[實用新型]一種用于極紫外光刻機的動態氣體隔離裝置

有效

• 申請號: 201620536864.X
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN206133184U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 陳進新;崔惠絨;張立佳;謝婉露;吳曉斌;王宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 喬東峰

技術領域

本實用新型屬于極紫外光刻機技術領域，具體涉及用于極紫外光刻機的動態氣體隔離裝置。

背景技術

由于空氣及幾乎所有的折射光學材料對13.5nm波長的極紫外輻照具有強烈的吸收作用，導致極紫外光刻機(Extreme Ultraviolet Lithography–EUVL)與普通空氣環境下的光刻機大不相同。極紫外光刻機的主要特點表現在：光學系統為反射式光學系統；內部環境為真空環境，除了對13.5nm的EUV輻照有高透過率，還要能將產生的污染物質迅速排出。極紫外光刻機的光源、光學系統、掩模臺與工件臺等各個部件系統均置于真空環境中。各個部件工作環境不同，極紫外光刻機內不同真空腔室具有不同的真空要求。

極紫外光刻機的照明光學系統、成像光學系統等的真空環境為超清潔真空環境，此真空環境在一定真空度下，可滿足EUVL光學鏡片的超清潔使用環境要求。在該超清潔真空環境中，除了要確保EUV輻照近似無損的通過，還要避免污染物在光學系統上的沉積、確保光學系統的使用壽命，所以需要嚴格控制超清潔真空環境內部材料的真空放氣率及所釋放氣體組分的分壓。有文獻(Abneesh Srivastava,Stenio Pereira,Thomas Gaffney.Sub-Atmospheric Gas Purification for EUVL Vacuum Environment Control.SPIE,2012)指出，超清潔真空環境要求碳氫化合物(C_xH_y)分壓不大于1×10^-9mbar，水分壓不大于1×10^-7mbar，以確保光學系統7-10年內的反射率損失小于1％。

極紫外光刻機的硅片臺等部件的真空環境為清潔真空環境。此真空環境內不包含光學元件，只需滿足清潔真空要求。在該清潔真空環境中，不包含光學元件，EUV輻照光路只通過很少一部分區域，所以要求不如超清 潔真空環境那么高，能允許產生一定的雜質(如硅片臺的硅片上光致抗蝕劑曝光產生的污染物)但需嚴格控制雜質的擴散。

超清潔真空環境內開有一定孔徑的通光小孔與清潔真空環境相連，極紫外輻照通過此小孔，對置于清潔真空環境內的硅片進行曝光。硅片表面的光致抗蝕劑在極紫外輻照的作用下會發生光化學反應，產生對超清潔真空環境中光學元件有害的廢氣及污染顆粒，必須通過真空排氣系統將這些廢氣及污染顆粒及時排出。

為維持超清潔真空環境，非常有必要在超清潔真空環境和清潔真空環境之間建立動態氣體鎖(Dynamic Gas Lock–DGL)，從而將兩種不同要求的環境隔離。同時，為了更好的確保極紫外輻照光束質量不受動態氣體鎖的影響，需要動態氣體鎖中的清潔氣流盡量均勻。

在EUVL中，由動態氣體鎖注入的清潔氣體分子與清潔真空環境中欲流向超清潔真空環境的污染氣體分子發生近似線性彈性碰撞，使污染氣體分子回流入清潔真空環境從而達到抑制污染氣體分子向超清潔真空環境擴散的效果。該抑制效果取決于參與碰撞的清潔氣體分子數目的多少(對應宏觀的清潔氣體流量)、污染氣體分子數目的多少(對應污染氣體放氣率)、清潔氣體分子量的大小(對應清潔氣體種類)和污染氣體分子量的大小(對應污染氣體種類)。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型所要解決的技術問題是如何抑制極紫外光刻機在工作時產生的污染物由清潔真空環境向超清潔真空環境擴散，并確保極紫外輻照光束質量不受動態氣體隔離裝置的影響。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本實用新型提出一種動態氣體隔離裝置，用于將兩個空間連通的部件進行氣體隔離，包括主體、充氣裝置和法蘭，其中，所述主體為筒狀，具有兩個開口端，連接兩個開口端的方向為軸向，垂直于軸向的方向為側向；所述主體在其軸向的中部位置具有隔板、該隔板將筒狀的內部空間隔成兩個腔室；所述隔板上開有外氣流通道，其連通所述 兩個腔室；在所述隔板內并在所述外氣流通道的側面，沿所述主體的側向開有內氣流通道，所述內氣流通道連接所述充氣裝置；所述充氣裝置經由所述內氣流通道和外氣流通道向主體內部通入清潔氣體；所述法蘭用于將所述主體的兩個開口端與需要進行氣體隔離的部件密封連接。

根據本實用新型的具體實施例，所述外氣流通道的兩個開口端的孔徑存在差值，即分為窄口端和寬口端，且窄口端和寬口端分別與清潔真空腔室和超清潔真空腔室相連通。

根據本實用新型的具體實施例，所述充氣裝置包括充氣閥門和管道，所述管道貫通于所述隔板內并與所述內氣流通道連通。