TW200421018A - Method and apparatus for recycling gases used in a lithography tool - Google Patents

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200421018 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明與2002年1 1月21日申請之美國專利申請第 1 0/3 0 0,8 9 8號案有關。本發明一般來說係關於微影系統， 更明確地說’本發明係關於微影工具中所使用的氣體之回 收技術。 【先前技術】 微影技術是用以在一或更多的基底（例如半導體晶圓 等物）的一表面上產生特點之處理方式。在此的基底可包 含平面顯示器、電路板、各種積體電路中所使用的基底。 在微影期間，基底被定位於一基底台座上且暴露於一投射 至基底表面的影像。此影像是藉由一曝光系統而形成的， 此曝光系統包括一光源、多個光學元件及一光罩（例如掩 罩）’其中光罩上具有形成影像用的圖案，光罩一般是位 於光源與基底之間。在超紫外線（EUV)或電子光束系統 中，光源是被存放在一光源真空室內，且曝光系統與基底 是被存放在一光學元件。光源室與光學室可以藉由一氣鎖 而連接在一起。 在一微影系統中，所產生出來的裝置大小是與光源的 波長有關。爲了製造出具有相當高密度的裝置之積體電 路，以便產生較高的操作速度’所以最好能形成很小的裝 置。爲了產生這些很小的裝置’光源必須能發射出短波長 的光（例如大約13nm)。這樣的輻射被稱爲EUV光，可藉 -4 - (2) (2)200421018 由電獎源、放電源、來自電子儲存環的同步加速器Is射而 產生出來。 在一些系統中，使用放電電漿光源會產生EUV光。 此類的光源使用一氣體或標靶材質，其受到離子化而產生 出電漿。例如，以電漿爲主的光源可以使用如氙等的氣 體。然後，電漿可以藉由一電子放電而形成。一般來說， EUV輻射可位於13-14nm的範圍內。在其他系統中，EUV 輻射是由雷射所產生的電漿源而形成的。在雷射所產生的 電漿源中，可以從一噴嘴射出一噴射材質（例如氙、群集 氙、水滴、冰粒、鋰、錫蒸氣等）。雷射與噴嘴隔開且發 射出一脈衝，此脈衝能照射該噴射材質而產生電漿，此電 漿接著會發射出EUV輻射。 爲了產生相當大量的EUV光，所以在產生電漿之處 (即光源室內）氙的濃度必須相當高。如此導致壓力過高而 無法有效地將EUV光經由系統的其他部位（例如光學元件 室）而傳送出去。結果，EUV光所行經的路徑必須形成真 空。通常在執行了產生EUV光的功能之後，會使用大型 真空泵來盡快移除來源空氣。不幸地是，在高機器產量 時，相當大量的來源空氣會被排出。因此氙等來源空氣的 花費變得相當大，且會導致每個晶圓成本的大幅增加，除 能夠將這些來源空氣予以回收。回收氣體是相當困難的， 因爲從EUV微影工具的其他部位發出的其他氣體混合了 來源空氣。 於是，在一些微影工具中，藉由一很薄的膜，將來源 (3) (3)200421018 空氣與微影工具的其他部位中之氣體保持分離。此薄膜藉 由作用如一光譜濾波器而將不要的輻射一倂移除。然而， 具有高產量與高光強度的微影工具可能無法具有上述薄 膜，因爲過高的熱負載會破壞此薄膜。熱能的計算顯示出 此薄膜可以具有一非常大的表面積，以避免當光源打開時 被蒸發。實務上無法使用大表的超薄薄膜，即便是能夠製 造出來這樣的薄膜也無法使用，因爲他們很脆弱。假如薄 膜被移除的話，介於來源室與工具的其餘部位之間的障壁 就消失了，因此會產生氣體的混合，導致來源氣體的回收 工作變的更加困難，甚至在一些情形中可說完全無法實 施。 因此，需要一種系統與方法，能夠有效地回收在微影 系統中的氣體。 【發明內容】 本發明的實施例提供一種系統，包含：第一室，具有 一元件，可根據第一氣體而發光；第二室，使用所發出的 光線而執行一處理，且此室包括第二氣體的局部壓力，或 者混合氣體的局部壓力；一泵，用以將至少第一氣體抽入 一儲存裝置中；及一控制器，用以將氣體從儲存裝置排定 路線至一回收裝置。 本發明的其他實施例提供一種方法，包含以下步驟： (a)以第一氣體產生光線；（b)以第二氣體處理光學元件（例 如淸潔’保護等）；（c )在步驟（a )與（b )之後’將第一與第 (4) (4)200421018 一氣體之至少之一抽入一儲存裝置；及（d)將第一與第二 氣體至少之一從儲存裝置排定路線至一回收裝置。 本發明的其他實施例及優點將可從以下伴隨附圖的說 明而更加淸楚。 【實施方式】 將參考附圖說明本發明，在圖形中，類似的參數係表 示相同或功能類似的元件。此外，參數中最左邊的數字代 表該參數第一次出現的圖號。 雖然提供特定結構與配置的說明，但是要知道的胃這 只是作爲說明之用。對於熟知此項技術者來說，在不背離 本發明的精神與範圍之前提下，仍可以產生出其他的,結丰義 與配置。且對於熟知此項技術者來說，本發明還可以應用 至其他各種的應用上。 槪述 本發明的實施例提供一種系統與方法，可用來回收微 影工具中的氣體。第一室包含一元件，可根據第一氣體而 發光。第二室使用所發出的光線來執行一處理，且包含第 二氣體。要知道的是在這些室內的壓力相當低（幾乎完全 真空），所以在本實施例中 ''氣體〃 一詞可指在此幾乎真 空的狀態中所發現的氣體之局部壓力。第一與第二氣體會 在此兩室之間匯聚，且至少其中一氣體會被抽入一儲存裝 置中。此兩種氣體之至少之一會從此儲存裝置而回收於該 (5) (5)200421018 系統中’或者遠離該系統而可能在該系統內再度使用。可 使用一氣鎖將第一室連接到第二室。在這樣的一氣鎖中， 一氣源在氣鎖中的第一與第二氣體之間供應一第三氣體， 致使第一氣體在氣鎖中會與第二氣體隔開。第一、第二及 /或第三氣體可以被抽入儲存裝置中，且被排定路徑到回 收裝置上。第一、第二及/或第三氣體可以被回收，以便 再次使用。 具有氣鎖的系統及回收氣體的系統 圖1顯示一系統100，用以在一晶圓或基底102上形 成一圖案。光源1〇4(例如EUV光源）可以發射出一光束， 在從一光罩或掩罩110被反射回來之前，能通過一光束調 節器1 1 6及一照明光學元件1 0 8。在從光罩或掩罩i i 〇反 射回來之後，光束會通過投影光學元件1 1 2，係用以將一 圖案從光罩或掩罩的一表面114轉移到晶圓或基底 1 0 2的一表面1 1 6上。在不違背本發明的精神與範圍之前 提下，可以使用這些元件的其他配置方式。 圖2詳細顯示本發明一實施例的系統2 0 0。系統2 0 0 包括第一室（例如光源室或真空光源室）202及第二室（例如 光學元件室或光學元件真空室）204。第二室204可以包括 一或更多的光束調節器、照明光學元件、光罩、投影光學 元件及/或一晶圓。第一室202與第二室2〇4可經由一氣 鎖2 0 6而連接在一起，一般來說，氣鎖是一區域能夠允許 第一及第二氣體彼此之間保持隔離，這一點是藉由一第三 -8- (6) (6)200421018 氣體在此兩種氣體之間流動而達成的（也就是在其中間形 成〜障壁），如此可抑制第一與第二氣體的混合，或者抑 制材料從第一室202轉移至第二室204，反之亦然。 當一電漿爲主的光源被存放在第一室2 0 2內時，第一 氣體或其他材質2 0 8 (例如氙、鋰蒸氣、錫、氪、水蒸 m '金屬標靶等物）被離子化而產生電漿，如上所述。在 產生光線的時間，第一氣體20 8僅被供應至第一室202 內。在其他時間（例如待機、閒置、維修或其他模式），第 一室202大致上呈真空狀態。第二室2〇4包括第二氣體 (例如處理氣體，氦、氬、氫、氮等）210，第二氣體21〇 可用以減少第二室204內的污染，且保護第二室204內的 微影工具零件。與第一氣體208類似，當需要淸潔或保護 時，第二氣體210才會供應至第二室204內。在其他時 間’第二室204大致上呈真空狀態。在此實施例中，這些 室2 02，2 (Η必須是真空狀態的，才能使EUV光能夠傳送 過去’因爲E U V光具有很短的波長（例如1 3 -1 4 n m )，所以 它無法輕易通過任何大量的氣體，因爲這些氣體通常會吸 收此光線。因此，真空狀態能允許此波長的光線輕易通過 而進入第二室204內。 圖3顯示本發明實施例中氣鎖2 〇 6內的氣體交互作 用。第一氣體208與第二氣體210經由第一氣源300與第 二氣源302而供應至第一室202內與第二室204內。第三 氣體3 0 4 (例如：氦、氖、氮、氬等）從一氣源（未顯示）而 通過氣鎖306中的一入口 306。在一實施例中，第三氣體 -9- (7) 200421018 3 04可以連續通過氣鎖2 06內的一入口。應該選擇 體3 04，使得在回收裝置階段期間（例如純化與 段），第三氣體能輕易與第一氣體2 0 8分離開來， 述。藉由純化與回收第一氣體2 0 8，本發明的系統 減少習知系統的成本，由於習知系統在使用過第一 後因爲它混有第二氣體2 1 0，因此必須將第一氣體 /或第二氣體210及/或第三氣體304)予以丟棄。將 體208丟棄則勢必在每次產生光線的時候要重新供 氣體2 0 8，如此便使微影工具的操作費用大幅增加< 第三氣體3 04的流動能迫使第一氣體2 0 8的分 箭頭3 0 8的方向上移動。同樣地，第三氣體3 04的 迫使第二氣體2 1 0的分子朝向箭頭3 1 0的方向上移 此，第三氣體3 04的流動能夠將第一氣體20 8與第 210分離開來。在一實施例中，第一氣體208與第 3 04藉由一泵（例如真空泵）312而從第一室202抽 後，第一氣體208在回收裝置314中與第三氣體 開，致使第一氣體20 8可以被再度使用而發光。例 以選擇第三氣體3 04，以便使其冰點（例如負60EC) 上高於第一氣體20 8的冰點（負20 0EC)。然後，第 3 04被冰凍與第一氣體20 8分開，且從回收裝置31 去。在其他實施例中，可以直接從回收裝置3 1 4再 第一氣體208或將它傳送至氣源300。 在另一實施例中，可以使用控制器3 1 6將第 2 0 8與第三氣體3 0 4傳送至儲存器3 1 8上，此儲存 第三氣 回收階 如上所 2 00能 氣體之 2 0 8 (及 第一氣 應第一 子朝向 流動能 動。因 二氣體 三氣體 出，然 3 04分 如，可 ，大致 三氣體 4中除 度使用 一氣體 器可以 -10- (8) (8)200421018 在系統2 0 0或一位置固定系統2 0 〇的內部或外部。回收裝 置3 20可以被連接在一儲存器318與氣源2 0 8及/或發出 第三氣體3 0 4的氣源之間。回收裝置3 2 0的功能類似於回 收裝置3 1 4。在一實施例中，其中回收裝置3 2 0處於遠位 置（〇 f f - s i t e )時，儲存器3 1 8可以被移動到遠位置上，或是 這些氣體可以從儲存器318移開而帶至遠位置上。要知道 的是在其他實施例中，可以在離開回收裝置3 1 4或3 2 0之 後，可以重新使用第三氣體3 04，或者將它丟棄。而且， 雖然未顯示，要知道的是也可以使用類似功能的裝置來回 收第二氣體2 1 0。 不具有氣鎖但能回收氣體之系統 圖4顯示系統2 0 0的一剖面，此系統不包括本發明一 貫施例的鎖。在此實施例中，在第一氣體2 04與弟—·氣 體210匯聚之處不需要添加第二氣體。弟一與弟_氣體 208與210是藉由第一與第二氣源400，4 02而供應至第一 室202內與第二室204內。兩者氣體是從一區域中移除 的，該區域中此兩種氣體能藉由一真空泵408而匯聚通過 一導管404到一儲存裝置406上。然而，根據控制器410 的控制，這些氣體可以使用回收裝置4 1 2而回收到系統 2 0 0內，或者使用回收裝置4丨4而回收到系統2 0 0的外 部。這兩種回收裝置4 I 2與4 1 4的功能均類似於上述的回 收裝置314。假如第一與第二氣體208與210使用回收裝 置4 I 4而回收到遠位置的話，則儲存器4 0 6會被運送至回 -11 - 200421018 Ο) 收裝置414，或者第一與第二氣體2 0 8，210會被從儲存器 4〇6中抽出到其他容器內，以便被運送至回收裝置414。 可以上述類似的方式執行回收操作。雖然第一氣體2 0 8最 有需要再度使用，但即使第二氣體是較不昂貴的氣體，爲 節省呈本，仍可以將第二氣體2 1 0回收至供應器402。 回收並再度使用第一、第二及/或第三氣體能使成本 大幅下降。這是因爲供應這些昂貴的氣體就佔據了大部分 的晶圓製造成本，特別是在EUV微影系統中。 在微影系統內所使用的氣體回收法 圖5是一流程圖’顯不本發明一實施例的方法5 0 0。 在步驟5 02中，以第一氣體（例如氙、鋰蒸氣、錫、氪、 水蒸氣）產生出光線（例如EUV光）。在步驟5 04中，以第 二氣體（例如氦、氬、氫及氮）來處理（淸潔或保護）光學元 件。在步驟5 06中，藉由第三氣體（例如氦、氖、氮等氣 體）流入第一與第二氣體之間而使第一氣體與第二氣體分 離開來。 圖6是一流程圖，顯不本發明一實施例的方法6 〇 〇。 在步驟602中，以第一氣體（例如氙、鋰蒸氣、錫、氯、 水蒸氣）產生出光線（例如EUV光）。在步驟604中，以第 二氣體（例如氦、氬、氫及氮）來處理（淸潔或保護）光學元 件。要知道的是在一曝光過程中，步驟602與604可以同 時發生。在步驟606中，會被運送至一儲存裝置。在步驟 608中’儲存在儲存裝置中的第一與第二氣體之至少之一 -12- (10) (10)200421018 會被回收。 雖然已經說明本發明的幾種實施例，但是要知道的是 這些實施例僅用以說明，而非限制本發明。對於熟知此項 技術者來說，在不背離本發明的精神與範圍之前提下，仍 然可以產生出許多的變化。因此，本發明的範圍不應僅由 上述貫施例來界定，而應由以下的申請專利範圍來界定才 是。 【圖式簡單說明】 圖1顯示本發明實施例的一微影系統； 圖2顯示本發明實施例的一微影系統； 圖3顯示經由圖2的微影系統中之一氣鎖的氣流； 圖4顯示本發明實施例的一微影系統； 圖5是一流程圖，顯示本發明實施例之一方法；及 圖6是一流程圖，顯示本發明實施例之一方法。 主要元件對照表 1 〇 〇系統 基底 W4光源 1 0 8光學元件 1 10光罩 1 1 2投影光學元件 1 14表面 1 1 6光束調節器 - 13- (11) (11)200421018 2 0 0系統 2 02 第一室 2 04 第二室 2 0 6氣鎖 2 0 8第一氣體 210第二氣體 3 0 0氣源 3 04第三氣體 3 0 6 入□ 3 0 8箭頭 3 1 〇箭頭 3 12泵 3 1 4回收裝置 3 1 6控制器 318儲存器 3 2 0回收裝置 4 0 0氣源 4 0 2氣源 404 導管 406儲存裝置 4 0 8 真空泵 4 1 0控制器 4 1 2回收裝置 4 1 4回收裝置 -14-

Claims (1)

1. (1) (1)200421018 拾、申請專利範圍 1 . 一種系統，包含： 第一室，具有一兀件，可根據第一氣體而發光； 第二室，使用所發出的光線而執行一微影處理，且該 第二室包括第二氣體； 一泵，用以將至少第一氣體抽入一儲存裝置中；及 一控制器，用以將氣體從儲存裝置排定路線至一回收 裝置。 2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一氣體 係選自氙、鋰蒸氣、錫、氪及水蒸氣所構成的群組。 3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第二氣體 係選自氨、氬、氫及氮所構成的群組。 4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該泵與該回 收裝置是位於第一室的外部。 5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該回收裝置 是位於該系統的外部。 6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該元件能發 出超紫外光線。 7. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該第一室存 放有一電漿光源。 8 .如申請專利範圍第7項之系統，其中該電漿光源 產生超紫外光線。 9.如申請專利範圍第1項之系統，其中該泵將第一 氣體與第二氣體從他們匯聚的一區域中移開。 -15 - (2) (2)200421018 10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中第一氣體與 第二氣體兩者均可以回收與再度使用。 11. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含： 一氣鎖，形成有第三氣體，能在第一氣體與第二氣體 匯聚的一區域中在第一氣體與第二氣體之間流動。 1 2.如申請專利範圍第 Π項之系統’其中該第三氣 體係選自氨、氖及氮所構成的群組。 13·如申請專利範圍第1 1項之系統，其中該泵能將 第一與第三氣體從該第一室內抽出，且該回收裝置能將第 一氣體與第三氣體隔開，使得第一氣體能夠被再度使用而 發出光線。 1 4 ·如申請專利範圍第1 1項之系統，其中該泵與該 回收裝置是位於第一室的外部。 1 5 .如申請專利範圍第1 1項之系統，其中該回收裝 置是位於該系統的外部。 1 6. —種系統，包含： 一光源室，具有第一氣體； 一微影光學元件室，具有第二氣體； 連接機構，用以將該光源室連接至該光學元件室； 抽吸機構，用以將第一與第二氣體之至少之一抽入到 一儲存裝置內；及 排定路線機構，在被儲存至儲存裝置之後，用以將第 一與第二氣體之至少之一排定路線到一回收裝置。 1 7 .如申請專利範圍第]6項之系統，其中該第一氣 -16- (3) (3)200421018 體係選自氙、鋰蒸氣、錫、氪及水蒸氣所構成的群組。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之系統，其中該第二氣 體係選自氦、氬、氫及氮所構成的群組。 19·如申請專利範圍第1 6項之系統，其中該抽吸機 構與該回收裝置是位於第一室的外部。 2 0 .如申請專利範圍第1 6項之系統，其中該回收裝 置是位於該系統的外部。 2 1 .如申請專利範圍第1 6項之系統，其中該元件能 發出超紫外光線。 22.如申請專利範圍第16項之系統，其中該第一室 存放有一電漿光源。 2 3.如申請專利範圍第22項之系統，其中該電漿光 源產生超紫外光線。 24 .如申請專利範圍第1 6項之系統，其中該抽吸機 構將第一氣體與第二氣體從他們匯聚的一區域中移開。 2 5 .如申請專利範圍第1 6項之系統，其中第一氣體 與第二氣體兩者均可以回收與再度使用。 26. 如申請專利範圍第1 6項之系統，進一步包含： 一氣鎖，形成有第三氣體，能在第一氣體與第二氣體 匯聚的一區域中在第一氣體與第二氣體之間流動。 27. 如申請專利範圍第26項之系統，其中該第三氣 體係選自氦、氖及氮所構成的群組。 28. 如申請專利範圍第26項之系統，其中該抽吸機 構能將第一與第三氣體從該第一室內抽出，且該回收裝置 -17- (4) (4)200421018 能將第一氣體與第三氣體隔開，使得第一氣體能夠被再度 使用而發出光線。 29.如申請專利範圍第2 6項之系統，其中該抽吸機 構與該回收裝置是位於第一室的外部。 3 0.如申請專利範圍第2 6項之系統，其中該回收裝 置是位於該系統的外部。 3 1 . —種方法，包含以下步驟： (a )以第一氣體產生光線； (b)以第二氣體處理光學元件； (c )在步驟（a)與（b)之後，將第一與第二氣體之至少 之一抽入一儲存裝置；及 (d )將第一與第二氣體至少之一從儲存裝置排定路 線至一回收裝置。 3 2 ·如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該第〜氣 體係選自氙、鋰蒸氣、錫、氪及水蒸氣所構成的群組。 33.如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該第二氣 體係選自氦、氬、氫及氮所構成的群組。 3 4 .如申請專利範圍第3 1項之方法，進一步包含以 第三氣體分離第一氣體與第二氣體’該第三氣體是介於第 一與第二氣體之間流動。 35. 如申請專利範圍第3 4項之方法統，其中該第Η 氣體係選自氦 '氛及氮所構成的群組° 36. 如申請專利範圍第34項之方法，進一步包含將 第三氣體儲存在儲存裝置中。 -18- 200421018 (5) 37.如申請專利範圍第3 6項之方法，進一步包含分 離第一與第三氣體，且回收第一氣體。 3 8.如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該產生步 驟（a)中能產生超紫外光線。 3 9.如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該處理步 驟（b)中能減少光學元件室內的污染。 4 0.如申請專利範圍第3 1項之方法，其中該處理步 驟（b)中能保護光學元件室內中的光學元件。 4 1 .如申請專利範圍第3 1項之方法，進一步包含分 離第一與第二氣體，且回收第一氣體。 42.如申請專利範圍第 3 1項之方法，其中該處理步 驟包含使用第二氣體的局部壓力。