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CN110658691A - 极紫外辐射光源装置 - Google Patents

极紫外辐射光源装置 Download PDF

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CN110658691A CN201910537974.6A CN201910537974A CN110658691A CN 110658691 A CN110658691 A CN 110658691A CN 201910537974 A CN201910537974 A CN 201910537974A CN 110658691 A CN110658691 A CN 110658691A
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Abstract

一种耦合到用于处理极紫外辐射的腔室的装置，即极紫外辐射光源装置，其包括配置以将来自腔室的排气引导到燃烧区域中的气体入口。燃烧区域被配置以无焰地点燃排气。空气入口被配置以将空气和燃料的混合物引导到燃烧区域中。控制阀被配置以改变从燃烧区域排出的流体体积。控制器被配置以控制控制阀以防止燃烧区域内的压力超过预设压力值。

Description

极紫外辐射光源装置
技术领域
本揭示案一般涉及用于产生极紫外辐射(extreme ultraviolet radiation)的装置，并且更具体地涉及用于维持产生极紫外辐射的腔室的排气压力的方法和装置。
背景技术
极紫外光微影是用于制造具有更小特征尺寸的集成电路(integrated circuits,IC)的最有远景的技术之一。产生极紫外辐射的其中一种方法是激光激发电浆，其中使用诸如二氧化碳激光的高强度激光束在腔室中将诸如锡的微小金属液滴加热到非常高的温度。热量使锡原子电离形成锡电浆，其在回到基态时辐射出极紫外线。此过程会产生金属颗粒，其可能污染腔室内部的光学元件也可能污染极紫外辐射将被引导到的腔室外部的光学元件。减少金属蒸汽污染的一种方法是透过将诸如氢气的气体引入腔室中以减少金属颗粒，并将它们转化成可透过腔室排气口除去的气态物质。
发明内容
依据本揭示案的部分实施例，提供一种极紫外辐射光源装置，用于处理来自处理极紫外辐射的腔室的排气。极紫外辐射光源装置包括气体入口、空气入口、控制阀以及控制器。气体入口配置以将来自腔室的排气引导到燃烧区域中。燃烧区配置以无焰地点燃排气。空气入口配置以将空气和燃料的混合物引导到燃烧区域中。控制阀配置以改变从燃烧区域排出的流体体积。控制器配置以控制控制阀，以防止燃烧区域内的压力超过预设压力值。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本揭示案。需要强调的是，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制，仅用于说明目的。实际上，为了清楚地讨论，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。
图1是根据本揭示案的一些实施例配置的具有激光激发电浆(laser producedplasma,LPP)极紫外辐射光源的极紫外光微影系统的示意图；
图2绘示用于处理来自处理极紫外辐射的腔室的排气的示例性装置的示意图；
图3A和图3B绘示根据一个实施例的示例性燃烧器及其功能；
图4A示意性地绘示根据一个实施例中用于维持燃烧器内的压力以防止未燃烧的氢气离开燃烧器的机构；
图4B示意性地绘示根据另一实施例中用于维持燃烧器内的压力以防止未燃烧的氢气离开燃烧器的机构；
图5A绘示根据一些实施例中示例性流量调节器的实施例；
图5B、图5C、图5D和图5E绘示根据本揭示案的一些实施例中用于控制从燃烧器排出的流体体积的控制阀的各种实施例；
图6绘示根据本揭示案的实施例从处理极紫外辐射的腔室中移除排气的方法的流程图。
【符号说明】
1：燃烧器
2：冷却器
3：淬火喷雾
4：排水槽
5：逆流塔
6：旋风除雾器
7、8、502：信号
10：多孔陶瓷基质
11：空气入口
12：燃烧室
13：空气和燃料的混合物
14：陶瓷内壁
15：排气入口
16：边界
17、140：出口
18：燃烧区域
19：外壁
31：压力感测器
32：控制器
33：控制阀
33A、33B：盘
34：致动器
35：调节器
100：极紫外辐射光源装置
105：腔室
110：收集器
115：目标液滴产生器
120：液滴捕集器
130：第一缓冲气体供应源
135：第二缓冲气体供应源
200：曝光工具
202：垂直方向
300：激发激光光源装置
310：激光产生器
320：激光引导光学元件
330：聚焦装置
500：极紫外腔室
504：气体
505：可变孔径阀
510：质量流量计
520：蝶形阀
550：直列式闸阀
S601、S602、S603、S604：步骤
BF：底板
DP：目标液滴
MF：主地板
ZE：激发区域
EUV：极紫外光微影
DP1、DP2：阻尼器
LR1、LR2：激光
PP1、PP2：基座板
具体实施方式
以下公开内容提供了用于实现所提供主题的不同特征的许多不同实施例或示例。以下描述元件和配置的具体示例以简化本揭示案。当然，这些仅仅是示例，而不是限制性的。例如，在以下描述中，在第二特征之上或上方形成第一特征可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本揭示案可以在各种示例中重复参考数字和/或文字。此重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，这里可以使用空间相对术语，例如“在...下方”、“在...下面”、“低于”、“在...上方”、“在...上面”等，以便于描述一个元件或特征与如图所示的另一个元件或特征的关系。除了图中所示的取向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的不同取向。装置/设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位)，并且同样可以相应地解释在此使用的空间相对描述符号。另外，术语“由...制成”可以表示“包含”或“由...组成”。在本揭示案中，措辞“A、B和C之一”表示“A、B和/或C”(A、B、C、A和B、A和C、B和C、或A、B和C)，除非另有说明，否则并不意味着来自A的一种元素、来自B的一种元素和来自C的一种元素。
虽然将本揭示案的方法绘示并描述为一系列步骤或事件，但是应当理解，这些步骤或事件的所示顺序不应被解释为限制意义。例如，一些步骤可以以不同的顺序发生和/或与除了这里绘示和/或描述的步骤或事件之外的其他步骤或事件同时发生。另外，可能不需要所有绘示的步骤来实现本文描述的一个或多个方面的实施例。此外，本文描绘的一个或多个步骤可以在一个或多个单独的步骤和/或阶段中执行。
本揭示案涉及用于产生极紫外辐射的设备和方法。特别地，本揭示案的实施例涉及控制流过极紫外辐射光源的腔室的氢气流，使得可以保持安全的操作条件而不必关闭极紫外辐射光源。本揭示案的方法和装置透过控制从腔室泵出的氢气燃烧产生的排气速率，在腔室中提供更稳定的氢气压力。透过改进对氢气流速的控制，防止了光源关闭，从而提高了极紫外光微影工具的产量，并且节省了与重新启动极紫外光微影工具相关的费用。
图1是极紫外光微影系统的示意图。极紫外光微影系统包括产生极紫外光的极紫外辐射光源装置100、曝光工具200(例如，扫描器)以及激发激光光源装置300。如图1所示，在一些实施例中，极紫外辐射光源装置100和曝光工具200安装在无尘室的主地板MF上，而激发激光光源装置300安装在位于主地板下方的底板BF中。极紫外辐射光源装置100和曝光工具200分别透过阻尼器DP1和DP2放置在基座板PP1和PP2上。极紫外辐射光源装置100和曝光工具200透过耦合机构彼此耦合，耦合机构可包括聚焦单元(focusing unit)。
光微影系统是设计用于透过极紫外光(或极紫外辐射)曝光光阻层的极紫外光微影系统。光阻层是对极紫外光敏感的材料。极紫外光微影系统采用极紫外辐射光源装置100产生极紫外光，例如波长范围在约1nm和约100nm之间的极紫外光。在一个特定示例中，极紫外辐射光源装置100产生具有以约13.5nm为中心的波长的极紫外光。在本实施例中，极紫外辐射光源装置100利用激光激发电浆的机制来产生极紫外辐射。
曝光工具200包括各种反射光学元件(例如，凸/凹/平面镜)、遮罩保持机构(其包括遮罩台)，以及晶片保持机构。由极紫外辐射光源装置100产生的极紫外辐射极紫外线由反射光学元件引导到固定在遮罩台上的遮罩上。在一些实施例中，遮罩台包括静电卡盘(electrostatic chuck)以固定遮罩。由于气体分子吸收极紫外光，因此用于极紫外光微影图案化的光微影系统保持在真空或低压环境中以避免极紫外线强度的损失。
在本揭示案中，可互换地使用遮罩、光罩和遮罩板等术语。在本实施例中，遮罩是反射的遮罩。遮罩的一个示例性结构包括具有合适材料(例如，低热膨胀材料或熔融石英)的基板。在各种示例中，此材料包括二氧化钛(TiO2)掺杂的二氧化硅(SiO2)，或具有低热膨胀的其他合适材料。遮罩包括沉积在基板上的多个反射多层。多个反射多层包括多个膜对(film pair)，例如钼－硅(Mo/Si)膜对(例如，钼层在每个膜对的硅层的上方或下方)。或者，多个反射多层可包括钼－铍(Mo/Be)膜对，或者配置为可高度反射极紫外光的其他合适材料。遮罩还可以包括设置在多个反射多层上用于保护的覆盖层(例如，钌(Ru))。遮罩还包括沉积在多个反射多层上的吸收层(例如，氮化硼钽(TaBN)层)。图案化吸收层以定义集成电路的层。或者，可以在多个反射多层上沉积另一个反射层，并将其图案化以定义集成电路的层，从而形成极紫外相移遮罩(extreme ultraviolet phase shift mask)。
曝光工具200包括投影光学模块，用于将遮罩的图案成像到半导体基板上，其中半导体基板上涂有光阻并且固定在曝光工具200的基板台上。投影光学模块通常包括反射光学元件。从遮罩(其具有定义在遮罩上的图案的图像)射出的极紫外辐射(极紫外光)被投影光学模块收集，从而在光阻上形成图像。
在本实施例中，半导体基板是半导体晶片(例如，硅晶片或待图案化的其他类型的晶片)。在本实施例中，半导体基板上涂覆有对极紫外光敏感的光阻层。各种元件(包括上述那些元件)结合在一起并且可操作以执行光微影曝光过程。
光微影系统还可以包括其他模块或可以与其他模块结合(或与其耦合)。
如图1所示，极紫外辐射光源装置100包括由腔室105包围的目标液滴产生器115和激光激发电浆收集器110。目标液滴产生器115产生多个目标液滴DP。在一些实施例中，目标液滴DP是锡(Sn)液滴。在一些实施例中，锡液滴各自具有约30微米(μm)的直径。在一些实施例中，锡液滴DP以约50滴/秒的速率产生，并以约70米/秒(m/s)的速度被引入激发区域ZE。目标液滴也可使用其他材料，例如含锡液体材料(例如，含锡或锂(Li)的共晶合金)。
由激发激光光源装置300产生的激发激光LR2是脉冲激光。在一些实施例中，激发层包括预热激光和主激光。预热激光脉冲用于加热(或预热)目标液滴以产生低密度目标卷流(target plume)，其随后被主激光脉冲加热(或再加热)，以产生更多的极紫外光发射。
在各种实施例中，预热激光脉冲具有约100μm或更小的光斑尺寸(spot size)，并且主激光脉冲具有约200μm至300μm的光斑尺寸。
激光LR2由激发激光光源装置300产生。激发激光光源装置300可包括激光产生器310、激光引导光学元件320和聚焦装置330。在一些实施例中，激光产生器310包括二氧化碳(CO2)或钕掺杂的钇铝石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet(Nd：YAG))激光源。由激光产生器310产生的激光LR1由激光引导光学元件320引导并透过聚焦装置330聚焦到激发激光LR2中，然后被引入到极紫外辐射光源装置100中。
激光LR2透过窗口(或透镜)被引导进入激发区域ZE。窗口采用对激光束基本上透明的合适材料。脉冲激光的产生与目标液滴的产生同步。当目标液滴移动穿过激发区域时，预脉冲加热目标液滴并将它们转换成低密度目标卷流(target plume)。控制预脉冲和主脉冲之间的延迟以允许目标卷流的形成并允许其扩展到最佳尺寸和几何形状。当主脉冲加热目标卷流时将产生高温电浆。电浆发射由收集器110收集的极紫外辐射极紫外线。收集器110进一步反射和聚焦极紫外辐射以用于光微影曝光制程。在一些实施例中，液滴捕集器120安装在目标液滴产生器115的对面。液滴捕集器120用于捕获过量的目标液滴。例如，激光脉冲可能会故意错过一些目标液滴。
将收集器110设计成具有适当的涂层材料和形状，以用作极紫外收集、反射和聚焦的镜子。在一些实施例中，将收集器110设计成椭圆形的几何形状。在一些实施例中，收集器110的涂层材料类似于极紫外遮罩的反射多层。在一些示例中，收集器110的涂层材料包括多个反射多层(例如，多个钼/硅(Mo/Si)膜对)，并且还可以包括涂覆在多个反射多层上以基本上反射极紫外光的覆盖层(例如，钌(Ru))。在一些实施例中，收集器110可以进一步包括光栅结构，此光栅结构被设计成有效地散射被引导到收集器110上的激光束。例如，将氮化硅层涂覆在收集器110上并将其图案化以使其具有光栅图案。
在这种极紫外辐射光源装置中，由激光应用产生的电浆会产生物理性碎屑(例如，液滴的离子、气体和原子)以及所需的极紫外辐射。有必要防止材料积聚在收集器110上，并且有必要防止物理性碎屑离开腔室105并进入曝光工具200。
如图1所示，在本实施例中，透过收集器110中的孔从第一缓冲气体供应源130供应缓冲气体，其中脉冲激光透过此孔被输送到锡液滴。在一些实施例中，缓冲气体是氢气(H2)、氦气(He)、氩气(Ar)、氮气(N)或另一种惰性气体。在一些实施例中，使用氢气(H2)，因为透过电离缓冲气体产生的H基团可用于清洁目的。也可以透过一个或多个第二缓冲气体供应源135向收集器110和/或收集器110的边缘提供缓冲气体。此外，腔室105包括一个或多个气体出口140，使得缓冲气体在可排到腔室105外面。
氢气对极紫外辐射具有低吸收。到达收集器110的涂层表面的氢气与液滴的金属发生化学反应并形成氢化物(例如，金属氢化物)。当使用锡(Sn)作为液滴时会形成甲锡烷(SnH4)，其是极紫外线生成过程的气态副产物。接着，气态甲锡烷(SnH4)会透过出口140被泵出。然而，在大多数情况下，泵入腔室的氢气量远远超过与锡结合的量。因此，透过出口140泵出的气体主要含有需要安全处理的氢气。处理氢气的方法之一是将其燃烧，以便将其转化为之后可以安全地处理的水。
图2绘示根据本揭示案实施例中用于处理来自处理极紫外辐射的腔室的排气的装置的示意图。图2所示的装置包括燃烧器1(例如，如图3A所示的辐射燃烧器)，其用于无焰地燃烧包括氢气的排气。在一些实施例中，排气包括气态锡和/或甲锡烷。在一个实施例中，将来自腔室的排气垂直向下引导到燃烧器1中。由燃烧器1排出的气体(包括水蒸气)在冷却器2中用溢流水冷却(例如，在Weir冷却器中)，以确保在冷却燃烧器1排出的气体之后没有固体颗粒残留在冷却器中。在一些实施例中，图2绘示沿垂直(重力)方向202的装置的元件(燃烧器1、冷却器2、淬火喷雾(quench spray)3、排水槽4、逆流塔(counter-current tower)5和旋风除雾器(cyclone mist remover)6)的相对位置。在部分实施例中，装置的元件配置在不同的结构中。
此装置还包括淬火喷雾3，以用于有效地去除在冷却器2中冷却从燃烧器1排出的气体之后形成的任何固体粉末。在一个实施例中，淬火喷雾3包括具有高流速(例如，10升/分钟、15升/分钟、20升/分钟或更高)的水喷雾。在一个实施例中，淬火喷雾3包括大量喷射，以产生高速流动的水滴(或其他合适的液体的微滴)，以去除可能粘附到装置的管壁上的任何残留的固体颗粒。
淬火喷雾3排入具有湍流水流的排水槽4中，以确保没有沉淀。留在排水槽4中的任何气态物质(例如，未溶解的氢气和/或未固化的和未溶解的甲锡烷)被向上引导到逆流塔5中以酸去除。
逆流塔5接收来自排水槽4的气体。以逆流方式，旋风除雾器6将高速空气引入逆流塔5中。在逆流塔5中，来自旋风除雾器6的空气和来自排水槽4的气体混合并与酸反应以溶解来自排水槽4的气体中剩余的任何颗粒物质。在与酸接触时，颗粒物质会溶解并落回进入排水槽4内，其中在排水槽4内的颗粒物质会被水稀释并被湍流水流除去。
图3A和图3B绘示根据一个实施例的示例性燃烧器及其功能。在一些实施例中，燃烧器1包括燃烧室12、排气入口15(其中来自极紫外室的排气由排气入口15被引入燃烧器1)、空气入口11(其中空气/燃料混合物从空气入口11被引入燃烧器1)、出口17(其中燃烧产物从燃烧器1的出口17排出)，以及多孔陶瓷基质10。在各种实施例中，燃料是天然气(即，甲烷)、丁烷、丙烷或任何其它合适的可燃物。在一些实施例中，在从空气入口11进入燃烧室12之后，空气和燃料的混合物13经过多孔陶瓷基质10并进入多孔陶瓷基质10。
尽管未在图3A中明确示出，在一个实施例中，燃烧室12具有双壁结构(例如，具有陶瓷内壁14和不锈钢外壁19)。在一些实施例中，外壁19保持在相对低的温度(例如，低于40℃)。在一个实施例中，使用主动冷却机构(例如，通过提供具有沿着外壁表面流动的冷水的热交换管的水冷却)来维持外壁19的温度。
在一个实施例中，空气入口11将一定体积的空气和燃料引导到燃烧室12中。允许进入燃烧室12的空气和燃料的体积取决于透过排气入口15流入燃烧室12的氢气量。因此，在一个实施例中，空气入口11包括一个或多个质量流量控制器(mass flow controller)，以用于控制进入燃烧室12的空气和燃料的流速。在一些实施例中，质量流量控制器还控制进入燃烧室12的空气体积与燃料体积的比例，以确保从排气入口15进入燃烧室12的排气完全氧化。因此，如果从排气入口15进入燃烧室12的排气量增加(例如，当极紫外源以高功率运行时)，则进入燃烧室12的空气和燃料的量和流速增加。
在一些实施例中，将排气入口15设计成防止在极紫外室中的排气的回闪点火(flashback ignition)(例如，由于流过排气入口15的排气的流速太低，因此在燃烧室12中产生的火焰行进到排气入口15)。这种回闪点火会对极紫外室中的设备造成严重的损坏，因而造成大量的经济损失。因此，需要非常小心以避免这种回闪点火。实现此目的的一种方法是确保透过排气入口15进入燃烧室12的排气的一定的最小流速。实现这一点的其它方法包括，例如在燃烧室12中的排气的无焰燃烧、将燃烧室12中的压力保持在某一阈值以下、确保排气的完全氧化或其任何组合。
在一个实施例中，多孔陶瓷基质10设置在燃烧室12中，使得在多孔陶瓷基质10和燃烧室12的内壁之间留有气隙。此气隙使得来自燃烧室12内和多孔陶瓷基质10周围的各种气体(即，来自极紫外室的排气、空气、燃料和燃烧产物)能够畅通无阻地流动。
如图3B所示，将多孔陶瓷基质10设计成无火地点燃来自的排气入口15的极紫外室的排气(其主要包括氢气)。限制的辐射燃烧区域18可以形成在多孔陶瓷基质10的内部，其维持在高的温度(例如，700℃至800℃)。多孔陶瓷基质10的高温导致各种气体(即，排气、空气和燃料)在穿过多孔陶瓷基质10的孔时彼此反应。不希望受理论束缚，透过防止由膨胀而产生的燃烧产物形成火焰，孔内的受限空间导致排气的无焰燃烧。此外，由于排气(例如，氢气)、空气和燃料之间的反应是放热反应，因此在一些实施例中不需要额外的加热机制来维持多孔陶瓷基质10的温度。在一些实施例中，空气和燃料混合物在具有包括燃烧区域18的边界16的多孔陶瓷基质10的区域内被点燃。
排气中的氢气与空气中的氧气结合以在燃烧区域中产生水蒸气。如本文其他地方所述，水蒸气和其他燃烧产物(例如氧化锡、二氧化碳等)被引导到冷却器2中。
为了有效地从排气中除去和破坏氢气，需要接近完全地燃烧氢气。换句话说，从安全角度来看，希望避免任何未燃烧的氢气进入冷却器2。为此，需要根据离开极紫外室的排气的流速来调节透过空气入口11(燃料入口)进入燃烧器1的空气/燃料混合物的体积。在一些实施例中，来自极紫外室的排气流速在约10slm至约400slm的范围内。然而，当极紫外室以高功率运作时，氢气的流速可超过400slm。在这种情况下，进入燃烧器1的空气/燃料混合物的体积可能很大，从而增加燃烧器1中的压力。作为一种本质的安全机制，如果确定不能有效地去除和处置离开极紫外室的氢气(如果燃烧器1内的压力增加超过特定阈值，则可能发生这种情况)，则极紫外工具会切断氢气的流动(从而关闭工具本身)。
因此，期望确保燃烧器1内的压力保持在特定阈值以下。例如，在一些实施例中，希望将压力保持在一定范围内(例如，在约0.2千帕(kPa)至约1.2kPa的范围内)，以确保有效地和完全地燃烧氢气而不触发极紫外工具的安全机制。
图4A示意性地绘示根据一个实施例中用于维持燃烧器1内的压力以防止未燃烧的氢气离开燃烧器1的机构。在一个实施例中，此机构是流量调节器35，其包括可变开口控制阀，此可变开口控制阀耦合在排水槽4的出口处，以用于控制流出燃烧器1的气体流速。在一些实施例中，流量调节器35包括用于打开、关闭和调节控制阀的致动器。在图5A至图5E中描述流量调节器35。流量调节器35由控制器32控制，控制器32从压力感测器31接收与燃烧器1中的压力成比例的信号(例如，电压或电流)。例如，在一个实施例中，控制器32接收来自压力感测器31的信号7并且基于接收的信号7决定燃烧器1中的压力是否接近上阈值极限(例如，1.2kPa)。然后，控制器32可以将输出信号8发送到调节器35的致动器34，以调节可变开口控制阀33，以透过控制阀33增加从排水槽4流出到逆流塔5的气体量(例如，增加控制阀33的开口尺寸)。在一些实施例中，来自控制器32的输出信号8决定是否应该增加或减少从排水槽4流出的气体体积的量。
图4B示意性地绘示根据替代实施例中用于维持燃烧器1内的压力以防止未燃烧的氢气离开燃烧器1的机构。在图4B所示的实施例中，控制器32从极紫外腔室500接收附加的输入信号502。附加的输入信号502可指示从极紫外腔室500离开以进入燃烧器1的气体504的流速。在一个实施例中，使用质量流量计(mass flow meter)510测量排气(例如，氢气)的流速。在这样的实施例中，控制器32接收来自质量流量计510的信号502和来自压力感测器31的信号7以产生输出信号8，此输出信号8决定是否增加或减少流过流量调节器35的控制阀33的气体的流速。在决定流过流量调节器35的控制阀33的气体的流速应该改变时，控制器32将信号8发送到调节器35的致动器34以改变控制阀33的开口大小，以根据控制器32的决定来改变流速。
图5A绘示根据一些实施例的示例性流量调节器的实施例。流量调节器35包括控制阀33和致动器34。在一些实施例中，流过流量调节器35的气体的流速由流量调节器35的控制阀33的可变开口的开口的量决定。在一些实施例中。在决定流过流量调节器35的气体的流速应该改变时，控制器32向流量调节器35的致动器34发送信号(例如，图4B的信号8)，以改变流量调节器35的控制阀33的开口尺寸。根据控制器32的决定，如果控制阀33的开口的尺寸增加，则可以增加流速；如果控制阀33的开口尺寸减小，则可以降低流速。在一些实施例中，控制器32命令(例如，将信号8发送到)致动器34以增大或减小控制阀33的开口尺寸。
控制阀的各种实施例在图5B、图5C、图5D和图5E中示出。例如，图5B绘示双网可变开口压力控制阀的结构。控制阀33(双网状阀)包括具有多个狭缝的两个盘33A和33B。狭缝之间的重叠区域控制流过这种双网状阀的气体的流速。对于双网状阀，致动器34包括步进马达(stepper motor)，此步进马达可以以不连续的角度转动一个或两个盘，以改变两个盘33A和33B的狭缝之间的重叠区域，并改变/调节控制阀33的开口，以调节流量调节器35的流量。
图5C绘示可变孔径阀505。透过使用致动器34来改变孔径的大小以控制流过这种孔径阀的气体流速。图5D绘示蝶形阀520，其中致动器34会改变关闭开口的挡板的角度，以控制流过开口的气体流速。图5E绘示直列式闸阀550，其中挡板透过致动器34横向地移动穿过开口以改变开口的尺寸，从而改变流过开口的气体的流速。
在一些实施例中，控制器会减小流过控制阀的气体体积，以增加燃烧器1内的压力，从而保持最佳燃烧速率并确保排气完全氧化。在其他实施例中，控制器会增加流过控制阀的气体体积，以降低燃烧器1内的压力，以允许去除和破坏更大量的氢气。
图6绘示根据本揭示案的实施例中从处理极紫外辐射的腔室移除排气的排气去除方法的流程图。此排气去除方法包括在步骤S601将来自腔室的排气引导到燃烧器1的燃烧区域18中。在一些示例中，燃烧器1是燃烧区域。
在步骤S602，然后在燃烧区域内使排气与空气和燃料的混合物接触。在一个实施例中，控制与排气接触的空气和燃料的混合物的体积和流速，使得排气在燃烧区域内被完全氧化。
在步骤S603，在燃烧区域中无焰地点燃排气、空气和燃料的混合物。
在步骤S604处，流量调节器(例如，流量调节器35)的控制阀(例如，控制阀33)的开口可以耦合到燃烧区域以控制燃烧区域内的压力并防止压力在燃烧区域内超过预设压力值。将控制阀配置以改变从燃烧区域排出的流体体积。在一些实施例中，流量调节器35包括在排水槽4中并且经由控制器32连接到压力感测器31以控制流出排水槽4的流速。通过控制从排水槽4流出的流速，可以间接地控制透过淬火喷雾3和冷却器2与燃烧器1连接的燃烧器1的燃烧区域内部的压力。在一些实施例中，控制器32和流量调节器35包括在燃烧器1中，以透过调节从燃烧器1流出的流速直接控制燃烧器1的燃烧区域内的压力。在一个实施例中，预设压力值等于或小于1.2千帕。在一个实施例中，基于设置在燃烧区域外部的压力感测器的输出来控制控制阀的开口。在各种实施例中，控制阀包括双网可变开口阀、蝶形阀、孔径阀、直列式闸阀或任何其它合适的可变开口阀。改变控制阀的开口，使得流过控制阀的气体体积和流速改变，以保持燃烧区域中的压力。
本揭示案的实施例提供了对极紫外光源室中的氢气流的控制的改进，从而在腔室中提供更稳定的氢气压力。特别是当极紫外光源以高功率操作时，流过腔室的氢气流速显著地增加。如果这种增加的氢气流没有得到适当调节，则腔室内的氢气压力会增加，从而导致光源的关闭以维持安全的操作条件。透过改进对氢气流速的控制，防止了这种光源的关闭，从而提高了极紫外光微影工具的产量，并且节省了与重新启动极紫外光微影工具相关的费用。
在本揭示案的一个方面，一种极紫外辐射光源装置，用于处理来自处理极紫外辐射的腔室的排气。极紫外辐射光源装置包括气体入口、空气入口、控制阀以及控制器。气体入口配置以将来自腔室的排气引导到燃烧区域中。燃烧区配置以无焰地点燃排气。空气入口配置以将空气和燃料的混合物引导到燃烧区域中。控制阀配置以改变从燃烧区域排出的流体体积。控制器配置以控制控制阀，以防止燃烧区域内的压力超过预设压力值。在一个实施例中，燃烧区域包括多孔陶瓷基质。在一个实施例中，控制阀是选自由双网可变开口阀、蝶形阀、孔径阀、直列式闸阀及其组合组成的群组。在一个实施例中，控制器配置以基于设置在燃烧区域外部的压力感测器的输出来控制控制阀的开口。在一个实施例中，控制器配置以使用耦合到控制阀的致动器来控制控制阀的开口，而致动器配置以控制控制阀的开口并改变经过控制阀的气体体积。在一个实施例中，燃烧区域配置以在700℃至800℃的温度范围操作。在一个实施例中，燃料包括甲烷。在一个实施例中，预设压力值等于或小于1.2kPa。在一个实施例中，排气包括氢气。在一个实施例中，空气入口包括空气流量控制器，此空气流量控制器配置以基于进入燃烧区域的排气体积来改变进入燃烧器的空气和燃料的体积。在一个实施例中，空气流量控制器配置以维持燃烧区域中空气和燃料的体积，以便完全氧化来自燃烧区域内的腔室的排气。在一个实施例中，气体入口配置以维持排气的流速，以防止腔室中的排气的回闪点火。在一个实施例中，用于处理极紫外辐射的腔室是极紫外光源的一部分。在一个实施例中，用于处理极紫外辐射的腔室是极紫外扫描器的一部分。
在本揭示案的另一方面，一种排气去除方法，用以从处理极紫外辐射的腔室移除排气。排气去除方法包括将来自腔室的排气引导到燃烧区域中。燃烧区域内的排气与空气和燃料的混合物接触。排气、空气和燃料的混合物在燃烧区域中无焰地点燃。控制燃烧区域的控制阀的开口以防止燃烧区域内的压力超过预设的压力值，控制阀配置以改变从燃烧区域排出的流体的体积。在一个实施例中，预设压力值等于或小于1.2kPa。在一个实施例中，控制控制阀的开口包括基于设置在燃烧区域外部的压力感测器的输出来改变开口的尺寸。在一个实施例中，此方法还包括控制与排气接触的空气和燃料的混合物的体积和流速，使得排气在燃烧区域中被完全氧化。
在本揭示案的又另一方面，一种极紫外辐射光源装置，用于产生极紫外辐射。极紫外辐射光源装置包括极紫外产生腔室、燃烧器以及流量控制器。极紫外产生腔室包括氢气入口和氢气出口。燃烧器配置以氧化由极紫外产生腔室输出的全部的氢气。流量控制器耦合到燃烧器。流量控制器配置以防止燃烧器内的压力超过预设压力值，并且流量控制器包括控制阀，此控制阀配置以改变从燃烧器排出的气体体积。在一个实施例中，控制阀具有可变开口，其控制流过控制阀的气体的体积和流速。可变开口是基于设置在燃烧器外部的压力感测器的输出而控制。
以上概述了若干实施例或示例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本揭示案的方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本揭示案作为设计或修改其他过程和结构的基础，以实现本文介绍的实施例或示例的相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应该理解，这样的等同构造不脱离本揭示案的精神和范围，并且在不脱离本揭示案的精神和范围的情况下，它们可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (1)

1.一种极紫外辐射光源装置，用于处理来自处理极紫外辐射的一腔室的多个排气，其特征在于，该极紫外辐射光源装置包含：
一气体入口，配置以将来自该腔室的所述多个排气引导到一燃烧区域中，该燃烧区域配置以无焰地点燃所述多个排气；
一空气入口，配置以将一空气和一燃料的一混合物引导到该燃烧区域中；
一控制阀，配置以改变从该燃烧区域排出的一流体体积；以及
一控制器，配置以控制该控制阀，以防止该燃烧区域内的一压力超过一预设压力值。
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