專利名稱：沉積物去除、光學元件保護方法、器件制造法和光刻設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種去除光學元件上沉積物的方法、一種光學元件的保護方法、一種器件制造方法、一種包括光學元件的設備、以及光刻設備。
背景技術：
光刻設備是一種將所需的圖形施加到襯底上，通常施加到襯底的目標部分上的機器。例如，光刻設備可用于制造集成電路(ICs)。在這樣的實例中，還被稱為掩?；蚬饪贪娴膱D形化工具可用于生成待形成在IC的各層上的電路圖形。該圖形可被轉印到襯底(例如硅晶片)上的目標部分(例如包括一個或幾個芯片的部分)上。圖形的轉印一般通過在提供在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上成像實現。通常，單個襯底包含連續(xù)圖形化的相鄰目標部分的網絡。已知的光刻設備包含步進器，其中通過將整個圖形一次曝光到目標部分上而輻射各個目標部分；和掃描器，其中通過給定方向(“掃描”方向)上的輻射光束掃描圖形同時平行或反平行于該方向同步掃描襯底，來輻射各個目標部分。也可能通過將圖形壓印到襯底上而將圖形從圖形化工具轉印到襯底上。
在光刻設備中，可被成像到襯底上的特征的尺寸，受投影輻射的波長限制。為了制造具有更高的器件密度并因此具有更高操作速率的集成電路，希望能夠成像更小的特征。雖然大多數目前的光刻投影設備使用由汞燈或準分子激光器產生的紫外光，但是已經提出，使用更短波長的輻射，例如約13nm。該輻射被稱為極紫外(EUV)或軟X射線，可能的光源包括例如產生激光的等離子體源、放電等離子體源、或電子存儲環(huán)中的同步加速器輻射。
EUV輻射源通常為等離子體源，例如產生激光的等離子體源或放電源。任何等離子體源的公共特征是快離子和原子的固有產生，這些快離子和原子在所有方向上從等離子體排出。這些粒子對于通常為多層反射鏡的有易碎表面的聚光鏡和會聚鏡有破壞性。由于從等離子體排出的粒子的撞擊或濺射，該表面逐漸劣化，并且反射鏡的使用壽命因此降低。濺射效應對于會聚鏡是特殊的問題。該反射鏡的目的是，收集由等離子體源在所有方向上發(fā)射的輻射和將其引向照明系統(tǒng)的其它反射鏡。會聚鏡的位置很接近等離子體源，并且和等離子體源在同一直線上，因此接收來自等離子體的大通量的快粒子。系統(tǒng)內的其它反射鏡通常被從等離子體排出的粒子的濺射損壞程度較低，因為它們可某種程度地被遮擋。
為了避免碎片顆粒對聚光鏡的損壞，美國專利申請公開2002/0051124A1披露了一種反射鏡表面上的蓋層，用以保護反射鏡免受由從等離子體源排出的快離子和原子導致的損壞。將碳氫化合物加入到含有反射鏡的空間，并且它們物理或化學地吸附到反射鏡的表面上，并由此在表面上形成保護層。該表面層由以下物質組成碳氫化合物分子和系統(tǒng)內可能存在的作為雜質的其它污染物顆粒，以及從氣源被引入到系統(tǒng)內的任何其它分子。當由等離子體產生的快離子和原子碰撞反射鏡表面時，它們就接觸保護層，由此從蓋層除去碳氫化合物分子，并且對于反射鏡表面本身的損壞得以避免?？墒褂脛討B(tài)的蓋層。這是一個不斷被濺射掉并被其它分子取代的蓋層，由此，層的厚度基本保持恒定或在可接受的范圍內。為了實現這點，監(jiān)測反射鏡的反射率和/或空間的背景壓強。
在不久的將來，極紫外(EUV)源可利用錫或另一種金屬蒸氣產生EUV輻射。錫可能泄漏到光刻設備中，并沉積在光刻設備中的反射鏡上，例如輻射收集器的反射鏡上。該輻射收集器的反射鏡被預見是多層的且可以有用釕(Ru)制成的EUV反射頂層。在反射Ru層上超過約10nm的錫(Sn)沉積層將與大塊Sn以同樣方式反射EUV輻射。設想，一個10nm的Sn層被很迅速地沉積在基于Sn的EUV源附近。聚光器的總體傳送將明顯降低，因為錫的反射系數比釕的反射系數低得多。例如美國專利申請2002/0051124A1的方法并不適合從諸如反射鏡表面之類的光學元件表面上去除Sn沉積物，也不適合從光學元件上去除例如Si沉積物。美國專利申請公開2002/0051124A1也沒有解決粒子的濺射和光學元件上的其它污染物。因此希望有一種改進的方法來解決該問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面是，提供一種去除包括光學元件的設備的光學元件上的沉積物的方法。本發(fā)明的另一方面是，提供一種保護包括光學元件的設備的光學元件的方法。本發(fā)明的又一方面是，提供一種器件的制造方法。本發(fā)明的另一方面是，提供一種可應用本發(fā)明方法的包括光學元件的設備，例如光刻設備。
根據本發(fā)明的實施例，一種用于去除包括光學元件的設備的光學元件上沉積物的方法，包括在該設備的至少一部分內提供含H2氣體；用含H2氣體中的H2生成氫自由基；以及使具有沉積物的光學元件與至少部分氫自由基接觸，并去除至少部分沉積物。
在另一個實施例中，沉積物包括選自于B、C、Si、Ge和Sn的一種或多種元素。例如，C(碳)可以是由于在諸如光刻設備的設備中不希望存在的碳氫化合物而導致的光學元件上的沉積物，但是也可以是作為保護蓋層故意存在的。Si(硅)也可以是作為保護蓋層故意存在的，然而Sn(錫)由于產生Sn的源而存在。此外，Si可由于抗蝕劑的脫氣而作為沉積物存在。在另一實施例中，至少部分氫自由基是利用一個或多個選自于熱燈絲、等離子體、輻射和用于將H2轉變?yōu)闅渥杂苫拇呋瘎┑幕鶊F形成裝置，從含有H2的氣體中的H2產生的。氫自由基與Sn(或Sn氧化物)、C、Si(或Si氧化物)等反應，生成可通過諸如排氣來去除的揮發(fā)性氫化物。已被氧化或至少部分地作為氧化物存在的、作為沉積物或保護層的Sn和Si可被分別還原為元素Sn和Si，并且可以作為鹵化物或氫化物而被去除。因此，在又一個實施例中，含H2氣體可包括鹵族氣體。鹵素可以形成揮發(fā)性鹵化物，并且可以改進諸如Sn和Si沉積物的去除。
根據本發(fā)明的實施例，一種用于保護包括光學元件的設備的光學元件的方法包括利用沉積工藝向光學元件提供蓋層；以及在設備使用期間或之后，在包括在設備的至少一部分中提供含H2氣體的去除過程中，從光學元件上去除至少部分蓋層；用含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及使具有蓋層的光學元件與至少部分氫自由基接觸并去除該蓋層的至少一部分。
在另一個實施例中，通過沉積工藝向光學元件提供蓋層的過程包括提供包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的原材料；從原材料提供包括能夠提供沉積物的、選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的物質；以及使能產生沉積物的物質與光學元件的至少一部分接觸。
在另一個實施例中，通過沉積工藝向光學元件提供蓋層的過程包括提供包括選自于組B、C、Si和Ge的一種或多種元素的氣體；從所述氣體提供包括能產生沉積物的、選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的物質；以及使能產生沉積物的物質與光學元件的至少一部分接觸。
沉積物可用作蓋層?？捎糜谔峁┥w層的物質是諸如Si和C，以及B(硼)或Ge(鍺)原子和顆粒，并且例如SiH2的中間產物也可形成(Si)沉積物。由此，原材料可以包括氣體，例如包括氫化硼、碳氫化合物、硅烷或氫化鍺或它們中兩個或多個的組合。在本發(fā)明的一個實施例中，能提供沉積物的物質是通過熱燈絲、等離子體或輻射提供的。在另一個實施例中，蓋層由熱燈絲沉積物生成，在另一個實施例中，蓋層由選自于B(由如BH3的氫化硼衍生)、C(由諸如碳氫化合物(例如CH4)衍生)、Si(由例如硅烷(如SiH4)衍生)、Ge(由例如氫化鍺(如GeH4)衍生)的一種或多種元素的熱燈絲沉積生成。在另一個實施例中，不是用化學氣相沉積，而是利用物理氣相沉積來提供能提供沉積物的物質，并且代替氣體，還可將例如Si和Ge的氧化物或金屬用作原材料。元素Si和Ge被蒸發(fā)或濺射離開作為能沉積到光學元件上的物質。由此，在一個實施例中，蓋層包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
在本發(fā)明的另一個實施例中，設備是光刻設備。此外，在本發(fā)明的另一個實施例中，光學元件包括反射鏡或光柵，例如聚光鏡或多層反射鏡。在另一個實施例中，光學元件包括傳感器或光刻版。
在另一個實施例中，設備被設計成利用輻射束來照射光學元件。在另一個實施例中，光學元件包括傳感器，并被設計成對準其它光學元件或該設備的部件(例如掩模、波形轉換器、掩模臺、晶片臺等)。包括光學元件的設備可被設計成提供輻射束，如光刻設備。在另一個實施例中，光學元件包括被設計成測量其它光學元件的性能(例如聚光鏡的反射光學分性能)的傳感器。在又一個實施例中，輻射包括具有選自于5-20nm范圍的波長的EUV輻射。在又一個實施例中，輻射包括具有選自于365nm、248nm、193nm、157nm、126nm的波長的輻射，但是輻射也可以包括可用于光刻應用的其它波長。
在使用光學元件期間或之后，蓋層可被部分或全部去除。在一個實施例中，設備的使用包括利用輻射束照射光學元件，例如光刻設備的使用采用EUV輻射。由于例如Sn的沉積和/或部分保護層的濺射離開，在使用期間蓋層可能被例如來自于源的Sn顆粒所損壞。因此，在使用后或甚至在使用期間，蓋層都可以至少部分地被去除或在光學元件上或者在光學元件上部分被去除的蓋層上，可生成新的蓋層。因此，在另一個實施例中，在設備使用的至少一部分期間，Sn沉積在至少部分保護層上或去除至少部分保護層。由此，在另一實施例中，沉積物至少包括Sn，并且在其上的變化中蓋層至少包括Sn。在使用期間，沉積和去除兩個過程都可發(fā)生，由此提供被損壞的蓋層。在另一實施例中，在設備使用的至少一部分期間，Si沉積在至少部分蓋層上，例如這是由于抗蝕劑的脫氣。因此，在另一個實施例中，沉積物至少包括Si，并且在其上的變化中蓋層至少包括Si。
在另一個實施例中，在去除過程中通過蝕刻去除蓋層，在又一個實施例中，在去除過程中通過將蓋層與氫自由基接觸而去除蓋層。氫自由基可用不同的方式產生。在根據本發(fā)明方法的一個實施例中，至少部分氫自由基是用選自于用于將H2轉換為氫自由基的熱燈絲、等離子體、輻射和催化劑的一個或多個基生成裝置，由含有H2氣體中的H2生成，所述催化劑將H2分解為吸附到催化劑表面上的H基或H原子。該催化劑可包括基于過渡金屬的催化劑，例如包括Pd、Pt、Rh、Ir和Ru的催化劑。催化劑也可包括Ru層，例如掠入射反射鏡或多層的表面，其中在頂層中包含Ru。產生基團的輻射可包括諸如EUV輻射、DUV輻射、UV輻射的輻射，例如包括波長選自于193nm、157nm和126nm的輻射的輻射，該輻射可包括諸如電子束或電離輻射的輻射，這樣使得可從氫氣形成氫自由基。
根據本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種方法，其中從包括光學元件的設備外部提供蓋層的至少一部分，并且根據另一實施例，提供了這樣一種方法其中從包括光學元件的設備外部去除蓋層的至少一部分。
根據本發(fā)明另一實施例，一種器件制造方法包括提供包括照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的光刻設備，該光刻設備還包括光學元件；將圖形化輻射束輻射到至少部分地由輻射敏感材料層覆蓋的襯底的目標部分上；通過沉積工藝向光學元件提供蓋層；以及在設備的使用期間或之后，在包括在設備的至少一部分內提供含有H2的氣體的去除過程中，從光學元件上去除至少部分蓋層；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及將具有蓋層的光學元件與至少部分氫自由基接觸，并去除至少部分蓋層。
根據本發(fā)明的再一個實施例，一種設備包括光學元件；入口，設置成在設備的至少一部分內提供含H2的氣體；以及氫自由基發(fā)生器，設置成從含H2氣體中的H2生成氫自由基。
根據本發(fā)明另一實施例，設備包括光學元件；入口，設置成在設備的至少一部分中提供含H2氣體；以及氫自由基發(fā)生器，其被設置為從含H2氣體中的H2生成氫自由基；以及沉積物發(fā)生器，其中沉積物包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
根據本發(fā)明的再一個實施例，氫自由基發(fā)生器包括選自于設置成將H2轉化為氫自由基的能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器、輻射源以及催化劑的基團形成裝置。在頂層中包括Ru。輻射源可是一種被設置為產生諸如EUV輻射、DUV輻射、UV輻射的輻射，例如包括波長選自于193nm、157nm、126nm的輻射的輻射的源，該輻射源可產生諸如電子束或電離輻射之類的輻射，這樣使得可由氫氣生成氫自由基。在另一個實施例中，光刻設備的源被用作產生基團的輻射源。
根據另一個實施例，沉積物發(fā)生器被設置為生成包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的沉積物，并包括選自于能被加熱的燈絲、用于生成等離子體的發(fā)生器和輻射源的裝置。
根據本發(fā)明另外一個實施例，一種設備包括入口，其被設置用于提供包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的氣體。該氣體能被引入，使得能夠例如通過熱燈絲產生物質，從而在光學元件上生成蓋層。在又一個實施例中，該設備還包括被設置成提供原材料的入口。
根據本發(fā)明的另一實施例，光刻設備包括光學元件；照明系統(tǒng)，其被設置為調節(jié)輻射束；支撐器，其被設置為支撐圖形化工具，圖形化工具被設置為用于向輻射束的橫截面提供圖形，以形成圖形化輻射束；襯底臺，其被設置為支持襯底；投影系統(tǒng)，其被設置為將圖形化輻射束投影到襯底的目標部分上；入口，其被設置為在該設備的至少一部分中提供含H2氣體；以及氫自由基發(fā)生器，其被設置為從含H2氣體中的H2生成自由基。
根據又一個實施例，一種光刻設備包括光學元件；照明系統(tǒng)，其被設置為調節(jié)輻射束；支撐器，其被設置為支撐圖形化工具，該圖形化工具被設置為向輻射束的橫截面提供圖形，以形成圖形化輻射束；襯底臺，其被設置為支撐襯底；投影系統(tǒng)，其被設置將圖形化輻射束投影到襯底的目標部分上；入口，其被設置為在該設備的至少一部分中提供含H2氣體；以及氫自由基發(fā)生器，其被設置為從含H2氣體中的H2生成自由基；以及沉積物發(fā)生器，其中沉積物包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
根據本發(fā)明的又一實施例，一種用于去除包括光學元件的設備的光學元件上沉積物的方法，其中沉積物包括選自于包括B、Si、Ge和Sn的組中的一種或多種元素，該方法包括在該設備的至少一部分中提供含H2的氣體；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及將具有沉積物的光學元件與氫自由基的至少一部分接觸，并去除至少部分沉積物。
在又一個實施例中，沉積物至少包括Si。
在根據本發(fā)明的又一個實施例中，一種設備包括光學元件；以及沉積物發(fā)生器，其被設置提供包括Sn的沉積物。
在另外的實施例中，該設備還包括入口，其被設置為提供包括Sn的原材料。該原材料可以是可通過CVD技術(例如利用熱燈絲)用于生成蓋層的氣體，但是該原材料也可以是Sn的金屬或氧化物，其可以提供待通過PVD技術沉積的元素Sn。
根據另一實施例，該設備是用于EUV光刻的光刻設備。


現在將僅通過舉例并參照附圖來描述本發(fā)明的實施例，其中相應的附圖標記表示相應的部分，其中
圖1示意性描述根據本發(fā)明實施例的光刻設備；圖2示意性描述根據圖1的光刻投影設備的EUV照明系統(tǒng)和投影光學系統(tǒng)的側視圖；圖3示意性描述根據本發(fā)明的實施例如何能生成蓋層；圖4示意性描述根據本發(fā)明的實施例如何能去除沉積物或蓋層；圖5示意性描述根據本發(fā)明實施例的聚光鏡和燈絲的一部分；圖6示意性描述根據本發(fā)明實施例的具有溫度控制器的聚光鏡的一部分；圖7示意性描述根據本發(fā)明實施例的反射鏡的布置；圖8示意性描述H2、CH4、SiH4和Ar氣體的透射率與壓強的關系；圖9a示出了隨著溫度[攝氏度]變化，例如鉭和鎢的燈絲材料的蒸氣壓強[Pa]的改變；以及圖9b示出了隨著溫度[攝氏度]變化，例如鉭和鎢的燈絲材料的生長速率(蒸發(fā))[nm/hr]的改變；具體實施方式
圖1示意性描述根據本發(fā)明實施例的光刻設備1。設備1包括被設置調節(jié)輻射束B(例如UV輻射或EUV輻射)的照明系統(tǒng)(照明器)IL。支撐器(例如掩模臺)MT被設置成支撐圖形化工具(例如掩模)MA，并與被設置為根據某些參數準確定位圖形化工具的第一定位裝置PM相連。襯底臺(例如晶片臺)WT被設置為支撐襯底(例如涂敷了抗蝕劑的晶片)W，并與被設置根據某些參數準確定位襯底的第二定位裝置PW相連。投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡系統(tǒng))PL被設置將圖形化輻射束B投影到襯底W的目標部分C(例如包括一個或多個芯片)上。
照明系統(tǒng)可包括用于定向、整形或控制輻射的各種類型的光學部件，例如折射的、反射的、磁的、電磁的、靜電的或其它類型的光學部件或它們的任何組合。
支撐器MT支撐，例如承載圖形化工具MA的重量。它以取決于圖形化工具的取向、光刻設備的設計以及其它條件(例如圖形化工具是否保持在真空的環(huán)境內)的方式支持圖形化工具。該支撐器可以用機械的、真空的、靜電的或其他夾持技術來支持圖形化工具。該支撐器可以是框架或臺，例如其可以按需要被固定或可移動。該支撐器可保證圖形化工具，例如相對于投影系統(tǒng)在需要的位置。
在此術語“光刻版”或“掩?！钡娜魏问褂枚伎杀徽J為與更通用的術語“圖形化工具”同義。
在此應用的術語“圖形化工具”應該被廣義地解釋為，用于向輻射束橫截面提供圖形以便在襯底的目標部分上產生圖形的任何裝置。應該注意到，例如如果圖形包括相移特征或所謂的輔助特征，那么被提供給輻射束的圖形可能不是恰好對應于襯底的目標部分上的圖形。通常，提供給輻射束的圖形將對應于在目標部分中產生的器件中的特殊功能層，例如集成電路。
圖形化工具可以是透射的或反射的。圖形化工具的例子包括掩模、可編程反射鏡陣列、以及可編程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，且包括的掩模類型有例如二元掩模、交替相移掩模和衰減相移掩模以及各種混合掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的例子使用小反射鏡的矩陣排列，每一個可被單獨傾斜，以便在不同方向反射入射光。被傾斜的反射鏡向由反射鏡矩陣反射的輻射束提供圖形。
此處應用的術語“投影系統(tǒng)”應該被廣義的解釋為，包含適于所使用的曝光輻射、或其它因素(例如浸沒液體的使用或真空的使用)的任何類型的投影系統(tǒng)，包括折射的、反射的、反折射的、磁的、電磁的、靜電的光學系統(tǒng)或它們的任何組合。術語“投影透鏡”的任何使用都可以被認為與更通用的術語“投影系統(tǒng)”是同義的。
正如此處所描述的，該設備是反射型的，例如使用反射掩模。或者，該設備可以是透射型的，例如使用透射掩模。
光刻設備可以是具有兩個(雙級)或多個襯底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的類型。在該“多級”機器中，另外的臺被并列使用，或在一個或多個臺上實施預備步驟，而同時一個或多個其它臺用于曝光。
光刻設備也可以是這樣一種類型其中襯底的至少一部分可以用具有相對高折射率的液體(例如水)來覆蓋，以填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體也可以應用于該光刻設備中的其它空間，例如，在掩模和投影系統(tǒng)之間。用于增大投影系統(tǒng)的數值孔徑的浸沒技術在本領域是公知的。在此應用的術語“浸沒”并不意味著，諸如襯底之類的結構必須浸沒在液體中，而是液體在曝光期間位于例如投影系統(tǒng)和襯底之間。
參見圖1，照明器IL接收來自于輻射源SO的輻射。例如當源是準分子激光器時，源和光刻設備可以是分開的實體。在這樣的情況中，源不被認為形成了光刻設備的一部分，并且輻射借助于傳遞系統(tǒng)BD從源SO被傳遞到照明器IL，該傳遞系統(tǒng)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器。在其它情況中，源可以是光刻設備的整體部分，例如當源是汞燈時。源SO和照明器IL以及在需要的情況下存在的光束傳遞系統(tǒng)BD，可以被稱作輻射系統(tǒng)。
照明器IL可以包括調節(jié)裝置AD，其被設定調節(jié)輻射束的角強度分布。通常，至少可調節(jié)在照明器的瞳面內強度分布的外部和/或內部徑向程度(通常分別稱為σ-外部和σ-內部)。此外，照明器IL可包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO。照明器可用于調節(jié)輻射束，以便使其橫截面具有所需的均勻性和強度分布。
輻射束B入射到保持在支撐結構(例如掩模臺MT)上的圖形化工具(例如掩模MA)上，并被該圖形化工具圖形化。在橫貫掩模MA后，輻射束B通過投影系統(tǒng)PL，該系統(tǒng)將射束聚焦到襯底W的目標部分C上。借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF2(例如干涉儀裝置、線性編碼器或電容傳感器)，襯底臺WT能夠準確移動，例如，以便把不同的目標部分C定位在輻射光束B的路徑上。類似，例如在從掩模庫的機械獲取掩模之后或在掃描期間，第一定位裝置PM和位置傳感器IF1(例如干涉儀裝置、線性編碼器或電容傳感器)能用于將掩模MA相對于輻射束B的路徑準確定位。通常，掩模臺MT的移動可以借助于長沖程模塊(粗定位)和短沖程模塊(精細定位)來實現，它們形成第一定位裝置PM的一部分。類似，襯底臺WT的移動可利用長沖程模塊和短沖程模塊來實現，它們形成第二定位裝置PW的一部分。在步進器的情況中，與掃描器相反，掩模臺MT可以僅與短沖程致動器相連，或可以固定。掩模MA和襯底W可以利用掩模對準標記M1、M2和襯底對準標記P1、P2來對準。盡管所示出的襯底對準標記占據專用的目標部分，但是它們可以定位在目標部分之間的空間內。這些公知為劃線(scribe-lane)對準標記。類似，在掩模MA上提供多于一個的管芯的情形中，掩模對準標記可以定位在管芯之間。
在此描述的設備能用于下述模式中的至少一個1、在步進模式中，掩模臺MT和襯底臺WT基本保持固定，同時提供給輻射束的整個圖形被一次投射到目標部分C上(例如單靜態(tài)曝光)。然后襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，以使不同的目標部分C被曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單靜態(tài)曝光中成像的目標部分C的尺寸。
2、在掃描模式中，掩模臺MT和襯底臺WT被同步掃描，同時提供給輻射束的圖形被投影到目標部分C上(即單動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的速率和方向可以由投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉特征來決定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制在單動態(tài)曝光中目標部分的寬度(在非掃描方向)，而掃描運動的長度決定目標部分的高度(在掃描方向)。
3、在另一模式中，掩模臺MT基本保持靜止地支撐可編程圖形化工具，并且襯底臺WT被移動或掃描，而同時提供給輻射束的圖形被投影到目標部分C上。在該模式中，通常使用脈沖輻射源，并且在襯底臺WT的每次移動之后或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，按需要更新可編程圖形化工具。該操作模式能容易地應用到利用可編程圖形化工具的無掩模光刻中，例如如上所述類型的可編程反射鏡陣列。
也可采用上述使用模式的結合和/或變化，或完全不同的使用模式。
在上下文中允許的地方，術語“透鏡”可以指各類光學部件的任何一個或組合，所述各類光學元件包括折射、反射、磁、電磁和靜電光學元件。
在本發(fā)明的上下文中，“光學元件”包括選自于濾光器、光柵、諸如多層反射鏡的反射鏡、掠入射反射鏡、垂直入射反射鏡、聚光鏡等、透鏡、光刻版、二極管、傳感器(如強度測量傳感器)、能量傳感器、CCD傳感器、對準傳感器(如光學對準傳感器)、排氣裝置(gas barrier)結構的一個或多個元件，例如在美國專利6,614,505和6,359,969中描述的，這兩篇文獻在此引入作為參考。這樣的光學元件，例如濾光器、光柵、反射鏡或透鏡可以是平的或彎曲的，并且可以表現為層、薄片、器件等。在本發(fā)明的一個實施例中，光學元件，例如濾光器、光柵，反射鏡(例如多層反射鏡)、掠入射反射鏡、垂直入射反射鏡、聚光鏡、透鏡等可以被預定波長λ(如5-20nm，即EUV輻射、248nm、193nm、157nm或126nm等)的輻射照耀或對其最佳化。對于波長λ的輻射，在透鏡的情況下可以透射，或在反射鏡的情況下可以反射，或在光柵的情況下可以衍射。一些光學元件可以提供這些光學效應中的一個或多個，例如參見歐洲專利申請no.03077155和歐洲專利申請no.03077850，這兩篇文獻在此其引入作為參考。
在此應用的術語“層”如本領域普通技術人員理解的一樣，其可以描述與所使用的其它層和/或與其它介質(例如真空)具有一個或多個界面的層。然而應該理解，“層”的意思也可以是結構的一部分。術語“層”也可以表示許多層。這些層可以例如彼此相鄰或彼此疊置等。它們也可以包括一種材料或材料的組合。應該注意到，在此應用的術語“層”可以描述連續(xù)層或不連續(xù)層。在本發(fā)明中，在此應用的術語“材料”也可以被解釋為材料的組合。如本領域普通技術人員公知的一樣，在此的術語“沉積物”指的是被化學或物理粘附到表面(例如光學元件的表面)的材料。該沉積物可以是一層，但是它也可以包括多層結構。沉積物可以包括蓋層，但是它也可以包括像來自源的濺射(元素的)顆粒一樣無用的沉積物。沉積物也可以包括再沉積產物或蒸發(fā)產物。沉積物也可以包括包含這種濺射顆粒的作為保護層的蓋層，例如在利用具有濺射顆粒的源的設備之后，或包括來自包括選自于B、C、Si、Ge和Sn的一種或多種元素的材料的沉積物。在短句“其中沉積物包括選自于B、C、Si、Ge和Sn的一種或多種元素”或“蓋層包括選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素”中的術語“元素”，在此指的是包括這些元素的沉積物或蓋層，或包括含有這些元素的顆粒的沉積物或蓋層，或包括具有這些元素或其組合的化合物(諸如Si氧化物、Si碳化物等)的沉積物或保護層，對于本領域的普通技術人員來說這些是公知的。短句“沉積物包括選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素”指的是，包括原子B、C、Si、Ge或其組合的單層或多層。
短句“原材料包括選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素”指的是氣體(例如氫化物)、化合物(例如Si氧化物)、金屬和元素B、C、Si和Ge。短句“氣體包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素”指的是，處于氣相的這些元素和/或B、C、Si、Ge的揮發(fā)性化合物(例如氫化物)，盡管也可以選擇其它揮發(fā)性化合物，如金屬-碳氫化合物，例如四甲基硅烷、四乙基硅烷等，這些可以被本領域的普通技術人員所理解。原材料(或氣體)可用于提供能生成沉積物的物質。例如，SiH4氣可以粘附到光學元件的表面上，并通過熱燈絲加熱或輻射等生成Si蓋層。在此，所述物質是原材料本身。進一步，例如SiH4可以被轉換為諸如SiH2和Si的物質，它們可以在光學元件上形成Si蓋層或沉積物。在此，所述物質是SiH2和Si。在另一個例子中，原材料為例如SiO或SiO2并且通過PVD工藝提供在光學元件上形成沉積物的Si元素。在此，所述物質是Si元素。因此，短句“能生成沉積物的物質”指的是原材料或中間產品或能生成沉積物或蓋層的元素，而術語“原材料”指的是元素、氣體、金屬、金屬氧化物等，其可以通過化學氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝提供通過這些工藝在光學元件上生成沉積物或蓋層的物質。如本領域的普通技術人員理解的一樣，由于在EUV應用的設備中可能有一些氧氣留下，盡管存在諸如Ar等之類的氣體，但是光學元件上的沉積物或蓋層也可以包括氧化物。進一步，由于碳氫化合物的存在，也可以形成碳化物或碳氧化物。
在此應用的術語“輻射”和“射束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有365、248、193、157或126nm波長λ)和極紫外(EUV或軟X-射線)輻射(例如具有5-20nm范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。通常，具有約780-3000nm波長(或更長些)的輻射被認為是IR輻射。UV指的是波長大約在100-400nm的輻射。在光刻中，通常也可以應用由汞放電燈產生的波長G-線436nm；H-線405nm；和/或I-線365nm。VUV是真空UV(即由空氣吸收的UV)，并且指的是大約100-200nm的波長。DUV是深UV，并且通常用于由準分子激光器產生的波長(如126nm-248nm)的光刻中。如本領域普通技術人員理解的一樣，具有例如5-20nm波長的輻射涉及具有一定波長帶寬的輻射，其至少部分在5-20nm的范圍內。
圖2更詳細地示出投影設備1，包括輻射系統(tǒng)42、照明光學單元44、以及投影系統(tǒng)PL。輻射系統(tǒng)42包括輻射源SO，其可以由放電等離子體形成。EUV輻射可以由氣體或蒸氣產生，如Xe氣、Li蒸氣或Sn蒸氣，其中產生很熱的等離子體，從而發(fā)出電磁光譜的EUV范圍內的輻射。很熱的等離子體是通過使部分離子化的放電等離子體坍陷(collapse)到光學軸O上而產生的。Xe、Li、Sn蒸氣或任何其它合適的氣體或蒸氣的分壓10Pa，對于輻射的有效生成是必需的。由輻射源SO發(fā)出的輻射從源室47通過位于源室47的開口內或后的排氣裝置結構或雜質阱49進入收集室48。排氣裝置結構/雜質阱49包括通道結構，例如在美國專利6,614,505和6,359,969中詳細描述的。
收集室48包括輻射收集器50，其可以由掠入射聚光器形成。由聚光器50傳遞的輻射被光柵光譜濾波器51反射，然后聚焦在收集室48的孔處的虛擬光源點52內。從收集室48，輻射光束56在照明光學單元44內經垂直入射反射鏡53、54反射到光刻版或掩模臺MT上。圖形化光束57形成，其在投影系統(tǒng)PL內經反射元件58、59成像到晶片臺或襯底臺WT上。通?？梢杂斜人靖嗟脑谡彰鞴鈱W單元44和投影系統(tǒng)PL中。
輻射收集器50可以是如歐洲專利申請03077675.1所描述的集光器，該文獻在此引入作為參考。
圖2所示的所有光學元件和本實施例的示意圖中沒有示出的光學元件，易受例如Sn之類的沉積物的損壞。對于光學元件輻射收集器50和光柵光譜濾波器51尤其如此。因此，本發(fā)明的方法能應用到這些光學元件中，但是也可以用于垂直入射反射鏡53、54和反射元件58、59。圖3示意性描述根據本發(fā)明實施例對于這樣的光學元件如何生成蓋層。
圖3示意性描述光學元件100的表面的一部分，并意在示意性描述通過沉積工藝向光學元件100提供蓋層125。應該理解，光學元件100可以是集光器50、光柵光譜濾波器51，它可以是具有例如Ru涂層等的多層反射鏡，例如Si/Mo多層發(fā)射鏡。
可以提供能生成蓋層125(在這個實施例中SiH4已經被作為氣態(tài)原材料)的物質的氣體105，通過入口2(1)由氣體源6(1)引入。Si的沉積的實現是由于存在提供可被沉積的物質的物質提供裝置(這個實施例中是熱燈絲110)，其產生形成沉積物或蓋層125的物質Si115，還有氫120。熱燈絲110可以是W(鎢)或Ta(鉭)線或線圈，其可被加熱到例如1500-3000K或甚至更高的溫度，這取決于材料的種類和所需的溫度，以及在氣體105中分解物質的化學鍵使得蓋層125由于Si 115的沉積而形成所需的溫度。例如約20A可通過Ta細線進行傳輸。燈絲達到大約2000-2300K(對于W，一般為約1700-2500K)的典型溫度，這溫度高得足以斷裂碳氫化合物或硅烷的Si-H鍵或C-H鍵，從而生成氫自由基。Si顆粒(尤其是原子)115形成，并將在光學元件100上作為沉積物或蓋層125沉積。氫自由基或氫氣120也形成。
使用燈絲生成氫自由基可以導致在待清理的表面上具有含有燈絲材料的污染物。使用包括鎢作為燈絲材料的燈絲是有利的-關于利用氫自由基清理過的樣品上沉積的燈絲材料的數量，鎢(1nm/小時)比鉭(4-80nm/小時)明顯低得多?？赡艿慕忉尀?、已知鉭能形成氫化鉭(Ta2H)，而對于鎢，似乎無氫化物存在(www.webelements.com)。所以鉭象Sn-和C-一樣能被氫自由基蝕刻，然而這個過程對于鎢似乎不存在。
2、鉭的蒸氣壓比鎢的蒸氣壓高1-2個數量級，結果形成19nm/小時的鉭和1.5nm/小時的鎢的蒸發(fā)-參見圖9a和9b。鉭的蒸發(fā)比鎢的蒸發(fā)大約大1個數量級。
具有燈絲材料的污染物也可以利用適當的鹵素(例如氯和/或氟)去除。
1、鎢可以通過氯化物清潔來去除例如氯化鎢(V)的沸點為286℃，氯化鎢(VI)的沸點為346℃。比1.013bar低得多的分壓就足以清潔。鎢也可以利用氟化物來清潔WF6的沸點為17.3℃。
2、鉭可以通過氯化物清潔來去除；氯化鉭(V)沸點為233℃。
在所應用的燈絲溫度(大約2200℃)下鎢的蒸氣壓仍舊是重要的(6.6×10-8mBar)，所以結合這些措施將燈絲材料的污染降到可接受的水平是必需的。
SiH4是揮發(fā)性化合物?？梢赃x擇和控制SiH4的分壓以及其它參數，例如氣體105的氣流、光學元件100的溫度、氣體105的溫度、燈絲110的溫度等，以便獲得所需的沉積速率。
除了SiH4，氣體105也可以包括在用熱燈絲110加熱時形成Si的其它硅烷或Si化合物，但是氣體105也可以包括碳氫化合物，例如CH4、乙烷、丙烷、(異)丁烷等，或這些物質中的兩個或多個的組合，或能形成沉積物的Si和C化合物的組合。以這種方式，Si能以高達約30-60nm/min的典型生長速率沉積。C能以高達約30-60nm/min的生長速率生長。Si、C或Si和C兩者的蓋層125的層厚度可以為約0.5-20nm，例如為約1-5nm。蓋層的粗糙度為大約1-50％層厚，例如層厚的約10％-約20％。代替Si和/或C或者接著Si和/或C，也可以選擇B和/或Ge作為沉積在光學元件100上的材料。
燈絲110可以被放置在距離光學元件100約0.1到50cm的距離處，這取決于光學元件的種類、所應用的溫度和設備內燈絲110和光學元件100處的局部壓強。應該理解，燈絲110可以包括許多與光學元件100表面相距適當距離放置的燈絲。也應該理解，燈絲110(或多個燈絲)可以通過電源(沒示出)以受控方式被(單獨)加熱，并且進一步被熱元件或其它裝置(沒示出)所控制，所述裝置可以光學測量光學元件100的溫度、或光學元件100的一部分的局部溫度、或光學元件100和燈絲110之間的空間或該空間的一部分的溫度。應該理解，層125按時沉積，由此圖3示意性示出層125存在的那一刻。
在例如光刻設備的設備使用的至少部分期間，由于光源SO(沒示出)的發(fā)射，Sn可以沉積在至少部分蓋層125上或損壞和去除至少部分蓋層125。在光學元件100使用之后，蓋層125可能損壞并可以包括諸如Sn之類的元素，這是不希望的或可能潛在地損害光學元件100，因此蓋層125可能被去除并由新的蓋層125所代替。圖4也示意性描述光學元件100的部分表面并意在示意性描述去除沉積物或蓋層125的過程。層125可以是如上述圖3的蓋層，在包括具有蓋層125的光學元件的設備使用后，它也可以是這樣的蓋層125，即其中由于蓋層的使用，緊接于選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素，蓋層125也包括Sn，例如來自于源SO(在圖1和2中示出)，或層125可以主要或完全包括不希望有的沉積物，例如Sn或來自于塑料管或剩余氣體的碳氫化合物等。
參見圖4，在存在光學元件100的空間內通過入口2(2)由氣體源6(2)提供包括H2的氣體155。由于熱燈絲110的存在，氫氣分解為氫自由基165。部分氫自由基165將與光學元件100表面上的沉積物或蓋層125接觸，其中氫自由基165與Si(包括Si氧化物)、Sn(包括錫氧化物)和C等中的一個或多個發(fā)生反應。以這種方式，具有沉積物125的光學元件100與至少部分氫自由基165接觸，并將至少部分沉積物去除。揮發(fā)性氫化物170形成，其在圖4中表示為SiH4，但是其也可以包括氫化錫和/或諸如CH4等之類的碳氫化合物。揮發(fā)性化合物170可以由排氣裝置或泵(在圖3和4沒示出)至少部分地去除。然而，也可以配置一個或多個吸氣板，在其上氫化物可以形成沉積物，然后不再對光學元件有害?？色@得100-150nm/小時的去除速率。生長和去除速率可以由外部的X-射線熒光光譜得出。以這種方式，使用這樣的方法其中蓋層125通過沉積工藝提供給光學元件100；以及在設備使用期間或之后，在去除過程中將至少部分蓋層125從光學元件100上去除。由于蓋層125的更新，因此光學元件100在使用期間被保護起來，并且可以繼續(xù)使用。在使用一段時間后，具有蓋層125的光學元件100可以進行上述去除過程，該過程包括在設備的至少一部分內提供含有H2的氣體155；從含H2氣體中的H2產生氫自由基165；使帶有蓋層125的光學元件100與至少部分氫自由基165接觸，并去除至少部分蓋層125。如現有技術建議的一樣，在不用可能損壞包括光學元件100的設備的部件的鹵化物的情況下，沉積物或蓋層125可至少部分被去除，由此去除被損壞的蓋層125或包括Sn的蓋層125。甚至已經氧化的Sn也可以作為氫化物被氫自由基165去除。這些揮發(fā)性化合物可以由排氣裝置(沒示出)從設備中去除。通過實施本發(fā)明的方法，光學元件100由蓋層125保護起來而不受Sn的影響，使得光學元件100具有更好的光學性能和更長的壽命。例如，由于Sn導致的反射損失得以減少，并且保護蓋層125可容易地進行更新，以便延長光學元件100的壽命。而且，包括選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素的蓋層125，對于EUV輻射相對透射，使得輻射基本不被蓋層125減弱。
在這個實施例中，產生氫自由基的裝置是燈絲110，用選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素提供沉積物的裝置也是燈絲110。這些燈絲可以是相同的或是不同的燈絲110。
氣體源6(1)和6(2)和入口2(1)和2(2)可以分別是相同的氣源和入口。此外，該入口可以是用來將氣體引入到設備內或從設備內去除氣體的普通入口。由此，本領域普通技術人員可以理解，這些源或入口表示能向包括光學元件100的設備內或該設備的部分內引入氣體并(在可應用的情況下)能從其去除氣體的那些裝置。本領域技術人員可以理解，這些設備可以包含泵、導管、(分)壓強裝置、流量控制器、閥、排氣裝置等。
蓋層125不僅保護光學元件100免受濺射產物或來自于源的電子的影響，它也可以保護光學元件100免受例如氧氣或水的化學侵蝕。
在該實施例的變型中，圖4可以指的是包括反射鏡58或59(參見圖2)的光學元件100，或在投影系統(tǒng)PL中(在該系統(tǒng)PL中，例如可以有6個反射鏡)存在的其它反射鏡或光學元件100。存在于投影系統(tǒng)PL內的光學元件，還有設備的其它部分，可以包括沉積物125，其是由晶片臺WT(參見圖1和圖2)上的晶片上的抗蝕劑通過Si的脫氣形成的。根據圖4描述的方法，該沉積物可以利用氫自由基165去除，氫自由基由熱燈絲110或由在此描述的其它裝置生成。此外，氣體源6(2)可以提供氫氣155，但是還提供鹵素。氫自由基可以將存在于沉積物125內的Si氧化物還原為Si，Si可以進一步通過分別形成揮發(fā)性氫化物和鹵化物而被去除。與本領域公知的僅用鹵化物的方法相反，利用本發(fā)明的方法，也可以去除，例如Si和Sn的氧化物。
參見圖3，包括CH4的氣體105通過入口2(1)由源6(1)引入。由于熱燈絲110的存在，C的沉積得以實現，熱燈絲110可以被加熱到1500-3000K，或甚至更高，從而分解氣體105內的CH4的化學鍵，這樣使得蓋層125由于C沉積物115而得以形成。也可以形成氫自由基或氫氣120。代替CH4，也可以使用其它碳氫化合物。
在光學元件100使用后，蓋層125可去除并被新的蓋層125所取代。參見圖4，在存在光學元件100的空間內通過入口2(2)由源6(2)提供包括H2的氣體155。由于熱燈絲110的存在，氫氣分解為氫自由基165。部分氫自由基165將遷移到光學元件100表面上的沉積物或蓋層125上，在那里氫自由基165可與C或C和Sn(從源SO被濺射)等反應。揮發(fā)性氫化物170形成，其在圖4中被表示為SiH4，但是其在該實施例中包括碳氫化合物或碳氫化合物和氫化錫。揮發(fā)性化合物170至少部分地通過排氣裝置或泵(在圖3或4沒示出)去除。
在本發(fā)明的實施例中，光學元件100可以是輻射收集器50(也參見圖2)。圖5示意性描述了收集器50的一部分，包括第一反射鏡30(1)和第二反射鏡30(2)。輻射收集器50可包括超過兩個反射鏡，以便收集EUV輻射35和產生輻射光束56。在反射鏡30(1)和30(2)之間的空間180內，空間180的有一些部分被安排在EUV輻射35之外(即反射鏡30(2)的陰影里)。這些部分空間由灰色區(qū)域表示。例如，這些空間可用于布置燈絲110，如在圖中用燈絲110(1)和110(2)表示。碳或硅的氫化物可進入空間180，并且通過加熱燈絲110，在反射鏡30(1)和30(2)上形成蓋層(沒示出)。同樣，氫氣可進入空間180并可以利用燈絲110至少部分轉化為氫自由基165，其可以去除不希望有的諸如Sn之類的沉積物或諸如碳蓋層、硅蓋層或碳-硅蓋層等之類的蓋層125，其中后面的層也可以包括來自于源SO(未示出)的Sn。
在這個實施例的變型中，氣體源6(1)和6(2)可定位在收集器50所放置的空間內。在另外的變型中，氣體源可以如此方式定位即入口2(1)和2(2)也在布置在EUV輻射35之外(即反射鏡30(2)的陰影里)的空間180的部分內。圖5分別示出氣體源6(1)和6(2)的位置的例子。應該理解，一個或多個氣體源6(1)和6(2)分別可以定位在集光器50(或其它反射鏡)存在的空間內，但是僅一個具有一個入口2(未示出)的氣體源6可交替提供所需的氣體。
在本發(fā)明另外的實施例中，光學元件100可以是集光器50，其還配有加熱元件38。圖6示意性示出集光器50的一部分，其包括第一反射鏡30(1)和第二反射鏡30(2)。輻射收集器50可包括超過兩個的反射鏡，以收集EUV輻射35和產生輻射光束56。在反射鏡30(1)和30(2)之間的空間180內，有一些被布置在EUV輻射35之外(即反射鏡30(2)的陰影里)的空間180的部分。這部分空間由附圖標記32和34通過灰色區(qū)域表示。例如，這些空間可用于布置燈絲110(圖5中示出)。圖6示意性示出由控制器40控制的加熱元件38。加熱元件38可以通過連接器31連接到反射鏡30(1)上。連接器31可以進行導電加熱?？刂破?0可以實現為適當編程的計算機或具有合適的模擬和/或數字電路的控制器。加熱元件38生成由箭頭37表示的熱，其被引入到輻射收集器50的第一反射鏡30(1)。加熱元件38也可以物理連接到反射鏡30(1)上。加熱器38可以包括不同的加熱元件和/或可以被設置成使反射鏡30(1)的不同區(qū)域有選擇地被加熱。以這種方式，蓋層的層生長和層去除可以更好地得以控制。加熱元件38可以由控制器40來控制，控制器40也可以控制泵29、或諸如熱偶、氣壓、氣流的測量裝置、分析反射鏡30(1)的反射率的分析單元、測量蓋層厚度的分析單元等(在圖6未示出，但是在圖7中示出這樣一些裝置)。
在本發(fā)明的另外實施例中，如圖7示意性示出的，光學元件可以是輻射收集器50，其可以是多層反射鏡，還配有加熱元件68。該多層反射鏡可以包括至少40層、或至少50層、至少60層，且還可包括Ru保護層(頂層)。
如圖7描述的系統(tǒng)包括將輻射光照射進室3的源室47，室3可以是聚光室48(圖2示出)的一部分或可以是聚光室48本身。該系統(tǒng)包括氣體源6，用于供應碳氫化合物氣體、硅烷氣或兩者都供應。供應系統(tǒng)包括所需氣體6的源和入口2(在該圖中，僅示出一個氣體源6，但是可存在更是多的供應源，例如參見圖3-5)。氣體被供應到室3并且室3內的氣體分壓由傳感器5(其可以被耦合到控制器上，例如圖5中的控制器40)監(jiān)測。可配備反射率傳感器7并將其用于確定何時聚光器50的反射率降低或增加，所述降低或增加分別是由于Sn的濺射、Si和/或C等層的生長，以及沉積物或蓋層125的去除引起的。此外，出口22可用于去除氫氣、氫化物和(可應用情況下的)鹵化物。盡管本實施例描述了多層反射鏡，但并不是意味著本發(fā)明僅限于此。一個替代是掠入射反射鏡、輻射以小于大約20°的角度被引導到其上的反射鏡，其不必包括多層，而是可以由單個金屬層制造。當曝露于由EUV輻射源產生的原子和離子中時，這種反射鏡也劣化。同樣的方法也可以被應用于這些反射鏡。
出口22可用作去除例如H2、碳氫化合物等的排氣裝置，但是也可以去除例如本發(fā)明的方法中形成的揮發(fā)性(副)產物，例如H2O，B、C、Si、Sn、Ge的鹵化物和氫化物，可形成的碳氫化合物，例如C2H4等。這種出口也可以在其它位置存在，例如在圖3、4、5和6的光學元件100附近。
參照圖2-4來描述用于提供蓋層125的方法的應用。利用化學氣相沉積技術例如熱燈絲沉積，硅或碳被沉積到光學元件100上并從光學元件100上蝕刻。這樣得到Si或C(或Si和C的層)等的薄層125，作為(多個)光學元件上的蓋層，保護它免受來自于源SO的快離子的蝕刻。該層125可以是動態(tài)的，因為蓋層125可連續(xù)地被蝕刻并且沉積以保持一定厚度和粗糙度的蓋層。這能在三個獨立的過程中做到，即(1)沉積層125，然后(2)操作光刻設備，以及(3)停止設備并蝕刻掉層125(其可以被來自于源SO的諸如Sn的快原子或離子所減少或損壞，并且其可以包括緊接著C、Si或Si和C兩者的Sn)?；蛘呤?，在另一個實施例中，在光刻操作期間利用聯機蝕刻和沉積，同時進行所有三個過程。能用做動態(tài)蓋層125的材料是B、C、Si、Ge，或可利用這些元素的兩種或更多種的組合。硅(或B、C、Ge)層的蝕刻和沉積能聯機進行，即，當EUV光刻機器運行時。這分別意味著，當用輻射束照射光學元件100的時候，至少部分蓋層125被提供給光學元件100，或者當用輻射束照射光學元件100的時候，至少部分蓋層125被從光學元件100上去除。如果氣體壓強足夠高，可能是這樣的。氫氣對于EUV輻射有非常好的透射，這意味著聯機蝕刻也是可能的。幸運的是，SiH4(Si沉積物的源)和CH4(C的源)對于EUV輻射有非常好的透射，甚至比目前被廣泛地用作緩沖氣的氬具有更好的透射，參見圖8，其中給出這些氣體的透射與壓強的關系。當有意引入這些氣體分別作為105或155時，各室之間的壓強差、具有連接室或連接室的其它部分的室(例如圖2中的輻射系統(tǒng)42或圖7中的室3)之間的壓強差分別不必很大。此外，SiH4和CH4也可作為用于EUV碎屑抑制的緩沖氣。
由于來自于源的快離子和沉積速率，光學元件100上的不同點可以經歷不同的蝕刻速率。這使得光學元件100的整個表面上的蓋層厚度的均勻性難以均衡。通過加熱元件(例如參見圖6和7)在光學元件100上產生溫度梯度可以解決此問題，以便在光學元件100的某些部分上增大蝕刻速率。也可以應用冷卻元件。由此，當向光學元件100提供蓋層125時或當去除蓋層(或沉積物)125時，光學元件100的一個部分或多個部分可以被加熱，并且當向光學元件100提供蓋層125時，光學元件100的一個部分或多個部分可以被冷卻，這樣能夠提供均勻的蓋層125，并且能夠(至少部分地)均勻地去除蓋層125?？梢岳苗甓嵤├鋮s；利用加熱元件以及IR輻射來實施加熱。控制蓋層125的厚度和均勻性的其它方式可以是，改變氣壓、燈絲110的溫度、燈絲110和光學元件100之間的距離、或不同燈絲110的各自溫度和距離等。
在另一個實施例中，由物理氣相沉積(PVD)生成蓋層125。為此目的，將元素B、C、Si或Ge或這些元素的一種或多種的組合以這樣的方式引入到包括光學元件100的設備中在光學元件100上形成蓋層125。例如，電子束碰撞包括B、C、Si或Ge的原材料，其導致分別通過B、C、Si、Ge的元素和/或顆粒的濺射和/或蒸發(fā)能夠生成沉積物的物質的形成。物理氣相沉積可以在光刻設備內部進行，由此提供了一種聯機沉積技術，或在外部的PVD設備內實施，由此提供了一種脫機技術。
在這個實施例中，沉積物發(fā)生器生成選自于B、C、Si和Ge的一種或多種的沉積物，并且該沉積物發(fā)生器是輻射源，例如提供電子轟擊的源。在光學元件使用之后或期間，蓋層125可以利用氫自由基發(fā)生器去除，所述發(fā)生器例如是能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器、輻射源(可以是相同的源)，以及將H2轉化為氫自由基的催化劑。
在另一個實施例中，參見圖4，次于氫氣155也可以引入鹵素。例如，可能已經被存在的氧氣部分氧化的Sn，能利用由熱燈絲110產生的氫自由基165還原。Sn還可以作為SnH4170、但是也可作為Sn鹵化物被去除。例如，次于氫氣，氣體155還可以包括Cl2或I2。所用的鹵素必須比在當前已知的過程中所用的量少。對于Si或Ge蓋層或沉積物一樣適用。
在另外的實施例中，代替燈絲110，等離子體發(fā)生器用來生成氫自由基165。該發(fā)生器可以是高壓發(fā)生器，在兩電極間例如具有大約5-10kV的電壓，由此形成等離子體。由于該等離子體的存在，包括氫氣的氣體155中的氫氣，至少部分被轉化為氫自由基165。
該等離子體也可以分別用來從包括作為原材料的硅烷的氣體105產生Si，或者從包括作為原材料的碳氫化合物的氣體105產生C。在這個實施例中，氫自由基發(fā)生器是等離子體，用B、C、Si和Ge中的一種或多種產生沉積物的沉積物發(fā)生器可以是燈絲110、等離子體或輻射源。
在另外的實施例中，次于燈絲110的，使用將H2轉化為氫自由基的催化劑。這可以是含Ru的催化劑，例如包括Ru的沸石，或含有Ru的氧化鋁、或其它金屬例如Rh、Ir、Pt、Pd等。由于存在將H2轉化為氫自由基的催化劑，因此包括氫氣的氣體155中的氫氣，至少部分被轉化為氫自由基165。在這個實施例的變型中，催化劑和光學元件100包含Ru層，其可以是例如反射鏡(例如多層反射鏡、掠入射反射鏡等)的光學元件100上的Ru保護層。在這個實施例中，氫自由基產生器是催化劑，沉積物發(fā)生器可以是燈絲110或其它提供蓋層125的裝置。
在這個實施例的范圍內，尤其是在光學元件上的Ru層的范圍內，氫氣分子可以在Ru表面上分解，從而導致氫原子被化學吸附到該表面上。氫原子可以遷移到例如Sn并把Sn作為氫化物來去除，或遷移到Sn氧化物(例如SnO/SnO2)并把它們還原為Sn。氫原子也可以在鄰近Sn或Sn氧化物(或分別為Si和SiO/Si02等)的表面上形成，并分別去除Sn或還原SnO。元素Sn然后可通過氫自由基、粘接到Ru層表面的氫原子和由鹵化物(也參見例如圖1和8)來去除。
在另外的實施例中，通過將碳氫化合物引入到設備中并在鄰近光學元件100處提供碳氫化合物來生成蓋層125。由于光源的照射，被粘附到(例如由于范德華力)光學元件100表面上的碳氫化合物，至少部分轉化為包括C的蓋層125。光源可以提供EUV、DUV或UV輻射。或者是，或額外地，光源可以用于提供電子，其也可以將碳氫化合物轉化為C，這樣可以提供包括C的蓋層125。在這個實施例的變型中，例如輻射源可以是源SO(參見圖1和2)和/或單獨的輻射源。
在本發(fā)明的這個實施例中，包括沉積物或蓋層125的光學元件100，從包括該光學元件100的設備中去除，并且沉積物或者蓋層125的去除過程在外部的另一裝備內實施，該過程包括在該裝備的至少一部分中提供含有H2的氣體；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及使帶有蓋層125的光學元件100與至少部分氫自由基接觸，并在該裝備中從光學元件100上去除至少部分蓋層125。
在本發(fā)明的這個實施例中，光學元件100從包括該光學元件100的設備中去除，并且生成蓋層125的沉積由沉積物發(fā)生器在外部的另一裝備內實施，其中沉積物包括選自于B、C、Si、Ge的一種或多種元素?；蛘呤?，還沉積Sn的薄層，例如幾nm，諸如約1-50nm，或約2-40nm。
在該實施例中，在設備內使用一段時間后蓋層125被去除。將該去除進行到一定的參考值(例如光學元件100的反射，在光學元件100是反射鏡或光柵的情況下)，這些參考值由圖7的傳感器7來檢測。在設備的每一次使用之后或使用一定時間之后，可重復該過程。蓋層125不必徹底去除，但是需要被去除到獲得一定的參考值為止。在去除部分蓋層125后，能產生新的蓋層125，直到獲得第二參考值為止。以這種方式，在徹底去除蓋層125之后或部分去除蓋層125之后，都可獲得新的均勻的層。
在這個實施例中，設備是用于光刻的光刻設備，輻射束包括輻射。光學元件100是這樣的光學元件，例如感測輻射強度的二極管、或感測其它光學元件100的光學性能的二極管、或如圖7的測量反射鏡的反射率的傳感器7、或用于對準的傳感器等。光刻設備可以設計成利用輻射束來輻射光學元件(例如在檢測輻射強度的傳感器情形中)，但是上述提到的傳感器也可以存在于設備中沒有直接輻射的位置。蓋層125可以生成為對于輻射是基本透明的，例如幾nm的Si。
根據另一個實施例，該設備包括光刻設備，例如根據圖2的設備，是為EUV光刻設計的。
盡管在本文中具體參考利用光刻設備制造IC，但是應該理解，在此描述的光刻設備可以有其它應用，例如集成光學系統(tǒng)的制造、磁疇存儲器的引導和檢測圖形、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。應該理解，在本文的這種可替代的應用的范圍內，在此使用的術語“晶片”或“管芯”可以認為分別與更常用的術語“襯底”或“目標部分”是同義的。本文所指的襯底可以在曝光前或后在例如涂膠機(track)(一般將抗蝕劑層涂布到襯底上并顯影曝光的抗蝕劑的工具)、計量工具、和/或檢測工具中進行處理。在可應用的地方，本文的公開內容可應用于這種和其它襯底處理工具上。此外，例如為了生成多層IC，該襯底可進行一次以上處理，所以本文所使用的術語“襯底”也是指已經含有多個已處理的層的襯底。
盡管在光刻的范圍內具體參考了本發(fā)明實施例的使用，但是應該理解，本發(fā)明也可用于其它應用，例如壓印光刻，在本文中其并不限制為光學光刻。在壓印光刻中，圖形化工具內的形貌限定襯底上建立的圖形。圖形化工具的形貌可以被壓印到供應給襯底的抗蝕劑層內，在此處抗蝕劑通過應用電磁輻射、加熱、壓力或它們的結合而被固化。在抗蝕劑固化之后，圖形化工具從抗蝕劑中移出，而將圖形留在其內。
盡管前面已經描述了本發(fā)明的具體實施例，但是應該理解，也可由除上述之外的方式來實行本發(fā)明。例如，發(fā)明可以采取含有一系列或多系列描述上述方法的機器可讀指令的計算機程序形式，或具有這樣的計算機程序存儲在里面的數據存儲介質形式(例如半導體存儲器、磁盤或光盤)。
上面的描述意在解釋而不是限制。因此，對于本領域的技術人員來說，在不脫離以下闡述的權利要求范圍的前提下，所能作出的各種變化是顯而易見的。
盡管描述了利用原子氫的清潔，但是公知的是，氫實際上可以含有氘(6500個氫原子中一個原子)和氚。使用原子同位素的濃縮混合物用于清潔是有利的。使用原子氘更加有利于清潔。氘被認為是‘普通’的氣體-通?？梢猿善康孬@得-處理與氫氣相似-氘的使用不太昂貴。200bar的50升瓶裝氘大約1000歐元。含量有正常壓強下10000升。清潔時典型的流量是1000mbar l/s(10mbar的壓強，同時抽運速率100l/s)。一瓶將在10000s后用空。當清潔循環(huán)采用典型的300s時，這意味著用一瓶能進行30次清潔循環(huán)。工具將必須進行100次的清潔，由此在使用期間氘消耗量的整個費用將是3000歐元。對于氫氣的使用進行相似的計算，結果消耗1000歐元。
原子氘的反應性被認為比氫高。
本發(fā)明不限于光刻設備的應用或如實施例中描述的在光刻設備中的使用。此外，附圖通常只包括理解發(fā)明所必需的元件和特征。除此之外，光刻設備的附圖是示意性的，不是按比例繪制的。本發(fā)明并不限于在示意圖(例如在示意圖中的反射鏡數目)中所示的這些元件。此外，發(fā)明并不限于圖1和2描述的光刻設備。本領域的技術人員將理解，上述的實施例可結合。此外，本發(fā)明并不只限于防護例如來自于源SO的Sn，也可以是來自其它源(例如輻射源)可以損壞光學元件100的別的粒子，都可以利用本發(fā)明的方法去除。對于光學元件的保護方法同樣也可以應用其它顆粒。提到的實施例例如僅是C或Si，也可以指B、Ge和Sn。此外，當包括含有除了B、C、Si和Ge之外的其它元素的蓋層125能由氫自由基至少部分地去除時，蓋層125可以通過沉積過程來生成，該沉積過程提供了這樣元素的蓋層125。
權利要求
1.一種用于去除包括光學元件的設備的光學元件上沉積物的方法，所述方法包括在該設備的至少一部分內提供含有H2的氣體；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及使具有沉積物的該光學元件與至少部分氫自由基接觸，并且去除該沉積物的至少一部分。
2.根據權利要求1的方法，其中沉積物包括選自于B、C、Si、Ge和Sn的一種或多種元素。
3.根據權利要求1的方法，其中至少部分氫自由基是利用燈絲、等離子體、輻射、或將H2轉換為氫自由基的催化劑，從含H2氣體中的H2生成的。
4.根據權利要求1的方法，其中含H2氣體進一步包括鹵素氣體。
5.根據權利要求1的方法，其中該設備是光刻設備。
6.根據權利要求1的方法，其中該光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的組的光學元件。
7.根據權利要求1的方法，其中蓋層的該至少一部分從包括該光學元件的設備外部去除。
8.一種保護包括光學元件的設備的光學元件的方法，所述方法包括通過沉積過程向光學元件提供蓋層；以及在該設備使用期間或使用之后，在去除過程中從光學元件上去除該蓋層的至少一部分，所述去除過程包括在該設備的至少一部分內提供含有H2的氣體；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及使具有蓋層的光學元件與至少部分氫自由基接觸，并且去除該蓋層的至少一部分。
9.根據權利要求8的方法，其中沉積過程包括提供包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的原材料；從所述原材料提供能生成沉積物的、包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的物質；以及使能生成沉積物的該物質與該光學元件的至少一部分接觸。
10.根據權利要求8的方法，其中能夠生成沉積物的物質是通過燈絲、等離子體或輻射生成的。
11.根據權利要求8的方法，其中蓋層包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
12.根據權利要求8的方法，其中該設備的使用包括用輻射束來照射光學元件。
13.根據權利要求8的方法，其中至少部分氫自由基是利用燈絲、等離子體、輻射或被構造成將H2轉換為氫自由基的催化劑產生的。
14.根據權利要求8的方法，其中含H2的氣體進一步包括鹵素氣體。
15.根據權利要求8的方法，其中該設備是光刻設備。
16.根據權利要求8的方法，其中該光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
17.根據權利要求8的方法，其中蓋層的至少一部分是在包括該光學元件的設備外部生成的。
18.根據權利要求8的方法，其中蓋層的該至少一部分是在包括光學元件的設備外部去除的。
19.一種器件制造方法，包括提供包括照明系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的光刻設備，所述光刻設備還包括光學元件；利用照明系統(tǒng)提供輻射束；將圖形化輻射束投影到襯底的目標部分上；通過沉積過程向光學元件提供蓋層；以及在設備的使用期間或使用之后，在去除過程中從光學元件上去除蓋層的至少一部分，所述去除過程包括在該設備的至少一部分內提供含有H2的氣體；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及使具有蓋層的光學元件與至少部分氫自由基接觸，并且去除蓋層的至少一部分。
20.根據權利要求19的方法，其中沉積過程包括提供包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的原材料；由所述原材料提供能生成沉積物的、包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的物質；以及將能生成沉積物的物質與該光學元件的至少一部分接觸。
21.根據權利要求19的方法，其中能夠生成沉積物的物質是通過燈絲、等離子體或輻射生成的。
22.根據權利要求19的方法，其中蓋層包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
23.根據權利要求19的方法，其中該設備的使用包括用輻射束來輻射光學元件。
24.根據權利要求19的方法，其中含H2的氣體還包括鹵素氣體。
25.根據權利要求19的方法，其中該設備是光刻設備。
26.根據權利要求19的方法，其中光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
27.根據權利要求19的方法，其中蓋層的至少一部分是在包括光學元件的設備外部生成的。
28.根據權利要求19的方法，其中蓋層的該至少一部分是在包括光學元件的設備外部去除的。
29.一種設備，包括光學元件；入口，其被設置成在該設備的至少一部分內提供含H2的氣體；以及氫自由基發(fā)生器，其被設置成從含H2氣體中的H2生成氫自由基。
30.根據權利要求29的設備，其中氫自由基發(fā)生器包括選自于能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器、輻射源以及構造成將H2轉化為氫自由基的催化劑的一個或多個裝置。
31.根據權利要求29的設備，其中該設備是光刻設備。
32.根據權利要求29的設備，其中光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
33.一種設備，包括光學元件；入口，其被設置成在該設備的至少一部分內提供含H2的氣體；以及氫自由基發(fā)生器，其被設置成從含H2氣體中的H2生成氫自由基；以及沉積物發(fā)生器，其被設置成生成沉積物，其中沉積物包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
34.根據權利要求33的設備，其中氫自由基發(fā)生器包括能被加熱的燈絲、產生等離子體的發(fā)生器、輻射源以及構造成將H2轉化為氫自由基的催化劑中的一個或多個。
35.根據權利要求33的設備，其中沉積物發(fā)生器包括能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器和輻射源中的一個或多個。
36.根據權利要求33的設備，其中該設備是光刻設備。
37.根據權利要求33的設備，其中光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
38.根據權利要求33的設備，還包括被設置成提供原材料的入口，所述原材料包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
39.根據權利要求33的設備，還包括被設置成提供氣體的入口，該氣體包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
40.一種光刻設備，包括光學元件；照明系統(tǒng)，其被設置成調節(jié)輻射束；支撐器，其被設置成支撐圖形化工具，該圖形化工具被設置成向輻射束的橫截面提供圖形，以形成圖形化輻射束；襯底臺，其被設置成保持襯底；投影系統(tǒng)，其被設置成將圖形化輻射束投影到襯底的目標部分上；入口，其被設置成在該設備的至少一部分內提供含H2的氣體；以及氫自由基發(fā)生器，其被設置成從含H2氣體中的H2生成氫自由基。
41.根據權利要求40的光刻設備，其中氫自由基發(fā)生器包括能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器、輻射源以及構造成將H2轉化為氫自由基的催化劑中的一個或多個。
42.根據權利要求40的光刻設備，其中光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
43.一種光刻設備，包括光學元件；照明系統(tǒng)，其被設置成調節(jié)輻射束；支撐器，其被設置成支撐圖形化工具，所述圖形化工具被設置成向輻射束的橫截面提供圖形，以形成圖形化輻射束；襯底臺，其被設置成保持襯底；投影系統(tǒng)，其被設置成將圖形化輻射束投影到襯底的目標部分上；入口，其被設置成在該設備的至少一部分內提供含H2的氣體；氫自由基發(fā)生器，其被設置成從含H2氣體中的H2生成氫自由基；以及沉積物發(fā)生器，其中沉積物包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
44.根據權利要求43的光刻設備，其中氫自由基發(fā)生器包括一個或多個能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器、輻射源以及構造成將H2轉化為氫自由基的催化劑。
45.根據權利要求43的光刻設備，其中沉積物發(fā)生器被設置成生成包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素的沉積物，并且包括能被加熱的燈絲、等離子體發(fā)生器以及輻射源之一。
46.根據權利要求43的光刻設備，其中光學元件包括選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
47.根據權利要求43的光刻設備，還包括被設置成提供原材料的入口，所述原材料包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
48.根據權利要求43的設備，還包括被設置成提供氣體的入口，該氣體包括選自于B、C、Si和Ge的一種或多種元素。
49.一種去除包括光學元件的設備的光學元件上的沉積物的方法，其中所述沉積物包括選自于B、Si、Ge和Sn的一種或多種元素，所述方法包括在該設備的至少一部分內提供含有H2的氣體；從含H2氣體中的H2產生氫自由基；以及使具有沉積物的光學元件與至少部分氫自由基接觸，并去除沉積物的至少一部分。
50.根據權利要求49的方法，其中通過能被加熱的燈絲、等離子體、輻射源、和構造成將H2轉換為氫自由基的催化劑中的一個或多個，從含H2氣體中的H2生成至少部分氫自由基。
51.根據權利要求49的方法，其中含H2的氣體進一步包括鹵素氣體。
52.根據權利要求49的方法，其中該設備是光刻設備。
53.根據權利要求49的方法，其中光學元件包含選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
54.根據權利要求49的方法，其中蓋層的至少一部分是從包括光學元件的設備外部去除的。
55.根據權利要求49的方法，其中沉積物包括Si。
56.一種設備，包括光學元件；以及沉積物發(fā)生器，其被設置成生成包含Sn的沉積物。
57.權利要求56的設備，其中該設備是光刻設備。
58.權利要求56的設備，其中光學元件包含選自于反射鏡、光柵、光刻版和傳感器的光學元件。
59.權利要求56的設備，進一步包括被設置成提供包括Sn的原材料的入口。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種去除包括光學元件的設備的光學元件上沉積物的方法，該方法包括在該設備的至少一部分內提供含有H
文檔編號G03F7/20GK1766731SQ20051011994
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2004年10月4日
發(fā)明者M·M·J·W·范赫彭, V·Y·巴尼內, J·H·J·莫爾斯, C·I·M·A·斯皮, D·J·W·克魯德, P·C·扎姆 申請人:Asml荷蘭有限公司