专利名称：极紫外光光罩保护的制作方法
技术领域：
本发明一般系关于用于半导体处理中的设备。更明确地说，本发明系关于一种机制，其系被配置成用以减少用于一极紫外光微影系统中之一光罩上的粒子污染数量。
背景技术：
于光微影系统中，光罩上的一图案从该光罩中被投影至(于极紫外光(EUV)微影术的情况中)或被反射至一晶圆表面上的精确性非常重要。当一图案发生扭曲时(举例来说，因一光罩表面上的粒子污染所导致的扭曲)，那么运用该光罩的微影制程便可能会受到影响。所以，减少一光罩表面上之粒子污染便非常重要。
光微影系统通常会使用半透膜来保护光罩，免于受到粒子污染。熟习本技术的人士将会明白，半透膜系一框架上的一薄膜，其会覆盖该光罩之已图案化表面，防止粒子附着至该已图案化表面。然而，半透膜并未用于保护EUV光罩，因为在有EUV辐射存在时薄膜通常不适合用来提供保护。可利用热泳原理，让光罩维持在高于它们周遭环境的温度处，且因而让该等粒子从较热的光罩移至较冷的周遭环境(举例来说，较冷的表面)，便可保护光罩免于受到粒子污染。
因为热泳通常不会用于高真空环境中，所以，为在EUV系统中使用热泳来保护被安置在光罩夹具中的一光罩，可引入具有约五十个毫陶尔(mTorr)或更大压力的气体，使其实质上会在该光罩周围处流动。让具有约五十个mTorr或更大压力的气体在该光罩周围处流动，便可有效地将粒子推离该光罩，将其推向一较冷的表面。熟习本技术的人士将会明白，于靠近零的压力处，热泳作用力非常不明显。不过，于约五十个mTorr的低压力处，热泳作用力通常足以将粒子从热区搬运至冷区。
图1所示的系一EUV微影或曝光系统之一部份的侧视代表图。一EUV微影系统100包含一反应室104，该反应室则包含第一区108与第二区110。第一区108会被配置成用以容纳一光罩级114，其会支撑一用以固持一光罩122的光罩夹具118。第二区110会被配置成用以容纳投影光学组件(图中未显示)以及一晶圆级配置(图中未显示)。区段108、110实质上系由一差分抽吸屏障126来隔开，透过该差分抽吸屏障会界定一开口130。
具有约五十个mTorr或更大压力的气体会经由反应室104中的一供气开口132被供应至第一区108。为最小化EUV辐射吸收损失，第二区110会维持在低于该第一区108中所维持之压力的较低压力处，举例来说，小于约一个mTorr。所以，唧筒134与136会分别维持第一区108与第二区110的独立差分抽吸作用，俾使第二区110中的压力可维持在约小于约一个mTorr或更小，而具有较高压力的气体则会经由开口130被供应至第一区108之中。
为利用热泳原理，由该气体来搬运位于光罩122与屏障126之间的粒子(图中未显示)，使其远离光罩122，必须在光罩122与光罩122周围环境之间维持一温度差。一般来说，为让热泳搬运粒子，使其远离光罩122，光罩122必须维持于高于屏障126的温度。当光罩122维持在高于屏障126的温度时，出现在光罩122与屏障126之间的粒子(图中未显示)便可被吸往屏障126，下文将参考图2作讨论。于此情况中，被吸往屏障126的粒子(图中未显示)便可经由开口130进入第二区110。气体从第一区108流到第二区110便会同时搬运粒子，使其远离光罩122，有助于避免粒子接触到光罩122。
现在将参考图2来说明使用热泳以实质驱逐粒子，使其远离一光罩的表面。维持在第一温度处的光罩222可被设置在一冷表面226的附近。冷表面226可能系用于EUV微影术中之一反应室中的差分抽吸屏障，或者可能系一被配置成用来保护光罩222的遮敝物。在光罩222与冷表面226之间通常会形成气体温度变化，其会从靠近光罩222处相对温暖的温度变成靠近冷表面226处相对冷的温度。如此便会于该气体中创造一温度梯度，对热泳的存在来说，这系一项基本条件。粒子228通常会从光罩222处被驱逐，朝冷表面226移动。也就是，热泳作用力会驱动粒子，使其从较热的光罩222移往冷表面226。部份粒子228实质上可能会附着在冷表面226上。
虽然将一表面设置在一温度低于该光罩的光罩附近可减少该光罩的粒子污染，但是于一EUV设备内维持不同温度的复数个表面却通常会有问题。举例来说，将复数个表面维持于不同温度可能会让关键系统的温度控制变得非常复杂。此外，当一光罩与邻近组件维持在不同温度时，通常会出现和热膨胀及扭曲有关的问题。举例来说，当于一EUV设备内相对于一光罩或一遮敝物出现热膨胀或扭曲时，便可能会损及整个微影制程的完整性，甚至更明确地说，可能会损及半导体制程的完整性。另外，气体从反应室104的第一区108流至第二区110可能会将区域108中的粒子扫到光罩122附近，即使有热泳所提供的保护，仍然会因而提高污染的风险。
所以，本技术领域希望有一种系统可有效地且实际地保护一EUV光罩，使其实质上不会受到粒子污染，而且不会对整个EUV微影制程造成负面的影响。也就是，本技术领域需要一种系统，其能够保护一光罩(如一EUV光罩)，使其不会受到粒子污染，而且不会有造成热膨胀与扭曲等问题的重大风险。
发明内容本发明系关于使用一较冷的气流在一光罩与一光罩遮敝物之间建立一温度梯度，俾使可减少该光罩上的粒子污染。根据本发明的其中一项观点，一用以减少一物体之表面上粒子污染的设备包含一部件(举例来说，一平板)，其具有一靠近该物体的表面；以及一气体供应器。该平板系被配置成用以设置在该物体的附近，俾使具有第二温度之该平板与具有第一温度之该物体实质上会分隔一空间。该气体供应器会供应一气流给该空间。该气体具有第三温度，该第三温度低于该第一温度且低于该第二温度。介于该气体、该平板、以及该物体之间的热流会于该气体中创造一温度梯度，从而会创造一适合用来搬运该空间中之粒子使其远离该物体的热泳作用力。
于其中一实施例中，该平板包含界定于其中的至少一第一开口，用以让气流通过且进入该空间。于此一实施例中，该平板可能还包含界定于其中的一第二开口。该第二开口会让该气流通过且流出该空间，用来搬运该空间中之粒子使其远离该物体且远离该平板。
让一光罩与一附近表面(举例来说，一光罩遮敝物)维持于实质相同的温度，同时允许热泳效应来搬运粒子使其远离光罩，便可减少粒子污染，而不会造成非常严重的热扭曲效应以及出现效能问题。藉由让一光罩与一附近表面维持在实质相同的温度处，同时于该光罩与该附近表面间的空间中提供一冷却或冷冻气体，便可于该光罩与该附近表面间创造一温度梯度。该温度梯度的存在会让热泳作用力来搬运粒子，使其远离该光罩与该附近表面两者。该气体源系区域性的，且该气体可进行区域性过滤，俾使让该气体将额外的粒子扫入该光罩附近的可能性会非常小。
根据本发明的另一项观点，一用以减少一物体之表面上粒子污染的方法包含于该物体之表面附近提供一遮敝物，该物体之表面的位置可于该物体的表面与该遮敝物之间界定一空间。该遮敝物会于其中界定一第一开口，且该物体的表面具有第一温度，而该遮敝物则具有第二温度。该方法还包含在界定于该物体的表面与该遮敝物之间的空间中提供一气流，该气体则具有第三温度，该第三温度低于该第一温度与该第二温度两者。该气流则会通过该第一开口。
于其中一实施例中，该空间中的该气流会于该空间中创造一温度梯度，用以让该气流来搬运该空间中的任何粒子，使其远离该物体的表面。于另一实施例中，于该空间中提供该气流包含将该气体冷却至该第三温度且控制流过该第一开口的气体的数量。
根据本发明的又一项观点，一被配置成用以减少一物体之表面上粒子污染的设备包含一反应室；一第一扫描配置；以及一气体供应器。该反应室具有一第一区与一第二区，其中，该第一区具有至少约50mTorr的压力，而该第二区的压力则小于该第一区的压力。该第一扫描配置会扫描该物体，且系设置在该第一区之中。该第一扫描配置包含一平板，其系被配置在该物体的一第一表面的附近，俾使该平板之一第一表面与该物体的该第一表面实质上会被该第一区中的一空间隔开。该物体的该第一表面具有第一温度，而该平板的该第一表面则具有第二温度。该气体供应器会供应一气流至该空间。该气体则处于第三温度，该第三温度低于该第一温度且低于该第二温度，并且会协同操作该平板与该物体，用以创造一热泳作用力来搬运该空间的任何粒子，使其远离该物体。
根据本发明的又一项观点，一被配置成用以减少一第一物体之表面上污染的设备包含一部件，其具有一靠近该第一物体的一第一表面以及一靠近该第二物体的一第二表面。该部件系位于该第二物体附近，俾使该部件与该第二物体实质上会被一空间隔开，而且具有一被界定穿过其中的喷嘴。该喷嘴具有一相关孔径，其较靠近该第二物体；以及一大于该孔径的开口，其较靠近该第一物体。该喷嘴还具有一气体供应器，用以供应一气流至该空间。该设备还包含一抽吸系统，用以让该气流被搬运通过该空间，实质上远离该孔径。于其中一实施例中，该第一物体系一和一光学系统相关联的面镜，而该第二物体则系一被安置在一光罩级组件上的光罩且被密封在一真空反应室之中。
阅读下文的详细说明且研究附图中的各图式便会明白本发明的前述与其它优点。
配合附图来参考上面说明便可对本发明有最佳的了解，其中图1所示的系一极紫外光微影或曝光系统之一部份的侧视图。
图2所示的系一光罩、一附近表面、以及经由热泳被吸引远离该光罩的粒子的图。
图3a所示的系根据本发明一实施例介于一光罩与一光罩遮敝物之间的气流层的图。
图3b所示的系根据本发明一实施例，和位于一光罩与一光罩遮敝物间之气体相关联的温度梯度的图。
图4a所示的系根据本发明一实施例的一EUV微影反应室之一部份的剖面侧视图，该EUV微影反应室会使用一冷气体来创造热泳作用力。
图4b所示的系根据本发明一实施例的复数个开口(也就是，图4a的复数个开口432)的其中一种配置的仰视图，气体可经由该等开口流经一光罩与一屏障。
图4c所示的系根据本发明一实施例的复数个开口(也就是，图4a的复数个开口432)的另一种配置的仰视图，气体可经由该等开口流经一光罩与一屏障。
图5a所示的系根据本发明一实施例位在相对于一差分抽吸屏障之第一位置中的一光罩的图。
图5b所示的系根据本发明一实施例位在相对于一差分抽吸屏障之第二位置中的一光罩(也就是，图5a的光罩512与差分抽吸屏障528)的图。
图5c所示的系根据本发明一实施例位在相对于一差分抽吸屏障之第三位置中的一光罩(也就是，图5a的光罩512与差分抽吸屏障528)的代表图。
图5d所示的系位在两个极端位置处的一光罩(也就是，图5a的光罩512)的图，用以图解本发明之一实施例的应用。
图5e所示的系根据本发明一实施例具有一第二差分抽吸屏障的一光罩的侧视图。
图5f所示的系根据本发明另一实施例的侧视图。
图6所示的系根据本发明一实施例的一EUV微影系统的方块侧视图。
图7所示的系根据本发明一实施例，和用以制造一半导体装置相关联的步骤的制程流程图。
图8所示的系根据本发明一实施例，和处理一晶圆相关联的步骤(也就是，图7的步骤1304)的制程流程图。
图9所示的系根据本发明一实施例的一光罩级组件的剖面侧视图，该光罩级组件会使用一光罩遮敝物来保护一光罩。
主要组件符号说明100极紫外光微影系统104反应室108第一区110第二区114光罩级118光罩夹具122光罩126差分抽吸屏障130开口132供气开口134唧筒136唧筒222光罩226冷表面228粒子304光罩308附近表面312冷气体316边界层318边界层320温度梯度322最温暖的温度处326高斯分布曲线400EUV微影反应室
404 光罩级配置408 光罩夹具410 第一区411 第二区412 光罩416 气体供应器420 气体流控制器424 冷却器425 热绝缘体428 差分抽吸屏障432 开口432’ 开口436 差分抽吸孔径438 过滤器504 光罩级配置504’ 光罩级配置504” 光罩级配置508 光罩夹具510 区域510’ 区域511’ 区域512 光罩512’ 光罩521 区域528 屏障528’ 屏障532a开口532b开口540a裙部
540b裙部545 喷嘴550a气体入口550b气体入口560 间隙900 EUV微影系统902 真空反应室906a唧筒906b唧筒908b第二区910 光罩级组件914 光罩夹具916 光罩920 光罩遮敝物组件924 照明源928 面镜932 晶圆936 晶圆夹具940 晶圆级组件950 开口954 气体供应器958 温度控制器1200光罩级1204光罩夹具1208光罩1212光罩级环境1216投影光学组件环境1220光罩遮敝物1224盲孔
1228喷嘴1230气流具体实施方式光罩(如用于极紫外光(EUV)微影系统中所用的光罩)之关键表面上的粒子污染可能会损及使用该等光罩所创造之半导体的完整性。所以，为确保微影制程的完整性，保护光罩的关键表面使其不会受到空中污染物的影响便非常重要。藉由使用半透膜便可保护部份光罩使其不会受到空中粒子的影响。不过，半透膜并不适合用于保护EUV光罩的表面。虽然当有至少一轻微气体压力存在时，热泳亦可用于保护表面，使其不会受到粒子污染；但是，让一靠近一光罩的表面维持在低于该光罩之温度的温度以便产生热泳作用力却经常会于整个EUV微影系统内导致热膨胀与扭曲。
藉由于一光罩与一附近表面(举例来说，一光罩遮敝物)之间引入一温度低于该光罩与该附近表面之温度的气体，便可使用热泳来搬运粒子，使其远离该光罩，同时该光罩可维持在和该附近表面实质相同的温度。该冷气体通常会在该光罩与该附近表面旁边建立区域温度梯度，从而建立热泳作用力，该热泳作用力将会有效地扫除粒子，使其远离该光罩与该附近表面两者。因为该光罩与该附近表面系维持在实质相同的温度，所以，便可减少该光罩的粒子污染，同时亦可大幅地降低发生热膨胀效应与扭曲效应的可能性。
在低于该光罩之温度与该光罩遮敝物之温度处，于一光罩的一表面与一光罩遮敝物的一表面之间引入一气体，将会于该光罩与该光罩遮敝物间的该气体中形成一温度梯度。现在将参考图3a与3b来说明根据本发明一实施例于该光罩与该光罩遮敝物间形成一温度梯度。如图3a中所示，当一冷气体312实质上被引入一光罩304与光罩304附近的一表面308(举例来说，一光罩遮敝物)之间时，于光罩304的一表面附近便会形成一边界层316，而于表面308附近则会形成一边界层318。熟习本技术的人士将会了解，边界层316、318通常比较温暖，其温度会高于冷气体312的其余部份，因为边界层316、318中的气体分别可部份被光罩304与表面308加热。
冷气体312通常会建立区域温度梯度320，并且建立热泳作用力，该热泳作用力将会让粒子移动远离光罩304与表面308，并且让粒子被有效地扫入该冷气体312流之中。所以便可减少光罩304的粒子污染以及表面308的粒子污染。
图3b所示的系根据本发明一实施例的一光罩与一附近表面之间的冷气体(举例来说，图3a的冷气体312)以及一温度梯度的代表图。和冷气体312相关联的温度梯度320可能系一约略呈现高斯形式的温度分布，如分布曲线326所示，其中，最冷的温度实质上系位于边界层316与边界层318的中间。更一般言之，该温度分布呈现出最冷的温度约略位于边界层316与边界层318的中途处，而最温暖的温度则系位于边界层316与边界层318处，如图中的322处所示。应该明白的系，一温度分布的实际轮廓可能会大不相同。
一冷气体(如冷气体312)可使用实质上位于一EUV微影设备外部的一气体源或气体供应器被引入该设备之中。图4a所示的系根据本发明一实施例的一EUV微影反应室之一部份的剖面侧视图，该EUV微影反应室会使用一冷气体来创造热泳作用力。一EUV微影反应室400包含一第一区410与一第二区411，两区实质上会被一差分抽吸屏障428或一光罩遮敝物隔开。于第一区410之中会维持约五十个毫陶尔(mTorr)或更高的压力，而于第二区411之中则会维持小于约1mTorr的压力(也就是，接近真空)。
一光罩412(其系由一光罩夹具408来固持，其中，该光罩夹具408会被耦接至一光罩级配置404)与屏障428系维持在约略相同的温度处。于光罩412与屏障428间的空间之中可经由复数个开口432引入一气体，该气体系由气体供应器416来供应且会被冷却器424冷却。该气体流约为层流状，且可受控于气体流控制器420。于其中一实施例中，当该气体通过开口432进入光罩412与屏障428间的空间之中时，可使用复数个过滤器438来滤除该气体之中的粒子。
开口432一般可为狭缝或是具有各种形状与尺寸的孔洞。如图4b中所示，开口432可为一系列实质圆形的开口。或者，开口432’亦可为图4c中所示之狭缝。应该明白的系，开口432的数量以及开口432的尺寸与形状可能会大范围变动。一般来说，开口432的形状与配置可经过选择，用以有效地建立一约略为层流的气体。
经由开口432流入光罩412与屏障428间之空间中的气体会在光罩412与屏障428附近建立区域性的温度梯度，并且造成热泳作用力用以搬运粒子，使其远离光罩412与屏障428。该等粒子可经由界定于屏障428内的一开口或是差分抽吸孔径436而被搬运，屏障428通常系被配置成用以让一EUV射束通过。应该明白的系，虽然气体可逃离光罩412与屏障428之间并且进入第一区410的其余部份之中或是进入第二区411之中，但是，逃离的气体数量却通常不足以明显地改变第一区410中的压力，或是破坏第二区411中的真空。
被引入光罩412与屏障428之间的气体可能系一轻制气体，如氦气或氢气。一般来说，该器体系会吸收EUV辐射的纯气体。除了系轻制气体(如氦气或氢气)之外，该气体还可能系氩气或氮气。因为氮气的价格非常低廉，且可用于通常系光罩级配置404之一部份的气体悬浮装置(图中未显示)之中，所以，通常可利用氮气作为被引入光罩412与屏障428之间的气体。
于微影曝光期间，光罩412会藉由光罩级配置404于开口436的上方被来回扫描。当光罩412扫描时，因为该气流接触光罩412与屏障428时而随之暖化的气体(也就是，该冷气体)所导致的温度变化以及因而导致的热泳作用力变化通常实质上可被均化消弭。当该气体接近开口436时，此气体暖化可因该气体的热力冷却作用而被至少部份补偿，其经常会导致该气体降温。
为让光罩412与屏障428维持在实质相同的恒定温度处，当该冷流动气体将热量移除时，可提供一机制(图中未显示)来有效地加热光罩412与屏障428。为帮助控制屏障428的温度，可使用热绝缘体425来让屏障428与周围结构产生热隔绝。该用于有效加热光罩412与屏障428的机制通常可为任何合宜机制。举例来说，光罩412可被通过开口436的EUV辐射充份地加热，且不需要使用任何其它机制来加热光罩412。被该流动气体所移除的热量通常和该气体的热容成正比。因为该气体的低压力的关系，热容会非常小，而从光罩412与屏障428中被移除的热量则通常不会超额。
为降低可有效逃离一光罩与一屏障之间且进入一周围区域之中的冷气体的数量，可在相依于该光罩之位置的时间处关闭冷气体的部份流动。举例来说，当一光罩接近移动的一极端位置点时，流过未被该光罩有效覆盖的一开口或复数个开口的气流便可被关闭。如图5a中所示，当受到一光罩夹具508支撑的一光罩512于一屏障528或遮敝物上方被一光罩级配置504扫描时，光罩512的位置便可让开口532a、532b两者均会被光罩512有效覆盖。然而，当光罩512位于移动的一极端位置点时，开口532b便不会被光罩512有效覆盖，如图5b中所示，流过开口532b的气流便可被关闭。或者，当光罩512位于移动的另一极端位置点时，开口532a便不会被光罩512有效覆盖，如图5c中所示，流过开口532a的气流便可被关闭。藉由视需要来关闭流过开口532a、532b中其中一者的气流，实质上便可防止气体直接被吸入一周围环境之中。
图5d所示的系另一实施例，其会减少从一光罩与一屏障之间逃离的冷气体的数量。附接至光罩级配置504”的裙部540a与540b会有效地延伸光罩512的长度，俾使当光罩512位于移动的一极端位置点时会让正常的气流图案维持均匀。于其中一实施例中，裙部540a与540b中和屏障528反向的一表面实质上系和光罩512之一表面位于相同的水平高度处。此等裙部540a与540b并未遭受任何作用力，保留该光罩级配置504”本身的加速与减速，而且它们的位置亦不必非常地精确。因此，裙部540a与540b可由非常轻薄的材料建构而成，俾使它们的加入并不会对光罩级的效能造成任何效应。
在图5e所示的系实施例中会让较少的气体从介于一光罩512’与一屏障528’间的区域处流入屏障528’下方的区域511’处。一喷嘴545会被附接至屏障528’，而介于喷嘴545之顶表面与光罩512’之间的间隙560会被缩小至非常小的数值处，从而限制流入区域511’之中气体。举例来说，间隙560可能约为1mm，甚至更小。安置在喷嘴545上的气体入口550a与550b会提供一大体上平行于光罩512’之表面的气流。当光罩512’被光罩级配置504’来回扫描时，此气流大部份不会被干扰。当光罩级配置504’进行扫描时，流入区域510之中的气体则通常会产生波动，但是，因为EUV辐射并不会通过区域510，所以，该等波动将不会大幅地影响EUV强度。
在图5f所示的系本发明的另一实施例。气体系经由气体入口550a与550b被引入光罩512’与屏障528’间的区域521之中。位于该等入口处的气压实质上会高于区域521中的环境气压以及区域510’中的环境压力。因此，气体会于该制程中快速地扩散流出该等入口并且大幅地降温。位于该等入口处之气体的初始温度可被调整为高于、等于、或低于光罩512’或屏障528’的温度，但是当它扩散进入区域521之中时，其中的大部份的温度便会低于光罩512’与屏障528’。因此，便可于该些条件下于该气体中建立所希望的温度梯度，而不需要利用一冷却器(如424)于初始冷却该供应气体。此外，当该气流经由区域521流入区域510’之中时，入口550a、550b处的高气压还会让该气流达到极高的速度。如此便会于任何存在的粒子上施加一庞大的拖曳作用力，有助于将其快速地搬运到区域521的外面并且远离光罩512’。因此，于此实施例中，光罩512’会同时受到一热泳作用力(其系因该气体中的温度梯度所导致)以及一拖曳作用力(其系因区域521中该气流的高速度所导致)的保护。
于图5f中所述的实施例中，从气体入口550a与550b处扩散出去的气体会以低音速(subsonic)的速度离开该等入口。倘若该气体以超音速(supersonic)的速度进入区域521之中的话，其将会碰撞该环境气体，从而创造出冲击波并且加热该气体，而非系所希望的冷却作用。倘若气体入口550a与550b的开口尺寸约略小于该扩散气体之分子平均自由径的话，那么，实质上便可确保会有一低音速流流入区域521之中。倘若气体入口550a与550b各具有非常大的开口的话，那么，便可利用粒子过滤器来覆盖该等开口，其中，该等粒子过滤器的有效细孔尺寸约略小于该扩散气体之分子平均自由径。
现在将参考图6来说明根据本发明一实施例的一EUV微影系统。一EUV微影系统900包含一真空反应室902，其具有复数个唧筒906，该等唧筒系被配置成用以于真空反应室902内维持所希望的压力位准。举例来说，唧筒906b可被配置成用以于真空反应室902的一第二区908b内维持真空或是低于约1mTorr的压力位准。为简化讨论起见，图中并未显示EUV微影系统900的其它各项组件，不过应该明白的系，EUV微影系统900通常可能还包含下面组件一反应框、一振动隔绝机制、各种致动器以及各种控制器。
一可由一光罩夹具914(其系被耦接至一光罩级组件910，以便让该光罩进行扫描)固持的EUV光罩916的位置可在一照明源924提供射束(该等射束随后会被一面镜928反射偏离)时，让该等射束从光罩916的前表面处反射偏离。一光罩遮敝物组件920或是一差分屏障会被配置成用以保护光罩916，俾使可减少粒子对光罩916所造成的污染。于其中一实施例中，光罩遮敝物组件920包含复数个开口950，一利用一温度控制器958经由一气体供应器954来供应的冷气体则可流过该等开口950。
如上面的讨论，光罩遮敝物组件920包含一开口，让射束(举例来说，EUV辐射)可通过以照射光罩916的一部份。光罩916上的入射射束可于一晶圆级组件940上被一晶圆夹具936固持的一晶圆932的一表面上被反射，其中该晶圆级组件940可让晶圆932进行扫描。所以，光罩916上的影像便可被投影于晶圆932之上。
晶圆级组件940通常可能包含一定位级，该定位级可被一平面马达驱动；以及一晶圆平台，其会利用一EI核心致动器被磁性耦接至该定位级。晶圆夹具936通常会被耦接至晶圆级组件940的晶圆平台，其可被任何数量的音圈马达抬升。用于驱动该定位级的平面马达可使用由复数个磁铁以及被排列在两个维度之中的复数个对应电枢线圈所产生的电磁作用力。该定位级会被配置成用以于多个自由度中移动(举例来说，在三至六个自由度之间移动)，以便将晶圆圆932定位于一相对于一投影光学系统光罩916的所希望位置与方位处。
移动晶圆级组件940与光罩级组件910会产生反作用作用力，其会影响整个EUV微影系统900的效能。如上所述，以及如美国专利案第5,528,118号及已公开的日本专利申请案第8-166475号中所述，由该晶圆(基板)级运动所产生的反作用作用力可利用一框架部件以机械方式被释放至地板或地面。此外，如美国专利案第5,874,820号及已公开的日本专利申请案第8-330224号中所述，由光罩级组件910运动所产生的反作用作用力可利用一框架部件以机械方式被释放至地板(地面)，本文以引用的方式将两案分别完整地并入。
如上所述，利用一光罩遮敝物来覆盖一光罩中除了被EUV照射以外的位置处，搭配一喷嘴来产生一实质平行该光罩表面的气流，便可保护该光罩，使其不会受到粒子污染。于其中一实施例中，该喷嘴可能系一固定式遮挡组件(blind assembly)的一部份。该气流会拖曳粒子，使其远离该光罩表面。利用气流来拖曳粒子使其远离该光罩表面于本文中可被称为黏泳作用(viscophoresis)。气体还会从一入口处开始扩散与冷却，用以提供特定的热泳保护。
图9所示的系根据本发明一实施例的一光罩级组件的剖面侧视图，该光罩级组件会运用一光罩遮敝物来保护一光罩。一光罩级1200会支撑一光罩夹具1204，而该光罩夹具1204则接着会支撑一光罩1208。光罩1208会被一光罩遮敝物1220挡住。一固定式盲孔1224实质上系被排列在光罩遮敝物1220内，且光罩遮敝物1220会被排列成用以界定一喷嘴1228。喷嘴1228系开放伸入一投影光学组件环境1216之中，而光罩级1200、光罩夹具1204、以及光罩1208实质上则系位于一光罩级环境1212之中。应该明白的系，于其中一实施例中，投影光学组件环境1216可能系一投影光学组件反应室，而光罩级环境1212则能系一光罩级反应室。一般来说，投影光学组件环境1216会被配置成用以包含各项组件，如一光学系统的一面镜(图中未显示)。
气体会在光罩1208与光罩遮敝物1220之间流动，如箭头1230所示。该气体可能系由和该喷嘴相关联或是内含于该喷嘴之中的一气体供应器来供应。于其中一实施例中，该气体中一部份系从光罩级环境1212中由被附接至一光罩级环境真空反应室(图中未显示)的复数个真空唧筒所吸出。应该明白的系，一光罩级环境真空反应室可能会让光罩1208实质上被密封在该真空反应室之内。该气体中一部份会经由固定式盲孔1224离开而进入投影光学组件环境1216之中。投影光学组件环境1216会维持在低压力处，其压力会低于光罩级环境1212以及光罩1208之间的空间，而固定式盲孔1224则会有效地充当一差分抽吸孔径。光罩级环境1212中的压力越高，便可形成黏泳作用与热泳作用；而投影光学组件环境1216中的压力越低，则可让EUV辐射具有非常高的透射作用，穿透气体。
投影光学组件面镜反射率通常会受到碳氢化合物与水蒸气污染的影响。即使仅有不及单层的厚度被吸附在该等面镜的表面上，却仍可大幅地降低反射率，从而大幅地降低微影处理量。对光罩级环境1212中的各结构(如光罩级1200或是光罩夹具1204或是与其附接的缆线或软管)进行除气以除去碳氢化合物或水蒸气实质上内含于光罩级环境1212之内，其系由箭头1230所示之气流来施行。所以，投影光学组件环境1216内的投影光学面镜便可因为除气作用受到保护，而不会受到污染。利用投影光学组件环境1216与光罩级环境1212之间的差分抽吸作用便可部份达成阻遏除气的产物与副产物的效果。然而，阻遏除气的产物与副产物通常系发生在当气体从喷嘴1228流出时，用以有效地防止光罩级环境1212中各部件的除气产物与副产物抵达固定式盲孔1224，并且从而防止抵达投影光学组件环境1216中的投影光学组件。
气流可从光罩级1200或光罩夹具1204侧除去碳氢化合物(如甲烷，也就是，CH4)，使其实质上局限在光罩级1200的邻近处。藉由该气体流动便可将喷嘴1228附近的CH4的浓度大小降低约两个等级甚至更多。
当发生光罩级1200移动至运动的一极端处而使得该除气区比图9中所示者更接近固定式盲孔1224的情况时，因该气流以及投影光学组件环境1216与光罩级环境1212间的压力差所造成的CH4除气之阻遏效果通常仍会生效。此结果通常系假设投影光学组件环境1216与光罩级环境1212间的差分抽吸条件系维持不变。于其中一实施例中，其可能包含并入复数个光罩裙部，如图5d中的光罩裙部540。投影光学组件环境1216中的CH4的浓度可能仍然会比没有压力差或气流时的浓度降低约两个等级。
根据上述实施例的一EUV微影系统(举例来说，一可能包含一光罩遮敝物的微影设备)可藉由以维持规定的机械精确性、电气精确性、以及光学精确性的方式来组装各种子系统来进行建构。为维持各种精确性，于进行组装前后，实质上可调整每一个机械系统且实质上可调整每一个电气系统，以便达成它们个别所希望的机械精确性与电气精确性。将每一个子系统组装成一光微影系统的过程包含，但并不限于开发机械接口、电气电路绕线连接、以及各子系统间的空气压力通气管连接。还有一项过程系，在从该等各种子系统中组装一光微影系统之前必须先组装每一个子系统。一旦利用该等子系统组装成一光微影系统之后，通常会实施一整体调整，以便确保实质上每一项所希望精确性均会维持在整个光微影系统之内。此外，本技术领域可能还希望于一温度与湿度均受到控制的洁净室中来制造一曝光系统。
进一步言之，现在将参考图7来讨论可利用上述的系统来制造半导体装置。本制程起始于步骤1301处，于该步骤中会设计或决定一半导体装置的功能以及效能特征。接着，于步骤1302处，便会依据该半导体装置的设计来设计一其中具有一图案的光罩(屏蔽)。应该明白的系，于一平行步骤1303处，会利用一硅材料来制造一晶圆。于步骤1302处中所设计的屏蔽图案会在步骤1304中藉由一光微影系统而被曝光于在步骤1303中所制造的晶圆之上。下面将参考图8来说明用于将一屏蔽图案曝光于一晶圆上的其中一种制程。于步骤1305处会组装该半导体装置。组装该半导体装置通常包含，但并不仅限于晶圆切割制程、黏结制程、以及封装制程。最后便会于步骤1306中检查该已完成的装置。
图8所示的系根据本发明一实施例，在制造半导体装置时和晶圆处理相关联的步骤的制程流程图。于步骤1311中会氧化一晶圆的表面。接着，步骤1312为一化学气相沉积(CVD)步骤，于该步骤中会在晶圆表面上形成一绝缘膜。一旦形成该绝缘膜之后，于步骤1313中，便会利用气相沉积于该晶圆上形成复数个电极。接着，便可于步骤1314中利用实质上任何合宜的方法于该晶圆中植入离子。熟习本技术的人士将会明白，步骤1311至1314通常会被视为晶圆处理期间的晶圆前置处理步骤。进一步言之，应该了解的系，每一道步骤中所进行的选择均可依照处理需求来进行。举例来说，于步骤1312中，可选择各种化学制品的浓度，用以形成一绝缘膜。
于晶圆处理的每一级处，当已经完成前置处理步骤之后，便可施行后续处理步骤。于后续处理期间，一开始，于步骤1315中会对一晶圆涂敷光阻。接着，于步骤1316中，便可使用一曝光装置来将一光罩的电路图案转印至一晶圆。转印该晶圆中该光罩的电路图案通常包含扫描一光罩扫描级。于其中一实施例中，该光罩扫描级可能包含一作用力阻尼器，用以抑制振动。
在一光罩上的电路图案被转印至一晶圆之后，便会于步骤1317中来显影该经过曝光的晶圆。一旦该经过曝光的晶圆被显影之后，便可利用蚀刻来移除残留光阻以外的部份，举例来说，该经过曝光的材料表面。最后，于步骤1319中便可移除于蚀刻之后仍残留的任何不必要光阻。熟习本技术的人士将会明白，可经由反复施行该等前置处理步骤与后续处理步骤来形成多个电路图案。
虽然本文仅说明本发明的数个实施例，不过，应该了解的系，在不脱离本发明的精神或范畴下亦可以众多其它特定形式来具体实现本发明。举例来说，虽然本文中已经说明使用一冷气体在一光罩与一光罩遮敝物之间建立该等热泳作用力，不过，亦可于一晶圆表面附近使用一冷气体来建立热泳作用力，用以避免粒子被吸附至该晶圆表面。此外，于一晶圆表面附近引入一冷气体还可进一步让该晶圆表面的除气产物被搬运远离该晶圆表面。
于本文中，要被引入一光罩与一光罩遮敝物间之空间中的气体通常系由位于该光罩遮敝物中复数个开口附近的复数个冷却器来冷却。也就是，本文所述的冷气体系被区域性冷却。然而，应该明白的系，实质上可藉由位于合宜位置中的任何机制来冷却一气体。此外，该气体亦可能系任何合宜的气体，举例来说，轻制气体，如氦气或氢气。
实质上，可利用任何合宜的机制来让该光罩的温度与一光罩遮敝物的温度维持在高于被送至界定于该光罩与该光罩遮敝物间之空间中的冷气体的温度的温度。此等合宜机制的配置通常可能会大范围变动。
本文所述之固定式盲孔(举例来说，图9的固定式盲孔1224)通常系一光罩级环境或反应室与一投影光学组件环境或反应室之间的唯一通道。不过，应该了解的系，一光罩级环境与一投影光学组件环境之间亦可能具有其它通道。举例来说，于一光罩遮敝物中可能会存在复数个开口，用以容纳复数个对齐显微镜与一干涉计固定式面镜。当气流被配置成用以可让污染或粒子远离该光罩遮敝物时，便可经由该光罩遮敝物中的任何其它开口来运送部份污染或粒子。不过，因为一光罩级环境与一投影光学组件环境之间的传导性通常小于经由该固定式盲孔所进行的传导性，所以，经由该光罩遮敝物中的其它开口被运送的任何污染可能会被视为非常少量而可忽略。
虽然使用一气流配合一光罩遮敝物适合用来保护投影光学组件，不过，使用一气流配合一光罩遮敝物亦适合用来保护运用一EUV光罩的整个系统中的其它组件。举例来说，使用一气流与一光罩遮敝物亦可保护照明光学组件。
本文所述的一光罩与一屏障或是一光罩遮敝物实质上具有相同的温度。不过，于其中一实施例中，该光罩与该屏障亦可能具有高于被引入该光罩与该屏障间之空间中的一冷气体之温度的不同温度。也就是，该光罩与该屏障可具有略不相同的温度，只要该等不同温度均高于被送至该光罩与该屏障之间的冷气体的温度即可，其并不会脱离本发明的精神与范畴。所以，本文中的范例应被视为系解释性范例而非限制性范例，且本发明并不仅限于本文所提出的细节；更确切地说，在申请专利范围的范畴内均可对本发明进行修正。
权利要求
1.一种被配置成用以减少一物体之表面上粒子污染的设备，该设备包括一部件，其具有一靠近该物体的表面，该部件会被配置成用以设置在该物体的附近，俾使该部件与该物体实质上会分隔一空间，其中，该物体具有第一温度，而该部件具有第二温度；以及一气体供应器，该气体供应器会被配置成用以供应一气流给该空间，位于该空间中的该气体具有一温度分布，其最小值低于该第一温度且低于该第二温度，其中，该气体会被配置成用以协同该部件与该物体，来创造一用以搬运该空间中之粒子使其远离该物体的热泳作用力。
2.如权利要求1所述的设备，其中，该部件包含界定于其中的至少一第一开口，该第一开口会被配置成用以让该气流通过且进入该空间中。
3.如权利要求2所述的设备，其中，该部件包含界定于其中的一第二开口，该第二开口会被配置成用以让该气流通过且流出该空间，用来搬运该空间中之该等粒子使其远离该物体且远离该部件。
4.如权利要求3所述的设备，其中，该第二开口会进一步被配置成用以让一极紫外光辐射射束通过并且落在该物体的该表面上。
5.如权利要求2所述的设备，其进一步包含一冷却系统，该冷却系统会被耦接至该气体供应器，用以在该气流通过该第一开口之前先将该气体冷却至第三温度。
6.如权利要求5所述的设备，其中，该冷却系统会被配置在该第一开口的附近。
7.如权利要求2所述的设备，其中，该部件进一步包含一喷嘴，该喷嘴实质上系被界定在该第一开口附近。
8.如权利要求1所述的设备，其进一步包含一个级配置，该级配置会被配置成用以让该物体进行扫描；以及一夹具，该夹具会被耦接至该级配置且会被配置成用以支撑该物体。
9.如权利要求8所述的设备，其中，该级配置包含至少一裙部，该至少一裙部的表面实质上和该物体的一表面位于相同水平高度处。
10.如权利要求1所述的设备，其中，该第一温度与该第二温度约略相同。
11.如权利要求1所述的设备，其中，该部件系一平板。
12.如权利要求1所述的设备，其进一步包含一极紫外光辐射源，该极紫外光辐射源会被配置成用以经由界定于该部件内的一开口来提供一极紫外光射束给该物体的该表面，其中，该物体系一光罩，而该部件系一光罩遮敝物，该光罩遮敝物会被配置成用以于一极紫外光微影制程期间来保护该光罩的该表面。
13.一种装置，其系利用权利要求12所述的设备制造而成。
14.一种晶圆，其上已经利用权利要求12所述的设备形成一影像。
15.一种用以减少一物体之表面上粒子污染的方法，该方法包括于该物体表面的附近提供一遮敝物，该遮敝物系被定位成会在该物体的该表面与该遮敝物之间界定一空间，该遮敝物具有界定于其中的一第一开口，其中，该物体的该表面具有第一温度，而该遮敝物具有第二温度；以及提供一气流至界定于该物体的该表面与该遮敝物之间的空间中，位于该空间中的该气体具有一温度分布，其最小值低于该第一温度与该第二温度，其中，该气流系经由该第一开口来提供。
16.如权利要求15所述的方法，其中，位在界定于该物体的该表面与该遮敝物之间的该空间中的该气流会被配置成用以于该空间中创造一温度梯度，其会让该气流搬运该空间中的任何粒子使其远离该物体的该表面。
17.如权利要求16所述的方法，其中，该气流会进一步搬运该空间中的该等粒子使其远离该遮敝物。
18.如权利要求16所述的方法，其中，该遮敝物具有界定于其中的一第二开口，且其中，该气流会搬运该空间中的该等粒子使其经由该第二开口远离该物体的该表面。
19.如权利要求18所述的方法，其进一步包含经由界定于该遮敝物中的该第二开口来提供一射束，该射束会被配置成用以实质上照射该物体的该表面之一区域。
20.如权利要求15所述的方法，其中，提供该气流至界定于该物体的该表面与该遮敝物之间的空间中包含将该气体冷却至第三温度；以及控制该气体流经该第一开口的数量。
21.如权利要求15所述的方法，其中，该物体系一光罩，而遮敝物则系一光罩遮敝物。
22.如权利要求21所述的方法，其中，该光罩会被配置成用以配合一极紫外光微影制程来使用。
23.一种被配置成用以减少一物体之表面上粒子污染的设备，该设备包括一反应室，该反应室具有一第一区与一第二区，该第一区具有至少约50mTorr的压力，该第二区的压力则小于该第一区的压力；一第一扫描配置，该第一扫描配置会被配置成用以扫描该物体，该第一扫描配置会被配置在该第一区之中，其中，该第一扫描配置包含一部件，该部件会被配置在该物体的一第一表面的附近，俾使该部件之一第一表面与该物体的该第一表面实质上会被该第一区中的一空间隔开，其中，该物体的该第一表面具有第一温度，而该部件的该第一表面则具有第二温度；以及一气体供应器，该气体供应器会被配置成用以供应一气流至该空间，位于该空间中的该气体具有一温度分布，其最小值低于该第一温度且低于该第二温度，其中，该气体会被配置成用以协同该部件与该物体，来创造一用以搬运该空间中之粒子使其远离该物体的热泳作用力。
24.如权利要求23所述的设备，其中，该物体系一极紫外光光罩，且该设备进一步包含一第二扫描配置，该第二扫描配置会被配置成用以扫描一晶圆，该第二扫描配置会被配置在该第二区之中，其中，该第二区的压力小于约1mTorr。
25.如权利要求24所述的设备，其中，该第一开口系界定于该部件之中，且一极紫外光射束会被配置成用以通过该第一开口以反射偏离该物体并且落在该晶圆上。
26.如权利要求23所述的设备，其中，该部件包含界定于其中的至少一第一开口，该第一开口会被配置成用以让该气流通过且进入该空间。
27.如权利要求26所述的设备，其中，该部件进一步包含一喷嘴，该喷嘴实质上系被配置在该第一开口附近。
28.如权利要求26所述的设备，其中，该部件包含界定于其中的一第二开口，该第二开口会被配置成用以让该气流通过且流出该空间，用来搬运该空间中之该等粒子使其远离该物体且进入该第二区之中。
29.如权利要求28所述的设备，其中，该第二开口会进一步被配置成用以让一极紫外光辐射射束通过并且落在该物体的该表面上。
30.如权利要求26所述的设备，其进一步包含一冷却系统，该冷却系统会被耦接至该气体供应器，用以在该气流通过该第一开口之前先将该气体冷却至第三温度。
31.如权利要求30所述的设备，其中，该冷却系统会被配置在该第一开口的附近。
32.如权利要求23所述的设备，其中，该第一温度与该第二温度约略相同。
33.如权利要求24所述的设备，其进一步包含一极紫外光辐射源，该极紫外光辐射源会被配置成用以经由界定于该部件内的一开口来提供一极紫外光射束给该物体的该表面，其中，该物体系一光罩，而该部件系一光罩遮敝物，该光罩遮敝物会被配置成用以于一极紫外光微影制程期间来保护该光罩的该表面。
34.一种装置，其系利用权利要求33所述的设备制造而成。
35.一种晶圆，其上已经利用权利要求33所述的设备形成一影像。
36.如权利要求1所述的设备，其进一步包括一反应室，用以固持该物体，该反应室进一步包含一真空唧筒，用以让该反应室中的压力维持在一预设压力处。
37.如权利要求2所述的设备，其中，离开该第一开口的气体会以高于该空间中之压力的压力离开，该较高的压力导致该气体于扩散进入该空间之中时会冷却，从而会于该空间中创造该温度分布。
38.如权利要求1所述的设备，其进一步包括一过滤器，其系被设置在该第一开口旁边，该过滤器会被配置成用以移除来自该气体供应器的粒子，使其不会进入该空间。
39.一种微影工具，其包括一光学表面；一光罩夹具，其会被配置成用以固持一界定一图案的光罩，该光罩夹具会被配置成用以相对于该光学表面来定位该光罩；一光罩遮敝物，其系被设置在该光学表面与该光罩之间；以及一气体供应器，其系被设置在该光罩遮敝物旁边，并且会被配置成用以提供一气流来携载污染物，使其实质上远离该光学表面，从而实质上防止污染物污染该光学表面。
40.如权利要求39所述的微影工具，其进一步包括一被创造于该气流附近的真空，该真空会被配置成用以藉由实质上将该气流导向该真空以帮助防止该等污染物污染该光学表面。
41.如权利要求40所述的微影工具，其中，该真空系由一真空唧筒所创造。
42.如权利要求39所述的微影工具，其中，该光罩会被配置成用以运作于一具有第一压力的第一环境之中，而该光学表面则会被配置成用以运作于一具有第二压力的第二环境之中，其中，该第一压力高于该第二压力。
43.如权利要求39所述的微影工具，其进一步包括一光罩级，其会被配置成用以相对于该光学表面来移动该光罩。
44.如权利要求39所述的微影工具，其中，该等污染物系下面类型的污染物水蒸气或碳氢化合物。
45.如权利要求39所述的微影工具，其中，该光罩遮敝物包含一开口，该开口会被配置成用以让该光罩与该光学表面间的照明辐射通过。
46.如权利要求45所述的微影工具，其中，该照明辐射的波长系落在下面其中一个范围内a.0.1nm至5nm；b.5nm至100nm；或是c.100nm至250nm。
47.如权利要求39所述的微影工具，其中，该光学表面系一投影光学系统的一部份，该投影光学系统系被配置成用以于照明辐射被投影于该光罩上且通过该投影光学系统时将由该光罩所界定的图案曝光于一基板上。
48.如权利要求39所述的微影工具，其中，该气流组件进一步包括一或多个喷嘴，该等喷嘴会被配置成用以提供该气流。
49.如权利要求39所述的微影工具，其中，该气流组件系被设置在该光罩遮敝物与该光罩夹具之间。
50.如权利要求39所述的微影工具，其中，该气流组件系被设置在该光罩遮敝物与该光学表面之间。
51.如权利要求45所述的微影工具，其中，该气流组件实质上会包围该光罩遮敝物中的该开口并且会进一步被配置成用以让该气流实质上系远离该开口。
52.如权利要求45所述的微影工具，其中，该气流组件实质上会包围该光罩遮敝物中的该开口并且会进一步被配置成用以让该气流中的一部份通过该开口并且远离该光罩。
53.如权利要求48所述的微影工具，其中，该气体会通过配合该喷嘴开口的复数个粒子过滤器。
54.如权利要求53所述的微影工具，其中，该等粒子过滤器的有效细孔尺寸约为1毫米甚至更小。
55.如权利要求48所述的微影工具，其中，该等一或多个喷嘴之气流出口的有效尺寸为1毫米甚至更小。
56.如权利要求48所述的微影工具，其中，该等一或多个喷嘴会被配置成用于以一低音速速度来提供该气流。
全文摘要
本发明揭示使用一较冷的气流在一光罩(916)与一光罩遮敝物(920)之间建立一温度梯度以便减少该光罩上之粒子污染的方法与设备。根据本发明的其中一项观点，一用以减少一物体(928)之表面上粒子污染的设备包含一平板(920)以及一气体供应器(954)。该平板系被设置在该物体的附近，俾使具有第二温度之该平板与具有第一温度之该物体实质上会分隔一空间。该气体供应器会供应一气流给该空间。该气体具有第三温度，该第三温度低于该第一温度与该第二温度两者。该气体会协同该平板与该物体来创造一温度梯度，从而会创造一用来搬运该空间中之粒子使其远离该物体的热泳作用力。
文档编号H01L21/302GK1989452SQ200580024713
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月21日 优先权日2004年7月23日
发明者麦可·索盖德 申请人:株式会社尼康