物镜防护件、防护装置、物镜系统及光刻设备的制作方法

本发明涉及半导体，特别涉及一种物镜防护件、防护装置、物镜系统及光刻设备。

背景技术：

1、物镜作为光刻机的核心组件，直接决定着产品的成像质量。物镜底层镜片与硅片距离很小(约40mm)，光刻机在曝光过程中，硅片表面涂有的光刻胶中含有有机溶剂，在曝光作用下会持续缓慢的挥发。随着光刻机的持续运行，挥发的有机溶剂会粘附在物镜的下表面，在底层镜片下表面形成有机溶剂污染膜。该污染膜严重影响物镜中光的透过率，降低硅片的成像效果，不利于产品质量。

2、因此，为保证稳定的成像质量，需要保证物镜的清洁度，目前保证物镜的清洁的一种方式为对底层镜片表面定期擦拭去除黏着的有机溶剂，该方式容易对镜片造成不可逆的损坏；另一种方式为在物镜的底层镜片下面设置镜座，镜座上安装一层极薄的物镜保护膜来防止有机溶剂附着在镜片表面，其中保护膜需要定时更换，且容易影响透射光的能量，影响成像质量。

3、在此基础上，提出了一种气帘防护结构，通过在物镜的下方设置防护结构，该防护结构在围绕物镜的周向方向吹出洁净的气体，进而形成防护气帘，通过气体阻挡挥发的有机溶剂向物镜靠近，进而形成防护效果。现有的防护结构通常为环形结构，其内部同轴设置有若干个环形内部流道，防护结构的内周壁上沿周向均匀开设出气孔，各出气孔与最内层的环形内部流道连通，且各环形内部流道间一般使用0.8-1.6mm直径的通孔相互连通和出气流速匀化分布设计。此类防护结构的问题在于环形内部流道具有过大的内部压阻导致实际工艺中进气流量不稳定，影响防护性能，而且容易导致高频震动现象，影响成像质量，而且该结构也难以应用于高空间约束下的防护装置的设计要求。

4、因此，亟需一种物镜防护件、防护装置、物镜系统及光刻设备，以改善流道压阻过大的现象，提高进气流量稳定性，并保证稳定的防护性能，同时也消除了高频震动现象，解决了无法应用于高空间约束下的技术难题。

技术实现思路

1、发明提供了一种物镜防护件、防护装置、物镜系统及光刻设备，通过简易化阵列式内部流道设计，改善了流道压阻过大的现象，提高进气流量稳定性，并保证稳定的防护性能，同时也消除了高频震动现象，解决了无法应用于高空间约束下的技术难题。

2、所述物镜防护件包括：防护主体；

3、所述防护主体设有防护腔、流道腔、进气口和匀化单元；

4、所述流道腔沿所述防护腔周向开设于所述防护腔的内周壁；

5、所述进气口与所述流道腔连通；

6、所述匀化单元设置于所述流道腔内，所述匀化单元包括沿所述流道腔的周向阵列分布的多个匀化体，所述匀化体的两端沿所述流道腔的轴向分别连接于所述流道腔的两相对侧壁；所述匀化单元沿所述流道腔的径向设置有多层，以在所述流道腔内形成相互嵌套且互通的若干个环形流道，并形成了多个沿所述流道腔的周向阵列分布的、并连通至所述防护腔的出气口。

7、可选地，所述匀化单元沿所述流道腔的径向由外至内设置有三层，分别为初步匀化单元、气流分流单元和末端匀化单元。

8、可选地，所述进气口由所述流道腔的内周壁连通至所述防护主体的外周壁。

9、可选地，相邻层的所述匀化单元中，至少一部分所述匀化体沿所述流道腔的周向交错设置。

10、可选地，各所述匀化体沿垂直于所述流道腔的轴向切割的截面为圆形、三角形、矩形以及扇环形其中的一种或几种的组合。

11、可选地，沿所述流道腔的径向由外向内，各层所述匀化单元中的至少一部分的匀化体的周向尺寸逐渐变小。

12、可选地，所述初步匀化单元的匀化体沿垂直于所述流道腔的轴向切割的截面呈矩形或扇环形；和/或；所述气流分流单元中至少一部分的匀化体沿垂直于所述流道腔的轴向切割的截面呈三角形；和/或；所述末端匀化单元中的匀化体沿垂直于所述流道腔的轴向切割的截面呈圆形。

13、可选地，所述防护主体呈圆环状，所述防护主体的内圆柱腔形成所述防护腔；和/或；所述流道腔为圆环状；和/或；所述环形流道为圆环状。

14、可选地，所述防护主体、所述流道腔和所述环形流道同轴设置。

15、可选地，所述防护主体上设置有物镜固定部；和/或；所述防护主体上设置有工装固定部；所述物镜固定部用于与物镜支架连接，所述工装固定部用于在工装过程中固定所述防护主体。

16、可选地，所述防护主体上设置有清粉孔，所述清粉孔与所述流道腔连通。

17、可选地，所述清粉孔包括内层清粉孔和外层清粉孔，所述外层清粉孔与沿所述流道腔的径向的最外层环形流道直接连通，所述内层清粉孔与所述最外层环形流道之外的其他所述环形流道直接连通。

18、可选地，所述清粉孔沿所述防护腔的轴向方向开设于所述防护主体的一侧。

19、可选地，沿所述流道腔的径向，相邻层的所述匀化单元之间的距离为1-5mm。

20、本发明还提供了一种防护装置，所述防护装置安装有上述所述的物镜防护件。

21、可选地，所述防护装置还包括导流单元，所述导流单元设置于所述防护主体上，所述导流单元用于对经所述出气口流出的气体导向，以使得气体向物镜侧流动。

22、可选地，所述导流单元包括第一导流板，所述第一导流板上具有第一导流部，所述第一导流部用于引导经所述出气口流出的气体向物镜侧流动。

23、可选地，所述导流单元还包括第二导流板，所述第一导流板上还具有第二导流部，所述第二导流部与所述第二导流板之间形成导流通道，所述导流通道与所述出气口连通，用于引导经所述出气口流出的气体向所述第一导流部流动。

24、可选地，所述防护腔沿所述防护腔的轴向贯通于所述防护主体，所述第一导流板和所述第二导流板沿所述防护腔的轴向分别设置于所述防护主体的两侧，所述第二导流部沿所述防护腔的径向延伸至所述防护腔内。

25、可选地，所述防护腔和所述防护主体同轴设置；和/或；所述防护腔和所述第一导流板同轴设置；和/或；防护腔和所述第二导流板同轴设置。

26、本发明还提供了一种物镜系统，所述物镜系统安装有上述所述的防护装置。

27、本发明还提供了一种光刻设备，所述光刻设备安装有上述所述的物镜系统。

28、如此配置，本发明中在一个大的流道腔内设置多个匀化体，并且形成了多层环形流道和出气口。该结构并不受限于机加工的工艺限制；环形流道采用内部阵列式流道结构并应用于环形出气口结构，匀化单元中的匀化体的可灵活配置，在有限的空间内可灵活的使用不同的阵列式匀化体形成低压阻的内部流道，以及均匀的气流流速分布，进而形成稳定且均匀的出气流场；在保证匀化出气的前提下降低内部压阻，解决因高压阻所导致的实际工艺中流量不足、不稳定、或导致高频震动等问题，提升防护稳定性和可靠性，进而保证光学物镜的高光学特性，提高物镜产品的使用寿命、生产效率和所生产产品良率。而且可通过细化的设计方法和不同匀化体结构件的作用解析，灵活配置匀化体，使阵列式防护件的快速应用于不同设计环境中，提升设计快速迭代可能性与所设计防护件的性能输出稳定性；

29、由于流道腔内的采用阵列分布的匀化体，形成的环形流道间为开放性互通接口结构，改善了由于加工过程中易堵塞或运行过程中因颗粒等污染物发生堵塞现象。该开放式互通的接口结构可有效降低内部压阻并减少随之产生的高频震动。同时此种阵列式设计结构可在环形流道沿流道腔的轴向高度1-2mm下依然可采用，有效解决在有限空间约束下无法应用于高空间约束下的技术难题。