一种用于浸没式光刻机的气密封及水平和垂直注液回收装置的制造方法_2

文档序号:9326155阅读:来源:国知局
图。
[0039]图13是图11中垂直注液流道部分的A-A剖视图。
[0040]图14是图11中注气流道部分的C-C剖视图。
[0041]图15是浸没单元装配体的全剖视图。
[0042]图16是图15中X区域的局部放大图。
[0043]图17是锯齿状分流结构的出口流速偏角分布图示。
[0044]图18是凹半圆状分流结构的出口流速偏角分布图示。
[0045]图19是各分流结构的速度均匀性图示。
[0046]图20是气液两相流体积分数分布图不。
[0047]图21是水平回收出口处气液两相流体积分布图示。
[0048]图中:1、投影透镜组,2、气密封及水平和垂直注液回收装置,2A、浸没单元下端盖,2B、浸没单元基体,2C、垂直注液孔板,2D、焊接盖板,2E、注气盖板,3E、注气圆孔阵列,3、硅片,3A、垂直回收方孔阵列,4A、液体密封凸台,3C、方形凹槽,4C、垂直注液圆孔阵列,3B、垂直注液腔,4B、外正八边形内正方形凹槽,5B、垂直回收腔,6B、注气腔,7B、垂直注液孔,SB、垂直回收孔,9B、注气孔,10B、注气流道,11、浸没液体,11B、水平注液流道,12B、水平回收流道,13B、垂直注液流道,14B、垂直回收流道,15B、引流阶梯,16B、锯齿状分流结构,17B、凹半圆状分流结构,18B、水平回收引流流道。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图和实施例详细说明本发明的具体实施过程。
[0050]如图1所示,本发明包括在浸没式光刻机中的投影物镜组I和硅片3之间安装气密封及水平和垂直注液回收装置2,气密封及水平和垂直注液回收装置2开有中心通孔,气密封及水平和垂直注液回收装置2的主要功能是将浸没液体11限制在投影物镜组I的正下方,从投影物镜组I发出的光线穿过气密封及水平和垂直注液回收装置2的中心通孔后进入缝隙流场,即要经过浸没液体11照射在硅片3上,完成曝光过程,浸没液体的折射率要比空气高,从而能够提高光刻系统的数值孔径和分辨率。
[0051 ] 如图2所示,上述的气密封及水平和垂直注液回收装置2包括浸没单元下端盖2A、浸没单元基体2B、垂直注液孔板2C、焊接盖板2D和注气盖板2E,浸没单元下端盖2A和垂直注液孔板2C —起安装在浸没单元基体2B下表面,安装后的底面再通过注气盖板2E密封覆盖,浸没单元基体2B上表面开有气和液的流道,流道通过焊接盖板2D密封覆盖。上述各个零件装配面贴合后通过焊接进行连接,使得此装置具有较好的密封作用。其中:
[0052]I)浸没单元基体2B:
[0053]如图2所示,在浸没单元基体2B上开有中心锥孔,如图9所示,浸没单元基体2B下表面从中心锥孔向外依次开有方形槽结构的垂直注液腔3B、方形槽结构的垂直回收腔5B、放置浸没单元下端盖2A的外正八边形内正方形凹槽4B和环形槽结构的注气腔6B ;如图10所示,浸没单元基体2B上表面上开有均为条形凹槽结构的一条水平注液流道11B、一条水平回收流道12B、两条注气流道10B、两条垂直注液流道13B和四条垂直回收流道14B,各个流道外端均与浸没单元基体2B侧面各自的流道进出口相通,流道进出口为M6螺纹孔。
[0054]如图9所示,垂直注液腔3B在方形槽一条对角线两端点处开有垂直注液孔7B,垂直注液腔3B经两个垂直注液孔7B分别与两条垂直注液流道13B相通,如图13所示;垂直回收腔5B的方形槽四边中点处向外延伸,并均开有垂直回收孔8B,垂直回收腔5B经四个垂直回收孔SB分别与四条垂直回收流道14B相通,如图12所示;注气腔6B上开有两个注气孔9B,浸没单元基体2B下表面开有一弯曲凹槽结构的注气流道10B,两个注气孔9B和该注气流道1B间隔均布在注气腔6B环形槽的圆周上;注气腔6B经浸没单元基体2B下表面的注气流道1B与浸没单元基体2B侧面该注气流道1B对应的流道进出口相通,如图14所示。注气腔6B分别经两个注气孔9B与浸没单元基体2B上表面的两条注气流道1B相通;水平注液流道IlB和水平回收流道12B分别位于浸没单元基体2B中心锥孔的两侧并与浸没单元基体2B中心锥孔相通。
[0055]如图10所示,水平注液流道IlB靠近浸没单元基体2B中心锥孔处的过渡结构为引流阶梯15B,水平注液流道IlB靠近浸没单元基体2B中心锥孔一侧的流道内有两种分流结构,分别为锯齿状分流结构16B及凹半圆状分流结构17B,分流结构采用焊接工艺和流道装配。如图3所示,锯齿状分流结构16B的截面由等腰三角形依次排列而成;如图4所示,凹半圆状分流结构17B由直角三角形以其中一直角边排列而成,斜边为1/4凹圆弧。通过和其他形式的分流结构进行对比,发现采用此两种分流结构对于水平注液流道IlB出口流速均匀性有较大改善,锯齿状分流结构的出口流速偏角分布如图17所示,凹半圆状分流结构的出口流速偏角分布如图18所示,各分流结构的速度均匀性如图19所示。
[0056]水平回收流道12B经水平回收引流流道18B后与浸没单元基体2B中心锥孔相通,这样降低了水平回收口高度。采用引流结构降低水平回收口高度可以有效提高水平回收过程中液相所占比重,进而减小由于气液两相流产生的振动及噪音,气液两相流体积分数分布如图20所示,水平回收出口处气液两相流体积分布如图21所示。
[0057]2)浸没单元下端盖2A
[0058]如图2、图3所示,浸没单元下端盖2A外边沿呈正八边形,浸没单元下端盖2A开有与浸没单元基体2B中心通孔相通的方形中心通孔,方形中心通孔与浸没单元下端盖2A外边沿之间的浸没单元下端盖2A下表面设有圆角方形的液体密封凸台4A,液体密封凸台4A与靠近方形中心通孔的浸没单元下端盖2A下表面之间开有沿液体密封凸台4A内边沿圆角方形阵列的垂直回收方孔阵列3A。
[0059]如图5和图6所示,垂直回收方孔阵列3A包括沿液体密封凸台4A内边沿圆角方形台阶间隔均布的一圈方孔,方孔一半开在液体密封凸台4A上,方孔的另一半开在液体密封凸台4A台阶下的浸没单元下端盖2A下表面上,形成垂直回收方孔阵列3A的阶梯状结构。而阶梯状方形回收结构相对于圆形回收结构以及方形回收结构其防泄漏能力更好,可以有效提高光刻机的临界扫描速度。
[0060]垂直回收方孔阵列3A与所述浸没单元基体2B上的垂直回收腔5B相通,浸没单元下端盖2A外边沿与所述浸没单元基体2B上的外正八边形内正方形凹槽4B的外边沿相契入口 ο
[0061]3)垂直注液孔板2C:如图7和图8所示,垂直注液孔板2C上表面开有方形凹槽3C,方形凹槽3C底面沿着圆角方形均布阵列有垂直注液圆孔阵列4C,垂直注液圆孔阵列4C即沿圆角方形间隔均布的一圈圆形微孔;垂直注液圆孔阵列4C与垂直注液腔3B相通,如图16所示;垂直注液孔板2C为扁平结构,垂直注液孔板2C与垂直注液腔3B通过焊接装配。
[0062]4)焊接盖板2D:焊接盖板2D为扁平结构,焊接盖板2D通过焊接封盖在环形槽结构的注气腔6B、水平注液流道11B,水平回收流道12B、三条注气流道10B、两条垂直注液流道13B、四条垂直回收流道14B上。
[0063]5)注气盖板2E:注气盖板2E沿其边沿的圆周间隔均布有注气圆孔阵列3E,注气圆孔阵列3E与浸没单元基体2B下表面的环形槽结构的注气腔6B配合相通。
[0064]浸没单元下端盖2A、浸没单元基体2B、垂直注液孔板2C、焊接盖板2D及注气盖板2E之间是通过焊接工艺进行连接。
[0065]本发明的实施工作过程如下:
[0066]如图1所示,给出了气密封、水平注液回收及垂直注液回收装置2在光刻系统中的位置。曝光过程中,光线通过掩模板、投影物镜组I和由浸没液体填充形成的缝隙流场11,照射在硅片3的光刻胶上,对硅片3进行曝光,将掩模版上的图形准确的转移到硅片的光刻胶上。浸没单元基体2B连接在位姿调整机构上,用于调整气密封及水平和垂直注液回收装置2的空间位置和姿态。
[0067]如图2、图10、图11、图15所示,硅片静止时,管路中的液体通过浸没单元基体2B内部的水平注液流道IlB流经锯齿状分流结构16B,经过锯齿状分流结构16B的分流以及定向后流向引流阶梯15B,液体流进镜头区域,从而形成浸没流场。水平注液流道IlB和引流阶梯15B形成了折线阶梯形的注液通道,减缓了液体的流速,减小了浸没液体对投影透镜组I的冲击。由于锯齿状分
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