用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置。包括裝有液位探測元件的氣液分離貯存容腔，真空回路和排水回路；真空回路中的氣液混合物與氣液分離貯存容腔的上部的入口連接，真空壓力變送器的入口與氣液分離貯存容腔的上部的出口連接，真空壓力變送器的出口依次經(jīng)真空比例閥、開關(guān)閥、真空泵和汽水分離器和氣體回收點(diǎn)連接，真空壓力變送器和真空比例閥與控制器電連接；排水回路中的氣液分離貯存容腔底部出口分為兩路，一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥和自吸泵的入口連接，另一路與卸載閥的入口連接，自吸泵的出口和卸載閥的出口接液體出水點(diǎn)；本發(fā)明能夠使氣液兩相的分離連續(xù)不間斷的進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)負(fù)壓環(huán)境下的氣液兩相分離。
【專利說明】用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連續(xù)氣液分離裝置，特別是涉及一種用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置。
技術(shù)背景
[0002]浸沒式光刻(Immersion Lithography)設(shè)備通過在最后一片投影物鏡與娃片之間填充某種高折射率的液體，相對于中間介質(zhì)為氣體的干式光刻機(jī)，提高了投影物鏡的數(shù)值孔徑(NA)，從而提高了光刻設(shè)備的分辨率和焦深。在已提出的下一代光刻機(jī)中，浸沒式光刻對現(xiàn)有設(shè)備改動(dòng)最小，對現(xiàn)在的干式光刻機(jī)具有良好的繼承性。目前常采用的方案是局部浸沒法，即將液體限制在硅片上方和最后一片投影物鏡的下表面之間的局部區(qū)域內(nèi)，并保持穩(wěn)定連續(xù)的液體流動(dòng)。一方面，已有的氣密封裝置在回收過程中都存在氣液兩相流的問題，將兩者放在一起回收將會引起管路的振動(dòng)，從而嚴(yán)重影響曝光質(zhì)量。另一方面，浸沒式光刻中需要保持浸沒流場穩(wěn)定的流動(dòng)，這要求氣液混合物回收時(shí)負(fù)壓必須同時(shí)得到穩(wěn)定的控制。因此，浸沒式光刻技術(shù)中要求配備具有氣液分離回收的功能以及負(fù)壓回收功能的裝置。
[0003]目前的氣液分離解決方案中，一方面，氣液兩相流的供給和氣液分離過程有一定的時(shí)序關(guān)系，在氣液分離的過程中氣液兩相流需要停止供入；另一方面，現(xiàn)有的技術(shù)方中利用了氣相和液相在重力場中重力不同的原理實(shí)現(xiàn)氣液的自動(dòng)分離。
[0004]上述的實(shí)現(xiàn)方法存在一些不足，主要有以下的幾點(diǎn):
(I)在浸沒式光刻機(jī)中，氣液兩相流會不斷的產(chǎn)生，氣液分離過程和氣液兩相流供入過程無法同時(shí)進(jìn)行，這使得氣液分離無法連續(xù)不間斷的進(jìn)行，無法滿足對不斷產(chǎn)生的氣液兩相流進(jìn)行及時(shí)分離。
[0005](2)浸沒式光刻機(jī)要求在負(fù)壓環(huán)境中進(jìn)行氣液分離，現(xiàn)有的氣液分離技術(shù)依靠液體在重力場中的重力使液體自動(dòng)的排出。當(dāng)液體處于負(fù)壓的環(huán)境中，目前的氣液分離方案無法實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置。具備對氣液兩相流體進(jìn)行持續(xù)不間斷的分離，同時(shí)能夠適用于負(fù)壓環(huán)境下的氣液分離。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明包括裝有液位探測元件的氣液分離貯存容腔，真空回路和排水回路；
所述真空回路，包括真空壓力變送器，控制器，真空比例閥，開關(guān)閥，真空泵，汽水分離器:氣液混合物與氣液分離貯存容腔的上部的入口連接，真空壓力變送器的入口與氣液分離貯存容腔的上部的出口連接，真空壓力變送器的出口依次經(jīng)真空比例閥、開關(guān)閥、真空泵和汽水分離器和氣體回收點(diǎn)連接，真空壓力變送器和真空比例閥與控制器電連接； 所述排水回路，包括流量調(diào)節(jié)閥，卸載閥，自吸泵；氣液分離貯存容腔底部出口分為兩路，一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥和自吸泵的入口連接，另一路與卸載閥的入口連接，自吸泵的出口和卸載閥的出口接液體出水點(diǎn)；
連續(xù)氣液分離裝置的氣液混合物入口與浸沒式光刻機(jī)中的浸沒單元連接。
[0008]所述真空壓力變送器為壓阻式真空壓力變送器。
[0009]所述自吸泵為自吸高度大于6m的離心式自吸泵。
[0010]所述控制器為具備模擬量輸出與讀取功能的可編程工控機(jī)。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果是:
I)本發(fā)明通過真空回路和排水回路的協(xié)調(diào)工作，保證氣液分離能夠連續(xù)不間斷地運(yùn)行，不受氣液兩相流注入的影響。
[0012]2)本發(fā)明使用自吸泵直接將氣液分離貯存容腔中的液體抽吸出來，克服了氣液分離后的液體在氣液分離貯存容腔中因?yàn)樨?fù)壓存在而導(dǎo)致的液體無法自動(dòng)流出的情況。通過適當(dāng)?shù)臅r(shí)序調(diào)節(jié)保證氣液分離裝置能夠正常的工作。
[0013]3)本發(fā)明通過流量控制閥和液位探測元件的配合使用，在工作過程中通過不斷的調(diào)節(jié)排水流量，使氣液分離貯存容腔中的液位保持穩(wěn)定。通過這樣的調(diào)節(jié)方式讓裝置在能夠持續(xù)性地工作的同時(shí)不對負(fù)壓調(diào)節(jié)產(chǎn)生干擾。
[0014]4)本發(fā)明在排水回路增加了一個(gè)卸載閥，保證液體能夠快速的經(jīng)由自吸泵抽出，使氣液分離貯存容腔中的液體排空。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明與浸沒單元和投影透鏡組相裝配的簡化示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中:1、連續(xù)氣液分離裝置，2、投影物鏡組，3、浸沒單元，4、注液裝置，5、硅片，6、氣液混合物入口，7、液位探測元件，8氣液分離貯存容腔，9、真空壓力變送器，10、控制器，
11、真空比例閥，12、開關(guān)閥，13、真空泵，14、汽水分離器，15、氣體回收點(diǎn)，16、流量調(diào)節(jié)閥，17、卸載閥，18、自吸泵，19、液體出水點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖2所示，本發(fā)明包括裝有液位探測元件7的氣液分離貯存容腔8，真空回路和排水回路。
[0020]所述真空回路，包括真空壓力變送器9，控制器10，真空比例閥11，開關(guān)閥12，真空泵13，汽水分離器14:氣液混合物與氣液分離貯存容腔8的上部的入口連接，真空壓力變送器9的入口與氣液分離貯存容腔8的上部的出口連接，真空壓力變送器9的出口依次經(jīng)真空比例閥11、開關(guān)閥12、真空泵13和汽水分離器14和氣體回收點(diǎn)11連接，真空壓力變送器9和真空比例閥11與控制器10電連接；能持續(xù)不斷地將氣液分離貯存容腔中的氣體抽出，同時(shí)控制氣液分離貯存容腔中的負(fù)壓滿足浸沒單元的要求。
[0021]所述排水回路，包括流量調(diào)節(jié)閥16，卸載閥17，自吸泵18 ;氣液分離貯存容腔8底部出口分為兩路，一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥16和自吸泵18的入口連接，另一路與卸載閥17的入口連接，自吸泵18的出口和卸載閥17的出口接液體出水點(diǎn)19 ;在保持氣液分離貯存容腔中液面穩(wěn)定的同時(shí)將氣液分離貯存容腔中的液體連續(xù)地排出。由自吸泵18\的自吸作用保證裝置能夠在負(fù)壓環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)的氣液分離。
[0022]連續(xù)氣液分離裝置的氣液混合物入口 6與浸沒式光刻機(jī)中的浸沒單元3連接。
[0023]所述真空壓力變送器9為壓阻式真空壓力變送器。能夠?qū)崟r(shí)地測定氣液分離貯存容腔中的壓力變反饋給控制器。
[0024]所述自吸泵18為自吸高度大于6m的離心式自吸泵。具備在氣液分離貯存容腔存在-0.5bar以下的壓力條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的抽吸工作。
[0025]所述控制器10為具備模擬量輸出與讀取功能的可編程工控機(jī)。
[0026]本發(fā)明的工作原理是:
如圖1所示，給出了連續(xù)氣液分離裝置I在光刻系統(tǒng)中的位置，曝光過程中，光線通過掩模板、投影物鏡組2和浸沒單元3，照射在硅片，5的光刻膠上，對硅片5進(jìn)行曝光，將掩模版上的圖形準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)移到硅片5的光刻膠上。，注液裝置4不斷的往浸沒單元3注入液體，氣液分離負(fù)壓回收裝置不斷的從浸沒單元3中抽出氣液混合物。圖2中氣液混合物入口 6從浸沒單元的回收口引出。
[0027]控制器10，真空比例閥11和真空壓力變送器9構(gòu)成負(fù)壓控制回路。真空變送器9測得的壓力信號轉(zhuǎn)化為模擬信號后與控制器10中的設(shè)定信號進(jìn)行比較從而控制真空比例閥11的開度，真空泵13始終開啟，利用真空比例閥11的調(diào)速功能調(diào)節(jié)抽吸速率，維持氣液分離貯存容腔8中的氣體量，保證氣液分離貯存容腔8的負(fù)壓大小不變。
[0028]液位探測元件7安裝與氣液分離貯存容腔8中，隨氣液分離貯存容腔8中的液位變化輸出模擬信號并反饋給流量調(diào)節(jié)閥16。氣液分離貯存容腔8的排水經(jīng)過流量調(diào)節(jié)閥16，自吸泵18，將氣液分離貯存容腔8中處于負(fù)壓約束的液體抽出罐外，保證液位在持續(xù)的液體注入的情況下能維持穩(wěn)定，氣液分離的同時(shí)不對負(fù)壓的控制產(chǎn)生太大的干擾。自吸泵18始終保持開啟，由流量調(diào)節(jié)閥16調(diào)節(jié)自吸泵18的抽吸量。卸載閥17在氣液分離貯存容腔8中沒有負(fù)壓約束且需要快速排空罐體內(nèi)液體時(shí)啟用，直接利用液體的重力排出液體。
【權(quán)利要求】
1.用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置，其特征在于:包括裝有液位探測元件(7)的氣液分離貯存容腔(8)，真空回路和排水回路； 所述真空回路，包括真空壓力變送器(9)，控制器(10)，真空比例閥(11)，開關(guān)閥(12)，真空泵(13)，汽水分離器(14):氣液混合物與氣液分離貯存容腔(8)的上部的入口連接，真空壓力變送器(9)的入口與氣液分離貯存容腔(8)的上部的出口連接，真空壓力變送器(9)的出口依次經(jīng)真空比例閥(11)、開關(guān)閥(12)、真空泵(13)和汽水分離器(14)和氣體回收點(diǎn)(11)連接，真空壓力變送器(9 )和真空比例閥(11)與控制器(10 )電連接； 所述排水回路，包括流量調(diào)節(jié)閥(16)，卸載閥(17)，自吸泵(18);氣液分離貯存容腔(8 )底部出口分為兩路，一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥(16 )和自吸泵(18 )的入口連接，另一路與卸載閥(17)的入口連接，自吸泵(18)的出口和卸載閥(17)的出口接液體出水點(diǎn)(19)； 連續(xù)氣液分離裝置的氣液混合物入口(6)與浸沒式光刻機(jī)中的浸沒單元(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置，其特征在于:所述真空壓力變送器(9)為壓阻式真空壓力變送器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置，其特征在于:所述自吸泵(18 )為自吸高度大于6m的離心式自吸泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于浸沒式光刻機(jī)中的負(fù)壓環(huán)境下的連續(xù)氣液分離裝置，其特征在于:所述控制器(10)為具備模擬量輸出與讀取功能的可編程工控機(jī)。
【文檔編號】G03F7/20GK104035288SQ201410246163
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】傅新, 陳伊驊, 李星, 陳文昱 申請人:浙江大學(xué)