KR101634825B1 - 참조 검사 디바이스 - Google Patents
참조 검사 디바이스 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101634825B1 KR101634825B1 KR1020117000561A KR20117000561A KR101634825B1 KR 101634825 B1 KR101634825 B1 KR 101634825B1 KR 1020117000561 A KR1020117000561 A KR 1020117000561A KR 20117000561 A KR20117000561 A KR 20117000561A KR 101634825 B1 KR101634825 B1 KR 101634825B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- tool
- air bearing
- irradiating
- tool head
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
Abstract
기판을 조사하기 위한 툴이 제공되며, 여기서 상기 툴은 기판을 조사하기 위한 툴 헤드, 툴 헤드 부근에 기판의 상부 표면을 배치시키기 위한 척, 및 기판에 인접하게 툴 헤드 상에 배치된 공기 베어링을 갖는다. 공기 베어링은 압력 소스 및 진공 소스를 갖고, 여기서 진공 소스는 기판을 공기 베어링을 향해 끌어당기고 압력 소스는 기판이 공기 베어링과 물리적으로 접촉하는 것을 막는다. 압력 소스 및 진공 소스는 기판의 상부 표면을 툴 헤드로부터 알려진 거리에 배치시키기 위해 협동하여 동작한다. 이러한 방식으로 툴의 일부로서 공기 베어링을 사용함으로써, 툴 헤드에 대한 기판의 정합이 기판의 후면에 대해서가 아니라 기판의 상부 표면에 대해서 달성된다.
Description
본 출원은 2008년 6월 9일자로 출원된 미국 가출원 시리얼 번호 61/059,861에 대한 모든 권리들과 우선권을 주장한다. 본 출원은 집적 회로 제조 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 기판 표면들에 대한 툴 헤드(tool head)들의 정합(registration)에 관한 것이다.
집적 회로 제조 프로세스들 동안에, 집적 회로들은 통상적으로, 광학 검사들 및 측정과 같은 다양한 상이한 표면 검사들 및 측정들을 받는다. 본 명세서에서 사용된 용어인 "집적 회로"는 실리콘 또는 게르마늄과 같은 그룹 Ⅳ 재료들, 또는 갈륨 비소와 같은 그룹 Ⅲ-Ⅴ 화합물(compound)들, 또는 이러한 재료들의 혼합물(mixture)들로 형성된 것들과 같이 모놀리식 반도체 기판들 상에 형성된 것들과 같은 디바이스들을 포함한다. 상이 용어는 메모리 및 로직과 같이 형성된 모든 타입들의 디바이스들과, MOS 및 바이폴라와 같은 이러한 디바이스들의 모든 설계들을 포함한다. 상기 용어는 또한 평판 디스플레이(flat panel display)들, 태양 전지(solar cell)들, 및 전하결합소자(charge coupled device)들과 같은 애플리케이션들을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "툴"은 일반적으로 집적 회로 제조 산업에서 사용되는 검사 또는 측정 시스템들을 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "조사(investigation)"는 일반적으로 집적 회로 제조 산업에서 사용되는 바와 같이 검사 또는 측정의 프로세스를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "기판"은 집적 회로들이 제조된 기판들 ― 상기 집적 회로들을 형성하는데 사용되는 패턴들이 마스크(mask)들 또는 레티클(reticle)들로부터 전사(transfer)됨 ― 과, 집적 회로 제조 산업에서 사용되는 바와 같이 다른 타입들의 기판들을 지칭한다.
조사의 현재 방법들은 통상적으로 기판의 전면(front side)을 조사하는 동안에 척(chuck)에 대한 상기 기판의 후면(backside)을 참조한다. 다시 말해, 기판의 후면은 척의 표면 상에 놓이고, 상기 척은 툴의 동작 헤드와 몇몇 종류의 정렬을 이루게 된다. 툴은 기판의 상단 표면을 조사하도록 가장 빈번히 설계된다. 상기 척이 평평하다는 것과, 기판이 알려진 균일한 두께를 갖게 되는 수준으로 상기 척이 움직인다는 것과 같은 가정들 및 다른 그러한 가정들이 툴의 동작에 대해 이루어진다. 이러한 가정들은 척의 포지션이 알려질 때 기판의 상단 표면에 툴의 헤드를 정렬시키는데 사용된다.
상기 방법은 척의 평평함, 기판의 높이에 영향을 끼치는 기판 기하구조에서의 변동(variance)들, 상기 가정들이 유효하지 않도록 만드는 다른 문제들에서의 불일치들에 취약하다. 예컨대, 기판 두께가 가정된 것으로부터 가변한다면, 헤드 및 기판의 상단 표면 사이의 거리는 기판을 가로질러 가변할 것이다 ― 툴이 모르게. 유사하게, 척 높이가 가정된 것으로부터 가변한다면, 헤드 및 기판의 상단 표면 사이의 거리는 척을 가로질러 가변할 것이다 ― 툴이 모르게.
이러한 상황은 통상적으로, 기판이 툴 헤드에 관하여 움직이므로 높이 변화들을 보상하기 위한 활성 포커싱 메커니즘을 사용함으로써 해결된다. 제어 시스템을 포함하는 통상적 자동-포커스 메커니즘을 구현하는데 그리고 특히 소프트웨어 개발 비용들을 고려할 때 수차례 엔지니어링 하는데 수천 달러의 비용이 들 수 있다. 소비자에 의해 예상되는 정확도 및 반복성(repeatability)을 갖도록 구현될 때 이들이 문제 있는 메커니즘들임이 역사가 증명해왔다. 소비자들이 더 빠른 스루-풋을 요구하므로, 자동-포커스 메커니즘은 더 빨리 응답할 필요가 있다. 자동-포커스 메커니즘이 성질상 기계적이므로, 이러한 메커니즘들은 상기 요구되는 스루-풋을 충족시키기에 종종 충분하지 않은 제한된 응답 시간들을 갖는다. 어떤 검사 시스템들은 고속으로 높이 변형(variation)들을 추적하기 위해 큰 광학 엘리먼트들을 이동시키는 것이 단지 현실적 옵션이 아닌 그러한 큰 광학 엘리먼트들을 갖는다.
그러므로, 위에서 기술된 것들과 같은 문제점들을 적어도 부분적으로 극복하는 시스템이 필요하다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "툴"은 일반적으로 집적 회로 제조 산업에서 사용되는 검사 또는 측정 시스템들을 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "조사(investigation)"는 일반적으로 집적 회로 제조 산업에서 사용되는 바와 같이 검사 또는 측정의 프로세스를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "기판"은 집적 회로들이 제조된 기판들 ― 상기 집적 회로들을 형성하는데 사용되는 패턴들이 마스크(mask)들 또는 레티클(reticle)들로부터 전사(transfer)됨 ― 과, 집적 회로 제조 산업에서 사용되는 바와 같이 다른 타입들의 기판들을 지칭한다.
조사의 현재 방법들은 통상적으로 기판의 전면(front side)을 조사하는 동안에 척(chuck)에 대한 상기 기판의 후면(backside)을 참조한다. 다시 말해, 기판의 후면은 척의 표면 상에 놓이고, 상기 척은 툴의 동작 헤드와 몇몇 종류의 정렬을 이루게 된다. 툴은 기판의 상단 표면을 조사하도록 가장 빈번히 설계된다. 상기 척이 평평하다는 것과, 기판이 알려진 균일한 두께를 갖게 되는 수준으로 상기 척이 움직인다는 것과 같은 가정들 및 다른 그러한 가정들이 툴의 동작에 대해 이루어진다. 이러한 가정들은 척의 포지션이 알려질 때 기판의 상단 표면에 툴의 헤드를 정렬시키는데 사용된다.
상기 방법은 척의 평평함, 기판의 높이에 영향을 끼치는 기판 기하구조에서의 변동(variance)들, 상기 가정들이 유효하지 않도록 만드는 다른 문제들에서의 불일치들에 취약하다. 예컨대, 기판 두께가 가정된 것으로부터 가변한다면, 헤드 및 기판의 상단 표면 사이의 거리는 기판을 가로질러 가변할 것이다 ― 툴이 모르게. 유사하게, 척 높이가 가정된 것으로부터 가변한다면, 헤드 및 기판의 상단 표면 사이의 거리는 척을 가로질러 가변할 것이다 ― 툴이 모르게.
이러한 상황은 통상적으로, 기판이 툴 헤드에 관하여 움직이므로 높이 변화들을 보상하기 위한 활성 포커싱 메커니즘을 사용함으로써 해결된다. 제어 시스템을 포함하는 통상적 자동-포커스 메커니즘을 구현하는데 그리고 특히 소프트웨어 개발 비용들을 고려할 때 수차례 엔지니어링 하는데 수천 달러의 비용이 들 수 있다. 소비자에 의해 예상되는 정확도 및 반복성(repeatability)을 갖도록 구현될 때 이들이 문제 있는 메커니즘들임이 역사가 증명해왔다. 소비자들이 더 빠른 스루-풋을 요구하므로, 자동-포커스 메커니즘은 더 빨리 응답할 필요가 있다. 자동-포커스 메커니즘이 성질상 기계적이므로, 이러한 메커니즘들은 상기 요구되는 스루-풋을 충족시키기에 종종 충분하지 않은 제한된 응답 시간들을 갖는다. 어떤 검사 시스템들은 고속으로 높이 변형(variation)들을 추적하기 위해 큰 광학 엘리먼트들을 이동시키는 것이 단지 현실적 옵션이 아닌 그러한 큰 광학 엘리먼트들을 갖는다.
그러므로, 위에서 기술된 것들과 같은 문제점들을 적어도 부분적으로 극복하는 시스템이 필요하다.
위의 필요 및 다른 필요가 기판을 조사하기 위한 툴에 의해 충족되며, 여기서 상기 툴은 기판을 조사하기 위한 툴 헤드, 기판의 상부 표면을 상기 툴 헤드 부근에 배치시키기 위한 척, 및 기판에 인접하게 툴 상에 배치된 공기 베어링(air bearing)을 갖는다. 상기 공기 베어링은 압력 소스 및 진공 소스를 갖고, 여기서 진공 소스는 기판을 공기 베어링을 향해 끌어당기고(draw) 압력 소스는 기판이 공기 베어링과 물리적으로 접촉하는 것을 막는다. 압력 소스 및 진공 소스는 기판의 상부 표면을 툴 헤드로부터 알려진 거리에 배치시키기 위해 협동하여 동작한다.
툴의 부품으로서 공기 베어링을 이러한 방식으로 사용함으로써, 툴 헤드에 대한 기판의 정합이 기판의 후면이 아니라 기판의 상부 표면에 관련하여 달성된다. 기판의 상부 표면이 조사되기 때문에, 조사는 더욱 정확하고, 위에서 이루어진 가정들에 의존하지 않는다. 그러나, 기판이 툴 헤드에 의해 손상되지 않는데, 그 이유는 공기 베어링이 공기 베어링 또는 툴 헤드와 기판의 상부 표면 사이의 물리적 접촉을 막기 때문이다.
다양한 실시예들에서, 툴은 집적 회로 검사 툴 또는 집적 회로 측정 툴이다. 일부 실시예들에서, 툴은 기판의 광학-기반 조사들을 수행하고, 일부 실시예들에서 툴은 기판의 전기-기반 조사들을 수행한다. 다양한 실시예들에서 기판은 반도체 기판이거나 또는 마스크이며, 여기서 상기 반도체 기판은 상기 반도체 기판 상에 적어도 부분적으로 형성된 집적 회로들을 갖고, 상기 마스크는 상기 마스크 상에 형성된 집적 회로 패턴들을 갖는다.
일부 실시예들에서, 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 압력 소스가 전달되며, 여기서 다공성 재료는 고리형 채널들을 형성하고, 상기 고리형 채널들을 통해 진공 소스가 전달된다. 다른 실시예들에서, 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 압력 소스가 전달되며, 여기서 다공성 재료는 거의 고르게 분산된 공동(void)들을 형성하고, 상기 공동들을 통해 진공 소스가 전달된다. 일부 실시예들에서, 공기 베어링은 제1 채널들 및 제2 채널들을 형성하는 비-다공성 재료로 형성되고, 상기 제1 채널들을 통해 압력 소스가 전달되며, 상기 제2 채널들을 통해 진공 소스가 전달된다.
일부 실시예들에서, 툴 헤드는 공기 베어링의 중심 위치에 형성되는 오리피스(orifice)를 통해 기판을 조사하고, 다른 실시예들에서 상기 오리피스는 공기 베어링의 주변 위치에 형성된다. 일부 실시예들에서, 척 상의 유지 피스(retention piece)들이 공기 베어링에 인접한 x-y 평면 내에서 목적하는 포지션들에 기판을 실질적으로 유지시키면서, 공기 베어링이 z 축으로 기판의 상기 목적하는 포지션들을 툴 헤드로부터의 상기 알려진 거리로 조정할 수 있도록 한다. 일부 실시예들에서, 척은 툴 헤드에 관련하여 기판에 병진, 회전, 및 승강 운동을 제공한다.
본 발명의 추가적 장점들은 도면들과 함께 고려될 때 상세한 설명을 참조하여 명백해지며, 상기 도면들은 세부사항들을 더욱 명확하게 보여주기 위해 스케일링되지 않으며, 같은 참조 번호들이 여러 도면들에 걸쳐서 같은 엘리먼트들을 표시한다.
툴의 부품으로서 공기 베어링을 이러한 방식으로 사용함으로써, 툴 헤드에 대한 기판의 정합이 기판의 후면이 아니라 기판의 상부 표면에 관련하여 달성된다. 기판의 상부 표면이 조사되기 때문에, 조사는 더욱 정확하고, 위에서 이루어진 가정들에 의존하지 않는다. 그러나, 기판이 툴 헤드에 의해 손상되지 않는데, 그 이유는 공기 베어링이 공기 베어링 또는 툴 헤드와 기판의 상부 표면 사이의 물리적 접촉을 막기 때문이다.
다양한 실시예들에서, 툴은 집적 회로 검사 툴 또는 집적 회로 측정 툴이다. 일부 실시예들에서, 툴은 기판의 광학-기반 조사들을 수행하고, 일부 실시예들에서 툴은 기판의 전기-기반 조사들을 수행한다. 다양한 실시예들에서 기판은 반도체 기판이거나 또는 마스크이며, 여기서 상기 반도체 기판은 상기 반도체 기판 상에 적어도 부분적으로 형성된 집적 회로들을 갖고, 상기 마스크는 상기 마스크 상에 형성된 집적 회로 패턴들을 갖는다.
일부 실시예들에서, 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 압력 소스가 전달되며, 여기서 다공성 재료는 고리형 채널들을 형성하고, 상기 고리형 채널들을 통해 진공 소스가 전달된다. 다른 실시예들에서, 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 압력 소스가 전달되며, 여기서 다공성 재료는 거의 고르게 분산된 공동(void)들을 형성하고, 상기 공동들을 통해 진공 소스가 전달된다. 일부 실시예들에서, 공기 베어링은 제1 채널들 및 제2 채널들을 형성하는 비-다공성 재료로 형성되고, 상기 제1 채널들을 통해 압력 소스가 전달되며, 상기 제2 채널들을 통해 진공 소스가 전달된다.
일부 실시예들에서, 툴 헤드는 공기 베어링의 중심 위치에 형성되는 오리피스(orifice)를 통해 기판을 조사하고, 다른 실시예들에서 상기 오리피스는 공기 베어링의 주변 위치에 형성된다. 일부 실시예들에서, 척 상의 유지 피스(retention piece)들이 공기 베어링에 인접한 x-y 평면 내에서 목적하는 포지션들에 기판을 실질적으로 유지시키면서, 공기 베어링이 z 축으로 기판의 상기 목적하는 포지션들을 툴 헤드로부터의 상기 알려진 거리로 조정할 수 있도록 한다. 일부 실시예들에서, 척은 툴 헤드에 관련하여 기판에 병진, 회전, 및 승강 운동을 제공한다.
본 발명의 추가적 장점들은 도면들과 함께 고려될 때 상세한 설명을 참조하여 명백해지며, 상기 도면들은 세부사항들을 더욱 명확하게 보여주기 위해 스케일링되지 않으며, 같은 참조 번호들이 여러 도면들에 걸쳐서 같은 엘리먼트들을 표시한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 툴의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 툴 헤드 및 공기 베어링의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 공기 베어링들의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 툴 헤드 및 공기 베어링의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 공기 베어링들의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 공기 베어링의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 툴(10)이 도시되고, 툴(10)은 툴 헤드(20), 척(14) 및 스핀들(18)을 포함한다. 기판(12)이 척(14) 상에 배치되고, 상대운동을 통해 툴 헤드(20) 아래에 놓인다. 기판의 상단면을 참조하기 위해 툴 헤드(20)의 단부에 있는 진공 예압형(vacuum preloaded) 공기 베어링(22)이 사용된다. 척(14)은 움직일 수 있는 기판(12) 유지 피스들(16)을 포함하고, 상기 유지 피스들(16)은 기판(12)이 어느 정도까지 아래위로 움직일 수 있도록 하여서, 툴 헤드(20)에 관련하여 기판(12)의 수직 정합이 공기 베어링(22)에 의해 정밀한 정도(fine degree)까지 달성되고, 척(14)에 의해 대략적인 정도(gross degree)까지만 달성된다. 다시 말해, 척(14)은 기판(12)을 헤드(20)에 인접하게 가져오고, 공기 베어링(22)은 툴 헤드(20)에 대한 기판(12)의 상부 표면의 수직 거리를 조정한다. 일 실시예에서 유지 피스들(16)은 기판(12)이 회전 및 병진 시 사실상 고정되게 유지시키지만, 승강 시에는 그렇지 않다.
일 실시예에서 공기 베어링(22)은 도 2에 도시된 바와 같은 툴 헤드 오리피스(30) 내의 현미경 대물렌즈(28)와 같이, 툴 헤드(20)에 직접 부착되고, 그런 다음에 조사될 기판(12)이 툴 헤드(20)로 움직이게 된다. 일단 기판(12)이 공기 베어링(22)에 충분히 가까이 오게 되면, 기판(12) 및 공기 베어링(22) 사이의 거리가 진공(26) 및 압력(24)에 있어서 평형 상태를 만들 때까지, 진공 소스(26)를 따라서 제공된 진공이 기판(12)을 헤드(20)에 더 가깝게 끌어당기고, 동시에 압력 소스(24)를 따라서 제공된 압력이 기판(12)을 멀리 밀어낸다.
이러한 방식으로, 기판(12)은 기판(12)의 기하구조에 상관 없이 매우 정확한 수직 포지션 내에 유지되는데, 그 이유는 기판(12)의 상부 표면이 툴 헤드(20)에 기계적으로 참조되기 때문이다. 공기 베어링(22)이 기판(12) 및 공기 베어링(22) 사이의 간격이 감소함에 따라 증가하는 압력 힘을 가하므로, 기판(12)이 한번이라도 공기 베어링(22)에 실제로 접촉하고 기판(12)의 표면에 손상을 줄 확률이 단지 매우 낮다. 따라서, 기판(12)의 표면을 참조하는 이러한 방법은 본질적으로 비 접촉 방법이다. 추가로, 압력 소스(24) 내의 가스를 필터링하는 것은 이러한 방법이 오염에 매우 민감한 애플리케이션들과 실질적으로 호환될 수 있도록 한다.
일부 실시예들에서 공기 베어링(22)은 공기 베어링(22) 내에 형성된 툴 헤드 오리피스(30) 및 공기 베어링(22) 외부의 환경 사이에 거의 기밀 밀봉(hermetic seal)을 형성한다. 이는, 전자현미경과 같은 특정 타입들의 툴들(10)을 위해 사용되는 바와 같이 툴 헤드 오리피스(30) 내에서 진공이 도출되도록 한다. 일부 실시예들에서 공기 베어링(22)은 공기 베어링(22) 내에 형성된 툴 헤드 오리피스(30) 및 공기 베어링(22) 외부의 환경 사이에 오염 장벽을 형성한다. 이러한 방식으로, 오염물들 ― 미립자들 또는 증기 오염과 같은 ― 이 툴(10)의 적절한 동작을 방해하지 않을 것이다.
도 3 내지 도 6에는 공기 베어링(22)의 상이한 구성들이 도시된다. 도 3에서, 공기 베어링(22)은 다공성 매체 내에 배치된 고리형 진공 소스들(26)을 갖고, 상기 다공성 매체 내에는 압력 소스들(24)이 형성되고, 이때 툴 헤드 오리피스(30)가 공기 베어링(22)의 중심에 배치된다. 도 4는 공기 베어링(22)의 다른 실시예를 도시하며, 여기서 압력 소스들(24)은 다공성 매체 내에 배치되고, 상기 다공성 매체 내에는 진공 소스들(26)이 배치된다. 이러한 실시예에서 툴 헤드 오리피스(30)가 중심으로 배치된다.
도시된 실시예들에서, 압력 소스들(24) 및 진공 소스들(26)이 특정 구성들 중 임의의 구성으로 스위칭될 수 있다는 것이 인식된다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 공기 베어링(22)의 블록 재료 내의 개구들 중 일부는 압력 소스들(24)이고, 상기 개구들 중 일부는 진공 소스들(26)이다.
이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 공기 베어링(22)의 일부 대안적 실시예들이 도시되며, 여기서 툴 헤드 오리피스(30)는 공기 베어링(22)의 중심에 배치되지 않는다. 도 7-도 8은 압력 소스(24) 및 진공 소스(26)의 구성의 다른 실시예들에 관해 일부 세부사항을 제공한다.
유사한 방법들이 위에서 기술된 바와 같은 다공성 매체 또는 오리피스들을 사용하는 대안적 공기 베어링(22) 기술들을 이용하여 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 교번적 전하 영역들을 갖는 정전 척이 진공 환경들에서 사용된다. 또 다른 실시예에서, 기판(12)을 툴 헤드(20)에 정합시키는 비 접촉 방식으로 자기 부상이 사용된다.
위에서 기술된 바와 같은 실시예들은 기판(12) 검사 및 측정 툴들을 위해 사용될 수 있다. 산업이 점점 더 정밀한 해상도를 요구하므로, 필드의 깊이가 점점 더 작아지는 것이 현실이다. 이는 기판들(12)을 유지하기 위한 극도로 평평한 척들(14) 및 상기 기판들(12)을 툴 헤드(20) 아래에서 정확하게 제어된 높이에 운반하기 위한 극도로 정확한 메커니즘들을 요구한다. 본 명세서에 기술된 메커니즘들은 툴 헤드(20)에 직접 부착될 수 있고, 이로써 척(14) 및 운반 메커니즘(18)에 필요한 정확성이 감소되고, 동시에 그렇지 않으면 기판(12) 및 척(14)의 두께 및 기하구조 변형들을 보상하는데 요구되었을 값비싼 자동 초점 메커니즘들이 제거된다.
본 발명에 대한 바람직한 실시예들의 전술한 상세한 설명은 예시 및 설명을 위해 제시되었다. 그것은 본 발명을 완전하게 하려는 의도도 아니고 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하려는 의도도 아니다. 위의 설명들 관점에서 명백한 수정들 또는 변형들이 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원리들 및 그 현실적 애플리케이션의 최선 예시들을 제공하고 이로써 당업자가 다양한 실시예들의 본 발명을 사용하고 고려되는 특정한 사용에 적절하게 다양한 수정들을 이용할 수 있도록 하기 위한 노력으로 선택되고 기술된다. 모든 이러한 수정들 및 변형들은 청구범위가 공정하게, 법률적으로, 공평하게 자격이 주어진 폭에 따라 해석될 때 상기 청구범위에 의해 결정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 속한다.
일 실시예에서 공기 베어링(22)은 도 2에 도시된 바와 같은 툴 헤드 오리피스(30) 내의 현미경 대물렌즈(28)와 같이, 툴 헤드(20)에 직접 부착되고, 그런 다음에 조사될 기판(12)이 툴 헤드(20)로 움직이게 된다. 일단 기판(12)이 공기 베어링(22)에 충분히 가까이 오게 되면, 기판(12) 및 공기 베어링(22) 사이의 거리가 진공(26) 및 압력(24)에 있어서 평형 상태를 만들 때까지, 진공 소스(26)를 따라서 제공된 진공이 기판(12)을 헤드(20)에 더 가깝게 끌어당기고, 동시에 압력 소스(24)를 따라서 제공된 압력이 기판(12)을 멀리 밀어낸다.
이러한 방식으로, 기판(12)은 기판(12)의 기하구조에 상관 없이 매우 정확한 수직 포지션 내에 유지되는데, 그 이유는 기판(12)의 상부 표면이 툴 헤드(20)에 기계적으로 참조되기 때문이다. 공기 베어링(22)이 기판(12) 및 공기 베어링(22) 사이의 간격이 감소함에 따라 증가하는 압력 힘을 가하므로, 기판(12)이 한번이라도 공기 베어링(22)에 실제로 접촉하고 기판(12)의 표면에 손상을 줄 확률이 단지 매우 낮다. 따라서, 기판(12)의 표면을 참조하는 이러한 방법은 본질적으로 비 접촉 방법이다. 추가로, 압력 소스(24) 내의 가스를 필터링하는 것은 이러한 방법이 오염에 매우 민감한 애플리케이션들과 실질적으로 호환될 수 있도록 한다.
일부 실시예들에서 공기 베어링(22)은 공기 베어링(22) 내에 형성된 툴 헤드 오리피스(30) 및 공기 베어링(22) 외부의 환경 사이에 거의 기밀 밀봉(hermetic seal)을 형성한다. 이는, 전자현미경과 같은 특정 타입들의 툴들(10)을 위해 사용되는 바와 같이 툴 헤드 오리피스(30) 내에서 진공이 도출되도록 한다. 일부 실시예들에서 공기 베어링(22)은 공기 베어링(22) 내에 형성된 툴 헤드 오리피스(30) 및 공기 베어링(22) 외부의 환경 사이에 오염 장벽을 형성한다. 이러한 방식으로, 오염물들 ― 미립자들 또는 증기 오염과 같은 ― 이 툴(10)의 적절한 동작을 방해하지 않을 것이다.
도 3 내지 도 6에는 공기 베어링(22)의 상이한 구성들이 도시된다. 도 3에서, 공기 베어링(22)은 다공성 매체 내에 배치된 고리형 진공 소스들(26)을 갖고, 상기 다공성 매체 내에는 압력 소스들(24)이 형성되고, 이때 툴 헤드 오리피스(30)가 공기 베어링(22)의 중심에 배치된다. 도 4는 공기 베어링(22)의 다른 실시예를 도시하며, 여기서 압력 소스들(24)은 다공성 매체 내에 배치되고, 상기 다공성 매체 내에는 진공 소스들(26)이 배치된다. 이러한 실시예에서 툴 헤드 오리피스(30)가 중심으로 배치된다.
도시된 실시예들에서, 압력 소스들(24) 및 진공 소스들(26)이 특정 구성들 중 임의의 구성으로 스위칭될 수 있다는 것이 인식된다. 대안적으로, 일부 실시예들에서, 공기 베어링(22)의 블록 재료 내의 개구들 중 일부는 압력 소스들(24)이고, 상기 개구들 중 일부는 진공 소스들(26)이다.
이제 도 5 및 도 6을 참조하면, 공기 베어링(22)의 일부 대안적 실시예들이 도시되며, 여기서 툴 헤드 오리피스(30)는 공기 베어링(22)의 중심에 배치되지 않는다. 도 7-도 8은 압력 소스(24) 및 진공 소스(26)의 구성의 다른 실시예들에 관해 일부 세부사항을 제공한다.
유사한 방법들이 위에서 기술된 바와 같은 다공성 매체 또는 오리피스들을 사용하는 대안적 공기 베어링(22) 기술들을 이용하여 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 교번적 전하 영역들을 갖는 정전 척이 진공 환경들에서 사용된다. 또 다른 실시예에서, 기판(12)을 툴 헤드(20)에 정합시키는 비 접촉 방식으로 자기 부상이 사용된다.
위에서 기술된 바와 같은 실시예들은 기판(12) 검사 및 측정 툴들을 위해 사용될 수 있다. 산업이 점점 더 정밀한 해상도를 요구하므로, 필드의 깊이가 점점 더 작아지는 것이 현실이다. 이는 기판들(12)을 유지하기 위한 극도로 평평한 척들(14) 및 상기 기판들(12)을 툴 헤드(20) 아래에서 정확하게 제어된 높이에 운반하기 위한 극도로 정확한 메커니즘들을 요구한다. 본 명세서에 기술된 메커니즘들은 툴 헤드(20)에 직접 부착될 수 있고, 이로써 척(14) 및 운반 메커니즘(18)에 필요한 정확성이 감소되고, 동시에 그렇지 않으면 기판(12) 및 척(14)의 두께 및 기하구조 변형들을 보상하는데 요구되었을 값비싼 자동 초점 메커니즘들이 제거된다.
본 발명에 대한 바람직한 실시예들의 전술한 상세한 설명은 예시 및 설명을 위해 제시되었다. 그것은 본 발명을 완전하게 하려는 의도도 아니고 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하려는 의도도 아니다. 위의 설명들 관점에서 명백한 수정들 또는 변형들이 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원리들 및 그 현실적 애플리케이션의 최선 예시들을 제공하고 이로써 당업자가 다양한 실시예들의 본 발명을 사용하고 고려되는 특정한 사용에 적절하게 다양한 수정들을 이용할 수 있도록 하기 위한 노력으로 선택되고 기술된다. 모든 이러한 수정들 및 변형들은 청구범위가 공정하게, 법률적으로, 공평하게 자격이 주어진 폭에 따라 해석될 때 상기 청구범위에 의해 결정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 속한다.
Claims (20)
- 기판을 조사(investigate)하기 위한 툴(tool)로서,
상기 기판을 조사하기 위한 툴 헤드;
상기 툴 헤드 부근에 상기 기판의 상부 표면을 배치시키기 위한 척(chuck); 및
상기 기판에 인접하게 상기 툴 헤드 상에 배치된 공기 베어링(air bearing) ― 상기 공기 베어링은, 상기 기판을 상기 공기 베어링을 향해 끌어당기기 위한 진공 소스 및 상기 기판이 상기 공기 베어링과 물리적으로 접촉하는 것을 막기 위한 압력 소스를 갖고, 상기 압력 소스 및 상기 진공 소스는 상기 기판의 상기 상부 표면을 상기 툴 헤드로부터 알려진 거리에 배치시키기 위해 협동하여 동작함 ―;
을 포함하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 공기 베어링은 상기 공기 베어링 내에 형성된 내부 오리피스(orifice)와 상기 공기 베어링 외부의 환경 사이에 기밀 밀봉(hermetic seal)을 형성하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 공기 베어링은 상기 공기 베어링 내에 형성된 내부 오리피스와 상기 공기 베어링 외부의 환경 사이에 오염 장벽(contamination barrier)을 형성하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 툴은 집적 회로 검사 툴인,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 툴은 집적 회로 측정 툴인,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 툴은 상기 기판의 광학-기반 조사들을 수행하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 툴은 상기 기판의 전기-기반 조사들을 수행하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 반도체 기판이고, 상기 반도체 기판은 상기 반도체 기판 상에 적어도 부분적으로 형성된 집적 회로들을 갖는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 마스크(mask)이고, 상기 마스크는 상기 마스크 상에 형성된 집적 회로 패턴들을 갖는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 상기 압력 소스가 전달되며, 상기 다공성 재료는 고리형 채널들을 형성하고, 상기 고리형 채널들을 통해 상기 진공 소스가 전달되는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 상기 압력 소스가 전달되며, 상기 다공성 재료는 고르게 분산된 공동(void)들을 형성하고, 상기 공동들을 통해 상기 진공 소스가 전달되는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 공기 베어링은 제1 채널들 및 제2 채널들을 형성하는 비-다공성 재료로 형성되고, 상기 제1 채널들을 통해 상기 압력 소스가 전달되며, 상기 제2 채널들을 통해 상기 진공 소스가 전달되는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 툴 헤드는 상기 공기 베어링의 중심 위치에 형성된 오리피스를 통해 상기 기판을 조사하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 툴 헤드는 상기 공기 베어링의 주변 위치에 형성된 오리피스를 통해 상기 기판을 조사하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판을 상기 공기 베어링에 인접한 x-y 평면 내에서 목적하는 포지션들에 유지시키면서, 상기 공기 베어링이 z 축으로 상기 기판의 상기 목적하는 포지션들을 상기 툴 헤드로부터의 상기 알려진 거리로 조정할 수 있도록 하기 위한 상기 척 상의 유지 피스(retention piece)들
을 더 포함하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 1 항에 있어서,
상기 척은 상기 툴 헤드에 대하여 상기 기판에 병진, 회전, 및 승강 운동을 제공하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 기판을 조사하기 위한 툴로서,
상기 기판을 조사하기 위한 툴 헤드;
상기 툴 헤드 부근에 상기 기판의 상부 표면을 배치시키기 위한 척;
상기 기판에 인접하게 상기 툴 헤드 상에 배치된 공기 베어링 ― 상기 공기 베어링은, 상기 기판을 상기 공기 베어링을 향해 끌어당기기 위한 진공 소스 및 상기 기판이 상기 공기 베어링과 물리적으로 접촉하는 것을 막기 위한 압력 소스를 갖고, 상기 압력 소스 및 상기 진공 소스는 상기 기판의 상기 상부 표면을 상기 툴 헤드로부터 알려진 거리에 배치시키기 위해 협동하여 동작함 ―; 및
상기 기판을 상기 공기 베어링에 인접한 x-y 평면 내에서 목적하는 포지션들에 유지시키면서, 상기 공기 베어링이 z 축으로 상기 기판의 상기 목적하는 포지션들을 상기 툴 헤드로부터의 상기 알려진 거리로 조정할 수 있도록 하기 위한 상기 척 상의 유지 피스들
을 포함하는,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 17 항에 있어서,
상기 툴은 집적 회로 검사 툴인,
기판을 조사하기 위한 툴. - 제 17 항에 있어서,
상기 툴은 집적 회로 측정 툴인,
기판을 조사하기 위한 툴. - 기판을 검사하기 위한 광학 검사 툴로서,
상기 기판을 검사하기 위한 광학 툴 헤드;
상기 툴 헤드 부근에 상기 기판의 상부 표면을 배치시키기 위한 척 ― 상기 척은 상기 툴 헤드에 대하여 상기 기판에 병진, 회전, 및 승강 운동을 제공함 ―;
상기 기판에 인접하게 상기 툴 헤드 상에 배치된 공기 베어링(air bearing) ― 상기 공기 베어링은, 상기 기판을 상기 공기 베어링을 향해 끌어당기기 위한 진공 소스 및 상기 기판이 상기 공기 베어링과 물리적으로 접촉하는 것을 막기 위한 압력 소스를 갖고, 상기 압력 소스 및 상기 진공 소스는 상기 기판의 상기 상부 표면을 상기 툴 헤드로부터 알려진 거리에 배치시키기 위해 협동하여 동작하고, 상기 공기 베어링은 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료를 통해 상기 압력 소스가 전달되며, 상기 다공성 재료는 고리형 채널들을 형성하고, 상기 고리형 채널들을 통해 상기 진공 소스가 전달됨 ―; 및
상기 기판을 상기 공기 베어링에 인접한 x-y 평면 내에서 목적하는 포지션들에 유지시키면서, 상기 공기 베어링이 z 축으로 상기 기판의 상기 목적하는 포지션들을 상기 툴 헤드로부터의 상기 알려진 거리로 조정할 수 있도록 하기 위한 상기 척 상의 유지 피스들
을 포함하는,
기판을 검사하기 위한 광학 검사 툴.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5986108P | 2008-06-09 | 2008-06-09 | |
| US61/059,861 | 2008-06-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110033998A KR20110033998A (ko) | 2011-04-04 |
| KR101634825B1 true KR101634825B1 (ko) | 2016-06-29 |
Family
ID=41417359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117000561A KR101634825B1 (ko) | 2008-06-09 | 2009-05-29 | 참조 검사 디바이스 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20110069306A1 (ko) |
| JP (1) | JP5461534B2 (ko) |
| KR (1) | KR101634825B1 (ko) |
| WO (1) | WO2009151984A2 (ko) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5620574B2 (ja) * | 2010-06-07 | 2014-11-05 | カスケード マイクロテックインコーポレイテッドＣａｓｃａｄｅ Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | プローブステーション用高電圧チャック |
| US8773656B2 (en) * | 2011-08-24 | 2014-07-08 | Corning Incorporated | Apparatus and method for characterizing glass sheets |
| US10804133B2 (en) * | 2017-11-21 | 2020-10-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Article transferring method in semiconductor fabrication |
| US10451542B2 (en) | 2017-12-05 | 2019-10-22 | Nanometrics Incorporated | Local purge within metrology and inspection systems |
| TWI794731B (zh) * | 2021-01-15 | 2023-03-01 | 由田新技股份有限公司 | 氣浮載台及其光學檢測系統 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06330944A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-11-29 | Fujitsu Autom Ltd | 静圧移動案内装置 |
| JPH08220769A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 走査型プロキシミティ露光方法及び装置 |
| JPH09222124A (ja) * | 1996-02-19 | 1997-08-26 | Nippon Seiko Kk | 静圧気体軸受 |
| JP2000223388A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Toshiba Corp | ステージ及び露光装置 |
| JP4490521B2 (ja) * | 1999-01-29 | 2010-06-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 回転駆動機構及び被検査体の載置機構並びに検査装置 |
| TWI242111B (en) * | 1999-04-19 | 2005-10-21 | Asml Netherlands Bv | Gas bearings for use in vacuum chambers and their application in lithographic projection apparatus |
| US6757059B2 (en) * | 2001-04-30 | 2004-06-29 | Therma-Wave, Inc. | Wafer chuck with integrated reference sample |
| JP4877690B2 (ja) * | 2001-09-03 | 2012-02-15 | シーケーディ株式会社 | 静圧スライダ |
| TWI222423B (en) * | 2001-12-27 | 2004-10-21 | Orbotech Ltd | System and methods for conveying and transporting levitated articles |
| KR101265450B1 (ko) * | 2003-06-19 | 2013-05-16 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 장치 및 디바이스 제조방법 |
| KR20050008231A (ko) * | 2003-07-14 | 2005-01-21 | 삼성전자주식회사 | 화학적 기계적 연마장치의 헤드압력조절장치 및헤드압력조절방법 |
| JP4426276B2 (ja) * | 2003-10-06 | 2010-03-03 | 住友重機械工業株式会社 | 搬送装置、塗布システム、及び検査システム |
| JP2005337786A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板検査装置およびその方法 |
| US7394076B2 (en) * | 2004-08-18 | 2008-07-01 | New Way Machine Components, Inc. | Moving vacuum chamber stage with air bearing and differentially pumped grooves |
| US7908885B2 (en) * | 2004-11-08 | 2011-03-22 | New Way Machine Components, Inc. | Non-contact porous air bearing and glass flattening device |
| JP4494179B2 (ja) * | 2004-12-07 | 2010-06-30 | シーケーディ株式会社 | 非接触支持装置 |
| KR20080010650A (ko) * | 2006-07-27 | 2008-01-31 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 에어튜브를 구비한 화학적 기계적 연마 장치의 탑 링 헤드 |
| US7714996B2 (en) * | 2007-01-23 | 2010-05-11 | 3i Systems Corporation | Automatic inspection system for flat panel substrate |
| US7607647B2 (en) * | 2007-03-20 | 2009-10-27 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Stabilizing a substrate using a vacuum preload air bearing chuck |
-
2009
- 2009-05-29 JP JP2011512548A patent/JP5461534B2/ja active Active
- 2009-05-29 KR KR1020117000561A patent/KR101634825B1/ko active IP Right Grant
- 2009-05-29 WO PCT/US2009/045704 patent/WO2009151984A2/en active Application Filing
- 2009-05-29 US US12/994,793 patent/US20110069306A1/en not_active Abandoned
-
2011
- 2011-09-06 US US13/226,032 patent/US8817250B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5461534B2 (ja) | 2014-04-02 |
| WO2009151984A2 (en) | 2009-12-17 |
| US20120062877A1 (en) | 2012-03-15 |
| WO2009151984A3 (en) | 2010-03-18 |
| KR20110033998A (ko) | 2011-04-04 |
| US8817250B2 (en) | 2014-08-26 |
| US20110069306A1 (en) | 2011-03-24 |
| JP2011523215A (ja) | 2011-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9851645B2 (en) | Device and method for aligning substrates | |
| US7607647B2 (en) | Stabilizing a substrate using a vacuum preload air bearing chuck | |
| KR101841377B1 (ko) | 두 개의 기판을 정렬하기 위한 장치 | |
| KR101634825B1 (ko) | 참조 검사 디바이스 | |
| KR100801951B1 (ko) | 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 | |
| Sadeghian et al. | Introduction of a high throughput SPM for defect inspection and process control | |
| US11621142B2 (en) | Substrate positioning device and electron beam inspection tool | |
| TWI463274B (zh) | 微影裝置及基板處置方法 | |
| US10083852B1 (en) | Floating wafer chuck | |
| US11476077B2 (en) | Interferometric stage positioning apparatus | |
| US6744054B2 (en) | Evacuation use sample chamber and circuit pattern forming apparatus using the same | |
| WO2007086398A1 (ja) | 試料表面検査装置及び検査方法 | |
| US20200194222A1 (en) | Stage apparatus suitable for electron beam inspection apparatus | |
| TWI834093B (zh) | 用於ｓｅｍ度量衡工具之雙聚焦解決方案 | |
| US7550743B1 (en) | Chamberless substrate handling | |
| TW202232562A (zh) | 用於sem度量衡工具之雙聚焦解決方案 | |
| JP2022166082A (ja) | 検査装置 | |
| CN116802767A (zh) | Sem量测工具的双焦点解决方案 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190613 Year of fee payment: 4 |