CN102411265A - 光刻机投影物镜温度均衡装置及均衡方法 - Google Patents

光刻机投影物镜温度均衡装置及均衡方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光刻机投影物镜温度均衡装置，包括临近于该投影物镜设置的至少一个温度传感器，用于感测该投影物镜不同区域的温度差值；一个通风装置，该通风装置包括一个进风口、一个排风口和至少一条通风管道，该通风管道包围该投影物镜顶部并在朝向该投影物镜的径向设有至少一个开口；物镜温度均衡控制单元，该温度均衡控制单元可根据该温度传感器感测到的温差控制该通风装置的运行状态。该均衡装置实现了对投影物镜顶部的降温，从而能较快速地达成投影物镜整体温度的均衡，其结构简单，安装、维护方便。本发明还公开了一种均衡光刻机投影物镜温度的方法。

Description

光刻机投影物镜温度均衡装置及均衡方法
技术领域
本发明涉及一种光刻机投影物镜温度均衡装置和均衡方法。
背景技术
在使用光掩模进行硅晶片光刻的过程中，当光刻机投影物镜镜头被光刻机激光照射一定时间以后，会发生发热现象并引起物镜镜头的形变。由于投影物镜一般具有多个镜片，且顶部镜片和底部镜片吸收的热量不一致，往往存在温差，进而导致顶部和底部镜片的温度形变不一致，从而引发光刻机倍率随曝光不断恶化的问题，导致在光刻机连续工作中硅片与硅片、批次与批次之间工艺套准精度下降。随着曝光，温度是不断累积的，往往批次间和片间的差异无法避免。
公开号为101609262的中国发明专利公开了一种光刻机投影物镜温度控制装置。该光刻机投影物镜温度控制装置包括至少一水套，该光刻机的投影物镜设置于该水套内，该水套包括水套体和双螺旋缠绕在该水套体外壁的水管；临近该光刻机的投影物镜设置的至少一个温度传感器，该温度传感器用于感测该光刻机投影物镜的温度；通过分流集流管于该水套的水管连通的分流集流板，该分流集流板通过该分流集流管向该水套体的水管提供循环水并接收该水套体的水管内的回流水，该分流集流管上设置有调节阀，用于控制该水管内的循环水的流量；通过传输板与分流集流板连通的循环水控制单元，该循环水控制单元控制循环水的温度，并通过该传输管向该分流集流板提供循环水；用于接收该温度传感器感测值的投影物镜温度控制单元，该投影物镜温度控制单元根据投影物镜温度值调整该循环水控制单元提供的循环水的温度和该调节阀的打开程度。
当投影物镜的顶部温度明显高于投影物镜其他区域或者从投影物镜底部到顶部的温度呈现非线性增长时，由于该光刻机投影物镜温度控制装置以水为介质实现热交换的速度较慢，从而实现投影物镜整体温度均匀耗时较长。且该投影物镜温度控制装置结构复杂，安装、维护不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可快速实现光刻机投影物镜整体温度均衡的装置；同时满足结构简单，安装、维护方便的需要。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种光刻机投影物镜温度均衡装置，包括：临近于该投影物镜设置的至少一个温度传感器，用于感测该投影物镜不同区域的温度差值；一个通风装置，该通风装置包括一个进风口、一个排风口和至少一条通风管道，该通风管道包围该投影物镜顶部并在朝向该投影物镜的径向设有至少一个开口；物镜温度均衡控制单元，该温度均衡控制单元可根据该温度传感器感测到的温差控制该通风装置的运行状态。
采用上述结构的光刻机投影物镜温度均衡装置，由于物镜温度均衡控制单元可根据温度传感器感测到的温度来控制通风装置的运行状态，实现了对投影物镜顶部的降温，从而能较快速地达成投影物镜整体温度的均衡。另外，由于该通风装置与投影物镜分离设置，采用上述结构的光刻机投影物镜温度均衡装置结构简单，安装、维护方便。
作为本发明上述光刻机投影物镜温度均衡装置的一种优选方案：通风管道上的开口偏离该通风管道的进风口与排风口设置。采用上述结构的光刻机投影物镜温度均衡装置在对投影物镜顶部降温的同时，能够降低通风气流对投影物镜精度带来的细微影响并防止可能的微尘污染。进一步地，该通风管道上的开口为2个并成180度方向对称设置。
作为本发明上述光刻机投影物镜温度均衡装置的进一步改进：该通风装置还包括一个风速调节阀，用于调控该通风装置通入的风速。
本发明还公开了一种均衡光刻机投影物镜温度的方法，包括如下步骤：感测该投影物镜不同区域的温差；当该不同区域的温差超出设定的阈值时，向该投影物镜顶部通风。
作为本发明上述均衡光刻机投影物镜温度的方法的一种优选方案：该通风装置使用超纯净化空气，通入风速为10mm/s至1000mm/s，温度为21.9摄氏度至22.1摄氏度。
附图说明
图1为本发明的光刻机投影物镜温度均衡装置结构示意图；
图2为本发明较佳实施方式的通风装置结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明公开的一种光刻机投影物镜温度均衡装置如图1所示。该均衡装置包括一个位于投影物镜顶部的通风装置1、一个投影物镜2、物镜温度均衡控制单元3、硅片工件台5、一个置于硅片工件台上的硅片4。
在投影物镜2底部和顶部各设置有一个温度传感器，用于感测投影物镜不同区域间的温差。在该温差较小的情况下，通风装置1处于关闭状态，激光光束通过投影物镜2直接照射到位于硅片工件台5上的硅片4上；当该温差较大时，物镜温度均衡控制单元3控制通风装置1打开，给投影物镜2顶部通风，进而引起投影物镜2顶部的快速降温；当该温差逐渐减小到设定阈值以下时，物镜温度均衡控制单元3关闭通风装置1。
本发明光刻机投影物镜温度均衡装置的一种优选实施方式如图2所示，通风装置1包括一个进风口11、一个排风口12和至少一条通风管道13，通风管道13包围投影物镜2顶部；该通风管道13在朝向该投影物镜2的径向设有两个开口14、15，开口14、15偏离进风口11和排风口12设置，并成180度方向对称。
通风装置1运行后，气流从进风口11进入通风管道13，部分气流从朝向投影物镜2的径向设置的开口14、15吹出，从而带走投影物镜2顶部的温度，气流从排风口12排出。该开口14、15偏离进风口11和排风口12设置并成180度方向对称，这种结构可以将吹入气流对投影物镜2精度带来的细微影响降低到最低程度并防止可能的微尘污染。最好将进风口11和排风口12也对称设置于投影物镜2的径向方向上，开口14、15朝向的径向方向与进风口11和排风口12所在的径向方向成垂直角度。
作为本发明光刻机投影物镜温度均衡装置的进一步改进，通风装置1还包括一个风速调节阀，用于调控该通风装置通入的风速。
优选情况下，通风装置通入的气流为超纯净化空气，通入风速为10mm/s至1000mm/s，温度为21.9摄氏度至22.1摄氏度。
下表为在采用了本发明的光刻机投影物镜温度均衡装置及均衡方法之后，对连续曝光的50枚硅片进行测量的结果，其中每枚硅片测量36点。
Figure BDA0000110972890000041
上表中，3Sigma X为测量硅片的X轴方向的套准偏移量的3倍标准方差；Max X为测量硅片的X轴方向的最大套准偏移量；Min X为测量硅片的X轴方向的最小套准偏移量；3Sigma Y为测量硅片的Y轴方向的套准偏移量的3倍标准方差；Max Y为测量硅片的Y轴方向的最大套准偏移量；Min Y为测量硅片的Y轴方向的最小套准偏移量。
可见，在对50枚硅片进行连续曝光的情况下，当使用了本发明的光刻机投影物镜温度均衡装置，通入气流风速为10mm/s时，套准偏移量有所下降；当通入气流风速为300mm/s时，套准偏移量进一步降低。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种光刻机投影物镜温度均衡装置，包括：
临近于该投影物镜设置的至少一个温度传感器，用于感测该投影物镜不同区域的温度差值；
一个通风装置，该通风装置包括一个进风口、一个排风口和至少一条通风管道，该通风管道包围该投影物镜顶部并在朝向该投影物镜的径向设有至少一个开口；
物镜温度均衡控制单元，该温度均衡控制单元可根据该温度传感器感测到的温差控制该通风装置的运行状态。
2.如权利要求1所述的光刻机投影物镜温度均衡装置，其特征在于，所述开口偏离所述通风管道的进风口与排风口设置。
3.如权利要求2所述的光刻机投影物镜温度均衡装置，其特征在于，所述开口为2个并成180度方向对称设置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光刻机投影物镜温度均衡装置，其特征在于，所述通风装置还包括一个风速调节阀，用于调控该通风装置通入的风速。
5.一种利用权利要求1所述的装置均衡光刻机投影物镜温度的方法，包括如下步骤：
1)感测该投影物镜不同区域的温差；
2)当该不同区域的温差超出设定的阈值时，向该投影物镜顶部通风。
6.如权利要求5所述的均衡光刻机投影物镜温度的方法，其特征在于，在步骤2)中通入超纯净化空气，通入风速为10mm/s至1000mm/s，温度为21.9摄氏度至22.1摄氏度。
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