科技觀點 / 專利閱讀

ASML 的專利在保護什麼?從公開文件看懂光刻機的技術門檻

以平台定位、浸潤液體空間與電漿碎屑控制三件公開專利,練習從問題、圖解與請求項理解微影設備的工程細節。

發布日期:

李奧納多・達文西風格參考的原創科技概念插畫

ARTIST REFERENCE / 畫家介紹

李奧納多・達文西

Leonardo da Vinci

細密素描、自然觀察與結構研究

達文西(1452–1519)是義大利文藝復興時期的畫家與研究者,曾在佛羅倫斯、米蘭與法國工作。他以繪畫中的暈塗法著稱,也透過大量素描研究人體、動物、自然與機械結構。

風格參考・原創概念圖,非畫家本人作品。生平來源

先分清楚:文件數量不等於發明數量

一台光刻機的複雜程度,很容易讓人想用「有多少專利」來解釋。然而,同一項發明可能在不同國家申請,也可能有申請公開與核准公告等不同版本。沒有先說明統計方式,件數很難比較。

專利家族把彼此相關的申請文件連結起來,但不同家族定義也會影響結果。閱讀時先記下公開號、申請或受讓主體、優先權與家族,再談技術分布,會比直接加總搜尋結果更清楚。

[4]

以下選三件美國核准公告文件,原始受讓人皆為 ASML Netherlands B.V.。它們是理解問題的窗口,不是完整專利組合,也不表示相關方法必然出現在每台現售設備上。

怎麼讀:摘要找問題,請求項看條件

先看標題、摘要與圖式,了解要解決什麼問題,再回到請求項逐一對照技術特徵。以歐洲專利公約第 84 條為例,請求項須界定尋求保護的事項;摘要中提到一個廣泛目標,不等於所有達成目標的方法都在同樣範圍內。

[6]

三件例子的閱讀順序相同:問題、提出的方法、請求項中的限制。下面的圖是重新繪製的教學概念圖,並不是專利原始圖式;完整圖式與文字可由每節來源連結查看。

案例一:平台要移動,也要準確

PATENT DOCUMENT

US7352149B2

Method for controlling the position of a movable object, a positioning system, and a lithographic apparatus

原始受讓人
ASML Netherlands B.V.
美國申請公開
US20080054838A1 · 2008-03-06
美國核准公告
US7352149B2 · 2008-04-01

問題:精密平台需要加速移動,又必須控制位置誤差。文件討論兩種馬達與控制方式如何協作,也考量發熱與控制複雜度。

提出的方法:讓不同類型的兩組馬達作用於同一自由度,一組接收根據參考訊號計算的前饋控制,另一組根據參考位置與實際位置之差進行回授。

兩組不同類型馬達分別使用前饋與回授,控制同一平台自由度
平台控制的訊號分工。箭頭表示控制關係,並非實際配線。 點圖可開啟完整尺寸。

讀請求項時看什麼:兩組不同類型馬達、同一自由度,以及兩種控制訊號的來源與作用關係。只看到「前饋加回授」幾個字,還不足以概括完整技術條件。

[1]

案例二:水要留在對的位置

PATENT DOCUMENT

US8248577B2

Lithographic apparatus and device manufacturing method

原始受讓人
ASML Netherlands B.V.
美國申請公開
US20060250601A1 · 2006-11-09
美國核准公告
US8248577B2 · 2012-08-21

問題:浸潤式曝光在鏡片與晶圓間使用液體,但液體空間並非越大越好。文件關注液體空間大小與晶圓邊緣跨越、氣泡等問題之間的關係。

提出的方法:透過液體限制結構與相關表面的幾何安排,約束曝光區附近的液體空間。

末端光學元件、液體限制結構與晶圓形成受控空間
這張圖只定位元件關係;原文的幾何條件需另行對照。 點圖可開啟完整尺寸。

讀請求項時看什麼:請求項 1 不只描述「把水限制住」,也寫到傾斜表面、特定平面的截面,以及小於目標區域面積 1.5 倍等條件。這個數值限制是該請求項的具體內容,不是所有浸潤式設備的通則。

[2]

案例三:發出 EUV,也要控制碎屑

PATENT DOCUMENT

US10588211B2

Radiation source having debris control

原始受讓人
ASML Netherlands B.V.
美國申請公開
US20160278196A1 · 2016-09-22
美國核准公告
US10588211B2 · 2020-03-10

問題:產生發光電漿的同時,也可能產生碎屑,影響系統元件。文件探討如何從電漿影像取得調整系統的線索。

提出的方法:成像裝置取得電漿影像,控制器依影像特性產生指令,調整系統元件操作,以降低碎屑的不利影響。

燃料與雷射產生電漿,影像送入控制器,再回到系統調整
根據電漿影像調整系統的回路概念。 點圖可開啟完整尺寸。

讀請求項時看什麼:請求項 1 包含燃料供應、雷射、成像與控制器,也特別寫入與碎屑量及/或方向相關的影像特性。因此,它不等於籠統的「用相機看光源」。

[3]

想繼續查,可以照這個順序

  1. 用公開號定位文件:先讀上方三件文件,確認版本,別只依靠相似標題。
  2. 延伸申請人與關鍵字:例如 ASML Netherlands、stage positioning、liquid confinement、debris control。
  3. 看家族與引證:追蹤相關申請、前案與後續改良;被引證不等於他人使用了該技術。
  4. 核對程序與登記資料:美國案件可連到 USPTO Patent Center;其他地區應查對應主管機關的紀錄。
[5] [7]

本文選例用來解讀公開技術內容,沒有把它們標示為目前均有效、可自由使用,或已用於某台商品。歷史上曾核准、目前權利狀態及現有權利人,是需要分別核對的資訊。

從這三件文件,我們可以觀察到:設備進步常藏在定位、流體與回授等細節裡。把每件專利還原成「問題與條件」,比把專利當成神祕的數量門檻,更能理解工程是如何累積的。

公開文件與延伸來源

  1. US7352149B2:平台定位控制,請求項及公開文件 ↗
  2. US8248577B2:浸潤液體空間,請求項及公開文件 ↗
  3. US10588211B2:電漿碎屑控制,請求項及公開文件 ↗
  4. EPO:專利家族 ↗
  5. EPO:Espacenet 搜尋與文件工具 ↗
  6. EPO:歐洲專利公約第 84 條,請求項 ↗
  7. USPTO:Patent Center 官方案件查詢 ↗
  8. The Met:Leonardo da Vinci ↗