[發明專利]一種流體抽排裝置和一種浸沒式光刻機

有效

• 申請號: 201610510465.0
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107561865B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 趙丹平;聶宏飛
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明公開了一種流體抽排裝置，用于將浸沒頭中浸液流場邊緣的氣液混合物抽排至氣液回收設備，所述流體抽排裝置包括依次連接的第一抽排管、霧化腔和第二抽排管，所述氣液混合物經所述第一抽排管進入霧化腔中霧化，霧化后再經由所述第二抽排管進入氣液回收設備，所述流體抽排裝置能將進入所述流體抽排裝置的各向異性的氣液兩相流轉變為各向同性的“霧化狀”單相流，保持所述流體抽排裝置中各處壓力平穩；本發明還公開了一種浸沒式光刻機，設有上述流體抽排裝置，所述浸沒式光刻機的浸液流場穩定、流場密封效果好，有效防止浸液流場抽排處的氣液混合物在管路中產生氣液兩相“水塞”現象，提高了曝光質量。

技術領域

本發明涉及光刻領域，具體涉及一種流體抽排裝置和一種浸沒式光刻機。

背景技術

現代光刻設備以光學光刻為基礎，它利用光學系統把掩膜版上的圖形精確地投影曝光到涂過光刻膠的襯底(如硅片)上。浸沒式光刻是指在曝光鏡頭與硅片之間充滿水(或更高折射率的浸沒液體)形成浸液流場，以取代傳統干式光刻技術中對應的空氣，由于水的折射率比空氣大，這就使得透鏡組數值孔徑增大，進而可獲得更加小的特征線寬。

請參見圖1，一種浸沒式光刻機，包括主框架1、設置在所述主框架1上的照明系統2、掩膜版3、物鏡4和硅片臺8，以及浸液流場形成裝置，所述硅片臺8上放置有涂有感光光刻膠的圓形的硅片7，所述浸液流場形成裝置將浸液填充在所述物鏡4和硅片7之間縫隙內。工作時，所述硅片臺8帶動所述硅片7作高速的掃描、步進動作，所述浸液流場形成裝置根據所述硅片臺8的運動狀態，在物鏡4視場范圍內，提供一個穩定的浸液流場5，同時保證所述浸液流場5與外界的密封，保證浸液不泄漏。所述掩膜版3上集成電路的圖形通過所述照明系統2和所述物鏡4，浸液以成像曝光的方式，轉移到所述硅片7上，從而完成曝光。

請參見圖2，所述浸液流場形成裝置包括浸沒頭6、以及與浸沒頭6相連的供液設備9、氣體供給設備10和氣液回收設備11，所述浸沒頭6的內部輪廓是與所述物鏡4的鏡頭幾何形狀匹配的錐形結構，所述浸沒頭6設置在所述物鏡4和硅片7之間并圍繞所述物鏡4，所述浸沒頭6內部設有連接所述供液設備9的浸液供給流道610、連接所述氣液回收設備11的浸液回收流道611、設置在所述浸液供給流道610和浸液回收流道611下方并圍繞所述物鏡4的供氣回路和集氣回路，以所述物鏡4為中心，所述集氣回路設置在所述供氣回路內側，所述供氣回路包括圍繞所述物鏡4的供氣腔621、一端連通所述供氣腔621另一端連接所述氣體供給設備10的供氣管路622，環繞所述物鏡4且連通所述供氣腔621和所述浸沒頭6下表面的供氣口620，所述集氣回路包括圍繞所述物鏡4的氣液回收腔631、環繞所述物鏡4且連通所述氣液回收腔631和所述浸沒頭6下表面的氣液抽排口630、以及一端連通所述氣液回收腔631另一端連接所述氣液回收設備11的氣液抽排管632；

所述供液設備9供給的浸液通過所述浸沒頭6內所述浸液供給流道610流出后填充所述物鏡4和所述硅片7之間的縫隙，浸液通過所述浸沒頭6內所述浸液回收流道611流出后，由所述氣液回收設備11回收，因此，在所述物鏡4和所述硅片7之間的狹縫內形成了浸液流場5，所述浸液流場5中的液體處于持續流動狀態，無回流，且液體的成分、壓力場、速度場、溫度場瞬態和穩態變化小于一定范圍。

所述浸沒頭6下表面與所述硅片7間存在一定高度的間隙，為了防止所述浸液流場5中的液體從此間隙中泄漏，所述氣體供給設備10通過所述供氣管路622向所述浸沒頭6內的所述供氣腔621供給壓縮空氣，壓縮空氣在所述供氣腔621內緩沖后，通過所述供氣口620噴出，形成朝向硅片表面的“氣刀”，“氣刀”形成的壓力增加區域形成了阻擋液場中液體泄漏的氣“簾”，所述浸液流場5邊緣的氣液混合物通過所述氣液抽排口630抽排至所述氣液回收腔631，氣液混合物在所述氣液回收腔631中緩沖后，被所述氣液回收設備11經所述氣液抽排管632抽排出所述浸沒頭6，從而實現了所述浸液流場5密封。