極紫外光刻機(jī)工件臺(tái)精密機(jī)械及控制相關(guān)技術(shù).pdf

1、極紫外光刻技術(shù)(EUVL)被稱為最有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮饪碳夹g(shù)，有望接替光學(xué)光刻，成為45nm以下光刻產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)。因而，該技術(shù)也是目前國際上先進(jìn)光刻領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　 件臺(tái)是光刻機(jī)最關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一，也是實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)功能和精度的基礎(chǔ)。EUVL工件臺(tái)繼承了許多光學(xué)光刻工件臺(tái)技術(shù)，它是精密機(jī)械、檢測、控制、真空等技術(shù)的集成，在光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)和掃描曝光過程中起著至關(guān)重要的作用。
　　 本報(bào)告針對(duì)45nm產(chǎn)業(yè)化EUV光刻機(jī)設(shè)備的

2、需求，提出適用于真空作業(yè)的高速度高精度真空工件臺(tái)的設(shè)計(jì)方案，以及相關(guān)的控制技術(shù)方案。并通過仿真分析對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)物鏡系統(tǒng)的自動(dòng)裝調(diào)，還設(shè)計(jì)了物鏡系統(tǒng)的裝調(diào)裝置。
　　 報(bào)告圍繞工件臺(tái)的機(jī)構(gòu)、控制以及物鏡裝調(diào)系統(tǒng)三部分展開，具體工作主要包括：
　　 EUVL工件臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真分析。首先比較了兩種非接觸式工件臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氣浮工件臺(tái)和磁懸浮工件臺(tái)。接著根據(jù)45nm100wph產(chǎn)率模型下EUVL工件臺(tái)設(shè)計(jì)要

3、求，設(shè)計(jì)了磁浮型、氣磁結(jié)合型兩種工件臺(tái)機(jī)構(gòu)。綜合考慮了摩擦力、導(dǎo)線干擾、振動(dòng)沖擊等因素對(duì)于工件臺(tái)的影響，所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、精度高、剛度大、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。針對(duì)步進(jìn)和掃描兩種不同工作狀態(tài)，對(duì)工件臺(tái)進(jìn)行了靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析和模態(tài)分析。根據(jù)仿真結(jié)果改進(jìn)了原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，通過局部挖空方法，改進(jìn)后的設(shè)計(jì)，不僅靜態(tài)變形減小，而且一階固有頻率比原來提高了300hz左右。
　　 設(shè)計(jì)了工件臺(tái)控制系統(tǒng)，針對(duì)工件臺(tái)的精密定位和同步掃描提出了相

4、應(yīng)的控制策略。利用粗/微平臺(tái)二級(jí)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)解決了大行程和超高精度的矛盾，重點(diǎn)考慮了二級(jí)控制中的閾值轉(zhuǎn)換和干擾補(bǔ)償問題。設(shè)計(jì)了同步補(bǔ)償器，利用掩模臺(tái)微動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)補(bǔ)償掩模臺(tái)與硅片臺(tái)間的位置同步誤差。在所建立的控制模型基礎(chǔ)上，通過MATLAB仿真對(duì)控制系統(tǒng)及控制策略進(jìn)行模擬。仿真結(jié)果顯示，同步補(bǔ)償器可以有效地抑制擾動(dòng)對(duì)于同步精度的影響，提高同步跟蹤精度。同時(shí)，本報(bào)告還研究了環(huán)境影響因素的控制補(bǔ)償方法。
　　 針對(duì)EUVL投影光學(xué)物