CN102016723A - 光刻设备、器件制造方法、清洁系统以及图案形成装置的清洁方法 - Google Patents

Abstract

一种光刻设备，包括被配置以调节辐射束的照射系统和被配置以支撑图案形成装置的支撑结构。图案形成装置被配置以将图案赋予辐射束。所述设备包括图案形成装置清洁系统，所述图案形成装置清洁系统被配置以提供静电力至污染物颗粒，所述污染物颗粒位于图案形成装置上且通过辐射束被施以电荷，以便从图案形成装置移除污染物颗粒。

Description

光刻设备、器件制造方法、清洁系统以及图案形成装置的清洁方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年4月23日递交的美国临时申请61/071,345的权益，在此处通过参考将其全部内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备、制造器件的方法、清洁系统和清洁图案形成装置的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。

在光刻设备内及其周围，期望移除可能降低所形成的图案的品质的任何污染物。尤其是，例如期望确保用于使投射到衬底上的辐射束形成图案的图案形成装置在可行的程度上不受可能影响被投影到衬底上的图案的污染物颗粒的影响。在此之前，已经知道用薄皮覆盖图案形成装置，该薄皮是被布置在设置有图案的表面上方的透明覆盖物。这可以有利于图案形成装置的清洁，且没有损坏已经形成图案的表面的风险。另外，保留在薄皮表面上的任何污染物颗粒将不会位于被图案化的表面的平面内。因此，这样的颗粒不会正焦地成像到衬底上，且它们的影响被降低。

发明内容

不是总是可以将薄皮提供给图案形成装置。例如，在使用EUV辐射的光刻术中，期望通过光刻设备的光学部件来最小化EUV辐射的吸收。因此，期望避免使用透射光学元件，诸如吸收EUV辐射的薄皮。因此，可以不设置薄皮且可能期望提供用于清洁图案形成装置的被图案化的表面的系统，该图案形成装置用于图案化EUV辐射束。这可能提出巨大的挑战，这是因为待移除的颗粒可能非常小，例如，小如30nm的颗粒可能需要被移除且将该颗粒附着至表面的力可能相对较大。因此，可能需要相当大的努力，以移除所述颗粒。然而，应当给予极大的关注以确保图案化的表面自身在移除颗粒的过程中没有被损坏。最终，应当理解，光刻设备是在商业环境中操作的。因此，期望用于清洁图案形成装置的系统在系统的资金成本方面或在系统的运行成本方面上不会极大地增加光刻系统的成本。如果相当大量的时间被用于清洁图案形成装置，那么运行成本可能被极大地增加。

期望提供一种改进的清洁系统，适合用于清洁光刻设备中的图案形成装置。

根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括：照射系统，被配置以调节辐射束；支撑结构，被配置以支撑图案形成装置。所述图案形成装置被配置以将图案赋予所述辐射束。所述设备还包括图案形成装置清洁系统，所述图案形成装置清洁系统被配置以提供静电力至位于所述图案形成装置上的且被所述辐射束施以电荷的污染物颗粒，用以从所述图案形成装置移除所述污染物颗粒。

根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种器件制造方法，所述方法包括以下步骤：使用图案形成装置来图案化辐射束；和通过将静电力施加至已经被所述辐射束施以电荷的污染物颗粒上，以从所述图案形成装置移除所述污染物颗粒。

根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种用于图案形成装置的清洁系统，所述图案形成装置被配置以将图案赋予辐射束。所述清洁系统包括：支撑结构，被配置以支撑所述图案形成装置；和清洁电极，被配置以定位成邻近于被所述支撑结构支撑的所述图案形成装置。所述清洁系统包括电压源，所述电压源被配置以在所述清洁电极和被所述支撑结构支撑的图案形成装置之间建立电压差，使得所述图案形成装置上的污染物颗粒被从所述图案形成装置静电排斥和/或被静电地吸引至所述清洁电极。所述清洁电极至少部分地被粘结剂涂覆，所述粘结剂被配置以粘附撞击所述清洁电极的污染物颗粒。

根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种用于清洁图案形成装置的方法，所述图案形成装置被配置以将图案赋予辐射束。所述方法包括：将清洁电极邻近于所述图案形成装置布置；和在所述清洁电极和所述图案形成装置之间建立电压差，使得所述图案形成装置上的污染物颗粒被从所述图案形成装置上静电排斥，和/或被静电吸引至所述清洁电极。所述清洁电极至少部分地被用粘结剂涂覆，所述粘结剂被配置成粘附撞击所述清洁电极的污染物颗粒。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：

图1描述根据本发明的一个实施例的光刻设备；

图2示出根据本发明的一个实施例的清洁系统；

图3示出根据本发明的一个实施例的清洁系统；和

图4示出根据本发明的一个实施例的清洁系统。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。

所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。

所述支撑结构保持所述图案形成装置，即承载图案形成装置的重量。它以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里所示的，所述设备是反射型的(例如，采用反射式掩模)。替代地，所述设备可以是透射型的(例如，采用透射式掩模)。

所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。

光刻设备还可以是至少一部分衬底可以被相对高折射率的液体(例如水)覆盖、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。在本领域中公知浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没在液体中，相反而是仅仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。

参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器和聚光器。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。

所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器IF1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。

可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。

2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。

3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。

已经考虑了各种新的清洁系统，用于清洁光刻设备中的图案形成装置。例如，已经考虑使用清洁流体，用于从图案形成装置清洗掉颗粒。然而，这样的清洁系统可能在移除较小的颗粒时不是足够有效的。另外，这样的清洁系统可能已经被发现具有这样的问题，在已经完成清洁过程之后有干燥作用，最后，这样的清洁系统可能相对较慢。

已经考虑的新清洁系统使用超声振动，用于从图案形成装置移除颗粒。可以通过振动整个图案形成装置或通过产生表面声波，来提供超声振动。后一选择可以产生较高的速度，使得较容易从表面移除颗粒。

由本发明的实施例提出了一种新的清洁系统，且使用静电力从图案形成装置的表面移除颗粒。在特定的布置中，如图4所示，使得清洁电极40邻近图案形成装置12的被图案化的表面11，在清洁电极40和图案形成装置12之间建立高的负电压脉冲。

为了在清洁电极40和图案形成装置12之间建立电压差，电压源41可以连接至上述两个部件，如图4所示。可替代地，例如图案形成装置12可以接地，且电压源41可以在清洁电极40和地之间提供电压差。

电压源41可以在清洁电极40和图案形成装置12之间建立恒定的电压差。然而，在特定的布置中，可以使用电压差的脉冲，用于提供电荷至图案形成装置上的污染物颗粒，且产生静电力，该静电力从图案形成装置12的被图案化的表面排斥污染物颗粒和/或将污染物颗粒吸引到清洁电极40。

例如，在约0.5kV和约15kV之间，或在约5kV和约15kV之间，例如约10kV的脉冲可以被应用于具有在约1μs和约100s之间的持续时间，或具体地在约1μs和约10μs之间的持续时间的脉冲。在这样的布置中，可以将电极布置在邻近图案形成装置12的被图案化的表面11的位置处，例如在距离所述表面约0.01μm和约1mm之间。在特定布置中，它可以在距离所述表面约1μm和200μm之间，例如约100μm。在这样的布置中，高压脉冲都对衬底上的颗粒施以电荷，且在所述表面处产生强的电场，例如在约10⁴V/cm和约2×10⁶V/cm，或约10⁶V/cm，该电场将污染物颗粒从图案形成装置12的表面拉向电极。还可以使用较大的电场。通常，电极和待清洁的表面之间的间隔的尺寸可能受到待移除的颗粒的尺寸的限制。在可行的布置中，最初可以以相对大的间隔执行清洁，以移除相对大的颗粒，之后可以以相对小的间隔执行清洁以移除较小的颗粒。已经发现，这一类型的清洁系统可以从表面抽取小的颗粒。例如，它可以抽取尺寸在100nm的量级上的颗粒。

如图4所示，清洁电极40可以至少部分地用粘结层43涂覆，或用另一适合用在光刻设备内的涂覆层涂覆。粘结层43可以被配置成使得撞击电极的污染物颗粒附着至清洁电极40。因此，这样的污染物颗粒随后被保留到清洁电极40上，而不管施加至清洁电极的电压的变化。另外，所述涂覆层可以防止在清洁电极40和图案形成装置12之间出现电弧，所述电弧可能导致对图案形成装置12的损坏。例如，介电涂覆层可以具有比电极中的金属更大的功函数(work function)。另外，涂覆层可以具有更大的平滑表面，导致电极上的局部电场降低。涂覆层可以形成为薄且稠密的层。它可以由根据高电绝缘强度而选择的材料形成。例如，它可以是基于甲醛树脂的。

如图4所示，清洁电极40可以包括平坦表面42，其可以被布置成邻近且平行于图案形成装置12的被图案化的表面11。然而，可以使用其它的几何构型。例如，可以形成清洁电极40，使得它具有尖端或刀刃边缘，所述尖端或刀刃边缘设置在邻近图案形成装置12的被图案化的表面11的位置处。这可以帮助提供位于图案形成装置附近的最大电场。刀刃边缘的曲率例如可以被选择成是电极和图案化的表面之间的距离的约1倍或2倍。在另外的可替代的布置中，清洁电极可以形成为邻近图案形成装置12的被图案化的表面11的网格或栅格。

图4中显示的清洁系统可以设置在分离的清洁腔中。在这种情形中，致动器系统可以被提供，以使得清洁电极40相对于图案形成装置12移动，以便跨过图案形成装置12的整个被图案化的表面11进行扫描，以从整个表面移除污染物颗粒。

在一种实施例中，清洁系统可以被包含作为光刻设备的一部分。在这一情形中，可以清洁图案形成装置12，而在光刻进行的过程中，它被支撑在用于支撑图案形成装置的支撑结构MT上。另外，电极40可以被布置，使得图案形成装置的清洁可以在图案形成装置12在光刻进行期间用于对辐射束进行图案化的同时进行。在清洁系统被设置在光刻设备中的布置中，可能不期望提供分立的致动器系统，以相对于图案形成装置12移动电极40。替代地，可以通过使用致动器系统提供所需要的相对移动，所述致动器系统被设置以在光刻过程进行期间相对于待图案化的辐射束移动图案形成装置12。

通过本发明的一个实施例提供清洁系统，且该清洁系统可以是对上述讨论的静电清洁系统的改进。在图2中示出了这样的清洁系统的布置。

本发明的一个实施例中的清洁系统认识到，为了借助静电力来抽取清洁装置的表面的颗粒，期望施加电荷至待移除的颗粒。在诸如上文讨论的布置中，如果颗粒和图案形成装置自身是充分导电的，那么仅可以在待移除的颗粒中诱导出电荷。相应地，对于一些图案形成装置和一些污染物颗粒或它们的组合，上文讨论的静电清洁系统可能不是足够有效的。另外，施加至电极的高电压可能意味着清洁过程必须在被设置成远离光刻设备的剩余部分的情况下发生，以避免对光刻设备的其它部分的放电。因此，清洁系统可以设置在完全独立设备中，在图案形成装置的运输设备的一部分中，或可以被设置在光刻设备内的独立的腔中。因此，这可能显著地增加光刻系统的资金成本，且可能由于将图案形成装置转移至清洁系统的位置和执行清洁过程所花费的时间而增加操作的成本。

本发明的实施例指出，用于对图案形成装置上的污染物颗粒施以电荷的可替代的过程是可以利用的。尤其是，通过光刻设备将被形成图案且投影到衬底上的辐射束，被用于对污染物颗粒施以电荷。这可能对于在使用EUV辐射束的光刻设备中的使用是尤其适合的。诸如EUV辐射束的辐射束可以通过至少三种机制对图案形成装置上的污染物颗粒施以电荷。第一种机制是光电效应，通过所述光电效应，辐射束的高能光子使电子从污染物颗粒的物质射出。结果，污染物颗粒变成带正电的。第二种机制来自于等离子体的形成。具体地，在光刻设备中，诸如使用EUV辐射的光刻设备，图案形成装置被辐射束照射所在的腔可以被大程度地抽真空，以减少对辐射束的吸收。然而，可以保持相对低的气压，使得通过它的辐射束形成等离子体。这导致电子的释放，其可能被污染物颗粒吸收，从而导致这些颗粒变成带负电的。第三种机制也来源于光电效应。具体地，光电效应可以使得电子被从图案形成装置射出，这些可以被图案形成装置上的污染物颗粒吸收，也使得颗粒变成带负电的。

因此，应当理解，虽然一种机制可能导致颗粒变成带正电的，但是另一种机制可能导致颗粒变成带负电的。将导致颗粒整体上变成带正电或负电的这些污染物颗粒施电机制的平衡，可能依赖于光刻设备的精确操作条件。例如，平衡可能受腔中的气体的压力和组分、所使用的辐射束的波长和强度、污染物颗粒自身的组成、图案形成装置上的污染物颗粒的位置(即与它们接触的图案形成装置的部分是否是导电的)、图案形成装置的构成、施加至图案形成装置的任何偏压以及辐射束的工作周期的影响。具体地，辐射束可以是脉冲式的，从而在腔内产生非静态的等离子体。

应当理解，上文讨论的污染物颗粒施电机制尤其涉及电磁辐射束的使用。然而，本发明的实施例还可以应用至使用带电粒子辐射束的光刻设备。在这种布置中，应当清楚将被图案形成装置图案化的带电粒子辐射束将直接提供电荷至污染物颗粒，其可能之后用于从图案形成装置移除污染物颗粒。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的清洁系统包括清洁电极10，所述清洁电极10被设置在邻近图案形成装置12的被图案化的表面11的位置上且被连接至电压源13。清洁电极10被配置成紧邻待图案化的辐射束15所入射到的图案形成装置12的表面11的区域11a。因此，清洁电极10邻近区域11a，在该区域11a中，辐射束在污染物颗粒上产生电荷。因此，当电压源13在清洁电极10上建立适合的电荷时，污染物颗粒通过静电力吸引至清洁电极10。电压源13可以在图案形成装置12和清洁电极10之间建立电压差，其导致朝向清洁电极10的污染物颗粒上的净静电力。应当理解，图案形成装置12可以接地，在该情形中电压源13在清洁电极10和地之间建立电压差。

可替代地，电压源可以在图案形成装置12和地之间建立电压差，从而在图案形成装置12处产生电荷。通过对图案形成装置12和地之间的电压差的适合的选择，通过由图案形成装置12而形成图案的辐射束施以电荷的污染物颗粒可能通过静电力被从图案形成装置12上排斥。因此，在本发明的实施例的一个变形中，可以忽略清洁电极10，可仅通过来自图案形成装置12的被图案化的表面11的污染物颗粒的静电排斥，来清洁图案形成装置。应当理解，清洁系统可以被配置成使得污染物颗粒被从图案形成装置12上排斥，且吸引至清洁电极10。

所述设备可以包括控制电压源13的电压源控制器20。尤其是，电压源控制器可以控制在清洁电极10和图案形成装置12之间和/或清洁电极10和地之间以及在图案形成装置12和地之间的通过电压源13建立的电压差。电压源控制器20可以被配置成为光刻设备的操作条件提供适合的电压，以考虑上文讨论的用于对污染物颗粒施以电荷的两种机制之间的平衡。

例如光刻设备可以被配置成根据给定的操作模式进行操作和/或具有一些变形，使得确定了上文讨论的污染物颗粒施电机制中的一种或另一种占主导。在这一情形中，电压源控制器20可以被配置成使得根据需要，在清洁电极10和图案形成装置12之间和/或在清洁电极10和地之间以及在图案形成装置12和地之间设置了正电压差或负电压差。

可替代地，光刻设备可以被配置成在操作条件下操作，所述操作条件充分地变化以至于没有任何一种机制在全部设想的操作条件下占主导。在所述情形中，电压源控制器20可以被配置成确定在清洁电极10和图案形成装置12之间和/或在清洁电极10和地之间以及在图案形成装置12和地之间的正电压或负电压对于光刻设备的操作条件是否是适合的，和被配置成控制电压源13，从而为清洁系统提供在这些操作条件下有效的期望的电压差。例如，电压源控制器可以设置有查找表，其使得电压源控制器20能够为给定的一组操作条件确定适合的电压设定。

如具有上文讨论的且在图4中示出的布置，清洁电极10可以至少部分地涂覆有粘结剂，使得从图案形成装置12移除的且撞击电极10的污染物颗粒可以被保持在电极10上，因此防止返回至图案形成装置。

应当明白，以这种方式布置的清洁系统的潜在的巨大优势是，清洁系统可以使用已经为光刻设备的操作设置的辐射系统而不需要设置特定地用于清洁的辐射系统。另外，清洁过程可以在光刻设备的操作的同时进行，即在辐射束通过图案形成装置12形成图案且被投影到衬底上用以形成器件的同时进行。因此，可以提供图案形成装置12的连续清洁，且可以避免单独为清洁图案形成装置而进行分离设置。

另外的潜在优势是在曝光过程中产生的污染物颗粒可以被直接地拉至清洁电极10，即可以防止所述污染物颗粒曾经到达过图案形成装置12的情况。因此，可以减少清洁图案形成装置12的需要。另外，可以最小化提供清洁系统所需要的额外的资金成本。

另外的优势在于，在一次曝光期间沉积到图案形成装置12的一部分上的污染物颗粒可以在使用图案形成装置12的一部分的下一次曝光期间被从图案形成装置12上移除。因此，衬底上形成的图案中的缺陷可能由于污染物颗粒在图案形成装置12上的出现而产生，该缺陷可以仅在图案被曝光所在的衬底的一部分上产生，而不在图案形成装置的图案的一部分被曝光所在的衬底的所有部分上产生。因此，仅可能形成在单个衬底上的许多器件中的一个器件可能受在图案形成装置12上临时出现的污染物颗粒的影响。因此，可能整体上改进光刻系统的产率。

在光刻设备中，图案形成装置12可以被布置成相对于入射到图案形成装置上的辐射束15移动。因此，可以扫描图案形成装置12上的图案的照射，使得能够将比可以被单个照射场照射的面积更大面积的图案转移至衬底。应当理解，在这样的光刻设备中，随着辐射束横过图案形成装置12的表面进行扫描，辐射束对污染物颗粒施以电荷的区域也移动。因此，根据本发明的一个实施例的清洁系统可以被配置成使得清洁电极10保持相对于辐射束15是大致静止的，使得清洁电极10保持在紧邻被辐射束15照射的图案形成装置12的表面上的区域11a的位置上。因此，清洁电极10保持充分邻近，使得它可以吸引带电的污染物颗粒，而不与被图案形成装置12所图案化的辐射束相互干扰。

如图2所示，可以设置单个清洁电极10。然而，应当理解，可以设置各种配置的清洁电极10。例如，清洁电极的形状可以是环形的，或另外地被配置成使得它围绕入射束所入射到的图案形成装置12的表面上的区域11a，而不与被图案形成装置12图案化的辐射束15相互干扰。

可替代地，如图3所示，可以设置两个或更多的清洁电极25、26。在这样的布置中，电压源13可以提供相同的电压至两个清洁电极25、26。可替代地，例如，电压源13可以被配置成提供不同的电压至清洁电极25、26中的每一个。例如，电压源13可以提供正电压至电极中的一个，和提供负电压至电极中的另一个，使得污染物颗粒将会被吸引至清洁电极25、26中的一个或另一个，而不依赖于施加至污染物颗粒的净电荷。

虽然如图3所示两个或更多的清洁电极25、26可以位于辐射束15所入射到的区域11a的相对的侧上，但是应当理解这种情形不是必须的。然而，在正电压施加至一个电极的情况下，尽管同时将负电压施加至另一电极，但是电极必须充分地分离开，使得在它们之间没有放电。此外，可能期望具有一个电极，其完全地围绕辐射束入射所在的图案形成装置12的表面上的区域11a，或在区域11a的相对的侧上提供分离的电极，这是因为在光刻设备的操作期间，图案形成装置12相对于辐射束的相对移动将改变方向。例如，图案形成装置的扫描可以遵循所谓的“蜿蜒的路径”，结果它相对于辐射束来回移动。因此，通过在辐射束15的不同侧上布置电极，可以根据需要布置成清洁电极始终位于前进侧(advancing side)或后退侧(receding side)。

施加至一个或更多的清洁电极10、25、26的电压可以在清洁过程期间是恒定的。例如，施加的电压可以在光刻设备的整个操作中是恒定的。然而，电压还可以随时间变化。例如，如果在光刻设备中被图案化的辐射束是脉冲式的，那么这样的布置可能是尤其适合的。在这种情形中，施加至至少一个清洁电极10、25、26的电压可以是脉冲式的且与脉冲式的辐射束同步。

例如，可以在辐射束的脉冲出现的同时施加电压，或可以在辐射束的脉冲之间施加电压。尤其是，可以在辐射束的脉冲之后立即施加电压，使得带电的污染物颗粒将从被辐射束15所照射的图案形成装置12的表面上的区域11a移动至邻近清洁电极10的区域。在可替代的布置中，清洁电极10可以在辐射束的脉冲期间被正向偏压，以在辐射束的脉冲期间由于光电效应，促进电子从污染物颗粒的释放。然而，随后可能期望提供负向偏压至清洁电极，用于将通过光电效应而带电的颗粒吸引至电极，且通过上文讨论的可替代的机制促进对污染物颗粒的施电。随后，可能希望再次将偏压切换至清洁电极10，用以将已经带负电的污染物颗粒吸引至电极10。应当理解，可以给出相应的考虑，以将偏压施加至图案形成装置12。

因此，具有单个清洁电极、电压源13的布置可以在辐射束的工作周期期间在一点处提供正电压和在工作周期的另一部分处提供负电压。例如，如果在污染物颗粒中产生电荷的一种机制或另一种机制在工作周期中的不同时间占主导，那么可以在辐射束的脉冲期间或在辐射束的脉冲之间的时间期间提供正电压，而可以在工作周期的剩余部分期间提供负电压。可以在具有多于一个清洁电极25、26的清洁系统中使用类似的布置。

应当理解，如果施加至清洁电极和/或图案形成装置的电压在辐射束的工作周期期间进行切换，那么存在固有的风险，即污染物颗粒可能被朝向图案形成装置驱动，而不是从其移除掉。因此，如上文所讨论的，清洁电极10可以用粘结剂进行涂覆，以保持污染物颗粒。

在此处公开的清洁系统，可以如图2中显示的，包括气体出口16，该气体出口16可以连接至气体源17用以提供气体流18至图案形成装置12。气体流18可以被用于将污染物颗粒传输远离图案形成装置12，该污染物颗粒已经通过清洁系统从图案形成装置12移除。可替代地，吸入管(未显示)可以产生被引导远离清洁区域的气体流。因此，可以降低返回至图案形成装置的污染物颗粒的风险。

如图2和3所示，使用图案形成装置12进行的辐射束15的图案化，并且因此使用至少一个清洁电极10、25、26执行清洁过程可以在至少一个腔30中进行，该腔30可以被抽真空或至少其中的压力被降低至显著低于光刻设备的周围环境的压力，用于降低辐射束15的吸收。因此，光刻设备可以包括气体控制系统31，其被布置以控制在腔30内的气体的压力。

气体控制系统31还可以控制保留在腔30内的气体的组成。例如，气体控制系统可以将腔30内的气体压力降低至约3N/m²。另外，气体控制系统31可以被配置使得保留在腔30内的气体基本上包括惰性气体。

气体控制系统31可以被配置以提供关于光刻设备的操作条件的信息(诸如腔30内的气体压力和腔30内的气体的成分)至电压源控制器20，以便电压源控制器20可以控制电压源13，以为上文讨论的清洁过程提供适合的电压差。

尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情形中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。

在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式的光学部件。

尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明的特征可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明的实施例进行修改。

Claims (34)

1.一种光刻设备，所述光刻设备包括：

照射系统，被配置以调节辐射束；

支撑结构，被配置以支撑图案形成装置，所述图案形成装置被配置以将图案赋予所述辐射束；和

图案形成装置清洁系统，被配置以提供静电力至位于所述图案形成装置上的且被所述辐射束施以电荷的污染物颗粒，用以从所述图案形成装置移除所述污染物颗粒。

2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述污染物颗粒通过由所述辐射束引发的光电效应而被施以电荷。

3.根据权利要求1所述的光刻设备，被配置以使得所述辐射束通过邻近所述图案形成装置的气体以产生等离子体，且其中所述污染物颗粒被在所述等离子体的形成期间释放的电子施以电荷。

4.根据权利要求1、2或3所述的光刻设备，其中所述图案形成装置清洁系统包括电压源，所述电压源被配置以在所述图案形成装置被所述支撑结构支撑时连接至所述图案形成装置，和被配置以提供电荷至所述图案形成装置，使得被所述辐射束施以电荷的污染物颗粒被从所述图案形成装置上静电地排斥。

5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成在所述光刻设备的操作期间在所述图案形成装置和地之间提供脉冲式电压差，所述电压差的脉冲被使得与入射到所述图案形成装置上的辐射束的脉冲同步。

6.根据权利要求4所述的光刻设备，其中所述电压源被配置以在所述光刻设备的操作期间在所述图案形成装置和地之间提供恒定的电压差。

7.根据权利要求5所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成在所述图案形成装置和地之间提供正电压差和/或负电压差。

8.根据权利要求5所述的光刻设备，还包括电压源控制器，所述电压源控制器被配置以基于所述光刻设备的操作条件来控制所述电压源，以在所述图案形成装置和地之间提供正电压差或负电压差。

9.根据权利要求1、2或3所述的光刻设备，其中所述图案形成装置清洁系统包括清洁电极和连接至所述清洁电极的电压源，所述电压源被配置以提供电荷至所述清洁电极，使得被所述辐射束施以电荷的污染物颗粒被静电吸引至所述清洁电极。

10.根据权利要求9所述的光刻设备，其中所述清洁电极被配置成使得在所述光刻设备的操作期间，所述清洁电极在紧邻所述辐射束入射到所述图案形成装置上的区域的位置处邻近所述图案形成装置设置。

11.根据权利要求10所述的光刻设备，被配置成使得在所述光刻设备的操作期间，所述图案形成装置被相对于所述辐射束移动使得所述辐射束入射到所述图案形成装置的不同区域上，其中所述清洁电极被配置成使得在所述图案形成装置相对于所述辐射束的移动期间，所述清洁电极相对于所述辐射束基本上是静止的，使得它保持紧邻于所述辐射束所入射到的区域。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的光刻设备，其中所述清洁电极至少部分地被粘结剂涂覆，所述粘结剂被配置成使得被吸引至所述清洁电极的污染物颗粒附着至所述粘结剂。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成在所述光刻设备的操作期间，在所述清洁电极同所述图案形成装置和/或地之间提供脉冲式的电压差，所述电压差的脉冲被设置成与入射到所述图案形成装置上的辐射束的脉冲同步。

14.根据权利要求9-12中任一项所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成在所述光刻设备的操作期间，在所述清洁电极同所述图案形成装置和/或地之间提供恒定的电压差。

15.根据权利要求13所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成在所述清洁电极同所述图案形成装置和/或地之间提供正电压差和/或负电压差。

16.根据权利要求13所述的光刻设备，还包括电压源控制器，所述电压源控制器被配置以基于所述光刻设备的操作条件来控制所述电压源，以在所述清洁电极同所述图案形成装置和/或地之间提供正电压差或负电压差。

17.根据权利要求9-16中任一项所述的光刻设备，还包括另外的清洁电极，所述另外的清洁电极被配置成使得在所述光刻设备的操作期间，所述另外的清洁电极在紧邻所述辐射束入射到所述图案形成装置上的区域的位置处邻近所述图案形成装置设置，其中所述电压源被配置成在所述图案形成装置和所述另外的清洁电极之间提供电压差。

18.根据权利要求17所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成提供正电荷至所述清洁电极中的一个和提供负电荷至所述清洁电极中的另一个。

19.根据权利要求18所述的光刻设备，其中所述电压源被配置成同时提供所述电荷至各个所述电极。

20.根据权利要求9-19中任一项所述的光刻设备，还包括：腔，所述腔被配置以包括所述图案形成装置和所述清洁电极；和气体控制系统，所述气体控制系统被配置以将所述腔中的气体压力降低至低于所述光刻设备的周围环境的压力。

21.根据权利要求20所述的光刻设备，其中所述气体控制系统被配置成将所述腔中的气体压力降至约3N/m²。

22.根据权利要求21所述的光刻设备，其中所述气体控制系统被配置成提供惰性气体至所述腔。

23.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，还包括气体出口，所述气体出口被配置以连接至气体源且提供气体流至所述图案形成装置，用以将被通过所述图案形成装置清洁系统从所述图案形成装置移除的污染物颗粒运输远离所述图案形成装置。

24.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，还包括投影系统，所述投影系统被配置以将被所述图案形成装置图案化的辐射束投影到衬底上。

25.根据前述权利要求中任一项所述的光刻设备，其中所述光刻设备被配置以图案化EUV辐射束和将该EUV辐射束投影到所述衬底上。

26.一种器件制造方法，所述方法包括以下步骤：

使用图案形成装置来图案化辐射束；和

通过将静电力施加至已经被所述辐射束施以电荷的污染物颗粒上，从所述图案形成装置移除所述污染物颗粒。

27.一种用于图案形成装置的清洁系统，所述图案形成装置被配置以将图案赋予辐射束，所述清洁系统包括：

支撑结构，被配置以支撑所述图案形成装置；

清洁电极，被配置以定位成邻近被所述支撑结构支撑的所述图案形成装置；和

电压源，被配置以在所述清洁电极和被所述支撑结构支撑的图案形成装置之间建立电压差，使得所述图案形成装置上的污染物颗粒被从所述图案形成装置静电排斥和/或被静电吸引至所述清洁电极，

其中，所述清洁电极至少部分地被粘结剂涂覆，所述粘结剂被配置以粘附撞击所述清洁电极的污染物颗粒。

28.根据权利要求27所述的清洁系统，其中由所述电压源建立的电压差是脉冲式的。

29.根据权利要求28所述的清洁系统，其中所述脉冲具有在约1μs和约100s之间的持续时间。

30.根据权利要求27、28或29所述的清洁系统，其中由所述电压源建立的电压差在约0.5kV和约15kV之间。

31.根据权利要求27至30中的任一项所述的清洁系统，其中当所述电压源在所述清洁电极和所述图案形成装置之间建立所述电压差时，所述清洁电极位于距离所述图案形成装置的表面约0.01μm和约1mm之间的位置处。

32.根据权利要求27-31中任一项所述的清洁系统，其中由所述电压源建立的电压差提供了至少约10⁴V/cm的邻近于所述图案形成装置的电场。

33.根据权利要求32所述的清洁系统，其中所述电压差大于约2×10⁶V/cm。

34.一种用于清洁图案形成装置的方法，所述图案形成装置被配置以将图案赋予辐射束，所述方法包括步骤：

将清洁电极邻近于所述图案形成装置布置；和

在所述清洁电极和所述图案形成装置之间建立电压差，使得所述图案形成装置上的污染物颗粒被从所述图案形成装置上静电排斥和/或被静电吸引至所述清洁电极，

其中所述清洁电极至少部分地被用粘结剂涂覆，所述粘结剂被配置成粘附撞击所述清洁电极的污染物颗粒。

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