KR20180019475A - 플라즈마 세정기에 사용되는 자석 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 발생기는 진공 챔버의 외측에 위치하며 중성 반응성 입자 및 하전 입자를 발생시킨다. 플라즈마 발생기 외측에 위치한 자석은 하전 입자의 일부 또는 전부가 진공 챔버로 유입되는 것을 방지함으로써 2차 플라즈마 소스가 진공 챔버에서 생성되는 것을 방지하는 반면, 중성 반응성 입자는 진공 챔버로 유입되어 오염물을 감소시키도록 하전 입자를 편향시킨다.

Description

플라즈마 세정기에 사용되는 자석{MAGNET USED WITH A PLASMA CLEANER}
본 발명은 진공 챔버의 플라즈마 세정에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 개선된 플라즈마 세정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
전자 현미경 및 집속된 이온 빔 시스템과 같은 하전 입자 빔 시스템은 이미지 형성, 작업물(work piece) 상에 패턴 생성, 및 샘플 재료의 성분의 식별 및 분석을 위한 다양한 응용 분야에 사용된다. 이러한 시스템은 진공 챔버 내의 작업물 상에서 동작한다. 진공 챔버 내의 오염물은 작업물 표면과 빔의 상호 작용에 악영향을 줄 수 있으며, 샘플 분석에 사용되는 X선 및 방출된 전자와 같은 2차 방출을 방해할 수 있다. 하전 입자 빔 처리 및 분석은 거의 원자 수준에서 발생하기 때문에 진공 챔버와 작업물의 청정도가 매우 중요하다. 나노 기술에 요구되는 정밀도로 구조물을 생성하고 분석을 수행하기 위해 오염되지 않은 환경이 요구된다.
오염원은 예를 들어, 지문, 세정 용매 잔류물, 윤활제 및 이전에 진공 챔버에서 사용된 잔류물 처리 화학 물질뿐만 아니라 작업물 자체를 포함한다. 오염원은 또한 장비의 내부 부품에 존재할 수도 있다. 예를 들어, 어떤 시간 동안 대기 상태에 노출된 채로 있으면, 탄화수소 박막이 작업물 표면에 축적된다. 이러한 오염원으로부터 증발하는 유기 화합물은 빔을 조사하여 작업물과 시료 챔버 내의 표면 상에 유기 화합물을 증착시킴으로써 해리될 수 있다.
용매 및 연마제로 진공 챔버 내의 구성 요소를 세정하는 것은 적절하지 않다. 건조 질소와 같은 가스로 진공 시스템을 퍼징(purging)하는 것은 느리고 비효율적이다.
플라즈마 세정기는 현미경 시스템 및 작업물을 세정하기 위해 개발되어 왔다. 몇몇 시스템에서, 저온 플라즈마는 처리 장비의 진공 챔버 내에서 생성된다. 그러나 진공 시스템은 플라즈마와의 직접 접촉을 견딜 수 있도록 설정되어야 한다. “하향식(downstream)” 플라즈마 세정기라고 하는 다른 시스템에서, 플라즈마는 진공 챔버의 외부에서 생성되고 플라즈마 발생기로부터의 입자는 진공 시스템으로 이동한다. 오리건(Oregon)주, 힐스버러(Hillsboro)에 소재한 본 출원인인 FEI 컴퍼니는 자사의 현미경에 부대용품(accessory)으로서 하향식 플라즈마 세정기를 제공한다. 하향식 플라즈마 세정기는 또한 예를 들어, 사카이 등(Sakai, et al)의 미국 특허 제5,312,519호 및 베인(Vane)의 미국 특허 제6,610,247호 및 제6,105,589호에서 기술되었다.
플라즈마 세정 시스템은 소스 가스를 이온화함으로써 플라즈마를 발화시키고 유지시키는 에너지를 제공한다. 이온을 생성하는 것 외에도, 플라즈마 시스템은 또한 소스 가스로부터 라디칼, 즉 반응성 중성 원자 또는 분자를 생성한다. 생성된 이온 및 라이칼 유형은 원료 가스 및 플라즈마를 생성하는 에너지에 의존한다. 예를 들어, 공기가 소스 가스로 사용되면 산소 및 질소 라디칼이 생성된다. 미국 특허 제6,105,589호에는 산소 라디칼을 파괴하는 질소 이온 생성을 제한하기 위해 플라즈마의 여기 에너지를 제어하는 것이 기재되어 있다.
플라즈마 챔버의 개구는 반응성 및 비반응성 이온 및 중성 입자가 플라즈마 발생기를 떠나 진공 챔버로 유입될 수 있게 한다. 산소 라디칼과 같은 반응성 라디칼은 진공 챔버 내의 탄화수소 오염 물질과 반응하여 진공 시스템에 의해 시스템 밖으로 쉽게 펌핑될 수 있는 휘발성 성분을 형성한다. 이는 의도된 반응이며 이러한 유형의 플라즈마 세정기의 기능적 원리이다.
플라즈마 발생기로부터 진공 챔버로 유입되는 이온은 진공 챔버 내의 구성 요소 쪽으로 가속되어 이들 구성 요소를 손상시킬 수 있다. 또한, 진공 발생기로부터의 하전 입자는 진공 챔버 내의 다른 중성 원자를 이온화하고 플라즈마 세정기 출구로부터 데시미터(decimeter)만큼 떨어진 제어되지 않는 2차 플라즈마 소스를 생성하기에 충분히 강한 전기장을 생성할 수 있다. 검출기 및 정밀 스테이지와 같은 진공 챔버 내의 민감한 장치 부근의 이러한 2차 플라즈마 소스는 이러한 유형의 장비를 빠르게 손상시킬 수 있다.
도 1은 전자빔 열 및 이온빔 열을 포함하는 이중 빔 시스템의 진공 챔버(100) 내부의 사진이다. 밝은 영역은 강력한 2차 플라즈마 소스를 나타낸다. 영역 102는 플라즈마 세정기가 진공 챔버(100)에 연결되는 지점 근처의 플라즈마이고, 영역 104는 전자빔 열 및 이온빔 열 아래의 샘플 위치 부근에서 자체 생성된 플라즈마이다.
2차 플라즈마 소스의 점화를 방지하기 위해, 플라즈마 발생기의 전력은 감소되어야 한다. 그러나, 전력을 감소시키면 생성된 반응성 라이칼의 양이 감소되며, 세정 시간이 증가하여 바람직하지 않게 기계가 작동되지 않는 시간을 야기할 수 있다.
본 발명의 목적은 세정되는 시스템에 손상을 주지 않으면서 개선된 효율로 보다 높은 전력으로 작동될 수 있도록 하향식 플라즈마 세정기를 개선하는 것이다.
플라즈마 세정기 통로에 수직인 성분을 갖는 자기장이, 오염물과 반응하는 중성 반응성 입자가 진공 챔버에 유입되는 동안 플라즈마 발생기로부터 진공 챔버로 진입하는 전자 및 이온의 수를 제거하거나 현저히 감소시키기 위해 사용된다.
후술하는 본 발명의 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 특징 및 기술적 이점이 다소 광범위하게 개략적으로 전술되었다. 본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 이하에서 설명될 것이다. 통상의 기술자는 개시된 개념 및 특정 실시예가 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조를 수정 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 이용될 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 또한, 통상의 기술자는 이러한 등가 구성이 첨부된 청구 범위에 설명된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 세정되는 시스템에 손상을 주지 않으면서 개선된 효율로 보다 높은 전력으로 작동될 수 있도록 개선된 하향식 플라즈마 세정기를 제공할 수 있다.
본 발명 및 그 이점에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 수행된 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 하전 입자 빔 시스템의 진공 챔버 내부의 플라즈마 사진이다.
도 2는 자석이 부착된 플라즈마 세정기의 개략도이다.
도 3은 플라즈마 세정기와 하전 입자 빔 시스템 사이의 통로에 부착된 자석의 개략도이다.
도 4는 진공 챔버 및 플라즈마 소스의 개략도이다.
도 5는 상이한 조건 하에서 플라즈마 세정기의 세정 효율을 나타낸 차트이다.
도 6은 도 1과 유사하지만, 진공 챔버로 유입되는 하전 입자를 감소시키기 위한 자기장을 포함하는 시스템의 사진이다.
도 2는 고주파 발생기(204)와 같은 전원에 의해 전력이 공급되는 플라즈마 챔버(202)를 포함하는 플라즈마 세정기(200)의 개략도를 나타낸다. 가스 공급원(미도시)에 연결된 누설 밸브(206)는 플라즈마 챔버(202) 내부로 가스를 공급한다. 플랜지(208)는 하전 입자 빔 시스템(미도시) 상의 정합부에 연결된다. 플라즈마 챔버의 출구에 인접한 자석(210)은 플라즈마를 빠져나가는 하전 입자에 로렌츠(Lorentz) 힘을 유발하는 자기장을 제공하며, 대부분의 하전 입자가 하전 입자 빔 시스템의 진공 챔버에 도달하지 않도록 궤적을 변경시킨다.
자석의 바람직한 유형 및 필드 강도는 특정 응용 분야, 보다 구체적으로 플라즈마 세정기 및 세정되는 진공 챔버의 설계에 의존할 것이다. 자석 크기, 위치 및 강도를 결정할 때 고려해야 할 요소는 플라즈마 세정기 및 그 출구의 치수, 및 플라즈마 세정기와 타겟 진공 챔버 사이의 거리이다. 두 가지 제약 조건에 따라 최적의 자석 선택이 결정된다. 1) 자석 측면 치수는 플라즈마 세정기 출구의 직경과 유사하여야 한다. 2) 자석은 가능한 한 강해야 하지만, 자기장은 플라즈마 세정기로부터 멀리 확장되어서는 안된다. 플라즈마 세정기와 진공 챔버 사이의 통로에 수직인 자기장을 제공하기 위해, 자석은 바람직하게는 하나의 극이 통로를 향하고 다른 극은 도 3에 도시된 바와 같이 통로로부터 멀어지는 방향으로 배향된다. 상기 자석은 예를 들면, NdFeB 또는 SmCo로 이루어질 수 있다.
일반적으로, 필드가 강할수록, 자석은 플라즈마가 현미경 챔버로 들어가는 걸 더 방해한다. 최대 필드 강도는 공간 제약 및 이용 가능한 영구 자석과 같은 실용적인 설계에 의해 결정된다. 실험은 약 2 cm x 2 cm x 1 cm의 NdFeB 자석 하나에 의해 생성된 필드는 플라즈마 세정기 출구에서 하전 입자가 진공 챔버로 유입되는 것을 정지시키기에 충분하지만, 그 크기의 약 1/2만큼 작은 자석은 하전 입자의 일부가 챔버로 유입되는 것을 허용하는 것을 보여준다.
동일한 필드 배향을 갖는 전자석이 또한 사용될 수 있지만, 충분히 강한 필드를 발생시키는데 필요한 높은 전류 때문에 덜 실용적이다. 이러한 장치는 분명 훨씬 더 크고 더 많은 비용이 소요될 것이다.
자석은 상이한 유형의 플라즈마 발생기와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 세정기의 하나의 유형은 저주파 (120 kHz) 및 저전력 (약 20 W 이하) AC 전원을 사용하는 글로(glow) 방전 발생기이다. 플라즈마를 생성시키는 전기장은 전기 전도성 벽(walls) 및 스크린에 의해 정의된 체적 내에 포함되며, 따라서 이러한 체적 내의 원자 및 분자만이 이온화된다. 그러나, 플라즈마는 시료 챔버로 확장된다. 플라즈마는 예를 들어, 연결된 진공 챔버를 통한 플라즈마 세정기 챔버의 작은 입구 및 일정한 펌핑(pumping)에 의해 플라즈마 세정기 챔버 내에서 수십 파스칼로 감소된 압력을 갖는 주변 공기로부터 생성될 수 있다.
　진공 챔버로 유입되는 하전 입자를 감소시키기 위한 자석의 사용은 이온이 아닌 자유 라디칼을 전달하고자 하는 플라즈마 소스가 타겟 진공 챔버로부터 공간적으로 분리되어 있는 어떠한 플라즈마 세정기에도 적용 가능하다. 자석은 기존의 플라즈마 세정기에 새로 장착하는 방식으로 추가될 수 있다. 예를 들어, 자석은 플라즈마 세정기와 진공 챔버 사이의 통로의 외부에 위치될 수 있으며, 자기장은 통로를 관통할 것이다.
도 3은 통로(306)에 의해 진공 챔버(304) 시스템에 연결된 플라즈마 세정기(302)를 개략적으로 나타낸다. 자석(308)은 통로(306) 내로 연장되는 자기장(310)을 생성하여 플라즈마 세정기(302)를 빠져나가는 입자에 로렌츠(Lorentz) 힘을 유발하고 하전 입자의 대부분 또는 전부가 진공 챔버(304)로 유입되는 것을 방지한다. (도 3의 자석의 두께는 과장하여 도시되어 있다.) 본 출원인은 스캐닝 전자 현미경 또는 이중 빔 (FIB/SEM) 시스템에 사용하기 위해 선택된 자석 크기에 대해서는 자기 자폐(magnetic shielding)가 통상적으로 필요하지 않다는 것을 발견하였다. 더 작거나 더 민감한 시스템에서 사용되는 것과 같은 일부 응용 분야에서는 차폐가 바람직할 수 있다. 차폐는 플라즈마 세정기 출구에 설치된 메쉬(mesh)에 연자성 물질을 사용함으로써 쉽게 구현될 수 있다.
도 4는 전형적인 이중 빔(FIB/SEM) 시스템(402)을 나타낸다. 이중 빔 시스템은 예를 들어 오리건주, 힐스버러에 소재한 본 출원의 양수인인 FEI 컴퍼니에서 상업적으로 입수 가능하다. 이중 빔 시스템(402)은 샘플 진공 챔버(412) 내의 스테이지(410) 상에 위치된 샘플(408) 상에서 동작하는 이온 빔 포커싱 열(404) 및 전자 빔 포커싱 열(406)을 포함한다. 펌핑 시스템(414)은 작업물(408)이 도어(416) 또는 에어락(air lock, 미도시)을 통해 삽입된 후에 샘플 진공 챔버(412)를 배기시킨다.
플라즈마 발생기(420)는 통로(422)에 의해 샘플 진공 챔버(412)에 연결되며 선택된 반응성 입자가 챔버(412) 내로 통과할 수 있게 한다. 플라즈마 세정기(420)는 예를 들어 저주파 및 저주파를 사용하는 글로(glow) 방전 발생기일 수 있다. 플라즈마는 유해한 전기적으로 하전된 이온뿐만 아니라 필요한 산소 라디칼과 같은 전기적으로 중성인 활성 성분을 함유한다.
자석(428)은 플라즈마 세정기(420)의 출구 또는 통로(422) 상에 위치하며 플라즈마 세정기(420)와 샘플 진공 챔버(412) 사이에 자기장을 생성한다. 자석(428)의 크기 및 강도는 이중 빔 시스템(402), 플라즈마 세정기(420) 및 다른 시스템 구성 요소의 설계에 의해 결정된다. 자기장의 세기는 플라즈마 세정기(420) 또는 챔버(412) 내로 너무 멀리 연장되지 않으면서 가능한 강하게 선택된다. 자기장의 강도는 자석(428)의 재료 성분을 결정한다. 예를 들어, NdFeB 자석에 의해 생성된 필드는 챔버(412) 내의 시스템 구성 요소에 영향을 미치지 않고 플라즈마 세정기(420)로의 출구에서 플라즈마 내의 하전 이온을 포획하기에 충분하다. 자석(428)은 NdFeB에 한정되지 않으며, 예를 들어 SmCo과 같은 다른 물질로 구성될 수도 있다. 자석(428)의 자기장은 이온 및 전자가 통로(422)를 통해 챔버(412)로 흐르지 못하게 하여 챔버(412) 내의 2차 플라즈마 생성을 방지하며, 따라서 플라즈마 및 고전압과의 접촉에 의해 챔버(412)의 내부 구성 요소가 손상되는 것을 방지한다. 자석(428)의 자기장은 통로(422)를 통해 챔버(412)로 흐르게 되는 산소 라디칼에 영향을 미치지 않는다. 일단 챔버(412) 내부로 유입되면 산소 라디칼은 탄화수소 오염 입자와 결합하고, 진공 펌프에 의해 챔버(412)로부터 제거되도록 유리화된다. 도 4는 이중 빔 시스템을 도시하고 있지만, 본 발명의 실시예는 전자 빔 시스템 또는 이온 빔 시스템과 같은 다른 유형의 하전 입자 빔 시스템뿐만 아니라 작업물이 진공 챔버 내에서 처리되는 다른 유형의 시스템으로도 구현될 수 있다.
도 5는 종래 기술의 플라즈마 세정기와 본 발명에 따라 변형된 플라즈마 세정기의 성능을 비교한 그래프이다. 도 5는 비교를 위해 5W 플라즈마 세정기와 함께 자기장을 갖거나 갖지 않는 10W 플라즈마 세정기에 요구되는 세정 시간을 나타낸다. 자기장(10W+MF)이 있는 10W 플라즈마 세정기의 세정 효율은 자기장이 없는 10W 세정기의 세정 효율과 유사하다. 이것은 자기장이 진공 챔버로 2차 플라즈마를 억제하면서 진공 챔버를 세정하는데 이용 가능한 반응 분자의 수를 감소시키지 않았다는 것을 나타낸다. 10W 세정기는 5W 세정기보다 빠르게 세정한다. 따라서, 진공 챔버 내에서 2차 플라즈마가 생성된다는 단점 없이 고출력 플라즈마 발생기의 이점을 얻을 수 있다.
도 6은 플라즈마 세정기의 출구에 위치한 자석(미도시)을 갖는 플라즈마 세정기(미도시)의 동작 중 도 1의 진공 챔버(100)의 내부를 나타낸다. 플라즈마 불빛(602)은 플라즈마 발생기로부터의 연결부 근처에서 볼 수 있지만, 작업물 위치(606)에는 플라즈마가 존재하지 않는다.
연관된 진공 챔버에 자유 라디칼을 전달하지만 하전 이온은 전달하지 않도록 의도된 플라즈마 소스로부터 플라즈마를 차폐하기 위한 자기장을 제공함으로써 진공 챔버의 세정을 개선하는 것은 도시된 실시예들로 제한되지 않으며, 연관된 진공 챔버로부터 공간적으로 분리된 모든 외부 플라즈마 세정기에 적용될 수 있다.
“인접한”이란 하전 입자가 진공 챔버로 유입되는 것을 방지하기 위해 자석으로부터의 자기장이 충분한 필드 강도로 인접한 구조물 내로 연장될 수 있을 정도로 충분히 가깝다는 것을 의미한다. “통로”는 특별한 길이를 의미하지 않으며 구조물들 사이의 개구를 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예들은 작업물을 처리하기 위한 진공 챔버 및 진공 챔버를 세정하기 위한 플라즈마 세정 시스템을 포함하는 장치를 제공하며 다음을 포함한다.
처리될 시료을 수용하기 위한 진공 챔버;
진공 챔버의 외부에 위치하며 중성 반응성 입자 및 하전 입자를 발생시키는 플라즈마 발생기;
상기 진공 챔버와 상기 플라즈마 발생기를 연결하는 통로; 및
진공 챔버 내에서 오염물을 감소시키는 반응성 중성 입자가 진공 챔버로 유입되는 것을 허용하면서 플라즈마 발생기로부터 진공 챔버로 유입되는 하전 입자의 수를 감소시키기 위해, 플라즈마 생성기를 빠져나가는 하전 입자에 힘을 제공하기 위해 자기장을 제공하는 자기장 소스.
일부 실시예에서, 자기장 소스는 영구 자석이다.
일부 실시예에서, 자기장 소스는 코일이다.
일부 실시예에서, 자기장은 플라즈마 발생기로부터의 하전 입자가 진공 챔버 내에 2차 플라즈마를 생성하는 것을 방지하기에 충분히 강하다.
일부 실시예에서, 자기장은 진공 챔버 내의 하전 입자 빔과 간섭하지 않을 정도로 충분히 약하다.
일부 실시예에서, 자기장 소스는 NdFeB 또는 SmCo 자석을 포함한다.
일부 실시예에서, 자기장 소스는 플라즈마 발생기의 출구에 인접하게 위치한다.
일부 실시예에서, 자기장 소스는 통로에 인접하게 위치하며 자기장은 통로 내로 확장된다.
일부 실시예에서, 중성 반응성 입자는 진공 챔버의 내부를 세정하기 위해 진공 챔버 내의 유기 오염물과 반응한다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생기는 산소 라디칼 및 이온을 생성한다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생기는 플라즈마 챔버를 포함한다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생기는 AC 글로(glow) 방전 플라즈마 발생기를 포함한다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생기는 유도 결합 또는 용량 결합 플라즈마 발생기, DC 플라즈마 발생기, 마이크로파 플라즈마 발생기 또는 전자 사이클로트론 공명(electron cyclotron resonance) 플라즈마 발생기를 포함한다.
일부 실시예에서, 진공 챔버로부터 오염물을 세정하기 위한 세정 시스템을 제공하며, 다음을 포함한다.
플라즈마를 생성하며, 하전 입자 및 반응성 중성 입자가 빠져나가는 출구를 갖는 플라즈마 발생기; 및
진공 챔버에 유입하는 하전 입자의 수를 감소시키기 위해 플라즈마 발생기의 외측에 위치하는 자석.
일부 실시예에서, 출구로부터 상기 진공 챔버로 반응성 중성 입자를 안내하기 위한 통로를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 자석은 통로에 인접하게 위치 한다.
일부 실시예에서, 자석은 플라즈마 발생기의 출구에 인접하게 위치한다.
본 발명의 일부 실시예는 진공 챔버로부터 오염물을 세정하는 방법을 제공하며, 다음을 포함한다.
진공 챔버 외부의 중성 반응성 입자 및 하전 입자가 진공 챔버를 빠져나가는 출구를 가지며 진공 챔버의 외부에 위치하는 플라즈마 발생기에서 중성 반응성 입자 및 하전 입자를 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계;
중성 반응성 입자 및 하전 입자가 출구를 통해 플라즈마 발생기를 빠져나가도록 하는 단계; 및
하전 입자가 진공 챔버로 유입되는 것을 방지하기 위해, 플라즈마 생성기 외부에 위치된 자석으로부터의 자기장을 이용하여, 출구를 빠져나간 후의 하전 입자를 편향시키는 단계.
일부 실시예에서, 중성 반응성 입자를 진공 챔버 내로 안내하여 진공 챔버 내의 오염물과 반응시키는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 중성 반응성 입자와 진공 챔버 내의 오염물 사이의 반응에 의해 생성된 반응 생성물을 배출하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 플라즈마 발생기의 출구는 플라즈마 발생기와 진공 챔버 사이의 통로 내로 개방되고, 출구를 빠져나간 후의 하전 입자를 편향시키는 단계는 통로 내의 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 방법 또는 장치는 많은 새로운 측면을 가지며, 본 발명은 상이한 목적을 위해 상이한 방법 또는 장치로 구현될 수 있기 때문에, 모든 측면이 모든 실시예에 존재할 필요는 없다. 또한, 개시된 실시예의 많은 측면이 개별적으로 특허 가능할 수 있다. 본 발명은 광범위한 응용성을 가지며, 상기 실시예에서 기술되고 도시된 바와 같이 많은 이점을 제공할 수 있다. 실시예는 특정 응용 분야에 따라 크게 달라질 것이며, 모든 실시예가 모든 이점을 제공하고 본 발명에 의해 달성 가능한 모든 목적을 충족시키는 것은 아니다.
“작업물(work piece)”, “샘플(sample)”, “기판(substrate)” 및 “시료(specimen)”라는 용어는 달리 언급하지 않는 한 본 출원에서 상호 교환적으로 사용된다. 또한, 여기에서 “자동의(automatic)”, “자동화된(automated)”, 또는 이와 유사한 용어들이 사용되는 경우, 이들 용어는 자동의 또는 자동화된 프로세스 또는 단계의 수동 개시를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
“플라즈마 발생기” 및 “플라즈마 챔버”는 여기에서 동일한 것을 의미하는 것으로 사용된다.
이하의 설명 및 청구 범위에서, “포함하는(including)” 및 “포함하는(comprising)”이라는 용어는 개방형(open-ended fashion)으로 사용되며, 따라서 “포함하지만 …로 한정되지 않는”으로 해석되어야 한다. 용어가 본 명세서에서 특별히 정의되지 않는 한, 용어는 보통의 통상적인 의미를 갖는다. 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 달리 지시하지 않는 한 일정한 비율로 도시되어 있지 않다.
여기에 설명된 다양한 특징들은 임의의 기능적 조합 또는 서브 조합으로 사용될 수 있으며, 단지 본 명세서의 실시예에서 설명된 조합으로만 사용되는 것은 아니다. 이와 같이, 본 개시는 어떠한 조합 또는 서브 조합의 상세한 설명(written description)을 제공하는 것으로 해석되어야 한다.
비록 본 발명 및 그 이점이 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 정의된 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 여기에 설명된 실시예들에 다양한 변형(changes), 대체(substitutions) 및 변경(alterations)이 가해질 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 범위는 명세서에 기재된 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계들의 특정 실시예들로 제한하는 것을 의도하지 않는다. 통상의 기술자는 본 발명의 개시 내용으로부터 여기서 기술된 대응되는 실시예들과 실질적으로 동일한 기능 또는 실질적으로 동일한 결과를 달성할 수 있는 현존하거나 나중에 개발될 수 있는 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계가 본 발명에 따라 이용될 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구 범위는 그러한 과정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계를 범위 내에 포함하고자 한다.
302: 플라즈마 세정기
304: 진공 챔버
306: 통로
308: 자석
402: 이중 빔 시스템
408: 샘플
420: 플라즈마 세정기
422: 통로
428: 자석

Claims (15)

  1. 진공 챔버로부터 오염물을 세정하기 위한 세정 시스템에 있어서,
    플라즈마를 생성하며, 하전 입자 및 반응성 중성 입자가 빠져나가는 출구를 갖는 플라즈마 발생기;를 포함하고,
    자석이 진공 챔버에 진입하는 하전 입자의 수를 감소시키기 위해 상기 플라즈마 발생기의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출구로부터 상기 진공 챔버로 상기 반응성 중성 입자를 안내하기 위한 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 세정 시스템.
  3. 작업물을 처리하기 위한 진공 챔버와 상기 진공 챔버 및/또는 상기 작업물을 세정하기 위한 플라즈마 세정 시스템을 포함하는 장치에 있어서,
    제1항에 따른 세정 시스템;
    처리하고자 하는 시료를 수용하기 위한 상기 진공 챔버; 및
    상기 진공 챔버와 상기 플라즈마 발생기를 연결하는 통로를 포함하는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 영구 자석인, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자석은 NdFeB 또는 SmCo 자석을 포함하는, 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 코일인, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 플라즈마 발생기로부터의 하전 입자가 상기 진공 챔버 내에 2차 플라즈마 소스를 생성하는 것을 방지하기에 충분히 강한, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 챔버 내의 작업물에 작용하는 하전 입자 빔을 제공하도록 구성된 하전 입자 빔 열을 더 포함하며, 상기 자석은 상기 하전 입자 빔의 작용을 방해하지 않도록 충분히 약한, 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 플라즈마 발생기의 출구에 인접하여 위치하는, 장치.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 상기 통로에 인접하게 위치하며, 상기 통로로 확장되는 자기장을 생성하는, 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생기는 AC 글로(glow) 방전 플라즈마 발생기, RF 유도 결합 또는 용량 결합 플라즈마 발생기, 또는 DC 플라즈마 발생기를 포함하는, 장치.
  12. 진공 챔버로부터 오염물을 세정하는 방법에 있어서,
    상기 진공 챔버 외부의 중성 반응성 입자 및 하전 입자가 상기 진공 챔버를 빠져나가는 출구를 가지며 상기 진공 챔버의 외부에 위치하는 상기 플라즈마 발생기에서 상기 중성 반응성 입자 및 상기 하전 입자를 포함하는 플라즈마를 생성하는 단계; 및
    상기 중성 반응성 입자 및 상기 하전 입자가 상기 출구를 통해 상기 플라즈마 발생기를 빠져나가도록 하는 단계;를 포함하며,
    상기 하전 입자가 상기 진공 챔버로 유입되는 것을 방지하기 위해, 상기 플라즈마 생성기 외부에 위치된 자석으로부터의 자기장을 이용하여, 상기 출구를 빠져나간 후의 상기 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 세정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자석으로부터의 자기장을 이용하여, 상기 출구를 빠져나간 후의 상기 하전 입자를 편향시키는 단계는, 영구 자석으로부터의 자기장으로 상기 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 자석으로부터의 자기장을 이용하여, 상기 출구를 빠져나간 후의 상기 하전 입자를 편향시키는 단계는, 코일로부터의 자기장으로 상기 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함하는, 세정 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생기의 상기 출구는 상기 플라즈마 발생기와 상기 진공 챔버 사이의 통로 내로 개방되고, 상기 출구를 빠져나간 후의 상기 하전 입자를 편향시키는 단계는 상기 통로에서 상기 하전 입자를 편향시키는 단계를 포함하는, 세정 방법.
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