CN102305990B - 衬底和使用该衬底的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从用于光刻中的设备去除污染物的方法以及一种适用于从用于光刻中的设备去除污染物的衬底，所述方法包括：将衬底装载到所述设备中，所述衬底包括刚性支撑层以及设置在所述刚性支撑层上的可变形层；将所述衬底的所述可变形层与所述设备的表面形成接触，污染物将从所述设备的表面上去除；引起在所述可变形层和所述设备的将被去除的污染物所在的所述表面之间的相对运动以将污染物从所述表面移除；以及去除被移除的污染物。本发明的其它方面也被描述和阐述。

Description

衬底和使用该衬底的方法
本申请是于2008年7月8日递交的、申请号为200810136032.9、发明名称为“衬底和使用该衬底的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种衬底和使用这种衬底的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到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(reticle)的图案形成装置用于生成对应于所述IC的单层的电路图案。可以将该图案成像到衬底(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，所述衬底具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层。通常，单独的衬底将包含被连续曝光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，通过将全部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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。
在光刻中所面临的最大的问题之一是污染。例如，衬底的污染可能增加在衬底上的一个图案或多个图案中的缺陷的数量。在透镜元件上的污染可能使其难于精确地将图案应用到衬底上。污染可能出问题的另一种情况是浸没式光刻。在浸没式光刻中，浸没流体被用于增加用于光刻设备中的投影系统的数值孔径。因此，浸没流体可以被用在投影系统的最终元件及其衬底之间。浸没流体可以被抗蚀剂或者其它材料的颗粒或薄片污染，所述抗蚀剂或者其它材料的颗粒或薄片从衬底或从沉积到衬底上的层分离出来。这种污染可能使得将(图案化的)辐射束精确地经由浸没流体投影到衬底上的操作变得十分困难或成为不可能。
发明内容
旨在提供例如至少一种衬底以及使用所述至少一种衬底的至少一种方法，所述衬底消除或减轻了在本文中或其它处所指出的现有技术中的至少一个问题。
根据本发明的一个方面，提供一种从用于光刻中的设备去除污染物的方法，所述方法包括：将衬底装载到所述设备中，所述衬底包括刚性支撑层以及设置在所述刚性支撑层上的可变形层；将所述衬底的所述可变形层与所述设备的表面形成接触，污染物将从所述设备的所述表面上去除；引起在所述可变形层和所述设备的将被去除的污染物所在的所述表面之间的相对运动以将污染物从所述表面移除；以及去除被移除的污染物。
根据本发明的一个方面，提供一种适用于从用于光刻中的设备去除污染物的衬底，所述衬底的尺寸被设计成适合于被光刻设备所处理，所述衬底包括：刚性支撑层；以及设置在所述刚性支撑层上的可变形层。
根据本发明的一个方面，提供一种从至少部分地被用在光刻中的设备所容纳的流体去除污染物的方法，所述方法包括：将衬底装载到所述设备中，所述衬底包括一系列凸起或凹陷，所述一系列凸起或凹陷相对于所述流体是易被浸湿的或不易被浸湿的，以促进污染物从所述流体转移到用于清洁的衬底；将所述衬底置于将被去除的污染物所在的流体附近，以使得所述污染物被从所述流体去除，并被沉积到所述凸起上或所述凹陷中；以及将所述衬底从所述设备中卸载。
根据本发明的一个方面，提供一种适合于从至少部分地被用于光刻中的设备所容纳的流体中去除污染物的衬底，所述衬底的尺寸被设计成适合于被光刻设备处理，所述衬底包括一系列凸起或凹陷，所述凸起或凹陷相对于所述流体是易被浸湿的或不易被浸湿的，以促进污染物从所述流体转移到用于清洁的衬底。
根据本发明的一个方面，提供一种从用于光刻中的设备去除污染物的方法，所述方法包括：将衬底装载到所述设备中，以将污染物吸引到所述衬底上，所述衬底包括第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域配置用于吸引污染物，所述第二区域带有与所述第一区域不同的极性或电荷，所述第一区域和第二区域中的每个区域属于以下情况中的一种：带极性并且带正电荷、带极性并且带负电荷、非极性的并且带正电荷、以及非极性的并且带负电荷；以及将所述衬底从所述设备中卸载。
根据本发明的一个方面，提供一种适合于从用于光刻中的设备去除污染物的衬底，所述衬底的尺寸被设计成适合于被光刻设备处理，所述衬底包括：第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域配置用于吸引污染物，所述第二区域带有与所述第一区域不同的极性或电荷，所述第一区域和第二区域中的每个区域属于以下情况中的一种：带极性的并且带正电荷、带极性的并且带负电荷、非极性的并且带正电荷、以及非极性的并且带负电荷。
根据本发明的一个方面，提供一种从用于光刻中的设备去除污染物的方法，所述方法包括：将第一衬底装载到所述设备中，以将污染物吸引到所述第一衬底上，所述第一衬底包括配置用于吸引污染物的区域，且所述区域属于以下情况中的一种：带极性的并且带正电荷、带极性的并且带负电荷、非极性的并且带正电荷、以及非极性的并且带负电荷；将所述第一衬底从所述设备中卸载；将第二衬底装载到所述设备中，以将污染物吸引到所述第二衬底上，所述第二衬底包括配置用于吸引污染物的区域，且所述区域具有与所述第一衬底的区域不同的极性或电荷，所述第二衬底的区域属于以下四种情况中的一种：带极性的并且带正电荷、带极性的并且带负电荷、非极性的并且带正电荷、以及非极性的并且带负电荷；以及将所述第二衬底从所述设备中卸载。
附图说明
在此仅借助示例，参照所附示意图对本发明的实施例进行描述，在所附示意图中，相对应的附图标记表示相对应的部分，且其中：
图1示出光刻设备；
图2A到图2C示出根据本发明的实施例的衬底和所述衬底的使用；
图3A到图3B示出根据本发明的实施例的衬底和所述衬底的使用；
图4A到图4E示出根据本发明的实施例的衬底和这些衬底的使用；以及
图5A到图5D示出根据本发明的实施例的衬底和所述衬底的使用。
具体实施方式
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、液晶显示器、薄膜磁头等的制造。对于普通的技术人员，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他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层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。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
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期望的图案完全相符。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，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以便沿不同方向反射入射的辐射束；以这种方式，被反射的辐射束被图案化。
图1示意性地示出光刻设备。所述设备包括：
照射系统(照射器)IL，用于调节辐射束PB(例如，紫外辐射或极紫外辐射)；
支撑结构(例如掩模台)MT，用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于将图案形成装置相对于PL精确地定位的第一定位装置PM相连；
衬底台(例如晶片台)WT，用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于将衬底相对于PL精确地定位的第二定位装置PW相连；
投影系统(例如折射式投影透镜系统)PL，所述投影系统PL配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束PB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；以及
浸没罩IH(有时称为浸没头)，所述浸没罩IH用于至少部分地将浸没流体(未示出)保持在投影系统PL和衬底W的一部分之间。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列)。
支撑结构MT保持图案形成装置。所述支撑结构MT以依赖于图案形成装置的取向、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他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的或其他夹持技术，例如在真空条件下的静电夹持。所述支撑结构MT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MT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。
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，不会将该源考虑成光刻设备的组成部分，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BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其他情况下，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、以及如果需要时的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整装置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通常包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。所述照射器提供经过调节的辐射束PB，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述照射系统也可以包括各种类型的光学部件，包括折射型、反射型、和反射折射型光学部件，以引导、成形、或控制辐射束，且这种部件也可以在下文被统称或单独地称为“透镜”。
所述辐射束PB入射到保持在支撑结构MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束PB通过透镜PL，所述PL通过由浸没罩IH所保持的浸没流体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IF(例如，干涉仪器件)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PB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(图1中未明确示出)用于将图案形成装置MA相对于所述辐射束PB的路径精确地定位。通常，可以通过形成所述定位装置PM和PW的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现载物台MT和WT的移动。然而，在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。
应该将这里使用的术语“投影系统”广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射型光学系统、反射型光学系统、和反射折射型光学系统，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。这里使用的任何术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的支撑结构)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台和/或支撑结构，或可以在将一个或更多个其他台和/或支撑结构用于曝光的同时，在一个或更多个台和/或支撑结构上执行预备步骤。
所述光刻设备也可以是其中至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖的类型，以便填充投影系统的最终元件和衬底之间的空隙。浸没液也可以被应用于光刻设备中的其它空隙中，例如掩模和投影系统的第一元件之间。浸没技术用于增加投影系统的数值孔径是本领域所公知的。
可以将所述设备用于以下模式的至少一种：
1.在步进模式中，在将赋予所述辐射束PB的整个图案一次投影到目标部分C上的同时，将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止(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，在将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上的同时，对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影系统PL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的动态曝光中的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.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束PB的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WT进行移动或扫描。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。
如上所述，在光刻中遇到的问题是污染物。光刻设备的一部分的污染物的减少以及在可能情况下的消除是需要的。例如，光刻设备的元件的污染物的减少可能减少被投影到衬底上的一个图案或多个图案中的缺陷的数量。不断地减小用于将图案应用到衬底上的辐射的波长意味着：尺寸更小的污染物甚至问题更严重。根据本发明的实施例，用于减少光刻设备的一部分的污染物的方法是使用已经被特殊处理和/或被特殊设计用于从光刻设备中去除污染物的衬底。这种用于清洁的衬底可能通过光刻设备(例如，用于将辐射投影到衬底上的设备、涂覆模块、烘箱或用于光刻工艺中的任何其它设备)，以减少光刻设备的污染物。这种衬底可以在物理上与将被减少和/或去除的污染物所在的表面相接触，或可以吸引污染物，由此将所述污染物从邻近的环境中提取出。这种用于清洁的衬底对于减少在采用浸没流体的光刻设备中的污染物尤其有用。
由于所涉及的工艺的属性，污染物在浸没式光刻中更普遍。例如，从图1可以看出，浸没罩IH至少部分地将浸没流体保持在投影系统PL和衬底W之间。通过浸没罩IH以及其所保持的浸没流体将压力施加在衬底W的顶面(即，在其它的可能的层之间设置有抗蚀剂层的衬底W的一侧)上。所述压力可能使得抗蚀剂或沉积在衬底W上的其它层的一部分变得疏松，甚至剥落。这可能导致浸没罩和/或浸没流体的污染，结果可能减小这两者的有效性。
图2A示出根据本发明的实施例的用于清洁的衬底CW1。用于清洁的衬底CW1包括标准衬底1，所述标准衬底1用作刚性支撑层。衬底1是标准的，这是因为它的宽度与可能覆盖有抗蚀剂层并采用图1的光刻设备进行图案化的衬底的宽度相同(例如，所述衬底可能是例如具有200mm或300mm直径的基本成圆柱形状的晶片)。参考图2A，衬底1设置有刷层2。刷层2可以由多个独立的刷、纤维、股绳等制成。例如，所述刷、纤维、股绳可以由PVA(聚乙烯醇)海绵制成。用于形成刷层2的刷、纤维、股绳可能是被紧密地填塞，以使得刷层2有效地形成连续的、未被破坏的层。替代地，如图2B所示，刷层2可以被填塞得较松，以使得制成层2的纤维不形成连续的层。当然，衬底表面可能在不同的区域上具有填塞得紧密和填塞得较松的刷层2的组合。
刷层2可以通过加热衬底1而被附着到衬底1上，以使得刷层2与衬底1熔合。可选地或附加地，刷层2可以采用任何合适的粘合剂被粘合，例如可以采用基于丙烯酸的压力敏感的粘合剂。例如从美国明尼苏达州的3M公司可以获得这种粘合剂。典型的示例是3M的VHB粘合剂。衬底1自身可以由硅、石英、金属或任何合适的材料制成。
在使用中，用于清洁的衬底CW1可以通过光刻设备和/或其它工具，以使得刷层2与被污染的表面形成接触。将刷层2与这种表面形成接触可以通过所述表面和/或用于清洁的衬底CW1的运动，或者通过用于清洁的衬底CW1的尺寸(例如衬底1和/或刷层2的厚度)的适当设计来实现。例如，用在光刻中的常规的衬底可能为大约1mm厚。在合适的情况下，光刻设备被设计以提供在衬底和光刻设备的元件之间的间隙程度。衬底1和/或刷层2的组合厚度可能是0.5mm-3.5mm，以使得在刷层2和光刻设备的至少一个元件之间没有间隙(即，刷层2接触所述元件)。
图2C示出使用用于清洁的衬底CW1的示例。浸没罩IH被示出设置在投影系统PL的下面(例如图1的浸没罩IH和投影系统PL)。用于清洁的衬底CW1被定位，以使得刷层2与浸没罩IH形成接触。在浸没罩IH的最下表面上的污染物可以通过将用于清洁的衬底CW1相对于浸没罩IH移动和/或将浸没罩IH相对于用于清洁的衬底CW1移动而被去除。
污染物可以被用于形成刷层2的材料所吸收，或者污染物可以被容纳到刷层2上和/或刷层2的刷之间。刷层2也可以或可选地从浸没罩IH的最下表面上移除污染物。被移除的污染物可以被浸没流体洗掉，所述浸没流体可以被浸没罩IH保持在用于清洁的衬底CW1和投影系统PL之间。刷层2期望是可变形的，以便不对浸没罩IH造成损坏。
通过将污染物从浸没罩IH的最下表面去除，消除了所述污染物被移除并对浸没流体和经由投影系统PL被辐射曝光的衬底产生污染的可能性。
图3A示出与图2A类似的用于清洁的衬底，图3B示出与参照图2C所示的使用相似的使用。图3A示出用于清洁的衬底CW2，所述用于清洁的衬底CW2包括衬底3，所述衬底3用作刚性支撑层，在所述刚性支撑层上设置有海绵层4。可以采用粘合剂(例如，参照图2A的用于清洁的衬底CW1所述的粘合剂)和/或通过加热衬底3，使海绵层4附着到衬底3上，以使得海绵层4部分地在衬底3上熔化，并与衬底3结合。
用于清洁的衬底CW2可以具有用于光刻中的标准尺寸。例如，用于清洁的衬底CW2可以是具有200mm直径或300mm直径、或具有其它任何合适尺寸的用于光刻设备中的晶片，并可以基本上为圆柱形状。这使得用于清洁的衬底CW2可以被以与设置有抗蚀剂层的衬底可能具有的方式相同的方式装载到光刻设备中，以及在光刻设备周围移动。衬底3可以由任何任何合适的材料制成，例如硅、石英、金属等。海绵层4可以由任何合适的材料制成。特别好的材料是PVA海绵。这种海绵公知为在被浸湿时变得很软，且在从表面上去除污染物方面具有优势。用于海绵层4的可选的或附加的材料是聚氨酯。
在使用中，用于清洁的衬底CW2可以通过光刻设备和/或其它工具，以使得将海绵层4与被污染的表面形成接触。将海绵层4与这种表面形成接触能够通过表面和/或用于清洁的衬底CW2的运动，或者通过对用于清洁的衬底CW2的尺寸(例如衬底3和/或海绵层4的厚度)的合适设计来实现。例如，用在光刻中的常规衬底可能是大约1mm厚。在合适的情况下，光刻设备被设计用于提供在衬底和光刻设备的元件之间的间隙程度。衬底3和/或海绵层4的组合厚度可能是0.5mm-3.5mm，以使得在海绵层4和光刻设备的至少一个元件之间没有间隙(即，海绵4层与所述元件相接触)。
图3B示出图3A的用于清洁的衬底CW2的使用。在图3B中，可以看出，用于清洁的衬底CW2已经被装载到例如图1的光刻设备中。用于清洁的衬底CW2的位置使得海绵层4与浸没罩IH的最下表面相接触。用于清洁的衬底CW2相对于浸没罩IH的运动(反之亦然)使得海绵层4与浸没罩IH的最下表面相摩擦，并从所述表面上去除污染物。污染物(例如薄片或颗粒)可能被附着到海绵层4的表面，或容纳在海绵层4的表面或本体中的孔中。替代地或附加地，海绵层4可能从浸没罩IH的最下表面移除污染物。如果在海绵层4用在浸没罩IH上的同时，浸没流体被浸没罩IH保持，则浸没流体可能清洗掉已经被移除的污染物。海绵层4是根据需要可变形的，以便不对浸没罩IH造成损坏。
当图2A和图3A的用于清洁的衬底CW1、CW2中的一者或两者已经被用于清洁浸没罩IH时，它们可以在后面的步骤中被再次用于对相同的浸没罩IH进行清洁，或者对于其它的浸没罩(或其它的设备)进行清洁。在被再次使用之前，从浸没罩IH去除并沉积在刷层2或海绵层4上的污染物应当被去除。这能够通过对层2、4进行漂洗或其它的工艺来完成。可选地，层2、4可以从支撑所述层2、4的各个衬底上剥离并被另一个清洁层所替代。可选地，可以使用新的置换用的用于清洁的衬底。可选地，新层2、4可以被重叠在被污染的层上。
在图2A和图3A的用于清洁的衬底CW1、CW2中的一者或两者被用于清洁浸没罩IH之前，刷层2或海绵层4可以被例如超纯净水等浸湿。浸湿所述层2、4可以使之更易于形变，和/或对从表面(例如，浸没罩IH的最下表面)上去除污染物更有用。
尽管已经描述了图2A和图3A的用于清洁的衬底CW1、CW2在使用中用于清洗浸没罩IH，但是它们中的一者或两者可以被替代地或附加地用于清洁另一个表面。另一个表面的清洁能够以与浸没罩IH的清洁方式相同的方式实现。即，用于清洁的衬底CW1、CW2可以被移动到刷层2或海绵层4与表面形成接触的位置上，以使得所述层可以与所述表面摩擦，并从所述表面上去除污染物。
替代图2A和图3A的、包括刷层或海绵层的用于清洁的衬底CW1、CW2，或除去所述衬底CW1、CW2之外，可以使用任何合适的(可变形的)层或其他结构(或多个结构)。
图4A示出用于清洁的衬底CW3，所述用于清洁的衬底CW3包括已经设置有图案化的顶面的衬底10。该图案包括一系列凸起11和凹陷12。衬底10由相对于用在例如图1的光刻设备中的浸没流体的不易被浸湿的材料制成，或被处理以使得凸起11和凹陷12相对于浸没流体是不易被浸湿的。
图4B示出另一个实施例。图4B示出用于清洁的衬底CW4。在该实施例中，衬底20已经设置有一系列的凸起21和凹陷22。在该实施例中，所述一系列的凸起21和凹陷22设置有层23，层23相对于所使用的浸没流体是不易被浸湿的。例如，层23可以是HMDS(六甲基二硅胺烷)层。
图4C示出另一个实施例。图4C示出用于清洁的衬底CW5。在该实施例中，衬底30已经设置有层31，层31相对于浸没流体是不易被浸湿的。层31设置有一系列的凸起21和凹陷22。例如，层31可以是HMDS(六甲基二硅胺烷)层。
图4A到图4C的用于清洁的衬底可以具有用于光刻中的标准尺寸。例如，所述用于清洁的衬底可以是具有200mm的直径或300mm的直径或任何其他尺寸的、用在光刻设备中的晶片，并可以基本成圆柱形状。这使得，所述用于清洁的衬底可以以与设置有抗蚀剂层的衬底可能采用的方式相同的方式被装载到光刻设备中，并被在光刻设备周围移动。
在图4A到4C中，所述凸起和凹陷可以以任何方便的方式采用蚀刻、辐射曝光或任何适合于所使用的材料的工艺形成。目前，超纯净水已经被作为最适合的浸没流体提出，所述流体被用于光刻设备中，例如如图1所示。如果水是浸没流体，则被称为不易被浸湿的上述表面或结构是疏水的。当然，如果所述浸没流体不是水，则被称为不易被浸湿的上述表面和结构将相对于替代的浸没流体是不易被浸湿的。
衬底或在衬底上的层可能是固有不易被浸湿的(例如，HM S是疏水的)，或者所述衬底或所述层可以被处理以使它们成为不易被浸湿的。例如，所述衬底和/或所述层可以暴露在等离子体中，以使它们成为不易被浸湿的。
图4D和图4E示出图4A的用于清洁的衬底CW3的使用。然而，应当理解的是，用于清洁的衬底CW4和用于清洁的衬底CW5可以以相同的方式被使用。图4D示出图1中的投影系统PL和浸没罩IH。浸没罩IH至少部分地将浸没流体40保持在投影系统PL和用于清洁的衬底CW3之间。用于清洁的衬底CW3可以被相对于浸没罩IH保持静止，或者更优选相对于浸没罩IH被移动(和/或浸没罩IH相对于用于清洁的衬底CW3被移动)。位于浸没流体40中的小点表示污染物41。可以看出，由于用于清洁的衬底CW3的凸起11和凹陷12是不易被浸湿的，且浸没流体40不会流入凹陷12。污染物41将随着时间朝向用于清洁的衬底CW3流动或下降。这可能是由于重力或其它力，例如范德瓦尔斯力的原因。
图4E示出污染物41已经朝向用于清洁的衬底CW3下落或流动的情况。污染物41可以被附着到用于清洁的衬底CW3上，或落入凹陷12。然后，用于清洁的衬底CW3可以被从光刻设备中去除。所述用于清洁的衬底CW3可以被用于清洁污染物，以使得其可以被用于在后面的时间里清洁相同的浸没罩IH，或用于清洁另一个浸没罩(或其它设备)。替代地，例如，依赖于所述用于清洁的衬底如何被构造，沉积在所述衬底上的层可以被剥离以去除所述污染物。所述层可以被替换，所述用于清洁的衬底被再次使用。
图4A到4C的用于清洁的衬底已经被描述为设置有一系列凸起和凹陷，所述凸起和凹陷相对于所使用的浸没流体是不易被浸湿的。这不是必需的。在一个实施例中，所述凸起可以具有不易被浸湿的属性，而所述凹陷可以具有易被浸湿的属性。在另一个实施例中，所述凸起可以具有易被浸湿的属性，而所述凹陷可以具有不易被浸湿的属性。在又一个实施例中，所述凸起和所述凹陷都具有易被浸湿的属性。总之，所述凹陷和/或凸起应当为合适的易被浸湿的或不易被浸湿的，以促进污染物从浸没流体转移到所述用于清洁的衬底。
尽管图4A到图4C的用于清洁的衬底已经被参照浸没罩和/或浸没流体的清洁所描述，但是它们可以被用在其它的情况下。例如，它们可以尤其被用在污染物将从任何流体中去除的情况中。所述流体可以是液体或气体。
图5A示出用于清洁的衬底CW6的平面图。用于清洁的衬底CW6包括具有镶嵌图案51(mosaic pattern)的衬底50。镶嵌图案51可以被直接设置到衬底50中或衬底50上，或者可以被设置到沉积在衬底50上的至少一个层中或所述至少一个层上。
用于清洁的衬底CW5可以具有用于光刻中的标准尺寸。例如，用于清洁的衬底CW5可以是具有200mm的直径或300mm的直径或任何其他尺寸的、用在光刻设备中的晶片，并可以基本成圆柱形状。这使得，所述用于清洁的衬底CW5可以以与设置有抗蚀剂层的衬底可能采用的方式相同的方式被装载到光刻设备中，并被在光刻设备周围移动。衬底50可以由任何合适的材料制成，例如硅、石英、金属等。
图5B以更详细的方式示出镶嵌图案51的横截面。示出四个独立的图案区段51a、51b、51c和51d，且这四个图案区段在衬底50上被重复。每个图案区段51a、51b、51c或51d被设计成吸引具有特定属性的污染物颗粒。即，第一图案区段51a可以设置用于吸引带正电荷的颗粒；第二图案区段51b可以设置用于吸引带负电荷的颗粒；第三图案区段51c可以设置用于吸引具有极性属性的颗粒；以及第四图案区段51d可以设置用于吸引具有非极性属性的颗粒。图案区段51a、51b、51c或51d可以设置用于吸引具有电荷和极性的组合中的一种的污染物。第一图案区段51a可以设置用于吸引带正电荷的极性污染物。第二图案区段51b可以设置用于吸引带负电荷的极性污染物。第三图案区段51c可以设置用于吸引带正电荷的非极性污染物。第四图案区段51d可以设置用于吸引带负电荷的非极性污染物。所述图案区段可以通过利用ZETA电势效应吸引中性污染物(即本身不带电荷)，其中本身不具有电荷的污染物可能获得被浸没污染物的流体所影响的负表面电荷或正表面电荷。在水中，例如离子类型和浓度，更特别地酸或碱属性(即pH值)影响所述ZETA电势。
所述图案区段可以由用于吸引具有所需属性的颗粒的任何合适的材料制成(或者以任何合适的方式处理)。例如，第一图案区段51a可能是裸硅(例如，衬底50自身的被暴露的区域)。该区段将带负电荷并且是极性表面。因此，其将吸引带正电荷的极性污染物。第二图案区段51b可能是胺功能化硅。所述区段可能带正电荷，并可能是极性表面。因此，所述区段将吸引带负电荷的极性污染物。第三图案区段51c可能是被HMDS处理过的硅。因此，所述区段将带负电荷，并成为非极性表面。因此，该区段将吸引带正电荷的非极性污染物。第四区段51d可能包括被HMDS处理过的硅，所述被HMDS处理过的硅是胺功能化的。因此该区段将带正电荷，并成为非极性表面。因此，该区段将吸引带负电荷的非极性污染物。
第一、第二、第三和第四图案区段51a、51b、51c和51d可以以任何合适的方式被设置，例如镶嵌的(例如棋盘状)图案、同心环阵列、环、环的片段、横跨衬底50的线性带状阵列或任何合适的图案。
图5C示出图1的光刻设备的投影系统PL和浸没罩IH。浸没罩IH至少部分地将浸没流体60保持在投影系统PL和用于清洁的衬底CW6之间。可以看出，浸没流体60包含污染物61。用于清洁的衬底CW6被以期望的方式相对于浸没罩IH和浸没流体60运动(反之亦然)，以便将图案51的大面积暴露给浸没罩IH和浸没流体60。
图5D示出当浸没流体60和其包含的污染物61位于用于清洁的衬底CW6附近时，随时间出现的情况。可以看出，由于图案表面51的属性(参照图5A和5B所述)，污染物已经被吸引到图案表面51。用于清洁的衬底CW6可以在一定时间之后被从浸没流体60和浸没罩IH附近去除。然后，用于清洁的衬底CW6可以被清洁，以从其图案表面51去除污染物61。所述清洁过程可以例如从所述图案表面去除污染物，或替代地，去除图案表面51自身。如果合适，所述图案表面可以被重新应用到衬底50，或者可以采用另一个用于清洁的衬底。
具有四个不同的重复的图案区段不是必需的。可以采用具有不同电属性(例如电荷和极性)的两个图案区段，或甚至三个图案区段。图案区段的数量可能依赖于试图被从所述表面或用于光刻设备(或其它工具)中的流体去除的污染物。
替代提供具有电属性不同的镶嵌图案51的用于清洁的衬底，相同的主要远离可以被应用，但是采用多个衬底。例如，替代提供具有电属性不同的多个图案区段的单个衬底，所述衬底可以仅仅设置有具有电属性的单一组合的区段。多个衬底中的每个可以设置有电属性组不同或电属性组合不同的单一区段。这些衬底可以被连续地通过光刻设备，以清洁例如浸没罩和/或浸没流体。例如，第一衬底可以如上所述设置有裸硅表面。第二衬底可以设置有如上所述的胺功能化的硅表面。第三衬底可以设置有如上所述的HMDS处理过的硅层。第四衬底可以设置有HMDS处理过的硅层，所述硅层已经被胺功能化，如上所述。尽管采用所述多个衬底清洁浸没罩和/或浸没流体的工艺将起作用，但是其可能不是最有效的方法。例如，不同的衬底将需要连续地通过所述设备，以便对之进行清洁，而参照图5A和5B所述的衬底可以仅仅需要通过所述设备一次，这是由于其设置有电属性不同的多个区段。于是，从光刻设备中去除污染物可以采用具有至少两个区段的衬底更快地实现，所述至少两个区段中的每个具有不同的电属性，以吸引不同属性的污染物。
所有上述用于清洁的衬底可以被特别地和单独地用作用于清洁的衬底。然而，这些衬底也可以具有其它的目的和/或功能。例如，上述的清洁功能可以被引入到衬底中，所述衬底正常情况下被用于卡盘温度控制或任何其它目的。例如，上述用于清洁的属性可以被引入到参考衬底，所述参考衬底用于对准光刻设备的衬底台、支撑结构等。
应当理解，上述用于清洁的衬底可以在任何合适的时候被使用。例如，所述用于清洁的衬底可以在覆盖有抗蚀剂的衬底的每次曝光之前被使用。然而，这可能不是理想的，由于生产量可能会被负面地影响。可能更期望在覆盖有抗蚀剂的许多(例如一批)衬底被辐射束曝光之前采用上述至少一个衬底实施清洁过程。
如上所述，例如在可能涉及剥去已经被污染的用于清洁的衬底层等的合适清洁之后，所述用于清洁的衬底可以被重新使用。替代地，所述用于清洁的衬底可以被去掉，使用新的用于清洁的衬底，用于清洁光刻设备的一部分。可选地，可以在所述用于清洁的衬底上的已有的被污染的层等上设置新层等。
在上述实施例中，所述凸起和凹陷如图所示是均匀的。这不是必需的，且所述凸起和凹陷的高度和深度可能在衬底的表面上是有变化的。具有不同高度的凸起和凹陷可能增加空气或浸没流体的湍流，导致从表面或浸没流体去除污染物的效率增加。所述凸起的高度或凹陷的深度不应当使得所述凸起和/或凹陷在结构上是不稳定的。作为通用的规则，用于形成所述凸起或凹陷的特征应当仅为所述特征的宽度的五倍或不大于五倍。所述凸起和凹陷的间距被定义为凸起的宽度加上相邻的凹陷的宽度。所述间距可以在50nm和1000nm之间变化。所述间距可以变化以优先考虑凹陷中的污染物的沉积(或者换句话说，是污染物的收集)。也应当理解，列状的凹陷和凸起的使用不是必需的。所述凸起和凹陷可能是可以保持污染物的任何结构。例如，所述凸起和凹陷可以由刮擦衬底的表面形成，例如采用化学或机械剖光进行。所述图案不需要是规则的，且不规则的图案可能也是需要的，这是因为其可以增加空气和/或浸没流体的湍流，由此增加去除污染物的效率。
可以在任何一个时间或连续地使用多于一个的用于清洁衬底。例如，当一个衬底被用在光刻设备的一个部分中时，另一个用于清洁的衬底可以被用在光刻设备的另一部分中。例如，光刻设备可以通过将一个衬底以辐射曝光而工作，而另一个衬底被扫描以确定其拓扑。用于清洁的衬底可以被用于清洁在这两个台中和这两个台周围的区域。
在此所述的多个用于清洁的衬底中的一个的至少一个方面可以被组合用于单个衬底上。例如，用于清洁的衬底可能包括刷层和海绵层，或用于清洁的衬底可能包括刷层和上述凸起和凹陷的布置。进而，所述用于清洁的衬底在此已经被主要描述为在所述衬底的一侧上具有清洁功能。清洁功能可能被设置在衬底的一个或更多个其它侧上，以在其它表面在使用后被污染时，提供进一步的清洁(例如，同时清洁浸没罩IH和衬底台WT，在衬底台上，所述用于清洁的衬底被支撑以清洁浸没罩IH)或者提供用于在清洁中使用的“干净的”表面。
如上所述，所述用于清洁的衬底可能被用于清洁光刻设备的任何合适的表面。所述用于清洁的衬底甚至可以被用在光刻场外。然而，上述用于清洁的衬底适合于在光刻中和在特定的浸没式光刻中使用，在所述浸没式光刻中，浸没罩和/或浸没流体的污染是很大的问题，且在将来可能随着曝光波长的不断降低而增加。采用用于清洁的衬底清洁用于光刻的设备的显著优势在于所述设备已经配置用于处理衬底。这意味着所述设备可以通过所述用于清洁的衬底而被清洁，而不必要打开或至少部分拆除所述设备，否则，打开或至少部分拆除所述设备将允许其它的污染物进入所述设备。
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。以上的描述并不对本发明进行限制。

Claims (16)

1.一种从浸没式光刻设备的浸没流体或浸没罩去除污染物的方法，所述方法包括：
将衬底装载到所述浸没式光刻设备中，以将污染物吸引到所述衬底上，所述衬底包括第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所有所述四个区域配置用于吸引污染物，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域带有不同的极性或电荷，所述第一区域、第二区域、第三区域和第四区域中的每个区域属于以下四种情况中的不同的一种：
带极性且带正电荷、带极性且带负电荷、非极性的并且带正电荷、以及带非极性并且带负电荷；以及
将所述衬底从所述浸没式光刻设备中卸载。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述污染物将被从至少部分地被所述浸没式光刻设备所容纳的浸没流体中去除。
3.根据权利要求2所述的方法，包括将所述衬底置于浸没流体附近，或与所述浸没流体接触，其中污染物将从所述浸没流体中被去除。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
引入在所述衬底和所述浸没流体之间的相对运动，其中污染物将从所述浸没流体中被去除。
5.一种适合于从浸没式光刻设备的浸没流体或浸没罩去除污染物的衬底，所述衬底的尺寸被设计成适合于被浸没式光刻设备处理，所述衬底包括：
第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，所有四个区域被配置用于吸引污染物，所述第一区域、第二区域、第三区域和第四区域带有不同的极性或电荷，所述第一区域、第二区域、第三区域和第四区域中的每个区域属于以下四种情况中的不同的一种：
带极性且带正电荷、带极性且带负电荷、非极性的且带正电荷、非极性的且带负电荷。
6.根据权利要求5所述的衬底，其中所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域在所述衬底上被重复。
7.根据权利要求5所述的衬底，其中所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域形成下列之一：
棋盘状图案、同心环阵列、环的阵列、环段的阵列、线性带状阵列。
8.根据权利要求5所述的衬底，其中带极性且带正电荷的区域由胺功能化的硅表面提供。
9.根据权利要求5所述的衬底，其中带极性且带负电荷的区域由硅表面提供。
10.根据权利要求5所述的衬底，其中非极性的且带正电荷的区域由六甲基二硅胺烷处理过的胺功能化的硅表面提供。
11.根据权利要求5所述的衬底，其中非极性的且带负电荷的区域由六甲基二硅胺烷处理过的硅表面提供。
12.一种从浸没式光刻设备的浸没流体或浸没罩去除污染物的方法，所述方法包括：
将第一衬底装载到所述浸没式光刻设备中，以将污染物吸引到所述第一衬底上，所述第一衬底包括配置用于吸引污染物的区域，且所述区域属于以下四种情况中的一种：
带极性的且带正电荷、带极性且带负电荷、非极性的且带正电荷、非极性的且带负电荷；
将所述第一衬底从所述浸没式光刻设备中卸载；
将第二衬底装载到所述浸没式光刻设备中，以将污染物吸引到所述第二衬底上，所述第二衬底包括配置用于吸引污染物的区域，且所述区域具有与所述第一衬底的区域不同的极性或电荷，所述第二衬底的区域属于以下四种情况中的一种：
带极性的且带正电荷、带极性的且带负电荷、非极性的且带正电荷、非极性的且带负电荷；以及
将所述第二衬底从所述浸没式光刻设备中卸载；
所述方法还包括：
将第三衬底装载到所述浸没式光刻设备中，以将污染物吸引到所述第三衬底上，所述衬底包括配置用于吸引污染物的区域，且所述区域具有与所述第一衬底的区域和所述第二衬底的区域不同的极性或电荷，所述第三衬底的区域属于以下四种情况中的一种：
带极性的且带正电荷、带极性的且带负电荷、非极性的且带正电荷、以及非极性的且带负电荷；以及
将所述第三衬底从所述浸没式光刻设备中卸载。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
将第四衬底装载到所述浸没式光刻设备中，以将污染物吸引到所述第四衬底上，所述衬底包括配置用于吸引污染物的区域，且所述区域具有与所述第一衬底的区域、所述第二衬底的区域和所述第三衬底的区域不同的极性或电荷，所述第四衬底的区域属于以下四种情况中的一种：
带极性的且带正电荷、带极性的且带负电荷、极性的且带正电荷、非极性的且负电荷；以及
将所述第四衬底从所述浸没式光刻设备中卸载。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述污染物将被从至少部分地被所述浸没式光刻设备所容纳的浸没流体去除。
15.根据权利要求14所述的方法，包括将所述衬底置于所述浸没流体附近或者与所述浸没流体相接触，其中所述污染物将被从浸没流体中去除。
16.根据权利要求14所述的方法，还包括：
引入所述衬底和浸没流体之间的相对运动，其中污染物将从所述浸没流体去除。
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