CN103309369A - 光学系统内部腔室精密气体控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种光学系统内部腔室精密气体控制装置，包括：光学系统；气体控制回路，所述气体控制回路采用控制参数解耦方法设计。一种光学系统内部腔室精密气体控制方法，包括气体控制回路控制参数解耦方法，具体为：给出控制参数集；对控制参数集进行敏感性分析；对控制参数集进行相对独立性分析；对控制参数进行初次分段；选择控制装置；判断控制装置可行性；若可行，气体控制回路构建完成；若不可行，进行二次分段；选择控制装置；判断每段控制装置可行性，若可行，气体控制回路构建完成；若不可行，再分段，直至可行。本发明可对气体回路进行多参数解耦；实现高倍降压；抑制二次污染；压力稳定性好；参数在线可调，以及结构简单，可靠性高，维护方便。

Description

光学系统内部腔室精密气体控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种用于将输入的压缩气体调节并稳定在所需压力和流量的气体压力控制装置及其方法，尤其涉及一种光学系统内部腔室精密气体控制方法及其装置。

背景技术

光学光刻中，成像光学系统的性能是决定集成电路特征尺寸大小和均匀性的关键因素。在集成电路特征尺寸越来越小、越来越均匀的要求下，光学系统本身的结构变得越来越复杂，不仅对构成光学系统的透镜材料、加工精度要求越来越高，而且对光学系统内、外部环境条件提出了更加苛刻的要求，包括污染、温度、压力等。

普遍采用向光学系统内部腔室充入净化气体的方法来进行光学系统的污染控制，其目的是通过保持光学系统内部气体与外部环境大气的相对过压，来避免外部环境中的大气污染物进入光学系统内部污染光学系统。由于光路对温度和压力的波动非常敏感，例如，对于1m长度的光路，温度变化0.01℃或气压变化3.5Pa，将引起10nm以上的波程差，所以必须保证光学系统内部温度、气压的稳定。

由于净化气体通常来自于外部储气罐，其输出的压力和温度都存在一定程度的波动，直接充入无法满足光学系统内部的温度、气压的稳定性要求，需要对充入光学系统内部腔室的净化气体进行温度和压力调节。另外，由于净化气体成本较高，所以在满足净化要求的前提下，需要对内部腔室耗气量进行约束。

请参阅图7，针对光学系统内部腔室，一种低压高精度气压控制装置，用于将光学系统内部腔室的压力和耗气量稳定在所需范围。所述低压高精度气压控制装置包括两个独立的回路：供气回路和排气回路，供气回路由减压阀、毛细管和作为供气回路旁路的单向安全阀和精度控制阀构成，排气回路由毛细管及连接管路构成。所述低压高精度气压控制装置的工作原理如下：气源系统提供的净化气体经初步处理后，由供气回路入口1进入装置内部的供气回路，经过减压阀4的初步降压后，输出到第一毛细管6，经第一毛细管6进一步降压后，将一定压力和流量的净化气体输送到光刻设备中光学系统10的内部腔室；净化气体对光学系统内部腔室进行循环净化后，通过排气回路经由第二毛细管11、出气口12直接排放到外部大气中。排气回路中的第二毛细管11对排出气体起到阻压、限流作用，使光学系统内部腔室与外部环境空气保持一定的压差。

所述低压高精度气压控制装置能够保证光学系统内部腔室较好的气压稳定性和流量稳定性；系统结构简单，不需要外部动力就能运行，在光刻设备故障时，也能对腔体进行不间断供气。但是，采用毛细管限流，一定长度的毛细管对应一个输出流量，一旦毛细管长度确定，光学系统内部腔室的耗气量将难以改变，使得装置的适应性变差；采用单一减压阀配合毛细管进行降压，同样使得对光学系统内部腔室的压力调节适应性变差；由于流经光学系统内部腔室的气体，其流量与压力为耦合参数，既要满足一定的压力，又要输出一定的流量，若没有其它可调装置的配合，很难保证光学系统内部腔室的压力和耗气量同时达到目标值；没有对输入气体的温度进行调节。

请参阅图8，针对光学投影装置和器件制造方法，所提出的一种气体净化方法和供气装置，用于向多个光学系统提供成分受控的混合净化气体，达到同时净化多个光学系统内部腔室的目的。该气压控制装置的工作原理如下：气源系统提供的压缩干空气(CDA)由供气回路入口110进入装置内部后，经过纯化装置128后，依次输出到流量计127，减压阀125，热交换器126，经分别限流后输出到多个需要净化的光学系统。该装置针对个别需要净化的光学系统，提供了加湿器150以调节输出压缩干空气的湿度到期望值。所述气体净化装置还提供两个并联的第一纯化器1283和第二纯化器1284交替对压缩干空气进行纯化。

所述气压控制装置可以对光学系统内部腔室的压缩干空气进行了温度和湿度控制；能够同时满足不同光学系统内部腔室的净化要求；可对输入到光学系统内部腔室压缩干空气实施在线纯化。但是，采用单一减压阀进行降压，以目前的减压阀能力，无法达到光学系统内部腔室所需的帕量级压力要求；没有考虑到光学系统内部腔室的特征对耗气量和压力的影响，没有考虑输出气体的回收问题。

精密光学系统需要工作在稳定的环境条件下，对于采用净化气体进行洁净处理的光学系统，输入的净化气体不仅需要进一步的洁净，而且要进行高倍降压(如10bar到100Pa)、稳压(如10Pa)、限流(如12NL/hour)、恒温(如0.01℃)处理。采用单一的节流或降压处理已经无法满足要求，有必要结合光学系统的自身特性采用更加合理的精密气体控制方法，并在此基础上提出一种可方便实施的精密气体控制装置。

针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明光学系统内部腔室精密气体控制方法及其装置。

发明内容

本发明是针对现有技术中，现有的光学系统采用毛细管限流，而一定长度的毛细管对应一个输出流量，一旦毛细管长度确定，光学系统内部腔室的耗气量将难以改变，使得装置的适应性变差；采用单一减压阀配合毛细管进行降压，同样使得对光学系统内部腔室的压力调节适应性变差；由于流经光学系统内部腔室的气体，其流量与压力为耦合参数，既要满足一定的压力，又要输出一定的流量，若没有其它可调装置的配合，很难保证光学系统内部腔室的压力和耗气量同时达到目标值；没有对输入气体的温度进行调节，以及采用单一的节流或降压处理已经无法满足要求等缺陷，提供一种光学系统内部腔室精密气体控制装置。

本发明的又一目的是针对现有技术中，现有的光学系统适应性差，无法满足要求等缺陷，提供一种光学系统内部腔室精密气体控制方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种光学系统内部腔室精密气体控制装置，所述光学系统内部腔室精密气体控制装置包括：光学系统，所述光学系统两端分别设置进气口和排气口，所述光学系统内部腔室充入净化气体；气体控制回路，与所述光学系统连通，用于控制光学系统内部腔室的气体，所述气体控制回路采用控制参数解耦方法设计，所述气体控制回路包括向所述光学系统输入净化气体的供气回路和用以排除所述光学系统内清洗气体的排气回路。

可选的，所述供气回路包括控制装置和与所述控制装置连接的辅助器件。

可选的，所述控制装置包括依次顺序连接的热交换器、一级减压阀、二级减压阀、毛细管，以及恒温热交换器。

可选的，所述净化气体来自所述光学系统的外部输入气源。

可选的，所述辅助器件包括设置在外部输入气源与所述热交换器之间的开关阀，设置在所述热交换器与所述一级减压阀之间的第一压力传感器，置于所述二级减压阀与所述毛细管之间的流量传感器，置于所述毛细管与所述恒温热交换器之间的纯化器。

可选的，所述气体控制回路中还包括具有单向节流功能的测试口，且所述测试口包括设置在所述一级减压阀和二级减压阀之间的第一测试口、设置在所述二级减压阀和所述流量传感器之间的第二测试口、设置在所述纯化器和所述恒温热交换器之间的第三测试口，以及设置在所述光学系统的投影物镜上的第四测试口。

可选的，所述光学系统内部腔室精密气体控制装置进一步包括与所述光学系统连接，并用于采集光学系统内部压力的第二压力传感器，置于所述二级减压阀与所述毛细管之间的流量传感器，连接所述第二压力传感器与所述流量传感器的控制器，以及与所述控制器连接的电控阀。

可选的，所述控制器的控制算法为PID算法。

可选的，所述电控阀的控制为PWM方式或者模拟量方式。

可选的，所述光学系统光学系统进气口一侧的内部腔室设置进气均流部件，且在所述进气均流部件上开设若干进气均流小孔。

可选的，所述光学系统排气口一侧的内部腔室设置排气均流部件，且在所述排气均流部件上开设若干排气均流小孔。

可选的，所述光学系统为投影物镜。

可选的，所述净化气体在光学系统内部腔室处于层流状态。

可选的，所述净化气体来自外部输入气源，所述外部输入气源为惰性气体、混合气体，或者压缩气体。

为实现本发明的又一目的，本发明提供一种光学系统内部腔室精密气体控制方法，所述控制方法包括气体控制回路控制参数解耦方法，所述控制参数解耦方法包括：给出气体控制回路的控制参数集；对控制参数集中的各参数进行敏感性分析；对控制参数集中的各参数进行相对独立性分析；在气体控制回路上对控制参数进行初次分段；为每段控制参数选择控制装置；判断每段控制装置的可行性；若可行，气体控制回路构建完成；若不可行，针对每段控制参数进行二次分段；为二次分段后的每段控制参数选择控制装置；判断每段控制装置的可行性，若可行，气体控制回路构建完成；若不可行，进行再分段，直至可行。

综上所述，本发明针对光学系统内部腔室洁净气体参数控制的特征，结合气体回路对控制参数进行分段解耦，并为每段控制参数选择控制装置，实现了光学系统内部腔室的精密气体控制。其优点在于：可对气体回路进行多参数解耦；实现高倍降压；抑制二次污染；压力稳定性好；参数在线可调，以及结构简单，可靠性高，维护方便。

附图说明

图1是本发明成像装置及其光学系统内部腔室的结构示意图；

图2是本发明光学系统内部腔室精密气体控制方法流程图；

图3是本发明光学系统内部腔室的气体分段控制示意图；

图4是本发明光学系统内部腔室精密气体控制装置的结构示意图；

图5是本发明光学系统内部腔室精密气体压力和流量测试曲线图；

图6是本发明具有绝对压力控制功能的光学系统内部腔室精密气体控制装置的结构示意图；

图7是现有低压高精度气压控制装置的结构示意图；

图8是现有气体净化方法和供气装置的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

第一实施方式

请参阅图1，图1所示为成像装置及其光学系统内部腔室的结构示意图。所述成像装置包括光学系统100，以及分别设置在所述光学系统100两侧的物面200和像面300。光路400经物面200后入射到光学系统100，在光学系统100内部进行处理后，投影到像面300。光学系统100内部腔室充满净化气体，气体的均匀流动可增强洁净效果。为实现气体流动，在光学系统100两端分别设置进气口101和排气口102。为实现输入气流的均匀性，在光学系统100进气口101一侧的内部腔室设置进气均流部件103。所述进气均流部件103上开设若干进气均流小孔104以达到均流效果，并实现最终的进气层流105。为实现输出气流的均匀性，在光学系统100排气口102一侧的内部腔室设置排气均流部件106。在所述排气均流部件106上开设若干排气均流小孔107以达到均流效果，并实现最终的排气层流108。在本实施例中，所述光学系统100为投影物镜。

请继续参阅图1，所述净化气体的流动方向为：从进气口101进入内部腔室后，被进气均流部件103分流，并从进气均流小孔104流出后均布到光学系统100内部，对光学系统100实施净化后，从排气均流小孔107排出，在排气均流部件106处被集流，后再经排气口102排出。其中，所述进气口101处输入的气源来自所述光学系统100外部的气源(未图示)，气源为能够对光学系统100起到净化作用的气体介质。在本实施例中，气源可以是惰性气体、混合气体、压缩空气等。

对于精密的光学系统100，如本实施例中投影光刻设备的投影物镜，来自光学系统100的外部输入气源600的气体无法直接使用，需要进行高倍降压、稳压、限流、恒温处理。因此，需要建立气体控制回路500来达到对光学系统内部腔室的气体控制。由理想气体的状态方程PV＝nRT可知，气体控制回路500的压力、流量、温度是一组耦合参数，对这些参数的控制无法一步完成，需要在解耦的基础上采用不同的控制手段。

请参阅图2，图2所述为光学系统内部腔室精密气体控制方法流程图。所述光学系统内部腔室精密气体控制方法包括气体控制回路控制参数解耦方法，所述控制参数解耦方法为：

执行步骤S1：给出气体控制回路500的控制参数集；

在步骤S1中确定控制参数集Φ。控制参数集的确定需要考虑目标参数和输入参数。光学系统100内部腔室的气体控制目标参数为：相对过压100Pa、压力波动10Pa、流量12NL/hour、温度22℃、温度波动0.01℃。光学系统100内部腔室的净化气体来自外部气罐，光学系统100的外部输入气源600的气体具有如下参数：10bar左右压力、1bar左右的压力波动、5℃左右的温差、1℃左右的温度波动、100NL/min以上流量。通过参数对比不难发现，投影物镜内部腔室气体控制的参数集Φ＝{高倍降压(从10bar到100Pa)、稳压(从1bar到10Pa)、限流(从200NL/min到12NL/hour)、控温(22℃)、恒温(从1℃到0.01℃)、稳流(1NL/hour)}。

执行步骤S2：对控制参数集中的各参数进行敏感性分析；

在步骤S2中进行参数的敏感性分析。通过计算控制参数集Φ各参数的变化梯度可知，高倍降压和稳压梯度最大，又根据气体回路的设计常识，在气体回路中始终伴随有压力损失，直至输出与环境压力保持一致。所以，压力为光学系统100内部腔室气体控制的最敏感参数，流量次之，温度最后。从解决突出矛盾的角度出发，气体回路的设计从压力控制入手。而且在气体回路中必然包括高倍降压、稳压和背压的三个压力段。

执行步骤S3：对控制参数集中的各参数进行相对独立性分析；

在步骤S3中进行参数相对独立性分析，以最敏感参数为基础分析其他参数相对该参数的独立性。这里以温度为例说明温度相对于压力的相对独立性。在控制参数集中与温度有关的控制参数有：控温和恒温。对于控温，主要目的是带走气体中多余的热量或补充气体中不足的热量，以热交换为主。由于高压气体密度高于低压气体，所以高压下的气体具有更好的换热效率。将这一特征代入三个压力段可知，控温在高倍降压前更加合理。同理可得，恒温则在稳压后实施更有效。针对流量的分析发现，可以在高倍降压的同时实现限流，在背压段实现稳流。

执行步骤S4：在气体控制回路上对控制参数进行初次分段；

在步骤S4中进行初步分段，根据上面的分析，在气体控制回路上本发明初步分段D＝(控温段、高倍降压限流段、恒温段、稳压段、背压稳流段)。其中，背压段需要布置在气体回路的输出侧。

执行步骤S5：为每段控制参数选择控制装置；

在步骤S5中为每段控制参数选择控制装置。控温段选择热交换器；背压段选择节流阀实施背压；稳压段可以选择气罐，但对于大体积的投影物镜，其本身就能充当气罐功能；恒温段选择恒温热交换器；高倍降压限流段可选择减压阀、节流阀或毛细管。

执行步骤S6：判断每段控制装置的可行性；

在步骤S6中进行控制装置的可行性判断，判断依据可以是成本、体积、实现指标的难易程度等，对光学系统100各段控制参数的判断可知，高倍降压限流段需要实现500倍以上节流、1万倍以上降压，在实现上比较困难，需要进行控制参数的二次分段。其它参数的控制可方便实现。

执行步骤S7：若可行，气体控制回路500构建完成；

执行步骤S8：若不可行，针对每段控制参数进行二次分段；

在步骤S8中进行控制参数的二次分段，根据高倍降压限流目标，分为减压段、节流减压段。减压段实现100倍减压，节流减压段实现500倍以上节流和减压。

执行步骤S9：为二次分段后的每段控制参数选择控制装置；

在步骤S9中为每段控制参数选择控制装置。节流减压段选择毛细管，减压段采用精密减压阀实现。

执行步骤S10：判断每段控制装置的可行性，若可行，气体控制回路500构建完成；若不可行，进行再分段，直至可行。

在步骤S10中进行控制装置的可行性判断，判断依据可以是成本、体积、实现指标的难易程度等，对高倍降压限流段的各控制参数的判断可知，节流减压段可方便实现，减压段则需要两次减压。

请参阅图3，图3所示为通过上述分析所获得的光学系统内部腔室的气体分段控制示意图。图3下部分所示为气体控制回路500，其中，所述气体控制回路500与所述光学系统100连通，并用以控制光学系统内部腔室的气体。所述气体控制回路500具体包括分别位于所述光学系统100两侧的外部气源输入端501和输出端502。图3上部分所示为分段控制图，纵坐标为各段压力P变化图，横坐标为气体控制回路500。所述气体控制回路500包括控温段503，一次降压段504，二次降压段505，节流减压段506，恒温段507，稳压段508，背压稳流段509。

请参阅图4，图4所示为光学系统内部腔室精密气体控制装置结构示意图。所述光学系统内部腔室精密气体控制装置包括光学系统100和与所述光学系统100连通的第一气体控制回路510。其中，所述第一气体控制回路510包括向所述光学系统100输入净化气体的供气回路和用以排除所述光学系统100内清洗气体的排气回路。

供气回路包括控制装置和辅助器件，控制装置进一步包括依次顺序连接的热交换器511、一级减压阀512、二级减压阀513、毛细管514，以及恒温热交换器515。辅助元器件包括开关阀517、第一压力传感器518、流量传感器519，以及纯化器520。其中，所述开关阀517设置在光学系统100的外部输入气源600与所述热交换器511之间。所述第一压力传感器518设置在所述热交换器511与所述一级减压阀512之间，用于检测输入净化气体压力。所述流量传感器519置于所述二级减压阀513与所述毛细管514之间，用于检测输入净化气体流量。所述纯化器520置于所述毛细管514与所述恒温热交换器515之间，用于对净化气体进一步净化。所述光学系统100的外部输入气源600与所述外部气源输入端501连通，所述外部输入气源600为能够对光学系统100起到净化作用的气体介质。在本实施例中，气源可以是惰性气体、混合气体、压缩空气等。

排气回路主要的控制装置是节流阀516。所述节流阀516的一端与所述光学系统100的排气口102连通，所述节流阀516的另一端与所述排气回路的输出端502连通。

同时，为了方便对气体回路中的各参数进行测试，气体回路中增加了具有单向节流功能的测试口。其中，所述测试口包括设置在所述一级减压阀512和二级减压阀513之间的第一测试口521、设置在所述二级减压阀513和所述流量传感器519之间的第二测试口522、设置在所述纯化器520和所述恒温热交换器515之间的第三测试口523，以及设置在所述光学系统100的投影物镜上的第四测试口524。

在本实施例中，净化气体流向为：从外部输入气源输入端501输入后，净化气体流经开关阀517，首先在热交换器511处进行冷却或者加热，然后在第一压力传感器518处进行压力测量，并流经一级减压阀512进行第一次减压，随后流经第一测试点521，流经二级减压阀513进行第二次减压，流经第二测试点522，流经流量传感器519进行流量测量，流经毛细管514进行降压限流，流经纯化器520进行净化处理，流经第三测试点523，流经恒温热交换器515进行恒温处理，流经光学系统100，流经节流阀516，最后从输出端502处输出。

请参阅图5，图5所示为将所述第一气体控制回路510应用于光学系统100后，测试光学系统内部腔室压力和流经气体回路流量所得的测试曲线图。曲线图中，横坐标表示时间，以分钟为单位；左侧纵坐标表示流量，以NL/min为单位；右侧纵坐标表示压力，以Pa为单位。图中，第一曲线525为压力测量值，第二曲线526为流量测量值。由图可知，气体回路的流量能够控制在11.5～13NL/min的范围内，达到指标要求；投影物镜内部腔室气体的压力能够稳定在90～100Pa范围内，达到指标要求。

第二实施方式

第二实施方式与所述第一实施方式不同之处在于，所述第二实施方式所涉及光学系统内部腔室要求进行绝对压力控制，采用上述方法设计的第一气体控制回路需要做相应调整。第二实施方式与第一实施方式相同部分采用相同的编号，相同之处不予赘述。

请参阅图6，图6所示为具有绝对压力控制功能的光学系统内部腔室精密气体控制装置结构示意图。所述带有绝对压力控制功能的光学系统内部腔室精密气体控制装置包括光学系统100、第二气体控制回路550和控制系统组成。第二气体控制回路550包括供气回路和排气回路两部分。供气回路包括控制装置和辅助器件。所述控制装置进一步包括依次顺序连接的热交换器511、一级减压阀512、二级减压阀513、毛细管514、恒温热交换器515。辅助元器件包括开关阀517、第一压力传感器518、流量传感器519、纯化器520。所述第一压力传感器518设置在所述热交换器511与所述一级减压阀512之间，用于检测输入净化气体压力。所述流量传感器519置于所述二级减压阀513与所述毛细管514之间，用于检测输入净化气体流量。所述纯化器520置于所述毛细管514与所述恒温热交换器515之间，用于对净化气体进一步净化。所述光学系统100的外部输入气源600与所述外部气源输入端501连通，所述外部输入气源600为能够对光学系统100起到净化作用的气体介质。在本实施例中，气源可以是惰性气体、混合气体、压缩空气等。

排气回路主要的控制装置是电控阀551。所述电控阀551的开度可进行步进调节。

同时，为了方便对气体回路中的各参数进行测试，气体回路中增加了具有单向节流功能的测试口。其中，所述测试口包括设置在所述一级减压阀512和二级减压阀513之间的第一测试口521、设置在所述二级减压阀513和所述流量传感器519之间的第二测试口522、设置在所述纯化器520和所述恒温热交换器515之间的第三测试口523，以及设置在所述光学系统100的投影物镜上的第四测试口(未图示)。

在本实施例中，净化气体流向为：从外部气源输入端501输入后，流经开关阀517，在热交换器511处进行冷却或加热，然后在第一压力传感器518进行压力测量，流经一级减压阀512进行第一次减压，流经第一测试点521，流经二级减压阀513进行第二次减压，流经第二测试点522，流经流量传感器519进行流量测量，流经毛细管514进行降压限流，流经纯化器520进行净化处理，流经第三测试点523，流经恒温热交换器515进行恒温处理，流经光学系统100，流经电控阀551，最后从输出端502输出。

控制系统包括与所述光学系统100连接，并用于采集光学系统内部压力的第二压力传感器552、置于所述二级减压阀513与所述毛细管514之间的流量传感器519、连接所述第二压力传感器552与所述流量传感器519的控制器553，以及与所述控制器553连接的电控阀551组成。其中，第二压力传感器552用于采集光学系统内部压力，流量传感器519用于测量输入光学系统内部净化气体的流量，控制器553用于计算并控制电控阀551的开度，电控阀551用于开度调节。

绝对压力控制的原理为：首先，流量传感器519将采集到的流量值输出给控制器553，第二压力传感器552将采集到的压力值输出给控制器553，控制器553将所要达到的目标压力值与测试压力值进行比较，获得偏差数据，控制器553采用控制算法计算电控阀551的开度，同时根据流量数据对电控阀551的开度进行补偿，之后控制器553将开度信号输出给电控阀551，电控阀551将开度调整到所需开度值，通过对流量的调节使光学系统100保持在恒定的压力值。控制器553中的控制算法可以采用PID算法或其它适用的算法。对电控阀551的控制可以是PWM或模拟量方式。

综上所述，本发明针对光学系统内部腔室净化气体参数控制的特征，结合气体回路对控制参数进行分段解耦，并为每段控制参数选择控制装置，实现了光学系统内部腔室的精密气体控制。其优点在于：可对气体回路进行多参数解耦；实现高倍降压；抑制二次污染；压力稳定性好；参数在线可调，以及结构简单，可靠性高，维护方便。

Claims (10)

1.一种光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

光学系统，所述光学系统两端分别设置进气口和排气口，所述光学系统内部腔室充入净化气体；

气体控制回路，与所述光学系统连通，用于控制光学系统内部腔室的气体，所述气体控制回路采用控制参数解耦方法设计，所述气体控制回路包括向所述光学系统输入净化气体的供气回路和用以排除所述光学系统内清洗气体的排气回路。

2.如权利要求1所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述供气回路包括控制装置和与所述控制装置连接的辅助器件，所述控制装置进一步包括依次顺序连接的热交换器、一级减压阀、二级减压阀、毛细管，以及恒温热交换器；所述净化气体来自光学系统的外部输入气源；所述辅助元器件进一步包括设置在光学系统的外部输入气源与所述热交换器之间的开关阀、设置在所述热交换器与所述一级减压阀间并用于检测输入净化气体压力的第一压力传感器、设置在所述二级减压阀与所述毛细管之间并用于检测输入净化气体流量的流量传感器，以及设置在所述毛细管与所述恒温热交换器之间并用于对净化气体进一步净化的纯化器。

3.如权利要求2所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述气体控制回路中还包括具有单向节流功能的测试口，且所述测试口包括设置在所述一级减压阀和二级减压阀之间的第一测试口、设置在所述二级减压阀和所述流量传感器之间的第二测试口、设置在所述纯化器和所述恒温热交换器之间的第三测试口，以及设置在所述光学系统的投影物镜上的第四测试口。

4.如权利要求3所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述光学系统内部腔室精密气体控制装置进一步包括与所述光学系统连接，并用于采集光学系统内部压力的第二压力传感器，置于所述二级减压阀与所述毛细管之间的流量传感器，连接所述第二压力传感器与所述流量传感器的控制器，以及与所述控制器连接的电控阀。

5.如权利要求1所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述光学系统进气口一侧的内部腔室设置进气均流部件，且在所述进气均流部件上开设若干进气均流小孔。

6.如权利要求1所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述光学系统排气口一侧的内部腔室设置排气均流部件，且在所述排气均流部件上开设若干排气均流小孔。

7.如权利要求1所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述光学系统为投影物镜。

8.如权利要求2所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述外部输入气源为惰性气体。

9.如权利要求2所述的光学系统内部腔室精密气体控制装置，其特征在于，所述外部输入气源为压缩气体。

10.如权利要求1所述的光学系统内部腔室精密气体的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括气体控制回路控制参数解耦方法，所述控制参数解耦方法包括：

给出气体控制回路的控制参数集；

对控制参数集中的各参数进行敏感性分析；

对控制参数集中的各参数进行相对独立性分析；

在气体控制回路上对控制参数进行初次分段；

为每段控制参数选择控制装置；

判断每段控制装置的可行性，若可行，气体控制回路构建完成，若不可行，针对每段控制参数进行二次分段；

为二次分段后的每段控制参数选择控制装置；

判断每段控制装置的可行性，若可行，气体控制回路构建完成；若不可行，进行再分段，直至可行。

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