極紫外光刻機工件臺精密機械及控制相關技術.pdf

1、極紫外光刻技術(EUVL)被稱為最有發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮饪碳夹g，有望接替光學光刻，成為45nm以下光刻產(chǎn)業(yè)的主流技術。因而，該技術也是目前國際上先進光刻領域研究的熱點。
　　 件臺是光刻機最關鍵的子系統(tǒng)之一，也是實現(xiàn)光刻機功能和精度的基礎。EUVL工件臺繼承了許多光學光刻工件臺技術，它是精密機械、檢測、控制、真空等技術的集成，在光刻機對準和掃描曝光過程中起著至關重要的作用。
　　 本報告針對45nm產(chǎn)業(yè)化EUV光刻機設備的

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的設計方案，以及相關的控制技術方案。并通過仿真分析對設計結果進行驗證。同時，為了實現(xiàn)物鏡系統(tǒng)的自動裝調(diào)，還設計了物鏡系統(tǒng)的裝調(diào)裝置。
　　 報告圍繞工件臺的機構、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工件臺結構設計及仿真分析。首先比較了兩種非接觸式工件臺結構特點：氣浮工件臺和磁懸浮工件臺。接著根據(jù)45nm100wph產(chǎn)率模型下EUVL工件臺設計要

3、求，設計了磁浮型、氣磁結合型兩種工件臺機構。綜合考慮了摩擦力、導線干擾、振動沖擊等因素對于工件臺的影響，所設計的機構具有結構緊湊、精度高、剛度大、穩(wěn)定性好的特點。針對步進和掃描兩種不同工作狀態(tài)，對工件臺進行了靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析和模態(tài)分析。根據(jù)仿真結果改進了原設計的結構，通過局部挖空方法，改進后的設計，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。
　　 設計了工件臺控制系統(tǒng)，針對工件臺的精密定位和同步掃描提出了相

4、應的控制策略。利用粗/微平臺二級協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)解決了大行程和超高精度的矛盾，重點考慮了二級控制中的閾值轉換和干擾補償問題。設計了同步補償器，利用掩模臺微動臺運動實時補償掩模臺與硅片臺間的位置同步誤差。在所建立的控制模型基礎上，通過MATLAB仿真對控制系統(tǒng)及控制策略進行模擬。仿真結果顯示，同步補償器可以有效地抑制擾動對于同步精度的影響，提高同步跟蹤精度。同時，本報告還研究了環(huán)境影響因素的控制補償方法。
　　 針對EUVL投影光學物