用。
[0041]上述经过流量调节单元8调控的主路流量为恒定设定值，以维持温控功能的效果稳定;分流流量控制的目的是实现对应用通道流量的调控，流量计16设定在应用通道以对实际流量和出口压力的检测，比例控制阀11设定在分流通道作为执行器，间接调控应用实际流量。
[0042]如图1所示，本发明装置的纯化浸没液体入口6与前端浸液纯化系统相连接，而经过装置在温度、流量和压力等特性调控后的浸没液体将进入后端装置投影物镜组2和硅片5之间的浸没单元3中进行光刻工作，然后流出到连续气液分离装置1。
[0043]本发明的工作原理如下:
[0044]如图1所示，给出了流量控制装置4在光刻系统中的位置，曝光过程中，光线通过掩模板、投影物镜组2和浸没单元3，照射在硅片5的光刻胶上，对硅片5进行曝光，将掩模版上的图形准确的转移到硅片5的光刻胶上。流量调节装置4不断的往浸没单元3注入液体，气液分离负压回收装置1不断的从浸没单元3中抽出气液混合物。图2中纯化浸没液体入口 6从前端浸液纯化系统的出口引出。
[0045]压力跟随限制功能:减压阀7为主要执行部件，并由流量调节单元IFC8检测入口压力，压力变送器9检测主通道流量调节后的压力值，流量计16检测出口压力，构成对浸液压力的完整功能，作为跟随功能在以流量调节为主的基础上只需限制在一定范围内。
[0046]流量调节功能:流量调节单元IFC8作为自反馈调节的流量伺服阀，在作为执行器调控主路通道流量的同时实时检测流量;流量计16设定在应用通道以对实际流量的检测，比例控制阀11设定在分流通道作为执行器，间接调控应用实际流量。
[0047]状态切换功能:设置气动二位三通阀15以增加浸液流向切换功能，当浸没单元3要求停止供液时，为了保证装置中不会因为浸液长时间停滞而导致二次污染的滋生，需要气动二位三通阀15切换到回水通道，并有第二单向止回阀13进行回水保护。
[0048]本发明的实施例和具体工作过程如下::
[0049]浸没液体从纯化浸没液体入口 6进入本发明装置，则要求在入口处的流量和压力有一定的要求，即流量能够提供4.0L/min以上，压力能够维持在1.1Bar?2Bar的范围内。[°°50] 具体实施中流量调节单元8可采用Entegris的流量调节单元，其选用型号为6500-T5-F04-B12-K-P1-U1，将对主路流量的调控起到核心作用。其具体参数如下:
[0051]1)流量范围:0?2.51711^11;
[0052]2)流量精度:
[0053 ] 满量程20 %?100 %间，精度±1.0%;
[0054]满量程10%?20%间，精度±2.5%;
[0055]满量程0%?10%间，处于不可控状态。
[0056]3)重复性:
[0057]满量程20 %?100 %间，重复度±0.5%;
[0058]满量程10%?20%间，重复度±1.0%。
[0059]主路通道依次通过减压阀7、流量调节单元IFC8、压力变送器9后输入到热交换器10，通过减压阀7和压力变送器9的调控和反馈对浸液压力的进行限制，以促使压力维持在0.4?0.5Bar的压力范围内；通过流量调节单元IFC8对流量进行反馈调节，以达到设定恒定值2.0L/min;通过热交换器10进行温度控制，以达到22°C的设定标准值。
[0060]由于考虑到在应用通道中无法设置发热器件以对温控造成破坏，热交换器10流出的浸没液体分为两路，一路作为分流经比例控制阀11后输入到第一单向止回阀12，比例控制阀11的开度大小调节间接控制另一分路的实际流量;其开度大小将根据应用通道的流量计16的反馈信息进行反馈控制。
[0061 ]热交换器10流出的另一路输入到气动二位三通阀15以实现供液状态的切换功能。气动二位三通阀15后分为两路，一路经流量计16实时检测流量后输入到浸没单元3，流量计16与比例控制阀11构成反馈对分流通道的流量进行控制，使得流量计16中的注液流量达到实际要求;气动二位三通阀15切换后的另一路与第一单向止回阀12输出的浸没液体合流后再经第二单向止回阀13输入到废液回收出口 14进行排液。
[0062 ]由于结合了流量计16和比例控制阀11的反馈调节机制，通过调节比例控制阀11的开度大小在0?1.4L/min的流量范围内调节分流流量，间接实现应用通道流量在0.6?2.0L/min的范围内的有效调控:当检测值偏低时，控制比例控制阀11开度减小；当检测值偏高时，控制比例控制阀11开度增大，使得检测值不断趋近设定值并完成要求。
[0063]本发明通过装置的搭建以及方法的应用，将原先分离的流量调控和温度调控功能进行有效的结合。在稳定稳控效果的基础上，用分流控制的方式保证了流量的精确可调，满足浸没单元对流量0.6?2.0L/min范围内精确控制的要求。在反馈控制环节，采用了结合模糊控制的PID控制方式，以对装置的控制效果提供保障，可见其技术效果显著突出。
【主权项】
1.一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随装置，包括主路通道，主路通道包括依次连接的纯化浸没液体入口(6)、减压阀(7)、流量调节单元(IFC)(8)、压力变送器(9)和热交换器(10)。其特征在于: 还包括主路通道之后的分流通道和应用通道，热交换器(10)出口分为两路分别连接到分流通道和应用通道，应用通道中再分为两路，应用通道中的一路与分流通道合流排液，应用通道中的另一路连接到浸没单元(3)。2.根据权利要求1所述的一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随装置，其特征在于: 所述的分流通道包括比例控制阀(11)和第一单向止回阀(12)，浸没液体在经过热交换器(10)之后进行分流，一路经过分流通道，依次经过比例控制阀(11)连接到第一单向止回阀(12)，通过比例控制阀(11)的开度大小调节进入分流通道的浸没液体流量间接控制另一分路的实际流量； 应用通道包括气动二位三通阀(15)和流量计(16)，浸没液体在经过热交换器(10)之后进行分流的另一路连接到气动二位三通阀(15)的输入口，气动二位三通阀(15)的第一输出口经流量计(16)连通到浸没单元(3); 作为切换分路的气动二位三通阀(15)的第二输出口与第一单向止回阀(12)出口一起经第二单向止回阀(13)连接到废液回收出口(14)排出，由此使得切换分路与分流通道合流进行排液。3.根据权利要求1所述的一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随装置，其特征在于:所述的流量调节单元IFC(8)为自反馈流量伺服阀。4.根据权利要求1所述的一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随装置，其特征在于:经过流量调节单元(8)调控的主路流量为设计稳定值，经过应用通道流量计(16)反馈控制分流通道比例控制阀(11)调控分路流量。5.应用于权利要求1?4所述装置的一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随方法，浸没液体从纯化浸没液体入口(6)进入装置，依次通过减压阀(7)、流量调节单元(IFC)(8)、压力变送器(9)后输入到热交换器(10)，其特征在于: 热交换器(10)流出的浸没液体分为两路，一路作为分流经比例控制阀(11)流量开度大小调节后输入到第一单向止回阀(12)，比例控制阀(11)的开度大小调节间接控制另一分路的实际流量； 热交换器(10)流出的另一路输入到气动二位三通阀(15)进行供液状态的切换，气动二位三通阀(15)切换后分为两路，一路经流量计(16)实时检测流量后输入到浸没单元(3)，流量计(16)与比例控制阀(11)构成反馈对分流通道的流量进行控制，间接使得流量计(16)中的注液流量达到实际要求； 气动二位三通阀(15)切换后的另一路与第一单向止回阀(12)输出的浸没液体合流后再经第二单向止回阀(13)输入到废液回收出口(14)进行排液。6.根据权利要求5所述的一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随方法，其特征在于:所述的减压阀(7)采用手动隔膜阀，并与压力变送器(9)结合对压力主要起限制作用。7.根据权利要求5所述的一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随装置，其特征在于:经过流量调节单元(8)调控的主路流量为设计稳定值，经过流量计(16)反馈控制比例控制阀(11)调控分路流量。
【专利摘要】本发明公开了一种浸没式光刻兼容温控的分流控制和压力跟随装置及方法。包括主路通道、分流通道和应用通道：主路通道出口分为两路分别连接到分流通道和应用通道，应用通道中再分两路，一路与分流通道合流排液，另一路连接到浸没单元；热交换器流出的浸没液体分为两路，一路经比例控制阀后到第一单向止回阀，另一路输入到气动二位三通阀中流向切换；经二位三通阀再分两路，一路经流量计后到浸没单元，另一路与第一单向止回阀流出的合流后排液。本发明能够使温度调控功能不再因为通流流量变化而导致响应慢、调控不稳的缺陷产生，进而影响温控效果，同时实现了对注入浸没单元的浸液流量的有效调控和在停止供液状态下通过内部持续流动而避免二次污染。
【IPC分类】G03F7/00, G03F7/20
【公开号】CN105467776
【申请号】CN201510924221
【发明人】傅新, 邵佳浩, 陈文昱
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月11日