CN205608387U - 用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置 - Google Patents
用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，该真空密封装置包括密封壳体(2)、灌封胶(6)和封口装置(7)，密封壳体(2)具有腔室，该腔室具有侧壁和一个开口端，并用于容纳放气元件(1)；灌封胶(6)填充于所述密封壳体(2)的腔室内并包裹所述放气元件(1)；封口装置(7)用于封闭所述密封壳体(2)的腔室的开口端，并与灌封胶(6)和密封壳体(2)的侧壁紧密接触。本实用新型提出将液态的低熔点合金覆盖在所述灌封胶(6)上面，其冷却凝固后形成密封板(71)作为封口装置(7)。本实用新型可避免非金属密封元件自身放气产生污染性气体，降低真空密封装置的壁厚，减小真空密封装置的放气面积，减小气体残留的可能性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种真空密封装置，尤其适用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置。
背景技术
极紫外光刻(EUVL)是目前国际上最具潜力、可以满足CD14nm以下节点IC量产的光刻技术。由于大部分气体都吸收13.5nm的极紫外光，尤其是碳氢化合物、水蒸气等气体在极紫外光作用下分解，会造成极紫外反射镜表面多层膜的碳沉积和氧化，而影响反射率，因此需要提供给光刻机清洁的真空环境。
极紫外光刻机内部具有大量的板级电子学系统，其中的PCB板和电子元器件在真空环境下会释放出大量的污染性气体和微粒，严重破坏光刻机工作环境，因此需要为板级电子学系统设计真空密封装置，以防止其释放出的污染性气体和微粒直接进入光刻机内部工作环境。
在极紫外光刻机内使用时，真空密封装置内部是1个大气压的干空气或者氮气，外部是真空环境。密封装置需要承受1个大气压的内压。针对板级电子学系统的密封问题，现有技术的真空密封装置如图1所示。电路板1装配在带有法兰装置的密封壳体2上，法兰3通过螺栓5与密封壳体2连接，密封元件4可以是橡胶圈、金属圈、聚四氟垫片或者是软金属垫片等。当密封元件4为橡胶圈或聚四氟垫片时，其自身放气会产生碳氢化合物和水蒸气等污染性气体。当密封元件4为金属圈或软金属垫片时，为保证密封效果，密封壳体2和法兰4需要采用较大的厚度，以使得其具有较好的刚度，这样密封装置会非常笨重；此外，只有施加较大的力才能使金属圈或金属垫片产生合适的变形，这就需要设置较多的螺栓5和螺纹，从而增加真空密封装置的放气面积，并增加气体残留的可能性。
实用新型内容
本实用新型是一种板级电子学系统的真空密封装置，主要用于解决以下技术问题：(1)现有的真空密封装置采用非金属密封元件时，非金属密封元件自身放气产生污染性气体，从而污染真空腔体；(2)现有的真空密封装置采用金属密封元件时，法兰壁厚过大。(3)现有的真空密封装置需要承受1个大气压的内压，真空密封装置的壁厚过大。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，包括密封壳体、灌封胶和封口装置，其中所述密封壳体具有腔室，该腔室具有侧壁和一个开口端，并用于容纳电路板；所述灌封胶填充于所述密封壳体的腔室内并包裹所述电路板；所述封口装置用于封闭所述密封壳体的腔室的开口端，并与灌封胶和密封壳体的侧壁紧密接触。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述封口装置是由低熔点合金形成的密封板。
根据本实用新型的一种优选实施方式，还包括盖板，该盖板形成在所述密封板的外侧并与该密封板紧密贴合。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述盖板边缘开有一个或多个溢流槽。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述盖板的材料是铝合金或不锈钢。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述低熔点合金的熔点为45℃～95℃。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述封口装置包括法兰，其中，所述法兰具有底部和从底部突起的凸台部，凸台部相对于底部具有较小的尺寸，从而能够伸入所述密封壳体的开口端，而底部的尺寸大于密封壳体的开口端的尺寸，使得底部的边缘能够支承在所述密封壳体的侧壁的端部。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述法兰的底部为矩形，所述凸台部的形成也为矩形。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述封口装置还包括密封元件和螺栓，所述法兰的底部的边缘通过该密封元件支承在所述密封壳体的侧壁的端部，所述螺栓将法兰的底部与所述密封壳体的侧壁的端部连接。
根据本实用新型的一种优选实施方式，所述密封壳体铝合金或不锈钢。
附图说明
图1为现有技术的真空密封装置的示意图。
图2为本实用新型的真空密封装置的结构示意图；
图3A～3C为本实用新型的真空密封装置的一个实施例的结构示意图；
图4为本实用新型的真空密封装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提出一种真空密封装置，该真空密封装置可应用于需要对放气元件进行密封的场合，放气元件例如是极紫外光刻的板级电子学系统。
图2是本实用新型的真空密封装置的结构示意图，如图2所示，本实用新型的真空密封装置包括密封壳体2、灌封胶6和封口装置7。所述密封壳体2具有腔室，腔室具有侧壁和一个开口端，并用于容纳放气元件1；灌封胶6填充于所述密封壳体2的腔室内并包裹所述放气元件1；所述封口装置7用于封闭所述密封壳体2的腔室的开口端，并与灌封胶6和密封壳体的侧壁紧密接触。
所述真空密封装置的制作方法包括：首先，将放气元件1装配在密封壳体2的腔室内，腔室具有侧壁和一个开口端；接着，将呈液态的灌封胶6灌入该密封壳体2内，使灌封胶6填充于所述密封壳体2的腔室内并包裹所述放气元件1；然后，使灌封胶6固化；最后在所述开口端贴合所述灌封胶6装配所述封口装置7。
所述封口装置7可以是低熔点合金形成的密封板。在灌封胶6完全固化后，将液态的低熔点合金覆盖在灌封胶6表面，使液态低熔点合金与灌封胶6及密封壳体2的侧壁紧密贴合；最后，使所述低熔点合金冷却形成密封板，完成真空密封装置的制作。
在低熔点合金形成的密封板的外侧还可以形成与密封板紧密贴合的盖板。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
图3A～3C是本实用新型的真空密封装置的一个实施例的制作过程结构示意图，该实施例的真空密封装置用于对极紫外光刻的电路板1进行真空密封。如图3A所示，该真空密封装置包括密封壳体2、灌封胶6和低熔点合金形成的密封板71和金属形成的盖板8。
密封壳体2为一端开口的矩形装置，内部作为容纳电路板1的腔室，即电路板1装配在密封壳体2的腔室内。密封壳体2采用低放气率的金属材料，如铝合金、不锈钢等。在制作时，将液态的灌封胶6用机械或手工方式灌入装有电路板1的密封壳体2内，在常温或加热条件下使其固化成性能优异的高分子绝缘材料。灌封胶6可起到绝缘、导热、防腐蚀、耐温、防震等作用。然而，灌封胶6在真空环境下同样会释放出大量的污染性气体和微粒。灌封胶6完全固化后，将液态的低熔点合金覆盖在灌封胶6上面，其冷却凝固后形成密封板71。密封板71具有较低的放气率，不会放出碳氢化合物，可直接暴露在极紫外光刻的真空环境下。密封板71与密封壳体2的材料应具有较好的粘结性和相容性，与灌封胶6应具有较好的相容性。此外，密封板71的材料选择还应考虑电路板1和灌封胶6的耐温性能以及真空密封装置的实际工作温度。对于极紫外光刻而言，低熔点合金的熔点在45℃～95℃之间较为合适。
电路板1工作还需要供电和传输信号。在密封壳体2上开孔以引入电源线或信号线等(图中未示)，采用低熔点合金密封电缆孔。
该实施例的真空密封装置为实体结构，内部没有气体，不承受内压，密封壳体2和低熔点合金密封板7可采用较薄的壁厚。密封壳体2和低熔点合金密封板71通过粘结作用相连接，与螺栓连接方式相比，减小了密封装置的放气面积，降低气体残留的可能性。
该实施例中，为进一步降低真空密封装置的表面放气量，在低熔点合金形成的密封板71的外侧覆盖放气率更低的金属制成的盖板8，如图3A所示。金属盖板8的材料可以是铝合金、不锈钢等。图3B是对图3A中圆圈A的放大图。如图3B和3C所示，金属盖板8边缘开有一个或多个溢流槽9。密封装置装配时，在液态低熔点合金上面压入金属盖板8，多余的低熔点合金从溢流槽9流出，金属盖板8与密封壳体2紧密贴合。低熔点合金冷却凝固后，将金属盖板8与密封壳体2粘结在一起。该实施例的真空密封装置外表面绝大部分是低放气率金属材料，只有溢流槽9处有极少量的低熔点合金，使得真空密封装置具有更少的表面放气量，而且没有碳氢化合物放出。
图4是本实用新型的另一实施例的结构示意图。如图4所示，与前一实施例类似，该真空密封装置主要包括密封壳体2和灌封胶6，但不同的是，该实施例的封口装置7包括法兰3、密封元件4和螺栓5。所述法兰3具有包括矩形底部和从底部突起的矩形凸台部，凸台部相对于底部具有较小的尺寸，从而能够伸入密封壳体2的开口端，而底部的尺寸大于密封壳体2的开口端的内尺寸，使得底部的边缘能够支承在所述密封壳体2的侧壁的端部。
同样，电路板1装配在密封壳体2上，将液态的灌封胶6用机械或手工方式灌入装有电路板1的密封壳体2内。将法兰3的凸台部置入所述密封壳体2的腔室的开口端并与所述灌封胶6紧密贴合，使法兰3的底部的边缘通过密封元件4支承在所述密封壳体2的侧壁的端部。通过螺栓5将法兰3的底部与密封壳体2的侧壁的端部连接。然后在常温或加热条件下使灌封胶6固化。灌封胶6基本充满密封装置内部空间，密封壳体2和法兰3不再承担内压，可采用较薄的壁厚。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，包括密封壳体(2)、灌封胶(6)和封口装置(7)，其中：
所述密封壳体(2)具有腔室，该腔室具有侧壁和一个开口端，并用于容纳电路板(1)；
所述灌封胶(6)填充于所述密封壳体(2)的腔室内并包裹所述电路板(1)；
所述封口装置(7)用于封闭所述密封壳体(2)的腔室的开口端，并与灌封胶(6)和密封壳体(2)的侧壁紧密接触。
2.如权利要求1所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述封口装置(7)是由低熔点合金形成的密封板(71)。
3.如权利要求2所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，还包括盖板，该盖板(8)形成在所述密封板(71)的外侧并与该密封板(71)紧密贴合。
4.如权利要求3所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述盖板(8)边缘开有一个或多个溢流槽(9)。
5.如权利要求3所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述盖板(8)的材料是铝合金或不锈钢。
6.如权利要求2至5中任一项所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述低熔点合金的熔点为45℃～95℃。
7.权利要求1所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述封口装置(7)包括法兰(3)，其中，
所述法兰(3)具有底部和从底部突起的凸台部，凸台部相对于底部具有较小的尺寸，从而能够伸入所述密封壳体(2)的开口端，而底部的尺寸大于密封壳体(2)的开口端的尺寸，使得底部的边缘能够支承在所述密封壳体(2)的侧壁的端部。
8.权利要求7所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述法兰(3)的底部为矩形，所述凸台部的形成也为矩形。
9.权利要求7所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述封口装置(7)还包括密封元件(4)和螺栓(5)，所述法兰(3)的底部的边缘通过该密封元件(4)支承在所述密封壳体(2)的侧壁的端部，所述螺栓(5)将法兰(3)的底部与所述密封壳体(2)的侧壁的端部连接。
10.如权利要求1所述的用于极紫外光刻板级电子学系统的真空密封装置，其特征在于，所述密封壳体(2)为铝合金或不锈钢。
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