TWM457902U - 應用於步進式曝光機的鏡頭模組 - Google Patents

Description

應用於步進式曝光機的鏡頭模組

本創作是關於一種鏡頭模組，特別是一種應用於半導體製程中步進式曝光機的鏡頭模組。

在半導體的微影製程中，常見的曝光方式大致可區分為接觸式曝光(contact print)、近接式曝光(proximity print)以及投影式曝光(projection print)。其中，投影式曝光往往會使用步進式曝光機來進行。其原理是將準備形成於半導體晶圓上的元件結構圖形，先以一定的放大比例製作在光罩上，接著再把光罩上的圖形，縮小投影至半導體晶圓上，而在預先塗佈的光阻層上形成所需的圖案。因為一塊半導體晶圓上可製作相當多組的積體電路，因此在每一次曝光完一塊區域後，會透過步進式移動，再對晶圓上的另一塊區域進行曝光，直到整塊半導體晶圓的表面都完成曝光程序。

由於在進行微影製程時，半導體晶圓上通常已預先沉積或塗佈許多材料層以及光阻，因此在整個微影曝光的過程中，反應室中往往充斥著大量的化學氣體與微粒，而會沾染於步進式曝光機的鏡頭模組的表面。雖然，大多數的曝光機都會以封閉式的外殼來包覆鏡頭模組的鏡片，但是不可避免的，在製程中上述的化學氣體與微粒，還是會通過外殼的接縫，滲透到鏡頭模組之中，並附著沾黏於鏡片表面。長此以往，便會影響鏡片模組的光學特性，例如導致光線的不良折射。特別是對某些敏感度較高的鏡片，些微的污染便會大幅減低其光學效能，而導致所曝光的圖案產生嚴重誤差。

習知技術中，為了解決上述問題，往往會透過定期的維修保養，拆解整個鏡頭模組，並對各個鏡片表面進行清洗。但是太過頻繁的清潔程序，顯然會拖累整體產能的輸出。

此外，部份的步進式曝光機，也採用輸入高壓氣體的方式來防止氣體微粒滲入鏡頭模組中。其方式是藉著管線由鏡頭模組的外殼，加壓輸送氮氣至鏡頭模組內。但是，值得留意的是，由於整個鏡頭模組的外殼，往往有多個接縫，因此灌入的氮氣可能沿著部份接縫外洩，形成高速的氣流。此高速氣流，反而經常會加速鏡頭模組外的污染微粒，經由外殼上其它的接線，滲入鏡頭模組中，而造成鏡片表面的污染更加嚴重。

儘管在新一代的步進式曝光機，已嘗試透過密封外殼的設計，來防止鏡頭模組受到污染微粒的滲透，但是對目前產線上仍舊使用中的步進式曝光機而言，其仍舊面臨上述化學氣體微粒污染鏡片表面的問題。有鑑於此，本案創作人乃希望能提供一種改良的設計，以有效解決上述問題。

本創作提供一種鏡頭組，應用於步進式曝光機中，主要元件包含一外殼、複數個鏡片、與一噴氣環。複數個鏡片，根據光學路徑，依序排列於外殼中，並且複數個鏡片包括一特定鏡片。噴氣環，設置於外殼中，且面向特定鏡片的鏡面，其中噴氣環的環內側表面具有複數個噴氣口，可噴出氣體而在噴氣環的環內側空間形成一氣簾，防止由外殼細縫所洩入的氣體微粒污染特定鏡片。

本創作並提供了一種鏡頭組，應用於步進式曝光機中，其主要元件包括一外殼、複數個鏡片、與一噴氣環。其中，複數個鏡片，根據光學路徑依序排列於外殼中，複數個鏡片並包括一特定鏡片。至於噴氣環，亦設置於外殼中，直立於特定鏡片的後側，且面向特定鏡片的鏡面，其中噴氣環的上半環內側表面具有複數個噴氣口。噴氣環的下半環內側表面具有複數個吸氣口，可將氣體吸入，而在噴氣環的環內側空間形成一氣簾，防止由外殼接縫所洩入的氣體微粒污染特定鏡片。

關於本創作所述的鏡頭組，可以藉由以下創作詳述及所附 圖示，得到進一步的瞭解。

請參照第一圖，本創作提供了一種應用於步進式曝光機的鏡頭組1。此鏡頭組1的主要構件包括一外殼10、複數個鏡片12以及一噴氣環14。所述的複數個鏡片12，會根據光學路徑的安排，依序排列於外殼10中。複數個鏡片12中並包括一特定鏡片120，此特定鏡片120特別容易受到化學氣體微粒的沾污而影響改變其光學特性。至於，噴氣環14亦設置於外殼10中，並放置於特定鏡片120的後側，且面向特定鏡片120的鏡面。

請參照第二圖，在一實施例中，所述噴氣環14可為一圓環結構。在噴氣環14的環內側表面上，設置了複數個噴氣口142，可噴出氣體，而在噴氣環14的環內側空間形成一氣簾，藉此來阻擋由外殼細縫所洩入的化學氣體微粒，而達到防止化學氣體微粒污染特定鏡片120的效果。

在一實施例中，所述噴氣環14為一中空結構，而具有一內部空間。至於，複數個噴氣口142設置於噴氣環14的環內側表面上，且連通於該噴氣環14的內部空間。如此一來，只要由外部對著該噴氣環14的中空結構灌入氣體，便可經由複數個噴氣口142向外噴出。

在一較佳實施例中，請參見第二圖所示，噴氣環14可區分為兩部份，分別為上半環14a與下半環14b。至於，複數個噴氣口142，則是設置於上半環14a的環內側表面上，並且複數個噴氣口142的噴出方向皆朝向圓心。當然，噴氣口142的噴出方向，可視需要而加以調整，例如可全部調整為朝正下方噴出氣體。

請參照第三圖，在另一實施例中，除了會在噴氣環14的環內側表面上設置複數個噴氣口142外，也會在其相對的環內側表面上設置對應的複數個吸氣口144。亦即，複數個噴氣口 142以及複數個吸氣口144會分別設置在噴氣環14其環內側表面的相對兩邊。

在一較佳實施例中，噴氣環14可區分為兩部份，分別為上半環14a與下半環14b。其中，上半環14a與下半環14b皆為中空結構，各自具有一內部空間。複數個噴氣口142是設置於上半環14a的環內側表面上，且連通於上半環14a的內部空間。至於，複數個吸氣口144則設置於下半環14b的環內側表面上，連通於下半環14b的內部空間，用以將氣體吸入。如圖中所示，分佈於上半環14a環內側表面的噴氣口142，其方向皆朝向噴氣環14的圓心。至於，分佈於下半環14b環內側表面的吸氣口144，對應於噴氣口142，且方向亦是朝向噴氣環14的圓心。透過噴氣口142與吸氣口144的對應搭配，可以在噴氣環14其圓環內側的空間中，形成一個穩定的氣簾，而能有效的阻擋化學氣體微粒通過並附著於特定鏡片120的表面。

要特別說明的是，在上述實施例中，雖然是以一圓環結構來形成噴氣環14，不過在實際應用中，噴氣環的週邊可製作成任意的形狀。並且，在將噴氣環組裝鎖固於外殼10中時，會儘可能的使噴氣環的外緣週邊與外殼內壁密合，以防止洩入外殼中的化學氣體微粒，沿著噴氣環與外殼間的接合位置滲入。

此外，如同前述，所述的特定鏡片120，是指相對於其它的鏡片12，更容易受到化學氣體微粒的影響而降低光學特性的鏡片。一般來說，在整個鏡頭組1中的鏡片，大致包括了透鏡、稜鏡與濾光片，其中所使用的凸透鏡，就很容易受到污染微粒的影響，而使通過的光線產生不良的折射或散射。因此，如第一圖中所示，其中特定鏡片120為一凸透鏡。

請參見第二圖，在一實施例中，所述的鏡頭組1，更包括一輸氣管線15，連接於噴氣環14，用以傳輸氣體至噴氣環14的內部空間，再透過複數個噴氣口142向外噴出。

如圖中所示，在一較佳實施例中，整組輸氣管線15可區分為三個部份，包括了一圓筒狀進氣口15a、一條彎曲的輸送管15b、以及複數個連通管15c。其中，圓筒狀進氣口15a直立於噴氣環14的環面上，可與外界的輸氣管線連結，由外部將氣體灌入噴氣環14。至於彎曲的輸送管15b，則沿著噴氣環14的環面分佈，並且其前端開口正好連接於圓筒狀進氣口15a管壁上的孔洞。複數個連通管15c則均勻的分佈在噴氣環14的環面上，連通管15c的上端開口連通於輸送管15b，至於連通管15c的下端開口則連通於噴氣環14的內部空間。如此，由圓筒狀進氣口15a輸入的氣體，會依序經由輸送管15b與連通管15c，而輸送至噴氣環14內，再由噴氣口142向外噴出。

至於在第三圖的實施例中，當所述噴氣環14同時設置有噴氣口142與吸氣口144的設計時，則可設置輸氣管線15於上半環14a的環面上，並且連通上半環14a的內部空間，用以傳輸氣體至上半環14a的內部空間，並透過複數個噴氣口142向外噴出。另外，則設置抽氣管線16於下半環14b的環面上，且連通下半環14b的內部空間，用以將氣體抽離下半環14b。

在一較佳實施例中，輸氣管線15可區分為三個部份，包括了一圓筒狀進氣口15a、一條彎曲的輸送管15b、以及三個連通管15c。其中，圓筒狀進氣口15a豎立於上半環14a的環面上，可與外界的輸氣管線連結，提供外部將氣體氣體灌入上半環14a。至於彎曲的輸送管15b，則沿著上半環14a的環面分佈，並且其前端開口正好連接於圓筒狀進氣口15a管壁上的孔洞。複數個連通管15c，例如圖中所示的三個連通管15c，則均勻的分佈在上半環14a的環面上，每一個連通管15c的上端開口連通於輸送管15b，每一個連通管15c的下端開口則連通於上半環14a的內部空間。如此，由圓筒狀進氣口15a輸入的氣體，會依序經由輸送管15b與連通管15c，而輸送至上半環14a的內部空間，再由噴氣口142向外噴出。

另外，則設置抽氣管線17於下半環14b的環面上，用以 將氣體抽離下半環14b。在一較佳實施例中，輸氣管線17可區分為三個部份，包括了一圓筒狀抽氣口17a、一條彎曲的輸送管17b、以及複數個連通管17c。其中，圓筒狀抽氣口17a，豎立於下半環14b的環面上。至於，彎曲的輸送管17b，則沿著下半環14b的環面分佈，其前端開口正好連通圓筒狀抽氣口17a管壁上的孔洞。複數個連通管17c，如圖中所顯示的三個連通管17c，均勻的分佈在下半環14b的環面上，其中每一個連通管17c的上端開口，連通彎曲的輸送管17b，並且每一個該連通管17c的下端開口連通下半環14b的內部空間，以便經由圓筒狀抽氣口17a將下半環14b內部空間的氣體抽離。

此處要特別說明，藉著讓連通管15c，均勻的分佈於上半環14a環面上，可以使由圓筒狀進氣口15a所灌入的氣體，均勻的輸送到上半環14a的內部空間。如此，可以讓每一個噴氣口142噴出氣體的流量相同。同理，藉著讓連通管17c，均勻的分佈於下半環14b環面上，也可以讓每一個吸氣口144吸入氣體的流量相同。

如此一來，只要藉著調控輸氣管線15與抽氣管線17中氣體的流量，便可控制噴氣口142噴出氣體的流速，並進而讓形成於噴氣環14內側空間的氣簾具有更好的隔絕微粒的效果。

本案的設計具有相當的優點。透過在鏡頭組1的外殼10內裝設一噴氣環14，並且設置在對污染微粒較敏感的特定鏡片120後側，可藉由噴氣環14所產生的氣簾，來阻絕由外界洩入的化學氣體微粒，沾污特定鏡片的表面。如此，可有效的防止鏡頭組1內的鏡片12，因為微粒沾污而影響其光學特性，進而降低了整個鏡頭組1的光學特性與效能。特別是，對於目前生產線上使用中的步進式曝光機而言，只要透過本案的設計，便可立即解決其長久以來被滲入微粒污染鏡片的問題與困擾。

本創作雖以較佳實例闡明如上，然其並非用以限定本創作的精神與創作實體僅止於上述實施例爾。是以，在不脫離本創 作的精神與範圍內所作的修改，均應包括在下述申請專利範圍內。

1‧‧‧鏡頭組

10‧‧‧外殼

12‧‧‧複數個鏡片

14‧‧‧噴氣環

120‧‧‧特定鏡片

142‧‧‧噴氣口

14a‧‧‧上半環

14b‧‧‧下半環

144‧‧‧吸氣口

15‧‧‧輸氣管線

15a‧‧‧圓筒狀進氣口

15b‧‧‧輸送管

15c‧‧‧複數個連通管

17‧‧‧抽氣管線

17a‧‧‧圓筒狀抽氣口

17b‧‧‧輸送管

17c‧‧‧複數個連通管

第一圖顯示本創作所提供鏡頭組的內部組件示意圖；第二圖顯示本創作在一實施例中所提供設置於鏡頭組內側的噴氣環其結構示意圖；以及第三圖顯示本創作在另一實施例中所提供設置於鏡頭組內側的噴氣環其結構示意圖。

1‧‧‧鏡頭組

10‧‧‧外殼

12‧‧‧複數個鏡片

14‧‧‧噴氣環

120‧‧‧特定鏡片

Claims (10)

1. 一種鏡頭組，應用於步進式曝光機中，包含：一外殼；複數個鏡片，根據光學路徑依序排列於該外殼中，其中該複數個鏡片包括一特定鏡片；以及一噴氣環，設置於該外殼中，且面向該特定鏡片的鏡面，其中該噴氣環的環內側表面具有複數個噴氣口，可噴出氣體而在該噴氣環的環內側空間形成一氣簾，防止由該外殼細縫所洩入的氣體微粒污染該特定鏡片。
2. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組，其中該噴氣環可區分為上半環與下半環，該上半環與該下半環皆為中空結構，而各自具有一內部空間。
3. 如申請專利範圍第2項所述的鏡頭組，其中該複數個噴氣口是設置於該上半環的環內側表面上，且連通於該上半環的內部空間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的鏡頭組，更包括一輸氣管線，設置於該上半環的環面上，且連通該上半環的內部空間，用以傳輸氣體至該上半環的內部空間，並透過該複數個噴氣口向外噴出氣體。
5. 如申請專利範圍第4項所述的鏡頭組，其中該輸氣管線更包括一圓筒狀進氣口，豎立於該上半環的環面上，提供外部將氣體灌入該上半環，一彎曲的輸氣管，沿著該上半環的環面分佈，前端開口正好連通該圓筒狀進氣口管壁上的孔洞，以及複數個連通管，均勻分佈在該上半環的環面上，每一個該連 通管的上端開口連通該彎曲的輸氣管，每一個該連通管的下端開口則連通該上半環的內部空間。
6. 如申請專利範圍第3項所述的鏡頭組，其中該下半環的環內側表面上具有複數個吸氣口，連通於該下半環的內部空間，用以將氣體吸入。
7. 如申請專利範圍第6項所述的鏡頭組，更包括一抽氣管線，設置於該下半環的環面上，且連通該下半環的內部空間，用以將該下半環內部空間的氣體抽離。
8. 如申請專利範圍第7項所述的鏡頭組，其中該抽氣管線更包括一圓筒狀抽氣口，豎立於該下半環的環面上，一彎曲的輸氣管，沿著該下半環的環面分佈，前端開口正好連通該圓筒狀抽氣口管壁上的孔洞，以及複數個連通管，均勻分佈在該下半環的環面上，每一個該連通管的上端開口連通該彎曲的輸氣管，且每一個該連通管的下端開口連通該下半環的內部空間，以便經由該圓筒狀抽氣口將該下半環內部空間的氣體抽離。
9. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組，其中該特定鏡片為一凸透鏡。
10. 如申請專利範圍第1項所述的鏡頭組，更包括一輸氣管線，連接於該噴氣環，用以傳輸氣體至該噴氣環，並透過該複數個噴氣口向外噴出。