[发明专利]一种用于浸没式光刻机的浸液供给回收装置

说明书

本发明公开了一种用于浸没式光刻机的浸液供给回收装置。所述装置具有第一抽排开口和第二抽排开口，使大部分浸液经第一抽排开口被抽吸，大部分密封气体经第二抽排开口被抽吸，使第一抽排开口和第二抽排开口中都具有较稳定的气液比例和流型；抽排开口和注气开口之间设置缓冲腔，使弯液面在向外运动时压缩缓冲腔；缓冲腔受压缩后会增强气密封压力，提高气密封对弯液面的约束效果。

技术领域

本发明涉及浸没式光刻机技术领域，一种用于浸没式光刻机的浸液供给回收装置。

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覆光刻胶的衬底上。它包括一个激光光源、一个投影物镜系统、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衬底。

相对于中间介质为气体的干式光刻机，浸没式光刻(ImmersionLithography)设备通过在最后一片投影物镜与衬底之间填充某种高折射率的液体，通过提高该缝隙液体介质的折射率(n)来提高投影物镜的数值孔径(NA)，从而提高光刻设备的分辨率和焦深。在现在的主流光刻技术中，浸没式光刻对现有设备改动最小，且对现在的干式光刻机具有良好的继承性，所以受到广泛关注。对于浸没液体的填充，目前广泛采用的方案是局部浸没法，即使用浸液供给回收装置将液体限制在最后一片投影物镜的下表面和衬底上表面之间的局部区域内。保持浸没液体在曝光区域内的光学一致性和透明度，是保障浸没式光刻曝光质量的关键。为此，现有技术方案往往通过注液和回收实现浸没流场的实时更新，将光化学污染物、局部热量、微纳气泡等及时带离核心曝光区域，以确保浸没液体的高度纯净均一。

如图1所示，浸没式光刻机中浸液供给回收装置2设置于投影物镜系统1和衬底3之间，浸没液体由浸液供给系统5提供动力，经由浸液供给回收装置2注入投影物镜系统1和衬底3之间的空间，并且被浸液回收系统6经由浸液供给回收装置2抽排。浸没液体填充投影物镜系统1和衬底3之间的空间形成浸没流场4。浸没液体的折射率大于空气，相对于干式光刻机，由于浸没流场4的存在，浸没式光刻机中投影物镜系统1和衬底3之间的光路介质折射率提高，携带集成电路图形信息的激光光束穿过投影物镜系统1和浸没流场4后可以在衬底3上形成尺寸更小的集成电路图形。

如图2和图3所示，浸液供给回收装置2的中心具有允许激光通过的圆形通孔21，圆形通孔21具有适应投影物镜系统1下端面形状的上大下小的圆台形状。浸液供给回收装置2中设置浸液供给通道22和浸液回收通道23，由浸液供给系统5提供的浸没液体流经浸液供给通道22进入浸没流场4，然后经浸液回收通道23被浸液回收系统6抽排。浸液供给回收装置2和衬底3之间存在一个最小厚度在0.1mm至1mm范围的缝隙。为了避免浸没液体从该缝隙向外围环境泄漏，浸液供给回收装置2的下端面沿圆形通孔21的周向布置有线度在0.2mm～2mm范围内的抽排开口24，抽排开口24的一端与浸没流场4相通，另一端与抽排腔25相通。抽排开口24可是不连续的圆形或矩形等形状的小孔，也可以是一圈连续的狭长缝隙。抽排腔25是一个圆环形腔体，与多个抽排开口24相通，并与密封抽排通道26相通。浸液回收系统6施加负压，使得浸没流场4中的浸没液体经过抽排开口24汇聚到抽排腔25中，然后经过密封抽排通道26被浸液回收系统6回收。由于浸液回收系统6的抽排作用，浸液液体与外围气体在抽排开口24附近形成了一圈弯液面41。为了避免浸液液体从浸没流场4中泄漏并残留在衬底3上造成污染，以及避免浸没液体向内过度回退造成气泡卷入浸没流场4，需要控制弯液面41的位置和形状稳定。优选地，始终保持弯液面41与抽排开口24接触，保证抽排开口24中始终同时存在液体流和气体流，避免出现振动冲击大的气体流中液滴飞溅或者液体流中气体冒泡的情况，能够改善浸液供给回收装置2的振动特性。