一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置制造方法
【專利摘要】一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置屬于光刻投影物鏡控制領(lǐng)域，實現(xiàn)對光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體的壓力和溫度的檢測。本發(fā)明包括溫度傳感器、相對壓力傳感器、絕對壓力傳感器、分氣塊、安全閥、電平轉(zhuǎn)換電路和VCR氣體接頭；多個溫度傳感器分布在光刻投影物鏡內(nèi)部，光刻投影物鏡采氣口通過傳輸管路與分氣塊的進(jìn)氣口連接，分氣塊的三個出氣口分別與相對壓力傳感器、絕對壓力傳感器和安全閥連接，安全閥出氣端通過氣管與VCR氣體接頭連接；電平轉(zhuǎn)換電路將溫度傳感器、相對壓力傳感器和絕對壓力傳感器采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸?shù)江h(huán)境控制機(jī)箱。
【專利說明】一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光刻投影物鏡控制領(lǐng)域，具體涉及一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]光刻投影物鏡是一種超精密光學(xué)系統(tǒng)，是光刻機(jī)中的核心部件，它是影響光刻分辨力和線寬的關(guān)鍵。隨著光刻精度的提高，對環(huán)境的要求如對環(huán)境溫度、氣壓、潔凈度等的要求，也越來越苛刻。物鏡內(nèi)部存在大量的熱源包括各種電機(jī)及準(zhǔn)分子激光器等，溫度的變化會導(dǎo)致物鏡焦面位置改變和影響物鏡的成像質(zhì)量，同時投影物鏡內(nèi)部需要密封腔室，并充滿高純、潔凈的氮氣防止空氣進(jìn)入投影物鏡內(nèi)部污染光學(xué)鏡片，并需要實時監(jiān)控物鏡內(nèi)部腔室氮氣的溫度、壓力等信息。
[0003]投影物鏡內(nèi)部腔室的溫度環(huán)境約為22°C。目前，針對193nm激光光源，通過對環(huán)境溫度在21.5°C?22.5°C范圍內(nèi)的10組不同環(huán)境溫度的物鏡系統(tǒng)熱浸沒仿真實驗，得出當(dāng)物鏡內(nèi)部腔室環(huán)境溫度變化約0.0rC時，波像差最大變化0.12nm，倍率最大變化0.4ppm,畸變最大變化0.09nm。因此要求對物鏡內(nèi)部氣體溫度測量的絕對精度達(dá)到0.01°C?0.05°C，重復(fù)精度達(dá)到 0.0050C /5min ；
[0004]投影物鏡內(nèi)部腔室的氣壓約為:750mbar?1050mbar。目前，針對193nm激光光源，根據(jù)光學(xué)設(shè)計與仿真分析的結(jié)果，倍率與氣壓的關(guān)系約為:倍率變化0.64ppm時氣壓變化lOOpa，倍率變化0.5ppm時氣壓變化76pa。倍率與氣壓在此范圍內(nèi)近似為線性關(guān)系。而倍率的調(diào)節(jié)精度為0.1ppm(PV)，因此要求壓力傳感器測量的絕對精度要優(yōu)于15pa(PV)。
[0005]為了實時監(jiān)測投影物鏡內(nèi)部腔室關(guān)鍵點的溫度、壓力信息，滿足高精度的測量要求，且對投影物鏡環(huán)境控制系統(tǒng)提供閉環(huán)環(huán)境參數(shù)反饋信息，并在物鏡內(nèi)部腔室氣壓變化過大時，快速響應(yīng)、對過壓進(jìn)行保護(hù)。因此，需要一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，實現(xiàn)對光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體的壓力和溫度的檢測。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置包括溫度傳感器、相對壓力傳感器、絕對壓力傳感器、分氣塊、安全閥、電平轉(zhuǎn)換電路和VCR氣體接頭;
[0008]多個溫度傳感器分布在光刻投影物鏡內(nèi)部，所述光刻投影物鏡采氣口通過傳輸管路與所述分氣塊的進(jìn)氣口連接，所述分氣塊的三個出氣口分別與相對壓力傳感器、絕對壓力傳感器和安全閥連接，所述安全閥出氣端通過氣管與VCR氣體接頭連接；
[0009]所述電平轉(zhuǎn)換電路將溫度傳感器、相對壓力傳感器和絕對壓力傳感器采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸?shù)江h(huán)境控制機(jī)箱。
[0010]所述多個溫度傳感器至少是3個，分別布置在光刻投影物鏡的上、中和下部分。
[0011]所述溫度傳感器為熱敏電阻類溫度傳感器、鉬電阻類溫度傳感器或熱電偶類溫度傳感器。
[0012]所述光刻投影物鏡采氣口通過傳輸管路與所述分氣塊的進(jìn)氣口連接具體為:所述分氣塊的進(jìn)氣口端通過高純氣體管路與VCR氣體接頭連接，VCR氣體接頭通過氣管與投影物鏡上采氣口連接。
[0013]所述氣管的長度D的取值范圍為:1m彡D彡3m。
[0014]所述相對壓力傳感器的正壓端通過氣體管路與分氣塊的一個出氣口端連接，負(fù)壓端與大氣環(huán)境連通，相對壓力傳感器的電氣輸出端通過傳輸線纜與電平轉(zhuǎn)換電路連接。
[0015]所述絕對壓力傳感器通過氣體管路與分氣塊的一個出氣口端連接，絕對壓力傳感器的電氣輸出端通過傳輸線纜與電平轉(zhuǎn)換電路連接。
[0016]所述電平轉(zhuǎn)換電路與環(huán)境控制機(jī)箱的距離d的取值范圍為:10m彡d彡15m。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置分別針對光刻投影物鏡內(nèi)部氣體的溫度、相對壓力、絕對壓力信息進(jìn)行高精度測量，并通過電平轉(zhuǎn)換電路對部分采集到的信息進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，使得物鏡內(nèi)部氣體的環(huán)境參數(shù)信息可以無損的遠(yuǎn)距離傳輸?shù)江h(huán)境控制機(jī)箱，對投影物鏡環(huán)境控制系統(tǒng)提供閉環(huán)環(huán)境參數(shù)反饋信息；另外，分氣塊的一個出氣口端連接有安全閥，所述安全閥的出氣端通過氣體管路與VCR氣體接頭連接，一旦物鏡內(nèi)部壓力過高，安全閥開啟，通過VCR氣體接頭將壓力排放到大氣環(huán)境。在物鏡內(nèi)部腔室氣壓變化過大時，快速響應(yīng)、對過壓進(jìn)行保護(hù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中:1、光刻投影物鏡，2、溫度傳感器，3、VCR氣體接頭，4、分氣塊，5、相對壓力傳感器，6、絕對壓力傳感器，7、安全閥，8、電平轉(zhuǎn)換電路，9、氣管，10、環(huán)境控制機(jī)箱。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進(jìn)一步說明。
[0021]參見附圖1，本發(fā)明的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置包括溫度傳感器2、相對壓力傳感器5、絕對壓力傳感器6、分氣塊4、安全閥7、電平轉(zhuǎn)換電路8和VCR氣體接頭3 ；
[0022]3個溫度傳感器2分布在光刻投影物鏡I內(nèi)部，分別布置在光刻投影物鏡I的上、中和下部分，用于監(jiān)測物鏡內(nèi)部腔室不同層的氣體溫度，所述光刻投影物鏡I采氣口通過傳輸管路與所述分氣塊4的進(jìn)氣口連接，所述分氣塊4的三個出氣口分別與相對壓力傳感器5、絕對壓力傳感器6和安全閥7連接，所述安全閥7出氣端通過氣管9與VCR氣體接頭3連接；
[0023]所述電平轉(zhuǎn)換電路8將溫度傳感器2、相對壓力傳感器5和絕對壓力傳感器6采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸?shù)江h(huán)境控制機(jī)箱10。
[0024]所述溫度傳感器2為熱敏電阻類溫度傳感器、鉬電阻類溫度傳感器或熱電偶類溫度傳感器。
[0025]所述光刻投影物鏡I采氣口通過傳輸管路與所述分氣塊4的進(jìn)氣口連接具體為:所述分氣塊4的進(jìn)氣口端通過高純氣體管路與VCR氣體接頭3連接，VCR氣體接頭3通過氣管9與投影物鏡I上采氣口連接。
[0026]所述氣管9的長度D的取值范圍為:1m彡D彡3m。
[0027]所述相對壓力傳感器5的正壓端通過氣體管路與分氣塊4的一個出氣口端連接，負(fù)壓端與大氣環(huán)境連通，相對壓力傳感器5的電氣輸出端通過傳輸線纜與電平轉(zhuǎn)換電路8連接。
[0028]所述絕對壓力傳感器6通過氣體管路與分氣塊4的一個出氣口端連接，絕對壓力傳感器6的電氣輸出端通過傳輸線纜與電平轉(zhuǎn)換電路8連接。
[0029]所述電平轉(zhuǎn)換電路8與環(huán)境控制機(jī)箱10的距離d的取值范圍為:10m15m。
[0030]以上為本發(fā)明的【具體實施方式】，但絕非對本發(fā)明的限制。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，任何改動或簡單替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，包括溫度傳感器(2)、相對壓力傳感器(5)、絕對壓力傳感器(6)、分氣塊(4)、安全閥(7)、電平轉(zhuǎn)換電路(8)和VCR氣體接頭(3); 多個溫度傳感器(2)分布在光刻投影物鏡(I)內(nèi)部，所述光刻投影物鏡(I)采氣口通過傳輸管路與所述分氣塊(4)的進(jìn)氣口連接，所述分氣塊(4)的三個出氣口分別與相對壓力傳感器(5)、絕對壓力傳感器(6)和安全閥(7)連接，所述安全閥(7)出氣端通過氣管(9)與VCR氣體接頭(3)連接； 所述電平轉(zhuǎn)換電路(8)將溫度傳感器(2)、相對壓力傳感器(5)和絕對壓力傳感器(6)采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸?shù)江h(huán)境控制機(jī)箱(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述多個溫度傳感器(2)至少是3個，分別布置在光刻投影物鏡(I)的上、中和下部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述溫度傳感器(2)為熱敏電阻類溫度傳感器、鉬電阻類溫度傳感器或熱電偶類溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述光刻投影物鏡(I)采氣口通過傳輸管路與所述分氣塊(4)的進(jìn)氣口連接具體為:所述分氣塊(4)的進(jìn)氣口端通過高純氣體管路與VCR氣體接頭(3)連接，VCR氣體接頭(3)通過氣管(9)與光刻投影物鏡(I)上采氣口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述氣管(9)的長度D的取值范圍為:1m彡D彡3m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光刻投影物鏡(I)內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述相對壓力傳感器(5)的正壓端通過氣體管路與分氣塊(4)的一個出氣口端連接，負(fù)壓端與大氣環(huán)境連通，相對壓力傳感器(5)的電氣輸出端通過傳輸線纜與電平轉(zhuǎn)換電路⑶連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述絕對壓力傳感器(6)通過氣體管路與分氣塊(4)的一個出氣口端連接，絕對壓力傳感器出)的電氣輸出端通過傳輸線纜與電平轉(zhuǎn)換電路(8)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光刻投影物鏡內(nèi)部腔室高精度氣體測量裝置，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路⑶與環(huán)境控制機(jī)箱(10)的距離d的取值范圍為:10m彡d彡15m。
【文檔編號】G01D21/02GK104316104SQ201410512413
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】崔洋, 于淼, 李佩玥, 彭吉, 隋永新, 楊懷江 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所