[实用新型]一种用于极紫外光刻机的动态气体隔离装置

说明书

技术领域

本实用新型属于极紫外光刻机技术领域，具体涉及用于极紫外光刻机的动态气体隔离装置。

背景技术

由于空气及几乎所有的折射光学材料对13.5nm波长的极紫外辐照具有强烈的吸收作用，导致极紫外光刻机(Extreme Ultraviolet Lithography–EUVL)与普通空气环境下的光刻机大不相同。极紫外光刻机的主要特点表现在：光学系统为反射式光学系统；内部环境为真空环境，除了对13.5nm的EUV辐照有高透过率，还要能将产生的污染物质迅速排出。极紫外光刻机的光源、光学系统、掩模台与工件台等各个部件系统均置于真空环境中。各个部件工作环境不同，极紫外光刻机内不同真空腔室具有不同的真空要求。

极紫外光刻机的照明光学系统、成像光学系统等的真空环境为超清洁真空环境，此真空环境在一定真空度下，可满足EUVL光学镜片的超清洁使用环境要求。在该超清洁真空环境中，除了要确保EUV辐照近似无损的通过，还要避免污染物在光学系统上的沉积、确保光学系统的使用寿命，所以需要严格控制超清洁真空环境内部材料的真空放气率及所释放气体组分的分压。有文献(Abneesh Srivastava,Stenio Pereira,Thomas Gaffney.Sub-Atmospheric Gas Purification for EUVL Vacuum Environment Control.SPIE,2012)指出，超清洁真空环境要求碳氢化合物(C_xH_y)分压不大于1×10^-9mbar，水分压不大于1×10^-7mbar，以确保光学系统7-10年内的反射率损失小于1％。

极紫外光刻机的硅片台等部件的真空环境为清洁真空环境。此真空环境内不包含光学元件，只需满足清洁真空要求。在该清洁真空环境中，不包含光学元件，EUV辐照光路只通过很少一部分区域，所以要求不如超清 洁真空环境那么高，能允许产生一定的杂质(如硅片台的硅片上光致抗蚀剂曝光产生的污染物)但需严格控制杂质的扩散。

超清洁真空环境内开有一定孔径的通光小孔与清洁真空环境相连，极紫外辐照通过此小孔，对置于清洁真空环境内的硅片进行曝光。硅片表面的光致抗蚀剂在极紫外辐照的作用下会发生光化学反应，产生对超清洁真空环境中光学元件有害的废气及污染颗粒，必须通过真空排气系统将这些废气及污染颗粒及时排出。

为维持超清洁真空环境，非常有必要在超清洁真空环境和清洁真空环境之间建立动态气体锁(Dynamic Gas Lock–DGL)，从而将两种不同要求的环境隔离。同时，为了更好的确保极紫外辐照光束质量不受动态气体锁的影响，需要动态气体锁中的清洁气流尽量均匀。

在EUVL中，由动态气体锁注入的清洁气体分子与清洁真空环境中欲流向超清洁真空环境的污染气体分子发生近似线性弹性碰撞，使污染气体分子回流入清洁真空环境从而达到抑制污染气体分子向超清洁真空环境扩散的效果。该抑制效果取决于参与碰撞的清洁气体分子数目的多少(对应宏观的清洁气体流量)、污染气体分子数目的多少(对应污染气体放气率)、清洁气体分子量的大小(对应清洁气体种类)和污染气体分子量的大小(对应污染气体种类)。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的技术问题是如何抑制极紫外光刻机在工作时产生的污染物由清洁真空环境向超清洁真空环境扩散，并确保极紫外辐照光束质量不受动态气体隔离装置的影响。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种动态气体隔离装置，用于将两个空间连通的部件进行气体隔离，包括主体、充气装置和法兰，其中，所述主体为筒状，具有两个开口端，连接两个开口端的方向为轴向，垂直于轴向的方向为侧向；所述主体在其轴向的中部位置具有隔板、该隔板将筒状的内部空间隔成两个腔室；所述隔板上开有外气流通道，其连通所述 两个腔室；在所述隔板内并在所述外气流通道的侧面，沿所述主体的侧向开有内气流通道，所述内气流通道连接所述充气装置；所述充气装置经由所述内气流通道和外气流通道向主体内部通入清洁气体；所述法兰用于将所述主体的两个开口端与需要进行气体隔离的部件密封连接。

根据本实用新型的具体实施例，所述外气流通道的两个开口端的孔径存在差值，即分为窄口端和宽口端，且窄口端和宽口端分别与清洁真空腔室和超清洁真空腔室相连通。

根据本实用新型的具体实施例，所述充气装置包括充气阀门和管道，所述管道贯通于所述隔板内并与所述内气流通道连通。