CN104049469A - 具有嵌入式清洗模块的光刻系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光刻系统。该光刻系统包括配置为使用固定在掩模台上的掩模实施光刻曝光工艺的曝光模块；以及集成在曝光模块中并且设计为使用吸附机构清洗掩模和掩模台中的至少一个的清洗模块。本发明还提供了具有嵌入式清洗模块的光刻系统。

Description

具有嵌入式清洗模块的光刻系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年03月15日提交的标题为“一种具有嵌入式清洗模块的EUV扫描器（AN EUV SCANNER WITH EMBEDDED CLEANINGMODULE）”的美国临时专利申请第61/793,838号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体涉及半导体技术领域，更具体的，涉及具有嵌入式清洗模块的光刻系统。

背景技术

半导体集成电路（IC）工业已经历了快速的发展。IC材料和设计中的技术进步已产生了数代的IC，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC发展过程中，通常随着几何尺寸（即，使用制造工艺可以制成的最小部件或线）的减小，功能密度（即，每一芯片区域上互连器件的数量）增大。这种按比例缩小工艺通常通过增加生产效率和降低相关成本而提供益处。然而，这种按比例缩小工艺还增加了处理和制造IC的复杂性，并且为了实现这些进步，需要IC处理和制造中的类似发展。在一个与光刻图案化相关的实例中，光刻工艺中使用的光掩模（或掩模）具有限定在其上的电路图案并且将其转印到晶圆。在先进的光刻技术中，利用反射掩模实施远紫外（EUV）光刻工艺。需要清洗反射掩模以使掩模无缺陷。

在光刻工艺领域中，清洗光刻掩模是必要的。不可能在完全无粒子的清洗室和曝光工具中操作或传输掩模。换句话说，主要在传输过程中引起的一定程度的环境纳米级或宏观级粒子可直接粘附在掩模的背面或正面，从而降低了掩模和掩模台的清洁度。从而，由于未清洗掩模而损害了光刻产品的产量。因此，如何以接近零损害的情况下有效地清洗掩模是光刻工艺中的一个重大课题。在一个实例中，现有的清洗工艺可对掩模造成各种损害，或具有高制造成本。在另一实例中，现有的清洗工艺不能有效地去除纳米级粒子。在又一实例中，现有的清洗方法比较复杂且涉及到高成本工具。在又一实例中，在现有的清洗过程期间可能还会引入额外的粒子。在EUV光刻工艺中没有有效的清洗方法和系统。在EUV光刻系统内部不能使用真空技术。

因此，需要解决上述问题的系统和方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种光刻系统，包括：曝光模块，配置为使用固定在掩模台上的掩模实施光刻曝光工艺；以及清洗模块，集成在所述曝光模块中，并且所述清洗模块被设计成使用吸附机构清洗所述掩模和所述掩模台中的至少一个。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构；所述清洗结构包括载体衬底和附接至所述载体衬底的吸附对象。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构；所述清洗结构包括载体衬底和附接至所述载体衬底的吸附对象；所述载体衬底是具有所述掩模的形状和尺寸的掩模衬底。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构；所述清洗结构包括载体衬底和附接至所述载体衬底的吸附对象；所述吸附对象包括具有非极性链和极性化合物的材料。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构；所述清洗结构包括载体衬底和附接至所述载体衬底的吸附对象；所述吸附对象包括选自由胶带、多糖、具有-OH键和高化学极性的聚乙烯醇（PVA）、以及具有表面活性剂的天然乳胶组成的组中的粘性材料。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构；所述清洗结构包括电流驱动的静电机构以产生用于吸附粒子的静电力。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构；所述清洗结构包括具有粘性表面且设计为在将要清洗的表面上滚动的辊。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗模块包括：吸附对象，设计为清洗所述掩模；以及掩模操纵部件，设计为将所述吸附对象移动至所述掩模，并且所述掩模操纵部件可操作以对所述吸附对象施加压力。

在上述光刻系统中，还包括腔室，所述腔室包括：掩模库，设计为容纳多个掩模；掩模操纵器，设计为固定并转移所述多个掩模中的一个；以及所述清洗模块，配置在所述腔室中。

在上述光刻系统中，其中：所述曝光模块包括远紫外（EUV）光源以在所述光刻曝光工艺期间产生用于曝光半导体晶圆的EUV光；所述掩模台是静电夹盘以通过静电力固定所述掩模；以及所述掩模是反射掩模。

在上述光刻系统中，其中：所述曝光模块包括远紫外（EUV）光源以在所述光刻曝光工艺期间产生用于曝光半导体晶圆的EUV光；所述掩模台是静电夹盘以通过静电力固定所述掩模；以及所述掩模是反射掩模；其中：所述掩模库是可存取的以容纳所述清洗结构，所述清洗结构被设计为清洗所述掩模台；所述清洗结构具有所述掩模的形状和尺寸；以及所述掩模台能够固定用于清洗所述掩模台的所述清洗结构。

根据本发明的另一个方面，还包括一种光刻系统，包括：曝光模块，设计为实施光刻曝光工艺，并且所述曝光模块被配置在保持在真空环境中的封闭腔室中；以及清洗模块，与所述曝光模块集成，其中，所述清洗模块包括具有吸附机构以去除粒子的清洗结构和设计为固定并转移所述清洗结构的操纵机构。

在上述光刻系统中，其中：所述清洗结构包括载体衬底和附接至所述载体衬底的吸附材料层；以及所述载体衬底具有掩模的形状和尺寸。

在上述光刻系统中，其中，所述清洗结构包括选自由胶带、多糖、具有-OH键和高化学极性的聚乙烯醇（PVA）、以及具有表面活性剂的天然乳胶组成的组中的粘性材料。

在上述光刻系统中，其中：所述曝光模块包括远紫外（EUV）光源以产生EUV光；掩模台是静电夹盘，从而通过静电力固定掩模；以及所述掩模是反射掩模。

在上述光刻系统中，还包括腔室，所述腔室具有嵌入在其中的所述清洗模块，其中，所述腔室还包括：掩模库，设计为容纳多个掩模；以及掩模操纵器，设计为用于掩模转移。

根据本发明的又一个方面，包括一种方法，包括：将掩模装载至设计为实施光刻曝光工艺的光刻系统内，所述光刻系统嵌入有具有吸附机构的清洗模块；将所述掩模固定至掩模台；通过所述光刻系统使用所述掩模对半导体晶圆实施光刻曝光工艺；以及通过所述清洗模块清洗所述掩模。

在上述方法中，还包括在清洗所述掩模之后，将所述掩模转移至所述掩模库。

在上述方法中，还包括使用所述清洗模块的清洗结构清洗所述掩模台，其中：所述清洗结构包括载体衬底和附接于所述载体衬底的吸附材料层；以及所述载体衬底具有所述掩模的形状和尺寸。

附图说明

当结合附图进行阅读时，通过以下详细描述可以更好地理解本发明。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出且仅用于示出的目的。事实上，为了清楚论述，各个部件的尺寸可以任意地增大或缩小。

图1是根据各个实施例构建的嵌入了清洗模块的光刻系统的框图。

图2是根据各个实施例构建的清洗模块的框图。

图3是根据一个或多个实例构建的图2的清洗模块的示意图。

图4A至图4C示出了根据其他实例构建的图2的清洗模块在各个清洗阶段的示意图。

图5是根据另一个实例构建的图2的清洗模块的示意图。

图6A和图6B是根据又一个实例构建的图2的清洗模块的示意图。

图7A和图7B是根据不同实例构建的图2的清洗模块的示意图。

图8A和图8B是根据各个实施例构建的嵌入有清洗模块的图1的光刻系统的一部分的框图。

图9是根据一个或多个实施例构建的用于实施光刻曝光工艺和清洗掩模的方法的流程图。

图10是根据一个实施例构建的掩模容器的示意图。

图11是根据其他实施例构建的清洗掩模的方法的流程图。

图12是根据一些实施例构建的用于清洗光刻系统的掩模台的方法的流程图。

图13是根据其他实施例构建的用于清洗光刻系统的掩模台的方法的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实施本发明的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述了部件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这仅仅是实例，并不是用于限制本发明。例如，在以下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者上可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且还可以包括在第一部件和第二部件之间形成额外的部件，从而使第一部件和第二部件不能直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身没有规定所述各个实施例和/或结构之间的关系。

图1是根据本发明的一个或多个实施例中的各个方面构建的光刻系统10的框图。光刻系统10还可以是通常所称的扫描仪，可操作该扫描仪以利用相应的辐射源和曝光模块实施光刻曝光工艺。在本实施例中，光刻系统10是设计为通过来自辐射源的EUV光来曝光光刻胶层的远紫外（EUV）光刻系统。光刻胶层是对EUV光敏感的材料。EUV光刻系统10采用辐射源12来产生EUV光，诸如波长介于约1nm和约100nm的范围之间的EUV光。在一个特定实例中，EUV辐射源12产生波长集中在约13.5nm的EUV光。

光刻系统10还采用发光器14。在各个实施例中，发光器14包括诸如单透镜或具有多个透镜（波带片）的透镜系统的各种折射光部件或诸如单反射镜或具有多个反射镜的反射镜系统的可选的反射光部件（用于EUV光刻系统），以将光从辐射源12导向至掩模台16上，特别地，导向至固定在掩模台16上的掩模18。在辐射源12产生EUV波长范围内的光的本实施例中，采用反射光部件。

光刻系统10还包括配置以固定掩模18的掩模台16。在本实施例中，掩模台16包括静电卡盘（e卡盘）以固定掩模18。这是因为气体分子吸收EUV光并且将用于EUV光刻图案化的光刻系统保持在真空环境中以避免EUV强度损失。

在本发明中，术语掩模、光掩模和中间掩模用于代表相同的物品。在本实施例中，光刻系统10是EUV光刻系统，且掩模18是反射掩模。提供了掩模18的一个示例性结构以用于说明。掩模18包括具有合适材料的衬底，诸如低热膨胀材料（LTEM）或熔融石英。在各个实例中，LTEM包括TiO2掺杂的SiO2或其他具有低热膨胀的合适的材料。掩模18包括沉积在衬底上的多个反射层（ML）。ML包括多个膜对，诸如钼-硅（Mo/Si）膜对（例如，在每个膜对中，钼层位于硅层之上或之下）。可选地，ML可以包括钼-铍（Mo/Be）膜对或配置为高度反射EUV光的其他合适的材料。掩模18还包括沉积在ML上方的诸如氮化钽硼(TaBN)层的吸收层。图案化吸收层以限定集成电路（IC）的层。可选地，可以在ML上方沉积另一反射层并且图案化该反射层以限定集成电路的层，从而形成EUV相移掩模。

光刻系统10还包括投影光学模块（或投影光学箱（POB））20以将掩模18的图案成像到固定在光刻系统10的衬底台24上的目标物22（诸如半导体晶圆）上。在各个实施例中，POB20具有折射光部件（诸如用于UV光刻系统）或可选的反射光部件（诸如用于EUV光刻系统）。由PBO20收集自掩模18导向的光，其中，该光承载了在掩模上限定的图案的图像。

光刻系统10还包括衬底台24以固定目标物22。在本实施例中，目标物22是半导体晶圆，诸如将图案化的硅晶圆或其他类型的晶圆。在本实施例中，在目标物上涂布对诸如EUV光的辐射光束敏感的光刻胶层。在本实施例中，上文描述的各个部件集成在一起以用作可操作用于执行光刻曝光工艺的光刻曝光模块。

特别地，在各个实施例中，光刻系统10包括设计为清洗掩模18、掩模台16或两者的清洗模块26。清洗模块26嵌入在光刻系统10中且与光刻曝光模块集成，从而能够进行在线清洗操作。将清洗模块26设计为具有吸附机构从而有效地清洗掩模和/或掩模台，而不会对将要清洗的掩模（或掩模台）造成额外的污染/损害。

具有嵌入式清洗模块26的光刻系统10提供了用于有效地在线清洗掩模或掩模台的系统和方法，尤其是当光刻系统10是EUV光刻系统时。在本实施例中，掩模18是在EUV光刻曝光工艺中使用的反射掩模，其用于图案化具有较小部件尺寸的集成电路。由于掩模重复用于图案化多个半导体晶圆，掩模上的缺陷可转印到多个半导体衬底并导致重大的产率问题。包括污染的缺陷可以通过各个掩模处理操作引入至掩模（并进一步引入到掩模台）。在一些实施例中，掩模处理操作包括掩模检查、掩模运输和处理、掩模存储、掩模转移和将掩模固定在掩模台上。在反射掩模用于EUV光刻系统的其他实施例中，掩模处理操作包括制造检查、运输和处理、掩模清洗、真空储存、转移到真空掩模库、预对准和温度稳定、以及固定在静电卡盘上。

在本实施例中，可操作清洗模块26以清洗光刻系统10内部的掩模18和/或掩模台16（共同称为待清洗的对象或目标对象），从而去除并消除粒子和其他污染物。

在图2中以示意性框图进一步示出了根据一些实施例构建的清洗模块26。清洗模块26包括清洗结构28，其使用吸附机构以吸附和去除来自目标对象（诸如掩模或掩模台）的粒子和其他污染物，从而减少或消除对掩模和/或掩模台的损害。在一个实施例中，清洗结构28包括具有粘性表面28B的诸如粘合材料的吸附对象（清洗材料）28A，从而当粘性表面接近目标对象时可将粒子吸附到粘性表面。此外，可对清洗材料施加压力，以确保清洗材料和目标对象之间的接触。在另一个实施例中，清洗结构28可包括诸如静电力的机构以对粒子产生吸附力。

清洗结构28可进一步包括诸如载体衬底的载体部件28C，从而以足够的机械强度固定和支持清洗材料。例如，载体衬底可以是合适的板，其具有附接在其上的清洗材料，且具有足够的机械强度以支持用于清洗操作的清洗材料。将载体衬底设计为具有与目标对象相匹配的特定的几何形状（形状和尺寸）。在一个实施例中，将载体衬底设计为具有掩模18的形状和尺寸。

清洗模块26还可以包括操纵机构30以固定、转移和操作（诸如施加压力）清洗结构28，从而使清洗结构28能够进行清洗功能。在一个实施例中，操纵机构30包括集成在光刻系统10中的机械手30A，并且该机械手30A被配置为可操作地持有和移动清洗结构28。操纵机构30还可以包括固定设备30B，其具有将机械手30A固定至设备的机构和配置。例如，机械手30A通过固定设备30B固定在清洗系统中。在另一个实例中，机械手30A通过具有合适配置的固定设备30B固定在光刻曝光系统中以实现清洗操作。在另一个实施例中，操纵机构30还可以包括控制单元30C，其可操作地控制机械手以用于各种动作和清洗操作。控制单元30C可以与机械手30A集成或者分布在各个位置。例如，控制单元30C可集成在光刻曝光系统中且与机械手30A连接以控制清洗操作。

根据各个实施例进一步描述清洗模块26。在图3中示出的一个实施例中，清洗结构28包括具有粘性表面的清洗材料层32以清洗目标对象34的表面。还将具有粘性表面的清洗材料层称为粘性材料层。在各个实例中，目标对象34包括掩模18或掩模台16。清洗材料层32应用于目标对象34的表面，从而使各种粒子36吸附在清洗材料层32的粘性表面，因此从目标对象34处去除粒子36。

清洗材料层32可以包括具有非极性链和极性化合物的合适的材料，诸如具有-OH、-H和-O的材料，从而容易从目标对象34的表面吸附粒子。该清洗材料是没有刮擦问题的柔软材料。在各个实施例中，清洗材料32包括合适的胶带、多糖、具有-OH键和高化学极性的聚乙烯醇（PVA），以及用表面活性剂来调整粘性的天然乳胶（诸如橡胶）。

图4A、图4B和图4C以示意图进一步示出一个实例。参考图4A，将清洗材料层32转移至目标对象34。对清洗材料层32进一步施加额外的压力38以确保清洗材料层32和目标对象34之间充分地接触。如上文提到的，清洗材料层32可以是附接至载体衬底（以提供合适的机械强度）的清洗结构的一部分。

参考图4B，清洗材料层32充分接触目标对象34的将被清洗的表面。尤其是，将清洗材料层32设计为柔性的，使得表面轮廓响应于目标对象34的表面轮廓而发生变化。当一个或多个粒子出现在目标对象34上时，目标对象34的相应的表面轮廓将修改为具有局部凸块。响应于局部凸块，清洗材料层32的表面轮廓基本上与目标对象34的表面轮廓互补。将清洗材料层32的这一特性称为表面形态变化。因此，目标对象34的表面轮廓是灵活和可变化的，并且当与目标对象34接触时，由于目标对象34上的粒子36，目标对象的表面轮廓通常不是平滑的。随着清洗材料层32的表面形态变化，该清洗材料层32的表面轮廓在压力38下发生变化（例如，拉伸和变形），使得粘性表面局部地环绕各个粒子，从而使粒子和粘性表面之间的接触面积最大化。因此，对粒子的粘附力（粒子与粘性表面的吸附强度）最大化。粒子与粘性表面的吸附可以通过调整施加的压力38、接触持续时间和清洗材料层32的粘性进行优化。

参考图4C，随后将清洗材料层32与目标对象34分离。由于范德瓦尔斯（Van Der Waal）力或库仑（Coulomb）力，粒子36从目标对象34去除。可以通过提离（liftoff）工艺40来实现分离。

图5示出了根据另一个实施例构建的清洗结构42的示意图。清洗结构42包括具有产生静电力的机构的静电结构。当清洗结构42接近目标对象34时，粒子36通过静电力从目标对象34附接至静电层。在本实例中，清洗结构42包括用来产生静电力的电流驱动的静电机构。在用于说明的一个实例中，清洗结构42可包括导电部件，该导线部件连接到电源且将其设计为在分配中产生电场以有效地吸附目标对象34上的粒子36。

图6A示出了根据另一个实施例构建的清洗结构44的示意图。清洗结构44包括具有圆柱形并可操作地滚动的辊46。辊46具有形成在表面上的粘性材料，从而当在目标对象34上滚动时吸附粒子。清洗结构44还包括与辊46集成并且能够执行辊46的各种操作（诸如，移动和滚动）的手柄48。

图6B示出了根据一个实例的由清洗结构44进行的清洗工艺的示意图。在清洗工艺期间，由具有摩擦和粘附力的辊46去除粒子。

图7A示出了根据另一个实施例构建的清洗模块50的示意图。清洗模块50包括清洗结构28（诸如，清洗材料层32或清洗结构42），并且还可以包括载体衬底以提供机械强度。清洗模块50还包括诸如机械手的操纵机构30，以固定、转移和移动清洗结构28从而进行清洗操作。将操纵机构30进一步固定至具有合适配置的光刻系统10的部件52，从而实现清洗操作。如图7B所示，在另一个实例中，目标对象34是固定在掩模台16上的掩模18。

图8A示出了根据一些实施例构建的光刻系统10的一部分的示意图。光刻系统10包括掩模台16以及腔室56，腔室56具有设计为容纳各种组件和部件的封闭空间。

在本实施例中，腔室56包括掩模库58以容纳各个掩模。掩模库58也能够容纳一个或多个清洗结构28，诸如设计为清洗掩模台16的清洗结构。如上所述，用于清洗掩模台16的清洗结构具有类似于掩模18的形状和尺寸，并能够容纳在掩模库58中。腔室56包括诸如机械手的掩模操纵器60，将其设计为固定和转移掩模。腔室56还包括配置为紧邻掩模库58和掩模操纵器60的清洗模块62。例如，将清洗模块62设计为清洗一个或多个掩模。

光刻系统10包括设计且配置为将掩模从光刻系统中转移入和转移出的装载锁64。光刻系统10可包括嵌入在装载锁64中或与装载锁64集成的另一个机械手以用于掩模（或掩模容器）转移。该机械手在大气环境中工作。

返回到清洗模块62。可以将清洗模块62设计成具有相应的清洗机构，诸如上述的那些中的其中一个，包括清洗材料层、辊和静电清洗结构。

在一个实施例中，可操作清洗模块62以在掩模被转移至用于光刻曝光工艺的掩模台16之前或从掩模台16转移出之后清洗掩模。

在另一个实施例中，在闲置期间，通过容纳在掩模库58中的清洗结构28或可选的清洗模块62对掩模台16进行清洗。在一个实例中，容纳在掩模库58中的清洗结构28用来清洗掩模台16。在进一步的实例中，清洗结构28转移至接近掩模台16或固定到掩模台16上。然后，通过清洗结构28实施清洗工艺以清洗掩模台16。将清洗结构28从掩模库58转移至掩模台16，然后，以类似于在掩模台和掩模库之间转移掩模的方式从掩模台16转移回至掩模库58。在各个实例中，可通过与掩模台16、掩模操纵器60或清洗模块62的操纵机构30相关的机械手转移清洗结构28。

图8B是根据一些其他实施例构建的部分光刻系统10的示意图。图8B中的光刻系统10包括机械手腔室56。机械手腔室56还包括掩模库58、掩模操纵器60，以及清洗模块62。

将掩模库58配置成容纳一个或多个掩模18和被设计用于清洗掩模台16的清洗结构66。清洗结构66具有掩模的形状和尺寸，使得其能够接近并额外地固定在掩模台16上以进行合适的清洗。此外，清洗结构66具有粘性机构，诸如图4A至图4C所示的一种。在一个实例中，清洗结构66包括通过具有粘性表面的清洗材料层覆盖的掩模衬底。相应地，可以在掩模库58中容纳一个或多个清洗结构66。

一个实施例描述了由清洗结构66清洗掩模台16的操作。在掩模台16的闲置期间，机械手68将清洗结构66从掩模库转移至掩模台16，类似于掩模从掩模库至掩模台的转移。在一个实例中，推动清洗结构66以与掩模台16相接触。通过类似于图4A至图4C所描述的过程清洗掩模台16。在另一个实施例中，清洗结构66以类似于固定掩模的方式固定在掩模台16上。在本实例中，掩模台16是静电卡盘，将其设计为通过静电力固定清洗结构66。通过掩模台16施加到清洗结构66的夹持力确保掩模台16和清洗结构66之间的适当接触。在清洗结构66被固定在掩模台16上期间，掩模台16上的粒子吸附在清洗结构66的粘性表面。之后，机械手68将清洗结构66从掩模台16处移开，掩模台16上的粒子吸附在清洗结构66的粘性表面，并从掩模台16去除和清洗掉。然后清洗结构66通过机械手68送回掩模库58。

将掩模操纵器60设计为转移掩模，诸如将掩模从装载锁转移至掩模库56。掩模操纵器60可以包括用于运动的机械手臂和持有掩模的部件。

将清洗模块62设计为清洗掩模。清洗模块62是图2中的清洗模块26的一个实例，并包括集成的清洗结构28和操纵机构30（诸如机械手）以实现对掩模18的清洗操作。在一个实施例中，清洗模块62还包括配置为用于掩模清洗的另一个掩模台69。在一个实施例中，通过机械手60将掩模18从掩模库58转移至清洗模块62的掩模台69。掩模18固定在清洗模块62的掩模台69上。然后，操纵机构30将清洗结构28移动至固定在掩模台69上的掩模18。清洗过程类似于上面描述的清洗机构中的一个，诸如图4A至图4C中描述的清洗过程。在清洗操作之后，可以通过机械手60将掩模18送回掩模库58。

图9是根据一些实施例构建的通过光刻系统10实施的包括掩模清洗的光刻曝光工艺的方法70的流程图。参考图8B、图9和其他相关附图描述了方法70。方法70的其他实施例可以包括更多或更少的操作。方法70包括将掩模18从外部环境转移至掩模容器的操作72，诸如图10的示意图中示出的双荚掩模容器90（dual pod mask container）。双荚掩模容器90包括配置为存储掩模18的内荚92和外荚94。

方法70包括将掩模18转移至光刻系统10的操作74。在本实施例中，操作74包括将容纳在掩模容器中的掩模18放置到光刻系统10的装载锁64内，并将掩模18转移至掩模库58。在操作期间，从掩模18去除外荚94和内荚92。在操作74之后，掩模18存储在掩模库58中。

方法70包括通过清洗模块26（诸如本实施例中的清洗模块62）清洗掩模18的操作76。在一个实例中，将掩模18从掩模库58转移出;通过清洗模块62清洗;之后转移回至掩模库58。在另一实例中，掩模18从掩模库58转移出;通过清洗模块62清洗;之后转移至掩模台16以用于光刻曝光工艺。在这种情况下，消除下面的操作78。

方法70可以包括将掩模18固定至掩模台16的操作78。例如，机械手60可以将掩模18从掩模库58转移至掩模台16;通过诸如静电力的合适的夹紧机构将掩模18固定在掩模台16上。

方法70包括由具有掩模18的光刻系统10实施光刻曝光工艺的操作80。光刻曝光工艺还可以包括掩模对准、覆盖检查和通过来自辐射源12的光（诸如EUV光）曝光。曝光涂布在目标物22（其固定在衬底台24上）上的光刻胶层以在光刻胶层上形成IC图案的潜在图案。

方法70包括通过清洗模块62清洗掩模18的操作82。在一个实例中，如图8B所示，当掩模18固定在掩模台69上时，清洗模块62对掩模18实施清洗工艺。在其他实施例中，可以根据各自的情况（包括污染水平和限定在掩模18上的IC图案的临界性）消除操作76和82中的一个。

方法70包括在操作82的清洗工艺之后的将掩模18转移回掩模库58的操作84。在各个实施例中，可以在工艺期间重复操作76至操作84以图案化各个目标物。在一个实例中，掩模18重复经历操作76至84以图案化多个半导体晶圆（这个实例中的一批晶圆）。在另一个实例中，第一掩模对第一批晶圆进行操作76至84;第二掩模经历操作76至84以图案化第二批晶圆等。

图11是根据一些其他实施例构建的实施清洗工艺的方法100的流程图。方法100开始于操作102，将掩模18存储在掩模容器中，诸如图10中的双荚掩模容器90。

方法100包括对掩模18实施掩模检查的操作104。在一个实施例中，掩模检查包括检查掩模18的正面和背面。掩模检查系统（诸如具有光散射机构的测量工具）用于检查掩模有无粒子。在一个实施例中，先前的检查数据可以用作参考。例如，将无缺陷掩模18的检查数据用作参考。检查数据和参考数据之间的比较将提供粒子信息，诸如粒子位置和尺寸。在一个实例中，将掩模容器中的掩模18装载到掩模检查系统，对其进行检查和卸载。

在操作106中，根据特定的标准评价检查结果，诸如与光刻系统相关的质量指标，该光刻系统用于利用掩模18实施光刻曝光工艺。提供与光刻系统相关的示例性质量指标以用于说明。该示例性质量指标包括：尺寸大于50微米的粒子数量是0;尺寸大于10微米的粒子数量小于35;以及尺寸大于3微米的粒子数量小于70。这里的数字以每个掩模进行计数。

如果检查的结果超出了质量指标，方法100进行到操作108，对掩模18实施清洗工艺。清洗工艺利用清洗模块26通过合适的机构（诸如图4A至图4C中所示的一种）去除粒子。此后，掩模18返回到操作104，检查另一掩模。在本实施例中，清洗模块26是独立模块，使得在掩模装载到光刻系统10之前实施清洗工艺。

在操作106中，当检查结果被评价为在质量指标中时，方法100进行到操作110，将掩模18放置回掩模容器中。通过实施方法100的各个操作，将降低了污染且确保了掩模质量的掩模18保持在的掩模容器中。

方法100还可以包括操作112，将掩模18装载到光刻系统并使用掩模18对一个或多个晶圆实施光刻曝光工艺。在本实施例中，光刻系统是诸如图1和图8所示的光刻系统10。在一个实例中，操作112包括将容纳在掩模容器中的掩模18放置在光刻系统10的装载锁64内，将掩模18转移至掩模台16内，并实施光刻曝光工艺以将掩模18的IC图案成像到涂布在半导体晶圆上的光刻胶层。在另一实例中，可以实施包括方法70中的操作74至84的过程以利用掩模18实施一个或多个曝光工艺。

图12是根据一些实施例构建的通过清洗结构66清洗掩模台16的方法120的流程图。参考图12、图8B和其他附图来描述方法120。方法120开始于操作122，在掩模库58中存储清洗结构66。方法120进行到操作124，将清洗结构66固定到掩模台16。操作124还包括在将清洗结构66固定在掩模台16上之前，将清洗结构66从掩模库58转移至掩模台16。方法120还包括操作126以通过清洗结构66清洗掩模台16。在清洗操作126期间，实施合适的压力和清洗持续时间。保持掩模台16和清洗结构66之间的压力以确保粒子接触并附着到清洗结构66的粘性表面。将清洗持续时间调整为足以使粒子附着到清洗结构66的粘性表面。方法120还可以包括将清洗结构66转移回掩模库58。

图13是根据一些其他实施例构建的通过清洗结构66清洗掩模台16的方法130的流程图。参考图13、图8B和其他附图来描述方法130。方法130开始于操作132，将清洗结构66存储在掩模库58中。方法130进行到操作134，将清洗结构66从掩模库58转移至掩模台16。方法130还包括操作136以通过清洗结构66清洗掩模台16。在一个实施例中，对清洗结构66施加合适的压力，以确保掩模台16和清洗结构66之间的接触。在另一个实施例中，清洗结构66利用静电机构进行清洗，清洗结构66接近掩模台16，但可以不与掩模台16直接接触。方法130还可以包括将清洗结构66转移回掩模库58。

在各个实施例中描述了具有嵌入式清洗模块的光刻系统和利用光刻系统以清洗掩模和/或掩模台的方法。清洗模块包括清洗结构和操纵机构以操作清洗结构进行清洗。在一个实施例中，清洗模块提供了操作粘性表面以接触掩模（或掩模台）的表面的吸附机构，从而从掩模（或掩模台）吸附纳米粒子或宏观粒子的。在另一个实施例中，清洗模块包括电流驱动的静电机构以清洗掩模（或掩模台）。在又一个实施例中，清洗结构包括附接有清洗材料层的掩模衬底（可选地为形状和尺寸类似于掩模的板），从而可以如处理掩模一样适当地操作清洗结构以清洗掩模台。

在不背离本发明的情况下可以出现其他实施例或可选的实施例。在一个实施例中，光刻系统10包括嵌入在光刻系统中的两个或多个清洗模块：设计为清洗掩模的第一清洗模块和设计为清洗光刻系统的掩模台的第二清洗模块。在进一步的实施例中，第一清洗模块包括：第一清洗结构及固定和操作第一清洗结构的操纵机构。第二清洗模块包括：第二清洗结构，该第二清洗结构还包括载体衬底和附接至载体衬底的吸附材料层。此外，载体衬底具有掩模的形状和尺寸，从而使清洗结构能够接近掩模台或固定在掩模台上以进行清洗操作。在另一个实施例中，清洗模块26可选地可以是独立的，诸如图11的方法100中使用的清洗模块。

各种优点可存在于本发明的一个或多个不同实施例中。在各个实施例中，优点包括成本低、掩模正面无图案损害、有效地去除粒子、操作简单、嵌入在扫描仪中、相比于其他传统方法具有良好的去除纳米级粒子的能力。相比于湿清洗工艺，这种方法使得能够精确控制掩模上的清洗位点，因此，可避免不必要的清洗位点（像具有图案的正面）以消除损害。此外，利用粘性表面的优化修改可以尽可能有效地调节清洗结构和清洗方法。

因此，在一些实施例中，本发明提供了一种光刻系统。该光刻系统包括：配置为使用固定在掩模台上的掩模实施光刻曝光工艺的曝光模块；以及集成在曝光模块中并且设计为使用吸附机构清洗掩模和掩模台中的至少一个的清洗模块。

在其他实施例中，本发明提供了一种光刻系统。该光刻系统包括：设计为实施光刻曝光工艺并且配置在保持在真空环境中的封闭腔室中的曝光模块；以及与曝光模块集成的清洗模块。清洗模块包括具有吸附机构以去除颗粒的清洗结构和设计为固定和转移清洗结构的操纵机构。

本发明提供了一种方法，该方法包括：将掩模装载至设计为实施光刻曝光工艺的光刻系统内，该光刻系统嵌入有具有吸附机构的清洗模块；将掩模固定至掩模台；通过光刻系统使用掩模对半导体晶圆实施光刻曝光工艺；以及通过清洗模块清洗掩模。

上面概述了多个实施例的特征，使得本领域普通技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域普通技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或修改其他用于与本文所介绍的实施例执行相同的目的和/或实现相同优点的工艺和结构。本领域普通技术人员还应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，他们可以对本发明作出多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种光刻系统，包括：

曝光模块，配置为使用固定在掩模台上的掩模实施光刻曝光工艺；以及

清洗模块，集成在所述曝光模块中，并且所述清洗模块被设计成使用吸附机构清洗所述掩模和所述掩模台中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的光刻系统，其中，所述清洗模块包括：具有所述吸附机构的清洗结构和设计为固定并操作所述清洗结构的操纵机构。

3.根据权利要求2所述的光刻系统，其中，所述清洗结构包括载体衬底和附接至所述载体衬底的吸附对象。

4.根据权利要求3所述的光刻系统，其中，所述载体衬底是具有所述掩模的形状和尺寸的掩模衬底。

5.根据权利要求3所述的光刻系统，其中，所述吸附对象包括具有非极性链和极性化合物的材料。

6.根据权利要求3所述的光刻系统，其中，所述吸附对象包括选自由胶带、多糖、具有-OH键和高化学极性的聚乙烯醇（PVA）、以及具有表面活性剂的天然乳胶组成的组中的粘性材料。

7.根据权利要求2所述的光刻系统，其中，所述清洗结构包括电流驱动的静电机构以产生用于吸附粒子的静电力。

8.根据权利要求2所述的光刻系统，其中，所述清洗结构包括具有粘性表面且设计为在将要清洗的表面上滚动的辊。

9.一种光刻系统，包括：

曝光模块，设计为实施光刻曝光工艺，并且所述曝光模块被配置在保持在真空环境中的封闭腔室中；以及

清洗模块，与所述曝光模块集成，其中，所述清洗模块包括具有吸附机构以去除粒子的清洗结构和设计为固定并转移所述清洗结构的操纵机构。

10.一种方法，包括：

将掩模装载至设计为实施光刻曝光工艺的光刻系统内，所述光刻系统嵌入有具有吸附机构的清洗模块；

将所述掩模固定至掩模台；

通过所述光刻系统使用所述掩模对半导体晶圆实施光刻曝光工艺；以及

通过所述清洗模块清洗所述掩模。