冷却装置及应用该冷却装置的光刻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种冷却装置及应用该冷却装置的光刻机。
【背景技术】
[0002]光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造过程中。在这种情况下，可以将掩模或掩模版的图案形成装置用于生成所述IC的单层的电路图案。图案成像是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料层(抗蚀剂)上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续曝光的相邻目标部分的网络。常规的光刻设备包括:步进机，在所述步进机中，通过将全部图案依次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及扫描机:在所述扫描机中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。当然，也可以通过将图案压印到衬底的方式从图案形成装置将图案形成到衬底上。而高精度和高分辨率作为光刻技术当前瞄准的目标，需要光刻设备的各部件之间相互精确定位，例如保持图案形成装置(例如掩模)的掩模版台、投影系统和保持衬底的衬底台。除了掩模版台和衬底台的定位外，投影系统也面临这种需要。在当前设备中的投影系统包括承载结构，例如透镜座架(透射光的情形)或反射镜框架(反射光的情形)，和包括多个光学元件，例如透镜元件、反射镜等。
[0003]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。透镜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象散，严重降低曝光线条的质量。
[0004]目前，存在一种光刻机投影物镜的温控装置，该装置将进水管和出水管分别焊接在物镜镜筒外壁上，然后通入冷却水在物镜曝光时进行冷却和温控。其受力的机械模型如图1所示，进水管和出水管分别通过一种高刚度的连接弹簧2焊接与冷却对象I相连接，当通入冷却水之后，外部冷却水压力和流量的波动产生流体的扰动力F，通过进水管和出水管分别作用在冷却对象I上。尽管进水管和出水管相互临近布置和安置，但实质上，无相互抵消和抑制扰动力的效果和功能。又由于现有技术中物镜、硅片(置于工件台微动台上)和掩模(置于掩模台微动台上)是影响光刻分辨率和套刻的三大分系统，都是置于光刻机的内部世界，采用上述方法进行冷却，扰动直接冲击光刻机内部世界，在高频(200Hz以上的频率范围中)引起对物镜、工件台微动台和掩模台微动台的振动扰动较大，影响光刻机的光刻效果O
【发明内容】
[0005]本发明提供一种冷却装置及应用该冷却装置的光刻机，以解决现有技术中光刻机投影物镜的温控装置对光刻机系统内部扰动较大的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种冷却装置，包括:
[0007]至少一水套,冷却对象设置于该水套内，所述水套包括水套体和缠绕在所述水套体外壁的水管，所述水管包括内管和套设在所述内管上的外管，所述水管的一端设置有第一接头，用于实现水流的回转；
[0008]至少一设置于冷却对象附近的温度传感器，所述温度传感器用于监测所述冷却对象的温度；
[0009]通过分流急流管与水管连通的分流急流板，该分流急流板通过该分流急流管向水管提供循环水并接收该水管内的回流水，该分流急流管上设置有调节阀；
[0010]通过传输管与该分流急流板连通的循环水控制单元，用于控制循环水的温度，并通过该传输管向该分流急流板提供循环水；
[0011]用于接收所述温度传感器感测值的温度控制单元，所述温度控制单元根据冷却对象的温度值调整该循环水控制单元提供的循环水的温度和调节阀的打开程度。
[0012]作为优选，在所述的冷却装置中，所述冷却装置包括两个水套，分别为第一水套和第二水套，所述第一、第二水套均包括一水套体和缠绕在所述水套体外壁的一水管，所述分流急流板分别向第一、第二水套的水管提供循环水。
[0013]作为优选，在所述的冷却装置中，所述水管的截面为圆形或椭圆形。
[0014]作为优选，在所述的冷却装置中，所述水管的内管为柔性软管，外管为金属管。
[0015]作为优选，在所述的冷却装置中，所述内管上设置有3?4个翅片，所述翅片与水管的轴线平行或以螺旋形布置。
[0016]作为优选，在所述的冷却装置中，所述翅片的外径小于所述外管的内径。
[0017]作为优选，在所述的冷却装置中，所述内管和外管中的水流流通面积相等。
[0018]作为优选，在所述的冷却装置中，所述第一接头采用顶部被削去的克莱因瓶接头，其包括:第一内管和第一外管，所述第一内管与内管连通，所述第一外管与外管连通。
[0019]作为优选，在所述的冷却装置中，所述水管通过第二接头分别与进水管和回水管连接。
[0020]作为优选，在所述的冷却装置中，所述第二接头为顶部和底部均被削去的克莱因瓶接头，其包括第二内管和第二外管，所述第二内管的一端与水管的内管连接，另一端与回水管连接；所述第二外管的一端与水管的外管连接，另一端与进水管连接。
[0021]作为优选，在所述的冷却装置中，所述水管通过一连接弹簧焊接在所述冷却对象上。
[0022]作为优选，在所述的冷却装置中，所述冷却对象为物镜，该物镜包括多个镜片，所述水管在所述水套体上不均匀分布，所述水管依据所述多个镜片的散热功率而疏密分布。
[0023]本发明还提供一种光刻机，所述光刻机的投影物镜上设有所述的冷却装置。
[0024]作为优选，在所述的光刻机中，所述光刻机的掩模运动台和硅片运动台的微动台上均设置有所述冷却装置。
[0025]与现有技术相比，本发明具有以下优点:本发明将冷却用的水管分为内外两层，夕卜管作为进水管，内管作为回水管，利用内管和外管流量、压力基本相等的性质，将流体动力产生的扰动力在管内相互平衡和抑制，以此减少冷却水管对冷却对象，将原来分别作用于冷却对象的力，改为相互作用在内部的力。
【附图说明】
[0026]图1为现有技术中冷却装置机械模型示意图；
[0027]图2为本发明一【具体实施方式】中光刻机的结构示意图；
[0028]图3为本发明一【具体实施方式】中冷却装置的结构示意图；
[0029]图4为本发明一【具体实施方式】中冷却装置的机械模型示意图；
[0030]图5为本发明一【具体实施方式】中冷却装置应用于物镜时的结构示意图；
[0031]图6a?6d为本发明一【具体实施方式】中冷却装置中水管的截面示意图；
[0032]图7?9分别为本发明一【具体实施方式】中冷却装置中水管的结构示意图。
[0033]图1中:1-冷却对象、2-连接弹簧。
[0034]图2?9中:10_照射系统、20-投影系统、30-掩模运动台、40-硅片运动台、50-对准装置、60-冷却装置、70-连接弹簧。
[0035]100-冷却对象、110-第一镜片、120-第二镜片、150-第三镜片；
[0036]200-水套、210-第一水套、220-第二水套、230-水管、231-内管、232-外管、233-翅片、240-第一接头；
[0037]300-温度传感器、400-分流急流管、410-调节阀、420-第二接头、500-分流急流板、600-循环水控制单元、700-温度控制单元。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0039]本发明的光刻机如图2所示，其主要包括:
[0040]照射系统10，用于发射和调节辐射束；