[发明专利]用于光刻机的浸没液体回收减振控制装置

说明书

技术领域

本发明是涉及浸没式光刻(Immersion Lithography)系统中的浸没液体回收减振控制装置，特别是涉及一种用于光刻机的浸没液体回收减振控制装置。

背景技术

现代光刻设备以光学光刻为基础，它利用光学系统把掩膜版上的图形精确地投影曝光到涂过光刻胶的衬底(如：硅片)上。它包括一个紫外光源、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覆盖光敏光刻胶的衬底。

浸没式光刻系统在投影透镜和衬底之间的缝隙中填充某种液体，通过提高该缝隙中介质的折射率(n)来提高投影透镜的数值孔径(NA)，从而提高光刻的分辨率和焦深。

目前常采用的方案是液体限定在衬底上方和投影装置的末端元件之间的局部区域内。如果缺乏有效密封，该方案将导致填充流场边界液体泄漏，泄漏的液体在光刻胶或Topcoat表面干燥后将形成水迹，影响曝光成像质量。目前该方案的密封结构，一般采用气密封构件环绕投影透镜组末端元件和硅片之间的缝隙场。在所述密封构件和硅片的表面之间，气密封技术(例如参见中国专利200310120944.4，美国专利US2007046916)通过施加高压气体在环绕缝隙流场周边形成气幕，将液体限定在一定流场区域内。

气密封虽能较为有效的抑制液体的泄漏，然而由于密封气体伴随着液体的被回收，二者将在回收结构中形成气液两相流，气液两相流动与相变过程导致了气泡的产生与溃灭，由此引发振动、冲击缝隙流场，并影响曝光系统的正常稳定工作。有人(例如参见中国专利200510093924.1)将液体回收口设置成带孔板，并将带孔板两端的压力差控制在较小范围内，以便防止大量的气体进入回收通道；有人(例如参见中国专利200510093924.1，200510114138.5)通过在回收管路的外部设置气液分离歧管或者气液分离腔，将气液两相加以分离回收。

上述方法存在以下问题：

(1).回收口(带孔板)两端的压力差不易控制。衬底高速运动过程中，由于分子内聚力作用，使部分粘附在衬底表面上的流体质点被衬底牵拉而产生运动，从而造成流场边界的不均匀性，并由此导致密封气体在流场边界产生压力波动，通过控制压差抑制气体的混入难度大。

(2).控制回收口(带孔板)两端的压力差在较小范围内，虽然减少了密封气体进入回收通道，但同时也抑制了液体的回收，加大了液体向外泄漏的可能性。

(3).回收管路外部的气液分离回收方式，距离形成气液两相流的源头远，不能有效抑制回收口处气液两相混合回收引发的振动及对缝隙流场的干扰。

发明内容

本发明目的是提供一种用于光刻机的浸没液体回收减振控制装置，在衬底和投影装置的末端元件之间填充液体的同时，减少由于气液两相回收导致的振动及其对流场的冲击。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

是在浸没光刻系统中投影透镜组和衬底之间设置的浸没液体回收减振控制装置；所述的浸没液体回收减振控制装置：包括上端盖、内腔体和下端盖，其中：

1)上端盖：

开有提供注液腔、内层气体回收腔、液体回收腔、外层气体回收腔及气体密封腔的对外连接通道管路；

2)内腔体：

中心开有通孔的内腔体由中心向外依次开有环形柱状腔体：包括1～4个中心对称的注液腔，1～4个中心对称的内层气体回收腔、1～4个中心对称的液体回收腔、1～4个中心对称的外层气体回收腔、气体密封腔，各腔体垂直衬底；处在内层气体回收腔和外层气体回收腔之间的内腔体下表面，比内腔体其它部分下表面距离衬底高0.5～5mm；

3)下端盖：

在中心开有通孔的下端盖接近衬底的部分，由中心向外依次开有：注液排孔及内层回收排孔、隔离槽、外层回收排孔及气密封排孔；除隔离槽为环形连续腔体外，其余均为环形排孔阵列；

在下端盖远离衬底的部分，垂直于衬底由中心向外依次开有环形柱状腔体，包括在注液排孔上方开有注液缓冲腔，在内层回收排孔上方开有内层回收缓冲腔，在外层回收排孔上方开有外层回收缓冲腔，在气密封排孔上方开有气体密封缓冲腔；

注液缓冲腔、内层回收缓冲腔、外层回收缓冲腔和气体密封缓冲腔垂直向上分别与内腔体的注液腔、内层气体回收腔、外层气体回收腔、气体密封腔相连通。

所述的隔离槽垂直衬底的截面为向外倾斜的三角形，α角为10～80°。

所述的外层回收排孔孔径为0.1～0.8mm。