KR20060053207A - 패터닝된 마스크 고정 장치 및 두 개의 고정 시스템을사용하는 방법 - Google Patents

패터닝된 마스크 고정 장치 및 두 개의 고정 시스템을사용하는 방법 Download PDF

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KR20060053207A
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Abstract

노광 공정의 스캐닝 부분이 진행되는 동안 패턴 형성기 고정 장치에 대한 패턴 형성기의 미끄러짐을 제거하거나 상당 부분 감소시키는 시스템 및 방법이 개시된다. 제1 및 제2 예시에서, 이는 (a) 지속적으로 또는 (b) 필요한 경우, 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템들을 동시에 사용하여 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치에 고정시킴으로써 행해진다. 이 예시들에서, 제1 패턴 형성기 고정 시스템은 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치로 당기기 위해 정전기 시스템을 사용하며, 제2 패턴 형성기 고정 시스템은 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치로 당기기 위해 진공 시스템을 사용한다.
패터닝, 마스크, 노광, 스캐닝, 고정, 이동, 정전기, 진공, 멤브레인

Description

패터닝된 마스크 고정 장치 및 두 개의 고정 시스템을 사용하는 방법{PATTERNED MASK HOLDING DEVICE AND METHOD USING TWO HOLDING SYSTEMS}
도 1 및 2는 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 리소그래피 시스템도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 시스템의 섹션 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3의 리소그래피 시스템의 섹션 구성도.
도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴 형성기 고정 시스템의 상세도.
본 발명은 리소그래피 시스템에 관한 것이다.
리소그래피 시스템들은 노광 공정을 사용하여 기판 상으로 마스터 패턴을 전사하는데 사용된다. 예시적인 리소그래피 시스템들로는 마스크를 사용하지 않는 반사나 투과, 침적(immersion) 및 마스크 기반 시스템을 들 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 기판들의 예에는 반도체 웨이퍼들, 평판(flat panel) 디스플레이 기판들, 휘어지는(flexible) 기판들 등을 들 수 있으며, 다만 이에 한정되지 않는 다. 정적(static) 또는 능동(active) 패턴 형성기를 이용한 광 상호작용을 통해 패턴이 형성된다. 이러한 패터닝된 광은 노광 공정을 하는 동안, 투영 광학 시스템(projection optical system)을 이용하여 기판의 하나 이상의 타겟 영역 상으로 투사되어 기판 상에 피처(feature)들을 형성하게 된다.
마스크 기반 시스템에서, 투영 광학기를 이용하게 되면 기판 상으로 투영된 패턴의 크기를 종종 4분의 1이하로 줄이게 되며, 그에 따라 마스크를 제조하고 검사하는 일이 좀 더 수월해진다. 패터닝된 마스크를 이용하는 리소그래피 시스템들은 통상적으로 노광 공정을 하는 동안 마스크를 한 곳에 고정하는 작업 및 마스크를 신속히 해제하여 다른 것과 교환을 가능하게 하는 작업 양자에 있어 하나의 진공 클램핑 장치(vacuμm clamping device)를 사용한다.
노광 공정을 하는 동안 패터닝된 마스크와 기판 양자를 동시에 스캔하는 리소그래피 시스템들은 노광 스캔의 개시와 종료 단계에서, 패터닝된 마스크 및 기판 양자를 가속하고 감속하는 스테이지(stage)들을 사용한다. 생산 효율을 높이기 위해서는, 노광 속도 및 가속도는 패터닝된 마스크의 가속에 요구되는 힘이 진공 클램핑 장치에서 패터닝된 마스크를 살짝 미끄러지게 할 수 있는 상태가 되기 전까지 꾸준히 증가해야 한다. 가속을 하는 동안, 기판에 대해 패터닝된 마스크의 원하지 않는 움직임이 조금이라도 있게 되면, 기판 상에 패터닝된 피처들에 에러가 있을 수 있다.
따라서, 스캐닝 노광 공정을 하는 동안 패턴 형성기의 위치를 제어하는 스테이지 시스템(stage system)에 대해서 패턴 형성기의 미끄러짐을 상당 부분 감소시 키거나 제거하는데 사용될 수 있는 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명의 일 실시예는 패턴 형성기 고정 장치, 상기 패턴 형성기 고정 장치에 연결되어 패턴 형성기를 상기 패턴 형성기 고정 장치에 해제가능하게 연결시키는 제1 패턴 형성기 고정 시스템, 상기 패턴 형성기 고정 장치에 연결되어 상기 제1 패턴 형성기 고정 시스템과 동시에 작동하여 상기 패턴 형성기를 상기 패턴 형성기 고정 장치에 해제가능하게 연결시키는 제2 패턴 형성기 고정 시스템 및 상기 패턴 형성기 고정 장치에 연결되어 노광 공정의 스캐닝 부분이 진행되는 동안 상기 패턴 형성기 고정 장치 및 상기 패턴 형성기를 이동시키는 이동 장치를 포함하는 시스템을 제공한다.
일 예시에서, 검출기는 패턴 형성기를 감시하고, 제어기는 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템의 작동을 제어하여, 검출기가 패턴의 미끄러짐을 감지하는 경우, 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템이 동시에 작동하게 된다.
본 발명의 다른 실시예는 (a) 제1 고정 시스템을 사용하여 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치에 고정하는 단계 및 (b) (a) 단계와 동시에 제2 패턴 형성기 고정 시스템을 사용하여 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치에 고정하는 단계를 포함하는 방법으로서, 노광 공정의 스캐닝 부분이 진행되는 동안 이동 장치가 패턴 형성기 고정 장치 및 패턴 형성기를 이동시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예들, 특징들 및 유용성들과 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동은 첨부 도면들을 참조하여 이하에서 상세히 기술된다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들을 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고, 당업자로 하여금 본 발명을 생산 및 사용할 수 있게 하는 역할을 한다.
본 발명은 이하에서 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들에서 동일한 참조 번호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있다. 또한, 참조 번호의 가장 좌측 숫자는 그 참조 번호가 처음으로 도시된 도면을 의미할 수 있다.
특정 구성 및 배치가 논의되지만, 이는 단지 예시의 목적임이 이해되어야 한다. 당업자라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고, 다른 구성들 및 배치들이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 당업자에게는 또한, 본 발명이 다른 다양한 애플리케이션들에서 사용될 수 있음이 명백할 것이다.
하나 이상의 본 발명의 실시예들은 패턴 형성기 및 패턴 형성기 고정 장치가 움직이는 동안, 즉 노광 공정의 스캐닝 부분이 진행되는 동안, 패턴 형성기 고정 장치에 대해 패턴 형성기의 미끄러짐을 제거하거나 상당 부분 감소시키는 시스템 및 방법을 제공한다. 이는 제1 및 제2 예시에서, (a) 지속적으로 또는 (b) 필요한 경우에, 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템을 동시에 사용하여 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치에 고정시킴으로써 수행된다.
이 예시들에서, 제1 패턴 형성기 고정 시스템은 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치로 당기기 위해 정전기 시스템을 사용하며, 제2 패턴 형성기 고정 시스템 은 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치로 당기기 위해 진공 시스템을 사용한다.
필요시 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템의 동시 이용을 활용하는 예시에서, 패턴 형성기가 패턴 형성기 고정 장치에 대해 미끄러지는 때를 감시 장치가 검출한다. 일단 미끄러짐이 검출되면, 제어기는 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템을 활성화시킨다.
일 예시에서, 2개의 고정 시스템을 사용함으로써, 1개의 고정 시스템만을 사용하는 종래의 시스템들에 비하여 고정력(hold down force)이 40-50% 이상 증가할수 있는데, 이는 패턴 형성기 고정 장치의 가속도 및 속도가 점진적으로 빨라지는 동안, 2개의 고정 시스템이 적절히 패턴 형성기를 패턴 형성기 고정 장치에 고정하기 때문이다. 예를 들면, 가속도는 약 8G(중력장의 중력) 이상까지 올라간다.
용어
본 명세서 전체에 걸쳐, "대조 장치(contrast device)", "패턴 형성기" 및 "패턴 형성 장치들"이라는 용어의 사용은 광 빔으로 패턴을 전하는데 사용될 수 있는 것으로 본 명세서를 읽은 당업자에게는 명백할 반사 및 투과 레티클(reticle), 마스크, 액정 디스플레이, 공간적 광변조기(spatial light modulator), 회절격자 광 밸브(grating light valve), 디지털 거울 장치 또는 다른 임의의 수동이나 능동 장치를 포함한다. 이하 논의되는 예시들에서, 패턴 형성기는 기판의 노광을 위해 물리적으로 스캔된다.
또한, "시스템"이나 "리소그래피 시스템"이라는 용어의 사용은 광리소그래피, 직접 기록하는 리소그래피, 마스크를 사용하지 않는 리소그래피, 침적 리소그 래피 등을 포함하는 것으로 의도된다.
"광"이나 "방사(radiation)"라는 용어의 사용은 특정 애플리케이션에서 요구되는 임의의 파장을 포함하는 것으로 의도된다.
본 명세서 내에서 사용된 "진공"은 클램프 표면에 대해 패턴 형성기를 고정시키기 위하여 패턴 형성기에 충분한 흡입력을 가하는 진공 흡입 시스템(vacuμm suction system)을 지칭한다.
본 명세서 내에서 사용된 "정전기"는 제1 및 제2 장치가 서로를 끌어 당기도록 제2 장치 근처에 위치한 제1 장치 내에 전위를 생성하는 시스템을 지칭한다.
리소그래피를 위한 환경 오버뷰
상술한 바와 같이, 리소그래피를 하는 동안, 기판 스테이지(substrate stage) 위에 놓인 기판은 패턴 형성기 스테이지 위에 놓인 패턴 형성기가 형성한 영상(예컨대, 패턴)에 노출된다. 일부 예시에서는, 패턴 형성기들의 배열이 사용될 수 있다. 영상은 리소그래피 장치 내에 위치한 투영 광학기에 의해 기판 상으로 투사된다. 리소그래피의 경우, 투영 광학기가 이용되지만, 특정 애플리케이션에 따라 상이한 유형의 노광 장치들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 엑시머 레이저, X-레이, 이온, 전자 또는 광자 리소그래피는 당업자에게 공지된 바와 같이 각각 상이한 노광 장치들을 필요로 할 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 리소그래피의 특정 예시는 단지 예시의 목적에 불과하다.
패턴 형성기들은 광을 패터닝하기 위하여 리소그래피 시스템들에서 사용되며, 기판 상으로 피처들을 형성하기 위하여 이용되는 영상들을 형성한다. 그러한 기판들에는 평판 디스플레이들(예컨대, 액정 디스플레이들), 회로판들, 다양한 집적 회로들 등을 제조하는데 사용되는 것들을 포함할 수 있다. 그러한 애플리케이션들에서 종종 이용되는 기판은 반도체 웨이퍼나 평판 디스플레이 유리 기판이다. 본 설명의 일부는 예시의 목적 상 반도체 웨이퍼에 관하여 기술되지만, 당업자라면, 본 설명이 당업자들에게 공지된 다른 유형의 기판들에도 마찬가지로 적용됨을 알 수 있을 것이다.
투영된 영상은 기판 표면 상에 증착된 층(예컨대, 포토레지스트)의 특성에 변경을 일으킨다. 이러한 변경들은 노광이 진행되는 동안, 기판 상에 투영되는 영상의 피처들에 해당한다. 노광 공정 후, 표면은 에칭되어 패터닝된 층을 형성할 수 있다. 패턴은 노광이 진행되는 동안 기판 상에 투영된 피처들에 해당한다. 그 다음 이 패터닝된 층을 사용하여 기판 내에 도체, 반도체 또는 절연 층들과 같은 하위 구조 층들의 노출부를 제거하거나 다른 처리를 하게 된다. 그 다음, 이 공정은 기판의 표면 또는 다양한 층들 내에 원하는 피처들이 형성될 때까지 다른 단계들과 함께 반복된다.
스텝-앤-스캔(step-and-scan) 기법은 폭이 좁은 영사 슬릿(narrow imaging slit)을 갖는 투영 광학 시스템과 연계하여 쓰인다. 패턴 형성기가 형성한 영상으로 한 번에 기판 전체를 노광하기보다는, 영사 슬릿을 통해 기판 상으로 한 번에 하나씩 개별적인 필드들을 스캔한다. 이것은, 패턴 형성기가 형성한 패턴을 기판 에 대해 이동시켜 스캔을 하는 동안 영사 슬롯이 필드를 가로질러 이동함으로써, 이루어질 수 있다. 그 다음, 기판 스테이지는 필드 노광들 사이에 스텝핑되어 패턴 형성기가 형성한 패턴의 복수의 사본이 기판층 전체에 노광되는 것을 가능하게 한다.
본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 리소그래피 시스템들
도 1은 본 발명이 실시될 수 있는 하나의 예시적인 리소그래피 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 광원(102), 조명 광학기(104), 빔 분할기(106), 패턴 형성기(108), 고정 장치(110), 투영 광학 시스템(112) 및 기판(114)을 포함한다. 일 예시에서는, 패턴 형성기 광학기(116)가 빔 분할기(106)와 패턴 형성기(108) 사이에 위치한다.
간략히 상술된 바와 같이, 광원(102)으로부터 방출된 방사 빔(118)은 조명 광학기(104)를 사용하여 처리되며, 다음으로 처리된 방사 빔(118')은 빔 분할기(106) 상으로 송신된다. 방사 빔(118)의 처리는 본 설명을 읽은 당업자에게는 명백할 확대(expanding), 균일화(homogenizing), 초점맞춤(focusing) 또는 방사 빔(118)에 대한 다른 임의의 광학 조정을 포함할 수 있다.
빔 분할기는 빔(118')을 패턴 형성기(108)로 보내고, 패턴 형성기(108)는 패턴닝된 빔(120)을 형성하여 기판(114) 상으로 보내며, 빔(120)은 투영 광학 시스템(112) 내에서 처리되어 빔(120')을 형성하게 된다.
시스템(100)의 이동 장치(122)는 고정 장치(110)와 패턴 형성기(108)에 연결되어 있다. 일 예시에서, 이동 장치(122)는 화살표 방향으로 이동하는 스테이지이다. 이동 장치(122)는 노광 공정이 진행되는 동안 고정 장치(110)와 패턴 형성기(108)를 스캔하기 위해 사용된다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 이동 장치(122)는 노광 공정이 진행되는 동안 기판(114) 전체 영역을 노광하기 위해 움직인다. 생산 효율 요건이 높아질수록, 스캐닝 속도 및 가속도는 빨라지는데, 이 경우 패턴 형성기(108)에 대한 고정 장치(110)의 높은 고정력 및/또는 패턴 형성기(108)와 고정 장치(110) 간의 상당한 마찰력을 요하게 된다. 이것은 이하에서 상세히 기술되는 본 발명의 실시예들을 통해 달성된다.
본 발명이 실시되는 제2의 예시적인 리소그래피 시스템
도 2는 본 발명이 실시되는 하나의 예시적인 리소그래피 시스템(200)을 도시한다. 시스템(200)은 광원(202), 조명 광학기(204), 패턴 형성기(208), 고정 장치(210), 투영 광학 시스템(212) 및 기판(214)을 포함한다. 이 예시에서, 패턴 형성기(208)는 투과형 패턴 형성기이다.
일 예시에서, 패턴 형성기(208)는 마스크 기반 스캐닝 리소그래피 시스템 내의 투과형 패턴 마스크(또는 레티클)이다.
간략히 상술된 바와 같이, 광원(202)으로부터 방출된 방사 빔(218)은 조명 광학기(204)를 사용하여 처리되며, 그 다음 처리된 방사 빔(218')은 패턴 형성기 (208)로 보내진다. 방사 빔(218)의 처리는 본 설명을 읽은 당업자에게는 명백할 확대, 균일화, 초점맞춤 또는 방사 빔(218)에 대한 다른 임의의 광학 조정을 포함할 수 있다. 패턴 형성기(208)는 패턴닝된 빔(220)을 형성하여 기판(214) 상으로 보내며, 빔(220)은 투영 광학 시스템(212) 내에서 처리되어 빔(220')을 형성하게 된다.
시스템(200)의 이동 장치(222)는 고정 장치(210)와 패턴 형성기(208)에 연결되어 있다. 일 예시에서, 이동 장치(222)는 화살표 방향으로 이동하는 스테이지이다. 이동 장치(222)는 노광 공정이 진행되는 동안 고정 장치(210)와 패턴 형성기(208)를 스캔하기 위해 사용된다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 이동 장치(222)는 노광 공정이 진행되는 동안 기판(214) 전체 영역을 노광하기 위해 움직인다. 생산 효율 요건이 높아질 수록, 스캐닝 속도 및 가속도는 빨라지는데, 이 경우 패턴 형성기(208)에 대한 고정 장치(210)의 높은 고정력 및/또는 패턴 형성기(208)와 고정 장치(210) 간의 상당한 마찰력을 요하게 된다. 이것은 이하에서 상세히 기술되는 본 발명의 실시예들을 통해 달성된다.
예시적인 패턴 형성기 고정 장치
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소 그래피 시스템(도시 생략)의 섹션의 블록도를 도시한 것이다. 섹션은 패턴 형성기(308) 및 고정 장치(310)를 포함한다. 이 실시예에서, 고정 장치(310)는 패턴 형성기 고정 장치(330)와 제1 및 제 2 패턴 형성기 고정 시스템(332, 334) 각각을 포함한다.
일 예시에서, 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템(332, 334)은 패턴 형성기 고정 장치(330)가 움직이는 시간 내내 동시에 작동한다. 이것은 패턴 형성기 고정 장치(330)의 가속도가 높은 때에 패턴 형성기 고정 장치(330)에 대한 패턴 형성기(308)의 미끄러짐을 제거하거나 상당 부분 감소시키기 위해 행해진다. 예를 들면, 가속도는 최대 약 8G(중력 가속도)까지 증가한다. 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템(332, 334)을 사용함으로써, 1개의 패턴 형성기 고정 시스템만을 사용하는 것에 비하여 패턴 형성기 고정 장치(330)로 패턴 형성기(308)를 부착시키는 고정력이 상당한 정도로 증가된다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 고정력이 40-50% 이상 증가할 수 있는데, 이는 또한, 패턴 형성기(308) 및 고정 장치(310) 사이의 마찰력을 증가시킨다.
다른 예시에서, 광학 감시 시스템(336)과 제어 시스템(338)이 제1 및 제2 형성기 고정 시스템(332, 334)에 연결된다. 이 예시에서, 감시 시스템(336)은 패턴 형성기 고정 장치(330)에 대한 패턴 형성기(308)의 임의의 움직임(예컨대, 미끄러짐)을 감시한다. 또한 이 예시에서는, 미끄러짐이 검출되는 경우에만 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템(332, 334)의 동시 작동이 작동가능상태가 되거나 활성화된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3에 도시된 리소그래피 시스템 섹션의 예시적인 개략도를 도시한 것이다. 패턴 형성기(308)의 표면(440)은 스테이지(444)에 연결된 척(chuck; 442)에 부착된다. 이 실시예에서, 제1 패턴 형성기 고 정 시스템(332)은 정전기 시스템이고, 제2 패턴 형성기 고정 시스템(334)은 진공 시스템이다. 2개의 시스템은 패턴 형성기(308)의 표면(440)과 상호작용하여 패턴 형성기(308)의 부착 개시 및 이후의 부착이 진행되는 동안, 패턴 형성기(308)를 척(442)에 고정시키게 된다.
일 예시에서, 척(442)는 0팽창(zero expansion) 유리 물질, 세라믹 물질, Zerodur® 등으로 제작될 수 있다. 애플리케이션의 요구사항에 따라 척(442)은 휘거나 딱딱할 수 있다.
예시적인 제1 패턴 형성기 고정 시스템
상술된 바와 같이, 제1 패턴 형성기 고정 시스템(332)은 하나 이상의 전극(446)을 포함하는데, 이들은 바이어스되어 있어서 전극들(446)과 표면(440) 간에 인력(引力)의 전위를 발생시킨다. 일 예시에서, 전극들(446)은 척(442) 내에 위치할 수 있다. 다른 예시에서, 전극들(446)은 척(442)의 상부에 위치할 수 있다. 전극들(446)이 척의 상부에 위치하는 경우, 누전을 제거하거나 상당 부분 감소시키기 위하여 코팅되어 있어야 하며, 이러한 코팅은 전극들(446)이 척(442) 내에 위치하는 경우에는 통상적으로 불필요하다.
일 예시에서, 공기 중 정전기적 클램핑의 한계는 전극(446)과 표면(440) 사이의 간격에 대한 돌파 전압(breakthrough voltage)으로써 결정된다. 전극들(446)에 얼마나 높은 전압이 걸리든지 간에, 상기 공기 간격에 대한 돌파 전압보다 낮기 만 하면, 클램핑은 더 낮은 전압이 사용되는 것과 마찬가지로 수행될 것이다.
일 예시에서, 최대 고정력은 약 0.3-0.5bar이다. 고정 압력(p_clamp)은 이하의 관계와 같이 간격의 전기장(Egap)에 직접적으로 관련된다.
Egap = sqrt(p_clamp*2/e0)
여기서 e0는 유전율이다. 간격에 대한 전압(Vgap)은 전기장에 간격을 곱한 것으로 간단히 계산된다.
Vgap = Egap*dgap
여기서 dgap은 간격의 높이이다. 따라서, 이 예시에서 약 300V의 돌파전압을 가지려면(건조 공기 내에서), 최대 간격 약 3.5μm(0.3bar인 경우) 또는 약 2.8μm(0.5bar)가 요구된다. 다음으로 전극들(446)에 걸리는 전압은 간격과 유전체의 두께 및 유전율 간의 비율에 따라 달라지기는 하지만, 통상 100μm 두께 Zerodur®에 대해서 약 3kV 레벨 미만으로 유지될 것이다.
이 예시에서, 패턴 형성기(308)로서 레티클 또는 마스크가 사용되는 경우, 표면(440)은 크롬의 패턴층을 포함한다. 크롬은 전극들(446)을 바이어스함으로써 발생된 전위에 대해 인력을 받는다.
예시적인 제2 패턴 형성기 고정 시스템
일 예시에서, 제2 패턴 형성기 고정 시스템(334)은 진공 흡입 또는 표면과 하나 이상의 종단(448) 사이의 고정력(hold down force)을 사용한다. 이는 진공라 인(454)을 통해 화살표(452) 방향으로 흡입을 일으키는 진공소스(450)를 사용하여 행해진다. 일 예시에서, 패턴 형성기(308)의 신속한 해제가 요구되는 경우, 진공 소스는 또한 흐름을 역으로 하여 종단(448)을 통해 패턴 형성기(308)를 표면(440) 상에서 밀어낼 수도 있다.
비록 제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템(332, 334)과의 상호작용을 하는 것으로 표면(440)의 일부만이 도시되었으나, 표면(440)의 임의의 양이 이 시스템들과 상호작용할 수 있음이 이해되어야 한다. 그러므로, 일 예시에서, 좀 더 복잡한 라인들이 채택될 수 있다.
도 5, 6 및 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 패턴 형성기 고정 시스템(334)의 세부를 도시한 것이다. 이 실시예에서는 척(442)에 멤브레인(560)이 연결되어 있다. 멤브레인(560)은 진공 흡입을 패턴 표면(440)의 더 넓은 표면적으로 확장하기 위하여 사용되는데, 상술된 바와 같이 작은 간격들을 통해 진공 흡입 수행을 촉진시킨다.
다양한 실시예들에서, 전극(446)은 척(442)으로 고정되어 있는 대신, 멤브레인(560)에 연결되거나, 멤브레인(560) 내로 삽입될 수 있다. 다른 예시들에서, 멤브레인(560)은 금속 또는 전극(446)에서 발생한 전위에 인력을 받는 유사 코팅을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 진공 흡입의 확장은 멤브레인(560)을 다공성으로 또는 다양한 개구들이나 공동들(774)을 갖도록 구성함으로써 행해진다(도 7 참조).
다른 예시에서, 진공 흡입의 확장은 패턴 형성기(308)의 다양한 부분들로 진 공 흡입을 직접 연결하는 멤브레인(560) 내 채널들이나 홈들을 사용하여 행해진다.
다른 예시에서, 진공 흡입은 종단들(448)을 통해 발생하며, 멤브레인(560)의 물리적 특성들을 사용하여 확장된다.
멤브레인(560)은 부분(564)에서 척(42)에 연결되고, 부분(566)에서 종단(448)에 연결되며, 부분(568)에서는 연결되어 있지 않다. 패턴 형성기(308)는 멤브레인(560)을 통해 실질적으로 영역(566)에서 척(442)에 "클램핑" 또는 부착된다. 대안적으로 패턴 형성기(308)를 고정시키기 위하여 필요한 경우, 콘택트(570)가 멤브레인(560)에 연결될 수 있다.
그러므로, 정전기 시스템(332)에서 미치는 정전기력 및 진공 시스템(334)에서 미치는 진공 고정력 양자를 모두 사용함으로써, 패턴 형성기(308)에 미치는 총 고정력이 더 커지며 그 결과, 패턴 형성기(308)와 고정 장치(310) 간에 마찰력이 커져서 점점 더 높은 가속도 레벨, 예컨대 8G 또는 그 이상으로 진행되는 동안, 패턴 형성기(308)가 고정 장치(310)에서 미끄러지는 것을 방지하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지(444), 척(442) 및 멤브레인(560)의 구성을 도시하는 투시도로서, 리소그래피 시스템의 섹션에 패턴 형성기가 연결되지 않은 상태이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인(560)을 도시한 것이다. 이 실시예에서, 멤브레인(560)은 공동들(774)과 함께 개구들 또는 제2 패턴 형성기 고정 시스템(334; 도 4)의 종단들(448; 도 4) 근처에 위치한 영역들(776) 및 척(442)과 멤브레인(560)을 나란히 하는데 사용되는 영역들(778)을 포함한다.
결론
본 발명의 다양한 실시예들이 상술되었지만, 이들은 단지 예시일 뿐이며 제한하는 것이 아님이 이해되어야 한다. 당업자에게는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 형식 및 세부에서 다양한 변경들이 가능함이 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위 및 넓이는 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않으며, 오직 첨부되는 청구의 범위 및 그 균등물들로서 정의되어야 한다.
제1 및 제2 패턴 형성기 고정 시스템을 사용함으로써, 1개의 패턴 형성기 고정 시스템만을 사용하는 것에 비하여 패턴 형성기 고정 장치로 패턴 형성기를 부착시키는 고정력이 상당한 정도로 증가된다. 이는 또한, 패턴 형성기 및 고정 장치 사이의 마찰력을 증가시킨다.
따라서, 스캐닝 노광 공정을 하는 동안 패턴 형성기의 위치를 제어하는 스테이지 시스템에 대해서 패턴 형성기의 미끄러짐을 상당 부분 감소시키거나 제거할 수 있다.

Claims (22)

  1. 패터닝된 마스크 고정 장치;
    상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 연결되어 패터닝된 마스크를 상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 해제가능하게 연결시키는 제1 패터닝된 마스크 고정 시스템;
    상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 연결되어 상기 패터닝된 마스크를 상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 해제가능하게 연결시키기 위해 상기 제1 패터닝된 마스크 고정 시스템과 동시에 작동하는 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템; 및
    상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 연결되어 노광 공정의 스캐닝 부분이 진행되는 동안 상기 패터닝된 마스크 고정 장치 및 상기 패터닝된 마스크를 이동시키는 이동 장치
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 패터닝된 마스크 고정 시스템은 정전기 시스템을 포함하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템은 진공 시스템을 포함하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치는 상기 진공 시스템이 상기 패터닝된 마스크와 상호작용하는 통로인 멤브레인층을 포함하는 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 진공 시스템은 상기 패터닝된 마스크 고정 장치의 표면의 상당 부분에 대해 진공 흡입을 야기하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이동 장치는 스테이지(stage)를 포함하고, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치는 상기 스테이지 및 상기 패터닝된 마스크에 연결된 척(chuck)를 포함하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 척은 0팽창(zero expansion) 유리, Zerodur(r) 또는 세라믹 물질로 만들어진 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝된 마스크를 감시하는 검출기; 및
    상기 제1 및 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템의 작동을 제어하여 상기 검출기가 상기 패터닝된 마스크의 미끄러짐을 감지하는 경우, 상기 제1 및 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템을 동시에 작동하게 하는 제어기
    를 더 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이동 장치는 최대 8G까지의 가속도로 상기 패터닝된 마스크 고정 장치 및 상기 패터닝된 마스크를 이동시키는 시스템.
  10. 패터닝된 마스크를 고정하는 패터닝된 마스크 고정 장치;
    상기 패터닝된 마스크 고정 장치가 이동하는 동안, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 대한 상기 패터닝된 마스크의 미끄러짐을 감시하고, 상기 미끄러짐이 검출되는 경우, 결과 신호를 출력하는 감시 시스템;
    상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 연결되어 상기 패터닝된 마스크를 상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 해제가능하게 연결시키는 제1 패터닝된 마스크 고정 시스템;
    상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 연결되어 상기 패터닝된 마스크를 상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 해제가능하게 연결시키기는 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템; 및
    상기 결과 신호를 수신한 것에 기초하여, 상기 제1 및 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템들 중 하나 또는 양자를 활성화시키는 제어기
    를 포함하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 패터닝된 마스크 고정 시스템은 정전기 장치를 포함하는 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 패터닝된 마스크 고정 시스템은 진공 장치를 포함하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치는 상기 진공 장치가 상기 패터닝된 마스크와 상호작용하는 통로인 멤브레인층(membrane layer)을 포함하는 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 진공 장치는 상기 패터닝된 마스크 고정 장치의 표면의 상당 부분에 대해 진공 흡입을 야기하는 시스템.
  15. 제10항에 있어서, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치는,
    스테이지; 및
    상기 스테이지 및 상기 패터닝된 마스크에 연결된 척을 포함하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 척은 0팽창 유리, Zerodur® 또는 세라믹 물질로 제만들어진 시스템.
  17. 제10항에 있어서, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치는 최대 8G까지의 가속도로 이동하는 시스템.
  18. (a) 제1 고정 시스템을 사용하여 패터닝된 마스크를 패터닝된 마스크 고정 장치에 고정하는 단계; 및
    (b) (a) 단계와 동시에 제2 고정 시스템을 사용하여 패터닝된 마스크를 패터닝된 마스크 고정 장치에 고정하는 단계
    를 포함하고, 노광 공정의 스캐닝 부분이 진행되는 동안 이동 장치가 상기 패터닝된 마스크 고정 장치 및 상기 패터닝된 마스크를 이동시키는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 제1 고정 시스템으로 정전기 시스템을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 제2 고정 시스템으로 진공 시스템을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 이동하는 동안, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치에 대해 상기 패터닝된 마스크의 미끄러짐을 감시하는 단계; 및
    상기 미끄러짐이 검출되는 경우, 상기 제1 및 제2 고정 시스템 양자의 작동을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 패터닝된 마스크 고정 장치 및 상기 패터닝된 마스크의 이동은 최대 약 8G까지의 가속도로 발생하는 방법.
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