[發明專利]一種用于浸沒式光刻的超純水脫氣裝置

在審

• 申請號: 201711337642.0
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107879517A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 付新;凌杰;金達;徐寧
• 申請（專利權）人: 浙江啟爾機電技術有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F103/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 朱月芬

技術領域

本發明屬于超純水脫氣裝置技術領域，涉及一種用于浸沒式光刻的超純水脫氣裝置。

背景技術

在193nm ArF浸沒式光刻系統中，一般采用在投影系統最后一個物鏡到硅片的間隙中填充一層超純水作為浸沒液體，以此提高光刻分辨率。由于這層超純水作為光路的一部分，并且直接和硅片接觸，因此對該超純水的水質提出了很高的要求。為了防止超純水中有氣泡產生，應該對該超純水做脫氣處理。此外，為了防止硅片表面被超純水中的溶氧所氧化，應盡可能降低超純水中的溶氧含量。

大型半導體廠中，一般采用數量龐大的脫氣膜通過串聯和并聯的方法，來脫除水中的氧氣以及其他的一些溶解氣體。該方法中，一般采用真空輔助吹掃氮氣的方式去除水中的溶解氣體，能夠獲得較低的溶氧含量，通常可達到10ppb以下。但其不足在于設備占地面積較大，對管路密封要求嚴格，建造成本高昂等。

用作浸沒液的超純水往往使用精制的純化設備通過對半導體廠務超純水進行進一步純化得到，為了保證水質的穩定性，純化設備一般比較靠近光刻機。受廠務空間限制，整個純化設備占地面積也非常有限，顯然采用數量龐大的脫氣模組對超純水進行脫氣處理是不現實的。

發明內容

本發明的目的就是提供一種用于浸沒式光刻的超純水脫氣裝置。

本發明包括有第一真空泵、第一真空壓力變送器、第一氣液分離罐、以及第一脫氣膜的前級脫氣系統；有氫氣接入源、第四電磁閥、氣體壓力控制器、第三電磁閥、第一電磁閥以及催化除氧器的催化除氧系統；有第二脫氣膜、第二真空壓力變送器、第二真空泵第二氣液分離罐、氮氣接入源、第三電磁閥、氣體流量控制器的后級脫氣系統。其特征在于：所述的前級脫氣系統中第一脫氣膜下端入水口作為第一超純水入口，第一脫氣膜上端出水口為第一超純水出口與催化除氧系統中催化除氧器的第二超純水入口連接；催化除氧器的出水口接后級脫氣系統中第二脫氣膜的入水口，第二脫氣膜的出水口作為第二超純水出口輸出經脫氣后的超純水。

所述的第一脫氣膜氣相側的上下兩個出氣口連成一路后通過第一氣液分離罐與第二真空泵連接，第一真空泵與第一氣液分離罐出氣口之間設置有第一真空壓力變送器。第二脫氣膜氣相側的上出氣口通過第二氣液分離罐與第一真空泵連接，第二脫氣膜氣相側的上出氣口與第二氣液分離罐的入氣口之間設置有第二真空壓力變送器。第二脫氣膜氣相側的下氣體通道接氣體流量控制器的出氣口，氮氣接入源通過第二電磁閥接氣體流量控制器的入氣口。

所述的氫氣接入源通過第四電磁閥接氣體壓力控制器的入氣口，氣體壓力控制器的出氣口與下入氣口連成一路通道后接第三電磁閥的入氣口，第三電磁閥的出氣口與上入氣口連成一路通道后通過第一電磁閥接第一氣液分離罐。

作為優選，所述的催化除氧器包括聚丙烯中空纖維膜、載鈀離子樹脂、精制離子樹脂、微孔網篩以及外殼。外殼上下兩側頂端設置有上入氣口和下入氣口，外殼上表面設置有第二超純水入口。上入氣口和下入氣口一端伸出外殼側面，另一端分別與聚丙烯中空纖維膜的兩端連接。在聚丙烯中空纖維膜四周從下到上依次填充微孔網篩、精制離子樹脂和載鈀離子樹脂(這三層的厚度是否有要求)。

所述的氮氣流量為1-10L/min，真空度為50-70mbar。

本發明能夠有效脫除超純水中的溶解氣體，并將超純水中的溶氧值控制在非常低的水平，同時保證超純水水質不受影響。且具有操作簡單、建造以運行成本低、占地空間小等優點。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為圖1中催化除氧器結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種用于浸沒式光刻的超純水脫氣裝置，包括有第一真空泵1、第一真空壓力變送器2、第一氣液分離罐17、以及第一脫氣膜4的前級脫氣系統；有氫氣接入源16、第四電磁閥15、氣體壓力控制器14、第三電磁閥13、第一電磁閥3以及催化除氧器5的催化除氧系統；有第二脫氣膜6、第二真空壓力變送器7、第二真空泵8、第二氣液分離罐9、氮氣接入源10、第三電磁閥11、氣體流量控制器12的后級脫氣系統。

前級脫氣系統中第一脫氣膜4下端入水口作為第一超純水入口，第一脫氣膜上端出水口為第一超純水出口與催化除氧系統中催化除氧器5的第二超純水入口58連接；催化除氧器5的出水口接后級脫氣系統中第二脫氣膜6的入水口，第二脫氣膜6的出水口作為第二超純水出口輸出經脫氣后的超純水。