微影术系统及其使用方法技术领域
本发明涉及一种微影术系统及其使用方法，且特别涉及一种具有干净遮罩
的微影术系统及其使用方法。
背景技术
半导体集成电路(integrated circuit；IC)工业已经历指数增长。IC材
料及设计的技术进步已产生数代IC，其中每一代均具有与前一代相比更小且
更复杂的电路。在IC演进过程中，在几何尺寸(亦即，可使用制造工艺产生
的最小元件或接线)已减小的同时，功能密度(亦即，每芯片面积的互连元件
数目)已总体上增加，。此按比例缩小过程通常藉由增加生产效率及降低相关
成本来提供益处。此按比例缩小亦已增加IC处理及制造的复杂性，并且为实
现这些进展，在IC处理及制造中需要类似发展。在与微影术图案化相关联的
一个实例中，用于微影术工艺的掩膜(或遮罩)上面界定有电路图案，且此电
路图案将被转印至晶圆上。在高级微影术技术中，紫外线(extreme
ultraviolet；EUV)微影术工艺是用反射遮罩来实施。EUV遮罩尽可能地保持
清洁且无缺陷是很重要的。
发明内容
根据一个实例，微影术系统包括负载锁定腔室，此负载锁定腔室包括配置
用以接收遮罩的开口；配置用以经由使用遮罩使半导体晶圆曝光至光源的曝光
模块；及嵌入在微影术工具内的清洗模块，此清洗模块配置用以自遮罩清洗碳
粒子。
根据一个实例，微影术系统包括开口；用以使晶圆曝光至光源的曝光模块；
用以在开口与曝光模块之间移动遮罩的机器人机构；清洗模块；及控制系统，
其包括处理器及记忆体，此记忆体包括机器可读指令，这些机器可读指令当由
处理器执行以导致机器人机构经由开口接收遮罩时，将使得机器人机构将遮罩
置放在清洗模块中，且使得清洗模块清洗遮罩。
根据一个实例，一种微影术的方法包括将遮罩加载至微影术工具中，当遮
罩在微影术工具中时，使遮罩处于真空环境内；当遮罩在微影术工具中时使用
氢自遮罩的表面移除碳粒子；及在将遮罩保持在真空环境中时，将遮罩转移至
曝光模块以使用遮罩实施微影术曝光工艺。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的
限定。
附图说明
当结合随附的附图阅读时，自以下详细描述将很好地理解本发明的态样。
应注意，根据工业中的标准惯例，各特征结构并非按比例绘制。事实上，出于
论述清晰的目的，可任意增加或减小各特征结构的尺寸。
图1A为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示在遮罩表面上的示意性
碳积聚物的附图；
图1B为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示用以自遮罩移除碳积聚
物的示意性清洗工艺的附图；
图2A为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示具有整合清洗模块的示
意性微影术工具的附图；
图2B为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示具有整合至遮罩负载锁
定腔室中的清洗模块的示意性微影术工具的附图；
图2C为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示具有整合清洗模块的微
影术工具的各种特征的附图；
图3为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示示意性曝光模块的附图；
图4A为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示使用氢自由基的示意性
清洗模块的附图；
图4B为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示使用氢等离子体的示意
性清洗模块的附图；
图4C为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示包括超音波产生器的示
意性清洗模块的附图；
图4D为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示包括激光清洗系统的示
意性清洗模块的附图；
图4E为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示包括紫外线臭氧清洗系
统的示意性清洗模块的附图；
图4F为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示包括电子束清洗系统的
示意性清洗模块的附图；
图5为根据本文所描述的原理的一个实例，绘示示意性方法的流程图，此
示意性方法用于使用具有整合清洗模块的微影术工具。
其中，附图标记
100 遮罩
101 基板
102 反射多层
104 覆盖层
106 图案化层/曝光图案/遮罩/反射多层
108 碳积聚物
110 氢
112 氢
114 甲烷气体(CH4)
200 微影化工具
202 遮罩
204 开口
205 外部门
206 遮罩负载锁定腔室
207 内部门
208 清洗模块
209 泵
210 遮罩路径
212 曝光腔室/曝光工具/曝光模块
214 晶圆
216 开口
218 晶圆负载锁定腔室
220 清洗模块
224 遮罩库
226 遮罩检查模块
228 控制系统
230 处理器
232 记忆体
302 辐射源
304 照射器模块
306 投影模块
308 遮罩台
310 晶圆台
400 清洗模块
401 清洗模块腔室
402 遮罩台
404 氢气源
408 氢气
410 氢自由基
412 氢等离子体
414 等离子体源/导电部件
416 超音波产生器
420 清洗模块
430 清洗模块
440 清洗模块
441 激光分解清洗系统
442 激光源
444 激光束
446 碳粒子
450 清洗模块
451 紫外线臭氧清洗系统
452 紫外线光源
453 紫外线光
454 臭氧源
455 臭氧
456 二氧化碳
458 水
460 清洗模块
461 电子激发脱附清洗系统
462 电子束源
464 电子束
466 碳粒子
500 方法
502 步骤
504 步骤
506 步骤
508 步骤
510 步骤
具体实施方式
以下揭示内容提供许多不同实施例或实例，以用于实施所提供标的的不同
特征结构。下文描述元件及排列的特定实例以简化本发明。当然，这些实例仅
为示例且并不意欲为限制性。举例而言，以下描述中在第二特征结构上方或第
二特征结构上形成第一特征结构可包括以直接接触形成第一特征结构及第二
特征结构的实施例，且亦可包括可在第一特征结构与第二特征结构之间形成额
外特征结构以使得第一特征结构及第二特征结构可不直接接触的实施例。另
外，本发明可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简明性及
清晰的目的，且本身并不指示所论述的各实施例及/或配置之间的关系。
进一步地，为了便于描述，本文可使用空间相对性术语(诸如「之下」、
「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及类似者)来描述附图中所说明的
一个部件或特征结构与另一部件(或多个部件)或特征结构(或多个特征结构)
的关系。除了诸图所描绘的定向外，空间相对性术语意欲包括在使用或操作中
的装置的不同定向。设备可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)且
因此可同样地解读本文所使用的空间相对性描述词。
如上文所描述，EUV遮罩尽可能地保持清洁且无缺陷很很重要的。已发
现当EUV遮罩曝露于大气时，碳积聚物薄层在遮罩表面上积聚。此碳积聚物
层通常小于5纳米厚。此层系由大气内的CO2气体的碳积聚。碳积聚物与在
遮罩使用期间积聚的粒子系属不同的问题。
就典型微影术工具而言，插入遮罩至负载锁定腔室中。随后自负载锁定腔
室泵送出空气以使得遮罩处于真空中。随后可将遮罩移动至曝光腔室中，其中
此遮罩用于在半导体晶圆上形成图案。随后使一系列晶圆穿过曝光腔室以使得
遮罩的图案转印至晶圆。上文所描述的薄碳积聚物在EUV曝光工艺期间会自
然地移除。此系归因于存在于曝光腔室内的氢。此氢与碳反应以移除碳积聚物。
然而，第一对晶圆在碳积聚物未完全移除的情况下曝光，因此第一对晶圆受到
不利影响。本发明的实验发现现有的清洗遮罩的方法并不有效。其他实验鉴别
出，当清洗遮罩自清洗模块转移至大气环境且随后转移至微影术工具时，其再
次受到污染。
根据本发明所描述的原理，清洗模块经整合至微影术工具中。将在下文中
更详细地描述的清洗模块经整合在微影术工具内以使得在将遮罩置放在真空
环境内之后的某一时刻，对遮罩进行清洗以移除碳积聚物且将其转移至曝光模
块以进行微影术曝光。特别的是，遮罩在微影术工具内于真空条件下经清洗、
维护且经转移以进行微影术曝光。在一个实例中，清洗模块经整合至负载锁定
腔室中。在一个实例中，清洗模块经整合至负载锁定腔室与曝光模块之间的分
离腔室中。亦考虑将清洗模块置放于微影术工具内的其他位置。经由使用此清
洗模块，在第一晶圆曝光之前经移除薄碳积聚物。因此，第一对晶圆未受到不
利影响。
图1A绘示遮罩100的表面上的示意性碳积聚物108的附图。根据本实例，
遮罩100包括基板101、反射多层102、覆盖层104及图案化层106。
在一个实例中，遮罩100为EUV遮罩。EUV微影术利用反射遮罩而非透
射遮罩。EUV微影术利用在紫外线(EUV)区域中发光的扫描仪，此光为具有紫
外线波长(诸如10nm至15nm)之光。在一个实例中，EUV源产生波长为约
13.6nm的EUV。类似于一些光学扫描仪，一些EUV扫描仪提供4倍缩率的
投影曝印(projection printing)，区别在于：EUV扫描仪使用反射光学元件而非
折射光学元件，即反射镜代替透镜；在真空环境中工作；及一些其他差异。EUV
扫描仪提供在形成于反射遮罩上的吸收层(「EUV」遮罩吸收体)上所需的图
案。在EUV范围内，所有材料均为高吸收性的。因此，使用反射光学元件而
非折射光学元件。
基板101系由适宜材料制成，诸如低热膨胀材料(Low Thermal Expansion
Material；LTEM)或融熔石英。在各种实例中，LTEM包括掺杂TiO2的SiO2，
或其他具有低热膨胀的适宜材料。在一些实例中，另外将导电层置放于LTEM
基板101的背侧下方以用于静电吸附(electrostatic chucking)目的。在一个实例
中，导电层包括氮化铬(CrN)，但是其他适宜的组成物亦为可能的。
遮罩100亦包括置放在基板101上的反射多层102。反射多层102包括复
数个膜对，诸如钼-硅(Mo/Si)膜对(例如，在各个膜对中钼层在硅层上方或下
方)。或者，反射多层102可包括钼-铍(Mo/Be)膜对，或可配置用以高度反射
EUV光的其他适宜材料。选择具适当性质的反射多层102以提供针对特定电
磁辐射类型/波长的高反射率。特定言之，为达成EUV微影术的目的，设计反
射多层102以反射EUV范围内的光。反射多层102的各层厚度视EUV波长及
入射角而定。特别的是，调节反射多层102的厚度(及膜对的厚度)以在各介
面处绕射的EUV光达到最大相长干扰及最小EUV光吸收。
在一些实施例中，遮罩100进一步包括在反射多层102上的覆盖层104。
覆盖层104经设计以对EUV光透明且保护反射多层102免遭损伤及/或氧化。
在一个实例中，覆盖层104系由钌制成。覆盖层104可形成为晶体结构。覆盖
层的厚度可在约2纳米至7纳米范围内。
遮罩100亦包括图案化层106。图案化层106用于在遮罩上形成所需曝光
图案106。图案化层106可以多种方式达到此目的。在一个实施例中，图案化
层106为吸收材料。在另一实施例中，图案化层106为相移材料，其类似于反
射多层102的材料。
在图案化层106为吸收材料的情况下，EUV遮罩100可被称为二元式明
暗度掩膜(Binary Intensity Mask；BIM)。就BIM而言，在图案化层106已经图
案化之后的剩余部分为吸光或不透明的区域。在不透明区域中，存在吸收体，
且入射光几乎完全由吸收体吸收。在反射区域中，移除吸收体，且入射光系藉
由底层反射多层102反射。在一些实例中，吸收材料为铬或其他适宜的吸收材
料。
在图案化层106为第二反射多层的情况下，EUV遮罩可被称为相移遮罩
(Phase Shifting Mask；PSM)。就PSM而言，图案化层106为经集成电路设计图
案化的第二反射层。第二反射层经设计以导致自反射多层106反射的光与自反
射多层102反射的光之间的相位差(诸如180度相位差)。相移遮罩可为交替
式相移遮罩或衰减式相移遮罩。在一些实例中，第二反射多层可类似于第一反
射多层，诸如交替式Mo/Si膜。
如上文所描述，当遮罩100曝露于大气时，薄碳积聚物108在遮罩100
的表面上扩展。举例而言，遮罩100在其使用时间之间可储存数天。在储存时，
曝露于大气导致碳形成。薄碳积聚物108将对遮罩100的反射性质造成不利的
影响。
图1B绘示用以自遮罩移除碳的示意性清洗工艺的附图。当曝露于氢110
时，碳积聚物108藉由化学反应而移除。特定言之，氢112与碳积聚物108相
互作用以形成甲烷气体CH4114。如上所述，尽管此移除工艺在曝光工艺期间
自然地发生，但其在曝光工艺的前发生将更为理想。在一些实施例中，氢包括
氢自由基。在一些实施例中，氢包括氢等离子体。在一些其他实施例中，具有
氢自由基或氢等离子体的氢藉由超音波经进一步搅动以在氢中产生波以获得
增强的清洗效应。
图2A绘示具有整合清洗模块208的示意性微影术工具200的附图。根据
本实例，微影术工具200包括遮罩负载锁定腔室206、晶圆负载锁定腔室218、
曝光模块212及遮罩路径210。
遮罩负载锁定腔室206包括外部门205及内部门207。为将遮罩202插入
至遮罩负载锁定腔室206中，关闭内部门207以将遮罩负载锁定腔室206与微
影术工具200的其他元件隔离开来。由于微影术工具200的其他元件处于真空
中，因此当打开外部门205以插入遮罩202时，能不使这些元件曝露于大气。
经由对应于外部门205的开口204将遮罩202插入至微影术工具200中。遮罩
202可藉由配置在微影术工具200的遮罩负载锁定腔室206中的机器人机构
(未标示)插入。在将遮罩202插入遮罩负载锁定腔室206内之后，关闭外部
门205。随后经由泵209自遮罩负载锁定腔室206泵送出空气。在遮罩202处
于真空环境中之后，可打开内部门207，且可沿着遮罩路径210移动遮罩202
至曝光腔室212或微影术工具200内的任何其他腔室。
内部机器人搬运系统(与自开口204接收遮罩202相同的系统或不同的系
统)包括多种用以移动遮罩通过微影术工具的自动系统。举例而言，机器人搬
运系统可具有机器人控制臂以抓取遮罩且将遮罩自一个模块移动至另一模块。
机器人搬运系统可包括各种电动齿轮来移动机器人臂。机器人搬运机构亦可包
括可移动轨道，可将遮罩置放在此轨道上以在模块之间移动遮罩。机器人搬运
机构可遍及微影术工具200的内部包括多个机器人臂。机器人臂可配置用以将
遮罩置放在各种模块内的遮罩台上的精确位置。
遮罩路径210是指在微影术工具200内，移动遮罩的任何路径。通常，是
指将遮罩202自遮罩负载锁定腔室206移动至曝光工具212的路径。然而，根
据本文所描述的原理，首先将遮罩202沿着遮罩路径210移动至清洗模块208。
清洗模块208将在下文中更详细地描述。在此实例中，清洗模块208定位在经
设计以特定地容纳清洗模块208的元件的分离腔室内。在清洗工艺之后，可将
遮罩202移动至曝光模块212。
微影术工具200亦包括晶圆负载锁定腔室218以经由开口216接收一批或
更多批晶圆214。在一些实例中，晶圆214是藉由机器人搬运系统经发送至微
影术工具200。晶圆214可容纳在晶圆箱内，诸如前开式标准晶圆盒(Front
Opening Universal Pod；FOUP)。一旦晶圆位于晶圆负载锁定腔室内，将晶圆214
一一穿过微影术工具200，使曝光模块212将其图案化。
图2B绘示在遮罩负载锁定腔室206中嵌入有清洗模块220的示意性微影
术工具200的附图。因此，在关闭外部门205且遮罩负载锁定腔室206的内部
变为真空环境之后，可在遮罩202离开遮罩锁定腔室206且进一步转移至微影
术工具200的其他模块(诸如库或曝光腔室212)之前清洗遮罩202。泵209
可随后用于移除由于清洗工艺而产生的氢气及甲烷气体。
图2C绘示具有嵌入清洗模块的微影术工具的各种特征结构的附图。根据
本实例，微影术工具200亦包括控制系统228、遮罩库224及遮罩检查模块226。
微影术工具200亦包括嵌入清洗模块208。
遮罩库224用于储存一个遮罩或复数个遮罩。在一个实例中，在藉由清洗
模块208清洗遮罩之前将遮罩置放至遮罩库224中。因此，当需要任何遮罩时，
可藉由机器人搬运机构将其自遮罩库224转移至曝光模块212。
遮罩检查模块226用于检查遮罩。举例而言，在清洗遮罩202之后，可在
将其放置于遮罩库224或曝光腔室212中之前对其进行检查。在一些情况下，
当在曝光模块212内使用一定时间段之后，可对遮罩202进行检查。遮罩202
的正常使用可导致遮罩上的粒子积聚物，其与上文所描述的碳积聚物(例如，
第1图中的108)为不同的问题。可使用其他技术(诸如另一嵌入清洗模块)
及另一机构移除粒子积聚物。
控制系统228包括处理器230及记忆体232。记忆体232可包括机器可读
指令，当这些指令由处理器230执行时，将导致控制系统228控制微影术工具
200的各种态样。举例而言，控制系统228可控制机器人搬运机构移动遮罩及
晶圆穿过微影术工具200。控制系统228亦可控制个别模块。例如，在使机器
人搬运机构将遮罩移动至清洗模块208中之后，控制系统228可启动清洗模块
208。更特别的是，控制系统228可控制清洗模块208内的各种条件，其将在
下文中更详细论述的。
图3绘示示意性曝光模块212的附图。根据本实例，曝光模块212包括辐
射源302、照明器模块304及投影模块306。照明器模块304将来自辐射源的
光导引到置放在曝光模块212内的遮罩202处。投影模块306将藉由遮罩202
反射的光导引至晶圆214。曝光模块212进一步包括遮罩台以将遮罩及晶圆台
紧固在一起，以便于紧固晶圆。
曝光模块212亦可一般化地称为扫描仪，可操作此曝光模块212以利用特
征辐射源302来进行微影术曝光工艺。在所说明的实例中，曝光模块212为
EUV曝光模块212。设计EUV曝光模块212以使用EUV辐射将工件(在此
情况下为晶圆214)曝光。在一些实例中，曝光模块212包括辐射源302，此
辐射源302产生波长集中于约13.5nm处的EUV辐射。在一个此类实例中，
辐射源302利用激光产生的等离子体(laser-produced plasma；LPP)以藉由使用
激光将介质如锡微滴加热成高温等离子体来产生EUV辐射。
照明器模块304使由辐射源302产生的辐射聚焦及成形。照明器模块304
可能包括折射光学元件，包括单体透镜及/或阵列透镜(例如，波带板)，且可
包括反射光学元件，包括单体反射镜及/或反射镜阵列。在一些实例中，照明
器模块304包括几十个或甚至几百个透镜及/或反射镜。排列及对准光学元件
以将由辐射源302发射的辐射投影到保持在遮罩台308中的遮罩202上。照明
器模块304的光学元件亦可沿着光路，使的辐射成形以便在遮罩202上产生特
定的照明图案。
遮罩202包括多个反射区域及吸收区域。在经吸收或从遮罩202反射开之
后，导引辐射穿过投影模块306，此投影模块306亦称为投影光学箱(projection
optics box；POB)。类似于照明器模块304，投影模块306可包括折射光学元件，
包括单体透镜及/或阵列透镜(例如，波带板)，且可包括反射光学元件，包括
单体反射镜及/或反射镜阵列。排列及对准投影模块306的光学元件以导引辐
射透射穿过遮罩106或从遮罩106反射开，并将辐射投影在工件(诸如晶圆
214，其紧固至晶圆台310)上。除了导引辐射，投影模块306的光学元件亦
可放大、缩小、聚焦及/或以其他方式沿着光路使的辐射成形。
由遮罩202反射的辐射用于使晶圆214曝光以实现微影术目的。由投影模
块306投影在晶圆上的辐射导致工件的感光元件变化。在一常见实例中，晶圆
214包括感光阻剂层。感光阻剂层曝露于辐射的部分经历化学转换，从而使其
或多或少对显影工艺敏感。在一个实例中，在曝光之后，感光阻剂层经历曝光
后烘烤、显影、洗涤及干燥以便移除部分的感光阻剂层且使剩余部分硬化。对
晶圆214进行的后续处理步骤可使用图案化阻剂以选择性地处理部分晶圆
214，诸如使用图案化阻剂作为蚀刻遮罩进行蚀刻，或使用图案化阻剂作为植
入遮罩进行离子植入。
图4A绘示使用氢自由基410的示意性清洗模块400的附图。根据本实例，
清洗模块400包括腔室401。在腔室401内有氢气源404、加热部件406及遮
罩台402。遮罩202可藉由机器人搬运机构(未标示)置放在遮罩台403内。
氢气源404是配置用以导引H2(氢气)通过加热部件406并到达遮罩202
上方。在一个实例中，以大于2000标准立方厘米/分钟(standard cubic centimeters
per minute；sccm)的流动速率提供氢气408。亦考虑其他流动速率。
在一个实例中，加热加热部件406至大于1900℃的温度。在一个实例中，
加热部件406为灯丝。当氢气408从加热的加热部件604上经过时，氢气可产
生氢自由基410。氢自由基为不带电的单独的氢原子。氢自由基与碳积聚物(例
如，图1中的108)反应形成甲烷气体，并自遮罩202上移除碳。清洗模块400
亦可包括泵(未标示)以自清洗模块腔室401移除甲烷气体及未使用的氢气。
图4B绘示示意性清洗模块420的附图，此示意性清洗模块420使用等离
子体气体，诸如氢等离子体。根据本实例，清洗模块420包括腔室401。在腔
室401内有气源404、等离子体源414及遮罩台402。
等离子体源414包括导电部件。在所说明的实例中，导电部件为电容性部
件。然而，在一些实例中，导电部件414为电感部件。在一个实例中，将交流
电(Alternating Current；AC)信号施加至导电部件414。AC信号可具有在1千伏
至30千伏范围内的电压。AC信号可具有在约1千赫至40千赫范围内的频率。
在本实例中，使用氢气。当氢气408经过导电部件上方时，将产生氢等离
子体412。氢等离子体412包括带正电的氢原子(H+)。等离子体源414导致电
子自氢原子移除，因此留下带正电的原子。氢等离子体412与碳积聚物(例如，
图1中的108)反应以产生甲烷气体且移除碳积聚物。
可使用其他类型的气体替代氢气。例如，诸如氧气(O2)的惰性气体、呈气
态的水(H2O)或氮气(N2)。在一些实例中，可使用惰性气体。此类惰性气体可
包括但不限于氦气(He)及氩气(Ar)。在一些实例中，可使用卤素气体。此类卤
素气体可包括但不限于氟气(F2)及氯气(Cl2)。可使此类气体经过等离子体源414
以产生相对应的等离子体气体，以与碳积聚物108反应并移除碳。可以针对特
定气体，调整施加至等离子体源414的信号的频率及电压位准，进而产生此气
体的等离子体。
在一些实例中，可将气体加热且使其经过遮罩以清洗碳积聚物。例如，可
将气体加热至约350℉至900℉的范围内的温度。加热的气体可为适宜于自遮
罩清洗碳积聚物108的任何类型的气体。
图4C绘示包括超音波产生器416的示意性清洗模块430的附图。超音波
产生器416在导引到遮罩处的氢气408内产生波。超音波产生器416可产生频
率为20千赫或更高的波。超音波可改良清洗模块430的效率。超音波产生器
416亦可用于图4A的使用氢自由基的清洗模块。在一些实施例中，超音波产
生器416配置用以在氢等离子体或氢自由基内产生波。
可藉由控制系统，控制清洗模块400、420、430(例如，图2C中的228)，
以于设定时段内向遮罩施加清洗处理。例如，可在约2分钟至3分钟的范围内
施加清洗处理。亦可考虑其他清洗处理时间。清洗模块400、420、430可以上
文所述的任何实例的方式实施。例如，清洗模块400、420、430中的任何者均
可整合至负载锁定腔室(例如，图2A中的206)中，或作为微影术工具内的
分离腔室的一部分。
图4D绘示包括激光分解清洗系统441的示意性清洗模块440的附图。根
据本实例，激光分解清洗系统441包括激光源442，此激光源442是配置用以
在遮罩表面处产生及/或导引激光束444以移除碳积聚物108。藉由在遮罩处导
引一具有特定参数的激光束，碳积聚物可分解成碳粒子446且自清洗模块440
送出。激光束444可配置用以扫描遮罩的表面。在一些实例中，激光源可同时
产生多个激光束。
在一个实例中，激光源442可产生平均输出功率在约1瓦特至20瓦特范
围内的激光。激光可具有在约1毫焦耳至10毫焦耳范围内的脉冲能量。激光
可具有约100千瓦的峰值功率。激光可具有约100奈秒的脉冲持续时间。激光
可具有在约1千赫至5千赫范围内的重复速率。激光可具有约20毫米/秒的线
性扫描速度。激光可具有在约0.1毫米至0.5毫米范围内的光斑直径。亦考虑
将其他能充分分解碳积聚物108的参数范围。
图4E绘示包括紫外线臭氧清洗系统451的示意性清洗模块450的附图。
根据本实例，紫外线臭氧清洗系统451包括紫外线(UV)光源452及臭氧(O3)
源454。UV光源452能产生特定波长的UV光453，使得臭氧455中的键断
裂。分解出的氧原子可随后与遮罩表面上的碳键结以产生二氧化碳(CO2)456。
可用泵送机构将二氧化碳自清洗模块移除。在一些情况下，若遮罩的碳积聚物
108内存在氢，则此氢在与氧原子反应后将以水(H2O)458的形式移除。
可调整UV光源452，产生具有能使某些类型的化学键断裂的波长的光
453。例如，为使臭氧455的化学键断裂，UV光源452可产生波长为约253.7
纳米的光。在一些情况下，臭氧源454可提供氧(O2)以及臭氧455。UV光
源452亦可产生波长为约184.7纳米的光453，此波长使得将来自氧(O2)原
子的键结断裂。
图4F绘示包括电子激发脱附清洗系统461的示意性清洗模块的附图。根
据本实例，电子激发脱附清洗系统461包括产生电子束464的电子束源462。
导引电子束464经导引至遮罩上。电子束464可经由称为电子激发脱附的工艺
自遮罩移除碳粒子466。可将电子束464扫描过遮罩的表面各处以移除碳积聚
物108。
电子激发脱附是由位于真空中的表面上方的电子束所产生的结果。当遮罩
在正常大气压力下曝露于大气时，各种分子可微弱地键结至遮罩的表面。此大
气分子的弱键结称为吸附。分子可形成密度为约1015个原子/平方厘米的单层。
在一些情况下，视分子的键结能力而定，多个分子单层可形成于遮罩的表面上。
当电子束464入射在遮罩的表面上时，可提供足够能量以断开将分子单层固定
在适当位置的键。经移除的分子可随后经由用于在清洗模块460内产生真空的
泵系统移除。由于这些分子经由泵排出，因此存在极少的分子可再次吸附。在
一些情况下，可提供不断增加的电子以维持恒定脱附。
在一些情况下，清洗模块中可形成有如图4A至图4F中所描述的多个清
洗系统。例如，清洗模块可利用氢自由基、等离子体气体、激光分解、紫外线
臭氧及电子激发脱附的任何组合。与各别清洗系统相关联的各种清洗工艺可同
时或依序进行。
图5绘示示意性方法500的流程图，此示意性方法使用具有整合清洗模块
的微影术工具。根据本实例，方法500包括步骤502，此步骤502用于将遮罩
插入至遮罩负载锁定腔室的开口中。此可藉由机器人搬运机构来完成。
方法500进一步包括步骤504，其用于在遮罩负载锁定腔室内建立真空。
特定言之，在遮罩完全位于负载锁定腔室内之后，关闭在负载锁定腔室与微影
术工具外部环境之间的门。随后，将空气自负载锁定腔室泵排出。
方法500可进一步包括步骤506，此步骤506用于将遮罩移动至清洗腔室。
遮罩可藉由机器人搬运机构移动。在此过程期间，遮罩停留在真空环境中。
方法500进一步包括步骤508，此步骤508用于清洗遮罩以移除碳积聚物。
此可藉由使用氢自由基、氢等离子体或两者的组合来完成。清洗工艺可能持续
一段时间段。在一个实例中，施加清洗工艺2.5分钟。
方法500进一步包括步骤510，此步骤510系将遮罩移动至曝光模块中。
可藉由机器人搬运机构来完成。在此步骤期间，遮罩停留在真空环境内。因此，
未出现额外碳积聚物。遮罩因此可准备好用于进行置放在曝光模块内的第一晶
圆的第一曝光工艺。在一些实例中，可在清洗之后将遮罩移动至遮罩库。当遮
罩准备好可供使用时，其可随后自遮罩库移动至曝光工具。由于遮罩库亦为真
空环境，因此当遮罩位于库中时，遮罩上未出现碳积聚物。因此，在将遮罩自
遮罩库移动至曝光模块之后，遮罩可准备以供使用。
根据一个实例，微影术系统包括负载锁定腔室，此负载锁定腔室包括配置
用以接收遮罩的开口；配置用以经由使用遮罩使半导体晶圆曝光至光源的曝光
模块；及嵌入在微影术工具内的清洗模块，此清洗模块配置用以自遮罩清洗碳
粒子。
根据一个实例，微影术系统包括开口；用以使晶圆曝光至光源的曝光模块；
用以在开口与曝光模块之间移动遮罩的机器人机构；清洗模块；及控制系统，
其包括处理器及记忆体，此记忆体包括机器可读指令，这些机器可读指令当由
处理器执行以导致机器人机构经由开口接收遮罩时，将使得机器人机构将遮罩
置放在清洗模块中，且使得清洗模块清洗遮罩。
根据一个实例，一种微影术的方法包括将遮罩加载至微影术工具中，当遮
罩在微影术工具中时，使遮罩处于真空环境内；当遮罩在微影术工具中时使用
氢自遮罩的表面移除碳粒子；及在将遮罩保持在真空环境中时，将遮罩转移至
曝光模块以使用遮罩实施微影术曝光工艺。
上文概述若干实施例的特征，使得熟习此项技术者可更好地理解本发明的
态样。熟习此项技术者应了解，可轻易使用本发明作为设计或修改其他工艺及
结构的基础，以便实施本文所介绍的实施例的相同目的及/或实现相同优势。
熟习此项技术者亦应认识到，此类等效结构并未脱离本发明的精神及范畴，且
可在不脱离本发明的精神及范畴的情况下做出对本发明的各种变化、替代及更
改。