CN102621817A - 沉积物去除、光学元件保护方法、器件制造法和光刻设备 - Google Patents

沉积物去除、光学元件保护方法、器件制造法和光刻设备 Download PDF

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Abstract

沉积物去除、光学元件保护方法、器件制造法和光刻设备本发明提供了一种去除包括光学元件的设备的光学元件上沉积物的方法，该方法包括在该设备的至少一部分内提供含有H2的气体；从含H2气体中的H2产生氢自由基；以及使具有沉积物的光学元件与至少部分氢自由基接触，并且去除沉积物的至少一部分。此外，本发明提供了一种包括光学元件的设备的光学元件的保护方法，该方法包括：通过沉积过程向光学元件提供盖层；和在设备使用期间或使用之后，在如上所述的去除过程中，从光学元件上去除盖层的至少一部分。该方法可用在光刻设备中。

Description

沉积物去除、光学元件保护方法、器件制造法和光刻设备
技术领域
本发明涉及一种去除光学元件上沉积物的方法、一种光学元件的保护方法、一种器件制造方法、一种包括光学元件的设备、以及光刻设备。
背景技术
光刻设备是一种将所需的图形施加到衬底上，通常施加到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可用于制造集成电路(ICs)。在这样的实例中，还被称为掩模或光刻版的图形化工具可用于生成待形成在IC的各层上的电路图形。该图形可被转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或几个芯片的部分)上。图形的转印一般通过在提供在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上成像实现。通常，单个衬底包含连续图形化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包含步进器，其中通过将整个图形一次曝光到目标部分上而辐射各个目标部分；和扫描器，其中通过给定方向(“扫描”方向)上的辐射光束扫描图形同时平行或反平行于该方向同步扫描衬底，来辐射各个目标部分。也可能通过将图形压印到衬底上而将图形从图形化工具转印到衬底上。
在光刻设备中，可被成像到衬底上的特征的尺寸，受投影辐射的波长限制。为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电路，希望能够成像更小的特征。虽然大多数目前的光刻投影设备使用由汞灯或准分子激光器产生的紫外光，但是已经提出，使用更短波长的辐射，例如约13nm。该辐射被称为极紫外(EUV)或软X射线，可能的光源包括例如产生激光的等离子体源、放电等离子体源、或电子存储环中的同步加速器辐射。
EUV辐射源通常为等离子体源，例如产生激光的等离子体源或放电源。任何等离子体源的公共特征是快离子和原子的固有产生，这些快离子和原子在所有方向上从等离子体排出。这些粒子对于通常为多层反射镜的有易碎表面的聚光镜和会聚镜有破坏性。由于从等离子体排出的粒子的撞击或溅射，该表面逐渐劣化，并且反射镜的使用寿命因此降低。溅射效应对于会聚镜是特殊的问题。该反射镜的目的是，收集由等离子体源在所有方向上发射的辐射和将其引向照明***的其它反射镜。会聚镜的位置很接近等离子体源，并且和等离子体源在同一直线上，因此接收来自等离子体的大通量的快粒子。***内的其它反射镜通常被从等离子体排出的粒子的溅射损坏程度较低，因为它们可某种程度地被遮挡。
为了避免碎片颗粒对聚光镜的损坏，美国专利申请公开2002/0051124A1披露了一种反射镜表面上的盖层，用以保护反射镜免受由从等离子体源排出的快离子和原子导致的损坏。将碳氢化合物加入到含有反射镜的空间，并且它们物理或化学地吸附到反射镜的表面上，并由此在表面上形成保护层。该表面层由以下物质组成：碳氢化合物分子和***内可能存在的作为杂质的其它污染物颗粒，以及从气源被引入到***内的任何其它分子。当由等离子体产生的快离子和原子碰撞反射镜表面时，它们就接触保护层，由此从盖层除去碳氢化合物分子，并且对于反射镜表面本身的损坏得以避免。可使用动态的盖层。这是一个不断被溅射掉并被其它分子取代的盖层，由此，层的厚度基本保持恒定或在可接受的范围内。为了实现这点，监测反射镜的反射率和/或空间的背景压强。
在不久的将来，极紫外(EUV)源可利用锡或另一种金属蒸气产生EUV辐射。锡可能泄漏到光刻设备中，并沉积在光刻设备中的反射镜上，例如辐射收集器的反射镜上。该辐射收集器的反射镜被预见是多层的且可以有用钌(Ru)制成的EUV反射顶层。在反射Ru层上超过约10nm的锡(Sn)沉积层将与大块Sn以同样方式反射EUV辐射。设想，一个10nm的Sn层被很迅速地沉积在基于Sn的EUV源附近。聚光器的总体传送将明显降低，因为锡的反射系数比钌的反射系数低得多。例如美国专利申请2002/0051124A1的方法并不适合从诸如反射镜表面之类的光学元件表面上去除Sn沉积物，也不适合从光学元件上去除例如Si沉积物。美国专利申请公开2002/0051124A1也没有解决粒子的溅射和光学元件上的其它污染物。因此希望有一种改进的方法来解决该问题。
发明内容
本发明的一个方面是，提供一种去除包括光学元件的设备的光学元件上的沉积物的方法。本发明的另一方面是，提供一种保护包括光学元件的设备的光学元件的方法。本发明的又一方面是，提供一种器件的制造方法。本发明的另一方面是，提供一种可应用本发明方法的包括光学元件的设备，例如光刻设备。
根据本发明的实施例，一种用于去除包括光学元件的设备的光学元件上沉积物的方法，包括：在该设备的至少一部分内提供含H2气体；用含H2气体中的H2生成氢自由基；以及使具有沉积物的光学元件与至少部分氢自由基接触，并去除至少部分沉积物。
在另一个实施例中，沉积物包括选自于B、C、Si、Ge和Sn的一种或多种元素。例如，C(碳)可以是由于在诸如光刻设备的设备中不希望存在的碳氢化合物而导致的光学元件上的沉积物，但是也可以是作为保护盖层故意存在的。Si(硅)也可以是作为保护盖层故意存在的，然而Sn(锡)由于产生Sn的源而存在。此外，Si可由于抗蚀剂的脱气而作为沉积物存在。在另一实施例中，至少部分氢自由基是利用一个或多个选自于热灯丝、等离子体、辐射和用于将H2转变为氢自由基的催化剂的基团形成装置，从含有H2的气体中的H2产生的。氢自由基与Sn(或Sn氧化物)、C、Si(或Si氧化物)等反应，生成可通过诸如排气来去除的挥发性氢化物。已被氧化或至少部分地作为氧化物存在的、作为沉积物或保护层的Sn和Si可被分别还原为元素Sn和Si，并且可以作为卤化物或氢化物而被去除。因此，在又一个实施例中，含H2气体可包括卤族气体。卤素可以形成挥发性卤化物，并且可以改进诸如Sn和Si沉积物的去除。
根据本发明的实施例，一种用于保护包括光学元件的设备的光学元件的方法包括：利用沉积工艺向光学元件提供盖层；以及在设备使用期间或之后，在包括在设备的至少一部分中提供含H2气体的去除过程中，从光学元件上去除至少部分盖层；用含H2气体中的H2产生氢自由基；以及使具有盖层的光学元件与至少部分氢自由基接触并去除该盖层的至少一部分。
在另一个实施例中，通过沉积工艺向光学元件提供盖层的过程包括：提供包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素的原材料；从原材料提供包括能够提供沉积物的、选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素的物质；以及使能产生沉积物的物质与光学元件的至少一部分接触。
在另一个实施例中，通过沉积工艺向光学元件提供盖层的过程包括：提供包括选自于组B、C、Si和Ge的一种或多种元素的气体；从所述气体提供包括能产生沉积物的、选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素的物质；以及使能产生沉积物的物质与光学元件的至少一部分接触。
沉积物可用作盖层。可用于提供盖层的物质是诸如Si和C，以及B(硼)或Ge(锗)原子和颗粒，并且例如SiH2的中间产物也可形成(Si)沉积物。由此，原材料可以包括气体，例如包括氢化硼、碳氢化合物、硅烷或氢化锗或它们中两个或多个的组合。在本发明的一个实施例中，能提供沉积物的物质是通过热灯丝、等离子体或辐射提供的。在另一个实施例中，盖层由热灯丝沉积物生成，在另一个实施例中，盖层由选自于B(由如BH3的氢化硼衍生)、C(由诸如碳氢化合物(例如CH4)衍生)、Si(由例如硅烷(如SiH4)衍生)、Ge(由例如氢化锗(如GeH4)衍生)的一种或多种元素的热灯丝沉积生成。在另一个实施例中，不是用化学气相沉积，而是利用物理气相沉积来提供能提供沉积物的物质，并且代替气体，还可将例如Si和Ge的氧化物或金属用作原材料。元素Si和Ge被蒸发或溅射离开作为能沉积到光学元件上的物质。由此，在一个实施例中，盖层包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素。
在本发明的另一个实施例中，设备是光刻设备。此外，在本发明的另一个实施例中，光学元件包括反射镜或光栅，例如聚光镜或多层反射镜。在另一个实施例中，光学元件包括传感器或光刻版。
在另一个实施例中，设备被设计成利用辐射束来照射光学元件。在另一个实施例中，光学元件包括传感器，并被设计成对准其它光学元件或该设备的部件(例如掩模、波形转换器、掩模台、晶片台等)。包括光学元件的设备可被设计成提供辐射束，如光刻设备。在另一个实施例中，光学元件包括被设计成测量其它光学元件的性能(例如聚光镜的反射光学分性能)的传感器。在又一个实施例中，辐射包括具有选自于5-20nm范围的波长的EUV辐射。在又一个实施例中，辐射包括具有选自于365nm、248nm、193nm、157nm、126nm的波长的辐射，但是辐射也可以包括可用于光刻应用的其它波长。
在使用光学元件期间或之后，盖层可被部分或全部去除。在一个实施例中，设备的使用包括利用辐射束照射光学元件，例如光刻设备的使用采用EUV辐射。由于例如Sn的沉积和/或部分保护层的溅射离开，在使用期间盖层可能被例如来自于源的Sn颗粒所损坏。因此，在使用后或甚至在使用期间，盖层都可以至少部分地被去除或在光学元件上或者在光学元件上部分被去除的盖层上，可生成新的盖层。因此，在另一个实施例中，在设备使用的至少一部分期间，Sn沉积在至少部分保护层上或去除至少部分保护层。由此，在另一实施例中，沉积物至少包括Sn，并且在其上的变化中盖层至少包括Sn。在使用期间，沉积和去除两个过程都可发生，由此提供被损坏的盖层。在另一实施例中，在设备使用的至少一部分期间，Si沉积在至少部分盖层上，例如这是由于抗蚀剂的脱气。因此，在另一个实施例中，沉积物至少包括Si，并且在其上的变化中盖层至少包括Si。
在另一个实施例中，在去除过程中通过蚀刻去除盖层，在又一个实施例中，在去除过程中通过将盖层与氢自由基接触而去除盖层。氢自由基可用不同的方式产生。在根据本发明方法的一个实施例中，至少部分氢自由基是用选自于用于将H2转换为氢自由基的热灯丝、等离子体、辐射和催化剂的一个或多个基生成装置，由含有H2气体中的H2生成，所述催化剂将H2分解为吸附到催化剂表面上的H基或H原子。该催化剂可包括基于过渡金属的催化剂，例如包括Pd、Pt、Rh、Ir和Ru的催化剂。催化剂也可包括Ru层，例如掠入射反射镜或多层的表面，其中在顶层中包含Ru。产生基团的辐射可包括诸如EUV辐射、DUV辐射、UV辐射的辐射，例如包括波长选自于193nm、157nm和126nm的辐射的辐射，该辐射可包括诸如电子束或电离辐射的辐射，这样使得可从氢气形成氢自由基。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种方法，其中从包括光学元件的设备外部提供盖层的至少一部分，并且根据另一实施例，提供了这样一种方法：其中从包括光学元件的设备外部去除盖层的至少一部分。
根据本发明另一实施例，一种器件制造方法包括：提供包括照明***和投影***的光刻设备，该光刻设备还包括光学元件；将图形化辐射束辐射到至少部分地由辐射敏感材料层覆盖的衬底的目标部分上；通过沉积工艺向光学元件提供盖层；以及在设备的使用期间或之后，在包括在设备的至少一部分内提供含有H2的气体的去除过程中，从光学元件上去除至少部分盖层；从含H2气体中的H2产生氢自由基；以及将具有盖层的光学元件与至少部分氢自由基接触，并去除至少部分盖层。
根据本发明的再一个实施例，一种设备包括光学元件；入口，设置成在设备的至少一部分内提供含H2的气体；以及氢自由基发生器，设置成从含H2气体中的H2生成氢自由基。
根据本发明另一实施例，设备包括光学元件；入口，设置成在设备的至少一部分中提供含H2气体；以及氢自由基发生器，其被设置为从含H2气体中的H2生成氢自由基；以及沉积物发生器，其中沉积物包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素。
根据本发明的再一个实施例，氢自由基发生器包括选自于设置成将H2转化为氢自由基的能被加热的灯丝、等离子体发生器、辐射源以及催化剂的基团形成装置。在顶层中包括Ru。辐射源可是一种被设置为产生诸如EUV辐射、DUV辐射、UV辐射的辐射，例如包括波长选自于193nm、157nm、126nm的辐射的辐射的源，该辐射源可产生诸如电子束或电离辐射之类的辐射，这样使得可由氢气生成氢自由基。在另一个实施例中，光刻设备的源被用作产生基团的辐射源。
根据另一个实施例，沉积物发生器被设置为生成包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素的沉积物，并包括选自于能被加热的灯丝、用于生成等离子体的发生器和辐射源的装置。
根据本发明另外一个实施例，一种设备包括入口，其被设置用于提供包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素的气体。该气体能被引入，使得能够例如通过热灯丝产生物质，从而在光学元件上生成盖层。在又一个实施例中，该设备还包括被设置成提供原材料的入口。
根据本发明的另一实施例，光刻设备包括光学元件；照明***，其被设置为调节辐射束；支撑器，其被设置为支撑图形化工具，图形化工具被设置为用于向辐射束的横截面提供图形，以形成图形化辐射束；衬底台，其被设置为支持衬底；投影***，其被设置为将图形化辐射束投影到衬底的目标部分上；入口，其被设置为在该设备的至少一部分中提供含H2气体；以及氢自由基发生器，其被设置为从含H2气体中的H2生成自由基。
根据又一个实施例，一种光刻设备包括：光学元件；照明***，其被设置为调节辐射束；支撑器，其被设置为支撑图形化工具，该图形化工具被设置为向辐射束的横截面提供图形，以形成图形化辐射束；衬底台，其被设置为支撑衬底；投影***，其被设置将图形化辐射束投影到衬底的目标部分上；入口，其被设置为在该设备的至少一部分中提供含H2气体；以及氢自由基发生器，其被设置为从含H2气体中的H2生成自由基；以及沉积物发生器，其中沉积物包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素。
根据本发明的又一实施例，一种用于去除包括光学元件的设备的光学元件上沉积物的方法，其中沉积物包括选自于包括B、Si、Ge和Sn的组中的一种或多种元素，该方法包括：在该设备的至少一部分中提供含H2的气体；从含H2气体中的H2产生氢自由基；以及将具有沉积物的光学元件与氢自由基的至少一部分接触，并去除至少部分沉积物。
在又一个实施例中，沉积物至少包括Si。
在根据本发明的又一个实施例中，一种设备包括：光学元件；以及沉积物发生器，其被设置提供包括Sn的沉积物。
在另外的实施例中，该设备还包括入口，其被设置为提供包括Sn的原材料。该原材料可以是可通过CVD技术(例如利用热灯丝)用于生成盖层的气体，但是该原材料也可以是Sn的金属或氧化物，其可以提供待通过PVD技术沉积的元素Sn。
根据另一实施例，该设备是用于EUV光刻的光刻设备。
附图说明
现在将仅通过举例并参照附图来描述本发明的实施例，其中相应的附图标记表示相应的部分，其中：
图1示意性描述根据本发明实施例的光刻设备；
图2示意性描述根据图1的光刻投影设备的EUV照明***和投影光学***的侧视图；
图3示意性描述根据本发明的实施例如何能生成盖层；
图4示意性描述根据本发明的实施例如何能去除沉积物或盖层；
图5示意性描述根据本发明实施例的聚光镜和灯丝的一部分；
图6示意性描述根据本发明实施例的具有温度控制器的聚光镜的一部分；
图7示意性描述根据本发明实施例的反射镜的布置；
图8示意性描述H2、CH4、SiH4和Ar气体的透射率与压强的关系；
图9a示出了随着温度[摄氏度]变化，例如钽和钨的灯丝材料的蒸气压强[Pa]的改变；以及
图9b示出了随着温度[摄氏度]变化，例如钽和钨的灯丝材料的生长速率(蒸发)[nm/hr]的改变；
具体实施方式
图1示意性描述根据本发明实施例的光刻设备1。设备1包括被设置调节辐射束B(例如UV辐射或EUV辐射)的照明***(照明器)IL。支撑器(例如掩模台)MT被设置成支撑图形化工具(例如掩模)MA，并与被设置为根据某些参数准确定位图形化工具的第一定位装置PM相连。衬底台(例如晶片台)WT被设置为支撑衬底(例如涂敷了抗蚀剂的晶片)W，并与被设置根据某些参数准确定位衬底的第二定位装置PW相连。投影***(例如折射投影透镜***)PL被设置将图形化辐射束B投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个芯片)上。
照明***可包括用于定向、整形或控制辐射的各种类型的光学部件，例如折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其它类型的光学部件或它们的任何组合。
支撑器MT支撑，例如承载图形化工具MA的重量。它以取决于图形化工具的取向、光刻设备的设计以及其它条件(例如图形化工具是否保持在真空的环境内)的方式支持图形化工具。该支撑器可以用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术来支持图形化工具。该支撑器可以是框架或台，例如其可以按需要被固定或可移动。该支撑器可保证图形化工具，例如相对于投影***在需要的位置。
在此术语“光刻版”或“掩模”的任何使用都可被认为与更通用的术语“图形化工具”同义。
在此应用的术语“图形化工具”应该被广义地解释为，用于向辐射束横截面提供图形以便在衬底的目标部分上产生图形的任何装置。应该注意到，例如如果图形包括相移特征或所谓的辅助特征，那么被提供给辐射束的图形可能不是恰好对应于衬底的目标部分上的图形。通常，提供给辐射束的图形将对应于在目标部分中产生的器件中的特殊功能层，例如集成电路。
图形化工具可以是透射的或反射的。图形化工具的例子包括掩模、可编程反射镜阵列、以及可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，且包括的掩模类型有例如二元掩模、交替相移掩模和衰减相移掩模以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的例子使用小反射镜的矩阵排列，每一个可被单独倾斜，以便在不同方向反射入射光。被倾斜的反射镜向由反射镜矩阵反射的辐射束提供图形。
此处应用的术语“投影***”应该被广义的解释为，包含适于所使用的曝光辐射、或其它因素(例如浸没液体的使用或真空的使用)的任何类型的投影***，包括折射的、反射的、反折射的、磁的、电磁的、静电的光学***或它们的任何组合。术语“投影透镜”的任何使用都可以被认为与更通用的术语“投影***”是同义的。
正如此处所描述的，该设备是反射型的，例如使用反射掩模。或者，该设备可以是透射型的，例如使用透射掩模。
光刻设备可以是具有两个(双级)或多个衬底台(和/或两个或多个掩模台)的类型。在该“多级”机器中，另外的台被并列使用，或在一个或多个台上实施预备步骤，而同时一个或多个其它台用于曝光。
光刻设备也可以是这样一种类型：其中衬底的至少一部分可以用具有相对高折射率的液体(例如水)来覆盖，以填充投影***和衬底之间的空间。浸没液体也可以应用于该光刻设备中的其它空间，例如，在掩模和投影***之间。用于增大投影***的数值孔径的浸没技术在本领域是公知的。在此应用的术语“浸没”并不意味着，诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是液体在曝光期间位于例如投影***和衬底之间。
参见图1，照明器IL接收来自于辐射源SO的辐射。例如当源是准分子激光器时，源和光刻设备可以是分开的实体。在这样的情况中，源不被认为形成了光刻设备的一部分，并且辐射借助于传递***BD从源SO被传递到照明器IL，该传递***包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况中，源可以是光刻设备的整体部分，例如当源是汞灯时。源SO和照明器IL以及在需要的情况下存在的光束传递***BD，可以被称作辐射***。
照明器IL可以包括调节装置AD，其被设定调节辐射束的角强度分布。通常，至少可调节在照明器的瞳面内强度分布的外部和/或内部径向程度(通常分别称为σ-外部和σ-内部)。此外，照明器IL可包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。照明器可用于调节辐射束，以便使其横截面具有所需的均匀性和强度分布。
辐射束B入射到保持在支撑结构(例如掩模台MT)上的图形化工具(例如掩模MA)上，并被该图形化工具图形化。在横贯掩模MA后，辐射束B通过投影***PL，该***将射束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT能够准确移动，例如，以便把不同的目标部分C定位在辐射光束B的路径上。类似，例如在从掩模库的机械获取掩模之后或在扫描期间，第一定位装置PM和位置传感器IF1(例如干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)能用于将掩模MA相对于辐射束B的路径准确定位。通常，掩模台MT的移动可以借助于长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精细定位)来实现，它们形成第一定位装置PM的一部分。类似，衬底台WT的移动可利用长冲程模块和短冲程模块来实现，它们形成第二定位装置PW的一部分。在步进器的情况中，与扫描器相反，掩模台MT可以仅与短冲程致动器相连，或可以固定。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管所示出的衬底对准标记占据专用的目标部分，但是它们可以定位在目标部分之间的空间内。这些公知为划线(scribe-lane)对准标记。类似，在掩模MA上提供多于一个的管芯的情形中，掩模对准标记可以定位在管芯之间。
在此描述的设备能用于下述模式中的至少一个：
1、在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本保持固定，同时提供给辐射束的整个图形被一次投射到目标部分C上(例如单静态曝光)。然后衬底台WT沿X和/或Y方向移动，以使不同的目标部分C被曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单静态曝光中成像的目标部分C的尺寸。
2、在扫描模式中，掩模台MT和衬底台WT被同步扫描，同时提供给辐射束的图形被投影到目标部分C上(即单动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速率和方向可以由投影***PS的(缩小)放大率和图像反转特征来决定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制在单动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向)，而扫描运动的长度决定目标部分的高度(在扫描方向)。
3、在另一模式中，掩模台MT基本保持静止地支撑可编程图形化工具，并且衬底台WT被移动或扫描，而同时提供给辐射束的图形被投影到目标部分C上。在该模式中，通常使用脉冲辐射源，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，按需要更新可编程图形化工具。该操作模式能容易地应用到利用可编程图形化工具的无掩模光刻中，例如如上所述类型的可编程反射镜阵列。
也可采用上述使用模式的结合和/或变化，或完全不同的使用模式。
在上下文中允许的地方，术语“透镜”可以指各类光学部件的任何一个或组合，所述各类光学元件包括折射、反射、磁、电磁和静电光学元件。
在本发明的上下文中，“光学元件”包括选自于滤光器、光栅、诸如多层反射镜的反射镜、掠入射反射镜、垂直入射反射镜、聚光镜等、透镜、光刻版、二极管、传感器(如强度测量传感器)、能量传感器、CCD传感器、对准传感器(如光学对准传感器)、排气装置(gas barrier)结构的一个或多个元件，例如在美国专利6,614,505和6,359,969中描述的，这两篇文献在此引入作为参考。这样的光学元件，例如滤光器、光栅、反射镜或透镜可以是平的或弯曲的，并且可以表现为层、薄片、器件等。在本发明的一个实施例中，光学元件，例如滤光器、光栅，反射镜(例如多层反射镜)、掠入射反射镜、垂直入射反射镜、聚光镜、透镜等可以被预定波长λ(如5-20nm，即EUV辐射、248nm、193nm、157nm或126nm等)的辐射照耀或对其最佳化。对于波长λ的辐射，在透镜的情况下可以透射，或在反射镜的情况下可以反射，或在光栅的情况下可以衍射。一些光学元件可以提供这些光学效应中的一个或多个，例如参见欧洲专利申请no.03077155和欧洲专利申请no.03077850，这两篇文献在此其引入作为参考。
在此应用的术语“层”如本领域普通技术人员理解的一样，其可以描述与所使用的其它层和/或与其它介质(例如真空)具有一个或多个界面的层。然而应该理解，“层”的意思也可以是结构的一部分。术语“层”也可以表示许多层。这些层可以例如彼此相邻或彼此叠置等。它们也可以包括一种材料或材料的组合。应该注意到，在此应用的术语“层”可以描述连续层或不连续层。在本发明中，在此应用的术语“材料”也可以被解释为材料的组合。如本领域普通技术人员公知的一样，在此的术语“沉积物”指的是被化学或物理粘附到表面(例如光学元件的表面)的材料。该沉积物可以是一层，但是它也可以包括多层结构。沉积物可以包括盖层，但是它也可以包括像来自源的溅射(元素的)颗粒一样无用的沉积物。沉积物也可以包括再沉积产物或蒸发产物。沉积物也可以包括包含这种溅射颗粒的作为保护层的盖层，例如在利用具有溅射颗粒的源的设备之后，或包括来自包括选自于B、C、Si、Ge和Sn的一种或多种元素的材料的沉积物。在短句“其中沉积物包括选自于B、C、Si、Ge和Sn的一种或多种元素”或“盖层包括选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素”中的术语“元素”，在此指的是包括这些元素的沉积物或盖层，或包括含有这些元素的颗粒的沉积物或盖层，或包括具有这些元素或其组合的化合物(诸如Si氧化物、Si碳化物等)的沉积物或保护层，对于本领域的普通技术人员来说这些是公知的。短句“沉积物包括选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素”指的是，包括原子B、C、Si、Ge或其组合的单层或多层。
短句“原材料包括选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素”指的是气体(例如氢化物)、化合物(例如Si氧化物)、金属和元素B、C、Si和Ge。短句“气体包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素”指的是，处于气相的这些元素和/或B、C、Si、Ge的挥发性化合物(例如氢化物)，尽管也可以选择其它挥发性化合物，如金属-碳氢化合物，例如四甲基硅烷、四乙基硅烷等，这些可以被本领域的普通技术人员所理解。原材料(或气体)可用于提供能生成沉积物的物质。例如，SiH4气可以粘附到光学元件的表面上，并通过热灯丝加热或辐射等生成Si盖层。在此，所述物质是原材料本身。进一步，例如SiH4可以被转换为诸如SiH2和Si的物质，它们可以在光学元件上形成Si盖层或沉积物。在此，所述物质是SiH2和Si。在另一个例子中，原材料为例如SiO或SiO2并且通过PVD工艺提供在光学元件上形成沉积物的Si元素。在此，所述物质是Si元素。因此，短句“能生成沉积物的物质”指的是原材料或中间产品或能生成沉积物或盖层的元素，而术语“原材料”指的是元素、气体、金属、金属氧化物等，其可以通过化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺提供通过这些工艺在光学元件上生成沉积物或盖层的物质。如本领域的普通技术人员理解的一样，由于在EUV应用的设备中可能有一些氧气留下，尽管存在诸如Ar等之类的气体，但是光学元件上的沉积物或盖层也可以包括氧化物。进一步，由于碳氢化合物的存在，也可以形成碳化物或碳氧化物。
在此应用的术语“辐射”和“射束”包含所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有365、248、193、157或126nm波长λ)和极紫外(EUV或软X-射线)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。通常，具有约780-3000nm波长(或更长些)的辐射被认为是IR辐射。UV指的是波长大约在100-400nm的辐射。在光刻中，通常也可以应用由汞放电灯产生的波长：G-线436nm；H-线405nm；和/或I-线365nm。VUV是真空UV(即由空气吸收的UV)，并且指的是大约100-200nm的波长。DUV是深UV，并且通常用于由准分子激光器产生的波长(如126nm-248nm)的光刻中。如本领域普通技术人员理解的一样，具有例如5-20nm波长的辐射涉及具有一定波长带宽的辐射，其至少部分在5-20nm的范围内。
图2更详细地示出投影设备1，包括辐射***42、照明光学单元44、以及投影***PL。辐射***42包括辐射源SO，其可以由放电等离子体形成。EUV辐射可以由气体或蒸气产生，如Xe气、Li蒸气或Sn蒸气，其中产生很热的等离子体，从而发出电磁光谱的EUV范围内的辐射。很热的等离子体是通过使部分离子化的放电等离子体坍陷(collapse)到光学轴O上而产生的。Xe、Li、Sn蒸气或任何其它合适的气体或蒸气的分压10Pa，对于辐射的有效生成是必需的。由辐射源SO发出的辐射从源室47通过位于源室47的开口内或后的排气装置结构或杂质阱49进入收集室48。排气装置结构/杂质阱49包括通道结构，例如在美国专利6,614,505和6,359,969中详细描述的。
收集室48包括辐射收集器50，其可以由掠入射聚光器形成。由聚光器50传递的辐射被光栅光谱滤波器51反射，然后聚焦在收集室48的孔处的虚拟光源点52内。从收集室48，辐射光束56在照明光学单元44内经垂直入射反射镜53、54反射到光刻版或掩模台MT上。图形化光束57形成，其在投影***PL内经反射元件58、59成像到晶片台或衬底台WT上。通常可以有比所示更多的元件在照明光学单元44和投影***PL中。
辐射收集器50可以是如欧洲专利申请03077675.1所描述的集光器，该文献在此引入作为参考。
图2所示的所有光学元件和本实施例的示意图中没有示出的光学元件，易受例如Sn之类的沉积物的损坏。对于光学元件辐射收集器50和光栅光谱滤波器51尤其如此。因此，本发明的方法能应用到这些光学元件中，但是也可以用于垂直入射反射镜53、54和反射元件58、59。图3示意性描述根据本发明实施例对于这样的光学元件如何生成盖层。
图3示意性描述光学元件100的表面的一部分，并意在示意性描述通过沉积工艺向光学元件100提供盖层125。应该理解，光学元件100可以是集光器50、光栅光谱滤波器51，它可以是具有例如Ru涂层等的多层反射镜，例如Si/Mo多层发射镜。
可以提供能生成盖层125(在这个实施例中SiH4已经被作为气态原材料)的物质的气体105，通过入口2(1)由气体源6(1)引入。Si的沉积的实现是由于存在提供可被沉积的物质的物质提供装置(这个实施例中是热灯丝110)，其产生形成沉积物或盖层125的物质Si 115，还有氢120。热灯丝110可以是W(钨)或TA(钽)线或线圈，其可被加热到例如1500-3000K或甚至更高的温度，这取决于材料的种类和所需的温度，以及在气体105中分解物质的化学键使得盖层125由于Si 115的沉积而形成所需的温度。例如约20A可通过Ta细线进行传输。灯丝达到大约2000-2300K(对于W，一般为约1700-2500K)的典型温度，这温度高得足以断裂碳氢化合物或硅烷的Si-H键或C-H键，从而生成氢自由基。Si颗粒(尤其是原子)115形成，并将在光学元件100上作为沉积物或盖层125沉积。氢自由基或氢气120也形成。
使用灯丝生成氢自由基可以导致在待清理的表面上具有含有灯丝材料的污染物。使用包括钨作为灯丝材料的灯丝是有利的-关于利用氢自由基清理过的样品上沉积的灯丝材料的数量，钨(1nm/小时)比钽(4-80nm/小时)明显低得多。可能的解释为：
1、已知钽能形成氢化钽(Ta2H)，而对于钨，似乎无氢化物存在(www.webelements.com)。所以钽象Sn-和C-一样能被氢自由基蚀刻，然而这个过程对于钨似乎不存在。
2、钽的蒸气压比钨的蒸气压高1-2个数量级，结果形成19nm/小时的钽和1.5nm/小时的钨的蒸发-参见图9a和9b。钽的蒸发比钨的蒸发大约大1个数量级。
具有灯丝材料的污染物也可以利用适当的卤素(例如氯和/或氟)去除。
1、钨可以通过氯化物清洁来去除：例如氯化钨(V)的沸点为286℃，氯化钨(VI)的沸点为346℃。比1.013bar低得多的分压就足以清洁。钨也可以利用氟化物来清洁：WF6的沸点为17.3℃。
2、钽可以通过氯化物清洁来去除；氯化钽(V)沸点为233℃。
在所应用的灯丝温度(大约2200℃)下钨的蒸气压仍旧是重要的(6.6×10-8mBar)，所以结合这些措施将灯丝材料的污染降到可接受的水平是必需的。
SiH4是挥发性化合物。可以选择和控制SiH4的分压以及其它参数，例如气体105的气流、光学元件100的温度、气体105的温度、灯丝110的温度等，以便获得所需的沉积速率。
除了SiH4，气体105也可以包括在用热灯丝110加热时形成Si的其它硅烷或Si化合物，但是气体105也可以包括碳氢化合物，例如CH4、乙烷、丙烷、(异)丁烷等，或这些物质中的两个或多个的组合，或能形成沉积物的Si和C化合物的组合。以这种方式，Si能以高达约30-60nm/min的典型生长速率沉积。C能以高达约30-60nm/min的生长速率生长。Si、C或Si和C两者的盖层125的层厚度可以为约0.5-20nm，例如为约1-5nm。盖层的粗糙度为大约1-50％层厚，例如层厚的约10％-约20％。代替Si和/或C或者接着Si和/或C，也可以选择B和/或Ge作为沉积在光学元件100上的材料。
灯丝110可以被放置在距离光学元件100约0.1到50cm的距离处，这取决于光学元件的种类、所应用的温度和设备内灯丝110和光学元件100处的局部压强。应该理解，灯丝110可以包括许多与光学元件100表面相距适当距离放置的灯丝。也应该理解，灯丝110(或多个灯丝)可以通过电源(没示出)以受控方式被(单独)加热，并且进一步被热元件或其它装置(没示出)所控制，所述装置可以光学测量光学元件100的温度、或光学元件100的一部分的局部温度、或光学元件100和灯丝110之间的空间或该空间的一部分的温度。应该理解，层125按时沉积，由此图3示意性示出层125存在的那一刻。
在例如光刻设备的设备使用的至少部分期间，由于光源SO(没示出)的发射，Sn可以沉积在至少部分盖层125上或损坏和去除至少部分盖层125。在光学元件100使用之后，盖层125可能损坏并可以包括诸如Sn之类的元素，这是不希望的或可能潜在地损害光学元件100，因此盖层125可能被去除并由新的盖层125所代替。图4也示意性描述光学元件100的部分表面并意在示意性描述去除沉积物或盖层125的过程。层125可以是如上述图3的盖层，在包括具有盖层125的光学元件的设备使用后，它也可以是这样的盖层125，即其中由于盖层的使用，紧接于选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素，盖层125也包括Sn，例如来自于源SO(在图1和2中示出)，或层125可以主要或完全包括不希望有的沉积物，例如Sn或来自于塑料管或剩余气体的碳氢化合物等。
参见图4，在存在光学元件100的空间内通过入口2(2)由气体源6(2)提供包括H2的气体155。由于热灯丝110的存在，氢气分解为氢自由基165。部分氢自由基165将与光学元件100表面上的沉积物或盖层125接触，其中氢自由基165与Si(包括Si氧化物)、Sn(包括锡氧化物)和C等中的一个或多个发生反应。以这种方式，具有沉积物125的光学元件100与至少部分氢自由基165接触，并将至少部分沉积物去除。挥发性氢化物170形成，其在图4中表示为SiH4，但是其也可以包括氢化锡和/或诸如CH4等之类的碳氢化合物。挥发性化合物170可以由排气装置或泵(在图3和4没示出)至少部分地去除。然而，也可以配置一个或多个吸气板，在其上氢化物可以形成沉积物，然后不再对光学元件有害。可获得100-150nm/小时的去除速率。生长和去除速率可以由外部的X-射线荧光光谱得出。以这种方式，使用这样的方法：其中盖层125通过沉积工艺提供给光学元件100；以及在设备使用期间或之后，在去除过程中将至少部分盖层125从光学元件100上去除。由于盖层125的更新，因此光学元件100在使用期间被保护起来，并且可以继续使用。在使用一段时间后，具有盖层125的光学元件100可以进行上述去除过程，该过程包括：在设备的至少一部分内提供含有H2的气体155；从含H2气体中的H2产生氢自由基165；使带有盖层125的光学元件100与至少部分氢自由基165接触，并去除至少部分盖层125。如现有技术建议的一样，在不用可能损坏包括光学元件100的设备的部件的卤化物的情况下，沉积物或盖层125可至少部分被去除，由此去除被损坏的盖层125或包括Sn的盖层125。甚至已经氧化的Sn也可以作为氢化物被氢自由基165去除。这些挥发性化合物可以由排气装置(没示出)从设备中去除。通过实施本发明的方法，光学元件100由盖层125保护起来而不受Sn的影响，使得光学元件100具有更好的光学性能和更长的寿命。例如，由于Sn导致的反射损失得以减少，并且保护盖层125可容易地进行更新，以便延长光学元件100的寿命。而且，包括选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素的盖层125，对于EUV辐射相对透射，使得辐射基本不被盖层125减弱。
在这个实施例中，产生氢自由基的装置是灯丝110，用选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素提供沉积物的装置也是灯丝110。这些灯丝可以是相同的或是不同的灯丝110。
气体源6(1)和6(2)和入口2(1)和2(2)可以分别是相同的气源和入口。此外，该入口可以是用来将气体引入到设备内或从设备内去除气体的普通入口。由此，本领域普通技术人员可以理解，这些源或入口表示能向包括光学元件100的设备内或该设备的部分内引入气体并(在可应用的情况下)能从其去除气体的那些装置。本领域技术人员可以理解，这些设备可以包含泵、导管、(分)压强装置、流量控制器、阀、排气装置等。
盖层125不仅保护光学元件100免受溅射产物或来自于源的电子的影响，它也可以保护光学元件100免受例如氧气或水的化学侵蚀。
在该实施例的变型中，图4可以指的是包括反射镜58或59(参见图2)的光学元件100，或在投影***PL中(在该***PL中，例如可以有6个反射镜)存在的其它反射镜或光学元件100。存在于投影***PL内的光学元件，还有设备的其它部分，可以包括沉积物125，其是由晶片台WT(参见图1和图2)上的晶片上的抗蚀剂通过Si的脱气形成的。根据图4描述的方法，该沉积物可以利用氢自由基165去除，氢自由基由热灯丝110或由在此描述的其它装置生成。此外，气体源6(2)可以提供氢气155，但是还提供卤素。氢自由基可以将存在于沉积物125内的Si氧化物还原为Si，Si可以进一步通过分别形成挥发性氢化物和卤化物而被去除。与本领域公知的仅用卤化物的方法相反，利用本发明的方法，也可以去除，例如Si和Sn的氧化物。
参见图3，包括CH4的气体105通过入口2(1)由源6(1)引入。由于热灯丝110的存在，C的沉积得以实现，热灯丝110可以被加热到1500-3000K，或甚至更高，从而分解气体105内的CH4的化学键，这样使得盖层125由于C沉积物115而得以形成。也可以形成氢自由基或氢气120。代替CH4，也可以使用其它碳氢化合物。
在光学元件100使用后，盖层125可去除并被新的盖层125所取代。参见图4，在存在光学元件100的空间内通过入口2(2)由源6(2)提供包括H2的气体155。由于热灯丝110的存在，氢气分解为氢自由基165。部分氢自由基165将迁移到光学元件100表面上的沉积物或盖层125上，在那里氢自由基165可与C或C和Sn(从源SO被溅射)等反应。挥发性氢化物170形成，其在图4中被表示为SiH4，但是其在该实施例中包括碳氢化合物或碳氢化合物和氢化锡。挥发性化合物170至少部分地通过排气装置或泵(在图3或4没示出)去除。
在本发明的实施例中，光学元件100可以是辐射收集器50(也参见图2)。图5示意性描述了收集器50的一部分，包括第一反射镜30(1)和第二反射镜30(2)。辐射收集器50可包括超过两个反射镜，以便收集EUV辐射35和产生辐射光束56。在反射镜30(1)和30(2)之间的空间180内，空间180的有一些部分被安排在EUV辐射35之外(即反射镜30(2)的阴影里)。这些部分空间由灰色区域表示。例如，这些空间可用于布置灯丝110，如在图中用灯丝110(1)和110(2)表示。碳或硅的氢化物可进入空间180，并且通过加热灯丝110，在反射镜30(1)和30(2)上形成盖层(没示出)。同样，氢气可进入空间180并可以利用灯丝110至少部分转化为氢自由基165，其可以去除不希望有的诸如Sn之类的沉积物或诸如碳盖层、硅盖层或碳-硅盖层等之类的盖层125，其中后面的层也可以包括来自于源SO(未示出)的Sn。
在这个实施例的变型中，气体源6(1)和6(2)可定位在收集器50所放置的空间内。在另外的变型中，气体源可以如此方式定位：即入口2(1)和2(2)也在布置在EUV辐射35之外(即反射镜30(2)的阴影里)的空间180的部分内。图5分别示出气体源6(1)和6(2)的位置的例子。应该理解，一个或多个气体源6(1)和6(2)分别可以定位在集光器50(或其它反射镜)存在的空间内，但是仅一个具有一个入口2(未示出)的气体源6可交替提供所需的气体。
在本发明另外的实施例中，光学元件100可以是集光器50，其还配有加热元件38。图6示意性示出集光器50的一部分，其包括第一反射镜30(1)和第二反射镜30(2)。辐射收集器50可包括超过两个的反射镜，以收集EUV辐射35和产生辐射光束56。在反射镜30(1)和30(2)之间的空间180内，有一些被布置在EUV辐射35之外(即反射镜30(2)的阴影里)的空间180的部分。这部分空间由附图标记32和34通过灰色区域表示。例如，这些空间可用于布置灯丝110(图5中示出)。图6示意性示出由控制器40控制的加热元件38。加热元件38可以通过连接器31连接到反射镜30(1)上。连接器31可以进行导电加热。控制器40可以实现为适当编程的计算机或具有合适的模拟和/或数字电路的控制器。加热元件38生成由箭头37表示的热，其被引入到辐射收集器50的第一反射镜30(1)。加热元件38也可以物理连接到反射镜30(1)上。加热器38可以包括不同的加热元件和/或可以被设置成使反射镜30(1)的不同区域有选择地被加热。以这种方式，盖层的层生长和层去除可以更好地得以控制。加热元件38可以由控制器40来控制，控制器40也可以控制泵29、或诸如热偶、气压、气流的测量装置、分析反射镜30(1)的反射率的分析单元、测量盖层厚度的分析单元等(在图6未示出，但是在图7中示出这样一些装置)。
在本发明的另外实施例中，如图7示意性示出的，光学元件可以是辐射收集器50，其可以是多层反射镜，还配有加热元件68。该多层反射镜可以包括至少40层、或至少50层、至少60层，且还可包括Ru保护层(顶层)。
如图7描述的***包括将辐射光照射进室3的源室47，室3可以是聚光室48(图2示出)的一部分或可以是聚光室48本身。该***包括气体源6，用于供应碳氢化合物气体、硅烷气或两者都供应。供应***包括所需气体6的源和入口2(在该图中，仅示出一个气体源6，但是可存在更是多的供应源，例如参见图3-5)。气体被供应到室3并且室3内的气体分压由传感器5(其可以被耦合到控制器上，例如图5中的控制器40)监测。可配备反射率传感器7并将其用于确定何时聚光器50的反射率降低或增加，所述降低或增加分别是由于Sn的溅射、Si和/或C等层的生长，以及沉积物或盖层125的去除引起的。此外，出口22可用于去除氢气、氢化物和(可应用情况下的)卤化物。尽管本实施例描述了多层反射镜，但并不是意味着本发明仅限于此。一个替代是掠入射反射镜、辐射以小于大约20°的角度被引导到其上的反射镜，其不必包括多层，而是可以由单个金属层制造。当曝露于由EUV辐射源产生的原子和离子中时，这种反射镜也劣化。同样的方法也可以被应用于这些反射镜。
出口22可用作去除例如H2、碳氢化合物等的排气装置，但是也可以去除例如本发明的方法中形成的挥发性(副)产物，例如H2O，B、C、Si、Sn、Ge的卤化物和氢化物，可形成的碳氢化合物，例如C2H4等。这种出口也可以在其它位置存在，例如在图3、4、5和6的光学元件100附近。
参照图2-4来描述用于提供盖层125的方法的应用。利用化学气相沉积技术例如热灯丝沉积，硅或碳被沉积到光学元件100上并从光学元件100上蚀刻。这样得到Si或C(或Si和C的层)等的薄层125，作为(多个)光学元件上的盖层，保护它免受来自于源SO的快离子的蚀刻。该层125可以是动态的，因为盖层125可连续地被蚀刻并且沉积以保持一定厚度和粗糙度的盖层。这能在三个独立的过程中做到，即(1)沉积层125，然后(2)操作光刻设备，以及(3)停止设备并蚀刻掉层125(其可以被来自于源SO的诸如Sn的快原子或离子所减少或损坏，并且其可以包括紧接着C、Si或Si和C两者的Sn)。或者是，在另一个实施例中，在光刻操作期间利用联机蚀刻和沉积，同时进行所有三个过程。能用做动态盖层125的材料是B、C、Si、Ge，或可利用这些元素的两种或更多种的组合。硅(或B、C、Ge)层的蚀刻和沉积能联机进行，即，当EUV光刻机器运行时。这分别意味着，当用辐射束照射光学元件100的时候，至少部分盖层125被提供给光学元件100，或者当用辐射束照射光学元件100的时候，至少部分盖层125被从光学元件100上去除。如果气体压强足够高，可能是这样的。氢气对于EUV辐射有非常好的透射，这意味着联机蚀刻也是可能的。幸运的是，SiH4(Si沉积物的源)和CH4(C的源)对于EUV辐射有非常好的透射，甚至比目前被广泛地用作缓冲气的氩具有更好的透射，参见图8，其中给出这些气体的透射与压强的关系。当有意引入这些气体分别作为105或155时，各室之间的压强差、具有连接室或连接室的其它部分的室(例如图2中的辐射***42或图7中的室3)之间的压强差分别不必很大。此外，SiH4和CH4也可作为用于EUV碎屑抑制的缓冲气。
由于来自于源的快离子和沉积速率，光学元件100上的不同点可以经历不同的蚀刻速率。这使得光学元件100的整个表面上的盖层厚度的均匀性难以均衡。通过加热元件(例如参见图6和7)在光学元件100上产生温度梯度可以解决此问题，以便在光学元件100的某些部分上增大蚀刻速率。也可以应用冷却元件。由此，当向光学元件100提供盖层125时或当去除盖层(或沉积物)125时，光学元件100的一个部分或多个部分可以被加热，并且当向光学元件100提供盖层125时，光学元件100的一个部分或多个部分可以被冷却，这样能够提供均匀的盖层125，并且能够(至少部分地)均匀地去除盖层125。可以利用珀耳帖元件实施冷却；利用加热元件以及IR辐射来实施加热。控制盖层125的厚度和均匀性的其它方式可以是，改变气压、灯丝110的温度、灯丝110和光学元件100之间的距离、或不同灯丝110的各自温度和距离等。
在另一个实施例中，由物理气相沉积(PVD)生成盖层125。为此目的，将元素B、C、Si或Ge或这些元素的一种或多种的组合以这样的方式引入到包括光学元件100的设备中：在光学元件100上形成盖层125。例如，电子束碰撞包括B、C、Si或Ge的原材料，其导致分别通过B、C、Si、Ge的元素和/或颗粒的溅射和/或蒸发能够生成沉积物的物质的形成。物理气相沉积可以在光刻设备内部进行，由此提供了一种联机沉积技术，或在外部的PVD设备内实施，由此提供了一种脱机技术。
在这个实施例中，沉积物发生器生成选自于B、C、Si和Ge的一种或多种的沉积物，并且该沉积物发生器是辐射源，例如提供电子轰击的源。在光学元件使用之后或期间，盖层125可以利用氢自由基发生器去除，所述发生器例如是能被加热的灯丝、等离子体发生器、辐射源(可以是相同的源)，以及将H2转化为氢自由基的催化剂。
在另一个实施例中，参见图4，次于氢气155也可以引入卤素。例如，可能已经被存在的氧气部分氧化的S n，能利用由热灯丝110产生的氢自由基165还原。Sn还可以作为SnH4 170、但是也可作为Sn卤化物被去除。例如，次于氢气，气体155还可以包括Cl2或I2。所用的卤素必须比在当前已知的过程中所用的量少。对于Si或Ge盖层或沉积物一样适用。
在另外的实施例中，代替灯丝110，等离子体发生器用来生成氢自由基165。该发生器可以是高压发生器，在两电极间例如具有大约5-10kV的电压，由此形成等离子体。由于该等离子体的存在，包括氢气的气体155中的氢气，至少部分被转化为氢自由基165。
该等离子体也可以分别用来从包括作为原材料的硅烷的气体105产生Si，或者从包括作为原材料的碳氢化合物的气体105产生C。在这个实施例中，氢自由基发生器是等离子体，用B、C、Si和Ge中的一种或多种产生沉积物的沉积物发生器可以是灯丝110、等离子体或辐射源。
在另外的实施例中，次于灯丝110的，使用将H2转化为氢自由基的催化剂。这可以是含Ru的催化剂，例如包括Ru的沸石，或含有Ru的氧化铝、或其它金属例如Rh、Ir、Pt、Pd等。由于存在将H2转化为氢自由基的催化剂，因此包括氢气的气体155中的氢气，至少部分被转化为氢自由基165。在这个实施例的变型中，催化剂和光学元件100包含Ru层，其可以是例如反射镜(例如多层反射镜、掠入射反射镜等)的光学元件100上的Ru保护层。在这个实施例中，氢自由基产生器是催化剂，沉积物发生器可以是灯丝110或其它提供盖层125的装置。
在这个实施例的范围内，尤其是在光学元件上的Ru层的范围内，氢气分子可以在Ru表面上分解，从而导致氢原子被化学吸附到该表面上。氢原子可以迁移到例如Sn并把Sn作为氢化物来去除，或迁移到Sn氧化物(例如SnO/SnO2)并把它们还原为Sn。氢原子也可以在邻近Sn或Sn氧化物(或分别为Si和SiO/SiO2等)的表面上形成，并分别去除Sn或还原SnO。元素Sn然后可通过氢自由基、粘接到Ru层表面的氢原子和由卤化物(也参见例如图1和8)来去除。
在另外的实施例中，通过将碳氢化合物引入到设备中并在邻近光学元件100处提供碳氢化合物来生成盖层125。由于光源的照射，被粘附到(例如由于范德华力)光学元件100表面上的碳氢化合物，至少部分转化为包括C的盖层125。光源可以提供EUV、DUV或UV辐射。或者是，或额外地，光源可以用于提供电子，其也可以将碳氢化合物转化为C，这样可以提供包括C的盖层125。在这个实施例的变型中，例如辐射源可以是源SO(参见图1和2)和/或单独的辐射源。
在本发明的这个实施例中，包括沉积物或盖层125的光学元件100，从包括该光学元件100的设备中去除，并且沉积物或者盖层125的去除过程在外部的另一装备内实施，该过程包括：在该装备的至少一部分中提供含有H2的气体；从含H2气体中的H2产生氢自由基；以及使带有盖层125的光学元件100与至少部分氢自由基接触，并在该装备中从光学元件100上去除至少部分盖层125。
在本发明的这个实施例中，光学元件100从包括该光学元件100的设备中去除，并且生成盖层125的沉积由沉积物发生器在外部的另一装备内实施，其中沉积物包括选自于B、C、Si、Ge的一种或多种元素。或者是，还沉积Sn的薄层，例如几nm，诸如约1-50nm，或约2-40nm。
在该实施例中，在设备内使用一段时间后盖层125被去除。将该去除进行到一定的参考值(例如光学元件100的反射，在光学元件100是反射镜或光栅的情况下)，这些参考值由图7的传感器7来检测。在设备的每一次使用之后或使用一定时间之后，可重复该过程。盖层125不必彻底去除，但是需要被去除到获得一定的参考值为止。在去除部分盖层125后，能产生新的盖层125，直到获得第二参考值为止。以这种方式，在彻底去除盖层125之后或部分去除盖层125之后，都可获得新的均匀的层。
在这个实施例中，设备是用于光刻的光刻设备，辐射束包括辐射。光学元件100是这样的光学元件，例如感测辐射强度的二极管、或感测其它光学元件100的光学性能的二极管、或如图7的测量反射镜的反射率的传感器7、或用于对准的传感器等。光刻设备可以设计成利用辐射束来辐射光学元件(例如在检测辐射强度的传感器情形中)，但是上述提到的传感器也可以存在于设备中没有直接辐射的位置。盖层125可以生成为对于辐射是基本透明的，例如几nm的Si。
根据另一个实施例，该设备包括光刻设备，例如根据图2的设备，是为EUV光刻设计的。
尽管在本文中具体参考利用光刻设备制造IC，但是应该理解，在此描述的光刻设备可以有其它应用，例如集成光学***的制造、磁畴存储器的引导和检测图形、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。应该理解，在本文的这种可替代的应用的范围内，在此使用的术语“晶片”或“管芯”可以认为分别与更常用的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。本文所指的衬底可以在曝光前或后在例如涂胶机(track)(一般将抗蚀剂层涂布到衬底上并显影曝光的抗蚀剂的工具)、计量工具、和/或检测工具中进行处理。在可应用的地方，本文的公开内容可应用于这种和其它衬底处理工具上。此外，例如为了生成多层IC，该衬底可进行一次以上处理，所以本文所使用的术语“衬底”也是指已经含有多个已处理的层的衬底。
尽管在光刻的范围内具体参考了本发明实施例的使用，但是应该理解，本发明也可用于其它应用，例如压印光刻，在本文中其并不限制为光学光刻。在压印光刻中，图形化工具内的形貌限定衬底上建立的图形。图形化工具的形貌可以被压印到供应给衬底的抗蚀剂层内，在此处抗蚀剂通过应用电磁辐射、加热、压力或它们的结合而被固化。在抗蚀剂固化之后，图形化工具从抗蚀剂中移出，而将图形留在其内。
尽管前面已经描述了本发明的具体实施例，但是应该理解，也可由除上述之外的方式来实行本发明。例如，发明可以采取含有一系列或多系列描述上述方法的机器可读指令的计算机程序形式，或具有这样的计算机程序存储在里面的数据存储介质形式(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。
上面的描述意在解释而不是限制。因此，对于本领域的技术人员来说，在不脱离以下阐述的权利要求范围的前提下，所能作出的各种变化是显而易见的。
尽管描述了利用原子氢的清洁，但是公知的是，氢实际上可以含有氘(6500个氢原子中一个原子)和氚。使用原子同位素的浓缩混合物用于清洁是有利的。使用原子氘更加有利于清洁。氘被认为是‘普通’的气体：
-通常可以成瓶地获得
-处理与氢气相似
-氘的使用不太昂贵。200bar的50升瓶装氘大约1000欧元。含量有正常压强下10000升。清洁时典型的流量是1000mbar l/s(10mbar的压强，同时抽运速率100l/s)。一瓶将在10000s后用空。当清洁循环采用典型的300s时，这意味着用一瓶能进行30次清洁循环。工具将必须进行100次的清洁，由此在使用期间氘消耗量的整个费用将是3000欧元。对于氢气的使用进行相似的计算，结果消耗1000欧元。
原子氘的反应性被认为比氢高。
本发明不限于光刻设备的应用或如实施例中描述的在光刻设备中的使用。此外，附图通常只包括理解发明所必需的元件和特征。除此之外，光刻设备的附图是示意性的，不是按比例绘制的。本发明并不限于在示意图(例如在示意图中的反射镜数目)中所示的这些元件。此外，发明并不限于图1和2描述的光刻设备。本领域的技术人员将理解，上述的实施例可结合。此外，本发明并不只限于防护例如来自于源SO的Sn，也可以是来自其它源(例如辐射源)可以损坏光学元件100的别的粒子，都可以利用本发明的方法去除。对于光学元件的保护方法同样也可以应用其它颗粒。提到的实施例例如仅是C或Si，也可以指B、Ge和Sn。此外，当包括含有除了B、C、Si和Ge之外的其它元素的盖层125能由氢自由基至少部分地去除时，盖层125可以通过沉积过程来生成，该沉积过程提供了这样元素的盖层125。

Claims (12)

1.一种器件制造方法，包括：
提供包括照明***(IL)和投影***(PL)的光刻设备(1)，所述光刻设备(1)还包括光学元件(100)；
利用照明***(IL)提供辐射束(PB)；
将图形化辐射束(PB)投影到衬底(W)的目标部分(C)上；
通过沉积过程向光学元件(100)提供盖层(125)；以及
在设备的使用期间，利用去除过程中从光学元件(100)上去除盖层(125)的至少一部分。
2.根据权利要求所述的方法，其中所述沉积过程包括：
提供包括选自B、C、Si和Ge的一种或多种元素的原材料；
由所述原材料提供能生成沉积物的、包括选自于B、C、Si和Ge的一种或多种元素的物质；以及
将能生成沉积物的物质与该光学元件(100)的至少一部分接触。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述能够生成沉积物的物质通过灯丝、等离子体或辐射产生。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述设备的使用包括用辐射束(PB)来辐射光学元件(100)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中盖层(125)的至少一部分是在包括光学元件(100)的设备外部生成的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中盖层(125)的该至少一部分是在包括光学元件(100)的设备外部去除的。
7.一种光刻设备(1)，包括：
光学元件(100)；
入口(2)，其被设置成在所述光刻设备(1)的至少一部分内提供含H2的气体(155)；以及
沉积物发生器，其被设置成生成沉积物，其中所述沉积物包括选自于B、C、Si、Ge和Sn的一种或多种元素，其特征在于，
所述光刻设备包括氢自由基发生器，其被设置成从含H2的气体(155)中的H2生成氢自由基，其中所述氢自由基发生器包括能被加热的灯丝(110)、等离子体发生器以及构造成将H2转换为氢自由基(120、165)的催化剂中的一个或多个装置。
8.根据权利要求7所述的光刻设备，还包括入口(2)，其被设置成提供原材料，所述原材料包括选自于B、C、Si、Ge和Sn的一种或多种元素。
9.根据权利要求7或8所述的光刻设备，其中沉积物包括选自B、C、Si和Ge的一种或多种元素。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的光刻设备，其中所述沉积物发生器包括能够被加热的灯丝(110)、用于产生等离子体的发生器和辐射源中的一个或多个。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的光刻设备，其中所述光学元件(100)包括选自于反射镜、光栅、光刻版和传感器的光学元件。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的光刻设备，其中所述设备是光刻设备，包括：
光学元件(100)；
照明***(IL)，其被设置成调节辐射束(PB)；
支撑器(MT)，其被设置成支撑图形化工具(MA)，该图形化工具(MA)被设置成向辐射束(PB)的横截面提供图形以形成图形化辐射束(PB)；
衬底台(WT)，其被设置成保持衬底(W)；
投影***(PL)，其被设置成将图形化辐射束(PB)投影到衬底(W)的目标部分(C)上。
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