[發明專利]一種浸沒流場的壓力測量裝置及壓力測量方法

在審

• 申請號: 202011602370.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112684673A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 符文靜;王帥;熊永樂;徐文蘋;徐寧;付新
• 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: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 林君勇

本發明公開了一種浸沒流場的壓力測量裝置及壓力測量方法，包括殼體和多個壓力檢測器，殼體具有模擬浸沒光刻機中末端物鏡的外形和尺寸，殼體具有朝向襯底的鏡底面和朝向浸沒控制單元的鏡側面，鏡底面呈平面形狀，鏡側面呈傾斜環形柱面形狀；壓力檢測器的檢測面與鏡底面平齊。模擬浸沒式光刻機中浸沒流場的形狀和浸液的流動參數，對浸沒流場的壓力進行測量，特別是對曝光光束傳播路徑上的浸沒流場的壓力進行測量，以檢驗和評估浸沒控制單元的結構及流體供應和回收參數是否滿足曝光要求。采用預先使用易溶氣體填充測壓孔的方法，避免壓力檢測器檢測面附近的氣泡干擾壓力測量的精度。

技術領域

本發明涉及一種浸沒式光刻技術領域，尤其是涉及一種用于測量浸沒流場壓力的測量裝置及其測量方法。

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，它利用光學系統把掩膜版上的電路圖案精確地投影在涂覆光刻膠的襯底上并使光刻膠曝光改性，從而在襯底上留下電路圖案信息。它包括激光光源、投影物鏡系統、包含電路圖案的投影掩膜版和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(稱為浸沒液體或浸液)，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，由于浸沒式光刻相對早期的干式光刻具有良好的繼承性，所以受到廣泛應用。而對于浸沒液體的填充，目前廣泛采用的方案是局部浸沒法，也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設置浸沒控制單元對浸液進行注液和回收實現浸液的持續更新，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。浸沒控制單元環繞設置于末端投影物鏡的徑向外側，并且位于襯底的上方；浸沒控制單元具有浸液供給開口和浸液回收開口，通過浸液供給開口向物鏡和襯底間的間隙提供浸液，通過浸液回收開口從物鏡和襯底間的間隙回收浸液，浸液在物鏡和襯底之間的間隙中持續流動形成浸沒流場。

然而通過注液和回收實現浸沒流場的持續更新的方式會引起浸沒流場的波動，浸沒流場的壓力波動會改變浸液的光學性質，導致浸液的光學均勻性降低，進而造成曝光質量降低。投影物鏡的下表面距離襯底的高度較小，典型值為3mm左右；浸沒流場的直徑典型值為50至80mm；因此，浸沒流場是一個小尺寸的扁平形流場。為了保證曝光光束的傳播路徑上的浸液都保持良好的壓力特性，還需要對浸沒流場中的多個位置進行壓力檢測以評價整個浸沒流場的壓力均勻性。另外，浸沒流場的壓力典型值在0～200Pa范圍，波動幅值的典型值約為30～100Pa，數值較小。浸沒流場的小尺寸、多點測量需求、以及壓力數值小的特點，使浸沒流場的壓力檢測成為一個難題。

發明內容

本發明為解決現有浸沒式光刻機存在著通過注液和回收實現浸沒流場的持續更新的方式會引起浸沒流場的波動，浸沒流場的壓力波動會改變浸液的光學性質，導致浸液的光學均勻性降低，進而造成曝光質量降低等現狀而提供的一種可有效對浸沒流場中的多個位置進行壓力檢測以評價整個浸沒流場的壓力均勻性，以有效保證曝光光束的傳播路徑上的浸液都保持良好的壓力特性的浸沒流場的壓力測量裝置及壓力測量方法。

本發明為解決上述技術問題所采用的具體技術方案為：一種浸沒流場的壓力測量裝置，其特征在于：包括殼體和多個壓力檢測器，殼體具有模擬浸沒光刻機中末端物鏡的外形和尺寸，殼體具有朝向襯底的鏡底面和朝向浸沒控制單元的鏡側面，鏡底面呈平面形狀，鏡側面呈傾斜環形柱面形狀；鏡底面具有開口，壓力檢測器的檢測面設置于所述開口內。采用模擬末端物鏡的殼體，并在殼體上安裝多個壓力檢測器，模擬浸沒光刻機真實流場環境進行壓力檢測，可有效對浸沒流場中的多個位置進行壓力檢測以評價整個浸沒流場的壓力均勻性，以有效保證曝光光束的傳播路徑上的浸液都保持良好的壓力特性。