KR20220088487A - 개선된 안정성을 갖는 리소그래피 장치 - Google Patents
개선된 안정성을 갖는 리소그래피 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220088487A KR20220088487A KR1020227017789A KR20227017789A KR20220088487A KR 20220088487 A KR20220088487 A KR 20220088487A KR 1020227017789 A KR1020227017789 A KR 1020227017789A KR 20227017789 A KR20227017789 A KR 20227017789A KR 20220088487 A KR20220088487 A KR 20220088487A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sam
- substrate
- substrate holder
- group
- backside
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 184
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 claims description 187
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 claims description 151
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 25
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000002508 contact lithography Methods 0.000 claims description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 abstract description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 36
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 12
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 11
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 10
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 6
- -1 SiSiC Chemical compound 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 125000000751 azo group Chemical group [*]N=N[*] 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical group 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004402 ultra-violet photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 1
- 229910008051 Si-OH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006358 Si—OH Inorganic materials 0.000 description 1
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 238000000671 immersion lithography Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000813 microcontact printing Methods 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000006950 reactive oxygen species formation Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- VPAYJEUHKVESSD-UHFFFAOYSA-N trifluoroiodomethane Chemical compound FC(F)(F)I VPAYJEUHKVESSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- IGELFKKMDLGCJO-UHFFFAOYSA-N xenon difluoride Chemical compound F[Xe]F IGELFKKMDLGCJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/7095—Materials, e.g. materials for housing, stage or other support having particular properties, e.g. weight, strength, conductivity, thermal expansion coefficient
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
- G03F7/165—Monolayers, e.g. Langmuir-Blodgett
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 리소그래피 기판 홀더의 내부식성을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 개선된 내부식성을 갖는 리소그래피 기판 홀더를 포함하는 시스템, 및 예를 들어, 이러한 시스템을 이용한 디바이스, 예를 들어 집적 회로를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 리소그래피에 사용될 때 우선적으로 부식되도록 구성된 후면을 갖는 기판에 관한 것이다. 본 발명은 디바이스, 예를 들어 집적 회로를 제조하기 위한 리소그래피 장치와 관련하여 특히 사용된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 11월 29일에 출원되고 전체적으로 원용에 의해 본 명세서에 포함되는 EP 출원 19212411.3의 우선권을 주장한다.
본 발명은 리소그래피 장치, 이러한 장치를 제조하는 방법 및 이러한 장치를 사용하여 디바이스, 예를 들어 집적 회로를 제조하는 것에 관한 것이다
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판 상으로 적용시키도록 구성된 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어, 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 패턴을 패터닝 디바이스 (예를 들어 마스크)로부터 기판 상에 제공된 방사선-감응 재료 (레지스트)의 층 상으로 투영시킬 수 있다.
리소그래피 장치 내에서의 기판은 전형적으로, 기판 홀더로 지칭되는 지지 메커니즘에 의해 지지된다. 기판이 실리콘 웨이퍼인 경우 (예를 들어, 집적 회로 제조 동안), 지지 메커니즘/기판 홀더는 전형적으로 웨이퍼 테이블로 지칭된다.
패턴을 기판 상으로 투영하기 위하여 리소그래피 장치에 의하여 사용되는 방사선의 파장은 기판 상에 형성될 수 있는 피처의 최소 크기를 결정한다. 4 내지 20㎚ 범위 내의 파장을 갖는 전자기 방사선인 EUV 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는 (예를 들어, 193㎚의 파장을 갖는) 심자외(DUV) 방사선을 이용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피처를 기판 위에 형성하기 위해 사용될 수 있다.
리소그래피 공정에서 형성될 피처의 크기가 감소함에 따라, 리소그래피 장치 및 재료의 모든 측면에 대한 성능 요구 조건이 더 엄격해진다.
디바이스 제조 동안 사용되는 기판 홀더는 전형적으로 기판의 후면 상의 입자에 의한 오염의 영향을 감소시키는 버얼(burls)을 포함하고 있다.
전형적인 반도체 기판은 기판의 후면 (예를 들어, 웨이퍼 후면) 상에 얇은 실리콘 층, 예를 들어 SiOx 또는 SixNy를 갖고 있으며, 이는 표면에서의 Si-OH기(group)의 형성을 야기할 수 있다. 이는 높은 표면 에너지를 갖는 기판 후면 표면의 결과로 이어진다.
리소그래피 장치 내로 기판을 로딩하기 전에, 기판의 후면이 H2O 린스(rinse)로 세정되면서 기판의 중앙부가 문질러져 오염물 입자를 제거한다. 기판은 스핀 건조되어 흡착된 H2O 단분자층을 기판 후면 상에 남긴다. 스트리밍 전위(streaming potential)로 인하여, 이 물 린스 절차는 기판 후면 상의 표면 전하의 형성을 초래한다. 따라서 기판을 기판 홀더 상에 로딩할 때, 기판 후면과 기판 홀더의 버얼 사이에 잔류 물이 존재한다.
물의 존재 상태에서 2개의 상이한 재료가 전기적으로 접촉할 때 기판 후면과 기판 홀더 재료 간의 갈바닉 결합(galvanic coupling)이 발생할 수 있다. 가장 활성적인 재료는 산화되는 반면에, 가장 불활성적인 재료는 보호된다.
따라서, 물과 버얼 재료 간의 접촉은 버얼의 전기화학적 부식을 야기할 수 있다. 시간이 지남에 따라, 버는 높이가 변할 수 있으며, 따라서 리소그래피 장치에 필요한 엄격한 성능 요구 사항을 더 이상 충족하지 못한다. 그후 기판 홀더는 교체되어야 한다. 따라서 버얼 부식 속도를 최소화하는 것이 기판 홀더 수명과 디바이스 생산 효율성을 극대화하는 데 있어서의 핵심이다.
버얼 반응성을 줄이는 한 가지 방법은 산화를 방지하기 위해 버얼에 음극 과전위(cathodic overpotential)를 인가하는 것이다. 그러나 Mitraka 등의 J. Chem. A, 2017, 5:4404-4412에서 교시된 바와 같이, 공기의 존재 하에서 버얼에 음극 과전위를 인가하는 것은 버얼을 부식시킬 수 있는 활성 산소 종(species)의 형성으로 이어질 수 있다.
버얼 반응성을 감소시키는 또 다른 방법은 양극 과전위를 인가하여 패시베이션 층(passivation layer)을 생성하는 것이며, 이 패시베이션 층은 하부 표면을 밀봉하고 추가 산화를 방지한다. 그러나 패시베이션 층은 특정 금속성 기판을 위해서만 적용 가능하며, 이 기판에서는 대응하는 금속 산화물이 하부 금속 층의 추가 부식을 방지할 수 있는 폐쇄 산화물 층(closed oxide layer)을 형성한다. 많은 금속의 경우, 금속 산화물은 폐쇄 층을 형성하지 않으며 하부 금속 표면의 추가 부식이 발생할 수 있다. DLC와 같은 탄소 기반 재료의 경우, 탄소 기반 층의 부식은 용액에서 또는 가능하면 CO2, H2O 및 CO와 같은 기체 종에서 산화물의 용해를 야기할 수 있다. 따라서, 음극 과전위를 인가하는 것 또는 패시베이션 층을 생성하는 것은 일반적으로 모든 기판 홀더 재료에 적용 가능하지 않다.
위의 사항을 고려하여, 기판 홀더(예를 들어, 웨이퍼 테이블)의 내부식성을 증가시키기 위한 개선된 방법을 개발할 필요가 남아 있다. 이러한 개선된 기판 홀더를 포함하는 시스템의 필요성 또한 있다.
본 발명은 리소그래피 기판 홀더의 내부식성을 개선하기 위한 방법에 관한 것으로서, 본 방법은:
a. 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분에 도포하는 것; 및/또는
b. 리소그래피 기판 홀더와 사용되도록 의도된 기판의 후면에 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 도포하는 것을 포함하며;
여기서 SAM A는 기판 홀더의 상기 버얼들의 일함수를 증가시키고, SAM B는 기판 후면 재료의 일함수를 감소시킨다.
본 발명은 또한 디바이스 제조 방법에 관한 것으로서, 본 방법은:
a. 기판 홀더에 의하여 지지된 기판을 방사선 빔에 노출시켜 노광된 기판을 생성하는 것; 및
b. 노광된 기판을 처리하여 디바이스를 생성하는 것을 포함하며,
기판 홀더의 표면은 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 포함하고 및/또는 기판의 후면은 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 포함하며; SAM A는 기판 홀더의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 포함하고, SAM B는 기판의 표면 쪽으로 향하는 방향으로의 이중 극자를 포함한다.
본 발명은 또한 리소그래피 기판 홀더를 포함하는 시스템에 관한 것으로서, 여기서 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분은 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 포함하며, SAM A는 기판 홀더의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 포함한다.
본 발명은 또한 리소그래피 장치 내에서 기판 홀더에 의하여 지지될 때 희생 애노드로서 작용하도록 구성된 후면을 갖는 기판에 관한 것으로서, 이 기판은 후면 상의 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 포함하며, SAM B는 기판 후면 쪽으로 향하는 이중 극자를 포함하고, 기판 후면의 불활성도(nobility)는 SAM B가 없는 동등한 기판 후면의 불활성도보다 낮다.
본 발명은 또한 방사선 빔을 기판에 인가하도록 구성되며 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 기판의 후면에 도포하도록 구성된 리소그래피 장치에 관한 것이다.
이러한 방법 및 시스템은 기판 홀더 부식 속도를 최소화하며 따라서 기판 홀더가 교체되어야 하는 빈도를 줄인다. 이는 리소그래피 장치의 유지보수 빈도를 감소시켜 리소그래피 장치의 처리량 및 디바이스 생산의 효율성을 증가시킨다.
도 1은 리소그래피 장치 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템의 개략도이다.
도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 2는 리소그래피 셀의 개략적인 개요를 도시하고 있다.
도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시하고 있다. 리소그래피 장치는 방사선 빔(B) (예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 조정하도록 구성된 조명 시스템 (또한 일루미네이터(illuminator)로 지칭됨)(IL), 패터닝 디바이스 (예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되며 특정 매개변수에 따라서 패터닝 디바이스(MA)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제1 포지셔너(PM)에 연결되어 있는 마스크 지지체 (예를 들어, 마스크 테이블)(MT), 기판 (예를 들어, 레지스트 코팅된 웨이퍼)(W)을 유지시키도록 구성되며 특정 매개변수에 따라서 기판 지지체(WT)를 정확하게 위치시키도록 구성된 제2 포지셔너(PW)에 연결되어 있는 기판 지지체 (예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT), 및 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 기판(W)의 (예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함하는) 타겟 부분(C) 상으로 투영시키도록 구성된 투영 시스템 (예를 들어, 굴절형 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함하고 있다.
작동 시에, 조명 시스템(IL)은 방사선 소스(SO)로부터, 예를 들어 빔 전달 시스템(BD)을 통해 방사선 빔(B)을 받아들인다. 조명 시스템(IL)은 방사선을 지향시키고, 성형(shaping)하고 및/또는 제어하기 위하여, 굴절형, 반사형, 자기형, 전자기형, 정전형 및/또는 다른 유형의 광학 구성 요소 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 유형의 광학 구성 요소를 포함할 수 있다. 일루미네이터(IL)는 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)의 평면에서 그 횡단면에 원하는 공간 및 각도 세기 분포를 갖도록 조정하기 위해 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "투영 시스템"(PS)은 이용되고 있는 노광 방사선에 대하여 및/또는 침지 액체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 다른 요인에 대하여 적합한 것으로서, 굴절형, 반사형, 반사 굴절형(catadioptric), 애너모픽(anamorphic), 자기형, 전자기형, 및/또는 정전형 광학 시스템, 및/또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 다양한 유형의 투영 시스템을 포함하는 것으로 넓게 해석되어야 한다. 본 명세서에서의 용어 "투영 렌즈"의 임의의 사용은 더 일반적인 용어 "투영 시스템"(PS)과 동의어로 간주될 수 있다.
리소그래피 장치는, 투영 시스템(PS)과 기판(W) 사이의 침지 공간을 채우기 위해 기판(W)의 적어도 일부분이 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 물로 덮일 수 있는 유형일 수 있으며- 이는 또한 침지 리소그래피로 지칭된다. 침지 기술에 대한 더 많은 정보가 미국특허 제6,952,253호에 제공되며, 이는 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
리소그래피 장치는 2개 이상의 기판 지지체(WT) ("이중 스테이지"로도 불림)를 갖는 유형일 수도 있다. 이러한 "다중 스테이지" 기계에서, 기판 지지체(WT)들은 동시에 사용될 수 있으며, 및/또는 기판(W)의 후속 노광의 준비 단계가 기판 지지체(WT)들 중 하나에 위치된 기판(W) 상에서 수행될 수 있는 반면에, 다른 기판 지지체(WT) 상의 또 다른 기판(W)은 다른 기판(W) 상의 패턴을 노광시키기 위해 이용되고 있다.
기판 지지체(WT)에 더하여, 리소그래피 장치는 (도 1에서는 도시되지 않은) 측정 스테이지를 포함할 수 있다. 측정 스테이지는 센서 및/또는 세정 디바이스를 유지시키도록 배열되어 있다. 센서는 투영 시스템(PS)의 특성 또는 방사선 빔(B)의 특성을 측정하도록 배열될 수 있다. 측정 스테이지는 다수의 센서를 유지시킬 수 있다. 세정 디바이스는 리소그래피 장치의 일부, 예를 들어 투영 시스템(PS)의 일부 또는 침지 액체를 제공하는 시스템의 일부를 세정하도록 배열될 수 있다. 기판 지지체(WT)가 투영 시스템(PS)에서 떨어져 있을 때 측정 스테이지는 투영 시스템(PS) 아래에서 이동할 수 있다.
작동 시, 방사선 빔(B)은 마스크 지지체(MT) 상에서 유지되는 패터닝 디바이스, 예를 들어 마스크(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스(MA) 상에 존재하는 패턴 (디자인 레이아웃)에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로지른 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하며, 투영 시스템은 빔을 기판(W)의 타겟 부분(C) 상으로 집속시킨다. 제2 포지셔너(PW)와 위치 측정 시스템(PMS)의 도움으로, 기판 지지체(WT)는, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로 내의 상이한 타겟 부분(C)들을 집속 및 정렬된 위치에 위치시키기 위하여 정확하게 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1 포지셔너(PM)와 가능하게는 (도 1에는 명확히 도시되지 않은) 또 다른 위치 센서가 사용되어 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(MA)를 정확히 위치시킬 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)와 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2)와 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이 기판 정렬 마크(P1, P2)는 전용 타겟 부분을 점유하고 있지만, 이들은 타겟 부분들 사이의 공간에 위치될 수 있다. 기판 정렬 마크(P1, P2)는 이들이 타겟 부분(C)들 사이에 위치될 때 스크라이브-레인 정렬 마크로 알려져 있다.
리소그래피 장치에서, 투영 시스템에 의해 투영된 패턴의 에어리얼 이미지의 최적 초점 평면에 노광될 기판 또는 웨이퍼의 상부 표면을 매우 높은 정확도로 위치시키는 것이 필요하다. 이를 달성하기 위해 기판 또는 웨이퍼는 기판 홀더 또는 웨이퍼 테이블 상에서 유지될 수 있다. 기판을 지지하는 기판 홀더의 표면은 원위 종단들이 공칭 지지 평면에서 동일 평면일 수 있는 복수의 버얼(burls)을 구비할 수 있다. 버얼은 많기는 하지만, 그들의 원위 종단의 전체 횡단면적이 기판의 표면적의 몇 퍼센트이도록, 예를 들어 5% 미만이도록 지지 평면에 평행한 횡단면적이 작을 수 있다. 기판 홀더와 기판 사이의 공간 내의 가스 압력은 기판 위의 압력에 비해 감소되어 기판을 기판 홀더에 클램핑하는 힘을 생성할 수 있다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀 또는 (리소) 클러스터로도 지칭되는 리소그래피 셀(LC)의 일부를 형성할 수 있으며, 이는 또한 기판(W) 상에서 노광 전 및 노광 후 공정을 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층을 증착하기 위한 스핀 코터(SC), 노광된 레지스트를 현상하기 위한 현상기(DE), 예를 들어, 기판(W)의 온도를 조절하기 위한, 예를 들어 레지스트 층 내의 용매를 조절하기 위한 냉각 플레이트(CH) 및 베이크 플레이트(BK)를 포함하고 있다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)이 입력/출력 포트(I/O1, I/O2)로부터 기판(W)을 픽업하고, 기판을 상이한 공정 장치 사이에서 이동시키며, 기판(W)을 리소그래피 장치(LA)의 로딩 베이(LB)에 전달한다. 흔히 통칭적으로 트랙으로도 지칭되는, 리소셀 내의 디바이스는 전형적으로, 자체가 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 제어될 수 있는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어 하에 있으며, 감독 제어 시스템은 또한 예를 들어 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치(LA)를 제어할 수 있다.
본 명세서에 논의된 바와 같은 웨이퍼는 기판 홀더에 의해 지지될 수 있는 기판의 일 예이다. 기판이 웨이퍼로 지칭되는 경우, 기판 홀더는 전형적으로 웨이퍼 테이블로 지칭된다.
본 발명은 자기 조립된 단분자층(self-assembled monolayer)(SAM)을 이용하여 버얼 재료와 웨이퍼 후면 재료 사이의 일함수(work function)의 차이를 증가시킴으로써 리소그래피 웨이퍼 테이블의 내부식성을 개선하는 것이 가능하다는 발견에서 비롯된다. 웨이퍼 테이블의 버얼의 불활성도(nobility)를 증가시키는 것 및/또는 웨이퍼 후면의 불활성도를 감소시키는 것은 웨이퍼 후면과 버얼 재료 사이의 갈바닉 결합(galvanic coupling)의 경우 웨이퍼 후면이 희생 애노드로 작용할 것임을, 즉 버얼보다 웨이퍼 후면이 우선적으로 부식될 것임을 의미한다. 따라서 버얼 재료는 부식으로부터 보호된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "일함수"는 고체로부터 전자를 고체 표면 바로 외부의 진공의 한 지점까지 제거하는 데 필요한 최소 에너지를 나타낸다. 일반적으로, 표면의 일함수의 증가는 표면의 불활성도를 증가시킨다 (또한 표면의 반응성을 감소시킨다). 반대로, 표면의 일함수의 감소는 표면의 불활성도를 감소시킨다 (또한, 표면의 반응성을 증가시킨다). 본 명세서에서 설명된 재료들의 일함수 변화의 정량화는 켈빈(Kelvin) 프로브 현미경 또는 자외 광전자 분광법(UPS)을 이용하여 측정될 수 있다. 양 기술은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
고체 재료의 표면의 일함수는 환경으로부터의 기체 원자와 분자의 흡착에 의해 변경될 수 있다. 변경 정도는 표면 조건, 예를 들어 표면 온도 및 이전 표면 처리의 유무에 좌우된다.
원자가 깨끗한 표면에 흡착되면, 표면에 전위가 증강되고, 이는 기판의 일함수를 증가시키거나 감소시킨다. 흡착된 분자들 모두가 동일한 방식으로 배향되면 기판의 일함수도 변경된다. 전기 이중극장(dipole field)이 흡착 부위에서 생성되며, 이는 따라서 기판의 일함수를 변경시킨다.
전기 이중 극자는 다음의 이중 극자 모멘트 벡터를 갖는다:
여기서, P는 전기 이중 극자 모멘트 벡터,
Q는 전하의 크기, 그리고
d는 전하들 사이의 변위 벡터이다.
이러한 이중 극자 모멘트에 의해 생성된 표면 전위는 다음과 같이 주어진다:
여기서, W는 표면 전위
Q는 총 전하 (이중 극자의 원소 전하(q)와 그의 농도(s)의 곱(Q=q×s)에 의하여 주어지는) 총 전하, 그리고
C는 정전 용량이다.
평행한 플레이트 구성을 가정하면 정전 용량은 다음 식에 의하여 주어진다:
여기서, S는 플레이트의 면적이다.
따라서 표면 전위는 다음 식에 의하여 주어진다:
ΔV의 극성은 흡착된 종(species)의 극성에 따라 양 또는 음의 부호를 취할 수 있다. 따라서 원자 흡착에 의한 일함수의 변화는 다음 식에 의하여 주어진다:
자기 조립된 단분자층(SAM)이 반도체 또는 금속 종에 추가되면, 단분자층의 이중 극자 모멘트의 크기와 방향을 기반으로 일함수가 조정될 수 있다.
약 0.5 내지 1eV의 기판의 일함수 변화가 획득될 수 있다.
이런 이유로, 반도체 재료 및 금속은 SAM으로 코팅되어 표면을 더 비활성(noble)(즉, 덜 반응성)으로 또는 덜 비활성(즉, 더 반응성)으로 만들 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "자기 조립된 단분자층"(SAM)은 표면으로의 SAM 전구체 분자의 흡착에 의하여 표면에 자연스럽게 형성된 원자 또는 분자 조립체를 지칭한다. SAM 전구체 분자는 전형적으로 헤드-기(head-group)와 테일-기(tail-group)를 포함하고 있다. SAM 전구체 분자의 헤드-기는 기판 상에 화학 흡착될 수 있다. 더 많은 헤드-기가 표면에 화학 흡착됨에 따라, 테일-기는 기판 표면에 단분자층이 형성될 때까지 표면에서 멀어지게 향하여 자기 조직화하기 시작한다. SAM의 "말단-기(end-group)"는 테일-기의 마지막 기, 즉 SAM이 흡착되는 기판 표면에서 가장 멀리 떨어진 SAM의 기(group)이다. SAM이 원자 조립체인 경우 SAM의 말단-기는 표면에 직접 결합된 단일 원자, 예를 들어DLC 표면에 결합된 -F 원자이다.
SAM의 테일-기는 포화될 수 있거나 불포화될 수 있다. 테일-기가 불포화된 경우, 이는 공액 구조, 예를 들어 페닐기 및/또는 S, N 및/또는 O 원자를 포함하는 헤테로사이클릭기, 예를 들어 티오펜기를 포함하는 헤테로사이클릭기를 포함할 수 있다. SAM의 테일-기는 또한 하나 이상의 아조기(azo group)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 아조기를 포함하는 SAM은 하나 이상의 아조기가 트랜스(trans) 또는 시스 배열(cis configuration)을 형성하도록 광으로 조작될 수 있다. 아조기의 시스 및 트랜스 배열의 상이한 배향으로 인하여, 이러한 기(group)를 포함하는 SAM의 이중 극자 모멘트가 변경될 수 있다.
SAM에 의해 생성된 이중 극자 모멘트는 SAM의 치환기의 전기음성도(electronegativity)와 SAM 크기의 함수이다. 표면의 일함수를 변경시키는 총 이중 극자 모멘트가 획득되도록 SAM 분자 또는 원자가 동일한 방향으로 배향되는 것이 또한 중요하다.
전형적으로, 약 10개의 탄소 원자 내지 약 22개의 탄소 원자의 범위 내의 사슬 길이(chain length)를 가진 알킬 테일-기가 있는 SAM에 대해 더 정렬된 단분자층 (따라서 더 큰 이중 극자)들이 보여진다. 분자가 너무 짧아서 SAM이 흡착되는 표면에 대해 편평하게 놓여질 수 없음에 따라 매우 작은 SAM (1개 내지 2개의 탄소 원자)들도 동일한 방향으로 배향될 수 있다.
2개의 탄소 원자 내지 약 8개의 탄소 원자의 사슬 길이를 갖는 SAM들은 표면에 대해 편평하게 놓여질 수 있으며 또한 동일한 방향으로 배향될 가능성이 적다. 그러나, 공액 SAM들의 경우 파이-파이 상호 작용(pi-pi interactions)이 층들 간에 존재할 수 있으며 또한 상대적으로 작은 SAM의 경우에도 SAM들을 동일한 방향으로 배향하도록 유지시킬 수 있다.
따라서 본 발명에 사용된 SAM들은 순 이중 극자 모멘트(net dipole moment)가 존재하도록 배향될 수 있다면 임의의 길이일 수 있다.
전형적으로, 할로겐화된 말단-기 및/또는 테일-기 치환기를 갖는 SAM은 SAM이 흡착되는 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자 모멘트의 결과로 이어져 표면의 일함수를 증가시키고 이를 더 안정적으로 만든다. 예를 들어, "Tuning of Metal workfunctions with SAMs" (Adv Mater 2005, 17(5), 621)에서 보여지는 바와 같이, 금(gold) 표면에 결합된 플루오르화된 말단-기를 갖는 SAM은 금의 일함수를 4.8eV에서 5.5eV로 변화시키며, 즉 표면은 더 불활성화되고 산화에 덜 민감하게 만들어진다.
전형적으로, 알킬화된 말단-기 및/또는 테일-기 치환기를 갖는 SAM은 SAM이 흡착되는 표면 쪽으로 향하는 방향으로의 이중 극자 모멘트의 결과로 이어져 일함수를 낮추고 표면을 덜 안정하게 만든다. 예를 들어, "Tuning of Metal workfunctions with SAMs" (Adv Mater 2005, 17(5), 621)에서 보여지는 바와 같이, 금의 말단-기로서 -CH3 기를 갖는 SAM은 금의 일함수를 4.8eV에서 4.1eV로 변화시키며, 즉 표면은 덜 불활성화되고 산화에 더 민감하게 만들어진다.
Si 기반 표면에 그리고 DLC 기반 표면을 위하여, 전형적으로 리소그래피 동안 웨이퍼 후면 및 웨이퍼 테이블의 버얼의 재료로서 사용되는 SAM을 도포할 때 일함수의 유사한 증가 및 감소가 관찰된다. 예를 들어, "Chemical Trends in the Work Function of Modified Si(111) Surfaces"(A DFT Study", J. Phys. Chem. C 2014, 118, 14346-14354)의 도 5는 Si(111) 표면에 부착된 SAM의 말단-기로서 음전기 기(electronegative groups) (-I, -Br, -Cl 및 -F)을 갖는 것은 처리되지 않은 H-Si(111)에 비해 표면의 일함수를 증가시킨다는 것을 보여주고 있다. 반대로, 도면은 Si(111) 표면에 부착된 SAM의 말단-기로서 -BH2, -CH3, -NH2 또는 -OH 기를 갖는 것은 처리되지 않은 H-Si(111)에 비해 표면의 일함수를 감소시킨다는 것을 보여주고 있다.
따라서 표면의 반응성은 특정 SAM을 도포함으로써 증가 또는 감소되어 표면의 일함수를 조정할 수 있다.
본 발명은 리소그래피 장치의 작동 동안 버얼 재료가 웨이퍼 테이블에 의해 지지되는 웨이퍼의 후면보다 더 불활성이도록 리소그래피 장치의 구성 요소의 반응성을 조정하는 방법을 제공한다. 따라서, 산화는 웨이퍼 후면에서 우선적으로 발생하여 (즉, 웨이퍼 후면이 희생 애노드로서 작용한다) 웨이퍼 테이블의 부식 속도를 제거하거나 감소시키고 그의 수명을 연장할 것이다.
이 목적을 달성하기 위해, SAM은 웨이퍼 후면과 리소그래피 장치의 웨이퍼 테이블의 버얼 중 하나 또는 둘 모두에 도포될 수 있다.
웨이퍼는 웨이퍼를 생산하는데 사용될 수 있는 본 기술 분야에서 공지된 임의의 반도체 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼, 갈륨 질화물 웨이퍼 또는 갈륨비소 웨이퍼일 수 있다. 바람직하게는, 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼 또는 실리콘 카바이드 웨이퍼이다.
버얼의 재료는 바람직하게는 DLC, , 흑연, SiSiC, SiC 및/또는 CrN 중 하나 이상을 포함한다.
SAM이 버얼에 도포될 때, SAM은 바람직하게는 웨이퍼 테이블의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 가지며, 즉 버얼의 일함수를 증가시키는 것은 SAM이다. 이 경우, SAM의 말단-기는 바람직하게는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, 여기서 X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다. 바람직하게는, SAM의 말단-기는 -F, -Cl, -CF3, -CHF2, -CH2F 또는 CCl3이며, 가장 바람직하게는 -CF3 또는 -F이다. SAM이 버얼에 도포될 때, SAM의 테일-기의 치환기는 또한 전기음성 치환기, 바람직하게는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, 여기서 X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다. 가장 바람직하게는, 테일-기의 치환기는 -F, -Cl, -CF3, -CHF2, -CH2F 또는 CCl3로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, 가장 바람직하게는 -CF3 또는 -F를 포함한다.
SAM이 웨이퍼 후면에 도포될 때, SAM은 바람직하게는 웨이퍼 후면의 표면 쪽으로 향하는 방향으로의 이중 극자를 가지며, 즉 웨이퍼 후면의 일함수를 감소시키는 것은 SAM이다. 이 경우, SAM의 말단-기는 바람직하게는 -CH3, -NH2 또는 -OH이며, 가장 바람직하게는 -CH3이다. SAM이 웨이퍼 후면에 도포될 때, SAM의 테일-기는 바람직하게는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기, 가장 바람직하게는 -CH3을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 리소그래피 기판 홀더의 작동 동안 기판 후면이 희생 애노드로서 작용하도록, 기판 홀더의 버얼의 불활성도를 증가 및/또는 기판 (예를 들어, 웨이퍼) 후면의 불활성도를 감소시킴으로써 리소그래피 기판 홀더 (예를 들어 웨이퍼 테이블)의 내부식성을 개선하기 위한 방법이 제공되며, 본 방법은
a. 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분에 도포하는 것; 및/또는
b. 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 기판 후면에 도포하는 것을 포함하며;
여기서 SAM A는 기판 홀더의 버얼의 일함수를 증가시키고, SAM B는 기판 후면 재료의 일함수를 감소시킨다.
위에서 제시된 바와 같이, 표면 (예를 들어, Si 표면)에 특정 SAM을 도포하는 것은 표면의 일함수가 변경되는 것을 허용한다. 최대 1 eV의 증가 및 감소가 달성될 수 있으며, 따라서 전기 화학적 접촉 상태에 있는 2개 재료의 표면에 SAM을 도포하는 것이 표면의 반응성을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
일함수를 조절하는 것에 더하여, 웨이퍼 테이블의 버얼의 표면 및/또는 웨이퍼 후면에 SAM을 도포하는 것은 버얼 및/또는 웨이퍼 후면의 표면 에너지를 낮춘다. 예를 들어, -F 또는 -CH3 말단-기를 갖는 SAM은 소수성 표면의 결과로 이어진다. 이는 스핀 건조 후 웨이퍼 후면의 표면 상에 유지되는 물의 양 및 웨이퍼 후면과 웨이퍼 테이블의 버얼 사이에 존재하는 잔류 물의 양 모두 감소시킴으로써 부가적인 이점을 제공한다. 따라서 전기화학적 부식을 유발하는 물이 더 적다.
SAM은 본 기술 분야의 임의의 방법에 의하여, 예를 들어 기상 반응 (즉, SAM 전구체 분자가 가스상 상태에서 도포된다)에 의하여 또는 습식 화학 도포 (즉, SAM 전구체 분자가 액체상 상태에서 도포된다)에 의하여 도포될 수 있다. SAM은 또한 웨이퍼 테이블의 버얼 또는 웨이퍼 후면 표면 상으로 접촉 프린트될 수 있다. 따라서, 버얼 재료 및/또는 웨이퍼 후면의 상대 반응성은 원하는 경우 국부적으로 조정될 수 있다.
F-말단(F-terminated) 표면들의 제조를 위한 다양한 기술이 보고되고 있다. 예를 들어 "Fluorination of diamond -C4F91 and CF3I photochemistry on diamond (100)" (Surface Science. 370. 209-231)에서 예시된 바와 같이, 이들은 불소 함유 가스, 분자 (플루오로카본) 및 플라즈마 (CF, CHF3 및 C4F8)에 대한 표면 노출을 기반으로 하고 있다.
기상 증착의 예로서 기체 XeF2가 사용되어 DLC 표면에 플루오르화 SAM을 형성할 수 있다. "Controlling the work function of a diamond-like carbon surface by fluorination with XeF2" (Journal of Vacuum Science & Technology A 28, 1250 (2010))의 도 3은 표면이 XeF2에 노출됨에 따라 플루오린 표면 커버리지가 증가하는 만큼 DLC 표면의 일함수가 증가한다는 것을 보여주고 있다. "Work function and electron affinity of the fluorine-terminated (100) diamond surface" (Applied Physics Letters 102, 091604 (2013))에서 7.24 eV의 매우 높은 일함수가 관찰되었으며, 해리된 XeF2으로의 표면의 노출에 의하여 준비된 불소-말단(100) 다이아몬드 표면에 대하여, 단분자층을 이용하여 표면의 불활성도를 크게 증가시킬 가능성을 보여주고 있다.
버얼의 표면 및/또는 웨이퍼 후면 상에 있는 SAM은 필요한 경우, 예를 들어 기존 SAM이 기계화학적 마모로 인해 손상된 경우 교체될 수 있다. SAM은 교체될 표면과의 SAM 전구체 분자의 기상 반응에 의하여 (즉, 가스상에서의 SAM 전구체 분자의 도포에 의하여), 교체될 표면과의 SAM 전구체 분자의 습식 화학적 도포에 의하여 (즉, 액체 상에서의 SAM 전구체 분자의 도포에 의하여), 또는 웨이퍼 테이블 및/또는 웨이퍼 후면의 특정 영역에 SAM을 증착하기 위한 미세- 접촉 프린팅에 의하여 교체될 수 있다.
본 발명은 또한 개선된 내부식성을 갖는 버얼을 포함하는 리소그래피 웨이퍼 테이블을 포함하는 리소그래피 시스템을 제공하는 것에 관한 것으로, 여기서 버얼은 SAM으로 덮이지 않은 동일한 버얼에 비해 버얼의 반응성을 감소시키는 SAM 표면을 포함한다. 작동 중일 때 웨이퍼 테이블에 의해 지지되는 웨이퍼 후면은 희생 애노드로서 작용하여 웨이퍼 테이블을 부식으로부터 보호한다.
이 경우, SAM의 이중 극자 모멘트는 바람직하게는 웨이퍼 테이블의 표면에서 멀어지는 방향이어서, SAM이 없는 동일한 표면과 비교하여 웨이퍼 테이블의 버얼의 일함수를 증가시키고 표면을 보다 안정적으로 만든다. 바람직하게는, SAM의 말단-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, 여기서 X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다. 바람직하게는, SAM의 말단-기는 -F, -Cl, -CF3, -CHF2, -CH2F or CC13이며 가장 바람직하게는 -CF3 또는 -F이다. SAM A의 테일-기의 치환기는 또한 전기음성 치환기, 바람직하게는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, 여기서 X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다. 가장 바람직하게는, 테일-기의 치환기는 -F, -Cl, -CF3, -CHF2, -CH2F 또는 CCl3로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, 가장 바람직하게는 -CF3 또는 -F를 포함한다.
본 발명은 또한 리소그래피 장치에서 웨이퍼 테이블에 의해 지지될 때 희생 애노드로서 작용하도록 구성된 후면을 갖는 웨이퍼를 제공하는 것에 관한 것이며, 여기서 웨이퍼의 후면은 SAM으로 코팅되고, SAM은 SAM으로 덮이지 않은 동일한 재료에 비해 웨이퍼 후면의 반응성을 증가시키며, 따라서 웨이퍼 테이블의 버얼과 비교하여 웨이퍼 후면을 덜 불활성으로 만든다.
이 경우, SAM의 이중 극자 모멘트는 바람직하게는 웨이퍼 후면의 표면 쪽으로 향하는 방향이어서, SAM이 없는 동일한 표면과 비교하여 일함수를 감소시키고 표면을 덜 안정적으로 만든다. 바람직하게는, SAM의 말단-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH, 가장 바람직하게는 -CH3이다.
본 명세서에서는 IC의 제조에서의 리소그래피 장치의 사용에 대하여 특정 참조가 이루어질 수 있지만, 본 명세서에서 설명된 리소그래피 장치는 다른 적용을 가질 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 가능한 다른 적용은 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 안내 및 검출 패턴, 플랫 패널 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드 등의 제조를 포함한다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 것과는 달리 실시될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 본 발명의 양태가 하기의 조항들에 제시되어 있다.
1. 리소그래피 기판 홀더의 내부식성을 개선하기 위한 방법은, 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분에 도포하는 것; 및/또는 리소그래피 기판 홀더와 사용되도록 의도된 기판의 후면에 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 도포하는 것을 포함하며; 여기서 SAM A는 기판 홀더의 버얼들의 일함수를 증가시키고, SAM B는 기판 후면 재료의 일함수를 감소시킨다.
2. 조항 1의 방법에서, SAM A의 테일-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다.
3. 조항 1 또는 조항 2의 방법에서, SAM A의 말단-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다.
4. 조항 1 내지 3 중 어느 한 조항의 방법에서, SAM B의 테일-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함한다.
5. 조항 1 내지 4 중 어느 한 조항의 방법에서, SAM B의 말단-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH이다.
6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 조항의 방법에서, SAM A 및/또는 SAM B는 기상 반응, 습식 화학 도포 또는 접촉 프린팅에 의하여 도포된다.
7. 조항 1 내지 6 중 어느 한 조항의 방법에서, 버얼은 다이아몬드-형 탄소(DLC), 다이아몬드, 흑연, SiSiC, SiC 및/또는 CrN 중 하나 이상을 포함한다.
8. 조항 1 내지 7 중 어느 한 조항의 방법에서, 기판은 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼, 갈륨 질화물 웨이퍼 또는 갈륨 비소 웨이퍼이다.
9. 디바이스 제조 방법은, 기판 홀더에 의하여 지지된 기판을 방사선 빔에 노출시켜 노광된 기판을 생성하는 것; 및 노광된 기판을 처리하여 디바이스를 생성하는 것을 포함하며, 여기서 기판 홀더의 표면은 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 포함하고 및/또는 기판의 후면은 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 포함하며; SAM A는 기판 홀더의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 포함하고, SAM B는 기판의 표면 쪽으로 향하는 방향으로의 이중 극자를 포함한다.
10. 조항 9의 방법에서, SAM A의 테일-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다.
11. 조항 9 또는 조항 10의 방법에서, SAM A의 말단-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다.
12. 조항 9 내지 11 중 어느 한 조항의 방법에서, SAM B의 테일-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함한다.
13. 조항 9 내지 12 중 어느 한 조항의 방법에서, SAM B의 말단-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH이다.
14. 조항 9 내지 13 중 어느 한 조항의 방법에서, 기판의 후면은 기판 홀더에 의하여 지지될 때 희생 애노드로서 작용한다.
15. 시스템은 리소그래피 기판 홀더를 포함하며, 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분은 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 포함하고, SAM A는 기판 홀더의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 포함한다.
16. 조항 15의 시스템에서, SAM A의 테일-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다.
17. 조항 15 또는 조항 16의 시스템에서, SAM A의 말단-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된다.
18. 조항 15 내지 17 중 어느 한 조항의 시스템에서, 버얼은 다이아몬드-형 탄소(DLC), 다이아몬드, 흑연, SiSiC, SiC 및/또는 CrN 중 하나 이상을 포함한다.
19. 조항 15 내지 18 중 어느 한 조항의 시스템에서, SAM A를 포함하는 버얼의 불활성도(nobility)는 SAM A가 없는 동등한 버얼의 불활성도보다 낮다.
20. 리소그래피 장치 내에서 기판 홀더에 의하여 지지될 때 희생 애노드로서 작용하도록 구성된 후면을 갖는 기판은 후면 상의 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 포함하며, 여기서 SAM B는 기판 후면 쪽으로 향하는 이중 극자를 포함하고, 기판 후면의 불활성도(nobility)는 SAM B가 없는 동등한 기판 후면의 불활성도보다 낮다.
21. 조항 20의 기판에서, SAM B의 테일-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함한다.
22. 조항 20 또는 조항 21의 기판에서, SAM B의 말단-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH이다.
23. 리소그래피 장치는 방사선 빔을 기판에 인가하도록 구성되며 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 기판의 후면에 도포하도록 구성된다.
24. 조항 23의 리소그래피 장치에서, SAM B는 기판의 후면 쪽으로 향하는 이중 극자를 포함한다.
25. 조항 23 또는 조항 24의 리소그래피 장치에서, SAM B의 테일-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함한다.
26. 조항 23 내지 25 중 어느 한 조항의 리소그래피 장치에서, SAM의 말단-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH 이다.
위의 설명은 제한이 아니라 예시를 위한 것이다. 따라서, 아래에 제시된 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 설명된 바와 같이 본 발명에 대한 수정이 이루어질 수 있다는 점이 본 기술 분야의 숙련된 자에게 명백할 것이다.
Claims (15)
- 리소그래피 기판 홀더의 내부식성을 개선하기 위한 방법에 있어서,
a) 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 상기 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분에 도포하는 것; 및/또는
b) 상기 리소그래피 기판 홀더와 사용되도록 의도된 기판의 후면에 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 도포하는 것을 포함하며;
SAM A는 상기 기판 홀더의 상기 버얼들의 일함수를 증가시키고, SAM B는 기판 후면 재료의 일함수를 감소시키는, 리소그래피 기판 홀더의 내부식성 개선 방법. - 제1항에 있어서, SAM A의 테일-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된 것인, 리소그래피 기판 홀더의 내부식성 개선 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, SAM A의 말단-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된 것인, 리소그래피 기판 홀더의 내부식성 개선 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, SAM B의 테일-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하는, 리소그래피 기판 홀더의 내부식성 개선 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, SAM B의 말단-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH인, 리소그래피 기판 홀더의 내부식성 개선 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, SAM A 및/또는 SAM B는 기상(vapour phase) 반응, 습식 화학 도포 또는 접촉 프린팅에 의하여 도포되는, 리소그래피 기판 홀더의 내부식성 개선 방법.
- 디바이스 제조 방법에 있어서,
a) 기판 홀더에 의하여 지지된 기판을 방사선 빔에 노출시켜 노광된 기판을 생성하는 것; 및
b) 상기 노광된 기판을 처리하여 디바이스를 생성하는 것을 포함하며,
상기 기판 홀더의 표면은 제1 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 포함하고 및/또는 상기 기판의 후면은 제2 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 포함하며; SAM A는 상기 기판 홀더의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 포함하고, SAM B는 상기 기판의 표면 쪽으로 향하는 방향으로의 이중 극자를 포함하는 디바이스 제조 방법. - 제7항에 있어서, SAM A의 테일-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된 것인, 디바이스 제조 방법.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, SAM A의 말단-기는 -BH2, -COOH, -CN, -F, -Cl, -Br, -I, -CX3, -CHX2 또는 -CH2X이며, X의 각 인스턴스는 F, Cl, Br 또는 I로부터 독립적으로 선택된 것인, 디바이스 제조 방법.
- 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, SAM B의 테일-기는 -CH3, -NH2 또는 -OH로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
- 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상기 후면은 상기 기판 홀더에 의하여 지지될 때 희생 애노드로서 작용하는, 디바이스 제조 방법.
- 리소그래피 기판 홀더를 포함하는 시스템으로서, 상기 기판 홀더의 버얼들의 적어도 일부분은 자기 조립된 단분자층(SAM A)을 포함하고, SAM A는 상기 기판 홀더의 표면에서 멀어지는 방향으로의 이중 극자를 포함하는, 리소그래피 기판 홀더를 포함하는 시스템.
- 기판으로서, 리소그래피 장치 내에서 기판 홀더에 의하여 지지될 때 희생 애노드로서 작용하도록 구성된 후면을 가지며, 기판의 후면 상의 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 포함하고, 상기 SAM B는 기판 후면 쪽으로 향하는 이중 극자를 포함하며, 기판 후면의 불활성도(nobility)는 SAM B가 없는 동등한 기판 후면의 불활성도보다 낮은 기판.
- 방사선 빔을 기판에 인가하도록 구성되며 자기 조립된 단분자층(SAM B)을 기판의 후면에 도포하도록 구성된 리소그래피 장치.
- 제14항에 있어서, SAM B는 상기 기판의 후면 쪽으로 향하는 이중 극자를 포함하는 리소그래피 장치.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19212411.3 | 2019-11-29 | ||
| EP19212411 | 2019-11-29 | ||
| PCT/EP2020/080408 WO2021104791A1 (en) | 2019-11-29 | 2020-10-29 | Lithography apparatus with improved stability |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220088487A true KR20220088487A (ko) | 2022-06-27 |
Family
ID=68732840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227017789A KR20220088487A (ko) | 2019-11-29 | 2020-10-29 | 개선된 안정성을 갖는 리소그래피 장치 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230024490A1 (ko) |
| KR (1) | KR20220088487A (ko) |
| CN (1) | CN114761877A (ko) |
| WO (1) | WO2021104791A1 (ko) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5077085A (en) * | 1987-03-06 | 1991-12-31 | Schnur Joel M | High resolution metal patterning of ultra-thin films on solid substrates |
| GB2371248A (en) * | 2000-12-04 | 2002-07-24 | Seiko Epson Corp | Fabrication of self-assembled monolayers |
| GB0125133D0 (en) * | 2001-10-19 | 2001-12-12 | Univ Manchester | Methods of patterning a monlayer |
| SG121818A1 (en) | 2002-11-12 | 2006-05-26 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US7510942B2 (en) * | 2003-11-25 | 2009-03-31 | Arizona Board Of Regents, Acting For And On Behalf Of Arizona State University | Molecular modifications of metal/dielectric interfaces |
| NL2009487A (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-16 | Asml Netherlands Bv | Substrate holder, lithographic apparatus, device manufacturing method, and method of manufacturing a substrate holder. |
| US9508371B2 (en) * | 2014-05-06 | 2016-11-29 | Seagate Technology Llc | Slider and/or hard disc including coating, and optionally one or more additives that can dissipate electrical charge |
| WO2016183574A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | Uwe Bauer | Systems and methods for controlling the degradation of degradable materials |
| EP3299889A1 (en) * | 2016-09-27 | 2018-03-28 | ASML Netherlands B.V. | A substrate, a substrate holder, a substrate coating apparatus, a method for coating the substrate and a method for removing the coating |
-
2020
- 2020-10-29 WO PCT/EP2020/080408 patent/WO2021104791A1/en active Application Filing
- 2020-10-29 US US17/780,906 patent/US20230024490A1/en active Pending
- 2020-10-29 CN CN202080082014.6A patent/CN114761877A/zh active Pending
- 2020-10-29 KR KR1020227017789A patent/KR20220088487A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114761877A (zh) | 2022-07-15 |
| WO2021104791A1 (en) | 2021-06-03 |
| US20230024490A1 (en) | 2023-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10126663B2 (en) | Substrate holder, lithographic apparatus, device manufacturing method, and method of manufacturing a substrate holder | |
| JP5897643B2 (ja) | 基板ホルダ、リソグラフィ装置、及び基板ホルダの製造方法 | |
| US8792085B2 (en) | Lithographic apparatus, substrate table, and method for enhancing substrate release properties | |
| KR101652782B1 (ko) | 기판 홀더 및 리소그래피 장치 | |
| TWI507828B (zh) | 基板支架、微影裝置及元件製造方法 | |
| EP2949777B1 (en) | Functional coating, liquid immersion member, method for manufacturing liquid immersion member, light exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| WO2011081062A1 (ja) | 液浸部材、液浸部材の製造方法、露光装置、及びデバイス製造方法 | |
| KR20220088487A (ko) | 개선된 안정성을 갖는 리소그래피 장치 | |
| NL2024337A (en) | Lithography apparatus with improved stability | |
| TWI770724B (zh) | 保護基板固持器之方法及用於製造器件之裝置 | |
| US11740566B2 (en) | Lithography apparatus | |
| NL2024506A (en) | Improved lithography methods | |
| WO2024217816A1 (en) | Substrate processing | |
| NL2024665A (en) | Improved lithography apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |