[发明专利]一种用于浸没式光刻机的两级气液分离回收装置

说明书

本发明涉及一种用于浸没式光刻机的两级气液分离回收装置。本发明包括气液分离器、气液分离罐、液体流量控制器、气体和液体分离前的两相流回路、气体和液体分离后的排气回路、气体和液体分离后的排水回路；气液分离器与气体和液体分离前的两相流回路、气液分离罐上部入口相连，气液分离罐与气体和液体分离后的排气回路、液体流量控制器的入口相连，液体流量控制器、气液分离器合与气体和液体分离后的排水回路相连。本发明能够在负压抽吸的作用下对气液两相流实现连续的分离过程，并且较之前的解决方案在分离回收的效率和效果上均有明显的提升。同时避免了对系统负压造成的干扰，且能在故障条件下将系统内的气体和液体排出及时泄压。

技术领域

本发明属于气液分离回收装置技术领域，涉及一种用于浸没式光刻机的两级气液分离回收装置。

背景技术

浸没式光刻机是在传统的干式光刻机的基础之上发展起来的，相较于干式光刻机最后一片投影物镜下表面与硅片上的光刻胶之间的介质为空气，浸没式光刻机将介质替换为高折射率的液体，提高了投影物镜的数值孔径，从而提高了光刻机的分辨率和焦深。由于是以传统的干式光刻技术为依托，因此采用的液体浸没方式为局部浸没方式。这种浸没方式是将投影物镜固定，最后一个投影物镜下表面始终浸没在液体中。在步进扫描过程中，硅片的不同部位浸没在液体中，同时为了实现液体流场的持续更新，要保证液体稳定连续的流动。这里，由于流场气密封的设计以及浸没单元回收口的设置，回收过程中的流体介质为气液两相流介质，这势必会造成流量和压力的波动，从而影响到曝光刻蚀的质量；此外，由于浸没单元作为气液回收的直接来源，只能从系统的末端利用负压进行抽吸，所以为了实现液体稳定连续的流动，回收负压必须有稳定的控制。因此，浸没式光刻机需要配备有可以在负压条件下进行气液分离回收的装置。

目前的气液分离回收解决方案中，采用了一个体积较大的利用重力对气体和液体进行分离的气液分离罐，水泵间歇开启对在分离罐内实现气液分离之后的液体进行回收。上述的实现方法存在以下不足：(1)浸没式光刻机要求除过光刻机本体之外的其他装置都放置在厂务区的机柜里，目前的这种气液分离罐会占用很大的空间，只利用重力进行气体和液体的分离，分离效率不高，因此其分离的效果并不好；(2)浸没式光刻对浸没流场内部的流速、压力等有很高的指标要求，因此，这种水泵间歇开启的工作方式，会引起压力和流量的大幅度波动。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于浸没式光刻机的两级气液分离回收装置。

本发明一种用于浸没式光刻机的两级气液分离回收装置，包括气液分离器、气液分离罐、液体流量控制器、气体和液体分离前的两相流回路、气体和液体分离后的排气回路、气体和液体分离后的排水回路；

所述的气液分离器的上部入口与气体和液体分离前的两相流回路相连，气液分离器的上部出口和气液分离罐上部入口相连，气液分离罐上部出口与气体和液体分离后的排气回路相连，气液分离罐下部出口与液体流量控制器的入口相连，液体流量控制器的出口与气液分离器的下部出口合并成一路后与气体和液体分离后的排水回路相连。

所述的气体和液体分离前的两相流回路，包括第一电磁开关阀、科式流量计和第一压力变送器；气液混合物的入口依次与电磁开关阀、科式流量计和第一压力变送器相连，第一压力变送器出口与气液分离器的上部入口相连，气液混合物的入口与浸没单元的出口相连。

所述的气体和液体分离后的排气回路，包括第二压力变送器、水分离器、真空过滤器、第一手动阀、湿度计、第二电磁开关阀、气体流量计、压力控制器、真空溢流阀和真空泵；第二压力变送器的入口与气液分离罐的上部出口相连，压力变送器的出口依次经水分离器、真空过滤器、湿度计、第二电磁开关阀、气体流量计、压力控制器和真空泵的入口相连；在第二压力变送器的出口和水分离器的入口之间连接有第一手动阀进口旁路，第一手动阀出口旁路与真空泵的出口连接，连接处设置有第一气体卸载口，第一手动阀另一出口为第二气体卸载口；在压力控制器的出口和真空泵的入口之间连接有真空溢流阀旁路，真空溢流阀有第三气体卸载口。