TW202233319A - 清潔裝置及方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於自一微影裝置之一光學元件移除一污染物之裝置,該裝置包括:用於收納該光學元件之一腔室、經組態以提供一氣體之一氣體供應件及用以自該氣體產生電漿或離子之一電漿產生器及/或一電子/離子源,其中該氣體包含約0.01 vol%至約10 vol%之一或多種烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種,其中其餘部分為氫。亦描述一種用於自一微影裝置之一光學元件移除一污染物之方法。
Description
本發明係關於一種用於自微影裝置之光學元件移除污染物之裝置。本發明具有結合EUV微影裝置及EUV微影工具之特定(但非獨占式)用途。本發明亦係關於用於自微影裝置之光學元件移除污染物之方法、微影工具以及此類裝置或方法在微影裝置或製程中之用途。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如遮罩)處之圖案投影至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影於基板上,微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。與使用例如具有約193 nm之波長之輻射的微影裝置相比,使用具有在4 nm至20 nm之範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
可使用圖案化器件(例如遮罩或倍縮光罩)向微影裝置中的輻射光束賦予圖案。輻射被提供通過圖案化器件或自圖案化器件反射以在基板上形成影像。圖案化器件之表面上之污染可造成基板上之製造缺陷。可提供隔膜總成(亦被稱作表膜)以保護圖案化器件免受空浮粒子及其他形式之污染的影響。
在微影中使用表膜係熟知及公認的。微影裝置中之表膜為隔膜(亦被稱作表膜隔膜),其經定位成遠離圖案化器件且處於在使用中之微影裝置的焦平面之外。由於表膜處於微影裝置之焦平面之外,因此落在表膜上的污染粒子在微影裝置中係離焦的。因此,污染粒子之影像未被投影至基板上。若表膜不存在,則落在圖案化器件上之污染粒子將投影至基板上且將把缺陷引入至經投影圖案中。
儘管表膜保護倍縮光罩免受污染物影響,但表膜自身可為污染源,此係因為來自表膜之材料可在操作期間經轉移至倍縮光罩。類似地,微影裝置內之其他光學元件,諸如鏡面、感測器或表膜,可需要不時地清潔。光學元件可對由清潔造成的損壞敏感,且選擇錯誤清潔裝置或方法可導致清潔無效或損壞光學元件。
需要提供一種能夠自微影裝置之光學元件(特別是倍縮光罩)移除污染之裝置,且提供用於自微影裝置之光學元件移除污染之方法。當然,亦可使用該裝置及該等方法來清潔微影裝置之非光學元件,但主要需要清潔光學元件。本發明已經設計以試圖解決關於清潔微影裝置之受污染之光學元件的問題中之至少一些。
根據一第一態樣,提供一種用於自微影裝置之光學元件移除污染物之裝置,該裝置包括:用於收納光學元件之腔室、經組態以提供氣體之氣體供應件及用以自氣體產生離子之電漿產生器或離子/電子源,其中該氣體包含約0.01 vol%至約10 vol%之至少一種烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne或Ar中之至少一種。
該光學元件可為微影裝置之倍縮光罩、鏡面、感測器、表膜或收集器。較佳地,該光學元件係倍縮光罩。
微影裝置(尤其是EUV微影裝置)之倍縮光罩包括釕塗佈之多層鏡面之頂部上的吸收體材料之圖案。入射於倍縮光罩上之EUV輻射係由吸收體材料吸收且由倍縮光罩之反射區域反射。以此方式,輻射光束經圖案化。在倍縮光罩上存在不同形狀及寬度的線,以便將所要圖案提供至EUV輻射光束。倍縮光罩之前側(其為由輻射光束照明之側)包括曝光至輻射光束且藉此形成兩個不同區域(即,具有罩蓋層之反射區域及吸收體區域)的兩種不同材料。反射區域可包括多層鏡面。諸如釕之罩蓋層保護多層鏡面且包含倍縮光罩之前側的反射部分。可包含鉭之吸收體區域經提供為圖案化層,其可提供於罩蓋層之頂部上。另外或替代地,吸收體層可由移位旋轉層替換,該移位旋轉層主要更改反射輻射之相位以對自倍縮光罩之反射區域反射的輻射造成干涉,無論是建設性的抑或破壞性的,且在抗蝕劑中形成所要圖案。
如所提及,表膜可用以保護倍縮光罩之表面。表膜位於距倍縮光罩幾毫米處使得小於約10微米之粒子落在表膜上不會不利地影響成像。一些表膜包括矽,無論其是呈元素矽抑或矽之化合物(諸如氮氧化矽或氧化矽或金屬矽化物)的形式。在操作中,表膜位於氫氣氛圍內。氫電漿能夠與表膜中之矽反應以形成揮發性矽化合物,諸如矽烷。矽烷接著能夠遠離表膜且朝向倍縮光罩擴散。矽烷接著分解以將矽沈積於倍縮光罩上。矽可優先沈積於倍縮光罩之某些區域上且此導致倍縮光罩之反射區域與吸收體區域之間的對比度損失。繼而,對成像存在不利影響。矽可在原位或在倍縮光罩曝露於氛圍時變得氧化。若此繼續,則倍縮光罩之特徵中之一些將變得不合規格,且倍縮光罩因此需要被清潔或替換。由氫電漿對微影裝置內之材料之作用引起的污染可被稱作氫電漿誘發之除氣(HIO)沈積。
光學元件亦可被其他材料污染。舉例而言,在操作中,表膜可經加熱至例如約500℃或甚至更高。具有低蒸發焓之材料,諸如氧化鉬,可自表膜蒸發且朝向倍縮光罩擴散,在該倍縮光罩處,該等材料可經沈積。
自倍縮光罩移除氧化矽或其他污染物材料係極困難的。特定言之,已發現,不可能使用氫電漿自倍縮光罩移除氧化矽,其中氧化矽已沈積於釕上。儘管可使用鹵素以使用反應性離子蝕刻移除氧化矽,但存在損壞倍縮光罩,尤其是多層鏡面之層的高風險,此係由於鉬及矽比釕及鉭更具反應性。使用Cl、Br或I以反應性地離子蝕刻氧化矽展現缺乏針對光學元件之材料(諸如Mo及Si)之選擇性及反應性,且亦損壞Ru及Ta。氟亦由於其毒性及處置其之危險而不適合。
已發現,將少量烴添加至氫電漿會提供對於污染物(尤其是氧化矽)具有高度選擇性且對於倍縮光罩之表面之材料(尤其是釕及鉭)係溫和的電漿。在不希望受科學理論束縛的情況下,咸信將烴添加至氣體會產生包含碳物種之電漿,該等碳物種對氧化矽具反應性以提供氣態碳物種,諸如一氧化碳或二氧化碳。可藉由CH
3自由基之化學濺鍍及/或CH
X離子之選擇性物理濺鍍來進行移除。另外,矽之移除比氧化矽之移除快,且咸信經由揮發性矽-碳-氫分子至少部分地移除矽。因而,本發明允許自倍縮光罩高度選擇性地移除氧化矽,此舉先前尚不可能。本發明之另一優點為:若來自烴之任何碳沈積於倍縮光罩前側上,則其易於藉由氫電漿移除。因而,在需要移除碳的情況下,可調整氣體之組成以縮減或移除存在之烴的量,使得氣體可移除任何經沈積碳。可接著再次調整氣體之組成以包括適用於汽提污染物之烴。
替代地或另外,可將諸如He、Ne或Ar之輕惰性氣體添加至氫或烴/氫混合物中。已發現He、Ne或Ar離子能夠自倍縮光罩前側移除污染物,尤其是氧化鉬。選擇性係藉由污染物與光學元件之材料的物理濺鍍臨限值之差提供。舉例而言,濺鍍諸如Si、O或P之較輕元素所需的能量比濺鍍諸如Ru或Ta之較重元素所需的能量低約30 eV至100 eV。另外,某些污染物,諸如氧化鉬之氧化形式比其元素態形式更易於移除。因而,熔點低於元素態形式之熔點的某些氧化物更易於移除而無需首先還原,且因此未必需要包括烴。
在此狀況下,揭示三種氣體混合物。首先,存在至少一種烴在氫氣中之混合物,其有利於移除矽或氧化矽污染物。其次,存在至少一種烴、He、Ne及Ar中之至少一種在氫氣中之混合物,其有利於移除矽或氧化矽污染物。第三,存在He、Ne及Ar中之至少一者在氫中之混合物,其有利於移除氧化鉬或相比於對應元素態形式具有較低之蒸發焓的任何氧化物。
至少一種烴可為飽和、不飽和及/或部分氧化烴。烴可為甲烷、乙烷、丙烷或丁烷。烴較佳係甲烷。至少一種烴可為C1至C4烴。氣體可包含不同烴之混合物或可僅含有一種類型之烴,例如甲烷。烴可具有式C
xH
yO
z,其中1 ≤ x ≤ 4、y ≤ 10、z ≤ 3。儘管可使用較長鏈烴,但此等較長鏈烴具有較低揮發性且存在其將產生粒子之較大風險,該等粒子自身可為污染物。因而,具有1至4個碳原子之烴係較佳的。甲烷係最佳的烴。儘管可使用不飽和烴,但其並非較佳的,此係由於其能夠聚合形成較重化合物且更可能產生粒子。應瞭解,氣體內可能存在不可避免的雜質。
氣體可包含約0.1 vol%至約10 vol%的烴,約0.2 vol%至約7 vol%的烴,或約0.3 vol%至約5 vol%的烴,或約0.3 vol%至3 vol%的烴。替代地或另外,氣體可包含約0.1 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.1 vol%至約10 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.2 vol%至約7 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.3 vol%至約5 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種或約0.3 vol%至3 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。氣體之組成可在裝置或方法之操作期間更改。
可取決於裝置之清潔要求而調整氣體之精確組成。舉例而言,在需要高度清潔的情況下,烴之比例可增加,且接著若觀測到碳之任何累積,則縮減烴之比例。換言之,氣體之組成及/或清潔時間可經選擇使得在每各待移除之Si或O原子之清潔期間有特定數目個烴離子遞送至倍縮光罩之表面,舉例而言,此數目可多於10或多於100。類似地,一或多種惰性氣體之濃度(在存在時)可取決於待移除之污染物之量而選擇及調整。
氣體之其餘部分可為氫或氫/惰性氣體混合物,尤其是包含He、Ne或Ar中之一或多種。在微影裝置內使用氫氣,且選擇用於微影裝置之不同組件部分中之材料以容許氫EUV誘發之電漿氛圍。氣體較佳不含鹵素。儘管鹵素可用以清潔光學元件,但其能夠損壞光學元件及/或在光學元件上留下污染,因此已發現包括鹵素係不合需要的。因此,氣體可包含約0.01 vol%至約10 vol%的烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之一或多者,其餘部分為氫且無鹵素。應瞭解,可存在不可避免的雜質,包括鹵素,但並不有意包括鹵素。
電漿可由任何合適構件產生,且本發明不特別限於所使用之精確構件。用於產生所需電漿之特別適當的構件包括電子回旋共振源或電子束。
電漿產生器可經組態以在倍縮光罩前側或其他光學元件處產生具有能量為約1 eV至約100 eV,較佳能量為約5 eV至約30 eV的離子的電漿。若離子之能量過高,則其可開始損壞正被清潔之光學元件。通常,離子之能量在約1 eV與50 eV之間,且較佳在約10 eV與30 eV之間。
倍縮光罩前側可相對於裝置之接地壁偏壓以便將倍縮光罩前側處之離子能量增加至約1 eV與約30 eV之間。偏壓之量值可為約1 V至約30 V。應瞭解,在可能的情況下,待清潔之其他光學元件可類似地經偏壓。
該裝置可包含一或多個控制器以控制腔室內之氣體之組成及/或壓力。如所提及,可根據需要調整氣體之組成。類似地,可需要增加或減少腔室內之壓力以達成最佳清潔。
該裝置可包括調節單元。調節單元可經組態以控制光學元件之溫度。光學元件可在曝光於電漿期間經加熱,且因此需要具有藉以可控制溫度之構件。
該裝置可經組態以掩蔽光學元件之預選區域免受電漿影響。因而,該裝置可包括障壁或屏蔽件,該等障壁或屏蔽件防止電漿到達因曝光至電漿而容易發生損壞的光學元件之部分。舉例而言,在光學元件係倍縮光罩之情況下,倍縮光罩之側面及後側部分包括包含氧化矽之超低膨脹玻璃。因而,由於本文中所描述之電漿尤其適用於自表面移除氧化矽,因此若超低膨脹玻璃待曝光於衍生自含烴氣體混合物之電漿,則其將變得損壞。類似地,一些倍縮光罩或其他光學元件可包括其表面上之需要被保護免受電漿影響的區。
該裝置可經組態以回應於達到預定清潔階段而更改氣體之組成。舉例而言,在存在碳之累積的情況下,可更改氣體之組成從而具有較高比例之氫,以便蝕刻掉碳沈積物。
污染物可為氧化矽。儘管本說明書主要涉及氧化矽,但亦已發現本發明之裝置及方法亦能夠移除處於不同氧化態的低濺鍍臨限金屬(諸如Mg、Cu)或金屬氧化物,諸如MoO
3(其具有相對較低蒸發焓)以及磷。因而,藉由衍生自烴之離子及/或藉由惰性氣體離子進行之物理濺鍍能夠移除此類污染物,尤其是MoO
3。
根據本發明之第二態樣,提供一種用於自微影裝置之光學元件移除污染物之方法,該方法包括:提供包含約0.01 vol%至10 vol%之烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種的氣體;將該氣體之至少一部分轉換成離子或電漿;及使污染物與離子或電漿接觸以移除污染物之至少一部分。
如關於本發明之第一態樣所描述,將烴及/或He、Ne、Ar添加至氫氣中且隨後在電漿中存在烴或惰性氣體離子會提供能夠藉由反應性化學或選擇性物理濺鍍而移除污染(尤其是來自表面之氧化矽)的電漿。先前,電漿僅包含氫,且此不能夠自光學元件移除氧化矽(包括當沈積於釕上時),沈積於釕上之矽或氧化矽及/或其他氫誘發之除氣污染元素歸因於釕朝向原子氫之高再結合屬性而抵抗藉由純氫電漿進行之蝕刻。添加對於沈積於釕上之元素具有物理或化學選擇性的氣體會允許克服此類效應。應注意,沈積於釕或鉭或光學元件上之其他元素上的對氫電漿穩固的任何碳可藉由純氫電漿完全移除,且應注意,惰性氣體離子或原子無法累積於光學元件之最頂部層中且影響其反射率。
氣體可包含飽和、不飽和或部分氧化烴。烴較佳係甲烷。部分氧化烴可具有式CxHyOz,其中1 ≤ x ≤ 4、y ≤ 10、z ≤ 3。
氣體可包含約0.1 vol%至約10 vol%的烴,約0.2 vol%至約7 vol%的烴,約0.3 vol%至約5 vol%的烴,或約0.3 vol%至3 vol%的烴。替代地或另外,氣體可包含濃度至多50%,較佳0.1%至10%的He、Ne、Ar中之一或多種。氣體可包含約0.1 vol%至約10 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.2 vol%至約7 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.3 vol%至約5 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種或約0.3 vol%至3 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。
氣體之其餘部分可為氫。較佳地,氣體不含鹵素。
光學元件處之離子具有在約1 eV至約100 eV,較佳約5 eV至約30 eV之範圍內的能量。此可藉由視情況結合光學元件表面之偏壓來控制光學元件表面上方之電漿中之電子的溫度來達成。
一或多個控制器可控制氣體之組成及/或壓力。
該方法可進一步包含控制光學元件之溫度。如關於本發明之第一態樣所描述,此可藉助於調節單元達成。
可回應於達到預定清潔階段而更改氣體之組成。舉例而言,可增加氣體中氫之相對比例以移除在清潔製程期間所觀測到或可能已經存在的任何碳累積。
光學元件可為倍縮光罩、鏡面、感測器、表膜或收集器。儘管根據本發明之方法可應用於其他表面及光學元件,但其主要係針對倍縮光罩之清潔。倍縮光罩與微影裝置之非光學元件相比對損壞更敏感,且因此用以清潔非光學元件之清潔方法及裝置可能未必簡單地應用於包括倍縮光罩或鏡面之光學元件。
替代地或另外,已發現,在高於室溫下包含過氧化氫或強清潔性溶液之蝕刻製程足夠選擇性地移除某些污染,諸如氧化鉬,而不會對任何存在之Ru或Ta造成損壞。
根據本發明之第三態樣,提供一種微影工具,其包含受控環境,該受控環境具有用以收納光學元件之固持器、氣體供應件及經組態以自氣體產生離子之電漿產生器或離子/電子源。
光學元件可為倍縮光罩、鏡面、感測器、表膜或收集器。
氣體供應件可經組態以提供具有如關於本發明之第一或第二態樣所描述之組成的氣體。
根據本發明之第四態樣,提供根據本發明之第一態樣之裝置或根據本發明之該第二態樣之方法在微影裝置或製程中的用途。
應瞭解,關於本發明之一個態樣所描述之特徵同樣適用於本發明之任何其他態樣。另外,關於該等態樣中之任一者所描述之特徵可與關於本發明之其他態樣中之任一者所描述之特徵組合。
現在將參考EUV微影裝置之倍縮光罩之清潔來描述本發明。然而,應瞭解,本發明亦可應用於清潔微影裝置之其他光學元件,包括鏡面,諸如多層鏡面。
圖1展示包含輻射源SO及微影裝置LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV輻射光束B且將EUV輻射光束B供應至微影裝置LA。微影裝置LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA (例如,遮罩)之支撐結構MT、投影系統PS及經組態以支撐基板W之基板台WT。
照明系統IL經組態以在EUV輻射光束B入射於圖案化器件MA上之前調節該EUV輻射光束B。另外,照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起向EUV輻射光束B提供所要橫截面形狀及所要角度分佈。除了琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11,照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。
在由此調節之後,EUV輻射光束B與圖案化器件MA相互作用。作為此相互作用之結果,產生經圖案化EUV輻射光束B'。
表膜15被描繪在輻射之路徑中以保護圖案化器件MA。表膜15包含對EUV輻射實質上透明(儘管其將吸收少量EUV輻射)且用以保護圖案化器件MA免於粒子污染的薄膜。
儘管可努力維持微影裝置LA內部之清潔環境,但粒子仍可存在於微影裝置LA內部。在不存在表膜15之情況下,粒子可沈積至圖案化器件MA上。圖案化器件MA上之粒子可不利地影響被賦予至輻射光束B之圖案且因此影響轉印至基板W之圖案。表膜15在圖案化器件MA與微影裝置LA中之環境之間提供障壁以便防止粒子沈積於圖案化器件MA上。
在使用中,表膜15經定位成與圖案化器件MA相隔一定距離,該距離足以使得入射於表膜15之表面上之任何粒子並不在輻射光束B之焦平面中。表膜15與圖案化器件MA之間的此分離度用以縮減表膜15之表面上之任何粒子向輻射光束B賦予圖案之程度。應瞭解,在粒子存在於輻射光束B中但處於不在輻射光束B之焦平面中的位置處(亦即不在圖案化器件MA之表面處)的情況下,則該粒子之任何影像將在基板W之表面處焦點未對準。在一些狀況下,表膜15與圖案化器件MA之間的分離度可例如介於2 mm與3 mm之間(例如,約2.5 mm)。在一些狀況下,表膜15與圖案化器件之間的分離度可為可調整的。表膜隔膜15常常包含矽,無論呈元素形式抑或呈諸如氧化矽或氮氧化矽之化合物形式,替代地,表膜可包含金屬矽化物或金屬氧化物。在使用中,表膜隔膜15曝露於氫電漿,其能夠與矽反應且形成揮發性矽化合物,包括矽烷。在使用中,表膜歸因於所吸收之EUV輻射而加熱至超過500℃之溫度,此可誘發具有低蒸發溫度之材料朝向倍縮光罩(例如,金屬氧化物或金屬氫氧化物,例如MoO
3)蒸發。揮發性矽化合物能夠行進至圖案化器件MA (亦被稱作倍縮光罩)之前側,其中該等揮發性矽化合物能夠分解且將矽沈積於圖案化器件MA上。矽沈積於圖案化器件MA上最終引起成像效能降低且因此有必要清潔圖案化器件MA。矽通常在圖案化器件MA之表面上氧化,可能原位或當倍縮光罩曝露於空氣以供清潔時氧化。先前尚不可能以適合於避免損壞圖案化器件MA自身之方式移除氧化矽層。先前尚不可能以適合於避免損壞圖案化器件MA自身之方式移除尤其與氧化矽混合的金屬氧化物及/或金屬氫氧化物層。應瞭解,其他光學元件可類似地需要清潔。
在產生經圖案化EUV輻射光束B'之後,投影系統PS經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至基板W上。出於彼目的,投影系統PS可包含經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用於經圖案化EUV輻射光束B',因此形成特徵小於圖案化器件MA上之對應特徵的影像。舉例而言,可應用為4或8之縮減因數。儘管投影系統PS在圖1中被說明為僅具有兩個鏡面13、14,但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如,六個或八個鏡面)。
基板W可包括先前形成之圖案。在此種狀況下,微影裝置LA將由經圖案化EUV輻射光束B'形成之影像與先前形成於基板W上之圖案對準。
可在輻射源SO中、在照明系統IL中及/或在投影系統PS中提供相對真空,亦即,處於充分地低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如氫氣)。
圖1所展示之輻射源SO例如屬於可被稱作雷射產生電漿(LPP)源之類型。可例如包括CO
2雷射之雷射系統經配置以經由雷射光束將能量沈積至自例如燃料發射器提供之諸如錫(Sn)之燃料中。儘管在以下描述中提及錫,但可使用任何合適燃料。燃料可例如呈液體形式,且可例如為金屬或合金。燃料發射器可包含一噴嘴,該噴嘴經組態以沿著朝向電漿形成區之軌跡而引導例如呈小滴之形式的錫。雷射光束在電漿形成區處入射於錫上。雷射能量沈積至錫中會在電漿形成區處產生錫電漿。在電漿之電子與離子之去激發及再結合期間自電漿發射包括EUV輻射之輻射。
來自電漿之EUV輻射係由收集器收集及聚焦。收集器包含例如近正入射輻射收集器(有時更通常被稱作正入射輻射收集器)。收集器可具有經配置以反射EUV輻射(例如,具有諸如13.5 nm之所要波長之EVU輻射)之多層鏡面結構。收集器可具有橢球形組態,其具有兩個焦點。該等焦點中之第一焦點可處於電漿形成區處,且該等焦點中之第二焦點可處於中間焦點處,如下文所論述。
雷射系統可與輻射源SO在空間上分離。在此種狀況下,雷射光束可憑藉包含例如合適導向鏡及/或光束擴展器及/或其他光學件之光束遞送系統(圖中未繪示)而自雷射傳遞至輻射源SO。雷射系統、輻射源SO及光束遞送系統可一起被認為係輻射系統。
由收集器反射之輻射形成EUV輻射光束B。EUV輻射光束B聚焦於中間焦點處,以在存在於電漿形成區處之電漿之中間焦點處形成影像。中間焦點處之影像充當用於照明系統IL之虛擬輻射源。輻射源SO經配置使得中間焦點位於輻射源SO之圍封結構中之開口處或附近。
儘管圖1將輻射源SO描繪為雷射產生電漿(LPP)源,但諸如放電產生電漿(DPP)源或自由電子雷射(FEL)之任何合適之源可用以產生EUV輻射。
圖2描繪圖案化器件MA (亦被稱作倍縮光罩100)之橫截面。倍縮光罩100包括導電背面101及包含超低膨脹基板102之核心。超低膨脹基板102通常為包含氧化矽及氧化鈦之混合物的超低膨脹玻璃。提供包含矽及鉬之交替層的多層鏡面103,且該多層鏡面103用釕之保護層104罩蓋。經圖案化吸收體層105提供於釕層104上。經圖案化吸收體層105可包含鉭,但可使用其他合適材料。所謂的品質區域140提供於倍縮光罩100之前側上。品質區域140包括待壓印至輻射光束中之圖案。品質區域140可安置於所謂的黑界區130內。在一些倍縮光罩中,黑界區130被向下蝕刻至超低膨脹基板102。應瞭解,黑界區130及超低膨脹基板102需要屏蔽經組態以蝕刻氧化矽之電漿。
圖3描繪倍縮光罩100之俯視圖。如可明確看到,存在由黑界130包圍之品質區域140。又,黑界130由吸收體層120包圍。
圖4為根據本發明之第一態樣之一實施例的裝置之示意性描繪。該裝置包括腔室200。腔室200經組態以收納正被清潔的光學元件,諸如倍縮光罩100。腔室200亦經組態以在其中提供受控環境。受控環境可經控制以更改其中之氣體之組成、氣體之離子化速率、腔室200中所含之電漿之量、腔室200中之離子之能量及/或腔室200內之壓力。腔室200亦包含氣體供應件201,該氣體供應件經組態以提供氣體。腔室200亦可視情況包含排氣系統(諸如氣體出口202)以視需要移除任何氣體。氣體供應件201及選用氣體出口202可由控制器(圖中未繪示)控制以更改腔室200內氣體之組成且更改腔室200內之氣體壓力。根據本發明之任何態樣的氣體供應件201較佳接近於正被清潔之光學元件安置。舉例而言,在正被清潔之光學元件係倍縮光罩或表膜的情況下,氣體供應可經由所謂的Y噴嘴提供(此係因為其係此項技術中已知的)或經由倍縮光罩或表膜附近之一或多個其他噴嘴提供。對於其他光學元件,可存在接近待清潔表面之單獨氣體供應件。提供電漿產生器203以將腔室內之氣體之至少一部分轉換成電漿。電漿產生器203可位於允許所產生電漿與正被清潔之光學元件相互作用之任何適當位置處。本發明不受所使用之精確電漿產生器203特別限制,且電子束離子化可為電漿產生器203之較佳操作模式。電漿產生器可替代地為離子/電子源。如圖4中所描繪,倍縮光罩100可支撐於選用螺柱221上,該等螺柱將倍縮光罩100支撐在腔室200內之所要位置中。該等螺柱經組態以避免損壞倍縮光罩100之後側且亦避免損壞倍縮光罩100之側面。該裝置進一步包含屏蔽件220,該屏蔽件經組態以掩蔽倍縮光罩100之側面免受電漿影響。該屏蔽件220亦可經組態以掩蔽光學元件之預選區域免受電漿影響。可平行於前側施加該屏蔽件220,其中約50 µm至約500 µm之間隙係適當的。舉例而言,應屏蔽倍縮光罩側面及/或倍縮光罩之前側處之黑界免受電漿化學反應影響,該電漿化學反應會蝕刻氧化矽或其他污染物。屏蔽件220亦經組態以掩蔽倍縮光罩100之前側之預選部分免受電漿影響。舉例而言,屏蔽件220可經組態以掩蔽黑界130及/或包圍黑界130之吸收體層120免受電漿影響。應瞭解,屏蔽件220可為單個片件或可包含多個個別區段。為了避免損壞倍縮光罩100之前側,屏蔽件220與屏蔽件間隔距離H。距離H可為任何合適的距離,諸如(例如) 0.1 mm至1 mm。屏蔽件220以距離G與黑界130重疊。距離G可為約0.1 mm至1 mm。為了縮減藉由再結合引起的電漿耗盡,屏蔽件之厚度W較佳小於1 cm,且W可在約0.1 mm至5 mm之間。屏蔽件210之壁及腔室211之壁係由對濺鍍具有抗性之塗層(諸如Mo、W、Ru或Ta)製成或具備該塗層。該裝置較佳不含矽,此係由於此將受到電漿侵蝕及蝕刻。
腔室200內之氣體包含氫及甲烷之混合物,甲烷之濃度為0.1 vol%至10 vol%。可使用其他C1至C4烴,但甲烷係較佳的。替代地或另外,氫氣可含有濃度為0.1 vol%至50 vol%的He、Ne、Ar中之至少一者。在使用中,腔室200內之氣體藉由電漿產生器203至少部分轉化成電漿。電漿含有離子化烴分子或惰性氣體離子且能夠自倍縮光罩100之品質區域140移除氧化矽或其他HIO元素污染。
在清潔期間,倍縮光罩100可經受例如1 W與100 W之間的熱負荷。因而,裝置可視情況進一步包括調節倍縮光罩100之調節系統(圖中未繪示)。舉例而言,調節系統可包括冷卻板,且在倍縮光罩100之背面上方可存在能夠自倍縮光罩100提取熱的氫氣流。氫氣流可提供於倍縮光罩之背面與冷卻板之間。此氫氣流之壓力可在約0.1毫巴至約10毫巴之間。
圖5a及圖5b描繪屏蔽件220之兩個可能實施例。在圖5a中,屏蔽件220被提供為單個片件。屏蔽件220框住倍縮光罩品質區域140且以距離F及G間隔開。距離F及G可經獨立地選擇,且可經選擇使得形成於屏蔽件220中之開口大於或小於倍縮光罩100之品質區域140。圖5b之屏蔽件220與圖5a之屏蔽件相同,惟其由多於一個片件形成除外。
清潔光學元件之時間可為任何合適的時間。舉例而言,清潔時間可在1分鐘至6小時之範圍內。清潔時間可小於3小時、小於2小時、小於1小時或小於30分鐘。
本發明提供蝕刻在微影裝置之光學元件上之幾nm氫電漿誘發之除氣(HIO)沈積(尤其是沈積於釕上之矽沈積)的第一已知裝置及方法。本發明提供一種在不使用鹵素的情況下移除此類HIO沈積之方法且本發明並不依賴於濕式蝕刻,此意謂對正清潔的光學元件存在較少損壞或不存在損壞且不存在由清潔方法引起的污染。使用在5 eV至30 eV範圍內的包含衍生自甲烷或輕惰性氣體(諸如He、Ne及Ar)之離子的電漿或離子束產生對釕或鉭之零物理濺鍍。在不添加甲烷之情況下,氧化矽未被移除且已出人意料地發現,添加甲烷會允許快速移除氧化矽。
應理解,上述實施例及態樣之特徵可經組合。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用,但應理解,本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例,但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成遮罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置之部分。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
在內容背景允許的情況下,本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令,該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如運算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言,機器可讀媒體可包括唯讀記憶體(ROM);隨機存取記憶體(RAM);磁性儲存媒體;光學儲存媒體;快閃記憶體器件;電形式、光形式、聲形式或其他形式之傳播信號(例如載波、紅外線信號、數位信號等),及其他者。另外,韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而,應瞭解,此類描述僅係出於方便起見,且此等動作事實上起因於運算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等且在執行此操作時可使致動器或其他器件與實體世界相互作用之其他器件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例,但應瞭解,可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性,而非限制性的。因此,對於熟習此項技術者將顯而易見,可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍及條項之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
1. 一種用於自一微影裝置之一光學元件移除一污染物之裝置,該裝置包括:用於收納該光學元件之一腔室、經組態以提供一氣體之一氣體供應件及用以自該氣體產生離子之一電漿產生器或一離子/電子源,其中該氣體包含約0.01 vol%至約10 vol%之至少一種烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。
2. 如條項1之裝置,其中該光學元件係一微影裝置之一倍縮光罩、一鏡面、一感測器、一表膜或一收集器。
3. 如條項1或條項2之裝置,其中該至少一種烴包含一或多種飽和、不飽和或部分氧化烴。
4. 如任一前述條項之裝置,其中該至少一種烴係一C1至C4烴,係甲烷,或具有式C
xH
yO
z,其中1 ≤ x ≤ 4、y ≤ 10、z ≤ 3。
5. 如任一前述條項之裝置,其中該氣體包含約0.1 vol%至約10 vol%的烴、約0.2 vol%至約7 vol%的烴、約0.3 vol%至約5 vol%的烴或約0.3 vol%至3 vol%的烴,及/或其中該氣體包含約0.1 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.1 vol%至約10 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.2 vol%至約7 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.3 vol%至約5 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種或約0.3 vol%至3 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。
6. 如任一前述條項之裝置,其中該氣體之其餘部分為氫。
7. 如任一前述條項之裝置,其中該電漿產生器包含一電子回旋共振源、一電子束或一離子束,視情況其中該電漿產生器為可以電容耦合電漿模式操作之一反應性離子蝕刻器。
8. 如任一前述條項之裝置,其中該電漿產生器或該離子/電子源經組態以產生能量為約1 eV至約100 eV,較佳能量為約5 eV至約30 eV的離子。
9. 如任一前述條項之裝置,其中該裝置包含一或多個控制器以控制該腔室內之該氣體之組成及/或壓力及/或該氣體之離子化速率。
10. 如任一前述條項之裝置,其中該裝置進一步包括經組態以控制該光學元件之溫度之一調節單元。
11. 如任一前述條項之裝置,其中該裝置經組態以掩蔽該光學元件之預選區域免受電漿或該等離子影響。
12. 如任一前述條項之裝置,其中該裝置經組態以回應於達到一預定清潔階段而更改該氣體之該組成。
13. 如任一前述條項之裝置,其中該污染物為矽、氧化矽、氧化鉬、一金屬或金屬氧化物或磷或氧化磷。
14. 一種用於自一微影裝置之一光學元件移除一污染物之方法,該方法包括:提供包含約0.01 vol%至約10 vol%之一或多種烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種的一氣體;將該氣體之至少一部分轉換成一電漿;及使該污染物與離子或該電漿接觸以移除該污染物之至少一部分。
15. 如條項14之方法,其中該至少一種烴包含飽和、不飽和或部分氧化烴。
16. 如條項14或15之方法,其中該烴係一C1至C4烴、甲烷或具有式C
xH
yO
z,其中1 ≤ x ≤ 4、y ≤ 10、z ≤ 3。
17. 如條項14至16之方法,其中該氣體包含約0.1 vol%至約10 vol%的烴、約0.2 vol%至約7 vol%的烴、約0.3 vol%至約5 vol%的烴或約0.3 vol%至3 vol%的烴,及/或其中該氣體包含約0.1 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.1 vol%至約10 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.2 vol%至約7 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.3 vol%至約5 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種或約0.3 vol%至3 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。
18. 如條項14至17中任一項之方法,其中該氣體之其餘部分為氫。
19. 如條項14至18中任一項之方法,其中該等離子具有在約1 eV至約100 eV、較佳約5 eV至約30 eV之範圍內的一能量。
20. 如條項14至19中任一項之方法,其中一或多個控制器控制該氣體之組成及/或壓力及/或離子化速率。
21. 如條項14至20中任一項之方法,其中該方法控制該光學元件之溫度。
22. 如條項14至21中任一項之方法,其中回應於達到一預定清潔階段而更改該氣體之組成。
23. 如條項14至22中任一項之方法,其中該光學元件係一倍縮光罩、一鏡面、一感測器或一表膜。
24. 一種微影工具,其包含一受控環境,該受控環境具有用以收納一光學元件之一固持器、一氣體供應件及經組態以自氣體產生離子之一電漿產生器或一離子/電子源。
25. 如條項24之微影工具,其中該光學元件係一倍縮光罩、一鏡面、一感測器或一表膜。
26. 一種如條項1至13中任一項之裝置或如條項14至23中任一項之方法在一微影裝置或製程中的用途。
10:琢面化場鏡面器件
11:琢面化光瞳鏡面器件
13:鏡面
14:鏡面
15:表膜/表膜隔膜
100:倍縮光罩
101:導電背面
102:超低膨脹基板
103:多層鏡面
104:釕層
105:經圖案化吸收體層
120:吸收體層
130:黑界區/黑界
140:品質區域
200:腔室
201:氣體供應件
202:氣體出口
203:電漿產生器
210:屏蔽件
211:腔室
220:屏蔽件
221:選用螺柱
B:極紫外線(EUV)輻射光束
B':經圖案化極紫外線(EUV)輻射光束
F:距離
G:距離
H:距離
IL:照明系統
LA:微影裝置
MA:圖案化器件
MT:支撐結構
PS:投影系統
SO:輻射源
W:基板/厚度
WT:基板台
現在將僅作為實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例,在該等圖式中:
- 圖1描繪包含微影裝置及輻射源之微影系統;
- 圖2描繪倍縮光罩總成之橫截面;
- 圖3描繪例示性倍縮光罩之俯視圖;
- 圖4描繪根據本發明之裝置之示意圖;及
- 圖5a及圖5b描繪經組態以保護倍縮光罩之遮蔽單元或屏蔽件之實例。
100:倍縮光罩
200:腔室
201:氣體供應件
202:氣體出口
203:電漿產生器
210:屏蔽件
211:腔室
220:屏蔽件
221:選用螺柱
G:距離
H:距離
W:厚度
Claims (15)
- 一種用於自一微影裝置之一光學元件移除一污染物之裝置,該裝置包括:用於收納該光學元件之一腔室、經組態以提供一氣體之一氣體供應件及用以自該氣體產生離子之一電漿產生器或一離子/電子源,其中該氣體包含約0.01 vol%至約10 vol%之至少一種烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。
- 如請求項1之裝置,其中該光學元件係一微影裝置之一倍縮光罩、一鏡面、一感測器、一表膜或一收集器。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該至少一種烴包含一或多種飽和、不飽和或部分氧化烴。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該至少一種烴係一C1至C4烴,係甲烷,或具有式C xH yO z,其中1 ≤ x ≤ 4、y ≤ 10、z ≤ 3。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該氣體包含約0.1 vol%至約10 vol%的烴、約0.2 vol%至約7 vol%的烴、約0.3 vol%至約5 vol%的烴或約0.3 vol%至3 vol%的烴,及/或其中該氣體包含約0.1 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.1 vol%至約10 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.2 vol%至約7 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種、約0.3 vol%至約5 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種或約0.3 vol%至3 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該電漿產生器包含一電子回旋共振源、一電子束或一離子束,視情況其中該電漿產生器為可以電容耦合電漿模式操作之一反應性離子蝕刻器。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該電漿產生器或該離子/電子源經組態以產生能量為約1 eV至約100 eV,較佳能量為約5 eV至約30 eV的離子。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該裝置包含一或多個控制器以控制該腔室內之該氣體之組成及/或壓力及/或該氣體之離子化速率。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該裝置進一步包括經組態以控制該光學元件之溫度之一調節單元。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該裝置經組態以掩蔽該光學元件之預選區域免受電漿或離子影響。
- 如請求項1或請求項2之裝置,其中該裝置經組態以回應於達到一預定清潔階段而更改該氣體之組成。
- 一種用於自一微影裝置之一光學元件移除一污染物之方法,該方法包括:提供包含約0.01 vol%至約10 vol%之一或多種烴及/或約0.01 vol%至約50 vol%之He、Ne及Ar中之至少一種的一氣體;將該氣體之至少一部分轉換成一電漿;及使該污染物與離子或該電漿接觸以移除該污染物之至少一部分。
- 如請求項12之方法,其中該烴係一C1至C4烴、甲烷或具有式C xH yO z,其中1 ≤ x ≤ 4、y ≤ 10、z ≤ 3。
- 如請求項12或13中任一項之方法,其中該等離子具有在約1 eV至約100 eV、較佳約5 eV至約30 eV之範圍內的一能量。
- 一種微影工具,其包含一受控環境,該受控環境具有用以收納一光學元件之一固持器、一氣體供應件及經組態以自氣體產生離子之一電漿產生器或一離子/電子源。
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