CN102187281A - Euv光刻装置及用于处理光学元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种EUV光刻装置，包括：照明单元，用于照明所述EUV光刻装置中的照明位置处的掩模；以及投射单元，用于将设置在所述掩模上的结构投射到光敏基底上。所述EUV光刻装置具有处理单元(15)，用于在所述EUV光刻装置中的处理位置处，优选以局部分辨的方式，处理光学元件(6a)，尤其是掩模。为了激活所述气体流(27)的至少一个气体成分，所述处理单元(15)包括用于产生辐射的辐射源、用于产生粒子流(尤其是电子束)的粒子产生器(30)、和/或高频产生器。

Description

EUV光刻装置及用于处理光学元件的方法
技术领域
本发明涉及一种EUV光刻装置，其包括：用于在EUV光刻装置中的照明位置处照明掩模的照明装置、以及用于将设置在掩模上的结构成像到光敏基底上的投射装置。本发明还涉及用于处理光学元件的方法。
背景技术
在EUV光刻装置/投射曝光系统中，反射元件，尤其是反射镜，被典型地用作光学元件，这是因为在曝光操作期间使用的并典型地在5nm和20nm之间的波长，没有已知的光学材料具有足够大的透射率。在这种投射曝光系统的情况下，必须在真空中操作反射镜，这是因为多层反射镜的服务寿命受到污染颗粒或气体的限制。在EUV光刻中使用的掩模(也被称为掩模母版)具有类似于多层反射镜的结构，即，它们也具有多层涂层，该多层涂层被构造来反射EUV波长范围中的辐射。
这样的多层涂层一般包括具有高和低折射率的材料的交替层，例如，钼和硅的交替层，它们的厚度互相对应，使得该涂层满足它的光学功能并确保高水平的反射率。典型地，对该多层系统施加盖层，其保护下面的层，例如，不被氧化。该盖层可以包括例如钌、铑、钯等。用于EUV光刻的掩模可以是阴影掩模的形式，即，它们在盖层的上侧具有不反射曝光辐射的结构。这些结构可以包括例如铬或其它金属。替代地，掩模还可以是相位掩模的形式。在该情况下，多层涂层的最上层和/或盖层可能具有适当适配的层厚度，或者可能在相位掩模上设置附加层，例如，包括硅、钼或钌。
已知，出现在EUV光刻装置中的所有类型的原子、分子或化合物(尤其是碳氢化合物)都具有到达反射光学元件(包括掩模)的表面并结合在那个位置的给定概率。在曝光操作期间存在的EUV辐射以及由此产生的光电子(尤其是二次电子)典型地涉及那些原子、分子或化合物可能与光学表面反射并沉积在其上的风险，这增加反射镜的损坏，并导致所关联的反射镜反射率的下降。在掩模中，额外地出现以下问题：要被成像的结构被杂质覆盖，且其形状被改变，或者在相位掩模的情况下，相位位置被改变。如果设法通过清洁掩模的整个表面来去除这些杂质，则可能还进一步在铬结构或相移结构中产生不期望的缺陷。当被污染的掩模或被以某些其它方式损坏的掩模的结构被成像时，这些缺陷被直接转移到光敏基底(晶片上的光敏光刻胶层)上的结构的像上。在极端的情况下，整个被曝光的晶片可能由此变得无用而必须被废弃。
本申请人的US 2007/0132989 A1公开了在投射曝光系统中提供测试系统，该测试系统被构造为将该系统的光学元件的表面子区域或整个光学表面成像为放大的尺度，该光学元件也能够被布置在真空中。该测试系统还可以具有用于从被测试的光学表面移除污染物的装置，尤其是通过将清洁气体提供给该表面、等离子体清洁、等等。
US 6,829,035 B2公开了一种用于制造半导体组件的装置，其具有用于将图案成像到半导体晶片上的光刻台。还提供掩模清洁台，以便从光刻台接收掩模，以从掩模清除污染物，并接着将经清洁的掩模导引回到光刻台。在此示例中，可以在光刻台和掩模清洁台之间通过机器人来回移动掩模。清洁台可以包括激光器，以便以局部分辨的方式处理掩模。还可以将混有(水)蒸汽的处理气体导引到表面上。在表面上液化为液体的蒸汽被撞击表面的激光辐射以爆炸的方式蒸发，由此污染颗粒从掩模分离。通过一个或多个气体出口管排走分离的颗粒，以防止它们再次能够固定到表面。
本申请人的PCT/EP2007/009593描述了一种用于从布置在用于微光刻的EUV光刻系统中的光学元件的表面移除污染层的方法。在该方法的过程中，尤其包含原子氢的清洁气体流被导引到表面上。同时，检查污染层的厚度，并根据所测量的厚度将气体流相对于表面移动。在该方式中，利用诸如原子氢的清洁气体的清洁旨在可以使光学元件的表面不被该清洁气体损伤。
尽管可以原位进行光学元件的清洁，即光学元件不需要从投射曝光系统中卸下，但掩模和晶片典型地被从光刻系统中移出，用于检查和/或修理，并被提供到为此提供的分离的检查和/或处理装置。例如，可以如US 6,855,938中一样构建此装置，US 6,855,938描述了电子显微系统，其被构造为同时执行物体的检查或成像以及处理，因为其在电子显微系统之外还提供了离子束处理系统。
US 2003/0051739 A1公开了提供和激活用于从EUV反射光学元件的表面清除碳污染的气体的产生器。所提供的气体被低能电子激发或激活，并被接着导引到要被清洁的表面。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供一种EUV光刻装置以及一种用于处理光学元件(尤其是掩模)的方法，其允许尤其局部污染物的快速和有效去除，并且在适用时允许缺陷的校正。
发明声明
通过一种在引言中所提类型的EUV光刻装置实现此目的，其具有处理装置，用于在EUV光刻装置的处理位置处理光学元件(尤其是掩模)，优选以局部分辨的方式。所述处理装置包括：气体供应装置，其具有气体喷嘴，用于将气体流优选局部地提供到光学元件的表面，并用于激活气体流的至少一个气体成份；用于产生辐射的辐射源、用于产生粒子流(尤其是电子流)的粒子产生器、以及/或者高频产生器。
发明人已经认识到对于清洁EUV光刻装置中的光学元件，大量引入清洁气体(例如原子氢)是不利的，因为在此情况下，典型地，EUV光刻装置的真空环境中与清洁气体接触的区域大于绝对必要，这可能导致真空环境中不期望被清洁的光学表面上的材料的恶化。而且，清洁产物或清洁气体的不期望的反应产物可以在EUV光刻装置中分散，并可能产生二次污染。例如，在所谓的“氢引发的出气”(HIO)效应中就是这种情况，在HIO中，挥发性氢化物尤其是金属氢化物(诸如锡或锌)在EUV光刻装置中扩散，并以如(金属)沉积物的不期望的方式沉积在光学元件的表面上，这可能大大损失光刻装置的传输率。
在此情况下，气体流向光学元件的供应优选应该被限制到表面的小子区域。例如，该供应如WO 03/071578 A2中一样配置，通过引用将其全部内容合并到本申请的内容中。气体供应具有一个或多个喷嘴，其可以被移动到与表面相邻的位置。将认识到，例如还可以以围绕中心的环形的方式布置该气体喷嘴，在该中心处，可以布置用于将辐射和/或粒子(尤其是电子束)供应给光学元件的装置。
由于气体喷嘴，可以对要被处理的光学元件的表面进行气体流的局部化施加，可以通过辐射(尤其是UV、DUV或可见光范围中的辐射)、粒子流(优选电子束)、以及/或者高频激励激活气体流的至少一个气体成份。在此情况下，可以在要被清洁的光学元件的区域中激活气体流，并且可以从气体喷嘴排出气体流，尤其是该气体喷嘴距离要被清洁的表面很近时。由此可以进行高局部选择性的处理操作。
所述辐射可以是例如高强度激光辐射，其可以被聚焦到要被处理的光学元件的子区域上。由此可以例如通过气化移除相位掩模的最上层，或者高精度地移除层积在表面上的污染物。自然地，还可以附加地使用激光辐射来激活供应到掩模表面的气体。为此，例如可以使用飞秒激光器作为辐射源。
通过粒子产生器，可以尤其将带电粒子(一般是粒子或电子)聚焦到表面的窄界定的部分区域上，带电粒子被直接用来处理表面并能够用于在掩模的表面局部地激活气体。结果，特别地，可以利用高达1nm的局部分辨率执行校正。
在一个实施例中，处理装置包括气体返回装置，用于将供应给光学元件的气体流返回，该气体返回装置具有至少部分环绕气体喷嘴的气体出口的屏障。在处理操作期间至少被部分消耗的气体与任何从表面释放的污染物一起被气体返回装置转移走(泵浦走)，从而处理装置不能将污染物引入EUV光刻装置的真空环境中，或者仅引入非常小的量。通过用于将气体喷嘴与EUV光刻装置的其余部分屏蔽的外部屏障(护罩)，实现了气体流的滞留(retention)，如果气体喷嘴与护罩一起布置或导引，用于在与表面具有小操作间隔(例如约0.1mm和约5mm之间，尤其是约0.1mm和约3mm之间)的情况下的处理操作。将认识到，应该仅可能小地选择操作间隔，用于抑制污染，并且操作间隔例如可以在1μm或更小的量级上；然而，可能在技术上难以获得这么小的操作间隔。在此情况下，气体喷嘴的出口开口被屏障环绕，尤其是以环形的方式，并且光学元件的表面作为气体流的导引面。
在一个发展中，气体喷嘴的气体出口终结，与面向光学元件的屏障的端部平齐，或者该气体出口相对于该屏障的端部凹进。一般地，在处理操作期间，气体喷嘴的中心轴相对于要被清洁的面垂直配向。为了允许气体流中尽量大的部分被返回，气体出口(喷嘴尖)应该不延伸到屏障外。将理解，屏障的端部与喷嘴的气体出口之间的间隔可以是可调节的，以便能够调节表面中直接曝光到气体流的子区域。
在另一发展中，处理装置包括光学单元，用于扩展、聚焦和/或重引导(redirect)辐射或粒子束。可以通过传统的透镜或反射镜，重引导、扩展或聚焦例如由激光产生的电磁辐射。如果粒子束是带电粒子束，例如电子束，则也可以通过产生电和/或磁场的传统(电子或离子)光学单元重引导该粒子束。为了调节辐射或粒子束的撞击点的尺寸，扩展/聚焦是有利的，这是因为处理动作尤其是气体流的清洁动作集中在撞击点周围。
在另一实施例中，用于辐射和/或粒子束的束捕获器被布置在气体供应装置中。在该情况下，气体流在其穿过气体喷嘴的气体出口之前被辐射或粒子束激活，并且粒子束或辐射不撞击表面。如果意在将表面的热产生保持得较小，这是有利的。也可以进行气体排放之前的气体激活，尤其是通过高频(HF)产生器的高频激励。
在特别有利的发展中，光学单元被构造为选择性地将辐射或离子束配向到束捕获器上或气体喷嘴的气体出口上并因此配向到光学表面上。在该情况下，可以在气体流从气体喷嘴排出之前或者(至少部分地)在气体流从气体喷嘴排出之后(因此更接近光学表面)，在供应装置中选择性地进行气体流的激活。适当激活位置的选择可能取决于例如气体或要被清洁的表面的材料的类型。可以用作气体流的气体成份的是，例如，一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、分子氢(H2)或氮(N2)，它们通过激活而变为激发电子态(CO*、CO2 *、H2 *、N2 *)。还可以激活分子氢，使其转化为原子氢。
在一个发展中，在气体供应装置中布置用于将激活的气体导引到气体出口的涂层，该涂层的材料优选选自由氯化钾(KCl)、氧化硅(SiO2)和硅(Si)构成的组。气体供应装置在气体品种(species)的激活与气体出口之间的路径应该被涂覆，从而被激活的气体品种在该气体供应装置的内壁上不能被去激活(deactivate)，或者仅被去激活到非常小的程度。在分子氢转变为活性的原子氢之后，例如，期望阻止在气体供应装置或气体供应管的内壁上形成分子氢的重复合。这可以通过提供适当的涂层来进行，该涂层与所使用的气体品种难以反应，例如，在原子氢作为活性气体的情况下，这是针对诸如氧化硅、氯化钾或硅的涂层材料的情形。
在另一实施例中，在气体供应装置中提供离子过滤器。离子部分一般出现在气体流中，但是，因为所使用的能量水平相对较低(由于没有将离子聚焦和/或加速到要被清洁的表面上)，所以，一般不产生任何离子溅射效应，离子溅射效应可能导致表面变粗糙。然而，为了可靠地防止对表面的损伤，可以在气体供应装置中提供离子过滤器，例如以适当配向的电和/或磁场的形式。
在另一实施例中，气体供应装置被构造为向光学元件供应清洁气体(尤其是激活的氢)、刻蚀气体和/或沉积气体。清洁气体的供应用于从光学元件的表面去除污染物，尤其是碳污染物。在其它活性气体之外，尤其是激活的氢已被发现特别适合用于从光学元件的表面去除例如碳污染物。术语激活的氢根据本申请旨在被理解为非分子形式的氢，即氢基H.、氢离子(H+或H2 +)、或激发电子态中的氢(H*)。为了产生激活的氢，可以沿着例如加热元件，尤其是被加热到例如2000℃温度的加热线，引导氢。然而，为了降低表面的热产生，通过粒子束(尤其是电子束或离子束)、提供(激光)辐射、以及/或者高频激励，对于执行分子氢的激活是有利的。
在清洁后的步骤中，如果必要，可以通过向表面供应刻蚀气体或沉积气体来校正缺陷。为此，光学元件(尤其是掩模)的表面可以局部地接受刻蚀处理，其中，将刻蚀气体，例如，诸如氟化氙(XeF2)的卤素化合物、氯(Cl2)、溴(Br2)或碘(I2)，施加到表面，并在该位置通过电子轰击和/或辐射将刻蚀气体激活，以使其与表面的材料(例如在掩模作为光学元件的情况下是铬)或盖层的材料进行化学反应。对于这种刻蚀操作的更详细描述参照US2004/0033425 A1，并通过引用将其全部内容合并到本申请中。替代地或附加地，还可以在表面上沉积材料，其中，将包含例如气态有机金属化合物的沉积气体提供到表面的附近。通过具有电子或光子的辐射，沉积气体被激活，并形成可沉积在表面上的微弱挥发性的化合物或金属原子，并因此部分地替换从表面分离的结构或者形成新结构。
在一个实施例中，EUV光刻装置包括移动装置，用于使处理装置相对于布置在处理位置的光学元件移动。在此示例中，可以构造处理装置用于扫描光学元件的表面，并且对其配备适当的位移装置。替代地或附加地，尤其是当处理掩模作为光学元件时，可以在处理位置位移元件本身，以便允许表面的扫描处理。然而，处理位置还可以对应于在曝光操作期间布置光学元件的位置，以便允许原位处理。替代地，光学元件还可以通过输送装置从在曝光操作期间布置该光学元件的位置移动到处理位置，尤其当处理掩模时发现这特别有利。
在另一实施例中，EUV光刻装置包括输送装置，用于将掩模从照明位置移动到处理位置中。本发明人已经认识到，在EUV光刻中比在传统光刻(例如193nm)中预期更大的掩模校正复杂度和更多的处理操作，从而将对掩模中的缺陷的校正功能集成在EUV处理台中在时间上有很大的优点。在此情况中，不需要在不同的空间分离的系统之间通过输送盒输送敏感掩模，也不需要将其卸载和装载，卸载和装载必须中断真空，这可能导致掩模的额外污染。因为根据本发明在处理期间不需要将掩模从具有集成的校正功能的投射曝光系统中取出，所以由于颗粒的污染或由于掩模被搬运的损伤的风险也因此被降低。
当将掩模从照明位置输送到处理位置时，EUV光刻装置中的真空不被中断，从而可以避免附加污染的风险。还可以构造输送装置，使得当将掩模从处理位置输送到照明位置(以及往回输送)时，不需要执行重构，即，掩模的坐标系相对于EUV光刻装置的坐标系没有新的配向，从而可以直接执行曝光或处理操作。
在此示例中，可以通过处理装置执行掩模的修复，例如在幅度掩模的情况中校正结构化金属层，或者在相位掩模的情况中，如果相移不再正确，则完全移除掩模的最上层并重新施加最上层。在此示例中，掩模上要被校正的结构可能小于20nm宽，并应该利用约0.1nm的定位精度对其处理。因此，对于处理操作必须进行掩模的精确定位和校正操作的监控。为此目的，可以利用粒子束(例如，尤其是聚焦的粒子束(电子、离子等))构建处理装置，用于操纵和监控。
附加地或替代地，还可以在处理位置执行掩模的清洁，例如，通过清洁气体，尤其是通过激活的(原子)氢将碳或碳氢化合物或其它污染物质(尤其是颗粒)从掩模上移除。特别地，掩模上的颗粒特别关键，因为它们被成像到晶片上。颗粒的尺寸可能在若干纳米和若干微米之间，并且，对于它们的移除，在局部地将颗粒移除之前必须首先在掩模上发现它们。
在有利实施例中，输送装置被构造为将用于支撑掩模的掩模母版夹具(chuck)从照明位置移动到处理位置(或者相反)，以便移动掩模。在此情况下，掩模在输送期间可以保持在掩模母版夹具上，即不需要相对于掩模母版夹具重新配向掩模。如果输送装置具有用于移动和/或旋转掩模母版夹具(例如其可能以受控的轴的形式)的适当装置，则在此示例中，在输送移动的每点处以规定的方式进行掩模母版夹具相对于EUV光刻装置的定位以及掩模的坐标系统相对于EUV光刻装置的配向。
在一个实施例中，输送装置被构造为将用于支撑另一掩模的另一掩模母版夹具从处理位置移动到照明位置。在该方式中，当一个掩模正被检查或处理时，可以在另一掩模上继续曝光操作，从而仅需要在掩模的输送或替换期间短暂地中断曝光。
在一有利实施例中，EUV光刻装置还包括至少一个检查装置，用于检查光学元件，尤其是掩模，优选以局部分辨的方式。可以通过这种检查装置确定光学元件的状态；具体地，可以检测掩模的结构中的缺陷以及/或者已经聚集在掩模上的污染层的厚度或分布或颗粒。检查装置可以被布置在照明位置、处理位置和/或检查位置处，其特别为了上述目的而被设置在EUV光刻装置中，并且可以将掩模输送至检查装置。
在一个实施例中，至少一个检查装置具有测量光源以及检测器装置，测量光源用于将辐射发射到光学元件，尤其是以被引导的方式；检测器装置用于检测例如在光学元件上被局部散射和/或反射的辐射。可以通过散射光测量检查光学元件，例如，其中，测量辐射以一个角度发射到光学元件上，并测量在光学元件上以多个角度散射的辐射。在入射角度之外还改变所使用的入射的偏振度和偏振态可能是有利的。为此，例如在曝光过程中光学元件(尤其是掩模)的常规扫描操作期间测量散射的辐射。结果，可以在曝光期间，即在掩模的操作期间，以若干微米精度的分辨率观察掩模上的变化，例如，散射谱是否由于粘性颗粒而在掩模上的特定位置突然变化。可以使用测量的结果，以便能够以局部分辨的方式检测污染物或杂质，诸如颗粒或缺陷，并开始详细检查和校正的处理，特别地，可以利用处理装置仅接近掩模上已经具有污染物或颗粒的位置。替代地或附加地，还可以执行在光学元件处反射的测量辐射的测量，即入射角度和反射角度相对应的测量辐射部分，例如，如US 2004/0227102 A1中所描述的，通过引用将其合并到本申请的内容中。
在另一实施例中，检查装置被集成在处理装置中或被构造为在照明位置处检查掩模，从而可以分别同时执行检查和处理，或检查和曝光。当处理装置是电子显微镜，尤其是扫描电子显微镜(SEM)时，特别地，可以进行处理操作的共同处理和检查或监控。在该情况下，在电子显微镜的物平面中布置掩模，并且通过电子束扫描掩模的表面，在此情况下，检测掩模上产生的二次电子，以便产生表面的像。测量和处理场可以具有几十微米的尺寸，并且可以通过电子束对其扫描。同时，(一次)电子束也可以被用于操纵表面，或者附加的离子束可以被用于此目的，如在US 6855938中更详细描述的，通过引用将其全部内容合并到本申请的内容中。在此示例中，操作电子显微镜典型需要的真空环境已经存在于EUV光刻装置中，但可能还需要通过相应的锁提供这两个真空环境的分离。
附加地或替代地，还可以在曝光位置提供检查装置，特别地，EUV光源可以被用作测量光源。在此示例中，可以如US 6555828 B1中一样构造检查装置，通过引用将其合并到本申请的内容中。这里，使用聚焦的EUV光束作为测量光束用于扫描掩模，并且测量反射的辐射强度、散射的辐射强度以及/或者光电流的变化。将认识到，特别地，当在曝光期间使用的、一般在掩模上产生高高宽比的矩形的EUV光束代替聚焦为点的EUV光束用作测量光束时，也可以进行散射辐射的测量，以便允许在曝光操作期间的检查。
EUV光刻装置优选还具有：控制装置，用于根据关于光学元件(尤其是掩模)的状态的检查数据，控制处理装置以及优选地控制输送装置。在此示例中，检查数据可以被检查装置传送到控制装置，但替代地或附加地，检查数据也可以来自通过掩模曝光的晶片而不是来自掩模本身。为此，可以在晶片检查装置中分析经曝光和显影的光敏基底或施加到晶片上的光刻胶，晶片检查装置也可以布置在EUV光刻装置中或与其在空间上分离。如果在经显影的光刻胶中的掩模的多个像(裸芯)中的相同位置产生缺陷，则这表明掩模在相应位置具有缺陷，可以通过处理装置修复该缺陷。
本发明还被实施在一种方法中，该方法用于处理EUV光刻装置中的光学元件，其包括：布置设置在处理装置处的并至少部分环绕气体喷嘴的气体出口的屏障的一端部，该端部面向光学元件，并与光学元件的表面具有预定的间隔；以及通过对光学元件的表面优选局部地供应激活的气体流来处理光学元件。为了处理光学元件，以例如仅若干毫米的操作间隔定位处理装置的屏障，从而在处理期间，仅非常小部分的气体流通过光学元件的表面与该屏障之间的间隙泄漏到EUV光刻系统的真空环境中。在处理装置可能相对于所述表面横向移动的情况中，经调节的操作间隔典型地保持基本恒定。
从以下参照附图对本发明的实施例的描述以及权利要求中将认识到本发明的其它特征和优点，附图示出了创造性的许多细节。在本发明的变型中可以单独地或任意组合地实施各个单独的特征。
附图说明
在示意图中图示并在以下描述中解释了实施例。在附图中：
图1a-c是具有在处理位置处理掩模的处理装置的EUV光刻装置的实施例的示意图，
图2a，b是对具有结构化的铬层的掩模清洁和修复的示意图，以及
图3a-c是处理图1a-c的EUV光刻装置中的光学元件的处理装置的不同构造的示意图。
具体实施方式
图1a-c示意性地示出了EUV光刻装置1a-c的三个实施例，其具有壳体2，该壳体2与用于产生真空环境的真空产生单元3(真空泵)相关，该真空产生单元3在壳体2中产生具有总压强在从约10-3mbar至0.1m bar范围中的残留气体环境。根据其中布置的光学元件的功能，将壳体2细分为三个壳体部分4、5、6(图1a-c中图示了它们)，即第一壳体部分4也被称为光产生单元，并且其包括等离子体光源以及用于聚焦照明辐射的EUV会聚反射镜。在相邻的第二壳体部分5中布置了照明系统，其用于在物平面7中产生尽可能均匀的像场，在物平面7中，在掩模母版夹具9上的照明位置IL中布置了具有期望以缩小的方式成像的结构(未示出)的掩模8，掩模母版夹具9本身支撑在掩模母版台10上，掩模母版台10用于在物平面7中导引掩模母版夹具9，用于缩回方向X上的扫描操作。
通过布置在第三壳体部分6中的后续投射系统将存在于掩模8上的结构成像到像平面11上，在像平面11上，在曝光位置EX中布置了具有光敏层(光刻胶)的晶片12。通过包括驱动器(未示出)的装置13保持晶片12，以便在缩回方向X上与掩模8同步地移动晶片12。装置13还包括操纵器，以便沿着Z轴(即在垂直于像平面和物平面7的方向上)，以及在垂直于该轴的X和Y方向上移动晶片12。通过示例，图1a-c示出了照明系统5的光学元件5a(EUV反射镜)以及投射系统6的光学元件6a(EUV反射镜)。
在图1a中所示的EUV光刻装置1a中，掩模母版台10被构建为大于在照明位置IL处扫描方向X上移动掩模8或掩模母版夹具9所必须的。在此情况下，照明位置IL由物平面7中照明辐射的光照射掩模8的子区域并因此允许掩模8的结构成像到晶片12上的那些位置确定。可以通过双箭头表示的输送装置14将掩模8从照明位置IL移动到处理位置TM，在处理位置TM处布置了处理装置15，下面将详细描述处理装置15的准确构造和功能。将认识到，与图1a中所示的不同，可以提供两个掩模母版台，并且可以将掩模母版夹具9以规定的方式从一个掩模母版台转移到另一个。
处理装置15连接到控制装置16，控制装置16本身连接到检查装置17，检查装置17具有作为测量光源18的激光器，用于将测量光19引导到掩模8上。在掩模8处散射的测量光19a被局部分辨的检测器20检测，并用于产生提供给控制装置16的检查数据。在此示例中，激光器18可以被特别地构造为产生尽量短波长的测量光，例如约193nm或157nm的波长。此外，例如，激光器18是可移动的，以便能够至少在一个方向上扫描掩模8，典型地在两个方向上(X和Y)，即，以便能够将测量光19引导到掩模8的任何期望点上。替代地，可以通过多个激光或者一个激光束照明掩模母版，该一个激光束在多个测量点相应地相对于扫描方向(X)横向地分为多个光束，并且可以(并行地)测量在该位置散射的光。因为在曝光期间在扫描方向(Y方向)上移动掩模母版，所以在曝光期间，利用用于检查的激光束，在扫描方向上自动地扫描掩模母版。作为对使用激光器作为测量光源18的替代或附加，布置在光产生单元4中的EUV光源本身也可以用作测量光源。
在辐射点局部地获得掩模上的入射光的衍射谱作为测量信号。通过与集中散射信号比较，可以因此监控掩模8，并可以检测掩模结构中的与其结合的颗粒或污染物或者变化。于是可以以位置分辨的方式确定掩模8上的任何被污染的区域，并且可以将以该方式获得的检查数据提供给控制装置16。在此示例中，根据处理装置15(下文将更详细地描述)的处理窗口，从高达几十微米至100mm的检测的定位精度是足够的。检查装置17可以被构造，使得测量光19仅在要被成像的场旁边照射掩模8。在该方式中，可以同时执行曝光操作和检查操作，因为确保了散射的测量光19a不能以杂散光的方式干扰曝光操作。将认识到，检查装置17还可以替代地布置在EUV光刻装置1a中的另一(检查)位置。还将认识到，检查装置17还可以与图1a中所示的构造不同，而是例如仅测量被掩模8反射的辐射或者至少部分地成像掩模8的表面。
在任何情况下，控制装置16评估检查数据，并连接到输送装置14，以便在检查数据显示掩模8被污染得太严重或者被损坏而不能继续晶片12的曝光处理的情况下，将掩模8从照明位置IL输送到处理位置TM。特别地，控制装置16还可以根据检查数据以适当的方式控制处理装置15，以便在必要时在这些区域中选择性地执行掩模8的处理。
输送装置14可以具有例如传统的线性驱动器(未示出)或者其它适当的装置，其允许掩模母版夹具9在照明位置IL、处理位置TM处以及在输送期间按规定定位。由此可以确保，在掩模8被输送之后，不需要使掩模8相对于EUV光刻装置1a的坐标系统重新配向。
此外，通过使用EUV光刻系统1a中的单个掩模母版夹具9，也建立掩模8在Z方向上的规定位置。
图1b中所示的EUV光刻装置1b与图1a中所示的装置的区别仅在于在EUV光刻装置1b中未提供附加的检查装置，以及在EUV光刻装置1b中在掩模母版台10之外还布置了另一附加的掩模母版台10a，在掩模母版台10a上装配另一掩模母版夹具9a。可以通过作为输送装置的可枢转的臂14a将掩模8从照明位置IL移动到处理位置TM中以及返回。为此，以机械方式或以某个其它方式(例如通过减小的压强)保持在掩模母版夹具9上的掩模8与掩模母版夹具9脱离，并通过枢转的臂14a移动到处理位置TM中，在处理位置TM，掩模8被接着固定到另一掩模母版夹具9a，以便通过处理装置15在处理位置TM处理掩模8。与图1a中示出的EUV光刻装置1a不同，在将掩模8从输送装置14a转移到掩模母版夹具9或9a之后执行掩模8的配准，即，掩模8相对于EUV光刻装置1b的XYZ坐标系统的配向。可枢转的臂14a还可以将掩模8移动到EUV光刻装置1b中的其它位置，例如缩回或供应位置(未示出)，以便将掩模8替换为曝光所需要的另一掩模。将认识到，还可以使用其它输送装置(可枢转的/可旋转的机器人臂)等，取代可枢转的臂14a，从而输送该掩模8。
如上已提及，在EUV光刻装置1b中未布置用于监控掩模8的状态的附加检查装置。为了仍能够适当地控制处理装置15，控制装置16被构造为接收和评估来自外部检查装置17a的检查数据，用于检查已通过掩模8曝光的晶片12。该检查数据可以通过适当的(例如，电子)数据传输装置而被传送到控制装置16。可以根据掩模8的结构在晶片12上的缩小像的检查数据得出关于掩模8的质量的结论，并且掩模8上的局部缺陷也可以被检测到并可以接着通过处理装置15被校正。将认识到，晶片检查装置还可以集成在EUV光刻装置1b中，在该情况下，能够通过适当的输送装置将晶片从曝光位置EX移动到检查位置(未示出)。
在根据图1b的实施例中，在掩模8的曝光期间，可以在处理装置15中替代地检查另一掩模(以虚线示出)的缺陷，并且如果需要，对其处理和校正。能够这样是因为提供了两个掩模母版台作为掩模母版支撑9、9a，从而利用投射曝光系统1b的曝光操作不必中断，而是可以利用另一掩模母版继续。在该情况下，可枢转的臂14a可以被构造为接收两个或多个掩模，以便允许将掩模8替换为另一掩模。然而，该构造的优点还在于可以最小化搬运敏感的掩模母版的复杂度，以及不需要从投射曝光系统移除掩模。
图1c中示出的EUV光刻装置1c与图1a中示出的装置的区别在于，在掩模母版夹具9之外，在EUV光刻装置1c中还布置了另一掩模母版夹具9a，在该另一掩模母版夹具9a上支撑另一掩模8a。在该情况下，可以通过布置在照明位置IL中的掩模8执行曝光操作，而可以在处理位置TM中处理该附加掩模8a。在此示例中，两个掩模母版夹具9、9a可以交换它们的位置，这可以例如通过输送装置14b具有两个偏移单元来提供，掩模母版夹具9、9a可以选择性连接到该两个偏移单元。在此示例中，可以沿着用作导引面的掩模母版台10将两个掩模母版夹具9、9a移动到中间位置中，在中间位置处，掩模母版9、9a相对于偏移单元的连接被脱离，并接着互换，如在WO 98/040791中所描述的，通过引用将其全部内容合并到本申请的内容中。
下面参照图2a、b更详细地描述掩模8在处理位置TM处的处理以及掩模8的结构。掩模8具有基底21，对基底21施加由钼和硅的交替层的序列形成的多层涂层22。覆盖层22a(所谓的盖层)形成在多层涂层的上侧，例如，具有由钌形成的最上层，对覆盖层22a施加结构化的铬层23。如可以从图2a中看出，非均匀分布的碳污染物24在曝光操作期间形成在掩模8上，并导致照射照明位置IL中的掩模8的照明辐射的更小部分在相关位置反射，从而在通过投射系统6的成像期间，掩模8的像产生在晶片12上，且不对应于结构化的铬层23。掩模8上可能具有要被成像的结构的尺寸的其它杂质，例如颗粒，也被成像在晶片12上。
为了使污染物或颗粒24脱离掩模8，处理装置15具有气体供应装置25，其具有环形气体喷嘴26，用于向掩模8的表面供应气体流27。气体供应装置25提供用于多个类型的气体的容器，可以通过气体喷嘴将所述气体选择性地施加到掩模8。
为了移除污染物24，通过气体喷嘴26将分子氢引导到掩模8上。在此示例中，通过被用作辐射源的激光器29经由重引导反射镜29a引导到掩模8上的激光辐射28激活分子氢，并且在该位置，将分子氢转换为激活的氢，例如氢基(H.)的形式。激活的氢与污染物24一起形成高挥发性的碳化合物，从而污染物24从表面脱离。将认识到，替代地或附加地，还可以例如通过热激发激活分子氢，其中例如在气体喷嘴26中布置钨加热线形式的加热元件，并将其加热到从约1000℃至约2000℃的温度，并且将分子氢引导到附近。
因为激活的氢还可以对在污染物24下方的多层涂层22或盖层22a作用，所以一旦污染物24已经从掩模8上完全或几乎完全移除，必须及时停止掩模8的处理。电子显微镜30可以被用于监视清洁，并将在Z方向上向上延伸的电子束30a聚焦在布置于电子显微镜30的物平面中的掩模8上。通过检测掩模8上由电子束30a产生的二次电子，可以产生当前意在处理的区域中的掩模8的表面的像。控制装置16可以根据在此示例中建立的检查数据确定被处理区域处的污染物24完全脱离并且可以在掩模的相邻区域中继续清洁的时间。为此，可以通过移动装置沿着EUV光刻装置1的XYZ坐标系统的三个轴移动处理装置15，移动装置由图2a中由双箭头31示出并包括三个传统线性驱动器。将认识到，替代地或附加地，还可以在XY平面或Z方向上偏移掩模8或掩模母版夹具9a，以便允许掩模8的局部处理。作为处理装置15的一部分，激光器29也自然可以移动，此外，也能够以可枢转的方式支撑重引导反射镜29a，以便将激光辐射28重引导到掩模8上的期望区域。
在污染物24的完全移除之后，可以在第二步中修复掩模8，如图2b中所示。为此，要么可以通过刻蚀气体或材料移除掩模8表面上的子区域，要么可以通过沉积气体(在当前情况中是有机铬化合物)对掩模施加材料。图2b中所示的掩模的一部分的刻蚀使用氯作为刻蚀气体，其被作为气体流27供应给掩模8。进一步通过电子束30a激活氯气，即将其转换为氯基(Cl.)，并由此可以选择性地刻蚀掩模8的材料，刻蚀区域能够被限制到环绕电子束30a的小区域，因为激发仅发生在该区域中。在此示例中，可以校正具有少于20nm的宽度的结构或者小于1nm量级的结构边缘。将意识到，也可以使用原子氢作为刻蚀气体选择性地执行刻蚀处理，在该情况下，组合清洁和刻蚀处理是有利的，即在变换到掩模8的相邻区域之前，在一个区域中连续执行清洁和刻蚀处理两者。
为了对掩模施加材料，必须用沉积气体取代清洁气体或刻蚀气体。在此情况下，还可以在移动到相邻区域之前执行掩模8的子区域的清洁和/或修复，例如，在处理装置15中提供附加的气体喷嘴，其允许刻蚀或清洁气体与沉积气体之间的快速改变。用于处理掩模8的活性气体可以自然地适配于在每种情况下存在的掩模材料。例如，对钌盖层的损坏也可以例如通过包含钌的有机金属化合物而被局部地校正，在此情况下，金属层积的激活也被仅限制于电子束周围的邻近区域。
对于大范围的处理操作，诸如污染物的移除，气体不绝对必须仅在掩模8的区域中被激活；替代地，可以选择性地在气体供应装置25中已经完全或部分执行这种激活。
处理装置15也不必须包括，如上所述，用于产生电子束30a或者用于检查掩模8的电子显微镜30、用于产生气体流27的气体供应装置25、以及作为用于产生(激光)辐射28的辐射源的激光器29。替代地，仅具有这些装置之一也可能足够处理掩模8。具体地，如果仅利用清洁气体在处理位置TM处执行掩模8的处理，则其是足够的。处理装置15还可以布置在EUV光刻装置1a-c内的与图1a-c中所示不同的独立真空腔中。
将理解，也可以对相位掩模执行图2a、b中所示的清洁/处理。因为相移结构处的相位掩模在其表面上没有吸收金属层(诸如铬)，所以可能需要对(扫描)电子显微镜30提供屏蔽，以便补偿成像期间掩模8的表面上的电荷聚集的影响，如US 2005/0230621 A1中所提出的，通过引用将其合并到本发明的内容中。
当校正相移结构时，可以仅通过局部刻蚀高精度地去除它们，并接着按期望的再次施加它们，例如通过改变包含钼或硅的多层叠层的不同层材料或层厚度的序列。
一般地，可以通过提供在EUV光刻装置中的处理装置执行掩模的快速清洁和修复，而不必须为该目的将其从真空环境中移除，即，不必须中断真空。还可以避免在从照明位置输送到处理位置以及返回之后重复地配准掩模。
将认识到，如上所述特别地构建的处理装置15不仅可用于处理掩模8，而且可用于处理EUV光刻系统1a-c中的其它光学元件5a、6a。在此情况下，处理装置15典型地集成在EUV光刻系统1a-c的壳体部分4、5、6中，以便原位(即在对应于光学元件5a、6a在曝光期间的位置的处理位置)处理光学元件5a、6a。在此示例中，典型地，在EUV光刻装置1a-c的曝光暂停期间执行所述处理。
在不是掩模8而仅是光产生单元4、照明系统5和/或投射系统6的光学元件要被处理的情况中，自然地可以省略图1a-c中所示的输送装置14、14a、14b以及布置在处理位置TM处的处理装置15。
参照图3a，下面描述用于处理布置在投射系统6中的光学元件6a的处理装置15的移动处理头形式的构造。该处理装置15具有气体供应装置(环形管)25，其具有气体喷嘴26，用于向光学元件6a的表面局部地供应气体流27。在处理装置15中提供了管32，其被由气体供应装置25形成的环形空间分离且在气体喷嘴26的中心轴的延伸部分中延伸。可以通过管32在气体出口26a的区域中排放电子束30a，气体出口26a由气体喷嘴26的出口开口形成，并且电子束30a撞击光学元件6a的表面，以便移除布置在那里的污染物的层24，同时，电子束30a激活气体流27的至少一个气体成分。例如，一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、分子氢(H2)和/或氮(N2)可以被用作气体流27的成分，它们被激活带到激发电子态(CO*、CO2 *、H2 *、N2 *)。如上所述，也可以通过将分子氢转化为原子氢来激活它。
如还从图3a中看出，处理装置15具有气体返回装置33，其环绕气体供应管25并具有环绕气体供应管25的另一环形管的形式。气体返回管33用于在气体流27已经撞击了光学元件6a的表面之后将其返回，在适用的情况下，所返回的气体流携带从光学元件6a脱离的污染物的一部分。气体返回管33典型地连接到泵浦(未示出)。
为了防止从气体出口26a排放的气体流27在被引入到气体返回管33中之前能够逃逸到EUV光刻系统的真空环境中，在处理装置15上提供了屏障34(护罩)，其面向光学元件6a的端部在气体出口26a的上方朝着光学元件6a的方向突出，并且其以环形的方式环绕气体出口26a。在此示例中，为了处理操作，通过由双箭头指示的移动装置31移动处理装置15，距光学元件6a的表面具有若干毫米量级的操作间隔D(例如，在0.1mm和3mm之间)。气体流27中仅可忽略的小部分可能通过在屏障34的端部分和光学元件6a的表面之间形成的间隙(具有宽度D)逃逸。典型地，操作间隔D一旦设定，在处理装置15相对于光学元件6a的表面横向移动期间就基本保持恒定。将认识到，也可以使用辐射，尤其是激光辐射(例如在DUV或UV波长范围中)，来激活图3a的处理装置15中的气体流27。
图3b中所示的处理装置15与图3a中所示的处理装置的不同点在于，由粒子产生单元30产生的电子束30a不被引导到光学表面而是束捕获器35(吸收器)。在该情况下，因为气体流27的激活不直接发生在光学元件6a的表面的旁边，所以在气体供应装置25中布置了涂层36，其在气体供应装置25中从激活区域延伸到气体出口26a，在激活区域处，气体流27与电子束30a接触。依据要被使用的气体品种确定涂层材料，例如，其可能包括氧化硅、硅或氯化钾。将认识到，还可以使用辐射，或者，在适用的情况下可以使用高频产生器，来激活图3b中所示的处理装置15的构造中的气体流27。
最后，图3c示出了组合图3a和图3b中所示的构造的处理装置15的构造。在此示例中，电子束30a可选地可以通过光学电子单元37朝着束捕获器35或气体出口26a，并因此朝着光学元件6a配向。两个操作模式之间的切换由光学电子单元37提供，光学电子单元37在激活的状态中将电子束30a从束捕获器35朝着气体出口26a的方向重引导，在此实施例中，气体出口26a终止，与屏障34的端部平齐终止。
光学电子单元37在图3c的实施例中是圆柱会聚器(condenser)的形式，为了重引导电子束30a，在两个会聚器板之间施加适当的电势差。将认识到，为了重引导电子束30a还可以使用不同构造的E和/或B场。特别地，为了改变电子束30a撞击光学元件6a的表面的区域的尺寸，光学电子单元还可以提供束扩展或会聚。同时，具有图3c的板会聚器形式的光学电子单元37用于滤除正带电粒子，其存在于气体流27中并与会聚器板接触，从而被中和。
在图3c的实施例中，气体流27可以被引入内管32中，以便在与光学元件具有间隔的情况下被电子束30a激活。替代地或附加地，气体流27可以被引入到环形外部管中，以便仅在非常邻近光学元件6a处被电子束30a撞击，并因此被激活，该环形外部管还用作气体供应装置25。因此，可以由光学电子单元37根据例如所选择的气体类型或所选择的混合气体改变处理装置15中的激活位置的选择。将理解，例如，如果期望补偿表面上的不均匀性，则处理装置15也可以用于在光学元件6a的表面沉积气体。
在图3a-c中所示的处理装置15的构造中，自然还可以提供检查装置，以便检查光学元件6a的表面，以及依据检查的结果适当地控制处理装置15。在图3a-c中所示的处理装置15的所有构造中，由于提供了外屏障34，仅极小部分的气体流27可以有效地逃逸到EUV光刻系统的真空环境中。自然地，根据图3a-c的处理装置15还可以用于处理掩模8。

Claims (18)

1.EUV光刻装置(1a-c)，包括：
-照明装置(5)，用于照明所述EUV光刻装置(1a-c)中的照明位置(IL)处的掩模(8)；以及投射装置(6)，用于将设置在所述掩模(8)上的结构成像到光敏基底(12)上，
其特征在于：
处理装置(15)，用于在所述EUV光刻装置(1a-c)中的处理位置(TM)处，优选以局部分辨的方式，处理光学元件(6a、8)，尤其是所述掩模(8)，所述处理装置(15)包括：
气体供应装置(25)，其具有气体喷嘴(26)，用于将气体流(27)优选局部地供应到所述光学元件(6a、8)的表面；以及
用于产生辐射(28)的辐射源(29)；用于产生粒子流，尤其是电子束(30a)的粒子产生器(30)；和/或高频产生器；用于激活所述气体流(27)的至少一个气体成分。
2.如权利要求1所述的EUV光刻装置，其中，所述处理装置(15)包括气体返回装置(33)，用于返回供应给所述光学元件(6a)的气体流(27)，所述气体返回装置(33)具有屏障(34)，其至少部分地环绕所述气体喷嘴(26)的气体出口(26a)。
3.如权利要求2所述的EUV光刻装置，其中，所述喷嘴(26)的气体出口(26a)终止，与所述屏障(34)的面向所述光学元件(6a)的端部平齐，或者相对于所述屏障(34)的所述端部凹进。
4.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，还包括光学单元(37)，用于扩展、会聚和/或重引导所述辐射(28)或所述粒子束(30a)。
5.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，其中，在所述气体供应装置(25)中布置用于所述辐射(28)和/或所述粒子束(30a)的束捕获器(35)。
6.如前述权利4和5所述的EUV光刻装置，其中，所述光学单元(37)被构造为将所述辐射(28)或所述粒子束(30a)选择性地导向到所述束捕获器(35)上或者所述气体喷嘴(26)的气体出口(26a)上。
7.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，其中，在所述气体供应装置(25)中布置用于将所激活的气体导引到所述气体出口(26a)的涂层(36)，所述涂层的材料优选选自由氯化钾(KCl)、氧化硅(SiO2)和硅(Si)构成的组。
8.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，其中，在所述气体供应装置(25)中设置离子过滤器(37)。
9.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，其中，所述气体供应装置(25)被构造为向所述光学元件(8)提供清洁气体，尤其是激活的氢(H.)；刻蚀气体；和/或沉积气体。
10.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，还包括移动装置(31)，用于相对于布置在所述处理位置(TM)处的光学元件(6a、8)移动所述处理装置(15)。
11.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，还包括输送装置(14、14a、14b)，用于将所述掩模(8)从所述照明位置(IL)移动到所述处理位置(TM)中。
12.如权利要求11所述的EUV光刻装置，其中，所述输送装置(14、14b)被构造为将掩模母版夹具(9)从所述照明位置(IL)移动到所述处理位置(TM)中，以便移动所述掩模(8)。
13.如权利要求12所述的EUV光刻装置，其中，所述输送装置(14b)被构造为将用于支撑另一掩模(8a)的另一掩模母版夹具(9a)从所述处理位置(TM)移动到所述照明位置(IL)。
14.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，还包括：至少一个检查装置(17、30)，用于优选以局部分辨的方式检查所述光学元件(6a、8、8a)，尤其是所述掩模(8、8a)。
15.如权利要求14所述的EUV光刻装置，其中，所述检查装置(17)具有测量光源(18)，用于优选以引导的方式将辐射(19)传输到所述光学元件(6a、8)；以及检测器装置(20)，用于检测在所述光学元件(6a、8)上特别地局部散射和/或反射的辐射(19a)。
16.如权利要求14或15所述的EUV光刻装置，其中，所述检查装置(17、30)集成在所述处理装置(15)中，或者被构造为在所述照明位置(IL)检查所述掩模(8)。
17.如前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置，还包括：控制装置(16)，用于依据与所述光学元件，尤其是所述掩模(8)的状态有关的检查数据，控制所述处理装置(15)以及优选地控制所述输送装置(14、14a、14b)。
18.用于处理根据前述权利要求中的任一项所述的EUV光刻装置中的光学元件(6a)的方法，包括：
布置设置在所述处理装置(15)处并至少部分环绕所述气体喷嘴(26)的气体出口(26a)的屏障(34)的一端部，所述端部面向所述光学元件(6a)，与所述光学元件(6a)的表面具有预定的间隔(D)；以及通过将所激活的气体流(27)优选局部地供应到所述光学元件(6a)的表面来处理所述光学元件(6a)。
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