[發明專利]用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液減振回收裝置

有效

• 申請號: 201310070625.0
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103176368A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 傅新;馬穎聰;陳文昱;徐寧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種流場密封與回收裝置，特別是涉及一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液減振回收裝置。

背景技術

光刻機是制造超大規模集成電路最核心的裝備之一，現代光刻機已光學光刻為主，它利用光學系統把掩膜版上的圖形精確地投影并曝光在涂過光刻膠的硅片上。它包括一個激光光源、一個光學系統、一塊由芯片圖形組成的投影掩膜版、一個對準系統和一個涂有光敏光刻膠的硅片。

浸沒式光刻（Immersion?Lithography）設備通過在最后一片投影物鏡與硅片之間填充某種高折射率的液體，相對于中間介質為氣體的干式光刻機，提高了投影物鏡的數值孔徑（NA），從而提高了光刻設備的分辨率和焦深。在已提出的下一代光刻機中，浸沒式光刻對現有設備改動最小，對現在的干式光刻機具有良好的繼承性。目前常采用的方案是局部浸沒法，即將液體限制在硅片上方和最后一片投影物鏡的下表面之間的局部區域內，并保持穩定連續的液體流動。在步進-掃描式光刻設備中，硅片在曝光過程中進行高速的掃描運動，這種運動會將曝光區域內的液體帶離流場，從而引起泄漏，泄漏的液體會在光刻膠上形成水跡，影響曝光質量。因此，浸沒式光刻技術中必須重點解決縫隙流場的密封問題。目前已有的解決方案中，有氣密封或液密封兩種。氣密封技術是在環繞填充流場的圓周周邊上，通過施加高壓氣體形成環形氣幕，將填充液體限定在一定的圓形區域內。液密封技術則是利用與填充液體不相容的第三方液體（通常是磁流體或水銀等），環繞填充流場進行密封。但是在這些密封方案中，存在以下不足：

（1）液密封方式對密封液體有十分苛刻的要求，在確保密封性能要求的同時，還必須保證密封液體與填充液體不相互溶解、與光刻膠(或Topcoat)及填充液體不相互擴散。在襯底高速運動過程中，外界空氣或密封液體一旦被卷入或溶解或擴散到填充液體中，都會對曝光質量產生負面的影響。

（2）現有的氣密封方式采用氣幕施加在填充流體周圍，造成流場邊緣的不穩定性，在襯底高速步進和掃描過程中，可能導致液體泄漏及密封氣體卷吸到流場中；同時，填充液體及密封氣體一起回收時將形成氣液兩相流，由此引發振動，影響曝光系統的穩定工作。

在現有的解決方案中，以氣密封為好，然已有的氣密封裝置在回收過程中都存在氣液兩相流的問題，將兩者放在一起回收將會引起管路的振動，從而嚴重影響曝光質量。因此，采用氣密封的浸沒單元應解決氣液兩相流引起的振動問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液減振回收裝置，在流場邊緣使用氣密封結構防止液體的泄漏，在液體回收口填充多孔介質以減小氣液兩相流引起的振動。

本發明采用的技術方案如下：

本發明在浸沒式光刻機中的投影物鏡組和硅片之間裝有的氣密封和氣液減振回收裝置；其特征在于：所述氣密封和氣液減振回收裝置包括密封和注液回收裝置、多孔介質；密封和注液回收裝置由浸沒單元上端蓋、浸沒單元中間體、浸沒單元下端蓋和浸沒單元下端蓋配件組成；其中：

1）浸沒單元上端蓋：

在浸沒單元上端蓋開有中心通孔，在浸沒單元上端蓋的中心通孔向外的六個同心圓上分別依次開有兩個對稱的注液槽，兩個對稱的緩沖槽、兩個液體回收槽、兩個內密封注氣槽、兩個中密封注氣槽、兩個外密封注氣槽；

兩個注液槽、兩個液體回收槽、兩個內密封注氣槽、兩個中密封注氣槽、兩個外密封注氣槽均分別與各自的孔道連接，各孔道又通過螺紋連接的方式與外部管路相連接，外部管路包括液體注入管路、液體回收管路、氣體注入管路，分別完成浸沒單元的液體注入與回收、氣體注入功能；

2）浸沒單元中間體：

在浸沒單元中間體開有中心通孔，在浸沒單元中間體的中心通孔向外依次有兩個對稱的浸沒單元中間體注液腔、第一O型圈用溝槽、六個對稱分布的浸沒單元中間體緩沖腔、兩個對稱的浸沒單元中間體液體回收腔、第二O型圈用溝槽、六個對稱的浸沒單元中間體內密封注氣腔、第三O型圈用溝槽、六個對稱的浸沒單元中間體中密封注氣腔、第四O型圈用溝槽、六個對稱的浸沒單元中間體外密封注氣腔和第五O型圈用溝槽；中心通孔與兩個對稱的浸沒單元中間體注液腔之間有凸起臺階；浸沒單元中間體緩沖腔與浸沒單元中間體液體回收腔之間有個凸起的斜面臺階；

3）浸沒單元下端蓋：