CN116685910A

CN116685910A - 污染减少系统

Info

Publication number: CN116685910A
Application number: CN202180090359.0A
Authority: CN
Inventors: V·克冯; A·M·雅库尼恩; M·A·范德克尔克霍夫; D·I·阿施塔克霍夫
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2023-09-01
Also published as: EP4030235A1; WO2022152491A1; TW202248844A; JP2024502669A; KR20230128491A; IL304153A; EP4278233A1

Abstract

一种污染减少系统，用于减少等离子体环境中的图案化系统的污染，其包括：支撑件，被布置成将图案化系统保持在辐射束中；遮光件，被配置成为图案化系统遮挡辐射束的一部分；以及电极，定位在遮光件和支撑件之间，电极连接到电压源，并被配置成在电极和由支撑件保持的图案化系统之间产生电场。

Description

污染减少系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年1月15日提交的EP申请21151852.7的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种污染减少系统。特别地，但不排他地，涉及一种用于等离子体环境(例如光刻环境)中的污染减少系统。

背景技术

光刻设备是构造成将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(IC)。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模或掩模版)处的图案投影到设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了将图案投影于衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长确定可以形成于衬底上的特征的最小尺寸。相比于例如使用波长为193nm的辐射的光刻设备，使用波长在4-20nm的范围内(例如6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。

EUV辐射可能导致在光刻设备内产生污染。例如，EUV辐射可以与光刻设备中存在的物质(例如少量气体)相互作用以形成等离子体。等离子体可以提供适当强度的静电力以从光刻设备内的表面释放污染物粒子。通常，增加EUV辐射的功率会增加由于EUV产生的等离子体而从表面释放的粒子的数量。

污染物粒子可能被运送到并入射到敏感光学表面上。例如，污染物粒子可以入射在图案形成装置上(即，入射在掩模或掩模版上)。这种污染物粒子可能被成像到衬底上并破坏期望的投影图案，导致光刻设备制造出缺陷产品。作为另一示例，污染物粒子可能损坏光刻设备的部件或光刻设备中存在的物体(例如，它们可能破坏保护掩模版的表膜)，从而增加维护活动的频率并降低光刻设备的产量。因此，可以期望减轻上述问题中的一个或多个。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种污染减少系统，该污染减少系统用于减少图案化系统的污染，包括：支撑件，所述支撑件被布置成将图案化系统保持在辐射束中；遮光件，所述遮光件被配置成为图案化系统遮挡辐射束的一部分；以及电极，所述电极定位在遮光件和支撑件之间，电极连接到电压源，并被配置成在电极和由支撑件保持的图案化系统之间产生电场。

电场使得电极和图案化系统之间的至少一个带电粒子被电极吸引。电场使得至少一个带电粒子被引导远离图案化系统。带电粒子可以是污染物。在一个实施例中，图案化系统可以包括衬底。在其他实施例中，衬底可以是掩模版，或具有表膜的掩模版。

这样的布置可以在等离子体环境中使用。等离子体环境可以至少部分地由于辐射束入射在图案形成装置的附近而引起。由于电机被遮挡辐射束，所以电极位于等离子体环境中的远离等离子体的主体的位置，因此可以可控制地被偏压。此外，由于电极位于遮光件和图案化系统之间，因此仅需相对小的电压来产生足够大的电场以引导粒子远离图案化系统。低电压会降低电弧的风险，尤其是在等离子体环境中。因此，本发明适用于减少位于等离子体环境中的图案化系统的污染。

当图案化系统由支撑件保持时，电极位于遮光件和图案化系统之间。即，当图案形成装置在使用中时，电极位于遮光件和图案化系统之间。在使用中，污染减少系统可以包括被辐射束照射的图案化系统。电极可以放置在遮光件和支撑件之间，但与遮光件和支撑件电绝缘。电极可以不与遮光件或支撑件直接接触。电场可以大致垂直于图案化系统的平面。图案化系统可以用作第二电极。

支撑件被布置成将图案化系统保持在辐射束中。因此，支撑件被配置成在辐射束被施加到图案化系统时保持图案化系统。

电极可以是单个电极。即，可以仅存在单个电极位于遮光件和图案化系统之间。电场可以在单个电极和图案化系统之间产生，其中单个电极用作第一电极，图案化系统用作第二电极。这样的布置使得能够在单个电极和图案化系统之间产生电场，从而在无需图案化系统附近的大量体积的情况下减少或防止污染。因此，这种布置可以在小体积中使用，而不会有太多体积损失。

电极可以相对于支撑件分开地安装。电极可以分开地移动到支撑件和图案化系统。电极可以机械地联接到遮光件。电极可以与遮光件一起移动，使得电极保持被遮挡辐射束。电极可以移动到图案化系统的期望减少污染的位置。

电场可以小于2V/mm。使用这样的低电场减少了产生电弧的机会，有利地提高了污染减少系统的安全性。另外地，电压可以小于1V/mm。

所产生的电场的幅值可以大于预定值，预定值表示与当没有电压被施加到电极时在图案化系统处的电场相对应的第二电场，其中所产生的电场和第二电场的极性相反。

相反的极性意味着所产生的电场的方向与第二电场的方向相反。以这种方式，所产生的电场可以克服第二电场。由此，当施加电压时，当没有施加电压时将被吸引到图案化系统的污染物可以被电极吸引，并被转移远离图案化系统。这样的电场可以通过根据预定值选择待由电压源施加的电压来产生。

图案化系统处的电场可以是由于辐射束的入射而产生。图案化系统处的电场可以是由于图案化系统处于等离子体环境中。在图案化系统处可以被认为是在图案化系统的附近，例如在图案化系统的接收来自辐射束的辐射的表面上或靠近所述表面。可以使用一个以上的预定值。

污染减少系统还可以包括用于测量图案化系统处的电场的装置。该预定值可以包括所测量的电场。例如，污染减少系统可以包括传感器。可以在图案化系统的表面处和/或在接近该表面的区域中测量电场。通过根据经验测量，可以通过施加基于此计算的电压来准确地克服在没有电压被施加到电极情况下的电场。

污染减少系统还可以包括用于存储预定值的存储器。例如，预定值可以根据理论分析和/或建模来计算。预定值可以对应于一个或多个根据经验测量的电场值。

预定值可以包括随时间变化的函数。由电压源施加的电压可以随时间变化，并且可以根据预定值来选择。即，所产生的电场可以随时间变化。所施加的电压可以是连续可变的。变化的电压可以使得能够施加较低的电压，同时仍然减少污染。

污染减少系统还可以包括控制装置，所述控制装置可操作以控制由电压源施加的电压。

污染减少系统还可以包括气体出口，所述气体出口被配置成向被布置成被辐射束照射的图案化系统的表面提供气体。气体出口可以产生气幕，所述气幕抑制中性污染物粒子和/或未带电的粒子到达图案化系统。

气体出口和电极可以是一体的。即，气体喷嘴可以包括电极。有利地，这允许在几乎没有体积损失的情况下将电极结合到图案化系统中，因为在图案化系统内的具有其他有益用途的表面可以被提供有双重功能。

污染减少系统还可以包括冷却系统，该冷却系统被配置成从电极移除热量。通过提供冷却系统，例如由于与等离子体环境的相互作用而产生的任何热量积聚都可以被移除。移除热量可以减少电极的损坏和/或减少使附着在电极上的污染物释放的风险。移除热量可以增加污染减少系统的寿命。

电极可以包括大致平行于图案化系统和/或遮光件的平面延伸的平坦表面。具有这种结构的电极可以经历可忽略不计的由于感应电场导致的机械损坏。电极可以具有垂直于图案化系统和/或遮光件的平面的毫米量级的厚度。平行于/垂直于图案化系统的平面应当关于当在正常使用中被支撑件保持时的图案化系统来解释。

电极可以包括第一部分和与第一部分电隔离的第二部分。可以向第一部分和第二部分中的每一个施加不同的电压。由此，例如因为可以产生具有不同的极性/方向的附加电场，因此可以执行附加的污染物引导。

根据本发明的第二方面，提供了一种包根据括本发明的第一方面的任何实施例的污染减少系统的掩模版台。

根据本发明的第三方面，提供了一种光刻设备，该光刻设备包括根据本发明的第二方面的掩模版台和/或根据本发明的第一方面的任何实施例的污染减少系统。

根据本发明的第四方面，提供了一种防止图案化系统污染的方法，图案化系统被保持在辐射束中，并且图案化系统的一部分被遮光件遮挡辐射束，所述方法包括向位于遮光件和图案化系统之间的电极施加电压，使得在电极和图案化系统之间产生电场。

电场使得电极和图案化系统之间的至少一个带电粒子被电极吸引。电场使得至少一个带电粒子被引导远离图案化系统。带电粒子可以是污染物。

这样的布置可以在等离子体环境中使用。等离子体环境可以至少部分地由于辐射束入射在图案形成装置的附近而引起。

所施加的电压可以使得所产生的电场的幅值大于预定值，该预定值表示与当没有电压被施加到电极时在图案化系统处的电场相对应的第二电场，其中所产生的电场和第二电场的极性相反。

该方法还可以包括测量当没有电压被施加到电极时在图案化系统处的电场。替代地，可以从理论上计算当没有施加电压时在图案化系统处的电场。可选地，该方法还可以包括存储所测量的或所计算的电场。

施加电压可以包括在第一时间间隔期间施加第一电压和在第二时间间隔期间施加第二电压，其中第一电压和第二电压不同。

电压可以根据辐射束的特性变化，所述辐射束的特性本身可以随时间变化。例如，变化可以是辐射束的脉冲速率和/或功率的函数。通过施加变化的电压，所产生的电场可以被调整为变化的电场，所述电场由于辐射束的入射而产生。变化的电压可以使得能够施加较低的电压，同时仍然减少污染。电压可以根据在图案化系统附近经历的电场和/或图案化系统经历的偏压(例如由于入射辐射束)而变化。

第一电压可以具有第一极性，第二电压可以具有与第一极性相反的第二极性。使极性相反可以促使一个或多个污染物被从电极的表面释放。一个或多个污染物的释放可以有利于清洁和/或量测目的。

可以引入伪衬底，使得所释放的污染物可以附着到伪衬底。这样的伪衬底可以降低使所释放的污染物附着到其他部件(例如图案化系统)的风险。这样的伪衬底可以用于随后的量测过程，例如通过感测伪衬底的表面的污染物的一种或多种特性。

根据本发明的第五方面，提供了一种量测系统，所述量测系统用于确定等离子体环境中的污染特性，所述量测系统包括根据本发明的第一方面的污染减少系统的任何实施例和感测设备，该感测装置可操作以确定电极的表面上的一个或多个污染物粒子的一种或多种特性。

这样的量测系统可以用于更好地理解等离子体环境中(例如光刻设备中)的污染特性。

特性包括一个或多个污染物粒子的体积和/或密度和/或成分。

将理解的是，关于一个方面或实施例描述的特征可以与关于另一方面或实施例描述的任何特征相结合，并且本文中明确考虑并公开所有这些组合。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在附图中：

-图1描绘了包括光刻设备和辐射源的光刻系统；

-图2A示意性地描绘了传统设备的掩模版微型环境；

-图2B示意性地描绘了根据本发明的实施例的掩模版微型环境；

-图2C、2D、2E和2F示意性地图示了带负电的污染物在图2B所示布置的一部分中的移动；

-图3描绘了根据本发明的实施例的掩模版微型环境的替代布置；

-图4示出了表示感兴趣区域中的等离子体环境内的电场分布图的曲线；

-图5示出了表示每单位电荷的等离子体环境中的污染物动量的变化的曲线；和

-图6示意性地描绘了根据本发明的实施例的污染减少系统的示例电极。

具体实施方式

图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置成产生EUV辐射束B并且将EUV辐射束B提供到光刻设备LA。光刻设备LA包括照射系统IL、被配置为支撑图案形成装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投影系统PS和被配置成支撑衬底W的衬底台WT。

例如，图1中所示的辐射源SO是可被称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。激光器系统1(其可例如包括CO2激光器)被布置成经由激光束2将能量沉积到燃料(诸如由例如燃料发射器3提供的锡(Sn))中。尽管在下文以锡进行描述，但是可使用任何合适的燃料。燃料可例如是液体形式，并且可例如是金属或合金。燃料发射器3可包括被配置成将锡以例如液滴的形式引导沿着朝向等离子体形成区域4的轨迹行进的喷嘴。激光束2被入射到等离子体形成区域4处的锡上。将激光能量沉积到锡中使得在等离子体形成区域4产生了锡等离子体7。在电子与等离子体的离子的去激发和复合期间，从等离子体7发射包括EUV辐射的辐射。

由收集器5来收集和聚焦来自等离子体的EUV辐射。例如，收集器5包括近正入射辐射收集器5(有时更一般地称为正入射辐射收集器)。收集器5可具有被布置成反射EUV辐射(例如具有诸如13.5nm的期望波长的EUV辐射)的多层反射镜结构。收集器5可以具有椭圆形配置，具有两个聚焦点。如下所描述的，两个聚焦点的第一个聚焦点可以在等离子体形成区域4处，并且两个聚焦点的第二个聚焦点可以在中间焦点6处。

激光器系统1可在空间上与辐射源SO是分开的。在这种情况下，激光束2可借助于包括例如合适的定向镜和/或扩束器的束传递系统(未示出)和/或其他光学器件而从激光器系统1传递到辐射源SO。激光器系统1、辐射源SO和束传递系统可一起被认为是辐射系统。

由收集器5反射的辐射形成EUV辐射束B。EUV辐射束B在中间焦点6处被聚焦以在等离子体形成区域4中存在的等离子体的中间焦点6处形成图像。在中间焦点6处的图像用作照射系统IL的虚拟辐射源。辐射源SO被布置成使得中间焦点6位于或邻近于辐射源SO的封闭结构9中的开口8。

虽然图1将辐射源SO描绘为激光产生等离子体(LPP)源，但是可使用任何合适的源(诸如放电产生等离子体(DPP)源或自由电子激光器(FEL))来产生EUV辐射。

照射系统IL被配置成在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。由此，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为EUV辐射束B提供期望的横截面形状和期望的强度分布图。照射系统IL可包括除琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11的其他镜或装置。

表膜(未示出)可以附接到图案形成装置MA(例如经由表膜框架)。图案形成装置、表膜和表膜框架MA可以被称为图案化系统。在被称为掩模版微型环境RME的区域中，在图案形成装置MA附近提供有附加部件。提供附加部件以进一步调节辐射束B，例如也可以称为叶片的遮光件(未示出)。还提供了一种污染减少系统，以减少污染粒子被输送并附着到图案形成装置MA的可能性。污染减少系统包括电极100。

在被调节之后，EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。由于这种相互作用，产生了经图案化的EUV辐射束B’。

投影系统PS被配置成将经图案化的EUV辐射束B’投影到衬底W上。为此，投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，所述多个反射镜13、14被配置成将经图案化的EUV辐射束B’投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可将缩减因子应用于经图案化的EUV辐射束B’，从而形成特征小于图案形成装置MA上的相应特征的图像。例如，可以应用缩减因子4或8。尽管在图1中示出投影系统PS仅具有两个反射镜13、14，但是投影系统PS可以包括不同数量的反射镜(例如，六个或八个反射镜)。

衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA将由经图案化的EUV辐射束B’形成的图像与先前形成在衬底W上的图案对准。

图2A示意性地描绘了传统光刻设备的掩模版微型环境RME。掩模版微型环境RME包括由支撑结构MT支撑的图案化系统MS。如上所述，图案化系统可以包括图案形成装置和表膜。支撑结构MT可操作以相对于辐射束B进行扫描，例如在支撑结构MT的平面内(即图2中所示的y方向)。以这种方式，支撑结构MT以及因此图案化系统MS可以被扫描，使得图案形成装置上的图案的不同部分可以被记录在经图案化的辐射束B’中。

包括第一遮光件22和第二遮光件24的遮光件系统被设置在掩模版微型环境RME中。遮光件22、24可以用于控制入射在图案化系统MS上的辐射束B的面积(例如，以控制辐射束在y方向上的大小)。遮光件22、24还可以用于周期性地遮挡辐射束B并防止其入射到图案化系统MS上(例如，在衬底的扫描曝光之间)。应当理解的是，图2中所描绘的遮光件系统是简化的图示，遮光件系统可以采用不同的形式。例如，遮光件系统中可以使用更多或更少的遮光件，(多个)遮光件可以采用任何形状。遮光件系统中的(多个)遮光件的移动通常由控制模块控制。

掩模版微型环境RME包括气体喷嘴26。气体喷嘴26向掩模版微型环境RME提供气体，并且特别地向将被辐射束B照射的图案化系统MS的表面提供气体。空气传播的污染物粒子(被称为污染物)可能存在于掩模版微型环境RME中。污染物通常具有纳米至微米量级的直径。由气体喷嘴26提供的气体形成气幕，所述气幕用于抑制污染物粒子行进和附着到图案化系统MS(例如，附着到图案形成装置或附着到附接图案形成装置的表膜)。通常使用氢气。气体通常被提供在被辐射照射的图案化系统MS的表面20的周围。

在光刻过程期间，由于辐射束B的照射，图案化系统MS和掩模版微型环境RME被暴露至辐射。因此，掩模版微型环境RME中的气体被辐射束照射并离子化，从而形成等离子体。等离子体可以延伸穿过掩模版微型环境RME中的一些或全部，因此掩模版微型环境RME可以被称为等离子体环境。等离子体环境可以在辐射束B入射时存在，并且可以在辐射束B不再入射之后，额外存在一段时间。由于等离子体环境，先前悬浮在中性气体中的污染物现在处于等离子体环境中。等离子体环境中的污染物由于等离子体中的带电物质(例如离子、电子)而变为带电。通常，污染物变为带负电。

由于掩模版微型环境RME中的充电，因此产生电场。特别地，图案化系统MS通常变为带正电，并且在遮光件22和图案化系统MS之间建立电场E1。电场E1会使得带负电的污染物被驱动朝向图案化系统MS，从而促使污染物附着到图案化系统MS。特别地，污染物可能附着到图案化系统MS的表面20，所述表面20可以包括图案形成装置的表面或表膜的表面(如果存在表膜)。图案形成装置或表膜上(即，图案化系统MS上)的污染会对光刻设备的成像质量产生负面影响。电场E1通常足够强，使得电场E1施加在污染物上的力大于由气体喷嘴26提供的气幕施加的任何力，因此电场E1克服了气幕的污染防止能力。

图2B示意性地描绘了根据本发明的实施例的光刻设备的掩模版微型环境RME。电极100设置在遮光件22和图案化系统MS之间。电极100连接到电压源(未示出)并且因此被偏压。例如通过控制提供到电极100的电压来配置电极100和图案化系统MS之间的电势差，使得在电极100和图案化系统MS之间建立电场E2。以这种布置，图案化系统MS用作第二电极，其与(第一)电极100形成电极对。在图案化系统MS(第二电极)和(第一)电极100之间产生电场E2。电场E2对带电的污染物施加力。因此，污染物可以被引导，并且特别地可以被引导远离图案化系统MS。

在该示例布置中，使电极偏压具有相对于图案化系统MS为正的电压。例如，图案化系统MS可以接地，在这种情况下，电极100可以具有任何正电势差。替代地，图案化系统MS可以具有一些偏压(例如由于累积的静电荷)，在这种情况下，电极100可以相对于图案化系统MS上的任何偏压具有更大的正电势差(或更小的负电势差)。因此，带负电的污染物被电极100吸引。由此，污染物可以由于电场E2施加的力而被引导远离图案化系统MS。

在另一示例中，电极可以被偏压具有相反极性的电压，相对于图案化系统MS的负电压。在该示例中，电场的方向将被反向，因此带正电的污染物可以被电极100吸引。由此，施加到电极的偏压的极性可以基于其被使用的特定等离子体环境来调整。

图2C、2D、2E和2F示意性地示出了当图案化系统MS处于例如在被辐射束照射之后的等离子体环境中时，带负电的污染物27、28在图2B所示布置的一部分中的移动。所示的污染物27、28位于电极100和图案化系统MS之间。

图2C描绘了当没有向电极100提供电压时第一污染物27的移动。在该示例中，污染物27在朝向图案化系统MS的方向上具有初始速度29C。在图2C所示的参考系中，该初始速度29C在正z方向上。如果没有污染减少措施，污染物27将行进到图案化系统MS，如虚线所指示的，并污染图案化系统MS。初始速度29C至少部分是由于参考图2A所述产生的电场。即，由于等离子体环境中的充电，所以在遮光件(未示出)和图案化系统MS之间建立电场，使得带负电的污染物27被吸引朝向图案化系统MS。

图2D描绘了当向电极100提供电压时，图2C的污染物27的移动。所施加的电压足够大，以使电极100和图案化系统MS之间的电场的方向与在没有偏压被施加到电极100的情况下产生的电场相反。由电极100产生的电场足够大以影响污染物27的行进方向的改变。污染物27具有指向电极100(即在负z方向上)的更新速度29D。污染物27随后将行进到电极100，如虚线所指示的。以这种方式，向电极100施加电压将通过将污染物吸引到电极100来引导污染物远离图案化系统MS。

一旦污染物27已经行进到电极100，它就可能附着到电极，从而将其从空气传播的粒子转化为位于表面上的粒子。通过将污染物定位在电极100上，污染物不能在掩模版微型环境RME周围再循环，并且行进到/附着到图案化系统MS。污染物是否附着到电极可以取决于污染物和电极的材料特性和/或电极的表面状态。

图2E描绘了当没有向电极100提供电压时第二污染物28的移动。在该示例中，污染物28具有初始速度29E，所述初始速度29E具有朝向图案化系统MS的方向上(即，在正z方向上)的分量和沿图案化系统MS横向的方向(即，正y方向上)上的分量。初始速度29E在朝向图案化系统MS的方向上的分量至少部分是由于如参考图2A所述产生的电场。初始速度29E在横向方向上的分量可以是由于环境的其他方面，例如由等离子体环境施加的力和/或来自气体喷嘴的气体压力。

图2F描绘了当向电极100提供电压时，图2E的污染物28的移动。所施加的电压足够大，以使电极100和图案化系统MS之间的电场的方向与在没有偏压施加到电极100的情况下产生的电场相反。由电极100产生的电场足够大以影响污染物28的行进方向的改变。污染物28具有更新速度29E，所述更新速度29E具有在朝向图案化系统MS的方向上的分量，所述分量的幅值比初始速度29C中的分量小。然而，更新速度29E的横向分量相对地不受电场的影响。因此，污染物28将继续朝向图案化系统MS所在的平面行进，如虚线所指示的，但未击中图案化系统MS。即，污染物28被引导远离图案化系统MS，使得其不直接朝向图案化系统MS行进或撞击在图案化系统MS上。在这种情况下，污染物28受到电极100的吸引，但不朝向电极100行进。

在上面参考图2D和图2F描述的粒子引导的示例中，污染物受到电极的吸引，因此被引导远离图案化系统。因此，提供电极作为污染减少系统的部分减少了污染物将朝向图案化系统行进并沉积在图案化系统上的机会。

电极100位于图案化系统MS的未被经由辐射束B的辐射照射的区域中。特别地，电极100被遮光件22遮挡辐射。因此，它在空间上被从由辐射束产生的等离子体的主体移除。由此，减少了例如由于加热而造成的对电极100的任何损坏。此外，当电极100被遮挡辐射束B时，已经附着到电极100的任何污染物不太可能再次释放。

遮光件22也可以用作(第三)电极，并且另一电场E3可以出现在电极100和遮光件22之间。这是由于遮光件22和电极100之间的电势差而发生的，例如如果遮光件22接地，并且电极100如上所述的被偏压。污染物可以以与上述相同的方式被电场E3引导。在电极100比遮光件22上的任何偏压被更大地正偏压的示例中，带负电的污染物可以被引导远离遮光件22并朝向电极100。

图3描绘了根据本发明的实施例的光刻设备的掩模版微型环境RME的替代布置。图3的许多特征与图2B的特征相对应，并相应地进行编号。

图3所描绘的布置包括位于遮光件24和图案化系统MS之间的气体喷嘴300。气体喷嘴300连接到电压源(未示出)，由此气体喷嘴300用作电极。以这种布置，在气体喷嘴300和图案化系统MS之间出现电场E2，如上文参考图2B的电极100所描述的。相应的电场E3可以出现在气体喷嘴300和遮光件24之间。当相比图案化系统MS和遮光件24上的任何偏压，向气体喷嘴300施加更大正电压时，电场E2、E3会由于气体喷嘴300的吸引而引导带负电的污染物。因此，通过使污染物转移远离图案化系统MS，并将污染物固定到气体喷嘴300，到达图案化系统MS的污染被减少。

如上所述，在一些布置中，电极可以在其表面上积聚污染物，因为如果吸引力使得污染物行进到电极，则污染物可以沉积在电极表面上，例如如图2D所示。可以研究所述污染物以确定关于等离子体环境中的污染物的更多信息。特别地，可以研究具有附着的污染物的电极的表面，以确定污染物的一个或多个特征，例如污染物的化学成分或密度。可以在电极的表面上使用已知的量测方法，例如扫描电子显微镜(SEM)、x射线光电子能谱(XPS)、能量色散x射线能谱(EDS)、原子力显微镜(AFM)、二次离子质谱(SIMS)、轮廓测量法、椭圆测量法。

量测装置还可以被实施在等离子体环境中，例如量测设备可以定位在光刻设备中，使得其可以测量电极和/或其上的污染物的性质，并在电极处于原位的情况下确定与污染物相关联的特性。替代地，可以在将电极从其“使用中”位置移除之后，例如在将其从等离子体环境移除之后，对电极和/或污染物使用量测装置。

附加地或替代地，污染物可以被从电极的表面移除，并一旦移除就进行研究。在从电极移除之后研究污染物可以提供关于污染物的特性的信息。已知的量测方法可以用于研究污染物，例如使用粒子质量分类(PMC)、SEM、EDS、AFM或透射电子显微镜(TEM)。

可以通过使施加到电极的电压的极性反向来从电极的表面移除污染物。例如，如果向电极施加负电压来将污染物吸引到电极，从而导致污染物沉积在电极表面上，则向电极施加正电压可以使得从电极释放污染物。污染物是否被从电极释放可以取决于污染物和电极的材料特性和/或电极的表面状态。当释放污染物时，可以将伪衬底定位于靠近电极，使得污染物附着到该伪衬底。然后，可以为量测目的而分析伪衬底。附加地或替代地，可以仅提供伪衬底，以降低污染物附着到环境(例如图案化系统MS)内的其它部件的风险。

电极和图案化系统之间的任何幅值的电场都将使污染物被电极吸引，因为力将被施加在污染物上。电压可以被选择为使得由于电场引起的对污染物的力足够大，以引导污染物远离图案化系统或其一部分。在某些情况下，电压可以被选择为使得力足够大以影响污染物粒子的方向变化，使得其反向并朝向电极行进，例如如参考图2C和图2D所描述的。在某些情况下，电压可以被选择为使得力足够大以改变速度矢量，从而使污染物未击中图案化系统，例如如参考图2E和图2F所描述的。在某些情况下，选择电压使得作用在污染物上的力超过它们可能受到的其他力可以是有益的，例如阻力(例如，对等离子体环境内的中性粒子的阻力)和库仑力(例如，由于等离子体环境中的等离子体库仑场引起)。

电压也可以被选择为足够低，使得降低电弧的风险。位于遮光件和图案化系统之间的电极非常靠近图案化系统，因此可以在相对低的电压下(例如，在0-10V的范围内)实现强度足以偏转污染物的电场的施加。

在第一示例中，施加静态电压。所谓静态，是指施加到电极100的电压通常是恒定的。在第二示例中，施加动态电压。所谓动态，是指电压会变化，例如随时间变化。下面更详细地描述这些示例及其效果。

图4示出了表示感兴趣区域中的等离子体环境内的电场分布图的曲线。感兴趣区域位于掩模版微型环境中，位于靠近图案化系统MS的表面20的位置，类似于参考图2B所描述的位置。特别地，对于表示根据本发明的系统中的电场分布图的曲线，感兴趣区域位于电极(例如电极100)和表面(例如表面20)之间。对于表示传统系统(例如图2A所描绘的系统)中的电场分布图的曲线，感兴趣区域位于不存在电极的相应位置，例如图2A中所描绘的电场E1的区域。

电场在竖直轴上被示出。用负值和正值描绘电场以表示电场的方向性。应当理解，电场不能是正的或负的，该措辞表示的是关于图案化系统和电极的方向性。负电场对应于将带负电的污染物吸引到图案化系统的场。正电场对应于引导带负电的污染物远离图案化系统的场。零电场(即无电场)用虚线示出。参考图2A和图2B，图2A中的电场E1可以表示为方向在负z方向上的负电场，而图2B中的电场E2可以表示为方向在正z方向上的正电场。

示出了从辐射脉冲照射图案化系统的零点开始(例如，在已经打开遮光件之后，从而允许辐射束行进到图案化系统)随时间变化的电场曲线。随后示出了在该初始脉冲之后5μs内的电场曲线。该脉冲具有数百纳秒量级或更短的脉冲持续时间。

第一曲线40示出了在没有电极的传统设备的感兴趣区域中的电场分布图。电场从0秒的幅值迅速增加至100ns处的为25V/m峰值负值。随后，电场的幅值减小，在5μs的窗口内慢慢接近零的幅值。电场没有变为正。因此，这种布置中的带负电的污染物在最初的几百纳秒内被强烈地吸引到图案化系统，之后继续被微弱地吸引到图案化系统(当电场是弱负电场时)或不被作用(当电场的小大为零时)。

第二曲线42示出了当施加静态电压时的具有电极的设备的感兴趣区域中的电场分布图。特别地，所述设备的布置与图2B中所描绘的布置类似，其中电极100和图案化系统MS的表面20之间的间距约为5mm。感兴趣区域中的电场从0秒的幅值迅速增加到约100ns处的约为45V/m的峰值负值。在脉冲的持续时间内，与传统设备相比，该峰值是强负的。即，带负电的污染物在脉冲的持续时间内被强烈吸引到图案化系统。电场的幅值随后在100ns和约700ns之间减小。在约700ns处，电场变为正，并以正幅度稳步增加，直到在约2ms处稳定在为约10V/m的峰值正值。电场在5μs的整个窗口内保持在该正最大值。在电场为正的时间期间，带负电的粒子被电极吸引。由此，尽管最初在较短的时间段内被吸引到图案化系统，但是通过向电极施加静态电压，带负电的污染物可以在5μs的窗口内的很长时间段内被引导远离图案化系统。

第三曲线44示出了当施加动态电压时的具有电极的设备的感兴趣区域中的电分布图。第三曲线44和第二曲线42的设备和感兴趣区域是相同的。

第三曲线44在0秒至5μs的整个窗口内略微为正。即，当施加动态电压时，可以调整电压，使得电场始终为正。由此，通过使用施加到电极的动态电压，带负电的污染物可以被始终引导远离图案化系统。

动态电压被布置为使得施加到电极的电压V(t)随时间t变化。这种变化可以根据等式(1)表示：

V(t) ＝ f(E(t)) (1)

其中f(…)表示函数，E(t)表示在没有电压被施加到电极的情况下的电场随时间t的变化。电场E(t)可以是基于理论计算(例如，以解析方式)或经验数据(例如通过测量图案形成装置处的电势)的估计值。例如，电场E(t)可以是在等离子体环境中自然产生的电场(例如，图2A中的电场E1)。

在特定示例中，计算电压以生成电场的E(t)，使得导致通过电极吸引污染物的电场总是大于导致被图案形成装置吸引污染物的任何电场。因此，感兴趣区域中的总电场将始终在图4中使用的参考系中为正。

在该示例中，电压可以被选择为使得其在电极处产生满足等式2的电势φ_e：

/>

φ_ps是当没有电压被施加到电极时发生的在图案化系统处或附近的电势。电势φ_ps可以在理论上计算或根据经验测量。是可以被选择以影响感兴趣区域中的总电场强度的偏移，例如较大的偏移/>可以赋予污染物较大的动量变化，从而以较大的速度引导它们远离图案化系统。

偏移可以根据/>计算，其中E_avg是在电极处没有施加的电压的情况下的感兴趣区域中的平均电场强度，并基于当没有电压施加到电极时的在z方向(δz)上的电势δφ的变化来计算。等式2中表示的电势φ_e、φ_ps是时间的函数。

在特定示例中，传感器位于图案化系统附近。该传感器用于监测图案化系统处的电场(和/或电势φ_ps)。可以监测图案化系统处的电场如何随时间变化(例如，由于等离子体环境中的入射辐射和/或其他变化而引起)收集数据。因此，可以基于传感器所获得的数据来计算动态电压。传感器可以位于图案化系统上，或者可以形成图案化系统的部分。

在另一示例中，可以从理论上计算图案化系统处的电场(和/或电势φ_ps)并存储在存储器中。可以计算一定时间段内的例如响应于等离子体环境的变化和/或由于入射辐射引起的电场值。

无论是感测还是从理论上计算电场值，它们都可以被存储为预定的电场值。因此，这些预定电场值可以用于计算待提供给电极的电压或电压分布图(即，变化的电压)。

可以选择除了等式(1)和(2)之外的不同函数。此外，函数(1)和(2)已经被描述为时间t的函数。然而，应当理解，动态电压可以响应于感兴趣区域内的变化的电场而变化。变化的电场至少部分是由于入射辐射引起的。由此，动态电压可以表示为根据辐射的一种或多种特性(例如，脉冲速率、脉冲宽度、脉冲能量、辐射波长)而变化。

图5表示每单位电荷的等离子体环境中的污染物动量变化的曲线。动量变化曲线对应于图4中所描绘的电场分布图。即，第一曲线50表示在没有电极的传统设备的感兴趣区域中的污染物的动量变化，第二曲线52表示在具有用静态电压偏压的电极的设备的感兴趣区域中的污染物的动量变化，第三曲线54表示在具有用动态电压偏压的电极的设备的感兴趣区域中的污染物的动量变化。

用虚线框表示的负动量的区域56被指示代表朝向图案化系统的方向上的动量。相反，在这个参考系中，具有正动量的污染物会远离图案化系统行进。参考图2C和图2D，负动量可被认为在正z方向上的动量，正动量可被认为在负z方向上的动量。

示出了在辐射的脉冲到达图案化系统(其在零(0μs)发生)之后20μs的时间窗口内的曲线。在所示的示例中，这是辐射的近似重复率(即，窗口示出了单个辐射脉冲的动量变化，在所述辐射脉冲之后是没有辐射提供的暂停)。

表示没有电极的系统的第一曲线50在20μs的整个窗口内为负。即，在没有电极的情况下，污染物总是朝向图案化系统行进。

表示对电极施加静态电压的第二曲线52描绘了约2μs的负动量。由此，当施加静态电压时，对于前2μs，污染物继续朝向图案形成装置行进。这对应于图4中描绘的电场分布图42，其中在辐射脉冲到达之后的短时间段内，电场为负。第二曲线52在约1μs达到峰值，这表示提供到污染物的动量变化的幅值减小，并继续减小，直到在约2μs达到零。超过2μs后，第二曲线变为正，并且幅度迅速增加。因此，污染物被电极提供足够的引导，使它们在2μs后改变方向，并随着时间的推移以越来越快的速度朝向电极行进。

表示对电极施加动态电压的第三曲线54恒定为正。在所示的整个时间窗口内，第三曲线54的幅度大致线性地增加。由此，具有被施加该动态电压的电极的掩模版微型环境中的污染物可以总是被引导远离图案化系统。

在上面的讨论中，考虑了平均动量。应当理解，粒子群包括动量的统计分布，因此，并不是群中的每个粒子都会像所描述的那样反应。然而，统计上的平均粒子应当表现为所描述的。由此，当施加动态电压时，一个或多个粒子可能行进到图案形成装置，但大多数粒子被引导远离图案形成装置。

当附加的辐射脉冲照射等离子体环境时，施加到污染物的动量的影响是累积的。即，在图5描绘的20μs窗口结束时，静态情况和动态情况下的每单位电荷的动量均为非零。当考虑由于第二辐射脉冲引起的动量变化时，污染物从这些非零动量开始，并由于电极提供的电场而获得附加的动量。由此，污染物引导的效果会随时间而增加(根据脉冲的数量)。由于这种累积效应，提供给电极的电压可以甚至更低，因为在多个辐射脉冲之后，即使是低电压也将对粒子提供实质性的引导效应。

图6示意性地描绘了根据本发明实施例的污染减少系统的示例电极600。电极600设置在遮光件22和图案化系统MS之间。电极600包括第一部分64和第二部分66。第一部分64和第二部分66彼此电隔离。第一部分64和第二部分66各自连接到电压源(未示出)。第一部分64和第二部分66可以连接到具有两个输出的单个电压源或者两个单独的电压源。

第一电压被提供给第一部分64，使得在电极600和图案化系统MS之间产生电场E2。第一电压(并且因此电场E2)使得带负电的污染物被电极600的第一部分64吸引。由此，由于电场E2施加的力，污染物可以被引导远离图案化系统MS。

第二电压被提供给第二部分66，使得在电极600和遮光件22之间产生电场E3。第二电压(并且因此电场E3)使得带负电的污染物被引导远离电极600的第二部分66。由此，由于电场E3施加的力，污染物可以被进一步引导远离图案化系统MS。

在给定等离子体环境和/或光刻设备的给定体积要求的情况下，电极可以采用任何尺寸和形状。感兴趣的一种形状的电极是平坦电极，其中所述电极基本上是平行于图案形成装置的平面体。在这种布置中，电极可以具有足够大的厚度以避免由于感应电场引起的机械损坏。例如，在示例光刻设备中的电极可能经受约0.4μN的感应场力。可以选择厚度为mm或更小量级的电极，因为这样的感应力可以被认为是可忽略的。电极可以位于平行于遮光件的平面中。

电极可以具有与遮光件类似的形状。例如，电极和遮光件可以在形状上是互补的。电极可以具有与遮光件基本上相同的形状，但是在横截面上略小于遮光件。由此，电极通常可以保持在遮光件的阴影中(即，遮光件可以总是禁止辐射束照射电极)。

电极可以与图案化系统和/或其支撑件分开安装。由此，电极将不与图案化系统一起移动。电极可以安装在遮光件上，或者机械地联接到遮光件。通过安装或机械地联接到遮光件，电极可以与遮光件一起移动。在这种布置中，无论遮光件的运动如何，电极都可以总是被遮光件遮挡辐射束。

将理解的是，为了简单起见省略了图中的许多特征(例如布线和电压源)。

本文附图中描绘的掩模版微型环境RME本质上是说明性的，不应被视为明确地表示特定体积。相反，掩模版微型环境RME被图示为示出掩模版附近的一般区域，并且应当被理解为这样。本文所述的各种特征可以根据下面阐述的权利要求来布置，并且它们的位置不受本文所述的任何掩模版微型环境RMW的限制。此外，本文所述的等离子体环境可以延伸穿过设备的任何部分，并且不限于掩模版微型环境RME。等离子体环境被定义为等离子体被形成在其中的体积。

尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC的制造中的使用，但是应当理解，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用。其他可能应用包括制造集成光学系统、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。

尽管在本文中可以在光刻设备的上下文中具体参考本发明的实施例，但是本发明的实施例可以在其他设备中使用。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或者测量或处理诸如掩模(或其他图案形成装置)等物体的任何设备的一部分。这些设备通常可以称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对于本领域技术人员将很清楚的是，可以在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种污染减少系统，用于减少图案化系统的污染，所述污染减少系统包括：

支撑件，所述支撑件被布置成将图案化系统保持在辐射束中；

遮光件，所述遮光件被配置成为所述图案化系统遮挡所述辐射束的一部分；以及

电极，所述电极定位在所述遮光件和所述支撑件之间，所述电极连接到电压源并被配置成在所述电极和由所述支撑件保持的所述图案化系统之间产生电场。

2.根据权利要求1所述的污染减少系统，其中所述电极为单个电极。

3.根据权利要求1或2所述的污染减少系统，其中所述电极相对于所述支撑件分开地安装。

4.根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统，其中所述电场小于2V/mm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统，其中所产生的电场的幅值大于预定值，所述预定值表示与当没有电压被施加到所述电极时在所述图案化系统处的电场相对应的第二电场，其中所产生的电场和所述第二电场的极性相反。

6.根据权利要求5所述的污染减少系统，还包括用于测量在所述图案化系统处的电场的装置，其中所述预定值包括所测量的电场。

7.根据权利要求5或6所述的污染减少系统，还包括存储器，所述存储器用于存储所述预定值。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的污染减少系统，其中所述预定值包括随时间变化的函数，其中由电压源施加的电压随时间变化，并且根据所述预定值来选择。

9.根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统，还包括气体出口，所述气体出口被配置成向被布置成被所述辐射束照射的所述图案化系统的表面提供气体。

10.根据权利要求9所述的污染减少系统，其中所述气体出口和所述电极是一体的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统，还包括冷却系统，所述冷却系统被配置成从所述电极移除热量。

12.根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统，其中所述电极包括大致平行于所述图案化系统和/或所述遮光件的平面延伸的平坦表面。

13.根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统，其中所述电极包括第一部分和与所述第一部分电隔离的第二部分。

14.一种掩模版台，所述掩模版台包括根据前述权利要求中任一项所述的污染减少系统。

15.一种光刻设备，所述光刻设备包括根据权利要求14所述的掩模版台和/或根据权利要求1至13所述的污染减少系统。

16.一种防止图案化系统的污染的方法，所述图案化系统被保持在辐射束中，并且所述图案化系统的一部分被遮光件遮挡所述辐射束，所述方法包括：向位于所述遮光件和所述图案化系统之间的电极施加电压，使得在所述电极和所述图案化系统之间产生电场。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所施加的电压使得所产生的电场的幅值大于预定值，所述预定值表示与当没有电压被施加到所述电极时在所述图案化系统处的电场相对应的第二电场，其中所产生的电场和所述第二电场的极性相反。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括测量当没有电压被施加到所述电极时在所述图案化系统处的电场。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中施加电压包括：在第一时间间隔期间施加第一电压和在第二时间间隔期间施加第二电压，其中所述第一电压和所述第二电压不同。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一电压具有第一极性，并且所述第二电压具有与所述第一极性相反的第二极性。

21.一种量测系统，所述量测系统用于确定等离子体环境中的污染特性，所述量测系统包括根据权利要求1至13中任一项所述的污染减少系统和感测设备，所述感测设备能够操作以确定所述电极的表面上的一个或多个污染物粒子的一种或多种特性。

22.根据权利要求21所述的量测系统，其中所述特性包括所述一个或多个污染物粒子的体积和/或密度和/或成分。