KR20130123379A - 펠리클을 갖춘 레티클의 오염 제거 방법 및 장치 - Google Patents

펠리클을 갖춘 레티클의 오염 제거 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 자연 누출부(6)를 갖고 그리고 벽(7)에 의해 경계 지어진 내부 공간(9)을 포함하는 비밀봉 밀폐 환경(1)의 오염 제거 장치로서, 오염 제거 인클로저(11, 30)와, 가스 펌핑 수단(32, 42)과, 가스 주입 수단(33, 43)을 포함하는, 오염 제거 장치에 관한 것이다. 오염 제거 인클로저(11)는 밀봉식 분리 벽(14, 49)에 의해 분리되는 적어도 2개의 챔버(12, 13; 31, 41)를 갖는다. 제1 챔버(12, 31)는 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)과 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분으로 구성되며 제1 가스 펌핑 수단(32) 및 제1 가스 주입 수단(33)과 협력하고, 제2 챔버(13, 41)는 비밀봉 밀폐 환경(1)으로부터의 자연 누출부(6)와 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분으로 구성되며 제2 가스 펌핑 수단(42) 및 제2 가스 주입 수단(43)과 협력한다. 제1 가스 펌핑 수단(32) 및 제2 가스 펌핑 수단(42)은 독립적으로 변화될 수 있는 펌핑 용량을 가지며, 제1 가스 주입 수단(33) 및 제2 가스 주입 수단(43)은 독립적으로 변화될 수 있는 가스 주입 유량을 갖는다. 또한, 오염 제거 장치는 내부 공간(9)과 제1 챔버(12, 31) 사이의 압력차를 제어하기 위한 수단을 포함한다.

Description

펠리클을 갖춘 레티클의 오염 제거 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE DEPOLLUTION OF A PELLICULATED RETICLE}
본 발명은 레티클 또는 포토마스크의 펠리클 아래에 위치된 분자상 오염물질을 제거하기 위한 방법 및 이런 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
레티클은 포토그래피에서 네거티브에 상응하는데, 레티클의 활성 표면은 캐리어 상에 프린팅되는 하나의 정보를 포함한다. 이런 정보는 반도체 기판 상의 격리부 및 프린팅부에 대한 투과율에 사용된다. 입사 광선이 레티클의 활성 표면에 집속되고, 활성 표면에 포함된 패턴이 후속적으로 기판 상에 복제된다. 레티클의 오염은 기판 상에 프린팅된 이미지에 직접적인 영향을 미치는데, 즉 결함이 프린팅된다. 반도체 산업은 점점 더 작고 집적가능하며 저비용인 전자 부품을 달성하기 위해 기록 이미지의 치수를 감소시키고자 한다. 레티클의 치수가 더 작아질수록, 오염과 관련된 요건이 점점 더 엄격해진다. 따라서, 레티클은 청정 가동 상태로 유지되어야 하는 고비용의 복잡한 필수 요소이다.
레티클 제조의 마지막에, 레티클은 세정되고 검사된다. 레티클이 청정하고 결점이 없다면, 펠리클이 레티클의 활성 표면을 보호하기 위해 레티클에 적용된다. 따라서, 레티클의 활성 표면 상에 축적될 수도 있는 오염물질은 펠리클 상에 축적될 것이다. 따라서, 펠리클의 목적은 사용자가 이용중인 레티클의 전체 유효 수명 동안 레티클을 보호하는 것이다. 펠리클 적용(pelliculation)는 (평행한 다층 표면을 포함하는)고투과율의 광학 멤브레인의 증착 단계를 포함하는데, 광학 멤브레인은 광학 멤브레인을 통과하는 광학 광선에 제한적인 영향을 미친다. 통상 펠리클은 레티클의 활성 표면의 림에 접합되며, 임의의 공간만큼 레티클의 활성 표면으로부터 분리된다. 따라서, 펠리클 아래의 대기는 레티클의 이송에 사용되는 케이스의 대기로부터 격리된다. 펠리클이 변형되는 것을 방지하기 위해, 로우 컨덕턴스 필터를 갖춘 홀이 펠리클의 측부에 위치되록 구성된다. 이런 홀은 펠리클 아래에 밀폐된 대기와 외부 대기 사이의 압력의 균형을 유지시키는 자연 누출 기능을 수행한다.
오염물질이 펠리클 아래에 여전히 존재할 수 있다는 사실을 최근에 알게 되었다. 펠리클의 집약적인 사용은 레티클의 활성면 상에 결함을 유발시킬 수도 있다. 이런 결함은 기판과 펠리클 사이에 존재하는 가스들 사이의 반응으로 인해 유발된다. 예컨대, 결정 성장 현상, 특히 암모늄 황산염 결정(NH4)2SO4의 성장이 집속 영역 내에서 레티클의 활성면과 펠리클 사이에서 전개될 수 있다. 기술적으로 크기가 감소함에 따라 증폭되는 이런 현상은 리소그래피 단계에 직접적인 영향을 미친다(결함이 프린팅된다).
펠리클 아래에 결함이 위치되는 것은 세정을 어렵게 만든다. 사전에 제공된 펠리클을 갖는 레티클의 세정은 복잡하고 고비용인 장기간의 공정인데, 그 이유는 펠리클이 세정 및 후속적인 재증착을 위해 통상 제거되어야 하기 때문이다. 이런 정교한 작업은 사용자에 의해서가 아니라 레티클 제조업자에 의해 수행되어야 하는데, 그 이유는 레티클의 단축된 유효 수명과 관련된 재고품의 처리시 시간 손실과 상당한 추가 비용을 수반하기 때문이다. 따라서, 펠리클을 집중적으로 사용하는 사용자는 펠리클 아래의 환경에 어떤 분자상 오염물질도 존재하지 않도록 해야한다.
펠리클을 전혀 제거할 필요 없이 레티클의 분자상 오염물질을 효율적으로 제거하는 것을 보장하기 위해, 비밀봉 밀폐 환경의 내부 대기를 펌핑 아웃 또는 배출시키는 작업과, 임의의 작업으로 인해 예컨대 분자 형태의 오염물질이 유발되는 것을 방지하기 위해 비밀봉 밀폐 환경의 개방 없이 후속적으로 대기 압력을 회복시키는 작업을 포함하는 방법이 제안되었다. 가스는 비밀봉 밀폐 환경 내부에서 외부로 진행하며, 반대의 경우에는 자연 누출 지점을 통과한다. 레티클의 경우, 가스의 통로는 펠리클의 측부에 제공되는 로우 컨덕턴스 필터를 갖춘 홀에 의해 실시된다.
그러나, 비밀봉 밀폐 환경의 벽의 임의의 열화를 방지하기 위한 수단을 제공할 필요가 있는데, 그 이유는 이런 벽은 저하되지 않은 상당한 차압을 견딜 수 없기 때문이다. 레티클의 경우, 펠리클에 인가되는 응력이 펠리클의 탄성 한계를 초과하는 변형을 야기하면 펠리클이 손상된다. 이런 펠리클의 탄성 한계는 레티클 마다 상이한 펠리클의 유형에 따라 결정된다. 통상 펠리클은 약 1 ㎩보다 큰 차압을 견딜 수 없는데, 그 이유는 오목해지거나 볼록해지는 펠리클의 변형은 손상 없이는 2 ㎜를 초과할 수 없기 때문이다.
이런 손상을 방지하기 위해, 비밀봉 밀폐 환경의 내부와 외부 사이의 압력차가 벽을 손상시킬 위험이 있는 기계적 변형을 야기하는 압력차보다 항상 작도록, 압력 강하를 조절할 수 있다. 레티클에 대해, 이런 조건에선 1000 mbar에서 10 mbar로 압력 강하시킨 후에 대기압으로 상승시키는 데에는 5시간 이상 걸린다. 레티클의 손상 없이 이런 방법을 상당히 더 빨리 실시하는 것은 불가능하다. 그러므로, 이런 기간은 너무 길어서 산업적 요구를 충족시킬 수 없다. 실제로, 이런 기간은 특히 전자 칩을 제조하는 플랜트에서의 실시를 위해선 30분을 초과해서는 안 된다.
본 발명의 목적은, 종래 기술의 방법에 의해 달성되는 기간보다 더 짧은 기간 내에, 즉 제조시의 제약사항들에 부합될 수 있을 만큼 충분히 짧아야 하는 기간 내에 비밀봉 밀폐 환경의 분자상 오염물질을 효율적으로 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 비밀봉 밀폐 환경을 개방할 필요 없이 그리고 압력차에 대해 낮은 저항력을 갖는 벽의 손상 없이 비밀봉 밀폐 환경의 분자상 오염물질을 효율적으로 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 펠리클을 제거할 필요 없이 그리고 종래 기술의 방법에 의한 기간보다 짧은 기간의 필요 없이 레티클의 활성 표면과 펠리클 사이에 위치될 수도 있는 오염성 화합물을 효율적으로 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 자연 누출부(natural leakage)를 갖고 그리고 벽에 의해 경계 지어진 내부 공간을 포함하는 비밀봉 밀폐 환경(non-sealed confined environment)의 오염 제거 장치로서,
- 비밀봉 밀폐 환경을 포함할 수 있는 오염 제거 인클로저와,
- 가스를 오염 제거 인클로저 외부로 펌핑하기 위한 수단과,
- 가스를 오염 제거 인클로저에 주입하기 위한 수단을 포함하는,
오염 제거 장치를 포함한다.
오염 제거 인클로저는 밀봉식 분리 벽에 의해 분리되는 적어도 2개의 챔버를 갖고, 밀봉식 분리 벽은 2개의 챔버 사이의 압력차를 견딜 수 있고,
- 제1 챔버는 비밀봉 밀폐 환경의 벽과 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분으로 구성되며, 제1 가스 펌핑 수단 및 제1 가스 주입 수단과 협력하고,
- 제2 챔버는 비밀봉 밀폐 환경으로부터의 자연 누출부와 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분으로 구성되며, 제2 가스 펌핑 수단 및 제2 가스 주입 수단과 협력하고,
제1 가스 펌핑 수단 및 제2 가스 펌핑 수단은 독립적으로 변화될 수 있는 펌핑 용량을 갖고, 제1 가스 주입 수단 및 제2 가스 주입 수단은 독립적으로 변화될 수 있는 가스 주입 유량을 가지며, 오염 제거 장치는 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력과 제1 챔버 내의 압력 사이의 차이를 제어하기 위한 수단을 포함한다.
비밀봉 밀폐 환경의 분자상 오염물질의 제거를 상당히 향상시키기 위해, 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내부의 압력은 전체 오염 제거 작업 동안 제1 챔버 내에서 외부 지배 압력에 가능한 한 근접하도록 유지되어야 한다. 이런 장치 및 관련된 방법을 이용하면, 달성되는 압력 및 관련된 방법의 최적화에 따라 몇 분(예컨대, 10분 내지 30분) 내지 몇 시간(예컨대, 1시간 내지 5시간)인 오염 제거 시간을 달성할 수 있다.
바람직하게는, 제1 챔버는 제2 챔버보다 작은 체적을 갖는다. 실제로, 제1 챔버의 체적은 제1 챔버의 벽의 변형을 방지하기 위해 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 지배 압력에 가능한 한 근접하게 압력을 보존해야 한다. 압력 조절에 있어서의 반응성을 향상시키기 위해, 제1 챔버의 체적은 가능한 한 작아야 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제1 챔버는 투광성 윈도우를 갖는다.
바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 오염 제거 장치는 비밀봉 밀폐 환경의 벽의 변형을 측정하기 위한 수단을 갖는다.
비밀봉 밀폐 환경의 벽의 변형을 측정하기 위한 수단은, 비밀봉 밀폐 환경의 벽을 향해 광 비임을 방출하는 레이저와, 비밀봉 밀폐 환경의 벽에 의해 반사되는 광 비임을 수신하는 광수신기를 포함할 수도 있다.
특유한 일 실시예에 따르면, 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력과 제1 챔버 내의 압력 사이의 차이를 제어하기 위한 수단이 비밀봉 밀폐 환경의 벽의 변형을 측정하기 위한 수단이다.
다른 실시예에 따르면, 본 발명의 오염 제거 장치는 각각의 챔버 내에서의 펌핑 속도를 독립적으로 조절하기 위해 작동 수단을 추가로 포함한다. 펌핑 수단의 펌핑 용량을 변화시키기 위해, 예컨대 펌프 유닛의 모터의 회전 속도 및/또는 가변 컨덕턴스 밸브의 개방을 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 오염 제거 장치는 각각의 챔버 내로의 가스 주입 유량을 독립적으로 조절하기 위해 작동 수단을 추가로 포함한다. 오염 제거 인클로저 내로의 가스 주입 유량을 변화시키기 위해, 예컨대 질량 유량계의 사용에 의해 그리고/또는 가변 컨덕턴스 밸브의 개방에 의해 유입 가스 유동을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술된 오염 제거 장치를 이용하는 비밀봉 밀폐 환경의 오염 제거 방법으로서, 비밀봉 밀폐 환경은 자연 누출부를 갖고 그리고 벽에 의해 경계 지어진 내부 공간을 포함하는, 오염 제거 방법이며,
- 밀봉식 분리 벽에 의해 분리되는 2개의 챔버를 포함하는 오염 제거 인클로저 내에 비밀봉 밀폐 환경(1)을 배치하는 단계와,
- 비밀봉 밀폐 환경에 대한 밀봉식 분리 벽의 밀봉부를 설치하는 단계와,
- 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력과 제1 챔버 내의 압력 사이의 차이가 비밀봉 밀폐 환경의 벽을 손상시킬 수 있는 기계적 변형을 야기할 수 있는 압력차보다 항상 작도록, 각각의 챔버 내에서의 압력 강하를 독립적으로 조절하여 제1 챔버 내에 포함된 가스 및 제2 챔버 내에 포함된 가스를 동시에 펌핑 아웃시키는 단계와,
- 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력이 목표 저압 값 P0을 달성할 때 펌핑을 중단시키는 단계와,
- 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력과 제1 챔버 내의 압력 사이의 차이가 비밀봉 밀폐 환경의 벽을 손상시킬 수 있는 기계적 변형을 야기할 수 있는 압력차보다 항상 작도록, 각각의 챔버 내에서의 압력 상승을 독립적으로 조절하여 가스를 제1 챔버 및 제2 챔버에 주입하는 단계와,
- 대기압이 달성될 때, 오염 제거 인클로저로부터 비밀봉 밀폐 환경을 추출하는 단계를 포함하는,
오염 제거 방법을 포함한다.
제1 실시예에 따르면, 목표 저압 값 P0이 달성되면, 비밀봉 밀폐 환경은 압력 상승이 발생되기 전에 저압에서 휴지될 수 있다.
저압에서의 휴지 기간은 완전한 오염 제거를 달성하기 위해 몇 분, 바람직하게는 적어도 15분일 수도 있다. 한 번의 퍼지 작업을 수행할 필요가 있는 경우, 이런 휴지 기간은 더 짧아지거나, 0분일 수도 있다.
제2 실시예에 따르면, 목표 저압 값 P0이 달성되면, 압력 상승이 즉시 개시된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 비완전 예로서 제공된 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 펠리클을 갖춘 레티클의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오염 제거 인클로저 내의 레티클의 개략도이다.
도 3은 펠리클을 갖춘 레티클의 오염 제거에 사용되는 본 발명에 따른 오염 제거 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 방법의 다양한 단계의 시퀀싱 동안 펠리클 아래에 있는 내부 공간 내의 압력의 진행에 대한 개략도로서, 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력 P3은 y축에 표시되어 있으며 시간 T 동안의 본 발명의 진행은 x축에 표시되어 있는 개략도이다.
도 1 내지 도 4에서, 동일한 다른 구성요소들은 동일한 도면 번호로 도시된다.
레티클(1; reticle)이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 패턴이 예컨대 레이저 비임 또는 전자 비임에 의해 기판(2) 상에 복제되며, 기판(2)은 예컨대 패턴이 상부에 에칭되는 크롬 층(4)과 함께 라이닝된 석영(3)으로 제조된다. 예컨대, 기판은 152 ㎜ × 152 ㎜의 정사각형 부재이며, 두께는 6.35 ㎜이다. 레티클(1)은, 일단 에칭되면, 부식 반응의 부산물을 제거하기 위해 침지 세정(dip-clean)된다. 후속적으로, 레티클(1)은 필요에 따라 몇몇 연속적인 작업, 즉 세정, 제어 및 수리 작업을 거치게 된다. 기판(2)은 약 2 ㎜ 내지 6 ㎜ 두께의 프레임(5)으로 둘러싸인다. 예컨대, 프레임(5)은 예컨대 양극 산화 알루미늄으로 제조된 금속 프레임이다. 최종 세정 후에, 기판(2)과 펠리클(7; pellicle) 사이에 포함된 내부 공간(9)을 외부 환경으로 분리시키기 위해 보호 펠리클(7)이 기판(2)에 적용되고 프레임(5)의 상부면(8)에 고정된다. 보호 펠리클(7)의 목적은 오염물질이 있다면 레티클(1)의 활성면을 특정 오염물질로부터 보호하는 동시에, 레티클(1)의 활성면이 집속 구역 외부에 위치설정되는 것을 방지하는 것이다. 프레임(5)은 다양한 기하학적 형상(직사각형, 곡선형, 팔각형 등)을 가질 수도 있다.
프레임(5)의 측면(10)은, 외부 압력과 동일한 정도의 압력이 펠리클 아래에 유지될 수 있게 하는, 약 1 ㎜의 직경의 홀(6)을 갖는다. 홀(6)은 자연 누출 기능을 수행하는 로우 컨덕턴스 필터를 갖는다. 홀(6)의 개수는 예컨대 1개 내지 4개이다. 자연 누출부는 레티클(1)의 활성 표면 및 펠리클(7)에 의해 경계 지어진 내부 공간(9)의 내부 대기를 보호하기 위해 로우 컨덕턴스를 가져야만 한다. 따라서, 밀봉된 오염 제거 인클로저의 과도하께 빠른 펌핑은 레티클(1) 주위의 가스 압력을 매우 급속하게 저하시킬 위험을 수반한다는 것을 알 수 있다. 내부 공간(9)에 포함된 가스는 홀(6)을 이용하여 탈출할 시간이 없다. 따라서, 내부 공간(9)의 내부 대기는 인클로저 내의 외부 대기보다 높은 압력으로 존재함으로써, 펠리클(7)에 내부에서 외부로 진행하는 방향으로 차압을 발생시킨다. 또한, 과도한 차압이 발생될 수도 있는 위험이 압력 상승 단계 동안 존재한다. 따라서, 인클로저에 주입된 가스는 가스 압력을 급속하게 상승시키지만, 레티클(1)의 자연 누출 지점(6)을 통해 더 느리게 침투한다. 후속적으로, 차압이 외부에서 내부로 진행하는 방향으로 발생된다. 과도한 차압은 펠리클(7)을 손상시킬 수도 있는 기계적 응력을 인가한다.
도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서, 비밀봉 밀폐 환경이 개략적으로 도시되어 있다. 이 실시예의 경우, 레티클(1)은 오염 제거 인클로저(11) 내에 존재한다. 오염 제거 인클로저(11)는 압력차에 저항력이 있는 밀봉 벽(14)에 의해 분리된 2개의 오염 제거 챔버(12, 13)를 갖는다. 제1 밀봉 챔버(12)는 레티클(1)의 펠리클(7)과 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분을 점유한다. 펠리클 위의 환경을 완전히 밀폐시키기 위해, 제1 밀봉 챔버(12)와 홀(6) 사이의 연통은 없다. 제2 밀봉 챔버(13)는, 레티클(1)의 홀(6)과 링크되고 제1 밀봉 챔버(12) 외부의 환경을 둘러싸는, 인클로저(11)의 부분을 점유한다.
따라서, 각각의 챔버(12, 13)는 서로 독립적으로 배기되거나(화살표 15 참조) 가스로 충진될 수 있다(화살표 16 참조). 그 결과, 제1 챔버(12) 내의 압력 P1은 제2 챔버(13) 내의 지배 압력 P2와 다를 수 있다. 제1 챔버(12) 내의 압력 P1은 펠리클(7) 아래의 내부 공간(9) 내의 지배 압력 P3에 계속 맞춰짐으로써, 펠리클(7)이 겪는 압력차는 낮게, 바람직하게는 1 ㎩ 이하로 유지된다. 그 결과, 제2 챔버(13) 내에서 압력 강하는 로우 컨덕턴스 필터(6)를 통해 내부 공간(9)으로부터 오염된 가스를 추출할 수 있도록 급속하게 이루어질 수 있다(화살표 17 참조).
2개의 챔버(12, 13) 사이의 타이트 밀봉의 중요성을 알 수 있다. 레티클(1)에 대한 분리 벽(14)의 밀봉은 필터(6)를 갖춘 홀 위의 프레임(5)의 상부면(8) 또는 측면(10)에서 달성될 수 있다. 이 실시예의 경우, 레티클(1)에 대한 분리 벽(14)의 밀봉은 예컨대 프레임(5)의 측면(10) 상의 시일(18)에 의해 달성된다. 바람직하게는, 챔버(12, 13)는 금속 벽을 갖는데, 금속 벽의 압력에 대한 높은 저항력으로 인해 제1 챔버(12) 내의 압력 P1 및 제2 챔버(13) 내의 압력 P2을 상당히 자유롭게 독립적으로 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 오염 제거 인클로저(13)를 포함하는 장치의 바람직한 실시예를 도시하는 도 3을 이제 참조한다.
내부 체적 V1을 갖는 제1 밀봉 챔버(31)는 레티클(1)의 펠리클(7)과 접촉되게 위치되는 인클로저(30)의 부분을 점유하고 그리고 적절한 가스를 주입하기 위한 제1 수단(33) 및 제1 펌핑 수단(32)과 협력한다. 가스를 제1 챔버(31) 외부로 펌핑할 수 있는 펌핑 수단(32)은, 가변 유동 밸브(35)를 포함하는 도관에 의해 제1 챔버(31)에 연결되는, 펌프 유닛(34)을 포함한다. 가스의 유동을 제1 챔버(31)에 주입할 수 있는 가스 주입 수단(33)은, 질량 유량계 또는 가변 유동 밸브와 같은 유동 제어기(37)를 포함하는, 도관(36)에 의해 제1 챔버(31)에 연결된다. 또한, 제1 챔버(31)는 압력계(38)를 갖는다. 레티클(1)의 펠리클(7) 아래의 내부 공간(9) 내의 압력 P3과 제1 챔버(31) 내의 압력 P1 사이의 차이를 제어하기 위한 (도시 안 된)수단이 본 발명의 방법의 단계에 따라 밸브(35) 또는 유량 제어기(37)를 작동시키는데 사용된다.
바람직하게는, 투광성인 2개의 윈도우(39a, 39b)가 레티클(1)의 펠리클(7)을 향하는 제1 챔버(31)의 벽에 삽입된다. 또한, 제1 챔버(31)는 펠리클(7)의 변형을 측정하기 위한 수단(40)을 포함할 수도 있다.
내부 체적 V2를 갖는 제2 밀봉 챔버(41)는 레티클(1)의 프레임(5)의 홀(6)과 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분을 점유하고 그리고 적절한 가스를 주입하기 위한 제2 수단(43) 및 제2 펌핑 수단(42)과 협력한다. 가스를 제2 챔버(41) 외부로 펌핑할 수 있는 펌핑 수단(42)은, 가변 유동 밸브(45)를 포함하는 도관에 의해 제2 챔버(41)에 연결되는, 펌프 유닛(44)을 포함한다. 가스의 유동을 제2 챔버(41)에 주입할 수 있는 가스 주입 수단(43)은, 질량 유량계 또는 가변 유동 밸브와 같은 유동 제어기(47)를 포함하는, 도관(46)에 의해 제2 챔버(41)에 링크된다. 또한, 제2 챔버(41)는 압력계(48)를 갖는다. 제2 챔버(41)는 밀봉 벽(49)에 의해 제1 챔버(31)로부터 분리된다.
제2 챔버(41) 내에서, 레티클(1)은 예컨대 액추에이터를 포함하는 위치설정 수단(50)에 의해 유지된다. 위치설정 수단(50)은 시일(51)에 의해 접촉되는 레티클(1)의 프레임(5)과 분리 벽(49) 사이에 효율적인 밀봉을 제공하기 위해 레티클(1)의 높이를 조절하는데 특히 사용된다.
개시된 오염 제거 장치는 도 4에 도시된 오염 제거 방법을 실시하는데 사용된다.
레티클(1)의 오염 제거를 수행하기 위해, 분리 벽(49)에 대한 레티클(1)의 위치설정이 2개의 챔버(31, 41) 사이에 완전한 밀봉을 제공하도록 위치설정 수단(50)에 의해 조절된다. 후속적으로, 가스가 각각의 펌핑 수단(32, 42)에 의해 챔버(31, 41)(곡선 60 참조) 내로 펌핑된다(단계 A). 펌핑 수단(32, 42)은 가변 펌핑 용량을 갖는다. 각각의 챔버(31, 41) 내의 압력이, 조절가능 개구를 가지며 입구 유동부에 배치되는, 가변 컨덕턴스 밸브(35, 45)에 의해 조절된다. 밸브(35, 45)의 개구는 다소간의 가스를 완전히 독립적인 방식으로 각각의 챔버(31, 41) 내로 고속 또는 저속으로 펌핑할 수 있다. 후속하여, 내부 공간(9) 내에 존재하는 가스가 펠리클의 제거 없이 로우 컨덕턴스 필터를 갖춘 홀(6)에 의해 추출된다.
(도시 안 된)작동 수단이 각각의 펌프(32, 42)의 펌핑 용량을 조절하기 위해 제공된다. 작동 수단은 레티클(1)의 펠리클(7) 아래의 내부 공간(9) 내의 압력 P3과 제1 챔버(31) 내의 압력 P1 사이의 차이를 제어하기 위한 수단에 의해 구동된다. 바람직하게는, 내부 공간(9)과 제1 챔버(31) 사이의 압력차를 제어하기 위한 수단은, 압력 P2가 지배하는 제2 챔버(41)의 내부 체적 V2와 연통하는 내부 공간(9)의 체적 V3 내의 압력 P3과 제1 챔버(31)의 내부 체적 V1 내의 압력 P1 사이의 압력차 ΔP를 나타내는, 펠리클(7)의 변형을 측정하기 위한 수단(40)이다. 압력차 ΔP의 측정값 P3-P1이, 펠리클(7)을 손상시킬 수 있는 기계적 변형을 야기할 위험이 있는 값인, 압력차의 임계값보다 항상 작도록 장치를 구동한다. 가스는 펠리클(7)을 제거할 필요 없이 레티클(1)의 펠리클(7)을 지지하는 프레임(5)에 형성된 로우 컨덕턴스 필터를 갖춘 홀(6)을 통해 내부 공간(9)으로부터 추출된다.
홀(6)의 컨덕턴스로 인해, 내부 공간(9) 내의 압력 P3은 제2 챔버(41) 내의 압력 P2보다 크다. 제2 챔버(41) 내로 펌핑할 때 이런 압력차를 고려함으로써, 압력차가 항상 제1 챔버(31) 내의 압력 P1보다 약간 작도록 압력 P1을 조절할 수 있다. 그 결과, 내부 공간(9) 내의 압력 P3은 제1 챔버(31) 내의 압력 P1의 정도와 동일한 정도의 값으로 항상 유지될 수 있다. 그 결과, 펠리클(7)의 기계적 변형은 어떤 손상도 유발시키지 않을 만큼 낮게 유지된다. 필터(6)의 컨덕턴스가 공지되어 있다면, 발생되는 압력차 P3-P2를 정확히 계산하여, 제2 챔버(41)에 대한 펌핑 수단(42)의 펌핑 용량을 제1 챔버(31) 내의 압력 P1의 함수로서 조절할 수 있다.
도 3에서 도시된 변형을 측정하기 위한 수단(40)은 광수신기 셀(1)의 그룹을 포함하는 광수신기(53) 및 레이저(52)를 사용하여 펠리클(7)의 변형을 제어하는데 사용될 수 있다. 레이저(52)는, 펠리클(7)의 표면에 수직인 방향에 대해 몇 도의 각도로 펠리클(7)을 향해(바람직하게는 펠리클(7)의 중심을 향해) 전송되는, 수 밀리미터 넓이의 직선 광 비임(54)을 방출한다. 입사 광 비임(54)은 윈도우(39a)를 가로질러 펠리클(7)의 표면에서 반사된다. 반사된 광 비임(55)은 윈도우(39b)를 가로질러 광수신기(53)에 도달된다. 레이저(52) 및 광수신기(53)는 고정된 위치에 존재하기 때문에, 펠리클(7)의 변형은 광수신기(53)에 의해 수신되는 반사된 광 비임(55)의 시프팅을 직접적으로 유발한다.
따라서, 내부 공간(9) 내의 압력 P3이 제1 챔버(31) 내의 압력 P1과 미소하게 차이 나는 것을 확실히 하기 위해 펠리클의 변형을 측정하기 위한 수단(40)을 사용할 수 있다. 따라서, 펠리클(7)의 변형을 측정하기 위한 수단(40)은 제1 챔버(31) 또는 제2 챔버(41)에서의 펌핑 속도를 펠리클(7)의 관측된 변형의 함수로서 조절하는데 사용될 수 있다.
내부 공간(9)에서 압력 P3이 사전 설정된 충분히 낮은 압력 P0의 레벨로 달성되면, 오염물 종(species)의 탈착을 완료하기 위해(곡선 61 참조) 휴지 시간(rest time)을 별도로 마련할 수 있다(단계 B). 오염제거의 관점에서 중요한 결과를 달성하기 위해, 휴지 시간은 바람직하게는 적어도 15분이어야 한다. 기본적으로, 오염물질이 극소하면, 더 짧은 휴지 시간이 필요하거나 휴지 시간이 전혀 필요 없는 한 번의 퍼징 작업을 수행하는 것이 바람직할 수도 있다. 후자의 경우, 압력 상승은 펌핑의 중단 직후에 야기될 수 있다(곡선 62 참조).
예컨대 유휴 시간(idle time) 후에, 가스 또는 가스 혼합물을 챔버(31, 41)에 동시에 주입시켜 인클로저(30) 내에서 대기압 Patm까지(곡선 63 참조) 상승시킬 수 있다(단계 C). 가스가 펠리클의 제거 없이 로우 컨덕턴스 필터를 갖춘 홀(6)에 의해 내부 공간(9)에 주입된다. 유동 제어기와 같은 (도시 안 된)작동 수단이 각각의 주입 수단(33, 43)을 이용하여 독립적으로 주입된 가스의 유동을 조절하도록 구성된다. 다소 가변적인 크기의 주입 유동은 더 빠르거나 더 느린 대기압으로의 상승을 가능케 한다. 이런 작동 수단은 레티클(1)의 펠리클(7) 아래의 내부 공간(9) 내의 압력과 제1 챔버(31) 내의 압력 사이의 차이를 제어하기 위한 (도시 안 된)수단에 의해 구동된다. 내부 공간(9) 내의 압력과 제1 챔버(31) 내의 압력 사이의 차이를 제어하기 위한 수단은 바람직하게는 제2 챔버(41)와 연통하는 내부 공간(9)과 제1 챔버(31) 사이의 압력차 ΔP의 함수로서 펠리클(7)의 변형을 측정하기 위한 수단(40)이다. 가스는 펠리클(7)을 전혀 제거할 필요 없이 레티클(1)의 펠리클(7)을 지지하는 프레임(5)에 형성된 로우 컨덕턴스 필터를 갖춘 홀(6)을 통해 내부 공간(9)으로부터 주입된다. 대기압이 챔버(31, 41) 및 내부 공간(9) 내에서 회복되면, 레티클은 위치설정 수단(50)으로부터 분리되어 최종적으로 오염 제거 인클로저로부터 제거될 수 있다.
기본적으로, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않으며, 당업자들은 본 발명의 기술사상 내에서 다양한 대안적인 실시예의 목적을 이해할 수 있을 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 범주 내에서 오염 제거 챔버의 형상 및 체적을 변경하기 위해, 오염 제거 챔버 내의 압력과 비밀봉 밀폐 환경의 내부 공간 내의 압력을 제어하고 그리고/또는 비교하기 위한 임의의 수단을 사용할 수 있다.
1 : 레티클 7 : 펠리클
30 : 인클로저 31 : 제1 밀봉 챔버
32, 42 : 펌핑 수단 33, 43 : 가스 주입 수단
38, 48 : 압력계 39a, 39b : 윈도우
40 : 변형 측정 수단 41 : 제2 밀봉 챔버
50 : 위치설정 수단 51 : 시일

Claims (12)

  1. 자연 누출부(6)를 갖고 그리고 벽(7)에 의해 경계 지어진 내부 공간(9)을 포함하는 비밀봉 밀폐 환경(1)의 오염 제거 장치로서,
    - 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)을 포함할 수 있는 오염 제거 인클로저(11, 30)와,
    - 가스를 상기 오염 제거 인클로저(11) 외부로 펌핑하기 위한 수단(32, 42)과,
    - 가스를 상기 오염 제거 인클로저(11)에 주입하기 위한 수단(33, 43)을 포함하는,
    오염 제거 장치에 있어서,
    상기 오염 제거 인클로저(11)는 밀봉식 분리 벽(14, 49)에 의해 분리되는 적어도 2개의 챔버(12, 13; 31, 41)를 갖고, 상기 밀봉식 분리 벽은 2개의 챔버(12, 13; 31, 41) 사이의 압력차를 견딜 수 있고,
    - 제1 챔버(12, 31)는 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)과 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분으로 구성되며, 제1 가스 펌핑 수단(32) 및 제1 가스 주입 수단(33)과 협력하고,
    - 제2 챔버(13, 41)는 비밀봉 밀폐 환경(1)으로부터의 자연 누출부(6)와 접촉되게 위치되는 인클로저의 부분으로 구성되며, 제2 가스 펌핑 수단(42) 및 제2 가스 주입 수단(43)과 협력하고,
    제1 가스 펌핑 수단(32) 및 제2 가스 펌핑 수단(42)은 독립적으로 변화될 수 있는 펌핑 용량을 갖고, 제1 가스 주입 수단(33) 및 제2 가스 주입 수단(43)은 독립적으로 변화될 수 있는 가스 주입 유량을 가지며,
    상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 내부 공간(9) 내의 압력 P3과 제1 챔버(12, 31) 내의 압력 P1 사이의 차이를 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    오염 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 챔버(12, 31)는 제2 챔버(13, 41)의 체적 V2보다 작은 체적 V1을 갖는, 오염 제거 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 챔버(12, 31)는 투광성인 윈도우(39a, 39b)를 갖는, 오염 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)의 변형을 측정하기 위한 수단(40)을 더 포함하는, 오염 제거 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)의 변형을 측정하기 위한 수단(40)은, 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)을 향해 광 비임을 방출하는 레이저(52)와, 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)에 의해 반사되는 광 비임을 수신하는 광수신기(53)을 포함하는, 오염 제거 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 내부 공간(9) 내의 압력 P3과 제1 챔버(12, 31) 내의 압력 P1 사이의 차이를 제어하기 위한 수단이 상기 비밀봉 밀폐 환경의 벽의 변형을 측정하기 위한 수단인, 오염 제거 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 챔버(12, 13; 31, 41) 내에서의 펌핑 속도를 독립적으로 조절하기 위해 작동 수단을 더 포함하는, 오염 제거 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 챔버(12, 13; 31, 41) 내로의 가스 주입 유량을 독립적으로 조절하기 위해 작동 수단을 더 포함하는, 오염 제거 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)을 오염 제거 인클로저(11, 30) 내에 위치설정시키기 위한 수단(50)을 더 포함하는, 오염 제거 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 오염 제거 장치를 이용하는 비밀봉 밀폐 환경(1)의 오염 제거 방법으로서, 비밀봉 밀폐 환경(1)은 자연 누출부(6)를 갖고 그리고 벽(7)에 의해 경계 지어진 내부 공간(9)을 포함하는, 오염 제거 방법이며,
    - 밀봉식 분리 벽(14, 49)에 의해 분리되는 2개의 챔버(12, 13; 31, 41)를 포함하는 오염 제거 인클로저(11, 30) 내에 비밀봉 밀폐 환경(1)을 배치하는 단계와,
    - 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)에 대한 밀봉식 분리 벽(14, 49)의 밀봉부를 설치하는 단계와,
    - 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 내부 공간(9) 내의 압력 P3과 제1 챔버(12, 31) 내의 압력 P1 사이의 차이가 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)을 손상시킬 수 있는 기계적 변형을 야기할 수 있는 압력차보다 항상 작도록, 각각의 챔버(12, 13; 31, 41) 내에서의 압력 강하를 독립적으로 조절하여 제1 챔버(12, 31) 내에 포함된 가스 및 제2 챔버(13, 41) 내에 포함된 가스를 동시에 펌핑 아웃시키는 단계와,
    - 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 내부 공간(9) 내의 압력 P3이 목표 저압 값 P0을 달성할 때 펌핑을 중단시키는 단계와,
    - 상기 비밀봉 밀폐 환경(1)의 내부 공간(9) 내의 압력과 제1 챔버(12, 31) 내의 압력 사이의 차이 ΔP가 비밀봉 밀폐 환경(1)의 벽(7)을 손상시킬 수 있는 기계적 변형을 야기할 수 있는 압력차보다 항상 작도록, 각각의 챔버(12, 13; 31, 41) 내에서의 압력 상승을 독립적으로 조절하여 가스를 제1 챔버(12, 31) 및 제2 챔버(13, 41)에 주입하는 단계와,
    - 대기압 Patm이 달성될 때, 오염 제거 인클로저(11, 30)로부터 비밀봉 밀폐 환경(1)을 추출하는 단계를 포함하는,
    오염 제거 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 목표 저압 값 P0이 달성되면, 비밀봉 밀폐 환경(1)은 압력 상승이 발생되기 전에 저압에서 휴지될 수 있는, 오염 제거 방법.
  12. 제11항에 있어서, 저압에서의 휴지 기간은 적어도 15분인, 오염 제거 방법.
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