曝光设备中的透镜冷却装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种曝光设备中的透镜冷却装置，包括：至少一个透镜；至少部分包覆所述至少一个透镜的冷却套，所述冷却套为中空结构，包括进口和出口，在所述中空结构中具有用于冷却的流体；制冷装置，与所述冷却套连接，用于将对液体进行制冷，并将制冷之后的液体传送至所述冷却套；温度传感器，与所述冷却套连接，用于对冷却套的温度进行感测；温度控制装置，与所述温度传感器和所述制冷装置连接，用于根据所述温度传感器的感测结果控制制冷装置的运行。本实用新型提出的透镜冷却装置，能够得到准确地控制透镜温度，并且使透镜与透镜之间的温度没有较大差异，提高成像精度。
【专利说明】曝光设备中的透镜冷却装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种曝光设备中的透镜冷却装置。
【背景技术】
[0002]随着半导体性能要求的不断提高，集成电路芯片的尺寸也越来越小，光刻工艺逐渐成为芯片制造中核心的工序。通常在一个完整的芯片制造工艺中，需要进行多次光刻工序，如在一个完整的45纳米工艺芯片制造工艺中，视性能要求的不同大约需要40至60次光刻工序；而随着器件尺寸的缩小，光刻的图形也相应不断缩小，光阻的厚度及光刻完成后的尺寸也越来越小；当芯片生产工艺从微米级到目前最先进的15纳米工艺时，光刻所使用的波长也在随着芯片工艺的进步不断缩小，已经从汞的1、G系线发展到紫外区域的193nm紫外线、极紫外线EUV、乃至电子束，光刻已经成为一项精密加工技术。
[0003]在光刻工艺中，需要使用光刻机(scanner)来曝光定义电路图形，由于在对曝光机台的温度进行控制时，不能对透镜局部的温度进行有效控制。当连续曝光时，由于光刻机的透镜受热会变形，曝光的聚焦点会随透镜组系统装置热变形发生漂移，导致光程差发生偏移，同时，对准也会发生偏移，导致晶圆上的成像发生畸变，影响到成像的精度。而且，现有的曝光机是使用数个透镜组成光学系统，温度控制如果不佳，不但影响到单独透镜成像精度，也影响到透镜与透镜交接处成像精度，并有可能产生交接处Mura。
[0004]现有单独使用机台吹风无法使每个透镜均匀地将温度降低，透镜本身温度波动过大，且透镜间温度差异也过大，这都将严重影响到成像精度。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提出一种能够准确均匀地控制曝光设备中透镜温度的透镜冷却装置，能够解决长时间曝光引起的透镜温度升高问题，以及透镜与透镜之间温度差异过大问题。
[0006]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]一种曝光设备中的透镜冷却装置，包括:
[0008]至少一个透镜；
[0009]至少部分包覆所述至少一个透镜的冷却套,所述冷却套为中空结构,包括进口和出口，在所述中空结构中具有用于冷却的流体；
[0010]制冷装置，与所述冷却套连接，用于将对流体进行制冷，并将制冷之后的流体传送至所述冷却套；
[0011]温度传感器，与所述冷却套连接，用于对冷却套的温度进行感测；
[0012]温度控制装置，与所述温度传感器和所述制冷装置连接，用于根据所述温度传感器的感测结果控制制冷装置的运行。
[0013]其中，所述冷却套完全包覆所述透镜。
[0014]其中，所述温度传感器为片式传感器，贴附于所述冷却套的外壁。[0015]其中，所述进口设置于所述冷却水套的上端部，所述出口设置于所述冷却水套的下端部，所述片式传感器设置于所述冷却套的外壁上，所述进口与所述出口中间的位置。
[0016]其中，所述透镜冷却装置包括多个透镜，每个透镜的冷却套外壁上都贴附有至少一个片式传感器，每个透镜的冷却套都与制冷装置连接，述温度控制装置与制冷装置和所有的片式传感器连接，用于根据所述传感器的感测结果控所述制冷装置，进而控制每一透镜的温度。
[0017]其中，还包括与温度控制装置相连接的报警装置，用于对温度感测结果的异常发出报警。
[0018]与现有技术相比，本实用新型提出的透镜冷却装置，能够得到准确地控制透镜温度，并且使透镜与透镜之间的温度没有较大差异，提高成像精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为根据本实用新型实施例的透镜冷却装置的示意图。
[0020]图2为根据本实用新型实施例的制冷装置的示意图。
[0021]其中，附图标记说明如下:
[0022]1、透镜；2、冷却套；3、进口 ；4、温度传感器；5、出口 ；11、压缩机；12、冷凝器；13、蒸发器；14、热交换器；15、冷却水；16、制冷剂。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
[0024]本【具体实施方式】提供了一种透镜冷却装置。如图1所示，该透镜冷却装置包括透镜1，在透镜I的外部包覆透镜的冷却套2，在图1中示出了冷却套2完全地包覆透镜的情况。冷却套2为中空结构，具有在冷却套2上端部的进口 3和在冷却套2下端的出口 5。在冷却套2中可以注入用于冷却的流体，如冷却水，冷却气体等。冷却气体可以是空气或氮气等。以冷却流体为冷却水为例，冷却水从进口 3流入冷却水套，对冷却水套包覆的透镜进行冷却。通过热交换之后，透镜的温度下降，冷却水的温度升高，温度升高之后的冷却水从出口 5排出，再经过制冷装置进行制冷处理。
[0025]图2示出了与冷却水套相连接的制冷装置示意图。如图2所示，制冷剂16在制冷装置中循环，低压气态制冷剂流经图2的压缩机11处时被加压为高压制冷剂，流经冷凝器12被冷凝为高压液态制冷剂，高压液体制冷剂经过蒸发器13，由于压力迅速降低，制冷器迅速气化，温度降至较低的水平，降温之后的制冷剂在热交换器14中与水进行热交换，降低水的温度，温度被降低之后的冷却水15经过冷却套的进口 3进入到冷却水套中，将透镜的温度降低之后，水本身的温度会升高，再从出口 5流出，再进入热交换器14中与制冷剂进行热交换，整个过程循环进行。
[0026]为了对透镜的冷却过程进行更好的控制，在冷却套的外部设置有温度传感器，在优选的方式中，为了更好地感测温度，将片式温度传感器直接贴附在冷却水套的外壁，对冷却水套中的冷却水的温度进行感测，为了更准确地测试冷却水套中冷却水的温度,将温度传感器4贴附与进口 3与出口 5的中间部位，这样测出的温度值能够比较真实地反映冷却水的温度，进而比较准确地反映透镜的温度。在需要更精确地测量温度的情况下，还可以设置多个传感器于冷却水套外壁的不同位置，对多处的温度进行准确的测量。
[0027]所述温度传感器与一温度控制装置连接，这里该温度控制装置可以是一单片机，该单片机与制冷装置连接。
[0028]首先设定一个冷却水套中的冷却水需要的温度，由温度传感器测出冷却水套的实际温度，如果实际温度高于所需的温度，则单片机发出指令，加大制冷装置的制冷量，进行降温；如果实际温度低于所需的温度，则单片机发出指令，降低制冷装置的制冷量。
[0029]所述温度控制装置还可以与报警装置连接，当冷却水套的温度过高，超出制冷装置的功率极限时，说明此时透镜的温度非常高，出现了异常情况，此时发出报警信号，提醒操作人员进行处理。
[0030]图1和图2示出的是一个透镜的情况，实际上在曝光设备中包括多个透镜组成的光学组件。在这些透镜的外部都包覆有冷却水套，并且每个冷却水套的外壁至少贴附一个温度传感器，所有冷却水套外壁的温度传感器都与温度控制装置连接，温度控制装置可以监控每个透镜外部包覆的冷却水套的温度，并通过制冷装置对其进行控制，这样能够保证多个透镜的温度一致，不会出现较大的差异影响成像质量。
[0031]本【具体实施方式】公开的透镜冷却装置能够对冷却透镜，避免透镜受热而膨胀变形，并且能够将多个透镜的温度控制在同一水平，减少成像缺陷，在发现透镜温度异常时还可以发出警报，避免透镜过热造成的损害，保证曝光过程的安全进行。
[0032]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【权利要求】
1.一种曝光设备中的透镜冷却装置，包括: 至少一个透镜； 冷却套，至少部分包覆所述至少一个透镜，所述冷却套为中空结构，包括进口和出口，在所述中空结构中具有用于冷却的流体； 制冷装置，与所述冷却套连接，用于将对流体进行制冷，并将制冷之后的流体传送至所述冷却套； 温度传感器，与所述冷却套连接，用于对冷却套的温度进行感测； 温度控制装置，与所述温度传感器和所述制冷装置连接，用于根据所述温度传感器的感测结果控制制冷装置的运行。
2.如权利要求1所述的透镜冷却装置，其中，所述冷却套完全包覆所述透镜。
3.如权利要求1所述的透镜冷却装置，其中，所述温度传感器为片式传感器，贴附于所述冷却套的外壁。
4.如权利要求3所述的透镜冷却装置，其中，所述进口设置于所述冷却水套的上端部，所述出口设置于所述冷却水套的下端部，所述片式传感器设置于所述冷却套的外壁上，所述进口与所述出口中间的位置。
5.如权利要求1所述的透镜冷却装置，其中，所述透镜为多个透镜，每个透镜的冷却套外壁上都贴附有至少一个片式传感器，每个透镜的冷却套都与制冷装置连接，所述温度控制装置与制冷装置和所有的片式传感器连接，用于根据所述传感器的感测结果控制所述制冷装置，进而控制每一透镜的温度。
6.如权利要求1-5中任一所述的透镜冷却装置，其中，所述冷却流体是水、空气、氮气中的任一种。
7.如权利要求1-5中任一所述的透镜冷却装置，其中，还包括与温度控制装置相连接的报警装置，用于对温度感测结果的异常发出报警。
8.如权利要求1-5中任一所述的透镜冷却装置，其中，所述制冷装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、热交换器。
【文档编号】G03F7/20GK203732878SQ201420067126
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】黄章咏, 吴韦良, 刘健行 申请人:上海和辉光电有限公司