曝光設(shè)備中的透鏡冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種曝光設(shè)備中的透鏡冷卻裝置，包括：至少一個(gè)透鏡；至少部分包覆所述至少一個(gè)透鏡的冷卻套，所述冷卻套為中空結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)口和出口，在所述中空結(jié)構(gòu)中具有用于冷卻的流體；制冷裝置，與所述冷卻套連接，用于將對液體進(jìn)行制冷，并將制冷之后的液體傳送至所述冷卻套；溫度傳感器，與所述冷卻套連接，用于對冷卻套的溫度進(jìn)行感測；溫度控制裝置，與所述溫度傳感器和所述制冷裝置連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器的感測結(jié)果控制制冷裝置的運(yùn)行。本實(shí)用新型提出的透鏡冷卻裝置，能夠得到準(zhǔn)確地控制透鏡溫度，并且使透鏡與透鏡之間的溫度沒有較大差異，提高成像精度。
【專利說明】曝光設(shè)備中的透鏡冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種曝光設(shè)備中的透鏡冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體性能要求的不斷提高，集成電路芯片的尺寸也越來越小，光刻工藝逐漸成為芯片制造中核心的工序。通常在一個(gè)完整的芯片制造工藝中，需要進(jìn)行多次光刻工序，如在一個(gè)完整的45納米工藝芯片制造工藝中，視性能要求的不同大約需要40至60次光刻工序；而隨著器件尺寸的縮小，光刻的圖形也相應(yīng)不斷縮小，光阻的厚度及光刻完成后的尺寸也越來越小；當(dāng)芯片生產(chǎn)工藝從微米級到目前最先進(jìn)的15納米工藝時(shí)，光刻所使用的波長也在隨著芯片工藝的進(jìn)步不斷縮小，已經(jīng)從汞的1、G系線發(fā)展到紫外區(qū)域的193nm紫外線、極紫外線EUV、乃至電子束，光刻已經(jīng)成為一項(xiàng)精密加工技術(shù)。
[0003]在光刻工藝中，需要使用光刻機(jī)(scanner)來曝光定義電路圖形，由于在對曝光機(jī)臺(tái)的溫度進(jìn)行控制時(shí)，不能對透鏡局部的溫度進(jìn)行有效控制。當(dāng)連續(xù)曝光時(shí)，由于光刻機(jī)的透鏡受熱會(huì)變形，曝光的聚焦點(diǎn)會(huì)隨透鏡組系統(tǒng)裝置熱變形發(fā)生漂移，導(dǎo)致光程差發(fā)生偏移，同時(shí)，對準(zhǔn)也會(huì)發(fā)生偏移，導(dǎo)致晶圓上的成像發(fā)生畸變，影響到成像的精度。而且，現(xiàn)有的曝光機(jī)是使用數(shù)個(gè)透鏡組成光學(xué)系統(tǒng)，溫度控制如果不佳，不但影響到單獨(dú)透鏡成像精度，也影響到透鏡與透鏡交接處成像精度，并有可能產(chǎn)生交接處Mura。
[0004]現(xiàn)有單獨(dú)使用機(jī)臺(tái)吹風(fēng)無法使每個(gè)透鏡均勻地將溫度降低，透鏡本身溫度波動(dòng)過大，且透鏡間溫度差異也過大，這都將嚴(yán)重影響到成像精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提出一種能夠準(zhǔn)確均勻地控制曝光設(shè)備中透鏡溫度的透鏡冷卻裝置，能夠解決長時(shí)間曝光引起的透鏡溫度升高問題，以及透鏡與透鏡之間溫度差異過大問題。
[0006]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種曝光設(shè)備中的透鏡冷卻裝置，包括:
[0008]至少一個(gè)透鏡；
[0009]至少部分包覆所述至少一個(gè)透鏡的冷卻套,所述冷卻套為中空結(jié)構(gòu),包括進(jìn)口和出口，在所述中空結(jié)構(gòu)中具有用于冷卻的流體；
[0010]制冷裝置，與所述冷卻套連接，用于將對流體進(jìn)行制冷，并將制冷之后的流體傳送至所述冷卻套；
[0011]溫度傳感器，與所述冷卻套連接，用于對冷卻套的溫度進(jìn)行感測；
[0012]溫度控制裝置，與所述溫度傳感器和所述制冷裝置連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器的感測結(jié)果控制制冷裝置的運(yùn)行。
[0013]其中，所述冷卻套完全包覆所述透鏡。
[0014]其中，所述溫度傳感器為片式傳感器，貼附于所述冷卻套的外壁。[0015]其中，所述進(jìn)口設(shè)置于所述冷卻水套的上端部，所述出口設(shè)置于所述冷卻水套的下端部，所述片式傳感器設(shè)置于所述冷卻套的外壁上，所述進(jìn)口與所述出口中間的位置。
[0016]其中，所述透鏡冷卻裝置包括多個(gè)透鏡，每個(gè)透鏡的冷卻套外壁上都貼附有至少一個(gè)片式傳感器，每個(gè)透鏡的冷卻套都與制冷裝置連接，述溫度控制裝置與制冷裝置和所有的片式傳感器連接，用于根據(jù)所述傳感器的感測結(jié)果控所述制冷裝置，進(jìn)而控制每一透鏡的溫度。
[0017]其中，還包括與溫度控制裝置相連接的報(bào)警裝置，用于對溫度感測結(jié)果的異常發(fā)出報(bào)警。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提出的透鏡冷卻裝置，能夠得到準(zhǔn)確地控制透鏡溫度，并且使透鏡與透鏡之間的溫度沒有較大差異，提高成像精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的透鏡冷卻裝置的示意圖。
[0020]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的制冷裝置的示意圖。
[0021]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0022]1、透鏡；2、冷卻套；3、進(jìn)口 ；4、溫度傳感器；5、出口 ；11、壓縮機(jī)；12、冷凝器；13、蒸發(fā)器；14、熱交換器；15、冷卻水；16、制冷劑。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，而非對本實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0024]本【具體實(shí)施方式】提供了一種透鏡冷卻裝置。如圖1所示，該透鏡冷卻裝置包括透鏡1，在透鏡I的外部包覆透鏡的冷卻套2，在圖1中示出了冷卻套2完全地包覆透鏡的情況。冷卻套2為中空結(jié)構(gòu)，具有在冷卻套2上端部的進(jìn)口 3和在冷卻套2下端的出口 5。在冷卻套2中可以注入用于冷卻的流體，如冷卻水，冷卻氣體等。冷卻氣體可以是空氣或氮?dú)獾?。以冷卻流體為冷卻水為例，冷卻水從進(jìn)口 3流入冷卻水套，對冷卻水套包覆的透鏡進(jìn)行冷卻。通過熱交換之后，透鏡的溫度下降，冷卻水的溫度升高，溫度升高之后的冷卻水從出口 5排出，再經(jīng)過制冷裝置進(jìn)行制冷處理。
[0025]圖2示出了與冷卻水套相連接的制冷裝置示意圖。如圖2所示，制冷劑16在制冷裝置中循環(huán)，低壓氣態(tài)制冷劑流經(jīng)圖2的壓縮機(jī)11處時(shí)被加壓為高壓制冷劑，流經(jīng)冷凝器12被冷凝為高壓液態(tài)制冷劑，高壓液體制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器13，由于壓力迅速降低，制冷器迅速氣化，溫度降至較低的水平，降溫之后的制冷劑在熱交換器14中與水進(jìn)行熱交換，降低水的溫度，溫度被降低之后的冷卻水15經(jīng)過冷卻套的進(jìn)口 3進(jìn)入到冷卻水套中，將透鏡的溫度降低之后，水本身的溫度會(huì)升高，再從出口 5流出，再進(jìn)入熱交換器14中與制冷劑進(jìn)行熱交換，整個(gè)過程循環(huán)進(jìn)行。
[0026]為了對透鏡的冷卻過程進(jìn)行更好的控制，在冷卻套的外部設(shè)置有溫度傳感器，在優(yōu)選的方式中，為了更好地感測溫度，將片式溫度傳感器直接貼附在冷卻水套的外壁，對冷卻水套中的冷卻水的溫度進(jìn)行感測，為了更準(zhǔn)確地測試?yán)鋮s水套中冷卻水的溫度,將溫度傳感器4貼附與進(jìn)口 3與出口 5的中間部位，這樣測出的溫度值能夠比較真實(shí)地反映冷卻水的溫度，進(jìn)而比較準(zhǔn)確地反映透鏡的溫度。在需要更精確地測量溫度的情況下，還可以設(shè)置多個(gè)傳感器于冷卻水套外壁的不同位置，對多處的溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測量。
[0027]所述溫度傳感器與一溫度控制裝置連接，這里該溫度控制裝置可以是一單片機(jī)，該單片機(jī)與制冷裝置連接。
[0028]首先設(shè)定一個(gè)冷卻水套中的冷卻水需要的溫度，由溫度傳感器測出冷卻水套的實(shí)際溫度，如果實(shí)際溫度高于所需的溫度，則單片機(jī)發(fā)出指令，加大制冷裝置的制冷量，進(jìn)行降溫；如果實(shí)際溫度低于所需的溫度，則單片機(jī)發(fā)出指令，降低制冷裝置的制冷量。
[0029]所述溫度控制裝置還可以與報(bào)警裝置連接，當(dāng)冷卻水套的溫度過高，超出制冷裝置的功率極限時(shí)，說明此時(shí)透鏡的溫度非常高，出現(xiàn)了異常情況，此時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員進(jìn)行處理。
[0030]圖1和圖2示出的是一個(gè)透鏡的情況，實(shí)際上在曝光設(shè)備中包括多個(gè)透鏡組成的光學(xué)組件。在這些透鏡的外部都包覆有冷卻水套，并且每個(gè)冷卻水套的外壁至少貼附一個(gè)溫度傳感器，所有冷卻水套外壁的溫度傳感器都與溫度控制裝置連接，溫度控制裝置可以監(jiān)控每個(gè)透鏡外部包覆的冷卻水套的溫度，并通過制冷裝置對其進(jìn)行控制，這樣能夠保證多個(gè)透鏡的溫度一致，不會(huì)出現(xiàn)較大的差異影響成像質(zhì)量。
[0031]本【具體實(shí)施方式】公開的透鏡冷卻裝置能夠?qū)鋮s透鏡，避免透鏡受熱而膨脹變形，并且能夠?qū)⒍鄠€(gè)透鏡的溫度控制在同一水平，減少成像缺陷，在發(fā)現(xiàn)透鏡溫度異常時(shí)還可以發(fā)出警報(bào)，避免透鏡過熱造成的損害，保證曝光過程的安全進(jìn)行。
[0032]注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【權(quán)利要求】
1.一種曝光設(shè)備中的透鏡冷卻裝置，包括: 至少一個(gè)透鏡； 冷卻套，至少部分包覆所述至少一個(gè)透鏡，所述冷卻套為中空結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)口和出口，在所述中空結(jié)構(gòu)中具有用于冷卻的流體； 制冷裝置，與所述冷卻套連接，用于將對流體進(jìn)行制冷，并將制冷之后的流體傳送至所述冷卻套； 溫度傳感器，與所述冷卻套連接，用于對冷卻套的溫度進(jìn)行感測； 溫度控制裝置，與所述溫度傳感器和所述制冷裝置連接，用于根據(jù)所述溫度傳感器的感測結(jié)果控制制冷裝置的運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡冷卻裝置，其中，所述冷卻套完全包覆所述透鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的透鏡冷卻裝置，其中，所述溫度傳感器為片式傳感器，貼附于所述冷卻套的外壁。
4.如權(quán)利要求3所述的透鏡冷卻裝置，其中，所述進(jìn)口設(shè)置于所述冷卻水套的上端部，所述出口設(shè)置于所述冷卻水套的下端部，所述片式傳感器設(shè)置于所述冷卻套的外壁上，所述進(jìn)口與所述出口中間的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的透鏡冷卻裝置，其中，所述透鏡為多個(gè)透鏡，每個(gè)透鏡的冷卻套外壁上都貼附有至少一個(gè)片式傳感器，每個(gè)透鏡的冷卻套都與制冷裝置連接，所述溫度控制裝置與制冷裝置和所有的片式傳感器連接，用于根據(jù)所述傳感器的感測結(jié)果控制所述制冷裝置，進(jìn)而控制每一透鏡的溫度。
6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的透鏡冷卻裝置，其中，所述冷卻流體是水、空氣、氮?dú)庵械娜我环N。
7.如權(quán)利要求1-5中任一所述的透鏡冷卻裝置，其中，還包括與溫度控制裝置相連接的報(bào)警裝置，用于對溫度感測結(jié)果的異常發(fā)出報(bào)警。
8.如權(quán)利要求1-5中任一所述的透鏡冷卻裝置，其中，所述制冷裝置包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、熱交換器。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK203732878SQ201420067126
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】黃章詠, 吳韋良, 劉健行 申請人:上海和輝光電有限公司