[发明专利]拼接物镜温度控制装置及拼接物镜温度控制方法

说明书

本发明提供了一种拼接物镜温度控制装置及拼接物镜温度控制方法。所述拼接物镜包括至少一组物镜，所述一组物镜包括相互光路连接的上、下物镜，所述拼接物镜温度控制装置包括水套、上、下进水管、上、下出水管、循环水控制单元、上、下温度传感器以及至少一个下加热器；所述上、下物镜均设置于水套内，所述上进水管和上出水管设置于上物镜处，所述下进水管和下出水管设置于下物镜处，所述循环水控制单元与上、下进水管、上、下出水管连通，所述上、下温度传感器分别邻近上物镜和下物镜，至少一个所述下加热器设置于下进水管上，以通过加热器加热下进水管中的循环冷却水，从而平衡上、下物镜的温度，保证温度控制的整个均匀性。

技术领域

本发明涉及零部件温度控制领域，特别涉及一种拼接物镜温度控制装置及拼接物镜温度控制方法。

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。图1为现有的一种光刻机的物镜温度控制装置示意图，适用于对一组物镜进行温度控制，其中，一组物镜包括一端通过法兰盘100固定连接的上、下镜筒。

该光刻机的物镜温度控制装置包括第一、二水套210、220、分流集流板230、循环水控制单元240、调节阀251、252、253、温度传感器261、262、263和温度控制单元270；第一水套210包括第一水套体211和双螺旋缠绕在第一水套体211外壁的第一水管212；第二水套220包括第二水套体221和双螺旋缠绕在第二水套体221外壁的第二水管222；法兰盘100的上表面还设置有第三水管(未图示)。具体应用时，上镜筒设置于第一水套体211的内部，下镜筒设置于第二水套体221的内部；分流集流板230通过分流集流管231与第一水管212连通，同时通过分流集流管232与第二水管222连通；调节阀251、252、253设置于分流集流管231、232上；循环水控制单元240通过传输管241、242与分流集流板230连通；温度传感器261、262设置于第一水套体211上，温度传感器263设置于第二水套体221上，用于实时监控上、下镜筒的温度差并反馈至温度控制单元270；温度控制单元270连接循环水控制单元240，其根据温度传感器261～263感测到的温度差值调整调节阀251、252、253的打开程度，并调整循环水控制单元240提供的循环水温度的设定值。

总而言之，在上述的光刻机的物镜温度控制装置中，通过第一水管212、第二水管222内的循环水与物镜的上、下镜筒进行热交换，进而对上、下镜筒的温度进行整体控制。然而，由于光路从上镜筒进入至下镜筒存在能量损失，因此，上、下镜筒的温度有一定差异。但是现有技术中并未考虑这种差异，而是采用同一温度的循环水控制，因而不易平衡上、下镜筒的温度。另一方面，一组物镜同时使用多个温度传感器进行控制，控制结构复杂。

此外，随着光刻机在TFT(薄膜晶体管，Thin Film Transistor)领域的应用，玻璃基体的尺寸越来越大，由单组物镜曝光技术发展到多组物镜拼接曝光技术。在该新技术应用下，不仅需要对多组物镜的温度同时进行控制，而且伴随着周围热源的增加，物镜尺寸的增大，还需要解决紧凑空间下的大热源的隔热问题。因此，如果采用技术中的物镜温度控制方法，不但温度控制的均匀性差，而且控制结构复杂，使用不方便。

发明内容