[发明专利]气体管理系统

说明书

一种气体再循环系统包括：气体净化器系统；气体分析系统；制备再循环气体混合物的气体混合系统；以及控制系统，该控制系统被配置为：确定至少一种预期气体成分的被测量的量是否在第一可接受值范围内；以及确定至少一种杂质气体成分的被测量的量是否在第二可接受值范围内。如果至少一种预期气体成分的被测量的量不在第一可接受值范围内，则控制系统引起气体混合系统向净化气体混合物添加附加气体成分，以制备再循环气体混合物；以及如果至少一种杂质气体的被测量的量不在第二可接受值范围内，则控制系统生成错误信号。

技术领域

本公开涉及气体管理系统。气体管理系统可以是或包括气体再循环系统。气体管理系统可以与例如深紫外(DUV)光源一起使用。

背景技术

光刻是一种在诸如硅晶片等衬底上图案化半导体电路系统的工艺。光刻光源提供用于在晶片上曝光光刻胶的深紫外(DUV)光。光刻中使用的一种类型的气体放电光源被称为准分子光源或激光器。准分子光源通常使用气体混合物，该气体混合物是一种或多种惰性气体(诸如氩气、n气或氙气)和反应性气体(诸如氟气或氯气)的组合。准分子光源之所以得名，是因为在适当的电刺激(所供应的能量)和高压(气体混合物的高压)条件下，会产生一种称为准分子的伪分子，该准分子仅在激励状态下存在并且会产生在紫外线范围内的放大光。准分子光源产生的光束的波长在深紫外(DUV)范围内，并且该光束用于在光刻设备中对半导体衬底(或晶片)进行图案化。可以使用单个气体放电室或者使用多个气体放电室来构建准分子光源。气体放电室中的气体混合物可以从一个或多个气体放电室中排出。

发明内容

在一个总体方面，一种气体再循环系统包括：被配置为从准分子激光器接收排气混合物的气体净化器系统，排气混合物包括预期气体成分和杂质气体成分，气体净化器系统被配置为减少杂质气体成分中的至少一种杂质气体成分的量，以基于排气混合物来形成净化气体混合物；包括测量系统的气体分析系统，测量系统被配置为接收净化气体混合物的至少一部分并且测量净化气体混合物中至少一种预期气体成分的量和净化气体混合物中至少一种杂质气体成分的量；基于净化气体混合物来制备再循环气体混合物的气体混合系统；以及耦合到气体分析系统和气体混合系统的控制系统，控制系统被配置为：确定至少一种预期气体成分的被测量的量是否在第一可接受值范围内；确定至少一种杂质气体成分的被测量的量是否在第二可接受值范围内；如果至少一种预期气体成分的被测量的量不在第一可接受值范围内，则引起气体混合系统向净化气体混合物添加附加气体成分，以制备再循环气体混合物；以及如果至少一种杂质气体的被测量的量不在第二可接受值范围内，则生成错误信号。

实现可以包括以下特征中的一个或多个。杂质气体成分可以是水(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、四氟甲烷(CF₄)和/或三氟化氮(NF₃)。预期气体成分可以包括至少两种惰性气体，并且杂质气体成分可以包括不是惰性气体的任何气体。

控制系统可以被配置为生成如下的命令信号，当该命令信号被提供给连接到预制备气体混合物和再循环气体混合物的流体控制开关时，命令信号引起流体控制开关将预制备气体混合物供应给激光器，而不将再循环气体混合物供应给激光器。

每种杂质气体成分可以与相应可接受值范围相关联，并且控制系统可以被配置为确定每种杂质气体成分的被测量的量是否在该种杂质气体成分的可接受值范围内。

测量系统可以是质谱仪、气相色谱仪或傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪。

控制系统可以被配置为向净化气体混合物添加惰性气体。在控制系统引起气体混合系统向净化气体混合物添加惰性气体之前，净化气体混合物可以包括惰性气体中的至少一些惰性气体。