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KR20230145200A - 샘플을 처리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

샘플을 처리하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20230145200A
KR20230145200A KR1020237032077A KR20237032077A KR20230145200A KR 20230145200 A KR20230145200 A KR 20230145200A KR 1020237032077 A KR1020237032077 A KR 1020237032077A KR 20237032077 A KR20237032077 A KR 20237032077A KR 20230145200 A KR20230145200 A KR 20230145200A
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KR
South Korea
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measuring tip
sample
particle
particles
surface section
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020237032077A
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English (en)
Inventor
크리스토프 바우르
율리아 베버
도미니크 쉬노어
막시밀리안 룸러
요하네스 쇼에네버그
킨가 코르닐로프
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 처리 장치(120)로 샘플(110)을 처리하기 위한 방법으로서, 처리 장치(120)의 측정 팁(122)으로 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)를 받아들이는(taking up) 단계(S1); 활성화된 표면 섹션(150)을 제공하기 위해 샘플(110) 상에서나 퇴적 유닛(140) 상에 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 단계(S2); 및 입자(130)를 측정 팁(122)으로부터 활성화된 표면 섹션(150)으로 이동시키기 위해 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)와 활성화된 표면 섹션(150) 사이에서 인력 상호동작이 작용하는 활성화된 표면 섹션(150)의 상호동작 영역 내로 측정 팁(122)을 움직이는 단계(S3)를 포함하는, 방법을 제안한다.

Description

샘플을 처리하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 샘플을 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
우선 출원 DE 10 2021 201 669.3의 내용은 그 전체가 참조로서 인용된다.
마이크로리소그라피는 예컨대 집적 회로와 같은 마이크로 구조 소자를 제조하는데 사용된다. 마이크로리소그라피 공정은, 조명 시스템과 투영 시스템을 갖는 리소그라피 장치를 사용하여 실행된다. 조명 시스템에 의해 조명되는 마스크(레티클)의 이미지는 이 경우 투영 시스템에 의해 기판, 예컨대 실리콘 웨이퍼 상에 투영되며, 이 기판은 감광 층(포토레지스트)으로 코팅되며 투영 시스템의 이미지 평면에 배치되어 마스크 구조를 기판의 감광성 코팅에 전사한다.
마스크 또는 리소그라피 마스크는 다수의 노광에 사용되며, 그러한 이유로, 마스크는 결함이 없으며 오염이 없어야 한다는 점이 매우 중요하다. 그러므로 결함 및 오염에 대해 리소그라피 마스크를 검사하고 발견된 결함을 수리하거나 오염을 제거하려는 노력이 그에 따라 많이 있어야 한다. 결함이나 오염은 대략 수 나노미터 범위의 크기를 가질 수 있다. 그러한 결함이나 오염을 제거하는 것은 그러므로 수리 공정을 위해 매우 큰 공간 분해능을 제공하는 장치를 필요로 한다.
오염은 예컨대 주변으로부터 마스크 상에 퇴적된 극소형 입자이다. 그러한 오염은 예컨대 마스크가 상이한 장치 사이에서 이동될 때 증가하여 발생한다. 입자는 매우 다양한 성질을 가지며, 상이한 크기 및/또는 형상을 갖는다. 이들 입자는 예컨대 금속 입자, 특히 주석일 수 도 있지만, 세라믹 입자, 폴리머 입자일 수 도 있으며, 추가로 탄소 화합물이 또한 발생할 수 도 있다. 입자는 통상 마스크 표면 상에 흡수되며, 다시 말해 특히 입자 소재와 마스크 표면 사이에, 원자 본드와 같은 강한 화학 본드는 없다.
열역학적 관점에서, 입자는, 표면을 떠나는 것이 시스템의 총 에너지를 감소시킨다면, 그렇게 할 것이다. 예컨대, 입자가 (동일 접촉 표면의 경우) 저 표면 에너지를 갖는 표면으로부터 고 표면 에너지를 갖는 표면으로 이동할 때가 그러한 경우이다. 입자와 표면 사이에 존재하는 상호동작에 의존하여, 활성 에너지가 기존의 본드를 파괴하기 위해 필요할 수 도 있다.
개별 입자를 타겟 방식으로 표면으로부터 제거하는 장치가 알려져 있다. 예컨대, 원자 간력 현미경(atomic force microscope)이 이러한 목적으로 사용된다. 이들은 측정 팁으로 입자를 받아들여(take up) 그에 따라 이를 표면으로부터 제거한다. 단지 단일 입자 이상에 대해 측정 팁을 사용할 수 있기 위해, 측정 팁으로부터 받아들인 입자를 다시 제거하는 것이 바람직할 수 있다.
US 8 287 653B2는, 코팅된 측정 팁이 피세척 표면으로부터 입자를 받아들인 후 이들 입자를 퇴적 표면 상에 퇴적하는데 사용되는 방법을 개시한다. 여기서, 측정 팁은, 받아들여진 입자의 제거를 용이하게 하기 위한 의도인 저 표면 에너지를 갖는 코팅을 갖는다.
DE 10 2005 004 070B3는 리소그라피 마스크로부터 결함 소재를 제거하기 위한 방법을 개시한다. 이 방법의 일 실시예에서, 원자 간력 현미경의 측정 팁이 결함 소재를 제거하는 평면으로서 사용된다.
WO 2019/016224A1은 리소그라피 마스크로부터 과잉 소재를 제거하기 위한 방법을 개시한다. 이 문헌에서, 원자 간력 현미경의 측정 팁이 리소그라피 마스크 상의 과잉 소재를 옮기는데 및/또는 이를 리소그라피 소재로부터 제거하는데 사용된다.
DE 20 2017 007 361U1은 입자의 조성을 결정하기 위한 이물체 수집 및 계측 장치를 개시하며, 여기서 이물체 수집 및 계측 장치는: 입자를 주사 프로브 현미경 팁(SPM 팁)으로 이동시키기 위한 수단; SPM 팁 상의 입자를 제1 입사 복사선(radiation)으로 조사하도록 설계된 복사선 원; 제1 입사 복사선에 의해 야기되는 입자로부터의 제1 프로브 복사선을 검출하도록 설계되는 복사선 검출기; 및 제1 프로브 복사선에 대한 응답인 복사선 검출기로부터의 제1 신호를 수신하여, 제1 신호를 분석하고 SPM 팁 상의 입자의 하나 이상의 소재 속성을 식별하도록 설계되는 제어기를 포함한다.
이러한 배경기술에 대비하여, 본 발명의 목적은 샘플의 처리를 개선하는 것이다.
제1 양상에 따라, 처리 장치로 샘플을 처리하기 위한 방법이 제안된다. 이 방법은 처리 장치의 측정 팁으로 샘플의 샘플 표면 상에 부착된 입자를 받아들이는 단계를 포함하며, 또한, 샘플 또는 퇴적 유닛 상에 특정 마이크로 구조를 갖는 마이크로 구조 표면 섹션을 제공하는 단계를 제공하며, 특정 마이크로 구조의 횡단면은 제1 횡단면 평면에서 주기적 프로파일을 갖는다. 이 방법은 또한 측정 팁을 마이크로 구조 표면 섹션의 상호동작 영역 내로 움직이는 단계를 포함하며, 이 상호동작 영역에서, 상호동작이, 입자를 측정 팁으로부터 마이크로 구조 표면 섹션으로 이동시키기 위해 측정 팁에 의해 받아들여진 입자와 마이크로 구조 표면 섹션 사이에서 작용한다.
이 방법은, 입자가 신뢰할 만하게 및 효율적으로 샘플로부터 제거될 수 있으며 마이크로 구조 표면 섹션으로 이동될 수 있다는 장점이 있다. 주기적 구조의 결과로서, 마이크로 구조 표면 섹션 상의 적절한 퇴적이나 이동 위치가 신속하게 찾아질 수 있으며, 이는 이들 적절한 위치가 먼저 찾아져야 했었던 좁게 경계진 공간 영역에서뿐만 아니라 많은 지점에서 제공되기 때문이다.
샘플은 예컨대 10nm 내지 10㎛ 범위의 구조 크기를 갖는 리소그라피 마스크이다. 이것은 예컨대 DUV 리소그라피(DUV: "Deep UltraViolet", 30 내지 250nm의 범위의 동작 광 파장)용 투과형 리소그라피 마스크 또는 EUV 리소그라피(EUV: "Extreme UltraViolet", 1 내지 30nm의 범위의 동작 광 파장)용 반사형 리소그라피 마스크일 수 있다.
샘플은 또한 예컨대 집적 회로, 특히 CPU(CPU: "Central Processing Unit"), GPU(GPU: "Graphics Processing Unit"), RAM 메모리(RAM: "Random Access Memory"), 플래시 메모리 등과 같은 마이크로 전자 소자일 수 도 있다.
처리 장치는 예컨대 캔틸레버(cantilever)에 부착되는 측정 팁을 갖는다. 측정 팁은 예컨대 0.1㎛ 내지 1mm 사이의 범위의 길이와, 0.4nm 내지 1㎛ 사이의 범위의 직경을 갖는다. 특히, 측정 팁은 자유단을 향해 테이퍼링될 수 도 있다. 측정 팁은 예컨대 탄소, 실리콘, 귀금속 등을 포함하는 소재로 구성된다. 측정 팁은 또한 그 표면에 추가 소재의 코팅을, 특히 비표면 에너지를 제공할 목적으로 가질 수 도 있다. 측정 팁은 또한 조작 팁 또는 간단히 팁으로서 지칭할 수 도 있다.
용어, "표면 에너지"는, 표면을 생성하기 위해 표면적의 단위당 연장되어야 하는 에너지인 것으로 이해된다. 또한, 표면 에너지는 자유 표면의 표면적의 단위가 덮일 때 자유하게 되는 것이라고도 할 수 도 있다. 고 표면 에너지를 갖는 자유 표면은 고 에너지 열역학 상태를 나타낸다. 자유 표면이 적어도 부분적으로 예컨대 입자로 덮일 때, 전체 시스템의 자유 에너지는 특히 감소하며, 이점은 열역학적으로 유리하며, 그런 이유로 입자가 우선적으로 고 에너지 표면을 갖는 표면 상에 흡수될 것이다. 용어, "표면 에너지"는 특히, 특정 표면이 다른 개체(body)와 가지게 될 모든 가능한 상호동작을 의미하도록 본 경우에 이해된다. 그러므로 모든 표면 사이에 동일하게 존재하지 않을 수 도 있는 특정 화학 본드가 용어, "표면 에너지" 아래 포함될 수 도 있다. 표면 에너지에 기여하는 상호동작은 예컨대 반 데르 발스 힘, 이중극-이중극 상호동작, 이온 본드 또는 분산력과 같은 정전 상태 상호동작과, 또한 원자 본드(공유 본드(covalent bonds)), 수소 본드 또는 금속 본드와 같은 분자-특정 및 원자-특정 상호동작이다.
측정 팁으로, 특히 심지어 샘플이 고 종횡비를 갖는 구조를 가질 경우에도, 샘플 표면 상의 개별 위치로 타겟 방식으로 움직일 수 있다. 종횡비는 예컨대 구조의 폭 대 높이의 비로서 규정될 수 도 있다. 1:10의 고 종횡비의 구조의 예로는, 예컨대 1㎛ 폭과 10㎛ 깊이의 좁고 깊은 트렌치가 있다.
처리 장치는 바람직하게는, 캔틸레버가 그 위에 배치되며 캔틸레버를 3개의 공간 방향 모두로 움직일 수 있게 하는 위치지정 유닛을 갖는다. 위치지정 유닛은 바람직하게는 캔틸레버를 최대 3개의 축을 중심으로 회전시키도록 또한 구성된다. 측정 팁의 배향은 결국 자유롭게 조정될 수 있다. 처리 장치는 특히 원자 간력 현미경을 포함하며, 여기서 측정 팁이 원자 간력 현미경에 할당된다.
측정 팁이 샘플 표면의 근처에 가게 되면, 상호동작이 측정 팁과 샘플 표면 사이에 일어난다. 상호동작은 직접 접촉, 반 데르 발스 상호동작 또는 다른 물리적 상호동작 및 이들의 혼합을 기반으로 할 수 도 있다. 측정 팁으로 샘플 표면을 주사함으로써, 샘플 표면의 3차원 이미지를 기록할 수 있다. 여기서, 예컨대, 각 주사 위치마다, 측정 팁과 샘플 표면 사이의 거리는 폐쇄-루프 제어 회로에 의해 일정하게 유지되며, 이 거리를 조정하기 위한 마이크로 액추에이터의 위치가 기록된다.
특히, 입자는 먼지(dust)나 오물(dirt)과 같은 이물체이며, 이들은 샘플 표면 상에 퇴적되어 있다. 또한, 입자가 샘플 표면 상에 흡수되어 있다고 할 수 도 있다. 상이한 입자는 상이한 성질과 상이한 형상을 가질 수 도 있다. 입자의 크기는 특히 5nm 내지 10㎛의 범위에 있다.
그러한 입자는 예컨대 광학 분석 방법을 사용하여 샘플 표면 상에 위치를 찾게 될 수 도 있으며, 측정 팁에 의해 타겟 방식으로 접근하게 될 수 도 있다. 측정 팁으로 입자를 받아들이기 위해, 입자는 샘플 표면으로부터 분리되어야 한다. 이것이 의미하는 점은, 샘플 표면과 입자 사이에 작동하는 힘이 극복되어야 한다는 점이다. 입자가 샘플 표면에 본딩되는 세기는 입자의 형상과 성질 및 샘플 표면의 성질, 특히 그 표면 에너지 모두에 의존한다. 샘플 표면의 표면 에너지가 높을수록, 입자는 더 강하게 흡수된다. 게다가, 입자와 샘플 표면 사이의 공유 원자 본드, 수소 본드, 정전 상호동작 등과 같은 특정한 상호동작이 일어날 수 도 있으며, 이것은 입자의 샘플 표면에의 본딩을 더 강화시킨다.
측정 팁으로 입자를 받아들이기 위해, 측정 팁은 예컨대 입자와 접촉하게 된다. 샘플 표면이 저 표면 에너지를 갖는다면, 입자는 특히 이로부터 쉽게 분리될 수 있을 것이며, 측정 팁에 의해 받아들여질 수 있다. 측정 팁의 표면 에너지가 샘플 표면의 표면 에너지보다 크다면 유리할 수 도 있으며, 이는, 동일하게 큰 접촉 표면의 경우, 입자는 이때 측정 팁에 부착되기 때문이다. 이 경우, 입자는 측정 팁에 본딩되며; 입자가 측정 팁 상에 흡수되어 있다고 할 수 도 있다. 이 본드의 강도는 이제 입자의 형상과 성질 및 측정 팁의 표면의 성질, 특히 그 표면 에너지 모두에 의존한다. 게다가, 측정 팁의 표면과 입자 사이의 특정 상호동작이 여기서 또한 일어날 수 도 있다.
기존의 본드를 파괴하기 위해 샘플 표면 상의 입자를 옮기도록 측정 팁을 먼저 사용하는 것이 도움이 될 수 도 있다. 이것은 예컨대 입자의 표면에 대한 본딩 에너지의 감소를 야기할 수 있다. 더 나아가, 측정 팁과 입자 사이의 접촉 표면이 예컨대 결과적으로 증가할 수 도 있다. 입자와 측정 팁 사이의 접촉 표면이 더 커진다면, 입자가 측정 팁에 부착하여 샘플 표면으로부터 분리될 수 있을 확률이 증가한다.
입자가 측정 팁에 의해 받아들여진 후, 입자는 측정 팁을 더 사용할 수 있기 위해 측정 팁으로부터 다시 제거되어야 한다. 입자는 이 경우 특히 샘플 표면 - 여기서 입자는 장애는 아님 - 상이나 별도의 퇴적 유닛 상의 위치에 퇴적되어야 한다. 퇴적 이후 대응 표면에 대한 입자의 본딩은 이 경우에 바람직하게는 특히 강하다. 다시 말해, 본딩 에너지는 높다. 이것은 대응 표면이 고 에너지 표면을 가질 때 달성될 수 있다. 이 외에 및/또는 이에 대안으로, 표면은, 예컨대 실리콘과 같이 매우 많은 원소와 화학 본드를 형성할 수 있는 소재로 구성될 수 도 있다. 이것은 첫째 입자가 표면에 내구성 있게 본딩되어 더는 분리되지 않는다는 점과, 둘째 측정 팁으로부터 입자를 이동시키는 것이 용이하다는 점을 달성한다.
입자가 마이크로 구조 표면 상에 흡수되며, 이때 여러 가지 물리화학적 효과가 아마도 일어날 것이다. "물리흡착(physisorption)" 및 "화학흡착(chemisorption)"을 또한 참조해야 할 수 도 있다. 물리흡착에서, 반 데르 발스 상호동작과 같은 정전 상호동작이 특히 입자와 마이크로 구조 표면 사이에 일어난다. 화학흡착에서, 공유 원자 본드와 같은 화학 본드가 입자와 마이크로 구조 표면 사이에서 추가로 형성할 수 도 있다.
입자를 이동시키기 위해, 입자를 가진 측정 팁은 마이크로 구조 표면의 상호동작 영역으로 가져가 진다. "상호동작 영역"은 본 경우에 특히, 예컨대 인력 상호동작이 입자와 마이크로 구조 표면 사이에 작용하는 공간 근처인 것으로 이해된다. 상호동작 영역에서, 입자가 측정 팁으로부터 마이크로 구조 표면으로 이동될 확률은 매우 높다. 상호동작 영역은 특히 예컨대 마이크로 구조 표면으로부터 0과 100nm 거리 사이의 영역과 같은 마이크로 구조 표면 위의 특정 영역을 포함한다. 마이크로 구조 표면과 입자의 직접 접촉이 입자를 이동시키는데 가장 적절하다.
지원 조치가 상호동작 영역을 증가시키기 위해 취해질 수도 있어서 입자는 예컨대 마이크로 구조 표면과 직접 접촉 없이도 이동된다. 예컨대, 전압(DC 전압 또는 AC 전압)이 측정 팁과 마이크로 구조 표면 사이에 인가될 수 도 있다. 더 나아가, 입자는 레이저 빔 등에 의해 여기될 수 도 있으며, 이점은 입자를 측정 팁으로부터, 바람직하게는 마이크로 구조 표면 바로 위에서, 분리하는 결과를 가질 수 있다. 입자는 이때 예컨대 마이크로 구조 표면 상에 "강하"할 것이다. 게다가, 측정 팁은 입자가 "흔들어 떨어지도록(shaken off)" 진동하게 설정될 수 도 있다.
측정 팁은 또한, 입자가 마이크로 구조 표면으로 이동되기 전에, 2개 이상의 입자를 예컨대 측정 팁의 상이한 위치에서 받아들일 수 도 있음을 주목해야 한다. 이점은 특히 측정 팁으로의 개별 입자의 본딩이 강해서 측정 팁으로부터 입자의 의도하지 않은 "강하하여 떨어짐"이 배제되거나 적어도 매우 그럴 가능성이 없는 경우에, 가능하다.
특정 마이크로 구조의 횡단면은 특히 샘플이나 퇴적 유닛의 주 크기 평면(main plane of extent)에 평행하지 않게 연장하는 제1 횡단 평면에 있다. 주 크기 평면은 예컨대, 마이크로 구조 표면 섹션 외부, 특히 편평한 표면 섹션의 샘플이나 퇴적 유닛의 표면에 있는 평면이다. 샘플이나 퇴적 유닛이 본래 매크로 구조적으로 편평하기보다는 대신 만곡된 프로파일을 갖고 및/또는 섹션에서 단지 편평하며, 여러 편평한 섹션이 서로에 대해 경사진 평면에 있다면, 특정 섹션에 대한 또는 특정 지점에서의 주 크기 평면은 샘플이나 퇴적 유닛에 대한 법선 벡터에 수직으로 있는 이 평면으로서 규정될 수 있다.
마이크로 구조의 횡단면이 주기적 프로파일을 갖는다는 것은 예컨대 샘플이나 퇴적 유닛의 표면을 따른 경계선과 주변 공간이 적어도 섹션에서 주기적 함수에 의해 기술될 수 있다는 점을 의미하는 것으로 이해된다.
주기적 마이크로 구조는 한 방향으로 또는 2개 이상의 방향으로 주기적일 수 있다. 한 방향으로의 주기적 구조의 예로 사인 변화(sinusoidal variation)에 수직인 방향으로 일정한 사인 함수가 있다. 적어도 2개의 방향으로 주기적 함수인 예로는 밝은 정사각형이 상승을 나타내며 어두운 정사각형이 하강을 나타내는 체커 판 패턴이 있다. 적어도 2개의 방향으로 주기적 마이크로 구조는 예컨대 서로 각각의 방향으로 주기적인 2개의 구조를 중첩함으로써 획득되며, 주기성의 각각의 방향은 서로 평행하게 있지 않다.
주기적 마이크로 구조는 여러 기하학적 기본 패턴을 가질 수 도 있다. 마이크로 구조에서 주기적으로 반복하는 각각의 기하학적 기본 패턴은 구분적으로(piecewise) 선형 섹션 및/또는 만곡된 방식으로 구분적으로 연장하는 섹션을 가질 수 도 있다. 만곡된 방식으로 연장하는 섹션은 예컨대 원형 호 형상, 포물선형, 쌍곡선형, 사인형 등일 수 도 있다. 상이한 형상 및/또는 배향을 갖는 2개 이상의 섹션은 서로 옆에 배치될 수 도 있다. 예컨대, 톱니 패턴은 2개의 선형 섹션을 서로에 대해 경사져 서로 옆에 있게 배치함으로써 획득된다.
마이크로 구조는 예컨대 최대 10 마이크로미터, 바람직하게는 최대 5마이크로미터, 바람직하게는 최대 2마이크로미터, 더 바람직하게는 최대 1마이크로미터의 범위의 구조 크기를 갖는다. 구조 크기는 예컨대 주기적 마이크로 구조의 주기 및/또는 마이크로 구조의 진폭이나 높이에 관련된다.
마이크로 구조 표면 섹션은 또한 본 개시의 환경에서 활성화된 표면 섹션으로 지칭될 수 도 있다.
입자의 이동은 또한 와이핑 오프(wiping off)로도 지칭할 수 있다. 이를 위해, 측정 팁은 예컨대 특정 마이크로 구조 위에서 와이핑된다. 또한 입자가 마이크로 구조 상에서 브러시 오프된다고 할 수 도 있다. 측정 팁 상의 입자와 마이크로 구조 사이의 상호동작은 특히 매크로 구조로 고려할 때 입자가 표면과 접촉하게 될 때 표면 상의 입자의 마찰력을 포함한다. 입자는 또한 마이크로 구조의 특히 에지 상에서 마이크로 구조의 개별 구조 상에서 스내그(snag)될 수 있으며, 그 위에서 "붙잡히게" 된다. 마이크로 구조적으로 고려할 때, 반 데르 발스 상호동작과 같이, 입자의 원자와 분자와 표면의 원자 및/또는 분자 사이의 정전 상호동작이 특히 일어날 수 도 있다. 미시적 관점에서, 화학적 상호동작이 가능하다. 즉, 예컨대 입자와 표면 사이의 화학적 본드의 형성이 가능하다. 게다가, 긴-범위의 정전 상호동작이 예컨대 입자가 양으로 또는 음으로 대전될 때 및/또는 마이크로 구조가 양으로 및/또는 음으로 대전될 때 존재할 수 도 있다. 폐쇄 대전 표면의 전계 세기는 표면의 곡률에 의존하므로, 전계는 대전 마이크로 구조에 걸쳐 변화를 보이며, 이때 전계 세기는 상당한 곡률의 영역(작은 곡률 반경)에서 크며, 이점은 입자의 이동을 긍정적으로 지원할 수 있다.
일 실시예에 따라, 횡단면은 지그재그형 프로파일을 갖는다.
지그재그형 프로파일은 예컨대 톱니 전압이나 그 밖에 삼각 전압의 프로파일에 대응한다.
추가 실시예에 따라, 제1 횡단면 평면은 샘플이나 퇴적 유닛의 주 크기 평면에 수직으로 놓이며, 특정 마이크로 구조의 추가 횡단면은 제1 횡단면 평면에 수직이며 주 크기 평면에 수직인 제2 횡단면 평면에서 일정하다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 마이크로 구조 표면 섹션은 각각의 마이크로 구조를 갖는 다수의 영역을 포함하며, 이때 마이크로 구조는 상이한 영역에서 상이하게 구조화된다.
이 실시예는, 상이한 마이크로 구조가 입자를 이동시키는데 이용될 수 있다는 장점이 있다. 예컨대, 측정 팁 상의 입자의 형상, 속성, 크기 및/또는 위치에 의존하여, 상이한 마이크로 구조가 입자를 신속하고 효율적으로 이동시키기 위한 상이한 적절성을 가질 수 도 있다.
모든 마이크로 구조가 특정 마이크로 구조에 필요한 바와 같이 주기적일 필요는 없음을 주목해야 한다. 무질서한(unorder) 마이크로 구조가 그러므로 영역에 존재할 수 도 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 제1 영역은 특정 마이크로 구조를 가지며, 제2 영역은 제2 마이크로 구조를 갖고, 제2 마이크로 구조의 제1 횡단면 평면은 주 크기 평면에 상이하게 및 특정 마이크로 구조의 제1 횡단면 평면에 기울어지게 연장한다.
예컨대, 제2 마이크로 구조는 제1 마이크로 구조와 동일한 기하학적 기본 형상을 가지며, 그에 따라 동일한 주기적 프로파일을 갖지만, 프로파일이 주기적인 방향은 제1 영역에서 특정 마이크로 구조에 대한 방향과 상이하다. 다시 말해, 제2 마이크로 구조는 제1 마이크로 구조와 비교하여 회전하여 배치된다.
대응하여 상이한 마이크로 구조를 갖는 2개보다 많은 영역이 제공될 수 도 있음을 주목해야 한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 제1 영역은 특정 마이크로 구조를 가지며, 특정 마이크로 구조는 구조 파라미터에 대한 제1 값을 가지며, 구조 파라미터는 제1 횡단면 평면을 따른 높이, 제1 각도, 제2 각도 및/또는 공간 빈도수를 포함하며, 제2 영역은 제1 값과 상이한 구조 파라미터 중 적어도 하나에 대한 값을 갖는 제2 구조를 갖는다.
예컨대, 제2 마이크로 구조는 특정 마이크로 구조와 동일한 기하학적 기본 형상을 갖지만, 특정 마이크로 구조와 상이한 공간 빈도수를 갖는다. 추가 예에서, 제2 마이크로 구조의 기하학적 기본 형상은 제1 마이크로 구조에 비교하여 상이하며, 예컨대 하나는 삼각형 구조이며, 다른 하나는 톱니 구조이고, 이점은 특히 상이한 제1 및 제2 각도에 의해 달성될 수 있다.
대응하여 상이한 마이크로 구조를 갖는 2개보다 많은 영역이 제공될 수 도 있음을 주목해야 한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 제1 영역은 특정 마이크로 구조를 가지며, 추가 영역은 추가 마이크로 구조를 갖고, 추가 마이크로 구조는 돌출부(overhang)를 포함하는 횡단면을 갖는다.
돌출부를 가진 횡단면은 특히, 주 크기 평면에 수직으로 연장하는 횡단면 평면에 있다.
또한, 마이크로 구조는 언더컷을 갖는다고 할 수 도 있다. 이 마이크로 구조는 그에 따라 특히 입자가 와이핑 오프될 수 있는 에지를 제공한다. 이것은, 특정 마이크로 구조에 이동된다 하더라도 거의 이동될 수 없는 일부 입자에 도움이 될 수 도 있다. 그러나 돌출부의 에지 상의 입자를 와이핑 오프하기 위해, 특정 마이크로 구조 상에서의 와이핑 오프에 대해서보다 측정 팁의 더 정확한 제어와 마이크로 구조에 대한 더욱 복잡한 움직임이 필요하다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 이 방법은, 측정 팁에 의해 받아들여진 입자의 부착 위치 및/또는 입자의 속성에 의존하여 다수의 영역으로부터 영역을 선택하는 단계 - 속성은 입자의 크기, 입자의 형상 및/또는 입자의 성질을 포함함 - 를 추가로 포함하며, 선택된 영역에서 입자를 마이크로 구조에 이동시키는 단계를 포함한다.
영역을 선택하는 단계는 영역에 존재하는 마이크로 구조를 선택하는 단계와 같을 수 있다.
입자의 형상은 예컨대, 원형, 타원형, 신장형(elongate), 필라멘트형(filamentary) 등을 포함할 수 도 있다. 입자의 성질은 입자가 구성되는 소재 또는 그 밖에 입자의 표면 거칠기 등에 관한 것일 수 도 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 부착 위치 및/또는 입자의 속성은 입자의 이미지, 특히 측정 팁으로 입자를 받아들이기 전 및/또는 후에 포착한 전자 현미경 사진(electron micrograph)에 의존하여 결정된다.
이 실시예에서, 처리 장치는 현미경, 특히 전자 현미경을 포함한다. 현미경은 또한 입자를 받아들이는 것 및 이동시키는 것을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 더 나아가, 현미경은 측정 팁의 움직임을 모니터링하며 제어하는데 사용될 수 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 각각의 마이크로 구조는 샘플이나 퇴적 유닛의 표면 상의 선택적 에칭 공정 및/또는 퇴적 공정에 의해 제조된다.
이 실시예에서, 마이크로 구조는 표면에 모놀리식으로 집적된다. 선택적 에칭 공정은 예컨대, 샘플 또는 퇴적 유닛이, 마이크로 구조가 제공되고자 하는 표면 섹션에서, 적절히 조정된 노광에 의해 구조화되어 후속하여 제거되는 레지스트 층으로 코팅되며, 노광된 영역이 표면 상에 남게 됨을 의미한다. 습식 및/또는 건식 화학적일 수 있는 에칭 공정이나 퇴적 공정이 그 후 실행된다. 레지스터 층의 노광된 부분이 표면이 지점들에서 보호되어, 결국 이들 영역에서 표면의 소재의 제거가 없거나 표면에의 소재의 도포가 없다는 점을 의미한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 이것은 마이크로 구조 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 단계를 추가로 포함하며, 마이크로 구조 표면 섹션은 입자 빔으로 조사되며 및/또는 가열되며 및/또는 코팅된다.
입자 빔은 예컨대 광 빔, 특히 레이저 빔, 전자 빔 또는 그 밖에 이온 빔이다. 입자 빔의 결과로서, 마이크로 구조 표면 섹션은 예컨대 정전적으로 대전될 수 도 있고, 가열될 수 도 있으며 및/또는 표면에서 원자의 화학적 구조나 순서는 파괴될 수 도 있고, 분쇄(disrupt)될 수 도 있으며 및/또는 변환될 수 도 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 샘플이나 퇴적 유닛은 실리콘, 탄화 실리콘, 텅스텐, 탄화 텅스텐, 코발트, 탄소, 인듐 및 백금 이리듐을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 소재를 포함한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 입자를 마이크로 구조 표면 섹션으로 이동시키는 것은 샘플이나 퇴적 유닛에 대한 측정 팁의 움직임에 의해 입자를 와이핑 오프하는 것을 포함한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 측정 팁은 입자의 이동을 위해 가열되고, 조사되며 및/또는 전기적으로 대전된다.
조사는 특히, 마이크로 구조 표면 섹션에 관해 앞서 이미 기재한 바와 같이, 입자 빔으로 실현된다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 마이크로 구조 표면 섹션은 입자를 이동시키기 전, 그 동안 및/또는 그 후 가열되고, 조사되며 및/또는 전기적으로 대전된다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 샘플 및 처리 장치 또는 샘플, 처리 장치 및 퇴적 유닛은 진공 하우징에 배치된다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 마이크로 구조 표면 섹션 상에 흡수된 입자는 입자 빔으로 그 자리에서(in situ) 분석된다.
분석은 특히 전자 빔 및/또는 X-선 복사선에 의해 실현된다.
제2 양상에 따라, 샘플을 분석하고 및/또는 처리하기 위한 장치가 제안된다. 이 장치는 샘플의 샘플 표면 상에 부착된 입자를 받아들이기 위한 측정 팁을 포함하는 처리 장치를 포함한다. 특정 마이크로 구조를 갖는 마이크로 구조 표면 섹션은 샘플 상이나 샘플과 분리된 퇴적 유닛 상에 존재하며, 특정 마이크로 구조의 횡단면은 제1 횡단면 평면에서 주기적 프로파일을 갖는다. 처리 장치는 추가로, 측정 팁으로부터 받아들인 입자를 마이크로 구조 표면 섹션으로 이동시키기 위해 측정 팁에 의해 받아들여진 입자와 마이크로 구조 표면 섹션 사이에 상호동작이 작용하는 마이크로 구조 표면 섹션의 상호동작 영역 내로 측정 팁을 움직이도록 구성되는 움직임 유닛을 포함한다.
제1 양상에 따라 제안된 방법에 대해 기재한 실시예와 특성은 대응하여 제안된 장치에 적용될 수 있으며, 그 역도 가능하다. 장치는 추가로 이 방법을 참조하여 기재한 장점이 있다.
제1 양상에 따른 방법은 바람직하게는 제2 양상에 따른 장치로 행해진다.
이 장치의 실시예에 따라, 이 장치는 입자가 샘플 표면 상에, 측정 팁 상에 및/또는 마이크로 구조 표면 섹션 상에 배치될 때, 샘플, 측정 팁, 퇴적 유닛 및/또는 입자의 이미지를 포착하기 위한 전자 현미경을 추가로 포함한다.
제3 양상에 따라, 처리 장치로 샘플을 처리하기 위한 방법이 제안된다. 이 방법은 처리 장치의 측정 팁으로 샘플의 샘플 표면 상에 부착된 입자를 받아들이는 단계, 및 측정 팁에 의해 받아들여진 입자의 이미지를 포착하는 단계, 및 포착된 이미지에 의존하여 측정 팁에 의해 받아들여진 입자의 하나 이상의 속성을 결정하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 속성은, 예컨대, 측정 팁 상의 입자의 크기, 형상, 성질 및/또는 부착 위치를 포함한다. 이 방법은 게다가, 결정된 속성에 의존하여, 샘플 상이나 퇴적 유닛 상의 마이크로 구조 표면 섹션에 배치되는 다수의 상이한 마이크로 구조로부터 마이크로 구조를 선택하는 단계를 포함하며; 측정 팁으로부터 마이크로 구조 표면 섹션으로 입자를 이동시키기 위해 측정 팁에 의해 받아들여진 입자와 측정 팁 사이에 상호동작이 작용하는 마이크로 구조 표면 섹션에서의 선택된 마이크로 구조의 상호동작 영역 내로 측정 팁을 움직이는 단계를 더 포함한다.
제1 양상에 따른 제안된 방법에 대해 기재한 실시예와 특성은 제3 양상에 따른 제안된 방법에 대응하여 적용될 수 있으며, 그 역의 관계도 가능하다. 이 방법은 바람직하게는 제2 양상에 따른 장치로 행해진다.
입자의 하나 이상의 속성이 결정되게 되는 기초가 되는 입자의 이미지는 입자가 측정 팁으로 받아들여지기 전 이미 포착될 수 있음을 주목해야 한다.
이 방법의 실시예에 따라, 측정 팁을 위한 움직임 시퀀스는 추가로 결정된 속성 및/또는 선택된 마이크로 구조에 의존하여 다수의 상이한 움직임 시퀀스로부터 선택되며, 측정 팁은 입자를 이동시키기 위해 선택된 움직임 시퀀스에 따라 움직인다.
특정한 움직임 시퀀스는, 입자를 신속하고 효율적으로 이동시키기 위해 상이한 입자 속성 또는 입자 속성과 마이크로 구조의 조합에 특히 매우 적절할 수 도 있다.
제4 양상에 따라, 처리 장치로 샘플을 처리하기 위한 방법이 제안된다. 제1 단계에서, 샘플의 샘플 표면 상에 부착된 입자는 처리 장치의 측정 팁으로 받아들여진다. 제2 단계에서, 샘플 또는 퇴적 유닛 상의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질이 활성화된 표면 섹션을 제공하기 위해 변경된다. 제3 단계에서, 측정 팁은, 측정 팁으로부터 활성화된 표면 섹션으로 입자를 이동시키기 위해 인력 상호동작이 측정 팁에 의해 받아들여진 입자와 활성화된 표면 섹션 사이에서 작용하는 활성화된 표면 섹션의 상호동작 영역 내로 움직인다.
이 방법은, 입자와 활성화된 표면 섹션(이후 간단히 활성화된 표면으로도 지칭됨) 사이의 인력 상호동작을 고려하여, 입자는 첫째 측정 팁으로부터 활성화된 표면으로 간단한 방식으로 이동하게 될 수 있으며, 둘째 입자가 스스로 활성화된 표면으로부터 다시 분리되게 되지 않으며 그러므로 이 표면에 고정되게 된다는 장점이 있다. 입자는 그에 따라 샘플 표면으로부터 매우 효율적이며 신뢰할 만하게 제거될 수 있다.
이하에 주어진 정의, 실시예 및 장점은 그에 따라 제1, 제2 및 제3 양상에 적용된다. 활성화된 표면 섹션에 대한 이하의 언급은 특히 그에 따라 마이크로 구조 표면 섹션에 적용된다.
샘플은 예컨대 10nm 내지 10㎛ 범위의 구조 크기를 갖는 리소그라피 마스크이다. 이것은 예컨대 DUV 리소그라피(DUV: "Deep UltraViolet", 30 내지 250nm의 동작 광 파장)용 투과형 리소그라피 마스크 또는 EUV 리소그라피(EUV: "Extreme UltraViolet", 1 내지 30nm의 범위의 동작 광 파장)용 반사형 리소그라피 마스크일 수 있다.
샘플은 또한 예컨대 집적 회로, 특히 CPU(CPU: "Central Processing Unit"), GPU(GPU: "Graphics Processing Unit"), RAM 메모리(RAM: "Random Access Memory"), 플래시 메모리 등과 같은 마이크로 전자 소자일 수 도 있다.
처리 장치는 예컨대 캔틸레버에 부착되는 측정 팁을 갖는다. 측정 팁은 예컨대 0.1㎛ 내지 1mm 사이의 범위의 길이와, 0.4nm 내지 1㎛ 사이의 범위의 직경을 갖는다. 특히, 측정 팁은 자유단을 향해 테이퍼링될 수 도 있다. 측정 팁은 예컨대 탄소, 실리콘, 귀금속 등을 포함하는 소재로 구성된다. 측정 팁은 또한 그 표면에 추가 소재의 코팅을, 특히 비표면 에너지를 제공할 목적으로 가질 수 도 있다. 측정 팁은 또한 조작 팁 또는 간단히 팁으로서 지칭할 수 도 있다.
용어, "표면 에너지"는, 표면을 생성하기 위해 표면적의 단위 당 연장되어야 하는 에너지인 것으로 이해된다. 또한, 표면 에너지는 자유 표면의 표면적의 단위가 덮일 때 자유하게 되는 것이라고도 할 수 도 있다. 고 표면 에너지를 갖는 자유 표면은 고 에너지 열역학 상태를 나타낸다. 자유 표면이 적어도 부분적으로 예컨대 입자로 덮일 때, 전체 시스템의 자유 에너지는 특히 감소하며, 이점은 열역학적으로 유리하며, 그런 이유로 입자는 우선적으로 고 에너지 표면을 갖는 표면 상에 흡수될 것이다. 용어, "표면 에너지"는 특히, 특정 표면이 다른 개체와 가지게 될 모든 가능한 상호동작을 의미하도록 본 경우에 이해된다. 그러므로 모든 표면 사이에 동일하게 존재하지 않을 수 도 있는 특정 화학 본드가 용어, "표면 에너지" 아래 포함될 수 도 있다. 표면 에너지에 기여하는 상호동작은 예컨대 반 데르 발스 힘, 이중극-이중극 상호동작, 이온 본드 또는 분산력과 같은 정전 상태 상호동작과, 또한 원자 본드(공유 본드), 수소 본드 또는 금속 본드와 같은 분자-특정 및 원자-특정 상호동작이다.
측정 팁으로, 특히 심지어 샘플이 고 종횡비를 갖는 구조를 가질 경우에도, 샘플 표면 상의 개별 위치로 타겟 방식으로 움직일 수 있다. 종횡비는 예컨대 구조의 폭 대 높이의 비로서 규정될 수 도 있다. 1:10의 고 종횡비의 구조의 예로는, 예컨대 1㎛ 폭과 10㎛ 깊이의 좁고 깊은 트렌치가 있다.
처리 장치는 바람직하게는, 캔틸레버가 그 위에 배치되며 캔틸레버를 3개의 공간 방향 모두로 움직일 수 있게 하는 위치지정 유닛을 갖는다. 위치지정 유닛은 바람직하게는 캔틸레버를 최대 3개의 축을 중심으로 회전시키도록 또한 구성된다. 측정 팁의 배향은 결국 자유롭게 조정될 수 있다. 처리 장치는 특히 원자 간력 현미경을 포함하며, 여기서 측정 팁이 원자 간력 현미경에 할당된다.
측정 팁이 샘플 표면의 근처에 가게 되면, 상호동작이 측정 팁과 샘플 표면 사이에 일어난다. 상호동작은 직접 접촉, 반 데르 발스 상호동작 또는 다른 물리적 상호동작 및 이들의 혼합을 기반으로 할 수 도 있다. 측정 팁으로 샘플 표면을 주사(scanning)함으로써, 샘플 표면의 3차원 이미지를 기록할 수 있다. 여기서, 예컨대, 각 주사 위치마다, 측정 팁과 샘플 표면 사이의 거리는 폐쇄-루프 제어 회로에 의해 일정하게 유지되며, 이 거리를 조정하기 위한 마이크로 액추에이터의 위치가 기록된다.
특히, 입자는 먼지나 오물과 같은 이물체이며, 이들은 샘플 표면 상에 퇴적되어 있다. 또한, 입자가 샘플 표면 상에 흡수되어 있다고 할 수 도 있다. 상이한 입자는 상이한 성질과 상이한 형상을 가질 수 도 있다. 입자의 크기는 특히 5nm 내지 10㎛의 범위에 있다.
그러한 입자는 예컨대 광학 분석 방법을 사용하여 샘플 표면 상에서 위치를 찾게 될 수 도 있으며, 측정 팁에 의해 타겟 방식으로 접근하게 될 수 도 있다. 측정 팁으로 입자를 받아들이기 위해, 입자는 샘플 표면으로부터 분리되어야 한다. 이것이 의미하는 점은, 샘플 표면과 입자 사이에 작동하는 힘이 극복되어야 한다는 점이다. 입자가 샘플 표면에 본딩되는 세기는 입자의 형상과 성질 및 샘플 표면의 성질, 특히 그 표면 에너지 모두에 의존한다. 샘플 표면의 표면 에너지가 높을수록, 입자는 더 강하게 흡수된다. 게다가, 입자와 샘플 표면 사이의 공유 원자 본드, 수소 본드, 정전 상호동작 등과 같은 특정한 상호동작이 일어날 수 도 있으며, 이것은 입자의 샘플 표면에의 본딩을 더 강화시킨다.
측정 팁으로 입자를 받아들이기 위해, 측정 팁은 예컨대 입자와 접촉하게 된다. 샘플 표면이 저 표면 에너지를 갖는다면, 입자는 특히 이로부터 쉽게 분리될 수 있을 것이며, 측정 팁에 의해 받아들여질 수 있다. 측정 팁의 표면 에너지가 샘플 표면의 표면 에너지보다 크다면 유리할 수 도 있으며, 이는, 동일하게 큰 접촉 표면의 경우, 입자는 이때 측정 팁에 부착되기 때문이다. 이 경우, 입자는 측정 팁에 본딩되며; 입자가 측정 팁 상에 흡수되어 있다고 할 수 도 있다. 이 본드의 세기는 이제 입자의 형상과 성질 및 측정 팁의 표면의 성질, 특히 그 표면 에너지 모두에 의존한다. 게다가, 측정 팁의 표면과 입자 사이의 특정 상호동작이 여기서 또한 일어날 수 도 있다.
기존의 본드를 파괴하기 위해 샘플 표면 상의 입자를 옮기도록 측정 팁을 먼저 사용하는 것이 도움이 될 수 도 있다. 이것은 예컨대 입자의 표면에 대한 본딩 에너지의 감소를 야기할 수 있다. 더 나아가, 측정 팁과 입자 사이의 접촉 표면이 예컨대 결과적으로 증가할 수 도 있다. 입자와 측정 팁 사이의 접촉 표면이 더 커진다면, 입자가 측정 팁에 부착하여 샘플 표면으로부터 분리될 수 있을 확률이 증가한다.
입자가 측정 팁에 의해 받아들여진 후, 입자는 측정 팁을 더 사용할 수 있기 위해 측정 팁으로부터 다시 제거되어야 한다. 입자는 이 경우 특히 샘플 표면 - 여기서 입자는 장애는 아님 - 상이나 별도의 퇴적 유닛 상의 위치에 퇴적되어야 한다. 퇴적이 후 대응 표면에 대한 입자의 본딩은 이 경우에 바람직하게는 특히 강하다. 다시 말해, 본딩 에너지는 높다. 이것은 대응 표면이 고 표면 에너지를 가질 때 달성될 수 있다. 이 외에 및/또는 이에 대안으로, 표면은, 예컨대 실리콘과 같이 매우 많은 원소와 화학 본드를 형성할 수 있는 소재로 구성될 수 도 있다. 이것은 첫째 입자가 표면에 내구성 있게 본딩되어 더는 분리되지 않는다는 점과, 둘째 측정 팁으로부터 입자를 이동시키는 것이 용이하다는 점을 달성한다.
한가지 문제점은 예컨대 공기와 접촉하는 소재 표면이 상대적으로 화학적으로 불활성이며 더 저 표면 에너지를 갖는 패시베이트된 표면 층을 형성한다는 점이다. 예컨대, 수 나노미터 두께의 자연 산화물 층(native oxide layer)이 매우 짧은 시간 내에 순(pure) 실리콘 상에 형성된다. 그러한 패시베이트된 층의 형성을 방지하는 조건 하에서의 저장은 기술적으로 복잡하고 고가이므로, 예컨대 패시베이트된 표면에 이용 가능한 퇴적 유닛이 사용될 때까지 이를 홀딩하는 것은 실용적이지 않다.
입자와 표면 사이의 강한 상호동작을 달성하기 위해, 그러므로 샘플 상이나 퇴적 유닛 상에 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하여 예컨대 고 표면 에너지를 갖고 및/또는 많은 원소와 화학적으로 매우 반응성이며 및/또는 입자의 이동에 유리한 기하학적 모양을 갖도록 하는 것이 제안되어 있다. 유리한 기하학적 모양은 예컨대 입자가 표면에 고착될 수 있게 하여 입자의 접촉 표면이 최대화되거나 입자가 입체 장애(steric hindrance)에 의해 와이핑 오프될 수 있는 에지가 제공된다. 그 후, 간략화를 위해 표면의 활성화를 또한 참조한다. 그에 따라 변경된 표면 섹션을 활성화된 표면 섹션으로 지칭한다. 이후 간략화를 위해 활성화된 표면만을 참조한다.
입자는 활성화된 표면 상에서 흡수되며, 이때 여러 물리화학적 효과가 아마도 일어날 것이다. 또한 "물리흡착(physisorption)" 및 "화학흡착(chemisorption)"을 참조할 수 도 있다. 물리흡착에서, 반 데르 발스 상호동작과 같은 정전 상호동작이 특히 입자와 활성화된 표면 사이에 일어난다. 화학흡착에서, 공유 원자 본드와 같은 화학적 본드가 추가로 입자와 활성화된 표면 사이에 형성될 수 도 있다.
입자를 이동시키기 위해, 입자를 가진 측정 팁이 활성화된 표면의 상호동작 영역에 가져가 진다. "상호동작 영역"은 본 경우에 특히 인력 상호동작이 입자와 활성화된 표면 사이에서 관찰될 수 있는 공간 근처인 것으로 이해된다. 상호동작 영역에서, 입자가 측정 팁으로부터 활성화된 표면으로 이동될 확률이 매우 높다. 상호동작 영역은 특히 예컨대 0과 100nm 거리 사이의 영역과 같이 활성화된 표면으로부터 특정 영역을 포함할 수 도 있다. 입자의 활성화된 표면과의 직접 접촉이 입자를 이동시키는데 최상으로 적절하다.
지원 조치를 취하여 상호동작 영역을 증가시킬 수 도 있어서, 입자는 예컨대 활성화된 표면과 직접 접촉하지 않고도 이동된다. 예컨대, 전압(DC 전압 또는 AC 전압)이 측정 팁과 활성화된 표면 사이에 인가될 수 도 있다. 더 나아가, 입자는 레이저 빔 등에 의해 여기될 수도 있으며, 이것은 측정 팁으로부터, 바람직하게는 활성화된 표면 바로 위에서 입자를 분리하는 결과를 가질 수 있다. 입자는 그 후 예컨대 활성화된 표면 상에 "강하"할 것이다. 게다가, 측정 팁은 진동으로 설정될 수 도 있어서, 측정 팁은, 입자가 "흔들어 떨어지도록(shaken off)" 진동하게 설정될 수 도 있다.
측정 팁은 또한, 입자가 활성화된 표면으로 이동되기 전에, 2개 이상의 입자를 예컨대 측정 팁의 상이한 위치에서 받아들일 수 도 있음을 주목해야 한다. 이점은 특히 측정 팁으로의 개별 입자의 본딩이 강해서 측정 팁으로부터 입자의 의도하지 않은 "강하하여 떨어짐"이 배제되거나 적어도 매우 그럴 가능성이 없는 경우에, 가능하다.
이 방법의 실시예에 따라, 샘플 또는 퇴적 유닛은 섹션에서 패시베이트된 표면을 가지며, 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 것은 활성화된 표면 섹션을 제공하기 위해 섹션에서 패시베이트된 표면을 제거하는 것을 포함한다.
패시베이트된 표면을 제거하는 것은 특히, 패시베이트된 표면 층이 에너지의 공급에 의해 표면으로부터 증기화됨(vaporized)을 의미하는 것으로 이해된다. 대안적으로, 에칭 공정, 특히 입자 빔-유도 에칭 공정이 또한 제공될 수 도 있다. 이 경우에, 반응 가스가 피에칭 위치에 공급되거나 거기서 전구체 가스로부터 생성된다. 패시베이트된 층을 제거함으로써, 기저의 소재가 노출되며, 소재의 표면은 고 표면 에너지를 갖고 및/또는 많은 원소와 매우 화학적으로 반응성이 있다.
샘플 또는 퇴적 유닛의 패시베이트된 표면은 처리 가스 등과 화학적으로 반응하는 것으로부터 이들을 보호한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 활성화된 표면 섹션을 제공하기 위해 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 속성을 변경하기 위해, 샘플 또는 퇴적 유닛은 표면 섹션에 입자 빔으로 조사된다.
입자 빔은 예컨대 레이저 빔, 이온 빔 및/또는 전자 빔을 포함한다.
특히, 집속된 레이저 빔은 매우 많은 양의 에너지를 한 지점에 공급하여 소재를 증기화하는데 사용될 수 있다. 이 원리는 예컨대 레이저 용접 설치에서 산업적으로 이용된다. 이것은, 에너지가 타겟 방식으로 국부적으로 도입된다는 장점이 있으며, 그런 이유로, 샘플 또는 퇴적 유닛의 가열이 대체로 회피된다.
이온 빔은 또한 소재 표면을 국부적으로 처리하는데 사용될 수 있으며, 이 표면에서, 조사된 이온은 예컨대 본드를 파괴함으로써 및/또는 소재에 삽입됨으로써 격자 구조의 변경을 초래한다. 또한, 소재와 반응하여 휘발성 종을 형성하여 국부적 에칭 공정을 트리거하는 반응성 이온을 사용할 수 있다.
입자 빔은 또한 샘플 및/또는 측정 팁의 이미지를 포착하는데 사용될 수 도 있다. 이에 특히 적절한 것으로는 전자 빔이 있으며, 전자 빔은 예컨대 샘플 표면 위에서 주사된다(주사 전자 현미경, SEM). 입자 빔을 사용하는 다른 이미지 포착 방법이 또한 사용될 수 도 있다. 유리하게도, 예컨대, 측정 팁에 의한 입자의 받아들임 및/또는 입자의 와이핑 오프는 이 방법에 의해 실시간으로 추적될 수 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 활성화된 표면 섹션을 제공하기 위해 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위해, 샘플 또는 퇴적 유닛은 표면 섹션에서 가열된다.
가열은 에너지의 공급에 의해 실현된다. 앞서 이미 기재한 바와 같이, 에너지는 복사선, 예컨대 레이저 복사선으로 조사하여 공급될 수 있다. 또한, 열 에너지를 제공하기 위해 표면 상에서 발열 화학 반응을 활성화할 수 있다. 추가 가능성은 소재를 통해 전류를 전도시킨 후 전기 저항과 필적하는 방식으로 가열하는 것이다.
많은 에너지를 공급하여 표면에 가까운 층, 예컨대 패시베이션 층이 증기화하여 베어 소재가 노출되는 것이 바람직하게 된다.
실시예에서, 피활성화 표면 섹션은 표면 상의 소재가 용융될 정도로 가열된다. 측정 팁은 입자의 이동을 위해 용융부에 잠긴다. 용융부는 측정 팁과 입자를 둘러싸며, 그런 이유로, 입자는 용융부와 매우 큰 접촉 표면을 갖는다. 입자가 구성되는 소재의 종류에 의존하여, 입자는 이 공정에서 부분적으로 또는 완전히 용융하여 용융 소재와 결합할 수 도 있다.
에너지의 공급은 종료되어 용융부가 고화된다. 강한 본딩 력이 고화 동안, 특히 입자가 적어도 부분적으로 녹았을 때 및/또는 입자가 고화된 소재에 의해 캡슐화되었을 때 입자와 고화된 소재 사이에 형성될 수 있어서, 측정 팁이 회수될 때 움직일 수 없으며 뒤에 남는다.
이 실시예에 대해, 예컨대 인듐과 같은 저 증기압 및 저 용융점을 갖는 소재로 만든 퇴적 유닛이 특히 적절하다. 게다가, 측정 팁을 위한 소재는 자체가 용융부에서 용융하지 않도록 선택된다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 활성화된 표면 섹션을 제공하기 위해 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성징을 변경하기 위해, 샘플 또는 퇴적 유닛은 표면 섹션에서 마이크로 구조화된다.
물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 것은 여기서 표면 섹션의 기하학적 모양을 특히 변경하는 것을 포함한다.
마이크로 구조화는 본 경우에 특히 표면이 편평하고 매끄럽지 않음, 즉 매우 저 표면 거칠기를 갖기보다는 대신 구조를 가짐을 의미하는 것으로 이해된다. 이 경우에, 구조는, 예컨대 실리콘 상에서 "나노그라스(nanograss)"로 알려진 것과 같이 무질서하며 미세할 수 도 있다. 그러나 개별 트렌치나 상승 구조(elevated structures) 및/또는 컬럼 - 예컨대 엠보싱 리소그라피 방법에 의해 제조될 수 있음 - 과 같은 특정 기하학적 구조가 또한 제공될 수 도 있다.
그러한 마이크로 구조 표면의 장점은, 이들 표면이 예컨대 다양한 배향 및/또는 에지를 갖는 부분 표면을 제공하여, 입자와의 접촉이 항상 입자가 측정 팁 상의 어디에 부착되어 있는지에 상관없이 이뤄질 수 있다는 점이다. 게다가, 입자와 마이크로 구조 표면 사이의 접촉 표면은 매끄러운 표면과 비교하여 확대될 수 있다. 입자가 예컨대 구 형상을 가진다면, 매끄러운 표면 상에서 단일 접촉 에어리어만을 갖는다. 대조적으로, 2개의 접촉 에어리어가 V자 형상 트렌치에서 또는 상승 구조의 코너에서 가능하다. 게다가, 입자는 마이크로 구조의 에지에서 와이핑 오프될 수 있다.
마이크로 구조는 입자 빔-유도 공정에 의해 특히 그 자리에서 제조될 수 있다. 소재가 제거되는 에칭 공정이나 소재가 퇴적되는 퇴적 공정이 여기서 사용될 수 도 있다. 에칭의 결과로서, 예컨대, 고 표면 에너지 및/또는 고 화학 반응을 갖는 표면이 노출될 수 있다. 퇴적의 결과로서, 예컨대 고 표면 에너지 및/또는 고 화학 반응을 갖는 표면이 제조될 수 있다.
마이크로 구조는 또한 이 방법을 진행하는 장치 외부에 생성될 수 있다. 이미 마이크로 구조화된 표면은 그 후 또한 추가로 예컨대 앞서 기재한 바와 같이 활성화될 수 도 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 샘플 또는 퇴적 유닛은 기능성 표면을 제공하기 위해 화학적 전-처리를 받게 된다.
화학적 전-처리는 표면을 활성화하는 것을 포함할 수 도 있다. 그러나 화학적 전-처리는 또한 표면의 활성화 전에 실현될 수 도 있다.
전-처리는 특히 이 방법을 실행하는 장치 외부에서 행해질 수 있다.
구체적으로, 소재가 실리콘일 경우, 피활성화 표면 섹션은 수소로 패시베이트되게 될 수 도 있다. 이것은 예컨대 불화수소산(HF)에 의한 실리콘의 처리에 의해 행해질 수 도 있다. 자연 산화물 층은 이 전-처리 동안 용해되며, 노출된 베어 실리콘은 그 표면 상에서 수소 원자의 단일 층을 결합한다. 또한, 실리콘은 수소로 포화된다고도 할 수 도 있다. 수소 층의 결과로서, 베어 실리콘과의 공기 분자의 접촉이 방지되며, 그 이유로, 패시베이트된 층, 특히 자연 산화물 층의 형성이 특정 시간 동안 방지된다. 그러나 수소 원자와 실리콘의 본딩만이 약해지며, 이것이 의미하는 점은 수소 원자가 예컨대 전자 빔에 의한 조사에 의해 분리될 수 있다는 점이다.
이 수소 패시베이션의 대안으로, 다른 표면 기능성화가 제공될 수 도 있다. 기능성화의 추가 예는 분자 체인, 특히 기능성화된 폴리머의 패시베이트된 표면에의 부착 또는 접목("테더링(tethering)")이다. 기능성화된 폴리머는 여기서 예컨대 활성화 가능한 말단 그룹이나 측 그룹(activatable end groups or side groups)을 갖는다. 활성 가능한 그룹은 예컨대 특정 파장의 광으로 조사함으로써 활성화될 수 도 있다. 기능성화된 표면의 추가 예로는 자체-조립된 단일 층 또는 폴리머 브러시가 있으며, 다양한 폴리머, 특히 코폴리머가 사용될 수 있다.
기능성화된 표면 층은, 샘플 표면으로부터 제거되는 입자의 성질, 특히 화학적 조성이 알려지게 될 경우, 추가로 장점이 있을 수 있다. 여기서 특정 원소가 입자의 표면 상에 존재함이 알려지는 것으로 충분할 수 도 있다. 특정 화학적 반응으로 원소와 반응하는 기능성화된 표면 층이 이때 형성될 수 도 있다. 예컨대, 기능성화된 표면은 대응하는 특정 화학적 반응에서 반응할 수 있는 특정한 화학 그룹을 갖는다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 샘플 또는 퇴적 유닛은, 실리콘, 탄화 실리콘, 텅스텐, 탄화 텅스텐, 코발트, 탄소, 인듐 및 백금 이리듐을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 소재를 포함한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 피활성화 표면 섹션의 소재의 결정 격자는 표면 에너지가 최대가 되는 배향을 갖는다.
실리콘 표면의 경우, 예컨대, (110) 표면 또는 (111) 표면이 선호된다. "(110)" 및 "(111)"은 밀러 지수이며, 특정 결정 평면을 나타낸다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 활성화된 표면 섹션 상의 입자의 퇴적은, 샘플 또는 퇴적 유닛에 대한 측정 팁의 움직임에 의한 입자의 와이핑 오프를 포함한다.
"와이핑 오프"은 예컨대 본 경우에, 입자가 활성화된 표면과 접촉할 경우, "와이핑" 움직임이 측정 팁으로 실행됨을 의미하는 것으로 이해된다. 이를 위해, 특히, 입자를 "차단하는" 표면 상의 마이크로 구조의 에지가 적절하다. 입자는, 측정 팁이 움직이는 동안 이 에지 상에 잡혀 있다. 그 결과로서, 입자는 측정 팁 상에서, 특히 측정 팁의 자유 단부까지 옮겨진다. 이것이 예컨대 측정 팁에의 입자의 본딩 력이 샘플 표면으로의 본딩 력보다 작은 상황을 달성할 수 있다.
측정 팁의 와이핑 움직임은 이 경우 선형 궤적을 따른 움직임을 포함할 뿐만 아니라, 곡선 궤적을 따른 움직임도 포함할 수도 있어서, 곡선 움직임이 발생한다. 게다가, 와이핑 동안 측정 팁은 추가로 적어도 하나의 회전 축을 중심으로 회전할 수 도 있어서, 예컨대 측정 팁의 표면 상의 한 지점이 나선 경로 등을 공간에서 기술한다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 측정 팁은 입자의 이동을 위해 가열되고, 조사되며 및/또는 전기적으로 대전된다.
이들 조치는 측정 팁에 대한 입자의 본딩 세기를 감소시키는데 및 그에 따라 입자의 활성화된 표면 섹션으로의 이동을 촉진하는데 적절할 수 도 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 활성화된 표면 섹션은 입자의 이동을 위해 및/또는 입자의 이동 직후에 가열되고, 조사되며 및/또는 전기적으로 대전된다.
이들 조치는 첫째 활성화된 표면 섹션으로의 입자의 이동을 촉진할 수 도 있다. 둘째, 활성화 에너지는 예컨대 이런 방식으로 제공될 수 도 있으며, 화학 반응을 활성화하여 입자와 활성화된 표면 사이의 화학적 본드를 형성하는 역할을 한다.
실시예에서, 입자는 활성화된 표면 상에서 녹는다.
추가 실시예에서, 입자는 입자 빔 유도 퇴적 공정에 의해 활성화된 표면 상에 정착(anchor)될 수 있다. 이를 위해, 예컨대, 입자 빔으로, 특히 전자 빔으로 조사함으로서 반응 종으로 변환될 수 있는 적절한 처리 가스가 공급되며, 이 반응 종은 활성화된 표면 및 입자와 화학적으로 반응하며, 입자를 표면에 공정 중에 본딩한다. 이로 인해, 입자는 내구성 있게 표면에 부착된다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 샘플과 처리 장치 또는 샘플, 처리 장치 및 퇴적 유닛은 진공 하우징에 배치되며, 샘플 또는 퇴적 유닛의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 것은 그 자리에서, 즉 특히 진공을 제거하거나 파괴하지 않고 실현된다.
"그 자리에서"는 예컨대 샘플이나 퇴적 유닛이 진공 하우징으로부터 제거된 후 강화되지 않음을 의미한다. 진공이 제거되거나 파괴되지 않음은 예컨대 진공 하우징에서 진공이 유지되며, 특히 변하지 않음을 의미하는 것으로 이해된다. 예컨대, 진공 하우징의 잔류 가스압은 이 경우 본질적으로 일정하게 남아 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 측정 팁에 의한 입자의 받아들임과 활성화된 표면 섹션으로의 입자의 이동은 현미경으로, 특히 주사 전자 현미경과 같은 전자 현미경으로 모니터링된다.
현미경은 또한 입자를 받아들임과 이동함을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 이에 의해, 입자가 샘플 표면으로부터 완전히 제거되었음과 또한 측정 팁으로부터 활성화된 표면으로 완전히 이동하였음을 확인할 수 있다.
실시예에서, 처리된 샘플 표면 및/또는 활성화된 표면은 주사 전자 현미경으로 주사되며, 그에 따라 특히 각각의 표면의 이미지가 포착되며, 이 이미지를 기초로 하여, 각각의 표면의 상태가 결정될 수 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 활성화된 표면 섹션 상에 흡수된 입자는 그 자리에서 입자 빔으로 분석된다.
"그 자리에서"는 예컨대 이 경우에 입자가 활성화된 표면 섹션 상에 흡수된 샘플이나 퇴적 유닛이 외부 장치에 가져가 지지 않음을 의미하는 것으로 이해된다. 이 방법이 진공 하우징에서 진공 중에 행해지는 경우, 진공은 파괴되지 않는다.
분석은 특히 분광술(spectroscopy)을 포함할 수 도 있다. 이 경우, 예컨대 입자에 존재하는 물질의 분자 및/또는 원자 상태는 여기되며 그 에너지가 측정된다. 분광술의 예는 원자 형광 분광술, 전자 분광술 - 오제 전자 분광술(AES: Auger ELectron Spectroscopy), X-선 광전자 분광술(XPS) 및/또는 전자 에너지 손실 분광술(EELS) - , X-선 분광술 - 에너지-분산 X-선 분광술(EDX) - , 질량 분광술, 방출 분광술, 흡수 분광술, 적외선 분광술, 라만 분광술, 마이크로-라만 분광술 등을 포함한다. 게다가, 원자 프로브, 특히 토모그래픽 원자 프로브(원자 프로브 토모그래피, APT)가 입자를 분석하는데 사용될 도 있으며, 필드-방출 현미경(FEM: Field-Emission Microscope) 또는 그 밖에 필드 이온 현미경(FIM: Field Ion Microscope)이 사용될 수 도 있다.
분광술에 의해, 예컨대 입자의 화학 조성 및 또한 예컨대 결정 구조 등에 관한 결론을 내릴 수 있다. 이를 기초로 하여, 적절한 측정 팁이 예컨대 선택될 수 도 있으며, 이 측정 팁으로, 이러한 타입의 입자가 특히 잘 받아들여진다. 게다가, 활성화된 표면 섹션 또는 퇴적 유닛은 입자 타입을 고려하여 선택될 수 도 있으며 및/또는 최적화될 수 도 있어서, 입자는 측정 팁으로부터 퇴적 유닛으로 효율적으로 이동될 수 있다. 분석에 의해 획득된 입자에 관한 정보는 게다가 예컨대 리소그라피 마스크의 제조 공정을 개선하는데 대체로 도움이 될 수 도 있다. 예컨대, 어떠한 처리 단계에서 매우 많은 수의 입자가 샘플 표면에 도달하게 됨이 결정될 수 있으며, 이 입자는 후속하여 다시 제거되어야 한다.
제5 양상에 따라, 처리 장치를 이용하여 샘플을 분석하며 및/또는 처리하기 위한 장치가 제안된다. 이 장치는 샘플의 샘플 표면 상에 부착된 입자를 받아들이기 위한 측정 팁을 포함하는 처리 장치와, 활성화된 표면 섹션을 제공하기 위해 샘플 또는 퇴적 유닛 상의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 활성화 유닛을 포함한다. 추가로 제공되는 것으로, 측정 팁으로부터 받아들여지는 입자를 활성화된 표면 섹션으로 이동하기 위해 인력 상호동작이 측정 팁에 의해 받아들여진 입자와 활성화된 표면 섹션 사이에서 작용하는 활성화된 표면 섹션의 상호동작 영역 내로 측정 팁을 움직이도록 구성되는 움직임 유닛이 있다.
제4 양상에 따라 제안된 방법에 대해 기재된 실시예와 특성은 대응하여 제안된 장치에 적용될 수 있으며 그 역의 관계도 가능하다. 이 장치는 이 방법을 참조하여 기재한 장점을 추가로 갖는다.
제4 양상에 따른 방법은 바람직하게는 제5 양상에 따른 장치로 행해진다.
이 장치의 실시예에 따라, 활성화 유닛은 레이저, 플래시 램프, 전기 회로, 이온 빔 제공 유닛 및/또는 전자 빔 제공 유닛을 포함한다.
이 장치의 추가 실시예에 따라, 장치는 처리 장치와 활성화 유닛이 배치되는 진공 하우징을 포함한다. 샘플 및 가능하게는 퇴적 유닛은 예컨대 에어록(airlock)에 의해 진공 하우징에 가져가 질 수 있다. 장치는 바람직하게는, 방법이 행해지고 있는 동안 샘플을 홀딩하기 위해 진공 하우징에 배치되는 샘플 스테이지를 갖는다. 샘플 스테이지는 또한 퇴적 유닛을 홀딩하기 위해 구성될 수 도 있다. 샘플 스테이지는 진공 하우징으로부터 특히 기계적으로 분리된다.
이 장치의 추가 실시예에 따라, 이 장치는 전자 현미경을 포함한다. 전자 현미경은 샘플, 측정 팁, 퇴적 유닛 및/또는 입자의 이미지를, 입자가 샘플 표면 상에, 측정 팁 상에 및/또는 활성화된 표면 섹션 상에 배치될 때, 포착하도록 구성된다.
전자 현미경은 동시에 전자 빔 제공 유닛을 구성한다. 전자 현미경은 특히 샘플, 퇴적 유닛 및/또는 측정 팁의 이미지를 포착하도록 구성된다. 이것은 주사 전자 현미경(SEM)일 수 도 있다. 측정 팁의 위치지정은 그러므로 예컨대 실시간으로 추적할 수 있다.
이 장치의 추가 실시예에 따라, 이 장치는 처리 가스 제공 유닛을 포함한다.
처리 가스 제공 유닛은 유리하게는 입자 빔 유도 처리 공정, 특히 에칭 공정 또는 퇴적 공정을 행하는데 사용될 수 있는 처리 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 처리 가스는 특히 두 개 이상의 처리 가스의 혼합을 포함할 수 있다. 이 장치로, 특히 여기서 샘플 및/또는 퇴적 유닛 마이크로 구조 - 입자의 이동을 촉진 - 의 표면 상에서 생성할 수 있다.
소재를 퇴적하거나 상승 구조를 성장시키는데 적절한 처리 가스로는 특히 주족 원소, 금속 또는 전이 원소의 알킬 화합물이 있다. 그 예로는 (시클로펜타디에닐)트리메틸백금(CpPtMe3(Me = CH4)), (메틸시클로펜타디에닐)트리메틸백금 (MeCpPtMe3), 테트라메틸주석(SnMe4), 트리메틸갈륨(GaMe3), 페로센(Cp2Fe), 비스-아릴크롬(Ar2Cr) 및/또는 주족 원소, 금속 또는 전이 원소의 카르보닐 화합물, 예컨대 크롬 헥사카르보닐(Cr(CO)6), 몰리브덴 헥사카르보닐(Mo(CO)6), 텅스텐 헥사카르보닐(W(CO)6), 디코발트 옥타카르보닐(Co2(CO)8), 트리루테늄 도데카카르보닐 (Ru3(CO)12), 철 펜타카르보닐(Fe(CO)5), 및/또는 주족 원소, 금속 또는 전이 원소의 알콕시드 화합물, 예컨대 테트라에틸 오소실리케이트(Si(OC2H5)4), 테트라이소프로폭시티타늄(Ti(OC3H7)4) 및/또는 주족 원소, 금속 또는 전이 원소의 할라이드 화합물, 예컨대 육불화텅스텐(WF6), 육염화텅스텐(WCl6), 사염화티타늄(TiCl4), 삼불화붕소(BF3), 사염화규소(SiCl4), 및/또는 주족 원소, 금속 또는 전이 원소를 포함하는 복합체, 예컨대 구리 비스(헥사플루오로아세틸아세토네이트)(Cu(C5F6HO2)2), 디메틸금 트리플루오로아세틸아세토네이트(Me2Au(C5F3H4O2), 및/또는 유기 화합물, 예컨대 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 지방족 및/또는 방향족 탄화수소 등이 있다.
소재 에칭에 적절한 처리 가스는 예컨대 이플루오르화 크세논(XeF2), 이염화 크세논(XeCl2), 사염화 크세논(XeCl4), 수증기(H2O), 중수(D2O), 산소(O2), 오존(O3), 암모니아(NH3), 염화니트로실(NOCl) 및/또는 다음의 할라이드 화합물: XNO, XONO2, X2O, XO2, X2O2, X2O4, X2O6 중 하나이며, 여기서 X는 할라이드이다. 소재를 에칭하기 위한 추가 처리 가스가 본 출원인의 미국 특허 출원 번호 13/0 103 281에 명시되어 있다.
처리 공정을 더 잘 제어하기 위해 처리 가스에 비례하여 예컨대 추가될 수 있는 추가 가스는, 예컨대 과산화수소(H2O2), 아산화질소(N2O), 산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 질산(HNO3) 및 기타 산소-함유 가스와 같은 산화 가스 및/또는 염소(Cl2), 염화수소(HCl), 불화수소(HF), 요오드(I2), 요오드화수소(HI), 브롬(Br2), 브롬화수소(HBr), 삼염화인(PCl3), 오염화인(PCl5), 삼불화인(PF3) 및 기타 할로겐 함유 가스와 같은 할로겐화물 및/또는 수소(H2), 암모니아(NH3), 메탄(CH4) 및 기타 수소 함유 가스와 같은 환원 가스를 포함한다. 상기 추가 가스는 예컨대 에칭 공정에, 완충 가스, 패시베이션 매체 등으로 사용될 수 있다.
제6 양상에 따라, 처리 장치로 샘플을 처리하기 위한 방법이 제안된다. 제1 단계에서, 샘플의 샘플 표면 상에 부착된 입자가 처리 장치의 측정 팁으로 받아 들여진다. 제2 단계에서, 측정 팁은 물리화학적으로 처리되어, 입자가 측정 팁 상에 정착된다.
이 방법은, 입자가 내구성 있게 측정 팁과 본딩된다는 장점이 있다. 측정 팁은 그러므로 입자가 측정 팁으로부터 다시 샘플 표면 상에 이동되거나 측정 팁으로부터 떨어져 강하하는 위험 없이 재사용될 수 있다.
제4 양상에 따라 제안된 방법 및 제5 양상에 따라 제안된 장치에 대해 기재한 실시예와 특성은 대응하여 제6 양상에 따라 제안된 방법에 적용할 수 있으며, 그 역의 관계도 가능하다.
이 방법의 실시예에 따라, 물리화학적 처리는 입자가 측정 팁에 녹게 되도록 측정 팁을 가열하는 단계를 포함한다. 녹게 되어 결국 특히 입자와 측정 팁 사이의 접촉 표면의 증가를 야기하며, 그 결과로, 본드가 더 강해 진다.
측정 팁은 여러 방식으로 가열될 수 도 있다. 예컨대 레이저 복사선이나 용융 적외선 복사선과 같은 복사 에너지로 측정 팁을 조사하는 것이 선호된다. 이점은 특히 타겟 방식으로 행해질 수 있다.
대안적으로, 측정 팁을 통한 전류 흐름에 의해 측정 팁을 가열하는 수단이 있을 수 도 있다. 이러한 목적에 적절한 것으로는 특히 전자 충격 가열(electron bombardment heating)이 있으며, 여기서 열음극(thermionic cathode)이 측정 팁과 열음극 사이에 전압을 인가함으로써 측정 팁 상에 가속되는 열 전자를 방출하는데 사용된다. 측정 팁 상의 전자의 충격 시, 전자는 그 운동 에너지의 상당한 부분을 열 에너지의 형태로 측정 팁에 전달한다.
입자를 측정 팁에 녹이기 위한 이 방법은 특히 예컨대 주석과 같은 금속 입자의 경우 유리할 수 도 있다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 물리화학적 처리는 입자 빔 유도된 퇴적 공정에 의해 입자를 정착하는 단계를 포함한다. 이를 위해, 예컨대, 입자 빔으로, 특히 전자 빔으로 조사함으로써 반응 종으로 변환될 수 있는 적절한 처리 가스가 공급되며, 이 반응 종은 측정 팁의 표면 및 입자와 화학적으로 반응하며, 입자를 공정 중 표면에 본딩한다. 이로 인해, 입자는 내구성 있게 측정 팁의 표면에 부착된다.
이 방법의 추가 실시예에 따라, 입자가 측정 팁 상에 정착하기 전, 입자는 추가 처리 단계에 장애가 되지 않는 측정 팁 상의 위치로 옮겨진다.
특히, 입자는 측정 팁의 자유 단부로부터 캔틸레버의 방향으로 측정 팁을 따라 옮겨진다. 이러한 옮김은 예컨대 고정된 구조, 특히 에지 등에 대한 와이핑 움직임에 의해 실현될 수 있다.
제7 양상에 따라, 처리 장치로 샘플을 처리하기 위한 방법이 제안된다. 제1 단계에서, 샘플의 샘플 표면 상에 부착되는 입자가 처리 장치의 측정 팁으로 받아 들여진다. 제2 단계에서, 처리 가스가 샘플 또는 퇴적 유닛 상의 처리 위치에 공급된다. 제3 단계에서, 입자 빔이 국부적 화학 반응을 트리거하기 위해 처리 위치 상에 조사되며, 이 화학 반응에 의해, 마이크로 구조가 처리 위치에 생성된다. 제4 단계에서, 측정 팁은, 입자를 측정 팁으로부터 생성된 마이크로 구조로 이동시키기 위해 측정 팁에 의해 받아들여진 입자와 생성된 마이크로 구조 사이에 상호동작이 존재하는 생성된 마이크로 구조의 상호동작 영역 내로 움직여 진다.
제4 양상에 따른 제안된 방법, 제5 양상에 따른 제안된 장치 및 제6 양상에 따른 방법에 대해 기재한 실시예와 특성은 대응하여 제7 양상에 따른 제안된 방법에 적용할 수 있으며, 그 역의 관계도 가능하다.
본 경우에 "단일 형태로 기재된 요소"는 반드시 정확히 하나의 요소로 제한으로서 이해되어서는 안 된다. 오히려, 예컨대 2개, 3개 이상과 같은 다수의 요소가 또한 제공될 수 있다. 여기서 사용된 임의의 다른 숫자 역시 정확히 요소의 언급된 수로 제한된다는 효과로 이해되어서는 안 된다. 오히려, 역으로 나타내지 않는다면, 상방 및 하방의 수치적 편차가 가능하다.
본 발명의 추가 가능한 구현은 또한, 예시적인 실시예에 관해 앞서 또는 이하에서 기재한 특성이나 실시예의 명시적으로 언급하지 않은 조합을 또한 포함한다. 이 경우, 당업자는 또한 개별 양상을 개선이나 보완으로서 본 발명의 각각의 기본 형태에 추가할 것이다.
본 발명의 추가적인 유리한 구성과 양상은 종속항 및 또한 후술될 본 발명의 예시적인 실시예의 요지이다. 다음의 설명에서, 본 발명은 수반하는 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 기초로 하에 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은, 처리 장치에 의해 샘플로부터 입자를 제거하기 위한 예시적인 실시예의 6개의 개략적 이미지(A) 내지 (F)를 도시한다.
도 2는, 퇴적 유닛의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 예시적인 실시예의 3개의 개략적 이미지를 도시한다.
도 3은, 샘플의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 4는, 퇴적 유닛의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 추가 예시적인 실시예의 3개의 개략적 이미지를 도시한다.
도 5는, 퇴적 유닛의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 6a 내지 도 6g는 마이크로 구조 표면 섹션에 대한 상이한 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 7은, 퇴적 유닛의 마이크로 구조 표면 상의 측정 팁으로부터 입자를 와이핑 오프하기 위한 예시적인 실시예의 3개의 개략적 이미지 (A) 내지 (C)를 도시한다.
도 8은, 용융에 의해 입자를 측정 팁으로부터 퇴적 유닛으로 이동시키기 위한 예시적인 실시예의 4개의 개략적 이미지 (A) 내지 (D)를 도시한다.
도 9는, 처리 장치에 의해 입자를 샘플로부터 제거하기 위한 추가 예시적인 실시예의 5개의 개략적 이미지 (A) 내지 (E)를 도시한다.
도 10은, 샘플을 분석하고 및/또는 처리하기 위한 장치의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 11은, 샘플을 처리 장치로 처리하기 위한 방법의 예시적인 실시예의 개략적 블록도를 도시한다.
도 12는, 샘플을 분석하고 및/또는 처리하기 위한 장치의 추가 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다.
역으로 나타내지 않는다면, 동일하거나 기능적으로 동일한 요소는 도면에서 동일한 참조부호로 제공된다. 도면의 예시는 반드시 실제 축적대로 되어 있지는 않음을 또한 주목해야 한다.
도 1은, 원자 간력 현미경의 형태를 갖는 처리 장치(120)에 의해 샘플(110)로부터 입자(130)를 제거하기 위한 예시적인 실시예의 6개의 개략적 이미지 (A) 내지 (F)를 도시한다. 샘플(110)은 예컨대 마이크로리소그라픽 리소그라피 마스크이다.
도 1의 이미지(A)는 초기 상황을 도시하며, 여기서, 입자(130)는 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 흡수된다. 이 예에서, 퇴적 유닛(140)은 샘플(110) 옆에 배치된다. 퇴적 유닛(140)은 특히, 매우 반응적이지 않으며 저 표면 에너지를 갖는 패시베이트된 표면을 갖는다. 여기서, 탄소로 만들어진 측정 팁(122)을 가진 원자 간력 현미경(120)이 샘플(110) 위에 위치하게 된다.
원자 간력 현미경(120)은 예컨대 마이크로 액추에이터(미도시)를 사용하여 측정 팁(122)을 샘플 표면(111) 상의 입자(130)로 움직인다. 도 1의 이미지 (B)는, 측정 팁(122)이 입자(130)와 어떻게 접촉하는지를 도시한다. 입자(130)는 측정 팁(122)에 의해 받아들여진다. 즉 입자는 샘플 표면(111)으로부터 분리되어 측정 팁(122)에 부착된다. 지원 선회 움직임이 이를 위해 예컨대 측정 팁(122)으로 실행될 수 도 있다.
입자(130)가 부착된 측정 팁(122)은, 도 1의 이미지 (C)에 도시한 바와 같이, 샘플(110)로부터 멀리 움직인다. 입자(130)는 그에 따라 샘플 표면(111)으로부터 제거된다. 입자(130)를 측정 팁(122)으로부터 퇴적 유닛(140)으로 이동시키기 위해, 퇴적 유닛(140)의 패시베이트된 표면을 변경하는 것이 유리하다.
도 1의 이미지 (C)는, 에너지(162)가 예컨대 활성화 유닛(160)에 의해 퇴적 유닛(140)에 공급됨을 도시한다(도 2, 도 4, 도 5 또는 도 10을 참조하기 바람). 에너지(162)는 퇴적 유닛(140)의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질의 변경을 야기한다. 예를 들어, 이 경우에, 퇴적 유닛(140)의 표면 상에 위치한 패시베이션 층(141)(도 2 참조)이 표면 섹션에서 제거된다. 이런 식으로, 활성화된 표면 섹션(150)이, 도 1의 이미지 (D)에 도시한 바와 같이, 제공된다. 추가 실시예에서, 마이크로 구조(140a, 140b, 140c)(도 6 참조)가 표면 상에서 활성화 유닛(160)에 의해 생성될 수 있다.
입자(130)가 받아들여진 측정 팁(122)은 활성화된 표면 섹션(150)의 상호동작 영역으로 가져가 진다. 이것이 도 1의 이미지 (E)에 예시되어 있다. 이 예에서, 입자(130)는 활성화된 표면 섹션(150)과 접촉하게 된다. 입자(130)는 이제 활성화된 표면 섹션(150) 상에 흡수되며, 이는 이 표면 섹션이 고 표면 에너지를 가지며 및/또는 화학적으로 입자(130)의 원자와 반응하기 때문이며, 그 결과로, 측정 팁(122) 상의 입자(130)의 접착 효과가 유리하게는 극복된다. 입자(130)는 그에 따라 측정 팁(122)으로부터 활성화된 표면 섹션(150)으로 이동한다.
도 1의 이미지 (F)는 타겟 상태를 도시하며, 여기서 입자(130)는 활성화된 표면 섹션(150)에 부착되며, 한편으론 샘플(110)과 다른 한편으론 측정 팁(122)은 입자(130)가 없다. 측정 팁(122)은 이제 추가 입자(130)를 받아들이며 이동시키는데 사용될 수 있다.
퇴적 유닛(140)에 대한 대안으로, 예를 들어 도 3을 참조하여 기재될 바와 같이, 샘플(110) 상의 적절한 영역에 활성화된 표면 섹션(150)을 제공하게 될 수 도 있음을 주목해야 한다.
도 2는, 퇴적 유닛(140)의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 예시적인 실시예의 3개의 개략적 이미지를 도시한다. 이 예에서, 이것은 특히 실리콘으로 구성되는 퇴적 유닛(140)이다. 실리콘 표면은 (110) 배향을 갖는다. 예시한 퇴적 유닛(140)은 예컨대 도 1을 참조하여 기재된 바와 같이 사용될 수 있다.
도 2의 이미지 (A)는, 패시베이션 층(141)이 표면 상에 위치한 퇴적 유닛(140)을 도시하며, 이 패시베이션 층(141)은 예컨대 자발적 산화(spontaneous oxidation)에 의해 발생된 자연 산화물 층이다. 패시베이션 층(141)은 매우 반응적이지는 않으며, 저 표면 에너지를 갖고, 이런 이유로, 입자를 그에 흡수하기에는 적절성이 적다.
도 2의 이미지 (B)에서, 이 예에서는 레이저의 형태를 갖는 활성화 유닛(160)이 예시되어 있다. 레이저(160)는 레이저 빔(162)(에너지 공급 예)을 피활성화 표면 섹션 상에 조사한다. 레이저 빔(162)은 패시베이션 층(141)에 의해 흡수되며, 그 결과로, 패시베이션 층(141)은 매우 가열되어 패시베이션 소재(142)의 원자의 승화(sublimation)를 초래한다. 이것이 탈착된(desorbed) 소재(142)에 의해 나타내어져 있다. 패시베이션 층(141)의 두께에 의존하여, 퇴적 유닛(140)의 베어 실리콘이 드러날 때까지 얼마간의 소재가 제거되어야 한다.
여기서 도 2의 이미지 (C)에 도시한 활성화 공정의 완료 후, 패시베이션 층(141)은 활성화된 표면 섹션(150)에서 완전히 제거되었으며, 그리하여, 퇴적 유닛(140)의 베어 실리콘에 위에서 접근할 수 있다. 베어 실리콘 표면은 범용 반응성을 갖는다. 즉, 매우 많은 상이한 원소와 화학적으로 반응할 수 있으며 그와 안정적인 화학적 본드를 형성할 수 있다. 예를 들어, 실리콘은 탄소, 산소, 질소 및 다수의 금속과 안정적인 본드를 형성한다. 이것은 입자(130)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)를 측정 팁(122)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)으로부터 활성화된 표면 섹션(150)으로 용이하게 이동시키며, 거기서 입자를 퇴적 유닛(140)에 확고하게 본딩하는데 사용될 수 있다.
도 3은 샘플(110)의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 샘플(110)은 예컨대 그 표면 상에 마이크로 구조를 가진 리소그라피 마스크이다. 이 예에서, 마이크로 구조는 자유 영역(111)과 코팅된 영역(112)에 의해 형성된다. 리소그라피 마스크(110)의 기능에 대해, 예컨대, 자유 영역(111)은 입자(130)가 없어야 하지만(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조), 코팅된 영역(112)의 성질은 본래 상관없다. 그러므로 입자(130)는 기능을 손상시키지 않고도 층(112) 상에 존재할 수 도 있다.
별도의 퇴적 유닛(140)(도 1, 도 2 및 도 4 내지 도 10 참조)이 그러므로 필요 없을 수 있다. 대신, 층(112)의 표면 섹션(150)은 적절한 에너지(162) 공급에 의해 활성화된다. 이를 위한 전제 조건은 샘플(110)이 그 표면 상에 적절한 층(112)을 갖는다는 점이다. 활성화는 예컨대 레이저, 이온 빔 또는 그 밖에 전자 빔에 의해 실현될 수 있다.
도 4는, 퇴적 유닛(140)의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 추가 예시적인 실시예의 3개의 개략적 이미지를 도시한다. 이 예에서, 이것은 특히 실리콘으로 구성되는 퇴적 유닛(140)이다. 실리콘 표면은 (110) 배향을 갖는다. 예시한 퇴적 유닛(140)은 예컨대 도 1을 참조하여 기재한 바와 같이 사용될 수 있다.
도 4의 이미지 (A)는 그 표면 상에 패시베이션 층(141)을 가진 퇴적 유닛(140)을 도시한다. 이 이미지는 전원(164)과 스위치(166)를 가진 전기 회로(160)를 추가로 도시한다. 퇴적 유닛(140)은 전기 회로(160)에 통합된다. 전기 회로(160)는 이 예에서 활성화 유닛(160)을 형성한다.
도 4의 이미지 (B)에 도시된 바와 같이, 스위치(166)가 폐쇄될 때, 전류(I)가 퇴적 유닛(140)을 통해 흐른다. 결국, 퇴적 유닛(140)은 전체적으로 실질적으로 가열된다. 퇴적 유닛(140)은 매우 가열되어 패시베이션 층(141)은 분해되어 증기화한다(142). 도 4의 이미지 (C)에 도시된 바와 같이, 스위치(166)가 다시 개방될 때, 퇴적 유닛(140)의 전체 표면은 활성화되었다. 즉, 활성화된 표면 섹션(150)은 전체 표면을 에워싼다.
활성화된 표면(150)의 반응도가 감소한다면, 공정은 간단히 간략화될 수 있다. 공정에서, 활성화된 표면(150) 상에서 이미 흡수된 입자(130)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)가 또한 증기화되며 퇴적 유닛(140)이 그에 따라 세척된다.
도 5는, 이 예에서 텅스텐으로 만든 코일 필라멘트 형태를 갖는 퇴적 유닛(140)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 이것은, 코일 필라멘트(140)의 표면 상의 임의의 오염물이 코일 필라멘트(140) 자체가 공정에서 손상되지 않고 증기화될 정도로 특히 용이하게 및 상대적으로 저 전류로 가열될 수 있다. 추가로, 코일 필라멘트(140)가 상이한 배향을 갖는 표면을 제공하며 추가로 자체-지원하고 있으며, 그에 따라 위치가 항상 측정 팁(122)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)으로 찾아질 수 있다는 점에서 유리하며, 여기서 입자(130)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)가 코일 필라멘트(140)와 접촉하게 될 수 있다.
활성화된 표면(150)을 제공하기 위해, 코일 필라멘트(140)는, 전원(164)과 스위치(166)를 포함하는 회로(160)에 통합된다. 스위치(166)가 폐쇄될 때, 전류가 코일 필라멘트(140)를 통해 흐른다. 예시한 퇴적 유닛(140)이 예컨대 도 1을 참조하여 기재한 바와 같이 사용될 수 있다.
텅스텐에 대한 대안으로, 코일 필라멘트(140)는 예컨대 또한 백금 이리듐으로부터 제조될 수 있다. 이것은 예컨대 이불화 제논(XeF2)이 공정 분위기에 존재할 때 유리할 수 도 있으며, 이는, 이 분자가 텅스텐과 자발적으로 반응하기 때문이다. 백금 이리듐으로 만든 백열성(incandescent) 와이어(140)가 이 경우 상대적으로 고 수명을 갖는다.
도 6a는, 마이크로 구조 표면(150)을 갖는 퇴적 유닛(140)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 이 예에서, 퇴적 유닛은 3개의 상이한 타입의 마이크로 구조(150a, 150b, 150c)를 갖는다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 퇴적 유닛(140)은 전체 표면 위에서 정확히 한 타입의 마이크로 구조를 가질 수 도 있고, 단지 한 표면 섹션에서 한 타입의 마이크로 구조를 가질 수 도 있거나, 그 밖에 상이한 표면 섹션에서 상이한 타입의 마이크로 구조를 가질 수 도 있음을 주목해야 한다. 예시한 퇴적 유닛(140)은 예컨대 도 1을 참조하여 기재한 바와 같이 사용될 수 있다. 마이크로 구조 표면(150)은 이 예에서 활성화된 표면 섹션(150)을 형성한다. 특히, 마이크로 구조 표면 섹션(150)은 심지어 활성화 유닛(160)에 의한 추가 활성화 없이도 입자(130)를 이동시키는데 적절하다.
좌측 마이크로 구조(150a)는 횡단면이 톱니형 프로파일 또는 지그재그형 프로파일을 갖는다. 3차원에서, 이 구조는 빗살형 구조(또한 도 6b 또는 도 6c 참조)나 그 밖에 표면 상에 배치되는 피라미드(피라미드 구조는 예컨대 제1 빗살형 톱니 프로파일이 그 위에 90°만큼 회전한 제2 빗살형 톱니 프로파일을 중첩하여 형성됨)일 수 도 있다. 수평 또는 수직 방향에 관한 이 구조의 기울어진 변(oblique sides)의 결과로서, 측정 팁(122)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)은 예컨대, 측정 팁(122)의 변이 마이크로 구조(150a)의 변과 평행하게 연장하도록 위치지정될 수 도 있다. 그에 따라, 측정 팁(120)이 표면에 접근하고 있을 때, 입자(130)(도 1 및 도 7 내지 도 9 참조)가 먼저 표면과 접촉하게 됨을 보장하게 된다.
중간의 마이크로 구조(150b)는 횡단면이 직사각형 프로파일을 갖는다. 3차원에서, 이 구조는 빗살형 구조 또는 그 밖에 체커 판 구조 또는 개별, 독립 컬럼일 수 도 있다. 컬럼은 바람직하게는 둥근 횡단면을 가질 수 도 있다. 이 마이크로 구조(150b)는 제조가 용이하며, 입자(130)가 와이핑 오프될 수 있는 에지를 제공한다. 입자(130)의 와이핑 오프는 예컨대 도 7을 참조하여 기재한다.
우측 마이크로 구조(150c)는 횡단면이 고리형 프로파일을 갖는다. 고리형 프로파일은 특히 돌출부를 갖는다. 측정 팁(122)은, 측정 팁(122)이 돌출부 아래의 공간 영역으로 연장하도록 위치지정될 수 있다(도 7 참조). 도 7을 참조하여 이하에서 기재될 바와 같이, 측정 팁(122)으로부터의 입자(130)의 와이핑 오프는 그에 따라 유리하게는 실행될 수 있다.
각각의 마이크로 구조(150a, 150b, 150c)는 특히 적절한 처리 가스(PG)(도 10 참조)를 사용하여 입자 빔 유도 에칭 및/또는 퇴적 공정에 의해 생성될 수 있다(예시되지 않음).
마이크로 구조(150a, 150b, 150c)의 사용은 특히 퇴적 유닛(140)의 표면과 입자(130)의 접촉 표면을 확대하는데 유리함을 주목해야 한다. 이것은 입자(130)의 측정 팁(122)으로부터 퇴적 유닛(140)으로의 이동을 촉진한다. 실시예에서, 마이크로 구조 퇴적 유닛(140)을 사용할 때, 표면의 추가 활성화는 그러므로, 표면 에너지가 증가하며 및/또는 화학적 반응도가 증가한다는 점에서 필요하지 않을 수 도 있다.
도 6a에 대한 대안으로서, 마이크로 구조 표면(150)은 샘플 표면(111) 상에서 또한 존재하고 및/또는 생성(예시하지 않음)될 수 도 있다(도 1, 도 3 또는 도 9 참조).
도 6b 및 도 6c는 각각, 퇴적 유닛(140) 상의 마이크로 구조 표면 섹션(150)에 대한 추가 예시적인 실시예를 도시한다. 이들 예에서, 이것은 주기적인 마이크로 구조(150a)이며, 그 횡단면은 지그재그형 프로파일(도 6b) 및 톱니형 프로파일(도 6c)을 갖는다.
횡단면은, 이 예에서 예시한 좌표계의 x-z 평면에 대응하는 횡단면 평면에 있다. 횡단면 평면은 이 경우에 특히 퇴적 유닛(140)의 주 크기 평면 - 이 예에서 x-y 평면에 있음 - 에 수직이다. 마이크로 구조(150a)는 한 방향(x 방향)에서만 여기서 주기적이며, 그에 수직인 방향(y 방향)에서 일정하다. 다시 말해, y-z 평면에 대응하는 횡단면 평면에서 마이크로 구조(150a)의 횡단면은 모든 x 위치에 대해 일정하거나 본래 일정하며, 이점은 특정 제조 공차를 배제하지는 않는다.
각각의 마이크로 구조(150a)는 이들 예에서 각 경우에 4개의 구조 파라미터에 의해 규정된다. 이들 파라미터는 개별 투쓰들(teeth)의 높이(H), 2개의 투쓰 사이의 간격(W)(공간 주기성 또는 공간 빈도수로서 표현될 수 도 있음), 제1 각도(α) 및 제2 각도(β)이다. 높이(H)는 예컨대 1nm와 10㎛ 사이의 범위에 있으며, 간격(W)은 예컨대 10nm와 100㎛ 사이의 범위에 있다.
이들 구조 파라미터 중 개별 파라미터 또는 모든 파라미터의 변동(variations)이 입자의 와이핑 오프를 위한 상이한 적절성 및/또는 상이한 속성을 부분적으로 갖는 추가 마이크로 구조를 제공하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6b와 도 6c의 2개의 구조는 예컨대 각도(α)에서, 또는 각도(α 및 β) 모두에서 및/또는 그 밖에 높이(H) 및/또는 공간 빈도수(W)에서 단지 상이하다.
도 6b 및 도 6c는 게다가 처리 장치(120)의 측정 팁(122)을 도시한다. 이 예에서, 측정 팁(122)은 기울어진 배향을 갖는다. 측정 팁(122)의 배향은 예컨대 측정 팁(122)의 크기 방향이며, 이 예에서 점선으로 예시되어 있다. 측정 팁의 배향은 특히 미리 결정될 수 있다. 배향이 기울어져 있다는 점은 본 경우에 도시한 각도(γ)가 특히 90°와 상이함을 의미하는 것으로 이해된다는 점이다. 그러한 기울어진 측정 팁(122)의 사용은 샘플(110)로부터 입자(130)를 받아 들이는데 유리할 수 있다.
각도(γ)의 값에 의존하여, 최적으로 이 각도에 맞는 마이크로 구조(150a)가 사용될 수 있다. 예컨대 도 6c에 예시한 바와 같이 측정 팁(122)의 밑변에 부착되는 입자(130)가 마이크로 구조(150a) 상에 효율적으로 와이핑 오프되기 위해, 각도(γ) 이상이도록 각도(β)를 선택하는 것이 유리할 수 도 있다. 입자(130)와 마이크로 구조(150a) 사이의 접촉은 그 후 입자(130)가 먼저 측정 팁(122) 상에서 옮겨지지 않고 이뤄질 수 있다.
도 6d는, 마이크로 구조 표면 섹션(150)을 갖는 퇴적 유닛(140)의 추가 예시적인 실시예를 도시한다. 이 예에서, 상이한 마이크로 구조(150a 내지 150d)는 4개의 영역에서 예시된다. 마이크로 구조(150a 내지 150d)는 예컨대 모두 동일한 횡단면을 갖지만 서로에 관해 상이하게 배향된다. 이들은 예컨대 도 6a, 도 6b 또는 도 6c에 예시한 마이크로 구조이며, 이들 구조는 여기서 오직 선으로 나타내어져 있다. 서로에 관해 회전하는 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 제공함으로써, 에지와 표면은 입자(130)를 측정 팁(122)으로부터 와이핑 오프하기 위해 특히 상이한 배향으로 제공된다.
도 6e는, 마이크로 구조(150a)를 통한 횡단면이 주기적 프로파일을 갖도록 반복 방식으로 배치되는 마이크로 구조(150a)를 갖는 마이크로 구조 표면 섹션(150)을 갖는 퇴적 유닛(140)에 대한 추가 예시적인 실시예를 도시한다. 여기서 예시한 마이크로 구조(150a)는 예컨대 직사각형 오목부(depression)로부터 형성되며, 돌출부는 마이크로구조(150a)의 상부 에지에 형성된다. 폭(D2)을 갖는 점선 구조는 예컨대 퇴적 유닛의 표면 아래의 오목부의 폭에 관한 것이며, 폭(D1)을 갖는 연속 구조는 예컨대 퇴적 유닛(140)의 표면 상의 개구의 폭에 관한 것이다. 이 예의 마이크로 구조(150a)를 통한 횡단면은 예컨대 구조(150c)를 참조하여 도 6a에 예시한 바와 같은 모양을 가질 수 있었다.
도 6f는 마이크로 구조 표면 섹션(150)을 갖는 퇴적 유닛(140)의 추가 예시적인 실시예를 도시하며, 마이크로 구조 표면 섹션(150)은 3개의 영역에서 3개의 상이한 마이크로 구조(150a 내지 150c)를 포함한다. 이것은 예컨대 도 6d 및 도 6e에 예시한 마이크로 구조의 조합이다.
이 마이크로 구조 표면 섹션(150)은, 입자 속성에 따른 이동 또는 와이핑 오프에 가장 적절한 마이크로 구조(150a 내지 150c)를 선택할 가능성을 열고 있다. 예컨대, 마이크로 구조(150a)는 상대적으로 큰 입자(130)에 대해 더 적절하며, 마이크로 구조(150c)는 상대적으로 작은 입자(130)에 대해 더 적절하다. "상대적으로 큰 입자"가 예컨대 0.5㎛보다 큰 입자(130)이며, "상대적으로 작은 입자"가 0.5㎛ 이하인 입자이다.
도 6g는, 4개의 영역에서 4개의 상이한 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖는 마이크로 구조 표면 섹션(150)을 갖는 퇴적 유닛(140)의 추가 예시적인 실시예를 도시한다. 이들 마이크로 구조는 예컨대 도 6b에 도시한 바와 같이 구조화된 마이크로 구조이다. 4개의 마이크로 구조(150a 내지 150d)가 특히 반복 구조의 주기 또는 공간 빈도수에서 상이하며, 이때 공간 빈도수는 마이크로 구조(150a)로부터 마이크로 구조(150d)로 증가한다. 여기서, 또한, 입자 속성에 따라 입자(130)를 와이핑 오프하기 위해 가장 잘 적절한 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 선택할 수 있다.
마이크로 구조 표면 섹션(150)이 각 경우에 도 6a 내지 도 6g에서 퇴적 유닛(140) 상에 예시될지라도, 이러한 섹션은 또한 각 경우에 샘플(110) 상에 제공될 수 도 있다.
도 7은, 퇴적 유닛(140)의 마이크로 구조 표면 상에서 측정 팁(122)으로부터 입자(130)를 와이핑 오프하기 위한 예시적인 실시예의 3개의 개략적 이미지 (A) 내지 (C)를 도시한다. 마이크로 구조 표면은 여기서 활성화된 표면 섹션(150)을 형성한다. 이 예에서, 표면은 도 6의 마이크로 구조(140c)를 갖는다. 예시한 퇴적 유닛(140)은 예컨대 도 1을 참조하여 기재된 바와 같이 사용될 수 있다.
도 7의 이미지 (A)에 예시한 바와 같이, 측정 팁(122)은, 측정 팁(122)이 마이크로 구조의 돌출부 아래의 공간 영역으로 연장하도록 위치지정될 수 있다. 이런 식으로, 돌출부의 자유 단부의 에지는 입자(130)에 대한 입체 장애로서 사용될 수 있다.
도 7의 이미지 (B)에 예시한 바와 같이, 측정 팁(122)이 예컨대 측정 팁(122)의 크기 방향에 평행한 방향으로 철회된다면, 입자(130)는 측정 팁(122)을 따라 측정 팁(122)의 자유 단부를 향해 옮겨지며, 이는 이 입자가 마이크로 구조에 의해 차단되기 때문이다. 측정 팁(122)의 자유 단부 너머로 옮겨진 입자(130)의 이들 섹션은 공정에서 측정 팁(122)에서 분리되게 된다. 입자(130)의 측정 팁(122)과의 전체 접촉 표면과, 그러므로 측정 팁(122) 상의 입자(130)의 흡수 세기는 그에 따라 연속해서 감소한다. 마지막으로, 입자(130)가 측정 팁(122)보다 표면(150)에 더 강하게 부착되는 지점에 도달한다.
도 7의 이미지 (C)에 예시한 바와 같이, 측정 팁(122)이 그 후 완전히 후퇴할 경우, 입자(130)가 표면(150) 상에 남아 있다.
도 8은, 퇴적 유닛(140)의 표면 근처 층(143)을 용융함으로써 입자(130)를 측정 팁(122)으로부터 퇴적 유닛(140)으로 이동시키기 위한 예시적인 실시예의 4개의 개략적 이미지 (A) 내지 (D)를 도시한다. 예시한 퇴적 유닛(140)은 이 예에서 인듐으로 구성되며, 예컨대 도 1을 참조하여 기재한 바와 같이 사용될 수 있다.
도 8의 이미지 (A)는, 입자(130)가 그에 부착된 측정 팁(122)을 도시한다. 입자(130)는, 도 1의 이미지 (A) 및 (B)를 참조하여 예시하며 기재한 바와 같이 샘플(110)로부터 받아 들여진다(도 1, 도 9 또는 도 11 참조). 에너지(162)는 예컨대 복사 에너지의 형태로 퇴적 유닛(140)에 공급되며, 결국 퇴적 유닛(140)의 표면의 가열을 야기한다. 에너지(162)는 또한 예컨대 도 4를 참조하여 기재한 바와 같이 전기적으로 전류로서 공급될 수 도 있다.
에너지의 공급은 퇴적 유닛(140)의 표면 근처 층(143)의 용융을 초래한다. 도 8의 이미지 (B)에 예시한 바와 같이, 측정 팁(122)은, 입자(130)가 용융된 소재에 의해 둘러싸일 때까지 용융된 층(143)에 잠긴다. 입자(130)가 구성되는 소재의 종류에 의존하여, 입자(130)가 공정에서 부분적으로 또는 완전히 용융될 수 도 있으며 용융된 소재와 결합할 수 도 있다.
에너지의 공급은 그 후 종료되며, 그런 이유로 용융된 층(143)은 냉각되어 고체화될 수 도 있다. 이것은 도 8의 이미지 (C)에 예시되어 있다. 강한 본딩 력이 고체화 동안, 특히 입자(130)가 적어도 부분적으로 녹은 경우, 입자(130)와 고체화된 소재 사이에 형성될 수 있으며, 및/또는 입자(130)가 고체화된 소재에 의해 캡슐화되어, 입자는 움직일 수 없다.
그러므로 도 8의 이미지 (D)에 예시한 바와 같이, 측정 팁(122)은 입자(130)가 뒤에 남은 채로 퇴적 유닛(140)으로부터 후퇴할 수 있다.
도 9는, 원자 간력 현미경 형태를 갖는 처리 장치(120)에 의해 샘플(110)로부터 입자(130)를 제거하기 위한 추가 예시적인 실시예의 5개의 개략적 이미지 (A) 내지 (E)를 도시한다.
도 9의 이미지 (A)는 개시 상황을 도시하며, 여기서 입자(130)는 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 흡수된다. 여기서 탄소로 만든 측정 팁(122)을 가진 원자 간력 현미경(120)이 샘플(110) 위에 위치한다.
원자 간력 현미경(120)은, 예컨대 마이크로 액추에이터(미도시)를 사용하여 측정 팁(122)을 샘플 표면(111) 상의 입자(130)로 움직인다. 도 1의 이미지(B)는 측정 팁(122)이 입자(130)와 어떻게 접촉하는지를 도시한다. 입자(130)는 측정 팁(122)에 의해 받아들여진다. 즉 입자는 샘플 표면(111)으로부터 분리하여 측정 팁(122)에 부착된다. 지원 선회 움직임이 예컨대 이를 위해 측정 팁(122)으로 실행될 수 도 있다.
도 1의 이미지 (C)에 도시된 바와 같이, 입자(130)가 부착된 측정 팁(122)이 샘플(110)로부터 멀리 움직인다. 입자(130)는 그에 따라 샘플 표면(111)으로부터 제거된다.
입자(130)가 측정 팁(122)으로부터 원치 않게 더는 분리하지 않음을 보장하기 위해, 측정 팁(122)은 물리화학적으로 처리되어, 입자(130)는 측정 팁(122) 상에 정착된다. 이것은 도 9의 이미지 (D)에 예시되며, 이 예에서 에너지(162)는, 특히 입자(130)가 측정 팁(122)에 부착되는 위치에서 측정 팁(122) 상에 조사된다. 그 결과로서, 측정 팁(122)은 예컨대 강하게 국부적으로(또는 그 밖에 전적으로) 가열되어, 입자(130)는 측정 팁(122) 상에 녹는다. 대안적으로, 측정 팁(122)과 입자(130) 사이의 화학적 반응은 또한 아마도 처리 가스(PG)의 공급(도 10 참조)으로 활성화될 수 도 있다(예시되지 않음).
도 9의 이미지 (E)에 예시된 바와 같이, 입자(130)는 이 공정 후 측정 팁(122)에 확고히 본딩된다. 측정 팁(122)은 그러므로 걱정 없이 재사용될 수 있다.
도 10은, 원자 간력 현미경 형태를 갖는 처리 장치(120)를 이용하여 샘플(110)을 분석하며 및/또는 처리하기 위한 장치(100)의 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 원자 간력 현미경(120)은 측정 팁(122)과, 측정 팁(122)을 움직이게 할 수 있는 움직임 유닛(참조부호 제공되지 않음)을 갖는다. 측정 팁(122)은 그에 따라 바람직하게는 3개의 공간 방향으로 움직일 수 있으며, 바람직하게는 적어도 하나의 축을 중심으로 회전할 수 있다.
장치(100)는, 예컨대 진공 펌프(104)에 의해 10-5 내지 10-9mbar의 잔류 가스압으로 진공화될 수 있는 하우징(102)을 포함한다. 원자 간력 현미경(120)은 하우징(102)에 배치된다. 더 나아가, 샘플 스테이지(106)가 샘플(110)과 퇴적 유닛(140)을 홀딩하기 위해 제공된다. 샘플 스테이지(106)는 바람직하게는 기계적으로 댐핑되며 및/또는 받침대(mounting)(108)에 의해 하우징(102)으로부터 분리되는 방식으로 홀딩된다. 샘플 스테이지(102)는 더 나아가 위치지정 유닛(예시되지 않음)을 가질 수 있으며, 이 위치지정 유닛에 의해, 샘플 스테이지(102)는 예컨대 3개의 공간 방향으로 옮길 수 있으며, 예컨대 적어도 일 축을 중심으로 회전할 수 있다.
더 나아가, 활성화된 표면 섹션(150)을 제공하기 위해 샘플(110) 또는 퇴적 유닛(140) 상의 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하기 위한 활성화 유닛(160)(도 1 내지 도 9 참조)이 하우징(102)에 배치된다. 활성화는 예컨대 도 1 내지 도 9중 임의의 도면을 참조하여 기재된 바와 같이 실현된다. 활성화 유닛(160)은 예컨대 레이저의 형태를 가지며, 레이저 빔을 피활성화 표면 섹션 상에 조사하기 위해 구성된다.
게다가, 전자 컬럼(170)이 하우징(102)에 배치된다. 전자 컬럼(170)은 전자 빔(172)(입자 빔의 일 예)을 제공하기 위해 구성된다. 전자 컬럼(170)은 특히 전자 현미경(현미경의 일 예)의 형태를 가질 수 있으며, 측정 팁(122)으로 입자(130)를 받아들이는 것(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)과 받아들여진 입자(130)를 활성화된 표면 섹션(150)으로 이동시키는 것을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.
처리 가스 제공 유닛(180)과 연계하여, 전자 컬럼(170)은, 샘플(110) 상에서, 퇴적 유닛(140) 상에서 및/또는 측정 팁(122) 상에서 입자 빔 유도 처리 공정을 행하는데 추가로 사용될 수 도 있다. 이를 위해, 예컨대, 처리 가스(PG)는 바람직하게는 처리 가스 제공 유닛(180)에 의해 공급된다. 처리 가스(PG)는 바람직하게는 적어도 하나의 전구체 가스를 포함하며, 이 전구체 가스는 입자 빔(172)에 의한 조사에 의해 또는 입자 빔(172)에 의해 트리거되는 2차 공정에 의해 반응성 화학물질 형태로 변환될 수 있다. 처리 가스(PG)는 바람직하게는 피처리 위치에 타겟 방식으로 공급된다. 입자 빔(172), 이 경우 전자 빔(172)은 이때 피처리 위치 상에 조사된다. 결국, 예컨대, 화학 반응이 처리 가스(PG)의 성분과 샘플 표면(111), 퇴적 유닛(140)의 표면, 측정 팁(122)의 표면 및/또는 입자(130) 사이에서 트리거된다(도 1 또는 도 9 참조). 화학 반응은 소재에서 원자의 교체 및/또는 소재의 에칭 및/또는 퇴적을 포함할 수 도 있다.
샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)는 측정 팁(122)으로 받아들여질 수 있다. 이를 위해, 측정 팁(122)은 그에 따라 예컨대 움직임 유닛에 의해 움직인다. 샘플 스테이지(102)는 또한 그 위치지정 유닛에 의해 지원 수단으로서 옮겨질 수 도 있다. 받아들임은 특히 전자 현미경(170)으로 라이브로 모니터링된다.
측정 팁(122)은 그 후 움직임 유닛에 의해 활성화된 표면 섹션(150)의 상호동작 영역 내로 움직여, 받아들여진 입자(130)가 측정 팁(122)으로부터 활성화된 표면 섹션(150)으로 이동한다. 이것은 예컨대 도 1 또는 도 7 내지 도 9중 어느 것을 참조하여 기재된 바와 같이 실현된다.
예시한 장치(100)는 반드시 존재해야 하는 것은 아닌 다수의 선택 요소를 포함한다. 이들 요소로는 특히 하우징(102), 진공 펌프(104), 샘플 스테이지(106), 전자 컬럼(170) 및 처리 가스 제공 유닛(180)이 있다.
도 11은, 처리 장치(120)(도 1 또는 도 7 내지 도 10 참조)로 샘플(110)(도 1, 도 3, 도 9 또는 도 10 참조)을 처리하기 위한 방법의 예시적인 실시예의 개략적 블록도를 도시한다.
제1 단계(S1)에서, 샘플(110)의 샘플 표면(111)(도 1, 도 3 또는 도 9 참조) 상에 부착되는 입자(130)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)가 처리 장치(120)의 측정 팁(122)(도 1 또는 도 7 내지 도 9 참조)으로 받아들여진다. 제2 단계(S2)에서, 샘플(110) 상에서나 퇴적 유닛(140) 상에서의 표면 섹션(도 1, 도 2, 도 4 내지 도 8 또는 도 10 참조)의 물리적 및/또는 화학적 성질은 활성화된 표면 섹션(150)을 제공하기 위해 변경된다(도 1 내지 도 8 참조). 제3 단계(S3)에서, 측정 팁(122)이, 입자(130)를 측정 팁(122)으로부터 활성화된 표면 섹션(150)으로 이동시키기 위해 인력 상호동작이 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)와 활성화된 표면 섹션(150) 사이에 작용하는 활성화된 표면 섹션(150)의 상호동작 영역 내로 움직인다.
이 방법은 예컨대 도 2 또는 도 4 내지 도 8을 참조하여 기재한 퇴적 유닛(140) 중 하나로 행해질 수 있다. 이 방법은 특히 도 10을 참조하여 기재한 바와 같이 장치(100)로 행해질 수 있다.
일 실시예에서, 활성화된 표면 섹션(150)은 마이크로 구조 표면 섹션(150)이다. 즉, 제2 단계(S2)는 표면 섹션의 마이크로 구조에 관한 것이다. 표면 섹션의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 것이 그에 따라 마이크로 구조의 제조에 의해 제공된다. 이것은 특히 입자(130)를 받아들이기 전에, 즉 단계(S1) 전에 실행될 수 도 있다.
도 12는, 원자 간력 현미경의 형태를 갖는 처리 장치(120)를 이용하여 샘플(110)을 분석하고 및/또는 처리하기 위한 장치(100)의 추가 예시적인 실시예를 개략적으로 도시한다. 장치(100)는 도 10의 구조와 유사한 구조를 가지며, 그런 이유로, 도 10과 관련한 설명을 또한 여기서 다음의 관찰을 제외하고 적용할 수 있다. 도 10과 대조적으로, 활성화 유닛(160)과 처리 가스 제공 유닛(180)은 이 예에서는 존재하지 않는다. 게다가, 퇴적 유닛(140)은, 선행하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명한 바와 같이, 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)를 와이핑 오프하는데 적절한 마이크로 구조 표면 섹션(150)을 갖는다.
본 발명은 예시적인 실시예를 기초로 기재되었지만, 여러 방식으로 변경될 수 있다.
100: 장치 102: 하우징
104: 진공 펌프 106: 샘플 스테이지
108: 받침대 110: 샘플
111: 표면 112: 층
120: 처리 장치 122: 측정 티
130: 입자 140: 퇴적 유닛
141: 층 142: 탈착된 소재
143: 용융된 영역 150: 활성화된/마이크로 구조 표면 섹션
150a: 마이크로 구조 150b: 마이크로 구조
150c: 마이크로 구조 150d: 마이크로 구조
160: 활성화 유닛 162: 에너지
164: 전원 166: 스위치
170: 전자 컬럼 172: 전자 빔
180: 처리 가스 제공 유닛 α: 각도
β: 각도 γ: 각도
D1: 폭 D2: 폭
H: 높이 I: 전류
PG: 처리 가스 S1: 방법 단계
S2: 방법 단계 S3: 방법 단계
W: 간격 x: 좌표 축
y: 좌표 축 z: 좌표 축

Claims (22)

  1. 처리 장치(120)로 샘플(110)을 처리하기 위한 방법으로서,
    상기 처리 장치(120)의 측정 팁(122)으로 상기 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)를 받아들이는(taking up) 단계(S1);
    상기 샘플(110) 상에서나 퇴적 유닛(140) 상에 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖는 마이크로 구조 표면 섹션(150)을 제공하는 단계로서, 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 횡단면은 제1 횡단면 평면에서 주기적 프로파일을 갖는, 상기 제공 단계; 및
    상기 측정 팁(122)을 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)의 상호동작 영역 내로 움직이는 단계(S3)로서, 상기 상호동작 영역에서, 상호동작이, 입자(130)를 상기 측정 팁(122)으로부터 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)으로 이동시키기 위해 상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)와 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150) 사이에서 작용하는, 상기 움직이는 단계(S3)를 포함하는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 횡단면은 지그재그형 프로파일(zigzag profile)을 갖는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제1 횡단면 평면은 상기 샘플(110)이나 상기 퇴적 유닛(140)의 주 크기 평면에 수직으로 놓이며, 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 추가 횡단면이, 상기 제1 횡단면 평면에 수직이며 상기 주 크기 평면에 수직인 제2 횡단면 평면에서 일정한, 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)은 각각의 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖는 다수의 영역을 포함하며, 상기 마이크로 구조(150a 내지 150d)는 상이한 영역에서 상이하게 구조화되는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 제1 영역이 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖고, 제2 영역이 제2 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 가지며, 상기 제2 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 제1 횡단면 평면은 상기 주 크기 평면에 상이하게 및 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 제1 횡단면 평면에 기울어지게 연장하는, 방법.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 제1 영역이 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖고, 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)는 구조 파라미터(α, β, H, W)에 대한 제1 값을 가지며, 상기 구조 파라미터(α, β, H, W)는 상기 제1 횡단면 평면을 따른 높이, 제1 각도, 제2 각도 및/또는 공간 빈도수(spatial frequency)를 포함하며, 제2 영역이, 상기 제1 값과 상이한 상기 구조 파라미터(α, β, H, W) 중 적어도 하나에 대한 값을 갖는 제2 구조(150a 내지 150d)를 갖는, 방법.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 제1 영역이 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖고, 추가 영역이 추가 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 가지며, 상기 추가 마이크로 구조(150a 내지 150d)는 돌출부(overhang)를 포함하는 횡단면을 갖는, 방법.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)의 부착 위치 및/또는 입자(130)의 속성에 의존하여 상기 다수의 영역으로부터 영역을 선택하는 단계로서, 상기 속성은 입자(130)의 크기, 입자(130)의 형상 및/또는 입자(130)의 성질을 포함하는, 상기 선택 단계; 및
    선택된 영역에서 입자(130)를 상기 마이크로 구조(150a 내지 150d)에 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 입자(130)의 부착 위치 및/또는 속성은 상기 측정 팁(122)으로 입자(130)를 받아들이기 전 및/또는 후에 포착한 입자(130)의 이미지, 특히 전자 현미경 사진(electron micrograph)에 의존하여 결정되는, 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 마이크로 구조(150a 내지 150d)는 상기 샘플(110)이나 상기 퇴적 유닛(140)의 표면 상에서 선택적 에칭 공정 및/또는 퇴적 공정에 의해 제조되는, 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)의 물리적 및/또는 화학적 성질을 변경하는 단계를 더 포함하며, 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)은 입자 빔(172)으로 조사되며 및/또는 가열되며 및/또는 코팅되는, 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플(110)이나 상기 퇴적 유닛(140)은 실리콘, 탄화 실리콘, 텅스텐, 탄화 텅스텐, 코발트, 탄소, 인듐 및 백금 이리듐을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 소재를 포함하는, 방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서, 입자(130)를 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)으로 이동시키는 것은 상기 샘플(110)이나 상기 퇴적 유닛(140)에 대한 상기 측정 팁(122)의 움직임에 의해 입자(130)를 와이핑 오프(wiping off)하는 것을 포함하는, 방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정 팁(122)은 입자(130)의 이동을 위해 가열되고, 조사되며 및/또는 전기적으로 대전되는, 방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)은 입자(130)를 이동시키기 전, 그 동안 및/또는 그 후 가열되고, 조사되며 및/또는 전기적으로 대전되는, 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플(110) 및 상기 처리 장치(120) 또는 상기 샘플(110), 상기 처리 장치(120) 및 상기 퇴적 유닛(140)은 진공 하우징(102)에 배치되는, 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150) 상에 흡수된 입자(130)는 입자 빔(172)으로 그 자리에서(in situ) 분석되는, 방법.
  18. 샘플(110)을 분석하고 및/또는 처리하기 위한 장치(100)로서,
    상기 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)를 받아들이기 위한 측정 팁(122)을 포함하는 처리 장치(120); 및
    - 여기서, 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 갖는 마이크로 구조 표면 섹션(150)이 상기 샘플(110) 상이나 상기 샘플(110)과 분리된 퇴적 유닛(140) 상에 제공되며, 상기 특정 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 횡단면이 제1 횡단면 평면에서 주기적 프로파일을 가짐, -
    상기 측정 팁(122)으로부터 받아들인 입자(130)를 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)으로 이동시키기 위해 상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)와 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150) 사이에 상호동작이 작용하는 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)의 상호동작 영역 내로 상기 측정 팁(122)을 움직이도록 구성되는 움직임 유닛을 포함하는, 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    입자(130)가 상기 샘플 표면(111) 상에, 상기 측정 팁(122) 상에 및/또는 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150) 상에 배치될 때, 상기 샘플(110), 상기 측정 팁(122), 상기 퇴적 유닛(140) 및/또는 입자(130)의 이미지를 포착하기 위한 전자 현미경(170)을 더 포함하는, 장치.
  20. 처리 장치(120)로 샘플(110)을 처리하기 위한 방법으로서,
    상기 처리 장치(120)의 측정 팁(122)으로 상기 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)를 받아들이는 단계, 및
    입자(130)를 상기 측정 팁(122) 상에 고정하기 위해 상기 측정 팁(122)을 물리화학적으로 처리하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 처리 장치(120)로 샘플(110)을 처리하기 위한 방법으로서,
    상기 처리 장치(120)의 측정 팁(122)으로 상기 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)를 받아들이는 단계;
    처리 가스(PG)를 상기 샘플(110) 상이나 퇴적 유닛(140) 상의 처리 위치에 공급하는 단계;
    상기 처리 위치에 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 생성하기 위해 국부적 화학 반응을 트리거하도록 입자 빔(172)을 상기 처리 위치 상에 조사하는 단계; 및
    상기 측정 팁(122)으로부터 생성된 마이크로 구조(150a 내지 150d)로 입자(130)를 이동시키기 위해 상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)와 생성된 마이크로 구조(150a 내지 150d) 사이에서 상호동작이 작용하는 생성된 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 상호동작 영역 내로 상기 측정 팁(122)을 움직이는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 처리 장치(120)로 샘플(110)을 처리하기 위한 방법으로서,
    상기 처리 장치(120)의 측정 팁(122)으로 상기 샘플(110)의 샘플 표면(111) 상에 부착된 입자(130)를 받아들이는 단계;
    상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)의 이미지를 포착하는 단계;
    포착된 이미지에 의존하여 상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)의 하나 이상의 속성을 결정하는 단계;
    결정된 속성에 의존하여, 상기 샘플(110) 상이나 퇴적 유닛(140) 상의 마이크로 구조 표면 섹션(150)에 배치되는 다수의 상이한 마이크로 구조(150a 내지 150d)로부터 마이크로 구조(150a 내지 150d)를 선택하는 단계; 및
    상기 측정 팁(122)으로부터 상기 마이크로 구조 표면 섹션(150)으로 입자(130)를 이동시키기 위해 상기 측정 팁(122)에 의해 받아들여진 입자(130)와 선택된 마이크로 구조(150a 내지 150d) 사이에서 상호동작이 작용하는, 마이크로 구조 표면 섹션(150)에서의 선택된 마이크로 구조(150a 내지 150d)의 상호동작 영역 내로 상기 측정 팁(122)을 움직이는 단계를 포함하는, 방법.
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