[发明专利]用于浸没式光刻机的气密封和气液减振回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流场密封与回收装置，特别是涉及一种用于浸没式光刻机的气密封和气液减振回收装置。

背景技术

光刻机是制造超大规模集成电路最核心的装备之一，现代光刻机已光学光刻为主，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硅片。

浸没式光刻（Immersion Lithography）设备通过在最后一片投影物镜与硅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，影响曝光质量。因此，浸没式光刻技术中必须重点解决缝隙流场的密封问题。目前已有的解决方案中，有气密封或液密封两种。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。但是在这些密封方案中，存在以下不足：

（1）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的影响。

（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性，在衬底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。

在现有的解决方案中，以气密封为好，然已有的气密封装置在回收过程中都存在气液两相流的问题，将两者放在一起回收将会引起管路的振动，从而严重影响曝光质量。因此，采用气密封的浸没单元应解决气液两相流引起的振动问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于浸没式光刻机的气密封和气液减振回收装置，在流场边缘使用气密封结构防止液体的泄漏，在液体回收口填充多孔介质以减小气液两相流引起的振动。

本发明采用的技术方案如下：

本发明在浸没式光刻机中的投影物镜组和硅片之间装有的气密封和气液减振回收装置；其特征在于：所述气密封和气液减振回收装置包括密封和注液回收装置、多孔介质；密封和注液回收装置由浸没单元上端盖、浸没单元中间体、浸没单元下端盖和浸没单元下端盖配件组成；其中：

1）浸没单元上端盖：

在浸没单元上端盖开有中心通孔，在浸没单元上端盖的中心通孔向外的六个同心圆上分别依次开有两个对称的注液槽，两个对称的缓冲槽、两个液体回收槽、两个内密封注气槽、两个中密封注气槽、两个外密封注气槽；

两个注液槽、两个液体回收槽、两个内密封注气槽、两个中密封注气槽、两个外密封注气槽均分别与各自的孔道连接，各孔道又通过螺纹连接的方式与外部管路相连接，外部管路包括液体注入管路、液体回收管路、气体注入管路，分别完成浸没单元的液体注入与回收、气体注入功能；

2）浸没单元中间体：

在浸没单元中间体开有中心通孔，在浸没单元中间体的中心通孔向外依次有两个对称的浸没单元中间体注液腔、第一O型圈用沟槽、六个对称分布的浸没单元中间体缓冲腔、两个对称的浸没单元中间体液体回收腔、第二O型圈用沟槽、六个对称的浸没单元中间体内密封注气腔、第三O型圈用沟槽、六个对称的浸没单元中间体中密封注气腔、第四O型圈用沟槽、六个对称的浸没单元中间体外密封注气腔和第五O型圈用沟槽；中心通孔与两个对称的浸没单元中间体注液腔之间有凸起台阶；浸没单元中间体缓冲腔与浸没单元中间体液体回收腔之间有个凸起的斜面台阶；

3）浸没单元下端盖：