KR20170046735A - 정전기 클램프 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

정전기 클램프 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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에이에스엠엘 홀딩 엔.브이.
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Abstract

정전기 클램프(300) 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 정전기 클램프는 제 1 초저 팽창(ULE) 재료를 갖는 제 1 층(302); 제 1 층에 커플링되고, 제 2 ULE 재료를 갖는 제 2 층(304); 및 제 2 층에 커플링되고, 제 3 ULE 재료를 갖는 제 3 층(306)을 포함한다. 또한, 정전기 클램프는 제 1 층과 제 2 층 사이에 위치된 복수의 유체 채널들(316), 및 제 2 층과 제 3 층 사이에 개재된 복합 층(308)을 포함한다. 정전기 클램프를 제조하는 방법은 복수의 유체 채널들을 형성하는 단계, 제 3 층에 복합 층을 배치시키는 단계, 및 제 2 층에 제 3 층을 커플링하는 단계를 포함한다. 복수의 유체 채널들은 클램핑된 대상물의 온도 조절을 위해 열 컨디셔닝 유체를 운반하도록 구성된다.

Description

정전기 클램프 및 이를 제조하는 방법{AN ELECTROSTATIC CLAMP AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 출원은 2014년 8월 26일에 출원된 US 출원 62/042,133의 이익을 주장하며, 이는 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.
본 발명은 리소그래피 장치에서 대상물, 예를 들어 패터닝 디바이스 및/또는 기판을 지지하는 정전기 클램프 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
리소그래피 장치는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층에 대응하는 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있으며, 이 패턴은 방사선-감응재(레지스트) 층을 갖는 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이를 포함하는) 타겟부 상으로 이미징될 수 있다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 노광되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 알려진 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼들, 및 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판 상으로 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.
리소그래피는 IC 및 다른 디바이스들 및/또는 구조체들을 제조하는 데 있어서 핵심 단계들 중 하나로서 널리 인식되어 있다. 하지만, 리소그래피를 이용하여 만들어지는 피처들의 치수가 더 작아짐에 따라, 리소그래피는 소형 IC 또는 다른 디바이스들 및/또는 구조체들이 제조될 수 있게 하는 더 결정적인 인자가 되고 있다.
패턴 프린팅 한계들의 이론적 추정은 수학식 (1)로 나타낸 바와 같은 분해능(resolution)에 대한 레일리 기준(Rayleigh criterion)에 의해 설명될 수 있다.
Figure pct00001
(1)
여기서, λ는 사용되는 방사선의 파장이고, NA는 패턴을 프린트하는 데 사용되는 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)이며, k 1은 레일리 상수라고도 칭하는 공정 의존성 조정 인자이고, CD는 프린트된 피처의 피처 크기(또는 임계 치수)이다. 수학식 (1)에 따르면, 피처들의 프린트가능한 최소 크기의 감소는 세 가지 방식으로: 즉 노광 파장 λ를 단축시키거나, 개구수 NA를 증가시키거나, k 1의 값을 감소시킴으로써 얻어질 수 있다.
노광 파장을 단축시키고, 이에 따라 프린트가능한 최소 크기를 감소시키기 위해, 극자외(EUV) 방사선 소스를 사용하는 것이 제안되었다. EUV 방사선은 5 내지 20 nm의 범위 내의, 예를 들어 13 내지 14 nm의 범위 내의, 예를 들어 5 내지 10 nm의 범위 내의, 예컨대 6.7 nm 또는 6.8 nm의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 가능한 소스들로는, 예를 들어 레이저-생성 플라즈마 소스(laser-produced plasma source), 방전 플라즈마 소스(discharge plasma source), 또는 전자 저장 링(electron storage ring)에 의해 제공되는 싱크로트론 방사선(synchrotron radiation)에 기초한 소스들을 포함한다.
하지만, 이러한 소스들에 의해 생성되는 방사선은 EUV 방사선만이 존재하지 않을 것이며, 소스는 적외(IR) 방사선 및 DUV(deep ultra-violet) 방사선을 포함하는 다른 파장들에서 방출할 수도 있다. DUV 방사선은 리소그래피 시스템에 유해할 수 있는데, 이는 콘트라스트의 손실을 가져올 수 있기 때문이다. 또한, 의도하지 않은(unwanted) IR 방사선은 시스템 내의 구성요소들에 열 손상을 야기할 수 있다. 그러므로, 투과된 방사선의 EUV의 비율을 증가시키고, DUV 및 IR 방사선과 같은 의도하지 않은 비-EUV 방사선을 감소시키거나 심지어 제거하기 위해, 스펙트럼 퓨리티 필터(spectral purity filter)를 이용하는 것이 알려져 있다.
EUV 방사선을 이용하는 리소그래피 장치는 리소그래피 작동 시 EUV 방사선 빔 경로 또는 적어도 이의 상당 부분이 진공으로 유지되어야 할 것을 요구할 수 있다. 리소그래피 장치의 이러한 진공 영역들에서, 리소그래피 장치의 구조체, 예컨대 패터닝 디바이스 테이블 및/또는 기판 테이블에 대해, 대상물, 예컨대 패터닝 디바이스 및/또는 기판을 각각 클램핑하는 데 사용될 수 있다.
또한, EUV 방사선을 이용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어 패터닝 디바이스 및/또는 기판의 온도 조절을 필요로 할 수 있다. EUV 방사선 또는 의도하지 않은 비-EUV 방사선에 의해 생성되는 열은, 예를 들어 리소그래피 작동 시 패터닝 디바이스 및/또는 기판에 의해 흡수되는 열로 인해 패터닝 디바이스 및/또는 기판의 변형을 야기할 수 있다. 변형을 감소시키기 위해, 정전기 클램프를 통해 냉각수가 순환될 수 있다. 하지만, 냉각수를 순환시키는 정전기 클램프를 구성하면, 클램프 구조체에 응력을 생성할 수 있다. 이 응력은 정전기 클램프에 대해 클램핑된 대상물(예를 들어, 패터닝 디바이스, 기판)로 전달되어, 클램핑된 대상물의 변형을 유도할 수 있다.
따라서, 대상물을 단단히(securely) 유지하고, 클램핑된 대상물의 열-유도된 및 응력-유도된 변형을 방지하도록 구성될 수 있는 정전기 클램프가 요구된다.
일 실시예에 따르면, 정전기 클램프는 제 1 층, 제 2 층 및 제 3 층을 포함한다. 제 1, 제 2 및 제 3 층의 각각은 제 1, 제 2 및 제 3 초저 팽창(ultra-low expansion: ULE) 재료를 각각 포함한다. 제 1 층은 제 2 층에 커플링될 수 있고, 제 2 층은 제 3 층에 커플링될 수 있다. 또한, 정전기 클램프는 제 1 층 및 제 2 층 사이에 위치된 복수의 유체 채널들, 및 제 2 층과 제 3 층 사이에 개재된 복합 층(composite layer)을 포함한다. 복수의 유체 채널들은 열 컨디셔닝 유체(thermally conditioned fluid)를 운반하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 방법은 제 1 층과 제 2 층 사이에 복수의 유체 채널들을 형성하는 단계를 포함한다. 복수의 유체 채널들은 열 컨디셔닝된 유체를 운반하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 방법은 제 3 층에 복합 층을 배치시키는 단계, 및 제 2 층에 제 3 층을 커플링하는 단계를 포함한다. 복합 층은 교번하는(alternating) 전기 전도성 층들 및 전기 절연성 층들을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 리소그래피 장치는 척 및 척에 커플링된 정전기 클램프를 포함한다. 정전기 클램프는 패터닝 디바이스를 해제가능하게(releasably) 유지하도록 구성될 수 있다. 정전기 클램프는 대향하는(opposing) 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 층, 대향하는 제 3 및 제 4 표면들을 갖는 제 2 층, 및 대향하는 제 5 및 제 6 표면들을 갖는 제 3 층을 포함한다. 제 4 표면은 제 1 표면에 커플링될 수 있고, 제 6 표면은 제 3 표면에 커플링될 수 있다. 또한, 정전기 클램프는 제 1 표면과 제 4 표면 사이에 배치된 채널들의 어레이를 포함한다.
첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들이 아래에 자세히 설명된다. 본 발명은 여기에 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않음을 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시의 목적으로만 제시된다. 관련 기술(들)의 당업자라면, 본 명세서에 담긴 교시에 기초하여 추가 실시예들이 행해질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 포함되며 명세서의 일부분을 형성하는 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하며, 또한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하고, 관련 기술(들)의 당업자가 본 발명을 실시 및 이용할 수 있게 하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 리소그래피 장치의 개략도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 리소그래피 장치의 개략적 상세도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 클램프의 개략적 단면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 클램프 및 척의 개략적 단면도;
도 5a 내지 도 5n은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 클램프 제조 공정의 선택 단계들에서의 정전기 클램프의 개략적 단면도;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 척과의 커플링 시 정전기 클램프의 개략적 단면도; 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 클램프의 제조 공정에 대한 흐름도이다.
본 발명의 특징들 및 장점들은 도면들과 연계될 때 아래에 설명된 상세한 설명으로부터 더 잘 이해할 수 있을 것이며, 동일한 참조 부호들은 전반에 걸쳐 대응하는 요소들과 동일하게 취급된다. 도면들에서, 동일한 참조 번호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 요소들을 나타낸다. 요소가 가장 먼저 나타난 도면은 대응하는 참조 번호의 맨 앞자리 수(들)에 의해 나타내어진다. 달리 나타내지 않는다면, 본 명세서 전반에 걸쳐 제공되는 도면들은 축적대로 그려진 도면(to-scale drawing)들로 해석되지 않아야 한다.
본 명세서는 본 발명의 특징들을 포함하는 하나 이상의 실시예를 개시한다. 개시된 실시예(들)는 단지 본 발명을 예시한다. 본 발명의 범위는 개시된 실시예(들)로 제한되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
본 명세서에서, "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등으로 설명된 실시예(들) 및 이러한 언급들은, 설명된 실시예(들)가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 특정한 특징, 구조 또는 특성을 반드시 포함하는 것은 아닐 수 있음을 나타낸다. 또한, 이러한 어구들이 반드시 동일한 실시예를 칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조 또는 특성이 일 실시예와 연계하여 설명되는 경우, 이러한 특징, 구조 또는 특성의 다른 실시예들에 대한 연계성은 명시적으로 설명되든지 그렇지 않든지 간에 당업자의 지식 내에 있음을 이해한다.
하지만, 이러한 실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.
예시적인 반사 리소그래피 시스템
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 컬렉터 모듈(SO)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 본 장치는: 방사선 빔(B)(예를 들어, EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크 또는 레티클)(MA)를 지지하도록 구성되고 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결되는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결되는 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 패터닝 디바이스(MA)에 의해 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟부(C) 상으로 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 반사 투영 시스템)(PS)을 포함한다.
조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다.
지지 구조체(MT)는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 그리고 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스(MA)를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다.
"패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스의 특정 기능 층에 대응할 수 있다.
패터닝 디바이스는 [도 1의 리소그래피 장치(100)에서와 같이] 반사형이거나, 투과형일 수 있다. 패터닝 디바이스들의 예시로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들뿐만 아니라 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 이용하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.
조명 시스템과 마찬가지로, 투영 시스템은 사용되는 노광 방사선에 대하여 또는 진공의 사용과 같은 다른 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 여타의 가스들은 너무 많은 방사선을 흡수할 수 있기 때문에 EUV 방사선에 대해 진공을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 진공 벽 및 진공 펌프들의 도움으로 전체 빔 경로에 진공 환경이 제공될 수 있다.
본 명세서에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치는 (예를 들어, 반사 마스크를 이용하는) 반사형으로 구성된다.
리소그래피 장치는 2 개(듀얼 스테이지) 이상의 기판 테이블(및/또는 2 이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 하나 이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 하나 이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 소스 컬렉터 장치(SO)로부터 극자외 방사선 빔을 수용한다. EUV 방사선을 생성하기 위한 방법들은 EUV 범위에서 하나 이상의 방출 라인들을 갖는 적어도 하나의 원소, 예를 들어 크세논, 리튬 또는 주석을 갖는 플라즈마 상태로 재료를 전환시키는 단계를 포함한다(단, 이로 제한되지 않음). 흔히 레이저 생성 플라즈마("LPP")로 칭해지는 이러한 방법에서, 요구되는 플라즈마는 요구되는 라인-방출 요소를 갖는 재료의 액적, 스트림 또는 클러스터와 같은 연료를 레이저 빔으로 조사함으로써 생성될 수 있다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 연료를 여기시키는 레이저 빔을 제공하기 위해 도 1에는 도시되지 않은 레이저를 포함하는 EUV 방사선 시스템의 일부일 수 있다. 이로 인해 생성된 플라즈마는 출력 방사선, 예를 들어 EUV 방사선을 방출하며, 이는 소스 컬렉터 장치에 배치된 방사선 컬렉터를 이용하여 수집된다. 예를 들어, 연료 여기를 위해 레이저 빔을 제공하는 데 CO2 레이저가 사용되는 경우, 레이저 및 소스 컬렉터 장치는 별도의 개체일 수 있다.
이러한 경우, 레이저는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 레이저 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템의 도움으로 레이저로부터 소스 컬렉터 장치로 통과된다.
흔히 방전 생성 플라즈마("DPP")로 칭해지는 대안적인 방법에서, EUV 방출 플라즈마는 전기 방전을 이용하여 연료를 기화시킴으로써 생성된다. 이러한 연료는 EUV 범위에서 하나 이상의 방출 라인을 갖는 크세논, 리튬 또는 주석과 같은 원소일 수 있다. 전기 방전은 소스 컬렉터 장치의 일부분을 형성할 수 있거나 전기적 연결을 통해 소스 컬렉터 장치에 연결된 별도의 개체일 수 있는 전력 공급부에 의해 생성될 수 있다.
일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 패싯 필드 및 퓨필 거울 디바이스(facetted field and pupil mirror device)들과 같은 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.
방사선 빔(B)은 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)로부터 반사된 후, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(PS2)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder) 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부들(C)을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(PS1)는 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M1 및 M2) 및 기판 정렬 마크들(P1 및 P2)을 이용하여 정렬될 수 있다.
도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에 사용될 수 있다:
스텝 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 본질적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WT)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다.
스캔 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WT)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상으로 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다.
또 다른 모드에서, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 이용되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)의 매 이동 후에, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.
도 2는 소스 컬렉터 장치(SO), 조명 시스템(IL) 및 투영 시스템(PS)을 포함하는 리소그래피 장치(100)를 더 자세하게 도시한다. 소스 컬렉터 장치(SO)는 소스 컬렉터 장치(SO)의 인클로징 구조체(enclosing structure; 220)에 진공 환경이 유지될 수 있도록 구성되고 배치된다. EUV 방사선 방출 플라즈마(210)는 방전 생성 플라즈마 소스에 의해 형성될 수 있다. EUV 방사선은 전자기 스펙트럼의 EUV 범위의 방사선을 방출하기 위해 초고온 플라즈마(very hot plasma: 210)가 생성되는 가스 또는 증기, 예를 들어 Xe 가스, Li 증기, 또는 Sn 증기에 의해 생성될 수 있다. 초고온 플라즈마(210)는, 예를 들어 적어도 부분적으로 이온화된 플라즈마를 유도하는 전기 방전에 의해 생성된다. 방사선의 효율적인 생성을 위해서는 Xe, Li, Sn 증기 또는 여타 적합한 가스 또는 증기의, 예를 들어 10 Pa의 분압이 요구될 수 있다. 일 실시예에서는, EUV 방사선을 생성하기 위해 여기된 주석(Sn)의 플라즈마가 제공된다.
초고온 플라즈마(210)에 의해 방출되는 방사선은 소스 챔버(211)의 개구부 안이나 뒤에 위치되는 선택적 가스 방벽 또는 오염물 트랩(optional gas barrier or contaminant trap: 230)[몇몇 경우에는, 오염물 방벽 또는 포일 트랩(foil trap)이라 지칭되기도 함]을 통해 소스 챔버(211)로부터 컬렉터 챔버(212) 내로 전달된다. 오염물 트랩(230)은 채널 구조체를 포함할 수 있다. 또한, 오염물 트랩(230)은 가스 방벽, 또는 가스 방벽과 채널 구조체의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 오염물 트랩 또는 오염물 방벽(230)은 적어도 해당 기술분야에 알려진 바와 같은 채널 구조체를 포함한다.
컬렉터 챔버(212)는 방사선 컬렉터(CO)를 포함할 수 있으며, 이는 소위 스침 입사 컬렉터(grazing incidence collector)일 수 있다. 방사선 컬렉터(CO)는 상류 방사선 컬렉터 측(251) 및 하류 방사선 컬렉터 측(252)을 갖는다. 컬렉터(CO)를 가로지르는(traverse) 방사선은 격자 스펙트럼 필터(240)에 의해 반사되어 가상 소스 지점(IF)에 포커싱될 수 있다. 가상 소스 지점(IF)은 통상적으로 중간 포커스라고도 칭해지며, 소스 컬렉터 장치는 중간 포커스(IF)가 인클로징 구조체(220)의 개구부(219)에 또는 그 부근에 배치되도록 구성된다. 가상 소스 지점(IF)은 방사선 방출 플라즈마(210)의 이미지이다. 특히, 적외(IR) 방사선을 억제하기 위해 격자 스펙트럼 필터(240)가 사용된다.
후속하여, 방사선은 조명 시스템(IL)을 가로지르며, 조명 시스템은 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 세기의 원하는 균일성뿐만 아니라, 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(221)의 원하는 각도 분포를 제공하도록 배치된 패싯 퓨필 거울 디바이스(facetted pupil mirror device: 224) 및 패싯 필드 거울 디바이스(facetted field mirror device: 222)를 포함할 수 있다. 지지 구조체(MT)에 의해 유지된 패터닝 디바이스(MA)에서 방사선 빔(221)이 반사될 때, 패터닝된 빔(226)이 형성되며, 패터닝된 빔(226)은 투영 시스템(PS)에 의해 반사 요소들(228, 230)을 거쳐 웨이퍼 스테이지 또는 기판 테이블(WT)에 의해 유지된 기판(W) 상으로 이미징된다.
일반적으로, 조명 광학 유닛(IL) 및 투영 시스템(PS)에는 도시된 것보다 많은 요소들이 존재할 수 있다. 리소그래피 장치의 타입에 따라, 선택적으로 격자 스펙트럼 필터(240)가 존재할 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 것보다 더 많은 거울들이 존재할 수 있으며, 예를 들어 투영 시스템(PS)에는 추가 반사 요소들이 도 2에 도시된 것보다 1 개 내지 6 개 더 많이 존재할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같은 컬렉터 광학기(CO)는 컬렉터(또는 컬렉터 거울)의 단지 일 예시로서 스침 입사 반사기들(253, 254 및 255)을 갖는 네스티드 컬렉터(nested collector)로서 도시된다. 스침 입사 반사기들(253 254 및 255)은 광축(O)을 중심으로 축방향 대칭으로 배치되며, 이러한 타입의 컬렉터 광학기(CO)는 흔히 DPP 소스라 칭해지는 방전 생성 플라즈마 소스와 조합하여 사용되는 것이 바람직하다.
정전기 클램프의 예시적인 실시예들
도 3은 일 실시예에 따른 리소그래피 장치(100)의 일부분으로서 구현될 수 있는 정전기 클램프(300)의 개략적 단면도이다. 이 실시예의 일 예시에서, 정전기 클램프(300)는 리소그래피 장치(100)에서 기판 테이블(WT)에 기판(W)을 유지하거나, 지지 구조체(MT)에 패터닝 디바이스(MA)를 유지하는 데 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정전기 클램프(300)는, 평행한 대향 표면들(302a 및 302b)을 갖는 제 1 층(302), 평행한 대향 표면들(304a 및 304b)을 갖는 제 2 층(304), 및 평행한 대향 표면들(306a 및 306b)을 갖는 제 3 층(306)을 포함하는 다층 구조체를 포함할 수 있다. 제 1 층(302), 제 2 (304) 및 제 3 층(306)은 이 실시예의 일 예시에 따라 약 1 내지 4 mm, 약 1 내지 4 mm, 및 약 50 내지 200 미크론 범위의 수직 치수를 가질 수 있다. 제 1 층(302)은 표면(304b)과 실질적으로 접촉하는 표면(302a)에서 제 2 층(304)에 커플링될 수 있고, 제 3 층(306)은 표면(306b)과 마주하는 표면(304a)을 갖는 제 2 층(304)에 커플링될 수 있다. 제 3 층(306)의 표면(306a)은 정전기 클램프(300)의 클램핑 표면(306a)을 정의할 수 있다. 클램핑 표면(306a)은 정전기 클램프(300)에 대해 클램핑될 대상물(307)[예를 들어, 기판(W) 또는 패터닝 디바이스(MA)]을 수용하도록 구성될 수 있다. 대상물(307)은 클램핑 표면(306a)과 실질적으로 접촉하도록 클램핑될 수 있다. 선택적으로, 클램핑 표면(306a)은 클램핑 작동 시 대상물(307)과 접촉하도록 구성된 버얼(burl: 305)들을 포함할 수 있다. 오염물들이 더 큰 클램핑 표면(306a)의 표면적보다 더 작은 버얼들(305)의 표면적에 더 적게 존재할 것이기 때문에, 버얼들(305)은 대상물(307)과 클램핑 표면(306a) 사이에 덜 오염된 접촉을 제공하는 데 도움을 줄 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 층(302), 제 2 층(304) 및 제 3 층(306)은 서로 상이한 재료들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제 1 층(302), 제 2 층(304) 및 제 3 층(306)은 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이 정전기 클램프(300)의 작동 시 정전기장을 지지하도록 구성된 하나 이상의 유전 재료(dielectric material)로부터 제조될 수 있다. 유전 재료들은, 초저 팽창 실리콘계 재료(예를 들어 Corning에 의해 제조된 ULE®), 유리 재료, 세라믹 재료, 실리콘계 유리 세라믹 재료(예를 들어, SCHOTT에 의해 제조된 ZERODUR®), 또는 이의 조합과 같이(단, 이로 제한되지 않음), 0 또는 실질적으로 0일 수 있는 초저 열팽창 계수들을 가질 수 있다. 이러한 초저 열팽창 재료들 중 어느 것이든 정전기 클램프 제조 시 정전기 클램프(300) 구조체의 열적 응력을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 정전기 클램프(300)의 열적 응력은, 감소되지 않는다면, 제 1 층(302), 제 2 층(304) 및/또는 제 3 층(306)에 의도하지 않은 하나 이상의 변형을 유도할 수 있으며, 이는 클램핑 작동 중에 대상물(307)에 전달될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제 1 층(302) 및/또는 제 2 층(304)은 초저 열팽창 계수들을 갖는 하나 이상의 비-유전 절연 재료로부터 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제 1 층(302), 제 2 층(304) 및 제 3 층(306)은 하나 이상의 동일한 초저 열팽창 유전 재료로부터 제조될 수 있다. 유사한 재료들로부터 정전기 클램프(300)의 3 개의 층 모두를 제조하는 것은, 비유사 재료들 간의 열 팽창 부조화로 인한 열적 응력을 더욱 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이 실시예의 일 예시에서, 제 1 층(302), 제 2 층(304) 및 제 3 층(306)은 ULE® 재료로부터 제조될 수 있으며, 이는 ZERODUR® 재료보다 높은 전기적 안정성을 제공한다.
또한, 도 3에 예시된 바와 같이, 정전기 클램프(300)는 일 실시예에 따른 제 2 층(304)과 제 3 층(306) 사이에 개재된 복합 층(308)을 더 포함한다. 이 실시예의 일 예시에서, 복합 층(308)은 약 50 내지 200 nm 범위의 수직 치수를 가질 수 있다. 복합 층(308)은 전기 전도성 층들(310) 및 절연성 층들(312)을 포함하며, 이 층들은 교번하는 구성으로 배치된다. 전기 전도성 층들(310) 중 하나는 절연성 층들(312) 중 하나에 의해 서로 전기적으로 격리된다. 도 3은 2 개의 전기 전도성 층들만을 예시하지만, 본 발명의 다른 변형예들에서 복합 층(308)은 단일한 또는 2 개보다 많은 전기 전도성 층들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전기 전도성 층들(310) 및 절연성 층들(312)은 공면(coplanar)이다.
이 실시예의 다양한 예시들에서, 알루미늄, 크롬, 백금, 금 또는 이의 조합과 같은(단, 이로 제한되지 않음) 여하한의 적합한 전기 전도성 재료가 전기 전도성 층들(310)을 형성하는 데 사용될 수 있고, 실리콘 산화물과 같은 여하한의 적합한 절연성 재료가 절연성 층들(312)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 예시에서, 전기 전도성 층들(310)은 단일 금속 층, 동일한 금속의 다수 층, 또는 상이한 금속들의 다수 층들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 전기 전도성 층들(310)은 대상물(307)을 클램핑 표면(306a)에 클램핑하기 위해 제 3 층(306) 내에 정전기장을 발생시키도록 전극들(310)로서 구성될 수 있다. 정전기장은 클램핑 전압을 전극들(310)에 제공함으로써 발생될 수 있다. 클램핑 전압은 대상물(307)의 전도성 표면(307a)에 표면 이미지 전하(surface image charge)를 유도하여, 대상물(307)을 클램핑 표면(306a)에 대해 정전기적으로 끌어당겨 클램핑할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정전기 클램프(300)는 도 3에 예시된 바와 같이 복합 층(308)과 제 2 층(304) 사이에 개재된 중간 층(314)을 선택적으로 포함할 수 있다. 중간 층(314)은 실리콘 산화물과 같은 실리콘계 재료를 포함할 수 있고, 복합 재료(314)를 제 2 층(304)에 결합시키기 위한 결합 매질로서 구성될 수 있다. 이 실시예의 일 예시에서, 중간 층(314)은 약 10 내지 200 nm의 수직 치수를 가질 수 있다. 대안적으로, 중간 층(314)은 도 5j 내지 도 5k를 참조하여 아래에 더 자세히 설명되는 바와 같이 복합 층(308)과 제 3 층(306) 사이에 개재될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 정전기 클램프(300)는 도 3에 예시된 바와 같이 유체 채널들(316)을 포함한다. 유체 채널들(316)은, 표면(302a)에 평행하게 진행(run)하고, 물, 공기, 알코올, 글리콜 또는 상변화 냉각수(phase change coolant)(예를 들어, 프레온, 이산화탄소)와 같은(단, 이로 제한되지 않음) 열 컨디셔닝 유체(예를 들어, 액체 또는 가스)를 운반하도록 구성될 수 있다. 정전기 클램프(300)에 커플링된 유체 컨디셔닝 시스템(318)은, 유체 채널들(316)에 들어가기 전에 열 컨디셔닝 유체를 원하는 온도로 컨디셔닝하고, 정전기 클램프(300)를 통해 이를 순환시키도록 구성될 수 있다. 순환하는 열 컨디셔닝된 유체는 정전기 클램프(300)의 온도를 원하는 온도로 조절하는 데 도움을 줄 수 있다. 정전기 클램프(300)의 온도 조절은 열 컨디셔닝된 유체에 의해 정전기 클램프(300)로부터 의도하지 않은 열을 흡수하는 것을 포함할 수 있다. 이 의도하지 않은 열은 클램핑된 상태에서 대상물(307)로부터 클램핑 표면(306a) 및/또는 버얼들을 통해 정전기 클램프(300)로 전달될 수 있다.
이 실시예의 일 예시에서, 대상물(307)은 패터닝 디바이스일 수 있고, 작동 시, 예를 들어 리소그래피 장치(100)의 투영 시스템(PS) 및/또는 다른 시스템들로부터 패터닝 디바이스로 의도하지 않은 열이 전달될 수 있다. 패터닝 디바이스에 의도하지 않은 열의 존재는 패터닝 디바이스의 변형을 야기할 수 있고, 이는 패터닝 디바이스로부터 기판으로 전사되는 패턴들에 오차를 유발할 수 있다. 이러한 변형을 방지하기 위해, 패터닝 디바이스의 온도는 다양한 실시예들에 따라 실질적으로 실온(약 22 ℃)에서 또는 여타의 정의된 작동 온도에서 유지될 수 있다. 패터닝 디바이스의 이러한 온도 조절은 앞서 설명된 바와 같이 패터닝 디바이스로부터 [예를 들어, 클램핑 표면(306a), 버얼들(305)을 통해] 정전기 클램프(300)로의 열의 전달을 포함할 수 있으며, 이에 의해 패터닝 디바이스의 열-유도 변형을 감소시키거나 제거할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 척(420)에 커플링된 정전기 클램프(400)의 개략적 단면도이다. 정전기 클램프(400) 및 척(420)은 이 실시예의 일 예시에 따라 리소그래피 장치(100)의 일부분으로서 구현될 수 있다. 척(420)은 예시적인 실시예에서 기판 테이블(WT) 및/또는 지지 구조체(MA)에 정전기 클램프(400)를 커플링하도록 구성될 수 있다. 정전기 클램프(400)는 아래에 설명되는 차이점들을 제외하고 구조 및 기능 면에서 정전기 클램프(300)와 유사할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 정전기 클램프(400)의 유체 채널들(316)은 도 4에 예시된 바와 같이 비아(via: 424)들을 통해 척(420)의 유체 채널들(422)에 커플링될 수 있다. 유체 채널들(422)은, 표면(420a)에 평행하게 진행하고, 유체 채널들(316)로 열 컨디셔닝된 유체를 운반하도록 구성될 수 있다. 척(420)에 커플링된 유체 컨디셔닝 시스템(418)은 유체 채널들(422)에 들어가기 전에 열 컨디셔닝 유체를 원하는 온도로 컨디셔닝하고, 정전기 클램프(400) 및 척(420)을 통해 이를 순환시키도록 구성될 수 있다. 순환하는 열 컨디셔닝된 유체는 정전기 클램프(400) 및 척(420)의 온도를 원하는 온도로 조절하는 데 도움을 줄 수 있다. 정전기 클램프(400) 및 척(420)의 온도 조절은 열 컨디셔닝된 유체에 의해 정전기 클램프(400) 및 척(420)로부터 의도하지 않은 열을 흡수하는 것을 포함할 수 있다. 정전기 클램프(400)의 의도하지 않은 열은 앞서 설명된 바와 같이 대상물(307)로부터 전달될 수 있으며, 척(420)의 의도하지 않은 열은 정전기 클램프(400), 및/또는 척(420)에 커플링된 리소그래피 장치(100)의 다른 부분들로부터 전달될 수 있다.
정전기 클램프를 제조하는 예시적인 방법
도 5a 내지 도 5n은 일 실시예에 따른 정전기 클램프 제조 공정의 선택 단계들에서의 (도 3에 나타낸 바와 같은) 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 (도 3 및 도 4를 참조하여 앞서 설명된 바와 같은) 유체 채널들(316)의 형성 시 부분적으로 형성된 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다. 유체 채널들(316)의 형성은 (도 5a에 나타낸 바와 같이) 제 1 층(302)의 표면(302a)에 트렌치(trench: 530)들의 형성 그리고 (도 5b에 나타낸 바와 같이) 스택 구조체(stacked structure: 532)의 형성을 포함할 수 있다.
트렌치들(530)의 형성은 일 실시예에 따른 표면(302a)의 폴리싱, 가공(machining) 및 에칭을 포함할 수 있다. 표면(302a)의 폴리싱은 약 0.5 mm 이하의 RMS(root mean square) 거칠기를 갖는 매끄러운 표면(smooth surface)을 얻기 위해 세륨 산화물 슬러리 폴리싱 공정(cerium oxide slurry polishing process)과 같은(단, 이로 제한되지 않음) 여하한의 적합한 폴리싱 공정을 이용하여 수행될 수 있다. 폴리싱 후, 표면(302a)은 표준 유리 가공 기술들을 이용하여 가공될 수 있고, 및/또는 표준 포토리소그래피 및 유리 에칭 공정을 이용하여 패터닝 및 에칭되어 (도 5a에 나타낸 바와 같은) 트렌치들(530)을 형성할 수 있다. 도 5a에 예시된 바와 같은 트렌치들(530)의 직사각형 단면 형상은 예시를 위한 것이며, 제한하는 것이 아님을 유의해야 한다. 트렌치들(530)은 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 실시예들에 따라 다른 단면 형상(예를 들어, 원뿔, 사다리꼴)을 가질 수 있다. 가공에 후속하여, 예를 들어 플루오르화수소산을 포함하는 산 혼합물을 이용하여 가공된 표면(302a)에 산 에칭이 수행될 수 있다. 산 에칭은 가공된 표면(302a)으로부터 층(302) 재료의 수 미크론(예를 들어, 약 5 미크론)을 제거할 수 있다. 가공된 표면(302a)으로부터의 재료의 이러한 제거는 가공 공정으로부터 유도될 수 있는 층(302)의 응력을 완화시키는 데 도움을 줄 수 있다. 응력은 가공의 물리적인 힘으로부터 조성된 표면(302a)의 작은 변형들에 기인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 산 에칭 공정에 이어, 도 5b에 예시된 바와 같이 층(302)을 제 2 층(304)에 커플링하여 스택 구조체(532)를 형성할 수 있다. 커플링 공정은 표면(304b)의 폴리싱, 표면들(302a 및 304b)의 세정에 이어, 제 1 층(302)의 제 2 층(304)으로의 직접적인 결합을 포함할 수 있다. 표면(304b)은 세륨 산화물 슬러리 폴리싱 공정과 같은(단, 이로 제한되지 않음) 여하한의 적합한 폴리싱 공정을 이용하여 약 0.5 mm 이하의 RMS(root mean square) 거칠기로 폴리싱될 수 있다. 후속하여, 제 1 층(302)은 제 2 층(304)에 직접적으로 결합되어, 사용된 층 재료들에 적합한 압력 하에서 표면(304b)에 대하여 표면(302a)을 가압함으로써 스택 구조체(532)를 형성할 수 있다. 선택적으로, 스택 구조체(532)는 약 350 내지 800 ℃ 범위의 온도에서 어닐링되어 제 1 층(302)과 제 2 층(304) 간의 직접적 결합 계면을 강화시킬 수 있다.
여기서 직접적인 결합은, 일 실시예에 따른, 에폭시 또는 여타의 접착 재료와 같은 여하한의 결합 재료를 이용하지 않고, 실질적으로 결함이 없고 고도로 폴리싱된 표면들[예를 들어, 표면들(302a 및 304b)] 간의 결합인 광학적 접촉 결합(optical contact bonding)을 지칭할 수 있다. 광학적 접촉 결합은 결합 표면들[예를 들어, 표면들(302a 및 304b)] 간의 반데르발스 힘과 같이 서로 끌어당기는 분자간 정전기 상호작용들로부터 발생할 수 있다. (앞서 설명된 바와 같은) 광학적 접촉 결합을 어닐링하는 것은, 예를 들어 결합 표면들 간의 반데르발스 결합을 더 강한 공유 결합으로 변환할 수 있으며, 이에 의해 광학적 접촉 결합 구조체를 강화시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유체 채널들(316)의 형성에 이어, 층(304)을 약 2 mm로 연마(thin down)할 수 있다. 표면(304b)이 여하한의 적합한 폴리싱 및/또는 그라인딩 기술을 이용하여 폴리싱될 수 있어, 제 2 층(304)을 연마할 수 있다. 대안적으로, 제 2 층(304)의 연마 공정은 유체 채널(316)의 형성 이전에 표면(304a) 및/표면(304b)을 폴리싱함으로써 수행될 수 있다.
도 5c 및 도 5d는 일 실시예에 따른 전기 전도성 층들(310)의 형성 시 부분적으로 형성된 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다. 전기 전도성 층들(310)의 형성은, 예를 들어 도 5c에 나타낸 바와 같이 제 3 층(306)에 하나 이상의 금속 층(510)의 증착을 포함할 수 있다. 이 금속 증착에 이어, 패터닝 및 에칭 공정이 후속되어 도 5d에 나타낸 바와 같은 전기 전도성 층들(310)을 정의할 수 있다. 층(510)의 증착은 스퍼터링, 열 증착(thermal evaporation), 원자 층 증착(ALD) 또는 화학 기상 증착(CVD)과 같이(단, 이로 제한되지 않음) 금속들에 적합한 여하한의 종래의 방법들을 이용하여 수행될 수 있다. 패터닝 공정은 종래의 포토리소그래피 공정에 의해 수행될 수 있고, 에칭 공정은 반응성 이온 에칭(RIE)과 같은(단, 이로 제한되지 않음) 건식 에칭 방법들 또는 습식 에칭 방법에 의해 수행될 수 있다.
도 5e 및 도 5f는 일 실시예에 따른 절연 층들(312)의 형성 시 부분적으로 형성된 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다. 절연 층들(312)의 형성은, 예를 들어 도 5e에 나타낸 바와 같이 제 3 층(306)의 표면(306b)의 노광된 영역들에 또한 전기 전도성 층들(310)에 하나 이상의 유전 층(512)을 포함할 수 있다. 이 유전 증착에 이어, 패터닝 및 에칭 공정이 후속되어 도 5f에 나타낸 바와 같은 절연 층들(312)을 정의할 수 있다. 층(512)의 증착은, CVD 공정, 마그네트론 스퍼터링, 열 증착 또는 e-빔 증착(e-beam evaporation)과 같이(단, 이로 제한되지 않음) 유전 재료들에 적합한 여하한의 종래의 방법들을 이용하여 수행될 수 있다. 패터닝 및 에칭 공정은 상기에 언급된 바와 같은 방법들에 의해 수행될 수 있다.
도 5g 내지 도 5h는, 일 실시예에 따른, (도 5b를 참조하여 설명되는 바와 같은) 스택 구조체(532)에 복합 층(308)의 결합 시 부분적으로 형성된 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다. 이 결합 공정은 도 5g에 나타낸 바와 같이 복합 층(308)에 중간 층(314)을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 중간 층(314)은 표면(304a)과 직접적으로 결합하기에 알맞은 결합 표면(314a)을 복합 층(308)에 제공하는 데 도움을 줄 수 있다. 중간 층(314)은 CVD 공정과 같이, 예를 들어 실리콘 산화물을 증착하기 위해 여하한의 적합한 방법들을 이용하여 증착될 수 있다. 또한, 결합 공정은 스택 구조체(532)에 대하여 도 5g의 조합된 구조체를 가압하여 도 5h에 나타낸 바와 같이 표면(314a)을 표면(304a)에 결합시킬 수 있다. 표면(314a)과 표면(304a) 간의 결합된 계면을 강화시키기 위해, 결합된 구조체는 약 350 내지 800 ℃ 범위의 온도에서 어닐링될 수 있다.
선택적으로, 일 실시예에 따르면, 결합 공정에 이어, 제 3 층(306)을 약 50 내지 200 미크론 범위의 수직 치수로 연마하는 공정이 후속될 수 있다. 표면(306a)은 여하한의 적합한 폴리싱 및/또는 그라인딩 기술을 이용하여 폴리싱되어 층(306)을 연마할 수 있다. 대안적으로, 제 3 층(306)의 연마 공정은 복합 층(308)의 형성 전에 표면(306a) 및/또는 표면(306b)을 폴리싱함으로써 수행될 수 있다.
도 5i 및 도 5j는, 일 실시예에 따른, 클램핑 표면(306a)에 버얼들(305)의 형성 시 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다. 버얼들(305)은, 예를 들어 도 5i에 나타낸 바와 같은 중합체 층(505)을 증착함으로써 형성될 수 있다. 이 증착에 이어, 중합체 층(505)의 패터닝 및 에칭이 후속되어 도 5j에 나타낸 바와 같은 버얼들(305)을 정의할 수 있다. 패터닝 및 에칭 공정은 앞서 언급된 바와 같은 방법들에 의해 수행될 수 있다. 버얼들(305)의 직사각형 단면 형상은 예시를 위한 것이며, 제한하는 것이 아님을 유의해야 한다. 버얼들(305)은 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 실시예들에 따라 다른 단면 형상(예를 들어, 구형, 원뿔, 사다리꼴)을 가질 수 있다.
대안적인 접근법에서, 복합 층(308) 및 중간 층(314)은 일 실시예에 따라 도 5k에 예시된 바와 같이 스택 구조체(532)의 표면(304a)에 형성될 수 있다. 도 5l에 나타낸 바와 같이, 제 3 층(306)이 중간 층(314)에 직접적으로 결합될 수 있고, 약 50 내지 200 미크론 범위의 수직 치수로 연마될 수 있다. 직접적 결합 및 연마는 앞서 언급된 방법들에 의해 수행될 수 있다.
도 5m에 예시된 바와 같이, 또 다른 대안적인 접근법에서, 일 실시예에 따라 복합 층(308)의 제 1 위치(508a) 및 제 2 위치(508b)가 각각 표면(306b) 및 표면(304a)에 형성될 수 있다. 제 1 위치(508a) 및 제 2 위치(508b)는 도 5n에 나타낸 바와 같은 복합 층(308)을 형성하기 위해 함께 열 용융될 수 있다. 정전기 클램프에서 복합 층(308)을 형성하는 이러한 접근법은 결합 매질[예를 들어, 중간 층(314)]의 사용을 없애는 데 도움을 줄 수 있다.
척에 정전기 클램프를 커플링하는 예시적인 방법
도 6은 척(620)에 정전기 클램프(300)의 커플링 시 정전기 클램프(300)의 단면도를 예시한다. 척(620)은 구조 및 기능 면에서 도 4를 참조하여 설명된 척(420)과 유사할 수 있다. 일 실시예에서, 커플링 공정은 표면들(302b 및 620a)의 폴리싱 및 세정에 이어, 이 표면들의 직접적 결합을 포함할 수 있다. 표면들(302b 및 620a)은 세륨 산화물 슬러리 폴리싱 공정과 같은(단, 이로 제한되지 않음) 여하한의 적합한 폴리싱 공정을 이용하여 약 0.5 mm 이하의 RMS(root mean square) 거칠기로 폴리싱될 수 있다. 후속하여, 표면들(302b 및 620a)이 함께 가압되어 표면들(302b 및 620a) 간의 직접적 결합을 형성할 수 있다. 관련 기술분야의 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 척(620)에 정전기 클램프(300)를 커플링하기 위해 다른 타입의 결합 또는 커플링이 사용될 수 있다.
정전기 클램프를 제조하는 예시적인 단계들
도 7은 일 실시예에 따른, 정전기 클램프(300)를 제조하고 정전기 클램프(300)를 척에 커플링하는 흐름도를 예시한다. 단지 예시를 위해, 도 5a 내지 도 5n 그리고 도 6에 나타낸 예시적인 제작 공정을 참조하여 도 7에 예시된 단계들이 설명될 것이다. 단계들은 상이한 순서로 수행될 수 있거나, 특정 적용에 따라 수행되지 않을 수 있다.
단계 702에서, 제 1 층에 트렌치들이 형성된다. 예를 들어, 트렌치들(530)과 같은 트렌치들dl 도 5a에 예시된 제 1 층(302)과 같은 제 1 층에 형성될 수 있다. 트렌치들(530)은 표준 유리 가공 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
단계 704에서, 제 1 층이 제 2 층에 커플링되어 스택 구조체를 형성한다. 예를 들어, 제 2 층(304)과 같은 제 2 층이 제 1 층(302)에 커플링되어, 도 5b에 예시된 바와 같은 스택 구조체(532)와 유사한 스택 구조체를 형성할 수 있다. 커플링 공정은 표면들(302a 및 304b)의 직접적 결합을 포함할 수 있다. 직접적 결합은 사용되는 층 재료에 적합한 압력 하에서 표면(304b)에 대해 표면(302a)을 가압함으로써 수행될 수 있다. 스택된 구조체(532)는 약 350 내지 800 ℃ 범위의 온도에서 어닐링될 수 있다.
단계 706에서, 복합 층이 제 3 층에 형성된다. 예를 들어, 복합 층(308)과 유사한 복합 층이 도 5c 내지 도 5f에 예시된 바와 같이 제 3 층(306)에 형성될 수 있다. 복합 층(308)은 제 3 층(306) 상에 금속 층(510)과 같은 금속 층을 증착, 패터닝 및 에칭함에 의해 형성될 수 있고, 이어서 유전 층(512)과 같은 유전 층의 증착, 패터닝 및 에칭이 후속된다. 금속 층(510)의 증착은, 예를 들어 스퍼터링, 열 증착, 원자 층 증착(ALD) 또는 화학 기상 증착(CVD)을 이용하여 수행될 수 있다. 유전 층(512)의 증착은, 예를 들어 CVD 공정, 마그네트론 스퍼터링, 열 증착 또는 e-빔 증착을 이용하여 수행될 수 있다.
단계 708에서, 중간 층이 복합 층에 형성된다. 예를 들어, 중간 층(314)과 유사한 중간 층이 도 5g에 예시된 바와 같이 복합 층(308)에 형성될 수 있다. 중간 층(314)은, 예를 들어 CVD 공정을 이용하여 증착될 수 있다.
단계 710에서, 제 3 층이 스택 구조체에 커플링되어 정전기 클램프를 형성한다. 예를 들어, 제 3 구조체(306)는 도 5h에 예시된 바와 같이 중간 층(314)을 스택 구조체의 표면(304a)에 직접적으로 결합시킴으로써 스택 구조체에 커플링될 수 있다.
선택적인 단계(712)에서, 버얼들이 클램프의 클램핑 표면에 형성된다. 예를 들어, 도 5i 및 도 5j에 예시된 바와 같이 버얼들(305)과 같은 버얼들이 제 3 층(306)의 클램핑 표면(306a)과 같은 클램핑 표면에 형성될 수 있다. 버얼들(305)은 중합체 층(505)을 증착, 패터닝 및 에칭함에 의해 형성될 수 있다.
선택적인 단계(714)에서, 정전기 클램프가 척에 커플링된다. 예를 들어, 정전기 클램프(300)는 도 6에 예시된 바와 같은 척(620)과 유사한 척에 커플링될 수 있다. 커플링은 척(620)의 표면(620a)에 클램프(300)의 표면(302b)을 직접적으로 결합시킴으로써 형성될 수 있다.
본 명세서에서는, 리소그래피 장치에서의 정전기 클램프의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 정전기 클램프는 마스크 검사 장치, 웨이퍼 검사 장치, 에어리얼 이미지 메트롤로지 장치, 및 더 일반적으로는, 예를 들어 플라즈마 에칭 장치 또는 증착 장치에서와 같은, 진공 또는 주변(비-진공) 조건들에서 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 대상물을 측정하거나 처리하는 여하한의 장치에서 사용되는 다른 적용예들을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본 명세서에서는, IC 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(smooth-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조와 같이 다른 적용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"라는 용어의 어떠한 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트 층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 메트롤로지 툴 및/또는 검사 툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 다른 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함하는 기판을 칭할 수도 있다.
이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되며, 레지스트는 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.
본 명세서의 어구 또는 용어는 설명을 위한 것이지 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 교시에 비추어 본 명세서의 용어 또는 어구가 관련 기술 분야(들)의 당업자에 의해 해석될 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 하전 입자들의 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위 내의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.
본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "에치" 또는 "에칭" 또는 "에치-백(etch-back)"이라는 용어는 일반적으로 에칭이 완료된 후 재료의 적어도 일부분이 남아 있도록 재료를 패터닝하는 제작 공정을 설명한다. 예를 들어, 일반적으로 재료를 에칭하는 공정은 재료 위의 마스킹 층(예를 들어, 포토레지스트 또는 하드 마스크)을 패터닝하는 단계, 후속하여 마스크 층에 의해 더 이상 보호되지 않는 재료의 영역들을 제거하는 단계, 및 선택적으로 마스크 층의 나머지 부분들을 제거하는 단계를 수반한다. 일반적으로, 제거 단계는, 마스크 층보다 재료에 대해 더 높은 "선택성"을 갖는 "에천트"를 이용하여 수행될 수 있다. 이와 같이, 마스크에 의해 보호되는 재료의 영역들은 에칭 공정이 완료된 후에 남겨질 것이다. 하지만, 상기는 예시를 위한 것이며, 제한하는 것이 아니다. 또한, 또 다른 예시에서, 에칭은 마스크를 이용하지 않지만, 에칭이 완료된 후 여전히 재료의 적어도 일부분을 남기는 공정을 지칭할 수도 있다.
상기의 설명은 "에칭"이라는 용어를 "제거"와 구별하게 한다. 일 실시예에서, 재료를 에칭할 때, 공정이 완료된 후 재료의 적어도 일부분이 남겨진다. 이에 반해, 재료를 제거할 때에는, 실질적으로 모든 재료가 공정에서 제거된다. 하지만, 다른 실시예들에서, "제거'가 에칭을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "증착" 또는 "배치"는 기판에 재료 층을 적용하는 방식을 설명한다. 이러한 용어들은 열적 성장, 스퍼터링, 증착, 화학 기상 증착, 에피택셜 성장, 원자 층 증착, 전기도금 등을 포함하는(단, 이로 제한되지 않음) 여하한의 가능한 층-형성 기술을 의미한다.
본 명세서에 설명되는 바와 같은 "기판"이라는 용어는 후속 재료 층들이 추가되는 재료를 설명한다. 실시예들에서, 기판 자체가 패터닝될 수 있고, 이 위에 추가된 재료들이 또한 패터닝될 수 있으며, 또는 패터닝 없이 유지될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "실질적으로" 또는 "실질적인 접촉"은 일반적으로 제작 및/또는 오정렬 공차로 인해 통상적으로 발생하는 약간의 간격만을 가진 채로 서로 물리적으로 실질적으로 접촉하는 요소 또는 구조를 설명하는 것임을 이해해야 한다. 본 명세서에서 사용되는 하나 이상의 특정 특징, 구조 또는 특성 간의 상대적인 공간 설명(예를 들어, "수직으로 정렬된", "실질적인 접촉" 등)은 단지 예시를 위한 것이며, 본 명세서에 설명된 구조체들의 실제 구현은 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 제작 및/또는 오정렬 공차를 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 상기 서술내용은 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.
요약 및 초록 부분(Summary and Abstract sectons)이 아닌, 발명의 상세한 설명 부분(Detailed Description section)이 청구항들을 해석하는 데 사용되도록 의도된다는 것을 이해하여야 한다. 요약 및 초록 부분은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 설명할 수 있지만, 발명자(들)에 의해 의도된(contemplated) 본 발명의 모든 예시적인 실시예를 설명하지는 않으므로, 어떠한 방식으로도 본 발명 및 첨부된 조항을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
이상, 본 발명은 특정화된 기능들 및 그 관계들의 구현을 예시하는 기능 구성 요소(functional building block)들의 도움으로 설명되었다. 본 명세서에서, 이 기능 구성 요소들의 경계들은 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 특정화된 기능들 및 그 관계들이 적절히 수행되는 한, 대안적인 경계들이 정의될 수 있다.
특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들을 위해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 구성할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 제시된 교시 및 지침에 기초하여, 개시된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다.
본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (20)

  1. 정전기 클램프에 있어서,
    제 1 초저 팽창(ultra-low expansion: ULE) 재료를 갖는 제 1 층;
    상기 제 1 층에 커플링되고, 제 2 ULE 재료를 갖는 제 2 층;
    상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이에 위치된 복수의 유체 채널들 - 상기 복수의 유체 채널들은 열 컨디셔닝 유체(thermally conditioned fluid)를 운반하도록 구성됨 -;
    상기 제 2 층에 커플링되고, 제 3 ULE 재료를 갖는 제 3 층; 및
    상기 제 2 층과 상기 제 3 층 사이에 개재된 복합 층을 포함하는 정전기 클램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 ULE 재료, 상기 제 2 ULE 재료, 및 상기 제 3 ULE 재료는 동일한 재료인 정전기 클램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 ULE 재료, 상기 제 2 ULE 재료, 및 상기 제 3 ULE 재료는 실리콘계 재료를 포함하는 정전기 클램프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 층은 교번하는(alternating) 전기 전도성 층들 및 절연성 층들을 포함하는 정전기 클램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 층과 상기 제 2 층 사이에 개재된 중간 층을 더 포함하고, 상기 중간 층은 상기 복합 층과 상기 제 2 층 사이의 결합을 용이하게 하도록(facilitate) 구성되는 정전기 클램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 층은 클램핑을 위해 대상물을 수용하도록 구성되는 최상면을 포함하는 정전기 클램프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    복수의 버얼들이 상기 제 3 층의 최상면에 위치되고, 상기 복수의 버얼들은 클램핑을 위해 대상물을 수용하도록 구성되는 정전기 클램프.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 상기 복수의 유체 채널들을 형성하도록 구성되는 복수의 트렌치(trench)들을 포함하는 정전기 클램프.
  9. 디바이스 제조 방법에 있어서,
    제 1 층과 제 2 층 사이에 복수의 유체 채널들을 형성하는 단계 - 상기 복수의 유체 채널들은 열 컨디셔닝된 유체를 운반하도록 구성됨 -;
    제 3 층에 복합 층을 배치시키는 단계 - 상기 복합 층은 교번하는 전도성 층들 및 절연성 층들을 포함함 -; 및
    상기 제 2 층에 상기 제 3 층을 커플링하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 유체 채널들을 형성하는 단계는:
    상기 제 1 층의 최상면에 복수의 트렌치들을 형성하는 단계;
    상기 제 2 층의 최하면을 폴리싱하는 단계;
    상기 제 1 층의 최상면과 상기 제 2 층의 최하면을 직접적으로 결합시켜, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 결합된 구조체를 형성하는 단계; 및
    상기 결합된 구조체를 어닐링하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 층, 상기 제 2 층, 및 상기 제 3 층은 동일한 초저 팽창 재료를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 복합 층을 배치시키는 단계는:
    상기 제 3 층의 최하면에 금속 층을 배치시키는 단계;
    상기 금속 층을 패터닝하는 단계;
    상기 제 3 층의 최하면 및 상기 패터닝된 금속 층에 유전 층을 배치시키는 단계; 및
    상기 유전 층을 패터닝하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 층에 상기 제 3 층을 커플링하는 단계는:
    상기 복합 층에 중간 층을 배치시키는 단계; 및
    상기 제 2 층의 최상면에 상기 중간 층을 직접적으로 결합시키는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 층의 최상면에 복수의 버얼들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 버얼들은 클램핑을 위해 대상물을 수용하도록 구성되는 디바이스 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 버얼들을 형성하는 단계는:
    상기 제 3 층의 최상면에 중합체 층을 배치시키는 단계; 및
    상기 중합체 층을 패터닝하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
  16. 리소그래피 장치에 있어서,
    척(chuck); 및
    상기 척에 커플링되고, 패터닝 디바이스를 해제가능하게(releasably) 유지하도록 구성되는 정전기 클램프를 포함하고, 상기 정전기 클램프는:
    대향하는(opposing) 제 1 및 제 2 표면들을 갖는 제 1 층;
    대향하는 제 3 및 제 4 표면들을 갖는 제 2 층 - 상기 제 4 표면은 상기 제 1 표면에 커플링됨 -;
    상기 제 1 표면과 상기 제 4 표면 사이에 위치된 채널들의 어레이; 및
    대향하는 제 5 및 제 6 표면들을 갖는 제 3 층 - 상기 제 6 표면은 상기 제 3 표면에 커플링됨 - 을 포함하는 리소그래피 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 채널들의 어레이는 열 컨디셔닝된 유체를 운반하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 5 표면에 위치된 복수의 버얼들을 더 포함하고, 상기 복수의 버얼들은 상기 패터닝 디바이스를 수용하도록 구성되는 리소그래피 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 층들은 실질적으로 0의 열 팽창 계수를 갖는 동일한 재료를 포함하는 리소그래피 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 상기 척에 직접적으로 결합되고, 상기 척은 열 컨디셔닝된 유체를 운반하도록 구성되는 복수의 채널들을 갖는 리소그래피 장치.
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