KR20160094437A

KR20160094437A - 펠리클을 제조하는 장치 및 방법, 및 펠리클

Info

Publication number: KR20160094437A
Application number: KR1020167017926A
Authority: KR
Inventors: 마르텐 마티스 마리누스 얀센; 후안 디에고 아리아스 에스피노자; 요한네스 페트루스 헨리쿠스 데 쿠스터
Original assignee: 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2016-08-09
Also published as: CN105793775A; JP6473157B2; NL2013826A; US20160313637A1; TW201530251A; JP2019045884A; US10365558B2; JP2016539372A; TWI658321B; WO2015082214A1

Abstract

펠리클을 제조하는 장치가 개시되며, 상기 장치는: 필름에 응력을 가하는 응력 조립체; 및 기판을 지지하는 기판 지지체를 포함하고, 응력 조립체 및 기판 지지체는 필름에 응력이 가해지는 경우에 기판이 필름과 접촉하게 되도록 상대 이동할 수 있다.

Description

펠리클을 제조하는 장치 및 방법, 및 펠리클{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING A PELLICLE, AND A PELLICLE}

본 출원은 2013년 12월 5일에 출원된 EP 출원 13195872.0의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다.

본 발명은 펠리클(pellicle)을 제조하는 장치 및 방법, 및 펠리클에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상에 원하는 패턴을 적용시키도록 구성되는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조 시에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)로부터 기판 상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로 패턴을 투영할 수 있다.

리소그래피 장치에 의해 기판 상으로 패턴을 투영하는 데 사용되는 방사선의 파장은 그 기판 상에 형성될 수 있는 피처들의 최소 크기를 결정한다. 5 내지 20 nm 내의 파장을 갖는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치가 종래의 리소그래피 장치(이는 예를 들어 193 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선을 사용할 수 있음)보다 기판 상에 더 작은 피처들을 형성하기 위해 사용될 수 있다.

EUV 방사선을 사용하여 패터닝되는 피처들의 작은 크기는, 리소그래피 장치 내에서의 여하한의 미립자 오염이 제조되는 집적 회로에 상당한 악영향을 줄 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 패터닝 동안 패터닝 디바이스 상에 입자가 존재하는 경우, 이는 기판 상에 입자의 이미지가 형성되게 할 수 있다. 몇몇 입자들의 존재 시 리소그래피 장치의 여하한의 성능 저하를 방지하기 위해, 입자 오염으로부터 패터닝 디바이스를 보호하도록 펠리클을 사용하는 것이 알려져 있다. 하지만, 리소그래피 장치의 성능을 감소시키지 않도록 EUV 방사선에 충분히 투명한 펠리클을 형성하기 위해, 각각의 펠리클은 매우 얇은 필름(extremely thin film)으로 만들어져야 한다. 얇은 필름들은 유연한 경향이 있으며, 사용 중 또는 수송 중 압력 구배, 기계적 진동 또는 기계적 응력에 노출되는 경우에 휘는(deflect) 경향이 있다. 펠리클의 여하한의 이러한 휨(deflection)은 펠리클이 리소그래피 장치의 다른 구성요소들과 접촉하게 할 수 있으며, 이는 펠리클의 손상 또는 패터닝 성능의 저하를 야기할 수 있다.

알려진 펠리클들에서는, 펠리클의 휨을 방지하기 위해 펠리클을 가로질러 지지 그리드(support grid)가 제공될 수 있다. 하지만, 이러한 지지 그리드는 EUV 방사선의 패터닝을 야기할 수 있다.

본 발명의 목적은 알려진 펠리클들과 연계된 문제점들 중 1 이상을 제거하거나 완화시키는 것이다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 펠리클을 제조하는 장치가 제공되고, 상기 장치는: 필름에 응력을 가하는 응력 조립체(stressing assembly); 및 기판을 지지하는 기판 지지체를 포함하며, 응력 조립체 및 기판 지지체는 필름에 응력이 가해지는 경우에 기판이 필름과 접촉하게 되도록 상대 이동할 수 있다.

상기 장치는, 제조 시 펠리클에 인장 응력(tensile stress)을 부여하거나 이를 예응력처리(pre-stress)할 수 있는 메카니즘을 제공한다. 예응력처리는 사용 시 차압(differential pressure)들에 노출될 때의 휨에 대한 펠리클의 저항을 개선하고, 펠리클 필름에서의 주름의 발생을 감소시킬 수도 있다.

응력 조립체는 펠리클 필름의 제 1 측을 제 1 압력에 노출시키고, 펠리클 필름의 제 2 측을 제 1 압력과 상이한 제 2 압력에 노출시키도록 배치될 수 있다.

펠리클 필름을 예응력처리하기 위한 차압의 사용은, 높은 압력 지점들을 야기할 수 있는 기계적 디바이스의 사용에 의해 필름을 파열시킬 위험 없이 펠리클 필름의 표면에 균일한 압력이 적용되게 한다.

제 1 압력은 대기압 이상일 수 있다. 제 2 압력은 실질적으로 대기압과 같을 수 있다.

또한, 상기 장치는 제 1 압력과 제 2 압력 간의 압력 차를 모니터링하도록 배치된 압력 모니터(pressure monitor)를 포함할 수 있다.

압력 모니터는 필름에 적용되는 차압을 모니터링하는 단순한 메카니즘을 제공한다.

또한, 상기 장치는 펠리클 필름 내의 응력을 나타내는 펠리클 필름의 특성을 모니터링하도록 배치된 응력 모니터를 포함할 수 있다.

응력 모니터는 휨 모니터일 수 있다.

필름의 휨은 필름 내의 응력의 쉽게 검출가능한 표시를 제공한다. 그러므로, 필름의 일부분의 휨을 모니터링하는 것이 응력으로 하여금 결정되게 한다.

응력 조립체는 챔버를 포함할 수 있고, 챔버는 제 1 압력에 유지되도록 배치되는 제 1 구역 및 제 2 압력에 유지되도록 배치되는 제 2 구역을 포함할 수 있다.

제 1 구역은 가스 유입구를 포함할 수 있다.

가스 유입구의 사용은 대기압 이상의 압력에서의 가스가 챔버로 도입되게 하여, 챔버 내의 압력을 증가시킨다. 이는 필름에 걸쳐 차압을 야기하는 단순한 메카니즘을 제공한다.

제 1 구역은 누출 밸브(leak valve)를 포함할 수 있으며, 이로 인해 챔버로부터의 가스 유출의 제어를 허용한다. 이는 챔버 내의 압력으로 하여금 사전설정된 압력을 달성하도록 조절되게 한다.

또한, 챔버는 제 1 구역과 제 2 구역 사이에서 챔버의 내표면 주위에 배치된 필름 지지체를 포함할 수 있다.

필름 지지체는 제 1 구역과 제 2 구역 사이에 원형 어퍼처(circular aperture)를 정의할 수 있다.

원형 어퍼처의 사용은 폭넓게 사용되는 원형 웨이퍼들과의 적합성(compatibility)을 제공한다.

기판 지지체는 원형 어퍼처와 동심이고 이와 평행으로 배치되는 평탄한 원형 표면을 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 펠리클 프레임 및 펠리클 필름을 포함한 펠리클이 제공되고, 펠리클 필름은 인장 응력 하에 펠리클 프레임에 장착된다.

펠리클은 폴리실리콘, 그래핀, Nb/Mo/Si의 다층들, 탄소 나노튜브들의 층들, 및 이 재료들 중 2 이상으로 형성된 다층들로부터 선택된 재료를 포함한다.

펠리클은 샌드위치 형태로 또는 최상부에 캐핑 층(capping layer)을 포함한다.

인장 응력은 펠리클 필름에서 주름들을 방지하기에 충분할 수 있다.

응력이 가해지지 않은 펠리클 필름은 차압이 없는 경우에도 주름질 수 있다. 이러한 것으로서, 주름들을 방지하도록 충분한 인장 응력을 제공하는 것이 필름의 균일성을 개선하고, 필름이 심지어 작은 차압 하에서도 휘는 경향을 감소시킨다.

인장 응력은 적어도 사전설정된 인장 응력일 수 있다.

사전설정된 인장 응력은: 펠리클 필름의 지오메트리; 사용 시 펠리클 필름의 일부분에 의한 최대 허용 휨(maximum permitted deflection); 사용 시 펠리클 필름이 직면할 것으로 예상되는 최대 차압; 및 펠리클 필름의 영률(Young's modulus) 중 적어도 하나에 기초할 수 있다.

몇몇 적용들에 대해, 사용 시 펠리클 필름의 일부분에 의한 최대 허용 휨은 약 1 밀리미터일 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적이며, 최대 허용 휨은 적용에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 펠리클 필름의 작은 휨들에 민감한 적용들에 대해, 사용 시 펠리클 필름의 일부분에 의한 최대 허용 휨은 약 0.5 밀리미터일 수 있다.

펠리클 필름이 직면할 것으로 예상되는 최대 차압은 약 2 Pa일 수 있다.

펠리클 필름은 직사각형일 수 있다. 직사각형 펠리클은 리소그래피 장치에서 사용될 수 있는 직사각형 패터닝 디바이스에 편리한 보호를 제공할 것이다.

다른 실시예들에서, 적절하다면 대안적인 펠리클 형상들이 선택될 수 있다. 예를 들어, 펠리클 필름은 원형일 수 있거나, 또는 펠리클 필름은 정사각형일 수 있다.

펠리클 필름에서의 최대 인장 응력은 150 MPa보다 클 수 있다. 펠리클 필름의 증가된 인장 응력은 필름이 휘는 경향을 감소시킨다. 150 MPa의 최대 인장 응력은 몇몇 적용들에서 펠리클 필름의 과도한 휨을 방지하기에 충분할 수 있다. 다른 적용들에서, 펠리클 필름의 최대 인장 응력은 200 MPa보다 클 수 있고, 휨을 더 감소시키기 위해 펠리클 필름의 최대 인장 응력은 250 MPa보다 클 수 있다.

펠리클 필름 내에서 인장 응력의 비균질 분포가 존재할 수 있다. 인장 응력은 펠리클 필름의 중심에서 최대일 수 있다.

인장 응력의 비균질 분포는 응력으로 하여금 필름에서 가장 필요한 곳에, 예를 들어 펠리클 프레임으로부터 가장 먼 곳에 집중되게 한다. 직사각형 펠리클 필름에서, 코너 구역들은 펠리클 필름의 중심보다 (펠리클 프레임의 근접으로 인해) 휨을 견디는 데 더 적은 인장 응력을 필요로 할 것이다. 그러므로, 코너들에서보다 필름의 중심에서의 더 높은 인장 응력은 전체 필름이 증가된 응력을 받을 필요 없이 필름의 중심에서 휨에 대한 저항을 개선할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 펠리클을 포함한 리소그래피 툴이 제공된다.

리소그래피 장치 내의 펠리클의 제공은 리소그래피 장치의 민감한 구역들로 하여금 입자 오염으로부터 보호되게 한다.

본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스; 및 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 펠리클을 포함한 패터닝 디바이스 조립체가 제공되고, 펠리클은 패터닝 디바이스에 입자들이 접촉하는 것을 방지하기 위해 패터닝 디바이스에 인접하여 배치된다.

패터닝 디바이스와 조합한 펠리클의 제공은 패터닝 디바이스로 하여금 입자 오염으로부터 보호되게 하여, 패터닝 디바이스에 착지하는 입자들로 인한 여하한의 이미징 성능 저하의 가능성을 감소시킨다.

본 발명의 제 5 실시형태에 따르면, 펠리클을 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 필름을 제공하는 단계; 필름에 기계적으로 응력이 가해지게 하는 단계; 기판을 제공하는 단계; 펠리클 필름에 응력이 가해지는 경우에 서로를 향해 기판 및 필름을 이동시켜, 응력이 가해진 필름과 기판이 접촉하게 되는 단계; 응력이 가해진 필름을 기판에 부착하는 단계; 및 프레임을 형성하도록 기판을 패터닝하는 단계를 포함하며, 프레임은 응력이 가해지는 구성으로(in a stressed configuration) 필름을 지지한다.

필름은 펠리클 필름에 걸친 차압의 적용에 의해 기계적으로 응력이 가해질 수 있다.

차압을 적용하는 단계는 펠리클 필름의 제 1 측을 대기압보다 큰 압력에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 6 실시형태에 따르면, 패터닝 디바이스 조립체를 제조하는 방법이 제공되고, 이는: 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 방법을 수행하는 단계; 패터닝 디바이스를 제공하는 단계; 및 패터닝 디바이스에 펠리클을 부착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 7 실시형태에 따르면, 기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함한 방법이 제공되고, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 펠리클은 방사선 빔을 패터닝하는 패터닝 디바이스에 인접하여 방사선 빔의 경로에 제공된다.

본 발명의 제 8 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 장치를 이용하여 제조된 펠리클이 제공된다.

본 발명의 제 9 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 2 또는 제 8 실시형태에 따른 펠리클 및 펠리클 프레임이 제공된 케이싱이 제공된다.

본 발명의 제 10 실시형태에 따르면, 본 발명의 제 2 또는 제 8 실시형태에 따른 펠리클, 펠리클 프레임, 및 패터닝 디바이스가 제공된 케이싱이 제공된다.

본 발명의 일 실시형태에 관하여 설명된 특징들 및 장점들은 본 발명의 다른 실시형태들과 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

이하 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함한 리소그래피 시스템을 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 펠리클들의 휨의 플롯;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클을 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 도시하는 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 예시하는 흐름도; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 응력이 가해진 필름 내의 응력의 플롯이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 펠리클을 포함한 리소그래피 시스템을 나타낸다. 리소그래피 시스템은 방사선 소스(SO) 및 리소그래피 장치(LA)를 포함한다. 방사선 소스(SO)는 극자외(EUV) 방사선 빔(B)을 발생시키도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(MA)(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성된 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다. 조명 시스템(IL)은 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사하기 전에 방사선 빔(B)을 컨디셔닝(condition)하도록 구성된다. 투영 시스템은 기판(W) 상으로 [이제 마스크(MA)에 의해 패터닝된] 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된다. 기판(W)은 앞서 형성된 패턴들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 리소그래피 장치는 패터닝된 방사선 빔(B)을 기판(W) 상에 앞서 형성된 패턴과 정렬시킨다.

방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL), 및 투영 시스템(PS)은 모두 외부 환경으로부터 격리될 수 있도록 구성되고 배치될 수 있다. 대기압 아래의 압력에서의 가스(예를 들어, 수소)가 방사선 소스(SO)에 제공될 수 있다. 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에는 진공이 제공될 수 있다. 대기압 훨씬 아래의 압력에서의 소량의 가스(예를 들어, 수소)가 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.

도 1에 나타낸 방사선 소스(SO)는 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스라고 칭해지는 타입으로 이루어질 수 있다.

방사선 빔(B)은 방사선 소스(SO)로부터, 방사선 빔을 컨디셔닝하도록 구성되는 조명 시스템(IL)으로 통과한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11)는 함께 방사선 빔(B)에 원하는 단면 형상 및 원하는 각도 분포를 제공한다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)으로부터 통과하고, 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 패터닝 디바이스(MA) 상에 입사한다. 패터닝 디바이스(MA)는 방사선 빔(B)을 반사하고 패터닝한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 거울 디바이스(10) 및 패싯 퓨필 거울 디바이스(11) 대신에, 또는 이에 추가하여 다른 거울들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다.

패터닝 디바이스(MA)로부터의 반사 후, 패터닝된 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)에 들어간다. 투영 시스템은 복수의 거울들을 포함하고, 이들은 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 방사선 빔(B)을 투영하도록 구성된다. 투영 시스템(PS)은 방사선 빔에 감소 인자(reduction factor)를 적용하여, 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피처들보다 작은 피처들을 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 4의 감소 인자가 적용될 수 있다. 투영 시스템(PS)은 도 1에서 2 개의 거울들을 갖지만, 투영 시스템은 여하한 수의 거울들(예를 들어, 6 개의 거울들)을 포함할 수 있다.

패터닝 디바이스(MA)에 인접하여 펠리클(15)이 제공된다. 펠리클(15)은 방사선 빔(B)의 경로에 제공되어, 방사선 빔(B)이 조명 시스템(IL)으로부터 패터닝 디바이스(MA)에 접근할 때와 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 투영 시스템(PS)을 향해 반사될 때 모두 펠리클(15)을 통과하도록 한다. 펠리클(15)은 실질적으로 EUV 방사선에 투명한 얇은 필름을 포함한다. 하지만, EUV 방사선에 투명한 한편, 펠리클(15)은 입자 오염으로부터 패터닝 디바이스(MA)를 보호하도록 작용한다. 펠리클(15)은 패터닝 디바이스(MA)로부터 이격되어 위치되며, 이는 펠리클(15)의 표면에 입사하는 여하한의 입자들이 방사선 빔(B)의 초점면에 있지 않기에 충분하다. 펠리클(15)과 패터닝 디바이스(MA) 간의 이 간격(separation)은, 펠리클(15)의 표면 상의 여하한의 입자들이 방사선 빔(B)에 패턴을 부여하는 정도를 감소시키도록 작용한다. 입자가 방사선 빔(B) 내에 존재하지만 방사선 빔(B)의 초점면[즉, 패터닝 디바이스(MA)의 표면]이 아닌 위치에 존재하는 경우, 입자의 어떠한 이미지도 기판(W)의 표면에서 초점이 맞지 않을 것을 이해할 것이다.

패터닝 디바이스(MA)에 도달하는 입자들로부터 보호를 제공하기 위해, 펠리클(15)은 패터닝 디바이스(MA)에 가까이 위치되어야 한다. 하지만, 펠리클(15)은 패터닝 디바이스(MA)와 접촉하지 않아야 한다. 이는 패터닝 디바이스(MA) 또는 펠리클(15)을 손상시킬 뿐만 아니라, 펠리클(15) 및 펠리클(15) 상의 여하한의 입자들로 하여금 패터닝 디바이스가 설치된 리소그래피 장치의 초점면으로 오게 할 수 있다. 약 1.5 내지 2.5 mm의 간격이 몇몇 적용들에서 펠리클과 패터닝 디바이스(MA) 간의 적절한 간격일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 펠리클과 패터닝 디바이스 간의 약 2 mm의 간격이 사용될 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 펠리클은 어느 한 방향으로(즉, 패터닝 디바이스를 향해 또는 이로부터 멀리) 0.5 mm만큼 휘어지도록 허용될 수 있다.

알려진 펠리클들은 얇은 유연한 필름들인 경향이 있다. 하지만, 이러한 필름들은 차압들에 노출되는 경우에, 예를 들어 리소그래피 장치에 로딩 또는 언로딩되는 동안 변형되거나 휘어지기 쉽다. 예를 들어, 패터닝 디바이스가 리소그래피 장치로부터 로딩 또는 언로딩되는 경우, 이는 로드 록(load lock)을 통해 지나갈 것이다. 펠리클이 패터닝 디바이스에 장착되어, 패터닝 디바이스의 표면과 펠리클 필름 사이의 가스의 볼륨(volume)을 둘러쌀 수 있다. 로드 록의 배기(evacuation) 또는 가압(pressurization)이 상당한 차압들을 수반할 수 있다. 가스가 로드 록으로부터 배기(또는 이로 회복)됨에 따라, 펠리클에 의해 둘러싸인 볼륨으로부터 가스가 새어나올 수 있는 속도에 따라, 더 느린 속도로, 패터닝 디바이스와 펠리클 사이의 볼륨이 로드 록 압력과 같게 될 것이다. 이 조건들에서, 유연한 펠리클이 휘게 될 수 있다.

펠리클이 차압에 노출될 수 있는 또 다른 상황은, 리소그래피 장치에 설치되는 경우이다. 광학기 환경으로부터의 가스의 유동이 패터닝 디바이스 및 펠리클을 향해 지향될 수 있고, 이는 펠리클이 차압을 겪게 할 수 있다.

또한, 응력이 가해지지 않은 펠리클들은 그 장착 또는 클램핑 시 약간의 불규칙 또는 기형으로 인해 주름질 수 있다.

하지만, 예응력처리되는 펠리클을 이용함으로써, 보통의 차압들 하에서 휘는 경향이 크게 감소되어, 펠리클이 다른 시스템 구성요소들과 접촉하게 될 가능성이 감소된다는 것을 인지하였다. 또한, 예응력처리된 펠리클의 사용은 펠리클에서의 주름의 발생을 감소시킨다.

도 2는 펠리클들이 상이한 잔류 응력(residual stress) 양들로 균질하게 예응력처리되는 경우, 및 압력 구배에 노출되는 경우, 다양한 가능한 펠리클 크기들의 예상 휨의 시뮬레이션의 결과들을 나타낸다. 시뮬레이션된 압력 구배는 2 Pa였다. 시뮬레이션된 필름들의 두께는 55 nm였다. 시뮬레이션된 잔류 응력 양들은 25 MPa의 단차(step)들로 150 MPa 내지 300 MPa의 범위였다. 시뮬레이션된 필름들의 영률은 150 GPa 내지 250 GPa의 범위였다. 시뮬레이션된 펠리클들은 정사각형이고, 100 mm 내지 200 mm의 변 길이를 갖는다.

펠리클 크기(x-축, mm)가 증가함에 따라, 여하한의 주어진 잔류 응력 양에 대해 예상 휨(y-축, ㎛)도 증가한다는 것을 알 수 있다. 또한, 주어진 펠리클 크기에 대해 잔류 응력이 증가됨에 따라 휨이 감소한다는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 150 MPa의 잔류 응력 및 150 mm의 변 길이를 갖는 펠리클에 대해, 휨은 약 540 ㎛이다. 하지만, 약 300 MPa의 잔류 응력 및 150 mm의 변 길이를 갖는 펠리클에 대해, 휨은 약 275 ㎛로 감소된다. 또한, 필름의 영률은 잔류 응력보다 휨에 더 작은 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 시뮬레이션된 각각의 잔류 응력 값에 대해 수 개의 영률 값들이 도시되며, 더 높은 영률이 주어진 응력 및 펠리클 크기에 대해 약간 감소된 휨을 유도한다. 하지만, 휨에 큰 영향을 주기보다는, 영률은 플롯 라인들 각각에 대해 약간 두꺼워진 것으로 도시되며, 각각의 라인의 상부 에지가 150 GPa의 영률에 대한 필름의 휨을 나타내고, 각각의 라인의 하부 에지가 250 GPa의 영률에 대한 필름의 휨을 나타낸다.

특정 차압 하에서의 특정 펠리클의 휨 간의 관계는 멤브레인의 하중-휨 거동에 대한 티모센코 관계(Timoshenko relationship)를 이용하여 계산될 수 있다(S Timoshenko, Theory of Plates and Shells, McGraw-Hill, 1940). 티모센코 관계는 다음 수학식에 의해 표현될 수 있다:

이때:

P 는 차압이고,

D 는 필름의 중심의 휨이고,

t 는 필름 두께이고,

a 는 필름의 변의 절반 길이이고,

c₁ 은 기하학적 상수이고,

c₂ 은 기하학적 상수이고,

E 는 영률이고,

ν 는 푸아송 비이다.

펠리클이 불충분한 양으로 예응력처리되는 경우, 펠리클은 주어진 적용 내에서 허용가능한 것보다 더 휘어질 것을 이해할 것이다. 또한, 다른 방식으로 휨은 증가된 영률을 갖는 재료를 이용함으로써 감소될 수 있음을 이해할 것이다.

도 3은 펠리클(15)을 더 상세히 나타낸다. 도 3a는 펠리클(15)의 평면도를 나타낸다. 펠리클(15)은 직사각형이고, 펠리클 필름(16) 및 펠리클 프레임(17)을 포함한다. 펠리클 필름(16)은 실질적으로 EUV 방사선에 투명한 얇은 필름을 포함한다. 펠리클 필름은 입자 오염에 대한 방벽(barrier)을 제공하면서 실질적으로 EUV 방사선에 투명한 여하한의 재료로부터 형성될 수 있음을 이해할 것이다.

예를 들어, 펠리클 필름(16)은 몰리브덴(Mo) 및 지르코늄 실리사이드(ZrSi)의 다층 스택으로부터 형성될 수 있다. Mo/ZrSi 스택은 하나 또는 두 측면에서 몰리브덴 실리사이드(MoSi)로 캐핑될 수 있다. 대안적인 예시에서, 펠리클 필름(16)은 폴리실리콘(pSi)으로부터 형성될 수 있다. 폴리실리콘 필름의 측면들 중 하나 또는 둘 모두가 실리콘 니트라이드(SiN) 층으로 캐핑될 수 있다. 다른 재료들, 예를 들어 그래핀이 다른 실시예들에서 펠리클 필름으로서 사용하기에 적절할 수 있다. 앞서 언급된 캐핑 층들(예를 들어, MoSi, SiN)은, EUV 방사선의 존재 시 수소 가스로부터 발생될 수 있고 펠리클 필름에 손상을 야기할 수 있는 수소 라디칼들[또는 다른 반응 종(reactive species)]의 효과를 감소시키도록 도울 수 있다. 펠리클은 Nb/Mo/Si의 다층들, 또는 이 재료들 중 2 이상으로 형성된 다층들을 포함할 수 있다. 펠리클은 샌드위치 형태로 또는 최상부에 캐핑 층을 포함할 수 있다.

펠리클 필름(16)의 두께는 재료 특성들(예를 들어, 강도, EUV 투명도)에 의존할 것이다. 예를 들어, Mo/ZrSi 다층 스택으로부터 만들어진 펠리클 필름은 약 25 nm의 두께를 가질 수 있다. 대안적으로, 폴리실리콘으로부터 만들어진 펠리클은 약 40 nm의 두께를 가질 수 있다. 그래핀 펠리클은, 예를 들어 약 10 nm의 두께를 가질 수 있다.

펠리클 프레임(17)은 직사각형 외형을 갖고, 그 중심에 직사각형 개구부를 갖는다. 펠리클 필름(16)은 기계적으로 응력이 가해지는 방식으로 펠리클 프레임(17)에 부착된다. 도 3b는 라인 A-A'에 따른 펠리클(15)의 단면을 나타낸다. 펠리클 프레임(17)은 펠리클 필름(16)의 폭을 가로질러 연장되지 않고, 펠리클 프레임(17) 내의 직사각형 개구부에 걸쳐 연장되는 곳에서 펠리클 필름(16)을 지지되지 않은 채로 둔다는 것을 알 수 있다. 펠리클 프레임(17)은 펠리클 필름(16)의 두께보다 실질적으로 큰 두께를 갖는다. 펠리클 프레임(17)은, 예를 들어 약 2 mm의 두께를 가질 수 있다.

사용 시, 펠리클(15)은 EUV 방사선에 노광되는 패터닝 디바이스(MA)의 측에 부착되고, 펠리클 필름(16)은 펠리클 프레임(17)의 두께에 대응하는 패터닝 디바이스(MA)의 표면으로부터의 거리에서 유지된다.

또한, 펠리클 프레임(17)은 펠리클 및 패터닝 디바이스에 의해 둘러싸인 가스의 볼륨과 외부 환경 간의 가스 압력의 균등화를 허용하기 위해 가스 채널들 및 필터들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 채널들 및 필터들을 통한 가스의 가능한 유속 및 크기는 로딩 또는 언로딩 동안 펠리클 필름이 겪는 차압에 영향을 줄 것을 이해할 것이다.

펠리클(15)은 특정 적용과 사용하기 위해 선택되는 치수들을 갖는다. 예를 들어, 펠리클(15)은 약 110 mm x 145 mm인 패터닝된 영역을 갖는 레티클을 보호하도록 설계될 수 있다. 이러한 펠리클(15)은 적어도 레티클만큼 큰 개구부를 갖는, 레티클보다 큰 레티클 프레임(17)을 가질 것이다.

도 4는 펠리클(15)이 제조될 수 있는 응력 조립체(20)를 나타낸다. 응력 조립체(20)는 제 1 구역(22) 및 제 2 구역(23)을 갖는 챔버(21)를 포함한다. 제 1 구역(22)은 가스 유입구(24) 및 제 1 누출 밸브(25)를 갖는다. 제 2 구역은 개구부(26)를 갖는다. 지지체(27)가 챔버(21)의 내벽으로부터 돌출하고, 제 1 구역(22)과 제 2 구역(23) 사이에 개구부(28)를 정의한다. 개구부(28)는 원형이다. 압력 모니터(29)가 제 1 구역(22)에 연결되어, 제 1 구역(22) 내의 압력을 모니터링한다. 압력 모니터(29)는 여하한 형태의 압력 모니터일 수 있다. 압력 모니터(29)는 약 0.1 Pa의 정확성으로 제 1 구역 내의 압력의 측정을 제공할 수 있다. 레이저 거리 모니터(30)가 챔버(21) 내에 제공된다. 레이저 거리 모니터(30)는 챔버(21) 내에서 거리들을 측정하는 데 사용될 수 있으며, 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.

이제, 흐름도인 도 5를 참조하여, 도 4에 나타낸 응력 조립체(20)를 이용하여 예응력처리된 펠리클이 제조될 수 있는 공정이 설명된다. 단계 S1에서, 필름(31)이 프레임(32)에 부착된다. 프레임(32)은 환형 프레임이고, 필름(31)은 원형 필름이며, 이는 필름(31)의 주변부(perimeter) 주위에서 프레임(32)에 부착된다. 필름(31)은 펠리클로서 사용하기에 적절한 얇은 필름이다. 필름(31)은, 예를 들어 폴리실리콘으로부터 형성되거나, 펠리클 필름(16)에 관하여 앞서 설명된 바와 같은 다층 구조체일 수 있다.

단계 S2에서, 필름(31) 및 프레임(32)은 챔버(21) 내로 로딩된다. 챔버 내에서, 프레임(32)은 제 1 구역(22) 및 제 2 구역(23) 사이의 개구부(28)에서 지지체(27)에 의해 지지된다. 필름(31) 및 프레임(32)은 개구부(28)를 완전히 덮는다.

단계 S3에서, 챔버(21)의 제 2 구역(23)으로 기판(33)이 로딩된다. 기판(33)은 필름(31)보다 큰 두께 및 기계적 강도의 평탄한 원형 기판이다. 기판(33)은 필름(31)보다 더 기계적으로 강성(rigid)이다. 기판(33)은 개구부(28)와 유사한 크기로 이루어진다. 기판(33)은 평탄하고 필름(31) 및 개구부(28)와 실질적으로 평행하게 유지되도록 제 2 구역(23) 내에서 기판 지지체(34) 상에 지지된다. 기판 지지체(34)는 화살표(S)로 나타낸 바와 같이, 기판(33)이 지지되는 평면에 수직인 두 방향들로 병진 운동(translational movement)할 수 있다.

단계 S4에서, 가스 공급기(도시되지 않음)가 가스 유입구(24)에 연결되어, 챔버(21) 내로 가스의 유동을 제공한다. 가스는 여하한의 가스, 예를 들어 질소와 같은 불활성 가스일 수 있다. 프레임(32)과 지지체(27) 사이에 시일(seal)이 생성되어, 가스가 제 1 구역(22)으로부터 제 2 구역(23)으로 흐르는 것을 방지한다. 가스 유입구(24)로 흐르는 가스는 제 1 누출 밸브(25)로부터 유출된다. 하지만, 제 1 누출 밸브(25)는 챔버(21)의 제 1 구역(22) 내에서부터의 가스의 유동을 제한하여, 제 1 구역(22) 내의 압력이 대기압에 대해 상승하게 한다. 개구부(26)는 가스로 하여금 제 2 구역(23)과 챔버(21) 외부의 환경 사이에서 유동하게 한다. 하지만, 제 1 구역(22)과 달리, 제 2 구역(23)에 가스의 유동을 제공하는 가스 유입구가 존재하지 않는다. 그러므로, 개구부(26)는 압력으로 하여금 이 영역들 사이에서 균등하게 되도록 한다. 이는 제 2 구역(23) 내의 압력이 실질적으로 외부 압력(즉, 대기압)과 동일할 것을 보장한다. 일 실시예에서, 개구부(26)를 통한 가스 유동은 제한될 수 있다(예를 들어, 개구부에 누출 밸브가 제공될 수 있음).

따라서, 제 1 구역(22)과 제 2 구역(23) 사이에 차압(ΔP)이 확립되고, 차압(ΔP)은 유입구(24)로의 가스의 유동을 조절함으로써 제어된다. 즉, 유속은 사전설정된 레벨에 [압력 모니터(29)에 의해 모니터링되는 바와 같은] 제 1 구역(22) 내의 압력을 유지하도록 증가되거나 감소될 수 있다.

제 1 구역(22)과 제 2 구역(23) 간의 차압은 필름(31)이 제 1 구역(22)을 향하고 있는 측면과 제 2 구역(23)을 향하고 있는 측면 사이에서 차압(ΔP)을 겪게 한다. 이 차압은 필름(31)의 중심이 제 2 구역(23)을 향해 휘어지게 하고, 필름(31)의 주변부는 프레임(32)에 대한 부착에 의해 휘는 것이 방지된다. 필름(31)의 중심의 이 휨은 필름(31)이 스트레칭(stretch)되게 하고, 응력을 받게 한다. 필름(31) 내의 휨 및 응력의 정도는 필름(31)의 다양한 기계적 특성들(예를 들어, 필름 재료의 영률, 필름의 두께 및 직경), 및 차압(ΔP)에 의해 결정될 것이다. 차압(ΔP)은 제 1 구역(22)에 연결되는 압력 모니터(29)에 의해 측정된다. 필름(31)의 중심의 휨은 레이저 거리 모니터(30)에 의해 측정된다.

레이저 거리 모니터(30)는, 필름(31)을 향해 지향되는 레이저 빔(L)을 방출하는 이미터(emitter: 도시되지 않음)를 포함한다. 레이저 빔(L)은 필름(31)에 의해 반사되고, 반사된 빔은 레이저 모니터(30) 내에 구성되는 검출기(도시되지 않음)에 의해 지향된다. 레이저 빔이 이미터로부터 필름(31)까지 진행하고 다시 검출기로 돌아오는 데 걸리는 시간이 측정되어, 레이저 거리 모니터(30)와 필름(31) 간의 거리의 정확한 결정이 이루어지게 한다. 이 측정은 주기적으로(예를 들어, 초당 여러 번) 수행되어, 필름(31)과 레이저 거리 모니터(30)의 위치 간의 거리의 주기적 업데이트를 제공할 수 있으며, 거리의 측정들 간의 차이가 차압(ΔP)의 영향 하에 필름(31)의 휨의 측정을 제공한다.

측정된 휨은 (앞서 설명된 바와 같이) 차압(ΔP)을 제어하는 데 사용되어, 필름이 사전설정된 양만큼 휘어지게 한다. 알려진 재료 특성들을 갖는 주어진 필름에 대해, 차압, 휨 및 필름 내의 응력 사이에 잘 정의된 관계가 존재할 것을 이해할 것이다. 그러므로, 사전설정된 휨이 초래되는 경우, 필름(31) 내에서 사전설정된 응력 분포가 존재할 것이다.

단계 S5에서, 필름(31)이 챔버의 구역들(22, 23) 사이의 차압(ΔP)에 의해 스트레칭되는 한편, 기판(33)은 기판 지지체(34)의 작용에 의해 제 1 구역(22)을 향해[및 이에 따라 휘어진 필름(31)을 향해] 이동된다.

단계 S6에서, 기판(33)은 필름(31)과 접촉하게 된다. 필름(31)과 기판(33) 간의 제 1 접촉 지점은 필름(31)의 중심에 있고, 이는 필름(31)이 가장 휘어진 지점이다. 일단 초기 접촉이 이루어지면, 기판(33)은 제 1 구역(22)을 향해 더 이동된다. 기판이 제 1 구역(22)을 향해 더 이동됨에 따라, 필름과 기판 간의 접촉 영역이 증가한다.

앞서 설명된 바와 같이, 필름(31)과 기판(33) 간의 접촉에 앞서, 필름(31)은 적용되는 차압(ΔP)에 의해 스트레칭될 것이다. 필름(31)이 기판(33)과 점점 접촉하게 됨에 따라, 응력이 가해지지 않는 상태로 필름(31)이 이완(relax)되지 않을 것을 전제로 필름(31)은 이 스트레칭된 특성을 유지한다. 필름(31)의 후속 부분들이 기판(33)과 접촉하게 됨에 따라, 단계 S6 동안 필름(31)은 평탄한(즉, 휘지 않은) 구성으로 강제된다. 이는 기판(33)의 기계적 강성, 및 기판이 지지되고 이동되는 기판 지지체(34)에 의해 적용되는 압력으로 인한 것이다. 하지만, 필름(31)은 기판(33)의 표면에 대해 미끄러지지 않게 되어, 필름(31) 내의 응력의 여하한의 이완을 방지한다. 필름(31)의 이완을 방지하기 위해, 필름(31)은 접착제에 의해 기판(33)에 부착된다. 접착제는 EUV에 잘 견디는 접착제일 수 있다. 즉, EUV 방사선에 노광되는 경우에 약해지지 않는 접착제가 사용된다. 이 접착제는 기판(33)의 주변부 주위의 링에서 필름(31)과 접촉하기에 앞서 기판(33)에 적용될 수 있다. 필름(31)을 향한 기판(33)의 이동은 휘어진 필름(31)과 기판(33) 사이에 사전설정된 접촉 영역이 존재하는 경우에 정지된다. 필름(31)은 적어도 펠리클만큼 큰 기판(33)의 영역을 덮게 된다. 예를 들어, 필름(31)과 기판(33) 간의 접촉 영역은 최종 펠리클의 영역보다 10 내지 20 % 클 수 있다.

단계 S7에서, 일단 필름(31)이 사전설정된 양만큼 기판(33)과 접촉하게 되면, 필름(31), 프레임(32) 및 기판(33)은 챔버(21)로부터 제거된다. 그 후, 프레임(32)이 필름(31)으로부터 제거되어, 기판(33)의 표면에 부착된 응력이 가해진 필름(31)을 남긴다. 기판(33)은 필름(31) 및 프레임(32)보다 작다. 이러한 것으로서, 기판(33)의 주변부를 넘어 초과한 필름 재료도 제거되어, 펠리클 필름(16)이 되고 기판(33)의 직경보다 작거나 동일한 직경을 갖는 필름(31)의 부분을 남길 수 있다. 단계 S7에서 초과한 필름 재료를 제거하는 처리는 입자들을 발생시킬 수 있고, 이는 펠리클 필름(17)의 주변부 주위에서 펠리클 필름(17)의 표면에 박히게 될 수 있다. 사용 시 패터닝된 방사선 빔(B)에 노광되는 펠리클 필름(17)의 구역에 존재하는 경우, 입자들은 방사선 빔(B)에 음영을 야기할 수 있다. 그러므로, 단계 S6에서 설명된 필름(31)과 기판(33) 사이의 사전설정된 접촉 영역은, 처리하는 동안 입자들에 의해 오염될 수 있지만 펠리클(15)의 후속 사용을 방해하지 않을 펠리클(15)의 주변부 주위에서의 펠리클 필름(17)의 구역을 제공하도록 선택될 수 있다. 즉, 펠리클(15)은 펠리클(15)의 성능에 대해 단계 S7에서 수행되는 처리의 효과를 감소시키도록 의도되는 필름의 추가 구역을 허용하는 양(예를 들어, 10 내지 20 %)만큼 오버사이즈(oversize)일 수 있다.

필름(31) 내에 응력의 분포가 존재한다는 것을 이해할 것이다. 도 6은 차압(ΔP)에 의해 휘어지는 경우에 응력이 가해진 필름(31) 내의 응력의 일 예시를 나타낸다. 차압(ΔP)은 필름(31) 내에 원하는 응력 분포를 달성하도록 변경될 수 있다. 도 6에 나타낸 응력 분포를 시뮬레이션하는 데 사용되는 필름은 25.6 nm의 두께, 285 GPa의 영률을 갖는 30 mm의 직경, 및 100 Pa의 차압(ΔP)을 갖는 원형 Mo/ZrSi 다층 필름이었다. 필름의 크기는 응력 분포에 영향을 주지 않는다는 것을 유의한다. 그러므로, 30 mm 직경의 필름에 대한 시뮬레이션 결과들은 여하한의 원형 필름에 대한 응력 분포를 나타내기에 적절하다.

필름(31)의 중심은 필름(31)의 주변부보다 더 큰 응력을 받는다. 필름(31)의 중심에서의 구역(40)이 필름 내에서 가장 높은 응력을 갖는다. 구역들(40 및 48) 사이에서 반경방향으로(radially), 및 순차적으로 배치되는 구역들(41 내지 47)을 통해 응력이 점점 감소하여 필름(31)의 주변부에서의 구역(48)은 가장 낮은 응력을 갖는다[즉, 구역(40)은 가장 높은 응력을 갖고, 구역(41)은 두번째로 높은 응력을 가지며, 이러한 방식으로 진행하여 구역(47)은 두번째로 낮은 응력을 갖고, 구역(48)은 가장 낮은 응력을 갖는다]. 구역(40 내지 48) 각각의 응력은 차압(ΔP)에 의존할 것이며, 특정 적용에 대해 선택될 수 있다. 예를 들어, 구역(40)에서의 피크 응력은 수 GPa 급으로 이루어질 수 있다.

이 응력 분포가 도 3에 나타낸 펠리클(15)에서와 같은 펠리클 필름에 적용되는 경우, 응력 분포(중심에서 더 높고, 둘레부를 향해 감소함)는 필름의 둘레부에 가까운 구역들에 비해, 중심에서 펠리클 필름(16)에서의 휨에 대해 더 큰 저항이 존재하게 하고, 필름의 중심에서 주름이 나타날 가능성의 증가된 감소를 유도한다. 그러므로, 필름 휨 및 주름의 가능한 최대 감소를 초래할 것을 보장하기 위해, 일 실시예에서는 펠리클 필름(16)을 형성하기 위해 필름(31)의 중심부만이 사용된다. 응력이 덜 가해지는 필름(31)의 외측 구역은 기판(33)으로부터 제거될 수 있다.

단계 S8에서, 기판(33)은 리소그래피로 패터닝되고 에칭된다. 패터닝은, 예를 들어 UV 리소그래피에 의해 실시될 수 있다. 에칭은, 예를 들어 습식 에칭(wet etching) 또는 건식 에칭(dry etching)일 수 있다. 에칭 공정 동안, 원형 기판(33)의 중심 구역은 에칭되어 직사각형 개구부를 제공한다. 또한, 기판(33)의 외측 구역은 에칭되어 직사각형 프레임을 남긴다. 이 직사각형 프레임은 도 3에 나타낸 바와 같이 예응력처리된 펠리클 필름(16)이 부착되는 펠리클 프레임(17)을 형성한다.

단계 S6 내지 단계 S8에 설명된 처리 및 에칭 동안, 필름(31)의 구역들 내의 응력은 도 6에 예시되고 적용된 차압에 의해 생성되는 응력으로부터 변경될 수 있다. 예를 들어, 펠리클 프레임(17)이 기판(33)의 중심 구역을 에칭함으로써 형성되는 경우, 기판(33)의 제거된 구역과 접촉하였던 필름(31)은 이완되어, 펠리클 필름(16) 내에 유도되는 응력 분포를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제작 동안 필름 내의 피크 응력은 GPa 급으로 이루어질 수 있는 반면, 이는 예응력처리된 펠리클에서 수백 MPa 급의 피크 응력으로 감소될 수 있다.

펠리클 프레임(17)에 가까운 펠리클 필름(16)의 구역들은 펠리클 필름(16)의 중심에서의 구역들보다 펠리클 프레임(17)에 의해 더 우수하게 지지될 것을 이해할 것이다. 그러므로, 펠리클 프레임(17)을 향하는 펠리클 필름의 구역 내의 더 낮은 응력은 그 구역들에서 더 큰 휨을 유도하지 않는다. 또한, 펠리클 필름(16)의 코너 구역들은 가장 낮은 응력을 겪지만, 이들이 두 측으로부터 펠리클 프레임(17)에 의해 지지됨에 따라 펠리클 프레임(17)에 의해 가장 잘 지지된다. 이러한 것으로서, 펠리클 필름(16)의 코너 구역들에서의 더 낮은 응력은 그 구역들에서 더 큰 휨을 유도하지 않는다.

비균질한 응력 분포가 앞서 설명되고 도 6에서 예시되지만, 몇몇 실시예들에서 균질한 응력 분포가 사용될 수도 있음을 이해할 것이다.

몇몇 실시예들에서, 앞서 설명된 레이저 거리 모니터가 아닌, 음향 변환기 거리 모니터(acoustic transducer distance monitor)와 같은 대안적인 거리 측정 디바이스들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

몇몇 실시예들에서, 제 1 구역(22)과 제 2 구역(23) 간의 차압(ΔP)은 다수의 상이한 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 유입구(24)로의 가스의 유동을 조절하는 대신에, 또는 이뿐 아니라, 제 1 누출 밸브(25)로부터 누출되는 가스의 비율이 사전설정된 레벨에 제 1 구역(22) 내의 압력을 유지하도록 조절될 수 있다.

대안적으로, 몇몇 실시예들에서, 사전설정된 차압이 필름(31)의 사전설정된 휨을 야기할 것으로 알려질 수 있다. 그러므로, 거리 측정이 생략될 수 있고, 필요한 압력(및 결과적으로 필름 내의 휨 및 응력)이 달성될 것을 보장하기 위해 압력 측정이 사용된다.

필름(31)은 여하한의 편리한 방식으로 프레임(32)에 장착될 수 있다. 대안적으로, 필름(31)은 예를 들어 환형 클램핑 부재에 의해 지지체(27)에 클램핑될 수 있고, 상기 부재는 지지체(27)를 향해 이동하여 클램핑 부재와 지지체(27) 사이에 필름(31)의 둘레 에지를 클램핑하도록 작동가능하다.

기판 지지체(34)에 의한 기판(33)의 이동 정도는 특정 필름(31)에 의존할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 약 200 mm의 직경을 갖는 필름을 이용하면, 기판(33)은 예를 들어 1 내지 5 밀리미터만큼 이동되어 휘어진 필름(31)과 접촉하게 될 수 있다. 초기에 기판(33)은 필름(31)이 기판(33)에 의해 저지되지 않고 차압(ΔP)의 영향 하에 휘어지게 되도록 필름(31)으로부터 충분히 멀어야 함을 이해할 것이다.

앞서 설명된 실시예들에서는 챔버를 포함한 응력 조립체가 펠리클 필름에 응력을 가하도록 펠리클 필름의 한 측에 상승된 압력을 발생시키기 위해 사용되지만, 펠리클 필름에는 다른 방식들로 응력이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에서, 펠리클 필름은 펠리클 필름의 한 측을 대기압보다 낮은 압력에 노출시킴으로써 발생되는 차압의 사용에 의해 응력이 가해져, 상승된 압력으로부터 멀리 휘는 것과 대조적으로, 필름이 감소된 압력을 향해 휘게 할 수 있다.

또한, 설명된 실시예들에서는 응력이 가해진 필름을 향해 기판이 이동되지만, 몇몇 실시예들에서는 그 대신 응력이 가해진 필름이 고정된 기판을 향해 이동될 수 있음을 이해할 것이다. 대안적으로, 응력이 가해진 필름 및 기판이 둘 다 서로를 향해 이동되어 접촉하게 될 수 있다.

직사각형 펠리클이 앞서 설명되지만, 몇몇 실시예들에서는 펠리클이 다른 형상일 수 있음을 이해할 것이다. 펠리클은, 예를 들어 정사각형 또는 원형일 수 있다. 또한, 펠리클 필름(31) 및 기판(33)은 원형 이외의 형상들일 수 있다. 상이한 펠리클, 펠리클 필름 및 기판 지오메트리들을 수용하기 위한 조정들이 도 4에 나타낸 장치에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 개구부(28)는 여하한 형태의 펠리클 필름을 수용하도록 형상화될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 펠리클이 마스크 검사 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 펠리클은 입자들이 검사되고 있는 마스크와 접촉하게 되는 것을 방지할 수 있다. 마스크 검사 장치는 마스크를 조명하기 위해 EUV 방사선을 사용하고, 마스크로부터 반사되는 방사선을 모니터링하기 위해 이미징 센서를 사용할 수 있다. 이미징 센서에 의해 수신된 이미지들은 마스크 내에 결함들이 존재하는지의 여부를 결정하는 데 사용된다. 마스크 검사 장치는 EUV 방사선 소스로부터 EUV 방사선을 수용하고 이를 마스크에 지향될 방사선 빔으로 형성하도록 구성된 광학기(예를 들어, 거울들)를 포함할 수 있다. 또한, 마스크 검사 장치는 마스크로부터 반사되는 EUV 방사선을 수집하고 이미징 센서에서 마스크의 이미지를 형성하도록 구성된 광학기(예를 들어, 거울들)를 포함할 수 있다. 마스크 검사 장치는 이미징 센서에서 마스크의 이미지를 분석하고 그 분석으로부터 마스크에 여하한의 결함이 존재하는지를 결정하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서는 리소그래피 장치에 의해 마스크가 사용되는 경우에 검출된 마스크 결함이 기판 상으로 투영되는 이미지들에 허용가능하지 않은 결함을 야기하는지를 결정하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 펠리클이 메트롤로지 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 메트롤로지 장치는 기판에 이미 존재하는 패턴에 대해 기판 상의 레지스트에 형성되는 투영된 패턴의 정렬을 측정하는 데 사용될 수 있다. 이 상대적인 정렬 측정은 오버레이라고 칭해질 수 있다. 메트롤로지 장치는 예를 들어 리소그래피 장치에 바로 인접하여 위치될 수 있고, 기판(및 레지스트)이 처리되기 전에 오버레이를 측정하는 데 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 케이싱에 펠리클 프레임 및 본 발명에 따른 펠리클이 제공될 수 있다. 케이싱은 먼지로부터 펠리클 및 펠리클 지지체를 보호할 수 있다. 케이싱에는 통기 구멍이 제공될 수 있다. 대안적으로, 케이싱에는 패터닝 디바이스, 펠리클 프레임 및 본 발명에 따른 펠리클이 제공될 수 있다.

본 명세서에서는, 리소그래피 장치와 관련하여 본 발명의 특정 실시예에 대하여 언급되지만, 본 발명의 실시예들은 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 마스크 검사 장치, 메트롤로지 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 여하한의 장치의 일부분을 형성할 수 있다. 이 장치들은 일반적으로 리소그래피 툴들로 칭해질 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건들 또는 주위(비-진공) 조건들을 사용할 수 있다.

"EUV 방사선"이라는 용어는 5 내지 20 nm의 범위, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선을 포괄하는 것으로 간주될 수 있다. EUV 방사선은 10 nm 미만의 파장, 예를 들어 6.7 nm 또는 6.8 nm와 같은 5 내지 10 nm의 범위 내의 파장을 가질 수 있다.

도 1에 나타낸 방사선 소스(SO)는 앞서 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스로서 언급되지만, 여하한의 적절한 소스가 EUV 방사선을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, EUV 방출 플라즈마가 플라즈마 상태로 연료(예를 들어, 주석)를 전환하기 위해 전기적 방전을 이용함으로써 생성될 수 있다. 이 타입의 방사선 소스는 방전 생성 플라즈마(DPP) 소스라고 칭해질 수 있다. 전기적 방전은 파워 공급기에 의해 발생될 수 있으며, 이는 방사선 소스의 일부분을 형성하거나, 또는 전기적 연결을 통해 방사선 소스(SO)에 연결되는 별도의 개체일 수 있다.

본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 다른 적용예들을 가질 수 있음을 이해하여야 한다. 가능한 다른 적용예들은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 예시를 위한 것이지, 제한하려는 것이 아니다. 따라서, 당업자라면 아래에 설명되는 청구항들의 범위를 벗어나지 않고 서술된 본 발명에 대한 변형예가 행해질 수도 있음을 이해할 것이다.

Claims

펠리클(pellicle)을 제조하는 장치에 있어서,
필름(film)에 응력을 가하는 응력 조립체(stressing assembly); 및
기판을 지지하는 기판 지지체
를 포함하고, 상기 응력 조립체 및 상기 기판 지지체는 상기 필름에 응력이 가해지는 경우에 상기 기판이 상기 필름과 접촉하게 되도록 상대 이동가능한 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 응력 조립체는 펠리클 필름의 제 1 측을 제 1 압력에 노출시키고, 상기 펠리클 필름의 제 2 측을 상기 제 1 압력과 상이한 제 2 압력에 노출시키도록 배치되는 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 압력은 대기압 이상인 장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 압력은 실질적으로 대기압과 같은 장치.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 압력과 상기 제 2 압력 간의 압력 차를 모니터링하도록 배치되는 압력 모니터(pressure monitor)를 더 포함하는 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
펠리클 필름 내의 응력을 나타내는 상기 펠리클 필름의 특성을 모니터링하도록 배치되는 응력 모니터(stress monitor)를 더 포함하는 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 응력 모니터는 휨 모니터(deflection monitor)인 장치.
제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 응력 조립체는 챔버(chamber)를 포함하고, 상기 챔버는 제 1 압력에 유지되도록 배치되는 제 1 구역 및 제 2 압력에 유지되도록 배치되는 제 2 구역을 포함하는 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 구역은 가스 유입구를 포함하는 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 구역은 누출 밸브(leak valve)를 포함하는 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 제 1 구역과 상기 제 2 구역 사이에서 상기 챔버의 내표면 주위에 배치된 필름 지지체를 더 포함하는 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 필름 지지체는 상기 제 1 구역과 상기 제 2 구역 사이에 원형 어퍼처(circular aperture)를 정의하는 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 기판 지지체는 상기 원형 어퍼처와 동심이고 평행하게 배치되는 평탄한 원형 표면을 포함하는 장치.
펠리클 필름 및 펠리클 프레임을 포함한 펠리클에 있어서,
상기 펠리클 필름은 인장 응력(tensile stress) 하에 상기 펠리클 프레임에 장착되는 펠리클.
제 14 항에 있어서,
상기 펠리클은 폴리실리콘, 그래핀, Nb/Mo/Si의 다층들, 탄소 나노튜브들의 층들, 및 이 재료들 중 2 이상으로 형성된 다층들로부터 선택된 재료를 포함하는 펠리클.
제 15 항에 있어서,
상기 펠리클은 샌드위치 형태로 또는 최상부에 캐핑 층(capping layer)을 포함하는 펠리클.
제 14 항에 있어서,
상기 인장 응력은 상기 펠리클 필름에서 주름들을 방지하기에 충분한 펠리클.
제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인장 응력은 적어도 사전설정된 인장 응력인 펠리클.
제 18 항에 있어서,
상기 사전설정된 인장 응력은:
상기 펠리클 필름의 지오메트리;
사용 시 상기 펠리클 필름의 일부분에 의한 최대 허용 휨(maximum permitted deflection);
사용 시 상기 펠리클 필름이 직면할 것으로 예상되는 최대 차압(maximum differential pressure); 및
상기 펠리클 필름의 영률(Young's modulus)
중 적어도 하나에 기초하는 펠리클.
제 19 항에 있어서,
사용 시 상기 펠리클 필름의 일부분에 의한 최대 허용 휨은 0.5 밀리미터인 펠리클.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 펠리클 필름이 직면할 것으로 예상되는 최대 차압은 2 Pa인 펠리클.
제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펠리클 필름은 직사각형인 펠리클.
제 14 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펠리클 필름에서의 최대 인장 응력은 150 MPa보다 큰 펠리클.
제 14 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펠리클 필름 내에 인장 응력의 비균질 분포가 존재하는 펠리클.
제 24 항에 있어서,
상기 인장 응력은 상기 펠리클 필름의 중심에서 최대인 펠리클.
제 14 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 펠리클을 포함하는 리소그래피 툴.
패터닝 디바이스 조립체에 있어서,
패터닝된 방사선 빔을 형성하기 위해 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여할 수 있는 패터닝 디바이스; 및
제 14 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 펠리클
을 포함하고, 상기 펠리클은 상기 패터닝 디바이스에 입자들이 접촉하는 것을 방지하기 위해 상기 패터닝 디바이스에 인접하여 배치되는 패터닝 디바이스 조립체.
펠리클을 제조하는 방법에 있어서,
상기 방법은:
필름을 제공하는 단계;
상기 필름에 기계적으로 응력이 가해지게 하는 단계;
기판을 제공하는 단계;
펠리클 필름에 응력이 가해지는 경우에 서로를 향해 상기 기판 및 상기 필름을 이동시켜, 응력이 가해진 필름과 상기 기판이 접촉하게 되는 단계;
상기 응력이 가해진 필름을 상기 기판에 부착하는 단계; 및
프레임을 형성하도록 상기 기판을 패터닝하는 단계
를 포함하고, 상기 프레임은 응력이 가해지는 구성으로(in a stressed configuration) 필름을 지지하는 방법.
제 28 항에 있어서,
상기 필름은 상기 펠리클 필름에 걸친 차압의 적용에 의해 기계적으로 응력이 가해지는 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 차압을 적용하는 단계는 상기 펠리클 필름의 제 1 측을 대기압보다 큰 압력에 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
패터닝 디바이스 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
제 28 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 단계;
패터닝 디바이스를 제공하는 단계; 및
상기 패터닝 디바이스에 펠리클을 부착하는 단계
를 포함하는 방법.
기판 상으로 패터닝된 방사선 빔을 투영하는 단계를 포함한 방법에 있어서,
제 14 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 펠리클은 상기 방사선 빔을 패터닝하는 패터닝 디바이스에 인접하여 상기 방사선 빔의 경로에 제공되는 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 이용하여 제조되는 펠리클.
제 14 항 내지 제 25 항, 및 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 펠리클 및 펠리클 프레임이 제공되는 케이싱(casing).
제 14 항 내지 제 25 항, 및 제 31 항 중 어느 한 항에 따른 펠리클, 펠리클 프레임, 및 패터닝 디바이스가 제공되는 케이싱.