TW202028878A - 用於冷卻罩上的快速溫度控制之氣體混合 - Google Patents

用於冷卻罩上的快速溫度控制之氣體混合 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種系統，其包含一子系統，該子系統經組態以將一實體組件之一熱條件自一設定點改變至一新設定點，其中該子系統包含：一混合器，其可操作以接收具有一第一溫度之一第一調節流體及具有不同於該第一溫度之一第二溫度之一第二調節流體，且可操作以將該第一調節流體及該第二調節流體之一混合物供應至該實體組件；及一控制器，其經組態以取決於該新設定點控制該混合器。亦描述一種操作一微影裝置之方法，以及一種使用本文所描述之系統或根據本文所描述之方法來製造之器件。

Description

用於冷卻罩上的快速溫度控制之氣體混合
本發明係關於一種適合用於微影裝置中之系統，及一種適合於與微影裝置一起使用之方法。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)處之圖案投影至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。相比於使用例如具有193奈米之波長之輻射的微影裝置，使用具有在4奈米至20奈米之範圍內之波長(例如6.7奈米或13.5奈米)之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
用以將圖案投影至基板上之輻射光束將把相當大量熱遞送至彼基板，且將造成該基板之局域化加熱。由加熱造成之基板之局域化擴展將縮減經投影圖案上覆已經存在於基板上之圖案之準確度。
全文內容係以引用方式併入之WO2018/041599描述一種適合於與微影裝置一起使用之冷卻裝置，其包含位於基板上方且鄰近於曝光區域之冷卻元件，其中該冷卻元件經組態以自固持於基板台上之基板移除熱。可將氣體供應於冷卻元件與基板之間以將熱自基板輸送至冷卻元件。氣體之壓力及冷卻元件與基板之間的分離度之組合可使得基板之適應係數對熱自基板至冷卻元件之轉移沒有相當大的影響。眾所周知，適應係數為用以表達氣體與邊界(例如基板)之間的能量轉移之效率的量。冷卻裝置自身可熱調節以便將冷卻元件保持處於所要溫度。舉例而言，冷卻裝置可包括經組態以自冷卻元件移除熱之熱移除系統。熱移除系統之實施可包括流體冷卻系統。流體冷卻系統可包含用以冷卻調節流體(例如氣體)之冷卻器，該冷卻器位於冷卻元件之遠端。流體冷卻系統亦可包括：一入口管道，其經組態以將經冷卻之調節流體遞送至冷卻元件以便冷卻該冷卻元件；及出口管道，其經組態以在調節流體已吸收來自冷卻元件之熱之後自該冷卻元件移除該調節流體。WO2018/041599之主題可與本發明之任何態樣之主題組合，除特徵技術上不相容的情況之外，且所有此類組合明確地揭示及涵蓋於本文中。
遞送至基板之能量之量，及因此維持合適溫度所需之冷卻功率可變化。舉例而言，在EUV微影裝置中，矽晶圓上之不同層之成像可需要使用不同功率設定。相似地，不同類型之抗蝕劑亦可需要使用不同功率。切換冷卻元件之冷卻功率方面存在延遲，且此可負面影響微影裝置之產出率，此係因為要花費時間來達成所要溫度，及因此達成冷卻功率。替代地或另外，切換冷卻功率之延遲可導致基板處於不當的溫度，此可降低圖案投影至基板上之準確度。
儘管或許有可能藉由移動冷卻元件使其更接近於基板來變更冷卻功率，但存在以下危險：該元件可能觸摸正被成像之晶圓，此可造成晶圓損壞。另外，若冷卻元件遠離基板移動，則此可導致輻射被阻擋，此可降低產出率或在經圖案化輻射光束中引入不準確度。
變更冷卻元件與基板之間的氣體之壓力可用以改變系統之冷卻功率。然而，微影裝置內之壓力需要在某些極限內，因此，僅存在可使用之有限的壓力範圍，且此範圍可並不足以提供所需冷卻功率之必要變化。
另外，儘管在微影裝置之操作期間，在某些情形下需要提供冷卻，但可能有必要使微影裝置之一或多個組件處於大體上等於或稍微高於室溫之穩定溫度，諸如(例如) 22℃。此可為達成校準目的。現有系統可僅提供冷卻且因此無法提供高於0℃之穩定溫度，諸如室溫。
另外，儘管或許有可能藉由增大或縮減用以冷卻或加熱調節流體之冷卻器之功率來變更調節流體之溫度，但由於冷卻器位於冷卻裝置遠端而使所關注地點處之調節流體之溫度改變可延遲。此可在調節流體之溫度正變更的同時導致微影裝置整體上之產出率(每小時處理之基板數目)損失。
需要提供解決所識別之問題或與先前技術相關聯之某其他問題之系統。
儘管本申請案大體而言係關於EUV微影裝置，但應瞭解，本文中所描述之系統及方法亦適用於其他類型之微影裝置。
已在考慮到上文所識別之問題的情況下產生本發明。
根據本發明之一第一態樣，提供一種系統，其包含一子系統，該子系統經組態以將一實體組件之一熱條件自一設定點改變至一新設定點，其中該子系統包含：一混合器，其可操作以接收具有一第一溫度之一第一調節流體及具有不同於該第一溫度之一第二溫度之一第二調節流體，且可操作以將該第一調節流體及該第二調節流體之一混合物供應至該實體組件；及一控制器，其經組態以取決於該新設定點控制該混合氣。
處於不同溫度之第一調節流體及第二調節流體儘可能接近於所關注地點(例如冷卻元件)之混合允許快速及精確地控制所關注地點處之所得混合物之溫度，且亦允許提供具有穩定溫度之調節流體。由於可藉由調整第一與第二調節流體之比率來變化混合調節流體之溫度，故沒有必要等待混合流體之溫度經由熱交換器通過主動加熱或主動冷卻來變更其溫度。因此，與在藉由調整用以控制調節流體之溫度之冷卻器(或加熱器)之功率來調整冷卻(或加熱)功率的系統中相比，根據本發明之子系統提供了子系統之功率之更快速切換。在微影裝置中，即使基板溫度之看起來極小的波動亦可導致誤差，此縮減了圖案投影至基板上之準確度。特定言之，在預期範圍之外對基板之加熱可導致基板相對於基板台之瘤節滑動。由於熱誘發之變形，基板亦可改變形狀使得其較不緊密地符合微影裝置之操作所基於之基板之模型，藉此導致縮減之準確度。
混合器可為能夠在極低溫度，諸如(例如)低至-100℃或更低之溫度下接收並混合流體之任何混合器。在其他實施例中，混合器能夠在自-200℃至100℃之範圍內之溫度下接收並混合流體。在另一實施例中，混合物(亦即來自混合器之遞送之混合物)之溫度包含自-100℃至50℃的溫度。
控制器能夠控制混合器以使組合之第一調節流體及第二調節流體之量變化，以便提供處於所要溫度之混合調節流體。可使用任何合適的控制器。控制器可經組態以取決於來自一或多個感測器之資訊調整第一調節流體及第二調節流體之混合物。該一或多個感測器可包含感溫感測器，例如溫度計或熱電偶，其監測第一及第二調節流體之溫度或混合物之溫度。該一或多個溫度感測器可包含電阻溫度計。該一或多個溫度感測器可為鉑電阻(PT)溫度計，諸如PT100感測器或PT1000感測器。控制器可接收來自一或多個感測器之輸出，且取決於第一及第二調節流體之溫度且取決於第一及第二調節流體之混合物之所要溫度，控制器可控制混合器以改變第一及第二調節流體之混合物中的第一調節流體對第二調節流體之比率。控制器因此能夠提供處於第一調節流體之溫度與第二調節流體之溫度之間的溫度之混合調節流體。亦有可能在不等待個別第一或第二調節流體中之任一者之溫度變更的情況下進行此操作。另外，與藉由調整用以加熱或冷卻調節流體之裝置之功率來變更調節流體之溫度可能的情形相比，有可能使混合器定位成更接近於待熱調節之實體組件，該實體組件可為冷卻元件或罩。
系統可為微影裝置，較佳為EUV微影裝置。
子系統可包括用於冷卻實體組件之冷卻裝置，例如如上文所論述WO2018/041599之中所揭示之微影裝置之冷卻元件或罩。在某些實施例中，子系統可替代地或另外包括用於加熱實體組件之加熱裝置，該實體組件例如為微影裝置之冷卻元件或罩。應瞭解，使用術語冷卻元件或罩係因為在使用期間，其主要用途將為提供冷卻，亦即提取熱。即使如此，此並不排除冷卻元件或罩正用以提供加熱，亦即供應熱。
實體組件可為基板、基板支撐件或基板台，或微影裝置之任何其他組件。
設定點可為溫度。在需要較大冷卻功率之狀況下，新設定點可為比初始設定點之溫度更低之溫度。相反地，在需要較小冷卻功率的情況下，新設定點可表示比初始設定點之溫度更高之溫度。
第一及第二調節流體可能相同或可能彼此不同。在一個態樣中，第一及第二調節流體包含氮氣。應瞭解，可使用在-100℃之溫度下作為流體之其他材料，諸如(例如)氫氣或氦氣。氮氣歸因於其易於獲得、成本低及安全性一般而為較佳調節流體。替代地，不同流體之混合物可用作調節流體。
供應於潔淨室環境中之氮氣通常具有相對於該潔淨室之環境溫度±5 K的溫度穩定性規格。潔淨室自身具有約20℃至約24℃之溫度穩定性規格。因此，處於未經調節形式之氮氣之溫度可處於約15℃至約29℃之範圍內。因而，氮氣之溫度並未受到特別良好控制。
本申請案之裝置藉由混合可未經調節之第一調節流體與可經調節之第二調節流體而能夠克服此問題。經調節意謂調節流體之溫度已經調整至預先選擇之位準，無論是藉由加熱抑或冷卻。未經調節意謂調節流體之溫度尚未經調整且經受其溫度之波動。
冷卻元件或罩可包含一本體、設置於該本體之最低面中之一敞開空腔，且進一步包含經組態以將氣體遞送至該空腔之一氣體遞送管道。該氣體管道允許控制冷卻元件之空腔內之壓力。
空腔可經組態以連同基板之上表面一起形成接收由氣體遞送管道遞送之氣體的體積。空腔可具有在使用中與基板之上表面相隔小於1毫米的頂板。
該本體可進一步含有連接至氣體遞送管道之一腔室，該腔室之一底板具備開口。在其他實施例中，該冷卻元件可包含一額外本體，該額外本體具有連接至氣體遞送管道之一腔室，該腔室之一底板具備開口。
該腔室之該底板中之該等開口可包含一列孔或一孔陣列。
該冷卻元件可包含提供於該腔室之任一側上之額外腔室，該等額外腔室連接至一或若干不同氣體遞送管道。
該冷卻元件之該本體可具有為3毫米或更小之一厚度。
該冷卻元件可包含經組態以遞送處於200帕斯卡或更大之一壓力之氣體的一氣體供應件。該氣體供應件可經組態以遞送處於100千帕或更大之一壓力之氣體。該氣體供應件可經組態以遞送處於大約500千帕或更大之一壓力之氣體。儘管任何壓力可適合於熱移除，但藉由增加氣體壓力，氣體密度將相應地增加，且在較高氣體密度下，可更有效率地移除熱。
該冷卻元件可包含經組態以設定該冷卻元件與該基板之間的一分離度之輸送構件。在一項實施例中，該冷卻元件可經組態以在使用期間距該基板有20微米或更大的一分離度。
該冷卻元件可經組態以在使用期間距該基板有200微米或更小的一分離度。
該冷卻元件可經組態以提供自該冷卻元件下方之一向外氣流，該向外氣流充當防止或抑制在該冷卻元件與該基板之間發生接觸之一墊子。
該冷卻元件可提供於一支撐件上，該支撐件包括一回縮機構，該回縮機構經組態以在偵測到未預期移動的情況下將該冷卻元件拉離該基板。
該冷卻元件可包含經配置以將液滴導向至該基板上之一噴嘴陣列。
該冷卻元件可經組態以在使用期間距該基板有50微米或更大的一分離度。
該冷卻元件可經組態為具有1毫米或更大的一分離度。
在一實施例中，該氣體為處於1,000帕斯卡之壓力下之氫氣，且抗蝕劑表面與空腔之頂板之間的分離度為約0.5毫米。在此實施例中，抗蝕劑表面與空腔頂板之間的熱轉移適應係數可為約300 W/m2 K。
在一項實施例中，該子系統包含該冷卻裝置、一混合調節流體管道，該混合調節流體管道經組態以將第一調節流體及第二調節流體之混合物自混合器引導至冷卻元件或罩，其中該混合調節流體管道進一步嵌入至該冷卻裝置中。舉例而言，該冷卻裝置可為以上實施例之冷卻元件或罩。在另一一般化實施例中，該子系統包含一混合調節流體管道，該混合調節流體管道經組態以將第一調節流體及第二調節流體之混合物自混合器引導至實體組件，其中該混合調節流體管道嵌入至該實體組件中。
根據本發明之第一態樣之系統之控制器可操作以控制混合器，以便獨立於設定點及新設定點來維持混合物朝向實體組件之質量流率的量值。亦即，即使在溫度變更的情況下，混合物之質量流率亦維持處於大體上穩定量。保持穩定的質量流率會確保傳遞通過子系統之調節流體之熱質量保持恆定，此允許精確控制子系統之冷卻功率。穩定的質量流率亦減少了流動誘發之振動的機會。
該子系統可包含：一第一質量流量控制器，其可操作以控制到達混合器之第一調節流體之第一質量流量；及一第二質量流量控制器，其可操作以控制到達混合器之第二調節流體之第二質量流量；且控制器可操作以取決於新設定點來控制該第一質量流量控制器及該第二質量流量控制器。
以此方式，該第一質量流量控制器及該第二質量流量控制器可操作以調整傳遞至混合器中之第一及第二調節流體之質量，且藉此控制所得混合調節流體之溫度，同時保留調節流體之穩定質量流量。
該子系統可包含以下各者中之至少一者：經組態以控制第一溫度之量值之可控制冷卻器；及經組態以控制第二溫度之量值之可控制加熱器。
儘管有可能控制混合之第一及第二調節流體之量以達成介於第一調節流體之溫度與第二調節流體之溫度之間的溫度，從而達成混合調節流體之所要溫度範圍，但第一及/或第二調節流體需要被加熱或被冷卻。第一及/或第二調節流體需要被加熱或冷卻至低於或高於混合調節流體之所要溫度，使得當第一及第二調節流體混合時，可達成所要溫度。
該系統可包含一微影裝置，該微影裝置經組態以使用電磁輻射以用於經由投影光學件使一圖案成像至固持於一基板支撐件上之一半導體基板上；該實體組件容納於該微影裝置中且包含介於該投影光學件與該基板支撐件之間的一冷卻罩；且該冷卻罩可操作以自該半導體基板提取由入射於該半導體基板上之輻射產生之熱。
該混合器可容納於該微影裝置內。在其他實施例中，該混合器可位於該微影裝置之曝光腔室內。
該微影裝置可包含：一第一入口，其用於接收該第一調節流體；一第一管道，其經組態以將該第一調節流體自該第一入口引導至該混合器；一第二入口，其用於接收該第二調節流體；及一第二管道，其經組態以將該第二調節流體自該第二入口引導至該混合器。
該第一管道及/或該第二管道可為真空絕緣的。眾所周知，一真空絕緣管道被容納於氣密圍封體中，已自該氣密圍封體抽空空氣或任何其他氣體。真空絕緣限制調節流體沿著其流動路徑在溫度方面的變化之量，此係因為經由傳導及經由對流之熱損失儘可能地經最小化。
該子系統可包含以下各者中之至少一者：一可控制冷卻器，其經組態以控制該第一溫度之一量值且容納於該微影裝置之外部；及一可控制加熱器，其經組態以控制該第二溫度之一量值且容納於該微影裝置之外部。
該可控制冷卻器及該可控制加熱器較佳被容納於微影裝置外部，以便允許更容易獲取冷卻器或加熱器以進行維護。另外，將冷卻器或加熱器定位於微影裝置內可造成對微影裝置之一個或多個其他組件之熱干涉。
該子系統可包含一混合調節流體管道，該混合調節流體管道經組態以將該第一調節流體及該第二調節流體之該混合物自該混合器引導至該實體組件，該混合器及該混合調節流體管道經組態以將該混合物提供至該實體組件以在一預定時間段內控制該實體組件之該熱條件。在一項實施例中，該混合調節流體管道被嵌入至該實體組件中。
期望最小化微影裝置之閒置且因此期望能夠儘可能快速地改變實體組件(諸如冷卻罩或元件)之冷卻功率。在微影裝置中，冷卻功率將取決於正使用之輻射之功率，其中高功率操作需要較大冷卻功率。針對每一不同晶圓層，可改變微影裝置之倍縮光罩。眾所周知，倍縮光罩或光罩攜載待成像至半導體基板上之圖案。不同的倍縮光罩通常在半導體基板處產生不同的輻射量或不同的輻射空間密度。因此，期望在比倍縮光罩得到改變所花費的時間少的時間內改變實體組件之冷卻功率，使得當曝光重新開始時該實體組件處於所要溫度。
因而，預定時間段小於或等於變更實體組件之功率所需之時間段。以此方式，當可作為微影裝置之系統在新功率下開始操作時，實體組件處於正確的功率。較佳地，混合調節流體管道及實體組件(其可為冷卻罩或元件)之體積小於或等於在預定時間段內自混合器朝向實體組件傳遞的混合調節流體之體積。以此方式，在必需溫度下用調節流體沖洗混合調節流體管道及實體組件以提供所要冷卻功率，以準備所用之功率改變。預定時間段可為微影裝置中之倍縮光罩改變所需之時間。
在一實施例中，該系統經組態以在預定時間段(較佳地三十秒或更少)內將實體組件之熱條件自設定點改變至新設定點。在其他實施例中，該系統經組態以在連續晶圓之間將實體組件之熱條件自設定點改變至新設定點。在其他實施例中，預定時間段小於倍縮光罩，得到改變所花費的時間。較佳地，此可藉由在微影裝置之曝光腔室內容納混合器來達成，亦即混合器位於曝光腔室之內部。
在一項實施例中，該子系統包含一混合調節流體管道，該混合調節流體管道經組態以將第一調節流體及第二調節流體之混合物自混合器引導至實體組件，其中該混合調節流體管道進一步嵌入至冷卻裝置中。
根據本發明之一第二態樣，提供一種方法，其包含：投影一經圖案化輻射光束以在固持於一微影裝置內之一基板支撐件上的一半導體基板上形成一曝光區域；及使用冷卻裝置以冷卻該半導體基板，該冷卻裝置包含位於該基板支撐件上方且鄰近於該曝光區域之一冷卻元件，該冷卻元件用以自該半導體基板移除熱，其中該方法進一步包含：將具有一第一溫度之一第一調節流體及具有一第二溫度之一第二調節流體提供至一混合器，控制該混合器以控制提供至該冷卻裝置之該第一調節流體及該第二調節流體之比率。
藉由在不同溫度下提供第一及第二調節流體且藉由控制第一調節流體對第二調節流體之比率，有可能快速及準確地提供處於所要溫度之混合調節流體。此比其中調節流體之溫度係由加熱或冷卻裝置改變的系統更快速，此係由於可極快速改變該比率。
該方法可進一步包含：操作一第一質量流量控制器以控制到達該混合器之該第一調節流體之一第一質量流量；及操作一第二質量流量控制器以控制到達該混合器之該第二調節流體之一第二質量流量。
該第一質量流量控制器及該第二質量流量控制器較佳經操作以維持自該混合器至該冷卻元件之一大體上恆定的質量流量。
該等質量流量控制器因此可用以變更該第一調節流體對該第二調節流體之比率且藉此控制該混合調節流體之溫度，且亦可維持到達該冷卻元件之調節流體之一恆定質量流量。
該第一調節流體及該第二調節流體中之至少一者之溫度可由一可控制加熱器或一可控制冷卻器變更以控制該第一調節流體及/或該第二調節流體之溫度。
為了能夠達成混合調節流體之所要溫度，有必要使第一及第二調節流體中之一者之溫度低於混合調節流體之所要溫度且使第一及第二調節流體中之另一者之溫度高於混合調節流體之所要溫度。
第一及第二調節流體可在微影裝置內混合。在微影裝置內混合第一及第二調節流體會使混合調節流體需要行進至冷卻元件之距離最小化。此使混合調節流體之溫度在到達冷卻元件之前改變之量最小化，且亦使混合調節流體到達冷卻元件所花費之時間最小化，藉此改變冷卻元件之冷卻功率。在一特定實施例中，該方法進一步包含在比倍縮光罩得到改變所花費的時間少的時間內及/或在連續晶圓之間及/或在少於或等於三十秒內將該冷卻裝置之一熱條件自一設定點改變至一新設定點，該改變係藉由混合該微影裝置之曝光腔室內之該第一調節流體及該第二調節流體來進行。
根據本發明之一第三態樣，提供一種器件，其係使用一包含根據本發明之該第一態樣之該裝置之一微影裝置或根據一根據本發明之該第二態樣之方法來製造。
能夠更快速及精確地控制冷卻罩或元件之功率意謂可使諸如半導體晶圓之器件成像之準確度得以改良。
關於本發明之任何態樣所揭示之特徵可與本發明之任何其他特徵之特徵組合。
圖1展示包含輻射源SO及微影裝置LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV輻射光束B且將EUV輻射光束B供應至微影裝置LA。微影裝置LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA (例如，光罩)之支撐結構MT、投影系統PS，及經組態以支撐基板W之基板台WT。
照明系統IL經組態以在EUV輻射光束B入射於圖案化器件MA上之前調節EUV輻射光束B。另外，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起向EUV輻射光束B提供所要橫截面形狀及所要角度分佈。除了琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。
在因此調節之後，EUV輻射光束B與圖案化器件MA相互作用。作為此相互作用之結果，產生經圖案化EUV輻射光束B'。投影系統PS經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至基板W上。出於彼目的，投影系統PS可包含經組態以將經圖案化EUV輻射射束B'投射至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用於經圖案化EUV輻射光束B'，因此形成特徵小於圖案化器件MA上之對應特徵的影像。舉例而言，可應用為4或8之縮減因數。儘管投影系統PS在圖1中被說明為僅具有兩個鏡面13、14，但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如，六個或八個鏡面)。
基板W可包括先前形成之圖案。在此狀況下，微影裝置LA使由經圖案化EUV輻射光束B'形成之影像與先前形成於基板W上之圖案對準。
可在輻射源SO中、在照明系統IL中及/或在投影系統PS中提供相對真空，亦即在充分地低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如氫氣)。
輻射源SO可為雷射產生電漿(laser produced plasma，LPP)源、放電產生電漿(discharge produced plasma，DPP)源、自由電子雷射(free electron laser，FEL)或能夠產生EUV輻射之任何其他輻射源。
在圖1之圖解中，冷卻裝置CH被描繪為容納於投影系統PS與基板W之間。關於冷卻裝置CH之更詳細資訊，請參看上文簡要論述之WO2018/041599。
圖2描繪根據本發明之第一態樣之子系統之一項實施例。該子系統包含調節流體入口管道16。調節流體管道16連接至第一質量流量控制器17及第二質量流量控制器18。儘管圖2將調節流體入口管道16描繪為劃分成兩個單獨的管道，但應瞭解，可存在兩個或多於兩個單獨的調節流體入口管道。第二質量流量控制器18連接至熱交換器19。熱交換器19亦連接至返回管道20，該返回管道使自冷卻罩21傳遞出之調節流體返回。熱交換器19經組態以將來自第二質量流量控制器18之調節流體之熱轉移至返回管道20中之調節流體，藉此增加子系統之熱效率。應瞭解，熱交換器19係可選特徵。
冷卻器件22，諸如低溫冷卻器，連接至熱交換器19。冷卻器件22用以冷卻來自第二質量流量控制器18之調節流體。第二調節流體管道24及第一調節流體管道23經提供及配置以在混合器25處接合。第二調節流體管道24及第一調節流體管道23可包括真空絕緣管路。混合器25位於被示意性地展示為方框26之微影裝置內。混合調節流體管道27與混合器25以及冷卻罩21流體連接。返回管道20與冷卻罩21流體連接且經組態以經由熱交換器19輸送離開冷卻罩21之調節流體以排放或再循環。
在使用中，調節流體(例如氮氣)被提供於調節流體管道16中，其中該調節流體劃分成兩個單獨的串流。該等串流中之一者被提供至第一質量流量控制器17且另一串流被提供至第二質量流量控制器18。該第一質量流量控制器17及該第二質量流量控制器18用以調整流動通過其之調節流體之質量，藉此調整最終混合調節流體中之第一調節流體對第二調節流體之比率。在包含熱交換器19之實施例中，來自第二質量流量控制器18之調節流體傳遞至熱交換器19中，在該熱交換器中，來自調節流體之熱轉移至返回管道20中之調節流體以便在該調節流體傳遞至冷卻器件22中之前預冷卻該調節流體。冷卻器件22將調節流體冷卻至低於混合調節流體之所要溫度的溫度。在一實例中，冷卻器件22將調節流體冷卻降至約-100℃，但應瞭解，亦預期更高或更低溫度。
第一調節流體管道23中之調節流體未經調節，且因而該調節流體之溫度經受約15℃與29℃之間的波動。第一及第二調節流體在混合器25中混合，且第一調節流體對第二調節流體之比率經調整以便在所要溫度下達成混合之調節流體串流。舉例而言，若第一調節流體處於20℃且第二調節流體處於-100℃，則在混合冷卻流體之所要溫度為-40℃的情況下，第一與第二調節流體將以50/50之比率混合。監測第一調節流體之溫度及第二調節流體之溫度，且調整比率以便獲得混合調節流體之穩定溫度。混合調節流體傳遞至與半導體基板(圖中未繪示)熱連通之冷卻罩21，且該冷卻罩21冷卻基板。混合調節流體傳遞通過冷卻罩21，在此傳遞期間，混合調節流體吸收熱。混合調節流體離開冷卻罩21且傳遞通過返回管道20。返回管道20與熱交換器19 (若存在)流體連接，在該熱交換器中該熱交換器在熱傳遞之前吸收熱以排放或再循環。此意謂攜載混合調節流體串流的混合調節流體管道27可嵌入至冷卻裝置中及/或嵌入至冷卻罩21中。
圖3描繪作為圖2之子系統之替代例的子系統之另一實施例。該替代實施例之與圖2之實施例中所展示之特徵相同的特徵係由相同元件符號指示。圖3之子系統包括作為額外特徵之加熱器件28，其經組態以加熱來自第一質量流量控制器17之調節流體。
在使用中，圖3之子系統以與圖2之裝置幾乎相同之方式操作。另外，加熱器件28之存在允許將來自第一質量控制器17之調節流體加熱至高於在15℃至29℃之範圍內的環境溫度之溫度。冷卻罩21可需要保持處於約為室溫之溫度，例如約22℃。由於如自外部供應源供應之調節流體之溫度可在約15℃至29℃之間變化，故可能出現如下狀況：調節流體並未足夠暖到能夠提供混合調節流體之所要溫度。為了允許準確地調整混合調節流體之溫度，加熱器件28將第一調節流體加熱至高於混合調節流體之預期溫度的溫度，例如高達約40℃。可接著將該加熱之第一調節流體與第二調節流體混合以便達成所要溫度。以此方式，出於校準之目的，可以穩定及受控之方式將冷卻罩加熱至約室溫，例如22℃。另外，加熱冷卻罩可用以自冷卻罩移除任何水或其他揮發性化合物。
圖2及圖3之圖解將第二質量流量控制器18展示為位於熱交換器19之上游及冷卻器件22之上游。圖3之圖解將第一質量控制器17展示為位於加熱器件28之上游。較佳地，熱交換器19被容納於單獨的高真空環境中以縮減至微影裝置LA之熱敏組件之熱轉移之量。較佳地，第一質量流量控制器17及第二質量控制器18定位於高真空環境外部且可能定位於微影裝置LA之外部，以便致使其可用於服務作用。然而，功能上，第一質量控制器17可位於加熱器件28之下游，且第二質量流量控制器18可位於熱交換器19之下游或冷卻器件22之下游。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置的部件。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
在內容背景允許之情況下，可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電形式、光形式、聲形式或其他形式之傳播信號(例如載波、紅外線信號、數位信號等)，及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅僅係出於方便起見，且此等動作事實上起因於計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等且在執行此操作時可造成致動器或其他器件與實體世界相互作用之其他器件。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
概言之，本發明允許快速及精確地切換微影裝置中之冷卻罩之溫度，藉此最小化該裝置之停工時間且縮減潛在疊對誤差。本發明亦允許冷卻罩之穩定室溫，而不論微影裝置周圍之環境溫度或調節流體之溫度如何。
10:琢面化場鏡面器件 11:琢面化光瞳鏡面器件 13:鏡面 14:鏡面 16:調節流體入口管道 17:第一質量流量控制器 18:第二質量流量控制器 19:熱交換器 20:返回管道 21:冷卻罩 22:冷卻器件 23:第一調節流體管道 24:第二調節流體管道 25:混合器 26:微影裝置 27:混合調節流體管道 28:加熱器件 B:EUV輻射光束 B':經圖案化EUV輻射光束 CH:冷卻裝置 IL:照明系統 LA:微影裝置 MA:圖案化器件 MT:支撐結構 PS:投影系統 SO:輻射源 W:基板 WT:基板台
現在將僅作為實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例，在該等圖式中： - 圖1描繪包含微影裝置及輻射源之微影系統； - 圖2為根據本發明之子系統之實施例的示意性描繪；及 - 圖3為本發明中之子系統之另一實施例的示意性描繪。
16:調節流體入口管道
17:第一質量流量控制器
18:第二質量流量控制器
19:熱交換器
20:返回管道
21:冷卻罩
22:冷卻器件
23:第一調節流體管道
24:第二調節流體管道
25:混合器
26:微影裝置
27:混合調節流體管道

Claims (23)

  1. 一種系統，其包含一子系統，該子系統經組態以將一實體組件之一熱條件自一設定點改變至一新設定點，其中該子系統包含： 一混合器，其可操作以接收具有一第一溫度之一第一調節流體及具有不同於該第一溫度之一第二溫度之一第二調節流體，且可操作以將該第一調節流體及該第二調節流體之一混合物供應至該實體組件；及 一控制器，其經組態以取決於該新設定點控制該混合器。
  2. 如請求項1之系統，其中該控制器可操作以控制該混合器，以便獨立於該設定點及該新設定點來維持該混合物朝向該實體組件之一質量流率的一量值。
  3. 如請求項2之系統，其中： 該子系統包含： 一第一質量流量控制器，其可操作以控制到達該混合器之該第一調節流體之一第一質量流量；及 一第二質量流量控制器，其可操作以控制到達該混合器之該第二調節流體之一第二質量流量；且 該控制器可操作以取決於該新設定點來控制該第一質量流量控制器及該第二質量流量控制器。
  4. 2或3之系統，其中該子系統包含以下各者中之至少一者：經組態以控制該第一溫度之一量值之一可控制冷卻器；及經組態以控制該第二溫度之一量值之一可控制加熱器。
  5. 2或3之系統，其中： 該系統包含一微影裝置，該微影裝置經組態以使用電磁輻射以用於經由投影光學件使一圖案成像至固持於一基板支撐件上之一半導體基板上； 該實體組件容納於該微影裝置中且包含介於該投影光學件與該基板支撐件之間的一冷卻罩，較佳地，該實體組件為經組態以冷卻該基板之一冷卻裝置；且 該冷卻罩可操作以自該半導體基板提取由入射於該半導體基板上之輻射產生之熱。
  6. 如請求項5之系統，其中該混合器容納於該微影裝置內。
  7. 如請求項6之系統，其中該混合器位於該微影裝置之曝光腔室內。
  8. 如請求項5之系統，其中該微影裝置包含： 一第一入口，其用於接收該第一調節流體； 一第一管道，其經組態以將該第一調節流體自該第一入口引導至該混合器； 一第二入口，其用於接收該第二調節流體；及 一第二管道，其經組態以將該第二調節流體自該第二入口引導至該混合器。
  9. 如請求項5之系統，其中該子系統包含以下各者中之至少一者： 一可控制冷卻器，其經組態以控制該第一溫度之一量值且容納於該微影裝置之外部；及 一可控制加熱器，其經組態以控制該第二溫度之一量值且容納於該微影裝置之外部。
  10. 如請求項2或3之系統，其中該子系統包含一混合調節流體管道，該混合調節流體管道經組態以將該第一調節流體及該第二調節流體之該混合物自該混合器引導至該實體組件，該混合器及該混合調節流體管道經組態以將該混合物提供至該實體組件以在一預定時間段內控制該實體組件之該熱條件。
  11. 如請求項10之系統，其中該預定時間段小於或等於變更該實體組件之功率所需之時間段。
  12. 如請求項10之系統，其中該混合調節流體管道嵌入至該實體組件中。
  13. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該子系統包含一混合調節流體管道，該混合調節流體管道經組態以將該第一調節流體及該第二調節流體之該混合物自該混合器引導至該實體組件，其中該混合調節流體管道嵌入至該實體組件中。
  14. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該混合器能夠在-100℃或更低之一溫度下或在自-200℃至100℃之一溫度下接收及混合流體。
  15. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該混合物之一溫度包含自-100℃至50℃的一溫度。
  16. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該系統包含一或多個感測器，且該控制器可經組態以控制該混合器以使該第一調節流體及該第二調節流體之量變化，且取決於來自一或多個感測器之資訊來調整該第一調節流體及該第二調節流體之該混合物。
  17. 一種方法，其包含：投影一經圖案化輻射光束以在固持於一微影裝置內之一基板支撐件上的一半導體基板上形成一曝光區域；及使用冷卻裝置以冷卻該半導體基板，該冷卻裝置包含位於該基板支撐件上方且鄰近於該曝光區域之一冷卻元件，該冷卻元件用以自該半導體基板移除熱，其中該方法進一步包含： 將具有一第一溫度之一第一調節流體及具有一第二溫度之一第二調節流體提供至一混合器， 控制該混合器以控制提供至該冷卻裝置之該第一調節流體及該第二調節流體之比率。
  18. 如請求項17之方法，該方法進一步包含：操作一第一質量流量控制器以控制到達該混合器之該第一調節流體之一第一質量流量；及操作一第二質量流量控制器以控制到達該混合器之該第二調節流體之一第二質量流量。
  19. 如請求項18之方法，其中該第一質量流量控制器及該第二質量流量控制器經操作以維持自該混合器至該冷卻元件之一大體上恆定的質量流量。
  20. 如請求項17、18及19中任一項之方法，其中該第一調節流體及該第二調節流體中之至少一者之溫度係由一可控制加熱器或一可控制冷卻器變更以控制該第一調節流體及/或該第二調節流體之溫度。
  21. 如請求項17至19中任一項之方法，其中該第一調節流體及該第二調節流體在該微影裝置內混合。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包含在比倍縮光罩得到改變所花費的時間少的時間內及/或在連續晶圓之間及/或在少於或等於三十秒內將該冷卻裝置之一熱條件自一設定點改變至一新設定點，該改變係藉由混合該微影裝置之曝光腔室內之該第一調節流體及該第二調節流體來進行。
  23. 一種器件，其係使用包含如請求項1至16之裝置之一微影裝置或根據如請求項17至22之方法來製造。
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