CN102918461A - 用于去除污染物粒子的系统、光刻设备、用于去除污染物粒子的方法以及用于制造器件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的系统，其中提供至少第一AC电压至位于EUV辐射束的路径的相对侧上的一对电极作为电压机制的第一阶段，和提供DC电压至电极作为电压机制的第二阶段。

Description

用于去除污染物粒子的系统、光刻设备、用于去除污染物粒子的方法以及用于制造器件的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年3月12日递交的美国临时申请61/313,507的权益，通过引用将其全文并入本文。此外，本申请还要求2010年5月26日递交的美国临时申请61/348,521的权益，通过引用将其全文并入本文。

技术领域

本发明涉及用于从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的系统、光刻设备、用于从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的方法以及用于制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如集成电路（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、一个或几个管芯）上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料（抗蚀剂）层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。

光刻术被广泛认为是制造IC和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，对于实现制造微型的IC或其他器件和/或结构来说，光刻术正变成更加关键的因素。

图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式（1）所示：

$\mathrm{CD}=k_1*\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{NA}}---\left(1\right)$

其中λ是所用辐射的波长，NA是用于印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于工艺的调节因子，也称为瑞利常数，CD是印刷的特征的特征尺寸（或临界尺寸）。由等式（1）知道，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由以下三种途径实现：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外（EUV）辐射源。EUV辐射是具有5-20nm范围内波长的电磁辐射，例如在13-14nm范围内波长的电磁辐射。还提出，可以使用小于10nm波长的EUV辐射，例如在5-10nm范围内的波长，例如6.7nm或6.8nm的波长。这种辐射被称为极紫外辐射或软x射线辐射。可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或基于由电子存储环提供的同步加速器辐射的源。

可以使用等离子体产生EUV辐射。用于产生EUV辐射的辐射系统可以包括用于激发燃料以提供等离子体的激光器，和用于容纳等离子体的源收集器模块。例如通过引导激光束到燃料，（例如合适材料（例如锡）的粒子或合适气体或蒸汽的流（例如氙气或锂蒸汽））可以产生等离子体。最终的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用辐射收集器收集。辐射收集器可以是成镜像的正入射辐射收集器，其接收辐射并将辐射聚焦为束。源收集器模块可以包括包围结构或腔，其布置成提供真空环境以支持等离子体。这种辐射系统通常称为激光产生等离子体（LPP）源。

这种系统中的一个问题在于，燃料材料的粒子容易被与辐射一起喷射，并且可以以高速或低速行进通过设备。在这些粒子污染例如反射镜透镜或掩模版的光学表面的情况下，设备的性能变差。

根据这种情形，光电放电可能会不足以偏转所有的不想要的粒子。在尝试将这种技术应用于上述的氢气环境中时产生另一问题。在存在气体（H₂）的情况下，EUV辐射脉冲将产生导电的氢等离子体。当这种（由EUV束产生的）H₂等离子体存在于电容器板之间的区域内时，所施加的电场将被等离子体屏蔽，并且将不会偏转粒子。附加地，等离子体将逐步地施加负电荷给粒子，由此消去了光电效应的正电荷。

发明内容

因此，需要的是一种有效的系统和方法用以提供用于去除污染物粒子的可替代的系统，其适于在例如氢气的环境气氛内的EUV设备。

在本发明的一个实施例中，提供一种用于在光刻设备中从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的系统，包括：至少一对电极，设置在所述EUV辐射束的路径的相对侧上；和电压源，配置成在所述至少一对电极之间提供受控制的电压。所述系统包括控制器，配置成控制在所述一对电极中的至少一个之间提供的电压；其中控制器配置成在电极之间提供电压机制，所述电压机制包括第一阶段和第二阶段，在第一阶段中提供交流（“AC”）电压至所述电极中的一对电极，在第二阶段中提供直流（“DC”）电压至所述电极中的一对电极。

在本发明的一个实施例中，所述系统还提供光刻设备，所述光刻设备包括用于去除污染物粒子的一个或更多个这样的系统。

在本发明的一个实施例中，提供一种用于在光刻设备中从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的方法，包括步骤：提供至少一对电极，所述至少一对电极设置在EUV辐射束的路径的相对侧上；和在所述至少一对电极之间提供电压机制，所述电压机制包括第一阶段和第二阶段，在所述第一阶段中提供AC电压至所述电极中的一对电极，在所述第二阶段中提供DC电压至所述电极。

在本发明的一个实施例中，提供一种使用上文阐述的污染物去除方法的制造（例如半导体器件的）器件的方法。

本发明的另外的实施例、特征和优点以及本发明的不同实施例的结构和操作在下文中详细地参照附图进行描述。要注意的是本发明不限于这里所述的具体实施例。在此所呈现出的这些实施例仅是为了示例性的说明目的。在这里包含的教导的基础上本领域技术人员将清楚其他的实施例。

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。另外，并入本文的并形成说明书的一部分的附图示出了本发明，并且与说明书一起用于进一步解释本发明的原理且使得相关领域技术人员能制造和使用本发明。

图1示意地示出根据本发明一个实施例的光刻设备。

图2是根据本发明一个实施例的设备100的更详细视图。

图3示出根据本发明一个实施例的可用于图1和2的设备中的可替代的EUV辐射源。

图4示出根据本发明一个实施例的修改后的光刻设备。

图5示出根据本发明一个实施例的用于去除污染物粒子的系统的一个实施例。

图6和7将之前已知的用于去除污染物粒子的系统的性能与根据本发明一个实施例的系统相比较。

图8示出根据本发明一个实施例的用于去除污染物粒子的系统的可替代的实施例。

图9和10将根据本发明一个实施例的分别对于高的和低的二次电子发射系数材料粒子的如图8所示的系统性能相比较。

在结合附图时，将从下文所阐述的详细描述更加明白本发明的特征和优点，在附图中相同的附图标记在全文中表示对应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。

具体实施方式

本说明书公开了包括本发明的特征的一个或更多的实施例。所公开的实施例仅示例性地说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明仅由随附的权利要求书来限定。

所描述的实施例和在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及表示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特点，但是每个实施例可以不必须包括特定的特征、结构或特点。此外，这些措词不必表示同一实施例。此外，当特定特征、结构或特点被关于实施例进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，关于其他的实施例实现这些特征、结构或特点在本领域技术人员的知识范围内。

本发明的实施例可以在硬件、固件、软件或其任何组合中实施。本发明实施例还可以被实施为存储在机器可读介质上的指令，其可以由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输成机器（例如计算装置）可读形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器（ROM）；随机存取存储器（RAM）；磁盘存储媒介；光学存储媒介；闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号（例如，载波、红外信号、数字信号等），以及其他。此外，固件、软件、例行程序、指令可以在此处被描述成执行特定动作。然而，应该认识到，这样的描述仅是为了方便并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、例行程序、指令等的装置导致。

图1示意地示出了根据本发明一个实施例的光刻设备100，所述光刻设备100包括根据本发明的一个实施例的源收集器模块SO。所述设备包括照射系统（照射器）IL，其配置成调节辐射束B（例如EUV辐射）；和支撑结构（例如掩模台）MT，其构造用于支撑图案形成装置（例如掩模或掩模版）MA，并与配置用于精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。所述设备100还包括衬底台（例如晶片台）WT，其构造用于保持衬底（例如涂覆有抗蚀剂的晶片）W，并与配置用于精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统（例如反射式投影系统）PS，其配置成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。

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MT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他条件的方式保持图案形成装置MA。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）。

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。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，以便沿不同的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。

此处使用的术语“投影系统”应当被广义地解释成包含各种类型的投影系统，与照射系统类似，投影系统可以包括多种类型的光学部件，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，或它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用真空之类的其他因素所适合的。希望将真空环境用于EUV辐射，因为其它气体可能会吸收太多的辐射。因此借助真空壁和真空泵可以在整个束路径上提供真空环境。

在本实施例中，例如，设备是反射型的（例如采用反射掩模）。

光刻设备可以是具有两个（双台）或更多衬底台（和例如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。

参照图1，所述照射器IL接收从源收集器模块SO发出的极紫外辐射束。产生EUV光的方法包括但不必限于将材料转换为等离子体状态，该材料具有至少一种元素（例如氙、锂或锡），其在EUV范围内具有一个或更多个发射线。在通常称为激光产生等离子体（“LPP”）的这种方法中，所需的等离子体可以通过激光束照射燃料来产生，燃料例如是具有所需发射线的元素的材料的液滴、流或簇。源收集器模块SO可以是包括用于提供激发燃料的激光束的激光器（图1中未示出）的EUV辐射系统的一部分。最终的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，其通过使用设置在源收集器模块内的辐射收集器收集。激光器和源收集器模块可以是分立的实体（例如当使用CO₂激光器提供用于燃料激发的激光束时）。

在这种情况下，不会将激光器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，将所述辐射束从激光器传到源收集器模块。在其它情况下，所述源可以是源收集器模块的组成部分（例如当所述源是放电产生的等离子体EUV产生器（通常称为DPP源）时）。

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。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，例如多小平面（琢面（facetted））场和光瞳反射镜装置。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。已经被图案形成装置（例如，掩模）MA反射后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器PS2（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，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器PS1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置（例如，掩模）MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置（例如，掩模）MA和衬底W。

示出的设备可以用于下列模式中的至少一种：

1.在步进模式中，在将支撑结构（例如掩模台）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。

2.在扫描模式中，在对支撑结构（例如掩模台）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相对于支撑结构(例如掩模台)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。

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（例如掩模台）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，通常可以采用脉冲辐射源，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。

图2更详细地示出根据本发明实施例的所述设备100，包括源收集器模块SO、照射系统IL以及投影系统PS。源收集器模块SO构造并布置成使得真空环境可以保持在源收集器模块SO的包封结构220内。发射EUV辐射的等离子体210可以由放电产生的等离子体源形成。EUV辐射可以由气体或蒸汽产生，例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽，其中生成了温度非常高的等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。温度非常高的等离子体210例如通过放电产生，导致了至少部分电离的等离子体。分压为例如10Pa的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他的适合的气体或蒸汽对于有效地产生辐射可能是需要的。在实施例中，提供了被激励的锡（Sn）的等离子体以产生EUV辐射。

由高温的等离子体210发射的辐射经由可选的气体阻挡件或污染物阱230从源腔211传递到收集器腔212中（在一些情形中，也被称作为污染物阻挡件或翼片阱），所述气体阻挡件或污染物阱230被定位在源腔211中的开口中或该开口的后面。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱230还可以包括气体阻挡件或气体阻挡件和通道结构的组合。此处还显示出的污染物阱或污染物阻挡件230至少包括如本领域中已知的通道结构。

收集器腔211可以包括可能是掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游的辐射收集器侧251和下游的辐射收集器侧252。穿过收集器CO的辐射可以被反射离开光栅光谱滤光片240，以被聚焦到虚源点IF上。虚源点IF也被称作为中间焦点，源收集器模块布置成使得中间焦点IF定位在包封结构220中的开口221处或其附近。虚源点IF是用于发射辐射的等离子体210的像。

随后，辐射穿过照射系统IL，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24布置成在图案形成装置MA处提供辐射束21的期望的角分布，以及在图案形成装置MA处提供辐射强度的期望的均匀性。在辐射束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处反射时，形成了图案化的束26，图案化的束26经由反射元件28、30通过投影系统PS成像到由晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。

通常，可以在照射光学装置单元IL和投影系统PS中设置比图示的元件更多的元件。光栅光谱滤光片240可以可选地依赖于光刻设备的类型而被设置。另外，可以设置除在图中显示的反射镜之外的额外的反射镜，例如可以在投影系统PS中设置除图2中显示的反射元件之外的1-6个额外的反射元件。

如图2中所示，收集器光学装置CO被显示为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，作为收集器（或收集器反射镜）的一个示例。掠入射反射器253、254和255围绕光轴O轴向对称地设置，这一类型的收集器光学装置CO优选地与放电产生等离子体源（通常称为DPP源）组合使用。

在本发明的一个实施例中，源收集器模块SO可以是如图3中显示的LPP辐射系统的一部分。激光器LA布置成沉积激光能量到燃料（诸如氙（Xe）、锡（Sn）或锂（Li））中，从而产生了电子温度为几十eV的高度电离的等离子体210。在这些离子的去激励和再结合期间产生的高能辐射从等离子体射出，通过近乎正入射的收集器光学装置CO进行收集和聚焦到包封结构220中的开口221上。

根据本发明一个实施例，图4示出EUV光刻设备的布置，其中光谱纯度滤光片SPF是透射型的而不是反射式光栅。在这种情况下来自源SO的辐射遵循从收集器至中间焦点IF（虚源点）的直的路径。在未示出的替换的实施例中，光谱纯度滤光片11可以定位在虚源点12处或在收集器10和虚源点12之间的任何地点。滤光片可以放置在辐射路径中的其他位置处，如虚源点12的下游。可以部署多个滤光片。如在前面的示例中，收集器CO可以是掠入射类型（图2）或定向反射器类型（图3）。

如上文提到的，在源隔室内设置包括气体阻挡件的污染物阱230。气体阻挡件包括通道结构，例如在美国专利No.6,614,505和美国专利No.6,359,969中详细描述的，在此通过引用将其全文并入本文。污染物阱的用途在于阻止或至少减少入射的燃料材料或副产品撞击光学系统的元件上并随着时间推移使其性能劣化。通过与污染物化学反应和/或通过带电粒子的静电或电磁偏转，气体阻挡件可以用作物理阻挡件（通过流体反向流动）。在实践中，可以采用这些方法的组合以允许辐射传输到照射系统中，同时尽可能最大程度地阻挡等离子体材料。如上文提及的美国专利所说明的，尤其可以注入氢根，用于化学修饰锡或其他等离子体材料。氢根还可以应用于清洁可能已经沉积在光学装置表面上的锡和其他元素。

可以在光刻设备中的其他地点处提供氢气或其他气体，作为抵抗污染物粒子的阻挡件或缓冲器。具体地，可以布置进入源隔室SO中的氢气流，以阻碍可能试图通过中间焦点孔221进入投影系统的粒子。此外，可以（i）在掩模版支撑结构MT的附近部署氢气，用作抵抗来自系统的污染物污染掩模版的缓冲器和（ii）在晶片支撑结构WT的附近部署氢气，用作抵抗来自晶片的污染物进入系统内的更大真空空间的缓冲器。

为了所有的这些目的，为了供给氢气至每个污染物阱布置，而部署氢气源HS（一些被示出，一些没有被示出）。一些源可以供给分子氢气（H₂）作为简单的缓冲器，同时其它源产生H根。

通过引用而将美国专利No.6,781,673(“‘673专利”)全文并入本文，且其被本申请人所共有，该‘673专利提出静电偏转用于保护掩模版。可以应用相同的原理来保护光刻设备的其他部件和空间。‘673专利提出使用EUV束本身的光电效应使得粒子带电，其在锡粒子上产生正的电荷。

根据本发明的一个实施例，图5示出用于从根据本发明一个实施例的光刻设备中的EUV辐射束的路径去除污染物粒子的系统。在这种布置中，用于去除污染物粒子的系统设置在光刻设备的区域中，在该光刻设备的区域中EUV辐射束30被通过照射系统IL提供并入射到图案形成装置MA上以及图案化的EUV辐射束被引导到投影系统PS中。

如上所述并如图5所示，在照射系统IL和投影系统PS两者内都提供氢气，由此导致了分别从照射系统IL和投影系统PS朝向图案形成装置MA的氢气流32、33。尤其是，来自照射系统IL的氢气流32可能带有例如来自源SO的污染物粒子。因此，期望防止这种污染物粒子35到达图案形成装置MA。例如，沉积在图案形成装置MA上的小到20nm的粒子可能在每个管芯上造成重大的缺陷，其随后被形成在衬底上。

在本发明的用于去除污染物粒子的系统中，一对电极41、42可以设置在EUV辐射束的路径两侧上。如图5所示，电极41、42可以定位在邻近图案形成装置MA的EUV辐射束的两侧上，使得所述一对电极41、42位于由照射系统IL提供的EUV辐射束30的相对侧上和从图案形成装置MA引导进入投影系统PS中的EUV辐射束31的两侧上。

与之前提出的用于去除污染物粒子的系统相同，提供电压源43，其在一对电极41、42之间建立受控制的电压。因此，设置有静电电荷的污染物粒子35可以被吸引到电极中的一个电极42上并被从EUV辐射束的路径去除。

在如图所示的一个实施例中，电极中的一个电极41可以接地，并且可以提供正电压至另一电极42，使得带负电荷的粒子被吸引至该电极。然而应该认识到，任一个电极41、42可以接地并且另一个电极被提供电压。此外，在替换的实施例中，可以提供正电压至任一个电极41、42并且提供负电压至电极41、42中的另一个，由此在一对电极41、42之间提供想要的电压差。这种布置可以具有更好地在所述一对电极41、42之间的空间内限定电场的优点，因为电极41、42附近的其他表面可以接地。

然而，与之前提出的静电污染物去除系统相比，本发明包括控制器45，其配置成控制电压源43以便提供特定的电压机制（regime）。通过仔细选择施加至所述一对电极41、42的电压机制，与例如提供恒定直流（DC）电压至该对电极41、42的系统相比，能够提供性能提高的用于去除污染物粒子的系统。

如上面所讨论的，之前提出的用于去除污染物粒子的静电系统基于使用EUV束的光电效应，用于提供正电荷至污染物粒子。然而，氢气的设置导致通过EUV辐射形成传导（导电）的氢等离子体。该等离子体将保护或屏蔽污染物粒子免遭电极41、42之间的电压差所提供的静电场。此外，氢等离子体可以逐步地施加负电荷至污染物粒子，由此消除光电效应的正电荷。本发明的一个实施例基于通过提供更加复杂的电压机制至电极41、42，其可以改善系统性能的认识。

具体地，本发明的一个实施例可以使用包括第一阶段和第二阶段的电压机制，在第一阶段提供AC（交流）电压至该对电极41、42，在第二阶段提供DC（直流）电压至该对电极41、42。

所述机制的第二阶段用于以与之前提出的系统类似的方式将带电的污染物粒子35吸引至电极41、42中的一个电极。第一阶段设置成与形成的氢等离子体相互作用，以便改善第二阶段的性能。

在本发明的一个实施例中，第一阶段的AC电压被选择成增大由EUV辐射束产生的氢等离子体的密度。在这样的实施例中，等离子体密度的增大可能是充分的，使得污染物粒子35变成带相对强的负电荷，也就是超出对光电效应的正电荷的补偿。通过增大污染物粒子35上的净电荷的量，可以增加单个粒子35将被第二阶段的电压充分偏转离开其初始轨迹使得其被电极42捕获的概率。

在本发明的另一实施例中，第一阶段的AC电压被选择成使得该对电极41、42之间提供的AC电压具有驱散已经由EUV辐射束产生的氢等离子体的作用。

应该认识到，由EUV辐射形成的氢等离子体在任何情况下将自然地随着时间逝去而消散。然而，通过在第一阶段提供被适当选择的AC电压，氢等离子体可以比自然地发生消散的情况更加迅速地消散。因此，在第二阶段期间可以去除或减小氢等离子体的保护（screening）效应。由此，对于施加至污染物粒子35的给定电荷，被施加至电极41、42的DC电压的作用将在第二阶段中更大。继而，这增加了给定污染物粒子35被吸引至电极42的概率。

在本发明的一个实施例中所使用的电压机制的另一布置中，可以设置中间阶段，在该中间阶段提供AC电压至电极41、42。在这种布置中，第一阶段的AC电压可以选择成增大由EUV束产生的氢等离子体的等离子体密度，如上所述。中间阶段的AC电压随后可以选择成比自然地发生驱散的情况更迅速地驱散等离子体。

由此，在这种布置中，系统可以受益于增大等离子体密度并由此增大施加至污染物粒子35的静电电荷的量的第一阶段。随后，中间阶段可以增大驱散等离子体的速度，使得在第二阶段之前去除或减小等离子体的屏蔽效应，在该第二阶段使用DC电压将污染物粒子35吸引至电极中的一个电极42。

如上所解释的，在根据本发明的实施例的用于去除污染物粒子的系统的一个实施例中，所述电压机制的每个阶段所需电压以连续的时间周期被提供至该对电极41、42之间。尤其是，可以通过脉冲源提供EUV辐射束。由此，控制器45可以配置成与EUV辐射束的脉冲同步地提供所需的机制的阶段和电压。

具体地，电压机制的多个阶段中的每一个阶段的时间周期之和可以对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间。

在本发明的一个实施例中，电压机制的第二阶段，即提供DC电压，可以设置在EUV辐射束的连续脉冲之间的周期内，尤其是在EUV辐射的后一脉冲之前立即提供DC电压。

在电压机制的第一阶段的AC电压被选择成使等离子体密度集中的情形中，可以计时成使其与EUV辐射的脉冲和/或紧接着EUV辐射脉冲之后的时间周期一致。

AC电压配置为驱散等离子体的机制的阶段可以计时成，在EUV辐射脉冲之后被立即提供。如果机制的第一阶段也被用于使等离子体密度集中，则配置成驱散等离子体的中间阶段可以在第一阶段之后立即或即刻进行或跟随。

在使用EUV辐射脉冲源的光刻设备中，脉冲速率可以是例如50kHz，由此导致脉冲周期，即EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间为20μs。应该认识到，也可以使用其他脉冲速率（例如100和200kHz）。

通常，期望地，第二阶段（即机制的提供DC电压的阶段）尽可能地持续长的时间，以便最大化粒子被吸引至电极42的概率。在一个实施例中，电压机制的第二阶段的时间周期可以对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间的至少40%、至少50%或至少60%。

根据本发明的用以增大等离子体的电荷密度的电压机制的阶段可以优选尽可能短。这种布置为在第二阶段之前驱散（自然地或通过在电压机制的中间阶段中所设置的AC电压的辅助）等离子体提供了尽可能多的时间，在第二阶段中DC电压被提供以吸引带电的污染物粒子35。在根据本发明一个实施例中，电压机制的用于增大等离子体密度的阶段的时间周期可以为EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间的5%至15%之间，期望小于10%。

根据本发明的电压机制的用于帮助驱散等离子体的阶段的时间周期可能期望地充分短，使得在EUV辐射束随后的脉冲之前为电压机制的第二阶段保留足够的时间，在第二阶段中提供DC电压以吸引带电污染物粒子至电极42。然而，第二阶段还必须足够长，使得等离子体充分消散以致于第二阶段是有效的，即充分地减小了等离子体的屏蔽效应。在一个布置中，在本发明的电压机制内的这个阶段可以对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间的不足30%，期望是不足20%。

在选择用于在本发明中使用的电压机制的阶段的电压时，即电压的幅值和频率，必须考虑系统的配置，包括系统的元件的几何结构。具体地，下面的因素将影响对要使用的电压的选择：

电极41、42的间隔，其与施加至电极41、42的电压一起确定电场强度；

预期的污染物粒子35的速度以及它们的预期质量范围；

沿污染物粒子的行进方向的电极41、42的长度，其确定粒子可以在由电极41、42界限的空间内的时间；

电极41、42之间的氢气的压力，其将影响等离子体在电极41、42之间的空间内的形成、由AC电压提供的等离子体密度的增加以及随后的自然的或在帮助的情况下的等离子体的驱散；和

EUV辐射束的计时和功率。

在建立本发明的系统时，应该理解，对于EUV辐射束的多个脉冲，污染物粒子可以位于由电极41、42界限的空间内。由此，系统可以配置成使得污染物粒子35经历与EUV辐射束的多个脉冲对应的电压机制中的多个循环。每个循环可以增加污染物粒子上的电荷。例如，在具有50kHz的脉冲速率的光刻设备的预期配置中，污染物粒子的速率可以大约为20m/s。在这种情形中，对于一对长度例如为60mm的电极41、42，粒子35可以在电极41、42之间大约达EUV辐射束的150个脉冲。

在每个脉冲中，即电压机制的每个循环期间，污染物粒子35上的净电荷可以增加，并且在每个脉冲中，在电压机制的第二阶段期间施加力到污染物粒子35上。

在电极41、42的可能的配置中，电极长度可以是60mm（即沿污染物粒子预期行进的方向），宽度可以为大约100mm，并且可以间隔大约40至90mm。然而应该认识到，通常电极将配置成与EUV辐射束一样宽，并且尽可能紧密地遵循束的形状。电极41、42之间的空间内的氢气的压力可以例如大约为3Pa。

在这种示例性实施例中，为电压机制的用于增大由EUV辐射束产生的等离子体密度的阶段所选择的AC电压可以选择成具有20至100MHz之间的频率，并且幅值在40至200V之间。此外，在电压机制的这个阶段中施加至该对电极41、42的功率可以基于每个电极的面积选择为0.005至0.04W/cm²之间。

在上面讨论的示例性实施例中，电压机制的用于促进等离子体驱散的阶段的AC电压可以选择成具有0.1至20MHz之间的频率，期望大约为10MHz，幅值在10至400V之间，期望大约为200V。

最后，针对于上述讨论的示例性实施例选择用于电压机制的第二阶段的DC电压时，DC电压可以选自100至400V的范围，例如200V。

应该认识到，在为促进等离子体驱散的阶段选择电压和/或为电压机制的第二阶段选择电压时，电压的幅值必须被选择为足够低，以使得其不会维持等离子体。由此，对于系统的特定配置可以使用帕邢（Paschen）曲线确定用于这种阶段的最大电压。

根据本发明的实施例，图6和7将使用例如图5中示出的系统（其中施加200V的恒定电压至电极41、42（图6））的模拟结果与其中设置了三阶段的电压机制的布置（图7）的模拟结果相比较。具体地，所述机制包括40V、100MHz持续2μs的第一阶段、400V、0.25MHz持续6μs的中间阶段以及400V直流电持续12μs的第二阶段。

在图6和7两者中，曲线示出针对多个不同数量的脉冲的粒子尺寸的未停止概率分布，对于所述不同数量的脉冲来说期望粒子在由电极41、42界定的空间内，即对应于系统的一般配置的多个变化，包括电极尺寸和污染物粒子的预期速度。如图所示，三阶段的电压机制的性能比使用恒定DC电压的系统的性能显著提高。

虽然在上文已经在图5所示的实施例的情形中描述了本发明，但是应该认识到，本发明可以由替换的实施例来实施。例如，根据本发明的一个实施例，如图8所示，其示出可以设置两对电极61、62以及相关的对应的电压控制器63、64。

例如，电压源63可以通过控制器45控制以为电压机制的第一阶段提供所需电压至第一对电极61，第二电压源64可以提供电压机制的中间阶段和第二阶段的所需电压至第二对电极62。在第一对电极61之间的第一区域中，污染物粒子通过等离子体带电，该等离子体由于根据该机制的第一阶段的被施加至第一对电极61的电压具有增大的密度。随后，在第二对电极62之间的空间内，电压机制的中间阶段被应用至第二对电极62以便在提供电压机制的第二阶段（即DC电压）至第二对电极62用于去除污染物粒子之前驱散等离子体。

图9和10示出针对不同污染物粒子使用例如图8中示出的系统的模拟结果。具体地，根据本发明的一个实施例，图9示出具有相对高的二次电子发射系数的材料（例如金属）的污染物粒子的结果。具体地，二次电子发射系数k为0.02。图10示出相对低的二次电子发射系数材料的结果，例如绝缘体，具体是k等于0.002的绝缘体。在图9和10两者中，使用40V、100MHz、假定为0.03W/cm²的交流电压通过第一对电极61提供电压机制的第一阶段。由施加至第二对电极62的从EUV辐射束的每个脉冲的起点持续6.5μs的200V、10MHz的电压提供中间阶段。第二阶段是也被施加至第二对电极62从中间阶段的结束点至EUV辐射束的下一脉冲的起点的200V的直流电（DC）。

如图9和10所示，根据本发明的实施例，相对于使用恒定DC电压的之前已知的系统（即图6中示出的），未停止概率显著地改善。然而，对于例如图8中示出的实施例，不同材料的粒子具有不同的停止效率（stopping efficiency）。

尤其应该认识到，诸如图8中示出的实施例（即，其中电压机制的第一和第二阶段在空间上是分离的）可以用于使用非脉冲辐射束的系统。在这种布置中，第一阶段可以是AC电压，其配置成增大等离子体密度，用于通过等离子体促进污染物粒子的带电。电压机制的第二阶段可以是用于去除带电污染物粒子的DC电压。

虽然在上文对使用涉及光刻设备用在制造IC（集成电路）的本发明的实施例进行详细描述，但是应该理解到这里所述的本发明可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、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。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“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，可以将此处的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。

虽然上面详述了在光学光刻术情形中使用本发明的实施例，但是应该认识到，本发明可以用在其它的应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，本发明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、热量、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。

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、电磁式以及静电式的光学部件。

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）。

例如，计算机系统的软件功能涉及编程（包括可执行编码），其可以用于实施上述的检查方法。软件编码可以通过通用的计算机执行。在操作中，编码和可能地相关的数据记录可以存储在通用的计算机平台内。然而，在其他时间，软件可以存储在其他位置和/或传送用于装载到合适的通用的计算机系统中。因此，上面讨论的实施例涉及由至少一个机器可读介质承载的成一个或更多的编码模块形式的一个或更多个软件产品。通过计算机系统中的处理器执行这种编码使得平台实质上以此处讨论的且在此示出的实施例中执行的方式实施所述功能。

如这里使用的，术语例如计算机或机器“可读介质”表示参与提供指令给处理器用于执行的任何介质。这种介质可以采用许多形式，包括但不限于，非易失性媒介、易失性媒介和传输媒介。非易失性媒介包括例如光盘或磁盘，如在如上文所讨论地操作的任何计算机中的任何存储装置。易失性媒介包括动态存储器，例如计算机系统的主存储器。物理传输媒介包括同轴电缆、铜线和光纤光学装置，包括包含位于计算机系统内的总线的导线。载波传输媒介可采用电信号形式或电磁信号形式，或例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间产生的声波或光波。因此，计算机可读媒介的一般形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带，任何其它磁性介质，CD-ROM、DVD、任何其它光介质，不常用的媒介（诸如穿孔卡、纸带），任何其它具有孔图案的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM，任何其它存储器芯片或卡带，传输数据或指令的载波、传输这种载波的电缆或链接，或任何其他计算机可读取或发送编程编码和/或数据的媒介。这些形式中的许多形式的计算机可读媒介可能涉及承载一个或更多个指令的一个或更多个序列至处理器用于执行。

应该认识到，不是发明内容和摘要部分，而是详细描述部分被意图用于诠释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐明由本发明人设想的本发明的所有示例性实施例中的一个或更多个示例性实施例，但不是本发明的全部示例性实施例，因而不是要以任何方式限制本发明和随附的权利要求。

借助示出具体功能的实施方式及其关系的功能构建存储块，在上文描述了本发明。为了描述方便，这些功能构建存储块的边界在本文被任意限定。可以限定可替代的边界，只要特定功能及其关系被适当地执行即可。

具体实施例的前述说明如此充分地揭示了本发明的一般特性，使得其他人可以通过应用本领域的知识在不需要过多的实验且在不背离本发明的一般思想的情况下针对于各种应用容易地修改和/或适应这样的具体实施例。因此，基于这里给出的教导和引导，这种适应和修改意图是在所公开的实施例的等价物的范围和含义内。应当理解，这里的措词或术语是为了描述的目的，而不是限制性的，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据教导和引导进行解释。

本发明的宽度和范围不应该受上述的任何示例性实施例的限制，而是应该仅根据随附的权利要求及其等价物来限定。

Claims (28)

1.一种用于在光刻设备中从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的系统，包括：

（a）至少一对电极，设置在EUV辐射束的路径的相对侧上；

（b）电压源，配置成在所述至少一对电极之间提供受控制的电压；和

（c）控制器，配置成控制在所述至少一对电极之间提供的电压；

其中控制器配置成在至少一对电极之间提供电压机制，所述电压机制包括第一阶段和第二阶段，在第一阶段中提供AC电压至所述电极中的一对电极，在第二阶段中提供DC电压至所述电极中的一对电极。

2.根据权利要求1所述的用于去除污染物粒子的系统，其中在连续的各个时间周期中在同一对电极之间提供所述电压机制中的每一阶段的所需电压。

3.根据权利要求2所述的用于去除污染物粒子的系统，其中通过脉冲源提供EUV辐射束；并且控制器配置成使得电压机制的阶段的时间周期之和对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间。

4.根据权利要求2或3所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的电势和频率被选择成使得针对于所述系统的配置，在所述一对电极之间提供的AC电压增大由EUV辐射束产生的等离子体的密度。

5.根据权利要求4所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的频率在20至100MHz之间。

6.根据权利要求4或5所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的幅值为40至200V之间。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中通过AC电压提供至所述一对电极的功率在0.005至0.04W/cm²之间。

8.根据权利要求2或3所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的频率和幅值被选择成使得针对于所述系统的配置，在所述一对电极之间提供的AC电压驱散通过EUV辐射束产生的等离子体。

9.根据权利要求8所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的频率在0.1至20MHz之间，期望为10MHz。

10.根据权利要求8或9所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的幅值在10至400V之间，期望是200V。

11.根据权利要求3所述的用于去除污染物粒子的系统，其中电压机制包括设置在第一阶段和第二阶段之间的中间阶段，在中间阶段提供AC电压至所述电极中的一对电极；

其中第一阶段的AC电压的频率高于中间阶段的AC电压的频率。

12.根据权利要求11所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段和中间阶段的AC电压的频率和幅值被选择成使得，针对于所述系统的配置，在第一阶段中在所述一对电极之间提供的AC电压增大由EUV辐射束产生的等离子体的密度并且在第二阶段中在所述一对电极之间提供的AC电压驱散所述等离子体。

13.根据权利要求12所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的频率在20至100MHz之间。

14.根据权利要求12或13所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第一阶段的AC电压的幅值在40至200V之间。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中通过第一阶段的AC电压提供至所述一对电极的功率在0.005至0.04W/cm²之间。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中中间阶段的AC电压的频率在0.1至20MHz之间，期望为10MHz。

17.根据权利要求12-16中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中中间阶段的AC电压的幅值在10至400V之间，期望为200V。

18.根据权利要求11-17中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中所述机制的第一阶段的时间周期对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间的5%至15%之间，期望小于10%。

19.根据权利要求11-18中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中所述机制的中间阶段的时间周期对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间的不足30%，期望小于20%。

20.根据权利要求3-19中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中所述机制的第二阶段的时间周期对应于EUV辐射束的连续脉冲的起点之间的时间的至少40%、至少50%，或至少60%。

21.根据权利要求1所述的用于去除污染物粒子的系统，其中所述至少一对电极包括第一对电极和第二对电极，所述第一对电极和第二对电极被沿EUV辐射束的轴线设置在相应的位置上，使得第一对电极比第二对电极更靠近污染物粒子的源；

其中电压机制的第一阶段的电压被施加至第一对电极并且电压机制的第二阶段的电压被施加至第二对电极。

22.根据权利要求21所述的用于去除污染物粒子的系统，其中电压机制包括设置在第一阶段和第二阶段之间的中间阶段，在中间阶段中提供AC电压至所述电极中的一对电极；

其中第一阶段中的AC电压的频率高于中间阶段的AC电压的频率。

23.根据权利要求22所述的用于去除污染物粒子的系统，其中在连续的各个时间周期中在第二对电极之间提供所述电压机制的第二阶段和中间阶段的所需电压。

24.根据前述权利要求中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统，其中第二阶段的DC电压选自100至400V的范围，期望是200V。

25.一种光刻设备，包括根据前述权利要求中任一项所述的用于去除污染物粒子的系统。

26.一种光刻设备，包括根据权利要求25所述的用于去除污染物粒子的系统，其中用于去除污染物粒子的系统配置成从照射系统和配置成将图案赋予辐射束的图案形成装置之间的EUV束路径去除污染物粒子。

27.一种用于在光刻设备中从EUV辐射束的路径去除污染物粒子的方法，包括步骤：

提供至少一对电极，所述至少一对电极设置在EUV辐射束的路径的相对侧上；和

在所述至少一对电极之间提供电压机制，所述电压机制包括第一阶段和第二阶段，在所述第一阶段中提供AC电压至所述电极中的一对电极，在所述第二阶段中提供DC电压至所述电极。

28.一种器件制造方法，包括步骤：将图案化的EUV辐射束投影到衬底上，所述方法包括使用权利要求27所述的方法从EUV辐射束的路径的至少一部分去除污染物粒子。

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