浸没光刻机浸液温控系统设计分析与实现
光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究
光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究
近年来，随着复杂电子产品制造的迅速发展，光刻机已成为现代电子设备制造的关键技术。
由于要制造精密电子元器件，光刻机的温度精度要求很高。
因此，研究开发出精确控制光刻机温度的模块和算法变得尤为重要。
为了实现精确控制光刻机温度，本研究工作主要包括以下几个方面：（1）分析光刻机温度控制精度的实际需求，并研究光刻机温度控制潜在的技术问题；（2）研发出一种精准控制光刻机温度的模块；（3）设计精准光刻机温控算法。
为了分析当前光刻机温度控制的实际需求，首先，基于光刻机工作机理，研究了光刻机温度控制的基本原理和实验要求；其次，分析了温度控制的基本要求，研究了温度控制精度所受到的影响因素。
基于上述分析结果，本研究研发出一种精准控制光刻机温度的模块，该模块包括传感器、控制器以及有关仪器仪表和系统组成部件，能够获取和处理外界环境中水温等实时信号，并根据算法精确地控制光刻机的加热温度。
在模块设计的基础上，还研究了精准光刻机温控的算法，考虑了水温可能受到的各种因素，如水流量、水的质量、加热器负荷等。
通过研究，确定了系统的温控算法，并对其进行了优化，以确保光刻机加热温度的精确控制。
通过本次研究工作，研发了精准控制光刻机温度的模块和精准控制算法，并将其应用在某型号的光刻机上进行了测试，结果表明，所
研究的模块和算法能够满足光刻机温度控制的实际需求，且加热温度的误差可控制在0.2℃以内，提高了光刻机的温度控制精度，为光刻机的正常运行提供了可靠的技术支撑。
总之，本研究不仅研发出光刻机温度控制模块，还研究了相应的温控算法，为满足光刻机生产过程中对精度控制的要求，提供了可靠的技术支持。
光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究
光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究本文主要探讨的是光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究。
光刻机是半导体制造中必不可少的设备，其对于温度的控制要求非常严格。
本文首先介绍了光刻机的工作原理以及对水温控制的要求。
然后详细讨论了温控模块的设计，包括硬件和软件的实现，还介绍了常见的温度传感器和控制器。
最后，我们重点
研究了温度控制算法，包括PID控制算法和模糊控制算法，分析了它们的优缺点
和适用范围。
在本文中，我们首先介绍了光刻机的工作原理和对温度控制的要求。
光刻机通过使用光刻胶和掩膜来制造芯片，而光刻胶的性质与温度密切相关。
因此，对于光刻机来说，温度控制是至关重要的。
在光刻机中，水通常被用作冷却介质来控制温度，因此对水温控制的要求非常严格。
接下来，我们讨论了温控模块的设计。
温控模块是光刻机温度控制系统中的一个关键组件，它可以通过监测温度并控制水流来实现精密的温度控制。
硬件方面，温控模块包括温度传感器、控制器和执行机构。
温度传感器可以测量水的温度，并将其转换为电信号，控制器则可以根据电信号的大小来控制执行机构，进而调整
水流量，以达到精密的温度控制。
软件方面，我们使用了LabVIEW来实现温控模
块的控制和监测。
浸没式光刻技术
浸没式光刻技术摘要：光刻工艺直接决定了大规模集成电路的特征尺寸，是大规模集成电路制造的关键工艺。
作为光刻工艺中最重要设备之一，光刻机一次次革命性的突破，使大模集成电路制造技术飞速向前发展。
因此，了解光刻技术的基本原理，了解提高光刻机性能的关键技术以及了解下一代光刻技术的发展情况是十分重要的。
本文就以上几点进行了简要的介绍。
沉浸式光刻技术是在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。
实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。
沉浸式光刻技术是在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。
实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。
关键词：沉浸式光刻、大规模集成电路、折射率目录浸没式光刻技术 (1)目录 (2)第一章背景 (3)1.1 概论 (3)第二章光刻技术 (4)2.1 193nm浸没式光刻技术 (4)2.1.1浸没液体（积淀、气泡、光吸收） (5)2.1.2液体浸没方式(局部浸没法) (5)2.1.3大数值孔径投影物镜的设计（折反式投影物镜） (7)2.1.4 偏振光照明(无损偏振光照明系统) (8)2.1.5液体温度变化带来的影响(热量累积效应) (9)2.1.6气泡的消除(曝光缺陷) (9)2.1.7光刻胶与污染(污染沉积) (9)2.2 浸没式光刻机浸液控制技术研究 (9)2.2.1 浸液控制关键技术研究 (9)2.2.2 浸液控制系统的研制 (11)2.3 控制总结 (13)第三章展望 (14)参考文献 (15)第一章背景1.1 概论沉浸式光刻技术是在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。
实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。
光刻机浸液系统工作原理
光刻机浸液系统工作原理
光刻机浸液系统是光刻技术中的一个重要组成部分，主要用于在光刻过程中对光刻胶进行浸液处理。
其工作原理如下：
1. 胶液供给：光刻机浸液系统通过管道将胶液输送到浸液槽中。
胶液一般是经过一系列处理和净化的，以确保其质量和纯度。
2. 浸液槽：浸液槽是一个用于容纳胶液的容器，通常由耐腐蚀性材料制成。
光刻胶所涂覆的晶片在光刻过程中被浸泡在浸液槽中，以实现胶液与晶片的接触和浸润。
3. 浸液控制：浸液系统通过控制浸液槽中的胶液流动来实现对浸液过程的控制。
通常采用泵或气动装置来控制胶液的流动速度和流量。
4. 浸液时间控制：在光刻过程中，浸液时间对于胶液与晶片的接触和浸润非常重要。
浸液系统通过控制浸液槽中胶液的流动时间来实现对浸液时间的控制。
5. 浸液温度控制：浸液温度对于光刻胶的性能和光刻过程的稳定性也非常重要。
浸液系统通常会配备温度控制装置，以确保浸液的温度在设定的范围内。
总的来说，光刻机浸液系统通过控制胶液的供给、流动、时间和温度等参数，实现对光刻胶的浸润和处理，以保证光刻过程的质量和稳定性。
光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究
光刻机精密水温控制系统的温控模块设计及其算法研究
一、温控模块的设计
光刻机是一种用来显微加工和检测各种形状尺寸的产品的设备。
它的工作精度和稳定
性要求较高，因此尤其需要对水温进行准确的控制。
本文以自适应控制理论为理论支撑，
设计出一种精密水温控制模块。
1、模块结构设计
该温度控制模块主要由传感器、温度采集模块、温度控制模块、水泵及其他元件组成，如图1所示。
图1 温控模块结构示意图
（1）传感器从水池中探测水温，把水温信号发给采集模块进行采集；
（3）温度控制模块把水温信号和用户设定值比较，控制模块控制水泵，启动热源使
水温调整至设定温度，控制精度可以达到±0.5℃；
（4）若水温大于设定温度，控制模块指令水泵停止供水，关闭热源；若水温小于设
定温度，控制模块指令水泵启动供水，开启热源，使水温调整至设定温度。
二、温控模块的算法研究
光刻机精密水温控制系统中温控模块采用自适应控制理论，采用改进的PID结构控制
算法，具有良好的控制性能，以克服温度变化时参数调整困难等缺点，实现环境温度准确
稳定地控制。
1、自适应PID解析
自适应PID算法通过结合“经典”PID控制与模型反馈的合理组合，能自动调整PID
参数，解决经典PID参数的调节难度问题，因此其应用十分广泛。
2、对比分析
经过模拟实验对比，采用自适应PID算法控制精度比采用传统PID控制高，在温度控
制上可以实现更为精确及稳定的控制。
浸没光刻机浸液温控系统设计分析与实现
浸没光刻机浸液温控系统设计分析与实现浸没光刻机是应用于集成电路制造的关键设备,其浸没系统的浸液温度是影响其性能指标的关键因素之一。
浸液温度控制的性能主要由浸液系统的结构与浸液系统的控制算法决定,本文主要研究浸液系统的结构。
主要研究工作和结论如下:提出了使用冷却水通过热交换器控制浸液温度和调节冷却水的流量控制浸液温度的稳定性的浸液温控原理。
与通过直接加热和制冷方式控制浸液温度的原理相比,有效地利用了工厂的冷却水系统,无需制冷加热装置,降低了用户使用成本,且可以获得更高的温度稳定性和抗干扰能力。
提出了在浸液温控回路中嵌套循环回路的初步技术方案,使部分浸液一直处于温控状态,增大回路中浸液流量,从而使其抗环境温度变化产生的扰动的能力更强,同时,将流量伺服阀设计在循环回路中对出口流量进行调节,避免了对出口温度的影响。
并建立了实验装置对该技术方案进行了实验验证,实验数据表明,该技术方案可以获得更好的温度稳定性。
样机设计将温控系统与浸液处理系统进行了集成,分析了污染处理器件、去气器件和流量泵等产生热量对浸液温度的干扰,将上述器件设计在循环回路的前端,有效降低了其对温控控制的影响。
完成了结构详细设计,并实现了样机的制造集成。
样机的测试结果表明该系统达到了22±0.01℃@30分钟的温度控制性能,实现了用户需求的主要功能,并通过了用户的测试,为浸没光刻机浸液控制系统的研发奠定了良好的技术基础。
浸没式光刻机浸液温度控制算法研究
浸没式光刻机浸液温度控制算法研究
浸没式光刻机是现阶段用于集成电路规模生产最先进的设备，分辨率和套刻精度是其关键性能指标，浸液温度是影响上述两个关键指标的主要因素之一。
本文针对浸液温度的高精度要求，设计一种浸液温度控制算法。
该算法借助热交换器，通过工艺冷却水（PCW）和浸液在热交换器中换热调节浸液的温度，改变PCW的流量，进而改变两种流体的热交换量，从而改变热交换器出口的浸液温度。
论文设计了该控制系统的原理图，提出一种两级串级控制模型，两级控制对应系统中的两个流量伺服阀内环为流量闭环反馈控制，内环为流量控制，通过设定流量值来调节流量伺服阀开口，外环为温度控制，通过算法设定内环循环流量。
这种结构能够很好的隔离系统中的各种扰动，降低时滞和系统的非线性对控制带来的难度。
本文建立了热交换器、流量伺服阀、管路、传感器等系统中物理对象的传递函数，以及系统中入口扰动带来的稳态出口波动和动态出口变化，发现这是一个非线性，多扰动、时滞较大的系统。
本文提出分阶段模糊PI控制器并对该控制器加以分析。
最后进行该控制器的算法设计与仿真，与普通PI控制进行比较，验证了算法的有效性。
浸没光刻机浸液流场密封气体温控技术研究
浸没光刻机浸液流场密封气体温控技术研究浸没式光刻机是迄今为止在45nm以下集成电路生产线上唯一得到广泛使用的半导体制造设备,浸没流场非接触式密封是浸没式光刻的核心技术之一。
气体作为流场密封的主要介质,其温度的精度和稳定性将直接影响整个浸没系统和光刻环境。
本文围绕密封浸没流场的气体的温度控制开展研究,完成了以下的研究工作:依据浸没流场的气密封原理,对气体进入浸没单元后温度变化进行了流体仿真分析,确定了气体温控系统的需求指标。
综合分析了密封气体温度、湿度、洁净度和压力流量等指标的关系,设计了供气系统的供气回路,确定了供气系统方案的温度控制方案。
提出了基于载热体回流的气液换热的气体温控方案。
比较了直接温控(加热制冷)和间接温控(热交换)各自的特点,并根据气体温控系统小流量、高精度等特点,选择气液换热的控温方式。
分析了换热器的静态特性,选择了通过改变载热体温度来控制换热量的温控方式。
同时针对载热体温控,提出了基于循环回路的控温方式,并深入分析了其特性,有效地提高了温控系统的惯性,改善了系统的控制特性。
完成了气体温控算法的设计,针对气体温度控制系统多干扰的特点,采用了串级控制结构,将干扰集中在内环。
为了提高气体温控系统的鲁棒性,引入了基于内模控制原理和最大灵敏度的串级PID控制器参数整定的方法,主、副控制器分别根据系统的鲁棒性和抗干扰性要求,选择了不同的灵敏度。
完成了气体温控装置的详细设计,包括电控方案设计、电气原理图设计、机械框架设计、液路布局设计和电气结构设计。
仿真结果证明,该气体温度控制系
统具有良好干扰抑制能力和较强的鲁棒性,将应用于浸没光刻机的浸没流场密封气体温度控制。
光刻机浸没液体控制系统的研究现状及进展
光刻机浸没液体控制系统的研究现状及进展傅新;陈晖;陈文昱;陈颖【期刊名称】《机械工程学报》【年(卷),期】2010()16【摘要】浸没式光刻机是目前在45nm以下IC生产线上唯一获得应用的新光刻装备。
浸没控制系统是浸没式光刻机的核心子系统之一,用于在最后一片投影物镜和硅片之间,提供并维持具有高度洁净度与稳定性的缝隙流场,利用高折射率浸没液体,提高光刻分辨率。
介绍浸没控制系统的技术背景、组成及其特点,论述国外在液体浸没方式、液体动态密封、流场检测与控制、曝光热效应和气泡控制等关键技术方面的研究成果以及国内自主研发的进展。
针对浸没式光刻机向着更高光刻分辨率和更高生产率不断延伸的特点,对浸没液体控制系统的发展前景进行展望,指出其发展中面临的挑战与有待解决的关键技术,浸没液体控制系统将在浸没式光刻机的发展过程中继续扮演着重要角色。
【总页数】6页(P170-175)【关键词】浸没式光刻机;浸没控制系统;浸没液体【作者】傅新;陈晖;陈文昱;陈颖【作者单位】浙江大学流体传动及控制国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TH137【相关文献】1.圆形液体浸没射流冲击核沸腾传热的实验研究 [J], 周定伟;马重芳2.液体橡胶的研究进展Ⅲ.液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶和液体异戊二烯橡胶 [J], 梁滔;魏绪玲;龚光碧3.浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧特性的研究进展 [J], 吕爱敏;朱轶飞;孙喜龙4.外界热辐射对浸没在不同粒径多孔介质中液体燃料燃烧特性的实验研究 [J], 朱轶飞;陈晓婷;孔文俊;王宝瑞;吕爱敏5.圆形液体浸没射流冲击沸腾起始点的实验研究 [J], 周定伟;马重芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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浸没光刻机浸液温控系统设计分析与实现浸没光刻机是应用于集成电路制造的关键设备,其浸没系统的浸液温度是影响其性能指标的关键因素之一。
浸液温度控制的性能主要由浸液系统的结构与浸液系统的控制算法决定,本文主要研究浸液系统的结构。
主要研究工作和结论如下:提出了使用冷却水通过热交换器控制浸液温度和调节冷却水的流量控制浸液温度的稳定性的浸液温控原理。
与通过直接加热和制冷方式控制浸液温度的原理相比,有效地利用了工厂的冷却水系统,无需制冷加热装置,降低了用户使用成本,且可以获得更高的温度稳定性和抗干扰能力。
提出了在浸液温控回路中嵌套循环回路的初步技术方案,使部分浸液一直处于温控状态,增大回路中浸液流量,从而使其抗环境温度变化产生的扰动的能力更强,同时,将流量伺服阀设计在循环回路中对出口流量进行调节,避免了对出口温度的影响。
并建立了实验装置对该技术方案进行了实验验证,实验数据表明,该技术方案可以获得更好的温度稳定性。
样机设计将温控系统与浸液处理系统进行了集成,分析了污染处理器件、去气器件和流量泵等产生热量对浸液温度的干扰,将上述器件设计在循环回路的前端,有效降低了其对温控控制的影响。
完成了结构详细设计,并实现了样机的制造集成。
样机的测试结果表明该系统达到了22±0.01℃@30分钟的温度控制性能,实现了用户需求的主要功能,并通过了用户的测试,为浸没光刻机浸液控制系统的研发奠定了良好的技术基础。