本发明专利技术公布了一种用于浸没式光刻机的气密封和气液隔离装置。在浸没式光刻机中的投影物镜组和硅片之间装有气密封和气液隔离装置；气密封和气液隔离装置由浸没单元上端盖、浸没单元中间体和浸没单元下端盖组成。本发明专利技术用来完成浸没式光刻系统中缝隙流场的密封和液体注入回收功能，实现缝隙流场的稳定更新。本发明专利技术采用气密封结构防止液体泄漏，采用气液隔离装置将缝隙流场周围的密封气体与内部的浸没液体隔离开来，即采用气体密封液体，液体密封液体的两级密封结构，在保证气密封优点的同时，能够有效的避免气液两相流的产生，同时能够保证缝隙流场边缘的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种流场密封与注液回收装置，特别是涉及一种用于浸没式光刻机的气密封和气液隔离装置。
技术介绍
光刻机是制造超大规模集成电路的核心装备之一，现代光刻机以光学光刻为主，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娃片。浸没式光刻(Immersion Lithography)设备通过在最后一片投影物镜与娃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。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，浸没式光刻技术中必须重点解决回收过程中由气液两相流弓I起的振动问题。目前已有的解决方案中，重点解决的问题是填充液体的密封问题，采用气密封或液密封构件环绕投影物镜组末端元件和硅片之间的缝隙流场。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。但是存在以下不足 (I)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，在硅片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。
技术实现思路
为了解决局部浸没式光刻技术中的缝隙流场密封问题，本专利技术的目的在于提供一种用于浸没式光刻机的气密封和气液隔离装置，在流场边缘使用气密封结构防止缓冲池中的液体泄漏，同时采用气液隔离装置即缓冲池结构约束缝隙流场中的浸没液体。本专利技术采用的技术方案如下 本专利技术在浸没式光刻机中的投影物镜组和硅片之间设显置有气密封和气液隔离装置。所述气密封和气液隔离装置包括浸没单元下端盖、浸没单元中间体和浸没单元上端盖；其中 1)浸没单元下端盖 在浸没单元下端盖开有中心通孔，沿浸没单元下端盖中心通孔向外，在浸没单元下端盖的上端面上开有四个中心对称均布的下端盖注液腔，四个下端盖注液腔内均开有沿圆周方向排列的注液孔阵列，下端盖注液腔依次向外在浸没单元下端盖的上端面上开有下端盖内侧密封沟槽，下端盖内侧密封沟槽依次向外开有环形的下端盖液体回收腔，在下端盖液体回收腔内部开有圆周分布的液体回收孔阵列，下端盖液体回收腔依次向外开有下端盖外侧密封沟槽、环形的下端盖缓冲池、下端盖注气腔和下端盖第一气体回收腔，下端盖缓冲池内部开有六个等分分布的下端盖防浪板，在下端盖注气腔底面开有圆周分布的注气孔阵列；向下在浸没单元下端盖的下端面上开有气体压力均布腔，气体压力均布腔向上与注气 孔阵列相连通，气体压力均布腔向外为下端盖第二气体回收腔，所述的下端盖第一气体回收腔和下端盖第二气体回收腔之间通过气体回收孔阵列连通； 2)浸没单元中间体 在浸没单元中间体上开有中心通孔，在浸没单元中间体的中心通孔依次向外的五个同心圆上分别依次开有四个等分的中间体注液腔、中间体液体回收腔、中间体缓冲池、中间体注气腔和中间体气体回收腔，中间体缓冲池内部开有六个等分分布的中间体防浪板，在中间体液体回收腔和中间体缓冲池之间开有中间体外侧密封沟槽，在中间体注液腔与中间体液体回收腔之间开有中间体内侧密封沟槽； 3)浸没单元上端盖 在浸没单元上端盖上开有中心通孔，在浸没单元上端盖的中心通孔向外的五个同心圆上分别依次开有四个等分的注液槽、三个液体回收槽、两个缓冲槽、两个注气槽和两个气体回收槽； 所述的浸没单元下端盖、浸没单元中间体和浸没单元上端盖的接触面均为环形平面，并通过螺钉紧固连接。所述的四个注液槽向下分别与各自的四个中间体注液腔相连通，四个中间体注液腔向下分别与各自的四个下端盖注液腔相连通，下端盖液体回收腔向上与中间体液体回收腔相连通，中间体液体回收腔向上与三个液体回收槽相连通,两个缓冲槽与中间体缓冲池相连通，中间体缓冲池与下端盖缓冲池相连通，两个注气槽与中间体注气腔相连通，中间体注气腔与下端盖注气腔相连通，下端盖第一气体回收腔与中间体气体回收腔相连通，中间体气体回收腔与两个气体回收槽相连通。所述的注液孔阵列、液体回收孔阵列、注气孔阵列和气体回收孔阵列均由沿圆周方向排列的微孔组成。本专利技术具有的有益效果是 I.在浸没单元外侧采用气密封结构，在气体压力均布腔的作用下，密封气体的流速会降低，压力增大，从而能够很好的约束缓冲池中的液体，允许光刻系统具有更高的扫描和步进速度。2. 本装置具有两级密封功能，外层为气密封结构，密封缓冲池中的液体，内层为缓冲池结构密封缝隙流场中的液体，即外侧用气体密封液体，内侧用液体密封液体。这样缓冲池中的液体就起到隔离作用，密封气体进入缓冲池后会逸散到周围环境中去，外侧密封气体就不会进入内侧缝隙流场，从而在拥有气密封结构优点的同时，避免了气密封结构可能造成的缝隙流场边缘不稳定以及回收过程中的气液两相流的问题。3. 在扫描和步进过程中，由于硅片对浸没液体的牵拉作用，会造成在硅片运动方向上缓冲池内液面升高，而另一侧的缓冲池内的液面降低。液面升高的部位如果不及时回收，则可能造成液体泄漏，液面降低的部位如果不及时补充液体，则可能卷吸进气体。缓冲池结构环形相通，液面高的部位在重力作用下会自动流向液面低的部位，从而能够实现缓冲池内部液面的自适应调整。在缓冲池结构中开有防浪板结构，能够有效地遏制液体流动时造成的晃动现象。因为缓冲池为圆形结构，所有无论硅片往哪个方向运动，均能实现上面的功能。 附图说明图I是本专利技术与投影透镜组相装配的简化示意图。图2是本专利技术气密封和气液隔离装置爆炸剖面图。图3是本专利技术的浸没单元下端盖的仰视图 图4是浸没单元下端盖的立体视图。图5是浸没单元中间体的立体视图。图6是浸没单元中间体的立体视图。图7是浸没单元上端盖的立体视图。图8是本专利技术的半剖视图。图中1、投影透镜组，2、气密封和气液隔离装置，2A、浸没单元下端盖，2B、浸没单元中间体，2C、浸没单元上端盖，3、硅片，4A、注液孔阵列，4B、中间体注液腔，4C、注液槽，4D、下端盖注液腔,5A、液体回收孔阵列，5B、中间体液体回收腔，5C、液体回收槽，5D、下端盖液体回收腔，6A、下端盖缓冲池，6B、中间体缓冲池，6C、缓冲槽，7A、注本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于浸没式光刻机的气密封和气液隔离装置，在浸没式光刻机中的投影物镜组(1)和硅片(3)之间设显置有气密封和气液隔离装置(2)；其特征在于：所述气密封和气液隔离装置(2)包括浸没单元下端盖(2A)、浸没单元中间体(2B)和浸没单元上端盖(2C)；其中：1)？浸没单元下端盖(2A)：在浸没单元下端盖(2A)开有中心通孔，沿浸没单元下端盖(2A)中心通孔向外，在浸没单元下端盖(2A)的上端面上开有四个中心对称均布的下端盖注液腔(4D)，四个下端盖注液腔(4D)内均开有沿圆周方向排列的注液孔阵列(4A)，下端盖注液腔(4D)依次向外在浸没单元下端盖(2A)的上端面上开有下端盖内侧密封沟槽（13A），下端盖内侧密封沟槽（13A）依次向外开有环形的下端盖液体回收腔(5D)，在下端盖液体回收腔(5D)内部开有圆周分布的液体回收孔阵列(5A)，下端盖液体回收腔(5D)依次向外开有下端盖外侧密封沟槽(9A)、环形的下端盖缓冲池(6A)、下端盖注气腔(7E)和下端盖第一气体回收腔，下端盖缓冲池(6A)内部开有六个等分分布的下端盖防浪板(10A)，在下端盖注气腔(7E)底面开有圆周分布的注气孔阵列(7A)；向下在浸没单元下端盖(2A)的下端面上开有气体压力均布腔(7D)，气体压力均布腔(7D)向上与注气孔阵列(7A)相连通，气体压力均布腔(7D)向外为下端盖第二气体回收腔，所述的下端盖第一气体回收腔和下端盖第二气体回收腔之间通过气体回收孔阵列(8A)连通；2)？浸没单元中间体(2B)：在浸没单元中间体(2B)上开有中心通孔，在浸没单元中间体(2B)的中心通孔依次向外的五个同心圆上分别依次开有四个等分的中间体注液腔(4B)、中间体液体回收腔(5B)、中间体缓冲池(6B)、中间体注气腔(7B)和中间体气体回收腔(8B)，中间体缓冲池(6B)内部开有六个等分分布的中间体防浪板(10B)，在中间体液体回收腔(5B)和中间体缓冲池(6B)之间开有中间体外侧密封沟槽(9B)，在中间体注液腔(4B)与中间体液体回收腔(5B)之间开有中间体内侧密封沟槽(13B)；3)？浸没单元上端盖(2C)：在浸没单元上端盖(2C)上开有中心通孔，在浸没单元上端盖(2C)的中心通孔向外的五个同心圆上分别依次开有四个等分的注液槽(4C)、三个液体回收槽(5C)、两个缓冲槽(6C)、两个注气槽(7C)和两个气体回收槽(8C)；所述的浸没单元下端盖(2A)、浸没单元中间体(2B)和浸没单元上端盖(2C)的接触面均为环形平面，并通过螺钉紧固连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅新，申英男，徐宁，陈文昱，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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