專(zhuān)利名稱(chēng)：光投射處理設(shè)備和用它制造器件的方法及制成的器件，污染物的清潔設(shè)備和清潔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光投射處理設(shè)備，包括輻射系統(tǒng)，用于提供波長(zhǎng)為250nm或以下的電磁射線(xiàn)投射線(xiàn)束；支撐構(gòu)件，用于支撐構(gòu)圖裝置，構(gòu)圖裝置用于按規(guī)定的圖形對(duì)電磁射線(xiàn)投射束構(gòu)圖；襯底臺(tái)，用于固定襯底；投射系統(tǒng)，用于將已構(gòu)圖的電磁射線(xiàn)投射束投射到襯底的目標(biāo)部分。
背景技術(shù)：
本文中用的術(shù)語(yǔ)“構(gòu)圖裝置”從廣泛的描述而言，是指賦予入射的射線(xiàn)束的橫截面圖形的裝置，該圖形對(duì)應(yīng)在襯底的目標(biāo)部分要構(gòu)成的圖形；本文中還用了術(shù)語(yǔ)“光閥”。通常，所述的圖形應(yīng)對(duì)應(yīng)目標(biāo)部分中要形成的，諸如集成電路或其它器件(這在以下會(huì)描述)的器件中的特定的功能層。這種構(gòu)圖裝置的實(shí)例包括掩模，掩模的概念在光刻技術(shù)中是公知的。它包括的掩模類(lèi)型例如有兩部分組成的二元型，交替相移型，衰減相移型，以及各種混合的掩模型。在這種射線(xiàn)束中設(shè)置掩模，使投射到掩模上的射線(xiàn)按掩模上的圖形選擇地透射(在透射掩模的情況下)或反射(在反射掩模的情況下)。在用掩模的情況下，支撐構(gòu)件通常是掩模臺(tái)，它保證掩模保持在入射射線(xiàn)束中規(guī)定的位置中，它可以按需要相對(duì)射線(xiàn)束移動(dòng)。
可編程反射鏡陣列，這種器件的一個(gè)實(shí)例是矩陣-可尋址表面，有粘滯彈性控制層和反射表面。這種設(shè)備的原理是，反射表面的尋址面積反射入射光作為衍射光，在非尋址面積反射入射光作為非衍射光，所述的非衍射光可以從反射光中濾掉只留下衍射光；按此方式，射線(xiàn)束將按矩陣-可尋址表面的尋址圖形構(gòu)圖。用適當(dāng)?shù)碾娮友b置執(zhí)行規(guī)定的矩陣尋址。有關(guān)這種反射鏡陣列的更多的信息可由例如美國(guó)專(zhuān)利US 5296891和US 5523193獲得，這些文獻(xiàn)在本文中引作參考。在可編程反射鏡陣列的情況下，所述支撐構(gòu)件可以是支架或支持臺(tái)，它可以按需要固定或移動(dòng)。
可編程LCD陣列。這種結(jié)構(gòu)的實(shí)例已在美國(guó)專(zhuān)利US 5229872中公開(kāi)，該文獻(xiàn)在本文中引作參考。如上所述，支撐構(gòu)件可以是支架或支持臺(tái)，它可以按需要固定或移動(dòng)。
為了簡(jiǎn)化描述，本文的其余內(nèi)容可以是在某些位置，具體針對(duì)包括掩模和掩模臺(tái)的實(shí)例本身的內(nèi)容，這些實(shí)例中的基本原理應(yīng)視為上述構(gòu)圖裝置的廣義內(nèi)容。
光投射處理設(shè)備可用于制造集成電路(IC)，該圖形可以是在已涂有射線(xiàn)敏感材料層(光刻膠層)的襯底(硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或多個(gè)小片)構(gòu)成的圖像。通常，單晶片包含通過(guò)投射系統(tǒng)一次一個(gè)順序輻射相鄰的多個(gè)目標(biāo)部分的全部網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前的設(shè)備中，用在掩模臺(tái)上的掩模構(gòu)圖，使兩種不同類(lèi)型的機(jī)器之間有差別。一種類(lèi)型的光投射處理設(shè)備中，通過(guò)一次將整個(gè)掩模圖形對(duì)目標(biāo)部分曝光的方式輻射每個(gè)目標(biāo)部分；這種設(shè)備通常叫做晶片分級(jí)器(wafer stepper)。在通稱(chēng)為分級(jí)掃描的交替設(shè)備中，通過(guò)在投射束下按規(guī)定的參考方向(“掃描方向”)順序掃描掩模圖形，輻射每個(gè)目標(biāo)部分，同時(shí)按與該方向平行或不平行的方向同步掃描襯底臺(tái)；通常，由于投射系統(tǒng)有放大系數(shù)M(通常＜1)，所以，掃描襯底臺(tái)的掃描速度V是掃描掩模臺(tái)的掃描速度的M倍。此處所述的關(guān)于光刻設(shè)備的更多的信息可在美國(guó)專(zhuān)利US 6046792中獲得。該文獻(xiàn)在本文中引作參考。
用光投射處理設(shè)備的制造方法中，圖形(例如，掩模中的圖形)可以是在至少已涂有部分射線(xiàn)敏感材料層(光刻膠層)的襯底上構(gòu)成的圖像。在形成該圖像的步驟之前，襯底可以進(jìn)行各種處理，例如，涂底膜，涂光刻膠膜，和軟烘烤。曝光后，襯底可以進(jìn)行其它處理，例如，曝光后烘烤(PEB)，顯影，堅(jiān)膜烘烤和圖形特征測(cè)量/檢查。該處理陣列用作例如IC器件的各個(gè)單層的圖形基礎(chǔ)。之后，已構(gòu)圖的膜層可以進(jìn)行各種處理，例如，腐蝕，離子注入(摻雜)，金屬化，氧化，化學(xué)機(jī)械拋光等，所有的處理均是為了完成單個(gè)膜層。如果需要幾層膜層，之后，整個(gè)處理或其變形對(duì)每一層新膜層均要重復(fù)。最后，襯底(晶片)上將出現(xiàn)器件陣列。用刀片、鋸等工具把這些器件相互分開(kāi)。安裝在載體上的單個(gè)器件連接到引出線(xiàn)。有關(guān)制造方法的進(jìn)一步的信息，例如已由書(shū)名為“Microchip FabricationA Practical Guide to Semiconductor Processing”(微芯片制作半導(dǎo)體工藝指南)，第三版，作者Peter van Zant，由McGraw HillPublishing Co.1997出版，ISBN 0-07-067250-4公開(kāi)，該文獻(xiàn)在本文中引作參考。
簡(jiǎn)而言之，投射系統(tǒng)以下叫做“透鏡”；但是，該術(shù)語(yǔ)從廣義上說(shuō)是指各種類(lèi)型的投射系統(tǒng)，例如包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)，反射折射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還包括按射線(xiàn)投射束的指向、構(gòu)形或投射束的控制中的任何一種設(shè)計(jì)操作的元件，這些元件也可以是伸縮式元件，集合式元件或單個(gè)元件，如，透鏡。光刻設(shè)備的類(lèi)型可以有兩個(gè)或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))。在這種“多級(jí)”設(shè)備中，可以平行使用附加的襯底臺(tái)，或在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，同時(shí)，其它的一個(gè)或多個(gè)臺(tái)進(jìn)行曝光。雙級(jí)光刻設(shè)備例如已在美國(guó)專(zhuān)利US 5969441和WO-98/40791中公開(kāi)，這兩篇文獻(xiàn)在本文中引作參考。
為了減小能用光投射處理設(shè)備成像的相貌的尺寸，就要減小輻射射線(xiàn)的波長(zhǎng)。紫外線(xiàn)(UV)的波長(zhǎng)小于200nm，因而，當(dāng)前希望的波長(zhǎng)是例如193nm，157nm，或126nm。而且，希望遠(yuǎn)紫外線(xiàn)(EUV)的波長(zhǎng)小于50nm，例如13.5nm。合適的UV射線(xiàn)源包括Hg燈，和受激準(zhǔn)分子激光器。要求的EUV源包括激光產(chǎn)生的等離子體源，設(shè)在蓄電環(huán)或同步回旋加速器中的電子束路徑周?chē)姆烹娫春筒▌?dòng)器或扭動(dòng)器(wigglers)。
在EUV射線(xiàn)的情況下，投射系統(tǒng)通常有反射鏡陣列，掩模是反射性的，如本文引作參考的WO-99/57596所公開(kāi)的。
在這種短波長(zhǎng)下操作的設(shè)備對(duì)污染顆粒存在的敏感度明顯高于那些在較高波長(zhǎng)下操作的設(shè)備對(duì)污染顆粒存在的敏感度。污染顆粒如碳?xì)浠衔锓肿?，和可以從外部源引入系統(tǒng)的、或者在光刻設(shè)備本身中產(chǎn)生的水蒸汽。污染顆粒例如包括碎片，和由EUV射線(xiàn)、或通過(guò)設(shè)備中用的塑料、粘結(jié)劑和潤(rùn)滑劑等的蒸發(fā)產(chǎn)生的分子從襯底析出的副產(chǎn)物。
這些污染顆粒會(huì)吸附到系統(tǒng)中的光學(xué)元件上，使射線(xiàn)束在穿透中損耗。用波長(zhǎng)為157nm的射線(xiàn)時(shí)，每層光學(xué)表面上形成的污染顆粒只有一層或幾層單層時(shí)，所觀察到的透光損失約為1％。這種透光損失被認(rèn)為是極不合格的。而且要求該系統(tǒng)的投射射線(xiàn)束的強(qiáng)度均勻性通常不低于0.2％。光學(xué)元件上固定的污染顆粒不能滿(mǎn)足該要求。
上述的光學(xué)元件的清洗方法包括如用臭氧作清洗材料。但是臭氧是極不穩(wěn)定的材料，它形成后只能保持幾個(gè)小時(shí)。如果用臭氧清洗光學(xué)表面，就必需就地形成臭氧，或在鄰近清洗開(kāi)始前形成臭氧。用臭氧發(fā)生器可以達(dá)到這種清洗目的。但是，制造臭氧的特殊步驟本身極不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光投射處理設(shè)備，其中能用穩(wěn)定的清洗材料清洗光學(xué)元件。
按本文第一段所述的光刻設(shè)備能實(shí)現(xiàn)該目的和其它目的。該設(shè)備還包括給所述設(shè)備的空間中供給洗滌氣體的供氣源。所述的空間內(nèi)包含有光學(xué)元件，其中，所述的洗滌氣體包含選自水，氧化氮，含氧碳?xì)浠衔锏暮跷铩?br> 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)把相對(duì)低分壓的穩(wěn)定的含氧物，例如水、氧化氮(NOx)或含氧有機(jī)物如醇類(lèi)加到要送入投射線(xiàn)束行進(jìn)空間中的洗滌氣體來(lái)清洗光投射處理設(shè)備中的光學(xué)元件。這些原料本身作為清洗劑是無(wú)效的，它們用于與UV射線(xiàn)化合。UV射線(xiàn)使含氧物裂化產(chǎn)生原子氧或其它的含氧基，這些是極有效的清洗劑。在這些含氧物中，發(fā)現(xiàn)水可以比分子氧以更高的速率清除污染顆粒。用洗滌氣中的所述的低濃度的清洗劑，能清洗光學(xué)元件，同時(shí)，由于含氧物對(duì)UV射線(xiàn)的吸收作用，而使射線(xiàn)的透射損失可以接受，用它把掩模圖形投射到目標(biāo)部分上。
按本發(fā)明方法清洗后，可以增大射線(xiàn)束的透射或反射，也可以改善均勻性。因此，發(fā)明提供了對(duì)光投射處理設(shè)備中的光學(xué)元件極有效的清洗方法。避免了使用不穩(wěn)定的材料如臭氧。最重要的是，不必為在分開(kāi)的清洗設(shè)備中清洗元件，而費(fèi)很多時(shí)間把例如透鏡的光學(xué)元件從光投射處理設(shè)備拆卸下來(lái)。
但是，類(lèi)似掩模的構(gòu)圖裝置能容易地從它的支撐構(gòu)件取出。而且當(dāng)有多個(gè)掩模儲(chǔ)存在掩模存儲(chǔ)盒中的情況下，從掩模存儲(chǔ)盒中取出的已污染的掩模，要在它裝到支撐構(gòu)件之前清洗。在兩種情況下要求提供有分開(kāi)的清洗設(shè)備的光投射處理設(shè)備。用這種清洗設(shè)備容易清洗掩模，之后，它容易輸送到支撐構(gòu)件，隨后在較短的時(shí)間周期內(nèi)曝光?；蛘呤峭獠壳逑丛O(shè)備，用它清洗掩模時(shí)，必須把要清洗的掩模從設(shè)備中取出放入外部清洗設(shè)備中，清洗過(guò)的掩模再放回設(shè)備中，與用內(nèi)部清洗設(shè)備相比，需要很多時(shí)間。而且，用外部清洗設(shè)備清洗，在清洗與曝光之間的長(zhǎng)時(shí)間間隔極容易造成二次污染。
按本發(fā)明的另一方案，提供器件的制造方法，包括步驟提供襯底，它至少部分涂覆射線(xiàn)敏感材料層；
提供其波長(zhǎng)為250nm或以下的電磁射線(xiàn)的射線(xiàn)束；用構(gòu)圖掩模提供投射射線(xiàn)束橫截面構(gòu)圖；已構(gòu)圖的射線(xiàn)束投射到射線(xiàn)敏感材料層的目標(biāo)部分；和用波長(zhǎng)短于250nm的射線(xiàn)在有選自水，氧化氮和含氧碳?xì)浠衔锏暮跷锎嬖诘那闆r下，輻射內(nèi)含光學(xué)元件和/或所述構(gòu)圖裝置的空間，以清洗在設(shè)備中用的光學(xué)元件。
按本方面的另一方案，設(shè)置的用于清洗污染物的清洗設(shè)備包括空間；輻射源，它發(fā)射波長(zhǎng)為250nm或以下的射線(xiàn)指向所述的空間；和供氣源，給所述的空間供給洗滌氣體，其中，所述的洗滌氣體包含選自水，氧化氮，和含氧碳?xì)浠衔锏暮跷铩?br> 這種清洗設(shè)備可以清洗附著有碳?xì)浠衔锔街鴮拥谋晃廴疚?。這些污染的物體不限于上述的光學(xué)元件或構(gòu)圖裝置，可以是任何被碳?xì)浠衔锔街鴮游廴镜奈矬w。
盡管在本文中是以本發(fā)明的設(shè)備用于制造IC作為具體的參考，但是，應(yīng)該理解本發(fā)明的設(shè)備也還有許多其它的用途。例如，可以用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)，控制和檢測(cè)磁疇存儲(chǔ)器、液晶顯示板、薄膜磁頭等的圖形。本行業(yè)的技術(shù)人員將會(huì)發(fā)現(xiàn)，在其它用途中用的術(shù)語(yǔ)“光柵”，“晶片”，“管芯”等，在本文中分別用更通用的術(shù)語(yǔ)“掩?！?，“襯底”，“目標(biāo)部分”代替。
本方獻(xiàn)中用的術(shù)語(yǔ)“射線(xiàn)”，“束”包括各種類(lèi)型的電磁射線(xiàn)，包括波長(zhǎng)為365nm，248nm，193nm，157nm或126nm的紫外線(xiàn)(UV)，和波長(zhǎng)范圍在5-20nm，如12.5nm的遠(yuǎn)的紫外線(xiàn)(EUV或XUV)或軟X射線(xiàn)，以及顆粒束，例如離子束或電子束。


以下將結(jié)合附圖參考實(shí)施例進(jìn)一步描述發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)。其中圖1是按本發(fā)明的光投射處理設(shè)備的示意圖；圖2是按本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光系統(tǒng)的局部示意圖；和圖3是按本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光系統(tǒng)局部示意圖；附圖中相同的部件用相同的參考數(shù)字指示。
具體實(shí)施例方式
圖1是按本發(fā)明的光投射處理設(shè)備的示意圖，設(shè)備包括
輻射系統(tǒng)LA、IL，用于提供UV或EUV的投射光束PB；第一物體臺(tái)(掩模臺(tái))MT，用于固定掩模MA，例如，光柵，并連接到第一定位裝置，以精確控制掩模相對(duì)于項(xiàng)目PL的定位；第二物體臺(tái)(襯底或晶片臺(tái))WT，用于固定襯底W，例如，涂有光刻膠的硅晶片，并連接到第二定位裝置，以精確控制襯底相對(duì)于項(xiàng)目PL的定位；投射系統(tǒng)(“透鏡”)PL，例如，反射鏡組，用于把掩模MA的已輻射部分的圖像投射到固定在襯底臺(tái)WT上的襯底W的露出區(qū)域C上。
如這里所示的設(shè)備是反射型，即，有反射掩模。但是，通常它也可以是例如透射型的。
輻射系統(tǒng)中包括產(chǎn)生UV或EUV的投射光束源LA，例如，設(shè)在存儲(chǔ)環(huán)或同步旋轉(zhuǎn)加速器中的電子束路徑周?chē)牟▌?dòng)器或扭動(dòng)器。使該射線(xiàn)通過(guò)包括在發(fā)光系統(tǒng)IL中的各種光學(xué)元件，例如，射線(xiàn)束構(gòu)形鏡片，積分器和聚光器，也包括在輻射系統(tǒng)中，以使產(chǎn)生的射線(xiàn)束PB的橫截面有規(guī)定的形狀和強(qiáng)度分布。
射線(xiàn)束PB隨后被固定在掩模臺(tái)MT上的掩模MA阻斷，掩模MA選擇性的反射射線(xiàn)束PB，射線(xiàn)束PB通過(guò)透鏡PL，它使射線(xiàn)束PB在襯底W的露出區(qū)域C上聚焦。借助干涉儀的位移測(cè)試裝置IF，用第二定位裝置可以使襯底臺(tái)WT準(zhǔn)確移動(dòng)，以按射線(xiàn)束PB的路徑定位不同的露出區(qū)域C。同樣，用第一定位裝置使掩模MA相對(duì)于射線(xiàn)束PB的路徑準(zhǔn)確定位。通常物體臺(tái)MT、WT的移動(dòng)，借助長(zhǎng)沖程組件實(shí)現(xiàn)粗單位，借助短沖程組件實(shí)現(xiàn)細(xì)單位，在圖1中沒(méi)有清楚地畫(huà)出。在晶片分級(jí)器與分級(jí)-和-掃描裝置相對(duì)設(shè)置的情況下，掩膜臺(tái)可只連接到短沖程定位器，以細(xì)調(diào)掩模的取向和定位，或者，使其簡(jiǎn)單固定。
可按兩個(gè)不同的模式使用上述的裝置1，按分級(jí)-和-重復(fù)(分級(jí))模式，掩模臺(tái)MT基本保持靜止，整個(gè)掩模圖像一次(即一次“閃光”)投射到露出區(qū)域C上。之后，襯底臺(tái)WT按X和/或Y方向移動(dòng)，以用射線(xiàn)束PB輻射不同的露出區(qū)域C；2，按分級(jí)-和掃描(掃描)模式，應(yīng)用情況大致相同，只是露出區(qū)域C不是用一次閃光來(lái)曝光。掩模臺(tái)MT按規(guī)定的方向，即，所謂的“掃描方向”，例如，Y方向按速度V移動(dòng)，使射線(xiàn)投射束PB在掩模圖像上掃描；同時(shí)，襯底臺(tái)WT按相同或相反的方向按V＝Mv的速度移動(dòng)，式中M是透鏡PL的放大倍數(shù)，透鏡PL的典型放大倍數(shù)是M＝1/4或1/5。按此方式，將曝光較大的露出區(qū)域C，而不會(huì)引起清析度降低。
本發(fā)明的實(shí)施例中，要清洗的元件是發(fā)光設(shè)備中的光學(xué)元件。但是，本發(fā)明可以除去系統(tǒng)中的任何光學(xué)元件上的污染物，例如，除去投射系統(tǒng)中的掩模或光學(xué)元件上的污染物。本發(fā)明可以同時(shí)或分開(kāi)用于一個(gè)或幾個(gè)光學(xué)元件。
圖2更詳細(xì)顯示出按本發(fā)明的具體實(shí)施例的發(fā)光系統(tǒng)的一部分。由洗滌氣體供應(yīng)源4給發(fā)光系統(tǒng)中的內(nèi)裝光學(xué)元件3的空間2供給洗滌氣體，空間2可以是含液態(tài)或氣態(tài)洗滌氣體的壓力容器。包含含氧物的洗滌氣體經(jīng)可以包括閥門(mén)的噴嘴5供給空間2。現(xiàn)在，用源LA產(chǎn)生的UV或EUV射線(xiàn)輻射含有含氧物的空間2。本實(shí)施例中，在曝光的同時(shí)進(jìn)行輻射步驟，即，用射線(xiàn)投射束PB分裂含氧物。
用波長(zhǎng)為250nm或以下的UV或EUV射線(xiàn)輻射時(shí)，空間2中的含氧物分裂。形成的氧基或其它基可以是OH-基或其它碳?xì)浠衔锘?，取決于含氧物的特征。形成的氧基是高效清潔劑，能清除光學(xué)元件表面上的碳?xì)浠衔锖推渌奈廴绢w粒。
洗滌氣體可以包含一種選自水，氧化氮(NOx)，和含氧碳?xì)浠衔锏暮跷锘蚱浠旌衔?。合適的含氧碳?xì)浠衔锇ù碱?lèi)，醛類(lèi)(alkanones)和醚類(lèi)。特別優(yōu)選的含氧碳?xì)浠衔镉懈叩腛∶C比，例如，C1-6醇類(lèi)，它包含1(C1)至6(C6)個(gè)碳原子，包括甲醇，乙醇和丙醇；C1-6醛類(lèi)，例如，甲醛，乙醛，丙醛和丙酮；和C1-6醚類(lèi)，例如，甲氧甲烷，乙氧甲烷和乙氧乙烷。本發(fā)明中用的最優(yōu)選的含氧物是水，氧化氮，甲醇和乙醇。這些化合物可以單獨(dú)使用，也可以用兩種或以上的化合物的混合物。
發(fā)明人對(duì)比了分子氧與水的清洗速率，同時(shí)用波長(zhǎng)為172nm的射線(xiàn)對(duì)預(yù)先已污染的光柵曝光。發(fā)現(xiàn)，水可以清潔光柵，因此恢復(fù)了它的透射性，清潔的速度大大快于分子氧的清潔速度。洗滌氣體中加入分子氧和水的清洗速度與只加水的清洗速度相比沒(méi)有明顯的影響。在使用的波長(zhǎng)下，對(duì)水的分裂速度明顯高于對(duì)氧的分裂速度。而且發(fā)現(xiàn)，可以用與分子氧不同的方式用紫外線(xiàn)分裂水。從實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在光柵表面明顯的分解，形成高反應(yīng)性的OH基。當(dāng)這些OH基處于所述表面上殘留的碳?xì)浠衔镂廴疚锔浇蛏厦鏁r(shí)，它容易與污染物反應(yīng)。分子氧在表面不分解而留在包圍光柵的空間內(nèi)。顯然，水和氧的分解特性的區(qū)別可以解釋成清洗速度的不同。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用基本上是惰性氣體的洗滌氣體清洗內(nèi)裝光學(xué)元件的空間。洗滌氣體中有少量含氧物存在的情況下，洗滌氣體可以含任何適合在光刻設(shè)備中用的氣體組分，與上述的一種或多種含氧物一起。典型的洗滌氣體包含諸如稀有氣體或氮?dú)獾亩栊詺怏w中的一種或其混合物，與上述含氧物中的一種或多種一起。最優(yōu)選的的惰性氣體是氬氣，氦氣和氮?dú)?，例如，超純氮?dú)狻?br> 按本發(fā)明的最優(yōu)選的洗滌氣體成分只由一種或多種惰性氣體和上述的一種或多種含氧物組成。因此，最好從氣體中除去其它污染物。通常用凈化器除去清洗氣體中的碳?xì)浠衔?。本發(fā)明中可以用凈化器除去大多數(shù)碳?xì)浠衔?，而?duì)相關(guān)的含氧物的存在沒(méi)有影響。
洗滌氣體中存在的含氧物的總體積量的典型范圍是1ppb至約10ppm。如果含氧物的體積量小于1ppb，那么從光學(xué)元件除去的污染物可能不夠，除非進(jìn)行幾小時(shí)的清潔處理，這本身是不需要的。而且低于1ppb的濃度無(wú)法檢測(cè)。
或者，如果含氧物的體積濃度至1ppm以上，含氧物對(duì)射線(xiàn)投射束的吸收高，以使透光度下降到低于可以接受的水平。由于射線(xiàn)投射束的這種吸收造成的透光度損失量取決于要清潔的光學(xué)系統(tǒng)的路徑長(zhǎng)度。例如，通常，射線(xiàn)束的傳遞系統(tǒng)的路徑長(zhǎng)度要大大長(zhǎng)于發(fā)光系統(tǒng)的路徑長(zhǎng)度。在規(guī)定的相同的含氧物濃度下，由于射線(xiàn)束的傳遞系統(tǒng)中的UV-吸收而使透光度減少10％等于至發(fā)光系統(tǒng)中的透光度只減少1％左右。因此，在發(fā)光系統(tǒng)中含氧物的濃度在1ppm左右是可以接受的。系統(tǒng)的路徑長(zhǎng)度越長(zhǎng)，要求濃度走越低，例如是300或400ppb。
本發(fā)明第一實(shí)施例的一個(gè)變化中，對(duì)內(nèi)裝要清潔的光學(xué)元件的空間抽真空。本實(shí)施例中，洗滌氣體的組分最好基本上只有含氧物或含氧物的混合物。洗滌氣體在低分壓下引入空間?？臻g中的含氧物的壓力必須足夠高，以在合適的時(shí)間內(nèi)有效清潔掉光學(xué)元件上的污染物。但是，含氧物的壓力足夠低時(shí)，射線(xiàn)束的透過(guò)度不會(huì)降低到可以接受的水平以下。存在的含氧物的典型的總分壓范圍在1×10-4pa至1Pa。如果該分壓低于1×10-4Pa，要除去足夠量的污染物則必須進(jìn)行幾小時(shí)的清潔處理。相反，如果該分壓高于1Pa，含氧物對(duì)(E)UV射線(xiàn)的吸收高，造成射線(xiàn)透過(guò)度的下降達(dá)到不能接受的程度。如上述的，含氧物的最大允許用量要隨清洗的系統(tǒng)的路徑長(zhǎng)度變化。
如果需要，可用傳感器6監(jiān)測(cè)污染程度。傳感器6通過(guò)測(cè)試要清潔的光學(xué)元件對(duì)(E)UV射線(xiàn)的反射或透射而起作用。如圖2所示，光學(xué)元件可以是反射型的，因此，傳感器6可以測(cè)試(E)UV射線(xiàn)的反射率。但是如果光學(xué)元件是透射型的，則傳感器6可以設(shè)置在能測(cè)射線(xiàn)透過(guò)光學(xué)元件的程度的位置。
(E)UV射線(xiàn)的吸收程度可用于指示污染物覆蓋光學(xué)元件的程度。本實(shí)施例中，系統(tǒng)通常要清洗掉除含氧物以外的全部(E)UV吸收劑，它們的濃度是已知的，而且最好保持不變。因此，所觀察到的任何(E)UV吸收，除了那些由于含氧物本身存在的吸收，都是因?yàn)槲廴疚锏拇嬖谠斐傻?。傳感器可以按此方式用于監(jiān)測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的污染量，以及對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的污染量的任何改變。
可以在清潔前和/或清潔后使用傳感器指示有問(wèn)題的光學(xué)元件是否清潔到足夠曝光的程度，或光學(xué)元件是否需要進(jìn)一步清洗。要求這種檢測(cè)工藝能定期使用，它可以確定什么時(shí)間光學(xué)元件需要清潔。也可以在清潔處理過(guò)程中使用傳感器。按上述方法進(jìn)行清潔處理，并同時(shí)進(jìn)行輻射，用傳感器6監(jiān)測(cè)所述射線(xiàn)的吸收。當(dāng)傳感器指示吸收量低于足夠量時(shí)，光學(xué)元件的污染量是可以接受的，這時(shí)，停止清潔處理。
第一實(shí)施例的另一變化中，用一種或多種清洗劑清洗露出的晶片之間的光學(xué)元件和/或掩模。例如，在兩批晶片之間，或者在常規(guī)的基礎(chǔ)上，例如，在普通的維修程序的一部分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行清洗。按此方式，當(dāng)晶片不露出和清洗過(guò)程中透射損失不至有害的情況下，可以用濃度較高的清洗劑。
本發(fā)明的第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例基本相同，只有以下差別，即，清洗是在分開(kāi)的工藝和/或在與曝光不同的時(shí)間進(jìn)行，例如，在光刻設(shè)備中的分開(kāi)的設(shè)備中清洗掩模。
在本實(shí)施例中，含氧物的量沒(méi)有由投射束的透射中可以接受的損失限制濃度高于10ppm，或者分壓高于1Pa可以使用。因此，例如惰性氣體中加以含氧物的濃度可以高達(dá)20％。尤其如，可以用的水的濃度是1000至15000ppm。
通常設(shè)備不抽真空，因?yàn)椋l(fā)光和清洗不是同時(shí)進(jìn)行，所以不必抽真空。但是，如果抽真空，含氧物的總分壓可以高達(dá)2×104Pa。特別是，可以用的水濃度例如是100至1500Pa。
總之，增大含氧物的存在量是有利的，因?yàn)?，可以縮短清洗時(shí)間和由此減少設(shè)備的間歇時(shí)間。
本實(shí)施例中，當(dāng)需要除去大量的或附著特別強(qiáng)的污染物時(shí)，用含氧材料的濃度大于10ppm(或1Pa的真空度)，可以提高清洗效率。當(dāng)污染量特別高時(shí)，在設(shè)備起動(dòng)時(shí)，或者在在常規(guī)的基礎(chǔ)上，例如，在普通的維修程序的一部分的基礎(chǔ)上，可以用該方法進(jìn)行清洗。
要注意，上述的清洗設(shè)備也可以用在光投射處理設(shè)備外邊作為分開(kāi)的清洗設(shè)備。用這種外部的清洗設(shè)備可以用水，氧化氮，或含氧碳氧化合物清洗各種污染物。同時(shí)，用紫外線(xiàn)對(duì)物體曝光。要清洗的物體不限于上述的光學(xué)元件或構(gòu)圖裝置，也可以是金屬板，涂覆有光刻膠的晶片，太陽(yáng)能板，或其它任何被污染的物體。
圖3示出發(fā)明的第三實(shí)施例，它與第二實(shí)施例相同，其差別如下。本實(shí)施例中，還設(shè)置有UV或EUV射線(xiàn)源7。源7發(fā)射波長(zhǎng)為250nm或以下的射線(xiàn)。這種射線(xiàn)的合適的源與以上參考源LA所述的源相同。
本實(shí)施例中，用波長(zhǎng)短于250nm的UV或EUV射線(xiàn)輻射光學(xué)元件3，同時(shí)投射EUV射線(xiàn)已構(gòu)圖的射線(xiàn)束，最好用UV射線(xiàn)，UV射線(xiàn)對(duì)含氧物的選擇性分裂優(yōu)于EUV。射線(xiàn)。例如，在氧的情況下，最好用波長(zhǎng)為157nm的UV射線(xiàn)。按此方式，可以用洗滌氣體中較低濃度的含氧物，以確保洗滌氣體對(duì)EUV射線(xiàn)較低的吸收。因此，可以清潔光學(xué)元件，同時(shí)，用透射率損失可以接受的射線(xiàn)束對(duì)晶片曝光。
還注意到，在用投射束PB曝光前/后，用源7發(fā)射的UV或EUV射線(xiàn)輻射位于空間2中的光學(xué)元件3。最好在曝光前進(jìn)行輻射，因此，能提供清潔的光學(xué)元件，以提高曝光過(guò)程中的透射度和均勻程度。本實(shí)施例中，源7發(fā)射的射線(xiàn)描述成指向光學(xué)元件3。但是，射線(xiàn)束也可以不指向光學(xué)元件而是指向其它的方向，例如，射線(xiàn)束跨過(guò)光學(xué)元件。
如上述的，可按需要用傳感器6監(jiān)測(cè)污染程度。
上述的實(shí)施例中，描述了掩?；蚬鈻?，它也可以包括薄層。在掩模與薄層之間的空間中，可以供給含清洗劑的洗滌氣體，以按上述的清潔工藝除去所述空間中的污物。
雖然我們已對(duì)上述具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)清楚本發(fā)明還能用其它方式實(shí)施。因此，以上描述不限制發(fā)明。
權(quán)利要求
1，一種光投射處理設(shè)備，包括輻射系統(tǒng)，用于提供波長(zhǎng)為250nm或以下的電磁射線(xiàn)的投射束；支撐構(gòu)件，用于支撐構(gòu)圖裝置，該構(gòu)圖裝置用于對(duì)投射束按規(guī)定圖形構(gòu)圖；襯底臺(tái)，用于固定襯底；投射系統(tǒng)，用于把已構(gòu)圖的射線(xiàn)束投射到襯底的目標(biāo)部分上；氣體供給源，給所述設(shè)備中的空間供給洗滌氣體，所述空間內(nèi)設(shè)有光學(xué)元件，其中，所述洗滌氣體包含選自水，氧化氮和含氧的碳?xì)浠衔锏暮跷铩?br> 2，按權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述洗滌氣體包含惰性氣體，最好包含氦氣，氬氣，氮?dú)饣蚱浠旌蠚怏w，所述洗滌氣體包含含氧物的總體積量為1ppb至10ppm。
3，按權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述的含氧物選自水，氧化氮、醇類(lèi)、醛類(lèi)(alkanones)和醚類(lèi)。
4，按權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述的空間基本上是抽真空的，其中所述空間中的含氧物的總分壓范圍是1×10-4Pa至1Pa。
5，按權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括另一用于提供波長(zhǎng)為250nm或以下的電磁射線(xiàn)的另一輻射源，并設(shè)置成給所述的光學(xué)元件和/或所述構(gòu)圖裝置供給這種射線(xiàn)束。
6，按權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括分開(kāi)的清洗設(shè)備，用于清洗包含空間的構(gòu)圖裝置；輻射源，用于提供和指向所述空間的波長(zhǎng)為250nm或以下的射線(xiàn)；和供氣源，給所述空間供給洗滌氣體，所述的洗滌氣體包含選自水，氧化氮和含氧的碳?xì)浠衔锏暮跷铩?br> 7，一種制造器件的方法，包括步驟提供襯底，它至少部分涂覆射線(xiàn)敏感材料層；提供波長(zhǎng)為250nm或以下的電磁射線(xiàn)的投射束；構(gòu)圖裝置對(duì)投射束的橫截面形成圖形；將已構(gòu)圖的射線(xiàn)束投射到射線(xiàn)敏感材料層的目標(biāo)部分上；和用波長(zhǎng)為250nm以下的射線(xiàn)，在選自水，氧化氮和含氧的碳?xì)浠衔锏暮跷锎嬖诘那闆r下，輻射內(nèi)裝所述光學(xué)元件的空間，以清潔設(shè)備內(nèi)用的光學(xué)元件。
8，按權(quán)利要求7的方法，還包括步驟給內(nèi)裝所述光學(xué)元件和/或構(gòu)圖裝置的所述空間供給洗滌氣體，該洗滌氣體包括惰性氣體，最好包含氦氣，氬氣，氮?dú)饣蚱浠旌蠚怏w，所述洗滌氣體包含總體積量為1ppb至10ppm的含氧物。
9，按權(quán)利要求7的方法，還包括步驟給內(nèi)裝所述光學(xué)元件和/或構(gòu)圖裝置的所述空間供給洗滌氣體，該洗滌氣體包括選自水，氧化氮、醇類(lèi)、醛類(lèi)和醚類(lèi)的含氧物。
10，按權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述的清洗步驟與用已構(gòu)圖的射線(xiàn)束投射的步驟分開(kāi)進(jìn)行。
11，按權(quán)利要求7至10任何之一的方法制成的器件。
12，一種用于清洗被污染的物體的清洗設(shè)備，包括空間；輻射源，用于發(fā)射和指向所述空間的波長(zhǎng)為250nm或以下的射線(xiàn)；和供氣源，給所述空間供給洗滌氣體，洗滌氣體包括選自水，氧化氮和含氧的碳?xì)浠衔锏暮跷铩?br> 13，一種被污染物體的清洗方法，包括步驟物體裝入空間；給所述空間供給波長(zhǎng)為250nm或以下的射線(xiàn)并使所述的射線(xiàn)輻射到所述物體上；和給所述空間供給洗滌氣體，它包括選自水，氧化氮和含氧的碳?xì)浠衔锏暮跷铩?br> 全文摘要
用波長(zhǎng)短于250nm的UV或EUV射線(xiàn)，在選自水，氧化氮和含氧的碳?xì)浠衔锏暮跷锎嬖诘那闆r下，在包含光學(xué)元件的設(shè)備中輻射空間，清洗光投射處理設(shè)備中用的光學(xué)元件。通常用洗滌氣體洗滌空間，洗滌氣體除有常用的洗滌氣體組分外，還含有少量含氧物。該方法也可以用在抽真空的空間中，給空間引入低壓含氧物。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于避免使用諸如臭氧的不穩(wěn)定的材料。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1472601SQ0215187
公開(kāi)日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月19日
發(fā)明者W·范塞克, A·E·杜伊斯特溫克, B·M·默藤斯, H·梅林, N·B·科斯特, W 范塞克, 杜伊斯特溫克, 科斯特, 默藤斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司