等離子產(chǎn)生器的制造方法
【專利摘要】一種用以產(chǎn)生等離子的裝置，該裝置包括主等離子源(1)，其布置成產(chǎn)生等離子；中空導(dǎo)引本體(11)，其布置成將由主等離子源產(chǎn)生的等離子的至少一部分導(dǎo)引至副等離子源(25)；以及出口(14)，其用以自該裝置發(fā)射出至少一部分由該等離子產(chǎn)生的原子基團(tuán)。
【專利說明】等離子產(chǎn)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種用于移除污染沉積物的裝置及方法，并且尤其是關(guān)于一種用以去除污染沉積物的等離子產(chǎn)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]污染會(huì)對(duì)帶電粒子光刻系統(tǒng)的精確度與可靠度造成負(fù)面影響。這樣的光刻系統(tǒng)內(nèi)的主要污染貢獻(xiàn)源是來(lái)自于污染沉積物的堆積。帶電粒子光刻系統(tǒng)可產(chǎn)生像是電子的帶電粒子，而且在光刻過程中產(chǎn)生帶電粒子射束并予聚焦、調(diào)制與投射于晶片上。該帶電粒子射束會(huì)與出現(xiàn)在該光刻系統(tǒng)內(nèi)的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行互動(dòng)，并且所獲得的電子射束感應(yīng)沉積(EBID)在該系統(tǒng)內(nèi)的表面上形成含碳層。此含碳材料覆層會(huì)對(duì)帶電粒子小射束的穩(wěn)定度造成影響。該帶電粒子射束及小射束通常是利用孔徑板所構(gòu)成，同時(shí)也可通過經(jīng)構(gòu)成于該孔徑板內(nèi)的透鏡與電極陣列對(duì)其進(jìn)行聚焦和調(diào)制。含碳層在該帶電粒子射束或小射束通過的孔徑內(nèi)部與周圍的堆積情況也會(huì)縮小該孔徑的大小，并且降低射束或小射束通過這些孔徑的穿透度。因此非常希望去除EBID，特別是在相對(duì)較高的碳?xì)洳糠謮毫σ约跋鄬?duì)較高的射束電流密度的領(lǐng)域里尤甚。
[0003]這樣的沉積物可通過原子基團(tuán)清潔處理所降減或移除。這可利用等離子產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生原子基團(tuán)流所實(shí)現(xiàn)，這些基團(tuán)會(huì)與沉積物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成揮發(fā)性的分子化合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種經(jīng)改良的等離子產(chǎn)生器以及經(jīng)改良的等離子產(chǎn)生方法。其特別適用于帶電粒子光刻系統(tǒng)之內(nèi)像是EBID的污染物清潔處理。
[0005]本發(fā)明之一特點(diǎn)提供一種用以產(chǎn)生等離子的裝置，該裝置包含主等離子源，其經(jīng)布置以產(chǎn)生等離子；中空導(dǎo)引本體，其經(jīng)布置以將由該主等離子源所產(chǎn)生之等離子的至少一部分導(dǎo)引至副等離子源；以及出口，其用以自該裝置發(fā)射出該離子的至少一部分或其成份(即如原子基團(tuán))。由于兩個(gè)源之間的相互作用，因此這種雙等離子源設(shè)計(jì)能夠使得該離子產(chǎn)生器具有設(shè)置在該出口的遠(yuǎn)距處的較大主等離子源以及靠近該出口的較小副等離子源。在其中等離子需要對(duì)如位于狹小空間內(nèi)的設(shè)備上的污染物沉積進(jìn)行清潔的位置處空間有限的情況下，這將會(huì)特別有利。由于在來(lái)自遠(yuǎn)距第一腔室的傳送過程中的等離子衰減，因此在靠近該出口的副等離子源里形成等離子可提供較低的等離子損失。此設(shè)計(jì)也可使主等離子源產(chǎn)生的熱負(fù)載能夠位于離該出口的遠(yuǎn)距處。
[0006]該主等離子源可含有主源腔室，可供在其中形成等離子；以及第一線圈，其用以在主源腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子，而該腔室則含有入口，用以接收輸入氣體；以及一個(gè)或多個(gè)出口，用以自源腔室去除至少一部分等離子并移入至該導(dǎo)引本體內(nèi)。該副等離子源可含有副源腔室，其占據(jù)該導(dǎo)引本體的至少一部分。副等離子源可省略用以強(qiáng)化或產(chǎn)生等離子的線圈。該副等離子源可含有副源腔室，并且該裝置可經(jīng)調(diào)適以在該副源腔室內(nèi)產(chǎn)生高亮度等離子。
[0007]等離子產(chǎn)生器可通過電容耦合操作，其中是兩個(gè)電極之間通過射頻(RF)電壓以產(chǎn)生電場(chǎng)，此電場(chǎng)能夠感應(yīng)出等離子的形成；或者通過電感耦合，其中是經(jīng)由線圈通過RF電流以產(chǎn)生磁場(chǎng)，而該磁場(chǎng)能夠感應(yīng)出等離子的形成。在一些具體實(shí)施例里，在操作中，該主等離子源可經(jīng)調(diào)適以透過電感耦合產(chǎn)生主等離子，并且該副等離子源經(jīng)調(diào)適以透過電容耦合產(chǎn)生副等離子。因此，該裝置構(gòu)成一種利用電感耦合及電容耦合兩者來(lái)產(chǎn)生等離子的混合式等離子產(chǎn)生器。該裝置可進(jìn)一步含有設(shè)置在靠近該裝置之出口處的電極，而在操作中，該主等離子源的線圈是透過由主等離子源及/或副等離子源產(chǎn)生的等離子電容耦合于該電極。該電極可相對(duì)于供應(yīng)給主等離子源的線圈的電壓而保持在固定電位處，或可以相對(duì)于供應(yīng)給主等離子源的線圈的電壓而接地。
[0008]該裝置也可含有位于靠近該出口處的孔徑陣列，并且也可含有設(shè)置成排斥或吸引導(dǎo)引本體內(nèi)的等離子離子的額外電極。由離子產(chǎn)生器產(chǎn)生的等離子含有離子和基團(tuán)，并且該裝置可將離子持留在該離子產(chǎn)生器內(nèi)或降減其能量，而同時(shí)允許該離子產(chǎn)生器發(fā)射出基團(tuán)。
[0009]該主等離子源可含有主源腔室，其中可產(chǎn)生主等離子；同時(shí)該副等離子源可含有副源腔室，在其中主等離子經(jīng)強(qiáng)化及/或產(chǎn)生該副等離子，并且主源腔室為大于副源腔室。比起副源腔室，主源腔室可具有較大的截面，并且可具有較大的內(nèi)部容積。同時(shí)，比起該副源腔室，較大的主源腔室可更遠(yuǎn)離于該出口處，因此可實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)造，使較小的副源腔室配合在靠近需要等離子的位置處的狹窄受限空間內(nèi)。
[0010]該裝置可進(jìn)一步含有壓力調(diào)節(jié)器，可供調(diào)控主源腔室內(nèi)的壓力，且可在主與副源腔室之間提供流動(dòng)或壓力限制。該限制可經(jīng)調(diào)適以將該副源腔室內(nèi)的操作壓力保持為比起該主源腔室內(nèi)為較低的壓力處。該裝置也可經(jīng)調(diào)適以調(diào)控該副源腔室內(nèi)的壓力，或是調(diào)控主及副源腔室兩者內(nèi)的壓力。
[0011]副源腔室在源自主源腔室的等離子流動(dòng)方向上可擁有比主源腔室長(zhǎng)的長(zhǎng)度。該主源腔室可具有20mm或更大的直徑，而該副源腔室可具有小于20mm的直徑。該副源腔室可設(shè)置有用以將等離子導(dǎo)向至期望方向上的末端區(qū)段。
[0012]該副源腔室可布置成在靠近該裝置之出口的位置處產(chǎn)生等離子，且主等離子源比起副等離子源可位于離該出口的較遠(yuǎn)處。如此可獲得一種副等離子腔室較靠近發(fā)射等離子之出口的設(shè)計(jì)，從而，在將副腔室內(nèi)產(chǎn)生之等離子傳送至該出口的過程中，由于衰減和其它處理所造成的損失會(huì)為較低。
[0013]該中空導(dǎo)引本體可含有漏斗區(qū)段，位于主等離子源的出口處，并布置成將由該主等離子源所產(chǎn)生的等離子導(dǎo)引至該導(dǎo)引本體內(nèi)。該導(dǎo)引本體可含有石英材料或是具有包含石英材料的內(nèi)部表面，并且該導(dǎo)引本體可形成為導(dǎo)管或管道。該導(dǎo)引本體可具有彎折或肘部，藉以將等離子自該出口導(dǎo)向至待用等離子清潔的區(qū)域上。
[0014]該主等離子源可含有主源腔室，等離子可于其內(nèi)形成；以及孔徑板，其設(shè)置在主源腔室與導(dǎo)引本體之間，該孔徑板具有一個(gè)或多個(gè)孔徑以使等離子自主源腔室流動(dòng)至導(dǎo)引本體內(nèi)。該裝置可進(jìn)一步含有孔徑板，位于該導(dǎo)引本體的出口處或附近，藉以將至少一部分等離子局限在該導(dǎo)引本體內(nèi)而不致經(jīng)由該出口逸離。
[0015]本發(fā)明的另一特點(diǎn)涉及一種用以產(chǎn)生等離子的方法，其包含使輸入氣體流動(dòng)至主源腔室內(nèi)；對(duì)第一線圈供電，藉以在該主源腔室里形成主等離子；使該主等離子的至少一部分流動(dòng)至副源腔室內(nèi)；以及在該副源腔室里產(chǎn)生副等離子。使主等離子流動(dòng)至副源腔室內(nèi)的步驟可包含使該離子流動(dòng)至導(dǎo)引本體內(nèi)，而該導(dǎo)引本體的至少一部分構(gòu)成該副源腔室。該主等離子可自該主源腔室經(jīng)由限制部而流動(dòng)進(jìn)入副源腔室。
[0016]該方法可包含透過電感耦合在主源腔室里形成主等離子，且透過電容耦合在副源腔室里形成副等離子。
[0017]副源腔室可省略用以形成等離子的線圈。該方法可進(jìn)一步包含調(diào)節(jié)該主源腔室及該副源腔室里的壓力，并且此調(diào)節(jié)壓力的步驟可包含在副源腔室內(nèi)維持比起在該主源腔室內(nèi)為較低的壓力。該主等離子可為相對(duì)較低亮度的等離子，而該副等離子可為相對(duì)較高亮度的等離子。
[0018]該方法可進(jìn)一步包含通過流自于該主源腔室的主等離子來(lái)穩(wěn)定在副源腔室內(nèi)的等離子形成，并且可進(jìn)一步包含在該副源腔室內(nèi)維持比起在該主源腔室內(nèi)為較低的壓力。
[0019]本發(fā)明的另一特點(diǎn)涉及一種用以自一表面上進(jìn)行污染物清除的清潔設(shè)備，該設(shè)備包含在此所述的用以產(chǎn)生等離子的裝置，以及將該離子導(dǎo)向至該待清潔表面上的裝置。
[0020]本發(fā)明的又一特點(diǎn)涉及一種帶電粒子光刻機(jī)器，其中含有小射束產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生多個(gè)帶電粒子小射束；以及多個(gè)小射束操控器構(gòu)件，用以操控該小射束，各小射束操控器構(gòu)件含有該小射束可經(jīng)此通過的多個(gè)孔徑，而該機(jī)器進(jìn)一步包含在此所述的用以產(chǎn)生等離子的裝置，此裝置經(jīng)調(diào)適以產(chǎn)生等離子，并且將該離子導(dǎo)向至該小射束操控器構(gòu)件之一個(gè)或多個(gè)的表面上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]現(xiàn)將依范例方式并參照于各所附示意圖以說明本發(fā)明具體實(shí)施例，其中:
[0022]圖1為一射頻(RF)等離子產(chǎn)生器的具體實(shí)施例的示意圖；
[0023]圖2A、2B及2C為含有導(dǎo)引本體的等離子產(chǎn)生器的具體實(shí)施例的示意圖；
[0024]圖3A及3B為圖2具體實(shí)施例在操作中的示意圖；
[0025]圖4為在出口處含有多個(gè)孔徑板及電極的具體實(shí)施例的示意圖；
[0026]圖5為在出口處含有多個(gè)孔徑板及多個(gè)電極的另一具體實(shí)施例的不意圖；
[0027]圖6為具有導(dǎo)引本體的等離子腔室的照片，此圖顯示等離子在主等離子腔室內(nèi)形成；
[0028]圖7為圖6等離子腔室的照片，此圖顯示等離子在導(dǎo)引本體內(nèi)形成；以及
[0029]圖8為一帶電粒子光刻機(jī)器的具體實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下文說明本發(fā)明的一些具體實(shí)施例，而這僅以范例方式并且參照附圖來(lái)提供。
[0031]圖1顯示一射頻(RF)等離子產(chǎn)生器，該產(chǎn)生器含有腔室2，并具有繞于該腔室外側(cè)的RF線圈4?？墒瓜袷茄鯕饣驓錃饣蚴瞧渌m當(dāng)氣體的輸入氣體經(jīng)由入口 5流入該腔室內(nèi)，并且通過RF電壓來(lái)為線圈4供電，藉以產(chǎn)生含有像是氧原子基團(tuán)之基團(tuán)的等離子，其可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)出口 6離開該腔室。在下文說明中，除上下文特予敘述之外，該詞匯等離子是經(jīng)簡(jiǎn)化運(yùn)用以表示在該等離子產(chǎn)生器內(nèi)所產(chǎn)生的等離子及/或基團(tuán)。
[0032]像是電子射束感應(yīng)沉積(EBID)的污染物通常含有含碳化合物，這些會(huì)構(gòu)成于帶電粒子光刻系統(tǒng)的表面上，像是小射束操控器構(gòu)件(如小射束操控器、偏折器、透鏡、孔徑陣列、射束停止陣列等等)的表面上。為去除像是EBID沉積物的污染物，可利用即如氧原子基團(tuán)的基團(tuán)來(lái)和該EBID沉積物內(nèi)的碳產(chǎn)生反應(yīng)以形成一氧化碳。等離子通常包括氣體分子、離子、電子及原子基團(tuán)的混合物。也可利用原子離子來(lái)清除EBID沉積物。不過，由于其電荷的原因，離子可能會(huì)被該等離子產(chǎn)生器系統(tǒng)內(nèi)或周遭處產(chǎn)生的電場(chǎng)所加速，并且擁有足夠動(dòng)能而濺射待清潔表面。如此可能造成不僅移除污染沉積物，同時(shí)也移除該沉積物底層表面的一部分，因此對(duì)該表面造成損傷。未帶電基團(tuán)一般說來(lái)具有較低的動(dòng)能(也即該基團(tuán)的熱能)，并且基于此理由較適用于許多清潔應(yīng)用項(xiàng)目。
[0033]通過原子基團(tuán)清潔處理，其中在從等離子產(chǎn)生器源直接觀察到的待清潔的污染區(qū)域，可獲得高于每小時(shí)5微米的極佳清潔速率。然而，在其中沉積物構(gòu)成在無(wú)法簡(jiǎn)單接近的表面上，以及其中僅有微小空間可供設(shè)置該等離子產(chǎn)生器使該源直線連接至該待清潔區(qū)域的情況下，則無(wú)法簡(jiǎn)易地實(shí)施此方法。射束停止陣列及小射束孔徑陣列即是出現(xiàn)這些問題的區(qū)域，通常僅具有在該射束停止器表面上方處不到5_的有限空間。一般說來(lái)，等離子源是以長(zhǎng)度為20cm或以上并且直徑為大于IOcm的長(zhǎng)型導(dǎo)管所建構(gòu)。
[0034]例如，為清潔帶電粒子光刻系統(tǒng)內(nèi)的射束停止陣列及小射束孔徑陣列，通?？色@用極為有限的空間(即如約10x10x10mm3)以在這些構(gòu)件的鄰近處使用等離子源。設(shè)計(jì)微型等離子源以適用于具有非常受限空間的位置處的問題關(guān)鍵是該等離子產(chǎn)生器的面積與容積的縱橫比。對(duì)于大型等離子源來(lái)說，此比值較??；隨著等離子源的尺寸逐漸縮小，此比值漸增。如此在經(jīng)由其表面對(duì)該源腔室內(nèi)的等離子耦接進(jìn)出上造成輕微不穩(wěn)定，會(huì)具有逐漸增大的效應(yīng)。因此，等離子可能由于這些不穩(wěn)定性而因此難以點(diǎn)燃且易于滅失。
[0035]另一方面，可利用較大型的源(即如約100x100x100mm3)，并將其設(shè)置在距離待清潔構(gòu)件約200mm處。然后必須將等離子基團(tuán)從該等離子產(chǎn)生器傳送至進(jìn)行清潔的位置處。
[0036]本發(fā)明提供一種等離子產(chǎn)生器，其允許直接地接近到受污染區(qū)域，即使是僅能使用有限容積以將清潔設(shè)備設(shè)置在清潔處理位置。等離子源可設(shè)置在靠近該待清潔的受污染區(qū)域處，并且導(dǎo)引路徑接附于該等離子產(chǎn)生器，同時(shí)朝向該待清潔區(qū)域傳送所產(chǎn)生的等離子基團(tuán)。
[0037]圖2A、2B及2C不意圖顯不用以移除污染沉積物的裝置,尤其是用以去除沉積在位于受限或難以接近區(qū)域內(nèi)的表面上的污染物。該裝置含有類似于圖1所示的等離子產(chǎn)生器，進(jìn)一步參照為主源腔室15，其可作為主等離子源I運(yùn)作。該裝置進(jìn)一步含有像是導(dǎo)管或管道的中空導(dǎo)引本體11，藉以將等離子導(dǎo)引朝向預(yù)設(shè)的目的地區(qū)域。將能認(rèn)知到各種配置都是可行的，并且圖中顯示出三種可能配置，同時(shí)能夠?qū)⒃摼唧w實(shí)施例的任一個(gè)的特征運(yùn)用在任何其它的具體實(shí)施例里。在圖2A的裝置里，該導(dǎo)引本體11含有漏斗部10，其中該導(dǎo)引本體11耦接于該主源腔室15，并且具有出口 6的腔室端壁可運(yùn)作為孔徑板，藉以使等離子及基團(tuán)能夠從該腔室15進(jìn)入該導(dǎo)引本體11內(nèi)。該導(dǎo)引本體11含有肘部12，其靠近該導(dǎo)引本體的末端處，藉以對(duì)離開該導(dǎo)引本體的等離子進(jìn)行導(dǎo)向。由于圖2B的裝置省略了漏斗部、腔室端壁及肘部，因此能夠?qū)⒕哂斜绕鹪撝髟辞皇?5為較小截面的直型導(dǎo)引本體11直接地耦接至該主源腔室15。圖2C裝置的特性是在于連續(xù)的中空本體，其較寬部分構(gòu)成該主源腔室15，而較窄部分則構(gòu)成該導(dǎo)引本體11。也可使用擁有均勻截面的中空本體，該中空本體的一部分系運(yùn)作為該主源腔室15，而另一部分則運(yùn)作為該導(dǎo)引本體11。
[0038]該導(dǎo)引本體11可為直型或含有一個(gè)或多個(gè)彎折，像是肘部12或彎折13，藉以在所欲方向上進(jìn)行導(dǎo)向等離子。優(yōu)選地，該導(dǎo)引本體11為盡可能地直型，藉以增加被傳送通過該導(dǎo)管的基團(tuán)的平均壽命。該導(dǎo)引本體具有出口 14，其位于待減少或去除的污染沉積物的緊密鄰近處。一般說來(lái)，該出口 14直接地接觸于真空環(huán)境。
[0039]在主源I的主源腔室15內(nèi)所產(chǎn)生的等離子及基經(jīng)由導(dǎo)引本體11而導(dǎo)引朝向于待減少或去除的污染沉積物。該導(dǎo)引本體11可為由石英所制成或者具有鍍?cè)O(shè)石英的內(nèi)部表面，藉以當(dāng)基團(tuán)與該裝置的這些部分產(chǎn)生互動(dòng)時(shí)能夠壓制基團(tuán)滅失情況。下文中將參照由氧所形成的等離子以說明本發(fā)明具體實(shí)施例。將能了解本發(fā)明也能運(yùn)用由其它氣體，像是氫氣或氮?dú)猓a(chǎn)生的等離子。
[0040]圖3A顯示在操作中的圖2A的裝置。將能了解圖2B及2C中所顯示的裝置也得按類似方式運(yùn)作。將氧氣供應(yīng)至該主源腔室15，對(duì)RF線圈4供電以感應(yīng)加熱該氧氣，并且在該主源腔室15里產(chǎn)生等離子20?？蓪?duì)氧氣壓力進(jìn)行調(diào)整，藉以例如在該腔室15中產(chǎn)生相對(duì)較高的壓力。該等離子20，尤其是其內(nèi)所產(chǎn)生的基團(tuán)，可離開該主源腔室15，如由虛線箭頭21所示意性示出，并且流入該導(dǎo)引本體11。
[0041]在進(jìn)行清潔的位置處，通常會(huì)在自該主源腔室15至該出口 14的傳送過程中在這些裝置里觀察到主要的基團(tuán)損失。許多處理程序，像是容積重組、表面吸收及表面重組，都會(huì)造成原子基團(tuán)的滅失。此系統(tǒng)的損失非常顯著，如對(duì)于源腔室利用600W功率，基團(tuán)的傳送效率僅達(dá)0.4%?？赏ㄟ^利用更強(qiáng)的等離子源來(lái)補(bǔ)償該導(dǎo)引本體11內(nèi)的損失，然而由等離子產(chǎn)生器的高功率所導(dǎo)致的熱性負(fù)載對(duì)于許多應(yīng)用項(xiàng)目而言會(huì)成為嚴(yán)重問題，特別是在當(dāng)因光刻應(yīng)用項(xiàng)目所需而在真空環(huán)境下運(yùn)用時(shí)尤甚。通過審慎地設(shè)計(jì)該主源腔室及該導(dǎo)引本體的壓力和溫度，可將這些損失降至最低。
[0042]為使得等離子產(chǎn)生器擁有更高效率，也可更有效地透過該導(dǎo)引本體11來(lái)傳送等離子，以及/或者在該導(dǎo)引本體11內(nèi)產(chǎn)生等離子，使得該導(dǎo)引本體不僅傳送在該導(dǎo)引本體11內(nèi)所形成的等離子，而且額外等離子也在靠近需要清潔的位置處的導(dǎo)引本體內(nèi)形成。在此情況下，可構(gòu)成副等離子源25，其中一部分導(dǎo)引本體運(yùn)作為副源腔室16。
[0043]這可按許多不同方式所實(shí)現(xiàn)。通過相對(duì)于周遭環(huán)境來(lái)調(diào)整該主源腔室內(nèi)的壓力和該導(dǎo)引本體內(nèi)的壓力，可將等離子自該主源腔室15導(dǎo)引進(jìn)入該導(dǎo)引本體11內(nèi)，并且通過該導(dǎo)引本體到達(dá)該出口 14。此壓力優(yōu)選是從主源腔室15至導(dǎo)引本體11，并且至出口 14外部的環(huán)境降低，藉以促進(jìn)從該腔室15至該出口 14的等離子流動(dòng)。根據(jù)等離子的形成方式而定，可透過裝置，如通過利用孔徑板(像是位于進(jìn)入導(dǎo)引本體11入口處的孔徑板31以及位于出口 14處的孔徑板32)，及/或通過調(diào)整該主源腔室15、導(dǎo)引本體11和出口 14的相對(duì)大小與幾何性，來(lái)進(jìn)行此壓力的最佳化。
[0044]通過調(diào)整該主源腔室15及該導(dǎo)引本體11內(nèi)的壓力，即可在該導(dǎo)引本體里形成等離子?？烧{(diào)整此壓力，藉以獲得在比主源腔室低的壓力處的導(dǎo)引本體內(nèi)形成高亮度等離子的條件。這導(dǎo)致能在較靠近需要產(chǎn)生更有效清潔的位置處的導(dǎo)引本體里形成等離子。
[0045]根據(jù)導(dǎo)管的幾何性與出口 14的尺寸以及周圍環(huán)境的周遭壓力而定，導(dǎo)引本體11內(nèi)的壓力相比于主源腔室15可相對(duì)較低。該主源腔室15里的相對(duì)較高壓力將促使更多等離子移入到該導(dǎo)引本體11內(nèi)，因而縮短基團(tuán)抵達(dá)該出口 14及清潔位置處的路徑，同時(shí)由于重組和其它效應(yīng)之故可降低基團(tuán)的損失并且藉此提升清潔速率。
[0046]在光刻機(jī)器清潔的應(yīng)用項(xiàng)目中，該光刻機(jī)器真空腔室內(nèi)部的周遭壓力可較低，如為10_3毫巴或更低。而該導(dǎo)引本體11內(nèi)的壓力可較高，即如10_2毫巴，但低于主等離子腔室15內(nèi)的壓力，如此可協(xié)助在該導(dǎo)引本體本身內(nèi)形成等離子，即使并無(wú)RF線圈環(huán)繞該導(dǎo)引本體。這可歸因于導(dǎo)引本體11內(nèi)的相對(duì)較低壓力并可為來(lái)自主源腔室15的等離子流所輔助，而將該主源腔室處的RF線圈效應(yīng)(如通過電容耦合)傳送到該導(dǎo)引本體里。等離子是一種導(dǎo)電體，并因此能夠?qū)⒂森h(huán)繞主源腔室15的RF線圈4激發(fā)獲得的RF電流傳導(dǎo)至導(dǎo)引本體11內(nèi)，而在此可產(chǎn)生更多等離子。
[0047]所獲效果為在導(dǎo)引本體11里產(chǎn)生等離子，一部分導(dǎo)引本體可運(yùn)作為“被動(dòng)性”的副等離子源25。該導(dǎo)引本體不僅傳送在該主等離子源I內(nèi)所形成的等離子，而且能夠在靠近需要清潔之位置處在導(dǎo)引本體11內(nèi)的副等離子源25里形成額外等離子。通過調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的相對(duì)壓力，通過調(diào)整輸入氣體至該主源腔室15的進(jìn)入壓力來(lái)進(jìn)行諧調(diào)，并且調(diào)適該導(dǎo)引本體11和該出口 14的尺寸，副等離子源25內(nèi)所產(chǎn)生的等離子即可為適用于有效地清除EBID沉積物的高亮度等離子。圖4顯示出此效果，其中可在主源腔室15里形成等離子20，等離子21 (或者該等離子的成份)流動(dòng)進(jìn)入該導(dǎo)引本體11內(nèi)，并且接著在該導(dǎo)引本體11的副源腔室16中形成等離子22。等離子21可運(yùn)作為“種子”等離子以供強(qiáng)化靠近出口 14的副源腔室16內(nèi)的形成等離子，在此其可作為接近需要原子基團(tuán)的位置處的原子基團(tuán)源。
[0048]其一替代方式為在主源腔室15及導(dǎo)引本體11里以低壓力操作該系統(tǒng)，從而通過降低重組機(jī)率來(lái)減少基團(tuán)損失并藉以提升清潔速率。
[0049]圖4所示的具體實(shí)施例是在該主源的出口處于該主源腔室15與該導(dǎo)引本體11之間運(yùn)用一種選擇性的孔徑板31。可調(diào)整該孔徑板31的氣體流動(dòng)導(dǎo)通(通過調(diào)整該平板內(nèi)孔徑的數(shù)量及大小)來(lái)調(diào)整該主源腔室15及該導(dǎo)引本體11里的相對(duì)壓力。該孔徑板31也可運(yùn)作以通過減少自主源腔室15流動(dòng)至導(dǎo)引本體11內(nèi)的離子數(shù)量，這部分是由于離子及電子因撞擊而造成的重組，而將等離子部分地局限在該主源腔室15內(nèi)，并同時(shí)允許基團(tuán)流入導(dǎo)引本體11內(nèi)。當(dāng)需要最大等離子流入導(dǎo)引本體11內(nèi)以將導(dǎo)引本體11里的副等離子22形成最大化時(shí)，可完全省略該孔徑板31。
[0050]也可將一選擇性孔徑板32設(shè)置在靠近該導(dǎo)引本體11的末端處(如圖5具體實(shí)施例中所示)，且優(yōu)選是在該出口 14處。一般說來(lái)，可結(jié)合孔徑板31以利用位于該出口 14處的孔徑板32來(lái)協(xié)助調(diào)節(jié)該導(dǎo)引本體11內(nèi)的壓力。該孔徑板32也可運(yùn)作以將等離子部分地局限在該導(dǎo)引本體11的內(nèi)部，因此限制高動(dòng)能離子撞擊到待清潔區(qū)域的能力，或者可由電極32來(lái)執(zhí)行此項(xiàng)功能。這些高能量離子可能會(huì)濺射到待清潔區(qū)域的頂部表面，并且可能對(duì)所清潔區(qū)域造成損傷。此外，當(dāng)使用該孔徑板31及32兩者時(shí)，可調(diào)整該孔徑板的氣體流動(dòng)導(dǎo)通，因此該主源腔室15及該導(dǎo)引本體11 (即副源腔室16)兩者內(nèi)的壓力可為最佳以供改善等離子產(chǎn)生器的效率。
[0051]孔徑板31及/或32可由像是金屬的導(dǎo)體材料，或者像是塑料、陶瓷或石英的非導(dǎo)體材料所制成。該孔徑板32可由導(dǎo)體材料制成以也運(yùn)作為電極，其可接地或?yàn)檫B接至共同電壓。備選地，可將一單獨(dú)電極30安裝在靠近該出口 14處，如圖4具體實(shí)施例所示，其可接地或連接至共同電壓。
[0052]這個(gè)靠近該出口 14處的電極30 (或接地孔徑板32)可運(yùn)作以在該導(dǎo)引本體11內(nèi)透過電容耦合來(lái)產(chǎn)生等離子及/或強(qiáng)化流入該導(dǎo)引本體11內(nèi)的等離子。等離子是一種導(dǎo)體，并且當(dāng)從該主源腔室15朝向該電極30流入該導(dǎo)引本體11時(shí)，會(huì)在該副等離子源25的末端處于該主等離子源I的RF線圈4與該出口 14處的電極30之間產(chǎn)生電容耦合。供應(yīng)至RF線圈4的RF電壓可在RF線圈4與由流入該導(dǎo)引本體11內(nèi)的種子等離子21所傳導(dǎo)的電極30間產(chǎn)生電場(chǎng)，此電場(chǎng)可在導(dǎo)引本體11內(nèi)于RF線圈4與電極30之間激發(fā)等離子，電極30能夠在該導(dǎo)引本體11內(nèi)強(qiáng)化或感應(yīng)出該等離子22的形成。除非導(dǎo)引本體較短，即從主等離子源至清潔位置的距離很短，否則通常難以透過此電容耦合實(shí)現(xiàn)等離子產(chǎn)生，特別是當(dāng)存在有接地金屬靠近等離子產(chǎn)生器時(shí)尤甚，這種情況通常是等離子產(chǎn)生器被其它設(shè)備所環(huán)繞。電極30也可以如篩網(wǎng)或孔徑板的形式以運(yùn)作而將等離子22部分地局限在導(dǎo)引本體11的內(nèi)部。電極40也可用來(lái)避免或降低RF線圈4與所清潔部分(其中該部分具有導(dǎo)體性且經(jīng)接地)之間的電容耦合。如此可避免對(duì)容易受到雜散電流影響的所清潔部分，如帶電粒子光刻機(jī)器的小射束調(diào)制陣列，造成損傷。
[0053]不過，一種在此所述利用電感性與電容耦合兩者來(lái)產(chǎn)生等離子的“混合式”等離子產(chǎn)生器則能克服此困難。系統(tǒng)在主源腔室15內(nèi)利用電感耦合產(chǎn)生主等離子20，其中通過RF線圈4的RF電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)可感應(yīng)形成等離子，并且在導(dǎo)引本體11/副源腔室16里利用電容耦合產(chǎn)生副等離子22，其中由線圈4與電極30間的RF電壓所產(chǎn)生的電場(chǎng)可感應(yīng)形成等離子。主電感耦合等離子可在導(dǎo)引本體11內(nèi)朝向靠近清潔位置的電極30 “生長(zhǎng)”，從電感耦合改變成電容耦合。此過程開始于主電感耦合等離子，其在接地環(huán)境下(即附近設(shè)有接地導(dǎo)體)形成。在這種接地環(huán)境里電容耦合等離子非常難以維持。主源腔室15內(nèi)的主等離子20加熱導(dǎo)引本體11內(nèi)的鄰近容積，這部分是由于熱等離子21流動(dòng)進(jìn)入導(dǎo)引本體，并且等離子在導(dǎo)引本體內(nèi)的生長(zhǎng)略微增多。等離子為導(dǎo)體，并且其在導(dǎo)引本體11的生長(zhǎng)/形成可將電場(chǎng)自等離子源I的RF線圈4進(jìn)一步延伸至導(dǎo)引本體11內(nèi)，有助于進(jìn)一步的等離子生長(zhǎng)/形成。此過程繼續(xù)進(jìn)行，直到等離子到達(dá)電極30為止，并且能夠在導(dǎo)引本體11/副等離子腔室16里形成高亮度等離子。
[0054]圖4的具體實(shí)施例在導(dǎo)引本體11里靠近出口 14的末端處具有彎折13，但非90度的肘部12，而圖5的具體實(shí)施例則具有直型導(dǎo)引本體11。附圖之任一者中所示的任何配置均可運(yùn)用于任何具體實(shí)施例，無(wú)論是否具備漏斗區(qū)段10或孔徑板31及/或32或電極30及/或34。
[0055]圖5的具體實(shí)施例運(yùn)用額外的電極34以進(jìn)一步減少離開等離子產(chǎn)生器之出口 14的原子離子數(shù)量并且/或者降緩其速度。額外電極34可由排斥或吸引離子的電壓V加電，如排斥負(fù)離子的正電壓，或者與供應(yīng)給RF線圈4之電壓相反的RF電壓。注意到可利用電極30、孔徑板32及額外電極34的各種組合以達(dá)到所欲結(jié)果，即將等離子形成延伸至導(dǎo)引本體11內(nèi)，同時(shí)控制能量離子的發(fā)射并且允許原子基團(tuán)射出。這些構(gòu)件可運(yùn)作為原子基團(tuán)/離子過濾器，讓基團(tuán)能夠通過而同時(shí)降低或防止離子發(fā)射。
[0056]這種新式設(shè)計(jì)可提供具有兩個(gè)等離子源的裝置，較小的副等離子源25是位于靠近等離子出口 14處，而較大的主等離子源I則較為遠(yuǎn)離于出口 14，該裝置含有導(dǎo)引本體11以供將由主等離子源I所產(chǎn)生的等離子導(dǎo)引至副等離子源25，藉以穩(wěn)定副等離子源25的等離子形成。該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便容易，零件極少，且副等離子源25是通過電容耦接至電極30/孔徑板32而運(yùn)作。
[0057]圖6為等離子腔室的照片，此腔室位于照片的中央處，而導(dǎo)引本體是朝向照片底部之延伸導(dǎo)管的形式。淡綠的低亮度等離子從主等離子腔室朝向照片底部處的出口流動(dòng)至導(dǎo)引本體內(nèi)。
[0058]圖7為圖6等離子腔室的照片，其位于照片的頂部處，而導(dǎo)引本體朝向照片的底部延伸。導(dǎo)引本體內(nèi)的昏暗、淡綠色低亮度等離子已被高亮度等離子取代，其在導(dǎo)引本體內(nèi)形成并且在照片的底部處離開出口。
[0059]圖8顯示一帶電粒子光刻構(gòu)件之電子光學(xué)縱列的簡(jiǎn)化示意圖。這樣的光刻系統(tǒng)可為例如美國(guó)專利案第 6, 897, 458,6, 958, 804,7, 019, 908,7, 084, 414 及 7，129，502 號(hào)；美國(guó)專利公告第2007/0064213號(hào)；以及共審美國(guó)專利申請(qǐng)案第61/031，573,61/031, 594、61/045，243,61/055, 839,61/058, 596及61/101，682號(hào)所述，這些專利案皆經(jīng)授予本發(fā)明所有權(quán)人，并均作為整體而以參考方式并入本案。
[0060]在圖8具體實(shí)施例里，光刻構(gòu)件縱列含有電子源110，此源可產(chǎn)生擴(kuò)張性電子射束130，而該射束則經(jīng)一校準(zhǔn)器透鏡系統(tǒng)113所校準(zhǔn)。經(jīng)校準(zhǔn)的電子射束撞擊到孔徑陣列114a，其可阻擋一部分的射束以產(chǎn)生多個(gè)子射束134，而這些子射束通過聚焦子射束的聚光透鏡陣列116。子射束會(huì)撞擊到第二孔徑陣列114b上，其可從各個(gè)子射束134產(chǎn)生出多個(gè)小射束133。系統(tǒng)可產(chǎn)生大量的小射束133，優(yōu)選是約10，000至1，000, 000個(gè)小射束。
[0061]含有多個(gè)消隱電極的小射束消隱器陣列117可偏折選定的小射束。未經(jīng)偏折的小射束會(huì)抵達(dá)射束停止陣列118并且通過相對(duì)應(yīng)的孔徑，而同時(shí)經(jīng)偏折的小射束則是錯(cuò)過相對(duì)應(yīng)的孔徑并且被射束停止陣列118所停阻。因此，小射束消隱器陣列117及射束停止器118可一同運(yùn)作以切換開啟關(guān)閉個(gè)別的小射束。而未經(jīng)偏折的小射束則穿越射束停止陣列118，并且通過射束偏折器陣列119，其可偏折小射束以在目標(biāo)或基板121的表面上掃描小射束。接著，小射束通過投射透鏡陣列120并且被射在基板121上，其設(shè)置在供傳送基板的可移動(dòng)工作臺(tái)上。對(duì)于光刻應(yīng)用來(lái)說，基板通常包含設(shè)置有帶電粒子敏感層或光阻層的晶片。
[0062]光刻構(gòu)件縱列是在真空環(huán)境下工作。真空狀態(tài)是期望的狀態(tài)，藉以去除可能會(huì)被帶電粒子射束離子化而被吸引至源、可能分解并沉積在機(jī)器組件上而且可能分散帶電粒子射束的粒子。通常需要的是至少10_6巴的真空狀態(tài)。為保持此真空環(huán)境，可將帶電粒子光刻系統(tǒng)設(shè)置在真空腔室內(nèi)。光刻構(gòu)件中的所有主要構(gòu)件，包擴(kuò)帶電粒子源、用以將小射束投射于基板上的投射器系統(tǒng)以及可移動(dòng)工作臺(tái)，優(yōu)選都是裝設(shè)在共用的真空腔室里。
[0063]現(xiàn)已參照如前文所述的一些具體實(shí)施例以說明本發(fā)明。將能認(rèn)知到可對(duì)這些具體實(shí)施例進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各式修改和替換，而不致悖離本發(fā)明精神與范疇。從而，雖然已經(jīng)描述多項(xiàng)特定具體實(shí)施例，但其僅具示范性質(zhì)并且不會(huì)對(duì)所附權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明范圍造成限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用以產(chǎn)生等離子的裝置，所述裝置包括主等離子源(1)，其布置成產(chǎn)生等離子；中空導(dǎo)引本體(11)，其布置成將由主等離子源產(chǎn)生的等離子的至少一部分導(dǎo)引至副等離子源(25);以及出口(14)，其用以自所述裝置發(fā)射出等離子的至少一部分和其成份。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中主等離子源(I)包括主源腔室(15)，等離子可在所述主源腔室(15)內(nèi)形成；以及第一線圈(4)，其用以在主源腔室內(nèi)產(chǎn)生等離子，所述腔室包括入口(5)，其用以接收輸入氣體；以及一個(gè)或多個(gè)出口，其用以自源腔室去除至少一部分的等離子并移入至導(dǎo)引本體(11)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中副等離子源(25)包括占據(jù)導(dǎo)引本體(11)的至少一部分的副源腔室(16)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中副等離子源(25)不包括用以強(qiáng)化或產(chǎn)生等離子的線圈。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中副等離子源(25)包括副源腔室(16)，并且其中所述裝置適于在副源腔室里產(chǎn)生高亮度等離子。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在操作中，主等離子源(I)通過電感耦合產(chǎn)生主等離 ，且副等離子源(25)通過電容耦合產(chǎn)生副等離子。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括設(shè)置在靠近所述裝置的出口處的電極(30、32、34)，其中在操作中，主等離子源(I)的線圈(4)通過由主等離子源及/或副等離子源產(chǎn)生的等離子與所述電極電容耦合。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述電極相對(duì)于供應(yīng)給主等離子源(I)的線圈(4)的電壓而被保持在固定電位。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述電極相對(duì)于供應(yīng)給主等離子源(I)的線圈(4)的電壓而接地。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，還包括設(shè)置成用來(lái)排斥導(dǎo)引本體(11)內(nèi)的等離子離子的額外電極(34)。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述主等離子源(I)包括在其中產(chǎn)生主等離子的主源腔室(15)，且副等離子源(25)包括副源腔室(16)，在其中主等離子被強(qiáng)化及/或產(chǎn)生副等離子，并且其中主源腔室大于副源腔室。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，還包括壓力調(diào)節(jié)器，其用于調(diào)節(jié)主源腔室內(nèi)的壓力，并且其中在主源腔室與副源腔室之間提供流動(dòng)或壓力限制。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中在使用中，所述限制適于將副源腔室中的操作壓力保持為比主源腔室中的低的壓力。
14.如權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置適于調(diào)節(jié)副源腔室里的壓力。
15.如權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置適于調(diào)節(jié)主源腔室及副源腔室兩者內(nèi)的壓力。
16.如權(quán)利要求11-15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中主源腔室具有20mm或更大的直徑，而副源腔室具有小于20mm的直徑。
17.如權(quán)利要求11-16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中副源腔室具有用以在期望方向上對(duì)等離子導(dǎo)向的末端區(qū)段。
18.如權(quán)利要求11-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，相比于主源腔室，副源腔室具有相對(duì)較小的截面積。
19.如權(quán)利要求11-18中任一項(xiàng)所述的裝置，其中副源腔室為導(dǎo)管。
20.如權(quán)利要求11-19中任一項(xiàng)所述的裝置，其中副源腔室在來(lái)自主源腔室的等離子的流動(dòng)方向上具有比主源腔室長(zhǎng)的長(zhǎng)度。
21.如權(quán)利要求11-20中任一項(xiàng)所述的裝置，其中副源腔室在接近所述裝置的出口的位置處產(chǎn)生等離子。
22.如前述權(quán)利要求中 任一項(xiàng)所述的裝置，其中主等離子源(I)被設(shè)置成相比于副等尚子源(25)更遠(yuǎn)尚出口(14)。
23.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中在操作中，主等離子源(I)產(chǎn)生的等離子的至少一部分行進(jìn)穿過導(dǎo)引本體(11)至副等離子源(25)，以穩(wěn)定副等離子源(25)的等離子形成。
24.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中中空導(dǎo)引本體(11)包括漏斗區(qū)段(10)，其位于主等離子源(I)的出口處，并布置成將由主等離子源產(chǎn)生的等離子導(dǎo)引至導(dǎo)引本體內(nèi)。
25.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中導(dǎo)引本體(11)包括石英材料或具有包括石英材料的內(nèi)部表面。
26.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中導(dǎo)引本體(11)形成為導(dǎo)管或管道。
27.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中導(dǎo)引本體(11)具有彎折(13)或肘部(12)，以將等離子自出口(14)導(dǎo)向至待用等離子清潔的區(qū)域上。
28.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中主等離子源(I)包括等離子可于其內(nèi)形成的主源腔室(15)，所述裝置還包括孔徑板(31)，其設(shè)置在主源腔室與導(dǎo)引本體(11)之間，且孔徑板具有一個(gè)或多個(gè)孔徑，以允許等離子自主源腔室流動(dòng)至導(dǎo)引本體內(nèi)。
29.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括孔徑板(32)，其位于導(dǎo)引本體的出口(14)處或附近，以限制導(dǎo)引本體內(nèi)的至少一部分等離子，使其不致經(jīng)由出口離開。
30.一種用以產(chǎn)生等離子的方法，其包括使輸入氣體流動(dòng)至主源腔室內(nèi)；對(duì)第一線圈供電，以在主源腔室里形成主等離子；使主等離子的至少一部分流動(dòng)至副源腔室內(nèi)；以及在副源腔室里產(chǎn)生副等離子。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中使主等離子流動(dòng)至副源腔室內(nèi)的步驟包括使等離子流動(dòng)至導(dǎo)引本體內(nèi)，而導(dǎo)引本體的至少一部分構(gòu)成副源腔室。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其中主等離子自主源腔室經(jīng)由一限制部而流動(dòng)至副源腔室。
33.如權(quán)利要求30-32中任一項(xiàng)所述的方法，其中副源腔室未設(shè)置用于形成等離子的線圈。
34.如權(quán)利要求30-33中任一項(xiàng)所述的方法，其中主等離子通過電感耦合在主源腔室里形成，副等離子通過電容耦合在副源腔室里形成。
35.如權(quán)利要求30-34中任一項(xiàng)所述的方法，還包括調(diào)節(jié)主源腔室及副源腔室里的壓力。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中調(diào)節(jié)壓力包括將副源腔室中的壓力保持為比主源腔室中的低的壓力。
37.如權(quán)利要求30-36中任一項(xiàng)所述的方法，其中副源腔室小于主源腔室。
38.如權(quán)利要求30-37中任一項(xiàng)所述的方法，還包括利用流自于主源腔室的主等離子來(lái)穩(wěn)定副源腔室內(nèi)的等離子形成。
39.一種用于從一表面上清除污染物的清潔設(shè)備，所述設(shè)備包括如權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的用以產(chǎn)生等離子的裝置，以及用于將等離子導(dǎo)向至待清潔表面上的裝置。
40.一種帶電粒子光刻機(jī)器，其包括用以產(chǎn)生多個(gè)帶電粒子小射束的小射束產(chǎn)生器以及用以操控小射束的多個(gè)小射束操控器構(gòu)件，各小射束操控器構(gòu)件包括小射束可經(jīng)此通過的多個(gè)孔徑，所述機(jī)器還包括如權(quán)利要求1-29中任一項(xiàng)所述的裝置，該裝置適于產(chǎn)生等離子并將等離子導(dǎo)向至小射 束操控器構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)的表面上。
【文檔編號(hào)】H05H1/30GK103959919SQ201280058528
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】M.史密茨, C.F.J.洛德維克 申請(qǐng)人:邁普爾平版印刷Ip有限公司