[发明专利]一种用于浸没式光刻机的浸没控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于浸没式光刻机的浸没控制装置，特别是涉及一种在投影透镜组(Lens)和硅片(Wafer)之间设置的浸没控制装置。

背景技术

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并曝光到涂过光刻胶的硅片上。它包括一个激光光源、一个光学系统、一块由芯片图形组成的投影掩膜版、一个对准系统和一个覆盖光敏光刻胶的硅片。

浸没式光刻机在投影透镜组和硅片之间的缝隙中填充某种液体，通过提高该缝隙中介质的折射率(n)来提高投影透镜的数值孔径(NA)，从而提高光刻的分辨率和焦深。而浸没控制装置的作用就是维持此浸没液体在一定区域范围内。

目前，浸没控制装置中的密封结构一般采用气密封环环绕投影透镜组末端元件和硅片之间的缝隙流场。如果缺乏有效密封，该方案将导致填充流场边界液体泄漏，泄漏的液体将在光刻胶或Topcoat表面形成水迹，严重影响曝光质量。通常采用的气密封技术(例如参见中国专利200310120944.4，美国专利US2007046916)是在所述密封环和硅片的表面之间通过施加高压气体在环绕填充流场周边形成气幕，将液体限定在一定流场区域内。

现有密封方式存在一共有问题，即硅片高速运动时，密封液体流场边界的静态平衡状态被打破，密封气体流量不足或过大将导致边界流场中液体泄漏或卷入气泡。这是因为在硅片运动状态下，边界流场形态对应的发生变化，边界流场形态的变化主要表现在动态接触角大小的变化，即：与硅片运动方向相同的前进接触角将变小，而与硅片运动方向相反的后退接触角将变大。前进接触角变小，使得边界液体更容易牵拉到流场外围导致液体泄漏，并由此形成一系列缺陷(如：水迹)；后退接触角变小，使得密封气体更易被卷吸到流场中形成气泡，从而影响流场的均一性和曝光成像质量。在缝隙流场的周围采用均一的密封气体压力是通常采用的气密封方法，但这难以有效解决上述问题，因为较小的气密封压力将使得在前进接触角处位置变得更加容易泄漏，而较大的气密封压力将增加在后退接触角处的液体气泡卷吸的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于浸没式光刻机的浸没控制装置，特别是当硅片高速运动时，随其运动方向的不同，实时调整不同流场边界位置的密封气体流量，从而达到有效密封的装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明是在投影透镜组和硅片之间设置的浸没控制装置，所述的浸没控制装置由主体结构和随动密封结构两部分组成；其中：

1)主体结构：为圆柱体，由圆心到圆周依次开有镜头孔、对称分布弧形的注液腔与弧形的回收腔、气液混合回收腔、密封腔体和导线管路；锥形的镜头孔与投影透镜组为过盈配合；注液腔与回收腔上部分为一组等分弧形小通孔，气液混合回收腔上部分开有等圆周分布的通孔，气液混合回收腔下部分开有多排、多个等圆周分布的小通孔，密封腔体上部分为等圆周分布的四组弧形小通孔；

2)随动密封结构：包括随动环、八个联接部件、四块形变块和二个密封环；随动密封结构置于主体结构的密封腔体内，随动密封结构径向方向上由内向外构件排列为随动环、四块等圆周分布置的形变块；形变块上下端分别设有密封环，上下密封环与主体结构之间固接，八个联接部件分两组与形变块的上下两端通过双头螺拴连接，形变块与主体结构之间为粘接或螺栓联接。

所述形变块的截面形状为外表面为圆柱面的一部分，直径与密封腔体的外圆周直径相等，两侧面及内表面为平面。

所述形变块的截面形状为外表面为圆柱面的一部分，直径与密封腔体的外圆周直径相等，内表面为平面。

所述形变块的截面形状为外表面与内表面均为圆柱面的一部分，其中外表面直径与密封腔体的外圆周直径相等。

本发明具有的有益效果是：

(1)密封装置的随动环根据硅片的运动情况实时调整不同流场边界的密封气体排气量，使所密封液体的边缘流场更加稳定，从而为进一步提高硅片运动速度，提高产能创造了有利条件。

(2)硅片高速运动状态下，可以避免后退接触角处因密封气体流量过大导致边缘流场气泡卷吸，及避免前进接触角处因密封气体流量不足引起液体泄漏，有效的解决了原有密封结构在硅片高速运动状态下产生的气泡卷吸及液体泄漏等问题。

附图说明

图1是浸没控制装置与投影透镜组、硅片的装配关系示意图。

图2是图1浸没控制装置A-A截面图。

图3是图2浸没控制装置B-B截面图。

图4是图3浸没控制装置的俯视图。

图5是浸没控制装置流场示意图。