專利名稱：清洗方法、器件制造方法、清洗組件和裝置、光刻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于表面清洗(cleaning)的方法、器件制造方法、清洗組件、清洗裝置以及光刻裝置。
背景技術(shù)：
光刻裝置是可在襯底、通常是襯底的目標(biāo)部分上施加所需圖案的機(jī)器。光刻裝置例如可用于集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可采用圖案形成裝置來(lái)產(chǎn)生將形成于IC的單個(gè)層上的電路圖案，該圖案形成裝置也稱為掩?；蚍謩澃?。該圖案可被轉(zhuǎn)移到襯底(如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯、或者一個(gè)管芯的一部分)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常借助于成像到設(shè)于襯底上的一層輻射敏感材料(光刻膠)上來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常來(lái)說(shuō)，單個(gè)襯底包含被連續(xù)地形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，其中通過(guò)將整個(gè)圖案一次性地曝光在目標(biāo)部分上來(lái)照射各目標(biāo)部分，還包括所謂的掃描器，其中通過(guò)沿給定方向(“掃描”方向)由輻射束來(lái)掃描圖案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地掃描襯底來(lái)照射各目標(biāo)部分。還可以通過(guò)將圖案壓印在襯底上來(lái)將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上。
盡管光刻裝置通常在超凈室內(nèi)操作，并且常常用清洗空氣進(jìn)行吹洗，但是，確實(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)裝置的污染，并且根據(jù)污染的類型和位置而會(huì)導(dǎo)致不同的問(wèn)題。例如，源于超凈室內(nèi)空氣或者源于掩模的制造、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的掩模上的無(wú)機(jī)污染物可能導(dǎo)致投影光束的局部吸收，從而導(dǎo)致劑量誤差和掩模特征的不正確成像，甚至將掩模印刷在空白區(qū)域上。襯底臺(tái)上的微粒可使襯底失真畸變，從而導(dǎo)致已知為熱點(diǎn)的局部聚焦錯(cuò)誤。除了環(huán)境空氣和掩模及襯底的制造等是污染源以外，污染源還包括在曝光過(guò)程中投影光束從襯底上濺射下來(lái)的光刻膠碎片，以及該裝置的活動(dòng)部件之間的機(jī)械接觸，這可能導(dǎo)致微粒脫離接觸面。
為了盡可能減小污染造成的誤差，裝置的敏感部件，例如掩模、掩模臺(tái)以及襯底臺(tái)、光學(xué)元件等等，要進(jìn)行定期的清洗，例如通過(guò)人工來(lái)清洗。這通常比較耗時(shí)，例如要花兩個(gè)或者多個(gè)小時(shí)來(lái)清洗襯底臺(tái)，這會(huì)導(dǎo)致裝置的非所需的停機(jī)時(shí)間，并且這必須要由熟練的工程師來(lái)完成。

發(fā)明內(nèi)容
需要在例如光刻裝置和/或光刻方法中改善清洗。要需要以簡(jiǎn)單且高效的方式來(lái)從某些表面和/或物體上除去污染。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于清洗表面的方法，所述方法包括提供污染物釋放裝置，其構(gòu)造成且設(shè)置成將污染物從待清洗表面上至少部分地釋放；以及提供污染物去除裝置，其構(gòu)造成且設(shè)置成用于捕獲(capture)污染物，其中，所述污染物去除裝置產(chǎn)生至少一個(gè)用于收集(trap)至少部分地被釋放裝置釋放(liberated)的污染物的光阱(optical trap)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于清洗表面的方法。該方法包括，利用污染物釋放裝置，將污染物從待清洗表面上至少部分地釋放；以及利用污染物去除裝置捕獲被至少部分地釋放的污染物，所述污染物去除裝置產(chǎn)生至少一個(gè)用于收集被至少部分地釋放的污染物的光阱。
另外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于清洗表面的方法，所述方法包括沿著所述表面移動(dòng)至少一個(gè)光阱，以便至少部分地釋放和/或捕獲污染物微粒，而無(wú)需知道這些微粒的位置坐標(biāo)。
另外，一個(gè)實(shí)施例提供了一種器件制造方法，包括將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上，其中，所述方法包括，產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，用于以光學(xué)方式來(lái)釋放、收集和/或捕獲微粒。
另一實(shí)施例提供了一種用于清洗光學(xué)元件表面的方法，所述方法包括采用至少一個(gè)光阱來(lái)至少部分地釋放和/或捕獲位于光學(xué)元件表面上的污染物微粒。
另外一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于清洗表面的組件，所述組件包括至少一個(gè)污染物釋放裝置，其構(gòu)造成且設(shè)置成將污染物從待清洗表面上至少部分地釋放；以及至少一個(gè)微粒收集裝置，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱。
另外，一個(gè)實(shí)施例提供了一種清洗裝置，所述清洗裝置構(gòu)造成用于產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，并且用于使所述至少一個(gè)光阱和所述表面彼此相對(duì)地移動(dòng)，用于至少部分地釋放和/或捕獲一個(gè)或多個(gè)可能存在于表面上的污染物微粒，而無(wú)需在釋放和/或捕獲微粒之前獲得這些相應(yīng)微粒的位置坐標(biāo)。
根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種用于清洗表面的清洗裝置，所述裝置構(gòu)造成用于產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，用于使所述至少一個(gè)光阱沿著所述表面移動(dòng)，使得所述至少一個(gè)光阱在某一清洗周期內(nèi)到達(dá)所述表面的基本上每一部分，并且使得所述至少一個(gè)光阱能遇到可能存在于所述表面上的一個(gè)或多個(gè)污染物微粒。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種組件包括至少一個(gè)光學(xué)元件，以及微粒收集裝置，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，所述組件構(gòu)造成使得所述微粒收集裝置可以利用所述光阱來(lái)清洗所述光學(xué)元件的至少一部分。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種光刻裝置，其設(shè)置成用于將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上，所述裝置包括至少一個(gè)光阱發(fā)生器，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，用于釋放和/或捕獲所述光刻裝置中的微粒。
在另一實(shí)施例中，提供了一種光刻裝置，其設(shè)置成用于將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上，所述裝置包括至少一個(gè)組件，所述組件包括至少一個(gè)污染物釋放裝置，其構(gòu)造成且設(shè)置成將污染物從待清洗表面上至少部分地釋放；以及至少一個(gè)微粒收集裝置，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱。


下面將僅通過(guò)示例的方式并參考示意性附圖來(lái)介紹本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)表示對(duì)應(yīng)的部分，其中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置；圖2以側(cè)視圖顯示了本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施例；圖3顯示了圖2所示實(shí)施例的細(xì)節(jié)Q，其中，光阱處于第一位置；圖4類似于圖3，并且顯示了光阱處于第二位置；圖5是一個(gè)備選實(shí)施例的類似于圖3的詳細(xì)視圖；圖6是沿著圖5的剖面線VI-VI的剖視圖；圖7顯示了一個(gè)非限制性的備選實(shí)施例；以及圖8是圖7的細(xì)節(jié)R的視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置。該裝置可設(shè)置成用于將來(lái)自圖案形成裝置的圖案轉(zhuǎn)移到襯底上，如下所述。
該裝置包括構(gòu)造成可調(diào)節(jié)輻射光束B(niǎo)(例如UV輻射或其它輻射)的照明系統(tǒng)(照明器)IL；構(gòu)造成可支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA的支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT，其與構(gòu)造成可按照一定參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；構(gòu)造成可固定襯底(例如涂覆有光刻膠的晶片)W的襯底臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT，其與構(gòu)造成可按照一定參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；以及，構(gòu)造成可將由圖案形成裝置MA施加給輻射光束B(niǎo)的圖案投射在襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上的投影系統(tǒng)(例如折射型投影透鏡系統(tǒng))PS。
照明系統(tǒng)可包括用于對(duì)輻射進(jìn)行引導(dǎo)、成形或控制的多種類型的光學(xué)部件，例如折射式、反射式、磁式、電磁式、靜電式或其它類型的光學(xué)部件或其任意組合。
該支撐結(jié)構(gòu)支撐，即支承了圖案形成裝置的重量。它以一定的方式固定住圖案形成裝置，這種方式取決于圖案形成裝置的定向、光刻裝置的設(shè)計(jì)以及其它條件，例如圖案形成裝置是否固定在真空環(huán)境下。支撐結(jié)構(gòu)可使用機(jī)械、真空、靜電或其它夾緊技術(shù)來(lái)固定住圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)例如可為框架或臺(tái)，其可根據(jù)要求為固定的或可動(dòng)的。支撐結(jié)構(gòu)可保證圖案形成裝置可例如相對(duì)于投影系統(tǒng)處于所需的位置。用語(yǔ)“分劃板”或“掩?！痹诒疚闹械娜魏问褂每杀灰暈榕c更通用的用語(yǔ)“圖案形成裝置”具有相同的含義。
這里所用的用語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)被廣義地解釋為可用于為輻射光束的橫截面施加一定圖案以便在襯底的目標(biāo)部分中形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意的是，例如如果圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，那么施加于輻射光束中的圖案可以不精確地對(duì)應(yīng)于襯底目標(biāo)部分中的所需圖案。一般來(lái)說(shuō)，施加于輻射光束中的圖案將對(duì)應(yīng)于待形成在目標(biāo)部分內(nèi)的器件如集成電路中的特定功能層。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的例子包括掩模、可編程的鏡陣列和可編程的LCD面板。掩模在光刻領(lǐng)域中是眾所周知的，其包括例如二元型、交變相移型和衰減相移型等掩模類型，還包括各種混合式掩模類型?？删幊嚏R陣列的一個(gè)例子采用微型鏡的矩陣設(shè)置，各反射鏡可單獨(dú)地傾斜以沿不同方向反射所入射的輻射光束。傾斜鏡在被鏡矩陣所反射的輻射光束中施加了圖案。
這里所用的用語(yǔ)“投影系統(tǒng)”應(yīng)被廣義地理解為包括各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射式、反射式、反射折射式、磁式、電磁式和靜電式光學(xué)系統(tǒng)或其任意組合，這例如應(yīng)根據(jù)所用的曝光輻射或其它因素如使用浸液或使用真空的情況來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定。用語(yǔ)“投影透鏡”在本文中的任何使用均應(yīng)被視為與更通用的用語(yǔ)“投影系統(tǒng)”具有相同的含義。
如這里所述，此裝置為透射型(例如采用了透射掩模)?；蛘?，此裝置也可以是反射型(例如采用了上述可編程鏡陣列，或采用了反射掩模)。
光刻裝置可以是具有兩個(gè)(雙級(jí))或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的那種類型。在這種“多級(jí)”式機(jī)器中，附加的臺(tái)可以并聯(lián)地使用，或者可在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行預(yù)備步驟而將一個(gè)或多個(gè)其它的臺(tái)用于曝光。
光刻裝置也可以是這樣的類型，其中至少一部分襯底被具有較高折射率的液體如水覆蓋，從而填充了投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸液也可施加到光刻裝置的其它空間內(nèi)，例如掩模和投影系統(tǒng)之間。浸沒(méi)技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，其用于增大投影系統(tǒng)的有效數(shù)值孔徑。在本文中使用的用語(yǔ)“浸沒(méi)”并不指例如襯底的結(jié)構(gòu)必須完全浸入在液體中，而是僅指在曝光期間液體處于投影系統(tǒng)與襯底之間。
參見(jiàn)圖1，照明器IL接收來(lái)自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是單獨(dú)的實(shí)體，例如在輻射源為準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這種情況下，輻射源不應(yīng)被視為形成了光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束傳送系統(tǒng)BD從源SO傳遞到照明器IL中，光束傳送系統(tǒng)BD例如包括適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)鏡和/或光束擴(kuò)展器。在其它情況下，該源可以是光刻裝置的一個(gè)整體部分，例如在該源為水銀燈時(shí)。源SO和照明器IL及光束傳送系統(tǒng)BD(如果有的話)一起可稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可包括調(diào)節(jié)裝置AD，其用于調(diào)節(jié)輻射光束的角強(qiáng)度分布。通常來(lái)說(shuō)，至少可以調(diào)節(jié)照明器的光瞳面內(nèi)的強(qiáng)度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)。另外，照明器IL可包括各種其它的器件，例如積分器IN和聚光器CO。照明器用來(lái)調(diào)節(jié)輻射光束，以使其在其橫截面上具有所需的均勻性和強(qiáng)度分布。
輻射光束B(niǎo)入射在固定于支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái)MT)上的圖案形成裝置(例如掩模MA)上，并通過(guò)該圖案形成裝置而圖案化。在穿過(guò)掩模MA后，輻射光束B(niǎo)通過(guò)投影系統(tǒng)PL，其將光束聚焦在襯底W的目標(biāo)部分C上。借助于第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉儀、線性編碼器或電容傳感器)，襯底臺(tái)WT可精確地移動(dòng)，以便例如將不同的目標(biāo)部分C定位在輻射光束B(niǎo)的路徑中。類似地，可用第一定位裝置PM和另一位置傳感器(在圖1中未清楚地示出)來(lái)相對(duì)于輻射光束B(niǎo)的路徑對(duì)掩模MA進(jìn)行精確的定位，例如在將掩模從掩模庫(kù)中機(jī)械式地重新取出之后或者在掃描過(guò)程中。通常來(lái)說(shuō)，借助于形成為第一定位裝置PM的一部分的長(zhǎng)行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可實(shí)現(xiàn)掩模臺(tái)MT的運(yùn)動(dòng)。類似的，采用形成為第二定位裝置PW的一部分的長(zhǎng)行程模塊和短行程模塊，可實(shí)現(xiàn)襯底臺(tái)WT的運(yùn)動(dòng)。在采用分檔器的情況下(與掃描器相反)，掩模臺(tái)MT可只與短行程促動(dòng)器相連，或被固定住。掩模MA和襯底W可采用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1，M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1，P2來(lái)對(duì)準(zhǔn)。雖然襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記顯示為占據(jù)了專用目標(biāo)部分，然而它們可位于目標(biāo)部分之間的空間內(nèi)(它們稱為劃線路線對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)。類似的，在掩模MA上設(shè)置了超過(guò)一個(gè)管芯的情況下，掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可位于管芯之間。
所述裝置可用于至少一種下述模式中1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WT基本上保持靜止，而施加到投影光束上的整個(gè)圖案被一次性投影到目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動(dòng)襯底臺(tái)WT，使得不同的目標(biāo)部分C被曝光。在步進(jìn)模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中所成像的目標(biāo)部分C的大小。
2.在掃描模式中，掩模臺(tái)MT和襯底臺(tái)WT被同步地掃描，同時(shí)施加到投影光束上的圖案被投影到目標(biāo)部分C上(即單次動(dòng)態(tài)曝光)。襯底臺(tái)WT相對(duì)于掩模臺(tái)MT的速度和方向由投影系統(tǒng)PL的放大(縮小)和圖像倒轉(zhuǎn)特性來(lái)確定。在掃描模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了單次動(dòng)態(tài)曝光中的目標(biāo)部分的寬度(非掃描方向上)，而掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度決定了目標(biāo)部分的高度(掃描方向上)。
3.在另一模式中，掩模臺(tái)MT基本上固定地夾持了可編程的圖案形成裝置，而襯底臺(tái)WT在施加到投影光束上的圖案被投影到目標(biāo)部分C上時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或掃描。在這種模式中通常采用了脈沖輻射源，可編程的圖案形成裝置根據(jù)需要在襯底臺(tái)WT的各次運(yùn)動(dòng)之后或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間進(jìn)行更新。這種操作模式可容易地應(yīng)用于采用了可編程的圖案形成裝置、例如上述類型的可編程鏡陣列的無(wú)掩模式光刻技術(shù)。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變型，或者采用完全不同的使用模式。
圖1-8示意性地顯示了若干清洗機(jī)構(gòu)10的細(xì)節(jié)及應(yīng)用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，光刻裝置可包括一個(gè)或多個(gè)清洗機(jī)構(gòu)(或被稱為清洗裝置、清洗組件或清洗系統(tǒng))10，用于清理一個(gè)或多個(gè)零部件或者其表面，或者用于清洗光刻裝置中的零部件。在圖1中，這種清洗機(jī)構(gòu)10被示意性地顯示為帶有矩形10a、10b、10c。例如，光刻裝置可包括一個(gè)或多個(gè)清洗機(jī)構(gòu)10a，用于清洗圖案形成裝置(分劃板、掩模)MA的表面的至少一部分。另外，該光刻裝置可包括一個(gè)或多個(gè)清洗機(jī)構(gòu)10b，用于清洗光刻裝置的投影系統(tǒng)PS的表面的至少一部分，例如透鏡或反射鏡的至少一部分表面，這取決于所用的投影系統(tǒng)的類型。另外，作為一個(gè)示例，光刻裝置可設(shè)有一個(gè)或多個(gè)清洗機(jī)構(gòu)10c，用于清洗襯底W和/或襯底臺(tái)WT的表面的至少一部分。另外，可以提供一個(gè)或多個(gè)清洗機(jī)構(gòu)10，用于清洗光刻裝置的不同部件，例如，用于清洗照明系統(tǒng)IL、調(diào)節(jié)裝置AD、積分器IN、聚光器CO、輻射集光器、箔片阱和/或光刻裝置的其它部件或部位的表面。
在另一實(shí)施例中，光刻裝置的其中至少一個(gè)清洗機(jī)構(gòu)10設(shè)置成可利用至少一個(gè)光阱，來(lái)釋放、收集、捕獲或以其它方式來(lái)操縱污染物，尤其是用于清洗表面。例如，清洗機(jī)構(gòu)10可包括至少一個(gè)光阱發(fā)生器，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，用于收集所述光刻裝置中的微粒。用于這種清洗機(jī)構(gòu)的非限制性示例如圖2-8所示。
同樣，例如，其中至少一個(gè)清洗機(jī)構(gòu)10可包括或設(shè)有相應(yīng)的用于清洗表面的組件，所述組件包括至少一個(gè)污染物釋放裝置，其可構(gòu)造成且設(shè)置成利用電磁場(chǎng)將污染物從待清洗表面上(至少部分地)釋放；以及至少一個(gè)微粒收集裝置，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱。
在圖2-4的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)光阱15可用于釋放微粒，或者用于捕獲和/或除去微粒。包括連同單獨(dú)的污染物釋放裝置一起使用的一個(gè)或多個(gè)光阱的清洗系統(tǒng)/組件50的一個(gè)非限制性示例如圖7-8所示。
這樣的光阱對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，因此在本說(shuō)明書(shū)中不再詳細(xì)描述。構(gòu)造成可產(chǎn)生光阱的裝置的一些示例是光學(xué)鑷子(optical tweezer)和光學(xué)扳手(optical spanner)。例如，總覽過(guò)去，已知應(yīng)用了光阱和已知的用于產(chǎn)生這些光阱的裝置，這可見(jiàn)出版物″Optical micromanipulation takes hold″，Kishan Dolakia和Peter Reece所著，發(fā)表于Nanotoday，2006年2月，Vol.1，nr 1(Elsevier)；以及″Lights，actionoptical tweezers″，由Justin E.Molloy和Miles J.Padgett所著，發(fā)表于Contemporary Physics 2002，Vol.43，nr.4，第241-258頁(yè)(Taylor & Francis Ltd)，這兩件出版物通過(guò)全文引用而完整地結(jié)合于本文中。
光阱以前主要應(yīng)用于操縱生物材料，例如見(jiàn)US2002/0115164A1(Wang等人)。另外，已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，可通過(guò)將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到微粒上，而在Laguerre-Gauss(LG)射束的射束腰部處可收集微粒，例如，可見(jiàn)K.Dholakia等人的論文“Optical tweezersthe nextgeneration”，Physics World，15，31(2002)，以及J.E.Molloy和M.Padgett的論文“Lights，actionoptical tweezers”，Contemp.Phys.43，241(2002)，這兩件論文出版物通過(guò)全文引用而完整地結(jié)合于本文中。
對(duì)微米尺寸的硅石微粒和生物樣本的操縱現(xiàn)在是例行的程序，可見(jiàn)W.M.Lee等人的“Optical steering of high and low indexmicroparticles by manipulating an off-axis optical vortex”，J.Opt.APureAppl.Opt.7，1(2005)，其通過(guò)全文引用而完整地結(jié)合于本文中。Bessel射束的“無(wú)衍射”性能已經(jīng)用于收集主瓣以及許多旁瓣中的多個(gè)微粒，見(jiàn)D.McGloin和K.Dholakia的“Bessel beamsdiffraction in a newlight”，Contemporary Physics，46，15(2005)，以及V.Garces-Chavez，等人的“Optical levitation in a Bessel light beam”，Appl.Phys.Lett.，85，4001(2004)，以及K.Volke-Sepulveda等人的“Orbital angularmomentum of a high-order Bessel light beam”，J.Opt.BQuantumSemiclass.Opt.4，S82(2002)，所有這些出版物均通過(guò)全文引用而完整地結(jié)合于本文中。另外，已知對(duì)于在2D和3D上進(jìn)行物體的大量傳輸而言，對(duì)這些射束模式進(jìn)行多路復(fù)用，例如見(jiàn)US 6,858,833 B1(Curtis等人)。本發(fā)明的一個(gè)基本構(gòu)思是，在污染物去除場(chǎng)合和/或例如在光刻技術(shù)領(lǐng)域中，施加一個(gè)或多個(gè)這樣的光阱。
利用光阱來(lái)收集污染物提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)污染物去除方法的許多優(yōu)點(diǎn)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在表面清洗方法中，至少一個(gè)光阱15可沿著所述表面移動(dòng)，以便釋放和/或捕獲可能位于所述表面上或其附近的一個(gè)或多個(gè)污染物微粒，而無(wú)需在遇到微粒之前獲得這些相應(yīng)微粒的位置坐標(biāo)。例如，一個(gè)或多個(gè)光阱15可沿著所述表面掃描，以用于釋放、脫離和/或捕獲或收集微粒25，并且例如進(jìn)一步操縱或移動(dòng)(去除)微粒25，如下所述。這種技術(shù)進(jìn)展可采用新穎的光學(xué)方法，而提供了清洗且高效的非接觸式的微粒去除方法，例如，這是通過(guò)產(chǎn)生多路復(fù)用的Laguerre-Gauss(LG)射束和Bessel射束阱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而無(wú)需初始檢測(cè)微粒。另外，本發(fā)明的實(shí)施例包括，提供微粒去除方法及裝置，其中，微?？蓮谋砻嫔峡煽康厝コ?，尤其是不會(huì)損害或損壞所述表面。例如，在待清洗物體20是襯底W的情形下，光阱15的應(yīng)用就可避免對(duì)襯底表面21的不希望有的干擾。在待清洗物體是光學(xué)元件如透鏡、反射鏡、濾鏡、分劃板或其它光學(xué)元件的情形下，表面21的至少一部分可通過(guò)光阱來(lái)進(jìn)行清洗，而捕獲有損于所述表面的所需的光學(xué)性能。
圖2-4顯示了清洗機(jī)構(gòu)或清洗裝置10的一個(gè)實(shí)施例，其例如可被應(yīng)用于圖1所示實(shí)施例的清洗機(jī)構(gòu)10a、10b、10c上。清洗裝置10構(gòu)造成用于清洗物體20的表面21的至少一部分，例如襯底、分劃板、光學(xué)元件或光刻裝置一部分的表面21。待清洗表面21可具有本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的各種不同的形狀和形式，例如大致平坦的表面，具輪廓的表面，或具有一定浮凸的表面，和/或其它的表面類型。清洗裝置10構(gòu)造成用于產(chǎn)生至少一個(gè)光阱15，并且用于沿著表面15移動(dòng)至少一個(gè)光阱15，以便釋放和/或捕獲可能存在于表面21上的一個(gè)或多個(gè)微粒25，尤其是無(wú)需在釋放和/或捕獲微粒之前獲得這些相應(yīng)微粒25的位置坐標(biāo)。這如圖2-4所示。
清洗機(jī)構(gòu)或清洗裝置10可以許多不同的方式構(gòu)造而成，用于產(chǎn)生至少一個(gè)光阱15，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的。例如，裝置10可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的光學(xué)鑷子和光學(xué)扳手。清洗裝置10可被稱為污染物去除裝置或微粒收集裝置，其構(gòu)造成且設(shè)置成用于捕獲污染物25，并且/或者被稱為污染物釋放裝置。
例如，在圖2-4所示的實(shí)施例中，清洗裝置10可設(shè)置成將至少一個(gè)激光輻射光束12在待清洗表面21上高度地聚焦成衍射受限制的光束點(diǎn)，以便在表面21上或其附近提供至少一個(gè)光阱15。在一個(gè)實(shí)施例中，清洗裝置10可設(shè)有用于產(chǎn)生激光束12的激光器11，以及例如包括聚焦機(jī)構(gòu)的光束控制器和/或調(diào)節(jié)器13，以及光學(xué)系統(tǒng)、透鏡或透鏡系統(tǒng)或者顯微鏡的(高數(shù)值孔徑)物鏡，用于將激光束12高度聚焦，以便在表面21上或其附近形成光阱(例如見(jiàn)圖3)。例如，光阱15由高度聚焦的激光束12造成的光學(xué)梯度區(qū)域來(lái)提供，或者，在另一實(shí)施例中，由一個(gè)或多個(gè)LG模式的聚焦光束來(lái)提供，用于將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到微粒上，如下所述。本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道，光學(xué)梯度區(qū)域會(huì)導(dǎo)致徑向壓力或光學(xué)梯度力，尤其是作用于電介質(zhì)微粒物質(zhì)上的光學(xué)梯度力，所述壓力或者梯度力可收集微粒25。例如，高度聚焦的激光束12在焦平面(在表面21上或其附近)中可具有大約10微米或更小或者2微米或更小的光束寬度，例如為大約1微米的光束寬度。同樣，例如，高度聚焦的激光束12可具有至少為所操縱的微粒25的尺寸(直徑或平均尺寸)的光束寬度。在一個(gè)非限制性示例中，激光束12可具有為所操縱的微粒25的尺寸(直徑或平均尺寸)的大約2至4倍的光束寬度。
在另一實(shí)施例中，清洗裝置10可包括或可結(jié)合有清洗頭，其安裝成可從操作位置縮回，在操作位置，相應(yīng)的激光束12可被引導(dǎo)至待清洗的物體20的表面21上，并且清洗頭可到達(dá)非操作位置，在非操作位置，清洗頭離開(kāi)正道，并且例如不會(huì)阻擋曝光過(guò)程中所用的相應(yīng)光刻裝置的任何其它部件。
激光輻射可具有不同的波長(zhǎng)，例如處于可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，紫外線波長(zhǎng)，紅外線波長(zhǎng)，或者其它的波長(zhǎng)范圍。激光束12可使得光阱15在激光束12的焦點(diǎn)處形成，使得激光輻射可與待釋放和/或捕獲的污染物微粒25相互作用，以便釋放和/或捕獲該污染物微粒。
而且，例如，在一個(gè)實(shí)施例中，清洗裝置(或污染物去除裝置，或釋放裝置)10可構(gòu)造成產(chǎn)生所謂的Bessel射束或Laguerre-Gauss(LG)射束，或者其它合適的射束模式，其可擁有軌道角動(dòng)量(OAM)，其中，軌道角動(dòng)量可從光束12轉(zhuǎn)移至污染物微粒上。例如，這種光束可導(dǎo)致微粒旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)，其可促進(jìn)從表面21上去除微粒25。提供這種光束模式的設(shè)置對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是眾所周知的(見(jiàn)以上文獻(xiàn))。例如，具有軌道角動(dòng)量的光束12可全圖解地產(chǎn)生，和/或利用了合適的光束模式轉(zhuǎn)換器，合適的相位片，例如合適的螺旋形相位片，和/或其它的手段。例如，在圖2中，光束控制器和/或調(diào)節(jié)器13可配置成將激光束12的入射激光輻射模式改變成具有所需軌道角動(dòng)量的模式，以便提供光阱15，其可與微粒25相互作用，以便借助于微粒25的旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)來(lái)釋放微粒25。在這種情況下，清洗裝置10可作為污染物釋放裝置，其可借助于光阱15通過(guò)使微粒25回轉(zhuǎn)或盤旋，而使微粒25脫離待清洗的表面。
另外，在一個(gè)非限制性示例中，可通過(guò)使另外的激光脈沖隨同收集光束一起傳播以便熱激活附著的微粒，這樣來(lái)執(zhí)行污染物的釋放，這樣例如可弱化范德華力相互作用，這種范德華力在例如位于電介質(zhì)表面或者金屬表面上的二氧化硅微粒和/或其它污染物和表面(如下所述)上的情形下可能會(huì)存在。因此，收集光束可本身以脈沖模式來(lái)操作，以便起動(dòng)沖擊波引發(fā)的微粒釋放以及提供同時(shí)收集。
在一個(gè)實(shí)施例中，清洗裝置10還可構(gòu)造成用于使至少一個(gè)光阱15沿著表面21移動(dòng)，使得至少一個(gè)光阱15(圖2-4中顯示了一個(gè))在某一清洗周期內(nèi)大致到達(dá)表面21的每一部分，并且使得至少一個(gè)光阱15可遇到和釋放和/或捕獲可能存在于表面21上的一個(gè)或多個(gè)微粒25。這樣，表面21的基本上每一部分，尤其是整個(gè)表面21，都可以有效的方式得到清洗。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，表面21可相對(duì)于收集裝置10移動(dòng)。同樣，例如，收集裝置10可相對(duì)于表面21移動(dòng)。另外，如圖2所示，收集裝置可構(gòu)造成用于改變射出的收集光束12的方向，以便掃描表面21之上的聚焦區(qū)域(其提供了光阱15)。光束控制器和/或調(diào)節(jié)器13可配置成提供這樣的光束轉(zhuǎn)向，這是例如采用合適的光學(xué)元件例如可位于光束12路徑中的一個(gè)或多個(gè)可調(diào)的或可動(dòng)的光束轉(zhuǎn)向反射鏡(未示出)來(lái)進(jìn)行的。
在圖2-4所示的實(shí)施例的使用過(guò)程中，表面21或其一部分可被清洗，其中，清洗裝置10，11，13在表面21處或其上方產(chǎn)生光阱15。在這里，激光器11可產(chǎn)生合適的激光束12，并且光束控制器和/或調(diào)節(jié)器13可控制或者調(diào)節(jié)激光束12，以便提供在表面21處或其附近的所需位置產(chǎn)生光阱15的狀態(tài)。
優(yōu)選的是，光阱15和表面21彼此相對(duì)地移動(dòng)，使得光阱15可掃描該表面，以便釋放和/或捕獲可能位于表面21上的微粒25。其中光阱15沿著或相對(duì)于表面21移動(dòng)的掃描方向如圖中的箭頭SC所示，并且表面21相對(duì)于清洗裝置10的等同的選擇性運(yùn)動(dòng)由雙箭頭SCS表示。這樣，一個(gè)或多個(gè)污染物微粒25可被釋放和/或收集，而無(wú)需提前知道表面21上的這些微粒25的精確位置坐標(biāo)。
另外，如上所述，所產(chǎn)生的光阱15可適用于將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移至位于表面21上的微粒25上，其尤其適用于促進(jìn)從表面21上釋放(例如解吸附)微粒25。因此，微?？杀挥行У蒯尫牛缤ㄟ^(guò)光阱15來(lái)去除，或者以不同的方式去除，例如通過(guò)將合適的流體流施加到表面上，或者通過(guò)施加厚度例如可弱化任何范德華力結(jié)合的單層的合適流體。
在圖3中，微粒25位于表面21上。優(yōu)選的是，微粒的位置不被清洗裝置10所知。然而，清洗裝置確實(shí)朝著微粒25來(lái)掃描表面21之上的光阱15，例如偶爾會(huì)這樣。因此，光阱15可遇到微粒25，以便與微粒25相互作用，從表面21上收集微粒并去除微粒25，如圖4所示。這里，微粒去除可包括，(在垂直于該表面的方向上)將微粒25從表面21上提升起來(lái)，和/或相對(duì)于表面21移動(dòng)微粒25，例如沿著表面21移動(dòng)微粒25。同樣，優(yōu)選的是，光阱可將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移至微粒，以便有助于從表面21上去除微粒25。另外，Bessel射束已知能夠捕獲橫向遠(yuǎn)離射束中心的微粒。
另外，作為一個(gè)示例，在使用過(guò)程中，在光阱15的中心與表面之間的距離可保持與待收集微粒25的平均半徑或其它尺寸大致相同的值。同樣，可施加在收集中心與表面21之間的其它距離，這取決于待去除微粒的尺寸和類型，以及光阱的尺寸，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。在一個(gè)實(shí)施例中，在光阱15的中心與表面21之間的距離d可變化，例如通過(guò)改變表面21與清洗裝置10之間的距離。例如，距離d的一個(gè)或多個(gè)小變化可用于起初去除或脫離或拾取位于表面21上的微粒25。作為一個(gè)非限制性示例，在收集中心與表面21之間的距離d可處于與微粒25的尺寸(例如微粒直徑或垂直于表面21測(cè)得的微粒高度)大致相同的尺度上。
清洗裝置10還可構(gòu)造成將光阱15移動(dòng)至遠(yuǎn)離待清理表面21的區(qū)域，例如在移動(dòng)至微粒去除區(qū)域31。例如，微粒去除區(qū)域31可朝向光阱15移動(dòng)，以便接受所捕獲的微粒，例如在待清洗微粒25相對(duì)于清洗裝置10移動(dòng)(在方向SCS上)的情形下。作為一個(gè)示例，清洗裝置10可操縱每一個(gè)光阱15，使光阱15移動(dòng)通過(guò)微粒捕獲區(qū)域，和/或“打開(kāi)”或取消光阱15，以便釋放或傳輸可能被捕獲在光阱15中的任何微粒25。微粒去除區(qū)域31可配置成從微粒去除區(qū)域31接受這些微粒25，捕獲并保持這些微粒25，和/或進(jìn)一步去除這些微粒。作為一個(gè)非限制性示例，在圖2中，在微粒去除區(qū)域31設(shè)有泵送裝置或抽吸管線30，以便從一個(gè)或多個(gè)光阱15中接受微粒，在所述的表面掃描之后，以便將這些微粒25從微粒去除區(qū)域31泵送走或抽吸掉(如箭頭A1所示)，并且用于例如選擇性地進(jìn)一步去除這些微粒(如箭頭A2所示)。這些微粒捕獲區(qū)域31和微粒去除裝置30可以各種不同的方式構(gòu)造成，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。
如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，可應(yīng)用一個(gè)以上的光阱15來(lái)對(duì)表面21進(jìn)行清洗。這如圖5-6中的實(shí)施例示意性地所示。尤其是，圖5-6的實(shí)施例不同于圖2-4中的實(shí)施例之處在于，清洗裝置10提供了多個(gè)光阱15。例如，清洗裝置10可構(gòu)造成用于產(chǎn)生多路復(fù)用的光束阱，優(yōu)選是多路復(fù)用的LG射束或Bessel射束阱。阱的多路復(fù)用是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的?？刹捎靡粋€(gè)或多個(gè)激光束源來(lái)執(zhí)行多路復(fù)用。例如，可通過(guò)應(yīng)用多個(gè)相干光束的干涉，而以簡(jiǎn)單的方式來(lái)提供多路復(fù)用的光阱(如圖5所示)。這些多個(gè)相干光束可提供非常大量的收集部位15，例如二維或三維的至少100或至少1000個(gè)收集部位。另外，可應(yīng)用全息照相，以用于形成多個(gè)光阱(例如見(jiàn)所述的US6858833)。例如，多路復(fù)用可通過(guò)全息光柵、空間光調(diào)制器，通過(guò)金屬或硅襯底上的微相位片，通過(guò)多個(gè)螺旋相位片或多路復(fù)用的旋轉(zhuǎn)三棱鏡來(lái)執(zhí)行。這樣，表面21就可被迅速地清洗，其中，較大量的光阱15可同時(shí)到達(dá)不同的表面，以便釋放和/或捕獲微粒。如圖6所示，例如，可以應(yīng)用不同的掃描方向SC1，SC2，以便相對(duì)于表面21來(lái)掃描光阱，例如兩個(gè)正交的掃描方向SC1，SC2或者不同的方向。
圖7-8顯示了組件50的一個(gè)實(shí)施例，其與圖2-6所示實(shí)施例的不同之處在于，除了污染物收集裝置10以外，還提供了單獨(dú)的污染物釋放裝置40。這里，污染物釋放裝置40和污染物收集裝置10可以不同的方式來(lái)設(shè)置，并且例如可彼此集成在一起，可以是單獨(dú)的件，和/或可以不同地布置。組件50尤其構(gòu)造成可釋放一個(gè)或多個(gè)微粒，而無(wú)需施加或使用一個(gè)或多個(gè)用于該用途的光阱15，其中，一個(gè)或多個(gè)光阱15仍然用于(至少部分地)捕獲和/或去除釋放的微粒25。這里，微粒25的釋放可包括，解除微粒和表面21之間的結(jié)合或作用力(例如粘合力，吸附力)，同時(shí)需要或不需要微粒25相對(duì)于表面21移動(dòng)。因此，釋放的或至少部分地釋放的污染物仍然可位于待清洗表面或者與之相接觸。而且，釋放的微?？蓮脑摫砻媸侨コ匀浑x該表面一段較短距離。例如，如下所述，污染物釋放裝置40可構(gòu)造成產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)用于釋放微粒的微粒釋放裝置40，并且收集裝置10構(gòu)造成產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的收集光束12。然而，釋放裝置40也可構(gòu)造成以不同的方式將微粒從表面21上釋放，例如采用不同的釋放技術(shù)，例如對(duì)該表面施加電磁場(chǎng)(例如電場(chǎng)或磁場(chǎng))，這取決于待釋放的微粒25的類型。
例如，圖7、8所示清洗組件可包括至少一個(gè)污染物釋放裝置40，其構(gòu)造成可弱化污染物與表面之間的結(jié)合作用，以及至少一個(gè)所述的微粒收集裝置10，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱15。作為一個(gè)示例，另外，微粒收集裝置10可通過(guò)光學(xué)鑷子和/或光學(xué)扳手來(lái)提供。另外，例如，污染物釋放裝置40可構(gòu)造成通過(guò)對(duì)表面21和/或污染物施加下列中的至少一種來(lái)處理該表面21(和污染物)流體、液體、等離子體、冷等離子體、電磁場(chǎng)、輻射束、粒子束。例如，在這里，冷等離子體處理可提供低能量的處理，以及低損耗的方法，其中，(交流電，AC)的電磁場(chǎng)和化學(xué)相互作用可結(jié)合或組合起來(lái)，以便弱化污染物與表面之間的結(jié)合作用力。
例如，污染物釋放裝置40可構(gòu)造成用于減小或破壞污染物微粒25與待清洗物體20的表面21之間的作用力。在另一實(shí)施例中，污染物釋放裝置40可包括激光器42，其將用于釋放微粒的激光輻射束41引導(dǎo)至待清洗物體的表面21上，優(yōu)選用于消融(ablate)或熱脫離其上的污染物25。這些激光器42對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，并且可以不同的方式構(gòu)造而成。優(yōu)選的是，微粒釋放不會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)污染物微粒的損壞。因此，優(yōu)選的是，激光清洗強(qiáng)度低于所處理的污染物微粒的損壞閾值，優(yōu)選使得表面不會(huì)被激光損壞。例如，污染物釋放裝置40可包括干式激光清洗裝置或濕式激光清洗裝置。激光清洗是可用于去除至少一部分短暫微粒的其中一個(gè)特定方法。這種由污染物釋放裝置40提供的激光清洗可基于靜電位或動(dòng)電位，其也被稱為在微粒與沉積有微粒25的表面21之間的界面能量或物理結(jié)合。界面能量相對(duì)于微粒直徑與微粒同表面接觸直徑之比的倒數(shù)成比例。干式激光清洗是可將激光輻射束引向表面21的激光清洗類型之一，其例如可被引導(dǎo)至特定的微粒。激光濕式清洗是由污染物釋放裝置40提供的對(duì)表面21進(jìn)行清洗的另一方法，其可結(jié)合干式激光清洗技術(shù)，但在表面21上使用了液體界面，以便至少部分地減輕干式激光清洗可能造成的損害，并且另外還允許去除微粒，而無(wú)需完全將激光能量耗散在微粒中。在另一實(shí)施例中，在這種情況下，收集裝置10可構(gòu)造成收集由(激光器)釋放裝置40從表面上釋放的微粒25，見(jiàn)圖8。
例如，污染物釋放裝置40可構(gòu)造成將微粒釋放光束41以預(yù)定的入射角度引導(dǎo)至表面21上。而且，污染物釋放裝置40可包括光束掃描裝置，其構(gòu)造且設(shè)置成可改變微粒釋放裝置掃描待清洗表面的角度。可以提供活動(dòng)的反射鏡或其它轉(zhuǎn)向裝置(未示出)，并且可沿著表面21對(duì)微粒釋放光束進(jìn)行快速掃描。
微粒釋放光束41可被引導(dǎo)至待清洗表面上，并且可通過(guò)消融、燃燒和熱效應(yīng)的組合而從其上面釋放污染物。污染物可主要被汽化掉和燃燒掉，如果有氧氣存在的話。汽化的污染物可有助于去除未汽化的較重污染物，并且還可通過(guò)從微粒釋放光束41中繼續(xù)吸收能量而轉(zhuǎn)變成等離子體。無(wú)機(jī)污染物，主要是微粒，從激光束41中快速吸收能量，由此產(chǎn)生的熱膨脹導(dǎo)致將微粒從表面上脫離的沖擊波。所述微粒還可接受消融和/或升華處理。為了優(yōu)化激光釋放處理，微粒釋放光束41的波長(zhǎng)可選擇成可被預(yù)期的微粒最大程度地吸收。而且，激光器可適于改變激光束41的波長(zhǎng)。脈沖的微粒釋放光束41尤其可以較短的脈沖長(zhǎng)度來(lái)實(shí)施，例如小于100毫微秒，優(yōu)選小于10毫微秒。對(duì)于脈沖源，熱沖擊波是顯著的。而且，隨后脈沖沖擊在汽化或脫離的污染物上可產(chǎn)生等離子體和進(jìn)一步的沖擊波，這有助于脫離污染物。光量開(kāi)關(guān)激光器42可用于產(chǎn)生高功率的短激光脈沖。因此，可與收集光束成一直線的脈沖式釋放光束可用于將微粒從表面上脫去，這是通過(guò)在微粒附近引入激光沖擊波來(lái)克服范德華-倫敦引力來(lái)進(jìn)行的。一旦微粒脫去，收集光束就可收集和去除微粒。
而且，為了保護(hù)待清洗物體20上的精密薄膜，可以使用極化的激光束41，其中極化平面位于入射平面內(nèi)。微粒釋放光束41然后以小于針對(duì)所關(guān)注表面21和/或薄膜的布儒斯特角的入射角度而被引導(dǎo)至待清洗表面21上。這樣，就使待清洗表面21中對(duì)微粒釋放光束41的吸收最小化，因此也使表面21及其上面的薄膜的降解盡可能減輕。
(用于釋放微粒的)激光束41可以各種方式引導(dǎo)至表面21上的預(yù)定位置，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，例如，通過(guò)移動(dòng)表面21，移動(dòng)激光源42和/或通過(guò)提供合適的激光束轉(zhuǎn)向。污染物釋放裝置40可用于執(zhí)行受污染的元件區(qū)域的完全掃掠，在這里污染是比較嚴(yán)重的，并且可連在污染物檢測(cè)器上，并且僅僅用于清洗那些已檢測(cè)到污染的位置。在后一情形下，激光觸發(fā)器可借助于合適的控制系統(tǒng)而連接在定位裝置上，以便能夠用激光僅僅清洗表面21上的那些所需位置。
如圖7-8所示，組件50可構(gòu)造成用于使得至少一個(gè)光阱15相對(duì)于待清洗表面21移動(dòng)，以便捕獲該表面21上或者其附近的微粒。在這里，污染物釋放裝置40可構(gòu)造成并設(shè)置成隨后對(duì)待清洗物體的不同部分進(jìn)行處理，以便從那些部分釋放污染物，如上所述。收集裝置10可構(gòu)造成使至少一個(gè)光阱15相對(duì)于待清洗物體移動(dòng)(如以上實(shí)施例所述)，微粒收集裝置構(gòu)造成可使至少一個(gè)光阱相對(duì)于所述表面(包括有一部分)移動(dòng)，所述這一部分是由污染物釋放裝置40處理的，并且/或者，所述微粒收集裝置的所述移動(dòng)是在所述這一部分由污染物釋放裝置40處理之后進(jìn)行的。
在圖7-8的實(shí)施例的使用過(guò)程中，污染物釋放裝置40可用于將微粒25從待清洗表面上釋放掉。例如，污染物釋放裝置40可處理一個(gè)或多個(gè)表面21，以便釋放污染物。在這里，例如，激光器42可以預(yù)定的方式或隨意的方式或不同的方式，來(lái)掃描激光束41。優(yōu)選的是，清洗裝置的微粒釋放操作是可以這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即，在釋放相應(yīng)的微粒之前，無(wú)需獲得所述微粒25的位置坐標(biāo)?；蛘撸⒘z測(cè)器(未示出)可設(shè)置成用于檢測(cè)將要從待清洗表面21上去除的微粒25，其中，清洗裝置的微粒釋放操作是使用微粒檢測(cè)器檢測(cè)到的微粒25的位置坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
在使用過(guò)程中，污染物去除裝置10產(chǎn)生至少一個(gè)光阱15，其用于收集由釋放裝置(見(jiàn)圖8)釋放的污染物。例如，在激光器42已經(jīng)處理表面部分之前、期間或之后，所述至少一個(gè)光阱15可移動(dòng)至將由污染物釋放裝置40來(lái)處理的表面部分或其附近，以便捕獲污染物微粒。
至少一個(gè)光阱的產(chǎn)生可與圖2-6所示實(shí)施例如上所述的方法相同或者相類似，其采用了一個(gè)或多個(gè)激光束12。在一個(gè)實(shí)施例中，圖7的組件50可包括僅僅一個(gè)激光源，以便提供主激光束，以及光束分束器，用于將主激光束分成一個(gè)或多個(gè)用于釋放微粒的微粒釋放光束41，以及一個(gè)或多個(gè)用于提供光阱15的收集光束12。在一個(gè)實(shí)施例中，提供了單獨(dú)的激光源，用于單獨(dú)地產(chǎn)生光束12、41。
例如，在使用過(guò)程中，光阱15可位于其中釋放裝置40的激光束41引向表面21的表面分段附近，或者距離該表面分段一段預(yù)定的距離。例如，收集裝置10所產(chǎn)生的微粒收集光束12的掃描方向SC可與微粒釋放光束41的掃描方向SCL相同(見(jiàn)圖8)，和/或微粒收集光束12可被引導(dǎo)成跟隨微粒釋放光束41。微粒收集光束12相對(duì)于微粒釋放光束41(的運(yùn)動(dòng))的運(yùn)動(dòng)也可以不同的方式來(lái)執(zhí)行，例如利用在光束運(yùn)動(dòng)、入射角或其它光束參數(shù)之間的某些(不同的)關(guān)聯(lián)性。收集光束12的操作不必與微粒釋放光束41的操作相關(guān)聯(lián)。例如，表面21或其一部分可首先由微粒釋放光束41進(jìn)行處理，以便松動(dòng)或釋放微粒25，之后，一個(gè)或多個(gè)光阱15用于收集(和去除)被松動(dòng)或釋放的微粒25。而且，如上所述，所述至少一個(gè)光阱15可沿著表面21移動(dòng)，以便捕獲可能位于表面21上或其附近的一個(gè)或多個(gè)釋放的污染物微粒，在這種情形下，在捕獲相應(yīng)的微粒之前，需要或不需要獲得獲得所述微粒25的位置坐標(biāo)。而且，在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)光阱15可沿著表面21移動(dòng)，使得所述至少一個(gè)光阱15在某一清洗周期內(nèi)基本上到達(dá)表面21的每一個(gè)部分，并且使得所述至少一個(gè)光阱可遇到可能存在于所述表面21上的一個(gè)或多個(gè)污染物微粒。而且，在本實(shí)施例中，所述至少一個(gè)光阱可從至少第一位置(例如待清洗表面21附近)移動(dòng)至第二表面(例如上述去除區(qū)域A1)，以便傳輸被光阱收集的微粒和/或?qū)⑽⒘Ｃ撾x表面21。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種器件制造方法，例如光刻方法，所述方法包括，將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上(例如見(jiàn)圖1)。所述方法還可包括，產(chǎn)生至少一個(gè)光阱15，用于以光學(xué)方式來(lái)收集微粒，例如如同或類似于如上所述或如圖1-8所示的微粒收集。例如，所述方法可包括，移動(dòng)光阱15，以便移動(dòng)光學(xué)式地收集的微粒。在另一實(shí)施例中，將被光學(xué)式地收集的微粒25可位于圖案形成裝置MA上或者其附近，和/或襯底W上或者其附近，其中，所述至少一個(gè)光阱分別在圖案形成裝置MA上或者其附近產(chǎn)生，在襯底W上或者其附近產(chǎn)生，用于收集微粒25。在另一實(shí)施例中，所述方法可包括利用投影系統(tǒng)(例如圖1所示)將圖案化的輻射光束投射在襯底上，其中，將被光學(xué)式收集的微粒可位于投影系統(tǒng)PL的至少一部分上或者其附近，并且，其中，在相應(yīng)的投影系統(tǒng)部分上或者其附近產(chǎn)生用于收集微粒的至少一個(gè)光阱15。
例如，待去除的污染可包括各種類型的污染物微粒25，其可具有各種不同的尺寸和形狀，并且可包括各種不同材料。作為一個(gè)示例，在光刻技術(shù)中，污染可包括電介質(zhì)微粒，金屬微粒，掩模上的無(wú)機(jī)污染物，襯底臺(tái)上的微粒，在曝光過(guò)程中由投影光束從襯底上濺射下來(lái)的光刻膠碎片，以及光刻裝置的可動(dòng)部件之間的機(jī)械接觸(這可能導(dǎo)致微粒從接觸面上脫離)，和/或其它污染。如上所述的清洗方法和裝置可以時(shí)間上高效的方式來(lái)合乎需要地減小污染造成的光刻誤差。
從上文中可知，如下所述，對(duì)輻射光束基本物理性能的理解的進(jìn)一步進(jìn)展已經(jīng)導(dǎo)致了有效的光學(xué)收集方法，例如基于輻射光束的Laguerre-Gauss(LG)模式的“光學(xué)鑷子”和“光學(xué)扳手”，以及所謂的Bessel射束的特有“傳播不變”的性能。多個(gè)研究組織(如上所述)已經(jīng)顯示，直徑若干微米的微粒，以及大生物分子如染色體，可在聚焦區(qū)域(光束腰部)附近被收集和被精確地操控。從上文中可知，如下所述，其它方面顯示，通過(guò)使用空間光調(diào)制器、全息光柵、具有收集所用性能的輻射光束可以被二維或三維地多路復(fù)用。從上文中可知，如下所述，例如從圖1-8中可知，光學(xué)收集技術(shù)可具有優(yōu)勢(shì)地用于除去光刻元件和系統(tǒng)中的微粒，以及/或者用于其它領(lǐng)域中。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，Bessel射束的光場(chǎng)和LG模式的OAM可用于收集微粒25。這些微粒可提供較高的微粒釋放和/或收集作用力。這些射束的高度多路復(fù)用型式可用于從每一光束腰部收集并去除多個(gè)微粒25，如同多個(gè)光學(xué)鑷子一樣。多路復(fù)用可通過(guò)全息光柵、空間光調(diào)制器，通過(guò)金屬或硅襯底上的微相位片，通過(guò)多個(gè)螺旋相位片和/或多路復(fù)用的旋轉(zhuǎn)三棱鏡來(lái)執(zhí)行，或者可以不同的方式來(lái)執(zhí)行。與OAM相關(guān)的扭矩可用于除去沉積在表面21，例如硅晶片表面、分劃板、光學(xué)元件表面上的電介質(zhì)微粒和金屬微粒。這些微粒25可通過(guò)范德華力與表面21相結(jié)合，并且可通過(guò)“光學(xué)掃描器”的動(dòng)作來(lái)去除。應(yīng)用了多路復(fù)用的一個(gè)實(shí)施例可允許除去粒度為納米級(jí)至微米級(jí)的微粒25，而無(wú)需知道微粒25的位置。隨著待清洗微粒移動(dòng)通過(guò)激光場(chǎng)，微粒就被捕獲(例如見(jiàn)圖3-8)。
例如，在光刻投影裝置的生成循環(huán)過(guò)程中，可以檢測(cè)和/或清理元件表面21上的污染。例如，當(dāng)檢測(cè)到在襯底臺(tái)的支承面上存在污染時(shí)，在卸載襯底與將另一襯底裝載到襯底臺(tái)上之間，可以使用至少一個(gè)光阱15，來(lái)對(duì)襯底臺(tái)進(jìn)行清洗。類似地，在制備元件的過(guò)程中，可以執(zhí)行對(duì)污染的清洗和/或檢測(cè)。例如，在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中，可例如在曝光位置或在對(duì)準(zhǔn)位置執(zhí)行清洗和/或檢測(cè)，這例如在預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置或單獨(dú)的對(duì)準(zhǔn)工位上進(jìn)行。
作為附加或作為備選，由光阱15本身執(zhí)行的總體超聲波攪動(dòng)或局部超聲波攪動(dòng)，可提供克服范德華-倫敦引力的手段，使得有助于由光阱15執(zhí)行的光學(xué)收集，并將微粒從表面21上去除。
本發(fā)明并不限于這樣所述的光刻技術(shù)或光刻工具?？梢岳帽景l(fā)明來(lái)對(duì)許多不同的物體和/或表面進(jìn)行清洗。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于修改工藝中，例如在用于修復(fù)或重構(gòu)光學(xué)元件如分劃板的方法中，或者用于修復(fù)襯底如半導(dǎo)體襯底的表面的方法中。
雖然在本文中具體地參考了IC制造中的光刻裝置的使用，然而應(yīng)當(dāng)理解，這里所介紹的光刻裝置還可具有其它應(yīng)用，例如集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這種替代性應(yīng)用的上下文中，用語(yǔ)“晶片”或“管芯”在這里的任何使用分別被視為與更通用的用語(yǔ)“襯底”或“目標(biāo)區(qū)域”具有相同的含義。這里所指的襯底可在曝光前或曝光后例如在軌道(一種通常在襯底上施加光刻膠層并對(duì)暴露出來(lái)的光刻膠層進(jìn)行顯影的工具)或度量和/或檢查工具中進(jìn)行加工。在適當(dāng)之處，本公開(kāi)可應(yīng)用于這些和其它襯底加工工具中。另外，襯底可被不止一次地加工，例如以形成多層IC，因此這里所用的用語(yǔ)“襯底”也可指已經(jīng)包含有多層已加工的層的襯底。
盡管在上文中已具體引用了本發(fā)明的實(shí)施例在光刻法范圍中的應(yīng)用，然而可以理解，本發(fā)明可用于其它應(yīng)用中，例如壓印光刻法，基于電子束的方法，其中該范圍并不限于光刻法。在壓印光刻法中，圖案形成裝置中的外形限定了襯底上所形成的圖案。圖案形成裝置的外形可壓在提供至襯底的一層光刻膠上，通過(guò)施加電磁輻射、熱量、壓力或它們的組合來(lái)受光刻膠固化。在光刻膠固化之后，將圖案形成裝置從光刻膠上移開(kāi)，從而在光刻膠中形成圖案。
這里所用的用語(yǔ)“輻射”和“光束”旨在包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如波長(zhǎng)為大約365，355，248，193，157或126納米)和遠(yuǎn)紫外線(EUV)輻射(例如波長(zhǎng)為5-20納米)，以及粒子束如離子束或電子束。
用語(yǔ)“透鏡”在允許之處可指多種光學(xué)部件中的任意一種或其組合，包括折射式、反射式、磁式、電磁式和靜電式光學(xué)部件。
雖然在上文中已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，然而可以理解，本發(fā)明可通過(guò)不同于上述的方式來(lái)實(shí)施。例如在適當(dāng)之處，本發(fā)明可采用含有一個(gè)或多個(gè)描述了上述方法的機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序的形式，或者存儲(chǔ)有這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)(如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤或光盤)的形式。
另外，例如，微粒的釋放可涉及部分釋放。微粒釋放可包括，弱化污染物微粒與待清洗表面之間的結(jié)合。
這些描述是示例性而非限制性的。因此，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯，在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于清洗表面的方法，所述方法包括利用污染物釋放裝置將污染物從所述表面上至少部分地釋放；以及利用污染物去除裝置來(lái)捕獲已被至少部分地釋放的所述污染物，所述污染物去除裝置產(chǎn)生至少一個(gè)用于收集已被至少部分地釋放的污染物的光阱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物釋放裝置構(gòu)造成通過(guò)對(duì)所述表面和污染物施加流體、液體、等離子體、電磁場(chǎng)、輻射束和粒子束中的至少一種來(lái)處理所述表面和污染物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物釋放裝置包括激光器，其將用于釋放微粒的輻射束引導(dǎo)至待清洗表面上，以便至少消融和/或熱脫離其上的污染物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)光阱通過(guò)光學(xué)鑷子和/或光學(xué)扳手來(lái)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述污染物去除裝置產(chǎn)生至少一個(gè)聚焦的激光輻射束，以便提供所述至少一個(gè)光阱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述污染物釋放裝置和/或所述污染物去除裝置構(gòu)造成將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到所述污染物上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述污染物釋放裝置和所述污染物去除裝置由同一清洗裝置提供，所述清洗裝置構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，以便將軌道角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到至少一個(gè)污染物上，并捕獲至少一個(gè)污染物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)光阱沿著所述表面移動(dòng)，而無(wú)需事先獲得和/或獲得所述表面上的污染物微粒的位置坐標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)光阱沿著所述表面移動(dòng)，使得所述至少一個(gè)光阱在某一清洗周期內(nèi)到達(dá)所述表面的基本上每一部分，并且使得所述至少一個(gè)光阱能遇到可能存在于所述表面上或其附近的一個(gè)或多個(gè)污染物微粒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述污染物釋放裝置對(duì)所述表面的一個(gè)或多個(gè)部分進(jìn)行處理，以便至少部分地釋放污染物，其中，所述至少一個(gè)光阱移動(dòng)至已由所述污染物釋放裝置處理過(guò)的每個(gè)表面部分上或其附近，以便捕獲所述被至少部分地釋放的污染物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)光阱從至少第一位置移動(dòng)至第二位置，以便傳輸被所述光阱收集的微粒，和/或使微粒移動(dòng)脫離所述表面。
12.一種用于清洗表面的方法，所述方法包括沿著所述表面移動(dòng)至少一個(gè)光阱，以便至少部分地釋放和/或捕獲污染物微粒，而無(wú)需知道這些微粒的位置坐標(biāo)。
13.一種器件制造方法，包括將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上；和產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，以便以光學(xué)方式來(lái)釋放、收集和/或捕獲微粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述微粒定位在所述圖案形成裝置上或其附近，并且/或者定位在所述襯底上或其附近，并且，所述至少一個(gè)光阱分別地在所述圖案形成裝置上或其附近形成并且/或者在所述襯底上或其附近形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括利用投影系統(tǒng)將圖案化的輻射束投射到所述襯底上，其中，所述微粒定位在所述投影系統(tǒng)的一部分上或其附近，并且，所述至少一個(gè)光阱在所述投影系統(tǒng)的所述部分上或其附近形成。
16.一種用于清洗光學(xué)元件的表面的方法，所述方法包括利用至少一個(gè)光阱來(lái)至少部分地釋放和/或捕獲位于所述光學(xué)元件表面上的污染物微粒。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)元件選自透鏡、反射鏡元件、分劃板、照明系統(tǒng)、調(diào)節(jié)器、積分器、聚光器、輻射集光器、箔片阱和濾光器。
18.一種用于清洗表面的組件，所述組件包括至少一個(gè)污染物釋放裝置，其構(gòu)造成且設(shè)置成將污染物從所述待清洗表面上至少部分地釋放；以及至少一個(gè)微粒收集裝置，其構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組件，其特征在于，所述收集裝置構(gòu)造成用于收集由所述釋放裝置從所述表面上至少部分地釋放的微粒。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的組件，其特征在于，所述釋放裝置構(gòu)造成用于減小或斷開(kāi)污染物微粒與所述表面之間的作用力，和/或用于利用電磁場(chǎng)和/或超聲攪動(dòng)來(lái)消融并從所述表面上熱脫離污染物。
21.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的組件，其特征在于，所述釋放裝置包括干式激光清洗裝置或濕式激光清洗裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述組件構(gòu)造成用于移動(dòng)所述至少一個(gè)光阱或所述待清洗表面，或者使這二者彼此相對(duì)地移動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述釋放裝置構(gòu)造成并設(shè)置成隨后對(duì)所述表面的各部分進(jìn)行處理，以便從所述部分上至少部分地釋放污染物，其中，所述收集裝置構(gòu)造成用于使所述至少一個(gè)光阱移動(dòng)至將由和/或已由所述釋放裝置處理的所述表面的至少一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述至少一個(gè)光阱通過(guò)光學(xué)鑷子和/或光學(xué)扳手來(lái)形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至23中任一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述收集裝置設(shè)置成用于將至少一個(gè)激光輻射束聚焦到所述待清洗表面上或其附近，以便在所述表面上或其附近提供至少一個(gè)光阱。
26.一種設(shè)置成用于將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上的光刻裝置，所述光刻裝置包括至少一個(gè)如權(quán)利要求18至25中任一項(xiàng)所述的組件。
27.一種用于對(duì)表面進(jìn)行清洗的清洗裝置，所述清洗裝置構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，并且用于使所述至少一個(gè)光阱或所述表面或者這二者彼此相對(duì)地移動(dòng)，以便至少部分地釋放和/或捕獲一個(gè)或多個(gè)存在于所述表面上的污染物，而無(wú)需在釋放和/或捕獲微粒之前事先獲得和/或獲得這些微粒的位置坐標(biāo)。
28.一種用于清洗表面的清洗裝置，所述清洗裝置構(gòu)造成用于產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，并且用于使所述至少一個(gè)光阱沿著所述表面移動(dòng)，使得所述至少一個(gè)光阱在某一清洗周期內(nèi)到達(dá)所述表面的基本上每一部分，并且使得所述至少一個(gè)光阱可遇到存在于所述表面上的一個(gè)或多個(gè)污染物微粒。
29.一種組件，包括至少一個(gè)光學(xué)元件，以及構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱的微粒收集裝置，所述組件構(gòu)造成使得所述微粒收集裝置可利用所述光阱來(lái)清洗所述光學(xué)元件的至少一部分。
30.一種光刻裝置，其設(shè)置成用于將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到襯底上，所述光刻裝置包括至少一個(gè)光阱發(fā)生器，所述至少一個(gè)光阱發(fā)生器構(gòu)造成可產(chǎn)生至少一個(gè)光阱，以用于釋放和/或捕獲所述光刻裝置中的微粒。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于清洗表面的方法。所述方法包括，利用污染物釋放裝置將污染物從待清洗表面上至少部分地釋放，以及利用污染物去除裝置來(lái)捕獲已被至少部分地釋放的污染物，所述污染物去除裝置產(chǎn)生至少一個(gè)用于收集已被至少部分地釋放的污染物的光阱。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了器件制造方法、用于清洗光學(xué)元件表面的方法、清洗組件、清洗裝置以及光刻裝置。
文檔編號(hào)H01L21/027GK101063830SQ200710102969
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
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