[發明專利]一種氣浴裝置及控制方法和應用

有效

• 申請號: 201610608676.8
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN107664263B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 郎東春;楊志斌
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明公開了一種氣浴裝置及控制方法和應用，該裝置包括供氣裝置、冷卻水供水裝置和氣浴末端裝置，供氣裝置和氣浴末端裝置之間設有壓力調節裝置，冷卻水供水裝置與氣浴末端裝置之間設有溫度調節裝置，氣浴末端裝置內設有氣路通道和水路通道，氣路通道的入口與壓力調節裝置連接，氣路通道的氣路出口靠近水路通道并與氣浴末端裝置的工作面連通；水路通道的入口與溫度調節裝置的出口連接，水路通道的出口與冷卻水供水裝置的入口連接，氣路通道和水路通道的孔徑均小于0.1mm。本發明通過壓力調節裝置和溫度調節裝置實現閉環控制，通過微流道形式的氣路通道和水路通道，且在氣浴末端裝置內進行熱交換，提高了氣浴的溫度、壓力的均勻性和穩定性。

技術領域

本發明涉及光刻機領域，具體涉及一種氣浴裝置及控制方法和應用。

背景技術

傳統的氣浴控制方法一般采用常壓送風，為了保證氣浴出口的壓力穩定性和均勻性，通常在氣浴末端裝置中設置靜壓腔結構101并安裝過濾器或濾布102進行氣浴過濾增壓，同時在出口采用格柵或百葉窗結構103進行氣浴導向，如圖1所示。為了使氣浴末端出口與進口壓差穩定，需保證靜壓腔厚度達到一定尺寸，再加上過濾器、格柵或百葉窗的厚度，導致氣浴末端裝置整體厚度尺寸較大。

在空間布局比較緊湊的條件下，該氣浴末端裝置難以安裝或安裝位置距離氣浴對象較遠。如圖2所示，為傳統氣浴控制方法原理圖。包括常壓空氣供氣裝置201、換熱器裝置202、第一氣浴末端裝置203、固定裝置204、曝光裝置205、第二氣浴末端裝置206、硅片207、運動臺208和冷卻水供水裝置209。常壓空氣供氣裝置201提供常壓空氣至換熱器裝置202，并在換熱器裝置202中與冷卻水供水裝置209提供的高精度冷卻水進行熱交換，經過溫控后的氣浴氣體送入第一氣浴末端裝置203和第二氣浴末端裝置206，對曝光裝置205、硅片207和運動臺208等進行氣浴溫度和壓力控制。由于第一氣浴末端裝置203和第二氣浴末端裝置206的結構尺寸較大，因此氣浴末端出口位置距離曝光中心(即硅片207的中心)較遠，氣浴氣體容易發生流場紊亂，造成氣浴溫度和壓力的穩定性和均勻性難以控制。

如圖2中所示，區域A表示被控對象空間外圍區域，包括環境柜等；區域B表示被控對象空間附件區域，包括曝光區域等空間緊湊區域。傳統氣浴控制方法中，為使常壓空氣與高精度冷卻水達到所需的換熱效率，換熱器裝置202尺寸較大且放置于區域A中，距離氣浴末端裝置較遠。溫控后的氣體從換熱器裝置202運送到氣浴末端裝置一203和氣浴末端裝置二206，容易受外界影響發生溫度漂移，且該過程的溫度控制屬于開環控制，進一步降低了氣浴溫度控制的穩定性和均勻性。

發明內容

本發明提供了一種氣浴裝置及控制方法和應用，以解決現有技術中存在的氣浴末端出口位置距離曝光中心較遠以及溫控后的氣體容易受外界影響發生溫度漂移，而導致的氣浴溫度和壓力的穩定性和均勻性差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種氣浴裝置，包括供氣裝置、冷卻水供水裝置和氣浴末端裝置，所述供氣裝置和氣浴末端裝置之間設有壓力調節裝置，所述冷卻水供水裝置與所述氣浴末端裝置之間設有溫度調節裝置，所述氣浴末端裝置內設有氣路通道和水路通道，所述氣路通道的入口與所述壓力調節裝置連接，氣路通道的氣路出口靠近所述水路通道并與所述氣浴末端裝置的工作面連通；所述水路通道的入口與所述溫度調節裝置的出口連接，水路通道的出口與所述冷卻水供水裝置的入口連接，所述氣路通道和所述水路通道的孔徑均小于0.1mm。

進一步的，所述供氣裝置為壓縮氣體供氣裝置，所述供氣裝置與所述壓力調節裝置之間還設有空氣過濾裝置。

進一步的，所述空氣過濾裝置與所述壓力調節裝置之間還設有初級熱交換裝置。

進一步的，所述壓力調節裝置包括壓力控制器和壓力傳感器，所述壓力控制器的入口連接所述供氣裝置的出口，壓力控制器的出口連接所述氣路通道的入口，所述壓力傳感器分別連接所述氣路通道的氣路出口和所述壓力控制器，檢測所述氣路出口的壓力并反饋至所述壓力控制器。