光刻機(jī)工件臺(tái)六自由度測(cè)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(jī)的主要性能指標(biāo),在當(dāng)前光刻機(jī)發(fā)展的背景下,工件臺(tái)技術(shù)在提高套刻精度方面扮演著越來(lái)越重要的角色。光刻機(jī)工件臺(tái)是實(shí)現(xiàn)六自由度超精密運(yùn)動(dòng)及定位功能的平臺(tái),其位置測(cè)量系統(tǒng)的精度直接影響著工件臺(tái)伺服控制系統(tǒng)的性能。
　　針對(duì)工件臺(tái)位置測(cè)量系統(tǒng)的性能特點(diǎn),本文首先確定了基于激光干涉儀的測(cè)量布局,并重點(diǎn)研究了測(cè)量模型的建立和測(cè)量數(shù)據(jù)的解算方法問(wèn)題,其中測(cè)量系統(tǒng)的建模過(guò)程是保證測(cè)

2、量精度的關(guān)鍵,而數(shù)據(jù)解算問(wèn)題是保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵。本文首先在既定坐標(biāo)系下,采用向量語(yǔ)言來(lái)描述測(cè)量布局中的幾何關(guān)系和誤差因素,并推導(dǎo)出激光干涉儀讀數(shù)與工件臺(tái)位置坐標(biāo)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(duì)各個(gè)自由度的影響以及變量之間的耦合關(guān)系,所以,最后推導(dǎo)出的全局模型是對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)的精確描述。另外,本文對(duì)模型外的非結(jié)構(gòu)性誤差因素進(jìn)行了分析和補(bǔ)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(tái)位置坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)

3、系,但由于其表達(dá)式是復(fù)雜的隱式函數(shù),采用一般的數(shù)值解算方法將會(huì)耗費(fèi)大量的計(jì)算資源,針對(duì)此問(wèn)題,本文提出了一種線性化的模型來(lái)快速地解算數(shù)據(jù),并在較低的頻率下對(duì)線性模型系數(shù)進(jìn)行更新,從而解決了數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求之間的矛盾。最后本文對(duì)該數(shù)據(jù)解算方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)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(shí)時(shí)性要求。
　　由于激光干涉儀是增量式的測(cè)量?jī)x器,在正常工作前需要一個(gè)絕對(duì)的參考點(diǎn)對(duì)其讀數(shù)進(jìn)行修正,這個(gè)過(guò)程稱為激光干涉儀