直写式光刻机及漏水检测方法

技术领域

本发明涉及激光直接成像技术领域，尤其是涉及一种直写式光刻机及漏水检测方法。

背景技术

光刻机的核心部件之一就是曝光光源，温度变化对曝光光源的可靠性、稳定性影响尤为显著，所以散热对曝光光源非常关键，对于大功率曝光光源，目前常用的温控方式是采用水冷机循环水进行温度控制。主要是将管道接入曝光光源散热器，利用循环水把热量带走。

整机环境温度控制对光刻机系统也尤为重要，目前采用的方案是水冷机结合冷凝器与FFU构成环境温度控制系统，其中水冷机与冷凝器之间通过热循环水管连接。水通过管道流到主散热器(或冷凝器)上进行散热，但由于管道连接处可能产生的漏水或在循环水管上可能产生冷凝水，由此导致整机故障。

相关技术中的检测方案为：在散热器与冷凝器底部安装溢流槽，在溢流槽内会放置一个水浸传感器，当出现漏水时水会流入溢流槽，从而触发水浸传感器报警。但此方案存以下弊端，只有溢流槽内有一定积水时传感器才会报警，此时漏水已发生一段时间，对系统的影响不可预估；另外，当冷凝水的量较少时，无法检测到漏水情况，从而对系统产生潜在威胁。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种直写式光刻机，所述直写式光刻机具有结构简单、漏水检测效果好的优点。

本发明提出了一种直写式光刻机的漏水检测方法，所述直写式光刻机的漏水检测方法具有漏水检测效果好的优点。

根据本发明实施例的直写式光刻机，包括：水冷式温度调节模块；漏水检测模块，所述漏水检测模块包括漏水检测带，所述漏水检测带与所述水冷式温度调节模块接触，以检测所述水冷式温度调节模块是否漏水，当所述漏水检测带浸水时，所述漏水检测带的阻值变化；信号处理模块，所述信号处理模块与所述漏水检测模块通讯连接，所述信号处理模块检测所述漏水检测带的阻值变化，并将阻值变化信息转换为数字信号；用于输出是否存在漏水信号的反馈信号输出模块，所述反馈信号输出模块与所述信号处理模块通讯连接。

根据本发明实施例的直写式光刻机，通过设置漏水检测带、且使漏水检测带与水冷式温度调节模块接触，当水冷式温度调节模块出现漏水、或者水冷式温度调节模块上凝结有冷凝水时，漏水检测带遇水后阻值发生变化，信号处理模块接收到漏水检测模块的阻值变化信息后，采集并转换漏水信号，反馈信号输出模块接收到漏水信息后，发出相应的控制信号，由此可以对直写式光刻机的漏水、冷凝水的情况作出快速反馈，进而可以实时跟进直写式光刻机的工作状况，从而可以提升整机系统的安全性和稳定性。

在一些实施例中，直写式光刻机还包括匹配电阻，所述漏水检测带连接在所述匹配电阻和所述信号处理模块之间。

在一些实施例中，直写式光刻机还包括报警模块，所述报警模块与所述反馈信号输出模块通讯连接，当所述信号处理模块检测到所述漏水检测带的阻值变化时，所述报警模块报警。

在一些实施例中，直写式光刻机还包括保护开关，当所述信号处理模块检测到所述漏水检测带的阻值变化时，所述保护开关断开，所述直写式光刻机断电。

在一些实施例中，所述水冷式温度调节模块包括光源散热模块和环境温度调节模块，所述漏水检测带包括光源温控漏水检测带和环境温控漏水检测带，所述光源温控漏水检测带与所述光源散热模块接触，以用于检测所述光源散热模块是否漏水，所述环境温控漏水检测带与所述环境温度调节模块接触，以用于检测所述环境温度调节模块是否漏水。

在一些实施例中，所述光源散热模块包括光源冷水机和多个串联的散热循环水管，所述光源冷水机与所述散热循环水管连通且连接，所述光源冷水机与所述散热循环水管连接的位置处、相邻的两个所述散热循环水管的连接位置处均设有所述光源温控漏水检测带，多个所述散热循环水管上均设有散热片。

在一些实施例中，所述环境温度调节模块包括环境温控冷水机和冷凝器，所述环境温控冷水机与所述冷凝器连通且连接，所述环境温控冷水机与所述冷凝器连接的位置处设有所述环境温控漏水检测带。

在一些实施例中，所述冷凝器周围设有环境温控循环水管，所述环境温控循环水管上设有所述环境温控漏水检测带。

根据本发明实施例的直写式光刻机的漏水检测方法，所述直写式光刻机包括信号处理模块、水冷式温度调节模块、漏水检测模块和用于输出是否存在漏水信号的反馈信号输出模块，所述漏水检测模块与所述水冷式温度调节模块接触，所述漏水检测模块与所述信号处理模块通讯连接，

所述检测方法包括：

当所述水冷式温度调节模块漏水时，所述漏水检测模块发出漏水信号，并传递至所述信号处理模块，所述信号处理模块将所述漏水信号传递给所述反馈信号输出模块。

根据本发明实施例的直写式光刻机的漏水检测方法，通过设置漏水检测模块、且使漏水检测模块与水冷式温度调节模块接触，当水冷式温度调节模块出现漏水、或者水冷式温度调节模块上凝结有冷凝水时，漏水检测模块采集并转换漏水信号，反馈信号输出模块接收到漏水信息后，发出相应的控制信号，由此可以对直写式光刻机的漏水、冷凝水的情况作出快速反馈，进而可以实时跟进直写式光刻机的工作状况，从而可以提升整机系统的安全性和稳定性。

在一些实施例中，所述信号处理模块包括信号采集单元和处理单元，当所述水冷式温度调节模块漏水时，所述信号采集单元采集所述漏水信号，并将所述漏水信号传递至信号处理模块，所述处理单元与所述反馈信号输出模块，所述反馈信号输出模块触发报警系统，或者所述处理单元切断电源。

在一些实施例中，所述漏水检测模块包括光源温控漏水检测模块和环境温控漏水检测模块，所述光源温控漏水检测模块和所述环境温控漏水检测模块与所述信号处理模块通讯连接，所述水冷式温度调节模块包括光源散热模块和环境温度调节模块，所述光源温控漏水检测模块用于检测所述光源散热模块是否漏水，所述环境温控漏水检测模块用于检测所述环境温度调节模块是否漏水。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的直写式光刻机的功能框图；

图2是根据本发明实施例的直写式光刻机的结构示意图；

图3根据本发明具体实施例直写式光刻机的漏水检测原理图；

图4根据本发明具体实施例直写式光刻机的漏水检测原理图。

附图标记：

直写式光刻机100，

水冷式温度调节模块110，

光源散热模块120，光源冷水机121，散热循环水管122，散热片123，曝光光源124，

环境温度调节模块130，环境温控冷水机131，冷凝器132，环境温控循环水管133，

漏水检测带140，光源温控漏水检测带141，环境温控漏水检测带142，

信号处理模块160，

反馈信号输出模块170，

匹配电阻180。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的直写式光刻机100及漏水检测方法。

根据本发明实施例的直写式光刻机100，包括：水冷式温度调节模块110、漏水检测模块、信号处理模块160和用于输出是否存在漏水信号的反馈信号输出模块170。

具体而言，漏水检测模块包括漏水检测带140，漏水检测带140与水冷式温度调节模块110接触，以检测水冷式温度调节模块110是否漏水。当漏水检测带140浸水时，漏水检测带140的阻值变化。需要说明的是，当水冷式温度调节模块110出现漏水、或者水冷式温度调节模块110上凝结有冷凝水时，冷凝水或者渗漏出来的水与漏水检测带140接触，漏水检测带140的阻值发生变化，由此即可检测到水冷式温度调节模块110是否出现漏水或冷凝水。

在这里，需要说明的是，根据被测对象不同，漏水检测带140的使用长度是不一样的，同时其对应的阻值也是不同的，通过设置匹配电阻180，由此便于信号处理模块160对漏水信号进行采集、处理，进而可以将不同的漏水情况反馈至反馈信号输出模块170，反馈信号输出模块170可以根据具体的漏水信息，发出对应的控制信号。此外，还需要说明的事，漏水检测模块还可以包括漏水信号采集板，其实现了漏水信号处理及反馈信号输出模块170的等具体功能的实施。

信号处理模块160与漏水检测模块通讯连接，信号处理模块160检测漏水检测带140的阻值变化，并将阻值变化信息转换为数字信号，反馈信号输出模块170与信号处理模块160通讯连接。可以理解的是，信号处理模块160用于漏水传感器信号采集及信号转换，反馈信号输出模块170用于将漏水信号处理模块160输出的数字信号转换为能够匹配报警系统或相关设备的控制信号。

这里，信号处理模块160具有信号采集及信号输出功能，可对多路漏水检测信号进行处理，信号处理电路由NPN三极管开关电路实现，当检测到漏水检测带140阻值变小后，会使NPN三极管工作在饱和区，此时NPN三极管集电极输出低电平信号，可用于后端反馈信号输出模块170控制。反馈信号输出模块170由继电器及其外围电路组成，且继电器输出公共端可选择为高电平或低电平。

根据本发明实施例的直写式光刻机100，通过设置漏水检测带140、且使漏水检测带140与水冷式温度调节模块110接触，当水冷式温度调节模块110出现漏水、或者水冷式温度调节模块110上凝结有冷凝水时，漏水检测带140遇水后阻值发生变化，信号处理模块160接收到漏水检测模块的阻值变化信息后，采集并转换漏水信号，反馈信号输出模块170接收到漏水信息后，发出相应的控制信号，由此可以对直写式光刻机100的漏水、冷凝水的情况作出快速反馈，进而可以实时跟进直写式光刻机100的工作状况，从而可以提升整机系统的安全性和稳定性。

如图2所示，根据本发明的一些实施例，直写式光刻机100可以包括匹配电阻180和报警模块，漏水检测带140连接在匹配电阻180和信号处理模块160之间，报警模块与反馈信号输出模块170通讯连接，当信号处理模块160检测到漏水检测带140的阻值变化时，报警模块报警。匹配电阻180的阻值为20K欧姆。

这里，需要说明的是，报警模块可以为漏水显示LED灯，当有漏水情况出现时，漏水显示LED灯亮起，由此为直写式光刻机100的安装调试提供了便利，安装调试人员可根据漏水显示LED灯对本整机功能进行快速验证。

进一步地，不同的漏水检测位置可以设置对应的漏水显示LED灯，例如，可以在直写式光刻机100的不同电路节点处增设漏水显示LED灯，也即每个对应的电路节点均可以设置漏水传感器和漏水显示LED灯，当对应漏水传感器检测到漏水信号后，对应漏水显示LED灯的亮起，由此安装调试人员可以针对对应位置的节点调试，以便于查找漏水点。

当然，报警模块还可以为报警蜂鸣器，当反馈信号输出模块170输出漏水信号后，报警蜂鸣器，用于及时对漏水信号进行报警，提醒设备操作人员进行干预处理。

在一些实施例中，直写式光刻机100还可以包括保护开关，当信号处理模块160检测到漏水检测带140的阻值变化时，保护开关断开，直写式光刻机100断电。由此，直写式光刻机100对漏水或冷凝水异常可以快速响应及处理，从而提供了对整机系统的有效保护。

进一步地，为了提升直写式光刻机100的控制便利性，还可以将输出信号接入对应水冷式温度调节模块110的远程电源控制端，用于将水冷式温度调节模块110远程关机，主要是关闭对应的给水阀门，以停止水冷式温度调节模块110内部的水循环，进而避免漏水情况持续发生。此外，还可以将漏水信号接入PLC等信号接收系统，目的是当出现无人值守的情况下，为了能够保证直写式光刻机100在原先设定好的时间内切断整机电源系统，从而将设备运行风险降到最低。

如图1、图2所示，根据本发明的一些实施例，水冷式温度调节模块110包括光源散热模块120和环境温度调节模块130。漏水检测带140包括光源温控漏水检测带141和环境温控漏水检测带142。其中，光源温控漏水检测带141与光源散热模块120接触，以用于检测光源散热模块120是否漏水，环境温控漏水检测带142与环境温度调节模块130接触，以用于检测环境温度调节模块130是否漏水。由此可以利用漏水检测带140分别检测光源散热模块120和环境温度调节模块130处是否存在漏水、或者冷凝水异常。

进一步地，如图2所示，光源散热模块120包括光源冷水机121和多个串联的散热循环水管122，光源冷水机121与散热循环水管122连通且连接，光源冷水机121与散热循环水管122连接的位置处、相邻的两个散热循环水管122的连接位置处均设有光源温控漏水检测带141，多个散热循环水管122上均设有散热片123。

例如，如图2所示，光源散热模块120包括四组散热片123，每组散热片123对应设有一个曝光光源124。水管从光源冷水机121的输出端引出，经过四组散热片123对应的水管输入输出端串联后再从光源水冷机的输入端进入，从而形成热循环回路。这样，可以利用曝光光源124进行温度调控。光源冷水机121位于直写式光刻机100的外面，通过光刻机外壳上的水管接口连接光源水冷机与各散热片123。光源温控漏水检测带141从光刻机外壳上光源水冷机的水管输入端开始沿热循环水管回路缠绕，直至外壳水管输出端，并在光源温控漏水检测带141末尾连接匹配电阻180，匹配电阻180的阻值为20K欧姆。

在一些实施例中，如图2所示，环境温度调节模块130包括环境温控冷水机131和冷凝器132，环境温控冷水机131与冷凝器132连通且连接。环境温控水冷机和冷凝器132构成热循环回路，并通过FFU对光刻机内部温度进行调控。环境温控水冷机也是放置于光刻机外面的，并通过光刻机外壳上的水管接口连接至冷凝器132，环境温控水冷机的出水端与冷凝器132进水端相连接，环境温控水冷机的进水端与冷凝器132的出水端相连接。

环境温控冷水机131与冷凝器132连接的位置处设有环境温控漏水检测带142，冷凝器132周围设有环境温控循环水管133，环境温控循环水管133上设有环境温控漏水检测带142。由此，可以对光源散热模块120、环境温度调节模块130分别进行检测，从而可以对漏水位置、冷凝水产生位置进行精准判断，进而易于实现对漏水或冷凝水异常进行快速响应及处理，从而提供了对光源及整机电控系统的有效保护。

环境温控漏水检测带142从光刻机外壳上环境温控水冷机的水管输入端开始沿热循环水管回路缠绕，直至外壳水管输出端，并在环境温控漏水检测带142末尾连接匹配电阻180，其阻值为20K欧姆。当整个光源温控循环水路或环境温控循环水路上任意位置出现漏水或冷凝水情况时，可以被环境温控漏水检测带142有效检测，从而能够将漏水情况及时反馈。

在一些实施例中，漏水信号采集板可以为NPN三级管8050结合漏水检测带140及继电器控制电路完成所述漏水信号采集板的控制功能。优选地，本电路使用的继电器是欧姆龙小型继电器G5V-1，其额定电压为5V，额定电流为30mA。在该控制电路中加入了漏水信号LED指示灯。

具体地，如图3、图4所示，漏水检测带S1跨接在三极管Q1的基极1与发射极2之间，100K电位器R6一端接5V另一端连接至三极管Q1的基极1，其中S1和R6的取值必须使得当输入为5V时三极管能够可靠地饱和。电阻R4与LED灯D6串联，D6另一端连接至三极管Q1的集电极3，同时，继电器RL1的线圈的一端接5V电源，另一端接三极管Q1的集电极3，续流二极管1N4148跨接在继电器线圈的两端，用于抑制反向电动势，另外图中COM1作为继电器公共端，可以接高电平或低电平控制信号，OUT_OFF1是常闭输出端，OUT_ON1是常开输出端，可接至外部被控制设备。

进一步的，为了保证漏水检测带140电阻值遇水变小后三极管Q1能够可靠饱和，当在热循环水管上布局完漏水检测带140后，还需要对所述电位器R6的阻进行调整。当完成相关配置后，如果出现漏水情况，三极管Q1就会饱和导通，从而控制继电器RL1动作，并输出相应控制信号。

最后，作为本实施例的一个优选控制方案，所述漏水处理系统在漏水情况出现后，进行了以下应急处理：

1)输出相应控制信号，及时启动漏水报警系统，提醒光刻机操作人员及时排查并处理可能出现的安全隐患。

2)由于水冷机循环水具有速度快、流量大、水压强等特点，一旦出现漏水情况其影响不可估量，所以漏水发生时漏水处理系统将通过水冷机远程控制接口立即切换水冷机为停止状态，立即停止水循环，以达到减小漏水量的目的。

3)考虑到光刻机内部电路系统的重要性及复杂性，还可以将漏水信号引入整机主控系统，一旦主控系统检测到漏水信号且1分钟内无操作人员干预将主动切断整机电源，以保护整机电路系统。特别在设备无人值守时此操作方案能够将相关损失减小至最低。

显然，本实施例仅是本发明申请其中一个优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明申请中的优选实施例，相关领域研发人员在没有做出创造性劳动前提下所实施的所有其他实施例，都应当属于发明本申请所保护的范围。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的直写式光刻机100的漏水检测方法，直写式光刻机100包括信号处理模块160、水冷式温度调节模块110、漏水检测模块和用于输出是否存在漏水信号的反馈信号输出模块170，漏水检测模块与水冷式温度调节模块110接触，漏水检测模块与信号处理模块160通讯连接，

检测方法包括：

当水冷式温度调节模块110漏水时，漏水检测模块发出漏水信号，并传递至信号处理模块160，信号处理模块160将漏水信号传递给反馈信号输出模块170。

根据本发明实施例的直写式光刻机100，通过设置漏水检测模块、且使漏水检测模块与水冷式温度调节模块110接触，当水冷式温度调节模块110出现漏水、或者水冷式温度调节模块110上凝结有冷凝水时，漏水检测模块采集并转换漏水信号，反馈信号输出模块170接收到漏水信息后，发出相应的控制信号，由此可以对直写式光刻机100的漏水、冷凝水的情况作出快速反馈，进而可以实时跟进直写式光刻机100的工作状况，从而可以提升整机系统的安全性和稳定性。

在一些实施例中，信号处理模块160包括信号采集单元和处理单元，当水冷式温度调节模块110漏水时，信号采集单元采集漏水信号，并将漏水信号传递至信号处理模块160，处理单元与反馈信号输出模块170，反馈信号输出模块170触发报警系统，或者处理单元切断电源。这里，信号处理模块160具有信号采集及信号输出功能，可对多路漏水检测信号进行处理，信号处理电路由NPN三极管开关电路实现，当检测到漏水检测带140阻值变小后，会使NPN三极管工作在饱和区，此时NPN三极管集电极输出低电平信号，可用于后端反馈信号输出模块170控制。反馈信号输出模块170由继电器及其外围电路组成，且继电器输出公共端可选择为高电平或低电平。

进一步地，漏水检测模块包括光源温控漏水检测模块和环境温控漏水检测模块，光源温控漏水检测模块和环境温控漏水检测模块与信号处理模块160通讯连接，水冷式温度调节模块110包括光源散热模块120和环境温度调节模块130，光源温控漏水检测模块用于检测光源散热模块120是否漏水，环境温控漏水检测模块用于检测环境温度调节模块130是否漏水。由此可以利用漏水检测带140分别检测光源散热模块120和环境温度调节模块130处是否存在漏水、或者冷凝水异常。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。