CN116802564A - 清洁装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的装置，所述装置包括：用于接纳光学元件的腔室、被配置为提供气体的供气源、以及从气体生成等离子体或离子的等离子体生成器和/或电子/离子源，其中该气体包括约0.01％体积含量至约10％体积含量的一种或多种烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的一种或多种，其中其其余部分为氢。还描述了一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的方法。

Description

清洁装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年1月29日提交的EP申请21154221.2的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的装置。本发明具有与EUV光刻装置和EUV光刻工具有关的特定但非排他性用途。本发明还涉及用于从光刻装置的光学元件去除污染物的方法、光刻工具以及这种装置或方法在光刻装置或光刻过程中的用途。
背景技术
光刻装置是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻装置可以用于制造例如集成电路(IC)。例如，光刻装置可以将在图案形成装置(例如，掩模)的图案投射到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投射在衬底上，光刻装置可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置相比，使用波长在4nm至20nm范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻装置可以用于在衬底上形成较小的特征。
在光刻装置中可以使用图案形成装置(例如，掩模或掩模版)将图案赋予辐射射束。辐射被提供通过图案形成装置或被反射自图案形成装置以在衬底上形成图像。图案形成装置的表面上的污染可能会导致衬底上的制造缺陷。可以提供还被称为表膜的隔膜组件，以保护图案形成装置免受空气悬浮颗粒和其他形式的污染的影响。
在光刻中使用表膜是众所周知的且沿用下来的。光刻装置中的表膜是一种远离图案形成装置定位并且使用时在光刻装置的焦平面之外的隔膜(还被称为表膜隔膜)。由于表膜在光刻装置的焦平面之外，所以着陆在表膜上的污染颗粒在光刻装置中是离焦的。因此，污染颗粒的图像不会被投射到衬底上。如果表膜不存在，则着陆在图案形成装置上的污染颗粒可能会被投射到衬底上，并且可能会将缺陷引入到所投射的图案中。
即使表膜保护掩模版不受污染物的影响，由于来自表膜的材料可能会在操作期间被转移到掩模版上，所以表膜本身也可能是污染源。同样，可能需要时常清洁光刻装置内的其他光学元件，诸如反射镜、传感器或表膜。光学元件可能对受到清洁所引起的损坏敏感，并且选择错误的清洁装置或方法要么无法有效清洁光学元件，要么可能会损坏光学元件。
期望提供一种能够从光刻装置的光学元件(具体地，掩模版)去除污染的装置，并且提供用于从光刻装置的光学元件去除污染的方法。当然，尽管主要期望清洁光学元件，但是还可以使用该装置和方法来清洁光刻装置的非光学元件。本发明尝试解决清洁光刻装置的被污染的光学元件的问题中的至少一些问题。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的装置，所述装置包括：用于接纳光学元件的腔室、被配置为提供气体的供气源、以及从气体生成离子的等离子体生成器或离子/电子源，其中该气体包括约0.01％体积含量至约10％体积含量的至少一种烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne或Ar中的至少一种。
光学元件可以是光刻装置的掩模版、反射镜、传感器、表膜或收集器。优选地，光学元件是掩模版。
光刻装置(具体地，EUV光刻装置)的掩模版包括钌包覆的多层反射镜的顶部上的吸收材料图案。入射在掩模版上的EUV辐射被吸收材料吸收并且被掩模版的反射区域反射。这样，对辐射射束进行图案化。掩模版上存在不同形状和宽度的线，以便向EUV辐射射束提供期望图案。掩模版的前侧(被辐射射束照射的一侧)包括暴露于辐射射束的两种不同材料，从而形成两个不同区域(即，具有覆盖层的反射区域以及吸收区域)。反射区域可以包括多层反射镜。诸如钌之类的覆盖层保护多层反射镜并且包括掩模版的前侧的反射部分。可以提供包括钽的吸收区域作为经图案化层，该经图案化层可以被设置在覆盖层的顶部上。附加地或可替代地，吸收层可以由移位旋转层替换，该移位旋转层主要更改所反射的辐射的相位，以对从掩模版的反射区域反射的辐射进行干涉，无论是相长干涉还是相消干涉，并且在抗蚀剂中形成期望图案。
如所提及的，表膜可以用于保护掩模版的表面。表膜位于与掩模版相距几毫米的位置，以使着陆在表膜上的小于大约10微米的颗粒不会对成像产生不利影响。一些表膜包括硅，无论它的形式是元素硅还是硅的化合物，诸如氮氧化硅或氧化硅或金属硅化物。操作时，表膜位于氢气气氛内。氢等离子体能够与表膜中的硅反应以形成挥发性硅化合物，诸如硅烷。然后，硅烷能够扩散远离表膜并且朝向掩模版。然后，硅烷分解，以在掩模版上沉积硅。硅可以优先沉积在掩模版的某些区域上，并且这会造成丧失掩模版的反射区域和吸收区域之间的对比度。反过来，还会对成像产生不利影响。硅可以在原位或当掩模版暴露于大气时被氧化。如果这种情况持续下去，掩模版的特征中的一些特征将会变得不合格，因此需要清洁或更换掩模版。由氢等离子体对光刻装置内的材料的作用引起的污染可以被称为氢等离子体诱导的除气(HIO)沉积。
表膜中的氧化硅与氢等离子体的反应如下：
SiO2+{H*+H+}＝>SiH4+H2O
一旦气体被输送到掩模版，它就可以通过以下反应沉积硅：
SiH4+Ru(s)+{hveuv+H*+H+}＝＞Ru(s)+Si(s)
SiH4+Ta(s)+{hveuv+H*+H+}＝＞Ta(s)+Si(s)
光学元件还可能受到其他材料的污染。例如，操作时，表膜可以被加热到例如大约500℃或甚至更高。具有低蒸发焓的材料(诸如氧化钼)可以从表膜中蒸发并且向掩模版扩散，它们可以沉积在该掩模版处。
很难从掩模版上去除氧化硅或其他污染物材料。具体地，已经发现无法使用氢等离子体从掩模版去除氧化硅，其中氧化硅已经沉积在钌上。虽然卤素可以用于使用反应离子蚀刻去除氧化硅，但由于钼和硅比钌和钽更具反应性，所以损坏掩模版(具体地，多层反射镜的各层)的风险很高。使用Cl、Br或I来反应离子蚀刻氧化硅表明缺乏对光学元件的材料(诸如Mo和Si)的选择性和反应性，并且也会损坏Ru和Ta。氟也因其毒性和处理过程中的危险性而不适合使用。
已经发现，向氢等离子体中添加少量烃则会提供如下的等离子体，该等离子体对污染物(具体地，氧化硅)具有高度选择性并且对掩模版的表面的材料(具体地，钌和钽)具有温和性。在不希望受到科学理论约束的情况下，认为向气体添加烃则会产生包括碳物种的等离子体，这些碳物种对氧化硅具有反应性以提供气态碳物种，诸如一氧化碳或二氧化碳。可以通过CH3自由基的化学溅射和/或CHX离子的选择性物理溅射来进行去除。另外，去除硅比去除氧化硅快，并且认为至少部分经由挥发性硅碳氢分子去除硅。如此，本发明允许从掩模版高度选择性地去除氧化硅，这在以前是不可能的。本发明的另一优点在于，如果烃中的任何碳沉积在掩模版前侧上，则可以通过氢等离子体容易去除碳。因此，在需要去除碳的情况下，可以调整气体的组成以减少或去除所存在的烃的量，使得气体可以去除任何所沉积的碳。然后可以再次调整气体的组成以包括用于剥离污染物的烃。
可替代地或附加地，可以向氢气或烃/氢气混合物中添加轻稀有气体，诸如He、Ne或Ar。已经发现He离子、Ne离子或Ar离子能够从掩模版前侧去除污染物，具体地，氧化钼。选择性由污染物和光学元件的材料的物理溅射阈值的差异提供。例如，溅射较轻元素(诸如Si、O或P)所需的能量比溅射较重元素(诸如Ru或Ta)所需能量低约30eV至100eV。另外，某些污染物(诸如氧化钼)以其氧化形式比以其元素形式更容易去除。如此，更易于去除熔点低于元素形式的熔点的某些氧化物，而无需首先还原，因此不必包括烃。
在这种情况下，公开了三种气体混合物。首先，存在至少一种烃在氢气中的混合物，这有利于去除硅或氧化硅污染物。第二，存在至少一种烃，He、Ne和Ar中的至少一种在氢气中的混合物，这有利于去除硅或氧化硅污染物。第三，存在He、Ne和Ar中的至少一种在氢气中的混合物，这有利于去除氧化钼或相比于对应元素形式的蒸发焓具有较低的蒸发焓的任何氧化物。
至少一种烃可以是饱和、不饱和和/或部分氧化的烃。烃可以是甲烷、乙烷、丙烷或丁烷。优选地，烃为甲烷。至少一种烃可以是C1-C4烃。气体可以包括不同烃的混合物，或可以仅包含一种类型的烃，例如，甲烷。烃可以具有化学式CxHyOz，其中1≤x≤4，y≤10，z≤3。虽然可以使用长链烃，但这些烃的挥发性较低，产生颗粒的风险会更大，颗粒本身可能是污染物。如此，优选具有1个至4个碳原子的烃。甲烷是最优选的烃。虽然可以使用不饱和烃，但由于它们能够聚合形成更重的化合物，并且更有可能产生颗粒，所以它们不太优选。应当领会，气体内可能存在不可避免的杂质。
气体可以包括约0.1％体积含量至约10％体积含量的烃、约0.2％体积含量至7％体积含量的烃、或约0.3％体积含量至5％体积含量的烃、或约0.3％至3％体积含量的烃。可替代地或附加地，气体可以包括约0.1％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.1％体积含量至约10％体积含量的He、Ne、和Ar的至少一种，约0.2％体积含量至约7％体积含量的He、Ne和Ar中至少一种，约0.3％体积含量至约5％体积含量的He、Ne和Ar中至少一种。可以在装置或方法的操作期间更改气体的组成。
可以依据装置的清洁要求调整气体的精确组成。例如，在需要高度清洁的情况下，可以增加烃的比例，然后，如果观察到任何碳积聚，则可以减少烃的比例。换言之，可以选择气体的组成和/或清洁时间，使得在每去除一个Si原子或O原子的清洁期间，就有特定数目的烃离子被输送到掩模版的表面，例如，这种数目可以大于10或大于100。同样，可以依据要去除的污染物的数量来选择和调整一种或多种惰性气体(当存在时)的浓度。
气体的余量可以是氢或氢/惰性气体混合物，具体地，包括He、Ne或Ar中的一种或多种。在光刻装置内使用氢，并且选择用于光刻装置的不同部件的材料以容许氢EUV诱导等离子体的气氛。优选地，该气体不含卤素。虽然卤素可以用于清洁光学元件，但它们能够损坏光学元件和/或在光学元件上留下污染物，因此已经发现不期望包括卤素。如此，气体可以包含约0.01％体积含量至约10％体积含量的烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的一种或多种，其余为氢且无卤素。应当领会，可能存在不可避免的杂质，包括卤素，但不有意包括卤素。
可以通过任何合适手段生成等离子体，并且本发明不特别局限于所使用的确切方法。用于生成所需等离子体的特别适当的手段包括电子回旋共振源或电子射束。
等离子体生成器可以被配置为在掩模版前侧或其他光学元件处生成等离子体，该等离子体具有能量为约1eV至约100eV(优选地，能量为大约5eV至30eV)的离子。如果离子的能量过高，则可能会开始损坏正在被清洁的光学元件。典型地，离子的能量介于大约1与50eV之间，优选地，介于大约10与30eV之间。
为了将掩模版前侧的离子能量增加到大约1eV与大约30eV之间，可以相对于装置的所接地的壁对掩模版前侧进行偏压。偏压的幅度可以从大约1V到大约30V。应当领会，在可能的情况下，还可以对其他要清洁的光学元件进行类似偏压。
装置可以包括一个或多个控制器，以控制腔室内的气体的组成和/或压力。如所提及的，可以根据需要调整气体的组成。同样，可能期望增加或降低腔室内的压力以实现最佳清洁。
装置可以包括调节单元。调节单元可以被配置为控制光学元件的温度。光学元件可以在暴露于等离子体期间被加热，因此期望具有可以控制温度的手段。
装置可以被配置为遮蔽光学元件的预选区域免受等离子体中的影响。如此，装置可以包括阻挡部或屏蔽件，该阻挡部或屏蔽件防止等离子体到达光学元件的容易因暴露于等离子体而被损坏的部分。例如，在光学元件是掩模版的情况下，掩模版的侧面和后部部分包括包含氧化硅的超低膨胀玻璃。如此，由于本文中所描述的等离子体特别适合于从表面去除氧化硅，所以如果超低膨胀玻璃要暴露于源自含烃气体混合物的等离子体，则它可能会被损坏。同样，一些掩模版或其他光学元件的表面上可能包括需要被保护以免受等离子体影响的区域。
装置可以被配置为响应达到预定清洁阶段而更改气体的组成。例如，在存在碳积聚的情况下，可以更改气体的组成以具有更高比例的氢，以便蚀刻掉碳沉积物。
污染物可能为氧化硅。虽然描述主要涉及氧化硅，但也发现本发明的装置和方法还能够去除处于不同氧化态的低溅射阈值金属(诸如Mg、Cu)或金属氧化物(诸如MoO3(具有相对较低的蒸发焓))以及磷。如此，通过源自烃的离子和/或通过稀有气体离子进行物理溅射能够去除这种污染物，具体地，MoO3。
根据本发明的第二方面，提供了一种从光刻装置的光学元件去除污染物的方法，该方法包括：提供气体，该气体包括约0.01％体积含量至10％体积含量的烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种；将气体的至少一部分转化为离子或等离子体；并且使污染物与离子或等离子体接触以去除污染物的至少一部分。
如关于本发明的第一方面所描述的，向氢气添加烃和/或He、Ne、Ar，且随后在等离子体中存在烃或稀有气体离子将提供了一种等离子体，该等离子体能够通过反应化学溅射或选择物理溅射从表面选择性地去除污染物，具体地，氧化硅。先前，等离子体仅包括氢，并且这无法从光学元件去除氧化硅(包括当沉积在钌上时)，沉积在钌上的硅或氧化硅和/或其他氢诱导的除气污染元素由于钌对原子氢的高复合性质抵抗通过纯氢等离子体而进行的蚀刻。添加对沉积在钌上的元素具有物理选择性或化学选择性的气体可以克服这种影响。注意，可以通过纯氢等离子体来完全去除沉积在钌或钽或光学元件上的其他元素上对氢等离子体稳固的任何碳，并且注意，惰性气体离子或原子不能积聚在光学元件的最顶层中并且影响其反射率。
气体可能包括饱和、不饱和或部分氧化的烃。优选地，烃为甲烷。部分氧化的烃可以具有化学式CxHyOz，其中1≤x≤4，y≤10，z≤3。
气体可以包括约0.1％体积含量至约10％体积含量的烃、约0.2％体积含量至7％体积含量的烃、约0.3％体积含量至5％体积含量的烃或约0.3％体积含量至3％体积含量的烃。可替代地或附加地，气体可以包括浓度高达50％(优选地，0.1％至10％)的He、Ne、Ar中的一种或多种。气体可以包括约0.1％体积含量至约10％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.2％体积含量至约7％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.3％体积含量至约5％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，或约0.3％体积含量至3％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种。
气体的余量可能是氢。优选地，气体不含卤素。
光学元件处的离子的能量范围为大约1eV至大约100eV，优选地，大约5eV至大约30eV。这可以通过控制光学元件表面上等离子体中电子的温度来实现，可选地，与光学元件表面的偏压结合。
一个或多个控制器可以控制气体的组成和/或压力。
方法还可以包括：控制光学元件的温度。如关于本发明的第一方面所描述的，这可以通过调节单元来实现。
响应于达到预定清洁阶段，可以更改气体的组成。例如，可以增加氢气在气体中的相对比例，以去除在清洁过程中观察到的或可能已经存在的任何碳积聚。
光学元件可以是掩模版、反射镜、传感器、表膜或收集器。尽管根据本发明的方法可以应用于其他表面和光学元件，但其主要是指对掩模版的清洁。掩模版与光刻装置的非光学元件相比对损坏更敏感，因此用于清洁非光学元件的清洁方法和装置不一定能够简单应用于包括掩模版或反射镜的光学元件。
可替代地或附加地，已经发现，包括高于室温的过氧化氢或食人鱼溶液(piranhasolution)的蚀刻过程的选择性足以去除某些污染物，诸如氧化钼，而不会对存在的任何Ru或Ta造成损坏。
根据本发明的第三方面，提供了一种光刻工具，该光刻工具包括受控环境，该受控环境具有用于接纳光学元件的支架、供气源和被配置为从气体生成离子的等离子体生成器或离子/电子源。
光学元件可以是掩模版、反射镜、传感器、表膜或收集器。
供气源可以被配置为提供具有如关于本发明的第一方面或第二方面所描述的组成的气体。
根据本发明的第四方面，提供了根据本发明的第一方面的装置或根据本发明的第二方面的方法在光刻装置或光刻过程中的用途。
应当领会，关于本发明的一个方面所描述的特征同样适用于本发明的任何其他方面。另外，关于各方面中的任一方面所描述的特征可以与关于本发明的其他方面中的任一方面所描述的特点相结合。
现在，参考对EUV光刻装置的掩模版的清洁对本发明进行描述。然而，应当领会，本发明也可以应用于对光刻装置的其他光学元件的清洁，这些光学元件包括反射镜，诸如多层反射镜。
附图说明
现在，参考附图，仅通过示例对本发明的实施例进行描述，其中
-图1描绘了包括光刻装置和辐射源的光刻系统；
-图2描绘了掩模版组件的横截面；
-图3描绘了示例性掩模版的俯视图；
-图4描绘了根据本发明的装置的示意图；以及
-图5a和图5b描绘了被配置为保护掩模版的掩模单元或屏蔽件的示例。
具体实施方式
图1示出了包括辐射源SO和光刻装置LA的光刻系统。辐射源SO被配置为生成EUV辐射射束B并且将EUV辐射射束B供应给光刻装置LA。光刻装置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、投射系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。
照射系统IL被配置为在EUV辐射射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射射束B。为此，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11一起向EUV辐射射束B提供期望横截面形状和期望强度分布。照射系统IL可以包括除了琢面场反射镜装置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的其他反射镜或装置。
在这样调节之后，EUV辐射射束B与图案形成装置MA相互作用。作为这种相互作用的结果，生成经图案化的EUV辐射射束B'。
在辐射路径中描绘了保护图案形成装置MA的表膜15。表膜15包括对EUV辐射基本透明的薄膜(尽管它会吸收少量EUV辐射)，并且用来保护图案形成装置MA免受颗粒污染。
虽然可能会努力维持光刻装置LA内部的清洁环境，但光刻装置LA内部仍然可能存在颗粒。在没有表膜15的情况下，颗粒可能沉积在图案形成装置MA上。图案形成装置MA上的颗粒可能会对赋予到辐射射束B的图案造成不利影响，从而对转印到衬底W的图案造成不利影响。表膜15在图案形成装置MA与光刻装置LA中的环境之间提供阻挡部，以防止颗粒沉积在图案形成装置MA上。
使用时，表膜15被定位在与图案形成装置MA相距一定距离处，该距离足以使得入射到表膜15的表面上的任何颗粒不在辐射射束B的焦平面中。表膜15与图案形成装置MA之间的间隔用来缩小表膜15的表面上的任何颗粒向辐射射束B赋予图案的程度。应当领会，在颗粒存在于辐射射束B中但在不在辐射射束B的焦平面中的位置(即，不在图案形成装置MA的表面处)的情况下，则颗粒的任何图像将不会聚焦在衬底W的表面处。在一些情况下，表膜15与图案形成装置MA之间的间隔可以例如介于2mm与3mm之间(例如，大约2.5mm)。在一些情况下，表膜15与图案形成装置之间的间隔可以是可调整的。表膜15通常包括硅，无论是元素形式还是化合物形式(诸如氧化硅或氮氧化硅)，可替代地，表膜可以包括金属硅化物或金属氧化物。使用时，表膜15暴露于氢等离子体，该氢等离子体能够与硅反应并且形成挥发性硅化合物，包括硅烷。使用时，表膜由于所吸收的EUV辐射被加热到超过500摄氏度的温度，这会导致具有低蒸发温度的材料(例如，金属氧化物或金属氢氧化物，例如，MoO3)向掩模版蒸发。挥发性硅化合物能够行进到图案形成装置MA(还被称为掩模版)的前侧，其中该挥发性硅化合物能够分解并且将硅沉积在图案形成装置MA上。硅沉积在图案形成装置MA上最终导致成像性能下降，因此必须清洁图案形成装置。硅通常在图案形成装置MA的表面氧化，可能在原位或当掩模版暴露于空气中进行清洁时。先前不可能以适合于避免对图案形成装置MA本身的损坏的方式去除氧化硅层。先前不可能以适合于避免损坏图案形成装置MA本身的方式去除金属氧化物和/或金属氢氧化物层，尤其是与氧化硅混合的金属氧化物和/或金属氢氧化物层。应当领会，可能以同样方式需要清洁其他光学元件。
在生成经图案化的EUV辐射射束B'之后，投射系统PS被配置为将经图案化的EUV辐射射束B'投射到衬底W上。为此，投射系统PS可以包括多个反射镜13、14，这些反射镜被配置为将经图案化的EUV辐射射束B'投射到由衬底台WT保持的衬底W上，从而形成特征比图案形成装置MA上的对应特征小的图像。例如，可以应用4或8的缩小因子。尽管在图1中，投射系统PS仅具有两个反射镜13、14，但投射系统PS可以包括不同数目的反射镜(例如，六个反射镜或八个反射镜)。
衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻装置LA将由经图案化的EUV辐射射束B'形成的图像与先前在衬底W上形成的图案对准。
可以在辐射源SO、照射系统IL和/或投射系统PS中提供相对真空，即，处于远低于大气压的压力下的少量气体(例如，氢气)。
例如，图1所示的辐射源SO可以被称为激光产生等离子体(LPP)源的类型的辐射源SO。激光系统(例如，可能包括CO2激光器)被布置为经由激光射束将能量沉积到燃料中，诸如例如由燃料发射器提供的锡(Sn)。尽管在以下描述中提及了锡，但是可以使用任何合适的燃料。燃料例如可以是液体形式，并且例如可以是金属或合金。燃料发射器可以包括喷嘴，该喷嘴被配置为沿着朝向等离子体形成区域的轨迹引导例如液滴形式的锡。激光射束在等离子体形成区域处入射在锡上。激光能量沉积到锡中在等离子体形成区域处产生锡等离子体。在电子与等离子体的离子的去激励和复合期间从等离子体发射包括EUV辐射在内的辐射。
通过收集器收集来自等离子体的EUV辐射并且使之聚焦。收集器包括例如近正入射辐射收集器(有时更一般地被称为正入射辐射收集器)。收集器可以具有多层反射镜结构，该多层反射镜结构被布置为反射EUV辐射(例如，具有诸如13.5nm之类的期望波长的EUV辐射)。收集器可以具有椭圆形配置，具有两个焦点。焦点中的第一焦点可以在等离子体形成区域处，而焦点中的第二焦点可以在中间焦点处，如下文所讨论的。
激光系统可以与辐射源SO在空间上分开。在这种情况下，激光射束可以在射束传递系统(未示出)的帮助下从激光系统传递到辐射源SO，该射束传递系统包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器和/或其他光学器件。激光系统、辐射源SO和射束传递系统可以一起被认为是辐射系统。
被收集器反射的辐射形成EUV辐射射束B。EUV辐射射束B聚焦在中间焦点处，以在等离子体形成区域处存在的等离子体的中间焦点处形成图像。中间焦点处的图像充当照射系统IL的虚拟辐射源。辐射源SO被布置为使得中间焦点位于辐射源SO的包绕结构中的开口处或附近。
尽管图1将辐射源SO描述为激光产生等离子体(LPP)源，但诸如放电产生等离子体(DPP)源或自由电子激光器(FEL)之类的任何合适源都可以用于生成EUV辐射。
图2描绘了图案形成装置MA(还被称为掩模版100)的横截面。掩模版100包括导电背侧101和包括超低膨胀衬底102的芯。超低膨胀衬底102通常是包括氧化硅和氧化钛的混合物的超低膨胀玻璃。提供多层反射镜103，该多层反射镜103包括硅和钼的交替层，并且多层反射镜用钌保护层104覆盖。经图案化的吸收层105被提供在钌层104上。经图案化的吸收层105可以包括钽，但还可以使用其他合适材料。所谓的质量区域140被提供在掩模版100的前侧上。质量区域140包括要压印到辐射射束中的图案。质量区域140可以被设置在所谓的黑色边界区域130内。在一些掩模版中，对黑色边界区域130进行向下蚀刻，直到超低膨胀衬底102。应当领会，黑色边界区域130和超低膨胀衬底102需要与被配置为与蚀刻氧化硅的等离子体屏蔽开。
图3描绘了掩模版100的俯视图。可以清楚地看到，质量区域140被黑色边界130包围。反过来，黑色边界130被吸收层120包围。
图4是根据本发明的第一方面的实施例的装置的示意性描绘。该装置包括腔室200。腔室200被配置为接纳正在被清洁的光学元件，诸如掩模版100。腔室200还被配置为在其中提供受控环境。可以控制受控环境以更改其中的气体的组成、气体的离子化速率、腔室200中包含的等离子体的量、腔室200内的离子的能量和/或腔室200内的压力。腔室200还包括供气源201，该供气源被配置为提供气体。腔室200还可以可选地包括排气系统，诸如气体出口202，以根据需要去除任何气体。供气源201和可选的气体出口202可以由控制器(未示出)控制，以更改腔室200内的气体组成并且更改腔室200中的气体的压力。优选地，根据本发明的任何方面的供气源201被设置在正在被清洁的光学元件附近。例如，在正在被清洁的光学元件是掩模版或表膜的情况下，供气源可以经由本领域已知的所谓Y喷嘴提供，或经由掩模版或表膜附近的一个或多个其他喷嘴提供。对于其他光学元件，单独供气源可能靠近要清洁表面。提供等离子体生成器203以将腔室内的气体的至少一部分转换为等离子体。等离子体生成器203可以位于允许所生成的等离子体与正在被清洁的光学元件相互作用的任何适当位置。本发明不受所使用的精确等离子体生成器203的特别限制，并且电子射束离子化可以是等离子体生成器203的优选操作模式。等离子体生成器可以替代地为离子/电子源。如图4所描绘的，掩模版100可以支撑在可选螺柱221上，这些螺柱221将掩模版100支撑在腔室200内的期望位置。螺柱被配置为避免损坏掩模版100的后侧并且还避免损坏掩模100的侧面。该装置还包括屏蔽件220，该屏蔽件220被配置为掩蔽掩模版100的侧面不受等离子体的影响。屏蔽件220还可以被配置为掩蔽光学元件的预选区域不受等离子体的影响。可以平行于前侧来施加该屏蔽件220，其中大约50μm至大约500μm的间隙是足够的。例如，应当屏蔽掩模版侧面和/或掩模版的前侧处的黑色边界以免受到蚀刻氧化硅或其他污染物的等离子体化学作用的影响。屏蔽件220还被配置为掩蔽掩模版100的前侧的预选部分不受等离子体的影响。例如，屏蔽件220可以被配置为掩蔽黑色边界130和/或包围黑色边界130的吸收层120不受等离子体的影响。应当领会，屏蔽件220可以是单件或者可以包括多个个别区段。为了避免损坏掩模版100的前侧，屏蔽件220与屏蔽件隔开距离H。距离H可以是任何合适距离，诸如例如，0.1mm至1mm。屏蔽件220以距离G与黑色边界130重叠。距离G可以是大约0.1mm至1mm。为了减少通过复合的等离子体损耗，屏蔽件W的厚度优选地小于1cm，并且W可以介于大约0.1mm至5mm之间。屏蔽件210的壁和腔室211的壁由诸如Mo、W、Ru或Ta之类的耐溅射的涂层制成或设有这种涂层。优选地，该装置不含硅，因为硅会受到等离子体的侵蚀和蚀刻。
腔室200内的气体包括氢气和甲烷的混合物，其中甲烷浓度为0.1％体积含量至10％体积含量。可以使用其他C1-C4烃，但优选甲烷。可替代地或附加地，氢气可以包含浓度为0.1％体积含量至50％体积含量的He、Ne、Ar中的至少一种。使用时，腔室200内的气体通过等离子体生成器203至少部分被转化为等离子体。等离子体包含经离子化的烃分子或稀有气体离子，并且能够从掩模版100的质量区域140去除氧化硅或其他HIO元素污染。
在清洁期间，掩模版100可能会遭受例如1W至100W的热负荷。如此，装置可以可选地还包括调节系统(未示出)，该调节系统调节掩模版100。例如，调节系统可以包括冷却板，并且掩模版100的背侧上可能存在氢气流，该氢气流能够从掩模版100提取热量。氢气流可以被提供在掩模版的背侧与冷却板之间。这种氢气流的压力可以介于大约0.1mBar至大约10mBar之间。
图5a和图5b描绘了屏蔽件220的两种可能实现方式。在图5a中，屏蔽件220作为单件提供。屏蔽件220框定掩模版质量区域140并且以距离F和G间隔开。可以独立选择距离F和G，并且可以选择距离F和G，使得形成在屏蔽件220中的开口大于或小于掩模版100的质量区域140。图5b中的屏蔽件220与图5a中的屏蔽件相同，只是它由多于一个单件形成。
清洁光学元件的时间可以是任何合适时间。例如，清洁时间可以在1分钟到6小时的范围内。清洁时间可以小于3小时、小于2小时、小于1小时、或小于30分钟。
本发明提供了在光刻装置的光学元件上蚀刻几nm的氢等离子体诱导的除气(HIO)沉积(具体地，沉积在钌上的硅沉积)的第一已知装置和方法。本发明提供了一种在不使用卤素的情况下去除这种HIO沉积的方式，并且不依赖于湿法蚀刻，这意味着对正在被清洁的光学元件的损坏较小或没有损坏，并且没有由清洁方法引起的污染。使用在5eV至30eV的范围内的、包括源自甲烷或轻稀有气体(诸如He、Ne和Ar)的离子的等离子体或离子射束不会产生钌或钽的物理溅射。在不添加甲烷的情况下，氧化硅不会被去除，并且已经令人惊讶地发现，添加甲烷实现了随时去除氧化硅。
应当理解，可以组合上述实施例和方面的特征。
尽管本文中可能会具体提及在IC制造中使用光刻装置，但应当理解，本文中所描述的光刻装置可能具有其他应用。可能的其他应用包括制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜式磁头等。
尽管本文中可以在光刻装置的背景下具体参考本发明的实施例，但本发明的各实施例也可以用于其他装置。本发明的实施例可以形成掩模检查装置、量测装置或测量或处理物体(诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置))的任何装置的一部分。这些装置通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
在上下文允许的情况下，本发明的各实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本发明的实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。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；磁存储介质；光学存储介质；闪存设备；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)等。进一步地，固件、软件、例程、指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应当领会，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上由执行固件、软件、例程、指令等的计算设备、处理器、控制器或其他设备产生，并且在这样做时可能使得致动器或其他设备与物理世界交互。
虽然上文已经对本发明的具体实施例进行了描述，但应当领会，本发明可以按照所述方式以外的方式实践。上文描述旨在说明，而非旨在限制。因此，对于本领域的技术人员而言，显而易见的是，在没有背离下文所陈述的权利要求和条款的范围的情况下，可以根据描述对本发明进行修改。
1.一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的装置，所述装置包括：用于接纳所述光学元件的腔室、被配置为提供气体的供气源、以及从所述气体生成离子的等离子体生成器或离子/电子源，其中所述气体包括约0.01％体积含量至约10％体积含量的至少一种烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种。
2.根据条款1所述的装置，其中所述光学元件是光刻装置的掩模版、反射镜、传感器、表膜或收集器。
3.根据条款1或条款2所述的装置，其中所述至少一种烃包括一种或多种饱和、不饱和或部分氧化的烃。
4.根据任一前述条款所述的装置，其中所述至少一种烃是C1-C4烃，是甲烷，或具有化学式CxHyOz，其中1≤x≤4，y≤10，z≤3。
5.根据任一前述条款所述的装置，其中所述气体包括约0.1％体积含量至约10％体积含量的烃、约0.2％体积含量至约7％体积含量的烃、约0.3％体积含量至约5％体积含量的烃或约0.3％体积含量至3％体积含量的烃，和/或其中所述气体包括约0.1％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.1％体积含量至约10％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.2％体积含量至约7％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.3％体积含量至约5％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种或约0.3％体积含量至3％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种。
6.根据任一前述条款所述的装置，其中所述气体的余量为氢气。
7.根据前述任一条款所述的装置，其中所述等离子体生成器包括电子回旋共振源、电子射束或离子射束，可选地，其中所述等离子体生成器是能够在电容耦合等离子体模式下操作的反应离子蚀刻器。
8.根据前述任一项所述的装置，其中所述等离子体生成器或所述离子/电子源被配置为生成能量为大约1eV至大约100eV的离子，优选地，能量为大约5eV至大约30eV的离子。
9.根据前述任一项所述的装置，其中所述装置包括一个或多个控制器，以控制所述腔室内的所述气体的组成和/或压力和/或所述气体的电离速率。
10.根据任一前述条款所述的装置，其中所述装置还包括调节单元，所述调节单元被配置为控制所述光学元件的所述温度。
11.根据前述条款中任一项所述的装置，其中所述装置被配置为屏蔽所述光学元件的预选区域以免受所述等离子体或离子的影响。
12.根据前述条款中任一项所述的装置，其中所述装置被配置为响应于达到预定清洁阶段而更改所述气体的组成。
13.根据任一前述条款所述的装置，其中所述污染物是硅、氧化硅、氧化钼、金属或金属氧化物、或磷、或磷氧化物。
14.一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的方法，所述方法包括：提供气体，所述气体包括约0.01％体积含量至约10％体积含量的一种或多种烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种；将所述气体的至少一部分转化为等离子体；并且使所述污染物与所述离子或等离子体接触以去除所述污染物的至少一部分。
15.根据条款14所述的方法，其中所述至少一种烃包括饱和、不饱和或部分氧化的烃。
16.根据条款14或15所述的方法，其中所述烃是C1-C4烃、甲烷或具有化学式CxHyOz，其中1≤x≤4，y≤10，z≤3。
17.根据条款14至16所述的方法，其中所述气体包括约0.1％体积含量至约10％体积含量的烃、约0.2％体积含量至约7％体积含量的烃、约0.3％体积含量至约5％体积含量的烃或约0.3％体积含量至3％体积含量的烃，和/或其中所述气体包括约0.1％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.1％体积含量至约10％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.2％体积含量至约7％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.3％体积含量至约5％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种或约0.3％体积含量至3％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种。
18.根据条款14至17中任一项所述的方法，其中所述气体的余量为氢气。
19.根据条款14至18中任一项所述的方法，其中所述离子的能量在大约1eV至大约100eV的范围内，优选地，大约5eV至大约30eV的范围内。
20.根据条款14至19中任一项所述的方法，其中一个或多个控制器控制所述气体的组成和/或压力和/或电离速率。
21.根据条款14至20中任一项所述的方法，其中所述方法控制所述光学元件的温度。
22.根据条款14至21中任一项所述的方法，其中响应于达到预定清洁阶段而更改所述气体的组成。
23.根据条款14至22中任一项所述的方法，其中所述光学元件是掩模版、反射镜、传感器或表膜。
24.一种光刻工具，包括受控环境，所述受控环境具有用于接纳光学元件的保持器、供气源和被配置为从所述气体生成离子的等离子体生成器或离子/电子源。
25.根据条款24所述的光刻工具，其中所述光学元件是掩模版、反射镜、传感器或表膜。
26.根据条款1至13中任一项所述的装置或根据条款14至23中任一项的方法在光刻装置或光刻过程中的用途。

Claims (15)

1.一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的装置，所述装置包括：用于接纳所述光学元件的腔室、被配置为提供气体的供气源、以及从所述气体生成离子的等离子体生成器或离子/电子源，其中所述气体包括约0.01％体积含量至约10％体积含量的至少一种烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学元件是光刻装置的掩模版、反射镜、传感器、表膜或收集器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述至少一种烃包括一种或多种饱和、不饱和或部分氧化的烃。
4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述至少一种烃是C1-C4烃，是甲烷，或具有化学式CxHyOz，其中1≤x≤4，y≤10，z≤3。
5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述气体包括约0.1％体积含量至约10％体积含量的烃、约0.2％体积含量至约7％体积含量的烃、约0.3％体积含量至约5％体积含量的烃或约0.3％体积含量至3％体积含量的烃，和/或其中所述气体包括约0.1％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.1％体积含量至约10％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.2％体积含量至约7％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种，约0.3％体积含量至约5％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种或约0.3％体积含量至3％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述等离子体生成器包括电子回旋共振源、电子射束或离子射束，可选地，其中所述等离子体生成器是能够在电容耦合等离子体模式下操作的反应离子蚀刻器。
7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述等离子体生成器或所述离子/电子源被配置为生成能量为大约1eV至大约100eV的离子，优选地，能量为大约5eV至大约30eV的离子。
8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置包括一个或多个控制器，用以控制所述腔室内的所述气体的组成和/或压力和/或所述气体的电离速率。
9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置还包括调节单元，所述调节单元被配置为控制所述光学元件的温度。
10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置被配置为屏蔽所述光学元件的预选区域以免受所述等离子体或离子的影响。
11.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置被配置为响应于达到预定清洁阶段而更改所述气体的组成。
12.一种用于从光刻装置的光学元件去除污染物的方法，所述方法包括：提供气体，所述气体包括约0.01％体积含量至约10％体积含量的一种或多种烃和/或约0.01％体积含量至约50％体积含量的He、Ne和Ar中的至少一种；将所述气体的至少一部分转化为等离子体；并且使所述污染物与所述离子或等离子体接触以去除所述污染物的至少一部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述烃为C1-C4烃、甲烷或具有化学式CxHyOz，其中1≤x≤4，y≤10，z≤3。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中所述离子的能量在大约1eV至大约100eV的范围内，优选地，大约5eV至大约30eV的范围内。
15.一种光刻工具，包括受控环境，所述受控环境具有用于接纳光学元件的保持器、供气源和被配置为从所述气体生成离子的等离子体生成器或离子/电子源。
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