KR20240046211A - 구성요소 준비 및 세정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents
구성요소 준비 및 세정을 위한 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240046211A KR20240046211A KR1020247007477A KR20247007477A KR20240046211A KR 20240046211 A KR20240046211 A KR 20240046211A KR 1020247007477 A KR1020247007477 A KR 1020247007477A KR 20247007477 A KR20247007477 A KR 20247007477A KR 20240046211 A KR20240046211 A KR 20240046211A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- membrane
- component
- time
- particles
- electric field
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 175
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 131
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 312
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 176
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 497
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 171
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 124
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 71
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 56
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 48
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 23
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 23
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 19
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 230000010358 mechanical oscillation Effects 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 52
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000427549 Plagiotremus rhinorhynchos Species 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035485 pulse pressure Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 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
- G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
- G03F7/70925—Cleaning, i.e. actively freeing apparatus from pollutants, e.g. using plasma cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
- B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
- B08B7/0042—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
- B08B7/0057—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by ultraviolet radiation
-
- 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
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
-
- 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
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
- G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
리소그래피 장치에서 사용하기 위한 구성요소를 세정하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 적어도 하나의 세정 모듈 또는 복수의 세정 모듈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 세정 모듈 또는 상기 복수의 세정 모듈은 복수의 세정 기구를 포함하고, 상기 복수의 세정 기구는: 상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 준비 기구 및 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 제거 기구, 또는 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 복수의 제거 기구를 포함한다.
Description
본 출원은 2021년 8월 6일에 출원된 EP 출원 21190107.9 및 2021년 8월 18일에 출원된 EP 출원 21191923.8의 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 발명은 리소그래피 장치용 구성요소를 준비 및/또는 세정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 구성요소는 펠리클이다.
리소그래피 장치는 원하는 패턴을 기판에 도포하기 위해 제작된 기계이다. 리소그래피 장치는 예를 들어 집적 회로(IC) 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 리소그래피 장치는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)에서 기판 상에 제공된 방사선 민감성 재료(레지스트)의 층에 패턴을 투영할 수 있다.
기판 상에 패턴을 투영하기 위해, 리소그래피 장치는 전자기 방사선을 사용할 수 있다. 이 방사선의 파장은 기판에 형성될 수 있는 피처의 최소 크기를 결정한다. 예를 들어 6.7nm 또는 13.5nm와 같이 4~20nm 범위 내의 파장을 갖는 극자외선(EUV) 방사선을 사용하는 리소그래피 장치는, 예를 들어 193nm 파장의 방사선을 사용하는 리소그래피 장치보다 더 작은 피처를 기판에 형성하는 데 사용될 수 있다.
리소그래피에서 펠리클을 사용하는 것은 잘 알려져 있고 확립되어 있다. 사용 시 패터닝 디바이스(레티클) 앞에 펠리클이 배치된다. 이는 리소그래피 장치로부터의 오염으로부터 레티클을 보호할 수 있지만, 펠리클 자체로부터의 오염 가능성을 증가시킨다. 펠리클은 레티클과 매우 가깝기 때문에(~2mm), 펠리클에 오염이 있으면 레티클 결함이 발생할 위험이 크다. 따라서, 펠리클의 깨끗한 표면은 모든 펠리클의 가용성에 있어서 매우 중요하다.
DUV 또는 EUV 리소그래피 장치의 일반적인 펠리클은 패터닝 디바이스로부터 떨어져 위치하며 사용 중인 리소그래피 장치의 초점면 외부에 있는 멤브레인이다. 펠리클이 리소그래피 장치의 초점면 밖에 있기 때문에, 펠리클에 도달하는 오염 입자는 리소그래피 장치에서 초점이 맞지 않는다. 결과적으로, 오염 입자의 이미지가 기판에 투영되지 않는다. 펠리클이 존재하지 않으면, 패터닝 디바이스에 떨어진 오염 입자가 기판에 투영되어 투영된 패턴에 결함을 유발할 수 있다.
EUV 리소그래피 장치에서는 펠리클을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. EUV 리소그래피는 일반적으로 진공에서 수행되고 패터닝 디바이스가 일반적으로 투과성이 아닌 반사성이라는 점에서 DUV 리소그래피와 상이하다. 펠리클은 멤브레인(membrane)이라고 칭할 수도 있다.
펠리클은 매우 깨끗한 조건에서 생산된다. 그러나, 여전히 오염 입자가 포함될 수 있다. 이들 입자 각각은 펠리클에서 방출되어 리소그래피 장치의 펠리클 후면에서 패터닝 디바이스(레티클) 전면으로 전달되는 경우 위험하며 결함 문제가 될 수 있다. 이러한 오염 입자는 인쇄 결함을 발생시켜 결과적으로 생산성 손실을 초래할 수 있다.
종래의 기술과 연관된 하나 이상의 문제를 극복하거나 완화하는 펠리클을 세정하기 위한(즉, 펠리클이 리소그래피 장치로 들어가기 전에 입자를 제거하기 위한) 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 설명된 본 발명의 예는 EUV 리소그래피 장치에 사용될 수 있다. 본 발명의 예는 또한 DUV 리소그래피 장치 및/또는 다른 형태의 리소그래피 툴에서 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 구성요소를 세정하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 적어도 하나의 세정 모듈 또는 복수의 세정 모듈을 포함하고, 상기 적어도 하나의 세정 모듈 또는 상기 복수의 세정 모듈은 복수의 세정 기구를 포함하고, 상기 복수의 세정 기구는: 상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 준비 기구 및 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 제거 기구, 또는 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 복수의 제거 기구를 포함한다.
이는 리소그래피 장치(LA)에서 방출될 수 있는 입자의 상당량, 대부분 또는 전부를 제거하는 이점을 가질 수 있다. 장치는 다른 종래의 방법들보다 구성요소를 더 효과적으로 세정할 수 있다(즉, 더 많은 입자를 제거하고/제거하거나 더 빠른 시간에 제거를 수행함). 복수의 세정 기구를 사용하면 단일 세정 기구(또는 스트레서)를 사용하는 것보다 더 많거나 상이한 입자를 세정할 수 있다는 이점이 있다.
구성요소를 세정하는 것은 입자 제거 준비(예: 구성요소에 대한 입자의 접착 감소)와 입자 제거(구성요소로부터)를 모두 포함할 수 있다.
준비 기구는 제거 기구 이전에 사용될 수 있으며, 즉, 이들은 순차적으로 사용될 수 있다. 준비 기구 및 제거 기구는 동시에 사용될 수 있으며, 즉, 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키는 것과 구성요소로부터 입자를 제거하는 것이 동시에 이루어질 수 있다.
적어도 하나의 세정 모듈은 복수의 세정 기구를 포함할 수 있다. 복수의 세정 모듈은 함께 복수의 세정 기구를 포함할 수 있으며, 즉, 하나의 세정 모듈은 하나의 세정 기구를 포함할 수 있고 다른 세정 모듈은 또 다른 세정 기구를 포함할 수 있다. 하나 이상의 세정 모듈은 각각 복수의 세정 기구를 포함할 수 있다.
장치는 복수의 세정 모듈을 포함할 수 있고, 장치는 구성요소가 순차적으로 복수의 세정 모듈을 통과하여 세정되도록 구성될 수 있다.
세정 모듈 또는 세정 모듈들은 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 분리 모듈을 포함할 수 있다.
장치는 모듈들 사이에서 구성요소들을 이동시키기 위한 로봇 모듈을 포함할 수 있다.
장치는 복수의 구성요소를 포함하는 부품(예를 들어 펠리클) 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다.
장치는 장치 외부로부터 장치 내부의 진공을 분리하기 위한 진공 챔버 모듈을 포함할 수 있다.
분리 모듈은 구성요소로부터 입자를 제거하는 동안 또는 그 전에 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 것일 수 있다. 이는 입자 제거 효율이 높아질 수 있음을 의미한다.
세정 모듈은 복수의 분리 모듈, 및/또는 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 분리 모듈 및 적어도 하나의 준비 모듈을 포함할 수 있다.
세정 모듈 또는 세정 모듈은 진공 또는 제어된 기체 환경에서 유지될 수 있다.
진공 또는 제어된 기체 환경은 세정 모듈 사이에서 유지될 수 있다(예를 들어, 접착 감소가 유지되고 더 많은 입자가 구성요소에 들어가지 않도록, 준비 모듈에서 분리 모듈까지). 제어된 기체 환경은 기결정된 기체/압력/온도를 가질 수 있다. 구성요소는 진공 또는 제어된 기체 환경에서 세정 모듈 간 이동할 수 있다.
제거 기구 및/또는 준비 기구는 진공 생성 기구를 포함할 수 있다.
진공 생성 기구에 의해 생성된 진공은 적어도 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키거나 구성요소로부터 입자를 제거하는 데 도움이 될 수 있다.
준비 기구는 진공 환경에서 구성요소 및/또는 입자를 건조시키기 위해 열을 발생시키도록 구성된 열 발생 기구를 포함할 수 있다.
진공 환경에서의 수증기 또는 기타 산소 함유 기체 압력은 1E-4Pa 미만, 1E-5Pa 미만, 1E-6Pa 미만 또는 1E-7Pa 미만 중 적어도 하나의 압력을 가질 수 있다.
열 발생 기구는 복사 가열기를 포함할 수 있다.
열 발생 기구는 구성요소의 경계를 향한 복사열이 1W/cm2 미만일 수 있고/있거나 경계가 히트 싱크와 접촉하여 경계 온도가 400 C 미만으로 유지되도록 구성될 수 있다.
복사 가열기는 레이저 또는 IR 램프일 수 있다. 레이저는 0.5-5μm 범위의 파장을 가질 수 있다. 구성요소는 한꺼번에 가열되거나 세그먼트 단위로 가열될 수 있다.
구성요소의 복사열 전력 밀도는 10W/cm2 미만일 수 있고, 바람직하게는 1-5W/cm2 또는 2-5W/cm2의 범위 내일 수 있다. 복사 가열기는 0-1000초 또는 10-1000초 범위에서 적용된 구성 요소에서 1-5W/cm2 범위의 전력 밀도를 갖도록 구성될 수 있다.
준비 기구는 구성요소에 인접하거나 그 주위에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 생성 기구를 포함할 수 있다. 이는 입자 내부 및 주변에 갇힌 물을 포함하여 수증기 방출을 촉진할 수 있다. 이로 인해 입자의 구성 및/또는 거칠기가 변경될 수 있다.
플라즈마 생성 기구는 환원제, 수소, 비활성 기체, 환원제 및 산화제, 및/또는 수소 및 물 중 적어도 하나를 사용하여 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다.
환원제와 산화제의 비율은 100보다 클 수 있고, 바람직하게는 1000보다 클 수 있다. 환원제 농도는 산화제 농도보다 상대적으로 훨씬 높을 수 있다. 이는 구성요소(예: 펠리클)의 기계적 특성(강도 및 장력)과 광학적 특성(투과 및 반사)이 유지되도록 하기 위한 것일 수 있다. 환원제 농도는 산화제 농도보다 1000배 높을 수 있다.
플라즈마 생성 기구는 1mW/cm2 내지 1W/cm2 범위의 구성요소에 대한 전력 소산으로 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다.
준비 기구는 제거될 입자가 있는 구성요소의 측면에 입사되는 전자 빔을 생성시키는 전자 빔 생성 기구를 포함할 수 있다.
전자 빔 생성 기구는 환원제, 수소, 환원제 및 산화제, 및/또는 수소 및 물 중 적어도 하나를 포함하는 환경에서 전자 빔을 생성하도록 구성될 수 있다.
환원제와 산화제의 비율은 100보다 클 수 있고, 바람직하게는 1000보다 클 수 있다.
플라즈마 생성을 위한 압력은 0.01Pa 내지 100Pa 범위일 수 있으며, 바람직하게는 0.1Pa 내지 10Pa 범위일 수 있다.
환경의 압력은 0.01Pa ~ 10Pa 범위일 수 있다.
전자 빔 생성 기구는 30-3000eV 범위의 에너지를 갖도록 구성될 수 있고, 구성요소의 전류 밀도는 10uA/cm2 내지 10mA/cm2 범위일 수 있고/있거나, 구성요소의 전력 손실은 1W/cm2 미만이어야 한다.
준비 기구는 구성요소에 입사되는 VUV 또는 EUV 광자를 생성하기 위한 VUV 또는 EUV 광자 생성 기구를 포함할 수 있다.
VUV 또는 EUV 광자 생성 기구는 환원제, 수소, 환원제 및 산화제, 및/또는 수소 및 물 중 적어도 하나를 포함하는 환경에서 VUV 또는 EUV 광자를 생성하도록 구성될 수 있다.
VUV 또는 EUV 광자 생성 기구는 1W/cm2 미만의 구성요소에 대한 전력 손실로 VUV 또는 EUV 광자를 생성하도록 구성될 수 있다.
준비 기구는 구성요소에 인접하거나 그 주위에 수소 라디칼을 생성하기 위한 라디칼 생성 기구를 포함할 수 있다.
라디칼 생성 기구는 플라즈마 생성 기구 및/또는 고온 필라멘트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제거 기구는 구성요소에 기계적 진동을 발생시키기 위한 진동 생성 기구를 포함할 수 있다.
진동 생성 기구는 적어도 하나의 여기 전극을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 여기 전극과 구성요소에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하기 위한 기구를 포함한다.
제거 기구는 구성요소에 입사되는 VUV 광자를 생성하기 위한 VUV 광자 생성 기구를 포함할 수 있다.
VUV 광은 20-200nm(62eV-6.2eV) 범위의 파장을 가질 수 있다.
VUV 광자는 입자와 구성요소를 충전할 수 있다.
VUV 광자는 세정될 구성요소의 표면(예를 들어, 펠리클의 측면을 향하는 레티클) 또는 구성요소의 대향하는 표면(예를 들어, VUV 광이 펠리클을 통과할 수 있음)에 입사될 수 있다. 구성요소의 세정하려는 표면에 대향하는 면에 광이 입사되면, 입자와 구성요소 사이의 이온화를 증가시켜 반발력과 세정 효과를 극대화할 수 있다.
VUV 광자 생성 기구는 구성요소의 실질적으로 전체 표면을 한 번에 또는 표면의 일부를 조명하기 위한 VUV 광자 빔을 생성하도록 구성될 수 있으며, VUV 광자 빔은 구성요소의 전체 표면을 조명하도록 스캔될 수 있다.
제거 기구는 구성요소에 인접하거나 그 주위에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 생성 기구를 포함할 수 있다.
플라즈마는 입자를 충전할 수 있다. 플라즈마/기류는 입자에 충격을 줄 수 있다.
제거 기구는 구성요소로부터 입자 이동을 유도하기 위한 열 발생 기구를 포함할 수 있다.
열 발생 기구는 레이저일 수 있다.
제거 기구는 입자를 구성요소로부터 멀리 운반하기 위한 전기장 발생 기구를 포함할 수 있다.
전기장 발생 기구는 컬렉터 전극; 및 구성요소와 컬렉터 전극에 걸쳐 전압을 인가하는 기구를 포함한다.
두 개의 컬렉터 전극이 존재할 수 있다.
컬렉터 전극에 입자가 달라붙은 상태로 구성요소가 제거될 수 있다. 이는 컬렉터 전극의 전원이 꺼졌을 때 입자가 구성요소로 되돌아갈 수 없도록 하기 위한 것일 수 있다.
컬렉터 전극은 구성요소 전체를 실질적으로 덮는 플레이트 또는 전극 그리드를 포함할 수 있다.
장치는 컬렉터 전극에 대한 전원 공급 장치가 꺼질 때 입자가 구성요소로 되돌아가는 것을 방지하도록 구성된 하나 이상의 실드를 포함할 수 있다.
실드는 개폐식일 수 있다.
제거 기구는 제거될 입자가 있는 구성요소의 측면에 입사되는 전자 빔을 생성시키는 전자 빔 생성 기구를 포함할 수 있다.
전자 빔 생성 기구는 80eV 이상의 에너지를 갖는 전자 빔을 생성하도록 구성될 수 있다.
전자 빔 생성 기구는 전자 빔이 펄스화되도록 구성될 수 있다.
전자 빔은 플라즈마와 결합된다. 전자 빔(펄스형 또는 연속형)은 플라즈마 소스(플라즈마 생성 기구)가 플라즈마(펄스형 또는 연속형일 수 있음)를 생성하는 것과 동시에 구성요소에 입사될 수 있다. 전자 빔의 플라즈마와 전자는 구성요소에 동시에 또는 교대로 존재할 수 있다.
전자 빔 생성 기구는 입자 및/또는 구성요소를 이미징하기 위한 주사 전자 현미경을 포함할 수 있다.
장치는 정지 상태의 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하기 위한 적어도 하나의 변위 센서 및 상기 구성요소의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하고, 상기 구성요소의 상기 측정된 변위가 상기 기결정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 시간 가변 전기장을 적용하는 기구를 제어하여 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 변경하도록 작동 가능한 제어기를 포함할 수 있다.
변위는 동적일 수 있으며 구성요소 내 장력 하에서 필름의 낮은 고유 모드(eigenmodes)에 대응할 수 있다.
장치는 하나 이상의 추가적인 세정 모듈이 장치에 추가될 수 있도록 구성될 수 있다.
구성요소는 펠리클, EUV 투과 필름, 동적 가스 록 멤브레인 또는 EUV 스펙트럼 퓨리티 필터 중 적어도 하나일 수 있다.
멤브레인 세정 중에 멤브레인(예: 펠리클)이 손상될 수 있다. 특히, 시간 가변 전기장 발생기(예: 적어도 하나의 전극)를 사용하여 멤브레인의 기계적 진동을 유도하는 경우, 멤브레인의 강성이 전극에서 발생하는 정전기력에 저항할 수 없는 반응 폭주 고장(run-away failure)이 발생할 수 있다. 이 경우, 멤브레인이 전극에 닿아 손상될 때까지 멤브레인이 변형된다.
두 전극이 멤브레인의 반대편에 거의 동일한 압력을 가하더라도 반응 폭주가 발생할 위험이 있다. 멤브레인은 다음 공식에 따라 강성 계수(k)[N/mm]로 순간 변형(h)[mm]에 저항하는 힘()[N]을 가한다:
강성 계수(k)는 110-100 N30 N/mm 범위, 일반적으로 10 N/mm일 수 있다. 변형(h)이 멤브레인과 전극 중 하나 사이의 간격과 비슷해지면 두 전극에 의해 생성된 정전기력이 불안정해진다. 두 전극에 의해 생성된 정전기력이 불균형(예: 불안정)이 되면 반응 폭주 고장이 발생한다.
멤브레인과 전극 사이의 간격이 작을수록 두 전극에 의해 생성된 정전기력이 불균형해질 위험이 커진다. 또한, 전극이 클수록 두 전극에 의해 생성된 정전기력이 불균형해질 위험이 커진다. 불균형한 두 전극에 의해 생성된 정전기력에 대한 이러한 더 큰 민감도는 전기장이 제곱된 압력 스케일링, 즉 멤브레인과 전극 사이의 갭이 역제곱된 결과로 발생한다. 이 관계는 다음 방정식으로 설명된다.
여기서: 는 전극 [N] 중 하나에 의해 멤브레인에 가해지는 힘이고, 는 멤브레인이 제1 전극과 제2 전극 사이의 등거리에 있을 때(그리고 멤브레인이 편평할 때) 멤브레인에 가해지는 압력이며 [N/mm2]; S는 전극의 단면적이고[mm2]; H는 정지 상태의 멤브레인의 위치[mm]이고; h는 정지 상태의 멤브레인 위치[mm](전극의 투영 위치)에서 멤브레인 위치의 편차이다.
의 경우, 멤브레인 강성이 가장 가까운 전극에 대한 인력에 저항할 수 없으며 멤브레인이 전극 중 하나에 닿을 때까지 변형되어 멤브레인이 파손된다.
그러므로, 본 발명의 목적은 멤브레인의 반응 폭주 고장 위험을 적어도 감소시키는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 멤브레인 세정 장치가 제공되며, 상기 장치는 상기 멤브레인을 지지하는 멤브레인 지지체; 상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위해 상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하기 위한 시간 가변(time-varying) 전기장 발생기; 상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 정지 상태의 멤브레인에 대한 상기 멤브레인의 변위를 측정하기 위한 적어도 하나의 변위 센서; 및 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하고, 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 상기 기결정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 시간 가변 전기장 발생기를 제어하여 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 변경하도록 작동 가능한 제어기를 포함한다.
유리하게는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 멤브레인 세정 장치는 막의 반응 폭주 고장 위험을 감소시킨다. 유리하게는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 멤브레인 세정 장치는 멤브레인의 반응 폭주 고장 위험 없이 적어도 하나의 전극에 의해 생성되는 시간 가변 전기장의 전기장 세기를 증가시킬 수 있다(예: 입자 제거를 개선하기 위해). 유리하게는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 멤브레인 세정 장치는 멤브레인의 반응 폭주 고장 위험 없이 적어도 하나의 전극을 멤브레인에 더 가깝게 배치할 수 있다(예: 입자 제거를 개선하기 위해).
멤브레인은 펠리클을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 변위 센서는: 모드 1(예를 들어, 최저 모드, 단극), 모드 2(예를 들어, 쌍극자, 장측), 모드 3(예를 들어, 쌍극자, 단측), 모드 4(예를 들어, 사중극자) 및 기타 저주파 고유 모드를 포함하는, 멤브레인의 낮은 기계적 진동 고유모드 중 적어도 하나의 주파수만큼 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정할 수 있다.
유리하게는, 실질적으로 저주파 고유모드 중 적어도 하나의 주파수만큼 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정하는 것은 더 적은 수의 변위 센서(예를 들어 근접 센서)가 사용될 수 있게 한다.
적어도 하나의 변위 센서는 다음 중 적어도 하나보다 더욱 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정할 수 있다: 100Hz, 1000Hz, 10,000Hz.
적어도 하나의 변위 센서는 다음 중 적어도 하나보다 덜 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정할 수 있다: 1000Hz, 10,000Hz, 100,000Hz.
적어도 하나의 변위 센서는: 모드 1(예를 들어, 최저 모드, 단극), 모드 2(예를 들어, 쌍극자, 장측), 모드 3(예를 들어, 쌍극자, 단측), 모드 4(예를 들어, 사중극자)을 포함하는, 멤브레인의 낮은 기계적 진동 고유 모드 중 적어도 하나의 주파수보다 더욱 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정할 수 있다.
유리하게는, 저주파 고유모드보다 더욱 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정하면 멤브레인의 기계적 진동의 진폭, 주파수, 위상 중 적어도 하나를 더 잘 결정할 수 있다.
기결정된 변위 범위는 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 포함할 수 있으며, 이는 다음 중 적어도 하나보다 작은 크기이다: 10μm, 100μm, 1000μm.
적어도 하나의 변위 센서는 정지 상태의 멤브레인의 국부화된 부분에 대한 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 측정하도록 구성될 수 있다.
제1 변위 센서는 정지 상태의 멤브레인의 국부화된 부분에 대해 멤브레인의 국부화된 부분의 제1 여기 전극에 근접한 변위를 측정하도록 구성될 수 있으며; 제2 변위 센서는 정지 상태의 멤브레인의 국부화된 부분에 대해 멤브레인의 국부화된 부분의 제2 여기 전극에 근접한 변위를 측정하도록 구성될 수 있다.
사용 시, 전극은 멤브레인으로부터 등거리에 위치할 수 있다. 멤브레인으로부터 등거리에 전극을 위치시킴으로써, 멤브레인의 여기가 균형을 이룰 수 있다. 예를 들어, 활성 상태에서 전극은 멤브레인에 반대 방향으로 힘을 가하고 전극이 결합된 멤브레인에 대한 시간 평균 힘은 전극 중 하나에서 발생하는 시간 평균 힘의 10% 미만(예: 바람직하게는 1% 미만)이다.
제어기는 측정된 멤브레인의 최대 변위를 기반으로 멤브레인의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 결정하도록 작동할 수 있다.
제어기는 시간 가변 전기장의 진폭, 주파수, 및 위상의 특성 중 적어도 하나를 변경함으로써 멤브레인의 최대 변위를 감소시키도록 시간 가변 전기장 발생기를 제어하도록 작동 가능할 수 있다.
제어기는 시간 가변 전기장의 진폭을 감소시키는 것; 시간 가변 전기장의 주파수와 멤브레인의 기계적 진동 주파수 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하기 위해 시간 가변 전기장의 주파수를 변경하는 것; 적어도 저주파 모드들에 대해서는 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 시간 가변 전기장의 위상을 변경하는 것 중 적어도 하나에 의해 멤브레인의 최대 변위를 감소시키도록 시간 가변 전기장 발생기를 제어할 수 있다.
유리하게는, 시간 가변 전기장의 위상을 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상으로 변경하면, 멤브레인의 기계적 진동이 다른 방법보다 더 빨리 억제될 수 있다.
제어기는 시간에 따라 변하는 변위 데이터로서 변위의 각 측정에 대해 측정된 변위 및 측정 시간을 기록하도록 작동될 수 있다.
제어기는 시간 가변 변위 데이터를 주파수 영역으로 변환하고 멤브레인의 적어도 하나의 기계적 진동 주파수를 추출하도록 작동 가능할 수 있다. 시간 가변 변위 데이터를 주파수 영역으로 변환하는 것은 고속 푸리에 변환을 사용하는 것을 포함할 수 있다.
제어기는, 멤브레인의 최대 변위가 기결정된 변위 범위 내로 복귀하는 대기 시간 동안 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하고, 그 후 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 대기 시간 이전의 값으로 되돌림으로써 멤브레인의 최대 변위를 감소시키기 위해 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 변경하도록 시간 가변 전기장 발생기를 제어할 수 있다.
제어기는 입자 제거 장치가 멤브레인으로부터 입자 제거를 완료할 때까지 멤브레인의 최대 변위를 감소시키기 위해 시간 가변 전기장의 특성 중 적어도 하나를 변경하도록 시간 가변 전기장 발생기를 제어하여 멤브레인의 최대 변위를 감소시키도록 조작할 수 있다.
시간 가변 전기장 발생기는 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인의 표면에 인접하게 위치된 적어도 하나의 여기 전극; 및 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인에 기계적 진동을 유도하기 위한 시간 가변 전기장을 생성하기 위하여 적어도 하나의 여기 전극에 시간 가변 전압을 인가하는 기구를 포함한다.
적어도 하나의 시간 가변 전기장 발생기는: 제1 여기 전극 및 제2 여기 전극(각각의 전극은 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인의 2개의 대향하는 표면 중 상이한 표면들에 인접하게 위치 가능함); 및 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인에 기계적 진동을 유도하기 위한 시간 가변 전기장을 생성하기 위해 제1 여기 전극과 제2 여기 전극에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하는 기구를 포함한다.
시간 가변 전기장 발생기는 제1 전극에 인가되는 시간 가변 전압과 제2 전극에 인가되는 시간 가변 전압 사이에 0이 아닌 위상차가 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 구성요소를 세정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 제거 기구 및 상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 준비 기구, 또는 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 복수의 제거 기구를 사용하여, 장치의 세정 모듈 또는 복수의 세정 모듈에서 상기 구성요소를 세정하는 단계를 포함한다.
장치는 복수의 세정 모듈을 포함할 수 있다. 방법은 세정될 세정 모듈을 통해 구성요소를 순차적으로 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 복수의 분리 모듈을 통해 구성요소를 통과시키고, 및/또는 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 준비 모듈을 통해 구성요소를 통과시킨 다음 적어도 하나의 분리 모듈을 통해 구성요소를 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 구성요소가 먼저 준비 모듈을 통과하면, 분리 모듈에서 구성요소로부터의 입자 제거를 수행할 때보다 더 많은 입자가 제거될 수 있다(즉, 준비 모듈에서 구성 요소를 처리한 후 입자 제거를 위한 분리 모듈의 효율이 크게 증가함).
제거 기구는 시간 가변 전기장을 이용하여 구성요소에 기계적 진동을 발생시키는 진동 생성 기구를 포함할 수 있다. 상기 방법은 정지 상태의 구성요소에 대한 구성요소의 변위를 측정하는 단계; 측정된 구성요소의 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하고, 측정된 구성요소의 변위가 기결정된 범위를 벗어나면 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 리소그래피 장치에 사용하기 위해 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 시간 가변 전기장을 이용하여 멤브레인에 기계적 진동을 유도하여 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계; 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 변위를 측정하는 단계; 측정된 멤브레인의 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계; 및 측정된 멤브레인의 변위가 기결정된 범위를 벗어날 경우 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계를 포함한다.
유리하게는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 방법은 멤브레인의 반응 폭주 고장 위험을 감소시킨다. 유리하게는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 방법은 멤브레인의 반응 폭주 고장 위험 없이 적어도 하나의 전극에 의해 생성되는 시간 가변 전기장의 전기장 세기를 증가시킬 수 있다(예: 입자 제거를 개선하기 위해). 유리하게는, 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 방법은 멤브레인의 반응 폭주 고장 위험 없이 적어도 하나의 전극을 멤브레인에 더 가깝게 배치할 수 있다(예: 입자 제거를 개선하기 위해).
멤브레인은 펠리클을 포함할 수 있다.
상기 방법은: 모드 1(예를 들어, 최저 모드, 단극), 모드 2(예를 들어, 쌍극자, 장측), 모드 3(예를 들어, 쌍극자, 단측), 모드 4(예를 들어, 사중극자)을 포함하는, 실질적으로 멤브레인의 낮은 기계적 진동 고유 모드 중 적어도 하나의 주파수만큼 멤브레인의 변위를 측정할 수 있다.
유리하게는, 실질적으로 저주파 고유모드 중 적어도 하나의 주파수만큼 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정하는 것은 더 적은 수의 변위 센서(예를 들어 근접 센서)가 사용될 수 있게 한다.
상기 방법은 다음 중 적어도 하나보다 더욱 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정하는 것을 포함할 수 있다: 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1000Hz, 10,000Hz.
상기 방법은 다음 중 적어도 하나보다 덜 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정하는 것을 포함할 수 있다: 10Hz, 100Hz, 1000Hz, 10,000Hz.
상기 방법은: 모드 1(예를 들어, 최저 모드, 단극), 모드 2(예를 들어, 쌍극자, 장측), 모드 3(예를 들어, 쌍극자, 단측), 모드 4(예를 들어, 사중극자)을 포함하는, 멤브레인의 낮은 기계적 진동 고유 모드 중 적어도 하나의 주파수보다 더욱 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정할 수 있다.
유리하게는, 저주파 고유모드보다 더욱 빈번하게 멤브레인의 변위를 측정하면 멤브레인의 기계적 진동의 진폭, 주파수, 위상 중 적어도 하나를 더 잘 결정할 수 있다.
정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 변위를 측정하는 단계는 정지 상태의 멤브레인의 국부화된 부분에 대한 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 측정하는 것을 포함할 수 있다.
기결정된 변위 범위는 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 포함할 수 있으며, 이는 다음 중 적어도 하나보다 작은 크기이다: 10μm, 100μm, 1000μm.
측정된 멤브레인의 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 결정하는 것은 측정된 멤브레인의 최대 변위를 기반으로 할 수 있다.
시간 가변 전기장의 특성은 진폭, 주파수, 및 위상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
멤브레인의 최대 변위를 감소시키기 위해 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 것은: 시간 가변 전기장의 진폭을 감소시키는 것; 시간 가변 전기장의 주파수와 멤브레인의 기계적 진동 주파수 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하기 위해 시간 가변 전기장의 주파수를 변경하는 것; 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 시간 가변 전기장의 위상을 변경하는 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유리하게는, 시간 가변 전기장의 위상을 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상으로 변경하면, 멤브레인의 기계적 진동이 다른 방법보다 더 빨리 억제될 수 있다.
상기 방법은 측정된 변위와 각 변위 측정에 대한 측정 시간을 시간에 따른 변위 데이터로 기록하는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법은 시간 가변 변위 데이터를 주파수 영역으로 변환하고 멤브레인의 적어도 하나의 기계적 진동 주파수를 추출하는 것을 포함할 수 있다. 시간 가변 변위 데이터를 주파수 영역으로 변환하는 것은 고속 푸리에 변환을 사용하는 것을 포함할 수 있다.
멤브레인의 최대 변위를 감소시키기 위해 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 것은, 멤브레인의 최대 변위가 기결정된 변위 범위 내로 복귀하는 대기 시간 동안 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하고, 그 후 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 대기 시간 이전의 값으로 되돌리는 것을 포함할 수 있다.
멤브레인의 최대 변위를 감소시키기 위해 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 것은 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계가 완료될 때까지 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
멤브레인에 기계적 진동을 유도하는 것은 멤브레인의 표면에 인접하게 위치된 적어도 하나의 여기 전극에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
시간 가변 전압은 10-1000 Pa, 예를 들어 100 Pa의 압력을 갖는 압력 펄스를 인가할 수 있다. 시간 가변 전압은 10-1000ns, 예를 들어 100ns의 지속 시간으로 압력 펄스를 인가할 수 있다. 시간 가변 전압은 10~1000kHz, 예를 들어 100kHz의 평균 반복률을 가질 수 있다. 유리하게는, 시간 가변 전압은 최적의 여기를 위해 관련 입자의 공진과 1차/2차/3차 고조파 주파수를 중첩시키기 위해 1-10MHz의 가변 피크 펄스 반복률을 가질 수 있다.
시간 가변 전압에 의해 인가되는 압력 펄스는 대략 1-10MHz의 고유 주파수를 갖는 멤브레인(예를 들어 스프링 역할을 하는)에서 입자(즉, 질량)의 공진을 유도할 수 있다. 이 고유 주파수 범위는 최대 순간 가속도 내지 및 기계적 진동의 진폭이 내지 일 때의 최대 순간 속도 내지 에 대응한다.
압력 펄스와 시간 가변 전압은 동일한 지속 시간을 가질 수 있다. 내지 의 단면을 갖는 전극에 예를 들어 내지 의 시간 가변 전압(예: 전압 펄스)이 인가된다. 전극은 멤브레인으로부터 내지 만큼 떨어져 위치할 수 있다. 유리하게는, 필요한 정전기 압력()을 제공하기 위해 전극은 멤브레인으로부터 0.5mm 내지 2.5mm 이내에 위치할 수 있다.
멤브레인에서 기계적 진동을 유도하는 것은 멤브레인의 대향하는 표면에 인접하게 위치된 제1 여기 전극 및 제2 여기 전극 각각에 시간 가변 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
멤브레인에 기계적 진동을 유도하는 것은 제1 여기 전극에 인가되는 시간 가변 전압과 제2 여기 전극에 인가되는 시간 가변 전압 사이에 0이 아닌 위상차가 존재하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 처리 회로에 의해 실행될 때 처리 회로가 멤브레인 세정 방법을 수행하게 하는 명령어를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공된다.
본 발명의 임의의 양태에 따라 또는 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 아래에 언급된 특징들은 단독으로 또는 다른 정의된 특징과 조합하여 다른 양태 또는 실시예에서, 또는 본 발명의 추가적인 양태 또는 실시예를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
이제 본 발명의 실시예가 첨부된 개략도를 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 리소그래피 장치, 펠리클 어셈블리 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오염된 펠리클을 세정하기 위한 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클을 세정하기 위한 장치를 도시한다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클을 세정하는 단계 동안의 펠리클 및 VUV 광자 생성 기구를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 VUV 광자 생성 기구를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 VUV 광자 생성 기구를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클, 플라즈마 생성 기구, 열 발생 기구 및 전기장 발생 기구를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 전자 빔 생성 기구를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 펠리클로부터 제거될 입자를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 멤브레인 세정 장치 및 멤브레인의 실시예를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 멤브레인 세정 장치(하나의 세정 부품 포함)를 사용하여 입자가 멤브레인으로부터 제거될 수 있는 기구를 도시하는, 도 9에 도시된 멤브레인의 일부에 대한 개략도이다.
도 11a는 도 9에 도시된 멤브레인 세정 장치(하나의 세정 부품 포함)를 사용하여 시간의 함수로서 멤브레인과 전극에 인가될 수 있는 예시적인 전압의 플롯을 도시한다.
도 11b는 도 11a에 도시된 형태의 인가 전압에 대응하는 여기 스펙트럼의 제1 개략도로서, 여기 힘의 주파수의 함수로서 멤브레인에 가해지는 여기 힘을 도시하고, 이가 펄스 전압의 주파수 구성과 펄스 반복 주파수의 변조를 통해 어떻게 변화될 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 11c는 여기 스펙트럼의 제2 개략도로서, 도 11a에 도시된 펄스 전압의 주파수 구성과 이가 펄스 반복 주파수의 변조 및 펄스 형태의 변조를 통해 어떻게 변화할 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 12는 사용 중인 도 9의 멤브레인 세정 장치의 실시예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 세정 장치 및 멤브레인의 대안적인 실시예를 도시한다.
도 1은 리소그래피 장치, 펠리클 어셈블리 및 방사선 소스를 포함하는 리소그래피 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오염된 펠리클을 세정하기 위한 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클을 세정하기 위한 장치를 도시한다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클을 세정하는 단계 동안의 펠리클 및 VUV 광자 생성 기구를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 VUV 광자 생성 기구를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 VUV 광자 생성 기구를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클, 플라즈마 생성 기구, 열 발생 기구 및 전기장 발생 기구를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 전자 빔 생성 기구를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 펠리클 및 펠리클로부터 제거될 입자를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 멤브레인 세정 장치 및 멤브레인의 실시예를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 멤브레인 세정 장치(하나의 세정 부품 포함)를 사용하여 입자가 멤브레인으로부터 제거될 수 있는 기구를 도시하는, 도 9에 도시된 멤브레인의 일부에 대한 개략도이다.
도 11a는 도 9에 도시된 멤브레인 세정 장치(하나의 세정 부품 포함)를 사용하여 시간의 함수로서 멤브레인과 전극에 인가될 수 있는 예시적인 전압의 플롯을 도시한다.
도 11b는 도 11a에 도시된 형태의 인가 전압에 대응하는 여기 스펙트럼의 제1 개략도로서, 여기 힘의 주파수의 함수로서 멤브레인에 가해지는 여기 힘을 도시하고, 이가 펄스 전압의 주파수 구성과 펄스 반복 주파수의 변조를 통해 어떻게 변화될 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 11c는 여기 스펙트럼의 제2 개략도로서, 도 11a에 도시된 펄스 전압의 주파수 구성과 이가 펄스 반복 주파수의 변조 및 펄스 형태의 변조를 통해 어떻게 변화할 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 12는 사용 중인 도 9의 멤브레인 세정 장치의 실시예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 멤브레인에서 입자를 제거하는 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인 세정 장치 및 멤브레인의 대안적인 실시예를 도시한다.
도 1은 방사선 소스(SO)와 리소그래피 장치(LA)로 구성된 리소그래피 시스템을 도시한다. 방사선 소스(SO)는 EUV 방사선 빔(B)을 생성하고 EUV 방사선 빔(B)을 리소그래피 장치(LA)에 공급하도록 구성된다. 리소그래피 장치(LA)는 조명 시스템(IL), 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)를 지지하도록 구성된 지지 구조체(MT), 투영 시스템(PS) 및 기판(W)을 지지하도록 구성된 기판 테이블(WT)을 포함한다.
조명 시스템(IL)은 EUV 방사선 빔(B)이 패터닝 디바이스(MA)에 입사되기 전에 EUV 방사선 빔(B)을 컨디셔닝하도록 구성된다. 이에, 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 미러 장치(10) 및 패싯 퓨필 미러 장치(11)를 포함할 수 있다. 패싯 필드 미러 장치(10) 및 패싯 퓨필 미러 장치(11)는 함께 원하는 단면 형상 및 원하는 강도 분포를 갖는 EUV 방사선 빔(B)을 제공한다. 조명 시스템(IL)은 패싯 필드 미러 장치(10) 및 패싯 퓨필 미러 장치(11)에 추가하거나 대신하여 다른 미러 또는 장치를 포함할 수 있다. 방사선 빔(B)은 조명 시스템(IL)을 통과하여 지지 구조체(MT)에 의해 홀딩되는 패터닝 디바이스(MA)에 입사된다. 패터닝 디바이스(MA)는 펠리클 프레임(17)에 의해 제자리에 홀딩되는 펠리클(19)에 의해 보호된다. 펠리클(19)과 펠리클 프레임(17)은 함께 펠리클 어셈블리(15)를 형성한다.
이렇게 컨디셔닝된 후, EUV 방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스(MA)와 상호작용한다. 이러한 상호작용의 결과로 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')이 생성된다. 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 기판(W) 상에 투영하도록 구성된다. 그러한 목적을 위해, 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')을 기판 테이블(WT)에 의해 유지되는 기판(W) 상으로 투영하도록 구성되는 복수의 거울(13, 14)을 포함할 수 있다. 투영 시스템(PS)은 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 감소 계수를 적용하여 패터닝 디바이스(MA) 상의 대응하는 피처보다 작은 피처를 갖는 이미지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 4 또는 8의 감소 계수가 적용될 수 있다. 도 1에서, 투영 시스템(PS)이 단지 2개의 거울(13, 14)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 투영 시스템(PS)은 다른 수의 거울(예를 들어, 6개 또는 8개의 거울)을 포함할 수 있다.
기판(W)은 미리 형성된 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 리소그래피 장치(LA)는 패터닝된 EUV 방사선 빔(B')에 의해 형성된 이미지를 기판(W) 상에 미리 형성된 패턴과 정렬시킨다.
상대 진공, 즉 대기압보다 훨씬 낮은 압력의 소량의 기체(예를 들어 수소)가 방사선 소스(SO), 조명 시스템(IL) 및/또는 투영 시스템(PS)에 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 방사선 소스(SO)는 예를 들어 레이저 생성 플라즈마(LPP) 소스로 지칭될 수 있는 유형이다. 예를 들어 CO2 레이저를 포함할 수 있는 레이저 시스템(1)은, 예를 들어 연료 방출기(3)로부터 제공되는 주석(Sn)과 같은 연료에 레이저 빔(2)을 통해 에너지를 축적하도록 배열된다. 다음 설명에서는 주석이 언급되지만, 임의의 적합한 연료가 사용될 수 있다. 연료는 예를 들어 액체 형태일 수 있고, 예를 들어 금속 또는 합금일 수 있다. 연료 방출기(3)는 예를 들어, 플라즈마 형성 영역(4)을 향한 궤적을 따라 주석을 액적 형태로 지향시키도록 구성된 노즐을 포함할 수 있다. 레이저 빔(2)은 플라즈마 형성 영역(4)의 주석에 입사된다. 주석에 레이저 에너지를 증착하면 플라즈마 형성 영역(4)에서 주석 플라즈마(7)가 생성된다. EUV 방사선을 포함한 방사선은 플라즈마 이온과 전자의 탈여기(de-excitation) 및 재결합 동안 플라즈마(7)로부터 방출된다.
플라즈마로부터의 EUV 방사선은 컬렉터(5)에 의해 수집되고 집중된다. 컬렉터(5)는 예를 들어, 수직에 가까운 입사 방사선 컬렉터(5)(보다 일반적으로 수직 입사 방사선 컬렉터라고도 함)를 포함한다 . 컬렉터(5)는 EUV 방사선(예를 들어, 13.5 nm와 같은 원하는 파장을 갖는 EUV 방사선)을 반사하도록 배열된 다층 거울 구조를 가질 수 있다. 컬렉터(5)는 2개의 초점을 갖는 타원형 구성을 가질 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 초점 중 제1 초점은 플라즈마 형성 영역(4)에 있을 수 있고, 초점 중 제2 초점은 중간 초점(6)에 있을 수 있다.
레이저 시스템(1)은 방사선 소스(SO)로부터 공간적으로 분리될 수 있다. 이 경우, 레이저 빔(2)은 예를 들어, 적절한 지향 거울 및/또는 빔 확장기 및/또는 기타 광학 장치를 포함하는 빔 전달 시스템(도시되지 않음)의 도움을 받아 레이저 시스템(1)으로부터 방사선 소스(SO)로 전달될 수 있다. 레이저 시스템(1), 방사선 소스(SO) 및 빔 전달 시스템은 함께 방사선 시스템인 것으로 간주될 수 있다.
컬렉터(5)에 의해 반사된 방사선은 EUV 방사선 빔(B)을 형성한다. EUV 방사선 빔(B)은 중간 초점(6)에 집속되어 플라즈마 형성 영역(4)에 존재하는 플라즈마의 중간 초점(6)에 이미지를 형성한다. 중간 초점(6)의 이미지는 조명 시스템(IL)에 대한 가상 방사선 소스로 작용한다. 방사선 소스(SO)는 중간 초점(6)이 방사선 소스(SO)의 인클로징 구조체(9)의 개구부(8)에 또는 그 근처에 위치되도록 배열된다.
도 1에는 방사선 소스(SO)가 레이저 생산 플라즈마(LPP) 소스로 도시되어 있지만, 방전 생산 플라즈마(DPP) 소스 또는 자유 전자 레이저(FEL) 와 같은 적합한 소스를 사용하여 EUV 방사선을 생성할 수 있다.
위에서 간략하게 설명된 바와 같이, 펠리클 어셈블리(15)는 패터닝 디바이스(MA)에 인접하게 제공되는 펠리클(19)을 포함한다. 펠리클(19)은 방사선 빔(B)의 경로에 제공되어, 방사선 빔(B)이 조명 시스템(IL)으로부터 패터닝 디바이스(MA)에 접근할 때와 패터닝 디바이스(MA)에 의해 투영 시스템(PS) 쪽으로 반사될 때 모두 펠리클(19)을 통과하도록 한다. 리소그래피 장치(LA)에서의 펠리클(19)의 이 위치는 EUV 방사선 노광 위치이다. 펠리클(19)은 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투명한(소량의 EUV 방사선을 흡수할지라도) 박막 필름 또는 멤브레인을 포함한다. 본 명세서에서 EUV 투명 펠리클 또는 EUV 방사선에 대해 실질적으로 투명한 필름이란 펠리클(19)이 EUV 방사선의 적어도 65%, 바람직하게는 적어도 80%, 보다 바람직하게는 적어도 90%를 투과한다는 것을 의미한다. 펠리클(19)은 입자 오염으로부터 패터닝 디바이스(MA)를 보호하는 역할을 한다. 펠리클(19)은 본 명세서에서 EUV 투명 펠리클로 지칭될 수 있다. 펠리클(19)은 MoSi(Molybdenum Silicide)와 같이 EUV 방사선에 대해 충분히 투명한 임의의 재료로 만들어질 수 있다. MoSi는 실리콘보다 더 빨리 냉각되기 때문에 고온에서 실리콘보다 더 강하다. 다른 예에서, 펠리클은 실리콘, 질화규소, 그래핀 또는 그래핀 유도체, 탄소 나노튜브, 또는 EUV 투명 재료를 교대로 형성하여 제조된 다층 멤브레인과 같은 다른 재료로 만들어질 수 있다.
리소그래피 장치(LA) 내부의 깨끗한 환경을 유지하려는 노력이 이루어지더라도, 리소그래피 장치(LA) 내부에는 입자가 여전히 존재할 수 있다. 펠리클(19)이 없으면, 패터닝 디바이스(MA) 상에 입자가 증착될 수 있다. 패터닝 디바이스(MA)의 입자는 방사선 빔(B)에 부여되는 패턴에 불리하게 영향을 미칠 수 있으므로, 기판(W)으로 전달되는 패턴에도 불리한 영향이 있을 수 있다. 펠리클(19)은 패터닝 디바이스(MA)에 입자가 증착되는 것을 방지하기 위해 패터닝 디바이스(MA)와 리소그래피 장치(LA) 내의 환경 사이에 장벽을 제공한다.
사용 시, 펠리클(19)은 펠리클(19)의 표면에 입사되는 입자가 방사선 빔(B)의 초점면에 있지 않도록 패터닝 디바이스(MA)로부터 충분히 떨어진 거리에 위치한다. 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 이러한 이격은, 펠리클(19) 표면의 입자가 방사선 빔(B)에 패턴을 부여하는 정도를 감소시키는 역할을 한다. 입자가 방사선 빔(B)에 존재하지만 방사선 빔(B)의 초점면에 있지 않은 위치[즉, 패터닝 디바이스(MA)의 표면이 아닌 위치]에 있는 경우, 입자의 임의의 이미지는 기판(W)의 표면에서 초점이 맞춰지지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 일부 예들에서, 펠리클(19)과 패터닝 디바이스(MA) 사이의 이격은 예를 들어 2mm 내지 3mm 사이(예를 들어 약 2.5mm)일 수 있다. 일부 예에서, 펠리클(19)과 패터닝 디바이스 사이의 이격은 조정 가능할 수 있다.
도 2는 펠리클 어셈블리(15)의 단면을 개략적으로 도시하고, 펠리클(19)을 세정하기 위한 장치(20)를 도시한다. 장치(20)는 점선으로 개략적으로 도시되어 있으며, 장치(20)의 피처가 설명될 것이다. 오염 입자(26A)가 개략적으로 도시되어 있다. 오염 입자(26A)는 펠리클(19) 전면[즉, 사용 중인 패터닝 디바이스(MA)로부터 멀어지는 쪽]에 도시되어 있다. 사용 시, 펠리클(19)은 오염 입자(26A)를 패터닝 디바이스(MA)의 패터닝된 표면으로부터 충분히 멀리 유지하여 리소그래피 장치(LA)에 의해 기판 상에 이미징되지 않도록 한다.
또한, 오염 입자(26B)는 펠리클(19) 후면[즉, 사용 중인 패터닝 디바이스(MA)를 향하는 측면]에 개략적으로 도시되어 있다. 결함 및 그에 따른 생산성 손실을 초래할 수 있는 것은 오염 입자(26B)(및 펠리클 후면의 다른 오염 입자)이다. 즉, 오염 입자(26B)가 펠리클(19)로부터 방출되어 펠리클(19) 후면으로부터 리소그래피 장치(LA)의 전면 측 패터닝 디바이스(레티클)(MA)로 이동하는 경우이다. 그러나, 장치(20)는 또한 펠리클(19) 전면으로부터 오염 입자(26A)를 세정하는데 사용될 수도 있다.
펠리클은 장치에 의해 세정되는 것으로 설명될 것이지만, 다른 실시예에서는 다른 구성요소가 장치에 의해 세정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 다른 구성요소는 EUV 투과 필름, 동적 가스 록 멤브레인, 또는 EUV 스펙트럼 퓨리티 필터를 포함할 수 있다.
장치(20)는 도 3에 (개략적으로) 더 자세히 도시되어 있다. 장치(20)는 복수의 모듈을 포함한다. 이러한 모듈에는 세정 모듈과 다양한 목적을 위한 기타 모듈이 포함된다. 장치는 펠리클 세정 클러스터(즉, 모듈의 클러스터를 가짐)로 지칭될 수 있다. 세정 모듈은 준비 모듈(30)과 분리 모듈(32)을 포함한다. 분리 모듈(32)은 펠리클(19)로부터 입자(26A, 26B)를 제거하기 위한 것이다. 펠리클(19)로부터 입자(26A, 26B)를 제거하는 것은 제거 기구로 간주될 수 있다. 준비 모듈(30)은 펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착을 감소시키기 위한 것이다[예를 들어, 펠리클(19)이 분리 모듈(32)로 이동되기 전]. 준비 모듈(30)은 입자(26A, 26B)가 제거되기 전에[즉, 분리 모듈(32)에서] 입자의 접착을 감소시키기 위해 펠리클(19)을 전처리하는 것이 고려될 수 있다. 펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착을 감소시키는 것은 준비 기구로 간주될 수 있다. 제거 기구와 준비 기구는 세정 기구로 간주될 수 있다. 펠리클(19)을 세정하는 것은 입자(26A, 26B)를 제거하기 위한 준비[즉, 펠리클(19)에 대한 입자의 접착을 감소시키는 것] 및 [펠리클(19)로부터] 입자(26A, 26B)를 제거하는 것을 모두 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
장치(20)에 추가될 하나 이상의 추가적인 세정 모듈을 위한 예비 모듈(34)도 또한 존재한다. 이는 필요에 따라 다른 모듈에도 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는 하나 이상의 예비 모듈이 있을 수 있다. 장치(20)는 하나 이상의 추가적인 세정 모듈(또는 다른 모듈)이 장치(20)에 추가될 수 있도록 구성된다. 모듈은 개략적으로 육각형으로 표시되어 있으나, 이는 모듈이 서로 연결될 수 있음을 보여주기 위한 예시일 뿐이다. 모듈은 필요에 따라 다른 형상 및 크기일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 6개의 모듈이 도시되어 있지만 필요에 따라 장치(20)에는 이보다 많거나 적은 모듈이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 펠리클은 제어된 환경, 예를 들어 진공 또는 사용자가 정의한 기체/압력/온도의 대기 하에서 모듈 간에 전달될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
장치(20)의 다른 모듈은 펠리클(19)을 이동시키기 위한 로봇 모듈(36), (예를 들어, 세정 모듈 사이에서), 세정되도록 선택되고 리소그래피 장치(LA)에서 사용될 수 있는 복수의 펠리클을 포함하는 펠리클 라이브러리 모듈(38)(보다 일반적으로, 부품 라이브러리), 및 레티클(MA) 및 펠리클(19)을 리소그래피 장치(LA) 내에 로딩하기 위한 진공 챔버 모듈(40)을 포함할 수 있다. 진공 챔버(40)에 인접한 화살표는 장치(20) 내외로의 이동 방향을 나타낸다. 이는 리소그래피 장치(LA)로 직접 연결되지 않고 외부 환경(예를 들어, 클린룸)으로 연결될 수 있다. 진공 챔버 모듈(40)은 장치[즉, 모듈(30, 32, 34, 36, 38)] 내부의 진공을 외부 환경으로부터 분리하는 데 사용된다. 로봇 모듈(36)은 IVR(In Vacuum Robot)이라 칭할 수도 있다. 레티클 라이브러리 모듈은 IVL(In Vacuum Library)이라 칭할 수도 있다. 진공 챔버 모듈(40)은 (진공)로드록(LDLK)이라 칭할 수도 있다. 장치(20)의 모듈은 (추가적인) 입자(26A, 26B)가 펠리클(19) 상으로 이동할 수 없도록 진공 또는 세정 기체 하류 하에서 유지될 수 있다. 다른 모듈들[즉, 모듈 로봇 모듈(36), 펠리클 라이브러리 모듈(38), 진공 챔버 모듈(40)]은 종속적/선택적이며, 펠리클(또는 레티클)을 조작하는데 도움이 될 수 있고, 또한 장치(20)와 분리될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
사용 시, 펠리클(19)은 장치(20)에 삽입되고 먼저 준비 모듈(30)에 위치하며, 여기서 입자(26A, 26B)의 접착력이 감소될 수 있다. 이는 설명되는 바와 같이 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착력 감소에 이어, 펠리클(19)은 로봇 모듈(36)에 의해 준비 모듈(30)에서 분리 모듈(32)로 이동될 수 있다.
접착력 감소가 유지되고 더 많은 입자(26A, 26B)가 펠리클(19) 상으로 이동하지 않도록 준비 모듈(30)에서 분리 모듈(32)까지 진공이 유지될 수 있다. 실시예에서, 전체 장치는 진공 상태로 유지된다[예를 들어, 진공 챔버 모듈(40)을 사용하여]. 실시예에서, 준비 모듈(30) 및/또는 분리 모듈(32)은 특정 수준의 진공을 생성하기 위한 진공 생성 기구를 포함할 수 있다. 진공 생성 기구에 의해 생성된 진공은 적어도 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키거나 구성요소로부터 입자를 제거하는 데 도움이 될 수 있다.
이 실시예에서는 단일 준비 모듈(30)과 단일 분리 모듈(32)이 존재한다. 그러나, 다른 실시예에서는 복수의 분리 모듈 및/또는 복수의 준비 모듈이 있을 수 있다. 실시예에서는 준비 모듈이 없을 수도 있으며, 즉, 하나 이상의 분리 모듈만 있을 수도 있다. 또한, 일부 실시예에서는 준비 모듈과 분리 모듈이 단일 모듈로 결합될 수 있다. 이는 입자가 펠리클로부터 제거되기 때문에 여전히 분리 모듈로 간주될 수 있지만, 입자는 입자를 제거하는 동안 또는 제거하기 전에 접착 감소 방법을 거칠 수도 있다. 즉, 분리 모듈(32)은 구성요소로부터 입자를 제거하는 동안 또는 그 전에 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 것일 수 있다. 이 경우, 분리 모듈(32)은 준비 기구와 제거 기구를 포함한다.
실시예에서, 세정 모듈[예를 들어, 분리 모듈(32)] 중 적어도 하나는 복수의 세정 기구를 포함할 수 있다. 실시예에서, 세정 모듈[즉, 분리 모듈(32)]은 준비 기구 및 제거 기구를 포함할 수 있다. 실시예에서, 준비 기구와 제거 기구는 동일한 메커니즘일 수 있으며, 즉, 단일 기구가 두 기능을 모두 수행할 수 있다. 실시예에서, 세정 모듈[즉, 분리 모듈(32)]은 복수의 제거 기구를 포함할 수 있다. 둘 이상의 세정 모듈이 존재하는 경우, 모든 세정 모듈은 함께 복수의 세정 기구를 포함할 수 있으며, 즉, 하나의 세정 모듈은 하나의 세정 기구를 포함할 수 있고 다른 세정 모듈은 또 다른 세정 기구를 포함할 수 있다. 하나 이상의 세정 모듈은 각각 복수의 세정 기구를 포함할 수 있다.
펠리클(19)에 대한 입자의 접착을 감소시키는 방법[즉, 기구를 준비하는 방법]이 이제 설명될 것이다. 준비 모듈(30)은 진공 환경에서 펠리클(19) 및/또는 입자(26A, 26B)를 건조시키기 위해 열을 발생시키도록 구성된 열 발생 기구를 포함할 수 있다. 준비 모듈(30) 및 분리 모듈(32) 내의 수증기 압력은 1E-6 mBar(1E-4Pa) 이하, 바람직하게는 1E-7 mBar(1E-5Pa) 이하, 더욱 바람직하게는 1E-8 또는 1E-9 mBar[(1E-6Pa) 또는 (1E-7Pa)] 이하, 더욱 바람직하게는 1E-10 mBar(1E-8Pa) 이하 압력을 가질 수 있다.
열 발생 기구는 레이저 또는 IR 램프와 같은 복사 가열기일 수 있다. 복사 가열기는 0-1000초 또는 10-1000초 범위에서 적용된 펠리클(19)의 필름에서 1-5W/cm2 범위의 평균 전력 밀도를 갖도록 구성될 수 있다. 펠리클 보더를 향한 복사열이 1W/cm2 이하로 제한되거나 펠리클 보더 온도가 400℃이하, 바람직하게는 200℃ 이하로 유지되도록 보더가 히트 싱크와 접촉하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 펠리클 필름과 펠리클 보더 사이의 CTE(열팽창계수) 차이로 인해 펠리클이 파열되는 것을 방지할 수 있다.
진공 및 열은 입자(26A, 26B)와 펠리클(19) 사이의 접촉 영역에 존재하는 모세관 수층(capillary water layer)(또는 나노 방울)을 제거한다. 펠리클(19)은 친수성 표면(예를 들어, SiO2)을 가질 수 있으며, 생산 시 펠리클(19)에 남은 입자(26A, 26B)는 친수성 또는 초친수성일 수 있고, 이는 입자 및 접촉 지점 입자/펠리클에 모인 물을 제거하는 데 필요한 온도가 200-500℃가 되도록 할 수 있다. 모세관력에 의한 접착 기여를 억제하려면 펠리클을 베이킹하는 것이 중요하다. 펠리클(19)은 작동 중인 EUV 리소그래피 장치(LA)의 펠리클에 대한 설계 온도인 500℃까지 가열될 수 있다. 따라서, 복사 베이킹 아웃은 펠리클(19)에 대해 가능하다. '건조' 직후 새로운 수막이 형성되지 않도록 하기 위해 분압을 극도로 낮은 수준(예: <<1E-9mbar)으로 유지할 수도 있다.
복사 가열기를 사용하여 가열하는 대신 플라즈마를 사용할 수도 있다. 즉, 준비 모듈(30)은 펠리클(19)에 인접하거나 그 주위에 플라즈마를 생성하기 위한 플라즈마 생성 기구를 포함할 수 있다. 이 경우, 플라즈마의 이온, 라디칼 및 여기된 종들은 입자(26A, 26B) 내부 및 주위에 갇힌 물을 포함하여 수증기 방출을 촉진할 수 있다. 플라즈마는 바람직하게는 처리 중 펠리클(19)의 광학적 또는 기계적 특성의 손실(예를 들어, 산화에 의해 예상되는)을 방지하기 위한 비활성기체 및/또는 수소(H2)를 포함한다.
따라서, 준비 모듈(30)은 입자(26A, 26B)와 펠리클(19) 사이에서 물을 제거하기 위한 기구(예를 들어 열 생성 기구 및/또는 플라즈마 생성 기구)를 포함할 수 있다. 이러한 물 제거는 펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착을 감소시킬 수 있다. 즉, 펠리클(19)에서 입자(26A, 26B)를 제거할 때[예를 들어, 분리 모듈(32)에서], 더 많은 입자(26A, 26B)가 제거될 수 있다[즉, 준비 모듈(30)에서 펠리클을 처리한 후 입자 제거를 위한 분리 모듈(32)의 효율이 상당히 증가함]는 것을 의미한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 플라즈마 생성 기구는 다른 수단을 통해 펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 입자(26A, 26B) 및/또는 펠리클 자체의 조성 또는 거칠기에 대한 플라즈마 생성 기구의 효과는 입자(26A, 26B)와 펠리클(19) 사이의 효과적인 분리를 증가시키거나 하마커 상수(Hamaker constant)를 변경함으로써 접착력의 상당한 감소를 초래할 수 있다.
리소그래피 장치(LA)에서, EUV 광자, EUV 플라즈마 및/또는 광전자는 표면(재료에 따라 다를 수 있음)의 산화 및/또는 환원을 촉진하고, 화학 결합을 분리하고, 예를 들어 휘발성 수소화물 또는 산화물의 형성을 통해 에칭을 유도한다. 이러한 공정은 입자와 펠리클 사이의 화학적 상호 작용을 변경할 수 있지만 입자의 모양(거칠기)을 국부적으로 변경해 접촉 표면이 감소하여 접착력이 감소할 수도 있다. 펠리클이나 입자에 작용하는 반응성 기체와 결합된 플라즈마 또는 전자 빔의 경우에도 유사한 효과가 예상될 수 있다.
EUV 광자는 또한 광자 자체와 유사한 효과를 갖는 펠리클에서 전자의 방출을 유도한다.
펠리클 주변의 플라즈마에 존재하는 반응성 수소종은 유기 물질 및 기타 물질을 에칭하고 다른 화학 반응을 유도하며 결정성 수소화물 형성을 초래할 수 있다. 이러한 형태의 변화는 표면 거칠기로 인한 접촉 면적을 줄여 접착력을 감소시킬 수 있다. 분리 툴 처리 전에 펠리클과 입자에 유사한 응력을 가하면 세정 효율이 향상될 수 있다는 것이 알려져 있다.
언급된 바와 같이, 장치(20)에서 펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착 효과 감소를 에뮬레이트하는 한 가지 방법은 플라즈마 생성 기구를 사용하는 것일 수 있다. 플라즈마 생성 기구는 수소 또는 수소와 물로 플라즈마를 생성하도록 구성될 수 있다. 물의 경우, 펠리클(19) 특성을 유지하기 위해[즉, 펠리클(19)을 손상시키지 않음] 물 함량은 수소 함량보다 적어도 1000배 더 작을 수 있다. 펠리클(19)에 대한 전력 손실은 1mW/cm2 내지 1W/cm2 범위인 것이 바람직하다.
장치(20)에서 접착 효과 감소를 에뮬레이트하는 또 다른 방법은 전자 빔 생성 기구를 사용하는 것일 수 있다. 즉, 실시예에서, 준비 모듈(30)은 펠리클(19)에 입사되는 전자 빔을 생성하기 위한 전자 빔 생성 기구를 포함한다. 전자 빔 생성 기구는 0.001Pa 내지 100Pa, 바람직하게는 0.1Pa 내지 10Pa 범위의 압력을 갖는 수소 또는 수소 및 물, 및/또는 비활성기체를 포함하는 환경에서 전자 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 전자 빔에 의한 처리는 입자를 둘러싸는(그리고 전자로부터 이를 차폐하는) 수층이 제거될 때 펠리클 베이킹 아웃 및/또는 플라즈마 처리 후에 수행된다.
환경의 압력 범위는 1E-4mBar(0.01Pa) ~ 1E-1mBar(10Pa)일 수 있다. 전자 빔 생성 메커니즘은 30-3000eV 범위의 에너지를 갖도록 구성될 수 있고/있거나 펠리클(19)의 전류 밀도는 10 uA/cm2 내지 10mA/cm2 범위일 수 있으며, 전력 손실(빔 에너지×빔 전류 밀도)은 1W/cm2 이하로 유지될 수 있다. 이로 인해 펠리클이 손상되지 않는다. 전자 빔은 적어도 펠리클(19)의 후면[입자(26B)]을 조사해야 하며, 선택적으로 전면(동시에 추가 소스를 사용하여)을 조사하거나 단일 소스를 사용하여 소스와 펠리클의 상호 방향을 변경하면서 순차적으로 조사할 수 있다. 펠리클은 빔에 의해 펠리클에 증착된 전류를 배출하기 위해 적어도 전자 빔 처리 기간 동안 접지되어야 한다.
장치(20)에서 접착 효과 감소를 에뮬레이트하는 또 다른 방법은 VUV 광자 생성 기구(즉, VUV 광자에 대한 노광)을 사용하는 것일 수 있다. 즉, 실시예에서, 준비 모듈(30)은 임계 입자(26B)를 함유하는 펠리클(19), 바람직하게는 적어도 후면에서 입사되는 VUV 광자를 제공하기 위한 VUV 광자 생성 기구(즉, VUV 광자 소스)을 포함한다. VUV 광자 생성 기구는 반응 환경, 예를 들어 수소 또는 수소 및 수증기에서 펠리클에 방사선을 제공할 수 있다. VUV 광자 흡수로 인한 펠리클의 전력 손실은 바람직하게는 1W/cm2 미만이다.
대안적으로, 장치(20)에서 접착 효과 감소는 EUV 광자를 사용하여 에뮬레이트될 수 있다. 즉, 실시예에서, 준비 모듈(30)은 임계 입자(26B)를 함유하는 펠리클(19), 바람직하게는 적어도 후면에서 입사되는 EUV 광자를 제공하기 위한 EUV 광자 생성 기구(즉, EUV 광자 소스)를 포함한다. EUV 광자 생성 기구는 반응 환경, 예를 들어 수소 또는 수소 및 수증기에서 펠리클에 방사선을 제공할 수 있다. EUV 광자 흡수로 인한 펠리클(19)의 전력 손실은 바람직하게는 1W/cm2 미만이다. 그러나, EUV 광자보다 VUV 광자를 사용하는 것이 더 저렴할 수 있다.
전자 빔, VUV 또는 EUV 광자를 위한 플라즈마나 환경으로 사용되는 것으로는 수소나 수소 및 수증기가 언급되어 있다. 다른 실시예에서, H2 또는 H2O 이외의 다른 환원/산화제가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 그러나, 접착 제거 단계에서 펠리클의 기계적 특성(강도, 장력)과 광학적 특성(투과/반사)이 유지되도록 환원제/산화제의 비율을 조절해야 한다. 즉, 환원제 농도는 산화제 농도보다 상대적으로 훨씬 높을 수 있다. 이는 펠리클(19)의 기계적 특성(강도 및 장력)과 광학적 특성(투과 및 반사)이 유지되도록 하기 위한 것일 수 있다. 일례로, 환원제 농도는 산화제 농도의 1000배 이상일 수 있다.
실시예에서, 준비 모듈(30)은 펠리클(19)에 인접하거나 그 주위에 H*(원자 수소)를 생성하기 위한 라디칼 생성 기구를 포함할 수 있다. 라디칼 생성 기구는 플라즈마 생성 기구 및/또는 수소 흐름에 부유하는 고온 필라멘트를 포함할 수 있다.
펠리클(19)에 대한 입자(26A, 26B)의 접착을 감소시키기 위한 각각의 서로 다른 방법은 장치(20)의 복수의 세정 모듈에 포함될 수 있는 별도의 준비 모듈(30)에서 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 하나의 준비 모듈은 열 발생 기구를 포함할 수 있고, 다른 별도의 준비 모듈은 전자 빔 생성 기구를 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서는 동일한 준비 모듈에서 입자의 접착을 감소시키기 위한 하나 이상의 상이한 방법들이 있을 수 있다는 것도 이해될 것이다.
펠리클(19)로부터 입자(26A, 26B)를 제거하는 일부 방법(즉, 제거 기구)이 이제 설명될 것이다. 공개된 특허 출원 WO2021073799 및 WO2020109152(그 전문이 본 명세서에 참고로 포함됨) 중 하나에 기술된 바와 같은 방법 및 장치가 분리 모듈(30)에서 또는 분리 모듈(30)을 위한 옵션으로서 사용될 수 있다. 분리 모듈(30)은 구성요소에 입사되는 VUV 광자를 생성하기 위한 VUV 광자 생성 기구를 포함할 수 있다.
도 4a는 펠리클 프레임(17)에 의해 지지되는 펠리클(19)과 함께 펠리클(19) 후면[즉, 펠리클(19)의 레티클 측면] 상의 입자(26B)를 도시한다. 도 4b는 펠리클(19) 상에 VUV 광[VUV 광자 빔(44)]을 생성하는 VUV 광자 생성 기구(42)를 도시한다. VUV 광은 입자(26B)가 위치하는 펠리클(19)의 영역을 조명한다. VUV 광은 20-200nm(62eV-6.2eV) 범위의 파장을 가질 수 있다. VUV(진공 자외선) 광원은 여러 공급업체의 EUV 광원보다 더 쉽게 구할 수 있으며, 가격도 저렴할 수 있다. 일반적으로 EUV 광은 펠리클 세정을 위한 충분한 도즈를 얻기가 쉽지 않다.
도 4c에 도시된 바와 같이, VUV 광자는 광전 효과를 이용하여 입자(26B)와 펠리클(19)을 충전한다. 펠리클(19)과 입자(26B)는 방출되는 전자(e-)로 인해 모두 양전하를 띠게 된다. 펠리클(19)과 입자(26B)는 모두 동일한 전하를 가지므로, 입자(26B)와 펠리클(19) 사이에는 정전기적 반발력이 존재한다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 입자(26B)와 펠리클(19)(예를 들어 유전체 표면) 사이의 정전기적 반발력은 펠리클(19)로부터 입자(26B)를 방출한다. 이는 입자(26B)와 펠리클(19) 사이의 정전기 척력이 입자(26B)를 펠리클(19)에 유지하는 접착력보다 크다고 가정한 것이다. 펠리클(19)에 대한 입자(26B)의 접착은 이전에 준비 모듈(30)에서 감소되었을 수 있다.
이 실시예에서, VUV 광자 빔(44)(즉, VUV 광자)은 펠리클(19)의 세정될 반대 표면에 입사된다[즉, 이 실시예에서, 광이 입사되는 것은 펠리클(19)의 전면임] . 즉, VUV 광이 펠리클(19)을 통해 조사된다. 세정할 표면의 반대편에 있는 펠리클(19)의 표면에 입사되는 VUV 광선은 입자(26B)와 펠리클(19) 사이의 이온화를 증가시켜 반발 및 세정 효과를 극대화할 수 있다. 다른 실시예에서, VUV 광은 세정될 펠리클(19)의 표면[예를 들어, 펠리클(19)의 후면]에 입사될 수 있다. VUV 광이 입사되는 펠리클의 측면은 선택된 광원 파장 및 펠리클(19)의 재료에 따라 달라질 수 있다. 레티클의 후면은 일반적으로 세정될 펠리클(19)의 측면(또는 적어도 세정이 더욱 필요한 부분)일 수 있으나, 레티클의 전면도 세정될 수 있다.
이 방법은 입자(26B) 위치에 관계없이 펠리클(19) 표면의 전체 표면에 걸쳐 적용될 수 있다. 따라서, 상기 기술은 이를 가이드하기 위해 정확한 계측을 요구하지 않으며 계측 도구의 검출 한계에 의해 제한되지 않으므로 매우 작은 크기의 입자(26B)를 제거할 수 있다.
펠리클을 세정하기 위한 종래의 시스템은 일부분만을 세정하기 때문에 스루풋이 낮을 수 있다(즉, 펠리클을 매우 국부적으로 세정함). 제거할 입자의 위치에 대한 정보가 필요하며, 이후 이러한 개별 입자를 제거한다. 이로 인해, 이러한 기술은 다소 느리고 잠재적인 레티클 오염 위험이 있는 모든 입자의 위치를 제공하기 위한 정확한 계측에 의존하게 된다.
도 5a는 동시에 펠리클(19) 표면의 전체 영역을 (실질적으로) 조명하기 위해 VUV 광자 빔(44)을 생성하는 VUV 광자 생성 기구(42)의 실시예를 도시한다. 따라서, 펠리클(19)의 모든 입자(26B)는 한 번에(동시에) VUV 광자에 의해 충전되므로, 상대적으로 빠른 시간 내에 펠리클(19)에서 제거될 수 있다(즉, 계측을 사용하여 입자를 먼저 찾은 다음 발견된 입자를 제거하는 것보다 훨씬 빠르다).
도 5b는 펠리클(19) 표면의 일부를 조명하기 위해 VUV 광자 빔(44)을 생성하고, 펠리클(19)의 전체 표면이 조명되도록(동시에 조명되지는 않음) 펠리클(19) 표면을 가로질러 VUV 광자 빔(44)을 스캔하는 VUV 광자 생성 기구(42)의 실시예를 도시한다. VUV 광자 생성 기구(42)는 VUV 광자 빔(44)을 스캔하도록 구성될 수 있다[즉, VUV 광자 빔(44)은 스캔 가능함]. 따라서, 펠리클(19) 상의 모든 입자(26B)는 상대적으로 짧은 시간 단위로 VUV 광자에 의해 충전될 것이며(전체 표면에 걸쳐 빔을 스캔하는 데 시간이 소요됨), 상대적으로 빠른 시간 내에 펠리클(19)에서 제거될 수 있다(즉, 계측을 사용하여 입자를 먼저 찾은 다음 발견된 입자를 제거하는 것보다 훨씬 빠름).
일부 실시예에서, 분리 모듈(32)은 플라즈마 생성 기구를 포함할 수 있다.
도 6은 펠리클(19)에 인접하거나 그 주위에 플라즈마(52)를 생성하기 위한 플라즈마 생성 기구(플라즈마 소스)(50)를 도시한다. 이 실시예에서는 두 개의 플라즈마 소스(50)가 있지만, 다른 실시예에서는 하나의 플라즈마 소스만이 있을 수 있다. 플라즈마(52)는 입자(26A, 26B)(도시되지 않음)를 충전한다. (플라즈마와 함께) 기류는 입자(26A, 26B)에 '킥(kick)'을 줄 수 있다. 이러한 킥은 그 자체로 입자(26A, 26B)의 일부를 녹아웃시킬 수 있다.
또한, 분리 모듈(30)은 입자(26A, 26B)를 펠리클(19)로부터 멀리 전달하기 위한 전기장 발생 기구를 포함한다. 전기장 발생 기구는 펠리클(19)의 각 측면에 하나씩 위치하는 두 개의 컬렉터 전극(54)을 포함한다. 두 개의 컬렉터 전극(54)에 전압을 공급하기 위해 제공되는 AC/DC 전압 공급 장치(56)가 있다. 이는 펠리클(19)에 전기장을 설정한다. 따라서, 충전된 전극(54)은 하전 입자(26A, 26B)를 끌어당긴다. 입자(26A, 26B)는 모두 양전하를 띨 수 있다. 보다 일반적으로, 펠리클(19)과 컬렉터 전극(54)에 전압을 인가하기 위한 기구가 제공될 수 있다.
따라서, 입자(26A, 26B)는 플라즈마(52)에 의해 충전된 후 컬렉터 전극(54)으로 끌어당겨진다. 이러한 방식으로, 입자(26A, 26B)는 펠리클(19)로부터 제거된다.
컬렉터 전극(54)은 펠리클(19) 전체를 실질적으로 덮는 플레이트 형태일 수 있다. 이는 영역 세정 방법[즉, 이 방법을 사용하여 펠리클(19) 표면의 전체 영역을 동시에 세정할 수 있음]이 된다. 플레이트는 금속 플레이트일 수 있다. 플레이트는 편평할 수 있다. 다른 실시예에서, 컬렉터 전극(54)은 전극 그리드를 포함할 수 있다.
입자(26A, 26B)는 전압 공급 장치(56)에 대한 전원이 켜져 있을 때 컬렉터 전극(54)에 접착된 상태로 남아 있을 수 있다. 이에 따라, 입자(26A, 26B)가 컬렉터 전극(54)에 접착된 상태로 펠리클(19)을 제거할 수 있다. 이는 컬렉터 전극(54)에 대한 전원이 꺼졌을 때 입자(26A, 26B)가 펠리클(19)로 되돌아갈 수 없도록 하기 위한 것일 수 있다.
또한, 컬렉터 전극(54)에 대한 전원 공급 장치가 꺼졌을 때 입자(26A, 26B)가 펠리클(19)로 되돌아가는 것을 방지하도록 구성된 2개의 후퇴 가능한 실드(58)가 제공될 수도 있다. 전압 공급 장치(56)를 끄는 것이 바람직할 때 실드(58)는 전극(54)과 펠리클(19) 사이의 위치로 이동될 수 있다. 전원이 꺼지면, 입자(19)는 전극(54)으로부터 자유롭게 이동할 수 있지만 실드(58)가 방해하기 때문에 다시 펠리클(19)로 돌아갈 수는 없다. 세정 프로세스가 다시 시작되도록 전원을 다시 켜는 것이 필요한 경우, 실드(58)는 입자(26A, 26B)가 컬렉터 전극(54)에 도달할 수 있도록 후퇴할 수 있다. 또한, 실드(58)는 예를 들어 일정한 간격으로 실드(58)에서 입자가 제거될 수 있도록 후퇴할 수 있다. 일부 실시예에서는 단 하나의 실드(58)만이 존재할 수 있다(예를 들어, 단 하나의 컬렉터 전극(54)만 있는 경우].
일부 실시예에서, 필요한 경우, 펠리클(19)로부터 컬렉터 전극(54)으로 입자 전달을 유도하기 위해 열 발생 기구(가열 소스)(60)가 사용될 수도 있다. 열 발생 기구(60)는 펠리클(19)을 가열하여 입자 전달을 유도할 수 있다. 열 발생 기구(60)는 레이저일 수 있다.
실시예에서, 주파수 스윕(frequency sweep)을 사용하여 입자에 결합할 수 있다. 다른 실시예에서, 임펄스/백색 잡음 전기 신호를 사용하여 입자에 결합할 수 있다.
이 방법은 펠리클(19) 전체 표면을 동시에 세정할 수 있는 장점이 있다. 이는 펠리클(19)을 보다 효과적으로 세정할 수 있다(즉, 더 많은 입자를 제거하고/제거하거나 더 빠른 시간에 제거를 수행함). 국부적인 세정만을 사용하거나 결함의 사전 위치 정보를 요구하는 다른 방법보다 전체 펠리클(19)을 세정하는 것이 더 빠를 수 있다. 종래의 다른 시스템에서는 세정 중에 펠리클에 구멍이 생겨 강도가 약해지고 막이 파손되는 문제가 발생했다.
분리 모듈(32)은 펠리클(19)에 기계적 진동을 생성하기 위한 진동 생성 기구를 포함할 수 있다. 추가적인 세부사항은 WO2020109152(본 명세서에 전문이 참조로서 포함됨)에서 찾을 수 있다.
진동 생성 기구는 여기 전극; 및 여기 전극과 펠리클(19)에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하는 기구를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 복수(예를 들어 2개)의 여기 전극이 있을 수 있다. 펠리클(19)에 기계적 진동을 유도하기 위한 진동 생성 기구는 또한 펠리클(19)에 위치하는 입자(26A, 26B)에 기계적 진동을 유도할 수도 있다. 펠리클(19) 상에 위치한 입자(26A, 26B)의 이러한 진동은 펠리클(19)로부터 입자를 제거할 만큼 충분히 클 수 있다.
분리 모듈(32)은 입자를 펠리클(19)로부터 멀리 운반하기 위한 전기장 발생 기구를 포함할 수 있다. 전기장 발생 기구는 컬렉터 전극; 및 펠리클(19)과 컬렉터 전극에 걸쳐 전압을 인가하는 기구를 포함한다. 실시예에서, 여기 전극과 컬렉터 전극은 동일한 부품일 수 있다.
기계적 진동을 유도하기 위한 진동 생성 기구에 의해 제거된 입자(26A, 26B)는, 진동하는 펠리클에서 방출된 입자가 운동량(0.1-10 m/s의 속도에 해당)을 유지하기 때문에 관성에 의하여 주로 펠리클(19)에서 멀리 이동하게 된다.
펠리클이 리소그래피 장치에 배치되기 전에 펠리클로부터 입자를 제거하는 종래의 시스템은 리소그래피 장치(LA)보다 펠리클로부터 입자를 방출하는 효과가 떨어지는 것으로 나타날 수 있다. 리소그래피 장치(LA)에는 입자 방출에 작용하는 여러 스트레서(즉, 세정 기구)가 있다. 진동은 특히 중요하다. 또한 광자, 전자, 플라즈마, 라디칼 및 열과 같은 접착력 감소를 통해 입자 방출에 기여할 수 있는 많은 측면을 가지고 있다. 다양한 물리적 효과가 리소그래피 장치(LA)의 접착력 감소에 기여할 수 있다. 여기에는 EUV 광자, 전자, 진공, 플라즈마, 라디칼 및 열이 포함되지만 이에 한정되지는 않는다.
입자를 제거하기 위한 종래의 시스템은 진동을 통해 입자를 제거할 수 있다(그러나 리소그래피 장치(LA)에서와는 다르게 유도됨). 그러나, 이러한 종래의 시스템에는 대부분의 다른 접착 감소제가 포함되어 있지 않다. 이로 인해 방출이 감소하고 세정 성능이 불충분해진다.
복수의 모듈을 포함하는 장치(20)는 EUV 리소그래피 장치(LA)에서 입자의 방출을 모방하고 이를 뛰어넘는 데 사용될 수 있다. 장치(20)는 리소그래피 장치(LA)에서 방출될 입자의 대부분 또는 전부를 제거할 수 있다. 이는 별도의 장치(20)를 이용하여 요구되는 규격에 맞게 펠리클 세정을 수행할 수 있어 비용 절감 및 생산성 향상의 장점이 있다.
장치(20)는 리소그래피 장치(LA)에서 발생하는 복수의 스트레서(예를 들어, 각 세정 모듈의 하나의 스트레서)을 포함한다는 점에서 다른 단일 스테이지 세정기 개념에 비해 이점을 갖는다. 그러므로, 리소그래피 장치(LA)에 문제를 일으킬 수 있는 임의의 입자를 세정(즉, 제거)할 수 있다. 스트레서는 세정 기구 또는 접착 감소 기구에 대응하는 것으로 간주될 수 있다.
단일 액추에이터 세정기는 리소그래피 장치(LA)에서의 최대 한 가지 효과만 모방한다. 이는 일부 입자에는 효과적일 수 있지만 전체에는 그렇지 않다. 펠리클의 입자 구성을 처음부터 아는 것은 불가능하다. 펠리클은 다른 물질의 입자를 포함할 수 있다. 이는 공정 흐름이나 공장 조건의 원하거나 원치 않는 변경으로 인해 향후 변경될 수도 있다. 따라서, 펠리클 세정기는 현재 입자에 대해 작동할 뿐만 아니라 미래 발생할 모든 입자에 대해서도 견고해야 한다. 이를 달성하기 위해, 장치(20)는 리소그래피 장치(LA)에서 발생하는 공정의 일부 또는 전부를 모방할 수 있다.
장치(20)는 리소그래피 장치(LA)와 동일한 스트레서를 제공하지만, 모든 이미징 등 리소그래피 장치(LA)의 특징이 포함되지 않기 때문에 비용이 훨씬 저렴하다. 또한, 장치(20)는 리소그래피 장치(LA)의 스트레서와 비교되는 부스트 팩터를 포함한다[예를 들어, 입자를 제거하기 위한 분리 모듈(32)의 진동은 리소그래피 장치(LA)보다 약 100-1000배 더 강할 수 있음]. 또한, 리소그래피 장치(LA)와 비교했을 때 장치(20)의 다른 스트레서, 예를 들어 열, 반응성 이온 또는 라디칼 도즈, 또는 에너지 전자 도즈의 증가가 있을 수 있다.
종래의 일부 세정 도구는 관성력(예: 진동을 통한)을 기반으로 하며, 이는 상대적으로 무겁고 큰 입자에는 효과적이지만 상대적으로 가볍고 작은 입자에는 덜 효과적이다. 일부 펠리클은 리소그래피 장치(LA)의 동일한 관성력으로 인해 입자를 방출한다. 그러나, 관성력에 기초한 세정 도구는 다른 펠리클에 대해서는 덜 효율적일 수 있는데, 이는 리소그래피 장치(LA)에서 예를 들어 전기력에 의해 입자들이 이들 펠리클로부터 방출될 수 있기 때문이다. 따라서, 관성력에 기초한 세정 툴은 리소그래피 장치(LA)에서 결함 문제를 일으킬 수 있는 입자와 상이한 펠리클의 입자를 세정할 수 있다.
도 7은 펠리클(19)의 후면[즉, 본 실시예에서는 제거될 입자(26B)가 있는 측면]에 입사되는 전자 빔(72)을 생성하기 위한 전자 빔 생성 기구(70)을 도시한다. 다른 실시예에서, 전자 빔(72)은 펠리클(19)의 전면에 있는 입자(26A)를 세정하기 위해 펠리클(19)의 전면에 입사할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이 실시예에서, 전자 빔 생성 기구(70)는 이전에 설명된 바와 같이 준비 기구(즉, 펠리클에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한)보다는 제거 기구(즉, 펠리클로부터 입자를 제거하기 위한)이다. 일부 실시예에서, 전자 빔 생성 기구는 준비 기구 및 제거 기구 둘 다일 수 있다는 것이 이해될 것이다.
전자 빔(72)은 입자(26B)가 위치하는 펠리클(19)의 영역을 조명한다. 전자 빔(72)은 펠리클(19)과 그 위의 입자(26B)를 전기적으로(음성으로) 충전할 것이다. 펠리클(19)과 입자(26B)가 모두 음전하를 띤다는 것(즉, 동일한 전하를 가짐)은 입자(26B)와 펠리클(19) 사이에 정전기적 척력이 있음을 의미한다. 입자(26B)와 펠리클(19) 사이의 이러한 반발력은 펠리클(19)로부터 입자(26B)를 제거하는 결과를 가져오고, 이에 따라 펠리클(19)을 세정할 수 있다.
도 8은 입자(26B)와 펠리클(19)의 음전하 분포를 더 자세히 예시한다. 전기력의 방향은 화살표로 표시된다[즉, 펠리클(19)으로부터 수직 방향으로 멀어지는 방향]. 펠리클(19)은 펠리클(19) 후면에 유전체 상부층을 가질 수 있다[즉, 입자(26B)는 이 유전체 층과 접촉할 수 있음]. 이러한 상황에서는 유전체 층이 고전하를 축적하여 전기 방출력이 커질 수 있으므로 전기력이 특히 효율적이다. 펠리클(19)은 또한 펠리클(19) 전면에 유전체 상부층을 가질 수 있으며, 즉, 펠리클(19)의 후면과 전면 모두에 유전체 표면이 존재할 수 있다.
최고의 세정 효율을 위해서는 전자 빔(72)이 고에너지여야 하며, 바람직하게는 80eV 이상이어야 한다. 에너지가 높을수록 세정 성능이 향상된다. 전자 빔(72)은 펄스화될 수 있다. 펄스 노광 모드는 높은 과도력을 유발할 수 있으므로 유리할 수 있다. 전자 빔은 플라즈마와 동시에 적용될 수 있다. 이는 적어도 부유 전위의 축적과 전자 빔으로부터 전자의 궁극적인 반발을 방지할 수 있으므로, 부유하는 펠리클에 유리하다. 플라즈마는 플라즈마 생성 기구으로부터 생성될 수 있다.
세정[즉, 입자(26B)의 제거]은 검사에 의해 식별된 입자(26B)를 타겟팅함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 세정는 펠리클(19) 전체에 대해 이루어질 수 있다. 후자의 옵션은 계측에 의존하지 않는다는 장점이 있다. 전체 펠리클(19)을 세정하는 것은 실질적으로 전체 펠리클(19)을 덮는 상대적으로 큰 전자 빔 스폿을 사용하거나, 펠리클(19)을 가로질러 더 작은 전자 빔 스폿을 스캐닝함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 스캐닝은 예를 들어 SEM(Scanning electron microscope) 또는 CRT(cathode-ray tube) 모니터에서 수행되는 것처럼 편향 코일에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 전자 빔 생성 기구는 주사 전자 현미경(SEM)을 포함할 수 있다. 이는 입자(26B) 및/또는 펠리클(19)의 현장 이미징 및 세정 평가의 이점을 제공한다. 이러한 방식으로, 보다 시간 효율적인 세정이 가능해진다. 그러나, 펠리클(19)로부터 입자(26B)를 제거하기 위해서는 이미징이 필요하지 않고 전자 빔만이 필요하다는 것이 이해될 것이다. 이는 전자 건을 사용해 이루어질 수 있다.
펠리클(19)로부터 반발된 입자(26B)는 일반적으로 펠리클(19)로 되돌아오지 않을 수 있으며, 예를 들어 펠리클(19) 주위의 진공 챔버의 벽에 랜딩하거나 흐름과 함께 떠내려갈 수 있다. 그러나, 실시예에서 제거된 입자(26B)는 선택적 전극(74)(예를 들어 임의의 금속 물체)에 의해 수집될 수 있다. 전극(74)은 컬렉터 전극인 것으로 간주될 수 있다. 전극(74)은 방출된 입자(26B)를 끌어당길 수 있는데, 이는 입자(26B)가 음전하를 띠기 때문이다. 인력은 전극(74)에 양의 전압이 있는 경우뿐만 아니라 접지된 경우에도 작동한다. 후자의 경우 (음으로) 하전된 입자(26B)를 끌어당기는 거울력이 있다. 전극(74)은 입자(26B)가 그 전하를 잃는 것을 방지하기 위해 (얇은) 유전체로 덮일 수 있다. 입자(26B)를 수집하는 것은 입자가 펠리클(19)에 재침착되지 않는다는 이점을 갖는다. 추가적으로, 전극(74)은 전기 세정력을 향상시킬 수 있으며, 입자(26B)를 펠리클(19)로부터 멀리 이동시키기 위한 전기장 발생 기구에 관해서는 전술된 내용을 참고할 수 있다.
본 발명의 실시예는 전기장을 사용하여 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 장치 및 관련 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일부 실시예는 깨지기 쉬운 상대적으로 얇은 멤브레인(예를 들어 펠리클 멤브레인과 같은)을 세정하는 데 특히 매우 적합하다.
본 발명의 일부 실시예는 멤브레인에 기계적 진동을 유도함으로써 상대적으로 얇은 멤브레인(예를 들어 펠리클 멤브레인과 같은)이 상대적으로 유연하다는 사실을 활용한다. 결과적으로, 이는 또한 멤브레인에 위치한 입자의 기계적 진동을 유도한다. 멤브레인 상에 위치하는 이러한 입자의 진동은 멤브레인으로부터 입자를 제거할 만큼 충분히 클 수 있다. 결과적으로, 기계적 진동을 유도하는 기구에 의해 제거된 입자는 자체 운동량을 사용하여 멤브레인으로부터 멀리 운반될 수 있다. 이제 이러한 실시예의 예가 도 9 내지 도 16을 참조하여 설명된다. 실시예에서, (펠리클) 멤브레인 이외의 구성요소는 이러한 기계적 진동을 사용하여 세정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이제, 본 발명의 제1 실시예에 따른 멤브레인 세정 장치(100)가 도 9-12를 참조하여 설명된다.
도 9는 이동식 스테이지(106), 제1 세정 부품(110), 제2 세정 부품(210), 진공 챔버(130) 및 제어기(190)를 포함하는 멤브레인 세정 장치(100)의 단면을 도시한다.
도 9에는 멤브레인 어셈블리(104)도 도시되어 있다. 멤브레인 어셈블리(104)는 멤브레인(211) 및 전도성 프레임(108) 형태의 멤브레인 지지체를 포함한다. 전도성 프레임(108)은 일반적으로 직사각형 프레임이다. 전도성 프레임(108) 및 멤브레인(211)의 하나 이상의 표면은 전도성(예를 들어 금속) 코팅(209)(도 10 참조)으로 코팅되어 이 전도성 코팅(209)이 전도성 프레임(108)과 전기적으로 접촉하게 된다. 대안적으로, 펠리클 필름 자체는 전도성 물질을 포함할 수 있고, 펠리클 프레임까지 연장될 수 있다.
제1 세정 부품(110)은 제1 전압 소스(111), 제1 액추에이터(112), 제1 커넥터(114), 제1 절연체(115), 제1 근접 센서(116) 형태의 변위 센서, 제1 전극(118) 형태의 시간 가변 전기장 발생기를 포함한다.
제2 세정 부품(210)은 제2 전압 소스(211), 제2 액추에이터(212), 제2 커넥터(214), 제2 절연체(215), 제2 근접 센서(216) 형태의 변위 센서, 제2 전극(218) 형태의 시간 가변 전기장 발생기를 포함한다.
이동 스테이지(106), 멤브레인 어셈블리(104), 제1 세정 부품(110) 및 제2 세정 부품(210)은 진공 챔버(130) 내에 배치된다.
전도성 프레임(108)은 중앙 직사각형 개구를 포함한다. 멤브레인(211)의 외부 부분의 하부면은 전도성 프레임(108)의 상부면에 고정된다. 멤브레인(211)의 내부 부분은 전도성 프레임(108)의 중앙 직사각형 어퍼처 내의 이동식 스테이지(106) 위에 매달려 있다. 멤브레인 어셈블리(104)의 전도성 프레임(108)은 이동식 스테이지(106)의 상부 표면에 의해 지지되는 하부 표면을 갖는다. 제1 전극(118)은 결합된 여기/컬렉터 전극의 형태이다. 제2 전극(218)은 결합된 여기/컬렉터 전극의 형태이다.
멤브레인 어셈블리(104)는 제1 세정 부품(110)과 제2 세정 부품(210) 사이에 위치된다. 제1 세정 부품(110)은 멤브레인(211)의 상부에 위치하며, 제2 세정 부품(210)은 멤브레인(211)의 하부에 위치한다. 제1 세정 부품(110)은 제2 세정 부품(210)와 대향하도록 구성된다.
제1 액추에이터(112)의 하부면은 제1 커넥터(114)의 상부면과 연결된다. 제1 커넥터(114)의 하부면은 제1 근접 센서(116)의 상부면과 연결된다. 제1 커넥터(114)의 하부면은 제1 전극(118)의 상부면과 연결된다. 제1 절연체(115)는 제1 근접 센서(116)와 제1 전극(118) 사이에 위치된다. 제1 전압 소스(111)는 일 단부에서 제1 전극(118)에 전기적으로 연결되고 타 단부에서는 접지[예를 들어 진공 챔버(130)]에 전기적으로 연결된다(명확성을 위해 도시되지 않음). 제1 근접 센서(116)의 하부면과 제1 전극(118)의 하부면은 멤브레인(211)의 상부면과 마주한다.
제2 액추에이터(212)의 상부면은 제2 커넥터(214)의 하부면과 연결된다. 제2 커넥터(214)의 상부면은 제2 근접 센서(216)의 하부면과 연결된다. 제2 커넥터(214)의 상부면은 제2 전극(218)의 하부면과 연결된다. 제2 절연체(215)는 제2 근접 센서(216)와 제2 전극(218) 사이에 위치된다. 제2 전압 소스(211)는 일 단부에서 제2 전극(218)에 전기적으로 연결되고 타 단부에서는 접지[예를 들어 진공 챔버(130)]에 전기적으로 연결된다(명확성을 위해 도시되지 않음). 제2 근접 센서(216)의 상부면과 제2 전극(218)의 상부면은 멤브레인(211)의 하부면과 마주한다.
전도성 멤브레인(211)은 용량성 커플링(capacitive coupling)을 통해 진공 챔버(130) 또는 지지 스테이지(106) 중 하나에 효과적으로 접지된다.
멤브레인(211)은 사전 응력을 받는다(예를 들어, 300-500MPa와 같은 100-1000MPa의 장력). 멤브레인(211)은 5~50nm, 일반적으로 10~30nm의 두께를 갖는다. 멤브레인(211)의 내부 부분은 이동식 스테이지(106) 위에서 기계적으로 자유롭게 진동한다.
사용 시, 이동식 스테이지(106)는 전도성 프레임(108)의 평면에서 2차원으로 이동하도록 구성된다. 이동식 스테이지(106)의 이동은 전도성 프레임(108) 및 멤브레인(211)도 이동시켜, 멤브레인(211)이 세정 장치(100) 내에서 이동될 수 있도록 구성된다.
사용 시, 제1 선형 액추에이터(112) 및 제2 선형 액추에이터(212)는 전도성 프레임(108)의 평면에 수직인 1차원에서 서로 독립적으로 이동하도록 작동 가능하다.
사용 시, 제1 선형 액추에이터(112)는 제1 커넥터(114)를 이동시키도록 작동 가능하다. 제1 커넥터(114)는 제1 전극(118) 및 제1 근접 센서(116)에 기계적 기준을 제공하도록 배열된다. 결과적으로, 제1 선형 액추에이터(112)는 멤브레인(211)에 대해 제1 전극(118) 및 제1 근접 센서(116)를 이동시키도록 작동 가능하다. 제1 커넥터(114)는 제1 선형 액추에이터(112)로부터 제1 전극(118) 및 제1 근접 센서(116)를 전기적으로 절연하도록 구성된 절연체를 포함한다.
사용 시, 제2 선형 액추에이터(212)는 제2 커넥터(214)를 이동시키도록 작동 가능하다. 제2 커넥터(214)는 제2 전극(218) 및 제2 근접 센서(216)에 기계적 기준을 제공하도록 배열된다. 결과적으로, 제2 선형 액추에이터(212)는 멤브레인(211)에 대해 제2 전극(218) 및 제2 근접 센서(216)를 이동시키도록 작동 가능하다. 제2 커넥터(214)는 제2 선형 액추에이터(212)로부터 제2 전극(218) 및 제2 근접 센서(216)를 전기적으로 절연하도록 구성된 절연체를 포함한다.
사용 시, 제1 선형 액추에이터(112) 및 제2 선형 액추에이터(212)는 각각 제1 근접 센서(116) 및 제2 근접 센서(216)를 멤브레인(211)으로부터 등거리로 이동시키도록 구성된다. 사용 시, 제1 선형 액추에이터(112) 및 제2 선형 액추에이터(212)는 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)을 멤브레인(211)으로부터 등거리로 이동시키도록 구성된다.
멤브레인(211)으로부터 등거리에 있는 제1 전극(118)과 제2 전극(218)을 가짐으로써 멤브레인(211)의 여기가 균형을 이룰 수 있다. 예를 들어, 활성 상태에서 전극(118, 218)은 멤브레인(211)에 반대 방향으로 힘을 가하고 전극(118, 218)이 결합된 멤브레인(211)에 대한 시간 평균 힘은 전극(118, 218) 중 하나에서 발생하는 시간 평균 힘의 10% 미만(예: 바람직하게는 1% 미만)이다.
사용 시, 이동식 스테이지, 제1 선형 액추에이터(112) 및 제2 선형 액추에이터(212)는 멤브레인(211)에 대해 제1 세정 부품(110) 및 제2 세정 부품(210)을 3차원적으로 위치시키도록 작동 가능하다.
사용 시, 제1 전압 소스(111)는 제1 전극(118)에 제1 전압을 인가하도록 배열되고, 제2 전압 소스(211)는 제2 전극(218)에 제2 전압을 인가하도록 배열된다. 제1 전압과 제2 전압은 접지(미도시)에 대한 것이다. 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)은 멤브레인(211)에 근접하여 시간 가변 전기장을 생성하도록 구성된다.
제1 절연체(115)는 제1 근접 센서(116)로부터 제1 전극(118)을 전기적으로 절연하도록 구성된 절연체를 포함한다. 제2 절연체(215)는 제2 근접 센서(216)로부터 제2 전극(218)을 전기적으로 절연하도록 구성된 절연체를 포함한다.
사용 시, 제1 근접 센서(116)는 제1 근접 센서(116)와 제1 근접 센서(116)에 가장 가까운 멤브레인(211)의 표면 사이의 거리를 측정하도록 구성된다. 제1 근접 센서(116)는 제1 측정 빔(117)으로 멤브레인(211)을 조명하고, 멤브레인(211)에 반사된 제1 측정 빔(117) 일부의 적어도 하나의 특성을 측정하여 제1 근접 센서(116)와 제1 근접 센서(116)와 가장 가까운 멤브레인(211) 표면 사이의 거리를 측정하도록 구성된다. 제1 근접 센서(116)는 제1 근접 센서(116)와 제1 근접 센서(116)에 가장 가까운 멤브레인(211) 표면 사이의 거리에 대응하는 데이터를 제어기(190)에 제공하도록 구성된다.
사용 시, 제2 근접 센서(216)는 제2 근접 센서(216)와 제2 근접 센서(216)에 가장 가까운 멤브레인(211)의 표면 사이의 거리를 측정하도록 구성된다. 제2 근접 센서(216)는 제2 측정 빔(217)으로 멤브레인(211)을 조명하고, 멤브레인(211)에 반사된 제2 측정 빔(217) 일부의 적어도 하나의 특성을 측정하여 제2 근접 센서(216)와 제2 근접 센서(216)와 가장 가까운 멤브레인(211) 표면 사이의 거리를 측정하도록 구성된다. 제2 근접 센서(216)는 제2 근접 센서(216)와 제2 근접 센서(216)에 가장 가까운 멤브레인(211) 표면 사이의 거리에 대응하는 데이터를 제어기(190)에 제공하도록 구성된다.
근접 센서(116, 216)는 10μm의 정확도로 멤브레인(211)에 대해 전극(118, 218)을 위치시키기 위해[예를 들어, 제어기(190)와 함께] 사용된다. 이는 가장 낮은 합리적인 간격[즉, 멤브레인(211)과 전극(118, 218) 사이]에서 요구되는 최고 정확도이며, 멤브레인(211)의 전체 평면에서 벗어나는 국부화된 부분과 이동식 스테이지(106) 및 전도성 프레임(108)의 타일의 기울기와 관련된 부정확성에 대한 안전 여유를 포함한다.
사용 시, 근접 센서(116, 216)는 멤브레인(211)의 기계적 진동의 낮은 고유 모드의 주파수보다 더 자주 멤브레인의 변위를 감지하도록 작동 가능하다. 멤브레인(211)의 낮은 고유모드는 멤브레인의 다음 기계적 진동 고유 모드 중 적어도 하나를 참조한다: 모드 1(즉, 기본/단극 모드), 모드 2(예를 들어 쌍극자, 펠리클의 긴 에지), 모드 3(예를 들어 쌍극자, 펠리클의 짧은 에지), 모드 4(예를 들어 4중). 예를 들어, 이러한 낮은 고유모드는 1 내지 3kHz 범위에 있다.
근접 센서들(116, 216)이 낮은 고유모드보다 더 자주 멤브레인(211)의 변위를 감지하도록 작동 가능하게 함으로써, 멤브레인(211)의 기계적 진동이 모니터링되고, 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는 경우 제어기(190)가 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성[즉, 전극(118, 218)에서 생성되는]을 제어하는 피드백 루프를 사용할 수 있다(도 12 참조). 이러한 피드백 루프는 도 14 내지 16과 관련하여 설명된다.
사용 시, 근접 센서(116, 216)는 다음 중 적어도 하나보다 더욱 빈번하게 멤브레인(211)의 변위를 측정하도록 작동 가능하다: 0.1kHz, 1kHz, 10kHz.
사용 시, 근접 센서(116, 216)는 다음 중 적어도 하나보다 덜 빈번하게 멤브레인(211)의 변위를 측정하도록 작동 가능하다: 1kHz, 10kHz, 100kHz, 1000kHz.
제1 전극(118)(예를 들어 결합된 여기/컬렉터 전극의 형태) 및 멤브레인(211)은 폐쇄 회로의 일부가 아니다. 따라서, 사용 중에 제1 전압 소스(111)에 의해 전압이 인가될 때 제1 전극(118)과 멤브레인(211)에 전하가 축적될 수 있다. 제2 전극(218)(예를 들어 결합된 여기/컬렉터 전극의 형태) 및 멤브레인(211)은 폐쇄 회로의 일부가 아니다. 따라서, 사용 중에 제2 전압 소스(211)에 의해 전압이 인가될 때 제2 전극(218)과 멤브레인(211)에 전하가 축적될 수 있다. 이 효과는 커패시터에서 반대쪽 플레이트를 충전하는 것과 유사하다.
사용 시, 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)는 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 전압을 교대로 인가하도록 구성된다[예를 들어, 순 정전기력이 임의의 순간에 멤브레인(211)에 인가되도록 구성됨). 대안적으로, 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)는 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 반대 전압을 인가하도록[예를 들어, 순 정전기력을 멤브레인(211)에 인가하도록] 구성된다.
제1 전극(118)과 멤브레인(211)에 축적된 전하는 제1 전극(118)과 멤브레인(211) 사이에 정전기 인력을 생성한다. 제2 전극(218)과 멤브레인(211)에 축적된 전하는 제2 전극(218)과 멤브레인(211) 사이에 정전기 인력을 생성한다. 멤브레인(211)은 상대적으로 얇고 따라서 유연하기 때문에, 멤브레인(211)은 이러한 인력에 의해 변형될 것이다.
멤브레인 어셈블리(104) 부근에서 정전기력을 발생시키는 전하의 축적은 본 발명의 일부 실시예에서 활용된다. 구체적으로, 상기 정전기력의 시간적 특성을 구성하여 멤브레인(211)에 기계적 진동을 유도한다. 이는 본 발명의 현재 실시예에 따라 제1 전극(118), 제2 전극(218) 및 멤브레인(211)에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가함으로써 달성된다. 이 목적을 위해 활용되는 시간 가변 전압은 시간적으로 이격된 복수의 펄스를 포함한다. 이 기구는 도 11a 및 11b와 관련하여 아래에서 자세히 설명된다.
시간 가변 전압은 10-1000 Pa, 예를 들어 100 Pa의 정전기압을 갖는 압력 펄스를 인가한다. 시간 가변 전압은 10-1000ns, 예를 들어 100ns의 지속 시간으로 압력 펄스를 인가한다. 시간 가변 전압은 10~1000kHz, 예를 들어 100kHz의 평균 반복률을 가진다. 시간 가변 전압은 0.1~10MHz 범위에서 변화하는 피크 펄스 반복 속도를 가지며, 최적의 공진 여기를 위해 입자의 공명과 제1/제2/제3 고조파 주파수가 중첩되도록 단순하게 질량이 없는 스프링의 질량으로 취급할 수 있다.
압력 펄스와 시간 가변 전압은 동일한 지속 시간을 가진다. 시간 가변 전압(예: 전압 펄스)은 단면적 S 
1 ~ 5000mm^2(예: S 
10 ~ 1000mm^2)를 갖는 전극에 인가된다. 필요한 정전기 압력(P=1/2 ε_0 E^2 
100 Pa)을 제공하기 위해 전극은 멤브레인에서 0.5mm~2.5mm 이내에 위치(h)한다.
진공 챔버(130) 내의 압력을 제어하기 위해 하나 이상의 진공 펌프(미도시)가 제공될 수 있다. 특히, 진공 챔버(130)의 압력을 진공 상태에 가깝게 낮추기 위해 진공 펌프 장치(미도시)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 진공 펌프는 진공 챔버(130) 내의 압력을 <10-3 mBar, 바람직하게는 <10-6 mBar로 감소시키기 위해 작동될 수 있다. 진공 챔버(130)의 압력은 멤브레인(211)의 평면[예를 들어, 전도성 프레임(108)의 평면에 평행]의 반대 측면에서 동일하도록 구성된다.
제어기(190)는 제1 근접 센서(116), 제2 근접 센서(216), 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)과 전기적으로 연결된다. 사용 시, 제어기(190)는 적어도 제1 근접 센서(116) 및 제2 근접 센서(216)에 의해 측정되는 멤브레인(211)의 측정된 변위에 기초하여 멤브레인(211) 부근에서 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 의해 생성되는 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성(예를 들어 진폭, 주파수, 위상)을 변경하도록 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)을 제어하도록 작동될 수 있다.
억제될 낮은 고유 모드는 (즉, 진폭이) 크므로, 각 근접 센서(116, 216)가 각각의 전극(118, 218)에서 제거되는 것은 중요하지 않으며, 이는 각 근접 센서(116, 216)와 각각의 전극(118, 218) 사이의 거리가 억제될 기계적 진동 모드의 파장보다 훨씬 작기 때문이다.
이제 논의되는 바와 같이, 멤브레인 세정 장치(100)는 멤브레인(211)을 세정하기 위해 사용될 수 있다. 사용 시, 멤브레인 세정 장치(100)는 멤브레인(211)의 제1 국부화된 부분을 세정한 다음 이동식 스테이지(106)를 사용하여 세정을 위한 제2 국부화된 부분을 위치시키도록 구성된다. 멤브레인(211)의 제2 국부화된 부분을 세정한 후, 이동식 스테이지(106)는 세정을 위한 제3 국부화된 부분을 위치시키는 데 사용되며, 이 사이클은 전체 멤브레인(211)이 세정될 때까지 반복된다. 국부화된 부분은 일반적으로 전극(118, 218)보다 크다. 전형적으로, 멤브레인(211)의 각각의 국부화된 부분은 멤브레인의 적어도 하나의 인접한 국부화된 부분과 중첩된다.
멤브레인(211)은 펠리클 멤브레인(16)일 수 있으며, 도핑된 다결정 실리콘, 금속 규화물, 도핑된 금속 규화물, 도핑된 금속 탄화물, 도핑된 금속 질화물 또는 상기 물질들의 조합과 같이 전기 전도성이 높거나 중간 정도인 물질로 형성될 수 있다.
특히, 장치(100)는 멤브레인(211)의 기계적 진동 진폭이 기결정된 범위를 초과함으로써 발생하는 멤브레인(211)의 손상을 방지하는 데 적합하다. 멤브레인(211)의 손상에는 멤브레인(211)이 찢어지거나 파손되는 것이 포함된다. 반응 폭주 고장은 멤브레인(211)에 손상을 초래한다. 예를 들어, 정지 상태의 멤브레인(211)에 대한 멤브레인(211)의 변형이 기결정된 범위를 초과하는 경우, 멤브레인(211)의 강성은 제1 전극(118) 또는 제2 전극(218) 중 더 가까운 쪽에서 발생하는 정전기력에 저항할 수 없게 된다. 이 경우, 멤브레인(211)은 멤브레인(211)이 전극(118, 218) 중 하나와 접촉하여 기계적으로 또는 스파크를 통해 파손될 때까지 추가로 변형된다.
장치(100)는 멤브레인(211)에 대한 손상을 방지하기 위해 이러한 폭주 실패를 방지하도록 작동 가능하다.
도 10은 전압 소스(211)에 의해 제공된 전압이 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 전도성 프레임(108)에 걸쳐 인가될 때 멤브레인 세정 장치(100)에 의해 세정되는 멤브레인(211)의 단면을 도시한다. 명확성을 위해, 도 10과 도 11a 내지 11c는 두 개의 세정 부품(110, 210)을 사용하는 대신 단일 세정 부품(210)을 사용하는 것과 관련하여 설명된다. 또한, 멤브레인(211) 상에 배치된 입자(240)가 도시되어 있다. 멤브레인(211)은 일반적으로 유연성이 있고 결합된 여기/컬렉터 전극(218)은 일반적으로 단단하므로, 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인(211) 사이의 정전기 인력은 멤브레인(211)에 기계적 변형(301)을 생성한다.
본 발명의 실시예에서, 결합된 여기/컬렉터 전극(218) 및 전도성 프레임(108)에 걸쳐 인가되는 전압은 시간 t의 함수로서 전압 V의 플롯을 나타내는 도 11a에 도시된 파형(400)을 따를 수 있다. 전압은 시간에 따라 변화한다. 구체적으로, 전압의 파형(400)은 전압이 펄스 전압(401)으로 기술될 수 있도록 주기적이다. 펄스 전압(401)은 교번하는 온-부분(on-portions)(402)과 오프-부분(off-portions)(403)을 포함한다. 도 11a에 도시된 전압 파형(400)은 전압 소스(211)에 의해 생성될 수 있는 펄스 전압(401)의 예일 뿐이라는 것이 이해될 것이다. 다른 실시예에서, 대안적인 펄스 형태 및 펄스 반복 주파수, 및/또는 버스트, 트레인과 같은 펄스 패턴을 사용하는 것이 가능하다.
도 11a에 도시된 펄스 전압(401)은 DC 성분[오프-부분(403)은 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 전도성 프레임(108) 사이의 0이 아닌 전위차에 대응함]을 포함한다. 대안적인 실시예에서, DC 성분이 없는 유사한 파형(400)[오프-부분(403)은 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 전도성 프레임(108) 사이의 0의 전위차에 대응함]이 사용될 수 있다. DC 성분과 함께 펄스 전압(401)을 사용하면 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인 어셈블리(208) 사이에 더 강한 시간 평균 전기장이 생성되며, 이는 후술하는 바와 같이 결합된 여기/컬렉터 전극(218)을 향한 입자(240) 수송을 향상시킬 수 있다.
펄스 전압(401)은 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인(211) 사이에 펄스형 정전기 인력을 생성한다. 펄스 전압(401)의 온-부분(402) 동안, 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인(211) 사이에 정전기적 인력이 존재하며, 이는 전술한 바와 같이 멤브레인(211)의 기계적 변형(301)을 초래한다. 이러한 전기력(전하)을 발생시키는 펄스 압력은 일반적으로 0.01Pa~100Pa 사이일 수 있다. 가해진 압력에 따라, 멤브레인의 전체 또는 적어도 일부 부분은 전극(218)을 향해 가속된다.
DC 성분을 갖는 펄스 전압(401)의 오프-부분(403) 동안, 온-부분(402) 동안과 비교하여 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인(211) 사이의 정전기 인력이 감소된다. 펄스 전압(401)에 DC 성분이 없는 실시예의 경우, 펄스 전압(401)의 오프-부분(403) 동안 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인(211) 사이에 정전기 인력이 없다. 따라서, 펄스 전압(401)의 오프-부분(403) 동안(DC 성분을 포함하는지 여부에 관계 없이) 멤브레인(211)의 장력은 펄스 전압(401)의 온-부분(402) 동안 발생하는 기계적 변형(301)의 반대 방향으로 멤브레인(211)의 가속을 초래할 수 있다. 펄스 전압(401)의 온-부분(402)과 오프-부분(403)이 반복됨에 따라 멤브레인(211)에 기계적 진동이 유도된다.
본 발명의 실시예에서, 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 전도성 프레임(108)에 인가되는 전압은 10% 미만의 듀티 사이클을 갖는다. 유리하게는, 이는 멤브레인(211)과 결합된 여기/컬렉터 전극(218)에 의해 형성된 커패시터를 충전 및 방전하는 전류에 의해 멤브레인(211)이 가열되는 양을 제한한다.
입자(210)는 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 마주하는 멤브레인(211)의 표면에 존재할 수 있다.
시간이 지남에 따라 평균적으로 펄스 전압(400)으로 인해 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인 어셈블리(208) 사이에 순 전기장이 존재한다.
결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 마주하는 멤브레인(211)의 표면에 배치된 0이 아닌 표면 전도성을 갖는 입자(240)는 펄스 전압(401)으로 인해 멤브레인(211)으로부터 전하를 획득했을 수 있다. 상기 입자(240)의 전하는 결합된 여기/컬렉터 전극(218)을 향해 입자(240)를 끌어당기는 정전기력이 존재하도록 되어 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 입자(240)는 결합된 여기/컬렉터 전극(218)을 향하는 멤브레인(211)의 표면과의 마찰전기(triboelectric) 상호작용을 통해 전하를 획득할 수 있다. 상기 입자(240)의 전하는 양 또는 음일 수 있다. 사용 시, 전압 펄스(400)의 극성은 마찰 하전 입자와 전극(218) 사이에 인력을 제공하기 위해 선택될 수 있으며, 다른 물질(마찰 전하의 다른 부호)의 상황을 커버하기 위해 전압 펄스(DC 성분 및/또는 펄스 성분)의 극성이 변화될 수 있다.
멤브레인(211)의 표면에 존재하는 각 입자(240)는 입자(240) 및 입자(240)가 위치하는 멤브레인(211)의 표면 사이의 반데르발스 인력으로 인해 멤브레인이 진동할 때 일반적으로 멤브레인(211)의 표면과 함께 이동할 것이다.
사전 장력을 받는 멤브레인(211) 위의 각 입자(240)는 독립적인 발진기로 처리될 수 있다. 이러한 발진기의 공진 주파수는 입자(240) 및 멤브레인(211)의 특성에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 이러한 입자(210)의 공진 주파수는 입자(240)의 질량 M에 따라 달라질 수 있다. 공진 주파수는 멤브레인(211)에서 유도된 진동(303)의 반경(진동 진폭 및 여기 주파수에 의해 정의됨)과 멤브레인(211) 상의 입자(240)의 접촉 지점(304)의 크기(일반적인 단거리 반데르발스 상호작용에 의해 정의됨)의 비율인 d에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 멤브레인 세정 장치(100)를 이용하여 세정되는 멤브레인(211)에 대하여, d는 100에서 1000,000 사이일 수 있다. 이러한 입자의 공진 주파수는 또한 멤브레인(211)의 두께(305) h에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 멤브레인 세정 장치(100)를 이용하여 세정되는 멤브레인(211)에 대하여, h는 10에서 100 nm 사이일 수 있다. 공진 주파수는 멤브레인(211)의 초기 장력 σ에 따라 달라질 수도 있다. 일반적으로, 멤브레인 세정 장치(100)를 이용하여 세정되는 멤브레인(211)에 대하여, σ는 50에서 100 MPa 사이일 수 있다.
발진기의 기본 주파수 는 다음 방정식으로 설명할 수 있다.
일반적인 입자 밀도와 입자 반경이 0.5 μm에서 5 μm 사이인 경우, 는 대략 10 MHz에서 0.3 MHz 사이일 수 있다. 멤브레인(211)에 인가되는 여기 주파수가 입자(240)의 공진 주파수에 가까워지면, 입자(240)의 진동 진폭(301)이 증가할 수 있다. 입자(240)의 진동 진폭이 증가함에 따라, 입자 가속으로 인한 관성이 반데르발스 힘을 초과할 수 있으므로 멤브레인-입자 분리(302)도 마찬가지로 증가할 수 있다.
반데르발스 힘의 크기는 힘이 작용하는 원자 또는 분자 사이의 간격(302)의 제곱에 반비례한다. 일부 임계 멤브레인-입자 분리(302)에서, 입자(240)와 멤브레인(211) 표면 사이의 반데르발스 인력은 결합된 여기/컬렉터 전극(218) 쪽으로[즉, 멤브레인(211)으로부터 멀어짐] 입자(240)를 끌어당기는 정전기력이 입자(240)와 멤브레인(211) 사이의 반데르발스 힘을 극복하는 정도로 감쇠된다. 따라서, 상기 임계 멤브레인-입자 분리(302) 위에서, 입자(240)는 멤브레인(211)으로부터 제거될 수 있다. 그 위에 입자(240)는 멤브레인(211)과 결합된 여기/컬렉터 전극(218) 사이의 공간 내에 배치될 것이고 결합된 여기/컬렉터 전극(218)을 향해 가속될 것이다.
입자(240)의 공진 주파수는 질량 의존성으로 인해 입자(240)의 크기에 따라 변한다. 다양한 크기를 갖는 입자(210)를 제거하기 위해, 펄스 전압(401)은 멤브레인(211)의 진동 주파수 범위를 유도하도록 구성될 수 있다. 멤브레인(211)의 유도 진동 주파수 범위는 "여기 스펙트럼"으로 지칭될 수 있다. 여기 스펙트럼은 전압 소스(211)에 의해 인가된 펄스 전압(401)의 파형(400)의 푸리에 변환에 의해 제공된다. 여기 스펙트럼의 성분은 펄스 전압(401)의 시간적 특징으로부터 발생한다. 상대적으로 긴 시간 동안 반복되는 특징은 상대적으로 낮은 주파수의 여기 성분을 발생시키며 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
도 11b 및 11c는 도 11a에 도시된 형태의 펄스 전압(401)에 대응하는 여기 스펙트럼(404)의 개략적인 플롯을 도시한다. 여기 스펙트럼(404)은 멤브레인에 가해지는 상대적인 정전기 인력 F을 이러한 인력이 가해지는 진동 주파수의 함수 f로서 개략적으로 도시한다. 여기 스펙트럼(404)은 제1 부분(405) 및 제2 부분(406)을 포함한다.
여기 스펙트럼(404)의 제1 부분(405)은 가장 긴 지속 시간을 갖는 펄스 전압(401)의 시간적 특성, 즉 펄스 전압(401)의 펄스 기간(407)으로부터 발생한다. 제1 부분(405)의 중심 주파수(408)는 기간(407)의 역수로 정의된다[중심 주파수(408)는 펄스 주파수 또는 반복률로 지칭될 수 있음]. 일부 실시예에서, 펄스 전압(401)의 반복 속도는 30kHz 내지 30MHz 범위일 수 있다. 도 11c의 음영 영역(409)은 기간(407)의 변조를 통해 제1 부분(405)의 중심 주파수(408)를 이동시키는 것에 대응한다. 기간(407)의 증가는 제1 부분(405)의 중심 주파수(408)의 감소로 이어진다(그 반대도 마찬가지이다).
여기 스펙트럼(404)의 제2 부분(406)은 기간(407)보다 짧은 지속 시간을 갖는 펄스 전압(401)의 시간적 특징으로부터 발생한다. 제2 부분(406)은 펄스 전압(401)의 펄스 온-부분(402)의 반치전폭(FWHM)(410); 및 펄스 전압(401)의 펄스의 상승 시간(411) 및 하강 시간(412)에 의해 정의된다. 제2 부분(406)의 하위 주파수(413)는 FWHM(410)의 역수에 의해 정의된다. 제2 부분(406)의 상위 주파수(414)는 상승 시간(411)과 하강 시간(412) 중 가장 짧은 기간의 역수로 정의된다. 도 11c의 음영 영역(415)은 FWHM(410), 상승 시간(411) 및 하강 시간(412)의 변조를 통해 제2 부분(406)의 하위 주파수(413) 및 상위 주파수(414)를 이동시키는 것에 대응한다. FWHM(410)의 증가는 제2 부분(406)의 하위 주파수(413)의 감소로 이어진다(그 반대도 마찬가지이다). 상승 시간(411)과 하강 시간(412) 중 가장 짧은 기간이 증가하면 제2 부분(406)의 상위 주파수(414)가 감소하게 된다(그 반대의 경우도 마찬가지이다).
도 11a에 도시된 형태의 펄스 전압(401)은 비교적 간단하다. 그러므로, 이는 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다. 유리하게는, 펄스 전압(401)의 파형(400)은 단순하지만, 원하는 여기 스펙트럼을 달성하기 위해 선택(및 변화)할 수 있는 여러 구성 가능한 파라미터[시간 주기(407), FWHM(410), 상승 시간(411) 및 하강 시간(412) 포함]를 제공한다.
도 11a에 도시된 형태의 펄스 전압(401)을 사용하는 대신, 전압 증폭기에 연결된 임의 함수 발생기를 사용하여 원하는 여기 스펙트럼을 유도하도록 구성 가능한 임의의 원하는 펄스 모양을 생성할 수 있다.
이 실시예에서, 도 11a에 도시된 전압 파형(400)은 일반적인 형태이고 하나 이상의 파라미터[예를 들어, 시간 주기(407), FWHM(410), 상승 시간(411) 및 하강 시간(412) 중 어느 하나]를 갖는 것으로 간주될 수 있으며, 원하는 여기 스펙트럼을 달성하도록 선택(및 변화)될 수 있다. 다른 실시예에서는 상이한 전압 파형들이 사용될 수 있지만 이는 또한 일반적인 형상을 갖고 원하는 여기 스펙트럼을 달성하기 위해 선택(및 변경)될 수 있는 하나 이상의 파라미터를 갖는 것으로 간주될 수 있음이 이해될 것이다.
본 실시예의 배열에서, 결합된 여기/컬렉터 전극(218) 및 멤브레인 어셈블리(208)는 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인(211) 사이의 간격이 0.5mm 내지 2.5mm가 되도록 배치된다.
현재 실시예의 배열에서, 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 전도성 프레임(108)에 걸쳐 인가되는 펄스 전압(401)은 100V와 10000V 사이의 최대 전위차를 갖는다.
현재 실시예의 배열에서, 결합된 여기/컬렉터 전극(218)과 멤브레인 어셈블리(208) 사이의 순(시간 평균) 전계[펄스 전압(401)으로 인해]는 전기장 세기가 10V m-1보다 크거나 -10V m-1보다 작다.
현재 실시예의 배열에서, 펄스 전압(401)은 30kHz와 30MHz 사이의 주파수 범위에서 멤브레인(211)[및 이에 따라 멤브레인(211) 상에 배치된 입자(210)]의 진동을 여기시키도록 구성된다. 예를 들어, 펄스 전압(401)은 100kHz와 10MHz 사이의 주파수 범위에서 멤브레인(211)의 진동을 여기시키도록 구성될 수 있다.
본 실시예의 배열에서, 펄스 전압(401)은 정현파로 변하는 전압이 아니다. 적절한 오프-섹션(403)이 펄스의 형상에 통합되는 것이 보장됨으로써, 멤브레인 어셈블리(208) 상의 전도성 코팅(209)으로의 소산 전력이 낮게 유지될 수 있다. 이는 복사 냉각을 통해 멤브레인(211)의 온도를 안전한 한계 내로 유지하는 데 유용하다.
전술한 배열을 사용하여, 0.5 내지 5 μm 사이의 치수를 갖는 입자(210)가 멤브레인 세정 장치(100)를 사용하여 멤브레인(211)으로부터 제거될 수 있다.
펄스 전압(401)은 별도의 펄스열(trains of pulses)로 인가될 수 있다. 한 펄스열이 다른 펄스열 바로 뒤에 나타날 수 있다. 연속적인 펄스열에서 반전된 펄스 전압의 극성을 사용하여 별도의 펄스열을 인가할 수 있다. 이는 음으로 대전된 입자와 양으로 대전된 입자를 모두 방출하고 이를 컬렉터 전극으로 끌어당기는 데 유용할 수 있다. 각 펄스열의 지속 시간은 다음 펄스열(역전된 전압 극성을 가짐)이 적용되기 전에 입자(210)가 결합된 여기/컬렉터 전극(218)으로 이송될 만큼 충분한 시간을 갖도록 구성될 수 있다. 하전 입자는 일반적으로 여기/컬렉터 전극(218)과 접촉 시 방전될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 전압의 극성이 반전될 때 이들 입자는 멤브레인(211)으로 다시 수송되지 않는다.
도 12는 도 12의 멤브레인(211)이 정지하는 대신 기계적으로 진동한다는 점을 제외하고는 멤브레인 세정 장치(100)와 도 9의 동일한 단면을 도시한다. 결과적으로, 도 12의 멤브레인(211)은 멤브레인(211)의 휴지 평면(rest plane)으로부터 벗어난다.
또한 도 12에는 상부 임계 편차 평면(660)과 하부 임계 편차 평면(662) 사이에 획정되는 멤브레인(211)의 허용 가능한 진동 영역 형태의 기결정된 범위가 도시되어 있다. 상부 임계 편차 평면(660)과 하부 임계 편차 평면(662)은 전도성 프레임(108)의 평면에 평행하게 배치된다. 상부 임계 편차 평면(660)은 제1 세정 부품(110)에 더 가깝게 배치되고, 하부 임계 편차 평면(662)은 제2 세정 부품(210)에 더 가깝게 배치된다. 상부 임계 편차 평면(660) 및 하부 임계 편차 평면(662)은 반응 폭주 고장의 결과로 멤브레인(211)이 손상될 위험이 있을 만큼 충분히 큰 멤브레인(211)의 변위에 대응한다.
기결정된 변위 범위는 다음 중 적어도 하나보다 작은 크기를 갖는 정지 상태의 멤브레인(211)에 대한 멤브레인(211)의 적어도 국부화된 부분의 변위를 포함한다: 10μm, 100μm, 1000μm.
사용 시, 제1 변위 센서(116)는 제1 변위 센서(116)에 가장 가까운 멤브레인(211)의 국부화된 부분의 변위를 측정하고 있다. 기계적으로 진동하는 멤브레인(211)의 최대 진폭이 제1 변위 센서(116)가 상부 임계 편차 평면(660)보다 제1 변위 센서(116)에 더 가깝도록 정지 상태의 멤브레인(211)에 대하여 국부화된 부분의 변위를 측정하기에 충분히 커지면, 제어기(190)는 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 생성되는 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어한다.
사용 시, 제2 변위 센서(216)는 제2 변위 센서(216)에 가장 가까운 멤브레인(211)의 국부화된 부분의 변위를 측정하고 있다. 기계적으로 진동하는 멤브레인(211)의 최대 진폭이 제2 변위 센서(216)가 하부 임계 편차 평면(662)보다 제2 변위 센서(216)에 더 가깝도록 정지 상태의 멤브레인(211)에 대하여 국부화된 부분의 변위를 측정하기에 충분히 커지면, 제어기(190)는 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 생성되는 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어한다.
제어기(190)는 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)을 제어하여 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 의해 발생되는 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어한다. 제1 전극(118)과 제2 전극(218)에 의해 발생되는 시간 가변 전기장의 특성은 진폭, 주파수, 위상 중 적어도 하나이다.
제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 의해 생성된 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성은 도 13 내지 16과 관련하여 설명된 실시예 중 적어도 하나에 따라 제어된다.
도 13은 다른 실시예에 따라 멤브레인(211)으로부터 입자를 제거하는 방법(700)을 설명하는 흐름도를 도시한다. 방법(700)은 도 9와 관련하여 설명된 바와 같은 반응 폭주 고장을 방지하여 멤브레인(211)에 대한 손상을 방지하는데 적합하다.
방법(700)은 단계(710, 712, 714, 716)를 포함하며, 이는 시간 가변 전기장을 이용해 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하여 상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계(710); 정지 상태의 상기 멤브레인에 대한 상기 멤브레인의 변위를 측정하는 단계(712); 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(714); 및 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 상기 기결정된 범위를 벗어나는 경우 상기 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계(716)이다.
단계(710, 712, 714, 716)는 순차적으로 수행된다. 단계(710)는 단계(716) 후에 수행되어, 방법(700)은 단계(710, 712, 714, 716)의 루프를 형성한다.
도 14은 다른 실시예에 따라 멤브레인(211)으로부터 입자를 제거하는 방법(800)을 설명하는 흐름도를 도시한다. 방법(800)은 도 9와 관련하여 설명된 바와 같은 반응 폭주 고장을 방지하여 멤브레인(211)에 대한 손상을 방지하는데 적합하다.
방법(800)은 단계(810, 812, 814, 816, 818, 820 및 822)를 포함하며, 이는 시간 가변 전기장을 사용해 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하여 상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계(810); 정지 상태의 상기 멤브레인에 대한 상기 멤브레인의 변위를 측정하는 단계(812); 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(814); 시간 가변 전기장의 진폭을 감소시키는 단계(816); 대기 시간동안 기다리는 단계(818); 정지 상태의 상기 멤브레인에 대한 상기 멤브레인의 변위를 측정하는 단계(820); 및 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(822)이다.
단계(810)가 먼저 수행되고, 이어서 단계(812), 그리고 단계(814)가 수행된다. 단계(814)에서 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나지 않는 것으로 판단되면, 방법(800)은 단계(810)로 되돌아간다. 단계(814)에서 측정된 멤브레인(211)의 변위가 기결정된 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 단계(816)가 수행된다. 단계(816)가 먼저 수행되고, 이어서 단계(818), 단계(820)그리고 단계(822)가 수행된다. 단계(822)에서 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나지 않는 것으로 판단되면, 방법(800)은 단계(810)로 되돌아간다. 단계(822)에서 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 방법(800)은 단계(818)로 되돌아간다.
단계(816)(즉, 시간 가변 전기장의 진폭 감소)는 제어기(190)를 사용하여: 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)에 의해 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 인가되는 전압을 감소시키는 것; 및 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)에 의해 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 인가되는 전압을 중단하는 것 중 적어도 하나에 의해 수행된다.
단계(818)(즉, 대기 시간동안 기다리는 것)은 멤브레인(211)의 기계적 진동 진폭이 감소할 수 있도록 수행된다. 대기 시간은 기결정된 시간; 또는 정지 상태의 멤브레인(211)에 대한 멤브레인(211)의 변위 측정에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 대기 시간은 10~100초이다.
도 15은 다른 실시예에 따라 멤브레인(211)으로부터 입자를 제거하는 방법(900)을 설명하는 흐름도를 도시한다. 방법(900)은 도 9와 관련하여 설명된 바와 같은 반응 폭주 고장을 방지하여 멤브레인(211)에 대한 손상을 방지하는데 적합하다.
방법(900)은 단계(910, 912, 914, 916, 918, 920 및 922)를 포함하며, 이는 시간 가변 전기장을 사용해 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하여 상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계(910); 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 시간 가변 변위 데이터를 측정하고 기록하는 단계(912); 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(914); 시간 가변 전기장의 주파수를 변경하여, 시간 가변 전기장의 주파수와 멤브레인(916)의 기계적 진동 주파수 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하는 단계(916); 대기 시간동안 기다리는 단계(918); 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 시간 가변 변위 데이터를 측정하고 기록하는 단계(920); 및 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(922)를 포함한다.
단계(910, 914, 918 및 922)는 각각 단계(810, 814, 818 및 822)와 동일하다.
단계(912 및 920)는 정지 상태의 멤브레인(211)에 대한 멤브레인(211)의 시간 가변 변위 데이터를 기록하는 것을 포함한다. 이러한 시간 가변 변위 데이터를 기록하는 것은 멤브레인(211)의 변위 데이터와 대응하는 타임 스탬프를 측정하고 저장하는 것을 포함하며, 여기서 각 타임 스탬프는 멤브레인(211)의 각 변위 데이터가 측정된 시점에 대응한다. 이러한 시간 가변 변위 데이터를 기록하는 것은 시간 가변 변위 데이터가 단계(916)에서 검색 가능하도록 시간 가변 변위 데이터를 저장하는 것을 포함한다.
시간 가변 전기장의 주파수를 변경하여, 시간 가변 전기장의 주파수와 멤브레인(211)의 기계적 진동 주파수 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하는 단계(916)는: 기록된 시간 가변 변위 데이터를 검색하는 것; 푸리에 변환을 사용하여 시간 가변 변위 데이터를 주파수 영역으로 변환하고 멤브레인의 기계적 진동 주파수를 하나 이상 추출하는 것; 멤브레인(211)의 낮은 기계적 진동 고유모드에 대한 기결정된 값을 결정하거나 검색하는 것; 및 시간 가변 전기장의 주파수를 변경하여, 시간 가변 전기장의 주파수와 멤브레인(211)의 낮은 고유모드 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하는 것에 의해 수행된다.
시간 가변 전기장의 주파수와 멤브레인(211)의 낮은 고유 모드 사이의 중첩을 줄이거나 제거하는 것은, 제어기(190)를 사용하여, 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)에 의해 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 적용되는 전압의 주파수를 변경하는 것을 포함한다.
도 16은 다른 실시예에 따라 멤브레인(211)으로부터 입자를 제거하는 방법(1000)을 설명하는 흐름도를 도시한다. 방법(1000)은 도 9와 관련하여 설명된 바와 같은 반응 폭주 고장을 방지하여 멤브레인(211)에 대한 손상을 방지하는데 적합하다.
방법(1000)은 단계(1010, 1012, 1014, 1016, 1018, 1020 및 1022)를 포함하며, 이는 시간 가변 전기장을 사용해 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하여 상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계(1010); 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 시간 가변 변위 데이터를 측정하고 기록하는 단계(1012); 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(1014); 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 시간 가변 전기장의 위상을 변경하는 단계(1016); 대기 시간동안 기다리는 단계(1018); 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 시간 가변 변위 데이터를 측정하고 기록하는 단계(1020); 및 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(1022)를 포함한다.
단계(1010, 1014, 1018 및 1022)는 각각 단계(810, 814, 818 및 822)와 동일하다. 단계(1012 및 1020)는 각각 단계(912 및 920)와 동일하다.
멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 시간 가변 전기장의 위상을 변경하는 단계(1016)는: 기록된 시간 가변 변위 데이터를 검색하는 것; 기록된 시간 가변 변위 데이터로부터 멤브레인(211)의 기계적 진동 위상을 결정하는 것; 및 제어기(190)를 사용하여, 제1 전압 소스(111) 및 제2 전압 소스(211)에 의해 각각 제1 전극(118) 및 제2 전극(218)에 인가되는 전압의 위상을 변경하여, 결과적인 시간 가변 전기장의 위상 및 멤브레인(211)의 기계적 진동 위상이 역위상 상태가 되도록 하는 것에 의해 수행된다.
방법(1000)은 방법(800, 900)에 비해 유지 시간[예를 들어, 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위 내에 있도록 멤브레인(211)의 기계적 진동이 감소하는 회복 시간]을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이는 멤브레인 세정 장치(100)의 스루풋을 증가시킬 수 있다.
멤브레인(211)의 고유 감쇠는 낮기 때문에 유지 시간은 예를 들어 10 내지 100초이다. 방법(1000)은 멤브레인(211)에 유도된 압력이 실시간으로 멤브레인(211)의 측정된 변위에 대응할 수 있게 하며, 이는 멤브레인(211)의 고유한 감쇠(damping)에 의존하는 것에 비해 유지 시간이 10 내지 100배만큼 감소될 수 있게 한다. 이와 같이, 방법(1000)은 기계적 진동이 유도된 시간보다 더 빠르게 기계적 진동을 억제할 수 있다.
방법(1000)은 멤브레인(211)과 전극(118, 218) 사이의 간격을 줄임으로써 멤브레인 세정 장치(100)의 효율이 증가될 수 있도록 한다. 예를 들어, 시간 가변 전기장이 멤브레인(211)의 기계적 진동 위상에 역위상으로 충분히 빠르게 제공되어 불안정성이 발생하는 것을 방지하고 기계적 진동의 진폭이 임계치가 되기 전에[즉, 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 초과하기 전에] 멤브레인(211)의 기계적 진동을 억제할 수 있다면 세정 압력 시퀀스는 본질적으로 불안정한 구성으로 수행될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 멤브레인 세정 장치(1100) 및 멤브레인(211)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 17의 장치(1100)는 제1 세정 부품(110)을 갖지 않는 것을 제외하고는 장치(100) 또는 도 9와 동일하다.
위에 설명된 다양한 장치 및 방법은 단지 예시일 뿐이며 청구범위가 위에서 설명된 장치 및 방법에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 당업자는 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 위에서 설명된 장치 및 방법에 대해 다양한 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
예를 들어, 도 9와 관련하여, 멤브레인(211)이 전도성 코팅(209)으로부터 갭(예를 들어, 1-10cm)을 통해 직접 정전용량 결합에 의해 접지되는 대신, 멤브레인(211)은 전도성 프레임(108) 및/또는 이동식 스테이지(106)를 통해 정전용량 결합에 의해 접지될 수 있다.
도 9와 관련하여, 멤브레인(211)이 전도성 코팅(209)으로부터 갭(예를 들어, 1-10cm)을 통해 직접 정전용량 결합에 의해 접지되는 대신, 멤브레인(211)은 전도성 코팅(209)의 외부 부분을 접지에 연결하는 전기 와이어를 통해 접지될 수 있다.
도 9와 관련하여, 멤브레인(211)이 접지되는 대신, 멤브레인(211)은 접지에 대해 DC 바이어스될 수 있다.
도 9와 관련하여, 멤브레인(211)의 낮은 기계적 진동 고유모드의 주파수보다 더 자주 멤브레인(211)의 변위를 감지하도록 작동 가능한 근접 센서(116, 216) 대신, 상대적으로 느린 근접 센서가 사용될 수 있다. 상대적으로 느린 근접 센서는 멤브레인(211)의 기계적 진동의 낮은 고유모드의 주파수만큼 실질적으로 자주 멤브레인(211)의 변위를 감지하도록 작동 가능할 수 있다.
선형 액추에이터(112, 212)는 멤브레인(211) 세정 중에 사용되지 않고 이동식 스테이지(106)는 멤브레인(211)의 기계적 진동 주파수에 비해 느리게(예를 들어 100 μm/s 이하) 움직이므로, 근접 센서(116, 216)에 의해 측정된 변화는 멤브레인(211)의 기계적 진동에 기인하는 것이다.
근접 센서(116, 216)는 다음 중 적어도 하나보다 더 빈번하게 멤브레인(211)의 변위를 측정하도록 작동 가능할 수 있다: 100Hz, 1000Hz, 10,000Hz.
근접 센서(116, 216)는 다음 중 적어도 하나보다 덜 빈번하게 멤브레인(211)의 변위를 측정하도록 작동 가능할 수 있다: 1000Hz, 10,000, 100,000Hz.
도 9와 관련하여, 멤브레인(211)의 기계적 진동을 감지하고 전극(118, 218)과 멤브레인(211) 사이의 간격을 설정하기 위해 근접 센서(116, 216)가 사용되는 대신, 근접 센서(116, 216)에 추가적인 근접 센서가 제공될 수 있다.
추가적인 근접 센서는 멤브레인(211)의 기계적 진동을 감지하는 데 사용될 수 있고, 근접 센서(116, 216)는 전극(118, 218)과 멤브레인(211) 사이의 간격을 설정하는 데 사용된다. 멤브레인(211)의 기계적 진동과 전극(118, 218)과 멤브레인(211) 사이의 간격의 측정은 교대로 이루어질 수 있다. 이렇게 하면 각 개별 변위 측정의 절대 정확도를 희생하는 대신 더 자주 변위를 측정할 수 있으며, 기계적 진동의 진폭이 큰 경우(예: 200μm 이상) 선호된다.
방법(800)과 관련하여, 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어난다고 판단되면 단계(822)에서 단계(818)로 루프백하는 대신, 단계(816)로 루프백할 수 있다.
방법(900)과 관련하여, 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어난다고 판단되면 단계(922)에서 단계(918)로 루프백하는 대신, 단계(916)로 루프백할 수 있다.
방법(1000)과 관련하여, 멤브레인(211)의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어난다고 판단되면 단계(1022)에서 단계(1018)로 루프백하는 대신, 단계(1016)로 루프백할 수 있다.
방법(1000)과 관련하여, 시간 가변 전기장의 위상을 멤브레인(211)의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 변경하는 것을 포함하는 단계(1060) 이외에도, 시간 가변 전기장의 진폭이 증가하여, 시간 가변 전기장의 진폭이 증가하지 않는 경우보다 더 큰 정전기력이 적용되어 멤브레인(211)의 기계적 진동을 더 빠르게 억제하도록 할 수 있다.
방법(800, 900 및 1000)과 관련하여, 단계(816, 916 및 1060)에서 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 대신, 대기 시간(818)[이 동안 멤브레인(211)의 최대 변위가 기결정된 변위 범위 내로 복귀함]동안 기다리고(810, 910 및 1010), 이어서, 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 단계(810, 910, 1010)의 대기 시간 이전의 값으로 되돌리고, 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 방법이 완료될 때까지 제어할 수 있다. 다르게 표현하면, 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성은 멤브레인(211)의 주어진 국부화된 부분이 세정될 때까지 또는 전체 멤브레인(211)이 세정될 때까지 제어될 수 있다.
본 명세서에 개시되거나 예시된 각각의 특징은 단독으로, 또는 본 명세서에 개시되거나 예시된 임의의 다른 특징과의 임의의 적절한 조합으로 전술된 임의의 다른 장치 및 방법에 포함될 수 있다. 도면을 참조하여 전술한 임의의 장치 또는 방법의 특징 중 하나 이상은 동일한 장치 또는 방법의 다른 특징 중 하나 이상과 별도로 사용될 때 효과를 발생시키거나 이점을 제공할 수 있다. 전술한 장치 및 방법의 특징의 특정한 조합 외에도, 특징의 다양한 조합이 가능하다.
당업자는 전술한 설명 및 첨부된 청구범위에서 '위에', '따라서', '측' 등과 같은 위치 용어가 첨부된 도면에 도시된 것과 같은 개념적 도면을 참조하여 만들어졌다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 용어는 참조의 편의를 위해 사용되었으나 제한적인 성격을 갖지 않는다. 그러므로, 이들 용어는 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 방향에 있는 물체를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서는 IC의 제조에 리소그래피 장치를 사용하는 것에 대해 특별히 언급할 수 있지만, 여기에 설명된 리소그래피 장치는 다른 응용 분야에서 사용될 수 있음을 이해해야 할 것이다. 가능한 다른 응용 분야로는, 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리를 위한 안내 및 검출 패턴, 평판 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 및 박막 자기 헤드 등의 제조가 있다.
본 명세서에서는 리소그래피 장치의 맥락에서 본 발명의 실시예를 구체적으로 참조할 수 있지만, 본 발명의 실시예는 다른 장치에서 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 마스크 검사 장치, 계측(metrology) 장치, 또는 웨이퍼(또는 다른 기판) 또는 마스크(또는 다른 패터닝 디바이스)와 같은 물체를 측정하거나 처리하는 임의의 장치의 일부를 구성할 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 리소그래피 툴이라고 할 수 있다. 이러한 리소그래피 툴은 진공 조건 또는 주변(비-진공) 조건을 이용할 수 있다.
광학 리소그래피의 맥락에서 본 발명의 실시예의 사용에 대해 위에서 구체적으로 언급되었지만, 문맥이 허용하는 경우, 본 발명은 광학 리소그래피에 한정되지 않으며, 예를 들어 임프린트 리소그래피와 같은 다른 응용 분야에서 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
문맥이 허용하는 경우, 본 발명의 실시예는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 기계 판독 가능 매체에 저장된 명령어로 구현될 수도 있으며, 하나 이상의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있다. 기계 판독 가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 장치)가 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송하기 위한 임의의 기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독 가능 매체는 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 장치, 전기, 광학, 음향 또는 기타 형태의 전파 신호(예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 기타를 포함할 수 있다. 또한 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어는 본 명세서에서 특정 작업을 수행하는 것으로 설명될 수 있다. 그러나 이러한 설명은 단지 편의를 위한 것이며 실제로는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 컴퓨팅 장치, 프로세서, 제어기 또는 기타 장치에서 이러한 동작이 발생하며 이 과정에서 액추에이터 또는 기타 장치가 물리적 세계와 상호 작용할 수 있다는 점을 이해해야 한다.
본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 본 발명은 설명된 바와는 다르게 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 위의 설명은 예시를 위한 것이지 제한하려는 것이 아니다. 따라서 당업자에게는 아래에 기재된 청구범위를 벗어나지 않고 설명된 바와 같이 본 발명에 대한 수정이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다.
Claims (66)
- 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 구성요소를 세정하는 장치로서, 상기 장치는 적어도 하나의 세정 모듈 또는 복수의 세정 모듈을 포함하며,
상기 적어도 하나의 세정 모듈 또는 상기 복수의 세정 모듈은 복수의 세정 기구를 포함하고,
상기 복수의 세정 기구는:
상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 준비 기구 및 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 제거 기구, 또는 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 복수의 제거 기구를 포함하는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 장치는 상기 복수의 세정 모듈을 포함하고, 상기 구성요소가 상기 복수의 세정 모듈을 순차적으로 통과하여 세정될 수 있도록 구성되는, 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세정 모듈 또는 세정 모듈들은 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 분리 모듈을 포함하는, 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 분리 모듈은 상기 구성요소로부터 입자를 제거하는 동안 또는 그 이전에 상기 구성요소에 대한 상기 입자의 접착을 감소시키는, 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 세정 모듈은:
복수의 분리 모듈; 및/또는
상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 분리 모듈 및 적어도 하나의 준비 모듈을 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 모듈 또는 세정 모듈들은 진공 또는 제어된 기체 환경 하에서 유지되는, 장치. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구 및/또는 상기 준비 기구는 진공 발생 기구를 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 준비 기구는 진공 환경에서 상기 구성요소 및/또는 상기 입자를 건조시키기 위해 열을 발생시키도록 구성된 열 발생 기구를 포함하는, 장치. - 제 8 항에 있어서,
진공 환경에서의 수증기 또는 기타 산소 함유 기체는 1E-4Pa 미만, 1E-5Pa 미만, 1E-6Pa 미만 또는 1E-7Pa 미만 중 적어도 하나의 압력을 가지는, 장치. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 열 발생 기구는 복사 가열기(radiative heater), 바람직하게는 레이저 또는 IR 램프를 포함하는, 장치. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 발생 기구는, 상기 구성요소의 경계를 향한 복사열이 1W/cm2 미만인 것; 상기 구성요소의 경계가 히트싱크와 접촉하여 상기 경계의 온도가 400C 미만으로 유지되는 것; 및/또는상기 구성요소에서의 복사열 전력 밀도가 10W/cm2 미만, 바람직하게는 1 내지 5W/cm2 또는 2 내지 5W/cm2의 범위 내에 있는 것 중 적어도 하나에 해당하도록 구성되는, 장치. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 준비 기구는 상기 구성요소에 인접하여 또는 상기 구성요소 주위에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 플라즈마 생성 기구는 환원제, 수소, 비활성 기체, 환원제 및 산화제, 및/또는 수소 및 물 중 적어도 하나를 사용하여 플라즈마를 생성하도록 구성되는, 장치. - 제 13 항에 있어서,
환원제와 산화제의 비율은 100보다 크고, 바람직하게는 1000보다 큰, 장치. - 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
플라즈마 생성을 위한 압력은 0.01Pa 내지 100Pa, 바람직하게는 0.1Pa 내지 10Pa 범위에 있는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 준비 기구는, 제거할 입자가 있는 구성요소의 측면에 입사되는 전자 빔을 생성하는 전자 빔 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 16 항에 있어서,
전자 빔 생성 기구는 환원제, 수소, 환원제 및 산화제, 및/또는 수소 및 물 중 적어도 하나를 포함하는 환경에서 전자 빔을 생성하도록 구성되는, 장치. - 제 17 항에 있어서,
환원제와 산화제의 비율은 100보다 크고, 바람직하게는 1000보다 큰, 장치. - 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
상기 환경은 0.01Pa 내지 10Pa 범위의 압력을 갖는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 준비 기구는 상기 구성요소에 입사되는 VUV 또는 EUV 광자를 생성하는 VUV 또는 EUV 광자 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 20 항에 있어서,
VUV 또는 EUV 광자 생성 기구는 환원제, 수소, 환원제 및 산화제, 및/또는 수소 및 물 중 적어도 하나를 포함하는 환경에서 VUV 또는 EUV 광자를 생성하도록 구성되는, 장치. - 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 준비 기구는 상기 구성요소에 인접하여 또는 상기 구성요소 주위에 수소 라디칼을 생성하는 라디칼 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 22 항에 있어서,
상기 라디칼 생성 기구는 플라즈마 생성 기구 및/또는 고온 필라멘트 중 적어도 하나를 포함하는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제거 기구는 상기 구성요소에 기계적 진동을 발생시키는 진동 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 24 항에 있어서,
상기 진동 생성 기구는 적어도 하나의 여기 전극을 포함하며, 상기 적어도 하나의 여기 전극과 상기 구성요소에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하기 위한 기구를 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구는 상기 구성요소에 입사되는 VUV 광자를 생성하는 VUV 광자 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 26 항에 있어서,
상기 VUV 광자 생성 기구는 상기 구성요소의 실질적으로 전체 표면을 한 번에 또는 표면의 일부를 조명하기 위한 VUV 광자 빔을 생성하도록 구성되며, 상기 VUV 광자 빔은 상기 구성요소의 전체 표면을 조명하도록 스캔되는, 장치. - 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구는 상기 구성요소에 인접하여 또는 상기 구성요소 주위에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구는 상기 구성요소로부터 입자 이동을 유도하기 위한 열 발생 기구를 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구는 입자를 상기 구성요소로부터 멀리 운반하기 위한 전기장 발생 기구를 포함하는, 장치. - 제 30 항에 있어서,
상기 전기장 발생 기구는 컬렉터 전극; 및 상기 구성요소와 상기 컬렉터 전극에 걸쳐 전압을 인가하는 기구를 포함하는, 장치. - 제 31 항에 있어서,
상기 컬렉터 전극은 실질적으로 모든 구성요소를 덮는 플레이트 또는 전극 그리드를 포함하는, 장치. - 제 31항 또는 제 32 항에 있어서,
장치는 상기 컬렉터 전극에 대한 전원 공급 장치가 꺼질 때 입자가 구성요소로 되돌아가는 것을 방지하도록 구성된 하나 이상의 실드를 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구는, 제거할 입자가 있는 구성요소의 측면에 입사되는 전자 빔을 생성하는 전자 빔 생성 기구를 포함하는, 장치. - 제 34 항에 있어서,
상기 전자 빔 생성 기구는 30 내지 3000eV 범위의 에너지로 전자 빔을 생성하고, 구성요소에서의 전류 밀도는 10uA/cm2 내지 10mA/cm2 범위에 있고, 및/또는 구성요소의 전력 손실이 1W/cm2 미만이 되도록 구성되는, 장치. - 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
상기 전자 빔 생성 기구는 전자 빔이 펄스화되도록 구성되는, 장치. - 제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 빔은 플라즈마와 결합되는, 장치. - 제 34 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자 빔 생성 기구는 80eV 이상의 에너지를 갖는 전자 빔을 생성하도록 구성되는, 장치. - 제 25 항에 있어서,
정지 상태의 구성요소에 대해 구성요소의 변위를 측정하기 위한 적어도 하나의 변위 센서; 및 상기 구성요소의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하고, 상기 구성요소의 상기 측정된 변위가 상기 기결정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 시간 가변 전기장을 적용하는 기구를 제어하여 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 변경하도록 작동 가능한 제어기를 포함하는, 장치. - 제 1 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 하나 이상의 추가적인 세정 모듈이 상기 장치에 추가될 수 있도록 구성되는, 장치. - 제 1 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구성요소는 펠리클, EUV 투과 필름, 동적 가스 록 멤브레인(dynamic gas lock membrane), 또는 EUV 스펙트럼 순도 필터(EUV spectral purity filter) 중 적어도 하나인, 장치. - 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위한 멤브레인 세정 장치로서,
상기 멤브레인을 지지하는 멤브레인 지지체;
상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하기 위해 상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하기 위한 시간 가변(time-varying) 전기장 발생기;
상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 정지 상태의 멤브레인에 대한 상기 멤브레인의 변위를 측정하기 위한 적어도 하나의 변위 센서; 및
상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하고, 상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 상기 기결정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 시간 가변 전기장 발생기를 제어하여 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 변경하도록 작동 가능한 제어기를 포함하는, 장치. - 제 42 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 변위 센서는 정지 상태의 상기 멤브레인의 국부화된 부분에 대한 상기 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 측정하도록 구성되는, 장치. - 제 42 항에 있어서,
제1 변위 센서는 정지 상태의 상기 멤브레인의 국부화된 부분에 대한 상기 멤브레인의 국부화된 부분의 제1 여기 전극에 근접한 변위를 측정하도록 구성되고, 제2 변위 센서는 정지 상태의 상기 멤브레인의 국부화된 부분에 대한 상기 멤브레인의 국부화된 부분의 제2 여기 전극에 근접한 변위를 측정하도록 구성되는, 장치. - 제 42 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 측정된 상기 멤브레인의 최대 변위를 기반으로 상기 멤브레인의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 결정하도록 작동하는, 장치. - 제 42 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 시간 가변 전기장의 진폭, 주파수, 및 위상의 특성 중 적어도 하나를 변경함으로써 멤브레인의 최대 변위를 감소시키도록 시간 가변 전기장 발생기를 제어하도록 작동 가능한, 장치. - 제 46 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 시간 가변 전기장 발생기를 제어하여:
상기 시간 가변 전기장의 진폭을 감소시키는 단계;
상기 시간 가변 전기장의 주파수를 변경하여, 상기 시간 가변 전기장의 주파수와 상기 멤브레인의 기계적 진동 주파수 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하는 단계; 및
상기 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 상기 시간 가변 전기장의 위상을 변경하는 단계 중 적어도 하나에 따라 상기 멤브레인의 최대 변위를 감소시키도록 작동 가능한, 장치. - 제 42 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 가변 전기장 발생기는:
상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인의 표면에 인접하게 위치된 적어도 하나의 여기 전극; 및
상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하기 위한 시간 가변 전기장을 생성하기 위해 적어도 하나의 여기 전극에 시간 가변 전압을 인가하는 기구를 포함하는, 장치. - 제 42 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 시간 가변 전기장 발생기는,
각각의 전극이 상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인의 2개의 대향하는 표면 중 상이한 표면에 인접하게 위치하는 제1 여기 전극 및 제2 여기 전극; 및
상기 멤브레인 지지체에 의해 지지될 때 멤브레인에 기계적 진동을 유도하기 위한 시간 가변 전기장을 생성하기 위해 상기 제1 여기 전극과 상기 제2 여기 전극에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하는 기구를 포함하는, 장치. - 제 49 항에 있어서,
상기 시간 가변 전기장 발생기는 제1 전극에 인가되는 시간 가변 전압과 제2 전극에 인가되는 시간 가변 전압 사이에 0이 아닌 위상차가 있도록 구성되는, 장치. - 리소그래피 장치에서 사용하기 위한 구성요소를 세정하는 방법으로서,
상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 적어도 하나의 제거 기구 및 상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위한 적어도 하나의 준비 기구,
또는 상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위한 복수의 제거 기구를 사용하여,
장치의 세정 모듈 또는 복수의 세정 모듈에서 상기 구성요소를 세정하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 51 항에 있어서,
상기 장치는 복수의 세정 모듈을 포함하고, 상기 방법은 세정될 세정 모듈을 통해 상기 구성요소를 순차적으로 통과시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서,
상기 구성요소로부터 입자를 제거하기 위해 상기 구성요소를 복수의 분리 모듈에 통과시키는 단계 및/또는
상기 구성요소에 대한 입자의 접착을 감소시키기 위해 적어도 하나의 준비 모듈을 통해 상기 구성요소를 통과시킨 후, 상기 적어도 하나의 분리 모듈을 통해 상기 구성요소를 통과시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 51 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 기구는 시간 가변 전기장을 사용하여 상기 구성요소에 기계적 진동을 발생시키는 진동 생성 기구를 포함하고, 상기 방법은:
정지 상태의 구성요소에 대한 구성요소의 변위를 측정하는 단계; 및 측정된 구성요소의 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하고, 상기 측정된 구성요소의 변위가 기결정된 범위를 벗어나면 상기 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계를 포함하는, 방법. - 리소그래피 장치에서 사용하기 위해 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 방법으로서,
시간 가변 전기장을 사용해 상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하여 상기 멤브레인으로부터 입자를 제거하는 단계;
정지 상태의 상기 멤브레인에 대한 상기 멤브레인의 변위를 측정하는 단계;
상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 판단하는 단계; 및
상기 멤브레인의 상기 측정된 변위가 상기 기결정된 범위를 벗어나는 경우 상기 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 55 항에 있어서,
멤브레인의 변위를 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1000Hz, 10,000Hz 중 적어도 하나보다 더 자주 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 55항 또는 제 56 항에 있어서,
정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 변위를 측정하는 단계는 정지 상태의 멤브레인의 국부화된 부분에 대한 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 측정하는 것을 포함하는, 방법. - 제 55 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기결정된 범위는 10 μm, 100 μm, 1000 μm 중 적어도 하나보다 작은 크기로 정지 상태의 멤브레인에 대한 멤브레인의 적어도 국부화된 부분의 변위를 포함하는, 방법. - 제 55 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,
측정된 멤브레인의 최대 변위를 기반으로 멤브레인의 측정된 변위가 기결정된 범위를 벗어나는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 55 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시간 가변 전기장의 특성은 진폭, 주파수, 및 위상 중 적어도 하나를 포함하는, 방법. - 제 60 항에 있어서,
상기 시간 가변 전기장의 적어도 하나의 특성을 제어하여:
상기 시간 가변 전기장의 진폭을 감소시키는 단계;
상기 시간 가변 전기장의 주파수를 변경하여, 상기 시간 가변 전기장의 주파수와 상기 멤브레인의 기계적 진동 주파수 사이의 중첩을 감소시키거나 제거하는 단계; 및
상기 멤브레인의 기계적 진동 위상과 역위상이 되도록 상기 시간 가변 전기장의 위상을 변경하는 단계 중 적어도 하나에 따라 멤브레인의 최대 변위를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 55 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하는 것은 상기 멤브레인의 표면에 인접하게 위치된 적어도 하나의 여기 전극에 걸쳐 시간 가변 전압을 인가하는 것을 포함하는, 방법. - 제 55 항 내지 제 62 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 멤브레인에서 기계적 진동을 유도하는 것은 상기 멤브레인의 대향하는 표면에 인접하게 위치된 상기 제1 여기 전극 및 상기 제2 여기 전극 각각에 시간 가변 전압을 인가하는 것을 포함하는, 방법. - 제 63 항에 있어서,
상기 멤브레인에 기계적 진동을 유도하는 것은 상기 제1 여기 전극에 인가되는 시간 가변 전압과 상기 제2 여기 전극에 인가되는 시간 가변 전압 사이에 0이 아닌 위상차가 존재하는 것을 포함하는, 방법. - 제 55 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 멤브레인의 변위를 1Hz, 10Hz, 100Hz, 1000Hz, 10,000Hz 중 적어도 하나보다 더 자주 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 처리 회로에 의해 실행될 때 처리 회로가 제 51 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 하는 명령어를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21190107 | 2021-08-06 | ||
| EP21190107.9 | 2021-08-06 | ||
| EP21191923.8 | 2021-08-18 | ||
| EP21191923 | 2021-08-18 | ||
| PCT/EP2022/069063 WO2023011849A1 (en) | 2021-08-06 | 2022-07-08 | Apparatus and method for preparing and cleaning a component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240046211A true KR20240046211A (ko) | 2024-04-08 |
Family
ID=82703166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247007477A KR20240046211A (ko) | 2021-08-06 | 2022-07-08 | 구성요소 준비 및 세정을 위한 장치 및 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024527808A (ko) |
| KR (1) | KR20240046211A (ko) |
| TW (1) | TW202317024A (ko) |
| WO (1) | WO2023011849A1 (ko) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020029956A1 (en) * | 2000-07-24 | 2002-03-14 | Allen Susan Davis | Method and apparatus for removing minute particles from a surface |
| JP2010045283A (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Lasertec Corp | 異物除去装置、異物除去方法、及びパターン基板の製造方法 |
| JP2012211951A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスク関連基板の洗浄方法及び洗浄装置 |
| JP7516370B2 (ja) | 2018-11-27 | 2024-07-16 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | メンブレンクリーニング装置 |
| EP4045974A1 (en) | 2019-10-18 | 2022-08-24 | ASML Netherlands B.V. | Membrane cleaning apparatus |
-
2022
- 2022-07-08 KR KR1020247007477A patent/KR20240046211A/ko unknown
- 2022-07-08 JP JP2024503364A patent/JP2024527808A/ja active Pending
- 2022-07-08 WO PCT/EP2022/069063 patent/WO2023011849A1/en active Application Filing
- 2022-07-29 TW TW111128494A patent/TW202317024A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024527808A (ja) | 2024-07-26 |
| TW202317024A (zh) | 2023-05-01 |
| WO2023011849A1 (en) | 2023-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6630790B2 (ja) | リソグラフィ装置 | |
| JP5535194B2 (ja) | リソグラフィ装置、デバイス製造方法、クリーニングシステム、およびパターニングデバイスをクリーニングする方法 | |
| US6781673B2 (en) | Mask handling apparatus, lithographic projection apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby | |
| US11333984B2 (en) | Apparatus for and method of in-situ particle removal in a lithography apparatus | |
| KR20070106448A (ko) | 표면 세정 방법, 디바이스 제조방법, 세정 조립체, 세정장치 및 리소그래피 장치 | |
| US11673169B2 (en) | Membrane cleaning apparatus | |
| KR20080086486A (ko) | 방사선 시스템 및 리소그래피 장치 | |
| TW201214060A (en) | System for removing contaminant particles, lithographic apparatus, method for removing contaminant particles and method for manufacturing a device | |
| NL2004085A (en) | Radiation source, lithographic apparatus, and device manufacturing method. | |
| JP2013197465A (ja) | 静電チャック装置および露光装置 | |
| TWI598697B (zh) | 用於微影裝置的基板支撐件及微影裝置 | |
| EP1182510B1 (en) | Lithographic projection apparatus | |
| JP2023083302A (ja) | 極端紫外線光源のチャンバ内の光学系の表面の洗浄 | |
| KR20090107059A (ko) | 플라즈마 방사선 소스를 이용하는 장치, 방사선 빔을 형성하는 방법 및 리소그래피 장치 | |
| KR20240046211A (ko) | 구성요소 준비 및 세정을 위한 장치 및 방법 | |
| US7279690B2 (en) | Lithographic apparatus and device manufacturing method | |
| CN117859094A (zh) | 用于制备和清洁部件的设备和方法 | |
| US11385538B2 (en) | Cleaning method for photo masks and apparatus therefor | |
| KR102613748B1 (ko) | 포토 마스크를 위한 세정 방법 및 장치 | |
| WO2024132381A1 (en) | Lithographic apparatus and device manufacturing method | |
| JP2006210529A (ja) | 投影露光装置及び光学装置 |