KR20200122665A - 진공 챔버용 계측 장치, 및 그 계측 장치를 포함한 계측 시스템 - Google Patents

진공 챔버용 계측 장치, 및 그 계측 장치를 포함한 계측 시스템 Download PDF

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강민호
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은 노광 공정의 진공 챔버 내의 물리량들을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 진공 챔버용 계측 장치, 및 그 계측 장치를 포함한 계측 시스템을 제공한다. 그 계측 장치는 노광 공정에 이용되는 노광 마스크 형태의 바디; 및 상기 바디의 내부 또는 제1 면 상에 배치된 측정 소자;를 포함하고, 상기 노광 공정 중에 진공 챔버에 투입되어 상기 측정 소자를 통해 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하며, 상기 바디, 또는 상기 측정 소자는 상기 진공 챔버 내의 진공에 대응하도록 설계된다.

Description

진공 챔버용 계측 장치, 및 그 계측 장치를 포함한 계측 시스템{Measuring apparatus for vacuum chamber, and measuring system comprising the same}
본 발명의 기술적 사상은 계측 장치에 관한 것으로, 특히, 노광 공정의 챔버 내에서 사용하는 계측 장치 및 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 라인에서 노광 공정은 반도체 제품의 생산성 및 신뢰성에 가장 큰 영향을 미치는 공정으로 수율 향상의 중요한 요소 중의 하나이다. 반도체 공정이 미세화됨에 따라 노광 방법 및 장비가 변형/발전하고 있고, 최근의 노광 장비는 과거의 노광 장비와는 완전히 다른 형태를 가지게 있다. 예컨대, 최근의 노광 장비는 진공 챔버를 사용하고 있고, 또한, 하이 파워(high power)의 광원 및 정전 척(elecrostatic chuck) 등을 사용하고 있다. 이와 같은 구조의 노광 장비를 통해 더욱 미세화된 공정을 진행하면서, 기존에 관련이 낮았던 다양한 물리량들이 수율 결과에 영향을 미치고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 노광 공정의 진공 챔버 내의 물리량들을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 진공 챔버용 계측 장치, 및 그 계측 장치를 포함한 계측 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 노광 공정에 이용되는 노광 마스크 형태의 바디; 및 상기 바디의 내부 또는 제1 면 상에 배치된 측정 소자;를 포함하고, 상기 노광 공정 중에 진공 챔버에 투입되어 상기 측정 소자를 통해 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하며, 상기 바디, 또는 상기 측정 소자는 상기 진공 챔버 내의 진공에 대응하도록 설계된, 진공 챔버용 계측 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 측정 소자; 상기 측정 소자가 내부 또는 어느 한 면 상에 배치되고 노광 마스크의 형태를 갖는 바디; 및 상기 바디의 제1 면 상에 형성된 적어도 하나의 얼라인먼트 마크;를 포함하고, 상기 노광 공정 중에 진공 챔버에 투입되어 상기 측정 소자를 통해 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하며, 상기 얼라인먼트 마크를 통해 정렬 상태가 체크되는, 진공 챔버용 계측 장치를 제공한다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 측정 소자, 및 상기 측정 소자가 배치된 노광 마스크 형태의 바디를 구비한 진공 챔버용 계측 장치; 및 상기 진공 챔버용 계측 장치를 수용하여 노광 장비의 진공 챔버 내로 이동시키는 캐리어;를 포함하고, 상기 측정 소자를 통해 노광 공정 중에 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하는, 계측 시스템을 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 진공 챔버용 계측 장치는, 노광 마스크와 유사한 형태의 바디, 및 바디의 내부 또는 외면 상의 측정 소자를 포함하는 구조를 가질 수 있고, 측정 소자는 바디, 보호층, 접착층 등을 통해 진공 챔버 내의 진공 상태에 대응하고, 플라즈마, 케미컬, 및 EUV로부터 보호받을 수 있다. 또한, 진공 챔버용 계측 장치는 척킹용 메탈층을 통해 노광 마스크와 동일하게 진공 챔버의 정전 척에 고정되어 사용될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치는 노광 마스크와 실질적으로 동일한 구조를 가지고, 노광 공정, 예컨대 EUV 노광 공정의 진공 챔버에 투입되어 진공 챔버의 상태를 실시간으로 정확하게 계측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치에 대한 단면도이다.
도 2는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치를 진공 챔버 내에 투입하여 이용하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예들에 따른 진공 챔버용 계측 장치들에 대한 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 진공 챔버용 계측 장치들에 대한 단면도들이다.
도 5는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치에서, 측정 소자에 포함된 구성 요소들을 보여주는 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치를 포함한 계측 시스템에 대한 사시도이다.
도 8은 도 7의 계측 시스템에서, 캐리어에 포함된 구성 요소들을 보여주는 회로도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치에 대한 단면도이고, 도 2는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치를 진공 챔버 내에 투입하여 이용하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치(100)는 바디(101), 측정 소자(110), 충진재(120), 보호층(130), 척킹용 메탈층(140), 및 접착층(150)을 포함할 수 있다.
바디(101)는 노광 공정에서 이용되는 노광 마스크의 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 직사각형 또는 정사각형 평판 형태를 가질 수 있다. 물론, 바디(101)의 형태가 직사각형 또는 정사각형 평판 형태에 한정되는 것은 아니다. 바디(101)는 또한, 노광 마스크와 유사한 재질, 예컨대, 쿼츠(quartz)로 형성될 수 있다. 물론, 바디(101)의 재질이 쿼츠에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 바디(101)는 쿼츠가 아닌 유리나 실리콘 등과 같은 쿼츠와 유사한 재질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치(100)에서, 바디(101)는 상부 바디(101t)와 하부 바디(101b)를 포함할 수 있다. 상부 바디(101t)와 하부 바디(101b)의 내부에는 제1 홈(G1)이 형성되고, 제1 홈(G1) 부분에 측정 소자(110) 및 충진재(120)가 배치될 수 있다. 상부 바디(101t)와 하부 바디(101b)는 외곽 부분에서 접착층(150)을 통해 접착됨으로써, 측정 소자(110)와 충진재(120)는 외부로부터 밀폐될 수 있다.
측정 소자(110)는 노광 공정, 특히 EUV(Extreme Ultra-Violet) 노광 공정에서 진공 챔버(201) 내의 상태와 관련한 다양한 물리량들을 측정할 수 있다. 여기서, 진공 챔버(201) 내의 상태와 관련된 물리량들은, 예컨대, 진공 챔버(201) 내의 온도, 전계, IR, 압력, 광의 인텐서티, 광의 특징 등일 수 있다. 물론, 측정 소자(110)를 통해 측정될 수 있는 물리량이 상기 예시된 물리량들에 한정되는 것은 아니다.
측정 소자(110)는 평판 형태의 하나의 보드 상에 다수의 구성 요소들이 실장된 구조를 가질 수 있다. 또한, 측정 소자(110)는 부분 측정 소자들로 서로 분리된 구조를 가질 수도 있다. 부분 측정 소자들 각각은 해당 구성 요소들이 소형 보드 상에 실장된 구조를 가질 수 있고, 부분 측정 소자들은 바디(101) 내에 형성된 배선을 통해 서로 연결될 수 있다. 측정 소자(110)의 구성 요소들에 대해서는 도 5의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
측정 소자(110)는 바디(101) 내부의 제1 홈(G1)에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 측정 소자(110)는 제1 홈(G1)과 동일한 수평 사이즈로 형성될 수도 있다. 그러나 실시예에 따라, 측정 소자(110)는 제1 홈(G1)보다 작은 수평 사이즈를 가질 수도 있다.
충진재(120)는 바디(101)의 제1 홈(G1) 부분의 측정 소자(110) 상부에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 측정 소자(110)는 평면 사이즈가 제1 홈(G1)보다 작을 수 있고, 그러한 경우, 충진재(120)는 측정 소자(110) 상부뿐만 아니라 측정 소자(110)의 측면에도 배치될 수 있다. 충진재(120)는, 예컨대, 에폭시 소재의 절연 물질로 형성될 수 있다. 물론, 충진재(120)의 재질이 에폭시 소재에 한정되는 것은 아니다.
충진재(120)가 제1 홈(G1)에서 측정 소자(110) 이외의 공간을 채움으로써, 외부의 진공에 대응할 수 있다. 예컨대, 충진재(120)가 제1 홈(G1)을 채워 지지함으로써, 외부의 진공에 의해 바디(101) 및/또는 측정 소자(110)가 휘는 것과 같은 물리적인 변형을 방지할 수 있다. 또한, 충진재(120)는 측정 소자(110) 내의 구성 요소들의 상태를 그대로 유지시켜 측정 소자(110)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 충진재(120)는 바디(101) 및/또는 측정 소자(110)를 진공으로부터 보호할 수 있다.
바디(101)의 하면(Sf1) 상에는 보호층(130)이 형성될 수 있다. 여기서, 바디(101)의 하면(Sf1)은 진공 챔버용 계측 장치(100)가 진공 챔버(201)의 정전 척(210)에 장착될 때, 하방을 향하는 면일 수 있다. 또한, 바디(101)의 하면(Sf1)은, 도 2에 도시된 바와 같이, EUV가 조사되어 반사되는 면일 수 있다.
보호층(130)은 플라즈마, 케미컬, EUV 등으로부터 바디(101) 및/또는 측정 소자(110)를 보호할 수 있다. 참고로, 플라즈마가 노광 공정 중에 진공 챔버(201) 내에 발생할 수 있다. 이는 노광 공정 중에 H2와 같은 가스가 노광 마스크의 하부에 흐르고, EUV가 H2 가스로 조사됨에 따라 플라즈마가 발생할 수 있다. 그에 따라, 일반적으로 노광 마스크에는 플라즈마로부터의 보호를 위한 보호층이 형성될 수 있고, 또한, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100) 역시 그와 같은 기능의 보호층(130)이 바디(101) 상에 형성될 수 있다. 한편, 노광 마스크나 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는 사용 후 세정 과정에서 케미컬에 노출될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는 케미컬로부터의 보호를 위한 보호층(130)이 바디(101) 상에 형성될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, EUV 노광 공정에서, EUV는 노광 마스크에 의해 반사되어, EUV 노광 대상인 스테이지(220) 상의 웨이퍼(300)로 조사될 수 있다. 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는 노광 마스크와 동일한 구조를 가지고 노광 마스크처럼 정전 척(210)에 장착되어 사용될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)에 EUV가 조사될 수 있다. EUV는 대부분의 물질에서 흡수가 잘되고, 또한, EUV의 높은 에너지에 의해 해당 물질에 손상을 줄 수 있다. 따라서, EUV로부터 바디(101) 및/또는 측정 소자(110)를 보호하기 위한 보호층(130)이 바디(101) 상에 형성될 수 있다.
보호층(130)은, 예컨대, 제1 보호층(132)과 제2 보호층(134)을 포함할 수 있다. 제1 보호층(132)은 EUV로부터 바디(101) 및/또는 측정 소자(110)를 보호하는 층일 수 있다. 좀더 구체적으로 설명하면, 제1 보호층(132)은 EUV를 반사하는 층일 수 있다. 그에 따라, 제1 보호층(132)은 EUV 마스크 상에서 반사 기능을 하는 층과 유사한 재질 및 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 보호층(132)은 Mo/Si 다중층으로 형성될 수 있다. 물론, 제1 보호층(132)의 재질 및 구조가 Mo/Si 다중층에 한정되는 것은 아니다.
제2 보호층(134)은 플라즈마 및/또는 케미컬로부터 바디(101) 및/또는 측정 소자(110)를 보호하는 층일 수 있다. 그에 따라, 제2 보호층(134)은 플라즈마 및/또는 케미컬에 내성이 강한 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 보호층(134)은 Au/Pt으로 형성되거나 플라즈마 및/또는 케미컬에 내성이 강한 에폭시 수지로 형성될 수 있다. 물론, 제2 보호층(134)의 재질이 전술한 물질들에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제2 보호층(134)이 Au/Pt로 형성되는 경우에, 바디(101)로의 증착이 용이하게 되도록 제2 보호층(134)과 바디(101) 사이에 Cr층과 같은 메탈층이 더 형성될 수 있다.
보호층(130)이 2개의 층으로 형성된 예를 설명하였지만, 보호층(130)의 구조가 그에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 보호층(130)은 목적하는 기능에 따라 1개의 층이나 3개 이상의 층으로 형성될 수 있다. 보호층(130)이 1개의 층으로 형성되는 경우, 보호층(130)은 앞서 제1 보호층(132)과 제2 보호층(134)의 두 가지 기능 중 어느 하나의 기능을 하거나, 또는 두 가지 기능을 동시에 할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 진공 챔버용 계측 장치(100)에서, 보호층이 생략될 수도 있다. 예컨대, 진공 챔버용 계측 장치(100)가 EUV가 조사되지 않는 환경에서 이용되거나, 또는 바디(101)가 어느 정도의 보호 기능을 하는 경우 별도의 보호층이 형성되지 않을 수 있다.
바디(101)의 상면(Sf2) 상에는 척킹용 메탈층(140)이 형성될 수 있다. 척킹용 메탈층(140)은 진공 챔버용 계측 장치(100)가 진공 챔버(201) 내의 정전 척(210, Electrostatic Chuck)에 정전기력에 의해 고정되도록 할 수 있다. 실시예에 따라, 척킹용 메탈층(140) 상부나, 또는 척킹용 메탈층(140)과 바디(101) 사이에 보호층이 더 형성될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 상부 바디(101t)와 하부 바디(101b)는 접착층(150)에 의해 접착 결합하고, 이러한 접착층(150)을 통해 제1 홈(G1) 내의 측정 소자(110)가 외부로부터 밀폐될 수 있다. 접착층(150)은, 예컨대, 진공, 플라즈마, 케미컬 등에 대응할 수 있는 에폭시 소재로 형성될 수 있다.
한편, 하부 바디(101b)를 관통하는 관통 비아가 형성되고, 그러한 관통 비아를 통해 연장하는 배선(160)이 하부 바디(101b) 내에 배치될 수 있다. 배선(160)은 측정 소자(110)를 외부 소자로 전기적으로 연결할 수 있다. 실시예에 따라, 배선(160)은 생략될 수 있고, 측정 소자(110)는 무선을 통해 외부 소자와 연결될 수 있다. 도 1에서, 관통 비아 및 배선(160)이 하부 바디(101b)에 배치되고 있지만, 실시예에 따라, 관통 비아 및 배선(160)은 상부 바디(101t)에 배치될 수도 있다.
본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는 노광 마스크와 유사한 형태의 바디(101) 및 바디(101) 내에 배치된 측정 소자(110)를 포함할 수 있다. 또한, 측정 소자(110)는 바디(101), 보호층(130), 접착층(150) 등을 통해 진공 챔버(201) 내의 진공 상태에 대응하고, 플라즈마, 케미컬, 및 EUV로부터 보호받을 수 있다. 더 나아가, 진공 챔버용 계측 장치(100)는 척킹용 메탈층을 통해 노광 마스크와 동일하게 진공 챔버(201)의 정전 척(210)에 고정되어 사용될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는 노광 마스크와 실질적으로 동일한 구조를 가지고, 노광 공정, 예컨대 EUV 노광 공정의 진공 챔버(201)에 투입되어 진공 챔버(201)의 상태를 실시간으로 정확하게 계측할 수 있다.
반도체 제조 라인에서 진공 챔버를 사용하는 노광 공정, 특히 EUV 노광 공정은 반도체 제품의 생산성 및 신뢰성에 가장 큰 영향을 미치는 공정으로, 제품의 수율 향상에 제일 중요한 요소 중 하나이다. 전술한 바와 같이, EUV 노광 공정에서는, 진공 챔버, 하이 파워의 광원, 및 정전 척 등을 사용하여 더욱 미세화된 공정을 진행하고 있다. 이러한 EUV 노광 공정에서, 기존의 노광 공정에서는 관련성이 낮았던 다양한 물리량들이 수율 결과에 영향을 미칠 수 있다. 한편, EUV 노광 공정은 진공 챔버 내에서 진공 상태로 수행되므로, 진공, 플라즈마, 전기적 문제 등으로 인해 진공 챔버 내의 물리량들을 정확히 측정하기 어려울 수 있다.
그러나 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는, EUV 노광 공정에서 사용하는 노광 마스크와 특성 및 형태가 실질적으로 동일하게 구현되어 진공 챔버(201)의 정전 척(210)에 장착되어 사용됨으로써, 진공 챔버(201) 내의 온도, 전계, IR, 압력, 광의 인텐서티, 광의 특징 등의 다양한 물리량들을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)는, EUV 노광 공정을 통해 제조되는 제품의 생산성, 및 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예들에 따른 진공 챔버용 계측 장치들에 대한 단면도들이다. 도 1 및 도 2의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 3a를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100a)는 바디(101a), 측정 소자(110a), 밀폐용 댐(170), 및 포스트(180, post)를 포함할 수 있다.
바디(101a)는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 바디(101)와 마찬가지로 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)를 포함할 수 있다. 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)는 평판 형태를 가질 수 있다. 한편, 바디(101a)는, 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)가 외곽 부분에서 밀폐용 댐(170)을 통해 결합하는 구조를 가짐으로써, 바디(101a) 내부에 홈이 형성되지 않을 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 바디(101a) 내부에 홈이 형성될 수도 있다.
측정 소자(110a)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 부분 측정 소자들(110-1)로 분리되어 바디(101a) 내부에 배치될 수 있다. 이러한 부분 측정 소자들(110-1)에는 물리량 측정을 위한 해당 구성 요소들이 포함되고, 부분 측정 소자들(110-1)은 바디(101a) 내부에 형성된 배선을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3a에서, 3개의 부분 측정 소자들(110-1)이 예시되고 있지만, 바디(101a) 내부의 포스트(180)나 격벽의 위치, 그리고 측정 소자(110a)에 포함되는 구성 요소들의 종류에 따라, 측정 소자(110a)는 2개 또는 4개 이상의 부분 측정 소자들(110-1)로 분리될 수도 있다. 또한, 실시예에 따라, 측정 소자(110a)는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 측정 소자(110)와 마찬가지로 하나의 보드 형태를 가질 수도 있다. 측정 소자(110a)가 하나의 보드 형태를 갖는 경우, 포스트(180)나 격벽이 보드 상에 배치될 수 있다.
밀폐용 댐(170)은 바디(101a)의 외곽 부분에서 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)를 결합시키고, 또한, 밀폐용 댐(170)의 내부를 외부로 밀폐시킬 수 있다. 그에 따라, 측정 소자(110)가 외부로부터 밀폐될 수 있다. 여기서, 밀폐는 외부의 플라즈마나 케미컬 등이 바디(101a) 내부로 유입되는 것을 차단함을 의미할 수 있다. 그에 따라, 밀폐용 댐(170)은 플라즈마나 케미컬에 대해서 내성을 갖는 에폭시 소재나 쿼츠로 형성될 수 있다. 밀폐용 댐(170)은 앞서 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 접착층(150)과 유사한 기능을 수행할 수 있다. 다만, 밀폐용 댐(170)은 접착층(150)과 달리 어느 정도의 높이를 가지고 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)를 결합시킴으로써, 바디(101a) 내부에 스페이스(S)를 유지시킬 수 있다.
포스트(180)는 바디(101a) 내부의 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb) 사이에 배치되어, 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)를 지지함으로써, 바디(101a) 내부의 스페이스(S)를 유지시킬 수 있다. 다시 말해서, 포스트(180)는 바디(101a) 내부의 스페이스(S)의 형태를 유지시킴으로써, 바디(101a)가 외부의 진공에 대응할 수 있도록 한다. 그에 따라, 포스트(180)는 스페이스(S)의 넓이나 측정 소자(110a)의 부분 측정 소자들(110-1)의 배치 위치에 따라 바디(101a) 내부에 적절한 개수로 배치될 수 있다.
바디(101a) 내부에는 포스트(180) 대신 격벽이 배치될 수도 있다. 포스트(180)는 기둥과 같은 형태를 가지고 스페이스(S)를 서로 연결된 구조로 유지시킬 수 있다. 그에 반해, 격벽은 차단막과 같은 형태를 가지고 스페이스(S)를 여러 개의 부분 스페이스들로 나눌 수 있고, 부분 스페이스들 간을 서로 차단할 수 있다. 격벽 역시 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101tb)를 지지함으로써, 바디(101a)가 외부의 진공에 대응할 수 있도록 한다.
한편, 도시하지는 않았지만, 하부 바디(101tb)의 하면 상에 보호층이 형성되고, 상부 바디(101ta)의 상면 상에 척킹용 메탈층이 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 보호층은 밀폐용 댐(170)의 측면 상에 형성되고, 또한, 상부 바디(101ta)의 상면 상에도 형성될 수 있다. 더 나아가, 바디(101a), 예컨대, 하부 바디(101ba)를 관통하는 비아를 통해 배선이 배치될 수도 있다.
도 3b를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100b)는 밀폐용 댐(170)을 포함하는 구조를 갖는다는 점에서, 도 3a의 진공 챔버용 계측 장치(100a)와 유사할 수 있다. 그러나 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100b)는 도 3a의 진공 챔버용 계측 장치(100a)와 달리, 바디(101a) 내부에 포스트(180) 대신 충진재(120)가 배치될 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 포스트(180)와 충진재(120)가 함께 배치될 수도 있다. 충진재(120)는, 포스트(180)와 같이, 바디(101a) 및/또는 측정 소자(110)가 외부의 진공에 대응할 수 있도록 한다. 그 외 충진재(120)에 대해서는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 충진재(120)에 대해 설명한 바와 같다.
한편, 도 3b에서, 측정 소자(110)가 하나의 보드 형태를 가지지만, 그에 한하지 않고, 측정 소자(110)는 도 3a의 진공 챔버용 계측 장치(100a)의 측정 소자(110a)와 같이 부분 측정 소자들로 분리된 구조를 가질 수도 있다. 또한, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100b)에서도, 바디(101a)에 보호층, 척킹용 메탈층, 배선 등이 더 형성될 수 있음은 물론이다.
도 3c를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100c)는 밀폐용 댐(170)을 포함하는 구조를 갖는다는 점에서, 도 3a의 진공 챔버용 계측 장치(100a)와 유사할 수 있다. 그러나 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100c)에서, 바디(101a')의 내부는 외부로부터 밀폐되지 않은 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 상부 바디(101ta')에는 오픈 홀(OP)이 형성될 수 있고, 그러한 오픈 홀(OP)을 통해 바디(101a') 내부의 스페이스(S')는 외부의 스페이스와 연결될 수 있다.
한편, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100c)에서, 측정 소자(110a)는 부분 측정 소자들(110-1, 110-2)로 분리된 구조를 가질 수 있다. 또한, 부분 측정 소자들(110-1, 110-2) 중 진공에 취약한 제1 부분 측정 소자(110-1)는 충진재(120a)에 의해 덮여 외부의 진공으로부터 보호될 수 있다. 한편, 진공에 내성이 강한 제2 부분 측정 소자(110-2)에는 충진재(120a)가 배치되지 않을 수 있다.
참고로, 측정 소자(110a)는 다수의 구성요소들을 포함하고, 구성 요소들의 일부는 진공에 취약할 수도 있고, 일부는 진공에 내성이 강할 수도 있다. 예컨대, MCU(Micro-Controller Unit), Op-Amp와 같은 능동 소자, 저항이나 캡과 같은 수동 소자 등은 일반적으로 진공에 대응하도록 설계되어 제2 부분 측정 소자(110-2)에 속할 수 있다. 한편, 배터리는 일반적으로 진공에 취약하고, 또한, 전력, 압력, 온도 등을 센싱하는 센서 칩 등도 진공에 취약할 수 있다. 따라서, 그러한 구성 요소들은 제1 부분 측정 소자(110-1)에 속할 수 있다.
측정 소자(110a)는 부분 측정 소자들(110-1, 110-2)로 분리된 구조를 가지고, 바디(101a')가 오픈 홀(OP)을 통해 내부가 오픈 된 구조를 갖는 경우에도, 실시예에 따라, 진공 내성에 상관없이 모든 부분 측정 소자들(110-1, 110-2)이 충진재(120)에 의해 덮인 구조를 가질 수도 있다. 또한, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100c)에서도, 바디(101a')에 보호층, 척킹용 메탈층, 배선 등이 더 형성될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100d)는 밀폐용 댐(170) 대신 하부 바디(101bb)의 외곽 부분에 돌출부(Pt)를 포함하는 구조를 갖는다는 점에서, 도 3a의 진공 챔버용 계측 장치(100a)와 다를 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100d)에서, 하부 바디(101bb)는 외곽 부분에 돌출부(Pt)를 포함함으로써, 凹 형태를 가질 수 있다. 한편, 상부 바디(101ta)는 평판 형태를 가지고 외곽 부분에서, 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)와 결합할 수 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)의 상부 안쪽에 단자(St)가 형성되고, 단자(St) 부분에 상부 바디(101ta)가 삽입되는 구조로 상부 바디(101ta)와 하부 바디(101bb)가 결합할 수 있다. 진공 챔버용 계측 장치(100d)가 이러한 구조를 가짐으로써, 바디(101b)의 외 측면, 즉, 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)의 외 측면에서의 평탄도(flatness)가 높아져 전기적 화학적 안정도가 향상될 수 있다. 예컨대, 바디(101b)의 외 측면에 결합 부분이 존재하여 평탄도가 낮은 경우, 결합 부분에 미세 돌출부나 리세스가 존재할 수 있고, 그러한 미세 돌출부나 리세스 부분들에서 전기적 화학적 안정도가 취약할 수 있다.
실시예에 따라, 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)에 단자(St)가 형성되지 않을 수 있다. 그와 같이, 단자(St)가 형성되지 않은 경우, 상부 바디(101ta)는 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)의 상면을 덮는 구조로 하부 바디(101bb)와 결합할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 돌출부는 하부 바디(101bb) 대신 상부 바디(101ta)에 형성되거나, 하부 바디(101bb)와 상부 바디(101ta) 둘 다에 형성될 수도 있다.
하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)와 상부 바디(101ta)는 접착층을 통해 결합할 수 있다. 또한, 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)가 낮은 경우에는 돌출부(Pt)와 상부 바디(101ta) 사이에 밀폐용 댐이 배치될 수도 있다. 한편, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100d)에서도, 바디(101b)에 보호층, 척킹용 메탈층, 배선 등이 더 형성될 수 있다.
도 3e를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100e)는 하부 바디(101bb)의 외곽 부분에 돌출부(Pt)를 포함하는 구조를 갖는다는 점에서, 도 3d의 진공 챔버용 계측 장치(100d)와 유사할 수 있다. 그러나 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100e)에서, 바디(101b) 내부의 스페이스에 충진재(120)가 채워질 수 있다. 다시 말해서, 바디(101b) 내부의 스페이스에는 진공에 대응하기 위해 포스트 대신 충진재(120)가 채워질 수 있다.
본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100e)에서도, 하부 바디(101bb)의 돌출부(Pt)에 단차가 형성되지 않을 수 있다. 또한, 돌출부(Pt)는 하부 바디(101bb) 대신 상부 바디(101ta)에 형성되거나, 하부 바디(101bb)와 상부 바디(101ta) 둘 다에 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100e)에서도, 바디(101b)에 보호층, 척킹용 메탈층, 배선 등이 더 형성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 진공 챔버용 계측 장치들에 대한 단면도들이다. 도 1 내지 도 3e의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 4a를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100f)는 바디(101c)의 구조와 측정 소자(110)의 바디(101c) 상의 배치 위치에서, 앞서 진공 챔버용 계측 장치들(100, 100a ~ 100e)과 다를 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100f)에서, 바디(101c)는 원-바디 형태를 가질 수 있다. 바디(101c)가 원-바디 형태를 갖는다는 점을 제외하고, 재질이나 외형 등은 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 바디(101)에 대해 설명한 바와 같다. 예컨대, 바디(101c)는 노광 마스크와 유사한 형태의 평판 형태를 가질 수 있다.
측정 소자(110)는 바디(101c)의 하면(Sf1) 상에 배치될 수 있다. 측정 소자(110)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 하나의 보드와 같은 구조를 가지고 접착층(150)을 통해 바디(101c)의 하면(Sf1) 상에 접착 결합할 수 있다. 측정 소자(110)의 기능이나 구조 등은 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 측정 소자(110)에 대해 설명한 바와 같다.
측정 소자(110)의 하면과 측면 상으로 보호층(130a)이 형성될 수 있다. 표시하지 않았지만, 보호층(130a)은 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 보호층(130)과 유사하게 복수의 보호층을 포함할 수 있다. 예컨대, 보호층(130a)은 EUV 보호층과 플라즈마 및/또는 케미컬 보호층을 포함할 수 있다. 측정 소자(110)는 보호층(130a)을 통해 EUV, 플라즈마, 케미컬 등으로부터 보호될 수 있다. 보호층(130a)의 재질은 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 보호층(130)에 대해 설명한 바와 같다.
바디(101c)의 상면(Sf2) 상에는 척킹용 메탈층(140)이 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 바디(101c)의 상면(Sf2) 상에도 보호층(130)이 형성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100g)는 바디(101d)가 원-바디 형태를 가지며, 측정 소자(110)가 바디(101d)의 하면(Sf1) 상에 배치된다는 점에서, 도 4a의 진공 챔버용 계측 장치(100f)와 유사할 수 있다. 그러나 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100g)에서, 바디(101d)의 하면(Sf1) 상에 제2 홈(G2)이 형성될 수 있다. 또한, 측정 소자(110)는 제2 홈(G2)에 삽입되는 구조로 바디(101d)의 하면(Sf1) 상에 배치될 수 있다. 측정 소자(110)는 접착층(150)을 통해 바디(101d)의 제2 홈(G2) 부분에 접착 결합할 수 있다.
한편, 측정 소자(110)의 하면과 측면 상으로 보호층(130b)이 형성될 수 있다. 보호층(130b)은 측정 소자(110)의 하면과 측면으로부터 연장되어 바디(101d)의 하면(Sf1) 상에도 형성될 수 있다. 보호층(130b)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 보호층(130b)은 EUV 보호층과 플라즈마 및/또는 케미컬 보호층을 포함할 수 있다. 보호층(130b)의 재질이나 기능 등은 도 1, 또는 도 4a의 진공 챔버용 계측 장치(100, 100f)의 보호층(130, 130a)에 대해 설명한 바와 같다.
바디(101d)의 상면(Sf2) 상에는 척킹용 메탈층(140)이 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 바디(101d)의 상면(Sf2) 상에도 보호층(130)이 형성될 수 있다.
도 5는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치에서, 측정 소자에 포함된 구성 요소들을 보여주는 회로도이다. 도 1 및 도 2를 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 4b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용을 간단히 설명하거나 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100)에서, 측정 소자(110)는 센서(111), MCU(112), 안테나 모듈(113), 배터리(114), 충전용 코일(115), PCM(116, Protection Circuit Module), 가속도 센서(117), 및 스토리지(118)를 포함할 수 있다.
센서(111)는 진공 챔버(201) 내의 다양한 물리량을 센싱하는 센서일 수 있다. 예컨대, 센서(111)는 진공 챔버(201) 내의 전계, 온도, IR, 압력, 광의 인텐서티, 광의 특징 등을 센싱할 수 있다. 그러나 센서(111)를 통해 센싱할 수 있는 물리량들이 전술한 물리량들에 한정되는 것은 아니다. 도 5에서, 센서(111)가 센서에 의해 검출된 신호(Sn)와 그 신호를 증폭하는 Op-Amp(OP)로 대표되고 있는데, 센서(111)는 센싱하고자 하는 물리량의 특징에 따라, 보다 다양한 구성 요소를 포함할 수 있다.
참고로, 센서(111) 하나가 전술한 물리량들을 한꺼번에 모두 센싱하는 것은 아니고, 특정 기능의 센서(111)가 보드 형태의 측정 소자(110)에 실장되어 해당 물리량을 측정할 수 있다. 예컨대, 센싱이 요구되는 물리량에 대응하는 기능의 센서(111)가 포함된 측정 소자(110)가 준비되고, 그 측정 소자(110)가 진공 챔버(202) 내로 투입되어 해당 물리량을 측정할 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 서로 다른 기능의 적어도 2개의 센서(111)가 측정 소자(110)에 실장될 수 있고, 그에 따라, 측정 소자(110)는 적어도 2개의 센서(111)를 이용하여, 서로 다른 물리량을 동시에 측정할 수도 있다.
MCU(112)는 센서(111)에서 측정된 신호를 처리할 수 있다. 예컨대, MCU(112)는 센서(111)로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. MCU(112)를 통해 신호 처리된 데이터는 스토리지(118)에 저장될 수 있다. 안테나 모듈(113)은 무선 통신을 통해 외부와 장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 안테나 모듈(113)은 MCU(112)를 통해 신호 처리된 데이터, 또는 스토리지(118)에 저장된 데이터를 무선 통신을 통해 외부의 장치로 전송할 수 있다.
배터리(114)는 측정 소자(110) 내의 각 구성 요소들로 전원을 공급할 수 있다. 배터리(114)는 충전용 코일(115)을 통해 무선 충전될 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 배터리(114)는 유선을 통해 직접 충전될 수도 있다. 배터리(114)는 전고체 배터리(solid-state battery)로 구현되거나 단열 재질의 배터리 쉴딩재에 의해 덮여 보호될 수 있다. 그에 따라, 배터리(114)는 진공 챔버(202) 내의 고온 환경에서 손상 없이 사용될 수 있다. 한편, 배터리(114)는 PCM(116)를 통해 충전 및 방전이 제어될 수 있다. PCM(116)은 좀더 넓은 의미로 PMIC(Power Management Integrated Circuit)라고도 한다. 또한, PCM(116)의 기능은 BMS(Battery Management System)을 통해 이루어 질 수도 있다. BMS은 PCM(116)과 유사한 기능을 수행하나 PCM(116) 보다는 좀더 많은 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, BMS은 과충전 보호, 과방전 보호, 과전류 차단 기능과 함께, 배터리의 셀들 간 전압 편차를 줄여주는 밸런싱 기능을 더 수행할 수 있다.
가속도 센서(117)는 설비 내부 사각지대 안에서의 센서의 속도, 진동, 회전 등의 위치와 상태와 관련된 데이터를 측정할 수 있고, 이를 이용한 위치와 상태를 추정할 수 있다. 예컨대, 가속도 정보를 적분하면 속도 정보를 얻을 수 있고, 이를 한번 더 적분하면 위치를 추정할 수 있다. 여기서, 위치는 가속도 센서(117)가 포함된 측정 소자(110) 또는 진공 챔버용 계측 장치(100)의 위치를 의미할 수 있다. 이와 같이, 측정 소자(110)에 가속도 센서(117)를 추가함으로써, 설비 내부의 수율과 관련 있는 물리량을 측정뿐만 아니라 그 데이터가 측정된 위치 및 상태를 추정할 수 있다. 한편, 자이로(gyro) 센서가 측정 소자(110)에 포함될 수도 있다. 예컨대, 센서의 속도, 진동, 충격 등은 가속도 센서(117)를 통해 측정하고, 센서의 회전은 각속도를 측정하는 자이로 센서를 이용하여 측정할 수 있다.
덧붙여, 가속도 센서(117)에 의한 적분 계산 등을 통해 위치를 추정하는 대신에, 해당 위치들에서 특징들을 검출하여 위치를 추정할 수도 있다. 예컨대, A 위치에서는 상승이 일어나고, B 위치에서는 회전이 일어난다고 하면, 상승을 검출하게 되면 측정 소자(110)가 A 위치에 있는 것으로 추정하고, 회전을 검출하게 되면, 측정 소자(110)가 B 위치에 있는 것으로 추정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치에 대한 사시도이다. 도 2를 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 5의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 바디(101)의 하면(Sf1)에 형성된 얼라인먼트 마크(190)를 더 포함한다는 점에서, 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100h)와 다를 수 있다. 즉, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 실제 노광 공정에서 노광 장비로 투입되어 사용될 수 있도록 바디(101)의 하면(Sf1) 상에 얼라인먼트 마크(190)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 바디(101)의 하면(Sf1)은 진공 챔버용 계측 장치(100h)가 진공 챔버(201) 내의 정전 척(210)에 장착됐을 때, EUV가 조사되는 면을 의미할 수 있다.
참고로, 일반적으로, 얼라인먼트 마크는 실제 노광 마스크가 노광 장비에 투입되는 과정 및 투입 후 노광 공정에서 노광 마스크의 인식 및 위치 정렬 등을 위해 노광 마스크의 표면 상에 형성된 패턴을 의미한다. 이러한 얼라인먼트 마크가 계측 장치에 없는 경우, 계측 장치는 실제 노광 공정에서 진공 챔버와 같은 노광 장치에 투입될 수 없다.
본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 노광 마스크와 실질적으로 동일한 형태를 가지며, 또한, 하면(Sf1) 상의 얼라인먼트 마크(190)는 노광 장비의 스캐너에서 요구되는 노광 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치와 형태가 동일하거나 유사한 형태를 가질 수 있다. 그에 따라, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 노광 공정에서 노광 마스크와 실질적으로 동일하게 인식 및 위치 정렬되어 사용될 수 있다.
얼라인먼트 마크(190)는 예컨대, 십자 형태, 또는 2개의 십자 형태가 엇갈려 결합한 형태 등을 가질 수 있다. 또한, 얼라인먼트 마크(190)의 형태는 십자 형태에 한하지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 얼라인먼트 마크(190)는 라인 패턴들이 일 방향으로 연장한 형태, 직사각형 고리 패턴과 그 내부에 라인 패턴들이 배치된 형태, 또는, 다른 방향의 라인 패턴들이 복합된 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는, 바디(101)의 하면(Sf1) 상에 얼라인먼트 마크(190)에 인접하여 배치된 바코드(192, barcode)를 더 포함할 수 있다. 바코드(192)는 진공 챔버용 계측 장치(100h)의 ID와 같은 인식 표시일 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 바코드(192)를 통해 노광 마스크와 마찬가지로 ID를 가지고 관리될 수 있다.
얼라인먼트 마크(190)와 바코드(192)는 위치, 형태, 크기 등은 노광 장비에서 요구되는 위치, 형태, 크기와 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나 노광 장비에서 인식되는 한, 실시예에 따라, 형태나 크기는 어느 정도 임의의 크기와 형태를 가질 수 있다.
그 외 바디(101)나 접착층(150) 등은 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)에 대해 설명한 바와 같다. 한편, 도 6에서, 척킹용 메탈층과 보호층은 생략되어 도시되고 있고, 측정 소자는 바디(101) 내부에 배치되어 도시되지 않고 있다. 한편, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100) 구조뿐만 아니라 도 3a 내지 도 4b의 진공 챔버용 계측 장치들(100a ~ 100g) 중 어느 하나의 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)가 도 3a의 진공 챔버용 계측 장치(100a)의 구조를 갖는 경우, 상부 바디(101t)와 하부 바디(101b) 사이에 밀폐용 댐(170)이 배치될 수 있다.
본 실시예의 진공 챔버용 계측 장치(100h)는 노광 마스크의 얼라인먼트 마크와 실리적으로 동일한 얼라인먼트 마크(190)를 포함함으로써, 노광 공정에서 노광 마스크처럼 진공 챔버(202)에서 투입되어 진공 챔버(202) 내의 물리량들을 실시간으로 측정할 수 있고, 또한, 인식 표시인 바코드(192)를 더 포함함으로써, 노광 마스크처럼 ID를 가지고 관리될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 챔버용 계측 장치를 포함한 계측 시스템에 대한 사시도이다. 도 1 내지 도 6의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 계측 시스템(1000)은 진공 챔버용 계측 장치(100)와 캐리어(400)를 포함할 수 있다. 진공 챔버용 계측 장치(100)는 예컨대, 도 1의 진공 챔버용 계측 장치(100)일 수 있다. 그러나 그에 한하지 않고, 진공 챔버용 계측 장치(100)는 도 3a 내지 도 4b, 및 도 6의 진공 챔버용 계측 장치(100a ~ 100h) 중 어느 하나일 수 있다.
캐리어(400)는 진공 챔버용 계측 장치(100)를 수용 및 보관하여 노광 장비의 진공 챔버(도 2의 201 참조) 내로 이동시키는 장치일 수 있다. 예컨대, 캐리어(400)는 노광 마스크 운송 로봇에 의해 노광 장비 외부에서 노광 장비의 진공 챔버 내로 운송될 수 있다.
캐리어(400)는 내부 파드(420, inner pod)와 외부 파드(440, outer pod)를 포함할 수 있다. 내부 파드(420)는 상부 내부 파드(420t)와 하부 내부 파드(420b)를 포함할 수 있다. 상부 내부 파드(420t)는 내부 파드(420)의 커버라고 하고, 하부 내부 파드(420b)는 내부 파드(420)의 베이스라고도 한다. 외부 파드(440) 역시 상부 외부 파드(440t)와 하부 외부 파드(440b)를 포함할 수 있다. 상부 외부 파드(440t)는 캐리어 쉘(shell)이라고 하고, 하부 외부 파드(440b)는 캐리어 도어라고도 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 진공 챔버용 계측 장치(100)는 상부 내부 파드(420t)와 하부 내부 파드(420b) 사이에 배치될 수 있다.
참고로, 노광 마스크는 캐리어에 수용되어 몇 개의 챔버를 거쳐 실제 노광 공정이 수행되는 고진공 상태의 진공 챔버(도 2의 201 참조)로 투입되게 된다. 이때, 각 챔버를 지나면서 압력이 낮아지고 또한 외부 파드(440)와 내부 파드(420)가 차례로 제거되면서 진공 챔버(201)의 정전 척(도 2의 210 참조)으로 노광 마스크가 장착되게 된다. 본 실시예의 계측 시스템(1000)은 진공 챔버용 계측 장치(100)와 캐리어(400)를 포함함으로써, 노광 마스크와 실질적으로 동일한 과정을 거쳐 진공 챔버(201)의 정전 척(210)에 진공 챔버용 계측 장치(100)가 장착되도록 할 수 있다.
한편, 캐리어(400)는 진공 챔버용 계측 장치(100)의 보관 및 운송뿐만 아니라 진공 챔버용 계측 장치(100)를 충전하는 기능을 수행할 수 있다. 진공 챔버용 계측 장치(100)를 충전하기 위한 회로부(도 8의 CK 참조)는 내부 파드(420) 상에 포함될 수 있다. 내부 파드(420)에 포함된 회로부(CK)에 대해서는 도 8의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다. 캐리어(400)는 또한 내부의 진공 챔버용 계측 장치(100)의 상태를 표시할 수 있는 디스플레이 또는 LED 인디케이터(indicator)와 같은 표시 소자를 포함할 수 있다. 표시 소자는 예컨대, 캐리어(400)의 외부 파드(440) 상에 배치될 수 있다.
본 실시예의 계측 시스템(1000)은 진공 챔버용 계측 장치(100)와 캐리어(400)를 포함함으로써, 노광 마스크와 실질적으로 동일한 과정을 거쳐 진공 챔버용 계측 장치(100)를 진공 챔버(201) 내로 투입시킬 수 있고, 또한, 캐리어(400)가 진공 챔버용 계측 장치(100)를 충전하도록 함으로써, 진공 챔버용 계측 장치(100)의 사용 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 8은 도 7의 계측 시스템에서, 캐리어에 포함된 구성 요소들을 보여주는 회로도이다. 도 7을 함께 참조하여 설명하고, 도 1 내지 도 7의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 계측 시스템(1000)의 캐리어(400)의 내부 파드(420)는 회로부(CK)를 포함할 수 있다. 회로부(CK)는 상부 내부 파드(420t) 또는 하부 내부 파드(420b)에 포함될 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 회로부(CK)는 상부 내부 파드(420t)와 하부 내부 파드(420b) 둘 다에 포함될 수도 있다.
회로부(CK)는 배터리(421), 무선 충전 코일(422) 및/또는 외부 전원(500), PCM(423), 안테나 모듈(424), MCU(425) 및 스토리지(426)를 포함할 수 있다. 배터리(421)는 회로부(CK)의 각 구성 요소들로 전원을 공급할 수 있다. 무선 충전 코일(422) 및/또는 외부 전원(500)은 무선 또는 유선을 통해 배터리(421)를 충전할 수 있다. 충전 코일(422)은 수신부 이외에 송신부도 추가되어 내부의 진공 챔버용 계측 장치(100)를 충전시킬 수도 있다. 배터리(421)는 PCM(116) 또는 BMS를 통해 충전 및 방전이 제어될 수 있다. 배터리(421)는 전고체 배터리로 제작되거나 단열재의 배터리 쉴딩재에 의해 보호되어 고온에서 동작할 수 있다.
MCU(425)는 데이터를 처리하며, 스토리지(426)는 데이터를 저장할 수 있다. 스토리지(426)에 저장되는 데이터는 MCU(425)를 통해 처리된 데이터일 수도 있고, 또는 외부로부터 전송받은 데이터일 수도 있다. 안테나 모듈(424)은 BLE(Bluetooth Low Energy), WIFI(Wireless Fidelity) 등과 같은 무선 통신을 통해 내부의 진공 챔버용 계측 장치(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 회로부(CK)는 I2C(Inter Integrated Circuit), SPI(Seriel peripheral interface) 등과 같은 유선 통신을 통해 진공 챔버용 계측 장치(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a ~ 100h: 진공 챔버용 계측 장치, 101, 101a ~ 101d: 바디, 110, 110a: 측정 소자, 120, 120a: 충진재, 130, 130a, 130b: 보호층, 140: 척킹용 메탈층, 150: 접착층, 160: 배선, 170: 밀폐용 댐, 180: 포스트, 190: 얼라인먼트 마크, 192: 바코드, 400: 캐리어, 420: 내부 파드, 440: 외부 파드, 201: 진공 챔버, 210: 정전 척, 220: 스테이지, 300: 웨이퍼

Claims (10)

  1. 노광 공정에 이용되는 노광 마스크 형태의 바디; 및
    상기 바디의 내부 또는 제1 면 상에 배치된 측정 소자;를 포함하고,
    상기 노광 공정 중에 진공 챔버에 투입되어 상기 측정 소자를 통해 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하며,
    상기 바디, 또는 상기 측정 소자는 상기 진공 챔버 내의 진공에 대응하도록 설계된, 진공 챔버용 계측 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 바디는 상부 바디 및 하부 바디를 포함하고,
    상기 상부 바디 및 하부 바디는 서로 이격 배치되어, 상기 바디는 내부에 스페이스를 포함하며,
    상기 측정 소자는 상기 스페이스에 배치되며,
    상기 스페이스는 비어있거나, 또는 충진재로 채워진 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 계측 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 스페이스는 외부로부터 밀폐되거나 또는 상기 상부 바디 상에 형성된 오픈 홀을 통해 외부로 오픈 되며,
    상기 스페이스가 오픈 된 경우, 상기 측정 소자는 진공에 대응하여 충진재로 덮인 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 계측 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 바디는 원-바디 형태를 가지며,
    상기 측정 소자는 상기 바디의 하면 상에 배치된 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 계측 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 면의 반대 면인 상기 바디의 제2 면 상에 척킹용 메탈층을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 계측 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 면 상에 형성된 보호층을 더 포함하고,
    상기 보호층은, 단일층 또는 다중층으로 형성되며,
    상기 보호층이 다중층으로 형성된 경우, 상기 보호층은, EUV 반사를 위한 제1 보호층과 플라즈마 또는 케미컬로부터의 보호를 위한 제2 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 계측 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 측정 소자는,
    상기 진공 챔버 내의 물리량을 센싱하는 센서, 상기 센서에서 측정된 신호를 처리하는 MCU(Micro-Controller Unit), 무선 통신 기능의 안테나 모듈, 데이터 저장을 위한 스토리지, 전원을 공급하는 배터리, 및 상기 배터리를 무선 충전하는 충전용 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버용 계측 장치.
  8. 측정 소자;
    상기 측정 소자가 내부 또는 어느 한 면 상에 배치되고 노광 마스크의 형태를 갖는 바디; 및
    상기 바디의 제1 면 상에 형성된 적어도 하나의 얼라인먼트 마크;를 포함하고,
    상기 노광 공정 중에 진공 챔버에 투입되어 상기 측정 소자를 통해 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하며,
    상기 얼라인먼트 마크를 통해 정렬 상태가 체크되는, 진공 챔버용 계측 장치.
  9. 측정 소자, 및 상기 측정 소자가 배치된 노광 마스크 형태의 바디를 구비한 진공 챔버용 계측 장치; 및
    상기 진공 챔버용 계측 장치를 수용하여 노광 장비의 진공 챔버 내로 이동시키는 캐리어;를 포함하고,
    상기 측정 소자를 통해 노광 공정 중에 상기 진공 챔버 내의 물리량을 계측하는, 계측 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 캐리어는 내부 파드(pod)와 외부 파드를 포함하고,
    상기 내부 파드는 상부 내부 파드와 하부 내부 파드를 포함하며,
    상기 외부 파드는 상부 외부 파드와 하부 외부 파드를 포함하며,
    상기 내부 계측 장치는 상비 내부 파드와 하부 내부 파드 사이에 배치되고,
    상기 내부 파드는 상기 측정 소자로 연결되는 회로부를 포함하며,
    상기 회로부는 충전 회로, 통신 회로, MCU, 및 스토리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 시스템.
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