레티클 포드 document_id A220623064202

집적 회로 및 다른 반도체 장치의 제조 시에 일반적으로 겪게되는 처리 단계들 중 하나는 포토리소그래피이다. 광범위하게는, 포토리소그래피는 에칭된 표면 층을 생성하기 위해 패턴화된 템플릿을 사용하여 특수하게 준비된 웨이퍼 표면을 광원에 대해 선택적으로 노광시키는 것을 포함한다. 전형적으로, 패턴화된 템플릿은 웨이퍼 상에서 재현되어야 하는 패턴을 포함하는 매우 편평한 유리 플레이트인 레티클이다. 예를 들어, 웨이퍼 표면은 먼저 그 위에 질화규소를 적층시키고 그 다음 감광성 액체 중합체 또는 포토레지스트를 코팅함으로써 준비될 수 있다. 다음으로, 자외(UV)광이 포토레지스트로 덮인 웨이퍼 상으로 원하는 패턴을 투사하기 위해 마스크 또는 레티클의 표면을 통해 비춰지거나 표면에서 반사된다. 광에 대해 노광된 포토레지스트의 부분은 화학적으로 변형되고 웨이퍼는 이후에 비노광 포토레지스트를 제거하는 화학 매체가 가해질 때 영향을 받지 않아서, 마스크 상의 패턴의 정확한 형상으로 웨이퍼 상에 변형된 포토레지스트를 남긴다. 웨이퍼는 그 다음 질화물 층의 노광된 부분을 제거하는 에칭 공정이 가해져서, 마스크의 정확한 설계로 웨이퍼 상에 질화물 패턴을 남긴다. 이러한 에칭된 층은 단독으로 또는 다른 유사하게 생성된 층과 조합하여, 장치를 나타내고 장치들 사이를 상호 연결하여, 특정 집적 회로 또는 반도체 칩의 "회로"를 특징짓는다. 업계 동향은 더 작고 그리고/또는 더 큰 웨이퍼 상에서 훨씬 더 작은 선 폭을 필요로 하는 더 높은 로직 밀도를 구비한 칩의 제작을 지향한다. 명확하게는, 레티클의 표면이 패턴화될 수 있는 세밀함의 정도 및 이러한 패턴이 웨이퍼 표면 상으로 정확하게 복제될 수 있는 정도는 궁극적인 반도체 제품의 품질에 영향을 주는 인자이다. 패턴이 웨이퍼 표면 상에서 재현될 수 있는 해상도는 포토레지스트로 덮인 웨이퍼의 표면 상으로 패턴을 투사하기 위해 사용되는 자외광의 파장에 의존한다. 최신 기술의 포토리소그래피 도구는 193 nm의 파장을 갖는 원자외광을 사용하고, 이는 100 nm 정도의 최소 특징부 크기를 허용한다. 현재 개발되고 있는 도구는 70 nm 미만의 크기에서의 특징부의 해상도를 허용하기 위해 157 nm의 극자외(EUV)광을 사용한다. 레티클은 웨이퍼 상에서 재현될 패턴을 포함하는 매우 편평한 유리 플레이트이다. 전형적인 레티클 기판 재료는 광학적으로 투명한 석영이다. 현대 집적 회로의 중요한 소자들의 미소한 크기 때문에, 레티클의 작동 표면(즉, 패턴화된 표면)은 처리 중에 표면을 손상시키거나 포토레지스트 층 상으로 투사되는 화상을 왜곡시켜서 허용 불가능한 품질의 최종 제품으로 이어질 수 있는 오염물이 없이 유지되는 것이 본질적이다. 전형적으로, 임계 입자 크기는 EUV가 포토리소그래피 공정의 일부일 때, 비패턴화 및 패턴화 표면에 대해 각각 0.1 ㎛ 및 0.03 ㎛이다. 전형적으로, 레티클의 패턴화된 표면은 프레임에 부착되어 그에 의해 지지되며 레티클에 부착된, 전형적으로 니트로셀룰로오스인 얇고 광학적으로 투명한 필름으로 코팅된다. 그의 목적은 오염물을 차단하고, 화상 평면 내에서 그러한 오염에 의해 잠재적으로 일어나는 인쇄 결함을 감소시키는 것이다. 그러나, EUV에서, 패턴화된 표면으로부터의 반사가 원자외광 포토리소그래피의 레티클 특징부를 통한 투과에 반하여 사용된다. 이 때, 기술은 EUV에 대해 투명한 피막 재료를 제공하지 않는다. 결과적으로, EUV 포토리소그래피에서 채용되는 반사 광마스크(레티클)는 종래의 포토리소그래피에서 사용된 레티클보다 훨씬 더 큰 정도로 오염 및 손상을 받기 쉽다. 이러한 상황은 EUV 포토리소그래피 용도를 위해 계획된 레티클을 보관, 운반 및 운송하도록 설계된 용기 또는 포드에 대한 증가된 기능적 요건을 부여한다. 대체로, 레티클은 SMIF 용기 또는 포드 내에 생성된 소형 청정실 타입의 환경 내에서 보관 및/또는 운반된다. 그러한 용기는 전형적으로 도어와, 레티클을 유지하기 위한 밀폐식 봉입체를 형성하기 위해 도어와 결합하는 커버를 포함한다. 도어는 대체로 레티클을 주위 대기에 노출시키지 않고서 도어의 자동 또는 수동 개방과 이후의 레티클의 처리 도구 환경으로의 전달을 위해 처리 도구와의 접속을 가능케 하기 위한 특수한 특징부 및 메커니즘을 구비하여 설계되고 이를 구비한다. 반도체 제조에 대한 입상물질의 심각한 영향을 고려하면, 제조, 처리, 운송, 취급, 운반 또는 보관 중의 레티클과 다른 표면 사이의 불필요하고 의도되지 않은 접촉은 활주 마찰 및 마멸로 인한 패턴화된 표면 상의 정교한 특징부에 대한 손상에 대한 레티클의 감수성의 관점에서 매우 바람직하지 않다. 둘째로, 레티클의 표면의 임의의 입상물질 오염은 처리 중에 그러한 레티클을 사용하여 얻어진 임의의 최종 제품에 심각하게 작용하기에 충분한 정도로 레티클을 훼손시킬 수 있다. 입자는 처리, 운반 및 운송 중에 레티클을 수납하는 제어된 환경 내에서 발생될 수 있다. 레티클과 용기 사이의 활주 마찰과 결과적인 마멸은 오염 입상물질의 공급원들 중 하나이다. 그러한 상황은 레티클을 용기 내부에 위치시키려고 하는 동안 또는 운반 또는 운송 중의 레티클과 용기 사이의 상대 이동으로 인해 일어날 수 있다. 예를 들어, 레티클은 운반 중에 레티클 용기 내에서 그의 위치로부터 활주하여 입상물질을 발생시킬 수 있다. 용기의 벽의 변형은 용기 내에서의 레티클의 위치 이동을 도입하기에 충분할 수 있다. 그러한 잘못 위치된 레티클은 또한 용기로부터 자동으로 회수되어 처리 장비 내로 위치될 때 오정렬되기 쉬워서, 예상치 못한 품질의 최종 제품으로 이어진다. 용기의 충격 및 진동은 레티클 및 레티클을 유지하는 구성요소로 전달되어, 상대 이동 및 관련된 입자 발생을 일으킬 수 있다. 레티클 또는 피막이 그러한 조건 하에서 스크래치 또는 균열이 형성될 수 있는 가능성도 있다. 당연히, 입상물질의 공급원은 레티클 상에 정착되는 부유 입상물질일 수 있다. 전형적으로, 이러한 문제는 레티클 주위에서 제어된 환경을 생성하고 유지하기 위해 밀폐식 SMIF 용기를 이용함으로써 경감된다. 이러한 고찰은 EUV와 관련되지 않은 반도체 제조를 위해 계획된 반도체 웨이퍼 기판 및 레티클을 운반 및/또는 보관하도록 설계된 용기에 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, FOUPS(전방 개방식 통합 포드에 대한 약어) 및 FOSBS(전방 개방식 운송 박스에 대한 약어), 및 SMIF(밀봉된 기계식 인터페이스에 대한 약어). 특히 보관, 처리 및 운반 중에, 웨이퍼 둘레에서의 제어된 환경에 대한 필요를 인식하여, 종래 기술은 레티클의 보관, 운송 및 운반과 관련된 작동 중에 레티클을 레티클 용기 내에서 고정된 위치에 확실하게 유지하기 위한 접근을 개발했다. 가장 일반적인 접근은 레티클의 패턴화된 표면과 접촉하여 이를 용기의 표면에 대해 실질적으로 평탄한 구성으로 유지하는 지지부를 포드의 바닥 표면 또는 도어 상에 제공하는 것을 포함한다. 매우 자주, 유지 지지부는 포드의 커버 또는 쉘로부터 연장되어 패턴화된 표면에 대향한 표면 상에서 레티클과 접촉하는 하나 이상의 가압 부재로 보강된다. 이러한 배열이 패턴화된 표면에 대해 직교하는 레티클의 이동을 구속하도록 역할할 수 있지만, 이는 패턴화된 표면의 평면 내에서의 병진 이동에 대해 레티클을 유지하기 위해서는 효과가 없다. 이와 관련하여, 종래 기술은 레티클의 주연부를 따라 배치된 제한 구조물들을 개시하고, 이들은 모두 레티클의 측방 운동을 제한하는데 효과적이다. 또한 레티클을 용기 내에서 확실하게 유지하려는 종래 기술의 시도는 상기 구조 부재 모두와 조합하는 래치를 제공하는 것으로 확장된다. 래치는 커버를 도어 또는 기부에 대해 견고하게 가압되어 닫히게 유지하여 가압 부재가 레티클에 대해 견고하게 압박하게 하도록 설계된다. 가압 부재는 탄성 재료로 만들어지거나 커버로부터 연장되는 외팔보형 아암의 단부에 장착될 수 있어서, 가압 부재는 커버가 도어에 맞물릴 때 레티클 표면에 대해 접촉하여 점진적으로 가압할 수 있다. 외팔보형 배열은 레티클 지지부에 의한 레티클에 대한 순응성의 제어된 힘의 인가를 허용하기 위한 의도이다. 그러한 순응성의 제어된 힘은 말하자면 용기가 약간 변형될 수 있는 상황 하에서도, 레티클 상의 과도한 힘 또는 레티클의 변형이 없이 레티클을 용기 내에 견고하게 고정시키는 것이다. 이러한 구조가 레티클과, 지지 부재, 제한 구조물 및 가압 부재 사이의 상대 활주를 방지하지 않는다는 것은 당업자에게 쉽게 명백해질 것이다. 이는 용기가 충격 및 진동 하중을 받기 쉬운 경우에 특히 그러하다. 활주는 레티클 표면의 마멸을 일으키고, 입상물질을 발생시킨다. 이러한 문제를 인식하여, 종래 기술의 용기는 레티클의 4개의 각각의 코너를 지지하기 위해, 용기의 도어에 장착된 기둥을 포함한다. 기둥의 각각의 코너는 서로에 대해 직각인 경사 표면들을 갖는 경사진 오목부를 포함한다. 레티클이 레티클 지지부 내로 하강될 때, 레티클의 모서리가 경사진 오목부의 각각의 경사 표면과 접촉하여 놓이는 하나의 수평 평면이 있을 것이다. 레티클은 레티클의 중량 및 레티클 모서리와 경사진 오목부의 표면 사이의 낮은 마찰의 결과로서 이러한 "단일 해법" 위치 내에 빠르고, 쉽고, 반복적으로 위치될 것이다. 각각의 경사진 오목부의 경사 표면은 레티클의 하부 모서리 둘레의 모따기부와 맞물려서, 레티클은 그의 4개의 코너에서, 레티클 지지부가 레티클의 상부 또는 하부 표면, 또는 레티클의 수직 모서리와 접촉하지 않은 채로 확실하게 지지된다. 가압 부재는 레티클 지지부 상의 경사진 오목부에 대해 뒤집힌 경사진 오목부를 포함할 수 있어서, 레티클이 레티클 지지부 내에 위치되면, 용기 커버를 용기 도어와 결합시키는 것은 각각의 경사진 오목부의 경사 표면이 레티클의 상부 모서리 둘레의 모따기부와 맞물리게 하여, 레티클은 그의 4개의 코너에서 레티클 지지부와 가압 부재 사이에 삽입되어, 레티클은 용기의 운반 및/또는 용기에 대한 충격 중에 제 위치에 확실하게 유지된다. 몇몇 SMIF 용기는 레티클의 4개의 각각의 코너를 지지하기 위해, 용기의 도어 또는 기부에 장착된 기둥을 포함한다. 기둥의 각각의 코너는 서로에 대해 직각인 경사 표면들을 갖는 경사진 오목부를 포함할 수 있다. 레티클이 레티클 지지부 내로 하강될 때, 레티클의 모서리가 경사진 오목부의 각각의 경사 표면과 접촉하여 놓이는 하나의 수평 평면이 있을 것이다. 레티클은 레티클의 중량 및 레티클 모서리와 경사진 오목부의 표면 사이의 낮은 마찰의 결과로서 이러한 "단일 해법" 위치 내에 빠르고, 쉽고, 반복 가능하게 위치될 것이다. 각각의 경사진 오목부의 경사 표면은 레티클의 하부 모서리 둘레의 모따기부와 맞물려서, 레티클은 그의 4개의 코너에서, 레티클 지지부가 레티클의 상부 또는 하부 표면, 또는 레티클의 수직 모서리와 접촉하지 않은 채로 확실하게 지지된다. 가압 부재는 레티클 지지부 상의 경사진 오목부에 대해 뒤집힌 경사진 오목부를 포함할 수 있어서, 레티클이 레티클 지지부 내에 위치되면, 용기 커버를 용기 도어와 결합시키는 것은 각각의 경사진 오목부의 경사 표면이 레티클의 상부 모서리 둘레의 모따기부와 맞물리게 하여, 레티클은 그의 4개의 코너에서 레티클 지지부와 가압 부재 사이에 삽입되어, 레티클은 용기의 운반 및/또는 용기에 대한 충격 중에 제 위치에 확실하게 유지된다. 종래 기술의 SMIF 용기는 전반적으로 레티클과의 접촉을 최소화하지 않는다. 실제로, 지지부 배열은 레티클이 용기 내의 제 위치로 이동되기 전에, 레티클 지지 구조물과 레티클 사이의 실질적인 활주 접촉을 허용한다. 모든 그러한 접촉은 입상물질을 발생시키고 그리고/또는 레티클 내에 에칭된 패턴에 작용할 수 있다. 추가적으로, 레티클을 용기 내의 고정된 위치에 확실하게 지지하려는 종래 기술의 시도는 레티클이 용기 내에 위치되고 용기로부터 제거될 때 레티클이 구속부와 맞물리고 구속부로부터 분리되면서 레티클의 추가의 긁힘 및 마멸을 일으키기 쉬운 레티클과의 추가의 접촉을 발생시킨다. 미세 환경 내에서의 입자 발생의 문제는 용기가 레티클을 운송하도록 사용될 때 악화된다. 그러한 용기는 여러 작동 조건과 마주칠 것이다. 작동 위험 요소들 중 하나는 용기가 레티클을 용기 내의 그의 고정된 위치로부터 분리시키는 경향이 있는 충격 및 진동을 받는 것이다. 용기는 또한 충격 하에서 변형되어, 레티클에 부착된 내부 구조물이 이동하게 하여 레티클이 용기 내에서 오정렬되게 할 수 있다. 이와 관련하여, 충격으로부터의 용기의 격리는 용기로부터의 레티클의 격리에 비해, 중요한 고려이다. 입자 정착이 고려되어야 하는 다른 문제이다. 제어된 환경 내에서 발생되거나 도입되는 입상물질이 레티클 상에 쉽게 정착할 수 없는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 레티클이 보유되며 입상물질 오염을 회피하도록 제어되어야 하는 환경에 대해 최소의 체적을 갖는 것이 양호할 뿐만 아니라, 제어된 체적 내의 공기가 비교적 정적으로 유지되는 것도 바람직하다. 갑작스런 압력 변화 또는 큰 압력 변화가 제어된 체적 내로의 공기의 갑작스런 배기 또는 주입을 일으켜서, 난류로 이어질 수 있다. 크고 갑작스런 압력차에 응답하여 휘어지는 필터 표면 또는 용기의 벽은 제어된 체적 내부에서 압력파를 일으켜서 입상물질 이동으로 이어질 수 있다. 극복되어야 하는 다른 과제는 제어된 환경에서도, 제어된 환경 내부에 존재할 수 있는 입상물질의 이동이 여전히 제어된 환경 내에 포착된 공기의 압력 변화 또는 용기의 신속한 이동에 의해 또는 포착된 공기 체적을 교란시킴으로써 발생하는 포착된 공기의 난류로 인해 가능하다는 사실이다. 예를 들어, 박벽 SMIF 포드는 제어된 환경 내부에 포착된 공기가 변위되게 하는 고도 관련 압력 변화로 인한 벽 이동을 경험할 수 있다. 온도 변화는 용기 내에서 대류 유동을 일으킬 수 있다. 용기 및 그의 구성요소의 치수 변화는 지지부 및 보유 메커니즘의 기능을 훼손하여, 용기 내에 수용된 기판의 웨이퍼 오정렬 또는 뒤틀림으로 이어질 수 있다. 압력 변동으로 인한 용기 벽의 치수 변화는 캐리어의 커버와 도어 사이의 밀봉의 훼손 및 캐리어 내의 입상물질의 침입으로 이어질 수 있다. 종래 기술의 접근은 외부 환경과 공기의 내부 제어된 체적 사이의 통기 장치를 고려한다. 통기 장치는 공기가 유동할 통로를 제공한다. 통로 내에 개재된 필터가 외부 환경으로부터 캐리어의 제어된 환경 내로의 입상물질의 침입에 대해 장벽을 제공할 것으로 예상된다. 그러나, 전술한 바와 같이, EUV 포토리소그래피 공정에서 사용되는 레티클은 매우 미세하고 정교한 특징부를 가져서, 임계 입자 크기는 레티클의 비패턴화 및 패턴화 표면에 대해 각각 0.1 ㎛ 및 0.03 ㎛ 정도일 뿐이다. 그러한 낮은 입자 크기에서, 필터는 그를 가로지른 유체 유동에 대한 상당한 저항을 일으키는 매우 미세한 세공 크기를 요구하여, 더 큰 필터 표면적을 필요로 한다. 더 큰 필터 표면적에 대한 대안은 용기를 운송할 때 마주치는 것과 같은 갑작스런 압력 변화에 대한 더 느린 응답이다. 이들 모두는 레티클 SMIF 포드 설계의 목적들 중 하나가 제어된 체적을 최소로 유지하여 입상물질의 침입에 대해 효과적으로 밀봉될 수 있도록 하는 것이기 때문에, 양호한 대안이 아니다. 제어된 체적 내에서 압력 균등화를 달성하기 위해 더 큰 필터 면적을 제공하면서 레티클이 위치되는 제어된 체적을 최소화하는 것은 모순된 목적이다. 전형적으로, 종래 기술의 제어된 환경은 도어와 커버 사이에 밀봉체를 개재함으로써 생성된다. 그러나, 매우 자주, 밀봉체는 입상물질 또는 오염의 공급원 내에 있을 수 있으며 그 자체가 공급원일 수 있는 탄성중합체 재료로 만들어진다. 또한, 탄성중합체 밀봉체를 사용하여 밀봉부를 생성하려는 종래 기술의 시도는 입상물질이 내측의 제어된 환경으로 진입하는 경로를 제공할 수 있는, 예를 들어 홈 및 상승된 탭과 같은 구조물을 요구한다. 광범위한 사용에도 불구하고, 그러한 구조는 포드를 세척할 때 세척하기가 쉽지 않은 간극을 제시하여, 흐르는 세척 용액으로부터 화학 물질 및 입상물질을 잠재적으로 보유한다는 것이 기술 분야에서 대체로 수용된다. 필요한 것은 안정되고 확실한 지지부 및 제어된 환경을 제공함으로써 입자 및 오염으로부터의 레티클에 대한 최대의 보호를 제공하는 레티클 수납 시스템이다. 이는 제어된 환경으로부터의 공기의 침입 또는 침출이 없이 그리고 제어된 환경 내에 이미 존재하는 공기의 최소의 난류를 가지고 캐리어의 내부 제어된 환경과 캐리어 외부의 공기 사이의 압력을 효과적으로 균등화하는 레티클 압력 균등화 시스템을 포함해야 한다. 또한 필요한 것은 어떠한 형태의 입상물질 발생 재료도 이용하지 않는 밀봉 시스템이다.