KR102645023B1 - 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 표면상에 존재하는 이온 및 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 방법에 관한 것으로, 특히, 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 및 염 성분의 용해 석출 장치는 로딩된 기판에 세정 처리가 이루어지는 챔버; 상기 챔버 내에 구비되고, 상기 기판을 고정시키는 그립장치부; 및 상기 챔버 일측에 설치되어, 챔버 내에 클린 공기의 송풍 기류를 생성하는 팬 필터 유닛(FFU, Fan Filter Unit);을 포함하고, 상기 챔버는 상기 기판을 중심으로 상호 간섭없는 밀폐구조를 갖도록 양분된 2개의 영역으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법 {DISSOLUTION PRECIPITATION APPARATUS FOR IONS OR SALT COMPONENTS PRESENT ON THE SUBSTRATE SURFACE AND DISSOLUTION PRECIPITATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판이 장착된 챔버를 이슬점의 온도로 유지시켜 응결된 수분에 이온 또는 염 성분이 용해되어 유리되도록 한 후 기판을 이슬점 이상의 온도로 가열하여 수분 및 이온을 증발시킴으로써, 펠리클의 탈착 없이 기판에 존재하는 이온 또는 염 성분을 용이하게 제거할 수 있도록 구성된 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법에 관한 것이다.
포토마스크(photomask)는 석영이나 유리 기판 위에 반도체의 미세 회로를 형상화한 것으로, 예를 들면 투명한 석영 기판의 상층에 도포된 크롬 박막을 이용하여 반도체 집적회로와 LCD 패턴을 실제 크기의 1~5배로 식각한 것이다.
또한, 포토마스크의 미세 패턴은 포토리소그래피 공정을 통해 기판 위에 형성된다. 포토리소그래피 공정은, 포토레지스트를 기판 위에 균일하게 도포하고, 스테퍼와 같은 노광 장비를 이용하여 포토마스크 상의 패턴을 축소 투영 노광시킨 후, 현상 과정을 거쳐 2차원의 포토레지스트 패턴을 형성하기까지의 전 과정을 말한다.
만일 포토마스크에 이물질이 부착되면, 노광 공정에서 빛의 산란이나 흡수와 같은 광반응으로 인해 광분해능의 감소가 야기되고, 기판 상의 패턴 형성에 치명적인 결함이 발생하게 된다. 따라서, 이물질로부터 포토마스크를 보호하기 위해 노광 공정 진행시 포토마스크에 펠리클(pellicle)이라는 보호수단을 장착하게 된다.
펠리클은 포토마스크의 패턴 위에 위치함으로써, 펠리클에 이물질이 부착되더라도 기판의 이미지에 영향을 미치지 않는 높이에 위치하게 되어, 노광 공정에서 이물질에 의한 악영향을 배제할 수가 있다.
즉, 포토마스크의 패턴 형성 부위 상측에 펠리클이 설치되는데, 펠리클은 펠리클 프레임과 펠리클 막으로 구성되어 있다.
따라서, 포토마스크의 표면에 접착제가 도포되고, 도포된 접착제에 펠리클 프레임이 부착되며, 펠리클 막은 포토마스크의 패턴 형성면 상측에 위치함으로써 포토마스크의 미세 패턴을 보호하게 된다.
한편, 포토마스크의 사용 후에는 포토마스크로부터 펠리클을 제거하고, 포토마스크에 부착된 접착제를 포함한 이물질을 세정 장비로 세정함으로써, 차후에 포토마스크를 다시 사용하는 데에 문제가 없도록 한다.
만일 포토마스크에 접착제를 비롯한 이물질이 잔류하는 경우에는, 포토마스크의 재사용시 노광 공정에서 빛의 촉매에 의한 에너지가 첨가되어 노광을 하면 할수록 점점 커지는 성장성 이물질(haze defect)로 작용한다. 이와 같은 성장성 이물질은 원하지 않는 패턴 전사를 야기하기 때문에, 포토마스크로부터 접착제를 비롯한 이물질이 효과적으로 세정되어야 한다.
현재 포토마스크의 세정은 황산-과산화수소 혼합물과 같은 케미컬(chemical)을 이용한 습식 세정이 주를 이루고 있다.
그런데, 이러한 습식 세정의 경우, 세정액 또는 이물질의 미세한 입자가 포토마스크 표면에 잔류할 수 있기 때문에, 이후에 건조 공정을 거치더라도 나중에 이러한 미세한 입자가 성장성 이물질로 작용하여 패턴 불량을 야기하는 문제가 있다.
또한, 고가의 케미컬이 사용되므로 세정 공정의 비용이 증가하는 문제도 있다.
한편, 포토마스크에 ArF나 KrF등의 DUV광 또는 EUV광등의 고에너지 광원을 주사시 마스크 표면 또는 주위의 이온들에 의해 포토마스크 표면에 염(salt)이 성정하게 된다.
예를 들면, 마스크 세정시 사용한 NH₄OH나 SO₄이온들이 표면과 결합 또는 기공에 잔류하고, 이들이 ArF 노광 장치에서 노광시 주위의 미량의 이온과 결합하여 염이 발생한다.(2NH₃+ H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄)
이러한 염은 포토마스크의 미세 패턴의 불량과 같은 형태로 Wafer 상에 전사됨으로써, Wafer 소자의 불량의 원인이 된다.
따라서, 상기한 성장성 염을 제거하기 위해 포토마스크를 초순수세정하여 표면의 염을 녹여 없애는 작업을 수시로 진행하여야 한다.
그러나, 포토마스크에 존재하는 염을 없애는 작업은 펠리클을 마스크에서 제거하고 세정 후 다시 부착하여야 하고, 이 과정에서 이물질의 추가 여부를 검사하기 위해 검사 작업이 세정 작업 후 추가 되어야 한다.
즉, 펠리클 제거, 세정 작업, 검사 작업, 펠리클 부착 작업, 최종 검사 작업 등 5개 이상의 작업이 순차적으로 진행되어야 마스크 표면의 염 또는 이온을 제거할 수 있게 되는데, 이는 많은 비용과 시간이 필요한 문제점이 있다.
따라서, 펠리클의 탈착이 없고 클린 환경에서 세정 작업이 이루어져야 하며, 화학적 반응이 없는 상태로 진행되어 별도의 이물질 추가 여부를 검사하는 과정이 필요하지 않을 뿐 아니라 포토마스크 표면 전체의 이온을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 기판의 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법의 개발이 요구되고 있다.
[특허 문헌] KR 10-1495031호 (등록일자 2015년 02월 13일)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 기판을 중심으로 상호 간섭없는 밀폐구조를 갖도록 제1챔버 및 제2챔버로 양분되며 로딩된 기판에 세정 처리가 이루어지는 챔버 및 상기 챔버에 수용된 공기를 이슬점 이하의 온도로 유지시켜 기판에 수증기의 응결 및 증발의 가역 상태가 유지되도록 제어하는 가변항온제어유닛을 포함함으로써, 응결된 수분에 이온 또는 염 성분이 용해되어 유리되도록 한 후 수분 및 이온을 증발시켜 펠리클의 탈착 없이 기판에 존재하는 이온 또는 염 성분을 용이하게 제거할 수 있도록 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치는 로딩된 기판에 세정 처리가 이루어지는 챔버; 상기 챔버 내에 구비되고, 상기 기판을 고정시키는 그립장치부; 및 상기 챔버 일측에 설치되어, 챔버 내에 클린 공기의 송풍 기류를 생성하는 팬 필터 유닛(FFU, Fan Filter Unit);을 포함하고, 상기 챔버는 상기 기판을 중심으로 상호 간섭없는 밀폐구조를 갖도록 양분된 2개의 영역으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 챔버는 미세패턴이 위치하는 상기 기판의 제1면을 수용하고, 수분을 함유한 항온의 공기가 충전된 제1챔버; 및 미세패턴이 위치하지 않는 상기 기판의 제2면을 수용하고, 가변 온도 영역을 갖는 건조 기체가 충전된 제2챔버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제2챔버는 상기 제1챔버의 상대습도에 따른 이슬점 이하로 상기 제2챔버의 온도를 하강시켜, 상기 기판의 제1면에 수증기의 응결 및 증발의 가역 상태가 유지되도록 상기 제2챔버의 온도를 제어하는 가변항온제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치는 상기 기판을 이슬점 이상의 온도로 가열하여 기판에 응결된 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키는 기판가열유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치는 상기 제1챔버 일측에 구비되어, 상기 기판으로 IR광원을 조사하는 광원조사부;를 포함하고, 상기 IR광원은 1.4um 또는 1.9um의 파장으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원조사부는 광원을 조사하는 IR디렉터; 상기 IR디렉터의 일측에 배치되어 조사되는 광원을 집중시키는 렌즈; 및 상기 IR디렉터의 타측에 배치되고, 상기 IR디렉터를 슬라이드 이동시키는 스캐너;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원조사부는 반사되는 IR 광원으로 광흡수도를 분석하여 기판 상의 수분 함량을 도출하는 IR검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제1챔버는, 수분을 함유한 공기의 항온 및 항습이 유지되도록 제어하는 항온항습제어유닛; 및 수용된 공기 중 수증기의 분압을 조절하는 공기압조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 제2챔버의 건조 기체는, 건조 공기(Dry Air), 건조 이산화탄소(Dry CO₂), 건조 헬륨(Dry He) 또는 건조 질소(Dry N₂)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 챔버는 석영(Qz, Quartz)재질 또는 테프론(Teflon, Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법은 기판의 제1면이 제1챔버에 수용되도록 상기 기판을 챔버 내에 장착하는 기판 장착 단계; 가변항온제어유닛이 작동되어, 제2챔버를 상기 제1챔버의 이슬점 이하로 냉각시키는 냉각 단계; 상기 기판의 제1면에 수분이 응결되고, 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분이 응결된 수분에 용해되어 기판에서 유리되는 유리 단계; 및상기 기판을 이슬점 이상의 온도로 상승시켜 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키는 증발 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 상기 증발 단계는 기판가열유닛이 상기 기판을 가열하는 기판가열공정; 및 광원조사부의 IR디렉터에서 상기 기판으로 IR광원을 조사하여 보조적인 증발 작용을 수행하는 IR광원조사공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법에 의하면, 챔버에 수용된 공기를 이슬점 이하의 온도로 유지시켜 기판에 수증기의 응결 및 증발의 가역 상태가 유지되도록 제어하여 응결된 수분에 이온 또는 염 성분이 용해되어 유리되도록 한 후 수분 및 이온을 증발시킴으로써, 펠리클의 탈착 없이 기판에 존재하는 이온 또는 염 성분을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 펠리클의 탈착이 없고 클린 환경에서 세정 작업이 이루어지며, 화학적 반응이 없는 상태로 진행됨으로써, 별도의 이물질 추가 여부를 검사하는 과정이 필요하지 않고, 포토마스크 표면 전체의 이온을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.
또한, 제1챔버 일측에 광원조사부를 구비함으로써, 응결된 수분과 이에 용해된 이온 또는 염 성분의 증발이 보다 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.
아울러, 기판 표면에 존재하는 수분과 이물에 대해 물의 흡수도가 높은 IR광원으로 증발 및 승화 시킴으로써, 이물 제거 능력이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 IR디렉터 및 IR검출기의 사용상태를 나타내는 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 증발 단계의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(100), 그립장치부(200), 팬 필터 유닛(300), 기판가열유닛(400), 광원조사부(500) 및 펠리클 프레임 가열유닛(600)을 포함할 수 있다.
상기 챔버(100)는 로딩된 기판(10)에 세정 처리가 이루어지도록 구성된다.
또한, 상기 챔버(100)는 상기 기판(10)을 중심으로 상호 간섭없는 밀폐구조를 갖도록 양분된 2개의 영역으로 구성된다.
또한, 상기 챔버(100)는 석영(Qz, Quartz)재질 또는 테프론(Teflon, Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버(100)는 포토마스크의 로딩/언로딩과 로딩된 포토마스크에 대한 세정처리가 이루어지는 것으로, 상호 간섭없는 밀폐구조를 갖도록 양분된 2개의 영역으로 구성되며, 2개의 영역은 기판을 중심으로 분할되어 제1챔버(110) 및 제2챔버(120)로 구성될 수 있다.
상기 제1챔버(110)는 포토 마스크의 미세 패턴이 위치하는 상기 기판(10)의 제1면을 수용하고, 수분을 함유한 항온의 공기가 충전되도록 구성된다.
또한, 상기 제1챔버(110)는 수분을 함유한 고정 온도의 공기가 충전되도록 구성되어 충전된 공기의 항온 및 항습이 유지되도록 제어하는 항온항습제어유닛(111) 및 수용된 공기 중 수증기의 분압을 조절하는 공기압조절유닛(112)을 포함할 수 있다.
상기 항온항습제어유닛(111)은 상기 제1챔버(110)에 수용된 수분을 포함한 공기의 습도 및 온도가 일정하게 유지되도록 상기 제1챔버(110)의 온도 제어를 구현한다.
구체적으로, 상기 항온항습제어유닛(111)은 수증기의 응결이 요구되는 기판의 제1면을 수용한 제1챔버(110)에 구비되어, 상기 기판(10)에 수증기의 응결이 구현되도록 기설정된 습도가 일정하게 유지될 수 있도록 제어하는 것으로, 상기 제1챔버(110)의 상대습도가 95%이하 (상대습도 70~80%)로 유지되며, 상온의 온도가 유지될 수 있도록 한다.
따라서, 후술할 가변항온제어유닛(121)에 의해 제1챔버(110)의 이슬점 이하로 제2챔버(120)의 온도가 하강하게 되면 기판이 냉각되어 수분이 함유된 공기와 인접한 기판(10)의 제1면에 수증기의 응결이 발생하게 된다.
또한, 기판(10)의 제2면은 건조한 기체로 충전된 제2챔버(120)에 수용되어 제2챔버(120)의 온도 하강에도 응결이 발생하지 않는다.
상기 공기압조절유닛(112)은 제1챔버(110)에 수용된 공기 중 수증기의 분압을 조절하는 구성으로, 이슬점에서 형성된 수분에 이온 또는 염 성분이 용해되면 수분을 증발시켜 이온 및 염 성분을 제거하기 위해 제1챔버(110) 내 수증기의 분압을 조절하여 수분과 용해되어 있는 이온의 공기 분위기 속으로의 증발이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 공기압조절유닛(112)은 이슬점이 형성된 면의 전제 공기압을 조절하여 수분의 용해과 이온의 제거를 조절할 수 있도록 한다.
상기 제2챔버(120)는 미세 패턴이 위치하지 않는 상기 기판(10)의 제2면을 수용하고, 가변 온도 영역을 갖는 건조 기체가 충전되어 구성된다.
또한, 상기 제2챔버(120)의 건조 기체는 건조 공기(Dry Air), 건조 이산화탄소(Dry CO₂), 건조 헬륨(Dry He) 또는 건조 질소(Dry N₂)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2챔버(120)는 표면 염이 문제가 되는 포토마스크의 미세 패턴이 위치하지 않는 면 즉, 펠리클(20)이 없는 기판의 제2면을 수용하는 영역으로, 기판에 수분이 응결되지 않도록 건조한 기체로 충전될 수 있다.
또한, 상기 제2챔버(120)는 상기 제1챔버(110)의 상대습도에 따른 이슬점 이하로 상기 제2챔버(120)의 온도를 하강시켜, 상기 기판(10)의 제1면에 수증기의 응결 및 증발의 가역 상태가 유지되도록 상기 제2챔버(120)의 온도를 제어하는 가변항온제어유닛(121)을 포함할 수 있다.
상기 가변항온제어유닛(121)은 상기 제1챔버(110)의 (상대습도에 따른) 이슬점 이하로 상기 제2챔버(120)의 온도를 하강하여 기판(10)의 온도가 이슬점 이하의 온도로 유지될 수 있도록 제어한다.
따라서, 상기 가변항온제어유닛(121)은 제2챔버(120)의 온도를 낮춤으로써, 기판(10)의 제1면에서만 응결이 발생하고 제1챔버(110) 내의 다른 공간에서는 응결이 발생하지 않도록 한다.
또한, 상기 가변항온제어유닛(121)에 의해 제2챔버(120)의 온도가 하강하여도 건조한 기체로 충전된 제2챔버(120) 및 기판의 제2면에서는 응결이 발생하지 않는다.
또한, 상기 가변항온제어유닛(121)은 후술할 광원조사부(500)의 IR검출기(540)를 통해 기판(10)의 상태를 모니터하여 수증기의 증발 및 응결이 가역 (동시가 발생)될 수 있도록 제어한다.
또한, 상기 가변항온제어유닛(121)은 기판의 상태를 모니터하여 수증기의 증발과 응결이 기설정된 시간을 갖고 반복적으로 실행되는 환경을 갖도록 제2챔버의 온도를 제어할 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 가변항온제어유닛(111)은 포토 마스크를 이슬점의 온도에 유지시킴으로써, 포토 마스크 표면에 수분이 생성되게 하고, 생성된 수분에 포토마스크 표면의 이온 또는 염이 용해되어 포토마스크 상에서 유리되도록 한다.
이온 또는 염 성분이 충분히 유리된 후 상기 제2챔버의 온도를 이슬점 이상의 온도로 유지시킴으로써 수분 및 이에 용해된 이온 또는 염 성분이 증발되어 제거되고 건조 작업이 완료되게 된다.
또한, 상기한 과정은 표면 염이 문제가 되는 포토마스크의 미세 패턴 면에서 이루어져야 함으로 펠리클(20)이 있는 면 즉, 기판(10)의 제1면에서 수증기의 응결이 발생할 수 있도록 한다.
상기 그립장치부(200)는 상기 챔버(100) 내에 구비되고 상기 기판(10)을 고정시키도록 한다.
또한, 상기 그립장치부(200)는 상기 기판(10)의 탈착이 가능하도록 구성된다.
상기 팬 필터 유닛(FFU, Fan Filter Unit)(300)은 상기 챔버(100) 일측에 설치되어, 챔버(100) 내에 클린 공기의 송풍 기류를 생성하도록 구성된다.
또한, 상기 팬 필터 유닛(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1챔버(110)와 상기 제2챔버(120) 각각에 설치되어 각각의 챔버 환경에 적합한 클린 공기가 순환될 수 있도록 한다.
또한, 상기 팬 필터 유닛(FFU)(300)은 정상 가동 시, 청정 공기를 기 설정된 최대 거리까지 측면 송풍시켜, 측면 송풍된 공기를 상기 챔버(100) 측면의 반대편 단부의 상부 또는 전후부에 설치된 흡입부(미도시)를 통해 배출될 수 있도록 한다.
또한, 상기 팬 필터 유닛(300)은 도 1에 도시된 바와 같이 헤파 필터(HEPA Filter)를 포함할 수 있다.
상기 기판가열유닛(400)은 상기 기판(10)을 이슬점 이상의 온도로 가열하여 기판에 응결된 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키도록 구성된다.
구체적으로, 상기 기판가열유닛(400)은 기판(10)에 응결된 수분에 이온 또는 염 성분의 용해가 완료되면 응결된 수분 및 수분에 용해된 이온을 증발시켜 제거하기 위해 기판의 온도를 이슬점 이상의 온도로 상승시키기 위한 구성으로, 기판과 인접한 그립장착부(200) 또는 챔버(100)에 구비될 수 있다.
상기 광원조사부(500)는 상기 제1면과 대향하는 상기 제1챔버(110) 일측에 구비되어, 상기 제1면으로 IR광원을 조사하여 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키기 위한 구성이다.
구체적으로, 상기 광원조사부(500)는 상기 기판가열유닛(400)에 의한 증발 작용이 더욱 신속하게 이루어지도록 하거나 증발 효율성을 증대시키기 위해 구비된 보조적 구성으로, 기판의 일측부 또는 전면부로 IR광원을 조사하도록 구성된다.
또한, 상기 광원조사부(500)는 이슬점에서 형성된 수분 및 이온을 1.4um 또는 1.9um 파장의 IR광원을 이용하여 증발 또는 승화가 신속하게 구현될 수 있도록 한다.
또한, 상기 광원조사부(500)는 상기 제1면으로 조사되는 광원이 LED 또는 레이저 광원일 수도 있다.
따라서, 상기 광원조사부(500)는 상기 기판(10)으로 광원을 조사하는 IR디렉터(510), 상기 IR디렉터(510)의 일측에 배치되어 조사되는 광원을 집중시키는 렌즈(520) 및 상기 IR디렉터(510)의 타측에 배치되고 상기 기판(10)의 일측부 또는 전면부로 IR광원 조사가 구현되도록 상기 IR디렉터(510)를 슬라이드 이동시키는 스캐너(530)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 광원조사부(500)는 조사되는 광원을 렌즈(520)를 이용하여 집중시키고, 상기 스캐너(530)를 이용하여 IR디렉터(510)를 슬라이드 이동하여 기판(10)의 전체 면 또는 특정 면에 광원이 조사될 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 IR디렉터 및 IR검출기의 사용상태를 나타내는 상태도이다.
또한, 상기 광원조사부(500)는 도 2에 도시된 바와 같이 조사되는 IR 광원으로 광흡수도를 분석하여 수분 함량을 도출하는 IR검출기(540)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 IR검출기(540)는 검출된 기판(10)의 수분 함량 정보를 상기 가변항온제어유닛(121)으로 전송하여, 상기 가변항온제어유닛(121)이 기판(10)의 상태를 모니터하여 수증기의 응결 및 증발이 가역할 수 있는 상태를 유지시키거나, 증발과 응결이 시간을 갖고 반복적으로 수행되는 환경을 갖도록 상기 제2챔버(110) 환경을 제어할 수 있도록 한다.
상기 펠리클 프레임 가열유닛(600)은 기판(10)에 응결된 수분을 증발시키도록 상기 펠리클 프레임(21)을 가열하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 펠리클 프레임 가열 유닛(600)은 상기 펠리클 프레임(21)과 소정으로 이격되어 펠리클 프레임(21)을 가열시키기 위한 광원을 조사하는 구성일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 및 염 성분의 용해 석출 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 증발 단계의 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 기판 장착 단계(S100), 냉각 단계(S200), 유리 단계 (S300) 및 증발 단계(S400)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법은 기판(10)의 제1면이 제1챔버(110)에 수용되도록 상기 기판(10)을 챔버 내에 장착하는 기판 장착 단계(S100), 가변항온제어유닛(111)이 작동되어 상기 제2챔버(110)를 제1챔버의 이슬점 이하로 냉각시켜 상기 기판이 이슬점 이하의 온도가 유지되도록 제어하는 냉각 단계(S200), 상기 기판(10)의 제1면에 수분이 응결되고 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분이 응결된 수분에 용해되어 기판에서 유리되는 유리 단계(S300) 및 상기 기판을 이슬점 이상의 온도로 상승시켜 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키는 증발 단계(S400)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 증발단계(S400)는 도 4에 도시된 바와 같이 기판가열유닛(400)이 상기 기판(10)을 가열하는 기판가열공정(S410) 및 광원조사부(500)의 IR디렉터(510)에서 상기 기판(10)으로 IR광원을 조사하여 보조적인 증발 작용을 수행하는 IR광원조사공정(S420)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치 및 이를 이용한 용해 석출 방법에 의하면, 챔버에 수용된 공기를 이슬점 이하의 온도로 유지시켜 기판에 수증기의 응결 및 증발의 가역 상태가 유지되도록 제어하여 응결된 수분에 이온 또는 염 성분이 용해되어 유리되도록 한 후 수분 및 이온을 증발시킴으로써, 펠리클의 탈착 없이 기판에 존재하는 이온 또는 염 성분을 용이하게 제거할 수 있도록 한다.
또한, 펠리클의 탈착이 없고 클린 환경에서 세정 작업이 이루어지고, 화학적 반응이 없는 상태로 진행됨으로써, 별도의 이물질 추가 여부를 검사하는 과정이 필요하지 않고, 포토 마스크 표면 전체의 이온을 효과적으로 제거할 수 있도록 한다.
또한, 제1챔버 일측에 광원조사부를 구비함으로써, 응결된 수분과 이에 용해된 이온 또는 염 성분의 증발이 효율적으로 이루어지도록 한다.
아울러, 기판 표면에 존재하는 수분과 이물에 대해 물의 흡수도가 높은 IR광원으로 증발 및 승화 시킴으로써, 이물 제거 능력이 증대되는 효과가 있다.
이에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1 : 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치
10 : 기판 20 : 펠리클
21 : 펠리클 프레임 100 : 챔버
110 : 제1챔버 111 : 항온항습제어유닛
112 : 공기압조절유닛 120 : 제2챔버
121 : 가변항온제어유닛 200 : 그립장치부
300 : 팬 필터 유닛 400 : 기판가열유닛
500 : 광원조사부 510 : IR디렉터
520 : 렌즈 530 : 스캐너
540 : IR검출기 600 : 펠리클 프레임 가열 유닛
S100 : 기판 장착 단계 S200 : 냉각 단계
S300 : 유리 단계 S400 : 증발 단계
S410 : 기판 가열 공정 S420 : IR광원 조사 공정

Claims (12)

  1. 로딩된 기판에 세정 처리가 이루어지는 챔버;
    상기 챔버 내에 구비되고, 상기 기판을 고정시키는 그립장치부; 및
    상기 챔버 일측에 설치되어, 챔버 내에 클린 공기의 송풍 기류를 생성하는 팬 필터 유닛(FFU, Fan Filter Unit);을 포함하고,
    상기 챔버는,
    상기 기판이 고정된 상기 그립장치부를 기준으로 상호 간섭없는 밀폐구조를 갖도록 상하로 양분된 2개의 영역으로 구성되며,
    상기 챔버는,
    미세패턴이 위치하는 상기 기판의 제1면을 수용하고, 수분을 함유한 항온의 공기가 충전된 제1챔버; 및
    미세패턴이 위치하지 않는 상기 기판의 제2면을 수용하고, 가변 온도 영역을 갖는 건조 기체가 충전된 제2챔버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2챔버는,
    상기 제1챔버의 상대습도에 따른 이슬점 이하로 상기 제2챔버의 온도를 하강시켜, 상기 기판의 제1면에 수증기의 응결 및 증발의 가역 상태가 유지되도록 상기 제2챔버의 온도를 제어하는 가변항온제어유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기판을 이슬점 이상의 온도로 가열하여 기판에 응결된 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키는 기판가열유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1챔버 일측에 구비되어, 상기 기판으로 IR광원을 조사하는 광원조사부;를 포함하고,
    상기 IR광원은,
    1.4um 또는 1.9um의 파장으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광원조사부는,
    광원을 조사하는 IR디렉터;
    상기 IR디렉터의 일측에 배치되어 조사되는 광원을 집중시키는 렌즈; 및
    상기 IR디렉터의 타측에 배치되고, 상기 IR디렉터를 슬라이드 이동시키는 스캐너;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 광원조사부는,
    반사되는 IR 광원으로 광흡수도를 분석하여 기판 상의 수분 함량을 도출하는 IR검출기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제1챔버는,
    수분을 함유한 공기의 항온 및 항습이 유지되도록 제어하는 항온항습제어유닛; 및
    수용된 공기 중 수증기의 분압을 조절하는 공기압조절유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제2챔버의 건조 기체는,
    건조 공기(Dry Air), 건조 이산화탄소(Dry CO₂), 건조 헬륨(Dry He) 또는 건조 질소(Dry N₂)로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버는,
    석영(Qz, Quartz)재질 또는 테프론(Teflon, Polytetrafluoroethylene) 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치.
  11. 제 1항, 제 3항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 장치를 이용한 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법에 있어서,
    기판의 제1면이 제1챔버에 수용되도록 상기 기판을 챔버 내에 장착하는 기판 장착 단계;
    가변항온제어유닛이 작동되어, 제2챔버를 상기 제1챔버의 이슬점 이하로 냉각시키는 냉각 단계;
    상기 기판에 수분이 응결되고, 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분이 응결된 수분에 용해되어 기판에서 유리되는 유리 단계; 및
    상기 기판을 이슬점 이상의 온도로 상승시켜 수분 및 수분에 용해된 이온 또는 염 성분을 증발시키는 증발 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 증발 단계는,
    기판가열유닛이 상기 기판을 가열하는 기판가열공정; 및
    광원조사부의 IR디렉터에서 상기 기판으로 IR광원을 조사하여 보조적인 증발 작용을 수행하는 IR광원조사공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 표면상에 존재하는 이온 또는 염 성분의 용해 석출 방법.
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