[發明專利]光刻機及光刻機的基底表面液膜蒸發功率測量方法

在審

• 申請號: 202110872056.6
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN115684249A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 戴思雨
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 鄭星

本發明提供了一種光刻機，包括照射系統、掩模、投影系統、基底和基底表面液膜蒸發功率測量裝置，所述基底表面液膜蒸發功率測量裝置包括基底承載單元、流體傳輸單元、流體流量控制單元、流體溫度控制單元以及流體溫度測量單元，所述基底承載單元用于承載基底，所述基底承載單元為中空結構；所述流體傳輸單元用于向所述基底承載單元中通入流體介質，所述流體介質為氣體，所述流體流量控制單元用于控制和測量流入所述基底承載單元的流體介質的流量，所述流體溫度測量單元用于測量流入與流出所述基底承載單元的流體介質的溫度差。采用氣體作為流體介質，可以明顯降低對流量控制精度和溫度測量精度的要求。

技術領域

本發明涉及光刻機技術領域，特別涉及一種光刻機及光刻機的基底表面液膜蒸發功率測量方法。

背景技術

圖1是一種浸沒式光刻機的示意圖。照射系統101形成光束，將掩模102上的圖案經投影系統104投射到基底108上。掩模102由掩模臺103支撐。基底108由運動臺107支撐，運動臺107可在水平方向上高速運動。投影系統104由框架105支撐。投影系統104和運動臺107之間設置有浸液維持系統106，使光束在該區域的傳播介質為水。運動臺107高速運動時，浸液維持系統106分為兩部分，浸液維持系統106保證液體不從兩部分之間的間隙流出，但無法避免拖曳出數百納米的殘留液膜。液膜在空氣中蒸發制冷導致基底溫度下降，從而產生形變。基底表面殘留液膜蒸發產生的制冷功率較小(通常小于5W)，但是微小的形變都會影響圖案的投影精度。因此，需要對該蒸發功率進行測量，以制定相應的溫度補償策略。蒸發功率本身無法直接測量，但可以將溫度測量結果轉化為蒸發功率的大小。液膜是在運動臺高速運動時產生的，液膜的覆蓋區域和形狀會隨著運動狀態隨時變化。

圖2是一種典型的測量蒸發功率的裝置，包括基底承載單元111，用于承載基底108；基底承載單元111內設有進水管道109；所述進水管道109的入口設置有第一溫度傳感器110a，用于測量入口處的水溫；所述進水管道109的出口設置有第二溫度傳感器110b，用于測量出口處的水溫。所述基底承載單元111例如是圓盤形狀，基底承載單元111的結構不限于圓盤，可以是方形或其他任意形狀，能夠覆蓋整個基底即可。通過測量進出口的溫差，計算可得蒸發功率的大小：

其中，dQ/dt是水的吸熱功率，單位為W；c是水的比熱容，4.18kJ/(kg·℃)；ρ是水的密度；dV/dt是水的流量；ΔT是進出口測得的溫差。

當蒸發功率一定時，水的流量和傳感器測得的溫差成反比。水的流量越大，進出口溫差越小，需要的傳感器測量精度就越高；選用傳感器的精度越低，所需流量則越小，流量控制精度要求越高。假設，蒸發功率為-5W時，可得：(dV/dt)·ΔT＝-0.072℃·L/min，其中，dV/dt是水的流量，ΔT是進出口測得的溫差。再假設，流量控制在0.7L/min，此時進出口溫差-0.1℃左右。測量精度即使按較差的5％計算，也對流量控制和溫度測量精度提出了很高的要求。若實際需要測量的蒸發功率更小，精度要求會進一步提升。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光刻機及光刻機的基底表面液膜蒸發功率測量方法，以解決測量蒸發功率時需要的流量控制和溫度測量精度過高的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種光刻機，包括照射系統、掩模、投影系統、基底和基底表面液膜蒸發功率測量裝置，所述照射系統將所述掩模上的圖案經所述投影系統投射到基底上；所述基底表面液膜蒸發功率測量裝置包括基底承載單元、流體傳輸單元、流體流量控制單元、流體溫度控制單元以及流體溫度測量單元，，所述基底承載單元用于承載基底，所述基底承載單元為中空結構；所述流體傳輸單元用于向所述基底承載單元中通入流體介質，所述流體介質為氣體，所述流體流量控制單元用于控制和測量流入所述基底承載單元的流體介質的流量，所述流體溫度控制單元用于控制流入所述基底承載單元的流體介質的溫度，所述流體溫度測量單元用于測量流入與流出所述基底承載單元的流體介質的溫度差。