KR100790500B1

KR100790500B1 - 진공상태 리소그래피에서 포토레지스트 방출가스를 완화하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100790500B1
Application number: KR1020017016150A
Authority: KR
Inventors: 샌티에고 이. 델푸에르토
Original assignee: 에이에스엠엘 유에스, 인크.
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2008-01-02
Also published as: EP1275032A1; WO2001079936A1; JP2003531402A; AU2001236374A1; KR20020070393A; WO2001079936A9; JP4288031B2; US6369874B1

Abstract

방출가스들이 진공상태 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계를 오염시키는 것을 방지하는 창(窓)없는 시스템 및 장치가 제공된다. 방출가스 완화 장치(124)는 한쪽 단부가 거의 막힌 굴뚝(304), 굴뚝에 유동성(fluidly) 있게 연결된 덕트, 및 굴뚝내에 배치된 배플(602)을 구비한다. 방출가스 완화 장치의 굴뚝은 한쪽 단부가 거의 막힌 깔때기 형상(402)이다. 상기 굴뚝의 단부는 광의 빔 또는 묶음이 굴뚝을 통과하는 것을 허용하는 개구를 갖는다. 광의 통과를 위한 적어도 하나의 개구를 갖는, 회전식 장벽(902)은, 굴뚝 근방에 설치될 수 있으므로, 상기 회전식 장벽은 회전식 장벽의 개구들 중 하나의 개구가 굴뚝 근처를 통과할 때를 제외하고는 굴뚝의 열린 단부를 거의 막는다. 상기 회전식 장벽은, 냉각 장치(906)에 의해 냉각될 수 있고, 그 냉각 장치는 회전식 장벽의 일부분에 방사적(radiantly)으로 결합되어 있다. 장벽을 회전시키는데 모터(904)를 이용한다. 광원 동기화 모듈(910)은, 회전식 장벽의 개구들이 방출가스 완화 장치의 굴뚝과 정렬되어 있는 동안 펄스 광원을 트리거하는데 이용된다. 또한, 장벽 가스(910) 시스템은 장벽 가스를 굴뚝으로 주입하는데 이용될 수 있다.

리소그래피, 투영 광학계, 방출가스, 회전식 장벽, 굴뚝

Description

진공상태 리소그래피에서 포토레지스트 방출가스를 완화하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MITIGATING PHOTORESIST OUTGASSING IN VACUUM LITHOGRAPHY}

본 발명은 진공상태(in-vacuum) 리소그래피에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 진공상태 리소그래피 시스템에서 포트레지스트 방출가스에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 상에 마이크로 전자회로들을 제조하기 위한 여러 처리 단계들 중 하나의 단계는, 웨이퍼를 포토레지스트의 박층으로 피복하고 피복된 웨이퍼를 패터닝된 마스크를 통해 광원에 노출시키는 단계를 포함한다. 상기와 같은 공정을 리소그래피라 한다. 리소그래피를 이용하여 생산될 수 있는 마이크로 전자회로 배선폭들의 크기는, 피복된 웨이퍼를 노출시키는데 이용되는 광의 파장과 반비례 관계에 있다.

매우 미세한 마이크로 전자회로 배선폭들을 재생하기 위해서는, 레이저-생성 플라즈마(LPP) 또는 싱크로트론 등의, 극자외선(EUV)광원을 이용해야 한다. EUV 광을 이용하는 경우, 0.03 미크론 까지의 마이크로 전자회로 배선폭을 재생하는 것이 가능하다. EUV 광이 물질(matter)에 의해 쉽게 흡수되므로, EUV 리소그래피는 진공상태에서 수행된다.

리소그래피를 수행하기 위한 하나의 수단은, 그로브만(Grobman)에 의한 미국 특허 제4,408,338호(이하, "그로브만"이라 칭함)에 설명되어 있다. 그로브만은 접촉 또는 근접 인쇄로 알려진 x-레이 리소그래피의 한 형태를 설명한다. 접촉 인쇄의 경우, 노출되는 웨이퍼가 마스크에 매우 근접하여 위치하므로, 마스크와 웨이퍼간에 축소 광학계(reducing optics)가 이용되지 않는다. 마스크의 배선폭들은 축소 없이 웨이퍼 상에 재생된다. 그러나, 접촉 인쇄의 상기와 같은 일면으로 인해, 접촉 인쇄 시스템에서 이용되는 마스크들을 설계하기가 어려울 뿐만 아니라 생산하는 비용도 비싸지게 된다. 또한 이런 이유로, 예를 들어, 매우 작은 회로 배선폭들을 갖는 응용 주문형 집적 회로들 및 칩상 시스템들(system on a chip)과 같은, 여러 응용예들에서는 접촉 인쇄가 비실용적이다.

EUV 리소그래피 시스템에서 이용되는 마스크들을 설계하고 생산하는 것과 관련된 곤란성과 비용들을 저감하기 위해서는, 노출되는 웨이퍼와 마스크간에서, EUV 리소그래피 시스템내에 투영 광학계(projection optics)를 포함하는 것이 매우 바람직하다. 웨이퍼 상에 재생되는 배선폭들의 크기를 감소시키는데 투영 광학계를 이용할 수 있으므로, 더 큰 패턴들을 갖는 마스크들을 이용할 수 있게 된다.

포토레지스트는, 특히 고에너지광(光)에 노출될 때, 부산물들을 생성하는 혹은 가스방출하는 특성을 갖는다. 통상적으로, 이들 가스방출된 레지스트 생성물들은, 본 명세서에서 "레지스트 가스들", "레지스트 방출가스들", 또는 "방출가스들"로 통칭된다. 포토레지스트에 의해 생성된 방출가스들 중에는, EUV 리소그래피 시스템의 투영 광학계 상에 응축될 수 있는 탄화수소 분자들이 있다. 응축된 방출가스들은 EUV 광을 흡수하고, 시간이 경과함에 따라 EUV 리소그래피 시스템의 투영 광학계의 총 반사율을 상당히 감소시키게 된다. 따라서, 포토레지스트 방출가스를 완화시키는 것이, 노출될 웨이퍼와 마스크간에 투영 광학계를 갖는 진공상태 EUV 리소그래피 시스템에서 매우 중요하게 된다. 포토레지스트 방출가스가 상기와 같은 EUV 리소그래피 시스템에서 제어되거나 완화되지 않는 경우, 방출가스들은 EUV 리소그래피 시스템을 매우 짧은 시간내에(예를 들어, 약 100 초 내에) 쓸모 없게 만들게 된다.

포토레지스트 가스방출된 부산물들이 EUV 리소그래피 시스템의 투영 광학계 상에 응축되는 것을 방지하기 위해서는, EUV 리소그래피 시스템의 웨이퍼 스테이지는 투영 광학계로부터 분리된 실(실; chamber)내에 수용되어야 한다. 이론상, EUV 리소그래피 시스템의 웨이퍼 스테이지 실은, 그로브만의 창(窓)과 유사한, 창에 의해 투영 광학계 실에 접속된다. 창(窓)은, 포토레지스트 방출가스들이 투영 광학계 실로 들어가 투영 광학계 상에 응축되는 것을 방지하면서, 피복된 웨이퍼를 노출시키기 위해 일정한 광이 투영 광학계 실로부터 웨이퍼 스테이지 실로 통과하는 것을 허용하게 된다. 그러나, 창을 이용하는 것은, 반도체 웨이퍼 상에 마이크로 전자회로를 재생하는 데 걸리는 최소 시간을 상당히 연장하게 된다. 이는, 응축된 가스들과 같이, 창(窓)이 EUV 광의 상당량을 흡수하여, 노출 시간을 줄이기 때문이다. 심지어 상당히 얇은 창도 EUV 광으로 처리하기에는 너무 많은 광을 흡수하게 된다(예를 들어, 방출가스 오염이 없는 경우, 창은 입사하는 EUV 광의 50% 이상을 흡수한다). 여기서, 그로브만이 창을 이용하는 것이 가능한 것은 단지 그로브만은 웨이퍼를 노출시키기 위해, EUV 광이 아니라 상당한 손실 없이 창을 통과할 수 있는 x-레이를 이용하기 때문이라는 것에 주목하여야 한다.

또한, EUV 리소그래피 시스템의 투영 광학계 실에 방출가스들이 들어가는 것을 방지하기 위해 창을 이용하는 것은 부가적인 문제점들을 갖는다. 예를 들어, 방출가스들은 짧은 시간기간 동안 창 상에 응축되어 쌓인다. 상기 응축된 방출가스들이 쌓이면, 창을 통과하여 웨이퍼에 도달하게 되는 EUV 광량을 훨씬 더 감소시키게 된다. 창 상에 응축된 방출가스들이 쌓이는 것에 의해 짧은 시간기간 동안(예를 들어, 1시간 이하), 어떤 리소그래피 시스템도 쓸모 없게 만들 정도로(그로브만의 x-레이 시스템과 비교하여) EUV 광의 처리율이 감소된다.

EUV 리소그래피 시스템에서 창없이(windowless) 방출가스를 제어하기 위한 하나의 수단은, 그 제목이 "유클리드:유럽 EUV 리소그래피 마일스톤"이며 반도체 기술의 1999년 9월 판에 게재된 조스 피.에이치.벤스촙 등에 의한 논문에 설명되어 있고, 그 전체가 본 명세서의 일부로서 참조된다. 상기 논문에서, 저자들은, EUV 리소그래피 시스템의 웨이퍼 스테이지 실과 투영 광학계 실을 관으로 연결하고, 그 연결관으로 가스를 주입함으로써, 관으로부터 웨이퍼 스테이지 실로의 가스 흐름을 만들 수 있게 되므로, 포토레지스트 방출가스들이 투영 광학계 실에 들어가는 것을 방지하게 됨을 제안하고 있다. 명백히, 상기 장치는, 저자들이 제안한 바와 같이 연결관으로부터 웨이퍼 스테이지 실로 형성될 수 있는 가스 흐름에 대항하여 방출가스들이 이동하지 않을 것이라는 생각에 기초하고 있다.

조스 피.에이치.벤스촙 등에 의해 제안된 포토레지스트 방출가스 제어 수단 은 어떤 시스템에서는 동작하지만, 노출되는 동안 웨이퍼를 초점이 맞는 상태로 유지하기 위해 위치 감시 장치들을 이용하는 EUV 리소그래피 시스템들에서는 작동하지 않는다. 당해 기술분야에서 숙련된 당업자들에게 공지되어 있는 유형의 위치 감시 장치들, 예를 들어, 장치 근방의 표면 위치의 작은 변화를 검출하기 위해 장치의 커패시턴스의 변화를 이용하는 매우 정확한 커패시턴스 초점 장치들 또는 게이지들은, 웨이퍼에 근접한 상태로 안정된 표면 상에 장착되어야 한다(예를 들어, 이들 장치들은, 그 장치의 단부가 웨이퍼의 약 1밀리내에서 견고하게 유지되도록, 웨이퍼에 근접하여 안정된 표면 상에 장착되어야 한다). 위치 감시 장치들을 장착하는데 이용할 수 있는 가장 안정된 표면은 투영 광학계 실와 웨이퍼 스테이지 실간에 위치한 격벽(partition)이므로, 그 격벽은 위치 감시 장치들을 장착하기 위한 가장 좋은 장소이다. 따라서, 웨이퍼는 그 격벽에 근접하여 설치되어야 하며, 그 웨이퍼는 벤스촙 등에 의해 설명된 연결관으로부터 웨이퍼 스테이지 실로의 가스 흐름을 차단한다. 벤스촙 등에 의해 설명된 연결관에 주입되는 가스의 전부는 아니지만 대부분은, 웨이퍼 스테이지 실보다는 투영 광학계 실로 흐르게 되는데, 이는, 상기 흐름 경로가 최소 저항의 흐름 경로이기 때문이다.

따라서, 노출되는 동안 웨이퍼를 초점이 맞는 상태로 유지하기 위해 위치 감시 장치들을 이용하는 것을 포함하여, EUV 리소그래피 시스템에서 동작하는 창(窓)없는 포토레지스트 방출가스 완화 장치에 대한 필요성이 있다.

본 발명은, 포토레지스트 방출가스 완화 시스템, 방법, 및 장치에 관한 것이 다. 방출가스 완화 시스템 및 장치는, 한쪽 단부가 거의 막힌 굴뚝(chimney), 굴뚝에 유동성 있게 연결된 덕트, 및 굴뚝내에 배치된 배플(baffle)을 구비한다. 방출가스 완화 장치의 굴뚝은, 한쪽 단부가 거의 막힌 깔때기 형상이다. 상기 굴뚝의 단부는, 광의 빔 또는 묶음(묶음;bundle)이 굴뚝을 통과하는 것을 허용하는 개구를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 광을 통과시키기 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 회전식 기계 장벽은 굴뚝 근방에 위치하므로, 회전식 장벽은, 회전식 장벽의 개구들 중 하나의 개구가 굴뚝을 통과할 때를 제외하고는 굴뚝의 열린 단부를 거의 막는다. 상기 회전식 장벽은 냉각 장치에 의해 냉각되고, 그 냉각 장치는 회전식 장벽의 일부에 방사상으로 연결된다. 자기(磁氣) 베어링들을 갖는 모터는 그 장벽을 회전시키는데 이용된다. 그 자기 베어링들은 모터로부터 디스크를 열적으로 분리시킨다.

본 발명의 일 실시예에서, 광원 동기화 모듈은, 회전식 장벽의 개구들이 방출가스 완화 장치의 굴뚝과 정렬되어 있는 동안 펄스 광원을 트리거하는데 이용된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 굴뚝내에 배치된 배플은 냉각 장치에 의해 냉각된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 장벽 가스 시스템은 굴뚝내에 장벽 가스를 주입하는데 이용된다.

본 명세서내에 병합되고 그 일부를 형성하는, 첨부된 도면들은, 본 발명의 실시예들을 설명하고, 상세한 설명부와 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 기능을 한다.

도 1은 본 발명이 이용될 수 있는 극자외선 리소그래피 시스템의 도면이다.

도 2는 도 1의 시스템의 투영 광학계의 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치 일부의 상면도이다.

도 4A는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치 일부의 저면도이다.

도 4B는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치 일부의 측면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치 일부의 측면도이다.

도 6A는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치를 위한 배플의 상면도이다.

도 6B는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치를 위한 배플의 배면도이다.

도 7A는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치의 일 실시예의 측면도이다.

도 7B는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치의 일 실시예의 측 면도이다.

도 7C는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 장치의 일 실시예의 상면도이다.

도 8은 도 1의 시스템 일부의 상세도이다.

도 9는 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 시스템의 도면이다.

도 10은 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스 완화 시스템의 회전식 장벽의 도면이다.

도 11은 본 발명에 따른 포토레지스트 방출가스를 완화시키기 위한 방법을 설명한 흐름도이다.

본 발명의 시스템, 방법, 및 장치는 첨부된 도면들을 참조하여 설명되고, 그 도면들은 축척에 맞게 제도된 것은 아니다. 그 도면들에서, 동일 참조부호들은 동일하거나 기능상 유사한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 참조부호의 최좌측 숫자는, 그 참조부호가 제일 먼저 나타나는 도면을 표시한다.

본 발명의 실시예들을 상세하게 참조하고, 그 예들은 첨부된 도면들에 의해설명된다. 본 발명은 본 실시예들을 참조하여 설명되지만, 이들 실시예들에 본 발명이 한정되지 않음을 알 수 있다. 이와는 반대로, 본 발명은 다른 실시예들, 변형들 및 등가물들을 커버하고, 이는 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 정신 및 범위내에 포함될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 설명을 위해, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 여러 특정 세부사항들(details)이 개시되었다. 그러나, 당해 기술분야에서 숙련된 당업자는, 상기 개시 내용을 읽을 때, 이들 특정 세부사항들 없이도 본 발명을 실시할 수 있음을 알 수 있다. 다른 경우, 본 발명의 태양들을 불명료하게 하는 것을 피하기 위해, 널리 공지되어 있는 구조들 및 장치들은 상세하게 설명되지 않았다.

발명의 환경

도 1은, 본 발명이 이용될 수 있는, 극자외선(EUV) 리소그래피 시스템(100)을 나타낸 도면이다. 리소그래피 시스템(100)은, 격벽들(109)에 의해 분리된, 압력대들(104, 106)(pressure zones)을 갖는 진공실(102)을 구비한다. 압력대(104)는 리소그래피 시스템(100)의 광학계를 수용한다. 압력대(106)는 리소그래피 시스템(100)의 웨이퍼 스테이지를 수용한다. 압력대(108)는 리소그래피 시스템(100)의 광원을 수용한다. 압력대들(104 및 106)은 펌프-다운 바이패스 밸브(110A)에 의해 연결되고, 압력대들(104 및 108)은 펌프-다운 바이패스 밸브(110B)에 의해 연결된다. 터보-펌프들(112A 및 112B)을 이용하여, 진공실(102)을 진공상태로 만들고(evacuate), 압력대들(106 및 108)을 압력대(104)보다 더 낮은 압력으로 유지한다.

압력대(108)는 EUV 광원(114)을 수용한다. EUV 광은 극자외선 복사를 의미한다. 일 실시예에서는, 10 내지 14 나노미터(nm) 범위의 파장을 이용한다. EUV 광은 물질에 의해 쉽게 흡수되므로, 압력대들(104, 106, 및 108)은 그 툴(tool)의 동작 이전 및/또는 동작하는 동안 진공상태로 된다. 압력대(108)는, 리소그래피 기술분야에서 숙련된 당업자에게 자명한 바와 같이, 약 1 mTorr로 유지된다. 압력대(108)의 대기는 약 70%의 헬륨 및 약 30%의 크세논을 포함한다.

바람직하게는, EUV 광원(114)은 펄스 화학선 광원(pulsed actinic light source)이다. 그러나, 다른 EUV 광원을 이용할 수도 있다. 펄스 화학선 광은 분광 필터(116)를 통해 압력대(108)를 떠나게 된다. 분광 필터(116)의 목적은, 리소그래피 기술분야에서 숙련된 당업자에게 명백한 바와 같이, 압력대(104)로 들어가는 광의 대역폭을 제한하는 것이다. 거의 모든 다른 광과 함께, 입사 EUV 광의 약 50%는 분광 필터(116)에 의해 흡수된다.

압력대(104)로 들어갈 때, 화학선은 거울들(118A 내지 118D)에 의해 레티클(reticle)상에 집중된다. 화학선 광의 흡수를 방지하기 위해 화학선 광을 집중시키는데, 렌즈들 보다는 거울들을 이용한다. 레티클(120)을 떠나는 화학선 광은, 압력대(106)에서 웨이퍼(126) 상에 거울들(122A 내지 122F)에 의해 집중된다. 화학선 광은, 본 발명에 따른, 방출가스 완화 장치(124)를 통해 압력대(104)를 떠난다. 또한, 방출가스 완화 장치(124)의 구조는 도 2 내지 도 8을 참조하여 아래에 더 설명된다.

압력대(104)는, 거울(122F)과 웨이퍼(126)간의 압력대(104)에서 가스들의 점성 흐름을 유지하기에 충분한 압력으로 유지된다. 상기 조건은, 압력대(104)에서 가스들의 평균 자유 경로가 거울(122F)과 웨이퍼(126)간의 거리의 최대 약 1/100일 때, 만족된다. 상기 조건이 만족되면, 가스 분자들은 유체로서 행동한다(즉, 연속체, 여기서 가스 분자들은 서로 주위에서 밀어내는 경향을 갖고, 가스 분자들간의 충돌이 가스들의 행동을 결정한다). 리소그래피 시스템(100)의 바람직한 실시예에서는, 가스들의 점성 흐름을 보장하기 위해 압력대(104)에서 약 24 mTorr의 압력을 유지한다. 압력대(104)에서 더 고압을 유지하면, 압력대(104)에서 가스들의 평균 자유 경로가 더 작아지고 점성이 증가하지만, 압력대(104)에서 더 많은 광이 흡수(산란)된다.

압력대(104)의 대기는 포토레지스트 방출가스에 의해 공급되는 수소 가스를 포함한다. 저온 펌프(113)는, 수소 가스보다 무거운 압력대(104)내의 가스들을 선택적으로 응축시키는데 이용된다. 압력대들(104 및 106)간의 압력차를 유지하는데 필요한 메이크업 가스는 가스 포트(도시안함)를 통해 압력대(104)로 유입된다. 압력대(104)로부터 압력대(106)로의 가스들의 흐름은 도 2를 참조하여 아래에 더 설명된다.

압력대(106)는 리소그래피 시스템(100)의 웨이퍼 스테이지를 수용한다. 웨이퍼(126)는 스텝 및 스캔 장치(130)에 접속되는 고정 웨이퍼 플레이트 또는 척(128) 상에 유지된다. 웨이퍼(126)는, 예를 들어, 당해 기술분야에서 숙련된 당업자들에게 공지되어 있는 유형의 커패시턴스 집속 장치들인, 위치 감시 장치들(도시안함)을 이용한 스캐닝동안 리소그래피 시스템(100)의 초점면내에 유지된다.

리소그래피 시스템(100)의 바람직한 실시예에서는, 압력대(106)에서 약 10 mTorr의 압력을 유지한다. 압력대(106)의 대기는, 수소 가스, 이산화 탄소, 및 다른 탄화 수소 분자들을 포함하고, 이들은 포토레지스트 가스방출에 의해 공급된다.

포토레지스트 방출가스 완화 장치의 바람직한 실시예

도 2는 EUV 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계의 상세도이다. 도 2는 레티클(120)로부터 방출가스 완화 장치(124)로의 EUV 광의 이동 경로를 나타낸다. 거울(122A 내지 122F)은 진공실(102)(도시안함)의 압력대(104)내에 설치된다. 격벽(109)은 압력대(106)로부터 압력대(104)를 분리시킨다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 방출가스 완화 장치(124)는 격벽(109)에 연결된다. 바람직하게는, 도시된 실시예의 경우, 방출가스 완화 장치(124)는, 압력대(104)로부터의 가스들이 압력대(106)에 도달하기 위해 통과할 수 있는 2개의 덕트들(204)을 갖는다. 그러나, 다른 실시예들에서는, 방출가스 완화 장치(124)가 단지 하나의 덕트(204)만을 가질 수 있다. (도시된 실시예의 경우 가스들이 압력대(106)에 도달하는 것을 허용하는데 하나의 덕트만으로 충분하지만, 거울(118D)을 위한 지지 구조(도시안함)를 피하기 위해 상기 실시예에서는 2개의 덕트들이 이용된다.) 압력대(106)는 압력대(104)보다 더 낮은 압력으로 유지되므로, 자연적으로 압력대(104)내의 가스들은 압력대(104)로부터 방출가스 완화 장치(124)를 통해 압력대(106)내로 흐르게 된다. 덕트들(204)의 길이는, 압력대(106)내에 설치된, 스텝 및 스캔 장치(130) 등의, 웨이퍼 스테이지 장치로부터 가스들의 흐름을 배출하기에 충분히 길다. 방출가스 완화 장치(124)의 세부사항들은 도 3 내지 도 7에 더 도시된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 방출가스 완화 장치(124)의 2개의 덕트들(204)은 덕트의 섹션(302)에 의해 연결되어 단일 덕트 장치를 형성하게 된다. 또한, 굴 뚝(304)은 덕트의 섹션(302)에 연결된다. 굴뚝(304)은 EUV 광이 통과할 수 있는 개구(306)를 갖는다. 개구(306)의 형상은 굴뚝(304)을 통과하는 EUV 광 빔 또는 묶음의 단면부 형상과 정합되는 것이 바람직하다. 또한, 덕트의 섹션(302)은, 굴뚝(304)내의 가스들이 덕트 장치로 들어가는 것을 허용하는 개구(308)를 가지므로, 굴뚝(304)이 방출가스 완화 장치(124)를 위한 인입개구(inlet opening)로서 기능할 수 있게 된다.

도 4A는 방출가스 완화 장치(124)의 하부측을 나타낸다. 도 4A에서 알 수 있는 바와 같이, 굴뚝(304)은 깔때기 형상부(402)를 갖는다. 바람직하게는, 깔때기 형상부(402)는, 도 4B에 도시된 바와 같이, 격벽(109)내의 개구를 통해 통과하고, 격벽(109)을 통해 연장되므로 웨이퍼가 노출되는 동안 개구(306)는 웨이퍼(126)에 근접한 상태에 있게 된다. 개구(306)의 크기는, 압력대(106)로부터 압력대(104)로 굴뚝(304)을 통해 이동할 수 있는 레지스트 방출가스 분자들의 수를 제한한다.

도 5는 방출가스 완화 장치(124)를 통한 가스들의 흐름을 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가스들은 압력대(104)로부터 또는 압력대(106)로부터 방출가스 완화 장치(124)로 들어갈 수 있다. 가스들은 압력대(106)로부터 개구(306)를 통해 방출가스 완화 장치(124)로 들어간다.

상술한 바와 같이, 압력대(104)는 압력대(106)보다 더 고압으로 유지된다. 따라서, 압력대(104)로부터 굴뚝(304)을 통해 압력대(106)로 가스들의 자연적인 흐름이 존재하게 된다. 개구(306)는 그 크기가 작고 웨이퍼(126)에 근접하므로, 개구(306)를 통한 압력대(104)로부터 압력대(106)로의 가스 흐름이 제한된다. 압력대(104)로부터 압력대(106)로 흐르는 가스들을 위한 최소 저항의 흐름 경로는 방출가스 완화 장치(124)의 2개의 덕트들(204)을 통하는 것이다. 덕트들(204)을 통해 흐르는 가스들은 덕트들(204)의 단부들에서 개구들(502)을 통해 압력대(106)로 배출된다. 개구들(502)은 방출가스 완화 장치(124)를 위한 배출 개구들로서 기능한다.

압력대(104)로부터 압력대(106)로의 개구(306)를 통한 가스들의 흐름이 제한될지라도, 웨이퍼의 노출동안 생성된 레지스트 방출가스들은 개구(306)를 통해 방출가스 완화 장치(124)의 굴뚝(304)으로 흐르게 된다. 이들 방출가스들의 운동량에 따라, 그 방출가스들은, 압력대(104)로부터 방출가스 완화 장치(124)의 덕트들(204)로 굴뚝(304)으로 들어가는 가스들의 흐름에 의해 전달되거나(이 경우, 그 방출가스들은 상술한 바와 같이 압력대(106)로 배출된다), 굴뚝(304)을 통해 계속하여 압력대(104)로 들어갈 수 있게 된다. 개구(306)를 통해 굴뚝(304)으로 들어가는 레지스트 가스들의 운동량을 감소시키기 위해, 배플(602)(도시안함)이 굴뚝(304)내에 삽입된다.

도 6A는 배플(602)의 바람직한 실시예를 나타낸다. 배플(602)은 복수의 배플 플레이트들(604)을 구비하고, 복수의 배플 플레이트들(604)은 EUV 광이 배플을 통과하는 것을 허용하는 개구들(606)을 갖는다. 바람직하게는, 개구들(606)의 크기 및 형상은 웨이퍼(126)를 노출시키는데 이용되는 EUV 광 빔 또는 묶음의 단면에 정합된다. 배플(602)은, (개구(306)를 통해 굴뚝(304)으로 들어가는) 탄화수소 레지스트 가스들의 상당 부분이 압력대(104)로 들어가는 것을 방지한다.

웨이퍼(126)의 표면에서 생성된 방출가스들은, 도 7A에서 본 발명의 일 실시예(700)에 도시된 바와 같이, 모든 방향들로 웨이퍼(126)의 표면을 떠난다. 이들 방출가스들의 일부는 웨이퍼의 표면에 거의 수직인 각도로 웨이퍼의 표면을 떠나지만, 대다수는 그렇지 않다. 수직과는 상당히 다른 각도로 웨이퍼(126)의 표면을 떠나는 방출가스들은 격벽(109)에 의해 압력대(104)로 들어가는 것이 방지된다. 거의 수직 이외의 소정 각도로 웨이퍼(126)의 표면을 떠나고, 또한 개구(306)를 통해 굴뚝(304)으로 들어가는 방출가스들은 배플(602)에 의해 차단된다. 웨이퍼에 수직인 각도로 웨이퍼(126)의 표면을 떠나는 방출가스들조차도 압력대(104)로 진행하는데 어려움을 겪게 되는데, 이는, 도 7A에 도시된 바와 같이, 그 방출가스들이 굴뚝(304)내의 다른 가스 분자들과 충돌하여 그들의 운동량을 서로 교환하게 되기 때문이다. 도 7A에서, 충돌들(701)은, 2개의 가스 분자들이 그들의 운동량을 서로 교환하는 예이다.

도 6B에 설명된 바와 같이, 배플(602)은 방출가스 완화 장치(124)의 굴뚝(304)로부터 방출가스 완화 장치(124)의 덕트들(204)로 가스들이 흐르는 것을 허용하는 적어도 하나의 개구(608)를 갖는다. 개구들(608)은, 도 7A에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 개구들(308)과 정렬된다.

본 발명의 일 실시예에서, 덕트들(204)의 직경은, 도 7C에 도시된 바와 같이, 덕트(302) 부분 근방의 약 10 밀리미터에서 덕트들(204)의 단부들에 있는 개구들(502) 근방의 약 100 밀리미터까지 증가한다. 덕트들(204)의 확장하는 직경 은, 덕트들(204)의 벽들이 개구(502)를 향해 압력대(106)로 가스 분자들을 이동시키는 것을 돕는 것을 보장한다. 가스들의 평균 자유 경로가 덕트들(204)의 벽들간의 거리들에 비해 더 이상 작지 않으므로, 덕트들(204)내에서 가스들의 흐름은 점성을 갖지 않게 된다. 덕트(204)내의 가스 분자는, 다른 가스 분자와 충돌하는 것과 거의 마찬가지로 덕트(204)의 벽과 충돌하게 된다. 따라서, 벽 충돌은 덕트(204)내의 가스들의 이동에 있어서 중요한 인자이다. 관련 기술분야에서 숙련된 당업자들에게 공지되어 있는 바와 같이, 벽과 확산 충돌(diffuse collisions)하는 분자는 그 원래 이동 경로와는 관계 없는 방향으로 산란되고, 그 운동량은 벽이 냉각되지 않는다면 충돌 전과 충돌 후 통계상 동일하다. 벽과 확산 충돌을 하는 분자는, 벽에 대한 법선으로부터의 각도의 코사인에 비례하는 확률로 각도θ로 벽으로부터 방출된다. 가장 확률이 높은 방출 각도는 벽에 대한 법선으로부터 0도의 각도이다. 확장하는 직경을 갖는 덕트들을 이용함으로써, 덕트의 벽들에 대한 법선들은, 항상 개구(502)를 지향하고, 벽과 충돌하는 가스 분자가 개구(502)를 향한 방향으로 방출되는 것을 가능하게 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 개구(502)는 압력대(106)내로 배출한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 배플(602)이 냉각된다. 배플(602)을 냉각하는 것은, 방출가스 분자가 배플(602)을 때리고 튀게 되는 가능성을 줄인다. 당해 기술분야에서 숙련된 당업자들에 공지되어 있는 바와 같이, 냉각된 표면과 충돌하는 분자들은 그 표면에 응축되거나 흡수되려는 경향을 갖는다. 배플(602)을 냉각함으로써, 방출가스 분자가 배플(602)을 때릴 때, 그 분자의 운동량 또는 에너지의 상당 부분이 배플로 전달되고, 그 결과 분자가 압력대(104)로 더 진행하지 않도록 하는 것을 보장하게 된다. 상술한 바와 같이, 변화된 운동량의 방출가스 분자들은 굴뚝(304)으로부터 방출가스 완화 장치(124)의 덕트들(204)로 전달되고 압력대(106)내로 배출된다.

본 발명의 바람직한 실시예(750)에서, 도 7B에 도시된 바와 같이, 열 전도 막대 또는 열 파이프(702) 및 냉각 장치(710)를 이용하여 배플(602)로부터 열을 제거한다. 배플(602)이 열 파이프(702)에 의해 지지되어, 절연 스페이서를 필요로 하지 않고 배플(602)이 굴뚝(304)으로부터 열적으로 절연되는 것이 바람직하다. 다른 방법으로는, 예를 들어, 고무 스페이서들을 이용하여 굴뚝(304)으로부터 배플(602)을 열적으로 절연시킬 수 있다. 열 파이프(702)는 덕트(302)의 부분내의 구멍들(704)을 통과하고 배플(602)에 연결된다. 동심의 원형 플랜지들(706)은, 덕트(302)의 부분으로부터 구멍들(704)을 통해 압력대(104)로 이동하는 가스 분자들의 수를 제한하는 미로 실(seal)을 형성한다. 배플(602)을 냉각하는 다른 방법들은, 이상의 설명을 참조하면 관련 기술분야에서 숙련된 당업자들에게 명백하게 된다.

또한, 도 7B에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예(750)는, 방출가스 완화 장치(124)(배플(602)은 아님)의 온도를 조절하는 온도 센서(730) 및 가열기(720)를 구비한다. 상기 실시예(750)에서, 가열기(720)는 방출가스 완화 장치(124)의 덕트(302) 부분에 연결된다. 온도 센서(730)는 방출가스 완화 장치(124)의 굴뚝(304)에 연결된다. 온도 센서(730)는 방출가스 완화 장치(124)의 온도를 감 시하고, 제어 모듈(도시안함)에 입력을 제공한다. 제어 모듈에 의해 필요에 따라 가열기(720)를 턴온 및 턴오프하여, 방출가스 완화 장치(124)의 온도를 소정값으로 유지한다.

방출가스 완화 장치(124)의 온도를 소정의 값으로 유지하는 것은, 일부 실시예들에서 본 발명의 중요한 특징이다. 예를 들어, 본 발명의 일부 실시예들에서는, 방출가스 완화 장치(124)를 거울에 근접하게 위치시킬 필요가 있다. 상기와 같은 실시예들에서, 방출가스 완화 장치(124)(배플(602)은 아님)는, 근접한 상태에 있는 거울이 제조되고 검사되는 온도와 거의 동일한 온도로 유지되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 8은 굴뚝(304)이 거울(122E)의 컷아웃부(cutout portion)에 위치하는 일 실시예를 나타낸다. 상기 실시예에서, 거울(122E)이 20℃에서 제조되고 검사되었다. 방출가스 완화 장치(124)는 약 20℃로 유지되어야 한다. 방출가스 완화 장치(124)의 온도를 약 20℃로 유지함으로써, 굴뚝(304)이 거울(122E)과 냉각된 배플(602)간의 열 실드(shield)로서 기능하므로, 투영 광학계의 성능에 나쁜 영향을 줄 수 있는, 냉각된 배플(602)에 의한, 거울(122E)의 온도에 의해 유도된 어떤 왜곡도 방지하게 된다. 또한, 열 파이프(702)가 통과하는 구멍(704)도 도 8에 도시되어 있다. 냉각된 배플(602)을 갖지 않는 본 발명의 실시예들은 구멍(704)을 갖지 않는다.

포토레지스트 방출가스 완화 시스템의 바람직한 실시예

방출가스 완화 장치(124)는, 상당 수의 방출가스 분자들이 압력대(104)로 들어가 EUV 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계를 잠재적으로 오염시키는 것을 방 지한다. 그러나, 모든 방출가스 분자가 압력대(104)로 들어가는 것을 방지하지는 못한다. 상술한 바와 같이, 웨이퍼(126) 표면에 거의 수직인 각도로 웨이퍼(126)를 떠나는 일부 방출가스 분자들은 개구(306), 및 배플(602)의 개구들(606)을 통해 이동하여 압력대(104)로 들어갈 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 이들 분자들이 압력대(104)로 들어가는 것을 방지하기 위해 2개의 부가 구성요소들이 포함된다. 이들 구성요소들은 도 9에 설명된다.

도 9는 본 발명에 따른 방출가스 완화 시스템(900)을 나타낸다. 상술된, 방출가스 완화 장치(124)에 부가하여, 방출가스 완화 시스템(900)은 기계식 장벽(902) 및 선택적인 장벽 가스 시스템(911)을 구비한다.

장벽(902)은 굴뚝(304)을 피복하여 거의 막도록 구성된다. 여기서 "거의 막는다"함은 그 장벽(902)이, 압력대(104)를 향해 굴뚝(304)을 나가는 방출가스 분자들을 차단하기 위해 굴뚝(304)의 수 밀리미터 내에 설치된다는 의미이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 장벽(902)은, 굴뚝(304)으로부터 약 1 밀리미터의 거리에 설치된다. 굴뚝(304)내의 방출가스 분자들, 예를 들어, 굴뚝(304)으로부터 압력대(104)를 향해 이동하고 있는 탄화수소 분자들은, 압력대(104)로 더 진행하지 못하게 되는데, 이는, 그 분자들이 분자의 이동 경로내에 설치된 장벽(902)을 때리기 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 장벽(902)은, 냉각 장치(906)에 의해 방사적으로 냉각되는 회전식 디스크이다. 회전식 디스크는, 디스크와 모터의 고정자(도시안함)간의 열 전달을 방지하는 자기 베어링들(도시안함)에 의해 지지된다. 방출가스 분자가 배플(602)을 통과하여 장벽(902)을 때릴 때, 그 운동량이 감소된다. 장벽(902)이 냉각되므로, 장벽(902)을 때리는 방출가스 분자들은 장벽(902) 상에 응축되려는 경향을 갖는다. 장벽(902) 상에 응축되는 분자들은, 압력대(104)로 더 진행하여 EUV 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계 상에 응축되는 것이 방지된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 장벽(902)은, 회전시 EUV 광이 장벽(902)을 통과하여 웨이퍼(126)를 노출시키도록 하는 적어도 하나의 개구(1002)를 갖는다. 도 9에 도시된 바와 같이, 장벽(902)을 회전시키는데 모터(904)를 이용하므로, 개구들(1002)은 굴뚝(304) 상을 주기적으로 통과하게 된다. 바람직하게는, 모터(904)는, 투영 광학계를 오염시킬 가능성을 줄이기 위해, 또한 자기 베어링을 가로질러 어떤 열도 전달되지 않으므로 디스크를 매우 냉각된 상태로 유지하는 것을 용이하게 하기 위해, 무(無)오일 자기 베어링들을 갖는 모터이다. 개구들(1002)이 굴뚝(304) 상을 통과할 때, 센서(907)는 개구 위치 표시기(908)를 감지하고, (예를 들어, 전자기) 신호를 통신 링크(909)를 통해 EUV 광원 동기화 모듈(910)에 전송한다. 위치 표시기(908)는 센서(907)에 의해 감지되는 어떤 것이라도 상관 없다. 예를 들어, 위치 표시기(908)는 금속 픽업 장치, 반사형 테이프, 또는 센서(907)에 의해 검출되는 전자기 복사의 통과를 허용하는 구멍(hole)일 수 있다. 이용될 수 있는, 기계식 장치 등의, 다른 위치 표시 수단은, 이상의 설명을 참조하면 관련 기술분야에서 숙련된 당업자에게 명백할 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, EUV 광원 동기화 모듈(910)이 센서(907)로 부터 신호를 수신할 때는 언제나, 그 모듈은 EUV 광원(114)을 트리거한다. EUV 광원(114)은 개구(1002)가 굴뚝(304) 상에 있을 때에만 트리거되므로, 장벽(902)은 더 이상 EUV 광에 대한 장벽으로서 기능하지 않게 된다.

웨이퍼(126)가 EUV 광에 노출될 때는 언제나, 방출가스들이 생성된다. EUV 광 노출에 의해 생성되는 탄화수소 방출가스 분자들이 방출가스 완화 장치(124)의 개구(306)로 들어가 배플(602)을 통과할 수 있기 전, 장벽(902)이 회전되므로, 개구(1002)는 굴뚝(304)의 개구 넘어 이동하게 된다. 상기와 같은 방법으로, 배플(602)을 통과할 수 있는 어떤 탄화수소 방출가스 분자들도 장벽(902)에 의해 정지되고, EUV 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계를 오염시킬 수도 있는 압력대(104)로 더 진행하지 못하게 된다.

탄화수소 방출가스 분자들이 압력대(104)에 도달하는 것을 방지하는 방출가스 완화 시스템(900)의 다른 구성요소는 선택적인 장벽 가스 시스템(911)이다. 장벽 가스 시스템(911)은 아르곤 등의 무거운 가스를 굴뚝(304)의 깔때기 형상부(402)에 주입한다. 그 후, 무거운 가스는, 개구(306)를 통해 굴뚝(304)으로 들어가는 탄화수소 방출가스 분자들에 대한 장벽으로서 기능하게 된다. 탄화수소 방출가스 분자들이 무거운 장벽 가스 분자들과 충돌할 때, 방출가스 분자들은 그들의 운동량을 무거운 장벽 가스 분자들과 교환하게 된다. 이는, 분자들의 이동 방향을 무작위화하지만(randomizes), 그들의 속력을 늦추지 못한다.(가스 상태의 경우, 운동 에너지와 온도는 등가이다. 따라서, 평균 분자의 속도를 늦추는 단지 하나의 방법은 가스를 냉각하는 것이다. 이는 다른 가스와의 무작위(random) 충돌에 의해 수행될 수 없다.) 그 후, 무작위화된 방출가스 분자들은, 굴뚝(304)으로부터 방출가스 완화 장치(124)의 덕트들(204)을 통해 압력대(106)로 통과하는 가스들의 자연적인 흐름에 의해 굴뚝(304)으로부터 제거된다.

도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 방출가스 완화 장치(124)의 깔때기 형상부(402)는, 하나 이상의 커패시턴스 초점 장치들(916)이 웨이퍼(126)의 노출 영역 근방에 장착되도록 한다. 방출가스 완화 장치(124)의 개구(306)에 대한 웨이퍼(126)의 근접성 정도에 따라, 개구(306)를 통해 굴뚝(304)을 나가려고 하는 가스들의 흐름이 제한되므로, 가스들이 덕트들(204)을 통해 흘러 압력대(106)에 도달하는 것을 보장하게 된다. 그 덕트들(204)의 길이는, 덕트들(204)의 배출 개구들(502)이, 척(128) 또는 스텝 및 스캔 장치(130) 등의 웨이퍼 스테이지 장치에 의해 차단되지 않도록 결정된다.

진공상태 포토리소그래피 시스템에서 포토레지스트 방출가스를 완화시키는 바람직한 방법

도 11은 본 발명에 따른, 진공상태 리소그래피 시스템에서 포토레지스트 방출가스를 완화시키는 바람직한 방법(1100)을 나타낸 흐름도이다. 방법(1100)은, 상술한 방출가스 완화 장치 및 시스템 실시예들을 이용하여 구현될 수 있다. 이하, 방법(1100)을 더 명확히 설명하기 위해, 예시적인 EUV 리소그래피 시스템(100)을 이용하여 방법(1100)을 설명하게 된다. 그러나, 관련 기술분야에서 숙련된 당업자에게 명백한 바와 같이, 방법(1100)은, 예시적인 EUV 리소그래 피 시스템(100)뿐만 아니라 다른 리소그래피 시스템들에서도 구현될 수 있다.

방법(1100)은 단계(1102)에서 시작한다. 단계(1102)에서, 리소그래피 시스템(100)의 진공실(102)은 격벽(109)을 이용하여 2개의 압력대들(104 및 106)로 분리된다. 압력대들(104 및 106)은 모두 진공을 확립하기 위해 가스를 제거할 수 있다.

단계(1104)에서, 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계는 압력대(104)내에 배치되고, 리소그래피 시스템(100)의 웨이퍼 스테이지는 압력대(106)에 배치된다. 상기 투영 광학계는, 투영 광학계와 접촉할 수 있는 포토레지스트 방출가스들의 수를 제한하기 위해 웨이퍼 스테이지로부터 분리된 압력대에 배치된다.

단계(1106)에서, 방출가스 완화 장치(124)는 격벽(109)에 연결된다. 방출가스 완화 장치(124)는 굴뚝(304) 및 배플(602)을 갖는다. 방출가스 완화 장치(124)의 목적은, 화학선을 통과시키는 한편 압력대들(104 및 106)간의 가스들의 흐름을 제어하는 것이다. 방출가스 완화 장치(124)가 가스들의 흐름을 제어하는 방법은 위에서 설명하였다.

단계(1108)에서, 압력대들(104 및 106)간의 가스들의 점성 흐름을 확립하기 위해 압력대들(104 및 106)간에 압력차가 생성된다. 압력차를 생성하기 위해, 압력대들(104 및 106)의 가스가 제거되지만, 압력대(106)에서의 압력은 압력대(104)의 압력보다 더 낮은 압력으로 가스가 제거된다. 압력대(104)는 거울(122F)과 웨이퍼(126)간의 압력대(104)에서 가스들의 점성 흐름을 유지하기에 충분한 압력으로 유지된다. 본 발명의 일 실시예에서는, 가스들의 점성 흐름을 보장하기 위해 리소그래피 공정동안 압력대(104)에서 약 24 mTorr의 압력을 유지한다. 압력대(106)에서는 약 10 mTorr의 압력을 유지한다.

단계(1110)에서는, 굴뚝(304)으로부터 압력대(104)를 향해 이동하는 방출가스 분자들을 차단하기 위해 회전식 장벽을 이용한다. 웨이퍼(126)가 EUV 광에 노출될 때는 언제나, 방출가스들이 생성된다. 방출가스 분자들, 예를 들어, EUV 광 노출에 의해 생성되는 탄화수소 방출가스 분자들이 방출가스 완화 장치(124)의 개구(306)로 들어가 배플(602)을 통과할 수 있기 전, 장벽(902)이 회전되므로, 개구(1002)는 굴뚝(304)의 개구 넘어로 이동하게 된다. 상기와 같은 방법으로, 배플(602)을 통과할 수 있는 어떤 탄화수소 방출가스 분자들도 장벽(902)에 의해 정지되고, EUV 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계를 오염시킬 수도 있는 압력대(104)로 더 진행하지 못하게 된다.

방법(1100)의 선택적인 단계(1112)에서, 장벽(902)은 냉각 장치(906)에 의해 방사적으로 냉각된다. 방출가스 분자들이 배플(602)을 통과하여 장벽(902)을 때릴 때, 그 운동량이 감소된다. 장벽(902)이 냉각되므로, 장벽(902)을 때리는 방출가스 분자들은 장벽(902) 상에 응축되려는 경향을 갖는다. 장벽(902) 상에 응축되는 분자들은, 압력대(104)로 더 진행하여 EUV 리소그래피 시스템(100)의 투영 광학계 상에 응축되는 것이 방지된다.

방법(1100)의 선택적인 단계(1114)에서는, 배플(602)이 냉각된다. 배플(602)을 냉각함으로써, 방출가스 분자가 배플(602)을 때리고 그 운동량의 상당량을 배플(602)로 전달함하지 않고 튀게 되는 가능성을 줄인다.

방법(1100)의 선택적인 단계(1116)에서는, 굴뚝(304)의 깔때기 형상부로 장벽 가스가 주입된다. 상기 단계에서, 장벽 가스 시스템(911)은 아르곤 등의 무거운 가스를 굴뚝(304)의 깔때기 형상부(402)로 주입한다. 그 후, 무거운 가스는 개구(306)를 통해 굴뚝(304)으로 들어가는 방출가스 분자들에 대한 장벽으로서 기능한다. 방출가스 분자들이 무거운 장벽 가스 분자들과 충돌할 때, 방출가스 분자들은 그들의 운동량을 무거운 장벽 가스 분자들과 교환한다. 이는, 방출가스 분자들의 이동 방향을 무작위화하고, 그 분자들이 굴뚝(304)으로부터 방출가스 완화 장치(124)의 덕트들(204)을 통해 압력대(106)로 통과하는 가스들의 자연적인 흐름에 의해 굴뚝(304)으로부터 제거되도록 한다.

방법(1100)의 각 단계들을 구현하는 방법은 도 1 내지 도 10을 참조하여 위에서 더 설명되었다. 이상의 설명을 참조하면 관련 기술분야에서 숙련된 당업자에게 명백한 바와 같이, 단계들(1102-1116)을 구현하는 방법을 설명하는데 이용된 실시예들 이외의 본 발명의 실시예들도, 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이, 방법(1100)을 구현하는데 이용될 수 있다.

[결론]

이상, EUV 진공상태 리소그래피 시스템에서 방출가스를 완화시키는데 이용될 수 있는, 본 발명의 여러 실시예들을 설명하였다. 이들 실시예들은 본 발명을 한정하려는 것이 아니라 단지 예로서 제시되었음을 알 수 있다. 관련 기술분야에서 숙련된 당업자들은, 청구항들에 정의된 본 발명의 정신 및 범위로부터 일탈함이 없이 상술한 실시예들의 형태 및 세부사항들을 여러가지로 변형할 수도 있음을, 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 폭과 범위는 상술한 예시적인 실시예들 중 어느 실시예에 의해 한정되지 않고, 단지 다음의 청구항들과 그 등가물들에 따라 정의되어야 한다.

Claims

리소그래피 시스템에 사용되는 포토레지스트 방출가스 완화 장치로서,

굴뚝;

상기 굴뚝에 유동성 있게(fluidly) 연결되는 덕트; 및

상기 굴뚝내에 배치되는 배플을 포함하며,

상기 방출가스 완화 장치는 상기 리소그래피 시스템의 격벽 - 상기 격벽은 상기 리소그래피 시스템의 제1 압력대를 제2 압력대로부터 분리함 - 에 연결되어, 동작시, 상기 제1 압력대로부터 상기 덕트를 통해 흐르는 가스가 상기 제2 압력대로 배출되도록 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 덕트는

인입개구(inlet opening); 및

적어도 하나의 배출 개구(discharge opening)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 배플은 광의 통과를 위한 컷아웃들(cutouts)을 갖는 복수의 배플 플레이트들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 굴뚝은 단면을 갖는 한 묶음(bundle)의 광의 통과를 위해 제1 단부에서 개구를 갖고, 상기 개구의 형상은 상기 단면의 형상과 일치하는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 한 묶음의 광의 통과를 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 회전식 장벽을 더 갖고, 상기 회전식 장벽이 상기 굴뚝 근방에 위치하여, 상기 회전식 장벽의 상기 개구들 중 하나의 개구가 상기 굴뚝의 제2 단부를 통과할 때를 제외하고는, 상기 회전식 장벽이 상기 굴뚝의 상기 제2 단부를 막아, 상기 제1 압력대를 향해 상기 굴뚝에서 나오는 방출 분자들을 막는 것을 특징으로 하는 장치.
제5항에 있어서, 상기 회전식 장벽에 방사적으로 결합되어 있는 냉각 장치를 더 포함하는 장치.
제6항에 있어서, 상기 회전식 장벽에 연결되어 있는 모터를 더 포함하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 모터는 자기 베어링을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 펄스 광원의 트리거링을 상기 굴뚝의 상기 제2 단부 근처에상기 회전식 장벽의 상기 개구들이 통과하는 것과 동기시키는 광원 동기화 모듈을 더 포함하는 장치.
제9항에 있어서, 상기 굴뚝의 상기 제2 단부에 대한 상기 개구들의 위치를 결정하는 센서 모듈을 더 포함하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 배플은 상기 굴뚝으로부터 열적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 배플은 냉각되는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 덕트는, 상기 배플의 온도보다 더 고온으로 유지되도록 가열되는 것을 특징으로 하는 장치.
제4항에 있어서, 상기 굴뚝에 연결되며, 상기 굴뚝에 장벽 가스를 주입하기 위한 장벽 가스 시스템을 더 포함하는 장치.
제14항에 있어서, 상기 장벽 가스는 아르곤을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
리소그래피 시스템에 사용되는 포토레지스트 방출가스를 완화하기 위한 장치로서,

굴뚝을 갖는 방출가스 완화 장치;

상기 굴뚝내에 배치되는 배플;

광의 통과를 위한 적어도 하나의 개구를 갖는 회전식 장벽 - 상기 회전식 장벽은 상기 굴뚝 근방에 위치하여, 상기 회전식 장벽의 상기 개구들 중 하나의 개구가 상기 굴뚝의 단부를 통과할 때를 제외하고는, 상기 회전식 장벽이 상기 굴뚝의 상기 단부를 막음 - ; 및

상기 회전식 장벽을 냉각하기 위해 상기 회전식 장벽에 방사적으로 결합되어 있는 냉각 장치를 구비하고,

상기 방출가스 완화 장치는 상기 리소그래피 시스템의 격벽 - 상기 격벽은 상기 리소그래피 시스템의 제1 압력대를 제2 압력대로부터 분리함 - 에 연결되어, 동작시, 상기 제1 압력대로부터 상기 덕트를 통해 흐르는 가스가 상기 제2 압력대로 배출되도록 하는, 포토레지스트 방출가스를 완화하기 위한 장치.
제16항에 있어서, 상기 회전식 장벽의 상기 개구들 중 하나의 개구가 상기 굴뚝의 상기 단부 근처를 통과할 때를 결정하는 센서; 및

상기 센서로부터 신호를 수신하고 펄스 광원을 트리거하는 광원 동기화 모듈을 더 포함하는, 포토레지스트 방출가스를 완화하기 위한 장치.
제17항에 있어서, 상기 회전식 장벽에 연결되어 있는 모터를 더 포함하는, 포토레지스트 방출가스를 완화하기 위한 장치.
제18항에 있어서, 상기 굴뚝에 연결되며, 상기 굴뚝에 장벽 가스를 주입하기 위한 장벽 가스 시스템을 더 포함하는, 포토레지스트 방출가스를 완화하기 위한 장치.
제19항에 있어서, 상기 장벽 가스는 아르곤을 포함하는 것을 특징으로 하는, 포토레지스트 방출가스를 완화하기 위한 장치.
진공상태 리소그래피 시스템에서 포토레지스트 방출가스를 완화시키는 방법으로서,

(1) 격벽을 이용하여 진공실을 제1 및 제2 압력대로 분리하는 단계;

(2) 상기 리소그래피 시스템의 투영 광학계를 제1 압력대에 설치하고, 상기 리소그래피 시스템의 웨이퍼 스테이지를 제2 압력대에 배치하는 단계;

(3) 상기 제1 압력대와 제2 압력대간의 압력차를 생성하는 단계;

(4) 굴뚝 및 배플을 갖는 방출가스 완화 장치를 상기 격벽에 연결하는 단계; 및

(5) 상기 제1 압력대로부터 상기 방출가스 완화 장치의 덕트를 통하여 상기 제2 압력대로의 가스들의 흐름을 확립하여 상기 덕트 내의 가스들이 상기 제2 압력대로 방출되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
제21항에 있어서,

(6) 상기 굴뚝으로부터 상기 제1 압력대를 향해 이동하는 방출가스 분자들을 회전식 장벽으로 차단하는 단계를 더 포함하는 방법.
제22항에 있어서,

(7) 상기 회전식 장벽을 냉각하는 단계를 더 포함하는 방법.
제23항에 있어서,

(8) 상기 배플을 냉각하는 단계를 더 포함하는 방법.
제24항에 있어서,

(9) 상기 굴뚝의 깔때기 형상부에 장벽 가스를 주입하는 단계를 더 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 덕트는, 상기 회전식 장벽의 온도보다 더 고온으로 유지되도록 가열되는 것을 특징으로 하는 장치.