被動補償系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、步進掃描投影式光刻機作為當今世界高精尖的IC制造設備，其研究發(fā)展關乎國計民生。平衡質(zhì)量系統(tǒng)作為光刻機雙工件臺的重要組成部分，可削弱機內(nèi)振動，減小臺體對基座的沖擊，以達到提高精度的目的。被動補償系統(tǒng)可對平衡質(zhì)量塊進行限位和隔振，其補償性能直接或間接影響到硅片臺定位精度。
　　本文以光刻機雙工件臺為平臺，研究內(nèi)容包括
　?。?）分析了平衡質(zhì)量系統(tǒng)中平衡質(zhì)量塊的工作范圍及其運動特性，并根據(jù)結(jié)構(gòu)實際需求對平衡質(zhì)量塊的運動范圍及隔振效

2、率進行計算，得出平衡質(zhì)量塊的限位要求（X≤±17 mm，Y≤±35 mm）和隔振指標（工件臺運動傳遞到支撐框架上的X向作用力Fx不大于100N，Y向作用力Fy不大于200N），據(jù)此對被動補償系統(tǒng)進行數(shù)學建模和關鍵參數(shù)設計，并對所設計的彈簧阻尼參數(shù)的合理性進行有效驗證，得出補償系統(tǒng)對平衡質(zhì)量塊的限位效果及對工件臺的隔振效率。
　?。?）分析硅晶圓的曝光路徑并對硅片臺在測量位和曝光位的運動軌跡進行規(guī)劃。對掃描和步進過程的5階S控制曲線

3、進行分析設計。以所得硅片臺高加速運動軌跡作為被動式補償系統(tǒng)的激勵，以整機光刻工作的基本流程出發(fā)，利用Matlab對測量位和曝光位兩硅片臺的運動軌跡進行仿真。并用 Simulink創(chuàng)建仿真模型對被動補償系統(tǒng)的動態(tài)特性進行仿真分析，得出經(jīng)被動式補償系統(tǒng)作用后平衡質(zhì)量塊在X向和Y向的位移曲線。
　?。?）搭建被動式補償系統(tǒng)的力學測試平臺，對平面彈簧單體和電磁阻尼器單體進行性能測試；將補償系統(tǒng)整體安裝到雙工件臺平衡質(zhì)量系統(tǒng)中，并對其進行力

4、學測試；驗證平衡質(zhì)量塊的回零誤差是否控制在各自限位指標的10％，即X≤±1.7 mm，Y≤±3.5 mm。最后進行誤差分析，并提出改進方案。
　　仿真和實驗結(jié)果表明，在被動補償系統(tǒng)的作用下，平衡質(zhì)量塊的位移為：X≤±2.5 mm， Y≤±13.1 mm，滿足限位要求；在10Hz的工頻下，傳遞到支撐框架上最大作用力為Fx=86.8 N， Fy=145 N，滿足隔振要求；平衡質(zhì)量塊在X向的穩(wěn)態(tài)誤差為X=0.254 mm，在Y向的穩(wěn)態(tài)誤