KR101189151B1 - 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치에 관한 것으로, 스퍼터 가스 또는 레이저 빔을 투과시키는 제 1 칼럼부와, 상기 제 1 칼럼부 하부에 상기 제 1 칼럼부와의 중첩 영역 조절이 가능하도록 배치되어, 상기 스퍼터 가스 또는 리페어 레이저 빔을 투과시키는 영역의 크기를 조절하는 제 2 칼럼부를 제공하되, 상기 레이저 빔을 이용할 경우 상기 제 1 칼럼부의 내부 또는 저부에 형성되어 상기 제 1 칼럼부와 제 2 칼럼부의 중첩 영역 이외의 영역을 차단시키는 제 1 광차단부 및 상기 제 2 칼럼부의 내부 또는 저부에 형성되어 상기 제 1 칼럼부와 제 2 칼럼부의 중첩 영역 이외의 영역을 차단시키는 제 2 광차단부를 포함하는 가변형의 어퍼쳐를 포함하는 리페어 툴을 제공함으로써, 바이너리 마스크(Binary Mask) 뿐만 아니라 하프톤 마스크(Half-Tone Mask)에서도 용이하게 재성막 패턴을 형성할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.
Description
본 발명은 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치에 관한 것으로, 마스크 패턴에 결함(Defect)이 발생한 경우, 결함 영역에 부분적인 성막(Repair)이 가능하도록 하는 가변형 어퍼쳐(Aperture)를 스퍼터 장치에 포함시킴으로써, 바이너리 마스크(Binary Mask) 뿐만 아니라 하프톤 마스크(Half-Tone Mask)에서도 국부적 영역에 스퍼터(Sputter)가 가능해 지도록 하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 포토리소그래피(photolithography) 공정에 의해 패터닝을 할 때 사용되는 일반적인 포토 마스크는 기판과 상기 기판상에 형성되며 광을 완전히 투과시키는 광투과부와 광을 완전히 차단시키는 광차단부를 가진다.
상기와 같은 종래의 일반적인 포토 마스크는 한 층의 패턴을 구현할 수밖에 없으므로 노광 및 현상을 수행하고 에칭으로 패턴을 형성하는 하나의 사이클 포토리소그래피 공정에만 사용할 수 있다.
여기서 일반적인 포토 마스크는 단지 한 층의 패턴을 구현할 수밖에 없는 구조로 되어 있어 비경제적이므로 기판상에 형성되어 조사되는 광을 완전히 투과시키는 광투과부와, 조사되는 광을 완전히 차단시키는 광차단부 및 조사되는 광의 일부만 투과시키는 반투과부를 가지는 하프 톤 마스크(half tone mask) 등이 개발되고 있는 시점이다.
종래에서 포토 마스크의 리페어는 크게 접착력 향상을 위한 첨가 재료를 사용하는 기술이 있다.
그리고, 흑점 불량이라 일컬어지는 마스크 패턴을 벗어나 과대 증착된 영역의 패턴을 다듬거나 연결부를 제거하는 트리밍(Trimming) 기술이 있으며, 반대로 백점 불량이라 일컬어지는 미증착 또는 증착 불량 등의 원인에 의해 발생된 끊어진 영역의 결함(Defect)을 연결(Wiring)하는 기술로 이루어진다.
여기서, 각 픽셀들은 0 내지 255 범위의 스케일의 그레이 레벨 값을 취할 수 있다. 그러므로, 마스크를 생성하기 위하여, 촬영된 사진의 그레이 레벨 값은 2개의 영역, 즉 결함이 있는 비마스킹 영역과 결함이 없는 마스킹 영역으로 나뉜다.
여기서, 종래의 오픈 부분을 결선 연결하는 방법은 증착 공정을 진행하면서 하프 톤을 만드는데 그레이 레벨(Gray-Level)을 맞춰야 하고, 레이저 종류, 파워(Power), 스캔 속도 및 온도 등의 증착 속도에 영향을 주는 요소들을 까다롭게 제어하야야 하는 문제가 있다.
특히, 레이저 증착시 사용하는 레이저와 원료 가스(Cr, Mo)의 증착 속도가 매우 빨라서 결함 연결을 위한 제어가 어려우므로 증착 조건을 맞추기가 쉽지 않다.
이로 인해 과대 증착(Over Deposition)이 발생되어 이를 제거하는 공정이 추가로 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한 국부적인 제어가 용이하지 못하므로 하프톤 마스크의 경우 기존과 동일한 투과율을 보일 수 없었다. 즉, 동일한 하프톤 물질을 이용하여 재 성막을 하는 경우에도, 재 성막시 사용되는 광원이 주변 하프톤 패턴에 영향을 주게되어 새로 형성된 부분과 기존에 있던 부분 사이에 투과율 차이가 발생되는 것이다.
따라서, 투과율을 맞추기 위해서 다른 조성의 하프톤 물질을 사용하여야 하는 불편함이 있었다.
본 발명은 스퍼터 방식의 성막 장치에 국부적인 리페어가 가능하도록 하는 가변형 어퍼쳐를 구비시킴으로써, 포토 마스크에 형성되는 최종 포토 마스크 패턴의 프로파일을 향상시키고, 포토 마스크 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 가변형 어퍼쳐를 포함하는 스퍼터 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 상술한 국부적 리페어를 위하여, 스퍼터를 위한 가스 또는 레이저 빔이 조사되는 영역을 용이하게 변형시킬 수 있는 가변형 어퍼쳐 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐는 투명 기판에 형성된 패턴의 결함 리페어용 성막을 위한 스퍼터 가스(Sputter Gas)를 통과시키는 제 1 개구부를 갖는 제 1 칼럼부 및 상기 제 1 칼럼부 상부 또는 하부에 구비되며, 상기 제 1 개구부와 중첩되는 제 2 개구부를 갖되, 상기 스퍼터 가스를 통과시키는 영역의 크기를 조절이 가능한 제 2 칼럼부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 개구부 또는 제 2 개구부는 삼각형, 사각형, 원형, 마름모 및 그 외 다각형 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터 장치는 스퍼터 가스(Sputter Gas)를 이용하여 투명 기판 상부에 패턴을 형성하는 챔버 및 상기 챔버 내에 구비되는 상술한 가변형 어퍼쳐를 포함하되, 리페어시 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 중첩되도록 하고, 상기 투명 기판에 패턴을 형성하기 위한 일반 성막시에는 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 상기 투명기판 상부에서 제거되도록 하는 동작을 제어하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐는 레이저 빔을 투과시키는 제 1 칼럼부와, 상기 제 1 칼럼부의 아래에 상기 제 1 칼럼부와의 중첩 영역 조절이 가능하도록 배치되어, 상기 레이저 빔을 투과시키는 영역의 크기를 조절하는 제 2 칼럼부와, 상기 제 1 칼럼부의 내부 또는 저부에 형성되어 상기 제 1 칼럼부와 상기 제 2 칼럼부의 중첩 영역 이외의 영역을 차단시키는 제 1 광차단부 및 상기 제 2 칼럼부의 내부 또는 저부에 형성되어 상기 제 1 칼럼부와 상기 제 2 칼럼부의 중첩 영역 이외의 영역을 차단시키는 제 2 광차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 1 칼럼부 또는 제 2 칼럼부의 단면은 삼각형, 사각형, 원형, 마름모 및 그 외 다각형 형태로 구비되는 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 중첩되는 범위에서 서로 교차 배치되도록 하는 동작을 제어하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 구동부는 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부의 각각 외부에 구비되거나, 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부의 내부에 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 포함하는 스퍼터 리페어 툴은 투명 기판에 형성된 패턴의 결함을 리페어할 수 있도록 레이저 빔을 공급하는 레이저 빔 발진부와, 상기 레이저 빔 발진부에서 공급되는 레이저 빔을 상기 기판의 리페어 위치에 전달하는 광학계와, 상기 광학계 하부에 위치하며, 상기 레이저 빔을 관통시키기 위하여 연속적으로 구비되는 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부의 교차 영역을 조절하여, 상기 레이저 빔의 조사 범위를 국부적으로 조절할 수 있는 가변형 어퍼쳐 및 상기 가변형 어퍼쳐 하부에 배치되어 상기 패턴의 결함을 리페어하는 재성막 패턴을 형성하기 위한 원료 물질을 공급하는 챔버를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 레이저 빔 발진부는 적외선 레이저(IR) 또는 자외선 레이저(UV)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학계는 상기 레이저 발진수단에서의 레이저 빔을 균질화 및 확대시키는 빔 쉐이퍼와, 상기 빔 쉐이퍼에서 출력되는 레이저 빔의 세기를 조절하는 빔 세기 조절부와, 상기 빔 세기 조절부를 거친 레이저 빔이 상기 기판의 리페어 위치로 조사되게 하는 대물렌즈 및 상기 대물렌즈와 상기 빔 세기 조절부의 사이에 구비되어 상기 대물렌즈의 배율을 바꾸도록 회전되게 하는 리볼버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기 챔버는 상기 패턴과 동일한 원료 물질을 공급하는 것을 특징으로 한다.
그 다음으로, 상기 리페어 툴은 상기 투명 기판 리페어시 촬상된 불량 패턴 이미지와 양품 패턴 이미지를 비교, 판독하는 카메라부 및 상기 카메라부의 판독 결과를 분석하여 상기 가변형 어퍼쳐를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치 이용하면, 리페어시 컬럼부의 위치를 조절하는 간단한 작업만 수행하면, 일반 성막 조건과 동일한 스퍼터 조건으로 용이하게 수행할 수 있다.
따라서, 바이너리 마스크(Binary Mask) 뿐만 아니라 하프톤 마스크(Half-Tone Mask)에서도 레이저를 이용한 리페어 공정에서도 포토 마스크 패턴의 결함 부분을 용이하게 제거할 수 있으며, 제거된 부분에 재성막 패턴을 용이하게 형성할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
따라서, 포토 마스크에 형성되는 최종 패턴의 프로파일을 향상시키고, 포토 마스크 제조 공정을 단순화시킬 수 있으므로, 포토 마스크 제조 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 하프톤 마스크 패턴을 리페어할 경우 동일한 하프톤 물질을 사용함으로써, 투과율을 맞추기 위한 추가 작업을 생략할 수 있고, 제조 수율을 더 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 크롬 패턴을 성막한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 하프톤 패턴을 성막한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 평면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 리페어 툴을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 하프톤 패턴을 성막한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 평면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 리페어 툴을 나타낸 사시도이다.
이하에서는, 본 발명의 상술한 목적에 근거하여 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치에 대하여 상세히 설명하는 것으로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
투명 기판을 이용한 포토 마스크 패턴을 형성하는 과정은 스퍼터 가스를 이용한 챔버를 이용하고 있으며, 패턴 형성 후 리페어하는 과정은, 재성막 패턴 형성을 위한 원료물질에 레이저를 조사하여 결함부위에 재성막 패턴을 증착함으로써, 리페어 하는 방식을 사용한다.
특히, 하프톤 마스크(Half-Tone Mask)의 하프톤 패턴에 발생한 결함부위를 리페어함에 있어서는 기본적으로 불량이 발생한 위치를 파악하여 결함부위를 특정하고, 1) 하프톤 패턴의 결함부위를 제거하는 단계와 2) 상기 제거된 결함부위 영역에 재성막 패턴을 레이저 증착하는 단계로서 수행된다.
여기서, 하프톤 마스크의 경우 결함부위를 제거하는 과정은 기존에 형성된 하프톤 패턴과 새로 리페어되는 재성막 패턴 사이의 투과율 차이를 최소화 하고, 재성막 패턴 형성 공정을 조금이라도 용이하게 수행하기 위해서 수행하던 과정이었다.
아울러, 기존의 하프톤 패턴 조성 물질로 재성막 패턴을 형성하는 경우 투과율 차이가 발생되었는데, 이 차이를 최소화 하기 위하여, 기존의 하프톤 패턴 조성 물질과 다른 새로운 조성으로 재성막 패턴을 형성하여야 했다.
그러나, 이러한 하프톤 마스크의 리페이 과정은 크롬 패턴을 사용하는 바이너리 마스크(Binary Mask)의 경우보다 더 복잡한 리페어 과정을 필요로 하는 것이므로 공정 시간이나 비용 등 효율적인 측면에서 더 불리한 측면이 있었다.
상기와 같은 불리한 과정이 수행되는 이유 중 하나는 재성막 패턴 형성을 위한 레이저 빔 조사 과정에서 결함 부위 이외의 영역에도 레이저 빔이 조사되어 하프톤 패턴의 투과율 차이가 발생하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 결함 부위에만 국부적으로 레이저 빔이 조사되고, 결함 부위에만 재성막 패턴이 형성될 수 있도록 하는 가변형의 어퍼쳐(Aperture)를 스퍼터 리페어 툴에 구비시킴으로써, 하프톤 마스크의 리페어 과정을 간소화 시킬 수 있었다.
도 1은 본 발명에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 크롬 패턴을 성막한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 투명기판(10) 상부에 크롬패턴(20)을 형성한 후 결함이 발생한 영역에, 재성막 패턴(30)을 형성한 것을 볼 수 있다. 이때, 크롬패턴(20)의 경우 광을 완전히 차단시키는 역할을 하므로, 광투과율과는 상관이 없으므로 재성막 패턴(30) 물질을 다양하게 사용할 수 있다.
그 구체적 예로서는 Cr, Cu, Ag, Au, Al, Co, Fe, Mo, Ni, Pb, Ti, W, Zn, Si, O, N 및 C 중에서 선택되는 어느 하나 또는 2 가지 이상의 원소를 포함하는 물질을 사용하여 재성막을 형성하는 것이 바람직하다.
그러나 이때, 국부적인 성막이 이루어지지 않는 경우 흑점 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 가변형 어퍼쳐를 이용함으로써, 불량 발생 없이 재성막 패턴(30)을 용이하게 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터 장치를 이용하여 하프톤 패턴을 성막한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 투명기판(100) 상부에 크롬 패턴(110)이 형성되고, 그 상부에 하프톤 패턴(120)이 형성된 것을 볼 수 있다.
이때, 크롬 패턴(110) 및 하프톤 패턴(120)의 적층구조는 포토 마스크 패턴에 대한 실시예 중 지극히 일 실시예만을 나타낸 것으로, 이 적층구조에 의해서 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
여기서, 하프톤 패턴(120)에 결함 부위가 존재하고, 결함 부위에 재성막 패턴(130)을 형성하게 되는데, 본 발명에 따른 스퍼터 리페어 툴을 이용하면, 도시된 바와 같이 결함 부위를 제거하지 않고 재성막 패턴(130)을 형성할 수 있다.
또한, 기존의 하프톤 패턴(120)과 동일한 조성을 이용함으로써, 새로운 조성 물질을 찾는데 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있다.
이때 사용될 수 있는 하프톤 패턴(120)의 조성물로서는 MoxOy, Mo+Si, Mo+SixNy, Mo+SiO2, WxOy, W+Si, W+SixNy, W+SiO2, Cr, Cr+W+SiO2, Cr+W+SixNy, CrxOy, Cr+Si, Cr+SixNy, Cr+SiO2, Cr+Mo+SixNy, Cr+Mo+SiO2, Cr+Mo+W+SixNy 및 Cr+Mo+W+SiO2 중에서 선택되는 어느 하나 이상이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 상기와 같은 리페어 과정이 가능하게 하는 본 발명의 가변형 어퍼쳐에 대하여 보다 상세히 설명하는 것으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 투명 기판(100)에 형성된 패턴에 상기 도 1 또는 도 2에서와 같이 결함이 발생하였다고 가정하였을 때, 결함부분을 리페어하는 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
여기서, 성막을 위한 스퍼터 가스(Sputter Gas)가 투명 기판(100) 상부에 국부적으로 조사되어야 하므로, 이를 제어하는 제 1 칼럼부(150) 및 제 2 칼럼부(160)가 구비된다.
이때, 제 1 칼럼부(150)는 플레이트 형태로 구비되며, 투명 기판(100) 전면을 커버할 수 있는 크기 또는 하기 제 2 칼럼부(160)와 결합한 평면적이 투명 기판(100) 전체를 커버할 수 있는 크기가 되어야 한다. 이는 리페어시 스퍼터 가스가 국부적으로 조사되도록 하기 위함이다.
그리고, 제 1 칼럼부(150)는 이러한 국부적 조사를 위하여 스퍼터 가스를 부분적으로 통과시키는 제 1 개구부(155)를 갖는다.
다음으로, 제 1 칼럼부(150)의 상부 또는 하부에 구비되며, 상기 제 1 개구부(155)와 중첩되는 제 2 개구부(165)를 갖되, 스퍼터 가스를 통과시키는 영역의 크기를 조절이 가능한 제 2 칼럼부(160)가 구비된다.
이때, 제 2 칼럼부(160)의 크기 관계는 제 1 칼럼부(150)와 동일한 특성을 가지며, 상기 제 1 개구부(155) 및 제 2 개구부(165)의 중첩 영역 조절에 의해서 미세한 영역의 리페어 성막이 가능하도록 할 수 있다.
이러한 리페어 성막을 위하여, 제 1 개구부(155) 또는 제 2 개구부(165)의 형태가 특별한 제한을 갖는 것은 아니나, 필요에 따라서 삼각형, 사각형, 원형, 마름모 및 그 외 다각형 형태 등을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터 장치는 스퍼터 가스(Sputter Gas)를 이용하여 투명 기판 상부에 패턴을 형성하는 챔버 및 상기 챔버 내에 구비되는 가변형 어퍼쳐를 포함한다.
즉, 리페어시에는 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 중첩되도록 하고, 상기 투명 기판에 패턴을 형성하기 위한 일반 성막시에는 상기 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 상기 투명기판 상부에서 제거되도록 하여야 하는데, 이러한 동작을 제어하는 별도의 구동부가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 리페어 성막은 일반 스퍼터 장치뿐만 아니라 레이저 스퍼터를 이용한 방식에도 응용될 수 있다.
따라서, 이하에서는 레이저를 이용한 스퍼터 리페어 툴에 대해 상세히 설명하는 것으로 하며, 본 발명에 따른 칼럼부를 제어하는 구동부에 대해서도 상세히 설명하는 것으로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 평면도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 단면 형태가 사각형으로 형성되며, 내부로 리페어 레이저 빔을 통과 시킬 수 있도록 속이 비어 있는 기둥 형태로 제 1 칼럼부(200)가 구비되고, 제 1 칼럼부(200)와 동일한 형태로 구비되며, 제 1 칼럼부(200)와 일부 영역이 중첩되도록 제 2 칼럼부(220)가 구비된다.
이때, 제 1 칼럼부(200)와 제 2 칼럼부(220)는 항상 동일한 형태로 구비되어야 할 필요는 없으며, 그 단면형태는 삼각형, 사각형, 마름모, 원형, 그 외 다각형 및 폐곡선 등의 형태로 이루어 질 수 있다.
다음으로, 제 1 칼럼부(200)와 제 2 칼럼부(220)가 중첩되어 형성되는 투광 영역(240)을 제외한 부분들은 레이저 빔 투과가 차단되어야 하므로, 제 1 칼럼부(200)에는 제 1 광차단부(210)를 구비시키고, 제 2 칼럼부(220)에는 제 2 광차단부(230)를 구비시키는 것이 바람직하다.
여기서, 제 1 광차단부(210)와 제 2 광차단부(230)의 형성 위치나 형태는 특별한 제한이 없으며, 상술한 바 대로 투광영역(240) 이외의 부분에서 불필요하게 레이저 빔이 투과되지 않는 정도로만 형성되면 무방하다.
또한, 상기 도 3 또는 도 4에서와 같이 제 1 칼럼부(200) 및 제 2 칼럼부(220)가 플레이트 형태로 구비될 경우 별도의 광차단부가 구비되지 않아도 된다.
그 다음으로, 제 1 칼럼부(200)와 제 2 칼럼부(220)의 중첩에 의한 투광영역(240)의 크기를 조절하기 위하여 X, Y 축에 각각의 칼럼부를 고정시킨 후 구동을 제어할 수 있다.
도 5에 도시된 일 실시예에 따르면, 제 1 칼럼부(200)를 X축에 고정시킨 후 좌우 방향으로 구동시키고, 제 2 칼럼부(220)를 Y축에 고정시킨 후 상하방향으로 구동시키면서, 중첩부인 투광 영역(240)의 크기를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 제 1 칼럼부(300) 및 제 2 칼럼부(320)가 구비되고, 각 칼럼부에 구비되는 제 1 및 제 2 광차단부로서, 제 1 칼럼부(300)에는 제 1 이너스페이서(310, 315)가 구비되고, 제 2 칼럼부(320)에는 제 2 이너스페이서(330, 335)가 구비되는 것을 볼 수 있다.
여기서, 이너스페이서는 2피스(piece) 형태로 도시되었으나, 실제 그 개수에는 제한이 없다. 따라서, 외부에서 추가된 피스가 아니고, 칼럼부의 내부 측벽이 부불어 오르는 형태가 되어도 무방하며, 각 칼럼부의 내부 공간 전체가 채워진 형태가 아니고, 일부분만 차단된 형태가 되어도 광차단부로서 작용하기만 하면 전혀 문제가 되지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 가변형 어퍼쳐는 제 1 및 제 2 광차단부의 형태에 의해서 제한되는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐를 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 제 1 칼럼부(300) 및 제 2 칼럼부(320)의 구동에 대한 일 실시예로서, 제 1 구동부(400) 및 제 2 구동부(420)와 각각 연결되는 제 1 구동 제어암(410)과 제 2 구동 제어암(430)에 대한 실시예를 볼 수 있다.
상기 도 5를 통하여 X, Y 축을 기준으로 본 실시예에서는 축간 이동 보다 더 자유도가 높은 형태의 구동예를 나타낸 것이다.
본 실시예에서는, 제 1 칼럼부(300)와 제 2 칼럼부(320)의 중첩 영역 제어 이외에 리페어 위치 이동 또한 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부의 구동 예로서는 상기 두 가지 실시예에 제한되는 것은 아니며, 더 다양한 실시예가 적용될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 서로 접촉되는 부분에 롤러 장치 및 기어 제어부등을 구비시킴으로써, 외부 구동 장치가 아닌 내부 구동 장치만으로 중첩 영역이 조절 될 수 있다.
또한, 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부가 서로 접촉되는 부분에 자력 장치를 구비시킴으로써, 구동이 가능하게 할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 가변형 어퍼쳐는 상기와 같은 구동 방식에 의해서 제한되는 것은 아니다.
아울러, 상기와 같은 구동 방식은 상기 도 3 및 도 4에 따른 가변형 어퍼쳐 및 스퍼터 장치에도 용이하게 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 리페어 툴을 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 투명기판(530) 상부에서 스퍼터 리페어 툴을 운용하면서 국부적인 리페어 공정을 수행하는 것을 알 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 스퍼터 리페어 툴은 재성막을 위한 조성물 및 원료 가스 공급을 위한 챔버(550)를 포함한다.
다음으로, 본 발명에 따른 제 1 칼럼부(500) 및 제 2 칼럼부(520)를 포함하는 가변형 어퍼쳐는 챔버(550) 상부에 배치되도록 함으로써, 국부적인 리페어 공정이 더 용이하게 이루어 질 수 있도록 한다.
그 다음으로, 가변형 어퍼쳐 상부에는 광학계 및 레이저 빔 발진부를 더 포함하며, 그 구체적 구조를 살펴 보면 다음과 같다.
여기서, 먼저 레이저 빔 발진부는 트리밍(Trimming) 공정을 수행하여 마스크 패턴의 과대 증착 영역을 수리하도록 레이저 빔을 공급하거나, 패턴이 끊어진 영역의 패턴 불량을 수리하되, 상기 투명 기판의 결함을 리페어할 수 있도록 증착 두께를 조절하면서 레이저 빔을 공급한다.
여기서, 상기 레이저 빔은 근자외선(NUV) 이하의 레이저를 사용하여 흑점 불량시 트리밍(Trimming) 공정을 수행하거나, 백점 불량시 CVD(chemical vapor deposition) 공정을 수행할 수 있으며, 적외선(IR) 레이저와 근자외선(NUV) 레이저를 이용하되 펄스파 근자외선(NUV) 레이저 이하 또는 적외선(IR) 레이저는 흑점 불량시 리페어에 적용하고, 연속파 근자외선(NUV) 레이저 이하의 레이저는 백점 불량시 리페어에 적용한다.
여기서, 흑점 불량에 따른 리페어시 레이저는 36 피코초(pico second) 이하의 펄스 지속 시간(pulse duration)을 가질 때 온도에 의한 손상이 없다.
다음으로, 레이저 빔 발진부는 레이저 소스를 방출하되 단일 펄스 구동 또는 반복 펄스 구동이 가능하며 다이오드 펌핑 고체 레이저 방식 또는 플래시 램프 펌핑 고체 레이저 방식으로 발진되고 피코초(ps) 내지 펨토초(fs) 펄스 폭, 즉, 36 피코초(36 X 10-12초) 이하의 펄스 폭을 갖는다. 그리고 상기 레이저 빔 발진부는 하나 또는 복수개로 구비되며 파장대는 250 ~ 1064nm 사이를 사용한다.
더욱이, 상기 레이저 빔 발진부는 Q-스위치 방식으로 레이저 빔을 발진하며, 네오늄 YAG(Nd:YAG), 네오늄YLF(Nd:YLF) 레이저, 사파이어(Ti:Sapphire) 레이저, 화이버 오실레이터(Fiber-Oscillator), 이터븀(Yitterbium) 및 엑시머(Excimer) 레이저 중 적어도 어느 하나를 발진한다.
다음으로, 광학계는 상기 레이저 빔 발진부에서 공급되는 레이저 빔을 투명 기판의 리페어 위치에 조사하여 초점이 맺히도록 전달하며, 빔 쉐이퍼, 빔 세기 조절부, 카메라부, 오토 포커스부, 리볼버 및 대물렌즈로 세분화하여 구성된다.
여기서, 레이저 빔 쉐이퍼(Beam shaper)는 상기 레이저 빔 발진부에서 발진되는 레이저를 균질화된 빔으로 변화시키거나 및 공정시 원하는 크기를 갖도록 확대시킨다.
다음으로, 빔 세기 조절부는 상기 빔 쉐이퍼에서 출력되는 레이저 빔의 세기를 조절하며, 에테뉴에이터(attenuator) 및 파워컨트롤러로 구성된다.
그 다음으로, 대물렌즈가 구비되는데, 본 발명에서는 특히 빔 세기 조절부 및 대물렌즈 사이에 카메라부를 더 구비시킨다.
카메라부는 레이저 빔 세기 조절부와 대물렌즈 사이에서 리페어 위치에 초점을 맞출 수 있도록 상기 투명 기판의 리페어 영상을 취득한다.
이때, 카메라부는 상기 투명 기판 리페어시 가공 위치를 실시간으로 출력하고 이 이외에 촬영된 영상을 제어부를 통하여 리페어 전/후의 결함 유무를 비교 판독하고 검사/확인할 수 있도록 구비된다.
그 다음으로, 오토 포커스부(Auto Focus Unit)는 카메라부와 대물렌즈 사이에 구비되어 리페어 위치에서 대물렌즈의 초점을 자동으로 맞추거나 대물렌즈를 투명 기판 방향 또는 투명 기판 반대 방향으로 이동시킨다.
그 다음으로, 리볼버(Revolver)는 대물렌즈 상부에 구비되어, 대물렌즈의 배율을 바꾸도록 한다. 이때, 대물렌즈 회전 방식을 이용할 수 있다.
그 다음으로, 챔버와 연결되는 원료가스 공급부가 구비될 수 있는데, 이는 투명 기판 리페어시 원료가스를 상기 투명 기판에 공급하는 기능을 한다.
그 다음으로, 제어부는 기본 적으로 본 발명에 따른 가변형 어퍼쳐를 구동시키는 제어를 수행하되, 상기 레이저 빔 발진부, 빔 쉐이퍼, 빔 세기 조절부, 카메라부, 오토 포커스부, 리볼버, 원료가스 공급부 및 후술할 모니터링부를 종합적으로 제어할 수 있도록 한다.
이때, 모니터링부는 투명 기판 리페어시 가공 면을 실시간으로 출력할 수 있도록 하는 카메라부와 연결되며, 이 이외에 카메라부에 의해 촬영된 영상을 제어부를 통하여 전달 받고 결함 유무를 비교 판독하고 검사/확인할 수 있도록 구비된다.
이상에서 개략적으로 설명한 본 발명에 따른 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치, 그리고 스퍼터 리페어 툴을 이용하면, 리페어시 컬럼부의 위치를 조절하는 간단한 작업만으로, 일반 성막 조건과 동일한 스퍼터 조건하에서 리페어 공정을 용이하게 수행할 수 있다.
따라서, 바이너리 마스크(Binary Mask) 뿐만 아니라 하프톤 마스크(Half-Tone Mask)에서도 제거된 부분만 국부적으로 재성막 패턴을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 레이저 빔을 이용하여 포토 마스크 패턴의 결함 부분을 용이하게 제거하여 리페어 공정이 더 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
따라서, 포토 마스크에 형성되는 최종 패턴의 프로파일을 향상시키고, 포토 마스크 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10, 100, 530 : 투명기판 20, 110 : 크롬 패턴
30, 130 : 재성막 패턴 120 : 하프톤 패턴
150, 200, 300, 500 : 제 1 칼럼부 155 : 제 1 개구부
160, 220, 320, 520 : 제 2 칼럼부 165 : 제 2 개구부
210 : 제 1 광차단부 230 : 제 2 광차단부
240 : 투광 영역 550 : 챔버
310, 315 : 제 1 이너스페이서 330, 335 : 제 2 이너스페이서
400 : 제 1 구동부 410 : 제 1 구동 제어암
420 : 제 2 구동부 430 : 제 2 구동 제어암
30, 130 : 재성막 패턴 120 : 하프톤 패턴
150, 200, 300, 500 : 제 1 칼럼부 155 : 제 1 개구부
160, 220, 320, 520 : 제 2 칼럼부 165 : 제 2 개구부
210 : 제 1 광차단부 230 : 제 2 광차단부
240 : 투광 영역 550 : 챔버
310, 315 : 제 1 이너스페이서 330, 335 : 제 2 이너스페이서
400 : 제 1 구동부 410 : 제 1 구동 제어암
420 : 제 2 구동부 430 : 제 2 구동 제어암
Claims (9)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 투명 기판에 형성된 패턴의 결함을 리페어할 수 있도록 레이저 빔을 공급하는 레이저 빔 발진부;
상기 레이저 빔 발진부에서 공급되는 레이저 빔을 상기 기판의 리페어 위치에 전달하는 광학계;
상기 광학계 하부에 위치하며, 상기 레이저 빔을 관통시키기 위하여 연속적으로 구비되는 제 1 칼럼부 및 제 2 칼럼부의 교차 영역을 조절하여, 상기 레이저 빔의 조사 범위를 국부적으로 조절할 수 있는 가변형 어퍼쳐; 및
상기 가변형 어퍼쳐 하부에 배치되어, 상기 패턴의 결함을 리페어하는 재성막 패턴을 형성하기 위한 원료 물질을 공급하는 챔버;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터 리페어 툴.
- 제5항에 있어서,
상기 레이저 빔 발진부는
적외선 레이저(IR) 또는 자외선 레이저(UV)를 사용하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 리페어 툴.
- 제5항에 있어서,
상기 광학계는
상기 레이저 발진수단에서의 레이저 빔을 균질화 및 확대시키는 빔 쉐이퍼;
상기 빔 쉐이퍼에서 출력되는 레이저 빔의 세기를 조절하는 빔 세기 조절부;
상기 빔 세기 조절부를 거친 레이저 빔이 상기 기판의 리페어 위치로 조사되게 하는 대물렌즈; 및
상기 대물렌즈와 상기 빔 세기 조절부의 사이에 구비되어 상기 대물렌즈의 배율을 바꾸도록 회전되게 하는 리볼버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 리페어 툴.
- 제5항에 있어서,
상기 챔버는
상기 패턴과 동일한 원료 물질을 공급하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 리페어 툴.
- 제5항에 있어서,
상기 스퍼터 리페어 툴은
상기 투명 기판 리페어시 촬상된 불량 패턴 이미지와 양품 패턴 이미지를 비교, 판독하는 카메라부; 및
상기 카메라부의 판독 결과를 분석하여 상기 가변형 어퍼쳐를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 리페어 툴.
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| KR1020110138643A KR101189151B1 (ko) | 2011-12-20 | 2011-12-20 | 가변형 어퍼쳐 및 이를 포함하는 스퍼터 장치 |
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