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一种恒温空气循环系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-06 14:56:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王正伦 | 2023-09-06 14:56:09

本发明提供了一种恒温空气循环系统,包括:补气装置、风机、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置;所述恒温腔体非密封,所述补气装置补进气体,以补偿从所述恒温腔体中漏出的气体;所述风机提供空气在补气装置、制冷换热装置、加热装置、恒温腔体以及风机状态切换装置之间流通的动力,所述制冷换热装置对流通的空气制冷,所述加热装置对流通的空气加热,以使所述恒温腔体中流通的空气的温度稳定保持在预设温度值;所述风机状态切换装置用于在检测到补气装置补进气体的温度持续低于温度阈值时,逐步将从制冷换热装置处理后的空气不经所述恒温腔体流出,逐步增加风机风量且使风机风量的一部分不经所述制冷换热装置流经所述恒温腔体,以保证流经所述恒温腔体中的空气流量保持稳定,以及逐步关闭制冷换热装置,以停止对流通的空气进行制冷;

本发明提供一种恒温空气循环系统,在主循环回路以及并联旁路的两个三通节点后装配风阀用于调节每个分支的气体流量,当压缩机保持当前状态不变时,风机和风阀不变化。当压缩机需要从开启到关闭时,调节风机风量并同步调节旁路和主路的流量,直到控制蒸发器流量的风阀全部关闭,旁路风阀全部打开;当压缩机需要从关闭到开启时,调节风机风量,同步调节旁路和主路的流量,直到控制蒸发器流量的风阀全部打开,旁路风阀全部关闭。风阀调节配合压缩机状态切换始终保证流经加热器到腔体的流量不变。本发明通过旁路辅助切换制冷换热装置的工作状态以对系统进行节能,且保证切换制冷换热装置工作状态的同时不影响流经所述恒温腔体的气体流量和温度。

影响浸没式光刻机工艺节点最终要的两个技术指标就是分辨率和套刻精度。浸没式光刻机由于在最后一片投影物镜和硅片之间浸满了浸液,在分辨率方面根据瑞利公式,分辨率由激光光源波长、工艺影响因子和数值孔径有关。其中,k1表示工艺影响因子;R表示光刻机的分辨率;λ表示激光光源的波长;NA表示光刻机的数值孔径;n表示浸没介质折射率;θ表示光源的入射角;而介质的折射率会由于温度的波动而发生改变,所以保持温度的稳定性是确保分辨率指标的关键。

在套刻精度方面,浸液被视为投影光学系统的最后一个透镜的一部分,液膜的光学质量将极大的影响成像的后果。流体的温度波动导致折射率变化,扫描过程中的液膜蒸发会带来硅片的热变形,都可能带来像差变化,所以影响液膜光学质量重要因素之一就是浸没流场的温度。

根据影响光刻机工艺节点的分辨率和套刻精度相关原理,注入浸没单元的超纯水温度稳定性、调节范围、调节速度对以上因素至关重要。此外浸液温度控制系统依附于浸液水处理模块当中,基于光刻机内部工艺架构,浸液传输管路较长,经历的热负载复杂,且需要适应相对恶劣的厂务输入条件,这些都给浸液的温度控制带来困难。光刻机作为高效率高成本的半导体重要设备,需要保证设备具有长期运行的可靠性。所以研究出控制精度高,长期运行,在各种常规扰动下鲁棒性出色的浸液温度控制系统是浸没式光刻一项重要的研究。

华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

本发明提供一种浸没式光刻机温度控制装置,采用浸液和冷却液双回路与热交换器相结合,既保证温控效率又实现对浸液温度稳定性控制;本发明对冷却液回路进行加热和制冷双功能调节,保证在不同厂务输入条件和温度设定值情况下的温控能力;本发明的热缓冲罐用于对高频温度波动进行抑制;本发明的两路UPW注液的分别用加热器温控以实现浸没光刻中对浸液稳定的精确稳定的控制,提高温控精度。

本发明提供一种浸没式光刻机温度控制装置,控制PCW的温度和流量与浸液进行热交换,构建的定流量循环回路,减小了热交换器中PCW的流量波动,并能够有效抑制输入的PCW温度扰动对热交换的影响,提高了初级控制中热交换的稳定性,并通过引入伺服阀和加热器来分别控制PCW的流量和温度来实现双向更大范围的温度控制,以适应不同的UPW、PCW输入温度和目标温度值,提高了产品对不同厂务条件的适应度。并在最后两分支管路分别通过加热器补偿两路热负载的差异,使最终输出的两路注液能够同步达到温度设定值。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。