光刻機(jī)雙工件臺系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立與驗證.pdf

1、光刻機(jī)是超大規(guī)模集成電路制造這個龐大的半導(dǎo)體系統(tǒng)工程能夠穩(wěn)步快速前進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備,雙工件臺系統(tǒng)是工件臺系統(tǒng)發(fā)展演變而得到突破性的進(jìn)展得到的成果,雙工件臺系統(tǒng)在光刻機(jī)中起著至關(guān)重要的作用,它的定位精度直接影響了光刻出來的硅片的質(zhì)量。
　　在本論文中,首先分析了連接整個雙工件臺系統(tǒng)的空氣彈簧,根據(jù)氣膜面的機(jī)械設(shè)計情況計算了空氣彈簧的彈性系數(shù)以及空氣阻力的計算,為進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析做了準(zhǔn)備工作。接著,就對承載整個雙工件臺系統(tǒng)的平衡質(zhì)量塊

2、進(jìn)行力學(xué)分析,并且建立了它的運動方程,分析平衡質(zhì)量塊的運動特性。在彈簧和阻尼器的限制下,平衡質(zhì)量塊在平面內(nèi)進(jìn)行有阻尼的二階振動,其運動的位移相對于微動臺的宏動位移數(shù)值很小,滿足了結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。由于平衡質(zhì)量塊的約束條件在豎直方向只有空氣彈簧的作用,水平方向由彈簧和阻尼器的作用,深入分析了平衡質(zhì)量塊的六自由度運動特性,并且建立了它的六自由度運動方程。
　　同時也分析微動臺的六自由度姿態(tài)。微動臺是微調(diào)硅片姿態(tài)的控制平臺,由于機(jī)械上的設(shè)

3、計,結(jié)構(gòu)中有很多的耦合效應(yīng),就需要對微動臺進(jìn)行解耦運算;解耦完成后,得到各個方向的力和力矩的分量,建立了微動臺在力矩的作用下各個方向姿態(tài)變化的方程,通過軟件仿真得到實時的姿態(tài)變化。
　　接下來,采用有限元軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,用來初步驗證建立的模型的準(zhǔn)確程度。對平衡質(zhì)量塊進(jìn)行了具體的模態(tài)分析,得到了各個模態(tài)的頻率,與所建立的模型相比較,誤差很小,說明模型具有一定的準(zhǔn)確性。也對氣足進(jìn)行了有限元軟件分析,因為氣足是整個系統(tǒng)的連接機(jī)構(gòu),