一種用于浸沒式光刻機的流體限制機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光刻領(lǐng)域，尤其涉及一種用于浸沒式光刻機的流體限制機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代光刻設(shè)備以光學(xué)光刻為基礎(chǔ)，它利用光學(xué)系統(tǒng)把掩膜版上的圖形精確地投影 曝光到涂過光刻膠的襯底(如：硅片)上。浸沒式光刻是指在曝光鏡頭與硅片之間充滿水(或 更高折射的浸沒液體)以取代傳統(tǒng)干式光刻技術(shù)中對應(yīng)的空氣。由于水的折射率比空氣大， 這就使得透鏡組數(shù)值孔徑增大，進而可獲得更加小的特征線寬。
[0003] 傳統(tǒng)的浸沒式光刻機結(jié)構(gòu)如圖1所示，在該裝置中，主框架1支撐一照明系統(tǒng)2、一 投影物鏡4和一硅片臺8,硅片臺8上放置有一涂有感光光刻膠的硅片7。該浸沒式光刻機 結(jié)構(gòu)，將浸液(水）5填充在投影物鏡4和硅片7之間縫隙內(nèi)。工作時，硅片臺8帶動硅片7 作高速的掃描、步進動作，流體限制機構(gòu)根據(jù)硅片臺8的運動狀態(tài)，在投影物鏡4的視場范 圍內(nèi)，提供一個穩(wěn)定的浸液流場，同時保證浸液5與外界的密封，保證浸液5不泄漏。掩膜 版3上集成電路的圖形通過照明系統(tǒng)2、投影物鏡4和浸液5以成像曝光的方式，轉(zhuǎn)移到涂 有感光光刻膠的娃片7上，從而完成曝光。
[0004] 現(xiàn)有流體限制機構(gòu)見美國專利US20070126999、US7710541、中國專利 CN102221788,如圖2所示，現(xiàn)有流體限制機構(gòu)中，浸沒頭6的外輪廓形式不一，但其內(nèi)部輪 廓，即開口是與投影物鏡4下端的幾何形狀41匹配的錐形結(jié)構(gòu)。供液設(shè)備供給的浸液通過 浸沒頭6內(nèi)浸液供給流道流出后填充投影物鏡4和硅片7之間縫隙，浸液5通過浸沒頭6 內(nèi)浸液回收流道流出后，由氣液回收設(shè)備回收。因此，在物鏡4和硅片7之間狹縫內(nèi)形成了 浸液流場，要求浸液流場中的液體處于持續(xù)流動狀態(tài)，無回流，且液體的成分、壓力場、速度 場、溫度場瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)變化小于一定范圍。
[0005]浸沒頭6下表面與硅片7間存在一定高度的間隙，為了防止液流場中的液體從此 間隙中泄漏，浸沒頭6內(nèi)設(shè)計有進氣結(jié)構(gòu)620供給壓縮空氣，形成朝向硅片7表面的氣體射 流。氣流形成的壓力增加區(qū)域形成了阻擋液場中液體泄漏的氣"簾"，氣體或者氣液混合體 通過抽排結(jié)構(gòu)610抽排出去，實現(xiàn)了流場密封。
[0006] 浸沒頭6中的開口與投影物鏡4間存在一般為Imm到3mm的間隙，所以在投影物 鏡4和硅片7之間狹縫內(nèi)形成的浸液流場的上方，存在寬為Imm到3mm的環(huán)形自由液面51， 此自由液面51與外界空氣(如工件臺氣?。┲苯咏佑|。
[0007] 然而，現(xiàn)有流體限制機構(gòu)中自由液面51與外界空氣(如工件臺氣浴)的直接接觸會 引起兩個問題：自由液面51液體的蒸發(fā)冷卻問題和自由液面51液體的污染問題。
[0008] 自由液面51液體的蒸發(fā)是液場鄰近表面分子熱運動的結(jié)果，由于蒸發(fā)失去了動 能較大的分子，使分子運動的平均動能減小而降低了液面溫度。液膜蒸發(fā)冷卻滿足下式
【主權(quán)項】
1. 一種用于浸沒式光刻機的流體限制機構(gòu)，所述流體限制機構(gòu)，用于形成光刻機工件 臺的浸沒式曝光工作環(huán)境，其特征在于，所述流體限制機構(gòu)包括有浸液密封裝置，用于在浸 液上方阻擋外界環(huán)境對所述浸沒式曝光工作環(huán)境的影響。
2. 如權(quán)利要求1所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述浸液密封裝置包括有一個開 口，所述開口用于向外吹氣，在投影物鏡與所述流體限制機構(gòu)的縫隙內(nèi)形成氣流，并向遠離 所述浸液的方向流動，所述氣流在所述縫隙處形成對所述浸液的密封氣簾。
3. 如權(quán)利要求1所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述浸液密封裝置包括有二個開 口，分別為第一開口和第二開口，所述第一開口用于向外吹氣，形成氣流，使所述氣流在所 述流體限制機構(gòu)和投影物鏡間的縫隙中流動，形成對所述浸液的密封氣簾，所述第二開口 用于向內(nèi)抽回所述氣流。
4. 如權(quán)利要求3所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述第一開口比所述第二開口更 靠近所述浸液的上表面。
5. 如權(quán)利要求3所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述第一開口設(shè)置在所述流體限 制機構(gòu)的斜坡上或者設(shè)置在所述流體限制機構(gòu)上表面的平臺上。
6. 如權(quán)利要求4所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述第二開口設(shè)置在所述流體限 制機構(gòu)的斜坡上或者設(shè)置在所述流體限制機構(gòu)上表面的平臺上。
7. 如權(quán)利要求3所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述浸液密封裝置還包括有阻擋 單元，所述阻擋單元設(shè)置于所述第二開口的外側(cè)，用于固態(tài)阻擋密封。
8. 如權(quán)利要求7所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述阻擋單元為凸起結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求2或3所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述向外吹的氣體為超潔凈濕 空氣。
10. 如權(quán)利要求9所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述超潔凈濕空氣的濕度為85% 以上。
11. 如權(quán)利要求9所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述超潔凈濕空氣的潔凈度為 IS01。
12. 如權(quán)利要求2或3所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述流體限制機構(gòu)內(nèi)中還設(shè) 有進氣結(jié)構(gòu)，所述進氣結(jié)構(gòu)與供氣設(shè)備連接，用于向出氣開口提供氣源。
13. 如權(quán)利要求2或3所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述開口形狀為圓形、方形、 矩形、長橢圓形、三角形或者為封閉形狀的狹縫。
14. 如權(quán)利要求13所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述開口的數(shù)量為多個，所述多 個開口等間隔排列圍成圓形或者方形。
15. 如權(quán)利要求8所述的流體限制機構(gòu)，其特征在于，所述凸起結(jié)構(gòu)在所述流體限制機 構(gòu)上表面的平臺上圍成方形或者圓形。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于浸沒式光刻機的流體限制機構(gòu)，所述用于浸沒式光刻機的流體限制機構(gòu)在原有流體限制機構(gòu)中增加了浸液密封裝置，該浸液密封裝置通過開口向外吹氣，在流體限制機構(gòu)與投影物鏡之間形成空氣射流，在自由液面上方，形成了阻擋外界空氣接觸自由液面的氣“簾”，防止了由于浸液接觸到外界空氣，而影響浸沒式光刻機曝光質(zhì)量的情況。
【IPC分類】G03F7-20
【公開號】CN104793466
【申請?zhí)枴緾N201410024987
【發(fā)明人】趙丹平, 聶宏飛, 張洪博, 張崇明
【申請人】上海微電子裝備有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年1月20日