KR102373962B1 - 가스 관리 시스템 - Google Patents

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구티에레즈 이저 로만
월터 데일 길스피
에드워드 쓰치 뤄
디네쉬 아디나쓰 카나웨이드
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사이머 엘엘씨
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Abstract

가스 챔버 공급 시스템은 가스 챔버에 유체적으로 연결되도록 그리고 가스 혼합물을 가스 챔버에 공급하도록 구성된 가스 소스를 포함하며, 가스 소스는 복수의 가스 성분을 포함하고 할로겐이 없는 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부; 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함한다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한, 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분들 간의 상대적인 농도가 허용 가능한 범위 내에 있는지를 결정하도록; 및 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 상기 결정을 기반으로 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.

Description

가스 관리 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 2월 15일에 출원된 미국 가특허출원 제62/630,932호의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 원용되어 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 가스 관리 시스템에 관한 것이다. 가스 관리 시스템은 가스 리사이클 시스템일 수 있거나, 가스 리사이클 시스템을 포함할 수 있다. 가스 관리 시스템은, 예를 들어 심자외선(DUV) 소스와 함께 사용될 수 있다.
포토리소그래피는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 반도체 회로가 패터닝되는 공정이다. 포토리소그래피 광학 소스는 웨이퍼 상의 포토레지스트를 노광시키기 위해 사용되는 심자외(DUV)선을 제공한다. 포토리소그래피에 사용되는 가스 방출 광원의 하나의 유형은 엑시머 광원 또는 레이저로 알려져 있다. 엑시머 광원은 전형적으로 아르곤, 크립톤 또는 크세논과 같은 하나 이상의 불활성 가스와 불소 또는 염소와 같은 반응성 물질의 조합인 가스 혼합물을 사용한다. 엑시머 광원은 전기 자극 (공급된 에너지)와 (기체 혼합물의) 높은 압력의 적절한 조건 하에서 엑시머(excimer)라 불리는 의사 분자가 생성되며 이는 에너지 공급 상태에서만 존재하고 자외선 범위 내의 증폭된 광을 발생시킨다는 사실로부터 그 명칭이 유래한다. 엑시머 광원은 심자외(DUV) 범위의 파장을 갖는 광 빔을 생성하며 이 광 빔은 포토리소그래피 장치에서 반도체 기판 (또는 웨이퍼)을 패터닝하는데 사용된다. 엑시머 광원은 단일 가스 방전 챔버 또는 복수의 가스 방전 챔버를 사용하여 구축될 수 있다. 가스 방전 챔버 내의 가스 혼합물은 가스 방전 챔버 또는 챔버로부터 배기될 수 있다.
한 전반적인 양태에서, 가스 리사이클 시스템은 의도된 가스 성분과 불순물 가스 성분을 포함하는 배기가스 혼합물을 엑시머 레이저로부터 받아들이도록 구성되며, 배기가스 혼합물을 기반으로 정제된 가스 혼합물을 형성하기 위해 불순물 가스 성분 중 적어도 하나의 양을 감소시키도록 구성된 가스 정제기 시스템; 정제된 가스 혼합물의 적어도 일부분을 받아들이도록 그리고 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 의도된 가스 성분의 양 및 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불순물 가스 성분의 양을 측정하도록 구성된 측정 시스템을 포함하는 가스 분석 시스템; 정제된 가스 혼합물을 기반으로, 리사이클된 가스 혼합물을 준비하는 가스 블렌딩 시스템; 및 가스 분석 시스템과 가스 블렌딩 시스템에 연결된 제어 시스템을 포함하며, 제어 시스템은 적어도 하나의 의도된 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값의 제1 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록; 적어도 하나의 불순물 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값의 제2 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록; 적어도 하나의 의도된 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값의 제1 범위 내에 있지 않으면, 가스 블렌딩 시스템으로 하여금 부가적인 가스 성분을 정제된 가스 혼합물에 추가하도록 하여 리사이클된 가스 혼합물을 준비하도록; 그리고 적어도 하나의 불순물 가스의 측정량이 허용 가능한 값의 제2 범위 내에 있지 않으면, 오차 신호를 발생시키도록 구성되어 있다.
구현예는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 불순물 가스 성분은 물(H2O), 이산화탄소(CO2), 테트라플루오로메탄(CF4) 및/또는 삼플루오르화 질소(NF3)를 포함할 수 있다. 의도된 가스 성분은 적어도 2가지 불활성 가스를 포함할 수 있으며, 불순물 가스 성분은 불활성 가스가 아닌 임의의 가스를 포함할 수 있다.
제어 시스템은, 사전 준비된 가스 혼합물에 그리고 리사이클된 가스 혼합물에 연결된 유체 제어 스위치에 제공될 때 유체 제어 스위치가 사전 준비된 가스 혼합물을 레이저에 공급하게 하고 리사이클된 가스 혼합물을 레이저에 공급하지 않게 하는 명령 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
불순물 가스 성분들의 각각은 허용 가능한 값의 개개의 범위와 관련될 수 있으며, 제어 시스템은 각 불순물 가스 성분의 측정량이 해당 불순물 가스 성분에 대한 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
측정 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계일 수 있다.
제어 시스템은 불활성 가스를 정제된 가스 혼합물에 추가하도록 구성될 수 있다. 정제된 가스 혼합물은, 제어 시스템이 가스 블렌딩 시스템으로 하여금 불활성 가스를 정제된 가스 혼합물에 추가하게 하기 전에, 적어도 일부의 불활성 가스를 포함할 수 있다.
다른 전반적인 구현에서, 가스 리사이클 시스템은 정제된 가스 혼합물을 받아들이며 받아들여진 정제된 가스 혼합물을 기반으로, 리사이클된 가스 혼합물을 준비하는 가스 블렌딩 시스템; 가스 블렌딩 시스템에서 받아들여진 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 양을 측정하도록 그리고 준비된 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 양을 측정하도록 구성된 측정 시스템을 포함하는 가스 분석 시스템; 및 가스 블렌딩 시스템에서 받아들여진 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록; 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값의 범위 내에 있지 않으면, 가스 블렌딩 시스템으로 하여금 적어도 하나의 부가적인 가스 성분을 정제된 가스 혼합물에 추가하도록 하여 리사이클된 가스 혼합물을 준비하도록; 그리고 준비된 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값의 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
구현예는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제어 시스템은, 준비된 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있는 경우에만 가스 공급 시스템이 준비된 리사이클된 가스를 엑시머 레이저에 제공하게 하도록 추가로 구성될 수 있다.
정제된 가스 혼합물은 적어도 2개의 불활성 가스를 포함할 수 있으며, 측정 시스템은 가스 블렌딩 시스템에서 받아들여진 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 2개의 불활성 가스의 각각의 양을 측정하도록 구성될 수 있고, 측정 시스템은 준비된 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 2개의 불활성 가스의 각각의 양을 측정하도록 구성될 수 있으며, 2개 이상의 불활성 가스의 각각은 허용 가능한 값 범위와 관련될 수 있고, 제어 시스템은 정제된 가스 혼합물 내의 그리고 준비된 리사이클된 가스 혼합물 내의 각 불활성 가스의 측정량이 해당 불활성 가스에 대한 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
측정 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계일 수 있다.
또 다른 전반적인 양태에서, 가스 리사이클 시스템은 복수의 입구 포트 및 출구 포트를 포함하며 각 입구 포트는 엑시머 레이저의 배기가스 출구 포트에 유체적으로 연결되도록 구성된 레이저 배기가스 수집 시스템; 레이저 배기가스 수집 시스템의 출구 포트에 유체적으로 연결되며, 레이저 배기가스 수집 시스템에 유체적으로 연결된 엑시머 레이저들 중 임의의 것으로부터 배출된 가스 혼합물을 기반으로 정제된 가스 혼합물을 생성하도록 구성된 가스 정제기 시스템; 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 가스 성분의 양을 측정하도록 구성된 측정 시스템을 포함하는 가스 분석 시스템; 정제된 가스 혼합물을 기반으로, 리사이클된 가스 혼합물을 준비하는 가스 블렌딩 시스템; 및 가스 분석 시스템과 가스 블렌딩 시스템에 연결된 제어 시스템을 포함하며, 제어 시스템은 적어도 하나의 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값의 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록; 및 적어도 하나의 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값의 범위 내에 있지 않으면, 가스 블렌딩 시스템으로 하여금 부가적인 가스 성분을 정제된 가스 혼합물에 추가하도록 하여 리사이클된 가스 혼합물을 준비하도록 구성되어 있다.
구현예는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가스 분석 시스템은 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 가스 성분의 양을 측정하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어 시스템은 리사이클된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 정제된 가스 혼합물의 적어도 하나의 가스 성분은 불활성 가스를 포함할 수 있다.
정제된 가스 혼합물의 적어도 하나의 가스 성분은 2개 이상의 불활성 가스 및 복수의 불순물 가스 성분을 포함할 수 있으며, 측정 시스템은 정제된 가스 혼합물 내의 모든 가스 성분의 양을 측정하도록 구성될 수 있고, 제어 시스템은 가스 성분들의 각각의 측정량이 해당 가스 성분에 대한 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
불순물 가스 성분은 물(H2O), 이산화탄소(CO2), 테트라플루오로메탄(CF4) 및/또는 삼플루오르화 질소(NF3)를 포함할 수 있다.
일부 구현에서, 가스 리사이클 시스템은 또한 준비된 리사이클된 가스를 받아들이도록 그리고 준비된 리사이클된 가스를 하나 이상의 엑시머 레이저에 제공하도록 구성된 가스 공급 시스템을 포함한다. 준비된 리사이클된 가스는 레이저 배기가스 수집 시스템에 연결된 엑시머 레이저와 상이한 하나 이상의 엑시머 레이저에 제공될 수 있다.
또 다른 전반적인 양태에서, 가스 챔버 공급 시스템은 제1 가스 챔버의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고 적어도 하나가 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스를 포함한다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한 제1 가스 챔버의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제2 가스 소스를 포함하며, 제2 가스 소스는 제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부; 제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함한다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한 리사이클된 가스 공급부의 샘플을 받아들이며 리사이클된 가스 공급부의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및 가스 분석 시스템에 그리고 유체 흐름 스위치에 연결된 제어 시스템을 포함하며, 이 제어 시스템은 가스 분석 시스템으로부터 분석결과를 받아들이도록; 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분들 간의 상대적인 농도가 허용 가능한 범위 내에 있는지를 결정하도록; 및 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 상기 결정을 기반으로 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된다.
구현예는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하도록 구성된 압력 측정 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 수신할 수 있으며, 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 기반으로 유체 흐름 스위치에 대한 신호를 조정할 수 있다.
제2 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함할 수 있다. 이득 매질 성분 내의 불활성 가스는 아르곤일 수 있으며, 버퍼 성분을 불활성 가스를 포함할 수 있다. 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분의 분석은 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함할 수 있다.
가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부는 가스 리사이클 시스템의 가스 블렌딩 시스템으로부터 받아들여질 수 있다.
가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계일 수 있다.
다른 전체적인 양태에서, 가스 챔버 공급 시스템은 제1 가스 챔버의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스; 및 제1 가스 챔버의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제2 가스 소스를 포함한다. 제2 가스 소스는 제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부; 제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함한다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한 제2 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부로 공급하도록 구성된 가스 리사이클 시스템을 포함한다. 가스 리사이클 시스템은 제1 가스 챔버와는 별개의 제2 가스 챔버로부터 배기된 가스 혼합물을 받아들이도록 구성된 가스 정제기 시스템; 정제된 가스 혼합물을 받아들이고 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및 리사이클된 가스 혼합물을 준비하고 리사이클된 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부의 제2 가스 혼합물로서 출력하는 가스 블렌딩 시스템을 포함한다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한, 가스 리사이클 시스템에 그리고 유체 흐름 스위치에 연결되며 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
구현예는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하도록 구성된 압력 측정 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 수신할 수 있으며, 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 기반으로 유체 흐름 스위치에 대한 신호를 조정할 수 있다.
정제된 가스 혼합물은 적어도 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함할 수 있다. 이득 매질 성분 내의 불활성 가스는 아르곤(Ar)일 수 있으며, 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함할 수 있다.
정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분의 분석은 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함할 수 있다.
가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함할 수 있다.
또 다른 전체적인 양태에서, 가스 챔버 공급 시스템은 제1 세트의 가스 챔버들의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스; 및 제1 세트의 가스 챔버들의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제2 가스 소스를 포함한다. 제2 가스 소스는 제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부; 제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함한다. 가스 챔버 공급 시스템은 또한 제2 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부에 공급하도록 구성된 가스 리사이클 시스템을 포함하며, 가스 리사이클 시스템은 제2 세트의 가스 챔버들의 가스 챔버들 중 적어도 하나로부터 배기된 가스 혼합물을 받아들이도록 출력측에 유체적으로 연결된 가스 정제기 시스템; 정제된 가스 혼합물을 받아들이고 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및 리사이클된 가스 혼합물을 준비하고 리사이클된 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부의 제2 가스 혼합물로서 출력하는 가스 블렌딩 시스템을 포함한다. 가스 챔버 공급부는 또한, 가스 리사이클 시스템에 그리고 유체 흐름 스위치에 연결되며 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
구현예는 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제2 세트의 가스 챔버들 중 하나 이상의 가스 챔버는 제1 세트의 가스 챔버들 중 하나 이상의 가스 챔버에 대응할 수 있다.
가스 챔버 공급 시스템은 또한 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하도록 구성된 압력 측정 시스템을 포함할 수 있다. 제어 시스템은 압력 측정 시스템으로부터 출력을 수신할 수 있으며, 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 기반으로 유체 흐름 스위치에 대한 신호를 조정할 수 있다.
정제된 가스 혼합물은 적어도 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함할 수 있다. 이득 매질 성분 내의 불활성 가스는 아르곤일 수 있으며, 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함할 수 있다.
정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분의 분석은 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함할 수 있다.
가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함할 수 있다. 위에서 그리고 본 명세서에서 설명된 기술들 중 임의의 것의 구현은 공정, 장치 및/또는 방법을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구현의 세부 사항은 첨부 도면 및 이하의 설명으로부터 제시된다. 다른 특징은 설명 및 도면으로부터 그리고 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 가스 관리 시스템의 예의 블록도이다.
도 2는 가스 관리 시스템의 다른 예의 블록도이다.
도 3a는 가스 관리 시스템의 또 다른 예의 블록도이다.
도 3b는 배기가스 수집 시스템의 예의 블록도이다.
도 4는 가스 공급 시스템의 예의 블록도이다.
도 5는 가스 관리 시스템의 또 다른 예의 블록도이다.
도 6은 리사이클된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 관리하기 위한 공정의 예의 흐름도이다.
도 7은 가스 관리 시스템에 의해 수행되는 예시적인 공정의 흐름도이다.
도 8은 사전 준비된 가스 혼합물과 리사이클된 가스 혼합물 사이를 전환하기 위한 공정의 예의 흐름도이다.
도 9a는 포토리소그래피 시스템의 예의 블록도이다.
도 9b는, 예를 들어 도 9a의 포토리소그래피 시스템에서 사용될 수 있는 투영 광학 시스템의 예의 블록도이다.
도 10은 포토리소그래피 시스템의 또 다른 예의 블록도이다.
도 1을 참고하면, 가스 관리 시스템(100)의 블록도가 보여지고 있다. 가스 관리 시스템(100)은 가스 리사이클 시스템(130) 및 가스 분석 시스템(140)을 포함하고 있다. 가스 리사이클(gas recycle) 시스템(130)은 광학 소스(105)의 방전 챔버(110)로부터 배기가스 혼합물(132)을 받아들이며 리사이클된 가스 혼합물(134)을 생성한다. 가스 분석 시스템(140)은 가스 리사이클 시스템(130) 내를 흐르는 가스 혼합물(133)을 분석한다. 도 1 내지 도 3에서 보여지는 예에서, 요소들 사이의 파선은 데이터 및 정보가 교환되는 유선 및/또는 무선 통신 경로를 나타낸다. 실선은 가스와 같은 유체가 흐르는 경로를 도시하고 있다.
리사이클된 가스 혼합물(134)은 챔버(109)로 공급된다. 챔버(109)는 광학 소스(105)의 방전 챔버(110), 광학 소스(105)의 또 다른 방전 챔버, 하나 이상의 다른 광학 소스의 방전 챔버, 및/또는 가능한 추후 사용을 위하여 리사이클된 가스 혼합물(134)을 보유하는 공급 탱크일 수 있다. 광학 소스(105)는 가스상 이득 매체(gaseous gain medium)를 사용하는 방전 챔버를 포함하는 임의의 광학 소스이다. 예를 들어, 광학 소스(105)는 엑시머 레이저일 수 있다. 광학 소스(105)는 도 9a 및 도 10에서 보여지는 바와 같은 심자외(DUV) 광학 소스일 수 있다. 광학 소스는 도 9b에서 보여지는 바와 같은, DUV 리소그래피 시스템의 일부로서 사용될 수 있다.
아래에서 설명되는 바와 같이, 가스 리사이클 시스템(130)은 리사이클된 가스 혼합물(134)을 생성하기 위해 다단계 리사이클 공정을 구현한다. 가스 혼합물(133)은 리사이클 공정의 임의의 단계에서의 가스 혼합물일 수 있다. 예를 들어, 가스 혼합물(133)은 배기가스 혼합물(132), 가스 리사이클 시스템(130)에 의해 형성된 정제된 가스 혼합물 및/또는 리사이클된 가스 혼합물(134)일 수 있다. 따라서, 가스 분석 시스템(140)은 가스 리사이클 시스템(130)의 임의의 단계 또는 모든 단계에서 가스 혼합물(133)의 성분을 측정한다.
(배기가스 혼합물(132), 리사이클된 가스 혼합물(134) 또는 가스 혼합물(133)과 같은) 가스 혼합물은 혼합되지만 화학적으로 결합되지 않는 둘 이상의 상이한 성분 또는 (가스와 같은) 물질로 구성된 재료이다. 예를 들어, 배기가스 혼합물(132)은 가스의 아이덴티티(identify)가 유지되고 혼합되는 둘 이상의 가스의 물리적 조합이다. 가스 혼합물의 성분은 순수 가스, 예를 들어 하나의 원소의 개별 원자로 구성된 가스 (예를 들어, 불활성 가스), 하나의 유형의 원자로 만들어진 원소 분자 (예를 들어, 산소 가스), 또는 다양한 원자로 만들어진 화합물 분자 (예를 들어, 이산화탄소 또는 물)일 수 있다.
가스 분석 시스템(140)은 불순물 성분을 포함하는, 가스 혼합물(133)의 다양한 성분의 양을 직접 측정한다. 제어 시스템(150)은 가스 리사이클 시스템(130)과 가스 분석 시스템(140)에 연결되어 있다. 제어 시스템(150)은 리사이클된 가스 혼합물(134)의 유용성에 접근하기 위해 측정량을 공지된 사양과 비교한다. 측정량이 사양을 벗어나면, 제어 시스템(150)은 가스 리사이클 시스템(130)으로 하여금 가스 성분을 가스 혼합물(133)에 추가하게 하여 리사이클된 가스 혼합물(134)을 생성하는 명령 신호를 생성한다.
가스 리사이클 시스템(130)은 광학 소스(105)를 사용하는 시스템의 비용을 감소시킬 수 있다. 리사이클된 가스 혼합물(134)은 배기가스 혼합물(132)에 근거한다. 따라서, 가스 리사이클 시스템(130)은 하나 이상의 가스가 재사용되는 것을 허용하여 천연자원의 비용 절감 및 보존으로 이어진다. 또한, 가스 리사이클 시스템(130)은 개선된 성능으로 이어질 수 있다. 예를 들어, 일부 종래의 시스템은 광학 소스(105)에 의해 생성된 광학 빔의 (빔 품질과 같은) 광학 특성을 측정함으로써 방전 챔버(110) 내의 가스 혼합물의 구성을 간접적으로 추정한다. 한편, 가스 리사이클 시스템(130)은 가스 혼합물(133)의 직접 측정을 이용한다. 가스 혼합물(133)의 성분을 직접 측정함으로써, 가스 리사이클 시스템(130)에 의해 생성된 리사이클된 가스 혼합물(134)은 단지 특정 모니터링된 광학 소스 대신에 전체 부류 또는 유형의 광학 소스에 공통인 사양 내에 있도록 보정될 수 있다. 이와 같이, 리사이클된 가스 혼합물(134)은 광학 소스(105) 이외의 광학 소스에 제공될 수 있다.
또한, 가스 리사이클 시스템(130)은 불순물 성분에 대한 가스 혼합물(133)을 분석하며, 일부 구현에서, 가스 관리 시스템(100)은 허용될 수 없는 레벨의 불순물 성분을 갖는 리사이클된 가스가 광학 시스템에 공급되는 것을 방지한다. 광학 소스의 방전 챔버 내에 허용될 수 없는 많은 양의 불순물 성분을 포함하는 가스 혼합물을 사용하는 것은 그 광학 소스의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서, 불순물 성분을 분석하지 않는 리사이클 시스템과 비교하여, 가스 리사이클 시스템(130)은 리사이클된 가스 혼합물(134)을 받아들이도록 구성된 광학 시스템 또는 광학 시스템들의 성능을 향상시킨다.
도 2를 참조하면, 가스 리사이클 시스템(230)을 포함하는 가스 관리 시스템(200)의 블록도가 보여지고 있다. 가스 리사이클 시스템(230)은 가스 리사이클 시스템(130)(도 1)의 구현의 예이다. 가스 리사이클 시스템(230)은 광학 소스(205)의 방전 챔버(210)로부터의 배기가스 혼합물(232)을 받아들인다.
방전 챔버(210)는 하우징(212) 내부의 에너지 소스(214) 및 가스 혼합물(218)을 포함하고 있다. 가스 혼합물(218)은 하나 이상의 불활성 가스 및 할로겐 가스로 형성된 이득 매질을 포함하고 있다. 예를 들어, 이득 매질의 불활성 가스는 크립톤(Kr), 아르곤(Ar) 및/또는 크세논(Xe)일 수 있으며, 할로겐 가스는 불소(F)일 수 있다. 가스 혼합물(218)은 또한 할로겐 가스와 반응하지 않는 버퍼 가스를 포함하고 있다. 따라서, 버퍼 가스는, 예를 들어 네온(Ne) 또는 헬륨(He)과 같은 불활성 가스일 수 있다. 에너지 소스(214)는 이득 매질에서 밀도 반전(population inversion)을 야기하고 유도 방출을 통해 출력 광 빔(211)의 생성을 가능하게 하기에 충분한 에너지를 가스 혼합물(218)에 제공한다. 예를 들어, 에너지 소스(214)는 방전 챔버(210) 내에서 전기장을 생성한다. 생성된 전기장은 이득 매질 내에서 전자를 가속시키고, 전자는 가스 혼합물(218) 내에서 (버퍼 가스와 같은) 중성 원자와 충돌한다. 충돌은 이득 매질의 더 낮은 에너지 상태의 전자가 더 높은 에너지 상태로 점프하게 하며, 출력 광 빔(211)이 유도 방출을 통해 생성되도록 이득 매질 내에서 밀도 반전이 발생한다.
이득 매질 및 버퍼 가스를 구성하는 가스는 의도된 가스 또는 의도된 가스 성분으로 지칭되며, 이는 이 가스들이 출력 광 빔(211)의 생성을 위해 존재하기 때문이다. 가스 혼합물(218)은 또한 의도적으로 또는 목적을 갖고 방전 챔버 내에 위치되지 않은 다른 가스 성분을 포함할 수 있다. 이 다른 가스 성분은 불순물 가스 성분으로 지칭된다. 불순물 가스 성분은, 예를 들어 불순물, 및 가스 혼합물(218)에 에너지를 인가한 결과로서 형성된 부산물을 포함할 수 있다. 불순물 가스 성분은, 예를 들어 산소(O2), 물(H2O), 이산화탄소(CO2), 테트라플루오로메탄(CF4) 및/또는 삼플루오르화 질소(NF3)를 포함할 수 있다. 불순물 성분은 무기물 또는 유기물일 수 있다.
기체 상태 이득 매질을 사용하는 (광학 소스(205)와 같은) 광학 소스의 수명 동안, 가스 혼합물(218)은 교체 작업시 완전히 교체될 수 있거나 주입 작업시 부분적으로 교체될 수 있다. (Ne 및 He와 같은) 천연자원의 소비를 줄이기 위하여 그리고 비용을 줄이기 위하여, 가스 혼합물(218)은 가스 리사이클 시스템(230)을 사용하여 리사이클된다. 가스 리사이클 시스템(230)은 배기가스 혼합물(232)을 받아들이고 배기가스 혼합물(232)로부터 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성하며, 이 리사이클된 가스 혼합물(234)은 챔버(209)에 공급된다. 위에서 논의된 바와 같이, 챔버(209)는 광학 소스(205)의 방전 챔버(210), 광학 소스(205)의 또 다른 방전 챔버, 하나 이상의 다른 광학 소스의 방전 챔버 및/또는 챔버에 의한 추후 사용을 위하여 리사이클된 가스 혼합물(234)을 보유하는 공급 탱크일 수 있다. 부가적으로, 가스 리사이클 시스템(230)은 배기가스 혼합물(232) 내의 불순물 성분을 제거 또는 감소시키고 잔류 불순물 성분의 양을 직접 측정하여 챔버(209)에 공급되는 리사이클된 가스 혼합물(234)이 불순물 가스 성분이 없거나 허용 가능한 양의 불순물 가스 성분을 갖는 것을 보장한다.
방전 챔버(210) 내의 가스 혼합물(218)은 광학 소스(205)로부터 배기되기 전에 스크러버(215)와 상호 작용한다. 스크러버(215)는 할로겐 가스가 방전 챔버(210) 밖으로 배기되지 않고 배기가스 혼합물(232)의 일부가 아니도록 가스 혼합물(218) 내의 할로겐 가스를 포획한다. 스크러버(215)는 광학 소스(205)의 일부이다. 스크러버(215)는 할로겐 가스가 가스 리사이클 시스템(232)으로 들어가지 않도록, 예를 들어 활성화된 알루미나를 사용하여 배기가스 혼합물(232)로부터 할로겐 가스(예를 들어, 불소)를 씻어내거나 제거하기 위한 외함 체적부(enclosed volume)이다.
가스 리사이클 시스템(230)은 배기가스 혼합물(232)을 받아들이는 가스 정제 시스템(236)을 포함하고 있다. 가스 정제 시스템(236)은 배기가스 혼합물(232)로부터 불순물 성분의 일부 또는 전부를 제거하여 정제된 가스 혼합물(237)을 형성한다. 정제된 가스 혼합물(237)은 배기가스 혼합물(232) 내의 가스 성분들 중 더 적은 양의 적어도 하나의 가스 성분을 포함하는 가스 혼합물 또는 배기가스 혼합물(232) 내의 가스 성분들 중 적어도 하나의 가스 성분을 포함하지 않는 가스 혼합물이다.
도 2의 예에서, 가스 정제 시스템(236)은 2개의 정제 스테이지: 재생 정제기(236a) 및 게터(getter) 정제기(236b)를 포함하고 있다. 배기가스 혼합물(232)이 정제 스테이지(236a)와 먼저 상호 작용하고 그후 정제 스테이지(236b)와 상호 작용하여 정제된 가스 혼합물(237)을 형성하도록 정제 스테이지(236a 및 236b)들은 직렬로 배치되며 유체적으로 연결되어 있다.
재생 정제기(236a)는 배기가스 혼합물(232)로부터 반응성 가스를 제거하도록 설계되어 있다. 재생 정제기(236a)에 의해 제거된 가스는, 예를 들어 산소(O2), 질소(N2) 및/또는 스크러버(215)에 의해 제거되지 않은 잔류 할로겐 가스를 포함할 수 있다. 재생 정제기(236a)는 교체되는 대신에 복원(refresh) 또는 재생(regenerate)될 수 있는 여과 매체를 가질 수 있다. 재생 정제기(236a)는, 예를 들어 여과 매질을 수소 또는 수소와 또 다른 비활성 가스의 혼합물에 노출시킴으로써 재생될 수 있다. 일부 구현에서, 재생 정제기(236a)는 콜로라도 콜로라도 스프링스의 Advanced Research Manufacturing (ARM)에 의해 생산된 정제기일 수 있다. 비록 도 2의 정제 스테이지(236a)는 재생 정제기이지만, 다른 정제기가 사용될 수 있다. 예를 들어, 정제 스테이지(236a)는 재생되지 않지만 그럼에도 불구하고 배기가스 혼합물(232)로부터 반응성 가스를 제거할 수 있는 정제기일 수 있다.
게터 정제기(236b)는, 예를 들어 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 삼플루오르화 질소(NF3), 테트라플루오로실란(SiF4) 및 테트라플루오로메탄(CF4)과 같은 비반응성 불순물 화합물을 제거하도록 설계되어 있다. 게터 정제기(236b)는 흡착을 이용하여 기체 불순물을 제거할 수 있다.
가스 리사이클 시스템(230)은 또한 가스 블렌딩 시스템(238)을 포함하고 있으며, 가스 블렌딩 시스템은 정제된 가스 혼합물(237)을 받아들인다. 가스 블렌딩 시스템(238)은 정제된 가스 혼합물(237)로부터 리사이클된 가스 혼합물(234)을 형성한다. 가스 블렌딩 시스템(238)은 가스 저장 시스템(239)을 포함하고 있으며, 가스 저장 시스템은 하나 이상의 탱크를 포함하고 있고, 탱크들 각각은 정제된 가스 혼합물(237)에 추가될 수 있는 가스를 저장하고 있다. 가스 블렌딩 시스템(238)은 정제된 가스 혼합물(237)의 성분이 사양 내에 있지 않을 때에만 가스를 정제된 가스 혼합물(237)에 추가한다. 따라서, 정제된 가스 혼합물(237)의 성분이 사양을 충족할 때, 정제된 가스 혼합물(237)은 리사이클된 가스 혼합물(234)이 된다.
가스 리사이클 시스템(230)은 정제된 가스 혼합물(237) 내의 하나 이상의 성분의 양을 측정하는 가스 분석 시스템(240)을 포함하고 있다. 제어 시스템(250)은 가스 분석 시스템(240)으로부터의 측정량 또는 측정량들을 기반으로 가스 블렌딩 시스템(238)에게 명령한다. 가스 분석 시스템(240)은 측정 시스템(242)을 포함하고 있으며, 이 측정 시스템은 정제된 가스 혼합물(237)의 일부분과 상호 작용하여 정제된 가스 혼합물(237)의 하나 이상의 성분의 양을 결정한다. 예를 들어, 측정 시스템(242)은 정제된 가스 혼합물(237)의 샘플을 받아들일 수 있으며 샘플을 기반으로 정제된 가스 혼합물(237) 내의 하나 이상의 성분의 양을 결정할 수 있다. 부가적으로, 측정 시스템(242)은 가스 블렌딩 시스템(238)에 의해 생성된 리사이클된 가스를 샘플링하여 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 다양한 가스 성분의 양을 측정할 수 있다.
측정 시스템(242)은 정제된 가스 혼합물(237)의 성분을 직접 측정할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다. 일부 구현에서, 측정 시스템(242)은 정제된 가스 혼합물(237)의 하나 이상의 성분의 양을 측정할 수 있는 임의의 디바이스이다. 예를 들어, 측정 시스템(242)은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프, 또는 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광계이다. 질량 분석기는 샘플링된 가스 혼합물을 이온화하며 질량 대 전하 비율을 기반으로 이온을 분류한다. 가스 크로마토그래프는 분해없이 기화될 수 있는 화합물을 분리하고 분석한다. FTIR 분광계는 가스의 흡수 또는 방출의 적외선 스펙트럼을 얻는다. 가스의 다양한 성분이 얻어진 적외선 스펙트럼으로부터 식별된다. 다른 장치가 측정 시스템(242)으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 측정 시스템(242)은 방전 또는 레이저-유도 브레이크다운 방출 분광법을 기반으로 하는 장치, 캐비티 링-다운(cavity ring-down) 분광계, 또는 화학적 또는 전기 화학 감지에 기초한 장치일 수 있다.
측정 시스템(242)에 대해 사용된 장치에 관계없이, 측정 시스템(242)은 정제된 가스 혼합물(237)의 일부분을 받아들이고 정제된 가스 혼합물(237) 내의 하나 이상의 성분의 양을 측정한다. 부가적으로, 측정 시스템(242)은 가스 블렌딩 시스템(238)에 의해 생성된 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 가스 성분을 측정할 수 있다.
일부 구현에서, 가스 분석 시스템(240)은 또한 센서 시스템(244)을 포함하고 있다. 센서 시스템(244)은 가스 혼합물 내의 단일의 특정 성분을 측정하는 하나 이상의 센서를 포함하고 있다. 예를 들어, 센서 시스템(244)은 산소 센서를 포함할 수 있다. 이 구현에서, 센서 시스템은 (배기가스 혼합물(232)이 가스 정제 시스템(236)과 상호 작용하기 전에) 배기가스 혼합물(232)의 샘플을 획득하며 배기가스 혼합물(232) 내의 산소의 양을 측정한다. 센서 시스템(244)은 특정 가스 성분이 가스 리사이클 시스템(230) 내의 하나 이상의 지점에서 측정될 수 있도록 하나 이상의 동일 유형의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 시스템(244)은 재생 정제기(236a)와 상호 작용한 후 그러나 게터 정제기(236b)와 상호 작용하기 전에 배기가스 혼합물(232)을 샘플링하는 부가적인 산소 센서를 포함할 수 있다. 센서 시스템(244)으로 측정되는 가스 성분 또는 성분들은 또한 측정 시스템(242)에 의해 측정될 수 있다.
제어 시스템(250)은 가스 분석 시스템(240) 및 가스 블렌딩 시스템(238)에 연결되어 있다. 제어 시스템(250)은 전자 프로세서(251), 전자 저장부(252) 및 I/O 인터페이스(253)를 포함하고 있다. 전자 프로세서(251)는 범용 또는 특수 목적 마이크로 프로세서와 같은 컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 하나 이상의 프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함하고 있다. 일반적으로, 전자 프로세서는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 모두로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 전자 프로세서(251)는 임의의 유형의 전자 프로세서일 수 있다.
전자 저장부(252)는 RAM과 같은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 일부 구현에서, 전자 저장부(252)는 비휘발성 및 휘발성 부분 또는 구성 요소를 포함하고 있다. 전자 저장부(252)는 제어 시스템(250)의 작동, 제어 시스템(250)의 구성 요소 및/또는 제어 시스템(250)에 의해 제어되는 시스템에 사용되는 데이터 및 정보를 저장할 수 있다. 정보는 예를 들어, 룩-업 테이블 또는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 예를 들어, 전자 저장부(252)는 리사이클된 가스 혼합물(234)에 대한 사양(specification)을 한정하는 데이터를 저장할 수 있다. 사양은 복수의 가스 성분 각각에 대한 허용 가능한 값의 범위를 나타낼 수 있다. 허용 가능한 값의 범위는 각 가스 성분에 대한 허용 가능한 농도 백분율의 범위와 같은 상대적인 값의 범위 및/또는 백만분의 1 (parts-per-million (ppm)) 단위의 각 가스 성분의 최소 및 최대 농도와 같은 절대 측정값의 범위로서 표현될 수 있다.
또한, 전자 저장부(252)는 가스 블렌딩 시스템(238)의 작동을 지시하고 및/또는 가스 분석 시스템(240)으로부터의 데이터를 분석하는 다양한 레시피 또는 공정 프로그램(259)을 저장할 수 있다. 공정 프로그램(259)은 프로세서(251)에 의해 실행될 때 가스 분석 시스템(240) 및/또는 가스 리사이클 시스템(230)의 다양한 구성 요소가 명령에 의해 특정된 동작을 수행하게 하는 디지털 로직 및/또는 명령으로서 구현될 수 있다. 공정 프로그램(259)은 가스 분석 시스템(240)으로부터의 측정 데이터가 가스 성분의 양이 허용 가능한 값 범위를 벗어났다는 것을 나타내는 경우, 가스 저장 시스템(239) 내의 탱크들 중 하나의 특정 탱크로부터의 가스가 그 탱크 내의 가스가 정제된 가스 혼합물(237)로 유동하는 것을 허용하는 밸브(도시되지 않음)를 개방함으로써 정제된 가스 혼합물(237)에 추가된다는 것을 나타내는 레시피를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 전자 저장부(252)는 가스 블렌딩 시스템(238)이 어떻게 가스 저장 시스템(239)으로부터 정제된 가스 혼합물(237)로 가스를 추가하는지를 한정하는 매개변수의 값을 나타내는 레시피를 저장할 수 있다. 예를 들어, 이러한 레시피는 가스 저장 시스템(239)으로부터의 가스가 정제된 가스 혼합물(237)로 들어가는 것을 허용하여 따라서 정제된 가스 혼합물(237)에 추가되는 가스의 양을 제어하는 밸브를 개방하기 위한 시간적 지속과 같은 값을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 레시피는 저장 시스템(239)으로부터 정제된 가스 혼합물(237)로의 가스의 흐름을 측정 및/또는 제어하는 질량 흐름 컨트롤러와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 공정 프로그램(259)은 정제된 가스 혼합물(237) 내의 가스 성분들 중 하나 이상의 가스 성분이 허용 가능한 양의 범위를 벗어나는 경우 제어 시스템(250)이 다양한 오차 신호를 생성하게 하는 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(250)은 I/O 인터페이스(253)가 스크린 상에 시각적 경고를 디스플레이하고, 가청 경보를 생성하며 및/또는 광 표시기가 광을 발산하도록 하는 것과 같은, 스크린 상에서의 디스플레이 이외의 시각적 경보를 생성하는 인지 가능한 경고를 생성하게 할 수 있다. 일부 구현에서, 제어 시스템(250)은 경보가 문자 메시지 또는 이메일을 통해 운영자에게 전송되게 할 수 있다. 또 다른 예에서, 공정 프로그램(259)은 가스 분석 시스템(240)으로부터 수신된 데이터에 접근하고 가스 분석 시스템(240)에 의해 샘플링된 가스 내의 복수의 가스 성분의 상대적인 양을 결정하는 공정 프로그램을 포함할 수 있다.
공정 프로그램(259)에 더하여, 전자 저장부(252)는 또한 실행될 때 프로세서(251)가 제어 시스템(250), 광학 소스(205), 가스 리사이클 시스템(230), 별개의 외부 컴퓨터 시스템 또는 시스템들 및/또는 챔버(209) 내의 구성 요소와 데이터를 통신하고 교환하게 하는 명령을, 아마도 컴퓨터 프로그램으로서 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(251)는 이 요소 내의 디바이스를 활성화 및/또는 비활성화하기에 충분한 명령 신호를 제어 시스템(250), 광학 소스(205) 및/또는 가스 리사이클 시스템(230)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(251)는 가스 리사이클 시스템(230) 내의 밸브를 개방 또는 폐쇄시키는 명령 신호를 가스 리사이클 시스템(230)에 전달할 수 있다.
I/O 인터페이스(253)는 제어 시스템(250)이 운영자, 광학 소스(205), 가스 리사이클 시스템(230), 측정 시스템(242) 및/또는 또 다른 전자 디바이스에서 실행되는 자동화된 공정과 데이터 및 신호를 수신 및/또는 제공하는 것을 허용하는 임의의 종류의 전자 인터페이스이다. 예를 들어, I/O 인터페이스(253)는 시각적 디스플레이, 키보드 및 통신 인터페이스 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
가스 관리 시스템(200)은 또한 가스 공급 시스템(260)을 포함하고 있으며, 이 가스 공급 시스템은 가스 블렌딩 시스템(238)에 유체적으로 연결되어 있고 리사이클된 가스 혼합물(234)을 저장한다. 가스 공급 시스템(260)은 또한 제어 시스템(250)에 연결되어 있다. 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234)이 가스 리사이클 시스템(230)으로부터 챔버(209)로 방출되는지 여부 및/또는 어떻게 방출되는지를 제어하기 위하여 명령을 가스 공급 시스템(260)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234)이 허용 가능한 값 범위를 넘어서는 임의의 불순물 성분을 포함하지 않는 경우에만 개방되도록 밸브(261)를 제어할 수 있다. 일부 구현에서, (예를 들어, 허용 가능한 값 범위를 넘어서는 불순물 성분을 가짐으로써) 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234)이 사양 또는 요구 조건을 충족하지 않는 것으로 결정하며 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물이, 예를 들어 배기 포트와 같은, 챔버(209) 이외의 어디인가에서 배기되게 한다.
도 3a를 참조하면, 가스 리사이클 시스템(330)을 포함하는 가스 관리 시스템(300)의 블록도가 보여지고 있다. 가스 리사이클 시스템(330)은 가스 리사이클 시스템(130)(도 1)의 또 다른 예시적인 구현이다. 가스 리사이클 시스템(330)은 가스 리사이클 시스템(330)이 배기가스 수집 시스템(331)을 포함한다는 점을 제외하고는 가스 리사이클 시스템(230)(도 2)과 유사하다. 배기가스 수집 시스템(331)은 가스 리사이클 시스템(330)이 하나 이상의 광학 소스로부터 배기가스 혼합물을 받아들이는 것을 허용한다.
배기가스 수집 시스템(331)은 N 개의 유입구(313_1 내지 313_N)를 포함하고 있으며, 여기서 N은 1보다 큰 정수이다. 예를 들어, N은 5와 동일할 수 있다. N 개의 유입구(331_1 내지 331_N)의 각각은 개개의 방전 챔버(310_1 내지 310_N)에 유체적으로 연결되도록 그리고 배기가스 혼합물(332_1 내지 332_N)을 받아들이도록 구성되어 있다. 각 방전 챔버(310_1 내지 310_N)는 방전 챔버(210)(도 2)의 예(instance)일 수 있으며 가스 혼합물(218) 및 각각의 스크러버(315_1 내지 315_N)를 포함하고 있다. 유입구(331_1 내지 331_N)의 각각은 가스 정제 시스템(236)에 유체적으로 연결된 유체 버스(329)에 유체적으로 연결되어 있다. 유체 버스(329)는 하나 이상의 소스 또는 컨테이너로부터 유체 (예를 들어, 가스 혼합물)를 운반할 수 있는 임의의 구조체이다. 예를 들어, 유체 버스(329)는 유체가 흐를 수 있는 영역을 한정하는 파이프 또는 도관일 수 있다. 파이프 또는 도관은 또한 피팅부(fitting) 또는 접합부를 포함하고 있으며 여기에서 하나 이상의 파이프 또는 도관은 함께 유체적으로 밀봉되고 유체가 흐를 수 있는 더 큰 개방 공간을 형성한다. 파이프 또는 도관은 또한 파이프 또는 도관의 부분들을 격리시키도록 구성된 밸브를 포함하고 있다. 이렇게 하여, 유체 버스(329)는 배기가스 혼합물(332_1 내지 332_N) 중 일부 또는 전부가 정제기(236)로 유입될 수 있게 한다.
임의의 주어진 시간에, 배기가스 수집 시스템(331)은 연결된 방전 챔버(310_1 내지 310_N) 중 임의의 것 또는 전부로부터 배기가스 혼합물을 받아들인다. 방전 챔버는 리필(refill) 작동 동안 실질적으로 모든 가스 혼합물(218)을 배기하지만, 주입 작동 동안에는 가스 혼합물(218)의 일부분만을 배기한다. 예를 들어, 리필 작동 동안 방전 챔버로부터 배기되는 가스의 체적은 100 리터(L)를 초과할 수 있다. 주입 작동 동안 방전 챔버로부터 배기되는 가스의 양은 약 1 L 정도로 낮을 수 있다. 배기가스 수집 시스템(331)은 동시 주입 작동 동안 모든 방전 챔버(310_1 내지 310_N)로부터 배기가스 혼합물을 받아들이는 용량을 갖는다. 일부 구현에서, 배기가스 수집 시스템(331)은 초당 3 내지 40 리터를 받아들이도록 구성되어 있다. 더욱이, 배기가스 수집 시스템(331)은 동시 가스 이벤트 작동 동안 모든 방전 챔버(310_1 내지 310_N)로부터의 배기가스 혼합물의 90% 이상을 처리하기에 충분한 용량을 갖고 있다.
또한, 도 3b를 참조하면, 배기가스 수집 시스템(331B)의 블록도가 보여지고 있다. 배기가스 수집 시스템(331B)은 배기가스 수집 시스템(331)(도 3a)의 구현의 예이다. 배기가스 수집 시스템(331B)은 하나 이상의 저장 탱크를 포함하고 있다. 도 3b에서 보여지는 예에서, 수집 시스템(331B)은 3개의 저장 탱크(357_1, 357_2, 357_3)를 포함하고 있다. 탱크(357_1)는 유체 버스(329) 및 유입구(331_1 내지 331_N)에 유체적으로 연결되어 있다. 탱크(357_1)는 펌프(358)에 의해 부압에서 유지되어 배압(backpressure)을 방지한다. 부압은 광학 소스(205)의 정상 작동을 방해할 수 있는 배압을 생성하지 않도록 가스 리사이클 시스템(230)이 배기가스의 임의의 흐름을 끊임없이 끌어당기는 것을 의미한다. 탱크(357_2 및 357_3)는 유입구(331_1 내지 331_N) 중 임의의 유입구로 유입되는 배기가스를 수집한다. 배기가스 수집 시스템(331B)의 배열체는 정제기 시스템(236)으로의 안정적인 가스 흐름을 생성한다. 안정적인 가스 흐름은 정제기 시스템(236)이 효율적으로 작동하는 것을 가능하게 한다.
도 4를 참조하면, 가스 공급 시스템(460)의 블록도가 보여지고 있다. 가스 공급 시스템(460)은 가스 공급 시스템(260) (도 2 및 도 3a)의 구현의 예이다. 가스 공급 시스템(460)은 가스 리사이클 시스템(230)과 관련하여 논의된다. 그러나 가스 공급 시스템(460)은 가스 리사이클 시스템(130 또는 330)과 같은 다른 가스 리사이클 시스템과 함께 사용될 수 있다.
가스 공급 시스템(460)은 리사이클된 가스 혼합물(234)과 사전 준비된 가스 혼합물(466) 사이에서의 선택을 허용하는 유체 스위치(461)를 포함한다. 가스 공급 시스템(460)은 유체 버스(469)를 통해 챔버(209)에 유체적으로 연결되어 있다. 유체 스위치(461)는, 예를 들어 (단일 광학 소스의 방전 챔버 또는 도 5에서 보여지는 바와 같은 한 무리(a collection)의 방전 챔버일 수 있는) 챔버(209)가 리사이클된 가스 혼합물(234)이 사양 내에 있을 때 리사이클된 가스 혼합물(234)만을 받아들이는 것을 보장한다.
가스 공급 시스템(460)은 또한 탱크 시스템(462)을 포함하고 있으며, 이 탱크 시스템은 가스 블렌딩 시스템(238)(도 2)에 의해 생성된 리사이클된 가스 혼합물(234)을 받아들인다. 탱크 시스템(462)은 리사이클된 가스 혼합물(234)을 보유하는 하나 이상의 탱크, 챔버 또는 다른 구조체를 포함하고 있다. 가스 분석 시스템(240)은 리사이클된 가스 혼합물(234)을 샘플링하며 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 다양한 성분의 양을 측정한다. 도 4의 예에서, 가스 분석 시스템(240)은 리사이클된 가스 혼합물(234)의 샘플이 측정 시스템(242)에서 받아들여지고 성분이 측정될 수 있도록 탱크 시스템(462)의 적어도 하나의 탱크와 유체 연통되어 있다. 도 4에서 보여지는 구현에서, 탱크 시스템(462)은 가스 공급 시스템(460)의 일부이다. 다른 구현에서, 탱크 시스템(462)은 가스 공급 시스템(460)의 외부에 있지만 여전히 스위치(461)에 유체적으로 연결되어 있다.
가스 공급 시스템(460)은 또한 탱크 시스템(463)을 포함하고 있다. 탱크 시스템(463)은 하나 이상의 탱크, 챔버, 또는 유체를 수용할 수 있는 다른 구조체를 포함하고 있다. 탱크 시스템(463)은 사전 준비된 가스 혼합물(466)을 수용한다. 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 2개의 주요 가스 성분 (이득 매질 불활성 가스 및 또한 불활성 가스인 버퍼 가스)을 포함하고 불순물이 없거나 챔버(209)의 사양 내에 있는 미량의 불순물을 포함하는 이중 혼합물(bi-mix)일 수 있다. 이중 혼합물은 할로겐 가스가 없다. 예를 들어, 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 아르곤(Ar)과, 네온(Ne)과 같은 또 다른 가스의 혼합물일 수 있으며, 이 가스들의 각각은 챔버(209)에 대한 사양 내에 있는 양으로 사전 준비된 가스 혼합물(466)에 존재한다.
사전 준비된 가스 혼합물(466)은 가스 리사이클 시스템(230)에 의해 제조되거나 생성되지 않는다. 다시 말해서, 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 가스 정제 시스템(236) (도 2) 또는 가스 블렌딩 시스템(238)(도 2)과 상호 작용하지 않는다. 대신에, 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 별도의 공정에 의해 생성되고 공급되며 가스 공급 시스템(460)에 통합된 탱크에서 최종 형태로 사전 혼합된다. 예를 들어, 탱크 시스템(463)은 가스 리사이클 시스템(230)의 운영자에 의하여 가스 공급 시스템(460)에 통합될 수 있다. 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 방전 챔버(209)의 사양 내에 있는 의도된 가스 성분 및 불순물 가스 성분을 포함한다. 탱크 시스템(463) 내의 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 할로겐 가스를 포함하지 않는다.
탱크 시스템(462)과 탱크 시스템(463)은 유체 스위치(461)에 유체적으로 연결되어 있다. 유체 스위치(461)는, 예를 들어 2개의 밸브를 포함할 수 있으며, 밸브들 중 하나는 탱크 시스템(463)으로부터의 사전 준비된 가스 혼합물(466)의 흐름을 제어하고, 밸브들 중 다른 하나는 탱크 시스템(462)으로부터의 리사이클된 가스 혼합물(434)의 흐름을 제어한다. 유체 스위치(461)는 리사이클된 가스 혼합물(434) 또는 사전 준비된 가스 혼합물(466) 중 하나만이 스위치(461)를 통해 유체 버스(469)로 흐르는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 유체 스위치(461)와 사용될 때, 탱크 시스템(462) 및 탱크 시스템(463)은 챔버(209)를 위한 가스 혼합물의 대안적인 소스 또는 대안적인 공급 소스이다.
제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 다양한 성분의 측정량을 사양과 비교하여 리사이클된 가스 혼합물(234)이 챔버(209) 내에서의 사용을 위하여 허용될 수 있는지 여부를 결정한다. 리사이클된 가스 혼합물(234)이 챔버(209) 내에서의 사용을 위하여 허용될 수 있다면, 제어 시스템(250)은 유체 스위치(461)를 탱크 시스템(462)을 공급 소스로서 선택하게 하기에 충분한 신호를 유체 스위치(461)에 제공한다. 예를 들어, 신호는 리사이클된 가스 혼합물(234)만이 유체 스위치(461)를 통해 유체 버스(269)로 흐르도록 탱크 시스템(462)에 연결된 밸브를 개방시키고 탱크 시스템(463)에 연결된 밸브를 폐쇄시키기에 충분할 수 있다. 리사이클된 가스 혼합물(234)이 챔버(209) 내에서의 사용을 위하여 허용될 수 없다면, 제어 시스템(250)은 유체 스위치(461)가 탱크 시스템(463)을 공급 소스로서 선택하게 하는 신호를 유체 스위치에 제공한다.
일부 구현에서, 탱크 시스템(462)은, 탱크 시스템(462) 내에서 유지되는 리사이클된 가스 혼합물(434)의 압력을 모니터링하고 리사이클된 가스 혼합물(434)의 압력의 표시를 제공하는 압력 모니터링 시스템(465)에 연결되어 있다. 이 구현에서, 제어 시스템(250)은 또한 탱크 시스템(462 및 463)들 중 어느 것을 공급 소스로서 선택할지를 결정하기 위해 압력의 표시를 사용할 수 있다. 예를 들어, 임계값 미만인 측정 압력은 탱크 시스템(462) 내의 리사이클된 가스 혼합물(234)의 양이 챔버(209)로 공급하기에 불충분하다는 것을 나타낸다. 측정 압력이 임계량 미만인 경우, 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234)의 조성물에 관계없이 탱크 시스템(463)을 선택하도록 유체 스위치에 신호를 제공할 수 있다.
따라서, 리사이클된 가스 혼합물(234) 또는 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 유체 스위치(461)를 통해 그리고 유체 버스(469)로 흐른다. 위에서 논의된 바와 같이, 리사이클된 가스 혼합물(234) 또는 사전 준비된 가스 혼합물(466)은 할로겐 가스를 포함하지 않는다. 그러나 할로겐 가스는 전형적으로 챔버(209)에서 사용되는 가스 혼합물 내의 의도된 가스 성분들 중 하나이다. 챔버(209)에 할로겐 가스를 공급하기 위해, 제2 공급 시스템(468)으로부터의 가스 혼합물(470)은, 챔버(209)와 제2 공급 시스템(468)에 유체적으로 연결된 별도의 도관(472)을 통해 흐른다. 제2 공급 시스템(468)은 할로겐 가스를 포함하는 가스 혼합물(470)을 포함하고 있다. 가스 혼합물(470)은 3중 혼합물(tri-mix)이며, 이 3중 혼합물은 이득 매질 불활성 가스, (또한 불활성 가스인) 버퍼 가스 및 (이득 매질의 일부인) 할로겐의 혼합물이다. 예를 들어, 가스 혼합물(470)은 Ar, Ne 및 F의 혼합물일 수 있다. 가스 혼합물(470)은 유체 버스(472) 내에서 유동할 수 있으며 챔버(209)로 공급될 수 있다.
도 5를 참조하면, 가스 리사이클 시스템(530)을 포함하는 가스 관리 시스템의 블록도가 보여지고 있다. 가스 리사이클 시스템(530)은 위에서 논의된 가스 리사이클 시스템(130, 230 또는 330) 중 임의의 것일 수 있다. 가스 리사이클 시스템(530)은 챔버 시스템(510)에 유체적으로 연결되어 있다. 챔버 시스템(510)은 N 개의 개별 가스 방전 챔버(510_1 내지 510_N)를 포함하고 있으며, 여기서 N은 1보다 큰 정수이다. 방전 챔버(510_1 내지 510_N)들의 각각은 가스 상태의 이득 매질을 사용하는 (도 2의 광학 소스(205)와 같은) 광학 소스의 일부이며, 방전 챔버(510_1 내지 510_N)들의 각각은 리필 또는 주입 작동 중에 각각의 배기가스 혼합물(532_1 내지 532_N)을 방출한다. 방전 챔버(510_1 내지 510_N)는 유체 버스(529)에 유체적으로 연결되어 있으며, 이 유체 버스는 가스 리사이클 시스템(530)으로 유입된다. 가스 리사이클 시스템(530)은 가스 리사이클 시스템(530)으로 유입되는 배기가스 혼합물 또는 혼합물들(532_1 내지 532_N)을 기반으로 하여, 리사이클된 가스 혼합물(234)을 생성한다.
리사이클된 가스 혼합물(234)은 가스 공급 시스템(560)에서 저장되며 방전 챔버 시스템(509) 내의 하나 이상의 방전 챔버에 제공될 수 있다. 방전 챔버 시스템(509)은 방전 챔버(509_1 내지 509_K)를 포함하고 있으며, 여기서 K는 1보다 큰 정수이다. K와 N은 동일한 수일 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 따라서, 가스 리사이클 시스템(530)에 의해 공급되는 방전 챔버의 수는 (배기가스 혼합물이 이로부터 받아들여지는) 방전 챔버의 수보다 크거나, 작거나, 같을 수 있다. 또한, 방전 챔버 시스템(509)은 방전 챔버(510_1 내지 510_N)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있거나, 방전 챔버(509_1 내지 509_K)의 전부는 방전 챔버(510_1 내지 510_N)와 별개이며 독립적일 수 있다.
가스 공급 시스템(560)은 유체 버스(569)를 통해 방전 챔버 시스템(509)에 유체 연결될 수 있다. 유체 스위치(461)가 리사이클된 가스 혼합물(234)이 유체 버스(569)로 흐르는 것을 가능하게 할 때에 리사이클된 가스 혼합물(234)이 방전 챔버 시스템(509)에만 제공되도록 가스 공급 시스템(560)은 가스 공급 시스템(460)일 수 있다. 별도의 유체 버스(572)는 할로겐 함유 가스 혼합물(470)을 유지시키는 제2 공급 시스템(468)과 방전 챔버 시스템(509)을 유체 결합시킨다. 할로겐 함유 가스 혼합물(470)은 별도의 유체 버스(572)를 통해 방전 챔버 시스템(509)으로 공급된다.
도 6은 리사이클된 가스 혼합물에서 가스 성분을 관리하기 위한 공정(600)의 예의 흐름도이다. 도 6은 제어 시스템(250)의 하나 이상의 프로세서(251)에 의하여 수행될 수 있다. 도 6은 도 2 및 도 4에 관하여 논의된다.
제어 시스템(250)은 정제된 가스 혼합물(237) 내의 의도된 가스 성분의 측정량이 제1 값 범위 내에 있는지를 결정한다(610). 의도된 가스 성분은, 예를 들어, 광학 소스(205)의 이득 매질의 일부로서 또는 버퍼 가스로서 사용되는 불활성 가스일 수 있다. 의도된 가스 성분은, 예를 들어 아르곤(Ar), 네온(Ne), 헬륨(He) 및/또는 크세논(Xe)일 수 있다. 의도된 가스 성분의 측정량은 측정 시스템(242)에 의해 얻어진다. 제어 시스템(250)은 측정 시스템(242)으로부터의 측정값(measurement)에 액세스(access)할 수 있거나, 측정 시스템(242)은 측정값을 제어 시스템(250)에 제공할 수 있다. 제1 값 범위는 의도된 가스 성분의 양이 허용 가능한 값들의 범위이다.
제1 값 범위는 챔버(209)에서 사용되는 가스 혼합물 내의 가스 성분에 대한 허용 가능한 값 및/또는 값 범위를 한정하는 사양의 일부이다. 사양은 전자 저장부(252)에 룩업 테이블 또는 데이터베이스 형태로 저장될 수 있다. 사양은 특정 유형의 광학 소스와 관련하여 저장될 수 있어 동일한 사양은 이 소스에서 사용될 수 있는 모든 리사이클된 가스 혼합물을 평가하는데 사용된다.
사양은 복수의 가스 성분의 각각에 대한 특정 값 범위 또는 임계값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사양은 Ar에 대해 허용 가능한 값의 범위, Ne에 대해 허용 가능한 값의 또 다른 범위, 및 Xe에 대해 허용 가능한 값의 또 다른 범위를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 제어 시스템(250)은 하나 이상의 의도된 가스 성분의 측정량을 획득함으로써 그리고 그후 측정된 의도된 가스 성분의 각각에 대한 측정량을 각각의 허용 가능한 값의 범위와 비교함으로써 결정을 내린다(610). 예를 들어, 측정된 의도된 가스 성분은 측정량의 둘 이상의 불활성 가스를 포함할 수 있다.
허용 가능한 값의 범위는 전체 가스 혼합물에 대한 그 가스 성분의 백분율 범위 또는 절대 측정값(absolute measurement)일 수 있다. 예를 들어, 사양은 허용 가능한 Ne의 양을 96.4% 내지 96.6%로서, 허용 가능한 Ar의 양을 3.4% 내지 3.6%로, 그리고 허용 가능한 Xe의 양을 8 내지 10ppm으로 한정할 수 있다. 사양에 의하여 한정된 범위 내에 있는 측정값은 허용 가능하다. 사양에 의하여 한정된 범위 밖의 측정값은 허용될 수 없다.
부가적으로, 본 명세서는 허용 가능한 양의 불순물 가스 성분을 한정한다. 제어 시스템(250)은 정제된 가스 혼합물(237) 내의 불순물 가스 성분의 측정량이 제2 값 범위 내에 있는지 여부를 결정한다(620). 제2 값 범위는 측정된 불순물과 관련된 값의 범위이다. 불순물 가스 성분은 의도된 가스 성분이 아닌 정제된 가스 혼합물(237) 내의 임의의 가스 성분이다. 산소(O2), 물(H2O), 이산화탄소(CO2), 테트라플루오르메탄(CF4), 및/또는 플루오르화질소(NF3)가 불순물 화합물의 예이다. 물의 허용 가능한 양은, 예를 들어 0.5 ppm 미만일 수 있다. 따라서, 수증기에 대한 허용 가능한 값 범위는 0 내지 0.5 ppm이다.
적어도 하나의 의도된 가스 성분의 측정량이 허용 가능한 값의 제1 범위 내에 있지 않다면(610), 그러면 제어 시스템(250)은 가스 블렌딩 시스템(238)에게 부가적인 가스 성분을 정제된 가스 혼합물(237)에 추가하도록 명령한다(630). 부가 가스 성분은 정제된 가스 내에 이미 존재하는 부가량의 의도된 가스일 수 있다. 예를 들어, 부가 가스 성분은 하나 이상의 불활성 가스를 포함하는 혼합물일 수 있다.
전자 저장부(252)는 정제된 가스 혼합물(237)의 측정된 조성을 기반으로 어떤 유형의 가스 성분이 정제된 가스 혼합물(237)에 추가되는지를 나타내는 레시피를 저장할 수 있다. 예를 들어, 정제된 가스 혼합물(237)이 너무 적은 아르곤(Ar)을 갖는 경우, 레시피는 가스 블렌딩 시스템(238)이 아르곤(Ar) 및 크세논(Xe)을 포함하는 가스 혼합물을 정제된 가스 혼합물(237)에 추가하는 것을 명시할 수 있다. 또 다른 예에서, 정제된 가스 혼합물(237)이 너무 적은 크세논(Xe)을 갖는 경우, 레시피는 가스 블렌딩 시스템(238)이 네온(Ne), 아르곤(Ar) 및 크세논(Xe)을 포함하는 가스 혼합물을 정제된 가스 혼합물(237)에 추가하여 리사이클된 가스 혼합물(234)을 준비한다는 것을 명시할 수 있다. 정제된 가스 혼합물(237) 내의 모든 의도된 가스 성분이 사양 내에 있는 경우, 정제된 가스 혼합물(237)은 리사이클된 가스 혼합물(234)로서 사용된다.
위에서 논의된 바와 같이, 불순물 가스 성분은 또한 620에서 분석된다. 정제된 가스 혼합물(237) 내의 적어도 하나의 불순물 가스 성분의 측정량이 제2 값 범위 내에 있지 않으면(620), 그러면 제어 시스템(250)은 오차 신호를 생성한다(640). 예를 들어, 제어 시스템(250)은 I/O 인터페이스(253)가 인지 가능한 경고 (예를 들어, 스크린 상에 나타나는 시각적 경고, 가청음 및/또는 스크린 상에 디스플레이되지 않는 시각적으로 인지 가능한 경고)를 생성하게 하고 및/또는 경고를 문자 메시지 또는 이메일을 통해 운영자에게 전송될 수 있게 한다. 일부 구현에서, 오차 신호는 가스 관리 시스템(200)의 다른 부분에 직접 제공된다. 예를 들어, 가스 공급 시스템(460)(도 4)을 포함하는 구현에서, 사전 준비된 가스 혼합물(466)이 스위치(461)를 통해 흐르고 리사이클된 가스 혼합물(234)은 가스 리사이클 시스템(230)으로부터 배기되도록 오차 신호는 유체 스위치(461)에게 리사이클된 가스 혼합물(234)이 스위치(461)를 통해 흐르지 않게 명령할 수 있다.
가스 블렌딩 시스템(238)이 부가 가스 성분을 정제된 가스 혼합물(237)에 추가한 후(630), 그러면 공정(600)은 가스 관리 시스템(200)에 의한 출력을 위하여 리사이클된 가스 혼합물(234)을 준비하도록 진행할 수 있다(650). 도시되지는 않지만, 리사이클된 가스 혼합물(234)이 가스 공급 시스템(260)으로의 출력을 위해 준비되기 전에(650) 제어 시스템(250)이 가스 블렌딩 시스템(238)에게 부가 가스 성분을 정제된 가스 혼합물(237)에 추가하도록 명령한 후 하나 이상의 부가적인 단계를 수행하는 것(630)이 가능하다. 예를 들어, 제어 시스템(250)은 정제된 가스 혼합물(237) 내의 의도된 가스 성분의 측정량이 제1 값 범위 내에 있는지 여부에 대한 결정을 반복할 수 있으며(610) 정제된 가스 혼합물(237) 내의 의도된 가스 성분의 측정량이 제1 값 범위 내에 있다면, 그후 리사이클된 가스 혼합물(234)은 가스 관리 시스템(200)에 의하여 출력을 위해 준비될 수 있다(650).
도 7을 참조하면, 공정(700)은 가스 관리 시스템(200)의 다양한 구성 요소에 의해 수행될 수 있다. 가스 블렌딩 시스템(238)은 정제된 가스 혼합물(237)을 받아들이며 받아들여진 정제된 가스 혼합물을 기반으로 리사이클된 가스 혼합물(234)을 준비한다(710). 가스 분석 시스템(240) (예를 들어, 측정 시스템(242))은 가스 블렌딩 시스템(238)으로 향하는 정제된 가스 혼합물(237)의 샘플 또는 일부분을 받아들이며, 이 받아들여진 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 양을 측정한다(720). 가스 분석 시스템(240) (예를 들어, 측정 시스템(242))은 또한 준비된 리사이클된 가스 혼합물의 샘플 또는 일부를 가스 블렌딩 시스템(238)으로부터 받아들이며, 준비된 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 양을 측정한다(730).
(가스 분석 시스템(240)과 연통하는) 제어 시스템(250)은 정제된 가스 혼합물(720) 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량을 수신하며 가스 블렌딩 시스템(238)에서 받아들여진 정제된 가스 혼합물 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정한다(740). 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값의 범위 내에 있지 않다면 (740), 그후 제어 시스템(250)은 가스 블렌딩 시스템(238)에 신호를 전송하여 그에 의하여 가스 블렌딩 시스템(238)이 적어도 하나의 부가적인 가스 성분을 정제된 가스 혼합물(237)에 추가하게 하여 리사이클된 가스 혼합물(234)을 준비한다(760). 제어 시스템(250)은 또한 준비된 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량을 수신하며(730), 준비된 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있는지 여부를 결정한다(750).
요구되지는 않지만, 제어 시스템(250)이 준비된 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 적어도 하나의 불활성 가스의 측정량이 허용 가능한 값 범위 내에 있지 않은 것을 결정하면(750), 제어 시스템(250)은 가스 공급 시스템(260 또는 460)에 챔버(209)로의 (리사이클된 가스 혼합물(234)을 공급하는) 탱크 시스템(462)의 공급을 차단(switch off)하도록 지시할 수 있다(770).
도 8을 참조하면, 가스 관리 시스템(200)은 (탱크 시스템(463) 내의) 사전 준비된 가스 혼합물(466)과 (탱크 시스템(462) 내의) 리사이클된 가스 혼합물(234) 간을 전환시키기 위한 공정(800)을 수행하여 적합한 이중 혼합물을 유체 버스(469)를 거쳐 챔버(209)에 공급할 수 있다. 공정 800을 논의할 때 도 2 및 도 4에 대한 참조가 또한 이루어진다. 가스 분석 시스템(240)은 가스 블렌딩 시스템(238)으로부터 리사이클된 가스 혼합물(234)의 샘플을 받아들이며, 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 가스 성분을 분석한다(810). 제어 시스템(250)은 가스 분석 시스템(240)으로부터 분석결과(analysis)(810)를 받아들인다(820). 제어 시스템(250)은 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 가스 성분들 사이의 상대 농도가 허용 가능한 범위 내에 있는지를 결정한다(830). 제어 시스템(250)은 유체 스위치(461)에 신호를 제공하며(840), 그에 의하여 이 결정(830)을 기반으로 (탱크 시스템(463) 내의) 사전 준비된 가스 혼합물(466) 또는 (탱크 시스템(462) 내의) 리사이클된 가스 혼합물(234) 중 하나를 선택한다. 특히, 제어 시스템(250)이 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 가스 성분의 상대 농도가 허용 가능한 범위 내에 있지 않다고 결정한 경우(830), 제어 시스템(250)은 그러면 유체 스위치(461)에 신호를 전송하여 탱크 시스템(463) 내의 사전 준비된 가스 혼합물(466)로부터 이중 혼합물을 얻는다. 한편, 제어 시스템(250)이 리사이클된 가스 혼합물(234) 내의 가스 성분의 상대 농도가 허용 가능한 범위 내에 있다고 결정한 경우(830), 제어 시스템(250)은 그후 유체 스위치(461)에 신호를 전송하여 탱크 시스템(462) 내의 리사이클된 가스 혼합물(234)로부터의 이중 혼합물을 얻는다.
도 9a 및 도 10은 DUV 광 소스(905 및 1005)의 예들을 각각 제공하며, 이 광 소스들은 리사이클된 가스 혼합물(234)이 공급될 수 있고 및/또는 배기가스 혼합물(232)을 가스 관리 시스템(200)에 제공할 수 있는 방전 챔버를 포함하고 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 포토리소그래피 시스템(900)은 광 빔(911)을 리소그래피 노광 장치(969)에 제공하는 광학 소스 (또는 광원)(905)를 포함하고 있으며, 리소그래피 노광 장치는 웨이퍼 홀더 또는 스테이지(971)에 의해 받아들여진 웨이퍼(970)를 처리한다. 광학 소스(905)는 방전 챔버(910)를 포함하고 있으며, 방전 챔버는 캐소드(914a)와 애노드(914b)를 둘러싸고 있다. 도 9a에는 하나의 가스 방전 챔버(910)만이 보여지고 있다; 그러나, 광원(905)은 하나 이상의 방전 챔버를 포함할 수 있다.
광 빔(911)은 시간적으로 서로 분리된 광 펄스를 포함하는 펄스형 광 빔이다. 리소그래피 노광 장치(969)는 웨이퍼(970)에 도달하기 전에 광 빔(911)이 통과하는 투영 광학 시스템(975) 및 계측 시스템(972)을 포함하고 있다. 계측 시스템(972)은, 예를 들어 웨이퍼(970)의 이미지 및/또는 웨이퍼(970)에서의 광 빔(911)을 캡처할 수 있는 카메라 또는 다른 디바이스, 또는 x-y 평면 내의 웨이퍼(970)에서의 광 빔(911)의 세기와 같은, 광 빔(911)의 특성을 설명하는 데이터를 캡처할 수 있는 광학 검출기를 포함할 수 있다. 리소그래피 노광 장치(969)는 액체 침지 시스템 또는 건조 시스템일 수 있다. 포토리소그래피 시스템(900)은 또한 광학 소스(905) 및/또는 리소그래피 노광 장치(969)를 제어하기 위한 제어 시스템(980)을 포함하고 있다.
마이크로일렉트로닉 피처는, 예를 들어 웨이퍼 (970) 상의 방사선-감응성 포토레지스트 물질의 층을 광 빔(911)으로 노광시킴으로써 웨이퍼(970) 상에 형성된다. 도 9b를 또한 참조하면, 투영 광학 시스템(975)은 슬릿(976), 마스크(974), 및 투영 대물렌즈를 포함하며, 이 투영 대물렌즈는 렌즈 시스템(977)을 포함하고 있다. 렌즈 시스템(977)은 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 광 빔(911)은 광학 시스템(975)으로 들어가며 슬릿(976)에 충돌하고, 빔(911)의 적어도 일부는 슬릿(976)을 통과한다. 도 9a 및 도 9b의 예에서, 슬릿(976)은 직사각형이며 광 빔(911)을 세장형 직사각형 형상의 광 빔으로 성형한다. 패턴은 마스크(974) 상에 형성되며, 패턴은 성형된 광 빔의 어느 부분이 마스크(974)에 의해 투과되고 어느 부분이 마스크(974)에 의해 차단되는지를 결정한다. 패턴의 설계는 웨이퍼(970) 상에 형성될 특정 마이크로 전자 회로 설계에 의해 결정된다.
도 10을 참고하면, 포토리소그래피 시스템(1000)의 블록도가 보여지고 있다. 시스템(1000)은 시스템(900)의 구현의 예이다(도 9a). 예를 들어, 포토리소그래피 시스템(1000)에서, 광학 소스(1005)는 광학 소스(905)로서 사용된다(도 9a). 광학 소스(1005)는 펄스형 광 빔(1011)을 생성하며, 이 광 빔은 리소그래피 노광 장치(969)에 제공된다. 포토리소그래피 시스템(1000)은 또한 제어 시스템(1050)을 포함하며, 도 10의 예에서 이 제어 시스템은 광학 소스(1005)의 구성 요소뿐만 아니라 리소그래피 노광 장치(969)에 연결되어 있어 시스템(1000)의 다양한 작동을 제어한다. 다른 구현에서, 제어 시스템(1080)은 하나는 광학 소스(1005)의 다양한 양태를 제어하기 위한 그리고 다른 하나는 리소그래피 노광 장치를 제어하기 위한 2개의 개별 제어 시스템으로서 구현될 수 있다.
도 10에서 보여지는 예에서, 광학 소스(1005)는 시드 광 빔(1006)을 전력 증폭기(PA)(1002)에 제공하는 마스터 발진기(MO)(1001)를 포함하는 2-스테이지 레이저 시스템이다. 마스터 발진기(1001) 및 전력 증폭기(1002)는 광학 소스(1005)의 서브 시스템 또는 광학 소스(1005)의 일부인 시스템인 것으로 간주될 수 있다. 전력 증폭기(1002)는 마스터 발진기(1001)로부터 시드 광 빔(1006)을 받아들이고 시드 광 빔(1006)을 증폭하여 리소그래피 노광 장치(969)에 사용하기 위한 광 빔(1011)을 생성한다. 예를 들어, 마스터 발진기(1001)는 펄스 당 약 1 밀리줄(mJ)의 시드 펄스 에너지를 갖는 펄스형 시드 광 빔을 방출할 수 있으며, 이 시드 펄스는 전력 증폭기(1002)에 의해 약 10 내지 15 mJ로 증폭될 수 있다.
마스터 발진기(1001)는 2개의 세장형 전극(1014a-1 및 1014b-1), 가스 혼합물인 이득 매질(1018_1), 및 전극들(1014a_1, 1014b_1) 사이에서 가스 혼합물을 순환시키기 위한 팬 (도시되지 않음)을 갖는 방전 챔버(1010_1)를 포함하고 있다. 방전 챔버(1010_1)의 일 측부 상의 라인 축소 모듈(line narrowing module)(1086)과 방전 챔버(1010_1)의 제2 측부 상의 출력 커플러(1081) 사이에 공진기가 형성되어 있다. 라인 축소 모듈(1086)은 방전 챔버(1010_1)의 스펙트럼 출력을 미세하게 조정하는 격자와 같은 회절 광학계를 포함할 수 있다. 광학 소스(1005)는 또한 출력 커플러(1081)로부터의 출력 광 빔을 받아들이는 라인 중심 분석 모듈(1084) 및 빔 결합 광학 시스템(1038)을 포함한다. 라인 중심 분석 모듈(1084)은 시드 광 빔(1006)의 파장을 측정 또는 모니터링하는데 사용될 수 있는 측정 시스템이다. 라인 중심 분석 모듈(1084)은 광학 소스(1005)의 다른 위치에 배치될 수 있거나, 이는 광학 소스(1005)의 출력측에 배치될 수 있다.
가스 혼합물(1018_1)은 적용에 필요한 파장 및 대역폭에서 광 빔을 생성하기에 적합한 임의의 가스일 수 있다. 엑시머 소스의 경우, 가스 혼합물(1018_1)은, 예를 들어 아르곤 또는 크립톤과 같은 불활성(희가스), 예를 들어 불소 또는 염소와 같은 할로겐, 및 헬륨과 같은 버퍼 가스를 제외하고 미량의 크세논을 포함할 수 있다. 가스 혼합물의 구체적인 예는 약 193 ㎚의 파장에서 광을 방출하는 아르곤 플루오라이드(ArF), 약 248㎚의 파장에서 광을 방출하는 크립톤 플루오라이드 (KrF) 또는 약 351 ㎚의 파장에서 광을 방출하는 크세논 클로라이드(XeCl)를 포함한다. 엑시머 이득 매질 (기체 혼합물)는 세장형 전극(1014a_1, 1014b_1)으로의 전압의 인가에 의하여 고전압 방전에서 짧은 (예를 들어, 나노초) 전류 펄스로 펌핑된다.
전력 증폭기(1002)는 마스터 발진기(1001)로부터 시드 광 빔(1006)을 받아들이고 시드 광 빔(1006)을 방전 챔버(1010_2)를 통해 빔 회전 광학 요소(beam turning optical element)(1082)로 향하게 하는 빔 결합 광학 시스템(1083)을 포함하며, 빔 회전 광학 요소는 시드 광 빔(1006)의 방향을 변경 또는 변화시키고 따라서 시드 광 빔은 방전 챔버(1010_2)로 다시 보내진다. 빔 회전 광학 요소 및 빔 결합 광학 시스템(1083)은 링 증폭기로의 입력이 빔 결합 광학 시스템(1083)에서 링 증폭기의 출력과 교차하는 순환 및 폐쇄 루프 경로를 형성한다.
방전 챔버(1010_2)는 한 쌍의 세장형 전극(1014a_2, 1014b_2), 기체 혼합물(1018_2) 및 기체 혼합물(1018_2)을 전극(1014a_2, 1014b_2)들 사이에서 순환시키기 위한 팬(보이지 않음)을 포함하고 있다. 가스 혼합물(1018_2)은 가스 혼합물(1018_1)과 동일할 수 있다. 가스 혼합물(1018_1) 및/또는 가스 혼합물(1018_2)은 (도 2의 스크러버(215)와 같은) 스크러버와 상호 작용할 수 있으며 또한 배기가스 혼합물(232)로서 가스 관리 시스템(200)으로 배기될 수 있다. 가스 혼합물(1018_1) 및/또는 가스 혼합물(1018_2)은 가스 관리 시스템(200)에 의해 공급되는 리사이클된 가스 혼합물(234)을 포함하거나 리사이클된 가스 혼합물일 수 있다.
출력 광 빔(1011)은 리소그래피 노광 장치(969)에 도달하기 전에 빔 준비 시스템(1085)을 통해 지향될 수 있다. 빔 준비 시스템(1085)은 빔(1011)의 (대역폭 또는 파장과 같은) 다양한 매개변수를 측정하는 대역폭 분석 모듈을 포함할 수 있다. 빔 준비 시스템(1085)은 또한 출력 광 빔(1011)의 각각의 펄스를 시간적으로 연장시키는 펄스 폭 연장기(pulse stretcher)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 빔 준비 시스템(1085)은 또한, 예를 들어, (예를 들어, 렌즈 및 미러와 같은) 반사 및/또는 굴절 광학 요소, 필터 및 (자동화된 셔터를 포함하는) 광학 개구와 같은, 빔(1011)에 작용할 수 있는 다른 구성 요소를 포함할 수 있다.
포토리소그래피 시스템(1000)은 또한 제어 시스템(1080)을 포함하고 있다. 제어 시스템(1080)은 광학 소스(1005)에 하나 이상의 신호를 전송함으로써 광학 소스(1005)가 광 펄스 또는 하나 이상의 광 펄스를 포함하는 광 펄스의 버스트(burst)를 방출하는 시기를 제어할 수 있다. 제어 시스템(1080)은 또한 리소그래피 노광 장치(969)에 연결되어 있다. 따라서, 제어 시스템(1080)은 또한 리소그래피 노광 장치(969)의 다양한 양태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(1080)은 웨이퍼(970)의 노광을 제어할 수 있으며(도 9b), 따라서 전자 피처가 웨이퍼(970) 상에 어떻게 프린트되는지를 제어하는데 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 제어 시스템(1080)은 x-y 평면에서 슬릿(976)의 움직임을 제어함으로써 웨이퍼(970)의 스캐닝을 제어할 수 있다(도 9b). 더욱이, 제어 시스템(1050)은 계측 시스템(972) 및/또는 광학 시스템(975)과 데이터를 교환할 수 있다 (도 9b).
리소그래피 노광 장치(969)는 또한, 예를 들어 (공기 조절 디바이스 및/또는 가열 디바이스와 같은) 온도 제어 디바이스 및/또는 다양한 전기 구성 요소를 위한 전원 공급부를 포함할 수 있다. 제어 시스템(1080)은 또 이 구성 요소를 제어할 수 있다. 일부 구현에서, 제어 시스템(1080)은 리소그래피 노광 장치(969)의 양태 제어 전용인 적어도 하나의 서브-제어 시스템(리소그래피 컨트롤러)을 갖는 하나 이상의 서브-제어 시스템을 포함하도록 구현된다. 이 구현에서, 제어 시스템(1080)은 리소그래피 컨트롤러를 사용하는 대신에 또는 이를 사용하는 것에 더하여 리소그래피 노광 장치(969)의 양태를 제어하는데 사용될 수 있다.
가스 혼합물(1018_1) 또는 가스 혼합물(1018_2)의 이득 매질이 전극(1014a-1, 1014b_1 또는 1014a_2, 1014b_2)에 전압을 각각 인가함으로써 펌핑될 때, 가스 혼합물(1018_1 및/또는 1018_2)의 이득 매질은 광을 방출한다. 전압이 일정한 시간 간격으로 전극에 인가되면, 광 빔(1011)은 펄스화된다. 따라서, 펄스형 광 빔(1011)의 반복률(repetition rate)은 전압이 전극에 인가되는 속도에 의해 결정된다. 펄스의 반복률은 대부분의 응용에 대해서 약 500 내지 6,000Hz 범위일 수 있다. 일부 구현에서, 반복률은 6,000Hz보다 클 수 있으며, 예를 들어 12,000Hz 이상일 수 있다.
1. 가스 챔버 공급 시스템은,
제1 가스 챔버의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스;
제1 가스 챔버의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성되며,
제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부;
제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및
사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함하는 제2 가스 소스;
리사이클된 가스 공급부의 샘플을 받아들이며 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및
가스 분석 시스템에 그리고 유체 흐름 스위치에 연결되며,
가스 분석 시스템으로부터 분석결과를 받아들이도록;
리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분들 간의 상대적인 농도가 허용 가능한 범위 내에 있는지를 결정하도록; 및
유체 흐름 스위치에 신호를 제공하여 그에 의하여 상기 결정을 기반으로 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
2. 항목 1의 가스 챔버 공급 시스템은 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하는 압력 측정 시스템을 더 포함하며, 제어 시스템은 압력 측정 시스템으로부터 출력을 수신하고 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 기반으로 유체 흐름 스위치에 대한 신호를 조정한다.
3. 항목 1의 가스 챔버 공급 시스템에서, 제2 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함한다.
4. 항목 3의 가스 챔버 공급 시스템에서, 이득 매질 성분 내의 불활성 가스는 아르곤(Ar)이며, 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함한다.
5. 항목 3의 가스 챔버 공급 시스템에서, 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분의 분석은 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함한다.
6. 항목 1의 가스 챔버 공급 시스템에서, 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부는 가스 리사이클 시스템의 가스 블렌딩 시스템으로부터 받아들여진다.
7. 항목 1의 가스 챔버 공급 시스템에서, 가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함한다.
8. 가스 챔버 공급 시스템은,
제1 가스 챔버의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되며, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스;
제1 가스 챔버의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성되며,
제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부;
제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및
사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함하는 제2 가스 소스;
제2 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부에 공급하도록 구성되며,
제1 가스 챔버와는 별개의 제2 가스 챔버로부터 배기된 가스 혼합물을 받아들이도록 구성된 가스 정제기 시스템;
정제된 가스 혼합물을 받아들이고 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및
리사이클된 가스 혼합물을 준비하고 리사이클된 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부의 제2 가스 혼합물로서 출력하는 가스 블렌딩 시스템을 포함하는 가스 리사이클 시스템; 및
가스 리사이클 시스템에 그리고 유체 흐름 스위치에 연결되며, 유체 흐름 스위치에 신호를 제공하여 그에 의하여 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
9. 항목 8의 가스 챔버 공급 시스템은 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하는 압력 측정 시스템을 더 포함하며, 제어 시스템은 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 수신하고 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 기반으로 유체 흐름 스위치에 대한 신호를 조정한다.
10. 항목 8의 가스 챔버 공급 시스템에서, 정제된 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함한다.
11. 항목 10의 가스 챔버 공급 시스템에서, 이득 매질 성분 내의 불활성 가스는 아르곤(Ar)이며, 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함한다.
12. 항목 10의 가스 챔버 공급 시스템에서, 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분의 분석은 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함한다.
13. 항목 8의 가스 챔버 공급 시스템에서, 가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함한다.
14. 가스 챔버 공급 시스템은,
제1 세트의 가스 챔버들의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되며, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스;
제1 세트의 가스 챔버들의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성되며,
제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부;
제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및
사전 준비된 가스 공급부에 그리고 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함하는 제2 가스 소스;
제2 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부에 공급하도록 구성되며,
제2 세트의 가스 챔버들의 가스 챔버들 중 적어도 하나로부터 배기된 가스 혼합물을 받아들이도록 출력측에 유체적으로 연결된 가스 정제기 시스템;
정제된 가스 혼합물을 받아들이고 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및
리사이클된 가스 혼합물을 준비하고 리사이클된 가스 혼합물을 리사이클된 가스 공급부의 제2 가스 혼합물로서 출력하는 가스 블렌딩 시스템을 포함하는 가스 리사이클 시스템; 및
가스 리사이클 시스템에 그리고 유체 흐름 스위치에 연결되며, 유체 흐름 스위치에 신호를 제공하여 그에 의하여 사전 준비된 가스 공급부와 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
15. 항목 14의 가스 챔버 공급 시스템에서, 제2 세트의 가스 챔버들 중 하나 이상은 제1 세트의 가스 챔버들 중 하나 이상과 대응한다.
16. 항목 14의 가스 챔버 공급 시스템은 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하는 압력 측정 시스템을 더 포함하며, 제어 시스템은 압력 측정 시스템으로부터 출력을 수신하고 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 기반으로 유체 흐름 스위치에 대한 신호를 조정한다.
17. 항목 14의 가스 챔버 공급 시스템에서, 제2 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함한다.
18. 항목 17의 가스 챔버 공급 시스템에서, 이득 매질 성분 내의 불활성 가스는 아르곤(Ar)이며, 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함한다.
19. 항목 17의 가스 챔버 공급 시스템에서, 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분의 분석은 불활성 가스를 갖는 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함한다.
20. 항목 14의 가스 챔버 공급 시스템에서, 가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함한다.
다른 구현은 청구항의 범위 내에 있다.

Claims (20)

  1. 가스 챔버 공급 시스템에 있어서,
    제1 가스 챔버의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스;
    상기 제1 가스 챔버의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성되는 제2 가스 소스 ― 상기 제2 가스 소스는:
    상기 제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부;
    상기 제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및
    상기 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 상기 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함함 ―;
    상기 리사이클된 가스 공급부의 샘플을 받아들이며 상기 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및
    상기 가스 분석 시스템에 그리고 상기 유체 흐름 스위치에 연결되는 제어 시스템을 포함하되, 상기 제어 시스템은:
    상기 가스 분석 시스템으로부터 분석결과를 받아들이도록;
    상기 리사이클된 가스 공급부 내의 가스 성분들 간의 상대적인 농도가 허용 가능한 범위 내에 있는지를 결정하도록; 및
    상기 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 상기 결정을 기반으로 상기 사전 준비된 가스 공급부와 상기 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성되는 가스 챔버 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 챔버 공급 시스템은 상기 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하는 압력 측정 시스템을 더 포함하며, 상기 제어 시스템은 상기 압력 측정 시스템으로부터 출력을 수신하고 상기 압력 측정 시스템으로부터의 상기 출력을 기반으로 상기 유체 흐름 스위치에 대한 상기 신호를 조정하는 가스 챔버 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리사이클된 가스 공급부 내의 상기 가스 성분의 분석은 상기 불활성 가스를 갖는 상기 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 상기 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프(gas chromatograph) 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  6. 가스 챔버 공급 시스템에 있어서,
    제1 가스 챔버의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되며, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스;
    상기 제1 가스 챔버의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성되는 제2 가스 소스 ― 상기 제2 가스 소스는:
    상기 제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부;
    상기 제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및
    상기 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 상기 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함함 ―;
    상기 제2 가스 혼합물을 상기 리사이클된 가스 공급부에 공급하도록 구성되는 가스 리사이클 시스템 ― 상기 가스 리사이클 시스템은:
    상기 제1 가스 챔버와는 별개의 제2 가스 챔버로부터 배기된 가스 혼합물을 받아들이도록 구성된 가스 정제기 시스템;
    상기 정제된 가스 혼합물을 받아들이고 상기 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및
    리사이클된 가스 혼합물을 준비하고 상기 리사이클된 가스 혼합물을 상기 리사이클된 가스 공급부의 상기 제2 가스 혼합물로서 출력하는 가스 블렌딩 시스템을 포함함 ―; 및
    상기 가스 리사이클 시스템에 그리고 상기 유체 흐름 스위치에 연결되며, 상기 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 상기 사전 준비된 가스 공급부와 상기 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 가스 챔버 공급 시스템은 상기 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하는 압력 측정 시스템을 더 포함하며, 상기 제어 시스템은 상기 압력 측정 시스템으로부터의 출력을 수신하고 상기 압력 측정 시스템으로부터의 상기 출력을 기반으로 상기 유체 흐름 스위치에 대한 상기 신호를 조정하는 가스 챔버 공급 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 정제된 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이득 매질 성분 내의 상기 불활성 가스는 아르곤(Ar)이며, 상기 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 정제된 가스 혼합물 내의 상기 가스 성분의 분석은 상기 불활성 가스를 갖는 상기 이득 매질 성분의 양을 측정하는 것 및 상기 버퍼 성분의 양을 측정하는 것을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  11. 제6항에 있어서, 상기 가스 분석 시스템은 질량 분석계, 가스 크로마토그래프 또는 푸리에-변환 적외선(FTIR) 분광계를 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  12. 가스 챔버 공급 시스템에 있어서,
    제1 세트의 가스 챔버들의 제1 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되며, 적어도 하나는 할로겐을 포함하는 제1의 복수의 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된 제1 가스 소스;
    상기 제1 세트의 가스 챔버들의 제2 유입구에 유체적으로 연결되도록 구성되고, 할로겐이 없는 제2의 복수의 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물을 공급하도록 구성되는 제2 가스 소스 ― 상기 제2 가스 소스는:
    상기 제2 가스 혼합물을 포함하는 사전 준비된 가스 공급부;
    상기 제2 가스 혼합물을 포함하는 리사이클된 가스 공급부; 및
    상기 사전 준비된 가스 공급부에 그리고 상기 리사이클된 가스 공급부에 연결된 유체 흐름 스위치를 포함함 ―;
    상기 제2 가스 혼합물을 상기 리사이클된 가스 공급부에 공급하도록 구성되는 가스 리사이클 시스템 ― 상기 가스 리사이클 시스템은:
    제2 세트의 가스 챔버들의 가스 챔버들 중 적어도 하나로부터 배기된 가스 혼합물을 받아들이도록 출력측에 유체적으로 연결된 가스 정제기 시스템;
    상기 정제된 가스 혼합물을 받아들이고 상기 정제된 가스 혼합물 내의 가스 성분을 분석하는 가스 분석 시스템; 및
    리사이클된 가스 혼합물을 준비하고 상기 리사이클된 가스 혼합물을 상기 리사이클된 가스 공급부의 상기 제2 가스 혼합물로서 출력하는 가스 블렌딩 시스템을 포함함 ―; 및
    상기 가스 리사이클 시스템에 그리고 상기 유체 흐름 스위치에 연결되며, 상기 유체 흐름 스위치에 신호를 제공함으로써 상기 사전 준비된 가스 공급부와 상기 리사이클된 가스 공급부 중 하나를 제2 가스 소스로서 선택하도록 구성된 제어 시스템을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 세트의 상기 가스 챔버들 중 하나 이상은 상기 제1 세트의 상기 가스 챔버들 중 하나 이상과 대응하는 가스 챔버 공급 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 가스 챔버 공급 시스템은 상기 리사이클된 가스 공급부의 압력을 측정하는 압력 측정 시스템을 더 포함하며, 상기 제어 시스템은 상기 압력 측정 시스템으로부터 출력을 수신하고 상기 압력 측정 시스템으로부터의 상기 출력을 기반으로 상기 유체 흐름 스위치에 대한 상기 신호를 조정하는 가스 챔버 공급 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2 가스 혼합물은 불활성 가스를 갖는 적어도 이득 매질 성분 및 적어도 버퍼 성분을 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이득 매질 성분 내의 상기 불활성 가스는 아르곤(Ar)이며, 상기 버퍼 성분은 불활성 가스를 포함하는 가스 챔버 공급 시스템.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7231614B2 (ja) * 2018-03-26 2023-03-01 ギガフォトン株式会社 レーザガス管理システム、電子デバイスの製造方法及びエキシマレーザシステムの制御方法
US11892382B2 (en) * 2021-08-27 2024-02-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method for detecting environmental parameter in semiconductor fabrication facility
CN114994249B (zh) * 2022-05-30 2024-01-05 岭澳核电有限公司 Teg氧表的故障处理方法、装置、计算机设备和存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170063016A1 (en) * 2015-08-24 2017-03-02 Matheson Tri-Gas, Inc. System for reclaiming, rebalancing and recirculating laser gas mixtures used in a high energy laser system

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0429386A (ja) 1990-05-24 1992-01-31 Hitachi Ltd エキシマレーザ装置
JP3805073B2 (ja) 1997-08-07 2006-08-02 大陽日酸株式会社 エキシマレーザーガスの回収装置
US5978406A (en) * 1998-01-30 1999-11-02 Cymer, Inc. Fluorine control system for excimer lasers
JPH11274662A (ja) 1998-03-20 1999-10-08 Komatsu Ltd エキシマレーザ装置、エキシマレーザ加工システム及びそのガス給排気方法
JP2000124534A (ja) 1998-10-12 2000-04-28 Komatsu Ltd ＡｒＦエキシマレーザ装置及びその狭帯域化モジュール
KR20010112265A (ko) 1999-02-12 2001-12-20 시마무라 테루오 노광방법 및 장치
JP4276354B2 (ja) 2000-02-28 2009-06-10 日本エア・リキード株式会社 ネオン回収方法及び装置
JP2001345263A (ja) 2000-03-31 2001-12-14 Nikon Corp 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
US20060285091A1 (en) 2003-07-21 2006-12-21 Parekh Bipin S Lithographic projection apparatus, gas purging method, device manufacturing method and purge gas supply system related application
WO2006080250A1 (ja) 2005-01-25 2006-08-03 Jsr Corporation 液浸型露光システム、液浸型露光用液体のリサイクル方法及び供給方法
US7602471B2 (en) 2006-05-17 2009-10-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for particle monitoring in immersion lithography
US7835414B2 (en) 2007-02-26 2010-11-16 Cymer, Inc. Laser gas injection system
NL1036306A1 (nl) 2007-12-20 2009-06-23 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and in-line cleaning apparatus.
NL2005610A (en) 2009-12-02 2011-06-06 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and surface cleaning method.
JP6022837B2 (ja) 2011-10-25 2016-11-09 ギガフォトン株式会社 エキシマレーザ装置及びエキシマレーザシステム
US8929419B1 (en) 2013-08-13 2015-01-06 Lightmachinery Inc. Excimer laser with gas purification
WO2015075840A1 (ja) * 2013-11-25 2015-05-28 ギガフォトン株式会社 ガス精製システム及びレーザ装置
WO2017072863A1 (ja) 2015-10-27 2017-05-04 ギガフォトン株式会社 レーザガス精製システム
JP6175471B2 (ja) 2015-10-30 2017-08-02 日本エア・リキード株式会社 ネオン回収精製システムおよびネオン回収精製方法
US9819136B2 (en) 2016-01-08 2017-11-14 Cymer, Llc Gas mixture control in a gas discharge light source
US9634455B1 (en) 2016-02-16 2017-04-25 Cymer, Llc Gas optimization in a gas discharge light source
CN205828871U (zh) 2016-06-22 2016-12-21 中国科学院光电研究院 一种准分子激光器工作气体配送装置
JP6224859B1 (ja) 2016-11-04 2017-11-01 日本エア・リキード株式会社 不純物除去装置およびその不純物除去装置を備えるリサイクルガス回収精製システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170063016A1 (en) * 2015-08-24 2017-03-02 Matheson Tri-Gas, Inc. System for reclaiming, rebalancing and recirculating laser gas mixtures used in a high energy laser system

Also Published As

Publication number Publication date
TWI703410B (zh) 2020-09-01
US11949203B2 (en) 2024-04-02
CN111727533A (zh) 2020-09-29
JP2021514112A (ja) 2021-06-03
US20200358241A1 (en) 2020-11-12
WO2019160627A1 (en) 2019-08-22
KR20200108061A (ko) 2020-09-16
JP7030998B2 (ja) 2022-03-07
TW201940991A (zh) 2019-10-16

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