KR102615911B1 - 분자 오염물 및 입자의 경감을 위한 진공 액추에이터 봉쇄 - Google Patents
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Abstract
진공 환경 내의 광학 마운트용 액추에이터는 액추에이터 격실 주위에 벨로우즈를 포함한다. 벨로우즈는 액추에이터 주위에 밀봉을 제공한다. 필터 어셈블리가 액추에이터 격실과 진공 챔버의 내부 사이에 위치된다. 필터 어셈블리는 제1 입자 필터, 제2 입자 필터, 및 제1 입자 필터와 제2 입자 필터 사이의 정화 매체를 포함한다. 액추에이터 격실의 진공 조건은 진공 챔버용 펌프로 달성될 수 있지만, 액추에이터 또는 액추에이터 격실로부터의 입자 및 오염 물질은 필터 어셈블리에 의해 포획된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 8월 12일자 출원되었고 미국 특허 출원 제62/885,798호로 양도된 가특허 출원에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 참고로 여기에 포함된다.
개시분야
본 개시 내용은 반도체 검사 또는 계측을 위한 광학 장비에 관한 것이다.
반도체 제조 산업의 발전으로 수율 관리, 특히 계측 및 검사 시스템에 대한 요구가 높아지고 있다. 임계 치수는 계속 축소되고 있지만, 업계에서는 고수율, 고부가가치 생산을 달성하기 위해 시간을 단축하는 것이 요구된다. 수율 문제를 감지하고 해결하는 데 걸리는 총 시간을 최소화하는 것이 반도체 제조업체의 투자 수익을 결정한다.
로직 및 메모리 장치와 같은 반도체 장치를 제조하는 것은 일반적으로 반도체 장치의 다양한 특징부 및 다중 레벨을 형성하기 위해 다수의 제조 공정을 이용하여 반도체 웨이퍼를 처리하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피는 레티클로부터 반도체 웨이퍼에 배열된 포토레지스트로 패턴을 전사하는 것을 포함하는 반도체 제조 공정이다. 반도체 제조 공정의 추가 예로는 화학적 기계적 연마(CMP), 에칭, 성막 및 이온 주입이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 단일 반도체 웨이퍼 상에 제조된 다중 반도체 장치의 배열은 개별 반도체 장치들로 분리될 수 있다.
집적 회로 장치에서 설계 형상의 지속적인 축소는 개선된 광학 검사 및 계측 도구에 대한 지속적인 필요성을 발생시킨다. 예를 들어, 포토리소그래피 시스템용 광원은 역사적으로 점점 더 작은 파장으로 진화하여 더 작은 구조체의 구성을 허용하고 있다. 예를 들어, 가시적 파장의 광(예를 들어, 400 nm)의 사용은 근자외선(예를 들어, 300 nm)으로 바뀌었고, 그 다음에는 심자외선(DUV) 광(예를 들어, 200 nm)으로 바뀌었다. 이후 최근에는 DUV 광원은 극자외선(EUV) 광원(예를 들어, 13.5 nm)으로 바뀌었다.
반도체 기술의 특징부 크기가 점점 더 작아짐에 따라, 광의 파장은 리소그래피 및 웨이퍼와 마스크 검사 및 계측을 포함하는 반도체 공정에 사용되는 광학 공정에서 제한 요소가 되었다. 고급 광학 기술은 EUV 광(예를 들어, 11 nm 내지 15 nm 범위의 파장, 보다 구체적으로 13.5 nm 파장)을 사용하여 점점 더 작아지는 특징부 크기로 인한 문제를 해결하며, 데브리(debris)가 없는 브라이트(bright) EUV 광원은 차세대 반도체 공정을 위해 매우 중요하다. 브라이트 EUV 광원을 개발하는 데 있어 한 가지 어려운 측면은 플라즈마에 의해 생성된 EUV 광의 손실을 최소화하면서 플라즈마 발생 공정으로부터의 데브리를 경감하는 것이다.
EUV 영역에서 작동하는 검사 도구의 한 가지 단점은 일반적으로 더 긴 파장에서 도구에 사용되는 펠리클(pellicle)과 같은 입자 보호 장치가 EUV 파장에서 보호 장치가 불투명하기 때문에 EUV 세팅에 사용될 수 없다는 것이다. 또한, EUV 도구에서 검사되도록 의도된 레티클의 임계 치수는 너무 작아서 레티클 표면에 존재하는 거의 모든 입자가 허용할 수 없는 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 오염 입자는 검사광을 레티클에 유도하는 데 사용되는 근접 광학 장치로부터 나올 수 있다. 또한, 검사 중에 레티클을 이동시키는 데 사용되는 레티클 스테이지도 오염 입자의 발생원일 수 있다.
또한, EUV 또는 다른 진공 환경 검사 시스템의 광학 장치 중 일부는 정렬상의 이유로 작동이 필요하게 된다. 이것은 1 이상의 자유도를 위해 정밀하고(예를 들어, 나노미터 미만) 정확한 움직임을 필요로 한다. 또한, 일부 광학 장치는 크기가 크고(예를 들어, 수 킬로그램) 이동을 위해 작동력이 필요하다. 이들 광학 장치는 진공 상태에서 이동된다. 노출된 광학 표면은 휘발성 유기 화합물(VOC)과 입자로 인한 오염에 민감하다. VOC는 오염 물질일 수 있다. 광학 장치를 이동시키는 데 필요한 액추에이터는 휘발성 탄화수소를 제거할 수 있다. 이 작동은 시스템 내의 중요한 표면에 퇴적될 수 있는 입자를 생성할 수 있다.
현재, 광 기반 레티클 검사 시스템에서의 입자 제어는 입자를 알려진 방향으로 밀어내는 유동 공기로 수행된다. 전자빔 검사 시스템과 같은 진공 시스템에서, 입자 제어는 일반적으로 입자 수를 줄이기 위해 설계된 약간의 양압 및 입자 감소 방법으로 수행된다. 이전의 방법에는 여러 가지 단점이 존재한다. 예를 들어, 이들 방법은 직경이 10 nm 이하인 입자를 제거하는 능력을 보여주지 못했다. 또한, 이전의 방법은 검사 후 레티클 세정이 가능한 공정에서만 적용되었다. 그러나, EUV 레티클 검사 도구는 검사 후 세정이 허용되지 않기 때문에 더 작은 입자와 씨름해야 한다.
가스 제거 부분(outgassing part)을 포함하는 진공 환경을 분리하는 데 차동 펌핑(differential pumping)이 사용될 수 있다. 차동 펌핑된 진공 영역은 펌핑 시스템에 대한 연결을 필요로 한다. 이것은 더 큰 어셈블리 내의 진공 챔버에서 달성하기 어려울 수 있다. 또한, 진공 펌프는 정밀하게 정렬된 광학 장치에 해로운 진동을 발생시킬 수 있다.
세정 공정은 컴포넌트로부터의 가스 제거율(outgassing rate)을 감소시킬 수 있다. 대부분의 액추에이터는, 윤활제, 또는 가스를 배출하고 완전히 경감될 수 없는 다른 물질을 포함한다. 또한, 이동 중에 세정으로 완전히 제거될 수 없는 추가의 분자 및 입자 오염 물질이 생성된다.
따라서, 입자 경감의 개선된 시스템 및 방법이 요구된다.
제1 실시예에서 시스템이 제공된다. 시스템은 진공 챔버, 상기 진공 챔버에 배치된 광학 마운트, 상기 진공 챔버 내의 상기 광학 마운트에 배치된 광학 컴포넌트, 베이스, 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 배치된 벨로우즈, 액추에이터 격실 내에 배치된 액추에이터, 및 상기 액추에이터 격실과 상기 진공 챔버의 내부 사이에 유체 연통하도록 배치된 필터 어셈블리를 포함한다. 상기 벨로우즈, 상기 베이스 및 상기 광학 마운트는 그 사이에 액추에이터 격실을 형성한다. 상기 벨로우즈는 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 밀봉을 제공한다. 상기 액추에이터는 상기 베이스에 대해 상기 광학 마운트를 이동시키도록 구성된다. 상기 필터 어셈블리는 제1 입자 필터, 제2 입자 필터, 및 상기 제1 입자 필터와 상기 제2 입자 필터 사이에 배치되는 정화 매체를 포함한다.
필터 어셈블리는 상기 베이스에 배치될 수 있다.
일례로, 시스템은 상기 베이스 상에 배치된 가스 경로를 더 포함한다. 상기 가스 경로는 상기 액추에이터 격실과 상기 진공 챔버 사이에서 유체 연통된다. 상기 필터 어셈블리는 상기 가스 경로에 배치된다.
상기 벨로우즈는 스테인리스강 또는 다른 재료로 형성될 수 있다.
상기 제1 입자 필터 및 상기 제2 입자 필터 중 적어도 하나는 금속 메쉬(mesh) 또는 소결 금속일 수 있다. 상기 정화 매체는 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔, 또는 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 입자 필터 및 상기 제2 입자 필터는 금속 메쉬이고, 상기 정화 매체는 활성탄을 포함한다.
시스템은 상기 액추에이터 격실에 대향된 벨로우즈의 측면 상의 상기 광학 마운트 상에 배치된 복수의 배플을 포함할 수 있다. 상기 배플은 상기 베이스 측으로 연장된다.
상기 필터 어셈블리는 직경이 3 nm 이상의 입자의 90% 넘게 포획할 수 있다.
상기 광학 컴포넌트는 극자외선 파장에서 사용되도록 구성될 수 있다.
극자외선 반도체 검사 도구는 상기 제1 실시예의 시스템을 포함할 수 있다.
제2 실시예에서 방법이 제공된다. 진공 챔버의 광학 마운트에 광학 컴포넌트가 제공된다. 상기 광학 마운트와 베이스 사이에 배치되는 액추에이터가 제공된다. 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 벨로우즈가 배치된다. 상기 벨로우즈, 상기 베이스 및 상기 광학 마운트는 그 사이에 액추에이터 격실을 형성한다. 상기 벨로우즈는 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 밀봉을 제공한다.
진공 펌프에 의해 상기 진공 챔버와 상기 액추에이터 격실 내에서 압력이 감소된다. 상기 액추에이터 격실로부터 배출되는 가스는 상기 액추에이터 격실과 상기 진공 챔버 사이의 필터 어셈블리를 통과한다. 상기 필터 조립체는 제1 필터, 정화 매체, 및 제2 필터를 포함한다.
상기 필터 어셈블리는 상기 베이스에 배치되거나 상기 베이스 상에 배치된 가스 경로에 배치될 수 있다.
상기 제1 필터 및/또는 상기 제2 필터는 금속으로 형성된 메쉬일 수 있다. 상기 정화 매체는 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔, 또는 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 금속으로 형성된 메쉬이고, 상기 정화 매체는 활성탄을 포함한다.
방법은 상기 액추에이터를 사용하여 상기 베이스에 대해 상기 광학 마운트를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법은 극자외광의 빔을 상기 진공 챔버를 통해 광학 컴포넌트에 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 필터 어셈블리는 3 nm 이상의 직경을 갖는 입자의 90% 넘게 포획할 수 있다.
압력은 10-6 Torr 미만일 수 있다.
본 개시 내용의 특징 및 목적을 더 완전히 이해하기 위해, 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 가지고 참조하여야 하며, 도면에서:
도 1은 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 단면도이고;
도 2는 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 일부의 다른 단면도이고;
도 3은 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 일부의 다른 단면도이고;
도 4는 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 일부의 다른 단면도이고;
도 5는 본 개시 내용에 따른 방법의 실시예의 흐름도이다.
도 1은 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 단면도이고;
도 2는 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 일부의 다른 단면도이고;
도 3은 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 일부의 다른 단면도이고;
도 4는 본 개시 내용에 따른 시스템의 실시예의 일부의 다른 단면도이고;
도 5는 본 개시 내용에 따른 방법의 실시예의 흐름도이다.
청구된 주제는 특정 실시예와 관련하여 설명될 것이지만, 여기에 설명된 모든 장점 및 특징을 제공하지 않는 실시예를 포함하는 다른 실시예도 본 개시 내용의 범위 내에 있다. 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 구조적, 논리적, 공정 단계 및 전자적 변화가 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시 내용의 범위는 첨부된 청구범위를 참조로만 정의된다.
본 개시 내용의 양태는 플라즈마 생성 광원, 특히 웨이퍼 및 마스크 검사, 계측 및 리소그래피를 포함하는 차세대 반도체 제조 공정에 사용되는 레이저 생성 플라즈마 및 방전 생성 플라즈마에 의해 생성된 EUV 광의 광로에서의 데브리로 인한 손상을 완화하는 것에 관한 것이다. 밀봉된 액추에이터 격실은 가스 투과성이지만 입자 및 VOC는 투과하지 않는 더 큰 진공 환경에 대해 연결된다. 이는 입자 카운팅을 줄이고 진동을 유발하는 여분의 펌프를 제거한다.
인-시튜(in-situ) 광학 작동으로 이러한 문제를 완화하기 위해, 활성 작동 어셈블리 전체가 가스 밀봉 환경에 위치된다. 인클로저의 벽은 스테인리스 강 벨로우즈와 같은 유연한 진공 재료이다. 밀폐된 영역에서 대기 가스를 펌핑하고 영역 간의 큰 압력 구배를 방지하기 위해, 인클로저는 일련의 입자 및 분자 오염 필터를 통해 외부 진공으로의 흐름을 허용할 수 있다.
도 1은 시스템(100)의 단면도이다. 시스템(100)은 진공 챔버(101)를 포함한다. 일례로, 진공 챔버(101)는 EUV 반도체 검사 도구의 일부이다. 광학 컴포넌트(105)는 진공 챔버 내에 있다. 진공 챔버(101)의 벽은 저압 또는 진공 압력으로 펌핑될 수 있는 내부(102)를 형성한다. 진공 압력은 10-7 Torr만큼 낮을 수 있다. 탄화수소의 분압은 10-12 Torr만큼 낮을 수 있다.
일례로, 진공 챔버(101)는 초고진공(UHV)에서 작동할 수 있다. 진공 챔버(101) 내의 총 압력은 UHV(예를 들어, < 10-6 Torr)일 수 있지만, 그 대부분은 수증기이다. 탄화수소로 인한 분압은 더 낮을 수 있다(예를 들어, < 10-12 Torr).
광학 컴포넌트(105)는 광학 마운트(103)에 의해 고정될 수 있다. 광학 마운트(103)는 서포트(104)를 포함한다. 서포트(104)는 광학 컴포넌트(105)를 고정할 수 있다.
광학 컴포넌트(105)는 예를 들어, 렌즈, 미러, 조리개, 센서, 필터, 감쇠기(attenuator), 또는 셔터일 수 있다. 광학 컴포넌트(105)는 EUV 파장에서 사용되도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 광학 컴포넌트(105)는 마스크이다. 마스크에는 펠리클을 포함하지 않을 수 있으므로, 마스크에 있는 하나의 입자라도 작동 중 오류를 의미할 수 있다. 광학 컴포넌트(105)는 진공에서 원격으로 작동되는 다른 컴포넌트일 수 있다.
EUV 광 또는 다른 파장의 광은 광학 컴포넌트(105)를 통해 유도될 수 있다. 진공 챔버(101)에 광원이 있을 수 있다.
광학 마운트(103)는 베이스(106)에 연결된다. 벨로우즈(108)가 베이스(106)와 광학 마운트(103) 사이에 위치된다. 벨로우즈(108)는 베이스(106)와 광학 마운트(103) 사이에 밀봉을 제공한다. 이 밀봉은 분자에 수백 배의 방호 크기를 제공할 수 있다. 예를 들어, 밀봉은 약 108의 방호 계수(protection factor)를 제공할 수 있다. 10 nm 이상의 크기를 갖는 거의 모든 입자가 벨로우즈(108)를 사용하여 포함될 수 있다.
베이스(106)는 베이스(106) 외부의 적어도 일부가 진공 챔버(101)에 노출되도록 기립하거나 다른 지지부(미도시)에 있을 수 있다. 이는 액추에이터 격실(110)로의 가스 흐름을 허용할 수 있다.
벨로우즈(108), 베이스(106), 및 광학 마운트(103)는 그 사이에 액추에이터 격실(110)을 형성한다. 도 1은 단면도이므로, 벨로우즈(108)는 액추에이터 격실(110)을 밀봉하기 위해 베이스(106) 및 광학 마운트(103)의 전체 둘레로 연장될 수 있다. 벨로우즈(108)는 용접, 경납땜, 납땜 또는 다른 기술을 이용하여 베이스(106) 및 광학 마운트(103)에 연결될 수 있다.
일례로, 벨로우즈(108)는 스테인리스 강으로 제조된다. 스테인리스 강은 304, 316, 316L 또는 310 스테인리스 강을 포함한다. 벨로우즈(108)는 또한 lvar, Super Invar, 알루미늄, 하스텔로이 C-276, 하스텔로이 C-22, 하스텔로이 X, 모넬 400, 니켈 200, 인코넬 600 또는 다른 재료로 제작될 수 있다. 벨로우즈(108)는 진공 조화가능하고 오염물 통과를 대부분 방지할 수 있는 임의의 유연한 재료일 수 있다.
액추에이터(109)는 액추에이터 격실에 위치된다. 액추에이터(109)는 베이스(106)에 대해 광학 마운트(103)를 이동시키도록 구성된다. 액추에이터(109)는 일반적으로 작동을 위한 윤활제를 가지며, 액추에이터(109)에 의한 임의의 움직임은 입자 및 VOC를 생성할 수 있다. 입자는 일반적으로 진공 챔버(101) 내부 또는 주변의 재료 또는 필터 어셈블리(111)의 재료로 이루어진다. 예를 들어, 진공 챔버(101) 내의 2개 컴포넌트는 함께 마찰되어 입자를 형성할 수 있다. VOC는 윤활제, 세정제, 공작소에서 나오는 잔류물 또는 진공 챔버(101)의 재료일 수 있다.
따라서, 약간의 교란에 의한 재료의 박리로 인해 입자가 발생될 수 있다. 입자는 일반적으로 액추에이터와 동일한 재료(예를 들어, 금속, 플라스틱 및 윤활제)로 이루어진다. 이들은 함께 마찰되는 2가지 재료 또는 움직임과 진동으로 인한 느슨하게 부착된 재료(예를 들어, 퇴적된 입자, 윤활제 등)의 제거로부터 얻어지는 파절된 재료일 수 있다. 일반적으로, 모든 가동부(예를 들어, 액추에이터(109))는 입자를 생성할 수 있다. 또한, 재료가 열화되거나 부착된 휘발성 화합물이 탈기를 통해 증발할 때 정적인 물품도 VOC를 생성할 수 있다.
윤활제는 배출 가스를 생성하지만, 가스 배출은 물질 자체가 분해되면서 일어날 수 있다. 예를 들어, 플라스틱은 가스를 배출할 수 있다. 가스 배출은 금속과 같은 깨끗한 표면에 부착된 분자 오염 물질로부터도 일어날 수 있다. 오염 물질은 일반적으로 제조 중 잔류 오염으로부터 나온다.
입자의 크기는 움직이는 부품, 재료 또는 표면 마감에 의존할 수 있다. 입자는 5 nm 이상의 직경, 예를 들어 10 nm 이상의 직경일 수 있다.
필터 어셈블리(111)가 액추에이터 격실(110)과 진공 챔버(101)의 내부(102) 사이에서 유체 연통된다. 일례로, 필터 어셈블리(111)는 바닥(106)에 있다. 필터 어셈블리(111)는 액추에이터 격실(110)과 진공 챔버(101)의 내부(102) 사이의 가스 흐름을 허용한다. 따라서, 액추에이터 격실(110) 내의 압력은 진공 챔버(101)의 내부(102)와 동일한 펌프(112)를 사용하여 감소될 수 있다. 액추에이터 격실(110) 내의 압력은 펌프다운 후 진공 챔버(101)의 내부(102)와 동일할 수 있다.
시스템의 펌프다운 중에 액추에이터 격실(110) 내에 포획된 가스를 제거하기 위해, 가벼운 대기 가스(예를 들어, 수소, 질소, 산소 또는 물)가 필터 어셈블리(111)를 통해 액추에이터 격실(110)을 빠져나갈 수 있다. 필터 어셈블리(111)는 입자 및 VOC를 포획하여 입자 및 VOC가 시스템(100) 내의 광학 컴포넌트(105) 또는 다른 민감한 컴포넌트에 도달하는 것을 방지한다. 일례로, 필터 어셈블리(111)는 3 nm 이상의 직경을 갖는 입자 및 VOC를 포획할 수 있다. 예를 들어, 직경이 10 nm 이상인 입자는 약 100% 포획된다. 직경이 3 nm 이상인 입자의 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과 또는 95% 초과가 포획된다.
필터 어셈블리(111)는 광학 마운트(103) 대신에 베이스(106)에 위치된다. 따라서, 필터 어셈블리(111)에 의해 포획되지 않은 임의의 입자 또는 오염물은 광학 컴포넌트(105)에 대향된 측면으로 배출되어 입자 또는 오염물이 광학 컴포넌트(105)에 충돌할 확률을 감소시킨다. 물론, 필터 어셈블리(111)는 또한 입자 또는 오염물 포획 수준이 허용 가능하거나 더 작은 입자가 덜 우려되는 경우 광학 마운트(103)에 위치될 수 있다.
필터 어셈블리(111)는 제1 입자 필터(113), 제2 입자 필터(115), 및 제1 입자 필터(113)와 제2 입자 필터(115) 사이에 배치된 정화 매체(114)를 포함한다.
제1 입자 필터(113)는 입자를 포획하는 소결 금속(예를 들어, Mott 재료) 또는 미세 와이어 메쉬와 같은 입자 차단 재료일 수 있다. 소결된 재료, 메쉬 또는 이들의 조합은 액추에이터 격실(110)에 포함된(즉, 광학 컴포넌트(105)로부터 떨어져 있는) 입자의 크기를 필터링하기 위해 다공성 또는 메쉬 유형을 가질 수 있다. 정화 매체(114)는 VOC를 흡착할 수 있는 화학적으로 활성인 흡착제 물질일 수 있다. 흡착제 물질은 흡착제 물질의 과립, 비드(bead) 또는 결정의 표면(대부분 내부 표면)에서 VOC 또는 기타 화학종을 흡착할 수 있다. 흡착제 물질은 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔 또는 중합체일 수 있다. 제2 입자 필터(115)는 정화 매체(114)가 입자를 생성하는 것을 방지할 수 있는 추가적인 입자 필터이다.
제1 입자 필터(113)와 제2 입자 필터(115)는 다른 사양을 가질 수 있다. 따라서, 제1 입자 필터(113) 및 제2 입자 필터(115)의 재료 또는 다른 파라미터는 상이할 수 있다.
예를 들어, 제1 입자 필터(113) 및 제2 입자 필터(115)는 금속으로 이루어진 메쉬일 수 있다.
예를 들어, 제1 입자 필터(113) 및/또는 제2 입자 필터(115)는 0.039 인치 내지 0.125 인치의 스테인리스 강(예를 들어, 316L) 두께를 가질 수 있다. 이 두께는 310 스테인리스 강, 304 스테인리스 강, 하스텔로이 C-276, 하스텔로이 C-22, 하스텔로이 X, 모넬 400, 니켈 200, 인코넬 600에도 적용될 수 있다. VOC를 포획하기 위해, 제1 입자 필터(113) 및/또는 제2 입자 필터(115)는 0.25 인치보다 클 수 있다. 최대 두께는 공간 제약에 따라 결정될 수 있지만, 0.125 인치보다 작을 수 있다.
정화 매체(114)는 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔, 또는 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정화 매체(114)는 흡착될 가스 배출 종에 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 원하는 입자 또는 기공 크기 또는 화학적 활성 표면을 갖는 정화 매체(114)의 베드(bed)가 선택될 수 있다.
정화 매체(114)는 예를 들어, 탄화수소를 위한 넓은 표면적 및 친화도로 인한 물리적 흡착을 통해 VOC를 흡수할 수 있다. 정화 매체(114)의 두께는 포획 효율 및 총 흡수 용량과 관련될 수 있다. VOC를 포획하기 위해, 정화 매체(114)의 최소 두께는 0.25 인치보다 클 수 있다. 최대 두께는 공간 제약에 따라 결정될 수 있다.
필터 어셈블리(111)는 3 nm 이상의 크기를 갖는 입자를 필터링할 수 있다. 대부분의 VOC가 필터 어셈블리(111)에 의해 포획될 수 있다.
정화 매체(114)를 위한 활성탄은 석탄, 목재, 나무 껍질, 코코넛 껍질 등의 열분해에 의해 제조될 수 있다. 물질은 고온의 제어된 산화 공정에서 활성화된다. 활성탄은 넓은 표면적을 가지는 경향이 있다.
VOC의 제거에 제올라이트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 알루미노-실리케이트 결정과 같은 천연 제올라이트는 친수성이며, 이는 이러한 제올라이트가 물과 같은 극성 분자에 대해 친화성을 갖는다는 것을 의미한다. 천연 제올라이트를 탈알루미늄화하면 소수성이 될 수 있으며, 이는 탈알루미늄화된 제올라이트가 많은 VOC와 같은 비극성 물질에 친화성을 갖는다는 것을 의미한다. 소수성 제올라이트는 직경이 1 미크론 내지 1 밀리미터인 결정으로 합성될 수 있으며, 공기 흐름에 대한 저항을 낮추기 위해 더 큰 과립으로 결합될 수 있다.
중합체-계 흡착제는 특정 응용을 위해 설계된 기공으로 제조될 수 있다. 이러한 기공은 매크로 크기의 다공성으로부터 분자 크기의 범위를 가질 수 있다. 중합체는 과립 또는 비드로 사용된다. 일부 중합체는 탄소보다 빠르게 탈착되는 것으로 관찰되었다. 탄소와 마찬가지로 중합체는 어떤 VOC를 흡착할지에 대해 선택성이 높은 것으로 간주되지 않지만, 일부 중합체는 다른 것보다 일부 VOC를 더 잘 흡착할 것이다.
일례로, 정화 매체(114)는 여기에 개시된 물질들의 조합이다.
일례로, 제1 입자 필터(113) 및 제2 입자 필터(115)는 금속 메쉬이고, 정화 매체(114)는 활성탄을 포함한다.
필터 어셈블리(111)는 교체 사이에 10년 이상 지속될 수 있지만, 더 빈번한 교체가 가능하다. 필터 어셈블리(111)를 통한 가스의 연속적인 흐름이 없을 수 있으므로 긴 수명이 가능하다.
도 1에 보여지는 바와 같이, 분자 및 입자 오염물을 생성하는 액추에이터(109)는 광학 컴포넌트(105)의 광학 표면의 진공 환경으로부터 분리된다. 벨로우즈(108)는 액추에이터(109)의 이동을 허용하지만, 가스 불투과성 용접에 의해 광학 마운트(103) 및 베이스(106)에 연결될 수 있다. 이것은 시스템 내의 광학 컴포넌트(105) 또는 다른 광학 장치를 입자 또는 VOC로 오염시킬 위험이 더 낮은 진공 하에서의 정렬을 위해 광학 컴포넌트(105)의 현장(인-시튜) 이동을 허용한다. 본 명세서에 개시된 실시예는 자급식일 수 있고, 진공 챔버(101)를 위한 펌프(112)를 넘어서는 별도의 진공 펌핑을 사용하지 않을 수 있다.
도 2는 시스템(100)의 일부의 다른 단면도이다. 이 실시예에서, 액추에이터(109)는 선형 액추에이터들의 육각 조합, 또는 회전 능력을 갖는 액추에이터이다. 필터 어셈블리(111)는 가벼운 가스는 통과시키지만, 입자를 차단하고 VOC를 흡착한다. 액추에이터 격실(110)은 적절한 크기로 형성되고, 벨로우즈는 액추에이터(109)에 의해 원하는 동작이 가능하도록 위치된다. 베이스(106)에 예시되어 있지만, 정화 매체(114)는 밀봉되는 경우 베이스(106)의 에지까지 연장될 수 있다. 필터 어셈블리(111)로부터 진공 챔버(101)의 내부(102)까지의 최종 계면은 정화 매체(114) 자체가 입자를 생성하는 것을 방지하기 위한 제2 입자 필터(115)일 수 있다. 정화 매체(114)는 미세 분말일 수 있다.
도 2에서, 필터 어셈블리(111)는 제1 입자 필터(113) 또는 제2 입자 필터(115)가 어느 한 단부에 있도록 베이스(106)에 내장된다. 필터 어셈블리(111)를 통한 가스 흐름은 제1 입자 필터(113), 정화 매체(114) 및 제2 입자 필터(115)를 통해 직렬로 연결된다. 진공 챔버(101) 및 액추에이터 격실(110)이 진공 압력에 있을 때, 필터 어셈블리(111)를 통한 전체 흐름은 거의 존재하지 않을 것이다.
도 3은 시스템의 일부의 다른 단면도이다. 배플(107)이 액추에이터 격실(110) 외부의 벨로우즈(108) 측면에서 베이스(107) 및 광학 마운트(103)에 배치된다. 광학 마운트(103) 상의 배플(107)은 베이스(106) 측으로 연장된다. 베이스(106) 상의 배플(107)은 베이스(106) 측으로 연장된다. 작동 중에 벨로우즈(108)로부터 입자 생성을 경감하기 위해, 배플(107)은 입자에 대한 미로 같은 경로를 생성하도록 벨로우즈(108) 외부에 위치될 수 있다.
배플(107)은 또한 액추에이터 격실(110) 내부의 광학 마운트(103) 및/또는 베이스(107) 상에 위치될 수 있다. 이것은 입자가 필터 어셈블리(111)에 도달하기 전에 입자를 포획할 수 있다.
도 4는 시스템(100)의 일부의 다른 단면도이다. 가스 경로(116)가 베이스(106) 상에 배치된다. 가스 경로(116)는 베이스(106)의 다른 측면 상의 진공 챔버와 액추에이터 격실(110) 사이에서 유체 연통된다. 필터 어셈블리(111)는 가스 경로(116)에 배치된다.
가스 경로(116)는 파이프, 덕트, 또는 도관일 수 있다. 가스 경로(116)는 베이스(106) 아래에서 종료되는 것으로 예시되어 있지만, 더 먼 위치에 연결될 수 있다. 예를 들어, 가스 경로(116)는 진공 챔버(101)를 위한 진공 펌프, 진공 챔버(101)의 외부 어느 곳, 또는 액추에이터 격실(110)을 위한 별도의 진공 펌프에서 종결될 수 있다.
가스 경로(116)를 사용하는 경우, 베이스(106)는 진공 챔버(101) 내의 표면에 평탄하게 장착될 수 있다. 가스 경로(116)는 진공 챔버(101)가 장착되는 표면을 통해 형성될 수 있다.
도 5는 방법(200)의 흐름도이다. 방법(200)은 시스템(100)과 같은 시스템에 적용될 수 있다. 201에서 광학 컴포넌트가 진공 챔버의 광학 마운트에 제공된다. 201에서 광학 마운트와 베이스 사이에 배치되는 액추에이터도 제공된다. 베이스와 광학 마운트 사이에 벨로우즈가 배치된다. 벨로우즈, 베이스 및 광학 마운트는 그 사이에 액추에이터 격실을 형성한다. 벨로우즈는 베이스와 광학 마운트 사이에 밀봉을 제공한다.
202에서 진공 펌프에 의해, 광학 컴포넌트와 벨로우즈를 둘러싸는 진공 챔버 내의 압력이 감소된다.
203에서 진공 펌프에 의해 액추에이터 격실 내의 압력이 감소된다. 액추에이터 격실로부터 배출된 가스는 액추에이터 격실과 진공 챔버 사이의 필터 어셈블리를 통과한다. 필터 어셈블리는 제1 필터, 정화 매체, 및 제2 필터를 포함한다. 제1 필터 및/또는 제2 필터는 금속으로 제조된 메쉬일 수 있다. 정화 매체는 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔, 또는 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터 및 제2 필터는 금속으로 제조된 메쉬이고, 정화 매체는 활성탄을 포함한다. 필터 어셈블리는 베이스 내에 배치되거나, 베이스 상에 배치된 가스 경로에 배치될 수 있다.
광학 마운트는 액추에이터를 사용하여 베이스에 대해 이동될 수 있다. 진공 챔버를 통해 광학 컴포넌트에 EUV 광선이 유도될 수 있다.
광학 컴포넌트 상의 입자 및 오염물을 감소시키는 것으로 개시되어 있지만, 본 명세서에 개시된 실시예는 또한 액추에이터 격실 외부의 환경으로부터 액추에이터를 보호할 수 있다. 광학 컴포넌트를 갖는 영역을 세정할 때, 용매, 플라즈마, O3, 자외선 및/또는 H2를 사용할 수 있다. 이러한 세정 방법은 액추에이터를 손상시킬 수 있다. 벨로우즈와 필터 어셈블리는 이러한 세정 방법으로부터 액추에이터를 보호할 수 있다.
본 개시 내용 전체에 걸쳐 제공된 설명은 EUV 리소그래피 도구, EUV 계측 도구 또는 EUV 레티클 검사 도구에서 광학 컴포넌트 주변의 입자 제어에 초점을 맞추었지만, 여기에 개시된 실시예는 EUV 광학 도구 또는 입자의 존재에 민감한 다른 광 파장을 위한 광학 도구의 임의의 임계 영역에 적용되도록 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시된 실시예는 전자 빔 시스템과 같은 입자에 민감한 다른 진공 시스템에 적용될 수도 있다.
본 개시 내용은 하나 이상의 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시 내용의 다른 실시예가 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시 내용은 첨부된 청구범위 및 그에 대한 합리적인 해석에 의해서만 제한되는 것으로 간주된다.
Claims (20)
- 시스템으로서,
진공 챔버;
상기 진공 챔버 내에 배치된 광학 마운트;
상기 진공 챔버 내의 상기 광학 마운트 상에 배치된 광학 컴포넌트;
베이스;
상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 배치된 벨로우즈 - 상기 벨로우즈, 상기 베이스 및 상기 광학 마운트는 그 사이에 액추에이터 격실을 형성하고, 상기 벨로우즈는 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 밀봉을 제공함 -;
상기 액추에이터 격실 내에 배치된 액추에이터 - 상기 액추에이터는 상기 광학 마운트를 상기 베이스에 대해 이동시키도록 구성됨 -; 및
상기 액추에이터 격실과 상기 진공 챔버의 내부 사이에 유체 연통하도록 배치된 필터 어셈블리 - 상기 필터 어셈블리는 제1 입자 필터, 제2 입자 필터, 및 상기 제1 입자 필터와 상기 제2 입자 필터 사이에 배치된 정화 매체를 포함함 -
를 포함하는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 필터 어셈블리는 상기 베이스 내에 배치되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 베이스 상에 배치된 가스 경로를 더 포함하고, 상기 가스 경로는 상기 액추에이터 격실과 상기 진공 챔버 사이에서 유체 연통하고, 상기 필터 어셈블리는 상기 가스 경로에 배치되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 벨로우즈는 스테인리스 강으로 제조되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 입자 필터 및 상기 제2 입자 필터 중 적어도 하나는 금속 메쉬인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 입자 필터 및 상기 제2 입자 필터 중 적어도 하나는 소결 금속인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 정화 매체는 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔, 및 중합체 중 적어도 하나를 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 입자 필터 및 상기 제2 입자 필터는 금속 메쉬이고, 상기 정화 매체는 활성탄을 포함하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 액추에이터 격실과 대향하는 상기 벨로우즈의 측면 상에서 상기 광학 마운트 상에 배치된 복수의 배플을 더 포함하고, 상기 배플은 상기 베이스 측으로 연장되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 필터 어셈블리는 3 nm 이상의 직경을 갖는 입자 중 90%가 넘는 입자를 포획하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 광학 컴포넌트는 극자외선 파장에서 사용되도록 구성되는, 시스템.
- 제1항의 시스템을 포함하는 극자외선 반도체 검사 도구.
- 방법으로서,
진공 챔버 내의 광학 마운트 상에 광학 컴포넌트를 제공하는 단계;
상기 광학 마운트와 베이스 사이에 배치되는 액추에이터를 제공하는 단계 - 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 벨로우즈가 배치되고, 상기 벨로우즈, 상기 베이스 및 상기 광학 마운트는 그 사이에 액추에이터 격실을 형성하고, 상기 벨로우즈는 상기 베이스와 상기 광학 마운트 사이에 밀봉을 제공함 -;
진공 펌프로 상기 진공 챔버 내의 압력을 감소시키는 단계; 및
상기 진공 펌프로 상기 액추에이터 격실 내의 압력을 감소시키는 단계 - 상기 액추에이터 격실로부터 배출된 가스는 상기 액추에이터 격실과 상기 진공 챔버 사이의 필터 어셈블리를 통과하고, 상기 필터 어셈블리는 제1 필터, 정화 매체, 및 제2 필터를 포함함 -
를 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서, 상기 필터 어셈블리는 베이스 내에 배치되는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 필터 어셈블리는 상기 베이스 상에 배치되는 가스 경로에 배치되는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터 중 적어도 하나는 금속으로 제조된 메쉬이고, 상기 정화 매체는 활성탄, 제올라이트, 실리카 겔 및 중합체 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 액추에이터를 사용하여 상기 광학 마운트를 상기 베이스에 대해 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제13항에 있어서, 극자외광의 빔을 상기 진공 챔버를 통해 상기 광학 컴포넌트에 유도하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 필터 어셈블리는 3 nm 이상의 직경을 갖는 입자 중 90%가 넘는 입자를 포획하는, 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 압력은 10-6 Torr 미만인, 방법.
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