光刻投影設備、氣體吹掃方法、設備製造方法和吹掃氣體提供系統的製作方法

2023-10-09 01:49:19

專利名稱：光刻投影設備、氣體吹掃方法、設備製造方法和吹掃氣體提供系統的製作方法
相關申請此申請是2003年7月21日提出的第10/623,180號美國專利申請的部分繼續申請。將上述申請的整體教示在此引入，以供參考。
背景技術：
總體上講，在使用期間，即使大多數設備在真空中操作，存在於光刻投影設備中的部件表面也會被汙染。特別的是，在光刻投影設備中光學部件(諸如反射鏡)的汙染會對設備的性能產生不良影響，這是因為這種汙染會影響光學部件的光學性質。
眾所周知，可以通過吹掃光刻投影設備的空間來減少光刻投影設備的光學部件的汙染，依照這種方法，這種部件被置於稱為吹掃氣體的超高純度的氣體中。所述吹掃氣體可防止表面汙染，例如烴的分子汙染。
此方法的缺陷在於吹掃氣體會對光刻投影過程中使用的化學品的活性產生不良影響。由此，需要一種改進的吹掃氣體，其不會對光刻過程中使用的化學品活性產生不利的影響。

發明內容
人們已經發現在配有吹掃氣體的環境中，某些類型的輻射敏感材料(抗蝕劑)、特別是對紫外線輻射和縮醛基(acetal-base)的感光性樹脂很敏感的抗蝕劑無法起到適當的作用，並且發現這些抗蝕劑需要水分、例如水汽來顯影。然而，在已知的光刻方法中使用的吹掃氣體中不存在水分。由此，用於此類抗蝕劑的已知吹掃氣體提供系統是不合適的。此外，吹掃氣體可能對存在於光刻投影設備中的測量裝置的性能產生影響，所述測量裝置諸如是幹涉測量儀器。人們已經發現由於缺乏水分，吹掃氣體影響折射率，並且由此還改變幹涉測量的測量結果。此外，人們也已經發現其中吹掃氣體不接觸液態水的裝置(諸如在膜片接觸器中)對於向吹掃氣體添加水分十分有用。特別的是，由熔融的全氟化的熱塑塑料構成的膜片接觸器能夠使處於高流速的吹掃氣體溼潤，同時不會增加萬億分之一以上的汙染物。
本發明的一方面在於提供一種改進的光刻投影設備，並且特別是這樣一種光刻投影設備，其中可以利用吹掃氣體來減少汙染，但是不會影響抗蝕劑的顯影。
依照本發明的一個方面，一種光刻投影設備包括用於提供輻射的投影射束的照明器以及用於支撐圖案形成裝置的支架結構。所述圖案形成裝置用於依照所期望的圖案使投影射束形成圖案。襯底臺用於保持襯底。投影系統用於把已形成圖案的射束投影到襯底的目標部分上。至少一個吹掃氣體提供系統用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體。具有吹掃氣體混合物生成器的至少一個吹掃氣體提供系統包括補溼器，其用於向吹掃氣體添加水分。所述吹掃氣體混合物生成器用於生成吹掃氣體混合物。所述吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分。吹掃氣體混合物出口與吹掃氣體混合物生成器相連，並且用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體混合物。由此，存在水分，並且化學品的活性、例如抗蝕劑的顯影不會受到吹掃氣體的影響。
依照本發明的另一方面，一種吹掃氣體提供系統包括吹掃氣體混合物生成器，所述吹掃氣體混合物生成器包括補溼器，其用於向吹掃氣體添加水分，所述吹掃氣體混合物生成器用於生成吹掃氣體混合物，所述吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分；以及吹掃氣體出口。在一個例子中，吹掃氣體出口用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體混合物。
在優選的實施例中，所述吹掃氣體混合物提供系統包括吹掃氣體源；水源以及具有用於向吹掃氣體添加水分的補溼器的吹掃氣體混合物生成器。作為選擇，所述提供系統還包括水加熱裝置，如此使得水在進入補溼器的過程中或者在這之前被加熱。
優選的是，用於吹掃氣體提供系統和光刻保護設備的補溼器包括包含吹洗氣流的第一區域以及含水的第二區域，其中第一和第二區域由透氣膜片分離，所述透氣膜片基本上能夠抵抗液體侵入。更加優選的是，所述補溼器包含a)一束多個全氟化的透氣熱塑空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，其中所述膜片具有外表面和內表面，並且內表面包括腔管；b)利用不透液體的全氟化的熱塑密封件罐裝(potted)的該纖維束的每一末端形成了具有環繞的全氟化的熱塑殼體的單一末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定內壁和空心纖維膜片之間的液體流量；d)所述殼體具有與吹掃氣體源相連的吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口；並且e)所述殼體具有與水源相連的進水口和出水口，其中吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連並且出水口與所述纖維束的第二末端相連，並且其中所述吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分。
依照本發明的另一方面，用於使吹掃氣體溼潤的方法包括使吹掃氣體通過如上所述的補溼器持續足以使吹掃氣體溼潤的時間周期。依照特殊的實施例，把溼潤的吹掃氣體提供給至少一部分光刻投影設備。此方法包括通過把水分添加至吹掃氣體來生成具有至少一種吹掃氣體和水分的吹掃氣體混合物，並且把吹掃氣體混合物提供給至少一部分光刻投影設備，其中所述吹掃氣體混合物包括吹掃氣體和水分。由此，所述光刻投影設備中使用的化學品不會受吹掃氣體的影響。
依照本發明的又一方面，一種設備製造方法包括提供至少部分由輻射敏感材料層覆蓋的襯底；把如上所述的方法應用於至少一部分襯底；提供已形成圖案的輻射投影射束；把已形成圖案的輻射射束投影到輻射敏感材料層的目標部分上；並且在所述設備製造方法中使用的部件表面附近提供吹掃氣體混合物。
將根據附圖僅僅通過舉例的方式來描述本發明的更多細節、方面和實施例。


圖1示意性地示出了根據本發明的光刻投影設備的實施例的例子。
圖2示出了根據本發明的EUV照明系統和光刻投影設備的投影光學部件的側視圖。
圖3示意性地示出了根據本發明的吹掃氣體提供系統的例子的電路圖。
圖4示意性地示出了適用於圖3例子中的補溼器設備。
圖5是空心纖維膜片補溼器的圖示，其更加適合用於圖3的例子中。
圖6示出了用於示例1的膜片接觸器測試流形。
圖7示出了用於特別清潔乾燥空氣(XCDA)的氣體色層分離/火焰離子化檢測器(GC/FID)的讀數。
圖8示出了已經通過補溼器的XCDA的GC/FID的讀數，如示例1所描述的那樣。
圖9示出了XCDA的氣體色層分離/脈衝火焰光度檢測器(GC/PFPD)的讀數。
圖10示出了已經通過補溼器的用於XCDA的GC/PFPD，如示例1所描述的那樣。
具體實施例方式
本發明提供了用於使吹掃氣體溼潤的設備和方法。儘管這種溼潤的吹掃氣體在光刻系統中尤其有益，但是其用途不局限於這種系統。通過本發明的方法把水引入到系統中可以避免因引入水而使吹掃氣體受汙染的方法。
如此處採用的術語「圖案形成裝置」應該被廣泛解釋為涉及一種裝置，所述裝置可被使用以使入射的輻射射束具有形成圖案的橫截面，所述橫截面對應於將於襯底目標部分中創建的圖案。在此上下文中還使用了術語「光閥」。通常，所述圖案將對應於設備中在所述目標部分被創建的一特定的功能層，諸如集成電路或者其它的設備(參見下文)。這種圖案形成裝置的例子是掩模。在光刻技術中，掩模的概念是公知的，並且它包括諸如復體(binary)、交替相移以及衰減相移之類的掩模類型，以及各種混合掩模類型。依照掩模上的圖案，在輻射射束中放置這種掩模，可以使照射到掩模上的輻射有選擇性的傳輸(在透射掩模的情況下)或者反射(在反射掩模的情況下)。在掩模的情況下，所述支架結構通常是掩模臺，其確保所述掩模可以被保持在入射輻射射束中的期望位置，並且確保如果期望的話，它可以相對於所述射束被移動。
這種圖案形成裝置的另一個例子是可編程反射鏡陣列。這種陣列的一個例子是具有粘彈性控制層和反射面的矩陣可編址表面。這種設備背後的基本原理在於例如，所述反射面的被編址區域將入射光反射作為衍射光，而未編址區域將入射光反射作為非衍射光。使用適當的過濾器，可以從反射射束中濾出非衍射光，只剩下衍射光。以這樣的方式，所述射束依照矩陣可編址表面的編址圖案而成為有圖案的。可編程反射鏡陣列的可替代實施例採用微小反射鏡矩陣排列，通過施加適當的定位電場、或者通過採用壓電致動器，每個微小反射鏡均繞一軸單獨地逐個傾斜。同樣，所述反射鏡是矩陣可編址的，如此使得已編址的反射鏡將依照不同的方向把入射輻射射束反射至未編址反射鏡。以這樣的方式，所述反射射束依照矩陣可編址反射鏡的編址圖案而形成圖案。所要求的矩陣編址可以使用適當的電子設備來執行。在此處所描述的兩種情況中，所述圖案形成裝置可以包括一個或多個可編程反射鏡陣列。例如可以從美國專利5,296,891和5,523,193以及PCT公開WO 98/38597和WO 98/33096中看到有關此處所提及的反射鏡陣列的更多信息。在可編程反射鏡陣列的情況下，所述支架結構可以具體化為框架或者臺，例如，根據需要，其可以被固定或者是可移動的。
圖案形成裝置的另一個例子是可編程LCD陣列。在美國專利5,229,872中給出了這種構造的例子。如上所述，所述支架結構在此情況下可以被具體化為框架或者臺，例如，根據需要，其可以被固定或者是可移動的。
為了簡明，在某些地方，此文本的其餘部分特別集中於涉及諸如掩模和掩模臺之類的光刻設備的例子上。然而，在此處所述的溼潤的吹掃氣體生成器的較寬語境下，應該可以看出在這種實例中討論的通用原理。
例如，在集成電路(IC)的製造中可以使用光刻投影設備。在這種情況下，所述圖案形成裝置可以生成對應於所述IC的單層的電路圖案，並且此圖案可以在襯底(矽晶片)上的目標部分(例如包括一個或多個衝模)上成像，其中所述襯底已經被塗有一層輻射敏感材料(抗蝕劑)。總體上講，單個晶片往往包含相鄰目標部分的整個網絡，所述目標部分經由所述投影系統一次一個地被連續照射。在採用由掩模臺上的掩模生成圖案的現有設備中，在兩個不同類型的機器之間會產生差別。在一種類型的光刻投影設備中，通過立即使整個掩模圖案在所述目標部分上曝光來照射每一目標部分。通常把這種設備稱為晶片分節器(stepper)。在通常被稱為步進掃描設備的可替代的設備中，通過沿給定參考方向(「掃描」方向)在投影射束下漸進地掃描所述掩模圖案、同時平行於或者反平行於此方向來同步掃描襯底臺，以此來照射每一目標部分。總體上講，由於所述投影系統將具有放大因數M(通常＜1)，所以掃描襯底臺的速度V將是因數M的倍數，其中所述掩模臺將以此來被掃描。關於此處描述的光刻設備的更多信息例如可以從美國專利6,046,792中看到。
在使用光刻投影設備的已知製造工藝中，圖案(例如在一掩模中)被成像在襯底上，所述襯底至少部分地被一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋。在此成像步驟之前，所述襯底可以經歷各種的工序，例如打底準備，抗蝕劑塗敷以及軟烘焙。曝光以後，所述襯底可以經歷其它工序，例如後曝光烘焙(PEB)，顯影，硬烘焙以及已成像圖案的測量/檢查。把此工藝陣列用作為使器件的單層形成圖案的基礎，所述器件例如是IC。然後，這種已形成圖案的層可以經歷各種工藝，諸如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學-機械拋光等等，所有這些工藝都用於完成單個層。如果要求若干層，那麼將為每一新層重複所述整個工序或者其變型。重要的是確保各種堆積層的重疊(並置)儘可能準確。為此目的，在晶片上的一個或多個位置處提供小型參考標記，由此定義晶片上坐標系的原點。使用與襯底駕持器定位裝置(以下稱為「對準系統」)相組合的光學和電子設備，每當必須把新的層並置於現有層上時，可以再定位所述標記，並且可以用作對準參考。最後，在所述襯底(晶片)上提供一器件陣列。然後，通過諸如切割或者鋸割之類的技術把這些器件彼此分離，其中，可以把單個器件安裝在與插腳等等相連的載體上。例如，可以從由Peter van Zant、McGrawHill出版公司於1997年出版的書「Microchip FabricationAPractical Guide to Semiconductor Processing」(第三版，ISBN0-07-067250-4)獲得有關這些工藝的進一步信息。
為了簡單起見，把所述投影系統以下稱為「透鏡」。然而，此術語應該被廣泛解釋為包含各種類型的投影系統，例如包括折射光學器件、反射光學器件和反折射光學系統。所述輻射系統還可以包括依照用於引導、成形或者控制輻射投影射束的任何設計類型來操作的部件，並且以下把這種部件共同地或者單獨地稱為「透鏡」。此外，所述光刻設備可以是具有兩個或更多襯底臺(和/或兩個或更多掩模臺)的類型。在這種「多個臺」設備中，可以在並行或準備步驟中使用額外的臺，其中所述步驟可以在一個或多個臺上進行，同時一個或多個其它臺可用於曝光。例如在第5,969,441號美國專利和WO 98/40791中描述了雙級光刻設備。
儘管在此文本中特別提及了在製造IC的過程中使用依照本發明的設備，但是應該明確理解的是，這種設備還具有許多其它可能的應用。例如，它可以在製造集成光學系統、磁疇存儲器的嚮導和檢測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭等等中被使用。本領域普通技術人員可以理解的是，在這種可替代的應用的環境中，在此文本中，術語「標線」、「晶片」或者「衝模」的任何使用都應該視為可以分別由更通用的術語「掩模」、「襯底」和「目標部分」所替換。
在本文獻中，術語「輻射」和「射束」用來包含所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如波長為365、248、193、157或者126納米)和超紫外(EUV)輻射(例如波長在5-20納米的範圍內)，以及諸如離子束或者電子束的粒子束。
圖1示意性地描述了依照本發明實施例的光刻投影設備1。所述設備1包括底板BP。所述設備還可以包括輻射源LA(例如，EITV輻射)。第一對象(掩模)臺MT裝備有用於保持掩模MA(例如，標線)的掩模夾持器，並且與第一定位裝置PM相連，所述第一定位裝置PM根據投影系統或者透鏡PL而準確地定位所述掩模。第二對象(襯底)臺WT裝備有用於保持襯底W(例如，塗覆抗蝕劑的矽晶片)的襯底夾持器，並且與第二定位裝置PW相連，所述第二定位裝置相對於投影系統PL來準確地定位襯底。所述投影系統或者透鏡PL(例如，反射鏡組合)用於使掩模MA的被照射部分在襯底W的目標部分C(例如，包括一個或多個衝模)上成像。
正如此處所描述的那樣，所述設備是反射類型(即，具有反射掩模)。然而，總體上講，它還可以是透射類型，例如具有透射掩模。作為選擇，所述設備可以採用另一種圖案形成裝置，諸如如上所述類型的可編程反射鏡陣列。
源LA(例如，放電或者雷射產生等離子體源)產生輻射。例如，此輻射可以直接被饋入照明系統(照明器)IL，或者在穿過諸如射束擴展器EX之類的調理裝置之後被饋入。所述照明器IL可以包括調節裝置AM，用於設定所述射束中強度分布的外部和/或內部的徑向程度(通常被分別稱為σ-外部和σ-內部)。此外，其通常包括各種其它部件，諸如積分器IN和聚光鏡CO。以這種方式，照射在掩模MA上的射束PB在其橫截面中具有期望的均勻性和強度分布。
就圖1而言應該注意的是，源LA可以位於光刻投影設備的殼體內，例如就像當所述源LA是汞燈時的情況相同，但是它也可以遠離光刻投影設備。它產生的輻射被引導至所述設備。當所述源LA是受激準分子雷射器時，後者的情形是最經常發生的情況。本發明包含這兩個情形。
隨後，所述射束PB阻斷所述掩模MA，所述掩模MA被保持在掩模臺MT上。穿過所述掩模MA之後，所述射束PB通過透鏡PL，所述透鏡用於把射束PB聚焦在襯底W的目標部分C上。藉助於第二定位裝置PW和幹涉儀IF，所述襯底臺WT例如可以被準確地移動，從而沿射束PB的路徑來定位不同的目標部分C。同樣，例如在從掩模庫中機器檢索到掩模MA之後，或者在掃描期間，第一定位裝置PM可被使用以相對於射束PB的路徑來準確地定位掩模MA。總體上講，對象臺MT、WT的移動將藉助於長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精細定位)來實現，這些內容沒有在圖1中明確示出。然而，在晶片分節器(與分節及掃描設備相反)的情況下，所述掩模臺MT可以僅僅與短行程致動器連接，或者可以被固定。可以使用掩模對準標記M1和M2以及襯底對準標記P1和P2來對準掩模MA和襯底W。
所述設備可以在兩種不同的模式中被使用1.在分節模式中，所述掩模臺MT基本上保持不動，並且整個掩模圖像立刻、即一次「閃現」地投影在目標部分C上。然後，把所述襯底臺WT沿X和/或Y軸方向移動，以致於不同的目標部分C可被射束PB照射；2.在掃描模式中，除了沒有在一次「閃現」中使給定的目標部分曝光之外，應用了基本上相同的方案。相反，所述掩模臺MT能夠以速度v沿給定方向(所謂的「掃描方向」，例如Y軸方向)移動，以便使投影射束PB在掩模圖像之上掃描。同時，所述襯底臺WT以速度V沿相同或者相反的方向同時移動，V＝Mv，其中M是透鏡PL的放大率(通常，M＝1/4或者1/5)。用這樣的方式，可以曝光相對較大的目標部分C，而不會損害解析度。
圖2示出了可用於圖1的光刻投影設備1的投影系統PL和輻射系統2。所述輻射系統2包括照明光學部件單元4。所述輻射系統2還可以包括源收集器模塊或者輻射單元3。所述輻射單元3裝備有輻射源LA，其可以由放電等離子體形成。所述輻射源LA可以採用氣體或者蒸汽，諸如氙氣(Xe)或者鋰(Li)蒸汽，其中可以產生非常熱的等離子以便在電磁波譜的EUV範圍內發射輻射。所述非常熱的等離子是通過令放電的部分電離等離子體疊並(collapse)在光軸O上來產生的。對於有效生成所述輻射而言，需要氙、鋰蒸汽或者任何其它適當氣體或蒸汽的0.1毫巴的分壓。由輻射源LA發射的輻射從源室7經由阻氣結構或者「箔阱」9傳遞到收集室8中。阻氣結構9包括通道結構，諸如EP 1 233 468 A和EP 1 057 079 A中詳細說明的那種。
所述收集室8包括輻射收集器10，其可以是掠入射收集器。由收集器10傳遞的輻射由光柵光譜過濾器11反射，以便在收集室8中的口孔處聚焦至虛擬源點12。從收集室8，在照明光學部件單元4中，把所述投影射束16經由正入射反射器13和14反射在定位於標線或者掩模臺MT上的標線或者掩模。已形成圖案的射束17被形成，其是在投影系統PL中經由反射元件18和19在晶片臺或者襯底臺WT上成像的。通常，在照明光學部件單元4和投影系統PL中存在比所示出的更多的元件。
如圖2中所示，所述光刻投影設備1包括吹掃氣體提供系統100。所述吹掃氣體提供系統100的吹掃氣體出口130-133被定位在投影系統PL和輻射系統2中反射器13和14及反射元件18和19附近，如圖2所示。然而，如果期望，那麼設備的其它部分也可以裝備有吹掃氣體提供系統。例如，所述光刻投影設備的標線和一個或多個傳感器可以配有吹掃氣體提供系統。
在圖1和2中，所述吹掃氣體提供系統100被定位在光刻投影設備1的內部。所述吹掃氣體提供系統100可以依照任何方式來控制，所述方式適用於使用設備1外部的任何裝置的特定實現方式。然而，也能夠把吹掃氣體提供系統100的至少某些部分定位在光刻投影設備1的外部，所述某些部分例如是吹掃氣體混合物生成器120。
圖3示出了吹掃氣體提供系統100的示例性實施例。吹掃氣體進口110與吹洗氣體提供設備(未示出)相連，所述吹洗氣體提供設備用於提供基本上沒有水分的乾燥氣體，並且例如是加壓供氣迴路、具有壓縮乾燥氣體的汽缸或者其它設備。所述乾燥氣體通過吹掃氣體混合物生成器120被饋送。在所述吹掃氣體混合物生成器120中，如下面將解釋的那樣，進一步淨化所述乾燥氣體。此外，所述吹掃氣體混合物生成器120包括補溼器150，其用於向吹掃氣體出口130的乾燥氣體添加水分。其它吹掃氣體出口131和132不與補溼器150相連。由此，在吹掃氣體出口130，存在有包括吹掃氣體和水分的吹掃氣體混合物，而在其它吹掃氣體出口131和132隻有乾燥的吹掃氣體存在。由此，所述吹掃氣體混合物可以被只提供於具有需要水分的化學品的附近表面，諸如提供於晶片臺WT，而光刻投影設備1的其他部分可以被提供有乾燥的吹掃氣體，即沒有水分的。然而，本發明不局限於其中所述生成器只有一個出口提供吹掃氣體混合物的吹掃氣體混合物生成器。
此外，因為把水分添加到吹掃氣體，所以吹掃氣體混合物的性質、諸如水分的相對溼度或者純度可以被準確控制。此外，由於所述補溼器，所述系統非常靈活，這是因為所述補溼器允許存在於吹掃氣體混合物中的水分量易於通過向吹掃氣體添加更多或更少的水分來調節。
所述吹掃氣體混合物生成器120沿流向包括淨化設備128、流量計127、閥門125、減壓器129、熱交換器126和補溼器150。
把壓縮的乾燥空氣(CDA)從CDA源(未示出)經由吹掃氣體進口110提供給淨化設備128。所述CDA由淨化器128來淨化。所述淨化器128包括兩個平行流分支128A和128B，這兩個分支沿流向均包括自動閥1281或者1282以及可再生的淨化裝置1283或者1284。所述可再生的淨化裝置1283和1284均裝備有用於加熱的加熱元件，並且由此再生各個淨化裝置1283和1284。所述流分支把淨化裝置1283和1284的下遊連接至斷流閥1285，所述斷流閥1285由純度傳感器1286來控制。
因為淨化器是可再生的，所以當所述淨化器已經充滿從吹掃氣體中去除的化合物時，通過再生所述淨化器來使得所述系統可以長時間使用。所述可再生的淨化器可以是任一適當的類型，例如，可以是用於通過諸如吸附、催化之類的物理過程從氣體中去除汙染的化合物或者粒子的可再生過濾器，這與木炭過濾器中進行的不可再生的化學過程相反。總體上講，可再生的淨化器不包含有機材料，並且可再生的淨化器通常包含適用於在物理上結合吹掃氣體汙染物的材料，諸如包括沸石、氧化鈦、鎵或者鈀化合物的金屬或者其它。優選的淨化器是惰性氣體和親氧的淨化器，諸如可以從Mykrolis公司獲得的AeronexInert或者XCDA淨化器(CE-70KF-I、O或者N)。
所述淨化裝置1283和1284可以交替地被置於淨化狀態和再生狀態，在淨化狀態中，所述CDA被淨化。在再生狀態中，所述淨化裝置由各個加熱元件來再生。由此，例如，在淨化裝置1283淨化CDA的同時，所述淨化裝置1284被再生。所述淨化設備128可以由此連續地操作，同時維持淨化的恆定水平。
所述自動閥1281和1282與相應淨化裝置1283和1284的操作相一致地被操作。由此，當淨化裝置1283或者1284被再生時，對應的閥門1281或者1282是閉合的。當淨化裝置1283或者1284用於淨化時，對應的閥門1281或者1282被開啟。
淨化後的CDA通過斷流閥1285來饋送，所述斷流閥1285由純度傳感器1286來控制。當已經淨化的CDA的純度低於預定閾值時，所述純度傳感器1286自動地關閉斷流閥1285。由此，可以自動地防止不足純度水平的吹掃氣體汙染光刻投影設備1。
已經淨化的CDA流可以經由流量計127來監控。所述閥門125可用於人工地截斷氣流。所述減壓器129在減壓器出口提供穩定壓力，由此向節流器143-145(經由熱交換器126)提供穩定的吹掃氣體壓力。
所述熱交換器126提供恆定的已淨化CDA溫度。所述熱交換器126向已淨化CDA抽取或者增加熱量，以便達到適用於特定實現方式的氣體溫度。在光刻投影設備中，例如需要穩定的處理條件，並且由此所述熱交換器可以穩定已淨化CDA的溫度，以便具有隨時間過去而恆定不變的氣體溫度。例如，發現在光刻應用中在吹掃氣體出口、所述吹掃氣體適用的條件是20-30標準公升/分鐘的氣流，和/或約為22攝氏溫度的吹掃氣體溫度和/或30-60％範圍內的相對溼度。然而，本發明不局限於這些條件，這些參數的其他值也可用於根據本發明的系統。
所述熱交換器126經由節流閥143-145連接至吹掃氣體出口130-132。所述節流器143-145限制氣流，如此使得在每個吹掃氣體出口130-132，可以獲得所期望的、固定的吹洗氣流和壓力。在吹掃氣體出口處所述吹掃氣體壓力的適當值例如是100毫巴。也能夠使用可調節的節流器來於每個吹掃氣體出口130-132提供可調節的氣流。
所述補溼器150連接至處於熱交換器下遊的節流閥143和吹掃氣體出口130之間。在圖1和2的例子中，所述吹掃氣體出口130被提供於晶片臺WT的附近。所述補溼器150向已淨化CDA添加水分，並且由此向出口130提供吹掃氣體混合物。在此例子中，吹掃氣體混合物只在單個出口排放。然而，也能夠把吹掃氣體混合物排放至兩個或更多吹掃氣體出口，例如通過把多個吹掃氣體出口連接至分離的幾個補溼器或者把兩個或更多出口連接至同一補溼器來實現。也能夠在不同於圖3中示出的吹掃氣體混合物生成器的位置處提供補溼器。例如，可以把所述補溼器150放置在吹掃氣體混合物生成器120和閥門143之間，而不是閥門143和吹掃氣體出口130之間。所述補溼器150像節流器一樣操作，並且如果期望，那麼可以忽略連接至補溼器150的節流器130。
所述補溼器150例如可以如圖4所示那樣來實現。然而，所述補溼器150也可以不同地實現，並且例如包括把液體汽化為吹掃氣體流的汽化器。
圖4中示出的補溼器150包括貯液器151，其由液體154填充至液面A，所述液體諸如是高純度的水之類的。進氣口1521(以下稱為「溼氣進口1521」)被浸入液體154中，其處於液面A以下。另一進氣口1522(以下稱為「乾燥氣體進口1522」)被置於液面A上方，其位於沒有充滿液體154的貯液器151的一部分中。出氣口153連接液體154之上的貯液器153的一部分與吹洗氣體提供系統100的其它部分。例如把已淨化的壓縮乾燥空氣的吹掃氣體經由溼氣進口1521輸入貯液器151。由此，在液體154中生成吹掃氣體的氣泡159。由於浮力，在安裝在液體154之後，所述氣泡159向上移動，如圖4中箭頭B所示那樣。在此向上移動周期期間，來自液體154的水分例如由於擴散作用而進入氣泡159。由此，氣泡159中的吹掃氣體和水分混合。在所述液體的表面上、即在液面A處，所述氣泡159把其氣體含量提供至存在於液體154之上的貯液器151中的氣體。由此生成的吹掃氣體混合物經由出氣口153從容器中被排放。
所述溼氣進口1521是一種管狀的元件，具有位於貯液器151外部的連接至吹洗氣體提供裝置(未示出)的外部末端，所述吹洗氣體提供裝置諸如是圖3的吹掃氣體混合物生成器120。所述溼氣進口1521在內部末端裝備有具有例如0.5微米的小通道的過濾元件1525，其中所述內部末端定位在貯液器151的內部中。所述過濾元件1525至少部分、在此實施例中是全部地，被放置於液體154中。由此，所述溼氣進口1521生成吹掃氣體的大量微細氣泡。由於它們較小(例如約為0.5微米)，所以可以在相對短的時間段內、即通過所述液體154的相對短的移動距離，將所述氣泡159增加水分以達到飽和。
所述乾燥氣體進口1522裝備有類似於溼氣進口1521的過濾元件的過濾元件1524。由此，通過溼氣進口1521和乾燥氣體進口1522的氣流基本上類似，並且吹掃氣體混合物中的水分量基本上是離開液體154的氣泡159中水分量的一半。也就是說，如果氣泡159達到水分飽和，即100％的相對溼度(Rh)，那麼吹掃氣體混合物具有50％的Rh。然而，也能夠分別經由溼氣進口1521和乾燥氣體進口1522向貯液器提供不同比例的氣流，由此在0-100％的Rh之間調節相對溼度。
在出氣口1526的內部末端處裝備具有例如0.003微米的帶細孔的過濾器1526，所述過濾器1526用於從出自貯液器151的氣流中過濾粒子和較小液滴。由此，提供有吹掃氣體混合物的表面受到這種粒子的汙染被縮減。
吹掃氣體混合物中的相對水分量可以依照不同方式來控制。例如，可以控制貯液器151的參數。此外，例如，可以控制相對於經由溼氣進口1521生成的具有水分的吹掃氣體量的經由乾燥氣體進口1522進入容器151的沒有水分的吹掃氣體量。所述貯液器151的受控參數例如可以是如下內容的一個或多個內部溫度、流、壓力、吹掃氣體在液體中的停留時間。
眾所周知的是，例如溫度會對存在於氣體的水分飽和量產生影響。為了控制所述溫度，例如，所述貯液器151可以裝備有加熱元件，其由控制裝置或者控制器響應於溫度信號來控制，所述溫度信號表示由溫度測量裝置提供的貯液器內部的溫度。
氣泡在液體154中的停留時間可以通過調節經由溼氣進口1521在液體中插入氣泡的位置為改變。例如，當過濾器1525進一步被定位在液體154中時，氣泡必須移至液面A的距離增加，由此停留時間也增加。氣泡存在於液體154越久，吸收到氣體中的水分越多。由此，通過改變停留時間，氣體的溼度得以修改。
所述補溼裝置150還裝備有控制裝置157，經由所述控制裝置157，可以控制吹掃氣體混合物中的水分量。所述控制裝置157與溼度控制接觸1571連接以便連接至乾燥氣體進口1522中的控制閥1523，經由乾燥氣體進口1522，提供給乾燥進口1522的吹掃氣體的流速可以被控制，因此可以控制相對於補溼的氣體量的乾燥吹掃氣體的量。
所述控制裝置157還控制存在於貯液器151中的液體154的量。所述控制裝置157與液體控制接觸1572連接，以便連接至液體提供156的控制閥1561，並且與溢出接觸1573連接，以便連接至出氣口153的控制閥1531。液面測量裝置158可通信地連接至所述控制裝置157。所述液面測量裝置158向控制裝置157提供液面信號，所述液面信號表示貯液器151中的液面性質。所述控制裝置157響應於所述液面信號來操作控制閥1561和控制閥1531。
在此例子中，所述液面測量裝置158包括三個浮動開關1581-1583，所述三個開關相對於貯液器151的底部以適當的、不同高度來定位。最低的浮動開關1581定位至最接近底部的地方。當液面A處於或低於最低浮動開關1581時，最低的浮動開關1581向控制裝置157提供空信號。響應於所述空信號，所述控制裝置157開啟控制閥1561並且自動地把液體提供給貯液器151。
所述浮動開關1582處於中部，如果液面A達到此流量開關1582的高度時，浮動開關1582提供全信號。所述控制裝置157響應於所述全信號來關閉控制閥1561，並且由此關閉液體提供。
頂部的浮動開關1583被定位在距離底部最遠的位置。如果液面A處於或高於頂部浮動開關1581時，頂部的浮動開關1583向控制裝置157提供溢出信號。響應於所述溢出信號，控制裝置157切斷出氣口153的控制閥1531，以便防止液體滲漏到光刻投影設備1的其它部分中。
就光致抗蝕刻的性能而言，具有大於或等於20％、諸如是等於或大於25％的相對溼度的吹掃氣體混合物提供特別好的結果。此外，就光刻投影設備中的測量系統的準確性而言，具有等於或者大於25％並且低於70％、諸如是60％的相對溼度的吹掃氣體混合物具有優良的預防效果。此外，人們發現與光刻投影設備周圍空間中、例如在淨化室中的溼度相似，例如約為40％的溼度提供最佳的結果。
優選的是，用於本發明的補溼器包括包含吹掃氣流的第一區域以及含水的第二區域，其中第一和第二區域由透氣膜片分離，所述透氣膜片基本上能夠抵抗液體侵入。用於所述膜片的適當材料包括諸如聚(四氟乙烯-共-全氟-3，6-二氧雜-4-甲基-7-辛烯磺酸)的熱塑性聚合物以及諸如聚四氟乙烯的全氟化聚合物。更加優選的是不可溼潤的聚合物，諸如是全氟化聚合物、適用於供高壓流體之用的特殊的聚合物，並且基本上不含無機氧化物(例如SOx和NOx，其中x是從1-3的整數)。所述膜片可以是薄片，其可以被摺疊或者折合，或者可以將相對側結合以便形成空心纖維。最基本的一點是在正常操作條件下(例如30磅/平方英寸或者更小的壓力)，與用於使膜片與殼體結合的任何密封劑或者粘合劑相組合的膜片防止液體滲透到吹掃氣體中。優選的是，所述膜片用於使接觸吹掃氣體和水的膜片的表面面積最大化，並且使膜片體積最小化。補溼器可以包含每一裝置一個以上的膜片，如下所述。
具有空心纖維膜片的補溼器通常包括a)一束多個透氣的空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，其中所述膜片具有外表面和內表面，並且所述內表面包括第一和第二區域的其中一個；b)利用不透液體的密封件罐裝的纖維束的每一末端形成了具有環繞的殼體的末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定所述內壁和空心纖維膜片之間的第一和第二區域的另一個；d)所述殼體具有與吹掃氣體源相連的吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口；並且e)所述殼體具有與水源相連的進水口和出水口，其中吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連並且出水口與所述纖維束的第二末端相連。
具有空心纖維膜片(通常適當地用作補溼器)的裝置通常被稱為膜片接觸器，並且在第6,149,817、6,235,641、6,309,550、6,402,818、6,474,628、6,616,841、6,669,177和6,702,941號美國專利中有所描述，將這些申請的內容在此引入，以供參考。儘管在先前的專利中描述了許多可用於向液體(例如水)添加氣體或者從液體中去除氣體的膜片接觸器，但是申請人已經發現可以如通常那樣來操作膜片接觸器以便把水汽添加到吹掃氣流。適合用作為補溼器的膜片接觸器的特殊例子包括由Pall公司銷售的Infuzor膜片接觸器模塊、由Membrana-Charlotte銷售的Liqui-Cel以及由PermaPure LLC銷售的Nafion膜片燃料電池增溼器。
圖5中示出了特別優選的補溼器的圖表，作為pHasorTMII膜片接觸器的商業體現，其是由Billerica，MA的Mykrolis公司銷售的。如圖5中所示那樣，流體1通過纖維腔管3進入補溼器2，在腔管3中的同時穿過補溼器2的內部，其中所述腔管3通過膜片與流體4分離，並且流體1通過處於連接40的纖維腔管排出接觸器2。流體4通過連接30進入殼體，並且基本上填充殼體內壁與纖維外徑之間的空間，並且通過連接器20排出。吹掃氣體和水的其中一個是流體1而另一個是流體4。優選的是，所述水是流體4。
典型情況下，用於本發明優選的補溼器的透氣空心纖維膜片是如下之一a)具有有孔的去皮(skinned)內表面、有孔的外表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；b)具有無孔的去皮內表面、有孔的外表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；c)具有有孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；或者d)具有無孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片。
優選的是，這些空心纖維膜片具有約為350微米至1450微米的外徑。
當這些空心纖維膜片是具有有孔的去皮內表面、有孔的外表面以及兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片、或者是具有有孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片時，優選的是，所述有孔的去皮表面氣孔的直徑為約為0.001微米到0.005微米。在去皮的表面中的氣孔最好面對液體流。
用於這些空心纖維膜片的適當材料包括全氟化的熱塑性聚合物，諸如是聚(四氟乙烯-共-全氟代(烷基乙烯基醚))(聚(PTFE-CO-PFVAE))、聚(四氟乙烯-共-六氟丙烯)(FEP)或者其摻混物，這是因為這些聚合物不會受到惡劣使用條件的不利影響。PFATeflon是聚(PTFE-CO-PFVAE)的例子，其中所述烷基主要或者完全是丙基。FEP Teflon是聚(FEP)的例子。這兩者都是由DuPont製造的。NeoflonTMPFA(大金工業)是類似於DuPont的PFA Teflon的聚合物。在第5,463,006號美國專利中描述了其中烷基主要是甲基的聚(PTFE-CO-PFVAE)，將該篇申請的內容在此引入，以供參考。優選的聚合物是Hyflon聚(PTFE-CO-PFVAE)620，可從Ausimont美國公司，Thorofare，N.J.獲得，在第6,582,496和4,902,456號美國專利中公開了把這些聚合物形成為空心纖維膜片的方法，將這些申請的內容在此引入，以供參考。
罐裝是在每一纖維周圍形成具有不透液體的密封件的管狀薄片的工藝。所述管狀薄片或者罐(pot)把補溼器的內部與外界分離。所述罐被熱結合至殼體容器，以便產生單一的末端結構。當把纖維和罐被結合至殼體以便形成單個實體時，可獲得單一末端結構，其中所述單個實體只包括全氟化的熱塑材料。單一的末端結構包括在一罐裝末端中被圍繞的纖維束部分、所述罐和全氟化的熱塑殼體的末端部分，其內表面與罐相對應並結合至其。通過形成單一的結構，產生了更加穩固的補溼器，在捕集器和殼體的接口處不太可能洩漏或者破裂。此外，形成單一的末端結構不需要使用粘合劑來將纖維結合就位，所述粘合劑諸如是環氧樹脂。這種粘合劑通常包括揮發性烴，其汙染流經所述補溼器的吹掃氣流。例如，使用由Perma Pure銷售的Liqui-cel補溼器溼潤的吹掃氣體明顯有環氧樹脂的氣味，這清楚地表明在吹掃氣體中存在不合格的烴含量，可能在萬分之幾。罐裝和粘結工藝是1999年1月29日提出的第60/117,853號美國申請中描述的方法所採用的，並且是第6,582,496號美國專利中公開的，將這些教示引入於此，以供參考。空心纖維膜片的纖維束最好如此來製備，以至於使纖維束的第一和第二末端以不透液體的全氟化的熱塑密封件來罐裝，由此形成單個的單一末端結構，所述單一的末端結構包括具有環繞的全氟化的熱塑殼體的第一和第二末端，其中這些末端的纖維分別對液體流開放。
吹掃氣體混合物提供系統通常能夠以至少約為30標準公升/分鐘的吹洗氣流速率和至少約為90℃的溫度來操作。當把加熱的水在補溼器中被使用時，水溫最好至少是30℃，即至少約為35℃，諸如至少約為50℃或者至少約為60℃。吹掃氣體通過補溼器的流速通常至少約為20標準公升每分鐘(slm)，例如，至少約為60slm。
排出本發明優選補溼器的吹掃氣體混合物(溼潤的吹掃氣體)最好可以具有至少約為20％的相對溼度。至少約為50％或者約為100％的更高相對溼度值(以產生基本上飽和的吹掃氣體)也是可能的，這取決於操作補溼器的條件。例如，通過延長吹掃氣體停留在補溼器的時間(例如，通過降低流速或者增加補溼器大小)或者加熱補溼器或者至少補溼器中的水來達到更高穩定的相對溼度值。穿過膜片的氣體壓力和水流可以進一步通過一質量流量控制器來控制。特別的是，降低吹掃氣體的壓力會導致吹掃氣體溼度的增加。當吹掃氣體壓力減少時，減少了加熱水以便獲得高相對溼度的需要。
如同圖4中示出的補溼器一樣，圖5的補溼器裝置可以裝備有控制裝置，經由所述控制裝置，吹掃氣體混合物中水分量可以被控制。所述控制裝置與溼度控制接觸連接以便連接至控制閥，經由所述控制閥，提供至混合室的未溼潤的吹掃氣體(例如直接來自吹掃氣體源)的流速可以被控制，其中所述混合室具有排出圖5補溼器的溼潤的吹掃氣體。
有益的是，本發明的吹掃氣體混合物生成器以足以基本上去除化合物的溫度被加熱足夠長的時間，其中所述化合物在約為100℃或者更低的溫度揮發。這種允許它們用於需要無汙染物氣體的應用中。為了本發明，把吹掃氣體定義為具有不大於十億分之一的汙染物水平的氣體或者氣體混合物。吹掃氣體包括諸如氮和氬的惰性氣體，以及諸如壓縮的乾燥空氣和清潔的乾燥氣體之類的含氧氣體。相對於預定的應用來確定適當的吹掃氣體，如此使得諸如氧的非惰性氣體在某些用途中不是汙染物，但是在其它用途中是汙染物。優選的是，吹掃氣體混合物生成器(和補溼器)不會把汙染物引入吹掃氣體。例如，包含不大於約為1ppb(或者約為100ppt)的汙染物的吹掃氣體、作為包含不大於約為1ppb(或者100ppt)的汙染物的溼潤的吹掃氣體排出所述補溼器。已經發現本發明的具體的補溼器(參見示例1)能夠使吹掃氣體溼潤，如此使得汙染物水平仍然小於1ppt。
用於本發明水源的水最好是UHP水(例如，Millipore MilliQ水)，這種水是被蒸餾並且過濾的。
範例示例1MykrolispHasor II的膜片接觸器對於非甲烷烴類和含硫化合物的釋放進行了測試。沒有釋放汙染物的膜片接觸器可以用於向XCDA氣流(小於1ppt)的烴和含硫化合物)添加水分。
所述pHasor II被清潔以便去除揮發性化合物。圖6表示用於測量來自pHasor II的溼潤的吹掃氣體中的汙染物的實驗設備。使用壓力調節器來保持質量流量控制器(MFC)上遊的氣體壓力。使用MFC來維持空氣通過pHasor II的腔管側的流速。使用淨化器來從pHasor II上遊的氣體中去除汙染物以便產生XCDA吹掃氣體。使用pHasor II上遊的壓力計來監控入口壓力。使用反壓力調節器來維持pHasor II的出口壓力。pHasor II的外殼側不會充滿水。在此測試期間，由於高濃度的水分將使檢測器不穩定，所以把水從pHasor II中去除。使用具有火焰電離檢測器和脈衝火焰光度檢測器(GC/FID/PFPD)的氣相色譜法來測量pHasor II的排出流中的烴和含硫化合物的濃度。使用冷阱方法來濃縮烴和含硫化合物，由此把較低的檢測極限縮減為1ppt濃度水平。
圖7表示使用GC/FID的小於1ppt的烴汙染物的清楚背景讀數。圖8表示pHasor II下遊的GC/FID讀數。如圖所示，兩個讀數基本上相同。因此，當XCDA流經pHasor II時，小於1ppt的烴汙染濃度被維持。
圖9表示使用GC/PFPD的小於1ppt的硫汙染物的清楚背景讀數。圖10表示pHasor II下遊的GC/PFPD讀數。如圖所示，兩個讀數基本上相同。因此，當XCDA流經pHasor II時，小於1ppt的硫汙染濃度被維持。
pHasor II的排出流包含小於1ppt的非甲烷烴和小於1ppt的含硫化合物。因此，所述pHasor II可以用在淨化器的下行流，而不會影響XCDA吹掃氣體的整體性。
示例2使用Mykrolis pHasor II膜片接觸器來利用改變的水溫、CDA流速和CDA壓力使清潔的乾燥空氣(CDA)溼潤。對於所有實驗來說，所述pHasor II被清潔以便去除揮發性化合物。使用MFC來維持空氣通過pHasor II的腔管側的流速。在pHasor II的外殼側使用去離子水，其利用熱交換器被加熱。利用位於pHasor出口側上的調節器來控制水流。在pHasor II的進口和出口側上測量水溫，並且在pHasor II的出口側上測量吹掃氣體壓力、溫度和相對溼度。
在第一個實驗中，水的溫度因CDA流速的不同而改變。用於此實驗的CDA具有20磅/平方英寸(psi)的反壓、19℃的初始溫度和6％的相對溼度。放置(house)的去離子水以160毫升/分鐘(mL/min)的速率流經pHasor II。表1-3中示出了第一個實驗的結果表1 具有40slm流速的CDA的加溼

表2 具有70slm流速的CDA的加溼

表3 具有100slm流速的CDA的加溼

在第二個實驗中，在pHasor II中的CDA的反壓被改變。用於此實驗的CDA具有19℃的初始溫度和1％的相對溼度。放置的去離子水被加熱至35℃並且以156mL/min的速率流經pHasor II。表4-6中示出了第二個實驗的結果表4 具有50slm流速的CDA的加溼

表5 具有70slm流速的CDA的加溼

表6 具有100slm流速的CDA的加溼

第一個實驗表明吹掃氣體的溼潤性隨著水溫的增加而增加。當水溫是30℃或者更高時，可以觀察到CDA相對溼度方面的增加最顯著。在小於30℃的溫度時，水溫對溼潤性的影響較小。
第二實驗表明當膜片接觸器中吹掃氣體的反壓減小時，吹掃氣體更加快速地水分飽和。此影響在測試的壓力範圍之上大致是線性的。
雖然已經參照本發明的優選實施例具體示出並且描述了本發明，但是本領域技術人員應該理解的是，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對其做出形式上以及細節上的各種改變，本發明的範圍由所附的權利要求書確定。
權利要求
1.一種吹掃氣體混合物提供系統，包括吹掃氣體源；水源；以及吹掃氣體混合物生成器，包括用於向吹掃氣體添加水分的補溼器，其中所述補溼器包括包含吹掃氣流的第一區域以及包含水的第二區域，其中第一和第二區域通過透氣膜片分離，所述透氣膜片基本上可抵抗液體侵入。
2.如權利要求1所述的提供系統，其中所述膜片由熱塑性聚合物組成。
3.如權利要求1所述的提供系統，其中所述膜片由全氟化的聚合物組成。
4.如權利要求3所述的提供系統，其中所述全氟化的聚合物是聚四氟乙烯。
5.如權利要求1所述的提供系統，其中所述膜片形成空心纖維，並且其中第一和第二區域的其中一個在所述纖維之內，而第一和第二區域的另一個在纖維外部。
6.如權利要求5所述的提供系統，其中所述補溼器包括a)一束多個透氣的空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，所述膜片具有外表面和內表面，所述內表面包括第一和第二區域的其中一個；b)利用不透液體的密封件罐裝的所述纖維束的每一末端形成了具有環繞的殼體的末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁定義所述內壁和空心纖維膜片之間的第一和第二區域的另一個；d)所述殼體具有吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口，其中所述吹掃氣體進氣口與吹掃氣體源相連；並且e)所述殼體具有進水口和出水口，其中進水口與水源相連，吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連而且出水口與纖維束的第二末端相連，並且其中所述吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分。
7.一種吹掃氣體混合物提供系統，包括吹掃氣體源；水源；以及吹掃氣體混合物生成器，包括用於向吹掃氣體添加水分的補溼器，其中所述補溼器包括a)一束多個全氟化的透氣熱塑空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，所述膜片具有外表面和內表面，所述內表面包括腔管；b)利用不透液體的全氟化的熱塑密封件罐裝的所述纖維束的每一末端形成了具有環繞的全氟化的熱塑殼體的單一末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定內壁和空心纖維膜片之間的液體流量；d)所述殼體具有吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口，其中所述吹掃氣體進口與吹掃氣體源相連；並且e)所述殼體具有進水口和出水口，其中所述進水口與水源相連，吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連而且出水口與纖維束的第二末端相連，並且其中所述吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分。
8.如權利要求7所述的提供系統，還包括用於水的加熱裝置。
9.如權利要求7所述的提供系統，其中所述吹掃氣體源包括淨化裝置。
10.如權利要求9所述的提供系統，其中所述淨化裝置是可再生的。
11.如權利要求10所述的提供系統，其中所述吹掃氣體源包括兩個淨化裝置，並且其中所述淨化裝置並聯連接。
12.如權利要求7所述的提供系統，其中所述空心纖維膜片是從包括如下內容的組中選擇的a)具有有孔的去皮內表面、有孔的外表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；b)具有無孔的去皮內表面、有孔的外表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；c)具有有孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；以及d)具有無孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片。
13.如權利要求12所述的提供系統，其中所述空心纖維膜片的外徑大約為350微米至1450微米。
14.如權利要求12所述的提供系統，其中所述空心纖維膜片是具有有孔的去皮內表面、有孔的外表面以及兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；或者是具有有孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；並且所述有孔的去皮表面氣孔的直徑約為0.001微米到0.005微米。
15.如權利要求7所述的提供系統，其中所述纖維束的第一和第二末端利用不透液體的全氟化的熱塑密封件被罐裝，由此形成單個的單一末端結構，所述單一的末端結構包括具有環繞的全氟化的熱塑殼體的第一和第二末端，其中這些末端的纖維對液體流獨立地開放。
16.如權利要求7所述的提供系統，其中所述提供系統能夠以每分鐘至少約為30標準公升的吹洗氣流速率和至少約90℃的溫度來操作。
17.如權利要求7所述的提供系統，其中所述吹掃氣體混合物生成器以足以基本上去除化合物的溫度被加熱足夠長的時間，其中所述化合物在約為100℃或者更低的溫度時揮發。
18.一種使吹掃氣體溼潤的方法，包括使吹掃氣體通過補溼器持續足以使吹掃氣體溼潤的時間周期，其中所述補溼器包括包含吹洗氣流的第一區域以及包含水的第二區域，其中第一和第二區域通過透氣膜片分離，所述透氣膜片基本上可以抵抗液體侵入。
19.如權利要求18所述的方法，其中所述膜片由熱塑性聚合物組成。
20.如權利要求18所述的方法，其中所述膜片由全氟化的聚合物組成。
21.如權利要求20所述的方法，其中所述全氟化的聚合物是聚四氟乙烯。
22.如權利要求18所述的方法，其中所述膜片形成空心纖維，並且其中第一和第二區域的其中一個在所述纖維之內，而第一和第二區域的另一個在纖維外部。
23.如權利要求22所述的方法，其中所述補溼器包括a)一束多個透氣的空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，所述膜片具有外表面和內表面，所述內表面包括第一和第二區域中的一個；b)利用不透液體的密封件罐裝的所述纖維束的每一末端形成了具有環繞的殼體的末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定所述內壁和空心纖維膜片之間的第一和第二區域中的另一個；d)所述殼體具有吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口，其中所述吹掃氣體進口與吹掃氣體源相連；並且e)所述殼體具有進水口和出水口，其中所述進水口與水源相連，吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連而且出水口與纖維束的第二末端相連。
24.一種用於使吹掃氣體溼潤的方法，包括使吹掃氣體通過一補溼器持續足以使吹掃氣體溼潤的時間周期，其中所述補溼器包括a)一束多個全氟化的熱塑空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，所述膜片具有外表面和內表面，所述內表面包括腔管；b)利用不透液體的全氟化的熱塑密封件罐裝的所述纖維束的每一末端形成了具有環繞的全氟化的熱塑殼體的單一末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定內壁和空心纖維膜片之間的液體流量；d)所述殼體具有與吹掃氣體源相連的吹掃氣體進口和吹掃氣體出口；並且e)所述殼體具有與水源相連的進水口和出水口，其中吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連，並且吹掃氣體出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連，而且出水口與纖維束的第二末端相連，由此獲得溼潤的吹掃氣體。
25.如權利要求24所述的方法，其中在進入補溼器的過程中或者在此之前對水進行加熱。
26.如權利要求24所述的方法，其中所述吹掃氣體源包括淨化裝置。
27.如權利要求26所述的方法，其中所述淨化裝置是可再生的。
28.如權利要求27所述的方法，其中所述吹掃氣體源包括第一和第二淨化裝置，並且其中所述淨化裝置並聯連接。
29.如權利要求28所述的方法，其中所述吹掃氣體由第一或者第二淨化裝置來淨化，並且其中另一個淨化裝置被再生。
30.如權利要求24所述的方法，其中所述空心纖維膜片是從包括如下內容的組中選擇的a)具有有孔的去皮內表面、有孔的外表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；b)具有無孔的去皮內表面、有孔的外表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；c)具有有孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；以及d)具有無孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片。
31.如權利要求30所述的方法，其中所述空心纖維膜片的外徑大約為350微米至1450微米。
32.如權利要求30所述的方法，其中所述空心纖維膜片是具有有孔的去皮內表面、有孔的外表面以及兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；或者是具有有孔的去皮外表面、有孔的內表面和兩者之間的有孔支架結構的空心纖維膜片；並且所述有孔的去皮表面氣孔的直徑約為0.001微米到約0.005微米。
33.如權利要求24所述的方法，其中所述纖維束的第一和第二末端利用不透液體的全氟化的熱塑密封件來罐裝，由此形成單個的單一末端結構，所述單一的末端結構包括具有環繞的全氟化的熱塑殼體的第一和第二末端，其中這些末端的纖維對液體流獨立地開放。
34.如權利要求24所述的方法，其中水的溫度至少約為30℃。
35.如權利要求34所述的方法，其中水的溫度至少約為50℃。
36.如權利要求24所述的方法，其中吹掃氣體的流速至少約為每分鐘20標準公升。
37.如權利要求36所述的方法，其中吹掃氣體的流速至少約為每分鐘60標準公升。
38.如權利要求24所述的方法，其中溼潤的吹掃氣體的相對溼度至少約為20％。
39.如權利要求38所述的方法，其中溼潤的吹掃氣體的相對溼度至少約為50％。
40.如權利要求39所述的方法，其中所述溼潤的吹掃氣體基本上是水分飽和的。
41.如權利要求24所述的方法，其中進入補溼器的吹掃氣體包括不大於約十億分之一(ppb)的汙染物，並且其中離開補溼器的溼潤的吹掃氣體包括不大於約十億分之一的汙染物。
42.如權利要求41所述的方法，其中進入補溼器的吹掃氣體包括不大於約100億分之一(ppt)的汙染物，並且其中離開補溼器的溼潤的吹掃氣體包括不大於約100億分之一的汙染物。
43.如權利要求42所述的方法，其中進入補溼器的吹掃氣體包括不大於約萬億分之一的汙染物，並且其中離開補溼器的溼潤的吹掃氣體包括不大於約萬億分之一的汙染物。
44.一種光刻投影設備，包括用於提供輻射的投影射束的照明器；用於支撐圖案形成裝置的支撐結構，所述圖案形成裝置用於依照所期望的圖案來使投影射束形成圖案；用於保持襯底的襯底臺；用於把已形成圖案的射束投影到襯底的目標部分上的投影系統；以及用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體的至少一個吹掃氣體提供系統，所述至少一個吹掃氣體提供系統包括吹掃氣體混合物生成器，包括用於向吹掃氣體添加水分的補溼器，其中所述補溼器包括包含吹掃氣流的第一區域以及包含水的第二區域，其中第一和第二區域通過透氣膜片而分離，所述透氣膜片基本上可抵抗液體侵入，所述吹掃氣體混合物生成器用於生成吹掃氣體混合物，其中所述吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分；以及吹掃氣體混合物出口，與吹掃氣體混合物生成器相連，用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體混合物。
45.一種光刻投影設備，包括用於提供輻射的投影射束的照明器；用於支撐圖案形成裝置的支撐結構，所述圖案形成裝置用於依照所期望的圖案來使投影射束形成圖案；用於保持襯底的襯底臺；用於把已形成圖案的射束投影到襯底的目標部分上的投影系統；以及用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體的至少一個吹掃氣體提供系統，所述至少一個吹掃氣體提供系統包括吹掃氣體混合物生成器，包括用於向吹掃氣體添加水分的補溼器，其中所述補溼器包括a)多個全氟化的熱塑空心纖維膜片束，具有第一末端和第二末端，所述膜片具有外表面和內表面，所述內表面包括腔管；b)利用不透液體的全氟化的熱塑密封件罐裝的所述纖維束的每一末端形成了具有環繞的全氟化的熱塑殼體的單一末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定內壁和空心纖維膜片之間的液體流量；d)所述殼體具有吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口，其中所述吹掃氣體進口與吹掃氣體源相連；並且e)所述殼體具有進水口和出水口，其中所述進水口與水源相連，吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連而且出水口與纖維束的第二末端相連，所述吹掃氣體混合物生成器用於生成吹掃氣體混合物，其中吹掃氣體混合物包括至少一種吹掃氣體和水分；以及吹掃氣體混合物出口，與吹掃氣體混合物生成器相連，用於向至少部分光刻投影設備提供吹掃氣體混合物。
46.一種用於向光刻投影設備的至少部分提供吹掃氣體的方法，所述光刻投影設備包括用於提供輻射的投影射束的照明器；用於支撐圖案形成裝置的支架，所述圖案形成裝置用於依照所期望的圖案來使投影射束形成圖案；用於保持襯底的襯底臺；以及用於把已形成圖案的射束投影到襯底的目標部分上的投影系統；所述方法包括如下步驟通過利用補溼器向吹掃氣體添加水分來生成吹掃氣體混合物，其包括至少一種吹掃氣體和水分，其中所述補溼器包括包含吹洗氣流的第一區域以及包含水分的第二區域，其中第一和第二區域通過透氣膜片來分離，所述透氣膜片基本上可抵抗液體侵入，並且向至少一部分光刻投影設備提供吹掃氣體混合物。
47.一種用於向光刻投影設備的至少部分提供吹掃氣體的方法，該設備包括用於提供輻射的投影射束的照明器；用於支撐圖案形成裝置的支架，所述圖案形成裝置用於依照所期望的圖案來使投影射束形成圖案；用於保持襯底的襯底臺；以及用於把已形成圖案的射束投影到襯底的目標部分上的投影系統；所述方法包括如下步驟通過利用補溼器向吹掃氣體添加水分來生成包括至少一種吹掃氣體和水分的吹掃氣體混合物，其中所述補溼器包括a)一束多個全氟化的熱塑空心纖維膜片，具有第一末端和第二末端，所述膜片具有外表面和內表面，所述內表面包括腔管；b)利用不透液體的全氟化的熱塑密封件罐裝的所述纖維束的每一末端形成了具有環繞的全氟化的熱塑殼體的單一末端結構，其中所述纖維末端對液體流開放；c)所述殼體具有內壁和外壁，其中內壁確定內壁和空心纖維膜片之間的液體流量；d)所述殼體具有吹掃氣體進口和吹掃氣體混合物出口，其中所述吹掃氣體進口與吹掃氣體源相連；並且e)所述殼體具有進水口和出水口，其中所述進水口與水源相連，吹掃氣體進口與纖維束的第一末端相連並且吹掃氣體混合物出口與纖維束的第二末端相連，或者所述進水口與纖維束的第一末端相連而且出水口與纖維束的第二末端相連，並且向至少一部分光刻投影設備提供吹掃氣體混合物。
全文摘要
光刻投影設備包括支架，所述支架用於支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置用於依照所期望的圖案來使投影射束形成圖案。所述設備具有用於保持襯底的襯底臺，所述投影系統用於把已形成圖案的射束投影到襯底的目標部分上。所述設備還具有吹掃氣體提供系統，用於在光刻投影設備的部件表面附近提供吹掃氣體。所述吹掃氣體提供系統包括吹掃氣體混合物生成器，用於生成包括至少一種吹掃氣體和水分的吹掃氣體混合物。所述吹掃氣體混合物生成器具有用於向吹掃氣體添加水分的補溼器，並且具有與所述吹掃氣體混合物生成器相連並且用於在表面附近提供吹掃氣體的吹掃氣體混合物出口。
文檔編號G02B27/00GK1826560SQ200480021018
公開日2006年8月30日 申請日期2004年7月21日 優先權日2003年7月21日
發明者拜平·S·佩爾科, 傑弗裡·J·施皮格爾曼, 羅伯特·S·澤勒, 拉塞爾·J·霍姆斯 申請人:安格斯公司