光刻機工件臺六自由度測量系統(tǒng)研究.pdf

1、光刻技術(shù)是極大規(guī)模集成電路制造流程中的重要環(huán)節(jié),其中套刻精度是光刻機的主要性能指標,在當前光刻機發(fā)展的背景下,工件臺技術(shù)在提高套刻精度方面扮演著越來越重要的角色。光刻機工件臺是實現(xiàn)六自由度超精密運動及定位功能的平臺,其位置測量系統(tǒng)的精度直接影響著工件臺伺服控制系統(tǒng)的性能。
　　針對工件臺位置測量系統(tǒng)的性能特點,本文首先確定了基于激光干涉儀的測量布局,并重點研究了測量模型的建立和測量數(shù)據(jù)的解算方法問題,其中測量系統(tǒng)的建模過程是保證測

2、量精度的關(guān)鍵,而數(shù)據(jù)解算問題是保證系統(tǒng)實時性的關(guān)鍵。本文首先在既定坐標系下,采用向量語言來描述測量布局中的幾何關(guān)系和誤差因素,并推導出激光干涉儀讀數(shù)與工件臺位置坐標之間的關(guān)系式。這種建模方法可以完整的描述出誤差因素對各個自由度的影響以及變量之間的耦合關(guān)系,所以,最后推導出的全局模型是對該測量系統(tǒng)的精確描述。另外,本文對模型外的非結(jié)構(gòu)性誤差因素進行了分析和補償。
　　激光干涉儀全局模型體現(xiàn)了激光干涉儀讀數(shù)和工件臺位置坐標之間的函數(shù)關(guān)

3、系,但由于其表達式是復雜的隱式函數(shù),采用一般的數(shù)值解算方法將會耗費大量的計算資源,針對此問題,本文提出了一種線性化的模型來快速地解算數(shù)據(jù),并在較低的頻率下對線性模型系數(shù)進行更新,從而解決了數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)實時性要求之間的矛盾。最后本文對該數(shù)據(jù)解算方法的有效性進行了驗證,仿真結(jié)果表明該算法能夠滿足系統(tǒng)的精度要求和實時性要求。
　　由于激光干涉儀是增量式的測量儀器,在正常工作前需要一個絕對的參考點對其讀數(shù)進行修正,這個過程稱為激光干涉儀