KR20230154493A - 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 관한 것으로, 육안 또는 검사장비를 통해 포토 마스크의 오염상태를 검사하는 검사단계; 세정할 포토 마스크를 적재하역유니트에 적재하는 적재단계; 적재하역유니트의 적재공간에 적재된 포토 마스크를 트랜스퍼 로봇을 통해 UV챔버 및 세정챔버 내부로 이동시켜 세정수단을 통해 포토 마스크의 표면을 세정하는 세정단계; 포토 마스크를 고속 회전시켜 건조하는 건조단계; 건조가 완료된 포토 마스크를 하역하는 하역단계;를 포함하고, 세정단계는, 자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 세정하는 제1세정단계;를 포함하거나, 자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계; 제1세정단계에서 세정된 포토 마스크를 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 2차 세정하는 제2세정단계;를 포함하거나, 자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계; 제1세정단계로 세정된 포토 마스크를 오존수, 메가소닉, 브러시의 세정수단을 통해 2차 세정하는 제2세정단계; 제2세정단계에서 세정된 포토 마스크를 브러시, 메가소닉의 세정수단을 통해 3차 세정하는 제3세정단계를 포함한다.
Description
본 발명은 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 세정단계에서 황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 자외선(UV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 친환경적으로 세정할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 리소그래피용 포토 마스크 기판 표면을 세정 처리하는 방식 중 주로 사용되는 세정 방식은 습식 세정 방식이고, 그 중에서 특히 황산 혼합액(SPM) 세정과 APM(SC1) 세정이 주로 사용되고 있다.
상기에서 SPM 세정은 황산과 과산화수소의 혼합액(H2SO4 + H2O2)을 이용해서 유기물과 금속을 제거하는 방식으로, 유기물 제거에 우수한 특징이 있다.
그리고, APM(SC1) 세정은 high-PH solution으로 유기물 필름, 금속, IB&IIB족의 화합물들이 포함된 얇은 최초 산화물(thin native oxide)를 용해 및 제거(dissolve, etching)시키고, 새로운 산화물(new oxide)를 형성하는 방법으로 불순물들을 제거하는 방식이다.
다만, 황산 혼합액(SPM) 세정에 따른 문제점으로 반도체용 포토 마스크 기판은 패턴 선폭이 미세화됨에 따라 불화아르곤 리소그래피(ArF lithography)에서 성장성 결함(Haze Defect)이 주로 검출되어 포토 마스크 제품의 품질 불량을 야기하며 성장성 결함은 일반적으로 세정 공정에서 습식 화학물질인 황산을 사용함에 따른 황이온이 공기중의 암모니아와 반응하여 나타나는 것으로 확인되고 있다.
1) SO2 + SO2 → SO + SO3
2) SO3 + H2O → H2SO4
3) H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4
따라서, 이러한 황산 혼합액(SPM) 세정에 따른 마스크 표면의 잔류이온 (SOx, NOx)을 줄이기 위하여 이것에 대한 대응 방안으로 오존수(O3 Water)를 이용하는 방법으로 오존(O3)의 분해반응으로 인하여 라디칼 이온(산소)이 유기물을 분해(산화 작용)하는 것에 이용되고, 또 하나의 방법인 UV/O3를 이용한 방법으로 UV 램프에서 발생하는 활성화 산소(Active O)와 유기물과의 반응(분해) 원리를 이용하는 세정 장비 시스템 구성이 필요하다.
하기의 특허문헌 1에는 웨이퍼 공정에서 포토 리소그래피 공정을 지속적으로 진행함에 따라 포토마스크 표면에 성장성 결함인 헤이즈(haze defect)를 방지하기 위하여 포토마스크 표면의 잔류 이온(residual ion)을 제거하는 포토마스크 세정방법으로, 포토마스크에 형성된 폴리머(polymer)를 제거하기 위하여 산계열에서 1차 세정공정을 실시하는 제1단계와; 가열된 과산화수소 및 오존수로 2차 세정공정을 실시하는 제2단계와; 1차 열처리를 실시하는 제3단계와; 염기계열에서 3차 세정공정을 실시하는 제4단계와; 가열된 과산화수소 및 오존수로 4차 세정공정을 실시하는 제5단계; 및 2차 열처리를 실시하는 제6단계;를 포함하는 포토마스크의 세정방법이 개시되어 있다.
하기의 특허문헌 2에는 패턴이 형성된 기판을 준비하는 단계; 및 기판 상에 음이온성 계면활성제가 20ppm 내지 500ppm의 농도로 첨가된 오존수 세정액을 공급하여 기판 상에 발생된 불순물을 제거하는 세정을 수행하는 단계를 포함하는 포토마스크의 세정방법이 개시되어 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 반도체 리소그래피용 포토 마스크 세정방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 반도체 리소그래피용 포토 마스크를 효율적으로 세정할 수 있도록 함은 물론 불화아르곤 리소그래피(ArF lithography)에서 검출되는 성장성 결함(Haze Defect)이 없도록 하여 반도체 리소그래피용 포토 마스크의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법을 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은, 육안 또는 검사장비를 통해 포토 마스크의 오염상태를 검사하는 검사단계; 세정할 포토 마스크를 적재하역유니트(미도시)에 적재하는 적재단계; 적재하역유니트(미도시)의 적재공간에 적재된 포토 마스크를 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 UV챔버(130)와 세정챔버(140)로 이동시켜 세정수단을 통해 포토 마스크의 표면을 세정하는 세정단계; 스핀척(141)에 장착된 포토 마스크를 고속 회전시켜 건조하는 건조단계; 건조가 완료된 포토 마스크를 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 포토 마스크를 하역하는 하역단계;를 포함하고, 세정단계는, 자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 세정하는 제1세정단계;를 포함하거나, 자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계; 제1세정단계에서 세정된 포토 마스크를 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 2차 세정하는 제2세정단계;를 포함하거나, 자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계; 제1세정단계로 세정된 포토 마스크를 오존수, 메가소닉, 브러시의 세정수단을 통해 2차 세정하는 제2세정단계; 제2세정단계에서 세정된 포토 마스크를 브러시, 메가소닉의 세정수단을 통해 3차 세정하는 제3세정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제1세정단계는, UV유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 172nm 이상의 자외선(UV)를 조사하는 UV조사단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하여 포토 마스크의 표면을 프리웨팅하는 프리웨팅단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉을 분사하는 제1메가소닉분사단계; 오존수 디스펜싱 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이하의 오존수(O3 Water)를 분사하는 제1오존수분사단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하는 제2메가소닉분사단계; 브러시 유니트를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 제1브러싱단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 제3메가소닉분사단계;를 포함하고, 제2세정단계는, 오존수 디스펜싱 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이하의 오존수(O3 Water)를 분사하는 제2오존수분사단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하는 제4메가소닉분사단계; 브러시 유니트를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 제2브러싱단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 제5메가소닉분사단계;를 포함하고, 제3세정단계는, 브러시 유니트를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 제3브러싱단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 제6메가소닉분사단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에서 제2오존수분사단계의 오존수 분사시간은 제1오존수분사단계의 오존수 분사시간보다 길게 설정되고, 제4메가소닉분사단계에서 메가소닉 분사시간은 제2메가소닉분사단계의 메가소닉 분사시간보다 길게 설정되고, 제2브러싱단계의 브러싱시간은 제1브러싱단계의 브러싱시간보다 길게 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 의하면, 세정단계에서 황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 자외선(UV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 친환경적으로 세정할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 의하면, 제1세정, 제2세정, 제3세정의 여러번의 세정단계를 통해 포토 마스크를 더욱 깨끗하게 세정할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 의하면, 불화아르곤 리소그래피 (ArF lithography)에서 검출되는 성장성 결함(Haze Defect)이 없게 되므로 포토 마스크 제품의 품질을 크게 향상시킬 수 있게 된다..
도 1은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치의 개략도,
도 2은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 공정 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제1세정단계의 공정 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제2세정단계의 공정 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제3세정단계의 공정 순서도.
도 2은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 공정 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제1세정단계의 공정 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제2세정단계의 공정 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제3세정단계의 공정 순서도.
이하 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치의 개략도이다.
도 1과 같이 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치(100)는 포토 마스크가 적재 및 하역되는 적재하역유니트(미도시)와 포토 마스크의 세정이 진행되는 UV챔버(130) 및 세정챔버(140)와, 포토 마스크를 적재 및 하역하는 트랜스퍼 로봇(120)이 설치된 형태를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치(100)는 UV챔버(130)내의 UV유니트가 설치되고, 세정챔버(140)의 내부 중앙에 포토 마스크를 회전시키는 스핀척(141)이 설치되며, 세정챔버(140)의 내부에 세정 유니트간의 간섭이 없도록 메가소닉 유니트(150), 오존수 디스펜싱 유니트(160), 브러시 유니트(170)가 설치된 형태를 가진다.
도 1에 제시된 메가소닉 유니트(150), 오존수 디스펜싱 유니트(160)는 하나의 몸체에 메가소식 유니트(150)의 탈이온수(DIW) 분사노즐과 메가소닉 분사노즐, 오존수 디스펜싱 유니트(160)의 오존수 분사노즐이 각각 별도로 구비되어 있는 경우이다. 그러나 메가소식 유니트(150)과 오존수 디스펜싱 유니트(160)를 각각 별도로 설치할 수도 있다.
도 2은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 공정 순서도이다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 전술한 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치(100)를 통해 반도체 리소그래피용 포토 마스크를 세정하는 방법으로, 검사단계, 적재단계, 세정단계, 건조단계, 하역단계를 포함한다.
검사단계는 세정대상물인 포토 마스크를 세정하기 전에 검사하는 단계이다.
검사단계는 육안으로 1차 포토 마스크의 오염상태를 검사한 후 검사장비를 통해 2차 검사하는 방식으로 진행될 수 있고, 이때 오염상태가 심하여 세정장비로 세정하기가 어려운 포토 마스크는 불량처리한다.
적재단계는 검사단계를 통과한 포토 마스크를 적재하역유니트(미도시)에 적재하는 단계로, 이때 적재유니트(미도시)에 적재되는 포토 마스크의 수량은 생산성 및 공정여건에 따라 설정될 수 있으며, 일반적으로 10매 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
적재하역유니트(미도시)의 적재공간에 적재된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 UV챔버(130)내부에 이동되어 UV유니트에 의해 UV조사된 후, 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 세정챔버(140) 내부 중앙의 스핀척(141)에 장착한다.
세정단계는 포토 마스크를 UV챔버(130)내부에 이동시킨 후, UV유니트에서 UV를 포토 마스크에 조사한다. 이후, 자외선(UV)가 조사된 포토마스크를 세정챔버(140) 내부에 이동스핀척(141)에 장착시킨다. 장착된 포토 마스크를 설정 속도(예를 들면 10~80 rpm)로 회전시키면서 메가소닉, 오존수, 브러시로 포토 마스크의 표면을 세정하는 단계이다.
세정단계는 UV유니트에서 UV를 포토 마스크에 조사한 후, 세정챔버(140) 내부 중앙의 스핀척(141)으로 이동된 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계;를 포함하거나, 상기 제1세정단계이후 제1세정단계에서 세정된 포토 마스크를 2차 세정하는 제2세정단계를 더 포함하거나, 제2세정단계이후 제2세정단계에서 세정된 포토 마스크를 3차 세정하는 제3세정단계를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제1세정단계의 공정 순서도이다.
제1세정단계는 UV조사단계, 프리웨팅단계, 제1메가소닉분사단계, 제1오존수분사단계, 제2메가소닉분사단계, 제1브러싱단계, 제3메가소닉분사단계 순으로 포토 마스크를 1차 세정하는 단계이다.
UV조사단계는 UV챔버(130) 내부에 설치된 UV유니트(131)가 이동하면서 포토 마스크의 표면에 172nm 이상의 자외선(UV)을 조사하는 단계이다.
상기 UV조사단계는 UV유니트(131)의 UV 램프가 포토 마스크의 표면을 스캔하는 방식으로 자외선(UV)을 조사하여 포토 마스크의 표면을 소수성에서 친수성으로 바꿔주는 동시에 포토 레지스트(PR)을 분해시킨다. 이때 자외선(UV) 조사시간은 5분 이내로 설정하는 것이 바람직하다.
프리웨팅단계는 상기 UV조사단계에서 자외선(UV)이 조사된 포토 마스크를 세정챔버(140)의 내부에 설치된 이동스핀척(141)에 장착시킨 후, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이상의 고온의 탈이온수(DIW)를 분사하여 포토 마스크의 표면을 프리웨팅(Pre-wetting)하는 단계이다.
제1메가소닉분사단계는 포토 마스크의 표면의 파티클을 제거하기 위한 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉(예를 들면 1.5MHz 주파수)을 분사하는 단계이다. 이때 메가소닉 분사시간은 10분 이내로 하는 것이 바람직하다.
제1오존수분사단계는 O라디칼을 통해 포토 마스크의 표면의 유기물을 제거하는 단계로, 세정챔버(140)의 내부에 설치된 오존수 디스펜싱 유니트(160)를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이하의 오존수(O3 Water)를 분사하는 단계이다.
제1오존수분사단계에서 포토 마스크의 표면에 분사되는 오존수의 농도는 50 ppm 이내가 좋고, 분사시간은 3분 정도가 바람직하다.
제2메가소닉분사단계는 전술한 제1메가소닉분사단계와 마찬가지로 포토 마스크의 표면의 파티클을 제거하기 위한 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 50℃ 이상의 고온의 탈이온수를 분사하는 단계이다. 이때 탈이온수의 분사시간은 10분 이내로 하는 것이 바람직하다.
제1브러싱단계는 세정챔버(140)의 내부에 설치된 브러시 유니트(170)를 통해 상온의 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크 표면의 각종 이물질을 닦아내는 단계로, 이때 세정액은 세제와 세정수를 1:10 ~ 1:300 의 중량비율로 혼합한 것을 사용할 수 있고, 브러싱시간은 5분 이내로 설정할 수 있다.
제3메가소닉분사단계는 제1브러싱단계 이후에도 잔류하는 미세한 파티클을 제거하는 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 단계이다.
제1브러싱단계 및 제3메가소닉분사단계에서는 상온의 세정수 및 상온의 탈이온수가 포토 마스크의 표면에 분사되기 때문에 제1메가소닉분단계의 탈이온수, 오존수분사단계의 오존수, 그리고 제2메가소닉분사단계의 탈이온수를 통해 가온된 포토 마스크의 온도를 낮춰서 안정화시킬 수 있게 된다.
제1세정단계이후에는 세정단계를 종료하고 포토 마스크를 건조하는 건조단계를 진행할 수 있으며, 경우에 따라서는 제1세정단계에서 세정된 포토 마스크를 2차세정하는 제2세정단계를 진행할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제2세정단계의 공정 순서도이다.
제2세정단계는 제1세정단계를 통해 1차 세정된 포토 마스크를 제2오존수분사단계, 제4메가소닉분사단계, 제2브러싱단계, 제5메가소닉분사단계,를 통해 2차 세정하는 단계이다.
제2오존수분사단계는 제1세정단계의 제1오존수분사단계와 마찬가지로 O라디칼을 통해 포토 마스크의 표면의 유기물을 제거하는 단계로, 세정챔버(140)의 내부에 설치된 오존수 디스펜싱 유니트(160)를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이하의 오존수(O3 Water)를 분사하는 단계이다.
제2오존수분사단계에서 포토 마스크의 표면에 분사되는 오존수의 농도는 제1오존수분사단계와 같이 50 ppm 이내가 바람직하고, 분사시간은 전술한 제1오존수분사단계의 3분보다 약간 더 길게 설정하는 것이 바람직하다.
제4메가소닉분사단계는 전술한 제1세정단계의 제2메가소닉분사단계와 마찬가지로 포토 마스크의 표면의 파티클을 제거하기 위한 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하는 단계이다. 이때 탈이온수의 분사시간은 전술한 제1세정단계의 제2메가소닉분사단계보다 약간 길게 설정하는 것이 바람직하다.
제2브러싱단계는 세정챔버(140)의 내부에 설치된 브러시 유니트(170)를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면의 각종 이물질을 닦아내는 단계로, 이때 세정액은 세제와 세정수를 1:10 ~ 1:300 의 중량비율로 혼합한 것을 사용할 수 있고, 브러싱시간은 전술한 제1세정단계의 제1브러싱단계보다 약간 길게 설정하는 것이 바람직하다
제5메가소닉분사단계는 제2브러싱단계 이후에도 잔류하는 미세한 파티클을 제거하는 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 단계이다.
제2세정단계의 제2브러싱단계 및 제5메가소닉분사단계에서는 상온의 세정수 및 상온의 탈이온수가 포토 마스크의 표면에 분사되기 때문에 제2오존수분사단계의 오존수, 그리고 제4메가소닉분사단계의 탈이온수를 통해 가온된 포토 마스크의 온도를 낮춰서 안정화시킬 수 있게 된다.
제2세정단계이후에는 세정단계를 종료하고 포토 마스크를 건조하는 건조단계를 진행할 수 있으며, 경우에 따라서는 제3세정단계를 실시한 후 건조단계를 진행할 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 제3세정단계의 공정 순서도이다.
제3세정단계는 제2세정단계를 통해 2차 세정된 포토 마스크를 제3브러싱단계, 제6메가소닉분사단계, 제3건조단계를 통해 3차 세정하는 단계이다.
제3브러싱단계는 제2세정단계의 제2건조단계를 거친 포토 마스크의 표면의 잔여 이물질을 세정챔버(140) 내부에 설치된 브러시 유니트(170)를 통해 상온 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 닦아내는 단계이고, 이때 세정액은 제1브러싱단계 및 제2브러싱단계와 마찬가지로 세제와 세정수를 1:10 ~ 1:300 의 중량비율로 혼합한 것을 사용할 수 있다.
제3브러싱단계의 브러싱시간은 전술한 제2세정단계의 제2브러싱단계와 같거나 약간 길게 설정하는 것이 바람직하다.
제6메가소닉분사단계는 제3브러싱단계 이후에도 잔류하는 미세한 파티클을 제거하는 단계로, 제1세정단계의 제3메가소닉분사단계 및 제2세정단계의 제5메가소닉분사단계와 마찬가지로 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수(Cold deionized water)를 분사하는 단계이다.
건조단계는 상기 세정단계에서 세정된 포토 마스크의 표면의 수분을 제거하는 단계로, 포토 마스크가 장착된 스핀척(141)을 설정시간동안 고속 회전시키는 단계이다.
건조단계에서 스핀척(141)의 회전속도는 최대 1500 rpm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
하역이동은 상기 건조단계에서 건조된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 스핀척(141)으로부터 적재하역유니트(미도시)의 하역공간으로 이동되는 단계이고, 하역단계는 적재하역유니트(미도시)로부터 포토 마스크를 하역한다.
이처럼 본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 특히 세정단계에서 황산 혼합액(SPM) 등의 화학물질을 전혀 사용하지 않고, 자외선(UV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 친환경적으로 세정한다.
본 발명에 따른 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 예를 들어 4" ~ 9" 크기의 포토 마스크에 모두 적용 가능할 뿐 아니라 반도체에 이용되는 블랭크 마스크, 그밖의 마스크의 세정에도 적용 가능하다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 세정장치
120 : 트랜스퍼 로봇
130 : UV챔버
131 : UV유니트
140 : 세정챔버
141 : 스핀척
150 : 메가소닉 유니트
160 : 오존수 디스펜싱 유니트
170 : 브러시 유니트
120 : 트랜스퍼 로봇
130 : UV챔버
131 : UV유니트
140 : 세정챔버
141 : 스핀척
150 : 메가소닉 유니트
160 : 오존수 디스펜싱 유니트
170 : 브러시 유니트
Claims (3)
- 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법으로,
육안 또는 검사장비를 통해 포토 마스크의 오염상태를 검사하는 검사단계; 세정할 포토 마스크를 적재하역유니트(110)에 적재하는 적재단계; 적재하역유니트(110)의 적재공간에 적재된 포토 마스크를 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 UV챔버(130)와 세정챔버(140)로 이동시켜 세정수단을 통해 포토 마스크의 표면을 세정하는 세정단계; 스핀척(141)에 장착된 포토 마스크를 고속 회전시켜 건조하는 건조단계; 건조가 완료된 포토 마스크를 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 적재하역유니트(미도시)로부터 세정 및 포토 마스크를 하역하는 하역단계;를 포함하고,
세정단계는,
자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 세정하는 제1세정단계;를 포함하거나,
자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계; 제1세정단계에서 세정된 포토 마스크를 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 2차 세정하는 제2세정단계;를 포함하거나,
자외선(UV), 메가소닉, 오존수, 브러시의 세정수단을 통해 포토 마스크를 1차 세정하는 제1세정단계; 제1세정단계로 세정된 포토 마스크를 오존수, 메가소닉, 브러시의 세정수단을 통해 2차 세정하는 제2세정단계; 제2세정단계에서 세정된 포토 마스크를 브러시, 메가소닉의 세정수단을 통해 3차 세정하는 제3세정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법. - 제1항에 있어서,
제1세정단계는,
UV 유니트(131)를 통해 포토 마스크의 표면에 172nm 이상의 자외선(UV)를 조사하는 UV조사단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하여 포토 마스크의 표면을 프리웨팅하는 프리웨팅단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉을 분사하는 제1메가소닉분사단계; 오존수 디스펜싱 유니트(160)를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이하의 오존수(O3 Water)를 분사하는 제1오존수분사단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하는 제2메가소닉분사단계; 브러시 유니트(170)를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 제1브러싱단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 제3메가소닉분사단계;를 포함하고,
제2세정단계는,
오존수 디스펜싱 유니트(160)를 통해 포토 마스크의 표면에 50℃ 이하의 오존수(O3 Water)를 분사하는 제2오존수분사단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 50℃ 이상의 탈이온수를 분사하는 제4메가소닉분사단계; 브러시 유니트(170)를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 제2브러싱단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 제5메가소닉분사단계;를 포함하고,
제3세정단계는,
브러시 유니트(170)를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 제3브러싱단계; 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈이온수를 분사하는 제6메가소닉분사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법. - 제2항에 있어서,
제2오존수분사단계의 오존수 분사시간은 제1오존수분사단계의 오존수 분사시간보다 길게 설정되고, 제4메가소닉분사단계에서 메가소닉 분사시간은 제2메가소닉분사단계의 메가소닉 분사시간보다 길게 설정되고, 제2브러싱단계의 브러싱시간은 제1브러싱단계의 브러싱시간보다 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법.
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