TWI397785B - 極紫外光微影中的污染避免 - Google Patents

Description

極紫外光微影中的污染避免

本發明之實施例係大致上關於用於避免微粒污染之方法與設備。尤其，本發明之實施例係提供用於在微影期間保護罩幕與/或基材之方法與設備。

隨著趨勢持續縮小半導體元件的尺寸，使用傳統透射罩幕(例如覆鉻玻璃(chrome on glass;COG)或相位偏移罩幕(phase shift mask;PSM))的光學微影將不再足以作為在半導體晶圓上印刷先進元件之可行技術。透射微影已經擴展到甚至更短的波長(短到遠紫外光中157nm)，以為了縮小元件特徵的尺寸。然而，用於印刷甚至更小元件結構之再更短波長係易於在透射材料中被吸收。取代光學微影的替代技術方案包括：電子投射微影(electron projection lithography;EPL)和稱為極紫外光微影(extreme ultraviolet lithography;EUVL)的全反射技術。

一般，現今用在製造的罩幕係利用一薄膜(pellicle)來保護罩幕表面免於微粒污染。此薄膜是一相當昂貴、薄、可穿透、可撓的片，其伸展在罩幕表面上方且不碰觸罩幕表面。此薄膜藉由將微粒機械地分離開罩幕表面，而對微粒污染提供了機能的且經濟的解決辦法。罩幕係被傳送且被使用以用於微影曝光，其中該薄膜係位於適當位置。當使用一罩幕以用於曝光時，其中薄膜(pellicle)係位在罩幕上方，僅印刷罩幕的聚焦平面本身的細部。位在薄膜表面上之微粒材料係維持在投射之聚焦平面的外面。因此，未印刷微粒材料。當薄膜最終損壞或太髒而無法使用了，則移除罩幕到一工作站且更換該薄膜。

但是，在EUV微影中，傳統的薄膜無法被用來在製程期間保護罩幕，這是因為所有的材料對於EUV光是不透光的。即使當沒使用時罩幕可被薄膜保護，罩幕在微影期間必須被曝光。此外，欲被移除之最小的微粒尺寸已經隨著輻射源波長的變短而變小。例如，在對於65nm特徵之EUV微影中，必須移除小到52nm的微粒。

所以，存在一種可在微影期間保護罩幕之設備與方法的需求。

本發明之實施例大致上提供用於在微影期間移除微粒污染之設備與方法。尤其，本發明之實施例係提供用於利用一充電物種流來移除多個碎片微粒之方法與設備。

本發明之一實施例係提供一種用於從一輻射束移除多個碎片微粒之設備。該設備包含：一充電物種源，其配置以分配多個充電物種；及一收集板，其被施加相反於來自該充電物種源之該些充電物種的偏電壓。該收集板與該充電物種源係設置在該輻射束之相對側上。來自該充電物種源到該收集板之一充電物種流與該輻射束交叉。該充電物種流係配置以藉由靜電力從該輻射束黏附且移除該些碎片微粒。該收集板係配置以接收該些充電物種與從該輻射束移除的該些碎片微粒。

本發明之另一實施例係提供一種用於微影之設備。該設備包含：一輻射源，其配置以提供一輻射束；一罩幕固持件，其配置以在製程期間支撐一罩幕；一基材平台，其配置以支撐且標示正在處理的一基材；一投射系統，其配置以投射來自該罩幕之該輻射束到該基材；及一微粒移除站，其設置在該輻射束之路徑中。該罩幕係接收且反射該輻射束。該微粒移除站包含一充電物種源，其配置以分配多個充電物種。該微粒移除站更包含一收集板，其被施加相反於來自該充電物種源之該些充電物種的偏電壓，其中該收集板與該充電物種源係設置在該輻射束之相對側上。來自該充電物種源到該收集板之一充電物種流與該輻射束交叉。該充電物種流係配置以藉由靜電力從該輻射束黏附且移除碎片微粒。該收集板係配置以接收該些充電物種與從該輻射束移除的碎片微粒。

本發明之又另一實施例係提供一種用於移除一輻射束中多個碎片微粒之方法。該方法包含：提供一充電物種源；提供一收集板，從而使該收集板與該充電物種源間的一路徑與該輻射束交叉；以相反於來自該充電物種源之充電物種的電位，將該收集板予以充電；及藉由使一充電物種流自該充電物種源流動到該收集板，以從該輻射束移除該些碎片微粒。在此實施例中，該充電物種流中的該些充電物種係利用靜電力吸引該些碎片微粒且攜帶該些碎片微粒到該收集板。

本發明之實施例係大致上關於用於在微影期間避免微粒污染之方法與設備。尤其，本發明之實施例係提供用於在光微影期間從輻射束移除碎片微粒之方法與設備。

在一實施例中，一充電物種源與一收集板設置在用在微影之輻射束的相對側上。充電物種源係配置以投射一充電物種流，以及收集板係配置以接收來自充電物種源之充電物種流。充電物種流與輻射束交叉，並且充電物種流利用靜電力從輻射束移除碎片微粒，因而避免了碎片微粒會污染罩幕、正在處理的基材、及位在輻射束之路徑中的任何裝置。充電物種源與收集板可以設置在一罩幕固持件、任何鏡子、或一輻射源前方。

第1圖繪示根據本發明一實施例之一微影系統100。

微影系統100大致上包含一輻射系統101，輻射系統101係配置以產生欲用於微影的一輻射束108。微影系統100更包含一微影設備102，微影設備102經由一波列109與輻射系統101連接。

輻射系統101大致上包含一輻射源106與一投射系統107。在一實施例中，輻射源106可以包含一雷射產生之電漿106a與一聚集鏡106b。在一實施例中，輻射系統101可以配置以產生波長介於5nm至20nm之間的極紫外光(EUV)輻射。

輻射系統101係配置以向微影設備102投射一輻射束108以用於微影製程。

微影設備102包含一主體103，主體103界定一內部空間104。在製程期間，可以使用一泵送系統105將內部空間104抽真空，這是因為真空狀態下的處理是避免微粒污染的典型方法。微影設備102更包含一罩幕站110、一投射系統119、一基材平台116及一微粒移除站120，其設置在內部空間104中。

罩幕站110係配置以精確地定位一罩幕113，罩幕113是用來接收輻射束108且反射輻射束108到投射系統119。罩幕113具有一圖案形成於其上，以及該圖案被反射在從罩幕113反射之輻射束108中。投射系統119係配置以投射該輻射束108並傳送該圖案到設置在基材平台116上的基材118，其中基材平台116係配置以精確地定位基材118。微粒移除站120設置在輻射束108的路徑上，並且配置以移除隨著輻射束108行進的任何碎片微粒。在一實施例中，微粒移除站120係設置在靠近罩幕站110處，而與進入和離開罩幕之輻射束108的輸入和輸出路徑交叉。

罩幕站110大致上包含一腔室主體111，腔室主體111具有一活動遮光開口114，活動遮光開口114係配置以在處理期間傳送輻射束108。罩幕113設置在一罩幕平台112上，罩幕平台112係配置以精確地定位該罩幕113以對準該輻射束108和該投射系統119。在EUV微影的情況中，罩幕113直接暴露於輻射束108和內部空間104的環境而不受任何保護，這是因為所有的材料對於EUV波長是不透光的。然而，一可選的活動遮光板可以設置在活動遮光開口114中，以及在未處理時關閉。

罩幕站110可以更包含一罩幕傳送機構125，罩幕傳送機構125係配置以將罩幕113傳送至與自一罩幕貯存室126，不同的罩幕能夠以密封狀態貯存在貯存室126中。

投射系統119大致上包含複數個鏡子115，該些鏡子115係配置以將輻射束108反射朝向基材118。投射系統119可以包含多達11個鏡子。投射系統119可以包含一投射圓柱(未示出)，投射圓柱係配置以投射來自該些鏡子115的輻射束108到基材118上期望的比例和期望的位置。

基材平台116大致上包含一基材支撐件117，基材支撐件117係配置以支撐、平移且旋轉基材118，以使輻射束118被投射到複數個晶粒(die)上。

微粒移除站120係配置以移除隨著輻射束108行進的任何碎片微粒，以保護罩幕113、鏡子115與基材118。微粒移除站120可以設置在輻射束118之路徑中的任何位置處。

第2圖繪示第1圖之微粒移除站120的放大圖。微粒移除站120大致上包含一充電物種源127與一收集板122。充電物種源127連接到一電源121，且配置以產生一充電物種流124，其中充電物種流124包含多個充電物種124a。收集板122連接到一電位源123，並且以相反於充電物種124a的電荷來充電。收集板122吸引且收集充電物種流124而不影響對於電場敏感的其他裝置(諸如系統中的光學裝置)。

在處理期間，微粒移除站120可以設置成使收集板122和充電物種源127位在輻射束108的相對側上。充電物種流124係配置以與輻射束108交叉，且利用靜電力“抓取”存於輻射束108中碎片微粒108a。經抓取的碎片微粒108a接著隨充電物種流124行進，且被收集板122收集。

充電物種124a可以是電子、正或負離子。在一實施例中，充電物種源127可以是一電暈電荷產生器、一熱放射器、或一離子產生器。可以將收集板充電於介於約200伏特至約400伏特的電位。

雖然僅在微影系統100中描述一微粒移除站120，可以設置更多類似的微粒移除站在適當的位置處，例如在任何鏡子115前方且在輻射源101內。

第3圖繪示根據本發明一實施例之一微粒移除站200。微粒移除站200係配置以利用靜電力來移除微粒污染且可以用在微影系統中，例如第1圖之微粒移除站120所示。

微粒移除站200大致上包含一充電物種源組件201與一收集組件202。

充電物種源組件201包含複數個電極203，該些電極203連接到一電源204。各電極203係配置以將充電物種209a予以放電。充電物種209a可以是電子、或正或負電荷的離子。在一實施例中，該些電極203可以是以平行方式設置的點狀或線狀電極。在一實施例中，該些電極203可以形成直徑207介於約5mm至20mm之間的一圓柱。該些電極203係共同地產生一充電物種流209。

收集組件202包含一收集板205，收集板205連接到一電源206。收集板205通常是一導電板，並且電源206係用來以相反於充電物種209a之電荷的電荷將收集板205予以充電。可以將收集板充電於介於約200伏特至約400伏特之間的電位。在一實施例中，收集板205的直徑208可以稍微大於充電物種源組件201之電極圓柱的直徑207。在一實施例中，收集板205的直徑208係介於約5mm至約20mm之間。

充電物種流209係配置以與輻射束210交叉，且利用靜電力“抓取”行進於輻射束210中的任何碎片微粒210a。經抓取的碎片微粒210a接著隨充電物種流209行進，且被收集板205收集。

儘管根據本發明僅描述了微影製程，本發明之實施例可以應用於需要移除能量或流體傳送路徑中微粒污染的任何適當製程與任何適當處理工具中。

雖然前述說明係指向本發明之實施例，在不脫離本發明之基本範疇下，可以設計本發明之其他與進一步實施例，並且本發明之範疇係由隨附申請專利範圍所決定。

100．．．微影系統

101．．．輻射系統

102．．．微影設備

103．．．主體

104．．．內部空間

105．．．泵送系統

106．．．輻射源

106a．．．電漿

106b．．．聚集鏡

107．．．投射系統

108．．．輻射

108a．．．碎片微粒

109．．．波列

110．．．罩幕站

111．．．腔室主體

112．．．罩幕平台

113．．．罩幕

114．．．活動遮光開口

115．．．鏡子

116．．．基材平台

117．．．基材支撐件

118．．．基材

119．．．投射系統

120．．．移除站

121．．．電源

122．．．收集板

123．．．源

124．．．充電物種流

124a．．．充電物種

125．．．機構

126．．．罩幕貯存室

127．．．源

200．．．移除站

201．．．源組件

202．．．收集組件

203．．．電極

204．．．電源

205．．．收集板

206．．．電源

207．．．直徑

208．．．直徑

209．．．充電物種

209a．．．充電物種

210．．．輻射

210a．．．碎片微粒

本發明之實施例的前述特徵、詳細說明可以藉由參照實施例而更加瞭解，其中一些實施例係繪示在附圖中。然而，應瞭解，附圖僅繪示本發明之典型實施例，因而不會限制本發明範圍，本發明允許其他等效的實施例。

第1圖繪示根據本發明一實施例之一微影系統。

第2圖繪示第1圖之微影系統之微粒移除站的放大圖。

第3圖繪示根據本發明一實施例之一微粒移除站。

為了促進瞭解，圖式中盡可能使用相同的元件符號來表示相同的元件。應瞭解，一實施例中揭示的元件可以有利地用在其他實施例中而不需贅述。

100．．．微影系統

101．．．輻射系統

102．．．微影設備

103．．．主體

104．．．內部空間

105．．．泵送系統

106．．．輻射源

106a．．．電漿

106b．．．聚集鏡

107．．．投射系統

108．．．輻射

109．．．波列

110．．．罩幕站

111．．．腔室主體

112．．．罩幕平台

113．．．罩幕

114．．．活動遮光開口

115．．．鏡子

116．．．基材平台

117．．．基材支撐件

118．．．基材

119．．．投射系統

120．．．移除站

121．．．電源

122．．．收集板

123．．．源

124．．．充電物種流

125．．．機構

126．．．罩幕貯存室

127．．．源

Claims (17)

1. 一種用於從一輻射束移除多個碎片微粒之設備，包含：一充電物種源，該充電物種源配置以分配多個充電物種，其中該充電物種源使用一熱放射器以產生一電子束；及一收集板，該收集板被施加相反於來自該充電物種源之電子的偏電壓，該充電物種源與該收集板設置在一真空微影設備內，其中該收集板與該充電物種源係設置在該輻射束之相對側上且被安排成使得來自該充電物種源到該收集板之一電子流與該輻射束交叉，該電子流係配置以藉由靜電力從該輻射束黏附且移除該些碎片微粒，以及從該輻射束移除的該些碎片微粒隨著該電子流行進且被收集與被保留在該收集板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該輻射束是一極紫外光波束。
3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該收集板被施加介於200伏特至400伏特之間的偏電壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該充電物種 源包含以平行方式沿著輻射束路徑設置的複數個線狀電極，或以平行於輻射束路徑的一線設置的複數個點狀電極。
5. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該複數個電極係以直徑介於5 mm至20 mm之間的圓柱來分佈。
6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該收集板之直徑大於由該複數個電極所形成之圓柱之直徑。
7. 一種用於微影之設備，包含：一輻射源，該輻射源配置以提供一輻射束；一罩幕固持件，該罩幕固持件配置以在製程期間支撐一罩幕，其中該罩幕係接收且反射該輻射束；一基材平台，該基材平台配置以支撐且標示正在處理的一基材；一投射系統，該投射系統配置以投射來自該罩幕之該輻射束到該基材；及一微粒移除站，該微粒移除站設置在該輻射束之路徑中，該微粒移除站包含：一充電物種源，該充電物種源配置以分配多個充電物種，其中該充電物種源使用一熱放射器以產生一充電物種束，並且該些充電物種是電子；及一收集板，該收集板被施加相反於來自該充 電物種源之該些充電物種的偏電壓，該充電物種源與該收集板設置在一真空微影設備內，其中該收集板與該充電物種源係設置在該輻射束之相對側上且被安排成使得來自該充電物種源到該收集板之一充電物種流與該輻射束交叉，該充電物種流係配置以藉由靜電力從該輻射束黏附且移除碎片微粒，以及從該輻射束移除的碎片微粒隨著該充電物種流行進且被收集與被保留在該收集板上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該輻射源係配置以產生一極紫外光束。
9. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該微粒移除站係設置在靠近該罩幕固持件處。
10. 如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該充電物種流與進入和離開該罩幕的該輻射束交叉。
11. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該投射系統包含複數個反射鏡，以及該微粒移除站係設置在靠近該複數個反射鏡之其中一者處。
12. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該收集板被施加介於200伏特至400伏特之間的偏電壓。
13. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該充電物種源包含以平行方式沿著輻射束路徑設置的複數個線狀電極，或以平行於輻射束路徑的一線設置的複數個點狀電極。
14. 一種用於移除一輻射束中多個碎片微粒之方法，該方法包含下列步驟：提供配置以產生電子之一充電物種源在一真空微影設備內，其中該充電物種源使用一熱放射器以產生一電子束；提供一收集板在該真空微影設備內，從而使該收集板與該充電物種源間的一路徑與該輻射束交叉；以相反於該些電子的電位，將該收集板予以充電；及藉由使一電子流自該充電物種源流動到該收集板，以從該輻射束移除該些碎片微粒，其中該電子流中的該些電子係利用靜電力吸引該些碎片微粒且隨著該些碎片微粒行進到該收集板，並且該些碎片微粒被收集與被保留在該收集板上。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中以介於200伏特至400伏特之間的電位來將該收集板予以充電。
16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該充電物種源包含複數個點狀電極。
17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該輻射束是一極紫外光波束。