[发明专利]一种流体抽排装置和一种浸没式光刻机

说明书

本发明公开了一种流体抽排装置，用于将浸没头中浸液流场边缘的气液混合物抽排至气液回收设备，所述流体抽排装置包括依次连接的第一抽排管、雾化腔和第二抽排管，所述气液混合物经所述第一抽排管进入雾化腔中雾化，雾化后再经由所述第二抽排管进入气液回收设备，所述流体抽排装置能将进入所述流体抽排装置的各向异性的气液两相流转变为各向同性的“雾化状”单相流，保持所述流体抽排装置中各处压力平稳；本发明还公开了一种浸没式光刻机，设有上述流体抽排装置，所述浸没式光刻机的浸液流场稳定、流场密封效果好，有效防止浸液流场抽排处的气液混合物在管路中产生气液两相“水塞”现象，提高了曝光质量。

技术领域

本发明涉及光刻领域，具体涉及一种流体抽排装置和一种浸没式光刻机。

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(或更高折射率的浸没液体)形成浸液流场，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，进而可获得更加小的特征线宽。

请参见图1，一种浸没式光刻机，包括主框架1、设置在所述主框架1上的照明系统2、掩膜版3、物镜4和硅片台8，以及浸液流场形成装置，所述硅片台8上放置有涂有感光光刻胶的圆形的硅片7，所述浸液流场形成装置将浸液填充在所述物镜4和硅片7之间缝隙内。工作时，所述硅片台8带动所述硅片7作高速的扫描、步进动作，所述浸液流场形成装置根据所述硅片台8的运动状态，在物镜4视场范围内，提供一个稳定的浸液流场5，同时保证所述浸液流场5与外界的密封，保证浸液不泄漏。所述掩膜版3上集成电路的图形通过所述照明系统2和所述物镜4，浸液以成像曝光的方式，转移到所述硅片7上，从而完成曝光。

请参见图2，所述浸液流场形成装置包括浸没头6、以及与浸没头6相连的供液设备9、气体供给设备10和气液回收设备11，所述浸没头6的内部轮廓是与所述物镜4的镜头几何形状匹配的锥形结构，所述浸没头6设置在所述物镜4和硅片7之间并围绕所述物镜4，所述浸没头6内部设有连接所述供液设备9的浸液供给流道610、连接所述气液回收设备11的浸液回收流道611、设置在所述浸液供给流道610和浸液回收流道611下方并围绕所述物镜4的供气回路和集气回路，以所述物镜4为中心，所述集气回路设置在所述供气回路内侧，所述供气回路包括围绕所述物镜4的供气腔621、一端连通所述供气腔621另一端连接所述气体供给设备10的供气管路622，环绕所述物镜4且连通所述供气腔621和所述浸没头6下表面的供气口620，所述集气回路包括围绕所述物镜4的气液回收腔631、环绕所述物镜4且连通所述气液回收腔631和所述浸没头6下表面的气液抽排口630、以及一端连通所述气液回收腔631另一端连接所述气液回收设备11的气液抽排管632；

所述供液设备9供给的浸液通过所述浸没头6内所述浸液供给流道610流出后填充所述物镜4和所述硅片7之间的缝隙，浸液通过所述浸没头6内所述浸液回收流道611流出后，由所述气液回收设备11回收，因此，在所述物镜4和所述硅片7之间的狭缝内形成了浸液流场5，所述浸液流场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。

所述浸没头6下表面与所述硅片7间存在一定高度的间隙，为了防止所述浸液流场5中的液体从此间隙中泄漏，所述气体供给设备10通过所述供气管路622向所述浸没头6内的所述供气腔621供给压缩空气，压缩空气在所述供气腔621内缓冲后，通过所述供气口620喷出，形成朝向硅片表面的“气刀”，“气刀”形成的压力增加区域形成了阻挡液场中液体泄漏的气“帘”，所述浸液流场5边缘的气液混合物通过所述气液抽排口630抽排至所述气液回收腔631，气液混合物在所述气液回收腔631中缓冲后，被所述气液回收设备11经所述气液抽排管632抽排出所述浸没头6，从而实现了所述浸液流场5密封。