KR102625228B1 - 오염 입자 포집부와 이를 포함하는 극자외선 노광 장치 - Google Patents
오염 입자 포집부와 이를 포함하는 극자외선 노광 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치에 관한 것으로서, 극자외선 광원부, 상기 극자외선 광원부로부터 생성되는 광을 패터닝 디바이스로 유도하는 조명 광학부, 상기 극자외선 광원부와 상기 조명 광학부 사이에 설치되는 제 1 오염 입자 포집부, 상기 패터닝 디바이스로부터 반사되는 광을 광 감응 층이 적층된 기판으로 유도하는 투영 광학부를 포함하고, 제 1 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 오염 입자 포집부와 이를 포함하는 극자외선 노광 장치에 관한 것으로서, 극자외선 광원부로부터 발생하는 오염 입자가 조명 광학부와 패터닝 디바이스, 또는 공정 챔버로 유입되는 것을 방지하기 위한 오염 입자 포집부와 이를 포함하는 극자외선 노광 장치에 관한 것이다.
반도체 생산 공정에 도입된 극자외선 노광 기술에서 사용되는 극자외선 광원부는 플라즈마를 생성하여 이로부터 극자외선을 발생시킴에 따라 오염 입자도 함께 발생되고 이러한 오염 입자가 상기 극자외선을 받아들이는 조명 광학부로 유입될 수 있고 노광 공정에서 마스크 또는 레티클이라고 하는 패터닝 디바이스 또는 이를 보호하는 펠리클에 상기 오염 입자가 흡착될 수 있으며 이에 따라 노광 공정 또는 노광 마스크 검사 시에 패터닝 오류가 발생할 수 있다.
이와 같이 노광 공정에서 패터닝 오류가 발생할 수 있는 상황을 방지하기 위해서는 노광 장치의 청결도를 유지하여야 하고, 오염 입자에 의해서 노광 장치가 오염되는 것을 방지하기 위해서 노광 공정이 중단될 수도 있으므로, 반도체 생산 수율을 저감시키게 된다.
등록특허공보 제10-1707763호는 펠리클 및 이것을 포함하는 EUV 노광 장치에 관한 것으로서, 극자외선(EUV: Extreme Ultra Violet) 노광장치의 비산 입자가 조명 광학부 내부의 소자와 마스크에 흡착되지 않도록 필터 윈도우를 구비하고, 비산 입자가 상기 마스크에 더욱 더 흡착되지 않도록 상기 마스크에는 보호부재로서 펠리클을 부착하고 있는데, 상기 필터 윈도우와 상기 펠리클에 흡착되는 입자의 크기가 소정의 크기 이상이 되면 마스크에 입사되는 광경로에 왜곡이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
미국 특허공보 US9,395,630 B2는 노광장치에 관한 것으로서, 극자외선 노광장치의 오염 입자가 마스크에 흡착되지 않도록 멤브레인을 광경로 상에 구비하고 있으나, 상기 멤브레인이 광경로 상에 위치함으로써 광경로와 광강도에 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2009-0052274호는 노광장치에 관한 것으로서, 마스크 주변을 둘러싸는 전극을 구비하고 상기 전극과 경통 간에 전계가 형성되도록 전극에 양(+) 또는 음(-)의 전압을 인가하는데, 전극에 음(-)의 전압을 인가하는 경우 음(-)으로 대전된 오염 입자는 경통에 의해 포획되고 양(+)으로 대전된 오염 입자는 전극에 의해 포획되도록 하고, 전극에 양(+)의 전압을 인가하는 경우 음(-)으로 대전된 오염 입자는 전극에 의해 포획되고 양(+)으로 대전된 오염 입자는 경통에 의해 포획되도록 하고 있으나, 전극을 마스크 주변에 추가적으로 구비해야 하고 전극에 양(+)의 전압과 음(-)의 전압을 각각 인가해야 하고 전극과 경통 사이에 전계가 형성되도록 하기 위해서 구조가 복잡해 진다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2018-0135490호는 EUV 리소그래피를 위한 멤브레인에 관한 것으로서, 높은 극자외선 투과율을 갖는 멤브레인을 패터닝 디바이스용 펠리클로 사용하여 오염 입자가 패터닝 디바이스에 흡착되는 것을 방지하고 있으나, 상기 멤브레인에 오염 입자가 흡착되어 패터닝 오류가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2017-0089449호는 EUV 펠리클 구조체에 관한 것으로서, 열방출, 내화학성, 인성 강도가 우수한 복수 개의 박막들로 구성되는 펠리클 멤브레인과 이로부터 열을 흡수하여 방열하는 냉각 구조체를 포함하고 있으나, 상기 펠리클 멤브레인에 오염 입자가 흡착되어 패터닝 오류가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 극자외선 광원부에서 발생되는 오염 입자가 조명 광학부로 유입되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 극자외선 광원부에서 발생되는 오염 입자가 패터닝 디바이스 또는 이를 보호하는 펠리클에 흡착되는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 극자외선 광원부에서 발생되는 오염 입자가 조명 광학부와 패터닝 디바이스, 또는 공정 챔버로 유입되어 흡착되는 것을 방지하여 노광 공정의 효율과 생산성을 높이고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 목적으로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 기술적 과제는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서는, 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 구성을 포함한다.
본 발명은 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치에 관한 것으로서, 극자외선 광원부, 상기 극자외선 광원부로부터 생성되는 광을 패터닝 디바이스로 유도하는 조명 광학부, 상기 극자외선 광원부와 상기 조명 광학부 사이에 설치되는 제 1 오염 입자 포집부, 상기 패터닝 디바이스로부터 반사되는 광을 광 감응 층이 적층된 기판으로 유도하는 투영 광학부를 포함하고, 제 1 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 조명 광학부와 상기 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 제 2 오염 입자 포집부를 더 포함하고 제 2 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압의 절대치가 제 2 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압의 절대치보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 오염 입자 포집부와 제 2 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 오염 입자 포집부와 제 2 오염 입자 포집부는 메시 부재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 패터닝 디바이스 상부에 부착되는 펠리클을 더 포함하고, 상기 펠리클에 음(-)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 펠리클에 인가되는 음(-)의 전압을 음(-)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치에 관한 것으로서, 극자외선 광원부, 상기 극자외선 광원부로부터 생성되는 광을 패터닝 디바이스로 유도하는 조명 광학부, 상기 극자외선 광원부와 상기 조명 광학부 사이에 설치되는 오염 입자 차단부, 상기 조명 광학부와 상기 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 오염 입자 포집부를 포함하고, 상기 오염 입자 차단부에 음(-)의 전압이 인가되고, 상기 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 오염 입자 차단부에 인가되는 음(-)의 전압을 음(-)의 펄스 전압으로 인가하고, 상기 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 극자외선 광원부와 조명 광학부 사이에 설치되는 오염 입자 포집부에 관한 것으로서, 극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자가 조명 광학부로 유입되는 것을 차단하기 위한 메시 부재, 상기 메시 부재에 양(+)의 전압을 인가하는 전원 입력부를 포함하고, 상기 극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자는 음(-)으로 대전되어 상기 메시 부재에 양(+)의 전압이 인가되는 경우 조명 광학부로 유입되는 것이 차단되어 포집되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 극자외선 광원부와 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 오염 입자 포집부에 관한 것으로서, 극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자가 패터닝 디바이스로 유입되는 것을 차단하기 위한 메시 부재, 상기 메시 부재에 양(+)의 전압을 인가하는 전원 입력부를 포함하고, 상기 극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자는 음(-)으로 대전되어 상기 메시 부재에 양(+)의 전압이 인가되는 경우 패터닝 디바이스로 유입되는 것이 차단되어 포집되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 메시 부재에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 극자외선 광원부에서 발생되는 오염 입자가 조명 광학부로 유입되는 것을 방지하는 것을 가능하게 하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 효과는, 극자외선 광원부에서 발생되는 오염 입자가 패터닝 디바이스 또는 이를 보호하는 펠리클에 흡착되는 것을 방지하는 것을 가능하게 하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 효과는, 극자외선 광원부에서 발생되는 오염 입자가 조명 광학부와 패터닝 디바이스, 또는 공정 챔버로 유입되어 흡착되는 것을 방지하여 노광 공정의 효율과 생산성을 높이고자 하는 것이다.
본 발명에 의한 효과는 상기 효과로만 제한하지 아니하고, 위에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 효과는 이하 본 발명의 구성 및 작용을 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 극자외선 노광 장치의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 2는 일반적인 극자외선 광원부의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 3은 종래의 극자외선 노광 장치의 구성도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 다른 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 또 다른 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 메시 부재에 인가되는 음(-)의 펄스 전압 파형을 도시한다.
도 8은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 메시 부재에 인가되는 양(+)의 펄스 전압 파형을 도시한다.
도 9는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 다른 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 또 다른 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
도 2는 일반적인 극자외선 광원부의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 3은 종래의 극자외선 노광 장치의 구성도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 다른 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 또 다른 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 메시 부재에 인가되는 음(-)의 펄스 전압 파형을 도시한다.
도 8은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 메시 부재에 인가되는 양(+)의 펄스 전압 파형을 도시한다.
도 9는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 다른 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 또 다른 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 구성 및 작용에 대해 설명하기로 한다. 이러한 실시예는 예시적인 것으로서 본 발명의 구성 및 작용을 제한하지는 아니하고, 실시예에서 명시적으로 나타내지 아니한 다른 구성 및 작용도 이하 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있는 경우는 본 발명의 기술적 사상으로 볼 수 있을 것이다.
일반적으로 극자외선(EUV: Extreme Ultraviolet) 노광 장치(Lithographic Apparatus)는 종래의 불화 크립톤(KrF) 또는 불화 아르곤(ArF) 노광 공정과는 달리 13.5 nm의 짧은 파장을 갖는 광원인 극자외선을 사용하여 노광을 수행하는 장치로서, 짧은 파장의 광원을 사용하여 해상도를 극대화함으로써 패터닝 횟수 등 공정 횟수를 대폭 저감할 수 있다.
도 1은 일반적인 극자외선 노광 장치의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 1을 참조하면, 일반적인 극자외선 노광 장치는 EUV 광원부(10), 조명 광학부(20), 투영 광학부(30)를 구비하고, 상기 EUV 광원부(10)는 극자외선을 발생시키고, 상기 조명 광학부(20)는 극자외선을 마스크 또는 레티클이라고 불리는 패터닝 디바이스(40)로 유도하고, 상기 패터닝 디바이스(40)는 상기 극자외선을 반사하고, 상기 투영 광학부(30)는 상기 패터닝 디바이스(40)에서 반사된 극자외선을 포토 레지스트(51)가 코팅된 기판(50)의 특정 영역으로 유도하여 노광 공정을 수행하게 된다. 상기 패터닝 디바이스(40)에는 오염 물질이 흡착되어 패터닝 오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 펠리클(41)을 부착하여 상기 패터닝 디바이스(40)를 보호하게 된다.
도 2는 일반적인 극자외선 광원부의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 일반적인 극자외선(EUV: Extreme Ultraviolet) 광원부(10)는 레이저 생성 플라즈마(LPP: Laser Produced Plasma) 소스로서 레이저 광원(11), 타겟 공급부(12), 집광부(13)를 구비하고 있다.
상기 레이저 광원(11)은 고출력 레이저 펄스를 출력하고 상기 타겟 공급부(12)는 주석, 리튬, 크세논 등 또는 이들의 화합물의 방울 입자를 떨어뜨리며, 상기 고출력 레이저 펄스와 상기 방울 입자가 충돌하면 상기 방울 입자의 원자가 이온화되어 플라즈마가 생성된다.
상기 생성된 플라즈마에서는 극자외선(EUV: Extreme Ultraviolet)이 방사되고 이러한 방사되는 극자외선을 상기 집광부(13)에서 집광하여 조명 광학부(20)로 방출하게 된다.
한편, 상기 플라즈마를 생성하는 과정에서 방울 입자에서 비산하는 입자가 발생하게 되고 이러한 비산하는 입자가 오염 입자가 되어 노광 장치의 렌즈 등 광학부와 패터닝 디바이스에 흡착되어 오염을 일으킬 수 있으므로, 극자외선을 사용하는 노광 장치에서는 상기 극자외선 광원부(10)에 발생하는 오염 입자가 각종 광학부와 패터닝 디바이스를 오염시키는 것을 방지할 필요가 있다.
상기 오염 입자는 플라즈마를 생성하는 과정에서 발생한다는 점에서 음(-)의 전하를 띄게 되는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
플라즈마 내에 플로팅(floating) 기판을 놓게 되면 상기 플로팅 기판에 전자, 이온, 중성원자가 충돌하게 되며, 전자가 상기 플로팅 기판에 충돌하여 축적되면 상기 플로팅 기판이 음(-) 전하를 띄게 되고, 이온이 상기 플로팅 기판에 충돌하여 축적되면 상기 플로팅 기판이 양(+) 전하를 띄게 된다.
그런데 플라즈마 내 이온의 밀도는 전자의 밀도와 유사하지만, 전자의 평균속도는 이온의 평균속도에 비하여 아주 크므로, 일반적으로 상기 플로팅 기판에 도달하는 전자의 수가 이온의 수보다 아주 많아지게 되어 상기 플로팅 기판에는 이온보다는 전자가 더 많이 축적되어 음(-) 전하를 띄게 된다.
또한 플라즈마 내에는 중성원자 또는 중성원자가 응집되어 형성되는 입자도 존재하게 되는데, 이와 같은 입자가 상기 플로팅 기판과 같은 역할을 하게 되어 이러한 입자도 음(-) 전하를 띄게 되며, 이러한 입자가 오염 입자로 작용하게 된다.
도 3은 종래의 극자외선 노광 장치의 구성도를 도시하고, 도 4는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 3, 도 4를 참조하면, 종래의 극자외선 노광 장치와 본 발명의 극자외선 노광 장치는 EUV 광원부(10), 조명 광학부(20), 투영 광학부(30)를 구비하고, 상기 EUV 광원부(10)는 극자외선을 발생시키고, 상기 조명 광학부(20)는 극자외선을 마스크 또는 레티클이라고 불리는 패터닝 디바이스(40)로 유도하고, 상기 패터닝 디바이스(40)는 상기 극자외선을 반사하고, 상기 투영 광학부(30)는 상기 패터닝 디바이스(40)에서 반사된 극자외선을 포토 레지스트(51)가 코팅된 기판(50)의 특정 영역으로 유도하여 노광 공정을 수행하게 된다. 상기 패터닝 디바이스(40)에는 오염 물질이 흡착되어 패터닝 오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 펠리클(41)을 부착하여 상기 패터닝 디바이스(40)를 보호하게 된다.
또한 종래의 극자외선 노광 장치는 EUV 광원부(10)에서 발생하는 오염 입자가 상기 조명 광학부(20)로 유입되거나 패터닝 디바이스(40)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 필터부를 구비하고 있으나, 상기 필터부는 상기 오염 입자가 빠져나가지 못하도록 밀폐하기 위한 수단으로서 상기 극자외선의 광경로에도 영향을 미치게 된다.
그러나 본 발명의 극자외선 노광 장치에서는 EUV 광원부(10)에서 발생하는 오염 입자가 상기 조명 광학부(20)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 메시 부재(21)를 그 사이에 구비하고 상기 메시 부재(21)에 인가하는 전압(Vp1)을 양(+)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자를 포집하게 된다.
결국 상기 메시 부재는 다공성 부재로서 EUV 광원부(10)에서 방출되는 극자외선의 광경로에 미치는 영향을 최소화하면서 오염 입자의 유입도 더욱 더 방지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 다른 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예인 극자외선 노광 장치는 EUV 광원부(10), 조명 광학부(20), 투영 광학부(30)를 구비하고, 상기 EUV 광원부(10)는 극자외선을 발생시키고, 상기 조명 광학부(20)는 극자외선을 마스크 또는 레티클이라고 불리는 패터닝 디바이스(40)로 유도하고, 상기 패터닝 디바이스(40)는 상기 극자외선을 반사하고, 상기 투영 광학부(30)는 상기 패터닝 디바이스(40)에서 반사된 극자외선을 포토 레지스트(51)가 코팅된 기판(50)의 특정 영역으로 유도하여 노광 공정을 수행하게 된다.
또한 EUV 광원부(10)에서 발생하는 오염 입자가 상기 조명 광학부(20)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 메시 부재(21)를 그 사이에 구비하고 상기 메시 부재(21)에 인가하는 전압(Vp1)을 양(+)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자를 포집하거나, 또는 상기 메시 부재에 인가하는 전압(Vp1)을 음(-)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자를 밀어내게 된다.
상기 조명 광학부(20)와 패터닝 디바이스(40) 사이에도 메시 부재(22)를 구비하고 상기 메시 부재(22)에 인가하는 전압(Vp2)을 양(+)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자가 상기 패터닝 디바이스(40)로 유입되지 않도록 포집하게 된다.
상기 메시 부재(21)에 인가되는 양(+) 또는 음(-)의 전압(Vp1)과 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)에 의해서 오염 입자를 일차적으로 포집 또는 차단하고 상기 조명 광학부(20) 내로 유입된 오염 입자는 포집할 수 있고, 상기 오염 입자의 운동량을 고려하여 상기 메시 부재(21)에 인가되는 양(+) 또는 음(-)의 전압(Vp1)의 절대치와 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치가 서로 다르게 설정될 수 있는데, 상기 EUV 광원부(10)에서 발생하여 방출되는 오염 입자의 운동량이 더 클 수 있다는 점에서 상기 메시 부재(21)에 인가되는 양(+) 또는 음(-)의 전압(Vp1)의 절대치가 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치보다 더 크게 설정되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 또 다른 일실시예의 전체적인 구성도를 도시한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예인 극자외선 노광 장치는 EUV 광원부(10), 조명 광학부(20), 투영 광학부(30)를 구비하고, 상기 EUV 광원부(10)는 극자외선을 발생시키고, 상기 조명 광학부(20)는 극자외선을 마스크 또는 레티클이라고 불리는 패터닝 디바이스(40)로 유도하고, 상기 패터닝 디바이스(40)는 상기 극자외선을 반사하고, 상기 투영 광학부(30)는 상기 패터닝 디바이스(40)에서 반사된 극자외선을 포토 레지스트(51)가 코팅된 기판(50)의 특정 영역으로 유도하여 노광 공정을 수행하게 된다.
또한 EUV 광원부(10)에서 발생하는 오염 입자가 상기 조명 광학부(20)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 메시 부재(21)를 그 사이에 구비하고 상기 메시 부재에 인가하는 전압(Vp1)을 음(-)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자를 밀어내게 된다.
상기 조명 광학부(20)와 패터닝 디바이스(40) 사이에도 메시 부재(22)를 구비하고 상기 메시 부재(22)에 음(-)의 전압(Vp2)을 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자가 상기 패터닝 디바이스(40)로 유입되지 않도록 차단하게 된다.
상기 조명 광학부(20)와 패터닝 디바이스(40) 사이에도 메시 부재(22)를 구비하고 상기 메시 부재(22)에 인가하는 전압(Vp2)을 양(+)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자가 상기 패터닝 디바이스(40)로 유입되지 않도록 포집하게 된다.
상기 메시 부재(21)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp1)과 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)에 의해서 오염 입자를 일차적으로 차단하고 상기 조명 광학부(20) 내로 유입된 오염 입자는 포집할 수 있고, 상기 오염 입자의 운동량을 고려하여 상기 메시 부재(21)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp1)의 절대치와 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치가 서로 다르게 설정될 수 있는데, 상기 EUV 광원부(10)에서 발생하여 방출되는 오염 입자의 운동량이 더 클 수 있다는 점에서 상기 메시 부재(21)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp1)의 절대치가 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치보다 더 크게 설정되는 것이 바람직하다.
상기 패터닝 디바이스(40)에는 오염 입자가 흡착되어 패터닝 오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 펠리클(41)을 부착하여 상기 패터닝 디바이스(40)를 보호하게 되는데, 상기 펠리클(41)에도 인가하는 전압(Vp3)을 음(-)의 전압으로 인가하여 음(-) 전하를 띄는 오염 입자가 상기 펠리클(41)에 흡착되어 패터닝 오류를 일으키는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 패터닝 디바이스(40)에 오염 물질이 흡착되어 패터닝 오류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 펠리클(41)을 부착하더라도 상기 펠리클(41)에 흡착되는 오염 입자의 크기가 10 ~ 20 마이크로미터 정도 이상이 되면 패터닝 오류를 일으키게 되므로, 상기 펠리클(41)에 인가하는 전압(Vp3)을 음(-)의 전압으로 인가하여 상기 펠리클(41)에 오염 입자가 흡착되는 것을 방지함으로써 패터닝 오류를 일으키는 것을 더욱 더 방지할 수 있게 된다.
상기 메시 부재(21)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp1)과 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)에 의해서 오염 입자를 이중으로 차단하고, 상기 펠리클(41)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp3)에 의해서 오염 입자가 상기 펠리클(41)에 흡착되는 것을 방지할 수 있고, 상기 오염 입자의 운동량을 고려하여 상기 메시 부재(21)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp1)의 절대치, 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치, 상기 펠리클(41)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp3)의 절대치가 서로 다르게 설정될 수 있는데, 상기 EUV 광원부(10)에서 발생하여 방출되는 오염 입자의 운동량이 더 클 수 있다는 점에서 상기 메시 부재(21)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp1)의 절대치가 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치와 상기 펠리클(41)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp3)의 절대치보다 더 크게 설정되는 것이 바람직하고, 상기 메시 부재(22)에 인가되는 양(+)의 전압(Vp2)의 절대치가 상기 펠리클(41)에 인가되는 음(-)의 전압(Vp3)의 절대치보다 더 크게 설정되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 메시 부재에 인가되는 음(-)의 펄스 전압 파형을 도시하고, 도 8은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 메시 부재에 인가되는 양(+)의 펄스 전압 파형을 도시한다.
도 7, 도 8을 참조하면, 상기 메시 부재(21)에 인가되는 전압(Vp1)은 양(+) 또는 음(-)의 펄스 전압(Vp+, Vp-)이고, 상기 메시 부재(22)에 인가되는 전압(Vp2)도 양(+) 또는 음(-)의 펄스 전압 펄스 전압(Vp+, Vp-)이며, 상기 펠리클(41)에 인가되는 전압(Vp3)은 음(-)의 펄스 전압 펄스 전압(Vp-)으로 인가될 수 있으며, 상기 메시 부재(21)에 인가되는 전압(Vp1), 상기 메시 부재(22)에 인가되는 전압(Vp2), 상기 펠리클(41)에 인가되는 전압(Vp3)을 펄스 전압으로 인가하는 경우 듀티비를 서로 다르게 조절하여 음(-) 또는 양(+)으로 있는 시간(t1)을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
특히, 듀티비를 조절하는 경우, 상기 메시 부재(21)에 인가되는 전압(Vp1)이 상기 메시 부재(22)에 인가되는 전압(Vp2)과 상기 펠리클(41)에 인가되는 전압(Vp3)보다 양(+) 또는 음(-)으로 있는 시간(t1)이 더 크게 설정되는 것이 바람직하고, 상기 메시 부재(22)에 인가되는 전압(Vp2)이 상기 펠리클(41)에 인가되는 전압(Vp3)보다 양(+) 또는 음(-)으로 있는 시간(t1)이 더 크게 설정되는 것이 바람직하다.
도 9은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 일실시예의 구체적인 구성도를 도시고, 도 10는 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 다른 일실시예의 구체적인 구성도를 도시하며, 도 11은 본 발명의 극자외선 노광 장치의 패터닝 디바이스에 부착되는 펠리클의 또 다른 일실시예의 구체적인 구성도를 도시한다.
도 9, 도 10, 도 11을 참조하면, 패터닝 디바이스(40)에 부착되는 펠리클(41)은 다층막으로 형성될 수 있고, 상기 다층막으로는 일반적으로 캐핑층(41a), EUV 투과층(41b), 열방출층(41c)을 포함할 수 있으며, 이외에도 상기 층들을 교대로 복수개 적층하여 형성할 수도 있다.
상기 캐핑층(41a)은 열방출과 내화학성이 우수한 물질로서 티타늄(Ti), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 몰리브데넘(Mo), 크롬(Cr), 코발트(Co), 붕소(B), 탄 소(C), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 또는 탄소 나노 구조체 등을 포함할 수 있고, 상기 EUV 투과층(41b)은 극자외선에 대한 투과도가 높은 물질로서 베릴륨(Be), 붕소(B), 탄소(C), 실리콘/규소(Si), 인(P), 황(S), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 스칸듐(Sc), 브로민(Br), 루비듐(Rb), 스트론튬(Sr), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브데넘(Mo), 바륨(Ba), 란타넘(La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 우라늄(U) 등을 포함할 수 있으며, 상기 열방출층(41c)은 펠리클의 냉각효과를 높일 수 있는 물질로서 금속 또는 탄소 나노 구조체 등을 포함할 수 있다.
상기 다층막으로 형성되는 펠리클(41)은 패터닝 디바이스(40)에 부착되어 오염 물질이 상기 패터닝 디바이스(40)에 흡착되어 패터닝 오류가 발생하는 것을 방지하게 되지만, 상기 펠리클(41)에 흡착되는 오염 입자의 크기가 10 ~ 20 마이크로미터 정도 이상이 되면 역시 패터닝 오류를 일으키게 되므로, 상기 펠리클(41)에도 음(-)의 전압(Vp3)을 인가하여 상기 펠리클(41)에 오염 입자가 흡착되는 것을 방지함으로써 패터닝 오류를 일으키는 것을 더욱 더 방지할 수 있게 된다.
특히 다층막으로 형성되는 펠리클(41)에 인가하는 전압(Vp3)을 음(-)의 전압으로 인가하는 경우 적어도 하나의 도전성을 갖는 층에 음(-)의 전압을 인가할 수 있고, 상기 캐핑층(41a) 또는 열방출층(41c)에 음(-)의 전압을 인가하는 것이 바람직하다.
한편, 도면에 구체적으로 도시된 바는 없으나, 상기 펠리클(41)은 다층막으로 형성되는 펠리클막과 상기 펠리클막을 지지하는 프레임으로 구성될 수 있는데, 상기 펠리클막의 다층막을 구분하여 전압(Vp3)을 인가하기 보다는 펠리클막의 다층막을 구분하지 않고 펠리클막 전체에 전압(Vp3)을 인가할 수도 있다.
10: EUV 광원부
11: 레이저 광원
12: 타겟 공급부
13: 집광부
20: 조명 광학부
21, 22: 메시 부재
30: 투영 광학부
40: 패터닝 디바이스
41: 펠리클
41a: 캐핑층
41b: EUV 투과층
41c: 열방출층
50: 기판
51: 포토 레지스트
11: 레이저 광원
12: 타겟 공급부
13: 집광부
20: 조명 광학부
21, 22: 메시 부재
30: 투영 광학부
40: 패터닝 디바이스
41: 펠리클
41a: 캐핑층
41b: EUV 투과층
41c: 열방출층
50: 기판
51: 포토 레지스트
Claims (13)
- 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치에 있어서,
극자외선 광원부,
상기 극자외선 광원부로부터 생성되는 광을 패터닝 디바이스로 유도하는 조명 광학부,
상기 극자외선 광원부와 상기 조명 광학부 사이에 설치되는 제 1 오염 입자 포집부,
상기 패터닝 디바이스로부터 반사되는 광을 광 감응 층이 적층된 기판으로 유도하제 1 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되고 제 1 오염 입자 포집부는 다공성 부재로 형성되고,
상기 패터닝 디바이스 상부에 부착되는 펠리클을 더 포함하고,
상기 펠리클에 음(-)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
제 1 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 조명 광학부와 상기 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 제 2 오염 입자 포집부를 더 포함하고,
제 2 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 제 3 항에 있어서,
제 1 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압의 절대치가 제 2 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압의 절대치보다 큰 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 제 3 항에 있어서,
제 1 오염 입자 포집부와 제 2 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 펠리클에 인가되는 음(-)의 전압을 음(-)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치에 있어서,
극자외선 광원부,
상기 극자외선 광원부로부터 생성되는 광을 패터닝 디바이스로 유도하는 조명 광학부,
상기 극자외선 광원부와 상기 조명 광학부 사이에 설치되는 오염 입자 차단부,
상기 조명 광학부와 상기 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 오염 입자 포집부를 포함하고,
상기 오염 입자 차단부에 음(-)의 전압이 인가되고, 상기 오염 입자 포집부에 양(+)의 전압이 인가되고 상기 오염 입자 차단부 또는 상기 오염 입자 포집부는 다공성 부재로 형성되고,
상기 패터닝 디바이스 상부에 부착되는 펠리클을 더 포함하고,
상기 펠리클에 음(-)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 오염 입자 차단부에 인가되는 음(-)의 전압을 음(-)의 펄스 전압으로 인가하고, 상기 오염 입자 포집부에 인가되는 양(+)의 전압을 양(+)의 펄스 전압으로 인가하는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능을 갖는 극자외선 노광 장치.
- 극자외선 광원부와 조명 광학부 사이에 설치되는 오염 입자 포집부에 있어서,
극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자가 조명 광학부로 유입되는 것을 차단하기 위한 다공성 부재,
상기 다공성 부재에 양(+)의 전압을 인가하는 전원 입력부를 포함하고,
상기 극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자는 음(-)으로 대전되어 상기 다공성 부재에 양(+)의 전압이 인가되는 경우 조명 광학부로 유입되는 것이 차단되어 포집되고,
패터닝 디바이스 상부에 부착되는 펠리클을 더 포함하고,
상기 펠리클에 음(-)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 극자외선 광원부와 조명 광학부 사이에 설치되는 오염 입자 포집부.
- 극자외선 광원부와 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 오염 입자 포집부에 있어서,
극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자가 패터닝 디바이스로 유입되는 것을 차단하기 위한 다공성 부재,
상기 다공성 부재에 양(+)의 전압을 인가하는 전원 입력부를 포함하고,
상기 극자외선 광원부로부터 발생되는 오염 입자는 음(-)으로 대전되어 상기 다공성 부재에 양(+)의 전압이 인가되는 경우 패터닝 디바이스로 유입되는 것이 차단되어 포집되고,
상기 패터닝 디바이스 상부에 부착되는 펠리클을 더 포함하고,
상기 펠리클에 음(-)의 전압이 인가되는 것을 특징으로 극자외선 광원부와 패터닝 디바이스 사이에 설치되는 오염 입자 포집부. - 삭제
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