被動補(bǔ)償系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、步進(jìn)掃描投影式光刻機(jī)作為當(dāng)今世界高精尖的IC制造設(shè)備，其研究發(fā)展關(guān)乎國計民生。平衡質(zhì)量系統(tǒng)作為光刻機(jī)雙工件臺的重要組成部分，可削弱機(jī)內(nèi)振動，減小臺體對基座的沖擊，以達(dá)到提高精度的目的。被動補(bǔ)償系統(tǒng)可對平衡質(zhì)量塊進(jìn)行限位和隔振，其補(bǔ)償性能直接或間接影響到硅片臺定位精度。
　　本文以光刻機(jī)雙工件臺為平臺，研究內(nèi)容包括
　　（1）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(yùn)動特性，并根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際需求對平衡質(zhì)量塊的運(yùn)動范圍及隔振效

2、率進(jìn)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(biāo)（工件臺運(yùn)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(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計，并對所設(shè)計的彈簧阻尼參數(shù)的合理性進(jìn)行有效驗(yàn)證，得出補(bǔ)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。
　　（2）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(yùn)動軌跡進(jìn)行規(guī)劃。對掃描和步進(jìn)過程的5階S控制曲線

3、進(jìn)行分析設(shè)計。以所得硅片臺高加速運(yùn)動軌跡作為被動式補(bǔ)償系統(tǒng)的激勵，以整機(jī)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(yùn)動軌跡進(jìn)行仿真。并用 Simulink創(chuàng)建仿真模型對被動補(bǔ)償系統(tǒng)的動態(tài)特性進(jìn)行仿真分析，得出經(jīng)被動式補(bǔ)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(bǔ)償系統(tǒng)的力學(xué)測試平臺，對平面彈簧單體和電磁阻尼器單體進(jìn)行性能測試；將補(bǔ)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(jìn)行力

4、學(xué)測試；驗(yàn)證平衡質(zhì)量塊的回零誤差是否控制在各自限位指標(biāo)的10％，即X≤±1.7 mm，Y≤±3.5 mm。最后進(jìn)行誤差分析，并提出改進(jìn)方案。
　　仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在被動補(bǔ)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