[发明专利]一种浸没光刻机浸没单元防碰撞装置及方法

说明书

本发明公开一种浸没光刻机浸没单元防碰撞装置，用于防止浸没单元与硅片台发生碰撞，其特征在于，包括：传感器，所述传感器与所述浸没单元保持相对位置固定，所述传感器沿所述浸没光刻机的光轴发射一电磁光束来测量所述浸没单元与硅片台的距离或速度或加速度；测量装置，将所述传感器测量得到的电信号转换成数字信号；控制器，用于接收所述数字信号，判断所述浸没单元与硅片台的相对位置或速度是否存在碰撞风险，并发出相应的控制命令；驱动器，根据所述控制器发出的控制命令驱动所述浸没单元。

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种浸没光刻机浸没单元防碰撞装置及方法。

背景技术

光刻机是制造超大规模集成电路的核心装备之一，现代光刻机以光学光刻为主，它利用光学系统把掩膜版上的图形精确地投影并曝光在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涂有光敏光刻胶的硅片。

浸没式光刻(Immersion Lithography)设备通过在最后一片投影物镜与硅片之间填充某种高折射率的液体，相对于中间介质为气体的干式光刻机，提高了投影物镜的数值孔径(NA)，从而提高了光刻设备的分辨率和焦深。在已提出的下一代光刻机中，浸没式光刻对现有设备改动最小，对现在的干式光刻机具有良好的继承性。可以将基底或基底和基底台浸没在浸液浴槽中。美国专利NO.4509852中公开了一个这种布置的实例，在此将该专利全文引入作为参考。浸没液体可以通过液体供给系统提供到基底的局部区域以及投影系统的最后一个元件和基底之间，通常该基底具有比投影系统的最后一个元件更大的表面区域。在国际专利申请案No.99/49504中公开了一个这种布置的实例，在此将该文献全文引入作为参考。通过至少一个入口将液体提供到基底上，优选地沿基底相对于投影系统的最后一个元件的移动方向提供，并通过与低压源连接的至少一个出口去除液体。围绕最后一个元件周围定位的入口和出口的各种定向和数量都是可能的。此外，液体供给系统可以具有密封元件，其沿投影系统的最后一个元件和基底台之间的空间的边界的至少一部分延伸。该密封元件在XY平面中大体上相对于投影系统静止，但是在Z方向(投影系统的光轴方向)可以有一些相对移动。在密封元件和基底表面之间形成密封。优选地，该密封是非接触密封，如气密封，其可以进一步用作一个气体轴承。

目前常采用的方案是局部浸没法，即将液体限制在硅片上方和最后一片投影物镜的下表面之间的局部区域内，并保持稳定连续的液体流动。在步进-扫描式光刻设备中，硅片在曝光过程中进行高速的扫描运动，这种运动会将曝光区域内的液体带离流场，从而引起泄漏，泄漏的液体会在光刻胶上形成水迹，影响曝光质量。因此，浸没式光刻技术中必须重点解决缝隙流场的密封问题。

目前已有的解决方案中，专利US6954256B2公开了使用气密封，气密封技术是在环绕填充流场的圆周周边上，通过施加高压气体形成环形气幕，将填充液体限定在一定的圆形区域内。

现有的气密封方式采用气幕施加在填充流体周围，但是为保证硅片台在高速水平运动下不发生浸没液体泄漏，要求浸没单元与物镜、硅片台或硅片的距离非常近，其中要求浸没单元与硅片台或硅片之间的距离为小于200um，而硅片台上安装有其他部件，导致硅片台表面存在0-160um的起伏形貌，且硅片台为运动部件，其垂向运动行程为±0.5mm，存在浸没单元与物镜、硅片台或硅片发生碰撞而影响光刻性能、损坏光刻设备的风险。