CN107561866B - 用于浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机，所述双工件台装置包括：两个工件台，所述两个工件台各包括粗动模块、防撞模块和微动模块，所述防撞模块固定在所述粗动模块上；交换机构，所述交换机构设置在所述两个工件台中的一个或两者的防撞模块上并且包括交换桥板和升降机构，所述升降机构能够将所述交换桥板从初始位置转到工作位置，使得在双工件台交换时交换桥板位于两个工件台的微动模块之间并且其顶表面与两个工件台的微动模块的顶表面基本处于同一平面内。本发明避免了交换机构对工件台的微动模块上的长条镜的遮蔽并且改善了双台交换时浸没液场的维持。

Description

用于浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机

技术领域

本发明涉及微电子装备领域，特别涉及一种用于浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机。

背景技术

浸没式双工件台光刻机的使用使得“干式测量，浸没曝光”成为可能：即硅片在测量位置完成“干式”测量，在得到硅片的精确三维形貌后，利用双工件台光刻机特有的检焦算法可以预先得到硅片的离焦量，继而在曝光位置无需再进行调平调焦测量即可将硅片定位到理想焦面完成浸没曝光，实现了双工件台技术与浸没曝光技术的无缝衔接。

浸没式光刻技术需要在光刻机投影物镜最后一个透镜的下表面与硅片上的光刻胶之间充满高折射率的液体。投影物镜的数值孔径NA＝nsinθ，其中，n为投影物镜与硅片之间介质的折射率，θ为光线最大入射角。在最大入射角相同的情况下，浸没式光刻系统的数值孔径比传统光刻系统增大了n倍。而从傅里叶光学的角度，数值孔径扮演着空间频率低通滤波器阈值的角色。注入高折射率的浸没液体可以使更高空间频率的光波入射到光刻胶上，因此成像分辨率得以提高。

然而，由于现有的双工件台交换桥设置在工件台的微动模块侧边，如应用在具有长条镜的微动模块上，将不可避免的造成对长条镜的遮蔽，妨碍位置测量，而且在双工件台交换位置时可能存在浸没液体泄漏的问题，造成浸没液体维持的设计和实现难度较大。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提出一种用于浸没式光刻机的双工件台装置，避免了交换机构对工件台的微动模块上的长条镜的遮蔽并且改善了双台交换时浸没液场的维持。

为了达到上述目的，在本申请的一个方面，提供一种用于浸没式光刻机的双工件台装置，所述双工件台装置包括：

两个工件台，所述两个工件台各包括粗动模块、防撞模块和微动模块，所述粗动模块设置在所述微动模块下方并且用于移动所述微动模块，所述防撞模块固定在所述粗动模块上；

交换机构，所述交换机构设置在所述两个工件台中的一个或两者的防撞模块上并且包括交换桥板和升降机构，所述升降机构能够将所述交换桥板从第一位置转到第二位置，其中

在所述第一位置，所述交换桥板位于其所在的工件台的微动模块和防撞模块之间或位于所述防撞模块的下方，

在所述第二位置，所述交换桥板位于所述两个工件台的微动模块之间并且所述交换桥板的顶表面与两个工件台的微动模块的顶表面基本处于同一平面内。

在一些实施例中，所述微动模块侧面设置有长条镜，在所述第一位置，所述交换桥板不遮挡所述长条镜对应的探测光路。

在一些实施例中，所述交换桥板由交换桥板主体和设置在所述交换桥板主体两侧的柔性密封条组成。

在一些实施例中，在第二位置，所述交换桥板经由其两侧的柔性密封条与所述两个工件台的微动模块的上边沿过盈配合，以消除交换桥板与微动模块之间的间隙。

在一些实施例中，所述升降机构包括动力单元、第一连杆和第一铰链，所述动力单元与所述第一铰链设置在所述防撞模块上并且位于所述防撞模块上方的微动模块两侧，所述第一连杆的一端连接所述动力单元，所述第一连杆的另一端通过所述第一铰链与所述防撞模块转动连接。

在一些实施例中，所述动力单元和所述第一铰链与所述微动模块间隔一定距离，以防止微动模块工作时发生碰撞。

在一些实施例中，所述升降机构还包括第二连杆、第二铰链和第三铰链，所述第二铰链与所述第三铰链设置在所述防撞模块上并且位于所述防撞模块上方的微动模块两侧，所述第二连杆的两端分别通过所述第二铰链和第三铰链与所述微动模块转动连接。

在一些实施例中，所述升降机构还包括第二连杆、第二铰链和第三铰链，所述第二铰链与所述第三铰链设置在所述防撞模块上并且位于所述防撞模块上方的微动模块两侧下方，所述第二连杆的两端分别通过所述第二铰链和第三铰链与所述防撞模块转动连接。

在一些实施例中，所述第二和第三铰链与所述微动模块间隔一定距离，以防止微动模块工作时发生碰撞。

在一些实施例中，所述交换桥板通过第一对铰链和第二对铰链与所述第一连杆和第二连杆转动连接，所述动力单元通过驱动第一连杆带动所述交换桥板转动。

在一些实施例中，所述动力单元为电机。

在本申请的另一方面，还提供一种浸没式光刻机，包括前述一个方面中所述的双工件台装置。

本发明的有益效果是：本发明所提出的浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机，在双工件台未交换位置时，交换机构的交换桥板位于微动模块与防撞模块之间的空隙中或位于防撞模块下方，保证了微动模块正常工作时其上的长条镜不被遮蔽，从而不影响利用长条镜进行的位置测量；进一步的，在双工件台交换位置时，交换桥板两侧的柔性密封条与两个工件台的微动模块的上边沿过盈配合，消除了交换桥板与微动模块之间的间隙，从而能够有效防止交换时浸没液体的泄漏。

附图说明

通过说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式，本发明所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

图1为根据本发明一实施例的交换机构处于初始位置时的用于浸没式光刻机的局部前视图。

图2为根据本发明一实施例的交换机构处于过程位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。

图3为根据本发明一实施例的交换机构处于工作位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。

图4为根据本发明一实施例的交换机构处于初始位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的俯视图。

图5为根据本发明一实施例的交换机构处于工作位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的俯视图。

图6为根据本发明一实施例的交换机构中的交换桥板的结构示意图。

图7为根据本发明另一实施例的交换机构处于初始位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。

图8为根据本发明另一实施例的交换机构处于过程位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。

图9为根据本发明另一实施例的交换机构处于工作位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。

应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在说明书附图的多幅附图中，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面，结合附图对本发明的具体实施例进行描述。请参阅图1‐8所示，本发明提供一种用于浸没式光刻机的双工件台装置。

请参见图1和图4，图1和图4分别示出了本发明一实施例的交换机构处于初始位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图和俯视图。所述双工件台装置包括第一工件台、第二工件台和交换机构，所述第一工件台包括：第一粗动模块11、第一防撞模块21和第一微动模块31；所述第二工件台包括：第二粗动模块12、第二防撞模块22和第二微动模块32。所述第一微动台31和第二微动台32上分别承载有第一基底41和第二基底42。

在图1中，所述第二基底42在投影物镜60的下方，并且在第二基底42和投影物镜60之间设置有浸没系统，浸没系统通过进液口(例如浸没头80)施加液体70到第二基底42上的局部区域，从所述局部区域流出的液体通过出液口去除。从图1还可以看出，所述第一微动模块31侧面设置有用于位置测量的长条镜311。

所述交换机构设置在第一和第二工件台中的一个或两者的防撞模块上并且用于在双工件台交换过程期间调整交换桥板的放置位置，其包括交换桥板50和升降机构，所述升降机构能够将所述交换桥板50从初始(第一)位置转到工作(第二)位置，在初始位置，所述交换桥板50不遮挡所述长条镜311对应的探测光路，当转到工作位置时，所述交换机构用于在双工件台交换时在第一微动台31和第二微动台32之间形成浸液移动通道。

以下以设置在第一防撞模块21上的交换机构为例来详细描述本发明的交换机构的结构，但本发明不限于此，交换机构可以设置在所述第一防撞模块21、第二防撞模块22或两者上。所述升降机构包括动力单元51、第一连杆56和第一铰链511，所述动力单元51与所述第一铰链511(参见图4)设置在所述第一防撞模块21上并且位于所述第一防撞模块31上方的第一微动模块31两侧，并且所述动力单元51与所述第一铰链511与第一微动模块31保持一定间距，以防第一微动模块31工作时发生碰撞。所述第一连杆56的一端连接所述动力单元51，所述第一连杆56的另一端通过所述第一铰链511与所述第一防撞模块21转动连接。优选地，所述升降机构还包括第二连杆55、一对铰链52(下文中也称为第二和第三铰链52)，结合图1和图4所示，所述第二和第三铰链52设置在所述第一防撞模块21上并且位于第一微动模块31两侧(图1中沿垂直纸面向里的方向)，所述第二连杆55的两端分别通过所述第二和第三铰链52与所述第一微动模块31转动连接。

所述第一连杆56和所述第二连杆55分别通过第一对铰链54和第二对铰链53(参见图4)与所述交换桥板50连接，以通过所述动力单元51驱动所述第一连杆56带动所述交换桥板50转动。在一个实施例中，所述动力单元51是电机，但本发明不限于此，所述动力单元51还可以本领域公知的任何合适的驱动设备。

换言之，所述交换机构可包括交换桥板50、电机(动力单元)51、第一铰链511、第二和第三铰链52、第一对铰链54、第二对铰链53、第一连杆56和第二连杆55并且这些部件共同组成四连杆机构。

在图4所示的双工件台装置的俯视图中，即从俯视角度看，所述电机51、第一铰链511位于第一微动模块31两侧，共同构成四连杆机构一旋转副；第二和第三铰链52位于第一微动模块31两侧，共同构成四连杆机构另一旋转副；所述第一连杆56和所述第二连杆55基本平行；而且所述电机51和第一铰链511以及第三和第四铰链52与第一微动模块31保持一定间距，以防第一微动模块31工作时发生碰撞。

在如图1所示双工件台未交换位置(即，交换桥板处于初始位置)时，交换桥板50位于第一微动模块31与第一防撞模块21之间的空隙中，并呈水平位置状态，保证了第一微动模块31正常工作时其上的长条镜311不被遮蔽，从而不会影响利用长条镜311的位置测量。

图2示出了本发明一实施例的交换机构处于过程位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。当双工件台交换位置时，双工件台先运动到预定位置，并保持相对间距基本不变，随后电机51旋转带动交换桥板50上翻。在上翻过程中所述交换桥板50与长条镜311始终不接触。

现参考图6，图6示出了所述交换桥板50的结构示意图，所述交换桥板50由交换桥板主体501和设置在所述交换桥板主体两侧的柔性密封条502组成。在交换桥板50运动到工作位置(即，图3所示的位置)之前，所述交换桥板50两侧的交换桥板柔性密封条502将会过盈挤入所述第一微动模块31和第二微动模块32上边沿之间，以消除所述交换桥板50与第一微动模块31和第二微动模块32之间的间隙，防止双工件台交换时浸没液体的泄漏，同时交换桥板柔性密封条502还起到缓冲减震的作用，从而降低了第一粗动模块11、第一微动模块31、与第二微动模块32耦合后的动态扰动。

请参见图3和图5，图3和图5分别示出了本发明一实施例的交换机构处于工作位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图和俯视图。当电机51驱动第一连杆56带动所述交换桥板50上翻到水平位置状态时，所述交换机构即处于工作(第二)位置，所述交换桥板50经由其两侧的柔性密封条502与第一微动模块31和第二微动模块32的上边沿过盈配合。此时，所述第一工作台和第二工作台可以以联合移动的形式沿着箭头Y的方向一起移动。当沿着方向Y一起移动时，第二基底42从投影物镜60下面移走而第一基底41被移动到投影系统60下面，完成了双工件台的交换(将在投影物镜60下面的一个衬底换成另一衬底被称为交换)。在双工件台交换期间，浸没液体70被所述交换桥板50支撑及密封，从而形成浸液移动通道。

图7‐9分别示出了根据本发明另一实施例的交换机构处于初始位置、过程位置和工作位置时的用于浸没式光刻机的双工件台装置的前视图。

图7‐9示出的双工件台装置与图1‐5所示的双工件台装置的原理相同，图7‐9所示的双工件台装置的升降装置所包括的第二和第三铰链52设置在所述第一防撞模块21上并且位于所述第一微动模块31两侧下方，并且所述第二和第三铰链52与第一微动模块31保持一定间距，以防第一微动模块31工作时发生碰撞；所述第二连杆55的两端分别通过所述第二和第三铰链52与所述第一防撞模块21转动连接。具体而言，在本实施例中，所述电机51和第一铰链511与第二和第三铰链52都设置在第一防撞模块上，并且所述电机51和第一铰链511位于第一微动模块31两侧，共同构成四连杆机构一旋转副；第二和第三铰链52位于第一微动模块31两侧，共同构成四连杆机构另一旋转副。

该结构区别使得该实施例中的交换桥板50的初始位置与图1‐5所示的实施例中的交换桥板的初始位置不同。在本实施例中，交换桥板50的初始位置位于第一防撞模块21的下方，换言之，位于第一粗动模块11和第二粗动模块12之间，同样保证了第一微动模块31正常工作时其上的长条镜311不被遮蔽，从而不会影响利用长条镜311的位置测量。

本文所述的实施例中的交换桥板的从初始位置到工作位置的运动轨迹可通过具体结构中四连杆机构的尺寸设计实现。

本发明还提供一种浸没式光刻机，包括以上实施例中所述的双工件台装置。

上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。

Claims (12)

1.一种用于浸没式光刻机的双工件台装置，其特征在于，所述双工件台装置包括：

两个工件台，所述两个工件台各包括粗动模块、防撞模块和微动模块，所述粗动模块设置在所述微动模块下方并且用于移动所述微动模块，所述防撞模块固定在所述粗动模块上；

交换机构，所述交换机构设置在所述两个工件台中的一个或两者的防撞模块上并且包括交换桥板和升降机构，所述升降机构能够将所述交换桥板从第一位置转到第二位置，其中

在所述第一位置，所述交换桥板位于其所在的工件台的微动模块和防撞模块之间或位于所述防撞模块的下方，

在所述第二位置，所述交换桥板位于所述两个工件台的微动模块之间；

所述升降机构包括动力单元和第一铰链，所述动力单元与所述第一铰链设置在所述防撞模块上并且位于所述防撞模块上方的微动模块两侧。

2.根据权利要求1所述的双工件台装置，其特征在于，所述微动模块侧面设置有长条镜，在所述第一位置，所述交换桥板不遮挡所述长条镜对应的探测光路。

3.根据权利要求1所述的双工件台装置，其特征在于，所述交换桥板由交换桥板主体和设置在所述交换桥板主体两侧的柔性密封条组成。

4.根据权利要求 3所述的双工件台装置，其特征在于，在第二位置，所述交换桥板经由其两侧的柔性密封条与所述两个工件台的微动模块的上边沿过盈配合，以消除所述交换桥板与所述微动模块之间的间隙。

5.根据权利要求 1所述的双工件台装置，其特征在于，所述升降机构包括第一连杆，所述第一连杆的一端连接所述动力单元，所述第一连杆的另一端通过所述第一铰链与所述防撞模块转动连接。

6.根据权利要求 5所述的双工件台装置，其特征在于，所述动力单元和所述第一铰链与所述微动模块间隔一定距离，以防止微动模块工作时发生碰撞。

7.根据权利要求 5所述的双工件台装置，其特征在于，所述升降机构还包括第二连杆、第二铰链和第三铰链，所述第二铰链与所述第三铰链设置在所述防撞模块上并且位于所述防撞模块上方的微动模块两侧，所述第二连杆的两端分别通过所述第二铰链和第三铰链与所述微动模块转动连接。

8.根据权利要求 5所述的双工件台装置，其特征在于，所述升降机构还包括第二连杆、第二铰链和第三铰链，所述第二铰链与所述第三铰链设置在所述防撞模块上并且位于所述防撞模块上方的微动模块两侧下方，所述第二连杆的两端分别通过所述第二铰链和第三铰链与所述防撞模块转动连接。

9.根据权利要求 8所述的双工件台装置，其特征在于，所述第二和第三铰链与所述微动模块间隔一定距离，以防止微动模块工作时发生碰撞。

10.根据权利要求 7或9所述的双工件台装置，其特征在于，所述交换桥板通过第一对铰链和第二对铰链与所述第一连杆和第二连杆转动连接，所述动力单元通过驱动第一连杆带动所述交换桥板转动。

11.根据权利要求 5所述的双工件台装置，其特征在于，所述动力单元为电机。

12.一种浸没式光刻机，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一项所述的双工件台装置。