KR100711908B1 - 레티클 및 그 제조 방법, 그리고 노광 장비 및 그 구동방법 - Google Patents

레티클 및 그 제조 방법, 그리고 노광 장비 및 그 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조 장비에 관한 것으로, 특히 레티클(Bare reticle)의 파티클(Particle)의 부착을 방지하는 레티클 및 그 제조 방법, 그리고, 노광 장비 및 그 구동 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 소자 제조 장비에서 웨이퍼의 패턴을 형성하기 위한 노광 장비에서 레티클 상에 파티클이 부착되는 것을 미연에 방지하고, 노광 공정 중에도 파티클이 레티클에 붙어 발생하는 파티클 에러를 근본적으로 방지할 수 있어 레티클의 수명을 연장하고 노광 공정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 노광 장비에 레티클에 교류 전류를 공급할 수 있는 전류 공급원만 별도로 추가하여 구성할 수 있으므로 장비의 교체가 불필요하며, 노광 공정의 정확도를 향상시킬 수 있어 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
교류, 투명한 도전성 박막, 레티클, 파티클

Description

레티클 및 그 제조 방법, 그리고 노광 장비 및 그 구동 방법{reticle and the fabrication method, the exposure equipment and the operating method by using it}
도 1은 종래 레티클의 파티클을 제거하는 공정을 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 노광 장비의 일부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 레티클에 공급하는 교류 전류를 보여주는 그래프.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 레티클을 제조하는 공정을 보여주는 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
200 : 레티클 210 : 투명 기판
211 : 금속 패턴 211a : 금속막
212 : 투명한 도전성 박막 214 : 프레임
216 : 접착 부재 221 : 펠리클
240 : 전류 공급원 250 : 투영 렌즈
260 : 웨이퍼 261 : 포토 레지스트
본 발명은 반도체 소자 제조 장비에 관한 것으로, 특히 레티클(Bare reticle)의 파티클(Particle)의 부착을 방지하는 레티클 및 그 제조 방법, 그리고, 노광 장비 및 그 구동 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 포토마스크(photo mask)공정은 웨이퍼 상에 실제로 필요로 하는 회로를 구현하기 위하여 설계하고자 하는 회로 패턴이 그려진 레티클(reticle) 또는 마스크(mask)에 빛을 조사하여 웨이퍼 상에 도포된 감광제(photo resist)를 감광시킴으로써 원하는 패턴을 웨이퍼 상에 형성할 수 있게 된다.
통상적으로, '노광공정' 또는 '사진식각공정' 이라 불리는 이 공정은 웨이퍼 표면에 일정한 패턴을 형성하는 과정과 관련된 것이다.
즉, 포토마스크공정은 사진 기술과 화학적 부식법을 병용한 것으로, 웨이퍼 상에 감광제를 도포한 후, 상기 웨이퍼를 원하는 방향의 빛만 통과시키도록 패턴 정보가 담겨져 있는 레티클(reticle)을 투과한 빛에 노출시키면, 상기 감광제는 레티클에 담겨진 패턴에 따라 원하는 영역에서만 감광되므로, 감광된 영역의 감광제를 제거함으로써, 웨이퍼 표면에 원하는 패턴이 형성될 수 있는 것이다.
상기 레티클을 오염원으로부터 보호하는 수단으로 제시된 것이 대기 중 먼지가 레티클에 떨어져 빛을 가리는 것을 방지하는 펠리클(pellicle)이며, 이 펠리클은 감광제(photo resist)의 결함을 줄이고 레티클의 수명을 늘릴 수 있다.
상기와 같이 레티클은 웨이퍼에 패터닝(patterning)을 하는 중요한 요소로 수선 기술(repair technique)등의 기법을 사용하여 레티클을 결함없이 제조할 수 있다고 해도 조작(handling)과 대기 중 오염물질에 의한 레티클의 오염의 가능성을 완전히 배제할 수 없다.
도 1은 종래 레티클의 파티클을 제거하는 공정을 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레티클(110)에 부착되어 있는 파티클(111)을 제거함에 있어서, 종래에는 파티클(111) 제거기 내에서 질소(N2) 가스를 공급하는 노즐(nozzle)(120)을 통하여 분사함으로써 특정 포인터 위의 해당 파티클(111)을 제거할 수 있었다.
그런데, 이와 같은 종래의 레티클 파티클 제거 장치(100)는 글래스면에 손상을 입히거나 사용상 부주의로 인하여 레티클을 보호하기 위한 펠리클을 찢는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 반도체 소자의 패턴을 형성하기 위하여 노광 공정에서 사용하는 레티클 전면에 투명 전극을 형성하고 교류 전류를 흘려줌으로써 파티클이 부착되지 않는 레티클 및 그 제조 방법을 제공하는 데 제 1 목적이 있다.
또한, 본 발명은 반도체 소자를 제조하는 노광 공정에서, 레티클에 파티클이 부착되지 않도록 하는 노광 장비 및 그 구동 방법을 제공하는 데 제 2 목적이 있다.
상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레티클은, 투명 기판 상에 형성된 금속 패턴과; 상기 투명 기판 상의 일면에 형성된 투명한 도전성 박막과; 상기 투명 기판 상의 금속 패턴 상부에 형성된 펠리클;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명한 도전성 박막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(indium Zinc Oxide), ITZO(indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 어느 한 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 투명한 도전성 박막은 양극과 음극이 교번되어 극성을 띄는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 제 1 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레티클의 제조 방법은, 투명 기판 상에 금속 패턴이 형성되는 단계와; 상기 투명 기판 상의 일면에 투명한 도전성 박막을 형성하는 단계와; 상기 금속 패턴을 보호하는 펠리클을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 투명한 도전성 박막에는 양극과 음극이 교번되는 교류 전류가 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기 투명한 도전성 박막은 상기 금속 패턴 하부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 노광 장비는, 광원과; 상기 광원의 빛을 투과시키고 파티클의 부착을 방지하는 투명한 도전성 박막 이 형성된 레티클과; 상기 레티클에 교류 전류를 제공하는 전류 공급원과; 상기 레티클을 투과한 빛을 축소 투영하여 웨이퍼에 조사하는 렌즈부와; 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 레티클은 질소 가스가 분사되어 파티클을 제거하는 파티클 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전류 공급원은 상기 레티클이 양극과 음극이 교번되는 극성을 가지도록 교류 전류을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 제 2 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 노광 장비의 구동 방법은, 광원에서 발생된 빛이 레티클을 투과하고 축소 투영되어 웨이퍼에 노광을 하는 노광 장치를 구동하는 방법에 있어서, 상기 레티클에 교류 전류가 인가되어 레티클 전면에서 양극과 음극의 극성이 교번되어 발생하여 파티클의 부착을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 노광 장비와 레티클에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 노광 장비의 일부를 도시한 도면이고, 도 3은 상기 레티클에 공급하는 교류 전류를 보여주는 그래프이다.
상기 레티클(200)을 이용하여 노광 공정을 수행하는 스텝퍼 장비는 미세 패턴을 형성하는 장비로, 패턴이 그려진 레티클(200)의 모양을 투영방식으로 웨이퍼 위에 패터닝을 수행하는 장비를 말한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 레티클(200)은 그 상측으로 위치하는 광원(도면에 표현되지 않음)으로 부터 노광되며, 그 하측으로는 레티클(200)상에 형성된 이미지패턴을 포토 레지스트(261)가 도포된 웨이퍼(260)에 축소투영하는 투영렌즈(250)가 설치된다.
그리고, 상기 레티클(200)의 일면 또는 양면에 프레임(214)을 매개로 형성된 펠리클(221)은 빛이 통과하는 얇은 박막으로서 레티클(200)과 간격을 두고 배치된다.
상기 레티클(200) 상에는 크롬(Cr) 등의 불투명 금속이 패터닝되어 금속 패턴(211)을 형성하고 있으며, 상기 레티클(200)의 전면에는 투명한 도전성 박막(212)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 투명한 도전성 박막(212)은 전류 공급원(240)과 연결되어 있다.
도 3을 참조하면, 상기 전류 공급원(240)은 상기 투명한 도전성 박막(212)에 소정의 교류 전류를 공급하며, 상기 투명한 도전성 박막(212)은 공급된 교류 전류에 의해 +, - 극성을 번갈아 띄우게 되어 동일한 극성을 가지는 파티클들이 달라붙지 않도록 한다.
상기와 같이 구성되는 스텝퍼 장비는 레티클(200)의 패턴을 광학 렌즈를 이용하여 웨이퍼(260) 상에 축소 투영하여 전사하며, 사용되는 광원은 불화크립톤(KrF) 등이 주로 사용되고 있으며, 광원에서 조사된 빛은 레티클(200)로 입사된다.
상기 레티클(200)에 입사된 빛은 레티클(200)의 회절 격자를 통과하면서 0차광, 1차광, 2차광, 3차광 등으로 회절되어 레티클(200)에 담겨진 패턴에 따른 빛 이미지를 형성하고, 이러한 빛 이미지는 투영 렌즈(250)에서 축소된 후 웨이퍼(260)상에 형성된 포토 레지스트(261)에 입사된다.
이때, 상기 웨이퍼(260)가 고정될 수 있도록 웨이퍼척이 설치되는 웨이퍼 스테이지는, 웨이퍼를 가로, 세로 방향으로 일정한 간격으로 이송시켜 웨이퍼(260) 상에 형성된 포토 레지스트(261)에 전체적으로 레티클(200)의 패턴이 형성될 수 있도록 한다.
또한, 상기 광원 및 웨이퍼 스테이지의 구동은 제어기에서 컨트롤되며, 이를 위한 정보는 컴퓨터에 입력되어 있다.
이와 동시에, 상기 컴퓨터에 의해 상기 레티클(200)의 투명한 도전성 박막(212)과 연결된 전류 공급원(240)에서는 지속적으로 교류 전원이 공급되며, 이에 따라 상기 레티클(200)의 표면에는 파티클이 부착되지 않는다.
이와 같이, 하나의 웨이퍼에는 여러 개의 레티클에서의 미세한 패턴들이 선택적으로 노광됨으로써 필요한 전체 회로의 패턴이 형성되며, 본 발명에 따른 레티클에는 파티클이 부착되어 있지 않으므로 패턴 불량이 발생하지 않고 양호한 품위로 웨이퍼 상에 미세한 패턴들을 형성할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 레티클을 제조하는 공정을 보여주는 순서도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레티클(200)은 투명한 기판(210) 상에 크롬 등의 금속막(211a)을 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 소정 두께로 증착한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 금속막(211a)을 포토리소그래피(photolithography) 등의 방법으로 패터닝하여 금속 패턴(211)을 형성한다.
여기서, 상기 투명한 기판(210)으로는 석영(Quartz) 기판 등이 사용될 수 있고, 상기 금속막(211a)은 크롬(Cr) 등의 불투명한 금속이 사용될 수 있다.
이때, 상기 레티클(200)의 금속 패턴(211)은 웨이퍼 상에 실제로 필요로 하는 회로를 구현하기 위하여 설계하고자 하는 회로 패턴이 그려진 것으로 추후 축소되어 웨이퍼 상에 노광되므로 3~4배 확대된 크기로 형성된다.
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 금속 패턴(211)이 형성된 레티클(200) 상에 투명한 도전성 박막(212)을 형성한다.
이때, 상기 투명한 도전성 박막(212)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(indium Zinc Oxide), ITZO(indium Tin Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 증착되어 형성될 수 있다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 레티클(200) 상에 이러한 레티클(200)의 금속 패턴(211)에 불순물이 흡착되는 것을 방지하기 위하여 금속 패턴(211)이 형성된 면에 펠리클프레임(214)과 그 위에 얇은 막의 펠리클(221)을 접착 부재(216)로 부착하고 있다.
또한, 상기 펠리클프레임(214)과 상기 펠리클(221)도 접착 부재(216)로 부착된다.
상기 펠리클프레임(214)은 외부의 불순물인 파티클(particle)이 펠리클(221) 내부로 들어오는 것을 차단한다.
한편, 상기 투명한 도전성 박막(212)은 금속 패턴(211)이 형성된 레티클(200) 상에 형성될 수도 있고, 상기 레티클(200) 상에 투명한 도전성 박막(212)이 전면에 형성된 후 금속 패턴(211)이 형성될 수도 있다.
또한, 상기 투명한 도전성 박막(212)은 금속 패턴(211)이 형성되지 않는 레티클(200)의 후면에 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 레티클(200)에 부착되어 있는 파티클을 제거함에 있어서, 상기 레티클(200) 상에 투명한 도전성 박막(212)에 교류전류를 흘려줌으로써 +,- 극성에 따라 파티클의 부착을 방지함과 동시에 질소(N2) 가스를 노즐을 이용하여 불어 제거할 수 있다.
따라서, 상기 노광 장비는 상기 레티클(200)에 질소 가스가 분사되어 파티클을 제거하는 파티클 제거기를 더 포함할 수도 있다.
본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 레티클 및 그 제조 방법과, 노광 장비 및 그 구동 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 웨이퍼의 패턴을 형성하기 위한 노광 장비에서 레티클 상에 파티클이 부착되는 것을 미연에 방지하고, 노광 공정 중에도 파티클이 레티클에 붙어 발생하는 파티클 에러를 근본적으로 방지할 수 있어 레티클의 수명을 연장하고 노 광 공정의 정확도를 향상시킬 수 있으며 생산 수율을 향상시킬 수 있는 제 1의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 노광 장비에 레티클에 교류 전류를 공급할 수 있는 전류 공급원만 별도로 추가하여 구성할 수 있으므로 장비의 교체가 불필요하며, 노광 공정의 정확도를 향상시킬 수 있어 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 제 2의 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 투명 기판 상에 형성된 금속 패턴과;
    상기 투명 기판 상의 일면에 형성된 투명한 도전성 박막과;
    상기 투명한 도전성 박막에 교류전류를 인가하는 전류 공급원과;
    상기 투명 기판 상의 금속 패턴 상부에 형성된 펠리클;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레티클.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투명한 도전성 박막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(indium Zinc Oxide), ITZO(indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 어느 한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 레티클.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 투명한 도전성 박막은 양극과 음극이 교번되어 극성을 띄는 것을 특징으로 하는 레티클.
  4. 투명 기판 상에 금속 패턴이 형성되는 단계와;
    상기 투명 기판 상의 일면에 투명한 도전성 박막을 형성하는 단계와;
    상기 금속 패턴을 보호하는 펠리클을 형성하는 단계와;
    상기 투명한 도전성 박막에 양극과 음극이 교번되는 교류 전류를 인가하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레티클의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 투명한 도전성 박막은 상기 금속 패턴 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 레티클의 제조 방법.
  7. 광원과;
    상기 광원의 빛을 투과시키고 파티클의 부착을 방지하는 투명한 도전성 박막이 형성된 레티클과;
    상기 레티클에 교류 전류를 제공하는 전류 공급원과;
    상기 레티클을 투과한 빛을 축소 투영하여 웨이퍼에 조사하는 렌즈부와;
    상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 레티클은 질소 가스가 분사되어 파티클을 제거하는 파티클 제거기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 전류 공급원은 상기 레티클이 양극과 음극이 교번되는 극성을 가지도록 교류 전류을 제공하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
  10. 광원에서 발생된 빛이 레티클을 투과하고 축소 투영되어 웨이퍼에 노광을 하는 노광 장치를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 레티클에 교류 전류가 인가되어 레티클 전면에서 양극과 음극의 극성이 교번되어 발생하여 파티클의 부착을 방지하는 것을 특징으로 하는 노광 장비의 구동 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 레티클은 질소 가스가 분사되어 파티클이 제거되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장비.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4537813A (en) * 1982-09-27 1985-08-27 At&T Technologies, Inc. Photomask encapsulation
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