KR100588453B1 - 자기력을 이용한 제거가능 레티클 윈도우 및 지지 프레임 - Google Patents
자기력을 이용한 제거가능 레티클 윈도우 및 지지 프레임 Download PDFInfo
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Abstract
포토리소그라피 시스템에서 펠리클과 레티클 간의 광학 갭을 유지하는 장치는, 제1 및 제2 대향 표면을 한정하는 프레임, 자기 결합을 이용하여 상기 제1 대향 표면에 결합된 레티클, 및 자기 결합을 이용하여 상기 제2 대향 표면에 결합된 펠리클을 포함한다.
펠리클, 레티클, 자기 결합, 포토리소그라피, 지지 프레임
Description
도 1은 통상의 리소그라피 시스템의 광학 경로의 관련 부분을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 리소그라피 시스템의 광학 경로의 관련 부분을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 다공성 프레임을 갖는 레티클과 펠리클 어셈블리를 나타내는 분해도.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예의 동작을 나타내는 도면.
도 5는 레티클-프레임-펠리클 배치(reticle-frame-pellicle arrangement)의 다른 측면에서의 도면.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 자기 결합의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 자기 결합의 다른 실시예를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
102: 광원 104: 레티클
106: 프레임 108: 펠리클
110: 반도체 웨이퍼 112: 에어 갭
본 발명은 포토리소그라피 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 레티클과 펠리클의 탑재 방식에 관한 것이다.
집적 회로의 제조에서는 포토리소그라피 및 투영 인쇄 기술이 사용된다. 포토리소그라피에서, 레티클 상에 포함되는 이미지는 감광 레지스트를 갖는 웨이퍼 상으로 투영된다. 레티클 또는 마스크는 실리콘 웨이퍼 상으로 원하는 이미지를 전달하는데 사용된다. 반도체 웨이퍼 표면은 감광 레지스트로 코팅되어 그 위에 이미지가 에칭된다. 레티클 표면을 손상으로부터 보호하기 위해서, 그리고 파편(debris)이 이미지를 왜곡하는 것을 방지하기 위해서, 펠리클이 레티클과 함께 사용될 수 있다. 펠리클은 통상 레티클에 대한 고체 프레임 상에 탑재된다.
포토리소그라피에서 사용되는 일부 광파장은 대기중의 산소의 흡수에 민감하다. 따라서, 이러한 산소 민감 광파장(oxygen-sensitive light wavelengths)이 포토리소그라피에서 사용되는 경우에는 산소가 제거된 분위기(oxygen-purged atmosphere)를 통해 전달되어야 한다.
통상, 포토리소그라피 시스템은 클린룸 환경에 위치한다. 몇몇 경우에는, 클린룸의 주변 분위기는 산소 제거가 포토리소그라피 공정에서 다른 문제를 야기시킬 수 있으므로 산소가 제거될 수 없다. 예를 들어, 리소그라피 시스템에서 사용되는 레이저 간섭계는 무산소 대기로의 변화로 인해 발생할 수 있는 공기의 굴절율의 변화에 민감할 수 있다. 따라서, 무산소 환경은 전체 리소그라피 시스템보다 덜 제한되어야 할 필요가 있다. 유산소 환경에서 높은 흡수율을 갖는 광파장에 대한 전달 매체가 요구된다.
통상, 펠리클은 대응 레티클에 대향하는 프레임 상에 탑재된다. 따라서, 에어 갭이 레티클과 펠리클 간에 존재할 수 있다. 또한, 157㎚ 노광 파장에서는, 패터닝된 레티클 표면을 입자 오염으로부터 보호하는데 사용될 수 있는 공지된 막(membrane) 재료가 없다. 현재, 바람직한 대안은 프레임에 의해 레티클로부터 이격된 얇은 융합 실리카 윈도우(fused silica window)를 사용하는 것이다. 통상, 프레임은 레티클과 윈도우 모두에 결합된다. 대안으로, 윈도우와 프레임이 모두 융합 실리카이고, 대응 표면(mating surface)이 충분히 평편하면, 레티클, 프레임 및 윈도우는 표면을 결합시키는 분자력에 의존하여 접착제(cement)없이 함께 "접촉"될 수 있다. 그러나, 레티클, 펠리클 및 프레임을 용이한 방식으로 함께 부착시키는 문제가 여전히 숙제로 남는다.
본 발명은 종래 기술의 하나 이상의 문제점과 단점을 실질적으로 해결하는 자기력을 사용하여 제거가능한 레티클 윈도우와 지지 프레임에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 제1 및 제2 대향 표면을 한정하는 프레임을 포함하는 포토리소그라피 시스템에서 펠리클과 레티클 간의 광학 갭을 유지하는 장치를 포함하며, 레티클은 자기 결합을 이용하여 제1 대향 표면에 결합된다. 펠리클은 자기 결합을 이용하여 제2 대향 표면에 결합된다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 후술하는 상세한 설명에서 설명될 것이며, 상세한 설명으로부터 일부가 명확해질 것이며, 또는 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다. 본 발명의 이점은 상기 구조에 의해 실현되고 획득될 것이며 첨부된 도면 뿐만 아니라 상세한 설명 및 청구 범위에서 특히 지적될 것이다.
상기 전체 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적이고 설명적인 것이며, 청구되는 본 발명의 추가의 설명을 제공하도록 의도된 것임을 이해해야 한다.
본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 포함되고 본 명세서의 일부에 통합되고 이를 구성하는 첨부 도면들은, 본 발명의 실시예들을 도시한 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하며, 그 예들은 첨부 도면에 도시된다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하며, 그 예들은 첨부 도면에 도시된다.
"주변 공기(ambient air)"는 일반적인 대기와 같은 유산소 대기를 의미한다. 예를 들어, "주변 공기"는 유산소 클린룸 대기 또는 환경에서의 대기를 의미할 수 있다.
"퍼지 가스(purge gas)"는 산소 또는 일부 다른 원하지 않는 가스를 포함하지 않는 가스를 의미하며, 퍼지된 에어 갭 또는 공간을 채우는 데 사용된다.
도 1은 종래의 포토리소그라피 시스템(100)의 관련 부분을 도시한다. 종래의 리소그라피 시스템(100)은 주변 공기 또는 가스 환경에 위치된다. 소스 광학계, 투영 광학계 등과 같은 종래 포토리소그라피 시스템의 일부분은 간략화를 위해서 도 1에 도시되지 않을 수 있다.
종래 포토리소그라피 시스템(100)은 광원(102), 레티클(104), 프레임(106), 펠리클(108), 및 반도체 웨이퍼(110)를 포함한다. 광원(102)은 레티클(104) 상의 패턴으로 반도체 웨이퍼(110)의 표면을 노출시키기 위한 방사원을 포함한다. 레티클(104)은 방사에 의해 광원(102)에서 반도체 웨이퍼(110)의 표면으로 전달되는 패턴을 갖는 마스크를 포함한다. 프레임(106)은 레티클과 펠리클이 부착되는 종래의 고체 프레임이다. 프레임(106)은 에어 갭(112)을 포함한다. 에어 갭(112)은 레티클(104)과 펠리클(108) 사이의 프레임(106) 내에 형성된다. 펠리클(108)은 입자 손상으로부터 레티클(104)을 보호하기 위한 청정 커버(clear cover)이다.
반도체 웨이퍼(110)는 레티클(104)의 패턴으로 광원(102)으로부터의 방사에 의해 노광되고 에칭되는 표면을 갖는 반도체 웨이퍼이다.
광원(102)이 방사(114)를 발생시킨다. 방사(114)는 레티클(104), 프레임(106), 에어 갭(112), 및 펠리클(108)을 통해 반도체 웨이퍼(110)의 표면에 전달된다. 방사(114)가 산소에 의해 흡수되는 광파장을 포함하는 경우, 에어 갭(112) 내의 산소는 이들 파장의 적어도 일부를 흡수할 수 있어, 충분한 양의 방사(114)가 반도체 웨이퍼(110)의 표면에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 흡수는 레티클(104) 패턴을 반도체 웨이퍼(110)의 표면에 전달하는 부적당한 방사의 양이 될 수 있으므로, 반도체 웨이퍼의 수율을 감소시킨다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 포토리소그라피 시스템(200)을 도시한다. 포토리소그라피 시스템(200)은 주변 공기 환경에 위치된다. 포토리소그라피 시스템(200)은 산소에 민감한 광파장의 전달을 위해 레티클과 펠리클 사이에 퍼지 가스 환경을 유지한다.
포토리소그라피 시스템(200)은 광원(202), 레티클(104), 다공성 프레임(206), 펠리클(108), 및 반도체 웨이퍼(110)를 포함한다.
광원(202)은 반도체 웨이퍼(110)의 표면을 노광시키기 위한 방사원을 포함한다. 광원(202)은 레이저를 포함하여 반도체 웨이퍼를 노광시키는데 적절한 임의의 이용가능한 방사원을 포함할 수 있다. 광원(202)은 방사(214)를 전달한다. 방사(214)는 레이저 광을 포함하는 임의의 유형의 적절한 방사를 포함할 수 있다. 방사(214)는 반도체 웨이퍼를 노광 및 에칭하기에 적합한 산소 민감 광파장을 포함할 수 있다. 이러한 광파장은, 예를 들어, 157㎚ 파장의 광을 포함할 수 있다.
레티클(104)은 방사(214)를 수신한다. 레티클(104)은 방사(214)에 의해 광원(202)에서 반도체 웨이퍼(110)의 표면으로 전달되는 패턴의 마스크를 포함한다.
다공성 프레임(206)은 레티클(104)을 통과한 방사(214)를 수신한다. 레티클(104)은 다공성 프레임(206)에 부착된다. 다공성 프레임(206)은 가스가 통과하도록 하지만 오염 입자의 통과를 막는 다공성 재료를 포함한다.
펠리클(108)은 다공성 프레임(206)을 통과한 방사(214)를 수신한다. 펠리클(108)은 다공성 프레임(206)에 부착된다. 레티클(104)은 펠리클(108)과 광학 정렬된다.
복사(214)는 레티클(104), 다공성 프레임(206), 퍼지 에어 갭(112), 및 펠리클(108)을 통해 반도체 웨이퍼(110)에 전달된다. 반도체 웨이퍼(110)는 방사(214)를 수신한다. 반도체 웨이퍼(110)는 광원(202)에 의해 전달되는 방사(214)에 의해 레티클(104) 패턴으로 노광되고 에칭되는 표면을 포함한다.
다공성 프레임(206)은 에어 갭(112)을 둘러싼다. 에어 갭(112)은 레티클(104)과 펠리클(108) 사이의 다공성 프레임(206) 내에 형성된다. 에어 갭(112)은 산소를 포함하지 않은 질소와 같은 퍼지 가스로 채워지고, 따라서, 방사(214)의 산소 민감 파장과 간섭하지 않는다. 다공성 프레임(206)은 또한 입자 오염원이 에어 갭(112)에 진입하여 레티클(104)을 손상시키는 것을 방지한다. 다공성 프레임(206)은 가스가 다공성 프레임(206)으로 둘러싸인 에어 갭(112)으로부터 다공성 프레임(206)의 외부로 통과하도록 하기 위해 충분한 다공도(porosity)를 구비한다.
다공성 프레임(206)은 정적 모드에서 가스가 유출 및 유입하도록 하며, 다공성 프레임(206)은 대기압으로 에어 갭(112) 내의 압력을 정상화하여, 레티클(104) 및/또는 펠리클(108)에 대한 왜곡을 제거한다. 본 명세서에 참조로 포함된 미국특허 제6,239,863호 및 2002년 12월 9일에 출원된 미국특허출원번호 제10/314,491호를 참조하라.
리소그라피 시스템(200)은 광원(202)으로부터 방사(214)를 위한 퍼지 광학 경로를 제공한다. 따라서, 광원(202)은 산소 흡수에 의해 야기되는 상당한 감쇄를 겪지 않고도, 산소 민감 광파장을 전달할 수 있다.
본 발명의 퍼지 펠리클 - 레티클 갭(purged pellicle-to-reticle gap)을 갖는 레티클이 예시적인 포토리소그라피 환경에서 상술된다. 본 발명은 이러한 환경에 한정되는 것은 아니며, 다른 포토리소그라피 환경 및 비포토리소그라피 환경에도 응용가능하다. 여기서 제시된 예는 단지 예시이며 한정하려는 것은 아니다. (본 명세서에 기재된 것의 등가, 확장, 변경, 파생 등을 포함하는) 대안은 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 대안은 본 발명의 범위 및 정신 내에 있다.
본 발명에 따라 퍼지 펠리클 - 레티클 갭을 갖는 레티클에 대한 예시적인 실시예가 후술된다. 이들 실시예는 제한이 아닌, 단지 예시적인 목적으로 기재된 것이다. 본 발명은 퍼지 펠리클 - 레티클 갭을 갖는 레티클을 요구하는 임의의 응용에 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 예시적인 퍼지 펠리클 - 레티클 갭 시스템(300)의 분해도를 나타낸다. 퍼지 펠리클 - 레티클 갭 시스템(300)은 레티클(104), 다공성 프레임(206), 펠리클(108), 에어 갭(112), 퍼지 가스 공급 인터페이스(316), 및 진공 소스 인터페이스(318)를 포함한다.
다공성 프레임(206)은 제1 표면(320)과 제2 표면(322; 도 3에서는 보이지 않지만 제1 표면(320)으로부터 다공성 프레임(206)의 대향 측면에 위치됨)을 포함한다. 제1 표면(320)과 제2 표면(322)은 실질적으로 서로 평행하다. 다공성 프레임(206)은 다공성 필터링 재료로 이루어진다. 다공성 프레임(206)의 다공성 필터링 재료는 가스는 통과시키지만, 입자의 통과는 막는다. 이들 입자는 공기 중의 입자, 먼지, 포토리소그라피 공정에서 발생하는 입자, 및 다른 소스로부터 발생하는 입자들을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 다공성 프레임(206)은 실질적으로 직사각형이다. 대안의 실시예에서, 다공성 프레임(206)은 원, 타원, 및 불규칙 형상 등의 다른 형상들을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 다공성 프레임(206)은 하나 이상의 금속으로 제조된다. 예를 들어, 다공성 프레임(206)은 철, 구리, 청동, 니켈, 티타늄, 또는 다른 금속 또는 이들의 임의의 조합 또는 합금을 포함할 수 있다. 다공성 프레임(206)은 구멍(pore) 형성 공정에 의해 금속(들) 내에 형성되는 구멍들을 포함한다. 예를 들어, 다공성 프레임(206)은 소결(sintering)에 의해 금속 분말 입자 또는 필라멘트를 접촉점에서 결합함으로써 형성될 수 있으며, 입자 또는 필라멘트 사이의 구멍의 연속적이고 잘 정의된 구멍 네트워크를 생성할 수 있다. 소결 기술은 통상 녹는점 이하의 온도에서 둘 이상의 초기 개별 입자들 간의 접촉 영역을 함께 용접하고 성장시킨다. 구멍을 형성하기 위한 다른 공정이 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 다공도(porisoity) 또는 구멍 크기는 제조 공정에 의해 제어될 수 있으며, 응용 별로 결정될 수 있다. 예를 들어, 다공도는 일 마이크론의 일부 또는 수 마이크론으로 규정될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이들 다공도 값에 한정되는 것은 아니다. 다수의 벤더는 소결 및 다른 기술에 따라 제조되는 적절한 다공성 금속을 잠재적으로 제공할 수 있다. 이러한 벤더는, 미국 미시건주 오번 힐(Auburn Hills)에 있는 GKN Sinter Metal사와 미국 캘리포니아주 가데나(Gardena)에 있는 Capstan Permaflow사를 포함할 수 있다.
펠리클(108)은 다공성 프레임(206)의 제1 표면(320)에 결합된다. 펠리클(108)은 당업자에게 공지된 바와 같이, (비록, 현재는 157㎚의 막을 사용하여 어려움이 있지만) 유리, 막, 또는 다른 재료를 포함할 수 있다. 펠리클(108)은 제1 표면(320)에서 에어 갭(112)이 완전히 둘러싸이도록 제1 표면(320)에 부착 또는 부가된다. 더욱이, 펠리클(108)은 펠리클(108)과 제1 표면(320)의 인터페이스(interface)에서 실질적으로 기밀 봉인(air tight seal)이 형성되도록 제1 표면(320)에 부착된다.
레티클(104)은 다공성 프레임(206)의 제2 표면(322)에 결합된다. 레티클(104)은 제2 표면(322)에서 에어 갭(112)이 완전히 둘러싸이도록 제2 표면(3220)에 부착 또는 부가된다. 더욱이, 레티클(104)은 레티클(104)과 제2 표면(322)의 계면에서 실질적으로 기밀이 형성되도록 제2 표면에 부착된다. 레티클(104)과 제2 표면(322)은 당업자에게 공지의 방식으로 부착된다.
펠리클(108), 레티클(104), 및 다공성 프레임(206)은 결합되어 실질적으로 기밀 에어 갭(112)을 형성하고, 여기서 가스는 단지 다공성 프레임(206)의 재료만을 통해 흐르게 된다. 바람직한 실시예에서, 다공성 프레임(206)의 다공성 필터링 재료는 가스를 통과시키면서 입자 오염원의 진입을 동시에 막을 수 있다.
레티클(104)과 펠리클(108)을 구비한 "호흡가능(breathable)" 다공성 프레임(206)은 정적 상태(즉, 주변 환경에 개방된 상태)로 남게 되거나, 상술한 바와 같은 외부 압력 퍼지 가스원에 결합될 수 있다. 퍼지 가스 공급 인터페이스(316)은 퍼지 가스 공급원과 다공성 프레임(206)을 인터페이스한다. 퍼지 가스 공급 인터페이스(316)은 다공성 프레임(206)의 제1 프레임 단부 표면(324)에 접속한다. 퍼지 가스 공급 인터페이스(316)는 바람직하게는 퍼지 가스 공급원으로부터 제1 프레임 단부 표면(324)으로 퍼지 가스를 제공한다. 퍼지 가스는 퍼지 가스 공급 인터페이스(316)로부터 에어 갭(112)으로 제1 프레임 단부 표면(324)의 구멍을 통해 주입된다. 대안의 실시예에서, 퍼지 가스 공급 인터페이스(316)는 다공성 프레임(206)을 통해 에어 갭(112)으로 퍼지 가스를 제공하기 위한 다공성 프레임(206) 내의 제1 포트, 홀, 또는 밸브이다.
진공 소스 인터페이스(318)는 진공 소스와 다공성 프레임(206)을 인터페이스한다. 진공 소스 인터페이스(318)는 다공성 프레임(206)의 제2 프레임 단부 표면(326)에 접속한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 프레임 단부 표면(326)은 제1 프레임 단부 표면(324)으로부터 다공성의 프레임(206)의 대향측에 위치된다(도 3에는 도시되지 않음). 대안의 실시예에서, 제2 프레임 단부 표면(326)은 제1 프레임 단부 표면(324)에 대향하지 않는 다공성 프레임(206)의 측면 상에 위치될 수 있다. 바람직하게는, 진공 소스 인터페이스(318)는 제2 프레임 단부 표면(326)의 구멍을 통해 에어 갭(112)으로부터 퍼지 가스를 배출 또는 제거한다. 대안의 실시예에서, 진공 소스 인터페이스(318)는 에어 갭(112)으로부터 퍼지 가스를 보다 더 직접적으로 배출 또는 제거하기 위한 다공성 프레임(206) 내의 제2 포트, 홀 또는 밸브이다.
정상 동작에서, 다공성 프레임(206)은 4개의 노출 외부 표면: 즉, 제1 프레임 단부 표면(324), 제2 프레임 단부 표면(326), 제3 프레임 단부 표면(328), 및 제4 프레임 단부 표면(330; 도 3에는 보이지 않지만 제3 프레임 단부 표면(328)에 대향함)을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 다공성 프레임(206)의 모든 노출된 외부 표면은 다공성이며, 가스가 에어 갭(112) 내부/외부로 통과하도록 허용한다. 대안의 실시예에서, 제1 프레임 단부 표면(324)과 제2 프레임 단부 표면(326)은 다공성인 다공성 프레임(206)의 단지 노출된 외부 표면일 뿐이다. 이는 특히 본 발명의 동적 사용에 유용하여, 다공성 프레임(206)이 제1 프레임 단부 표면(324)과 제2 프레임 단부 표면(326)에서 각각 퍼지 가스 소스와 진공 소스에 결합되도록 허용하고, 나머지 노출 표면에서는 가스를 누설하지 않도록 한다.
퍼지 가스는 퍼지 가스 공급 인터페이스(316)를 통해 본 장치에 진입할 수 있으며, 진공 소스 인터페이스(318)를 통해 본 장치로부터 배출되어, 에어 갭(112)을 통해 퍼지 가스의 연속적인 흐름을 생성한다. 에어 갭(112)을 통한 퍼지 가스 흐름은 대기압과 같게 균형을 이루어 레티클(104) 및/또는 펠리클(108)에 대한 왜곡을 제거한다.
본 발명의 퍼지 펠리클 - 레티클 갭을 구비한 레티클의 예시적인 실시예가 앞서 기술되었다. 본 발명은 이들 예에 제한되는 것이 아니다. 이들 예는 본 명세서에서 제한이 아닌, 예시의 목적으로 제시도니 것이다. (본 명세서에 기재된 것들의 등가, 확장, 변형, 파생 등을 포함하는) 대안이 본 명세서에 포함되는 교시에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 대안은 본 발명의 범위 및 정신 내에 있다.
상술한 구조(들) 및/또는 실시예에 관련된 예시적인 동작 및/또는 구조적 구현들이 여기서 제시된다. 이들 구성요소 및 방법은 한정이 아닌 예시의 목적으로 본 명세서에 제시된다. 본 발명은 본 명세서에 기재된 구성요소 및 방법의 특정 예에 제한되는 것이 아니다. (본 명세서에 기재된 것의 등가, 확장, 변형, 파생 등을 포함하는) 대안이 본 명세서에 포함된 교시에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 대안은 본 발명의 범위 및 정신 내에 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예의 동작을 도시한다. 도 4는 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(404), 퍼지 가스 공급원(416), 및 진공 소스(418)를 도시한다.
바람직한 실시예에서, 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 도 3에서 도시된 레티클(104), 다공성 프레임(206), 및 펠리클(108)과 같은 레티클, 다공성 프레임 및 펠리클을 포함한다. 다공성 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 에어 갭(112)을 더 포함한다.
바람직한 실시예에서, 다공성 레티클/펠리클 어셈블리(404)는 레티클의 주요 표면 상에 기계적 입자 제어를 유지하면서, 에어 갭(112) 내의 대기 환경 흐름 또는 연속적인 퍼지 가스를 허용한다. 더욱이, 다공성 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 에어 갭(112) 내에 압력을 정상화하여, 대기압 변화에 기인한 레티클 또는 펠리클 중 하나의 왜곡을 효율적으로 제거한다.
실시예들에서, 다공성 프레임(206)의 다공성 필터링 재료는 가스는 통과시키고 동시에 입자 오염원의 진입을 차단할 수 있다. 이러한 "호흡가능" 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 정적 상태(즉, 주변 환경에 개방된 상태)로 유지될 수 있다. 정적 실시예에서, 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 퍼지 가스 공급원(416) 또는 진공 소스(418)에 결합되지 않는다. 주변 공기는 예컨대 주변 대기 흐름 경로(420)와 같이, 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)를 통해 에어 갭(112)에 진입하도록 허용될 수 있다. 그러나, 후술하는 바람직한 실시예에서, 퍼지 가스의 연속 흐름은 에어 갭(112)에 주입되어 주변 공기가 에어 갭(112)에 진입하는 것을 방지한다.
다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 또한 동적 환경에서 동작할 수 있다. 동적 실시예에서, 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 퍼지 가스 공급원(416)에 결합될 수 있다. 퍼지 가스 공급원(416)은 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)의 다공성 프레임을 통해 에어 갭(112)에 퍼지 가스를 공급한다. 에어 갭(112)에 진입하는 퍼지 가스는 삽입된 퍼지 가스 흐름(422)과 같이 도시된다. 퍼지 가스 공급원(416)에 대한 적절한 가스 공급 시스템이 당업계에 잘 공지되어 있다.
또한, 동적 실시예에서, 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)는 진공 소스(418)에 결합될 수 있다. 진공 소스(418)는 다공성 프레임 레티클/펠리클 어셈블리(400)의 다공성 프레임을 통해 에어 갭(112)으로부터 퍼지 가스 및/또는 (존재한다면) 주변 환경 가스를 제거한다. 에어 갭(112)으로부터 제거되는 퍼지 가스는 제거된 가스 흐름(424)으로 도시된다. 진공 소스(418)로서 사용하기에 적절한 진공 시스템이 당업계에 잘 공지되어 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 또 다른 예를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 프레임(106)은 예를 들어, 자기 코팅에 의해 생성되는 자기 결합을 이용하여 레티클(104)과 펠리클(108)에 결합된다. 157nm에서 사용하기 위한 융합 실리카 유리(fused silica glass)로 주로 이루어진 펠리클의 통상의 두께는 약 0.8㎜임을 유념하라. 도 5에 더 도시된 바와 같이, 레티클(104)과 펠리클(108)의 중앙 영역(패턴 영역)은 통상 레티클 패턴(또는 펠리클(108)의 경우에는 투명)에 전용된다. 중앙 영역의 통상의 크기는 대략 100㎜ × 120㎜이다. 전체 레티클(104)과 펠리클(108)의 통상의 크기는 대략 150㎜의 정사각형이다. 중앙 패턴 영역 부근의 "어두운 영역"은 레티클(104)과 펠리클(108) 상의 자기 코팅을 침착하는 데 사용될 수 있다. 고투자율 코팅이 프레임(106) 상에 침착될 수 있으므로, 레티클(104)과 펠리클(108) 상에 코팅을 형성하는 높은 Hc 재료에 결합될 수 있다. 이 경우, 높은 Hc 재료는 적어도 1,000 Oe(에르스텟; oerstet)의 고유 응집력 값을 가지며, 바람직하게는 적어도 5,000 또는 10,000 에르스텟의 고유 응집력을 가지는 것이 좋다.
다공성 프레임(106)의 사용은 본 발명의 요건이 아니며, 고체(예를 들어, 융합 실리카 프레임; 106)가 사용될 수 있고, 펠리클(108)과 레티클(104) 간의 공간(volume)을 퍼지하는데 유용한 다른 메커니즘이 사용될 수도 있다.
결합 강도는 본질적으로 필드 세기의 제곱에 비례한다. 레티클(104)과 펠리클(108) 상의 고 Hc의 코팅은 일단 자화되면 영구 자석이 된다. 고 Hc의 코팅용으로 사용될 수 있는 재료의 예는 세라믹 페라이트(ceramic ferrites), 바륨 페라이트(barium ferrite), 니켈 합금, 네오디뮴-철-붕소 합금(neodymium-iron-boron alloys), 사마륨 코발트(samarium-cobalt) 및 사마륨 코발트 합금, 알루미늄 니켈 합금, 바나듐 합금(vanadium alloy), 코발트 합금, 니켈-바나듐-코발트 합금 등 당업자에게 자명한 것들을 포함한다.
프레임(106) 상의 코팅은 바람직하게는 포화없이 높은 자속을 전달하고, 자화되는 경우에는 높은 자속을 유지하도록 고투자율 재료로 이루어진다. 따라서, 높은 Hc 재료와 고투자율 코팅 사이에서 자기 회로가 형성된다. 고투자율 재료의 예는 연철 및 연철의 합금, 니켈 철 합금을 포함한다. 이 설명의 목적을 위해, 고투자율은 적어도 10, 그리고 바람직하게는 적어도 100의 투자율로 적어도 1,000 가우스의 자속 밀도를 전달할 수 있는 것을 지칭한다.
도 6a는 고투자율 코팅(601)과 고 Hc의 코팅(602)에 의해 형성되는 자기 회로를 도시하며, 그 코팅들은 레티클(104)과 프레임(106) 상에 상술된 바와 같이 배치된다. 유사하게, 도 6b는 프레임(106) 상에 배치된 고 Hc의 코팅(602), 및 펠리클(108) 상에 배치된 고투자율 코팅(601)을 도시한다. 두 도면의 코팅(601,602)은 모두 그들의 상대적인 배치에 관하여 반전시킬 수 있음이 이해될 것이다.
도 6a 및 도 6b에서 더 나타낸 바와 같이, 고 Hc의 코팅(602)은 복수개의 자화 영역(603a, 603b, 603c)을 포함함으로써 고투자율 코팅(601)에 관련하여 자기 회로가 형성된다. 바람직하게는, 고 Hc의 코팅(602)은 교호하는 자계 방향의 높은 공간 주파수 패턴으로 자화되어야 한다. 영역들(603)의 통상의 크기는 측면 크기가 코팅(602)의 두께와 동일 차수의 크기가 되도록 해야 한다. 따라서, 0.5 마이크론 두께의 코팅(602)에서, 영역들(603)의 측면 크기(폭)는 바람직하게는 단지 수 마이크론 이하가 되어야 한다.
도 7a 및 도 7b는 도 6a 및 도 6b와 유사하지만, 고 Hc의 코팅이 "스트립"(703a, 703b, 703c)으로 패터닝되는 실시예를 도시한다. 따라서, 높은 자화의 교대 영역들(도 6a와 도 6b에서의 603) 대신에, 도 7a와 도 7b에서의 "스트립"(703) 사이의 공간은 비게 된다.
자기 결합이 소자들이 서로 미끄러지는 것을 방지하기 때문에, 높은 Hc 속성에 관한 히스테리시스는 또한 정렬을 유지하는 것을 보조할 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다. 자기 결합은 상승 지점(즉 이음매의 돌출부)의 사용을 허용하므로, 이음매(프레임(106), 펠리클(108) 및 레티클(104)의 결합 위치)에서의 결합 모멘트를 낮추어 왜곡을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 다른 이점은 소자들이 최소한의 힘으로 용이하게 분리되고 결합된다는 점이다.
어셈블리 공정은 비교적 신속하고 용이하게 원상 복귀될 수 있다. 자기력은 일정 거리에서 동작하기 때문에, 약간 상승한 지점 즉 돌출부는 레티클(104), 프레임(106), 및 펠리클(108) 간의 인터페이스에서 모멘트 결합을 최소화하는 데 사용될 수 있다.
첨부된 청구항들에서 한정되는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항에서의 다양한 변경이 행해질 수 있음이 당업자에게 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 폭과 범위는 상술된 예시적인 실시예들 중 임의의 것에 의해 제한되어서는 안되며, 후술하는 청구항들과 그들의 등가물에 의해서만 정의되어야 한다.
상술한 본 발명에 따르면, 패터닝된 레티클 표면을 입자 오염으로부터 보호할 수 있으며, 레티클, 펠리클 및 프레임을 용이한 방식으로 함께 부착시킬 수 있는 이점이 있다.
Claims (34)
- 포토리소그라피 시스템에서 펠리클(pellicle)과 레티클(reticle) 간의 광학 갭을 유지하기 위한 장치에 있어서,제1 및 제2 대향 표면을 정의하는 프레임;자기 결합을 이용하여 상기 제1 대향 표면에 결합된 레티클; 및자기 결합을 이용하여 상기 제2 대향 표면에 결합된 펠리클을 포함하고,상기 레티클 또는 펠리클 중 적어도 하나는 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 대향 표면은 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제2 대향 표면은 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제3항에 있어서,상기 고투자율 코팅은 연철, 니켈-철, 및 니켈-철 합금 중에서 임의의 하나를 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제3항에 있어서,상기 고투자율 코팅은 적어도 1,000 가우스의 자속을 전달하고, 1,000 가우스에서 적어도 100의 투자율을 유지하는 광학 갭 유지 장치.
- 제4항에 있어서,상기 레티클은 상기 프레임의 상기 제1 대향 표면의 상기 고투자율 코팅에 결합시키기 위해 패턴영역 외부에 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제2항에 있어서,상기 펠리클은 상기 프레임의 상기 제1 대향 표면의 상기 고투자율 코팅에 결합시키기 위해 패턴 영역 외부에 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제7항에 있어서,상기 고 Hc의 코팅은 세라믹 페라이트(ceramic ferrite), 바륨 페라이트, 코발트 합금, 니켈 합금, 바나듐 합금, 사마륨 코발트 합금, 사마륨 코발트, 알루미늄-니켈 합금, 니켈-철 합금, 네오디뮴-철-붕소 합금(neodymium-iron-boron alloy) 및 바나듐-코발트 합금 중에서 임의의 하나를 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제8항에 있어서,상기 고 Hc의 코팅은 교호하는 자계 방향의 높은 공간 주파수 패턴(spatial frequency pattern)을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제8항에 있어서,상기 높은 Hc는 적어도 1,000 Oe(에르스텟; oerstet)의 값을 갖는 광학 갭 유지 장치.
- 제8항에 있어서,상기 높은 Hc는 적어도 5,000 에르스텟의 값을 갖는 광학 갭 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 대향 표면은 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제12항에 있어서,상기 레티클은 상기 프레임의 상기 제1 대향 표면의 상기 고 Hc의 코팅에 결합하기 위해 패턴 영역 외부에 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제12항에 있어서,상기 고 Hc의 코팅은 스트립들(strips)로 패터닝되는 광학 갭 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제2 대향 표면은 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제15항에 있어서,상기 펠리클은 상기 프레임의 상기 제1 대향 표면의 상기 고 Hc의 코팅에 결합하기 위해 패턴 영역 외부에 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제1항에 있어서,상기 프레임은 영구 매립 자석(permanent embedded magnet)을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 포토리소그라피 시스템에서 펠리클과 레티클 간의 광학 갭을 유지하는 장치에 있어서,프레임;자기 결합을 이용하여 상기 프레임의 제1 면에 결합된 레티클; 및자기 결합을 이용하여 상기 프레임의 제2 면에 결합된 펠리클을 포함하고,상기 레티클 또는 펠리클 중 적어도 하나는 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제18항에 있어서,상기 제1 면은 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제18항에 있어서,상기 제2 면은 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제20항에 있어서,상기 고투자율 코팅은 연철, 니켈-철, 및 니켈-철 합금 중의 임의의 하나를 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제20항에 있어서,상기 고투자율 코팅은 적어도 1,000 가우스의 자속을 전달하고 1,000 가우스에서 적어도 100의 투자율을 유지하는 광학 갭 유지 장치.
- 제22항에 있어서,상기 레티클은 상기 프레임의 상기 제1 면의 상기 고투자율 코팅에 결합하기 위해 패턴 영역 외부에 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제19항에 있어서,상기 펠리클은 상기 프레임의 상기 제1 면의 상기 고투자율 코팅에 결합하기 위해 패턴 영역 외부에 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제24항에 있어서,상기 고 Hc의 코팅은 세라믹 페라이트, 바륨 페라이트, 코발트 합금, 니켈 합금, 바나듐 합금, 사마륨 코발트 합금, 사마륨 코발트, 알루미늄-니켈 합금, 니켈-철 합금, 네오디뮴-철-붕소 합금 및 바나듐-코발트 합금 중에서 임의의 하나를 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제25항에 있어서,상기 고 Hc의 코팅은 교호하는 자계 방향의 높은 공간 주파수 패턴을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제25항에 있어서,상기 높은 Hc는 적어도 1,000 에르스텟의 값을 갖는 광학 갭 유지 장치.
- 제25항에 있어서,상기 높은 Hc는 적어도 5,000 에르스텟의 값을 갖는 광학 갭 유지 장치.
- 제18항에 있어서,상기 제1 면은 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제29항에 있어서,상기 레티클은 상기 프레임의 상기 제1 면의 상기 고 Hc의 코팅에 결합하기 위해 패턴 영역 외부에 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제29항에 있어서,상기 고 Hc의 코팅은 스트립들로 패터닝되는 광학 갭 유지 장치.
- 제18항에 있어서,상기 제2 면은 고 Hc의 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제32항에 있어서,상기 펠리클은 상기 프레임의 상기 제1 면의 상기 고 Hc의 코팅에 결합하기 위해 패턴 영역 외부에 고투자율 코팅을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
- 제18항에 있어서,상기 프레임은 영구 매립 자석을 포함하는 광학 갭 유지 장치.
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