KR102659532B1 - Euv 리소그래피용 펠리클 프레임 - Google Patents

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KR102659532B1 KR1020227037073A KR20227037073A KR102659532B1 KR 102659532 B1 KR102659532 B1 KR 102659532B1 KR 1020227037073 A KR1020227037073 A KR 1020227037073A KR 20227037073 A KR20227037073 A KR 20227037073A KR 102659532 B1 KR102659532 B1 KR 102659532B1
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

펠리클 프레임은 다음의 것을 포함한다: 제1 부분; 및 복수의 제2 부분. 제1 부분은 펠리클의 테두리에 대한 연결을 위한 것이다. 제1 부분은 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체를 포함한다. 복수의 제2 부분은 패터닝 디바이스에 대한 연결을 위한 것이다. 제1 부분 및 복수의 제2 부분은 모두 제1 재료로 형성된다. 제2 부분 각각은 제1 재료로 형성되는 스프링 부분에 의해 제1 부분에 연결된다. 그러한 펠리클 프레임은, 제1 부분, 복수의 제2 부분 및 스프링 부분이 모두 동일한 재료로 형성되기 때문에, 유리하다. 이것은 펠리클 프레임의 제조를 상당히 단순화시킨다. 예를 들면, 펠리클 프레임의 모든 부분은 함께 일체로 형성될 수도 있다.

Description

EUV 리소그래피용 펠리클 프레임
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2020년 4월 23일자로 출원된, 그리고 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 EP 출원 제20170977.1호의 우선권을 주장한다.
분야
본 발명은 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 리소그래피 장치 내에서의 사용에 적합한 펠리클 프레임(pellicle frame)에 관한 것이다. 펠리클 프레임은 레티클 또는 마스크에 대한 펠리클의 연결을 용이하게 할 수도 있다. 본 발명은 또한 펠리클 프레임을 포함하는 펠리클 어셈블리 및 상기 펠리클 어셈블리를 포함하는 마스크 어셈블리에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로 적용하도록 구성되는 머신이다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 집적 회로(integrated circuit; IC)의 제조에서 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들면, 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)로부터 기판 상에 제공되는 방사선 감응 재료(레지스트)의 층 상으로 패턴을 투영할 수도 있다.
기판 상으로 패턴을 투영하기 위해 리소그래피 장치에 의해 사용되는 방사선(radiation)의 파장은, 그 기판 상에서 형성될 수 있는 피쳐(feature)의 최소 사이즈를 결정한다. 범위 4 내지 20 nm 이내의 파장을 갖는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 종래의 리소그래피 장치(이것은, 예를 들면, 193 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선을 사용할 수도 있음)보다 더 작은 피쳐를 기판 상에서 형성하기 위해 사용될 수도 있다.
리소그래피 장치에서 방사선 빔에 패턴을 부여하기 위해 사용되는 패터닝 디바이스(예를 들면, 마스크)는 마스크 어셈블리의 일부를 형성할 수도 있다. 마스크 어셈블리는 입자 오염(particle contamination)으로부터 패터닝 디바이스를 보호하는 펠리클을 포함할 수도 있다. 펠리클은 펠리클 프레임에 의해 지지될 수도 있다.
종래 기술과 관련되는 하나 이상의 문제를 제거하거나 또는 완화하는 장치를 제공하는 것이 바람직할 수도 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 펠리클 프레임이 제공되는데, 펠리클 프레임은: 펠리클의 테두리(border)에 대한 연결을 위한 제1 부분 - 제1 부분은 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체(body)를 포함함 - ; 및 패터닝 디바이스에 대한 연결을 위한 복수의 제2 부분을 포함하고; 제1 부분 및 복수의 제2 부분은 모두 제1 재료로 형성되고; 제2 부분 각각은 제1 재료로 형성되는 스프링 부분에 의해 제1 부분에 연결된다.
본 발명의 제1 양태에 따른 펠리클 프레임은, 제1 부분, 복수의 제2 부분 및 스프링 부분이 모두 동일한 재료, 즉 제1 재료로 형성되기 때문에, 유리하다. 이것은 펠리클 프레임의 제조를 상당히 단순화시킨다. 예를 들면, 펠리클 프레임의 모든 부분은 함께 일체로 형성될 수도 있다.
이것은, 펠리클의 테두리에 대한 연결을 위한 것인 제1 부분이 하나의 재료(예를 들면, 실리콘)로 형성되고 패터닝 디바이스에 대한 연결을 위한 복수의 제2 부분이 다른 재료(예를 들면, 티타늄 또는 티타늄 합금)로 형성되게 되는 기존 배열체(arrangement)와는 대조적이다. 그러한 기존 배열체는, 부품이 별도로 제조되어야 하고 그 다음 함께 조립되어야 하기 때문에, 제조하기가 훨씬 더 복잡하다. 결과적으로, 이것은 (본 발명의 제1 양태에 따른 펠리클 프레임에 비해) 그러한 기존 펠리클 프레임을 제조하는 비용을 상당히 증가시킨다. 이것은, EUV 리소그래피 장치에서의 사용을 위한 펠리클 프레임에 대한 다소 엄격한 요건의 결과로서 이들 별개의 부품의 조립이 간단하지 않기 때문에, 특히 사실이다.
첫째, 펠리클 프레임(및 펠리클 프레임을 포함하는 결과적으로 나타나는 펠리클 어셈블리)은, 사용 중에 부착될 패터닝 디바이스(레티클)를 오염시킬 위험성을 감소시키기 위해서는, 깨끗한 것이 중요하다. 예를 들면, 펠리클 프레임 상의 입자의 수가 원하는 입자 임계치 미만일 것을 보장하는 것이 바람직할 수도 있다(바람직하게는 펠리클 프레임 상에 입자가 배치되지 않을 것임). 이것을 달성하기 위해, 펠리클 프레임의 구성 부품(component part)은, 그들이 조립될 때까지, 청정 환경에서 유지될 수도 있다. 조립은 청정 환경에서 달성될 수도 있다. 이들 청정 환경은 진공 조건 하에서 유지될 수도 있다. 복수의 청정 환경(또는 증가된 사이즈의 청정 환경)을 유지하는 것은 제조의 비용을 증가시킬 것이다. 또한, 청정 환경 내에서의 조립은 까다롭다.
둘째, 사용시, 펠리클 프레임은 레티클 스테이지에 의해 지지될 레티클에 부착될 것이다. 패터닝 디바이스 및 웨이퍼가 EUV 방사선 빔을 통해 동기식으로 스캐닝되는, 스캐너로서 지칭되는 리소그래피 장치의 경우, 레티클 스테이지, 및 그것에 부착되는 펠리클 프레임은 상당한 가속을 받게 될 것이다. 이동하는 마스크 어셈블리의 모든 부품은, 그들이 이들 큰 가속에도 불구하고 연결된 상태를 유지하도록, 충분히 잘 연결되는 것이 중요하다. 이러한 이유 때문에, 함께 연결되는 부분들의 총 수를 감소시키는 것이 바람직할 수도 있다. 본 발명의 제1 양태에 따른 새로운 펠리클 프레임은 이것을 달성한다.
각각의 스프링 부분은 제1 부분 및 복수의 제2 부분의 치수보다 더 작은 치수를 갖는 제1 재료의 부분을 포함할 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
몇몇 실시형태에서, 제1 재료는 10*10-6 K-1 미만, 바람직하게는 10-6 K-1 미만인 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion; CTE)를 가질 수도 있다. 제1 재료는 탄성이 있을 수도 있다. 제1 재료는 연성일 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 제1 재료는 100GPa보다 더 큰 영률(Youngs modulus)을 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 제1 재료는 1000 MPa 미만, 바람직하게는 900 MPa 미만의 항복 응력(yield stress)을 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 제1 재료는 5000 kg/m3 미만, 더욱 바람직하게는 1500 kg/m3 미만의 밀도를 가질 수도 있다. 제1 재료 속성은, 예컨대, 400 pm 이하의 이미지 영역에서 레티클 변형(reticle deformation)을 보장하도록 선택된다. 제1 재료는 진공 환경에서의 사용에 적합할 수도 있다. 제1 재료는 EUV 리소그래피 장치 내의 환경에서의 사용에 적합할 수도 있다.
제1 재료는 티타늄을 포함할 수도 있다.
예를 들면, 제1 재료는 티타늄 합금일 수도 있다. 예를 들면, 제1 재료는 등급 5 티타늄(titanium grade 5)을 포함할 수도 있다. 등급 5 티타늄은 Ti6Al4V, Ti-6Al-4V 또는 Ti 6-4로서 또한 지칭될 수도 있다. 등급 5 티타늄은 6 % 알루미늄(Al), 4 % 바나듐(V) 및 미량의 철 및 산소를 포함하고; 나머지는 티타늄을 포함한다.
제1 재료는 적어도 50 % 티타늄을 포함할 수도 있다. 제1 재료는 적어도 70 % 티타늄을 포함할 수도 있다. 제1 재료는 적어도 85 % 티타늄을 포함할 수도 있다.
티타늄은 진공 환경에서의 사용에 적합하며, 특히, 그것은 EUV 리소그래피 장치 내의 환경에서의 사용에 적합하다. 또한, 티타늄은 스프링 부분을 제공하기에 그리고 펠리클 프레임은 그것이 사용 동안 파손될 수도 있을 정도로 그렇게 무르지 않다는 것을 보장하기에 충분히 탄성이 있다.
네 개의 제2 부분이 있을 수도 있는데, 각각의 제2 부분은 스프링 부분에 의해 제1 부분에 연결된다.
네 개의 제2 부분 각각은 제1 부분의 코너에 근접할 수도 있다.
제2 부분 중 두 개는 제1 부분의 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체의 하나의 측면 상에서 제공될 수도 있고, 제2 부분 중 다른 두 개는 제1 부분의 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체의 반대쪽 측면 상에서 제공될 수도 있다.
복수의 제2 부분 각각은, 펠리클 프레임의 메인 평면(main plane)에서 제2 부분 각각이 직사각형이도록, 일반적으로 직육면체의 본체(cuboidal body)를 포함할 수도 있다.
따라서, 제2 부분 각각은 패터닝 디바이스의 표면에 접착될 수 있는 일반적으로 직사각형의 표면을 제공한다.
스프링 부분 각각은 이동 방향에서 제1 부분 및 제2 부분의 약간의 상대적인 이동을 허용하도록 구성될 수도 있다.
스프링 부분 각각은 일반적으로 직육면체의 본체를 포함할 수도 있다. 스프링 부분의 치수 중 하나는, 각각의 스프링 부분이 일반적으로 평면이도록, 다른 두 개의 치수보다 상당히 더 작을 수도 있다. 특히, 그 이동 방향에서의 스프링 부분의 치수는 스프링 부분의 다른 두 개의 치수보다 상당히 더 작을 수도 있다.
펠리클 프레임의 평면에서, 스프링 부분 각각은 제1 부분으로부터 제2 부분 중 하나로의 연결 방향에서 연장되는 제1 재료의 부분을 포함할 수도 있는데, 스프링 부분은, 이동 방향에서 제2 부분 및 제1 부분의 약간의 상대적인 이동을 허용하기 위해, 펠리클 프레임의 평면 내에 있으며 연결 방향에 수직인 이동 방향에서 더 작은 치수를 갖는다.
즉, 각각의 스프링 부분은, 연결 방향에서 제1 부분으로부터 제2 부분 중 하나로 연장되는 제1 재료의 상대적으로 얇은 부분이다.
사용시, 스프링 부분에 의해 제공되는 이동 및 유연성은 제2 부분이 연결되는 패터닝 디바이스에 대한 펠리클 프레임의 굴곡을 허용한다. 이것은 패터닝 디바이스, 펠리클 프레임 및 펠리클의 시차 열팽창(differential thermal expansion)을 수용할 수 있다. 이것은, 펠리클 프레임에서 발생하는 잠재적으로 손상을 끼치는 열 응력(potentially damaging thermal stress)(이것은 펠리클을 손상시킬 수도 있음) 및 패터닝 디바이스에서 발생하는 잠재적으로 손상을 끼치는 열 응력(이것은 웨이퍼 상으로 이미징되고 있는 패턴을 왜곡시킬 수도 있음)을 감소시키기 때문에, 유리하다. 그것은, 펠리클을 패터닝 디바이스에 연결하는 접착제(즉, 펠리클 프레임의 제1 부분과 펠리클 사이의 접착제 층; 및 펠리클 프레임의 제2 부분 각각과 패터닝 디바이스 사이의 접착제 층)에 대한 부하를 또한 감소시킨다.
스프링 부분 각각이 일반적으로 직육면체의 본체를 포함하지만, 이동 방향에서의 이 본체의 치수는 다른 두 개의 치수보다 상당히 더 작다. 특히, 스프링 부분의 치수는, 스프링 부분이 이동 방향에서의 제2 부분 및 제1 부분의 약간의 상대적인 이동을 허용하도록 하는 그러한 것이다. 이것을 달성하기 위한 적합한 치수는, 일반적으로, 제1 재료(예를 들면, 티타늄 또는 티타늄 합금)의 탄성 속성에 의존할 것이다는 것이 인식될 것이다.
펠리클 프레임의 평면에 수직인 방향에서의 스프링 부분의 치수는, 바람직하게는, 펠리클 프레임의 평면 밖으로의 복수의 제2 부분과 제1 부분 사이의 임의의 상대적 이동을 방지하기 위해, 또는 적어도 상당히 감소시키기 위해, 충분히 크다.
일반적으로, 각각의 스프링 부분은 상이한 이동 방향을 가질 수도 있다.
대각선 방향으로 대향된 스프링 부분의 각각의 쌍은, 두 개의 스프링 부분이 제1 이동 방향을 가지고 두 개의 스프링 부분이 제2 이동 방향을 가지도록, 동일한 이동 방향을 가질 수도 있다.
스프링 부분 각각은, 그것의 이동 방향이 일반적으로 제1 부분의 중심을 향해 지향되도록 구성될 수도 있다.
이것은, 각각의 스프링 부분이 제2 부분(즉, 사용시, 각각의 스프링 부분이 패터닝 디바이스에 연결되는 포지션) 각각의 부근에서 펠리클 프레임, 및 여하한의 부착된 펠리클이, 제1 부분의 중심을 통과하는 방향으로 이동하는 것을 허용한다는 것을 의미하기 때문에, 유리하다. 이것은 펠리클 프레임(및 펠리클 어셈블리)이, 자신이 부착되는 패터닝 디바이스를 기준으로 회전하지 않으면서, 모든 방향에서 동등하게 확장되는 것을 허용하는데, 이것은 유익하다. 따라서, 그러한 배열체를 통해, (펠리클 프레임이 부착되는 패터닝 디바이스의 온도를 기준으로) 펠리클 프레임의 균일한 가열이 있다면, 패터닝 디바이스에 대한 펠리클 프레임의 방위 및 중심 포지션은 동일하게 유지될 것이다.
스프링 부분 각각은, 그것의 연결 방향이, 그것이 연결되는 제2 부분 상의 중심 지점을 통해 연장되도록 구성될 수도 있다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 스프링 부분이 스프링을 형성하는데, 예를 들면, 제1 스프링 부분 및 제2 스프링 부분이 스프링을 형성할 수도 있다. 스프링은, 예를 들면, 프레임이 가열되고 열 뒤틀림(thermal distortion)을 가질 때 레티클로부터의 프레임의 기계적 분리(mechanical decoupling)를 보장한다. 기계적 분리는 최소의 힘 및 모멘트가 레티클에 인가되는 것을 보장한다. 프레임은, 예를 들면, 레티클 상의 네 개 지점에서 스프링을 사용하여 구속될 수도 있다.
스프링은 판스프링(leaf spring), 예를 들면, 단일의 또는 이중 판스프링일 수도 있다. 바람직하게는 스프링은 단일의 판스프링이고, 그 결과, 스프링 모멘트는 실질적으로 감소되고 레티클 변형은 레티클의 x-y 평면에서 보다는 오히려 z 방향에서 발생한다.
스프링은 프레임의 열 중심(thermal center)을 향해 방위가 정해질 수도 있다. 열 중심은 온도 변화가 가해질 때 변위를 갖지 않는 프레임의 지점이다. 스프링이 열 중심을 향하여 방위가 정해지는 것의 이점은, 프레임 변형, 응력 및 스트레인(strain)이 열 중심을 중심으로 대칭이라는 것이다. 스프링은, 프레임의 열 중심이 대칭의 중심과 중첩하여 중간에 있도록, 프레임 내에서 회전될 수도 있다.
제2 부분 각각은 제1 부분의 일반적으로 중공의 직사각형 본체의 외부에 배치될 수도 있다.
펠리클 프레임은 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체로부터의 복수의 측면 돌출부(side protrusion)를 더 포함할 수도 있다. 각각의 측면 돌출부는 제1 재료로 형성될 수도 있다. 각각의 측면 돌출부 및 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체는 어퍼쳐(aperture)를 정의할 수도 있고 복수의 제2 부분 각각은 상기 어퍼쳐 중 하나에서 배치될 수도 있다.
즉, 제1 부분과 함께 각각의 측면 돌출부는 제2 부분 중 하나(및 그것의 대응하는 스프링 부분) 주위에서 프레임을 형성한다.
측면 돌출부는 제1 부분과 일체로 형성될 수도 있다. 일반적으로 직사각형의 제1 부분으로부터의 각각의 측면 돌출부는 일반적으로 중공의 삼각형의 형태를 가질 수도 있다. 각각의 제2 부분과 측면 돌출부 및/또는 제1 부분 사이에는 간극 갭(clearance gap)이 제공될 수도 있다. 이 간극 갭은 이동 방향에서 각각의 제2 부분과 제1 부분 사이의 약간의 제한된 이동을 허용한다. 그러나, 측면 돌출부는 실질적으로 강성이 되도록 충분히 큰 치수를 가질 수도 있다. 따라서, 측면 돌출부는 이동 방향에서 각각의 제2 부분과 제1 부분 사이의 이동의 범위를 제한하기 위한 물리적 정지부(physical stop)로서 작용할 수 있다. 유리하게는, 이것은 스프링 부분의 고장(failure)을 방지할 수도 있다. 펠리클 프레임의 핸들링 동안, 예를 들면, 펠리클 어셈블리 및/또는 마스크 어셈블리 안으로의 그것의 설치 동안, 그러한 고장의 위험이 있을 수도 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 펠리클 어셈블리가 제공되는데, 펠리클 어셈블리는: 본 발명의 제1 양태에 따른 펠리클 프레임; 및 펠리클을 포함하고, 펠리클은: 중공이며 일반적으로 직사각형인 테두리 부분; 및 테두리 부분에 의해 경계가 정해지는 멤브레인(membrane)을 포함하고; 펠리클의 테두리 부분은 펠리클 프레임의 제1 부분에 부착된다.
펠리클의 테두리 부분은 펠리클 프레임의 제1 부분의 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체에 부착될 수도 있다.
펠리클의 테두리 부분은, 펠리클 프레임이 형성되는 제1 재료와는 상이한 제2 재료로 형성될 수도 있다.
펠리클의 테두리 부분은 실리콘으로 형성될 수도 있다.
기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 펠리클은 일반적으로 직사각형의 실리콘 기판 상의 하나 이상의 얇은 층의 재료의 증착에 의해 형성될 수도 있다. 실리콘 기판은 펠리클의 구성의 이 스테이지(stage) 동안 하나 이상의 얇은 층을 지지한다. 일단 층의 원하는 또는 목표 두께 및 조성이 적용되면, 실리콘 기판의 중앙 부분은 에칭에 의해 제거된다(이것은 백 에칭으로 지칭될 수도 있음). 직사각형 실리콘 기판의 주변 부분은 에칭되지 않는다(또는 대안적으로 중앙 부분보다 더 적은 정도까지 에칭된다). 이 주변 부분은 최종 펠리클의 테두리 부분을 형성하고, 한편 하나 이상의 얇은 층은 펠리클의 멤브레인(이것은 테두리 부분에 의해 경계가 정해짐)을 형성한다.
그러한 펠리클은 일반적으로 더 단단한 펠리클 프레임으로부터의 약간의 지지를 필요로 한다. 펠리클 프레임은 다음의 두 가지 기능을 제공한다: (a) 그것은 펠리클을 지지하고, 또한, 펠리클 멤브레인에 장력을 인가할(tension) 수도 있음; 및 (b) 그것은 패터닝 디바이스(레티클)에 대한 펠리클의 연결을 용이하게 함. 펠리클 및 레티클의, 이들 구성요소가 사용 중에 경험하는 동작 온도의 범위에 걸친 상이한 열 팽창을 허용하기 위한 약간의 유연성을 제공하기 위해, 충분히 탄성이 있는 그리고 EUV 리소그래피 장치 내의 조건에서의 사용에 적합한, 패터닝 디바이스에 대한 연결을 위한 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 하나의 적합한 재료는 티타늄이다. 펠리클 프레임의 메인의 중공의 직사각형 부분이 일반적으로 테두리 부분에 접착되기 때문에, 알려진 어셈블리에서, 펠리클 프레임의 이러한 메인의 중공의 직사각형 부분은, 그 열 속성이 펠리클의 테두리 부분의 것들과 일반적으로 매칭하는 재료로 형성된다. 예를 들면, 일반적으로 실리콘이 사용된다. 이들 이유 때문에, 알려진 펠리클 프레임은, 펠리클에 접착되는 메인 실리콘 본체 및 이 메인 본체의 측면에 접착되는 네 개의 티타늄 부착 메커니즘을 포함한다.
실리콘 및 티타늄의 아주 상이한 열 속성(티타늄은 실리콘의 대략 네 배의 열팽창 계수를 가짐)에 기인하여, 펠리클 프레임의 메인 본체에 대해, 실리콘의 것들과는 상이한 열 속성을 갖는 (예를 들면, 티타늄과 같은) 재료를 사용하는 것에 대해 기술 분야에서는 상당한 편견이 있다. 이것에 대한 이유는, 펠리클 어셈블리의 온도가 변화함에 따라, 프레임 및 테두리의 시차 열팽창은 펠리클 어셈블리로 하여금 휘게 하거나 또는 뒤틀리게 할 것이다는 것이다. 결과적으로, 이것은 패터닝 디바이스에게 응력을 인가할 수도 있는데, 이것은 증가된 오버레이와 같은 이미징 에러로 이어질 수도 있다. 그러나, 놀랍게도, 본 발명자는, 새로운 펠리클 프레임을 사용하는 경우 알려진 펠리클 프레임을 사용할 때보다 오버레이가 더 나쁘지 않다는 것을 발견하였다. 따라서, 새로운 펠리클 프레임은 이미징 성능을 저하시키지 않으면서 더 간단하고 더 적은 비용이 드는 배열체를 제공한다.
펠리클의 테두리 부분은 접착제에 의해 펠리클 프레임의 제1 부분에 부착될 수도 있다.
접착제는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 기반의 접착제일 수도 있다.
대안적으로, 접착제는 에폭시 접착제일 수도 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 마스크 어셈블리가 제공되는데, 마스크 어셈블리는: 본 발명의 제2 양태에 따른 펠리클 어셈블리; 및 패터닝 디바이스를 포함하고, 펠리클 프레임의 복수의 제2 부분은 패터닝 디바이스에 부착된다.
본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 어셈블리는, 이제 논의되는 바와 같이, 패터닝 디바이스에 부착되며 펠리클 어셈블리와 맞물리는 중간 고정 부재(스터드로서 알려져 있음)를 통상적으로 사용하는 알려진 배열체에 비해 특히 유리하다.
본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 어셈블리는, (패터닝 디바이스에 부착되는) 스터드와 같은 중간 고정 부재(intermediary fixing member) 및 중간 고정 부재(스터드)와 맞물릴 결합 메커니즘(engagement mechanism)(펠리클 어셈블리 상에 제공됨)을 사용하는 마스크 어셈블리보다 더 적은 구성요소를 포함한다. 따라서, 유리하게는, 본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 어셈블리는 제조하기가 상대적으로 간단할 수도 있다. 더 적은 수의 구성요소 및 더 간단한 제조 절차는 더 낮은 비용의 제조로 귀결될 수도 있다.
이것은, EUV 리소그래피 장치에서의 사용을 위한 마스크 어셈블리에 대한 다소 엄격한 요건의 결과로서 마스크 어셈블리의 조립이 간단하지 않기 때문에, 특히 사실이다.
첫째, 패터닝 디바이스(레티클)를 오염시킬 위험성을 감소시키기 위해 마스크 어셈블리가 깨끗한 것이 중요하다. 예를 들면, 마스크 어셈블리 상의 입자의 수가 원하는 입자 임계치 미만일 것을 보장하는 것이 바람직할 수도 있다(바람직하게는 마스크 어셈블리 상에 입자가 배치되지 않을 것임). 이것을 달성하기 위해, 마스크 어셈블리의 구성 부품은, 그들이 조립될 때까지, 청정 환경에서 유지될 수도 있다. 조립은 청정 환경에서 달성될 수도 있다. 이들 청정 환경은 진공 조건 하에서 유지될 수도 있다. 복수의 청정 환경(또는 증가된 사이즈의 청정 환경)을 유지하는 것은 제조의 비용을 증가시킬 것이다. 또한, 청정 환경 내에서의 조립은 까다롭다.
둘째, 사용시 마스크 어셈블리는 레티클 스테이지에 의해 지지될 것이다. 패터닝 디바이스 및 웨이퍼가 EUV 방사선 빔을 통해 동기식으로 스캐닝되는, 스캐너로서 지칭되는 리소그래피 장치의 경우, 레티클 스테이지, 및 그것에 부착되는 펠리클 프레임은 상당한 가속을 받게 될 것이다. 이동하는 마스크 어셈블리의 모든 부품은, 그들이 이들 큰 가속에도 불구하고 연결된 상태를 유지하도록, 충분히 잘 연결되는 것이 중요하다. 이러한 이유 때문에, 함께 연결되는 부품의 총 수를 감소시키는 것이 바람직할 수도 있다. 본 발명의 제3 양태에 따른 새로운 마스크 어셈블리는 이것을 달성한다.
알려진 마스크 어셈블리를 제조하는 비용에 비해 본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 어셈블리를 제조하는 비용에서 상당한 감소가 있을 수 있다는 것이 추정된다. 예를 들면, 알려진 마스크 어셈블리를 제조하는 비용은 본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 어셈블리를 제조하는 비용보다 대략 10 배 더 클 수도 있다.
또한, 마스크 어셈블리 및 그 제조의 상당히 감소된 복잡도는 마스크 어셈블리를 제조하는 프로세스 동안 더 적은 구성요소, 더 적은 핸들링 단계를 초래하고 더구나 이들 핸들링 단계는 덜 수반될 수도 있다. 결과적으로, 최종 마스크 어셈블리가 그 상에 입자 또는 파편을 가질 위험성이 더 적다. 이것은, 그러한 입자가 이미징 에러 또는 결함을 야기할 수 있기 때문에, 유익하다.
몇몇 실시형태에서, 펠리클과 패터닝 디바이스 사이의 간격은, 예를 들면, 대략 1 mm와 10 mm 사이, 예를 들면, 1 mm와 5 mm 사이, 예를 들면, 2 mm와 2.5 mm 사이에 있을 수도 있다.
펠리클 프레임의 복수의 제2 부분은 접착제에 의해 패터닝 디바이스에 부착될 수도 있다.
접착제는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 기반의 접착제일 수도 있다.
PMMA 접착제의 재료 특성, 특히 PMMA 접착제의 탄성 및 PMMA 접착제가 도포될 수도 있는 치수는, PMMA 접착제의 경화에 기인하여 (다른 접착제에 비교하여) 패터닝 디바이스의 상대적으로 낮은 변형을 초래한다. 대조적으로, 펠리클 프레임이 다른 접착제를 사용하여 패터닝 디바이스에 직접적으로 부착된 경우, 다른 접착제의 경화에 기인하는 패터닝 디바이스의 변형은 상당히 더 클 수도 있고, 그 결과, 리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 투영되는 패턴에서 에러를 초래할 수도 있다.
PMMA 접착제는, 예를 들면, 에폭시 접착제보다 더 쉽게 제거 가능하고, 상대적으로 더 탄성이 있다. 유리하게는, 이것은 본 발명의 제3 양태에 따른 마스크 어셈블리의 일부를 형성하는 펠리클 어셈블리가 더 쉽게 교체되는 것을 가능하게 할 수도 있다.
대안적으로, 접착제는 에폭시 접착제일 수도 있다.
상기에서 설명되는 또는 다음의 설명에서 언급되는 하나 이상의 양태 또는 특징은 하나 이상의 다른 양태 또는 특징과 결합될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
이제, 본 발명의 실시형태가, 첨부의 개략적인 도면을 참조하여, 단지 예로서만, 설명될 것인데, 첨부의 개략적인 도면에서:
- 도 1은 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템의 개략적인 예시이다;
- 도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 다양한 장치 및 리소그래피 장치의 개략적인 예시이다;
- 도 3은 알려진 타입의 펠리클 어셈블리의 사시도이다;
- 도 4는 도 3의 펠리클 어셈블리를 포함하는 알려진 마스크 어셈블리의 일부의 개략적인 단면도이다;
- 도 5는 알려진 마스크 어셈블리의 다른 개략적인 예시이다;
- 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 새로운 펠리클 프레임의 사시도이다; 그리고
- 도 7은 도 6에서 도시되는 새로운 펠리클 프레임을 포함하는 새로운 마스크 어셈블리의 일부의 개략적인 단면도이다.
도 1은 리소그래피 시스템을 도시한다. 리소그래피 시스템은 방사선 소스(radiation source; SO) 및 리소그래피 장치(lithographic apparatus; LA)를 포함한다. 방사선 소스(SO)는 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 방사선 빔(B)을 생성하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들면, 마스크)를 포함하는 마스크 어셈블리(15)를 지지하도록 구성되는 지지 구조물(MT), 투영 시스템(projection system; PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성되는 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은, 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)에 입사하기 이전에 그것을 컨디셔닝하도록 구성된다. 투영 시스템은 방사선 빔(B)[이제 패터닝 디바이스(MA)에 의해 패터닝됨]을 기판(W) 상으로 투영하도록 구성된다. 기판(W)은 미리 형성된 패턴을 포함할 수도 있다. 이것이 사실인 경우, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사선 빔(B)을 기판(W) 상에 미리 형성되는 패턴과 정렬시킨다.
방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS) 모두는, 그들이 외부 환경으로부터 분리될 수 있도록 구성되고 배열될 수도 있다. 대기압 미만의 압력의 가스(예를 들면, 수소)가 방사선 소스(SO)에서 제공될 수도 있다. 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에서 진공이 제공될 수도 있다. 대기압 훨씬 미만의 압력의 소량의 가스(예를 들면, 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에서 제공될 수도 있다.
도 1에서 도시되는 방사선 소스(SO)는, 레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma; LPP) 소스로 지칭될 수도 있는 타입을 갖는다. 예를 들면, CO2 레이저일 수도 있는 레이저(1)는 레이저 빔(2)을 통해, 연료 방출기(3)로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료에 에너지를 축적하도록 배열된다. 주석이 이하의 설명에서 언급되지만, 임의의 적합한 연료가 사용될 수도 있다. 연료는, 예를 들면, 액체 형태일 수도 있고, 예를 들면, 금속 또는 합금일 수도 있다. 연료 방출기(3)는, 플라즈마 형성 영역(4)을 향하는 궤적을 따라, 주석을, 예를 들면, 액적의 형태로 지향시키도록 구성되는 노즐을 포함할 수도 있다. 레이저 빔(2)은 플라즈마 형성 영역(4)에서 주석에 입사된다. 주석으로의 레이저 에너지의 축적은 플라즈마 형성 영역(4)에서 플라즈마(7)를 생성한다. EUV 방사선을 비롯한 방사선은 플라즈마의 이온의 탈여기(de-excitation) 및 재결합 동안 플라즈마(7)로부터 방출된다.
EUV 방사선은 거의 수직 입사 방사선 콜렉터(normal incidence radiation collector; 5)(때때로 더 일반적으로 수직 입사 방사선 콜렉터로 지칭됨)에 의해 수집되고 포커싱된다. 콜렉터(5)는 EUV 방사선(예를 들면, 13.5 nm와 같은 원하는 파장을 갖는 EUV 방사선)을 반사하도록 배열되는 다층 구조물을 가질 수도 있다. 콜렉터(5)는 두 개의 타원 초점을 갖는 타원 구성을 가질 수도 있다. 하기에서 논의되는 바와 같이, 제1 초점은 플라즈마 형성 영역(4)에 있을 수도 있고, 제2 초점은 중간 초점(6)에 있을 수도 있다.
레이저 생성 플라즈마(laser produced plasma; LPP) 소스의 다른 실시형태에서, 콜렉터(5)는, 스침 입사각에서 EUV 방사선을 수신하도록 그리고 중간 초점에서 EUV 방사선을 포커싱하도록 구성되는 소위 스침 입사 콜렉터(grazing incidence collector)일 수도 있다. 스침 입사 콜렉터는, 예를 들면, 복수의 스침 입사 반사기를 포함하는 네스트화된 콜렉터(nested collector)일 수도 있다. 스침 입사 반사기는 광학 축을 중심으로 축 대칭으로 배치될 수도 있다.
방사선 소스(SO)는 하나 이상의 오염물 트랩(contamination trap)(도시되지 않음)을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 오염물 트랩은 플라즈마 형성 영역(4)과 방사선 콜렉터(5) 사이에서 위치될 수도 있다. 오염물 트랩은, 예를 들면, 회전하는 포일 트랩(rotating foil trap)일 수도 있거나, 또는 임의의 다른 적합한 형태의 오염물 트랩일 수도 있다.
레이저(1)는 방사선 소스(SO)로부터 분리될 수도 있다. 이것이 사실인 경우, 레이저 빔(2)은, 예를 들면, 적합한 지향 미러 및/또는 빔 확장기, 및/또는 다른 광학기기를 포함하는 빔 전달 시스템(도시되지 않음)의 도움으로 레이저(1)로부터 방사선 소스(SO)로 전달될 수도 있다. 레이저(1) 및 방사선 소스(SO)는 함께 방사선 시스템으로 간주될 수도 있다.
콜렉터(5)에 의해 반사되는 방사선은 방사선 빔(B)을 형성한다. 방사선 빔(B)은, 조명 시스템(IL)에 대한 가상의 방사선 소스로서 작용하는 플라즈마 형성 영역(4)의 이미지를 형성하기 위해 한 지점(6)에서 포커싱된다. 방사선 빔(B)이 포커싱되는 지점(6)은 중간 초점으로서 지칭될 수도 있다. 방사선 소스(SO)는, 중간 초점(6)이 방사선 소스(SO)의 엔클로징 구조물(9)의 개구(8)에 또는 그 근처에 위치되도록 배열된다.
방사선 빔(B)은 방사선 소스(SO)로부터, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(IL)으로 전달된다. 조명 시스템(IL)은 작은 면이 있는 필드 미러 디바이스(facetted field mirror device; 10) 및 작은 면이 있는 퓨필 미러 디바이스(facetted pupil mirror device; 11)를 포함할 수도 있다. 작은 면이 있는 필드 미러 디바이스(10) 및 작은 면이 있는 퓨필 미러 디바이스(11)는 함께, 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 방사선 빔(B)에 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)으로부터 전달되어 지지 구조물(MT)에 의해 유지되는 마스크 어셈블리(15)에 입사한다. 마스크 어셈블리(15)는 패터닝 디바이스(MA) 및 펠리클 프레임(17)에 의해 제자리에서 유지되는 펠리클(19)을 포함한다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은, 작은 면이 있는 필드 미러 디바이스(10) 및 작은 면이 있는 퓨필 미러 디바이스(11)에 추가하여 또는 그 대신에, 다른 미러 또는 디바이스를 포함할 수도 있다.
패터닝 디바이스(MA)로부터의 반사에 후속하여, 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 진입한다. 투영 시스템은, 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성되는 복수의 미러를 포함한다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔에 감소 인자(reduction factor)를 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피쳐보다 더 작은 피쳐를 갖는 이미지를 형성할 수도 있다. 예를 들면, 4의 감소 인자가 적용될 수도 있다. 비록 투영 시스템(PS)이 도 1에서 두 개의 미러를 가지지만, 투영 시스템은 임의의 수의 미러(예를 들면, 여섯 개의 미러)를 포함할 수도 있다.
리소그래피 장치는, 예를 들면, 스캔 모드에서 사용될 수도 있는데, 여기서 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 기판(W) 상으로 투영되는 동안, 동시에 스캔된다(즉, 동적 노광). 지지 구조물(예를 들면, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은, 투영 시스템(PS)의 축소(demagnification) 및 이미지 반전 특성에 의해 결정될 수도 있다. 기판(W)에 입사하는 패터닝된 방사선 빔은 방사선의 대역을 포함할 수도 있다. 방사선의 대역은 노광 슬릿(exposure slit)으로 지칭될 수도 있다. 스캐닝 노광 동안, 기판 테이블(WT) 및 지지 구조물(MT)의 이동은 노광 슬릿이 기판(W)의 노광 필드 위로 이동하도록 하는 그런 것일 수도 있다.
도 1에서 도시되는 방사선 소스(SO) 및/또는 리소그래피 장치는 예시되지 않는 구성요소를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 스펙트럼 필터가 방사선 소스(SO)에서 제공될 수도 있다. 스펙트럼 필터는 EUV 복사에 대해 실질적으로 투과성일 수도 있지만 그러나 적외선 복사와 같은 다른 파장의 방사선에 대해서는 실질적으로 차단할 수도 있다.
리소그래피 시스템의 다른 실시형태에서, 방사선 소스(SO)는 다른 형태를 취할 수도 있다. 예를 들면, 대안적인 실시형태에서, 방사선 소스(SO)는 하나 이상의 자유 전자 레이저를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 자유 전자 레이저는 하나 이상의 리소그래피 장치에 제공될 수도 있는 EUV 방사선을 방출하도록 구성될 수도 있다.
상기에서 간략하게 설명된 바와 같이, 마스크 어셈블리(15)는 패터닝 디바이스(MA)에 인접하게 제공되는 펠리클(19)을 포함한다. 펠리클(19)은, 방사선 빔(B)이 조명 시스템(IL)으로부터 패터닝 디바이스(MA)에 접근할 때 및 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)에 의해 투영 시스템(PS)을 향해 반사될 때 둘 모두에서, 방사선 빔(B)이 펠리클(19)을 통과하도록 방사선 빔(B)의 경로에서 제공된다. 펠리클(19)은 EUV 방사선에 대해 (비록 그것이 소량의 EUV 방사선을 흡수할 것이지만) 실질적으로 투명한 박막을 포함한다. 본원에서 EUV 투명 펠리클 또는 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투명한 필름에 의해, 펠리클(19)이 EUV 방사선의 적어도 65 %, 바람직하게는 적어도 80 %, 그리고 더욱 바람직하게는 EUV 방사선의 적어도 90 %에 대해 투과성이다는 것이 의도된다. 펠리클(19)은 패터닝 디바이스(MA)를 입자 오염물로부터 보호하도록 작용한다.
리소그래피 장치(LA) 내부에 청정 환경을 유지하기 위한 노력이 이루어질 수도 있지만, 리소그래피 장치(LA) 내부에서 입자가 여전히 존재할 수도 있다. 펠리클(19)이 없는 경우, 입자는 패터닝 디바이스(MA) 상으로 퇴적될 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA) 상의 입자는 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴에 따라서 기판(W)으로 전사되는 패턴에 불리하게 영향을 끼칠 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA) 상에 입자가 퇴적되는 것을 방지하기 위해, 펠리클(19)은 유리하게는 패터닝 디바이스(MA)와 리소그래피 장치(LA) 내의 환경 사이에서 배리어를 제공한다.
펠리클(19)은, 패터닝 디바이스(MA)로부터, 펠리클(19)의 표면에 입사하는 임의의 입자가 리소그래피 장치(LA)의 필드 평면 내에 없는 충분한 거리에 배치된다. 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 이러한 간격은 펠리클(19)의 표면 상의 임의의 입자가 기판(W) 상으로 이미징되는 방사선 빔(B)에 패턴을 부여하는 정도를 감소시키도록 작용한다. 입자가 방사선(B)의 빔 내에서, 그러나 방사선(B)의 빔의 필드 평면에 있지 않은(즉, 패터닝 디바이스 MA의 표면에 있지 않은) 포지션에서 존재하는 경우, 그러면, 입자의 임의의 이미지는 기판(W)의 표면에서 초점이 맞지 않을 것이다는 것이 인식될 것이다. 다른 고려사항이 없으면, 패터닝 디바이스(MA)로부터 상당한 거리를 두고 펠리클(19)을 배치하는 것이 바람직할 수도 있다. 그러나, 실제로, 펠리클을 수용하기 위해 리소그래피 장치(LA)에서 이용 가능한 공간은 다른 구성요소의 존재에 기인하여 제한된다. 몇몇 실시형태에서, 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 간격은, 예를 들면, 대략 1 mm와 10 mm 사이, 예를 들면, 1 mm와 5 mm 사이, 더욱 바람직하게는, 2 mm와 2.5 mm 사이에 있을 수도 있다.
마스크 어셈블리는 펠리클을 펠리클 프레임에 부착하는 것에 의해 그리고 펠리클 프레임을 패터닝 디바이스에 부착하는 것에 의해 리소그래피 장치에서의 사용을 위해 준비될 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 펠리클 프레임에 의해 패터닝 디바이스에 인접하게 지지되는 펠리클을 포함하는 마스크 어셈블리가 리소그래피 장치(LA)로부터 원격에서 준비될 수도 있고 마스크 어셈블리는 리소그래피 장치(LA)에서의 사용을 위해 리소그래피 장치(LA)로 수송될(transported) 수도 있다. 예를 들면, 마스크 어셈블리를 형성하기 위해, 패터닝 디바이스 상으로 패턴이 부여되는 장소(site)에서, 펠리클을 지지하는 펠리클 프레임이 패터닝 디바이스에 부착될 수도 있다. 그 다음, 마스크 어셈블리는 리소그래피 장치(LA)가 위치되는 별개의 장소로 수송될 수도 있고 마스크 어셈블리는 리소그래피 장치(LA)에서의 사용을 위해 리소그래피 장치(LA)에 제공될 수도 있다.
펠리클 프레임에 의해 펠리클이 제자리에서 유지되는 마스크 어셈블리는 민감할 수도 있고 마스크 어셈블리의 수송은 펠리클에 손상을 줄 위험이 있을 수도 있다. 별개의 환경에서 리소그래피 장치(LA)에 마스크 어셈블리를 조립하는 것은 마스크 어셈블리가 다양한 압력 조건에 노출되는 것을 추가적으로 초래할 수도 있다. 예를 들면, 마스크 어셈블리는 주변 압력 조건 하에서 리소그래피 장치로 수송될 수도 있다. 그 다음, 마스크 어셈블리는 진공 압력 조건으로 펌핑되는 로드 락을 통해 리소그래피 장치(LA) 안으로 로딩될 수도 있다. 마스크 어셈블리가 노출되는 압력 조건에서의 변화는 펠리클에 걸쳐 압력 차이가 존재하게 할 수도 있는데, 이것은 펠리클로 하여금 휘어지게 할 수도 있고 펠리클에 손상을 줄 위험이 있을 수도 있다. 일 실시형태에서, 리소그래피 시스템은 펠리클 프레임 부착 장치에 연결되는 리소그래피 장치(LA)를 포함할 수도 있다. 이것이 사실인 경우, 마스크 및 펠리클을 포함하는 마스크 어셈블리는, 제어된 환경(예를 들면, 진공 환경)에서 남아 있는 동안, 펠리클 프레임 부착 장치로부터 리소그래피 장치로 직접적으로 이송될(transferred) 수도 있다.
마스크 어셈블리의 제조는 복잡한 프로세스이며, 결과적으로, 마스크 어셈블리를 제조하는 비용은 매우 높다. 본 발명의 실시형태는 마스크 어셈블리 및 그 제조의 복잡도를 상당히 감소시키는 새로운 펠리클 프레임에 관한 것이다. 결과적으로, 이것은 대략 10 배의 비용 절감으로 귀결된다. 또한, 마스크 어셈블리 및 그 제조의 상당히 감소된 복잡도는 마스크 어셈블리를 제조하는 프로세스 동안 더 적은 구성요소, 더 적은 핸들링 단계를 초래하고 더구나 이들 핸들링 단계는 덜 수반될 수도 있다. 결과적으로, 최종 마스크 어셈블리가 그 상에 입자 또는 파편을 가질 위험성이 더 적다. 이것은, 그러한 입자가 이미징 에러 또는 결함을 야기할 수 있기 때문에, 유익하다. 새로운 펠리클 프레임(및 새로운 펠리클 프레임을 사용하는 펠리클 어셈블리 및 마스크 어셈블리)의 이점을 더 잘 인식하기 위해, 먼저, 기존 알려진 배열체 및 제조 프로세스를 고려하는 것이 유용한데, 따라서, 이제, 이들이 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명될 것이다.
도 2는 알려진 타입의 마스크 어셈블리(15')를 조립하고 마스크 어셈블리를 리소그래피 장치(LA)로 이송하기에 적합한 알려진 장치의 개략적인 예시이다. 도 2는 알려진 펠리클 프레임(17')에 펠리클(19)을 부착하기 위해 사용될 수도 있는 펠리클 부착 장치(855), 및 펠리클 어셈블리(16')를 수송하기 위해 사용될 수도 있는 펠리클 어셈블리 수송 디바이스(881)를 묘사한다. 또한, 스터드(51)를 패터닝 디바이스(MA)에 부착하기 위해 사용될 수도 있는 스터드 부착 장치(840)가 묘사된다. 스터드(51)는 패터닝 디바이스(MA)에 대한 펠리클 프레임(17')[및 그것에 의해 지지되는 펠리클(19)]의 분리 가능한 부착을 허용한다. 부착된 스터드와 함께 마스크를 수송하기 위해 사용될 수도 있는 마스크 수송 디바이스(880)가 또한 묘사된다. 펠리클 프레임(17')[및 펠리클(19)]을 패터닝 디바이스(MA)에 부착하고, 그에 의해, 마스크 어셈블리(15')를 형성하기 위해 사용될 수도 있는 펠리클 프레임 부착 장치(857)가 또한 묘사된다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)로부터 리소그래피 장치(LA)로 마스크 어셈블리(15')를 수송하기 위해 사용될 수도 있는 마스크 어셈블리 수송 디바이스(853)가 또한 도시된다.
펠리클 부착 장치(855)는 리소그래피 장치가 위치되는 장소와는 상이한 장소에 위치될 수도 있다. 스터드 부착 장치(840)는 리소그래피 장치(LA)가 위치되는 장소와는 상이한 장소에 위치될 수도 있다. 대안적으로, 펠리클 부착 장치(855) 및 스터드 부착 장치(840) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 [예를 들면, 리소그래피 팹(lithographic fab)에서] 리소그래피 장치(LA)가 위치되는 장소와 동일한 장소에 위치될 수도 있다.
펠리클 부착 장치(855)는 펠리클(19), 알려진 펠리클 프레임(17') 및 결합 메커니즘(예시되지 않음)을 수용한다. 펠리클(19) 및 알려진 펠리클 프레임(17')은 펠리클 부착 장치(855)에서 수동으로 배치될 수도 있다. 접착제는 알려진 펠리클 프레임(17')의 결합 메커니즘 수용 개구(예를 들면, 도 3 및 도 4를 참조하여 하기에서 추가로 설명되는 위치)에서 분배된다. 접착제 분배는 수동일 수도 있거나, 또는 자동화될(또는 부분적으로 자동화될) 수도 있다.
결합 메커니즘 및 알려진 펠리클 프레임(17')은 (예를 들면, 광학 정렬 장치를 사용하여) 서로에 대해 정렬되고, 결합 메커니즘은, 그 다음, 알려진 펠리클 프레임(17')의 개구 안으로 삽입된다.
접착제는 또한 (예를 들면, 알려진 펠리클 프레임(17') 주위의 이격되어 떨어진 위치에서) 알려진 펠리클 프레임(17') 상으로 분배된다. 접착제 분배는 수동일 수도 있거나, 또는 자동화될(또는 부분적으로 자동화될) 수도 있다. 광학 정렬 시스템은 알려진 펠리클 프레임(17')에 대해 펠리클(19)을 정렬하기 위해 사용되며, 펠리클은, 그 다음, 알려진 펠리클 프레임(17')에 대해 가압된다.
펠리클(19)은 펠리클 부착 장치(855)의 일부를 형성하는 펠리클 매니퓰레이터(pellicle manipulator)에 의해 조작될 수도 있다. 펠리클 매니퓰레이터는 펠리클(19)에 장력을 인가하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 펠리클 매니퓰레이터는 펠리클(19)에 장력을 인가할 수도 있고 접착제가 경화되는 것을 허용하기에 충분한 시간의 기간 동안 실온에서 알려진 펠리클 프레임(17')에 대해 펠리클(19)을 유지할 수도 있고, 그에 의해 펠리클(19)을 알려진 펠리클 프레임(17')에 고정할 수도 있다. 그 다음, 펠리클(19)에 대한 압력은 제거된다. 그 다음, 경화 오븐(이것은 펠리클 부착 장치(855)의 일부를 형성할 수도 있음)을 사용하여 상승된 온도에서 접착제의 추가적인 경화가 수행된다. 이것도 또한 결합 메커니즘을 알려진 펠리클 프레임(17')에 부착하는 접착제를 경화시킬 것이다. 대안적인 접근법에서, 펠리클(19)이 알려진 펠리클 프레임(17')에 대해 유지되고 있을 때 (실온에서 경화가 진행되는 것을 허용하는 대신) 접착제를 경화시키기 위해 약간의 가열이 적용될 수도 있다.
접착제는 접착제 디스펜서(glue dispenser)에 의해 제공될 수도 있다. 접착제 디스펜서는 펠리클 부착 장치(855)의 일부를 형성할 수도 있다.
결과적인 알려진 펠리클 어셈블리(16')는 입자 검사 도구를 사용하여 검사된다. 입자 검사 도구는 펠리클 부착 장치(855)의 일부를 형성할 수도 있다(또는 별개의 도구일 수도 있음). 입자 검사 도구는 펠리클(19) 및/또는 알려진 펠리클 프레임(17') 상에 배치되는 입자를 검사하도록 구성될 수도 있다. 입자 검사 도구는, 예를 들면, 주어진 입자 임계치보다 더 큰 입자의 수를 갖는 알려진 펠리클 어셈블리(16')를 거부할 수도 있다. 입자 검사 도구는, 펠리클 및 펠리클 프레임이 함께 접착되기 이전에, 펠리클(19) 및/또는 알려진 펠리클 프레임(17')을 검사하기 위해 또한 사용될 수도 있다.
펠리클 부착 장치(855)는 검사에 후속하여, 펠리클 어셈블리 수송 디바이스(881)(밀봉된 박스)에서 알려진 펠리클 어셈블리(16')를 밀봉하도록 구성될 수도 있다. 묘사되는 바와 같이, 펠리클 어셈블리 수송 디바이스(881)는 펠리클(19)이 알려진 펠리클 프레임(17') 아래에 있는 방위에서 펠리클 어셈블리를 유지하도록 배열될 수도 있다. 수송 디바이스(881)가 밀봉되기 때문에, 알려진 펠리클 어셈블리는, 알려진 펠리클 어셈블리(16')가 오염되지 않으면서, 수송될 수 있다. 알려진 펠리클 어셈블리(16')는 수송 디바이스(881) 내에서 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 수송될 수도 있다.
펠리클 부착 장치(855)는, 밀봉된 환경 내부의 입자의 수를 감소시키기 위해 청정 환경을 포함할 수도 있고, 그에 의해, 펠리클(19) 상에 퇴적될 수도 있는 입자의 수를 감소시킬 수도 있다. 펠리클 부착 장치(855)는, 예를 들면, 펠리클이 제조되는 장소에 위치될 수도 있다. 펠리클(19)은 펠리클(19)이 제조되는 펠리클 제조 도구(도시되지 않음)로부터 펠리클 부착 장치(855)로 직접적으로 제공될 수도 있다. 펠리클(19)은, 예를 들면, 펠리클(19)을 청정 환경 내부에 유지하는 동안, 펠리클 제조 도구로부터 펠리클 부착 장치(855)에 제공될 수도 있다. 이것은 펠리클(19)이, 펠리클 부착 장치(855)에 제공되기 이전에, 오염되거나 또는 손상될 가능성을 감소시킬 수도 있다. 청정 환경은, 예를 들면, 밀봉된 환경(즉, 외부 환경으로부터 완전히 격리됨)일 수도 있다. 밀봉된 환경은 밀봉된 환경에서 진공을 유지하도록 펌핑될 수도 있다.
알려진 펠리클 프레임(17')에 대한 펠리클(19)의 부착은 펠리클(19)에서 바람직한 장력을 달성하도록 제어될 수도 있다. 예를 들면, 펠리클(19)에서의 장력은은 알려진 펠리클 프레임(17')에 대한 펠리클(19)의 부착 동안 또는 그 이후에 측정될 수도 있고, 장력은 펠리클(19)에서의 바람직한 장력을 달성하기 위해 측정에 응답하여 조정될 수도 있다. 펠리클(19)에서의 장력은, 예를 들면, 펠리클(19)을 신장시키도록 알려진 펠리클 프레임(17')의 구성요소에 바깥쪽을 향하는 힘을 인가하는 것에 의해 유지될 수도 있다. 펠리클(19)에서의 장력은, 예를 들면, 펠리클 프레임과 펠리클 사이의 열팽창 계수에서의 차이를 사용하는 것에 의해 유지될 수도 있다.
패터닝 디바이스(이것은 마스크로서 지칭될 수도 있음)(MA)는 (예를 들면, 도 3 및 도 4를 참조하여 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이) 결합 메커니즘에 의해 수용되는 돌출부를 구비할 수도 있다. 패터닝 디바이스는, 예를 들면, 네 개의 돌출부(본원에서 스터드로서 지칭됨)를 수용할 수도 있다. 도 2에서 묘사되는 바와 같이, 스터드 부착 장치(840)는 스터드(51)를 패터닝 디바이스(MA)에 부착하기 위해 사용될 수도 있다.
스터드(51) 및 패터닝 디바이스(MA)는 스터드 부착 장치(840)에서 수동으로 배치될 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA)는 스터드 부착 장치(840)의 나머지로부터 분리되는 제어된 환경(841)에서 유지될 수도 있다. 분리는, 패터닝 디바이스(MA)와 접촉하기 위해 스터드(51)가 돌출할 수도 있는 개구를 갖는 파티션(842)에 의해 제공될 수도 있다. 제어된 환경(841)은 (예를 들면, 제어된 환경에서 유출구를 통해 가스를 전달하는 것에 의해) 스터드 부착 장치(840)의 다른 부분보다 더 높은 압력에서 유지될 수도 있다. 이것은 스터드 부착 장치의 다른 부분으로부터 제어된 환경(841) 안으로의 오염물 입자의 통과를 억제하거나 또는 방지할 것이다.
스터드 부착 장치(840)는 스터드를 정확하게 배치하기 위한 액추에이터 또는 로봇과 같은 스터드 매니퓰레이터(묘사되지 않음)를 포함할 수도 있다. 패터닝 디바이스 상으로 스터드를 배치하기 위한 적합한 액추에이터의 예는 로렌츠(Lorentz) 액추에이터(묘사되지 않음)이다. 스터드 부착 장치(840)는 패터닝 디바이스(MA)에 부착될 스터드 표면에 주어진 양의 접착제 또는 접착제를 자동적으로 제공하기 위한 디바이스를 또한 포함할 수도 있다. 접착제 또는 접착제를 도포하는 것도 또한 수동으로 행해질 수도 있다. 접착제 또는 접착제로부터의 오염 물질(contaminant)에 의한 패터닝 디바이스(MA)의 오염은, 파티션 아래로의 파티션(842) 위의 제어된 환경(841)으로부터의 공기의 흐름에 의해 방지되거나 또는 감소된다(공기의 흐름은 파티션 위의 압력이 파티션 아래의 압력보다 더 높은 것에 의해 야기됨).
스터드 부착 장치(840)는 스터드를 정확하게 배치하기 위해 레티클 상에서 존재하는 정렬 마커와 관련하여 스터드를 정렬하는 광학 정렬 시스템을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 종래에 패터닝 디바이스(MA) 상에서 제공되며 패턴 정렬에 사용되는 정렬 마커는 스터드를 정렬하기 위해 또한 사용될 수도 있다.
스터드 부착 장치는 패터닝 디바이스(MA)의 포지션을 조정하기 위해 X-Y-Z 및 Rz 방향에서 이동 가능한 지지 구조물을 포함할 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA)를 유지하는 지지 구조물의 포지션은 대략적 및 미세 기계식 조정 디바이스를 통해, 또는 자동화된(또는 반자동화된) 액추에이터 또는 패터닝 디바이스 테이블에 커플링되는 정렬 및 위치 결정에 적합한 임의의 다른 타입의 디바이스를 사용하여, 수동으로 조정 가능할 수도 있다.
일단 스터드(51) 및 패터닝 디바이스(MA)가 정렬되면, 스터드(51)는, 그 다음, 패터닝 디바이스(MA)에 대해 가압된다. 스터드(51)는 접착제가 경화되는 것을 허용하기에 충분한 시간의 기간 동안 실온에서 패터닝 디바이스(MA)에 대해 유지될 수도 있고, 그에 의해, 스터드(51)를 마스크(MA)에 고정할 수도 있다. 대안적으로, 스터드(51)는 접착제의 경화를 가속시키기 위해 가열될 수도 있다. 그 다음, 경화 오븐(이것은 스터드 부착 장치(840)의 일부를 형성할 수도 있음)을 사용하여 상승된 온도에서의 접착제의 추가적인 경화가 수행될 수도 있다.
접착제는 접착제 디스펜서에 의해 제공될 수도 있다. 접착제 디스펜서는 스터드 부착 장치(840)의 일부를 형성할 수도 있다.
패터닝 디바이스(MA) 및 스터드(51)는 입자 검사 도구(이것은 스터드 부착 장치(840)의 일부를 형성할 수도 있음)를 사용하여 검사될 수도 있다.
스터드 부착 장치(840)는 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드(51)를 마스크 수송 디바이스(880)(밀봉된 박스) 내에 밀봉한다. 마스크 수송 디바이스(880)가 밀봉되기 때문에, 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드(51)는, 마스크(MA)가 오염되지 않으면서, 수송될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA) 및 스터드는 마스크 수송 디바이스(880) 내에서 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 수송될 수도 있다.
마스크(MA)는 (오염의 위험성을 감소시키기 위해) 밀봉된 박스 내에서 스터드 부착 장치(840)로 제공될 수도 있다. 박스는 스터드(51)가 패터닝 디바이스(MA)에 부착되어야 하기 직전까지 밀봉된 상태로 유지될 수도 있고, 그에 의해 오염물이 마스크(MA)로 이동할 수 있는 시간을 최소화할 수도 있다.
스터드 부착 장치(840)의 제어된 환경(841)은, 패터닝 디바이스(MA) 수송 디바이스(880)(밀봉된 박스)의 일부를 후속하여 형성하는 하우징에 의해 부분적으로 제공될 수도 있다. 하우징은 마스크 수송 디바이스(880)의 벽 및 지붕을 형성할 수도 있는데, 마스크 수송 디바이스(880)의 바닥(floor)은, 스터드(51)가 부착된 이후(예를 들면, 직후에) 끼워 맞춤되는 플레이트에 의해 형성된다. 이러한 방식으로 하우징을 사용하는 것은 패터닝 디바이스(MA)에 오염물이 입사하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수도 있다. 하우징은 포드(pod)의 커버를 포함할 수도 있다. 스터드 부착 장치(840)의 마스크 테이블은 하우징을 수용하도록 구성될 수도 있다.
유사하게, 펠리클 부착 장치(855)는 펠리클 어셈블리 수송 디바이스(881)의 일부를 후속하여 형성하는 하우징에 의해 부분적으로 또한 형성될 수도 있다.
펠리클 어셈블리 수송 디바이스(881) 내의 알려진 펠리클 어셈블리(16') 및 마스크 수송 디바이스(880) 내의 패터닝 디바이스(MA)[및 스터드(51)]는 둘 모두 펠리클 프레임 부착 장치(857)로 수송된다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)는, 하나 이상의 리소그래피 장치가 또한 제공되는 팹에서 제공될 수도 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는, 마스크 어셈블리(15)를 형성하기 위해, 알려진 펠리클 어셈블리(16')의 알려진 펠리클 프레임(17')을 패터닝 디바이스(MA) 상의 스터드(51)에 부착하도록 구성된다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 나머지로부터 분리되는 제어 환경(860)을 포함할 수도 있다. 분리는, 매니퓰레이터(도 2에서 도시되지 않음)가 통과하여 연장되는 개구를 갖는 파티션(862)에 의해 제공될 수도 있다. 매니퓰레이터는 제어 시스템(870)(하기에서 더 설명됨)에 의해 동작될 수도 있다. 제어된 환경(860)은 제어된 환경 내부의 입자의 수를 감소시키기 위해 청정 환경으로서 유지될 수도 있고, 그에 의해, 알려진 마스크 어셈블리(15') 상에 퇴적될 수도 있는 입자의 수를 감소시킬 수도 있다. 제어된 환경(860)은 (예를 들면, 제어된 환경(860)의 유출구를 통해 가스를 전달하는 것에 의해) 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 다른 부분보다 더 높은 압력에서 유지될 수도 있다. 이것은 펠리클 프레임 부착 장치(857)의 다른 부분으로부터 제어 환경(860) 안으로의 오염물 입자의 통과를 억제하거나 또는 방지할 것이다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)에 의해 조립되는 알려진 마스크 어셈블리(15')는 마스크 어셈블리 수송 디바이스(853) 내에서 펠리클 프레임 부착 장치(857)로부터 리소그래피 장치(LA)로 수송된다. 마스크 어셈블리 수송 디바이스(853)는 알려진 마스크 어셈블리(15')가 수송되는 밀봉된 청정 환경을 포함할 수도 있다. 이것은 알려진 마스크 어셈블리(15')의 수송 동안 알려진 마스크 어셈블리(15')가 오염되거나 또는 손상될 가능성을 감소시킨다. 밀봉된 청정 환경은, 예를 들면, 진공으로 펌핑될 수도 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는 알려진 펠리클 어셈블리(16')를 패터닝 디바이스(MA)에 장착하기 위해 사용된다. 펠리클 프레임 부착 장치(857)는 (하기에서 추가로 설명되는 바와 같이) 펠리클 프레임(17)의 결합 메커니즘을 조작하도록 배열되는 매니퓰레이터를 포함한다.
패터닝 디바이스(MA)는, 예를 들면, 정렬 마크를 구비할 수도 있다. 알려진 펠리클 프레임(17')은 패터닝 디바이스(MA) 상의 정렬 마크를 기준으로 배치될 수도 있다. 패터닝 디바이스(MA) 상의 정렬 마크를 기준으로 펠리클 프레임(17)을 정렬하는 것은, 알려진 펠리클 프레임(17')을 패터닝 디바이스(MA)에 부착하는 동안 알려진 펠리클 프레임(17')이 패터닝 디바이스(MA) 상에 배치되는 정확도를 유리하게도 증가시킬 수도 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는 입자 검사 도구(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 입자 검사 도구는 알려진 마스크 어셈블리(15') 상에 배치되는 입자에 대해 알려진 마스크 어셈블리(15')를 검사하도록 구성될 수도 있다. 입자 검사 도구는, 예를 들면, 주어진 입자 임계치보다 더 큰 다수의 입자가 그들 상에 배치된 알려진 마스크 어셈블리(15')를 거부할 수도 있다.
펠리클 프레임 부착 장치(857)는 임의의 결함에 대해서 패터닝 디바이스(MA) 상의 패턴을 검사하는 패턴 검사 시스템을 포함할 수도 있다. 패턴 검사 시스템은 알려진 펠리클 프레임(17')이 패터닝 디바이스(MA)에 부착되기 이전에 및/또는 이후에 패터닝 디바이스(MA) 상의 패턴을 검사할 수도 있다.
리소그래피 장치(LA)는 마스크 어셈블리 수송 디바이스(853)로부터 알려진 마스크 어셈블리(15')를 수용하도록 그리고 알려진 마스크 어셈블리(15')를 리소그래피 장치(LA)의 지지 구조물(MT) 상으로 로딩하도록 구성되는 구성요소를 포함할 수도 있다.
알려진 펠리클 어셈블리(16')는 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내에서 진공 조건 하에서 알려진 마스크 어셈블리(15')를 형성하기 위해 패터닝 디바이스(MA)에 부착될 수도 있다. 알려진 마스크 어셈블리(15')는 후속하여 마스크 어셈블리 수송 디바이스(853)에 의해 진공 조건 하에서 리소그래피 장치(LA)로 수송될 수도 있고, 리소그래피 장치(LA) 내에서 진공 조건 하에서 유지될 수도 있다. 따라서, 알려진 마스크 어셈블리(15')는 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서의 자신의 조립 및 리소그래피 장치(LA)에서의 사용 전체에 걸쳐 대략 동일한 압력 조건에 노출될 수도 있다. 이것은 유리하게도 알려진 마스크 어셈블리(15')가 노출되는 임의의 압력 변화를 감소시키고, 따라서, 펠리클(19)에 걸쳐 발생할 수도 있는 임의의 압력 차이를 감소시킨다.
패터닝 디바이스(MA) 및/또는 펠리클(19)은, 구성요소가 진공에서 유지되는 동안, 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서의 입자 및/또는 결함에 대해 검사될 수도 있다. 따라서, 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 펠리클(19)은, 유리하게는, 리소그래피 장치(LA)에서의 사용 동안 그들이 노출되는 것들과 유사한 압력 조건 하에서 검사된다. 이것은, 진공 조건으로의 펌핑 동안 패터닝 디바이스(MA) 및/또는 펠리클 상으로 퇴적될 수도 있는 임의의 입자가 펠리클 프레임 부착 장치(857)에서 검출될 수도 있기 때문에 유리하다.
패터닝 디바이스(MA)의 패터닝된 면은 도 2에서 묘사되는 다양한 동작 동안 하방으로 지향된다는 것이 주목될 것이다. 패터닝 디바이스(MA)의 패터닝된 면을 하방을 향해 유지하는 것은, 이것이 오염물 입자가 패턴에 입사할 가능성을 감소시키기 때문에, 유리하다. 더 큰 오염물 입자는 중력에 기인하여 아래쪽으로 떨어지는 경향이 있고, 따라서, 마스크의 반대쪽으로 입사할 것이다. 더 작은 오염물 입자는 중력에 의해 덜 영향을 받으며 대신 다른 수송 물리학에 의해 영향을 받을 수도 있다. 장치는 이것을 해결하도록 의도되는 디바이스를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 장치는 정전하를 제거하기 위한, 그에 의해, 입자로 하여금 펠리클에 부착되게 하는 정전기의 위험성을 감소시키기 위한 이온화기(ionizer)를 포함할 수도 있다.
알려진 펠리클 어셈블리(16')가 도 3에서 예시되어 있고, 이 알려진 펠리클 어셈블리(16')를 포함하는 알려진 마스크 어셈블리가 도 4에서 예시되어 있다.
도 3에서 도시되는 알려진 펠리클 어셈블리(16')는 펠리클(19) 및 알려진 펠리클 프레임(17')을 포함한다. 펠리클(19)은 테두리 부분(19a) 및 멤브레인(19b)을 포함한다. 테두리 부분(19a)은 중공이고 일반적으로 직사각형이며 테두리 부분(19a)에 의해 경계가 정해지는 멤브레인(19b)을 둘러싼다. 테두리 부분(19a)은 실리콘으로 형성될 수도 있다.
알려진 펠리클 프레임(17')은 알려진 펠리클 프레임(17')의 메인 평면에서 일반적으로 직사각형의 본체로부터 연장되는 네 개의 돌출부(20a-20d)를 구비하는 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체를 포함한다. 네 개의 돌출부(20a-20d)는 일반적으로 사다리꼴이다. 두 개의 돌출부(20a-20b)는 일반적으로 직사각형의 본체의 하나의 측면으로부터 돌출되고 다른 두 개의 돌출부(20c-20d)는 일반적으로 직사각형의 본체의 반대쪽 측면으로부터 돌출된다. 일반적으로 직사각형의 본체 및 네 개의 돌출부(20a-20d)는 일체로 형성되고 실리콘으로 형성된다.
알려진 펠리클 프레임(17')은 네 개의 결합 메커니즘(22a-22d)을 구비한다. 네 개의 돌출부(20a-20d) 각각은 결합 메커니즘(22a-22d) 중 하나를 수용하는 리세스(recess)를 정의한다.
각각의 결합 메커니즘(22a-22d)은 (도 4에서 다소 개략적으로 도시되는 바와 같이) 패터닝 디바이스(MA)로부터 연장되는 돌출부(24)(이것은, 예를 들면, 스터드(51)로서 지칭될 수도 있음)와 결합하도록 구성된다.
펠리클(19)은 알려진 펠리클 프레임(17')에 부착된다. 특히, 펠리클(19)의 테두리 부분(19a)은 알려진 펠리클 프레임(17')의 일반적으로 직사각형의 본체에 부착된다. 펠리클(19)의 테두리 부분(19a)은, 예를 들면, 알려진 펠리클 프레임(17')에 접착될 수도 있다.
결합 메커니즘(22a-22d)에 의해 수용되는 돌출부(51)는 패터닝 디바이스(MA)의 전면(front surface) 상에 위치된다.
도 3은 펠리클 프레임(17)에 고정되는 네 개의 결합 메커니즘(22a-22d)을 묘사한다. 네 개의 결합 메커니즘(22a-22d) 모두는 y 방향에서의 이동을 통해 결합 메커니즘(22a-22d)과 돌출부(51)(묘사되지 않음) 사이에서 결합이 달성되는 것을 허용하도록 구성된다.
각각의 결합 메커니즘(22a-22d)은, 펠리클 프레임(17)의 돌출부(20a-20b) 중 하나에 의해 정의되는 리세스 안으로 고정되는(예를 들면, 접착되는) 일반적으로 정사각형의 외부 부분(24)을 포함한다. 각각의 결합 메커니즘(22a-22d)은 플랜지(26)[이것은 탭(26)으로 지칭될 수도 있음]를 가지고 외부 부분(24) 상에서 제공되고 결합 메커니즘(22a-22d)과 알려진 펠리클 프레임(17') 사이의 결합 및 정렬을 용이하게 한다. 또한, 각각의 결합 메커니즘(22a-22d)은 패터닝 디바이스(MA) 상의 돌출부(51)와 결합되는 일반적으로 정사각형의 내부 부분(28)을 [외부 부분(24) 내에서] 포함한다. 내부 부분(28)은 두 개의 암(30)을 통해 외부 부분(24)에 연결되고, 외부 부분(24)에 의해 지지된다. 이들 두 개의 암(30)은 x 방향 또는 y 방향 중 어느 하나에서의 이동/유연성을 허용한다. 두 개의 결합 메커니즘(22a, 22d)은 y 방향에서의 이동을 허용하도록(즉, y 방향에서 유연성 또는 순응성을 제공하도록) 구성된다. 두 개의 결합 메커니즘(22b, 22c)은 x 방향에서의 이동을 허용하도록(즉, x 방향에서 유연성 또는 순응성을 제공하도록) 구성된다.
여기서는 세부 사항이 설명되지 않을 것이지만, 각각의 내부 부분(28)은, 돌출부(51) 중 하나의 원위 단부의 삽입을 허용하기 위한 작동력(actuating force)에 의해 결합 메커니즘(22a-22d)의 메인 평면 밖으로 굴곡될 수 있는 결합 암(32)을 갖는 결합 메커니즘(22a-22d)이다. 일단 돌출부(51)가 제자리에 있으면, 작동력은 제거되고 돌출부(51)는 결합 메커니즘(22a-22d)에서 고정된 채로 유지된다. 이것은, 여러 개의 독립적으로 이동 가능한 암을 포함하는 매니퓰레이터가 펠리클 프레임 부착 장치(857) 내에서 제공되는 것을 필요로 한다. 일반적으로, 각각의 결합 메커니즘(22a-22d)에 대해, 결합 메커니즘(22a-22d)을 걸쇠로 걸기(clasp) 위해서는 적어도 두 개의 암이 필요로 되고, 한편, 결합 암(32)에 작동력을 인가하기 위해서는 적어도 제3 암이 필요로 된다. 청정 환경에서 동작될 수 있는 네 개의 그러한 액추에이터[각각의 결합 메커니즘(22a-22d)당 하나씩]의 제공은 매우 어렵다.
도 4는 패터닝 디바이스(MA)로부터 돌출하는 돌출부(51)와 함께 하나의 결합 메커니즘(22a)을 단면에서 묘사한다. 스터드로서 지칭될 수도 있는 돌출부(51)는, 예를 들면, 패터닝 디바이스(MA)에 접착될 수도 있거나 또는 다른 본딩 수단(광학적 접촉, 자기력 또는 반 데르 발스(van der Waals) 힘, 등등)에 의해 부착될 수도 있다. 돌출부(51)는 티타늄을 포함하는 재료로 형성된다.
도 5는 상기에서 설명되는 바와 같이 알려진 마스크 어셈블리(15')의 일부의 단면의 다른 개략도이다. 도 5에서 도시되는 단면은 y 방향에 수직이며(즉, 도 4의 평면에 수직이며) 결합 메커니즘(22a) 및 관련 스터드(51) 중 하나를 통과하는 평면 내에 있다. 스터드(51)는 접착제를 사용하여 패터닝 디바이스(MA)에 고정된다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 새로운 펠리클 프레임(17)의 사시도이다.
펠리클 프레임(17)은 다음의 것을 포함한다: 제1 부분(40), 네 개의 제2 부분(42) 및 네 개의 스프링 부분(44). 제1 부분(40), 네 개의 제2 부분(42) 및 네 개의 스프링 부분(44)은 모두 일체로 형성되고, 제1 재료로서 지칭될 수도 있는 동일한 재료로 형성된다. 이 실시형태에서, 제1 부분(40), 네 개의 제2 부분(42) 및 네 개의 스프링 부분(44)은 모두 티타늄(예를 들면, 티타늄 합금)을 포함하는 재료로 형성된다. 특히, 제1 부분(40), 네 개의 제2 부분(42) 및 네 개의 스프링 부분(44)은 모두 티타늄(등급 5)으로 형성된다. 등급 5 티타늄은 Ti6Al4V, Ti-6Al-4V 또는 Ti 6-4로서 또한 지칭될 수도 있다. 등급 5 티타늄은 6 % 알루미늄(Al), 4 % 바나듐(V) 및 미량의 철 및 산소를 포함하고; 나머지는 티타늄을 포함한다.
하기에서 추가로 설명될 바와 같이, 제1 부분은 펠리클(19)의 테두리(19a)에 대한 연결을 위한 것이다. 제1 부분(40)은 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체를 포함한다.
하기에서 추가로 설명될 바와 같이, 네 개의 제2 부분(42)은 패터닝 디바이스(MA)에 대한 연결을 위한 것이다.
제2 부분(42) 각각은 스프링 부분(44)에 의해 제1 부분(40)에 연결된다. 네 개의 제2 부분(42) 각각은 제1 부분(40)의 코너에 근접해 있다. 제2 부분(42) 중 두 개는 제1 부분(40)의 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 부재의 하나의 측면(46) 상에서 제공된다. 제2 부분(42) 중 나머지 두 개는 제1 부분(40)의 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 부재의 반대쪽 측면(48) 상에서 제공된다.
복수의 제2 부분(42) 각각은 일반적으로 직육면체의 본체를 포함한다. 펠리클 프레임(17)의 메인 평면(도 6의 x-y 평면)에서, 제2 부분(42) 각각은 직사각형이다. 따라서, 제2 부분(42) 각각은, (하기에서 추가로 논의되는 바와 같이) 패터닝 디바이스(MA)의 표면에 접착될 수 있는 일반적으로 직사각형의 표면을 제공한다.
스프링 부분(44) 각각은, 이제 설명되는 바와 같이, 이동 방향에서 제1 부분(40) 및 그것이 제1 부분에 연결하는 제2 부분(42)의 약간의 상대적인 이동을 허용하도록 구성된다.
스프링 부분(44) 각각은 일반적으로 직육면체의 본체를 포함한다. 펠리클 프레임(17)의 메인 평면(도 6의 x-y 평면)에서, 스프링 부분(44) 각각은 제1 부분(40)으로부터 제2 부분(42) 중 하나로의 연결 방향에서 연장된다. 각각의 스프링 부분(44)은, 펠리클 프레임(17)의 메인 평면에 있으며 연결 방향에 수직인 이동 방향(50, 52)에서 더 작은 치수를 갖는다. 각각의 스프링 부분(44)의 이동 방향은 도 6에서 화살표(50, 52)에 의해 나타내어진다. 일반적으로, 각각의 스프링 부분(44)은 상이한 이동 방향(50, 52)을 가질 수도 있다는 것을 유의한다. 이 실시형태에서, 대각선 방향으로 대향된 스프링 부분(44)의 각각의 쌍은, 두 개의 스프링 부분(44)이 제1 이동 방향(50)을 가지고 두 개의 스프링 부분(44)이 제2 이동 방향(52)을 가지도록, 동일한 이동 방향(50, 52)을 갖는다. 스프링 부분(44) 각각이 일반적으로 직육면체의 본체를 포함하지만, 이동 방향(50, 52)에서의 이 본체의 치수는 다른 두 개의 치수보다 상당히 더 작다. 특히, 스프링 부분(44)의 치수는, 스프링 부분(44)이 이동 방향(50, 52)에서의 제2 부분(42) 및 제1 부분(40)의 약간의 상대적인 이동을 허용하도록 하는 그러한 것이다. 이것을 달성하기 위한 적합한 치수는, 일반적으로, 제1 재료(이 예에서, 티타늄 합금)의 탄성 속성에 의존할 것이다는 것이 인식될 것이다. 하나의 실시형태에서, 스프링 부분(44)은 다음의 대략적인 치수를 가질 수도 있다: 폭 0.2 mm, 길이 5.5 mm 및 높이 1.4 mm.
각각의 스프링 부분(44)은 연결 방향에서 제1 부분(40)으로부터 제2 부분(42) 중 하나로 연장되는 제1 재료[이것으로부터 제1 부분(40) 및 제2 부분(42)이 형성됨]의 상대적으로 얇은 부분이다. 사용시, 스프링 부분(44)에 의해 제공되는 이동 및 유연성은, 제2 부분(42)이 연결되는 패터닝 디바이스(MA)를 기준으로 펠리클 프레임(17)[및 부착된 펠리클(19)]의 굴곡을 허용한다. 이것은 패터닝 디바이스(MA), 펠리클 프레임(17) 및 펠리클(19)의 시차 열팽창을 수용할 수 있다. 이것은, 펠리클 프레임(17)에서 발생하는 잠재적으로 손상을 끼치는 열 응력[이것은 펠리클(19)을 손상시킬 수도 있음] 및 패터닝 디바이스(MA)에서 발생하는 잠재적으로 손상을 끼치는 열 응력[이것은 웨이퍼(W) 상으로 이미징되고 있는 패턴을 왜곡시킬 수도 있음]을 감소시키기 때문에, 유리하다. 그것은, 펠리클(19)을 패터닝 디바이스(MA)에 연결하는 접착제[즉, 펠리클 프레임(17)의 제1 부분(40)과 펠리클(19) 사이의 접착제 층; 및 펠리클 프레임(17)의 제2 부분(42) 각각과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 접착제 층]에 대한 부하를 또한 감소시킨다.
더구나, 펠리클(19) 및 펠리클 프레임(17)이 형성되는 상이한 재료에 기인하여, 펠리클(19) 및 펠리클 프레임(17)의 약간의 시차 열팽창이 있을 수도 있는데, 이것은 이들 구성요소가 형성하는 펠리클 어셈블리(16)의 약간의 뒤틀림을 초래할 수도 있다. 스프링 부분(44)에 의해 제공되는 이동 및 유연성은, 패터닝 디바이스(MA) 또는 펠리클(19)을 패터닝 디바이스(MA)에 연결하는 접착제 중 임의의 것에 대해 부하를 가하지 않으면서(또는 적어도 임의의 그러한 부하를 감소시키면서) 그러한 뒤틀림을 또한 수용한다.
펠리클 프레임(17)의 메인 평면에 수직인 방향에서의 스프링 부분(44)의 치수는, 바람직하게는, 펠리클 프레임의 평면 밖으로(즉, 도 6의 z 방향) 제1 부분(40)과 제2 부분(42)과 사이의 임의의 상대적 이동을 방지하기 위해, 또는 적어도 상당히 감소시키기 위해, 충분히 크다.
각각의 제2 부분(42) 및 그것이 연결되는 스프링 부분(44)은, 제1 부분(40)으로부터 외팔보로 연결되는(cantilevered) 시스템을 형성하는 것으로 간주될 수도 있다. 유사하게, 스프링 부분(44) 및 제1 부분(40)은, 그 스프링 부분(44)에 연결되는 제2 부분(42)으로부터 외팔보로 연결되는 시스템을 형성하는 것으로 간주될 수도 있다.
펠리클 프레임(17)의 메인 평면(도 6의 x-y 평면)에서, 제2 부분(42)의 치수는 제1 부분의 두께와 동일한 정도, 예를 들면, 대략 5 mm일 수도 있다. 펠리클 프레임(17)의 메인 평면(도 6의 x-y 평면)에서, 스프링 부분(44)은, 제2 부분(42)의 치수 및 제1 부분의 두께와 동일한 정도를 갖는 길이, 예를 들면, 대략 5 mm 를 가질 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 펠리클 프레임(17)의 메인 평면(도 6의 x-y 평면)에서, 제2 부분(42)의 치수는 4.5 mm×4.5 mm이고; 제1 부분의 두께는 대략 3.85 mm이고; 그리고 스프링 부분(44)의 길이는 대략 5.5 mm이다.
펠리클 프레임(17)의 메인 평면(도 6의 x-y 평면)에서, 스프링 부분(44)은 자신의 길이보다 대략 20 배 더 작은 폭과 제2 부분(42)의 치수 및 제1 부분의 두께를 가질 수도 있다.
펠리클 프레임(17)의 메인 평면에 수직으로, 펠리클 프레임(17)의 모든 부분의 치수는 대략 동일할 수도 있고, 예를 들면, 대략 1.4 mm일 수도 있다.
스프링 부분(44) 각각은, 그 이동 방향(50, 52)이 일반적으로 제1 부분(40)의 중심(54)을 향해 지향되도록 구성된다. 이것을 더 잘 설명하기 위해, 도 6 상에서 다수의 직선이 제공된다. 두 개의 파선이 도시되는데, 각각은 제1 부분(40)의 대각선 방향으로 대향된 코너 사이에서 연장된다. 이들 두 개의 파선의 교차점은 제1 부분(40)의 중심(54)이다. 또한, 각각의 제2 부분(42) 상의 중심 지점으로부터 제1 부분(40)의 중심(54)까지의 직선이 도시되어 있다. 각각의 스프링 부분(44)의 이동 방향(50, 52)은 일반적으로 제1 부분(40)의 중심(54)을 향해 지향된다는 것을 알 수 있다. 이것은, [펠리클 프레임(17)의 평면에서 제1 부분(40)으로부터 제2 부분(42)으로의] 각각의 스프링 부분(44)의 연결 방향이 그 제2 부분(42)의 중심 지점으로부터 제1 부분(40)의 중심(54)까지의 직선에 대해 수직이 되도록, 각각의 스프링 부분(44)의 방위를 정하는 것에 의해 달성된다. 이것은, 펠리클 프레임(17) 및 펠리클이, 네 개의 제2 부분(42)[즉, 각각의 스프링 부분(44)이 패터닝 디바이스(MA)에 연결되는 네 개의 포지션] 각각 근처에서, 제1 부분(40)의 기하학적 중심(54)(따라서 펠리클 어셈블리의 기하학적 중심)을 통과하는 방향으로 이동하는 것을, 각각의 스프링 부분(44)이 허용한다는 것을 의미하기 때문에, 유리하다. 이것은 펠리클 프레임(17)(및 펠리클 어셈블리)이, 패터닝 디바이스(MA)를 기준으로 회전하지 않으면서, 모든 방향으로 동일하게 확장되는 것을 허용하는데, 이것은 유리하다. 따라서, 그러한 배열체에서, [패터닝 디바이스(MA)의 온도를 기준으로] 펠리클 프레임(17)의 균일한 가열이 있는 경우, 패터닝 디바이스(MA)에 대한 펠리클 프레임(17)의 방위 및 중심 포지션은 동일하게 유지될 것이다. 각각의 제2 부분(42) 상의 중심 지점으로부터 제1 부분(40)의 중심(54)까지의 직선의 교차점은 확장의 "시작 지점"인 것으로 간주될 수도 있고, 이들 라인이 하나의 결합된 지점에서 교차하기 때문에, 시스템은 각각의 방향에서 균등하게 확장할 것이다.
스프링 부분(44) 각각은, [펠리클 프레임(17)의 평면에서 제1 부분(40)으로부터 제2 부분(42)으로의] 그것의 연결 방향이 그 제2 부분(42) 상의 중심 지점을 통해 연장되도록 구성된다.
제2 부분(42) 각각은 제1 부분(40)의 일반적으로 공동의 직사각형 본체의 외부에 배치된다.
펠리클 프레임(17)은 제1 부분(40)으로부터의 네 개의 측면 돌출부(56)를 더 포함한다. 돌출부(56)는 제1 재료(이 예에서는 티타늄 합금)로 또한 형성된다. 돌출부(56)는 제1 부분(40)과 일체로 형성된다. 각각의 측면 돌출부(56)는 제1 부분(40)과 함께 어퍼쳐를 정의하고 제2 부분(42)[및 그것의 대응하는 스프링 부분(44)] 각각은 상기 어퍼쳐 중 하나에서 배치된다. 즉, 각각의 측면 돌출부(56)는 제1 부분(40)과 함께 제2 부분(42) 중 하나[및 그것의 대응하는 스프링 부분(44)] 주위에서 프레임을 형성한다. 일반적으로 직사각형의 제1 부분(40)으로부터의 각각의 돌출부(56)는 일반적으로 중공의 삼각형의 형태를 갖는다. 제2 부분(42)과 돌출부(56) 및/또는 제1 부분(40) 사이에는 (도 7을 참조하여 하기에서 추가로 설명될 바와 같이) 간극 갭이 제공된다. 이 간극 갭은 이동 방향(50, 52)에서 각각의 제2 부분(42)과 제1 부분(40) 사이의 약간의 제한된 이동을 허용한다. 그러나, 돌출부(56)는 실질적으로 강성이 되도록 충분히 큰 치수를 갖는다. 하나의 실시형태에서, 펠리클 프레임(17)의 메인 평면(즉, 도 6의 x-y 평면)에서, 돌출부(56)는 대략 1 mm의 두께를 가질 수도 있다. 펠리클 프레임(17)의 메인 평면에 수직인 방향에서의 측면 돌출부(56)의 치수는 펠리클 프레임의 다른 부분의 것과 실질적으로 동일할 수도 있으며, 예를 들면, 대략 1.4 mm일 수도 있다. 따라서, 돌출부(56)는 이동 방향(50, 52)에서 각각의 제2 부분(42)과 제1 부분(40) 사이의 이동 범위를 제한하기 위한 물리적 정지부로서 작용한다. 유리하게는, 이것은 스프링 부분(44)의 고장을 방지할 수도 있다. 특히, 돌출부(56)는 펠리클 프레임(17)의 핸들링 동안(예를 들면, 펠리클 어셈블리 및 마스크 어셈블리의 조립 동안) 그러한 고장에 대해서 스프링 부분(44)을 보호함에 있어서 유리하다.
새로운 펠리클 프레임(17)은, 제1 부분(40), 복수의 제2 부분(42) 및 스프링 부분(44)이 모두 동일한 재료, 예를 들면, 티타늄 합금으로 형성되기 때문에, 유리하다. 이것은 펠리클 프레임(17)의 제조를 상당히 단순화시킨다. 예를 들면, 펠리클 프레임의 모든 부분은 함께 일체로 형성될 수도 있다.
이것은, 펠리클(19)의 테두리(19a)에 대한 연결을 위한 제1 부분[알려진 펠리클 프레임(17')]이 하나의 재료(예를 들면, 실리콘)로 형성되고 패터닝 디바이스(MA)에 대한 연결을 위한 복수의 제2 부분[결합 메커니즘(22a-22d)]이 다른 재료(예를 들면, 티타늄 합금)로 형성되게 되는 (도 2 내지 도 4를 참조하여 상기에서 설명되는 바와 같은) 기존 배열체와는 대조적이다. 그러한 기존 배열체는, 부품이 별도로 제조되고 그 다음 [예를 들면, 펠리클 부착 장치(855)에서] 함께 조립되어야만 하기 때문에, 제조하기가 상당히 더 복잡하다. 결과적으로, 이것은 [새로운 펠리클 프레임(17)에 비해] 그러한 기존 펠리클 프레임 어셈블리(17', 22a-22d)를 제조하는 비용을 상당히 증가시킨다. 이것은, 도 2를 참조하여 상기에서 설명되는 바와 같이, EUV 리소그래피 장치에서의 사용을 위한 펠리클 프레임에 대한 다소 엄격한 요건의 결과로서 이들 별개의 부품의 조립이 간단하지 않기 때문에, 특히 사실이다.
첫째, 펠리클 프레임(및 펠리클 프레임을 포함하는 결과적으로 나타나는 펠리클 어셈블리)은, 사용 중에 부착될 패터닝 디바이스(레티클)를 오염시킬 위험성을 감소시키기 위해서는, 깨끗한 것이 중요하다. 예를 들면, 펠리클 프레임 상의 입자의 수가 원하는 입자 임계치 미만이다는 것을 보장하는 것이 바람직할 수도 있다(바람직하게는 펠리클 프레임 상에 입자가 배치되지 않을 것임). 이것을 달성하기 위해, 알려진 펠리클 프레임(17')의 구성 부품(component part)은, 그들이 조립될 때까지, 청정 환경에서 유지될 수도 있다. 조립은 청정 환경에서 달성될 수도 있다. 이들 청정 환경은 진공 조건 하에서 유지될 수도 있다. 복수의 청정 환경(또는 증가된 사이즈의 청정 환경)을 유지하는 것은 제조의 비용을 증가시킬 것이다. 또한, 청정 환경 내에서의 조립은 까다롭다.
둘째, 사용시, 펠리클 프레임은 레티클 스테이지에 의해 지지될 레티클에 부착될 것이다. 패터닝 디바이스(MA) 및 웨이퍼(W)가 EUV 방사선 빔을 통해 동기식으로 스캐닝되는, 스캐너로서 지칭되는 리소그래피 장치(LA)의 경우, 레티클 스테이지(MT), 및 그것에 부착되는 펠리클 프레임은 상당한 가속을 받게 될 것이다. 이동하는 마스크 어셈블리의 모든 부품은, 그들이 이들 큰 가속에도 불구하고 연결된 상태를 유지하도록, 충분히 잘 연결되는 것이 중요하다. 이러한 이유 때문에, 함께 연결되는 부품의 총 수를 감소시키는 것이 바람직할 수도 있다. 새로운 펠리클 프레임(17)은 이것을 달성한다.
상기에서 설명되는 펠리클 프레임(17)이 티타늄 합금으로 형성되지만, 대안적인 실시형태에서, 상이한 재료가 사용될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 재료는 10-6 K-1 미만인 열팽창 계수(CTE)를 가질 수도 있다. 재료는 탄성이 있을 수도 있다. 재료는 연성일 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 재료는 100GPa보다 더 큰 영률을 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 재료는 1500 kg/m3 미만의 밀도를 가질 수도 있다. 재료는 진공 환경에서의 사용에 적합할 수도 있다. 특히, 재료는 EUV 리소그래피 장치 내의 환경에서의 사용에 적합할 수도 있다.
티타늄 및 티타늄 합금은 진공 환경에서의 사용에 적합하며, 특히, 그것은 EUV 리소그래피 장치 내의 환경에서의 사용에 적합하다. 또한, 티타늄 및 그것의 합금은 스프링 부분(44)을 제공하기에 그리고 펠리클 프레임(17)은 그것이 사용 동안 파손될 수도 있을 정도로 그렇게 무르지 않다는 것을 보장하기에 충분히 탄성이 있다.
본 발명의 몇몇 실시형태에 따르면, 상기에서 설명되는 펠리클 프레임(17) 및 펠리클(19)을 포함하는 펠리클 어셈블리(16)이 제공될 수도 있다. 본 발명의 몇몇 실시형태에 따르면, 그러한 펠리클 어셈블리(16) 및 패터닝 디바이스를 포함하는 마스크 어셈블리(15)가 제공될 수도 있다. 그러한 마스크 어셈블리의 예가, 이제, 도 7을 참조하여 설명된다.
도 7은 새로운 마스크 어셈블리(15)의 일부의 개략적인 단면이다. 도 7에서 도시되는 단면은 y 방향에 수직이며 제2 부분(42) 중 하나를 통과하는 평면 내에 있다. 이 단면에서, 도 6에서 도시되는 펠리클 프레임(17)의 제2 부분(42) 중 하나가 보여질 수 있다. 제2 부분(42)의 하나의 측면(도 7의 왼쪽 측면) 상에서, 일반적으로 삼각형의 중공의 돌출부(56)의 일부를 볼 수 있다. 제2 부분(42)의 다른 측(도 7의 오른쪽 측면) 상에서, 일반적으로 삼각형의 중공의 돌출부(56)의 다른 부분을 펠리클 프레임의 제1 부분(40)의 부분과 함께 볼 수 있다. 제1 부분(40)과 돌출부(56)는 동일한 재료로 일체로 형성되고 따라서 도시되는 제1 부분(40)과 돌출부(56) 사이에는 경계가 없다는 것이 인식될 것이다. 그러나, 도 7의 저부를 향해, 어떤 부분이 제1 부분(40)에 대응하고 어떤 부분이 돌출부(56)에 대응하는지를 나타내기 위해 라벨이 추가되었다.
도 7에서는, 제2 부분(42)과 돌출부(56) 및/또는 제1 부분(40) 사이에 (도 7을 참조하여 하기에서 추가로 설명될 바와 같이) 간극 갭이 제공된다는 것이 더욱 명확하게 확인될 수 있다. 이 간극 갭은 이동 방향(50, 52)에서 각각의 제2 부분(42)과 제1 부분(40) 사이의 약간의 제한된 이동을 허용한다.
마스크 어셈블리는 펠리클(19) 및 패터닝 디바이스(MA)를 더 포함한다.
펠리클(19)은 테두리 부분(19a) 및 멤브레인(19b)을 포함한다. 테두리 부분(19a)은 중공이고 일반적으로 직사각형이며 테두리 부분(19a)에 의해 경계가 정해지는 멤브레인(19b)을 둘러싼다. 펠리클(19)의 테두리 부분(19a)은 펠리클 프레임(17)의 제1 부분(40)에 부착된다.
펠리클(19)은 알려진 펠리클(19)의 형태를 가질 수도 있다(그리고 펠리클과 관련하여 상기에서 설명되는 임의의 피쳐를 가질 수도 있음). 기술 분야에서 알려져 있는 바와 같이, 펠리클(19)은 일반적으로 직사각형의 실리콘 기판 상의 하나 이상의 얇은 층의 재료의 증착에 의해 형성될 수도 있다. 실리콘 기판은 펠리클(19)의 구성의 이 스테이지 동안 하나 이상의 얇은 층을 지지한다. 일단 층의 원하는 또는 목표 두께 및 조성이 적용되면, 실리콘 기판의 중앙 부분은 에칭에 의해 제거된다(이것은 백 에칭으로 지칭될 수도 있음). 직사각형 실리콘 기판의 주변 부분은 에칭되지 않는다(또는 대안적으로 중앙 부분보다 더 적은 정도까지 에칭된다). 이 주변 부분은 최종 펠리클의 테두리 부분(19a)을 형성하고, 한편 하나 이상의 얇은 층은 펠리클의 멤브레인(19b)[이것은 테두리 부분(19a)에 의해 경계가 정해짐]을 형성한다.
펠리클(19)의 테두리 부분(19a)은 접착제(G)에 의해 펠리클 프레임(17)의 제1 부분(40)에 부착된다. 접착제는, 예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 기반의 접착제(이것은 PMMA 접착제로서 지칭될 수도 있음)를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 접착제는 에폭시 접착제일 수도 있다. 다른 타입의 접착제도 또한 가능하다는 것이 인식될 것이다. 일반적으로, 접착제는, 영역을 오염시키지 않기 위해 접착제로부터의 가스 방출이 충분히 낮고 및/또는 EUV 방사선과의 사용에 적합하고 및/또는 리소그래피 장치 및 그것의 광학기기의 성능에 영향을 끼치지 않도록 선택될 수도 있다.
정리하면, 펠리클(19) 및 펠리클 프레임(17)은 펠리클 어셈블리(16)를 형성하는 것으로 간주될 수도 있다.
테두리 부분(19a)은 실리콘으로 형성될 수도 있다. 상기에서 설명되는 바와 같이, 펠리클 프레임(17)은 통상적으로 티타늄 합금과 같은 더욱 탄성이 있는 재료로 형성된다.
펠리클(19)은 일반적으로 더욱 단단한 펠리클 프레임(17)으로부터의 약간의 지지를 필요로 한다. 펠리클 프레임은 두 가지 기능을 제공한다: (a) 그것은 펠리클(19)을 지지하고, 또한, 펠리클 멤브레인(19b)에 장력을 인가할(tension) 수도 있음; 및 (b) 그것은 패터닝 디바이스(MA)에 대한 펠리클(19)의 연결을 용이하게 함. 펠리클(19) 및 레티클(MA)의, 이들 구성요소가 사용 중에 경험하는 동작 온도의 범위에 걸친 상이한 열 팽창을 허용하기 위한 약간의 유연성을 제공하기 위해, 충분히 탄성이 있는 그리고 EUV 리소그래피 장치 내의 조건에서의 사용에 적합한, 패터닝 디바이스에 대한 연결을 위한 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 하나의 적합한 재료는 티타늄을 포함한다. 펠리클 프레임의 메인의 중공의 직사각형 부분이 일반적으로 테두리 부분에 접착되기 때문에, 알려진 어셈블리에서, 펠리클 프레임의 이러한 메인의 중공의 직사각형 부분은, 그 열 속성이 펠리클의 테두리 부분의 것들과 일반적으로 매칭하는 재료로 형성된다. 예를 들면, 일반적으로 실리콘이 사용된다. 이들 이유 때문에, 알려진 펠리클 프레임(17')은, 펠리클(19)에 접착되는 메인 실리콘 본체 및 이 메인 본체(17')의 측면에 접착되는 네 개의 티타늄 부착 메커니즘(22a-22d)을 포함한다.
실리콘 및 티타늄의 아주 상이한 열 속성(티타늄은 실리콘의 대략 네 배의 열팽창 계수를 가짐)에 기인하여, 펠리클 프레임의 메인 본체에 대해, 실리콘의 것들과는 상이한 열 속성을 갖는 (예를 들면, 티타늄 또는 티타늄 합금과 같은) 재료를 사용하는 것에 대해 기술 분야에서는 상당한 편견이 있다. 이것에 대한 이유는, 펠리클 어셈블리의 온도가 변화함에 따라, 프레임 및 테두리의 시차 열팽창은 펠리클 어셈블리로 하여금 휘게 하거나 또는 뒤틀리게 할 것이다는 것이다. 결과적으로, 이것은 패터닝 디바이스(MA)에게 응력을 인가할 수도 있는데, 이것은 증가된 오버레이와 같은 이미징 에러로 이어질 수도 있다. 그러나, 놀랍게도, 본 발명자는, 새로운 펠리클 프레임(17)을 사용하는 경우 알려진 펠리클 프레임(17')을 사용할 때보다 오버레이가 더 나쁘지 않다는 것을 발견하였다. 따라서, 새로운 펠리클 프레임(17)은 이미징 성능을 저하시키지 않으면서 더 간단하고 더 적은 비용이 드는 배열체를 제공한다.
펠리클 프레임(17)의 복수의 제2 부분(42)은 패터닝 디바이스(MA)에 부착된다. 펠리클 프레임(17)의 제2 부분(42)은 접착제(G)에 의해 패터닝 디바이스(MA)에 부착된다.
접착제는 PMMA 접착제로서 지칭될 수도 있는 폴리(메틸 메타크릴레이트) 기반의 접착제일 수도 있다. PMMA 접착제의 재료 특성, 특히 PMMA 접착제의 탄성 및 PMMA 접착제가 도포될 수도 있는 치수는, PMMA 접착제의 경화에 기인하여 (다른 접착제에 비교하여) 패터닝 디바이스(MA)의 상대적으로 낮은 변형을 초래한다. PMMA 접착제는, 예를 들면, 에폭시 접착제보다 더 쉽게 제거 가능하고, 상대적으로 더 탄성이 있다. 유리하게는, 이것은 펠리클 어셈블리(16)가 더 쉽게 교체되는 것을 가능하게 할 수도 있다.
대안적으로, 접착제는 에폭시 접착제일 수도 있다.
다시 말하지만, 다른 타입의 접착제도 또한 가능하다는 것이 인식될 것이다. 일반적으로, 접착제는, 영역을 오염시키지 않기 위해 접착제로부터의 가스 방출이 충분히 낮고 및/또는 EUV 방사선과의 사용에 적합하고 및/또는 리소그래피 장치 및 그것의 광학기기의 성능에 영향을 끼치지 않도록 선택될 수도 있다.
새로운 마스크 어셈블리(15)는, 이제 논의되는 바와 같이, 패터닝 디바이스(MA)에 부착되고 펠리클 어셈블리(17')와 결합하는 중간 고정 부재[스터드(51)로서 알려져 있음]를 통상적으로 사용하는 알려진 배열체에 비해 특히 유리하다.
새로운 마스크 어셈블리(15)는, 스터드(51)(패터닝 디바이스에 부착됨)와 같은 중간 고정 부재 및 중간 고정 부재[스터드(51)]와 결합하기 위한 결합 메커니즘(22a-22d)[펠리클 어셈블리(16') 상에 제공됨]을 사용하는 마스크 어셈블리(15')보다 더 적은 구성요소를 포함한다. 따라서, 유리하게는 새로운 마스크 어셈블리(15)는 제조하기가 상대적으로 간단하다. 더 적은 수의 구성요소 및 더 간단한 제조 절차는 더 낮은 비용의 제조로 귀결될 수도 있다.
이것은, EUV 리소그래피 장치에서의 사용을 위한 마스크 어셈블리에 대한 다소 엄격한 요건의 결과로서 마스크 어셈블리(15)의 조립이 간단하지 않기 때문에, 특히 사실이다.
첫째, 패터닝 디바이스(레티클)를 오염시킬 위험성을 감소시키기 위해 마스크 어셈블리가 깨끗한 것이 중요하다. 예를 들면, 마스크 어셈블리 상의 입자의 수가 원하는 입자 임계치 미만이다는 것을 보장하는 것이 바람직할 수도 있다(바람직하게는 마스크 어셈블리 상에 입자가 배치되지 않을 것임). 이것을 달성하기 위해, 마스크 어셈블리의 구성 부품은, 그들이 조립될 때까지, 청정 환경에서 유지될 수도 있다. 조립은 청정 환경에서 달성될 수도 있다. 이들 청정 환경은 진공 조건 하에서 유지될 수도 있다. 복수의 청정 환경(또는 증가된 사이즈의 청정 환경)을 유지하는 것은 제조의 비용을 증가시킬 것이다. 또한, 청정 환경 내에서의 조립은 까다롭다.
둘째, 사용시 마스크 어셈블리는 레티클 스테이지에 의해 지지될 것이다. 패터닝 디바이스 및 웨이퍼가 EUV 방사선 빔을 통해 동기식으로 스캐닝되는, 스캐너로서 지칭되는 리소그래피 장치의 경우, 레티클 스테이지, 및 그것에 부착되는 펠리클 프레임은 상당한 가속을 받게 될 것이다. 이동하는 마스크 어셈블리의 모든 부품은, 그들이 이들 큰 가속에도 불구하고 연결된 상태를 유지하도록, 충분히 잘 연결되는 것이 중요하다. 이러한 이유 때문에, 함께 연결되는 부품의 총 수를 감소시키는 것이 바람직할 수도 있다. 본 발명의 제3 양태에 따른 새로운 마스크 어셈블리는 이것을 달성한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 상기에서 설명되는 타입의 알려진 마스크 어셈블리(15')를 제조하는 비용에 비해 새로운 마스크 어셈블리(15)를 제조하는 비용에서 상당한 감소가 있다는 것이 추정된다. 예를 들면, 알려진 마스크 어셈블리(15')를 제조하는 비용은 도 7에서 도시되는 타입의 새로운 마스크 어셈블리(15)를 제조하는 비용보다 대략 10 배 정도일 수도 있다.
이것에 대해서는 여러 가지 이유가 있다. 먼저, 새로운 마스크 어셈블리(15)는 알려진 마스크 어셈블리(15')보다 더 적은 수의 부품을 포함한다. 여러 가지 부품의 조립은 다수의 관련된 문제점을 갖는다: 조립은 청정 환경에서 이루어져야 하고 여러 가지 부품은 이들 까다로운 조건 하에서 정확하게 정렬되어야만 한다. 둘째, 알려진 마스크 어셈블리(15')의 부품 중 일부는 제조하는 데 비용이 매우 많이 든다.
몇몇 실시형태에서, 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 간격은, 예를 들면, 대략 1 mm와 10 mm 사이, 예를 들면, 1 mm와 5 mm 사이, 더욱 바람직하게는, 2 mm와 2.5 mm 사이에 있을 수도 있다.
상기에서 설명된 실시형태에서, 펠리클 프레임(17)이, 스프링 부분(44)에 의해 제1 부분(40)에 각각 연결되는 네 개의 제2 부분(42)을 포함하지만, 다른 실시형태에서, 스프링 부분(44)에 의해 제1 부분(40)에 각각 연결되는 상이한 수의 제2 부분(42)이 제공될 수도 있다.
펠리클 어셈블리(16)의 조립은 펠리클(19)을 펠리클 프레임(17)에 접착하는 것에 의해 달성될 수도 있다. 이 프로세스는 알려진 펠리클 프레임(17')에 펠리클(19)을 접착하기 위한 기존 프로세스와 공통되는 하나 이상의 피쳐를 공유할 수도 있다.
펠리클 프레임(17)의 제1 부분(40)에 대한 펠리클(19)의 접착 및/또는 패터닝 디바이스에 대한 제2 부분(42)의 접착은 임의의 적합한 접착제 디스펜서를 사용하여 달성될 수도 있다.
접착제 디스펜서는 주사기를 포함할 수도 있다. 주사기는 접착제의 하나 이상의 성분의 정의된 볼륨을 분배할 수도 있다. 접착제 디스펜서는 노즐을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 노즐은 주사기에 연결될 수도 있고 접착제의 하나 이상의 성분은 노즐에 연결되는 주사기를 사용하여 제공될 수도 있다. 접착제는 원통형 노즐을 사용하여 도포될 수도 있다. 접착제는 테이퍼 형상의 노즐을 사용하여 도포될 수도 있다. 접착제 디스펜서는 브러시를 포함할 수도 있고 브러시를 사용하여 접착제의 하나 이상의 성분을 도포할 수도 있다. 접착제 디스펜서는 스펀지를 포함할 수도 있고 스펀지를 사용하여 접착제의 하나 이상의 성분을 도포할 수도 있다. 접착제 디스펜서는 접착제의 하나 이상의 성분을 제공하기 위한 인쇄 장치(예를 들면, 스크린 인쇄 장치)를 포함할 수도 있다. 접착제 디스펜서는 접착제의 하나 이상의 성분을 스프레이로서 제공하기 위한 분배 장치를 포함할 수도 있다(예를 들면, 에어로졸 스프레이 분배 시스템이 사용될 수도 있음). 접착제는 임의의 알려진 방식으로 제공될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
접착제 디스펜서는 다수의 성분[예를 들면, 접착제의 개시제(initiator) 및 촉진제(accelerator)]에서 접착제를 제공할 수도 있다. 접착제의 하나의 성분은 접착제의 다른 성분보다 더 높은 점도를 가질 수도 있다. 즉, 상대적으로 높은 점도를 갖는 접착제의 성분("두꺼운" 성분) 및 상대적으로 낮은 점도를 갖는 접착제의 성분("얇은" 성분)이 있을 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 접착제 디스펜서는 주사기 및 노즐을 사용하여 접착제의 두꺼운 성분을 분배할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 접착제 디스펜서는 브러시, 스펀지, 스크린 인쇄 장치, 또는 에어로졸 스프레이 분배 시스템을 사용하여 접착제의 얇은 성분을 분배할 수도 있다.
펠리클(19)을 펠리클 프레임(17)에 부착하기 위한 접착제의 사용이 상기에서 설명되지만, 펠리클은 (접착제를 사용하지 않는 것을 포함하는) 임의의 적합한 타입의 본딩을 사용하여 펠리클 프레임에 부착될 수도 있다.
펠리클 프레임(17)을 패터닝 디바이스(MA)에 부착하기 위한 접착제의 사용이 상기에서 설명되지만, 펠리클 프레임(17)은 (접착제를 사용하지 않는 것을 포함하는) 임의의 적합한 타입의 본딩을 사용하여 패터닝 디바이스(MA)에 부착될 수도 있다.
이 문서에서 마스크 또는 레티클에 대한 언급은, 패터닝 디바이스(마스크 또는 레티클은 패터닝 디바이스의 한 예임)에 대한 언급으로서 해석될 수도 있으며 용어는 상호 교환 가능하게 사용될 수도 있다. 특히, 용어 마스크 어셈블리는 레티클 어셈블리 및 패터닝 디바이스 어셈블리와 동의어이다.
비록 본 명세서에서 리소그래피 장치의 맥락에서의 본 발명의 실시형태에 대해 특정한 참조가 이루어질 수도 있지만, 본 발명의 실시형태는 다른 장치에서 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시형태는 마스크 검사 장치, 계측 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 오브젝트를 측정 또는 프로세싱하는 임의의 장치의 일부를 형성할 수도 있다. 이들 장치는 일반적으로 리소그래피 도구로서 지칭될 수도 있다. 그러한 리소그래피 도구는 진공 조건 또는 분위기(ambient)(진공이 아님) 조건을 사용할 수도 있다.
용어 "EUV 방사선"은 4 내지 20 nm의 범위 이내의, 예를 들면, 13 내지 14 nm의 범위 이내의 파장을 갖는 전자기 방사선을 포괄하도록 고려될 수도 있다. EUV 방사선은, 10 nm 미만의, 예를 들면, 6.7 nm 또는 6.8 nm와 같은 4 내지 10 nm의 범위 이내의 파장을 가질 수도 있다.
IC의 제조에서 리소그래피 장치의 사용에 대해 본 문서에서 특정한 참조가 이루어질 수도 있지만, 본원에서 설명되는 리소그래피 장치는 다른 애플리케이션을 가질 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 가능한 다른 애플리케이션은, 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용의 안내 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, 액정 디스플레이(liquid-crystal display; LCD), 박막 자기 헤드, 등등의 제조를 포함한다.
본 발명의 특정한 실시형태가 상기에서 설명되었지만, 본 발명은 설명되는 바와는 달리 실시될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 상기의 설명은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 하기에서 설명되는 청구범위의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 설명된 대로의 본 발명에 대해 수정이 이루어질 수도 있다는 것이 기술 분야에서 숙련된 자에게는 명백할 것이다.

Claims (22)

  1. 펠리클 프레임(pellicle frame)으로서,
    펠리클의 테두리(border)에 대한 연결을 위한 제1 부분 - 상기 제1 부분은 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체(body)를 포함함 - ; 및
    패터닝 디바이스에 대한 연결을 위한 복수의 제2 부분
    을 포함하며,
    상기 제1 부분 및 상기 복수의 제2 부분은 모두 제1 재료로 형성되고,
    상기 제2 부분 각각은 상기 제1 재료로 형성되는 스프링 부분에 의해 상기 제1 부분에 연결되고,
    상기 스프링 부분은 연결 방향에 대해 수직인 이동 방향을 갖도록 배열되며,
    각각의 연결 방향은 동일 평면 상에 위치하는, 펠리클 프레임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 재료는 티타늄을 포함하는, 펠리클 프레임.
  3. 제 1 항에 있어서,
    네 개의 제2 부분이 있으며, 각각의 제2 부분은 스프링 부분에 의해 상기 제1 부분에 연결되는, 펠리클 프레임.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 네 개의 제2 부분 각각은 상기 제1 부분의 코너에 근접하는, 펠리클 프레임.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 부분 중 두 개는 상기 제1 부분의 상기 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체의 한 측면 상에서 제공되고, 상기 제2 부분 중 다른 두 개는 상기 제1 부분의 상기 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체의 반대쪽 측면 상에서 제공되는, 펠리클 프레임.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 부분 각각은, 상기 펠리클 프레임의 메인 평면(main plane)에서 상기 제2 부분 각각이 직사각형이도록, 일반적으로 직육면체의 본체(cuboidal body)를 포함하는, 펠리클 프레임.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 부분 각각은 이동 방향에서 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 약간의 상대적인 이동을 허용하도록 구성되는, 펠리클 프레임.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠리클 프레임의 평면에서, 상기 스프링 부분 각각은 상기 제1 부분으로부터 상기 제2 부분 중 하나로의 연결 방향에서 연장되는 상기 제1 재료의 부분을 포함하며, 상기 스프링 부분은, 이동 방향에서 상기 제2 부분 및 상기 제1 부분의 약간의 상대적인 이동을 허용하기 위해, 상기 펠리클 프레임의 평면 내에 있고 상기 연결 방향에 수직인 이동 방향에서 더 작은 치수를 갖는, 펠리클 프레임.
  9. 제 7 항에 있어서,
    대각선 방향으로 대향된 스프링 부분의 각각의 쌍은, 두 개의 스프링 부분이 제1 이동 방향을 가지고 두 개의 스프링 부분이 제2 이동 방향을 가지도록, 동일한 이동 방향을 갖는, 펠리클 프레임.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 스프링 부분 각각은, 그 이동 방향이 일반적으로 상기 제1 부분의 중심을 향하도록 구성되는, 펠리클 프레임.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 스프링 부분 각각은, 그 연결 방향이, 그것이 연결되는 상기 제2 부분 상의 중심 지점을 통해 연장되도록 구성되는, 펠리클 프레임.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체로부터의 복수의 측면 돌출부를 더 포함하며, 각각의 측면 돌출부는 상기 제1 재료로 형성되고, 각각의 측면 돌출부 및 상기 중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 본체는 어퍼쳐(aperture)를 정의하며, 상기 복수의 제2 부분 각각은 상기 어퍼쳐 중 하나에서 배치되는, 펠리클 프레임.
  13. 펠리클 어셈블리로서,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 프레임; 및
    펠리클
    을 포함하며, 상기 펠리클은:
    중공의 그리고 일반적으로 직사각형의 테두리 부분; 및 상기 테두리 부분에 의해 경계가 정해지는 멤브레인(membrane)을 포함하고;
    상기 펠리클의 테두리 부분은 상기 펠리클 프레임의 제1 부분에 부착되는, 펠리클 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 펠리클의 테두리 부분은, 상기 펠리클 프레임이 형성되는 제1 재료와는 상이한 제2 재료로 형성되는, 펠리클 어셈블리.
  15. 마스크 어셈블리로서,
    제 13 항에 따른 펠리클 어셈블리; 및
    패터닝 디바이스
    를 포함하며,
    펠리클 프레임의 복수의 제2 부분은 상기 패터닝 디바이스에 부착되는, 마스크 어셈블리.
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