[實(shí)用新型]一種微管內(nèi)氣液兩相流流型的檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721804043.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207601008U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付新;徐杭杭;胡亮;陳文昱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江啟爾機(jī)電技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/032
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/032
• 代理公司: 杭州君度專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本實(shí)用新型涉及一種微管內(nèi)氣液兩相流流型的檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型包括注液流道、回收微流道和氣密封通道。等間隔在回收微流道兩側(cè)分別布置三對(duì)超聲波信號(hào)發(fā)射單元和接收端信號(hào)處理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)氣液回收時(shí)管內(nèi)流型的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，再配合浸液輸送單元、密封氣體輸送單元和氣液回收單元進(jìn)行協(xié)同自適應(yīng)控制。使浸沒(méi)流場(chǎng)時(shí)時(shí)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)浸沒(méi)流場(chǎng)邊界的穩(wěn)定約束，消除回收微流道內(nèi)段塞流流型，有效控制浸沒(méi)液體回收過(guò)程中的流體行為引起的振動(dòng)。本實(shí)用新型從工況入手，避免由于結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀導(dǎo)致的浸沒(méi)單元外部到回收腔之間產(chǎn)生氣液兩相流，有效控制浸沒(méi)液體回收過(guò)程中的流體行為引起的振動(dòng)，在根本上消除回收微流道內(nèi)氣液兩相流混合的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超聲波檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種微管內(nèi)氣液兩相流流型的檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代光刻設(shè)備以光學(xué)光刻為基礎(chǔ)，利用光學(xué)系統(tǒng)把掩膜板的圖形精確地投影曝光到覆有光刻膠的襯底(如：硅片)上。它包括一個(gè)紫外光源、一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)、一塊由芯片圖形組成的投影掩膜板、一個(gè)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)和一個(gè)覆蓋光敏光刻膠的襯底。

浸沒(méi)式光刻(Immersion Lithography)設(shè)備通過(guò)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(duì)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。目前常采用的方案是局部浸沒(méi)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)。在步進(jìn)-掃描式光刻設(shè)備中，硅片在曝光過(guò)程中進(jìn)行高速的掃描運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)會(huì)將曝光區(qū)域內(nèi)的液體帶離流場(chǎng)，從而引起泄露，泄露的液體會(huì)在光刻膠上形成水跡，影響曝光質(zhì)量。目前已有的解決方案中，氣密封利用高壓環(huán)形氣幕將浸沒(méi)液體限定在一定的圓形區(qū)域內(nèi)，可明顯提高掃描速度，是一種重要密封手段。但是氣密封會(huì)造成密封氣體在液體回收的同時(shí)被卷吸，形成氣液兩相流進(jìn)入回收腔內(nèi)，由此引發(fā)振動(dòng)。振動(dòng)帶來(lái)改變線寬，減少圖像對(duì)比度，降低工藝窗口和CD均質(zhì)性等一系列問(wèn)題，從而嚴(yán)重影響曝光質(zhì)量。因此，浸沒(méi)式光刻技術(shù)中必須重點(diǎn)解決回收過(guò)程中由氣液兩相流引起的振動(dòng)問(wèn)題。

為減輕振動(dòng)對(duì)浸沒(méi)式光刻帶來(lái)的影響，目前已有的解決方案主要應(yīng)用被動(dòng)隔振和氣液分離回收的技術(shù)。被動(dòng)隔振是通過(guò)減震器將運(yùn)動(dòng)部分的產(chǎn)生振動(dòng)和曝光系統(tǒng)隔離，抑制步進(jìn)掃描過(guò)程中，由于工件臺(tái)和掩模臺(tái)等分系統(tǒng)具有較高的運(yùn)動(dòng)加速度和運(yùn)動(dòng)速度，運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的大慣量和其它外部因素造成液力沖擊與流場(chǎng)波動(dòng)，引起光刻機(jī)工作核心部分——曝光系統(tǒng)的振動(dòng)。氣液分離回收是通過(guò)在浸沒(méi)裝置的回收腔內(nèi)填充親疏水多孔介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)氣液兩相分離，降低了氣液混合過(guò)程中氣液界面破裂導(dǎo)致的脈動(dòng)沖擊。但是存在以下不足：

被動(dòng)隔振只考慮了通過(guò)設(shè)計(jì)緩沖結(jié)構(gòu)，抑制步進(jìn)掃描過(guò)程中由于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化所帶來(lái)的浸液供給的穩(wěn)定性，氣液分離回收只考慮了由于采用氣密封帶來(lái)的氣液兩相回收過(guò)程中，在回收腔內(nèi)氣液兩相界面破裂導(dǎo)致的脈動(dòng)沖擊，通過(guò)上述兩種減振方式，降低了光刻機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的絕大部分振動(dòng)，但是忽略了在利用負(fù)壓回收液體的過(guò)程中，由于氣液流速較低，回收微管道內(nèi)易形成段塞流，指的是一段氣柱、一段液柱交替出現(xiàn)的氣液兩相流動(dòng)狀態(tài)。然而光刻技術(shù)需要達(dá)到極高工作精度，隨著新材料的開(kāi)發(fā)以及研究日趨深入，精度逐漸提升，對(duì)振動(dòng)的要求也逐漸提升，那么回收微流道內(nèi)由于段塞流帶來(lái)的微小振動(dòng)也需要引起重視。段塞流帶來(lái)振動(dòng)，當(dāng)段塞流發(fā)生時(shí)，管內(nèi)瞬間液體流量增大，而氣體流量幾乎降為0；當(dāng)液塞通過(guò)后，管內(nèi)瞬間氣體流量同樣會(huì)激增。管內(nèi)流量和壓力的劇烈波動(dòng)，影響曝光系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。這是由于結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀導(dǎo)致的浸沒(méi)單元外部到回收腔之間產(chǎn)生氣液兩相流無(wú)法避免，所以只有從工況入手，通過(guò)增加檢測(cè)和控制裝置實(shí)現(xiàn)回收微流道內(nèi)的流型維持在環(huán)狀流的狀態(tài)，根本上消除回收微流道內(nèi)氣液兩相流混合的問(wèn)題，減少振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種微管內(nèi)氣液兩相流流型的檢測(cè)裝置。