TW201202869A - Lithographic projection apparatus, gas purging method, device manufacturing method and purge gas supply system - Google Patents

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TW201202869A TW100123486A TW100123486A TW201202869A TW 201202869 A TW201202869 A TW 201202869A TW 100123486 A TW100123486 A TW 100123486A TW 100123486 A TW100123486 A TW 100123486A TW 201202869 A TW201202869 A TW 201202869A
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Russell J Holmes
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    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
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Description

201202869 九、發明說明: 一個支撐件,其被構形 【發明所屬之技術領域】 一種微影投射設備,其包括 來支樓®圖案成形裂置,而該圖案成形裝置被構形來依 據個想要的圖案以轉移到一道投射束。該設備具有一個 基板平臺,其被構形成握持一個基板、一個投射系統,其 、構t來&射破ϋ案成形過的光束到該基板的目標區域之 j。該裝置也具有-種絲氣體供㈣統,其被構形來將 種洗滌氣體提供到靠近該微影投射設備的一㈣元件之表 :。該洗蘇氣體供應系統包括:一種洗將氣體混合物產生 益’其被構形來產本一 n條氣體混合物,其包括至少一 種洗條氣體與霧氣。該洗膝氣體混合物產生器具有:一個 霧化器’而該霧化器被構形來將霧氣加人到該洗務氣體之 中、以及—個洗務氣體混合物出σ,而該洗蘇氣體混合物 出口被連接到該洗減體混合物產生$,該洗料體^合 物產生器則被構形來將該洗滌氣體提供到靠近該表面。"σ 【先前技術】 、 出現在一種微影投射設備之元件的表面於使用期間會 l漸文到污染,即使該設備在大部分的時間都在真空下操 作。特別是’在該微影投射設備之中的光學元件(例如, 反射鏡)的污染對於該設備的操作方面會有不利的影響, 因為此種污染影響到該等光學元件的光學特性。 一微影投射設備的光學元件污染已知會藉由用—種超 201202869 高純度的氣體洗滌該微影投射設備的空間而降低 學元件位在该空間之中,該超高純产 _ f τ β(回純度的軋體破稱為一種洗 滌軋體。戎洗滌氣體防止該表 化合物的分子污染。 丫列如’受到碳氫 缺點之—是:該洗務氣體對用於該微影製 私的化學活性方面會有不利的影響。目此,需要一種修改 的洗㈣體’纟能夠降低在該微影投射系統之中的光學元 件之污染’但是卻不會對用於該微影製程的化學活性方面 有不利的影響。 【發明内容】 本發明含有-個微影投射設備,其可以包括:一個照 明器與-個支撐結構,該照明器被構形來提供一道輻射 束’而該支撐結構則被構形來支撐一個圖案成形裝置。該 圖案成形裝置被構形來依據—個想要的圖案以轉移到一道 投射束。一個基板平臺被構形來握持一個基板。一個投射 ^先被構fly來技射被圖案成形過的光束到該基板的目標部 分之上。至少—種洗滌氣體供應系統被構形來將一種洗滌 氣體提供到至少部分的微影投射設備。該至少一種洗蘇氣 體供應系統具有一種洗務氣體混合物產“,而該洗蘇氣 t 口物產生器則包括·一個蒸發器,其被構形來將蒸汽 力至J H條氣體之中,以形成_種洗條氣體混合物。 在某-夂化之中’ s亥洗滌氣體主要由該洗滌氣體與一種來 自可蒸發液體的蒸汽所組成。在某些實施例之中,該洗務 8 201202869 氣體混合物能夠包括:一種洗條氣體與一種來自可落發液 體的蒸汽。該可蒸發液體形成一種在該洗蔽氣體之中的未 “蒸汽而該混合物被用於降低或 備之中的光學元件污毕,同時雜炷+ 又射口又 木问時維持在一個基板之上的披覆 物之化學活性。一個冰仪々μ 衫、 洗亂體混合物出口被連接到該洗滌 氣體混合物產生器,廿B At < 、 亚且此夠被構形來將該洗滌氣體混合 物供應到至少部分的彳料p 6丄 ^ ^ 政衫技射設備。在該洗滌氣體混合物 …的蒸發器在高流率下將蒸汽加入到該洗將氣體 而不會對該洗I氣體造成超過1 ppt(每兆分之一) 的污染物。在草此竇#办丨 ^ —'、一 例之中,在該洗滌氣體混合物產生 益之中的蒸發器在高流率 手下將热&加入到該洗滌氣體之 二::不會對該洗條氣體造成超過lppb(每十億分之一) 二:物’ lppb的污染物降低在該微影投射系統之中的光 千70件之光學特性。 個別tr 月的—個態樣是提供一種改良式微影投射設備, 變阻二用某種洗滌氣體就能夠降低污染物,同時不會影 θ蜊”’員衫的一種微影投射設備。 依據本發明的一個能描, „ 個昭明。。纟 们心、樣,一種微影投射設備包括:一 射束 苒°亥照明益被構形來提供一到輻 町果而该支撐結構被構 圖宰m 再计m牙一個圖案成形裝置。談 間茶成形裝置被構形以依據一 投射走。一 7 1 * 個恝要的圖案來轉移到一道 —個基板平臺被構形來据一 系統被& 寺個基板。一個投射 凡被構形來投射被圖案成 分之上 、 k的光束到該基板的目標部 上。至少一種洗滌氣體佴廂 /、α系、,先被構形來將一種洗滌 201202869 氣體提供到至少部分的微影投射設備。該、 王少一種、'先,條5 體供應系統具有一種洗滌氣體混合物產生 ^ 。’而該洗游顏 體混合物產生器則包括:一個蒸發器,或去 可硪4發器被爐 形來將濕汽加入到一種洗滌氣體之中。該 S洗條氣體混合物 產生器被構形來產生一種洗滌氣體混合物。 人此该洗條氣體混 δ物包括:至少一種洗滌氣體與該濕氣0 _ Α 個洗滌氣體混 合物出口被連接到該洗滌氣體混合物產生g 並且能夠被 構形來將該洗滌氣體混合物供應到至少部分 日诚景·^投射設 備。因此’濕氣的出現,而化學活性(例如 、 W如,阻劑的顯影) 並不會受到該洗滌氣體混合物的影響。 依據本發明另一個態樣,一種洗滌氣體供應系統,其 包含一個洗滌氣體混合物產生器,而該洗滌氣體混合物產 生器包括:一個霧化器,其被構形來將霧氣增加到一種洗 膝氣體之中。該洗滌氣體混合物產生器被構形來產生一種 洗務氣體混合物,而該洗滌氣體混合物包括:至少一種洗 '保氣體與霧氣,並且包括一個洗蘇氣體出口。在某一個實 例之中’該洗滌氣體出口被構形來將該洗滌氣體混合物供 應到至少—部分的微影投射設備。在本發明的某一型式之 中’该洗滌氣體混合物是一種由洗滌氣體與霧氣組成的成 刀’遺種成分包含:小於大約1 ppb的污染物,而該污染物 對於光學元件的光學特性方面會有不利的影響,該等光學 1件則與輻射線交互作用,以在該微影投射設備之中的基 板形成一個圖案。 在一個較佳實施例之中,該洗滌氣體混合物供應系統 10 201202869 匕括.-個洗ι氡體源、—個水源、盘 物產生器,而該洗膝氣體混合物產生琴1右乳體混合 其被構形來將霧氣增加到 广、有-個霧化器, =系統也包括:―個用於水的加熱裝 二擇二- '霧化器時或在進入該霧化器之前被加妖。诗水在進入 在本發明的某個型式之二 體供應系統的-種m化$ ϋ &是用於該洗滌氣 徑務化為’而該微影投 -個第-區域與-個第二區域,該第一:備車父佳包括: 氣體流’而該第二區域包含 ::包含-道洗滌 由該蒸發器的一個氣體可渗透式;與該第二區域 統處隔開,該蒸發器實質耐受…::洗膝氣體供應系 地,該霧化器包含一束全二:'發液體的侵入。較佳 維薄膜(其具有一個第4 =氣體可渗透式塑耀令空纖 表面與,表面,而該内表面包括:-I 卫(umen),而每一個纖維 全氟化熱塑& β &卩存在於一個液密式 而該單件^其形成—個單件式端部結構, ”:結構具有一個環繞的全氣化熱塑性外罩, =維端部開口讓流體流動。該外罩具有一個内壁與一 之門二而該内壁界定-個在該内壁與該等中空纖維薄膜 =&量容積;該外罩包括:一個洗蘇氣體入口,而該 1氣體入口被連接到该洗I氣體源與—個洗條氣體混合 水=該外軍包括:一個水入口,而該水入口被連接到該 個水出口,該洗蘇氣體入口不是被連接到該纖維 、第^。卜而该洗滌氣體混合物出口被連接到該纖維 201202869 束的第 部,而 洗滌氣 依 氣體之 器一段 洗滌氣 施例之 體混合 某種洗 汽,以 射設備 因此, 将氣體 二端部,就是該水入口被連接到該纖維束的第—山 該水出口被連接到該纖維束的第二端部,其中,/ 體混合物包含至少一種洗滌氣體與濕氣。 據本發明的另一個態樣,一種用於將蒸汽加 '、 八洗*膝 方法,其包括:將該洗務氣體輪送通過上述的蒸p 足以將蒸汽加入該洗滌氣體的時間。含有該蒸器的 體被提供到至少一部分的微影投射設備。在—個實 中,該蒸發是水蒸汽,同時包括:產生一種洗膝氣 物的動作,而该洗滌氣體混合物藉由將濕汽加入到 滌氣體之中的方式,而具有至少一種洗滌氣體與濕 及將該洗滌氣體混合物供給到至少一部分的微影投 ’而該洗滌氣體混合物包括:一種洗滌氣體與濕汽。 用於該微影投射設備之中的化學品並不會受到該洗 的影響。 依據本發明進一步的態樣,—種製造方法的裝置,其 包括:將上述方法施加到至少部分的基板,而該基板至少 部分被一層韓射敏敢性材料覆蓋;投射一個被圖案成形過 的輻射束到該層輻射敏敢性材料的—個目標部分之上;以 及將戎洗滌氣體混合物供應到靠近用於該製造方法的裝置 <元件的表面。 本發明進一步的細節、態樣與實施例將僅藉由實例參 照附圖來描述。 【實施方式 201202869 在本發明的構成盥方 nB , ^ Ζ、法破描述之前’應該瞭解到,本 發明並未限疋到所描述的 本 因為這些會改變。也廊哕 < …μ眘解到,用於本發明說明書之中 的術語僅是為了描述特定 ,^ 、生式與貫施例之目的’並且並 未意圖限定本發明的範田备, 而本發明則僅由申請專利範圍 所限定。 也必須注意到,如尤士 *丄 οο (ί 在本文中與在申請專利範圍所使用 的’単數型“一個(a ) 與該(the) ”包括複數型, 除非内文明確地指出。山 口此,例如提及一“中空纖維,,處 in指一個或更多的中★總 … 二義'•隹與熟此技術之人士所知道的均 寻物等等。除非以盆它方i 仏+ 、万式界疋’否則被使用於本文中的 斤有技術與科學術語皆且古 &具有一種為普通熟此技術的人士所 共同瞭解的相同音冓。跄姑 義雖然任何類似或均等於本文中所描 述的方法與材料能夠;#田 被使用於本發明的實施例之實施或測 成,但是該等較佳的古 _ t ’、裝置與材料現在被描述。本文 φ所有提到的公開文件皆被併入於本文中以為參照。本文 卫無任何事物被建構成承認:可藉由早於本發明之揭示 内各使本發明不具有專利要件。 本I月的數種型式提供用於將蒸汽加到洗務氣體之中 邱種。又備與-種方法。雖然此種由蒸汽所組成的洗蘇氣 :或包括洛汽的的洗I氣體特別有利於微影系統,但是其 I +用&並非僅限定於此種系統。藉由本發明的-方法將 t之中避免引入可能污染該洗務氣體的 ^方法本發明的某些型式提供用於將水蒸汽加入一 !3 201202869 洗務氣體之一種設備與一種方法。雖然此種濕潤過的洗膝 氣體係特別有利於微影系統,但是其等之用途並未限定到 此系統。藉由本發明的方法將水引入一個系統之中避免引 入可能污染該洗滌氣體的水之方法。 本文中所用的圖案成形裝置一詞應該被廣泛地解釋 成:—種能夠被用以賦予進來的輻射線一形成圖案的橫剖 面’該橫剖面對應於一要被建立在該基板的目標部分中之 圖案。該“光閥(light valve ),,一詞也能夠被使用於該内 文之中。通常’該圖案將對應於在一種將在該目標區域之 中被建立的裝置之中的某一種特殊的功能層(仏加“仙心 laye〇 ,該裝置例如是,一個積體電路或其它的裝置(請 參照下文)。此一種圖案成形裝置的實例是一光罩。一光 罩的概念在微影技術方面是眾所熟知的,而該光罩類型包 括:二元(binary)光罩、交替式相移(alternating沖咖‘出) 光罩與衰減式相移光罩,以及數種混合式光罩類型。此種 2罩在該輻射束之中的擺置,依據在該光罩之上的圖案而 言,會造成該輻射線入射在該光罩之上的選擇性穿透(在 一種穿透式光罩(transm丨ssive mask)的情況下)或反射(在 一種反射式光罩(ref丨ectivemask)的情況下)^在一光罩 的情況之中’言玄支撐件通常將是一個光軍台,其確保該光 罩能夠被握持在進來的輻射束中之一希望的位置處,並且 如果想要的話’其能夠相對於該輻射束來移動。 另一個圖案成形裝置的實例是—種可編程的鏡片陣 列。此一種陣列的實例是-種矩陣式可定址表®,其具有 14 201202869 個黏彈體控制層(viscoelastic control layer )與一個反射 表面。在此一種設備背後的基本原理是:例如,該反射表 面的被定址的區域將入射光反射成繞射光,從而,未定址 的區域將入射光反射成非繞射光。利用一種合適的過濾 益’非繞射光能夠被過濾出該被反射光束,而僅留下繞射 光。以這種方式’依據該矩陣式可定址表面的定址圖案, δ玄光束逐漸形成圖案。一種可編程鏡片陣列的替代實施例 係利用微鏡片(tiny mirr〇r)的一種矩陣配置方式’藉由施 加種合適的局部化電場或藉由施加數個壓電致動器,每 一個微鏡片均能夠個別地繞著一個軸傾斜。該等鏡片也是 矩陣可疋址式的,使得定址的鏡片將以不同的方向來反射 進來的輻射光束到未定址的鏡片。以這種方式,反射的光 束依據該等矩陣式可定址鏡片的定址圖案被形成圖案。使 用合適的電子元件,所要的矩陣定址方式能夠被施行。在 上述的兩種情況之中,該圖案成形裝置可以包括:一個或 更多的可編程鏡片陣列。更多在本文中所提及的鏡片陣列 方面的資訊能夠例如從美國專利5,296,89 1與W以 及PCT公開的W〇 98/38597與w〇 98/33〇96。在一種可編 程鏡片陣列的情況之中,該結構可以被實施成一種框架或 台桌,而其例如是固定式或移動式。 一種圖案成形裝置的實例是可編程LCD陣列。此種結 構的實例在美时利5,229,872巾被揭示。如上述,在這個 情況中的支撐結構可以被實施成一種框架或台桌,其可以 是固定式或移動式的。 15 201202869 為了簡化的目的,内文的其它部分在某些位置處特別 指向數種微影設備(例如’一個光罩或光罩台)的實例。 然而,在此些實例中被討論之一般原則應該會在加入蒸汽 到洗條氣體的更廣的内文之中看見,例如本文中所討論 的’使用一種洗務氣體產生器加入水蒸汽以濕潤一洗滌氣 體。 例如,可以在積體電路(ic’s)的製造中使用微影投射 設備。在此一情況中,該圖案成形裝置可以對應於IC的個 別層來產生一種電路圖案,而這個圖案能夠被映射到在— 個基板(矽晶圓)之上的一個目標區域(例如,包括—個 或更多的模)之上,該基板已被塗佈一層輻射線敏感材料 (光阻劑)。在本發明的某些型式之中,單一的晶圓將包 括·相鄰目標區域的一整個網路(其等一次一個地經由該 投射系統被連續地韓照)。在目前的設備之中,藉由一個 在光罩台之上的光罩施加圖案成形作用之方式,在兩個不 同機益類型之間能作出一種區別。在某一種微影投射設備 的類型之中’肖由將整個光罩圖案立刻曝光到該目標區域 之上的方式,每一個目標區域被輻照。此一種設備通常稱 ::圓步進機。在一個替代設備(其通常稱為一個步進掃 4田。又備(step-and,scan卿⑽⑽))之中,藉由在輻射光 ^ 、個給定的方向(「掃描」方向),同時同步掃描 3玄基板台(並-Φ- J·' r* / ”十仃於或反向平行於這個方向)之方式漸進 地掃描該光星卹八 y 丨刀’母—個目標區域被輻照。因為該投射 糸統通常會且古甘 〇有系一種放大倍率係數Μ(通常小於1 ),所 16 201202869 以在該基板台被掃描的速度將會是某—種 罩台被掃描的速度。關於本文中 : “以该光 夕n 丁 ^田述的微影裝置方面更 夕勺貝§fl可以從美國專利6,046,792之 τ窄'到。 在-種使用微影投射設備的已知製程之中,一個圖案 】列如是在一個光罩之中)4皮映射到-個基板之上,而該 =至少部分由一層輻射敏感㈣(光阻齊"所覆蓋。在 =種映射作用之前,該基板會經歷數種不同的程序,例如, 塗:(pr_g)、光阻塗佈與軟烘烤。在曝光完後,該基 反冒經歷其它的製程’例如’曝光後烘烤(则、顯影、 硬烤與映射特性方面的量測/檢 —^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ < 些使用到的製程序 :以圖案成形於一裝置(例如是⑺的一個別層的基礎。 :者’此一圖案成形層受到數種不同的製程,例如,敍刻、 科佈植(掺雜作業)、金屬化、氧化、化學機械研磨等 :,所有的製程均為了完成—個別層的加…果需要數 層的話’那麼整個程序(或其變化)料—新層來說均必 須重覆。數個堆疊層之會晶(、 重宜(亚列)容許多層裝置的結構 ::被製&。^ 了這個目的’-個小型的參考標記被提供 圓之上的個或更多的位置處,從而界定在該晶圓之 上的座標系統原點。利用光學與電子裝置並結合該基板支 七座疋位裝置(其以下被稱為「對準系統」),每一次有 :新層必須被並列在既存的層之上時,這個光罩能夠接著 被重新定位。最後,這一些裝置陣列將呈現在該基板(晶 0)之上。錢,這些裝置藉由-種技術(例如,切割或 )而彼此被刀隔開來,因此’該等個別的裝置能夠被 17 201202869 裝設在一個載座(carrier)(其被連接到銷件)等等之上。 關於此些製程的進一步資訊例如從「微晶片製造:半導俨 製程實務導覽」一書(由McGraw Hill出版公司,peter
Zant 於 1997 年所著,iSBN 〇_〇7_〇6725〇 第: 矛一版)中可以獲 知。 為了簡化的目的,該投射系統於下文可以被稱為「透 鏡(lens )」^然而,這個術語應該被廣泛地解釋成含括數 種不同的才又射系統,該等投射系統例如包括:折射式光學、 反射式光學與反射折射式系統。該輻射系統也可以包括: 數個元件,該等元件係依據用於導引、修整或控制輻射束 之任何设s·)·類型來操作,並且該等元件於下文中也可以共 同或特定地被稱為「透鏡」.此外,該微影設備可以是一 種具有兩個或更多基板台(以及/或兩個或更多的光罩台) 的類型。在此種「多平台(multip丨e stage )」裝置之中,該 等額外的台桌可以被使用於平行或預備步驟之中,該等步 驟可以在一個或更多的台桌之上達成,且同時一個或更多 的其它台桌將被用於曝光製程。雙平台型微影設備例如在 美國專利5,969,441與6,262,796之中被描述。 雖然可以特別參照在這個内文中依據本發明在ICs製 造中使用的設備’但是應該明白此一種設備具有·許多其它 可能的運用。 例如’其可以運用在積體光學系統的製造、用於磁域 5己憶體的導引與谓測圖案(gUidance an(j detection patterns for magnetic domain memory)、液晶顯示器面板、薄膜式 201202869 磁頭等箸; ° w通熟習此領域的人士將體認到,在此種替代 應用的内1 + + 之中,在文中任何使用「標線片」、「晶圓」 或「模星 ,,, + ”」勺術語應該被個別地視於藉由更通用的術語「光 罩」 基板」與「目標區域」所取代。 八 本文件之中,「輻射線」與「光東」被使用,以包 +所有類型的電磁㈣’其被用於使光阻劑在—個基板之 成圖木。上述這些包括:x射線、紫外線()(例 二:具有365奈米、248奈来、193奈米、丨57奈米或126 示未的波長)、與極紫外線(EUV)(例如,具有5奈米到 不米圍的波長)以及粒子射束(例如,離子束或電子 束)。 圖1概略圖#地描it依據本發明實施例的一種微影投 射設備卜該微影投射設備!包括:一個基座板(basepUte)
Bp 〇亥-又備也可以包括:一個賴射源、LA (例如,以丁v輻 射線)。一個第一物件(光罩)台MT被提供有一個光罩支 托座(_k holder) ’該光罩支托座被構形以握持一個光 罩MA (例%,一個標線片),並且被連接到一個第一定位 裝置PM,該第一定位梦罢上也, 裝置PM相對於一個投射系統或透鏡 PL準確地定位該光罩。—個第二物件(基幻台W丁被提 i、有個基板支托座’该基板支托座被構形以握持—個其 板W(例如,一個塗佈光阻劑的石夕晶圓),並且被連㈣ 一個第二定位裝置PW,兮楚_ — , # w第一疋位裝置pw相對於該投射 系統或透鏡PL準確地定^
疋位该基板。該投射系統或透鏡PL
(例如,一個鏡片群)祐描π丨、,丄A 被構形以映射該光罩Ma之一個輻 19 201202869 照部分到該基板w之上的一個目標部分c(例如,包括一 個或更多的模具)上。 如本文所描述的,該設備屬於一種反射型(也就是說, 其具有一個反射式光罩)。然而,一般而言,其也可以屬 於一穿透式,例如具有一個穿透式光罩。再者,該設備可 以運用另一種圖案成形裝置,例如上述類型的一可編程鏡 片陣列。該輻射源LA (例如,一個放電或雷射產生的電漿 源)產生輕射線。該輪射線被供應到一個照明系統(照明 器)IL之中,例如,以直接地或是在穿過一個調節裝置 (conditioning device)(例如,一個擴束器(beam expander) EX )之後。該照明器IL可以包括:一個調整裝置AM,該 調整裝置AM設定在該光束之強度分佈之外徑以及/或内徑 (通㊉個別地稱為s-outer與s_inner)的範圍。此外,其通 常將包括:數種不同的其它元件,例如是一種積分器 (integrator) IN與一個冷凝器C〇。以這種方式,入射到該 光罩MA之上的光束pb具有一種想要的均勻性與橫剖面上 的強度分佈。 請注意圖1,該輻射源LA會在該微影投射設備的框罩 之内,雖然當該輻射源LA例如是一種汞燈時,上述情況通 常是如此,但是其也可以遠離微影投射設備。該輻射源LA 所產生的輻射線被導入到該設備之中。該後來的情況通常 係當該輻射源LA是一種激勵雷射(excimer laser )時的情 形。本發明包含這兩種情況。 〇玄光束PB隨後截住該光罩μα,該光罩MA被握持在 20 201202869 一個光罩台MT之上。已經經過該光罩ΜΑ之該光束pb通 過該等透鏡PL,該透鏡PL將該光束PB聚焦在該基板w 的一個目標部分C之上。由於該第二定位裝置Pw與干涉 儀IF的輔助,該基板台WT能夠被精確地移動,以例如在 該光束PB的光徑上定位不同目標區域c。同樣地,例如, 在攸一個光罩庫(mask library )之中機械式取出該光罩ma 之後,或在掃描期間,該第一定位裝置pM能夠被使用以相 對於該光束PB的光徑準確定位該光罩MA。一般而言,該 等物件台(MT,WT )的移動將藉由一種長行程模組 (l〇ng-stroke m〇dlUe)(粗定位)與一個短行程模組(細 疋位)的輔助而被實現,該等模組沒有被明確地描述在圖! 之中。然@,在—種晶圓步進機(相反於一種步進掃描設 備)的情況之中,該光罩台ΜΤ可以正好被連接到一個短行 程致動器,或者是可以被固$。該光罩隐與該基板W可 以使用光罩對準標記㈤’ Μ2)與基板對準標記(Η,⑴ 被對準。 所描述的設備能夠被使用在兩種不同的模式:(丨)在 步進模式之中’基本上該光罩台MT被保持固定,以及一整 個光罩影像立亥"也就是說’單一次「閃光」)地被投射 到-個目標區域c之上。該基板台WT接著在χ以及/或γ :向上被變換’使得一個不同的目標區域c能夠被由該光 照。(2.)在掃描模式之中,基本上應用相同的方 案應用,除了 -個給定的目標區域c +會在單次「門光 中被曝光。取代地,該光罩台Μτ可在—個給定的方向以 21 201202869 就疋所謂的「掃描方向」,例如是γ方向)以某種速度V 下移動,使得引起該輻射線ΡΒ的光束以在一個光罩影像上 掃描。同時,該基板台WT在相同或相反的方向上以某種速 度(V = Μν )同時移動,其中,Μ是該透鏡p]L的放大倍數 (典型上,Μ = 1/4 < 1/5 )。以這種方式,一個相當大的 目“區域C能夠被曝光,而不用在解析度上妥協。 圖2顯示該投射系統PL與—個輻射系統2,其等能夠 被使用在圖1的微影投射設備丨之中。該輻射系統2包括 一個照明光學單元4。該輻射系統2也能夠包括:_個光源 聚集器模組(source-co丨lector m〇dule )或輻射單元3。該輻 射單元3被提供有一個輻射源LA,該輻射源LA由一種放 電電漿形成《該輻射源LA可以利用一種氣體或蒸汽,例如 风氣或經蒸汽,其中,一種非常熱的電漿可以被產生,以 如出在EUV範圍的電磁頻譜之輻射線。藉由使—種電氣放 電的部分離子化電漿造成崩潰的方式,該非常熱的電漿在 該光學軸0之上產生。需要分壓01 mbar的氙氣體、鋰蒸 汽或其它合適的氣體或蒸汽用於該輻射線的有效產生。由 該輕射源LA所發射出的輻射線從該來源腔(s〇urce chamber) 7,經由一個氣體障壁結構或「箔片收集器(f〇u trap) 9」’通過進入到該聚光腔(c〇丨丨ect〇r chamber) 8。 5玄氣體障壁結構9包括:一個通道結構,該通道結構例如 在美國專利6,862,75與6,359,969之中所詳細描述的。 s亥聚光腔8包括:一個輕射聚光器1 〇,其可以是一種 掠入射聚光器(grazing incidence collector)。由聚光器1〇 22 201202869 Ί凹TG償7t> 5昔媳器 所傳遞的輻射線被反射離開 —...—. 〇e ^ grating spectral filter ) 1 1 ’以被聚焦在一個虛擬的源 J ‘.、*、virtual source point) 12,該虛擬的源點12係在該聚光胪8 上〇 <中的 一孔隙處。從該聚光腔8,該投射光束1 6透過法線入射反 射鏡1 3與14 ’被反射到在照明光學單元4中之—個標線片 或光罩之上(該標線片或光罩被定位在標線片或光罩台MT 之上)。有圖案的光束17被形成’其透過反射式元件18 與1 9 ’被在投射系統pL之中映射到一個晶圓平台或基板台 WT之上。較所顯示的更多之元件通常可以被呈現在照明光 學單元4與投射系統pl之中。 士圖2之中所示’ s亥微影投射設備1包括:一個洗將 氣體供應系統1 00。如圖2之中所示,該洗滌氣體供應系統 1 00的洗條氣體出口 1 30到1 33被定位在該投射系統PL之 中’該照明光學單元4靠近該等反射器1 3與1 4與反射式 元件1 8與1 9。然而’如果想要的話,該設備的其它部件同 樣可以被提供一個洗滌氣體供應系統。例如,該微影投射 s史備的一個標線片與一個或更多的感測器可以被提供有一 個洗滌氣體供應系統。 在圖1與圖2之中,該洗滌氣體供應系統100被定位 在5亥彳政影投射設備1之内。該洗滌氣體供應系統100能夠 刺用在5玄微影投射設備1以外的任何裝置、以任何適用於 特疋a知的方式來受到控制。然而,同樣可能定位至少在 該微影投射設備1之外的洗滌氣體供應系統1 〇〇的某些元 件’例如是’該洗滌氣體混合物產生器120。 23 201202869 圖3顯不一個洗滌氣體供應系統丨〇〇的實施例。—個 洗滌氣體入口 1〗0被連接到—個洗滌氣體供應設備(未顯 不),該洗滌氣體供應設備供應有一種乾燥氣體,該乾燥 就體實質上沒有濕汽,該洗滌氣體供應設備例如是一個加 壓的氣體供應迴路 '-偏具有壓縮乾空氣(氮氣、氧氣或 其它的氣體)社體。該乾燥氣體被進給通過該洗務氣體 混合物產生器120。在該洗滌氣體混合物產生器12〇之中, 該乾燥氣體被進-步純&,其於下文解釋。此外,該洗務 氣體混合物產生器120包括:一個蒸發器15〇,該蒸發器 15〇將一蒸汽添加到該洗滌氣體之中,以形成一種洗滌氣體 混=物。例如在|發明@_型式《中,言亥蒸發器是一種霧 化器I50,其將濕汽添加到用於該洗滌氣體混合物出口 130 之乾燥氣體。如在這個實施例之中示的其它洗純體出口 131與132不被連接到該霧化器15〇。洗滌氣體出口與該等 ^ ’條氣體Α合物& σ的數種不同的組合可以呈現在該洗滌 氣體產生器的實施例之中。目此,在該洗滌氣體混合物出 口 13 0 處,§ ϊθ , » 主現一種包含該洗滌氣體與濕汽之洗滌氣體混 口物以及在其他洗滌氣體出.口 1 3 1以及1 32處,只有呈現 乾燥的洗錢體。肖以,m氣體混合物可以僅在靠近 表面(例如异 & ’曰曰圓台WT )附近被提供有化學品,該化學 品需要—種苽、士 A α (例如是,水蒸汽),從而,該微影投射 設備 1的发〜Λ θ 匕。卩件能夠被提供有一種乾燥洗務氣體,也就 是說’無需一《* * ’ 種類似水蒸汽的蒸汽。然而,本發明並未限 制為僅有一個; 生器出口供應該洗蘇氣體混合物的洗丨條氣 24 201202869 體混合物產生器。 卜因為a類似水n的蒸汽被添加到—種洗蘇氣 體^中’ m以該洗蘇氣體混合物的特性(例如是,該蒸汽 的遭度或純度)能夠被以優良的準確度控制。例如,優良 的準確度會是在該洗條氣體之中的蒸汽濃度,以形成—種 洗丨條氣體混合物,里係藉由胳兮 、 '、心由將遠洗滌氣體、可蒸發液體或 前述兩種的組合的溫度控制到大約± i或± ! t以下之方式 來達成。在該洗I氣體之中的蒸汽濃度能㈣由維持在氣 體與液體間之壓力、使得氣體並不會侵人到液體之中以及 在該洗務氣體之中的蒸汽濃度實質怪定並且是在大約5% 或更圍之内變動的方式而受到控制。該洗條氣體之 中的洛汽濃度藉由控制溫度、壓力、洗I氣體流率或是上 述料的任意組合’而能夠被維持,使得該洗滌氣體之中 的祭汽濃度係實質穩定,例b,在該洗職體混合物的製 作期間,該洗條氣體混合物之中的蒸汽濃度大約在5%或更 小的範圍之内變動’在某些型式之中,其大約在1%或更小 的範圍之内變重力,而在其它的型式之中,該洗滌氣體混合 物之中的蒸汽濃度小於大約0.5%。 藉由控制該洗滌氣體進入該蒸發器之中的流率、混合 有该洗滌氣體混合物之一稀釋洗滌氣體之流率、或是上述 條件的任意組合之方式’該洗滌氣體混合物之中的濕汽濃 度能夠被達成’以達到在5 %或更小的範圍之内變動的蒸汽 濃度。 在某些型式之中,該洗滌氣體中的濕汽濃度能夠藉由 25 201202869 發的液體之壓力控㈣,該可蒸發的液體之壓力係 過6玄洗滌氣體的壓力5 psig或者是更高。在該洗 ;=液體之間的壓力差能夠藉由_個或更多的壓力調 卽益检制,該壓力調節器具有— ’ 種大約5%或更小的變動量 之重現性’且在某些模式之中,大約小於土叫 來自該霧化器下游處的—個 ,a aa , 飞休对(moisture probe ) 的輸出訊號可以在—個抑也丨.门祕丄 Ρ 用, :k路之中與—個控制器一起使 用 以凋卽在該蒸發残$由 壓力、嘲r ^ Γ 。中的洗滌氣體或可蒸發的液體之 °。P在έ玄蒸發器之中的可%私& ^ T旳了热發的液體或洗滌氣體之 恤度 '调節添加到該洗滌翁 ^ 、孔體^ &物的稀釋洗滌氣體量、 -乂疋上述34些的杯咅έ人 Α曰 〜、、,’ & ,以在該洗滌氣體之中達成一蒸 八3:,以形成—砵孜友 、 濃混合物’該混合物提供-種蒸汽 娘度,在本發明的某些型 在本發明的以型式之中^ ^〜辰度.㈣小於5%, ^ , ~式中邊動小於丨%,而在其它的型式 之中,變動小於0 ς 0/ ^ »牡丹匕日J主八 混人物n ,、·。該洗㈣體的溫度或該洗條氣體 此〇物的溫度維持在該微 會是有利的,以最,…的一溫度範圍之内 ^ ^ m β玄微影投射設備之中的該等光學 几件的熱膨脹與妖此以 _ . 將在.’、、、目’ 5時降低在折射率方面的變動。 將在6玄洗滌軋體混合 内是有利&,以最…“濃度維持在這些範圍之 ^ 古 、折射率以及在干涉量測裝置的輸 出的嫒動。有利地,該系 如在水的情況中,”發…“疋有5早性的’以及例 之中的水Μ的旦=/^^在該“氣體渡合物 氣體之中扯、“里添加多多少少的水蒸汽到該洗滌 乱體之中地被輕易地調整。 26 201202869 如圖15之中所圖示的,其中蒸汽是水蒸汽’藉由修改 该崧發益的溫度與流率,該蒸汽濃度能夠被控制到—種實 吳與通過§玄洛發器的該洗滌氣體流率無關的範圍之内。在 某些型式之中,該蒸汽濃度能夠被控制到小於在該洗滌氣 體混合物之中的蒸汽濃度大約5%的範圍之内,而在某些的 實施例之中,小於大約1%的範圍之内,在其它的實施例之 中,則小於大約0 · 5 %的範圍之内。如在圖i 5之中所示, 本發明之型式中的蒸發器能夠提供一種洗滌氣體混合物, 其具有:一在40 Slm之大約6314 ppm的水蒸汽濃度、—在 80 slm之大約6255 ppm的濕汽濃度以及一在丨2〇 3丨阳之大 約6286 ppm的濕汽濃度。在該洗滌氣體通過該蒸發器的整 個流率中,實質固定的濕汽濃度之變動係小於大約〇.5% ^ 在5亥洗條氣體混合物產生器12 0的某些型式之中,, 產生器在一個k動方向上能夠包括:一個淨化器裝置1 2 8、 一個流量計量器127、一個閥件125、一個減量器(reducer) 1 29、一個熱交換器1 26與該霧化器1 5〇。 用於該洗滌氣體之一個氣源透過該洗滌氣體入口 ^ ^ 〇 月b夠被供應到β亥冷化器裝置12 8。例如,一種來自c 〇 A、'原 (未顯示)的壓縮乾燥空氣(CDA )被供應透過該洗滌氣 體入口 1 10到該淨化器裝置128。該CDA受到該淨化器 淨化。該淨化器128包括:兩個平行的流動分支( branch )128A與128B’每一個流動分支在流動方向上包括: 一自動閥件1281或1282與一個可再生式淨化器裝置 (regenerable purifier device) 1283 或 1284。夂 _ 母—可再生式 27 201202869 淨化器裝置m3與1284被提供有一個加熱元件,以加熱 亚從而分別與獨立地再生個別的可再生式淨&器裝置】加 與1284。例如,一個淨化器能夠被使用來製作該洗務氣體, 同時其它的淨化器係離線被再生的。料流動分支被連接 於該淨化器裝置1283與1284到一個關斷閥(shut 〇ff) 1285’該關斷閥1285能夠受到一個氣體淨化度感測器(⑽ purity sensor ) 1 286 控制。 』因為該等淨化器是可再生的,藉由其逐漸充滿有被從 該洗務氣體移除的化合物時,分別地再生該等淨化器,該 系統能夠被使用-段長時間。該等可再生式淨化器可以是 任何合適的類型,例如為一可再生式過濾器,料可再生 式過濾器可從某一種氣體之中、#由一種物理程序(例如 是,吸附作用、觸媒或其它方式)移除汙染的化合物或顆 粒,為相反於發生在一種木炭過濾器之中的非可再生式化 學程序。-般而言,-種可再生式淨化器並不含有有機材 料,該等可再生式淨化器典型上包含一種材料,該材料係 適合用來物理式結合該洗滌氣體的汙染物,例如是,包含 有沸石、氧化鈦 '鎵或鈀化合物等等的金屬。較佳的淨化 器係惰性氣體與氧共容式淨Μ,例如是,^ 或XCDA的淨化器(CE·7咖小氧或氮),其等可由Mykr〇Hs 公司(現在為Entegris公司)獲得。在本發明的某些型式之 中’合適的淨化器提供-個種具有小於lppt污染物(例如, 碳氫化合物、氮氧化物料)之洗蘇氣體。 邊等淨化器裝置1283與1284錢交替地處於一種淨 28 201202869 化狀態與’重再生狀態,該乾淨的乾燥空氣(cda )或其 匕氣體在§玄淨化狀態下被淨化。在該再生狀態之中,該淨 化器裝置被藉由該個別的加熱元件再生。因此,例如,該 淨化益裝置1 283淨化該CDA時,該淨化器裝置1284被分 別與獨立地再生。該淨化器裝置128因此能夠連續地操作, 同時維持一種氣體淨化度的穩定位準。 忒等自動閥件128 1或1282被依據對應的淨化器裝置 1 283與1 284之操作方式來操作。因此,當一個淨化器裝置 1283或1284被再生時,該對應的閥件丨281或1282會被關 閉。當一個淨化器裝置1283或1284被使用來淨化時,該 對應的閥件1281或1 282係打開的。 在一個實施例之中,淨化氣體(例如是,淨化的CDa ) 被進給通過該關斷閥1 285,該關斷閥1285受到該純度感測 器1286控制。當該淨化的CDA的純度係低於一個預定的 界限值時,該純度感測器1286會自動地關閉該關斷閥 1 285。因此,自動地防止該微影投射設備i有具有、過低的 純度程度之洗滌氣體的污染。 淨化的CDA流能夠透過該流動計量器丨27來監控。該 閱件1 25能夠被使用以手動地關閉該流量。該減量器】29 在該減量器的出口來提供一種穩定的壓力,因此_種穩定 洗提氣體的壓力能夠(透過該熱交換器126 )被提供給限制 敦置(restriction) 143 到 145。 該熱交換器126在一種實質固定的溫度下提供—種淨 化的CDA。該熱交換器1 26吸取熱能或將熱能添加到节淨 29 201202869 化過的氣體(例如是,淨化過的CDA ),以獲得某—氣體 溫度’該氣體溫度係適合於特定的實施之用。在一種微影 投射設備之中’例如,穩定的處理條件被使用,並且該熱 交換器因此可以穩定該淨化過的CDA的溫度,以具有一氣 體溫度’經過一段時間該氣體溫度係固定或者是在一種預 定的狹窄溫度範圍之内。該洗滌氣體在該微影投射設備之 中的洗務氣體出口處的合適條件,例如,能夠是一種每分 鐘20到30標準升的流量’以及/或一種大約22〇c的洗滌氣 體溫度,以及/或一種在30%到60%範圍内的相對濕度。然 而’本發明並未被限定於這些條件,以及這些參數的其它 數值同樣也可以被使用在依據本發明的一系統中。該熱交 換器可以被使用以調整該洗滌氣體的溫度,以修改來自— 個蒸發器之中的可蒸發式液體的蒸汽之吸取(uptake)。 泫熱父換Is 1 26透過限制裝置丨43到145能夠被連接 到该等洗滌氣體出口 13〇到132。該等限制裝置143到 能夠被使用以限制該氣體流,使得在每—個洗務氣體出口 130到132 4,-種期待、固定的洗i氣體流量與壓力被獲 得。-個在該等洗減體出口處用於該絲氣體壓力之: 適的數值可以例如是100 mbar。同樣可能使用可調整式限 制裝置’以在每-個洗減體出σ 131 @ 132與⑽氣體 混合物出口處130處提供一種可調整式氣體流。 該蒸發器’例如該霧化器150,被連接到在該限 143與該洗滌氣體出口 13〇之間 …乂換益之下游。該洗滌 氣體混合物出d 13〇被提供在圖i與圖2之範例中靠近該 30 201202869 晶圓台wt 4。該霧化器i50添加濕汽或水蒸汽到該淨化過 的CD A ’ il因此提供—種洗蘇氣體混合物到該出口】3 〇。 在k個實施例之中種洗滌氣體混合物僅被釋放在一個 單出處 ^例如藉由連接多個洗滌氣體出口到個 別的霧化器’或者連接兩個或更多的出口到相同的霧化 器同樣T此釋放决(;條氣體混合物到兩個或更多的洗條 亂體出口。同樣可能在該洗蘇氣體混合物產生器之中的一 個不同的位置處提供-個蒸發器,例如該霧化器150,其被 顯不在圖3之中。你丨j# ' 士 ,遠霧化器150可以被擺置在該洗 〉條氣體混合物產生写ion ek 屋生益120與該閥體143之間,而不是在該 閥體1 43與該洗滌氣體出 — 出口 13〇之間◊該霧化器或其它的 洛發器1 50也能夠作為戍彳A^ θ -p η 4如作成一種流量限制裝置,並且 如果希望的話,被連接到 保Α °亥務化态1 5〇之限制裝置1 30也 可以被省略。 t 如圖4之中所示,哕。 。只務化益1 5 0例如可以被實施。鈇 而,該霧化器150^^7、 …、
,可以用不同的方式來實施,並且例 如包括·一個蒗於哭,+ ^ J 體流。 “、、"°〜煞發器係將-液體蒸發成洗滌氣 顯不於圖4之中的计十,_ 1,. ' ΠΛ務化器15 0包括:一個液體;^ 1 5 1,忒液體槽丨5丨以一 肢才曰 ^ , N 種可瘵發式液體154 (例如是,·^ 純度水)裝滿到一液位高择δ Μ# ^ ^ 饮徂阿度Α。一個氣體入口 稱為「濕氣體入口 1521 . ^ ^ 21 (以下 式液體154之中,也就a 一、 ^ 之而口h又入该可蒸發
疋°兄,其係低於該液位$产A 個氣體入口 1 522 (以下 A。另一 為乾亂體入口 1 522」)被擺置 31 201202869 而使其之端部高於該液位高度A,也就是說,其係在部分的 液體槽151巾、未填充該可蒸發式液體154。一個氣體出口 153以該洗滌氣體供給系統100之其它部份連接液體槽151 之高於該液體154 ±的部份。在這種型式的蒸發器之中, -洗務氣體(例如是,淨化過的壓縮乾空氣)透過該濕氣 體入口 I521 ’被進給到該液體槽151之中。因此’該洗滌 氣體的氣泡1 59被產生在該液體】54之中。如圖4之中由 箭頭B所指出的’由於浮力的關係’該等氣泡159在將濕 氣體入〇 1521置入該可蒸發式液體154《後向上移動。不 希望被理論所束缚,在此向上移動期間,例如{,由於擴 散過程’來自該可蒸發式㈣154的濕汽進入該等氣泡159 之内。因此,在該等氣泡159之内的洗滌氣體與濕汽相混 合。在該液體的表面(也就是,該液位高度A)處,該等氣 泡159供給其氣態的内容物到出現在該液體槽i5i之中高 於J液體154 t上的該(等)氣體。該合成的洗滌氣體混 合物透過該氣體出口 153、被從該槽釋放。 該濕氣體入口 1521可以是一種管件元件,該管件元件 具有一個外端部,該外端部被連接於該液體槽151外側的 一個洗/條氣體供給裝置(未顯示),該洗滌氣體供給裝置 例如疋圖3的洗滌氣體混合物產生器丨2〇。含有蒸汽或濕氣 體入口 1 5 2 1被&供有一過濾器元件! 5 2 5,其在一個内端部 處異有小型(例如是,大約〇·5微米)的通道,該内側端部 被定位在該液體槽丨5丨的内側之中。在這整個實施例之中, 該過濾器元件1525至少部分地被擺置在該液體丨54之中。 32 201202869 因此,該濕氣體入口 1521產生大量非常小的洗滌氣體氣 泡。因為它們的尺寸小(例如是,大約〇.5微米),該等氣 泡1 59在相當短的時間内,也就是說該等氣泡丨59在通過 該液體1 54的一段相當短的移動距離,被濕潤至飽和。 該乾氣體入口 1 522被提供有一個過濾器元件i 524,該 過濾器元件1 524類似於該濕氣體入口丨52丨的過濾器元 件。從而,通過該濕氣體入口 1521與該乾氣體入口丨522 的氣體流係實質相似,且在該等氣泡159離開該液體154 時,在5玄洗滌氣體混合物之中的濕汽量係實質為在該等氣 泡159之中的濕汽量之一半。也就是說,如果該等氣泡m 中的濕汽係飽和的話(也就是,丨〇〇%的相對濕度(Rh)), 該洗膝氣體混合物具有—5G%的相對濕度1而,個別地 透過該濕氣體入口 1521與該乾氣體入口 1 522,同樣也可能 提供不同比例的氣體流到該液體槽之中,纟且從而調整相 對濕度在大約〇%到大約1 〇〇%之間。 該氣體出口 153在其内側端部處被提供有具有一種细 網例如是,0.003微米)的過渡器1 526,該細網狀的過 濾為1 526能夠被使用以從該液體槽i5i流出的氣體中過濾 U液滴因此’此等顆粒對該洗滌氣體混合物被供 應至之表面所造成的污染被降低。 在該洗膝氣體混合物之中的濕汽相對量能夠以不同的 方式党到控制。例如,該液體槽151的參數(例如是,氣 泡移動的液择古、At;, '、 )_ 杜问度)迠夠受到控制。同樣地,例如,透過 3亥乾氣體入口 1 5 2 2之、、爲、左今、士地 無濕〉飞之被帶到該液體槽1 5 1之中的 33 201202869 洗;條氣體的量相盤力人 m 土 子^、有透過該濕氣體入口 1521所產生之 有濕汽的洗滌ϋ舯芳At机, 夭數 a莖月"^受到控制。該液體槽1 5 1的控制 參數例如可以是在 ,ώ旦_ ^ 體之中之洗滌氣體的該内側溫度、 流量、壓力與停留拄„ Λ ^ 、Ίτ留時間中的一或更多者。 i度已知具右—# 變 、種在類㈣汽之蒸汽的飽和量上的影 好一 约出現在一氣體中。為了控制該溫度, 槽151可以被提供有-個加熱元件,該加熱元件則 …田紅制A置、或控制器控制,其響應一個溫度訊號, 5玄溫度訊號表示-種在該液體槽内側的溫纟,該溫度例如 由一個溫度量測裝置提供。 h藉由透過該濕氣體入口 1521來調整該該等氣泡被置入 .·旦之中的位置之方式,該等氣泡在該可蒸發式液體⑸ 之中的jT留時間能夠被改變。例如,當該過濾器被進 -:定位到該《 154 "日夺’該?氣泡必須移動到該液 面尚度A的距離被增加,因此該停留時間也增加。該等氣 泡出現在該液體154之中的時間愈長,就有越多的蒸汽(例 如是’水蒸汽)能夠被吸收入該氣體之中。因此,藉由改 隻作留時間’該氣體的蒸汽内容物(例如是,濕度)則妒 夠被調整。 該霧化器裝置150被進一步提供有一個控制裝置丨57, 在該洗滌氣體混合物之中的一蒸汽(例如是,水蒸汽)白勺 S能夠受到控制。例如,該控制裝置15 7能夠利用一種濕 汽控制接點1571被連接到在該乾氣體入口 1522之中的— 個控制閥件1 5 2 3,透過該控制裝置1 5 7,被供給到該乾氣 34 201202869 體入口 1 522的洪牧a Λ ‘、氣體之流率能夠受到控制,並且因此相 對於濕潤之氣體的蜃 J里之方式控制乾燥之洗滌氣體的量。 該控制裝置157 ο/進一步控制出現在該液體槽1 5〗之中 的液體154量。該柃 二制衣置1 57使用一個液體控制接點1 572 而被連接到一個液駢 月且ί、給裝置1 5 6的一控制閥1 5 6 1,並且 利用一個溢流接點 i73而破連接到該氣體出口丨53的一個 控制閥1531。一侗分,θ '之立里測裝置1 5 8被連通地連接到該控 制裝置157。該液位旦 里測灰置1 5 8提供一個液位高度訊號到 該控制裝置157,誃批生,壯 、 Λ也"制I置1 5 7表示在該液體槽1 5 1之中 的液位高度的特,14 ^ 。该控制裝置1 57響應該可蒸發式液位 Λ號地操作該控制ρ卩;^, 間1 5 6 1以及該控制閥1 5 6 1。 在這個實例之中, θ Τ 6亥液位I測裝置15 8包括:三個浮 控開關1 5 8 1到1 5 8 2甘從』 其專相對於該液體槽1 5丨的底部被定 位在適合的、不同的古 土、 9问度。一個最低的浮控開關1 58 1被定 位最菲近於該底部。杏 > ,、 *。亥液面向度A係在或低於該最低的 °亥最低的沣控開關1581提供一個空的 §fl號給該控制梦罢,c π _ 。s應該空的訊號,該控制裝置1 5 7 會打開該控制閥1561,並且自動地將液體供給到該槽。 2液面尚度A到達這個浮控開關m2的高度之情況 則置的浮控開關1 582則會提供一個滿的訊號。 響應該滿的訊號地關閉該控制間-1,並 茅曰以關閉液體供應。 —個頂部的浮控開關丨583 在該液面高度讀該底部。 或间於3亥頂部的浮控開關1 583之情況 35 201202869 下。亥頂。P的浮控開關丨5 83會提供—個溢流訊號給該控制 裝置1 57。響應該溢流訊號地,該控制裝置工w會關掉該氣 體出口 1 53的控制閥1 53 1,以防止液體@漏到該微影投射 設備1的其它部份。 一種具有高於或等於20% (例如是,等於或高於25% ) 的相對濕度之洗誠體混合物特収提供優良的結果。此 外,一種具有高於25%且低於7〇% (例如是,6〇%)的相 對濕度之洗滌氣體混合物對於在該微影投射設備之中的量 測系統之準確度方面具有一種良好的防護效果。此外,也 發現到例如大約40%的濕度(其類似於環繞職影投射設 備的工間(例如疋’無塵室)之中的濕度)提供最理想的 結果》 例如’高氣體流率 '改良式蒸汽濃度控制,或是簡化 的操作在在本發明的某些實施例之中是相當有利的,在該 貫把例中 個蒸發器能夠包括:一個外罩、一個第一區 域(該第-區域含有—洗滌氣體流)肖一個第二區域"亥 第二區域含有-可蒸發式液體),其中該第—區域與該第 二區域由一種氣體可滲透式中空纖維薄膜所隔開,該纖維 薄膜實質上可耐受液體的滲入。在匕一蒸發器能夠被利用來 提供液體的蒸〉〜到一種洗滌氣體之中,以形成一種洗滌氣 體混合物。在某些實施例之中,該蒸發器是一種霧化器, 該霧化器包括:-個外罩、—個第—區域(該第—區域含 有一洗滌氣體流)與一個第二區域(該第二區域含有水 佗)”中及第區域與該第二區域由一氣體可渗透式薄 36 201202869 膜所隔開,該該薄膜實質上对受水份的滲入。 用於該等蒸發器薄膜之合適的材質包括:熱塑性聚合 物,例如聚合物(四氟乙稀-共聚-全敦-3,6 -二。惡-4 -曱基-7_ 辛 .烯 - 磺 酸 (tetrafluoroethylene-co-perfluoro-3,6-di〇xa-4-methyl-7-〇c tene sulfonic acid ))與全氟化聚合物(例如聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene ))。非可潤濕性聚合物 (non-wettable polymer)(例如是,全敗化聚合物)係特 佳的特定聚合物’其等係適合與高壓流體一起使用,同時 實質不含無機的氧化物(例如是,硫化物(s〇x)與氮化物 (N0X ) ,:X係從1到3的整數)。該等薄膜可以是—種薄 片,該薄片能夠被折疊或打褶,或者是能夠在相對的側邊 處被接合,以形成一種中空纖維。在本發明的某些型式之 中,。亥等中空纖維薄膜能夠被擠出多孔的中空纖維。該薄 膜與任何用來將該薄膜接合到一個外罩的密封劑、灌膠樹 月曰或接著劑結合,其防止在正常的操作條件下(例如,3〇 Psig>或更的壓力)液體滲透到一種洗滌氣體中以及減少 或消除釋氣。該薄膜較佳被構形,以最大化該薄膜與該洗 知、氣耻及一種可崧發式液體(例如,水)的接觸表面積, 同%最小化3亥4膜的體積。如下文中所述,每一個裝置中, 一個霧化器能夠包括一個以上的薄膜。 。個在官件與殼體構形之中,具有中空纖維的一蒸發 器=被使用。在某些實施例之中,該蒸發器被使用來將 水热汽增加到某一種載氣之中’並且可以被稱為-種霧化 37 201202869 器。例如,具有中空纖維薄膜之蒸發器或霧化器典型上包 括:a ) —束有複數個氣體可渗透式中空纖維薄膜, 可滲透式中空纖維薄膜具有一個第一端部與一個 _ 部,該等薄膜具有一個外表面與一個内表面,其中, * S亥内 表面包圍該第一與第二區域中的一者;b )該束纖維薄骐的 每一個端部被浸以一主液密密封劑,其形成—種端部結 構,該端部結構具有一種環繞的外罩,該等纖維端部開口 讓流體流過;c )該外罩具有一個内壁與一個外壁,該内辟 界定該等第一與第二區域中在該内壁與該等中空纖維薄膜 之間的其它部分;d )該外罩具有一洗滌氣體入口,該洗滌 氣體入口被連接到該洗滌氣體源與一個洗滌氣體混合物出 口;以及e)該外罩具有—種可蒸發式液體入口’該可蒸發 式液體入口被連接到該可蒸發式液體源與一個可蒸發式液 體出口,其中,該洗滌氣體入口被連接到該束纖維薄膜的 第一端部及忒洗滌氣體混合物出口被連接到該束纖維薄膜 的第二端部,或者該可蒸發式液體入口被連接到該束纖維 薄膜的第一端部及該可蒸發式液體入口被連接到該束纖維 薄膜的第二端部。在某些實施例之中,該可蒸發式液體係 為水。 典型上,具有中空纖維薄膜的裝置(其一般而言適合 作為蒸發ι§或霧化器)稱為薄膜接點(membrane contactor),並且被描述在美國專利 6,149,817、6,235,641、 6’309,550、6,402,8 1 8、6,474,628、6,616,841、6,669,177 與 6,702,94卜該等專利的内容被倂入於本文之中以為參考。 38 201202869 雖然許多有助於禾λ a咖· 添加氧體到某一種液體(例 中,或是從某一铦,— 、w如疋,水)之 a體移除氣體的薄膜接點被描述在上述 的專利之中,但是申往 过·在上述 明已,.里务現到該等薄臈接點通當俨 夠被操作成蒸發哭,你,曰七A # '按…占通吊月匕 藉且吉降俏沾 使付來自某-種液體的蒸汽被添加到 一種具有降低的或, 飞J於大約1 ppt之增加的污染物 體流量。在該洗稃_ _、θ t 及况“虱 私虱體混合物產生器之中的蒸發器在高流 率之下添加蒸汽到該·,ι 、 洗i軋脱之中,而不會對該洗滌氣體 造成超過1 ppt的汙染物。該蒸發器的流出物例如是包含小 於ipp:的非甲貌的碳氮化合物,以及小於lp_m 口適的薄膜洛發器能夠被使用在一個淨化器的下游,而不 會影響由該淨化器所形成的一洗條氣體之完整性。氣相層 析脈衝式火狄游離(gas chr〇mat〇graphy/puised 1〇niZatlCm) 、APMS 或其它的微量技術(trace techniques) 月&夠被使用,以特徵化該多孔型薄膜蒸發器的清潔性。薄 膜接點的特定實例(其能夠被製造以及/或處理,以降低污 染’並且適合用做一種霧化器)包括:Infuzor®的薄膜接點 权組(由Pall公司所販售)、LiqUi_Cel®的薄膜接點模組(由 Membrana-Charlotte公司所販售)以及Nafion®的薄膜燃料 電池加濕器(由PermaPure公司所販售)。 一種特佳的蒸發器或霧化器之蓋略圖示顯示在圖5之 中’該蒸發器或霧化器的市售實施例是pHasor® II的的薄 膜接點,其由美國麻薩諸塞州Biilerica市的Mykrolis®公司 (現稱為Entegris公司)所販售。如圖5之中所圖示說明的, 流體1透過該纖維内腔3而進入該霧化器2之中’橫越該 39 201202869 霧化器2的内部同時在該纖維内腔3之内,其藉由該薄膜 與流體4隔開,以及透過該等纖維内腔在連接件4〇處離 開。流體4經由該連接件3〇進入該外罩,並且實質充滿在 該外罩的内壁與該等纖維的外徑之間的空間,以及經由連 接器20處離開。 在本發明之蒸發器或霧化器的型式之中使用的該氣體 可滲透式中空纖維薄膜典型上是下列其中之一:& )中空纖 ’准4膜其專在其等間具有一種多孔型表層内表面、一種 多孔型外表函以及一種多孔型支撐結構;b)中空纖維薄 膜,其等在其等間具有一種表層非多孔型表層内表面、一 種多孔型外表面以及_種多孔型支撐結構;e)中空纖維薄 膜其等在其等間具有一種多孔型表層外表面、一種多孔 型内表面以及-種多孔型支撐結構;或者d)巾空纖維薄 膜’其等在其等間具有—種非多孔型表層外表®'-種多 孔型内表面以及一種多孔型支撐結構 膜能夠具有-種大約35。微米到大…微:= 徑0 當這些中空,纖_薄膜係、為在丨等間具有一多孔型表 内表面、-多孔型外表面以及一多孔型支撐結構之中空 維薄膜或是在其等間具有—多孔型表層外表面、一多孔 内表面以及-多孔型支撐結構之中空纖維薄膜時,該多 型表面孔的直徑較佳係在從大約〇〇〇1微米到大約〇〇〇5 米範圍或在最大細孔㈣。在該表面之該等孔較佳地面 該流體流。 40 201202869 用於該等中空纖維薄膜的合適材料包括:全就化熱塑 性聚合物’例如是’聚(四氟乙烯-共聚-全氟烷基乙烯 基乙醚(alkylvinylether))(聚 PTFE-CO-PFVAE)、聚(四 '氟 乙稀-共 六 It 丙稀 tetrafluoroethylene-co-hexafluoro propylene) 或其等的混合’因為這些的聚合物並不會因為嚴厲的使用 條件而有不利的影響。PFA鐵氟龍⑧是\聚ptFe_c〇-PFVAE 的一貫例,其中,泫院基主要或完全為丙烧基群。FEp鐵 氟龍®疋聚FEP之一實例。上述兩者均由杜邦公司所製造。 NeoflonW之PFA (大金工業公司)是一種類似於杜邦公司 的PFA鐵氟龍⑧之聚合物。一種聚(其中 δ玄烷基群主要為甲基)被於美國專利5,463,〇〇6中描述說 明,該專利的内容則被倂入於本文之中以為參照。一種較 佳的聚合物是Hyflon®的聚PTFE_c〇_pFVA62〇,其可從紐 澤西的Th〇r〇fare市之Ausimont的美國公司獲得。將這些 聚合物形成為中空纖維薄膜之方法被揭示在美國專^ 6’582’496與4’902’45之中’該等美國專利之内容則被併入 於本文之中以為參照。 封裝作業係形成-種管狀薄板之程序,該管狀薄板具 有―種液密式密封’該液密式密封環繞每—個纖維1其 ^板或罐將該霧化器的内部與該外界隔離。該罐被二 —到該外罩容器,以產生—個單—的端㈣構 ^ 纖維與該罐被结人至,丨兮冰s 田该專 〜" 到4外罩,以形成單-個體(該單一個 肢僅由全氟化埶塑性絲 個 ‘、、Ή材枓所組成)時,一種單—的端部結 41 201202869 構則被獲得。該單—的端 該部分被包覆在一個罐端部之匕括\該纖維束的部分, 外罩的端部部分,其之内表忒罐與該全氟化熱塑性 到該全氟化熱塑性外罩的::合:該罐’並且被接合 構的方式,一種更強 二°”刀。11由形成-種單一結 與該—1::: = :=在該罐 :卜,形成-個單-結構避免需要使用接著劑:?二 氧樹脂)I將該等纖維結合在適當的位置。业型上 ::著劑包"發性的碳氣化合物,該揮發性的碳氣:二 則會,5染流過該蒸發器或霧化器之洗蘇氣體。例如,使 用一種Li_el霧化器(由PermaPure公司所銷售)濕潤 的洗條氣體有明顯有環氧樹脂的味道,其清處地顯示在該 洗務氣體之中-種無法令人接受的碳氫化合物内容物,例 如像是數百個ppm。該封裝作業與接合程序係被描述在美國 專利申請案60/1 17,853 (其於1999年1月29曰提出申請) 的方法之改良’並被揭示於美國專利6,582,496之中,該等 專利文件的教示被倂入於本文中以為參照。該等中空纖維 薄膜束較佳地被準備,使得該束中空纖維薄膜的第—端部 與第二端部以一種液密式全氟化熱塑性密封來灌膠,形成 一種單一的端部結構,該端部結構包括:具有一種環繞的 全氟化熱塑性外罩之第一端部與第二端部兩者,該等端部 的纖維被以分開的方式打開以讓流體流動。 本發明的其中一個型式是一種添加蒸汽到洗滌氣體之 中的設備。該設備能夠包括:一個氣體源入口與一個洗務 201202869 軋m出口,該氣體源入口與一個 泣μ、鱼、s 又灵夕的可再生式淨化琴 抓體連通,該洗滌氣體出口來自該等 益 T /尹化g§金一伽试政 的一洗滌氣體入口流體連通。該 ,·、、益 ,* π 寻/梦化器能夠被獨立地再 生,並且移除從該氣體源入口到該淨 占一、土、&广 匕态的 >可染物,以形 成洗條軋體。該蒸發器能夠包括:— s . ^ 個外罩以及一個成 更夕的微孔型中空纖維薄膜。該外罩 α盘, 皁具有一個洗滌氣體入 個洗膝氣體混合物出σ,該洗條氣體混合物… 6哀被孔型中空纖維薄膜的一第一側 丨L體連通。該外罩具有 個用杰—可洛發式液體的入口與—個用於一可蒸發式液 體的出口’其與該微孔型中空纖維的—第二側邊流體連 ,。該等微孔型中空纖維薄膜會對—種來自該蒸發器的可 热發性液體的蒸氣造成小於丨ppb的污染物(而該污染物會 劣化在該微影投射系統之中的光學元件之光學特性)’ ^ 在某些的實施例之中,係會小於一百ppt的此種揮發性污染 物。該蒸發器可以被清潔或處理’以降低或移除此等污染 物-亥等微孔型中空纖維藉由該可蒸發性液體抵抗液體的 侵入。 該設備能夠進一步包括:一個溫度調節系統,該溫度 調節系統將該蒸發器的溫度、該洗滌氣體入口的溫度、該 洗滌氣體混合物出口的溫度或上述這些的一組合之溫度維 持在一個或更多的設定點範圍之内。該溫度調節系統能夠 包括:一個或更多的溫度量測裝置、—個或更多的熱交換 器(該(等)熱交換器能夠修改該設備的一個或更多的區 段或區域之溫度)以及一個控制器。該控制器從該溫度量 43 201202869 剛褒置接收溫度的輸入值,並且藉由控制一個或更多的熱 乂換器之操作來修改S玄设備的溫度。該等熱交換器可以包
括(但是不會被限定於):加熱器、冷卻器(chmer) 、Z 爾帖致冷器(peltier cooler)、風扇或其它的裝置。該溫度 調節系統能夠將該落發器的溫度、該洗滌氣體的溫度、^ '先;條乳體此合物的一度或上述的任意組合之溫度維持在大 約± 5 C或更少的設定點溫度範圍之内’在某些實施例之 中,維持在大約± 1。(:或更少的設定點溫度範圍之内,而其 它的實施例則維持在大約± 〇.5t或更少的設定點溫度範圍 之内。該溫度調節系統能夠將該洗滌氣體混合物維持在高 於該蒸汽的凝結溫度之上的溫度,使得該蒸汽的凝結被降 低或消除。在某些實施例之中,該溫度調節系統能夠將在 該洗滌氣體混合物之中的蒸汽溫度維持在該蒸汽的凝結溫 度之上以於大約± rc或更少的一溫度範圍之内。該溫度調 節系統能夠維持該設備的溫度,使得在該洗滌氣體中2蒸 >飞濃度、該洗滌氣體混合物濃度具有一種變動小於5%的濃 度,在某些實施例之中,其具有-種變動小於1%的濃度, 而在其匕的型式之中,其具有一種變動小於〇 . 5 %的濃度。 該溫度調節系統能夠在該設備之中維持一種溫度梯度。藉 由維持該設備的溫度,該溫度調節系統提供—種實質固定 的热 >飞濃度。纟某些型式之中,該溫度調節系統在不同的 洗滌氣體流率下將該洗滌氣體混合物的溫度維持在一種實 質固定的溫度。 該設備能夠包括:—個壓力調節系統,該壓力調節系 201202869 統維持該可蒸發式液體的壓力、一洗滌氣體的壓力、或是 上述的任意組合的壓力,以防止在該可蒸發式液體之中的 洗滌氣體氣泡成形在該等微孔型中空纖維之中,並且提供 一種在該洗滌氣體混合物之中的蒸汽濃度變動小於5 %,在 某些實施例之中,蒸汽濃度變動小於1%,在其它的實施例 之中,蒸汽濃度變動小於.0:5%。該壓力調節系統能夠包括. 可瘵發式液體的加壓源,該加壓源的進給壓力能夠例如是 藉由一種加壓氣體或一種泵浦的方式來修改。該壓力調節 系統能夠包括:壓力轉換器、計量閥與一個控制器,來量 測或修改在該蒸發器的中空纖維多孔型薄膜的其中一側之 上的可蒸發式液體之壓力。該壓力調節系統能夠包括:一 個或更多的壓力轉換器、計量閥與一個控制器,來量測或 修改與在該蒸發器的多孔型中空纖維的第二側接觸之洗^ 氣體或洗滌氣體混合物之壓力。該壓力調節系統能夠維持 Λ洗;ir、軋體或洗條氣體混合物之壓力,並且避免洗務氣$ 氣泡形成在該可蒸發式液體之中。在該設備的某些型式之 中,該壓力調節系統將該可蒸發式液體的壓力維持在大約$ psi或尚於該洗滌氣體的壓力之上。該壓力調節系統能夠包 括:一個壓力控制器與—個背壓調節器。 在本發明的實施例之中的設備能夠包括:—個流量控 制系統,該流量控制系統維持該洗滌氣體之流率、一=釋 氣體之流率、來自該設備的洗滌氣體混合物之流率、或上 述的任意組合。該流量控制系統能夠包括:—個或更多的 質®流控制器、一個或更多的蒸汽濃度感測器與—個控制 45 201202869 器。依據一蒸汽濃度或蒸氣飽合設定點的分壓,該控制器 能夠從該等蒸汽感測器取得濃度輸出值,並且修改洗膝氣 體與洗滌氣體混合物的混合,以產生一種稀釋的洗蘇氣體 混合物,該稀釋的洗滌氣體混合物具有一種希望的蒸汽嚷 度或蒸汽的設定點濃度《該流量控制系統能夠在該洗務氣 體混合物之中提供一變動小於5%的蒸汽濃度,在某些實施 例之中,變動小於1 %,而在其它的實施例之中,變動小於 0.5%。 、 該設備能夠使一種洗滌氣體混合物或是一種稀釋後的 洗滌氣體混合物有小於1 ppb的揮發性雜質,而在某些型式 之中,係小於1 ppt的揮發性雜質。在本發明的某些型式之 中,該洗滌氣體混合物能夠在一種大於2〇 slm的洗滌氣體 流率下被形成,在該來自該蒸發器的洗滌氣體混合物之中 的液體蒸汽量相較於在該微影投射設備或其它輸送設定點 的溫度與壓力下可以使該洗滌氣體飽和的量大於2〇%。藉 由控制在該設備之中該洗滌氣體混合物中的蒸汽溫度、壓 力/)IL量或上述任意組合,在該洗滌氣體混合物之中的蒸 汽濃度或組成能夠被修改。藉由以額外的洗滌氣體稀釋的 方式,利用來自該蒸發器的洗滌氣體混合物出口之洗滌氣 體此σ物混合洗滌氣體之步驟或動作,在該洗滌氣體混合 物之中的瘵汽濃度能夠被進一步修改。藉由將含有該洗滌 軋體混合物通過一個液體收集器並且移除液體的動作,該 洗滌氣體混合物或該稀釋後的洗滌氣體混合物能夠被進一 步處理。 46 201202869 5玄可蒸發式液體能夠利用一個計量%,從一個加壓源 被進 到该等中空纖維。該可蒸發式液體能夠隨意地被進 °到忒崧發益之中,該可蒸發式液體以再循環的方式流動 或是一種靜流進給(deadendfeed)。例如,該可蒸發式液 體可以是在一個溫控式槽之内,並且由一個聚浦進給到該 ,’、、七器之中’以及任何殘存的可蒸發式液體回到該槽之中 以進一步加熱。在某些型式之中,該接觸器的的液體側之 關閉’當該可蒸發式液體由該洗蘇氣體所蒸發 時,該可蒸發式液體從-個加壓液體源被進給到該蒸發器 之中。 圖1 1 ( A )概略地圖示說明一種洗滌氣體混合物供應系 統,透過-個調節器1104,該洗務氣體混合物供應系統進 :步調節來自-個來源(未顯示’但可以是—種外罩式氮 氣供應裝置(house nitrogen supp丨y )、來自—氣瓶之電子 級氣體等等)之氣體麗,該氣體UG2並且進入淨化器 Π08’以產生一洗蘇氣體流111〇,該洗務氣體流⑴〇能夠 由質量流控制器⑴2與⑴6控制。該淨化器ιι〇8能夠包 括:-個或更多的獨立且個別的可再生式淨化器。選擇性 的壓力轉換器"14、溫度轉換器11〇6、與蒸汽感測器(未 顯示)也能夠被呈現◊一種無污染的可蒸發式液體! 1 3 〇 (其 之蒸汽能夠被使用來控制、強化或修改光阻劑的活性 '其 它的微影化學塗佈、或其它的基板塗佈) >犯夠從一個來源 (未顯示)被供應到該蒸發器或接觸器 ΊU 〇例如,來自 一個來源(未顯示)之類似水1130的可蒸發式液體能夠流 47 201202869 ,g : £力調卽益1 128、流過該蒸發器或霧化器1 120、並且 通過選擇性的流量控制閥 相較於缺少落·;气的在先務氣體之中的蒸汽 ^ ‘,白勺洗4氣體而言會強化光阻劑的活性; 2二在該洗務氣體之中的蒸汽濃度,該洗滌氣體混合 物月匕夠被使用來控制該光阻劑的活性。選擇性的壓力轉換 與溫度轉換器也同樣被顯示。該水mo能夠 以與洗滌氣體流Π丨〇的方向 .向相反的—方向流動,該洗滌氣 體/;丨L 1 1 1 〇的方向被圖示為夕 閏不马攸5亥質®流控制器1 1 12移動通 過該霧化器1120的方向。在某些型式之中,水與氣體能夠 以相同的方向流動。來自該質量流控制器⑴2的洗務氣體 1110透過該多孔型薄膜(該多孔型薄膜抵抗液體的侵入該 霧化器⑽之内)取得液體蒸汽,以形成—種洗職體混 口物1 1 40。違洗〉條氣體能夠被進給,並且被使用在一種微 影投射系統之中’其被連接到該出口 H36。該洗I氣體混 合物測能夠被選擇性地混合來自一個第二質量流控制器 U16之洗滌氣體,並且被以該洗滌氣體稀釋,以形成一種 稀釋的洗務氣體混合物1144,該稀釋的洗I氣體混合物 1144能夠被進給’並且被使用在—種微影投射系統之中, 其被連接到出口 1 136。這種稀釋方式能夠被使用來將來自 該質量流㈣器1112之洗I氣體維持―流過該蒸發器⑽ 之固疋的流1,並且能夠有助於該蒸發器丨i 2〇的溫度控 制。-種選擇性的收集器1132 (其在該設備之中的位置能 夠被改變)能夠被使用,以移該霧化器丨120的任何液滴或 凝結。該收集器能夠是一種粒子過濾器或是一種液體收集 48 201202869 益,其之位置被選擇以提供在液體或微量顆粒方面的減 v 種热汽感測益113 8能夠選擇性地被定位在該蒸發器 1 120的下游。選擇性地’一個控制器能夠被使用,以接收 該蒸汽感測器H38的輸出值,並且透過該質量流控制器 來修改該洗務氣體流⑴Q,以修改或維持在該稀釋之 洗滌氣體混合# 1 144《中的蒸汽濃度。在某些實施例之 中’該蒸汽感測器係-種濕汽感測器。該洗務氣體混合物 114:能夠被供在一個出口 1136處’用於一種微影投射設備 或是其它利用一洗滌氣體混合物來洗滌的系統之中。 圖η (B)圖示說明一種洗滌氣體混合物供應系統,透 過—個調節g 1150,該洗蘇氣體混合物供應系統進一步調 節來自-個來源(未顯示,但可以是—種外罩氮氣供應裝 置、電子級氣體瓶、一種氣體產生器或類似者)之氣體 1102,接著並進入淨化器1158’以產生一種洗I氣體流 116〇 ’该洗滌氣體流丨丨60流到質量流控制器n 62與】1Μ。 »亥’爭化态1 1 58能夠包括:一個或更多的獨立且個別的可再 生式淨化器。-個或更多選擇性的壓力轉換器1164、溫度 =器"56、蒸汽感測器(未顯示)也能夠被定位在:: 發裔11 70之前…種無污染的可蒸發式液體"8〇(例如是, 來自來源(未顯示)的水)能夠流過該壓力調節器"巧 流過該接觸器或霧化器m〇、並且通過選擇性的流量控制 ^ 1 74。璉擇性的壓力轉換器丨〗%與溫度轉換器1 1 Μ也 =被顯示。如圖所示,該可蒸發式液體能夠 洗條氣體流⑽的方向相反的方向流動,該洗務氣體流 49 201202869 1 1 6 0來自枭置流控制器1 1 6 2、通過該接觸器1 1 7 〇。來自質 量流控制器1 162的洗滌氣體透過該多孔型薄膜取得液體蒸 汽,以形成—洗滌氣體混合物】19〇。該洗滌氣體混合物1 DO 能夠選擇性地混合來自一個第二質量流控制器1166之洗滌 氣體1160,並且被以該洗滌氣體116〇稀釋,以形成一種稀 釋的洗務氣體混合物1194。這種稀釋方式能夠被使用來將 洗務氣體維持—流過該蒸發器i i 7G之固定的流量,並且能 夠有助於該蒸發器的溫度控制。圖u ( B)圖示說明一種熱 交換器或溫控環境(temperature c〇ntr〇Ued envir〇ment) 1 192,其能夠被用於將所產生的洗滌氣體混合物丨194之溫 度”隹持在一種避免在該洗滌氣體混合物1 1 90之中的蒸汽凝 、’《之咖度$&圍内。這種溫度係高於在該洗滌氣體混合物之 中的蒸汽凝結‘點。例如如果水的分壓接近飽和壓力的情況 • &僅會在將水4汽轉化成液態時溫度稍微下降。該溫控 衣見、1 1 92也能夠破使用來維持在該接觸器之中的液體之溫 X 且仉而維持來自該蒸發器丨i 7〇之蒸汽濃度於能夠被 人提ί、光m劑或者其它在一基板之上之形成圖案的塗層 …i反應〖生之一範圍θ。例如,-種具有水蒸汽之溫度 出口 ^的洗^氣體混合物能夠被提供在該洗務氣體混合物 處用於圖1 2的微影投射設備之中的照明光學以 50 1 1 8::射透,PL。該洗滌氣體混合物能夠被提供在出口 〜 或不用來自該質量流控制器116 6之洗滌氣體 116〇所稀釋。一個荩 —— 為/飞感測器Π 84能夠選擇性地被定位在 2 该洛發器117〇之 f處。一種控制器能夠選擇性地被用來 201202869 ==:11 1184的輪出值,並且修改通過質量流控 氣…物 體116〇’以修改或維持在該稀釋之洗膝 5物1194之中的蒸汽濃度。在某些型式之中,該暮 汽感測器係—種濕汽感測器 、’、 被提供在-個出。"86處,用於在—種^ 豆—剎田冰. 、用於在種檢影投射系統或是 b /滌氣體混合物來洗滌之系統之中。 圖14概略地圖示一種洗蘇氣體混合 滌氣體混合物佴庳4姑、泰、a γ Μ 凡 人无 物ί、“統透過一個調節_ 1404而進一步調節 :來自-個來源“未顯示)之氣體1402, 淨化器1 408以產咕一锸、iy Μ , 1 #洗滌氣體1 4 1 2,該洗滌氣體1 4 1 2 流進該等質量流控制器⑷6與⑽。該淨^i4Q8_ 包括·-個或更多的獨立及個別之可再生式淨化号。選擇 性的壓力轉換器1420、溫度轉換器1424與蒸汽感測器(未 顯不)也能夠被呈現。-種可蒸發式液體成分1464 (其能 夠被用來控制光阻劑的活性)或是其它的微影用化學塗層b 也能夠從—個來源(未顯示)被供應到-個或更多的蒸發 器1428與1444。如圖]4所示,一個或更多的蒸發器1428 與1444可以一種並聯的方式被構形。選擇性地,該等接觸 器能夠以串聯的構形被連接。·,—種來自—個來源之 類似水的可蒸發示液體1464能夠流過該壓力調節^例, 流過該蒸發器或霧化器1428與1444 (其等由導管Μ”相 連接),並且通過選擇性的流量控制閥1436。選擇性的壓 力轉換器1456與溫度轉換器1452也能夠被使用。流過該 等崧發器1428與144之液體1464能夠以來自該質量流控 201202869 制器1 4 1 6的洗滌氣體的方向相反的方向流動。來自該質量 流控制器1 4 1 6的洗滌氣體丨4丨2透過在該等蒸發器丨428與 1444之中的多孔型薄膜取得來自該可蒸發液體的蒸汽,以 形成一種洗滌氣體混合物1468 .該等多孔型薄膜抵抗液體 的如入。s玄洗滌氣體能夠被進給並使用在一種微影投射系 統之中,該微影投射系統被連接到出口 1 488。該洗滌氣體 混合物1468能構選擇性地與來自一個第二質量流控制器 1440的洗滌氣體m2混合或被以該洗滌氣體丨412來稀 釋,以形成一種稀釋的洗滌氣體148〇,該稀釋的洗滌氣體 1480能夠被進給通過該壓力調節器1484並且被使用在一種 微影投射系統之中,該微影投射系統被連接到該出口 1488。這種稀釋動作被使用以維持一種來自該質量流控制 器14〗6之經過一個或更多的蒸發器〗428與ι444的洗滌氣 體之固定流量,其能夠有助於該等蒸發器的溫度控制。一 個選擇性的收集器1488 (其在該歧管之中的位置能夠被改 變)可以被使用來移除來自該等蒸發器的任何液滴或凝 結。該收集H可以是一種顆粒過濾,器或一種液體收集器。 能夠包括-個選擇性的壓力轉換器M72…個蒸汽感測器 1476能夠選擇性地被定位在該等蒸發器的下游處。該蒸汽 感測器1476的輸出值能夠選擇性地利用該質量流控制器 M40與-個控制器來構形,以改變通過該質量流控制^ ⑽之洗條氣體流1412 ’以修改或維持在該稀釋的洗務氣 體混合物mo之中的蒸汽遭度。洗務氣體混合物148〇能
夠在-個出口 1488處被提供,以使用在一種微影投射系Z 52 201202869 或疋其它利用洗滌氣體混合物來洗滌的系統之中。 6亥洗游:氣體混合物供應系統典型上能夠在每分至少大 約30標準升的洗滌氣體流率下操作。該設備的溫度能夠被 選擇’使得該可蒸發的液體之溫度具有一種在所希望的操 作壓力下防止該薄膜的液體侵入之黏度,且具有一種提供 在#作的流率下用於該洗滌氣體混合物之足夠的蒸汽之蒸 汽壓。在某些實施例之中’該設備的溫度係大約為室溫, 在某些實施例之中’高於大約2 5,在某些實施例之中, 至少大約30。(: ’在某些實施例之中,大約為35°c,在某些 實施例之中,至少大約50°C,在某些實施例之中,至少大 約60 C ’而在其它的實施例之中,則至少大約90。(3。通過 該蒸發器或霧化器之洗滌氣體流率能夠是每分鐘至少大約 20 &準升(SLM )’在某些實施例之中,每分鐘至少為大 約60標準升’而在某些實施例之中,每分鐘至少為大約1 20 標準升。 在本發明之該洗滌氣體混合物含有離開該蒸發器之水 蒸汽的某些型式之中’該洗滌氣體具有一種至少大約20% 的相對濕度。依據該霧化器的操作條件,至少大約5 〇 %、 至少大約80%、至少大約90%、至少大約98%或是大約 100%的較高相對濕度(以產生一種實質的飽和洗滌氣體) 疋可此的。例如,藉由加長一洗滌氣體停留在該霧化器之 中的日守間(例如,藉由減少該流率或是增加該霧化器的尺 寸大小)或是加熱該霧化器抑或至少在該霧化器之中的 水,可以達到穩定之較高穩定度的相對濕度值。該洗滌氣 53 201202869 體壓力與越過該蒸發器薄膜的水流能夠被修改,以改變在 該洗蘇氣體之中的水蒸汽量1別地,降低m氣體的 壓力導致該錢氣體濕度增加1該洗錢體壓力被減少 時,減少了需要加熱水以獲得高相對濕度的情況。 如圖4之中所示的霧化器,圖5的霧化器裝置能夠被 提供有-個控制裝f ’透過該控制裝置,在該洗I氣體混 合物之中的濕汽量能夠受到控制。該控制裝置利用一個濕 汽控制接點被連接到-個控制閥,被透過該控制閥供應(例 如,直接來自該洗滌氣體源)到一個混合腔室(mixing chamber)之未濕潤的洗滌氣體流率可被控制,該混合腔室 具有從圊5的該霧化器離開之已濕潤的洗滌氣體。 在某些實施例之中,在該洗滌氣體混合物產生器之中 的蒸發器在咼流率下將蒸汽添加到該洗滌氣體之中,同時 不會對s玄洗滌氣體造成污染。污染物之特徵是這些材料、 原子或分子,該等污染物會對光學元件的光學特性有不利 的影響,或是導致光學元件的光學特性之劣化或未受控的 改變,該光學元件與該輻射線相互作用以形成在一種微影 投射設備之中的一基板之上的圖案。本發明的型式提供— 種具有小於1 ppb的污染物之洗滌氣體,該等污染物會與光 學元件的光學特性相互作用,並且劣化或改變該光學元件 的光學特性,在其它的型式之中’該洗滌氣體含有小於大 約1 00 ppt的這些污染物,而其它的型式之中則含有小於夏 ppt的這些污染物。光學元件能夠包括(但未限定於):鏡 片 '透鏡、光束分離器 '光柵 '光掩膜(pellicle)、標線 54 201202869 片或是與圖案成形光束交互作用之其它的光學元件、或者 是上述的這些組合。例如,藉由吸附作用、化學吸收作用 (chemisorption)、以及/或物理吸收作用(physis〇rp以〇)、 化學反應、與該輻射束交互作用的化學反應、或上述任章 組合’該等污染物之進-步的特徵為形成—個或更多的: 單層(SUb-m〇n〇layer)、一個或更多的單層(大約到大 ㈣個單们或是較厚的薄膜者,該較厚的薄膜係由於該 等巧染物與該光學元件交互作用所造成的。該等薄臈改變 或劣化該輻射線的穿透性、反射性、折射性、聚焦深度或 吸附性,該輻射線與該等光學元件交互作用則需要2^程 參數方面的改變’或該光學元件的替&,以維持該微影程 序的產能。藉由隨時間改變該等光學元件的光學特性或是 措由其它的方法,這些污染物的數量可以被決定,該其他 的方法例如是,熱吸附作用與氣相色層分析/質譜分析、二 次離子質言普(SIMs )的飛行時間分析,或是這些污染物的 累積可以被藉由表面聲波或其它的壓電感測器決定。 本發明的洗滌氣體混合物產生器能夠被處理,以降低 揮發性污染物。例如,該等蒸發器、霧化器與其它的流體 接觸表面能夠在一種足以實質移除在大約! 〇〇t或更少的 溫度揮發的化合物之溫度下’被加熱一段足夠長的時間。 Λ等蒸發器可以與化學相容的(cheniicaUy c〇mpatib丨e )酸、 鹽基(base)、氧化劑或上述的任意組合,例如是,高純度 過虱化氫(hydrogen per0Xide )或臭氧氣體,以從該蒸發器 之中分解與移除殘留物、這些處理容許蒸發器使用在需要 55 201202869 基本上無污染氣體的應用之中。為了本發明之目的,一洗 滌氣體被界定成一種不大於大約i ppb污染程度之氣體或 氣體混合物。洗滌氣體包括:惰性氣體(例如,氮氣與氬 氣)以及含氧之氣體(例如,壓縮的乾空氣與清潔的乾空 氣)。一種合適的洗滌氣體依據想要的應用來決定,使得 非惰性氣體(例如,氧氣)在某些應用之中並非為污染物, 然而在其它的應用途之中被認為是污染物。較佳地,該等 洗滌氣體混合物產生器(與蒸發器或霧化器)並不會對一 洗滌氣體造成污染。污染物的實例包括:碳氫化合物、氣 氧化物NOx、硫化物SOx等等。例如,一種含有不大於大約 1 ppb (或疋大約1 000 ppt )污染物的洗滌氣體離開該霧化 器呈一含有不大於大約1 ppb (或是大約1 000 ppt)污染物 的濕潤洗滌氣體。已經發現到,本發明的一種顆粒霧化器 (請參照實例1)能夠濕潤某一洗滌氣體,使得污染程.度維 持小於1 ppt。 被蒸發成該洗滌氣體之液體能夠被使用來維持或強化 用在該微影製程之中的化學物質的活性。使用在該霧化器 之中以形成用於S亥洗務氣體混合物之水蒸汽的液態水對該 洗滌氣體混合物造成1 ppb或更少的污染物。在某些型式之 中,用於S亥霧化器之中以形成用於該洗滌氣體混合物之水 蒸汽的水造成1 ppb或更少的污染物,該等污染物會對在一 種微影投射系統之中的光學元件之光學特性方面有不利的 影響。該水能夠是(但未被限定於)一種超高純度的水。 UHP的水能夠從例如(但被未限定於)州出㈧“⑧河⑴⑴⑧ 56 201202869 之水的水源處獲得,該MUHp〇se⑧Μ⑴iQ®之水能夠選擇性 地被洛潑或過濾。一種流過該蒸發器的可蒸發型液體(例 如是’水)的流率能夠是大約〇 ml/hr或更高;此種低流量 會發生在一種靜壓被使用來補償由該洗滌氣體帶走的水 (靜流流動(dead end flow ))的情況。在某些型式之中, 流過該洛發器的可蒸發型液體的流率能夠是大約丨〇〇 m丨/hr 或更南’而在其它的型式之中,能夠是大約3〇〇 ml/hr或更 兩 可蒸發型液體(例如是,水)的流率能夠被調節, 以最小化所使用之可蒸發型液體的量,該流量能夠被調節 以維持在該霧化器之中的可蒸發型液體之溫度,該流量能 夠被調節以來補償由該洗滌氣體吸取的蒸發液體,或者是 上述的任意組合。 貫例1 一種Entegris pHasor® II的薄膜接觸器被當作一種蒸 發器地測試,以釋放非曱烷之碳氫化合物與硫化物。一種 不釋放污染物的薄膜接觸器可以被用於將濕汽添加到一種 XCDA®的氣體流(小於1 ppt的碳氫化合物與硫化物)之 中。 該pHasor® π已被清潔以除去揮發性化合物。圖6表 示:用於量測來自該pHasor⑰Π的濕潤洗滌氣體之中的污 染物之實驗裝置。一個壓力調節器被使用來維持該質量流 控制器(MFC )的氣體上游之壓力。一個MFC被用來維持 流過該pHasor® π之腔側邊之空氣流率。—個淨化器被用 57 201202869 物’以產生一種 一壓力規被使用 來從該pHasor⑧II的氣體上游處除去污染 XCDA的洗滌氣體。該pHasor® π上游的 來監控該入口壓力。一個背壓調節器被用來維持該—or⑧ Π的出口壓力。該pHasor® II的殼體側之前並未充滿水。 在這種測試期間,因為高濃度的濕汽將會使該等偵測器不 穩定,所以水被從該pHas〇r⑧η之中除去。一種具有火鼓 游離僧測器與與脈衝式火談光度伯測器之氣相層析 (GC/FID/PFPD )被用來量測在該pHas〇r@ η的流出物之 中的碳氣化合物與硫化物之濃度。一種冷卻收集器(c〇id trap)方法被用來濃縮碳氫化合物與硫化物,其會降低最低 的·ί貞測極限到1 ppt的濃度。 圖7使用該GC獅表示—小於1刚的碳氫化合物污 染物之空白背景的讀值。圖δ表示該―π下游之 GC/HD讀值。如圖所示,兩種讀值基本上是相同的。因此, 當XCDA®正流過一個pHas〇r@ η時,會維持一種小於【ρρ 的碳氫化合物之污染濃度。. 圖9使用該GC/ PFPD所矣千沾你, 所表不的—種小於1 ppt的硫化 物污染物之空白背景的讀值。圖1 圃丄u衣不该pHasor® II下游 之0C/PFPD讀值。如圖所示,&錄4 1 丨不兩種碩值基本上是相同的。 因此,當XCDA®正流過—一 τ 尥PHasot·® U時,則會維持一種小 於1 ppt的硫化物之污染物濃度。 該pHasor® II的流出物a右 奶3有小於1 Ppt的非甲烷之碳氫 化合物以及小於1 ppt的疏务私 m 化物。因此,該pHasor® π能夠 被使用在一種淨化器的下游 r砑,而不會影響一 XCDA洗滌氣 58 201202869 體的完整性。 實例2 一 Entegris公司的pHas〇r⑧π薄膜被使用來利用變動 的水溫、CDA流量與CDA壓力,以濕潤乾淨的乾空氣 (CDA )。對於所有的實驗而言,該pHas〇r⑧η被清潔來 除去揮發性化合物。一 MFC被用於維持流過該pHas〇r(g) π 的内腔側之空氣流率。去離子水被用作—在該pHas〇r@ π 的殼體側之中的可蒸發型液體,其用—個熱交換器來加 熱。水流罝已利用在該pHas〇r(g) π的出口側之上的一個調 即益而叉到控制。水溫在該pHas〇r(g) π的液體側與出口側 之上被量測,而洗滌氣體壓力、溫度與相對濕度在該 pHasor® Π的腔出口側上被量測。 在第-個實驗之中’水溫則會隨著CDA不同的流率而 改變。用於這個實驗的CDA具有2Q㈣的f壓、1代的初 -度與6%的相對濕度。該儲藏的去離子水在_…心 :速率下流過該PH—第一次的實驗結果被顯示在表 1到表3之中。
59 201202869 33 60 21 36 68 23 39 83 22 41 92 23 42 98 23 表2 —具有70SLM流率之CDA的濕潤 水溫(V ) 相對濕度(% ) 出口氣體溫度 (°C ) 24 40 21 27 44 21 30 47 22 33 58 22 36 60 24 39 75 23 41 81 24 42 90 24 表3 —具有100SLM流率之CDA的濕潤 水溫(°C ) 相對濕度(% ) 出口氣體溫度 (t ) 24 40 20 27 40 21 30 41 22 60 201202869 33 46 23 36 50 24 39 55 25 41 62 26 42 65 26 在第二個實驗之中,於該pHasor® II之中的CDA的背 壓已被改變。用於這個實驗的CDA具有1 9°C的初始溫度與 1 %的相對濕度。該儲藏的去離子水已被加熱到3 5 °C,並且 在156 mLAn in的速率下流過該pHasor® II。第一次的實驗 結果被顯示在表4到表6之中。 表4 —具有50SLM流率之CDA的濕潤 CDA 的壓力 (psi ) 相對濕度(% ) 溫度(°C ) 10 98 23 15 80 23 20 63 23 25 55 23 表5—具有70SLM流率之CDA的濕潤 CDA 的壓力 (psi ) 相對濕度(% ) 溫度(°C ) 5 98 24 61 201202869 10 '-------- 88 23 15 74 -------- --- 23 ^--- 20 60 22 —-- 25 51 22 Γ-表 6 —10C 丨SLM流率之cdA的濕潤 CDA的壓力 (psi) ---- 相對濕度(% ) 溫度(t ) 5 p — 68 26 ----^ 10 68 24 —_ 15 60 24 —-- 20 51 24 ----~— 25 46 ------ 24 ^-_ 第一-人的實驗圖示說明:一種洗滌氣體的濕潤隨著水 '嚴的增加而增加。當水溫達到30°C或更高時,觀察到CDA 的相對濕度有最顯著地增加。在溫度小於30°C的情況下’ 水溫在濕潤方面效果較少。 第二次的實驗圖示說明··當在一個薄膜接觸器之中的 洗蘇氣體之潦歷減少時,—種洗務氣體更快地德和/雇Ί 在受測的壓力範圍内’這種效果大致為線性。 實例3 本實驗的目的係依據在各種流率與壓力r的棼$ β 62 201202869 決定一微孔中空纖維聚合薄膜的水蒸汽輸出。 一種圖示說明於圖丨1(A)的歧管之修改型式被使用。 該歧管包括:-氣體質量流控制器(MFC)(其被用來維 持流過一 pHasor® II之中空纖維接觸器的内腔之氮氣流 率)1忒氣體質量流控制器可從Entegris公司獲得。一種
Aeronex公司的SS_500KF小4R型號的淨化器從該pHas〇_ II (其現在可從Entegris公司獲得)的上游的外罩式氮氣 處除去濕汽。一種Kahn公司的濕汽探針被用 —π(並未在圖U(A)之中顯示)的上游的 該PHaSor® Π被使用,以藉由容許水蒸汽從該細孔型薄膜 的殼體側擴散通過該等内腔並且進入該氣體流之中的方式 增加濕汽。該氣體壓力被控制在每平方英寸大約5磅(5 psig)之水壓之内,以防止洗滌氣體在該水流束之中產生氣 泡。一個壓力規與熱電偶已被使用來監控該pHas〇r⑧π的 上游之壓力與溫度。利用一種針閥,去離子化水的流率被 維持在每小時100毫米地流過該pHas〇r@ π的殼體側。壓 力規被使用來量測該pHasoi.® II的上游與下游之水壓。一 個熱電偶量測該pHas〇r@ „的下游之水溫。利用一個〇爪%3
Silicone加熱态’該pHasor⑧η的溫度被維持在25°c 〇 個Entegds公司的Therm〇gardTM與⑧η被擺置在 該pHas〇r® Π的下游之測試歧管,以除去任何的濕汽液滴。 ‘ s a 1 a濕八棟針已被使用來量測該ρ η a s 〇 r⑧11的下 游之相對濕度與溫度。一種AP Tech公司的背壓調節器已 被使用,來維持該PHasor® II (並未在圊ιι(Α)之中顯示、 63 201202869 的下游之壓力。 槽被充滿水並且以氣體加壓來將高壓水提供到該 pHasor® II。水壓已從18 psig變動到59 μ.該⑧ 的閱件被打開,讓水在一個設定的壓力下流過該蒸發器 的殼體側。 圖12圖示說明:在不同的洗務氣體流率(1〇、2〇、、 40與50 Slpm ),以兩個不同的氣體出口氣壓(〇 psig與⑺ Psig)以在18 psig的液態水壓,該洗滌氣體(由該pHas〇r⑧ II產生)之中的濕汽濃度所得之測試結果。已經觀察到, 。亥洗務乳體混合物的濕汽浪度隨著該洗務氣體在兩種氣體 出口壓力之流率方面的增加而減少。也已被觀察到,當該 氣體出口壓力達到該液體壓力(例如是,1〇㈣的氣體出 疋力)時,在s玄氣體之中對於給定流率與溫度的濕汽濃 度會減夕。圖13(A)圖示說明對於在59 psig下的霧化器 的殼體側上的水,在不同的速率(1〇、2〇、3〇、4〇與5〇 slpm) 與不同氣體壓力(10、25、與5〇 psig)下,量測在所產生 的洗滌氣體混合物之中的相對濕度之測試結果。結果顯 不.相對濕度隨著流率的增加而減少’在該洗蘇氣體混合 物之中的相對濕度隨著出口壓力的減少而減少。圖13⑻ 圖示說明從圖13 (A)被轉換成以ppm表示的濕汽濃度之 :對濕度數據。在圖13(B)中的結果顯示該濕汽濃度隨著 氣體流率的增加而減少。在圖13(B)中的結果也顯示當該 氣體出口壓力到達該液體壓力時,對於一種給定的流率與 溫度的氣體之中的濕汽濃度會減少。 64 201202869 相對濕度能夠藉由利用Goff-Gratch方程式來計算水蒸 汽的飽和壓力(Pws )的方式而被轉換成濕汽濃度。該 Goff-Gratch方程式為: L〇g,〇(Pws) = 7.90(373.16/(T-1 )) + 5.03Log10(373.1 6/T)-l· 3 8x 1 0 7 (( 1 0 1 1 ·34(' -t)/3 73.1 6^_ 1 ) + 8 1 3χ 1 j 0-3.49(373.16/( I-T))^. Π + LogIO(l〇i3.25) 其中’ 丁為絕對溫度〔K〕而pws為〔hpa〕 水療汽的分壓P、v能夠藉由以pws乘以相對濕度(R H ) 方式計算得到,因為: R H. = pw / pws 對於理想氣體而言,該濕汽濃度則能夠使用下列的方 程式計具所得之Pw來估算,該方程式為: PPm(v/v) = (Pw/Pt)xl〇6 (其中,Pt 為總壓力) 實例4 本貫驗的目的係當該洗將U辦、玄,口人^ 、 田70 /咏札體流率已介於每分鐘8 0到 120標準升(SLM )之間時,決宏兮兮…。。 决疋s亥络:ά益的濕汽輸出。壓 力與溫度被改變,以修改該渴、,与μ山 人成属α輸出。在實驗期間,整個 系統的壓力與溫度降也被監控。 圖14圖示說明一個概略的 J叫忒歧官,其包括:兩個j 聯的霧化器。一槽被充滿去離子 雕子水與被以空氣加壓,以决 供大於18 psig的液體壓力。首 —城1 闫无,s亥槽被充滿水,同時言 通氣閥係開啟的。接著’該通痛問站μ b日 虱閥被關閉,該槽被用純! 氣加壓到59 psig。一種park公 △司的壓力調節器被用於本 65 201202869 制3玄等霧化器(由Entegris公司市售的pHasor® Π之薄膜 接觸器)的上游水壓到高於該氣體入口壓力至少1 〇 。 一個Entegris公司的壓力轉換器被用於量測這個調節器下 游的壓力。該水流量通過兩個pHas〇r® II。一個Entegris 公司的計量閥被用於將水流率維持到每小時丨〇〇毫升。— 種Millipore的壓力規被使用來監控該系統上游的氣體壓 力。兩pHasor® II上游之氮氣被以一 Aer〇nex的 SS-500KF-I-4R型淨化器(無法由Entegris公司取得)所淨 化。兩個100 slm的Porter公司的質量流控制器(MFC)被 用於維持流過該等pHasor® II的内腔侧的外罩式氮氣的流 率。一壓力規與熱電偶被用於監控該等pHas〇r@ π上游的 氣體壓力與溫度。壓力規被用於量測該等pHasor® π上游 與下游的水壓。在這個測試期間,該等pHas〇r@ π在25它 的歧管之内做為一個補捉器,以在雙一 中:去任何配合該收集器位置的水滴一個V —a"公司的 二Ά針被使帛來量測該等霧化器❸下游之相對濕度與溫 二„ ^ AP 丁―公司的背壓調節器被使用來維持該等霧 化益的下游之壓力。 =用兩個分別被加熱到饥與⑽之伽。射處卢 :的初始相對濕度之數據顯示:該相對濕度會隨著言 也LT:11的氣體入口壓力或溫度的增加而增加,, A Μ相對濕度隨著氣體流率的增加而減少。 “目對濕度之數據被轉換成濕汽濃度時,會觀察到: 66 201202869
當該等霧化器或蒗發M h之氣體入口壓力被增加時,該濕汽 很又會減〉、。也已經觀察到:隨著該等pH咖⑧Η的溫度 發生濕汽濃度增加的現象。溫度的增加造成水I 叙里的增加,同時導致更高的水含量。 也已經觀察到:該氣體出口溫度會隨著氣體流率的妗 加而減少。不兼珍Α工丨 . 曰 不希望文到理論的束缚,車交高流率的氣體之々 钟可以是由於液體的蒸發式冷卻。 7 已經發現到:藉由調整該等霧化器的溫度,可以來補 償隨者_率的增加而使來自該等接觸器的濕汽濃度減 少。“體出口溫度被保持纟22.代,該氣體流率則為4〇、 ⑼與⑶如。藉由使用—個〇mega SiUc()ne加熱器改變該 等PHas㈣„的溫度的方式來維持這種溫度。此夕卜,在該 殼體側之上的液體壓力已被保持在高於在該内腔側之上的 氣體壓力1〇psig。如圖15之中所示,這個測試的結果顯示: 通常由增加的氣體流率所造成的冷卻作用(例如是,圖13 ⑻)能夠藉由控制該等蒸發器的溫度(在這個情況中是 I曰由加熱4等洛發态)而得到補冑,以獨立於氣體流率地 、准持在及;先;:條氣體混合物中之相對固定的水κ濃度。 實例 這個實例圖示說明在流率大於100 upm的洗滌氣體混 。物的種產生方式,其中液體容許流過一個或更多的中 空纖維型蒸發器,該等蒸發器被以並聯的方式連接。 個類似於在圖14之中圖示說明的歧管被使用。如圖 67 201202869 14之中所圖示說明的’一水補捉器被直接擺置在兩個 pHasor® II (蒸發器)的下游。 用於這些測試的設定操作條件包括:在壓力源為1〇〇 psig ( 6.89 barg)時’大約120 slm的一内腔側氮氣流。系 統的入口壓力(止回閥的上游’該止回閥並未顯示)係大 約為40 psig (2.76barg) ’且pHas〇r® „之霧化器的上游 氣體壓力係大約為16 psig ( 1.01 barg)。來自該等霧化器 的氣體出口壓力係為7psig(0.48 barg ) 。 ° 對於液體的在該霧化器的殼體側上之濕汽之操作條件 包括:-個超純化的水源與一個該蒸發器的液體入口壓力 3玄5PSlg(2.41barg) ’該超純化的水源係以3〇〇ml/hr的产 為一 (3.。〜)的來源。測試時間大約為; 溫度使用-個〇megaSi^ne的加熱器維持該等接觸器的
表7 —高流Ί t的霧化器測試你 接 觸器溫 度(。(:) 水 入口溫 度(°C ) 氣〜 體入D 溫 度 68 201202869 (°C ) (t:) 測 試1 25 23. 5 24 18. 7 57. 9 0 測 試2 60 22. 4 22. 0 20. 3 73. 8 10 測 試3 ΊΊ 21. 6 21. 7 21 . 6 74. 2 30 結果顯示:一個或更多的接觸器能夠被一起連接,以 在該洗滌氣體之中產生蒸汽。在該洗滌氣體混合物之中的 濕汽之相對濕度能夠以一種洗滌氣體固定的流率、壓力與 系統溫度被控制於大約0.1 %或更佳的範圍内。 雖然本發明已經參照其較佳實施例而被特別地顯示與 描述,但是熟此技術的人士將瞭解到可以做出數種形狀與 細節上的改變,而不會偏離本發明由專利申請範圍所包圍 的範疇。例如,該蒸發器系統能夠被用於產生受控的濕度, 其包括:用於減少在金屬蝕刻或其它製程之中的靜電荷作 用之環境。 【圖式簡單說明】 .圖1概略顯示一個依據本發明之某一型式的微影投射 設備之實施例的實例。 圖2顯示依據本發明之一個EUV照射系統鱼— 禋彳政影 投射設備的投射用光學元件之側視圖。 69 201202869 圖3概略目示說明依據本發明的實施例之洗滌氣體混 合物供給系統的一個實例。 圖4概略顯示一個適用於圖3的實例之霧化器裝置。 圖5係一個中空纖維薄膜式蒸發器或霧化器之圖示, 其能夠被用於圖3的實例之中。 圖6顯示使用於圖1之中的薄膜接觸器測試分支。 圖7顯示用於超潔淨乾空氣(XCDA)的氣相色層分析 /火燄離子偵測器(GC/FID )之讀數。 圖8顯示用於乂⑶八的GC/FID之讀數,如實例i所示, 該XCDA通過一個霧化器。 圖9顯示用於XCDA的氣相色層分析/脈衝式火燄離子 偵測器(GC/PFID)之讀數。 一圖H)顯示用於XCDA的GC/PFID之讀數,如實例i 所示’該XCDA通過一個霧化器。 圖11(A)係圖示說明H條氣體供給系統的型式, 其具有用於稀釋該洗條氣體混合物的一個洗膝 ;一 個光學收集器也同時被顯示。 ”, 圖11(B)圖示說明一個洗滌氣體供給系統的 直 ==_該洗1氣體混合物的—個洗Μ㈣與—個 混合物之溫度。 U霧化喂務氣體 兩種不同氣體 而在18 psig 圖1 2係6兒明相對於在來自—個蒸發器的 出口壓力下之飽和狀態的一個蒸汽輪出圖形 下的水是可蒸發的液體。 70 201202869 圖1 3 ( A)係說明相對於在來自一個蒸發器的數種不同 流率下之飽和狀態以及用於在5 9 p s丨g下於該蒸發器之中如 水一樣的可蒸發液體之一個蒸汽輸出圖形。 圖1 3 ( B )係一個在該蒸發器之中於數種不同氣體壓力 之下的洗滌氣體混合物之中所計算出來的蒸汽濃度之圖 形0 圖1 4仏個用於產生一種洗滌氣體混合物之設備的_ 示,而該設備係利用一個或更多連接在一起的中空纖維式 蒸發器。 j %裡此释氣體之中的蒸汽濃度之圆 二=氣體流過一個中空纖維式蒸發器,,該"纖二二Γ以被控制在一個基本上與流過該蒸發器-洗 滌乳體流率無關之範圍内。 【主要元件符號說明】
1 la MT 微影投射設備 輻射源 光罩台 μα PM C w 光罩 定位裝置 目標位置 基板
IL 照明器
HX 光束擴展器 71 201202869 AM 調整裝置 IN 積光器 CO 冷凝器 PB 光束 IF 干涉儀 WT 基板台 PW 定位裝置 Ml 光罩對準標記 M2 光罩對準標記 X X軸 Y Y軸 PI 基板對準標記 P2 基板對準標記 BP 底板 100 洗滌氣體供給系統 PL 投射系統 0 光軸 2 輻射系統/霧化器 3 輻射單元/内腔 4 照明光學單元/流體 7 來源室 8 集束室 9 氣體障壁結構 72 201202869 10 輻 射 室 /連接器 11 濾 光 器 12 虛 光 源 點 13 法 線 入 射 反 射 鏡 14 法 線 入 射 反 射 鏡 16 投 射 束 MT 光 罩 台 17 被 圖 案 成 形 過 的 光 束 PL 投 射 系 統 18 反 射 元 件 19 反 射 元 件 WT 基板 台 100 洗 蘇 氣 體 供 給 系 統 120 洗 蘇 氣 體 混 合 物 產 生器 130 洗 滌 氣 體 出 D 131 洗 i條 氣 體 出 口 132 洗 滌 氣 體 出 Ό 133 洗 滌 氣 體 出 Ό 1 10 洗滌氣體入 125 閥件 126 熱交換器 127 流量計 128 淨化設備 73 201202869 128A 流動分支 128B 流動分支 129 減壓器 130 洗滌氣體混合物出 13 1 洗滌氣體出口 132 洗滌氣體出口 143 至 145 限制器 150 蒸發器/霧化器 128 1 自動閥 1282 自動閥 1283 可再生式淨化裝置 1284 可再生式淨化裝置 1285 關斷閥 1286 氣體淨化度感測器 151 液體槽 153 氣體出口 154 可蒸發液體 156 液體供給裝置 157 控制裝置 158 液位高度量測裝置 159 氣泡 1521 濕氣體入口 1522 乾氣體入口 74 201202869 1523 控制閥 1524 過濾器元件 1525 過濾器元件 1526 過濾器 1531 控制閥 1561 控制閥 1571 濕汽控制接點 1572 液體控制接點 1573 溢流接點 1581-1583 浮筒式開關 A 液位高度 B 箭頭 20 連接器 30 連接件 40 連接件 1102 氣體 1 104 調節器 1106 溫度換能器 1108 淨化器 1110 洗滌氣體 1112 質量流控制器 1 114 壓力換能器 75 201202869 1116 1120 1122 1124 1126 1128 1130 1132 1136 1138 1140 1144 1 150 1152 1156 1 158 1160 1162 1164 1166 1 170 1172 1 174 質量流控制器 接觸器/霧化器 溫度換能器 流量控制閥 壓力換能器 壓力調節器 可蒸發液體 收集器 出口 蒸汽感測器 洗滌氣體混合物 稀釋後之洗滌氣體混合物 調節器 氣體 溫度換能器 淨化器 洗滌氣體流 質量流控制器 壓力換能器 質量流控制器 蒸發器 溫度換能器 流量控制閥 76 201202869 1 176 壓力換能器 1178 壓力調節器 1 180 可蒸發液體 1184 選擇性的蒸汽感測 1 186 洗滌氣體混合物出 1 190 洗滌氣體混合物 1192 溫控環境 1 194 稀釋後之洗滌氣體 1402 氣體 1404 調節器 1408 淨化器 1412 洗滌氣體 1416 質量流控制器 1420 壓力換能器 1424 溫度換能器 1428 蒸發器 1432 導管 1436 流量控制閥 1440 質量流控制器 1444 蒸發器 1448 收集器 1452 溫度換能器 1456 壓力換能器 哭 σσ 口 混合物 77 201202869 1460 壓力調節器 1464 可蒸發液體成分 1468 洗滌氣體混合物 1472 選擇性的壓力調節器 1476 蒸汽感測器 1480 稀釋後之洗滌氣體 1484 壓力調節器 488 出口 78

Claims (1)

  1. 201202869 十、申請專利範圍: 1. 一種設備,其包括: 一個洗滌氣體混合物產生器,其包含一個蒸發器,該 蒸發器係建構成用以增加一可蒸發式液體到一洗滌氣體, 藉以產生一洗滌氣體混合物,其中該蒸發器包含一含有一 洗滌氣體流的第一區域及一含有該可蒸發式氣體的第二區 域,其中所述第一及第二區域係由一薄膜接觸器所分開, 該蒸發器更包含一洗滌氣體混合物出口; 一溫度調節系統,該溫度調節系統將該蒸發器的溫 度、該洗滌氣體混合物出口的溫度或上述這些的組合之溫 度,維持在一個或更多的設定點範圍之内;以及 一壓力調節系統,該壓力調節系統維持該可蒸發式液 體與洗滌氣體的壓力,以防止在該薄膜接觸器中之可蒸發 式液體中形成洗滌氣體氣泡。 2. —種設備,其包括: 一個洗滌氣體混合物產生器,其包含一個蒸發器,該 蒸發器係建構成用以增加一可蒸發式液體到一洗滌氣體, 藉以產生一洗滌氣體混合物,其中該蒸發器包含一含有一 洗滌氣體流的第一區域及一含有該可蒸發式氣體的第二區 域,其中所述第一及第二區域係由一薄膜接觸器所分開, 該蒸發器更包含一洗滌氣體混合物出口; 一溫度調節系統,該溫度調節系統將該蒸發器的溫 度、該洗滌氣體混合物出口的溫度或上述這些的組合之溫 度,維持在一個或更多的設定點範圍之内;以及 79 201202869 一蒸發器濃度調節系統 之中的蒸氣的濃度。 其修改或無持在該洗滌氣體 一個溫度控制器 圍第1或2項之設備,其中 3.如申請專利範 節系統進一步包括: 器或是上述的一組合 該溫度調 一個加熱器、冷凝 4.如申請專利範圍第1啖2 I^ . 礼因矛i/ j貝之&又備,其中,該壓力調 節系統包括:一個壓力控制器與一個背壓調整器。 5·如申請專利範圍第〖或2項所述之設備,其中,該壓 力調節系統將該可蒸發式液體的壓力維持在大約5 psi,或 是較高於該洗滌氣體壓力。 ^ 6_如申請專利範圍第1或2項之設備,其中,該溫度調 如系統將該洗滌氣體混合物出口的溫度維持在高於蒸氣的 凝結點》 7.如申明專利範圍第1或2項之設備,其中,該溫度調 節系統獨立於該洗滌氣體的流率而維持該洗滌氣體混合物 的溫度。 8 ·如申請專利範圍第1或2項之設備,其中,該薄膜接 觸器包含一 Nafion®薄膜。 9.如申請專利範圍第1或2項之設備,其中,該薄膜接 觸器包含一 4膜,該薄膜包含一適用於當做一燃料電池加 濕器的物質。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之設備’其中,該薄膜接觸 器包含一離子聚合物。 1 1 ·如申凊專利範圍第1 〇項之設備,其中,該薄膜接觸 80 201202869 器包含一石黃化四氟乙烯聚合物。 12. 如申請專利範圍第丨或2項之設備,其中,該洗條 氣體混合物具有小於1 ppb的污染物,該污染物會劣化在一 微影投射糸統之中的光學元件之光學特性。 13. 如申請專利範圍第2項之設備,其中,該溫度調節 系統更包含熱父換器、一溫度控的環境或上述的組a。 14. 如申請專利範圍第2項之設備’其中,該蒸氣濃度 調節系統更包含一蒸氣感測器。 1 5 .如申請專利範圍第]4項之設備’其中,該蒸氣濃度 調節系統包含一控制器,其接收該蒸氣感測器的輸出及修 改通過一質量流動控制器的洗滌氣體流,用以修改或維持 蒸氣的濃度。 如申請專利範圍第14項之設備,.其中,該蒸氣感測 器是一濕氣感測器。 1 7. —種方法’其包括: 利用一溫度調節系統將一蒸發器的溫度、該蒸發器的 一洗滌氣體入口的溫度或是上述之組合的溫度控制在一個 或更多的設定點範圍之内; 利用[力凋節系統控制被該蒸發器之一個薄膜接觸 器所隔開之-可蒸發式液體與—洗務氣體的壓力,以降低 在該薄膜接觸器中的可蒗钚式饬_々+ ^ 丁曰]』瘵散式液體之中形成該洗滌氣體氣 泡;以及 將-洗蘇氣體與在該蒸發器之中的可蒸發式液體接 觸,其中該蒸發器包含—含有—洗蘇氣體流的第一區域及 81 201202869 -含有該可蒸發式氣體的第二區域,纟中所述第一及第二 區域係由觸器所分開’職發器更包含-洗蘇氣 體混合物出口。 18.—種方法,其包括: 疋上述之組合的溫度控制在 利用一溫度調節系統將 一洗務氣體入口的溫度或 或更多的設定點範圍之内 一蒸發器的溫度、該蒸發器的 一個 將一洗務氣體與在該蒸發器之中的可蒸發式液體接 觸,其中該蒸發器包含-含有一洗務氣體流的第-區域及 -含有該可蒸發式氣體的第二區域,纟中所述第_及第二 區域係由一薄膜接觸器所分開,,亥蒸發器更包含—洗蘇氣 體混合物出口;及 或維持在洗滌氣體之 使用一蒸軋濃度調節器統來修改 中的蒸氣的濃度。 19.如申請專利範圍第I?或^項 斤 ^ 〜万沄,其中,該壓 力調節系統將該可蒸發式液體的壓力維持在大約5 戋 是更高於該洗滌氣體壓力。 *該溫 高於蒸 20·如申請專利範圍第17或18項之方法,其中 度調節系統將該洗滌氣體混合物出口的溫度維持在 汽的凝結點。 之方法’其中,該溫 而維持該洗滌氣體混 2 1.如申請專利範圍第1 7或1 8項 度調節系統獨立於該洗滌氣體的流率 合物的溫度。 22.如申請專利範圍第17或18項之方法,其進一步包 82 201202869 括:將該洗滌氣體與來自該蒸發器的洗滌氣體混合物出口 之洗蘇氣體混合物加以混合之動作。 23. 如申請專利範圍第17或18項之方法,其進一步包 括:將該洗滌氣體混合物通過一個液體收集器並且移除液 體的動作。 24. 如申請專利範圍第17或18項之方法,其進一步包 括:將該可蒸發式液體進給到該蒸發器之動作,該可蒸發 式液體係在一再循環環圈之.中流動。 25. 如申請專利範圍第17或18項之方法,其中,該洗 務氣體混合物具有小於1 ppb的雜質。 2 6.如申請專利範圍第17或18項之方法,其中,該可 蒸發性液體產生一洗滌氣體混合物,該洗滌氣體混合物包 括:一在一微影製程之中所利用的蒸汽。 27. 如申請專利範圍第1 7或1 8項之方法,其中,該薄 膜接觸器包含一 Nafion®薄膜。 28. 如申請專利範圍第1 7或1 8項之設備,其中,該薄 膜接觸器包含一薄膜,該薄膜包含一適用於當做一燃料電 池加濕器的物質。 29. 如申請專利範圍第28項之設備,其中,該薄膜接觸 器包含一離子聚合物。 3 0.如申請專利範圍第29項之設備,其中,該薄膜接觸 器包含一磺化四氟乙烯聚合物。 3 1.如申請專利範圍第I 8項之設備,其中,該蒸氣濃度 調節系統接收一蒸氣感測器的輸出及修改通過一質量流動 83 201202869 控制器的洗滌氣體流,用以修改或維持在洗滌氣體中的蒸 氣的濃度。 十一、圖式: 如次頁 84
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