專利名稱：光刻設備,設備清潔方法,裝置制造方法和由該方法制造的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光刻投影設備，包括射線系統(tǒng)，用于提供射線投影光束；用來支撐圖形化裝置的支持結構，該圖形化裝置用來根據(jù)所需的圖形將投影光束圖形化；用來支持基底的基底臺；和投影系統(tǒng)，用來將已圖形化的光束投射到基底的目標部分。
背景技術：
術語“圖形化裝置”在這里可以概括地解釋為是指一種可用于使入射的射線束具有成一定圖形的橫截面，該成一定圖形的橫截面對應于要在基底的目標部分上形成的圖形；在本說明的情況下也可以使用術語“光閥”?？偟膩碚f，所述的圖形與要在目標部分上形成的器件(例如在集成電路或其他裝置上(見下文))的一個特定功能層相對應。這樣的圖形化裝置的例子包括掩模。掩模的概念在光刻技術中是眾所周知的，包括多種掩模類型，如二元型的(binary)、交替相移型的和減薄相移型的，還有許多混合掩模類型。在射線束中安置這樣的掩模能夠根據(jù)掩模上的圖形引起選擇性的透射(在透射型掩模的例子中)或者反射(在反射型掩模的例子中)沖擊掩模的射線。在掩模的情況下，支撐結構通常是一個掩模臺，其保證掩模在入射射線束中被固定在所需位置，如果需要掩模也可以相對光束移動。
可編程的鏡面陣列。這種裝置的一個例子就是可尋址陣列的表面，該表面有粘彈性的控制層和反射表面。這樣的裝置背后的基本原理就是(例如)反射表面的被尋址區(qū)域將入射光作為衍射光反射，反之，未被尋址的區(qū)域將入射光作為非衍射光反射。用一適當?shù)臑V光器可將非衍射光從反射光束中濾掉，僅剩下衍射光；用這種方法，光束根據(jù)可尋址矩陣的表面上的尋址圖形被圖形化。一個可選擇的可編程鏡面陣列的例子是采用眾多微小的鏡面組成的陣列，通過施加一個適當定位電場或者通過采用壓電激勵裝置，其中的每一個鏡面都可以繞一個軸各自傾斜。鏡面再一次成為可尋址矩陣，這樣被尋址的鏡面以一個與未被尋址鏡面不同的方向反射入射的射線束；用這種方式，被反射的光束可根據(jù)可尋址矩陣鏡面的尋址圖形形成圖形。所需的可尋址矩陣可以通過適當?shù)碾娮友b置得到。在上述兩種情形中，圖形化裝置可包括一個或者更多的可編程鏡面陣列。有關這里提到的鏡面陣列的更多信息可以在下面得到，例如從美國專利US5296891和US5523193，以及PCT專利申請WO98/38597和WO98/33096，這里將這些文獻引作參考。在可編程鏡面陣列的情況下，所述的支撐結構可以采用框架或者是臺面，例如它可以按需要被固定或者移動。
可編程的LCD陣列。這種結構的一個例子在美國專利US5229872中給出，這里將其引作參考。如上所述，在這種情況下支撐結構可以采用框架或者臺面，例如，它可以按需要固定或者移動。
為了簡單起見，本文余下的部分中的某些地方將會特別提到一些涉及掩模和掩模臺的例子；然而，在這些例子中討論的基本原理應當在上述圖形化裝置的更寬環(huán)境中考慮。
光刻投影設備可用于，例如，制造集成電路(IC)。在這種情況下，圖形化裝置可產(chǎn)生對應于IC的一個層的電路圖形，這一圖形可被成像在基底(硅晶片)的一個(例如包括一個或者更多管芯的)目標部分上，基底上被涂上一層輻射敏感材料(抗蝕劑)。通常，一單個晶片要包括一個由相鄰的目標部分組成的整個網(wǎng)絡，目標部分可通過投影系統(tǒng)依次一次一個地輻射。目前的設備利用掩模臺上的掩模來形成圖形，兩種不同類型的機器之間會有差別。在一種類型的光刻投影中，通過將整個掩模圖形一次曝光到目標部分上來照射每個目標部分；這樣的設備通常稱為晶片步進機。在另外一種通常被稱為步進與掃描設備的設備中，通過沿一個給定的參考方向(“掃描”方向)在投影束下逐步地掃描掩模圖形同時沿平行或反平行方向同步地掃描基底臺來對每個目標部分進行輻射；因為一般來說，投影系統(tǒng)將具有一個放大系數(shù)M(通常＜1)，對基底臺掃描的速度V將是對掩模臺掃描的速度的M倍。這里說明的有關光刻設備的更多信息可以從美國專利US6046792獲得，這里將其引作參考。
在用光刻投影設備制造的過程中，一定的圖形(例如在掩模上)被成像到至少被一層輻射敏感材料(抗蝕劑)部分地覆蓋的基底上。在成像這一步驟之前，基底還要經(jīng)過多個工序，例如涂底、涂抗蝕劑和軟焙烘。曝光后基底可經(jīng)歷其他的過程，例如曝光后焙烘(PEB)、顯影、硬焙烘和成像特征的測量/檢查。這一系列的步驟作為將設備如IC的一個層圖形化的基礎。這樣一個形成了圖形的層還要經(jīng)歷多個工序，如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等，所有的步驟都是為了完成一個層。如果需要幾個層，那么為了每一個新層，上述整個過程或者其中某一個步驟將不得不重復。最后，一組元件將設在基底(晶片)上。用切割或鋸開等技術將這些元件彼此分開，每一個元件都可被安裝在一個與插腳相連的載體上。有關于工序的更多的信息例如可以從“Microchip FabricationA Practical Guide to SemiconductorProdessing”，Thind Edition，by Prter van Zant，McGraw HillPublishingCo.，1997，ISBN 0-07-067250-4，這里將其引作參考。
為簡單起見，在下文中投影系統(tǒng)將被稱為“透鏡”；然而這個詞應該被廣泛的理解為包括多種投影系統(tǒng)，例如包括折射光學系統(tǒng)，反射光學系統(tǒng)和兼有反射和折射的系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)任一這些設計類型工作的元件，用來指引、成形或者控制射線束的投射，上述組成成分將在下文總體的或者單獨提到，如“透鏡”。更進一步，光刻設備可能是有兩個或者更多的基底臺(和/或兩個或者更多掩模臺)的類型。在這種“多階段(multiple stage)”裝置中，另外的臺在平行的方向上使用，或者在一個或者更多的臺子上進行預備步驟，另外的一個或者更多的臺子用來曝光。雙階段光刻設備在US5969441和WO98/40791中有所描述，在此引作參考。
雖然光刻設備要在清潔的房間中運行，用清潔的空氣清洗，設備上的污染物根據(jù)不同的地點和污染物的類型能引起不同的問題。例如，由清潔的房間或者制造、運輸和存儲掩模而帶來的無機污染物能引起部分地吸收透射光束，從而導致劑量錯誤和不適當?shù)难谀Ｌ卣鞒上?，甚至在原本應當是空白區(qū)域留下印刷痕跡。在基底臺上的微粒能使基底變形，從而導致局部的聚焦錯誤(已知如熱點)。除了掩模和基底周圍的空氣和設備等，污染源包括在曝光期間由投射束和由設備可移動的部分之間的機械連接從基底飛濺出的抗蝕劑碎片，這會引起微粒從接觸面上被移去。
為了將由污染引起的錯誤降低到最小，設備的敏感的部分，如掩模，掩模臺和基底臺，要定期地清潔。通常這是一個耗時的手工作業(yè)，例如，清潔一個基底臺要花費兩個小時或者更多時間，這將引起設備一個不受歡迎的停工期，并且只能由熟練的工人進行。有時手工清理沒能清除污染物，必須重復進行。有選擇地清潔有斑點的臺在EP-1093022-A中有所描述，其利用的是研磨工具或者未指定方式的電磁輻射。US6249932中披露了一種用手工清潔頭清潔光刻投影設備中的臺的方法，其利用的是吹空氣和真空吸塵器。多種清潔基底的方式已經(jīng)是公知的了，參見WO02/053300和WO 02/42013，但是這些都需要將基底放在一個特殊的機器上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進的方法和設備，用于將就地清潔光刻設備的元件。
此目的和其他的目的通過如開頭段落中所述的光刻設備來實現(xiàn)的，該設備的特征在于一個清潔裝置，用于就地清潔光刻設備中的元件，所述清潔裝置包括一個污染物分離裝置，其利用電磁場將污染物從需要清潔的元件表面分離開；和一種用于將已被分離的污染物從所述設備移開的污染物移動裝置。
所述的污染物分離裝置可以包括一個激光設備，用來將一清潔輻射光束導引到所述需清潔的元件的表面以燒蝕和/或熱去除其上的污染物。已發(fā)現(xiàn)，激光束利用如燒蝕、蒸發(fā)或者引起熱沖擊波等方式能有效的去除污染物，并且不損傷下面的表面。
更適宜的，激光設備包括可以改變清潔光束角度的光束掃描裝置，用以掃描所述需要清潔的表面。用這種方法激光束可以輕易的以任何一個想要的角度達到元件上需要清潔的污點的位置。
還可以優(yōu)選為，激光設備被用來發(fā)出脈沖光束作為所述的清潔光束，所述的脈沖光束包含的脈沖的持續(xù)時間最好要小于100毫微秒。脈沖光束能最有效的產(chǎn)生熱沖擊波效果，并能提供一個具有很高能量的光束。
在一個特別優(yōu)選的實施例中，激光設備被用來改變所述清潔光束的波長。這使得清潔光束的波長能夠選擇為可以特別有效地清除給定的污染物的波長。
另外一個優(yōu)選的利用激光設備的實施例中，激光設備被用來發(fā)射一平面偏振光束作為所述的清潔光束，并且最好將所述平面偏振光以小于或者等于布魯斯特(Brewester)角的角度到達所述表面。這樣由于大部分的激光是被污染物而不是要清潔的表面所吸收，脆弱的薄層得以被保護。
在一個可選擇的實施例中，污染物分離裝置包括一個用于在要被清潔的元件周圍提供非電離環(huán)境的裝置；一個可設置在要被清潔元件附近的清潔工具；和一個電壓電源，用來在被清潔元件與清潔工具之間形成一個電勢差；憑借所述的清潔裝置被構造和設置成可清潔需要被清潔的元件。
通過在需清潔元件的周圍提供了一個非電離環(huán)境，如低壓，由于在清潔工具和需要清潔的元件之間的電勢差而產(chǎn)生靜電力能使得污染物被吸引到清潔工具上并保留在上面而不會引起放電(打火花)，而放電是會損害被清潔元件的。低壓環(huán)境(如低于標準大氣壓)可以通過(部分地)排空相關的容量來達到?？蛇x擇的，須清潔元件的周圍環(huán)境可以用非電離氣體(如惰性氣體，如氬)或者氣體混合物來沖洗。環(huán)境應該達到這樣的狀態(tài)，當設備在使用中，在存在場梯度時不出現(xiàn)放電。用低壓可以提高本發(fā)明的清潔效率，因此，由于提供了一個高度真空的環(huán)境，本發(fā)明的一個特別優(yōu)點是光刻設備利用EUV射線作為曝光射線。
本發(fā)明的清潔裝置用于就地避免需要打開和拆除設備以將需清潔的元件移出。這能充分地減少由于清潔而帶來的停工期，還可以更加經(jīng)常地清潔，例如在幾批晶片之間。更適宜的，清潔工具被安裝在一個定位裝置上，定位裝置使得工具掃過需要清潔的元件的表面上方，例如在自動控制之下。當需要清潔的元件是一個掩?；蛘呤腔着_，通過定位裝置在曝光期間將臺定位，從而實現(xiàn)掃描。這樣，能實現(xiàn)自動清潔，避免需要熟練的工人來進行清潔，并且能提高清潔過程的可靠性。
在工具與需要清除污染物進行清潔的元件之間的電勢差和間距取決于要清除的污染物和其所附著的表面的性質(zhì)。在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中電勢差和間距是由技術人員決定的。然而，工具和元件之間的間距最好在10nm到30mm之間，電勢差在0.1到100kv的范圍內(nèi)。電勢差也可以是隨時間而變化的，還可以交替極性。
最靠近需清潔元件的工具頂端部分的形狀將決定清除污染物的效果，因為工具頂端的形狀會影響電場梯度，并因此將靜電力施加在污染物上。本發(fā)明中工具頂端采用的是這樣的形式板形，華夫餅形，線形，絲網(wǎng)形，鋒利的邊緣或者尖端。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，清潔工具上設有多個尖端，可選擇同樣的或者不同的形狀或尺寸的尖端以達到不同的清潔效果。
本發(fā)明中的清潔裝置也可以使用電離裝置，用來將污染物電離以提高它們吸附在清潔工具上的能力。電離工具可以采用下列形式，例如紫外線燈或者電子槍。
清潔裝置還可以設有激光器，其被設置成照射在有污染物需要清潔的表面上，以燒蝕融化上面的污染物。激光其能使污染物顆?？焖偌訜幔瑥亩蛊淇焖俚呐蛎?，從其附著的表面上離開。
此外，清潔裝置還可設有冷卻裝置用來冷卻清潔工具，至少是清潔工具的尖端。這樣能提高污染物對工具的附著力，并且減少污染物重新回到清潔的元件上去。
當然，可以用多個清潔裝置清潔一個裝置中的一個或者多個元件。
被清潔的元件可以是任何遭受污染物的元件，但是本發(fā)明尤其適用于掩模和基底固定裝置，由于相對頻繁的更換掩模和基底，它們是對污染物最敏感的。
本發(fā)明的另一個方面是提供一種清潔光刻設備的方法，包括以下步驟利用集成到光刻設備中的清潔裝置清潔其中的元件，所述的清潔裝置用電磁場將顆粒從需清潔的元件表面上分離。
本發(fā)明的另外一個方面是提供一種設備的制造方法，包括以下步驟提供一個至少部分地被一層輻射敏感材料覆蓋的基底；利用輻射系統(tǒng)提供一輻射投影光束；利用圖形化裝置使投影光束在橫截面上具有一定圖形；將已圖形化的輻射光束投影在輻射敏感材料層的目標部分上，其特征在于還有利用一個集成到光刻設備中的清潔裝置清潔其元件，所述的清潔裝置用電磁場將顆粒從需清潔的元件的表面分離。
盡管本說明中特別結合IC制造中利用根據(jù)本發(fā)明所述的設備，但是容易理解的是這樣的設備可以有其他很多可能的應用。例如，可以用于集成的光學系統(tǒng)，在諸如磁疇存儲器、液晶顯示平板、薄膜磁頭等的制造中引導和檢測圖形。本領域技術人員應當理解，在上下文的可選應用例中，任何用到單詞“光柵”，“晶片”，或者“管芯”都應當被認為可以分別用更為概括性的單詞“掩?！?，“基底”，和“目標部分”來代替。
在本文件中，單詞“射線”和“光束”都包括所有類型的電磁射線，包括紫外線(例如波長365，248，193，157或者126nm)和EUV(遠紫外射線，例如波長在5-20nm)，還包括粒子束，如離子束或者電子束。


現(xiàn)在結合附圖通過舉例方式說明本發(fā)明的實施例，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻投影設備；圖2是依據(jù)本發(fā)明第一個實施例的光刻設備的清潔裝置；圖3A到F是用于圖2中的清潔裝置的不同形式的清潔工具尖端；和圖4描述了依據(jù)本發(fā)明第二個實施例的光刻投影設備的清潔裝置。
附圖中相應標號表示相應的部分。
優(yōu)選實施方式實施例1圖1是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例而得的光刻投影設備的示意圖。該設備包括一個射線系統(tǒng)Ex，IL，用于提供一射線(如EUV射線)投影光束PB，在本例中還包括一個射線源LA；第一目標臺(掩模臺)MT，其設有一掩模支架用來支持一掩模MA(如光柵)，并且與第一定位裝置PM相連，用來精確地確定掩模相對于PL的位置；第二目標臺(基底臺)WT，其設有一個基底支架用來支持一基底W(如涂有抗蝕劑的硅晶片)，并且與第二定位裝置PW相連，用來精確地確定基底相對于PL的位置；一個投影系統(tǒng)(透鏡)PL(如一個鏡組)，用來將掩模MA的被照射部分成像到基底W的目標部分C(可由一個或者多個小模片組成)上。
如此所述，該設備是反射型的(也就是說有一個反射掩模)。然而，通常也可以是透射型的，例如有一個透射掩模?？蛇x擇的，該設備也可以選用另外一種圖形化方法，例如上面提到的可編程的鏡面陣列。
射線源LA(如一放電或激光產(chǎn)生等離子體源)產(chǎn)生一射線光束。該光束饋入一照射系統(tǒng)(照射裝置)IL，其直接或隨后具有橫向調(diào)節(jié)工具，例如光束擴展裝置Ex。發(fā)光器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM，用來設定在光束中亮度分布的外側和/或內(nèi)側徑向范圍(通常分別指的是σ-外側和σ-內(nèi)側)。另外，其通常還包括多種其他的元件，例如一個積分器IN和一聚光鏡CO。這樣，碰撞在掩模MA上的光束PB在橫界面上就有了所需的均勻性和亮度分布。
應當注意到的是，附圖1中的射線源LA可以是在光刻投影設備的外殼里面的(當射線源LA是水銀燈的時候通常是這樣的情況)，但是它也可以離光刻投影設備很遠，射線束產(chǎn)生后被引入設備中(例如可以借助于適當?shù)囊龑хR)；后者的方案經(jīng)常是在射線源LA是受激準分子激光器的時候。本發(fā)明和權利要求書中包括這兩種方案。
光束PB隨后與固定在掩模臺MT上的掩模MA相交。經(jīng)過被掩模MA選擇性的反射，光束PB經(jīng)過透鏡PL，透鏡將光束PB聚焦在基底W的目標部分C上。借助于第二定位裝置(和干涉測量的測量裝置IF)，基底臺WT可以被精確地移動，如可以在光束PB的軌跡上決定不同的目標部分C的位置。同樣的，在從掩模庫中機械地查找掩模MA之后或者在掃描過程中，第一定位裝置PM也可以用來精確的確定掩模MA相對于光束PB的軌跡的位置。通常情況下，實現(xiàn)移動目標臺MT和WT需要借助長沖程模塊(粗定位)和短沖程模塊(精確定位)，這在附圖1中中明白的說明了。然而，在晶片步進機(相對于步進和掃描裝置)的例子中，掩模臺MT可以只是連接到短沖程驅動器上或被固定。
所述的設備可以在兩種不同的模式下運行1、以步進模式，掩模臺MT大致保持靜止，一完整的掩模映像在一次進行(如，一單次“閃亮”)中被投射在目標部分C上。之后，基底臺WT在x或者y方向上移動，使得另外一不同的目標部分C可被光束PB照射；2、以掃描模式，除了目標部分C在一單次“閃亮”中不曝光以外，大致可應用同樣的方案。相反，掩模臺MT在給定的方向(所謂的掃描方向，如是y方向)上是可以速度v移動，這樣，投影光束PB掃描掩模圖像；此時，基底臺WT同時在相同或者相反的方向上以速度V＝Mv移動，其中M是透鏡PL的放大倍率(典型的，M＝1/4或者1/5)。這樣一個相對大的目標部分C就可被曝光了，而且不需要損害分辨率。
圖2表示的是一個用來清潔掩模MA和基底臺WT的清潔裝置10。
清潔裝置10包括一個具有工具尖端12的清潔工具11。盡管在這個實施例中表明的是兩個工具尖端，但是也可以用一個或者超過兩個的工具尖端。當有多個工具尖端時，它們可以是同樣的或者不同的尺寸或者形狀。在本發(fā)明中可使用的工具尖端的可能的形狀將在下面描述。
通過工具定位系統(tǒng)14，清潔工具11以一所需的距離d被定位于在需清潔表面S上方，在需清潔的元件MA，WT和工具尖端12之間施加一個電勢差V。根據(jù)需清除的污染物和元件MA，WT表面的性質(zhì)來選擇距離d，工具尖端的數(shù)量和形狀，電勢差V和清潔工具周圍的壓力。為從表面S上清除污染物，理想的是一個大的電場梯度(高密度電場線)，但是如果周圍的氣體在電場中電離將在工具尖端和表面S之間引起放電，這是有害的。為了將這樣的放電減到最小，用一個抽氣的真空泵16在至少工具尖端附近保持一個低壓的環(huán)境，污染物通過清潔工具11提供的排氣管17排出。在EUV光刻設備中，真空泵16可以是真空系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)使得投影光束路徑在曝光期間保持在高度真空。代替真空泵16或者除真空泵16外，還可以使用一個氣體供應裝置來提供非電離環(huán)境，氣體供應裝置提供非電離氣體，例如氬氣等惰性氣體。
為了清潔整個表面S，清潔工具11和元件MA，MT相對地被掃描。這可以用下列方式實現(xiàn)通過位置固定裝置14掃描固定的元件MA，WT上方的工具11；或者通過定位裝置PM，PW掃描固定的工具11下方的元件，定位裝置PM，PW用于在曝光前和曝光期間確定元件MA，WT的位置；或者通過二者的結合。例如，如果需要掃描的元件是掩模MA，并且第一定位裝置PM只能在一個方向上掃描，那么在垂直方向上的掃描就由工具定位裝置14來完成?？蛇x擇的，工具尖端12或者一組工具尖端12可以在表面S的整個工作寬度上延伸，并與第一定位裝置PM的掃描方向垂直，使得整個表面S可利用沿單方向的掃描清潔。
如上所述，表面S上的污染物被從表面S上清除，并由于表面S與尖端12之間的電勢差形成的電場而被吸附到工具尖端12上。為了提高將污染物從表面S上移去的效率，可以設置一個電離裝置18。這可以使用UV燈或者電子槍的形式，UV燈或者電子槍能發(fā)射出UV射線或者一電子光束到表面S上靠近清潔工具11的地方。如需要，UV燈和電子槍可以一起使用?？梢岳斫獾?，負電荷污染物能更快的被吸附到帶正電荷的工具尖端12上。另外，還可以使用可見光激光器19。從激光器19中發(fā)射出的射線用來蒸發(fā)或者融化在表面S上的有機污染物，污染物隨后被粘附到帶電的工具尖端12上。激光器19還可以幫助除去污染物微粒一激光射線加熱使得微粒的熱量迅速增加從而突破微粒與表面S之間的任何束縛。另外，微粒周圍其他的污染物的爆炸性的蒸發(fā)和融化也可能將其除去。
圖3A到F表示本發(fā)明中可能用到的多個不同形狀的工具尖端。圖3A是一個基本平面形狀，其能提供一個基本均勻的場，用于最初平緩的清潔或者用在特別需要避免放電的情況下。圖3B是華夫餅干形狀，其在邊緣附近提供一個更強的場，用來達到更強的清潔效果。圖3C是一條線形狀，其能沿著一條線提供一個集中的場；而圖3D是線網(wǎng)形狀，其能提供一個成倍的集中場的區(qū)域。最強的場由圖3E中的鋒利邊緣形狀和圖3F中的點尖端形狀產(chǎn)生，也可以是圓錐形的。如上面所提到的，可以在清潔工具11上設置多個同樣或者不同類型的工具尖端12。在工具和表面被相對地掃描的情況中，多個尖端可以被設置在與掃描方向垂直的方向上，從而在每次掃描時清潔更寬的一條，這樣可以減少掃描的次數(shù)。多重尖端還可以被設置平行與掃描方向，以避免需要進行多遍清潔。由于可以使用不同類型的工具，所以這是一個不斷增強的場，清潔效率也不斷提高，并且通過將揮發(fā)性污染物從表面S上釋放出來可以達到?jīng)]有發(fā)電的危險。
可以理解的是，在一個光刻設備中可能有多個清潔裝置用來清潔不同的表面或者同一個表面上的不同的元件，從而減少清潔時間。在第一個實施例中，兩個清潔裝置被安排在一起來同時清潔掩模MA的相對側。當然也可以只清潔元件表面的一個工作區(qū)域。
如上面提到的，工具尖端12和表面S之間的距離和電勢差在不同的實施例中可以是多種多樣的。然而，發(fā)明人測定，距離d應該在10nm到30nm的范圍內(nèi)，而電壓V應該在0.1到100kv范圍內(nèi)可得到有效的清潔。應用的電勢差可以隨時間改變，也可以變換極性。
實施例2除了清潔裝置的結構之外，第二個實施例與第一個實施例是一樣，本實施例的清潔裝置如圖4所示。
第二個實施例中的清潔裝置100包括一個安裝在支架111上的激光清潔頭110，以便可以從工作位置上縮回，這樣在曝光過程中，激光清潔光束就可以被引導到需要清潔的物體的表面，在本實施例中是基底臺，到達一個在投影光束路線之外的非工作位置，并且不會妨礙設備的其他任何部分。
激光器120提供激光束，經(jīng)由光纖121到達激光清潔頭110，激光清潔頭110包括偏振鏡112，準直透鏡113和可移動鏡114。這樣，激光清潔光束就可以以一個理想的角度θi射到基底臺WT上?？梢苿隅R14可以包括一個連接到發(fā)動機上的多邊形鏡，如圖所示，發(fā)動機可以加快沿著一條線的光束掃描，或者包括一個連接到致動機構上的單純平面鏡，用來在要慢慢改變角度的時候控制它的方位。
激光清潔光束射到需清潔的表面上，通過將融化、燃燒和熱效應結合使得污染物從表面上剝離。如果有氧氣的話，有機污染物主要是被蒸發(fā)和燃燒。被蒸發(fā)了的污染物可以幫助移動那些不能被蒸發(fā)的重的污染物，通過從激光清潔光束中不斷的吸收能量可將其變成等離子體。無機的污染物，主要是顆粒，快速地從激光光束中吸收能量，結果導致熱膨脹，引起沖擊波，使污染物從表面剝離。顆粒也可以被燒蝕和/或被升華。
為了優(yōu)化清潔過程，激光光束的波長應當選擇為被目標污染物最大可能地吸收。多個光源或者一個能發(fā)出多種波長的光源可以被用來針對不同的污染物提供最適宜的清潔光束。一個或者多個在157到1064納米范圍內(nèi)的波長被發(fā)現(xiàn)適合的。激光源120可以是YAG，CO2或者受激準分子激光器。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，脈沖清潔光束尤其有效，尤其是短脈沖長度的，如低于10納秒并且優(yōu)選的是低于10納秒的。用脈沖源的熱沖擊波的效果是顯著的。并且，后來的脈沖碰撞在被蒸發(fā)或者被剝離的污染物上能引起一個等離子體區(qū)或者進一步的沖擊波，這將幫助去除污染物。一個Q開關激光器可以用來提供高能量短激光脈沖。
為了保護需清潔元件上面脆弱的薄層，可以使用在入射面上有一偏振面的偏振光束。光束以角度θi射到需清潔的表面上，對于表面和/或正被討論的薄膜，小于布魯斯特(Brewester)角。這樣，需清潔表面吸收的清潔光束被降到最小，并且因此表面和任何在此的薄膜的退化也被降到最小。
激光清潔頭110還包括一個連接在沖刷(flushing)氣體供給源上的沖刷氣體出氣管115和一個連接在真空泵140上的排空入口。這樣，惰性沖刷氣體，如氬，被輸送到需清潔表面的附近。凈化氣體有多種功能，它保護被清潔的表面在燒蝕過程中或者之后不被氧化，它通過減少平均自由行程，阻止已從表面上分離下來的污染物分散到其他的設備中去，它還能阻止蒸發(fā)了的碳氫化合物污染真空室壁。從被清潔表面上分離下來的污染物通過排空入口116被沖刷氣體供給器帶走。
通過結合使用下列方法控制激光頭110的位置，控制射出光線的角度和需清潔元件的位置，能使激光清潔光束射向需要清潔的地方。在本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，激光頭110可簡單地在工作和非工作位置之間移換，這樣僅用一個簡單的定位裝置就可以實現(xiàn)?？梢苿隅R主要用來控制清潔光束的入射角度，而被清潔物體被移動以確定表面的那一部分將被清潔。這樣的安排尤其適合于清潔基底臺，基底臺通過一個定位系統(tǒng)PW提供在X和Y方向上的很大的移動范圍。至于掩模臺，由于它只在Y方向上有一個很大的移動范圍，可以使用一個在X方向上可移動的清潔頭。
對于易受污染影響的元件和污染對它來說是危險的元件，清潔裝置可以用來完成掃過元件的整個面積，或者連接到一個污染探測器，并用于只清潔以探測到的污染的地方。在后一種方法中，通過控制系統(tǒng)150，激光觸發(fā)器應當被連接到臺定位裝置上，以保證激光只清潔所需的點。
在一個實施例中，污染探測器可以是一個水平位置(level)傳感裝置(圖1中沒有畫出)，它能探測元件表面的表面圖形。分析表面圖形可以得出在元件上或者在另外一個影響本元件的元件上是否存在污染物和/或其位置。例如，基底的表面圖形變形一般意味著在支持基底的基地臺上或者在基底本身存在污染，并能表明其位置。這樣的變形可以利用軟件對元件的表面圖形和一個已知的干凈的元件的表面圖形或者另外一個近似的元件的表面相比較(如在兩個基底或者圖形裝置之間進行比較)來確定。污染物的大小和種類也可以從表面圖形的分析中得出。關于污染物探測方法的更為詳細的描述在美國專利6392738中可以找到，這里將其全部引作參考。
元件表面上的污染物可以在光刻投影裝置的生產(chǎn)周期中被探測和清除。例如，當在基底臺的支撐表面上出現(xiàn)污染物并且被檢測到時，可以在從基底臺上卸載一個基底裝上另外一個基底之間清潔基底臺。相似的，清潔和/或污染物探測可以在準備元件的過程中進行。例如，可在對準過程中進行清潔和/或探測，如在曝光位置或者在對準位置，如在預對準或者分開對準位置。
在一實施例中，就在基底曝光之前利用光刻投影設備，通過例如水平位置傳感裝置測量支持在光刻投影設備的基底臺上的基底來探測污染物，以準備一個基底表面的表面圖形。如果探測到污染物，基底將被從基底臺上移開，清潔基底臺，優(yōu)選地可以使用如上面所述的局部清潔技術來清潔基底臺表面探測到有污染物的特定位置。一但清潔結束，基底將被重新放置在基底臺上并進行第二次檢測。如果再探測到污染物或者一些其它的缺陷，基底將被拒絕。該基底隨后被從設備上移走或者單獨清潔。上述過程可以由光刻投影設備中的軟件來實施，上述過程可在另外一個新基底上重復進行。這一過程還可以應用在光刻投影設備的其它的元件如圖形化裝置上。
在一實施例中，光刻投影設備可以是有兩個或者更多個臺的多階段設備。在這種情況下，污染物的檢測和/或清潔可對處在預備和/或裝載階段的臺進行，同時其它的臺用于曝光。將檢測和/或清潔步驟與曝光(和在曝光位置上準備)分離開，也可能在曝光期間進行，可以提高處理量。
清潔工作可以自動進行并且可以在光刻投影設備不工作的情況下進行，這樣可以顯著地降低停機時間和提高設備的處理量。清潔可以使用機械的(如石頭、毛刷)，化學的(如丙酮)，電磁射線(如激光)等方法。為了清潔和尤其是局部清潔，可以在探測到污染物的地方進行局部的清潔。可以通過對清潔點和元件進行相關的移動來實現(xiàn)局部清潔(例如移動清潔裝置本身或者通過光束控制裝置移動電磁光束)。
上面所述的清潔和檢測裝置可以被包括在基底和/或圖形化裝置的處理單元中，處理單元在光刻投影設備中被安置在映像部分之后。處理單元可以檢測基底和/或圖形化裝置上的污染物，將被拒絕的基底和/或圖形化裝置放在一個特殊的載體上，而且將清潔的基底和/或圖形化裝置移交到光刻投影設備的成像部分，并從光刻投影設備的成像部分將舊的基底和/或圖形化裝置取走。
雖然上面對本發(fā)明的優(yōu)選的實施例予以說明，可以看出本發(fā)明還可以有不同于上述的實施方式。上面的說明不意味著限制本發(fā)明。
權利要求
1.一種光刻投影設備，包括射線系統(tǒng)，用于提供一射線投影光束；用來支持圖形化裝置的支持結構，該圖形化裝置用來根據(jù)所需的圖形將投影光束圖形化；用來支持基底的基底臺；和投影系統(tǒng)，用來將已圖形化的光束投射到基底的目標部分上，其特征在于包括清潔裝置，其用于就地清潔光刻設備的元件，所述清潔裝置包括污染物分離裝置，其利用電磁場使污染物從要被清潔的元件表面分離；和將已分離的污染物從所述裝置除去的污染物去除裝置。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述污染物分離裝置包括一個激光設備，用來將清潔輻射光束射向所述要被清潔的元件的表面，以燒蝕和/或熱去除其上的污染物。
3.如權利要求2所述的設備，其中所述的激光設備包括用于改變清潔光束角度的光束掃描裝置，以掃描所述要被清潔的表面。
4.如權利要求2或3所述的設備，其中所述的激光設備被用來發(fā)出作為所述清潔光束的脈沖光束，所述的脈沖光束最好包含持續(xù)時間小于100毫微秒的脈沖。
5.如權利要求2、3或4所述的設備，其中所述的激光設備被用來改變所述清潔光束的波長。
6.如權利要求2、3、4或5所述的設備，其中所述的激光設備被用來發(fā)射作為所述清潔光束的平面偏振光束，并且最好將所述平面偏振光以小于或者等于布魯斯特角的角度射到所述表面。
7.如上面任何一個權利要求所述的設備，其中所述污染物去除裝置包括真空泵，用來抽走被分離下的污染物。
8.如權利要求7所述的設備，其中還包括沖刷氣體裝置，其用于將惰性沖刷氣體提供到要被清潔的表面附近。
9.如上述任一權利要求所述的設備，其中所述的污染物分離裝置包括用于在要被清潔的元件的周圍提供非電離環(huán)境的裝置；可設置在要被清潔的元件附近的清潔工具；和電壓源，用來在要被清潔的元件與清潔工具之間提供電勢差；因而所述清潔裝置被構造和設置成可清潔所述要被清潔的元件。
10.如權利要求9所述的設備，其中所述用來提供非電離環(huán)境的裝置包括用來排空容納所述元件的空間的裝置。
11.如權利要求9或10所述的設備，其中所述的用來提供非電離環(huán)境的裝置包括氣體供應裝置，用于向所述要被清潔的元件附近提供惰性氣體。
12.如權利要求9到11所述的設備，其中所述清潔工具可設于與所述要被清潔的元件表面的距離10nm到30nm的范圍內(nèi)的位置。
13.如權利要求9到12中的任意一項所述的設備，其中所述電勢差在0.1到100kv的范圍內(nèi)。
14.如權利要求9到13中的任意一項所述的設備，其中所述清潔工具有一工具尖端，該尖端具有從下列組中選出的形狀平板狀，華夫餅干狀，線狀，絲網(wǎng)狀，鋒利邊緣狀和點狀。
15.如權利要求14所述的設備，其中所述清潔工具有多個工具尖端，其中至少兩個有不同的形狀和/或尺寸。
16.如權利要求9到15中的任意一項所述的設備，其中所述清潔裝置還包括電離裝置，用來將要被清潔的元件上的污染物電離。
17.如上面任何一個權利要求所述的設備，還包括定位裝置，用來在所述清潔工具和所述要被清潔的元件之間提供相對掃描運動。
18.如權利要求18所述的設備，其中所述的定位裝置包括第一定位裝置，其用來在工作位置和非工作位置之間移動所述清潔裝置，和第二定位裝置，其用來掃描所述要被清潔的元件。
19.如上面任何一個權利要求所述的設備，其中所述清潔裝置還包括冷卻裝置，用來冷卻所述清潔工具的至少一部分。
20.一種清潔光刻設備的方法，包括以下步驟利用集成到光刻設備中的清潔裝置來清潔其中的元件，所述清潔裝置利用電磁場將顆粒從要被清潔的元件表面上分離。
21.一種設備的制造方法，包括以下步驟提供至少部分地被一層輻射敏感材料覆蓋的基底；利用輻射系統(tǒng)提供輻射投影光束；利用圖形化裝置使投影光束在橫截面上具有一定圖形；將已圖形化的輻射光束投影到輻射敏感材料層的目標部分上，其特征在于還有下述步驟利用集成到光刻設備中的清潔裝置清潔其元件，所述清潔裝置利用電磁場將顆粒從要被清潔的元件的表面分離。
22.如權利要求21所述的方法，還包括在投射已圖形化的光束之前，利用水平位置傳感裝置測量基底臺上的基底，探測污染物；如果探測到污染物，將基底從基底臺上除去并清潔基底臺；將基底重新放置到基底臺上并通過再次測量基底來探測污染物；和如果再次探測到污染物，拒絕該基底。
23.一種由權利要求21或者22所述方法制造的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及光刻設備，設備清潔方法，設備制造方法和由該方法制造的設備。其中在一低壓環(huán)境中，一個電壓被施加在靠近表面的工具尖端和所述表面之間。所述表面上的污染物被吸引并附著在工具上。一激光器可被用來就地清潔光刻投影設備中的元件。
文檔編號H01L21/027GK1448796SQ0310159
公開日2003年10月15日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權日2002年1月18日
發(fā)明者赫倫斯 G－J, S·N·L·當?shù)滤? F·A·C·J·斯潘杰斯, A·L·H·J·范米爾, T·J·M·卡斯坦米勒 申請人:Asml荷蘭有限公司