[发明专利]一种光刻机物镜冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机设备领域，尤其涉及一种光刻机物镜冷却装置。

背景技术

光刻机是大规模、超大规模集成电路制造的核心设备，它包括曝光系统、工件台、掩模台、硅片传输系统、工件传输系统、微环境系统等十三个分系统。其中，曝光系统与微环境系统是保证光刻机曝光线条质量的关键系统，而光刻机投影物镜的温度控制则是关键中的关键。

光刻机对投影物镜内部环境的要求极高，尤其是温度的稳定性与均匀性要求。由于长时间进行激光曝光，投影物镜内部温度会随曝光时间而变化，投影物镜内部温度的变化会造成焦面漂移，导致曝光线条畸变和像散，严重降低曝光线条的质量。因此，投影物镜内部温度控制是保证光刻机曝光线条质量的关键技术。

为了对光刻机投影物镜内部温度进行控制，通常的做法是在投影物镜外部安装一个恒温水套，通过控制恒温水套内的循环水温度对投影物镜内部温度进行间接控制。例如：一种亚微米光刻物镜的恒温水套，该光刻机物镜的恒温水套由恒温水温度控制、恒温水箱、水泵和上下水套构成，具体请参考图1，上水套1外侧螺旋焊接有第一冷却水管2，下水套3外侧螺旋焊接有第二冷却水管4，上、下水套1、3均套设于物镜外侧。恒温水套紧套在物镜外面，第一冷却水管2和第二冷却水管4中分别按图中箭头方向通入冷却水，通过上、下水套1、3与物镜之间的直接热传导带走物镜内部多余的热量。

但是，如图2中所示，由于该光刻机的物镜内部发热量不均匀，但水套上的冷却水管均匀分布，且水套与外部环境直接接触，受外部环境温度影响较大，导致该物镜的散热不均匀，从而使该物镜内部温度也不均匀，影响该光刻机的曝光效果；另外随着技术的发展，单个镜筒已不能满足生产要求，无法满足多镜筒光刻机的冷却要求，且浪费大量空间。

发明内容

本发明提供一种光刻机物镜冷却装置，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光刻机物镜冷却装置，包括水套和恒温水箱，所述水套上开设有若干个与物镜镜筒匹配的腔体，所述水套上各腔体的周围均匀开设有若干个沿所述腔体的轴向设置的孔，所述孔内设置有与所述恒温水箱连通过的冷却水管，每两个相邻的所述冷却水管底部连通，两个连通的冷却水管其中一个作为进水管，另一个作为出水管。

较佳地，每两个相邻的所述冷却水管在底部用U形管连通。

较佳地，所述U形管上涂覆有隔热材料。

较佳地，所述水套与所述冷却水管之间填充有导热胶。

较佳地，所述水套与所述物镜镜筒之间填充有导热胶。

较佳地，所述水套的外表面上涂覆有隔热材料。

较佳地，所述水套为铝或不锈钢材料。

较佳地，各所述冷却水管之间并联连接至所述恒温水箱。

较佳地，所述水套为矩形。

较佳地，所述腔体呈矩阵形式分布在所述水套上。

与现有技术相比，本发明中若干个腔体可同时安装若干个物镜镜筒，对多个物镜进行冷却，提高了工作效率；冷却水管置于水套内部，不仅隔绝了环境温度对冷却水管温度的影响，而且水套与冷却水管四周全接触，增大了导热面积，提高了导热速度；采用两个平行的冷却水管，仅在底部以U形管连通，从而减小了冷却水管的压阻，提高了各物镜温度的均值均匀性；水套为整体性结构，大体积使得热容增大，减小了温度的波动性。

附图说明

图1为现有的光刻机物镜冷却装置的结构示意图；

图2为图1中物镜的总体温度分布图；

图3和图4为本发明光刻机物镜冷却装置实施例一的结构示意图；

图5为图3中物镜的总体温度分布图；

图6为图3中光刻机物镜冷却装置的截面温度分布图；

图7为图3中物镜镜筒内的镜片体的平均温度监视曲线图；

图8为本发明光刻机物镜冷却装置实施例二的结构示意图。

图中：1-上水套、2-第一冷却水管、3-下水套、4-第二冷却水管；10-水套、20-物镜镜筒、30-冷却水管、31-U形管、32-导热胶。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

实施例一