[发明专利]气体监测系统

说明书

一种系统包括：被配置为发射脉冲光束的光学源，光学源包括一个或多个腔室，一个或多个腔室中的每个腔室被配置为容纳气态增益介质，气态增益介质与假定气体寿命相关联；被配置为接收和分析与脉冲光束相关的数据并且基于与脉冲光束相关的数据产生光束质量指标的至少一个检测模块；以及监测模块，该监测模块被配置为分析光束质量指标，基于对光束质量指标的分析确定气态增益介质的健康状态，以及基于所确定的健康状态产生状态信号，状态信号指示是将气态增益介质的使用延长至超出假定气体寿命还是结束气态增益介质的使用。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月13日提交的题为“Gas Monitoring System”的美国申请No.62/684,352的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种用于光学光刻系统的气体监测系统。

背景技术

光刻是一种在诸如硅晶片等衬底上对半导体电路系统进行图案化的工艺。光学源生成用于在晶片上曝光光刻胶的深紫外(DUV)光。DUV光可以包括例如从大约100纳米(nm)到大约400nm的波长。通常，光学源是激光学源(例如，受激准分子激光器)，而DUV光是脉冲激光束。来自光学源的DUV光与投影光学系统交互，该投影光学系统将光束通过掩模投影到硅晶片上的光刻胶上。以这种方式，将芯片设计层图案化到光刻胶上。随后，蚀刻和清洁光刻胶和晶片，并且然后重复光刻工艺。

发明内容

在一个方面，一种系统包括：被配置为发射脉冲光束的光学源，光学源包括一个或多个腔室，一个或多个腔室中的每个腔室被配置为容纳气态增益介质，气态增益介质与假定气体寿命相关联；至少一个检测模块，被配置为接收和分析与脉冲光束相关的数据并且基于与脉冲光束相关的数据产生光束质量指标；以及监测模块，监测模块被配置为：分析光束质量指标，基于对光束质量指标的分析确定气体增益介质的健康状态，并且基于所确定的健康状态产生状态信号，状态信号指示是将气态增益介质的使用延长至超出假定气体寿命还是结束气态增益介质的使用。

实现可以包括以下特征中的一项或多项。分析光束质量指标可以包括：确定脉冲光束是否满足预定规范，并且光束质量指标可以包括脉冲光束的光能、脉冲光束的光谱带宽、和/或脉冲光束的波长。至少一个检测模块可以包括多个检测模块，多个检测模块包括：被配置为检测一个或多个腔室中的任何腔室中放电事件的发生并且产生指示一段时间内的放电事件的计数的信号的放电计数检测模块、被配置为检测脉冲光束的光谱带宽并且产生指示脉冲光束的光谱带宽的信号的带宽检测模块、被配置为检测脉冲光束的能量并且产生指示脉冲光束的能量的信号的能量检测模块、被配置为检测脉冲光束的波长并且产生指示脉冲光束的波长的信号的波长检测模块、以及被配置为检测注入到一个或多个腔室中的气体混合物的量并且产生指示所注入的气体混合物的量的信号的气体检测模块。带宽检测模块、能量检测模块和波长检测模块中的每个分别基于由带宽检测模块产生的信号、由能量检测模块产生的信号和由波长检测模块产生的信号，而产生光束质量指标。监测模块通过分析来自带宽检测模块、能量检测模块和波长检测模块的光束质量指标，而分析光束质量指标，并且监测模块被配置为基于所分析的光束质量指标、由气体检测模块产生的信号和由放电检测模块产生的信号，而确定健康状态。在一些实现中，多个检测模块还包括被配置为检测氟、并且产生指示气态增益介质中氟的浓度的信号的传感器，并且在这些实现中，监测模块可以被配置为基于由传感器产生的信号而确定健康状态。

此外，在一些实现中，光学源包括两个腔室，两个腔室中的一个腔室是主振荡器并且两个腔室中的另一腔室是功率放大器，并且该系统还包括被配置为控制主振荡器和功率放大器中的放电事件的定时控制器。在这些实现中，多个检测模块还包括被配置为监测主振荡器中的放电事件与功率放大器中的放电事件之间的时间差的定时检测模块。

光学源可以与多个参数相关联，参数中的每个参数具有可接受值范围，并且为了分析从多个检测模块产生的信号，监测模块可以被配置为确定每个信号中的光束质量指标是否在与参数相关联的可接受值范围内。