TW201923472A

TW201923472A - 用於光微影的設備及清潔靜電式光罩固定座的方法及設備

Info

Publication number: TW201923472A
Application number: TW107131328A
Authority: TW
Inventors: 林鈺富; 張東榮; 陳家楨
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2019-06-16
Also published as: CN109814339A; US10684559B2; US20190155178A1; US20200310258A1; TWI701520B; US11054756B2; CN109814339B

Abstract

用於清潔使用於一光微影系統內的靜電式光罩固定座的設備，包括供應低壓環境於靜電式光罩固定座的一腔體，以及配置用於施加超音波至靜電式光罩固定座的一超音波換能器。此設備更包括配置用於控制超音波換能器的控制器，以及一氣流控制器。氣流控制器配置用於使腔體加壓或減壓。

Description

用於光微影的設備及清潔靜電式光罩固定座的方法及設備

本揭露係關於用於微影的多種方法及設備，特別是關於清潔用於一微影工具的一光罩固定座。

半導體積體電路（IC）的功能密度（亦即，在每一晶片內的相互連結的裝置的數量）在過去幾年已具有成長。藉由減少晶片上每一裝置的體積，功能密度的成長得已達成。半導體製造技術，例如光微影，需要持續此種裝置的體積持續縮小的趨勢，是藉由減少用於光微影中的光線的波長而被符合。

舉例而言，用於光微影的輻射的波長已由紫外線減少至深紫外線（DUV），近來減少至極紫外線（EUV）。元件尺寸的進一步減小需要進一步改進使用極紫外光微影（極紫外光微影）可實現的光微影解析度。極紫外光微影採用具有約1-100nm波長的輻射。

由於極紫外線的輻射是離子輻射，極紫外光微影通常在低壓或者類真空的情況下執行。在此類情況下，通常用於深紫外線光微影的吸取式光罩固定座無法發生作用。因此，採用靜電式光罩固定座固定用於極紫外光微影的光罩或罩幕（mask）。

根據本揭露的一個層面，一種用於光微影的設備包括一曝光腔，腔體提供一低壓環境。腔體具有一氣流控制器，氣流控制器配置用於使曝光腔加壓或減壓。一靜電夾設置於曝光腔。靜電夾配置用於固定一光罩。設備更包括一超音波換能器，配置用於施加超音波至靜電夾。超音波配置用於自靜電夾去除顆粒物質。

根據本揭露的另一個層面，一種清潔使用在一光微影系統的一靜電夾的方法包括對光微影系統的一曝光腔增壓或減壓。靜電夾設置於在由腔體圍繞的一空間當中。上述方法更包括在增壓或減壓曝光腔的過程中，施加超音波至靜電夾。超音波配置用於自靜電夾移除顆粒狀物質。

根據本揭露的另一個層面，一清潔用於一光微影系統的一靜電夾的設備包括供應一低壓環境於靜電夾的一曝光腔，以及配置用於施加超音波至靜電夾的一超音波換能器。上述設備更包括配置用於控制超音波換能器的一控制器以及一氣流控制器。氣流控制器配置用於使曝光腔加壓或減壓。

以下揭露內容提供許多不同的實施例或較佳範例以實施本案的不同特徵。當然，本揭露也可以許多不同形式實施，而不局限於以下所述之實施例。以下揭露內容配合圖式詳細敘述各個構件及其排列方式的特定範例，係為了簡化說明，使揭露得以更透徹且完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技術者。

在下文中所使用的空間相關用詞，例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個（些）元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位之外，這些空間相關用詞也意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位（旋轉90度或其他方位），而在此所使用的空間相關用詞也可依此相同解釋。

必須了解的是，未特別圖示或描述之元件可以本領域技術人士所熟知之各種形式存在。此外，若實施例中敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的情況，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使得上述第一特徵與第二特徵未直接接觸的情況。

以下不同實施例中可能重複使用相同的元件標號及/或文字，這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。在圖式中，結構的形狀或厚度可能擴大，以簡化或便於標示。

目前揭露是廣泛地關連於極紫外光光微影系統以及多種方法。更具體而言，是關於清潔在一極紫外光微影曝光工具內用於固定光罩的一光罩固定座的多個裝置及多個方法。

由於氣體原子吸收極紫外光光線，用於極紫外光微影圖案化的光微影系統維持於真空或低壓力環境以避免極紫外光強度衰退，並防止離子化氣體在極紫外光微影正被執行的晶圓上產生負面影響。於是，在極紫外光微影系統中使用靜電式光罩固定座以固定光罩。然而，由於光罩固定座用於固定光罩的力，光罩固定座上的污染會損壞光罩固定座以及光罩。另外，此種在光罩固定座上的污染粒子會導致光罩表面的微小形變，造成產生於晶圓上的圖案的形變。本揭露實施例的一目的是在清潔光罩固定座的同時減少曝光工具的停工時間並減少對光罩固定座以及光罩的損壞。

第1A圖為根據本揭露部分實施例具有一雷射產生電漿（laser production plasma，LPP）原理的極紫外光輻射源的一極紫外光微影系統的示意圖。極紫外光微影系統包括產生極紫外輻射的一極紫外光輻射源100、一曝光工具200，例如掃描器、及一激發雷射源300。如第1A圖所示，在部分實施例中，極紫外光輻射源100及曝光工具200安裝在一無塵室的一主樓地板MF上，同時激發雷射源300安裝在主樓地板MF下方的地下地板BF之上。每一極紫外光輻射源100以及曝光工具200各自透過吸震器DP1及DP2放置在托架板PP1以及PP2上方。極紫外光輻射源100及曝光工具200彼此藉由連軸機構耦接，連軸機構可包括對焦單元。

光微影系統為一極紫外光微影系統，極紫外光微影系統是設計用以藉由極紫外光光線（在此亦可交換地稱作極紫外輻射）曝光光阻層。光阻層為對極紫外光光線敏感的一材料。極紫外光微影系統採用極紫外光輻射源100產生極紫外光光線，例如具有波長在大約1nm至大約100nm的範圍內的極紫外光光線。在一特定範例中，極紫外光輻射源100產生具有大約正中在13.5nm的波長。

曝光工具200包括多種反射光學元件，例如凸透鏡/凹透鏡/平面鏡、具有一光罩座的一光罩固定機構、及一晶圓固定機構。曝光工具200更包括一曝光腔205。曝光腔205包圍曝光工具200所有的光源元件、光罩固定機構晶圓固定機構。曝光腔205提供一真空環境的低壓至曝光工具200以避免受氣體吸收造成極紫外輻射強度的損耗。

第1B圖為本揭露實施例的一極紫外光光微影工具的細節的簡化示意圖，其顯示覆蓋有光阻的基板410以極紫外光光線的一圖案化光束進行曝光。曝光裝置200為一積體電路光微影工具，例如步進機、掃描機、步進及掃描系統、直接寫入系統、使用接觸式光罩及/或鄰近式光罩的裝置等。曝光裝置200配備有以極紫外光光線的光束照射一圖案化光學件250（例如光罩）的一或多個光學件（例如光學件250a及250b），以產生圖案化光束以及一或多個縮小投影光學件250c及250d，以照射圖案化光束至基板410。可配備有一機械組件（圖未示）以在基板410以及圖案化光學件250之間產生一可控制的相對運動。如第1B圖進一步所示，極紫外光微影工具包括一極紫光輻射源100。極紫外光輻射源100包括一極紫外光光線發射器ZE，極紫外光光線發射器ZE在腔體105內發出極紫外光光線，極紫外光光線由收集器110沿一路徑反射至曝光工具200內以照射基板410。

本揭露所述之“光學件”意圖廣義地解釋為包括但不限於對入射光反射和/或傳輸和/或操作的一個或多個部件，並且包括但不限於一個或多個透鏡，窗口、濾波器、楔形物、棱鏡（prism），棱鏡（grism）、漸變（grading）、透射光纖、標準具（etalon）、擴散器、均化器、檢測器和其他儀器部件、開口、軸棱鏡（axicon）和包括多層鏡的鏡、接近法向入射鏡、掠入射鏡（grazing incidence mirror）、鏡面反射鏡、漫射反射鏡及其組合。此外，除非另外指明，否則本揭露所述之“光學件”並不表示限定於僅在一個或多個特定波長範圍內操作的組件，例如在極紫外輸出光波長、輻射雷射波長、適用於計量或任何其他特定波長的波長。

由於氣體分子吸收極紫外光光線，極紫外光微影圖案化的光微影系統維持在由曝光腔205提供的一真空或一低壓環境，以避免極紫外光強度損失。

在本揭露多種實施例中，由光阻所覆蓋的基板410為一半導體晶圓，例如欲被圖案化的矽晶圓或其他種類的晶圓。

第2A圖根據目前揭露的一實施例示意性地繪製一光罩固定機構。以下說明參照第1B圖及第2A圖。由極紫外光輻射源100產生的極紫外輻射藉由反射光學元件導引至固定在光罩座210上的光罩250。在部分實施例中，光罩座210包括一靜電式光罩固定座220（在此亦可交換地稱作靜電吸座或e-chuck）以固定光罩250。

在目前揭露中，本揭露中掩膜、光掩膜及光罩可以互換使用。在本實施例中，光罩250是反射式光罩。在一個實施例中，光罩250包括由例如低熱膨脹材料或熔融石英的合適材料形成的基板252。在各種範例中，上述材料包括TiO₂ 摻雜的SiO₂ 或具有低熱膨脹的其他合適的材料。光罩250包括沉積在基板252上的多個反射多層（ML）（圖未示）。反射多層包括多個膜對，諸如鉬-矽（Mo/Si）膜對（例如在每一膜對中鉬層位於矽層之上或之下）。或者，反射多層可以包括鉬-鈹（Mo/Be）膜對或可配置為高度反射極紫外光線的其他合適材料。光罩250可進一步包括置於反射多層上用於保護的覆蓋層（圖未示），例如釕（Ru）。光罩250還包括沉積在反射多層上的吸收層255，例如氮化鉭（TaBN）層。吸收層255被圖案化以限定積體電路（IC）層。或者，可以在反射多層上沉積另一個反射層，並將其圖案化以限定積體電路層，由此形成極紫外相位移光罩。

第2A圖的光罩250及靜電夾220是被放置使極紫外光輻射源100所供應的極紫外輻射在到達半導體工件的表面時進行對焦。

在目前實施例中，光罩250藉由靜電電位由靜電夾220夾固。光罩250抵靠於存在在靜電夾220的一表面的多個凸起（burls）225，並且多個凸起具有介於大約100μm至大約500μm的範圍內的寬度w、具有在大約1.0mm至大約5.0mm的範圍內的間距s、及相對光罩220的底表面具有大約1.0μm至大約100μm的範圍內的高度。部分工業標準的靜電夾使用大於較2000個更多的凸起，這些凸起包括靜電夾220的表面面積的粗糙度1.4%以支撐光罩250。

相較於傳統真空夾有相同或更大的力，靜電夾持可以低於1秒的時間執行夾持及鬆開的動作。除了因為光罩誤對位而產生的重疊誤差，在光罩250以及靜電夾220之間的夾持地形（clamping topography）亦會導致重疊誤差。夾持地形會因為凸起的磨耗或在靜電夾220的表面的污染物290（見例如第3A圖及第3B圖）而造成。舉例而言，因為重複使用凸起磨耗可以在多個凸起的多個角落已經變圓的地方觀察得到，這種凸起磨耗導致不平坦夾持。另外，若另一凸起包含一被壓平的污染物290（例如金，等）光罩的地形將進一步變形。並且，雖然在凸起之間較小的污染物290（例如具有較h小的直徑）不會衝擊光罩地形，較大的污染物290（例如具有較h大的直徑）將衝擊光罩地形。

在多種狀況中，污染物290是一金屬粒子，一光阻粒子或一任何通常使用於半導體製造加工中的材料的粒子，舉例而言，二氧化矽，氮化矽等。根據污染物290的材料種類及大小，污染物具有變異的黏附力而黏附在光罩固定座220的表面或是凸起225的表面。舉例而言，光阻粒子可能較金粒子具有較大的黏附力而黏附在光罩固定座220的表面。同樣的，根據污染物290的大小及材料，當光罩固定座220夾持光罩250時，不同的力施加於光罩250之上。舉例而言，金屬粒子可能較光阻粒子施加較大的力在光罩250之上。

第2B圖描繪光罩250受多個污染物或其他多種因素影像而造成的夾持地形，污染物或其他因素產生光罩表面的超出平面變形（out of plane distortion，OPD），進而導致輻射的側向位移或在平面變形（in plane distortion，IPD）。舉例而言，若特定的污染物290具有大於凸起的高度h的直徑並被黏附至光罩固定座 220上相鄰二個凸起之間的表面，當光罩250夾持至光罩固定座220時，污染物290推擠光罩250的背面。根據光罩的材料特性（例如彈力、延展性等）以及污染物290的材料特性，光罩250的背面的變形可能傳遞至光罩250的前表面（意即反射表面）。這種在光罩250的反射表面的局部地形的變形顯示於第2B圖，並以OPD表示。儘管這種OPD可能不會顯著影響晶片表面410的極紫外光輻射的焦點，但OPD會移動入射在彎曲部分上的極紫外輻射的光學路徑而導致IPD。舉例而言，對於在光罩250上具有與反射區域橫向相鄰的吸收區域的圖案，IPD可能導致應該被反射的極紫外光輻射被吸收，並且導致應該被吸收的極紫外光輻射被反射。換句話說，IPD導致圖案的保真度的損失。在其他範例中，IPD可能另外導致光罩250的重疊控制的損失和圖案均勻性的降低，例如臨界尺寸（CD）變化，形狀偏差等。

第3A圖及第3B圖示意性描繪多個顆粒狀污染物利用氣流的移除。在一實施例中，一顆粒狀污染物290位於靜電光罩固定座220的面向光罩的表面上。雖然圖中顯示污染物290位於凸起225之間，但污染物290可位於光罩固定座220表面上的任何地方，例如包括其中一個凸起。當曝光工具200減壓時（例如，在曝光之前）或加壓（例如，用於更換光罩或者其他原因）時，曝光腔205內的氣體在曝光腔205內產生擾流。

與擾流相關連的渦旋（eddies）在污染粒子290上產生黏滯阻力（viscous drag），有助於減少顆粒狀污染物290與光罩固定座250的表面之間的黏附力，進而從光罩固定座250的表面去除污染物粒子290。由擾流產生的黏滯阻力取決於與氣流流動相關的擾流動能（turbulent kinetic energy, TKE）。與給定氣流相關的擾流動能是由均方根速度波動（root-mean-squared velocity fluctuations）所決定。於是，擾流動能可藉由控制進入或離開曝光腔205的氣體流量而進行控制。氣體流率通過使用一氣流控制器280來進行控制。在多種實施例中，氣體是空氣或惰性氣體，例如氬氣、氖氣或氮氣。在多種實施例中，氣體的流動速率在從大約1標準升每分鐘（slm）到大約20slm的範圍內。根據污染物290的大小和材料，污染物290和光罩固定座220表面之間的黏附力可大到使因為流速增加而產生的阻力不足以從光罩固定座220的表面驅除污染物290（如第3B圖所示）。

第3C圖與第3D圖示意性描述多個顆粒狀污染物利用一黏膠膜的移除。如本揭露其他地方所討論的，在部分實施例中，氣流速率的增加不足以驅逐一污染物290。在此實施例中，黏膠膜265放置在虛設光罩（dummy reticle）250'的後表面上，後表面是虛設光罩250'與多個凸起225接觸的表面。本揭露中虛設光罩250的用語可互換地與清潔光罩的用語一起使用，並且是指用於清潔光罩固定座的光罩，並且設置有具有黏性的背表面。

在多種實施例中，黏膠膜265是聚酰亞胺膜。在部分實施例中，所述黏膠膜265是具有第一黏性層（未示出），第二海綿層（未示出）和第三黏性層（未示出）的三層膜。在此類的實施例中，第一黏性層接觸虛設光罩250'的後表面，第二海綿層提供用於第一和第三黏性層的基板，並且第三黏性層接觸凸起225和光罩固定座220。在部分實施例中，第二海綿層具有大於凸起225的高度的厚度，並且足夠柔韌，以致當光罩固定座225夾住虛設光罩250'時，凸起225因受夾持力而陷入黏膠膜265中，使得黏膠膜265的第三黏性層接觸位於凸起225之間光罩固定座220的部分。這種構造使得小於凸起高度的顆粒也能夠黏附到黏膠膜265，並且可以提供更多表面積與污染物290的第三黏性層接觸，藉此增加黏附力。

在大約1秒至大約1分鐘的範圍內的一段時間之後，將虛設光罩250'從光罩固定座220上鬆開。如果污染物290和黏膠膜265的第三黏合層之間的黏附力大於污染物290和光罩固定座220的表面（或者凸起225的表面）之間的黏附力，污染物290則從光罩固定座220上脫落。

另一方面，如果污染物290與黏膠膜265的第三黏性層之間的黏附力小於污染物290與光罩固定座220表面（或污染物290的表面）之間的黏附力，污染物290保留在光罩固定座220上。在此情況下，使用黏膠膜265對污染物290的移除是藉由多次自光罩固定座220夾緊和鬆開虛設光罩250'而進行嘗試。在部分實施例中，在每次嘗試之後更換黏膠膜265。在此實施例中，使用光罩移動機器人270將具有一次性使用的黏膠膜265的虛設光罩250'移出曝光工具200的真空環境，並將一次性使用的黏膠膜265替換為新的黏膠膜265，並將具有新的黏膠膜265的虛設光罩250'利用光罩移動機器人270移回到曝光工具200的真空環境中到達光罩固定座220。將虛設光罩250'移入和移出真空以更換黏膠膜265的過程可能需要幾秒至幾分鐘，這取決於重複移除污染物290的次數。

第4A圖至第4C圖示意性描述用超音波自光罩固定座移除一污染物的設備。在一實施例中，超音波換能器285設置在曝光腔205中並且配置為將超音波287施加到光罩固定座220。在部分實施例中，超音波換能器285遠離光罩固定座220放置，使得超音波287入射到具有多個凸起225的光罩固定座220的表面上。在此實施例中，超音波287在加壓或減壓曝光腔205時進行施加。換句話說，超音波287入射到光罩固定座220在光罩側的表面上。根據波的強度和頻率，超音波287破壞依附在污染物290與光罩固定座220表面之間的黏著劑，進而將光污染物290自光罩固定座220除去。

在多種實施例中，超音波換能器285包括壓電換能器，電容性換能器或磁致伸縮換能器。在部分實施例中，超音波換能器285配置為產生具有某種固定頻率和功率的多個超音波287。在其他實施例中，超音波換能器285配置為產生不同頻率和功率且可調整的超音波287。在部分實施例中，超音波換能器285產生入射在光罩固定座220整個面向光罩側的表面上一種寬的超音波波束。在其他實施例中，超音波換能器285產生入射在光罩固定座220面向光罩一側的表面的一小部分的聚焦超音波波束。在此實施例中，藉由橫向移動超音波換能器285以掃描光罩固定座220的表面，使超音波的波束掃過光罩固定座220的表面。或者，藉由改變超音波換能器285相對於光罩固定座220的角度來調整超音波287的波束，使超音波的波束掃過光罩固定座220的表面。

在一實施例中，超音波287具有從大約20kHz到大約5GHz的範圍內的頻率。在多種實施例中，超音波換能器285包括多於一個的超音波換能器，每個超音波換能器提供特定頻率範圍內的超音波287。例如，在一實施例中，超音波換能器285具有產生超音波的多個換能器，所述超音波的頻率範圍為大約20kHz至大約200kHz、大約200kHz至大約2MHz、大約2MHz至大約200MHz、大約200MHz至大約2GHz、或者大約20kHz至大約5GHz的頻率範圍內的任何其他頻率範圍。

在部分實施例中，超音波換能器285具有從大約1瓦每平方厘米（W/cm² ）至大約1kW/cm² 的範圍內的超音波輸出（ultrasound output）。超音波287去除顆粒狀污染物290的能力與超音波的功率密度成正比。然而，使用非常高的功率會導致光罩固定座220甚至曝光腔205中的其他部件的損壞。並且，較高的功率也需要較大的換能器，而曝光腔205內的空間限制可能不允許換能器大於特定尺寸。因此，在部分實施例中，選擇超音波287的功率密度（或超音波換能器285的功率輸出）不高於去除污染物290所需的功率密度。

在部分實施例中，使用氣流控制器280增加曝光腔205中的氣流，同時施加超音波287到光罩固定座220。在此實施例中，雖然超音波287減弱污染物290與光罩固定座220表面之間的黏附力，但增加的氣流卻增加曝光腔205內的擾流動能。增加的擾流動能增加了污染物290上的摩擦力，並進一步減弱了黏附力，最終將污染物290從光罩固定座220的表面去除。增加的擾流動能還有助於將脫落的污染物290從附近的光罩固定座220去除，進而使得污染物290不重新附著到光罩固定座220。

在部分實施例中，曝光工具200中的壓力暫時降低，以利於污染物290完全從曝光腔205去除（從光罩固定座250的表面去除）。本領域技術人員可以理解的是，因為超音波需要利用介質進行傳播，故在曝光腔205進行減壓的實施例中，超音波287不會在減壓期間進行施加以節省能量。在多種實施例中，曝光工具200中的氣流速率可在約1slm至約20slm的範圍內增加。

在一個實施例中，用於清潔光罩固定座220的一設備包括一超音波換能器285和一控制器270。控制器270配置用於控制氣流控制器280和超音波換能器285。在需要時，控制器270透過將施加超音波換能器285產生的超音波287與氣流控制器280對氣流流速的增加進行同步，以增加曝光腔205內的擾流動能。在部分實施例中，氣流控制器280包括一氣體流量閥和一氣體泵（或用於從曝光腔205供應或去除氣體的其他類似設備）。

本領域技術人員可以理解的是，施加超音波到光罩有可能損壞光罩上的圖案。因此，在部分實施例中，用於清潔光罩固定座220的設備還包括光罩感測器275。光罩感測器275配置為感測光罩250的存在並且發送相應的電子訊號。光罩感測器275的例子包括但不限於一霍爾傳感器，一電容式傳感器，一光學傳感器等。在一實施例中，光罩感測器275在光罩250正在接觸凸起225或與凸起225相距一定距離時發送電子訊號。光罩感測器275可操作地連接到超音波換能器285，使得在部分實施例中，當光罩感測器檢測到光罩250的存在時，停用超音波換能器285。在其他實施例中，光罩感測器275連接到控制器270（而不是直接連接到超音波換能器285），光罩感測器275又連接到超音波換能器285。在此實施例中，控制器270配置為根據從光罩感測器275接收到指示光罩250存在於或靠近光罩固定座220的訊號而使超音波換能器285失效。

在一實施例中，控制器270為一電路（或一處理器）並配置用以接收來自各種輸入（例如：光罩感測器275，計時器電路（圖未示）等）的電子訊號。控制器270對接收到的訊號執行邏輯運算並將訊號發送到超音波換能器285和氣流控制器280。發送到超音波換能器285的訊號包括但不限定於計時訊號、關於何時打開或關閉換能器的資訊、關於要產生或正在產生的超音波287的頻率和功率的訊號、及關於要產生或正在產生的超音波波束的方向的訊號。傳送到氣流控制器280的訊號包括但不限於何時打開或關閉氣流的計時訊號、及對給定操作所設定的氣體流速和方向。

在一實施例中，控制器270將超音波換能器285的操作與氣流控制器280的操作進行同步。例如，在一實施例中，控制器270向超音波換能器285和氣流控制器280兩者發送一訊號，以同時打開、保持打開一段時間，然後同時關閉。在超音波換能器285可進行調整的實施例中，控制器270發送一額外的訊號以指定要產生或正在產生的超音波287的頻率和功率。類似地，在多種實施例中，控制器270配置為發送訊號以指定氣流控制器280的各種操作參數以及開/關訊號的。

第4B圖示意性地繪示第4A圖的設備中的超音波換能器285的一替代配置。在一實施例中，超音波換能器285設置在光罩座210上方，使得由超音波換能器285產生的超音波287通過光罩座210傳導至光罩固定座220，以去除污染物290。在此實施例中，超音波287於光罩固定座220面向光罩的表面橫向傳播。在部分實施例中，超音波換能器285與光罩座210接觸。而在其他實施例中，超音波換能器配置於遠離光罩座210的空間中。在一實施例中，超音波換能器285嵌入或連接到光罩座210的主體，以直接將超音振動施加到光罩座210或光罩固定座250。在其他實施例中，超音波換能器285是嵌入或固定到光罩固定座220的主體上，以直接將超音波振動施加到光罩座210或光罩固定座250。

相似於第4A圖所繪示的設備，第4B圖所繪示的設備包括氣體流量控制器280和控制器270。在部分實施例中，超音波換能器285和氣流控制器280連接到控制器270。在此實施例中，控制器270傳送訊號控制超音波換能器285和氣流控制器280的操作及操作參數。

第4C圖示意性地繪示第4A圖的設備中的超音波換能器285的一替代配置。在一實施例中，超音波換能器285設置在光罩座210附近並位於其一側，超音波換能器285產生的超音波287通過光罩座210並傳導至光罩固定座220以去除污染物290。在此實施例中，超音波287平行於光罩固定座220的面向光罩的表面傳播。在部分實施例中，超音波換能器285與基板210接觸。在其他實施例中，超音波換能器配置在遠離基板210的空間中。在一實施例中，超音波換能器285嵌入或連接到基板210的主體，以直接將超音振動施加到基板210或光罩固定座220。在其他實施例中，超音波換能器285嵌入或貼附到光罩固定座220的主體，以直接將超音波振動施加到基板210或光罩固定座220。由於用於清潔光罩固定座220的設備的其他方面維持相同，為了簡化內容故不進行描述。

如第4A-4C圖所示，用於清潔光罩固定座220的設備更包括設置在光罩固定座220上的一石英晶體微量天平（quartz crystal microbalanc ，QCM）（圖未示）。在此實施例中，石英晶體微量天平連接到控制器270，並且配置為測量光罩固定座220質量的變化，以監測光罩固定座220上是否存在污染物290。在此實施例中，由石英晶體微量天平檢測到的光罩固定座220的質量增加，作為控制器270的一觸發訊號，以啟動超音波換能器285或氣流控制器280或者超音波換能器285和氣流控制器280二者。

第5圖顯示清潔一光罩固定座的一方法的流程圖。在一實施例中，方法包括步驟S510，在步驟S510中使用光罩感測器感測光罩固定座之上或光罩固定座附近是否有光罩的存在。光罩感測器配置為感測光罩是否存在，並傳送對應的電子訊號。光罩感測器的例子包括但不限於霍爾傳感器、電容式傳感器、光學傳感器等。在一實施例中，光罩感測器在光罩接觸光罩固定座的凸起時發送電子訊號，或距離凸起一特定距離時發送電子訊號。若感測的結果為是，則在步驟S550中將光罩自光罩固定座移開，以及/或者此方法進行等待直至光罩自光罩固定座移除。

若感測的結果為否（即，如果光罩不存在於光罩固定座之上或光罩固定座附近），則方法持續至步驟S520。在步驟S520中，使用超音波換能器將超音波施加至光罩固定座，以去除光罩固定座表面的污染物。在多種實施例中，超音波換能器包括壓電換能器、電容式換能器或磁致伸縮換能器。在部分實施例中，超音波換能器配置用以產生具有一固定頻率和功率的超音波。在其他實施例中，超音波換能器配置用於產生不同頻率和功率且可調整的超音波。在多種實施例中，超音波換能器包括超過一個的超音波換能器，且每一超音波換能器提供特定頻率範圍內的超音波。舉例而言，在一實施例中，超音波換能器具有多個換能器。換能器在大約20kHz至大約5GHz的頻率的不同頻帶中產生超音波。在部分實施例中，超音波換能器對光罩固定座面向光罩的整個表面產生一種寬的超音波波束在其他實施例中，超音波換能器對光罩固定座面向光罩的表面的一小部分產生一聚焦的超音波波束。在此實施例中，超音波波束通過橫向移動超音波換能器以掃描光罩固定座的表面來掃描光罩固定座的表面，或者根據超音波換能器相對於光罩固定座的位置改變超音波換能器的角度來掃描超音波波束。在部分實施例中，超音波的功率密度在大約1瓦每平方厘米（W/cm² ）至約1kW/cm² 的範圍內。

此方法持續至步驟S530，在步驟S530中，增加曝光腔內氣體的流動速率，以利移除和去除光罩固定座的表面的污染物。在部分實施例中，超音波的施加與氣體流量的增加同步。

在部分實施例中，在將光罩固定到光罩固定座之前，並且將光罩從光罩固定座上取下之後，施加超音波至光罩固定座上，以將光罩固定座保持在無污染的狀態。

在目前揭露中，藉由對光罩固定座施加超音波，可以在相對短的時間內有效移除黏附在光罩固定座表面上的顆粒狀污染物，而沒有黏膠膜光罩所產生的時間遲滯或成本。

有效去除光罩固定座表面上的顆粒狀污染物有助於延長光罩的使用壽命並確保由光罩反射的圖案的保真度。當光罩不在光罩固定座上或未靠近光罩固定座時，施加超音波可防止對光罩造成損壞。

應當理解的是，並非所有優點都必然已在本揭露中討論到，並非所有實施例或示例皆需具備特定的優點，並且其他實施例或示例可以提供不同的優點。

根據本揭露的一個層面，一種用於光微影的設備包括一曝光腔，腔體提供一低壓環境。腔體具有一氣流控制器，氣流控制器配置用於使曝光腔加壓或減壓。一靜電夾設置於曝光腔。靜電夾配置用於固定一光罩。設備更包括一超音波換能器，配置用於施加超音波至靜電夾。超音波配置用於自靜電夾去除顆粒物質。在一或多個上述實施例中，用於光微影的設備更包括一控制器，控制器配置用於控制超音波換能器以及氣流控制器。在一實施例中，控制器配置用於將使用氣流控制器的一增壓操作或一降壓操作，與使用該超音波換能器施加該超音波至該光罩固定座的操作進行同步。在部分實施例中，用於光微影的設備更包括一光罩感測器，光罩感測器配置用於感測光罩固定座上一光罩的存在。在部分實施例中，控制器更配置用於根據來自光罩感測器的訊號啟動超音波的一施加，光罩未設置於靜電夾上。在部分實施例中，靜電夾包括複數個凸起，凸起具有介於5µm至100µm的範圍之間的高度。在部分實施例中，顆粒物質具有介於10nm至50nm的範圍之間的平均直徑。在部分實施例中，氣流控制器配置用於以介於1標準升每分鐘(slm)至20標準升每分鐘的範圍之間的一氣體流動速率加壓或減壓曝光腔。在部分實施例中，超音波換能器配置用於施加具有從20kHz到5GHz的範圍內的頻率的超音波。在部分實施例中，超音波換能器配置用於施加具有從大約1瓦每平方厘米至大約1千瓦每平方厘米的範圍內的一功率密度的超音波。

根據本揭露的另一個層面，一種清潔使用在一光微影系統的一靜電夾的方法包括對光微影系統的一曝光腔增壓或減壓。靜電夾設置於在由腔體圍繞的一空間當中。上述方法更包括在增壓或減壓曝光腔的過程中，施加超音波至靜電夾。超音波配置用於自靜電夾移除顆粒狀物質。在一或多個上述及後續的實施例中，上述方法更包括在施加超音波至靜電夾之前，感測一光罩在靜電夾上的存在。在部分實施例中，超音波的施加是在感測光罩未存在於靜電夾時執行。在一實施例中，超音波的施加包括施加具有從20kHz到5GHz的範圍內的頻率的超音波。在部分實施例中，超音波的施加包括施加具有從大約1瓦每平方厘米至大約1千瓦每平方厘米的範圍內的一功率密度的超音波。

根據本揭露的另一個層面，一清潔用於一光微影系統的一靜電夾的設備包括供應一低壓環境於靜電夾的一曝光腔，以及配置用於施加超音波至靜電夾的一超音波換能器。上述設備更包括配置用於控制超音波換能器的一控制器以及一氣流控制器。氣流控制器配置用於使曝光腔加壓或減壓。在一或多個上述及後續的實施例中，控制器配置用於將使用氣流控制器的一增壓操作或一降壓操作，與使用該超音波換能器施加該超音波至該光罩固定座的操作進行同步。在部分實施例中，上述設備更包括一光罩感測器，光罩感測器配置用於感測光罩固定座上一光罩的存在。在一實施例中，控制器更配置用於根據來自光罩感測器的訊號啟動超音波的一施加，光罩未設置於靜電夾上。在部分實施例中，超音波換能器配置用於施加具有從大約1瓦每平方厘米至大約1千瓦每平方厘米的範圍內的一功率密度的超音波。

以上雖然詳細描述了實施例及它們的優勢，但應該理解，在不背離所附申請專利範圍限定的本揭露的精神和範圍的情況下，對本揭露可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的範圍不旨在限制於說明書中所述的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領域的普通技術人員將容易地從本揭露中理解，根據本揭露，可以利用現有的或今後將被開發的、執行與在本揭露所述的對應實施例基本相同的功能或實現基本相同的結果的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這些製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟包括它們的範圍內。此外，每一個申請專利範圍構成一個單獨的實施例，且不同申請專利範圍和實施例的組合都在本揭露的範圍內。

100‧‧‧極紫外光輻射源

105‧‧‧腔體

110‧‧‧收集器

200‧‧‧曝光工具

205‧‧‧曝光腔

210‧‧‧光罩座

220‧‧‧光罩固定座（靜電夾）

225‧‧‧凸起

250‧‧‧圖案化光學件（光罩）

250'‧‧‧虛設光罩

250a、250b‧‧‧光學件

250c、250d‧‧‧縮小投影光學件

252‧‧‧基板

255‧‧‧吸收層

265‧‧‧黏膠膜

270‧‧‧控制器

275‧‧‧光罩感測器

280‧‧‧氣流控制器

285‧‧‧超音波換能器

287‧‧‧超音波

290‧‧‧污染物

300‧‧‧激發雷射源

410‧‧‧基板

S510、S520、S530、S550‧‧‧步驟

BF‧‧‧地下地板

DP1、DP2‧‧‧吸震器

h‧‧‧高度

MF‧‧‧主樓地板

PP1、PP2‧‧‧托架

ZE‧‧‧極紫外光光線發射器

第1A圖為關連於本揭露部分實施例所建構的一極紫外光微影系統的示意圖。第1B圖為關連於本揭露部分實施例的一極紫外光微影工具的細節的簡化示意圖。第2A圖為關連於本揭露的一實施例示意性地繪製一光罩固定機構。第2B圖為關連於本揭露部分實施例的一光罩由於多個污染物或其他多種因素而造成的夾持地形。第3A圖示意性描繪關連於本揭露部分實施例中多個顆粒狀污染物利用氣流的移除。第3B圖示意性描繪關連於本揭露部分實施例中多個顆粒狀污染物利用氣流的移除。第3C圖示意性描繪關連於本揭露部分實施例中多個顆粒狀污染物利用一黏膠膜的移除。第3D圖示意性描繪關連於本揭露部分實施例中多個顆粒狀污染物利用一黏膠膜的移除。第4A圖示意性描繪本揭露一實施例中使用超音波以自光罩固定座移除污染物的一設備。第4B圖示意性地繪示本揭露一實施例中第4A圖的設備中的超音波換能器的一替代配置。第4C圖示意性地繪示本揭露一實施例中第4A圖的設備中的超音波換能器的一替代配置。第5圖顯示本揭露一實施例中清潔一光罩固定座的一方法的流程圖。

Claims

一種用於光微影的設備，包括：一曝光腔，提供一低壓環境並具有一氣流控制器，該氣流控制器配置用於使該曝光腔增壓或減壓；一靜電式光罩固定座，設置於該曝光腔，該靜電式光罩固定座配置用於固定一光罩；以及一超音波換能器，配置用於施加超音波至該靜電式光罩固定座；其中該超音波配置用於自該靜電式光罩固定座去除顆粒物質。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，更包括一控制器，該控制器配置用於控制該超音波換能器亦即該氣流控制器增壓操作施加該超音波至該光罩固定座的操作進行同步。
如申請專利範圍第2項所述之用於光微影的設備，其中該控制器配置用於將使用該氣流控制器的一增壓操作或一降壓操作，與使用該超音波換能器對該光罩固定座的該超音波的一施加進行同步。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，更包括：一光罩感測器，該光罩感測器配置用於感測該光罩固定座上一光罩的存在根據來自該光罩感測器表示該光罩未設置於該靜電式光罩固定座上的訊號。
如申請專利範圍第4項所述之用於光微影的設備，更包括一控制器，該控制器配置用於控制該超音波換能器以及該氣流控制器，並配置用於根據來自該光罩感測器的訊號啟動該超音波的一施加，該光罩未設置於該靜電式光罩固定座上。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，其中該靜電式光罩固定座包括複數個凸起，並具有介於5µm至100µm的範圍之間的高度。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，其中該顆粒物質具有介於10nm至50nm的範圍之間的平均直徑。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，其中該氣流控制器配置用於以介於1標準升每分鐘(slm)至20標準升每分鐘的範圍之間的一氣體流動速率加壓或減壓該曝光腔。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，其中該超音波換能器配置用於施加具有從20kHz到5GHz的範圍內的頻率的超音波。
如申請專利範圍第1項所述之用於光微影的設備，其中該超音波換能器配置用於施加具有從大約1瓦每平方厘米至大約1千瓦每平方厘米的範圍內的一功率密度的超音波。
一種清潔一靜電式光罩固定座的方法，該靜電式光罩固定座使用在一光微影系統，包括：對該光微影系統的一曝光腔增壓或減壓，該靜電式光罩固定座設置於在由該曝光腔圍繞的一空間當中；以及在增壓或減壓該曝光腔的過程中，施加超音波至該靜電式光罩固定座；其中該超音波配置用於自該靜電式光罩固定座移除顆粒狀物質。
如申請範圍第11項所述之清潔一靜電式光罩固定座的方法，更包括在施加該超音波至該靜電式光罩固定座之前，感測一光罩在該靜電式光罩固定座上的存在。
如申請範圍第12項所述之清潔一靜電式光罩固定座的方法，其中該超音波的施加是在感測該光罩未存在於該靜電式光罩固定座時執行。
如申請範圍第11項所述之清潔一靜電式光罩固定座的方法，其中該超音波的施加包括施加具有從20kHz到5GHz的範圍內的頻率的超音波。
如申請範圍第11項所述之清潔一靜電式光罩固定座的方法，其中該超音波的施加包括施加具有從大約1瓦每平方厘米至大約1千瓦每平方厘米的範圍內的一功率密度的超音波。
一種清潔一靜電式光罩固定座的設備，該光罩固定座用於一光微影系統，包括：一曝光腔，供應一低壓環境於該靜電式光罩固定座；一超音波換能器，配置用於施加超音波至該靜電式光罩固定座；一控制器，配置用於控制該超音波換能器；以及一氣流控制器，其中該氣流控制器配置用於使該曝光腔加壓或減壓。
如申請專利範圍第16項所述之清潔一靜電式光罩固定座的設備，其中該控制器配置用於將使用該氣流控制器的一增壓操作或一降壓操作，與使用該超音波換能器施加該超音波至該光罩固定座的操作進行同步。
如申請專利範圍第16項所述之清潔一靜電式光罩固定座的設備，更包括一光罩感測器，該光罩感測器配置用於感測該光罩固定座上一光罩的存在。
如申請專利範圍第16項所述之清潔一靜電式光罩固定座的設備，其中該控制器更配置用於根據來自該光罩感測器的訊號啟動該超音波的一施加，該光罩未設置於該靜電式光罩固定座上。
如申請專利範圍第16項所述之清潔一靜電式光罩固定座的設備，其中該超音波換能器配置用於施加具有從大約1瓦每平方厘米至大約1千瓦每平方厘米的範圍內的一功率密度的超音波。