KR102544701B1 - 장치 - Google Patents

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KR102544701B1
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프리츠 반 델 뭴른
프리츠 반 델 ’ƒ른
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조르제 마누엘 아제레도 리마
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마르크 브루인
에로엔 데커스
폴 얀센
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마르티누스 헨드리쿠스 안토니우스 렌더르스
에릭 로엘로프 룹스트라
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제롬 프랑수아 실베인 비르질 반 루
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안젤로 세자르 피터 데 클레르크
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롤랜드 야코버스 요하네스 커스텐스
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그리트 미들
실베스터 마테우스 레인델스
프랭크 요하네스 크리스티안 데에르제이트
앤 요하네스 빌헬무스 반 리에베누젠
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Abstract

본 발명은 리소그래피 공정에 사용하기에 적합한 마스크 조립체에 대한 툴링에 관한 것으로, 마스크 조립체는 패터닝 디바이스; 및 마운트로 패터닝 디바이스에 장착되고 펠리클을 지지하도록 구성된 펠리클 프레임을 포함하고; 마운트는 패터닝 디바이스와 펠리클 프레임 사이에 해제가능하게 맞물림가능한 부착을 제공한다.

Description

장치{APPARATUS}
본 출원은 2014년 11월 17일에 출원된 US 출원 62/080,561, 2015년 1월 27일에 출원된 US 출원 62/108,348, 2015년 2월 2일에 출원된 US 출원 62/110,841, 2015년 2월 27일에 출원된 US 출원 62/126,173, 2015년 4월 17일에 출원된 US 출원 62/149,176, 2015년 6월 23일에 출원된 US 출원 62/183,342로부터 우선권을 주장하며, 이 모두는 본 명세서에서 인용 참조된다.
본 발명은 장치에 관한 것이다. 장치는 리소그래피 장치를 위한 펠리클(pellicle)과 연계하여 사용될 수 있다.
리소그래피 장치는 기판 상으로 원하는 패턴을 적용시키도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)로부터 기판에 제공된 방사선 감응재(레지스트) 층 상으로 패턴을 투영할 수 있다.
기판 상으로 패턴을 투영하기 위해 리소그래피 장치에 의해 사용되는 파장은 그 기판에 형성될 수 있는 피처들의 최소 크기를 결정한다. 4 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 이용하는 리소그래피 장치는 종래의 리소그래피 장치보다 더 작은 피처들을 기판에 형성하기 위해 사용될 수 있다(이는, 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선을 이용할 수 있음).
리소그래피 장치에서 방사선 빔에 패턴을 부여하는 데 사용되는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)는 마스크 조립체의 일부분을 형성할 수 있다. 마스크 조립체는 입자 오염으로부터 패터닝 디바이스를 보호하는 펠리클을 포함할 수 있다. 펠리클은 펠리클 프레임에 의해 지지될 수 있다.
종래 기술과 연계된 하나 이상의 문제를 제거하거나 경감시키는 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 펠리클 프레임을 지지하도록 구성된 지지 구조체, 및 펠리클 프레임 상으로 펠리클을 배치하도록 구성된 펠리클 핸들링 시스템을 포함하는 펠리클 부착 장치가 제공되고, 본 장치는 펠리클이 펠리클 프레임에 배치되기 전에 펠리클 프레임과 펠리클 사이에 상대 이동을 제공하도록 구성된 액추에이터들을 더 포함한다.
액추에이터들은 펠리클이 펠리클 프레임에 배치되기 전에 펠리클 프레임과 펠리클 사이의 정렬이 달성되게 함에 따라, 펠리클 프레임에 대한 펠리클의 정확한 위치설정을 허용한다.
액추에이터들은 펠리클에 대해 지지 구조체 및 이에 따른 펠리클 프레임을 이동시키도록 구성될 수 있다.
펠리클 핸들링 시스템은 펠리클을 유지하도록 구성된 지지 아암(support arm)들을 포함할 수 있다.
각각의 지지 아암은 그 아암의 풋(foot)으로 진공을 전달하도록 구성된 도관(conduit)을 포함할 수 있다.
풋은 펠리클의 가장자리(border) 부분을 수용하도록 치수화(dimension)될 수 있다.
지지 아암은 펠리클 핸들링 시스템의 프레임으로부터 연장되는 커넥터 아암으로부터 아래쪽으로 연장될 수 있다.
커넥터 아암은 커넥터 아암을 일반적으로 수직 방향으로 이동하게 하는 하나 이상의 리프 스프링(leaf spring)을 포함할 수 있다.
조정가능한 엔드 스톱(end stop)들이 펠리클 핸들링 시스템 프레임으로부터 돌기(project)될 수 있고, 사전설정된 위치를 넘어가는(beyond) 커넥터 아암의 하향 이동을 방지할 수 있다.
벨로즈(bellows)가 지지 아암과 펠리클 핸들링 시스템 프레임 사이에 연장될 수 있고, 벨로즈는 프레임 내의 도관에 지지 아암 내의 도관을 연결한다.
지지 구조체는 펠리클 가장자리 에지들 및/또는 펠리클 프레임 에지들이 지지 구조체의 반대쪽 측면으로부터 보일 수 있도록 위치된 윈도우들을 포함할 수 있다.
이미징 센서들이 윈도우들의 일 측면에 제공될 수 있고, 윈도우들을 통해 투시(look through)하여 윈도우의 반대쪽 측면의 펠리클 가장자리 에지들 및/또는 펠리클 프레임 에지들을 보도록(view) 구성된다.
정렬 마크들이 윈도우들에 제공될 수 있다.
펠리클 부착 장치는, 펠리클이 펠리클 프레임에 배치된 후 펠리클에 대해 아래쪽으로 가압하도록 구성된 아암들을 더 포함할 수 있어, 펠리클과 펠리클 프레임 사이의 계면에서의 접착제의 경화 시 펠리클 프레임에 펠리클을 유지할 수 있다.
각각의 아암에는 무게추(weight)가 제공될 수 있다. 아암에 의해 펠리클에 인가되는 하향 압력(downward pressure)은 무게추의 중량(heaviness)에 의해 결정될 수 있다.
각각의 아암은 펠리클에 대해 가압하도록 구성된 하향 연장 핑거(downwardly extending finger)를 포함할 수 있다.
핑거는 아암의 다른 부분들에 대해 측방향으로(laterally) 이동가능할 수 있다.
각각의 아암은 지지 프레임으로부터 연장될 수 있고, 지지 프레임에 대해 일반적으로 수직 방향으로 이동가능한 부분을 포함할 수 있다.
각각의 아암은 그 아암의 고정된 부분에 대해 그 아암의 이동가능한 부분의 이동을 제한하는 엔드 스톱들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 펠리클 프레임 및 펠리클을 포함하는 펠리클 조립체 및 패터닝 디바이스를 수용하도록 구성된 펠리클 프레임 부착 장치가 제공되고, 펠리클 프레임 부착 장치는 펠리클 프레임에 제공된 서브-마운트(sub-mount)의 맞물림 기구(engagement mechanism)를 작동시키도록 구성된 매니퓰레이터(manipulator)들을 포함하고, 매니퓰레이터들은 펠리클 조립체를 수용하는 제어된 환경을 펠리클 프레임 부착 장치의 다른 부분들로부터 분리하는 격벽(partition)에 제공된 개구부들을 통해 돌기되거나 개구부들로부터 돌기된다.
격벽은 펠리클 가장자리 에지들, 펠리클 프레임 에지들, 및/또는 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들이 격벽의 반대쪽 측면으로부터 보일 수 있도록 위치된 윈도우들을 포함한다.
이미징 센서들이 윈도우들의 일 측면 상에 제공될 수 있다. 이미징 센서들은 윈도우들을 통해 투시하여 펠리클 에지들, 펠리클 프레임 에지들, 및/또는 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들을 보도록 구성된다.
정렬 마크들은 윈도우들 상에 제공될 수 있다.
매니퓰레이터들은 액추에이터에 연결된 핀(pin)들을 포함할 수 있고, 액추에이터는 일반적으로 수직 방향으로 핀들을 이동시키도록 구성된다.
핀들은 한 쌍의 후크형 아암(hooked arm)들에 대해 이동가능할 수 있다.
한 쌍의 후크형 아암들은 액추에이터에 연결될 수 있다. 액추에이터는 일반적으로 수평 방향으로 후크형 아암들을 이동시키도록 구성될 수 있다.
한 쌍의 후크형 아암들은 격벽에 고정될 수 있고, 액추에이터는 격벽 및 한 쌍의 후크형 아암들을 일제히(in unison) 이동시키도록 구성된다.
추가 핀이 제공될 수 있고, 추가 핀은 이동가능한 핀들에 대해 일반적으로 수직 방향으로 이동가능하다.
추가 핀은 이동가능한 핀들에 대해 탄성적으로 편향(resiliently bias)될 수 있다.
격벽은 지지 구조체의 일부분에 연결될 수 있거나, 지지 구조체의 일부분을 형성할 수 있다.
매니퓰레이터들의 단부들에는 강건한 재료(robust material)의 코팅이 제공될 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치는 제어된 환경에 가스 유출구를 포함할 수 있고, 가스 유출구는 격벽의 반대쪽 측면의 가스 압력보다 높은 압력에서 가스를 공급하도록 구성된다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지 구조체, 및 패터닝 디바이스와 스터드(stud)를 접촉시키도록 구성된 스터드 매니퓰레이터(stud manipulator)를 포함하는 스터드 부착 장치가 제공되고, 스터드 매니퓰레이터는 격벽에 의해 패터닝 디바이스를 수용하는 제어된 환경으로부터 분리되고, 격벽은 스터드가 돌기되어 패터닝 디바이스와 접촉할 수 있는 구멍을 포함한다.
스터드 매니퓰레이터는 복수의 스터드 매니퓰레이터들 중 하나일 수 있고, 격벽 내의 구멍은 복수의 구멍들 중 하나일 수 있다.
스터드 부착 장치는 제어된 환경에 가스 유출구를 포함할 수 있고, 가스 유출구는 격벽의 반대쪽 측면의 가스 압력보다 높은 압력에서 가스를 공급하도록 구성된다.
시일(seal)이 스터드 매니퓰레이터 주위에 제공될 수 있다. 시일은 사용 시 패터닝 디바이스에 대해 시일을 제공하여, 패터닝 디바이스의 스터드 수용 부분을 패터닝 디바이스의 다른 부분들로부터 격리시킬 수 있다.
적어도 하나의 가스 전달 채널 및 적어도 하나의 가스 추출 채널이 제공될 수 있고, 이를 통해 패터닝 디바이스의 스터드 수용 부분으로 또한 스터드 수용 부분으로부터 가스 유동이 제공될 수 있다.
시일은 누설 시일(leakage seal)일 수 있다.
스터드 매니퓰레이터는 가열기를 포함할 수 있다.
격벽은 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들이 격벽의 반대쪽 측면으로부터 보일 수 있도록 위치된 윈도우들을 포함한다.
이미징 센서들이 윈도우들의 일 측면 상에 제공될 수 있고, 윈도우들을 통해 투시하여 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들을 보도록 구성된다.
스터드 매니퓰레이터와 지지 구조체 사이에 운동학적 연결(kinematic connection)이 제공될 수 있다.
본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지 구조체, 패터닝 디바이스로부터 돌기된 스터드의 먼 쪽 헤드(distal head)를 수용하고 유지시키도록 구성된 스터드 그리퍼(stud gripper), 스터드 및 패터닝 디바이스에 대해 스터드 그리퍼를 이동시키도록 구성된 액추에이터들 및 가열기를 포함하는 스터드 제거 장치가 제공된다.
스터드 그리퍼는 스터드의 넥(neck)보다 넓고 스터드의 먼 쪽 헤드보다 좁은 간격을 갖는 한 쌍의 플랜지(flange)들을 포함할 수 있다.
스터드 제거 장치는, 스터드 그리퍼에 연결되고 스터드 그리퍼에 대해 아래쪽으로 당기는 무게추를 더 포함할 수 있다.
스터드 제거 장치는 스터드 그리퍼에 대해 일반적으로 수평 방향으로 이동가능한 푸셔 아암(pusher arm)을 더 포함하고, 푸셔 아암은 스터드가 패터닝 디바이스로부터 제어된 후 스터드 그리퍼로부터 스터드를 밀도록 구성된다.
스터드 제거 장치는 스터드 그리퍼로부터 밀린 스터드들을 안내하도록 구성된 슈트(chute)를 더 포함할 수 있다.
스터드 제거 장치는 슈트의 유출구에 위치된 스터드 리셉터클(stud receptacle)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 5 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스, 펠리클 프레임 및 펠리클을 수용하고, 패터닝 디바이스에 펠리클 프레임을 부착하여, 마스크 조립체를 형성하도록 구성된 펠리클 프레임 부착 장치 - 펠리클 프레임은 패터닝 디바이스에 인접하여 펠리클을 지지함 -, 리소그래피 장치 - 리소그래피 장치는 펠리클 프레임 부착 장치로부터 마스크 조립체를 수용하고, 마스크 조립체를 지지하도록 구성된 지지 구조체, 방사선 빔을 컨디셔닝(condition)하고, 컨디셔닝된 방사선 빔으로 마스크 조립체를 조명하도록 구성된 조명 시스템 - 마스크 조립체의 패터닝 디바이스는 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 컨디셔닝된 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하도록 구성됨 -, 기판을 유지하도록 구성된 기판 테이블, 및 패터닝된 방사선 빔을 기판 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템을 포함함 - 를 포함하는 리소그래피 시스템이 제공되고, 리소그래피 시스템은 리소그래피 장치에 사용하기 위해 펠리클 프레임 부착 장치로부터 리소그래피 장치로 마스크 조립체를 수송하도록 구성된 마스크 조립체 수송 디바이스를 더 포함한다.
펠리클 프레임 부착 장치는 시일링된 환경에서 패터닝 디바이스에 펠리클 프레임을 부착하도록 구성될 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치는 진공 압력 조건들로 펠리클 프레임 부착 장치의 시일링된 환경을 펌핑(pump)하도록 구성된 진공 펌프를 포함할 수 있다.
마스크 조립체 수송 디바이스는 시일링된 환경에서 펠리클 프레임 부착 장치로부터 리소그래피 장치로 마스크 조립체를 수송하도록 구성될 수 있다.
마스크 조립체 수송 디바이스는 진공 압력 조건들로 마스크 조립체 부착 장치의 시일링된 환경을 펌핑하도록 구성된 진공 펌프를 포함할 수 있다.
리소그래피 시스템은 오염 또는 결함 중 적어도 하나에 대해 펠리클, 펠리클 프레임 및 패터닝 디바이스 중 하나 이상을 검사하도록 구성된 검사 장치를 더 포함할 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치는 펠리클 프레임에 부착된 펠리클을 수용하고, 펠리클이 부착된 펠리클 프레임을 패터닝 디바이스에 부착하도록 구성될 수 있다.
조명 시스템은 EUV 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성될 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치는 EUV 방사선에 실질적으로 투명한 펠리클을 수용하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제 6 실시형태에 따르면, 펠리클 및 펠리클 프레임을 수용하고, 펠리클 프레임에 펠리클을 부착하여 펠리클 조립체를 형성하고, 시일링된 패키징 내에서 펠리클 조립체의 수송에 적합한 시일링된 패키징에 펠리클 조립체를 시일하도록 구성된 펠리클 부착 장치가 제공된다.
펠리클 부착 장치는 시일링된 환경에서 펠리클 프레임에 펠리클을 부착하도록 구성될 수 있다.
펠리클 부착 장치는 진공 압력 조건들로 시일링된 환경을 펌핑하도록 구성된 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
펠리클 부착 장치는 오염 또는 결함 중 적어도 하나에 대해 펠리클 및 펠리클 프레임 중 하나 또는 둘 모두를 검사하도록 구성된 검사 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시형태에 따르면, 펠리클 프레임에 펠리클을 부착하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 펠리클 프레임 핸들링 시스템을 이용하여 지지 구조체에 펠리클 프레임을 배치하는 단계, 펠리클 프레임에 접착제를 적용하는 단계, 펠리클 핸들링 시스템을 이용하여 펠리클 프레임 위에 펠리클을 유지하는 단계, 펠리클 프레임 및 펠리클을 정렬하는 단계, 및 펠리클 프레임 상으로 펠리클을 배치하는 단계를 포함한다.
펠리클 프레임 및 펠리클의 정렬은 펠리클 프레임을 지지하는 지지 구조체를 이동시킴으로써 달성될 수 있다.
본 방법은 아암들을 이용하여 펠리클에 대해 아래쪽으로 가압하여, 접착제의 경화 시 펠리클 프레임에 펠리클을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
접착제는 이격된 위치(spaced apart location)들에 제공될 수 있다. 아암은 각각의 이격된 위치에서 펠리클에 대해 아래로 가압할 수 있다.
본 발명의 제 8 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스에 펠리클 조립체를 부착하는 방법이 제공되고, 펠리클 조립체는 펠리클 프레임 및 펠리클을 포함하고, 본 방법은: 지지 구조체의 제 1 부분에 펠리클 조립체를 배치하는 단계, 지지 구조체의 제 2 부분에 패터닝 디바이스를 배치하는 단계 - 패터닝 디바이스의 스터드들은 펠리클 조립체 쪽으로 향함 -, 지지 구조체로부터 펠리클 조립체를 들어올린 후 펠리클 조립체를 이동시켜 이를 패터닝 디바이스에 대해 정렬하는 단계; 매니퓰레이터들을 이용하여 펠리클 프레임에 제공된 서브-마운트들의 맞물림 기구들을 작동시키는 단계를 포함하고, 매니퓰레이터들은 패터닝 디바이스로부터 돌기된 스터드들과 맞물림 기구들을 맞물리게 한다.
매니퓰레이터들은 후크형 아암들 및 매니퓰레이터 핀들을 포함할 수 있고, 이들은 스터드들 중 하나의 먼 쪽 헤드를 수용하기 위한 공간을 생성하기 위해 각각의 맞물림 기구의 지지 아암들에 대해 각각의 맞물림 기구의 맞물림 아암들을 이동시키는 데 사용된다.
후크형 아암들은 매니퓰레이터 핀들이 맞물림 기구의 맞물림 아암들을 위쪽으로 미는 동안 맞물림 기구의 지지 아암을 유지할 수 있다.
펠리클 조립체의 들어올림은 추가 핀들을 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 제 9 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스에 스터드들을 부착하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 지지 구조체에 제공된 스터드 매니퓰레이터들에 스터드들을 배치하는 단계, 스터드들에 접착제를 적용하는 단계, 패터닝된 표면이 아래쪽으로 향하게 또한 스터드들 위에 패터닝 디바이스를 배치하는 단계, 및 스터드 매니퓰레이터들을 위쪽으로 이동시켜 패터닝 디바이스와 접촉하도록 스터드들을 이동시키는 단계를 포함한다.
본 방법은 접착제를 경화시키기 위해 스터드 매니퓰레이터들에서 가열기들을 이용하여 스터드들을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
시일이 각각의 스터드 매니퓰레이터 주위에 제공될 수 있고, 가스가 스터드 매니퓰레이터로 전달되며, 이후 시일의 부근으로부터 멀어지는 방향으로 오염물을 운반하도록 스터드 매니퓰레이터로부터 제거된다.
시일은 누설 시일일 수 있다.
*본 발명의 제 10 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스로부터 스터드를 제거하는 방법이 제공되고, 본 방법은 지지체를 이용하여 패터닝 디바이스를 지지하는 단계 - 패터닝 디바이스는 스터드가 패터닝 디바이스로부터 아래쪽으로 돌기되도록 방위잡힘 -, 스터드에 대해 스터드 그리퍼를 이동시키고, 이에 의해 스터드의 먼 쪽 헤드를 수용하고 유지시키는 단계, 스터드 그리퍼를 가열하고, 이에 의해 스터드를 가열하여 스터드와 패터닝 디바이스 사이에 위치된 접착제를 녹이는 단계, 접착제가 녹을 때 스터드가 패터닝 디바이스로부터 분리되도록 스터드 그리퍼를 이용하여 스터드를 아래쪽으로 당기는 단계를 포함한다.
스터드는 스터드 그리퍼에 연결되고 스터드 그리퍼에 대해 아래쪽으로 당기는 무게추에 의해 아래쪽으로 당겨질 수 있다.
본 방법은 푸셔 아암을 이용하여, 스터드가 패터닝 디바이스로부터 제거된 후 스터드 그리퍼로부터 스터드를 미는 단계를 더 포함한다.
본 방법은 슈트를 이용하여 스터드를 스터드 리셉터클로 지향시키는 단계를 더 포함한다.
앞서 설명되거나 다음의 설명에 언급되는 하나 이상의 실시형태 또는 특징부들이 하나 이상의 다른 실시형태 또는 특징부들과 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
이제, 첨부한 개략적인 도면들을 참조하여 단지 예시로서 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다.
도 1은 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템의 개략도;
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 장치들 및 리소그래피 장치의 개략도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체의 사시도;
도 4는 도 3의 마스크 조립체의 일부분의 단면도;
도 5는 도 3의 마스크 조립체의 일부분을 형성하는 맞물림 기구를 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클 부착 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 7은 펠리클 부착 장치의 일부분들을 더 자세히 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸들링 시스템의 사시도;
도 9는 도 8의 핸들링 시스템의 일부분을 더 자세히 도시한 도면;
도 10은 위에서 본 펠리클 부착 장치의 일부분을 개략적으로 도시한 도면;
도 11은 펠리클 부착 장치의 아암의 단면도;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클 프레임 부착 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 13은 펠리클 프레임 부착 장치의 일부분의 사시도;
도 14는 펠리클 프레임 부착 장치의 일부분을 더 자세히 도시한 도면;
도 15는 펠리클 프레임 부착 장치의 상이한 부분들 간의 상호연관성(interrelationship)을 개략적으로 도시한 도면;
도 16 및 도 17은 펠리클 프레임 부착 장치에 의한 맞물림 기구의 작동을 개략적으로 도시한 도면;
도 18은 펠리클 프레임 부착 장치에 의한 맞물림 기구의 작동을 개략적으로 도시한 도면;
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 부착 장치를 개략적으로 도시한 도면;
도 20은 스터드 부착 장치의 사시도;
도 21은 스터드 부착 장치의 일부분의 단면도;
도 22는 위에서 본 스터드 부착 장치의 일부분을 도시한 도면;
도 23은 위에서 본, 하지만 격벽이 제거된 상태의 스터드 부착 장치를 도시한 도면;
도 24는 스터드 부착 장치의 일부분을 부분 해체된 상태(partially disassembled state)로 도시한 도면;
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 제거 장치의 일부분을 형성하는 스터드 제거기(stud remover)의 사시도;
도 26은 스터드 제거기의 일부분을 더 자세히 도시한 사시도; 및
도 27 내지 도 29는 스터드 제거기의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체를 포함하는 리소그래피 시스템을 나타낸다. 리소그래피 시스템은 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함한다. 방사선 소스(SO)는 극자외(EUV) 방사선 빔(B)을 발생시키도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 포함하는 마스크 조립체(15)를 지지하도록 구성된 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 방사선 빔이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 전에 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하도록 구성된다. 투영 시스템은 기판(W) 상으로 [이제, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝된] 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된다. 기판(W)은 이전에 형성된 패턴들을 포함할 수 있다. 이 경우, 리소그래피 장치는 기판(W)에 이전에 형성된 패턴과 패터닝된 방사선 빔(B)을 정렬한다.
방사선 소스(S0), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)은 모두 이들이 외부 환경으로부터 격리될 수 있도록 구성되고 배치될 수 있다. 대기압(atmospheric pressure) 아래의 압력에서 가스(예를 들어, 수소)가 방사선 소스(SO)에 제공될 수 있다. 진공이 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다. 대기압 한참 아래의 압력에서 소량의 가스(예를 들어, 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 방사선 소스(SO)는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스로서 지칭될 수 있는 타입으로 구성된다. CO2 레이저일 수 있는 레이저(1)가, 연료 방출기(3)로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료 내로 레이저 빔(2)을 통해 에너지를 축적(deposit)하도록 배치된다. 다음의 설명에서 주석이 언급되지만, 여하한의 적합한 연료가 사용될 수 있다. 연료는, 예를 들어 액체 형태일 수 있고, 예를 들어 금속 또는 합금일 수 있다. 연료 방출기(3)는 주석을, 예를 들어 액적(droplet)의 형태로 궤적을 따라 플라즈마 형성 영역(4)을 향해 지향시키도록 구성된 노즐을 포함할 수 있다. 레이저 빔(2)은 플라즈마 형성 영역(4)에서 주석에 입사한다. 주석 내로의 레이저 에너지의 축적은 플라즈마 형성 영역(4)에서 플라즈마(7)를 생성한다. EUV 방사선을 포함하는 방사선은 플라즈마의 이온들의 탈-여기(de-excitation) 및 재조합(recombination) 동안 플라즈마(7)로부터 방출된다.
EUV 방사선은 근 수직 입사 방사선 컬렉터(near normal incidence radiation collector: 5)(때로는 근 수직 방사선 컬렉터라고도 함)에 의해 수집되고 포커싱된다. 컬렉터(5)는 EUV 방사선(예를 들어, 13.5 nm와 같이 원하는 파장을 갖는 EUV 방사선)을 반사시키도록 배치된다. 컬렉터(5)는 2 개의 타원 초점들을 갖는 타원형 구성을 가질 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 제 1 초점은 플라즈마 형성 영역(4)에 존재할 수 있고, 제 2 초점은 중간 포커스(6)에 존재할 수 있다.
레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스의 다른 실시예들에서, 컬렉터(5)는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있으며, 이는 스침 입사 각도에서 EUV 방사선을 수용하고, 중간 포커스에서 EUV 방사선을 포커싱하도록 구성된다. 스침 입사 컬렉터는, 예를 들어 복수의 스침 입사 반사기들을 포함하는 네스티드 컬렉터(nested collector)일 수 있다. 스침 입사 반사기들은 광축(O) 주위에 축 대칭으로 배치될 수 있다.
방사선 소스(SO)는 하나 이상의 오염 트랩(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 오염 트랩은 플라즈마 형성 영역(4)과 방사선 컬렉터(5) 사이에 위치될 수 있다. 오염 트랩은, 예를 들어 회전 포일 트랩일 수 있거나, 여하한의 다른 적합한 형태의 오염 트랩일 수 있다.
레이저(1)는 방사선 소스(SO)로부터 분리될 수 있다. 이 경우, 레이저 빔(2)은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander) 및/또는 다른 광학기를 포함하는 빔 전달 시스템(도시되지 않음)의 도움으로 레이저(1)로부터 방사선 소스(SO)로 통과될 수 있다. 레이저(1) 및 방사선 소스(SO)는 함께 방사선 시스템인 것으로 간주될 수 있다.
컬렉터(5)에 의해 반사된 방사선은 방사선 빔(B)을 형성한다. 방사선 빔(B)은, 조명 시스템(IL)에 대한 가상(virtual) 방사선 소스로서 작용하는 플라즈마 형성 영역(4)의 이미지를 형성하기 위해 지점(6)에 포커싱된다. 방사선 빔(B)이 포커싱되는 지점(6)은 중간 포커스라고도 칭해질 수 있다. 방사선 소스(SO)는 중간 포커스(6)가 방사선 소스의 인클로징 구조체(enclosing structure: 9)에 또는 그 부근에 위치되도록 배치된다.
방사선 빔(B)은 방사선 소스(SO)로부터 조명 시스템(IL) 내로 통과하며, 이는 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성된다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 갖는 방사선 빔(B)을 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)으로부터 통과하며, 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 마스크 조립체(15)에 입사한다. 마스크 조립체(15)는 패터닝 디바이스(MA) 및 펠리클(19)을 포함하고, 이는 펠리클 프레임(17)에 의해 제 자리(in place)에 유지된다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사시키고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)에 추가하여 또는 대신에 다른 거울들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)로부터 반사 후, 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 들어간다. 투영 시스템은 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된 복수의 거울들을 포함한다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔에 감소 팩터(reduction factor)를 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 4의 감소 팩터가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)은 도 1에서 2 개의 거울을 갖지만, 투영 시스템은 여하한의 수의 거울(예를 들어, 6 개의 거울)을 포함할 수 있다.
리소그래피 장치는, 예를 들어 스캔 모드에 사용될 수 있고, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 기판(W) 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. 기판(W)에 입사하는 패터닝된 방사선 빔은 방사선의 대역을 포함할 수 있다. 방사선의 대역은 노광 슬릿이라고도 칭해질 수 있다. 스캐닝 노광 시, 기판 테이블(WT) 및 지지 구조체(MT)의 이동은 노광 슬릿이 기판(W)의 노광 필드에 걸쳐 이동하도록 되어 있을 수 있다.
도 1에 도시된 방사선 소스(SO) 및/또는 리소그래피 장치는 예시되지 않은 구성요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 필터가 방사선 소스(SO)에 제공될 수 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투과성일 수 있지만, 적외 방사선과 같은 방사선의 다른 파장들에 대해 실질적으로 차단적일 수 있다.
리소그래피 시스템의 다른 실시예들에서, 방사선 소스(SO)는 다른 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시예들에서, 방사선 소스(SO)는 하나 이상의 자유 전자 레이저(free electron laser)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 자유 전자 레이저는 하나 이상의 리소그래피 장치에 제공될 수 있는 EUV 방사선을 방출하도록 구성될 수 있다.
앞서 간명하게 설명된 바와 같이, 마스크 조립체(15)는 패터닝 디바이스(MA)에 인접하여 제공되는 펠리클(19)을 포함한다. 펠리클(19)은 방사선 빔(B)의 경로에 제공되어, 방사선 빔이 조명 시스템(IL)으로부터 패터닝 디바이스(MA)에 도달할 때 그리고 패터닝 디바이스(MA)에 의해 투영 시스템(PS)을 향해 반사될 때 방사선 빔(B)이 펠리클(19)을 통과한다. 펠리클(19)은 (소량의 EUV 방사선을 흡수하기는 하지만) EUV 방사선에 실질적으로 투명한 얇은 필름을 포함한다. 본 명세서에서 EUV 방사선에 실질적으로 투명한 필름 또는 EUV 투명한 펠리클이라는 것은, 적어도 65 %의 EUV 방사선, 바람직하게는 적어도 80 %, 더 바람직하게는 적어도 90 %의 EUV 방사선에 대해 투과성임을 의미한다. 펠리클(19)은 입자 오염으로부터 패터닝 디바이스(MA)를 보호하도록 작용한다.
리소그래피 장치(LA) 내부를 청정 환경으로 유지하려는 노력이 행해질 수 있지만, 입자들이 여전히 리소그래피 장치(LA) 내부에 존재할 수 있다. 펠리클(19)의 부재 시, 입자들이 패터닝 디바이스(MA) 상으로 침적(deposit)될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 상의 입자들은 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴 및 기판(W)으로 전사되는 패턴에 유익하지 않은 영향을 줄 수 있다. 펠리클(19)은 유익하게도 입자들이 패터닝 디바이스(MA) 상에 침적되는 것을 방지하기 위해 리소그래피 장치(LA) 내의 환경과 패터닝 디바이스(MA) 사이에 방벽(barrier)을 제공한다.
펠리클(19)은 펠리클(19)의 표면에 입사하는 여하한의 입자들이 방사선 빔(B)의 초점 평면에 존재하지 않도록 패터닝 디바이스(MA)로부터 충분한 거리를 두고 위치된다. 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 이 간격은 펠리클(19)의 표면 상의 여하한의 입자들이 방사선 빔(B)에 패턴을 부여하는 정도(extent)를 감소시키도록 작용한다. 입자가 방사선 빔(B)에 존재하지만 방사선 빔(B)의 초점 평면에 존재하지 않는[즉, 패터닝 디바이스(MA)의 표면에 존재하지 않는] 위치에 있는 경우에는, 입자의 어떠한 이미지도 기판(W)의 표면에 포커싱되지 않음을 이해할 것이다. 다른 고려사항들의 부재 하에서는, 패터닝 디바이스(MA)로부터 멀어지는 방향으로 상당 거리에 펠리클(19)을 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 하지만, 실제로는 펠리클을 수용하기 위해 리소그래피 장치(LA)에서 이용가능한 공간은 다른 구성요소들의 존재로 인해 제한된다. 몇몇 실시예들에서, 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 간격은, 예를 들어 약 1 mm 내지 10 mm, 예를 들어 1 mm 내지 5 mm, 더 바람직하게는 2 mm 내지 2.5 mm일 수 있다.
펠리클 프레임에 펠리클을 부착하고 패터닝 디바이스에 펠리클 프레임을 부착함으로써 마스크 조립체가 리소그래피 장치에서의 사용을 위해 준비될 수 있다. 펠리클 프레임에 의해 패터닝 디바이스에 인접하게 지지되는 펠리클 및 패터닝 디바이스(MA)를 포함하는 마스크 조립체가 리소그래피 장치(LA)로부터 떨어져서(remotely) 준비될 수 있으며, 마스크 조립체는 리소그래피 장치(LA)에서의 사용을 위해 리소그래피 장치(LA)로 수송될 수 있다. 예를 들어, 패턴이 패터닝 디바이스 상으로 부여되는 장소에서, 마스크 조립체를 형성하도록, 펠리클을 지지하는 펠리클 프레임이 패터닝 디바이스에 부착될 수 있다. 이후, 리소그래피 장치(LA)가 위치된 별개의 장소로 마스크 조립체가 수송될 수 있으며, 리소그래피 장치(LA)에서의 사용을 위해 리소그래피 장치(LA)에 마스크 조립체가 제공될 수 있다.
펠리클 프레임에 의해 펠리클이 제 자리에 유지되는 마스크 조립체는 정교할 수 있으며, 마스크 조립체의 수송은 펠리클을 손상시킬 위험성이 있다. 추가적으로, 별도의 환경에서 리소그래피 장치(LA)에 대한 마스크 조립체의 조립은 마스크 조립체가 다양한 압력 조건들에 노출되게 한다. 예를 들어, 마스크 조립체는 주위 압력 조건들 하에서 리소그래피 장치로 수송될 수 있다. 이후, 마스크 조립체는 진공 압력 조건들로 펌핑되는 로드 록(load lock)을 통해 리소그래피 장치(LA) 내로 로딩될 수 있다. 마스크 조립체가 노출되는 압력 조건들의 변화는 펠리클에 걸쳐 압력차가 존재하게 할 수 있으며, 이는 펠리클을 휘게 할 수 있고, 펠리클을 손상시킬 위험성이 있다. 일 실시예에서, 리소그래피 시스템은 펠리클 프레임 부착 장치에 연결되는 리소그래피 장치(LA)를 포함할 수 있다. 이와 같은 경우, 마스크 및 펠리클을 포함하는 마스크 조립체는 제어된 환경(예를 들어, 진공 환경)에서 유지되면서 펠리클 프레임 부착 장치로부터 리소그래피 장치로 바로 이송될 수 있다.
도 2는 마스크 조립체(15)를 조립하고 리소그래피 장치(LA)로 마스크 조립체를 이송하기에 적합한 장치의 개략도이다. 도 2는 펠리클 프레임(17)에 펠리클(19)을 부착하는 데 사용될 수 있는 펠리클 부착 장치(855), 및 펠리클 조립체를 수송하는 데 사용될 수 있는 펠리클 조립체 수송 디바이스(881)를 도시한다. 또한, 패터닝 디바이스에(MA)에 스터드들(51)을 부착하는 데 사용될 수 있는 스터드 부착 장치(840)가 도시된다. 스터드들(51)은 패터닝 디바이스(MA)에 펠리클 프레임(17)[및 펠리클(19)]의 해제가능한 부착을 허용한다. 또한, 부착된 스터드들을 갖는 마스크를 수송하는 데 사용될 수 있는 마스크 수송 디바이스(880)가 도시된다. 또한, 마스크 디바이스(MA)에 펠리클 프레임(17)[및 펠리클(19)]을 부착하여 마스크 조립체(15)를 형성하는 데 사용될 수 있는 펠리클 프레임 부착 장치(857)가 도시된다. 또한, 펠리클 프레임 부착 장치(857)로부터 리소그래피 장치(LA)로 마스크 조립체(15)를 수송하는 데 사용될 수 있는 마스크 조립체 수송 디바이스(853)가 도시된다.
펠리클 부착 장치(855)는 리소그래피 장치가 위치된 장소와 상이한 장소에 위치될 수 있다. 스터드 부착 장치(840)는 리소그래피 장치(LA)가 위치된 장소와 상이한 장소에 위치될 수 있다. 대안적으로, 펠리클 부착 장치(855) 및 스터드 부착 장치(840) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 리소그래피 장치(LA)가 위치된 장소와 동일한 장소에[예를 들어, 리소그래피 팹(lithographic fab)에] 위치될 수 있다.
펠리클 부착 장치(855)는 펠리클(19), 펠리클 프레임(17) 및 맞물림 기구들(예시되지 않음)을 수용한다. 펠리클(19) 및 펠리클 프레임(17)은 수동으로 펠리클 부착 장치(855)에 배치될 수 있다. 펠리클 프레임(17) 내의 맞물림 기구 수용 개구부들(예를 들어, 아래에 더 자세히 설명되는 위치들)에 접착제가 배분된다. 접착제 배분은 수동일 수 있거나, 자동(또는 부분 자동)일 수 있다. 맞물림 기구들 및 펠리클 프레임(17)은 (예를 들어, 광학 정렬 장치를 이용하여) 서로에 대해 정렬되며, 이후 맞물림 기구들이 펠리클 프레임 내의 개구부들 내로 삽입된다.
또한, 펠리클 프레임(17) 상으로[예를 들어, 펠리클 프레임(17) 주위에 이격된 위치들에) 접착제가 배분된다. 접착제 배분은 수동일 수 있거나, 자동(또는 부분 자동)일 수 있다. 광학 정렬 시스템이 펠리클 프레임(17)에 대해 펠리클(19)을 정렬하는 데 사용되며, 이후 펠리클은 펠리클 프레임에 대해 클램핑된다.
펠리클(19)은 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 동안 실온에서 펠리클 프레임(17)에 대해 가압된 채로 유지됨에 따라, 펠리클 프레임에 펠리클이 고정된다. 이후, 펠리클(19) 상의 압력이 제거된다. 이후, (펠리클 부착 장치의 일부분을 형성할 수 있는) 경화 오븐(curing oven)을 이용하여, 상승된 온도에서 접착제의 추가 경화가 수행된다. 또한, 이는 펠리클 프레임(17)에 맞물림 기구들을 부착한 접착제들도 경화시킬 것이다. 대안적인 접근법에서는, 펠리클(19)이 펠리클 프레임에 대해 유지되고 있을 때 접착제를 경화시키기 위해 (경화를 실온에서 진행하는 대신) 약간의 열이 인가될 수 있다.
상기에는 접착제를 이용하여 펠리클 프레임(17)에 펠리클(19)을 부착하는 것이 설명되지만, 펠리클은 여하한의 적합한 타입의 결합(접착제를 사용하지 않는 것을 포함함)을 이용하여 펠리클 프레임에 부착될 수 있다.
결과적인 펠리클 조립체(16)는 입자 검사 툴을 이용하여 검사된다. 입자 검사 툴은 펠리클 부착 장치(855)의 일부분을 형성할 수 있다(또는 별도의 툴일 수 있다). 입자 검사 툴은 펠리클(19) 및/또는 펠리클 프레임(17)에 놓인 입자들을 검사하도록 구성될 수 있다. 입자 검사 툴은, 예를 들어 주어진 입자 임계치보다 큰 입자 수를 갖는 펠리클 조립체를 거절할 수 있다. 또한, 입자 검사 툴은 펠리클 및 펠리클 프레임이 함께 접착되기 전에 펠리클(19) 및/또는 펠리클 프레임(17)을 검사하는 데 사용될 수 있다.
펠리클 부착 장치(855)는, 검사 후, 펠리클 조립체 수송 디바이스(881)(시일링된 박스) 내에 펠리클 조립체(16)를 시일링하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 펠리클 조립체 수송 디바이스(881)는 펠리클(19)이 펠리클 프레임(17) 아래에 있는 방위로 펠리클 조립체를 유지하도록 배치될 수 있다. 수송 디바이스(881)가 시일링되기 때문에, 펠리클 조립체(16)가 오염되지 않고 펠리클 조립체가 수송될 수 있다. 펠리클 조립체(16)는 수송 디바이스(881) 내에서 채 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 수송될 수 있다.
펠리클 부착 장치(855)는 청정 환경을 포함할 수 있어, 시일링된 환경 내부의 입자들의 수를 감소시키며, 이로 인해 펠리클(19)에 침적될 수 있는 입자들의 수를 감소시킨다. 펠리클 부착 장치(855)는, 예를 들어 펠리클들이 제조되는 장소에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 펠리클(19)이 제조되는 펠리클 제조 툴(도시되지 않음)로부터 바로 펠리클 부착 장치(855)에 펠리클(19)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 청정 환경 내부에 펠리클(19)을 유지하면서, 펠리클 제조 툴로부터 펠리클 부착 장치(855)에 펠리클(19)이 제공될 수 있다. 이는 펠리클(19)이 펠리클 부착 장치(855)에 제공되기 전에 오염되거나 손상될 가능성을 감소시킬 수 있다. 청정 환경은, 예를 들어 시일링된 환경일 수 있다(즉, 외부 환경으로부터 완전히 격리됨). 시일링된 환경은 시일링된 환경에 진공을 유지하기 위해 펌핑될 수 있다.
펠리클 프레임(17)에 펠리클(19)의 부착은 펠리클(19)의 바람직한 장력을 달성하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 펠리클(19)의 장력은 펠리클 프레임(17)에 펠리클(19)의 부착 시 또는 후에 측정될 수 있으며, 그 측정에 응하여 장력이 조정될 수 있어 펠리클(19)의 바람직한 장력을 달성한다. 펠리클(19)의 장력은, 예를 들어 펠리클(19)을 늘리기 위해 펠리클 프레임(17)의 구성요소들에 외향력을 인가함으로써 유지될 수 있다. 펠리클(19)의 장력은 펠리클 프레임과 펠리클 간의 열 팽창 계수들의 차이를 이용함으로써 유지될 수 있다.
일 실시예에서, (마스크라고도 칭해질 수 있는) 패터닝 디바이스(MA)에 (예를 들어, 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같은) 맞물림 기구들에 의해 수용되는 돌출부(protrusion)들이 제공될 수 있다. 패터닝 디바이스는, 예를 들어 4 개의 돌출부들(본 명세서에서 스터드들이라고도 함)을 수용할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스터드 부착 장치(840)는 패터닝 디바이스(MA)에 스터드들(51)을 부착하는 데 사용될 수 있다.
스터드들(51) 및 패터닝 디바이스(MA)는 스터드 부착 장치(840)에 수동으로 배치될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)는 스터드 부착 장치(840)의 잔여부와 분리되는 제어된 환경(841)에 유지될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)와 접촉하기 위해 스터드들(51)이 돌기될 수 있는 개구부들을 갖는 격벽(842)에 의해 분리가 제공될 수 있다. 제어된 환경(841)은 (예를 들어, 유출구를 통해 제어된 환경 내에 가스를 전달함으로써) 스터드 부착 장치(840)의 다른 부분들보다 높은 압력에서 유지될 수 있다. 이는 스터드 부착 장치의 다른 부분들로부터 제어된 환경(841) 내로 오염 입자들의 통행을 저지 또는 방지할 것이다.
스터드 부착 장치(840)는 스터드들을 정확히 배치하기 위해 로봇 또는 액추에이터들과 같은 스터드 매니퓰레이터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 패터닝 디바이스 상으로 스터드들을 배치하기에 적합한 액추에이터의 일 예시는 로렌츠 액추에이터(도시되지 않음)이다. 또한, 스터드 부착 장치(840)는 패터닝 디바이스(MA)에 부착될 스터드 표면에 주어진 양의 접착제 또는 접착물질(adhesive)을 자동으로 제공하는 디바이스를 포함할 수 있다(하지만, 접착제 또는 접착물질의 적용이 수동으로 미리 행해질 수도 있음). 격벽(842) 위의 제어된 환경으로부터 격벽 아래로의 공기의 유동(공기의 유동은 격벽 아래의 압력보다 높은 격벽 위의 압력에 의해 야기됨)에 의해 접착제 또는 접착물질로부터의 오염물들에 의한 마스크(MA)의 오염이 방지 또는 감소된다.
스터드 부착 장치(840)는 스터드들을 정확히 위치시키기 위해 레티클에 존재하는 정렬 마커들에 대하여 스터드들을 정렬하는 광학 정렬 시스템을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 패터닝 디바이스(MA)에 제공되고 패턴 정렬을 위해 사용되는 정렬 마커들이 스터드들을 정렬하는 데에도 사용될 수 있다.
스터드 부착 장치는 패터닝 디바이스(MA)의 위치를 조정하기 위해 X-Y-Z 및 Rz 방향들로 이동가능한 지지 구조체를 포함할 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)를 유지하는 지지 구조체의 위치는 개략 및 미세 기계 조정 디바이스들에 의해 수동으로, 또는 자동(또는 반-자동) 액추에이터들 또는 패터닝 디바이스 테이블에 커플링되는 정렬 및 위치설정에 적합한 여하한의 다른 타입의 디바이스들을 이용하여 조정가능할 수 있다.
스터드들(51)과 패터닝 디바이스(MA)가 정렬되었으면, 이후 스터드들은 패터닝 디바이스(MA)에 대해 가압된다. 스터드들(51)은 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 동안 실온에서 패터닝 디바이스(MA)에 대해 유지됨에 따라, 마스크에 스터드들이 고정된다. 대안적으로, 스터드들(51)은 접착제의 경화를 가속시키기 위해 가열될 수 있다. 이후, [스터드 부착 장치(840)의 일부분을 형성할 수 있는] 경화 오븐을 이용하여, 상승된 온도에서 접착제의 추가 경화가 수행될 수 있다.
패터닝 디바이스(MA) 및 스터드들(51)은 [스터드 부착 장치(840)의 일부분을 형성할 수 있는] 입자 검사 툴을 이용하여 검사될 수 있다.
스터드 부착 장치(840)는 패터닝 디바이스(MA) 수송 디바이스(880)(시일링된 박스) 내에 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드들(51)을 시일링한다. 마스크 수송 디바이스(880)가 시일링되기 때문에, 마스크가 오염되지 않고 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드들(51)이 수송될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드들은 수송 디바이스(880) 내에서 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 수송될 수 있다.
일 실시예에서, 마스크는 (오염의 위험을 감소시키기 위해) 시일링된 박스 내에서 스터드 부착 장치(840)에 제공된다. 박스는 스터드들(51)이 패터닝 디바이스(MA)에 부착되기 바로 직전까지 시일링된 채로 유지될 수 있어, 오염물이 마스크로 이동할 수 있는 시간을 최소화한다.
스터드 부착 장치(840)의 제어된 환경(841)은 하우징(housing)에 의해 부분적으로 제공될 수 있으며, 이는 후속하여 패터닝 디바이스(MA) 수송 디바이스(880)(시일링된 박스)의 일부분을 형성한다. 하우징은 수송 디바이스(880)의 벽과 지붕을 형성할 수 있으며, 수송 디바이스의 바닥은 스터드들(51)이 부착된 후(예를 들어, 직후) 끼워지는(fit) 플레이트에 의해 형성된다. 이러한 방식으로 하우징의 이용은 오염물이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하는 것을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 하우징은 포드(pod)의 커버를 포함할 수 있다. 스터드 부착 장치(840)의 마스크 테이블은 하우징을 수용하도록 구성될 수 있다.
유사하게, 펠리클 부착 장치(855) 또한 하우징에 의해 부분적으로 형성될 수 있으며, 이는 후속하여 펠리클 조립체 수송 디바이스(881)의 일부분을 형성한다.
수송 디바이스(881) 내의 펠리클 조립체(16) 및 수송 디바이스(880) 내의 패터닝 디바이스(MA)[및 스터드들(51)]는 둘 다 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 수송된다. 또한, 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 하나 이상의 리소그래피 장치가 제공되는 팹에 제공될 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는 패터닝 디바이스(MA) 상의 스터드들(51)에 펠리클 조립체(16)의 펠리클 프레임(17)을 부착하도록 구성되어, 마스크 조립체(15)를 형성한다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 펠리클 프레임 부착 장치의 잔여부로부터 분리되는 제어된 환경(860)을 포함할 수 있다. 매니퓰레이터들이 연장되는 개구부들을 갖는 격벽(862)에 의해 분리가 제공될 수 있다(도 2에 도시되지 않음). 매니퓰레이터들은 제어 시스템(870)에 의해 작동될 수 있다(아래에 더 자세히 설명됨). 제어된 환경(860)은 청정 환경으로서 유지될 수 있어, 제어된 환경 내부의 입자들의 수를 감소시킴에 따라, 마스크 조립체(15)에 침적될 수 있는 입자들의 수를 감소시킨다. 제어된 환경(860)은 (예를 들어, 유출구를 통해 제어된 환경 내에 가스를 전달함으로써) 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 다른 부분들보다 높은 압력에서 유지될 수 있다. 이는 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 다른 부분들로부터 제어된 환경(860) 내로 오염 입자들의 통행을 저지 또는 방지할 것이다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)에 의해 조립되는 마스크 조립체(15)는 마스크 조립체 수송 디바이스(853) 내에서 펠리클 프레임 부착 장치로부터 리소그래피 장치(LA)로 수송된다. 마스크 조립체 수송 디바이스(853)는 시일링된 청정 환경을 포함할 수 있으며, 이 환경에서 마스크 조립체(15)가 수송된다. 이는 마스크 조립체의 수송 중에 마스크 조립체(15)가 오염되거나 손상될 가능성을 감소시킨다. 시일링된 청정 환경은, 예를 들어 진공으로 펌핑될 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는 패터닝 디바이스에/패터닝 디바이스로부터 펠리클 조립체(16)를 장착, 장착분해(demount) 또는 재장착하는 데 사용될 수 있다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 펠리클 프레임의 맞물림 기구들을 조작하도록 배치된 매니퓰레이터들을 포함할 수 있다(아래에 더 자세히 설명하기로 함).
패터닝 디바이스(MA)에, 예를 들어 정렬 마크들이 제공될 수 있다. 펠리클 프레임(17)은 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들에 대해 위치될 수 있다. 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들에 대한 펠리클 프레임(17)의 정렬은, 패터닝 디바이스(MA)에 펠리클 프레임(17)의 부착 시 펠리클 프레임(17)이 패터닝 디바이스(MA)에 위치되는 정확성을 증가시킬 수 있어 유익하다.
몇몇 실시예들에서, 패터닝 디바이스(MA)는, 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)로부터 입자들을 제거하기 위해 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서 세정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 패터닝 디바이스(MA)의 세정은 전용 세정 툴에서 수행될 수 있다.
예시된 실시예들은 펠리클 프레임이 마스크의 정면에 부착되 것으로 나타나 있지만, 다른 실시예들에서 펠리클 프레임은 마스크의 다른 부분들에 부착될 수 있다. 예를 들어, 펠리클 프레임은 마스크의 측면들에 부착될 수 있다. 이는, 예를 들어 마스크의 측면들과 펠리클 프레임 사이에 해제가능하게 맞물림가능한 부착을 제공하는 서브-마운트들을 이용하여 달성될 수 있다. 대안적인 구성에서, 펠리클 프레임은 마스크 측면들 상의 몇몇 부착 위치들과 마스크 정면 상의 몇몇 부착 위치들의 조합을 통해 마스크에 부착될 수 있다. 예를 들어, 펠리클 프레임과 마스크를 해제가능하게 맞물리게 하는 서브-마운트들에 의해 부착이 제공될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 입자 검사 툴(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 입자 검사 툴은 마스크 조립체(15)에 놓인 입자들에 대해 마스크 조립체(15)를 검사하도록 구성될 수 있다. 입자 검사 툴은, 예를 들어 마스크 조립체들에 놓인 주어진 입자 임계치보다 큰 입자 수를 갖는 마스크 조립체들(15)을 거절할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 여하한의 결함에 대해 패터닝 디바이스의 패턴을 검사하는 패턴 검사 시스템을 포함할 수 있다. 패턴 검사 시스템은 펠리클 프레임(17)이 패터닝 디바이스(MA)에 부착되기 이전 및/또는 이후에 패터닝 디바이스의 패턴을 검사할 수 있다.
패터닝 디바이스(MA)에 펠리클 프레임(17)의 부착은 펠리클(19)의 바람직한 장력을 달성하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 펠리클(19)의 장력은 패터닝 디바이스(MA)에 펠리클 프레임(17)의 부착 시 측정될 수 있고, 그 측정에 응하여 장력이 조정될 수 있어 펠리클(19)의 원하는 장력을 달성한다.
리소그래피 장치(LA)는, 예를 들어 도 1에 도시된 리소그래피 장치(LA)와 상응할 수 있다. 리소그래피 장치(LA)는, 마스크 조립체 수송 디바이스(853)로부터 마스크 조립체(15)를 수용하고 리소그래피 장치(LA)의 지지 구조체(MT) 상으로 마스크 조립체(15)를 로딩하도록 구성된 구성요소들을 포함할 수 있다. 마스크 조립체(15)는 조명 시스템(IL)에 의해 제공되는 컨디셔닝된 방사선 빔(B)으로 조명될 수 있다. 마스크 조립체(15)의 패터닝 디바이스(MA)는 컨디셔닝된 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하여 패터닝된 방사선 빔을 형성할 수 있다. 패터닝된 방사선 빔은 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 투영 시스템(PS)에 의해 투영될 수 있다. 컨디셔닝된 방사선 빔은, 예를 들어 EUV 방사선을 포함할 수 있다. 컨디셔닝된 방사선 빔이 EUV 방사선을 포함하는 실시예들에서, 마스크 조립체(15)의 펠리클(19)은 EUV 방사선에 실질적으로 투명할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 펠리클 조립체(16)가 패터닝 디바이스(MA)에 부착되어 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내의 진공 조건들 하에서 마스크 조립체(15)를 형성한다. 마스크 조립체(15)는 후속하여 마스크 조립체 수송 디바이스(853)에 의해 진공 조건들 하에서 리소그래피 장치(LA)로 수송될 수 있고, 진공 조건들 하에서 리소그래피 장치(LA)에 유지될 수 있다. 그러므로, 마스크 조립체(15)는 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내에서 그 조립체 전반에 걸쳐 또한 리소그래피 장치(LA) 내에서의 사용 전반에 걸쳐 거의 동일한 압력 조건들에 노출될 수 있다. 유익하게, 이는 마스크 조립체(15)가 노출되는 여하한의 압력 변화를 감소시키며, 이에 따라 펠리클(19)에 걸쳐 조성될 수 있는 여하한의 압력차를 감소시킨다.
몇몇 실시예들에서는, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 펠리클(19)이 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서 입자 및/또는 결함에 대해 검사될 수 있는 한편, 구성요소들은 진공으로 유지된다. 그러므로, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 펠리클(19)은 유익하게 이들이 리소그래피 장치(LA)에서 사용 시 노출되는 압력 조건들과 유사한 압력 조건들 하에서 검사된다. 이는, 진공 조건들로 펌핑 다운(pumping down) 시 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 펠리클 상에 침적될 수 있는 여하한의 입자들이 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내에서 검출될 수 있기 때문에 유익하다.
몇몇 실시예들에서, 리소그래피 시스템(LS)은 입자 및/또는 결함에 대해 마스크 조립체(15)의 하나 이상의 구성요소를 검사하도록 구성된 별도의 검사 장치(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스크 조립체(15)는 펠리클 프레임 부착 장치(857)에 조립된 후에 그리고 리소그래피 장치(LA)로 마스크 조립체(15)를 수송하기 전에 [예를 들어, 마스크 조립체 수송 디바이스(853)에 의해] 검사 장치로 수송될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같은 본 발명의 실시예들은 유익하게 마스크 조립체(15)가 조립되게 하고 자동(또는 반-자동) 공정에서 리소그래피 장치(LA)로 보내지게 한다. 마스크 조립체(15)의 조립 및 수송은 모두, 예를 들어 진공 압력 조건들로 펌핑될 수 있는 시일링된 청정 환경에서 수행될 수 있다. 이는 리소그래피 장치(LA)에서 마스크 조립체(15)의 사용 전에 마스크 조립체(15)의 구성요소들이 오염되거나 손상될 가능성을 감소시킬 수 있다.
일반적으로, 펠리클(19)의 유효 수명(useful lifetime)은 패터닝 디바이스(MA)의 유효 수명보다 짧을 수 있다. 그러므로, 패터닝 디바이스(MA)로부터 펠리클 조립체(16)를 제거하고 펠리클 조립체를 새로운 펠리클 조립체로 교체하여 패터닝 디바이스(MA)의 반복된 사용을 허용하는 것이 바람직할 수 있다. 펠리클 조립체(16)의 교체는, 예를 들어 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치(LA)에서 사용 후, 마스크 조립체(15)는 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서 펠리클 조립체 교체를 위해 마스크 조립체 수송 디바이스(853)를 이용하여 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 다시 보내질 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)는 펠리클 조립체(16)가 제거된 후 패터닝 디바이스(MA)로부터 오염물을 제거하기 위해 세정 공정을 거칠 수 있다. 스터드들(51)은 패터닝 디바이스가 세정 공정을 거치기 전에 패터닝 디바이스(MA)로부터 제거될 수 있다.
도 2에 도시된 다양한 작동 동안 패터닝 디바이스(MA)의 패터닝된 측면이 아래쪽으로 지향됨을 유의할 것이다. 패터닝 디바이스(MA)의 패터닝된 측면을 아래로 향하게 유지하는 것은, 오염 입자가 패턴에 입사할 가능성을 감소시키기 때문에 유익하다. 더 큰 오염 입자들은 중력으로 인해 아래를 향해 떨어지려는 경향이 있으며, 따라서 마스크의 반대쪽 측면에 입사할 것이다. 더 작은 오염 입자들은 중력에 의해 영향을 덜 받으며, 대신 다른 수송 물리학(transport physics)에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 발명의 실시예들의 장치는 이를 해결하도록 의도된 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는, 정전하를 제거하여 입자들이 펠리클에 부착되게 하는 정전기의 위험을 감소시키는 이온화기(ionizer)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체가 도 3 내지 도 5에 예시된다. 이 실시예에서 펠리클 프레임 및 펠리클이 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)에 대해 서스펜드(suspend)된다. 펠리클 프레임은 패터닝 디바이스와 해제가능하게 맞물릴 수 있다. 해제가능한 맞물림은 복수의 서브-마운트들(예를 들어, 2 개, 3 개, 또는 4 개 이상의 서브-마운트들)을 포함하는 마운트에 의해 제공된다. 마운트는 펠리클 프레임(및 펠리클)이 쉽고 편리한 방식으로 패터닝 디바이스로부터 제거되게 한다. 패터닝 디바이스로부터 펠리클 프레임 및 펠리클의 제거는 깨끗할 수 있다, 즉 오염 입자들을 실질적으로 발생시키지 않을 수 있다. 펠리클 프레임이 패터닝 디바이스로부터 제거되었으면, 패터닝 디바이스는 검사 툴을 이용하여 검사될 수 있다(또한, 필요한 경우 세정될 수 있다). 그 후, 펠리클 프레임 및 펠리클은 패터닝 디바이스에 용이하게 재부착될 수 있거나, 새로운 펠리클 프레임 및 펠리클로 교체될 수 있다.
먼저 도 3을 참조하면, 펠리클(19)이 펠리클 프레임(17)에 부착된다. 펠리클(19)은, 예를 들어 펠리클 프레임(17)에 접착될 수 있다. 펠리클 프레임(17)에는 4 개의 맞물림 기구들(50A 내지 50D)이 제공된다. 각각의 맞물림 기구들(50A 내지 50D)은 (도 4와 연계하여 아래에 설명되는 바와 같이) 패터닝 디바이스로부터 연장되는 돌출부(예를 들어, 이는 스터드라고도 칭해질 수 있음)를 수용하도록 구성된다. 2 개의 맞물림 기구들(50A 및 50B)이 펠리클 프레임(17)의 일 측면에 제공되고, 2 개의 맞물림 기구들(50C 및 50D)이 펠리클 프레임의 반대쪽 측면에 제공된다. 또한, 4 개의 프레임 측면들의 각각에 맞물림 기구 등과 같이 다른 조합들이 가능할 수 있다. 맞물림 기구들은 리소그래피 장치에서 사용 시 스캐닝 방향(도 3에서 종래의 표기에 따라 y-방향으로 표시됨)으로 방위잡히는 펠리클 프레임(17)의 측면들에 제공된다. 하지만, 맞물림 기구들은 리소그래피 장치에서 사용 시 스캐닝 방향에 수직으로(도 3에서 종래의 표기에 따라 x-방향으로 표시됨)으로 방위잡히는 펠리클 프레임(17)의 측면들에도 제공될 수 있다.
맞물림 기구들(50A 내지 50D)에 의해 수용되는 돌출부들은 패터닝 디바이스의 정면에 위치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 돌출부들은 패터닝 디바이스의 측면들에 위치될 수 있다. 돌출부들은 패터닝 디바이스의 측면들로부터 위쪽으로 연장될 수 있다. 이러한 구성에서, 돌출부들은 각각 패터닝 디바이스의 측면에 단단한 결합을 촉진시키기 위해 평탄화된 측면(flattened lateral surface)을 가질 수 있다.
도 3은 펠리클 프레임(17)에 고정된 4 개의 맞물림 기구들(50A 내지 50D)을 도시한다. 서브-마운트들 중 2 개(50A 및 50D)는 y-방향으로의 이동을 허용하도록 구성된다[즉, y-방향으로 유연성 또는 컴플라이언스(compliance)를 제공함]. 2 개의 서브-마운트들(50B 및 50C)는 x-방향으로의 이동을 허용하도록 구성된다(즉, x-방향으로 유연성 또는 컴플라이언스를 제공함). 하지만, 4 개의 서브-마운트들(50A 내지 50D) 모두가 y-방향으로의 이동을 통해 서브-마운트들과 돌출부들(도시되지 않음) 사이에서 맞물림이 달성되도록 구성되며, 이에 따라 알 수 있는 바와 같이 4 개의 서브-마운트들 모두가 y-방향으로 연장되는 맞물림 아암들(80)을 포함한다. 이 구성의 가능한 단점은, y-방향으로의 스캐닝 이동 시 갑작스러운 감속이 발생하면 [펠리클 프레임(17)의 관성으로 인해] 맞물림 기구들(50A 내지 50D)이 돌출부들과의 부착으로부터 슬라이딩되어 빠질(slide out) 수 있다는 점이다. 이는, 예를 들어 마스크 지지 구조체(MT)(도 1 참조)의 '충돌'이 존재하는 경우에 발생할 수 있다. 대안적인 구성에서, 4 개의 서브-마운트들 모두가 x-방향(즉, 비-스캐닝 방향)으로 연장되는 맞물림 아암들을 포함할 수 있다. 맞물림 아암들 모두가 비-스캐닝 방향으로 연장되면, 맞물림 기구들의 맞물림해제(disengagement)를 야기하는 갑작스러운 y-방향 감속의 가능성을 회피하기 때문에 유익하다. 일반적으로, 각각의 서브-마운트의 맞물림 아암들은 모두 실질적으로 동일한 방향으로 연장된다.
x-방향으로의 이동/유연성을 허용하기 위해, 2 개의 서브-마운트들(50B 및 50C)의 록킹 부재(locking member)들을 지지하는 아암들(62)이 y-방향으로 연장된다. 이 아암들은 x-방향으로 탄성적으로 유연하며, 따라서 x-방향으로의 이동/유연성을 제공한다. 따라서, 2 개의 서브-마운트들(50B 및 50C)의 맞물림 아암들(80)은 그 서브-마운트의 아암들(62)에 일반적으로 평행하게 연장된다. y-방향으로의 이동/유연성을 허용하기 위해, 다른 2 개의 서브-마운트들(50A 및 50D)의 록킹 부재들을 지지하는 아암들(62)이 x-방향으로 연장된다. 이 아암들은 y-방향으로 탄성적으로 유연하며, 따라서 y-방향으로의 이동/유연성을 제공한다. 따라서, 2 개의 서브-마운트들(50A 및 50D)의 맞물림 아암들(80)은 그 서브-마운트의 아암들(62)에 일반적으로 수직으로 연장된다. 서브-마운트들(50A 및 50D)에 의해 제공되는 이동/유연성은 온도 변화가 일어날 때 필요에 따라 패터닝 디바이스(MA)에 대해 펠리클 프레임(17)의 구부러짐을 허용한다. 이는 이것이 펠리클 프레임(17)에 발생하는 잠재적으로 손상을 주는 열적 응력을 회피하기 때문에 유익하다.
도 5에 도시된 탭들(56)과 상이한 구성을 갖는 탭들(56)을 갖는 서브-마운트들(50A 및 50D)이 도시된다. 하지만, 탭들은 서브-마운트들(50A 내지 50D)과 펠리클 프레임(17) 사이의 맞물림을 촉진시키는 동일한 기능을 제공한다. 여하한의 적합한 구성의 탭들이 사용될 수 있다.
도 4는 패터닝 디바이스(MA)로부터 돌기되는 돌출부(51)와 함께 하나의 맞물림 기구(50B)를 도시한 단면도이다. 스터드라고도 칭해질 수 있는 돌출부(51)는, 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)에 접착될 수 있거나, 다른 결합 수단(광학 접촉, 자기 또는 반데르발스 힘 등)에 의해 부착될 수 있다. 맞물림 기구(50B) 및 돌출부(51)는 함께 서브-마운트(10)를 형성한다. 돌출부(51)는 기저부(57)로부터 연장되는 샤프트(55)에 위치된 먼 쪽 헤드(53)를 포함한다. 기저부(57)는, 예를 들어 접착제에 의해 패터닝 디바이스(MA)에 고정된다. 샤프트(55) 및 먼 쪽 헤드(53)는 원통형일 수 있거나, 여하한의 다른 적합한 단면 형상을 가질 수 있다.
펠리클 프레임과 패터닝 디바이스 사이에 갭(G)(이는 슬릿인 것으로 간주될 수 있음)이 존재하도록, 서브-마운트(10)는 패터닝 디바이스(MA)에 대해 펠리클 프레임(17)을 서스펜드한다. 갭(G)은 돌출부(51)의 먼 쪽 헤드(53)와 맞물림 기구(50B)의 캡(66) 사이의 맞물림에 의해 (또는 여타의 이동 제한 구성요소에 의해) 유지될 수 있다. 갭(G)은 펠리클과 패터닝 디바이스 사이의 공간과 외부 환경 사이에 압력의 균등(equalization)을 허용하도록 충분히 넓을 수 있다. 또한, 갭(G)은 펠리클과 패터닝 디바이스 사이의 공간에 대해 외부 환경으로부터의 오염 입자들의 잠재적 경로의 원하는 제약을 제공하도록 충분히 좁을 수 있다. 갭(G)은 펠리클과 패터닝 디바이스 사이의 공간과 외부 환경 사이에 압력의 균등을 허용하기 위해, 예를 들어 적어도 100 미크론일 수 있다. 갭(G)은, 예를 들어 500 미크론 미만, 더 바람직하게는 300 미크론일 수 있다. 갭(G)은, 예를 들어 200 미크론 내지 300 미크론일 수 있다.
도 5는 도 4의 서브-마운트(10)를 더 자세히 도시한다. 맞물림 기구(50B)에 부착되는 펠리클 프레임은 도 5에 도시되지 않는다. 유사하게, 돌출부(51)가 돌기된 패터닝 디바이스가 도 5에 도시되지 않는다. 도 5a는 아래에서 본 서브-마운트(10)를 나타내고, 도 5b는 아래에서 본 서브-마운트의 사시도이다.
맞물림 기구(50B)는 펠리클 프레임(도 3 참조) 내의 개구부에 수용되는 직사각형 외측 벽(60)을 포함한다. 한 쌍의 아암들(62)이 외측 벽(60)에 의해 정의된 공간에 걸쳐 y-방향으로 연장된다. 연결 부재(63)가 아암들(62)의 먼 쪽 단부들 사이에서 연장된다. 아암들(62)은 탄성 부재들의 예시이다. 다른 탄성 부재들이 사용될 수 있다. 아암들(62) 및 연결 부재(1063)는 함께 일반적으로 U-형의 지지체를 형성한다. 록킹 부재(70)는 일반적으로 U-형의 지지체의 먼 쪽 단부에 연결된다. 록킹 부재(70)는 돌출부(51)(스터드라고도 칭해질 수 있음)와 맞물려, 패터닝 디바이스에 펠리클 프레임을 고정시킨다.
록킹 부재(70)는 맞물림 탭들(81)이 제공된 한 쌍의 맞물림 아암들(80)을 포함하고, 캡(66)을 더 포함한다. 도 5b에 가장 잘 나타나 있는 바와 같이, 록킹 부재(70)가 돌출부(51)와 맞물릴 때, 맞물림 탭들(81)은 돌출부의 먼 쪽 헤드(53)의 아랫면에 대해 가압하고, 캡(66)은 먼 쪽 헤드(53)의 외측면에 대해 가압한다. 돌출부(51)의 먼 쪽 헤드(53)에 대한 맞물림 탭들(81) 및 캡(66)의 이러한 가압은 돌출부에 맞물림 기구(50B)를 고정하여 단단한 서브-마운트(10)를 제공하게 한다. 이는 펠리클 프레임과 패터닝 디바이스 사이에 단단한 연결을 제공한다.
캡(66) 및 맞물림 아암들(80)은 중간 아암들(82a 및 82b)로부터 연장된다. 중간 아암들(82a 및 82b)은 연결 부재(63)로부터 연장되고, 외측 벽(60)에 의해 일반적으로 정의되는 공간을 가로질러(back across) y-방향으로 연장된다. 연결 부재(83)는 중간 아암들(82a 및 82b) 사이에서 연장된다. 중간 아암들(82a 및 82b) 및 연결 부재(83)는 함께 일반적으로 U-형의 지지체를 형성한다.
따라서, 아암들(62) 및 연결 부재(63)에 의해 형성되는 일반적으로 U-형의 제 1 지지체가 외측 벽(60)에 의해 일반적으로 정의되는 공간에 걸쳐 y-방향으로 연장되고, 지지 아암들(82a 및 82b) 및 연결 부재(83)에 의해 형성되는 U-형의 제 2 지지체가 그 공간을 가로질러 연장된다.
일반적으로 U-형의 제 1 지지체를 형성하는 아암들(62)은 x-방향으로 약간의 유연성을 가지며, 이는 록킹 부재(70)의 x-방향으로 약간의 이동을 허용한다. 따라서, 서브-마운트(10)는 그 서브-마운트의 위치에서 패터닝 디바이스에 대해 펠리클 프레임의 x-방향으로의 약간의 이동을 허용한다. 아암들(62)은 탄성 재료로 형성되며, 따라서 그들의 원래 방위들로 되돌아가려는 경향이 있다. 서브-마운트(10)는 운동학적 서브-마운트인 것으로 간주될 수 있다. 아암들(62)은 (도 5b에 가장 잘 나타난 바와 같이) x-방향으로보다 z-방향으로 훨씬 더 두꺼우며, 그 결과 x-방향으로의 아암들의 휨과 비교하여 z-방향으로 아암들의 훨씬 더 적은 휨이 가능하다. 아암들이 y-방향으로 연장되기 때문에, y-방향으로 두드러진 이동을 제공하지 않는다. 따라서, 아암들(62)은 x-방향으로 약간의 이동을 허용하면서도, y 및 z-방향들로 펠리클 프레임의 국부적 이동을 방지하거나 실질적으로 방지할 수 있다.
캡(66)은 제 1 지지 아암(82a)으로부터 연장되고, 맞물림 아암들(80)은 제 2 지지 아암(82b)으로부터 연장된다. 제 1 지지 아암(82a)은 아암들(62)보다 x-방향으로 훨씬 더 두꺼우며, 따라서 아암들(62)에 대해 x-방향으로 상당한 이동을 허용한다. 제 2 지지 아암(82b)은 x-방향으로 아암들(62)과 유사한 두께를 갖지만, 중간 아암들(82a 및 82b) 사이에서 연장되는 연결 부재(83)가 x-방향으로 제 2 지지 아암(82b)의 이동을 저지하는데, 이는 이러한 이동이 제 1 지지 아암(82a) 또한 이동하는 경우에만 일어날 수 있기 때문이다.
맞물림 아암들(80)은 제 2 지지 아암(82b)으로부터 캡(66)의 일반적인 방향으로 연장된다. 맞물림 아암들(80)의 가까운 쪽 단부들은 제 2 지지 아암(82b)의 대부분을 따라 연장된다[이로 인해, 패터닝 디바이스의 패터닝된 표면에 일반적으로 평행한 방향들로 맞물림 아암들(80)이 구부러지는 것을 실질적으로 방지한다]. 맞물림 아암들(80)은 이들이 캡(66)의 일반적인 방향으로 연장됨에 따라 가늘어진다(taper). 맞물림 탭들(81)이 맞물림 아암들(80)의 먼 쪽 단부들로부터 안쪽으로 연장되어 돌출부(51)의 먼 쪽 헤드(53)의 아랫면과 맞물린다. 블록들(54)이 맞물림 탭들(81) 위에 제공되고, 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이 액추에이터 수용 면들을 제공한다. 맞물림 아암들(80)은 z-방향으로 탄성적으로 변형가능하다. 맞물림 아암들(80)은 충분히 얇아 z-방향으로 휠 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 맞물림 아암들(80)이 지지 아암(82b)에 연결된 지점에서 y-방향으로 연장되는 홈(59)에 의해 맞물림 아암들(80)의 z-방향으로 약간의 휨이 촉진될 수 있다.
탭들(56)은 외측 벽(60)으로부터 바깥쪽으로 연장된다. 탭들은 펠리클 프레임에 맞물림 기구(50B)를 고정시키는 데 사용될 수 있다. 이는 도 3에 도시되어 있지만, 상이한 구성의 탭들을 갖는다.
도 6은 펠리클 프레임(17)에 펠리클(19)을 부착하는 데 사용될 수 있는 펠리클 부착 장치(855)의 개략적 단면도이다. 펠리클 부착 장치(855)는 도 2에 도시된 펠리클 부착 장치와 상응할 수 있다. 펠리클 프레임(17)은 지지 구조체(101)에 의해 지지된다. 지지 구조체(101)는 펠리클 프레임(17)이 놓이는 상승된 부분(102)을 포함한다. 펠리클(19)은 프레임(도시되지 않음)으로부터 아래쪽으로 돌기되는 지지 아암들(103)에 의해 유지된다. 이미징 센서들(105)(예를 들어, 카메라들)이 지지 구조체(101) 밑에 제공되며, 지지 프레임의 상부면에 제공되는 윈도우들(107)을 통해 투시한다. 정렬 마크들(109)이 윈도우들에 제공된다. 정렬 마크들(109)은 이미징 센서들(105)이 프레임(17)과 펠리클(19) 둘 모두의 위치를 결정하게 한다(도 7과 연계하여 아래에 설명됨). 액추에이터들(111)이 지지 프레임(101)에 연결되고, 기저부(도시되지 않음)에 대해 지지 구조체(101)를 이동시키도록 작동가능하다. 액추에이터들(111)은 지지 구조체(101)를 x, y 및 z 방향들로 이동시키도록 구성된다(본 명세서에서 x 및 y는 2 개의 직교하는 수평 방향들을 나타낼 수 있고, z는 수직 방향을 나타낼 수 있음). 또한, 액추에이터들은 z-축에 대해 지지 구조체(101)를 회전시키도록 구성된다. 액추에이터들(111)은 펠리클이 프레임에 부착되기 전에 펠리클(19)에 대해 프레임(17)을 위치시키기 위해 지지 구조체(101)가 이동되게 한다.
도 7은 펠리클(19) 및 펠리클 프레임(17)을 포함하는 도 6의 펠리클 부착 장치의 일부분을 개략적으로 도시한 상세도이다. 이미징 센서(105), 윈도우(107), 펠리클 프레임(17) 및 펠리클(19)의 상대적인 위치들이 도 7에 나타내어질 수 있다. 펠리클 프레임(17)은 윈도우(107) 위에서 부분적으로 돌기되며, 그 결과 프레임(17)의 에지를 이미지 센서(105)로 볼 수 있다. 이는 프레임(17)의 위치가 윈도우(107) 상에 제공된 정렬 마크들(109)에 대해 정확히 결정되게 한다. 펠리클(19)은 그 외측 둘레 주위에 펠리클(19)의 메인 부분보다 훨씬 더 두꺼운 가장자리(20)를 갖는다. 펠리클 프레임(17)에 부착되는 것은 이 가장자리(20)이다. 또한, 지지 아암들(103)(도 6에 도시됨)에 의해 핸들링되는 것도 이 가장자리(20)이다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 가장자리(20)는 프레임(17)의 내측 에지를 지나서 돌기되며, 따라서 가장자리의 내측 에지를 이미징 센서(105)로 볼 수 있다. 이는 가장자리(20)[또한 일반적으로는 이에 따른 펠리클(19)]가 윈도우(107)의 정렬 마크들(109)에 대해 정확히 위치되게 한다. 따라서, 이는 [프레임이 윈도우(107)의 정렬 마크들(109)에 대해 정확히 위치되기 때문에] 가장자리(20)[및 펠리클(19)]가 프레임(17)에 대해 정확히 위치되게 한다.
이미징 센서(105) 및 윈도우(107)는 지지 구조체(101)의 코너 위치, 즉 사용 시 프레임(17)의 코너가 배치되는 위치에 배치될 수 있다. 이미징 센서들(105)은 반대쪽 코너 위치들에 배치될 수 있다. 프레임(17)의 반대쪽 코너들을 봄으로써, 이미징 센서들(105)은 프레임의 위치가 정확히 결정되게 한다.
도 8은 펠리클(19)을 핸들링하는 데 사용될 수 있는 핸들링 시스템(113)의 사시도이다. 또한, 동일한 구성을 갖는 핸들링 시스템이 펠리클 프레임(17)을 핸들링하는 데에도 사용될 수 있다.
핸들링 시스템(113)의 지지 아암들(103)은 펠리클(19)의 가장자리(20)를 유지한다. 지지 아암들은 커넥터 아암들(115)에 의해 핸들링 시스템 프레임(117)에 연결된다. 핸들링 시스템 프레임(117)은 x 및 y 방향들로 고정되지만 z 방향으로는 이동가능하다. 진공원(도시되지 않음)이 포트(120)를 통해 핸들링 시스템 프레임의 도관(119)에 연결된다. 도관(119)은 2 개로 나뉘며, 핸들링 시스템 프레임(117)의 각각의 아암을 따라 진행한다. 각각의 지지 아암(103)은 그 지지 아암의 최하부의 풋(104)에 제공된 개구부에서 종결되는 도관(도시되지 않음)을 포함한다. 각각의 도관은 벨로즈(121)를 통해 핸들링 시스템 프레임(117) 내의 도관(119)에 연결된다. 이러한 방식으로, 포트(120)에 인가되는 진공이 도관(119) 및 벨로즈(121)를 통해 지지 아암들(103)의 풋(104)의 개구부들에 연결된다. 진공이 인가되면, 이는 펠리클(19)의 가장자리(20)를 각각의 지지 아암(103)의 풋(104) 쪽으로 흡착하여, 지지 아암들에 가장자리(20)를 고정시킨다. 각각의 풋(104)은 펠리클(19)의 가장자리(20)를 수용하도록 치수화된다(예를 들어, 가장자리의 폭과 상응하는 폭을 갖는다). 진공이 제거되면, 가장자리(20)는 더 이상 지지 아암들(103)의 풋(104) 쪽으로 흡착되지 않으며, 대신 지지 아암들로부터 해제된다.
도 9는 도 8에 도시된 커넥터 아암들과 비교하여 변형된 구성을 갖는 커넥터 아암들(115)을 갖는 핸들링 시스템(113)의 일부분을 더 자세히 도시한 사시도이다. 각각의 커넥터 아암(115)은 한 쌍의 리프 스프링들(123)을 포함하고, 리프 스프링들은 핸들링 시스템 프레임(117)으로부터 지지 아암(103)으로 연장된다. 리프 스프링들(123)은 z-방향으로(즉, 수직으로) 유연성을 제공하지만, x 및 y 방향들로 유연성을 거의 또는 전혀 제공하지 않는다. 이는 x 및 y 방향들보다 z-방향들로 훨씬 더 얇은 리프 스프링에 의해 달성된다. 지지 아암들(103)에 진공을 연통(communicate)하는 데 사용되는 벨로즈(121)는 유연하며, 따라서 핸들링 시스템 프레임(117)에 대한 지지 아암들(103)의 상대 이동을 허용한다.
이동 제한 아암들(125)이 지지 아암들(103)로부터 핸들링 시스템 프레임(117) 쪽으로 돌기된다. 조정가능한 엔드 스톱들(127)[예를 들어, 나사형 보어(threaded bore)들에 유지되는 볼트들]이 핸들링 시스템 프레임(117)에 대해 고정된다. 조정가능한 엔드 스톱들(127)은 이동 제한 아암들(125)의 하향 이동(즉, 마이너스 z 방향으로의 이동)을 제한한다. 따라서, 조정가능한 엔드 스톱들(127)은 사전설정된 위치를 넘어가는 펠리클(19)의 하향 이동을 방지한다.
펠리클이 펠리클 프레임에 부착될 때, 제 1 단계에서 프레임을 집기(pick up) 위해 핸들링 시스템이 사용된다. 핸들링 시스템(도시되지 않음)은 일반적으로 도 8 및 도 9와 연계하여 앞서 설명된 핸들링 시스템과 일반적으로 동일할 수 있다. 각각의 지지 아암의 최하부의 풋은 풋과 접촉하게 될 프레임의 일부분과 상응하는 크기 및 형상을 가질 수 있다.
펠리클 프레임(17)이 핸들링 시스템에 의해 들어올려졌으면, 지지 구조체(101)가 펠리클 프레임 밑에 위치된다. 펠리클 프레임(17)은 이것이 지지 구조체(101)의 수 밀리미터 위에 있을 때까지 하강된다. 다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 이후 지지 구조체(101)는 이것이 [이미징 검출기들(105)을 이용하여 결정되는 바와 같이] 펠리클 프레임(17)에 대해 정확히 위치될 때까지 액추에이터들(111)을 이용하여 이동된다. 이후, 펠리클 프레임(17)은 지지 구조체(101) 상으로 하강된다. 이후, 핸들링 시스템에 펠리클 프레임(17)을 유지하는 진공이 해제되고, 핸들링 시스템이 펠리클 프레임(17)으로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 이후, 펠리클 프레임(17)에 접착제가 제공된다. 접착제는 (프레임 주위에 라인으로 연장되는 접착제를 제공하기보다는) 프레임 주위의 이격된 위치들에 제공될 수 있다.
펠리클(19)은 앞서 설명된 바와 같이 핸들링 시스템(113)에 의해 들어올려진다. 이후, 지지 구조체(101)는 [프레임(17)과 함께] 펠리클(19) 밑에 위치된다. 펠리클(19)은 이것이 지지 구조체(101)의 수 밀리미터 위에 있을 때까지 핸들링 시스템(113)을 이용하여 하강된다. 이후, 지지 구조체(101)는 이것이 펠리클 가장자리(20)에 대해 정확히 위치될 때까지 액추에이터들(111)을 이용하여 이동된다. 이후, 펠리클이 펠리클 프레임 상으로 하강된다. 펠리클(19)이 프레임(17)에 위치되었으면, 진공이 지지 아암들(103)로부터 해제되고, 지지 아암들(103)은 펠리클(19)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
도 10은 지지 구조체(101)에 유지되는 펠리클 프레임(17) 상의 제 위치에 위치한 펠리클(19)을 위에서 본 개략도이다. 도 10은, 펠리클 프레임(17)에 펠리클을 부착시키는 접착제의 경화가 일어나는 동안, 펠리클 가장자리(20)에 하향 압력을 인가하여 프레임(17) 상의 제 자리에 펠리클을 유지하는 아암들(130)을 개략적으로 도시한다. 접착제는 펠리클 프레임(17) 상의 이격된 위치들에 제공될 수 있으며, 아암들(130)은 접착제가 제공된 위치들에 압력을 인가하도록 위치될 수 있다.
도 11은 아암들(130) 중 하나의 단면도이다. 아암(130)은 지지 프레임(136)으로부터 연장되는 지지 부분(134)에 연결된 가중 부분(weighted portion: 132)을 포함한다. 가중 부분(132)은 수직 보어(140)가 제공되는 돌기부(138)를 포함한다. 돌기부(138)는 지지 부분(134) 내의 개구부(142) 내로 돌기된다. 핀(144)이 개구부(142)의 최상부로부터 최하부로 연장되고, 보어(140)를 관통한다. 핀(144) 및 보어(140)가 둘 다 수직 방향(z 방향)으로 방위잡히기 때문에, 핀 및 보어 구성은 아암(130)의 지지 부분(134)에 대해 가중 부분(132)의 약간의 수직(또는 일반적으로 수직) 이동을 허용한다. 지지 부분(134)에 대한 가중 부분(132)의 수직 이동의 범위는 개구부(142)의 마우스(mouth)에 제공되는 엔드 스톱들(146)에 의해 제한된다. 엔드 스톱들은 돌기부(138)와 접촉하도록 배치되며, 이로 인해 가중 부분(132)의 추가적인 수직 이동을 방지한다.
핑거(148)가 아암(130)의 가중 부분(132)으로부터 아래쪽으로 연장된다. 핑거(148)의 최하부 단부에 캡(150)이 제공된다. 캡(150)은 펠리클 프레임(17)에 제공되는 접착제의 영역과 크기가 일반적으로 상응하는(또는 이보다 큰) 최하부면을 가질 수 있다. 핑거(148)는 최상단에서 아암(130)의 가중 부분(132)에 고정되는 수직 로드(vertical rod: 152)를 포함한다. 수직 로드(152)는 아래쪽으로 연장되고, 가중 부분(132)에 제공되는 개구부(154)를 관통한다. 개구부(154)는 로드(152)보다 훨씬 더 넓으며, 따라서 로드의 최하부 단부의 약간의 측방향 이동(및 이에 따른 핑거의 단부의 측방향 이동)이 일어나게 한다. 이는, 펠리클에 상당한 측방향 힘을 인가[로드(152)가 아암(130)의 가중 부분(132)에 대해 측방향으로 자유롭게 이동하지 못하는 경우에 일어날 수 있음]하지 않고 캡(150)이 펠리클(19)의 가장자리(20)에 놓이게 하기 때문에 유익하다.
사용 시, 지지 프레임(136)은 아암들이 요구될 때까지 펠리클(19)로부터 멀리 아암들(130)을 유지한다. 이후, 지지 프레임(136)은 아암의 하향 돌기 핑거(148)가 펠리클(19)의 가장자리(20)와 접촉할 때까지 아암들(130)을 아래쪽으로 이동시킨다. 가중 부분(132)의 돌기부(138)가 지지 부분(134)의 상부 엔드 스톱(146)과 접촉하기 전에 지지 프레임(136)의 하향 동작이 중지된다. 이에 따라, 가중 부분(132)이 가장자리(20)에 놓이고, 핑거(146)를 통해 가장자리(20)를 가압하며, 지지 프레임(136)에 의해 지지되지 않는다.
가중 부분(132)에 의해 가장자리(20)에 가해지는 하향 압력은 가중 부분의 무게추에 의해 결정된다. 따라서, 가중 부분(132)은 가장자리(20)에 원하는 압력을 인가하기 위해 원하는 무게추를 갖도록 구성될 수 있다. 가중 부분(132)은 무게추가 배치될 수 있는 무게추 수용 후퇴부(149)를 포함할 수 있다. 가중 부분(132)은 여하한의 적합한 무게추 수용 리셉터클 또는 돌기부를 포함할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 아암들(130)은 펠리클(19)의 가장자리(20) 주위의 원하는 위치들에 압력을 인가하는 데 사용된다. 아암들의 가중 부분들(132)은 프레임(17)과 가장자리(20) 사이에 접착제의 약간의 경화가 일어나기에 충분한 시간 동안 제 자리에 남겨진다. 이후, 가장자리(20)로부터 가중 아암들(132)을 제거하기 위해 지지 프레임(136)이 위쪽으로 이동된다. 이후, 프레임(17) 및 펠리클(19)[이들은 함께 펠리클 조립체(16)라고도 칭해질 수 있음]이 오븐으로 이송되어 접착제를 추가 경화시킬 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)의 일 실시예가 도 12 내지 도 15에 도시된다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 도 2에 도시된 펠리클 프레임 부착 장치와 상응할 수 있다. 도 12는 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 단면을 개략적으로 도시한다. 도 13은 위에서 본 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 격벽(862)이다. 도 14는 펠리클 프레임 부착 장치의 핀(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)의 사시도이며, 이들은 집합적으로 매니퓰레이터들이라고도 칭해질 수 있다. 매니퓰레이터들은 격벽(862) 내의 구멍(895)을 통해 돌기된다. 도 15는 핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)이 서로에 대해 이동할 수 있는 방식을 개략적으로 도시한다.
먼저 도 12를 참조하면, 펠리클 조립체(16)는 펠리클 프레임(17) 및 펠리클(도시되지 않음)이 제공되는 패터닝 디바이스(MA)를 포함한다. 프레임(17)에는, 도 3 내지 도 5와 연계하여 상기에 더 자세히 설명된 맞물림 기구들과 상응하는 4 개의 맞물림 기구들(50)이 제공된다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 핀들(1090)은 격벽(862) 내의 구멍들(895)을 통해 돌기된다. 격벽(862)은 지지 구조체(101)와 상응할 수 있거나, 이 위에 위치될 수 있다. 지지 구조체(101)는 펠리클 부착 장치의 일부분을 형성하는 지지 구조체(101)와 동일할 수 있다(도 6 참조). 대안적으로, 지지 구조체(101)는 펠리클 부착 장치의 일부분을 형성하는 지지 구조체(101)와 상이할 수 있지만, 선택적으로 이와 공통적인 특징부들을 가질 수 있다. 윈도우들(893, 894)이 지지 구조체(101)에 위치되고, 윈도우들 밑에 이미징 센서들(105, 106)이 위치된다. 정렬 마크들(109)이 윈도우들(893, 894) 상에 제공된다.
추가 지지 구조체(97)가 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 외측 둘레에 제공된다. 추가 지지 구조체는 (도시된 바와 같이) 고정된 위치를 가질 수 있으며, 본 명세서에서 고정된 지지 구조체(97)라고 칭해진다. 중간 지지 구조체(98)가 고정된 지지 구조체(97) 위에 제공된다. 중간 지지 구조체(98)는 도시된 바와 같이 고정된 지지 구조체(97)로부터 안쪽으로 연장된다. 중간 지지 구조체(98)는 패터닝 디바이스에 펠리클 프레임을 부착하기 전에 펠리클 프레임(17)과 패터닝 디바이스(MA)를 둘 다 지지한다. 중간 지지 구조체(98)와 다른 개체들 간의 접촉부들(99)은, 예를 들어 운동학적 연결들일 수 있다. 접촉부들(99)은 PEEK의 코팅이 제공될 수 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는 펠리클 조립체(16)의 위치를 x, y 및 z 방향들로 조정하고 z 방향에 대해 펠리클 조립체를 회전시키는 데 사용될 수 있는 액추에이터들(111)을 포함한다. 2 개의 이미징 센서들(105)(예를 들어, 카메라들)이 펠리클의 일부분들(예를 들어, 펠리클의 가장자리의 코너들)을 보도록 위치된다. 2 개의 다른 이미지 센서들(106)(도 12에는 하나만이 도시됨)은 [패터닝 디바이스(MA)일 수 있는] 패터닝 디바이스(MA)에 제공된 정렬 마크들을 보도록 위치된다. 정렬 마크들을 이용하는 2 개의 개체들의 정렬은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 본 명세서에서 추가로 설명되지 않는다. 액추에이터들(111) 및 이미징 센서들(105, 106)은 집합적으로 제어 시스템(870)이라고 칭해질 수 있다.
가스 유출구(도시되지 않음)가 격벽(862)의 펠리클 프레임(17) 측면에 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 가스는 격벽의 반대쪽 측면의 가스 압력보다 높은 압력에서 전달될 수 있다.
도 13은 격벽(862)을 더 자세히 도시한다. 나타내어진 바와 같이, 격벽(862)에는 4 개의 윈도우들이 제공된다. 윈도우들 중 2 개(893)는 이미징 센서들(106)이 패터닝 디바이스(MA) 상에 제공된 정렬 마크들을 볼 수 있도록 위치된다. 다른 2 개의 윈도우들(894)은 이미징 센서들(105)이 펠리클 프레임(17)을 볼 수 있도록(예를 들어, 펠리클 프레임의 코너들을 볼 수 있도록) 위치된다. 윈도우들(893, 894)은, 예를 들어 석영으로 형성될 수 있다.
또한, 격벽(862)에는 구멍들(895)이 제공되며, 구멍들은 펠리클 조립체(16)의 맞물림 기구들(50)의 위치들과 상응하도록 위치된다. 구멍들(895) 중 하나가 도 14에 자세히 도시된다. 구멍(895)은 핀(1090) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)이 구멍을 통해 돌기되도록 치수화된다. 후크형 부재들(1091)이 구멍의 측면들로부터 돌기된다. 부연하면, 후크형 부재들(1091)은 격벽(862)에 고정되고, 격벽으로부터 돌기된다. 핀(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)은 도 12, 도 13 및 도 15에도 도시되어 있다.
사용 시, 펠리클 조립체(16)는 펠리클 프레임 부착 장치(857) 상으로 로딩된다. 이는 펠리클 조립체를 오염에 노출시키기 않고 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 이송될 수 있다. 예를 들어, 펠리클 조립체 수송 디바이스(881)는 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내의 로드 록(도시되지 않음)에 수용될 수 있고, 펠리클 조립체(16)는 로드 록 내에서 수송 디바이스로부터 제거될 수 있다. 이후, 펠리클 조립체(16)는 격벽(862) 위의 제어된 환경(859)으로 이송될 수 있다.
일 실시예에서, 펠리클 조립체(16)는, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같은 핸들링 시스템을 이용하여 펠리클 프레임 부착 장치(857)에 대해 수동으로 위치될 수 있다. 이후, 펠리클 조립체(16)는 중간 지지 구조체(98) 상으로 배치된다. [스터드들(51)을 갖는] 패터닝 디바이스(MA)는 오염에 노출되지 않고 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 이송될 수 있다. 예를 들어, 마스크 수송 디바이스(881)는 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내의 로드 록(도시되지 않음)에 수용될 수 있고, 패터닝 디바이스(MA)는 로드 록 내에서 수송 디바이스로부터 제거될 수 있다. 이후, 패터닝 디바이스(MA)는 격벽(862) 위의 제어된 환경(859)으로 이송될 수 있다. 일 실시예에서, 패터닝 디바이스(MA)는, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 일반적으로 핸들링 시스템을 이용하여 펠리클 프레임 부착 장치(857)에 대해 수동으로 위치될 수 있다. 이후, 패터닝 디바이스는 중간 지지 구조체(98) 상으로 배치된다.
상기에 자세히 언급된 바와 같이, 격벽(862) 위의 제어된 환경(859)은 (예를 들어, 격벽 위에 가스를 전달함으로써) 격벽 밑의 압력보다 높은 압력에서 유지될 수 있다. 도 12 내지 도 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 격벽(862) 내의 개구부들(895)은 비교적 작으며, 따라서 개구부들을 통해 제어된 환경 내로 오염물이 통과할 가능성을 제한한다. 이 가능성은 공급 격벽(feed partition: 862)의 환경에 대한 제어된 환경(859)의 더 높은 압력에 의해 더 감소된다. 더 높은 압력은 공기가 구멍들(895)을 통해 아래쪽으로 유동하도록 보장함에 따라, 펠리클(19)로부터 멀어지는 방향으로 오염물을 운반한다.
패터닝 디바이스(MA)에 펠리클 조립체(16)를 고정할 때, 이미징 센서들(105, 106)은 패터닝 디바이스(MA)에 대해 펠리클 조립체의 위치들을 모니터링하는 데 사용된다. 이는 펠리클 프레임(17)이 핀들(1090)에 의해 중간 지지 구조체(98)로부터 들어올려진 후에 행해진다. 펠리클 프레임(17)의 위치는 액추에이터들(111)을 이용하여 조정된다. 이는 지지 구조체(101)를 이동시키고, 이에 따라 패터닝 디바이스(MA)에 대해 펠리클 프레임(17)을 이동시킨다. 액추에이터들(111)의 작동은 수동일 수 있거나, 자동화된 제어기에 의해 제어될 수 있다. 지지 구조체(101)의 이동은 펠리클 프레임(17)이 패터닝 디바이스(MA)에 대해 정렬될 때까지 계속될 수 있다.
펠리클 프레임(17)이 패터닝 디바이스(MA)에 대해 올바르게 위치되었으면, 핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)은 패터닝 디바이스(MA)로부터 돌기된 스터드들(51)에 대해 맞물림 기구들(50)을 맞물리게 하는 데 사용된다.
핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)이 서로에 대해 이동할 수 있는 방식이 도 15에 개략적으로 예시되어 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 후크형 부재들은 지지 구조체(101)로부터 연장되며, 따라서 지지 구조체에 대해 이동할 수 없다. 지지 구조체(101) 자체가 일반적으로 수직 방향(z-방향)으로의 이동을 포함하여 앞서 설명된 바와 같이 이동될 수 있다. 매니퓰레이터 핀들(1092)은 액추에이터(320)에 의해 일반적으로 수직 방향(z-방향)으로 이동가능하다. 매니퓰레이터 핀들(1092)은 둘 다 액추에이터(320)에 고정되며, 둘 다 함께 이동한다. 펠리클 프레임(17)을 지지하는 핀(1090)은 매니퓰레이터 핀들(1092)에 대해 능동적으로(actively) 이동가능하지 않다. 핀(1090)은 스프링(322)을 통해 액추에이터(320)에 연결된다. 그 결과, 핀이 펠리클 프레임(17)과 접촉하지 않는 경우 액추에이터(320)의 상향 및 하향 이동이 핀(1090)의 대응하는 이동을 야기할 것이다. 핀(1090)이 펠리클 프레임(17)과 접촉하는 경우, 액추에이터(320)의 추가 상향 이동은 핀의 추가 상향 이동을 야기하지 않을 것이지만, 대신 스프링(322)의 압축을 야기할 것이다. 스프링(322)이 압축되었으면, 액추에이터(320)의 하향 이동은 스프링(322)이 완화된 구성으로 팽창(expand)될 때까지 핀(1090)의 하향 이동을 야기하지 않을 것이다.
도 16 및 도 17은 맞물림 기구(50)가 (스터드라고도 칭해질 수 있는) 돌출부(51)와 맞물리는 방식을 개략적으로 도시한다. 두 도면들은 일 측면에서 본 또한 아래에서 본 맞물림 기구 및 돌출부의 단면도이다. 먼저 도 16을 참조하면, 맞물림 아암들(80)은 맞물림 아암들의 먼 쪽 단부들에 대해 미는 매니퓰레이터 핀들(도시되지 않음)을 이용하여 캡(66)으로부터 멀어지는 방향으로 밀린다. 도 16으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이때에는 맞물림 기구(50)와 돌출부(51) 사이에 접촉이 일어나지 않는다.
맞물림 기구는 돌출부(51)의 먼 쪽 헤드(53)가 맞물림 아암들(80)로부터 돌기되는 맞물림 탭들(81) 위에 위치될 때까지 x-방향으로 이동된다. 이 이동은 맞물림 기구(50)가 고정되는 펠리클 프레임을 이동시킴으로써 달성되며, 이에 따라 모든 맞물림 기구들을 일제히 이동시킨다.
맞물림 기구(50)가 제 위치에 있으면, 돌출부(51)의 먼 쪽 헤드(53)로부터 멀어지는 방향으로 맞물림 아암들(80)을 민 매니퓰레이터 핀들이 제거된다. 맞물림 아암들(80)은 탄성을 갖기 때문에, 이들은 아래쪽으로 이동하며, 먼 쪽 헤드(53)의 내측면에 대해 민다. 이에 따라, 맞물림 탭들(81)이 캡(66)에 대해 먼 쪽 헤드(53)를 가압하여, 돌출부(51)에 맞물림 기구(50)를 고정시킨다. 이는 도 17에 도시된다.
(예를 들어, 펠리클 상에 오염물이 검출된 경우) 패터닝 디바이스(MA)로부터 펠리클 조립체(16)를 제거하는 것이 요구될 수 있다. 이 제거는 펠리클 프레임 부착 장치(857)에 의해 수행될 수 있다. 돌출부(51)로부터 맞물림 기구(50)를 연결해제(disconnect)하려면 상기의 시퀀스를 반대로 하면 된다.
핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)의 작동은 수동, 자동 또는 반-자동일 수 있다.
핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)은, 예를 들어 강철로 형성될 수 있다. 맞물림 기구(50)와 접촉하는 핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)의 표면들에 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 또는 여타의 강건한 재료와 같은 재료의 코팅이 제공될 수 있다. 대안적으로, 접촉 표면들은 단순히 핀들(1090), 후크형 부재들(1091) 및 매니퓰레이터 핀들(1092)의 폴리싱된 표면들일 수 있다.
펠리클 조립체(16) 및 패터닝 디바이스(MA)가 함께 연결되어 마스크 조립체(15)를 형성했으면, 마스크 조립체는 리소그래피 장치(LA)로의 수송을 위해 마스크 조립체 수송 디바이스(853)에 배치될 수 있다(도 2 참조).
도 18a 내지 도 18h는 맞물림 기구(50)가 돌출부(51)와 맞물리는 방식을 더 자세히 도시한다. 먼저 도 18a를 참조하면, 핀(1090)은 이것이 맞물림 기구(50)의 캡(66)에 닿을 때까지 z-방향으로 이동된다. 핀(1090)은 맞물림 기구(50)를 들어올리기 위해 z-방향으로 이동된다. 맞물림 기구가 프레임(17)에 대해 고정되기 때문에(도 3 참조), 이는 전체 펠리클 조립체(16)를 들어올린다. 핀(1090)은 4 개의 핀들 중 하나이며(도 12 및 도 13 참조), 핀들은 일제히 이동된다. 이에 따라, 펠리클 조립체(16)가 4 개의 핀들(1090)에 의해 들어올려지며, 이 핀들에 의해 지지된다. 이후, 펠리클 조립체가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 정렬될 때까지, 액추에이터들(111)(도 12 참조)을 이용하여 펠리클 조립체(16)의 위치가 조정된다.
도 18b를 참조하면, 이후 2 개의 후크형 부재들은 먼 쪽 단부들이 제 1 지지 아암(82a)의 최상부면을 지날 때까지 z-방향으로 이동된다. 이후, 후크형 부재들의 먼 쪽 단부들이 지지 아암(82a)의 코너 플레이트들(1089) 위에 있을 때까지 후크형 부재들(1091)이 x-방향으로 이동된다.
도 18c에 도시된 바와 같이, 이후 후크형 부재들(1091)은 이들이 지지 아암(82a)의 코너 플레이트들(1089)과 접촉할 때까지 아래쪽으로 이동된다. 핀(1090) 및 후크형 부재들(1091)은 함께 맞물림 기구(50)를 그리핑하여 맞물림 기구의 후속 작동을 허용한다.
도 18d를 참조하면, 매니퓰레이터 핀들(1092)이 일반적으로 수직 방향으로 이동되고, 맞물림 아암들(80)의 먼 쪽 헤드들에 제공된 블록들(54)에 대해 민다. 매니퓰레이터 핀들(1092)은 맞물림 아암들(80)을 위쪽으로 밀며, 이로 인해 맞물림 탭들(81)과 캡(66) 사이의 공간이 확장된다. 맞물림 아암들(80)은 도면들을 생성하는 데 사용된 소프트웨어의 한계들로 인해 도 18d에서 위로 휘어져 있지 않다.
도 18e 및 도 18f를 참조하면, 이후 돌출부(51)의 먼 쪽 단부(53)가 캡(66) 위에 위치되고, 맞물림 탭들(81) 밑에 위치될 때까지 맞물림 기구(50)가 x-방향으로 이동된다.
상기에 자세히 설명된 바와 같이, 모든 맞물림 기구들(50A 내지 50D)은 핀(1090)의 이동을 통해 일제히 이동된다(도 3 참조). 대안적인 구성에서는, 펠리클 프레임을 이동시키는 대신 패터닝 디바이스 및 돌출부들(51)이 모두 이동될 수 있다. 일반적으로, 돌출부들과 맞물림 기구들 사이의 측방향 상대 이동이 요구되는 것의 전부이다. 측방향 이동의 방향은 맞물림 아암들(80)의 방위에 따라 달라질 것이다(또한, 이는 예를 들어 x-방향이기보다는 y-방향일 수 있다).
도 18f를 참조하면, 캡(66)이 먼 쪽 헤드(1053) 아래에 위치되고 맞물림 탭들(81)이 먼 쪽 헤드(53) 위에 위치된 경우, 매니퓰레이터 핀들(1092)이 철회된다. 맞물림 아암들(80)의 탄성은, 이들이 원래 위치를 향해 되돌아가 먼 쪽 헤드(53)에 대해 맞물림 탭들(81)을 가압하도록 한다. 맞물림 탭들(81)은 캡(66)에 대해 먼 쪽 헤드(53)를 민다. 이는 돌출부(51)에 맞물림 기구(50)를 고정시킨다.
도 18g를 참조하면, 후크형 부재들(1091)이 위쪽으로 이동되고, 이후 이들이 지지 아암(82a)의 코너 플레이트들(1089)로부터 멀어지는 방향으로 위치될 때까지 x-방향으로 이동된다. 이후, 후크형 부재들(1091)이 철회될 수 있다.
도 18h를 참조하면, 최종 단계에서 핀(1090)이 철회된다. 도 12를 참조하면, 핀들(1090)이 철회되는 경우, 펠리클 프레임(17)이 더 이상 핀들에 의해 지지되지 않지만, 대신 패터닝 디바이스(MA)로부터 돌기된 돌출부들(51)에 대한 이의 연결에 의해 지지된다. 다시 말해, 펠리클 프레임(17)은 패터닝 디바이스(MA)에 부착되며, 패터닝 디바이스(MA)에 의해 지지된다.
맞물림 기구(50)는 돌출부(51)에 고정되며, 이에 따라 펠리클 프레임에 대해 단단한 서브-마운트(10)를 제공한다(도 3 참조). 따라서, 펠리클 프레임은 패터닝 디바이스에 단단히 부착된다. 이후, 펠리클, 펠리클 프레임 및 패터닝 디바이스(이들은 함께 마스크 조립체라고도 칭해질 수 있음)는 리소그래피 장치(LA)로의 수송을 위해 수송 디바이스(853)에 배치될 수 있다(도 2 참조).
돌출부(51)로부터 맞물림 기구(50)를 탈착하여 패터닝 디바이스로부터 펠리클 프레임을 탈착하려면 도 18a 내지 도 18h에 도시된 단계들을 뒤집으면 된다.
맞물림 기구(50)가 돌출부(51)에 고정되는 단계들 중 어느 것도 구성요소들 간에 여하한의 슬라이딩 이동을 요구하지 않는다. 다시 말해, 슬라이딩 동작으로 서로에 대해 표면의 맞문질러짐(rubbing)이 요구되지 않는다. 이는, 이러한 맞문질러짐이 원치않는 미립자 오염을 야기할 가능성이 있기 때문에 유익하다.
단계들(도시되지 않음)의 대안적인 시퀀스가 돌출부(51)에 맞물림 기구(50)를 부착하는 데 사용될 수 있다. 이 대안적인 시퀀스에서는, 핀들이 펠리클 프레임을 상승시키는 데 사용되기 전에 후크 부재들(1091)이 맞물림 탭들(1089) 위의 위치 내로 이동된다. 후크형 부재들(1091)이 제 위치에 있으면, 핀(1090)이 위쪽으로 이동되어 맞물림 기구에 대해 가압한다. 이에 따라, 맞물림 기구가 후크형 부재들(1091) 및 핀(1090)에 의해 그리핑된다. 이후, 맞물림 기구(50)는 후크형 부재들(1091) 및 핀(1090)을 위쪽으로 이동시킴으로써 들어올려진다. 동일한 작용들이 다른 맞물림 기구들에 대해 수행됨에 따라, 펠리클 조립체가 들어올려진다. 이후, 펠리클 조립체는 액추에이터들(101) 및 이미징 센서들(105, 106)을 이용하여 패터닝 디바이스에 대해 정렬된다(도 12 참조). 나머지 단계들은 도 18a 내지 도 18h를 참조하여 앞서 설명된 단계들과 같을 수 있다.
이제, 스터드 부착 및 스터드 제거 장치들의 실시예들이 도 19 내지 도 27와 연계하여 설명된다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 부착 장치(840)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 스터드 부착 장치(840)는 도 6에 도시된 펠리클 부착 장치(855) 및 도 12에 도시된 펠리클 프레임 부착 장치(857)와 유사성을 갖는다. 스터드 부착 장치(840)의 일부분들은 이러한 다른 장치들의 일부분들과 상응할 수 있다.
스터드 부착 장치(840)는 (스터드들이라고도 칭해질 수 있는) 돌출부들(51)을 수직으로 이동시켜 패터닝 디바이스와 접촉하도록 구성된 스터드 매니퓰레이터들(1100) 및 지지 구조체(101)를 포함한다. 윈도우들(107, 108)이 지지 구조체(101)에 제공되고, 윈도우들을 통해 패터닝 디바이스(MA) 쪽을 투시하도록 이미지 센서들(105, 106)(예를 들어, 카메라들)이 위치된다. 정렬 마크들(109)이 윈도우들 상에 제공되고, 패터닝 디바이스(MA)에 대해 지지 구조체(101)를 정렬하는 데 사용될 수 있다. 지지 구조체(101)를 이동시키기 위해, 이에 따라 지지 구조체(101)에 의해 유지되는 스터드들(51)을 이동시키기 위해 액추에이터들(111)이 제공된다. 액추에이터들(111)은 지지 구조체를 x, y 및 z 방향들로 이동시킬 수 있고, 또한 z 방향에 대해 지지 구조체를 회전시킬 수 있다. 액추에이터들(111)은 자동, 수동 또는 반-자동(즉, 부분 자동 및 부분 수동)일 수 있다. 스터드 부착 장치(840)는 패터닝 디바이스(MA)를 지지하도록 구성된 추가 지지 구조체(97)를 더 포함한다. 이 추가 지지 구조체는 고정될 수 있으며, 본 명세서에서 고정된 지지 구조체(97)라고도 칭해진다.
사용 시, 스터드들이 지지 구조체에 의해 유지되는 동안 접착제가 각각의 스터드(51)의 기저부에 제공된다. 이후, 패터닝 디바이스(MA)가 고정된 지지 구조체(97) 상으로 배치되어, 지지 구조체(101)의 수 밀리미터 위에 패터닝 디바이스(MA)가 위치된다. 액추에이터들(111)은 윈도우들(107, 108) 내의 정렬 마크들(109)이 패터닝 디바이스(MA) 상에 제공된 정렬 마크들과 정렬될 때까지 지지 구조체(101)를 이동시키는 데 사용된다. 스터드들(51)은 스터드 매니퓰레이터(1100)에 의해 유지되고, 지지 구조체(101)에 대해 x 및 y 방향들로 고정된 위치들을 갖는다. 스터드들(51)(실제로는 4 개일 수 있음) 간의 간격은 정해진(fixed) 사전설정된 간격이다. 스터드들(51) 간의 간격은 패터닝 디바이스(MA)에 부착될 펠리클 프레임(17)에 제공되는 맞물림 부재들(50A 내지 50D)(도 3 참조) 간의 간격과 상응한다.
지지 구조체(101)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 올바르게 위치되었으면, 지지 구조체는 패터닝 디바이스에 가깝게 위쪽으로 이동된다. 이후, 스터드 매니퓰레이터들(1100)은 스터드들의 기저부들이 패터닝 디바이스(MA)와 접촉하지 않는 위치로부터 스터드들의 기저부들이 패터닝 디바이스에 대해 가압하는 위치로 스터드들(51)을 위쪽으로 이동시키는 데 사용된다. 이후, 스터드들(51)의 기저부들과 패터닝 디바이스(MA) 간의 계면에서의 접착제의 경화를 촉진하기 위해 스터드들(51)을 가열하도록 가열기들이 사용된다.
도 20은 스터드 부착 장치(840)를 부분적으로 투명한 사시도로 나타낸 도면이다. 패터닝 디바이스가 제공되는 제어된 환경으로부터 액추에이터들(도시되지 않음)을 분리하는 격벽(842)이 도시된다. 액추에이터들은 격벽(842) 밑에 위치된 박스(843) 내에 제공된다. 또한, 패터닝 디바이스에 대해 스터드들을 정렬하는 정렬 측정 시스템(844)의 일부분을 형성하는 이미징 센서들(105, 106)이 (정렬 시스템의 다른 부분들이 그러하듯이) 격벽(842) 밑에 제공된다.
또한, 도 20에는 고정된 지지체(97)(도 19 참조) 상으로 패터닝 디바이스를 놓는 데 사용되는 마스크 지지체를 올리고 내리는 데 사용될 수 있는 리프트 유닛(845)이 도시된다. 마스크 지지체는 하우징(879)를 포함할 수 있으며, 이는 (도 2와 연계하여 상기에 자세히 설명된) 마스크 수송 디바이스(880)의 일부분을 형성할 것이다. 리프트 유닛(845)과 함께 패터닝 디바이스(도시되지 않음) 및 하우징(879)이 제어된 환경에 제공될 수 있다(벽들은 도시되지 않음). 제어된 환경은 격벽(842)의 반대쪽 측면의 압력보다 높은 압력에서 유지될 수 있어, 격벽 내의 개구부들을 통해 제어된 환경 내로 오염물이 유동하는 것이 저지된다. 제어된 환경에는 유입구로부터 가스의 유동이 제공될 수 있고, 유출구를 포함할 수 있으며, 이를 통해 가스가 유동할 수 있다[유동은 제어된 환경의 압력이 격벽(842) 아래의 압력보다 높은 수준으로 유지될 수 있도록 충분히 구속(constrain)된다]. 이러한 가스 유동은 제어된 환경으로부터 오염물을 제거하는 데 도움을 줄 수 있다. 오염물을 수집하는 필터가 가스 유입구에 제공될 수 있어, 오염물이 제어된 환경에 들어가는 것을 방지 또는 저지할 수 있다.
마스크가 스터드 부착 장치(840)와 접촉하는 지점들에 PEEK 또는 여타의 강건한 재료의 코팅이 제공될 수 있다. 유사하게, 마스크가 하우징(879)과 접촉하는 지점들에 PEEK 또는 여타의 강건한 재료의 코팅이 제공될 수 있다.
스터드 부착 장치(840)의 일부분이 도 21에 자세히 도시된다. 스터드(51) 및 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)와 함께 스터드 매니퓰레이터(1100)가 도시된다. 또한, 스터드 매니퓰레이터(1100)가 제공되는 환경으로부터, 패터닝 디바이스가 제공되는 환경을 분리하는 격벽(842)이 제공된다. 스터드 매니퓰레이터(1100)는 스터드(51)(또한, 돌출부라고도 칭해질 수 있음)를 수용하고 스터드(51)의 최하면이 컵으로부터 바깥쪽을 향하도록 치수화된 컵(cup: 1102)을 포함한다. 컵(1102)은, 예를 들어 PEEK 또는 여타의 강건한 재료로 형성될 수 있다. 컵(1102)은 매니퓰레이터 몸체(1106) 상에 지지되는 매니퓰레이터 헤드(1104) 내에 유지된다. 매니퓰레이터 몸체에 제공되는 플랜지(flange: 1109)에 대해 스프링(1108)이 수용되고, 매니퓰레이터 헤드(1104) 및 스터드(51)를 위쪽으로 편향시킨다. 마스크에 대한 스터드(51)의 정렬은 도 19에 도시된 이미징 센서들(105, 106) 및 액추에이터들(111)을 이용하여 달성된다. 액추에이터들이 패터닝 디바이스(MA)에 대해 스터드들(51)을 정렬했으면, 스터드 매니퓰레이터(1100)는 패터닝 디바이스에 대해 스터드들을 가압하도록 위쪽으로 이동된다. 스터드 매니퓰레이터(1100)는 4 개의 모든 스터드 매니퓰레이터들을 위쪽으로 동시에 이동시키는 액추에이터(도시되지 않음)에 의해 위쪽으로 이동된다. 스터드 매니퓰레이터(1100)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 스터드(51)를 가압할 때 스프링(1108)이 압축된다. 스프링(1108)은 패터닝 디바이스(MA)에 대해 스터드(51)가 가압되는 힘을 부분적으로 결정한다. 더 약한 스프링은 패터닝 디바이스에 대해 스터드가 가압되는 힘을 감소시키는 반면, 더 강한 스프링은 패터닝 디바이스에 대해 스터드가 가압되는 힘을 증가시킬 것이다. 따라서, 패터닝 디바이스에 대해 스터드(51)가 가압되는 힘은 원하는 강도를 갖는 스프링(1108)의 선택을 통해 (적어도 부분적으로) 선택가능하다. 스프링(1108)은, 예를 들어 스터드 매니퓰레이터(1100) 및 스터드(51)를 위쪽으로 미는 힘을 갖는 프리-로드(pre-load)일 수 있다. 프리-로드의 힘은 예를 들어 5N 미만일 수 있다.
스터드 매니퓰레이터(1100)는 패터닝 디바이스(MA)에 대해 스터드(51)를 밀어, 스터드가 마스크에 고정될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 스터드에는 그 기저부에 접착제 또는 접착물질이 제공될 수 있고, 스터드 매니퓰레이터(1100)는 접착제 또는 접착물질이 굳을 때까지 패터닝 디바이스(MA)에 대해 스터드(51)를 가압할 수 있다. 이것이 이루어졌으면, 스터드 매니퓰레이터(1100)는 패터닝 디바이스(MA)로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다[및/또는 패터닝 디바이스가 스터드 매니퓰레이터(1100)로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다].
일 실시예에서, 스터드 매니퓰레이터(1100)는 스터드(51)를 가열하도록 구성된 가열기(1111)를 포함할 수 있다. 가열기(1111)는 전기 가열기(예를 들어, 저항성 전기 가열기)의 형태로 되어 있을 수 있다. 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 유지될 때, 가열기(1111)는 스터드를 가열하는 데 사용된다. 가열기(1111)에 의해 제공되는 스터드(51)의 국부적인 가열은 이것이 접착제 또는 접착물질의 경화를 가속시키기 때문에 유익하다. 이는 스터드 부착 장치(840)의 스루풋(throughput)을 증가시킨다. 스터드(51)를 가열함으로써 제공되는 경화는 예비-경화(pre-curing)일 수 있거나, 전체 경화(full curing)일 수 있다. 예비-경화가 사용되면, 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드들(51)은 경화를 위해 오븐으로 이송될 수 있다. 스터드(51)의 가열이 전체 경화를 제공하는 경우, 마스크 및 스터드들을 오븐으로 이송할 필요가 없다. 이는 오븐이 오염 입자들의 근원일 수 있기 때문에 유익하다.
일 실시예에서, 스터드 매니퓰레이터(1100)는 [스프링(1108) 대신 또는 이에 추가하여] 패터닝 디바이스(MA)에 대해 스터드(51)를 가압하도록 작동하는 액추에이터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또한, 스터드가 패터닝 디바이스(MA)에 고정되었으면, 액추에이터는 스터드(51)로부터 멀어지는 방향으로 컵(1102)을 이동시킬 수 있다.
매니퓰레이터 헤드(1104)의 외측 둘레 주위로 시일(1112)이 연장된다. 시일(1112)은 도 22에 가장 명확히 나타나 있으며, 이는 위에서 본[도 22에서는 예시의 용이함을 위해 투명한 패터닝 디바이스(MA)를 통해 투시됨] 스터드 매니퓰레이터(1100)의 일부분을 도시한다. 도 22로부터 알 수 있는 바와 같이, 예시된 실시예에서 시일(1112)은 원형 형상이다. 하지만, 시일은 여하한의 적합한 형상을 가질 수 있다.
다시 도 21을 참조하면, 시일(1112)은 탄성 재료(예를 들어, PEEK)로 형성되고, 격벽(842) 위로 또한 스터드(51) 위로 돌기되어 있다. 따라서, 스터드가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 가압되면, 시일(1112)이 아래쪽으로 눌린다. 시일(1112)의 탄성 성질은 시일이 패터닝 디바이스(MA)에 대해 가압하여 패터닝 디바이스에 대해 시일을 형성함을 의미한다. 이는 시일(1112)의 둘레 내에 있는 패터닝 디바이스(MA)의 부분을 시일링하고, 시일의 둘레 외부에 있는 패터닝 디바이스(MA)의 부분으로부터 이를 격리시킨다.
매니퓰레이터 헤드(1104) 내에 가스 추출 채널들(1114)이 제공되고, 가스 추출 채널들은 매니퓰레이터 헤드의 외측면으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 추가 가스 추출 경로가 매니퓰레이터 헤드(1104) 주위의 환형 공간(1115)에 의해 제공된다. 가스 전달 채널(1118)이 시일(1112)의 일 측면에 제공되며, 시일 내에 위치된 패터닝 디바이스(MA)의 영역으로 가스가 전달되게 한다. 이는 도 21에서 화살표들에 의해 개략적으로 도시된다. 가스는 매니퓰레이터 헤드 내의 가스 추출 채널들(1114) 그리고 매니퓰레이터 헤드 주위의 환형 공간(1115)을 통해 추출된다. 가스 추출 채널들(1114)은 도 22에 가장 잘 나타난 바와 같이 매니퓰레이터 헤드(1104) 주위에 분포된다. 가스의 유동이 제공되며, 이는 가스 추출 채널들(1114) 및 환형 공간(1115)으로부터 오염물을 수송함에 따라, 패터닝 디바이스(MA)의 표면에 이러한 오염물이 들러붙는 것을 방지할 것이다. 오염물은, 예를 들어 스터드(51)에 제공된 접착제 또는 접착제로부터의 화학적 증기로부터 유도되는 미립자일 수 있다. 화학적 증기는 특히 접착제가 경화를 위해 가열될 때 발생될 수 있다. 가스 유동을 이용하여 오염물을 제거하는 것이 유익하며, 이는 다른 곳에 설명된 바와 같이 패터닝 디바이스(MA) 표면 상의 미립자 또는 다른 오염물이 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 투영되는 패턴의 오차를 야기할 수 있기 때문이다. 가스는, 예를 들어 공기일 수 있다.
일 실시예에서, 시일(1112)은 완전한 시일일 수 있다, 즉 가스 유동이 시일을 지나가지 않는다. 대안적인 실시예에서, 시일(1112)은 패터닝 디바이스(MA)에 대해 불완전한 시일을 형성할 수 있어, 시일과 마스크 사이로 약간의 가스가 유동할 수 있다. 이는 누설 시일이라고 칭해질 수 있다[즉, 시일(1112)은 누설 시일이다]. 시일(1112)은 예를 들어 패터닝 디바이스와 접촉하지 않을 수 있어, 시일과 패터닝 디바이스 사이에 갭이 존재한다. 시일 내의 가스 압력은 시일 외부의 가스 압력보다 낮을 수 있어, 시일 외부로부터 시일 내부로 가스가 유동할 것이며, 이후 가스 추출 채널들(1114) 및 환형 공간(1115)을 통해 밖으로 유동될 것이다. 이는, 오염 입자가 시일(1112) 외부에 있는 패터닝 디바이스(MA)의 영역으로부터 가스의 유동에 의해 수송되고 시일을 통과하여 추출 채널들(1114)로부터 유동될 것이기 때문에 유익하다. 누설 시일 구성의 추가 장점은, 시일(1112)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 접촉을 회피하여 시일로부터 패터닝 디바이스로 오염물이 전달되는 것을 방지하는 데 있다.
도 23은 지지 구조체(101)에 제공된 4 개의 스터드들(51)의 사시도이며, 각각의 스터드는 시일(1112)에 의해 둘러싸인다. 각각의 시일(1112)은 지지 구조체(101)에 고정된 시일 지지 플레이트에 유지된다. 또한, 도 23에는 이미징 센서들(106)(도 19 참조)이 패터닝 디바이스(MA)(도시되지 않음)를 볼 수 있는 2 개의 윈도우들(108)이 도시되어 있다.
각각의 시일 지지 플레이트(1113)는 (예를 들어, 마모된 시일의 교체를 허용하기 위해) 연계된 시일(1112)과 함께 지지 구조체(101)로부터 제거가능하다. 도 24는 지지 구조체(101)로부터 제거된 하나의 시일 지지 플레이트(1113) 및 시일(1112)을 도시한다. 나타내어진 바와 같이, 위치설정 핀들(1120)이 지지 구조체(101)로부터 위쪽으로 연장된다. 이 위치설정 핀들(1120)은 시일 지지 플레이트(1113) 내의 구멍들(이 중 하나가 도 21에 도시됨)에 수용됨에 따라, 시일 지지 플레이트가 지지 구조체(101)에 올바르게 위치되는 것을 보장한다.
리테이닝 아암(retaining arm: 1122)들이 블록(1124)으로부터 연장된다. 리테이닝 아암들(1122)은 시일 지지 플레이트(1113) 위에 위치되며, 지지 구조체(101)로부터 위쪽으로 연장되는 핀들(1126)에 대해 가압한다. 리테이닝 아암들(1122)은 핀들(1126)에 대해 탄성적으로 편향되고, 핀들(1126)에 대해 가압함에 따라, 시일 지지 플레이트(1113)를 지지 구조체 상의 제 자리에 단단히 유지한다. 탄성 리테이닝 아암들(1122)은 대향하는 아암들을 서로에 대해 이동시킴으로써 핀들(1126)로부터 수동으로 맞물림해제될 수 있어, 시일 지지 플레이트(1113)[및 시일(1112)]가 제거되게 한다.
스터드들(51)[및 시일(1112) - 누설 시일이 사용되지 않는 경우]만이 패터닝 디바이스와 접촉한다. 스터드 매니퓰레이터(1100)는 지지 구조체(101)에 유연하게 연결되어, 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA) 상으로 가압될 때 스터드 매니퓰레이터가 지지 구조체에 대해 이동하게 한다. 이 유연한 연결은 스프링(1108)을 통해 제공된다. 결과적으로, 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 가압될 때, 스터드 매니퓰레이터(1100)가 지지 구조체(101)에 대해 이동할 수 있다. 이는, 스터드(51)와 패터닝 디바이스(MA) 사이의 계면에 인가되는 상당한 측방향 힘을 회피하여, 패터닝 디바이스의 표면에 걸쳐, 예를 들어 스터드의 슬라이딩 이동(이러한 이동은 오염을 발생시킬 것이므로 바람직하지 않음)을 회피하기 때문에 유익하다.
운동학적 연결이 스터드 매니퓰레이터(1100)와 지지 구조체(101) 사이에 제공된다. 운동학적 연결은, 스터드(51)가 패터닝 디바이스와 접촉하지 않을 때 스터드 매니퓰레이터(1100)가 지지 구조체에 대해 가압할 수 있지만, 스터드(51)가 패터닝 디바이스와 접촉할 때에는 스터드 매니퓰레이터가 지지 프레임(101)으로부터 용이하게 연결해제되게 한다. 다시 도 24를 참조하면, 둥근 헤드를 갖는 3 개의 돌출부들(1130)이 스터드 매니퓰레이터(1100)로부터 돌기되며, 스터드 매니퓰레이터 주위로 분포된다. 3 개의 돌출부들(1130) 중 하나가 도 21에 도시되어 있다. 돌출부(1130)는 시일 지지 플레이트(1113)의 경사진 내측면(1132)과 맞물린다. 경사진 내측면(1132)은 일반적으로 평평한 반면, 앞서 언급된 바와 같이 돌출부(1130)는 둥근 상부면을 갖는다. 표면들의 이러한 조합은, 이것이 돌출부(1130)와 경사진 내측면(1132) 사이에 매우 작은 접촉 영역을 제공하기 때문에 유익하다. 다른 2 개의 돌출부들도 동일한 방식으로 시일 지지 플레이트의 경사진 내측면들과 접촉한다.
사용 시, 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)와 접촉하지 않으면, 스프링(1108)은 시일 지지 플레이트(1113)의 경사진 내측면(1132)에 대해 돌출부들(1130)을 가압한다. 이는 스터드 매니퓰레이터(1100)와 지지 구조체(101) 사이에 연결을 제공한다. 이 연결은 운동학적 연결일 수 있다. 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 가압되면, 스프링(1108)이 압축되어 시일 지지 플레이트(1113)의 경사진 내측면(1132)으로부터 멀어지는 방향으로 돌출부들(1130)을 이동시킨다. 3 개의 돌출부들(1130)은, 예를 들어 패터닝 디바이스(MA)와 지지 구조체(101) 사이에 상대적인 경사가 존재하는 경우, 경사진 내측 표면들(1132)로부터 정확히 동시에 모두 분리되지 않을 수 있다. 대신, 하나가 분리되고, 이어서 두 번째가 분리되며, 이후 세 번째가 분리될 것이다. 운동학적 연결은 이러한 일련이 분리가 일어나게 하며, 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)에 대해 실질적으로 수직으로 유지되게 한다. 다시 말해, 운동학적 연결은 스터드(51)가 지지 구조체에 의해 결정되는 방위를 갖도록 강제되는 것을 회피하며, 대신 스터드가 패터닝 디바이스(MA)에 의해 결정되는 방위를 갖게 한다.
패터닝 디바이스(MA)로부터 스터드들(51)을 제거하는 것이 요구될 수 있다. 이 제거는 스터드 제거 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 스터드 제거 장치는 일반적으로 (예를 들어, 도 19에 개략적으로 도시된 바와 같은) 스터드 부착 장치(840)와 상응하는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 스터드 제거 장치는 스터드 제거 시 스터드 제거기들 및 다른 구성요소들로부터, 패터닝 디바이스(MA)가 유지되는 제어된 환경을 분리하는 격벽을 포함할 수 있다. 제어된 환경은 장치의 다른 부분들보다 높은 압력을 가질 수 있다. 스터드 제거 툴은, 예를 들어 도 19에 도시된 구성과 상응하는 구성에서 스터드 제거기들을 포함할 수 있다. 스터드들(51)에 대한 스터드 제거기들의 비교적 대략적인 정렬로 제거가 충분히 달성되기 때문에, 일 실시예에서는 이미징 센서들(105, 106) 및 윈도우들(107, 108)이 스터드 제거 장치에 없을 수 있다. 스터드들에 대한 가열기들 및 액추에이터들의 정렬은 수동, 반-자동화 또는 자동화 시스템을 이용하여 수행될 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 제거 장치의 일부분을 형성하는 스터드 제거기(1149)의 사시도이다. 스터드 제거기(1149)는 지지 플레이트(1155)에 연결된 스터드 그리퍼(1154)를 포함한다. 무게추(1157)가 스터드 그리퍼(1154)로부터 아래쪽으로 연장된다. 한 쌍의 리프 스프링들(1159)이 지지 플레이트(1155)로부터 아래쪽으로 연장되고, x-방향으로 스터드 그리퍼(1154)의 이동을 허용하도록 구성된다(리프 스프링들은 일반적으로 수직 방향으로의 이동을 허용한다).
액추에이터(1161)가 지지 플레이트(1155)로부터 아래쪽으로 돌기된 플랜지(1163)에 연결된다. 액추에이터는 아암(1164)을 포함하며, 이는 리프 스프링들(1159) 중 하나의 개구부를 통과하고, 무게추(1157)와 접촉하는 후크형 부재(1165)에 대해 연결된다. 후크형 부재(1165)와 무게추(1157) 사이에 요철형 연결부(ridge and groove connection: 1175)가 제공되며, 이는 무게추가 후크형 부재에 대해 수직으로 이동하게 하지만, x 및 y 방향들로 후크형 부재 및 무게추의 상대 이동을 방지한다. 따라서, 액추에이터(1161)를 이용하여 x-방향으로 아암(1163)을 이동시키면, 후크형 부재(1165) 및 무게추(1157)가 x-방향으로 이동할 것이다.
제 2 쌍의 리프 스프링들(1167)(이 중 하나만이 도 25에 도시됨)이 y-방향으로 스터드 그리퍼(1154)의 이동을 허용한다. y-방향 액추에이터가 제공되지 않는다. 대신, 스터드가 스터드 그리퍼(1154) 내로 이동할 때 y-방향으로 약간의 수동적인 이동이 발생할 수 있다(아래에 설명하기로 함).
액추에이터(1169)가 후크형 부재(1165) 밑에 위치되며, 이는 요철형 연결부(1175)를 통해 무게추(1157)에 연결된다[이에 따라 무게추가 스터드 그리퍼(1154)에 연결된다]. 액추에이터(1169)는 스터드 그리퍼(1154)를 수직 방향(이 경우 z-방향으로 표시됨)으로 이동시키도록 작동가능하다.
따라서, x, y 및 z 방향들로의 스터드 그리퍼(1154)의 이동이 스터드 제거기(1149)에 의해 제공된다.
무게추(1157)는, 예를 들어 적어도 1kg일 수 있다. 무게추는, 예를 들어 약 3 kg일 수 있다.
리셉터클(1173)이 z-방향 액추에이터(1169)에 인접하여 제공되며, 패터닝 디바이스들로부터 제거된 스터드들을 수용하도록 구성된다.
도 26 및 도 27은 스터드 제거기(1149)의 일부분을 더 자세히 도시한 사시도 및 단면도이다. 또한, 도 27은 스터드(51) 및 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 포함한다. 스터드 그리퍼(1154)는 스터드(51)의 넥보다 넓지만 스터드의 먼 쪽 헤드(853)보다 좁은 갭을 조성하기 위해 서로에 대해 연장되는 한 쌍의 대향 플랜지(opposed flange: 1156)들을 포함한다. 대향 플랜지들(1156) 아래에는, 스터드(51)의 먼 쪽 헤드보다 넓은 후퇴부들(1158)이 제공되며, 따라서 스터드의 먼 쪽 헤드를 수용할 수 있다. 헤드가 도면 평면 안팎으로 연장되기 때문에, 스터드(51)의 먼 쪽 헤드는 도 26 및 도 27에 명확히 도시되어 있지 않다. 후퇴부들(1158) 및 대향 플랜지들(1156)은 스터드 그리퍼(1154)의 일 단부에서 바깥쪽으로 넓어진다(flare).
스터드 제거기(1149)는 스터드 그리퍼(1154) 밑에 위치된 가열기(1188)를 포함한다. 가열기는 전기 가열기, 예를 들어 저항성 가열기이며, 스터드 그리퍼(1154)에 국부적으로 열을 인가하도록 구성된다. 또한, 스터드 제거기는 액추에이터(1202)에 연결된 푸셔 아암(1200)을 포함한다. 푸셔 아암(1200)은, 패터닝 디바이스(MA)로부터 제어되었으면 슈트(1204) 내로 스터드(51)를 밀도록 구성된다. 슈트(1204)는 리셉터클(1173)(도 25 참조)로 이어져 있다(lead).
와이어(1206)가 가열기(1188)로부터 아래쪽으로 연장되고, 무게추(1157)(도 25 참조)에 연결된다.
사용 시, 액추에이터 스터드 그리퍼(1154)는 초기에 스터드의 좌측에 있는 위치에 놓이며, 장치의 격벽(1142) 위로 돌기되지 않는다. 이후, 스터드 그리퍼(1154)는 수직 액추에이터(1169)(도 25 참조)를 이용하여 위를 향해 도 27에 도시된 위치로 이동된다. 따라서, 스터드 그리퍼는 패터닝 디바이스(MA)에 인접하지만 이와 닿지 않는다. 이후, x-방향 액추에이터(1161)(도 25 참조)가 스터드 그리퍼(1154)를 x-방향으로 이동시켜, 스터드(51)의 먼 쪽 헤드(853)가 넓어진 단부들을 통해 스터드 그리퍼에 들어가게 되며, 이후 (도 28에 도시된 바와 같이) 넓어지지 않은 부분(non-flared portion)에 위치된다. 이는 y-방향으로 스터드 그리퍼(1154)의 약간의 수동적인 이동을 수반할 수 있다. 이후, 수직 액추에이터(1169)가 아래쪽으로 이동되어, 지지 플레이트(1155)가 더 이상 스터드 그리퍼(1154)를 지지하지 않으며, 대신 스터드 그리퍼는 무게추(1157)에 의해 아래쪽으로 당겨지게 된다. 패터닝 디바이스(MA)에 스터드를 고정시킨 접착제 또는 접착물질을 녹이기 위해, 스터드 그리퍼(1154)를 통해 가열기(1188)로부터 스터드(51)로 열이 전달된다. 접착제 또는 접착물질이 녹았으면, 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)로부터 탈착된다. 스터드(51)는 이를 이래쪽으로 당기는 무게추로 인해 아래쪽으로 이동한다.
이후, 푸셔 아암(1200)이 도 29에 도시된 바와 같이 x-방향으로 이동된다. 이는 스터드 그리퍼(1154)로부터 슈트(1204) 내로 스터드(51)를 민다. 이후, 스터드는 리셉터클(1173) 내로 떨어진다. 스터드의 이동을 예시하기 위해 도 29에는 3 개의 위치에 스터드(51)가 도시되어 있다.
상기의 공정은 패터닝 디바이스(MA) 상의 각각의 스터드(51)에 대해 수행된다. 스터드들은 연이어, 즉 잇달아 제거될 수 있다. 대안적으로, 스터드들 모두가 함께 제거될 수 있다. 스터드들을 연이어 제거하는 장점은 패터닝 디바이스에 인가되는 힘이 하나의 스터드를 제거하는 데 요구되는 힘으로 제한된다는 것이다. 따라서, 이는 패터닝 디바이스를 지지하는 지지체들에 인가되는 힘을 제한하여, 이러한 지지체들을 손상시킬 위험성을 최소화한다(또한, 패터닝 디바이스를 손상시킬 위험성도 최소화한다).
앞서 언급된 바와 같이, 격벽(1142)은 패터닝 디바이스(MA)가 제공되는 제어된 환경으로부터 스터드 제거 장치의 대부분을 분리한다. 하지만, 스터드(51)가 제공되는 패터닝 디바이스(MA)의 영역 주위에 시일이 연장되지 않는다. 스터드(51)가 제거된 후에 패터닝 디바이스(MA)가 세정될 것이기 때문에 시일이 거의 장점을 제공하지 않을 것이며, 따라서 스터드 제거 시 패터닝 디바이스에 오염이 추가되어도 큰 문제를 일으키지 않는다. 요구된다면 시일(예를 들어, 누설 시일)이 제공될 수 있다.
스터드 제거 장치는 추가 스터드 그리퍼들(1154) 및 연계된 요소들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 4 개의 스터드 그리퍼들 및 다른 요소들이 제공될 수 있으며, 각각의 스터드에 대해 하나의 요소가 패터닝 디바이스(MA)에 제공된다. 스터드 제거 장치는 일반적으로 형태 면에서 도 21에 도시된 스터드 부착 장치(840)와 상응한다. 예를 들어, 스터드 그리퍼들의 위치들을 x, y, Z 및 Rz 방향들로 조정하기 위해 액추에이터들이 사용될 수 있다. 액추에이터들은 자동, 수동 또는 반-자동(즉, 부분 자동 및 부분 수동)일 수 있다. 격벽(1142)은 마스크가 제공되는 제어된 환경으로부터 액추에이터들을 분리할 수 있다. 액추에이터들은 격벽(1142) 밑에 위치된 박스 내에 제공될 수 있다. 정렬 측정 시스템들 또한 격벽(1142) 밑에 위치될 수 있다. 정렬 측정 시스템들은, 예를 들어 스터드 그리퍼들(1154)이 스터드들(51)과 맞물리기 전에 올바른 지점들에 위치되는 것을 보장하는 데 사용되는 이미징 시스템들을 포함할 수 있다.
마스크가 스터드 제거 장치(1150)와 접촉하는 지점들에 PEEK 또는 여타의 강건한 재료의 코팅이 제공될 수 있다. 유사하게, 마스크가 하우징과 접촉하는 지점들에 PEEK 또는 여타의 강건한 재료의 코팅이 제공될 수 있다.
스터드 부착 장치(840) 및 스터드 제거 장치(1150)는 단일 장치로서 제공될 수 있거나, 별개의 장치들로서 제공될 수 있다.
리프트 유닛(845) 및 하우징은 도 20에만 도시되어 있으며, 스터드 부착 장치(840)의 일부분으로서 도시된다. 하지만, 리프트 유닛은 유사하게 펠리클 프레임 부착 및/또는 제거 장치의 일부분으로서 제공될 수 있고, 및/또는 유사하게 스터드 제거 장치의 일부분으로서 제공될 수 있다. 리프트 유닛은 마스크 수송 디바이스의 일부분을 형성할 수 있는 하우징을 올리고 내리도록 구성될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)가 하우징에 의해 유지될 수 있다. 마스크, 하우징 및 리프트 유닛은 제어된 환경에 제공될 수 있다.
일 실시예에서는, 패터닝 디바이스(MA)로부터 스터드(51)를 제거하기 위해 무게추를 이용하는 대신, 스터드에 하향력을 인가하기 위해 액추에이터가 사용될 수 있다. 액추에이터는, 예를 들어 로렌츠 액추에이터일 수 있다. 로렌츠 액추에이터는 스터드들을 z-방향으로만 당기도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서는, 스터드(51)를 가열하는 대신, (예를 들어, 패터닝 디바이스 위에 위치된 가열기를 이용하여) 패터닝 디바이스(MA)가 가열될 수 있다. 이 접근법의 장점은, 접착제가 패터닝 디바이스와의 계면에서 분해되는(break) 경향이 있어, 스터드가 제거된 후 패터닝 디바이스에 훨씬 더 적은 잔여 접착제를 남긴다는 것이다.
일 실시예에서, 접착제를 가열하여 이를 녹이는 대신 적합한 용매의 적용을 통해 접착제가 용해될 수 있다.
세정 장치를 이용하여 접착제가 패터닝 디바이스(MA)로부터 세정될 수 있다. 세정 장치는 스터드 제거 장치의 일부분을 형성할 수 있거나, 별도의 장치로서 제공될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)는 세정 장치로의 수송을 위해 시일링된 박스 내에 배치될 수 있다. 세정 장치는 마스크로부터 오염물을 제거하도록 구성될 수 있다(이는 마스크로부터 접착제를 제거하는 것을 포함할 수 있다).
본 발명의 몇몇 실시예들이 스터드들을 참조하여 설명되지만, 본 명세서가 허용한다면 본 발명의 실시예들은 여하한의 형태의 돌출부들을 사용할 수 있다.
설명된 실시예에서는 펠리클(19)이 프레임에 부착되기 전에 프레임(17) 및 장착부들(50)이 서로 부착되지만, 이러한 요소들의 부착은 여하한의 적합한 순서로 일어날 수 있다. 예를 들어, 프레임(17) 및 펠리클(19)이 함께 고정된 후, 장착부들(50)이 프레임에 부착될 수 있다. 장착부들(50)은 펠리클 부착 장치(855)와 일반적으로 상응하는 부착 장치를 이용하여 프레임(17)에 부착될 수도 있다.
본 명세서에서 마스크에 대한 언급은 패터닝 디바이스에 대한 언급으로 해석될 수 있다(마스크는 패터닝 디바이스의 일 예시이다).
본 명세서에서 접착제에 대한 언급은 일반적으로 접착물질을 언급하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서는, 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치들에 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 메트롤로지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 여하한의 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고도 칭해질 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건들 또는 주위(ambient)(비-진공) 조건들을 이용할 수 있다.
"EUV 방사선"이라는 용어는 4 내지 20 nm 범위 내의, 예를 들어 13 내지 14 nm 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선을 포괄하는 것으로 간주될 수 있다. EUV 방사선은 10 nm 미만, 예를 들어 4 내지 10 nm 범위 이내, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 가질 수 있다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 설명된 리소그래피 장치는 다른 적용들을 가질 수 있다. 가능한 다른 적용들은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기의 설명은 예시를 위한 것이지 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 해당 기술분야의 당업자에게는 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 설명된 바와 같은 본 발명에 대해 변형이 행해질 수 있음이 명백할 것이다.

Claims (24)

  1. 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지 구조체, 및 상기 패터닝 디바이스와 스터드(stud)를 접촉시키도록 구성된 스터드 매니퓰레이터(stud manipulator)를 포함하는 스터드 부착 장치에 있어서,
    상기 스터드 매니퓰레이터는 격벽에 의해 패터닝 디바이스를 수용하는 제어된 환경으로부터 분리되고, 상기 격벽은 상기 상기 스터드가 돌기되어 패터닝 디바이스와 접촉할 수 있는 구멍을 포함하는 스터드 부착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스터드 매니퓰레이터는 복수의 스터드 매니퓰레이터들 중 하나이고, 상기 격벽 내의 상기 구멍은 복수의 구멍들 중 하나인 스터드 부착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스터드 부착 장치는 상기 제어된 환경에 가스 유출구를 포함하고, 가스 유출구는 상기 격벽의 반대쪽 측면의 가스 압력보다 높은 압력에서 가스를 공급하도록 구성되는 스터드 부착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    시일(seal)이 상기 스터드 매니퓰레이터 주위에 제공되고, 상기 시일은 사용 시 상기 패터닝 디바이스에 대해 시일을 제공하여, 상기 패터닝 디바이스의 스터드 수용 부분을 상기 패터닝 디바이스의 다른 부분들로부터 격리시키는 스터드 부착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 가스 전달 채널 및 적어도 하나의 가스 추출 채널이 제공되고, 상기 채널을 통해 상기 패터닝 디바이스의 스터드 수용 부분으로 또한 상기 스터드 수용 부분으로부터 가스 유동이 제공되는 스터드 부착 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 시일은 누설 시일(leakage seal)인 스터드 부착 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스터드 매니퓰레이터는 가열기를 포함하는 스터드 부착 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들이 상기 격벽의 반대쪽 측면으로부터 보일 수 있도록 위치된 윈도우들을 포함하는 스터드 부착 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    이미징 센서들이 상기 윈도우들의 일 측면에 제공되고, 윈도우들을 통해 투시하여 상기 패터닝 디바이스 상의 정렬 마크들을 보도록 구성되는 스터드 부착 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스터드 매니퓰레이터와 상기 지지 구조체 사이에 운동학적 연결(kinematic connection)이 제공되는 스터드 부착 장치.
  11. 스터드 제거 장치에 있어서,
    패터닝 디바이스를 유지하도록 구성된 지지 구조체, 상기 패터닝 디바이스로부터 돌기되는 스터드의 먼 쪽 헤드(distal head)를 수용하고 유지시키도록 구성된 스터드 그리퍼(stud gripper), 상기 스터드 및 상기 패터닝 디바이스에 대해 상기 스터드 그리퍼를 이동시키도록 구성된 액추에이터들, 및 가열기를 포함하는 스터드 제거 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스터드 그리퍼는 상기 스터드의 넥(neck)보다 넓고 상기 스터드의 먼 쪽 헤드보다 좁은 간격을 갖는 한 쌍의 플랜지(flange)들을 포함하는 스터드 제거 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 스터드 제거 장치는, 상기 스터드 그리퍼에 연결되고 상기 스터드 그리퍼에 대해 아래쪽으로 당기는 무게추를 더 포함하는 스터드 제거 장치.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스터드 제거 장치는 상기 스터드 그리퍼에 대해 일반적으로 수평 방향으로 이동가능한 푸셔 아암(pusher arm)을 더 포함하고, 상기 푸셔 아암은 스터드가 상기 패터닝 디바이스로부터 제어된 후 상기 스터드 그리퍼로부터 상기 스터드를 밀도록 구성되는 스터드 제거 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스터드 제거 장치는 상기 스터드 그리퍼로부터 밀린 스터드들을 안내하도록 구성된 슈트(chute)를 더 포함하는 스터드 제거 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스터드 제거 장치는 상기 슈트의 유출구에 위치된 스터드 리셉터클(stud receptacle)을 더 포함하는 스터드 제거 장치.
  17. 패터닝 디바이스에 스터드들을 부착하는 방법에 있어서,
    지지 구조체에 제공된 스터드 매니퓰레이터들에 상기 스터드들을 배치하는 단계;
    상기 스터드들에 접착제를 적용하는 단계;
    패터닝된 표면이 아래쪽으로 향하게 또한 상기 스터드들 위에 상기 패터닝 디바이스를 배치하는 단계; 및
    상기 스터드 매니퓰레이터들을 위쪽으로 이동시켜, 상기 패터닝 디바이스와 접촉하도록 상기 스터드들을 이동시키는 단계를 포함하는 스터드 부착 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 접착제를 경화시키기 위해 상기 스터드 매니퓰레이터들에서 가열기들을 이용하여 상기 스터드들을 가열하는 단계를 더 포함하는 스터드 부착 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    시일이 각각의 스터드 매니퓰레이터 주위에 제공되고, 가스가 상기 스터드 매니퓰레이터로 전달되며, 이후 상기 시일의 부근으로부터 멀어지는 방향으로 오염물을 운반하도록 스터드 매니퓰레이터로부터 제거되는 스터드 부착 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 시일은 누설 시일인 스터드 부착 방법.
  21. 패터닝 디바이스로부터 스터드를 제거하는 방법에 있어서,
    지지체를 이용하여 상기 패터닝 디바이스를 지지하는 단계 - 상기 패터닝 디바이스는 상기 스터드가 상기 패터닝 디바이스로부터 아래쪽으로 돌기되도록 방위잡힘 -;
    상기 스터드에 대해 스터드 그리퍼를 이동시키고, 이에 의해 상기 스터드의 먼 쪽 헤드를 수용하고 유지시키는 단계;
    상기 스터드 그리퍼를 가열하고, 이에 의해 상기 스터드를 가열하여 상기 스터드와 상기 패터닝 디바이스 사이에 위치된 접착제를 녹이는 단계;
    상기 접착제가 녹을 때 상기 스터드가 상기 패터닝 디바이스로부터 분리되도록 상기 스터드 그리퍼를 이용하여 상기 스터드를 아래쪽으로 당기는 단계를 포함하는 스터드 제거 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 스터드는, 상기 스터드 그리퍼에 연결되고 상기 스터드 그리퍼에 대해 아래쪽으로 당기는 무게추에 의해 아래쪽으로 당겨지는 스터드 제거 방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    푸셔 아암을 이용하여, 상기 스터드가 패터닝 디바이스로부터 제거된 후 상기 스터드 그리퍼로부터 상기 스터드를 미는 단계를 더 포함하는 스터드 제거 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    슈트를 이용하여 상기 스터드를 스터드 리셉터클로 지향시키는 단계를 더 포함하는 스터드 제거 방법.
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