[发明专利]一种浸液供给装置及方法

说明书

本发明公开了一种浸液供给装置及方法，该装置包括供液设备、与所述供液设备连接的水平供液通道和垂直供液通道、设于所述供液设备和垂直供液通道之间的流量控制器、与所述流量控制器连接的供液流量控制系统，以及与所述供液流量控制系统和硅片台运动控制系统连接的控制系统，所述水平供液通道和垂直供液通道设于浸液限制机构内。通过控制系统使供液流量控制系统根据硅片台运动轨迹规划信息控制流量控制器实时调节垂直供液通道内的浸液流量，对浸液限制机构与硅片台间力的变化进行补偿，使浸液限制机构下表面与硅片上表面的间隙内的浸液流动压力处于恒定状态，有效避免了硅片受力变形，降低了光刻设备聚焦误差，提高了曝光精度和光刻机的性能。

技术领域

本发明涉及光刻技术领域，具体涉及一种浸液供给装置及方法。

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。浸没式光刻是指在曝光镜头与硅片之间充满水（或更高折射的浸没液体）以取代传统干式光刻技术中对应的空气。由于水的折射率比空气大，这就使得透镜组数值孔径增大，进而可获得更小的特征线宽。

现有的浸没式光刻机结构如图1所示，在该装置中，主框架1支撑一照明系统2、一投影物镜4和一硅片台8，硅片台8上放置有一涂有感光光刻胶的硅片7。该浸没式光刻机结构，将浸液（水）5填充在投影物镜4和硅片7之间缝隙内。工作时，通过光电测量系统10和光束9获取硅片台8位置，控制硅片台8带动硅片7作高速的扫描、步进动作，浸液限制机构（浸没头）6根据硅片台8的运动状态，在投影物镜视场范围，提供一个稳定的浸液流场5，同时保证流场5与外界的密封，保证液体不泄漏。掩模版3上集成电路的图形通过照明系统2和投影物镜4，浸液5以成像曝光的方式，转移到涂有感光光刻胶的硅片7上，从而完成曝光。

硅片7从上载到硅片台8至从硅片台8中下载，一般经过如图2所示：初始化阶段、量产间测校阶段、掩模对准阶段和曝光阶段相应的处理和操作。初始化阶段包括初始化物面校准和初始化像面，在这个阶段，硅片台8须在Z、Rx、Ry方向进行运动；量产间测校阶段须在Z向实时调整硅片台8位置；掩模对准阶段硅片台8除在X、Y方向进行扫描外，Z向位置也会进行调整；曝光阶段，由于受硅片几何形貌的影响，硅片台8同样须实时调整Z向位置。

浸没系统的工作原理如图3所示，设置浸液限制机构—浸没头6，浸没头6用于将浸液5（水）限制在投影物镜4和硅片7之间缝隙内。通过供液设备向浸没头6供给浸液。在供液设备中设置液体压力、流量控制单元，将浸液供给的压力、流量限制在一定范围内。通过在供液设备中设置水污染处理单元，将水中污染处理至符合浸液污染要求；通过在供液设备中设置温度控制单元，将供水处理至符合浸液温度要求。同时设置气体供给与气液回收设备，用于超洁净湿空气补偿及气液回收。在供气与气液回收设备中设置超洁净湿空气压力、流量控制单元，将供气压力、流量控制在一定范围之内，设置气液回收压力、流量控制单元，将气液回收压力和流量控制在一定范围之内；设置超洁净湿空气污染控制单元，将超洁净湿空气中污染处理至符合要求；设置超洁净湿空气温度和湿度控制单元，将超洁净湿空气处理至符合温度和湿度要求。

现有浸没头6的外轮廓形式不一，但内部轮廓是与镜头几何形状匹配的锥形结构，其一般结构如图3所示。供液设备供给的浸液通过浸没头6内浸液供给流道流出后填充投影物镜4和硅片7之间缝隙，浸液通过浸没头6内浸液回收流道流出后，由气液回收设备回收。因此，在投影物镜4和硅片7之间狭缝内形成了浸液流场5，要求浸液流场5中的液体处于持续流动状态，无回流，且液体的成分、压力场、速度场、温度场瞬态和稳态变化小于一定范围。