[發明專利]一種浸沒式掩模冷卻裝置及冷卻方法

有效

• 申請號: 201610920670.4
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107976868B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 孟春霞;聞人青青;張俊
• 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

本發明涉及一種浸沒式掩模冷卻裝置及冷卻方法，該裝置包括圍設于掩模外側的冷卻框架，所述冷卻框架頂部設有透明罩板，所述冷卻框架與所述透明罩板密封連接，所述冷卻框架的內側壁、所述掩模的上表面以及所述透明罩板的下表面形成密閉空間，所述密閉空間內通有流動的冷媒。本發明在原有掩模臺的結構基礎上，增加可以直接對掩模四周及表面進行冷卻的冷卻框架，針對掩模本身進行浸沒式迅速冷卻降溫；同時由于冷卻框架頂部為透明罩板，不會影響掩模的曝光過程。

技術領域

本發明涉及光刻設備領域，特別涉及一種浸沒式掩模冷卻裝置及冷卻方法。

背景技術

在IC和TFT-LCD等制造中，光刻機是其中最重要和最精密的設備之一。隨著光刻做出的特征尺寸變得越來越小，要求使用的曝光波長λ也越來越短，所以曝光光源也從汞燈的I-line(365nm)逐漸過渡到KrF(248nm)和ArF(193nm)激光光源，甚至是激光等離子體的EUV(13.5nm)光源。

無論哪種光源，當光源輻射照射到掩模上時，其中部分光透過掩模經過特定成像系統后，在基底表面形成了需要的光刻圖像，而還有一部分被掩模上的金屬鉻層反射或吸收。掩模由于從輻射光吸收了熱而變形，尤其是曝光劑量大或是輻射具有相對高能量的EUV光時，掩模的熱膨脹造成的變形尤其嚴重，從而降低了光刻的精確度。因此，掩模的溫度需要得到有效的控制才能得到高質量的光刻圖形。

目前通常采用氣浴冷卻的方式對掩模臺系統整體及掩模進行冷卻，如圖1所示是傳統的氣浴冷卻方式，通過氣浴系統1提供冷卻氣流，對整個掩模臺系統及掩模進行冷卻，然而這種冷卻方式雖然簡單，但是因為冷卻區域過大，區域內熱源又很多，如照射光源、運動臺摩擦產生的熱等等，實際上對掩模本身的冷卻效果并不佳。

如圖1所示，是目前掩模臺的簡化結構及氣浴冷卻系統對整個掩模臺冷卻的示意圖，具體包括掩模臺2，放置于掩模臺2上的帶有鉻圖形的石英掩模4，掩模臺2上還設有產生向下吸力的真空吸附系統3，用于吸附石英掩模4，側面為用于提供冷卻氣流的氣浴冷卻系統1。

當前，掩模被傳輸機械手放在掩模臺上后，石英面的兩個邊緣與掩模臺上的真空吸附系統接觸，被向下的吸附力固定在掩模臺上，之后進行掩模與掩模臺的對準，隨掩模臺移動，進行曝光，將掩模上的圖形轉移到下面工件臺上glass或wafer的基底上。氣浴冷卻系統通過向整個掩模臺系統吹氣，形成整個系統內氣體的流動，從而達到對環境溫度的控制。但是曝光時，由于掩模被高能量、大劑量光源長時間照射，這樣的冷卻對于掩模本身的冷卻遠遠不夠，掩模會因為熱膨脹造成嚴重變形，從而使得wafer或glass基底上形成的圖形精確度不夠或者前后層對準產生偏差。

發明內容

本發明提供一種浸沒式掩模冷卻裝置及冷卻方法，以解決上述技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種浸沒式掩模冷卻裝置，包括圍設于掩模外側的冷卻框架，所述冷卻框架頂部設有透明罩板，所述冷卻框架與所述透明罩板密封連接，所述冷卻框架的內側壁、所述掩模的上表面以及所述透明罩板的下表面形成密閉空間，所述密閉空間內通有流動的冷媒。

較佳地，所述冷卻框架的側面設有進入口，所述冷卻框架上與所述進入口相對的一側設有排出口，所述冷媒從所述進入口進入所述密閉空間，從所述排出口流出。

較佳地，所述進入口和排出口為一對或多對。

較佳地，所述冷媒為液體，所述進入口與冷卻水連通，所述排出口與排水系統相連。

較佳地，所述冷媒為氣體，所述進入口與干燥空氣連通，所述排出口與排氣系統相連。

較佳地，所述冷卻框架的內表面設有密封卡夾，所述密封卡夾的位置與所述掩模的側壁的位置對應，所述密封卡夾與驅動結構相連，所述驅動結構驅動所述密封卡夾脫離所述掩模或者與所述掩模緊密接觸。