一种浸液限制机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及浸没式光刻机领域，尤其涉及一种浸液限制机构。
【背景技术】
[0002] 浸没式光刻机的工作原理是通过在干式光刻系统中投影物镜的最后一片光学镜 片与娃片之间的空隙中填充折射率大于1的浸液，提高该层空间中的光波折射率，原本受 空气全反射限制的光线可入射到液体中，达到增大焦深、提高分辨率的目的，从而获得更加 细小的线条。
[0003] 浸没式光刻机的结构如图1所示，在该装置中，照明系统2、投影物镜4和娃片台8 依次固定于主框架1上，娃片台8上放置有一涂有感光光刻胶的娃片7。该浸没式光刻机结 构，将浸液5 (如水）填充在投影物镜4和娃片7之间的缝隙内。工作时，娃片台8带动娃 片7作高速的扫描、步进动作，浸液限制机构(浸没头）6根据娃片台8的运动状态，在投影 物镜4的视场范围，提供一个稳定的浸液流场，同时保证流场与外界的密封，保证液体不泄 漏。掩模版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 W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] 现有浸液限制机构的外形轮廓形状不一，但内部轮廓是与投影物镜4匹配的锥形 结构，如图2所示，供液设备供给的浸液5通过浸液供给通道61流入流场内，填充投影物镜 4和娃片7之间的缝隙，浸液通过浸液流出通道62 W及气液回收通道63流出，由气液回收 设备回收。因此，在投影物镜4和娃片7之间的缝隙内形成了浸液流场，要求浸液流场中的 浸液5处于持续流动状态，无回流，且浸液的成分、压力场、速度场、温度场瞬态和稳态变化 小于一定范围。
[0005] 请结合图3,所述浸液流场的维持是通过浸液限制机构6进行控制的，所述的浸液 流场包括主流场52和边缘流场53,所述主流场52中包含曝光区域54,在曝光区域54内主 要采用水平注入和水平回收的方式，得到流速相对稳定的流场分布，及时更新主流场52的 污染；在边缘流场53内采用垂直补充注液通道65和气液回收通道63 ;同时由于在浸液限 制机构6的下表面和娃片7的上表面之间存在一定高度的间隙，为防止浸液流场中的浸液 5从此间隙中泄流，还设有供气通道64,形成朝向娃片7表面的空气柱，对边缘流场53的浸 液5向外边界扩散有一定的阻碍作用，气体或气液混合体期望通过气液回收通道63抽排出 去，从而使气体形成压力增加区域形成了阻挡流场中浸液5泄流的气"帘"，实现流场密封。
[0006] 此外，与自由液面51相接触的外界空气(工件台气浴)，洁净度一般为IS03或IS02 W上，空气相对湿度小于65%，空气中lOOnm W上的颗粒小于1000个每立方米，空气中粉尘 微粒、碳化物、含娃物质等污染物浓度较高，W及光刻设备含有的微粒和金属离子；如果该 些污染通过自由液面51、浸液5 W及浸液限制机构6进入流场内，将会产生一系列不利影 响，如可能产生颗粒、气泡等导致的曝光缺陷，污染镜头下表面（lens cloudy)等。
[0007] 浸没式光刻机的缺陷主要有气泡缺陷、残留液滴缺陷W及颗粒缺陷。为减少和控 制该些污染缺陷，目前是通过曝光的前道工序，对浸液超纯水通过脱气处理装置W及采用 边缘曝光装置配合压力及流量调整参数，进行密封控制气泡缺陷和残留液滴缺陷；采用低 释气材料、表面抛光、涂层材料和精密过滤器装置控制颗粒污染，将其减少到指标值下。然 而对于颗粒污染，现在仍然面临的问题是：由于采用的浸液限制机构6维持浸液5流场，其 内部管道材料与超纯水直接接触W及娃片7曝光过程中无法避免的引入颗粒，从而导致颗 粒被曝光印刷的缺陷。
【发明内容】
[0008] 本发明提供一种浸液限制机构，W解决上述技术问题。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明提供一种浸液限制机构，将浸液限制在投影物镜和 娃片之间，包括第一水平供液通道、第一水平出液通道、垂直供液通道、气液回收通道W及 供气通道，所述第一水平供液通道和第一水平出液通道相对设置，所述垂直供液通道、气液 回收通道和供气通道的出口由内向外依次排列于浸液限制机构的底部，所述第一水平供液 通道、垂直供液通道分别连接至供液设备，所述第一水平出液通道和气液回收通道分别连 接至气液回收设备，所述供气通道连接至供气设备，还包括与供液设备连接的第二水平供 液通道和与气液回收设备连接的第二水平出液通道。
[0010] 较佳地，所述第二水平供液通道和第二水平出液通道的水平弧度相等，且相对于 所述投影物镜的中也轴对称分布。
[0011] 较佳地，所述第二水平供液通道与娃片上表面的距离大于第二水平出液通道与娃 片上表面的距离，第二水平出液通道与娃片上表面的距离大于投影物镜下表面与娃片上表 面的距离。
[0012] 较佳地，所述第二水平供液通道的垂直宽度小于所述第二水平出液通道的垂直宽 度。
[0013] 较佳地，所述投影物镜下表面与娃片上表面之间的距离为0. 1~0. 2mm。
[0014] 较佳地，所述第二水平供液通道和第二水平出液通道的截面为矩形或弧形卿趴 状。
[0015] 较佳地，所述浸液限制机构的高度为9~10mm ;所述第二水平供液通道与娃片上 表面的距离为3. 1~6. 5mm;所述第二水平出液通道与娃片上表面的距离为3. 1~5mm。
[0016] 较佳地，所述第二水平供液通道与娃片上表面的距离为6. 0mm;所述第二水平出 液通道与娃片上表面的距离为4. 5mm。
[0017] 较佳地，所述第二水平供液通道和第二水平出液通道的水平弧度为70°~ 120。。
[0018] 较佳地，所述第二水平供液通道和第二水平出液通道的水平弧度为90°
[0019] 较佳地，所述第二水平供液通道的垂直宽度为1. 5~2. 0mm，所述第二水平出液通 道的垂直宽度为2. 0~2. 5mm。
[0020] 较佳地，所述第二水平供液通道的垂直宽度为1. 5mm，所述第二水平出液通道的垂 直觉度为2. 〇Mn。
[0021] 较佳地，所述第二水平供液通道连接至独立的正压源，所述第二水平出液通道连 接至独立的负压源。
[0022] 较佳地，所述垂直供液通道的出口可W是细长的狭缝，也可W是均布的圆形或者 方形的小孔。所述狭缝的宽度在0. 1~0. 2mm之间。
[0023] 较佳地，所述气液回收通道的出口可W是细长的狭缝，也可W是均布的圆形或者 方形的小孔。所述狭缝的宽度在0. 4~0. 6mm之间。
[0024] 较佳地，所述供气通道结构为细长的狭缝或均布的圆形或者方形的小孔。所述狭 缝的宽度在0. 1~0. 2mm之间。
[0025] 与现有技术相比，本发明提供的浸液限制机构，在现有的浸液限制机构中增加第 二水平供液通道和第二水平出液通道，所述第二水平供液通道和第二水平出液通道的水平 弧度相等，且相对于所述投影物镜的中也轴对称分布；所述第二水平供液通道与娃片上表 面的距离大于第二水平出液通道与娃片上表面的距离，第二水平出液通道与娃片上表面的 距离大于投影物镜下表面与娃片上表面的距离；所述第二水平供液通道的垂直宽度小于所 述第二水平出液通道的垂直宽度。本发明通过增设第二水平供液通道和第二水平出液通 道，并对其位置和尺寸进行约束，改善主流场的流速及均匀性，并减小曝光场的压力波动， 防止压力波动对浸液焦深及套刻的影响。
【附图说明】
[0026] 图1为现有技术中浸没式光刻机的结构示意图；
[0027] 图2为现有技术中的浸液限制机构的结构示意图；
[002引图3为现有技术中的浸液限制机构的底面示意图；
[0029] 图4为流场中微粒沉降速度与微粒粒径的关系示意图；
[0030] 图5为计算出的微粒轨迹；
[0031] 图6为本发明一【具体实施方式】中浸液限制机构的结构示意图；
[0032] 图7为本发明一【具体实施方式】中浸液限制机构中第二水平供液通道和第