[發(fā)明專利]一種用于浸沒式光刻機的浸液供給回收裝置

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• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN113138538A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 浙江啟爾機電技術有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 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: 朱亞冠

本發(fā)明公開了一種用于浸沒式光刻機的浸液供給回收裝置。所述裝置包包括浸液供給通道、浸液回收通道以及抽排開口，在抽排開口和注氣開口之間設置緩沖腔，使彎液面在向外運動時壓縮緩沖腔；緩沖腔受壓縮后會增強氣密封壓力，提高氣密封對彎液面的約束效果。設計注氣開口到抽排開口的流道流阻顯著小于注氣開口到外部開放環(huán)境的流道流阻，使來自注氣開口的密封氣體大部分流向緩沖腔和抽排開口，可以增大緩沖腔對襯底運動速度的適應范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及光刻機技術領域，具體涉及一種用于浸沒式光刻機的浸液供給回收裝置。

背景技術

光刻機是制造超大規(guī)模集成電路的核心裝備之一，現(xiàn)代光刻機以光學光刻為主，它利用光學系統(tǒng)把掩膜版上的圖形精確地投影并曝光在涂覆光刻膠的襯底上。它包括一個激光光源、一個投影物鏡系統(tǒng)、一塊由芯片圖形組成的投影掩膜版、一個對準系統(tǒng)和一個涂有光敏光刻膠的襯底。

相對于中間介質(zhì)為氣體的干式光刻機，浸沒式光刻(Immersion Lithography)設備通過在最后一片投影物鏡與襯底之間填充某種高折射率的液體，通過提高該縫隙液體介質(zhì)的折射率(n)來提高投影物鏡的數(shù)值孔徑(NA)，從而提高光刻設備的分辨率和焦深。在現(xiàn)在的主流光刻技術中，浸沒式光刻對現(xiàn)有設備改動最小，且對現(xiàn)在的干式光刻機具有良好的繼承性，所以受到廣泛關注。對于浸沒液體的填充，目前廣泛采用的方案是局部浸沒法，即使用浸液供給回收裝置將液體限制在最后一片投影物鏡的下表面和襯底上表面之間的局部區(qū)域內(nèi)。保持浸沒液體在曝光區(qū)域內(nèi)的光學一致性和透明度，是保障浸沒式光刻曝光質(zhì)量的關鍵。為此，現(xiàn)有技術方案往往通過注液和回收實現(xiàn)浸沒流場的實時更新，將光化學污染物、局部熱量、微納氣泡等及時帶離核心曝光區(qū)域，以確保浸沒液體的高度純凈均一。

如圖1所示，浸沒式光刻機中浸液供給回收裝置2設置于投影物鏡系統(tǒng)1和襯底3之間，浸沒液體由浸液供給系統(tǒng)5提供動力，經(jīng)由浸液供給回收裝置2注入投影物鏡系統(tǒng)1和襯底3之間的空間，并且被浸液回收系統(tǒng)6經(jīng)由浸液供給回收裝置2抽排。浸沒液體填充投影物鏡系統(tǒng)1和襯底3之間的空間形成浸沒流場4。浸沒液體的折射率大于空氣，相對于干式光刻機，由于浸沒流場4的存在，浸沒式光刻機中投影物鏡系統(tǒng)1和襯底3之間的光路介質(zhì)折射率提高，攜帶集成電路圖形信息的激光光束穿過投影物鏡系統(tǒng)1和浸沒流場4后可以在襯底3上形成尺寸更小的集成電路圖形。

如圖2和圖3所示，浸液供給回收裝置2的中心具有允許激光通過的圓形通孔21，圓形通孔21具有適應投影物鏡系統(tǒng)1下端面形狀的上大下小的圓臺形狀。浸液供給回收裝置2中設置浸液供給通道22和浸液回收通道23，由浸液供給系統(tǒng)5提供的浸沒液體流經(jīng)浸液供給通道22進入浸沒流場4，然后經(jīng)浸液回收通道23被浸液回收系統(tǒng)6抽排。浸液供給回收裝置2和襯底3之間存在一個最小厚度在0.1mm至1mm范圍的縫隙。為了避免浸沒液體從該縫隙向外圍環(huán)境泄漏，浸液供給回收裝置2主體的下端面沿圓形通孔21的周向布置有線度在0.2mm～2mm范圍內(nèi)的抽排開口24，抽排開口24的一端與浸沒流場4相通，另一端與抽排腔25相通。抽排開口24可是不連續(xù)的圓形或矩形等形狀的小孔，也可以是一圈連續(xù)的狹長縫隙。抽排腔25是一個圓環(huán)形腔體，與多個抽排開口24相通，并與密封抽排通道26相通。浸液回收系統(tǒng)6施加負壓，使得浸沒流場4中的浸沒液體經(jīng)過抽排開口24匯聚到抽排腔25中，然后經(jīng)過密封抽排通道26被浸液回收系統(tǒng)6回收。由于浸液回收系統(tǒng)6的抽排作用，浸液液體與外圍氣體在抽排開口24附近形成了一圈彎液面41。為了避免浸液液體從浸沒流場4中泄漏并殘留在襯底3上造成污染，以及避免浸沒液體向內(nèi)過度回退造成氣泡卷入浸沒流場4，需要控制彎液面41的位置和形狀穩(wěn)定。始終保持彎液面41與抽排開口24接觸，保證抽排開口24中始終同時存在液體流和氣體流，避免出現(xiàn)振動沖擊大的氣體流中液滴飛濺或者液體流中氣體冒泡的情況，能夠改善浸液供給回收裝置2的振動特性。