一种用于浸没式光刻机的流体限制机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光刻领域，尤其涉及一种用于浸没式光刻机的流体限制机构。
【背景技术】
[0002] 现代光刻设备以光学光刻为基础，它利用光学系统把掩膜版上的图形精确地投影 曝光到涂过光刻胶的衬底(如：硅片)上。浸没式光刻是指在曝光镜头与硅片之间充满水(或 更高折射的浸没液体)以取代传统干式光刻技术中对应的空气。由于水的折射率比空气大， 这就使得透镜组数值孔径增大，进而可获得更加小的特征线宽。
[0003] 传统的浸没式光刻机结构如图1所示，在该装置中，主框架1支撑一照明系统2、一 投影物镜4和一硅片台8,硅片台8上放置有一涂有感光光刻胶的硅片7。该浸没式光刻机 结构，将浸液(水）5填充在投影物镜4和硅片7之间缝隙内。工作时，硅片台8带动硅片7 作高速的扫描、步进动作，流体限制机构根据硅片台8的运动状态，在投影物镜4的视场范 围内，提供一个稳定的浸液流场，同时保证浸液5与外界的密封，保证浸液5不泄漏。掩膜 版3上集成电路的图形通过照明系统2、投影物镜4和浸液5以成像曝光的方式，转移到涂 有感光光刻胶的娃片7上，从而完成曝光。
[0004] 现有流体限制机构见美国专利US20070126999、US7710541、中国专利 CN102221788,如图2所示，现有流体限制机构中，浸没头6的外轮廓形式不一，但其内部轮 廓，即开口是与投影物镜4下端的几何形状41匹配的锥形结构。供液设备供给的浸液通过 浸没头6内浸液供给流道流出后填充投影物镜4和硅片7之间缝隙，浸液5通过浸没头6 内浸液回收流道流出后，由气液回收设备回收。因此，在物镜4和硅片7之间狭缝内形成了 浸液流场，要求浸液流场中的液体处于持续流动状态，无回流，且液体的成分、压力场、速度 场、温度场瞬态和稳态变化小于一定范围。
[0005]浸没头6下表面与硅片7间存在一定高度的间隙，为了防止液流场中的液体从此 间隙中泄漏，浸没头6内设计有进气结构620供给压缩空气，形成朝向硅片7表面的气体射 流。气流形成的压力增加区域形成了阻挡液场中液体泄漏的气"帘"，气体或者气液混合体 通过抽排结构610抽排出去，实现了流场密封。
[0006] 浸没头6中的开口与投影物镜4间存在一般为Imm到3mm的间隙，所以在投影物 镜4和硅片7之间狭缝内形成的浸液流场的上方，存在宽为Imm到3mm的环形自由液面51， 此自由液面51与外界空气(如工件台气浴）直接接触。
[0007] 然而，现有流体限制机构中自由液面51与外界空气(如工件台气浴)的直接接触会 引起两个问题：自由液面51液体的蒸发冷却问题和自由液面51液体的污染问题。
[0008] 自由液面51液体的蒸发是液场邻近表面分子热运动的结果，由于蒸发失去了动 能较大的分子，使分子运动的平均动能减小而降低了液面温度。液膜蒸发冷却满足下式
【主权项】
1. 一种用于浸没式光刻机的流体限制机构，所述流体限制机构，用于形成光刻机工件 台的浸没式曝光工作环境，其特征在于，所述流体限制机构包括有浸液密封装置，用于在浸 液上方阻挡外界环境对所述浸没式曝光工作环境的影响。
2. 如权利要求1所述的流体限制机构，其特征在于，所述浸液密封装置包括有一个开 口，所述开口用于向外吹气，在投影物镜与所述流体限制机构的缝隙内形成气流，并向远离 所述浸液的方向流动，所述气流在所述缝隙处形成对所述浸液的密封气帘。
3. 如权利要求1所述的流体限制机构，其特征在于，所述浸液密封装置包括有二个开 口，分别为第一开口和第二开口，所述第一开口用于向外吹气，形成气流，使所述气流在所 述流体限制机构和投影物镜间的缝隙中流动，形成对所述浸液的密封气帘，所述第二开口 用于向内抽回所述气流。
4. 如权利要求3所述的流体限制机构，其特征在于，所述第一开口比所述第二开口更 靠近所述浸液的上表面。
5. 如权利要求3所述的流体限制机构，其特征在于，所述第一开口设置在所述流体限 制机构的斜坡上或者设置在所述流体限制机构上表面的平台上。
6. 如权利要求4所述的流体限制机构，其特征在于，所述第二开口设置在所述流体限 制机构的斜坡上或者设置在所述流体限制机构上表面的平台上。
7. 如权利要求3所述的流体限制机构，其特征在于，所述浸液密封装置还包括有阻挡 单元，所述阻挡单元设置于所述第二开口的外侧，用于固态阻挡密封。
8. 如权利要求7所述的流体限制机构，其特征在于，所述阻挡单元为凸起结构。
9. 如权利要求2或3所述的流体限制机构，其特征在于，所述向外吹的气体为超洁净湿 空气。
10. 如权利要求9所述的流体限制机构，其特征在于，所述超洁净湿空气的湿度为85% 以上。
11. 如权利要求9所述的流体限制机构，其特征在于，所述超洁净湿空气的洁净度为 IS01。
12. 如权利要求2或3所述的流体限制机构，其特征在于，所述流体限制机构内中还设 有进气结构，所述进气结构与供气设备连接，用于向出气开口提供气源。
13. 如权利要求2或3所述的流体限制机构，其特征在于，所述开口形状为圆形、方形、 矩形、长椭圆形、三角形或者为封闭形状的狭缝。
14. 如权利要求13所述的流体限制机构，其特征在于，所述开口的数量为多个，所述多 个开口等间隔排列围成圆形或者方形。
15. 如权利要求8所述的流体限制机构，其特征在于，所述凸起结构在所述流体限制机 构上表面的平台上围成方形或者圆形。
【专利摘要】本发明提供一种用于浸没式光刻机的流体限制机构，所述用于浸没式光刻机的流体限制机构在原有流体限制机构中增加了浸液密封装置，该浸液密封装置通过开口向外吹气，在流体限制机构与投影物镜之间形成空气射流，在自由液面上方，形成了阻挡外界空气接触自由液面的气“帘”，防止了由于浸液接触到外界空气，而影响浸没式光刻机曝光质量的情况。
【IPC分类】G03F7-20
【公开号】CN104793466
【申请号】CN201410024987
【发明人】赵丹平, 聂宏飞, 张洪博, 张崇明
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月20日