CN108828906A - 一种用于模拟浸没流场运动的试验台 - Google Patents

一种用于模拟浸没流场运动的试验台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种用于模拟浸没流场运动的试验台，包括：倒挂式升降台、角度调平位移台、微型传感头型分光干涉式激光位移计、PLC控制器、电机、流量器、电机安装底座、后支撑板、上顶板、两个工型顶住、升降台固定块、驱动电机安装板、第二齿轮、第一齿轮、驱动电机、传感器安装板；本发明所取得的有益效果有：1、减少了换型时间，将换模时间由原来的1小时减少到20分钟；2、解决了传统试验台实验过程中浸没流场的高度发生变化和实验精度不高的问题；3、浸没流场的高度自反馈系统，提高了实验精度并且将浸没流场的高度实验限制由传统试验台的0.2毫米，提高到0.1毫米以上，满足了浸没流场的高度要求(要求为0.1毫米)。

Description

一种用于模拟浸没流场运动的试验台
技术领域
本发明涉及模拟浸没式光刻浸没流场运动的方法，具体来说，涉及一种用于模拟浸没流场运动的试验台。
背景技术
浸没式光刻作为45nm以下应用最广的光刻技术，如何满足浸没式光刻高生产率的要求，提高浸没式光刻的扫描速度，是目前浸没式光刻的核心问题。投影物镜和硅片缝隙间的流场在高速扫描运动下的密封性和稳定性限制了浸没式光刻机的产率和良品率。安装在投影物镜和硅片间的浸没结构的吸附液体的小孔在负压的作用下增强对浸没液体的束缚能力，是保证浸没流场的更新、硅片和物镜之间缝隙的密封的关键技术。在此基础上，针对浸没结构中的对液体回收的回收小孔结构的优化可以直接提供浸没式光刻机的产率和良品率。由于浸没式注液吸附一体的结构非常的复杂，如果只是研究吸附小孔对整个浸没式光刻的扫描速度的影响，可以通过一个单独的吸附小孔模型以及相应的试验台来模拟浸没光刻在的缝隙流场内的运动情况。传统的试验台虽然能够实现模拟缝隙流场的情况，但是结构相对简单，每次实验拆卸非常的麻烦，每次更换不同的吸附小孔模型都需要拆卸整个试验台的结构，非常耗费人力，例如，在论文《浸没单元回收单元结构优化》中公布的一种模拟浸没单元在浸没流场中运动情况的试验台，1、试验台的整个位置调节机构都悬空在玻璃上，且位置调节机构非常的重，所以会造成模拟的浸没流场的高度在实验过程中发生变化，影响实验精度。2、试验台的上顶板支撑结构只能支撑上顶板的中部，并且试验台没有测量浸没流场的高度的装置，导致整个试验台并不能浸没流场的高度为0.1毫米的要求，该论文中公布的试验台将浸没流场的实验高度最高仅到0.2毫米)。3、，实验模型的可变模型非常的多，在实验过程中需要频繁的更换，试验台全部使用螺栓方式连接，导致每次对单个模型的实验用时是1小时，更换模型1小时。目前市面上还没有能够在0.1毫米的浸没流场的高度的要求下模拟浸没单元在浸没流场内的流动情况并且能够保证高精度和能够大幅度减小换模时间的试验台。
发明内容
本发明设计了一种用于模拟浸没流场运动的高精度并且易于更换模型的试验台，以至少解决上述问题中的一个问题，采用的技术方案如下。
一种用于模拟浸没流场运动的试验台，包括倒挂式升降台、角度调平位移台、微型传感头型分光干涉式激光位移计、PLC控制器和电机，还包括，
电机安装底座，所述电机安装底座后侧具有沿左右方向延伸的第一T型滑动槽，左侧和右侧均具有沿前后方向延伸的第二T型滑动槽，所述电机使用螺栓连接的方式安装于所述电机安装底座；
后支撑板，所述后支撑板下侧具有沿左右方向延伸的第一T型滑动结构，所述后支撑板上侧具有沿左右方向延伸的第三T型滑动槽,第一T型滑动结构安装于第一T型滑动槽；
上顶板，所述上顶板前侧具有沿前后方向延伸的第四T型滑动槽，所述上顶板左侧和右侧均具有沿前后方向延伸的第五T型滑动槽，所述上顶板后侧具有沿左右方向延伸的第二T型滑动结构，第二T型滑动结构安装于第三T型滑动槽；
两个工型顶柱，每个所述工型顶柱的上端和下端均具有沿前后方向延伸的第四T型滑动结构，每个所述工型顶柱的两个第四T型滑动结构分别安装于一个第二T型滑动槽和一个第五T型滑动槽；
升降台固定块，所述升降台固定块具有沿前后方向延伸的第三T型滑动结构，第三T型滑动结构安装于所述上顶板前侧的第四T型滑动槽，所述倒挂式升降台使用螺栓连接的方式安装于所述升降台固定块；
驱动电机安装板，所述驱动电机安装板的左端和右端分别使用螺栓连接的方式安装于两个所述工型顶柱；
第一齿轮，所述第一齿轮安装于所述倒挂式升降台的调节手柄；
第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合；
驱动电机，所述驱动电机使用螺栓连接的方式安装于所述驱动电机安装板，所述驱动电机的驱动轴穿过所述驱动电机安装板与所述第二齿轮连接；
传感器安装板，所述传感器安装板使用螺栓连接的方式安装于所述角度调平位移台，所述角度调平位移台使用螺栓连接的方式安装于所述倒挂式升降台，所述微型传感头型分光干涉式激光位移计安装于所述传感器安装板，以使所述微型传感头型分光干涉式激光位移计测量浸没流场的高度，并将浸没流场的高度信号反馈给所述PLC控制器，从而使所述PLC控制器控制所述驱动电机驱动所述倒挂式升降台沿上下方向移动，从而调节浸没流场的高度；
所述电机安装底座配置成安装于防振振动台，所述电机安装底座前后两侧相同的第二T型滑动槽的中心与所述电机安装中心的距离为160-300毫米；
所述后支撑板上方的第三T型滑动中心的高度为220-260毫米。
所述上顶板前侧边缘超出所述电机安装底座前侧边缘10-100毫米；
还包括，玻璃，优选的，所述玻璃的直径为300-500毫米，所述玻璃的平面度在0.08-10微米，所述玻璃的材料为K9；
所述倒挂式升降台使用螺钉连接的方式安装于所述升降台固定块，所述升降台固定块沿着所述上顶板第四T型滑动槽移动的距离在所述玻璃中心的水平距离为60-150毫米；
优选的，所述电机的旋转跳动在1-10微米，所述电机的转速范围为10-200rpm；
优选的，所述流量器的量程为50-150ccm，精度为±2％；
还包括，真空抽气泵，优选的，所述真空抽气泵提供的压力范围为100mbar-2000mbar。
本发明所取得的有益效果有：1、由电机安装底板、后支撑板、上顶板、两个工型顶柱和升降台固定块组成的试验台架，易于拆装和移动，减少了换型时间，通过整个装置的T型滑动槽和T型滑动块，可以实现模型的快速更换，将换模时间由原来的1小时减少到20分钟。2、两个工型顶柱增加了对由倒挂式升降台和角度调平位移台组成的位置调平结构的支撑力，解决了传统试验台实验过程中浸没流场的高度发生变化和实验精度不高的问题。3、由微型传感头型分光干涉式激光位移计、传感器安装板、PLC控制器、驱动电机、第二齿轮、第一齿轮、倒挂式升降台、角度调平位移台组成的浸没流场的高度自反馈系统，提高了实验精度并且将浸没流场的高度实验限制由传统试验台的0.2毫米，提高到0.1毫米以上，满足了浸没流场的高度要求(要求为0.1毫米)。
附图说明
图1为本发明的用于模拟浸没流场运动的试验台的整体图。
图2为本发明专利的用于模拟浸没流场运动的试验台的轴测图。
图3为电机安装底板的正视图。
图4为后支撑板的侧视图。
图5上顶板的轴测图。
图6是工型顶住的侧视图。
图7是升降台固定块的仰视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所述，本发明实施例提供了一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其包括：倒挂式升降台6、角度调平位移台12、微型传感头型分光干涉式激光位移计14、PLC控制器和电机16、玻璃15、流量器11、高速相机18、电脑19、真空抽气泵1、蓄水池2。
特别地，本发明实施例的模拟浸没流场运动的试验台还包括：
电机安装底座17，如图3所述，所述电机安装底座17后侧具有沿左右方向延伸的第一T型滑动槽22，左侧和右侧均具有沿前后方向延伸的第二T型滑动槽21，所述电机16使用螺栓连接的方式安装于所述电机安装底座17。
后支撑板10，如图1、3、4所述，所述后支撑板10下侧具有沿左右方向延伸的第一T型滑动结构24，所述后支撑板10上侧具有沿左右方向延伸的第三T型滑动槽23,第一T型滑动结构24安装于第一T型滑动槽22。
上顶板3，如图1、4、5所述，所述上顶板3前侧具有沿左右方向延伸的第四T型滑动槽26，所述上顶板3左侧和右侧均具有沿前后方向延伸的第五T型滑动槽25，所述上顶板3后侧具有沿左右方向延伸的第二T型滑动结构27，第二T型滑动结构27安装于第三T型滑动槽23。
两个工型顶柱4，如图1、6所述，每个所述工型顶柱4两端均具有沿前后方向延伸的第四T型滑动结构28，每个所述工型顶柱4的两个第四T型滑动结构28分别安装于一个第二T型滑动槽21和一个第五T型滑动槽25。
升降台固定块5，如图1、5、7所述，所述升降台固定块5具有沿前后方向延伸的第三T型滑动结构29，第三T型滑动结构29安装于所述上顶板前侧的第四T型滑动槽26，所述倒挂式升降台6使用螺栓连接的方式安装于所述升降台固定块5。
驱动电机安装板9，如图1所述，所述驱动电机安装板9两端分别使用螺栓连接的方式安装于两个所述工型顶柱4。
第一齿轮7，所述第一齿轮7安装于所述倒挂式升降台6的调节手柄。
第二齿轮8，所述第二齿轮8与所述第一齿轮7啮合。
驱动电机20，如图1、2所述，所述驱动电机20使用螺栓连接的方式安装于所述驱动电机安装板9，所述驱动电机20的驱动轴穿过所述驱动电机安装板9与所述第二齿轮8连接。
传感器安装板13，所述传感器安装板13使用螺栓连接的方式安装于所述角度调平位移台12，所述角度调平位移台12使用螺栓连接的方式安装于所述倒挂式升降台6，所述微型传感头型分光干涉式激光位移计14安装于所述传感器安装板13，以使所述微型传感头型分光干涉式激光位移计14测量浸没流场的高度，并将浸没流场的高度信号反馈给所述PLC控制器，从而使所述PLC控制器控制所述驱动电机20驱动所述倒挂式升降台6沿左右方向移动，从而调节浸没流场的高度。
在本发明的一些实施例中，所述电机安装底座17配置成安装于防振振动台，所述电机安装底座17前后两侧相同的第二T型滑动槽21的中心与所述电机16安装中心的距离为160-300毫米。所述后支撑板10上方的第三T型滑动23中心的高度为220-260毫米。所述上顶板3前侧边缘超出所述电机安装底座17前侧边缘10-100毫米。
所述玻璃15安装于所述电机16的中心，优选的，所述玻璃15的直径为300-500毫米，所述玻璃15的平面度在0.08-10微米，所述玻璃15的材料为K9，K9料属于光学玻璃，是一种玻璃材料。
所述倒挂式升降台6使用螺钉连接的方式安装于所述升降台固定块5，所述升降台固定块5沿着所述上顶板3第四T型滑动槽26移动的距离在所述玻璃15中心的水平距离为60-150毫米。
优选的，所述电机16的旋转跳动在1-10微米，所述电机16的转速范围为10-200rpm。
优选的，所述流量器11的量程为50-150ccm，精度为±2％。
优选的，所述真空抽气泵1提供的压力范围为100mbar-2000mbar。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种用于模拟浸没流场运动的试验台，包括倒挂式升降台(6)、角度调平位移台(12)、微型传感头型分光干涉式激光位移计(14)、PLC控制器和电机(16)，其特征在于，所述试验台还包括：
电机安装底座(17)，所述电机安装底座(17)后侧具有沿左右方向延伸的第一T型滑动槽(22)，左侧和右侧均具有沿前后方向延伸的第二T型滑动槽(21)，所述电机(16)使用螺栓连接的方式安装于所述电机安装底座(17)；
后支撑板(10)，所述后支撑板(10)下侧具有沿左右方向延伸的第一T型滑动结构(24)，所述后支撑板(10)上侧具有沿左右方向延伸的第三T型滑动槽(23),第一T型滑动结构(24)安装于第一T型滑动槽(22)；
上顶板(3)，所述上顶板(3)前侧具有沿前后方向延伸的第四T型滑动槽(26)，所述上顶板(3)左侧和右侧均具有沿前后方向延伸的第五T型滑动槽(25)，所述上顶板(3)后侧具有沿左右方向延伸的第二T型滑动结构(27)，第二T型滑动结构(27)安装于第三T型滑动槽(23)；
两个工型顶柱(4)，每个所述工型顶柱(4)的上端和下端均具有沿前后方向延伸的第四T型滑动结构(28)，每个所述工型顶柱(4)的两个第四T型滑动结构(28)分别安装于一个第二T型滑动槽(21)和一个第五T型滑动槽(25)；
升降台固定块(5)，所述升降台固定块(5)具有沿前后方向延伸的第三T型滑动结构(29)，第三T型滑动结构(29)安装于所述上顶板前侧的第四T型滑动槽(26)，所述倒挂式升降台(6)使用螺栓连接的方式安装于所述升降台固定块(5)；
驱动电机安装板(9)，所述驱动电机安装板(9)的左端和右端分别使用螺栓连接的方式安装于两个所述工型顶柱(4)；
第一齿轮(7)，所述第一齿轮(7)安装于所述倒挂式升降台(6)的调节手柄；
第二齿轮(8)，所述第二齿轮(8)与所述第一齿轮(7)啮合；
驱动电机(20)，所述驱动电机(20)使用螺栓连接的方式安装于所述驱动电机安装板(9)，所述驱动电机(20)的驱动轴穿过所述驱动电机安装板(9)与所述第二齿轮(8)连接；
传感器安装板(13)，所述传感器安装板(13)使用螺栓连接的方式安装于所述角度调平位移台(12)，所述角度调平位移台(12)使用螺栓连接的方式安装于所述倒挂式升降台(6)，所述微型传感头型分光干涉式激光位移计(14)安装于所述传感器安装板(13)，以使所述微型传感头型分光干涉式激光位移计(14)测量浸没流场的高度，并将浸没流场的高度信号反馈给所述PLC控制器，从而使所述PLC控制器控制所述驱动电机(20)驱动所述倒挂式升降台(6)沿上下方向移动，从而调节浸没流场的高度。
2.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，所述电机安装底座(17)配置成安装于防振振动台，每个所述第二T型滑动槽(21)的中心与所述电机(16)安装中心的距离为160-300毫米。
3.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，所述第三T型滑动(23)中心的高度为220-260毫米。
4.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，所述上顶板(3)前侧边缘超出所述电机安装底座(17)前侧边缘10-100毫米。
5.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，还包括玻璃(15)，所述玻璃(15)安装于所述电机(16)的中心，且所述玻璃呈圆形，所述玻璃的直径为300-500毫米，所述玻璃(15)的平面度在0.08-10微米，所述玻璃(15)的材料为K9。
6.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，所述升降台固定块(5)沿着所述上顶板(3)的第四T型滑动槽(26)移动的距离为所述玻璃(15)中心的水平距离为60-150毫米。
7.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，所述电机(16)的旋转跳动在1-10微米，所述电机(16)的转速范围为10-200rpm。
8.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，还包括流量器(11)，所述流量器(11)的量程为50-150ccm，精度为±2％。
9.根据权利要求1所述的一种用于模拟浸没流场运动的试验台，其特征在于，还包括真空抽气泵(1)，所述真空抽气泵(1)提供的压力范围为100mbar-2000mbar。
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