KR102402035B1 - 펠리클을 포함하는 마스크, 펠리클 리페어 장치, 및 기판 제조 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스크를 개시한다. 마스크는 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상의 마스크 패턴들과, 상기 마스크 패턴들 외곽의 상기 마스크 기판 가장자리 상에 배치된 프레임들과, 상기 마스크 패턴들로부터 이격하여 상기 프레임들 상에 배치된 펠리클을 포함한다. 상기 펠리클은 나노미터의 두께를 갖는 보호 층들을 포함할 수 있다.

Description

펠리클을 포함하는 마스크, 펠리클 리페어 장치, 및 기판 제조 설비{mask having a pellicle, pellicle repairing apparatus, and substrate manufacturing equipment}

본 발명은 기판 제조 설비에 관한 것으로, 상세하게는 펠리클을 포함하는 마스크, 펠리클 리페어 장치, 및 기판 제조 설비에 관한 것이다.

정보 기술이 발달함에 따라 고집적 반도체 소자들의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 반도체 소자들의 집적도는 리소그래피 공정의 광원의 파장에 의해 거의 결정될 수 있다. 광원은 I-line, G-line, KrF, 및 ArF와 같은 엑시머 레이저 광원과 엑시머 레이저 광원보다 짧은 파장의 EUV 광원을 포함할 수 있다. 그 중에 EUV 광원은 엑시머 레이저 광원보다 에너지가 훨씬 크다. EUV 광원은 마스크의 펠리클 오염을 발생시킬 수 있다. 오염된 펠리클은 대부분 교체 사용되고 있다. 이는 생산성을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 나노미터 두께의 펠리클을 갖는 마스크를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 과제는 오염된 펠리클을 리페어 할 수 있는 펠리클 리페어 장치 및 그를 포함하는 기판 제조 설비를 제공하는 데 있다.

본 발명은 마스크를 개시한다. 마스크는, 마스크 기판; 상기 마스크 기판 상의 마스크 패턴들; 상기 마스크 패턴들 외곽의 상기 마스크 기판 가장자리 상에 배치된 프레임들; 및 상기 마스크 패턴들로부터 이격하여 상기 프레임들 상에 배치된 펠리클을 포함한다. 여기서, 상기 펠리클은 나노미터의 두께를 갖는 보호 층들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따르면, 상기 보호 층들은 그래파이트를 할 수 있다. 상기 펠리클은 상기 보호 층들을 지지하여 상기 보호 층들에 교번하여 배치되는 복수의 지지 층들을 더 포함할 수 있다. 상기 지지 층들은 그래핀을 포함할 수 있다. 상기 지지 층들은 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 펠리클 리페어 장치는, 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고, 나노미터 두께의 보호 층들을 갖는 펠리클을 구비하는 포토 마스크가 제공되는 척; 상기 펠리클 상의 오염물을 검출하는 검출기; 및 상기 오염물과 상기 보호 층들 중 적어도 하나를 퓨징하는 오염물 제거 부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 기판 제조 설비는, 기판 상에 포토레지스트를 도포 및 현상하는 스피너 장치; 상기 포토레지스트에 마스크의 마스크 패턴을 전사하는 노광 장치; 및 상기 마스크의 펠리클을 리페어하는 펠리클 리페어 장치를 포함한다. 여기서, 상기 펠리클 리페어 장치는: 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고, 나노미터 두께의 보호 층들을 갖는 펠리클을 구비하는 포토 마스크가 제공되는 척; 상기 펠리클 상의 오염물을 검출하는 검출기; 및 상기 오염물과 상기 보호 층들 중 적어도 하나를 퓨징하는 오염물 제거 부를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 마스크는 나노미터 두께의 보호 층들을 구비한 펠리클을 포함할 수 있다. 또한, 펠리클 리페어 장치는 포인트 가열 부와 평면 가열 부를 포함할 수 있다. 포인트 가열 부는 펠리클의 보호 층들 상의 오염물을 EUV 노광에 전사되지 않을 정도의 크기를 가지는 파티클로 파쇄할 수 있다. 평면 가열 부는 오염물이 발생된 보호 층들 중의 최상 층을 퓨징할 수 있다. 펠리클 리페어 장치는 오염된 펠리클을 효과적으로 리페어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 기판 제조 설비를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 스핀 코터를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판 반송 부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 베이크를 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 현상기의 실시 예들을 나타내는 사시도들이다.
도 7은 도 1의 노광 장치를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 도 7의 마스크의 실시 예들을 나타내는 사시도들이다.
도 11은 도 1의 마스크 반송 장치를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 1의 펠리클 리페어 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 레이저 펄스의 파장에 따른 펠리클과 오염물들의 투과율들을 나타내는 그래프이다.
도 14는 도 12의 오염물들의 직경에 따른 레이저 펄스의 투과율들을 나타내는 그래프이다.
도 15 및 도 16은 도 1의 펠리클 리페어 장치의 다른 예들을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.

반도체 소자는 복수의 단위 공정들을 통해 제조될 수 있다. 단위 공정들 각각은 리소그래피 공정, 박막 형성 공정, 식각 공정, 이온주입 공정 및/또는 세정 공정의 서브 단위 공정을 포함할 수 있다. 그 중에 리소그래피 공정은 기판 상에 마스크 막을 형성하는 공정이다. 기판은 웨이퍼일 수 있다. 마스크 막은 포토레지스트 패턴일 수 있다. 리소그래피 공정은 포토레지스트 도포 공정, 베이크 공정, 노광 공정, 노광 후 베이크 공정, 및 현상 공정을 포함할 수 있다.

포토레지스트 도포 공정은 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 공정이다. 베이크 공정 및 노광 후 베이크 공정은 도포된 포토레지스트를 경화하는 공정이다. 노광 공정은 마스크의 마스크 패턴을 광으로 포토레지스트에 전사하는 공정이다. 현상 공정은 노광된 포토레지스트를 현상하여 마스크 패턴에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정이다. 마스크 패턴은 마스크 기판 상에 형성되며, 펠리클에 의해 보호될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 펠리클은 리페어될 수 있다.

도 1은 본 발명의 기판 제조 설비(1000)를 보여준다. 본 발명의 기판 제조 설비(1000)는 리소그래피 설비일 수 있다. 기판 제조 설비(1000)는 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 기판 제조 설비(1000)는 스피너 장치(100), 노광 장치(200), 마스크 반송 장치(300) 및 펠리클 리페어 장치(400)를 포함할 수 있다.

스피너 장치(100)는 포토레지스트의 도포 공정, 베이크 공정, 노광 후 베이크 공정 및 현상 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 따르면, 스피너 장치(100)는 스핀 코터(110), 기판 반송 부들(120), 베이크(130), 현상기(140)를 포함할 수 있다. 스핀 코터(110)는 기판 상에 포토레지스트 도포할 수 있다. 기판 반송 부들(120)은 스피너 장치(100) 내에서 기판을 이동할 수 있다. 기판 반송 부들(120)는 제 1 기판 반송 부(121)와 제 2 기판 반송 부(122)를 포함할 수 있다. 제 1 기판 반송 부(121)는 스핀 코터(110)와 베이크(130) 사이 및/또는 현상기(140)와 베이크(130) 사이에 기판을 반송할 수 있다. 베이크(130)는 베이크 공정 및 노광 후 베이크 공정을 수행할 수 있다. 포토레지스트는 베이크(130) 내에서 경화될 수 있다. 제 2 기판 반송 부(122)는 베이크(130)와 노광 장치(200) 사이에 기판을 반송할 수 있다.

노광 장치(200)는 노광 공정을 수행할 수 있다. 일 예에 따르면, 노광 장치(200)는 EUV 노광기를 포함할 수 있다. 마스크 반송 장치(300)는 노광 장치(200)와 펠리클 리페어 장치(400) 사이에 배치될 수 있다. 마스크 반송 장치(300)는 노광 장치(200)와 펠리클 리페어 장치(400) 사이에 마스크를 반송할 수 있다. 펠리클 리페어 장치(400)는 오염된 펠리클을 리페어할 수 있다. 리페어된 펠리클은 마스크 반송 장치(300)에 의해 노광 장치(200)에 재반송될 수 있다.

도 2는 도 1의 스핀 코터(110)를 보여준다. 스핀 코터(110)는 샤프트(112), 디스크(114), 및 노즐(116)을 포함할 수 있다. 디스크(114)는 샤프트(112) 상에 배치될 수 있다. 기판(10)은 디스크(114) 상에 제공될 수 있다. 기판(10)은 진공으로 디스크(114)에 흡착될 수 있다. 노즐(116)은 기판(10) 상에 포토레지스트(12)를 제공할 수 있다. 샤프트(112)는 디스크(114) 및 기판(10)을 회전시킬 수 있다. 포토레지스트(12)는 기판(10) 상의 전면에 코팅될 수 있다.

도 3은 도 1의 기판 반송 부(120)를 보여준다. 기판 반송 부(120)는 반송 로봇일 수 있다. 기판 반송 부(120)는 제 1 베이스(123), 제 1 핸드(124), 제 1 아암(126), 제 1 베이스 구동기(127), 및 제 1 아암 구동기(128)를 포함할 수 있다. 제 1 베이스(123)는 직육면체의 형상을 가진다. 제 1 아암(126)은 제 1 베이스(123)로부터 전방으로 연장되고, 제 1 아암(126)의 끝단에는 제 1 핸드(124)가 고정적으로 결합될 수 있다. 제 1 핸드(124)는 기판(10)의 저면을 지지 가능하게 제공된다. 제 1 핸드(124)는 대체로 전방이 개구된 환형의 링 형상을 가질 수 있다. 제 1 핸드(124)의 내측면에는 기판(10)의 저면 가장자리를 지지하는 지지체(125)가 제공될 수 있다. 제 1 아암(126)은 제 1 아암 구동기(128)에 의해 수평 방향으로 신축될 수 있다. 제 1 베이스(123)는 제 1 베이스 구동기(127)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 기판(10)은 기판 반송 부 (120)에 의해 베이크(130), 노광 장치(200), 및 현상기(140)에 반송될 수 있다. 기판 반송 부(120)의 구조 및 형상은 도 3에 한정되지 않는다. 기판 반송 부(120)는 다양한 구조 및 형상으로 제공될 수 있다. 예컨대, 기판 반송 부(120)은 기판(10)을 직선 이동시키는 레일 또는 컨베이어로 제공될 수 있다.

도 4는 베이크(130)를 보여준다. 베이크(130)는 기판(10) 상의 포토레지스트(12)를 경화할 수 있다. 베이크(130)는 하우징(132)과 상기 하우징(132) 내의 핫 플레이트(134)를 포함할 수 있다. 하우징(132)은 핫 플레이트(134)를 덮을 수 있다. 하우징(132)은 홀들(136)을 가질 수 있다. 홀들(136)은 하우징(132)의 마주보는 양 측면에 형성될 수 있다. 기판 반송 부(120)는 기판(10)을 하우징(132) 내에 홀들(136)을 통하여 반송할 수 있다. 핫 플레이트(134)는 기판(10)을 가열할 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 약 100℃ 내지 약 300℃로 가열될 수 있다. 포토레지스트(12) 내의 용제(미도시)는 증발될 수 있다. 포토레지스트(12)는 경화될 수 있다.

도 5는 도 1의 현상기(140)의 일 예를 보여준다. 현상기는 딥 방식의 현상기(140a)일 수 있다. 딥 방식의 현상기(140a)는 약액 조(142a) 및 지그(148a)를 포함할 수 있다. 약액 조(142a)는 현상액(141)을 저장할 수 있다. 지그(148a)는 기판(10)을 현상액(141) 내에 침지할 수 있다. 지그(148a)는 플레이트 부(144a) 및 리프터들(146a)을 포함할 수 있다. 플레이트 부(144a)는 기판(10)을 지지할 수 있다. 리프터들(146a)은 플레이트 부(144a)의 양측에 연결될 수 있다. 리프터들(146a)은 플레이트 부(144a)를 위 아래로 이동할 수 있다.

도 6은 도 1의 현상기(140)의 다른 예를 보여준다. 현상기는 인젝션 방식의 현상기(140b)를 포함할 수 있다. 인젝션 방식의 현상기(140b)는 척(142b) 및 인젝션 노즐(144b)을 포함할 수 있다. 척(142b)은 기판(10)을 고정할 수 있다. 인젝션 노즐(144b)은 현상액(141)을 기판(10)의 전면에 토출할 수 있다. 기판(10) 상의 포토레지스트(12)는 현상액(141)에 의해 현상될 수 있다.

도 7은 도 1의 노광 장치(200)의 일 예를 보여 준다. 노광 장치(200)는 EUV 노광기를 포함할 수 있다. 노광 장치(200)는 EUV 소스(202), 펌프 광 소스(pumping light source, 210), 조사 부(illumination part, 220), 마스크(230), 투영 부(projection part, 240), 및 스테이지(250)를 포함할 수 있다.

EUV 소스(202)는 조사 부(220) 내에 제공될 수 있다. EUV 소스(202)는 레이저 빔(212)에 의해 여기되어 EUV 빔(204)를 생성할 수 있다. 일 예에 따르면, EUV 소스(202)는 플라즈마 상태의 주석(Sn), 제논(Xe) 가스, 티타늄(Ti), 또는 리튬(Li) 증기를 포함할 수 있다. 주석의 EUV 소스(202)는 약 13.5nm 파장의 EUV 빔(204)을 생성할 수 있다.

펌프 광 소스(210)는 레이저를 포함할 수 있다. 펌프 광 소스(210)는 레이저 빔(212)을 조사 부(220)에 제공할 수 있다. 레이저 빔(212)은 EUV 소스(202)에 제공되는 펌프 광일 수 있다. 레이저 빔(212)은 약 400nm 내지 800nm의 단일 파장을 가질 수 있다.

조사 부(220)는 EUV 빔(204)을 마스크(230)에 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 조사 부(220)는 소스 하우징(222), 콜렉터 미러(224), 패싯 필드 미러(226), 패싯 퓨필(pupil) 미러(228) 및 소스 차단 부(229)를 포함할 수 있다.

소스 하우징(222)은 콜렉터 미러(224), 패싯 필드 미러(226), 패싯 퓨필 미러(228) 및 소스 차단 부(229)를 둘러쌀 수 있다. EUV 소스(202)는 소스 하우징(222) 내에 충진될 수 있다. 예를 들어, EUV 소스(202)는 콜렉터 미러(224)와 소스 차단 부(229) 사이에 제공될 수 있다. 펌프 광 소스(210)는 레이저 빔(212)을 소스 하우징(222)의 외부에서 내부로 제공할 수 있다.

콜렉터 미러(224)는 EUV 소스(202)에서 생성된 EUV 빔(204)을 패싯 필드 미러(226)에 반사할 수 있다. EUV 빔(204)은 패싯 필드 미러(226)에 집속될 수 있다. 레이저 빔(212)은 콜렉터 미러(224)의 중심을 투과할 수 있다.

패싯 필드 미러(226)는 EUV 빔(204)을 패싯 퓨필 미러(228)에 반사할 수 있다. 패싯 필드 미러(226)와 패싯 퓨필 미러(228)사이의 EUV 빔(204)은 평행하게 진행할 수 있다. 패싯 필드 미러(226)는 평판 미러를 포함할 수 있다.

패싯 퓨필 미러(228)는 EUV 빔(204)을 마스크(230)에 집속할 수 있다. 마스크(230)는 소스 하우징(222) 외부에 배치될 수 있다. 패싯 퓨필 미러(228)은 오목 미러를 포함할 수 있다.

소스 차단 부(229)는 패싯 퓨필 미러(228)와 마스크(230) 사이의 소스 하우징(222)에 배치될 수 있다. EUV 빔(204)은 소스 차단 부(229)를 투과할 수 있다. EUV 빔(204)은 소스 하우징(222)의 내부에서 외부로 진행할 수 있다. 소스 차단 부(229)는 EUV 소스(202)를 차단할 수 있다. EUV 소스(202)는 EUV 빔(204)을 따라 콜렉터 미러(224)에서부터 소스 차단 부(229)까지 유동될 수 있다. 소스 차단 부(229)는 나노미터 두께의 멤브레인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소스 차단 부(229)는 그래핀을 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, EUV 소스(202)는 소스 하우징(222)의 외부로 유출될 수 있다. 멤브레인이 파손될 경우, EUV 소스(202)는 소스 차단 부(229)를 통과할 수 있다. 이와 달리, EUV 소스(202)는 멤브레인 주변으로 유출될 수 있다.

마스크(230)는 EUV 빔(204)을 투영 부(240)에 반사할 수 있다. 일 예에 따르면, 마스크(230)는 마스크 기판(232), 마스크 패턴들(260), 프레임들(233), 및 펠리클(234)을 포함할 수 있다. 마스크 기판(232)은 EUV 빔(204)을 반사할 수 있다. 마스크 기판(232)은 유리(glass)를 포함할 수 있다. 마스크 패턴들(260)은 마스크 기판(232)에 배치될 수 있다. 마스크 패턴들(260)은 기판(10)에 전사될 패턴들에 대응될 수 있다. 마스크 패턴들(260)은 EUV 빔(204)을 흡수할 수 있다. 이와 달리, 마스크 기판(232)은 EUV 빔(204)을 흡수하고, 마스크 패턴들(260)은 EUV 빔(204)을 반사할 수 있다. 프레임들(233)은 마스크 패턴들(260) 외곽의 마스크 기판(232) 가장자리 상에 배치될 수 있다. 펠리클(234)은 프레임들(233) 상에 배치될 수 있다. 펠리클(234)은 마스크 패턴들(260) 및 마스크 기판(232)을 덮을 수 있다.

펠리클(234)은 EUV 빔(204)을 투과할 수 있다. 일 예에 따르면, 펠리클(234)은 나노미터 두께의 탄소 박막들을 포함할 수 있다. 펠리클(234)은 파티클과 같은 오염물들로부터 마스크 기판(232)의 상부면과 마스크 패턴들(260)을 보호할 수 있다. 이때, 펠리클(234) 상에 오염물들이 발생될 수 있다. 오염물들은 대부분 EUV 소스(202)일 수 있다. 예를 들어, 오염물들은 주로 약 0.1㎛ 내지 1㎛ 정도의 직경을 가질 수 있다.

도 8은 도 7의 마스크(230)의 일 예를 보여준다. 본 발명의 일 예에 따른 마스크(230a)의 펠리클(234a)은 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)을 포함할 수 있다. 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)은 마스크 기판(232a) 및 마스크 패턴들(260a)로부터 이격하여, 프레임(233a) 상에 적층될 수 있다. 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)은 그래파이트를 포함할 수 있다. 그래파이트는 층상의 탄소 결합 구조를 갖는다. 층상의 탄소 결합 구조의 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)의 개수는 도 8에 한정되지 않는다. 제 4 보호 층(238a) 상에 적어도 하나이상의 보호 층들이 더 배치될 수 있다. 이와 달리, 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)은 단일 보호층으로 이루어질 수 있다. 도 8의 마스크 기판(232a), 프레임들(233a), 마스크 패턴들(260a), 및 펠리클(234a)은 절개되어 개시된다.

도 9는 도 7의 마스크(230)의 다른 예를 보여 준다. 본 발명의 다른 예에 따른 마스크(230b)의 펠리클(234b)은 제 1 및 제 2 지지 층들(235b, 237b)과 제 1 및 제 2 보호 층들(236b, 238b)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 지지 층들(235b, 237b)은 제 1 및 제 2 보호 층들(236b, 238b)을 각각 지지할 수 있다. 제 1 지지 층(235b)는 프레임들(233) 상에 배치될 수 있다. 제 1 지지 층(235b)는 마스크 패턴들(260b) 및 마스크 기판(232b)에 이격하여 배치될 수 있다. 제 1 보호 층(236b)은 제 1 지지 층(235b) 상에 배치될 수 있다. 제 2 지지 층(237b)은 제 1 보호 층(236b) 상에 배치될 수 있다. 제 2 보호 층(238b)은 제 2 지지 층(237b) 상에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 제 1 및 제 2 지지 층들(235b, 237b)은 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 보호 층들(236b, 238b)은 그래파이트를 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 지지 층들(235b, 237b)은 그래핀을 포함할 수 있다. 도 9의 마스크 기판(232b), 프레임들(233b), 마스크 패턴들(260b), 및 펠리클(234b)은 절개되어 개시된다.

도 10은 도 7의 마스크(230)의 또 다른 예를 보여준다. 본 발명의 또 다른 예에 따른 마스크(230c)의 펠리클(234c)은 제 1 및 제 2 지지 층들(235c, 237c), 제 1 및 제 2 보호 층들(236c, 238c), 및 제 1 및 제 2 에지 전극들(231c, 239c)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 에지 전극들(231c, 239c)은 마스크 패턴들(260c)의 외곽 상에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 에지 전극들(231c, 239c)은 제 1 및 제 2 지지 층들(235c, 237c) 상에 각각 배치될 수 있다. 제 1 에지 전극들(231c)과 제 1 보호 층(236c)은 제 1 지지 층(235c) 상에 배치될 수 있다. 제 1 에지 전극들(231c)은 제 1 보호 층(236c)의 대향하는 가장자리 양측들에 각각 배치될 수 있다. 제 1 에지 전극들(231c)은 제 1 보호 층(236c) 및 제 1 지지 층(235c)에 연결될 수 있다. 제 1 에지 전극들(231c)은 프레임들(233c)을 따라 연장할 수 있다. 제 1 에지 전극들(231c)은 마스크 기판(232c)의 가장자리 상에 배치될 수 있다. 제 2 지지 층(237c)은 제 1 에지 전극들(231c) 및 제 1 보호 층(236c) 상에 배치될 수 있다. 제 2 에지 전극들(239c) 및 제 2 보호 층(238c)은 제 2 지지 층(237c) 상에 배치될 수 있다. 제 2 에지 전극들(239c)은 제 1 에지 전극들(231c)에 대응되는 제 2 지지 층(237c) 상에 배치될 수 있다. 제 2 에지 전극들(239c)은 제 2 보호 층(238c) 및 제 2 지지 층(237c)에 연결될 수 있다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 에지 전극들(231c, 239c)은 제 1 및 제 2 지지 층들(235c, 237c) 외곽의 제 1 및 제 2 보호 층들(236c, 238c))상에 각각 배치될 수도 있다. 도 10의 마스크 기판(232c), 프레임들(233c), 마스크 패턴들(260c), 및 펠리클(234c)은 절개되어 개시된다.

다시 도 7을 참조하면, 투영 부(240)는 EUV 빔(204)을 기판(10)에 제공할 수 있다. EUV 빔(204)은 마스크 패턴들(260)을 따라 기판(10)에 제공될 수 있다. 투영 부(240)는 오목 미러를 포함할 수 있다. 스테이지(250)는 기판(10)을 수평으로 이동할 수 있다. EUV 빔(204)은 기판(10)에 전사될 수 있다.

한편, 기판(10)의 노광 공정이 지속적으로 이루어짐에 따라 펠리클(234)은 EUV 소스(202)에 의해 오염될 수 있다. 펠리클(234)이 오염되면, 기판(10)의 불량이 야기될 수 있다. 펠리클(234)은 펠리클 리페어 장치(400)에 의해 재생될 수 있다. 이와 달리, 펠리클(234)은 노광 장치(200)의 누적 가동 시간에 따라 주기적으로 리페어될 수 있다. 마스크(230)는 마스크 반송 장치(300)에 의해 펠리클 리페어 장치(400)에 전달될 수 있다.

도 11은 도 1의 마스크 반송 장치(300)를 보여준다.

도 1 및 도 11을 참조하면, 마스크 반송 장치(300)는 제 2 베이스(310), 제 2 핸드(320), 제 2 아암(330), 제 2 베이스 구동기(340) 및 제 2 아암 구동기(350)를 포함할 수 있다. 제 2 핸드(320)는 마스크(230)의 저면을 지지할 수 있다. 제 2 핸드(320)는 포크 모양을 가질 수 있다. 제 2 아암(330)은 제 2 핸드(320)에 연결될 수 있다. 제 2 아암 구동기(350)는 제 2 아암(330)을 수평 방향으로 신축할 수 있다. 제 2 베이스(310)는 제 2 아암(330)을 수직방향으로 이동할 수 있다. 제 2 베이스 구동기(340)는 제 2 베이스(310)를 구동할 수 있다. 마스크(230)는 마스크 반송 장치(300)에 의해 안정적으로 반송될 수 있다.

도 12는 도 1의 펠리클 리페어 장치(400)의 일 예를 보여준다.

도 7 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 펠리클 리페어 장치(400a)는 챔버(410a), 진공 펌프(412a), 리페어 스테이지(420a), 검출기(430a), 오염물 제거 부(decontamination part, 440a) 및 제어 부(450a)를 포함할 수 있다.

챔버(410a)는 외부로부터 마스크(230a)에 대해 독립된 공간을 제공할 수 있다. 진공 펌프(412a)는 챔버(410a) 내부의 공기를 펌핑할 수 있다. 챔버(410a)는 진공 상태를 가질 수 있다. 리페어 스테이지(420a)는 챔버(410a)의 바닥에 배치될 수 있다. 리페어 스테이지(420a)는 마스크 기판(232a)의 저면을 지지할 수 있다.

검출기(430a)는 마스크(230a) 상에 배치될 수 있다. 검출기(430a)는 펠리클(234a)의 표면 이미지를 획득할 수 있다. 일 예에 따르면, 검출기(430a)는 EUV 빔(204)의 파장보다 큰 크기의 오염물들(401a)의 이미지를 획득할 수 있다. 오염물들(401a)은 EUV 소스(202)일 수 있다. 검출기(430a)는 CCD/CMOS 카메라를 포함할 수 있다. 검출기(430)는 EUV 빔(204)의 파장보다 큰 직경의 오염물들(401a)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 검출기(430a)는 약 1㎛이상 직경의 오염물들(401a)을 검출할 수 있다.

제어 부(450a)는 표면 이미지로부터 펠리클(234a) 상의 오염물들(401a)에 대한 정보를 파악할 수 있다. 제어 부(450a)는 오염물들(401a)의 개수, 위치 좌표, 및 크기를 판단할 수 있다. 제어 부(450a)는 오염물 제거 부(440a)를 제어할 수 있다.

오염물 제거 부(440a)는 오염물들(401a) 및 펠리클(234a)을 가열할 수 있다. 오염물 제거 부(440a)는 펠리클(234a) 및 오염물들(401a)을 제거(remove)할 수 있다. 일 예에 따르면, 오염물 제거 부(440a)는 포인트 가열 부(442a)와 평면 가열 부(444a)를 포함할 수 있다. 포인트 가열 부(442a)는 오염물들(401a) 중 적어도 하나 이상을 가열할 수 있다. 예를 들어, 포인트 가열 부(442a)는 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 펄스(441a)는 오염물들(401a)에 개별적으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 레이저 펄스(441a)는 복수개의 오염물들(401a)에 대해 일괄 제공될 수 있다. 오염물들(401a)은 레이저 펄스(441a)에 의해 파쇄될 수 있다. 파쇄된 오염물(401a)은 대부분 EUV 빔(204)의 파장보다 작은 크기를 가질 수 있다. EUV 빔(204)의 파장보다 작은 크기의 오염물들(401a)은 EUV 빔(204)에 대해 더 이상 영향을 미치지 않을 수 있다. 즉, EUV 빔(204)은 그의 파장보다 작은 크기의 오염물들(401a)에 대해 간섭 없이 투과할 수 있다. 이와 달리, 오염물들(401a)은 레이저 펄스(441a)에 의해 퓨징(fusing)되거나 증발될 수도 있다. 퓨징된 오염물들(401a)은 진공 펌프(412a)를 통하여 챔버(410a)의 외부로 배기될 수 있다. EUV 소스(202)인 주석(Sn)의 오염물(401a)은 약 231.93℃ 정도에서 파쇄되거나 퓨징될 수 있다. 반면, 그래파이트의 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)은 약 500℃ 내지 약 700℃의 고온까지 손상되지 않을 수 있다. 마스크 패턴들(260a) 및 마스크 기판(232a)는 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)에 의해 레이저 펄스(441a)로부터 보호될 수 있다.

평면 가열 부(444a)는 펠리클(234a)을 줄열(Joule-heating)로 가열할 수 있다. 평면 가열 부(444a)는 포인트 가열 부(442a)에 의해 제거되지 않은 오염물들(401a)을 일괄 제거할 수 있다. 평면 가열 부(444a)는 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a) 중의 하나와 오염물들(401a)을 퓨징할 수 있다. 일 예에 따르면, 평면 가열 부(444a)는 복수개의 퓨징 전극들(443a)과 전원(445a)를 포함할 수 있다. 퓨징 전극들(443a)은 제 4 보호 층들(238a)의 양측 가장자리 상에 연결될 수 있다. 퓨징 전극들(443a)은 프레임(233a) 상에 배치될 수 있다. 전원(445a)은 퓨징 전극들(443a)을 통해 펠리클(234a)에 전력을 제공할 수 있다. 그래파이트의 펠리클(234a)은 줄열에 의해 가열될 수 있다. 고온의 줄열은 그래파이트의 탄소들간의 결합 고리를 끊을 수 있다. 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)은 약 10⁷ A/cm²의 에너지가 가해질 경우, 계층별로(layer by layer) 연소(burning)될 수 있다. 펠리클(234a)의 최상층인 제 4 보호 층(238a)은 연소될 수 있다. 연소된 제 4 보호 층(238a)으로부터의 탄소 가스는 진공 펌프(412a)를 통해 챔버(410a)의 외부로 배기될 수 있다. 이와 달리, 제 4 보호 층(238a)과 오염물들(401a)은 EUV 빔(204)의 파장보다 작은 직경으로 분쇄될 수 있다.

도시되지 않았지만, 제 4 보호 층(238a)이 제거되면, 제 3 보호 층(237a)은 오염물들(401a) 없이 잔존할 수 있다. 노광 공정을 중 제 3 보호 층(237a) 상에 오염물들(401a)이 유발되면, 펠리클(234a)은 펠리클 리페어 장치(400)에서 리페어될 수 있다. 오염물들(401a)은 포인트 가열 부(442a)에 의해 제거될 수 있다. 제 3 보호 층(237a)는 평면 가열 부(444a)에 의해 연소될 수 있다. 제 2 보호 층(236a)는 노출될 수 있다. 제 2 보호 층(236a)과 제 1 보호 층(235a) 상에 오염물들(401a)이 유발되면, 오염물 제거 부(440a)는 오염물들(401a)을 제거할 수 있다. 제 2 보호 층(236a)과 제 1 보호 층(235a)는 연소될 수 있다. 프레임들(233a), 마스크 패턴들(260a), 마스크 기판(232a)의 상부면은 외부로 노출될 수 있다. 이후, 프레임들(233a) 상에 제 1 내지 제 4 보호 층들(235a-238a)을 재형성할 수 있다.

도 13은 도 12의 레이저 펄스(441a)의 파장에 따른 펠리클(234a)과 오염물들(401a)의 투과율들을 보여준다. 도 13의 가로 축은 레이저 펄스(441a)의 파장이고, 세로 축은 레이저 펄스(441a)의 투과율을 나타낸다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 펠리클(234a)의 투과율(234d)은 590nm 내지 990nm 파장의 레이저 펄스(441a)에 대해 약 50 % 이상이다. 550 nm 내지 990 nm 파장의 레이저 펄스(441a)에 대해 티타늄 오염물(401a)의 투과율과 펠리클(234a)의 투과율의 차이(401d)는 50 % 이상이다. 대부분의 레이저 펄스(441a)의 에너지는 티타늄 오염물(401a)에 흡수될 수 있다. 890 nm 파장의 레이저 펄스(441a)에 대한 1 um 크기의 티타늄의 투과율(펠리클(234a)의 투과율(234d) - 펠리클(234a)의 투과율과 타타늄 오염물(401a)의 투과율의 차이(401d))은 거의 0일 수 있다. 흡수율은 거의 100 %일 수 있다. 티타늄 오염물들(401a)의 투과율은 펠리클(234a) 상의 티타늄 오염물들(401a)에 대한 투과율이다. 티타늄 오염물들(401a)은 890nm 파장의 레이저 펄스(441a)을 가장 잘 흡수하여 쉽게 제거 될 수 있다.

주석 오염물들(401a)의 투과율과 펠리클(234a)의 투과율 차이(401e)는 590 nm 내지 940 nm 파장에서 약 50 % 이상이다. 레이저 790 nm에서의 주석 오염물들(401a)의 투과율과 펠리클(234a)의 투과율의 차이(401e)는 약 55 %이다. 주석 오염물들(401a)의 투과율은 펠리클(234a) 상의 주석 오염물들(401a)에 대한 투과율이다. 790 nm 파장의 레이저 펄스(441a)에 대해 약 1um 직경의 주석 오염물들(401a)의 투과율(펠리클(234a)의 투과율(234d) - 펠리클(234a)의 투과율과 주석 오염물(401a)의 투과율의 차이(401d))은 약 12 %이다. 주석 오염물들(401a)은 약 88 %의 흡수율을 가질 수 있다. 주석 오염물들(401a)의 투과율은 펠리클(234a)의 투과율(234d)보다 약 67% 정도 낮을 수 있다. 실질적으로, 주석 오염물들(401a)의 투과율(401e)은 펠리클(234a)의 투과율(234d)과 주석 오염물들(401a)의 흡수율의 합에 대응될 수 있다. 즉, 790 nm 파장의 레이저 펄스(441a)에 대해 주석 오염물들(401a)은 약 88 %의 흡수율을 가질 수 있으며 펠리클에 비해 약 67 % 정도의 흡수율을 더 가질 수 있다. 녹는점이 약 1668 도인 티타늄 오염물들과 달리, 녹는점이 약 232 도인 주석 오염물들(401a)은 그의 주변의 펠리클(234a)보다 빠르게 가열될 수 있다. 주석 오염물들(401a)은 펠리클(234a)의 손상 없이 파쇄될 수 있다. 파쇄된 주석 오염물들(401a)는 EUV 빔의 파장보다 작은 크기를 가질 수 있다. 펠리클(234a)는 약 15 nm의 두께를 가질 수 있다. 주석 오염물들(401a)은 약 1㎛의 직경을 가질 수 있다.

도 14는 도 12의 오염물들(401a)의 직경에 따른 800 nm 레이저 펄스(441a)의 투과율[흡수율=1-투과율]들을 보여준다. 도 14의 가로 축은 오염물들(401a)의 직경을 나타내고, 세로 축은 레이저 펄스(441a)의 투과율[흡수율=1-투과율]을 나타낸다.

도 12 및 도 14를 참조하면, 오염물들(401a)의 직경이 증가하면, 레이저 펄스(441a)에 대한 오염물들(401a)의 투과율들(transmittances)은 감소할 수 있다. 투과율은 1에서 흡수율을 뺀 값이다. 따라서, 흡수율들은 증가할 수 있다. 레이저 펄스(441a)는 790nm 내지 800nm의 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 주석 오염물들(401a)의 직경이 약 0.1㎛에서 약 1㎛까지 증가하면, 주석 오염물들(401a)의 투과율(401f)은 약 80%에서 10%까지 점진적으로 줄어들 수 있다. 흡수율은 약 20 %에서 약 90%까지 점진적으로 증가할 수 있다. 1㎛ 직경의 주석 오염물들(401a)은 레이저 펄스(441a)에 대해 약 90 %의 흡수율을 가질 수 있다.

티타늄 오염물들(401a)의 직경이 약 0.1㎛에서 약 0.3㎛까지 증가하면, 티타늄 오염물들(401a)의 투과율(401g)은 20%에서 0까지 감소할 수 있다. 흡수율은 80%에서 100%까지 점진적으로 증가할 수 있다. 1㎛ 직경의 티타늄 오염물들(401a)의 흡수율은 100%이다. 1㎛ 직경의 티타늄 오염물들(401a)은 레이저 펄스(441a)를 대부분 흡수할 수 있다. 따라서, 레이저 펄스(441a)는 주석 오염물들(401a)과 티타늄 오염물들(401a)을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 15는 도 1의 펠리클 리페어 장치(400)의 다른 예를 보여준다.

도 7 및 도 15를 참조하면, 포인트 가열 부(442b)는 레이저 펄스(441b)를 사용하여 오염물들(401b)을 제거할 수 있다. 평면 가열 부(444b)는 제 2 보호 층(238b)을 퓨징할 수 있다. 퓨징 전극들(443b)은 제 2 보호 층(238b)에 연결될 수 있다. 전원(445b)은 펠리클(234b)에 전력을 제공할 수 있다. 제 2 보호 층(236b)은 줄열(Joule-heating)에 의해 가열될 수 있다.

도시되지 않았지만, 제 2 보호 층(238b)이 퓨징된 후, 제 2 지지 층(237b)은 노출될 수 있다. 제 2 지지 층(237b)에 오염물들(401b)이 발생되면, 퓨징 전극들(443b)은 제 2 지지 층(237b)에 연결될 수 있다. 제 2 지지 층(237b)과 오염물들(401b)은 퓨징될 수 있다. 제 2 지지 층(237b)의 퓨징 후, 제 1 보호 층(236b)은 노출될 수 있다. 제 1 보호 층(236b) 상에 오염물들(401b)이 발생되면, 퓨징 전극들(443b)은 제 1 보호 층(236b)에 연결될 수 있다. 제 1 보호 층(236b)은 퓨징될 수 있다. 제 1 지지 층(235b)은 노출될 수 있다. 재 1 지지 층(235b) 상에 제 오염물들(401b)이 발생되면, 퓨징 전극들(443b)은 제 1 지지 층(235b)에 연결될 수 있다. 제 1 지지 층(235b)은 퓨징될 수 있다. 제 1 지지 층(235b)이 제거되면, 마스크(230b)의 프레임들(233b), 마스크 패턴들(260a), 및 마스크 기판(232b)은 노출될 수 있다. 이후, 펠리클(234b)은 프레임들(233b) 상에 재형성될 수 있다.

도 15의 펠리클 리페어 장치(400b)의 챔버(410b), 진공 펌프(412b), 리페어 스테이지(420b), 검출기(430b), 오염물 제거 부(440b), 및 제어 부(450b)는 도 12와 동일한 기능을 갖는다.

도 16은 도 1의 펠리클 리페어 장치(400)의 또 다른 예를 보여준다.

도 7 및 도 16을 참조하면, 퓨징 전극들(443c)은 제 2 에지 전극들(239c)에 연결될 수 있다. 검출기(430c)는 퓨징 전극들(443c)과 제 2 에지 전극들(239c)을 모니터링할 수 있다. 제어 부(450c)는 퓨징 전극들(443c)과 제 2 에지 전극들(239c)의 연결 및/또는 정렬 여부를 판단할 수 있다. 퓨징 전극들(443c)는 전원(445c)의 전력을 제 2 에지 전극들(239c)에 전달할 수 있다. 제 2 에지 전극들(239c)은 제 2 보호 층(238c)의 양 측면들에 연결될 수 있다. 제 2 에지 전극들(239c)은 제 2 보호 층(238c)의 양 측면들로 전력을 전달할 수 있다. 제 2 보호 층(238c)은 줄열에 의해 가열될 수 있다. 제 2 보호 층(238c)와 오염물들(401c)은 퓨징될 수 있다. 이와 달리, 오염물들(401c)은 레이저 펄스(441c)에 의해 분쇄될 수 있다.

도시되지는 않았지만, 제 2 보호 층(238c)이 제거면 제 2 지지 층(237c)은 외부로 노출될 수 있다. 노광 공정 중에 제 2 지지 층(237c) 상에 오염물들(401c)이 발생되면, 퓨징 전극들(443c)은 제 2 에지 전극들(239c)을 통해 제 2 지지 층(237c)에 전력을 제공할 수 있다. 제 2 지지 층(237c)은 줄열에 의해 퓨징될 수 있다. 제 2 에지 전극들(239c)은 제 2 지지 층(237c)과 동시에 제거될 수 있다. 이와 달리, 제 2 에지 전극들(239c)은 제 1 에지 전극(231c) 상에 잔존할 수 있다. 이후, 제 1 보호 층(236c)과 제 1 에지 전극(231c)은 외부로 노출될 수 있다. 제 1 보호 층(236c) 상에 오염물들(401c)이 유발되면, 퓨징 전극들(443c)은 제 1 에지 전극들(231c)에 연결될 수 있다. 제 1 보호 층(236c)은 줄열에 의해 퓨징될 수 있다. 제 1 지지 층(235c)은 외부로 노출될 수 있다. 제 1 지지 층(235c) 상에 오염물들(401c)이 유발되면, 퓨징 전극들(443c)은 제 1 에지 전극들(231c)에 연결될 수 있다. 제 1 지지 층(235c)은 줄열에 의해 퓨징될 수 있다. 마스크(230c)의 프레임들(233c), 마스크 패턴들(260c), 및 마스크 기판(232)은 외부로 노출될 수 있다. 이후, 프레임들(233c) 상에 펠리클(234c)이 형성될 수 있다.

도 16의 펠리클 리페어 장치(400c)의 챔버(410c), 진공 펌프(412c), 리페어 스테이지(420c), 검출기(430c), 오염물 제거 부(440c)의 포인트 가열 부(442c), 평면 가열 부(444c), 및 제어 부(450c)는 도 12와 동일한 기능을 갖는다.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (16)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 챔버;
   상기 챔버 내에 배치되고, 나노미터 두께의 보호 층들을 갖는 펠리클을 구비하는 포토 마스크가 제공되는 척;
   상기 펠리클 상의 오염물을 검출하는 검출기; 및
   상기 오염물과 상기 보호 층들 중 적어도 하나를 퓨징하는 오염물 제거 부를 포함하되,
   상기 오염물 제거 부는;
   상기 오염물을 파쇄하는 포인트 가열 부; 및
   상기 보호 층들 중의 최상층을 퓨징하는 평면 가열 부를 포함하는 펠리클 리페어 장치.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 포인트 가열 부는 상기 오염물에 레이저 펄스를 제공하는 레이저를 포함하는 펠리클 리페어 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이저 펄스는 790나노미터 내지 800나노미터의 파장을 갖는 펠리클 리페어 장치.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 평면 가열부는:
    상기 보호 층들의 양측 가장자리 상에 제공되는 복수개의 퓨징 전극들; 및
    상기 퓨징 전극들에 전력을 제공하는 전원을 포함하는 펠리클 리페어 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 펠리클은:
    상기 보호 층들을 지지하여 상기 보호 층들에 교번하여 배치되는 복수의 지지 층들; 및
    상기 지지 층들의 가장자리 상에 배치되는 복수개의 에지 전극들을 더 포함하되,
    상기 퓨징 전극들은 상기 에지 전극들에 연결되는 펠리클 리페어 장치.
13. 기판 상에 포토레지스트를 도포 및 현상하는 스피너 장치;
    상기 포토레지스트에 마스크의 마스크 패턴을 전사하는 노광 장치; 및
    상기 마스크의 펠리클을 리페어하는 펠리클 리페어 장치를 포함하되,
    상기 펠리클 리페어 장치는:
    챔버;
    상기 챔버 내에 배치되고, 나노미터 두께의 보호 층들을 갖는 펠리클을 구비하는 포토 마스크가 제공되는 척;
    상기 펠리클 상의 오염물을 검출하는 검출기; 및
    상기 오염물과 상기 보호 층들 중 적어도 하나를 퓨징하는 오염물 제거 부를 포함하되,
    상기 오염물 제거 부는;
    상기 오염물을 파쇄하는 포인트 가열 부; 및
    상기 보호 층들 중의 최상층을 퓨징하는 평면 가열 부를 포함하는 기판 제조 설비.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 노광 장치는 EUV 소스로부터 EUV 빔을 생성하고, 상기 EUV 빔을 상기 포토레지스트에 전사하는 EUV 노광기를 포함하되,
    상기 오염물 제거 부는 상기 펠리클 상의 상기 EUV 소스인 상기 오염물을 제거하는 기판 제조 설비.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 오염물 제거 부는;
    상기 오염물을 가열하여 상기 EUV 빔의 파장보다 작은 직경으로 파쇄하는 포인트 가열 부; 및
    상기 보호 층들을 가열하여 상기 보호 층들 중의 최상층을 퓨징하는 평면 가열 부를 포함하는 기판 제조 설비.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 포인트 가열 부는 상기 오염물에 레이저 펄스를 제공하는 레이저를 포함하는 기판 제조 설비.

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