[發明專利]用于浸沒式光刻機中的負壓環境下的連續氣液分離裝置

無效

• 申請號: 201410246163.8
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104035288A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 傅新;陳伊驊;李星;陳文昱
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及連續氣液分離裝置，特別是涉及一種用于浸沒式光刻機中的負壓環境下的連續氣液分離裝置。

技術背景

浸沒式光刻（Immersion?Lithography）設備通過在最后一片投影物鏡與硅片之間填充某種高折射率的液體，相對于中間介質為氣體的干式光刻機，提高了投影物鏡的數值孔徑（NA），從而提高了光刻設備的分辨率和焦深。在已提出的下一代光刻機中，浸沒式光刻對現有設備改動最小，對現在的干式光刻機具有良好的繼承性。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域內，并保持穩定連續的液體流動。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，從而嚴重影響曝光質量。另一方面，浸沒式光刻中需要保持浸沒流場穩定的流動，這要求氣液混合物回收時負壓必須同時得到穩定的控制。因此，浸沒式光刻技術中要求配備具有氣液分離回收的功能以及負壓回收功能的裝置。

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序關系，在氣液分離的過程中氣液兩相流需要停止供入；另一方面，現有的技術方中利用了氣相和液相在重力場中重力不同的原理實現氣液的自動分離。

上述的實現方法存在一些不足，主要有以下的幾點：

（1）在浸沒式光刻機中，氣液兩相流會不斷的產生，氣液分離過程和氣液兩相流供入過程無法同時進行，這使得氣液分離無法連續不間斷的進行，無法滿足對不斷產生的氣液兩相流進行及時分離。

（2）浸沒式光刻機要求在負壓環境中進行氣液分離，現有的氣液分離技術依靠液體在重力場中的重力使液體自動的排出。當液體處于負壓的環境中，目前的氣液分離方案無法實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于浸沒式光刻機中的負壓環境下的連續氣液分離裝置。具備對氣液兩相流體進行持續不間斷的分離，同時能夠適用于負壓環境下的氣液分離。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發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真空比例閥、開關閥、真空泵和汽水分離器和氣體回收點連接，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，包括流量調節閥，卸載閥，自吸泵；氣液分離貯存容腔底部出口分為兩路，一路經流量調節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；

連續氣液分離裝置的氣液混合物入口與浸沒式光刻機中的浸沒單元連接。

所述真空壓力變送器為壓阻式真空壓力變送器。

所述自吸泵為自吸高度大于6m的離心式自吸泵。

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。

本發明具有的有益效果是：

1)本發明通過真空回路和排水回路的協調工作，保證氣液分離能夠連續不間斷地運行，不受氣液兩相流注入的影響。

2)本發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為負壓存在而導致的液體無法自動流出的情況。通過適當的時序調節保證氣液分離裝置能夠正常的工作。

3)本發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節排水流量，使氣液分離貯存容腔中的液位保持穩定。通過這樣的調節方式讓裝置在能夠持續性地工作的同時不對負壓調節產生干擾。

4)本發明在排水回路增加了一個卸載閥，保證液體能夠快速的經由自吸泵抽出，使氣液分離貯存容腔中的液體排空。

附圖說明

圖1是本發明與浸沒單元和投影透鏡組相裝配的簡化示意圖。

圖2是本發明的裝置的結構圖。

圖中：1、連續氣液分離裝置，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、開關閥，13、真空泵，14、汽水分離器，15、氣體回收點，16、流量調節閥，17、卸載閥，18、自吸泵，19、液體出水點。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。