[发明专利]一种浸没式掩模冷却装置及冷却方法

说明书

本发明涉及一种浸没式掩模冷却装置及冷却方法，该装置包括围设于掩模外侧的冷却框架，所述冷却框架顶部设有透明罩板，所述冷却框架与所述透明罩板密封连接，所述冷却框架的内侧壁、所述掩模的上表面以及所述透明罩板的下表面形成密闭空间，所述密闭空间内通有流动的冷媒。本发明在原有掩模台的结构基础上，增加可以直接对掩模四周及表面进行冷却的冷却框架，针对掩模本身进行浸没式迅速冷却降温；同时由于冷却框架顶部为透明罩板，不会影响掩模的曝光过程。

技术领域

本发明涉及光刻设备领域，特别涉及一种浸没式掩模冷却装置及冷却方法。

背景技术

在IC和TFT-LCD等制造中，光刻机是其中最重要和最精密的设备之一。随着光刻做出的特征尺寸变得越来越小，要求使用的曝光波长λ也越来越短，所以曝光光源也从汞灯的I-line(365nm)逐渐过渡到KrF(248nm)和ArF(193nm)激光光源，甚至是激光等离子体的EUV(13.5nm)光源。

无论哪种光源，当光源辐射照射到掩模上时，其中部分光透过掩模经过特定成像系统后，在基底表面形成了需要的光刻图像，而还有一部分被掩模上的金属铬层反射或吸收。掩模由于从辐射光吸收了热而变形，尤其是曝光剂量大或是辐射具有相对高能量的EUV光时，掩模的热膨胀造成的变形尤其严重，从而降低了光刻的精确度。因此，掩模的温度需要得到有效的控制才能得到高质量的光刻图形。

目前通常采用气浴冷却的方式对掩模台系统整体及掩模进行冷却，如图1所示是传统的气浴冷却方式，通过气浴系统1提供冷却气流，对整个掩模台系统及掩模进行冷却，然而这种冷却方式虽然简单，但是因为冷却区域过大，区域内热源又很多，如照射光源、运动台摩擦产生的热等等，实际上对掩模本身的冷却效果并不佳。

如图1所示，是目前掩模台的简化结构及气浴冷却系统对整个掩模台冷却的示意图，具体包括掩模台2，放置于掩模台2上的带有铬图形的石英掩模4，掩模台2上还设有产生向下吸力的真空吸附系统3，用于吸附石英掩模4，侧面为用于提供冷却气流的气浴冷却系统1。

当前，掩模被传输机械手放在掩模台上后，石英面的两个边缘与掩模台上的真空吸附系统接触，被向下的吸附力固定在掩模台上，之后进行掩模与掩模台的对准，随掩模台移动，进行曝光，将掩模上的图形转移到下面工件台上glass或wafer的基底上。气浴冷却系统通过向整个掩模台系统吹气，形成整个系统内气体的流动，从而达到对环境温度的控制。但是曝光时，由于掩模被高能量、大剂量光源长时间照射，这样的冷却对于掩模本身的冷却远远不够，掩模会因为热膨胀造成严重变形，从而使得wafer或glass基底上形成的图形精确度不够或者前后层对准产生偏差。

发明内容

本发明提供一种浸没式掩模冷却装置及冷却方法，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种浸没式掩模冷却装置，包括围设于掩模外侧的冷却框架，所述冷却框架顶部设有透明罩板，所述冷却框架与所述透明罩板密封连接，所述冷却框架的内侧壁、所述掩模的上表面以及所述透明罩板的下表面形成密闭空间，所述密闭空间内通有流动的冷媒。

较佳地，所述冷却框架的侧面设有进入口，所述冷却框架上与所述进入口相对的一侧设有排出口，所述冷媒从所述进入口进入所述密闭空间，从所述排出口流出。

较佳地，所述进入口和排出口为一对或多对。

较佳地，所述冷媒为液体，所述进入口与冷却水连通，所述排出口与排水系统相连。

较佳地，所述冷媒为气体，所述进入口与干燥空气连通，所述排出口与排气系统相连。

较佳地，所述冷却框架的内表面设有密封卡夹，所述密封卡夹的位置与所述掩模的侧壁的位置对应，所述密封卡夹与驱动结构相连，所述驱动结构驱动所述密封卡夹脱离所述掩模或者与所述掩模紧密接触。