[发明专利]一种隔离内部波动的温控装置及其解耦控制方法

说明书

本发明公开了一种隔离内部波动的温控装置及其解耦控制方法。装置盒体底面接触被控物体，内部开设外层流道、夹层流道和内层微流道，装置盒体顶面上设有微翅片；温控水出口、冷却液出口有温度传感器；向内层微流道通入冷却水，向外层流道通入与外界环境温度相同的温控水；由被控物体表面和装置盒体底面热交换传递到内层微流道和外层流道，内层微流道冷却水先热交换温控，外层流道温控水吸收内层微流道对被控物体调控时过热冷量，实时对夹层温控水入口的电磁开关阀解耦控制隔绝温度波动。本发明实现高效温控的同时避免了冷却液对环境的热干扰，有利于光刻设备内部环境温度的均一性和稳定性，且设计结构紧凑，有利于在复杂的光刻机内部使用。

技术领域

本发明涉及可以用于光刻设备技术领域的一种冷却和恒定温度装置及其方法，尤其是涉及一种隔离内部波动的温控装置及其解耦控制方法。

背景技术

在半导体生产领域，光刻设备内部的精密运动部件、精密测量部件以及光刻工艺对环境温度的变化非常敏感。光刻设备中所进行的硅片曝光是利用特定波长的射线将掩模版上所设计的电路图形经过光学系统后投影到光刻胶上，实现图形转移，是集成电路制造中光刻工艺的重要工序之一。曝光过程中，光刻设备需保证其内部温度的均一性和稳定性，以提供一个稳定的曝光空间，防止半导体套刻精度的降低。其中在温度方面主要的技术指标是将环境温度控制在22℃，温度波动幅度小于0.05℃，并且主要曝光区域的温度精度需求更高。

光刻设备内部环境温度控制的方法通常有区间气浴法，通过控制空气温度实现局部区域的温度稳定性和区域内温度良好的均一性。例如公开号为CN102540750A的中国发明专利公开了一种光刻设备环境控制系统，其为光刻设备环境提供温度稳定的洁净空气，但其无法对光刻设备内部的发热部件进行控温；直接温控法，通过超精密温控水和光刻设备内需要控温对象的热交换来实现稳定的温度控制。例如公开号为CN208922064U的中国实用新型专利公开了一种冷却结构、主基板冷却装置及光刻机，其通过循环冷却液直接对主机板进行冷却散热，但其只考虑了对发热器件的散热，未考虑温控装置中低温冷却液流动对周围环境温度的影响，可能造成装置周边局部温度的波动，从而影响光刻机内部整体的温度均一性和稳定性。再例如公开号为CN214174826U的中国实用新型专利公开了光刻设备、测量系统和安装装置，其通过盘管的方式对设备进行温控，但亦只考虑了对被控设备的降温，未考虑其冷却液对环境温度所造成不利的影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种隔绝内部温度波动的温控装置及其解耦控制方法，主要用于解决在对光刻设备进行温控时，由于用于温控的冷却液与外界环境产生热交换所导致的环境温度波动的现象；以及提供一种该装置的解耦控制方法，通过夹层流道为气体或温控液体的解耦控制方式减少内层微流道和外层流道彼此之间的温度耦合，并通过微流道内置温度传感器的方式提高被控设备的温控效率。

本发明所采用的技术方案是：

一、一种隔绝内部波动的温控装置：

包括装置盒体、内层微流道、夹层流道、外层流道、温控水入口、温控水出口、冷却液入口、冷却液出口、夹层温控水入口、夹层温控水出口和多个温度传感器；装置盒体内部从上到下开设外层流道、夹层流道和内层微流道，外层流道、夹层流道和内层微流道均贯通于装置盒体的两侧设置；其中内层微流道两端分别作为冷却液入口、冷却液出口，夹层流道两端分别作为夹层温控水入口、夹层温控水出口，外层流道两端分别作为温控水入口、温控水上出口；装置盒体顶面上设有微翅片，微翅片沿平行于外层流道、夹层流道和内层微流道流通方向布置；装置盒体底面中间、装置盒体顶面的微翅片中央、温控水出口、冷却液出口均布置有温度传感器，装置盒体底面接触连接于被控物体表面。

所述内层微流道是由一层由众多微流道沟槽所构成，其两端分别与冷却液入口和冷却液出口连通。