[发明专利]一种用于浸没式光刻的超纯水脱气装置

说明书

技术领域

本发明属于超纯水脱气装置技术领域，涉及一种用于浸没式光刻的超纯水脱气装置。

背景技术

在193nm ArF浸没式光刻系统中，一般采用在投影系统最后一个物镜到硅片的间隙中填充一层超纯水作为浸没液体，以此提高光刻分辨率。由于这层超纯水作为光路的一部分，并且直接和硅片接触，因此对该超纯水的水质提出了很高的要求。为了防止超纯水中有气泡产生，应该对该超纯水做脱气处理。此外，为了防止硅片表面被超纯水中的溶氧所氧化，应尽可能降低超纯水中的溶氧含量。

大型半导体厂中，一般采用数量庞大的脱气膜通过串联和并联的方法，来脱除水中的氧气以及其他的一些溶解气体。该方法中，一般采用真空辅助吹扫氮气的方式去除水中的溶解气体，能够获得较低的溶氧含量，通常可达到10ppb以下。但其不足在于设备占地面积较大，对管路密封要求严格，建造成本高昂等。

用作浸没液的超纯水往往使用精制的纯化设备通过对半导体厂务超纯水进行进一步纯化得到，为了保证水质的稳定性，纯化设备一般比较靠近光刻机。受厂务空间限制，整个纯化设备占地面积也非常有限，显然采用数量庞大的脱气模组对超纯水进行脱气处理是不现实的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于浸没式光刻的超纯水脱气装置。

本发明包括有第一真空泵、第一真空压力变送器、第一气液分离罐、以及第一脱气膜的前级脱气系统；有氢气接入源、第四电磁阀、气体压力控制器、第三电磁阀、第一电磁阀以及催化除氧器的催化除氧系统；有第二脱气膜、第二真空压力变送器、第二真空泵第二气液分离罐、氮气接入源、第三电磁阀、气体流量控制器的后级脱气系统。其特征在于：所述的前级脱气系统中第一脱气膜下端入水口作为第一超纯水入口，第一脱气膜上端出水口为第一超纯水出口与催化除氧系统中催化除氧器的第二超纯水入口连接；催化除氧器的出水口接后级脱气系统中第二脱气膜的入水口，第二脱气膜的出水口作为第二超纯水出口输出经脱气后的超纯水。

所述的第一脱气膜气相侧的上下两个出气口连成一路后通过第一气液分离罐与第二真空泵连接，第一真空泵与第一气液分离罐出气口之间设置有第一真空压力变送器。第二脱气膜气相侧的上出气口通过第二气液分离罐与第一真空泵连接，第二脱气膜气相侧的上出气口与第二气液分离罐的入气口之间设置有第二真空压力变送器。第二脱气膜气相侧的下气体通道接气体流量控制器的出气口，氮气接入源通过第二电磁阀接气体流量控制器的入气口。

所述的氢气接入源通过第四电磁阀接气体压力控制器的入气口，气体压力控制器的出气口与下入气口连成一路通道后接第三电磁阀的入气口，第三电磁阀的出气口与上入气口连成一路通道后通过第一电磁阀接第一气液分离罐。

作为优选，所述的催化除氧器包括聚丙烯中空纤维膜、载钯离子树脂、精制离子树脂、微孔网筛以及外壳。外壳上下两侧顶端设置有上入气口和下入气口，外壳上表面设置有第二超纯水入口。上入气口和下入气口一端伸出外壳侧面，另一端分别与聚丙烯中空纤维膜的两端连接。在聚丙烯中空纤维膜四周从下到上依次填充微孔网筛、精制离子树脂和载钯离子树脂(这三层的厚度是否有要求)。

所述的氮气流量为1-10L/min，真空度为50-70mbar。

本发明能够有效脱除超纯水中的溶解气体，并将超纯水中的溶氧值控制在非常低的水平，同时保证超纯水水质不受影响。且具有操作简单、建造以运行成本低、占地空间小等优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中催化除氧器结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于浸没式光刻的超纯水脱气装置，包括有第一真空泵1、第一真空压力变送器2、第一气液分离罐17、以及第一脱气膜4的前级脱气系统；有氢气接入源16、第四电磁阀15、气体压力控制器14、第三电磁阀13、第一电磁阀3以及催化除氧器5的催化除氧系统；有第二脱气膜6、第二真空压力变送器7、第二真空泵8、第二气液分离罐9、氮气接入源10、第三电磁阀11、气体流量控制器12的后级脱气系统。

前级脱气系统中第一脱气膜4下端入水口作为第一超纯水入口，第一脱气膜上端出水口为第一超纯水出口与催化除氧系统中催化除氧器5的第二超纯水入口58连接；催化除氧器5的出水口接后级脱气系统中第二脱气膜6的入水口，第二脱气膜6的出水口作为第二超纯水出口输出经脱气后的超纯水。