[發明專利]一種具有新型抽排腔的浸液供給回收裝置

有效

• 申請號: 202010055888.4
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN113138541B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 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

本發明公開了一種具有新型抽排腔的浸液供給回收裝置。本發明包括抽排開口、抽排腔以及密封抽排通道，所述的抽排腔通過多個與抽排開口與浸沒流場連通，不同抽排腔連通的抽排開口沿周向交叉排布；抽排腔至少有兩個，每個抽排腔分別通過一個密封抽排通道與浸液回收系統連通；各個抽排腔與密封抽排通道的連通點沿抽排腔周向均勻布置。本發明通過將浸液抽排開口交叉引入多個抽排腔再被密封抽排通道抽排的方法，使不同的抽排腔和密封抽排通道始終同時處理高流量負載和低流量負載的抽排開口，改善了浸液回收通道的負載均衡能力，提高了維持浸沒流場密封的穩定性、抑制氣液兩相流型改變所引發的振動特性和熱傳導特性波動問題，從而提高曝光質量。

技術領域

本發明涉及浸沒式光刻機中的浸液供給回收裝置，特別是涉及一種具有新型抽排腔的浸液供給回收裝置。

背景技術

光刻機是制造超大規模集成電路的核心裝備之一，現代光刻機以光學光刻為主，它利用光學系統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、一塊由芯片圖形組成的投影掩膜版、一個對準系統和一個涂有光敏光刻膠的襯底。

相對于中間介質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的折射率(n)來提高投影物鏡的數值孔徑(NA)，從而提高光刻設備的分辨率和焦深。在現在的主流光刻技術中，浸沒式光刻對現有設備改動最小，且對現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域內。保持浸沒液體在曝光區域內的光學一致性和透明度，是保障浸沒式光刻曝光質量的關鍵。為此，現有技術方案往往通過注液和回收實現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域，以確保浸沒液體的高度純凈均一。

同時，為有效維持控制該縫隙中浸沒流場邊界的完整性，現有裝置往往采用彎液面束縛與高壓氣體密封相結合的技術方案。即在回收流道所限制的浸沒流場圓周上，通過施加正壓密封氣體形成環形氣幕(例如參見中國專利ZL200310120944.4和美國專利US2007046916)，將填充液體限定在一定的圓形或菱形流場區域內。然而浸液回收通道介于浸沒流場與外界氣體(自然流動的常壓氣體或氣密封裝置產生的正壓氣體)之間，在采用負壓回收浸沒液體的過程中，浸液回收通道內不可避免地將形成氣液兩相流。氣液兩相流動不穩定，特別是施加了為保證浸沒液體有效回收的正壓密封氣流，將會加劇兩相流在浸液回收通道及管路中的湍動，而且其流動與相變過程伴隨著微納氣泡的產生與潰滅。這都將會導致振動的發生與傳導，沖擊投影物鏡的末端元件和襯底上方之間的浸沒流場；相變的過程也會導致在浸液回收通道中發生液相的蒸發冷卻，導致溫度場的不均勻性增加；而且在浸沒式光刻系統中，兩相流動所誘發的管路振動強度大、幅頻特性復雜，很難將其與整機徹底隔離，將會影響曝光質量。

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1和襯底3之間，浸沒液體由浸液供給系統5提供動力，經由浸液供給回收裝置2注入投影物鏡系統1和襯底3之間的空間，并且被浸液回收系統6經由浸液供給回收裝置2抽排。浸沒液體填充投影物鏡系統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1和襯底3之間的光路介質折射率提高，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。