CN111971623A - 清洁装置和清洁方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理生产衬底的设备的清洁装置，所述清洁装置包括：实体，具有与所述生产衬底相似或相同的尺寸，使得所述清洁装置与所述设备兼容，所述主体具有第一主表面和朝向与第一主表面相反的方向的第二主表面；所述主体内的腔室，被配置用以容纳污染物；从所述第一主表面到所述腔室的入口，被配置成允许通过流体流将污染物抽吸入所述腔室；以及从所述腔室到所述第二主表面的出口，所述清洁装置被配置成允许流体离开所述腔室，但阻止污染物离开所述腔室。

Description

清洁装置和清洁方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月16提交的EP 18167435.9的优先权，并且通过引用全文并入本申请中。

技术领域

本发明涉及一种例如用于光刻设备、量测设备或过程设备中的清洁装置和清洁方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需的图案应用到衬底上(通常在衬底的目标部分上)的机器。例如，光刻设备可用于集成电路(IC)的制造。在该实例中，可使用替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置来生成待形成于IC的单个层上的电路图案。此图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个或若干个管芯)。图案的转印通常是经由成像到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。一般而言，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网络。

浸没技术已被引入光刻系统内以使得能实现较小特征的有所改善的分辨率。在浸没光刻设备中，具有相对高折射率的液体的液体层被插入到介于设备的投影系统(通过该投影系统，经图案化的光束被朝向衬底投影)与衬底之间的空间中。液体最终覆盖位于投影系统最终透镜元件下的晶片的部分。因而，至少所述衬底的经受曝光的部分被浸没于所述液体中。浸没液体的效果是能够成像较小的特征，因为曝光辐射在液体中的波长比在气体中更短。(液体的效果也可以被视为增加了系统的有效数值孔径(NA)以及还增加了聚焦深度。)

在商业浸没光刻中，液体是水。通常，水是高纯度的蒸馏水，诸如半导体制造厂通常使用的超纯水(UPW)。在浸没系统中，UPW通常被净化，并且在作为浸没液体供应到浸没空间之前，它可能经历附加的处理步骤。除了可以将水用作浸没液体之外，还可以使用具有高折射率的其他液体，例如：碳氢化合物，诸如氟代烃；和/或水溶液。此外，除液体外，还设想了其他液体用于浸没光刻中。

在本说明书中，将在描述中提及局部浸没，其中浸没液体在使用中被局限于最终透镜元件与面向最终元件的表面之间的空间。所述面向表面是与所述衬底表面共面的衬底的表面或支撑台(或衬底台)的表面。(应注意，除非另有明确说明，否则以下文本中对衬底W表面的提及也指衬底台的表面的补充或替代，反之亦然)。存在于投影系统与平台之间的流体处理结构用于将浸没局限于浸没空间。由液体填充的空间在平面上比所述衬底的顶表面更小，并且当所述衬底和衬底台在下方移动时该空间相对于投影系统保持基本上静止。

流体处理结构是一种向浸没空间供应液体、从空间中除去液体且由此将液体限制于浸没空间的结构。其包括作为流体供应系统的一部分的特征。在PCT专利申请公开号WO99/49504中所披露的布置是一种早期流体处理结构，其包括从空间供应或回收液体的管道，并且其根据在投影系统下方的平台的相对运动而操作。在流体处理结构的最近设计中，沿着介于投影系统的最终元件与衬底台60或衬底W之间的空间的边界的至少一部分延伸，以便部分地限定空间。

光刻设备是一种复杂的设备，并且它的大多数关键部件必须在极其受控的环境下操作，具有与针对洁净室的标准相比更高的污染规格。如果必须开启仪器用于进行维护或检查，则在仪器恢复运行之前，可能需要进行诸如净化/去污和启动之类耗时的过程。希望尽可能最小化设备的任何停机时间，因为这降低了设备的生产率并且增加了拥有成本。

发明内容

例如，期望提供装置或手段以便能够以最少的停机时间清洁设备的关键部件。

根据一方面，提供一种用于处理生产衬底的设备的清洁装置，所述清洁装置包括：

主体，具有与所述生产衬底相似的尺寸，使得所述清洁装置与所述设备兼容，所述主体具有第一主表面和朝向与第一主表面相反的方向的第二主表面；

所述主体内的腔室，被配置用以容纳污染物；

入口，从所述第一主表面到所述腔室，并且被配置成允许通过流体流将污染物抽吸入所述腔室；以及

从所述腔室到所述第二主表面的出口，所述清洁装置被配置成允许流体离开所述腔室，但阻止污染物离开所述腔室。

根据一方面，提供了一种清洁用于处理生产衬底的设备的方法，所述方法包括：

将根据前述权利要求中任一项所述的清洁装置加载到设备的衬底保持器上，清洁装置200的所述第二主表面邻近所述衬底保持器；

移动其上具有清洁装置200的所述衬底保持器，使得所述清洁装置的入口邻近待清洁的设备的部件的部分；以及

操作真空源以在所述清洁装置与所述衬底保持器之间产生欠压，从而使流体被抽吸通过入口、腔室和出口。

根据一方面，提供了一种包括代码的计算机程序，所述代码用于，当由用于处理生产衬底的设备的控制系统执行时，引起用于处理生产衬底的所述设备执行如上所描述的方法。

附图说明

现在将仅以示例的方式参照所附的示意图来描述本发明的实施例，附图中相应的参考符号指示相应的部分，并且附图中：

图1示意性地描绘了光刻设备；

图2示意性地描绘了用于光刻投影设备的浸没液体限制结构；

图3是示意性地描述了根据实施例的另一个浸没液体供应系统的侧视截面图；

图4描绘了用于光刻投影设备的浸没液体限制结构的一部分的底侧；

图5以部分横截面描绘了在操作时的根据本发明的实施例的清洁装置200；

图6以较大的比例描绘了图5的清洁装置200；

图7以平面图描绘了图5的清洁装置200；

图8以部分横截面描绘了根据本发明的另一实施例的清洁装置200；

图9以部分横截面描绘了根据本发明的另一实施例的清洁装置200；

图10以部分横截面描绘了在操作时的根据本发明的另一实施例的清洁装置200；以及

图11是根据本发明实施例的清洁方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性地描绘了可在其中使用本发明的实施例的光刻设备LT。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，其被配置成调节辐射束B(例如紫外线辐射或任何其他合适的辐射)；掩模支撑结构(例如掩模台)MT，其被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并且连接到第一定位装置PM，所述第一定位装置被配置成根据某些参数准确地定位所述图案形成装置。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)60或“衬底支撑件”，其被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W且连接至第二定位装置PW，所述第二定位装置被配置成根据某些参数准确地定位所述衬底。所述设备还包括投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置成将通过图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)。

照射系统可包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件，或其任何组合，以用于引导、成形或控制辐射。

掩模支撑结构支撑所述图案形成装置，即承载所述图案形成装置的重量。它以取决于图案形成装置的定向、光刻设备的设计、以及诸如例如图案形成装置是否被保持在真空环境中之类的其它条件的方式来保持图案形成装置。所述掩模支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持图案形成装置。掩模支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要固定或移动。掩模支撑结构可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于所需的位置处。本文中术语“掩模”或“掩模版”的任何使用可被视为与更一般的术语“图案形成装置”同义。

本文使用的术语“图案形成装置”应广义地解释为指可用于在辐射束的横截面上向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中创建图案的任何装置。应当注意，例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特性，则赋予辐射束的图案可能不确切地对应于衬底的目标部分中的所需图案。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分(诸如集成电路)中所创建的装置中的特定功能层。

图案形成装置可以是透射的或反射的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二元、交替相移、衰减相移的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可被个别地倾斜以反射沿不同方向的入射辐射束。倾斜的反射镜将图案赋予由反射镜矩阵反射的辐射束中。

本文中使用的术语“投影系统”应广义地解释为涵盖适合用于所使用的曝光辐射或用于其它因素(诸如浸没液体的使用或真空的使用)的任何类型的投影系统，包括折射式、反射式、折射反射式、磁性、电磁和静电光学系统，或其任何组合。本文中术语“投影透镜”的任何使用可被视为与更一般的术语“投影系统”同义。

如这里所描绘的，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，采用如上所提及类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或者在一个或更多个台或支撑件正在用于曝光时，可以在一个或更多个台或支撑件上执行准备步骤。

光刻设备也可以是这样的类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充介于投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可应用于光刻设备中(例如，在掩模与投影系统之间)的其它空间。浸没技术可以用来增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须被浸没在液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。

参见图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当源是准分子激光器时，所述源和所述光刻设备可以是单独的实体。在这种情况下，所述源不被视为形成所述光刻设备的一部分，并且辐射束借助于束递送系统BD(例如，包括合适的导向反射镜和/或扩束器)从所述SO源传送到照射器IL。在其他情况下，例如当所述源是汞灯时，所述源可以是所述光刻设备的组成部分。所述源SO和所述照射器IL以及束递送系统BD(若需要)可被称为辐射系统。

照射器IL可以包括调节器AD，其被配置成调节辐射束的角强度分布。通常，至少可以调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。此外，照射器IL可包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可用于调节辐射束，以在其横截面上具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射到图案形成装置(例如，掩模MA)，所述图案形成装置被保持在掩模支撑结构(例如掩模台MT)上，并且由图案形成装置图案化。在已穿越所述掩模MA的情况下，辐射束B传递穿过所述投影系统PS，所述投影系统将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于所述第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉装置、线性编码器或电容式传感器)，则衬底台60可以被准确地移动，例如，以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位装置PM和另一位置传感器(图1中未明确地描绘)可用于相对于辐射束B的路径准确地定位掩模MA，例如在从掩模库中进行机械的获取之后或在扫描期间。通常，可以借助于形成第一定位装置PM的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现掩模台MT的移动。类似地，可使用形成第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台60或“衬底支撑件”的移动。在步进器(与扫描器相对照)的情况下，掩模台MT可仅连接至短行程致动器，或可以是固定的。可使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管如图所示的衬底对准标记占据了专用的目标部分，但是它们可以位于介于目标部分之间的空间中(这些被称为划道对准标记)。类似地，在掩模MA上设置有多个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。

控制器500控制所述光刻设备的总体操作，并且特别地，执行下面进一步描述的操作过程。控制器500可以具体为经适当地编程的通用计算机，其包括中央处理单元、易失性和非易失性存储构件、一个或更多个输入和输出装置(诸如键盘和屏幕)、通往光刻设备的各个部分的一个或更多个接口、以及一个或更多个网络连接。将认识到，控制计算机与光刻设备之间的一对一的关系不是必需的。一台计算机能够控制多个光刻设备。多台联网的计算机能够用于控制一个光刻设备。控制器500还可以被配置成控制在光刻元或光刻簇中的一个或更多个相关联的过程装置和衬底输送装置，所述光刻设备形成光刻元或光刻簇的一部分。控制器500也可以被配置成从属于光刻元或光刻簇的管理控制系统和/或晶片厂的总体控制系统。

用于在投影系统PS的最终透镜元件100与所述衬底之间提供液体的布置可分类为三个一般类别。这些类别是浴器式布置，所谓的局部浸没系统和全湿浸没系统。本发明特别地涉及局部浸没系统。

在已针对局部浸没系统提出的布置中，液体限制结构12沿着投影系统PS的最终透镜元件与平台或台的面向投影系统的所述面向表面之间的浸没空间的边界的至少一部分延伸。由于台在使用期间是移动的并且很少是静止的，所以台的所述面向表面被如此提及。通常，所述台的所述面向表面是衬底W、围绕所述衬底的衬底台60或两者的表面。这种布置如图2所示。图2中所图示以及下文所描述的布置可被应用于如上描述和图1所示的光刻设备。

图2示意性地描述了液体限制结构12。液体限制结构12沿着投影系统PS的最终透镜元件100与衬底台60或衬底W之间的浸没空间10的边界的至少一部分延伸。在一个实施例中，在液体限制结构12与衬底W/衬底台60的表面之间形成密封。该密封可以是非接触式密封，诸如气体密封或液体密封和液体到浸没空间10。在欧洲专利申请公开号EP-A-1420298中披露了具有气体密封的系统的示例。液体通过液体入口13带入浸没空间10内。液体可通过液体出口13而被移除。

美国专利申请公开号US 2004-0207824。其他液体限制系统12可与本发明一起使用。

图2和图3示出了在限制结构12的变型中可能存在的不同特征。除非不同地描述，否则这些设计可以与图2共享一些相同的特性。如图所示或根据需要，可单独或组合选择本文所描述的特征。

图2示出了围绕最终透镜元件的底表面的限制结构12。最终透镜元件100具有倒截头圆锥形状30。所述截头圆锥形状具有平坦的底表面和圆锥形表面。所述截头圆锥形状从平坦表面突出并且具有底部平坦表面。所述底部平坦表面是投影束可以穿过的最终透镜元件的底表面的光学活性部分。所述限制结构环绕所述截头圆锥形状的至少部分。所述限制结构具有朝向所述截头圆锥形状的圆锥形表面的内表面。所述内表面与所述圆锥形表面具有互补形状。所述限制结构的顶表面基本上是平面的。所述限制结构可以围绕所述最终透镜元件的截头圆锥形状而装配。所述液体限制结构的底表面基本上是平面的，并且在使用中，所述底表面可以与台和/或晶片的面向表面平行。所述底表面与所述面向表面之间的距离可以在30至500微米的范围内，理想地在80至200微米的范围内。

与所述最终透镜元件相比，所述限制结构延伸更靠近于所述晶片和晶片台的面向表面。因此，在限制结构的内表面、截头圆锥部分的平坦表面以及所述面向表面之间限定了空间10。在使用期间，所述空间被填充有液体。液体填充介于透镜与限制结构之间的互补表面之间的缓冲空间的至少一部分，在一个实施例中，互补内表面与圆锥形表面之间的空间的至少一部分。

液体通过形成于所述液体限制结构的表面中的开口而被供应到所述空间。可通过所述液体限制结构的内表面中的供应开口20供应液体。替代地或附加地，从形成于所述限制结构12的下表面中的下供应开口23供应液体。所述下供应开口可以围绕所述投影束的路径，并且其可以由阵列中的一系列开口而形成。供应液体以填充所述空间10，使得通过投影系统下的空间的流动是层流的。来自所述液体限制结构下的开口23的液体的供应附加地防止气泡进入空间。这种液体的供应充当液体密封。

可从形成于所述内表面中的回收开口21回收液体。通过所述回收开口回收液体可能是通过施加欠压；通过所述开口21的回收是由于液体流经所述空间的速度；或者回收可能是两者的结果。当从平面图观看，所述回收开口21可以位于供应开口20的相对侧。另外地或替代地，可通过位于所述液体限制结构12的顶表面上的溢流开口24而回收液体。

另外地或替代地，可通过底部回收开口25、32从液体限制结构下方回收液体。底部回收开口可用于将液体弯液面保持(或“钉扎”)至所述液体限制结构。所述弯液面形成于液体限制结构与面向表面之间，并且充当液体空间与气态外部环境之间的边界。底部回收开口25可以是多孔板25，其可以回收单相流体的液体。底部回收开口可以是一系列的钉扎开口32，通过这些钉扎开口可以回收液体。钉扎开口可以回收两相流体形式的液体。

任选地，气刀开口26相对于所述液体限制结构的内表面是径向向外的。可通过气刀开口以高速供应气体，以帮助将所述浸没液体限制在空间中。供应的气体可以被加湿，并且其可能包含二氧化碳。供应的气体可以主要由二氧化碳和水蒸汽组成。用于回收通过气刀供应的气体的气体回收开口18在气刀开口的径向向外。

图3中所示的与图2共同的特征共用相同的附图标记。限制结构12具有内表面，该内表面与最终透镜元件100的截头圆锥形状的圆锥形表面互补。所述限制结构的下表面比截头圆锥形状的底部平坦表面更接近于所述面向表面。

液体通过形成于所述限制结构的内表面中的供应开口而被供应至空间。供应开口34定位成朝向内表面的底部，可能位于截头圆锥形状的底表面之下。供应开口位于所述内表面上，围绕投影束的路径而间隔开。

通过所述液体限制结构12的下表面中的回收开口25从空间10回收液体。当所述面向表面在所述限制结构下移动时，弯液面33可沿与所述面向表面的移动相同的方向在回收开口25的表面之上迁移。回收开口可由多孔构件形成。液体可以以单相形式被回收。在一个实施例中，以两相流体形式回收液体。两相流体在液体限制结构12内的腔室35中被接收，在那里它被分离为液体和气体。液体和气体通过单独的通道36、38从腔室35回收。

限制结构的下表面的内周缘39延伸到远离所述内表面的空间中以形成板40。所述内周缘形成一个小孔，其尺寸可与投影束的形状和尺寸相匹配。该板可以用来隔离其两侧的液体。供应的液体朝向所述孔向内流动，通过内孔且然后在该板下沿径向向外流向周围的回收开口25。

在一个实施例中，限制结构可以分为两部分：内部部件12a和外部部件12b。为了方便起见，图3的右侧部分示出了这种布置。这两个部分可以相对于彼此在与所述面向表面平行的平面上移动。内部部件可以具有供应开口34，并且其可以具有溢流回收装置24。外部部件12b可具有板40和回收开口25。内部部件可具有用于回收在该两个部件之间流动的液体的中间回收装置42。

各种类型的污染能够不利地影响到光刻设备中的流体处理系统的性能。尽管光刻设备的环境被保持在非常低的污染水平并且浸没的液体(例如水)是非常纯净的，但是流体处理系统的微粒污染的可能性不能完全根除。在流体处理系统内的关键部位处即使存在微小的污染物也会降低其效果。

例如，在液体限制结构12的下表面上(例如粘附到液体限制结构12的下表面)存在纤维可以增加缺陷率，并且可能有助于生产率的降低。在曝光期间，邻近或超过吸水孔口的纤维的存在会导致生产衬底上额外的水分损失。而且，部分或完全堵塞气体出口形成了用于限制浸没液体的气体密封的一部分，会导致生产衬底上的水分损失。生产衬底上的水分损失会导致经曝光图案中的缺陷。缺陷可能是通过由于蒸发的液滴在抗蚀剂上产生水印而形成的。在不同的机制中，在受限的浸没液体的弯液面33与留在衬底上的液滴之间的碰撞可产生气泡。气泡可能在浸没空间中行进以干扰投影束的路径。

如果已经检测到(例如，使用检查衬底)或推断出(例如，根据由于在经曝光图案中的缺陷的数量的增加而导致的产率下降)所述光刻设备中的污染物的存在，则需待清洁所述光刻设备的相关部件。常规地，通过打开光刻设备并且移除或拆卸其他部件来实现的，以便能够接近待清洁的部件来完成。然后，通常手动地清洁相关部件。这一过程非常耗时，并且存在污染的风险，因为在光刻设备向洁净室敞开时可能会有另外的污染物进入光刻设备，并且迁移到敏感部件。因此，打开光刻设备以执行清洁操作可能导致需要执行一系列清洁操作，从而导致大量的停机时间。

图4描绘了光刻设备中液体限制结构12的下侧。所述液体限制结构12的下侧(即在光刻设备的操作期间面向衬底W的表面)具备通常平行的若干行的孔。所布置的行通常可以围绕所述浸没空间同心地布置。如参考图2和图3所描述的，它们可用于帮助将浸没液体限制于浸没空间11。这些孔可以(以非限制的清单的方式)包括气体密封孔151、液体提取孔121和液体供应孔122。

当操作时，气体密封孔151以高压供应气体，以便在液体限制结构12和衬底W之间形成高压区。高压区用于将浸没液体限制于浸没空间11，并且被称为气体密封。液体提取孔121连接到低压源，并且在使用中提取单相或两相流体的形式的气体和/或浸没液体。液体提取孔121可充当弯液面钉扎特征。液体供应孔122向浸没空间供应液体，例如，用以补充通过液体提取孔121所移除的液体。

液体限制结构12的总宽度a可以是4至40mm量级更大。所描述的各种孔可以具有不同的尺寸，例如大约10μm到1mm。因此，小的污染物颗粒可以容易阻塞或扰动任何孔周围的流动。如果污染物是纤维，则单根纤维可能会堵塞沿一行开口的一个或更多个开口。

图5描绘了根据本发明的实施例的清洁装置200。

清洁装置200呈晶片的形式，该晶片可被装载到光刻设备LT中，就好像它是待曝光的生产衬底。清洁装置200能够与生产衬底互换。清洁装置200与光刻设备兼容，因为其尺寸与生产衬底的尺寸相似或相同。清洁装置200被配置成清洁所述光刻设备的部件或部件的一部分。

在清洁期间，清洁装置200邻近或接近所述部件。该部件可以是诸如液体限制系统之类的光刻设备的功能子系统或功能子系统的一部分。根据本发明的实施例的清洁装置200特别适用于清洁液体限制系统，尤其是液体限制结构。液体限制结构的可使用清洁装置200清洁的一个特征是液体限制结构的下表面。可以使用本发明的清洁装置200来清洁所述下表面中存在的特征，诸如用于液体和气体通过的开口。该清洁装置还可用于清洁用于测量衬底台WT的位置和/或位移的栅格板和诸如水平传感器之类的传感器。

清洁装置200包括可被装载入光刻设备并且由光刻设备运输的主体。主体可由与生产衬底相同的材料制成。主体可以具有类似于或基本上与生产衬底相同的尺寸。因此，清洁装置200可以用与生产衬底相同的方式加载到光刻设备中并且由光刻设备处理。主体200可以是硅片，例如直径为300mm或450mm。

嵌入在主体中的是清洁单元210。清洁单元210包括清洁装置200的主体中的腔室201，该腔室经由开口202与清洁装置200上方的空间成流体连通。腔室201还经由过滤器203与清洁装置200下方的空间成流体连通。

开口202足够大，以允许可附着至待清洁物体(例如液体限制结构12)的污染物颗粒50进入腔室201。开口202的横截面可以是任何方便的形状，例如圆形、方形、细长。圆形开口便于制造。开口202的整个深度可能具有恒定的横截面，但这不是必需的。开口202可具有从约100μm至约500μm、期望地约200μm至约250μm范围内的直径或宽度。

过滤器203被配置成通过阻止已进入腔室201的污染物51离开腔室201来截留污染物51。过滤器203可包括配置成截留污染物的比待截留的污染物更小的多个小开口、多个蜿蜒的路径或大量纤维材料。

如图5所描绘，当清洁装置200放置在衬底保持器WH上时，清洁装置下方的空间(即清洁装置200与衬底保持器WH之间)中的欠压导致从清洁装置上方的空间(即清洁装置与待清洁的物体之间)流过开口202、腔室201和过滤器203的气流60。清洁装置下方空间中的欠压可由真空源产生，该真空源通常用于产生夹紧力以将生产衬底保持在衬底保持器上。

在一些实施例中，出于本发明的目的，正常的夹紧欠压可产生足够的气流。在其他情况下，可能需要较高的气体流量，在这种情况下，真空源能够以较高的速率运行以降低清洁装置下方的压力。在某些情况下，或者如果使用静电夹具以将生产衬底保持在衬底保持器上，则可以提供附加的真空源。

进入腔室201内的气流60夹带接近于所述开口202(例如附着至待清洁物体)的污染物50，并且将它们抽吸入腔室201。污染物50必须以何种程度接近于开口202以便被吸入腔室201，这取决于许多因素，包括例如：清洁装置下方的欠压的大小；通过腔室201的流动阻力；污染物的尺寸；以及污染物与待清洁物体之间的粘附强度。然而，由于衬底台WT能够极其精确地定位，所以清洁装置可以非常靠近于待清洁的物体定位，从而在清洁装置和待清洁物体之间的间隙中产生高气体流速。如此高的气体流速可以为清洁装置提供大的有效清洗范围。

在某些情况下，波动的气流可以辅助清除待清洁物体上的污染物。通过改变真空源的功率可以产生波动的气流。替代地或者另外地，可以通过使所述衬底保持器在X、Y和Z方向的任意一个方向上往复运动来产生波动的气流。

为了从待清洁物体的较大区域移除污染物，可相对于待清洁物体扫描保持所述清洁装置200的衬底台，如图6所示。

清洁装置200可以具备多个清洁单元，以使得能够同时清洁物体的多个区域。清洁单元可包括与单个腔室201成流体连通的多个开口202。

在清洁过程已完成之后，使用常规的衬底处理系统将清洁装置从光刻设备卸载。一旦从光刻设备移除，则积累在腔室中的污染物可以被移除，例如通过使气体反向流过清洁装置。然后可以对污染物进行分析以帮助制定预防措施，减少未来的污染。然而，由于在清洁过程中所回收的污染物的量预期是非常小的，因此可以多次使用清洁装置而不移除已经在腔室201中收集的污染物。由于清洁装置是被动的，制造成本低并且不含任何有害物质，所以在使用后可被丢弃。

理想地，与由所述光刻设备能够接受的情况相比，清洁装置200的各种部件不会更多地突出于主体的任一主表面之外例如至多20微米或理想地更少。在清洁装置200的一个或更多个部件没有与主体200的外表面完全齐平的情况下，则可以将附加的平坦化层(例如涂层)设置于相应的外表面，以确保相关表面匹配光刻设备要求的平面度规范。

在本发明的实施例中，清洁装置200具备多个清洁单元以便能够更快地清洁所述物体。清洁装置200上的清洁单元的布置可以被优化为待清洁的物体的形状的至少一部分，以便最有效地清洁它。如果清洁单元形成与物体的形状相匹配的图案，则可以最有效地执行物体的清洁。如果由形成于清洁装置200上的清洁单元所形成的图案对应于物体的形状的一部分，则在物体的清洁完成之前将会执行一定数目的清洁步骤。

例如，在用以对液体限制结构12的整个下表面进行清洁的清洁装置200的实施例中，其中所述清洁装置200具有相对于所述装置的x和y轴以45°定向的正方形框架的平面形状，则可以使用如图7所示的清洁单元210的布置。这种布置包括三个清洁单元210，每个清洁单元210的清洁范围的尺寸至少等于液体限制结构12的一侧的宽度，或者更具体地，或者在替代方案中，在液体限制结构12的下侧上形成图案的一行开口的宽度。每个清洁单元210包括多个开口202，例如9个，它们呈十字形布置，并且十字形的臂被定向成平行和垂直于液体限制结构12的正方形框架的各侧边。每个清洁单元中的开口202与一个或更多个腔室201相连通。

清洁单元210-1、210-2和210-3以与所述液体限制结构一侧的长度相等的距离b而间隔开。长度‘b’可以更具体地，或者在替代情况下，是所述液体限制结构12两侧的中心之间的间隔。在使用中，清洁装置200在光刻设备中定向成使得清洁单元中的两个(例如210-1、210-2)可以位于具有由液体限制结构12的下表面中的开口的多行所形成的形状的一对毗邻的拐角部下方。因而，联结两个清洁单元(例如210-1和210-2)的虚线平行于液体限制结构12的一侧边(例如第一侧边)。

在清洁装置200相对于光刻设备的相同取向上，另一对清洁单元(例如210-2、210-3)可位于具有由液体限制结构12的下表面上的开口的多行所形成的形状的另一对毗邻的拐角部下方。因而，联结另两个清洁单元(例如成像器件210-2和210-3)的虚线平行于液体限制结构12的另一侧边(例如第二侧边)。第一侧边和第二侧边可以是具有液体限制结构12的下表面中的形状的毗邻侧边。

利用这样的布置和该形状的液体限制结构，可以利用清洁装置200相对于液体限制结构12的一个移动来同时地扫描液体限制结构12的两个相对侧。然后，可以利用清洁装置200相对于液体限制结构12的单次另外的扫描来清洁液体限制结构12的另两个相对的侧边。

附加的清洁单元210-n可位于清洁装置200上。附加的清洁单元210-n可沿与液体限制结构12的侧边平行的虚线，被间隔开等于距离b的分数的距离。具有附加的清洁单元210-n可以允许在较短的扫描过程中清洁所述液体限制结构12的整侧。

图7还描绘了液体限制结构12的下表面的特征：气体开口151的线性阵列，和液体供应开口122的线性阵列。虽然明确描述了液体限制结构的这些特征，但它们旨在对应于待清洁物体的表面上存在的任何特征，诸如开口。

清洁装置的另一实施例如图8所描绘。图8的清洁装置200a与图5的清洁装置200相同，如下所描述。为了简洁起见，公共部分没有再次加以描述。清洁装置200a在开口202附近具有自其上表面的一个或更多个清洁突出部204。清洁突出部204可以通过相对于待清洁的物体对清洁装置进行扫描，来辅助将污染物从待清洁的物体除去。清洁突出部204理想地由柔软的(例如回弹性的)材料形成，从而使得它们将不会损坏待清洁的物体。合适的材料包括硅胶、含氟弹性体、和全氟弹性体。在某些情况下，有可能将清洁装置以足够的精度相对于待清洁物体进行定位，使得清洁突出部不接触待清洁的物体，但仍然足够靠近以清除附着在物体表面的污染物。

清洁突出部204还可以被配置成引导开口202附近的气流，以增强污染物的移除。在具有多个清洗单元的清洁装置中，并非所有的清洗单元都需要具备清洁突出部。利用这样的布置，可以首先使用不具有突出部的清洁装置，并且只有在必要时才使用带有突出部的清洁装置，以移除强力地附着的污染物。以这种方式，最小化了清洁突出部对所述待清洁物体造成损坏的风险。

清洁装置的另一实施例如图9所描绘。图9的清洁装置300与图5的清洁装置200相同，如下所描述。为了简洁起见，公共部分没有再次加以描述。清洁装置300被设置有密封构件301，其形成自清洁装置300的顶表面的突出环形部。密封构件301形成污染物收集腔室，其在上侧处是敞开的。密封构件301由诸如硅胶、含氟弹性体、和全氟弹性体之类的耐腐蚀材料形成。出口303创建了从污染物收集腔室到清洁装置300的下表面的气流路径，并且被设置有过滤器302。密封构件301被定位成围绕待清洁的物体中的孔，例如提取开口121。

在使用中，清洁装置330抵靠着待清洁的物体放置，使得通过孔121和清洁装置300的气流带走孔121的任何污染物，并且将污染物带到由密封构件301所限定的腔室。此实施例特别有效地移除待清洁物体中的孔中的污染物，而不是在其表面上的污染物。虽然被示出为具有杯的形式，但是密封构件301可以是简单的环，其中腔室的底部由清洁装置300的主体形成。

清洁装置的另一实施例如图10所描绘。图9的清洁装置400与图5的清洁装置200相同，如下所描述。为了简洁起见，公共部分没有再次加以描述。清洁装置400具备由主体中的通孔401和部分地填充所述通孔401的过滤器402形成的清洁单元。在穿过通孔401的气流中所夹带的污染物被捕获于过滤器402中。选择所述过滤器402以控制通过所述通孔的气体的流动的流速。理想情况下，所述过滤器由真空兼容的材料制成，即具有最小程度的脱气，并且不是颗粒源以最小化过滤器本身将污染物引入设备的风险。

图11描绘了一种在不敞开光刻设备的情况下，使用清洁设备200来清洁所述光刻设备的、诸如液体限制系统的内部功能子系统的方法。因此，用于清洗所需的停机时间大大减少，并且避免了进一步污染的风险。清洁装置(例如，清洁装置200)以与装载涂覆有抗蚀剂的衬底(或生产衬底)用于进行曝光完全相同的方式而被装载S1到光刻设备中。例如，由衬底处理器将清洁装置200放置到衬底台60上。对真空源被激活S2，以将清洁装置夹持到衬底台60。

一旦被装载进入光刻设备中并且被放置在衬底台60上，清洁设备200可经受某些资格预审步骤，例如平坦度测量，以验证清洁设备200并且核实其将不会损坏所述光刻设备。然而，不需要应用通常针对生产衬底所执行的完整的预表征和温度调节过程。

在任何此类初始步骤之后，清洁装置200通过衬底台60定位S3，使得清洁单元210位于待清洁的物体的相关部分(例如，浸没液体限制结构12的下表面)的下方、并且面向该物体的相关部分。在将所述清洁装置200定位于衬底台60上时，在优选方向上定向所述清洁装置200，例如使得相对于经检查的物体的特征(诸如在液体限制结构12的下表面中的开口)来适当地定向所述衬底上的清洁单元。在具有单独的测量站和曝光站的光刻设备中，这可能涉及将清洁设备200转移到曝光站。

当清洁装置处于正确位置时，如有必要，清洁真空源被启动S4。如果夹持真空源能够产生足够的气流用于进行清洁，则可以省略此步骤。在实施例中，启动清洁真空源包括增加夹持真空源的功率，以在清洁装置下方的空间中抽吸出较深的真空。

在合适的气流通过所述清洁装置的情况下，则跨越所述物体的一个或更多个待清洁的区域对清洁装置进行扫描S5。如果污染物的位置是已知的或能够预测的，则有可能仅清洁物体的那部分。如果待清洁的区域适配于清洁单元210的有效清洁范围内，则可以省略此步骤。

在清洁过程期间，气体或浸没液体可被供应通过待清洁的物体的相关开口(例如气体密封孔151、液体提取孔121和/或液体供应孔122)，以产生增加的流体流动。这可以加强污染物的移除。气体或浸没液体的供应不需要是连续的或针对整个清洁过程。

如果需要，清洁装置200在Z方向上往复运动S6，以产生波动的气流来辅助将污染物从物体清除。类似地，可以使真空源振荡S7，以产生波动的气流。

一旦清洁过程完成，则需要确定其是否已是有效的以及是否已移除所有污染物。在某些情况下，这可以通过操作相关功能子系统并且检测其是否正确地工作来完成。在其他情况下，可使用诸如在WO2017/008993中所披露的检查衬底来确定是否已移除了任何污染物。如本文所描述的清洁装置和检查衬底一起使用是特别有利的，因为可以在不打开光刻设备的情况下执行检测污染物、清洁所述物体和验证清洁过程的完整过程。这最小化了停机时间并且避免当试图处理污染物时引入较多污染物的不想要的循环。

尽管上文已经关于使用清洁装置以检查光刻设备的功能子系统来描述了本发明，但是清洁装置也可以用于检查另一设备(诸如量测设备)的功能子系统。根据本发明的实施例的清洁装置可用于轨道中的过程装置中，前提是该清洁装置能够承受轨道中主流的条件，例如高温和诸如涂层之类材料的应用。根据实施例的清洁装置可用于测试床或部分设备中。

虽然在本文中可以具体参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解，本文描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于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。本领域技术人员将认识到，在这种替代应用的情境中，本文中术语“晶片”或“管芯”的任何使用可被视为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”的同义。可在曝光之前或之后在例如在涂覆显影系统或轨迹(一种通常将一层抗蚀剂涂覆至衬底并且显影经曝光的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检查工具中处理本文所提及的衬底。在适用的情况下，本文中的公开内容可应用于此类和其他衬底处理工具。此外，例如为了创建多层IC，可对衬底进行多次处理，使得本文所使用的术语衬底也可指已经包含一个或更多个经处理层的衬底。

尽管上文可能已经具体提及了在光学光刻的情境下本发明的实施例的使用，但是应当认识到，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，并且在情境允许的情况下，不限于光学光刻。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上所产生的图案。图案形成装置的形貌可被压入供应至衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化该抗蚀剂。在所述抗蚀剂被固化之后，将所述图案形成装置移出所述抗蚀剂并在其中留下图案。

本文使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，波长为或约436、405、365、248、193、157或126nm)、以及极紫外线(EUV)辐射(例如波长在5至20nm范围内)，以及粒子束，诸如离子束或电子束。

在情境允许的情况下，术语“透镜”可以指各种类型的光学部件的任何一个或组合，包括折射反射、磁性、电磁和静电光学部件。

虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应当理解，可以用与所描述方式的不同的其他方式来实践本发明。

当由位于光刻设备的至少一个部件内的一个或更多个计算机处理器读取一个或更多个计算机程序时，本文所描述的任何控制器可以各自或组合地是能够操作的。控制器可各自或组合地具有用于接收、处理和发送信号的任何适当配置。一个或更多个处理器被配置成与至少一个控制器通信。例如，每个控制器可以包括用于执行包括用于上文所描述方法的机器可读指令的计算机程序的一个或更多个处理器。控制器可包括用于存储此类计算机程序的数据储存介质和/或用以接纳该介质的硬件。因此，控制器可以根据一个或更多个计算机程序的机器可读指令来操作。

本发明的一个或更多个实施例可应用于任何浸没光刻设备，尤其但非独占性地为上述那些类型，并且无论浸没液体是设置为呈浴器的形式、还是仅设置于衬底的局部表面区域上、或是非受限的。在非受限布置中，浸没液体可流动遍及衬底和/或衬底台的表面上，使得衬底台和/或衬底的基本上整个未覆盖表面被润湿。在这种非受限浸没系统中，液体供应系统可能不会限制浸没液体，或者它可以提供一定比例的浸没液体限制，但不提供对浸没液体的基本上完全限制。

如本文所设想的液体供应系统应被广义地解释。在某些实施例中，它可以是向介于投影系统与衬底和/或衬底台之间的空间提供浸没液体的一种机构，或多个结构的组合。它可以包括一个或更多个结构、一个或更多个流体开口(包括一个或更多个液体开口)、一个或更多个气体开口或一个或更多个用于两相流体的开口的组合。这些开口可以各自是通入浸没空间的入口(或来自流体处理结构的出口)或浸没空间的出口(或进入流体处理结构的入口)。在一个实施例中，所述空间的表面可以是衬底和/或衬底台的一部分，或者所述空间的表面可以完全地覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空间可以包覆所述衬底和/或所述衬底台。液体供应系统可视情况还包括用以控制浸没液体的位置、数量、品质、形状、流速或任何其他特征的一个或更多个元件。

以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。因此，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以如所描述对本发明进行修改，而不脱离下面阐述的权利要求的范围。

Claims (18)

1.一种用于处理生产衬底的设备的清洁装置，所述清洁装置包括：

主体，所述主体具有与所述生产衬底相似的尺寸，使得所述清洁装置与所述设备兼容，所述主体具有第一主表面和第二主表面，所述第二主表面朝向与所述第一主表面相反的方向；

所述主体内的腔室，所述腔室被配置成容纳污染物；

入口，所述入口从所述第一主表面到所述腔室，并且被配置成允许通过流体流将污染物抽吸到所述腔室中；以及

出口，所述出口从所述腔室到所述第二主表面，所述清洁装置被配置成允许所述流体离开所述腔室，但阻止污染物离开所述腔室。

2.根据权利要求1所述的清洁装置，其中所述入口的截面在所述第一主表面的平面上具有在约200μm至约500μm的范围内的最小尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的清洁装置，其中所述出口被设置有过滤器，所述过滤器具有小于约1μm的孔。

4.根据前述权利要求中任一项所述的清洁装置，具有多个入口。

5.根据权利要求4所述的清洁装置，其中所述多个入口被布置成跨过待清洁的所述设备的部件的一部分的宽度。

6.根据权利要求4或5所述的清洁装置，其中所述多个入口被布置成至少第一组入口和第二组入口，所述第一组入口和所述第二组入口间隔开，使得能够同时清洁所述设备的部件的两部分。

7.根据权利要求5或6所述的清洁装置，其中所述部件是液体限制构件。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的清洁装置，具有多个腔室。

9.根据权利要求8所述的清洁装置，其中所述多个入口的每个入口连接到所述多个腔室的相应的一个腔室。

10.根据前述权利要求中任一项所述的清洁装置，还包括靠近所述入口或所述多个入口的自所述第一主表面突出的多个清洁构件。

11.一种清洁用于处理生产衬底的设备的方法，所述方法包括：

将根据前述权利要求中任一项所述的清洁装置加载到所述设备的衬底保持器上，所述清洁装置200的所述第二主表面邻近所述衬底保持器；

移动其上具有所述清洁装置200的所述衬底保持器，使得所述清洁装置的入口邻近待清洁的所述设备的部件的部分；以及

操作真空源以在所述清洁装置与所述衬底保持器之间产生欠压，从而使流体被抽吸通过所述入口、所述腔室和所述出口。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

移动所述衬底保持器和/或所述部件的所述部分，以在所述真空源操作的同时，扫描所述入口跨过待清洁的所述设备的所述部件的所述部分。

13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括：

当所述入口邻近待清洁的所述设备的所述部件的所述部分时，使所述衬底保持器和/或所述部件的所述部分往复运动，以对附着到所述部件的所述部分的任何污染物产生波动的力。

14.根据权利要求11、12或13所述的方法，其中，当所述清洁装置被加载到衬底保持器上时，所述真空源被操作，以便在所述清洁装置和所述衬底保持器之间产生夹持力。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：当所述衬底保持器邻近待清洁的所述设备的所述部件的所述部分时，增大所述真空源的操作电平。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述部件是液体限制构件，所述液体限制构件包括浸没液体供应出口，

所述方法还包括：当所述清洁装置的所述入口邻近待清洁的所述设备的所述部件的所述部分时，通过所述浸没液体供应出口供应浸没液体。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，还包括：当所述衬底保持器邻近待清洁的所述设备的所述部件的所述部分时，改变所述真空源的所述操作电平。

18.一种包括代码的计算机程序，所述代码用于当由用于处理生产衬底的设备的控制系统执行时，引起用于处理生产衬底的所述设备执行根据权利要求11至17中任一项所述的方法。

Images