浸液供给回收系统以及浸没流场初始建立方法技术方案

本发明专利技术公开了一种浸液供给回收系统以及浸没流场初始建立方法，浸没控制单元环绕在末端投影物镜径向外侧且于衬底上方；末端投影物镜与衬底间、浸没控制单元与末端投影物镜间、浸没控制单元与衬底间均形成间隙；浸没控制单元上设主注液口、主回收口和密封抽排口；主供液模块经主注液口提供浸液；回收模块经主回收口和密封抽排口抽排回收浸液；主供液模块包括主供液源和润液源，主供液源经主供液流路与主注液口连通，主供液流路上设主供液阀，润液源经润液供给支路接入主供液流路，润液供给支路上设润液控制阀；润液源经润液供给支路提供润液。可以有效降低浸没流场初始建立过程中形成气泡的可能性，利于保证浸没流场光学性质均匀性及曝光质量。性及曝光质量。性及曝光质量。

【技术实现步骤摘要】
浸液供给回收系统以及浸没流场初始建立方法


[0001]本专利技术涉及一种浸没式光刻
，尤其是涉及一种使用于浸没式光刻机中的浸液供给回收系统以及浸没流场初始建立方法。

技术介绍

[0002]光刻机是制造超大规模集成电路的核心装备之一，它利用光学系统把掩膜版上的电路图案精确地投影在涂覆光刻胶的衬底上并使光刻胶曝光改性，从而在衬底上留下电路图案信息。它包括激光光源、投影物镜系统、包含电路图案的投影掩膜版和涂有光敏光刻胶的衬底。
[0003]相对于中间介质为气体的干式光刻机，浸没式光刻(Immersion Lithography)设备通过在最后一片投影物镜与衬底之间填充某种高折射率的液体(成为浸没液体或浸液)，通过提高该缝隙液体介质的折射率(n)来提高投影物镜的数值孔径(NA)，从而提高光刻设备的分辨率和焦深。在现在的主流光刻技术中，由于浸没式光刻相对早期的干式光刻具有良好的继承性，所以受到广泛应用。而对于浸没液体的填充，目前广泛采用的方案是局部浸没法，也即使用浸液供给回收装置将液体限制在最后一片投影物镜的下表面和衬底上表面之间的局部区域内。保持浸没液体在曝光区域内的光学一致性和透明度，是保障浸没式光刻曝光质量的关键。为此，现有技术方案往往通过注液和回收实现浸没流场的实时更新，将光化学污染物、局部热量、微纳气泡等及时带离核心曝光区域，以确保浸没液体的高度纯净均一。
[0004]浸没式光刻机开机时，浸液供给回收系统开始生产符合品质和参数符合要求的浸液并向投影物镜和衬底之间供给和回收，使投影物镜和衬底之间形成浸液稳定流动的浸没流场，这个过程称之为浸没流场的初始建立过程。在浸没流场的初始建立过程中，浸液逐渐填充浸液供给系统中的流路，随后经浸没供给单元流入投影物镜和衬底之间的间隙；浸液本身可能携带气泡；在浸液驱替空气填充流路的过程中，流路中的转角和间隙中会形成气泡；浸液在填充投影物镜和衬底之间的间隙时会因为流动空间的转角等原因产生气泡；这些气泡会不可控地脱落并随浸液流动至投影物镜和衬底之间的间隙中，干扰曝光光束的传播；而且气泡可能会附着在投影物镜和衬底的表面上，虽然浸液供给回收系统持续抽排浸液，但附着的气泡仍难以被浸液冲刷和被浸液供给回收系统抽排去除。由于上述原因，在浸没流场的初始建立过程中容易产生气泡并且可能对后续的曝光过程产生长期的影响，因此，期望尽量减少浸没流场初始建立过程中产生的气泡。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有浸没式光刻机存在着不能有效消除浸没流场的初始建立过程形成的浸液本身可能携带气泡、流路中的转角和间隙中等原因可能形成的气泡，也不能在浸没流场的初始建立过程中有效解决其产生的气泡，从而可能对后续的曝光过程产生长期的影响等现状而提供的一种可尽量减少浸没流场初始建立过程中产生的气泡，避免气泡并
且可能对后续的曝光过程产生长期的影响，提高浸没流场的初始建立过程形成稳定流动的浸没流场，提高曝光质量的浸液供给回收系统以及浸没流场初始建立方法。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种浸液供给回收系统，其特征在于：包括浸没控制单元、主供液模块和回收模块；浸没控制单元环绕在末端投影物镜的径向外侧，并且位于衬底的上方；末端投影物镜与衬底之间形成第一间隙，浸没控制单元与末端投影物镜之间形成第二间隙，浸没控制单元与衬底之间形成第三间隙；浸没控制单元上具有主注液口和主回收口，在朝向衬底的一面具有密封抽排口；主供液模块经主注液口提供浸液；回收模块经主回收口和密封抽排口抽排回收浸液；主供液模块包括主供液源和润液源，主供液源经主供液流路与主注液口连通，主供液流路上具有主供液阀，润液源经润液供给支路接入主供液流路，润液供给支路上具有润液控制阀；润液源经润液供给支路提供润液。在向浸没流场空间提供浸没液体前，先提供润液对流路壁面进行预润湿，填充流路中的狭小缝隙和转角，使流路壁面与浸没液体更具亲和性；完成润液对流路壁面的预润湿后再提供浸液填充浸没流场空间形成浸没流场，可以有效降低浸没流场初始建立过程中形成气泡的可能性。避免气泡并且可能对后续的曝光过程产生长期的影响，提高浸没流场的初始建立过程形成稳定流动的浸没流场，提高曝光质量。
[0007]作为优选，所述的润液易溶于浸没液体，并且润液与主供液流路和浸没控制单元内部流路的壁面的接触角小于60
°
。提高流路壁面清除可靠有效性，不易形成污染，更有效保证润液流路洁净度和低空气残留量。
[0008]作为优选，所述的润液采用质量分数大于90％的乙醇水溶液。提高流路壁面清除可靠有效性，不易形成污染，更有效保证润液流路洁净度和低空气残留量。
[0009]作为优选，所述的润液采用质量分数大于20％的正丙醇水溶液。可以以较小的溶液浓度实现在流路壁面上小于40
°
的接触角，提高流路壁面清除可靠有效性，不易形成污染，更有效保证润液流路洁净度和低空气残留量。
[0010]作为优选，所述的经润液供给支路提供的润液流量在0.1～0.5LPM范围内。提高流路壁面清除可靠有效性，不易形成污染，更有效保证润液流路洁净度和低空气残留量。
[0011]作为优选，所述的浸没控制模块在朝向衬底的一面以及密封抽排口的径向内侧设有底部注液口；浸液供给回收系统还包括辅助供液模块，辅助供液模块经辅助供液流路与底部注液口连通；辅助供液模块经底部注液口向第三间隙提供浸液。更有效降低浸没流场初始建立过程中形成气泡的可能性。
[0012]作为优选，所述的辅助供液模块包括辅助润液供给支路，辅助润液源经辅助润液供给支路与辅助供液流路连接并向辅助供液流路提供润液。更有效降低浸没流场初始建立过程中形成气泡的可能性。
[0013]本专利技术申请的另一个专利技术目的在于提供一种浸没流场初始建立方法，其特征在于：使用上述技术方案之一所述的浸液供给回收系统，执行包括如下初始建立步骤A1.开启回收模块，经主回收口和密封抽排口持续抽排；A2.开启润液控制阀，向主供液流路和/或辅助供液流路提供润液；A3.保持执行上述第A1～A2步骤的执行时间至少30s；A4.关闭润液控制阀，开启主供液阀和辅助供液阀，分别经主注液口和底部注液口提供浸液，填充第一间隙、第二间隙和第三间隙，形成浸没流场。
[0014]作为优选，在所述A4步骤中采用以由小到大逐渐提高的方式逐渐提高经主注液口和底部注液口提供的浸液流量，期望地至少在10s以上的时长内将主注液口31提供的浸液流量从0提高至1～1.5LPM范围。
[0015]作为优选，在所述A4步骤中至少保持执行浸液供给和回收动作时间3min。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术申请在向浸没流场空间提供浸没液体前，先提供润液对流路壁面进行预润湿，填充流路中的狭小缝隙和转角，使流路壁面与浸没液体更具亲和性；完成润液对流路壁面的预润湿后再提供浸液填充浸没流场空间形成浸没流场，可以有效降低浸没流场初始建立过程中形成气泡的可能性，避免气泡并且可能对后续的曝光过程产生长期的影响，提高浸没流场的初始建立过程形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸液供给回收系统，其特征在于：包括浸没控制单元、主供液模块和回收模块；浸没控制单元环绕在末端投影物镜的径向外侧，并且位于衬底的上方；末端投影物镜与衬底之间形成第一间隙，浸没控制单元与末端投影物镜之间形成第二间隙，浸没控制单元与衬底之间形成第三间隙；浸没控制单元上具有主注液口和主回收口，在朝向衬底的一面具有密封抽排口；主供液模块经主注液口提供浸液；回收模块经主回收口和密封抽排口抽排回收浸液；主供液模块包括主供液源和润液源，主供液源经主供液流路与主注液口连通，主供液流路上具有主供液阀，润液源经润液供给支路接入主供液流路，润液供给支路上具有润液控制阀；润液源经润液供给支路提供润液。2.按照权利要求1所述的浸液供给回收系统，其特征在于：所述的润液易溶于浸没液体，并且润液与主供液流路和浸没控制单元内部流路的壁面的接触角小于60
°
。3.按照权利要求1所述的浸液供给回收系统，其特征在于：所述的润液采用质量分数大于90％的乙醇水溶液。4.按照权利要求1所述的浸液供给回收系统，其特征在于：所述的润液采用质量分数大于20％的正丙醇水溶液。5.按照权利要求1或2或3或4所述的浸液供给回收系统，其特征在于：所述的经润液供给支路提供的润液流量在0.1～0.5LPM范围内。6.按照权利要求1所述的浸液供给回收系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艺文，陈文昱，付婧媛，付新，
申请(专利权)人：浙江启尔机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：