KR20000071659A - 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템내의 탄소 오염인자를 제거하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템내의 탄소 오염인자를 제거하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

충전된 입자 비임 리소그래피 시스템을 이용하기 위한 세정 시스템이 기술되어 있다. 세정 시스템은 리소그래피 시스템의 화상 챔버 내부로 산화제를 도입시키는 산화제 공급원 및 산화제 분포 기구를 포함한다. 산화제는 화상 챔버 내에서 필요한 감압을 유지시키는 유량 및 압력에서 챔버 내부로 펌핑된다. 산화제는 화상 챔버 내에, 또는 화상 마스크 등의 챔버 내의 부품 상에 존재하는 탄소 오염인자를 산화시키기도록 작동된다. 휘발 산화된 탄소 가스는 탄소 오염인자의 산화에 의해 생성된다. 산화된 탄소 가스는 화상 챔버 밖으로 펌핑되어 챔버로부터 오염인자를 제거시킨다.

Description

감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 내의 탄소 오염인자를 제거하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR REMOVING CARBON CONTAMINATION IN A SUB-ATMOSPHERIC CHARGED PARTICLE BEAM LITHOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 반도체 제조용 리소그래피 시스템에 관한 것이며, 특히 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 (sub-atmospheric charged particle beam lithography systems)에서 탄소 오염인자를 감소시키기 위한 것이다.
포토리소그래피는 최근의 집적회로 장치의 제조시에 중대한 실행가능 기술이 되었다. 포토리소그래피 공정은 일반적으로 패턴화된 복사를 발생하기 위해 패턴화된 마스크를 평행화된 복사선에 노출시킨다. 패턴화된 복사선은 광 환원 시스템을 통과하며, 환원된 패턴 복사 또는 마스크 화상은 기판 일반적으로, 포토레지스트로 피복된 실리콘 웨이퍼 상에 투영된다. 복사선 노출은 포토레지스트의 특성을 변화시키며 기판의 연속 처리가 가능하도록 한다.
회로 집적 정도가 증가됨에 따라, 집적 회로(IC)의 특성물 크기는 극적으로 감소된다. 차후의 반도체 제조 요구량을 지지하기 위해서는, 전자 비임 또는 이온 비임 등의 충전된 입자 비임을 이용한 리소그래피 시스템은 일반적인 광학 시스템의 한계를 극복하기 위해 개선되어졌다. 충전된 입자 비임의 투영 리소그래피 시스템에서, 마스크 부분은 기판 상에 마스크의 화상을 투영시키기 위해 충전된 입자 비임으로 조사된다. 일부 새로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템은 리소그래피 성능을 0.15 마이크론 이하의 크기로 연장하도록 개선되어졌다. 이러한 시스템 중의 하나는 IBM에 의해 개선된 마이크로칼럼 전자 비임이다. 이러한 시스템은 마스크 화상을 0.1 마이크론 정도의 웨이퍼 형상으로 투영시키기 위해 위상 단열 레이더(a phased array)에서 다수의 미니어쳐 전자 비임 라이터를 이용한다. 또 다른 시스템은 AT&T Bell Laboratories에 의해 개발된 상표명 SCALPEL 전자 비임 리소그래피 시스템이며 SCALPEL는 "투영 전자 비임 리소그래피에서이 제한된 각도로의 산란(Scattering with Angular Limitation in Projection Electron-beam Lithography)"을 나타낸다. 뉴저지 무레이 힐 소재의 AT&T Bell Laboratories의 상표로 등록되어 있다. SCALPEL 리소그래피 시스템은 포토마스크를 통해 고 에너지 전자를 투영시킨다.
현재 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템과 관련된 단점은 리소그래피 시스템의 화상(또는 공정) 챔버의 다른 표면, 벽, 마스크 상에 탄소 오염인자에 노출되기 쉽다는 것이다. 충전된 입자 비임에 마스크의 반복된 노출은 화상 챔버 내에 존재하는 탄소 오염인자의 수치가 충분히 높게 유지되는 경우에 마스크 상에 탄소의 생성을 초래한다. 도 1a는 SCALPEL 리소그래피 시스템에서 이용되는 마스크와 같은 마스크의 측면도이다. 마스크는 마스크 상에 형성된 화상 패턴을 가지며 기판 상에 감소된 화상 패턴을 투영시키기 위해 이용된다. 임계 치수(CD)는 집적 회로 장치를 형성하는 기판 상에 기계적으로 형성된 특성물 사이의 최소 특성물 크기 또는 간극을 나타낸다. 임계 치수는 마스크(100) 상에서 치수(104)를 갖는 특성물(102)에 의해 제어되며, 웨이퍼 상에 CD를 발생시킨다. SCALPEL 리소그래피 시스템에서 이용되는 마스크에 대해, 특성물(102)은 "차단" 영역을 나타내며, 표면(106)은 투명 영역을 나타낸다. 차단 영역은 입사 전자를 산란시키며 투명 영역은 입사 전자를 전송한다.
마스크 또는 웨이퍼 상의 탄소 증착물은 CD가 변화되도록(통상적으로, 증가되도록) 야기시킨다. 이러한 효과는 특성물(102) 상의 탄소 증착물(112)은 특성물(102)의 치수가 제 1 폭(104)으로부터 제 2 폭(114)까지 증가되는 도 1b에 도시되어 있다. 마스크의 특성물 상에 탄소 증착물은 입사 전자의 산란 보다는 과다한 흡수로 인해 마스크 특성물의 가열을 또한 초래한다. 이러한 가열은 마스크 특성물이 바람직하지 못하게 비틀림을 초래한다.
마스크 상의 탄소 증착 정도가 CD를 변경시키기에 충분히 크지 않은 경우에라도, 마스크 및 구경 표면 상의 오염인자의 존재는 마스크 및/또는 다른 구경을 통과하는 전자 비임의 바람직하지 못한 편이를 초래할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 마스크(100)의 투명 영역 상에 탄소 증착물(116)은 입사 전자가 바람직하지 못하게 산란되도록 하여, 웨이퍼 상에 바람직하지 못한 화상을 발생시킨다. 따라서, 탄소 오염인자의 소량에도 전자 비임 리소그래피 시스템 내에서 화상 공정에 악 영향을 미칠 수 있다.
탄소 오염인자는 다양한 공급원에 의해 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 전자 공급원, 마스크, 웨이퍼, 및 화상 성분을 포함하는 화상 챔버 내부로 유입될 수 있다. 오염인자 공급원은 챔버 내에 존재할 수 있는 탄화수소 증기, 또는 와이어 또는 전자 공급원, 화상 지지대, 및 다른 유사 공급원 내에 잔류하는 탄소 잔류물이다. 비탄소 재료만이 화상 챔버 내에서 이용됨을 보장하거나, 또는 챔버 및 마스크를 빈번하게 완전히 물리적으로 세정함으로써 탄소 오염인자를 감소시키는 것이 가능하나, 리소그래피 시스템의 출력이 제한된다. 더욱이, 이러한 방법은 화상 챔버 내에 탄소 오염인자를 전체적으로 제거하지 못하는데, 이는 유기성 화합물이 마스크 및 웨이퍼에 종종 나타나기 때문이다.
전술한 사항으로 보아, 전자 비임 포토리소그래피 장치의 챔버 내에 증착된 탄소 오염인자를 제거하기 위한 시스템에 대한 기술이 요구된다.
도 1a는 마스크의 측면도이다.
도 1b는 마스크 상에 탄소 증착물의 효과를 도시한 도 1a의 마스크의 측면도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 감압된 환경의 전자 비임 리소그래피 시스템에 대한 산소 기저 세정 시스템을 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 또 다른 실시에에 따라 감압된 환경의 전자 비임 리소그래피 시스템에 대한 산소 기저 세정 시스템을 도시한 도면이다.
도 2c는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따라 감압된 환경의 전자 비임 리소그래피 시스템에 대한 산소 기저 세정 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2a에 도시된 전자 비임 리소그래피 시스템을 보다 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 화상 챔버로부터 탄소 증착물을 세정하기 위한 단계를 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예와 관련하여 이용가능한 마스크 방호 시스템을 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100, 208, 304, 501 : 마스크
112 : 탄소 증착물 201, 218 : 진공 펌프
202 : 전자 공급원 204 : 조명 챔버
206 : 마스크 스테이지 210 : 화상 칼럼
210 : 웨이퍼 스테이지 217 : 에어 로크
220 : 공정 챔버 500 : 박막
502 : 박막 멤브레인 504 : 박막 프레임
본 발명은 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 화상 챔버 내에 탄소 증착물의 조성을 방지하는 세정 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 내에서 마스크 및 화상 챔버 표면 상에 조성된 탄소 증착물을 제거하는 세정 시스템에 관한 것이다.
감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템을 이용하기 위한 세정 시스템이 기술되어 있다. 본 발명의 일실시예에서, 세정 시스템은 마스크 및 챔버 벽 등의 챔버 내의 표면 상에 조성된 탄소 오염인자를 산화시키기 위해 리소그래피 시스템의 화상 챔버 내부로 산화제를 도입시키는 산화제 공급원을 포함한다. 산화된 탄소 가스를 포함하는 휘발성 가스 종은 산화 공정으로부터 생성된다. 휘발성 가스는 화상 챔버에 결합된 진공 펌프에 의해 챔버의 외부로 펌핑되며, 이로 인해 화상 챔버로부터 탄소 오염인자 증착물이 제거된다.
본 발명의 일실시예에서, 세정 공정은 마스크로부터 탄소 증착물을 제거하기 위해 마스크를 가로질러 산소 가스 등의 산화제를 균등하게 향하게 하며, 마스크는 화상 챔버 내에 위치되며, 챔버는 감압 하에서 유지된다. 본 발명의 일실시예에 따라, 세정 공정은 미리지정된 수의 웨이퍼가 처리된 후에 주기적으로 수행된다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 세정 공정은 각각의 웨이퍼가 처리되는 동안에 화상 챔버 내부로 산화제를 연속적으로 도입시킴으로서 수행된다.
바람직한 실시예의 설명
감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템용 세정 시스템이 기술되어 있다. 다음의 설명에서, 설명의 목적으로, 다수의 특정 상세 설명이 본 발명의 이해를 위해 제공된다. 그러나, 당업자들은 본 발명이 상기 특성 상세 설명없이 수행됨을 인지할 수 있을 것이다. 또 다른 경우에서, 공지된 구조물 및 장치는 설명을 용이하게 하기 위해 블록선도에 도시되어 있다. 바람직한 실시예의 설명은 첨부된 청구범위의 영역을 제한하기 위해 의도된 것은 아니다.
충전된 입자 비임 리소그래피중에, 고 에너지로 충전된 입자 비임은 실리콘 웨이퍼 등의 기판 상에 마스크 부분 화상을 투영시키기 위해 마스크를 통해 투영된다. 일반적으로, 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템은 화상 마스크를 이용하여 웨이퍼를 제조하기 위해 전자 비임 또는 이온 비임 투영 시스템을 이용한다. 도 2a는 본 발명에 따른 실시예로서 반도체 처리에서 이용하기 위한 전자 비임 리소그래피 시스템(200)의 횡단면도이다.
본 발명의 실시예에서, 탄소 증착 세정 시스템은 SCALPEL(투영 전자 비임 리소그래피에서 제한된 각도로의 산란) 시스템에서 수행된다. 도 2a는 본 발명의 실시예에서 이용하기 위해 변경된 SCALPEL 시스템의 횡단면을 도시하고 있다.
공지된 바와 같이, SCALPEL 시스템에서, 고 에너지의 전자가 기판 상에서 마스크의 화상을 투영시키기 위해 마스크를 통해 투영된다. 마스크는 일반적으로 높은 원자 번호를 갖는 재료층으로 덮혀져 있는 낮은 원자 번호를 갖는 멤브레인으로 구성된다. 마스크 패턴은 패턴 층에서와 같이 원자 번호가 큰 원자 재료 내에 형성된다. 마스크는 전자를 전송하기 위해 이용되는 에너지(일반적으로 100 keV)에서 전자에 거의 투명하다. 그러나, 낮은 원자 번호의 멤브레인과 원자 번호가 큰 패턴화된 층 사이의 전자 산란 특성의 차이는 웨이퍼 상에 화상을 투영시키기 위해 충분한 차이를 제공한다. 멤브레인을 통해 전송된 전자는 실질적으로 산란되지 않으며 패턴 층을 통해 전송된 전자는 산란된다. SCALPEL 시스템은 강하게 산란된 전자를 차단하는 투영 광학의 이면-초점면(back-focal plane) 내의 구경을 포함한다. 이는 웨이퍼 평면에서 상당히 대조적인 화상을 형성한다.
도 2a를 참조하면, 시스템(200)은 본 발명의 실시예를 포함하는 SCALPEL 리소그래피 시스템을 나타낸다. 리소그래피 시스템은 전자 공급원(202)을 포함하며, 일반적으로 전자 총으로 실행된다. 전자 공급원(202)은 조명(illumination) 챔버(204) 내의 조명 칼럼을 통해 마스크 스테이지(206)에 고 밀도의 전자 플럭스(203)의 형태로 전자 비임을 투영시킨다. 마스크 스테이지(206)는 전자 투명 멤브레인 층 및 패턴 층을 포함하는 마스크(208)를 고정시킨다. 전자 비임은 웨이퍼 스테이지(212)에 의해 고정된 웨이퍼(214) 로 투영된 촛점이 맞추어진 전자 비임(205)을 형성하기 위해 마스크(208) 및 화상(또는 투영) 칼럼(210)을 통과한다. 화상 칼럼(210)은 산란된 전자를 차단하고 산란되지 않은 전자가 웨이퍼(214)를 통과하도록 이면-촛점면 구경(도 3에 부재 (312)로 도시되어 있음)을 또한 포함한다.
마스크 스테이지(206), 웨이퍼 스테이지(212), 및 화상 칼럼(210)은 공정 챔버(220) 내에서 실링된다. SCALPEL 시스템에서, 공정 챔버(220)는 일반적으로 감압된 환경에서 유지되며, 따라서 진공 챔버로 지칭될 수 있다. 마스크 스테이지 (206) 및 웨이퍼 스테이지(212)는 일반적으로 전체 광학 시스템에 대한 열 및 기계식 안정제로 제공되는 계측 판(불필요하게 불명료한 예시를 피하기 위해 도시하지 않음)으로 지칭되는 대형의 금속 블록의 상부 및 바닥에 장착된다. 진공 펌프(218)는 화상 공정중에 챔버(220) 내에 진공을 형성하기 위해 공정 챔버(220)에 결합된다. 전술한 바와 같이, 웨이퍼 제조중에 공정 챔버(220)는 감압된 환경 (진공 또는 부분 진공)에서 유지된다. 일반적인 SCALPEL 시스템에 대해, 공정 챔버는 일반적으로 10-6내지 10-7Torr의 진공 하에서 유지되는 반면에, 조명 챔버는 10-8내지 10-9Torr의 진공 하에서 유지된다.
이와 같은 저압 환경에서, 가스 분자는 일반적으로 가스 분자가 벽을 칠 때까지 초기 궤적을 따를 것이다. 벽에 부딪히게 되는 임의의 탄소는 챔버 내에 탄소 오염인자를 발생시킨다. 그러나, 탄소의 산화로 인해 비교적 낮은 점착 계수(sticking cofficient)를 나타내는 산화된 탄소 가스(CO 또는 CO2)를 발생시킨다. 이러한 가스는 조명 및/또는 공정 챔버로부터 진공 펌프로 효과적으로 제거될 수 있다.
웨이퍼 제조중에 공정 챔버(220) 내에 진공 상태를 깨지 않고 공정 챔버(220)에서 웨이퍼의 교환이 가능한 하나 이상의 에어 로크(217)가 챔버 (220)에 또한 결합되어 있다. 이러한 실시예에 대해, 조명 챔버(204) 및 공정 챔버 (220)는 함께 시스템(200)에 대한 화상 챔버를 함께 포함하고 있다. 따라서, 도 2a에 도시된 실시예에 대해 다른 형태로 표시되어 있지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 용어 "화상 챔버(imaging chamber)"는 조명 챔버(204) 및 공정 챔버(220)를 포함한다. 이러한 실시예에 대해, 마스크 스테이지(206) 및 마스크(208)는 두개의 챔버(204,220) 사이에 기밀 방벽을 형성하지 않는다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 화상 챔버는 두 챔버를 함께 지칭하는 것과는 대조적으로, 조명 챔버 또는 공정 챔버 만을 지칭할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 마스크(208)는 마스크 스테이지(206)에 결합된 지지 링(도시되지 않음) 내에 장착되거나 부착된다. 상기 실시예에 대해, 마스크 스테이지(206)는 전자가 마스크(208)를 통과하는 개구를 포함하며, 또한 가스가 마스크(208)의 표면 위로 유동하도록 한다. 이용된 리소그래피 시스템에 따라, 다른 마스크 지지 구조물이 또한 가능하다.
본 발명의 SCALPEL 리소그래피 시스템과 관련된 문제점, 및 다른 충전된 입자 비임 투영 리소그래피 시스템은 리소그래피 공정중에 화상 챔버 내에 마스크, 웨이퍼 및/또는 다른 표면상의 탄소 조성의 가능성을 갖는다. 상 챔버 내의 탄화수소 증기 형태 또는 챔버 내의 표면(와이어, 벽, 등) 상에 유기성 재료는 챔버 작동중에 마스크 또는 웨이퍼 상에 탄소 증착을 야기시킨다. 이러한 탄소 증착물은 도 1a 및 도 1b에 도시되어진 것처럼 마스크 상의 특성물 크기를 증가시키거나, 또는 전자 비임을 바람직하지 못하게 산란시킴으로써 시스템의 상 효율에 악영향을 미칠 수 있다. 화상 챔버 내에 탄소 오염인자을 최소화시키는 것이 가능하다 하더라도, 탄소가 제거된 시스템을 유지하기 위해 비용 효율적이거나 가능하지 않다. 예를 들어, 전자 비임 처리에 웨이퍼의 연속 노출은 웨이퍼 내에 유기성 재료의 존재 및 웨이퍼로부터 누출되는 탄소의 방출을 초래한다.
도 2a에 도시된 본 발명의 일실시예에서, 리소그래피 시스템(200)은 지정된 압력 및 유량 속도에서 조명 챔버(204) 및 공정 챔버(220) (함께, 화상 챔버로 지칭됨) 내부로 산화제를 도입시키는 산화제 공급원(216)을 포함한다. 산화제 공급원 (216)에 의해 제공된 산화제는 일반적으로 순수 산소 가스의 형태를 취하고 있다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 산화제는 O3,N2O, 수증기, 도핑된 산화 화합물, 알코올 화합물, 및 중성 또는 이온화된 다른 유사 화합물 등의 화합물을 포함한 산소로부터 공급될 수 있다. 본 발명의 변경 실시예에서, 산화제는 화상 챔버 내부로 도입가능하고 어떠한 잔류 탄소도 휘발성 가스 종으로 산화시키기 위해 작동되는 임의의 가스상 혼합물일 수 있다. 산화제의 선택은 리소그래피 시스템의 다른 부품을 부식시키거나 손상시키지 않아야 함을 고려해야 할 것이다.
본 발명의 일실시예에서, 산화제 공급원(216)에 의해 제공된 산화제는 활성화된 상태에 놓여져 있다. 산화제는 열 활성화, 오존 활성화, 마이크로파 공급원 또는 원격의 플라즈마 공급원에 의한 활성화, 또는 다른 유사 방법을 포함한 일부 방법중의 하나에 의해 활성화된다. 이러한 실시예에 대해, 산화제 공급원(216)은 산화제를 활성화시키기 위한 마이크로파 회로, 또는 산화제 활성 방법에 대해 적절한 다른 회로를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 산화제는 조명 챔버(204) 및 공정 챔버(220) 내에 특정 분압이 도달할 때까지 특정 유동 속도로 도입된다. 대형 직경의 웨이퍼(214)가 처리되는 고압이 적용되는 경우, 또는 중 탄소(heavy carbon)가 조성되는 시스템에서, 산화제는 고압의 펌프를 통해 산화제 공급원(216)으로부터 화상 챔버 내부로 펌핑된다. 유동 제어 유닛(219)은 화상 챔버 내부로의 산화제의 유동을 제어한다. 유동 제어 유닛(219)은 사용자가 정확한 기준하에서 조명 챔버(204) 및 공정 챔버 (220)에 산화제의 유동을 독립적으로 지정하여 모니터링하도록 한다. 유지되는 실제적인 산화 속도 및 압력은 마스크(208)의 크기, 조명 챔버(204)의 체적, 공정 챔버(220)의 체적, 및 제거되어질 탄소 오염인자의 량을 포함하는 여러 요소에 따라 달라진다. 감압된 환경의 리소그래피 시스템에 있어서는, 산화제는 화상 챔버 내에 감압된 환경을 유지시키는 속도 및 압력에서 도입된다.
본 발명의 일실시예에서, 컴퓨터(222)는 진공 펌프(218), 전자 공급원(202), 유동 제어 유닛(219), 하나 이상의 에어 로크(217)를 제어하기 위해 이용된다. 컴퓨터(222)는 리소그래피 시스템(200) 부품의 작동을 조정함으로써 세정 공정을 자동 제어할 수 있다. 컴퓨터(222)는 리소그래피 시스템(200) 성분이 사용자 입력을 통해 작동자에 의해 수동으로 제어되도록 한다. 사용자 입력은 웨이퍼 수송 시스템 또는 클러스터 기구를 포함한 웨이퍼 처리 성분에 서로 연결된 리소그래피 시스템(200)의 작동을 조정할 수 있는 다른 제어 시스템에 연결될 수 있다.
도 2a에 도시된 본 발명의 실시예에서, 산화제는 조명 챔버(204)의 벽을 통해 삽입된 상기 조명 챔버(204), 및 공정 챔버(220)의 벽을 통해 삽입된 노즐(215)을 통해 공정 챔버(220) 내부로 도입된다. 마스크 상의 탄소 오염인자가 SCALPEL 시스템 내에서 가장 중요한 요소임으로, 노즐(215)은 마스크(208)의 표면을 가로질러 산화제 유동을 균일하게 향하도록 하기 위해 배치된다. 그러나, 선택적으로 노즐(215,224)은 벽 또는 웨이퍼 영역 등의 조명 챔버(204) 및 공정 챔버(220) 내의 다른 표면 위로 산화제를 향하도록 하기 위해 배치된다. 이는 산화제가 탄소 증착을 제거하기에 가장 바람직한 영역에서 집중되도록 한다. 노즐(215,224)의 직경, 및 조명 챔버(204) 및 공정 챔버(220) 내부로 연장하는 정도는 세정 시스템의 요구 조건 및 리소그래피 시스템(220)의 물리적인 작동 제한요소에 따라 조절될 수 있다.
도 2a에 도시된 실시예가 노즐(215,224)에 의해 조명 챔버(204) 및 공정 챔버(220) 내부로 산화제를 도입을 도시하고 있으나, 산화제는 다수의 다른 방식으로 화상 챔버 내부로 도입될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 대안의 실시예에서, 산화제는 가스 분사 매니폴드 또는 마스크(208)의 표면을 가로질러 화상 챔버 내부로 산화제를 분포시키는 공기 유입 구멍을 갖는 형상의 튜브를 통해 화상 챔버로 도입될 수 있다.
도 2b는 본 발명의 대안의 실시예에 따라 세정 시스템을 수행하는 전자 비임 리소그래피 시스템을 도시하고 있다. 상기 실시예에서, 산화제 공급원(216)에 의해 공급된 산화제는 가스 분사 매니폴드(221)를 통해 조명 챔버(204) 내부로 펌핑된다. 가스 분사 매니폴드(221)는 조명 챔버(204) 내부로 산화제를 향하도록 하기 위해 다수의 입구 구멍(223)을 포함한다. 가스 분사 매니폴드(221)는 조명 챔버(204) 내에 위치되어 입구 구멍(223)이 조명 챔버(204)의 내부면 둘레로 분포되며 조명 챔버(204)의 내부면과 동일한 높이를 갖는다. 따라서, 전자 비임 리소그래피 시스템(250)의 횡단면을 도시한 도 2b에서, 가스 분사 매니폴드(221)는 조명 챔버(204)의 내부면을 따라 연속적으로 운영된다.
도 2b에 도시된 시스템(250)의 실시예에서, 가스 분사 매니폴드(221)는 각각의 입구 구멍(223)을 통해 산화제 공급원(216)에 의해 공급된 산화제를 분포시키는 공동의 챔버이다. 선택적으로, 가스 분사 매니폴드(221)는 특정 방향 또는 패턴에서 조명 챔버(204) 내부로 산화제를 향하도록 하기 위해 각각의 입구 통로(223)에 결합된 각각의 노즐을 포함할 수 있다. 도 2b에 도시되어진 바와 같이, 가스 분사 매니폴드(221) 및 가스 분사 매니폴드(221) 내의 입구 구멍(223)의 배치 및 위치는 마스크(208)의 표면을 가로질러 산화제의 유동을 균일하게 향하도록 배열되어 있다. 그러나, 조명 챔버(204) 내의 입구 구멍(223) 및 가스 분사 매니폴드(221)의 배치 및 위치는 조명 챔버(204)와 상이한 산화제 유동 패턴을 제공하기 위해 도 2b에 도시된 배치로부터 변경될 수 있다. 도 2b에 도시된 다른 부품의 배치 및 작동은 도 2a를 참조하여 전술된 명세서에 대응한다.
도 2b에 도시된 실시예에 대해, 산화제는 공정 챔버(220) 내부로 삽입된 노즐(215)에 의해 화상 챔버 내부로 도입될 수 있다. 선택적으로, 시스템(250) 내에서, 산화제는 가스 분사 매니폴드(221)만을 통해 화상 챔버 내부로 도입된다.
전자 비임 리소그래피 시스템에 대한 세정 시스템을 수행하는 본 발명에 따른 대안의 실시예가 도 2c에 도시되어 있다. 도 2c의 시스템(270)에서, 산화제는 마스크(208) 둘레에 근접 위치된 원형의 입구 튜브(233)를 통해 조명 챔버(204) 내부로 도입된다. 도 2c에 도시된 시스템(270)의 일실시예에서, 입구 튜브(233)는 연속하는 원형 통로 내부로 형상된 공동의 원통형 튜브이다. 원형의 입구 튜브(233)는 튜브 표면 둘레에 분포된 다수의 구멍(239)을 포함하고 있다. 원형의 입구 튜브(233)는 조명 챔버(204)의 벽에 부착된 브레이스(237) 등의 하나 이상의 브레이스에 의해 지지된다. 산화제 공급원(216)은 통로(235)를 통해 원형의 입구 튜브(233)에 산화제를 공급하고 산화제는 입구 튜브를 통해 유동하고 구멍(239)로부터 배출된다. 이러한 방식에서, 산화제는 마스크(208)의 표면을 가로질러 직접적으로 균일하게 유동한다. 원형 입구 튜브(233)의 형상, 크기, 및 방향은 마스크(208) 또는 조명 챔버(204)의 특정 표면을 가로질러 산화제를 향하도록 하고 마스크(208) 또는 조명 챔버(204) 표면의 특정 부분을 가로질러 산화제 유동을 집중시키기 위해 요구되는 바에 따라 변경될 수 있다. 시스템(270) 내의 입구 튜브가 마스크(208)에 근접하여 위치되어 있으므로, 도 2c에 도시된 실시예는 도 2b에 도시된 실시예보다 마스크(208)의 표면을 가로질러 보다 집중되고 균일한 산화제의 유동을 제공한다. 도 2c에 도시된 다른 성분의 배치 및 작동은 도 2a를 참조하여 전술한 사항과 상응한다.
도 2c에 도시된 실시예에 대해, 산화제는 공정 챔버(220) 내부로 삽입된 노즐(215)에 의해 화상 챔버 내부로 도입될 수 있다. 선택적으로, 시스템(270) 내에서, 산화제는 원형의 입구 튜브(223)를 통해서만 화상 챔버 내부로 도입된다.
본 발명의 실시예에 따라 다른 산화제 도입안이 가능함을 인지할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 또 다른 대안의 실시예에서, 산화제는 화상 챔버 내부로 도입되지 않고 마스크의 표면 상에서 직접 도입된다. 이러한 실시예에 대해, 하나 이상의 입구 통로는 산화제 공급원으로부터 산화제를 마스크(208) 상으로 향하도록 하기 위해 마스크 스테이지(206) 내에 제공된다.
본 발명의 일실시예에서, 산화제 공급원으로부터 화상 챔버 내부로 도입된 사화제는 챔버 내에 존재할 수 있는 임의의 탄소 오염인자를 산화시키도록 작동된다. 따라서, 챔버의 마스크 및 벽 , 및 챔버 내의 임의의 다른 표면 상에서 임의의 탄소 잔류물 또는 증착물이 산화된다. 산화 공정은 고체 상의 임의의 탄소 잔류물을 가스상으로 변형시킨다. 유사하게, 화상 챔버 내에 존재하는 임의의 탄화수소 가스는 산화제 공급원에 의해 제공된 산화제에 의해 산화된다. 따라서, 산화 공정은 화상 챔버 내에 산화된 탄소 가스를 발생시킨다. 이러한 가스는 일산화탄소 또는 이산화탄소, 또는 다른 휘발성 탄소-산소 화합물의 형태로 발생될 수 있다. 산화된 탄소 가스는 화상 챔버로부터 배기될 수 있는 휘발성 가스 종이며, 이로 인해 산화된 탄소 오염인자를 제거시킨다.
본 발명의 일실시예에서, 산화제는 웨이퍼 제조 공정중에 화상 챔버 내부로 도입된다. 상기 실시예에서, 화상 챔버가 감압(부분 진공) 환경에서 유지되는 동안에 마스크는 세정된다. 최종적으로 산화된 탄소 가스는 진공 펌프의 작동에 의해 화상 챔버 외부로 펌핑된다.
입자 비임 리소그래피 시스템의 화상 챔버 내에 비임 통로에 대한 보다 상세한 설명이 도 3에 도시되어 있다. 도 3은 도 2a에 도시된 SCALPEL 리소그래피 시스템에 대한 충전된 입자 비임 통로를 도시하고 있다. 도 3에서, 다수의 전자 비임을 포함하는 전자 플럭스(302)는 마스크(304)를 통해 투영된다. SCALPEL 리소그래피 시스템에 따라, 마스크(304)의 패턴 층을 치는 전자 비임은 산란된 비임(306)으로 도시되어진 것과 같이 산란되는 반면에, 전자 비임은 산란되지 않은 비임(308)으로 도시되어진 바와 같이 멤브레인을 통해 산란되지 않은 채로 이동한다. 산란되지 않은 전자 비임(308)은 본 발명을 이앵하기 용이하도록 광학 렌즈 형태로 도시된 전자 렌즈(310)에 의해 촛점이 집중되며 이면-초점면 구경(312)을 통과하고 웨이퍼(314) 상에서 충돌한다. 산란된 비임(306)은 전자 렌즈(310)에 의해 재입사되나 구경(312)에 의해 효과적으로 차단된다. SCALPEL 시스템의 화상 공정중에, 화상 챔버(301)는 감압 하에서 유지된다.
본 발명의 일실시예에서, 하나 이상의 산화제 스트림(316)은 마스크(304)의 표면을 가로질러 향한다. 마스크(304)와 챔버(301)의 다른 표면 상의 탄소 증착물은 산화되며 CO 또는 CO2를 포함하는 휘발성 가스 종으로 변형된다. 마스크(304) 특성물 및 챔버 측면, 또는 챔버 내부의 다른 표면상의 탄소 증착물과 반응한 후에, 최종적으로 산화된 탄소 가스(이산화탄소로 표시됨:318)는 챔버로부터 배기된다. 도 3은 산화제가 마스크(304)에 근접한 위치에서 마스크(304)에서 특별히 지정된 스트림으로 도입되는 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 그러나, 산화제는 화상 챔버 내부로 도입될 수 있으며, 마스크(304)를 가로질러 자연스럽게 유동하도록 한다. 본 발명의 일실시예에서, 산화제 스트림(320)은 도 2a의 노즐(224) 등의 분포 장치 및 산화제 공급원에 의해 제공되며, 산화된 탄소 가스 스트림(318)은 감압 하에서 조명 챔버(204)를 유지시키는 진공 펌프(201)의 작동에 의해 배기된다.
본 발명의 일실시예에서, 산화제를 기초로 한 세정 방법은 마스크(304)가 광학 리소그래피 시스템에서 이용되는 박막에서와 같이 보호성 피복물로 보호되는 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 내에서 이용된다. 일반적으로, 박막은 유해한 입자 오염으로부터 마스크(또한 레티클로 지칭됨)를 실링하는 투명 멤브레인이다. 박막은 미립자 및 다른 오염인자가 마스크의 표면 상으로 낙하함을 방지하기 위해 마스크 상으로 직접 위치되도록 설계된다. 따라서, 오염인자는 마스크의 표면 상에서 대신에 박막 멤브레인의 표면 상에 증착될 것이다. 이러한 오염인자는 마스크 표면의 세정을 요하지 않고 제거될 수 있다. 입자 멤브레인은 일반적으로 마스크 표면으로부터 고정된 거리에 고정된다. 이는 입자 오염이 촛점 밖으로 유지되고 웨이퍼 상으로 화상의 형성을 방지한다.
도 5는 본 발명의 실시예와 관련하여 이용가능한 박막의 실시예를 도시하고 있다. 박막(500)은 박막 프레임(504)에 의해 고정된 상부 박막 멤브레인(502)를 포함한다. 마스크(501)는 박막 멤브레인(502)로부터 고정된 거리로 위치된다. 본 발명의 일실시예에서, 마스크(501)는 도 3의 마스크(304) 등의 SCALPEL 리소그래피 시스템 내에서 이용되는 마스크를 나타낸다. 상기 실시예에서, 박막 멤브레인(502)은 전자 공급원에 의해 발생된 충전된 입자(전자)에 투명한 재료로 구성된다. 이면 박막 멤브레인(506)은 오염입자 증착물로부터 마스크(501)의 이면을 보호하기 위해 또한 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 하나 이상의 산화제 스트림(510)은 박막 멤브레인(502)의 표면 또는 박막(500)의 다른 표면 상에 임의의 탄소 증착물의 제거를 용이하게 하기 위해 박막 멤브레인(502)의 표면 위로 향한다.
도 5에 도시된 박막(500)은 본 발명의 실시예에 이용가능하고 다양한 박막 배열이 가능한 박막의 배열을 도시하고 있다. 더욱이, 도 5는 본 발명의 실시예에서 이용할 수 있는 마스크 보호 시스템의 한 형태를 도시하고 있다. 마스크 보호 시스템 또는 투명 피복물의 일부 다른 형태는 마스크(501)를 보호하고 산화제를 이용함으로써 탄소 증착물의 제거를 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 세정 공정은 산화제를 도입시키는 단계, 휘발성 가스를 발생시키기 위해 탄소 증착물을 산화시키는 단계, 및 산화된 탄소 가스를 배기시키는 단계를 포함하며 배치 세정 공정에서 주기적으로 수행된다. 특정 수의 웨이퍼가 리소그래피 시스템 내에서 화상을 형성한 후에, 산소를 기초로한 세정 공정은 마스크 및 챔버 표면으로부터 임의의 축적된 탄소를 제거하기 위해 수행된다. 이러한 주기적인 공정은 임의의 수의 웨이퍼가 챔버 내의 표면 및 마스크로부터 원치않는 탄소 증착물을 제거하기 위해 처리되어진 이후에 미리지정된 간격에서 수행된다. 이러한 세정 공정에서, 마스크는 챔버로부터 제거되지 않고 원위치에서 세정된다. 세정 공정이 화상 챔버로부터 마스크의 제거를 필요로 하지 않기 때문에, 세정에 요구되는 시스템 다운 시간은 최소화되며 웨이퍼 제조 시스템의 출력은 유지될 수 있다.
본 발명의 대안의 실시예에서, 세정 공정은 전자 비임 화상 투영 공정으로 연속적으로 동시에 수행된다. 연속하는 세정 공정에서, 산화제는 챔버로 도입되며, 그후 즉시 각각의 웨이퍼가 처리된다. 이러한 방식으로, 탄소 오염인자는 마스크, 웨이퍼, 및 웨이퍼 화상 형성중에 챔버 표면으로부터 연속적으로 산화된다. 상기 실시예에 대해, 산화제가 도입되고 저압에서 배기된다. 이는 챔버 내의 압력이 SCALPEL, 및 다른 충전된 입자 비임 리소그래피 방법의 효과적인 작동에 요구되는 감압된 환경을 초과하지 않는다.
본 발명의 대안의 실시예에서, 마스크는 화상 챔버가 산화 공정에 의해 세정되기 이전에 리소그래피 시스템으로부터 제거된다. 이러한 방법은 일반적으로 챔버 표면이 조성된 탄소 잔류물을 포함하고 있거나 증착물을 제거하기 위해 요구되는 산화제 노출시간이 길어지는 경우에만 이용된다. 이러한 경우에 대해, 챔버 내에 마스크 또는 웨이퍼를 남겨두는 것이 바람직하지 못한데, 이는 임계 특성물의 부분이 탄소 증착물과 함께 바람직하지 못하게 산화되기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 2a를 참조하면, 전자 공급원(202)은 차단되고 조명 챔버(204)는 세정 공정중에 공정 챔버(220)로부터 차단된다. 이는 산화제가 화상 챔버의 독립된 챔버 내부로 각각 도입되도록 한다. 이는 공정 챔버(220) 내에 산화제를 포함하고 있으며 조명 챔버(204) 및 전자 공급원(202) 성분의 산화를 방지한다. 본 발명의 대안의 실시예에서, 조명 챔버(204)는 임의의 탄소 증착물이 칼럼 및 전자 공급원(202)으로부터 제거되도록 개방된 채로 유지된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피의 화상 챔버로부터 세정 탄소 증착물의 단계를 도시한 흐름도이다. 단계(402)에서, 산화제는 리소그래피 시스템의 화상 챔버 내부로 도입된다. 전술한 바와 같이, 산화제는 활성화된 상태이며 순수 산소 가스 공급원에 의해 제공되거나 산소 함유 화합물 공급원으로부터 제공된다. 산화제는 화상 챔버 내의 최소 또는 최대 요구 압력 레벨을 유지하는 시간 주기 및 유행에서 도입된다. 단계(404)에서, 마스크, 웨이퍼, 및 화상 챔버 내의 챔버 표면은 미리지정된 시간 주기동안 산화제에 노출된다. 선택적으로, 마스크 만이 산화제에 노출되며, 산화제 분포 시스템은 산화제가 화상 챔버 내부가 아닌 마스크 표면 위로만 향하도록 배열된다.
도 4에 도시된 실시예에서, 화상 챔버 내의 산화제는 마스크, 웨이퍼, 및 챔버 표면 상에 탄소 증착물 뿐만 아니라 휘발성 가스 종의 형태로 산화된 탄소를 발생시키기 위해 화상 챔버 내에 존재하는 임의의 부수적인 탄화수소 가스를 산화시키도록 되어 있다(단계:406). 산화된 탄소 가스는 화상 챔버 밖으로 배기된다(단계:408). 이러한 방식으로, 탄소 증착물은 챔버 내부로 펌핑된 산화제와 함께 제거된다. 전술한 바와 같이, 도 4에 밑줄친 세정 공정은 웨이퍼 제조 공정중에 연속적으로 웨이퍼 공정의 수와 관련된 간극에서 주기적으로 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템네서의 산화제의 이용은 탄소 증착물로 오염되는 마스크를 세정하기 위한 효율적인 비용 효과적인 방법을 제공한다. 또한 탄소 오염인자가 화상 챔버 내에 존재할 수 있는 탄화수소 가스 및 다른 탄소 공급원을 산화시킴으로써 마스크 상에 조성됨을 방지하도록 제공된다.
본 발명의 특정 실시예는 SCALPEL 리소그래피 시스템과 관련하여 기술되어 있지만, 당업자들은 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 다른 형태에서 이용될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다. 이러한 시스템은 마이크로-칼럼 전자 비임 시스템, 이온 비임 투영 시스템, 및 유사 형태의 리소그래피 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 휘발된 탄소 가스를 생성시키기 위해 화상 챔버 또는 공정 챔버 내의 산화제의 이용은 SCALPEL 시스템과 관련하여 전술한 바와 같이 동일 방식으로 수행된다.
전술한 사항에서, 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템내에서 이용하기 위한 탄소 증착 제거 시스템이 기술되어져 있다. 상기 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 기술 분야의 숙련된 당업자들은 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따라 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템에서 탄소 오염인자를 감소시킬 수 있다.

Claims (41)

  1. 충전된 입자 비임 리소그래피를 이용하여 반도체 웨이퍼를 패턴화하기 위한 장치에 있어서,
    충전된 입자 공급원,
    웨이퍼 스테이지, 하나 이상의 충전된 입자 비임 화상 성분 및 패턴화된 마스크를 수용하기 위해 배열된 마스크 스테이지를 포함하는 화상 챔버,
    상기 화상 챔버에 결합된 산화제 공급원, 및
    상기 화상 챔버 내에서 감압된 환경을 생성하기 위해 상기 화상 챔버에 결합된 진공 펌프를 포함하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 산화제 공급원은 O2, O3, N2O, 수증기, 도핑된 산소 화합물, 및 알코올로 구성되는 군으로부터 선택된 산화제를 생성하기 위해 배열되는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 산화제 공급원에 결합된 산화제 분포 기구를 더 포함하며, 상기 산화제 분포 기구는 상기 마스크 스테이지 상에 설치된 상기 패턴화된 마스크의 표면을 가로질러 상기 산화제 공급원에 의해 생성된 산화제를 도입시키기 위해 배열되는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 산화제 분포 기구는 상기 산화제 공급원에 결합되고 상기 화상 챔버의 벽을 통해 삽입된 노즐을 포함하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 노즐은 상기 산화제 공급원에 의해 발생된 산화제 스트림을 상기 패턴화된 마스크의 표면을 가로질러 직접 안내하도록 배열되는 장치.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 산화제 분포 기구는 상기 산화제 분사 매니폴드의 표면 상에 분포된 다수의 산화제 입구 구멍을 포함하는 산화제 분사 매니폴드를 포함하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 산화제 분사 매니폴드는 상기 산화제 공급원에 의해 생성된 산화제를 상기 패턴화된 마스크의 표면에 근접한 영역에서 안내된 다수의 산화제 스트림 형태로 화상 챔버 내부로 도입시키기 위해 배열되는 장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 산화제 분포 기구는 상기 마스크 스테이지의 둘레에근접 위치된 원형의 산화제 입구 튜브를 포함하며, 상기 원형의 입구 튜브는 상기 원형의 입구 튜브의 표면 상에 분포된 다수의 구멍을 포함하고, 상기 원형의 산화제 입구 튜브는 상기 산화제에 의해 생성된 산화제를 상기 패턴화된 마스크의 표면을 가로질러 다수의 산화제 스트림 형태로 안내하도록 배열되는 장치.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 산화제 공급원은 활성화된 상태로 산화제를 생성하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 산화제 공급원은 열 활성제, 오존 활성제, 및 마이크로파 활성제로 구성되는 군으로부터 선택된 활성제를 더 포함하는 장치.
  11. 제 3항에 있어서, 상기 충전된 입자 공급원은 전자 공급원을 포함하며, 상기 화상 챔버는 전자 비임 리소그래피 시스템의 부재를 포함하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 전자 비임 리소그래피 시스템은 SCALPEL 리소그래피 시스템을 포함하는 장치.
  13. 충전된 입자 비임 리소그래피를 이용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 장치에 있어서,
    충전된 입자 공급원,
    상기 충전된 입자 공급원, 웨이퍼 스테이지, 하나 이상의 충전된 입자 비임 화상 성분, 및 패턴화된 마스크를 수용하기 위해 배열된 마스크 스테이지를 구비하고 있는 화상 챔버,
    상기 화상 챔버에 결합된 산화제 공급원으로서, 상기 산화제 공급원은 산화제를 생성시키고 상기 산화제를 상기 패턴화된 마스크의 표면 상에 존재하는 오염인자와 반응하도록 상기 마스크 스테이지 상에 설치된 패턴화된 마스크의 표면을 가로질러 안내하도록 하기 위해 배열된 산화제 공급원, 및
    상기 화상 챔버 내에 감압된 환경을 생성하기 위해 상기 화상 챔버에 결합되고 상기 화상 챔버로부터 휘발성 가스를 배기시키기 위해 배열된 진공 펌프를 포함하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 산화제는 O2, O3, N2O, 수증기, 도핑된 산소 화합물, 및 알코올로 구성되는 군으로부터 선택되는 장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 산화제 공급원에 결합된 산화제 분포 기구를 더 포함하며, 상기 산화제 분포 기구는 상기 산화제 공급원에 의해 생성된 산화제를 상기 마스크 스테이지를 통해 상기 마스크 스테이지 스테이지에 설치된 상기 패턴화된 마스크의 표면을 가로질러 직접 도입시키도록 배열되는 장치.
  16. 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 화상 챔버로부터 탄소 오염인자를 제거하기 위한 방법에 있어서,
    상기 화상 챔버 내부로 산화제를 도입시키는 단계,
    상기 화상 챔버에 결합된 마스크, 및 상기 화상 챔버 내부면을 상기 산화제에 노출시키는 단계,
    산화된 탄소 가스를 생성하기 위해 상기 산화제가 상기 화상 챔버의 내부면 및 상기 마스크 상의 탄소 증착물을 산화시키는 단계, 및
    상기 마스크에 바로 근접하여 감압된 환경을 유지시켜, 상기 화상 챔버로부터 상기 산화된 탄소 가스를 배기시키는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 산화제는 O2, O2, N2O, 수증기, 도핑된 산소 화합물, 및 알코올로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 화상 챔버 내부로 상기 산화제를 도입시키는 단계 이전에 활성화된 산화제를 생성하기 위해 상기 산화제를 활성화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 활성화된 산화제를 생성하기 위한 단계는 열 활성화된 산화제, 오존 활성 산화제, 마이크로파 활성 산화제로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  20. 제 16항에 있어서, 상기 마스크에 바로 근접하여 감압된 환경을 유지시키기 위해 상기 화상 챔버 내부로 도입되는 상기 산화제의 유량을 측정하기 위한 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 화상 챔버 내부로 산화제를 도입시키는 단계는 특정 수의 반도체 웨이퍼가 상기 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 내에서 처리된 이후에 수행되는 방법.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 화상 챔버 내부로 산화제를 도입시키는 단계는 상기 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 내에서 반도체 웨이퍼를 처리하는 중에 연속적으로 수행되는 방법.
  23. 감압된 환경으로 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템 내에서 이용되는 화상 마스크의 표면으로부터 탄소 오염인자 증착물을 제거시키기 위한 방법에 있어서,
    하나 이상의 산화제 스트림을 상기 화상 마스크의 오염된 표면을 가로질러 안내하는 단계,
    상기 마스크를 산화제에 노출시키는 단계,
    산화된 탄소 가스를 생성하기 위해 상기 산화제가 상기 마스크 상의 상기 탄소 오염인자 증착물을 산화시키는 단계, 및
    상기 마스크에 바로 근접하여 감압된 환경을 유지시켜 상기 화상 마스크의 부근으로부터 상기 산화된 탄소 가스를 배기시키는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 산화제는 O2, O3, N2O, 수증기, 도핑된 산소 화합물, 및 알코올로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  25. 제 23항에 있어서, 하나 이상의 산화제 스트림을 상기 화상 마스크의 상기 오염된 표면을 가로질러 안내하는 단계 이전에 활성화된 산화제를 생성하기 위해 상기 산화제를 활성화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 활성화된 산화제를 생성하기 위한 단계는 열 활성 산화제,오존 활성 산화제, 및 마이크로파 활성 산화제로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  27. 제 23항에 있어서, 상기 마스크 둘레에 발생된 상기 감압된 환경을 유지시키기 위해 상기 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 화상 챔버 내부로 도입된 상기 산화제의 유량을 측정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  28. 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 감압된 화상 챔버 내의 표면으로부터 오염인자를 세정하기 위한 장치에 있어서,
    상기 화상 챔버 내에서 상기 오염인자를 반응시켜 휘발성 가스 종을 생성하는데 이용되는 산화제를 생성하기 위한 수단,
    상기 화상 챔버 내에 설치된 화상 마스크의 표면 부근의 영역으로 상기 산화제를 도입시키기 위한 수단,
    상기 화상 마스크에 바로 근접하여 감압된 환경을 유지시키기 위한 수단, 및
    상기 상 마스크의 표면에 근접한 영역으로부터 상기 휘발성 가스를 배기시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 산화제는 O2, O3, N2O, 수증기, 도핑된 산소 화합물, 및 알코올로 구성되는 군으로부터 선택되는 장치.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 산화제가 상기 화상 마스크에 근접한 영역으로 도입되는 유량을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
  31. 제 30항에 있어서, 활성화된 산화제를 생성하기 위해 상기 산화제를 활성화시키기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 화상 챔버 내에 설치된 화상 마스크의 표면 부근의 영역으로 상기 산화제를 도입시키기 위한 수단은 상기 화상 챔버 내부로 상기 산화제를 도입시키기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
  33. 제 30항에 있어서, 상기 화상 챔버 내의 오염인자는 탄소 함유 화합물을 포함하는 장치.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템은 전자 비임 리소그래피 시스템인 장치.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 화상 챔버는 상기 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 조명 챔버를 포함하는 장치.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 화상 챔버는 상기 충전된 입자 비임 리소그래피 시스템의 공정 챔버를 포함하는 장치.
  37. 제 1항에 있어서, 상기 패턴화된 마스크는 상기 충전된 입자에 투명한 재료에 의해 보호되는 장치.
  38. 제 13항에 있어서, 상기 패턴화된 마스크는 박막에 결합되어 있으며, 상기 박막은 상기 패턴화된 마스크의 표면으로부터 고정된 거리에서 박막 멤브레인을 고정하는 박막 프레임을 포함하며, 상기 박막 멤브레인은 상기 충전된 입자를 전송하여 오염인자가 상기 패턴화된 마스크의 표면 상에 떨어짐을 방지하도록 배열되는 장치.
  39. 제 1항에 있어서, 상기 산화제 공급원에 결합되고 하나 이상의 상기 산화제 공급원, 상기 충전된 입자 공급원, 및 진공 펌프의 작동을 제어하기 위해 작동가능한 컴퓨터를 더 포함하는 장치.
  40. 제 13항에 있어서, 상기 산화제 공급원에 결합되고 하나 이상의 상기 산화제 공급원, 충전된 입자 공급원, 및 상기 진공 펌프의 작동을 제어하기 위해 작동가능한 컴퓨터를 더 포함하는 장치.
  41. 제 28항에 있어서, 상기 산화제를 생성하기 위한 수단, 상기 산화제를 도입시키기 위한 수단, 및 상기 휘발성 가스를 배기시키기 위한 수단중의 하나 이상의 작동을 제어하기 위한 컴퓨터 수단을 더 포함하는 장치.
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