TW202234168A - 用於微影裝置之液滴產生器的保養方法 - Google Patents

用於微影裝置之液滴產生器的保養方法 Download PDF

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Abstract

一種微影裝置包含液滴產生器、液滴產生器維護系統、以及與液滴產生器維護系統連通的控制器。液滴產生器維護系統與液滴產生器、冷卻劑配送單元、氣體供應單元、以及支撐構件可操作地連通。氣體供應單元包含熱交換組件與空氣加熱組件。冷卻劑配送單元配置以將液滴產生器的溫度控制在可接受的液滴產生器範圍內。

Description

液滴產生器及微影機台之保養方法
本揭露之實施方式是有關一種極紫外線影像機台之液滴產生器以及極紫外線成像機台之保養方法。
隨著消費性設備回應消費需求而變得越來越小，這些設備的個別組件也需縮減尺寸。構成元件，例如行動電話、平板電腦、或類似者之主要組件的半導體元件已被迫變得越來越小，半導體元件中的個別元件(例如，電晶體、電阻器、電容器等)也因此縮減尺寸。因為半導體製造技術，例如微影中的進展，元件尺寸得以縮減。
舉例而言，微影使用的輻射線的波長已從紫外線降低到深紫外線(DUV)，最近更到了極紫外線(EUV)。進一步縮減組件的尺寸需要進一步提升微影的解析度，且可使用極紫外線微影(EUVL)來達成。極紫外線微影利用具有約1nm至100nm的波長的輻射線。
無
應理解的是，以下揭露提供許多不同的實施方式或例子，以實施本揭露的不同特徵。以下描述組件與安排的特定實施方式或例子用以簡化本揭露。這些當然僅為例子，而並非用以作為限制。舉例而言，元件的尺寸並不限於所揭露之範圍或數值，而可依照設備的製程條件及/或所需特性來改變。此外，在描述中，第一特徵形成於第二特徵之上方或之上，可包含第一特徵與第二特徵以直接接觸的方式形成的實施方式，亦可能包含額外特徵可能形成在第一特徵與第二特徵之間的實施方式，如此第一特徵與第二特徵可能不會直接接觸。為了簡單與清楚起見，可按不同比例任意繪示各種特徵。
此外，可在此使用空間關係的用語，例如「下方(beneath)」、「在…之下(below)」、「低於(lower)」、「在…之上(above)」、「高於(upper)」、以及類似用語，以簡明描述如圖式所繪示之一構件或特徵與另一(另一些)構件或特徵之關係的敘述。空間關係的用語，除了在圖中所描繪的方向外，意欲包含設備在使用上或操作時的不同方向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或其他方向)，而在此使用的空間關係描述詞也可依此解讀。另外，用語「由…製成(made of)」可能意指「包含(comprising)」或「由…所組成(consisting of)」。
本揭露整體而言是關於極紫外線(EUV)微影系統與方法。更明確的說，是關於極紫外線微影(EUVL)機台與機台的保養方法。在極紫外線微影機台中，雷射產生之電漿(LPP)產生極紫外線輻射，極紫外線輻射係用以圖案化塗佈在基材上的光阻。在極紫外線機台中，激發雷射加熱在雷射產生電漿之腔室中的金屬(例如，錫、鋰等)目標液滴，來將液滴離子化成放射極紫外線輻射的電漿。為了極紫外線輻射的可再生性生產，到達焦點(在此亦稱為「激發區」)的目標滴液必須實質尺寸相同，且需與從激發雷射來的激發脈衝同時到達激發區。因此，以均勻的(或可預測的)速度從目標液滴產生器前進至激發區的目標液滴的穩定產生有助於雷射產生之電漿之極紫外線輻射源的效率與穩定性。
第1圖係依照本揭露一些實施方式建構之具有雷射產生電漿(LPP)基的極紫外線輻射源的極紫外線微影機台的示意圖。極紫外線微影系統包含產生極紫外線輻射的極紫外線輻射源100、例如掃描儀之曝光設備200、以及激發雷射源300。如第1圖所示，在一些實施方式中，極紫外線輻射源100與曝光設備200設置在清潔室的主層MF上，而激發雷射源300設置在主層MF下方的底層BF上。極紫外線輻射源100與曝光設備200各自分別藉由避震器DP1與DP2放置在基座板PP1與PP2上。極紫外線輻射源100與曝光設備200透過耦合機構彼此耦合，此耦合機構可包含聚焦單元。
極紫外線微影機台係設計以極紫外光(在此亦可互換為極紫外線輻射)來曝光光阻層。光阻層是一種對極紫外光敏感的材料。極紫外線微影系統利用極紫外線輻射源100來產生極紫外光，例如具有波長約1nm至約100nm的極紫外光。在一特定例子中，極紫外線輻射源100產生波長集中在約13.5nm的極紫外光。在本實施方式中，極紫外線輻射源100利用雷射產生之電漿(LPP)的機制，來產生極紫外線輻射。
曝光設備200包含各種反射光學組件，例如凸面/凹面/平面鏡、包含罩幕台之罩幕夾持機構、以及晶圓夾持機構。由極紫外線輻射源100產生的極紫外線輻射EUV藉由反射光學組件導引至固定在罩幕台上的罩幕上。在一些實施方式中，罩幕台包含靜電吸盤(e-chuck)，以固定罩幕。
第2圖係依照本揭露一實施方式之極紫外線微影機台的細節的簡化示意圖，其顯示以極紫外光的圖案化光束來曝光塗佈光阻的基材210。曝光設備200為積體電路微影機台，例如步進器、掃描儀曝光機台、步進掃描系統、直寫系統、使用接觸式及/或近接式罩幕的設備等，曝光設備200具有一或多個光學儀器205a與205b，以例如利用極紫外光的光束來照亮如倍縮光罩的圖案化光學儀器205c，藉以產生圖樣化光束；以及一或多個縮小投影光學儀器205d與205e，用以投影圖案化光束至基材210上。機械組件(未繪示)可提供以在基材210與圖案化光學儀器205c之間產生可控制的相對移動。如第2圖進一步所示，極紫外線微影機台包含極紫外光源100，極紫外光源100包含在腔室105中發射極紫外光的極紫外光輻射體ZE，此極紫外光由聚光器110反射沿一路徑至曝光設備200中，以輻射基材210。
如在此所使用的，術語「光學儀器」是指廣義地理解為包含但不需限於反射及/或傳送及/或操縱入射光的一或多個組件，且包含但不限於一或多個透鏡、窗口、濾光片、光劈、稜鏡、稜鏡光柵、漸變鏡、傳輸光纖、標準具、漫射器、均質器、偵測器與其他儀器組件、光圈、包含多層鏡之旋轉三稜鏡與鏡子、近正向入射鏡、切線入射鏡、單向反射鏡、漫反射鏡、以及其組合。此外，除非特別提及，如在此所使用的，術語「光學儀器」並非意味限於單獨運作或在一或多個特定波長範圍，例如極紫外線輸出光波長、輻射雷射波長、適合度量衡學的波長、或其他特定波長中具有優勢的組件。
因為氣體分子會吸收極紫外光，將極紫外線微影圖案化的微影系統保持在真空或低壓環境下，以避免極紫外線輻射強度損失。
在本揭露中，可互換使用術語罩幕、光罩、以及倍縮光罩。在本實施方式中，圖案化光學儀器205c為反射罩幕。在一實施方式中，反射罩幕205c包含基材，基材具有適合的材料，例如低熱膨脹材料或熔融石英。在各種例子中，此材料包含摻雜二氧化鈦的二氧化矽、或其他適合的低熱膨脹材料。反射罩幕205c包含沉積於基材上的多個反射多重層(ML)。多重層包含複數個薄膜對，例如鉬-矽(Mo/Si)薄膜對(例如，在每個薄膜對中，一層鉬在一層矽的上方或下方)。替代地，多重層可包含鉬-鈹(Mo/Be)薄膜對、或其他配置以高度反射極紫外光的適合材料。罩幕205c可更包含覆蓋層，例如釕(Ru)，沉積於多重層上以提供保護。此罩幕可更包含吸收層，例如氮硼化鉭(TaBN)層，沉積於多重層上方。圖案化此吸收層，以界定出一層積體電路(IC)。替代地，另一反射層可沉積於多重層上方且經圖案化，以界定出一層積體電路，藉以形成極紫外線相移光罩。
在本揭露的各種實施方式中，塗佈有光阻的基材210為半導體晶圓，例如矽晶圓或其他類型的晶圓，以進行圖案化。
極紫外線微影機台更包含其他模組或與一些實施方式中的其他模組整合(或耦合)在一起。
如第1圖所示，極紫外線輻射源100包含由腔室105所包圍之目標液滴產生器115與雷射產生之電漿聚光器110。在各種實施方式中，目標液滴產生器115包含儲存槽(請參照第3A圖)，以保存原料；以及噴嘴120，透過噴嘴120將原料的目標液滴DP供應至腔室105中。
在一些實施方式中，目標液滴為錫(Sn)、鋰(Li)、或錫與鋰之合金的液滴。在一些實施方式中，目標液滴DP各自具有約10
Figure 02_image001
m至約100
Figure 02_image001
m的直徑。舉例而言，在一實施方式中，目標液滴DP為錫液滴，具有約10
Figure 02_image001
m至約100
Figure 02_image001
m的直徑。在其他實施方式中，目標液滴DP為錫液滴，具有約25
Figure 02_image001
m至約50
Figure 02_image001
m的直徑。在一些實施方式中，目標液滴DP透過噴嘴120供應，供應速率為約每秒50滴(即約50Hz的噴出頻率)至約每秒50000滴(即約50kHz的噴出頻率)。在一些實施方式中，以約100Hz至約25kHz的噴出頻率來供應目標液滴DP。在其他實施方式中，以約500Hz至約10kHz的噴出頻率來供應目標液滴DP。在一些實施方式中，目標液滴DP透過噴嘴120噴到激發區ZE，噴出速度為約每秒10m(m/s)至約100m/s。在一些實施方式中，目標液滴DP具有約10m/s至約75m/s的速度。在其他實施方式中，目標液滴DP具有約25m/s至約50m/s的速度。
請回頭參照第1圖，由激發雷射源300產生的激發雷射LR2為脈衝雷射。雷射脈衝LR2由激發雷射源300產生。激發雷射源300可包含雷射產生器310、雷射導光鏡320、以及聚焦裝置330。在一些實施方式中，雷射源310包含二氧化碳(CO 2)或摻雜釹的釔鋁石榴石(Nd:YAG)雷射源，其波長在電磁波光譜的紅外線區。舉例而言，在一實施方式中，雷射源310具有9.4
Figure 02_image001
m或10.6
Figure 02_image001
m的波長。由雷射產生器310產生的雷射光LR1透過雷射導光鏡320導引，且藉由聚焦裝置330聚焦成激發雷射LR2，並接著導入極紫外線輻射源100中。
在一些實施方式中，激發雷射LR2包含預熱雷射與主雷射。在這樣的實施方式中，使用預熱雷射脈衝(在此可互換為「預脈衝」)來加熱給定的目標液滴，以產生具有多個較小液滴的低密度目標捲流，低密度目標捲流後續透過主雷射的脈衝加熱，藉以產生增強放射的極紫外光。
在各種實施方式中，預熱雷射脈衝具有約100
Figure 02_image001
m或更小的光點大小，且主雷射脈衝具有約150
Figure 02_image001
m至約300
Figure 02_image001
m的光點大小。在一些實施方式中，預熱雷射與主雷射具有約10ns至約50ns的脈衝期、以及約1kHz至約100kHz的脈衝頻率。在各種實施方式中，預熱雷射與主雷射具有約1千瓦(kW)至約50kW的平均功率。在一實施方式中，激發雷射LR2的脈衝頻率與目標液滴的噴出頻率匹配。
雷射光LR2穿過窗口(或透鏡)進入激發區ZE中。此窗口採用對雷射光束實質上透明的適合材料。脈衝雷射的產生與目標液滴DP透過噴嘴120的噴出同步。當目標液滴移動通過激發區時，預脈衝將目標液滴加熱並轉換成低密度目標捲流。控制預脈衝與主脈衝之間的延遲，以允許目標捲流形成，並擴展成最佳尺寸與幾何形狀。在各種實施方式中，預脈衝與主脈衝具有相同的脈衝期與峰值功率。當主脈衝加熱目標捲流時，就產生了高溫電漿。此電漿發射極紫外線輻射EUV，並由聚光器110收集。聚光器110進一步反射且聚焦極紫外線輻射，以供應給透過曝光設備200進行的微影曝光製程。使用液滴捕集器125來接住過量的目標液滴。舉例而言，雷射脈衝可能故意錯過一些目標液滴。
請回頭參照第1圖，聚光器110設計以配有適合的塗佈材料與形狀，來作為收集、反射、以及聚焦極紫外線的鏡面。在一些實施方式中，聚光器110設計以具有橢圓形的幾何形狀。在一些實施方式中，聚光器110的塗佈材料類似於極紫外線罩幕的反射多重層。在一些例子中，聚光器110的塗佈材料包含多重層(例如，複數個鉬/矽薄膜對)，且可更包含覆蓋層(例如，釕)塗佈於多重層上，以實質反射極紫外光。在一些實施方式中，聚光器110可更包含光柵結構，以有效地散射雷射光束至聚光器110上。舉例而言，氮化矽層塗佈於聚光器110上，且經圖案化以具有光柵圖案。
在這樣的極紫外線輻射源中，雷射施加所造成的電漿產生了實體碎屑，例如離子、氣體、以及原子的液滴，以及所需之極紫外線輻射。需避免材料累積在聚光器110上，也需避免實體碎屑離開腔室105與進入曝光設備200。
如第1圖所示，在本實施方式中，緩衝氣體供應130透過聚光器110中的開口供應緩衝氣體，脈衝雷射亦透過此開口傳送至錫液滴。在一些實施方式中，此緩衝氣體為氫氣、氦氣、氬氣、氮氣、或另一惰性氣體。在特定實施方式中，可使用作為透過離子化緩衝氣體產生之氫基的氫氣來清潔。亦可透過一或多個第二緩衝氣體供應135向聚光器110及/或圍繞聚光器110的邊緣提供緩衝氣體。此外，腔室105包含一或多個氣體出口140，使緩衝氣體可排放至腔室105外。
氫氣對極紫外線輻射具有低吸收率。到達聚光器110之塗佈表面的氫氣與金屬的液滴發生化學反應，以形成氫化物，例如金屬氫化物。當使用錫(Sn)作為液滴時，形成錫烷(SnH 4)，錫烷為極紫外線生產製程的氣態副產物。氣態的錫烷接著由出口140排出。
第3A圖示意性地繪示液滴產生器115的組件。如第3A圖所示，液滴產生器115包含儲存槽150，儲存槽150保存有在壓力P下的流體145，例如熔融的錫。儲存槽150形成有孔口155，以使得加壓的流體145可流過孔口155，而形成連續的串流，串流隨後分裂成離開噴嘴120的複數個液滴DP1與DP2。
在一些實施方式中，所示之目標液滴產生器115更包含子系統，此子系統在流體145中產生擾動，且具有可操作地與流體145耦合之電動元件160，以及驅動電動元件160之訊號產生器165。在一些實施方式中，電動元件160為壓電致動器，其對流體施予振動。在一些實施方式中，電動元件160為超音波傳感器或兆聲波傳感器。
當儲存槽150變空或剩餘的流體低於臨界液位時，進行維護操作。在維護或保養期間，將噴嘴120降溫。若噴嘴120降溫了，就需要在重新啟動液滴產生器115前先將噴嘴回溫至運作溫度。這會增加維護或保養期間的停機時間。此外，噴嘴120的溫度變化改變液滴品質。在降溫後，液滴產生器115可能需要重新校準，而進一步增加維護或保養期間的停機時間。
如第3B圖所示，加熱元件505連接噴嘴120，以在維護與保養期間將噴嘴120維持在運作溫度。在一些實施方式中，在維護與保養期間，噴嘴120的溫度維持在約250℃。加熱元件505連接不斷電供電系統(UPS)510，以在維護與保養期間持續向加熱元件505提供電力。在一些實施方式中，不斷電供電系統510連接極紫外線微影機台的配電單元(PDU)515。在一些實施方式中，不斷電供電系統510連接控制器180。在一些實施方式中，控制器180關閉隔離閥185，且實質上同時啟動不斷電供電系統510。在一些實施方式中，控制器180亦從惰性氣體源(未繪示)打開閥門，以使惰性氣體經由入口流入噴嘴120中。在一些實施方式中，控制器180關閉隔離閥185，引發惰性氣體流動至噴嘴120，且實質上同時啟動不斷電供電系統510，以向加熱元件505供電。在一些實施方式中，控制器180與液滴產生器維護(DGM)系統1000連通。
第4A圖繪示液滴產生器維護系統1000，其包含冷卻劑配送單元1100與空氣冷卻液滴產生器。冷卻劑配送單元1100包含升壓箱1102與加壓氣體1090。在一些實施方式中，此氣體為氮氣、氬氣、氦氣、氫氣、或其混合物。在一些實施方式中，此氣體為合成氣體(即氫氣與氮氣的混合物)。在一些實施方式中，此合成氣體含有約5莫耳百分比至約15莫耳百分比的氫氣在氮氣中。在一些實施方式中，冷卻劑配送單元1100透過供應岐管1112、回流岐管1113、供應線路1114、回流線路1115、三通閥1116、以及液滴線路1117連接液滴產生器115。依照本揭露之一實施方式，液滴產生器115透過供應岐管1112、供應線路1114、以及液滴線路1117連接升壓箱1102，以接收從升壓箱1102流至液滴產生器115之孔口155的加壓氣體1090。在一些實施方式中，液滴產生器115亦透過液滴線路1117與回流線路1115連接回流岐管1113，以從液滴產生器115的孔口155排放熱加壓氣體1091。在一些實施方式中，三通閥1116作為供應線路1114及回流線路1115與液滴線路1117之間的橋樑。可使用複數個快速接頭作為供應線路1114、回流線路1115、三通閥1116、以及液滴線路1117之間的介面。舉例而言，複數個快速接頭包含各種類型的市售接頭。
在一些實施方式中，液滴產生器115包含空調設備1104(例如，外風扇或送風機)，以提供從上至下的強制氣流，藉以冷卻液滴產生器115的溫度。在這樣的實施方式中，由空調設備1104提供的強制氣流通過液滴產生器115的氣流接觸區1106。這樣的強制氣流可能通過液滴產生器115之總表面積1108的約30%。此外，由空調設備1104提供的強制氣流亦包含從液滴產生器115的熱表面排放的熱空氣。雷射產生之電漿中之液滴產生器的較快速再循環氣流通常本質上非常複雜。由於目前極紫外線掃描儀中由空調設備1104形成的空氣分佈與液滴產生器之氣流的需求增加，液滴產生器115的溫度可明顯地高於所需之溫度。
潔淨乾空氣(CDA)供應至冷卻劑配送單元1110的升壓箱1102。在一些實施方式中，潔淨乾空氣包含氮氣。在一些實施方式中，當需要向液滴產生器提供壓力時，將潔淨乾空氣引入。在一些實施方式中，引入壓力介於第一壓力(液滴產生器的充氣壓力)與第二壓力(液滴產生器的排氣壓力)之間的潔淨乾空氣。在一些實施方式中，加壓操作的第一壓力(液滴產生器的充氣壓力)為約700Pa至約900Pa。在一些實施方式中，第一壓力為約800Pa。在一些實施方式中，沖洗操作的第二壓力(排氣壓力)為約300Pa至約500Pa。在一些實施方式中，第二壓力為約400Pa。在一些實施方式中，沖洗操作的第二壓力為第一壓力的約40%至約60%。在一些實施方式中，第二壓力為第一壓力的約30%至約70%。
第4B圖與第4C圖繪示配置以控制空氣冷卻液滴產生器115之溫度的冷卻劑配送單元1100的一實施方式。如第4B圖所示，升壓箱1102係配置以接收室溫氣體1122。在一些實施方式中，氣體1122包含環境氣體。當升壓箱1102接收到氣體1122時，冷卻劑配送單元1100配置以使用潔淨乾空氣(CDA)來加壓升壓箱1102。在一些實施方式中，提供壓縮的潔淨乾空氣給升壓箱1102，以使得潔淨乾空氣與供應岐管1112之間的氣動式連接可改變配置，藉以加壓供應岐管1112中的氣體1122。冷卻劑配送單元1110控制三通閥1116，以透過供應岐管1112與三通閥1116來提供升壓箱1102中的氣體1122，以及將氣體1122引入液滴產生器115的孔口155中。當液滴產生器115的孔口155接收到環境氣體1122時，氣體1122透過吸收液滴產生器115之孔口155中的熱量，來降低孔口155的溫度，並變成熱氣體1123。
第4C圖繪示冷卻劑配送單元1100從液滴產生器115的孔口155中耗散熱量。本實施方式之冷卻劑配送單元1100係配置以關閉三通閥1116的供應端1116S，且將升壓箱1102降壓。當從升壓箱1102關閉三通閥1116的供應端1116S時，冷卻劑配送單元1100係配置以打開回流岐管1113與回流線路1115，而使得累積在液滴產生器115中的熱量可由熱氣體1123散逸。
當熱氣體1123從液滴產生器115的孔口155排出時，測量液滴產生器的溫度，以判斷液滴產生器DG是否在可接受的冷溫度範圍內。若所量測之液滴產生器DG的溫度不在可接受的溫度範圍內，則自動地調整與液滴產生器DG連接之冷卻劑配送單元1100的可調參數，以重複如第4B圖與第4C圖所示之製程，藉以降低液滴產生器DG的溫度至可接受的範圍內。在一些實施方式中，液滴產生器之可接受的冷溫度範圍為約5℃至約50℃。
如第5圖所示，液滴產生器維護系統1000更包含氣體供應單元1200。在一些實施方式中，氣體供應單元1200包含熱交換組件1300。熱交換組件1300係配置以從由液滴產生器DG所排出的熱氣體提取熱量，藉以在此氣體進入冷卻劑配送單元1100的升壓箱1102前，減少此氣體的溫度。熱交換組件1300包含熱交換器1320、設施冷卻劑迴路1340、以及系統冷卻氣體線路1360。當熱交換組件1300與雷射產生電漿可操作的連通時，設施冷卻劑迴路1340從冷卻劑源接收冷卻的設施冷卻劑，並傳送至少一部分的冷卻劑通過熱交換器1320。系統冷卻氣體線路1360接收排放的熱氣體，並提供溫度約-40℃至約0℃的熱交換冷氣體至冷卻劑配送單元1100的升壓箱1102。在這樣的實施方式中，液滴產生器115透過供應岐管、供應線路、以及液滴線路連接升壓箱1102，並將來自升壓箱之熱交換冷氣體接收至液滴產生器的孔口中，以降低液滴產生器115之孔口中的溫度。
第6A圖示意性地繪示用來加熱液滴產生器DG之氣體供應單元1200中的變化。氣體供應單元1200更包含空氣加熱組件1400，如第6A圖所示。在一些實施方式中，空氣加熱組件1400包含空氣加熱器1420。空氣加熱組件1400係配置以向冷氣體1402提供熱量，以及在此氣體進入冷卻劑配送單元110的升壓箱1102前，增加此氣體的溫度。空氣加熱組件1400包含空氣加熱器1420與系統加熱氣體線路1460。當空氣加熱組件1400可操作地與雷射產生之電漿連通時，空氣加熱組件1400接收來自氣體源的冷氣體1402，並傳送至少一部分通過空氣加熱器1420。系統加熱氣體線路1460接收從液滴產生器DG排放的冷氣體，並提供熱氣體給冷卻劑配送單元1100的升壓箱1102，以將液滴產生器DG加熱至其運作溫度。在這樣的實施方式中，液滴產生器115透過供應岐管、供應線路、以及液滴線路連接升壓箱1102，並將來自升壓箱之熱氣體接收至液滴產生器115的孔口中，以增加液滴產生器115之孔口中的溫度。在一些實施方式中，加熱提供至液滴產生器DG之熱氣體的溫度至約235℃至約300℃。
在一些實施方式中，氣體供應單元1200更包含雙溫三通閥1216，雙溫三通閥1216係作為系統冷卻氣體線路1360及系統加熱氣體線路1460與升壓箱1102之間的橋樑。可使用複數個快速接頭作為系統冷卻氣體線路1360、系統加熱氣體線路1460、升壓箱1102、以及雙溫三通閥1216之間的介面。
第6B圖、第6C圖、以及第6D圖示意性地繪示保養極紫外線微影機台的操作。如第6B圖所示，在一些實施方式中，當液滴產生器維護開始時，液滴產生器維護(DGM)系統1000打開熱交換組件1300的熱交換器1320，並將雙溫三通閥1216切換至系統冷卻氣體線路1360，以使熱交換組件1300連接升壓箱1102。接著，液滴產生器維護系統1000控制升壓箱1102，以將冷氣體1390引入液滴產生器115中，藉以降低液滴產生器115之孔口中的溫度。在這樣的實施方式中，液滴產生器維護系統1000關閉系統加熱氣體線路1460，以隔離空氣加熱組件1400與氣體供應單元1200的雙溫三通閥1216。
如第6C圖所示，當液滴產生器115需要加熱時，液滴產生器維護系統1000打開空氣加熱組件1400的空氣加熱器1420，並從系統冷卻氣體線路1360切換雙溫三通閥1216，以使熱交換組件1300未連接升壓箱1102。接著，液滴產生器維護系統1000控制升壓箱1102，以將熱氣體1490引入液滴產生器115中，藉以增加液滴產生器之孔口中的溫度。在這樣的實施方式中，液滴產生器維護系統1000關閉系統冷卻氣體線路1360，以隔離熱交換組件1300與氣體供應單元1200的雙溫三通閥1216。
如第6D圖所示，當液滴產生器115重新填充錫(Sn)且準備對重新填充的錫加壓時，液滴產生器維護系統1000打開空氣加熱器1420，以使液滴產生器維護系統1000可將熱氣體1490引入液滴產生器115的孔口155中。液滴產生器維護系統1000關閉系統冷卻氣體線路1360，以隔離熱交換組件1300與氣體供應單元1200的雙溫三通閥1216。
第7圖係繪示依照本揭露之一實施方式之控制液滴產生器維護系統1000的方法1000的流程圖。透過加壓液滴產生器DG，將錫供應給第3A圖所示之儲存槽150。接著，進行極紫外線微影製程。
此方法包含在步驟S1010中，判斷儲存在液滴產生器DG中的錫是否低於臨界液位。若液位感測器偵測到儲存的錫低於臨界液位，在步驟S1020中，將液滴產生器降壓。當液滴產生器DG被降壓時，在步驟S1030中，加壓升壓箱，以將冷氣體引入液滴產生器DG中。在一些實施方式中，此冷氣體為合成氣體。在一些實施方式中，此冷氣體的溫度為約-40℃至約0℃。此冷氣體的溫度低於液滴產生器的溫度。當冷氣體填充至液滴產生器DG中時，在步驟S1040中，將升壓箱降壓，以使熱氣體可從液滴產生器DG排出。
在步驟S1050中，測量溫度，以判斷液滴產生器DG的溫度在可接受的範圍內(即約5℃至約50℃)。在一些實施方式中，可接受的溫度範圍為約5℃至約50℃。在一些實施方式中，由溫度感測器所測量之液滴產生器DG的溫度指示氣體供應單元1200的效能。在一些實施方式中，溫度感測器包含邏輯電路，當偵測到之溫度測量的變化不在可接受的範圍內時，對邏輯電路編程，以產生訊號。舉例而言，當偵測到的溫度變化小於特定臨界數值時，產生訊號。溫度測量之變化的臨界數值為例如氣體供應單元1200之溫度量測的最小期望變化。若所測量之液滴產生器DG的溫度不在可接受的範圍內，則自動調整液滴產生器維護系統1000的可調參數，以重複步驟S1030、S1040、以及S1050的操作，藉以降低液滴產生器DG的溫度至可接受的溫度範圍內。
當液滴產生器DG的溫度在可接受的溫度範圍內時，藉由重新填充錫至液滴產生器DG中或以新液滴產生器DG替換液滴產生器的方式，來進行步驟S1060中的液滴產生器維護(DGM)。當液滴產生器維護(DGM)完成後，在步驟S1070中，液滴產生器維護系統1000進行液滴產生器加熱製程，如第9圖所示之方法1200，以將液滴產生器升溫至其運作溫度。當液滴產生器加熱製程完成後，在步驟S1080中，加壓液滴產生器。
第8圖係繪示依照本揭露之一實施方式之控制液滴產生器維護(DGM)系統1000，以進行液滴產生器冷卻製程的方法1100的流程圖。此方法包含在步驟S1110中，降低液滴產生器DG之壓力，並打開熱交換組件1300的熱交換器1320。接著，在步驟S1120中，加壓升壓箱，以將冷氣體引入液滴產生器DG中。當冷氣體填充至液滴產生器DG中時，在步驟S1130中，降低升壓箱之壓力，以使熱氣體可從液滴產生器排出。在步驟S1140中，測量溫度，以判斷液滴產生器DG的溫度在可接受的範圍內(即約5℃至約50℃)。若所測量之液滴產生器DG的溫度不在可接受的範圍內，則自動調整液滴產生器維護系統1000的可調參數，以重複步驟S1120、S1130、以及S1140的製程，藉以降低液滴產生器DG的溫度至可接受的溫度範圍內。當液滴產生器DG的溫度在可接受的溫度範圍內時，此方法繼續進行預定製程A。
第9圖係繪示依照本揭露之一實施方式之控制液滴產生器維護系統，以進行液滴產生器加熱製程的方法1200的流程圖。此方法包含在步驟S1210中，打開如第3B圖所示之液滴產生器中DG的加熱元件505，並將雙溫三通閥1216切換至系統加熱氣體線路1460，以使空氣加熱組件1400連接升壓箱1102。在一些實施方式中，液滴產生器維護系統1000進一步控制升壓箱1102，以使熱氣體1490可被引入孔口155中，藉以將液滴產生器115升溫。在一些實施方式中，在步驟S1210中，將系統冷卻氣體線路1360關閉，以隔離熱交換組件1300與氣體供應單元1200的雙溫三通閥1216。
接著，在步驟S1220中，加壓升壓箱，以將熱氣體引入至液滴產生器中。當熱空氣填充液滴產生器時，在步驟S1230中，將升壓箱降壓，以使冷氣體可從液滴產生器DG排出。在步驟S1240中，測量溫度，以判斷液滴產生器DG的溫度是否在可接受的溫度範圍內(即約235℃至約300℃)。若所測量之液滴產生器DG的溫度不在可接受的溫度範圍內，則自動調整液滴產生器維護系統1000的可調參數，以重複步驟S1220、S1230、以及S1240的製程，藉以將液滴產生器的溫度增加至可接受的溫度範圍內。當液滴產生器DG的溫度在可接受的溫度範圍內時，此方法繼續進行預定的製程B。
本揭露之實施方式提供降低極紫外線微影機台之維護與保養期間的停機時間的好處。因此，可更有效率的使用極紫外線微影機台。
本揭露之一實施方式是一種用於微影裝置之液滴產生器的保養方法，其中微影裝置包含液滴產生器維護系統，液滴產生器維護系統可操作地與液滴產生器連通，且具有冷卻劑配送單元、氣體供應單元、以及支撐構件。冷卻劑單元配送單元將加壓氣體從冷卻劑配送單元之升壓箱提供至液滴產生器的孔口中。氣體供應單元包含熱交換組件與空氣加熱組件，支撐構件包含三通閥與雙溫三通閥。此方法包含判斷儲存在液滴產生器中的錫是否低於臨界液位。當儲存在液滴產生器中的錫低於臨界液位時，將液滴產生器降壓。接著，加壓冷卻劑配送單元的升壓箱，以引入溫度低於液滴產生器的冷氣體。在這樣的實施方式中，引入液滴產生器中的冷氣體從液滴產生器吸收熱量，以變成熱氣體。接續地，將升壓箱降壓，以從液滴產生器排出熱氣體。接著，測量液滴產生器的溫度，以判斷液滴產生器的溫度是否在可接受的冷溫度範圍內。當液滴產生器的溫度在可接受的冷溫度範圍內時，進行液滴產生器維護。接下來，加熱液滴產生器。接續地，加壓液滴產生器。
在一些實施方式中，冷氣體的溫度為約0℃至約50℃。在一些實施方式中，重新加壓冷卻劑配送單元的升壓箱，以將氣體引入液滴產生器。在一些實施方式中，當液滴產生器的溫度不在可接受的冷液滴產生器溫度範圍內時，將液滴產生器降壓，並打開熱交換組件的熱交換器。在一些實施方式中，在打開熱交換組件的熱交換器後，加壓冷卻劑配送單元的升壓箱，以將氣體引入液滴產生器中。接著，將升壓箱降壓，以從液滴產生器排出氣體。接續地，測量液滴產生器的溫度，以判斷液滴產生器的溫度是否在可接受的溫度範圍內。在一些實施方式中，當加熱液滴產生器時，打開液滴產生器中的加熱元件。接著，打開熱交換組件的熱交換器。接續地，將雙溫三通閥切換至空氣加熱組件的系統加熱氣體線路。在一些實施方式中，加壓冷卻劑配送單元的升壓箱，以將溫度約235℃至約300℃的熱氣體引入液滴產生器中。然後，將升壓箱降壓，以從液滴產生器排出氣體。接續地，測量液滴產生器的溫度，以判斷液滴產生器的溫度是否在約235℃至約300℃之可接受的熱液滴產生器溫度範圍內。在一些實施方式中，監控液滴產生器的壓力。接著，判斷液滴產生器的壓力是否高於臨界壓力。當液滴產生器的壓力高於臨界壓力時，將室溫氣體引入液滴產生器的孔口中。在一些實施方式中，此氣體為合成氣體。在一些實施方式中，可接受的冷液滴產生器溫度為約5℃至約50℃。在一些實施方式中，當儲存在液滴產生器中的錫低於臨界液位時，對冷卻劑配送單元的升壓箱提供潔淨乾空氣(CDA)，以控制液滴產生器的壓力，並同時將液滴產生器降壓。在一些實施方式中，當進行液滴產生器維護時，在液滴產生器中重新填充錫，或以新的液滴產生器替換液滴產生器。在一些實施方式中，當儲存在液滴產生器中的錫低於臨界液位時，透過空調設備向液滴產生器提供由上至下的強制氣流，以冷卻液滴產生器，同時將液滴產生器降壓。
本揭露之另一實施方式是一種微影裝置，其包含液滴產生器與液滴產生器維護系統。液滴產生器維護系統包含冷卻劑配送單元、氣體供應單元、以及支撐構件。冷卻劑配送單元配置以從冷卻劑配送單元之升壓箱提供加壓氣體給液滴產生器的孔口。氣體供應單元包含熱交換組件與空氣加熱組件。支撐構件包含三通閥與雙溫三通閥。在一些實施方式中，冷卻劑配送單元係配置以降低滴產生器的溫度至可接受的範圍內。在一些實施方式中，冷卻劑配送單元係配置以對冷卻劑配送單元的升壓箱提供潔淨乾空氣，藉以控制液滴產生器的壓力。在一些實施方式中，熱交換組件係配置以從熱氣體提取熱量，並在此氣體進入冷卻劑配送單元的升壓箱前，降低此氣體的溫度。在一些實施方式中，空氣加熱組件係配置以向冷氣體提供熱量，並在此氣體進入冷卻劑配送單元的升壓箱前，提高此氣體的溫度。
依照本揭露之另一態樣，一種微影裝置包含液滴產生器；液滴產生器維護系統；以及與液滴產生器維護系統連通的控制器。液滴產生器維護系統可操作地與液滴產生器連通。液滴產生器維護系統包含冷卻劑配送單元、氣體供應單元、以及支撐構件。氣體供應單元包含熱交換組件與空氣加熱組件。在一些實施方式中，液滴產生器維護系統更配置以監測由液滴產生器的溫度感測器所測量的溫度。在一些實施方式中，液滴產生器維護系統更配置以監控液滴產生器的壓力，以判斷是否將環境溫度氣體引入液滴產生器的孔口中。
上述概述數個實施方式的特徵，因此熟習此技藝者可更了解本揭露之態樣。熟習此技藝者應理解，他們可輕易地利用本揭露做為基礎，來設計或修改其他製程與結構，以實現與在此所介紹之實施方式相同之目的及/或達到相同的優勢。熟習此技藝者也應理解，這類均等架構並未脫離本揭露之精神和範圍，且他們可在不脫離本揭露之精神與範圍下，在此進行各種之更動、取代、與替換。
100:極紫外線輻射源/極紫外光源 105:腔室 110:雷射產生之電漿聚光器/聚光器 115:目標液滴產生器/液滴產生器/空氣冷卻液滴產生器 120:噴嘴 125:液滴捕集器 130:緩衝氣體供應 135:第二緩衝氣體供應 140:氣體出口/出口 145:流體 150:儲存槽 155:孔口 160:電動元件 180:控制器 185:隔離閥 200:曝光設備 210:基材 205a:光學儀器 205b:光學儀器 205c:圖案化光學儀器/反射罩幕/罩幕 205d:縮小投影光學儀器 205e:縮小投影光學儀器 300:激發雷射源 310:雷射產生器/雷射源 320:雷射導光鏡 330:聚焦裝置 505:加熱元件 510:不斷電供電系統 515:配電單元 1000:液滴產生器維護系統/方法 1090:加壓氣體 1091:熱加壓氣體 1100:冷卻劑配送單元/方法 1102:升壓箱 1104:空調設備 1106:氣流接觸區 1108:總表面積 1112:供應岐管 1113:回流岐管 1114:供應線路 1115:回流線路 1116:三通閥 1116S:供應端 1117:液滴線路 1122:室溫氣體/環境氣體/氣體 1123:熱氣體 1200:氣體供應單元/方法 1216:雙溫三通閥 1300:熱交換組件 1320:熱交換器 1340:設施冷卻劑迴路 1360:系統冷卻氣體線路 1390:冷氣體 1400:空氣加熱組件 1402:冷氣體 1420:空氣加熱器 1460:系統加熱氣體線路 1490:熱氣體 BF:底層 DP:目標液滴 DP1:避震器/液滴 DP2:避震器/液滴 EUV:極紫外線輻射 LR1:雷射光 LR2:激發雷射/雷射脈衝/雷射光 MF:主層 P:壓力 PP1:基座板 PP2:基座板 S1010:步驟 S1020:步驟 S1030:步驟 S1040:步驟 S1050:步驟 S1060:步驟 S1070:步驟 S1080:步驟 S1110:步驟 S1120:步驟 S1130:步驟 S1140:步驟 S1210:步驟 S1220:步驟 S1230:步驟 S1240:步驟 ZE:極紫外光輻射體/激發區
下列詳細的描述配合附圖閱讀可使本揭露獲得最佳的理解。需強調的是，根據業界的標準實務，各種特徵並未依比例繪示，且僅為說明之目的。事實上，可任意增加或減少各種特徵的尺寸，以使討論清楚。 第1圖係繪示依照本揭露之一實施方式的極紫外線微影機台。 第2圖係繪示依照本揭露之一實施方式之極紫外線微影機台的細節的示意圖。 第3A圖與第3B圖係繪示依照本揭露之一實施方式之液滴產生器的示意圖。 第4A圖係繪示依照本揭露之一之實施方式之冷卻劑配送單元與空氣冷卻液滴產生器的詳細視圖。 第4B圖與第4C圖係繪示依照本揭露之一實施方式之冷卻劑配送單元與空氣冷卻液滴產生器的一實施方式。 第5圖係繪示依照本揭露之一實施方式之包含雙重氣體供應單元的液滴產生器的詳細視圖。 第6A圖示意性地繪示依照本揭露之一實施方式之雙重氣體供應單元的操作。 第6B圖示意性地繪示使用熱交換組件來保養極紫外線微影機台的操作。 第6C圖示意性地繪示使用空氣加熱組件來保養極紫外線微影機台的操作。 第6D圖示意性地繪示使用氣體來保養極紫外線微影機台的操作。 第7圖係依照本揭露之一實施方式之保養極紫外線微影機台的方法的流程圖。 第8圖係繪示依照本揭露之一實施方式之控制液滴產生器維護系統，以進行液滴產生器冷卻製程的方法的流程圖。 第9圖係繪示依照本揭露之一實施方式之控制液滴產生器維護系統，以進行液滴產生器加熱製程的方法的流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
1000:冷卻劑配送單元/方法
S1010:步驟
S1020:步驟
S1030:步驟
S1040:步驟
S1050:步驟
S1060:步驟
S1070:步驟
S1080:步驟

Claims (20)

  1. 一種用於一微影裝置之一液滴產生器的保養方法，其中該微影裝置包含： 一液滴產生器維護系統，可操作地與該液滴產生器連通，且具有一冷卻劑配送單元、一氣體供應單元、以及一支撐構件， 其中該冷卻劑配送單元將一加壓氣體從該冷卻劑配送單元之一升壓箱提供給該液滴產生器之一孔口， 該氣體供應單元包含一熱交換組件與一空氣加熱組件，且 該支撐構件包含一三通閥與一雙溫三通閥； 該方法包含： 判斷儲存在該液滴產生器中之錫是否低於一臨界液位； 當儲存在該液滴產生器中之該錫低於該臨界液位時，將該液滴產生器降壓； 加壓該冷卻劑配送單元之該升壓箱，以引入一溫度低於該液滴產生器之一冷氣體，其中引入該液滴產生器之該冷氣體從該液滴產生器吸收熱量，而變成一熱氣體； 將該升壓箱降壓，以從該液滴產生器排出該熱氣體； 判斷該液滴產生器之一溫度是否在一可接受的冷液滴產生器溫度範圍內； 當該液滴產生器之該溫度在該可接受的冷液滴產生器溫度範圍內時，進行一液滴產生器維護； 加熱該液滴產生器；以及 加壓該液滴產生器。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該冷氣體在0℃至50℃之一溫度範圍中。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該判斷該液滴產生器之該溫度是否在該可接受的冷液滴產生器溫度範圍內更包含： 當該液滴產生器之該溫度不在該可接受的冷液滴產生器溫度範圍內時，將該液滴產生器降壓，並打開該熱交換組件之一熱交換器。
  4. 如請求項3所述之方法，更包含： 在打開該熱交換組件之該熱交換器後，加壓該冷卻劑配送單元之該升壓箱，以將另一冷氣體引入該液滴產生器中； 將該升壓箱降壓，以從該液滴產生器排出該另一冷氣體；以及 判斷該液滴產生器之該溫度是否在該可接受的冷液滴產生器溫度範圍內。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該加熱該液滴產生器包含： 打開該液滴產生器中之一加熱元件； 打開該熱交換組件之一熱交換器；以及 切換該雙溫三通閥至該空氣加熱組件之一系統加熱氣體線路。
  6. 如請求項5所述之方法，在切換該雙溫三通閥後更包含： 加壓該冷卻劑配送系統之該升壓箱，以將一溫度範圍為235℃至300℃之另一熱氣體引入該液滴產生器中； 將該升壓箱降壓，以從該液滴產生器排出該另一熱氣體；以及 判斷該液滴產生器之該溫度是否在235℃至300℃之一可接受的熱液滴產生器溫度範圍內。
  7. 如請求項6所述之方法，更包含： 監測在該液滴產生器處之一壓力； 判斷在該液滴產生器處之該壓力是否高於一臨界壓力；以及 當在該液滴產生器處之該壓力高於該臨界壓力時，將一環境溫度氣體引入該液滴產生器之該孔口中。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該冷氣體為一合成氣體。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該可接受的冷液滴產生器溫度為5℃至50℃。
  10. 如請求項1所述之方法，更包含： 當儲存在該液滴產生器之該錫低於該臨界液位時，對該冷卻劑配送單元之該升壓箱提供潔淨乾空氣(CDA)，以控制該液滴產生器之一壓力，同時將該液滴產生器降壓。
  11. 如請求項1所述之方法，其中進行該液滴產生器維護包含在該液滴產生器中重新填充該錫或以一新的液滴產生器替換該液滴產生器。
  12. 如請求項1所述之方法，更包含： 當儲存在該液滴產生器之該錫低於該臨界液位時，透過一空調設備提供一強制氣流從該液滴產生器之一頂部至一底部，以冷卻該液滴產生器，同時將該液滴產生器降壓。
  13. 一種微影裝置，包含： 一液滴產生器；以及 一液滴產生器維護系統，包含： 一冷卻劑配送單元，配置以從該冷卻劑配送單元之一升壓箱提供一加壓氣體給該液滴產生器之一孔口； 一氣體供應單元，包含一熱交換組件與一空氣加熱組件；以及 一支撐構件，包含一三通閥與一雙溫三通閥。
  14. 如請求項13所述之微影裝置，其中該冷卻劑配送單元係配置以降低該液滴產生器之一溫度至一可接受的冷液滴產生器溫度範圍內。
  15. 如請求項13所述之微影裝置，其中該冷卻劑配送單元係配置以對該液滴產生器之該升壓箱提供潔淨乾空氣，以控制該液滴產生器之一壓力。
  16. 如請求項13所述之微影裝置，其中該熱交換組件係配置以從一熱氣體提取熱量，並在該熱氣體進入該冷卻劑配送單元之該升壓箱前，降低該熱氣體之一溫度。
  17. 如請求項13所述之微影裝置，其中該空氣加熱組件係配置以向一冷氣體提供熱量，並在該冷氣體進入該冷卻劑配送單元之該升壓箱前，增加該冷氣體之一溫度。
  18. 一種微影裝置，包含： 一液滴產生器； 一液滴產生器維護系統；以及 一控制器，與該液滴產生器維護系統連通， 其中該液滴產生器維護系統可操作地與該液滴產生器連通，且包含： 一冷卻劑配送單元； 一氣體供應單元，包含一熱交換組件與一空氣加熱組件；以及 一支撐構件。
  19. 如請求項18所述之微影裝置，其中該液滴產生器維護系統更配置以監控由該液滴產生器之一溫度感測器測量之一溫度。
  20. 如請求項18所述之微影裝置，其中該液滴產生器維護系統更配置以監控在該液滴產生器處所測量之一壓力，並判斷是否將一環境溫度氣體引入該液滴產生器之一孔口中。
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