CN111954852A - 包括静电夹具的装置和用于操作该装置的方法 - Google Patents
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Abstract
一种装置包括用于夹持组件的静电夹具和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。用于生成自由电荷的机构被配置为在从静电夹具的第一激发状态到静电夹具的第二激发状态的转变期间邻近静电夹具生成自由电荷。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月12日提交的EP申请18166955.7的优先权,其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种包括静电夹具的装置及其操作方法。更具体地但非排他性地,该装置可以包括光刻工具,静电夹具被配置为在光刻图案化期间夹持诸如图案形成装置等组件。
背景技术
光刻装置是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻装置可以例如将在图案形成装置(例如,掩模或掩模版)处的图案投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
为了将图案投影在衬底上,光刻装置可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置相比,使用波长在4-20nm范围内(例如,6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻装置可以用于在衬底上形成更小的特征。
光刻装置通常可以使用高压静电夹具,以便例如在图案形成操作期间夹持图案形成装置。静电夹具和图案形成装置通常被保持在低压富氢环境中。该环境是非导电的。因此,应当理解,电荷可以累积在电介质表面或不接地的表面上。例如,在操作过程中,电荷可能会通过接触部分(例如,掩模夹具)或通过气体流动期间的粒子碰撞而积聚在电介质表面或不接地的表面上。
还应当理解,由于产生EUV引起的氢等离子体,EUV辐射可能导致富氢环境变得导电。在EUV引起的氢等离子体中生成的自由电荷可能被静电夹具生成的电场吸引(或排斥)。另一方面,在没有EUV引起的等离子体的情况下,或者在与任何EUV引起的等离子体相距较远或屏蔽良好的区域中,电荷可能会积聚在电介质表面或不接地的表面上,并且在除去任何电场之后可能会继续存在。
除了电荷的累积,在静电夹具的部件与其他***组件之间还可能生成非常强的静电场(例如,在~1-100kV/cm的范围内)。特别地,施加到静电夹具的电极的高电压导致附近的导体(例如,可能存在于掩模的表面上的导电涂层)被极化。这样,特别是在尖锐特征(例如,导电掩模涂层的边缘)处,会产生强的静电场。施加到静电夹具电极的电压可以经常切换极性,以避免在静电夹具的绝缘内击穿。在这种转变期间,夹具周围的区域中的静电场可能会迅速变化。
发明内容
本发明的目的是消除或减轻与光刻装置内的电荷积聚和/或光刻装置内的静电场的生成和切换相关联的一个或多个问题。
根据本发明的第一方面,提供了一种装置,该装置包括用于夹持组件的静电夹具和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。用于生成自由电荷的机构被配置为:在从静电夹具的第一激发状态到静电夹具的第二激发状态的转变期间,邻近静电夹具生成自由电荷。
通过在重新极化期间在静电夹具周围提供自由电荷(例如,经由EUV引起的H2等离子体),将在夹具和任何被夹持的图案形成装置附近提供相对导电的介质。这样,当夹具被重新极化时,大量的自由电荷将有效地屏蔽由夹具生成的任何外部场、特别是由夹具的延伸超出被夹持的图案形成装置的区域(例如,引线和触点)生成的任何外部场,从而减少了粒子从夹具的这些区域的表面被释放的可能性。
应当理解,在使用中,当组件被静电夹具夹持时,该组件将遮蔽静电夹具的部件使其免受所生成的自由电荷的影响。因此,虽然用于生成自由电荷的机构可以被配置为邻近静电夹具生成自由电荷,但是在使用中,通常将防止这种电荷到达夹具的被被夹持组件直接遮蔽的区域。也就是说,在使用中,所生成的自由电荷将提供对夹具的未促成夹持力的区域的屏蔽。实际上,应当理解,在夹持期间,被夹持组件将通过在夹具与该组件之间生成的磁场而被夹持,并且存在于夹具和被夹持组件附近的自由电荷将不会干扰这种夹持效果。而是,自由电荷通常不会延伸到夹具与被夹持组件之间的区域(例如,在某些地方最大间距为约10μm,而在其他地方则可能直接接触)。
静电夹具可以包括被配置为夹持上述组件的夹持区域。当组件被夹持时,在上述夹持区域与上述组件之间可以生成夹持电场。
静电夹具还可以包括非夹持区域。当组件被夹持区域夹持时,在上述非夹持区域周围可以生成次级电场。
例如,在非夹持区域周围不存在接地的导电介质的情况下,在非夹持区域与上述装置的一部分和/或上述被夹持组件的一部分中的一个或多个之间可以生成次级电场。
夹具可以包括被配置为支撑图案形成装置的第一区域和未被配置为支撑图案形成装置的第二区域。第一区域可以包括一个或多个夹持电极。第二区域可以包括一个或多个次级电极。每个次级电极可以对应于一个相应夹持电极。第二区域可以包括多个不连续的子区域。例如,第二区域可以包括在第一区域的任一侧延伸的突起。
每个上述电极(夹持电极和次级电极)可以涂覆有介电材料。介电材料可以具有约100μm的厚度。
第一区域可以包括夹持区域。第二区域可以包括非夹持区域。当然,应当理解,在一些实施例中,被夹持组件可以具有与第一区域的尺寸基本相似的尺寸。然而,在替代实施例中,被夹持组件可以具有小于第一区域的尺寸,使得当被夹持时,第一区域的一些部分被被夹持组件覆盖,而第一区域的其他部分未被被夹持组件覆盖。在这种布置中,第一区域的未覆盖部分可以被认为包括非夹持区域。
该装置可以包括用于邻近非夹持区域生成自由电荷的机构。用于生成自由电荷的机构可以被配置为:在从静电夹具的上述第一激发状态到静电夹具的上述第二激发状态的转变期间,邻近上述非夹持区域生成自由电荷。
静电夹具包括至少一个电极,其中当组件被静电夹具夹持时,夹持电压被施加到至少一个电极,使得在上述夹持区域与上述组件之间生成夹持电场。
第一区域可以包括多个夹持电极。在静电夹具的上述第一激发状态中,第一夹持电压可以被施加到上述多个夹持电极中的第一夹持电极,并且第二夹持电压可以被施加到上述多个夹持电极中的第二夹持电极。第一夹持电压和第二夹持电压可以具有相反的极性。
该装置还可以包括电压源。电压源可以被配置为供应上述夹持电压。夹持电压可以例如为约正负1至10kV的电压。夹持电压可以例如为约±2kV的电压。
静电夹具还可以包括被配置为提供与上述至少一个电极的电连接的至少一个触点。用于生成自由电荷的机构可以被配置为:在从静电夹具的上述第一激发状态到静电夹具的上述第二激发状态的上述转变期间,邻近上述至少一个触点生成自由电荷。
在第一激发状态中,具有第一极性的电压可以被施加到至少一个电极。在第二激发状态中,具有与第一极性相反的第二极性的电压可以被施加到至少一个电极。
电压源可以被配置为供应具有第一极性的上述电压和/或具有上述第二极性的上述电压。
静电夹具可以包括至少两个电极。在第一激发状态中,具有第一极性的电压可以被施加到电极中的第一电极,并且具有第二极性的电压可以被施加到电极中的第二电极。在第二激发状态中,具有第二极性的电压可以被施加到电极中的第一电极,并且具有第一极性的电压可以被施加到电极中的第二电极。
静电夹具还可以包括至少两个次级电极。在第一激发状态中,具有第一极性的上述电压可以被施加到次级电极中的第一次级电极,并且具有第二极性的上述电压可以被施加到次级电极中的第二次级电极。在第二激发状态中,具有第二极性的上述电压可以被施加到次级电极中的上述第一次级电极,并且具有第一极性的上述电压可以被施加到次级电极中的上述第二次级电极。
电极中的第一电极可以电连接到次级电极中的第一次级电极。电极中的第二电极可以电连接到次级电极中的第二次级电极。
夹具可以被配置为使得在第一激发状态和第二激发状态中的每个激发状态中,组件可以被静电夹具夹持。
用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构可以包括:气体源,和被配置为使由该气体源提供的气体电离的电离辐射源。
电离辐射源可以包括选自由以下各项组成的组的源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
还可以提供了一种光刻装置,该光刻装置被布置为将图案从图案形成装置投影到衬底上。光刻装置可以包括根据本发明的第一方面的装置。图案形成装置可以包括待夹持的上述组件。
光刻装置还可以包括被配置为调节辐射束的照射***。静电夹具可以被配置为夹持上述图案形成装置。图案形成装置可以能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束。光刻装置还可以包括被构造为保持衬底的衬底台。光刻装置还可以包括被配置为将图案化的辐射束投影到衬底上的投影***。
光刻装置可以被配置为执行多次成像曝光,在该多次成像曝光期间,辐射束入射到图案形成装置上,并且在该多次成像曝光期间,图案化的辐射束被投影到衬底上。静电夹具可以被配置为在上述成像曝光期间夹持上述图案形成装置。在上述多次成像曝光中的连续成像曝光之间,静电夹具可以被配置为从上述第一激发状态转变到上述第二激发状态。
每一成像曝光可以包括晶片上的多个管芯的曝光。夹具可以在第一晶片和第二晶片的曝光之间的时间段期间被重新极化。
还可以提供了一种包括上述光刻装置的光刻***。
光刻***还可以包括被配置为生成上述辐射束的辐射源。用于生成自由电荷的机构可以包括选自由以下各项组成的组的次级电离辐射源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
光刻***还可以包括被配置为生成上述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的机构包括上述辐射源。上述辐射源可以是EUV源。
光刻***还可以被配置为执行至少一次非成像曝光,在该至少一次非成像曝光期间,辐射束入射到图案形成装置上,并且在该至少一次非成像曝光期间,没有辐射被投影到衬底上;上述非成像曝光是在上述多次成像曝光中的连续成像曝光之间执行的。
在一系列成像曝光期间,光刻装置还可以被配置为在每个连续成像曝光之间执行非成像曝光。
从静电夹具的上述第一激发状态到静电夹具的上述第二激发状态的上述转变可以在上述非成像曝光期间执行。
通过在非成像曝光期间在图案形成装置处提供辐射束,可以借助于等离子体来提供自由电荷源,该等离子体将由存在于图案形成装置周围的气体分子(例如,氢)的电离而产生。等离子体将在被辐射束直接照射的区域以及邻近区域(例如,由于扩散和次级电子)中生成。以这种方式,可以将单个辐射束(例如,EUV辐射束)既用于成像目,又用于在静电夹具的重新极化期间提供自由电荷源。
光刻***可以被控制为:使得与在上述非成像曝光期间相比,在每次成像曝光期间入射到图案形成装置上的辐射量更大。
应当理解,入射到图案形成装置上的辐射量可以以多种方式控制。例如,辐射量可以通过改变由辐射源生成的辐射的强度来控制。替代地或另外地,辐射量可以通过改变入射在图案形成装置上的辐射束的空间范围(例如,通过使用遮蔽件或遮蔽刀片)来控制。替代地或另外地,辐射量可以通过改变由辐射源生成的辐射脉冲的数目或频率来控制。
例如,提供足够的自由电荷以提供有用的屏蔽所需要的辐射剂量(在预定时间段内)可以小于执行成像曝光所需要的辐射剂量。
入射到图案形成装置上的辐射量可以从非成像曝光到上述多次成像曝光中的一次成像曝光逐渐增加。
在上述实施例中,遮蔽件或遮蔽刀片或遮蔽刀片布置可以因此用于控制在静电夹具周围生成的自由电荷的量,例如,通过部分地阻挡辐射束。
值得一提的是,入射到遮蔽件或遮蔽刀片布置上的辐射束的部分也可能导致生成自由电荷。这样,邻近静电夹具的用于生成自由电荷的替代方式是在与图案形成装置不同的表面(例如,遮蔽件或遮蔽刀片的表面)处提供辐射束。如上所述,可以使用遮蔽件或遮蔽刀片布置来阻挡辐射束到达图案形成装置,或控制入射在图案形成装置上的辐射束的空间范围。由于辐射束与存在于或提供于在遮蔽件或遮蔽刀片布置周围、遮蔽件或遮蔽刀片布处或附近的气体分子(例如,氢)的相互作用,将辐射束或其一部分施加到上述遮蔽件或遮蔽刀片上也可能导致生成自由电荷。在由辐射束直接照射的区域中以及在邻近区域中(例如,由于扩散和次级电子)都将生成自由电荷。由于遮蔽件或遮蔽刀片布置通常相对靠近图案形成装置并且因此相对靠近静电夹具,因此通过照射遮蔽件或遮蔽刀片布置而生成的自由电荷也可能邻近静电夹具产生自由电荷。因此,也可以认为通过照射遮蔽件或遮蔽刀片布置而生成自由电荷是一种用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。
关于邻近静电夹具生成自由电荷的这种方式,可以指出的是,如果遮蔽件或遮蔽刀片布置在生成自由电荷的过程中被完全关闭,则可以避免有任何不希望的辐射到达衬底的风险。
根据本发明的第二方面,提供了一种操作装置的方法,该装置包括静电夹具和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。该方法包括:控制静电夹具以具有第一激发状态;控制静电夹具以具有第二激发状态;以及在从第一激发状态到第二激发状态的转变期间,控制用于生成自由电荷的机构以邻近静电夹具生成自由电荷。
该方法还可以包括邻近静电夹具提供组件。当静电夹具是第一激发状态和/或第二激发状态中的一个或两个时,组件可以被静电夹具夹持。
控制用于生成自由电荷的机构邻近静电夹具和/或组件生成自由电荷可以包括:邻近静电夹具和/或组件提供气体;以及控制电离辐射源以邻近静电夹具和/或组件提供电离辐射使得气体被电离。
当然,应当理解,以上结合本发明的第一方面的装置描述的任何特征可以与本发明的第二方面的方法的特征相结合。
根据本发明的第三方面,提供了一种光刻装置,该光刻装置包括:被配置为调节辐射束的照射***;被构造为支撑图案形成装置的支撑结构,上述图案形成装置能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束,上述支撑结构包括被配置为夹持上述图案形成装置的静电夹具;被构造为保持衬底的衬底台;以及被配置为将图案化的辐射束投影到衬底上的投影***。光刻装置被配置为执行成像前曝光,在该成像前曝光期间,辐射束入射到图案形成装置上,并且在该成像前曝光期间,没有辐射被投影到衬底上。在成像前曝光期间,入射到图案形成装置上的辐射量逐渐增加。光刻装置被配置为执行成像曝光,在该成像曝光中,由图案形成装置图案化的辐射束被投影到衬底上。
EUV功率的逐渐或软斜升导致图案形成装置和静电夹具周围的区域的电导率逐渐增加。介质电导率的这种逐渐增加不会引起静电场突然崩溃,而是允许电荷根据预先存在的场线向各个表面泄漏。这样的过程允许中和由于先前的夹具极化状态而变得带电的任何表面。类似地,夹具或图案形成装置的表面上的任何带电粒子都可以被中和。EUV功率的这种逐渐增加可以显著减少发生静电放电的变化,因此可以降低粒子(通常是由放电事件生成的)的生成速率。
成像曝光可以包括突发,上述突发包括多个辐射脉冲。每个上述脉冲可以包括基本恒定的辐射剂量。应当理解,在成像曝光期间,辐射束可以被脉冲化,使得瞬时辐射强度在所有时间都不均匀。然而,在成像曝光期间,脉冲速率可能足够高,以使得入射在图案形成装置和图案化衬底上的辐射在包括数十、数百或数千个脉冲的参考坐标内基本均匀。此外,脉冲速率足够高,以使得由EUV辐射生成的任何等离子体将可能持续比邻近脉冲之间的间隙更长的时间,使得一旦建立,将通过正在进行的脉冲而达到和维持平衡的等离子体密度。
成像前曝光可以紧接在成像曝光之前。
成像前曝光可以包括突发,上述突发包括多个辐射脉冲。
成像曝光和/或成像前曝光的每个脉冲可以例如具有约100ns的持续时间和约20μs的脉冲间距(即,约50kHz的脉冲频率)。
在成像前曝光期间的脉冲速率可以足够高,以使得由在成像前曝光的每个脉冲中的入射EUV光子(直接或间接地)产生的氢等离子体持续的时间长于邻近脉冲之间的间隙。上述突发可以包括多个微型突发,每个微型突发包括多个(例如,多达10个)辐射脉冲。
在上述成像前曝光期间辐射量的逐渐增加可以被配置为在多个上述辐射脉冲上被提供。
以这种方式,随着入射到图案形成装置上的辐射量在成像前曝光期间逐渐增加,等离子体密度可以逐渐增加,从而导致图案形成装置周围区域的电导率的期望的逐渐增加。该逐渐增加可以被配置为在多个上述微型突发上被提供。
在上述成像前曝光期间辐射的逐渐增加可以被配置为在至少1000个辐射脉冲上被提供。
在具有约50kHz的脉冲频率的***中,将在约20ms内传递1000个辐射脉冲。在上述成像前曝光期间辐射的逐渐增加可以被配置为在多达约50,000个辐射脉冲(即,高达约1秒)上被提供。优选地,在上述成像前曝光期间辐射的逐渐增加可以被配置为在多达约10,000个辐射脉冲(即,高达约0.2秒)上被提供。
应当理解,在将辐射强度增加到成像所需要的全部强度所需要的时间(如果过长,会降低晶片产量)与获取降低放电和/或粒子生成或释放的可能性的益处之间存在折衷。
在上述成像前曝光期间辐射的逐渐增加可以被配置为在多个上述辐射脉冲上基本线性地被提供。
对于多个连续的辐射脉冲中的每个,辐射强度可以增加预定量,使得入射到图案形成装置上的辐射强度以基本线性的方式逐渐增加。
在成像前曝光的具有预定持续时间的第一部分期间,辐射束可以被控制以将第一剂量的辐射传递到图案形成装置,上述第一剂量包括低于在成像曝光的第一部分期间传递到图案形成装置的成像辐射剂量的约10%的剂量,成像前曝光的上述第一部分具有上述预定持续时间。
应当理解,成像前曝光的第一部分和成像曝光的第一部分的实际持续时间并不重要。而是,该装置被控制为使得在成像前曝光的第一部分期间在预定时间段(例如,200μs)内传递的辐射剂量小于在对应预定时间段(例如,200μs)内传递的辐射剂量。
第一剂量可以包括非零剂量。第一剂量可以占在成像曝光的第一部分期间传递到图案形成装置的成像辐射剂量的约5%。
成像前曝光的第一部分可以包括多个脉冲。这样,第一剂量可以包括由在成像前曝光的第一部分内的上述多个脉冲传递的总剂量。成像曝光的第一部分还可以包括多个脉冲。这样,在成像曝光的上述第一部分期间传递到图案形成装置的成像辐射剂量可以包括由在成像曝光的第一部分内的上述多个脉冲传递的总剂量。
在成像前曝光的第一部分之前,由辐射束传递到图案形成装置的辐射强度辐射可以基本上为零。因此,成像前曝光的第一部分可以构成从成像剂量的约0%到成像剂量的约5%的跳跃。
入射到图案形成装置上的辐射量可以从成像前曝光的上述第一部分到上述成像曝光逐渐增加。
在成像前曝光的具有上述预定持续时间的第二部分期间,其中第二部分在上述第一部分之后,辐射束可以被控制为将第二剂量的辐射传递到图案形成装置,上述第二剂量大于上述第一剂量并且小于在成像曝光的上述第一部分期间传递到图案形成装置的上述成像辐射剂量。
在成像前曝光的上述第一部分的开始与上述成像曝光的开始之间可以传递至少1000个辐射脉冲。
以这种方式,在跨越至少1000个辐射脉冲的时间段内,辐射剂量可以从成像前曝光的第一部分到成像曝光逐渐增加。
光刻装置还可以被配置为执行成像后曝光,在该成像后曝光期间,辐射束入射到图案形成装置上;并且在该成像后曝光期间,没有辐射被投影到衬底上,其中入射到图案形成装置上的辐射量在成像后曝光期间逐渐减少,并且其中上述成像后曝光在成像曝光之后。
光刻装置还可以被配置为执行第一成像曝光和第二成像曝光。上述成像前曝光可以紧接在上述第二成像曝光之前。在上述第一成像曝光与上述成像前曝光之间,光刻装置还可以被配置为执行非成像曝光,在该非成像曝光期间,辐射束入射到图案形成装置上,并且在该非成像曝光期间,没有辐射被投影到衬底上。
在非成像曝光的具有上述预定持续时间的第一部分期间,辐射束可以被控制为将第三剂量的辐射传递到图案形成装置,上述第三剂量包括上述成像辐射剂量的约10%的剂量。该装置可以被配置为引起静电夹具在上述非成像曝光期间从第一激发状态转变为第二激发状态。
也就是说,在多个成像曝光之间的非成像曝光期间,夹具可以被重新极化。
光刻装置还可以被配置为引起静电夹具在上述成像前曝光期间从第一激发状态转变为第二激发状态。
也就是说,夹具可以在成像曝光之前在EUV功率斜升期间重新极化。这允许在夹具重新极化期间提供低水平的辐射(并且因此提供相对较低的等离子体密度),而仅在成像曝光期间提供完整的辐射强度。较低水平的辐射可以足以减轻与夹具重新极化相关联的某些负面后果(例如,粒子释放),并且可以减少辐射源的负荷。更一般地,在施加到夹具的任何电压变化期间,也可以有利地施加低水平的辐射。作为示例,当物件被装载到夹具上或从夹具上卸载时,可以有利地施加低水平的辐射。
在一系列成像曝光期间,光刻装置还可以被配置为在每个连续的成像曝光之间执行非成像曝光。
应当理解,入射到图案形成装置上的辐射量可以以多种方式控制。例如,辐射量可以通过改变由辐射源生成的辐射强度来控制。替代地或另外地,辐射量可以通过改变入射在图案形成装置上的辐射束的空间范围(例如,通过使用遮蔽件或遮蔽刀片)来控制。替代地或另外地,辐射量可以通过改变由辐射源生成的辐射的脉冲的数目或频率来控制。
例如,提供足够的自由电荷以提供有用的屏蔽所需要的辐射剂量可以小于执行成像曝光所需要的辐射剂量。
还可以提供了一种光刻***,该光刻***包括本发明的第三方面的光刻装置。光刻***还可以包括被配置为生成上述辐射束的辐射源。上述辐射源可以是EUV源。
根据本发明的第四方面,提供了一种操作光刻装置的方法。该光刻装置包括:被配置为调节辐射束的照射***;被构造为支撑图案形成装置的支撑结构,图案形成装置能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束,支撑结构包括被配置为夹持图案形成装置的静电夹具;被构造为保持衬底的衬底台;以及被配置为将图案化的辐射束投影到衬底上的投影***。该方法包括:引起光刻装置执行成像前曝光,在该成像前曝光期间,辐射束入射到图案形成装置上,并且在该成像前曝光期间,没有辐射被投影到衬底上,其中在成像前曝光期间,入射到图案形成装置上的辐射量逐渐增加。该方法还包括:引起光刻装置执行成像曝光,在该成像曝光中,由图案形成装置图案化的辐射束被投影到衬底上。
当然,应当理解,以上结合本发明的第三方面的装置描述的任何特征可以与本发明的第四方面的方法的特征相结合。
根据本发明的第五方面,提供了一种装置,该装置包括用于夹持组件的静电夹具和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构,该装置具有第一配置和第二配置,在第一配置中,组件被静电夹具夹持,在第二配置中,组件与静电夹具间隔开。该装置被配置为:在第一时间点处于上述第一配置,并且在上述第一时间点之后的第二时间点处于上述第二配置。用于生成自由电荷的机构被配置为:在上述第一时间点与上述第二时间点之间的第三时间点,邻近静电夹具和/或组件生成自由电荷。
在处理操作期间,例如在光刻装置中的图案形成装置的去除期间,可以在装置中使用自由电荷,以防止由于与电容变化而引起的电压放大相关联的负面影响,该电容改变与各种电气隔离的***组件之间的间隔增加相关联。特别地,当从夹具上去除被夹持组件时,它们之间的电容将减小(与间隔成反比)。所生成的自由电荷可以用于转移电荷以减小电压放大的影响,从而降低放电的可能性(例如,如果超过帕邢(paschen)极限,则经由氢击穿)。
用于生成自由电荷的机构可以被配置为邻近静电夹具和/或组件生成自由电荷,以防止上述静电夹具与上述组件之间的电势差超过预定阈值。
应当理解,自由电荷生成的时间和程度在某种程度上都是灵活的。特别地,如果电容变化(该电容变化与静电夹具与组件之间的距离增加相关联)导致静电夹具与组件之间的电势差超过阈值(例如,根据帕邢定律的氢击穿电压),则可能会发生放电。然而,还应当理解,最小放电电压将是距离和气压两者的函数。这样,电压阈值将从一种配置到另一种配置发生变化。
预定阈值基于装置中的压力来确定。该压力可以是氢的压力。
第三时间点可以被选择,以防止上述静电夹具与上述组件之间的电势差超过上述预定阈值。
可以在所选择的时间(即,第三时间点)生成自由电荷,以在静电夹具与上述组件之间的电势差超过阈值之前提供电荷以减小(或限制)该电势差。
预定阈值可以为约250V或更低,例如,约130V。
该装置可以被配置为在上述第三时间点处于上述第二配置。
特别地,在去除夹持电压之后不久可以生成自由电荷,并且组件开始与夹具分离。以这种方式,所生成的自由电荷将很容易到达夹具和被夹持组件的表面。
在第三时间点,夹具的表面与组件的表面之间的最小间隔可以大于约10微米。
夹具的表面可以是当组件被夹持时与组件接触的夹具的表面。应当理解,夹具可以包括大体上平坦的表面,该表面设置有突起(其可以被称为突节)。突起可以确保即使在夹持期间,夹具的大致平坦的表面与组件的被夹持表面之间的间隔也超过最小值(例如,10微米)。然而,在夹持期间,应当理解,突起的表面将与被夹持组件接触,并且因此,在夹持期间,夹具的表面与组件的表面之间的最小间隔为零。
在第三时间点,夹具的表面与组件的表面之间的最小间隔可以大于或等于约100微米。
在第三时间点,夹具的表面与组件的表面之间的最小间隔可以小于预定间隔。上述预定间隔可以为约200微米。
用于生成自由电荷的机构可以被配置为在装置被配置为处于上述第一配置时邻近静电夹具和/或组件生成自由电荷。
该装置可以被配置为在上述第三时间点处于上述第一配置。
应当理解,在使用中,当组件被静电夹具夹持时,该组件将遮蔽静电夹具的部分使其免受所生成的自由电荷的影响。因此,虽然用于生成自由电荷的机构可以被配置为邻近静电夹具生成自由电荷,但是在使用中,通常将防止这种电荷到达夹具的被被夹持组件直接遮蔽的区域。然而,随着组件与夹具分离(即,在去除夹持电压之后),应当理解,自由电荷可以扩散到夹具和被夹持组件的表面,从而补偿了电压放大效应。因此,当组件被夹持时,邻近夹持装置和/或组件生成的自由电荷可以有效地减小电压放大。
静电夹具可以包括被配置为夹持上述组件的夹持区域。当组件被夹持时,在上述夹持区域与上述组件之间可以生成夹持电场。
静电夹具可以包括至少一个电极。当组件被静电夹具夹持时,夹持电压可以被施加到至少一个电极,使得在上述夹持区域与上述组件之间生成夹持电场。
该装置还可以包括电压源。
用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构可以包括:气体源,和被配置为使由气体源提供的气体电离的电离辐射源。
电离辐射源可以包括选自由以下各项组成的组的源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
该装置还可以包括被配置为从静电夹具去除上述组件的组件更换组装件。
组件更换组装件可以被配置为控制上述组件与静电夹具之间的间隔。
还可以提供了一种光刻装置,该光刻装置被布置为将图案从图案形成装置投影到衬底上。光刻装置可以包括根据本发明的第五方面的装置。图案形成装置可以包括待夹持的上述组件。
光刻装置还可以包括被配置为调节辐射束的照射***。静电夹具可以被配置为夹持上述图案形成装置。图案形成装置可以能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束。光刻装置还可以包括被构造为保持衬底的衬底台和被配置为将图案化的辐射束投影到衬底上的投影***。
还可以提供了一种包括光刻装置的光刻***。光刻***还可以包括被配置为生成上述辐射束的辐射源。
用于生成自由电荷的机构可以包括选自由以下各项组成的组的次级电离辐射源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
用于生成自由电荷的机构可以包括上述辐射源。上述辐射源可以是EUV源。
根据本发明的第六方面,提供了一种操作装置的方法。该装置包括静电夹具和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。该方法包括:邻近静电夹具提供组件;控制静电夹具一具有第一配置,在该第一配置中,组件在第一时间点被静电夹具夹持;控制上述静电夹具一具有第二配置,在该第二配置中,上述组件在上述第一时间点之后的第二时间点与上述静电夹具间隔开;以及控制上述用于生成自由电荷的机构以在上述第一时间点与上述第二时间点之间的第三时间点邻近上述静电夹具和/或上述组件生成自由电荷。
当然,应当理解,以上结合本发明的第五方面的装置描述的任何特征可以与本发明的第六方面的方法的特征相结合。
根据本发明的第七方面,提供了一种装置,该装置包括用于夹持组件的静电夹具和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。该装置具有第一配置和第二配置,在该第一配置中,具有第一极性的电压被施加到至少一个夹具电极并且没有组件被静电夹具夹持,在该第二配置中,具有与第一极性相反的第二极性的电压被施加到至少一个夹具电极。该装置被配置为:在第一时间点处于上述第一配置,并且在上述第一时间点之后的第二时间点处于上述第二配置。用于生成自由电荷的机构被配置为:在静电夹具处于第一配置时邻近静电夹具生成自由电荷,并且在静电夹具处于第二配置时不邻近静电夹具生成自由电荷。
通过在夹具在第一激发状态中被极化时邻近静电夹具提供自由电荷,可以使被捕获在夹具表面上的任何粒子带电。然后,当极化反转并且不再存在自由电荷时,带电粒子可以通过静电排斥从夹具表面被释放。静电夹具的这种清洁过程可以避免或至少减少与粒子被捕获在夹具表面上相关联的负面后果。
该装置可以是用于清洁静电夹具的装置。
在从上述第一配置到上述第二配置的转变期间,可以邻近静电夹具提供组件。
通过在上述转变期间邻近静电夹具提供组件,由于极化的改变而由夹具释放的粒子可以被组件捕获,而不污染装置的其他表面。该组件可以被称为牺牲组件或清洁组件。该组件可以包括图案形成装置。该组件的尺寸可以基本上等于打算在光刻操作期间被静电夹具夹持的组件的尺寸。
当夹具处于第二配置时,组件可以被静电夹具夹持。也就是说,静电夹具可以被配置为在夹具处于第二配置时夹持组件。
该装置可以具有第三配置,在该第三配置中,没有电压被施加到至少一个夹具电极并且没有组件被静电夹具夹持。该装置可以被配置为在上述第二时间点之后的第三时间点处于上述第三配置。
一旦通过施加反向极化释放了粒子(在第二配置期间),则夹具可以返回到中性配置(即,没有电压被施加到夹具电极)。
用于生成自由电荷的机构可以被配置为在静电夹具处于第三配置时邻近静电夹具生成自由电荷。
一旦通过施加反向极化释放了粒子(在第二配置期间),则夹具可以返回到中性配置(即,没有电压被施加到夹具电极)并且夹具表面上的任何残余电荷通过邻近夹具提供自由电荷被去除。
在第三配置中,可以邻近静电夹具不提供组件。也就是说,该装置可以被控制为使得在第三配置中不邻近静电夹具提供组件。
该装置还可以包括邻近静电夹具的被配置为支撑组件的组件更换组装件。
组件更换组装件可以被配置为控制上述组件与静电夹具之间的间隔。
组件更换组装件可以被配置为:在上述第一时间点与上述第二时间点之间,邻近上述静电夹具提供上述组件。
组件更换组装件可以被配置为:在上述第二时间点与上述第三时间点之间,从静电夹具附近去除上述组件。
静电夹具可以包括被配置为夹持组件的夹持区域。当组件被夹持时,在上述夹持区域与上述组件之间可以生成夹持电场。
当上述夹持电压被施加到上述至少一个电极时,可以生成上述夹持电场。该装置还可以包括电压源。
用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构可以包括:气体源,和被配置为使由气体源提供的气体电离的电离辐射源。
电离辐射源包括选自由以下各项组成的组的源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
还可以提供了一种光刻装置,该光刻装置被布置为将图案从图案形成装置投影到衬底上。光刻装置可以包括根据本发明的第七方面的装置。静电夹具可以被配置为在光刻操作期间夹持上述图案形成装置。
光刻装置还可以包括被配置为调节辐射束的照射***。静电夹具可以被配置为夹持上述图案形成装置,该图案形成装置能够在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束。光刻装置还可以包括:被构造为保持衬底的衬底台,和被配置为将图案化的辐射束投影到衬底上的投影***。
还可以提供了一种包括光刻装置的光刻***。光刻***还可以包括被配置为生成上述辐射束的辐射源。
用于生成自由电荷的机构可以包括选自由以下各项组成的组的次级电离辐射源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
用于生成自由电荷的机构可以包括上述辐射源。上述辐射源可以是EUV源。
根据本发明的第八方面,提供了一种操作装置的方法,该装置包括:包括至少一个夹具电极的静电夹具,和用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。该方法包括:控制静电夹具以具有第一配置,在该第一配置中,在第一时间点,具有第一极性的电压被施加到至少一个夹具电极并且没有组件被静电夹具夹持;控制上述静电夹具以具有第二配置,在该第二配置中,在上述第一时间点之后的第二时间点,具有与上述第一极性相反的第二极性的电压被施加到至少一个夹具电极;控制用于生成自由电荷的机构,以在夹具处于第一配置时,邻近静电夹具生成自由电荷;以及控制用于生成自由电荷的机构,以在静电夹具处于第二配置时,不邻近静电夹具生成自由电荷。
该方法还可以包括在静电夹具处于第二配置时邻近静电夹具提供组件。
当夹具处于第二配置时,组件可以被静电夹具夹持。
该方法还可以包括控制该装置在上述第二时间点之后的第三时间点具有第三配置,在该第三配置中,没有电压被施加到至少一个夹具电极。
该方法还可以包括:在上述第二时间点与上述第三时间点之间,从静电夹具附近去除上述组件。
该方法还可以包括控制用于生成自由电荷的机构在静电夹具处于第三配置时邻近静电夹具生成自由电荷。
当然,应当理解,以上结合本发明的第七方面的装置描述的任何特征可以与本发明的第八方面的方法的特征相结合。
根据本发明的第九方面,提供了一种操作装置的方法,该装置包括具有第一电极的静电夹具,该方法包括:a)邻近静电夹具提供组件;b)控制静电夹具以向第一电极提供第一夹持电压,使得组件被静电夹具夹持;c)测量与该组件的一部分相关联的电压;以及d)基于所测量的电压确定对第一夹持电压的调节。
静电夹具包括第一电极,第一夹持电压被提供给第一电极。第一夹持电压在夹具与组件之间生成电场,使得组件可以在其背面被夹持到夹具的夹具区域。该组件还包括与背面相对布置的正面。该组件可以通过粒子(即,电子或离子)的静电吸引而积累电荷,尤其是在邻近夹具的背面,因此与***的其他部分相比处于不同电压。通过测量与组件的一部分(例如,组件的背面)相关联的电压,可以确定对第一夹持电压的调节使得与组件的该部分相关联的电压变为零。应当理解,可以根据要被添加到第一夹持电压或从第一夹持电压减去的附加电压,或者作为第一夹持电压的百分比变化,或者对于技术人员很清楚的任何其他合适的项来确定该调节。通过确定并且施加对第一夹持电压的调节,可以实现组件相对于周围***的虚拟接地。结果,可以减少或消除电荷(和带电粒子)对组件的静电吸引。该组件可以是由静电夹具夹持的图案形成装置(例如,掩模版)。然而,应当理解,该组件可以是将被夹具夹持的另一组件。
该方法还可以包括:b1)当组件被静电夹具夹持时,将组件暴露于辐射;b2)控制静电夹具使得组件从静电夹具被释放;以及b3)从静电夹具附近去除组件。
以这种方式,可以在离线过程中执行电压测量。在这种实现中,组件被静电夹具夹持并且暴露于辐射。在曝光期间,电荷可以沉积在组件的背面(即,组件的被夹持到夹具的一侧)。当夹持电压被去除以释放组件时,累积的电荷保留在组件的表面上。该组件可以从夹具附近被去除,以便随后测量相关联的电压。然后可以基于所测量的电压来确定对第一夹持电压的任何调节。
该方法还可以包括:e)根据所确定的调节来调节第一夹持电压;以及f)重复步骤a)至c)以验证调节。
一旦确定了对第一夹持电压的调节,就可以重复步骤a)至c)以验证调节成功地将与该组件相关联的电压降低到零伏。如果仍然发现与该组件的该部分相关联的电压,则可以执行进一步的调节和验证步骤。结果,由于在暴露之后没有净电荷将保留在虚拟接地的组件上,因此可以减轻与在先前夹持的组件的卸载期间的电压放大相关联的问题。
该方法还可以包括:在重复步骤a)至c)之后,基于所测量的电压来确定对第一夹持电压的进一步调节。测量和调节过程可以重复多次。可以重复测量和调节过程,直到与组件的一部分相关联的电压满足预定标准(例如,其在零伏的预定容限内)。
步骤a)至c)的重复可以使用另一组件来执行。特别地,在一些实现中,可以使用与用于初始测量的组件相同的组件来执行验证步骤。然而,在其他实现中,可能需要使用未被用于初始测量的另一组件。
该方法还可以包括:在确定对第一夹持电压的调节之后,根据所确定的调节来调节第一夹持电压;以及测量与该组件的该部分相关联的电压。
作为离线测量过程的替代,可以在线执行测量,即,在组件被夹持时。在该方法的这种实现中,在测量步骤之后立即确定调节,而没有从夹具上释放和去除组件。可能需要在组件保持被夹持在适当位置的同时,执行调节和后续测量步骤。以这种方式,可以减少处理时间,因为不需要从夹具上去除组件来测量相关联的电压。另外,该方法可以周期性地重复。替代地或另外地,该方法可以被实现为连续反馈回路,在该连续反馈回路中,监测与组件相关联的电压并且因此自动地调节夹持电压。
静电夹具还可以包括第二电极,并且该方法还可以包括:基于所测量的电压来确定对待提供给第二电极的第二夹持电压的调节。
第一夹持电压和第二夹持电压可以具有不同的值。特别地,第一夹持电压和第二夹持电压可以具有不同的极性。例如,第一夹持电压可以为约+1kv至10kV,而第二夹持电压可以为约-1kv至10kV。特别地,第一夹持电压可以为约+2kV,第二夹持电压可以为约-2kV。当然,应当理解,第一夹持电压和第二夹持电压的绝对值也可以存在差异。此外,应当理解,所确定的对第一夹持电压和/或第二夹持电压的调节可以是对第一夹持电压的调节,或对第二夹持电压的调节,或对第一夹持电压和第二夹持电压两者的调节。另外,所确定的调节可以是例如第一夹持电压与第二夹持电压之间的差的调节,或对第一夹持电压和第二夹持电压的平均值的调节。
根据本发明的第十方面,提供了一种用于虚拟地使组件接地的***,该***包括:装置,包括被配置为夹持组件的静电夹具,该静电包括被配置为接收第一夹持电压的第一电极;电压监测器,被配置为测量与上述组件的一部分相关联的电压;以及计算单元,被配置为基于所测量的电压来确定对第一夹持电压的调节。
该***还可以包括被配置为支撑组件的支撑组装件,其中该支撑组装件包括电压监测器。支撑组装件可以是例如被配置为朝向或远离夹具的附近传送组件的更换组装件。
静电夹具可以包括被配置为接收第二夹持电压的第二电极,并且计算单元还可以被配置为基于所测量的电压来确定对第二夹持电压的调节。
第一夹持电压和第二夹持电压可以具有不同的值。
电压监测器可以是静电电压表。
当然,应当理解,以上结合本发明的第九方面的方法描述的任何特征可以与本发明的第十方面的***的特征相结合。
此外,应当理解,以上结合本发明的第一至第十方面中的任何方面描述的任何特征可以与在上述方面中的不同方面的上下文中描述的特征相结合。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附的示意图来描述本发明的实施例,在附图中:
-图1描绘了包括光刻装置和辐射源的光刻***;
-图2a-2c分别以截面图、平面图和截面图示出了在图1所示的光刻装置内使用的静电夹具;
-图3描绘了在暴露于EUV辐射期间的图2的静电夹具周围的等离子体密度的模拟;
-图4a和4b分别示出了现有技术的光刻装置的曝光序列和夹具极化序列;
-图5a和5b分别示出了根据本发明的实施例的光刻装置的曝光序列和夹具极化序列;
图6a和6b分别示出了根据本发明的实施例的光刻装置的替代曝光序列和夹具极化序列;
图7a和7b分别示出了根据本发明的实施例的光刻装置的另一替代曝光序列和夹具极化序列;
图8a-8c分别以截面图、平面图和截面图示出了根据本发明的替代实施例的光刻装置中使用的静电夹具;
图9a和9b描绘了在图案形成装置卸载过程中在根据本发明的实施例的光刻装置内使用的静电夹具和图案形成装置;
图10描绘了在图案形成装置卸载过程中在根据本发明的实施例的光刻装置内使用的静电夹具和图案形成装置的移动序列;
图11示出了根据本发明的实施例的在光刻装置内使用的静电夹具和图案形成装置的等效电路模型;
图12a-12c描绘了在图10的移动序列期间的图9的等效电路的仿真特性;
图13示出了根据本发明的实施例的在光刻装置内使用的静电夹具和图案形成装置的等效电路模型;
图14示出了根据本发明的实施例的在光刻装置内使用的静电夹具和图案形成装置;图15a-15e描绘了根据本发明的实施例的在光刻装置内使用的静电夹具的清洁过程;
图16描绘了根据一个实施例的用于提供图案形成装置的虚拟接地的方法的流程图;
图17示出了根据另一实施例的用于提供图案形成装置的虚拟接地的替代方法的流程图;以及
图18描绘了具有包括根据本发明的实施例的电压监测器的支撑组件的静电夹具和图案形成装置。
具体实施方式
图1示出了包括辐射源SO和光刻装置LA的光刻***。辐射源SO被配置为生成EUV辐射束B并且将EUV辐射束B提供给光刻装置LA。光刻装置LA包括照射***IL、被配置为支撑图案形成装置MA(例如,掩模)的支撑结构MT、投影***PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。
照射***IL被配置为在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节EUV辐射束B。此外,照射***IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为EUV辐射束B提供期望的横截面形状和期望的强度分布。除了或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11,照射***IL可以包括其他反射镜或装置。
在如此调节之后,EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。这种相互作用的结果是,生成了图案化的EUV辐射束B'。投影***PS被配置为将图案化的EUV辐射束B'投影到衬底W上。为此,投影***PS可以包括被配置为将图案化的EUV辐射束B'投影到被衬底台WT保持的衬底W上的多个反射镜13、14。投影***PS可以对图案化的EUV辐射束B'施加减小因子,从而形成具有比图案化装置MA上的对应特征小的特征的图像。例如,可以施加减小因子4或8。尽管在图1中投影***PS被示出为仅具有两个反射镜13、14,但是投影***PS可以包括不同数目的反射镜(例如,6个或8个反射镜)。
衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下,光刻装置LA将由图案化的EUV辐射束B'形成的图像与先前形成在衬底W上的图案对准。
可以在辐射源SO中,在照射***IL中和/或在投影***PS中提供相对真空,即远低于大气压的压力的少量气体(例如,氢气)。
辐射源SO可以是激光产生等离子体(LPP)源、放电产生等离子体(DPP)源、自由电子激光器(FEL)、或能够生成EUV辐射的任何其他辐射源。
图2a更详细地示出了支撑结构MT的横截面。横截面在x平面中,在所示方向上在z方向上竖直延伸,在y方向上水平延伸。支撑结构MT包括静电夹具100,该静电夹具100被配置为在光刻操作期间夹持图案形成装置MA。夹具100包括夹具本体102和设置在夹具本体102内的夹具电极104A-104D。电极104A-104D通过电介质涂层与夹具100的大体上平坦的夹具表面分开。突节(burl)106从夹具本体102的夹具表面突出,并且起到使被夹持的图案形成装置MA与夹具本体102分离的作用。突节106可以具有例如约10μm的高度,并且可以共同地覆盖夹具100的表面的约1%。应当理解,为简单起见,夹具100的很多特征(例如,布线、附加电极)被省略。
图案形成装置MA包括衬底120,衬底120通常可以由具有超低热膨胀系数的材料(例如,由Corning制造的或由Schott AG制造的)形成。衬底120通常是平面的,并且具有彼此相对的第一平面122和第二平面124。在使用中(例如,如图1所示),第一表面122被配置为反射辐射束B,并且引起图案被赋予射束B。特别地,可以对第一表面122的区域进行图案化,从而导致辐射束B被图案化。第一表面的图案化区域设置有导电涂层126。
为了使得静电夹具100能够夹持图案形成装置MA,第二表面124设置有导电涂层128,该导电涂层128通常覆盖第二表面124的大部分。
应当理解,静电夹具100可以使用约几千伏的电压,以便夹持图案形成装置MA。例如,夹具100可以是双极静电夹具,其中电极104A-104D的第一子集102A、102C连接到约+1……10kV(例如,+2kV)的电压源(未示出),电极104A-104D的第二子集102B、102D连接到约-1……10kV(例如,-2kV)的电压源。这样,可以在夹具100与图案形成装置MA之间建立高电场,从而导致图案形成装置MA被吸引到夹具100。特别地,在邻近电极104A-104D的导电涂层128的区域中感应出与所施加的电压具有相反符号的电荷,并且在跨夹具100和图案形成装置MA的各个位置处的相反电荷之间建立吸引力。夹具100的被配置为支撑图案形成装置MA的区域可以被称为支撑区域。此外,当操作夹具以夹持图案形成装置MA时,夹具的被配置为生成夹持力的区域可以被称为夹持区域。
邻近图案形成装置MA设置有遮蔽刀片140、142。遮蔽刀片140、142被配置为在曝光序列期间选择性地遮蔽图案形成装置Ma以免受辐射束B的影响。特别地,可以在y方向上(即,图2a中的左和右)移动遮蔽刀片140、142,以便在曝光期间使辐射束B跨图案形成装置MA的表面进行扫描。此外,遮蔽刀片140、142可以在y方向上朝向彼此和远离彼此移动,以为图案形成装置MA提供不同程度的遮蔽。例如,遮蔽刀片140、142可以关闭以遮挡整个图案形成装置MA,或部分关闭以允许辐射穿过窄缝。
概括而言,应当理解,遮蔽刀片140、142可以用于调制入射到图案形成装置MA上的辐射的总剂量。刀片140、142可以例如在z方向上与图案形成装置间隔约5-10mm(例如,10mm)。
图2b以平面图示出了夹具100(与图2a所示的横截面相比)。平面图在z平面中,在所示的定向中,在x方向上竖直地延伸,在y方向上水平延伸。图2a的横截面是沿图2b所示的线A-A'截取的。
电极104A-104D均具有矩形形状,并且被布置为彼此大致平行。在这种布置中,所示的四个电极各自跨越被夹持的图案形成装置MA的在x方向上是宽度,并且每个电极覆盖图案形成装置MA的在y方向上的长度的大约四分之一。在图2b中,图案形成装置MA的位置由虚线表示。遮蔽刀片140、142以点线轮廓示出。
静电夹具100还可以包括区域108和110,区域108和110在图2b所示的定向中从静电夹具100的上侧和下侧突出(尽管在图2a所示的横截面图中不可见)。突起108、110通常在静电夹具100的平面中,并且因此不如图2a所示的在静电夹具的本体102上方或下方进一步突出。突起108、110可以被称为夹具“耳”。
突起108包括次级电极114A和114B。突起110包括次级电极114C和114D。电极104A-104D中的每个具有对应的次级电极114A-114D。电极104A-104D和对应的次级电极114A-114D中的每个电连接在一起。也就是说,电极104A电连接到114A,以此类推(尽管未示出这些连接)。然而,如在图2b中可见,突起108、110延伸超过被夹持的图案形成装置MA的周边,并且因此对静电夹具100与图案形成装置MA之间的夹持力没有贡献。因此,突起108、110可以被称为夹具的非夹持区域。
次级电极114A-114D提供了用于将电压源连接到初级电极104A-104D的方便的方式。应当理解,维持夹具100的平坦度是期望的,以便改善成像性能。然而,在某些情况下,提供与夹具电极104A-104D的外部电连接会导致夹夹具平坦度失真。这样,通过在夹具本体内的电极之间提供内部连接(如上所述),在不干扰夹具100的支撑图案形成装置MA的关键区域的情况下,可以进行与次级电极114A-114D的外部连接(未示出)。这可以在成像操作期间提高图案形成装置MA的整体平坦度。外部连接可以包括连接到由次级电极114A-114D提供的触点的引线(未示出)。引线可以连接到被配置为根据需要提供夹持电压的电压源(未示出)。
图2c在y平面中以横截面示出了夹具100的侧视图。图示的视图在x方向上竖直延伸,在z方向上水平延伸。该横截面是沿图2b所示的线B-B'截取的。因此,仅可以看见电极104B以及次级电极114B和114C。可以看出,突起108、110在x方向上比图案形成装置MA延伸得更多。
邻近图案形成装置MA设置有另外的遮蔽刀片144、146。遮蔽刀片144、146被配置为在曝光序列期间选择性地遮蔽图案形成装置MA以免受辐射束B的影响。特别地,可以在x方向上移动遮蔽刀片144、146,以便控制辐射束B的宽度。例如,可以使用这种控制来使光刻装置适应于不同尺寸的管芯曝光,并且如同刀片140、142一样,调节入射到图案形成装置MA上的辐射的总剂量。刀片144、146可以例如在z方向上与图案形成装置间隔约5-10mm(例如,6mm)。
应当理解,在正常使用中,电极104A-104D由上面的图案形成装置MA屏蔽。然而,次级电极114A-114D没有以相同的方式被屏蔽。这是由于图案形成装置MA没有在次级电极114A-114D上延伸(如图2b和2c最佳所示)。当然,应当理解,次级电极114A-114D以与初级电极104A-104D相同的方式与夹具表面绝缘。
在使用期间,有规律地切换施加到电极104A-104D的电压的极性。例如,切换可以发生在每个晶片曝光之间(例如,在约100个个体管芯曝光之后),或者以更长的间隔(例如,在每10个或50个晶片曝光之后)发生。这种切换减少了长时间使用时电极周围和电极之间的绝缘层破裂的可能性。施加到电极的电压的极性的这种切换可以称为重新极化。每个极化状态可以称为夹具的激发状态。例如,在第一激发状态中,可以将正电压施加到电极104A,并且在第二激发状态中,可以将负电压施加到电极104A。替代地,夹具的激发状态通常可以被称为夹具的配置。夹具配置可以包括激发状态,并且可选地包括其他配置细节(例如,组件是否被装置夹持)
缺乏图案形成装置MA对次级电极114A-114D的屏蔽的结果是,可能在次级夹具电极的相邻且相反极化的电极之间(例如,在电极114A-114B之间)或者在次级电极与其他附近组件之间建立外部电场。例如,可以在次级电极114A-114D与图案形成装置MA的任一侧上的导电涂层126、128之间或者在次级电极114A-114D与遮蔽刀片140、142、144、146之间建立电场。这种场线在图2b和图2c中示意性地示出。
当然,应当理解,在夹具100的正常操作期间,将在夹具100的表面与图案形成装置MA的表面之间建立电场。此外,由于各种带电表面(包括光刻装置内的其他组件,例如遮蔽刀片140、142、144、146)之间的紧密分隔,会发生静电放电。也就是说,在任何带电表面之间都可能发生静电放电,并且随着电场强度的增加,放电的可能性也会增加。静电放电可以从表面生成粒子,并且还可以释放先前附着到光刻装置内的表面的粒子。应当理解,这种粒子的释放在光刻装置中是不希望的,因为粒子会落在装置的关键区域上,从而可能导致在处理后的衬底中形成图案缺陷。
此外,在用Cr涂覆的测试图案形成装置执行的测试中,已经观察到已知与静电放电损伤有关的利希滕贝格(Lichtenberg)图案。类似地,在这些测试中还观察到了具有指示通过高能过程产生的形态的Cr粒子(例如,已经熔融并且重新固化的纳米球)。因此,应当理解,静电放电会生成不希望的粒子。
当然,应当理解,降低夹持电压可以减小静电场,并且因此减小由于静电放电而导致的图案形成装置上的缺陷。在其中图案形成装置具有包含Mo的正面涂层的***中已经观察到这种减少。也就是说,已经证明夹持电压的减少显著减少了掩模版上Mo粒子产生的缺陷的数目。但是,这种夹持电压的降低在某些情况下可能不可行,因为这可能会导致夹持力的减小。
在某些情况下,可以改善夹具电极周围的屏蔽,从而减少在掩模版上观察到的缺陷的数目。这种屏蔽可以显著减少Mo和Cr缺陷。但是,应当理解,图2b、2c所示的突起108和110在正常使用中没有被屏蔽。
静电放电对于表膜(pellicle)也可能是有问题的。超薄表膜薄膜可以用于防止粒子在光刻装置的各个区域之间移动。但是,应当理解,如果任何明显的电流流过金属层,则超薄表膜薄膜(例如,可以包含厚度为几纳米量级的金属层)可能会过热并且破裂。当然,应当理解,静电放电可能导致大量电流流过这种膜。因此,静电放电也对表膜构成危险。
此外,如上所述,静电夹具被定期重新极化。每次重新极化都会导致任何未屏蔽电极周围的电场符号发生变化。如果带电粒子在第一极化状态(例如,施加负电压)期间被吸引到该电极,则一旦极化状态发生变化,带电粒子就会被排斥。此外,当夹具处于第一极化状态时(例如,当向电极施加负电压时),夹具表面上的粒子可能变得带电。但是,一旦极化状态改变,这种带电粒子可能被排斥。也就是说,强静电力可以克服吸引力,并且导致任何被捕获的粒子被释放,这有可能导致更多的粒子入射到图案形成装置或其他***组件上。
更详细地,由静电夹具生成的高电场强烈地吸引任何自由电荷。自由电荷是指未结合到物理衬底但可以根据电场线自由移动的电荷(正离子(例如,离子)或负离子(例如,电子))。此外,在EUV曝光期间会生成大量的自由电荷。例如,可以通过光发射生成电子,也可以从EUV引起的等离子体生成电子,该EUV引起的等离子体通常在存在氢气(通常存在于光刻工具中)的情况下生成。正离子也可以在EUV等离子体内被生成。因此,在光刻曝光期间,未屏蔽的夹具耳108、110可能会吸引自由电荷,从而导致任何自由空间电场崩溃(即,由自由电荷补偿),这表示电场仅限于夹具的内部部分(即,在夹具电极和现在带电的夹具表面之间)。在夹具表面产生的高电荷密度可能会将电荷转移到任何被捕获的粒子,然后这些粒子会被静电场更强烈地吸引。
然后,当夹具极性反转时(不再存在EUV等离子体),被捕获的带电粒子现在将具有与电极相等符号的电荷,这将导致离开电极表面的强大的排斥力。
例如,可以估计每个次级电极(即,每个电极114A-114D)将具有在约10pF至约500pF(例如,约100pF)的范围内的电容。电极电容可以基于每个电极的(已知)面积、夹具电介质的(已知)电容率和(已知)电介质层厚度来计算。
假定使用2kV的夹持电压,则每个耳上的电荷为200nC(Q=CV),对应于约720μC/m2的表面电荷密度。这样的电荷密度将生成约4.107V/m的场强E(根据E=σ/2ε0,并且假定场在两个方向上辐射,导致场强除以因数2)。
现在将更详细地讨论等离子体生成过程。可以理解,射束内的EUV光子将使氢分子电离,生成H2 +离子和自由电子。在使用13.5nm的EUV辐射的示例中,每个光子的能量为约92eV,分子氢的电离能量为约15eV。因此,所生成的自由电子可以具有足够的能量(例如,>75eV)和范围,以相对远离初始电离事件产生次级等离子体。此外,以这种方式释放的电子(即,具有约75eV的能量)可以使一个、两个或甚至三个另外的氢分子电离。因此,即使仅在EUV光子入射的地方(其通常不包括夹具耳108、110)产生初级等离子体,也可以在夹具耳108、110附近产生次级等离子体。如上所述,遮蔽刀片140-146与图案形成装置MA间隔开约5-10mm。因此,到达夹具耳108、110的任何等离子体都应当扩散通过形成在刀片140-146与图案形成装置MA之间的缝隙,或者在原位生成为次级等离子体。
图3示出了在EUV曝光期间在图案形成装置的附近的被建模的等离子体密度。横轴示出了距图案形成装置MA的中心的距离R(以cm为单位),纵轴示出了距夹具表面的距离z(以cm为单位)。该模型假定EUV源具有40W的输出功率和5Pa的氢气压力。在建模环境中,图案化装置MA被示出为阻挡辐射路径,并且遮蔽刀片140、142打开约10mm,以使得EUV辐射能够到达图案形成装置MA的中央部分。
可以看出,邻近图案形成装置MA的中央区域,等离子体密度达到约108个离子/cm3。然而,该密度在遮蔽刀片下方(其中EUV光子不直接到达)在距图案形成装置MA的中心约1.5cm处降低至约107个离子/cm3,并且在距图案形成装置MA的中心约4cm处降低至约106个离子/cm3。
按照上述计算,并且在假定约100nm的粒径在密度为106-107个离子/cm3的等离子体环境中已经接收了约10-100个电荷的情况下,在夹具重新极化之后(在没有等离子体的情况下)在带电表面粒子上的所得到的静电排斥力将为约10-8-10-7N。有吸引力的范德华力(Van de Waal)和其他粘附力预计为约10-9-10-8N。
这样,根据上面提出的假定和近似计算,在夹具表面上被捕获的粒子可以因此经受强的排斥力,这通常将能够克服较弱的粘附力。以这种方式释放的任何粒子将沿着电场线加速,并且可以降落在遮蔽刀片140-146、图案形成装置MA或其他***组件上。
此外,由于产生氢等离子体(如图3所示),在EUV曝光开始后不久,自由电荷密度显著且突然增加,并且环绕夹具100和被夹持的图案形成装置MA的介质的电导率对应增加可能会导致高瞬态电流在***组件之间流动。
应当理解,在夹持期间,在夹具电介质内以及在夹具表面与被夹持的图案形成装置或其他***组件(其他***组件可能与夹具表面相距几厘米)之间可能会建立电场。然而,由于氢等离子体的产生而导致的在夹具周围的区域中电导率的突然增加会导致延伸超出夹具表面(例如,在夹具与图案形成装置或其他***组件之间)的任何所建立的电场崩溃,因为导电等离子体将无法支撑电场。这可能导致夹具电介质内的电场强度迅速增加,并且可能超过场发射阈值。此外,一旦发生场发射,高电流会引起夹具电极发热。这种发热会导致场发射的阈值降低,从而导致电流增加。这继而可以导致电极被进一步加热,并且场发射阈值进一步降低。因此,以这种方式,在EUV曝光开始后不久,自由电荷密度突然增加,可能导致高瞬态电流在***组件之间流动。
在某些情况下,这种电导率的突然改变会在存在这样高的电场的情况下优先引起来自被夹持的图案形成装置MA的尖锐特征的场发射。例如,应当理解,涂层128可以具有曲率半径为例如约100nm的尖锐边缘。类似地,可能从夹具的表面发生场发射。
此外,应当理解,跨夹具电极的整个平面的厚度基本均匀的电介质涂层的厚度在电极的边缘处可能减小。因此,电场强度在电极边缘处可能增加,从而增加该区域中场发射的风险。
特定组件或特征对场发射的敏感程度可以取决于材料和/或表面的性质。而且,静电放电对表面的破坏程度还将取决于材料性能。例如,可以用作图案形成装置的涂层的相对不良导电的涂层(例如,诸如CrN、TaN等硬化金属)容易受到静电放电的损害。
现在参考图4,现在更详细地描述图1和2a至2c所示的光刻装置的操作模式。图4a示出了在图案形成装置处接收的EUV剂量。特别地,EUV剂量的大小在纵轴上示意性地示出,并且时间在横轴上示出。
如上所述,为了保持电绝缘的完整性,规则地反转施加到静电夹具100的电极104A-104D的电压。在图4b中示意性地示出了施加到这些电极之一的电压,其在纵轴上示出了电压并且在横轴上示出了时间。特别地,电压从在时间t0处的0斜升到在时间t1处的夹持电压+VC。然后,电压在曝光周期内保持在+VC,直到时间t2,此后电压在时间t3下降至0,然后在时间t4下降至-VC。此后,在另一曝光周期内电压保持在-VC。然后在时间t5,电压在时间t6增加到0。此后,夹具电极的正向和负向激发的循环继续进行,在每次重新极化事件之间都提供稳定激发时段。
在稳定夹持时段内执行光刻曝光。然而,应当理解,在所示电极的正或负极化期间可能发生曝光。此外,应当理解,不同的电极将遵循不同的激发时段。例如,对于针对电极104A所示的每个从正到负的转变,电极104B可以遵循反向转变。此外,其他电极可以在不同的时间重新极化(以确保始终有一些夹持力被施加到图案形成装置MA)。
再次参考图4a,在时段TA、TB、TC和TD期间,EUV射束主要用于成像。应当注意,时间段TA、TB、TC和TD中的每个对应于夹具极化不改变的时段。然而,紧接在时段TA之前,存在时段TA',在此期间EUV能量入射到图案形成装置MA上。类似地,紧接在时间段TA之后,存在短的时段TA”,在此期间EUV能量入射到图案形成装置MA上。时间段TA可以被称为曝光突发。时间段TA'和TA”可以分别称为曝光前突发和曝光后突发。曝光突发TA-TD对应于用于成像(即,曝光衬底)或量测(例如,对准、反射镜的设置等)的EUV射束。因此,在此期间,到达图案形成装置MA(并且被提供给晶片台)的辐射强度是至关重要的。然而,在曝光前突发TA'和曝光后突发TA”等期间,EUV功率仍在图案形成装置处被接收,但不用于成像。因此,到达图案形成装置MA(并且被提供给晶片台)的辐射强度不是很关键,并且可能会发生变化。
应当注意,在图4所示的示例中,曝光前突发TA'和曝光后突发TA”两者也都被包含在稳定夹持的时段内(即,时段TA'、TA和TA”都在t1到t2之间),在此期间夹具极化不会改变。也就是说,整个EUV脉冲被包含在夹具重新极化事件之间。
此外,应当理解,图示的照射和极化序列是示意性的,并且并未包括所有事件。例如,即使在明显连续的EUV功率的时段期间,也可能有脉冲被施加到EUV源,例如在不同管芯的成像之间或在晶片调换期间可能存在可选的中断。
更详细地,突发TA'、TA和TA”中的每个可以包括很多分离的EUV脉冲,并且还可以包括不提供脉冲的时段。例如,曝光突发TA可以对应于全晶片曝光(例如,包括约100个管芯曝光),在此期间,总共可以存在约106个脉冲(例如,每个管芯曝光104个脉冲)。在每一管芯曝光之间,可以存在晶片定位时段,在此期间不存在EUV射束。这样的时段可以持续约30-40ms。此外,在成像开始之前,可以执行各种量测动作,在此期间射束B入射到图案形成装置MA上,并且被提供给衬底台WT,但是没有入射到衬底自身上(衬底台WT可以移动使得衬底W不位于光路中)。
在曝光前突发TA'和曝光后突发TA”期间,可以监测和控制源SO内的瞬态效应(例如,以确保晶片在曝光突发TA期间经历的辐射强度尽可能均匀)。此外,曝光前突发TA'和曝光后突发TA”可以用于执行校准、对准或量测操作,而不是晶片曝光。然而,不管它们的使用和对衬底的影响如何,突发TA'、TA和TA”都涉及入射到图案形成装置MA上的EUV辐射。
应当理解,随着在时间t1之后不久(即,一旦图案形成装置已经被适当地夹持),EUV功率迅速增加,以开始曝光前突发TA',静电夹具周围的环境的电导率将从非导电环境(包含低密度氢)迅速转变为高导电率环境(包含EUV引起的氢等离子体)。如上所述,电导率的这种快速变化会导致静电放电。而且,在夹具重新极化事件期间,捕获在夹具突起108、110上的粒子(其在突发TA'、TA和TA”期间可能已经在等离子体环境中变得带电)可以通过电场的突然变化而从夹具表面喷射出来。
图5示出了根据本发明的实施例的修改的照射序列。图5b示出了静电夹具的极化序列,该极化序列通常对应于以上参考图4b所描述的极化序列。然而,图5a示出了与以上参考图4a所述的照射序列相比被修改的照射序列。
特别地,在曝光前时段TA'期间,EUV功率逐渐增加,而不是EUV功率从OFF状态突然切换为ON状态。也就是说,入射到图案形成装置MA上的EUV功率在夹具已经被极化(或重新极化)时逐渐增加。类似地,在曝光后时段TA”期间,EUV功率可以逐渐降低,而不是EUV功率突然从ON状态切换到OFF状态。注意,在曝光前时段TA'和曝光后时段TA”期间,EUV电源被施加到图案形成装置,但是不用于成像。在本发明的意义内,这可以被称为图案形成装置的非成像曝光。因此,这种非成像曝光是指这样的曝光:在该曝光期间,EUV辐射束入射到图案形成装置上,并且在该曝光期间,没有辐射被投影到衬底上;上述非成像曝光可以例如在上述多次成像曝光中的连续成像曝光之间执行。
在本发明的实施例中,这种非成像曝光在夹具的极化或重新极化期间施加。
例如在非成像曝光期间施加的EUV功率的软斜升会导致图案形成装置MA和静电夹具100周围的区域的电导率逐渐增加。介质电导率的这种逐渐增加不会导致静电场以突然方式崩溃,而是允许电荷根据预先存在的场线向各个表面泄漏。这样的过程允许补偿由于先前的夹具极化状态而变得带电的任何表面。类似地,夹具或图案形成装置的表面上的任何带电粒子都可以得到补偿。
可以期望软斜坡在多个EUV脉冲上延伸。例如,软斜升可能花费少于一千个脉冲,或不到约20毫秒。优选地,软斜升可能花费少于10,000个脉冲,或不到约200毫秒。一般而言,与晶片的曝光时间相比,斜坡周期将较小。晶片曝光例如可以持续约30秒。与约30秒的晶片曝光相比,小于约1秒(或约50,000个脉冲)的斜坡时间可以被认为是软斜坡或逐渐增加。
在以下一种或多种情况下,如上所述的软斜升可以是有益的:
a.在EUV装置的首次启动之后;
b.在装载新的图案形成装置MA之后;以及
c.在静电夹具电极的极性反转(重新极化)之后。
这种软斜升可以以几种不同的方式执行。例如,斜升可以通过逐渐斜升源的脉冲能量来进行。替代地或另外地,软斜升可以通过缓慢地增加一起共同有助于传递到晶片的总辐射能量(或剂量)的多个微型脉冲中的每个微型脉冲的脉冲数来实现。每微型小脉冲可以例如包括约10个脉冲,每个脉冲具有约100ns的持续时间并且以约50kHz的频率被传递。在使用LPP辐射源的情况下,可以通过控制所应用的激光器的操作来控制所生成的EUV脉冲数。在这种LPP辐射源中,EUV脉冲是通过用一个或多个激光束照射诸如锡(Sn)目标等燃料目标而生成的。所生成的EUV辐射的量可以例如为通过控制被辐照的燃料目标数来控制。所施加的脉冲激光束可以例如被控制为仅辐射二分之一或三分之一的燃料目标,从而将EUV辐射量降低到50%或33%。替代地或另外地,可以通过***并且缓慢地缩回遮蔽刀片140、142、144、146中的一个或多个来实现软斜升。当然,也可以实现用于EUV能量的这种软斜升的替代机构。
例如,软斜坡可以先以小的跳跃(例如,达到全成像功率的5-10%)开始,之后在成像曝光开始时从该水平逐渐增加到100%的成像功率。替代地,辐射功率可以从0%线性增加到100%。在辐射功率逐渐增加的过程中,可能会有几个小阶梯,导致总体上呈线性增长。例如,功率可以以阶梯(例如10%中的5%)形式增大,。这种增加仍将导致夹具和图案形成装置周围的介质的电导率逐渐变化。
概括而言,应当理解,提供电导率的逐渐变化降低了与电导率的突然增加相关联的放电风险。
在某些情况下,EUV能量可以以类似于图4a所示的(即,对称的)方式降低。然而,在其他实施例中,EUV能量可以如现有技术中的惯常那样突然停止。
如图5所示,在EUV斜升或斜降期间可能发生夹具电极重新极化。替代地,在EUV关断时段期间,可能发生夹具电极重新极化。还可以指出,EUV可以在电压下降期间接通,例如,将所施加的电压减小到零在物件的卸载之前完成。如图5b所示的时间段t11-t12可以表示这样的电压下降。如上所述,在上述时段期间至少施加低水平的辐射也可能是有利的。
图6示出了另一实施例,其中EUV功率激励相对于作为常规情况的EUV功率激励被修改。图6b示出了夹具极化序列,其类似于以上参考图4b所描述的。然而,在图6a中可以看出,在每个EUV曝光突发T之间,图案形成装置MA具有恒定的EUV照射。也就是说,即使在静电夹具被重新极化的时段期间,EUV辐射也被提供给图案形成装置MA。这就要求在多个曝光突发之间的时段内,保持由源SO输出的EUV能量,并且控制遮蔽刀片140-146,以允许至少一些EUV辐射到达图案形成装置MA。如上所述,在本发明的意义内,在不使用上述用于成像的功率的情况下将EUV功率施加到图案形成装置被称为非成像曝光。这种非成像曝光可能会导致生成EUV引起的等离子体。
通过在重新极化期间(即,在从夹具的第一激发状态到第二激发状态的转变期间)向图案形成装置MA提供EUV照射,应当理解,相对导电的介质(即,EUV引起的氢等离子体)将始终在被夹持的图案形成装置MA和静电夹具100的附近被提供。这样,当夹具100重新极化时,由EUV引起的氢等离子体提供的自由空间电荷(如图3所示将出现在夹具突起108、110周围)将允许电荷迅速重新分布。大量的自由电荷将有效地屏蔽由次级电极114A-114D生成的场,并且减少粒子被表面释放的可能性。自由电荷还将起到减少危险的高强度场的作用。这将导致经由EUV引起的等离子体来降低电介质表面与图案形成装置涂层边缘的场集中特征之间的高瞬态电流。也就是说,通过始终提供导电介质,可以减少或完全消除高瞬态电流和与在每个曝光突发开始时与突然产生EUV能量相关联的放电风险。还可以指出,EUV可以在电压下降期间接通,例如,将所施加的电压减小到零在物件的卸载之前完成。如图6b所示的时间段t11-t12可以表示这种电压下降。如上所述,在上述时间段期间施加至少低水平的辐射也可能是有利的。
如图7所示,在又一操作模式下,EUV功率(图7a)在重新极化期间进行调制(图7b),使得在每个曝光突发T脉冲之前都有逐渐斜升的RU,在每个曝光突发T之后都有逐渐斜降的RD,并且在每个EUV突发T之间都有低的EUV功率L被施加到掩模版。也就是说,不是在曝光突发之间完全去除EUV功率,而是在重新极化期间逐渐减小EUV功率并且将其维持在低电平。与上面关于图6所述的布置相比,这种布置减小了EUV源上的负载,但是还提供了以下优点:静电夹具周围的介质始终保持处于导电状态,从而使在突然的EUV接通期间可能会观察到的高瞬态电流的影响最小,并且允许在每次重新极化事件期间进行电荷补偿。还可以指出,EUV可以在电压下降期间接通,例如,将所施加的电压减小到零在物件的卸载之前完成。如图7b所示的时间段t11-t12可以表示这样的电压下降。如上所述,在上述时间段期间施加至少低水平的辐射也可能是有利的。
应当理解,在以上参考图5、6和7所述的每个布置中,可以通过减少由静电放电事件引起的缺陷以及不带电粒子的发射来改善光刻装置的性能,而没有任何硬件改变。特别地,以新颖的方式使用EUV照射***的现有特征,以便减少在重新极化事件期间和之后看到的高自由空间场。
在上述每个实施例中,应当理解,需要生成EUV引起的等离子体,其在图案形成装置MA的附近、特别是在夹具突起108、110的附近提供自由电荷源。然而,还应当理解,为了有效地屏蔽电极114A-114D周围的电场,将需要足够的自由电荷密度。当然,在任何特定位置生成的电荷的密度将取决于任何***的特定特性,包括EUV强度、气体密度和***几何形状。而且,所需要的自由电荷量还将取决于管理参数(例如,场强、电极几何形状)。
在考虑到预期将在与夹具次级电极114A-114D相邻的电介质表面处累积的电荷量(如以上更详细地讨论的)的情况下,应当理解,必须以至少最小速率供应电荷,以便以充分防止在重新极化事件期间建立外部场。
例如,可以预期在约200ms或约104个EUV脉冲中发生夹具重新极化。此外,夹具重新极化转换速率可以是例如约16kV/s。以该速率,夹持电压针对每个EUV脉冲将以约0.3V的速率变化。此外,如上所述,以2kV的夹持电压屏蔽夹具耳所需要的电荷数为约1012(200nC≈1.25×1012个电荷)的量级。
假定初级等离子体离子和次级远程等离子体离子(由电离过程中除去的电子引起的)均对存在于夹具耳处的电荷有贡献(如图3所示),并且假定遮蔽刀片140-146完全打开(以允许整个图案形成装置暴露于辐射束B)时,相信104个EUV脉冲将提供足够的自由电荷,以基本上防止在重新极化事件期间建立外部场。在这种情况下,假定源功率为40W,可以预期在夹具耳处的离子密度为约107/cm3。
然而,如果自由电荷的通量减少,则可能需要更多数目的EUV脉冲以提供足够的再平衡电荷。例如,如果初级等离子体不能扩散到夹具耳位置,仅导致次级等离子体在夹具耳位置贡献自由电荷,则预期在夹具耳处的离子密度为约106/cm3。该离子密度可能无法提供足够的自由电荷来完全补偿重新极化场。
如果确定是这种情况,则可以降低发生重新极化的速率。例如,如果将重新极化速率降低了五倍(至3.2kV/s),则夹具重新极化将持续5×104个EUV脉冲,从而显著增加了自由电荷供应以补偿变化的电场。当然,应当理解,这种调节可能导致生产率降低。但是,如上所述,将夹持切换速度降低五分之一会导致整体生产率降低<0.5%。
本领域技术人员当然应当理解,所需要的自由电荷量将取决于夹持电压和几何形状,并且所生成的可以提供屏蔽作用的自由电荷的比例也将取决于很多因素(上面讨论了其中的一些因素)。但是,技术人员将能够根据需要修改各种参数(例如,EUV强度、EUV脉冲持续时间、EUV脉冲数、H2气压、夹具电压、切换频率、遮蔽刀片位置等),以确保夹具耳被充分屏蔽。例如,可以执行经验研究以建立在特定布置中所需要和/或提供的自由电荷水平。替代地,可以执行电荷密度建模,以确定在夹具耳位置处将经历的电荷密度水平。
在参考图6至8描述的实施例中,EUV引起的等离子体是通过图案形成装置的所谓的非成像曝光而生成的,即,在该非成像曝光期间辐射束入射到图案形成装置上,并且在该非成像曝光期间,没有辐射被投影到衬底上;上述非成像曝光是在上述多次成像曝光中的连续成像曝光之间执行的。
通过在非成像曝光期间在图案形成装置处提供辐射束,可以借助于等离子体来提供自由电荷源,该等离子体将由存在于图案形成装置周围的气体分子(例如,氢)的电离而产生。等离子体将在被辐射束直接照射的区域以及邻近区域(例如,由于扩散和次级电子)中生成。以这种方式,可以将单个辐射束(例如,EUV辐射束)既用于成像目的,又用于在静电夹具的重新极化期间提供自由电荷源。
在替代实施例中,可以通过使EUV功率入射到图案形成装置附近的表面上来将EUV功率用作自由电荷源。这样,邻近静电夹具的用于生成自由电荷的替代方式是在与图案形成装置不同的表面(例如,遮蔽件或遮蔽刀片的表面)处提供辐射束。如上所述,可以使用遮蔽件或遮蔽刀片布置来阻挡辐射束到达图案形成装置或控制入射在图案形成装置上的辐射束的空间范围。由于辐射束与存在于或提供于遮蔽件或遮蔽刀片布置周围、处或附近的气体分子(例如,氢)的相互作用,将辐射束或其一部分施加到上述遮蔽件或遮蔽刀片上也可能导致生成自由电荷。在由辐射束直接照射的区域中以及在邻近区域中(例如,由于扩散和次级电子)都将生成自由电荷。由于遮蔽件或遮蔽刀片布置通常相对靠近图案形成装置并且因此相对靠近静电夹具,因此通过照射遮蔽件或遮蔽刀片布置而生成的自由电荷也可能导致邻近静电夹具产生自由电荷。因此,也可以认为通过照射遮蔽件或遮蔽刀片布置而生成的自由电荷是一种用于邻近静电夹具生成自由电荷的机构。
在一些实施例中,可以提供次级电离源,从而允许通过除EUV源SO之外的手段邻近静电夹具生成等离子体。这种布置可以减小EUV源SO的整体输出负载。应当理解,上述实施例可以通过要求比成像所需要的更多EUV输出来对EUV源SO提出更多要求。此外,在一些实施例中,EUV源不可能连续生成功率(如图6a所示)。类似地,EUV源可能不可能和/或不希望提供在标称输出功率的0-100%范围内的任意EUV脉冲能量,同时还要确保干净的收集器运行和脉冲能量稳定性。
这样,在一些实施例中,可能优选的是提供了一种替代机构用于产生比初级EUV源更高气体电导率的区域。
例如,可以在静电夹具100和被夹持的图案形成装置MA附近提供源。该源可以优选地放置在夹具突起108、110的附近。可以使用多个源。该源可以是例如能够在干净的环境中在低于一巴的压力下操作的软X射线源或VUV光源。该源可以包括具有约0.1-1W的功率的低功率电离器。一种这样的合适的装置可以是由Hamamatsu Photonics K.K.(日本,Shizuoka,Hamamatsu市制造的VUV电离器L12542。在一些实施例中,该源可以包括放射源或电子束源。
如图8a-8c所示(其中子图和所示的部分通常对应于图2a-2c所示的那些),邻近静电夹具100和图案形成装置MA提供有源S。在一个实施例中,源S可以例如在静电夹具100的重新极化期间被激发,从而确保夹具100和图案形成装置MA的区域中的氢气被电离以产生氢等离子体。如上所述,在重新极化期间提供自由电荷有效地屏蔽了由静电夹具100生成的场(特别是在次级电极114A-114D周围)。
例如,如图8a-8c所示(其示出了源S发射VUV辐射的时间),由于所发射的VUV辐射而生成了等离子体P。等离子体P导致在整个夹具和图案形成装置环境中提供自由电荷的云。这样,尽管在电极104A至104D中的每个与被夹持的图案形成装置MA的邻近区域之间可能存在电场,但是未屏蔽电极114A至114D从等离子体吸引电荷云,从而形成屏蔽电荷QA、QB、QC和QD。每个屏蔽电荷QA-QD具有与对应次级电极114A-114D相反的符号。因此,在静电夹具100周围没有建立明显的和不想要的电场,从而减小了图2b和2c所示的场F1、F2和F3的影响。
因此,可以使用源S代替由源SO生成的EUV辐射,以提供自由空间电荷以屏蔽不需要的电场,以有效地使得自由空间场(通过提供可以补偿任何自由空间场的移动电荷)崩溃。这种屏蔽导致由夹具100生成的电场基本上被限制在围绕静电夹具电极114A-D的绝缘体的内部。
应当理解,次级电离源S可以特别地设置在夹具100的突起108、110的附近,以便向最需要其的区域提供局部的自由电荷。这样,应当理解,次级源S可以用于提供以上参考图6和7描述的照射方案的替代方案,其中由源SO生成的EUV能量在重新极化期间被提供给图案形成装置。
总的来说,EUV源SO和源S(其可以例如包括软X射线源或VUV电离器)可以被认为是电离辐射源的示例。更进一步,这些源与氢气(或其他)气体源相结合可以被认为是生成自由电荷的机构。也就是说,同时包含正离子和自由电子的氢等离子体可以被认为是自由电荷的云。此外,这种自由电荷包括正自由电荷和负自由电荷。这允许自由电荷补偿和屏蔽两种极性的场。应当理解,在每个夹具极化状态中在不同的电极处以及在不同极化状态中在每个电极处经历两种极性的场。
此外,如以上简要描述的,在从夹具100上去除图案形成装置MA之后,可以在夹具100与图案形成装置MA之间建立显著的电压。现在将参考图9更详细地描述图案形成装置MA的去除过程。
图9a示出了夹具100,图案形成装置MA被夹持到夹具100。被夹持的图案形成装置MA被示出为与更换组装件150间隔开。更换组装件包括支撑一支撑结构154的更换装置152。支撑结构154包括从支撑结构154的表面朝向图案形成装置MA延伸的少量突起156。突起156可以例如具有约200μm的高度。更换组装件150被配置为使图案形成装置MA朝向和远离夹具100移动,例如以使得图案形成装置MA能够被替换为替代图案形成装置,或者被清洁。更换装置152可以包括相对于光刻装置的其余部分移动的机械臂,以使图案形成装置MA朝向和远离装载锁定装置(未示出)移动。支撑结构154并且特别是突起156在传送期间支撑图案形成装置MA。从图9a可以看出,与图案形成装置MA的总面积相比,突起156具有较小的面积。这样,当图案形成装置MA由支撑结构154支撑时,仅有很小的接触面积。在图9a所示的配置中,在静电夹具100与图案形成装置MA之间存在小的间隙g。该间隙g例如可以为约10μm(对应于设置在静电体100的表面上的突节106的高度)。
图案形成装置MA的表面被示出为与支撑结构154的表面间隔开间隙b。在图9a所示的配置中,间隙b超过200μm(突起156的高度)。这样,当图案形成装置MA与突起156的顶表面间隔开时,图案形成装置MA的平面表面与支撑结构154的平面表面之间必须存在至少200μm的间隙。
相反,在图9b所示的配置中(其包括图9a所示的相同组件),图案形成装置MA被示出为搁置在突起156的顶部上。因此,间隙b为200μm,并且间隙g(即,静电夹具100与图案形成装置MA之间的间隙)大于10μm,这表示突节106(或者实际上是夹具100的任何部分)与图案形成装置MA之间没有物理接触。
图10示出了时序,该时序示出了通过去除图案形成装置MA而引起的间隙b和g的变化。在时间t20,间隙g最初为10μm(对应于突节106的高度,这表示突节106的顶部与图案形成装置MA的表面之间存在接触)。在时间t20的间隙b远远超过约900μm,因此在更换组装件150的任何部分与图案形成装置MA之间没有接触。
在时间t21,更换组装件150接近图案形成装置MA,如距离b的减小所示。当更换组装件150被配置为悬停在图案形成装置MA下方时,该移动在时间t22停止,从而保持约900μm的间隙b(即,突起156的200μm的高度,加上700μm的间隙)。然后在时间t23,静电夹具100和被夹持的图案形成装置MA逐渐朝着更换装置150下降。该运动缓慢持续到约t24,此时距离b已经减小到200μm。也就是说,静电夹具100和被夹持的图案形成装置MA降低,直到图案形成装置MA的下表面(如图8a和8b所示)与突起156的上表面接触。该状态保持到时刻约t25。在该时间段期间,提供给夹具电极104A-D、114A-D的电压被去除,使得静电夹具100不再夹持图案形成装置MA。
在时间t25,静电夹具向上移动以远离图案形成装置MA(其现在完全由更换组装件150的突起156支撑),导致间隙g增大。该运动持续到直到时间t26,此时间隙g已经增加到约700μm。此时,更换组装件150支撑图案形成装置MA并且悬停在静电夹具100下方。在时间t27,致使更换组装件150使所支撑的图案形成装置MA远离静电夹具100移动,使得间隙g从700μm增加到更大的距离。该运动一直持续到时间t28(之后,更换组装件150可以移动到图案形成装置更换区域,诸如装载锁定装置)。
应当理解,在上述的几个***组件之间存在电容。如图11所示,该***可以建模为多个电容串联布置。特别地,更换装置150与图案形成装置MA的下表面(在图9a、9b所示的方向)之间的电容可以被认为是可变电容Cb,其根据间隙b而变化。电容Cb可以如下计算:
其中:ε0是自由空间的介电常数;
A是图案形成装置MA的面积;以及
b是具有b的表面之间的间距。
图案形成装置MA本身的电容可以被认为是固定电容Cr,其可以如下计算:
其中:εrr是衬底120的相对介电常数;以及
r是图案形成装置MA的前表面与后表面之间的间隔。
图案形成装置MA的顶侧与静电夹具100之间的间隙可以被认为是可变电容Cg,其可以如下计算:
其中b是图案形成装置MA的背面与夹具100之间的间隔。
最后,在夹具100的电极(平均具有0V的电压)与静电夹具的表面之间提供夹具电容Cd。该电容Cd是固定的,并且可以如下计算:
其中:εrd是夹具电介质的相对介电常数;以及
d是夹具电极104A-D与夹具表面之间的间隔。
当然,应当理解,以上表达式表示实际电容的简化,并且忽略了各种寄生和附加组件。此外,假定低压氢气环境的介电常数与自由空间的介电常数(ε0)相似。类似地,假定每个电容的面积等于A,而忽略了突节106和突起156的作用。但是,所描述的模型用于说明电容和电荷分布的一般趋势。本领域技术人员应当理解,如果需要,可以执行更精确的建模。
如图11所示,电容Cd、Cg、Cr和Cb串联布置。此外,电容Cd和Cr是固定的,而电容Cg和Cb是可变的。因此,应当理解,在没有电荷能够进入或离开***的封闭的***中,并且对于给定的初始电荷状态,夹具100与图案形成装置MA之间的间隔g的任何变化以及图案形成装置MA与更换装置150之间的间隔b的任何变化将导致可变电容Cg和Cb改变。此外,电容的这种变化还将导致跨各个电容的电压根据间隔的变化而可能显著地变化。
特别地,对于每个电容,必须始终保持关系Q=CV(假定没有电荷注入)。因此,如果改变电容C,并且该电容中包含的电荷量Q保持相同,则电压V必须与变化的电容C成反比地改变。这可能导致明显的电压放大。
当然,应当理解,在某些情况下,电荷可以注入到电容器之间的各个节点中。特别地,在夹具表面处注入的电荷可以被建模为电荷Qs。注入到图案形成装置的背面中的电荷可以被建模为电荷Qb。注入到图案形成装置的前部的电荷可以被建模为电荷Qf。电荷源Qs、Qb和Qf如图11所示。
图12a-12c示出了在卸载序列期间夹具环境的模型的各种参数的变化。具体地,图12a示出了因为从夹具100去除了图案形成装置MA,在与上文参考图10描述的运动相似的一系列运动期间,间隔b和g的变化。X轴以秒为单位示出了时间,而y轴以米为单位示出了距离(对数标度)。首先,距离b在时间3s从约100mm减小到约1mm,然后距离b在约6s进一步减小到约200μm(即,突起156与图案形成装置MA之间接触)。然后,距离g从时间8s的约10μm增大到时间9s的约700μm,然后从约时间11s再次增大。
如以上参考图11所述,与各种***组件相关联的电容也根据间隔b和g改变。与这些各种运动相关的变化的电容如图12b所示,其中x轴以秒为单位示出了时间,y轴(再次是对数标度)示出了每个电容器Cd、Cg、Cr和Cb的电容。正如预期的那样,可以看出电容Cd和Cr在整个时间段内没有变化。然而,可以看出,电容Cb在时间2秒与时间6秒之间增加了约三个数量级(这对应于更换组装件150朝着图案形成装置MA的移动)。相反,从时间8秒到时间12秒,电容Cg(其对应于图案形成装置MA与静电夹具100之间的电容)分两个阶段减小了约4个数量级。详言之,电容Cg首先在时间9s时从约20nF减小到约300pf,然后在时间12s时再次减小到约20pF。
图12c示出了在以上讨论的去除序列期间在图11所示的等效电路内的各个点处的电压。特别地,示出了在夹具电介质表面处的电压Vd(其也等于电容器Cd两端的电压)在该序列期间仅最小地变化。
在图案形成装置MA的正面的电压VFS可以被理解为电压Vd、Vg和Vr(分别是跨电容器Cd、Cg和Cr的电压)的总和。电压VFS也等于跨电容器Cb的电压Vb。可以看出,VFS在时间11秒从相对较小的量斜升到约500伏。这对应于图案形成装置MA与静电夹具100之间的间隙g显著增大的时间。
然而,迄今为止,电压的最大变化发生在图案形成装置MA的背面,这由电压Vd和Vg之和(即,跨电容器Cd和Cg的电压之和)表示。可以看出,在图案形成装置MA与静电夹具100之间的初始小间隔期间,该电压增加到超过1000伏(即,在约8秒处间隔达到约700μm)。然而,然后在约时间11秒,电压甚至更显著地升高到超过4300伏特,这对应于从图案形成装置MA到静电夹具100的距离g的显著增加。
应当注意,所建模的的电压变化基于以下假定:一些电荷将从静电夹具100注入到图案形成装置MA的背面。该建模的的电荷注入如图13所示,其通常类似于上面参考图11所述的等效电路,并且包括单个电荷源Q,该电荷源Q建模为在约时间1秒注入约500nC的电荷。这种电荷注入也可以在图11c的插图中看到,该图以扩展的竖直标度示出了时间1s和8s之间的电压。特别地,可以看出,在时间1s,注入500nC电荷会导致电压VBS、VFS突然增加到约80V。
实际上,代替在时间1s精确注入电荷,可以在夹持期间将电荷累积在图案形成装置MA的背面。而且,当图案形成装置被夹持时,可能由于夹具表面上的尖锐特征(例如,被捕获的粒子)而发生场发射。这可能导致图案形成装置变得带电(通常带负电)。
假定没有进一步的电荷引入***,则图11和13所示的等效电路模型可以用于对响应于上述电容变化的电压演变进行建模。可以理解,图12c所示的所得到的的高电压将显著增加由于静电夹具100和图案形成装置MA的附近的氢气的分解而引起的放电风险(例如,由于图案形成装置MA表面处的电压超过氢气的最低帕邢极限(约250V))。
因此,与光刻装置内的静电放电相关联的另一挑战是在夹持之后卸载图案形成装置期间。如上所述,电荷可以被捕获在夹具100的电介质表面处。此外,一旦电荷被释放,残余电荷可以保留在被夹持的图案形成装置MA上。随着未被夹持的图案形成装置MA远离夹具表面移动,夹具表面与图案形成装置表面之间的增加的间隔会导致电容的减小和电压的放大。也就是说,在封闭***中,给定电荷与电压之间的比例关系(即,Q=C.V),当电容改变时(与平行板之间的间距成反比),电容的任何减小都会导致电压成比例地增加。因此,由于图案形成装置MA和夹具100分离,因此图案形成装置的电压将充分升高以引起氢气的电击穿。这种放电会导致生成粒子,从而导致后续的缺陷。
然而,已经认识到,通过在卸载过程中引入自由电荷,可以在某种程度上减轻变化的电容的影响。例如,可以使用单独的电离源S或实际上是EUV源SO来生成氢等离子体,该氢等离子体提供自由电荷(如上所述),并且允许在去除过程中放宽跨各种介电组件(和间隙)建立的电场。
提供自由电荷可以导致各个***组件之间建立的电压的显著降低。也就是说,可以通过引入附加自由电荷来补偿由图12c所示的高电压产生的所建立的电场。如图11所示,可以认为这样的电荷是由电荷源Qs、Qb和Qf提供给图案形成装置和夹具的表面。这些电荷源有效地由氢等离子体提供,该氢等离子体为夹具100和图案形成装置MA等效电路内的每个结点提供足够的电荷,以确保它们保持在中性状态。也就是说,等离子体内的自由电荷在任何电场开始被建立时就受到这些电场的驱动,并且导致这些电场崩溃。
以这种方式,与从静电夹具10上去除图案形成装置MA后在图案形成装置MA上建立的显著电压相关的潜在问题可以被缓解或完全避免。如上所述,应当理解,这种效果不是二元的,并且如果提供的电荷不足,则可能仍会建立一些(强度降低的)场。但是,应当理解,甚至降低电压放大(而不是完全避免)也是有益的,特别是在电压因此总是保持在氢的最低帕邢极限(约250V)以下时。
此外,可以在夹具100和图案形成装置MA的分离期间的各个时间提供自由电荷。实际上,应当理解,当夹持图案形成装置MA时,自由电荷可能难以在相邻表面之间渗透。因此,可能存在最佳地提供自由电荷的有效最小间隔。这种间隔将取决于所需要的渗透深度(即,自由电荷应当在夹具和图案形成装置的分离表面之间渗透,以提供有效电荷中和的距离)。
最小间隔也可以是电压的函数(如上所述,该电压在间隔增大时增加)。例如,在分离表面之间的电压很小(例如,零)的情况下,由于随机扩散和表面复合,电荷将不会渗透到很小的间隙中。然而,在分离表面之间存在显著电压的情况下,还将在夹具100和图案形成装置MA周围的(中性)环境与夹具100和图案形成装置MA的具有电压升高的表面之间产生电场。任何这样的场都可能导致适当符号的自由电荷被吸入分隔表面之间的体积中。通常,这种场的作用要强于自由电荷的随机扩散,从而与没有场的情况相比,将导致电荷更深地渗透到体积中。对于约1mm的渗透深度,允许电荷渗透到夹具区域的最小间隙可以例如为100微米数量级。
应当理解,在图案形成装置MA的物理边缘(或图案形成装置的斜切边缘)与导电涂层128的起点之间可能存在距离。该距离可以为约1mm。这样,小于1mm的等离子体渗透深度将仅向图案形成装置MA的非导电表面提供自由电荷,而不向导电涂层128提供自由电荷。导电涂层128可以用作电荷的储存器,该电荷可以在放电过程中在很短的时间内在本地释放。这样,有益的是,在分离期间向导电涂层128提供自由电荷,以中和任何电荷不平衡。
还应当理解,在分离组件之间的电压差超过危险水平(例如,250V)之前提供自由电荷可能是有益的。因此,可以存在最佳地提供自由电荷的有效最大间隔。应当提供电荷的最大间隔距离将取决于很多因素而变化。
例如,夹具100与图案形成装置MA的平行表面之间的初始间隔就是这样的一个因素。该初始间隔可以为10微米数量级(其对应于突节106的高度,表示突节106的顶部与图案形成装置MA的表面之间存在直接接触)。应当理解,电容将与夹具100和图案形成装置MA的平行表面的间隔(而不是突节与图案形成装置MA之间的间隔,其最初为零)成反比地改变。因此,与危险电压电平相对应的间隔将取决于初始间隔水平。也就是说,当突节接触图案形成装置时(例如,10微米的“间隔”)并且当图案形成装置已经离开夹具时,夹具100和图案形成装置MA的平行表面之间的间隔的比率将基本上等于这两种配置下的电容比的倒数。
此外,与危险电压电平相对应的间隔还将取决于夹具的部件与被夹持的图案形成装置之间的电压不平衡。例如,应当理解,通常通过被施加有相反电压的多个电极来实现夹持。这些电压有效地彼此抵消,从而使图案形成装置保持在为零的标称总电压(即使在将±1-10kV的夹持电压施加到每个夹具电极时)。然而,还应当理解,在每个电极的精确夹持电压之间或在每个电极的电容中可能发生变化。这些因素中的任何一个都可能导致整个图案形成装置偏离电压中性。替代地或另外地,例如可能存在通过从存在于夹具的突节之间的带电粒子的微放电而进行的电荷转移。此外,各种替代的电荷转移机构可以导致:一旦已经从夹具100去除了夹持电压,净电荷和相关联的电压残留在图案形成装置上。
在一个实施例中,如果假定任何电压不平衡小于~10V(或2kV夹持电压的~0.5%),并且应当防止组件之间的电压超过200V(以最小化放电危险),则电压放大倍数不得超过20倍。这将需要在间隔(平行表面之间,而不是突节尖端之间)增加20倍之前提供补偿性的自由电荷。在夹持期间的标称间隔为10μm的这样的示例中,可以认为间隔为约200μm是可以最佳地提供自由电荷的有效最大间隔。
当然,应当理解,提供自由电荷的有效最大和最小间隔将取决于很多特性,并且将在不同的装置配置和操作条件之间变化。更一般地,应当理解,可以在所选择的时间生成自由电荷,以在静电夹具与先前被夹持(并且随后释放)的组件之间的电势差超过阈值之前,提供电荷以减小(或限制)该电势差。在一个实施例中,从分离开始增加之前提供自由电荷,直到已经过最小分离之后的时刻。在替代实施例中,从分离已经超过最大分离之前提供自由电荷,直到已经过最大分离之后的时刻。在替代实施例中,从分离达到最小分离之前提供自由电荷,直到已经过最大分离之后的时刻。
除了使用与氢等离子体相关的自由电荷作为上述电荷源,在替代实施例中,可以使用自由电荷来清洁静电夹具100。
应当理解,粒子可能沉积在静电夹具100的表面上,例如在突节106之间。这种粒子可能对夹具的性能有害。例如,这样的粒子可以促进电荷在静电夹具100的绝缘体与被夹持的图案形成装置MA的表面之间的转移。即使当已经从电极上去除了夹持电压时,这种电荷转移也会产生静电夹具100的额外粘附。例如,粒子可能会沉积到绝缘体上,导致电荷保留在夹具表面处。这种俘获的电荷可以在夹持的图案形成装置MA的极化涂层中引起对应的镜面电荷。
应当理解,被捕获在静电夹具100的表面上的任何粒子都可导致来自这种粒子的尖端(其可能具有尖锐的特征)的场发射,从而导致电子流朝着图案形成装置MA的正极化涂层128发射(假定负偏压被提供给与粒子相邻的电极)。替代地,可以通过正或负氢离子(或实际上在图案形成装置与静电夹具100之间的间隙中供应的任何其他气体)来转移电荷。应当理解,穿隧电离可以发生在强度可能超过100MV/m的场中。然后可以将以这种方式产生的离子可被吸引到图案形成装置MA的极化涂层128。
还应当注意,存在于图案形成装置MA的导电涂层128的表面处的任何粒子都可能被转移到静电夹具100的绝缘表面。特别地,在存在交变电场的情况下,粒子将被理解为更强地粘附到绝缘表面,而非导体表面。
图14更详细地示出了粒子与静电夹具100和图案形成装置MA的带电表面之间的一些相互作用。特别地,图14示出了静电夹具100的一部分和图案形成装置MA的一部分的横截面。在夹具/图案形成装置界面的不同部分处更详细地说明了几种粒子相关事件。在所示的实施例中,电极104A被负偏置,而电极104B被正偏置。场线用实心箭头F表示。
在第一区域X中,粒子X1首先与图案形成装置MA的表面相关联。粒子X1受到在电极104A与图案形成装置MA的表面208之间产生的静电场的推动而向静电夹具100的本体移动。可以理解,粒子X1最初是带正电的,并且因此朝向负偏压电极104A被吸引。
类似地,在区域Y处示出了另一粒子Y1(这次带负电)。粒子Y1最初与图案形成装置MA的表面128相关联,并且最初带负电。在电极104B处的正电压的影响下,粒子Y1被推向静电夹具100的绝缘表面。
在区域W处,可以看到由于粒子W1上的尖锐特征而导致的场发射,从而使电子发射到图案形成装置MA的导电表面128。这样的过程可能导致正电荷W2的区域保留在夹具表面处,并且还可能导致在带电粒子与电极之间生成吸引力。
在区域V处,粒子V1位于静电夹具100的绝缘表面上。在粒子V1处可能发生穿隧电离,从而生成负离子。详言之,在电极104A的极化所产生的场下,电子可以从夹具表面隧穿穿过粒子的势垒。这样的过程可能导致产生负离子,并且正电荷V2残留在夹具表面处。
在另一区域Z中,与夹具100表面相关联的粒子Z1可以经历穿隧电离(例如,通过电子从粒子向夹具表面隧穿),从而生成正离子,并且负电荷Z2残留在夹具表面处。在电极104B与图案形成装置MA之间建立的电场的影响下,任何这样的正离子将被吸引到图案形成装置MA。因此,正离子(和相关联的电荷)可以被转移到图案形成装置。
应当理解,以上参考图14描述的各种情况说明了几种不同的情况,这些情况可能发生在图案形成装置MA与静电夹具100之间的界面处,但是并不详尽。但是,这些情况中的每种情况(以及其他未说明的情况)可以通过使用自由电荷源来在某种程度上缓解。例如,电离源(例如,VUV源S或EUV源SO)可以用作移动电荷源,以补偿与上述各种情况相关联的一些累积电荷。此外,电荷补偿也可用于从静电夹具中清除被捕获的粒子。
现在将参考图15a至15e描述可以清洁静电夹具的过程。在图15a中,再次示出了静电夹具100的一部分。在该示例中,仅示出了两个电极104A、104B。然而,应当理解,静电夹具100可以对应于以上参考图3描述的静电夹具。在图15a所示的初始状态中,静电夹具100是无偏的。粒子P1和P2被捕获在夹具100的表面上。粒子P1邻近电极104A,而粒子P2邻近电极104B。电离源S被设置成邻近夹具100,并且首先被断电,使得不发射VUV,并且不生成氢等离子体。
现在参考图15b,其示出了静电夹具100的清洁过程中的第一步,源S被激发以生成等离子体P。等离子体P延伸穿过静电夹具100的表面,并且强度随着距源的距离增加而降低。同时,电极104A和104B被激发,使得电极104A被负偏置,而电极104B被正偏置。
等离子体P的自由电荷与施加到夹具100的偏压相结合导致电荷被吸引到夹具100的与电极104A、104B中的每个相邻的表面。邻近电极104A形成正电荷Q1,而邻近电极104B形成负电荷Q2。被捕获的粒子P1、P2将通过被吸引到夹具表面的电荷Q1、Q2而带电。
在以上参考图15b描述的过程中施加到电极104A、104B的电压可以低于典型的夹持电压。例如,尽管夹持电压可以是1至5kV数量级,但是在清洁操作期间供应给电极的电压可以例如在约0.1至2kV之间。
图15c示出了静电夹具100的清洁过程的另一阶段。清洁掩模版160邻近静电夹具100设置。清洁掩模版160包括本体162,本体162上涂覆有导电层164,最后是绝缘层166。绝缘层可以由诸如Kapton等绝缘材料形成。为了将清洁掩模版160夹持到静电夹具100,可以将零电压施加到电极104A和104B。为了释放粒子P1、P2,可以将电压短暂地施加到电极104A、104B,如图15c所示。但是注意,以图15c所示的配置提供的偏置电压相对于图15b所示的是反向的。也就是说,将正电压提供给电极104A,而将负电压提供给电极104B。电源S不再被激发。
一旦建立了这些新的电场,先前存在于夹具100的表面处的任何电荷将被施加到电极104A、104B的反向偏置电压所排斥。这将导致粒子P1、P2从夹具表面被排斥,并且沉积在清洁掩模版160的表面上。也就是说,在图15b的充电过程中累积在粒子P1、P2上的电荷用于引起粒子在图15c所示的步骤中移动。电荷Q1、Q2也将被施加到电极104A、104B的电压排斥。然而,在不存在通过其而移动的导电介质的情况下,电荷Q1、Q2可能残留在夹具100的表面上。
现在参考图15d,将清洁掩模版160与沉积在清洁掩模版160的表面上的粒子P1和P2一起从静电夹具100中去除。为了去除,即松开清洁掩模版160,可以施加如图15b所示的电压,即,对电极104A和104B进行激发使得电极104A被负偏置,而电极104B被正偏置。随后,如图15d所示,去除施加到电极104A、104B的电压。注意,被捕获的表面电荷Q1、Q2可能仍然保留在静电夹具100的表面处。
现在转向图15e,在清洁过程的最后阶段,可以通过再次通过源S生成电离场以提供离子体P,从而去除存在于夹具100的表面上的任何残留电荷。当在没有施加到电极104A、104B的任何偏压的情况下提供等离子体P时,静电夹具100的表面上的残留电荷Q1、Q2可以被等离子体的自由空间电荷中和。也就是说,可以去除夹具100的绝缘体上的任何残留电荷。
上述清洁工艺也可以用也用于光刻曝光的EUV源SO执行。但是,在上面参考图14a-14e所述的过程中,使用单独的电离源S而不是初级EUV源SO可能会特别有益,因为这可以使移动电荷(例如,氢等离子体)的生成与EUV源SO的操作无关。此外,使用单独的源S允许在不存在EUV的区域或与EUV源隔离的体积中生成补偿移动电荷。这使得电荷补偿可以在比EUV源SO的典型压力(例如,其可以在约1至10Pa的压力下工作)更低的压力下(例如,在0.0001至1Pa之间的压力下)执行。这样,使用次级电离源本质上可以更清洁(基于有更高真空水平可用)。此外,次级电离源的功率可以很容易地调节和优化以实现清洁性能。
还应当理解,使静电夹具的清洁与EUV源SO的操作无关允许在较小体积的光刻装置中,而不是在投影***中进行清洁过程。鉴于不需要排空光源SO、照射***IL和投影***PS的全部体积,并且仅需要将用于清洁夹具的区域保持在较低真空水平,因此该操作有助于在较低真空环境中工作。
上述清洁过程包括几个步骤。然而,应当意识到,这些步骤并非全部都是必需的。例如,清洁掩模版可以被省略。在没有掩模版片的情况下,可以通过反转夹具电极的极性来排斥任何捕获的电荷。这样的过程可能导致粒子被扔到夹具周围的环境中。这样,该过程优选地可以在除了可操作的光刻装置之外的环境中执行。这种清洁可以在专用清洁工具内进行。
此外,上述清洁掩模版被描述为包括被面向夹具的薄介电层覆盖的金属表面层。然而,金属层和介电层都是可选的。然而,应当理解,面对夹具的介电层的使用可以为入射到清洁掩模版上的任何粒子提供最大的粒子粘附力。特别地,这样的带电粒子将通过库仑吸引而被吸引到电介质表面,并且将保持它们的电荷(由于电介质表面),导致在电介质层下方的金属表面中感应出镜面电荷。
在前面的描述中,描述了各种实施例,其中EUV引起的等离子体或由次级电离源生成的等离子体可以用于减少光刻装置(或相关联的工具)中的高自由空间场可引起问题的程度。这样的自由空间场在EUV功率斜升和静电夹具的重新极化过程中可能会成为问题。但是,如上所述,通过使用在适当时间生成的自由电荷,可以减轻或避免与这些事件相关的负面影响。
此外,提供给静电夹具和图案形成装置的EUV功率的逐渐增加可以用于允许任何自由空间场逐渐崩溃,而不是提供可能导致高瞬态电流和相关问题(例如,放电、粒子生成)的电荷载流子的突然涌入。这种效果(即,在夹具处EUV功率的逐渐增加)可以通过遮蔽刀片的逐渐运动来阻止EUV入射到图案形成装置MA上来实现。这种控制可以用于调制在夹具的极化期间或在夹具的重新极化期间向夹具提供的自由电荷(即,离子或电子)。同样,这允许以平滑控制的方式删除或减少自由空间场,而不是突然改变它们。
此外,EUV引起的等离子体或由次级电离器生成的等离子体可以在图案形成装置处理过程(例如,图案形成装置的去除)期间使用,以防止与电压放大相关联的负面影响,该电压放大由于与各个隔离***组件之间的距离增加相关联的电容变化而导致。
此外,已经证明了使用自由空间电荷来提供一种机构,通过该机构可以清洁静电夹具,以便从夹具的表面去除被捕获的粒子。这种过程可以结合专门设计的牺牲性清洁掩模版进行。
应当理解,上述实施例包括很多明显的优点。此外,在一些实施例中,可以带来上述优点,而无需修改现有光刻***的结构。也就是说,在一些实施例中,可以以新的方式使用现有EUV源在曝光周期内与通常情况下不同的时间提供能量。这种布置可以在现有装置中实现,而无需进行重大的硬件修改,仅需改变控制过程。此外,可以在不显著影响现有装置的产量的情况下实现对上述操作协议的修改的性质。这样,可以在现有的曝光周期之间进行操作程序的改变,而对周期长度没有显著影响。
此外,上述用于清洁静电夹具的清洁机构可以避免或至少减少与被捕获在夹具的表面上的粒子相关联的负面后果。也就是说,当粒子存在于被夹持的表面之间时,被捕获的粒子(也可能导致被捕获的电荷)会导致不可预测的或漂移的夹持力。
此外,上述夹具清洁序列可以用于在不在有源光刻装置内使用夹具时清洁夹具。也就是说,使用外部或次级等离子体源可以确保可以在不干扰光刻装置的正常操作的情况下有效地清洁夹具。更进一步,由于不依赖于用于辅助清洁过程的EUV源,它还允许在光刻装置离线时执行夹具清洁以用于其他目的(例如,日常维护)。
如上所述,静电夹具包括电极,该电极被提供有夹持电压,以便生成电场,该电场允许夹持图案形成装置(即,掩模版)。静电夹具可以包括一对电极:一个正电极和一个负电极。提供给电极的夹持电压可以为约正负1-10kV,例如正负2kV。正负电极的配对表示图案形成装置的表面处的电压近似为零,即,表面被保持在正负电极电压的约中间的电压。然而,与各种因素相关联的公差可能表示:与***的其余部分相比,图案形成装置表面处的电压实际上并不为零伏。取而代之,可能存在电压不平衡,这可能导致电荷在图案形成装置上累积。应当理解,图案形成装置可以更一般地称为组件。
电极涂覆有厚度约100μm的超低热膨胀系数的材料(例如,Corning制造的)。如上所述,夹具可以包括设置有突起(可以称为突节)的大体上平坦的表面。突起可以确保即使在夹持期间,夹具的大致平坦的表面与图案形成装置的被夹持的表面之间的间隔也超过最小值(例如,10微米)。然而,应当理解,在夹持期间,突起的表面将与被夹持的图案形成装置接触,因此,在夹持期间,夹具的表面与图案形成装置的表面之间的最小间隔为零。夹具的大体上平坦的表面与图案形成装置的被夹持表面之间的间隔决定了电极到图案形成装置的电容耦合。由于高压放大器到电极的输出的公差或各个电极电容的公差(例如,由于例如ULE等涂层材料在微米范围内的厚度变化),图案形成装置的表面电势可能从零偏移高达10V。例如,到第一夹持电极的2kV高压放大器输出的0.1%公差范围内的偏差可能会导致在图案形成装置的表面上出现4V电压。类似地,电极上涂层材料(100μm)厚度的正负1μm的偏差(即,1%)会导致更严重的不平衡。
与图案形成装置处于非零电压相关联的一个问题是带电粒子可能被吸引到图案形成装置的表面,这可能导致成像缺陷。此外,在EUV曝光期间图案形成装置处于非零电压下会导致电荷积聚在图案形成装置的背面。例如,在EUV-ON期间,可以通过EUV辐射和扫描仪中存在的气体的相互作用而产生等离子体(例如,氢等离子体)。等离子体包括自由电荷(离子),由于由夹具生成的电场,该自由电荷(离子)可以转移到图案形成装置的表面,特别是背面。也就是说,如果图案化装置的表面在EUV曝光期间处于非零电压,则在***的接地部分与非零图案化装置之间建立的电势场将导致在等离子体内生成的自由电荷流向(或远离)图案形成装置,导致其变得带电(正电荷或负电荷)。随后,当去除夹持电压时(并且当不再存在等离子体时),积聚在图案形成装置的表面上的残余电荷会保留下来,从而导致图案形成装置与***的其他部分(例如,***的接地的组件)之间存在电势差。
与图案形成装置处于非零电压有关的另一问题是,如上所述,在图案形成装置的卸载期间,残留在图案形成装置表面上的任何电荷在其中感应出电压,该电压随着图案形成装置远离夹具移动而显著放大(且电容因此减小)。这会导致图案形成装置的背面(即,面向夹具的一侧)与***附近的接地部分之间产生放电。此外,存在于图案形成装置的前表面上的粒子可能以高速从表面喷出并且造成***内的损坏。因此,期望提供用于减轻以上提出的一个或多个问题的方法。
为了解决粒子到图案形成装置(掩模版)的静电吸引和/或在卸载期间的电压放大和放电的挑战,建议将图案形成装置接地(即,连接到地面),使得与图案形成装置相关联的净电压为零伏。特别地,可能优选的是提供图案形成装置的“虚拟接地”。换言之,不是给图案形成装置提供物理的接地连接,而是期望通过调节静电夹具中的电极的各个电压来平衡在图案形成装置上感应的电压以产生总共零伏。以这种方式,无需另外的硬件,并且也不会有丢失物理接地连接的风险。
在提供虚拟接地的第一方法中,如图16所示,在步骤200,例如使用参考图9a和9b所述的更换组装件邻近静电夹具提供图案形成装置。然后在步骤202控制静电夹具,使得图案形成装置被夹持到静电夹具。特别地,可以将第一夹持电压提供给夹具的第一电极,从而感应电场,该电场用于将图案形成装置夹持到夹具。
在步骤204对图案形成装置进行EUV辐射的曝光,然后在步骤206将其从静电夹具的附近释放和去除。如上所述,在夹持和曝光期间,电荷可以积聚在图案形成装置的背面。还如特别地参考图10至13所述,随着图案形成装置远离夹具移动,与图案形成装置的表面(例如,图案形成装置的背面)相关联的电压可以显著增加。在步骤208测量该电压。应当理解,可以替代地测量与图案形成装置的不同部分相关联的电压。例如,可以测量与图案形成装置的正面相关联的电压。如上所述,特别是参考图12c,正面电压可以小于背面电压。例如,由于图案形成装置的内部电容,正面电压可以比背面电压小约五倍。
基于所测量的电压,在步骤210确定对第一夹持电压的调节。应当理解,可以将任何所测量的偏移电压用于计算调节电压。在所确定的调节不为零的情况下,可以在步骤212根据所确定的调节来调节第一夹持电压。例如,可以调节连接到第一电极的高压放大器的输出。应当理解,可以根据要被添加到电极电压或从电极电压减去的电压、与当前电压的百分比变化、高压功率放大器的增益变化、或技术人员很清楚的任何其他合适的项来确定该调节。以这种方式,可以确保在图案形成装置中感应的电压在零伏特下平衡。
应当理解,静电夹具可以包括一个以上的电极,特别地,夹具可以包括两个至n个电极。在这种情况下,步骤210还包括确定对第二至第n夹持电压的调节,并且步骤212可以包括根据所确定的调节来调节第二至第n夹持电压中的任何一个或全部。例如,如果确定在夹持期间掩模版表面被引起保持在+4V的电压,则可以从正负夹持电极中的每个的夹持电压中减去4V。替代地,可以仅对被配置为在掩模版表面处引起电压的具有某量值和方向的正(或负)夹持电极进行调节,如上所述,该掩模版表面处于基本在夹持电极的电势之间的电压,接近零伏。
为了验证已经进行了正确的调节,可以重复该方法。应当理解,在验证方法期间可以使用相同的图案形成装置。替代地,可以使用另外的图案形成装置。可以重复这样的验证过程,直到确定令人满意的结果(例如,直到在夹持期间在图案形成装置中感应的电压基本上为零,或低于预定阈值)。
在一些实现中,在通过夹具将图案形成装置夹持的同时执行电压的测量。在图17中示意性地示出了该实现的示例流程图。该方法可以使用图18所示的***来执行。
图18所示的***在很大程度上对应于图9a所示并且在上面进行了详细讨论的***。特别地,图18的***包括夹具100,图案形成装置MA被夹持到夹具100。在该特定配置中,夹具100包括四个电极104A、104B、104C和104D。被夹持的图案形成装置MA被示出为与更换组装件150间隔开。图案形成装置MA包括面向更换组装件150的正面126和邻近夹具100的背面128。更换组装件包括支撑一支撑结构154的更换装置152。更换组装件150被配置为使图案形成装置MA朝向和远离夹具100移动,例如以使得图案形成装置MA能够被替换为替代图案形成装置,或者被清洁。
再次参考图17,在步骤300,邻近夹具提供图案形成装置。同样,这可以使用更换组装件150来实现。在随后的步骤302处,控制夹具以夹持图案形成装置。特别地,可以将第一夹持电压提供给夹具的第一电极,从而感应电场,该电场用于将图案形成装置夹持到夹具。该***包括被配置为测量与图案形成装置的一部分相关联的电压的电压监测器180。在该方法的一些实现中,与图案形成装置的一部分相关联的测量电压是正面电压。在一些实现中,电压监测器180可以是与图案形成装置的正面接触的更换组装件150的一部分,如图18所示。但是,电压监测器180可以位于***内的任何合适的位置。在一些实现中,电压监测器180可以是静电电压表。静电电压表可以被布置为在不接触图案形成装置的正面的情况下测量与图案形成装置的正面相关联的电压,从而避免在测量期间将电荷转移到图案形成装置(或从图案形成装置转移)。在上述离线方法期间,可以使用类似的测量布置(即,使用静电电压表)来测量图案形成装置的正面或背面的电压。当然,应当理解,图18所示的仅仅是示意图。详言之,应当理解,从电压监测器180到图案形成装置的正面的所示连接用于说明正在测量图案形成装置的正面的电压,但不一定暗示从电压监测器180到图案形成装置的物理连接。如上所述,电压监测器180可以是被布置为测量与图案形成装置的正面相关联的电压,而无需与其物理接触的静电伏特计。
与上述离线方法相反,在这种实现中,在步骤304,在通过夹具夹持图案形成装置的同时,进行电压测量。基于所测量的电压,在步骤306确定对第一夹持电压的调节。如果所确定的调节不为零,则在步骤308调节第一夹持电压。在调节步骤308之后,该方法返回到测量与图案形成装置的一部分相关联的电压的步骤。测量电压并且确定调节值。以这种方式,可以验证是否已经对第一夹持电压进行了适当的调节。应当理解,如果所确定的调节为零,则该方法可以在步骤306之后结束。替代地,可以以适当的间隔进行进一步的电压测量,以确保虚拟接地保持正确。例如,可以在EUV曝光之间通过邻近图案形成装置提供更换组装件,而无需从夹具上去除图案形成装置,而周期性地执行进一步的测量。
应当理解,如果静电夹具具有一个以上的电极,例如两个至n个电极,每个电极具有其自己的夹持电压,则步骤306还可以包括基于所测量的电压来确定对第二……第n夹持电压的调节。同样地,步骤308可以包括根据所确定的调节来调节第二……第n夹持电压中的任何一个或全部。
将进一步认识到,步骤300、302、304和306分别对应于图16所示的方法的步骤200、202、208和210。由于图17所示的方法是实时执行的,与图16所示的离线方法不同,不需要对图案形成装置进行EUV曝光以便将电荷“固定”在图案形成装置上的适当位置以供测量,然而,当然,应当意识到,图17的方法可以包括EUV曝光作为可选步骤。在这种情况下,如果电压监测器180形成更换组装件150的一部分,则更换组装件150将必须包括孔,以允许EUV辐射到达被夹持的图案形成装置。替代地,如果电压监测器180形成另一***组件的一部分,则可以使更换组装件远离图案形成装置移动,使得EUV辐射可以到达图案形成装置而不受更换组装件的阻碍。还应当认识到,可以使用由除EUV曝光以外的替代方式生成的自由电荷(例如,次级电离源)以向被夹持的图案形成装置提供电荷。
尽管在本文中可以具体参考光刻装置在IC制造中的使用,但是应当理解,本文中描述的光刻装置可以具有其他应用。其他可能的应用包括制造集成光学***、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。
尽管在本文中可以在光刻装置的上下文中具体参考本发明的实施例,但是本发明的实施例可以在其他装置中使用。本发明的实施例可以形成掩模检查装置、量测装置、或测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)等物体的任何装置的一部分。这些装置通常可以称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。实际上,本发明的实施例可以形成使用静电夹具的任何装置的一部分。
尽管上面可能已经在光学光刻的上下文中具体参考了本发明的实施例的使用,但是应当理解,在上下文允许的情况下,本发明不限于光学光刻,并且可以在例如压印光刻等其他应用中使用。
在上下文允许的情况下,本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本发明的实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令,该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如,计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如,机器可读介质可以包括只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);磁存储介质;光学存储介质;闪存装置;电、光、声或其他形式的传播信号(例如,载波、红外信号、数字信号等)等。此外,固件、软件、例程、指令可以在本文中描述为执行某些动作。然而,应当理解,这样的描述仅仅是为了方便,并且这样的动作实际上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其他设备导致的,并且执行此操作可以引起致动器或其他设备与现实世界互动。
尽管上面已经描述了本发明的特定实施例,但是应当理解,可以以不同于所描述的方式来实践本发明。上面的描述旨在是说明性的,而不是限制性的。因此,对于本领域的技术人员很清楚的是,在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下,可以对所描述的本发明进行修改。
Claims (89)
1.一种装置,包括用于夹持一组件的静电夹具和用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的机构:
其中用于生成自由电荷的所述机构被配置为:在从所述静电夹具的第一激发状态到所述静电夹具的第二激发状态的转变期间,邻近所述静电夹具生成自由电荷。
2.根据权利要求1所述的装置,其中:
所述静电夹具包括被配置为夹持所述组件的夹持区域;以及
当组件被夹持时,在所述夹持区域与所述组件之间生成夹持电场。
3.根据权利要求2所述的装置,其中:
所述静电夹具还包括非夹持区域;以及
当组件被所述夹持区域夹持时,在所述非夹持区域周围生成次级电场。
4.根据权利要求2或3所述的装置,其中所述静电夹具包括至少一个电极,其中当组件被所述静电夹具夹持时,夹持电压被施加到所述至少一个电极,使得在所述夹持区域与所述组件之间生成所述夹持电场。
5.根据权利要求4所述的装置,其中所述静电夹具还包括被配置为提供与所述至少一个电极的电连接的至少一个触点,其中用于生成自由电荷的所述机构被配置为:在从所述静电夹具的所述第一激发状态到所述静电夹具的所述第二激发状态的所述转变期间,邻近所述至少一个触点生成自由电荷。
6.根据权利要求4或5所述的装置,其中在所述第一激发状态中,具有第一极性的电压被施加到所述至少一个电极,并且在所述第二激发状态中,具有与所述第一极性相反的第二极性的电压被施加到所述至少一个电极。
7.根据权利要求6所述的装置,其中所述静电夹具包括至少两个电极,并且其中:
在所述第一激发状态中,具有所述第一极性的电压被施加到所述电极中的第一电极,并且具有所述第二极性的电压被施加到所述电极中的第二电极,以及
在所述第二激发状态中,具有所述第二极性的电压被施加到所述电极中的所述第一电极,并且具有所述第一极性的电压被施加到所述电极中的所述第二电极。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中所述夹具被配置为:使得在所述第一激发状态和所述第二激发状态中的每个激发状态中,组件能够被所述静电夹具夹持。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置,其中用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的所述机构包括:气体源,和被配置为使由所述气体源提供的气体电离的电离辐射源。
10.根据权利要求9所述的装置,其中所述电离辐射源包括选自由以下各项组成的组的源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
11.一种光刻装置,被布置为将图案从图案形成装置投影到衬底上,其中所述光刻装置包括根据前述权利要求中任一项所述的装置,并且其中所述图案形成装置包括待夹持的所述组件。
12.根据权利要求11所述的光刻装置,还包括:
照射***,被配置为调节辐射束;
其中所述静电夹具被配置为夹持所述图案形成装置,所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案,以形成图案化的辐射束;
衬底台,被构造为保持衬底;以及
投影***,被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上。
13.根据权利要求12所述的光刻装置,其中:
所述光刻装置被配置为执行多次成像曝光,在所述多次成像曝光期间,所述辐射束入射到所述图案形成装置上,并且在所述多次成像曝光期间,所述图案化的辐射束被投影到所述衬底上,所述静电夹具被配置为在所述成像曝光期间夹持所述图案形成装置;以及
在所述多次成像曝光中的连续成像曝光之间,所述静电夹具被配置为从所述第一激发状态转变为所述第二激发状态。
14.一种光刻***,包括根据权利要求13所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的所述机构包括次级电离辐射源,所述次级电离辐射源选自由以下各项组成的组:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
15.一种光刻***,包括根据权利要求13所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的所述机构包括所述辐射源。
16.根据权利要求15所述的光刻***,其中所述光刻***还被配置为执行至少一次非成像曝光,在所述至少一次非成像曝光期间,所述辐射束入射到所述图案形成装置上,并且在所述至少一次非成像曝光期间,没有辐射被投影到所述衬底上;所述非成像曝光在所述多次成像曝光中的连续成像曝光之间被执行。
17.根据权利要求16所述的光刻***,其中从所述静电夹具的所述第一激发状态到所述静电夹具的所述第二激发状态的所述转变在所述非成像曝光期间被执行。
18.根据权利要求17所述的光刻***,其中所述光刻***被控制为:使得与在所述非成像曝光期间相比,在每次成像曝光期间入射到所述图案形成装置上的辐射量更大。
19.根据权利要求18所述的光刻***,其中入射到所述图案形成装置上的辐射量从非成像曝光到所述多次成像曝光中的一次成像曝光逐渐增加。
20.一种操作装置的方法,所述装置包括静电夹具和用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的机构,所述方法包括:
控制所述静电夹具以具有第一激发状态;
控制所述静电夹具以具有第二激发状态;以及
在从所述第一激发状态到所述第二激发状态的转变期间,控制用于生成自由电荷的所述机构,以邻近所述静电夹具生成自由电荷。
21.一种光刻装置,包括:
照射***,被配置为调节辐射束;
支撑结构,被构造为支撑图案形成装置,所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案,以形成图案化的辐射束,所述支撑结构包括被配置为夹持所述图案形成装置的静电夹具;
衬底台,被构造为保持衬底;以及
投影***,被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上;
其中:
所述光刻装置被配置为执行成像前曝光,在所述成像前曝光期间,所述辐射束入射到所述图案形成装置上,并且在所述成像前曝光期间,没有辐射被投影到所述衬底上,其中在所述成像前曝光期间,入射到所述图案形成装置上的辐射量逐渐增加;以及
所述光刻装置被配置为执行成像曝光,在所述成像曝光中,由所述图案形成装置图案化的所述辐射束被投影到所述衬底上。
22.根据权利要求21所述的光刻装置,其中所述成像前曝光包括突发,所述突发包括多个辐射脉冲。
23.根据权利要求22所述的光刻装置,其中在所述成像前曝光期间的辐射量的所述逐渐增加被配置为在多个所述辐射脉冲上被提供。
24.根据权利要求23所述的光刻装置,其中在所述成像前曝光期间的辐射的所述逐渐增加被配置为在至少1000个辐射脉冲上被提供。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的光刻装置,其中在所述成像前曝光期间的辐射的所述逐渐增加被配置为在多个所述辐射脉冲上基本线性地被提供。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的光刻装置,其中在所述成像前曝光的具有预定持续时间的第一部分期间,所述辐射束被控制以将第一剂量的辐射传递到所述图案形成装置,所述第一剂量包括低于在所述成像曝光的第一部分期间传递到所述图案形成装置的成像辐射剂量的约10%的剂量,所述成像前曝光的所述第一部分具有所述预定持续时间。
27.根据权利要求26所述的光刻装置,其中入射到所述图案形成装置上的辐射量从所述成像前曝光的所述第一部分到所述成像曝光逐渐增加。
28.根据权利要求26或27所述的光刻装置,其中至少1000个辐射脉冲在所述成像前曝光的所述第一部分的开始与所述成像曝光的开始之间被传递。
29.根据权利要求21至28中任一项所述的光刻装置,还被配置为执行第一成像曝光和第二成像曝光,其中:
所述成像前曝光紧接在所述第二成像曝光之前;以及
在所述第一成像曝光与所述成像前曝光之间,所述光刻装置还被配置为执行非成像曝光,在所述非成像曝光期间,所述辐射束入射到所述图案形成装置上,并且在所述非成像曝光期间,没有辐射被投影到所述衬底上。
30.根据从属于权利要求26的权利要求29所述的光刻装置,其中在所述非成像曝光的具有所述预定持续时间的第一部分期间,所述辐射束被控制以将第三剂量的辐射传递到所述图案形成装置,所述第三剂量包括低于所述成像辐射剂量的约10%的剂量,所述装置被配置为引起所述静电夹具在所述非成像曝光期间从第一激发状态转变为第二激发状态。
31.根据权利要求21至29中任一项所述的光刻装置,还被配置为引起所述静电夹具在所述成像前曝光期间从第一激发状态转变为第二激发状态。
32.一种光刻***,包括根据权利要求21至31中任一项所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源。
33.一种操作光刻装置的方法,所述光刻装置包括:
照射***,被配置为调节辐射束;
支撑结构,被构造为支撑图案形成装置,所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案,以形成图案化的辐射束,所述支撑结构包括被配置为夹持所述图案形成装置的静电夹具;
衬底台,被构造为保持衬底;以及
投影***,被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上;
所述方法包括:
引起所述光刻装置执行成像前曝光,在所述成像前曝光期间,所述辐射束入射到所述图案形成装置上,并且在所述成像前曝光期间,没有辐射被投影到所述衬底上,其中在所述成像前曝光期间,入射到所述图案形成装置上的辐射量逐渐增加;以及
引起所述光刻装置执行成像曝光,在所述成像曝光中,由所述图案形成装置图案化的所述辐射束被投影到所述衬底上。
34.一种装置,包括用于夹持一组件的静电夹具和用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的机构,所述装置具有第一配置和第二配置,在所述第一配置中,组件被所述静电夹具夹持,在所述第二配置中,所述组件与所述静电夹具间隔开,其中:
所述装置被配置为在第一时间点处于所述第一配置并且在所述第一时间点之后的第二时间点处于所述第二配置;以及
用于生成自由电荷的所述机构被配置为:在所述第一时间点与所述第二时间点之间的第三时间点,邻近所述静电夹具和/或所述组件生成自由电荷。
35.根据权利要求34所述的装置,其中用于生成自由电荷的所述机构被配置为:邻近所述静电夹具和/或所述组件,生成自由电荷,以防止所述静电夹具与所述组件之间的电势差超过预定阈值。
36.根据权利要求35所述的装置,其中所述预定阈值基于所述装置中的压力而被确定。
37.根据权利要求36所述的装置,其中所述第三时间点被选择,以防止所述静电夹具与所述组件之间的电势差超过所述预定阈值。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的装置,其中所述预定阈值为约250伏。
39.根据权利要求34至38中任一项所述的装置,其中所述装置被配置为在所述第三时间点处于所述第二配置。
40.根据权利要求34至39中任一项所述的装置,其中在所述第三时间点,所述夹具的表面与所述组件的表面之间的最小间隔大于约10微米。
41.根据权利要求34至40中任一项所述的装置,其中在所述第三时间点,所述夹具的表面与所述组件的表面之间的最小间隔小于预定间隔。
42.根据权利要求41所述的装置,其中所述预定间隔为约200微米。
43.根据权利要求34至38中任一项所述的装置,其中用于生成自由电荷的所述机构被配置为:在所述装置被配置为处于所述第一配置时,邻近所述静电夹具和/或所述组件生成自由电荷。
44.根据权利要求43所述的装置,其中所述装置被配置为:在所述第三时间点,处于所述第一配置。
45.根据权利要求34至44中任一项所述的装置,其中所述静电夹具包括被配置为夹持所述组件的夹持区域,其中当组件被夹持时,在所述夹持区域与所述组件之间生成夹持电场。
46.根据权利要求34至45中的一项所述的装置,其中所述静电夹具包括至少一个电极,其中当组件被所述静电夹具夹持时,夹持电压被施加到所述至少一个电极,使得在所述夹持区域与所述组件之间生成所述夹持电场。
47.根据权利要求34至46中任一项所述的装置,其中用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的所述机构包括:气体源,和被配置为使由所述气体源提供的气体电离的电离辐射源。
48.根据权利要求47所述的装置,其中所述电离辐射源包括选自以下各项的源:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
49.根据权利要求34至48中任一项所述的装置,还包括被配置为从所述静电夹具去除所述组件的组件更换组装件。
50.根据权利要求49所述的装置,其中所述组件更换组装件被配置为控制所述组件与所述静电夹具之间的间隔。
51.一种光刻装置,被布置为将图案从图案形成装置投影到衬底上,其中所述光刻装置包括根据权利要求34至50中任一项所述的装置,并且其中所述图案形成装置包括待夹持的所述组件。
52.根据权利要求51所述的光刻装置,还包括:
照射***,被配置为调节辐射束;
其中所述静电夹具被配置为夹持所述图案形成装置,所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束;
衬底台,被构造为保持衬底;以及
投影***,被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上。
53.一种光刻***,包括根据权利要求52所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的所述机构包括次级电离辐射源,所述次级电离辐射源选自由以下各项组成的组:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
54.一种光刻***,包括根据权利要求52所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的所述机构包括所述辐射源。
55.一种操作装置的方法,所述装置包括静电夹具和用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的机构,所述方法包括:
邻近所述静电夹具提供组件;
控制所述静电夹具以具有第一配置,在所述第一配置中,所述组件在第一时间点被所述静电夹具夹持;
控制所述静电夹具以具有第二配置,在所述第二配置中,所述组件在所述第一时间点之后的第二时间点与所述静电夹具间隔开;以及
控制用于生成自由电荷的所述机构,以在所述第一时间点与所述第二时间点之间的第三时间点,邻近所述静电夹具和/或所述组件生成自由电荷。
56.一种装置,包括用于夹持组件的静电夹具和用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的机构,所述装置具有第一配置和第二配置,在所述第一配置中,具有第一极性的电压被施加到至少一个夹持电极并且没有组件被所述静电夹具夹持,在所述第二配置中,具有与所述第一极性相反的第二极性的电压被施加到所述至少一个夹持电极,其中:
所述装置被配置为在第一时间点处于所述第一配置并且在所述第一时间点之后的第二时间点处于所述第二配置;以及
用于生成自由电荷的所述机构被配置为:在所述静电夹具处于所述第一配置时,邻近所述静电夹具生成自由电荷,并且在所述静电夹具处于所述第二配置时,不邻近所述静电夹具生成自由电荷。
57.根据权利要求56所述的装置,其中在从所述第一配置到所述第二配置的转变期间,邻近所述静电夹具提供组件。
58.根据权利要求57所述的装置,其中当所述夹具处于所述第二配置时,所述组件被所述静电夹具夹持。
59.根据权利要求56至58中任一项所述的装置,其中所述装置具有第三配置,在所述第三配置中,没有电压被施加到所述至少一个夹持电极并且没有组件被所述静电夹具夹持;并且所述装置被配置为:在所述第二时间点之后的第三时间点,处于所述第三配置。
60.根据权利要求59所述的装置,其中用于生成自由电荷的所述机构被配置为:在所述静电夹具处于所述第三配置时,邻近所述静电夹具生成自由电荷。
61.根据权利要求59或60所述的装置,其中在所述第三配置中,邻近所述静电夹具不提供组件。
62.根据权利要求56至61中任一项所述的装置,还包括邻近所述静电夹具的被配置为支撑组件的组件更换组装件。
63.根据权利要求62所述的装置,其中所述组件更换组装件被配置为控制所述组件与所述静电夹具之间的间隔。
64.根据权利要求63所述的装置,其中所述组件更换组装件被配置为:在所述第一时间点与所述第二时间点之间,邻近所述静电夹具提供所述组件。
65.根据从属于权利要求59的权利要求63或64所述的装置,其中所述组件更换组装件被配置为:在所述第二时间点与所述第三时间点之间,从所述静电夹具附近去除所述组件。
66.根据权利要求56至65中任一项所述的装置,其中所述静电夹具包括被配置为夹持组件的夹持区域,其中当组件被夹持时,在所述夹持区域与所述组件之间生成夹持电场。
67.根据权利要求56至66中任一项所述的装置,其中邻近所述静电夹具的用于生成自由电荷的所述机构包括:气体源,和被配置为使由所述气体源提供的气体电离的电离辐射源。
68.根据权利要求67所述的装置,其中所述电离辐射源包括源,所述源选自由以下各项组成的组:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
69.一种光刻装置,被布置为将图案从图案形成装置投影到衬底上,其中所述光刻装置包括根据权利要求56至68中任一项所述的装置,并且其中所述静电夹具被配置为在光刻操作期间夹持所述图案形成装置。
70.根据权利要求69所述的光刻装置,还包括:
照射***,被配置为调节辐射束;
其中所述静电夹具被配置为夹持所述图案形成装置,所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中向所述辐射束赋予图案以形成图案化的辐射束;
衬底台,被构造为保持衬底;以及
投影***,被配置为将所述图案化的辐射束投影到所述衬底上。
71.一种光刻***,包括根据权利要求70所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的所述机构包括次级电离辐射源,所述次级电离辐射源选自由以下各项组成的组:EUV源、VUV源、软X射线源和放射源。
72.一种光刻***,包括根据权利要求70所述的光刻装置,所述光刻***还包括被配置为生成所述辐射束的辐射源,其中用于生成自由电荷的所述机构包括所述辐射源。
73.一种操作装置的方法,所述装置包括:静电夹具,所述静电夹具包括至少一个夹持电极;和用于邻近所述静电夹具生成自由电荷的机构,所述方法包括:
控制所述静电夹具以具有第一配置,在所述第一配置中,在第一时间点,具有第一极性的电压被施加到所述至少一个夹持电极并且没有组件被所述静电夹具夹持;
控制所述静电夹具以具有第二配置,在所述第二配置中,在所述第一时间点之后的第二时间点,具有与所述第一极性相反的第二极性的电压被施加到所述至少一个夹持电极;
控制用于生成自由电荷的所述机构,以在所述夹具处于所述第一配置时,邻近所述静电夹具生成自由电荷;以及
控制用于生成自由电荷的所述机构,以在所述静电夹具处于所述第二配置时,不邻近所述静电夹具生成自由电荷。
74.根据权利要求73所述的方法,还包括:在所述静电夹具处于所述第二配置时邻近所述静电夹具提供组件。
75.根据权利要求73或74所述的方法,还包括控制所述装置以具有第三配置,在所述第三配置中,在所述第二时间点之后的第三时间点,没有电压被施加到所述至少一个夹持电极。
76.根据权利要求75和74所述的方法,还包括:在所述第二时间点与所述第三时间点之间从所述静电夹具附近去除所述组件。
77.根据权利要求75或76所述的方法,还包括控制用于生成自由电荷的所述机构,以在所述静电夹具处于所述第三配置时邻近所述静电夹具生成自由电荷。
78.一种操作装置的方法,所述装置包括具有第一电极的静电夹具,所述方法包括:
a)邻近所述静电夹具提供组件;
b)控制所述静电夹具以向所述第一电极提供第一夹持电压,使得所述组件被所述静电夹具夹持;
c)测量与所述组件的一部分相关联的电压;以及
d)基于所测量的电压来确定对所述第一夹持电压的调节。
79.根据权利要求78所述的方法,还包括:
b1)当所述组件被所述静电夹具夹持时,将所述组件暴露于辐射;
b2)控制所述静电夹具使得所述组件从所述静电夹具被释放;以及
b3)从所述静电夹具附近去除所述组件。
80.根据权利要求79所述的方法,还包括:
e)根据所确定的调节来调节所述第一夹持电压;以及
f)重复步骤a)至c)以验证所述调节。
81.根据权利要求80所述的方法,其中使用另外的组件来执行步骤a)至c)的重复。
82.根据权利要求78所述的方法,还包括:
在确定对所述第一夹持电压的所述调节之后,根据所确定的调节来调节所述第一夹持电压;以及
测量与所述组件的所述一部分相关联的电压。
83.根据权利要求78至82中任一项所述的方法,其中所述静电夹具还包括第二电极,所述方法还包括:
基于所测量的电压,确定对要提供给所述第二电极的第二夹持电压的调节。
84.根据权利要求83所述的方法,其中所述第一夹持电压和所述第二夹持电压具有不同的值。
85.一种用于使组件虚拟接地的***,包括:
装置,包括被配置为夹持所述组件的静电夹具,所述静电包括被配置为接收第一夹持电压的第一电极;
电压监测器,被配置为测量与所述组件的一部分相关联的电压;以及
计算单元,被配置为基于所测量的电压来确定对所述第一夹持电压的调节。
86.根据权利要求85所述的***,还包括被配置为支撑所述组件的支撑组装件,其中所述支撑组装件包括所述电压监测器。
87.根据权利要求85或86所述的***,其中所述静电夹具包括被配置为接收第二夹持电压的第二电极,并且所述计算单元还被配置为基于所测量的电压来确定对所述第二夹持电压的调节。
88.根据权利要求87所述的***,其中所述第一夹持电压和所述第二夹持电压具有不同的值。
89.根据权利要求85至88中任一项所述的***,其中所述电压监测器是静电电压表。
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