[發明專利]一種動態氣體隔離裝置以及極紫外光刻設備

在審

• 申請號: 202110663239.7
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113419406A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 孫家政;王魁波;丁金濱;吳曉斌;馬翔宇;季藝雯
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 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: 周天宇

本發明提供一種動態氣體隔離裝置以及極紫外光刻設備，動態氣體隔離裝置包括隔離管道以及供氣裝置；隔離管道包括呈間隔設置的擴張管道段以及等截面管道段，擴張管道段的截面寬度沿遠離等截面管道段的方向呈逐漸增大設置，等截面管道段的截面寬度沿遠離擴張管道段的方向保持不變，擴張管道段與等截面管道段之間貫設有進氣口；供氣裝置包括高純氣源和連接管道，連接管道的兩端分別連通至進氣口以及高純氣源；其中，所述擴張管道段連通至高清潔腔內，所述等截面管道段連通至次清潔腔內。等截面管道段內截面寬度不變，使得流入等截面管道段內的氣流量增加，提高隔離管道的抑制效果，而無需加大氣流量，且壓強低，提高光束的透過率。

技術領域

本發明涉及光刻技術領域，特別涉及一種動態氣體隔離裝置以及極紫外光刻設備。

背景技術

極紫外光刻是面向7nm及以下節點的主流光刻技術。極紫外光刻采用13.5nm波長的極紫外光。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(EUV)輻照具有強烈的吸收作用，故極紫外光刻機內部需要設置為真空環境。EUV照明光學系統、成像光學系統、掩模臺與工件臺等部件系統均置于相應真空腔內。由于極紫外光束的傳輸需要，各個真空腔室之間是連通的。各個部件或系統對真空環境清潔度要求不同，例如：成像光學系統、照明光學系統對清潔度要求最高，掩模臺對清潔度要求次之，工件臺對清潔度要求不高。因此必須在高清潔度的真空環境和次清潔度的真空環境之間建立動態氣體隔離裝置(稱之為動態氣體鎖)，從而將兩種不同真空要求的真空環境進行隔離。

動態氣體鎖內通入的清潔氣流分別流向高清潔真空腔室和低清潔真空腔室，流向低清潔真空腔室的氣流會抑制污染物向高清潔真空腔室的傳輸。現有技術中，均采用了收斂型的管道進行污染氣體隔離，同時會采用較大氣流量的清潔氣體來進行污染控制。隨氣流量增大，動態氣體鎖內部流場會達到音速或超音速。音速流在收斂管中會維持音速；超音速流在收斂管中速度會不斷降低到音速；同時收斂型的管道不利于清潔氣體向低清潔真空環境流動，降低清潔氣體的使用效率。均不利于污染氣體抑制效率的進一步提高。同時，收斂管道內氣體氣壓的不斷升高，會降低EUV光束的透過率，影響曝光功率。且當氣體總壓較高時，氣體在收斂管出口處的壓強會大于管外壓強，處于超臨界工作狀態，在管外會發生急速膨脹，導致氣流的不穩定和溫度變化，影響到EUV光束的不均勻性和硅片表面的受熱變形，進而影響曝光質量。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種動態氣體隔離裝置以及極紫外光刻設備，旨在解決動態氣體隔離裝置氣體使用效率不高的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種動態氣體隔離裝置，包括：

隔離管道，包括呈間隔設置的擴張管道段以及等截面管道段，擴張管道段的截面寬度沿遠離等截面管道段的方向呈逐漸增大設置，等截面管道段的截面寬度沿遠離擴張管道段的方向保持不變，擴張管道段與等截面管道段之間貫設有進氣口；以及，

供氣裝置，包括高純氣源和連接管道，連接管道的兩端分別連通至進氣口以及高純氣源；

其中，擴張管道段連通至高清潔腔內，等截面管道段連通至次清潔腔內。

可選的，隔離管道還包括設于等截面管道段端部的緩沖段，緩沖段沿遠離等截面管道段的方向，截面寬度呈逐漸增大設置。

可選的，連接管道內設置有加速結構，加速結構用以增加連接管道內的氣體流速。

可選的，連接管道包括拉瓦爾管道段，拉瓦爾管道段中間位置形成有一窄喉，拉瓦爾管道段處于窄喉兩側的截面直徑均沿遠離窄喉的方向呈逐漸增大設置，拉瓦爾管道段的兩端分別連通至高純氣源與進氣口處，拉瓦爾管道段形成加速結構。

可選的，連接管段還包括交接段，交接段設于拉瓦爾管道段與進氣口之間，交接段的截面直徑沿遠離拉瓦爾管道段的方向呈逐漸增大設置。

可選的，交接段的內側壁呈弧形設置。