用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，用于阻止第二腔室內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)入第一腔室，所述動態(tài)氣體鎖包括一兩端開口的筒身，筒身具有一寬口端和一窄口端，所述寬口端連接所述第一腔室，所述窄口端連接所述第二腔室；所述筒身上還開有多個噴口，該多個噴口均貫穿筒身的側(cè)壁，用于向所述筒身內(nèi)部吹送氣體，每個噴口向筒身內(nèi)部吹送的氣流形成一個分氣流；所述各噴口的中心軸與所述筒身的中心軸的向?qū)捒诙搜由斓姆较虺射J角或直角，并且，靠近寬口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度不大于靠近窄口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度。本實(shí)用新型可用于極紫外光刻機(jī)，在抑制雜質(zhì)擴(kuò)散的同時，更好的確保極紫外輻照接近無損的通過動態(tài)氣體鎖。
【專利說明】用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于極紫外激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于極紫外光刻機(jī)(Extreme Ultraviolet Lithography, EUVL)的動態(tài)氣體鎖(Dynamic Gas Lock, DGL)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于空氣及幾乎所有的折射光學(xué)材料對13.5nm波長的極紫外(EUV)輻照具有強(qiáng)烈的吸收作用，導(dǎo)致極紫外光刻機(jī)與普通空氣環(huán)境下的光刻機(jī)大不相同。極紫外光刻機(jī)的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在:光學(xué)系統(tǒng)為反射式光學(xué)系統(tǒng)；內(nèi)部環(huán)境為真空環(huán)境，除了對13.5nm的EUV輻照有高透過率，還要能將產(chǎn)生的污染物質(zhì)迅速排出。極紫外光刻機(jī)的光源、光學(xué)系統(tǒng)、掩模臺與工件臺等各個部件系統(tǒng)均置于真空環(huán)境中。各個部件工作環(huán)境不同，極紫外光刻機(jī)內(nèi)不同真空腔室具有不同的真空要求。
[0003]極紫外光刻機(jī)的照明光學(xué)系統(tǒng)、成像光學(xué)系統(tǒng)等的真空環(huán)境為超清潔真空環(huán)境，此真空環(huán)境在一定真空度下，可滿足EUVL光學(xué)鏡片的超清潔使用環(huán)境要求。在該超清潔真空環(huán)境中，除了要確保EUV輻照近似無損的通過，還要避免污染物在光學(xué)系統(tǒng)上的沉積、確保光學(xué)系統(tǒng)的使用壽命，所以需要嚴(yán)格控制超清潔真空環(huán)境內(nèi)部材料的真空放氣率及所釋放氣體組分的分壓。有文獻(xiàn)(Abneesh Srivastava, Stenio Pereira, Thomas Gaffney.Sub-Atmospheric Gas Purification for EUVL Vacuum Environment Control.SPIE，2012)指出，超清潔真空環(huán)境要求碳?xì)浠衔?CxHy)分壓不大于lX10_9mbar，水分壓不大于I X IO^mbar,以確保光學(xué)系統(tǒng)7_10年內(nèi)的反射率損失小于I %。
[0004]極紫外光刻機(jī)的掩模臺、硅片臺等部件的真空環(huán)境為清潔真空環(huán)境，只需滿足清潔真空要求。在該清潔真空環(huán) 境中，不包含光學(xué)元件，EUV輻照光路只通過很少一部分區(qū)域，所以要求不如超清潔真空環(huán)境那么高，能允許產(chǎn)生一定的雜質(zhì)(如硅片臺的硅片上光致抗蝕劑曝光產(chǎn)生的污染物)但需嚴(yán)格控制雜質(zhì)的擴(kuò)散。
[0005]超清潔真空環(huán)境內(nèi)開有一定孔徑的通光小孔與清潔真空環(huán)境相連，極紫外輻照通過此小孔，對置于清潔真空環(huán)境內(nèi)的硅片進(jìn)行曝光。硅片表面的光致抗蝕劑在極紫外輻照的作用下會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生對超清潔真空環(huán)境中光學(xué)元件有害的廢氣及污染顆粒，必須通過真空排氣系統(tǒng)將這些廢氣及污染顆粒及時排出。
[0006]為維持超清潔真空環(huán)境，非常有必要在超清潔真空環(huán)境和清潔真空環(huán)境之間建立動態(tài)氣體鎖，從而將兩種不同要求的環(huán)境隔離。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007](一 )要解決的技術(shù)問題
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何更好地抑制極紫外激光器的污染物向超清潔真空環(huán)境擴(kuò)散，并確保極紫外輻照通過該動態(tài)氣體鎖時不會有大的損失。
[0009]( 二 )技術(shù)方案
[0010]為此，本實(shí)用新型一種用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，用于阻止極紫外光刻機(jī)的清潔真空環(huán)境的第二腔室內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)入超清潔真空環(huán)境的第一腔室，所述動態(tài)氣體鎖包括一兩端開口的筒身，筒身具有一寬口端和一窄口端，所述寬口端連接所述第一腔室，所述窄口端連接所述第二腔室；所述筒身上還開有多個噴口，該多個噴口均貫穿筒身的側(cè)壁，用于向所述筒身內(nèi)部吹送氣體，每個噴口向筒身內(nèi)部吹送的氣流形成一個分氣流；所述各噴口的中心軸與所述筒身的中心軸的向?qū)捒诙搜由斓姆较虺射J角或直角，并且，靠近寬口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度不大于靠近窄口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，所述筒身的橫截面為圓形。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，所述多個噴口分成多個噴口組，每個噴口組由位于該筒身的同一橫截面上的至少一個噴口組成。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，同一噴口組的噴口的中軸線與所述筒身的中軸線成相同的角度。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，同一噴口組的噴口在所述筒身的橫截面上均勻分布。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，相鄰噴口組的噴口的中心軸線與所述筒身的側(cè)壁的交點(diǎn)的間距相等。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，越遠(yuǎn)離所述窄口端的噴口的噴氣速度越大。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，所有所述噴口與所述筒體的中心軸相交于一點(diǎn)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，所有所述噴口與所述筒體的中心軸都垂直。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，所述氣體為干燥無雜的氫氣、氦氣、氬氣、氮?dú)饣蛘咚鼈儍煞N/多種的混合氣體。
[0020](三)有益效果
[0021]本實(shí)用新型提出的動態(tài)氣體鎖結(jié)構(gòu)，在抑制雜質(zhì)擴(kuò)散的同時，更好的確保極紫外輻照接近無損的通過動態(tài)氣體鎖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1顯示了本實(shí)用新型的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2顯示了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖的筒身的具體結(jié)構(gòu)；
[0024]圖3顯示了本實(shí)用新型的一種極限結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖筒身的具體結(jié)構(gòu)；
[0025]圖4顯示了本實(shí)用新型的另一種極限結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖筒身的具體結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本實(shí)用新型提出的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖具有一筒形，包括一兩端開口的筒身，筒身具有一寬口端和一窄口端，寬口端連接一第一腔室，窄口端連接一第二腔室。
[0027]本實(shí)用新型的動態(tài)氣體鎖用于阻止第二腔室內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)入第一腔室。第一腔室內(nèi)部為超清潔真空環(huán)境，第二腔室內(nèi)部為清潔真空環(huán)境，本實(shí)用新型用于防止清潔真空環(huán)境內(nèi)的雜質(zhì)、灰塵等進(jìn)入超清潔真空環(huán)境。
[0028]在所述筒形的動態(tài)氣體鎖的筒身上開有多個噴口，該多個噴口均貫穿筒身的側(cè)壁，以便通過這些噴口向筒身內(nèi)部吹送一種氣體,每個噴口向筒身內(nèi)部吹送的氣流形成一個分氣流。
[0029]當(dāng)本實(shí)用新型的動態(tài)氣體鎖用于隔離真空環(huán)境時，所述氣體是無雜質(zhì)的氣體。
[0030]本實(shí)用新型通過對各噴口的位置和導(dǎo)氣方向的設(shè)置，使經(jīng)由這些噴口吹送入筒體的各分氣流流入筒體后分成兩股匯總氣流，其中一股匯總氣流流入第一腔室，另一股匯總氣流流入第二腔室。
[0031 ] 更具體的說，本實(shí)用新型的各噴口的中心軸與筒身的中心軸的向?qū)捒诙搜由斓姆较虺梢粋€銳角或直角，并且，靠近寬口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度不大于靠近窄口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度。也就是說，越靠近寬口端的噴口越傾斜。
[0032]第一腔室和第二腔室為真空環(huán)境時，其中可分別設(shè)置一個抽氣泵組，分別用于將第一腔室和第二腔室內(nèi)的氣體抽出。
[0033]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034]圖1顯示了本實(shí)用新型的動態(tài)氣體鎖的原理結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該動態(tài)氣體鎖3呈一筒形，其筒身為兩端開口的喇叭口形狀，其寬口端31連接一第一腔室1，其窄口端32連接一第二腔室2，第一腔室I內(nèi)部為超清潔真空環(huán)境，第二腔室2內(nèi)部為清潔真空環(huán)境。該動態(tài)氣體鎖的筒身可以是一端較寬、另一端較窄的任何形狀，但優(yōu)選為圓筒形，即其橫截面為圓形。
[0035]所述第一腔室I和第二腔室2分別具有一個抽氣泵組，即第一抽氣泵組11和第二抽氣泵組12，用于分別從第一腔室I和第二腔室2向外抽氣。
[0036]所述動態(tài)氣體鎖的筒身上開有多個噴口 33，該多個噴口 33均貫穿筒身的側(cè)壁，以便筒身外部的吹氣裝置通過這些噴口 33向筒身內(nèi)部吹送氣體，每個噴口 33向筒身內(nèi)部吹送的氣流形成一個分氣流。
[0037]圖2顯示了該實(shí)施例的動態(tài)氣體鎖3的筒身的具體結(jié)構(gòu)。如圖2所示，在筒身上開設(shè)的噴口 33分成多個噴口組，該在該實(shí)施例中5組，在此分別稱為第一噴口組331、第二噴口組332、第三噴口組333、第四噴口組334和第五噴口組335，各噴口組分別向筒身內(nèi)部吹送分氣流，在此稱為第一分氣流fl、第二分氣流f2、第三分氣流f3、第四分氣流f4和第五分氣流f5。
[0038]每個噴口組由位于該筒身的同一橫截面上的至少一個噴口組成。例如，在該實(shí)施例中，每個噴口組包括一上一下兩個噴口。但是，本實(shí)用新型不限于此，每個噴口組可以包括任意個噴口，并且優(yōu)選地，同一噴口組的噴口的中軸線與筒身中軸線成相同的角度，更優(yōu)選地，同一噴口組的噴口在所述筒身的橫截面上均勻分布。
[0039]圖2所示的實(shí)施例的5個噴口組的噴氣口的中心位置沿筒身的軸向均勻分布，即相鄰噴口組的噴口的中心軸線與動態(tài)氣體鎖的筒身的側(cè)壁的交點(diǎn)的間距相等。
[0040]并且，如圖2所示第一噴口組331的各噴口的中心軸均垂直于動態(tài)氣體鎖的筒身的中心軸，第二至第五噴口組332、333、334、335的各噴口的中心軸與動態(tài)氣體鎖的筒身的中心軸的向?qū)捒诙搜由斓姆较虺梢粋€銳角或直角。也就是說，各噴口組向筒身內(nèi)吹送氣體的方向不偏向于寬口端31吹送。并且，靠近寬口端31的噴口組的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度不大于靠近窄口端32的噴口組的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度。也就是說，越靠近寬口端31的噴口越傾斜。
[0041]各組噴口吹送的分氣流流入后分成兩股匯總氣流，一股向第一腔室I流動，稱為第一匯總氣流hl，另一股向第二腔室2流動，稱為第二匯總氣流h2。由此流入超清潔真空環(huán)境的第一腔室I的第一匯總氣流hi和流入清潔真空環(huán)境的第二腔室2的第二匯總氣流h2分別由各自的抽氣泵組11、21抽出。
[0042]這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是:隨著各分氣流的流入，部分流入氣體在流入路徑上會往主路徑的兩邊分流，且分流方向分別指向第一腔室I和第二腔室2 ;由于各噴口組向筒身內(nèi)吹送氣體的主路徑方向更加偏向于向窄口端32吹送，因此第二匯總氣流h2(各噴口組主路徑方向上的主氣流+指向第二腔室2的分流)的總流速強(qiáng)于第一匯總氣流hi (各噴口組主路徑方向指向第一腔室I的分流)。而且，第二匯總氣流h2在動態(tài)氣體鎖的窄口端32截面處存在速度和壓力梯度分布，且越靠近動態(tài)氣體鎖中心軸的氣流速度越大、氣壓越低；為補(bǔ)償動態(tài)氣體鎖中心軸附近的低氣壓，將各分氣流直接吹向動態(tài)氣體鎖中心軸，使動態(tài)氣體鎖的窄口端32從筒體壁面到中心軸區(qū)都為高壓區(qū)，能有效阻止清潔真空環(huán)境中產(chǎn)生的污染物向超清潔真空環(huán)境擴(kuò)散。另外，這樣布置能使大多數(shù)流入動態(tài)氣體鎖的氣體都匯合成流入清潔真空環(huán)境的第二腔室2的第二匯總氣流h2，從而提高流入氣體的使用效率。流入超清潔真空環(huán)鏡的第一腔室I的第一匯總氣流hi不能抑制污染物向超清潔真空環(huán)境的第一腔室I擴(kuò)散，為無效氣流，且該部分氣流越多越能增加動態(tài)氣體鎖對極紫外輻照的吸收。
[0043]根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，調(diào)節(jié)各噴口組的噴氣速度，使越遠(yuǎn)離窄口端32的噴口的噴氣速度越大，可以使動態(tài)氣體鎖內(nèi)部的高壓區(qū)壓力梯度變化較小。這樣，動態(tài)氣體鎖內(nèi)部的氣流特性參數(shù)(壓力、密度、溫度等)較均勻，對透過的極紫外輻照光學(xué)特性(主要是像差)影響較小，能確保極紫外輻照接近無像差損失的通過動態(tài)氣體鎖。
[0044]上述圖2所示的實(shí)施例展示了本實(shí)用新型的動態(tài)氣體鎖的一種常規(guī)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型，所有噴口組與動態(tài)氣體鎖中心軸的夾角存在兩種極限位置。因此，本實(shí)用新型的氣體結(jié)構(gòu)鎖有兩種極限結(jié)構(gòu)。一種是如圖3所示的實(shí)施例中，所有噴口與動態(tài)氣體鎖的筒體中心軸相交于一點(diǎn)。另一種是如圖4所示的實(shí)施例,所有噴口與動態(tài)氣體鎖的筒體中心軸都垂直。圖3、圖4所示實(shí)施例，以及處于該兩種實(shí)施例之間中的任何一種結(jié)構(gòu)都是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0045]考慮到氫氣、氦氣、氬氣、氮?dú)鈱O紫外輻照的吸收系數(shù)相對較小，動態(tài)氣體鎖中的各組分氣流所用氣體為干燥無雜的氫氣、氦氣、氬氣、氮?dú)饣蛘咚鼈儍煞N/多種的混合氣體。這樣，可以確保極紫外輻照接近無能量損失的通過動態(tài)氣體鎖。
[0046]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，用于阻止極紫外光刻機(jī)的清潔真空環(huán)境的第二腔室內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)入超清潔真空環(huán)境的第一腔室，其特征在于: 所述動態(tài)氣體鎖包括一兩端開口的筒身，筒身具有一寬口端和一窄口端，所述寬口端連接所述第一腔室，所述窄口端連接所述第二腔室； 所述筒身上還開有多個噴口，該多個噴口均貫穿筒身的側(cè)壁，用于向所述筒身內(nèi)部吹送氣體，每個噴口向筒身內(nèi)部吹送的氣流形成一個分氣流； 所述各噴口的中心軸與所述筒身的中心軸的向?qū)捒诙搜由斓姆较虺射J角或直角，并且，靠近寬口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度不大于靠近窄口端的噴口的中心軸與筒身的中心軸所成的角度。
2.如權(quán)利要求1所述的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:所述筒身的橫截面為圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:所述多個噴口分成多個噴口組，每個噴口組由位于該筒身的同一橫截面上的至少一個噴口組成。
4.如權(quán)利要求3所述的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:同一噴口組的噴口的中軸線與所述筒身的中軸線成相同的角度。
5.如權(quán)利要求3所述的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖,其特征在于:同一噴口組的噴口在所述筒身的橫截面上均勻分布。
6.如權(quán)利要求3所述的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:相鄰噴口組的噴口的中心軸線與所述筒身的側(cè)壁的交點(diǎn)的間距相等。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的用于極紫外光刻機(jī)的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:越遠(yuǎn)離所述窄口端的噴口的噴氣速度越大。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:所有所述噴口與所述筒身的中心軸相交于一點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:所有所述噴口與所述筒身的中心軸都垂直。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的動態(tài)氣體鎖，其特征在于:所述氣體為干燥無雜的氫氣、氦氣、氬氣、氮?dú)饣蛘咚鼈冎械膬煞N或兩種以上的混合氣體。
【文檔編號】G03F7/20GK203414732SQ201320453607
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】陳進(jìn)新, 王魁波, 王宇, 吳曉斌, 謝婉露, 張羅莎, 羅艷 申請人:中國科學(xué)院光電研究院