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    重庆时时彩计划是什么: 用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收控制装置.pdf

    关 键 词:
    用于 浸没 光刻 流体 注入 回收 控制 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110024302.9

    申请日:

    2011.01.22

    公开号:

    CN102207685A

    公开日:

    2011.10.05

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G03F 7/20申请日:20110122授权公告日:20121121终止日期:20130122|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G03F 7/20申请日:20110122|||公开
    IPC分类号: G03F7/20 主分类号: G03F7/20
    申请人: 浙江大学
    发明人: 付新; 邵杰杰; 陈文昱
    地址: 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
    优先权:
    专利代理机构: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 林怀禹
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110024302.9

    授权公告号:

    |||102207685B||||||

    法律状态公告日:

    2014.03.12|||2012.11.21|||2011.11.23|||2011.10.05

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置。由电磁铁、磁极、密封固定环和磁流体组成的装置安放在投影透镜组和基底之间。经表面超憎水处理过的内侧磁极内表面形成用于约束浸没液体流场的内层密封带;当线圈两个电磁铁组通以同相位交变电流时,往基底与浸没单元的缝隙之间注入并保持与浸没液体不相溶的磁流体形成环状的外侧密封带;当通以反相位交变电流时,磁流体进入两对磁极对之间的环状空间内,实现磁流体的回收。利用流场外侧的磁流体注入圈提高密封功能承受的最大密封压力以及高速扫描所产生的剪切力;交变的磁场使得对于颗粒尺寸较大的磁流体也能用于密封;磁流体回收实现了密封装置?;贝帕魈宓幕厥蘸捅4婀δ?。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置,包括在投影透镜组(1)和基底(3)之间设置的磁流体注入和回收装置(2);其特征在于:所述的磁流体注入和回收装置包括盖板(2A)、第一外侧磁极(2B)、第一电磁铁组(2C)、第一内侧磁极(2D)、多孔介质(2E)、注液口(2F)、第二外侧磁极 (2G)、磁流体(2H)、第二电磁铁组(2I)、第二内侧磁极 (2J)和密封固定环(2K);其中:
    1)盖板(2A):
    其顶部开有提供注液缓冲腔(6)和回收缓冲腔(7)各自对外连接通道注液缓冲腔管路接口(10)和回收缓冲腔管路接口(11);其顶部开有提供第一回收腔(12)和第二回收腔 (13)对应的连接气压泵(15)的气压泵管路接口(14);其底部有对应于第一外侧磁极(2B)和第一内侧磁极(2D)的圆周均布的用于固定第一电磁铁组 (2C)的齿槽;
    2)第一外侧磁极(2B):
    在构件最外侧的环状结构,其顶部有对应于盖板(2A)的圆周均布的用于固定第一电磁铁组(2C)的齿槽;其底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一内侧磁极 (2D)形成密封腔(5),与第二外侧磁极(2G)形成第一回收腔(12);
    3)第二外侧磁极(2G):
    为环状结构,其内径大于第二内侧磁极(2J)的外径,外径小于第一外侧磁极(2B)的内径;顶部有对应于第二内侧磁极 (2J)圆周均布的用于固定第二电磁铁组(2I)的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一外侧磁极(2B)形成第一回收腔(12);
    4)第二内侧磁极(2J):
    为环状结构,其内径大于第一内侧磁极(2D)的外径,外径小于第二外侧磁极(2G)的内径;顶部有对应于第二外侧磁极 (2G)的圆周均布的用于固定第二电磁铁组(2I)的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一内侧磁极(2D)形成第二回收腔(13);
    5)第一内侧磁极(2D):
    为环状结构,其内径大于多孔介质(2E)的外径,外径小于第二内侧磁极(2J)的内径;顶部外侧有对应于第一外侧磁极(2B)的圆周均布的用于固定第一电磁铁组(2C)的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一外侧磁极(2B)形成密封腔(5),与第二内侧磁极(2J)形成第二回收腔(13);其内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大;
    6)密封固定环(2K):
    为三层环状结构,第一层填充第一外侧磁极(2B)和第二外侧磁极(2G) 之间的间隙并开有通气孔,第二层填充第二外侧磁极(2G)和第二内侧磁极(2J) 之间的间隙,第三层填充第二内侧磁极(2J)和第一内侧磁极(2D)之间的间隙并开有通气孔;
    7)多孔介质(2E):
    为环状结构,其内径大于注液口(2F)的外径,外径小于第一内侧磁极(2D)的内径;与注液口(2F)和第一内侧磁极(2D)一起组成回收缓冲腔(7);
    8)注液口(2F):
    在构件中最内侧的环状结构,其内径大于物镜安放空间的外径,外径小于第一内侧磁极(2D)的内径;开有注液缓冲腔(6),缓冲腔内圆周均布注液孔(4)。

    2.  根据权利要求1所述的一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置,其特征在于:绕向相同的第一电磁铁组(2C)和第二电磁铁组(2I)通以同相位交变电流时,所述的第一外侧磁极(2B)、第一电磁铁组(2C)、第一内侧磁极(2D)以及填充于密封腔(5)内的磁流体(2H)组成闭合的第一密封磁回路;所述的第二外侧磁极(2G)、第二电磁铁组(2I)、第二内侧磁极 (2J)以及填充于密封腔(5)内的磁流体(2H)组成闭合的第二密封磁回路。

    3.  根据权利要求2所述的一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置,其特征在于:气压泵管路接口(14)能与气压泵(15)相连,气压泵(15)往第一回收腔(12)和第二回收腔(13)上方的腔体内注入气体,提高其内部压强,加强该装置的磁流体注入能力。

    4.  据权利要求1所述的一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置,其特征在于:绕向相同的第一电磁铁组(2C)和第二电磁铁组(2I)通以反相位交变电流时,所述的第一外侧磁极(2B)、第一电磁铁组(2C)、第一内侧磁极 (2D)、填充于第二回收腔(12)内的磁流体(2H)、第二内侧磁极 (2J)、第二电磁铁组(2I)、第二外侧磁极 (2G)以及填充于第一回收腔(13)内的磁流体(2H)组成闭合的回收磁回路。

    5.  根据权利要求4所述的一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置,其特征在于:气压泵管路接口(14)能与气压泵(15)相连,气压泵(15)从第一回收腔(12)和第二回收腔 (13)上方的腔体内抽出气体,降低其内部压强,加强该装置的磁流体回收能力。

    6.  根据权利要求1所述的一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置,其特征在于:第一内侧磁极 (2D)的内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大。

    说明书

    说明书用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收控制装置
    技术领域
    本发明是涉及浸没式光刻(Immersion Lithography)系统中的流场密封及回收控制的装置,特别是涉及一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置。
    背景技术
    现代光刻设备以光学光刻为基础,它利用光学系统把掩膜版上的图形精确地投影并曝光到涂过光刻胶的硅片上。它包括一个激光光源、一个光学系统、一块由芯片图形组成的投影掩膜版、一个对准系统和一个涂有光敏光刻胶的基底。
    浸没式光刻系统在投影透镜和基底之间的缝隙中填充某种浸没液体,通过提高该缝隙中介质的折射率来提高投影透镜的数值孔径(NA),从而提高光刻的分辨率和焦深。目前常采用的方案是将液体限定在基底上方和投影装置的末端元件之间的局部区域内。在步进-扫描式光刻设备中,基底在曝光过程中高速的进行扫描运动,这种高速运动将把浸没液体带离缝隙,即会导致液体泄漏。泄漏的液体将在光刻胶或Topcoat表面形成水迹,严重影响曝光质量。因此,浸没式光刻技术中必须重点解决浸没液体的密封问题。
    目前已有的用于浸没式光刻的磁流体密封中的注入及回收装置参见国际专利WO2006/130338 A1,并将其全文作为参考引入。该专利中采用永磁体或通以恒定电流的电磁铁代替永磁体;采用高压泵将磁流体泵入磁极之间缝隙中,采用低压泵在另一端回收磁流体;采用移动磁极、给底部电磁铁通断电以及改变磁极缝隙内的压强等方式来实现磁流体与基底的接触和不接触。
    该注入及回收装置存在一些不足:
    (1)对磁流体磁性颗粒尺寸的要求很高;该专利中磁场的磁励线方向是恒定不变的,当磁流体中磁性颗粒的尺寸较大时,布朗运动的能量不足以克服磁场力对磁性颗粒的吸引,从而出现磁流体分层以及沉降的现象。
    (2)对注入和回收磁流体的压力和流量的控制精度要求很高;密封环内磁流体的量必须保证在一个合适范围内,而注入和回收是一个动态平衡的过程,回收过程易产生气液两相流回收,造成构件的振动并产生噪声。
    (3)构件在光刻过程中产生的相对运动对光路系统以及整个光刻机系统存在
    潜在威胁;依靠移动磁极来控制磁流体与基底的接触和不接触对磁极的运动精度要求很高,必须减少由于磁极移动对光路系统以及整个光刻机系统的影响。
    (4)通过给底部电磁铁通断电来控制磁流体与基底的接触和不接触将使基底吸盘的结构变的非常复杂;底部电磁铁的安装将改变基底吸盘的结构,增加基底吸盘的重量,将对光刻机的运动系统提出更高的要求。
    (5)采用移动磁极、给底部电磁铁通断电以及改变磁极缝隙内的压强等方式均仅依靠磁流体自身的表面张力来保持磁流体与基底不接触时磁流体的形态;当磁流液滴较大或磁流体与基底由接触到非接触这个过程时,表面张力将可能不足以克服重力作用而无法有效地进行注入和回收。
    发明内容
    本发明的目的是提供一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收装置。
    为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
    本发明包括在投影透镜组和衬底之间设置的磁流体注入和回收装置。所述的磁流体注入和回收装置包括盖板、第一外侧磁极、第一电磁铁组、第一内侧磁极、多孔介质、注液口、第二外侧磁极、磁流体、第二电磁铁组、第二内侧磁极和密封固定环;其中:
    1)盖板:
    其顶部开有提供注液缓冲腔和回收缓冲腔各自对外连接通道注液缓冲腔管路接口和回收缓冲腔管路接口;其顶部开有提供第一回收腔和第二回收腔对应的连接气压泵的气压泵管路接口;其底部有对应于第一外侧磁极和第一内侧磁极的圆周均布的用于固定第一电磁铁组的齿槽;
    2)第一外侧磁极:
    在构件最外侧的环状结构,其顶部有对应于盖板的圆周均布的用于固定第一电磁铁组的齿槽;其底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一内侧磁极形成密封腔,与第二外侧磁极形成第一回收腔;
    3)第二外侧磁极:
    为环状结构,其内径大于第二内侧磁极的外径,外径小于第一外侧磁极的内径;顶部有对应于第二内侧磁极圆周均布的用于固定第二电磁铁组的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一外侧磁极形成第一回收腔;
    4)第二内侧磁极:
    为环状结构,其内径大于第一内侧磁极的外径,外径小于第二外侧磁极的内径;顶部有对应于第二外侧磁极的圆周均布的用于固定第二电磁铁组的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一内侧磁极形成第二回收腔;
    5)第一内侧磁极:
    为环状结构,其内径大于多孔介质的外径,外径小于第二内侧磁极的内径;顶部外侧有对应于第一外侧磁极的圆周均布的用于固定第一电磁铁组的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一外侧磁极形成密封腔,与第二内侧磁极形成第二回收腔;其内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大;
    6)密封固定环:
    为三层环状结构,第一层填充第一外侧磁极和第二外侧磁极之间的间隙并开有通气孔,第二层填充第二外侧磁极和第二内侧磁极之间的间隙,第三层填充第二内侧磁极和第一内侧磁极之间的间隙并开有通气孔;
    7)多孔介质:
    为环状结构,其内径大于注液口的外径,外径小于第一内侧磁极的内径;与注液口和第一内侧磁极一起组成回收缓冲腔;
    8)注液口:
    构件中最内侧的环状结构,其内径大于物镜安放空间的外径,外径小于第一内侧磁极的内径;开有注液缓冲腔,缓冲腔内圆周均布注液孔。
    所述的绕向相同的第一电磁铁组和第二电磁铁组通以同相位交变电流时,所述的第一外侧磁极、第一电磁铁组、第一内侧磁极以及填充于密封腔内的磁流体组成闭合的第一密封磁回路;所述的第二外侧磁极、第二电磁铁组、第二内侧磁极以及填充于密封腔内的磁流体组成闭合的第二密封磁回路;
    所述的气压泵管路接口能与气压泵相连,气压泵往第一回收腔和第二回收腔上方的腔体内注入气体,提高其内部压强,加强该装置的磁流体注入能力;
    所述的绕向相同的第一电磁铁组和第二电磁铁组通以反相位交变电流时,所述的第一外侧磁极、第一电磁铁组、第一内侧磁极、填充于第二回收腔内的磁流体、第二内侧磁极、第二电磁铁组、第二外侧磁极以及填充于第一回收腔内的磁流体组成闭合的回收磁回路;
    所述的气压泵管路接口能与气压泵相连,气压泵从第一回收腔和第二回收腔上方的腔体内抽出气体,降低其内部压强,加强该装置的磁流体回收能力;
    所述的第一内侧磁极的内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大。
    本发明具有的有益效果是:
    (1)磁流体由于受磁极的吸引,能够抵抗更大的由基底高速扫描所带来的剪切力,从而能够实现更高的基底扫描速度下的非接触式密封。
    (2)采用通以交变电流的电磁铁产生交变的磁场,有效地解决了磁流体在恒定磁场中易出现分层和沉降等问题,对磁流体磁性颗粒尺寸的要求大大降低。
    (3)绕向相同的第一电磁铁组和第二电磁铁组通以同相位交变电流时,第一外侧磁极、第一内侧磁极以及填充于密封腔内的磁流体组成闭合的第一密封回路;第二外侧磁极、第二电磁铁组、第二内侧磁极以及填充于密封腔内的磁流体组成闭合的第二密封回路;第一密封回路和第二密封回路具有相同的磁场方向趋势,在密封腔内磁场叠加磁场强度得到加强,使磁流体束缚在密封腔内,在浸没流场外侧形成环状磁流体注入圈,隔绝浸没液体和外界空气。
    (4)由磁流体组成的密封环,能够提高浸没流场的内部的系统背压,抑制浸没流场体积的波动,从而减小由此带来的振动。
    (5)绕向相同的第一电磁铁组和第二电磁铁组通以反相位交变电流时,所述的第一外侧磁极、第一电磁铁组、第一内侧磁极、填充于第一回收腔、第二回收腔内的磁流体、第二内侧磁极、第二电磁铁组、第二外侧磁极以及填充于回收腔内的磁流体组成闭合的第一回收磁回路;该装置可从磁流体注入状态下回收密封腔内的磁流体,从而实现?;蛎芊庾刺那谢?。
    (6)通过改变腔体内部压强以及改变磁路相结合的方式,有效地增强了磁流体注入和回收的能力。
    (7)第一内侧磁极的内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大;在低速扫描情况下,可依靠浸没液体的本身张力实现密封,并当浸没液体和磁流体相接触时,表面张力作为驱动力实现浸没液体和磁流体的分离。
    附图说明
    图1是本发明与投影透镜组相装配的简化示意图。
    图2是本发明的爆炸剖面视图。
    图3是本发明的浸没单元下视图。
    图4是浸没单元的等轴侧视图。
    图5是本发明表征注液保持控制的局部放大剖面视图。
    图6是本发明表征回收控制的局部放大剖面视图。
    图7是本发明气压泵辅助下表征注液保持控制的局部放大剖面视图。
    图8是本发明气压泵辅助下表征回收控制的局部放大剖面视图。
    图中:1、投影透镜组,2、磁流体注入和回收装置, 2A、盖板,2B、第一外侧磁极,2C、第一电磁铁组,2D、第一内侧磁极,2E、多孔介质,2F、注液口,2G、第二外侧磁极,2H、磁流体,2I、第二电磁铁组,2J、第二内侧磁极,2K、密封固定环,3、基底,4、注液孔,5、密封腔,6、注液缓冲腔,7、回收缓冲腔,8、浸没流场,9、超憎水表面,10、注液缓冲腔管路接口,11、回收缓冲腔管路接口,12、第一回收腔,13、第二回收腔,14、气压泵管路接口,15、气压泵。
    具体实施方式
    下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
    如图1-图6所示,本发明包括在投影透镜组1和基底3之间设置的磁流体注入和回收装置2。所述的磁流体注入和回收装置包括盖板2A、第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D、多孔介质2E、注液口2F、第二内侧磁极2J、磁流体2H、第二电磁铁组2I、第二外侧磁极2G和密封固定环2K组成;其中:
    1)盖板2A:
    其顶部开有提供注液缓冲腔6和回收缓冲腔7各自对外连接通道注液缓冲腔管路接口10和回收缓冲腔管路接口11;其顶部开有提供第一回收腔12和第二回收腔 13对应的连接气压泵15的气压泵管路接口14;其底部有对应于第一外侧磁极2B和第一内侧磁极2D的圆周均布的用于固定第一电磁铁组 2C的齿槽;
    2)第一外侧磁极2B:
    在构件最外侧的环状结构,其顶部有对应于盖板2A的圆周均布的用于固定第一电磁铁组2C的齿槽;其底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一内侧磁极 2D形成密封腔5,与第二外侧磁极2G形成第一回收腔12;
    3)第二外侧磁极2G:
    为环状结构,其内径大于第二内侧磁极2J的外径,外径小于第一外侧磁极2B的内径;顶部有对应于第二内侧磁极 2J圆周均布的用于固定第二电磁铁组2I的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一外侧磁极2B形成第一回收腔12;
    4)第二内侧磁极2J:
    为环状结构,其内径大于第一内侧磁极2D的外径,外径小于第二外侧磁极2G的内径;顶部有对应于第二外侧磁极 2G的圆周均布的用于固定第二电磁铁组2I的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一内侧磁极2D形成第二回收腔13;
    5)第一内侧磁极2D:
    为环状结构,其内径大于多孔介质2E的外径,外径小于第二内侧磁极2J的内径;顶部外侧有对应于第一外侧磁极2B的圆周均布的用于固定第一电磁铁组2C的齿槽;底部有用于形成磁回路的环状磁极,与第一外侧磁极2B形成密封腔5,与第二内侧磁极2J形成第二回收腔13;其内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大;
    6)密封固定环2K:
    为三层环状结构,第一层填充第一外侧磁极2B和第二外侧磁极2G 之间的间隙并开有通气孔,第二层填充第二外侧磁极2G和第二内侧磁极2J 之间的间隙,第三层填充第二内侧磁极2J和第一内侧磁极2D之间的间隙并开有通气孔;
    7)多孔介质2E:
    为环状结构,其内径大于注液口2F的外径,外径小于第一内侧磁极2D的内径;与注液口2F和第一内侧磁极2D一起组成回收缓冲腔7;
    8)注液口2F:
    在构件中最内侧的环状结构,其内径大于物镜安放空间的外径,外径小于第一内侧磁极2D的内径;开有注液缓冲腔6,缓冲腔内圆周均布注液孔4。
    所述的绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以同相位交变电流时,所述的第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D以及填充于密封腔5内的磁流体2H组成闭合的第一密封回路;所述的第二外侧磁极2G、第二电磁铁组2I、第二内侧磁极2J以及填充于密封腔5内的磁流体2H组成闭合的第二密封回路;
    所述的气压泵管路接口14能与气压泵15相连,气压泵15往第一回收腔12和第二回收腔13上方的腔体内注入气体,提高其内部压强,加强该装置的磁流体注入能力;
    所述的绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以反相位交变电流时,所述的第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D、填充于第二回收腔12内的磁流体2H、第二内侧磁极2J、第二电磁铁组2I、第二外侧磁极2G以及填充于第一回收腔13内的磁流体2H组成闭合的回收磁回路;
    所述的气压泵管路接口14能与气压泵15相连,气压泵15从第一回收腔12和第二回收腔13上方的腔体内抽出气体,降低其内部压强,加强该装置的磁流体回收能力;
    所述的第一内侧磁极2D的内侧下表面经超憎水处理,呈圆锥形,下边缘的直径比上边缘的直径大。
    图1示意性地表示了本发明实施方案的磁流体注入和回收装置2与投影透镜组1的装配,本装置可以在分步重复或者步进扫描式光刻设备中应用。在曝光过程中,从光源(图中未给出)发出的光(如氟化氪或氟化氩准分子激光)通过对准的掩膜版(图中未给出)、投影透镜组1和充满浸没液体的透镜-基底间的浸没流场8,对基底3表面的光刻胶进行曝光。第一外侧磁极2B和第一内侧磁极2D的下端面相互平齐,第二外侧磁极2G和第二内侧磁极2J的下端面相互平齐,用绝磁材料填充第一外侧磁极2B与第二外侧磁极2G、第二外侧磁极2G与第二内侧磁极2J以及第二内侧磁极2J与第一内侧磁极2D之间的间隙形成密封固定环2K;第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I分别固定在磁极对I和磁极对II对应的半圆形齿槽上;第一内侧磁极2D内侧圆锥面的上边缘和多孔介质2E以及注液口2F的下端面平齐;连接方式依照具体的工况要求采用粘接或者螺栓紧固。
    图1、图2、图3、图4所示,浸没单元盖板2A、第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D、多孔介质2E、注液口2F、第二内侧磁极2J、磁流体2H、第二电磁铁组2I、第二外侧磁极2G和密封固定环2K十一部分组成。浸没液体从注液缓冲腔管路接口10进入注液缓冲腔6,通过注液孔4充满透镜组1与基底3之间的浸没流场8,通过多孔介质2E,进入回收缓冲腔7,最终通过回收缓冲腔管路接口11排出浸没单元。注液与回收方式可依照具体的工况采用主动注液主动回收、被动注液主动回收以及主动注液被动回收。电磁铁组以浸没单元中心为圆心呈辐状排列,第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I呈上下两层间隔排列。
    图5所示,绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以同相位交变电流(波形可以为包括正弦波在内的其他波形)时,所述的第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D以及填充于密封腔5内的磁流体2H组成闭合的第一密封回路;所述的第二外侧磁极2G、第二电磁铁组2I、第二内侧磁极2J以及填充于密封腔5内的磁流体2H组成闭合的第二密封回路;第一密封回路和第二密封回路的磁力线走向相同,在密封腔5内的磁场得到加强,回收腔12和回收腔13中的磁流体2H由于磁力吸引进入密封腔5内,在浸没流场8外侧形成密闭的密封环。交变电流产生交变的磁场,交变电流的频率和强度控制密封环的密封能力,为保证磁流体2H不在磁力以及重力作用下出现分层,这些参数与磁流体2H的性质以及扫描速度有关。在基底3低速扫描状态下,浸没流场8与磁流体2H不相接触;浸没流场8仅依靠第一内侧磁极2D内侧的超憎水表面9进行密封;浸没流场8和磁流体2H之间为压缩气体,对浸没流场8体积的改变起到抑制作用,从而抑制由此带来的机械振动。在基底3高速扫描状态下,浸没流场8在基底的牵拉作用下与磁流体2H之间会出现小范围的接触;在扫描方向改变时依靠第一内侧磁极2D内侧的超憎水表面9提供磁流体2H和浸没流场8在此处两相分离的驱动力,尽可能减少浸没流场8与磁流体2H的接触时间,并通过多孔介质2E尽快回收与磁流体2H接触过的浸没液体。
    图6所示,绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以反相位交变电流(波形可以为包括正弦波在内的其他波形)时,所述的第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D、填充于第二回收腔12内的磁流体2H、第二内侧磁极2J、第二电磁铁组2I、第二外侧磁极2G以及填充于第一回收腔13内的磁流体2H组成闭合的回收磁回路;由于绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以反相位交变电流,密封腔5内的磁场减弱,而回收腔12和回收腔13内的磁场得到加强;磁流体2H从密封腔5流入回收腔12和回收腔13内,第一内侧磁极2D内侧的超憎水表面9提供磁流体2H和浸没流场8两相分离的驱动力,从而实现磁流体2H的回收和保存。
    图7所示,绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以同相位交变电流(波形可以为包括正弦波在内的其他波形)时,所述的第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D以及填充于密封腔5内的磁流体2H组成闭合的第一密封回路;所述的第二外侧磁极2G、第二电磁铁组2I、第二内侧磁极2J以及填充于密封腔5内的磁流体2H组成闭合的第二密封回路;第一密封回路和第二密封回路的磁力线走向相同,在密封腔5内的磁场得到加强,同时气压泵15往回收腔12和回收腔13上方相连的腔体内注入气体,增大内部压强,回收腔12和回收腔13中的磁流体2H由于磁力吸引和内部压强作用进入密封腔5内,在浸没流场8外侧形成密闭的密封环。交变电流产生交变的磁场,交变电流的频率和强度控制密封环的密封能力,为保证磁流体2H不在磁力以及重力作用下出现分层,这些参数与磁流体2H的性质以及扫描速度有关。在基底3低速扫描状态下,浸没流场8与磁流体2H不相接触;浸没流场8仅依靠第一内侧磁极2D内侧的超憎水表面9进行密封;浸没流场8和磁流体2H之间为压缩气体,对浸没流场8体积的改变起到抑制作用,从而抑制由此带来的机械振动。在基底3高速扫描状态下,浸没流场8在基底的牵拉作用下与磁流体2H之间会出现小范围的接触;在扫描方向改变时依靠第一内侧磁极2D内侧的超憎水表面9提供磁流体2H和浸没流场8在此处两相分离的驱动力,尽可能减少浸没流场8与磁流体2H的接触时间,并通过多孔介质2E尽快回收与磁流体2H接触过的浸没液体。
    图8所示,绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以反相位交变电流(波形可以为包括正弦波在内的其他波形)时,所述的第一外侧磁极2B、第一电磁铁组2C、第一内侧磁极2D、填充于第二回收腔12内的磁流体2H、第二内侧磁极2J、第二电磁铁组2I、第二外侧磁极2G以及填充于第一回收腔13内的磁流体2H组成闭合的回收磁回路;由于绕向相同的第一电磁铁组2C和第二电磁铁组2I通以反相位交变电流,密封腔5内的磁场减弱,而回收腔12和回收腔13内的磁场得到加强;同时气压泵15从回收腔12和回收腔13上方相连的腔体内吸出气体,磁流体2H由于磁力吸引和内部压强作用从密封腔5流入回收腔12和回收腔13内,第一内侧磁极2D内侧的超憎水表面9提供磁流体2H和浸没流场8两相分离的驱动力,从而实现磁流体2H的回收和保存。
    综上所述,本发明区别于文献中已有的用于浸没式光刻的磁流体密封结构,提供了一种用于浸没式光刻机的磁流体注入和回收控制装置。通过采用通以交变电流的电磁铁产生交变的磁场,有效地解决了磁流体在恒定磁场中易出现分层和沉降等问题,对磁流体磁性颗粒尺寸的要求大大降低。通过采用内外双层磁极结构,以改变磁路的方式有效地解决了磁流体的注入和回收问题;由于通过改变磁路的方式来实现对磁流体的控制主要依靠磁场对磁性粒子的吸引力,磁流体的表面张力对磁流体的形态保持只起辅助作用,有效地解决了磁流液滴过大以及表面接触而带来的注入和回收问题。通过改变腔体内部压强以及改变磁路相结合的方式,有效地加强了磁流体注入和回收的能力。通过无相对运动的部件结构,将密封装置对光刻机系统的影响降到最低。

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