專利名稱：氣浴控溫裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及精密機械儀器領域，具體涉及一種氣浴控溫裝置及方法。
背景技術：
光刻機作為半導體行業(yè)最精密、最先進、最昂貴的專用設備，其對工作環(huán)境的要求特別苛刻，主要表現(xiàn)在對局部區(qū)域的溫度控制方面的要求，采用循環(huán)水冷是一種非接觸式熱交換形式，即冷卻介質與控溫對象不直接接觸，這種方式較適用于結構單一特定對象控溫，而對于結構分散、甚至存在死區(qū)但又溫度均勻性要求較高的場合，水冷非接觸式方式無法實現(xiàn)所需的控溫效果，氣浴即為經(jīng)過溫控后的潔凈空氣，對這類環(huán)境的控溫具有獨特的優(yōu)勢，廣泛應用于精密器械(特別是半導體設備)的溫度控制，難點在于經(jīng)常受到結構空間的約束、同壓力控制、潔凈度控制交叉關聯(lián)，相互耦合，理想的氣浴控溫效果較難實現(xiàn)，故設計合理、有效的氣浴裝置成為這類設備環(huán)境系統(tǒng)開發(fā)的瓶頸技術。圖1為現(xiàn)有技術的控溫系統(tǒng)的結構示意圖，從圖上可以看出，該系統(tǒng)由加熱源1、 風扇2、內腔3、外腔4、比色杯5和比色盤6組成，恒溫外腔4和比色盤6組成一較封閉的腔體；加熱源1位于腔體底部中央，整個腔體又被內腔3和風扇2相對隔成兩部分，風扇2安裝在內腔3中央，比色杯5則位于內外腔之間的風道中，由于風扇的作用，加熱源1散發(fā)的熱量沿內、外腔體間的風道流向比色杯5。比色杯安裝于比色盤6上，溫度傳感器7安裝在外腔4上，探頭位于比色杯5的下方，實時采集風道中的溫度值，傳遞給溫度控制電路，溫度控制電路根據(jù)溫控算法決定是否給加熱源1供電。該控溫系統(tǒng)僅適用于靜態(tài)熱源的應用場合，要求有足夠的環(huán)流空間，在狹小空間或者不規(guī)則的區(qū)域中，該控溫系統(tǒng)效果不好。

發(fā)明內容
為了克服已有技術中存在的在精密機械儀器的狹小空間或不規(guī)則的區(qū)域控溫效果差的問題，本發(fā)明提供一種能夠在多種環(huán)境下實現(xiàn)均勻控溫的氣浴控溫裝置和方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種氣浴控溫裝置，包括氣浴板；進風口，和每個所述氣浴板相連；所述氣浴控溫裝置還包括第一氣簾和第二氣簾，所述第一氣簾和所述第二氣簾相互垂直放置，且位于所述孔板的同側?？蛇x的，所述氣浴板、所述第一氣簾和所述第二氣簾上均固定一孔板?？蛇x的，所述氣浴控溫裝置還包括多個穩(wěn)壓腔，所述穩(wěn)壓腔位于所述氣浴板上?？蛇x的，所述氣浴板的厚度介于5mm至50mm之間?？蛇x的，所述氣浴板的厚度為5mm、10mm、25mm、40mm或50mm。可選的，所述氣浴控溫裝置還包括一固定裝置。可選的，所述固定裝置由多個支撐體組成，每個所述支撐體均和所述氣浴板相連?？蛇x的，所述氣浴板的材料為鋁合金?？蛇x的，所述第一氣簾包括第一調節(jié)手柄和第一導流風片，所述第一調節(jié)手柄和所述第一導流風片相連。
可選的，所述第二氣簾包括第二調節(jié)手柄和第二導流風片，所述第二調節(jié)手柄和所述第二導流風片相連。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種氣浴控溫方法，包括以下步驟控溫氣體通過進風口進入氣浴板；所述控溫氣體從所述氣浴板流出后，一部分所述控溫氣體直接作用于控溫對象，另一部分所述控溫氣體經(jīng)第一氣簾和第二氣簾流出后作用于所述控溫對象， 所述第一氣簾和所述第二氣簾相互垂直放置，且位于所述孔板的同側。可選的，所述氣浴板、所述第一氣簾和所述第二氣簾上均固定一孔板?？蛇x的，所述控溫氣體先經(jīng)過所述氣浴板上的多個穩(wěn)壓腔后，再進入所述氣浴板?？蛇x的，所述第一氣簾包括第一調節(jié)手柄和第一導流風片，所述第一調節(jié)手柄和所述第一導流風片相連?？蛇x的，所述第二氣簾包括第二調節(jié)手柄和第二導流風片，所述第二調節(jié)手柄和所述第二導流風片相連。本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的有益效果主要表現(xiàn)在本發(fā)明氣浴控溫裝置提供了垂直氣浴和水平氣浴，能夠在狹小空間或不規(guī)則的區(qū)域內，提供穩(wěn)定的氣浴流場；此外，垂直氣浴和水平氣浴流出的控溫氣體的復合疊加，能夠實現(xiàn)對分散結構的均勻控溫。


圖1為現(xiàn)有技術的控溫系統(tǒng)的結構示意圖。圖2為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的裝置結構俯視圖。圖3為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的裝置結構前視圖。圖4為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的第一實施例的結構示意圖。圖5為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的第二實施例的結構示意圖。圖6為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的第二實施例的控溫氣體流動示意圖。
具體實施例方式下面，結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。首先，請參考圖2和圖3，圖2為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的裝置結構俯視圖，圖 3為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的裝置結構前視圖。從圖2可以看出，本發(fā)明氣浴控溫裝置包括氣浴板13，氣浴板13為氣浴控溫裝置的主體；進風口 10，和每個所述氣浴板13相連，進風口 10是氣浴控溫裝置的對外接口， 用于控溫的氣體由進風口 10進入氣浴控溫裝置；孔板12，固定于所述氣浴板13上，孔板12 上布滿分布均勻的氣孔，其作用是增加控溫氣體流出時的均勻性；第一氣簾21和第二氣簾 22，所述第一氣簾21和所述第二氣簾22相互垂直放置，第一氣簾21和第二氣簾上也固定有孔板(圖中未示)，目的是增加氣體流出時的均勻性，氣簾的設計是本發(fā)明的核心，通過設置相互垂直的兩個氣簾，使得控溫氣體在流出時，可以同時沿著水平面內相互垂直的兩個方向(X向、Y向)，從而，實現(xiàn)了氣浴全區(qū)域覆蓋最大化的效果，而且有利于實現(xiàn)對分散結構的均勻控溫。優(yōu)選的，本發(fā)明氣浴控溫裝置還包括多個穩(wěn)壓腔11，位于所述氣浴板13 上，控溫氣體在進入氣浴板13之前，會經(jīng)過穩(wěn)壓腔11再流向氣浴板13上的孔板21，穩(wěn)壓腔11的作用是降低進風口進入氣浴板夾層急速氣浴的流速，給氣浴板13內部提供一個穩(wěn)壓的空間。所述氣浴板的材料為鋁合金，使得氣浴控溫裝置的整體重量大為減輕。從圖3可以看出，第一氣簾21和第二氣簾22位于所述氣浴板13的同側，所述氣浴控溫裝置還包括一固定裝置20。所述固定裝置20由多個支撐體組成，每個所述支撐體均和所述氣浴板13相連，本實施例中支撐體的數(shù)量為四個，由于視角的關系，從圖3中只能看到前面的兩個支撐體，每個所述支撐體均和所述氣浴板13相連。所述第一氣簾21包括第一調節(jié)手柄和第一導流風片，所述第一調節(jié)手柄和所述第一導流風片相連，通過旋轉第一調節(jié)手柄，可以調節(jié)第一導流風片，從而調節(jié)控溫氣體的流向，所述第二氣簾22和第一氣簾21 —樣，也包括第二調節(jié)手柄和第二導流風片，所述第二調節(jié)手柄和所述第二導流風片也相連。此外，所述氣浴板13的厚度介于5mm至50mm之間，這是為了易于將氣浴控溫裝置放入狹小的空間內，優(yōu)選的，所述氣浴板的厚度為5mm、10mm、25mm、40mm或50mm ；所述氣浴板的整體形狀為長方形，其寬度介于200mm至900mm之間，優(yōu)選的，所述氣浴板的寬度為 200mm、400mm、600mm、800mm或900mm ；所述氣浴板的長度介于200mm至900mm之間；優(yōu)選的， 所述氣浴板的長度為200mm、400mm、600mm、800_或900_。下面，請參考圖4，圖4為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的第一實施例的結構示意圖，第一實施例以內部空間較為緊湊、且不規(guī)則的光刻機工件臺區(qū)域為例，說明本發(fā)明的設計思路。光刻機工件臺區(qū)域是由Al單元、A2單元、A3單元、A4單元等圍成的近似封閉區(qū)域，內部工件臺主體包括Bl單元、B2單元、B3單元、B4單元等，內部工件臺主體是氣浴需要冷卻的關鍵空間和對象，氣浴冷卻結構設計主導思想如下(1)由于需冷卻的對象在區(qū)域內位置分散，B4光路冷卻需要水平送風，Bl表面冷卻則需要垂直送風，這就決定了這類氣浴裝置必須采用多位置、多方向送風。(2) =Bl表面離A2的距離不一，差別很大，由于Al屬于內部世界，要求設計的氣浴裝置不允許碰到內部世界的任何零件，即垂直送風的氣浴部分必須約束在狹窄的空間內。(3) :B4光路的氣浴冷卻，由于頂部送風無法全部覆蓋光路，故必須增加外圍水平送風結構。根據(jù)以上分析，采用本發(fā)明提供的氣浴控溫裝置，圖4中可以看到，將厚度為IOnm 的氣浴板13放入A2和Bl之間，不會碰到內部世界的任何零件，即將垂直送風的氣浴部分約束在狹窄的空間內，通過固定裝置20對氣浴板13進行固定，如上文所述，氣浴板13上的穩(wěn)壓腔和氣孔可以保證控溫氣體流速的穩(wěn)定和均勻，相互垂直的第一氣簾21和第二氣簾 22，則可以滿足多位置、多方向的送風，通過旋轉氣簾上的調節(jié)手柄，調節(jié)導流風片，則可增加外圍水平送風，此外，第一氣簾21和第二氣簾22上也設置了氣孔，確保流出的氣體均勻。最后，請參考圖5，圖5為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的第二實施例的結構示意圖，第二實施例以光刻機掩模臺區(qū)域為例，圖中虛線所指即為需控溫的狹小區(qū)域31，圖中控溫氣體從進風口 30進入，通過氣浴板32上的穩(wěn)壓腔，最終通過孔板流出，所述控溫氣體從所述孔板流出后，一部分所述控溫氣體直接作用于控溫對象，另一部分所述控溫氣體經(jīng)第一氣簾和第二氣簾流出后作用于所述控溫對象，其中第一氣簾流出氣體至正常的掩模臺氣浴區(qū)域65，位于掩膜臺氣浴區(qū)域65 —側的是干涉儀67，第二氣簾流出氣體至狹小區(qū)域31， 具體控溫氣體的流向請參考圖6，圖6為本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法的第二實施例的控溫氣體流動示意圖。由于掩模臺氣浴面積較小，所需風量比工件臺小的多，其均勻化處理采用潔凈濾布，即在圖5的第一氣簾的出風面增加一層濾布，以增加控溫氣體的均勻性。本發(fā)明還提供一種氣浴控溫方法，包括以下步驟控溫氣體通過進風口進入穩(wěn)壓腔，穩(wěn)壓腔降低了控溫氣體的流速，提供穩(wěn)定的氣浴流場；從所述氣浴板進入孔板后流出， 經(jīng)孔板流出是為了保證控溫氣體的均勻性；所述控溫氣體從所述孔板流出后，一部分所述控溫氣體直接作用于控溫對象，另一部分所述控溫氣體經(jīng)第一氣簾和第二氣簾流出后作用于所述控溫對象，所述第一氣簾和所述第二氣簾相互垂直放置，且位于所述孔板的同側。優(yōu)選的，所述控溫氣體先經(jīng)過所述氣浴板上的多個穩(wěn)壓腔后，再進入所述孔板，經(jīng)穩(wěn)壓腔的目的是保證控溫氣體的穩(wěn)定性。第一氣簾包括第一調節(jié)手柄和第一導流風片，所述第一調節(jié)手柄和所述第一導流風片相連。第二氣簾包括第二調節(jié)手柄和第二導流風片，所述第二調節(jié)手柄和所述第二導流風片相連。第一調節(jié)手柄和第二調節(jié)手柄可以分別調節(jié)第一導流風片和第二導流風片， 控制控溫氣體的流向。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種氣浴控溫裝置，包括氣浴板；進風口，和每個所述氣浴板相連；其特征在于所述氣浴控溫裝置還包括第一氣簾和第二氣簾，所述第一氣簾和所述第二氣簾相互垂直放置，且位于所述孔板的同側。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述氣浴板、所述第一氣簾和所述第二氣簾上均固定一孔板。
3.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述氣浴控溫裝置還包括多個穩(wěn)壓腔，所述穩(wěn)壓腔位于所述氣浴板上。
4.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述氣浴板的厚度介于5mm至 50mm之間。
5.根據(jù)權利要求3所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述氣浴板的厚度為5mm、10mm、 25mm、40mm 或 50mmo
6.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述氣浴控溫裝置還包括一固定裝置，所述固定裝置由多個支撐體組成，每個所述支撐體均和所述氣浴板相連。
7.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述氣浴板的材料為鋁合金。
8.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述第一氣簾包括第一調節(jié)手柄和第一導流風片，所述第一調節(jié)手柄和所述第一導流風片相連。
9.根據(jù)權利要求1所述的氣浴控溫裝置，其特征在于所述第二氣簾包括第二調節(jié)手柄和第二導流風片，所述第二調節(jié)手柄和所述第二導流風片相連。
10.一種氣浴控溫方法，包括以下步驟控溫氣體通過進風口進入氣浴板；其特征在于所述方法還包括所述控溫氣體從所述氣浴板流出后，一部分所述控溫氣體直接作用于控溫對象，另一部分所述控溫氣體經(jīng)第一氣簾和第二氣簾流出后作用于所述控溫對象， 所述第一氣簾和所述第二氣簾相互垂直放置，且位于所述孔板的同側。
11.根據(jù)權利要求10所述的氣浴控溫方法，其特征在于所述氣浴板、所述第一氣簾和所述第二氣簾上均固定一孔板。
12.根據(jù)權利要求10所述的氣浴控溫方法，其特征在于所述控溫氣體先經(jīng)過所述氣浴板上的多個穩(wěn)壓腔后，再進入所述氣浴板。
13.根據(jù)權利要求10所述的氣浴控溫方法，其特征在于所述第一氣簾包括第一調節(jié)手柄和第一導流風片，所述第一調節(jié)手柄和所述第一導流風片相連。
14.根據(jù)權利要求10所述的氣浴控溫方法，其特征在于所述第二氣簾包括第二調節(jié)手柄和第二導流風片，所述第二調節(jié)手柄和所述第二導流風片相連。
全文摘要
本發(fā)明提出一種氣浴控溫裝置及方法，所述裝置包括氣浴板；進風口，和每個所述氣浴板相連；所述氣浴控溫裝置還包括第一氣簾和第二氣簾，所述第一氣簾和所述第二氣簾相互垂直放置，且位于所述孔板的同側。本發(fā)明氣浴控溫裝置及方法實現(xiàn)了對精密機械儀器進行控溫時，氣浴全區(qū)域覆蓋最大化，另外垂直氣浴和水平氣浴復合疊加，實現(xiàn)了對分散結構的均勻控溫。
文檔編號G05D23/00GK102193565SQ20101012887
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權日2010年3月19日
發(fā)明者余小虎, 余斌, 楊志斌, 江家瑋, 龔岳俊 申請人:上海微電子裝備有限公司