[实用新型]一种用于极紫外光刻机的螺旋气流动态气体锁

说明书

技术领域

本实用新型属于极紫外激光器技术领域，具体涉及一种用于极紫外光刻机（Extreme Ultraviolet Lithography，EUVL）的螺旋气流动态气体锁（Dynamic Gas Lock，DGL）。 

背景技术

由于空气及几乎所有的折射光学材料对13.5nm波长的极紫外（EUV）辐照具有强烈的吸收作用，导致极紫外光刻机与普通空气环境下的光刻机大不相同。极紫外光刻机的主要特点表现在：光学系统为反射式光学系统；内部环境为真空环境，除了对13.5nm的EUV辐照有高透过率，还要能将产生的污染物质迅速排出。极紫外光刻机的光源、光学系统、掩模台与工件台等各个部件系统均置于真空环境中。各个部件工作环境不同，极紫外光刻机内不同真空腔室具有不同的真空要求。 

极紫外光刻机的照明光学系统、成像光学系统等的真空环境为超清洁真空环境，此真空环境在一定真空度下，可满足EUVL光学镜片的超清洁使用环境要求。在该超清洁真空环境中，除了要确保EUV辐照近似无损的通过，还要避免污染物在光学系统上的沉积、确保光学系统的使用寿命，所以需要严格控制超清洁真空环境内部材料的真空放气率及所释放气体组分的分压。有文献（Abneesh Srivastava,Stenio Pereira,Thomas Gaffney.Sub-Atmospheric Gas Purification for EUVL Vacuum Environment Control.SPIE,2012）指出，超清洁真空环境要求碳氢化合物（C_xH_y）分压不大于1×10^-9mbar，水分压不大于1×10^-7mbar，以确保光学系统7～10年内的反射率损失小于1%。 

极紫外光刻机的掩模台、硅片台等部件的真空环境为清洁真空环境。此真空环境内不包含光学元件，只需满足清洁真空要求。在该清洁真空环境中，不包含光学元件，EUV辐照光路只通过很少一部分区域，所以要求 不如超清洁真空环境那么高，能允许产生一定的杂质（如硅片台的硅片上光致抗蚀剂曝光产生的污染物）但需严格控制杂质的扩散。 

超清洁真空环境内开有一定孔径的通光小孔与清洁真空环境相连，极紫外辐照通过此小孔，对置于清洁真空环境内的硅片进行曝光。硅片表面的光致抗蚀剂在极紫外辐照的作用下会发生光化学反应，产生对超清洁真空环境中光学元件有害的废气及污染颗粒，必须通过真空排气系统将这些废气及污染颗粒及时排出。 

为维持超清洁真空环境，非常有必要在超清洁真空环境和清洁真空环境之间建立动态气体锁（Dynamic Gas Lock–DGL），从而将两种不同要求的环境隔离。 

实用新型内容

（一）要解决的技术问题 

本实用新型所要解决的技术问题是如何更好地抑制清洁真空环境（如极紫外光源、掩膜台腔室或硅片台腔室等）中产生污染物向超清洁真空环境扩散，并确保极紫外辐照通过该动态气体锁时不会有大的损失。 

（二）技术方案 

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种用于极紫外光刻机的螺旋气流动态气体锁，用于连通极紫外光刻机的第一腔室和第二腔室，并阻止清洁真空环境的第二腔室内的物质进入超清洁真空环境的第一腔室，所述动态气体锁包括一两端开口的筒身，筒身具有一宽口端和一窄口端，所述宽口端连接所述第一腔室，所述窄口端连接所述第二腔室；所述筒身的靠近窄口端的侧面包括多个用于向筒身内部喷气的螺旋气流喷口，该多个螺旋气流喷口所喷出的气流能够围绕筒身的中心轴进行旋转，即产生同向的螺旋气流，该螺旋气流汇聚到所述筒身的中心轴附近；所述筒身的靠近宽口端的侧面包括至少一个用于向筒身内部喷气的补气气流喷口，所述补气气流喷口的轴向延长线与所述筒身的中心轴的交点位于各螺旋气流喷口组的喷口在该中心轴上的投影点之间。 

根据本实用新型的一种具体实施方式，所述筒身的横截面为圆形。 

根据本实用新型的一种具体实施方式，所述多个螺旋气流喷口分成多个螺旋气流喷口组，每个螺旋气流喷口组由位于该筒身的同一横截面上的至少一个喷口组成。 

根据本实用新型的一种具体实施方式，同一螺旋气流喷口组的喷口在所述筒身的横截面上均匀分布。