변의 길이가 2L=150 mm인 정사각형이다. 분사기(30)는 포토마스크(13)의 중심을 통과하는 수직축(X-X', Y-Y')으로부터 각각 거리(d1, d2, d3)에 배치되며, 변의 중앙에서는 축(X-X', Y-Y') 상에서 거리(d4)에 배치된다. 이 예에서, 거리는 예컨대 다음과 같다. d1=25 mm, d2=62.5 mm, d3=37.5 mm, d4=50 mm. 이들 거리(d1, d2, d3, d4)를 축(X-X', Y-Y') 상에 투사하면 등거리이다.
적외선 방사 수단이 정지되고 펌핑 유닛(23)이 챔버(2)에 격리되면, 포토마스크(13)는 그 외면과 주변 환경 간의 복사 및 대류 교환에 의해 냉각된다. 이어서 가스 분사기(30)에 의해 가스가 전송되고, 따라서 분사 가스의 순환을 도시하는 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 강제 대류에 의해 냉각이 가속화된다. 그러나 가스 분사기(30)의 특정 배열로 인해 적외선 방사원의 레이아웃에서 기인하는 온도 분포의 함수로서 포토마스크(13)의 표면을 냉각하는 것이 가능해진다. 가스 분사기(30)가 이렇게 분포되는 경우에는, 사용 가스(헬륨 또는 질소)는 먼저 포토마스크(13)의 중심부를 향해 배향되고 이어서 포토마스크 표면에서 대칭적으로 확장된 후 챔버의 벽을 따라 상승한다는 것을 알 수 있다. 그러므로 포토마스크를 향하는 챔버 내의 분사기의 레이아웃은 "벨 형상" 온도 분포를 상쇄하도록, 즉 포토마스크 중심부에서 더 큰 정도로 냉각이 이루어지도록 적외선 방사원의 레이아웃을 보완한다. 따라서 가스의 분사는 포토마스크 표면에 존재하는 온도 구배를 강화하지 않고 포토마스크(13)의 활성면에서 10℃ 미만으로 유지한다.
포토마스크 중심부의 냉각을 더욱 강화하기 위해, 포토마스크의 중심부를 향하도록 배치되는 가스 분사 오리피스의 직경을 나머지 분사 오리피스의 직경보다 크게 하는 것도 계획될 수 있다. 예컨대 포토마스크의 중심부을 향하도록 배치되는 가스 분사 오리피스의 직경은 다른 분사 오리피스의 직경의 약 두 배이다. 따라서 세 개의 적외선 방사원(6)에 대해 예컨대 17개의 가용 가스 분사기(30)가 존재한다.
포토마스크(13)를 수납하고 배치하기 위한 수단을 포함하는 건조 장치의 포토마스크 지지부(12)의 일 실시예가 도 6과 도 7에 도시되어 있다. 이들 수단은 네 개의 지주(41)에 의해 챔버(2) 내에 현수되는 것으로, 수납 대상 포토마스크(13)와 크기가 일치하는 천공형 프레임(40)을 포함한다. 따라서 적외선 방사원(6)은 프레임(40)에 의해 방해받지 않고 EUV 포토마스크(13)의 활성면을 향해 적외선을 방출할 수 있다. 또한 천공 프레임 형태를 취하는 포토마스크 수납 및 배치용 수단으로 인해 복사 및 대류 교환에 의한 포토마스크의 냉각이 촉진되며, 냉각의 균질성이 완전한 제어될 수 있도록 전도에 의한 열 전달이 억제된다.
지주(41)는 먼저 챔버(2)의 상부에 고정되고 이어서 프레임(40)의 네 모서리에 고정된다. 프레임(40)에 의해 지탱되는 네 개의 핀(42)은 포토마스크(13)를 수납하고 정확히 배치하는 기능을 갖는다. 핀(42)은 두 개의 부품, 즉 프레임(40)을 서로 연결할 수 있는 것으로 예컨대 스테인레스강이나 세라믹으로 제조되는 제1 부품(42a)과, 포토마스크(13)가 안착되는 것으로 예컨대 금으로 제조되는 두 개의 수납 탭으로 구성되는 제2 부품(42b)으로 구성된다. 연결 부품(42a)이 세라믹으로 제조되는 경우에는, 건조 중에 포토마스크(13)가 정전기적으로 하전되기 때문에 포토마스크(13)가 정전기를 배출할 수 있도록 탭(42b)은 챔버(2)의 접지부에 연결된다.
필요에 따라, 건조 장치는 크기가 다른 천공형 프레임이 각각 구비되고 크기가 가장 작은 프레임이 상단에 배치되도록 레이아웃되는 여러 개의 지지부를 포함할 수 있다.
또한 제어 및 명령 장치는 압력과 온도와 거리를 측정하기 위한 수단으로부터 정보를 수신하고 그로부터의 명령을 연역하여 적외선 방사 수단과 가스 분사 시스템을 수신되는 정보의 함수로서 작동시킨다. 제어 및 명령 장치는 또한 세정 장비와 포토마스크 건조 장치 사이를 이동하는 로봇 및 포토마스크 세정 장치와 통신할 수 있다.
세정 방법은 다음 작업을 포함하는 건조 단계를 포함한다. 천공 프레임(40)에 포토마스크(13)를 적치하는 로봇에 의해 포토마스크(13)가 세정 장치에서 건조 장치(1)의 챔버(2)로 운반된다. 변환 밸브가 폐쇄된다.
본 명세서에는 예컨대 세 개인 원격 초음파 센서(8)에 의해 포토마스크(13)의 위치 설정에 대한 점검이 이루어진다. 초음파 센서(8)에 의해 제공되는 측정치가 동일하다면 포토마스크가 올바른 수평 위치에 있는 것으로 승인된다. 이어서 측정된 값이 제어 및 명령 장치에 저장된다.
가열은 대기압에서 시작된다. 고온계(9)에 의해 온도의 추이가 실시간으로 측정된다. 포토마스크에 대한 가열의 균일성은 예컨대 1초 주기일 수 있는 적외선 방사원(6) 점등 주기와 예컨대 2초 주기인 소등 주기 간을 오가며 수행되는 간헐적 가열을 통해 보장된다. 포토마스크(13)가 60℃ 이하의 고정 온도에 도달하자마자, 챔버(2)에 대한 펌핑을 수행하기 위해 펌핑 유닛(3)이 가동된다. 직렬 연결되는 주 펌프(5)와 부 펌프(4)를 사용함으로써 진공이 10-5 mbar까지 승압된다. 이와 같이 성취되는 부 진공상태로 인해 보다 효율적인 포토마스크(13)의 탈착이 이루어진다. 포토마스크(13)는 약 10분 동안 60℃에 가까운 온도로 유지된다.
이어서 적외선 방사 수단이 정지되고 챔버(2)의 펌핑 유닛(3)이 격리된다. 이어서 중성 가스, 예컨대 질소 기류의 분사에 의해 챔버(2) 내의 압력 상승이 이루어진다. 가스 분사 시스템은 바람직하게는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 배치되는 복수의 분사기(30)의 형태를 취하거나 아니면 입자의 발생을 막기 위해 노즐에 의해 구성된다. 가스 분사 시스템은 포토마스크(13)보다 위에 배치되며, 포토마스크(13) 표면에 가스 스트림이 균질하게 분배되도록 여러 지점에서의 분사를 가능하게 한다. 따라서 분사된 가스로 인해 포토마스크(13)가 냉각되고 압력 상승이 이루어진다. 또한 적외선 방사 수단과 가스 스트림 분사용 시스템의 레이아웃으로 인해 포토마스크의 활성면의 온도가 균일하게 되어 활성면의 온도차가 10℃ 미만이 된다. 압력이 대기압에 도달하면, 질소 분사는 냉각 관점에서 볼 때 보다 효율적인 헬륨 분사로 대체된다. 포토마스크(13)의 온도가 약 30℃ 내지 약 35℃에 도달하면, 냉각이 정지되어 챔버로부터 포토마스크(13)를 회수할 수 있다. 온도 저하 중에 일어날 수 있는 대기 중의 가스의 재흡수를 방지하기 위해 포토마스크(13)가 상온에 가까운 온도가 되도록, 포토마스크(13)를 챔버로부터 추출하기에 앞서 포토마스크(13)의 온도가 약 30℃ 내지 약 35℃에 도달할 때까지 대기하는 과정이 존재한다.
도 8은 본 발명에 따른 방법에 의해 획득되는 건조의 효율성을 도시한다. 접촉각(θ)의 측정은 크롬(60)(Cr), 석영(61), 루테늄(62)(Ru) 및 탄탈륨 질화물(63)(TaN) 또는 실리콘 몰리브덴(64)(MoSi)으로 구성되는 표면을 대상으로 이루어진다. 모든 시험 대상 재료에 대해서, 건조 단계(66) 후에 측정되는 접촉각(θ)은 세정 작업(65)으로 측정되는 값과 동일한 자릿수이거나 훨씬 더 양호하다는 것에 주의해야 한다. 건조 단계(66) 후에 측정되는 접촉각(θ)은 건조 단계(67) 전에 측정되는 접촉각(θ)의 값과 비교되어야 한다.
당연히 본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않는 것이 아니라 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 기술분야의 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하다.

Claims (10)

  1. 포토마스크 건조 장치로서,
    - 적어도 하나의 포토마스크(13)를 수납하는 밀폐 챔버(2)와,
    - 상기 챔버(2) 내에 진공을 유발하고 유지하기 위한 펌핑 유닛(3)과,
    - 상기 챔버(2) 내에 배치되는 포토마스크(13)용 지지부(12)와,
    - 상기 챔버(2) 내에 배치되는 적외선 방사 수단(6)과,
    - 상기 챔버(2) 내로 가스를 분사하기 위한 시스템(10)을 포함하는 포토마스크 건조 장치에 있어서,
    상기 적외선 방사 수단은 상기 포토마스크(13)로부터 적외선 방사 수단까지의 거리가 관계식 D=1.5×d로 주어지고, 여기서 D는 적외선 방사원을 포함하는 평면과 상기 포토마스크 간의 거리이고, d는 두 이웃하는 적외선 방사원(6)의 중심점 간의 거리인 방식으로 정해지도록 상기 포토마스크(13)의 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 적외선 방사원(6)을 포함하며,
    상기 가스 분사 시스템(10)은 분사기(30)가 상기 포토마스크(13)의 중심점을 중심으로 90°회전 불변을 따르도록 하는 방식으로 상기 포토마스크(13)의 평면에 평행한 평면에 분포되는 복수의 가스 분사기(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적외선 방사원(6)은 상기 포토마스크(13)의 활성면에 수직하게 적외선을 전송하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두 개의 적외선 방사원(6)은 상기 포토마스크(13) 양측에 배치되고 하나의 적외선 방사원(6)은 적어도 상기 포토마스크(13) 중앙에 배치되도록 정렬되는 적어도 세 개의 적외선 방사원(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 포토마스크의 중앙을 향하도록 배치되는 가스 분사 오리피스의 직경은 나머지 오리피스의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포토마스크(13)의 가장자리의 온도를 측정하기 위해 배치되는 것으로, 고온계를 구비한 온도 측정 수단(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버(2) 내부에 현수되는 천공형 프레임(40)을 포함하는 것으로, 상기 포토마스크를 수납하고 배치하기 위한 수단을 포함하는 상기 포토마스크(13)의 지지부(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 원격 초음파 센서(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 압력(7)과 온도(9)와 거리(8)를 측정하기 위한 수단과, 상기 압력(7)과 온도(9)와 거리(8)를 측정하기 위한 수단으로부터 정보를 수신할 수 있고 수신된 정보의 함수로서 상기 적외선 방사 수단(6)과 상기 가스 분사 시스템(10, 30)을 작동시킬 수 있는 제어 및 명령 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 건조 장치를 사용하여 포토마스크를 건조하기 위한 방법이며,
    - 대기압 상태의 밀폐 챔버(2)에 상기 포토마스크(13)를 배치하는 단계와,
    - 최대 60℃의 고정된 온도까지 상기 포토마스크(13)를 가열하는 단계와,
    - 상기 밀폐 챔버에 들어있는 가스를 외부로 펌핑하여 상기 밀폐 챔버(2)에 낮은 압력을 수립하는 단계와,
    - 고정된 기간 동안 낮은 압력과 고정된 온도로 상기 챔버(2)를 유지하는 단계와,
    - 상기 포토마스크(13)의 가열을 정지하는 단계와,
    - 중성 가스를 분사하여 상기 챔버(2) 내에 대기압을 회복하는 단계와,
    - 상기 챔버(2)에서 상기 포토마스크(13)를 추출하기 전에 상기 포토마스크(13)의 온도가 약 30℃ 내지 약 35℃인지 승인하는 단계를 포함하는 포토마스크 건조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 포토마스크의 위치 설정은 적어도 세 개의 원격 초음파 센서(8)에 의해 확인되는 것을 특징으로 하는 포토마스크 건조 방법.
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