TWI820776B - 氣體放電光源中之氟偵測 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種方法，其包括：自一氣體放電腔室接收一混合氣體之至少一部分，其中該混合氣體包括氟；使該混合氣體部分中之該氟與一氫氧化物反應以形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；感測該新氣體混合物內之水之一濃度；及基於水之感測到的濃度估計該混合氣體部分內之氟之一濃度。
Description
所揭示主題係關於混合氣體中之氟之偵測。
在光微影中所使用之一種類型的氣體放電光源稱為準分子光源或雷射。準分子光源通常使用一或多種稀有氣體，諸如氬氣、氪氣或氙氣與反應氣體(諸如氟或氯)之組合。準分子光源之名稱衍生自在電刺激(所供應能量)及(氣體混合物之)高壓的適當條件下產生稱為準分子之偽分子的實情，其僅以供能狀態存在且在紫外線範圍內產生經放大光。
準分子光源產生具有在深紫外線(DUV)範圍內之波長的光束，且此光束用以使光微影設備中之半導體基板(或晶圓)圖案化。可使用單個氣體放電腔室或使用複數個氣體放電腔室來建構準分子光源。
在一些通用態樣中，一種方法包括：自一氣體放電腔室接收一混合氣體之至少一部分，該混合氣體包括氟；使該混合氣體部分中之該氟與一氫氧化物反應以形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；感測該新氣體混合物內之水之一濃度；及基於水之感測到的濃度估計該混合氣體部分內之氟之一濃度。
實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該氫氧化物可包括一鹼土金屬氫氧化物。該氫氧化物可缺少一鹼金屬及碳。
該混合氣體可為包括一增益介質與一緩衝氣體之至少一混合物之一準分子雷射氣體。
該方法亦可包括：基於該混合氣體部分中之氟之經估計濃度調整來自一組氣體供應器之一氣體混合物中之氟之一相對濃度；及藉由將經調整氣體混合物自該等氣體供應器添加至該氣體放電腔室來進行一氣體更新。可藉由利用一增益介質及一緩衝氣體以及氟之一混合物填充該氣體放電腔室來進行該氣體更新。可藉由利用一增益介質填充該氣體放電腔室來利用該增益介質與該緩衝氣體之該混合物填充該氣體放電腔室，該增益介質包括一稀有氣體及一鹵素，及包括一惰性氣體之一緩衝氣體。該稀有氣體可包括氬氣、氪氣或氙氣；該鹵素可包括氟；且該惰性氣體可包括氦氣或氖氣。可藉由以下操作以利用該增益介質及該緩衝氣體以及氟之該混合物填充該氣體放電腔室：將該增益介質及該緩衝氣體以及氟之該混合物添加至該氣體放電腔室中之一現有混合氣體；或至少利用該增益介質與該緩衝氣體以及氟之該混合物替換該氣體放電腔室中之一現有混合氣體。可藉由進行一氣體再填充方案或一氣體注入方案中之一或多者來進行該氣體更新。
可藉由在對該氣體放電腔室進行一氣體更新之前接收該混合氣體部分而自該氣體放電腔室接收該混合氣體之該部分。該氣體更新可包括將一氣體混合物自一組氣體供應器添加至該氣體放電腔室，該氣體混合物包括至少一些氟。
可藉由進行一氣體再填充方案或一氣體注入方案中之一或多者來進行該氣體更新。
可藉由自該氣體放電腔室放出該混合氣體及將所放出之混合氣體引導至容納該氫氧化物之一反應容器而自該氣體放電腔室接收該混合氣體之該部分。該方法亦可包括：將該新氣體混合物自該反應容器轉移至一量測容器，其中該感測該新氣體混合物內之水之該濃度包含感測在該量測容器內之該新氣體混合物內之水之該濃度。可藉由將該量測容器內之一感測器暴露於該新氣體混合物來感測該新氣體混合物內之水之該濃度。
該方法亦可包括：在已估計該混合氣體部分內之氟之該濃度之後，自該量測容器排出該新氣體混合物。
可藉由在不利用另一材料稀釋該混合氣體部分之情況下感測該新氣體混合物內之水之該濃度來感測該新氣體混合物內之水之該濃度。
該混合氣體部分可藉由形成加上水之一無機氟化物化合物來與該氫氧化物反應以形成包括水之該新氣體混合物。該氫氧化物可包括氫氧化鈣，且該無機氟化物化合物可包括氟化鈣。
可藉由在該反應開始之後僅在已過去一預定時間段之後才感測該新氣體混合物內之水之該濃度來感測該新氣體混合物內之水之該濃度。
該混合氣體部分可為一排出氣體且該混合氣體部分可藉由自該排出氣體移除氟而與該氫氧化物反應以形成包括水之該新氣體混合物。
可藉由僅基於水之該感測到的濃度及該混合氣體部分中之氟與該氫氧化物之間的化學反應來估計而基於水之該感測到的濃度估計該混合氣體部分內之氟之該濃度。
該混合氣體部分中之氟之該濃度可為約百萬分之500至2000。
形成包括水之該新氣體混合物的該混合氣體部分中之該氟與該氫氧化物之該反應為穩定的。
該混合氣體部分中之該氟可藉由進行一反應而與該氫氧化物反應以形成包括水之該氣體混合物，該反應為線性且提供該混合氣體部分中之氟之該濃度與該新氣體混合物中該水之該濃度之間的一直接相關性。
該方法亦可包括感測該新氣體混合物內之氧氣之一濃度，且估計該混合氣體部分內之氟之該濃度可另外基於氧氣之感測到的濃度。
在其他通用態樣中，一種方法包括：藉由將一第一氣體混合物自一組氣體供應器添加至一氣體放電腔室來進行一第一氣體更新；在該第一氣體更新之後移除來自該氣體放電腔室之一混合氣體之至少一部分，該混合氣體包括氟；使經移除之混合氣體部分之該氟與一反應物反應以形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；感測該新氣體混合物內之水之一濃度；基於水之感測到的濃度估計該經移除之混合氣體部分內之氟之一濃度；基於該經移除之混合氣體中之氟之經估計濃度調整來自該組氣體供應器之一第二氣體混合物中之氟之一相對濃度；及藉由將經調整第二氣體混合物自該等氣體供應器添加至該氣體放電腔室來進行一第二氣體更新。
實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該反應物可包括氫氧化物。該氣體放電腔室中之該混合氣體可包括一準分子雷射氣體，該準分子雷射氣體包括一增益介質與一緩衝氣體之至少一混合物。
可藉由在不量測該經移除之混合氣體部分內之該氟濃度之情況下估計該經移除之混合氣體部分內之該氟濃度來基於水之該感測到的濃度估計該經移除之混合氣體部分內之氟之該濃度。
在其他通用態樣中，一種設備包括：一偵測設備，其流體地連接至一準分子氣體放電系統之每一氣體放電腔室；及一控制系統，其連接至該偵測設備。每一偵測設備包括：一容器，其界定容納一氫氧化物且流體地連接至該氣體放電腔室以用於自該反應空腔中之該氣體放電腔室接收包括氟之混合氣體之一反應空腔；及一水感測器。該容器使得接收到之混合氣體之該氟與該氫氧化物之間的一反應能夠形成包括氧氣及水之一新氣體混合物。該水感測器經組態以流體地連接至該新氣體混合物，且當流體地連接至該新氣體混合物時，感測該新氣體混合物內之水之一量。該控制系統經組態以：自該水感測器接收輸出且估計自該氣體放電腔室接收到之該混合氣體中之氟之一濃度；判定是否應基於該混合氣體中之氟之該經估計濃度而調整來自一氣體維持系統之一氣體供應系統的一氣體混合物中之氟之一濃度；及將一信號發送至該氣體維持系統，指示該氣體維持系統在對該氣體放電腔室之一氣體更新期間調整自該氣體維持系統之該氣體供應系統供應至該氣體放電腔室之一氣體混合物中之氟之該相對濃度。
實施可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該準分子氣體放電系統之每一氣體放電腔室可容納一能量源且可含有包括一準分子雷射氣體之一氣體混合物，該準分子雷射氣體包括一增益介質及氟。
該偵測設備亦可包括一量測容器，其流體地連接至該反應容器之該反應空腔且界定經組態以接收該新氣體混合物之一量測空腔。該水感測器可經組態以感測該量測空腔中之該新氣體混合物內之水之一量。
該經移除之混合氣體部分中之氟之該濃度可為約百萬分之500至2000。
該準分子氣體放電系統可包括複數個氣體放電腔室，且該偵測設備可流體地連接至該複數個氣體放電腔室中之每一氣體放電腔室。該偵測設備可包括複數個容器，每一容器界定容納該氫氧化物之一反應空腔，且每一容器流體地連接至該等氣體放電腔室中之一者且該偵測設備包括複數個水感測器，每一水感測器均與一個容器相關聯。該偵測設備可包括複數個容器，每一容器界定容納該氫氧化物之一反應空腔，且每一容器流體地連接至該等氣體放電腔室中之一者且該偵測設備包括與所有該等容器流體地連接之單個水感測器。
參考圖1，設備100包括偵測設備105，其經組態以使用市售氟感測器量測或估計腔室110內之氣體混合物107中之氟(F)之濃度而無需直接量測氣體混合物107中之氟之濃度。在室溫下，氟為雙原子分子之氣體且由其分子結構F
2表示。如本文所使用之術語「氟」因此係指分子氟F
2。腔室110中之氟分子F
2之濃度在過高而不准許氟之直接偵測的範圍內。舉例而言，腔室110中之氟之濃度大於約百萬分之(ppm)500且可為約1000 ppm或至多約2000 ppm。然而，市售氟感測器通常在10 ppm下飽和，因此使得使用市售氟感測器直接量測腔室110中之氟之濃度係不現實的。實際上，偵測設備105實現將來自腔室110之氟轉化成一或多個組分(其包括水)之化學反應，該一或多個組分中之每一者可利用感測設備116之市售感測器115偵測到及量測。偵測設備105可基於在化學反應之後存在之水之量(如由感測器115所供應)且基於關於該化學反應之資訊計算或估計在開始該化學反應之前存在多少氟。
為了使此估計準確，偵測設備105可假定將來自腔室110之氟轉化成組分的化學反應為線性反應，其中在開始化學反應之前氟之濃度與在結束化學反應時水之濃度之間存在直接相關性。或，偵測設備105可假定完成氟之轉化(且因此，在化學反應之後氣體中不存在殘餘分子氟F
2)。
設備100與氣體維持系統120連通，該氣體維持系統120至少包括經由套管系統127流體地連接至腔室110之氣體供應系統。如下文詳細論述，氣體維持系統120包括一或多個氣體供應器及控制單元(其亦包括閥系統)以用於控制來自供應器之氣體中之哪些經由套管系統127轉移進入或離開腔室110。
設備100包括控制器130，該控制器130自水感測器115接收輸出且計算在開始化學反應之前存在多少氟以估計氣體混合物107中之氟之量。控制器130使用此資訊以判定是否需要調整氣體混合物107中之氟之濃度。控制器130因此基於該判定來判定如何調整氣體維持系統120之供應器中待轉移進入或離開腔室110之氣體之相對量。控制器130將信號發送至氣體維持系統120，指示其在對腔室110之氣體更新期間調整氣體混合物107中之氟之相對濃度。
偵測設備105包括界定容納氫氧化物Σ(-OH) 145之反應空腔140之反應容器135，其中Σ為金屬。反應空腔140經由套管137流體地連接至腔室110以自腔室110接收包括氟之混合氣體150。儘管未展示，但一或多個流體控制裝置(諸如閥)可置放於套管137中以控制混合氣體150何時引導至反應空腔140之時序，以及控制混合氣體150流動至反應容器135中之速率。以此方式，反應空腔140使得接收到之混合氣體150之氟與氫氧化物145之間的化學反應能夠形成新氣體混合物155。界定反應空腔140之反應容器135之內部應由非反應性材料製成以免干擾或更改接收到之混合氣體150之氟與氫氧化物145之間的化學反應。舉例而言，反應容器135之內部可由諸如不鏽鋼或蒙納合金(Monel metal)之非反應性金屬製成。
水感測器115流體地連接以接收新氣體混合物155且感測新氣體混合物155內之水之量。水感測器115可為能夠偵測在歸因於化學反應而預期之濃度範圍內之水之濃度的市售水感測器。舉例而言，水感測器115感測新氣體混合物155內之在200至1000 ppm範圍內之水。
水感測器115 (且視情況，氧氣感測器117)可在量測容器170之量測空腔175內部。量測空腔175經由套管177流體地連接至反應空腔140。儘管圖1中未展示，但一或多個流體控制裝置(諸如閥)可置放於套管177中以控制新氣體混合物155何時引導至量測空腔175之時序，以及控制新氣體混合物155流動至量測容器170中之速率。
在一些實施中，水感測器115可為濕度計，其量測空腔175中之水蒸氣之量或濕度。量測濕度之工具通常亦量測溫度、壓力、質量或甚至吸收濕氣之物質中之機械或電氣變化，此係由於彼等因素亦可影響濕度。藉由校準及計算，此等經量測之量可引起濕度之量測。濕度計可為使用冷凝溫度(亦稱為露點)、物質之完全蒸氣飽和點的電子裝置。濕度計可為偵測及量測物質之電容或電阻之變化以判定濕度之裝置。濕度計可為量測物質保持靜電荷之能力之變化的電阻性濕度計。濕度計可為量測物質傳輸電之能力之變化的基於電容器之濕度計。
在一些實施中，儘管未要求，但感測設備116包括第二感測器117，其可為感測新氣體混合物155內之在百萬分之(ppm) 200至1000範圍內之氧氣的氧氣感測器117。
合適於此濃度範圍之氧氣感測器117之一個實例為氧氣分析儀，其利用精密二氧化鋯感測器以偵測氧氣。二氧化鋯感測器包括由高純度、高密度、穩定的氧化鋯陶瓷製成之單元。二氧化鋯感測器產生指示新氣體混合物155之氧氣濃度之電壓信號。此外，二氧化鋯感測器之輸出由氧氣感測器117內之高速微處理器分析(例如轉換及線性化)以提供直接數位讀出以供控制器130使用。習知二氧化鋯單元包括在其內表面及外表面上電鍍有多孔鉑電極之二氧化鋯陶瓷管。當二氧化鋯感測器經加熱至高於特定溫度(例如600 C或1112°F)時，其變成氧離子傳導電解質。電極為氧分子O
2至氧離子及氧離子至氧分子之變化提供催化表面。單元之高濃度參考氣體側上之氧分子獲得電子以變成進入電解質之離子。同時，在內電極處，氧離子失去電子且作為氧分子自表面釋放。當二氧化鋯感測器之每一側上之氧氣濃度不同時，氧離子自高濃度側遷移至低濃度側。此離子流產生電子不平衡，導致跨電極之DC電壓。此電壓為感測器溫度及感測器之每一側上之氧氣分壓(濃度)之比率的函數。此電壓隨後由氧氣感測器117內之高速微處理器分析以由控制器130直接讀出。
由於氟與氫氧化物之間的化學反應為易於實施及控制的化學計量上簡單之化學反應而使混合氣體150中之氟與氫氧化物145反應。此外，化學反應之經控制化學計量比率為固定的。另外，氟與氫氧化物之間的化學反應為穩定的化學反應。若化學反應並未逆轉且新氣體混合物之組分並不與新氣體混合物中之任何其他物反應以形成氟，則化學反應可為穩定的。接下來論述穩定且具有經控制化學計量比率的混合氣體150中之氟與氫氧化物145之間的一個合適的化學反應。
在一些實施中，氫氧化物145呈顆粒、固體、粉末形式。此外，呈顆粒形式之氫氧化物145可緊密封裝至反應容器135 (其可為管)中，使得氫氧化物145之粉末中之粒子不存在移動。氫氧化物145之粉末外部及反應容器135內之空間中之區域或體積視為孔，且藉由使用呈顆粒形式之氫氧化物145，有可能確保存在較大表面積以允許氫氧化物145與氟之間的充分化學反應。在一些實施中，且取決於特定氫氧化物，將氫氧化物145及反應容器135維持在室溫下，且氫氧化物145與氟之間的反應繼續進行而不需催化劑。
氫氧化物145可填充反應容器135內之反應空腔140。反應容器135之形狀(且因此反應空腔140)不限於特定形式。
氫氧化物145包括金屬Σ，其可為鹼土金屬。此外，氫氧化物145缺少鹼金屬及碳。因此，氫氧化物145可為氫氧化鈣[Ca(OH)
2] (在此實例中，Σ為Ca)。氫氧化鈣呈顆粒及固體形式且具有足夠的孔以提供足夠表面積以允許與氟氣體之化學反應。氫氧化鈣之粒子之間的空間足夠大以准許氟氣體流動至氫氧化鈣中以實現化學反應。舉例而言，氫氧化鈣可呈顆粒形式，該顆粒封裝成一行且封裝之水平取決於待分析之混合氣體150中之氟濃度之水平。使混合氣體150傳遞(例如，流動)通過或跨越氫氧化物145以實現氟與氫氧化鈣之間的化學反應。
在混合氣體150內存在氟氣體(F
2)之情況下，若氫氧化物為氟化鈣Ca(OH)
2，則發生以下兩步驟化學反應：
1) 2F
2+ Ca(OH)
2= CaF
2+ OF
2+ H
2O；
2) OF
2+ Ca(OH)
2= CaF
2+ O
2+ H
2O。
對於與氫氧化鈣[Ca(OH)
2] 145之分子相互作用之氟(F
2)之每兩個分子，輸出無機氟化物化合物(氟化鈣或CaF
2)之兩個分子、氧氣(O
2)之一個分子及水(H
2O)之兩個分子。此化學反應為線性且化學計量上簡單之反應。因此，為了僅聚焦於氟及水，對於輸入至化學反應中之氟F
2之每一個分子，自化學反應輸出水H
2O之一個分子。寫此之另一方式為，對於輸入至化學反應中之每一個莫耳(mole)之氟F
2，自化學反應輸出一個莫耳之H
2O。因此，若將2莫耳之氟F
2輸入至化學反應中，則在化學反應之後釋放2莫耳之水H
2O。此水藉由水感測器115偵測到。因此，舉例而言，由於控制器130 (自所儲存記憶體中存取資料)已知在此化學反應中之氟與水的比率為1:1，故若藉由感測器115偵測到0.6莫耳之水，則控制器130判定氣體混合物107中存在0.6莫耳之氟。在其他實施中，偵測設備105可假定完成氟之轉化(且因此，在化學反應之後氣體中並不存在殘餘分子氟F
2)。舉例而言，若在開始化學反應之後已過去足夠時間，則此假定可為有效假定。
在此實例中，若感測設備116亦包括氧氣感測器117，則來自氧氣感測器117之氧氣之濃度之量測可與來自水感測器115之水之量測結合使用。因此，若將4莫耳之氟F
2輸入至化學反應中，則在化學反應之後釋放2莫耳之氧氣O
2。此氧氣藉由氧氣感測器117偵測到。作為實例，由於控制器130已知在此化學反應中之氟與氧氣的比率為2:1，故若藉由感測器117偵測到0.3莫耳之氧氣，則控制器判定氣體混合物107中存在0.6莫耳之氟。控制器130可使用來自氧氣感測器117及水感測器115兩者之資料來估計存在於氣體混合物107中之氟之濃度(此係由於氧氣、水及氟之重量或質量為已知的)。舉例而言，可使用兩個資料集進行氟之更準確判定。額外校準及校正亦可藉由控制器來使用(例如以考慮氟、氧氣或水之消耗或低效偵測)，如由熟習此項技術者將理解的。
在一些實施中，氫氧化物145與混合氣體150中之氟之間的反應在一或多個特定設計的條件下發生。舉例而言，氫氧化物145與混合氣體150中之氟之間的反應可在存在一或多種催化劑下發生，該一或多種催化劑為改變化學反應之速率但在結束化學反應時在化學上不改變之物質。作為另一實例，氫氧化物145與混合氣體150中之氟之間的反應可在諸如溫度受控環境或濕度受控環境之受控環境下發生。
參考圖2，設備100可例如在紫外線(UV)或深紫外線(DUV)光源200內實施，該光源200產生引導至光微影設備222以用於使晶圓上之微電子特徵圖案化之光束211。光源200包括連接至光源200之各種元件以實現光束211之產生之控制系統290。儘管控制系統290展示為單塊，但其可由複數個子組件製成，該等子組件中之任何一或多者可自其他子組件移除或在光源200內之元件本端。此外，控制器130可視為控制系統290之一部分或設備100之一部分。
在此實施中，設備100經組態以計算產生光源200之光束211的準分子氣體放電系統225之氣體放電腔室210中之一或多者內之氟之濃度。儘管僅展示一個氣體放電腔室210，但準分子氣體放電系統225可包括複數個氣體放電腔室210，其中之任何一或多者與設備100之偵測設備105以及其他元件(諸如光學元件、度量衡裝置及機電元件)流體連通以用於控制光束211之態樣，此類其他元件未在圖2中展示。此外，圖2中僅展示與設備100相關之光源200之組件。舉例而言，光源200可包括置放於最後一個氣體放電腔室210之輸出處之光束製備系統以調整引導至光微影設備222之光束211之一或多個性質。
氣體放電腔室210容納能量源230且含有氣體混合物207。能量源230將能量之來源提供至氣體混合物207；特定而言，能量源230將足夠能量提供至氣體混合物207以致使粒子數反轉，從而經由腔室210內之受激發射實現增益。在一些實例中，能量源230為藉由置放於氣體放電腔室210內之一對電極提供之放電。在其他實例中，能量源230為光學泵浦源。
氣體混合物207包括增益介質，其包括稀有氣體及鹵素，諸如氟。在DUV光源200之操作期間，消耗氣體放電腔室210內之氣體混合物207 (其為光放大提供增益介質)之氟，且隨著時間推移，此減少光放大之量且因此改變由光源200產生之光束211之特性。相較於在初始氣體再填充程序下設定之氟之濃度，光微影設備222試圖將氣體放電腔室210中之氣體混合物207內之氟之濃度維持在某一容限內。由此，按常規步調且在氣體維持系統120之控制下，將額外氟添加至氣體放電腔室210。氟消耗量在氣體放電腔室之間有所不同，故封閉迴路控制用以判定在每一機會下推動或注入至氣體放電腔室210中之氟之量。設備100用以判定氣體放電腔室210中剩餘之氟之濃度，且因此用於判定推動或注入至氣體放電腔室210中之氟之量的總體方案中。
如所提及，氣體混合物207包括增益介質，其包括稀有氣體及氟。氣體混合物207可包括其他氣體，諸如緩衝氣體。該增益介質為氣體混合物207內之雷射主動實體，且增益介質可由單個原子、分子或偽分子構成。因此，粒子數反轉在增益介質中藉由自能量源230抽吸具有放電之氣體混合物207 (且因此增益介質)經由受激發射產生。如上文所提及，增益介質通常包括稀有氣體及鹵素，而緩衝氣體通常包括惰性氣體。稀有氣體包括例如氬氣、氪氣或氙氣。鹵素包括例如氟。惰性氣體包括例如氦氣或氖氣。氣體混合物207內除氟之外的氣體為惰性的(稀薄氣體或稀有氣體)，且由此，假定在混合氣體150與氫氧化物145之間進行之唯一化學反應為混合氣體150中之氟與氫氧化物145之間的反應。
再次參考圖1，氣體維持系統120為用於調整特性(諸如氣體混合物107或207內之組分之相對濃度或壓力)之氣體管理系統。
參考圖3，在感測設備包括與水感測器115結合使用以判定或估計氣體混合物107中之氟之濃度之氧氣感測器117的一些實施中，設備為設備300且偵測設備105為包括氟感測器360之偵測設備305，該氟感測器360流體地連接至反應空腔140且經組態以判定新氣體混合物155中之氟之濃度何時降至低於下限值。氟感測器360可為在高於氟之濃度下飽和之市售氟感測器，該氟之濃度太低而無法用於混合氣體150中之氟之直接量測。然而，氟感測器360具有最小偵測臨限值且可用以由此偵測新氣體混合物155中之氟之濃度何時降至低於下限值。舉例而言，氟感測器360可在10 ppm濃度下飽和，但其可具有約0.05 ppm之最小偵測臨限值，且可在新氣體混合物155中之氟之濃度降至低於0.1 ppm之後開始偵測新氣體混合物155中之氟。
控制器130經組態為自氟感測器360接收輸出之控制器330。控制器330包括沿將新氣體混合物155輸送至氧氣感測器117之線路與流動控制裝置365相互作用之模組。流動控制裝置365可為諸如閘閥或其他流體控制閥之裝置。
控制器330將信號發送至流動控制裝置365以僅在自氟感測器360之輸出判定新氣體混合物155中之氟之濃度降至低於下限值(例如，0.1 ppm)時才使得新氣體混合物155能夠流動至氧氣感測器117。以此方式，若氟之濃度降至低於下限值，則氧氣感測器117僅暴露於新氣體混合物155，由此保護氧氣感測器117以免氟水平不可接受。下限值可為基於氧氣感測器117之損壞臨限值而判定之值。因此，在高於下限值之氟之濃度下，可能對氧氣感測器117造成損壞。下限值可為基於氧氣感測器117之誤差臨限值而判定之值。因此，在高於下限值之氟之濃度下，量測誤差可影響氧氣感測器117之準確度。
偵測設備305亦包括流體地連接至反應容器135之反應空腔140之量測容器370。量測容器370界定經組態以接收新氣體混合物155之量測空腔375。此外，水感測器115及氧氣感測器117容納於量測空腔375內。量測容器370為含有新氣體混合物155以使得水感測器115能夠感測新氣體混合物155中之水之濃度且使得氧氣感測器115能夠感測新氣體混合物155中之氧氣之濃度的任何容器。界定量測空腔375之量測容器370之內部應由非反應性材料製成以免改變新氣體混合物155之組成。舉例而言，量測容器370之內部可由非反應性金屬製成。
參考圖4，在一些實施中，設備100經設計為設備400且偵測設備105經設計為偵測設備405，該偵測設備405包括緩衝容器470，該緩衝容器470自反應容器135所需之流速解耦來自腔室110之排氣之流速。以此方式，緩衝容器470經由偵測設備405實現氟量測，而不影響由氣體維持系統120進行之氣體交換之穩態操作。
在一個實例中，腔室110內氟之濃度為約1000 ppm，腔室110之體積為36公升(L)，且腔室110內之壓力為200至400千帕斯卡(kPa)。緩衝容器470之內部空腔具有約0.1 L之體積及200至400 kPa之壓力。量測空腔175具有0.1 L之體積、約200至400 kPa之壓力、1000 ppm之水濃度及約500 ppm之氧氣濃度。在水感測器115進行水濃度之量測(且視情況，氧氣感測器117進行氧濃度之量測)且將資料輸出至控制器130之後，隨後量測空腔175可以受控方式清空。
如上文參考圖1所提及，設備100經組態以量測或估計腔室110中之氣體混合物107中之氟之濃度。在一些實施中，如圖5中所展示，設備100經設計為設備500且偵測設備105經設計為偵測設備505，該偵測設備505經組態以量測或估計各別腔室510_1、510_2…510_i中之氣體混合物507_1、507_2…507_i中之氟之濃度，其中i為大於1之整數。在偵測設備505中，存在與各別腔室510_1、510_2…510_i相關聯之獨立或專用感測設備516_1、516_2…516_i。以此方式，每一感測設備516_1、516_2…516_i可用以量測各別腔室510_1、510_2…510_i中之氟濃度。
偵測設備505連接至氣體維持系統520，該氣體維持系統520包括經由各別套管系統527_1、527_3…527_i流體地連接至每一腔室510_1、510_2…510_i之氣體供應系統，該各別套管系統527_1、527_3…527_i為主套管系統527之一部分。氣體維持系統520包括一或多個氣體供應器及控制單元以用於控制來自供應器之氣體中之哪些查看主套管系統527轉移進入及離開各別腔室510_1、510_2…510_i。偵測設備505包括經由各別套管537_1、537_2…537_i自各別腔室510_1、510_2…510_i接收混合氣體550_1、550_2…550_i (其包括氟)之各別反應容器535_1、535_2…535_i。隨後將由在各別反應容器535_1、535_2…535_i中接收到之混合氣體550_1、550_2…550_i之氟與氫氧化物545_1、545_2…545_i之間的化學反應形成之新氣體混合物555_1、555_2…555_i引導至各別感測設備516_1、516_2…516_i。
偵測設備505亦包括連接至氣體維持系統520且連接至感測設備516_1、516_2…516_i中之每一者的控制器530。如控制器530，控制器530自感測設備516_1、516_2…516_i接收輸出且計算或估計在反應容器535_1、535_2…535_i中開始化學反應之前存在多少氟以估計各別氣體混合物507_1、507_2…507_i中之氟之量。
在其他實施中，有可能使用量測所有腔室510_1、510_2…510_i中之氟之單個感測設備516，只要偵測設備505包括腔室510_1、510_2…510_i與偵測設備505之間的合適的管道以防止針對腔室510_1、510_2…510_i中之每一者藉由感測設備516進行之量測之間存在串音。此外，若一次僅對一個腔室510進行氣體交換，則單個感測設備516設計可起作用，且因此控制器530可在任一時刻量測單個腔室510中之氟。
參考圖6，展示併有諸如偵測設備105之偵測設備605及諸如圖1、3、4或5之控制器130之控制器630之例示性DUV光源600。DUV光源600包括為雙載物台脈衝輸出設計之準分子氣體放電系統625。氣體放電系統625具有兩個載物台：第一載物台601，其為輸出脈衝經放大光束606之主控振盪器(MO)；及第二載物台602，其為自第一載物台601接收光束606之功率放大器(PA)。第一載物台601包括MO氣體放電腔室610_1且第二載物台602包括PA氣體放電腔室610_2。MO氣體放電腔室610_1包括作為其能量源之兩個細長電極630_1。電極630_1將能量之來源提供至腔室610_1內之氣體混合物607_1。PA氣體放電腔室610_2包括作為其能量源之兩個細長電極630_2，該等兩個細長電極630_2將能量之來源提供至腔室610_2內之氣體混合物607_2。
MO 601將光束606 (其可稱作種子光束)提供至PA 602。MO氣體放電腔室610_1容納包括其中發生放大之增益介質之氣體混合物607_1，且MO 601亦包括光學回饋機構，諸如形成於MO氣體放電腔室610_1之一側上之光譜特徵選擇系統680與MO氣體放電腔室610_1之第二側上之輸出耦合器681之間的光學諧振器。
PA氣體放電腔室610_2容納包括增益介質607_2之氣體混合物607_2，其中在撒佈有來自MO 601之種子光束606時發生放大。若PA 602經設計為再生環諧振器，則將其描述為功率環放大器(PRA)，且在此狀況下，可提供來自環設計之足夠光學回饋。PA 602包括返回光束682，其(例如經由反射)使光束返回至PA氣體放電腔室610_2中以形成循環及封閉迴路路徑，其中至環放大器中之輸入在光束耦合設備683處與離開環放大器之輸出相交。
MO 601使得能夠在相對低的輸出脈衝能量(當與PA 602之輸出相比較時)下精密調諧光譜參數，諸如中心波長及頻寬。PA自MO 601接收種子光束606且放大此輸出以獲得對於輸出光束211必需之功率以供用於諸如光微影設備222之輸出設備中。藉由反覆地穿過PA 602來放大種子光束606且藉由MO 601之組態判定種子光束606之光譜特徵。
各別氣體放電腔室610_1、610_2中所使用之氣體混合物607_1、607_2可為用於產生約為所需波長及頻寬之經放大光束(諸如種子光束606及輸出光束211)之合適的氣體之組合。舉例而言，氣體混合物607_1、607_2可包括氟化氬(ArF)，其發射波長約為193奈米(nm)之光，或氟化氪(KrF)，其發射波長約為248 nm之光。
偵測設備605包括氣體維持系統620，其為用於準分子氣體放電系統625且尤其用於氣體放電腔室610_1及610_2之氣體管理系統。氣體維持系統620包括一或多個氣體源651A、651B、651C等(諸如密封氣體瓶或罐)及閥系統652。一或多個氣體源651A、651B、651C等經由閥系統652內之閥之集合連接至MO氣體放電腔室610_1及PA氣體放電腔室610_2。以此方式，可以氣體混合物內之組分之特定相對量將氣體注入至各別氣體放電腔室610_1或610_2中。儘管未展示，但氣體維持系統620亦可包括一或多個其他組件，諸如流量限制器、排氣閥、壓力感測器、量規及測試埠。
氣體放電腔室610_1及610_2中之每一者含有氣體之混合物(氣體混合物607_1、607_2)。作為實例，氣體混合物607_1、607_2含有鹵素，諸如氟，以及其他氣體，諸如氬氣、氖氣，且可能含有呈總計為總壓力之不同分壓之其他氣體。舉例而言，若氣體放電腔室610_1、610_2中所使用之增益介質為氟化氬(ArF)，則氣體源651A含有包括鹵素氟、稀有氣體氬氣及一或多種其他稀薄氣體，諸如緩衝氣體(其可為惰性氣體，諸如氖氣)之氣體混合物。氣體源651A內之此種混合物可稱作三合氣體，由於其含有三種類型的氣體。在此實例中，另一氣體源651B可含有包括氬氣及一或多種其他氣體但無氟之氣體混合物。氣體源651B中之此種混合物可稱作雙合氣體，由於其含有兩種類型的氣體。
氣體維持系統620可包括閥控制器653，其經組態以將一或多個信號發送至閥系統652以致使閥系統652在氣體更新中將氣體自特定氣體源651A、651B、651C等轉移至該等氣體放電腔室610_1、610_2中。氣體更新可為對氣體放電腔室內之氣體混合物607之再填充，其中至少利用增益介質及緩衝氣體以及氟之混合物替換氣體放電腔室中之現有混合氣體。氣體更新可為注入方案，其中將增益介質及緩衝氣體以及氟之混合物添加至氣體放電腔室中之現有混合氣體。
替代地或另外，閥控制器653可將一或多個信號至發送閥系統652以致使閥系統652在必要時自放電腔室610_1、610_2放出氣體，且此類所放出氣體可排出至表示為689之氣體傾卸。在一些實施中，所放出氣體替代地饋入至偵測設備605係可能的，如圖7中所展示。
在DUV光源600之操作期間，消耗氣體放電腔室610_1、610_2內之氬(或氪)氟化物分子(其為光放大提供增益介質)之氟，且隨時間推移，此減小光放大之量且因此減小由光微影設備222用於晶圓處理之光束211之能量。此外，在DUV光源600之操作過程中，污染物可進入氣體放電腔室610_1、610_2。因此，有必要將氣體自氣體源651A、651B、651C等中之一或多者注入至氣體放電腔室610_1、610_2中，以便沖洗污染物或補充失去之氟。
需要複數個氣體源651A、651B、651C等，此係由於氣體源651A中之氟處於通常高於雷射操作所要之分壓的特定分壓下。為了在所要較低分壓下將氟添加至氣體腔室610_1或610_2，氣體源651A中之氣體可經稀釋，且氣體源651B中不含有鹵素之氣體可用於此目的。
儘管未展示，但閥系統652之閥可包括指派給氣體放電腔室610_1及610_2中之每一者的複數個閥。舉例而言，可使用允許氣體以第一流速進入及離開每一氣體放電腔室610_1、610_2之注入閥。作為另一實例，可使用允許氣體以不同於第一流速(例如，更快)之第二流速進入及離開每一氣體放電腔室610_1、610_2之腔室填充閥。
在對氣體放電腔室610_1或610_2進行再填充方案時，例如藉由清空氣體放電腔室610_1或610_2 (藉由將氣體混合物放出至氣體傾卸689)且接著利用新鮮氣體混合物再填充氣體放電腔室610_1或610_2來替換氣體放電腔室610_1或610_2中之所有氣體。進行再填充從而在氣體放電腔室610_1或610_2中獲得特定壓力及氟之濃度。當對氣體放電腔室610_1或610_2進行注入方案時，在將氣體混合物注入至氣體放電腔室中之前氣體放電腔室並未清空或僅放出少量。在兩種氣體更新中，偵測設備605 (其類似於偵測設備105而設計)可接收放出之氣體混合物中之一些作為混合氣體150以供偵測設備605內之分析，從而判定氣體放電腔室610_1或610_2內氟之濃度以便判定如何執行氣體更新。
閥控制器653與偵測設備605 (且尤其與偵測設備605中之控制器130)介接。另外，閥控制器653可與為控制系統690之一部分的其他控制模組及子組件介接，該控制系統接下來論述。
參考圖7，以方塊圖展示為DUV光源(諸如光源200或600)之一部分的控制系統790 (其可為控制系統290或690)。提供關於控制系統790之細節，其係關於本文中所描述之偵測設備105/605及關於氣體控制及氟濃度估計之方法之態樣。此外，控制系統790可包括圖7中未展示之其他特徵。一般而言，控制系統790包括數位電子電路、電腦硬體、韌體及軟體中之一或多者。
控制系統790包括記憶體700，其可為唯讀記憶體及/或隨機存取記憶體。適合於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存裝置包括所有形式之非揮發性記憶體，包括(藉助於實例)半導體記憶體裝置，諸如EPROM、EEPROM及快閃記憶體裝置；磁碟，諸如內部硬碟及可移磁碟；磁光碟；及CD-ROM磁碟。控制系統790亦可包括一或多個輸入裝置705 (諸如，鍵盤、觸控螢幕、麥克風、滑鼠、手持式輸入裝置等)及一或多個輸出裝置710 (諸如，揚聲器或監視器)。
控制系統790包括一或多個可程式化處理器715及有形地體現於用於藉由可程式化處理器(諸如，處理器715)執行之機器可讀儲存裝置中的一或多個電腦程式產品720。一或多個可程式化處理器715可各自執行程式之指令以藉由對輸入資料進行操作及產生適當輸出來進行所要功能。大體而言，處理器715自記憶體700接收指令及資料。可藉由經專門設計之ASIC (特殊應用積體電路)補充前文中之任一者或前文中之任一者可併入於經專門設計之ASIC中。
控制系統790亦可在其他組件或模組中包括偵測設備105之控制器130、330、530 (在圖7中表示為方框730)及與氣體維持系統620之閥控制器653介接之氣體維持模組731。此等模組中之每一者可為藉由諸如處理器715之一或多個處理器執行之一組電腦程式產品。此外，控制器730/模組731中之任一者可存取儲存於記憶體700內之資料。
控制系統790內之控制器/特徵/模組之間及控制系統790內之控制器/特徵/模組與設備100之其他組件(其可為DUV光源600)之間的連接可為有線或無線的。
儘管圖7中僅展示幾個模組，但控制系統790有可能包括其他模組。另外，儘管控制系統790表示為所有組件看起來共置之方框，但控制系統790有可能由空間或時間上彼此實體遠離的組件組成。舉例而言，控制器730可與感測設備116或氣體維持系統120實體地共置。作為另一實例，氣體維持模組731可與氣體維持系統620之閥控制器653實體地共置，且可與控制系統790之其他組件分開。
另外，控制系統790可包括微影模組732，其自光微影設備222之微影控制器接收指令，例如量測或估計腔室110之氣體混合物107內氟之濃度的指令。
參考圖8，在一些實施中，設備100經設計為設備800且偵測設備105經設計為與氟洗滌器804並行工作之偵測設備805，該氟洗滌器804與氣體維持系統820流體地連通。氟洗滌器804與氣體維持系統820結合使用以藉由在化學上使氣體混合物807內之氟反應以形成可例如經由排氣裝置安全地處理之化學物質而恰當地自腔室110排出氣體混合物807。
將放出氣體維持系統820之混合氣體150之一部分引導至緩衝容器870，且隨後引導至包括氫氧化物845之另一氟洗滌器835。混合氣體150中之氟在化學上與氟洗滌器835中之氫氧化物845反應(以上文所論述之方式)且轉化為包括氧氣之新氣體混合物155。將新氣體混合物155引導至感測設備116，在此感測該新氣體混合物155。控制器130估計混合氣體150及氣體混合物107內之氧氣之濃度以及氟濃度且判定如何調整氣體維持系統820以進行氣體更新。在此實例中，氣體維持系統820包括流體地連接至三合氣體源851A及雙合氣體源851B之閥系統852。沿著線置放各種控制閥891以控制流速且控制引導穿過該等線之氣體之量。
參考圖9，藉由設備100進行程序900以用於偵測腔室110之氣體混合物107中之氟之濃度。參考圖1之設備，但程序900同樣適用於參考圖2至8所描述之設備。偵測設備105自氣體放電腔室110接收包括氟之混合氣體150之一部分(905)。混合氣體150中之氟在化學上與氫氧化物145反應以形成包括水之新氣體混合物155 (910)。例如利用感測器115感測新氣體混合物155中之水之濃度(915)。且，基於水之感測到的濃度估計混合氣體150中之氟之濃度(920)。舉例而言，控制器130可基於來自水感測器115之輸出估計混合氣體150中之氟之濃度。
偵測設備105可藉由自腔室110放出氣體混合物107 (釋放負壓)而接收混合氣體150 (905)。舉例而言，氣體維持系統120可包括使得氣體混合物107能夠自腔室110放出且隨後作為混合氣體150引導至偵測設備105之一系列閥。腔室110中之壓力可用以例如藉由使用一系列閥及真空泵產生負壓而對反應容器135或緩衝容器470加壓，將氣體混合物107推動離開腔室110且到達偵測設備105。反應容器135中所需之混合氣體150之量可基於水感測器115為得到精確且穩定的讀數之需求而判定。對混合氣體150之量之限制因素為反應空腔140中氫氧化物145之氟轉化容量。舉例而言，需要具有來自水感測器115之精確讀數，但亦需要使總氣流最小化，使得氫氧化物145可具有最大使用壽命。
藉由偵測設備105接收到(905)之混合氣體150可為自腔室110朝向氟洗滌器排出之混合氣體150，且因此混合氣體150可視為排出氣體。在圖8中展示此實施，其中混合氣體150中之氟在化學上與氟洗滌器835中之氫氧化物845反應且轉化成包括氧氣之新氣體混合物155。
可進行程序900以預測氣體更新，諸如氣體再填充或氣體注入。舉例而言，可藉由將第一氣體混合物自氣體維持系統120添加至腔室110而進行第一氣體更新，且在使用腔室110一定時間段之後，可進行程序900。在進行程序900之後，隨後可藉由將經調整第二氣體混合物自氣體維持系統120添加至腔室110而進行第二氣體更新。經調整第二氣體混合物具有可基於藉由程序900進行之量測的氟之濃度(或氟之量)。
可藉由形成加上水及氧氣之無機氟化物化合物使氟在化學上與氫氧化物145反應(910)。此無機氟化物化合物(其存在於新氣體混合物155中)並不與水感測器115相互作用。
在使氟在化學上與氫氧化物145反應以形成新氣體混合物155 (910)之後，可將新氣體混合物155自反應容器135轉移至量測容器170中，以使得能夠感測新氣體混合物155中之水之濃度(915)。因此可藉由將量測容器170內之感測器115暴露於新氣體混合物155來感測新氣體混合物155中之水之濃度(915)。感測新氣體混合物155中之水之濃度(915)而不必利用另一材料稀釋混合氣體150。
此外，在化學反應(910)開始之後，直至已過去預定時間段或僅在已過去預定時間段之後才可適合於等待感測新氣體混合物155中之水之濃度(915)。此將確保在將水感測器115暴露於新氣體混合物155之前混合氣體150中之足夠的氟已轉化成水及無機氟化物化合物。取決於混合氣體150中之氟之相對量及氫氧化物145之總體積，可能會花費若干秒或若干分鐘以將氟完全轉化成水。
在一些實施中，可藉由使低速率(例如約0.1 slpm或更低)下之混合氣體150跨越或通過氫氧化物145以形成特定流速下之新氣體混合物155來實施化學反應(910)係有可能的。在此狀況下，可以連續方式感測水(915)。可自在一段時間內感測到的水量測值(915)之積分或感測到的水量測值(915)何時已達至穩定狀態來估計氟之濃度(920)。
基於感測到的水之濃度(915)且亦基於將混合氣體150中之氟轉化成水之化學反應之瞭解來估計新氣體混合物155中之氟(920)。
在完成程序900後(亦即，在已在920處估計混合氣體150內氟之濃度之後)，隨後自量測容器170排出(移除)新氣體混合物155以准許同樣對新批次之混合氣體150進行程序900。
參考圖10，一旦估計氟濃度(920)且在完成程序900後，藉由設備100進行程序1000。氣體維持系統120自偵測設備105之控制器130接收輸出，且基於氟之經估計濃度調整來自一組氣體供應器(諸如氣體源651A、651B、651C等)之氣體混合物中之氟之相對濃度(1005)。氣體維持系統120藉由經由套管系統127將經調整氣體混合物添加至腔室110來進行氣體更新(1010)直至腔室110內之壓力達至所需水平。可藉由監視氣體維持系統120內之閥之時序來完成及追蹤氣體更新。
舉例而言，參考圖2，氣體更新(1010)可包括利用增益介質及緩衝氣體以及氟之混合物填充氣體放電腔室210，其中該增益介質包括稀有氣體及氟且緩衝氣體包括惰性氣體。有可能相對於何時進行氟濃度估計(900)而延遲氣體更新(1010)之進行。在一些實施中，若控制器130判定氣體混合物107中之氟之濃度已降至低於可接受水平，則可緊接地在估計(900)之後進行調整(1005)及氣體更新(1010)。在一些實施中，有可能延遲氟之調整(1005)直至判定氣體混合物107中之氟之濃度已降至低於可接受水平。舉例而言，若控制器130判定氣體混合物107中之氟之濃度仍然較高，但設備100出於其他原因必須進行氣體更新，則有可能進行氣體更新而不需要以提高氣體混合物107中之氟之水平為目標。
參考圖11，在一些實施中，偵測設備305進行程序1100而非程序900以估計混合氣體150中之氟之濃度。程序1100類似於程序900，包括以下步驟：自氣體放電腔室110接收包括氟之混合氣體150之部分(905)；及使混合氣體150中之氟在化學上與氫氧化物145反應以形成包括水及氧氣之新氣體混合物155 (910)。程序1100判定新氣體混合物155中之氟之濃度是否降至低於下限值(1112)。舉例而言，流體地連接至反應空腔140之氟感測器360可進行此判定(1112)且控制器330可向前繼續進行僅在新氣體混合物155中之氟之濃度已降至低於下限值時(1112)才指示感測設備116感測新氣體混合物155中之水之濃度(經由感測器115)及氧氣之濃度(經由感測器117)兩者(915)的步驟。如前所述，基於氧氣之感測到的濃度估計混合氣體150中之氟之濃度(920)。
在一些實施中，下限值為基於感測器115之損壞臨限值而判定之值。在其他實施中，下限值為基於該感測器115之誤差臨限值而判定之值。舉例而言，下限值可為0.1 ppm。
在以下編號條項中陳述本發明之其他態樣。
1.一種方法，其包含：
自一氣體放電腔室接收一混合氣體之至少一部分，其中該混合氣體包括氟；
使該混合氣體部分中之該氟與一氫氧化物反應以形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；
感測該新氣體混合物內之水之一濃度；及
基於水之感測到的濃度估計該混合氣體部分內之氟之一濃度。
2.如條項1之方法，其中該氫氧化物包括一鹼土金屬氫氧化物。
3.如條項1之方法，其中該氫氧化物缺少一鹼金屬及碳。
4.如條項1之方法，其中該混合氣體為包含一增益介質與一緩衝氣體之至少一混合物之一準分子雷射氣體。
5.如條項1之方法，其進一步包含：
基於該混合氣體部分中之氟之經估計濃度調整來自一組氣體供應器之一氣體混合物中之氟之一相對濃度；及
藉由將經調整氣體混合物自該等氣體供應器添加至該氣體放電腔室來進行一氣體更新。
6.如條項5之方法，其中進行該氣體更新包含：利用一增益介質及一緩衝氣體以及氟之一混合物填充該氣體放電腔室。
7.如條項6之方法，其中利用該增益介質與該緩衝氣體之該混合物填充該氣體放電腔室包含：利用一增益介質填充該氣體放電腔室，該增益介質包括一稀有氣體及一鹵素，及包括一惰性氣體之一緩衝氣體。
8.如條項7之方法，其中該稀有氣體包括氬氣、氪氣或氙氣；該鹵素包括氟；且該惰性氣體包括氦氣或氖氣。
9.如條項6之方法，其中利用該增益介質及該緩衝氣體以及氟之該混合物填充該氣體放電腔室包含：
將該增益介質及該緩衝氣體以及氟之該混合物添加至該氣體放電腔室中之一現有混合氣體；或
至少利用該增益介質與該緩衝氣體以及氟之該混合物替換該氣體放電腔室中之一現有混合氣體。
10.如條項5之方法，其中進行該氣體更新包含：進行一氣體再填充方案或一氣體注入方案中之一或多者。
11.如條項1之方法，其中自該氣體放電腔室接收該混合氣體之至少該部分包含：在對該氣體放電腔室進行一氣體更新之前接收該混合氣體部分，其中該氣體更新包含將一氣體混合物自一組氣體供應器添加至該氣體放電腔室，其中該氣體混合物包括至少一些氟。
12.如條項11之方法，其中進行該氣體更新包含：進行一氣體再填充方案或一氣體注入方案中之一或多者。
13.如條項1之方法，其中自該氣體放電腔室接收該混合氣體之至少該部分包含：自該氣體放電腔室放出該混合氣體；及將所放出之混合氣體引導至容納該氫氧化物之一反應容器。
14.如條項13之方法，其進一步包含將該新氣體混合物自該反應容器轉移至一量測容器，其中該感測該新氣體混合物內之水之該濃度包含感測該量測容器內之該新氣體混合物內之水之該濃度。
15.如條項13之方法，其中感測該新氣體混合物內之水之該濃度包含將該量測容器內之一感測器暴露於該新氣體混合物。
16.如條項1之方法，其進一步包含在已估計該混合氣體部分內之氟之該濃度之後，自該量測容器排出該新氣體混合物。
17.如條項1之方法，其中感測該新氣體混合物內之水之該濃度包含在不利用另一材料稀釋該混合氣體部分之情況下感測該新氣體混合物內之水之該濃度。
18.如條項1之方法，其中使該混合氣體部分與該氫氧化物反應以形成包括水之該新氣體混合物包含形成加上水之一無機氟化物化合物。
19.如條項18之方法，其中該氫氧化物包含氫氧化鈣，且該無機氟化物化合物包含氟化鈣。
20.如條項1之方法，其中感測該新氣體混合物內之水之該濃度包含：在該反應開始之後僅在已過去一預定時間段之後才感測該新氣體混合物內之水之該濃度。
21.如條項1之方法，其中該混合氣體部分為一排出氣體且使該混合氣體部分與該氫氧化物反應以形成包括水之該新氣體混合物包含自該排出氣體移除氟。
22.如條項1之方法，其中基於水之該感測到的濃度估計該混合氣體部分內之氟之該濃度包含：僅基於水之該感測到的濃度及該混合氣體部分中之氟與該氫氧化物之間的化學反應來估計。
23.如條項1之方法，其中該混合氣體部分中之氟之該濃度為約百萬分之500至2000。
24.如條項1之方法，其中形成包括水之該新氣體混合物的該混合氣體部分中之該氟與該氫氧化物之該反應為穩定的。
25.如條項1之方法，其中使該混合氣體部分中之該氟與該氫氧化物反應以形成包括水之該新氣體混合物包含：進行一反應，該反應為線性且提供該混合氣體部分中之氟之該濃度與該新氣體混合物中之該水之該濃度之間的一直接相關性。
26.如條項1之方法，其進一步包含感測該新氣體混合物內之氧氣之一濃度，其中估計該混合氣體部分內之氟之該濃度亦基於氧氣之該感測到的濃度。
27.一種方法，其包含：
藉由將一第一氣體混合物自一組氣體供應器添加至一氣體放電腔室來進行一第一氣體更新；
在該第一氣體更新之後移除來自該氣體放電腔室之一混合氣體之至少一部分，其中該混合氣體包括氟；
使經移除之混合氣體部分之該氟與一反應物反應以形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；
感測該新氣體混合物內之水之一濃度；
基於水之感測到的濃度估計該經移除之混合氣體部分內之氟之一濃度；
基於該經移除之混合氣體部分中之氟之經估計濃度調整來自該組氣體供應器之一第二氣體混合物中之氟之一相對濃度；及
藉由將經調整第二氣體混合物自該等氣體供應器添加至該氣體放電腔室來進行一第二氣體更新。
28.如條項27之方法，其中該反應物包含氫氧化物。
29.如條項27之方法，其中該氣體放電腔室中之該混合氣體包含一準分子雷射氣體，該準分子雷射氣體包括一增益介質與一緩衝氣體之至少一混合物。
30.如條項27之方法，其中基於水之該感測到的濃度估計該經移除之混合氣體部分內之氟之該濃度包含：在不量測該經移除之混合氣體部分內之該氟濃度之情況下估計該經移除之混合氣體部分內之該氟濃度。
31.一種設備，其包含
一偵測設備，其流體地連接至一準分子氣體放電系統之每一氣體放電腔室，其中每一偵測設備包含：
一容器，其界定容納一氫氧化物之一反應空腔且流體地連接至用於在該反應空腔中自該氣體放電腔室接收包括氟之混合氣體之該氣體放電腔室，該容器使得接收到之混合氣體之該氟與該氫氧化物之間的一反應能夠形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；及
一水感測器，其經組態以流體地連接至該新氣體混合物，且當流體地連接至該新氣體混合物時，感測該新氣體混合物內之水之一量；及
一控制系統，其連接至該偵測設備，該控制系統經組態以：
自該水感測器接收輸出且估計自該氣體放電腔室接收到之該混合氣體中之氟之一濃度；
判定是否應基於該混合氣體中之氟之該經估計濃度而調整來自一氣體維持系統之一氣體供應系統的一氣體混合物中之氟之一濃度；及
將一信號發送至該氣體維持系統，指示該氣體維持系統在對該氣體放電腔室之一氣體更新期間調整自該氣體維持系統之該氣體供應系統供應至該氣體放電腔室之一氣體混合物中之氟之該相對濃度。
32.如條項31之設備，其中該準分子氣體放電系統之每一氣體放電腔室容納一能量源且含有包括一準分子雷射氣體之一氣體混合物，該準分子雷射氣體包括一增益介質及氟。
33.如條項31之設備，其中：
該偵測設備進一步包含一量測容器，其流體地連接至該反應容器之該反應空腔且界定經組態以接收該新氣體混合物之一量測空腔；且
該水感測器經組態以感測該量測空腔中之該新氣體混合物內之水之一量。
34.如條項31之設備，其中該經移除之混合氣體部分中之氟之該濃度為約百萬分之500至2000。
35.如條項31之設備，其中該準分子氣體放電系統包括複數個氣體放電腔室，且該偵測設備流體地連接至該複數個氣體放電腔室中之每一氣體放電腔室，其中該偵測設備包括複數個容器，每一容器界定容納該氫氧化物之一反應空腔，且每一容器流體地連接至該等氣體放電腔室中之一者且該偵測設備包括複數個水感測器，每一氧氣感測器均與一個容器相關聯。
36.如條項31之設備，其中該準分子氣體放電系統包括複數個氣體放電腔室，且該偵測設備流體地連接至該複數個氣體放電腔室中之每一氣體放電腔室，其中該偵測設備包括複數個容器，每一容器界定容納該氫氧化物之一反應空腔，且每一容器流體地連接至該等氣體放電腔室中之一者且該偵測設備包括與所有該等容器流體地連接之單個水感測器。
其他實施係在以下申請專利範圍之範疇內。
100:設備
105:偵測設備
107:氣體混合物
110:腔室
115:水感測器
116:感測設備
117:氧氣感測器
120:氣體維持系統
127:套管系統
130:控制器
135:反應容器
137:套管
140:反應空腔
145:氫氧化物
150:混合氣體
155:新氣體混合物
170:量測容器
175:量測空腔
177:套管
200:光源
207:氣體混合物
210:氣體放電腔室
211:光束
222:光微影設備
225:準分子氣體放電系統
230:能量源
290:控制系統
300:設備
305:偵測設備
330:控制器
360:氟感測器
365:流動控制裝置
370:量測容器
375:量測空腔
400:設備
405:偵測設備
470:緩衝容器
500:設備
505:偵測設備
507_1,507_2…507_i:氣體混合物
510:腔室
510_1,510_2…510_i:腔室
516:感測設備
516_1,516_2…516_i:感測設備
520:氣體維持系統
527:主套管系統
527_1,527_3…527_i:套管系統
530:控制器
535_1,535_2…535_i:反應容器
537_1,537_2…537_i:套管
545_1,545_2…545_i:氫氧化物
550_1,550_2…550_i:混合氣體
555_1,555_2…555_i:新氣體混合物
600:DUV光源
601:第一載物台
602:第二載物台
605:偵測設備
606:光束
607_1:氣體混合物
607_2:氣體混合物
610_1:MO氣體放電腔室
610_2:PA氣體放電腔室
620:氣體維持系統
625:氣體放電系統
630:控制器
630_1:細長電極
630_2:細長電極
651A:氣體源
651B:氣體源
651C:氣體源
652:閥系統
653:閥控制器
680:光譜特徵選擇系統
681:輸出耦合器
682:返回光束
683:光束耦合設備
689:氣體傾卸
690:控制系統
700:記憶體
705:輸入裝置
710:輸出裝置
715:處理器
720:電腦程式產品
730:控制器
731:氣體維持模組
732:微影模組
790:控制系統
800:設備
804:氟洗滌器
805:偵測設備
807:氣體混合物
820:氣體維持系統
835:氟洗滌器
845:氫氧化物
820:氣體維持系統
851A:三合氣體源
851B:雙合氣體源
852:閥系統
870:緩衝器
891:閥
900:程序
905:步驟
910:步驟
915:步驟
920:步驟
1000:程序
1005:步驟
1010:步驟
1100:程序
1112:步驟
圖1為包括經組態以量測腔室內之氣體混合物中之氟之濃度之偵測設備之設備的方塊圖；
圖2為實施為產生引導至光微影設備之光束之深紫外線(DUV)光源之一部分的圖1之設備之方塊圖；
圖3為圖1之設備之偵測設備之實施之方塊圖，其中該偵測設備包括氟感測器；
圖4為圖1之設備之實施之方塊圖，其中該偵測設備包括緩衝容器；
圖5為圖1之設備之實施之方塊圖，其中該偵測設備包括複數個反應容器，每一反應容器與複數個腔室中之一者相關聯；
圖6為圖2之設備之實施之方塊圖，其中展示例示性DUV光源之細節；
圖7為圖2或6中所展示之DUV光源之一部分的控制系統之實施之方塊圖；
圖8為圖1之設備之另一實施之方塊圖，其中該設備結合氟洗滌器實施；
圖9為藉由用於偵測腔室之氣體混合物中之氟之濃度之偵測設備進行之程序的流程圖；
圖10為一旦估計氟濃度且在完成圖9之程序後藉由設備進行之程序之流程圖；及
圖11為用以估計腔室中之氣體混合物中之氟之濃度之藉由偵測設備進行之程序而非圖9之程序的流程圖。
107:氣體混合物
110:腔室
115:水感測器
116:感測設備
117:氧氣感測器
120:氣體維持系統
127:套管系統
130:控制器
135:反應容器
137:套管
140:反應空腔
145:氫氧化物
150:混合氣體
155:新氣體混合物
170:量測容器
175:量測空腔
177:套管
400:設備
405:偵測設備
470:緩衝容器
Claims (14)
- 一種用於氣體偵測之設備，其包含 一偵測設備，其流體地連接至一準分子氣體放電系統之至少一氣體放電腔室，該偵測設備包含： 一容器，其界定容納一氫氧化物之一反應空腔且流體地連接至用於在該反應空腔中自該氣體放電腔室接收包括氟之混合氣體之該氣體放電腔室，該容器使得接收到之混合氣體之該氟與該氫氧化物之間的一反應能夠形成包括氧氣及水之一新氣體混合物；及 一水感測器，其流體地連接至該新氣體混合物並經調適以感測該新氣體混合物內之水之一量；及 一控制系統，其經組態以基於由該水感測器所感測之該新氣體混合物內之水之該量估計自該氣體放電腔室接收到之該混合氣體中之氟之一濃度。
- 如請求項1之設備，其中該準分子氣體放電系統之每一氣體放電腔室容納一能量源且含有包括一準分子雷射氣體之一氣體混合物，該準分子雷射氣體包括一增益介質及氟。
- 如請求項1之設備，其中： 該偵測設備進一步包含一量測容器，其流體地連接至該反應容器之該反應空腔且界定經組態以接收該新氣體混合物之一量測空腔；且 該水感測器經組態以感測該量測空腔中之該新氣體混合物內之水之一量。
- 如請求項1之設備，其中該準分子氣體放電系統包括該等氣體放電腔室之複數者，且該偵測設備流體地連接至該複數個氣體放電腔室中之每一氣體放電腔室，其中該偵測設備包括複數個容器，每一容器界定容納該氫氧化物之一反應空腔，且每一容器流體地連接至該等氣體放電腔室中之一者且該偵測設備包括複數個水感測器，每一氧氣感測器均與一個容器相關聯。
- 如請求項1之設備，其中該準分子氣體放電系統包括該等氣體放電腔室之複數者，且該偵測設備流體地連接至該複數個氣體放電腔室中之每一氣體放電腔室，其中該偵測設備包括複數個容器，每一容器界定容納該氫氧化物之一反應空腔，且每一容器流體地連接至該等氣體放電腔室中之一者且該偵測設備包括與所有該等容器流體地連接之單個水感測器。
- 如請求項1之設備，其中該混合氣體部分為該氣體放電腔室之一排出氣體且形成包括氧氣及水之該新氣體混合物之該經接收混合氣體之該氟與該氫氧化物間之該反應包含自該排出氣體移除氟。
- 如請求項6之設備，其中該經移除之混合氣體部分中之氟之該濃度為約百萬分之500至2000。
- 如請求項1之設備，其中該氫氧化物包括一鹼土金屬氫氧化物。
- 如請求項1之設備，其中該氫氧化物缺少一鹼金屬及碳。
- 如請求項1之設備，其中該混合氣體為包含一增益介質與一緩衝氣體之至少一混合物之一準分子雷射氣體。
- 如請求項1之設備，其中該氫氧化物包含氫氧化鈣，且該無機氟化物化合物包含氟化鈣。
- 如請求項1之設備，其中該控制系統經進一步組態以： 判定是否應基於該混合氣體中之氟之該經估計濃度而調整來自一氣體維持系統之一氣體供應系統的一氣體混合物中之氟之一濃度；及 將一信號發送至該氣體維持系統，指示該氣體維持系統在藉由利用一增益介質及一緩衝氣體以及氟之一混合物填充該氣體放電腔室而對該氣體放電腔室進行之一氣體更新期間調整自該氣體維持系統之該氣體供應系統供應至該氣體放電腔室之一氣體混合物中之氟之該相對濃度。
- 如請求項12之設備，其中一增益介質及一緩衝氣體以及氟之一混合物包含包括一稀有氣體及一鹵素之該增益介質及包括一惰性氣體之該緩衝氣體。
- 如請求項13之設備，其中該稀有氣體包括氬氣、氪氣或氙氣；該鹵素包括氟；且該惰性氣體包括氦氣或氖氣。
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