[发明专利]一种浸没式光刻机浸液流场维持防碰撞系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种浸没式光刻机浸液流场维持防碰撞系统。

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模版、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。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。

专利US20070126999 A1公开了使用液体密封，液密封技术是利用与填充液体不相容的第三方液体(通常是磁流体或水银等)，环绕填充流场进行密封。

但是在这些密封方案中，存在以下不足:

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

(2)液密封方式对密封液体有十分苛刻的要求，在确保密封性能要求的同时，还必须保证密封液体与填充液体不相互溶解、与光刻胶(或Topcoat)及填充液体不相互扩散。在衬底高速运动过程中，外界空气或密封液体一旦被卷入或溶解或扩散到填充液体中，都会对曝光质量产生负面的影响。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种浸没式光刻机浸液流场维持防碰撞系统。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种浸没式光刻机浸液流场维持防碰撞系统，其特征在于，包括：液体供给装置，用于在投影物镜及基底台之间提供液体；基底，位于该基底台之上并浸没于该液体中；缓冲伸缩装置，该缓冲伸缩装置位于该液体供给装置和基底之间，用于实现该液体的密封，可在光轴方向上移动。

更进一步地，所述缓冲伸缩装置的末端包括柔性橡胶薄膜圈对所述液体进行密封，所述柔性橡胶薄膜圈与所述基底之间的距离保持在预设间隙范围内。

更进一步地，该缓冲伸缩装置沿与该投影物镜的光轴垂直的方向旋转。

更进一步地，该缓冲伸缩装置包括：气体供给通道，用于提供一高速率气流；以及气液回收通道，用于气液回收。

更进一步地，还包括一测量装置，该测量装置用于测量该缓冲伸缩装置与该液体供给装置的预设高度。还包括测量装置，所述测量装置用于测量所述缓冲伸缩装置与所述液体供给装置之间的相对位移。

更进一步地，该缓冲伸缩装置包括一致动装置，该致动装置用于实现该缓冲伸缩装置在Z、Rx、Ry方向上运动。

更进一步地，还包括一缓冲伸缩装置控制器以及一基底台控制器，用于控制该缓冲伸缩装置和该基底台以相同的速度和加速度运动，避免该缓冲伸缩装置和该基底台发生碰撞。

更进一步地，还包括一补偿装置，用于补偿该缓冲伸缩装置与基底台之间的浸没液体的刚度k和阻尼系数D。

更进一步地，该致动装置的数量为三个，均匀分布于该缓冲伸缩装置的边缘处。

更进一步地，该致动装置为微型致动器，所述微型制动器为压电致动器、微型步进电机或音圈电机。