用于运输自由基的装置和方法

用于运输自由基的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及用于运输自由基的装置。该装置包括等离子体发生器和导向体。等离子体发生器包括其中可以形成等离子体的室(2)。该室具有用于接收输入气体的进口(5)，和用于排除在室中产生的等离子体和自由基中的至少一者的一个或多个出口(6)。该导向体是中空的，且布置成朝向要除去的污染沉积物所在的区域或空间引导在等离子体中形成的自由基。该室进口连接到压力装置(40)，该压力装置用于向室中提供脉动的压力，以便在导向体中产生流。
【专利说明】用于运输自由基的装置和方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于运输自由基（例如，用于除去污染沉积物）的装置和方法。本发 明进一步涉及包括该种装置的带电粒子光刻系统。本发明进一步涉及用于连接到等离子室 的压力调节器。本发明进一步涉及用于运输自由基的方法。


【发明内容】

[0002] 带电粒子光刻系统的精确度和可靠性会因为污染受到负面影响。在该种光刻系统 中污染的重要原因是由污染物沉积的累积造成的。带电粒子是形成图案的子束的一部分， 并且是在系统中与系统中已经存在的碳氨化合物相交互而产生的。产生的电子束诱导沉积 巧BID)在系统的表面上产生含碳层。该层含碳材料影响射束稳定性。该种含碳层在带电粒 子射束和/或子束所通过的孔径中和孔径周围的累积还减小孔径尺寸，且使射束或子束穿 过该些孔径的传输减弱。因此，除去邸ID，尤其是除去碳氨化合物部分压力相对高和射束流 密度相对高的区域中的邸ID是非常令人期望的。
[0003] 该种沉积物可通过原子清洁来减少或除去。该可W通过使用等离子体发生器产生 与沉积物交互作用的原子流来实现。在那里提供的等离子体和原子，尤其是自由基的运输 经常是效率低下的，该可能导致清洁时段相对长，W及清洁质量不够，即，没有彻底地或充 分地将特定表面或特定容积上的污染物除去。


【发明内容】
[0004]
[0005] 本发明的目的是提供用于W更有效的方式例如朝向其中的污染沉积物要除去的 区域运输自由基的装置和方法。为了该个目的，本发明的一些实施例涉及用于运输自由基 的装置，该自由基例如用于除去污染沉积物，所述装置包括：等离子体发生器，其包括其中 可W形成等离子体的室，该室包括用于接收输入气体的进口，和用于移除在室中产生的等 离子体和自由基中的至少一者的一个或多个出口； W及中空的导向体，用于朝向要移除的 污染沉积物所在的区域或空间引导在等离子体中形成的自由基；其中所述室的进口连接到 压力装置，该压力装置用于向室中提供脉动的压力，W便在导向体中产生流。通过W脉动的 方式增大所述室2内部的压力，在其中生成的自由基不再W分子流状态（molecular flow regime)的方式移动，而是，它们W所谓的粘滞压力状态（viscous pressure regime)的方 式移动。在粘滞压力状态中，等离子体形成流，该流可W称为粘性流，该粘性流运输自由基。 在局部增大压力的该些时段中，自由基可被引导向导向体，该可W显著地提高自由基的W 及可选地提高的等离子体的转移的效率。结果是，穿过导向体朝向期望的位置（例如，污染 的区域）传送的原子自由基的数目增加。此外，通过提供W脉动方式局部增大压力的时段， 在导向体中等离子体消失（extinction)的可能的风险降低。
[0006] 优选地，压力装置是阀。阀使得能够快速打开和关闭进口，该使得能够W相对高的 频率提供脉动的压力。
[0007] 在一些实施例中，本发明涉及用于运输自由基的装置，该自由基例如用于除去污 染沉积物，该装置包括：等离子体发生器，包括其中可W形成等离子体的室，该室包括用于 接收输入气体的进口，和一个或多个出口，该出口用于排除在室中产生的等离子体和自由 基中的至少一者；W及中空的导向体，其连接到一个或多个室出口，用于朝向要除去的污染 沉积物所在的区域或空间引导在等离子体中形成的自由基；其中室内的压力可W临时增 大，W形成具有足够强度的流，W拖引自由基。导向体内部临时增大的压力可导致等离子体 消失。此外，该种压力增大可增强由于（例如因为H体交互（自由基+自由基+分子）导 致的）重组合造成的自由基减少。然而，即使在不太可能发生该些事件中的一者或两者的 环境下，因为压力增大而导致自由基从室朝向导向体出口的更加有效的转移会胜过由于临 时等离子体消失和/或重组合导致的自由基损失。具体而言，增大的压力可导致正被转移 的自由基的数目增加。如果压力增大具有脉动的性质，则等离子体消失的机会显著减少，使 得自由基运输的效率提高可W与在导向体中等离子体的幸存结合起来。
[0008] 在一些实施例中，本发明涉及用于运输自由基的装置，该自由基例如用于除去污 染沉积物，该装置包括：等离子体发生器，其包括其中可W形成等离子体的室，该室包括用 于接收输入气体的进口，和一个或多个出口，该出口用于排除在室中产生的等离子体和自 由基中的至少一者；中空的导向体，其连接到室的一个或多个出口，用于朝向要除去的污染 沉积物所在的区域或空间引导在等离子体中形成的自由基；W及压力调节器，其具有进口 和出口，该进口具有第一横截面面积，该出口具有第二横截面面积，第一横截面面积大于第 二横截面面积，压力调节器的进口连接到一个或多个室的出口，压力调节器的出口连接到 导向体；其中压力调节器配备有用于接收另外的进口气体的另外的进口。在漏斗压力调节 器中存在另外的进口使得独立地调整室内部和导向体内部的压力成为可能。导向体的传导 性现可W设计成使得导向体内部的压力低于最佳值。该最佳压力可通过经由压力调节器中 另外的进口引入附加气体来达到。该样，室中的压力于是可W优化成产生自由基，且导向体 内的压力可通过W下方式来优化，即对经由另外的进口对适当气体的供应进行控制W将自 由基引导向其出口。
[0009] 等离子体发生器的室可包括限流器，诸如有孔壁。该限流器帮助维持等离子体发 生器的室与压力调节器的出口所连接的环境（通常为真空环境）之间的压力差。压力调节 器的进口处的位置与导向体的出口之间的压力差帮助产生自由基的流，W及可选地还结合 有等离子体流。
[0010] 概括而言，上述装置增强了通过导向体的自由基运输的效率。
[0011] 本发明的一些实施例涉及用于连接到含有等离子体的室的压力调节器，该压力调 节器具有用于接收在其中产生的等离子体和自由基中的至少一者且具有第一横截面面积 的进口和具有第二横截面面积的出口，第一横截面面积大于第二横截面面积，压力调节器 的进口连接到等离子体室，压力调节器的出口可拆装地附接到中空体。压力调节器可采取 漏斗的形式。压力调节器可配备有用于接收另外的进口气体的另外的进口，例如为了实现 之前描述的目的。
[0012] 本发明的一些实施例涉及光刻系统，其包括；子束发生器，用于生成多个子束；多 个子束操纵器元件，用于操纵子束；W及如上述实施例中的一个实施例所述的装置，其中该 装置用于在其中生成等离子体和自由基，并用于将自由基引导到子束操纵器元件中的一个 或多个子束操纵元件的表面上。子束操纵器元件的示例包括，但不限于投射透镜结构和子 束调制结构。通过可选地与等离子体结合起来地引导自由基到子束操纵器元件中的一个或 多个子束操纵元件的表面上，污染沉积物可W有效的方式被局部去除。
[0013] 该光刻系统可W是带电粒子光刻系统。每个子束操纵器元件于是可W包括子束通 过的多个孔径。子束调制结构可W采取消隐器结构的形式，即多个消隐器构成的装置，该些 消隐器能够偏转一个或多个带电粒子子束。典型地，该消隐器是配备有第一电极、第二电极 和孔径的静电偏转器。该电极然后设置在孔径的相反的两侧上，用于产生跨越孔径的电场。 通常，第二电极是接地电极，即，连接到地电位的电极。在带电粒子光刻系统中，投射透镜结 构可包括一个或多个静电透镜阵列。
[0014] 在一些实施例中，光刻系统是极远紫外巧UV)光刻系统。在该种系统中，每个子束 操纵器元件可采取诸如镜子的反射元件的形式，其朝向可W是可控制的。
[0015] 本发明的一些实施例涉及用于运输自由基的方法，该方法包括：提供根据上述实 施例中的一个实施例所述的装置，使中空的导向体的端部靠近表面；将输入气体引入室中； 在室中形成等离子体和自由基；W及朝向中空的导向体的端部产生自由基的流。优选地，产 生流包括借助于诸如阀或粟的压力装置向室中提供脉动的压力。阀是非常有效的，因为其 操作很快，且可W相对高的频率工作。
[0016] 最后，本发明的一些实施例涉及用于运输自由基的方法，该方法包括：提供根据上 述实施例中的一个实施例所述的装置，使中空的导向体的端部靠近表面；将输入气体引入 室中；在室中形成等离子体和自由基；W及临时增大室内的压力，W形成具有足够力量的 流，W拖引自由基。

【专利附图】

【附图说明】
[0017] 现将参考附图描述本发明的实施例，该些实施例仅作为示例，在附图中：
[0018] 图1示意性示出了根据本发明实施例的用于运输自由基的装置；
[0019] 图2示出了根据本发明另一个实施例的用于运输自由基的装置；
[0020] 图3示出了在分子流状态中的一些示例性自由基轨迹；
[0021] 图4示出了在粘性流状态中的一些示例性自由基轨迹；
[0022] 图5a示意性示出了进一步包括压力装置的图1中的装置；
[0023] 图化示意性示出了进一步包括额外的进口的图5a中的装置；
[0024] 图6a示意性示出其中压力调节器配备有进一步的进口的装置的可替换实施例； [00巧]图化示意性示出图6a中使用的压力调节器的更详细的视图；
[0026] 图7示出带电粒子多子束光刻系统的实施例的简化示意图；
[0027] 图8示出模块化光刻系统的简化框图；
[0028] 图9示出用于运输自由基的装置的实施例的立面顶部视图；
[0029] 图10示出了包括图9中所示的装置的模块化光刻系统的剖视图；和
[0030] 图11示出了图9中所示装置的压力调节器与用于在图8中所示光刻系统中使用 的模块之间的连接的实施例的更详细视图。

【具体实施方式】
[0031] W下是对本发明不同实施例的描述，该些实施例仅作为示例且通过参考附图给 出。附图并未按比例绘制，且仅仅旨在用于说明性的目的。
[0032] 图I示意性示出了用于运输自由基的装置1，该自由基例如用于除去污染沉积物， 尤其是沉积在位于真空环境内的表面上的污染物。因为装置1使用等离子体进行工作，该 样的装置也称为等离子源。装置1包括射频（R巧等离子体发生器，其包括室2,该室2的外 侧围绕着RF线圈4。室2配备了进口 5,该进口 5用于允许诸如氧气的输入气体进入室2。 输入气体是要在室2中产生的自由基的前体，并且优选地是考虑到该些自由基的预计用途 来选择的。室2中的气体可W被给予通过线圈4施加的RF电压，W便产生包括自由基（例 如氧原子自由基）的等离子体。等离子体和自由基可经由一个或多个出口 6离开室2。
[0033] 装置1进一步包括压力调节器（诸如漏斗8)和导向体（诸如管子9)，用于集中和 朝向预定目的区域导向在室中产生的等离子体和自由基。导向体可W是直的，或者可W包 括一个或多个弯曲（bend),诸如弯曲11(图1中示出）或急弯（e化OW) 12(图2中示出）， W将等离子体引导到期望的方向。优选地，导向体是尽可能直的，W增加被转移通过导向体 的自由基的平均寿命。导向体具有出口 12,该出口 12可W设置在靠近要减少或除去的污染 沉积物的位置。典型地，出口 12直接接触真空环境。
[0034] 在一些实施例中，室2配备有限流器，诸如产生多个出口 6的有孔壁，该多个出口 可W采取孔径阵列的形式。该限流器帮助维持等离子发生器的室2与压力调节器的出口所 连接的环境（通常为真空环境）之间的压力差。压力调节器的进口处的位置与导向体的出 口之间的压力差帮助产生自由基的流。
[0035] 图2示出了用于运输自由基的装置1'。装置1'类似于图1中的装置1，不同之处 在于导向体采取了管子9的形式，该管子9包括转弯或急弯13,来替代图1中的装置中所示 的弯曲11。此外，图2示出在使得在室2中产生等离子体20的条件下工作的装置1'。将 能理解的是，图1中所示的装置可WW类似的方式工作。
[0036] 详细地，诸如氧气的输入气体被供应到室2，且RF线圈4被加电W通过感应方式加 热输入气体，并且在室2中产生等离子体20。等离子体20,具体而言是在其中产生的自由 基，可W如虚线箭头21示意性表示的那样离开室2,并流入漏斗8和管子9。
[0037] 在使用氧气的情况下，采用来自等离子体发生器1的氧自由基来除去或减少污染 沉积物（尤其是由邸ID污染物造成的）。在室2中产生的氧自由基经由漏斗8和导向体被 引导朝向待减少或除去的污染沉积物。漏斗8和/或导向体可由惰性材料，诸如石英或聚 四氣己帰（更众所周知的名字是Teflon饭）制成，或者漏斗8和/或导向体的内表面可W 涂敷有该种惰性材料，W抑制在它们与该些因素交互时氧原子自由基的消失。
[0038] 此后，将针对氧原子自由基来描述本发明的实施例。然而，将理解的是，本发明的 一些实施例可W采用其他自由基。此外，尽管参考了对自由基的运输，但该种参考并不排除 与自由基一起运输等离子体。
[0039] 为了从表面，例如在光刻系统中一个或多个子束操纵器元件的表面，除去电子射 束引起的沉积物（通常为"碳"），可W使用诸如氧原子自由基的自由基。该种氧原子自由 基可W在图1和图2中所示的装置i、r的室2内部产生。
[0040] 令人遗憾的是，在该些装置i、r中发现自由基的损耗很大，该是可W理解的，因为 在该些装置中的自由基是W所谓的分子流状态的方式运输的。在该种状态中，可W忽略自 由基与其他自由基的交互作用，但与壁的交互可能导致重组合（recombination)。此外，自 由基W随机的角度通过整个出口离开室2,并进入导向体，即图1、图2中的管子9。
[0041] 图3中用虚线15示出了在分子流状态中自由基的一些示例性轨迹。如图3中可 W看到，自由基可能根本没有进入导向体，而是"向回反弹"。
[0042] 发明人认识到自由基运输的效率取决于在整个装置l、r中使用的压力。室2内 部的压力决定了等离子体的效率W及在室中产生的自由基的数目。导向体（和漏斗8)内 部的压力决定了通过导向体运输自由基的效率。
[0043] 通过W脉动的方式增大室2内部的压力，在室中生成的自由基不再W分子流状态 的方式移动，而是W所谓的粘滞压力状态的方式移动。在粘滞压力状态中，等离子体形成 流，该流可W称为粘性流，其例如W图4中通过箭头示意性示出的方式运输自由基。在局部 增大压力的时段中，可朝向导向体引导自由基，该可W显著增加通过导向体朝向期望位置 (例如，污染区域）传递的原子自由基的数目。
[0044] 在一些实施例中，在导向体内部临时增大的压力导致等离子体消失。还有可能的 是，在一些实施例中，由于（例如因为H体交互（自由基+自由基+分子）导致的）重组合 造成的自由基减少会因为临时增大的压力而增大。然而，由于存在正在形成的流导致从室 2朝向管子出口 12传送的自由基的数目增多，该种增多会超过由于临时性的等离子体消失 和重组合导致的自由基损失。
[0045] 图5a示意性示出了图1的装置1，其进一步包括压力装置40,该压力装置40优选 地为阀，但可选地为另一种实体，诸如粟，该压力装置40可通过控制单元45来控制。控制 单元45可被配置成使室2中的压力临时增加，W形成强度足够大的流，用于将自由基从室2 拖引向管子出口 12。控制单元45可W直接控制诸如粟的压力装置40。然而，控制单元45 还可W控制一个或多个阀W控制该种粟与室2之间的连接。
[0046] 可将压力装置40控制成使得室中的压力经历周期性的压力脉动，即，W周期性的 方式临时增大压力。压力增大可导致临时允许更多的输入气体经由进口5进入室2中。可 替换地，该压力增大可通过经由一个或多个气体进口引入额外的输入气体来实现。
[0047] 可替换地，或者额外地，临时性压力增大可W通过引入另外的输入气体，例如氮气 来实现。该另外的输入气体可经由进口 5引入。可替换地，另外的输入气体可W经由室2 的附加进口 5'引入，如图化中所示。附加进口 5'可W连接到例如阀或粟的压力装置41， 并且可W由诸如控制单元45该样的控制单元控制。
[004引在图5a、图化的装置中，室2内部的和导向体（在该些实施例中为管子9)内部的 压力不能独立地进行调整。该两个压力均与一个或多个出口 6的传导性（comluctance)有 关，且与管子9自身的传导性有关。此外，如之前提到的，在该种装置中，在管子9内部临时 增大的压力可能导致等离子体消失。
[0049] 图6a示出装置的可替换实施例，其中诸如漏斗8的压力调节器配备有另外的进口 35,用于供应额外的输入气体，诸如氧气，或者诸如氮气的缓冲气体。此后，经由另外的进口 35供应的气体将称为另外的进口气体。图化中更详细地示出了图6a的漏斗8。在漏斗8 中存在另外的进口 35使得独立地调整室2内部和管子9内部的压力成为可能。管子9的 传导性现可W设计成使得管子9内部的压力低于最佳值。该最佳压力则可通过经由另外的 进口 35引入附加气体来达到。室2中的压力于是可W优化成产生自由基，且导向体内的压 力可通过W下方式来优化，即对经由另外的进口 35对适当气体的供应进行控制W将自由 基引导向其出口。实现另外的进口 35还可W降低等离子体在管子9中消失的风险。另外 的进口 35可W连接到压力装置，诸如阀或粟。压力装置可W连接到控制单元，诸如控制单 元45。
[0050] 图7示出了带电粒子多子束光刻系统51的实施例的简化示意图。该种光刻系统例 如在均授让于本申请的 申请人:的美国专利第6, 897, 458号、第6, 958, 804号、第7, 084, 414 号和第7, 129, 502号中进行了描述，该些专利通过参考全文并入本文中。
[0051] 该种光刻系统51适宜地包括产生多个子束的子束发生器、图案化子束W形成经 调制的子束的子束调制器，和将经调制的子束投射到目标表面上的子束投射器。
[0052] 子束发生器典型地包括源和至少一个射束分裂器。图7中的源是电子源53,该电 子源53被布置成产生基本上均匀的、扩张的电子射束54。电子射束54的射束能量优选地 维持成相当低，在大约1至IOkeV的范围内。为了实现此目的，加速电压优选地是较低的， 并且电子源53可相对于地电位的目标被保持在大约-1至-IOkV之间的电压，但还可W使 用其他设置。
[0053] 在图7中，来自电子源53的电子射束54经过用于使电子射束54准直的准直仪透 镜55。准直仪透镜55可W是任何类型的准直光学系统。在准直之前，电子射束54可通过 双八极（double octople)(未不出）。
[0054] 随后，电子射束54撞击到射束分裂器（在图7的实施例中为孔径阵列56)上。孔 径阵列56优选地包括具有通孔的板。孔径阵列56布置成阻挡部分射束54。此外，阵列56 允许多个子束57通过，W便产生多个平行的电子子束57。
[00巧]图7的光刻系统51生成大量的子束57,优选地为大约10, 000至1，000, 000个子 束，但是当然也可W生成更多的或更少的子束。要注意的是，也可W使用其他已知方法来生 成准直子束。第二孔径阵列可添加到系统中，W便从电子射束54产生分射束，W及从分射 束生成电子子束57。该允许在更下游的位置操纵分射束，该证明是对系统操作有利的，尤其 是在系统中的子束数目为5, 000或更多的时候。
[0056] 子束调制器，图7中示出为调制系统58,典型地包括子束消隐器阵列59 W及子束 停止阵列70,该子束消隐器阵列59包括多个消隐器的装置。消隐器能够偏转电子子束57 中的一个或多个。在本发明的实施例中，消隐器更具体地是配备有第一电极、第二电极和孔 径的静电偏转器。电极于是设置在孔径的相反侧，用于生成横跨孔径的电场。通常，第二电 极是接地电极，即连接到地电位的电极。
[0057] 为了将电子子束57聚焦在消隐器阵列50的平面内，光刻系统可进一步包括聚光 透镜阵列（未示出）。
[0058] 在图7的实施例中，子束停止阵列70包括用于允许子束通过的孔径的阵列。子束 停止阵列70的基本形式包括配备有通孔的基板，该通孔典型地为圆形的孔，但也可W使用 其他形状。在一些实施例中，子束停止阵列70的基板由具有有规则地间隔开的通孔阵列的 娃晶圆形成，并且可W涂敷有金属表面层W防止表面充电。在一些另外的实施例中，该金属 可W是不形成原生氧化层的类型，诸如CrMo。
[0059] 子束消隐器阵列59和子束停止阵列70 -起工作，W阻挡子束57或允许子束57 通过。在一些实施例中，子束停止阵列70的孔径与子束消隐器阵列59中的静电偏转器的 孔径对齐。如果子束消隐器阵列59偏转子束，则该子束就不会通过子束停止阵列70中的 相应孔径。相反，该子束会被子束阻挡阵列70的基板阻挡。如果子束消隐器阵列59不偏 转子束，则该子束会通过子束停止阵列70中的相应孔径。在一些可替换的实施例中，子束 消隐器阵列59与子束停止阵列70之间的配合使得消隐器阵列59中的偏转器对子束的偏 转导致子束通过子束停止阵列70中的相应孔径，而不偏转导致子束被子束停止阵列70的 基板所阻挡。
[0060] 调制系统58被布置成基于控制单元60提供的输入将图案添加到子束57。控制单 元60可包括数据存储单元61、读出单元62和数据转换器63。控制单元60可远离系统剩 余部分定位，例如清洁室内部W外。通过使用光纤64,包含图案数据的经调制的光射束74 可W发送到投射器65,该投射器65将来自光纤阵列（示意性示出为板75)内的光纤的端部 的光投射到光刻系统51的电子光学部分，由虚线框和参考数字78示意性表示。
[0061] 在图7的实施例中，经调制的光射束被投射到子束消隐器阵列59。更具体而言，来 自光纤端部的经调制的光射束74被投射到位于子束消隐器阵列59上的相应感光元件上。 感光元件可布置成将光信号转换成不同类型的信号，例如，电信号。经调制的光射束74承 载图案数据的一部分，该图案数据用于控制连接到相应感光元件的一个或多个消隐器。适 宜地，为了将光射束74投射到相应的感光元件上，可使用诸如投射器65该样的光学元件。 此外，为了允许W适当的入射角投射光射束74,可包括镜子，该镜子例如适当地放置在投射 器65与子束消隐器阵列59之间。
[0062] 可W在控制单元60的控制下通过投射器定位装置77使投射器65与板75适当对 齐。结果是，投射器65与子束消隐器阵列59内的感光元件之间的距离也可W改变。
[0063] 在一些实施例中，可W通过光波导将光射束至少部分地从板朝向感光元件传送。 光波导可W将光引导到非常接近感光元件的位置，适宜地为距离小于一厘米处，优选地为 毫米级距离。光波导与相应感光元件之间的短距离降低了光损失。另一方面，使用位于远 离可能被带电粒子射束占据的空间的位置处的板75和投射器65带来的好处在于，使子束 干扰最小化，并且子束消隐器阵列59的构造较不复杂。
[0064] 子束投射器将离开子束调制器的经调制子束投射到目标84的目标表面73上形成 斑点。子束投射器典型地包括用于使经调制的子束扫描过目标表面73的扫描偏转器和用 于将经调制的子束聚焦到目标表面73上的投射透镜系统。该些部件可存在于单端模块中。
[0065] 该种端模块（end mo化Ie)优选地构造成可插入、可替换的单元。该端模块因此可 W包括偏转器阵列71和投射透镜装置72。可插入、可替换的单元还可W包括W上针对子束 调制器讨论的子束停止阵列70。在离开端模块之后，子束57撞击到定位在目标平面的目标 表面73上。对于光刻应用，目标经常包括配备有带电粒子敏感层（sensitive layer)或抗 蚀层（resist layer)的晶圆。
[0066] 偏转器阵列71可采取扫描偏转器阵列的形式，该扫描偏转器阵列布置成使通过 子束停止阵列70的每个子束57偏转。偏转器阵列71可包括多个静电偏转器，其实现了对 相对小的驱动电压的应用。尽管偏转器阵列71被绘制在投射透镜装置72的上游，但偏转 器阵列71也可W定位在投射透镜装置72与目标表面73之间。
[0067] 投射透镜装置72布置成在子束57由偏转器阵列71偏转之前或之后聚焦子束57。 优选地，该聚焦导致几何斑点的直径大小为约10至30纳米。在该种优选实施例中，投射透 镜装置72优选地布置成提供大约100至500倍的缩小，最优选的是该倍数尽可能得大，例 如在300至500倍的范围内。在此优选实施例中，投射透镜装置72可W有利地设置在接近 目标表面73的位置。
[0068] 在一些实施例中，射束保护器（未示出）可设置在目标表面73与投射透镜装置72 之间。该射束保护器可W是配备有多个适当定位的孔径的铅或板。该射束保护器布置成 在释放的抗蚀颗粒能够到达光刻系统51中的任意一个敏感元件之前吸收该释放的抗蚀颗 粒。
[0069] 投射透镜装置72因此可W确保目标表面73上的单个像素的斑点尺寸是正确的， 而偏转器阵列71可W通过适当的扫描操作确保像素在目标表面73上的位置在微尺度级别 是正确的。具体而言，偏转器阵列71的操作使得像素适合于最终构成目标表面73上的图 案的像素栅格中。将可W理解，在目标表面73上的像素的微尺度定位是通过存在于目标84 下方的晶圆定位系统来适当实现的。
[0070] 通常，目标表面73包括在基板顶部上的抗蚀膜。抗蚀膜的多个部分将通过应用带 电粒子（即，电子）的子束来W化学方法修改。该样做的结果是，膜被福射的部分将或多或 少地可W溶解在显影剂中，从而在晶圆上产生抗蚀剂图案。晶圆上的抗蚀剂图案可W随后 被转印到下面的层，即通过半导体制造领域已知的执行过程（implementation)、蚀刻和/ 或沉积步骤来实现。显然，如果福射不均匀，则抗蚀剂不能W均匀的方式显影，从而导致图 案的错误。因此高品质的投影与得到提供可再生的结果的光刻系统有关。不应由于偏转步 骤产生福射的差异。
[0071] 尽管具体参考了带电粒子多子束光刻系统，但本发明的一些实施例可W涉及其他 类型的光刻系统，诸如使用极远紫外巧UV)福射来达到曝光目的的光刻系统。在EUV光刻 系统中，诸如镜子该样的反射表面用于产生图案化的或经调制的福射射束，或者用于影响 子束的轨迹，使得所选子束到达要曝光的目标，典型的为配备有适宜的抗蚀剂层的晶圆。
[0072] 图8示出了模块化光刻系统的简化框图。光刻系统优选地W模块化方式设计，W 允许维护较简便。主要的子系统优选地构造在独立式的且可拆除的模块中，使得它们能够 从光刻机器上拆除，而对其他子系统的干扰尽可能得少。该对于装入真空室中的光刻机器 而言是尤其有利的，在真空室中对机器的接近受到限制。因此，有缺陷的子系统可W快速拆 除和替换，而不必须要断开或干扰其他系统。
[0073] 在图8中所示的实施例中，该些模块化子系统包括照明光学模块201、孔径阵列和 聚光透镜模块202、射束切换模块203和投射光学模块204。其中照明光学模块201包括带 电粒子射束源101和射束准直系统102,孔径阵列和聚光透镜模块202包括孔径阵列103 和聚光透镜阵列104,射束切换模块203包括子束消隐器阵列105,而投射光学模块204包 括射束停止阵列108、射束偏转器阵列109和投射透镜阵列110。模块可设计成滑入对准框 架中和从对准框架中滑出。在图8中所示的实施例中，对准框架包括对准内副框架205和 对准外副框架206。投射光学模块204可借助于一个或多个弯曲部分连接到对准内副框架 205和对准外副框架中的至少一个。
[0074] 在照明光学模块201、孔径阵列和聚光透镜模块202、射束切换模块203和投射光 学模块204中的上述部件可布置成与关于图7的光刻系统1的类似部件的功能性相应地进 行工作。
[00巧]在图8的实施例中，框架208通过振动衰减固定架207支撑对准副框架205和206。 在此实施例中，晶圆130置于晶圆台209上，该晶圆台209继而安装在另外的支撑结构210 上。晶圆台209和另外的支撑结构210的组合在下文中还可称为卡盘210。卡盘210位于 在分级短冲程（stroke) 211和长冲程212上。光刻机器装入真空室250中，真空室250优 选地包括高导磁合金（mu metal)屏蔽层215。该机器置于由框架构件221支撑的底板220 上。
[0076] 每个模块为了其工作可能需要大量的电信号和/或光信号W及电能。真空室内的 模块从一个或多个控制系统224接收该些信号，该控制系统224典型地位于真空室外部。真 空室250包括开口，该开口被称为端口，用于允许承载来自控制系统的信号的电缆进入真 空外壳中，同时在电缆周围维持真空密封。每个模块优选地具有通过专用于该模块的一个 或多个端口布线的电的、光学的和/或电力缆线连接的集合。该使得用于特定模块的电缆 能够在不干扰任意其他模块的电缆的情况下被断开、拆除和替换。在一些实施例中，接插板 可设置在真空室250内。接插板包括一个或多个连接器，用于可拆装地连接模块的一个或 多个连接。一个或多个端口可用于允许可拆除模块的一个或多个连接进入真空室中。
[0077] 图9示出了用于除去污染沉积物的装置300的实施例的立面顶部视图。该装置 300包括室302,在室302中可形成等离子体，该室302可W连接到漏斗308形式的压力调 节器。漏斗308配备有狭缝307a、30化形式的两个出口。
[007引图10示出了模块化光刻系统的截面图，该系统包括图9中所示的用于除去污染沉 积物的装置。在所示实施例中，模块化光刻系统是参考图8讨论的系统。室302,在此特定 实施例中还有漏斗308,集成到对准框架208中，用于容纳模块中的一个或多个。该装置进 一步包括连接到狭缝307a的第一管子309a和连接到狭缝30化的第二管子309b。第二管 子309b的出口接近于投射光学模块204的表面。第一管子309a布置成将自由基传送到另 一个模块，例如在图8的模块化光刻系统中的射束切换模块203。
[0079] 图11示出了在漏斗308与投射光学模块204之间使用管子309b的连接的实施例 的更详细视图。类似的连接可W在漏斗308与其他模块之间形成。在所示的连接中，管子 309b可卡在狭缝30化的延伸部分上。压力调节器出口 30化因此配备了延伸部分，导向体， 即图11中的管子309b可拆装地附接到其上。
[0080] 此外，可提供护罩（cover)400,该护罩400可放在实际连接的位置上W减少诸如 原子自由基该样的粒子朝向管子周围的泄露。护罩400可W是可滑动的护罩。
[0081] 管子309b优选地是尽可能地直，W使原子自由基与管子309b的内壁的交互最小 化。在此特定实施例中，投射光学模块204被安装到模块板410上，且管子309b穿过板子 410。该种构造减少了由板子410和管子309b占据的空间。
[0082] 通过参考W上讨论的某些实施例对本发明进行了描述。将能意识到，该些实施例 可W接受本领域技术人员公知的各种修改和可替换形式，而不会脱离本发明的范围，本发 明的范围在所附权利要求中定义。
【权利要求】
1. 用于运输自由基的装置（1 ;Γ )，该装置包括： 等离子体发生器，包括其中可以形成等离子体的室（2)，该室包括用于接收输入气体 的进口（5)，和用于排除在室中产生的等离子体和自由基中的至少一者的一个或多个出口 ⑶；以及 中空的导向体（9)，用于朝向要除去的污染沉积物所在的区域或空间引导在所述等离 子体中形成的自由基； 其中所述室的进口连接到压力装置（40)，该压力装置用于向所述室中提供脉动的压 力，以便在所述导向体中产生流。
2. 如权利要求1所述的装置，其中所述压力装置是阀。
3. 用于运输自由基的装置（1 ;1'），该装置包括： 等离子体发生器，包括其中可以形成等离子体的室（2)，该室包括用于接收输入气体的 进口（5)，和一个或多个出口（6)，该出口用于排除在室中产生的等离子体和自由基中的至 少一者；以及 中空的导向体（9)，其连接到所述室的一个或多个出口，用于朝向要除去的污染沉积物 所在的区域或空间引导在所述等离子体中形成的自由基； 其中所述室内的压力可以临时增大，以形成具有足够强度的流，以拖引自由基。
4. 如权利要求3所述的装置，其中所述临时的压力增大被周期性执行。
5. 如前述权利要求中任一项所述的装置，进一步包括压力调节器（8)，该压力调节器 (8)具有进口和出口，所述进口具有第一横截面面积，所述出口具有第二横截面面积，所述 第一横截面面积大于所述第二横截面面积，所述压力调节器的进口连接到所述一个或多个 室的出口，所述压力调节器的出口连接到所述导向体。
6. 如权利要求5所述的装置，其中所述压力调节器配备有用于接收另外的进口气体的 另外的进口（35)。
7. 用于运输自由基的装置（1;Γ)，该装置包括： 等离子体发生器，包括其中可以形成等离子体的室（2)，该室包括用于接收输入气体的 进口（5)，和一个或多个出口（6)，该出口用于排除在室中产生的等离子体和自由基中的至 少一者； 中空的导向体（9)，其连接到所述室的一个或多个出口，用于朝向要除去的污染沉积物 所在的区域或空间引导在所述等离子体中形成的自由基；以及 压力调节器（8)，具有进口和出口，所述进口具有第一横截面面积，所述出口具有第二 横截面面积，所述第一横截面面积大于所述第二横截面面积，所述压力调节器的进口连接 到所述一个或多个室的出口，所述压力调节器的出口连接到所述导向体； 其中所述压力调节器配备有用于接收另外的进口气体的另外的进口（35)。
8. 如权利要求5至7中任一项所述的装置，其中所述压力调节器采取漏斗（8)的形式。
9. 如权利要求5至8中任一项所述的装置，其中所述压力调节器的出口配备有所述导 向体可拆装地附接到其上的延伸部分。
10. 如权利要求9所述的装置，进一步包括护罩（400)，用于放置在所述导向体与所述 压力调节器的出口的延伸部分之间的连接上。
11. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述中空的导向体采取管子（9)的形 式。
12. 如权利要求11所述的装置，其中所述管子具有弯曲（11)或转弯（13)。
13. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述等离子体发生器进一步包括围绕 在所述室外侧的射频线圈（4)，用于在所述室内生成等离子体。
14. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述室配备有限流器，诸如有孔壁。
15. 用于连接到含有等离子体的室的压力调节器，所述压力调节器具有进口和出口，所 述进口用于接收在室中产生的等离子体和自由基中的至少一者，且具有第一横截面面积， 所述出口具有第二横截面面积，所述第一横截面面积大于所述第二横截面面积，所述压力 调节器的进口连接到等离子体室，所述压力调节器的出口可拆装地附接到中空体。
16. 如权利要求15所述的压力调节器，其中所述压力调节器采取漏斗（8)的形式。
17. 如权利要求16或17所述的压力调节器，其中所述压力调节器配备有用于接收进口 气体的另外的进口（35)。
18. 光刻系统，包括： 子束发生器，用于生成多个子束； 多个子束操纵器元件，用于操纵所述子束；以及 如权利要求1至14中任一项所述的装置，其中所述装置用于在其中生成等离子体和自 由基，并用于将所述自由基引导到所述子束操纵器元件中的一个或多个子束操纵元件的表 面上。
19. 如权利要求18所述的光刻系统，其中所述光刻系统是带电粒子光刻系统，并且其 中每个子束操纵器元件包括由子束通过的多个孔径。
20. 如权利要求18或19所述的光刻系统，其中所述光刻系统是包括多个独立式的且可 拆装的模块的模块化光刻系统，每个模块包括所述子束操纵器元件中的一个或多个。
21. 如权利要求20所述的光刻系统，进一步包括用于容纳所述模块中的一个或多个的 对准框架（208)。
22. 如权利要求21所述的光刻系统，其中所述装置的室被集成到所述对准框架中。
23. 用于运输自由基的方法，该方法包括： 提供如权利要求1至14中任一项所述的装置，使所述中空的导向体的端部靠近所述表 面； 将输入气体引入所述室中； 在所述室中形成等离子体和自由基；以及 朝向所述中空的导向体的端部产生自由基的流。
24. 如权利要求23所述的方法，其中产生流包括借助于诸如阀的压力装置向所述室中 提供脉动的压力。
25. 用于运输自由基的方法，该方法包括： 提供如权利要求1至14中任一项所述的装置，使所述中空的导向体的端部靠近所述表 面； 将输入气体引入所述室中； 在所述室中形成等离子体和自由基；以及 临时增大所述室内的压力，以形成具有足够强度的流，以拖引自由基。
26. 如权利要求25所述的方法，其中临时地增大所述压力被周期性执行。
27. 如权利要求26所述的方法，其中临时地增大所述压力是借助于诸如阀的压力装置 执行的。
28. 如权利要求23至27中任一项所述的方法，其中所述装置的等离子体发生器包括围 绕所述室的外侧的射频线圈（4)，并且其中形成等离子体包括使所述射频线圈通电。
29. 如权利要求25至27中任一项所述的方法，其中所述装置的等离子体发生器包括围 绕所述室的外侧的射频线圈（4)，并且其中形成等离子体包括使所述射频线圈通电，并且其 中在压力增大期间关断所述射频线圈。
30. 如权利要求23至29中任一项所述的方法，其中所述装置进一步包括压力调节器， 所述压力调节器具有进口和出口，所述进口具有第一横截面面积，所述出口具有第二横截 面面积，所述第一横截面面积大于所述第二横截面面积，所述压力调节器的进口连接到所 述一个或多个室的出口，所述压力调节器的出口连接到所述导向体，其中所述压力调节器 配备有另外的进口，并且其中所述方法进一步包括通过所述另外的进口引入另外的进口气 体。
31. 如权利要求30所述的方法，其中所述另外的进口气体是氮气或氧气。
32. 如权利要求23至31中任一项所述的方法，其中所述输入气体是氧气。
【文档编号】H01J37/317GK104321701SQ201380025372
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月20日 优先权日:2012年3月20日
【发明者】P.克鲁伊特, M.斯米茨 申请人:迈普尔平版印刷Ip有限公司