專利名稱：用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流場密封與回收裝置，特別是涉及一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置。
背景技術(shù)：
光刻機是制造超大規(guī)模集成電路最核心的裝備之一，現(xiàn)代光刻機已光學(xué)光刻為主，它利用光學(xué)系統(tǒng)把掩膜版上的圖形精確地投影并曝光在涂過光刻膠的硅片上。它包括一個激光光源、一個光學(xué)系統(tǒng)、一塊由芯片圖形組成的投影掩膜版、一個對準系統(tǒng)和一個涂有光敏光刻膠的娃片。浸沒式光刻(Immersion Lithography)設(shè)備通過在最后一片投影物鏡與娃片 之間填充某種高折射率的液體，相對于中間介質(zhì)為氣體的干式光刻機，提高了投影物鏡的數(shù)值孔徑(NA)，從而提高了光刻設(shè)備的分辨率和焦深。在已提出的下一代光刻機中，浸沒式光刻對現(xiàn)有設(shè)備改動最小，對現(xiàn)在的干式光刻機具有良好的繼承性。目前常采用的方案是局部浸沒法，即將液體限制在硅片上方和最后一片投影物鏡的下表面之間的局部區(qū)域內(nèi)，并保持穩(wěn)定連續(xù)的液體流動。在步進-掃描式光刻設(shè)備中，硅片在曝光過程中進行高速的掃描運動，這種運動會將曝光區(qū)域內(nèi)的液體帶離流場，從而引起泄漏，泄漏的液體會在光刻膠上形成水跡，影響曝光質(zhì)量。已有的氣密封裝置在回收過程中都存在氣液兩相流的問題，將兩者放在一起回收將會引起管路的振動，從而嚴重影響曝光質(zhì)量。因此，浸沒式光刻技術(shù)中必須重點解決回收過程中由氣液兩相流弓I起的振動問題。目前已有的解決方案中，重點解決的問題是填充液體的密封問題，采用氣密封或液密封構(gòu)件環(huán)繞投影物鏡組末端元件和硅片之間的縫隙流場。氣密封技術(shù)是在環(huán)繞填充流場的圓周周邊上，通過施加高壓氣體形成環(huán)形氣幕，將填充液體限定在一定的圓形區(qū)域內(nèi)。液密封技術(shù)則是利用與填充液體不相容的第三方液體(通常是磁流體或水銀等)，環(huán)繞填充流場進行密封。但是在這些密封方案中，均未考慮振動問題，并且存在以下不足
(I)液密封方式對密封液體有十分苛刻的要求，在確保密封性能要求的同時，還必須保證密封液體與填充液體不相互溶解、與光刻膠(或Topcoat)及填充液體不相互擴散。在襯底高速運動過程中，外界空氣或密封液體一旦被卷入或溶解或擴散到填充液體中，都會對曝光質(zhì)量產(chǎn)生負面的影響。(2)現(xiàn)有的氣密封方式采用氣幕施加在填充流體周圍，造成流場邊緣的不穩(wěn)定性，在襯底高速步進和掃描過程中，可能導(dǎo)致液體泄漏及密封氣體卷吸到流場中；同時，填充液體及密封氣體一起回收時將形成氣液兩相流，由此引發(fā)振動，影響曝光系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決局部浸沒式光刻技術(shù)中的流場密封問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置，在流場邊緣使用氣密封結(jié)構(gòu)防止液體的泄漏。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明在浸沒式光刻機中的投影物鏡組和硅片之間裝有的氣密封和氣液分離回收裝置；所述的氣密封和氣液分離回收裝置包括密封和注液回收裝置、氣液分離片組和液體回收片組；密封和注液回收裝置由浸沒單元前端蓋和浸沒單元后端蓋組成；其中
1)浸沒單元后端蓋
在浸沒單元后端蓋開有中心通孔，在浸沒單元后端蓋的中心通孔向外的七個同心圓上分別依次開有四個等分的注液槽，兩個液體回收槽、兩個氣體回收槽、兩個內(nèi)密封注氣槽、兩個內(nèi)密封氣體回收槽、兩個外密封氣體回收槽和兩個外密封注氣槽；
2)浸沒單元前端蓋
在浸沒單元前端蓋開有中心通孔，浸沒單元前端蓋的中心通孔向外依次嵌套有五個各自連續(xù)的環(huán)狀圓柱腔體，五個環(huán)狀圓柱腔向外依次為回收孔腔、內(nèi)層注氣壓力緩沖腔、內(nèi) 層氣體回收腔、外層氣體回收腔和外層注氣壓力緩沖腔，在位于前端蓋中心通孔和回收孔腔之間的浸沒單元前端蓋的端面圓環(huán)上開有中心對稱均布的四個相同的注液腔，四個注液腔內(nèi)均開有沿圓周方向排列的注液孔陣列，回收孔腔內(nèi)底面上開有回收孔陣列，內(nèi)層注氣壓力緩沖腔內(nèi)開有沿圓周方向排列的內(nèi)層注氣孔陣列，外層注氣壓力緩沖腔內(nèi)開有沿圓周方向排列的外層注氣孔陣列，內(nèi)層氣體回收腔和外層氣體回收腔內(nèi)均開有中心對稱均布的十二個槽，回收孔陣列由均勻密布的微孔組成；
所述的浸沒單元前端蓋上端與浸沒單元后端蓋下端的結(jié)合面均為平面，并通過螺釘緊固連接；
3)氣液分離片組
由七個圓環(huán)形的氣液分離片疊放在一起組成氣液分離片組，七個氣液分離片的外側(cè)與回收孔腔的外側(cè)壁緊貼，七個氣液分離片上開有對應(yīng)相通且均勻密布的微孔，七個氣液分離片中位于下面的六個氣液分離片的內(nèi)側(cè)連續(xù)開有朝向浸沒單元后端蓋的斜面，七個氣液分離片位于最下面的一個氣液分離片與前端蓋的回收孔腔內(nèi)底面接觸，七個氣液分離片上開有的微孔與回收孔陣列的微孔對應(yīng)相通，由七個氣液分離片上微孔形成的多道微管路與氣體回收槽相通；
4)液體回收片組
由七個圓環(huán)形的液體回收片疊放在一起組成液體回收片組；七個液體回收片的內(nèi)側(cè)與回收孔腔的內(nèi)側(cè)壁緊貼，七個液體回收片上開有對應(yīng)相通且均勻密布的微孔，七個液體回收片位于最下面的兩個液體回收片的外側(cè)連續(xù)開有朝向硅片的斜面，七個液體回收片位于最下面的一個液體回收片與前端蓋的回收孔腔內(nèi)底面接觸，七個液體回收片上開有的微孔與回收孔陣列的微孔對應(yīng)相通，由七個液體回收片上微孔形成的多道微管路與液體回收槽相通。所述的四個注液槽分別與各自的注液腔相通，兩個內(nèi)密封注氣槽均與內(nèi)層注氣壓力緩沖腔相通，兩個內(nèi)密封氣體回收槽均與內(nèi)層氣體回收腔相通，外密封氣體回收槽均與外層氣體回收腔相通，兩個外密封注氣槽均與外層注氣壓力緩沖腔相通。所述的注液孔陣列、內(nèi)層注氣孔陣列和外層注氣孔陣列均由沿圓周方向排列的微孔組成。本發(fā)明具有的有益效果是(I)回收端采用微孔組成的管路，由內(nèi)向外的排列方式形成多道圓環(huán)管路陣列，液體回收片組中與回收孔陣列接觸的部位連續(xù)的對浸沒液體回收，未接觸部位開有斜面，以便于對經(jīng)過氣液分離后的液體進行回收。回收的液體通過液體回收槽流入外接管路,實現(xiàn)液體的回收。(2)氣密封技術(shù)會在液體回收過程中引入氣液兩相流，造成浸沒裝置的振動和流場的波動，對浸沒液體的光學(xué)一致性造成嚴重影響，利用氣液分離片疊加而成的氣液分離片組，用圓周分布的微管路模仿多孔介質(zhì)減少振動。(3)在氣液分離片組、浸沒單元前端蓋、浸沒單元后端蓋組成的腔中加上負壓，液體高過氣液分離片組的斜面時，液體在重力作用下流向回收結(jié)構(gòu)的底部，而氣體通過氣體回收槽流向外接管路，從而將氣體分離出去。實現(xiàn)氣體和液體的分離和分別回收，從而避免了氣液兩相流一起回收時引起的振動問題，能夠明顯減少浸沒裝置的振動和流場的波動。(4)在硅片進行高速掃描過程中，由于對液體的牽拉作用，必然造成在硅片運動方 向上的液面升高，而另一側(cè)的液面降低。液面高的部位如果不及時回收則可能造成液體泄漏，液面低的部位如果不減少回收量會使液面更低，甚至吸入空氣。氣液分離片組和液體回收片組的管路和斜面結(jié)構(gòu)均為圓周分布，在硅片運動中，斜面結(jié)構(gòu)具有自動調(diào)節(jié)液面高度的功能，當(dāng)一側(cè)液面升高時，高過斜面的部分回從斜面上流下，流向液體回收裝置和液面低的部位；另一側(cè)液面降低時，液面低于斜面，液體保存在氣液分離片組的管路中，使得填充液體的液面具有動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能。


圖I是本發(fā)明與投影透鏡組相裝配的簡化示意圖。圖2是本發(fā)明的爆炸剖面視圖。圖3是本發(fā)明的浸沒單元前端蓋仰視圖。圖4是浸沒單元前端蓋立體視圖。圖5是浸沒單元后端蓋立體視圖。圖6是液體回收片組立體視圖。圖7是氣液分離片組立體視圖。圖8是本發(fā)明剖面視圖。圖9是本發(fā)明表征氣液分離部分的局部剖面視圖。圖中1、投影透鏡組，2、密封和注液回收裝置，2A、浸沒單元前端蓋，2B、浸沒單元后端蓋，3、硅片，4、氣液分離片組，4A、第一氣液分離片，4B、第二氣液分離片，4C、第三氣液分離片，4D、第四氣液分離片，4E、第五氣液分離片，4F、第六氣液分離片，4G、第七氣液分離片，5、液體回收片組，5A、第一液體回收片，5B、第二液體回收片，5C、第三液體回收片，5D、第四液體回收片，5E、第五液體回收片，5F、第六液體回收片，5G、第七液體回收片，6A、注液腔，6B、注液槽，6C、注液孔陣列，7、回收孔陣列，7A、液體回收槽，7B、氣體回收槽，8A、內(nèi)層注氣壓力緩沖腔，8B、內(nèi)密封注氣槽，8C、內(nèi)層注氣孔陣列，9A、內(nèi)層氣體回收腔，9B、內(nèi)密封氣體回收槽，10A、外層氣體回收腔，10B、外密封氣體回收槽，11A、外層注氣壓力緩沖腔，11B、外密封注氣槽，11C、外層注氣孔陣列，12、縫隙流場。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的具體實施過程。如圖I所示，在浸沒式光刻機中的投影物鏡組I和硅片3之間裝有的氣密封和氣液分離回收裝置；所述氣密封和氣液分離回收裝置包括密封和注液回收裝置2、氣液分離片組4和液體回收片組5 ;密封和注液回收裝置2由浸沒單元前端蓋2A和浸沒單元后端蓋2B組成；其中
I)浸沒單元后端蓋2B
如圖5所示，在浸沒單元后端蓋2B開有中心通孔，投影物鏡組I從中心通孔穿過，在浸沒單元后端蓋2B的中心通孔向外的七個同心圓上分別依次開有四個等分的注液槽6B，兩個液體回收槽7A、兩個氣體回收槽7B、兩個內(nèi)密封注氣槽8B、兩個內(nèi)密封氣體回收槽9B、兩個外密封氣體回收槽IOB和兩個外密封注氣槽IlB ；
四個注液槽6B、兩個液體回收槽7A、兩個氣體回收槽7B、兩個內(nèi)密封注氣槽8B、兩個內(nèi)密封氣體回收槽9B、兩個外密封氣體回收槽IOB和兩個外密封注氣槽IlB均分別通過各自的孔道與外部管路相連接，孔道開在浸沒單元后端蓋2B的內(nèi)部，孔道之間互不交叉，孔道的出口均開在浸沒單元后端蓋2B的側(cè)面，孔道向內(nèi)與各自的槽相通，向外通過螺紋連接的方式與外部管路相連接，孔道具有連接浸沒單元后端蓋2B內(nèi)部槽和外部管路的功能。外部管路包括液體注入管路、液體回收管路、氣體注入管路、氣體回收管路，分別完成浸沒單元的液體注入與回收、氣體注入與回收功能。2 )浸沒單元前端蓋2A
如圖2、圖3、圖4所示，在浸沒單元前端蓋2A開有中心通孔，投影物鏡組I從中心通孔穿過，浸沒單元前端蓋2A的中心通孔向外依次嵌套有五個各自連續(xù)的環(huán)狀圓柱腔體，五個環(huán)狀圓柱腔向外依次為回收孔腔、內(nèi)層注氣壓力緩沖腔8A、內(nèi)層氣體回收腔9A、外層氣體回收腔IOA和外層注氣壓力緩沖腔11A，在位于前端蓋中心通孔和回收孔腔之間的浸沒單元前端蓋2A的端面圓環(huán)上開有中心對稱均布的四個相同的注液腔6A，四個注液腔6A內(nèi)均開有沿圓周方向排列的注液孔陣列6C，回收孔腔內(nèi)底面上開有回收孔陣列7，內(nèi)層注氣壓力緩沖腔8A內(nèi)開有沿圓周方向排列的內(nèi)層注氣孔陣列SC，外層注氣壓力緩沖腔IlA內(nèi)開有沿圓周方向排列的外層注氣孔陣列11C，內(nèi)層氣體回收腔9A和外層氣體回收腔IOA內(nèi)均開有中心對稱均布的十二個槽，回收孔陣列7由均勻密布的微孔組成；所述的浸沒單元前端蓋2A上端與浸沒單元后端蓋2B下端的結(jié)合面均為環(huán)形平面，并通過螺釘緊固連接；
3)氣液分離片組4:
如圖6所示，由七個圓環(huán)形的氣液分離片疊放在一起組成氣液分離片組4 ;七個氣液分離片從上到下依次為第一氣液分離片4A、第二氣液分離片4B、第三氣液分離片4C、第四氣液分離片4D、第五氣液分離片4E、第六氣液分離片4F和第七氣液分離片4G ;七個氣液分離片的外側(cè)與回收孔腔的外側(cè)壁緊貼，七個氣液分離片上開有對應(yīng)相通且均勻密布的微孔，這些微孔疊放在一起形成與浸沒單元工作面相垂直的微管路，七個氣液分離片中位于下面的六個氣液分離片的內(nèi)側(cè)連續(xù)開有朝向浸沒單元后端蓋2B的斜面，七個氣液分離片位于最下面的一個氣液分離片與前端蓋2A的回收孔腔內(nèi)底面接觸，七個氣液分離片上開有的微孔與回收孔陣列7的微孔對應(yīng)相通，由七個氣液分離片上微孔形成的多道微管路與氣體回收槽7B相通；4)液體回收片組5
由七個圓環(huán)形的液體回收片疊放在一起組成液體回收片組5 ;七個液體回收片從上到下依次為第一液體回收片5A、第二液體回收片5B、第三液體回收片5C、第四液體回收片第五液體回收片5E、第六液體回收片5F和第七液體回收片5G ;七個液體回收片的內(nèi)側(cè)與回收孔腔的內(nèi)側(cè)壁緊貼，七個液體回收片上開有對應(yīng)相通且均勻密布的微孔，這些微孔疊放在一起形成與浸沒單元工作面相垂直的微管路，七個液體回收片位于最下面的兩個液體回收片的外側(cè)連續(xù)開有朝向硅片3的斜面，七個液體回收片位于最下面的一個液體回收片與前端蓋2A的回收孔腔內(nèi)底面接觸，七個液體回收片上開有的微孔與回收孔陣列7的微孔對應(yīng)相通，由七個液體回收片上微孔形成的多道微管路與液體回收槽7A相通。所述的四個注液槽6B分別與各自的注液腔6A相通，兩個內(nèi)密封注氣槽8B均與內(nèi)層注氣壓力緩沖腔8A相通，兩個內(nèi)密封氣體回收槽9B均與內(nèi)層氣體回收腔9A相通，外密封氣體回收槽IOB均與外層氣體回收腔IOA相通，兩個外密封注氣槽IlB均與外層注氣壓力緩沖腔IlA相通。
如圖3、圖4所示，所述的注液孔陣列6C、內(nèi)層注氣孔陣列SC和外層注氣孔陣列Iic均由沿圓周方向排列的微孔組成。圖I給出了本發(fā)明裝置在浸沒式光刻系統(tǒng)中的工作位置，本裝置可以在分布重復(fù)或者步進掃描光刻設(shè)備中應(yīng)用。在曝光過程中，從光源發(fā)出的光線(例如ArF準分子激光)通過對準的掩模板、投影物鏡組I和由浸沒液體填充形成的縫隙流場12，照射在硅片3的光刻膠上，對其進行曝光處理，將掩模版上的圖形準確的轉(zhuǎn)移到硅片的光刻膠上。浸沒單元后端蓋2B用夾持機構(gòu)固定，夾持機構(gòu)可以調(diào)節(jié)浸沒單元的高度和姿態(tài)，浸沒單元前端蓋2A、浸沒單元后端蓋2B兩部分之間的的結(jié)合面為環(huán)形平面，連接方式為螺釘擰緊。如圖2所示是本裝置的爆炸剖面視圖，氣液分離片組4和液體回收片組5是由帶有多道微孔的薄片疊加而成，并且微孔各自對齊形成微管路。其中氣液分離片組4是本發(fā)明的特色，由下面六個內(nèi)側(cè)開有斜面的薄片和最上部一個未開有斜面的薄片疊加在一起，第七氣液分離片5G與浸沒單元前端蓋2A接觸，第一氣液分離片5A與浸沒單元后端蓋2B接觸，微孔各自對齊，從而形成多道與浸沒單元工作面相垂直的微細管路。氣液分離片組4下面六個氣液分離片會在內(nèi)側(cè)形成朝向浸沒單元后端蓋2B的斜面，從外向內(nèi)斜面平滑的降低，從而保證無論液面在哪個方向升高液體都會沿著斜面流向液體回收部位的底部，實現(xiàn)液體的連續(xù)回收。液體回收片組的第六液體回收片4F和第七液體回收片4G的外側(cè)也是開有多孔的斜面，并與上面的液體回收片的微孔相連通，組成垂直于浸沒單元工作面的液體回收管路。如圖2、圖3、圖4、圖5、圖7、圖8、圖9所示，浸沒單元由浸沒單元前端蓋2A、浸沒單元后端蓋2B、氣液分離片組4和液體回收片組5四部分組成。浸沒單元后端蓋2B上的注液槽6B通過內(nèi)部孔道與液體注入管路相連通，浸沒液體由液體注入管路注入注液槽6B，沿途經(jīng)過浸沒單元前端蓋2A上的液體注液腔6A和注液孔陣列6C，液體進入并充滿透鏡組I與硅片3之間的縫隙流場12，在液體持續(xù)不斷的注入過程中，液體會向縫隙流場的四周流動，因此需要對浸沒液體進行回收。浸沒單元前端蓋2A上的回收孔陣列7介于注液結(jié)構(gòu)和氣密封結(jié)構(gòu)之間，回收孔陣列7是由微孔組成的多道排孔，主要功能是完成液體和氣體的回收，浸沒液體向上經(jīng)過回收孔陣列7進入液體回收片組5，第七液體回收片5G外側(cè)開有斜面，未開有斜面的平面部分與回收孔陣列7的上表面接觸，微孔各自對齊組成回收管路，連續(xù)的回收縫隙流場中的浸沒液體。第七液體回收片5G斜面上也開有相同的微孔，并與上面的六個液體回收片組成回收管路，用來回收從氣液分離片組4上流下的液體，第六液體回收片5F外側(cè)也開有斜面，第六液體回收片5F底部的平面部分與第七液體回收片5G的上表面接觸，用于回收第七液體回收片5G微孔中的液體，第六液體回收片5F斜面部分也開有微孔，并與上面的五個液體回收片組成回收管路，用來回收從氣液分離片組4的斜面上流下來的液體。液體回收片組5的第一液體回收片5A與浸沒單元后端蓋2B、浸沒單元前端蓋2A組成液體回收腔體，浸沒單元后端蓋2B在腔體內(nèi)部開有兩個液體回收槽7B，液體回收槽7B通過開在浸沒單元后端蓋2B內(nèi)部的孔道與外部液體回收管路相連通，在液體回收管路上加上負壓便可以將液體從液體回收片組5的底部抽吸到液體回收槽7B處，經(jīng)過孔道、液體回收管路排出浸沒單元，從而完成浸沒液體的注入和回收過程。如圖8所示，浸沒單元的氣密封結(jié)構(gòu)由兩道密封組成。硅片的高速引動會對液體產(chǎn)生牽拉作用，從而可能引起液體的泄漏，影響光刻系統(tǒng)的正常工作。因此在縫隙流場的外 部圓周上加上氣密封結(jié)構(gòu)阻止液體的泄漏。來自氣源管路中的高壓氣體經(jīng)過注氣管路和浸沒單元后端蓋2B內(nèi)部的孔道進入內(nèi)密封注氣槽SB、外密封注氣槽11B，然后分別進入內(nèi)層注氣壓力緩沖腔8A、外層注氣壓力緩沖腔11A，注氣壓力緩沖腔在抑制氣源脈動的同時，能夠在圓周方向上均衡高壓氣場壓力，使得內(nèi)層注氣孔陣列SC、外層注氣孔陣列IlC獲得較為一致的初始注氣壓力。從內(nèi)層注氣孔陣列SC、外層注氣孔陣列IlC中吹出的氣體會進入另一側(cè)的內(nèi)層注氣壓力緩沖腔8A、外層注氣壓力緩沖腔11A，從而保證在和浸沒液體接觸之前形成氣幕，實現(xiàn)液體的周向密封。密封氣體的回收則是通過內(nèi)層氣體回收腔9A、外層氣體回收腔10A，進入浸沒單元后端蓋2B的內(nèi)密封氣體回收槽9B、外密封氣體回收槽11B，內(nèi)密封氣體回收槽9B和外密封氣體回收槽IIB通過浸沒單元后端蓋2B內(nèi)部的孔道與外部氣體回收管路相連通，在氣體回收管路上加上負壓，便可完成密封氣體的回收。如圖2、圖3、圖4、圖6、圖7、圖8、圖9所示，當(dāng)硅片3在高速掃描過程中，由于硅片會對浸沒液體產(chǎn)生牽拉作用，縫隙流場12會一側(cè)壓力變高，一側(cè)壓力變低，隨之而來的是浸沒單元內(nèi)一側(cè)液體增多，一側(cè)液體減少，即一側(cè)液面升高，另一側(cè)液面降低。液體增多一側(cè)如不加大回收量就會出現(xiàn)泄漏，液體減少一側(cè)如不減少回收量就會使該側(cè)液體更少，甚至吸入空氣。氣液分離片組4設(shè)計為沿圓周方向分布的連續(xù)斜面，斜面朝向浸沒單元后端蓋2B，即斜面高度從外向內(nèi)依次降低。氣液分離管路是由微管組成的多道環(huán)狀微細管路，氣液分離管路垂直于浸沒單元工作面，通過七個開有微孔的氣液分離片疊加而成。如果升高的液面高過氣液分離片組4的斜面，液體在重力作用下沿斜面流向液體回收片組5的底部。液體回收片組5中第七液體回收片5G和第六液體回收片5F外側(cè)開有斜面，便于液體能夠流向液體回收管路底部，被液體回收片組5回收，從而實現(xiàn)浸沒液體的單獨回收。而在另一側(cè)液面低的部位，液面沒有高過斜面，浸沒液體便不會留下斜面被回收，從而阻止了浸沒液體繼續(xù)被回收。因為斜面結(jié)構(gòu)為圓周分布，無論硅片往哪個方向運動都能實現(xiàn)上述功能，使得此結(jié)構(gòu)具有自動調(diào)節(jié)液面高度的功能，保證液體回收管路底部都被浸沒液體淹沒，從而對液體單獨回收而不卷入氣體，。同時在氣液分離片組4的斜面、液體回收片組5和浸沒單元后端蓋2B組成的腔體中加上負壓，即在氣體回收槽7B上加上負壓，使得浸沒液體中的氣體經(jīng)過斜面上的微孔分離出去,分離出的氣體經(jīng)過氣體回收槽7B和外部氣體回收管路被排出，從而實現(xiàn)了回收部分的氣體單獨回收。此種結(jié)構(gòu)將液體和氣體分離后通過各自的管路單獨回收，從而避免了浸沒液體和密封氣體回收時形成的氣液兩相流，從而避免了因氣液兩相流引發(fā)的管路振動和流場波動。
上述具體實施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范 圍。
權(quán)利要求
1.一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置，在浸沒式光刻機中的投影物鏡組(I)和硅片(3)之間裝有的氣密封和氣液分離回收裝置；其特征在于所述氣密封和氣液分離回收裝置包括密封和注液回收裝置(2)、氣液分離片組(4)和液體回收片組(5);密封和注液回收裝置(2)由浸沒單元前端蓋(2A)和浸沒單元后端蓋(2B)組成；其中 1)浸沒單元后端蓋(2B) 在浸沒單元后端蓋(2B)開有中心通孔，在浸沒單元后端蓋(2B)的中心通孔向外的七個同心圓上分別依次開有四個等分的注液槽(6B)，兩個液體回收槽(7A)、兩個氣體回收槽(7B)、兩個內(nèi)密封注氣槽(8B)、兩個內(nèi)密封氣體回收槽(9B)、兩個外密封氣體回收槽(IOB)和兩個外密封注氣槽(IlB)； 2)浸沒單元前端蓋(2A) 在浸沒單元前端蓋(2A)開有中心通孔，浸沒單元前端蓋(2A)的中心通孔向外依次嵌套有五個各自連續(xù)的環(huán)狀圓柱腔體，五個環(huán)狀圓柱腔向外依次為回收孔腔、內(nèi)層注氣壓力緩沖腔(8A)、內(nèi)層氣體回收腔(9A)、外層氣體回收腔(IOA)和外層注氣壓力緩沖腔(11A)，在位于前端蓋中心通孔和回收孔腔之間的浸沒單元前端蓋(2A)的端面圓環(huán)上開有中心對稱均布的四個相同的注液腔(6A)，四個注液腔(6A)內(nèi)均開有沿圓周方向排列的注液孔陣列(6C)，回收孔腔內(nèi)底面上開有回收孔陣列(7)，內(nèi)層注氣壓力緩沖腔(8A)內(nèi)開有沿圓周方向排列的內(nèi)層注氣孔陣列(8C)，外層注氣壓力緩沖腔(IlA)內(nèi)開有沿圓周方向排列的外層注氣孔陣列(11C)，內(nèi)層氣體回收腔(9A)和外層氣體回收腔(IOA)內(nèi)均開有中心對稱均布的十二個槽，回收孔陣列(7)由均勻密布的微孔組成； 所述的浸沒單元前端蓋(2A)上端與浸沒單元后端蓋(2B)下端的結(jié)合面均為平面，并通過螺釘緊固連接； 3)氣液分離片組(4) 由七個圓環(huán)形的氣液分離片疊放在一起組成氣液分離片組(4)，七個氣液分離片的外側(cè)與回收孔腔的外側(cè)壁緊貼，七個氣液分離片上開有對應(yīng)相通且均勻密布的微孔，七個氣液分離片中位于下面的六個氣液分離片的內(nèi)側(cè)連續(xù)開有朝向浸沒單元后端蓋(2B)的斜面，七個氣液分離片位于最下面的一個氣液分離片與前端蓋(2A)的回收孔腔內(nèi)底面接觸，七個氣液分離片上開有的微孔與回收孔陣列(7)的微孔對應(yīng)相通，由七個氣液分離片上微孔形成的多道微管路與氣體回收槽(7B)相通； 4)液體回收片組(5) 由七個圓環(huán)形的液體回收片疊放在一起組成液體回收片組(5)，七個液體回收片的內(nèi)側(cè)與回收孔腔的內(nèi)側(cè)壁緊貼，七個液體回收片上開有對應(yīng)相通且均勻密布的微孔，七個液體回收片位于最下面的兩個液體回收片的外側(cè)開有朝向硅片(3)的斜面，七個液體回收片位于最下面的一個液體回收片與前端蓋(2A)的回收孔腔內(nèi)底面接觸，七個液體回收片上開有的微孔與回收孔陣列(7)的微孔對應(yīng)相通，由七個液體回收片上微孔形成的多道微管路與液體回收槽(7A)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置，其特征在于所述的四個注液槽(6B)分別與各自的注液腔(6A)相通，兩個內(nèi)密封注氣槽(SB)均與內(nèi)層注氣壓力緩沖腔(8A)相通，兩個內(nèi)密封氣體回收槽(9B)均與內(nèi)層氣體回收腔(9A)相通，外密封氣體回收槽(10B)均與外層氣體回收腔(10A)相通，兩個外密封注氣槽(11B)均與外層注氣壓力緩沖腔(IlA)相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置，其特征在于所述的注液孔陣列(6C)、內(nèi)層注氣孔陣列(SC)和外層注氣孔陣列(IlC)均由沿圓周方向排列的微孔組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于浸沒式光刻機的氣密封和氣液分離回收裝置。在浸沒式光刻機中的投影物鏡組和硅片之間裝有氣密封和氣液分離回收裝置；氣密封和氣液分離回收裝置包括密封和注液回收裝置、氣液分離片組和液體回收片組，密封和注液回收裝置由浸沒單元前端蓋和浸沒單元后端蓋組成。本發(fā)明用來完成浸沒式光刻系統(tǒng)中縫隙流場的密封和注液回收功能，實現(xiàn)縫隙流場連續(xù)穩(wěn)定的更新?？p隙流場邊緣使用氣密封結(jié)構(gòu)防止液體泄漏，采用氣液分離回收結(jié)構(gòu)實現(xiàn)氣體和液體的分離和分別回收，避免了氣液兩相流的產(chǎn)生，從而避免了氣液兩相流同時回收時引起的管路振動問題。無論硅片往哪個方向運動，氣液分離回收結(jié)構(gòu)都能夠動態(tài)的調(diào)節(jié)裝置內(nèi)液面的高度。
文檔編號B01D46/12GK102707580SQ20121017295
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者傅新, 徐寧, 陳文昱 申請人:浙江大學(xué)