[發明專利]用于浸沒式光刻機的氣密封和微孔密封裝置

有效

• 申請號: 201410172815.8
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103969964A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 傅新;徐寧;陳文昱
• 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注液回收裝置，特別是涉及一種用于浸沒式光刻機的氣密封和微孔密封裝置。

背景技術

光刻機是制造超大規模集成電路的核心裝備之一，現代光刻機以光學光刻為主，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，嚴重影響曝光質量。隨著光刻過程的進行，光刻膠的分解會產生顆粒和氣泡等雜質，這些雜質同樣會影響曝光質量，需利用液體的流動將這些雜質帶離浸沒流場。因此，浸沒式光刻技術中必須重點解決工作過程中液體的泄漏和浸沒液體的更新率問題。

目前已有的解決方案中，重點解決的問題是填充液體的密封問題，采用氣密封或液密封構件環繞投影物鏡組末端元件和硅片之間的縫隙流場。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，在硅片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。

發明內容

為了解決局部浸沒式光刻技術中的縫隙流場密封和液體更新率問題，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微孔密封裝置，在流場邊緣使用方形微孔結構和氣密封結構防止縫隙流場中的液體泄漏，使用大流量注液和回收結構解決液體的更新率問題。

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透鏡組和硅片之間設置有氣密封和微孔密封裝置；所述氣密封和微孔密封裝置包括浸沒單元基體、浸沒單元上端蓋、浸沒單元下端蓋和浸沒單元氣密封端蓋；所述的浸沒單元基體上面與浸沒單元上端蓋接觸，浸沒單元基體下面依次與浸沒單元下端蓋和浸沒單元氣密封端蓋接觸，并通過螺釘緊固連接；其中：

1) 浸沒單元基體：