KR102566723B1 - Spin cleaning method of semiconductor lithography photo mask using ozone water - Google Patents
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Abstract
반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 관한 것으로,
포토 마스크가 적재 및 하역되는 적재하역유니트와 포토 마스크의 세정이 진행되는 세정챔버의 사이에 포토 마스크를 적재 및 하역하는 트랜스퍼 로봇이 설치되고, 세정챔버의 내부 중앙에 포토 마스크를 회전시키는 스핀척이 설치되고, 세정챔버의 내부 전방과 내부 후방에 브러시 유니트와 메가소닉 유니트가 설치되고, 세정챔버의 내부 좌측과 내부 우측에 EUV 유니트와 오존수 디스펜싱 유니트가 설치된 세정장치를 사용하는 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법으로, 세정할 포토 마스크를 적재하역유니트에 적재하는 적재단계; 적재하역유니트의 적재공간에 적재된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇을 통해 세정챔버 내부의 스핀척으로 이동되는 세정이동단계; 스핀척에 장착된 포토 마스크를 설정속도로 회전시키면서 극자외선(EUV), 메가소닉, 오존수, 브러시로 포토 마스크의 표면을 세정하는 세정단계; 세정이 완료된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇을 통해 스핀척으로부터 적재하역유니트의 하역공간으로 이동되는 하역이동단계; 적재하역유니트로부터 세정된 포토 마스크를 하역하는 하역단계;를 포함하는 기술 구성을 통하여
황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 극자외선(EUV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 효율적으로 세정할 수 있게 되는 것이다.It relates to a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for semiconductor lithography,
A transfer robot that loads and unloads photo masks is installed between the loading and unloading unit where photo masks are loaded and unloaded and the cleaning chamber where photo masks are cleaned, and a spin chuck that rotates photo masks is installed in the center of the cleaning chamber. Photo for lithography of a semiconductor using a cleaning device, in which a brush unit and a megasonic unit are installed on the inner front and inner rear of the cleaning chamber, and an EUV unit and an ozone water dispensing unit are installed on the inner left and inner right sides of the cleaning chamber. As a spin cleaning method using ozone water used for the mask, a loading step of loading the photo mask to be cleaned into a loading and unloading unit; a cleaning movement step in which the photomask loaded in the loading/unloading unit loading space is moved to the spin chuck inside the cleaning chamber through the transfer robot; A cleaning step of cleaning the surface of the photo mask with extreme ultraviolet (EUV), megasonic, ozone water, and a brush while rotating the photo mask mounted on the spin chuck at a set speed; a loading and unloading step of moving the cleaned photo mask from the spin chuck to the loading and unloading space of the loading and unloading unit through the transfer robot; Through a technical configuration including a; unloading step of unloading the cleaned photo mask from the loading and unloading unit.
The photomask can be efficiently cleaned using extreme ultraviolet (EUV), ozone water (O 3 Water), Megasonic, and a brush without using harmful chemicals such as sulfuric acid.
Description
본 발명은 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 극자외선(EUV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 친환경적으로 세정할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for semiconductor lithography, and more particularly, to a spin cleaning method using extreme ultraviolet (EUV), ozone water (O 3 Water), mega It relates to enabling eco-friendly cleaning of photomasks using sonic and brushes.
일반적으로 반도체의 리소그래피용 포토 마스크 기판 표면을 세정 처리하는 방식 중 주로 사용되는 세정 방식은 습식 세정 방식이고, 그 중에서 특히 황산 혼압액(SPM) 세정과 APM(SC1) 세정이 주로 사용되고 있다.In general, among the methods of cleaning the surface of a photomask substrate for lithography of a semiconductor, a mainly used cleaning method is a wet cleaning method, and among them, sulfuric acid mixed pressure solution (SPM) cleaning and APM (SC1) cleaning are mainly used.
상기에서 SPM 세정은 황산과 과산화수소의 혼합액(H2SO4 + H2O2)을 이용해서 유기물과 금속을 제거하는 방식으로, 유기물 제거에 우수한 특징이 있다.In the above, the SPM cleaning is a method of removing organic substances and metals using a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide (H2SO4 + H2O2), and has excellent characteristics in removing organic substances.
그리고, APM(SC1) 세정은 high-PH solution으로 유기물 필름, 금속, IB&IIB족의 화합물들이 포함된 얇은 최초 산화물(thin native oxide)를 용해(dissolve)시키고(etching) 새로운 산화물(new oxide)를 형성하는 방법으로 불순물들을 제거하는 방식이다.And, APM (SC1) cleaning is a high-PH solution that dissolves (etching) thin native oxide containing organic films, metals, and IB & IIB group compounds to form new oxides. It is a way to remove impurities.
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.However, due to problems caused by sulfuric acid mixture (SPM) cleaning, as the pattern line width of the photo mask substrate for semiconductors is miniaturized, haze defects are mainly detected in ArF lithography, causing poor quality of photo mask products. It is generally confirmed that growth defects are caused by sulfur ions reacting with ammonia in the air due to the use of sulfuric acid, a wet chemical in the cleaning process.
1) SO2 + SO2 → SO + SO3 1) SO 2 + SO 2 → SO + SO 3
2) SO3 + H2O → H2SO4 2) SO 3 + H2O → H 2 SO 4
3) H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4 3) H 2 SO 4 + 2NH 3 → (NH 4 ) 2 SO 4
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 분해반응로 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.Therefore, in order to reduce the residual ions (SOx, NOx) on the surface of the mask due to the sulfuric acid mixture (SPM) cleaning, ozone water (O 3 Water) is used as a countermeasure to this, due to the decomposition reaction of ozone (O 3 ) Radical ions (oxygen) are used to decompose organic matter (oxidation), and another method using UV/O 3 is the reaction between active oxygen (Active O) generated from a UV lamp and organic matter (decomposition) It is necessary to configure a cleaning equipment system using the principle.
하기의 특허문헌 1에는 웨이퍼 공정에서 포토 리소그래피 공정을 지속적으로 진행함에 따라 포토마스크 표면에 성장성 결함(defect)인 헤이즈(haze)를 방지하기 위하여 포토마스크 표면의 잔류 이온(residual ion)을 제거하는 포토마스크 세정방법으로, 포토마스크에 형성된 폴리머(polymer)를 제거하기 위하여 산계열의 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 실시하여 제5단계; 및 2차 열처리를 실시하는 제6단계;를 포함하는 포토마스크의 세정방법이 개시되어 있다.In Patent Document 1 below, as the photolithography process is continuously performed in the wafer process, residual ions on the surface of the photomask are removed in order to prevent haze, which is a growth defect, on the surface of the photomask. As a mask cleaning method, a first step of performing a primary cleaning process in an acid-based acid series to remove a polymer formed on a photomask; A second step of performing a second cleaning process with heated hydrogen peroxide and ozone water; A third step of performing a first heat treatment; A fourth step of performing a tertiary cleaning process in the base series; A fifth step by performing a fourth cleaning process with heated hydrogen peroxide and ozone water; and a sixth step of performing a secondary heat treatment.
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.In Patent Document 2 below, preparing a substrate on which a pattern is formed; and supplying an ozone water cleaning solution to which an anionic surfactant is added at a concentration of 20 ppm to 500 ppm on the substrate to perform cleaning to remove impurities generated on the substrate.
본 발명은 상기 종래 기술의 반도체의 리소그래피용 포토 마스크 세정방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 반도체의 리소그래피용 포토 마스크를 효율적으로 세정할 수 있도록 함은 물론 불화아르곤 리소그래피 (ArF lithography)에서 검출되는 성장성 결함(Haze Defect)이 없도록 하여 반도체의 리소그래피용 포토 마스크의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법을 제공하는 데에 있는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art method for cleaning a photomask for lithography of a semiconductor, and its object is to efficiently clean a photomask for lithography of a semiconductor without using harmful chemicals such as sulfuric acid. Spin cleaning using ozone water used in photomasks for lithography of semiconductors to improve the quality of photomasks for lithography of semiconductors by eliminating haze defects detected in argon fluoride lithography (ArF lithography) It's about providing a way.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 포토 마스크가 적재 및 하역되는 적재하역유니트와 포토 마스크의 세정이 진행되는 세정챔버의 사이에 포토 마스크를 적재 및 하역하는 트랜스퍼 로봇이 설치되고, 세정챔버의 내부 중앙에 포토 마스크를 회전시키는 스핀척이 설치되고, 세정챔버의 내부 전방과 내부 후방에 브러시 유니트와 메가소닉 유니트가 설치되고, 세정챔버의 내부 좌측과 내부 우측에 EUV 유니트와 오존수 디스펜싱 유니트가 설치된 세정장치를 사용하는 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법으로, 세정할 포토 마스크를 적재하역유니트에 적재하는 적재단계; 적재하역유니트의 적재공간에 적재된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇을 통해 세정챔버 내부의 스핀척으로 이동되는 세정이동단계; 스핀척에 장착된 포토 마스크를 설정속도로 회전시키면서 극자외선(EUV), 메가소닉, 오존수, 브러시로 포토 마스크의 표면을 세정하는 세정단계; 세정이 완료된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇을 통해 스핀척으로부터 적재하역유니트의 하역공간으로 이동되는 하역이동단계; 적재하역유니트로부터 세정된 포토 마스크를 하역하는 하역단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention includes a loading and unloading unit in which the photomask is loaded and unloaded and a cleaning chamber in which the photomask is cleaned. A transfer robot for loading and unloading photo masks is installed between the cleaning chamber, a spin chuck for rotating the photo mask is installed in the center of the inside of the cleaning chamber, and a brush unit and a megasonic unit are installed inside the front and rear of the cleaning chamber. It is a spin cleaning method using ozone water used for photomasks for lithography of semiconductors using a cleaning device equipped with an EUV unit and an ozone water dispensing unit installed on the inner left and inner right sides of the cleaning chamber. Loading and unloading the photomask to be cleaned Loading step of loading to; a cleaning movement step in which the photo mask loaded in the loading space of the loading/unloading unit is moved to the spin chuck inside the cleaning chamber through the transfer robot; A cleaning step of cleaning the surface of the photo mask with extreme ultraviolet (EUV), megasonic, ozone water, and a brush while rotating the photo mask mounted on the spin chuck at a set speed; a loading and unloading step of moving the cleaned photo mask from the spin chuck to the loading and unloading space of the loading and unloading unit through the transfer robot; and a unloading step of unloading the cleaned photo mask from the loading and unloading unit.
본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 세정단계는, EUV 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 172nm 이상의 극자외선(EUV)를 조사하는 EUV조사단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 40℃ 이상의 탈염수를 분사하여 포토 마스크의 표면을 프리웨팅하는 프리웨팅단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉을 분사하는 제1메가소닉분사단계; 오존수 디스펜싱 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 40℃ 이상의 오존수(O3 Water)를 분사하는 오존수분사단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 40℃ 이상의 탈염수를 분사하는 제2메가소닉분사단계; 브러시 유니트를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 브러싱단계; 메가소닉 유니트를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈염수를 분사하는 제3메가소닉분사단계; 스핀척을 1500 rpm 이하의 회전속도록 회전시켜 세정된 포토 마스크의 표면의 수분을 제거하는 건조단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cleaning step of the spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention includes an EUV irradiation step of irradiating extreme ultraviolet (EUV) of 172 nm or more on the surface of the photomask through an EUV unit; a pre-wetting step of pre-wetting the surface of the photo mask by spraying deionized water of 40° C. or higher on the surface of the photo mask through the megasonic unit; a first megasonic spraying step of spraying megasonic onto the surface of the photo mask through the megasonic unit; an ozone water spraying step of spraying ozone water (O 3 Water) of 40° C. or higher on the surface of the photo mask through an ozone water dispensing unit; a second megasonic spraying step of spraying megasonics and demineralized water at 40° C. or higher on the surface of the photo mask through the megasonic unit; a brushing step of wiping the surface of the photo mask with a brushing pad while spraying a cleaning solution through a brush unit; a third megasonic spraying step of spraying megasonics and deionized water at room temperature on the surface of the photo mask through the megasonic unit; and a drying step of removing moisture from the surface of the cleaned photomask by rotating the spin chuck at a rotational speed of 1500 rpm or less.
본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 오존수분사단계에서 포토 마스크의 표면에 분사되는 오존수의 농도가 50 ppm 이하인 것을 특징으로 한다.The spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention is characterized in that the concentration of ozone water sprayed on the surface of the photomask in the ozone water spraying step is 50 ppm or less.
본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 브러싱단계 및 제3메가소닉분사단계에서 상온의 세정수 및 상온의 탈염수가 포토 마스크의 표면에 분사되어 제1메가소닉분단계에서 분사되는 40℃ 이상의 탈염수, 오존수분사단계에서 분사되는 40℃ 이상의 오존수, 그리고 제2메가소닉분사단계에서 분사되는 40℃ 이상의 탈염수를 통해 가온된 포토 마스크의 온도를 낮춰서 안정화시키는 것을 특징으로 한다.In the spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention, cleaning water at room temperature and deionized water at room temperature are sprayed on the surface of the photomask in the brushing step and the third megasonic spraying step to generate the first megasonic wave. It is characterized by lowering and stabilizing the temperature of the photo mask heated through demineralized water of 40 ° C or higher sprayed in the minute step, ozone water of 40 ° C or higher sprayed in the ozone water spray step, and demineralized water of 40 ° C or higher sprayed in the second megasonic spray step. do.
본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법에 의하면, 황산액 등의 유해 화학물질을 사용하지 않고 극자외선(EUV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 효율적으로 세정할 수 있게 된다.According to the spin cleaning method using ozonated water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention, extreme ultraviolet (EUV), ozone water (O 3 Water), and megasonic water are used without using harmful chemicals such as sulfuric acid. ), the photo mask can be efficiently cleaned using a brush.
본 발명에 따른 반도체의 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..According to the spin cleaning method using ozone water used in photomasks for lithography of semiconductors according to the present invention, there is no haze defect detected in argon fluoride lithography (ArF lithography), so the quality of photomask products can be greatly improved. will be able...
도 1은 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치의 개략도,
도 2은 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 공정 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 세정단계의 공정 순서도.1 is a schematic diagram of a spin cleaning apparatus using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention;
2 is a process flow chart of a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention;
3 is a process flow chart of a cleaning step of a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention.
이하 본 발명에 따른 반도체의 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.Hereinafter, a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. For reference, the size of components, the thickness of lines, etc. shown in the drawings referred to in describing the present invention may be somewhat exaggerated for convenience of understanding.
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.In addition, the terms used in the description of the present invention are defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the user, operator's intention, convention, and the like. Therefore, the definition of this term deserves to be made based on the contents throughout this specification.
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.And in this application, terms such as 'include' and 'have' refer to the existence of a specific number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
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.In addition, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only this embodiment makes the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided for complete information.
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.Therefore, since the present invention can have various changes and various forms, implementation examples (態樣, aspects) (or embodiments) will be described in detail in the specification. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the technical spirit of the present invention, and the singular expression used in this specification is clearly different from the context. Include plural expressions unless otherwise indicated.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, detailed descriptions of known or known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.Hereinafter, "upward", "downward", "front" and "rearward" and other directional terms are defined based on the state shown in the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a spin cleaning apparatus using ozone water used in a photomask for semiconductor lithography according to the present invention.
도 1과 같이 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치(100)는 포토 마스크가 적재 및 하역되는 적재하역유니트(110)와 포토 마스크의 세정이 진행되는 세정챔버(130)의 사이에 포토 마스크를 적재 및 하역하는 트랜스퍼 로봇(120)이 설치된 형태를 가진다.As shown in FIG. 1, the spin cleaning device 100 using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention includes a loading and unloading unit 110 in which photomasks are loaded and unloaded and a cleaning chamber in which photomask cleaning is performed. It has a form in which a transfer robot 120 for loading and unloading photo masks is installed between 130.
또한, 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치(100)는 세정챔버(130)의 내부 중앙에 포토 마스크를 회전시키는 스핀척(131)이 설치되고, 세정챔버(130)의 내부 전방과 내부 후방에 브러시 유니트(140)와 메가소닉 유니트(150)가 설치되고, 세정챔버(130)의 내부 좌측과 내부 우측에 EUV 유니트(160)와 오존수 디스펜싱 유니트(170)가 설치된 형태를 가진다.In addition, in the spin cleaning device 100 using ozone water used in a photomask for semiconductor lithography according to the present invention, a spin chuck 131 for rotating the photomask is installed in the center of the cleaning chamber 130, and the cleaning chamber 130 The brush unit 140 and the megasonic unit 150 are installed on the inner front and inner rear of the 130, and the EUV unit 160 and the ozone water dispensing unit 170 are installed on the inner left and inner right sides of the cleaning chamber 130 ) has an installed form.
도 2은 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 공정 순서도이다.2 is a process flow chart of a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention.
본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 전술한 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정장치(100)를 통해 반도체의 리소그래피용 포토 마스크를 세정하는 방법으로, 적재단계, 세정이동단계, 세정단계, 하역이동단계, 하역단계를 포함한다. The spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention cleans a photomask for lithography of a semiconductor through the spin cleaning apparatus 100 using ozone water used in the photomask for lithography of a semiconductor described above. As a method, it includes a loading step, a cleaning movement step, a washing step, a loading and unloading movement step, and an unloading step.
적재단계는 세정할 포토 마스크를 적재하역유니트(110)에 적재하는 단계로, 이때 적재유니트(100)에 적재되는 포토 마스크의 수량은 10매 이하로 하는 것이 바람직하다.The loading step is a step of loading photomasks to be cleaned into the loading and unloading unit 110, and at this time, it is preferable that the number of photomasks loaded in the loading unit 100 is 10 or less.
세정이동단계는 적재하역유니트(110)의 적재공간에 적재된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 세정챔버(130) 내부의 스핀척(131)으로 이동되는 단계이다.The cleaning movement step is a step in which the photomask loaded in the loading space of the loading/unloading unit 110 is moved to the spin chuck 131 inside the cleaning chamber 130 through the transfer robot 120 .
도 3은 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법의 세정단계의 공정 순서도이다.3 is a process flow chart of a cleaning step of a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention.
세정단계는 스핀척(131)에 장착된 포토 마스크를 설정 속도(예를 들면 10~80 rpm)로 회전시키면서 극자외선(EUV), 메가소닉, 오존수, 브러시로 포토 마스크의 표면을 세정하는 단계로, EUV조사단계, 프리웨팅단계, 제1메가소닉분사단계, 오존수분사단계, 제2메가소닉분사단계, 브러싱단계, 제3메가소닉분사단계, 건조단계를 포함한다.The cleaning step is a step of cleaning the surface of the photomask with extreme ultraviolet (EUV), megasonic, ozone water, and a brush while rotating the photomask mounted on the spin chuck 131 at a set speed (eg, 10 to 80 rpm). , EUV irradiation step, pre-wetting step, first megasonic spraying step, ozone water spraying step, second megasonic spraying step, brushing step, third megasonic spraying step, and drying step.
EUV조사단계는 세정챔버(130)의 내부 좌측에 설치된 EUV 유니트(160)가 좌우방향으로 이동하면서 포토 마스크의 표면에 172nm 이상의 극자외선(EUV; extreme ultraviolet)를 조사하는 단계이다.The EUV irradiation step is a step in which the EUV unit 160 installed on the left side of the cleaning chamber 130 moves in left and right directions to irradiate the surface of the photomask with extreme ultraviolet (EUV) of 172 nm or more.
EUV조사단계는 EUV 유니트(160)의 EUV 램프가 포토 마스크의 표면을 스캔하는 방식으로 극자외선(EUV)를 조사하여 포토 마스크의 표면을 소수성에서 친수성으로 바꿔주는 동시에 포토 레지스트(PR)을 분해시킨다. 이때 극자외선(EUV) 조사시간은 5분 이내로 설정하는 것이 바람직하다.In the EUV irradiation step, the EUV lamp of the EUV unit 160 scans the surface of the photomask to irradiate extreme ultraviolet (EUV) to change the surface of the photomask from hydrophobic to hydrophilic and at the same time decompose the photoresist (PR) . At this time, it is preferable to set the extreme ultraviolet (EUV) irradiation time within 5 minutes.
프리웨팅단계는 세정챔버(130)의 내부 후방에 설치된 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 40℃ 이상의 고온(예를 들면 50℃)의 탈염수(Hot deionized water)를 분사하여 포토 마스크의 표면을 프리웨팅(Pre-wetting)하는 단계이다.In the pre-wetting step, hot deionized water of 40° C. or higher (for example, 50° C.) is sprayed on the surface of the photo mask through the megasonic unit 150 installed at the rear of the cleaning chamber 130 to This is a step of pre-wetting the surface of
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.The first megasonic ejection step is a step for removing particles from the surface of the photomask, and is a step of ejecting megasonics (eg, 1.5 MHz frequency) to the surface of the photomask through the megasonic unit 150 . At this time, it is preferable that the megasonic injection time be less than 10 minutes.
오존수분사단계는 O라디칼을 통해 포토 마스크의 표면의 유기물을 제거하는 단계로, 세정챔버(130)의 내부 우측에 설치된 오존수 디스펜싱 유니트(170)를 통해 포토 마스크의 표면에 40℃ 이상의 고온의 오존수(O3 Water)를 분사하는 단계이다.The ozone water spraying step is a step of removing organic substances on the surface of the photomask through O radicals, and ozone water at a temperature of 40 ° C or more is applied to the surface of the photomask through the ozone water dispensing unit 170 installed on the right side of the cleaning chamber 130. This is the step of spraying (O 3 Water).
오존수분사단계에서 포토 마스크의 표면에 분사되는 오존수의 농도는 50 ppm 이내가 좋고, 오존수의 온도는 50℃ 이하가 바람직하고, 분사시간은 3분 정도가 바람직하다.In the ozone water spraying step, the concentration of the ozone water sprayed on the surface of the photo mask is preferably within 50 ppm, the temperature of the ozone water is preferably 50 ° C or less, and the spraying time is preferably about 3 minutes.
제2메가소닉분사단계는 전술한 제1메가소닉분사단계와 마찬가지로 포토 마스크의 표면의 파티클을 제거하기 위한 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 40℃ 이상의 고온의 탈염수를 분사하는 단계이다. 이때 탈염수의 온도는 50℃ 이하가 바람직하고, 분사시간은 10분 이내로 하는 것이 바람직하다.The second megasonic ejection step is a step for removing particles from the surface of the photomask, similar to the first megasonic ejection step described above. This is the step of spraying demineralized water. At this time, the temperature of the demineralized water is preferably 50 ° C or less, and the injection time is preferably less than 10 minutes.
브러싱단계는 세정챔버(130)의 내부 전방에 설치된 브러시 유니트(140)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 5분 이내로 설정할 수 있다.The brushing step is a step of wiping various foreign substances on the surface of the photo mask with a brushing pad while spraying a cleaning solution through the brush unit 140 installed in the front of the inside of the cleaning chamber 130. At this time, the cleaning solution is a detergent and cleaning water 1: A mixture in a weight ratio of 10 to 1:300 can be used, and the brushing time can be set within 5 minutes.
제3메가소닉분사단계는 브러싱단계 이후에도 잔류하는 미세한 파티클을 제거하는 단계로, 메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈염수(Cold deionized water)를 분사하는 단계이다.The third megasonic spraying step is a step of removing fine particles remaining after the brushing step, and is a step of spraying megasonics and cold deionized water on the surface of the photo mask through the megasonic unit 150.
브러싱단계 및 제3메가소닉분사단계에서는 상온의 세정수 및 상온의 탈염수가 포토 마스크의 표면에 분사되기 때문에 제1메가소닉분단계의 고온의 탈염수, 오존수분사단계의 고온의 오존수, 그리고 제2메가소닉분사단계의 고온 탈염수를 통해 가온된 포토 마스크의 온도를 낮춰서 안정화시킬 수 있게 된다. In the brushing step and the third megasonic spraying step, since room temperature cleaning water and room temperature demineralized water are sprayed on the surface of the photo mask, the high temperature demineralized water in the first megasonic step, the high temperature ozone water in the ozone spraying step, and the second mega sonic The temperature of the photomask heated through the high-temperature demineralized water in the sonic spraying step can be lowered and stabilized.
건조단계는 세정된 포토 마스크의 표면의 수분을 제거하는 단계로, 포토 마스크가 장착된 스핀척(131)을 설정시간동안 고속 회전시키는 단계이다.The drying step is a step of removing moisture from the surface of the cleaned photo mask, and is a step of rotating the spin chuck 131 equipped with the photo mask at high speed for a set time.
건조단계에서 스핀척(131)의 회전속도는 최대 1500 rpm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.In the drying step, it is preferable to set the rotational speed of the spin chuck 131 to a maximum of 1500 rpm or less.
하역이동단계는 세정이 완료된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 스핀척(131)으로부터 적재하역유니트(110)의 하역공간으로 이동되는 단계이고, 하역단계는 적재하역유니트(110)로부터 세정된 포토 마스크를 하역하는 단계이다.The unloading and moving step is a step in which the cleaned photo mask is moved from the spin chuck 131 to the loading and unloading space of the loading and unloading unit 110 through the transfer robot 120, and the unloading step is the step of moving the cleaned photo mask from the loading and unloading unit 110. This is the step of unloading the photo mask.
이처럼 본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 황산 혼합액(SPM) 등의 화학물질을 전혀 사용하지 않고, 극자외선(EUV), 오존수(O3 Water), 메가소닉(Megasonic), 브러시(Brush)를 사용하여 포토 마스크를 친환경적으로 세정한다.As such, the spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor according to the present invention does not use chemicals such as sulfuric acid mixture (SPM) at all, and uses extreme ultraviolet (EUV), ozone water (O 3 Water), mega The photo mask is cleaned in an eco-friendly way by using a megasonic and a brush.
본 발명에 따른 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법은 예를 들어 4" ~ 9" 크기의 포토 마스크에 모두 적용 가능할 뿐 아니라라 반도체에 이용되는 블랭크 마스크의 세정에도 적용 가능하다. The spin cleaning method using ozone water used in photomasks for lithography of semiconductors according to the present invention can be applied not only to photomasks of 4" to 9" in size, but also to cleaning of blank masks used in semiconductors. do.
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.Although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and can be changed in various ways without departing from the gist of the invention.
100 : 세정장치
110 : 적재하역유니트
120 : 트랜스퍼 로봇
130 : 세정챔버
131 : 스핀척
140 : 브러시 유니트
150 : 메가소닉 유니트
160 : EUV 유니트
170 : 오존수 디스펜싱 유니트100: cleaning device
110: loading and unloading unit
120: transfer robot
130: cleaning chamber
131: spin chuck
140: brush unit
150: Megasonic Unit
160: EUV unit
170: ozone water dispensing unit
Claims (4)
세정할 포토 마스크를 적재하역유니트(110)에 적재하는 적재단계;
적재하역유니트(110)의 적재공간에 적재된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 세정챔버(130) 내부의 스핀척(131)으로 이동되는 세정이동단계;
스핀척(131)에 장착된 포토 마스크를 설정속도로 회전시키면서 극자외선, 메가소닉, 오존수, 브러시로 포토 마스크의 표면을 세정하는 세정단계;
세정이 완료된 포토 마스크가 트랜스퍼 로봇(120)을 통해 스핀척(131)으로부터 적재하역유니트(110)의 하역공간으로 이동되는 하역이동단계;
적재하역유니트(110)로부터 세정된 포토 마스크를 하역하는 하역단계;를 포함하고,
상기 세정단계는,
EUV 유니트(160)를 통해 포토 마스크의 표면을 스캔이동하며 극자외선를 조사하는 EUV조사단계;
메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 40℃ 이상의 탈염수를 분사하여 포토 마스크의 표면을 프리웨팅하는 프리웨팅단계;
메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉을 분사하는 제1메가소닉분사단계;
오존수 디스펜싱 유니트(170)를 통해 포토 마스크의 표면에 40℃ 이상의 오존수(O3 Water)를 분사하는 오존수분사단계;
메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 40℃ 이상의 탈염수를 분사하는 제2메가소닉분사단계;
브러시 유니트(140)를 통해 세정액을 분사하면서 브러싱패드로 포토 마스크의 표면을 닦아내는 브러싱단계;
메가소닉 유니트(150)를 통해 포토 마스크의 표면에 메가소닉과 상온의 탈염수를 분사하는 제3메가소닉분사단계;
스핀척(131)을 1500 rpm 이하의 회전속도록 회전시켜 세정된 포토 마스크의 표면의 수분을 제거하는 건조단계;를 포함하고,
브러싱단계 및 제3메가소닉분사단계에서 상온의 세정수 및 상온의 탈염수가 포토 마스크의 표면에 분사되어 제1메가소닉분단계에서 분사되는 40℃ 이상의 탈염수, 오존수분사단계에서 분사되는 40℃ 이상의 오존수, 그리고 제2메가소닉분사단계에서 분사되는 40℃ 이상의 탈염수를 통해 가온된 포토 마스크의 온도를 낮춰서 안정화시키는 것을 특징으로 하는 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법.
A transfer robot 120 for loading and unloading photo masks is installed between the loading and unloading unit 110 where photo masks are loaded and unloaded and the cleaning chamber 130 where photo masks are cleaned, and the cleaning chamber 130 A spin chuck 131 for rotating the photo mask is installed at the center of the inside of the cleaning chamber 130, a brush unit 140 and a megasonic unit 150 are installed at the inside front and inside rear of the cleaning chamber 130, and the cleaning chamber 130 A spin cleaning method using ozone water used for a photomask for lithography of a semiconductor using a cleaning device 100 in which an EUV unit 160 and an ozone water dispensing unit 170 are installed on the inner left side and the inner right side of ),
a loading step of loading the photo mask to be cleaned into the loading/unloading unit 110;
a cleaning movement step in which the photo mask loaded in the loading space of the loading/unloading unit 110 is moved to the spin chuck 131 inside the cleaning chamber 130 through the transfer robot 120;
a cleaning step of cleaning the surface of the photomask with extreme ultraviolet rays, megasonics, ozone water, and a brush while rotating the photomask mounted on the spin chuck 131 at a set speed;
a loading and unloading step of moving the cleaned photo mask from the spin chuck 131 to the loading and unloading space of the loading and unloading unit 110 through the transfer robot 120;
A loading and unloading step of unloading the cleaned photo mask from the loading and unloading unit 110; includes,
In the cleaning step,
an EUV irradiation step of irradiating extreme ultraviolet rays while scanning and moving the surface of the photo mask through the EUV unit 160;
a pre-wetting step of pre-wetting the surface of the photo mask by spraying deionized water of 40° C. or higher onto the surface of the photo mask through the megasonic unit 150;
a first megasonic spraying step of spraying megasonic onto the surface of the photo mask through the megasonic unit 150;
an ozone water spraying step of spraying ozone water (O 3 Water) of 40° C. or higher on the surface of the photo mask through the ozone water dispensing unit 170;
a second megasonic spraying step of spraying megasonics and demineralized water at 40° C. or higher on the surface of the photo mask through the megasonic unit 150;
a brushing step of wiping the surface of the photo mask with a brushing pad while spraying a cleaning solution through the brush unit 140;
a third megasonic spraying step of spraying megasonics and deionized water at room temperature on the surface of the photo mask through the megasonic unit 150;
A drying step of removing moisture from the surface of the cleaned photomask by rotating the spin chuck 131 at a rotational speed of 1500 rpm or less;
Room-temperature cleaning water and room-temperature demineralized water are sprayed on the surface of the photo mask in the brushing step and the third megasonic spraying step, demineralized water sprayed in the first megasonic spray step, and ozone water sprayed in the ozone water spraying step. And, a spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor, characterized in that the temperature of the photomask heated through the demineralized water sprayed in the second megasonic spraying step is lowered and stabilized.
오존수분사단계에서 포토 마스크의 표면에 분사되는 오존수의 농도는 50 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 반도체의 리소그래피용 포토 마스크에 이용되는 오존수를 이용한 스핀 세정방법. According to claim 1,
A spin cleaning method using ozone water used in a photomask for lithography of a semiconductor, characterized in that the concentration of ozone water sprayed on the surface of the photo mask in the ozone water spray step is 50 ppm or less.
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