[發明專利]一種用于光刻機的浸沒控制裝置

有效

• 申請號: 201210103398.2
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102621818A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李金龍;胡松;趙立新;李蘭蘭;盛壯
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明是涉及浸沒式光刻系統中的液體供給及回收的密封控制裝置的技術領域，特別是涉及一種用于光刻機的浸沒控制裝置，該裝置在投影透鏡組末端元件和硅片間的縫隙中輸送液體，并保證液體無泄漏的液體傳送及密封控制裝置。

背景技術

按照傳統光刻路線，要提高曝光系統光刻分辨率，可以減小曝光波長或者提高投影物鏡像方數值孔徑。實驗研究表明，減小曝光波長不僅周期長、成本高，而且對更短波段的透鏡材料及光刻膠材料都提出了極大挑戰。增大數值孔徑可以有效提高光刻分辨率，但是傳統干法光刻技術由于受到物理極限(數值孔徑極限值為1)和技術極限的限制，使其光刻分辨率的進一步提高受到很大制約。浸沒光刻技術是在投影物鏡的最后一個光學表面與硅片之間填充一種液體，使該空間的介質折射率n＞1，這樣就擺脫了傳統干法光刻系統數值孔徑受到物理極限的制約，使其數值孔徑最大能夠接近所使用的液體折射率。譬如193nm浸沒光刻系統如果采用超純水作為浸液(n＝1.437)，則其數值孔徑NA最大值可以接近1.437。很顯然，在曝光波長不變的情況下，浸沒光刻系統和干法光刻系統相比在數值孔徑上具有非常明顯的優勢，從而使光刻分辨率擺脫物理極限得到進一步的提高。

目前浸沒式光刻系統的密封結構，一般采用一氣密封構件環繞投影透鏡組末端元件和硅片之間的縫隙場。氣密封形成在所述氣密封構件和硅片的表面之間，以密閉縫隙場中的液體。但在提出的各種氣密封結構中，存在以下問題：(1)氣體密封邊界流動不均勻、壓力集中的現象。氣流不均勻一方面不利于液體密封，并在步進和掃描過程中引起泄漏，另一方面可能產生縫隙流液膜的破裂現象，導致氣泡進入投影透鏡和硅片間的曝光場，從而影響成像質量。(2)液體注入和回收速率不平衡時，積累液體會對投影物鏡產生作用力，這些法向力和剪應力的共同作用傳遞到投影物鏡最后一片鏡片上，這樣會給投影物鏡系統造成不必要的振動。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種用于光刻機浸沒控制裝置，該裝置邊界密封氣壓均勻、對浸沒流場壓力自適應調節的浸沒控制裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于光刻機浸沒控制裝置，在光刻機的投影透鏡組末端元件和待刻硅片間設置的該浸沒控制裝置，所述的浸沒控制裝置包括：蓋板、外構件和內構件，蓋板為環形板，其上由中心向外沿徑向依次開有注液口、出液口、進氣口；外構件為帶有階梯形狀的環形板；內構件為環形板，其外側為階梯形狀，外構件與內構件的階梯形狀相配合，共同構成儲氣槽和狹縫，內側為與投影透鏡組末端元件形狀相匹配的錐形，其下部沿徑向向外依次開有：出液下環槽、環形均壓槽，內構件的環形均壓槽內固定有彈性元件，內構件的出液下環槽內固定有多孔介質，其上部沿徑向向外依次開有扇形槽、注液孔、出液上環槽，其中出液上環槽與出液下環槽通過均布的通孔連接；浸沒液體經注液口、注液孔進入扇形槽，沿扇形槽的邊緣填充投影透鏡組末端元件和硅片間的間隙；出液口連接真空低壓，當浸沒液體流經多孔介質時經出液下環槽、通孔進入出液上環槽，再被真空吸附經出液口流出該浸沒曝光裝置；外部加壓氣體經進氣口注入儲氣槽，再經狹縫進入該浸沒控制裝置下表面和硅片間的間隙形成邊緣狹縫氣密封。

優選的，所述內構件的扇形槽為60°-120°。

優選的，所述外構件與內構件與蓋板通過螺釘連接并采用O型圈進行氣密封。

優選的，所述外構件的下表面與內構件的下表面在同一水平面。

本發明具有的有益效果是：

1)、通過外構件與內構件的階梯形狀配合，形成浸沒控制裝置的邊緣狹縫密封，解決了狹縫加工所需精度高、制造困難的問題；此外，狹縫密封是一種理想的線源密封形式，壓力分布均勻且流動的散射效應也最低，對浸沒流場的影響小。

2)、內構件的均壓槽內固定彈性元件，解決了液體注入和回收速率不平衡問題：當液體注入多余回收時，流場內壓力增大，此時彈性元件在壓力作用下向上彎曲，使流場體積增大，緩解了流場內壓力的積累，避免流場壓力作用于投影物鏡末端元件而影響成像質量；當流場內注液小于回收時，流場內液體不足，其壓力相應減小，彈性元件向下彎曲使流場體積減小避免液體不能完全充滿流場而影響曝光質量。

附圖說明

圖1是本發明與投影透鏡組末端元件的裝配示意圖；

圖2為本發明的剖視圖的示意圖；

圖3為本發明的俯視圖的示意圖；

圖4為本發明的仰視圖的示意圖。

圖中元件說明：