光刻机精密水温控制系统的热结构设计-机械电子工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 万方数据 万方数据 摘 要 摘 要 超大规模集成电路迅速发展对作为制造集成电路的关键设备——光刻机提出 了更高的要求。高精度的温控装置是光刻机的关键支撑技术，以实现对投影物镜 的工作环境温度进行精确控制，其研究具有重要意义。 本文来源于国家 02 重大专项“193 纳米光刻机”的子项目“光刻机物镜冷却 水温控系统”，主要负责该系统的热结构设计，即研究和设计热交换子系统。本文 从传热学和流体控制方程相关理论出发，吸取国内外的光刻机温控装置相关经验， 结合课题需要，提出了热交换子系统的总体方案，并且对其中的重点组成部分进 行了深入研究。 在制冷模块的设计过程中，选取半导体制冷技术，并进行了制冷模块的结构 设计，同时运用流体热力学有限元分析软件(EFD.Pro 9.0)对制冷模块的冷端进行了 流体热力学仿真分析计算，讨论了不同材料、不同流速的循环水、不同的半导体 制冷片安装方式和不同的翅片结构参数对制冷模块制冷性能的影响，进一步优化 了制冷模块的相关参数，实现了较高热交换效率和大功率制冷的要求。完成了加 热水箱和循环管路系统的设计工作，在密封和防止热量损耗方面采取了一些重要 措施，同时在加热水箱的设计和研究中重点考虑了混合温度不均匀循环水的能力， 并在流体热力学仿真方面进行了一些分析和探索；在循环管路系统设计过程中， 重点完成了三个循环回路的设计工作，并且进行了泵压、管径的选型计算以及相 关辅件的选型工作。 最后，完成了试验样机的调试工作，试验样机的性能和参数取得了比较满意 的效果，实现了项目温控精度±0.01℃以及大功率制冷的要求。 关键词：光刻机，半导体制冷，结构设计，流体和热仿真 I Abstract Abstract Super-large-scale integrated circuit has been swiftly developed, thus, the demand for the key equipment of manufacturing this integrated circuit——photolithography machine, has been much higher. And the development of this photolithography machine must base on the high-precision temperature control device. So, the study on the high-precision temperature control device of the photolithography machine is very significant. This study roots in the “Cooling water temperature control system of the photo-etching machine projection lens”, which is the subproject of The Major National Project 2002 “193 nanometer photo-etching machine”, and mainly focus on the research of the heat structure design of this system, which is researching and designing the subsystem of the heat exchange. This study based on the relevant theories of the heat transfer and the fluid control equation, combined wit