本发明专利技术提出一种温度控制装置，用以控制一元件的温度。温度控制装置沿气体流向包括减压阀、涡流管、喷嘴。减压阀连接至气体输入接口，气体经过气体输入接口进入温度控制装置，减压阀调节气体气压并输出。涡流管包括入口、冷端和热端，入口连接至减压阀，涡流管处理气体后，分别从冷端和热端输出气体。喷嘴连接至冷端，输出气体对元件进行喷吹。控制器电性连接至减压阀，用以控制减压阀的输出的气体气压。一种具有温度控制装置的投影曝光装置及温度控制方法也一并提出。本发明专利技术提出的温度控制装置能够控制任何利用冷气流进行温度控制的元件，方法简洁，应用灵活。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种温度控制装置及方法，且特别涉及一种光刻设备中的掩模温度控制装置及方法。
技术介绍
光刻的制造方法使用到掩模，掩模的结构通常为石英基板上附着带有图形模版的铬层。光刻的过程为紫外光照射到掩模上，部分光透过掩模，部分光被铬层吸收，少量光被掩模反射，透过掩模的紫外光经过特定的成像系统在硅片表面形成需要的图像。在某些光刻工艺过程中，特别是后道封装的光刻工艺过程，曝光剂量很大，掩模上的铬层吸收很大的曝光能量，引起掩模温度的大幅升高。掩模的温度升高会造成掩模的热膨胀，带来曝光图像模版的变形，从而直接影响光刻的精度。因此在大曝光剂量的光刻过程中，掩模的温度需要得到有效控制。光刻设备中，一种常用的温度控制方式为使用气体喷吹，例如美国专利技术US6153877 中提出的一种投影曝光装置，使用喷吹洁净空气的方式对掩模进行温度控制。此装置需要较为复杂的温度控制和空气输送装置，同时进行温度控制的空气为常温空气，无法适用于掩模局部大热负荷的状况。在专利技术US6809793中提出了另一种控制掩模温度的方法，使用多个传感器监测掩模的温度，然后通过控制曝光时间来限制掩模的温升，该方法会降低产率，同时适用的曝光工艺过程也受到限制。在局部大热负荷部件冷却的应用中，涡流管制冷是一种较为有效的方式。如文献 “基于AT 89C52单片机的涡流管控制系统”中提出的，涡流管制冷量的自动控制可通过采用步进电机驱动涡流管热端节流阀，改变节流阀的开度来实现。这种控制方式需要复杂的电机驱动控制系统；同时，在降低气体温度时，冷端气体流量同时也相应减小了，无法实现降温效果的最大化；由于大部分气体从热端排出，气体的有效利用率较低。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于温度控制的装置及温度控制方法，结构简洁，使用灵活，能解决上述技术问题。为了达到上述目的，本专利技术提出一种温度控制装置，用以控制一元件的温度。温度控制装置包括减压阀，连接至气体输入接口，气体经过气体输入接口进入温度控制装置， 减压阀调节气体气压并输出；涡流管，包括入口、冷端和热端，入口连接至减压阀，涡流管处理气体后，分别从冷端和热端输出气体；喷嘴，连接至冷端，输出气体对元件进行喷吹；以及控制器，电性连接至减压阀，用以控制减压阀的输出的气体气压。进一步说，温度控制装置还包括温度传感器，设置于元件附近，用以测量元件的温度，温度传感器连接至控制器，控制器依据温度测量值控制减压阀输出气体的气压。进一步说，温度控制装置还包括气体过滤器，连接在减压阀与涡流管之间，以滤除气体中的杂质颗粒。进一步说，温度控制装置还包括两位两通电磁阀，连接在气体输入接口与减压阀之间，以实现气源的接通和切断。进一步说，上述元件为曝光过程中的掩模。进一步说，上述气体为压缩气体。本专利技术还提出一种具有温度控制装置的投影曝光装置，用以控制掩模的温度，沿光路依次包括照明模块，输出紫外光；掩模台，承载上述掩模，紫外光由上述掩模的图形区通过；投影物镜；硅片台，承载硅片，投影物镜将紫外光投影至硅片上，对硅片进行曝光； 温度控制装置，包括减压阀，连接至气体输入接口，气体经过气体输入接口进入温度控制装置，减压阀调节气体气压并输出；涡流管，包括入口、冷端和热端，入口连接至减压阀，涡流管处理气体后，分别从冷端和热端输出气体；喷嘴，连接至冷端，输出气体对掩模进行喷吹；以及控制器，电性连接至减压阀，用以控制减压阀的输出的气体气压。进一步说，喷嘴的个数为两个，对称设置在掩模的图形区的侧上方。进一步说，喷嘴为扁型，宽度大于掩模的图形区。进一步说，温度控制装置还包括温度传感器，设置于掩模附近，用以测量掩模的温度，温度传感器连接至控制器，控制器依据温度测量值控制减压阀输出气体的气压。进一步说，温度传感器的数目与掩模上图形区的数目相同。本专利技术还提供一种温度控制方法，用以控制一元件的温度，包括以下步骤测量元件的温度；当所测量到的温度与设定点的偏差值大于阈值，则根据偏差值计算并控制减压阀输出气体的气压；涡流管对减压阀输出的气体进行处理，从冷端将气体喷吹至元件，以降低元件的温度。本专利技术还提供一种温度控制方法，用以控制曝光投影装置中掩模的温度包括以下步骤根据曝光参数，计算并控制减压阀输出气体的气压；涡流管对减压阀输出的气体进行处理，从冷端将气体喷吹至掩模，以降低元件的温度。本专利技术所揭露温度控制装置能够用于任何利用冷气流进行温度控制的元件，特别适用于曝光投影装置中的掩模的温度控制。利用控制器控制减压阀输出的气体压力，从而控制涡流管冷端的输出气体温度和流量，所述温度控制方法简洁。同一套温度控制装置能够灵活采用开环或闭环的温度控制方法。附图说明图1所示为本专利技术较佳实施例的温度控制装置的结构示意图；图加所示为应用温度控制装置的投影曝光装置的正视图；图2b所示为应用温度控制装置的投影曝光装置的右视图。图3所示为本专利技术较佳实施例中温度控制装置的温度传感器与掩模位置关系示意图；图如所示为本专利技术较佳实施例中温度控制装置的喷嘴与掩模的位置关系主视示意图；图4b所示为本专利技术较佳实施例中温度控制装置的喷嘴与掩模的位置关系俯视示意图；图5所示为本专利技术较佳实施例中的第一种温度控制方法流程图6所示为本专利技术较佳实施例中的第二种温度控制方法流程图；图7所示为本专利技术较佳实施例中温度控制装置的控制参数标定方法流程图。具体实施例方式为了更好的了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。图1所示为本专利技术较佳实施例的温度控制装置的结构示意图。温度控制装置所包含的元件主要有压缩气体输入接口 1、两位两通电磁阀2、减压阀3、过滤器4、喷嘴5、涡流管6、节流阀7、排气口消声器8、压力传感器9、至少一个温度传感器10、控制器11。本实施例中，温度控制装置的控制对象是掩模12，本专利技术所述的温度控制装置及方法可具体应用于任何利用冷气流进行温度控制的控制对象，例如硅片、光学镜片或其它发热的部件，本实施例中仅针对掩模12进行叙述。温度控制装置所使用的气体较佳为压缩气体。按照压缩气体的流向来看，气体接入口 1、两位两通电磁阀2、减压阀3、气体过滤器4、涡流管6依次连接，气体由装置的气体接入口 1进入温度控制装置，依次通过上述元件。两位两通电磁阀2实现气体气源的接通和切断。减压阀3对气体进行压力控制后， 将气体送入气体过滤器4，以滤除气体中的杂质颗粒，用以满足特定对象的洁净度需求。接下来，气体进入涡流管6。涡流管6包括入口、冷端和热端，涡流管6的冷端连接至喷嘴5。气体从入口进入涡流管6并经过涡流管6处理后，冷端输出的气体通过喷嘴5， 对掩模12进行喷吹，实现掩模12的温度控制。涡流管6热端输出的气体通过排气口消声器8排出。涡流管6的入口能够连接压力传感器9，用以实现对涡流管6入口气体压力的监控。涡流管6热端与排气口消声器8之间可以接入节流阀7，用以对涡流管6冷、热端气体输出比例进行调整，实现涡流管6冷端输出气体和掩模12温度控制需求的最优匹配。减压阀3、涡流管6、控制器11构成了本专利技术提出的温度控制装置的核心，为了更好的实现温度控制，温度控制装置中还包括多个辅助部件，本领域技术人员能够得知，本实施例中两位两通电磁阀2实现气源的接通和切断功能也可通过减压阀3输出为零来实现切断，输出不为零而实现接通；气体过滤器4的设本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种温度控制装置，用以控制一元件的温度，其特征在于，包括：减压阀，连接至气体输入接口，气体经过所述气体输入接口进入所述温度控制装置，减压阀调节气体气压并输出；涡流管，包括入口、冷端和热端，所述入口连接至所述减压阀，所述涡流管处理气体后，分别从所述冷端和热端输出气体；喷嘴，连接至所述冷端，输出气体对所述元件进行喷吹；以及控制器，电性连接至所述减压阀，用以控制所述减压阀的输出的气体气压。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵滨，王飞，汤勇，霍志军，梁任成，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。