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KR102813711B1 - 반도체 소자의 제조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents

반도체 소자의 제조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR102813711B1
KR102813711B1 KR1020190051676A KR20190051676A KR102813711B1 KR 102813711 B1 KR102813711 B1 KR 102813711B1 KR 1020190051676 A KR1020190051676 A KR 1020190051676A KR 20190051676 A KR20190051676 A KR 20190051676A KR 102813711 B1 KR102813711 B1 KR 102813711B1
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박진홍
허진석
이승민
임선택
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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 개시한다. 그의 제조 장치는 챔버와, 상기 챔버의 일측 내에 배치되고, EUV 빔을 생성하는 EUV 소스와, 상기 EUV 소스 상에 배치되고, 상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 광학계와, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 기판 스테이지와, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 EUV 빔을 상기 기판에 투영시키는 레티클을 고정하는 레티클 스테이지와, 상기 레티클과 상기 광학계 사이에 배치되고, 상기 EUV 빔을 선택적으로 투과하여 파티클을 제거하는 파티클 콜렉터를 포함한다.

Description

반도체 소자의 제조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법{apparatus for manufacturing semiconductor device and semiconductor device manufacturing method using the same}
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 EUV 노광기 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 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 상기 엑시머 레이저 광원보다 짧은 파장의 EUV 광원(Extreme Ultraviolet light source)을 포함할 수 있다. 그 중에 EUV 광원은 엑시머 레이저 광원보다 에너지가 훨씬 크다. EUV 광원은 레티클의 파티클 오염을 발생시킬 수 있다. 오염된 레티클은 교체되어 사용되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 파티클 오염을 제거하거나 감소시킬 수 있는 반도체 소자의 제조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치를 개시한다. 그의 장치는, 챔버; 상기 챔버의 일측 내에 배치되고, EUV 빔을 생성하는 EUV 소스; 상기 EUV 소스 상에 배치되고, 상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 광학계; 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 기판 스테이지; 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 EUV 빔을 상기 기판에 투영시키는 레티클을 고정하는 레티클 스테이지; 및 상기 레티클과 상기 광학계 사이에 배치되고, 상기 EUV 빔을 선택적으로 투과하여 파티클을 제거하는 파티클 콜렉터를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조 장치는, 챔버; 상기 챔버의 일측 내에 배치되어 EUV 빔을 생성하는 EUV 소스; 상기 EUV 소스 상에 배치되어 상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 광학계; 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 기판 스테이지; 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 EUV 빔을 상기 기판에 투영시키는 레티클을 고정하는 레티클 스테이지; 상기 레티클 스테이지 상에 배치되어 정전압을 이용하여 상기 레티클을 고정하는 레티클 척; 및 상기 레티클과 상기 광학계 사이에 배치되는 마스킹 블레이드들을 포함한다. 여기서, 상기 마스킹 블레이드들은 상기 정전압과 다른 바이어스 전압으로 대전될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조방법은, 노광 장치의 레티클 척에 정전압을 제공하는 단계; 제 1 펄스의 세기를 갖는 EUV 빔을 생성하는 단계; 상기 EUV 빔을 레티클에 제공하는 단계; 상기 제 1 펄스를 따라 파티클을 차단하는 단계; 상기 노광 장치의 마스킹 블레이드에 바이어스 전압을 인가하여 상기 마스킹 블레이드를 대전시키는 단계; 및 상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 레티클과 광학계 사이의 파티클 콜렉터를 이용하여 상기 레티클의 파티클 오염을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 EUV 빔 세기의 제 1 펄스를 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 파티클 콜렉터의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 차단 영역과 투과 영역의 회전 주기의 제 2 펄스를 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 1의 파티클 콜렉터의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 마스킹 블레이드들, 바이어스 전극, 및 접지 전극의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 6의 제 1 바이어스 전압의 재 3 펄스를 보여주는 그래프이다.
도 9는 도 3의 레티클 척 및 마스킹 블레이드들의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 I-I' 및 II-II' 선상을 각각 절취하여 보여주는 단면도들이다.
도 12는 도 9의 정전압의 제 4 펄스를 보여주는 그래프이다.
도 13은 도 9의 제 2 바이어스 전압의 제 5 펄스를 보여주는 그래프이다.
도 14는 도 4의 마스킹 블레이드들에 인접하는 유체 노즐들을 보여주는 평면도이다.
도 15 및 도 16은 도 14의 III-III' 및 Ⅳ-Ⅳ' 선상을 각각 절취하여 보여주는 단면도들이다.
도 17은 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 18은 도 17의 파티클을 제거하는 단계의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치(100)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)는 EUV 노광기(scanner)일 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)는 ArF 노광기, KrF 노광기, I-line 노광기, 또는 G-line 노광기일 수 있다. 일 예로, 반도체 소자의 제조 장치(100)는 챔버(110), EUV 소스(120), 광학계(130), 레티클 스테이지(140), 기판 스테이지(150), 및 파티클 콜렉터(160)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 기판(W) 및 레티클(144)에 대하여 외부로부터 독립된 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 챔버(110)는 진공 상태를 가질 수 있다.
EUV 소스(120)는 챔버(110)의 일측 모서리 내에 배치될 수 있다. EUV 소스(120)는 EUV 빔(102)을 생성할 수 있다. EUV 빔(102)은 플라즈마 빔일 수 있다. 일 예로, EUV 소스(120)는 소스 방울 생성기(122), 레이저(124) 및 콜렉터 미러(126)를 포함할 수 있다. 소스 방울 생성기(122)는 소스 방울(121)을 생성할 수 있다. 소스 방울(121)은 주석(Sn), 제논(Xe) 가스, 티타늄(Ti), 또는 리튬(Li)의 금속 액체 방울(metal liquid droplet)을 포함할 수 있다. 레이저(124)는 소스 방울(121)에 레이저 빔(123)을 제공하여 EUV 빔(102)을 생성시킬 수 있다. 레이저 빔(123)은 EUV 빔(102)의 펌프 광일 수 있다. EUV 빔(102)의 세기는 레이저 빔(123)의 세기 또는 파워에 비례할 수 있다.
도 2는 도 1의 EUV 빔(102) 세기의 제 1 펄스(103)를 보여준다.
도 2를 참조하면, EUV 빔(102)은 제 1 펄스(103)의 세기를 가질 수 있다. 제 1 펄스(103)는 소스 방울(121)의 생성 주기와 동일한 주기를 가질 수 있다. 이와 달리, 제 1 펄스(103)는 소스 방울(121)으로의 레이저 빔(123) 입사 주기와 동일한 주기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 펄스(103)는 약 1초 내지 약 3초의 주기를 가질 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 콜렉터 미러(126)는 EUV 빔(102)을 광학계(130)에 집속(focus)시킬 수 있다. 예를 들어, 콜렉터 미러(126)는 오목 미러(concave mirror)를 포함할 수 있다.
광학계(130)는 레티클 스테이지(140)와 기판 스테이지(150) 사이에 배치될 수 있다. 광학계(130)는 POB(Projection Optical Box, 131) 내에 제공될 수 있다. POB(131)는 광학계(130)에 고진공(ex, 1Χ10-6Torr 내지 1Χ10-6Torr)의 압력을 제공할 수 있다. 광학계(130)는 EUV 빔(102)을 레티클(144)과 기판(W)에 순차적으로 제공할 수 있다. 일 예로, 광학계(130)는 필드 패싯 미러(132), 퓨필 패싯 미러(134), 그레이징 미러(136) 및 투영 미러들(138)을 포함할 수 있다. 필드 패싯 미러(132), 퓨필 패싯 미러(134) 및 그레이징 미러(136)는 EUV 빔(102)을 레티클(144)에 제공하는 조명 시스템(illumination system)으로 사용될 수 있다. 필드 패싯 미러(132)는 EUV 빔(102)을 퓨필 패싯 미러(134)에 반사할 수 있다. 퓨필 패싯 미러(134)는 EUV 빔(102)을 레티클(144)에 반사할 수 있다. 필드 패싯 미러(132) 및 퓨필 패싯 미러(134)는 EUV 빔(102)을 그레이징 미러(136)에 시준(collimate)할 수 있다. 그레이징 미러(136)는 퓨필 패싯 미러(134)와 레티클(144) 사이에 배치될 수 있다. 그레이징 미러(136)는 EUV 빔(102)의 스침 입사 각(grazing incident angle)을 조절할 수 있다. 투영 미러들(138)은 EUV 빔(102)을 기판(W)에 제공하는 대물렌즈(projection objective)로 사용될 수 있다. 투영 미러들(138)은 기판(W)에 EUV 빔(102)을 제공할 수 있다.
레티클 스테이지(140)는 챔버(110)의 상부에 배치될 수 있다. 레티클 스테이지(140)는 레티클 척(142)을 가질 수 있다. 레티클 척(142)은 정전압(도 9의 Vs)을 이용하여 레티클(144)을 정전기적으로 고정(hold)할 수 있다. 레티클 척(142)은 레티클(144)을 레티클 스테이지(140) 상에서 제 1 방향(X) 또는 제 2 방향(Y)으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 레티클(144)은 반사형 마스크일 수 있다. 레티클(144)은 EUV 빔(102)의 일부를 투영 미러들(138)에 반사하고, 다른 일부를 흡수할 수 있다. 투영 미러들(138)은 EUV 빔(102)의 일부를 기판(W)에 반사할 수 있다.
기판 스테이지(150)는 챔버(110)의 하부에 배치될 수 있다. 기판 스테이지(150)는 기판 척(152)을 가질 수 있다. 기판 척(152)은 기판(W)을 수납할 수 있다. 기판 척(152)은 기판(W)을 정전기적으로 고정할 수 있다. 기판 척(152)은 기판(W)을 기판 스테이지(150) 상에서 제 1 방향(X) 또는 제 2 방향(Y)으로 이동시킬 수 있다. 기판(W)은 EUV 빔(102)에 노출될 수 있다. EUV 빔(102)은 레티클(144)의 패턴에 따라 기판(W) 상의 포토레지스트를 감광시킬 수 있다. EUV 빔(102)은 기판 척(152) 및 레티클 척(142)의 이동에 근거하여 기판(W)의 전면에 제공될 수 있다.
파티클 콜렉터(160)는 광학계(130)와 레티클(144) 사이에 배치될 수 있다. 파티클 콜렉터(160)는 레티클(144) 상의 파티클(도 10의 190)을 제거하여 상기 레티클(144)을 오염으로부터 보호할 수 있다. 파티클(190)은 소스 방울(121)의 잔해(debris)일 수 있다.
도 3은 도 1의 A 부분을 확대하여 보여준다.
도 3을 참조하면, 파티클 콜렉터(160)는 광학계(130)의 그레이징 미러(136)와 레티클(144) 사이에 배치될 수 있다. 파티클 콜렉터(160)는 EUV 빔(102)의 진행 경로 내에 배치될 수 있다.
도 4는 도 1의 파티클 콜렉터(160)의 일 예를 보여준다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 파티클 콜렉터(160)는 회전 디스크 초퍼(rotation disk chopper)일 수 있다. 일 예로, 파티클 콜렉터(160)는 회전 축(161), 차단 영역(162) 및 투과 영역(164)을 가질 수 있다. 회전 축(161)은 파티클 콜렉터(160)의 중심에 배치될 수 있다. 회전 축(161)은 차단 영역(162)과 투과 영역(164) 내에 배치될 수 있다. 차단 영역(162) 및 투과 영역(164)은 원호(circle arc) 모양을 가질 수 있다. 차단 영역(162)과 투과 영역(164)은 서로 동일한 면적을 가질 수 있다. 차단 영역(162)과 투과 영역(164)은 회전 축(161)을 따라 주기적으로 회전할 수 있다.
차단 영역(162)은 EUV 빔(102)을 흡수 및/또는 차단할 수 있다. 또한, 차단 영역(162)은 레티클(144) 상으로의 파티클(도 10의 190)을 차단(block)하여 제거할 수 있다. 일 예로, 차단 영역(162)은 서스(SUS)의 금속을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양하게 실시 변경 가능할 수 있다. 차단 영역(162)이 레티클(144)과 그레이징 미러(136) 사이에 제공되면, 파티클(190)은 레티클(144) 상에서 제거될 수 있다.
투과 영역(164)은 EUV 빔(102)을 투과 및/또는 통과시킬 수 있다. 투과 영역(164)은 차단 영역들(162) 사이의 빈 공간을 포함할 수 있다. 투과 영역(164)이 레티클(144)과 그레이징 미러(136) 사이에 제공되면, EUV 빔(102)은 레티클(144)에 제공될 수 있다.
도 5는 도 4의 투과 영역(164)의 회전 주기의 제 2 펄스(105)를 보여준다.
도 5를 참조하면, 투과 영역(164)은 제 2 펄스(105)를 갖고 주기적으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(164)의 회전은 제 2 펄스(105)로 표시될 수 있다. 제 2 펄스(105)는 제 1 펄스(103)와 동일하거나 동기화될 수 있다. 즉, 제 2 펄스(105)는 제 1 펄스(103)의 주기와 동일한 주기를 갖고, 제 1 펄스(103)의 위상과 동일한 위상을 가질 수 있다. 제 2 펄스(105)는 약 1초 내지 약 3초일 수 있다. 차단 영역(162)의 펄스는 제 2 펄스(105)의 주기와 동일한 주기를 갖고, 상기 제 2 펄스(105)의 위상과 반대되는 위상을 가질 수 있다.
EUV 빔(102)이 생성되면, 투과 영역(164)은 레티클(144)과 그레이징 미러(136) 사이에 제공될 수 있다. EUV 빔(102)은 레티클(144)에 제공될 수 있다. EUV 빔(102)은 레티클(144)에서부터 기판(W)으로 다시 반사될 수 있다.
EUV 빔(102)이 생성되지 않으면, 차단 영역(162)은 레티클(144)과 그레이징 미러(136) 사이에 제공될 수 있다. 차단 영역(162)은 레티클(144)과 그레이징 미러(136) 사이의 파티클(도 10의 190)을 제거할 수 있다. 레티클(144)의 파티클(190) 오염은 방지되거나 감소할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 파티클 콜렉터(160)와 레티클(144) 사이에 마스킹 블레이드들(reticle masking blades, 146)이 제공될 수 있다. 일 예로, 마스킹 블레이드들(146)은 EUV 빔(102)의 노출 영역 및/또는 반사 영역을 정의할 수 있다. 마스킹 블레이드들(146)은 서스(SUS)의 금속, 또는 세라믹을 포함할 수 있다.
또한, 마스킹 블레이드(146)와 파티클 콜렉터(160) 사이에 균일도 보정기(uniformity corrector, 148)가 제공될 수 있다. 균일도 보정기(148)는 EUV 빔(102)의 일부를 기계적으로 흡수하여 상기 EUV 빔(102)의 균일도를 조절할 수 있다. 이와 달리, 균일도 보정기(148)은
도 6은 도 1의 파티클 콜렉터(160)의 다른 예를 보여준다.
도 6을 참조하면, 파티클 콜렉터(160)는 마스킹 블레이드들(146) 사이에 전기장(E)을 유도하여 파티클(도 10의 190)을 차단하거나 제거할 수 있다. 일 예로, 파티클 콜렉터(160)는 바이어스 전극(166) 및 접지 전극(168)을 포함할 수 있다. 바이어스 전극(166) 및 접지 전극(168)은 마스킹 블레이드들(146)의 하부면 상에 각각 고정(hold)될 수 있다. 마스킹 블레이드들(146)이 금속일 경우, 바이어스 전극(166) 및 접지 전극(168)은 절연체에 의해 마스킹 블레이드들(146)로부터 절연될 수 있다. 마스킹 블레이드들(146)이 세라믹일 경우, 바이어스 전극(166) 및 접지 전극(168)은 마스킹 블레이드들(146)에 직접 접착될 수 있다.
바이어스 전극(166)은 제 1 바이어스 전압(Vb1)을 이용하여 전기장(E)을 유도할 수 있다. 전기장(E)은 마스킹 블레이드들(146)의 사이에 유도될 수 있다. 전기장(E)은 파티클(190)을 제거할 수 있다.
도 7은 도 6의 마스킹 블레이드들(146), 바이어스 전극(166), 및 접지 전극(168)의 일 예를 보여준다.
도 7을 참조하면, 마스킹 블레이드들(146)은 제 1 마스킹 블레이드들(145) 및 제 2 마스킹 블레이드들(147)을 포함할 수 있다. 제 1 마스킹 블레이드들(145)은 제 1 방향(X)으로 마주보며 배치될 수 있다. 제 1 마스킹 블레이드들(145)은 제 1 방향(X)으로 가까워지거나 멀어지면서 EUV 빔(102)의 노광 영역을 제 1 방향(X)으로 조절할 수 있다. 제 2 마스킹 블레이드들(147)은 제 2 방향(Y)으로 마주보며 배치될 수 있다. 제 2 마스킹 블레이드들(147)은 제 2 방향(Y)으로 가까워지거나 멀어지면서 EUV 빔(102)의 노광 영역을 제 2 방향(Y)으로 조절할 수 있다.
바이어스 전극(166)은 제 1 마스킹 블레이드들(145) 중의 하나와, 제 2 마스킹 블레이드들(147) 중의 하나 상에 배치될 수 있다. 일 예로, 바이어스 전극(166)은 제 1 바이어스 전극(163)과, 제 2 바이어스 전극(165)을 포함할 수 있다. 제 1 바이어스 전극(163)과 제 2 바이어스 전극(165)은 서로 인접하여 배치되고, 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 바이어스 전극(163)은 제 1 마스킹 블레이드들(145) 중 어느 하나 상에 배치될 수 있다. 제 2 바이어스 전극(165)은 제 2 마스킹 블레이드들(147) 중 어느 하나 상에 배치될 수 있다.
접지 전극(168)은 제 1 마스킹 블레이드들(145) 중의 다른 하나와, 제 2 마스킹 블레이드들(147) 중의 다른 하나 상에 배치될 수 있다. 일 예로, 접지 전극(168)은 제 1 접지 전극(167)과 제 2 접지 전극(169)을 포함할 수 있다. 제 1 접지 전극(167)과 제 2 접지 전극(169)은 서로 인접하여 배치되어 접지될 수 있다.
제 1 접지 전극(167)은 제 1 마스킹 블레이드들(145) 중 다른 하나 상에 배치될 수 있다. 제 1 접지 전극(167)은 제 1 방향(X)으로 제 1 바이어스 전극(163)과 마주보며 배치될 수 있다. 제 1 바이어스 전극(163)과 제 1 접지 전극(167)은 제 1 방향(X)으로 전기장(E)을 유도하여 파티클(190)을 제거시킬 수 있다.
제 2 접지 전극(169)은 제 2 마스킹 블레이드들(147) 중 다른 하나 상에 배치될 수 있다. 제 2 접지 전극(169)은 제 2 방향(Y)으로 제 2 바이어스 전극(165)과 마주보며 배치될 수 있다. 제 2 바이어스 전극(165)과 제 2 접지 전극(169)은 제 2 방향(Y)으로 전기장(E)을 유도하여 파티클(190)을 제거시킬 수 있다.
도 8은 도 6의 제 1 바이어스 전압(Vb1)의 제 3 펄스(107)을 보여준다.
도 8을 참조하면, 제 1 바이어스 전압(Vb1)은 제 3 펄스(107)를 가질 수 있다. 제 3 펄스(107)는 제 1 펄스(103)의 주기와 동일한 주기를 가질 수 있다. 제 3 펄스(107)의 주기는 약 1초 내지 약 10초일 수 있다. 제 3 펄스(107)는 제 1 펄스(103)의 위상과 반대되는 위상을 가질 수 있다. EUV 빔(102)과 전기장(E)은 서로 반대로 턴온 및/또는 턴오프될 수 있다. EUV 빔(102)이 턴온되면, 전기장(E)은 턴오프될 수 있다. EUV 빔(102)은 바이어스 전극(166)과 접지 전극(168) 사이를 통과할 수 있다. 반대로, EUV 빔(102)이 턴오프되면, 전기장(E)은 턴온될 수 있다. 파티클(190)은 전기장(E)에 의해 차단되거나 제거될 수 있다.
도 9는 도 3의 레티클 척(142) 및 마스킹 블레이드들(146)의 일 예를 보여준다. 도 10 및 도 11은 도 9의 I-I', 및 II-II' 선상을 각각 절취하여 보여준다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 레티클 척(142)에 정전압(Vs)이 제공되고, 마스킹 블레이드들(146)에 제 2 바이어스 전압(Vb2)이 제공될 수 있다. 레티클 척(142)은 복수의 영역들(ex, 4개의 영역들)로 분리되어 서로 다른 극성(polarity)의 정전압(Vs)이 인가될 수 있다. 정전압(Vs)의 극성은 주기적으로 변화할 수 있다.
도 12는 도 9의 정전압(Vs)의 제 4 펄스(109)를 보여준다.
도 12를 참조하면, 정전압(Vs)은 제 4 펄스(109)를 가질 수 있다. 제 4 펄스(109)의 주기는 약 10분 내지 20분일 수 있다. 정전압(Vs)의 극성은 제 4 펄스(109)를 따라 주기적으로 변화할 수 있다.
다시 도 9 내지 도 11을 참조하면, 정전압(Vs)의 극성이 주기적으로 변화될 경우, 전기적으로 대전(charged)된 파티클들(190)이 레티클(144)의 주변에 발생할 수 있다. 파티클들(190)은 음의 전하(e-)로 대전될 수 있다. 제 1 마스킹 블레이드들(145)과 제 2 마스킹 블레이드들(147)은 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 마스킹 블레이드들(145)과 제 2 마스킹 블레이드들(147)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)에 의해 양의 전하로 대전(charged)되어 음의 전하(e-)의 파티클들(190)을 제거할 수 있다.
도 9를 참조하면, 레티클 척(142)은 정전압(Vs)을 수신하는 단자들(141)을 가질 수 있다. 단자들(141)은 제 1 방향(X)의 레티클 척(142)의 양측 가장자리들에 배치될 수 있다.
도 10을 참조하면, 파티클들(190)은 주로 단자들(141)의 하부면과 레티클(144)의 측벽 상에 유발될 수 있다. 제 1 마스킹 블레이드들(145)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)를 수신하여 레티클(144)과 단자들(141)에 전기장(E)을 유도할 수 있다. 제 1 마스킹 블레이드들(145)은 전기장(E)을 이용하여 파티클(190)을 흡착 및/또는 제거할 수 있다.
도 11을 참조하면, 제 2 마스킹 블레이드들(147)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)을 수신하여 레티클(144)에 전기장(E)을 유도할 수 있다. 제 2 마스킹 블레이드들(147)은 레티클(144) 측벽 상의 파티클(190)을 흡착 및/또는 제거할 수 있다.
도 13은 도 9의 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 제 5 펄스(111)를 보여준다.
도 13을 참조하면, 제 2 바이어스 전압(Vb2)은 제 5 펄스(111)를 가질 수 있다. 제 5 펄스(111)는 정전압(Vs)의 주기와 동일한 주기를 가질 수 있다. 제 5 펄스(111)는 약 10분 내지 20분의 주기를 가질 수 있다. 제 5 펄스(111)는 제 4 펄스(109)의 위상과 반대의 위상을 가질 수 있다. 정전압(Vs)의 극성과 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 극성은 서로 반대일 수 있다. 정전압(Vs)의 극성이 음(negative)이면, 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 극성은 양(positive)일 수 있다. 정전압(Vs)의 극성이 양이면, 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 극성은 음일 수 있다. 정전압(Vs)의 극성과 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 극성은 서로 반대일 경우, 정전압(Vs)과 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 전압차는 최대일 수 있다. 정전압(Vs)과 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 전압차가 최대이거나 증가할 경우, 파티클(190)의 제거 효율은 증가할 수 있다.
도 14는 도 4의 마스킹 블레이드들(146)에 인접하는 유체 노즐들(180)을 보여준다. 도 15 및 도 16은 도 14의 III-III' 및 Ⅳ-Ⅳ' 선상을 각각 절취하여 보여준다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 유체 노즐들(180)이 마스킹 블레이드들(146)에 인접하여 배치될 수 있다. 유체 노즐들(180)은 마스킹 블레이드들(146)과 레티클(144) 사이에 유체(186)를 제공하여 레티클(144)의 하부면 상의 파티클(190)을 제거할 수 있다. 예를 들어, 유체(186)는 수소 가스를 포함할 수 있다. 일 예로, 유체 노즐들(180)은 제 1 유체 노즐(182), 및 제 2 유체 노즐(184)을 포함할 수 있다. 제 1 유체 노즐(182)과 제 2 유체 노즐(184)은 제 3 방향(Z)으로 레티클(144)과 마스킹 블레이드들(146) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 유체 노즐(182)은 제 1 마스킹 블레이드들(145) 중 어느 하나에 인접하여 배치될 수 있다. 제 1 유체 노즐(182)은 유체(186)를 제 1 방향(X)으로 제공할 수 있다. 제 2 유체 노즐(184)은 제 2 마스킹 블레이드들(147) 중 어느 하나에 인접하여 배치될 수 있다. 제 2 유체 노즐(184)은 유체(186)를 제 2 방향(Y)으로 제공할 수 있다.
도 14를 참조하면, 제 1 유체 노즐(182)과 제 2 유체 노즐(184)은 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 유체 노즐(182)과 제 2 유체 노즐(184)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)을 수신할 수 있다.
도 15를 참조하면, 제 1 유체 노즐(182)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)을 이용하여 단자(141)의 하부면 및 레티클(144)의 측벽에 전기장(E)을 유도할 수 있다. 전기장(E)은 단자(141)의 하부면 및 레티클(144)의 측벽 상의 파티클(190)을 흡착 및/또는 제거할 수 있다.
도 16을 참조하면, 제 2 유체 노즐(184)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)을 이용하여 레티클(144)의 측벽에 전기장(E)을 유도할 수 있다. 전기장(E)은 파티클(190)을 흡착 및/또는 제거할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)를 이용한 반도체 소자의 제조방법 설명하면 다음과 같다.
도 17은 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법을 보여준다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 레티클 척(142)에 정전압(Vs)을 제공하는 단계(S10), EUV 빔(102)을 생성하는 단계(S20), EUV 빔(102)을 레티클(144)에 제공하는 단계(S30), 파티클(190)을 제거하는 단계(S40), EUV 빔(102)을 기판(W)에 제공하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
레티클 척(142)에 정전압(Vs)이 제공되면, 레티클 척(142)은 레티클(144) 고정(hold)한다(S10). 정전압(Vs)의 극성은 제 4 펄스(109)를 따라 주기적으로 변화할 수 있다.
다음, EUV 소스(120)는 EUV 빔(102)을 생성한다(S20). EUV 빔(102)은 제 1 펄스(103)의 세기를 가질 수 있다. EUV 빔(102)은 제 1 펄스(103)를 따라 주기적으로 턴온 및 턴오프될 수 있다.
그 다음, 광학계(130)는 EUV 빔(102)을 레티클(144)에 제공한다(S30). 광학계(130)의 필드 패싯 미러(132), 퓨필 패싯 미러(134), 및 그레이징 미러(136)은 EUV 빔(102)을 레티클(144)에 반사할 수 있다.
그리고, 파티클 콜렉터(106), 바이어스된 마스킹 블레이드들(146) 및 바이어스된 유체 노즐들(180)은 파티클(190)을 제거한다(S40)
도 18은 도 17의 파티클(190)을 제거하는 단계(S40)의 일 예를 보여준다.
도 18을 참조하면, 파티클(190)을 제거하는 단계(S40)는 파티클(190)을 차단하는 단계(S42), 마스킹 블레이드들(146)을 대전하는 단계(S44) 및 유체 노즐들(180)을 대전하는 단계(S46)를 포함할 수 있다.
먼저, 파티클 콜렉터(160)는 파티클(190)을 차단한다(S42). 회전 디스크 초퍼의 파티클 콜렉터(160)는 차단 영역(162)을 이용하여 파티클(190)을 주기적으로 차단할 수 있다. 파티클 콜렉터(160)의 투과 영역(164)은 제 2 펄스(105)의 회전 주기를 가질 수 있다. 제 2 펄스(105)는 제 1 펄스(103)와 거의 동일할 수 있다. 또한, 파티클 콜렉터(160)의 바이어스 전극(166)과 접지 전극(168)은 제 3 펄스(107)의 주기로 전기장(E)을 유도하여 파티클을 차단할 수 있다. 제 3 펄스(107)는 제 1 펄스(103)의 주기와 동일한 주기를 갖고, 제 1 펄스(103)의 위상과 반대되는 위상을 가질 수 있다.
또한, 마스킹 블레이드들(146)에 제 2 바이어스 전압(Vb2)이 제공되면, 마스킹 블레이드들(146)은 전기적으로 대전된다(S44). 제 2 바이어스 전압(Vb2)은 제 5 펄스(111)를 가질 수 있다. 제 5 펄스(111)는 제 4 펄스(109)의 주기와 동일한 주기를 갖고, 상기 제 4 펄스(109)의 위상과 반대되는 위상을 가질 수 있다. 마스킹 블레이드들(146)은 단자들((141)의 하부면과 레티클(144) 측벽에 전기장(E)을 유도하여 파티클(190)을 제거할 수 있다. 또한, 마스킹 블레이드들(146)은 EUV 빔(102)의 노광 영역 및/또는 반사 영역을 제 1 방향(X)과 제 2 방향(Y)으로 정의할 수 있다.
그리고, 유체 노즐들(180)에 제 2 바이어스 전압(Vb2)이 제공되면, 상기 유체 노즐들(180)은 전기적으로 대전된다(S46). 유체 노즐들(180)은 제 2 바이어스 전압(Vb2)의 전기장(E)을 이용하여 단자들((141)의 하부면과 레티클(144) 측벽에 전기장(E)을 유도하여 파티클(190)을 제거할 수 있다. 또한, 유체 노즐들(180)은 유체(186)를 레티클(144) 상에 제공하여 파티클(190) 오염을 감소시킬 수 있다.
파티클(190)을 제거하는 단계(S40) 동안에, 파티클(190)을 차단하는 단계(S42), 마스킹 블레이드들(146)을 대전하는 단계(S44) 및 유체 노즐들(180)을 대전하는 단계(S46)가 모두 수행되거나 그들 중 어느 하나 또는 복수가 선택되어 수행될 수 있다.
도 17을 참조하면, 레티클(144) 및 투영 미러들(138)은 EUV 빔(102)을 에 제공한다(S50). EUV 빔(102)은 레티클(144)의 패턴에 따라 기판(W) 상의 포토레지스트를 감광시킬 수 있다.
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 (20)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 일측 내에 배치되고, EUV 빔을 생성하는 EUV 소스;
    상기 EUV 소스 상에 배치되고, 상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 광학계;
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 기판 스테이지;
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 EUV 빔을 상기 기판에 투영시키는 레티클을 고정하는 레티클 스테이지;
    상기 레티클과 상기 광학계 사이에 제공되는 마스킹 블레이드들;
    상기 마스킹 블레이드들과 상기 광학계 사이에 배치되고, 상기 EUV 빔을 선택적으로 투과하여 파티클을 제거하는 파티클 콜렉터; 및
    상기 마스킹 블레이드들과 상기 레티클 스테이지 사이에 제공되고, 상기 레티클과 상기 마스킹 블레이드들 사이에 유체를 제공하는 유체 노즐들을 포함하되,
    상기 유체는 불활성 가스보다 가벼운 수소 가스를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 콜렉터는 회전 디스크 초퍼를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파티클 콜렉터는 상기 EUV 빔의 투과 영역과 차단 영역을 갖는 반도체 소자의 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 EUV 빔은 제 1 펄스를 갖고,
    상기 투과 영역은 상기 제 1 펄스의 주기와 동일한 회전 주기의 제 2 펄스를 갖도록 회전하는 반도체 소자의 제조 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학계는:
    상기 EUV 소스와 상기 레티클 사이에 배치되어 상기 EUV 빔을 반사하는 패싯 미러들; 및
    상기 패싯 미러들과 상기 레티클 사이에 배치되고, 상기 EUV 빔을 상기 레티클에 반사하는 그레이징 미러를 포함하되,
    상기 파티클 콜렉터는 상기 마스킹 블레이드들과 상기 그레이징 미러 사이에 배치되는 반도체 소자의 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 콜렉터는 상기 마스킹 블레이드들의 하부면 상에 고정되는 반도체 소자의 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 콜렉터는:
    접지 전극; 및
    상기 접지 전극으로부터 이격하여 배치되고, 바이어스 전압을 이용하여 상기 마스킹 블레이드들 사이에 전기장을 유도하는 바이어스 전극을 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 EUV 빔은 제 1 펄스를 갖고,
    상기 바이어스 전압은 상기 제 1 펄스의 주기와 동일한 주기, 그리고 상기 제 1 펄스의 위상과 반대되는 위상의 제 3 펄스를 갖는 반도체 소자의 제조 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 마스킹 블레이드들은:
    제 1 방향으로 대향하는 제 1 마스킹 블레이드들; 및
    상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 대향하는 제 2 마스킹 블레이드들을 포힘하되,
    상기 접지 전극은 상기 제 1 마스킹 블레이드들 중 하나 상의 제 1 접지 전극과, 상기 제 2 마스킹 블레이드들 중 하나 상의 제 2 접지 전극을 포함하되,
    상기 바이어스 전극은 상기 제 1 마스킹 블레이드들 중 다른 하나 상의 제 1 바이어스 전극과, 상기 제 2 마스킹 블레이드들 중 다른 하나 상의 제 2 바이어스 전극을 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스킹 블레이드들은 바이어스 전압으로 대전되는 반도체 소자의 제조 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 노즐들은 바이어스 전압으로 대전되는 반도체 소자의 제조 장치.
  13. 챔버;
    상기 챔버의 일측 내에 배치되어 EUV 빔을 생성하는 EUV 소스;
    상기 EUV 소스 상에 배치되어 상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 광학계;
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 기판 스테이지;
    상기 챔버 내에 배치되고, 상기 EUV 빔을 상기 기판에 투영시키는 레티클을 고정하는 레티클 스테이지;
    상기 레티클 스테이지 상에 배치되어 정전압을 이용하여 상기 레티클을 고정하는 레티클 척;
    상기 레티클과 상기 광학계 사이에 배치되는 마스킹 블레이드들; 및
    상기 마스킹 블레이드들과 상기 레티클 스테이지 사이에 제공되고, 상기 레티클과 상기 마스킹 블레이드들 사이에 유체를 제공하는 유체 노즐들을 포함하되,
    상기 마스킹 블레이드들은 상기 정전압과 다른 바이어스 전압으로 대전되고,
    상기 유체는 불활성 가스보다 가벼운 수소 가스를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 정전압은 제 1 펄스를 갖되,
    상기 바이어스 전압은 상기 제 1 펄스의 주기와 동일한 주기의 제 2 펄스를 갖는 반도체 소자의 제조 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 유체 노즐들은 상기 바이어스 전압으로 대전되는 반도체 소자의 제조 장치.
  16. 노광 장치의 레티클 척에 정전압을 제공하는 단계;
    제 1 펄스의 세기를 갖는 EUV 빔을 생성하는 단계;
    상기 EUV 빔을 레티클에 제공하는 단계;
    상기 제 1 펄스를 따라 파티클을 차단하는 단계;
    상기 노광 장치의 마스킹 블레이드에 바이어스 전압을 인가하여 상기 마스킹 블레이드를 대전시키는 단계;
    상기 EUV 빔을 기판에 제공하는 단계; 및
    상기 마스킹 블레이드와 상기 레티클 척 사이에 제공되는 유체 노즐들을 이용하여 상기 레티클 상에 불활성 가스보다 가벼운 수소 가스의 유체를 제공하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 파티클을 차단하는 단계는 파티클 콜렉터의 차단 영역과 투과 영역을 회전시키는 단계를 포함하되,
    상기 투과 영역은 상기 제 1 펄스와 동일한 제 2 펄스의 회전 주기를 갖도록 회전하는 반도체 소자의 제조방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 파티클을 차단하는 단계는 파티클 콜렉터의 접지 전극과 바이어스 전극 사이에 전기장을 유도하는 단계를 포함하되,
    상기 바이어스 전극은 상기 제 1 펄스의 주기와 동일한 주기를 갖고 상기 제 1 펄스의 위상과 반대되는 위상을 갖는 제 3 펄스의 제 2 바이어스 전압을 수신하는 반도체 소자의 제조방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 정전압은 상기 제 1 펄스와 다른 제 4 펄스를 갖고,
    상기 바이어스 전압은 상기 제 4 펄스의 주기와 동일한 주기, 그리고 상기 제 4 펄스의 위상과 반대되는 위상의 제 5 펄스를 갖는 반도체 소자의 제조방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 유체 노즐에 상기 바이어스 전압을 인가하여 상기 유체 노즐을 전기적으로 대전시키는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 제조방법.
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