KR102149853B1 - 미립자 오염 측정 방법 및 장치 - Google Patents

미립자 오염 측정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

미립자 오염 측정 방법 및 장치가 개시된다. 상기 방법은, 예를 들어 측정될 표면(7)에 대해 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)을 가압하는 단계, 잔여물을 남기지 않고 상기 표면으로부터 폴리우레탄 엘라스토머를 제거하는 단계, 이후 광학 장치(11)를 이용하여, 상기 표면으로부터 폴리우레탄 엘라스토머에 의해 제거되었고 폴리우레탄 엘라스토머에 부착된 입자들(8)을 검출하는 단계를 포함한다.

Description

미립자 오염 측정 방법 및 장치{PARTICULATE CONTAMINATION MEASUREMENT METHOD AND APPARATUS}
본 출원은 2012년 4월 2일에 출원된 미국 가출원 61/619,209의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 미립자 오염 측정 장치, 단단한 표면(solid surface)으로부터 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기(acquiring) 위한 샘플러(sampler), 표면의 미립자 오염을 측정하기에 적합한 방법, 및 단단한 표면, 예를 들어 리소그래피 장치의 일 구성요소의 표면으로부터 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판 상으로, 통상적으로는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는데 있어서 핵심 단계들 중 하나로서 널리 인식되어 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어지는 피처들의 치수가 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 더 결정적인 인자가 되고 있다.
패턴 프린팅의 한계들의 이론적 추정은 수학식 (1)로 나타낸 바와 같은 분해능(resolution)에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다:
Figure 112014104657451-pct00001
(1)
여기서, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 (1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로, 즉 노광 파장 λ를 단축시키거나, 개구수 NA를 증가시키거나, k1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 또한, 10 nm 미만의, 예를 들어 5 내지 10 nm 범위 내의, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 갖는 EUV 방사선도 사용될 수 있음이 제안되었다. 이러한 방사선은 극자외 방사선 또는 소프트 x-레이 방사선(soft x-ray radiation)이라고 칭해진다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스들(laser-produced plasma sources), 방전 플라즈마 소스들(discharge plasma sources), 또는 전자 저장 링(electron storage ring)에 의해 제공된 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
EUV 방사선은 플라즈마를 이용하여 생성될 수 있다. EUV 방사선을 생성하는 방사선 시스템은 플라즈마를 제공하기 위한 연료를 여기(excite)시키기 위한 레이저, 및 플라즈마를 수용하기 위한 소스 컬렉터 장치를 포함할 수 있다. 플라즈마는, 예를 들어 적합한 재료(예를 들어, 주석)의 입자와 같은 연료, 또는 Xe 가스 또는 Li 증기와 같은 적합한 가스 또는 증기의 스트림에 레이저 빔을 지향시킴으로써 생성될 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 방사선 컬렉터는, 방사선을 수용하고 상기 방사선을 빔으로 포커스하는 거울 수직 입사 방사선 컬렉터(mirrored normal incidence radiation collector)일 수 있다. 소스 컬렉터 장치는 플라즈마를 지지하기 위한 진공 환경을 제공하도록 배치된 인클로징 구조체(enclosing structure) 또는 챔버를 포함할 수 있다. 이러한 방사선 시스템은 통상적으로 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라고 칭해진다.
EUV 리소그래피 장치 내에 오염이 존재한다면, 그 오염은 EUV 리소그래피 장치에 의해 기판들 상으로 투영되는 패턴들 내로 오차들을 도입할 수 있다. 예를 들어, 오염 입자는 EUV 리소그래피 장치에서 패터닝 디바이스의 패터닝된 영역에 부착될 수 있으며, 이에 의해 패터닝된 영역의 일부분을 가로막아(obscuring) 투영되는 패턴 내로 오차를 도입할 수 있다. 그러므로, EUV 리소그래피 장치에서 오염, 특히 미립자 오염을 최소화하는 것이 바람직하다. 이것이 행해질 수 있는 한 가지 방법은, EUV 리소그래피 장치를 조립하는데 사용될 구성요소들의 표면들의 미립자 오염을 측정하는 것이다. 일 구성요소는, 그 표면들의 측정된 미립자 오염이 너무 심한 경우, 예를 들어 거절 및/또는 세정될 수 있다.
주어진 표면으로부터 입자들을 제거함으로써 표면들을 접촉 세정하는(contact cleaning) 알려진 원리는 바닥 매트, 접촉 롤러 또는 수동 롤러와 같은 디바이스들에 조립된 점착성 재료들(tacky materials)을 이용한다. 이러한 입자 제거 디바이스들에 사용되는 다양한 점착성 재료들은 폴리우레탄, 라텍스 또는 연질 고무를 포함한다.
또한, 이러한 점착성 재료의 사용은 점착성 재료의 표면 상으로 입자들을 이동시키고 현미경으로 상기 표면을 분석하는데 사용되는 입자 검출 방법들에서도 알려져 있다. 테이프 리프트 방법(tape lift method)은, 예를 들어 라텍스 테이프와 같은 점착성 재료들을 이용하는 분석 방법이다.
하지만, 이러한 점착성 재료들은 표준적으로(standardly) 접착제, 화학제, 이형제(release agents) 또는 해제될(released) 수 있는 폴리머 성분을 함유한다. 이러한 재료들은 접촉 시 최소량의 잔여물을 남길 수 있지만, EUV 어플리케이션에서는 이러한 낮은 잔여 레벨조차 허용가능하지 않을 수 있다. US 06449035 Bl은, 예를 들어 잔여물을 남기지 않는다고 언급되는 재료들을 개시한다. 하지만, 여기에 개시된 폴리머 재료들은 접촉된 표면에 여전히 어느 정도 실리콘 (단)층을 남길 수 있는 재료들이다. XPS와 같은 진보된 표면 분석들로만 검출가능할 수 있지만, 이러한 극소량의 잔여물조차, 이 잔여물이 EUV 리소그래피 스캐너, EUV 방사선 소스 또는 장치에 존재할 때 치명적인 영향을 줄 수 있다. 이는, 극소량의 잔여물조차 광학기의 오염 축적(contamination buildup)에 영향을 줄 수 있으며, 이에 의해 그들의 출력을 변화시키거나 코팅 공정들에서 습식 특성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.
접촉 세정 또는 입자 검출 방법들에 통상적으로 사용되는 점착성 재료의 대부분은 유기 재료, 실리콘 또는 내화성 성분들의 (단)층과 같은 잔여물을 남기는데, 이는 EUV 리소그래피의 높은 세정 요건들에 허용가능하지 않다.
제거가능한 입자들을 제어되는 방식으로 수집하기 위한 단순한 방식을 제공하는 앞서 언급된 높은 청정 요건들을 따르는 신규한 미립자 오염 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 캐리어(carrier)에 의해 수반되는(carried) 폴리우레탄 엘라스토머의 층을 포함하는 미립자 오염 측정 장치가 제공되고, 상기 캐리어는 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면이 측정될 표면에 대해 가압되고 이후 제거되도록 구성된다.
폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 초-청정하다(ultra-clean).
폴리우레탄 엘라스토머는 약 80 Shore A 이하인 경도(hardness)를 가질 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머는 20 Shore A 이상과 같이 약 20 Shore OO 이상인 경도를 가질 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 약 1 micron Ra 이하인 거칠기(roughness)를 가질 수 있다.
캐리어는 홀이 제공되는 기판일 수 있으며, 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 상기 홀을 통해 접근가능하다.
기판은 유연할 수 있다.
캐리어는 신용 카드 블랭크(credit card blank)의 형상 및 크기를 가질 수 있다.
유연한 재료가 홀로부터 폴리우레탄 엘라스토머의 반대 측에 제공될 수 있다.
캐리어는 프로브(probe)일 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머는 프로브의 단부에 제공될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 금속 표면보다 더 유연할 수 있는 유연한 재료를 포함하는 미립자 오염 측정 장치가 제공되어, 유연한 재료의 측정 표면이 오염 입자와 금속 표면 간의 접촉 면적보다 오염 입자와 더 큰 접촉 면적을 조성할 것이며, 상기 유연한 재료는 잔여물이 측정 표면으로부터 금속 표면으로 이동되지 않도록 충분히 강하며(strong), 상기 측정 표면은 초-청정하다. 금속 표면보다 더 유연할 수 있는 유연한 재료는 자기-접착성(self-adhesive)을 가질 수 있다.
금속 표면은 알루미늄 또는 강철(steel) 구조체와 같은 금속 구조체의 표면일 수 있다. 금속 표면은 EUV 리소그래피 장치의 일부분을 형성할 수 있는 구성요소의 금속 표면일 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 측정 장치는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 측정 장치의 1 이상의 특징들을 통합할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 미립자 오염 측정 장치가 제공되고, 상기 장치는 단단한 표면보다 유연한 재료를 포함하여, 상기 재료의 측정 표면이 오염 입자와 단단한 표면 간의 접촉 면적보다 오염 입자와 더 큰 접촉 면적을 조성할 것이며, 상기 재료는 잔여물이 측정 표면으로부터 단단한 표면으로 이동되지 않도록 충분히 강하며, 측정 표면은 초-청정하다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 단단한 표면으로부터 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러가 제공되며, 상기 샘플러는 캐리어, 및 상기 캐리어에 커플링된 유연한 재료 층을 포함하고, 상기 유연한 재료 층은 내측면 및 대향하는 외측면을 가지며, 상기 캐리어는 단단한 표면으로부터 유연한 재료 층의 박리(peeling)를 허용하도록 배치되고, 상기 외측면은 접촉 시 단단한 표면으로부터 외측면으로 제거가능한 미립자 오염물을 이동시키도록 구성된 입자-수집 표면이며, 상기 유연한 재료 층은 단단한 표면과 접촉한 후 상기 단단한 표면 상으로 44 내지 100 g/mol 범위의 중량 평균 분자량(weight average molecular weight)을 갖는 유기 재료들을 2E-12 mbar/1 sec.*㎠ 미만으로 남기며, 이는 잔여 가스 분석(rest gas analyses)에 의해 결정된다.
유연한 재료 층은 단단한 표면과 접촉한 후 상기 단단한 표면 상으로 101 내지 200 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 유기 재료들을 1.5E-13 mbar/sec.*㎠ 미만으로 남길 수 있으며, 이는 잔여 가스 분석에 의해 결정된다.
유연한 재료 층은 단단한 표면과 접촉한 후 대응 환경에 및 상기 단단한 표면 상에 잔여물로서 Pb, Zn, Sn, In, 및 Si를 0.1 원자 % 미만으로 남길 수 있으며, 이는 XPS에 의해 결정된다.
유연한 재료 층은 단단한 표면과 접촉한 후 대응 환경에 및 상기 단단한 표면 상에 잔여물로서 Pb, Zn, Sn, In, 및 Si 이외의 다른 원소를 0.5 원자 % 미만으로 남길 수 있으며, 이는 XPS에 의해 결정된다.
유연한 재료 층은, 20 내지 80 Shore A 범위의 경도를 갖는 폴리우레탄 엘라스토머 층일 수 있다.
샘플러는 다음과 같은 단계들:
a) 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 얻기 위해 제어된 조건들 하에서 청정 기판에 폴리우레탄 엘라스토머를 준비하는 단계;
b) 상기 청정 기판으로부터 상기 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 박리시키는(Peeling off) 단계; 및
c) 샘플러를 형성하기 위해 상기 캐리어에 상기 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 커플링하는 단계;
를 포함하는 공정에 의해 얻어질 수 있다. 샘플러 표면(들)의 하나 또는 둘 모두의 적어도 일부분은 오염으로부터 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 보호하기 위해 제거가능한 보호 포일(removable protective foil)로 덮일 수 있다.
입자 수집 표면인 폴리우레탄 엘라스토머 층의 외측면은 평균 입자 크기(mean average particle size)의 약 10 배 미만의 거칠기를 가질 수 있다.
본 발명의 제 5 실시형태에 따르면, 측정될 표면에 대해 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면을 가압하는 단계, 상기 표면으로부터 폴리우레탄 엘라스토머를 제거하는 단계, 이후 광학 장치를 이용하여, 상기 표면으로부터 폴리우레탄 엘라스토머에 의해 제거되었고 폴리우레탄 엘라스토머에 부착된 입자들을 검출하는 단계를 포함하는 미립자 오염 측정 방법이 제공된다.
폴리우레탄 엘라스토머는 자기-접착성을 가질 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머는 약 80 Shore A 이하인 경도를 가질 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머는 약 20 Shore OO 이상인 경도를 가질 수 있다. 쇼어 값(shore values)은 ASTM D2240 방법에 따라 결정되었다. 폴리우레탄 엘라스토머는 캐리어에 의해 수반될 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 약 1 micron Ra 이하인 거칠기를 가질 수 있다.
캐리어는 홀이 제공되는 기판일 수 있으며, 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 상기 홀을 통해 접근가능하다.
기판은 유연할 수 있다.
캐리어는 프로브일 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머는 프로브의 단부에 제공될 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머로부터 측정되는 표면으로 이동되는 잔여물이 없을 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머와 같은 유연한 재료는 캐리어에 대해 자기-접착성을 갖도록 배치될 수 있다.
본 발명의 제 6 실시형태에 따르면, 측정될 기판 금속 표면 상으로 유연한 재료를 가압하는 단계를 포함하는 미립자 오염 측정 방법이 제공되며, 상기 유연한 재료는 상기 금속 표면보다 연질이어서, 상기 유연한 재료는 오염 입자와 상기 금속 표면 간의 접촉 면적보다 오염 입자와 더 큰 접촉 면적을 조성하고, 이에 따라 오염 입자가 상기 유연한 재료에 부착되며, 상기 유연한 재료는 상기 금속 표면에 잔여물을 남기지 않도록 충분히 강하고, 상기 방법은 상기 금속 표면으로부터 상기 유연한 재료를 제거하는 단계, 이후 광학 장치를 이용하여, 상기 유연한 재료에 부착된 오염 입자들을 검출하는 단계를 더 포함한다. 여기서, "강하다"라는 것은, 유연한 재료의 폴리머 구조체의 응집력(cohesive forces)이 폴리머와 표면 사이의 접착력(adhesion force)(이 힘은 폴리머의 제거 시 그 폴리머에 작용함)보다 훨씬 더 크다는 것을 의미한다.
금속 표면은 알루미늄 또는 강철 구조체와 같은 금속 구조체의 표면일 수 있다. 금속 표면은 EUV 리소그래피 장치의 일부분을 형성할 수 있는 구성요소의 금속 표면일 수 있다.
본 발명의 제 6 실시형태에 따른 측정 방법은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 측정 방법의 1 이상의 특징들을 통합할 수 있다.
첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에 자세히 설명된다. 본 발명은 여기에 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않음을 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시의 목적으로만 제시된다. 관련 기술(들)의 당업자라면, 본 명세서에 담긴 기술적 내용에 기초하여 추가 실시예들이 행해질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
- 도 1은 리소그래피 장치를 도시한 도면;
- 도 2는 리소그래피 장치의 상세도;
- 도 3은 도 1 및 도 2의 리소그래피 장치의 소스 컬렉터 장치의 상세도;
- 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미립자 오염 측정 장치의 개략도; 및
- 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미립자 오염 측정 방법의 개략도이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다.
도 1은 소스 컬렉터 장치(SO)를 포함하는 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:
- 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL);
- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT);
- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및
- 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 1 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 그리고 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스의 특정 기능 층에 대응할 것이다.
패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스들의 예시로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들뿐만 아니라 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 이용하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
조명 시스템과 같이 투영 시스템은 사용되는 노광 방사선에 대하여 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 다른 가스들은 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선에 대해 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 이용하는) 반사형으로 구성된다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 소스 컬렉터 장치(SO)로부터 극자외(EUV) 방사선 빔을 수용한다. EUV 광을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위에서 1 이상의 방출 라인들을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함한다(단, 이로 제한되지 않음). 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 칭해지는 이러한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 요구되는 라인-방출 요소를 갖는 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 1에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 장치에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 여기를 위해 레이저 빔을 제공하는 데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 소스는 별도의 개체들일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 장치로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 방전 생성 플라즈마 EUV 생성기(흔히, DPP 소스라고도 함)인 경우, 상기 소스는 소스 컬렉터 소스의 통합부일 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드 및 퓨필 거울 디바이스(facetted field and pupil mirror device)들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
1. 스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
2. 스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
3. 또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 소스 컬렉터 장치(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 장치(100)를 더 자세하게 도시한다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 소스 컬렉터 장치(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 초고온 플라즈마(very hot plasma: 210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기, 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 초고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 유도하는 전기 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압이 요구될 수 있다. EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
초고온 플라즈마(210)에 의해 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 또는 오염물 트랩(optional gas barrier or contaminant trap: 230)[몇몇 경우에는, 오염물 방벽 또는 포일 트랩(foil trap)이라 지칭되기도 함]을 통해 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212) 내로 전달된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 적어도 당업계에 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지르는(traverse) 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)에 의해 반사되어 가상 소스 지점(IF)에 포커스될 수 있다. 가상 소스 지점(IF)은 중간 포커스라고도 칭해지며, 소스 컬렉터 장치는 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(221)에 또는 그 부근에 배치되도록 구성된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 상기 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성뿐만 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(21)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 24) 및 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 22)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(21)이 반사될 때, 패터닝된 빔(26)이 형성되며, 패터닝된 빔(26)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(28, 30)을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 선택적으로 격자 스펙트럼 필터(240)가 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 것보다 많은 거울들이 더 많이 존재할 수 있으며, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 추가 반사 요소들이 도 2에 도시된 것보다 1 내지 6 개 더 많이 존재할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 단지 일 예시로서 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)을 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시된다. 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)은 광축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
대안적으로, 소스 컬렉터 장치(SO)는 도 3에 도시된 바와 같은 LPP 방사선 시스템의 일부분일 수 있다. 레이저(LA)는 크세논(Xe), 주석(Sn) 또는 리튬(Li)과 같은 연료 내로 레이저 에너지를 축적(deposit)하도록 배치되어, 수십 eV의 전자 온도(electron temperatures)를 갖는 고도로 이온화된 플라즈마(210)를 생성한다. 이러한 이온들의 탈-여기(de-excitation) 및 재조합(recombination) 동안 생성된 활성 방사선(energetic radiation)이 플라즈마로부터 방출되고, 근 수직 입사 컬렉터 광학기(near normal incidence collector optic: CO)에 의해 수집되며, 인클로징 구조체(220)의 개구부(221) 상으로 포커스된다.
도 2 및 도 3에 설명된 것과 같은 EUV 방사선 소스로부터의 오염, 또는 EUV 리소그래피 장치(100) 내에 존재하는 오염은 장치에 의해 기판(W) 상으로 투영된 패턴들 내로 오차들을 도입할 수 있다. 예를 들어, 오염 입자는 패터닝 디바이스(MA)에 부착될 수 있으며, 패터닝 디바이스에 제공된 패턴의 일부분을 가로막을 수 있다. 이와 같은 경우, 기판(W)에 투영된 패턴은 오차를 포함할 것이다. 이러한 오차는 기판(W)에 형성된 집적 디바이스가 제 기능을 하지 않을 만큼 충분히 클 수 있다. 리소그래피 장치의 다른 위치들에서의 오염 또한 기판(W) 상으로 투영된 패턴에 오차가 생기게 할 수 있다. 그러므로, EUV 리소그래피 장치에서 오염, 특히 미립자 오염을 최소화하거나 감소시키는 것이 바람직할 수 있다.
미립자 오염이 최소화되거나 감소될 수 있는 한 가지 방식은, EUV 리소그래피 장치를 조립하는데 사용되는 구성요소들이 충분히 청정하도록(예를 들어, 임계 레벨 이하인 미립자 오염도를 갖는 표면들을 갖도록)을 보장하는 것이다. 표면의 미립자 오염은 도 4에 개략적으로 도시된 장치를 이용하여 측정될 수 있다. 미립자 오염은 (서브)미크론 크기를 가질 수 있다.
도 4는, 맨 위에서부터 맨 밑으로 차례로, 위에서 본, 단면에서 본, 그리고 아래에서 본, 본 발명에 따른 미립자 오염 측정 장치의 일 실시예를 나타낸다. 여기서, "위" 또는 "맨 위"라는 것은, 가압 툴이 폴리우레탄 엘라스토머와 같은 유연한 재료의 층과 접촉하는 미립자 오염 측정 장치의 일부분(즉, 표면 또는 측면)을 의미한다. 여기서, "아래" 또는 "맨 밑"이라는 것은, 폴리우레탄 엘라스토머와 같은 유연한 재료, 미립자 오염에 대해 검사되는 (측정) 표면이 보이는 상기 장치의 반대쪽 부분을 의미한다. 상기 장치는 캐리어(1)를 포함하며, 이 캐리어 위에 폴리우레탄 엘라스토머의 층(2)이 제공된다. 캐리어(1)는 홀(3)(즉, 개구부)을 포함하며, 상기 홀은 아래로부터 장치를 봤을 때 상기 홀을 통해 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 보이도록 구성된다. 포일로 만들어진 디스크(4)가 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 최상면(즉, 가압 툴에 의해 접촉되는 폴리우레탄 엘라스토머의 표면)에 제공되며, 포일 디스크(4)는 홀(3)과 정렬(또는 실질적으로 정렬)된다. 포일 디스크(4)는 홀(3)의 직경보다 큰 직경을 가질 수 있다. 포일 디스크(4)는 유연하고, 접촉면을 제공하며, 상기 장치를 이용할 때 이 접촉면 상으로 압력이 가해질 수 있다(아래에 자세히 설명하기로 함). 홀(3)을 통해 보이는 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 최하면은 측정 표면(5)으로서 작용하며, 상기 장치가 사용될 때(즉, 단단한 표면과 접촉할 때) 이 측정 표면에 오염 입자들이 부착된다. 측정 표면(5)은, 예를 들어 약 16 mm의 직경 또는 약 30 내지 35 ㎟의 면적을 가질 수 있으며, 이때 미립자 오염을 검사하기 위해 50x 배율을 이용한다. 대안적으로, 측정 표면(5)은 여타의 적합한 직경 또는 면적, 예를 들어 미립자 오염을 검출하는데 사용되는 광학 기구의 측정 필드 영역에 부합하는(matching) 면적을 가질 수 있다.
캐리어(1)는, 예를 들어 플라스틱으로 형성될 수 있다. 캐리어(1)는, 예를 들어 신용 카드 블랭크(즉, 신용 카드를 형성하도록 치수가 설정되어 있지만, 아직 신용 카드가 되도록 처리되지 않은 플라스틱의 조각)일 수 있다. 여하한의 적합한 기판(예를 들어, 유연한 기판)이 캐리어로서 사용될 수 있다.
포일(4)은 (아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이) 가압 툴이 가압할 수 있는 표면을 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)에 제공하는 비-접착식 덮개 포일(non-sticky cover foil)인 것이 바람직하며, 이로써 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)과 포일(4)이 가압 툴에 달라붙지 않을 것이다. 예시된 포일(4)은 디스크이지만, 포일은 여하한의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 포일(4)은 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 전체 이용가능한 최상면 또는 일부분만을 덮을 수 있다. 이와 유사하게, 홀(3)은 원형이지만, 홀은 여하한의 적합한 형상을 가질 수 있다. 또한, 가압될 폴리우레탄 엘라스토머의 표면이 적어도 미립자 오염을 수집하기 위해 가압 툴이 인가될 수 있는 영역에 덮여 있는 한, 포일은 홀(3)과 정렬될 필요가 없다. 포일(4)은, 예를 들어 알루미늄 포일과 같은 금속 포일일 수 있다. 포일(4)에 달라붙지 않고 가압 툴이 가압할 수 있는 표면을 제공하는 여하한의 적합한 유연성 재료가 사용될 수 있다.
또한, 캐리어(1)의 최하면은, 여하한의 종류의 오염으로부터 전체 장치 및 특히 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)을 보호하기 위해 상기 장치가 사용되어야 하기 전에 제거되는 또 다른 덮개 포일(도 4에 도시되지 않음)에 의해 일시적으로 보호될 수 있다.
도 4에 도시된 장치의 작동이 도 5에 개략적으로 예시된다. 먼저, 도 5의 맨 위 도면을 참조하면, 일 구성요소(6)의 표면(7)의 미립자 오염이 측정된다. 미립자 오염은 금속, 산화물, 세라믹, 유기 재료 등과 같은 여하한의 성질을 가질 수 있다. 상기 표면(7)은 금속, 유리, 세라믹 또는 플라스틱과 같은 여하한의 적합한 재료의 단단한 표면일 수 있다. 상기 구성요소(6)는, 예를 들어 EUV 리소그래피 장치의 일 구성요소(예를 들어, EUV 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 금속 구조체)일 수 있다. 오염 입자(8)가 상기 구성요소의 표면(7)에 존재한다. 오염 입자는 예시의 용이함을 위해 도 5에 크기가 과장되어 있다. 측정 장치는 상기 구성요소(6)의 표면(7)에 놓여졌으며, 캐리어(1)는 상기 구성요소의 표면(7)에 얹혀 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 표면(7)과 접촉하지 않으며, 대신 캐리어(1)에 의해 상기 표면 위에 유지된다.
도 5의 중간 도면을 참조하면, (화살표에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이) 가압 툴(10)이 유연한 포일 디스크(4) 상에서 아래를 향해 가압한다. 가압 툴(10)은 상기 구성요소(6)의 표면(7)에 대해 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)을 가압한다. 가압 툴(10)은 캐리어(1)의 홀(3) 내로 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)을 눌러, 폴리우레탄 엘라스토머 층의 측정 표면(5)이 상기 구성요소(6)의 표면(7)과 접촉하게 한다. 따라서, 오염 입자(8)는 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)에 부착된다.
가압 툴(10)은 20 gram/㎠ 이상의 압력으로 가압할 수 있다. 20 gram/㎠ 이상의 압력은 오염 입자들이 측정 표면(5)에 부착되게 하기에 충분할 수 있다. 예를 들어, 약 200 gram/㎠의 압력이 사용될 수 있다. 통상적인 압력은 10 N/㎠ 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 가압 툴(10)은 약 50 내지 1000 gram/㎠ 범위의 압력으로 구성요소 표면(7)에 대해 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)을 가압하도록 구성가능할 수 있다. 이와 같은 경우, 그 범위에서 최하단을 향한 압력은 오염 입자들이 측정 표면(5)에 부착되기에 충분할 수 있다.
일 실시예에서, 측정 표면(5)은, 예를 들어 사용자가 손가락이나 엄지로 포일(4)을 누름으로써 구성요소 표면에 대해 수동으로 가압될 수도 있다.
가압 툴(10)은, 예를 들어 1 초 이하의 시간 후에(after one second or less) 유연한 포일 디스크(4)로부터 제거될 수 있다. 이는 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 상기 구성요소(6)의 표면(7)으로부터 해제되게 한다. 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)과 상기 구성요소(6)의 표면(7) 사이에 가해진 반데르발스 힘(Van der Waals forces)은, 가압 툴(10)이 제거된 후 폴리우레탄 엘라스토머가 상기 표면에 부착된 채로 유지되도록 할 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머(2)는, 폴리우레탄 엘라스토머가 상기 표면으로부터 떼내어지도록(drawn) 캐리어(1)를 수동으로 들어올림으로써, 상기 표면(7)으로부터 해제될 수 있다. 대안적으로, 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 탄성은, 폴리우레탄 엘라스토머가 상기 표면(7)으로부터 떨어져 도 5의 상부 도면에 도시된 구성으로 복귀하도록 할 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)가 상기 구성요소(6)의 표면(7)으로부터 해제되었으면, 측정 장치는 이후 광학 장치(11)(예를 들어, 독일의 ACP GmbH Oelbronn-Duerrn으로부터 이용가능한 PartSens 센서)로 이동될 수 있다. 개략적으로 도시된 바와 같이, 측정 표면(5)은 광학 장치(11)의 이미징 어레이(12)의 주변에 놓일 수 있다(이미징 어레이는 약 5 mm x 6 mm를 측정할 수 있음). 광학 장치(11)는 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)을 조명한다. 부착된 입자(8)로부터 산란된 광이 광학 장치(11)의 이미징 어레이(12)에 의해 검출된다. 광학 장치(11)는 입자들이 식별될 수 있는 이미지를 제공한다. 광학 장치(11)에 의해 검출되는 입자들의 개수는 상기 구성요소(6)의 표면(7) 상의 미립자 오염의 지표(indication)를 제공한다.
폴리우레탄 엘라스토머 층의 측정 표면(5) 상의 미립자 오염을 측정하기 위해 여하한의 적합한 광학 장치(예를 들어, 여하한의 적합한 이미징 광학 장치)가 사용될 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법은, 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 상기 구성요소(6)의 표면(7)에 (검출가능한) 잔여물을 남기지 않기 때문에 유익하다. 본 명세서에서 "잔여물"이라는 것은, 입자 또는 유기 오염물과 같은 (바람직하지 않은) 오염 요소들을 의미한다. 이러한 오염물은, 예를 들어 유기 재료, 실리콘, 내화성 성분, 여하한의 재료의 입자, 및 이의 조합을 포함한다.
이러한 잔여물은 EUV 리소그래피 장치 내에 바람직하지 않은데, 이는 이러한 잔여물이 EUV 리소그래피 장치의 작동 시 리소그래피 장치에 조성된 진공을 오염시킬 것이기 때문이다. 폴리우레탄 엘라스토머는 구성요소 표면(7)에 대해 가압될 수 있도록 충분히 연질이어서, 오염 입자들(8)이 폴리우레탄 엘라스토머에 부착되며, 폴리우레탄 엘라스토머가 구성요소 표면(7)으로부터 제거될 때(즉, 오염 입자들이 구성요소 표면으로부터 제거될 때) 폴리우레탄 엘라스토머에 부착된 채로 유지된다. 오염 입자들(8)의 이러한 부착은 상기 구성요소(6)의 표면(7)에 잔여물을 남기게 될 글루(glue) 또는 다른 접착제(한편, 이들은 통상적으로 디바이스의 지지면에 점착성 재료를 부착시키기 위해 접촉 세정 및 오염 검사 디바이스들에 사용됨) 없이 달성된다.
또한, 폴리우레탄 엘라스토머(2) 및 미립자 오염 측정 장치는 여하한의 3D 표면 형상을 따르도록 충분히 유연할 수 있다. 미립자 오염 측정 장치는 Ra ≤ 5 미크론을 갖는 거친 표면들(7)에 효과적이도록 충분히 유연할 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)는, 폴리우레탄 엘라스토머가 가압된 표면(7)의 형상의 기억을 갖지 않도록 충분히 탄력적일 수 있다. 다시 말해, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 패터닝된 표면(7)에 대해 가압되는 경우, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 그 패터닝된 표면(7)에 대해 왜곡될 수 있지만, 패터닝된 (거친) 표면으로부터 제거된 후에는 그 원래의 평평한 형상으로 복원될 것이다[즉, 이는 허위양성(no false positives)을 나타내지 않을 것이며, 현미경 하에서 쉽게 검사가능한 그 원래 형상을 유지할 것이다]. 예를 들어, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 10 초 미만, 바람직하게는 2 초 미만 내에 원래 형상으로 복귀할 수 있다. 이는, 몇몇 경우에서 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)의 왜곡이 미립자 오염 측정에 잡음을 추가시킬 수 있기 때문에 유익하다.
폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은, 이 폴리우레탄 엘라스토머 층이, 예를 들어 1000 gram/㎠ 이하의 압력으로 거친 구성요소 표면 상으로 가압되는 경우(몇몇 재료들의 경우, 이러한 임계 압력은 훨씬 더 높을 수 있음), 폴리우레탄 엘라스토머 층이 손상되지 않도록 충분히 탄력적일 수 있다. 이는, 몇몇 경우에서 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)의 손상이 미립자 오염 측정에 잡음을 추가시킬 수 있기 때문에 유익하다.
폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)에 오염 입자(8)의 부착은 주로 반데르발스 힘으로 인해 발생한다. 구형상의 오염 입자(예를 들어, 수 미크론의 직경을 갖는 금속 입자)는 금속 구성요소 표면에 대해 제한된 접촉 면적을 가질 것이다. 예를 들어, 구형상 입자의 약 10 %가 금속 표면과 접촉할 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 충분히 연질이어서, 폴리우레탄 엘라스토머 층이 오염 입자에 대해 변형되므로, 오염 입자(8)와 금속 구성요소 표면(7) 간의 접촉 면적보다 더 큰 오염 입자(8)와 접촉 면적(예를 들어 10 % 이상의 접촉 면적)을 조성하게 된다. 그 결과, 폴리우레탄 엘라스토머(2)에 의해 오염 입자(8) 상에 가해진 반데르발스 힘은 금속 구성요소 표면(7)에 의해 오염 입자 상에 가해진 반데르발스 힘보다 크다. 그러므로, 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 금속 구성요소 표면(7)으로부터 제거될 때, 오염 입자(8)는 폴리우레탄 엘라스토머(2)에 의해 보유되며, 금속 구성요소 표면(7)으로부터 제거된다[오염 입자(8)는 폴리우레탄 엘라스토머(2)에 들러붙어, 폴리우레탄 엘라스토머(2)에 부착된 채로 유지된다].
원하는 연성도(softness)를 얻기 위해 폴리우레탄 엘라스토머의 평균 폴리머 체인 길이 및 가교도(degree of crosslinking)를 조정함으로써 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 조성이 선택될 수 있어, 폴리우레탄 엘라스토머가 금속 구성요소 표면(7)으로부터 제거될 때, 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면과 오염 입자들 사이의 반데르발스 힘은 오염 입자들(8)이 폴리우레탄 엘라스토머(2)에 들러붙기에 충분히 강하게 된다. 원하는 연성도를 제공하기 위해 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 구성물들(constituents)이 선택될 수 있는 방식은 당업자에게 알려져 있을 것이다.
또한, 원하는 경도(hardness)를 얻기 위해 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 조성이 선택될 수 있어, 폴리우레탄 엘라스토머가 패터닝된 표면에 대해 가압됨으로써 왜곡된 후, 폴리우레탄 엘라스토머가 그 이전의 형상으로 복귀하게 된다. 원하는 경도를 제공하기 위해 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 구성물들이 선택될 수 있는 방식은 당업자에게 알려져 있을 것이다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)는, 예를 들어 약 80 Shore A 아래인 경도를 가질 수 있으며, 예를 들어 약 70 Shore A 이하인 경도를 가질 수 있다. 이러한 쇼어 값은 폴리우레탄 엘라스토머에 충분한 유연성을 제공한다. 폴리우레탄 엘라스토머가 경질일수록, 거친 구성요소 표면(7)에 대한 정확한 미립자 오염 측정을 제공하기 위해 폴리우레탄 엘라스토머가 충분히 변형되는 것이 더 어려울 수 있다. 80 Shore A를 넘으면, 폴리우레탄 엘라스토머는, 예를 들어 (3D) 표면들과 적절히 접촉하기에 이미 너무 경질일 수 있다. 예를 들어, 약 3 Ra micron보다 큰 거칠기를 갖는 구성요소 표면(7)에 대한 미립자 오염 측정을 수행할 때, 약 70 Shore A 이하인 경도를 갖는 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 사용될 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)는, 예를 들어 약 20 Shore OO 이상인 경도를 가질 수 있으며, 예를 들어 약 30 Shore OO 이상인 경도를 가질 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 연질일수록, 미립자 오염 측정 후 잔여물이 구성요소 표면(7)에 남겨질 가능성이 더 커진다.
일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 20 내지 80 Shore A 범위의 경도를 갖는다. 이러한 쇼어 값은 잔여물들에 따른 비교적 낮은 잔여물 오염 위험성을 갖는 어플리케이션 영역을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
또 다른 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 38 내지 75 Shore A 범위의 경도를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 40 내지 70 Shore A 범위의 경도를 갖는다. 이러한 쇼어 값은 충분한 가교 레벨 및 충분한 분자 체인 길이를 보장하여, 잔여물들에 따른 더 낮은 오염 위험성을 갖게 하는 것으로 밝혀졌다.
20 Shore A 미만의 그리고 20 Shore OO 이상의 범위의 쇼어 값은, (쇼어의 감소에 따라 점착도가 증가하기 때문에) 합당한 레벨의 점착도(tackiness)를 갖는 더 연질의 폴리우레탄 엘라스토머를 제공하였지만, 불충분한 가교결합으로 인해 오염에 대한 더 높은 위험성을 제시하였다. 잔여물의 레벨이 너무 높게 발견되었기 때문에, 20 Shore OO 미만의 쇼어 값은 일반적으로 적용가능하지 않았다.
여기서 언급된 모든 쇼어 값은 ASTM D2240 방법을 이용하여 결정되었다. 이 방법은 초기 경도 또는 압입 경도(indentation hardness)의 측정을 허용한다. ASTM D2240은 수 개의 고무 경도 측정 스케일(rubber hardness measurement scales: A, B, C, D, DO, O, 00 및 M)을 일컬으며, 경도 범위에 따라, Shore A 값을 결정하기 위한 평평한 35°각도 콘 포인트(flat 35° angle cone point) 및 Shore OO 값을 위한 3/32" 구형 인덴터와 같은 여러 가지 타입의 인덴터들(indenters)을 이용한다. 당업자라면, 특정 경도 범위에서 어떤 경도 스케일이 사용되어야 하고 어떤 대응적인 인덴터가 사용되어야 하는지 알 수 있다.
앞서 참조된 Shore(A 및 OO) 값들은 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 두께에 어느 정도 의존할 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 두께를 선택할 때, 너무 얇은 층들은 더 쉽게 손상될 수 있는 반면, 너무 두꺼운 층들에 대해서는 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)을 변형시키는 유연성의 감소를 초래할 수 있음이 고려되어야 한다. 쇼어 값을 결정하는 ASTM D2240 방법은 약 6.4 mm(¼ in) 두께의 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 시험편(test specimens)을 필요로 한다. 하나의 시험편이 바람직하더라도, 6.4 mm 두께를 달성하기 위해 여러 개의 시험편을 쌓는 것이 가능하다.
폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 여하한의 적절한 두께를 가질 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 측정 장치의 정상적인 사용 시 파손되지 않도록 충분히 두꺼울 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은, 예를 들어 약 50 mm 미만의 두께를 가질 수 있으며, 예를 들어 10 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머는, 예를 들어 0.1 mm 이상의 두께를 가질 수 있으며, 예를 들어 1 mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 두께는, 예를 들어 1 내지 10 mm 범위 내에 있을 수 있다.
또한, 쇼어 레벨에 의해 정의된 바와 같은 적절한 경도에 추가로, 폴리우레탄 엘라스토머의 제조는 여하한의 오염 위험성을 최소화하기 위해 제어된 조건들 하에서 행해지는 것이 바람직하다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)를 이용하여 EUV 리소그래피 장치에 사용될 구성요소(6)의 표면(7) 상의 미립자 오염을 측정하기 전에, 이것이 잔여물 요건들을 충족시키는지(fulfills) 결정하기 위해, 폴리우레탄 엘라스토머(2)는 실험적으로 테스트되는 것이 바람직하다. 이러한 테스트를 수행하면, 최소량을 남기는, 바람직하게는 잔여물을 남기지 않는 폴리우레탄 엘라스토머의 최종 고-청정 레벨에 도달하기 위해 폴리우레탄 엘라스토머에 여하한의 교차 오염(cross contamination)(예컨대, 실리콘, 첨가제, 이형제, 다른 교차 오염)을 추가시키지 않고, 폴리우레탄 엘라스토머의 처리 단계들 및 장치 제조(apparatus manufacturing)가 제어된 조건들 하에서 수행되었는지 적절한 점검을 제공할 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)은 초-청정할 수 있다. "초-청정"이라는 용어는, 표면(7)과 접촉하기 전에 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)에 제곱 센티미터당 2 미크론 이상의 직경을 갖는 입자들이 15 개 미만으로 존재함을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. EUV 리소그래피에 통상적인 진공 환경에서, 표면(7)과 접촉한 후 측정 표면(5)에 의해 남겨진 잔여물들의 요건은 훨씬 더 높을 수 있다. 일 실시예에서는, 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 측정 표면(5)과 접촉하기 전에 표면(7)의 표면 상에 제곱 센티미터당 0.1 미크론 이상의 직경을 갖는 입자가 1 개 미만으로 존재할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 서로 접촉 후, 표면(7) 상에 측정 표면(5)에 의해[즉, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)에 의해] 분자 잔여물들이 남겨지지 않으며, 이는 XPS 및 잔여 가스 분석으로 결정된다. 접촉 후에도 표면 청정도의 이러한 레벨은, 미립자 오염 측정 장치를 자체적으로 이용하여 EUV 리소그래피 환경[또는 진공 및 청정도가 매우 중요한(critical importance) 다른 비슷한 환경]에서 분석되는 표면(7)의 오염을 최소화하기 위해 유익하다.
높은 레벨의 청정도를 요구하는 EUV 리소그래피 또는 다른 적용예들에 통상적인 것과 같은 진공 환경에서, 허용되는 양의 잔여물들의 다양한 상한들(upper limits)이 적용 분야에 따라 사용될 수 있다. 아래에, EUV 리소그래피 관련 제품들에 사용될 수 있는 이러한 실시예들이 나열되어 있다.
10 초(sec.) 이하의 시간 동안 표면(7) 상으로 폴리우레탄 엘라스토머를 가압한(예를 들어, 접촉시킨) 후 대응 환경에 및 1 particle/㎠ 미만이 표면에 제공되는 것이 바람직하다.
표면(7) 상으로 폴리우레탄 엘라스토머를 가압한 후 대응 환경에 및 표면(7) 상에 잔여물로서 Pb, Zn, Sn, In, 및 Si가 0.1 원자 % 미만으로 남겨지는 것이 바람직하며, 이는 XPS에 의해 결정된다. 표면(7) 상으로 폴리우레탄 엘라스토머를 가압한 후 대응 환경에 및 표면(7) 상에 잔여물로서 Pb, Zn, Sn, In, 및 Si 이외의 원소들이 0.5 원자 퍼센트 미만으로 남겨지는 것이 바람직하며, 이는 XPS에 의해 결정된다.
또한, EUV 환경에서 진공화 시스템의 아웃개싱(outgassing)을 회피하여, 예를 들어 광학기 또는 패터닝 디바이스의 오염을 회피하는 것이 유익할 수 있다. 여기서 아웃개싱이라는 것은, 시간*㎠당 분자들의 개수로서 결정되는, 진공 하에서 표면(7)으로부터 해제되는 질량(mass)을 의미한다.
일 실시예에서, 2E-10 mbar/1 sec.*㎠ 미만의 물이 표면(7) 상으로 폴리우레탄 엘라스토머를 가압한 후 진공 하에서 표면(7)으로부터 해제되며, 이는 잔여 가스 분석에 의해 결정된다.
일 실시예에서, 44 내지 100 g/mol 범위의 분자량을 갖는 2E-12 mbar/1 sec.*㎠ 미만의 유기 재료가 표면(7) 상으로 폴리우레탄 엘라스토머를 가압한 후 진공 하에서 표면(7)으로부터 해제되며, 이는 잔여 가스 분석에 의해 결정된다.
일 실시예에서, 101 내지 200 g/mol 범위의 분자량을 갖는 1.5E-13 mbar/sec.*㎠ 미만의 유기 재료가 표면(7) 상으로 폴리우레탄 엘라스토머를 가압한 후 진공 하에서 표면(7)으로부터 해제되며, 이는 잔여 가스 분석에 의해 결정된다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)[및 특히 측정 표면(5)]에 대해 앞서 설명된 바와 같은 EUV-요구되는 초-청정 특성은, 오염원 없는 제어된 환경에서 폴리우레탄 엘라스토머 및 대응하는 미립자 오염 측정 장치를 제조함으로써 달성될 수 있다. 수용부들(recipients) 및 다른 처리 장치/디바이스들[예컨대, 몰드(molds), 혼합 장치, 필터, 커버 포일 등], 그리고 처리될 재료들(예를 들어, 모노머들 또는 폴리우레탄 엘라스토머의 다른 구성물들)은, 예를 들어 사용 전에 세정될 수 있다. 여기서 "세정된다"라는 것은, 바람직하게는 표면들이 여하한의 입자 오염을 포함하지 않고 건조됨을 의미한다. 폴리우레탄 엘라스토머를 제조하는데 사용되는 모노머들은 미크론 크기의 입자들로부터 자유로운 것이 바람직하며, 폴리우레탄 엘라스토머의 경화 단계(curing step) 시(즉, 폴리머 망상(polymer network)을 형성하기 위해 폴리우레탄 구성물들의 가교결합 시) 여하한의 기포 형성을 회피하기 위해, 가스제거되고(degassed) 건조된다. 폴리머는 청정실 입자 ISO 클래스 7(clean room particle iso class 7) 또는 훨씬 더 청정한 환경에서 처리될 수 있다.
모든 구성물들이 완전히 반응되고 모노머들 또는 짧은 체인 분자들이 남겨지지 않도록, 당업자에 의해 모노머들의 혼합비, (예컨대, 20 내지 60 ℃ 범위의) 반응 처리 온도, 및 다른 반응 파라미터들이 선택된다. 일 실시예에서는, 폴리우레탄 엘라스토머 폴리머 매트릭스 내부의 응집력을 감소시킬 수 있는 추가 첨가제(충전제, 안정제, 건조제 등)가 첨가되지 않는다. 이후 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 형태로 사용되는 최종 폴리머 생성물은 비교적 강하고, 부분적으로 가교결합된 폴리우레탄 엘라스토머 폴리머(중간 내지 긴 폴리머 체인들을 가짐)이다.
폴리머 표면의 청정도를 보호하기 위해, 일 실시예에서는 접촉 시 표면(7)의 오염 위험성을 최소화하기 위해 (실리콘과 같은) 이형제를 사용하지 않고 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 제조될 수 있다. 생성은 수동 또는 자동화될 수 있으며, 폴리우레탄 엘라스토머는 실리콘 웨이퍼, 유리판, 폴리싱된 금속 몰드, 또는 초-청정 캐리어 또는 포일과 같은 (바람직하게는, 청정한) 폴리싱된 표면(예를 들어, 약 0.1 micron Ra 미만의 거칠기를 가짐) 상에 생성된다. 또 다른 실시예에서, 폴리머의 생성 공정의 일부분은, 초-순수 알코올에서 초음파 세정으로 폴리머 표면을 세정하는 최종 세정 단계들, 및 (진공) 오븐에서 80 내지 100 C로 베이크하는 최종 소프트 베이킹 단계들(soft baking steps)을 포함할 수 있다. 최상부 표면 층은 실리콘 또는 이형제들로부터 자유로운 커버 포일로 보호될 수 있다. 커버 포일은 포일의 양면에 장착될 수 있으며, 입자 측정을 위해 재료가 사용될 때 앞면에서 제거될 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머 층이 제작된 후, 이는, 폴리우레탄 엘라스토머와 표면 사이의 자기-접착성 연결을 극복하기 위해 충분한 힘을 이용하여, 표면으로부터 10 시간 이상 후에 (예를 들어, 수동으로) 박리시킬 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머가 만들어진 표면은 매끄럽기(smooth) 때문에(예를 들어, 약 0.1 micron Ra 미만의 거칠기), 폴리우레탄 엘라스토머 층의 측정 표면 또한 매끄러울 것이다(예를 들어, 유사한 거칠기를 가짐). 이후에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 매끄러운 표면은 거친 표면보다 더 정확한 미립자 오염 측정을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 그 표면 상에 약 0.1 % 미만의 중금속을 가질 수 있으며, 이는 XPS로 결정된다. 일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 측정 표면(5)에 실질적으로 결함들을 갖지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 측정 표면(5)에 존재하는 실리콘의 (하위)단층[(sub)monolayer] 미만으로 가질 수 있고, 더 바람직하게는 측정 표면(5)에 실리콘 또는 다른 내화성 성분들을 갖지 않을 수 있으며, 이는 접촉된 표면(7)의 잔여 가스 분석(RGA)으로 그리고 XPS에 의해 결정된다. 폴리우레탄 엘라스토머(2)와 구성요소 표면을 접촉시킨 후, 내화성 성분들을 포함하는 입자들 및 유기 오염물이 구성요소 표면(7)에 남겨지지 않는 것이 바람직하다.
측정 장치는 폐기가능할(disposable) 수 있다; 측정 장치는 구성요소 표면의 미립자 오염 측정이 수행된 후 버려질 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 충분히 평평한 표면을 가질 수 있어, 상기 표면에 존재하는 오염 입자가 상당한 배경 잡음(background noise) 없이 검출될 수 있다. 예를 들어, 10 미크론만큼의 작은 직경을 갖는 오염 입자들을 검출할 수 있는 것이 바람직한 경우, 폴리우레탄 엘라스토머의 표면 거칠기는 1 micron Ra 이하일 수 있다(거칠기는, 예를 들어 Ra로 표현되는 평균 거칠기일 수 있음). 1 미크론만큼의 작은 직경을 갖는 오염 입자들을 검출할 수 있는 것이 바람직한 경우, 폴리우레탄 엘라스토머의 표면 거칠기는 약 0.1 micron Ra 미만일 수 있다. 일반적으로, 폴리우레탄 엘라스토머는 검출되어야 할 오염 입자들의 직경보다 낮은 표면 거칠기를 가질 수 있으며, 예를 들어 폴리우레탄 엘라스토머의 표면 거칠기는 검출될 오염 입자들의 직경보다 10 배(factor) 미만일 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머는, 예를 들어 서브-미크론 크기의 입자들을 검출하는데 사용될 수 있다(폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면에는 앞서 설명된 바와 같은 적절한 평탄도가 제공됨). 서브-미크론 크기의 입자들은 100 nm 이상의 평균 직경을 가질 수 있고, 폴리우레탄 엘라스토머는 Ra ≤ 10 nm를 갖는 매우 매끄러운 측정 표면(5)을 가질 수 있어, Keyence VHX 1000과 같은 디지털 현미경으로 더 작은 입자들도 검출될 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머는, 90 % 이상의 효율성으로 구성요소 표면(7)으로부터 측정 표면(5)으로 상이한 타입, 형상 및 크기의 입자들을 이동시킬 수 있도록 점착도를 갖는다. 통상적으로, 2 미크론 이상의 평균 직경을 갖는 입자들은 90 % 이상의 효율성으로 그리고 심지어는 95 % 이상의 효율성으로 이동될 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머(2)는 자기-접착성을 가질 수 있다. 다시 말해, 폴리우레탄 엘라스토머 층의 측정 표면이 구성요소 표면에 대해 가압되었을 때, 폴리우레탄 엘라스토머 층의 측정 표면(5)은 구성요소 표면(7)에 달라붙을 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머의 접착도(adhesiveness)는, 구성요소 표면으로부터 폴리우레탄 엘라스토머를 (수동으로) 박리시킴으로써 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 구성요소 표면으로부터 제거될 수 있도록 충분히 낮을 수 있다. 또한, 폴리우레탄 엘라스토머의 접착도는, 폴리우레탄 엘라스토머(2)가 접촉 표면(7)에 가압되는 동안 또는 후에 캐리어(1) 또는 포일(4)에 부착을 유지하도록 충분히 높을 수 있다.
구성요소 표면(7)으로부터 박리되는 폴리우레탄 엘라스토머(2)의 박리 강도(peel strength)는 특정 어플리케이션에 부합하도록 선택될 수 있으며; 일반적으로, 이는 1 내지 50 gram/cm 사이에서 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 측정 표면(5)은 구성요소 표면(7) 상으로 여러 번 가압될 수 있다. 측정 표면은 구성요소 표면의 동일한 부분 상으로 또는 구성요소 표면의 상이한 부분들 상으로 여러 번 가압될 수 있다.
미립자 오염 측정 장치 및 대응하는 측정 방법은 상이한 레벨들의 미립자 오염의 넓은 범위에 걸쳐 미립자 오염을 측정하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은, 입자들이 측정 기구에 의해 개별적으로 보일 수 있도록, 비교적 낮은 입자 농도, 예를 들어 표면적당 2 미크론의 평균 직경 이상의 입자가 ㎠ 당 1 개 이하(≤ 1 particles/㎠ of 2 micron mean average diameter and larger per surface area)인 입자 농도에 적합하다. 예를 들어, 본 발명에 따른 상기 방법 및 미립자 오염 측정 장치는 0.1 입자들/㎠의 낮은 입자 농도에서 10,000 입자들/㎠의 높은 입자 농도 이하에서 사용될 수 있다(즉, 2 미크론 이상의 평균 직경의 입자들에 대해 ㎠당 약 0.1 내지 10,000 개의 입자들의 범위를 갖는 입자 농도). 측정 방법을 이용하여 수행된 실험들은 아래의 표 1에 나타낸 결과값들을 생성하였다.
Figure 112014104657451-pct00002
표 1
표 1에서, PET 포일은 폴리우레탄 테레프탈레이트를 이용하여 형성된 필름을 지칭하며, US 세정된 SS는 초음파로 세정된 스테인리스 스틸을 지칭한다. 클리마포일(Climafoil)은, 예를 들어 Schwieberdingen(독일)의 Floeter Verpackungs-Service GmbH로부터 그 제품명으로 이용가능한 포일이다.
아래의 표 2에는 EUV 리소그래피 관련 제품들에 사용하기 위한 구성요소 표면들(7)에 요구되는 몇몇 최대 오염 레벨들이 주어진다. 이러한 값들은 XPS로 측정되며, 원자 %로 나타낸다.
Figure 112014104657451-pct00003
표 2
최대 아웃개싱 레벨은 잔여 가스 분석(RGA) 절차를 이용하여 측정될 수 있으며, 이 절차는 (EUV 리소그래피에 대해) 초-청정 진공에 사용되는 재료들에 대한 세미콘 절차(Semicon procedure)이다. 이러한 분석 서비스는, 예를 들어 Metron Technology 세정 센터(cleaning center)에 의해 이루어진다. 물의 아웃개싱, 낮은 분자량 유기 재료들(분자량 44 내지 100), 및 높은 분자량 유기 재료들(분자량 101 내지 200)은 잔여 가스 분석 방법에 의해 결정되었다. 측정 표면(5)에 의해 접촉된 구성요소 표면(7)은 바람직하게는 아래에 나열되어 있는 바와 같은 EUV 리소그래피 어플리케이션에 대한 요건들 이하로 아웃개싱 레벨을 가져야 한다:
물 2E-10 mbar/1 sec*㎠
유기 재료들(MW 44 - 100) 2E-12 mbar/1 sec*㎠
유기 재료들(MW 101 - 200) 1.5E-13 mbar/1 sec*㎠.
EUV 청정 환경들에 요구되는 낮은 잔여 레벨에 도달하기 위해, 폴리우레탄 엘라스토머는 제어된 조건들 하에서 처리되었다. 경화 조건들 및 폴리우레탄계 화학제들(polyurethane base chemicals)의 선택은, 폴리우레탄 엘라스토머 폴리머가 중간 및 긴 폴리머 체인들을 갖는 높은 수준의 가교 결합(high degree of cross linking)에 도달하는 방식으로 행해졌으며, 이는 또한 쇼어 값을 증가시켰지만, 잔여물들을 남게 하는 더 높은 전위를 갖는 짧은 비-가교결합된 체인 폴리머들을 최소화하였다. 또한, 생성 및 경화 시 (이형제, 충전제, 건조제와 같은) 첨가제들의 사용은 교차 오염의 위험성을 최소화하기 위해 완전히 회피되었다. [항공우주 제품들(aerospace products), OLED, OPV 등과 같은] 다른 하이 테크 어플리케이션들(high tech applications)에 대해, 앞서 언급된 잔여물 요건들은 충분할 수 있지만, 특정 어플리케이션에 대해서는 추가 검증이 요구될 수 있다.
35 Shore A의 경도 값을 갖는, Gelpak으로부터의 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 GP-PMC-12PU의 샘플은, XPS 테스트와 RGA 테스트 둘 모두에 의해 나타낸 바와 같이, EUV 리소그래피에 대한 상기의 청정 요건들이 충족되었음을 실험적으로 증명하는데 사용되었다. 또한, 45 Shore A(또는 이상)와 같은 훨씬 더 높은 Shore A 값을 갖는 다른 유사한 폴리우레탄 엘라스토머들이 상업적으로 이용가능할 수 있다.
X-레이 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)은, 잔여물이 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)으로부터 금속 표면(7)으로 이동되지 않았음을 확인하는데 사용되었다. 이 실험을 위한 금속 표면은 초-청정 루테늄이었다(루테늄은 대부분의 알루미늄 또는 스테인리스 스틸과 대조적으로 미량의 Si도 함유하지 않기 때문에 사용되었다). 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)은 표면(7)과 접촉하였다. 초-청정 샘플의 접촉된 표면(7) 상의 잔여물들의 양은 XPS의 검출 레벨 이하(0.1 원자 %)였으므로, 표 2에 나열된 요건들을 충족한다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)은 루테늄 표면과 여러 번 접촉하였으며, 내화성 성분들(예를 들어, 실리콘) 또는 다른 원하지 않는 잔여물들의 존재에 대해 모니터링하기 위해, 이후 X-레이 광전자 분광법이 사용되었다. 이러한 성분들 또는 잔여물들은 검출되지 않았다.
또한, 잔여 가스 분석(RGA) 측정이 수행되었으며, 이는 (예컨대, EUV 리소그래피를 위해) 초-청정 진공에 사용되는 반도체 재료들에 대한 표준 절차이다. 초음파 세정된 그리고 진공 베이킹된 스테인리스 스틸 플레이트들(Ultrasonic cleaned and vacuum baked stainless steel plates)(각각은 1600 ㎠의 면적을 가짐)은 GP-PMC-12PU 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)을 포함하는 미립자 오염 측정 장치와 여러 번 [1000 프레스(presses)/㎡] 접촉되었다. 접촉된 플레이트들은 청정한 기준 플레이트들에 비해 RGA 아웃개싱의 관련된 증가를 나타내지 않았다. 실제로, 측정된 아웃개싱은 사용되는 잔여 가스 장비의 검출 레벨 상에 있었다: 물에 대해 3E-11 mbar*l/sec*㎠, 44 내지 100 g/mol 범위의 분자량을 갖는 유기체들에 대해 이는 3E-13 mbar*l/sec*㎠이었고, 101 내지 200 g/mol 범위의 분자량을 갖는 유기 재료들에 대해 이는 4E-14 mbar*l/sec*㎠이었다. 그러므로, 측정된 모든 오염 값들은 EUV 리소그래피 어플리케이션에 대해 언급된 요건들 훨씬 아래에 있었다.
측정 표면(5)에 부착된(및 이에 따라 구성요소 표면(7)으로부터 제거된) 오염 입자들이 측정 표면에 의해 보유되어 있음을 검증하기 위해 실험들이 사용되었다. 측정 표면은 구성요소 표면(7)에 대해 여덟 번 가압되었으며(구성요소 표면 상의 상이한 영역이 매번 사용됨), 측정 표면에 존재하는 오염 입자들의 개수가 매번 측정되었다. 오염 입자들의 개수는 선형으로 증가하는 것으로 관찰되었으며, 이에 의해 오염 입자들이 측정 표면에 의해 보유되어 있음을 확인하였다. 이 실험은, 웨이퍼 표면 및 스테인리스 스틸 표면을 이용하는 두 경우 모두에서, 10 미크론의 직경을 갖는 폴리스티렌 라텍스(PSL) 입자들을 이용하여 그리고 약 3 미크론의 직경을 갖는 입자들을 이용하여 수행되었다.
오염 입자들이 폴리우레탄 엘라스토머 층에 부착되는 효율성은, PartSens 센서를 이용하여, 실리콘 웨이퍼에 측정 표면을 적용하기 전과 후에 실리콘 웨이퍼의 미립자 오염을 측정함으로써 실험적으로 측정되었다. 초기에 실리콘 웨이퍼에 존재한 실질적으로 모든 오염 입자들이 폴리우레탄 엘라스토머 층의 측정 표면에 의해 제거되었음이 관찰되었다.
일 실시예에서는, 글루가 측정 표면(5)에 전달되어 이후 구성요소 표면(7)으로 이동될 가능성을 회피하기 위해, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 캐리어(1)에 글루접착되지 않는다. (도 5에 도시된 바와 같이) 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 사용 시 캐리어(1) 위에 위치되기 때문에, 캐리어(1)가 구성요소 표면(7)으로부터 들어올려질 때(폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 캐리어(1)에 대해 불충분하게 자기-접착성을 가질지라도), 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 캐리어로부터 분리되지 않을 것이다.
캐리어(1)는 여하한의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 캐리어(1)는 유연한 재료로 형성될 수 있으며, 이러한 유연성은, 캐리어가 강성(rigid)인 경우일 때보다 측정 표면(5)을 손상시키지 않고, 캐리어가 구성요소 표면(7)으로부터 더 쉽게 제거되게 하며, 접촉 마모의 위험성을 최소화하게 한다. 캐리어(1)는, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 PVC와 같은 유연한 폴리머로 형성될 수 있다.
앞서 예시된 실시예에서는, 가압 툴(10)이 폴리우레탄 엘라스토머 층에 대해 가압될 때까지, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 홀(3) 위에 놓인다. 하지만, 일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 가압 툴에 의해 폴리우레탄 엘라스토머 층에 인가되는 압력 없이 홀(3) 내로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)은 가압 툴에 의해 폴리우레탄 엘라스토머 층에 인가되는 압력 없이 홀(3)을 채울 수 있거나 실질적으로 채울 수 있다. 미립자 오염 측정 동안 가압 툴(10)에 의해 여전히 압력이 인가될 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)이 홀(3) 내로 연장되지 않는 실시예들에서는 구성요소 표면(7)으로부터 캐리어(1)의 제거가 더 용이할 수 있는데, 이는 이러한 실시예들에서는 폴리우레탄 엘라스토머의 탄성이 구성요소 표면으로부터 폴리우레탄 엘라스토머를 떼내려는 경향을 가질 것이기 때문이다.
또 다른 실시예에서는, 예시된 바와 같이 캐리어(1)에 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)을 부착하는 대신, 폴리우레탄 엘라스토머는 프로브의 단부에 부착될 수 있다(프로브는 폴리우레탄 엘라스토머에 대한 캐리어로서 작용함). 프로브는 여하한의 평평한 또는 3D 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 엘라스토머는 도 5에 도시된 가압 툴(10)의 최하부에 부착된 프로브의 단부에 부착될 수 있다. 이와 같은 경우, 가압 툴(10)은 구성요소 표면(7) 상으로 프로브 및 폴리우레탄 엘라스토머를 가압하기 위해 사용된다. 프로브는, 예를 들어 폴리우레탄 엘라스토머가 고정되는 금속 몰드일 수 있거나, 여타의 적합한 구성을 가질 수 있다. 이 구성의 장점은, 측정되는 구성요소 표면과 캐리어 사이에 접촉이 일어나지 않는다는 점이다. 또한, 폴리우레탄 엘라스토머는 테이프 형상으로 되어 있을 수 있다.
또 다른 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 회전가능하게 장착된 실린더 형태로(예를 들어, 롤러로서) 제공될 수 있으며, 이는 측정될 구성요소 표면 상에서 회전될(rolled) 수 있다. 이는 미립자 오염 측정이 수행될 수 있는 영역을 증가시킬 수 있다(더 넓은 영역이 더 쉽게 포괄될 수 있음). 이는 더 낮은 레벨의 미립자 오염의 검출을 허용할 수 있다(더 넓은 영역을 샘플링하면, 더 많은 입자들이 폴리우레탄 엘라스토머에 부착될 수 있음).
또 다른 실시예에서, 캐리어(1)는 가압 툴(10)로 가압되기 위해 폴리우레탄 엘라스토머의 최상면에 제공된 (유연한) 포일(4)일 수 있다. 이러한 경우, 폴리우레탄 엘라스토머는 검사를 위해 접촉될 단단한 표면보다 포일(4)에 더 강하게 접착되는 자기-접착성 폴리머일 수 있다. 이러한 방식으로, 폴리우레탄 엘라스토머는 유연한 포일로부터 박리되지 않고 여전히 단단한 표면으로부터 박리될 수 있다.
본 발명에 따른 미립자 오염 측정 장치는, 표면과 접촉 후 관련 잔여물이 보이지 않는 충분히 가교결합된 (중간 내지 긴) 폴리머 체인들을 갖고, 접착제 또는 이형제를 갖지 않는 초-청정 표면을 요구한다.
폴리우레탄 엘라스토머 층은, 예를 들어 ASIN 제품 번호 B00365O50M으로서 Amazon으로부터 이용가능한 Grippy Pad 모바일 폰 캐리어를 만드는데 사용되는 폴리우레탄 엘라스토머로 형성될 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 층은, 예를 들어 ASIN 제품 번호 B002MGIJIU로서 Amazon으로부터 이용가능한 GekkoDot를 만드는데 사용되는 폴리우레탄 엘라스토머로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 35 Shore A 값을 갖는 Gelpak GP-PMC 12PU로 준비된다.
모든 경우들에서, 미립자 오염 측정을 수행하기 위해 폴리우레탄 엘라스토머가 사용되기 이전에, 폴리우레탄 엘라스토머는 세정될 수 있다. 이러한 세정은 초-순수 이소프로판올의 초음파 세정을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 세정은 후속하여 (예를 들어, 약 80 ℃에서 약 24 시간 동안) 청정 진공 스토브에 폴리우레탄 엘라스토머를 소프트 베이킹하는 것을 포함할 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머는, 적절한 촉매, 가교제, 증량제(extenders)(예를 들어, 1,4 부탄디올, 아민), 첨가제, 변형제(modifiers) 및 이형제(mold release)와 함께, 예를 들어 Minneapolis(USA)의 Northstar Polymers LLC로부터의 폴리알코올 제품 코드 PNC-153 및 이소시아네이트 제품 코드 MPG-023을 이용하여 형성될 수 있다(이의 적합한 예시들은 당업자가 명백히 알 수 있을 것이다).
대안적인 실시예에서는, 폴리우레탄 엘라스토머 대신 [법 집행 기관(law enforcement organisations)에 의해 사용되는 것과 같은] 에비던스 리프팅 포일(evidence lifting foil)이 사용될 수 있다. 에비던스 리프팅 포일은, 예를 들어 제품 번호 B26214로서 WA Products(UK) Ltd로부터 이용가능한 ESLA 필름일 수 있다. 본 명세서에서 허용가능하다면, 에비던스 리프팅 포일은 폴리우레탄 엘라스토머와 관련하여 앞서 설명된 특성들을 가질 수 있다.
폴리우레탄 엘라스토머 및 에비던스 리프팅 포일 둘 모두는 금속 표면보다 유연한 재료의 예시들로서, 상기 재료의 측정 표면은 오염 입자와 금속 표면 간의 접촉 면적보다 오염 입자와 더 큰 접촉 면적을 조성할 것이고, 상기 재료는 잔여물이 측정 표면으로부터 금속 표면으로 이동되지 않도록 충분히 강하며, 측정 표면은 초-청정하다. 폴리우레탄 엘라스토머 및 에비던스 리프팅 포일 이외의 적합한 재료들이 사용될 수 있다. 본 명세서에서, 금속 표면은 단단한 금속 표면(예를 들어, 알루미늄 또는 강철 구조체와 같이, EUV 리소그래피 장치의 일부분을 형성할 수 있는 구성요소의 표면)인 것으로 고려될 수 있다. 폴리우레탄 엘라스토머 및 에비던스 리프팅 포일 이외의 적합한 재료 중 어떠한 것도 자기-접착성을 가질 수 있다.
특히, 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)에 대해 앞서 설명된 미립자 오염 측정 방법은 측정될 금속 표면 상으로 (유연한) 재료를 가압하는 단계를 포함하는 보다 일반적인 미립자 오염 측정 방법의 일 예시인 것으로 고려될 수 있으며, 상기 재료는 금속 재료보다 연질이어서, 오염 입자와 금속 표면 간의 접촉 면적보다 오염 입자와 더 큰 접촉 면적을 조성하며, 이에 따라 오염 입자가 상기 재료에 부착되게 하고, 상기 재료는 금속 표면 상에 잔여물을 남기지 않도록 충분히 강하며, 상기 방법은 금속 표면으로부터 상기 재료를 제거하는 단계, 이후 광학 장치를 이용하여, 상기 재료에 부착된 오염 입자들을 검출하는 단계를 더 포함한다.
미립자 오염 분석 장치는 (특히, 장치의 콤팩트한 형상 및/또는 유연한 재료 특성들로 인해) 입자들을 수집하고 검출하는 빠르고 손쉬운 방식을 제공한다. 표면을 분석하는데에 약 1 분 미만이 소요될 수 있으며, 반복가능하고 신뢰가능한 결과를 제공한다.
일 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 검은 색일 수 있거나, 충분히 어두운 색일 수 있어, 조명이 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)의 측정 표면(5)을 향해 지향될 때, 금속 오염 입자들(예를 들어, 알루미늄 입자들)이 (산란된 광으로 인해) 어두운 배경 상에서 밝은 영역들로 보이게 된다. 이는 어두운 필드 조명의 일 예시인 것으로 고려될 수 있다. 이 검출 방법은 입자 검출에 관한 폴리우레탄 엘라스토머의 표면 구조의 영향을 부분적으로 또는 완전히 배제시킬 수 있다. 예를 들어, 조명이 반사되지 않도록 포일(4)(또는 다른 유연한 재료)이 검은 색이거나 어두운 색인 경우, 투명한 또는 반투명한 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)과 조합하여, 어두운 필드 조명이 사용될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 폴리우레탄 엘라스토머는 투명하거나 반투명할 수 있으며, 방사선은 폴리우레탄 엘라스토머 층(2)을 통해 반대쪽 표면으로부터 측정 표면(5)으로 지향된다. 이때, 오염 입자들(예를 들어, 금속 입자들)은 밝은 배경 상에 어두운 영역들로 나타나게 된다. 이는 밝은 필드 조명의 일 예시인 것으로 고려될 수 있다. 이 실시예의 잠재적인 단점은, 측정 표면의 손상 또는 측정 표면의 미미한 결함들로 인해 어두운 영역들이 폴리우레탄 엘라스토머에 나타날 수 있어, 미립자 오염 측정에 잡음을 기여할 수 있다.
본 발명은 EUV 리소그래피 장치의 구성요소들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 (예를 들어, 비-EUV 리소그래피 장치의 구성요소들, 및 다른 장치의 구성요소들을 포함하는) 다른 어플리케이션들에 사용될 수 있다. 이러한 다른 어플리케이션들의 예시는, 코팅 공정, CVD 공정, 접착 공정, OLED, OPV, 항공우주 제품, (전자) 광학기 및 광학 기구, 평판 디바이스 및 디스플레이 제조, 분석 장비, 데이터 저장 제조, 유체 필터 검사, 청정실, 약제 제조 및 취급, 정밀 기계 제조 및 의료 산업에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 장치는, 예를 들어 미립자 오염으로부터 표면(7)을 세정하기 위해 단단한 표면(7)으로부터 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러일 수 있다. 샘플러는, 추가 검사 없이, 예를 들어 (단단한) 표면(7)으로의 단일 또는 다중 가압에 의해 표면들을 세정하기 위해 사용될 수 있다. 샘플러는, 예를 들어 도 4에서와 유사한 구성으로 캐리어(1) 및 상기 캐리어(1)에 커플링된 유연한 재료 층(2)을 포함할 수 있으며, 유연한 재료 층은 내측면 및 대향하는 외측면을 갖는다. 캐리어(1)는 단단한 표면(7)으로부터 유연한 재료 층(2)의 박리를 허용하도록 배치될 수 있다. 유연한 재료 층의 외측면은 접촉 시 단단한 표면으로부터 외측면으로 제거가능한 미립자 오염물을 이동시키도록 구성된 입자-수집 표면일 수 있어, 유연한 폴리머 시트는 단단한 표면과 접촉한 후 상기 단단한 표면 상으로 44 내지 100 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 유기 재료들을 2E-12 mbar/1 sec.*㎠ 미만으로 남기며, 이는 잔여 가스 분석에 의해 결정된다. 또한, 일 실시예에서, 유연한 폴리머 시트는 단단한 표면과 접촉한 후 상기 단단한 표면 상으로 101 내지 200 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 유기 재료들을 1.5E-13 mbar/sec.*㎠ 미만으로 남기며, 이는 잔여 가스 분석에 의해 결정된다. 유연한 폴리머 시트는 20 내지 80 Shore A 범위의 경도를 갖는 것이 바람직하며, 이는 ASTM D2240 방법으로 결정된다. 특히, 앞서 정의된 파라미터들 및 특성들을 갖는 폴리우레탄 엘라스토머의 층을 포함하는 미립자 오염 측정 장치에 대해, 앞서 정의된 파라미터들 및 특성들 중 1 이상(또는 모두)은 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 이러한 샘플러에 대해 대표적일 수 있다.
미립자 오염 측정 장치 또는 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러가 앞서 나열된 바와 같은 다양한 어플리케이션들에 사용가능한 통상적인 측정 온도는, 예를 들어 10 내지 50 ℃ 범위일 수 있다.
본 명세서에서는 폴리우레탄 엘라스토머들의 특정 사용예에 대하여 언급되었지만, 본 발명에 따른 미립자 오염 측정 장치 또는 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러는 폴리머와 같은 여하한의 타입의 유연한 재료를 포함할 수 있으며, 이는 경도 및 초-청정 특성을 가지며, 앞서 설명된 바와 같은 제어된 조건들에서 제조된다. 그러므로, 폴리우레탄 엘라스토머(2)를 참조하여 앞서 정의된 파라미터들 및 특성들은 다른 타입의 유연한 재료들에 대해서도 동일한 방식으로 정의될 수 있는데, 이는 유연한 재료의 경도, 거칠기, 청정도 등의 요건들은 (예를 들어, EUV 리소그래피에 대해) 이러한 장치 또는 샘플러가 사용되는 적용 분야에 대해 특징적이기 때문이다. 또한, 이와 유사하게, 형상(신용 카드 블랭크 형상의 캐리어, 롤러, 테이프 등)에 관해 앞서 설명된 특징들 및 미립자 오염 측정 장치[캐리어(1), 포일(4), 층(2), 보호 포일 등] 및 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러의 구성요소들은 일반적으로 여하한의 적합한 유연한 재료에 대해 유효하며, 이러한 장치 또는 샘플러가 사용되도록 의도되는 적용 분야에 주로 의존한다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재 내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스의 토포그래피(topography)는 기판에 생성될 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있고, 레지스트는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 경화된다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되고 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims (35)

  1. 캐리어에 의해 수반되는 폴리우레탄 엘라스토머의 층을 포함하는 미립자 오염 측정 장치에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면이 측정될 표면에 대해 가압되고 이후 퇴거되도록 상기 캐리어가 구성되며,
    상기 캐리어는 홀이 제공되는 기판이며, 상기 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 상기 홀을 통해 접근가능한 미립자 오염 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 초-청정한(ultra-clean) 미립자 오염 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 80 Shore A 이하인 경도(hardness)를 갖는 미립자 오염 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 20 Shore A 이상인 경도를 갖는 미립자 오염 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 38 내지 75 Shore A 범위의 경도를 갖는 미립자 오염 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 1 micron Ra 이하인 거칠기(roughness)를 갖는 미립자 오염 측정 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유연한 미립자 오염 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 신용 카드 블랭크(credit card blank)의 형상 및 크기를 갖는 미립자 오염 측정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    유연한 시트 재료가 상기 홀로부터 상기 폴리우레탄 엘라스토머의 반대 측에 제공되는 미립자 오염 측정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 프로브(probe)이며, 상기 폴리우레탄 엘라스토머는 상기 프로브의 단부에 제공되는 미립자 오염 측정 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 미립자 오염 측정 방법에 있어서,
    측정될 표면에 대해 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면을 가압하는 단계;
    상기 표면으로부터 상기 폴리우레탄 엘라스토머를 제거하는 단계; 및
    광학 장치를 이용하여, 상기 표면으로부터 상기 폴리우레탄 엘라스토머에 의해 제거되었고 상기 폴리우레탄 엘라스토머에 부착된 입자들을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 캐리어에 의해 수반되며,
    상기 캐리어는 홀이 제공되는 기판이며, 상기 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 상기 홀을 통해 접근가능한 미립자 오염 측정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 80 Shore A 이하인 경도를 갖는 미립자 오염 측정 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 20 Shore A 이상인 경도를 갖는 미립자 오염 측정 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머의 측정 표면은 1 micron Ra 이하인 거칠기를 갖는 미립자 오염 측정 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판은 유연한 미립자 오염 측정 방법.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 캐리어는 프로브이며, 상기 폴리우레탄 엘라스토머는 상기 프로브의 단부에 제공되는 미립자 오염 측정 방법.
  27. 제 19 항 내지 제 22 항, 제 25 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머로부터 측정되는 표면으로 잔여물이 이동되지 않는 미립자 오염 측정 방법.
  28. 삭제
  29. 단단한 표면으로부터 제거가능한 미립자 오염물을 획득하기 위한 샘플러를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 샘플러는:
    i) 캐리어, 및
    ii) 20 내지 80 Shore A 범위의 경도를 갖는, 상기 캐리어에 커플링된 폴리우레탄 엘라스토머 층 - 상기 폴리우레탄 엘라스토머 층은 내측면 및 대향하는 외측면을 가짐 - 을 포함하며,
    상기 캐리어는 상기 단단한 표면으로부터 상기 폴리우레탄 엘라스토머의 박리를 허용하도록 배치되고,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머 층의 외측면은 접촉 시 제 1 표면으로부터 상기 외측면으로 제거가능한 미립자 오염물을 이동시키도록 구성된 입자-수집 표면이며,
    상기 샘플러는 다음의 단계들:
    a) 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 얻기 위해 제어된 조건들 하에서 청정 기판에 상기 폴리우레탄 엘라스토머를 준비하는 단계;
    b) 상기 청정 기판으로부터 상기 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 박리시키는 단계; 및
    c) 샘플러를 형성하기 위해 상기 캐리어에 상기 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 커플링하는 단계;
    를 포함하는 공정에 따라 제조되는 샘플러 제조 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    오염으로부터 상기 초-청정 폴리우레탄 엘라스토머 층을 보호하기 위해, 제거가능한 보호 포일로 샘플러 표면의 하나 또는 둘 모두의 적어도 일부분을 덮는 단계를 더 포함하는 샘플러 제조 방법.
  31. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 엘라스토머는 상기 캐리어에 대해 자기-접착성(self-adhesive)을 갖도록 배치되는 미립자 오염 측정 장치.
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  35. 삭제
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