TW201100973A - A method and arrangement for realizing a vacuum in a vacuum chamber - Google Patents

Description

201100973 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種真空腔配置、一種含有連接至抽吸系 統的出口之真空腔及用於在真空腔内實現真空的方法。 【先前技術】 在半導體產業中，一直持續希望製造出更小的結構且 具有更尚的精確性與可靠性，如此一來，對於晶圓加工技 術則有更鬲的要求。特別是使晶圓加工設備的生產量達到 最大’同時又要維持最低的資金成本與運作成本，且不能 過度使用廠房地面空間日夺，這一點是很重要的。在半導體 製造環境中的廠房地面空間*僅相#昂#，而且也需要很 间的運作成本以維持乾淨無塵的室内條件。為了符合上述 要求，微影機器最好能夠盡可能地維持在連續運作的狀維 下。 〜、 【發明内容】 本發明欲提供一種方法及微影系統，其能夠符合上述 要求，同時還能夠提供高生產量的運作，以達到具有高經 濟效益的機器設計。本發明提出一種設計理念，根據此設 計理念，機器被分成多個相互獨立運作且可獨立操作的: 影機器以形成-機器群組，其中每個機器均在高度真*的 狀態下進行運作。為了以經濟可行且有效運用空間的：式 實現此設計理念’本發明提出一種用於在機器群組中的真 空腔内實現真工的配置。為達此目的，本發明提出—種用 於在真空腔内實現真空的方法，其中真空腔連接到—抽吸 201100973 系統，此抽吸系統是由多個真空腔共用。此方法包含八別 抽空每個真空腔。而且，本發明提供一種配置，其具:: 個連接至抽吸系統的真空腔，其中該抽吸系統用二 空每個真空腔。 # 藉由這些真空腔-起相同的抽吸系統，並不需要每個 真空腔都裝設有產生真空的個別設備，如 # 个 1以顯 者降低抽吸系統的總成本。此外’比起多個抽吸系統可能 〇 ά據的廠房地面空間來說，共用的抽吸系統所佔據的廠房b 地面空間較小，如此又產生出經濟效益與功能上的優點。 根據另一型態，本發明解決了與使用帶電粒子微影系 統特別有關的問題。在這樣的系統中，必須在電磁屏蔽這 =系統的投影柱的相當嚴格要求以及在相同空間中提供正 常高度真空以執行帶電粒子投影的要求兩者之間產生連續 的平衡。此兩個要求是彼此對立的，因為欲較佳地實現電 磁屏蔽，就必須封閉執行帶電粒子投影所需的空間；然而， Ο產生真空（特別是分子流吸引機制）較佳地需要很大的吸引 開口。一般來說，只能以折衷方案解決上述的問題，就是 運用電磁屏蔽中的小開口且同時接受帶電粒子系統相當長 的抽真空時間之組合方式。 根據本發明進一步的發現，可以使用一低溫系統，以 協助產生兩度真空並減少微影系統的抽真空時間，同時為 了使電磁屏蔽達到最佳化而具有縮減尺寸的吸引開口。這 樣的配置方式經證實仍不令人滿意，原因在於低溫系統的 成本太兩’而且因為低溫抽吸系統必須從欲定最小程度的 5 201100973 真空開始操作，所以還是需要—個習知的真空抽吸系統。 然而，僅管有這樣的偏1 ’本發明仍舊使用帶電粒子微影 系統的抽吸幫浦之組合結構，以產生較好的電磁屏蔽同時 又避免過長的抽真空時間(亦即：非操作時間）。將低溫抽吸 系統應用於帶電粒子系統能解決上述的妥協折衷方案。當 此種組合與群組機器的概念一起使用時，特別是與共用^ 及系、、先起使用日守，可增強此種組合結構的經濟可行性及 實際上的可應用性。 本發明的一型態提出一種抽吸系統，其包含一真空幫 浦系統及一低溫幫浦系統。可以運用這樣的組合以降低真 空腔内的壓力，特別是假如藉由真空幫浦系統及低溫幫浦 系統而實現真空的話，則可以到達非常低的壓力值（例如： = _6mbar)。為了實現真空，可以先啟動真空幫浦系統，接 者再啟動低溫幫浦系統。這樣的啟動順序能夠使啟動低溫 幫浦系統的壓力值比起它與真空幫浦系統同時啟動所需要 的壓力值更低。以更低的壓力啟動可以使低溫幫浦系統在 更低的壓力值產生飽和。 真二幫浦系統可以包含一前幫浦及至少一渦輪分子幫 浦。然後，啟動真空幫浦系統可以包含先啟動前幫浦，接 著再啟動該至少一渦輪分子幫浦。使用這類的真空幫浦系 統能夠非常快速地實現低於lmBar的壓力值。在啟動了該 至少一渦輪分子幫浦一段時間之後，可以停止前幫浦的運 作。 每個真空腔可以連接至個別的渦輪分子幫浦，每個真 201100973 空腔使用單個渴輪分子幫浦能夠產生二階式的幫浦排列， 且具有減少的官路。本發明的方法可以進-步包含以下步 驟：關閉-流動調節裝置以隔離渦輪分子幫浦與真空腔； 以及停止渦輪分子幫浦的極祙 _ ,, ^ 較少的影響。 細作。"些動作對外部震動產生 因為真空腔可以設有一個毺拉古… 個連接真空腔與個別渦輪分子 氣浦的出口，所以本發明的方法可以另外包含改變該出口 Ο ❹ 的剖面積之步驟。在從大氣星力開始朝向大約真空(例如. lmBar)的起初抽氣過程中，出口的剖面積最好大—點，夢 積：抽真空所需的時間。在較低…，具有較小剖： 更办全==車父佳，其原因例如可以藉此從低溫幫浦獲得 站吉* 出的剖面積可以相當快速地 真二，且具有相當大的資源使用效率。 改變出口的剖面積可以包含 少一部价沾+ n , 移動構件而阻擋至 、’此移動構件可以採用-板的形式。較 ，移㈣件包含-電磁屏蔽㈣，例如高導 :::r射，同時可以透過局—進行抽吸： :本：明-些實施例中所使用的低溫幫浦 二：：流體儲存槽或冷卻單元、多個低溫表2 於連接冷卻流體儲存槽（或 楫及用 卻線路。低、、田幫、#“羊疋）”低溫表面結構的冷 低/ 皿幫浦系統可以另外包含一或多: 郎裝置用以控制將冷卻流體運送通過冷卻 7 201100973 線路或者退離-或多個低溫表面結構。較佳地，低溫幫 浦系統在每個低溫表面結構包含二個流動調節裝置。在表 面結構的輸人端與輸出端的_流動調節能簡化將表面結構 添加到低溫幫浦系統中及/或從低溫幫浦系統中移除。低溫 表面結構可以採用不同的形式，例如具有屏蔽或螺旋的形 式。螺旋相當容易製造’而屏蔽具有很大的表面積。 在本發明的-些實施例中，真空腔的壁體用以容納一 低溫表面結構，此表面結構可以採用熱電型冷卻元件的形 式（例如：所謂Peltier元件）。熱電型冷卻元件可以在低電 壓下操作’其相當便宜且可以一邊操作而一邊以水等普通 冷卻流體進行冷卻。冷卻元件可以接觸真空腔的壁部的外 表面，在此情形中，電壓連接部位不需要穿過真空腔壁體， 藉此簡化真空腔的設計。 在一些實施例中，至少一真空腔包含一或多個發光二 極體，其發出紫外線光譜的輻射。作為另一替代方式，真 空腔配置有專屬壁部，以便將紫外線輻射結合到真空腔 内。使用紫外線輻射能夠促進在真空腔内的預定位置處排 除氣體，此增進的除氣效果（outgassing)可允許產生更有效 的抽真空，且在真空腔内產生更小的壓力值。 本發明另外包含一真空腔，其具有連接至抽吸系統的 一出口，此出口具有一個可變化的剖面積。具有可變化的 剖面積之出口能夠改變抽吸系統所產生的抽吸能力。假如 真空腔内的壓力低於一臨界值的話’較佳的抽吸能力就已 足夠。假如在那時候可以減少出口的剖面積的話則可以 201100973 這些專利文件均已受讓給本發明的所有權人，且在此提及 作為參考。在圖1所顯示的實施例中，微影設備包含一電 子源101，用以產生擴張的電子光束120。藉由一準直儀透 鏡系統102而使這些擴張的電子光束12〇變成準直平行， 經準直過的電子光束121撞擊一孔隙陣列1〇3,而此孔隙陣 列103阻擋住一佈份的光束而產生多條小光束（beamlet) 122。此系統產生大量的小光束122，較佳地大約為ι〇,〇〇〇 條到1,000,000條之間的小光束。 電子小光束122通過一聚光透鏡陣列1〇4，藉以將電子 小光束122聚焦於一光束消除器陣列（beam Manker array) 10 5的平面上，此光束消除器陣列1 〇 5包含多個消除器，用 以偏折一或多條電子小光束。已偏折及未偏折的電子小光 束123會到達具有多個孔隙的光束停止陣列1〇8，光束消除 器陣列105及光束停止陣列108 一起操作以阻擋小光束123 或讓小光束123通過。假如光束消除器陣列1〇5偏折一條 小光束的話，則此條小光束將不會通過光束停止陣列1〇8 中的對應孔隙，反而會被擋住。但是，假如光束消除器陣 列1〇5並未偏折一條小光束的話，則此條小光束將會通過 光束停止陣列108中的對應孔隙’且通過光束偏向器陣列 10 9及投影透鏡陣列1 1 〇。 光束偏向器陣列109用以使每條小光束124在χ方向 或Υ方向（大致垂直於未偏折小光束的方向）產生偏折， 以掃描橫跨縣13〇的表面上之小光束。接著，這此小光 束124通過投影透鏡陣列η〇且投影至標靶13〇上，投影 201100973 基於其他目的而# 未破真空腔所運用的抽吸李“ 4 月邑力，以促推S 加士 叹系統之柚吸 從進另—個真空腔的抽真空。 可以藉由使用一移動禮 勖構件（例如：滑板）而達成縮姑、山 的剖面積，此移動構件 運成縮減出口 佳地’移動構件包含— 的出口。較 金），藉^：… 蔽材料(例如：高導磁鎳鐵- 金），藉以阻擋外界的電磁輕射。 碎鐵口 此外’本發明亦關於— 方▲— 於種用於在-配置中實現真空之 方法，該配置包含：至少- 、工之

—個真工腔、一抽吸系統及—泣 動調節裝置，用w ;壶拉& "lL 用以連接抽吸糸統與任一真空系統之間。本 方法包含以下步驟：藉士 十 7诹藉由調整該流動調節裝置而連接抽吸 系統與一預定的真空腔 股，以及藉由抽吸系統而將該預定真 空腔抽成真空。當以虑神堪私 、 "乂處理盗執行時，可以藉由電腦可讀取 媒介而執行本發明的方法，其中處理器可以位於一個用於 調整該流動調節裝置的控制單元内。 【實施方式】 以下，將參考附圖並以範例方式說明本發明的實施例。 在以下的說明書中，「真空」一詞是指低於1〇_Vbar 的壓力之狀態。 圖1是一帶電粒子微影設備1〇〇的實施例之簡化示意 圖，這樣的微影設備例如揭示於美國專利第6,897,458號、 第 6,958,804 號、第 7,019,908 號、第 7,084,414 號、第 7,129,502號及美國專利申請公告案第2007/0064213號及審 查中的美國專利申請序號第61/031,573號、第61/031,594 號、第 61/055,839 號、第 61/058,596 號及第 61/ι〇ι，682 號， 201100973 透鏡配置最好能提供大約100到500倍的縮小比例。標把 130位於用於承載此標靶的一移動台座132上，而小光束 124彳里擊到此標乾13〇的表面上。對於微影處理的應用情形 來說，此標靶通常包含一晶圓，而晶圓又設有帶電粒子敏 感層或光阻層。 帶電粒子微影設備是在真空環境中操作，真空用以移 除掉粒子，而這些粒子可以被帶電粒子光束離子化且被吸 ❹引到帶電粒子源，可以分離並沉澱於機器零件上，且可以 驅散帶電粒子光束。典型地，需要至少1〇-3mbar的真空。 為了維持真空環境，帶電粒子微影設備位於一真空腔上 中。較佳地，微影設備的所有主要元件放置於一共同的真 工腔内，&些零件包括有帶電粒子源、投影小光束到晶圓 上的投影系統及移動式晶圓台。 圖2顯不一模組化微影設備的主要元件之簡化方塊 圖。較佳地，微影設備以模組化方式設計而便於維修保養。 〇較佳地，主要的子系統被建構在可獨立拆卸的模組内，致 使他們可以從微影機器中移除而盡可能不會干擾到其他子 系統，迫一點對於真空腔内設置有微影機器且進入機器内 又到限制的情形中格外有利。因此，可以快速移除並替換 有缺陷的子系統，而不需要分離或妨礙其他系統。 在圖2所示的實施例中，這些模組化的子系統包括： 二有▼電粒子光束源101及*束準直系统1〇2的一照明光 :模、、且2(Π、具有孔隙陣列i〇3及聚光透鏡陣列^的一孔 隙陣列及聚光透鏡模組202、具有光束消除器陣列1〇5的— 11 201100973 光束切換模組203及複數個投影光學模組2〇4，而這些投影 光學模組204纟包含光束停止陣列1〇8、光束偏向器陣列 1〇9及投影透鏡陣列l這些模組被設計成能夠滑入一對 齊框架或從該對齊框架令滑出。在第二圖所顯示的實施例 中，對齊框架包含一對齊内子框架205及-對齊外子框架 鹰。框架208透過震動阻尼安裝件2()7而支揮該等對料 Π 205 :·，晶圓130放置於晶圓台辦上，而此晶圓 。〇9則安裝於夾頭21〇上。央頭2ι〇位於晶圓台謝的 峰程川與長衝程212上。微影機器被包圍在真空腔240 包括一或多個電磁屏蔽層215，例如含有高導磁錄鐵 二、，-層。微影機器設置於框架構件221所支撐的一底 2 2 0 Η。 每個模組需要大I φ # & # „ , 1、 給本身操作必備的電力Α:〜5光學信號’且需要供 ^ ^ ^ 電力。真二腔内的這些模組接收來自真 「煌、 統之㈣，真空腔包括多個開口 (稱之為 二，以允許攜帶來自控制系統的信號之缓線能夠進入 〜體内’同時維持境線周圍的真空密封。 連接個真空模組的電氣' 光學及/或電力纜線的 線而通過該模組專屬的-或多個開口， 線，而不：易分離、移除與替換用於-特殊模組的镜 口專屬於二：擾任一其他模組的纜線。較佳地，這些開 個器的一特殊模組化子系統，且可以根據- 狀。例如，照明光學：t :數量而決定其尺寸與形 予子系統可此需要一個很大的開口，投 12 201100973 影光學子系統需要稱徼小—點的開口，而其他子系統則需 要更小的開口。 真空腔亦包含一或多個開口，用以連接至一抽吸系統 ⑷士 或夕個真空幫浦），以便從該真空腔中抽吸空氣以 排工/真：腔。可以根據環境條件而設計真空幫浦的開口 形狀’例如’這些開口可以是圓_、正方形或矩形。 由於建構並操作地面空間的成本很高所以在製造環 境中的地面空間是报有價值的，而且當地面空間增加時， 其成本也跟著增加。因此，有效運用地面空間是很重要的， 且在地面空間中所使用的系統（例如：在圖1及圖2中所述 的微影設備)最好被設計成能夠盡可能占據越小的地面空間 越好。 本發明的一些實施例係關於圖3所示的一配置，圖3 概略顯示含有多個真空腔4〇〇的一配置，這些真空腔4〇〇 例如為容置圖i及圖2所示的微影處理過程所需的一或多 ❹ 個模組之真空腔。這些真空腔4〇〇均連接到一個共用的抽 吸系統300 ’此抽吸系統3〇〇被配置成能夠分別將每個真空 腔400抽成真空。 ” 可以藉由控制多個流動調節裝置31〇(例如：摺板或閥 體）、藉由透過一或多條控制線33〇連接到流動調節裝置31〇 的一控制系統320,而能夠在每個真空腔4〇〇中分別實現真 空。透過一中央控制系統32〇的控制，便能允許產生有效 的控制方案，控制系統320可以根據其控制方案而控制每 個真空腔内的真正壓力，例如利用適當的壓力感測器而獲 13 201100973 得的塵力。 中央控制系統320可以包含一個用於執行電腦程式的 處理器’此電腦程式可以包含多個元件，其能夠執行用於 在每個真空腔中實現真空之方法。此電腦程式可以儲存在 一電腦可讀取媒介中，而該電腦可讀取媒介可載入控制系 統320中。然後，當以處理器執行電腦程式時，就可以執 行實現真空的方法之不同實施例。 藉由個別的真空腔400而組合使用至少一部份相同的 抽吸系統300，就不需要在每個真空腔4〇〇中都裝設產生真 空的個別裝備，這些真空腔400可以共用此抽吸系統3〇〇 内的零件。在一個地面空間内，所有真空腔400必須同時 抽真空的情形是很不常見的，因此，抽吸系統300内的共 用零件可能不需要同時在不同的真空腔4〇〇中運作。即使 個以上的真空腔4〇〇中進行操作，零件的需求可對應 於及零件在單個真空腔中進行操作的需求。因j：b，可以顯 著降低整個抽吸㈣_的成本。此外，較佳地，共㈣ ° Ί 戶斤占據的地面空間會比多個抽吸系統所占據 空間更小’如此有助於顯著降低生產線的成本。 夕 二實％例中產生真空，可能會使用 夕個零件，這些零 示-配置，此配… 考圖4說明。® 4概略顯 的匕3連接至複數個幫浦410、42〇、430 的早—真空腔4〇〇。 幫浦410是—訢蜇 -渦輪分子幫浦(進一步粗抽幫浦)，而幫浦㈣^ 〆輪之為「渦輪幫浦」42〇)。前幫浦 14 201100973 410與渦輪幫浦420透過—管線44〇而連接到真空腔4〇〇， 刖幫浦410可用於降低渦輪幫浦42〇的出口壓力，以確保 渦輪幫浦42〇能夠可靠又順利地操作。可以藉由一流動調 節裝置（例如：閥體451或類似物）而控制前幫浦41〇支援渦 輪幫浦420的程度。 幫浦43〇實際上指一低溫幫浦系統，此低溫幫浦系統 430 i 3 . π又置於真空腔4〇〇外部的一冷卻流體儲存槽或冷 〇卻單元43卜設置於真空腔4〇〇内部或與内部接觸的一低溫 表面結構433及連接該儲存槽43丨與表面結構433的多條 冷部線路432。可以藉由一或多個流動調節裝置（例如：閥 體453或類似物）’以控制冷卻液體提供至低溫表面結構々η 的程度。圖4所示的低溫幫浦系統43〇中，每個冷卻結構 433包含兩個閥體451。在冷卻結構433的輸入端及輸出端 上設有一閥體451其優點在於：它能夠簡化將冷卻結構433 放入及/或移出低溫幫浦系統43〇 ,如此能確保將低溫幫浦 Q 零件以真正模組化的方式設置於此配置中。 真空腔400可以包含一流動調節裝置（例如：閥體或摺 板）’以隔離幫浦410、420與真空腔400，可以僅藉由低溫 幫浦系統430 ’而維持真空腔400内的壓力程度。這樣的隔 離效果能夠停止其中一或多個幫浦41〇、42〇的操作且限制 連接到真空腔400的震動。這樣的震動可能會限制真空腔 4〇〇内所能執行的複數個處理過程（例如：微影處理或度量 衡處理）之精確性。 圖5概略顯示真空腔400内的壓力（單位為與時 15 201100973 間之間的函數關係。在抽真空之前，真空腔内的壓力等於 大氣壓力，亦即大約l〇〇〇mBar〇 在真空腔400内實現真空是以三個階段實施：在第一 個階段中，在時間11時開始，可使用前幫浦4丨〇以減少壓 力至渦輪幫浦420能夠有效操作的數值（例如：lmBar)。前 幫浦410有效地從真空腔4〇〇内移除掉現有氣體與蒸氣。 當已經到達使渦輪幫浦420產生有效操作的理想壓力 值時，渦輪幫浦420在時間t2處啟動。然後，藉由移除掉 除氣過程所導致的氣體與蒸氣，使渦輪幫浦42〇進一步抽 減壓力（在本實施例中至少下降至1〇-3mBar)。在渦輪幫浦操 作期間，仍然可以使用前幫浦41〇，以確保渦輪幫浦42〇的 出口壓力仍舊低於一預定壓力值。假如能夠以不同的方式 確保上述的出口壓力的話，可以關掉前幫浦41〇，如此一 來，不僅能夠限制所使用的電力之外，還可以限制震動對 真空腔内的元件之影響。 實現更低壓力的真空之操作的第三個階段包括在時間 〇時開始使用低溫幫浦系統43〇。在啟動渦輪幫浦42〇之後 啟動低溫幫浦系統43〇能夠提供更有效的抽真空程序。冷 卻流體儲存槽/冷卻單元431透過冷卻線路432供應冷卻： 體至真空腔400内的低溫表面結構433,如此能夠有效冷卻 表面結構433到撞擊此結構433上的分子凍結於其上之溫 度。表面結構433僅能夠容納有限數量的分子，所以最好 不要在此過程中太快啟動低溫幫浦系統430,以避免表面結 構433過早飽和。通常，假如真空腔4〇〇内的壓力到達低 16 201100973 於預定臨界值的壓力值時，才會啟動低溫幫浦。 一般來說’低溫幫浦系統430特別適用於將除氣過程 中所產生的水分與氣體從真空腔400内移除。由於水分是 多個處理過程（例如：微影處理）中的其中一項主要污染物 質’所以最好能夠將水分從真空腔4〇〇中移除掉。 在一段時間之後，在圖5中的時間t4時，真空腔内的 真空等於一平衡值（例如：l〇-6mBar)。所到達的真正壓力值 〇 取決於所使用的渦輪幫浦420及低溫幫浦系統430的種 類真空腔的尺寸與結構以及在此真空腔中正進行的處理 過程。 在到達平衡值一段預定時間之後，渦輪幫浦42〇可以 與真空腔400隔離。在隔離渦輪幫浦42〇之後，可以繼續 刼作低溫幫浦系統430以維持及/或完成抽真空。由於低溫 幫浦系統4 3 0不需要使用移動部件，所以它不會產生其他 種類的低溫系統(<4K)所導致之震動。藉由隔離渦輪幫浦 ❹420，也可以將渦輪幫浦42〇所產生的震動之影響降至最 小。在一些實施例中’在隔離之後，可以停止渦輪幫浦42〇 的操作，如此一來使得震動變得更不明顯。 必須知道的是，對於本發明的一些實施例來說，使用 低’風幫浦系統430以獲得想要的平衡壓力並非必要條件。 適當的渦輪幫浦420也可以到it l〇-6mBar的真空壓力值。 y而^如以圖5所述的方式運用-低溫幫浦系統430的 話，則對於渦輪幫浦420的要求會更低，藉此降低成本。 為了更進-步降低真空壓力，可以在使用低溫幫浦系 17 201100973 統430之前執行—加熱步驟。加熱真空腔侧内的零件及 或其壁體可增加除氣效果，衅後 禾然傻除氣過的分子可以藉由 渦輪幫浦420而被抽出真空腔 Γ因此，在加熱步驟 、，。束之後’可以將啟動低溫幫浦的真空麼力值設定至—個 更低的麼力值。在一些應用情形中，不能執行加熱，因為 加熱過程可能會損壞真空腔400内的零件。 可以使用特定㈣，例如藉由能發射紫外線光 ;曰的輻射之發光二極體，以促逸 促進在真空腔400内的預定位 置之除乳。可發射紫外線的發光二極體可以設置於真空腔 400内。作為另一替代方案，上- ^ 么无—極體可以設置於直 空腔^外部，且紫外線輻射可以透過專屬壁部（例如：、藉 由適當的光纖、光管或類似物)而結合到真空腔内。 =’面對真空腔40。的管子之剖面積(以下稱之為 、 」）疋了以改良的。在減壓過程期間，來自 真工腔且通過幫浦410、420與真办^ „ ~ 動係從層流改變成八子… 之間的官線440之流 …2變成刀子流。在分子流機制下，除氣速度在 決疋進一步降低壓力的 成為主要領導地位。在— 二-，可以利用上述流動調整裝置，且僅使用低加幫 浦系統430且ρ齙吉介 傻使用低/皿幫 隔離真空腔400與幫浦410、420，而在分子 流機制中％掊亩六+宙 而在刀子 』〒维持真空或更進一步降低壓力。然而，也可以需 要額外的機械抽吸步驟。假如真空M @ 用情形時，充八产⑽/ 適用於帶電粒子的應 止外邻雷刀擒開外界的影響是很重要的，因為能夠防 止外σ卩電磁場千擾& τ + 下，葙“ 進行的操作。在此情形 下額外機械抽吸設備所需的出口可能會太大。 18 201100973 圖6概略顯示一真空腔的側視剖面圖，此真空腔具有 可變化剖面積的一出口。圖7概略顯示沿著圖6的直線 VII-VII的出口之頂視圖。 Ο Ο 圖6的真空腔400設有一低溫表面結構433及具有1 面區域61〇的一出口，該剖面區域61〇連接到一個通往— 或多個幫浦（未顯示）的管子44〇。冑空腔彻另夕卜包含―移 動構件620,用以局部阻擋出口的剖面區域㈣。在所顯示 的實施例中’移動構件62G採用—滑動板的形式，此滑動 板設有一孔隙630’此孔隙_的剖面積小於出 由使移動構件620在出口上方移•，例如使構件口 62〇 在女裝有此構件的一軌道上滑動，可以有效減少出口的气 =夠I:㈣的剖面積可以使連接到管子44°的幫浦提 =夠：抽吸作用，以便在真空腔4。"維持想 =持;=:30的剖面積有限之緣故，所以對幫浦來 更低。〜要求就會比並未局部擋住出口的情形中要求 除了使用在執道上方晋叙 1他籀麵π動的一滑板之外，也可以使用 /、他種類的移動構件620。例如 更用 部擋住剖面區域61〇 曰由π狀結構而局 其可以繞m 1狀結構包含-或多個樞軸構件， 者或多個絞鏈樞韓。太甘 用葉片彈簧或類似、實細例巾，可以使 住剖面區域610使一結構物產生移動，藉此局部撞 如第六圖所示，真空㉟4〇〇可 # * 700’用於電磁屏蔽的材 屏蔽結構 何付T以包括或不包括高導磁錦鐵合 19 201100973 金。存在電池屏蔽材料能夠在真空腔400内實施涉及帶電 粒子的操作。較佳地，移動構件620包含一電磁屏蔽材料（例 如：高導磁鎳鐵合金）。在構件620令使用電磁屏蔽材料可 以確保將外部電磁場的影響降至最小，同時可以透過連接 到管子440的一或多個幫浦而在真空腔400内維持真空。 在圖6及圖7所示的實施例中，藉由在小孔與滑板末 端之間選擇-距離，且此距離等於或超過滑動方向的剖面 區域之直徑，則可以大致連續的方式控制出口的剖面積。 現在說明具有連接到複數個真空腔的一共同抽吸系統 的-配置之概念，圖8及圖9概略顯示兩個不同的實施例。 在上述圖3的中央控制系統的控制之下，可以促進個別真 空腔的分別抽真空。 —六工壯兴用二個渦輪真空 幫浦800，真空幫冑_能夠將真空腔&少 lO^mBar的真空，真空幫浦 J μ巴令上迷圖4所述的 剷幫浦及渴輪幫浦之組合。 真空幫浦8〇0配置於-條共用的導管或管子81〇的每 -端上，真空幫浦_透過一條共用的導 而 對該真錢_進行操作，此共同的導管或管子 過一流動調節裝置815而連 r _番τ 可似具工腔4〇〇,此流動凋 卽裝置5可以由高導磁錄鐵合金製成，或者可以包含例 如咼導磁鎳鐵合金層，以提供屏蔽效果。 圖8所示的配置能夠在每個真空腔内分別實現真空， 其係措由使用一個或兩個共同的真空幫浦_，以及開啟/ 20 201100973 關閉個別的流動調節裝置815。流動調節裝置815可以採用 圖6及圖7所示的摺板形式（亦即：元件620)。雖然並未明 確顯示’每個真空腔400可以包含圖6及圖7所示的電磁 屏蔽材料。 使用一個以上的幫浦800而在真空腔 〇 的能力可確保更快速地抽成真空。最好抽真空所需的時間 較短，這是因為將一個真空腔抽成真空所花費的時間會直 接降低使用該真空腔的機器之生產量。然而，當一組真空 腔成群配置時，一次僅對一個真空腔抽真空是可以接受 的。此情形例如可能是其中此一組真空腔包括一組機器（例 如：微影機器）以交錯方式執行相同的冗長操作之情形。在 此情形下，不太可能同時需要對超過一個的真空腔4〇〇進 行抽真空。使用有限數量的幫浦可以顯著降低成本。在本 實施例中’取代五個^，僅使用兩個幫浦並共用於五個 真空腔之間。如此—來能產生具有彈性的配置方式，以便 更快速地抽成真空’降低成本且增加空餘的幫浦（pump redundancy)。甚至假如此兩個幫浦的能力大於正常情 所使用的五個幫浦中之任-幫浦的能力，則可以降低成 本。在這:㈣：形下，由於具有較大能力的幫浦抽氣較: 的緣故，所以也可以減少每—個真空腔所需的抽 而且，錯由超過-個幫浦在一真空腔中實現真 力，可產生一個多铨沾古凡具工的月匕 、的真二幫浦，藉此增加真空 靠性。在圖8的配置产 具工耜作的可

, 障形中，假如左邊的真空幫浦功能JL 常的話，右邊的真空幫、、屬席力此異 繁庸可以取代其功能，但是由於少了 21 201100973 一個可用的幫浦，因此抽真空的速度會降低β 除了藉由一個或多個幫浦800對多個真空腔4〇〇分別 抽真空的能力之外，這些真空腔400也可以共用一個低溫 幫浦糸統。在這樣的情形下，可以在每個真空腔中設置一 個或多個低溫表面結構433以捕捉分子（特別是水蒸氣分 子）’以協助在真空腔400中形成真空。在此範例性實施例 中，表面結構433採用低溫幫浦屏蔽的形式，但也可以使 用其他結構（例如：低溫幫浦螺旋）。因此，可以藉由真空幫 肩8 0 0及低溫幫浦系統4 3 0的低溫表面結構4 3 3，例如運用 圖5所示的方式’而在圖8所示的配置中使真空腔4〇〇產 生真空。 在個別真空腔400中設置具有低溫表面結構433的低 狐幫浦系統，可有助於縮減產生適當真空所需的真空幫浦 800之尺寸。而且，也可有助於縮減抽真空的時間。而且， 所同先前所述’低溫幫浦系統430並未使用移動部件，致 使它不會產生其他種類的低溫系統（<4尺)所引起之震動。 ‘可以修改圖8所示的配置，以適用於多層堆疊起來的 真空腔，這些真空腔垂直堆疊且/或並排配置。例如，可以 使用二層、三層或更多層的真空腔，以便在圖8所示的配 置中產生具有十個真空腔（二層式）或十五個真空腔（三層 式）。多個真空腔可以共用一個真空抽吸系統，且—個共同 的真空抽吸系統可用於任一層的真空腔。垂直堆疊真空腔 可進一步減少所需要的地面空間，如此能大幅減少局部包 含真空腔的生產線之成本。 22 201100973 圖9顯示本發明另一實施例的配置。類似於圖8所顯 示的配置，此配置亦具有在每個真空腔4〇〇内分別實現真 空的能力。在圖9中’三個真空腔400係連接至一抽吸系 統’此抽吸系統包含二個前幫浦41 〇、三個渦輪幫浦420及 一個低溫幫浦系統430。低溫幫浦系統430包含一冷卻流體 儲存槽或冷卻單元43 1、低溫表面結構433及冷卻線路 432，以便將來自儲存槽431的冷卻流體供應至表面結構 433。低溫表面結構433設置於每個真空腔4〇〇内。 與圖8所示的配置相反’每個真空腔4〇〇透過一條管 子400而連接到個別的渦輪幫浦42〇。每個真空幫浦4〇〇使 用一個渦輪幫浦420能夠使幫浦410與々π以較少的管路 而形成二階式排列。 本發明的配置另外包含多個流動調節裝置82〇(例如： 閥體），以控制前幫浦410及中間線路825之間的連接。在 一些實施例中，僅使用一個前幫浦41〇，而另一個前幫浦則 作為主要的前幫浦故障或維修時的替代幫浦。前幫浦也可 以配置成使用一個幫浦而將一個真空腔抽成真空，而另— 個幫浦用以維持其他已經抽成真空的真空腔之真空狀態。 此外，每個渦輪幫浦420透過另一個流動調節裝置83〇(例 如：閥體或摺板）而連接到中間線路825。控制調節裝置 820、830就可以控制欲抽成真空的真空腔4〇〇。 低溫表面結構433透過一或多個流動調節裝置453而 連接到冷卻線路432。藉由控制這些裝置453’每個真空腔 400可以分別地連接到低溫幫浦系統430。 23 201100973 雖然並未日只3 他特性部4 確颂示，每個真空腔400可以另外設置其 /件，例如上述圖ό及圖7所示的移動構件及/或電 磁屏蔽。 的； 中所描述的低溫表面結構433可以採用任何適當 、_弋在些實施例中，此結構可以採用如圖7及圖8 戶斤示的屈献犯 , 敗烙式。屏蔽很容易製造，且可以根據真空腔的 形狀輕易塑造屏蔽的尺寸，而不會妨礙真空腔内所設置的 零件作為另—替代方式’低溫表面結構可以採用如圖4 圖9所示的螺旋形式。螺旋的優點在於相當容易製造， 也可以運用其他形狀或其他組合形狀（類似螺旋上所安裝的 屏蔽之組合）。冷卻結構的形狀設計可以被最佳化，以便在 單兀體積中低溫幫浦作用時能槔得相當大的表面積。 在一些實施例中’作為低溫冷卻的另一替代方式，使 用一熱電型冷卻元件，其運用所謂的Peltier效應。圖丨〇 A 概略顯示設置有冷卻元件9〇〇的真空腔400之一部份，此 冷卻元件900包含二不同的材質種類910、920，每個材質 91 〇、920分別設置於冷卻元件的不同側。在兩個不同材質 的接合點處，由於從冷到熱的溫度梯度而產生熱通量（heat flux) 〇 熱量從一材質種類910傳送到另一材質種類920上伴 隨著電能的消耗’將冷卻元件900連接到一直流電壓源930 會使此冷卻元件900的一側冷卻下來，而另一側受熱而溫 度升高。可能因為從冷卻元件900的受熱側920以主動方 式移除熱量，而增加熱電型冷卻元件的性能，所以可以將 24 201100973 冷卻元件_的受熱側920接觸-冷卻結構94〇β 冷部、.、。構與熱電型冷卻元件之組合可以稱之為低温表 面構冷卻、，構可以容納通過冷卻線路_的冷卻液體， 這—冷卻線路95G對應於先前參考圖4及圖9所述之冷卻 線路432《而，冷卻結構94〇可以使用不同於先前實施例 ，中所提及的其他冷卻流體。例如，可以利用冷卻水作為冷 卻流體而執行受熱側920的冷卻。 ^ 在第圖10Α中，冷卻元件9〇〇係位於外部且接觸真空 腔400’冷卻元件的冷卻側91()有效冷卻真空腔緊鄰冷 卻元件_的-部份壁體，然後此一部份壁體有效具有上 述的低溫表面結構之功能。使用如第圖10A所述的冷卻元 件900是一種相當便宜的方式，藉以產生低溫抽吸作用。 先蚋所述不需要使用專屬的冷卻流體或難以操縱的冷 卻流體。反而，冷卻水就已足夠。而且，冷卻元件9〇〇可 以在低電壓下進行操作’因此，冷卻元件_使用起來相 )#安全° 最好能夠控制在整個真空腔中低溫表面結構的表面 積，在這樣的情形下，如第圖10B所示，冷卻元件9〇〇可 以穌於真空腔400的内侧，冷卻元件900的冷卻侧91〇現 在作為低溫表面結構。在本實施例中，真空腔4〇〇必須設 有一额外開口 960，以允許電力供應線路通過。 雖然Peltier冷卻器在低溫下並不是非常有效，但它具 有好幾項優點：Peltier冷卻器不需要移動部件，所以其維 修保養成本低；它使用低電壓，且可以安裝於真空腔内而 25 201100973 不需要管路及引進冷卻流體到真空腔内，所以能避免實險 應用時的安全問題；此外，Peltier冷卻元件並不昂貴，相 較之下，渦輪幫浦的成本大約是每秒鐘50歐元、低溫幫浦 大約是每秒鐘1歐元，而Peltier冷卻器則是大約每秒鐘〇工 歐元。 雖然已經藉由上述較佳實施例而說明本發明，但可邦 而知對於熟習此項技術者來說，在不脫離本發明的精神與 範圍之情形下，仍可以對上述實施例構思出不同的修改與 替換。因此，上述特定實施例僅作為範例之用，而並非用 以侷限本發明的範圍，本發明的範圍應該由申請專利範圍 界定才是。 【圖式簡單說明】 以下’將參考圖式所示的實施例而進一步說明本發明 的不同形態。 圖1疋帶電粒子微影系統的一實施例之簡化示意圖。 圖2是一模組化微影設備的簡化方塊圖。 圖3概略顯示本發明實施例的一配置之概念。 圖4概略顯示連接到複數個幫浦的單一真空腔。 圖5概略顯示關於圖4的真空腔所執行的抽真空過程 之圖式。 IS /Γ 及圖7概略顯示在用於改變真空腔的出口剖面積 的機構上之不同視圖。 圖8概略顯示本發明實施例的一配置。 圖9概略顯示本發明另一實施例的一配置。 26 201100973 圖10A及圖10B概略顯示低溫冷卻的另一構成方案。 【主要元件符號說明】 無 27

Claims (1)

1. 201100973 七、申請專利範圍： 1、 一種在真空腔内實現真空之方法，其中該真空腔連 接到一抽吸系統，該抽吸系統被複數個真空腔共用，該方 法包含將每一該真空腔分別抽成真空。 2、 如申請專利範圍第w之方法，其中該抽吸系統包 含一真空幫浦系統及—低溫幫浦系統。 、3、如中請專利範圍第2項之方法，其中利用該真空幫 浦系統及該低溫幫浦系統而實現真空。 4、如申請專利範圍第3項之方法，包含以下步驟：| 先啟動該真空幫浦系統’接著啟動該低溫幫浦系统，藉此 實現真空。 統包含一前幫浦及至少一渦輪分子幫浦。 6、 如中請專利範圍第5項之方法，纟中啟動該真空 浦系統之步驟包含首先啟動該前幫浦，接著啟動該至少 ，馬輪分子幫浦。 7、 如申請專利範圍第6項之方、土 口 | 止 如一 峭之方法，另外包含一步驟 在啟動該至少一渦輪分早簦，、走 ㈣刀子繁浦-段預定時間之後，停止 則幫浦的操作。 每V二專利範圍第5至8項中任-項之方法，其 母-该真空幫浦連接至個別的該渴輪分子幫浦。 9、如申請專利範圍第8項之 ^方法，另外包含以下步驟 關閉一流動調節裝置以隔離該 ^ L _ D輪分子幫浦與該真空腔 以及钕止該渦輪分子幫浦的操作。 28 201100973 10、 如申請專利範圍第8項夕士、丄 方法，其中該真空腔設 有一出口’該出口連接該真空腔 腔至個別的該渦輪分子幫 浦，該方法另外包含改變該出口的A 的剖面積之步驟。 11、 如申請專利範圍第10項之士 方法，其中改變該出口 的剖面積之步驟包含藉由一移動槿杜 剪攝件而阻擋該出口的至少 一部份。 12、-種微影系統’包含複數個真空腔連接到一抽吸 系統之配置，#中該抽吸系統用以將每—該真空腔分別抽 成真空。 B、如申請專利範圍第12項之微影系統，其中該微影 系統包含-帶電粒子投影系、统’該帶電粒子投影系統設有 -電磁屏ϋ ’且其中該抽吸系統包含一真线浦系統及一 低溫幫浦系統。 14、如中請專利範圍第13項之微影系統，纟中該低溫 幫浦系統被實施成一共用系統，包含：一或多個冷卻流體 儲存槽或冷卻單元、複數個低溫表面結構及複數個冷卻線 路’該等冷卻線路用以連接該等冷卻流體儲存槽或冷卻單 凡至該等低溫表面結構’且其中該等低溫表面結構分佈於 該微影系統的複數個真空腔之間。 1 5、如申請專利範圍第14項之微影系統，其中該低溫 幫浦系統進-步包含_或多個流動調整裝4，用以控制冷 部流體通過該等冷卻線路而進入或離開該一或多個低溫表 面結構。 16、如申請專利範圍第15項之微影系統，#中每一個 29 201100973 低溫表面結構配置有二個流動調節裝置。 17、如申請專利範圍第14至16項中任一項之微影系 統，其中每一個真空腔包含該低溫幫浦系統的一低溫表面 結構。 1 8、如申請專利範圍第1 7項之微影系統，其中該低溫 表面結構採用一低溫幫浦屏蔽的形式。 19、 如申請專利範圍第17項之微影系統，其中該低溫 表面結構採用一低溫幫浦螺旋的形式。 20、 如申請專利範圍第14至16項中任一項之微影系 統，其中每一個真空腔的壁用以容納一低溫表面結構。 21、 如申請專利範圍第20項之微影系統，其中該低溫 表面結構採用一熱電型冷卻元件的形式。 22、 如申請專利範圍第20項之微影系統，其中該壁的 至少一部份是作為低溫表面結構之用。 23、 如申請專利範圍第22項之微影系統，其中一熱電 型冷卻元件接觸該壁部的外側表面。 24、 如申請專利範圍第13至23項中任一項之微影系 統，其中該真空幫浦系統包含一前幫浦及至少一渦輪分子 幫浦。 25、 如申請專利範圍第24項之微影系統，其中每一個 真空腔連接至個別的渦輪分子幫浦.。 26、 如申請專利範圍第13至25項中任一項之微影系 統，其中至少一真空腔包含另一流動調節裝置，用以隔離 該真空幫浦系統與該真空腔。 30 201100973 27、如申請專利範圍第 統，其中該真空腔設有用、項之微影系 n m ό -r x用於連接至該抽吸系統的一出口， 该出口具有可變的剖面積。 28 腔進一 、如申請專利範圍第 步設有—移動構件，

   2 7項之微影系統，其中該真空 用以阻擋該出口剖面積的至少 構件I9二中請專利範圍第28項之微料、統，其中該移動 Ο 板該板具有—孔隙，該孔隙的剖面積小於該 出口的剖面積。 _ 3〇、如申請專利範圍第28或29項之微影系統，：i中 s亥移動播波β a , r 匕3例如高導磁鎳鐵合金（mu metal)的一電磁 屏蔽材料。 3 1、如申請專利範圍第12至3 0項中任一項之微影系 統 > 复，由 . 〜T至 >、一真空腔包含一或多個發光二極體，用以發 出紫外線的輻射。 〇 32、如申請專利範圍第12至30項中任一項之微影系 > Ji tb E 1 -t* -、〒至少一真空腔設有專屬的壁部，用以將紫外線結 合至該真空腔。 33、如申請專利範圍第12至32項中任一項之微影系 統’其中至少一真空腔用以容納一微影設備，包含： —照明源（101)，用以產生一或多個照明光束（123); 一投影系統（108、1 〇9、110)，用以將該等光束投影至 基板上；以及 〜移動基底支撐結構（132)，用以承載該基板（13〇); 31 201100973 其中該真空腔包含至少一開口（418)，用以運送該等基 板進出該等真空腔。 34、 如申請專利範圍第33項之微影系統，其中該照明 源是一帶電粒子源，且該照明光束是帶電粒子光束。 35、 如申請專利範圍第34項之微影系統，其中該微影 設備包含一或多個獨立拆卸式模組，該等拆卸式模組包含 以下的一或多個： 一照明光學模組（2〇1)，包括一照明源（1〇1)及光束準直 系統（102); 一孔隙陣列及聚光透鏡模組（2〇2)，包括一孔隙陣列 (1 03)及聚光透鏡陣列（1 〇4); 光束切換模組（203) ’包括一小光束消除器陣列 (1 〇 5);以及 一技衫光學模組（204) ’包括一光束停止陣列（1〇8)、光 束偏向器陣列（109)及一或多個投影透鏡陣列（ιι〇)。 36、 -種真空腔，包含―出口，該出口連接至—抽吸 系統，該出口具有一可變的剖面積。 37、 如巾請專利範圍第36項之真空腔，其中該真空腔 進一步設有-移動構件，用以阻擋該出口剖面積的至少一 部分。 I如中請專利範圍第37項之真空腔，其中該移動構 匕3才反該板具有一孔隙，該孔隙的剖面積小於該出 口的剖面積。 39、如申請專利範圍第37或38項之真空腔，其中該 32 201100973 板包含例如高導磁鎳鐵合金的電磁屏蔽材料。 40、一種在一配置中實現真空之方法，該配置勺人 少二個真空腔、一^及系統及一流動調節=含至 該抽吸系统及任一該真空系統之間，&中該 丄連接 步驟： 々床包含β下 藉由調整該流動調節裝置，而連接該抽 定真空腔；以& 及系統與一預 Ο 藉由該抽吸系統而將該預定真空腔抽成真空。 41、一種電腦可讀取媒介，當以一處理器執一： 可讀取媒介時，.該電腦可讀取媒介能夠執行=電腦 圍第40項之方法。 叫專利範 八、圖式： (如次頁） 〇 33