KR20200022498A - 대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 리소그래피 장치 - Google Patents

대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 리소그래피 장치 Download PDF

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KR20200022498A
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Abstract

대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 리소그래피 장치. 대물 렌즈 보호 장치는 메인 구조물(10)을 포함하고; 메인 구조물(10)은 반대로 배치된 공기 공급 유닛(11) 및 추출 유닛(12)이 제공되며; 공기 공급 유닛(11)은 공기를 출력하는데 사용되고, 추출 유닛(12)은 공기 공급 유닛(11)에 의해 출력된 공기를 추출하는데 사용되어 공기 공급 유닛(11) 및 추출 유닛(12) 사이에 적어도 하나의 에어 커튼 층을 형성한다. 대물 렌즈 보호 장치는 바람 배출의 유속을 효과적으로 제어할 수 있어서, 바람이 층류 상태로 제어되고 에어 커튼의 균일한 유동장이 보장된다; 또한, 대물 렌즈 보호 장치는 아래에서 위로 휘발된 유기물을 효과적으로 차단하고, 렌즈와 유기물의 직접 접촉을 위한 기회를 제어하며, 대물 렌즈가 포토레지스트의 유기물의 휘발에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있으므로, 대물 렌즈의 화질을 보장한다.

Description

대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 리소그래피 장치
본 발명은 반도체 및 광학 기술의 분야, 특히 대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 포토리소그래피 기구에 관한 것이다.
포토리소그래피 기계의 중요한 구성 요소로써, 대물 렌즈는 생산의 화질을 직접 결정한다. 대물 렌즈의 최하부 렌즈는 처리되는 기판의 매우 가까운 부근에 (그로부터 약 40mm의 거리에서) 주로 위치된다. 포토리소그래피 기계가 노광 공정을 수행하기 위해 사용될 때, 처리되는 기판의 표면 상에 코팅된 포토레지스트 코팅에 함유된 유기 용매는 노광 작용 하에 연속적으로 및 천천히 휘발된다. 포토리소그래피 기계의 연속적인 작동으로, 휘발된 유기 용매는 대물 렌즈의 하부 표면에 접착되고, 최하부 렌즈의 하부 표면 상에 오염 유기 필름을 형성하며, 이는 대물 렌즈의 광 투과율을 크게 저하시킬 수 있고, 기판의 화질 및 생산의 품질을 감소시킬 수 있다.
상기 문제점을 극복하기 위해, 지금까지 제안되어 온 방법들을 주로 다음과 같다:
1. 높은 화질을 보장하기 위해, 최하부 렌즈의 표면은 접착된 유기 오염을 제거하도록 정기적으로 닦을 수 있다. 그러나, 가장 조심스럽게 닦아도 필연적으로 렌즈의 코팅 필름 상에 역효과를 부과하거나 심지어 돌이킬 수 없는 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 이 접촉 방식은 자주 사용하기에 부적절하고 조작자의 숙련도 및 다른 요인들로 인해 상이한 결과를 겪어, 제품 균일성의 어려운 제어를 초래한다.
2. 렌즈 표면으로의 유기 용매의 접착을 방지하기 위해 매우 얇은 보호 필름을 갖는 홀더는 대물 렌즈의 최하부 렌즈 아래에 장착될 수 있다. 이 방법은 렌즈 오염을 효과적으로 방지할 수 있지만, 보호 필름은 본질적으로 에너지의 형태인 빛의 투과를 받아야 하며, 이에 따라 필름의 수명을 단축시킨다. 더욱이, 현재 기술에 의해 제한되어, 매우 얇은 보호 필름은 쉽게 장착될 수 없고 발광 가스(exoteric gas) 압력의 영향으로 인해 (최대 15%의 퍼센트로) 파열되기 쉽다. 또한, 투과 광의 에너지 및 화질의 요구에 따라, 보호 필름은 30 내지 60일의 기간 동안 사용 후 교체되어야 하므로, 장비의 연속적으로 효율적인 작동을 방해하고 제조업체의 사용자 비용을 증가시킨다.
따라서, 안정적이고 신뢰할 수 있는 방식으로 렌즈 오염을 연속적이고 효과적으로 방지할 수 있는 처리 방법이 필요하다.
상기의 관점에서, 대물 렌즈의 쉬운 오염의 문제점을 해결하기 위해, 대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 포토리소그래피 기구를 제공하는 것이 본 출원의 목적이다.
상기 기술적 문제점을 해결하기 위해, 본 출원은 본체를 포함하는 대물 렌즈 보호 장치를 제공하며, 본체는 가스 주입 유닛 및 반대로 배열된 제1 추출 유닛을 갖는다. 가스 주입 유닛은 가스를 전달하도록 구성되고, 제1 추출 유닛은 가스 주입 유닛에 의해 전달된 가스를 추출하도록 구성되어, 가스 주입 유닛 및 제1 추출 유닛 사이에 적어도 하나의 에어 커튼 층을 형성한다.
선택적으로, 가스 주입 유닛은 가스 주입 유닛의 가스 주입 방향에 수직이고 그 위에 복수의 가스 주입 포트가 제공되는 가스 주입 표면을 가질 수 있으며, 제1 추출 유닛은 그 위에 복수의 제1 가스 추출 포트가 제공되는 제1 가스 추출 표면을 가지며, 복수의 가스 주입 포트의 각각은 복수의 제1 가스 추출 포트 중 대응하는 하나에 대응하고 반대로 배열된다.
선택적으로, 가스 주입 표면 및 제1 가스 추출 표면 각각은 계단형 프로파일을 가질 수 있다.
선택적으로, 가스 주입 표면 및 제1 가스 추출 표면은 축대칭적으로(axisymmetrically) 분포될 수 있다.
선택적으로, 가스 주입 표면은 동일한 평면에 위치되지 않은 복수의 가스 주입 표면 부분을 포함할 수 있고, 복수의 가스 주입 표면 부분은 서로 평행하다.
선택적으로, 가스 주입 유닛은 복수의 비 가스 주입 표면(non-gas-injection surfaces)을 더 포함할 수 있으며, 각각의 비 가스 주입 표면은 2개의 인접한 가스 주입 표면 부분을 연결하도록 구성되고 가스 주입 포트를 갖지 않으며, 비 가스 주입 표면들 중 하나 및 가스 주입 표면 부분들 중 대응하는 하나 사이의 각도는 85°-95°다.
선택적으로, 제1 가스 추출 표면은 동일한 평면에 위치되지 않은 복수의 제1 가스 추출 표면 부분을 포함할 수 있고, 복수의 제1 가스 추출 표면 부분은 서로 평행하다.
선택적으로, 제1 추출 유닛은 비 가스 추출 표면들(non-gas-extraction surfaces)을 더 포함할 수 있으며, 각각의 비 가스 추출 표면은 2개의 인접한 가스 추출 표면 부분을 연결하도록 구성되고 제1 가스 추출 포트를 갖지 않으며, 비 가스 추출 표면들 중 하나 및 가스 추출 표면 부분들 중 대응하는 하나 사이의 각도는 85°-95°다.
선택적으로, 가스 주입 유닛은 복수의 가스 주입 포트의 각각과 연통되어 있는 가스 유입 포트(gas inlet port)를 더 포함할 수 있고, 제1 추출 유닛은 복수의 제1 가스 추출 포트의 각각과 연통되어 있는 가스 유출 포트(gas outlet port)를 더 포함한다.
선택적으로, 본체는 환형 제2 가스 추출 표면을 갖는 제2 추출 유닛을 더 포함할 수 있으며, 제2 가스 추출 표면은 본체의 하부 표면에 위치된다.
선택적으로, 제2 가스 추출 표면은 복수의 제2 가스 추출 홀이 제공될 수 있다.
선택적으로, 제2 가스 추출 표면의 가스 추출 방향은 가스 주입 유닛의 가스 주입 방향에 평행하지 않을 수 있다.
선택적으로, 제2 가스 추출 표면의 가스 추출 방향은 가스 주입 유닛의 가스 주입 방향에 수직일 수 있다.
선택적으로, 제2 추출 유닛은 제2 추출 챔버가 제공될 수 있으며, 그 안으로 가스가 제2 가스 추출 표면에 의해 추출된다.
선택적으로, 제1 추출 유닛은 가스 유출 포트와 연통되어 있는 제1 추출 챔버를 포함할 수 있으며, 가스는 복수의 제1 가스 추출 포트를 통해 제1 추출 챔버로 추출되어 들어가고 가스 유출 포트를 통해 배출되며, 제1 추출 챔버 및 제2 추출 챔버는 서로 연통되어 있다.
선택적으로, 본체는 대물 렌즈를 연결하도록 구성되고 본체의 일 측에 위치되는 연결 부분을 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 연결 부분은 스레드 인터페이스(threaded interface)일 수 있다.
선택적으로, 대물 렌즈 보호 장치는 본체에 연결되고 보호될 대물 렌즈 및 적어도 하나의 에어 커튼 층 사이에 위치되는 물리적 보호층을 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 물리적 보호층은 유리 또는 레진으로 만들어질 수 있다.
선택적으로, 대물 렌즈 보호 장치는 물리적 보호층 및 본체 사이의 간극을 밀봉하도록 구성되고 물리적 보호층 및 본체 사이에 위치되는 밀봉 요소를 더 포함할 수 있다.
선택적으로, 본체는 일체로 형성될 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 출원의 또 다른 양태는 상기 정의된 바와 같이 대물 렌즈 보호 장치를 포함하는 대물 렌즈 시스템을 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 출원은 상기 대물 렌즈 시스템을 포함하는 포토리소그래피 기구를 또한 제공할 수 있다.
본 출원에 제공된 대물 렌즈 보호 장치는 다음의 이점을 갖는다:
1. 가스 주입 유닛 및 추출 유닛 사이에 에어 커튼이 형성된다. 장치가 작동 상태일 때, 풍속은 균일하고 조밀하게 배열된 횡 방향 가스 주입 포트에 의해 바람이 층류 상태로 유지되도록 효과적으로 제어되어, 에어 커튼에 대한 균일한 유동장을 보장한다. 또한, 제1 가스 추출 포트의 도움으로, 렌즈 전체를 덮을 수 있는 에어 커튼 층이 형성되어, 아래에서 위로 휘발된 유기물을 효과적으로 차단하고 렌즈와 직접 접촉할 기회를 제거할 수 있다. 결과적으로, 포토레지스트로부터의 유기 휘발에 의한 대물 렌즈의 오염이 방지될 수 있고, 대물 렌즈의 화질을 보장한다.
2. 수직의 제2 가스 추출 포트는 다른 구성 요소들의 오염을 완화시키기 위해 유기 휘발을 추출할 수 있다. 마찬가지로, 균일하고 조밀하게 배열된 제2 가스 추출 포트는 추출 가스 유동의 유동장을 효과적으로 제어할 수 있어서, 휘발성 물질이 에어 커튼을 방해하지 않고 시스템 밖으로 추출될 수 있게 한다.
3. 물리적 보호층은 2차 물리적 보호를 제공하여 휘발성 오염물 및 렌즈 사이에 접촉이 존재하지 않게 한다.
4. 가스 주입 포트, 제1 가스 추출 포트 및 제2 가스 추출 포트는 모두 균일하고 조밀하게 배열된 원형 관통홀이며, 가스 주입 유동 및 가스 추출 유동의 유속을 효과적으로 제어하여 이를 층류 상태로 유지할 수 있다. 결과적으로, 안정적인 에어 커튼이 보장될 수 있고, 에어 커튼의 우수한 차단 효과 및 충분한 추출이 입증될 수 있다.
5. 본체는 일체로 형성되어, 장치가 보다 컴팩트하고 공간 절약할 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 대물 렌즈 보호 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2a는 본 출원의 실시예에 따른 대물 렌즈 보호 장치의 평면도이다.
도 2b 및 도 2c는 본 출원의 다른 실시예에 따른 대물 렌즈 보호 장치의 평면도이다.
도 3은 A-A를 따라 취한 도 2a의 단면도이다.
도 4는 B-B를 따라 취한 도 2a의 단면도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 대물 렌즈 보호 장치의 정면도이다.
도 6은 C-C를 따라 취한 도 5의 단면도이다.
본 출원에 제안된 대물 렌즈 보호 장치, 대물 렌즈 시스템 및 포토리소그래피 기구는 첨부된 도면 및 특정 실시예를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명될 것이다. 본 출원의 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위로부터 보다 명백해질 것이다. 첨부된 도면은 본 출원을 설명하는 데 있어 편의성 및 명확성을 용이하게 하기 위해 매우 단순화된 형태로 제시되고 반드시 축척대로 제시될 필요는 없음에 유의해야 한다.
다음의 설명이 포토리소그래피 기계를 예시로 든 대물 렌즈 보호 장치를 설명하지만, 장치의 적용은 포토리소그래피 기계에 제한되지 않으며 또한 유사한 오염 방지 요구를 갖는 다양한 유형의 장치를 포함한다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 일 실시예에서, 제공된 대물 렌즈 보호 장치는 가스 주입 유닛(11) 및 제1 추출 유닛(12)을 갖는 본체(10)를 포함한다. 가스 주입 유닛(11) 및 제1 추출 유닛(12) 사이에는 적어도 하나의 에어 커튼을 형성하기 위한 공간이 있다. 발명자들은 유동 가스 흐름으로써 에어 커튼이 격리 및 보호에 효과적임을 연구로부터 발견했다. 장치가 대물 렌즈 아래에 배치될 때, 기판의 포토리소그래피 기계 안으로의 에칭 공정 동안, 에어 커튼은 실리콘 기판의 표면의 유기 용매의 상향 휘발의 상태에서 휘발성 유기 용매가 대물 렌즈의 표면까지 상승하는 것을 차단할 수 있다. 형성된 에어 커튼은 대물 렌즈의 표면에 평행하거나 이에 대해 1° to 5°의 각도로 약간 경사질 수 있다. 대물 렌즈 및/또는 다른 구성 요소들의 어셈블리 또는 작동에 영향을 미치지 않는 한 본체(10)는 임의의 적합한 구조 및 크기를 가질 수 있다. 당업자들은 특정 조건에 따라 본체(10)의 구조 및 크기를 설계할 수 있으며, 본 출원은 이와 관련하여 특별히 제한되지 않는다.
추가적으로, 도 2를 참조하면, 가스 주입 유닛(11)은 가스 주입 표면(A)을 가질 수 있고, 제1 추출 유닛(12)은 제1 가스 추출 표면(C)을 가질 수 있다. 적어도 하나의 에어 커튼은 가스 주입 표면(A) 및 제1 가스 추출 표면(C) 사이에 형성된다. 보다 균일한 에어 커튼을 얻기 위해, 가스 주입 표면(A)은 제1 가스 추출 표면(C)에 반대로 배열될 수 있다. 가스 주입 유닛(11)은 가스 주입 포트(111) (도 4 참조) 및 복수의 가스 주입 포트(112)를 가질 수 있다. 가스 유입 포트(111)는 외부 가스 공급원을 연결하도록 구성될 수 있다. 복수의 가스 주입 포트(112)는 가스 주입 표면(A) 상에 균일하게 분포될 수 있고 복수의 가스 주입 포트(112)의 각각은 가스 유입 포트(111)와 연통되어 있다. 제1 추출 유닛(12)은 가스 유출 포트(121) (도 3 참조) 및 복수의 제1 가스 추출 포트(122)를 가질 수 있다. 복수의 제1 가스 추출 포트(122)는 제1 가스 추출 표면(C) 상에 균일하게 분포된다. 복수의 제1 가스 추출 포트(122)의 각각은 가스 유출 포트(121)와 연통되어 있다. 가스 유출 포트(121)는 추출 장비를 연결하도록 구성될 수 있다. 제1 가스 추출 표면(C) 상에 위치된 복수의 제1 가스 추출 포트(122)의 각각은 복수의 가스 주입 포트(112) 중 대응하는 하나에 대응하고 마주하며, 또는 복수의 제1 가스 추출 포트(122) 및 복수의 가스 주입 포트(112)는 에어 커튼을 유지할 수 있는 다른 방식으로 배열된다. 대물 렌즈의 표면의 일 측에 안정적인 에어 커튼을 형성하도록 가스 주입 포트(112)로부터 가스를 흡입하기 위해 제1 가스 추출 포트(122)는 균일하게 및 횡 방향으로 분포될 수 있다. 따라서, 에어 커튼의 균일한 커버 영역이 보장될 수 있다. 형성된 안정적인 에어 커튼은 대물 렌즈의 표면에 평행하거나 대물 렌즈의 표면에 대해 각도를 가질 수 있으며, 이는 실제 상황에 따라 당업자에 의해 선택될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1 가스 추출 포트(122) 및 복수의 가스 주입 포트(112)의 각각은 0.5 mm 내지 1 mm 범위의 직경을 갖는 원형 관통홀이다. 바람직하게는, 복수의 가스 주입 포트(112)는 균일하게 분포되어 있으며, 복수의 제1 가스 추출 포트(122)는 균일하게 분포되어 있다.
제1 추출 유닛(12)은 제1 추출 챔버(미 도시)를 포함할 수 있다. 이 경우에, 가스 유출 포트(121)는 제1 추출 챔버와 연통되어 있을 수 있어서 가스가 제1 가스 추출 포트(122)를 통해 제1 추출 챔버 내로 도입되고 가스 유출(121)을 통해 배출될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 가스 주입 표면(A) 및/또는 제1 가스 추출 표면(C)은 계단형일 수 있다. 가스 주입 표면(A)은 동일한 평면에 위치되지 않은 복수의 가스 주입 표면 부분을 포함할 수 있으며, 복수의 가스 주입 표면 부분은 서로 평행하다. 가스 주입 표면(A) 및/또는 제1 가스 추출 표면(C)은 도 2a 내지 2c에 도시된 바와 같이, 복수의 가스 주입 표면 부분이 동일한 수직 방향을 가지고 적어도 2개의 가스 주입 표면 부분은 가스 주입 방향에 평행한 수평축의 상이한 위치에 위치하는 수평 계단형 프로파일, 또는 적어도 2개의 가스 주입 표면 부분이 수직 방향으로 상이한 위치에 위치하고 적어도 2개의 가스 주입 표면 부분이 가수 주입 방향에 평행한 수평축의 상이한 위치에 위치하는 수직 계단형 프로파일을 가질 수 있다. 여기서, 상기 동일하거나 상이한 위치는 대응하는 방향의 좌표만을 기준으로 하며, 상기 기술적 솔루션에 대한 수정은 실제 적용에 따라 당업자에 의해 이루어질 수 있다.
가스 주입 유닛은 비 가스 주입 표면(B)을 더 포함할 수 있다. 가스 주입 포트 중 어느 것도 비 가스 주입 표면(B) 상에 형성되지 않는다. 비 가스 주입 표면(B) 중 하나 및 가스 주입 표면(A) 중 대응하는 하나 사이의 각도는 85° 내지 95° 범위이고, 바람직하게는 90°이다. 물론, 본 출원은 90°에 제한되지 않으며, 다른 각도 또한 가능하다.
가스 주입 표면(A) 및/또는 제1 가스 추출 표면(C)은 대칭적으로 (예를 들어, 축대칭적으로) 분포될 수 있으며, 가스 주입 표면(A)은 가스 주입 유닛(11)의 가스 주입 방향에 수직일 수 있다. 제1 추출 유닛(12)은 제1 가스 추출 표면(C)을 가질 수 있다. 제1 가스 추출 표면(C)은 제1 추출 포트(122)가 제공되며, 가스 주입 유닛(11)의 가스 주입 방향에 수직이다. 제1 가스 추출 표면(C)은 동일한 평면에 있지 않은 복수의 가스 추출 표면 부분을 포함할 수 있다. 복수의 제1 가스 추출 표면 부분은 서로 평행하다. 또한 제1 추출 유닛(12)은 비 가스 추출 표면(D)을 가질 수 있다. 제1 가스 추출 포트는 비 가스 추출 표면(D) 상에 형성되지 않는다. 비 가스 추출 표면(D) 중 하나 및 제1 가스 추출 표면(C) 중 대응하는 하나 사이의 각도는 85° 내지 95° 범위이고, 바람직하게는 90°이다. 물론, 본 출원은 90°에 제한되지 않으며, 다른 각도 또한 가능하다.
또한, 본체(10)는 제2 가스 추출 표면을 갖는 제2 추출 유닛(미 도시)을 포함할 수도 있다. 제2 가스 추출 표면은 환형이고 수평면에 평행할 수 있다. 제2 가스 추출 표면은 본체(10)의 하부 표면에 위치될 수 있으며, 복수의 제2 가스 추출 포트(123)는 제2 가스 추출 표면 상에 균일하게 분포될 수 있다. 제2 가스 추출 표면 상에 형성된 복수의 제2 가스 추출 포트(123)의 각각은 가스 유출 포트(121)와 연통되어 있을 수 있다. 제2 추출 표면 상에 분포된 복수의 제2 가스 추출 포트(123)는 형성된 에어 커튼을 둘러싼다. 제2 가스 추출 표면의 가스 추출 방향은 가스 주입 유닛의 가스 주입 방향에 평행하지 않을 수 있다. 본 출원의 다른 실시예에서, 제2 가스 추출 표면의 가스 추출 방향은 가스 주입 유닛의 가스 주입 방향에 수직일 수 있다.
제2 가스 추출 포트(123)의 개방 방향은 기판의 주변에서 휘발성 물질을 함유하는 가스 유동을 흡입하기 위해 대물 렌즈에서 빗나가며(face away), 휘발성 물질은 렌즈 또는 다른 구성 요소들이 오염되는 것을 효과적으로 방지하도록 완전히 만출될(expulsed) 수 있다. 제2 추출 유닛은 제2 추출 챔버가 제공될 수 있다. 가스는 최종적으로 장치의 외부로 배출되기 전에 제2 가스 추출 포트를 통해 제2 추출 챔버로 추출된다. 제2 추출 챔버 및 제1 배출 챔버는 단일 추출 챔버를 형성하도록 개별적으로 배열되거나 통합될 수 있다. 구체적으로, 본체(10)는 중공 구조일 수 있다. 본체(10)는 그 안에 가스 채널(14)(즉, 제2 추출 챔버)이 제공된다. 가스 채널(14)은 모든 제2 가스 추출 포트(123)를 제1 추출 유닛(12)과 연통시킨다.
구체적으로, 제2 가스 추출 포트(123)는 0.5 mm 내지 1 mm 범위의 직경을 갖는 원형 관통홀일 수 있고 모든 제2 가스 추출 포트(123)는 본체(10) 상에 균일하게 분포되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(10)는 환형 실린더일 수 있으며, 모든 수직으로 분포된 제2 가스 추출 포트(123)는 본체 주위에 원주 방향으로 분포되어, 에어 커튼은 휘발성 물질이 에어 커튼 위에 배치된 대물 렌즈에 도달하는 것을 방지하기 위해 제2 가스 추출 포트(123)에 의해 둘러싸인다. 가스 주입 유닛(11) 및 제1 추출 유닛(12)은 본체(10)의 내측에 위치되고 반대로 배치된다.
또한, 가스 주입 유닛(11)의 가스 주입 표면은 본체(10)의 환형 실린더에 적응하기 위해 단계형 프로파일을 가질 수 있으며, 모든 가스 주입 포트(112)는 단계형 프로파일 상에 분포될 수 있다. 따라서, 제1 추출 유닛(12)의 제1 가스 추출 표면은 단계형 프로파일을 가질 수 있으며, 모든 제1 가스 추출 포트(122)는 이 단계형 프로파일 상에 분포된다. 가스 주입 표면 및 제1 가스 추출 표면은 대물 렌즈의 작업 영역(광학 경로)과 상호 작용하지 않을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본체(10)는 대물 렌즈와 대물 렌즈 보호 장치의 연결을 용이하게 하기 위한 연결 부분(13)을 더 포함할 수 있다. 연결 부분(13)은 대물 렌즈를 연결하도록 구성되고 본체(10)의 일 측에 형성될 수 있다. 선택적으로, 연결 부분(13)은 스레드 인터페이스일 수 있다.
이 실시예에 따르면, 본체(10)는 3차원(3D) 프린팅에 의해 생산될 수 있는 일체형 구조일 수 있다. 기계적인 어셈블리와 비교하여, 일체형 구조는 장치의 경량 및 소형화를 달성하도록 크기에 상당한 감소를 허용한다.
추가적으로, 실시예에 따르면, 대물 렌즈 보호 장치는 본체(10)에 연결되고 적어도 하나의 에어 커튼을 덮는 물리적 보호층(20)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본체(10)의 일 측은 물리적 보호층(20)과 일치하는 크기를 갖는 환형 그루브를 포함할 수 있다. 이와 같이, 물리적 보호층(20)은 환형 그루브 내에 장착될 수 있다. 바람직하게는, 물리적 보호층(20)은 유리 또는 레진, 특히 원형 보호 유리로 만들어진다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉 요소(30)는 물리적 보호층(20) 및 본체(10) 사이에 배치되어 물리적 보호층(20) 및 본체(10) 사이의 간극을 밀봉한다.
본 실시예에 제공된 대물 렌즈 보호 장치를 사용하기 위한 방법은 다음과 같다: 노광 공정을 수행하기 위해 포토리소그래피 기계를 시작하기 전에 본체(10)와 연관된 추출 장비 및 외부 가스 공급원을 활성화함; 또한, 기계의 정지가 필요할 때, 포토리소그래피 기계 내부의 렌즈 및 다른 구성 요소들을 오염으로부터 보호하기 위해, 본체(10)와 연관된 추출 장비 및 가스 블로잉(gas-blowing) 장치는 최종적으로 셧다운되거나 특정 시간, 적절하게는 약 12시간 작동이 유지되어야 한다.
본 출원은 또한 상기 정의된 바와 같이 대물 렌즈 보호 장치를 포함하는 대물 렌즈 시스템을 제공할 수 있다. 대물 렌즈 보호 장치는 대물 렌즈 시스템의 일 단부에 배치되어, 대물 렌즈 시스템에 연결된다.
본 출원은 또한 포토리소그래피 기구를 제공한다. 포토리소그래피 기구의 각 서브 시스템은 관련 기술 분야의 공통 지식에 속하며 여기에서 상세하게 설명되지 않는다. 포토리소그래피 기구는 상기 정의된 바와 같이 대물 렌즈 보호 장치와 장착되는 대물 렌즈 시스템을 포함한다. 대물 렌즈 보호 장치는 포토리소그래피 기구의 작업 스테이지 및 대물 렌즈 시스템 사이에 배치되어 노광 및 다른 공정 동안 대물 렌즈 시스템을 작업물 또는 작업 스테이지로부터의 가스, 액적 또는 다른 유형의 오염물로부터 보호한다.
요약하면, 본 출원의 대물 렌즈 보호 장치는 다음의 이점을 제공한다:
1. 에어 커튼은 가스 주입 유닛 및 추출 유닛 사이에 형성된다. 장치가 작동 중일 때, 풍속은 균일하고 조밀하게 배열된 횡 방향 가스 주입 포트에 의해 바람이 층류 상태로 유지되도록 효과적으로 제어되어, 에어 커튼에 대한 균일한 유동장을 보장한다. 또한, 제1 가스 추출 포트의 도움으로, 렌즈 전체를 덮을 수 있는 에어 커튼 층이 형성되어, 아래에서 위로 휘발된 유기물을 효과적으로 차단하고 렌즈와 직접 접촉할 기회를 제거할 수 있다. 결과적으로, 포토레지스트로부터의 유기 휘발에 의한 대물 렌즈의 오염이 방지될 수 있고, 대물 렌즈의 화질을 보장한다.
2. 수직의 제2 가스 추출 포트는 다른 구성 요소들의 오염을 완화시키기 위해 유기 휘발을 추출할 수 있다. 마찬가지로, 균일하고 조밀하게 배열된 제2 가스 추출 포트는 추출 가스 유동의 유동장을 효과적으로 제어할 수 있어서, 휘발성 물질이 에어 커튼을 방해하지 않고 시스템 밖으로 추출될 수 있게 한다.
3. 물리적 보호층은 2차 물리적 보호를 제공하여 휘발성 오염물 및 렌즈 사이에 접촉이 존재하지 않게 한다.
4. 가스 주입 포트, 제1 가스 추출 포트 및 제2 가스 추출 포트는 모두 균일하고 조밀하게 배열된 원형 관통홀이며, 가스 주입 유동 및 가스 추출 유동의 유속을 효과적으로 제어하여 이를 층류 상태로 유지할 수 있다. 결과적으로, 안정적인 에어 커튼이 보장될 수 있고, 에어 커튼의 우수한 차단 효과 및 충분한 추출이 입증될 수 있다.
5. 본체는 일체로 형성되어, 장치가 보다 컴팩트하고 공간 절약할 수 있다.
여기에 개시된 실시예는 다른 실시예와의 차이점에 중점을 두는 각 실시예의 설명과 함께 점진적인 방식으로 설명된다. 동일하거나 유사한 특징들에 대한 실시예들 사이를 참조할 수 있다. 실시예들에 개시된 시스템이 실시예들에 개시된 방법에 대응하므로, 그 설명은 비교적 간략화되고, 세부 사항에 대한 방법의 설명을 참조할 수 있다.
상기 설명은 단지 본 출원의 몇몇 바람직한 실시예일 뿐이며 본 출원의 범위를 어떠한 의미로 제한하려는 것은 아니다. 상기 개시에 기초하여 당업자에 의해 이루어진 임의의 변경 및 수정은 첨부된 청구 범위의 보호 범위 내에 속한다.
도면에서,
10-본체; 11-가스 주입 유닛; 111-가스 유입 포트; 112-가스 주입 포트; 12-제1 추출 유닛; 121-가스 유출 포트; 122- 제1 가스 추출 포트; 123-제2 가스 추출 포트; 13-연결 부분; 14-가스 채널; 20-물리적 보호층; 30-밀봉 요소; A-가스 주입 표면; B-비 가스 주입 표면; C-제1 가스 추출 표면; 및 D-비 가스 추출 표면.

Claims (23)

  1. 본체를 포함하고, 상기 본체는 가스 주입 유닛 및 반대로 배열된 제1 추출 유닛을 가지며, 상기 가스 주입 유닛은 가스를 전달하도록 구성되고, 상기 제1 추출 유닛은 상기 가스 주입 유닛에 의해 전달된 가스를 추출하도록 구성되어, 상기 가스 주입 유닛 및 상기 제1 추출 유닛 사이에 적어도 하나의 에어 커튼 층을 형성하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 주입 유닛은 상기 가스 주입 유닛의 가스 주입 방향에 수직이고 그 위에 복수의 가스 주입 포트가 제공되는 가스 주입 표면을 가지며, 상기 제1 추출 유닛은 그 위에 복수의 제1 가스 추출 포트가 제공되는 제1 가스 추출 표면을 가지고, 상기 복수의 가스 주입 포트의 각각은 상기 복수의 제1 가스 추출 포트 중 대응하는 하나에 대응하고 반대로 배열되는, 대물 렌즈 보호 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스 주입 표면 및 상기 제1 가스 추출 표면 각각은 계단형 프로파일을 갖는, 대물 렌즈 보호 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가스 주입 표면 및 상기 제1 가스 추출 표면은 축대칭적으로 분포되는, 대물 렌즈 보호 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가스 주입 표면은 동일한 평면에 위치되지 않은 복수의 가스 주입 표면 부분을 포함하고, 상기 복수의 가스 주입 표면 부분은 서로 평행하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가스 주입 유닛은 복수의 비 가스 주입 표면을 더 포함하고, 각각의 비 가스 주입 표면은 2개의 인접한 가스 주입 표면 부분을 연결하도록 구성되고 가스 주입 포트를 갖지 않으며, 상기 비 가스 주입 표면들 중 하나 및 상기 가스 주입 표면 부분들 중 대응하는 하나 사이의 각도는 85°-95°인, 대물 렌즈 보호 장치.

  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 가스 추출 표면은 동일한 평면에 위치되지 않은 복수의 제1 가스 추출 표면 부분을 포함하고, 상기 복수의 제1 가스 추출 표면 부분은 서로 평행하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 추출 유닛은 비 가스 추출 표면들을 더 포함하고, 각각의 비 가스 추출 표면은 2개의 인접한 가스 추출 표면 부분을 연결하도록 구성되고 제1 가스 추출 포트를 갖지 않으며, 상기 비 가스 추출 표면들 중 하나 및 상기 가스 추출 표면 부분들 중 대응하는 하나 사이의 각도는 85°-95°인, 대물 렌즈 보호 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 가스 주입 유닛은 상기 복수의 가스 주입 포트의 각각과 연통되어 있는 가스 유입 포트를 더 포함하고, 상기 제1 추출 유닛은 상기 복수의 제1 가스 추출 포트의 각각과 연통되어 있는 가스 유출 포트를 더 포함하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 본체는 환형 제2 가스 추출 표면을 갖는 제2 추출 유닛을 더 포함하고, 상기 제2 가스 추출 표면은 상기 본체의 하부 표면에 위치되는, 대물 렌즈 보호 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 가스 추출 표면은 복수의 제2 가스 추출 홀이 제공되는, 대물 렌즈 보호 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 가스 추출 표면의 가스 추출 방향은 상기 가스 주입 유닛의 상기 가스 주입 방향에 평행하지 않는, 대물 렌즈 보호 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 가스 추출 표면의 가스 추출 방향은 상기 가스 주입 유닛의 상기 가스 주입 방향에 수직인, 대물 렌즈 보호 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 추출 유닛은 제2 추출 챔버가 제공될 수 있으며, 그 안으로 가스가 상기 제2 가스 추출 표면에 의해 추출되는, 대물 렌즈 보호 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 추출 유닛은 가스 유출 포트와 연통되어 있는 제1 추출 챔버를 포함하고, 가스는 상기 복수의 제1 가스 추출 포트를 통해 상기 제1 추출 챔버로 추출되어 들어가고 상기 가스 유출 포트를 통해 배출되며, 상기 제1 추출 챔버 및 상기 제2 추출 챔버는 서로 연통되어 있는, 대물 렌즈 보호 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상기 대물 렌즈를 연결하도록 구성되고 상기 본체의 일 측에 위치되는 연결 부분을 더 포함하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 연결 부분은 스레드 인터페이스인, 대물 렌즈 보호 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 본체에 연결되고 보호될 대물 렌즈 및 적어도 하나의 에어 커튼 층 사이에 위치되는 물리적 보호층을 더 포함하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 물리적 보호층은 유리 또는 레진으로 만들어지는, 대물 렌즈 보호 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 물리적 보호층 및 상기 본체 사이의 간극을 밀봉하도록 구성되고 상기 물리적 보호층 및 상기 본체 사이에 위치되는 밀봉 요소를 더 포함하는, 대물 렌즈 보호 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 일체로 형성되는, 대물 렌즈 보호 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 대물 렌즈 보호 장치를 포함하는, 대물 렌즈 시스템.
  23. 제22항의 대물 렌즈 시스템을 포함하는, 포토리소그래피 기구.
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