KR100564094B1 - 진공식 파편 제거 시스템 - Google Patents

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Abstract

진공식 액세스 보어(vacuum access bore)가 직각형 개구부를 통해 투영될 조명 필드에 대한 직각형 개구부내로 연결된 직각형 개구부를 지니는 진공 매니폴드. 진공 매니폴드는 감광 레지스트 도포 웨이퍼와 포토리소그래피 도구내의 렌즈 요소 사이에 배치된다. 감광 레지스트 도포 웨이퍼 상으로 레티클의 이미지를 투영하는데 사용되는 조명 필드내의 비교적 높은 조명 에너지는 렌즈 요소상에 피복되는 용융제거, 증발, 및 유출된 재료를 종종 초래한다. 렌즈 요소와 감광 레지스트 도포 웨이퍼 사이에 배치된 진공 매니폴드는 파편 또는 오염을 제거하도록 기류를 형성하여 렌즈 표면의 피복을 방지한다. 이는 이미지 품질이 시간이 지나면서 저하되는 것을 방지하고, 뿐만 아니라 포토리소그래피 도구를 정화 또는 유지하는데 필요한 고장시간을 감소시킨다.

Description

진공식 파편 제거 시스템
발명의 분야
본발명은 일반적으로 반도체 디바이스 제조에 사용되는 포토리소그래피에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 표면상의 화학선(actinic) 또는 정렬 파장의 작용 또는 잔류 시간에 의한 표면으로부터의 임의 부산물에 의해 감광 층에 가장 밀접한 렌즈 또는 기타 다른 요소의 오염 가능성을 방지하는데 사용되는 파편(debris)제거 시스템에 관한 것으로, 상기 부산물은 최종 요소의 오염을 초래한다.
발명의 배경
반도체 디바이스의 제조에서, 레티클의 이미지는 감광 레지스트 도포 웨이퍼 상으로 투영된다. 소기의 고 해상도를 얻기 위해서, 감광 레지스트 도포 웨이퍼의 표면에 밀접한 투영 광학기기의 일부인 렌즈 요소 또는 기타 요소를 제공할 필요가 있다. 이 간격은 3 mm 만큼 작을 수 있다. 이는, 레티클의 이미지를 투영하는데 때때로 사용되는 고 에너지 조명 시스템과 결부지어, 노광 공정에서 및/또는 렌즈 요소상에 우연히 데포지트되는 재료의 시간을 갖는 배경 유출에 의해 감광 레지스트 도포 웨이퍼로부터 용융제거, 증발, 또는 유출된 재료를 초래할 수 있다. 이는 시스템 성능을 감소시키며 바람직하지 않다. 종종, 렌즈 요소는 액세스 및 청소하기가 어렵고, 포토리소그래피 도구 또는 시스템의 비바람직한 고장 시간을 초래한다. 게다가, 렌즈 요소는 청소하는 동안 손상될 수 있다. 진공 파편 제거 또는 강제 공기 시스템이 매우 높은 레이저 커터 및 용융제거 시스템에 사용되어 왔지만, 이 시스템은 이미지 품질이 관련 공기 흐름에 영향을 받지 않아야 하는 포토리소그래피 시스템에 적용될 수 없다. 따라서, 포토리소그래피 시스템 내에서 파편 또는 오염 물질로 렌즈 요소를 비바람직하게 피복하는 것을 방지하는 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
본발명의 목적은 렌즈 요소의 피복 가능성을 방지하는 것이다.
본발명은 감광 레지스트 도포 웨이퍼 부근에 있는 렌즈 요소의 피복을 방지한다. 내부에 조명 필드 개구부를 지니는 진공 매니폴드(vacuum manifold)는 투영 광학기기의 최종 광학 요소와 감광 레지스트 도포 웨이퍼 사이에 배치된다. 진공 매니폴드내의 보어는 조명 필드 개구부로 개방된다. 상부 갭은 진공 매니폴드의 상부 표면과 렌즈 요소 사이에 형성된다. 하부 갭은 진공 매니폴드의 하부 표면과 감광 레지스트 도포 웨이퍼 사이에 형성된다. 정화 가스 또는 공기는 상부 갭을 따라 하부로, 렌즈 요소로부터 멀리 조명 필드 개구부의 주변 부근의 진공 매니폴드내에 있는 보어로 주입된다. 정화 가스 또는 공기는 또한 하부 갭을 따라서 보어를 통해 밖으로 유출되어, 오염물이 렌즈 요소에 도달하는 것을 방지한다. 몇가지 실시예들은 렌즈 요소와 매니폴드 사이에 갭을 지닐 수 있다. 상부 갭의 부재는 본발명의 사용 및 적용을 배제하지 않는다. 기류는 다르지만 일반적인 원리가 요구된다.
따라서, 본발명의 목적은 렌즈 요소의 피복 가능성을 방지하는 것이다.
본발명의 이점은 이미지 품질에 영향을 미치지 않다는 것이다.
본발명의 특징은 매니폴드 진공 시스템이 렌즈 요소와 웨이퍼 사이에 배치하는 것이다.
상기 및 기타 목적, 이점 및 특징들은 다음의 상세한 설명에 비추어 명백해 질것이다.
도 1은 본발명의 일부를 개략적으로 예시한다. 웨이퍼(10)는 상부에 감광 레지스트 피막(12)을 지닌다. 웨이퍼(10)는 화살표(11)로 표시된 방향으로 이동 또는 스캐닝된다. 웨이퍼(10)는 일반적으로 스테이지(도시되지 않음)상에 배치된다. 실질적으로 평편한 매니폴드(14)는 감광 레지스트 피막(12) 부근에 배치된다. 매니폴드(14)는 내부에 복수개의 측 보어(16)를 지닌다. 매니폴드(14)는 매니폴드 마운트(manifold mount; 18)에 의해 렌즈 마운트(20)등의 투영 광학기기의 일부에 부착된다. 렌즈 요소(22)는 렌즈 마운트(20)에 의해 부착 또는 고정된다. 렌즈 요소(22)는 렌즈 표면(24)을 지닌다. 매니폴드(14)는 렌즈 표면(24) 에 인접한 상부 표면(13) 및 웨이퍼(10)상의 레지스트 피막(12)에 인접한 하부 표면(15)을 지닌다. 상부 갭은 렌즈 표면(24)과 상부 표면(13) 사이에 형성되고, 하부 갭은 하부 표면(15)과 레지스트 피막(12) 사이에 형성된다. 진공 시스템(26)은 측 보어(16)에 결합되거나 또는 이와 연결된다. 따라서, 매니폴드(14)는 상부에 감광 레지스트 피막(12)을 지니는 웨이퍼(10)와 렌즈 표면(24) 사이에 배치된다. 웨이퍼(10)상의 감광 레지스트 피막(12)과 렌즈 표면(24)사이의 간격은 3 mm 만큼 작을 수 있다. 포토리소그래피 도구는 일반적으로 정화된 일등급 공기를 갖는 환경에 배치된다. 광선(32)은 매니폴드(14)내의 직각 조명 개구부를 통해 투영되는 이미지를 형성하는 전자 방사를 나타낸다. 매니폴드(14)의 말단은 렌즈 요소(22)를 포함하는 투영 광학기기로부터의 광 또는 조명의 개구수 또는 콘(cone)에 적합하도록 테이퍼지거나 절삭될 수 있다. 진공 시스템(26)은 측 보어(16)에 연결된다. 따라서, 공기는 보어(16)의 하부에서 진공 시스템(26)으로 흐르게 된다. 화살표(28)로 표시된 기류는 렌즈 표면(24)을 따라 상부 갭을 통해 그리고 직각 조명 필드 개구부에 인접한 보어(16)를 통해 하방향으로 흐르게 된다. 또한, 화살표(30)로 표시된 바와같이 가스 또는 공기는 하부 갭을 통해 감광 레지스트 피막(12)에 인접하게 그리고 직각 조명 필드 개구부에 인접 또는 이에 개방된 측 보어(16)를 통해 흐르게 된다. 이러한 가스 또는 기류 패턴은 감광 레지스트 피막(12)으로부터 렌즈 요소의 표면(24) 멀리로 가능성있는 오염물을 배출하며, 감광 레지스트 피막(12)으로부터 파편을 수집하고 이를 멀리 이송하여 렌즈 표면(24)의 오염 가능성을 방지한다. 매니폴드(14)는 웨이퍼(14)가 화살표(11)의 방향으로 이동 또는 스캐닝되는 동안 투영 광학기기와 함께 고정된다.
도 2는 도 1에 도시된 진공 매니폴드(14)를 보다 명확하게 예시하는 평면도이다. 종방향 통로(34)는 복수개의 측 보어(16)에 연결된다. 이러한 복수개는 원칙적으로 예시된 것이다: 홀(hole) 또는 보어 크기 및 분포의 많은 구조는 동등한 기능성을 지닐 수 있다. 측 보어(16)는 직각 조명 필드 개구부(40)로 개방되는데, 일반적으로 이는 스캐닝 포토리소그래피 도구에 사용되는 직각 조명 필드에 적합하다. 직각 조명 필드 개구부는 길이 30 밀리미터, 폭 8 밀리미터일 수 있다. 종방향 통로(34)는 측방향 통로(38)에 연결된다. 각각의 보어(36)는 측방향 통로(38)에 연결된다. 말단 보어(36)는 직각 조명 필드 개구부(40)로 개방된다. 종방향 통로(38) 및 측방향 통로(34)는 진공 포트(42)에 연결된다. 그 다음으로 진공 시스템(26)은 진공 포트(42)에 연결된다. 원하는 경우, 제 2 진공 포트(도시되지 않음)는 제 2 진공 시스템(도시되지 않음)을 배치하기 위해 진공 매니폴드(14)의 다른 한 단부에 배치될 수 있다. 일반적으로, 충분한 가스 또는 공기의 흐름을 제공하여 대부분의 용도에서 파편을 제거하도록 조명 필드 개구부(40)의 맞은편 종방향 측면을 따라 측 보어(16) 개구부를 지닐 필요가 있다. 대부분의 용도에서 말단 보어(36)가 요구되지 않는다. 진공 매니폴드(14)에 의해 발생되는 가스 또는 공기의 흐름은 이미지 품질에 악영향을 미치지 않고 파편을 제거할 만큼 충분할 필요가 있다. 바람직하기로는, 측 보어(16) 및 말단 보어(36)는 실질적으로 동일하게 이격된다.
도 3은 도 2에서 라인(3-3)을 따라 취해진 단면도이다. 도 3은 직각 조명 필드 개구부(40) 및 종방향 통로(34)로 개방되는 측 보어(16)를 보다 명확하게 예시한다. 말단 보어(36)는 원형으로 예시되어 있지만, 직각을 포함한 임의 단면 모양일 수 있다. 보어(16, 36)는 적층 구조로부터 제조된 직각 개구부일 수 있다.
도 4는 포토리소그래피 도구에서 본발명을 예시하는 개략 선도이다. 조명 소스(132)는 레티클 스테이지(46)상에 장착된 레티클(44)에 조명을 제공한다. 레티클(44)의 이미지는 투영 광학기기(122)에 의해 감광 레지스트 도포 웨이퍼(116)상으로 투영된다. 웨이퍼(116)는 웨이퍼 스테이지(48)상에 배치된다. 스테이지 제어 장치는 화살표(111)로 표시된 방향으로 웨이퍼(116)를 이동 또는 스캐닝하도록 레티클 스테이지(46) 및 웨이퍼 스테이지(48)의 동시 이동을 제어한다. 전형적으로, 투영 광학기기는 네번을 한번으로 감소시켜, 웨이퍼 스테이지와는 다른 속도로 이동하는 레티클 스테이지를 초래한다. 진공 매니폴드(114)는 투영 광학기기(122)와 웨이퍼(116)사이에 배치된다. 진공 매니폴드(114)는 투영 광학기기(122)에 부착되어, 결과적으로 투영 광학기기(122)에 대하여 고정된다. 진공 시스템(126)은 진공 매니폴드(114)에 연결된다.
따라서, 웨이퍼상의 감광 레지스트 피막에 의해 형성된 파편과 오염은 렌즈 요소의 표면에 접근되지 못하여 표면의 피복 또는 오염을 방지한다. 이는 시스템 성능을 증가시키고 시간이 지나면서 이미지 품질의 저하를 방지한다. 결과적으로, 스루풋(throughput)은 리소그래피 도구의 보다 적은 고장 시간 및 유지로 인해 증가된다. 본발명에 의해 형성되는 기류는 파편을 제거하는데 충분하지만, 이미지 품질에 영향을 미칠 만큼 크지 않아야 한다.
본발명이 바람직한 실시예에 대하여 예시 및 기술되었지만, 여러 변형들이 본발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 당업자에게는 명백할 것이다.
본발명은 렌즈 요소의 피복 가능성을 방지하면서 이미지 품질에 영향을 미치지 않으며, 또한 매니폴드 진공 시스템이 렌즈 요소와 웨이퍼 사이에 배치할 수 있다.
도 1은 본발명을 부분 단면도로 예시한 개략 선도;
도 2는 본발명을 예시하는 평면도;
도 3은 도 2에서의 라인(3-3)의 단면도;
도 4는 본발명을 이용하는 포토리소그래피 시스템의 개략 선도이다.

Claims (15)

  1. 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템에 있어서,
    렌즈 요소와 감광 레지스트 도포 기판 사이에 배치된 조명 필드 개구부를 지니는 매니폴드(manifold)로서, 상기 조명 필드 개구부로 개방된 보어들을 지니며, 상기 보어들은 상기 기판의 표면에 대하여 수직하는 상기 조명 필드 개구부의 측면을 향하여 개방되는 매니폴드; 및
    상기 매니폴드에 연결된 진공 소스; 를 포함하며,
    상기 렌즈 요소가 파편으로 피복되는 것을 방지할 수 있는 흐름 패턴이 얻어지는 진공식 파편 제거 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 조명 필드 개구부는 한쌍의 종방향 측면 및 한쌍의 측방향 측면을 지니는 직사각형인 진공식 파편 제거 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 보어는 한쌍의 종방향 측면을 따라 개방된 진공식 파편 제거 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 보어는 한쌍의 측방향 측면을 따라 개방된 진공식 파편 제거 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 조명 필드 개구부로 개방된 상기 보어를 연결시키는 통로로서, 한 말단에서 상기 진공 소스에 연결된 통로를 부가적으로 포함하는 진공식 파편 제거 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 조명 필드 개구부에 개방된 보어는 실질적으로 동일하게 이격된 진공식 파편 제거 시스템.
  7. 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템에 있어서,
    실제 평편한 상부 표면 및 실제 평편한 하부 표면을 지니며, 내부에 형성된 직각 조명 필드 개구부 및 이를 통해 연장되는 복수개의 보어를 지니는 진공 매니폴드로서, 상기 복수개의 보어는 상기 실제 평편한 상부 및 하부 표면에 실질적으로 수직한 회전 축을 지니고, 상기 직각 조명 필드 개구부의 측면 방향으로 개방된 한 말단 및 진공 포트에 연결된 또다른 말단을 지니며, 상기 진공 매니폴드는 렌즈 요소에 인접한 투영 광학기기에 대하여 고정되도록 장착된 진공 매니폴드를 포함하며,
    파편 및 오염이 상기 렌즈 요소로부터 멀리 전달되어 렌즈가 피복되는 것을 방지하는 진공식 파편 제거 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 진공 매니폴드는 상기 렌즈 요소 및 웨이퍼에 인접 배치되며, 하부 기류는 상기 웨이퍼에 인접한 하부 평편한 표면을 따라 형성되는, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 진공 매니폴드는 상기 렌즈 요소 및 웨이퍼에 인접 배치되며, 상부 기류는 상기 렌즈 요소에 인접한 상부 평편한 표면을 따라 형성되고 하부 기류는 상기 웨이퍼에 인접한 하부 평편한 표면을 따라 형성되는, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 직각 조명 필드 개구부는 한쌍의 종방향 에지 및 한쌍의 측방향 에지를 지니며, 상기 복수개의 보어는 상기 한쌍의 종방향 에지를 따라 개방된, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 직각 조명 필드 개구부로 개방된 한 말단을 지니는 상기 복수개의 보어는 실질적으로 동일하게 이격되는, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
  12. 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템에 있어서,
    조명 필드를 지니는 조명 소스;
    상기 조명 소스에 인접 배치된 레티클;
    상기 레티클의 이미지를 투영하도록 배치되고 렌즈 요소를 지니는 투영 광학기기;
    상기 레티클의 이미지의 적어도 일부를 수용하도록 배치된 웨이퍼 스테이지;
    상기 렌즈 요소와 웨이퍼 스테이지 사이에 배치되고, 상기 조명 필드를 수용하도록 내부에 크기화된 조명 필드 개구부 및 복수개의 보어를 지니는 진공 매니폴드로서, 상기 조명 필드 개구부는 주변을 지니며, 상기 복수개의 보어는 상기 조명 필드 개구부의 주변상에 측면으로 개방되는 진공 매니폴드; 및
    상기 진공 매니폴드의 복수개의 보어에 연결된 진공 시스템
    을 포함하여, 기류는 상기 렌즈 요소와 진공 매니폴드 사이에 그리고 상기 웨이퍼와 진공 매니폴드 사이에 형성되어 상기 렌즈 요소가 시간이 지나면서 성능을 저하시키는 파편으로 피복되는 것을 방지하는 진공식 파편 제거 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 조명 필드는 한쌍의 종방향 측면 및 한쌍의 측방향 측면을 지니는 직사각형인, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 복수개의 보어는 한쌍의 종방향 측면을 따라 개방된, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 복수개의 보어는 상기 조명 필드의 주변을 따라 실질적으로 동일하게 이격되는, 포토리소그래피에 사용되는 진공식 파편 제거 시스템.
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