具有嵌入式清洗模塊的光刻系統的製作方法
2023-10-08 07:37:14 2
具有嵌入式清洗模塊的光刻系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種光刻系統。該光刻系統包括配置為使用固定在掩模臺上的掩模實施光刻曝光工藝的曝光模塊；以及集成在曝光模塊中並且設計為使用吸附機構清洗掩模和掩模臺中的至少一個的清洗模塊。本發明還提供了具有嵌入式清洗模塊的光刻系統。
【專利說明】具有嵌入式清洗模塊的光刻系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2013年03月15日提交的標題為「一種具有嵌入式清洗模塊的EUV 掃描器(AN EUV SCANNER WITH EMBEDDED CLEANINGMODULE)」 的美國臨時專利申請第61/793,838號的優先權，其全部內容結合於此作為參考。
【技術領域】
[0003]本發明總體涉及半導體【技術領域】，更具體的，涉及具有嵌入式清洗模塊的光刻系統。
【背景技術】
[0004]半導體集成電路(IC)工業已經歷了快速的發展。IC材料和設計中的技術進步已產生了數代的1C，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更複雜的電路。在IC發展過程中，通常隨著幾何尺寸(即，使用製造工藝可以製成的最小部件或線)的減小，功能密度(即，每一晶片區域上互連器件的數量)增大。這種按比例縮小工藝通常通過增加生產效率和降低相關成本而提供益處。然而，這種按比例縮小工藝還增加了處理和製造IC的複雜性，並且為了實現這些進步，需要IC處理和製造中的類似發展。在一個與光刻圖案化相關的實例中，光刻工藝中使用的光掩模(或掩模)具有限定在其上的電路圖案並且將其轉印到晶圓。在先進的光刻技術中，利用反射掩模實施遠紫外(EUV)光刻工藝。需要清洗反射掩模以使掩模無缺陷。
[0005]在光刻工藝領域中，清洗光刻掩模是必要的。不可能在完全無粒子的清洗室和曝光工具中操作或傳輸掩模。換句話說，主要在傳輸過程中引起的一定程度的環境納米級或宏觀級粒子可直接粘附在掩模的背面或正面，從而降低了掩模和掩模臺的清潔度。從而，由於未清洗掩模而損害了光刻產品的產量。因此，如何以接近零損害的情況下有效地清洗掩模是光刻工藝中的一個重大課題。在一個實例中，現有的清洗工藝可對掩模造成各種損害，或具有高製造成本。在另一實例中，現有的清洗工藝不能有效地去除納米級粒子。在又一實例中，現有的清洗方法比較複雜且涉及到高成本工具。在又一實例中，在現有的清洗過程期間可能還會引入額外的粒子。在EUV光刻工藝中沒有有效的清洗方法和系統。在EUV光刻系統內部不能使用真空技術。
[0006]因此，需要解決上述問題的系統和方法。
【發明內容】
[0007]為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種光刻系統，包括:曝光模塊，配置為使用固定在掩模臺上的掩模實施光刻曝光工藝；以及清洗模塊，集成在所述曝光模塊中，並且所述清洗模塊被設計成使用吸附機構清洗所述掩模和所述掩模臺中的至少一個。
[0008]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構。
[0009]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構；所述清洗結構包括載體襯底和附接至所述載體襯底的吸附對象。
[0010]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構；所述清洗結構包括載體襯底和附接至所述載體襯底的吸附對象；所述載體襯底是具有所述掩模的形狀和尺寸的掩模襯底。
[0011]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構；所述清洗結構包括載體襯底和附接至所述載體襯底的吸附對象；所述吸附對象包括具有非極性鏈和極性化合物的材料。
[0012]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構；所述清洗結構包括載體襯底和附接至所述載體襯底的吸附對象；所述吸附對象包括選自由膠帶、多糖、具有-OH鍵和高化學極性的聚乙烯醇(PVA)、以及具有表面活性劑的天然乳膠組成的組中的粘性材料。
[0013]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構；所述清洗結構包括電流驅動的靜電機構以產生用於吸附粒子的靜電力。
[0014]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構；所述清洗結構包括具有粘性表面且設計為在將要清洗的表面上滾動的輥。
[0015]在上述光刻系統中，其中，所述清洗模塊包括:吸附對象，設計為清洗所述掩模；以及掩模操縱部件，設計為將所述吸附對象移動至所述掩模，並且所述掩模操縱部件可操作以對所述吸附對象施加壓力。
[0016]在上述光刻系統中，還包括腔室，所述腔室包括:掩模庫，設計為容納多個掩模；掩模操縱器，設計為固定並轉移所述多個掩模中的一個；以及所述清洗模塊，配置在所述腔室中。
[0017]在上述光刻系統中，其中:所述曝光模塊包括遠紫外(EUV)光源以在所述光刻曝光工藝期間產生用於曝光半導體晶圓的EUV光；所述掩模臺是靜電夾盤以通過靜電力固定所述掩模；以及所述掩模是反射掩模。
[0018]在上述光刻系統中，其中:所述曝光模塊包括遠紫外(EUV)光源以在所述光刻曝光工藝期間產生用於曝光半導體晶圓的EUV光；所述掩模臺是靜電夾盤以通過靜電力固定所述掩模；以及所述掩模是反射掩模；其中:所述掩模庫是可存取的以容納所述清洗結構，所述清洗結構被設計為清洗所述掩模臺；所述清洗結構具有所述掩模的形狀和尺寸；以及所述掩模臺能夠固定用於清洗所述掩模臺的所述清洗結構。
[0019]根據本發明的另一個方面，還包括一種光刻系統，包括:曝光模塊，設計為實施光刻曝光工藝，並且所述曝光模塊被配置在保持在真空環境中的封閉腔室中；以及清洗模塊，與所述曝光模塊集成，其中，所述清洗模塊包括具有吸附機構以去除粒子的清洗結構和設計為固定並轉移所述清洗結構的操縱機構。
[0020]在上述光刻系統中，其中:所述清洗結構包括載體襯底和附接至所述載體襯底的吸附材料層；以及所述載體襯底具有掩模的形狀和尺寸。
[0021]在上述光刻系統中，其中，所述清洗結構包括選自由膠帶、多糖、具有-OH鍵和高化學極性的聚乙烯醇(PVA)、以及具有表面活性劑的天然乳膠組成的組中的粘性材料。
[0022]在上述光刻系統中，其中:所述曝光模塊包括遠紫外(EUV)光源以產生EUV光；掩模臺是靜電夾盤，從而通過靜電力固定掩模；以及所述掩模是反射掩模。
[0023]在上述光刻系統中，還包括腔室，所述腔室具有嵌入在其中的所述清洗模塊，其中，所述腔室還包括:掩模庫，設計為容納多個掩模；以及掩模操縱器，設計為用於掩模轉移。
[0024]根據本發明的又一個方面，包括一種方法，包括:將掩模裝載至設計為實施光刻曝光工藝的光刻系統內，所述光刻系統嵌入有具有吸附機構的清洗模塊；將所述掩模固定至掩模臺；通過所述光刻系統使用所述掩模對半導體晶圓實施光刻曝光工藝；以及通過所述清洗模塊清洗所述掩模。
[0025]在上述方法中，還包括在清洗所述掩模之後，將所述掩模轉移至所述掩模庫。
[0026]在上述方法中，還包括使用所述清洗模塊的清洗結構清洗所述掩模臺，其中:所述清洗結構包括載體襯底和附接於所述載體襯底的吸附材料層；以及所述載體襯底具有所述掩模的形狀和尺寸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]當結合附圖進行閱讀時，通過以下詳細描述可以更好地理解本發明。應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪出且僅用於示出的目的。事實上，為了清楚論述，各個部件的尺寸可以任意地增大或縮小。
[0028]圖1是根據各個實施例構建的嵌入了清洗模塊的光刻系統的框圖。
[0029]圖2是根據各個實施例構建的清洗模塊的框圖。
[0030]圖3是根據一個或多個實例構建的圖2的清洗模塊的示意圖。
[0031]圖4A至圖4C示出了根據其他實例構建的圖2的清洗模塊在各個清洗階段的示意圖。
[0032]圖5是根據另一個實例構建的圖2的清洗模塊的示意圖。
[0033]圖6A和圖6B是根據又一個實例構建的圖2的清洗模塊的示意圖。
[0034]圖7A和圖7B是根據不同實例構建的圖2的清洗模塊的示意圖。
[0035]圖8A和圖8B是根據各個實施例構建的嵌入有清洗模塊的圖1的光刻系統的一部分的框圖。
[0036]圖9是根據一個或多個實施例構建的用於實施光刻曝光工藝和清洗掩模的方法的流程圖。
[0037]圖10是根據一個實施例構建的掩模容器的示意圖。
[0038]圖11是根據其他實施例構建的清洗掩模的方法的流程圖。
[0039]圖12是根據一些實施例構建的用於清洗光刻系統的掩模臺的方法的流程圖。
[0040]圖13是根據其他實施例構建的用於清洗光刻系統的掩模臺的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0041]以下公開內容提供了許多用於實施本發明的不同特徵的許多不同實施例或實例。以下描述了部件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這僅僅是實例，並不是用於限制本發明。例如，在以下描述中，第一部件形成在第二部件上方或者上可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實施例，並且還可以包括在第一部件和第二部件之間形成額外的部件，從而使第一部件和第二部件不能直接接觸的實施例。此外，本發明可在各個實例中重複參考標號和/或字符。該重複是為了簡明和清楚的目的，而且其本身沒有規定所述各個實施例和/或結構之間的關係。
[0042]圖1是根據本發明的一個或多個實施例中的各個方面構建的光刻系統10的框圖。光刻系統10還可以是通常所稱的掃描儀，可操作該掃描儀以利用相應的輻射源和曝光模塊實施光刻曝光工藝。在本實施例中，光刻系統10是設計為通過來自輻射源的EUV光來曝光光刻膠層的遠紫外(EUV)光刻系統。光刻膠層是對EUV光敏感的材料。EUV光刻系統10採用輻射源12來產生EUV光，諸如波長介於約Inm和約10nm的範圍之間的EUV光。在一個特定實例中，EUV輻射源12產生波長集中在約13.5nm的EUV光。
[0043]光刻系統10還採用發光器14。在各個實施例中，發光器14包括諸如單透鏡或具有多個透鏡(波帶片)的透鏡系統的各種折射光部件或諸如單反射鏡或具有多個反射鏡的反射鏡系統的可選的反射光部件(用於EUV光刻系統)，以將光從福射源12導向至掩模臺16上，特別地，導向至固定在掩模臺16上的掩模18。在輻射源12產生EUV波長範圍內的光的本實施例中，採用反射光部件。
[0044]光刻系統10還包括配置以固定掩模18的掩模臺16。在本實施例中，掩模臺16包括靜電卡盤(e卡盤)以固定掩模18。這是因為氣體分子吸收EUV光並且將用於EUV光刻圖案化的光刻系統保持在真空環境中以避免EUV強度損失。
[0045]在本發明中，術語掩模、光掩模和中間掩模用於代表相同的物品。在本實施例中，光刻系統10是EUV光刻系統，且掩模18是反射掩模。提供了掩模18的一個示例性結構以用於說明。掩模18包括具有合適材料的襯底，諸如低熱膨脹材料(LTEM)或熔融石英。在各個實例中，LTEM包括Ti02摻雜的Si02或其他具有低熱膨脹的合適的材料。掩模18包括沉積在襯底上的多個反射層(ML)。ML包括多個膜對，諸如鑰-矽(Mo/Si)膜對(例如，在每個膜對中，鑰層位於矽層之上或之下)。可選地，ML可以包括鑰-鈹(Mo/Be)膜對或配置為高度反射EUV光的其他合適的材料。掩模18還包括沉積在ML上方的諸如氮化鉭硼(TaBN)層的吸收層。圖案化吸收層以限定集成電路(IC)的層。可選地，可以在ML上方沉積另一反射層並且圖案化該反射層以限定集成電路的層，從而形成EUV相移掩模。
[0046]光刻系統10還包括投影光學模塊(或投影光學箱(P0B))20以將掩模18的圖案成像到固定在光刻系統10的襯底臺24上的目標物22 (諸如半導體晶圓)上。在各個實施例中，P0B20具有折射光部件(諸如用於UV光刻系統)或可選的反射光部件(諸如用於EUV光刻系統)。由PB020收集自掩模18導向的光，其中，該光承載了在掩模上限定的圖案的圖像。
[0047]光刻系統10還包括襯底臺24以固定目標物22。在本實施例中，目標物22是半導體晶圓，諸如將圖案化的矽晶圓或其他類型的晶圓。在本實施例中，在目標物上塗布對諸如EUV光的輻射光束敏感的光刻膠層。在本實施例中，上文描述的各個部件集成在一起以用作可操作用於執行光刻曝光工藝的光刻曝光模塊。
[0048]特別地，在各個實施例中，光刻系統10包括設計為清洗掩模18、掩模臺16或兩者的清洗模塊26。清洗模塊26嵌入在光刻系統10中且與光刻曝光模塊集成，從而能夠進行在線清洗操作。將清洗模塊26設計為具有吸附機構從而有效地清洗掩模和/或掩模臺，而不會對將要清洗的掩模(或掩模臺)造成額外的汙染/損害。
[0049]具有嵌入式清洗模塊26的光刻系統10提供了用於有效地在線清洗掩模或掩模臺的系統和方法，尤其是當光刻系統10是EUV光刻系統時。在本實施例中，掩模18是在EUV光刻曝光工藝中使用的反射掩模，其用於圖案化具有較小部件尺寸的集成電路。由於掩模重複用於圖案化多個半導體晶圓，掩模上的缺陷可轉印到多個半導體襯底並導致重大的產率問題。包括汙染的缺陷可以通過各個掩模處理操作引入至掩模(並進一步引入到掩模臺)。在一些實施例中，掩模處理操作包括掩模檢查、掩模運輸和處理、掩模存儲、掩模轉移和將掩模固定在掩模臺上。在反射掩模用於EUV光刻系統的其他實施例中，掩模處理操作包括製造檢查、運輸和處理、掩模清洗、真空儲存、轉移到真空掩模庫、預對準和溫度穩定、以及固定在靜電卡盤上。
[0050]在本實施例中，可操作清洗模塊26以清洗光刻系統10內部的掩模18和/或掩模臺16 (共同稱為待清洗的對象或目標對象)，從而去除並消除粒子和其他汙染物。
[0051]在圖2中以示意性框圖進一步示出了根據一些實施例構建的清洗模塊26。清洗模塊26包括清洗結構28，其使用吸附機構以吸附和去除來自目標對象(諸如掩模或掩模臺)的粒子和其他汙染物，從而減少或消除對掩模和/或掩模臺的損害。在一個實施例中，清洗結構28包括具有粘性表面28B的諸如粘合材料的吸附對象(清洗材料)28A，從而當粘性表面接近目標對象時可將粒子吸附到粘性表面。此外，可對清洗材料施加壓力，以確保清洗材料和目標對象之間的接觸。在另一個實施例中，清洗結構28可包括諸如靜電力的機構以對粒子產生吸附力。
[0052]清洗結構28可進一步包括諸如載體襯底的載體部件28C，從而以足夠的機械強度固定和支持清洗材料。例如，載體襯底可以是合適的板，其具有附接在其上的清洗材料，且具有足夠的機械強度以支持用於清洗操作的清洗材料。將載體襯底設計為具有與目標對象相匹配的特定的幾何形狀(形狀和尺寸)。在一個實施例中，將載體襯底設計為具有掩模18的形狀和尺寸。
[0053]清洗模塊26還可以包括操縱機構30以固定、轉移和操作(諸如施加壓力)清洗結構28，從而使清洗結構28能夠進行清洗功能。在一個實施例中，操縱機構30包括集成在光刻系統10中的機械手30A,並且該機械手30A被配置為可操作地持有和移動清洗結構28。操縱機構30還可以包括固定設備30B，其具有將機械手30A固定至設備的機構和配置。例如，機械手30A通過固定設備30B固定在清洗系統中。在另一個實例中，機械手30A通過具有合適配置的固定設備30B固定在光刻曝光系統中以實現清洗操作。在另一個實施例中，操縱機構30還可以包括控制單元30C，其可操作地控制機械手以用於各種動作和清洗操作。控制單元30C可以與機械手30A集成或者分布在各個位置。例如，控制單元30C可集成在光刻曝光系統中且與機械手30A連接以控制清洗操作。
[0054]根據各個實施例進一步描述清洗模塊26。在圖3中示出的一個實施例中，清洗結構28包括具有粘性表面的清洗材料層32以清洗目標對象34的表面。還將具有粘性表面的清洗材料層稱為粘性材料層。在各個實例中，目標對象34包括掩模18或掩模臺16。清洗材料層32應用於目標對象34的表面，從而使各種粒子36吸附在清洗材料層32的粘性表面，因此從目標對象34處去除粒子36。
[0055]清洗材料層32可以包括具有非極性鏈和極性化合物的合適的材料，諸如具有-0Η、-Η和-O的材料，從而容易從目標對象34的表面吸附粒子。該清洗材料是沒有刮擦問題的柔軟材料。在各個實施例中，清洗材料32包括合適的膠帶、多糖、具有-OH鍵和高化學極性的聚乙烯醇(PVA)，以及用表面活性劑來調整粘性的天然乳膠(諸如橡膠)。
[0056]圖4A、圖4B和圖4C以示意圖進一步示出一個實例。參考圖4A，將清洗材料層32轉移至目標對象34。對清洗材料層32進一步施加額外的壓力38以確保清洗材料層32和目標對象34之間充分地接觸。如上文提到的，清洗材料層32可以是附接至載體襯底(以提供合適的機械強度)的清洗結構的一部分。
[0057]參考圖4B，清洗材料層32充分接觸目標對象34的將被清洗的表面。尤其是，將清洗材料層32設計為柔性的，使得表面輪廓響應於目標對象34的表面輪廓而發生變化。當一個或多個粒子出現在目標對象34上時，目標對象34的相應的表面輪廓將修改為具有局部凸塊。響應於局部凸塊，清洗材料層32的表面輪廓基本上與目標對象34的表面輪廓互補。將清洗材料層32的這一特性稱為表面形態變化。因此，目標對象34的表面輪廓是靈活和可變化的，並且當與目標對象34接觸時，由於目標對象34上的粒子36，目標對象的表面輪廓通常不是平滑的。隨著清洗材料層32的表面形態變化，該清洗材料層32的表面輪廓在壓力38下發生變化(例如，拉伸和變形)，使得粘性表面局部地環繞各個粒子，從而使粒子和粘性表面之間的接觸面積最大化。因此，對粒子的粘附力(粒子與粘性表面的吸附強度)最大化。粒子與粘性表面的吸附可以通過調整施加的壓力38、接觸持續時間和清洗材料層32的粘性進行優化。
[0058]參考圖4C，隨後將清洗材料層32與目標對象34分離。由於範德瓦爾斯(Van DerWaal)力或庫侖(Coulomb)力，粒子36從目標對象34去除。可以通過提離(liftoff )工藝40來實現分離。
[0059]圖5示出了根據另一個實施例構建的清洗結構42的示意圖。清洗結構42包括具有產生靜電力的機構的靜電結構。當清洗結構42接近目標對象34時，粒子36通過靜電力從目標對象34附接至靜電層。在本實例中，清洗結構42包括用來產生靜電力的電流驅動的靜電機構。在用於說明的一個實例中，清洗結構42可包括導電部件，該導線部件連接到電源且將其設計為在分配中產生電場以有效地吸附目標對象34上的粒子36。
[0060]圖6A示出了根據另一個實施例構建的清洗結構44的示意圖。清洗結構44包括具有圓柱形並可操作地滾動的輥46。輥46具有形成在表面上的粘性材料，從而當在目標對象34上滾動時吸附粒子。清洗結構44還包括與輥46集成並且能夠執行輥46的各種操作(諸如，移動和滾動)的手柄48。
[0061]圖6B示出了根據一個實例的由清洗結構44進行的清洗工藝的示意圖。在清洗工藝期間，由具有摩擦和粘附力的輥46去除粒子。
[0062]圖7A示出了根據另一個實施例構建的清洗模塊50的示意圖。清洗模塊50包括清洗結構28 (諸如，清洗材料層32或清洗結構42)，並且還可以包括載體襯底以提供機械強度。清洗模塊50還包括諸如機械手的操縱機構30，以固定、轉移和移動清洗結構28從而進行清洗操作。將操縱機構30進一步固定至具有合適配置的光刻系統10的部件52，從而實現清洗操作。如圖7B所示，在另一個實例中，目標對象34是固定在掩模臺16上的掩模18。
[0063]圖8Α不出了根據一些實施例構建的光刻系統10的一部分的不意圖。光刻系統10包括掩模臺16以及腔室56，腔室56具有設計為容納各種組件和部件的封閉空間。
[0064]在本實施例中，腔室56包括掩模庫58以容納各個掩模。掩模庫58也能夠容納一個或多個清洗結構28，諸如設計為清洗掩模臺16的清洗結構。如上所述，用於清洗掩模臺16的清洗結構具有類似於掩模18的形狀和尺寸，並能夠容納在掩模庫58中。腔室56包括諸如機械手的掩模操縱器60，將其設計為固定和轉移掩模。腔室56還包括配置為緊鄰掩模庫58和掩模操縱器60的清洗模塊62。例如，將清洗模塊62設計為清洗一個或多個掩模。
[0065]光刻系統10包括設計且配置為將掩模從光刻系統中轉移入和轉移出的裝載鎖64。光刻系統10可包括嵌入在裝載鎖64中或與裝載鎖64集成的另一個機械手以用於掩模(或掩模容器)轉移。該機械手在大氣環境中工作。
[0066]返回到清洗模塊62。可以將清洗模塊62設計成具有相應的清洗機構，諸如上述的那些中的其中一個，包括清洗材料層、輥和靜電清洗結構。
[0067]在一個實施例中，可操作清洗模塊62以在掩模被轉移至用於光刻曝光工藝的掩模臺16之前或從掩模臺16轉移出之後清洗掩模。
[0068]在另一個實施例中，在閒置期間，通過容納在掩模庫58中的清洗結構28或可選的清洗模塊62對掩模臺16進行清洗。在一個實例中，容納在掩模庫58中的清洗結構28用來清洗掩模臺16。在進一步的實例中，清洗結構28轉移至接近掩模臺16或固定到掩模臺16上。然後，通過清洗結構28實施清洗工藝以清洗掩模臺16。將清洗結構28從掩模庫58轉移至掩模臺16，然後， 以類似於在掩模臺和掩模庫之間轉移掩模的方式從掩模臺16轉移回至掩模庫58。在各個實例中，可通過與掩模臺16、掩模操縱器60或清洗模塊62的操縱機構30相關的機械手轉移清洗結構28。
[0069]圖8Β是根據一些其他實施例構建的部分光刻系統10的不意圖。圖8Β中的光刻系統10包括機械手腔室56。機械手腔室56還包括掩模庫58、掩模操縱器60，以及清洗模塊62。
[0070]將掩模庫58配置成容納一個或多個掩模18和被設計用於清洗掩模臺16的清洗結構66。清洗結構66具有掩模的形狀和尺寸，使得其能夠接近並額外地固定在掩模臺16上以進行合適的清洗。此外，清洗結構66具有粘性機構，諸如圖4Α至圖4C所示的一種。在一個實例中，清洗結構66包括通過具有粘性表面的清洗材料層覆蓋的掩模襯底。相應地，可以在掩模庫58中容納一個或多個清洗結構66。
[0071]一個實施例描述了由清洗結構66清洗掩模臺16的操作。在掩模臺16的閒置期間，機械手68將清洗結構66從掩模庫轉移至掩模臺16，類似於掩模從掩模庫至掩模臺的轉移。在一個實例中，推動清洗結構66以與掩模臺16相接觸。通過類似於圖4Α至圖4C所描述的過程清洗掩模臺16。在另一個實施例中，清洗結構66以類似於固定掩模的方式固定在掩模臺16上。在本實例中，掩模臺16是靜電卡盤，將其設計為通過靜電力固定清洗結構66。通過掩模臺16施加到清洗結構66的夾持力確保掩模臺16和清洗結構66之間的適當接觸。在清洗結構66被固定在掩模臺16上期間，掩模臺16上的粒子吸附在清洗結構66的粘性表面。之後，機械手68將清洗結構66從掩模臺16處移開，掩模臺16上的粒子吸附在清洗結構66的粘性表面，並從掩模臺16去除和清洗掉。然後清洗結構66通過機械手68送回掩模庫58。
[0072]將掩模操縱器60設計為轉移掩模，諸如將掩模從裝載鎖轉移至掩模庫56。掩模操縱器60可以包括用於運動的機械手臂和持有掩模的部件。
[0073]將清洗模塊62設計為清洗掩模。清洗模塊62是圖2中的清洗模塊26的一個實例，並包括集成的清洗結構28和操縱機構30 (諸如機械手)以實現對掩模18的清洗操作。在一個實施例中，清洗模塊62還包括配置為用於掩模清洗的另一個掩模臺69。在一個實施例中，通過機械手60將掩模18從掩模庫58轉移至清洗模塊62的掩模臺69。掩模18固定在清洗模塊62的掩模臺69上。然後，操縱機構30將清洗結構28移動至固定在掩模臺69上的掩模18。清洗過程類似於上面描述的清洗機構中的一個，諸如圖4A至圖4C中描述的清洗過程。在清洗操作之後，可以通過機械手60將掩模18送回掩模庫58。
[0074]圖9是根據一些實施例構建的通過光刻系統10實施的包括掩模清洗的光刻曝光工藝的方法70的流程圖。參考圖SB、圖9和其他相關附圖描述了方法70。方法70的其他實施例可以包括更多或更少的操作。方法70包括將掩模18從外部環境轉移至掩模容器的操作72,諸如圖10的示意圖中示出的雙莢掩模容器90 (dual pod mask container)。雙莢掩模容器90包括配置為存儲掩模18的內莢92和外莢94。
[0075]方法70包括將掩模18轉移至光刻系統10的操作74。在本實施例中，操作74包括將容納在掩模容器中的掩模18放置到光刻系統10的裝載鎖64內，並將掩模18轉移至掩模庫58。在操作期間，從掩模18去除外莢94和內莢92。在操作74之後，掩模18存儲在掩模庫58中。
[0076]方法70包括通過清洗模塊26 (諸如本實施例中的清洗模塊62 )清洗掩模18的操作76。在一個實例中，將掩模18從掩模庫58轉移出；通過清洗模塊62清洗；之後轉移回至掩模庫58。在另一實例中，掩模18從掩模庫58轉移出；通過清洗模塊62清洗；之後轉移至掩模臺16以用於光刻曝光工藝。在這種情況下，消除下面的操作78。
[0077]方法70可以包括將掩模18固定至掩模臺16的操作78。例如，機械手60可以將掩模18從掩模庫58轉移至掩模臺16;通過諸如靜電力的合適的夾緊機構將掩模18固定在掩模臺16上。
[0078]方法70包括由具有掩模18的光刻系統10實施光刻曝光工藝的操作80。光刻曝光工藝還可以包括掩模對準、覆蓋檢查和通過來自輻射源12的光(諸如EUV光)曝光。曝光塗布在目標物22 (其固定在襯底臺24上)上的光刻膠層以在光刻膠層上形成IC圖案的潛在圖案。
[0079]方法70包括通過清洗模塊62清洗掩模18的操作82。在一個實例中，如圖8B所示，當掩模18固定在掩模臺69上時，清洗模塊62對掩模18實施清洗工藝。在其他實施例中，可以根據各自的情況(包括汙染水平和限定在掩模18上的IC圖案的臨界性)消除操作76和82中的一個。
[0080]方法70包括在操作82的清洗工藝之後的將掩模18轉移回掩模庫58的操作84。在各個實施例中，可以在工藝期間重複操作76至操作84以圖案化各個目標物。在一個實例中，掩模18重複經歷操作76至84以圖案化多個半導體晶圓(這個實例中的一批晶圓)。在另一個實例中，第一掩模對第一批晶圓進行操作76至84;第二掩模經歷操作76至84以圖案化第二批晶圓等。
[0081]圖11是根據一些其他實施例構建的實施清洗工藝的方法100的流程圖。方法100開始於操作102，將掩模18存儲在掩模容器中，諸如圖10中的雙莢掩模容器90。
[0082]方法100包括對掩模18實施掩模檢查的操作104。在一個實施例中，掩模檢查包括檢查掩模18的正面和背面。掩模檢查系統(諸如具有光散射機構的測量工具)用於檢查掩模有無粒子。在一個實施例中，先前的檢查數據可以用作參考。例如，將無缺陷掩模18的檢查數據用作參考。檢查數據和參考數據之間的比較將提供粒子信息，諸如粒子位置和尺寸。在一個實例中，將掩模容器中的掩模18裝載到掩模檢查系統，對其進行檢查和卸載。
[0083]在操作106中，根據特定的標準評價檢查結果，諸如與光刻系統相關的質量指標，該光刻系統用於利用掩模18實施光刻曝光工藝。提供與光刻系統相關的示例性質量指標以用於說明。該示例性質量指標包括:尺寸大於50微米的粒子數量是O;尺寸大於10微米的粒子數量小於35;以及尺寸大於3微米的粒子數量小於70。這裡的數字以每個掩模進行計數。
[0084]如果檢查的結果超出了質量指標，方法100進行到操作108，對掩模18實施清洗工藝。清洗工藝利用清洗模塊26通過合適的機構(諸如圖4A至圖4C中所示的一種)去除粒子。此後，掩模18返回到操作104，檢查另一掩模。在本實施例中，清洗模塊26是獨立模塊，使得在掩模裝載到光刻系統10之前實施清洗工藝。
[0085]在操作106中，當檢查結果被評價為在質量指標中時，方法100進行到操作110，將掩模18放置回掩模容器中。通過實施方法100的各個操作，將降低了汙染且確保了掩模質量的掩模18保持在的掩模容器中。
[0086]方法100還可以包括操作112，將掩模18裝載到光刻系統並使用掩模18對一個或多個晶圓實施光刻曝光工藝。在本實施例中，光刻系統是諸如圖1和圖8所示的光刻系統10。在一個實例中，操作112包括將容納在掩模容器中的掩模18放置在光刻系統10的裝載鎖64內，將掩模18轉移至掩模臺16內，並實施光刻曝光工藝以將掩模18的IC圖案成像到塗布在半導體晶圓上的光刻膠層。在另一實例中，可以實施包括方法70中的操作74至84的過程以利用掩模18實施一個或多個曝光工藝。
[0087]圖12是根據一些實施例構建的通過清洗結構66清洗掩模臺16的方法120的流程圖。參考圖12、圖SB和其他附圖來描述方法120。方法120開始於操作122，在掩模庫58中存儲清洗結構66。方法120進行到操作124，將清洗結構66固定到掩模臺16。操作124還包括在將清洗結構66固定在掩模臺16上之前，將清洗結構66從掩模庫58轉移至掩模臺16。方法120還包括操作126以通過清洗結構66清洗掩模臺16。在清洗操作126期間，實施合適的壓力和清洗持續時間。保持掩模臺16和清洗結構66之間的壓力以確保粒子接觸並附著到清洗結構66的粘性表面。將清洗持續時間調整為足以使粒子附著到清洗結構66的粘性表面。方法120還可以包括將清洗結構66轉移回掩模庫58。
[0088]圖13是根據一些其他實施例構建的通過清洗結構66清洗掩模臺16的方法130的流程圖。參考圖13、圖SB和其他附圖來描述方法130。方法130開始於操作132，將清洗結構66存儲在掩模庫58中。方法130進行到操作134，將清洗結構66從掩模庫58轉移至掩模臺16。方法130還包括操作136以通過清洗結構66清洗掩模臺16。在一個實施例中，對清洗結構66施加合適的壓力，以確保掩模臺16和清洗結構66之間的接觸。在另一個實施例中，清洗結構66利用靜電機構進行清洗，清洗結構66接近掩模臺16，但可以不與掩模臺16直接接觸。方法130還可以包括將清洗結構66轉移回掩模庫58。
[0089]在各個實施例中描述了具有嵌入式清洗模塊的光刻系統和利用光刻系統以清洗掩模和/或掩模臺的方法。清洗模塊包括清洗結構和操縱機構以操作清洗結構進行清洗。在一個實施例中，清洗模塊提供了操作粘性表面以接觸掩模(或掩模臺)的表面的吸附機構，從而從掩模(或掩模臺)吸附納米粒子或宏觀粒子的。在另一個實施例中，清洗模塊包括電流驅動的靜電機構以清洗掩模(或掩模臺)。在又一個實施例中，清洗結構包括附接有清洗材料層的掩模襯底(可選地為形狀和尺寸類似於掩模的板)，從而可以如處理掩模一樣適當地操作清洗結構以清洗掩模臺。
[0090]在不背離本發明的情況下可以出現其他實施例或可選的實施例。在一個實施例中，光刻系統10包括嵌入在光刻系統中的兩個或多個清洗模塊:設計為清洗掩模的第一清洗模塊和設計為清洗光刻系統的掩模臺的第二清洗模塊。在進一步的實施例中，第一清洗模塊包括:第一清洗結構及固定和操作第一清洗結構的操縱機構。第二清洗模塊包括:第二清洗結構，該第二清洗結構還包括載體襯底和附接至載體襯底的吸附材料層。此外，載體襯底具有掩模的形狀和尺寸，從而使清洗結構能夠接近掩模臺或固定在掩模臺上以進行清洗操作。在另一個實施例中，清洗模塊26可選地可以是獨立的，諸如圖11的方法100中使用的清洗模塊。
[0091]各種優點可存在於本發明的一個或多個不同實施例中。在各個實施例中，優點包括成本低、掩模正面無圖案損害、有效地去除粒子、操作簡單、嵌入在掃描儀中、相比於其他傳統方法具有良好的去除納米級粒子的能力。相比於溼清洗工藝，這種方法使得能夠精確控制掩模上的清洗位點，因此，可避免不必要的清洗位點(像具有圖案的正面)以消除損害。此外，利用粘性表面的優化修改可以儘可能有效地調節清洗結構和清洗方法。
[0092]因此，在一些實施例中，本發明提供了一種光刻系統。該光刻系統包括:配置為使用固定在掩模臺上的掩模實施光刻曝光工藝的曝光模塊；以及集成在曝光模塊中並且設計為使用吸附機構清洗掩模和掩模臺中的至少一個的清洗模塊。
[0093]在其他實施例中，本發明提供了一種光刻系統。該光刻系統包括:設計為實施光刻曝光工藝並且配置在保持在真空環境中的封閉腔室中的曝光模塊；以及與曝光模塊集成的清洗模塊。清洗模塊包括具有吸附機構以去除顆粒的清洗結構和設計為固定和轉移清洗結構的操縱機構。
[0094]本發明提供了一種方法，該方法包括:將掩模裝載至設計為實施光刻曝光工藝的光刻系統內，該光刻系統嵌入有具有吸附機構的清洗模塊；將掩模固定至掩模臺；通過光刻系統使用掩模對半導體晶圓實施光刻曝光工藝；以及通過清洗模塊清洗掩模。
[0095]上面概述了多個實施例的特徵，使得本領域普通技術人員可以更好地理解本發明的各個方面。本領域普通技術人員應該理解，可以很容易地使用本發明作為基礎來設計或修改其他用於與本文所介紹的實施例執行相同的目的和/或實現相同優點的工藝和結構。本領域普通技術人員還應該意識到，這種等效構造並不背離本發明的精神和範圍，並且在不背離本發明的精神和範圍的情況下，他們可以對本發明作出多種變化、替換以及改變。
【權利要求】
1.一種光刻系統，包括: 曝光模塊，配置為使用固定在掩模臺上的掩模實施光刻曝光工藝；以及 清洗模塊，集成在所述曝光模塊中，並且所述清洗模塊被設計成使用吸附機構清洗所述掩模和所述掩模臺中的至少一個。
2.根據權利要求1所述的光刻系統，其中，所述清洗模塊包括:具有所述吸附機構的清洗結構和設計為固定並操作所述清洗結構的操縱機構。
3.根據權利要求2所述的光刻系統，其中，所述清洗結構包括載體襯底和附接至所述載體襯底的吸附對象。
4.根據權利要求3所述的光刻系統，其中，所述載體襯底是具有所述掩模的形狀和尺寸的掩模襯底。
5.根據權利要求3所述的光刻系統，其中，所述吸附對象包括具有非極性鏈和極性化合物的材料。
6.根據權利要求3所述的光刻系統，其中，所述吸附對象包括選自由膠帶、多糖、具有-OH鍵和高化學極性的聚乙烯醇(PVA)、以及具有表面活性劑的天然乳膠組成的組中的粘性材料。
7.根據權利要求2所述的光刻系統，其中，所述清洗結構包括電流驅動的靜電機構以產生用於吸附粒子的靜電力。
8.根據權利要求2所述的光刻系統，其中，所述清洗結構包括具有粘性表面且設計為在將要清洗的表面上滾動的輥。
9.一種光刻系統，包括: 曝光模塊，設計為實施光刻曝光工藝，並且所述曝光模塊被配置在保持在真空環境中的封閉腔室中；以及 清洗模塊，與所述曝光模塊集成，其中，所述清洗模塊包括具有吸附機構以去除粒子的清洗結構和設計為固定並轉移所述清洗結構的操縱機構。
10.一種方法，包括: 將掩模裝載至設計為實施光刻曝光工藝的光刻系統內，所述光刻系統嵌入有具有吸附機構的清洗模塊； 將所述掩模固定至掩模臺； 通過所述光刻系統使用所述掩模對半導體晶圓實施光刻曝光工藝；以及 通過所述清洗模塊清洗所述掩模。
【文檔編號】G03F7/20GK104049469SQ201410084248
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】簡上傑, 陳政宏, 吳瑞慶, 陳家楨, 謝弘璋, 呂啟綸, 餘家豪, 張世明, 嚴濤南 申請人:臺灣積體電路製造股份有限公司