冷卻裝置及應(yīng)用該冷卻裝置的光刻機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種冷卻裝置及應(yīng)用該冷卻裝置的光刻機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標(biāo)部分上的機(jī)器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造過程中。在這種情況下，可以將掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置用于生成所述IC的單層的電路圖案。圖案成像是通過把圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料層(抗蝕劑)上進(jìn)行的。通常，單獨的襯底將包含被連續(xù)曝光的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。常規(guī)的光刻設(shè)備包括:步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將全部圖案依次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及掃描機(jī):在所述掃描機(jī)中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標(biāo)部分。當(dāng)然，也可以通過將圖案壓印到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案形成到襯底上。而高精度和高分辨率作為光刻技術(shù)當(dāng)前瞄準(zhǔn)的目標(biāo)，需要光刻設(shè)備的各部件之間相互精確定位，例如保持圖案形成裝置(例如掩模)的掩模版臺、投影系統(tǒng)和保持襯底的襯底臺。除了掩模版臺和襯底臺的定位外，投影系統(tǒng)也面臨這種需要。在當(dāng)前設(shè)備中的投影系統(tǒng)包括承載結(jié)構(gòu)，例如透鏡座架(透射光的情形)或反射鏡框架(反射光的情形)，和包括多個光學(xué)元件，例如透鏡元件、反射鏡等。
[0003]光刻機(jī)對投影物鏡內(nèi)部環(huán)境的要求極高，尤其是溫度的穩(wěn)定性與均勻性要求。由于長時間進(jìn)行激光曝光，投影物鏡內(nèi)部溫度隨曝光時間而變化。透鏡物鏡內(nèi)部溫度的變化會造成焦面漂移，導(dǎo)致曝光線條畸變和象散，嚴(yán)重降低曝光線條的質(zhì)量。
[0004]目前，存在一種光刻機(jī)投影物鏡的溫控裝置，該裝置將進(jìn)水管和出水管分別焊接在物鏡鏡筒外壁上，然后通入冷卻水在物鏡曝光時進(jìn)行冷卻和溫控。其受力的機(jī)械模型如圖1所示，進(jìn)水管和出水管分別通過一種高剛度的連接彈簧2焊接與冷卻對象I相連接，當(dāng)通入冷卻水之后，外部冷卻水壓力和流量的波動產(chǎn)生流體的擾動力F，通過進(jìn)水管和出水管分別作用在冷卻對象I上。盡管進(jìn)水管和出水管相互臨近布置和安置，但實質(zhì)上，無相互抵消和抑制擾動力的效果和功能。又由于現(xiàn)有技術(shù)中物鏡、硅片(置于工件臺微動臺上)和掩模(置于掩模臺微動臺上)是影響光刻分辨率和套刻的三大分系統(tǒng)，都是置于光刻機(jī)的內(nèi)部世界，采用上述方法進(jìn)行冷卻，擾動直接沖擊光刻機(jī)內(nèi)部世界，在高頻(200Hz以上的頻率范圍中)引起對物鏡、工件臺微動臺和掩模臺微動臺的振動擾動較大，影響光刻機(jī)的光刻效果O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種冷卻裝置及應(yīng)用該冷卻裝置的光刻機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光刻機(jī)投影物鏡的溫控裝置對光刻機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部擾動較大的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種冷卻裝置，包括:
[0007]至少一水套,冷卻對象設(shè)置于該水套內(nèi)，所述水套包括水套體和纏繞在所述水套體外壁的水管，所述水管包括內(nèi)管和套設(shè)在所述內(nèi)管上的外管，所述水管的一端設(shè)置有第一接頭，用于實現(xiàn)水流的回轉(zhuǎn)；
[0008]至少一設(shè)置于冷卻對象附近的溫度傳感器，所述溫度傳感器用于監(jiān)測所述冷卻對象的溫度；
[0009]通過分流急流管與水管連通的分流急流板，該分流急流板通過該分流急流管向水管提供循環(huán)水并接收該水管內(nèi)的回流水，該分流急流管上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥；
[0010]通過傳輸管與該分流急流板連通的循環(huán)水控制單元，用于控制循環(huán)水的溫度，并通過該傳輸管向該分流急流板提供循環(huán)水；
[0011]用于接收所述溫度傳感器感測值的溫度控制單元，所述溫度控制單元根據(jù)冷卻對象的溫度值調(diào)整該循環(huán)水控制單元提供的循環(huán)水的溫度和調(diào)節(jié)閥的打開程度。
[0012]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述冷卻裝置包括兩個水套，分別為第一水套和第二水套，所述第一、第二水套均包括一水套體和纏繞在所述水套體外壁的一水管，所述分流急流板分別向第一、第二水套的水管提供循環(huán)水。
[0013]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述水管的截面為圓形或橢圓形。
[0014]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述水管的內(nèi)管為柔性軟管，外管為金屬管。
[0015]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述內(nèi)管上設(shè)置有3?4個翅片，所述翅片與水管的軸線平行或以螺旋形布置。
[0016]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述翅片的外徑小于所述外管的內(nèi)徑。
[0017]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述內(nèi)管和外管中的水流流通面積相等。
[0018]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述第一接頭采用頂部被削去的克萊因瓶接頭，其包括:第一內(nèi)管和第一外管，所述第一內(nèi)管與內(nèi)管連通，所述第一外管與外管連通。
[0019]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述水管通過第二接頭分別與進(jìn)水管和回水管連接。
[0020]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述第二接頭為頂部和底部均被削去的克萊因瓶接頭，其包括第二內(nèi)管和第二外管，所述第二內(nèi)管的一端與水管的內(nèi)管連接，另一端與回水管連接；所述第二外管的一端與水管的外管連接，另一端與進(jìn)水管連接。
[0021]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述水管通過一連接彈簧焊接在所述冷卻對象上。
[0022]作為優(yōu)選，在所述的冷卻裝置中，所述冷卻對象為物鏡，該物鏡包括多個鏡片，所述水管在所述水套體上不均勻分布，所述水管依據(jù)所述多個鏡片的散熱功率而疏密分布。
[0023]本發(fā)明還提供一種光刻機(jī)，所述光刻機(jī)的投影物鏡上設(shè)有所述的冷卻裝置。
[0024]作為優(yōu)選，在所述的光刻機(jī)中，所述光刻機(jī)的掩模運動臺和硅片運動臺的微動臺上均設(shè)置有所述冷卻裝置。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明將冷卻用的水管分為內(nèi)外兩層，夕卜管作為進(jìn)水管，內(nèi)管作為回水管，利用內(nèi)管和外管流量、壓力基本相等的性質(zhì)，將流體動力產(chǎn)生的擾動力在管內(nèi)相互平衡和抑制，以此減少冷卻水管對冷卻對象，將原來分別作用于冷卻對象的力，改為相互作用在內(nèi)部的力。
【附圖說明】
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中冷卻裝置機(jī)械模型示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一【具體實施方式】中光刻機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】中冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明一【具體實施方式】中冷卻裝置的機(jī)械模型示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明一【具體實施方式】中冷卻裝置應(yīng)用于物鏡時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6a?6d為本發(fā)明一【具體實施方式】中冷卻裝置中水管的截面示意圖；
[0032]圖7?9分別為本發(fā)明一【具體實施方式】中冷卻裝置中水管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖1中:1-冷卻對象、2-連接彈簧。
[0034]圖2?9中:10_照射系統(tǒng)、20-投影系統(tǒng)、30-掩模運動臺、40-硅片運動臺、50-對準(zhǔn)裝置、60-冷卻裝置、70-連接彈簧。
[0035]100-冷卻對象、110-第一鏡片、120-第二鏡片、150-第三鏡片；
[0036]200-水套、210-第一水套、220-第二水套、230-水管、231-內(nèi)管、232-外管、233-翅片、240-第一接頭；
[0037]300-溫度傳感器、400-分流急流管、410-調(diào)節(jié)閥、420-第二接頭、500-分流急流板、600-循環(huán)水控制單元、700-溫度控制單元。
【具體實施方式】
[0038]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0039]本發(fā)明的光刻機(jī)如圖2所示，其主要包括:
[0040]照射系統(tǒng)10，用于發(fā)射和調(diào)節(jié)輻射束；