本发明专利技术公开了一种用于浸没式光刻机的气密封和微孔密封装置。在浸没式光刻机中的投影透镜组和硅片之间设置有气密封和微孔密封装置；气密封和微孔密封装置包括浸没单元基体、浸没单元上端盖、浸没单元下端盖和浸没单元气密封端盖；浸没单元基体上面与浸没单元上端盖接触，浸没单元基体下面依次与浸没单元下端盖和浸没单元气密封端盖接触紧固连接。本发明专利技术用来完成浸没式光刻系统中缝隙流场的密封和液体注入回收功能，采用气密封结构和微孔结构防止液体泄漏，在微孔上加上负压对液体进行回收并约束缝隙流场，通过气密封结构实现缝隙流场的密封，同时能够保证缝隙流场边缘的稳定性。通过大流量注液和回收实现缝隙流场内浸没液体的稳定更新。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于浸没式光刻机的气密封和微孔密封装置。在浸没式光刻机中的投影透镜组和硅片之间设置有气密封和微孔密封装置；气密封和微孔密封装置包括浸没单元基体、浸没单元上端盖、浸没单元下端盖和浸没单元气密封端盖；浸没单元基体上面与浸没单元上端盖接触，浸没单元基体下面依次与浸没单元下端盖和浸没单元气密封端盖接触紧固连接。本专利技术用来完成浸没式光刻系统中缝隙流场的密封和液体注入回收功能，采用气密封结构和微孔结构防止液体泄漏，在微孔上加上负压对液体进行回收并约束缝隙流场，通过气密封结构实现缝隙流场的密封，同时能够保证缝隙流场边缘的稳定性。通过大流量注液和回收实现缝隙流场内浸没液体的稳定更新。【专利说明】用于浸没式光刻机的气密封和微孔密封装置
本专利技术涉及一种流场密封与注液回收装置，特别是涉及一种用于浸没式光刻机的气密封和微孔密封装置。
技术介绍
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膜版、一个对准系统和一个涂有光敏光刻胶的娃片。浸没式光刻(Immersion Lithography)设备通过在最后一片投影物镜与娃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，严重影响曝光质量。随着光刻过程的进行，光刻胶的分解会产生颗粒和气泡等杂质，这些杂质同样会影响曝光质量，需利用液体的流动将这些杂质带离浸没流场。因此，浸没式光刻技术中必须重点解决工作过程中液体的泄漏和浸没液体的更新率问题。目前已有的解决方案中，重点解决的问题是填充液体的密封问题，采用气密封或液密封构件环绕投影物镜组末端元件和硅片之间的缝隙流场。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。液密封技术则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。但是存在以下不足: (I)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影响。(2)现有的气密封方式采用气幕施加在填充流体周围，造成流场边缘的不稳定，在硅片高速步进和扫描过程中，可能导致液体泄漏及密封气体卷吸到流场中；同时，填充液体及密封气体一起回收时将形成气液两相流，由此引发振动，影响曝光系统的稳定工作。
技术实现思路
为了解决局部浸没式光刻技术中的缝隙流场密封和液体更新率问题，本专利技术的目的在于提供一种用于浸没式光刻机的气密封和微孔密封装置，在流场边缘使用方形微孔结构和气密封结构防止缝隙流场中的液体泄漏，使用大流量注液和回收结构解决液体的更新率问题。本专利技术采用的技术方案如下: 本专利技术在浸没式光刻机中的投影透镜组和硅片之间设置有气密封和微孔密封装置；所述气密封和微孔密封装置包括浸没单元基体、浸没单元上端盖、浸没单元下端盖和浸没单元气密封端盖；所述的浸没单元基体上面与浸没单元上端盖接触，浸没单元基体下面依次与浸没单元下端盖和浸没单元气密封端盖接触，并通过螺钉紧固连接；其中: 1)浸没单元基体: 在浸没单元基体上开有中心倒锥孔，中心锥孔大端向外为相对分布的第一注液腔和第一液体回收腔，第一注液腔与折线形的第一注液通道相连，第一液体回收腔与折线形的第一液体回收通道相连；中心锥孔大端向外为相对分布的右侧第二注液腔和左侧第二注液腔，右侧第二注液腔向外与折线形的右侧第二注液通道相连，右侧第二注液腔向下与方形注液腔相连通，左侧第二注液腔向外与折线形的左侧第二注液通道相连，左侧第二注液腔向下与方形注液腔相连通；在右侧第二注液腔和第一注液腔之间开有右侧第二液体回收腔，右侧第二液体回收腔向外与折线形的右侧第二液体回收通道相连，右侧第二液体回收腔向下与右侧第二液体回收槽相连通，右侧第二液体回收槽向内与方形液体回收腔相连，在左侧第二注液腔和第一注液腔之间开有左侧第二液体回收腔，左侧第二液体回收腔向外与折线形的左侧第二液体回收通道相连，左侧第二液体回收腔向下与第二液体回收槽相连通，左侧第二液体回收槽向内与方形液体回收腔相连，右侧第二注液腔向外为注气腔，右侧注气腔与右侧注气通道相连，左侧第二注液腔向外为左侧注气腔，左侧注气腔与左侧注气通道相连，在右侧注气腔与第一液体回收腔之间开有右侧气体回收腔，右侧气体回收腔与折线形的右侧气体回收通道相连，在左侧注气腔与第一液体回收腔之间开有左侧气体回收腔，左侧气体回收腔与折线形的左侧气体回收通道相连；第一注液通道、右侧第二液体回收通道、右侧注气通道、右侧第二注液通道和右侧气体回收通道向浸没单元基体一侧聚集，并通过螺纹孔与外部管路相连，第一液体回收通道、左侧第二液体回收通道、左侧注气通道、左侧第二注液通道和左侧气体回收通道向浸没单元基体的另一侧聚集，通过螺纹孔与外部管路相连； 2)浸没单元上端盖:在浸没单元上端盖上开有中心通孔； 3)浸没单元下端盖: 在浸没单元下端盖上开有中心方形通孔，中心方形通孔向外是微孔组成的方形注液孔阵列，注液孔阵列向下是下端盖注液腔，注液孔阵列向外是方形微孔组成的方形回收孔阵列； 4)浸没单兀气密封端盖: 在浸没单元气密封端盖上开有中心通孔，中心通孔向外是右侧气体回收腔和左侧气体回收腔，右侧气体回收腔和左侧气体回收腔与中心通孔相连通，浸没单元气密封端盖最外侧是注气缓冲腔，右侧气体回收腔和左侧气体回收腔周向之间开有右侧气密封端盖注气腔和左侧气密封端盖注气腔，右侧气密封端盖注气腔和左侧气密封端盖注气腔向外与注气缓冲腔相连通。所述的方形注液腔向下与注液孔阵列相连通，方形液体回收腔向下与回收孔阵列相连通，右侧注气腔向下右侧气密封端盖注气腔相连通，左侧注气腔向下与密封端盖注气腔。所述的注液孔阵列由圆形孔组成的方形排孔阵列，回收孔阵列由方形孔组成的方形排孔阵列。本专利技术具有的有益效果是: 1、将注液结构和回收结构均分为两级，第一级注液口提供大流量注液，第一级液体回收口在中心锥孔的另一侧和第一级注液口相对，用来回收大部分液体，大流量注液能够保证液体的更新率，及时带走曝光过程中产生的污染物等杂质。同时第一级注液口和第一级液体回收口连线方向与扫描方向垂直，在工作过程中便不会存在零速区，不会存在液体无法更新的区域。2、第二级注液口为圆形微孔组成的方形排孔阵列，分布在中心锥孔外侧，提供小流量注液，用来保证缝隙流场的边缘稳定。第二级液体回收口为方形孔组成的方形排孔阵列，分布本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于浸没式光刻机的气密封和微孔密封装置，在浸没式光刻机中的投影透镜组(1)和硅片(3)之间设置有气密封和微孔密封装置(2)；其特征在于：所述气密封和微孔密封装置(2)包括浸没单元基体(2A)、浸没单元上端盖(2B)、浸没单元下端盖(2C)和浸没单元气密封端盖(2D)；所述的浸没单元基体(2A)上面与浸没单元上端盖(2B)接触，浸没单元基体(2A)下面依次与浸没单元下端盖(2C)和浸没单元气密封端盖(2D)接触，并通过螺钉紧固连接；其中：1) 浸没单元基体(2A)：在浸没单元基体(2A)上开有中心倒锥孔，中心锥孔大端向外为相对分布的第一注液腔(4B)和第一液体回收腔(5B)，第一注液腔(4B)与折线形的第一注液通道(4A)相连，第一液体回收腔(5B)与折线形的第一液体回收通道(5A)相连；中心锥孔大端向外为相对分布的右侧第二注液腔(6B1)和左侧第二注液腔(6B2)，右侧第二注液腔(6B1)向外与折线形的右侧第二注液通道(6A1)相连，右侧第二注液腔(6B1)向下与方形注液腔(6C)相连通，左侧第二注液腔(6B2)向外与折线形的左侧第二注液通道(6A2)相连，左侧第二注液腔(6B2)向下与方形注液腔(6C)相连通；在右侧第二注液腔(6B1)和第一注液腔(4B)之间开有右侧第二液体回收腔(7B1)，右侧第二液体回收腔(7B1)向外与折线形的右侧第二液体回收通道(7A1)相连，右侧第二液体回收腔(7B1)向下与右侧第二液体回收槽(7C1)相连通，右侧第二液体回收槽(7C1)向内与方形液体回收腔(7D)相连，在左侧第二注液腔(6B2)和第一注液腔(5B)之间开有左侧第二液体回收腔(7B2)，左侧第二液体回收腔(7B2)向外与折线形的左侧第二液体回收通道(7A2)相连，左侧第二液体回收腔(7B2)向下与第二液体回收槽(7C2)相连通，左侧第二液体回收槽(7C2)向内与方形液体回收腔(7D)相连，右侧第二注液腔(6B1)向外为注气腔(8B1)，右侧注气腔(8B1)与右侧注气通道(8A1)相连，左侧第二注液腔(6B2)向外为左侧注气腔(8B2)，左侧注气腔(8B2)与左侧注气通道(8A2)相连，在右侧注气腔(8B1)与第一液体回收腔(5B)之间开有右侧气体回收腔(9B1)，右侧气体回收腔(9B1)与折线形的右侧气体回收通道(9A1)相连，在左侧注气腔(8B2)与第一液体回收腔(4B)之间开有左侧气体回收腔(9B2)，左侧气体回收腔(9B2)与折线形的左侧气体回收通道(9A2)相连；第一注液通道(4A)、右侧第二液体回收通道(7A1)、右侧注气通道(8A1)、右侧第二注液通道(6A1)和右侧气体回收通道(9A1)向浸没单元基体(2A)一侧聚集，并通过螺纹孔与外部管路相连，第一液体回收通道(5A)、左侧第二液体回收通道(7A2)、左侧注气通道(8A2)、左侧第二注液通道(6A2)和左侧气体回收通道(9A2)向浸没单元基体(2A)的另一侧聚集，通过螺纹孔与外部管路相连；2) 浸没单元上端盖(2B)：在浸没单元上端盖(2B)上开有中心通孔；3) 浸没单元下端盖(2C)：在浸没单元下端盖(2C)上开有中心方形通孔，中心方形通孔向外是微孔组成的方形注液孔阵列(6D)，注液孔阵列(6D)向下是下端盖注液腔(6E)，注液孔阵列(6D)向外是方形微孔组成的方形回收孔阵列(7E)；4) 浸没单元气密封端盖(2D)：在浸没单元气密封端盖(2D)上开有中心通孔，中心通孔向外是右侧气体回收腔(9C1)和左侧气体回收腔(9C2)，右侧气体回收腔(9C1)和左侧气体回收腔(9C2)与中心通孔相连通，浸没单元气密封端盖(2D)最外侧是注气缓冲腔(8D)，右侧气体回收腔(9C1)和左侧气体回收腔(9C2)周向之间开有右侧气密封端盖注气腔(8C1)和左侧气密封端盖注气腔(8C2)，右侧气密封端盖注气腔(8C1)和左侧气密封端盖注气腔(8C2)向外与注气缓冲腔(8D)相连通。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅新，徐宁，陈文昱，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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