CN202837812U - 应用于步进式曝光机的镜头组 - Google Patents

Abstract

一种应用于步进式曝光机的镜头组，包含一外壳、多个镜片、与一喷气环。多个镜片，根据光学路径，依序排列于外壳中，并且多个镜片包括一镜片。喷气环，设置于外壳中，设置于该一镜片的后侧，其中喷气环的环内侧表面具有多个喷气口，可喷出气体而在喷气环的环内空间形成一气帘，防止由外壳细缝所泄入的气体微粒污染镜片。

Description

应用于步进式曝光机的镜头组

技术领域

本实用新型涉及一种镜头组，特别是一种应用于半导体制程中步进式曝光机的镜头组。

背景技术

在半导体的微影制程中，常见的曝光方式大致可区分为接触式曝光(contact print)、近接式曝光(proximity print)以及投影式曝光(project ion print)。其中，投影式曝光往往会使用步进式曝光机来进行。其原理是将准备形成于半导体晶圆上的元件结构图形，先以一定的放大比例制作在光罩上，接着再把光罩上的图形，缩小投影至半导体晶圆上，而在预先涂布的光阻层上形成所需的图案。因为一块半导体晶圆上可制作相当多组的积体电路，因此在每一次曝光究一块区域后，会透过步进式移动，再对晶圆上的另一块区域进行曝光，直到整块半导体晶圆的表面都完成曝光程序。

由于在进行微影制程时，半导体晶圆上通常已预先沉积或涂布许多材料层以及光阻，因此在整个微影曝光的过程中，反应室中往往充斥着大量的化学气体与微粒，而会沾染于步进式曝光机的镜头组的表面。虽然，大多数的曝光机都会以封闭式的外壳来包覆镜头组的镜片，但是不可避免的，在制程中上述的化学气体与微粒，还是会通过外壳的接缝，渗透到镜头组之中，并附着沾粘于镜片表面。长此以往，便会影响镜片模组的光学特性，例如导致光线的不良折射。特别是对某些敏感度较高的镜片，微小的污染便会大幅减低其光学效能，而导致所曝光的图案产生严重误差。

现有技术中，为了解决上述问题，往往会透过定期的维修保养，拆解整个镜头组，并对各个镜片表面进行清洗。但是太过频繁的清洁程序，显然会拖累整体产能的输出。

此外，部份的步进式曝光机，也采用输入高压气体的方式来防止气体微粒渗入镜头组中。其方式是通过管线由镜头组的外壳，加压输送氮气至镜头组内。但是，值得留意的是，由于整个镜头组的外壳，往往有多个接缝，因此灌入的氮气可能沿着部份接缝外泄，形成高速的气流。此高速气流，反而经常会加速镜头组外的污染微粒，经由外壳上其它的接线，渗入镜头组中，而造成镜片表面的污染更加严重。

尽管在新一代的步进式曝光机，已尝试透过密封外壳的设计，来防止镜头组受到污染微粒的渗透，但是对目前产线上仍旧使用中的步进式曝光机而言，其仍旧面临上述化学气体微粒污染镜片表面的问题。有鉴于此，本发明人于是希望能提供一种改良的设计，以有效解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种应用于步进式曝光机的镜头组，该镜头组含有喷气环，可喷出气体在喷气环的环内空间形成一气帘，防止由外壳细缝所泄入的气体微粒污染镜片。

本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种应用于步进式曝光机的镜头组，应用于步进式曝光机中，主要元件包含一外壳；多个镜片，根据设定的光学路径依序排列于该外壳中；以及一喷气环，设置于该外壳中，且设置于该多个镜片中的一鏡片的后侧，该喷气环的周向外缘与该外壳内壁密封连接，该喷气环的环内侧表面设有多个喷气口，该喷气口能够喷出气体在该喷气环的环内侧空间形成一阻挡由外壳细缝所泄入的气体微粒的气帘。

该喷气环可区分为上半环与下半环，该上半环与该下半环皆为中空结构，而且各自具有一内部空间。

该多个喷气口设置于该上半环的环内侧表面上，且连通于该上半环的内部空间。

还包括一输气管线，设置于上半环的环面上，且连通该上半环的内部空间，该输气管线能够传输气体至该上半环的内部空间，并通过该多个喷气口向外喷出气体。

该输气管线包括：一圆筒状进气口，竖立于该上半环的环面上，能够将外部气体灌入该上半环；一弯曲的输送管，沿着该上半环的环面分布，输送管的前端开口正好连通圆筒状进气口管壁上的孔洞；以及多个连通管，均匀分布在该上半环的环面上，每一个连通管的上端开口连通该弯曲的输送管，每一个连通管的下端开口连通该上半环的内部空间。

该下半环的环内侧表面上设有多个用于吸入气体的吸气口，该吸气口连通于该下半环的内部空间，能够将气体吸入。

还包括一抽气管线，设置于下半环的环面上，且连通该下半环的内部空间，该抽气管线能够将该下半环内部空间的气体抽离。

该抽气管线包括：一圆筒状抽气口，竖立于该下半环的环面上；一弯曲的输送管，沿着该下半环的环面分布，输送管的前端开口正好连通圆筒状抽气口管壁上的孔洞；以及多个连通管，均匀分布在该下半环的环面上，每一个连通管的上端开口连通该弯曲的输送管，且每一个连通管的下端开口连通该下半环的内部空间，以便能够经由该圆筒状抽气口将该下半环内部空间的气体抽离。

该一镜片为一凸透镜。

还包括一输气管线，连接于该喷气环，该输气管线能够传输气体至该喷气环，并透过该多个喷气口向外喷出。

本实用新型的优点是的，通过在镜头组的外壳内装设一喷气环，并且设置在对污染微粒较敏感的镜片后侧，可通过喷气环所产生的气帘，来阻绝由外界泄入的化学气体微粒，沾污该镜片的表面。如此，可有效的防止镜头组内的镜片，因为微粒沾污而影响其光学特性，进而降低了整个镜头组的光学特性与效能。特别是，对于目前生产线上使用中的步进式曝光机而言，只要透过本案的设计，便可立即解决其长久以来被渗入微粒污染镜片的问题与困扰。

附图说明

关于本实用新型所述的镜头组，可以通过以下描述及附图示得到进一步的了解。

图1为本实用新型所提供镜头组的内部组件示意图。

图2为本实用新型在一实施例中所提供设置于镜头组内侧的喷气环的结构示意图。

图3为本实用新型在另一实施例中所提供设置于镜头组内侧的喷气环的结构示意图。

主要元件符号说明：

1.镜头组              10.外壳

12.多个镜片           14.喷气环

120.镜片              142.喷气口

14a.上半环            14b.下半环

144.吸气口            15.输气管线

15a.圆筒状进气口      15b.输送管

15c.连通管            17.抽气管线

17a.圆筒状抽气口      17b.输送管

17c.连通管

具体实施方式

请参照图1，本实用新型提供了一种应用于步进式曝光机的镜头组1。此镜头组1的主要构件包括一外壳10、多个镜片12以及一喷气环14。所述的多个镜片12，会根据光学路径的安排，依序排列于外壳10中。多个镜片12中并包括一镜片120，此镜片120特别容易受到化学气体微粒的沾污而影响改变其光学特性。至于，喷气环14亦设置于外壳10中，并放置于该镜片120的后侧。

请参照图2，在一实施例中，所述喷气环14可为一圆环结构。在喷气环14的环内侧表面上，设置了多个喷气口142，可喷出气体，而在喷气环14的环内侧空间形成一气帘，由此来阻挡由外壳细缝所泄入的化学气体微粒，而达到防止化学气体微粒污染该镜片120的效果。

在一实施例中，所述喷气环14为一中空结构，而具有一内部空间。至于，多个喷气口142设置于喷气环14的环内侧表面上，且连通于该喷气环14的内部空间。如此一来，只要由外部对着该喷气环14的中空结构灌入气体，便可经由多个喷气口142向外喷出。

在一较佳实施例中，请参见图2所示，喷气环14可区分为两部份，分别为上半环14a与下半环14b。至于，多个喷气口142，则是设置于上半环14a的环内侧表面上，并且多个喷气口142的喷出方向皆朝向圆心。当然，喷气口142的喷出方向，可视需要而加以调整，例如可全部调整为朝正下方喷出气体。

请参照图3，在另一实施例中，除了会在喷气环14的环内侧表面上设置多个喷气口142外，也会在其相对的环内侧表面上设置对应的多个吸气口144。亦即，多个喷气口142以及多个吸气口144会分别设置在喷气环14其环内侧表面的相对两边。

在一较佳实施例中，喷气环14可区分为两部份，分别为上半环14a与下半环14b。其中，上半环14a与下半环14b皆为中空结构，各自具有一内部空间。多个喷气口142是设置于上半环14a的环内侧表面上，且连通于上半环14a的内部空间。至于，多个吸气口144则设置于下半环14b的环内侧表面上，连通于下半环14b的内部空间，用以将气体吸入。如图中所示，分布于上半环14a环内侧表面的喷气口142，其方向皆朝向喷气环14的圆心。至于，分布于下半环14b环内侧表面的吸气口144，对应于喷气口142，且方向亦是朝向喷气环14的圆心。透过喷气口142与吸气口144的对应搭配，可以在喷气环14其圆环内侧的空间中，形成一个稳定的气帘，而能有效的阻挡化学气体微粒通过并附着于镜片120的表面。

要特别说明的是，在上述实施例中，虽然是以一圆环结构来形成喷气环14，不过在实际应用中，喷气环的周边可制作成任意的形状。并且，在将喷气环组装锁固于外壳10中时，会尽可能的使喷气环的外缘周边与外壳内壁密合，以防止泄入外壳中的化学气体微粒，沿着喷气环与外壳间的接合位置渗入。

此外，如同前述，所述的一镜片120，是指相对于其它的镜片，更容易受到化学气体微粒的影响而降低光学特性的镜片。一般来说，在整个镜头组1中的镜片，大致包括了透镜、棱镜与滤光片，其中所使用的凸透镜，就很容易受到污染微粒的影响，而使通过的光线产生不良的折射或散射。因此，如图1中所示，其中该一镜片120为一凸透镜。

请参见图2，在一实施例中，所述的镜头组1，更包括一输气管线15，连接于喷气环14，用以传输气体至喷气环14的内部空间，再透过多个喷气口142向外喷出。

如图中所示，在一较佳实施例中，整组输气管线15可区分为三个部份，包括了一圆筒状进气口15a、一条弯曲的输送管15b、以及多个连通管15c。其中，圆筒状进气口15a直立于喷气环14的环面上，可与外界的输气管线连结，由外部将气体灌入喷气环14。至于弯曲的输送管15b，则沿着喷气环14的环面分布，并且其前端开口正好连接于圆筒状进气口15a管壁上的孔洞。多个连通管15c则均匀的分布在喷气环14的环面上，连通管15c的上端开口连通于输送管15b，至于连通管15c的下端开口则连通于喷气环14的内部空间。如此，由圆筒状进气口15a输入的气体，会依序经由输送管15b与连通管15c，而输送至喷气环14内，再由喷气口142向外喷出。

至于在图3的实施例中，当所述喷气环14同时设置有喷气口142与吸气口144的设计时，则可设置输气管线15于上半环14a的环面上，并且连通上半环14a的内部空间，用以传输气体至上半环14a的内部空间，并透过多个喷气口142向外喷出。另外，则设置抽气管线17于下半环14b的环面上，且连通下半环14b的内部空间，用以将气体抽离下半环14b。

在一较佳实施例中，输气管线15可区分为三个部份，包括了一圆筒状进气口15a、一条弯曲的输送管15b、以及三个连通管15c。其中，圆筒状进气口15a竖立于上半环14a的环面上，可与外界的输气管线连结，提供外部将气体灌入上半环14a。至于弯曲的输送管15b，则沿着上半环14a的环面分布，并且其前端开口正好连接于圆筒状进气口15a管壁上的孔洞。多个连通管15c，例如图中所示的三个连通管15c，则均匀的分布在上半环14a的环面上，每一个连通管15c的上端开口连通于输送管15b，每一个连通管15c的下端开口则连通于上半环14a的内部空间。如此，由圆筒状进气口15a输入的气体，会依序经由输送管15b与连通管15c，而输送至上半环14a的内部空间，再由喷气口142向外喷出。

另外，则设置抽气管线17于下半环14b的环面上，用以将气体抽离下半环14b。在一较佳实施例中，输气管线17可区分为三个部份，包括了一圆筒状抽气口17a、一条弯曲的输送管17b、以及多个连通管17c。其中，圆筒状抽气口17a，竖立于下半环14b的环面上。至于，弯曲的输送管17b，则沿着下半环14b的环面分布，其前端开口正好连通圆筒状抽气口17a管壁上的孔洞。多个连通管17c，如图中所显示的三个连通管17c，均匀的分布在下半环14b的环面上，其中每一个连通管17c的上端开口，连通弯曲的输送管17b，并且每一个该连通管17c的下端开口连通下半环14b的内部空间，以便经由圆筒状抽气口17a将下半环14b内部空间的气体抽离。

此处要特别说明，通过让连通管15c，均匀的分布于上半环14a环面上，可以使由圆筒状进气口15a所灌入的气体，均匀的输送到上半环14a的内部空间。如此，可以让每一个喷气口142喷出气体的流量相同。同理，通过让连通管17c，均匀的分布于下半环14b环面上，也可以让每一个吸气口144吸入气体的流量相同。

如此一来，只要通过调控输气管线15与抽气管线17中气体的流量，便可控制喷气口142喷出气体的流速，并进而让形成于喷气环14内侧空间的气帘具有更好的隔绝微粒的效果。

本案的设计具有相当的优点。通过在镜头组1的外壳10内装设一喷气环14，并且设置在对污染微粒较敏感的镜片120后侧，可通过喷气环14所产生的气帘，来阻绝由外界泄入的化学气体微粒，沾污镜片的表面。如此，可有效的防止镜头组1内的镜片，因为微粒沾污而影响其光学特性，进而降低了整个镜头组1的光学特性与效能。特别是，对于目前生产线上使用中的步进式曝光机而言，只要透过本案的设计，便可立即解决其长久以来被渗入微粒污染镜片的问题与困扰。

本实用新型虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本实用新型的精神与实体仅止于上述实施例。在不脱离本创作的精神与范围内所作的修改，均应包括在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于步进式曝光机的镜头组，其特征在于，包含：

一外壳；

多个镜片，根据设定的光学路径依序排列于该外壳中；以及

一喷气环，设置于该外壳中，且设置于该多个镜片中的一鏡片的后侧，该喷气环的周向外缘与该外壳内壁密封连接，该喷气环的环内侧表面设有多个喷气口，该喷气口能够喷出气体在该喷气环的环内侧空间形成一阻挡由外壳细缝所泄入的气体微粒的气帘。

2.如权利要求1所述的镜头组，其特征在于，该喷气环分为上半环与下半环，该上半环与该下半环皆为中空结构，而且各自具有一内部空间。

3.如权利要求2所述的镜头组，其特征在于，该多个喷气口设置于该上半环的环内侧表面上，且连通于该上半环的内部空间。

4.如权利要求3所述的镜头组，其特征在于，还包括一输气管线，设置于上半环的环面上，且连通该上半环的内部空间，该输气管线能够传输气体至该上半环的内部空间。

5.如权利要求4所述的镜头组，其特征在于，该输气管线包括：

一圆筒状进气口，竖立于该上半环的环面上，能够将外部气体灌入该上半环；

一弯曲的输送管，沿着该上半环的环面分布，输送管的前端开口连通圆筒状进气口管壁上的孔洞；以及

多个连通管，均匀分布在该上半环的环面上，每一个连通管的上端开口连通该弯曲的输送管，每一个连通管的下端开口连通该上半环的内部空间。

6.如权利要求3所述的镜头组，其特征在于，该下半环的环内侧表面上设有多个用于吸入气体的吸气口，该吸气口连通于该下半环的内部空间。

7.如权利要求6所述的镜头组，其特征在于，还包括一抽气管线，设置于下半环的环面上，且连通该下半环的内部空间，该抽气管线能够将该下半环内部空间的气体抽离。

8.如权利要求7所述的镜头组，其特征在于，该抽气管线包括：

一圆筒状抽气口，竖立于该下半环的环面上；

一弯曲的输送管，沿着该下半环的环面分布，输送管的前端开口连通圆筒状抽气口管壁上的孔洞；以及

多个连通管，均匀分布在该下半环的环面上，每一个连通管的上端开口连通该弯曲的输送管，且每一个连通管的下端开口连通该下半环的内部空间，能够经由该圆筒状抽气口将该下半环内部空间的气体抽离。

9.如权利要求1所述的镜头组，其特征在于，该一镜片为一凸透镜。

10.如权利要求1所述的镜头组，其特征在于，还包括一输气管线，连接于该喷气环，该输气管线能够传输气体至该喷气环。

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