浸没式光刻机精密运动平台设计

浸没式光刻机制程范围
浸没式光刻机是一种用于微电子制造的关键设备，它在制程范围方面具有很大的优势。

下面将从不同角度来进行描述。

浸没式光刻机在芯片制造过程中起到了至关重要的作用。

它通过使用紫外线光源和光罩来将图案投射到光刻胶层上，从而实现对芯片表面的精确刻画。

这种技术在半导体制造领域被广泛应用，可以制造出微小而精确的芯片结构。

浸没式光刻机的制程范围非常广泛，可以应用于不同类型的芯片制造，包括存储芯片、逻辑芯片、传感器芯片等。

浸没式光刻机的制程范围还涉及到材料的选择和处理。

在芯片制造过程中，光刻胶的选择对最终的芯片质量至关重要。

浸没式光刻机可以处理不同类型的光刻胶，包括正胶、负胶和混合胶。

通过选择合适的光刻胶，并进行正确的曝光和显影处理，可以实现对芯片结构的精准控制。

浸没式光刻机在制程范围方面还涉及到光刻工艺的参数调整。

光刻工艺的参数包括曝光时间、曝光能量、显影时间等。

通过调整这些参数，可以实现对芯片结构的精确控制，从而满足不同应用需求。

浸没式光刻机具有较高的工艺控制能力，可以实现亚微米级别的制程精度。

浸没式光刻机在制程范围方面具有广泛的应用。

它可以用于不同类
型的芯片制造，可以处理不同类型的光刻胶，可以实现对芯片结构的精确控制。

浸没式光刻机的出现极大地推动了微电子制造技术的发展，为我们生活中的各种电子设备提供了强大的支持。

相信随着技术的不断进步，浸没式光刻机的制程范围还将进一步扩大，为微电子行业带来更多的突破和创新。

浸没式光刻系统中光束传输系统的设计李美萱;阚晓婷;王美娇;李博【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)010【摘要】为实现浸没式光刻照明系统掩模面上高均匀照明性和不同照明模式,对照明系统中的光束传输系统进行了研究.浸没式光刻照明系统中的激光光束传输系统是光刻机中的重要组成部分,直接影响光刻机性能.针对浸没式光刻照明系统特点,提出了采用球面镜和柱面镜组合的光学结构,进行了激光准直扩束系统的光学设计与仿真分析.此外,对设计的准直扩束系统进行了公差分析,以保证在加工和装调完成后光束的发散角和口径均满足设计要求.最后,在系统完成的基础上对不同位置处的光斑尺寸进行测量.设计结果表明,系统能够满足光束在5～20 m传输光路范围内,不需要进行透镜间隔的调节,实现光斑大小和发散角满足设计要求,保证目标光束口径在(28.5±0.5)mm范围内,X方向发散角为1.2 mrad,Y方向发散角为1.84 mrad.通过分析发现,设计结果能够很好地满足指标的精度要求,具有重要的应用价值和实用意义.【总页数】7页(P1300-1306)【作者】李美萱;阚晓婷;王美娇;李博【作者单位】长春理工大学光电信息学院,吉林长春130000;吉林工程技术师范学院量子信息技术交叉学科研究院,吉林长春130052;吉林省量子信息技术工程实验室,吉林长春130052;长春理工大学光电信息学院,吉林长春130000;长春理工大学光电信息学院,吉林长春130000;长春理工大学光电信息学院,吉林长春130000【正文语种】中文【中图分类】O436【相关文献】1.浸没式超滤在电厂中水深度处理系统中的设计及运行 [J], 高燕宁;何彩燕;王平2.浸没式ArF光刻系统中光学因素对L形图形的影响 [J], 张飞;李艳秋3.浸没式光刻照明系统中会聚镜的设计及公差分析 [J], 李美萱;董连和4.浸没式光刻系统中光束扩束系统的设计 [J], 李美萱;王美娇5.浸没式光刻照明系统中非球面变焦系统设计 [J], 李美萱;王丽;董连和因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于ZPETC-FF和DOB的精密运动平台控制陈兴林;刘川;周乃新;王斌【摘要】光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位.为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度.提出一种零相位误差跟踪控制器加前馈(ZPETC-FF)和干扰观测器(DOB)相结合的复合控制方法,以提高直线电机宏动精密运动平台的运动精度.ZPETC-FF作为前馈跟踪控制器,有效提高了系统带宽和跟踪性能,减小了系统的动态跟踪误差;DOB作为鲁棒反馈控制器,补偿了外部扰动、未建模动态和系统参数摄动等,有效提高了系统的抗干扰能力.实验表明,所提出的控制方法与传统的控制方法相比,不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且还具有更强的抗干扰能力.【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》【年(卷),期】2014(046)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】光刻机;工件台;零相位跟踪控制;干扰观测器;高动态精密伺服【作者】陈兴林;刘川;周乃新;王斌【作者单位】哈尔滨工业大学航天学院,150001哈尔滨;哈尔滨工业大学航天学院,150001哈尔滨;哈尔滨工业大学航天学院,150001哈尔滨;哈尔滨工业大学航天学院,150001哈尔滨【正文语种】中文【中图分类】TP273+.3光刻机的工件台和掩模台是高动态精密伺服运动平台，它要求在高速运动的情况下，采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的驱动方式，在较短的行程内实现平台高精度的定位与跟踪.以ASML已经商用的最先进光刻机Twinscan XT 1950i机型为例，工作时最高速度大于0.5 m／s，加速度大于15 m／s2，定位精度小于4 nm，稳定时间小于10 ms［1］.为减小平面电机的运动范围和加速度，就必须提高直线电机宏动精密运动平台的轨迹跟踪精度，因此，选择一种能够抗击干扰，提高系统动态性能，减小系统稳定时间，准确控制宏动精密运动平台运动的算法显得尤为重要.在光刻机的宏动台伺服系统中，系统中的扰动会造成伺服性能的下降，如：齿槽效应、端部效应力、摩擦力、纹波推力等非线性因素［2］，因此对宏动精密运动平台的控制系统性能提出了更高的要求.在提高系统动态跟踪性能方面，TomizukaM［3］提出了零相位跟踪控制器（zero phase error tracking controller，ZPETC），其基本思想是基于零极点对消来抑制系统延迟而引起的相位误差，并针对那些具有不稳定零极点的系统，在抵消掉不稳定零点之后，ZPETC再补偿这些零点产生的相位移，最终获得零相位误差.但是，ZPETC在具有上述优点的同时，存在着对系统建模误差和对系统参数变化敏感的缺点.为此，赵希梅［4］提出将ZPETC和干扰观测器（disturbance observer，DOB）［5］相结合的方法，仿真得出了很好的效果.Tsu-Chin Tsao等又提出自适应零相位跟踪控制算法［6］，通过系统参数的自适应辨识来建立模型.K.Ohishi等［7］提出一种零相位误差跟踪（zero phase error tracking，ZPET）和前馈（feed forward，FF）控制相结合的控制方法，并将此ZPET-FF方法应用于磁道跟踪伺服控制中.本文提出将ZPETC-FF和DOB相结合的方法应用到精密运动平台的控制中，首先建立精密运动平台的控制模型，其次规划平台五阶S曲线运动轨迹，再给出ZPETC-FF和DOB相结合的具体算法，最后通过实验验证该方法的有效性.1 精密运动平台控制模型本文研究的精密运动平台只针对宏动台，微动台固定在宏动台上不动.宏动台由气浮导轨导向，直线电机驱动，用光栅尺测量台体与基础框架之间的位移x作为位置反馈.考虑平台中各质量块连接刚度足够，建立等效模型示意图，如图1所示.其中，m为直线电机动子上的总质量，F为直线电机力输入，c为阻尼系数.因为系统由气浮导轨支撑，所以台体与气浮台面之间的刚度k，可以忽略不计.图1 运动平台机械模型直线电机因为其结构和负载形式的不同，其数学模型差别较大［8-11］，本文结合直线电机的具体结构和负载形式，建立如下的数学模型：式中：i（t）为直线电机线圈回路中的电流输入；Fd为推力扰动；km表示直线电机的力常数.式中：U（t）表示加在直线电机动子线圈两边的电压；E表示线圈移动时产生的反电势；R表示线圈回路电阻；L表示线圈回路电感.式中ke表示和速度有关的反电动势系数.联立解式（1）～（4），可得到直线电机位移与控制电压之间的传递函数为2 轨迹规划为达到高精度点对点轨迹规划，采用五阶S曲线轨迹.相比低阶轨迹，五阶轨迹的轨迹轮廓更光滑，对基础框架冲击更小，振动更少，达到的位置精度更高［12］.图2所示为一种典型的五阶加速轨迹，改变给定的约束条件，amax，jmax，dmax和fmax都可能不存在，因此轨迹规划存在很多种可能情形.各时间段计算公式见式（6）～（10）.图2 五阶点对点运动轨迹式中f0、d0、j0、a0、v0、x0为初始边界条件，t为时间.3 精密运动平台控制器结构精密运动平台的控制器结构如图3所示，包括双环PID控制、ZPETC-FF和DOB.双环PID控制器设计了速度环控制器和位置环控制器，采用二自由度控制系统可以在保证系统稳定性及抗干扰能力的情况下，通过配置系统零极点提高系统的动态响应能力.图3 运动平台控制器结构3.1 ZPETC-FF的设计前馈控制器采用ZPETC的原理设计，反馈控制则运用两个PID反馈控制器来实现，其传递函数分别为C1（z-1）和C2（z-1）.ZPETC-FF控制器由信号估计器G（z-1）（signal estimator）、储存器z-n+2（memory）、低通滤波器F（z-1）（LPF）和预校正器Gf（z-1）（Pre-compensator）等几个部分组成.由图3可知，反馈控制系统的闭环系统传递函数为式中：z-d为闭环系统所造成的d步延迟；Bc+（z-1）为稳定的零点多项式，Bc-（z-1）为不稳定的零点多项式.前馈控制系统中的Gf（z-1）传递函数为考虑到不稳定零点的影响，（k）来计算前馈控制器的输出eff（k）.由上式可见，ZPETC是非因果的，在运用时至少要提前1步获得指令，也就是超前两个采样周期的信号（d=2）.图3中z-n+2中的n为储存器的大小，它和两个采样时间之前的台体运动周期匹配，将以前控制周期内的控制信号作为未来时刻的值，从而实现对系统的重复控制.F（z-1）为低通滤波器，用于消除跟踪误差信号中的高频噪声.G（z-1）用于估计出系统的稳态跟踪误差，以计算Gf（z-1）.图3中的控制系统，满足以下等式：并且有由此可得系统的跟踪误差为利用欧拉公式ejωT=cos ωT+jsin ωT，将复数序列由指数形式转变成三角函数形式可知，当z=ejωT时，表达式Bc+（z-1）Bc-（z）／［Bc-（1）］2的相位差为0；当ω趋近于0时，z趋近于1，则有Bc+（z-1）Bc-（z）／［Bc-（1）］2的幅值也趋近于1，所以系统的跟踪误差收敛于0.3.2 DOB的设计DOB的基本原理就是将外部力矩干扰及模型参数变化造成的实际对象与名义模型的逆P-1n（s）的输出的差异，等效到控制输入端，即观测出等效干扰，在控制中引入等量的补偿，实现对干扰的完全抑制.DOB的原理如图4所示.图4 DOB的原理框图图中，Gp（s）为对象的传递函数，Gn-1（s）为名义系统模型Gn（s）的逆，u为速度环的给定输入信号，d为系统的外部干扰，为干扰为干扰的估计量，ξ为测量噪声，P（s）为实际对象的传递函数，Q（s）为低通滤波器.由图4求出等效干扰的估计值为干扰及从u到y的传递函数GUY（s）分别为将图4作等效变换，可得到简化的框图，如图5所示.图5 原理图等效变换由图5可求得从d到y的传递函数GDY（s）和从ε到y的传递函数Gεy（s）分别为图5表明，这个扰动估计与补偿系统本身也是一个反馈回路，系统的带宽要受到鲁棒稳定性的限制，所以Q（s）的带宽也不能太宽，要在扰动抑制和鲁棒稳定性之间找一个折中，另外，Q（s）的设计要满足Q（s）Gn-1（s）为正则.在本文中，Q（s）为3阶滤波器，时间常数取为τ=0.002，则在低频段时，Q（s）→1，有在高频段时，Q（s）→0，有可以看出，在低频段时，DOB使得实际对象的响应与名义模型的响应一致，实现了对实际模型与名义模型偏差的补偿.4 实验图6为实验系统，精密运动平台电机采用线性无刷直线伺服电机BLMC-192-A，行程为200 mm，母线最高电压320 VDC，运动位置由RENISHAW公司的XL-80激光干涉仪测得，其定位精度±1 nm，线性测量精度±0.5×10-6；运动控制卡为自制版卡，采用TI公司的TMS320C6416型DSP芯片，主频1 GHz；运动平台质量m为38 kg.反电动势常数ke为26.89 V／m／s，力常数km为33.09 N／A，25℃时电阻值R为6.4 Ω，电感值L为1.9 mH.图6 实验系统实物图精密运动平台要跟踪的五阶S曲线参数如表1所示，拟合出的曲线见图7.图8为只有PID控制时，运动平台跟踪五阶S曲线的跟踪误差，在加减速时，最大误差为0.16 mm；在速度为匀速时，最大误差为0.05 mm.此时系统跟踪误差较大是因为系统中没有滤波器，引入了很多的噪声，而且没有前馈补偿，带宽有限，最终导致控制误差偏大.表1 五阶S曲线参数参数位移／m最大速度vmax／（m·s-1）最大加速度amax ／（m·s-2）最大加加速度jmax／（m·s-3）最大加3速度dmax／（m·s-4）最大加4速度fmax／（m·s-5）数值0.0460.210103105107图7 五阶S曲线图8 PID控制下的误差曲线图9为速度和加速度前馈、PID和DOB复合控制下的跟踪误差曲线，图10为图9局部放大的误差曲线.在引入干扰观测器后，系统中的未知扰动和测量噪声得到有效抑制，并对扰动进行估计和补偿，使控制误差明显减小.在加减速时，最大误差为0.8 μm；在匀速运行时，误差逐步减小，在第670个采样点附近，系统趋于稳定，误差始终保持在一定范围内，最大误差为0.03 μm.图9 PID＋DOB控制下的误差曲线图10 放大的误差曲线（PID＋DOB）图11为ZPETC-FF、PID和DOB复合控制下的轨迹跟踪误差曲线，图12为图11局部放大的误差曲线.在加减速时，最大误差为0.5 μm；在匀速运行时，误差逐步减小，在第500个采样点附近，系统趋于稳定，误差始终保持在一定范围内，最大误差为0.02 μm.误差减小的原因主要有以下两点：1）台体的运动轨迹已经规划好，ZPETCFF预先获得位置指令，将控制指令提前，并且不断重复修正，所以跟踪误差减小，系统稳定时间也减小；2）ZPETC-FF是一种非因果的前馈控制器，提高了系统位置闭环带宽，减小了加减速时的位置跟踪误差，提高了系统控制精度. 图11 ZPETC-FF＋PID＋DOB控制下的误差曲线在图9～12中，宏动台在加减速运动时，存在误差峰值，且峰值幅度随速度的增大而增大，原因主要有以下4点：1）电机加减速时，控制指令加减速变化较大，引起绕组电流变化，导致磁阻推力相应变化，从而造成较大位置误差；2）直线电机加减速时，系统冲击较大，电机定子存在较大惯性时滞.台体减速时的误差要小于台体加速时的误差，这是因为台体从高速开始逐步减速时，具有较大的惯性，其运动惯性极大地阻尼掉了磁阻推力的干扰影响，这是实验结果中台体在减速时位置误差相对较小的主要原因.3）台体的运动轨迹为5阶S曲线，系统即有5阶输入指令，在前馈没有完全物理实现的情况下，低阶系统不能够完全跟踪5阶高阶输入指令，系统必然存在静差，从而在加减速时产生相比匀速时更大的位置偏差.4）前馈补偿的式子一般均具有比较复杂的形式，故全补偿条件的物理实现有困难.在工程实际中，大多采用满足跟踪精度要求的部分补偿条件，或者在对系统性能起主要影响的频段内实现近似全补偿，以使前馈补偿的形式简单并易于物理实现，因此在加减速和匀速时，都存在误差.通过对比3种控制策略的位置跟踪误差曲线，发现采用ZPETC-FF+PID+DOB的控制策略的系统误差更小，系统达到的精度更高，验证了该方法的有效性.图12 放大的误差曲线（ZPETC-FF＋PID＋DOB）5 结论本文针对精密运动平台系统，提出了基于ZPETC-FF和DOB相结合的复合控制策略，通过实验验证了该方法的有效性.结论如下：1）对于轨迹预知的系统，ZPETC-FF能够提高系统的带宽和跟踪能力，减小系统稳定时间，使系统达到一个很高的精度.2）DOB作为鲁棒反馈控制器，能够有效抑制干扰和补偿系统扰动.3）采用ZPETC-FF、DOB和PID相结合的复合控制方式，可以在保证系统稳定性及抗干扰能力的同时，提高系统的动态响应能力，此控制模型可以推广到其他轨迹预知的控制系统.实验结果表明，该方法满足光刻机工件台对伺服驱动系统的高速、高精度轨迹控制要求.参考文献［1］SCHMIDT R H.Ultra-precision engineering in lithographic exposure equipment for the semiconductor industry［J］.PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyA：Mathematical，Physical and Engineering Sciences，2012，370（1973）：3950-3972.［2］孙宜标，闫峰，刘春芳.基于μ理论的永磁直线同步电机鲁棒重复控制［J］.中国电机工程学报，2009，29（30）：52-57.［3］TUMIZUKA M.Zero phase error tracking algorithm for digital control ［J］.ASME Journal of Dynamic Systems Measurement and Control，1987，109（4）：65-68.［4］赵希梅，郭庆鼎.基于ZPETC和DOB的永磁直线同步电机的鲁棒跟踪控制［J］.中国电机工程学报，2007，27（30）：60-63.［5］OHNISHI K.A new servo method in mechatronics［J］.IEEE Transaction son Electrical and Electronic Engineering，1987，107（D-1）：83-86.［6］TSAO T C，TOMIZUKA M.Adaptive zero phase error tracking algorithm for digital control［J］.Journal of Dynamic System，Measurement and Control，1987，109（4）：349-354.［7］OHISHI K，MIYAZAKI T，INOMATA K，et al.Robust feed-forward tracking servo system considering force disturbance for the optical recording system［J］.IEEE Trans.Ind.Electron，2006，53（3）：838-847. ［8］陈幼平，杜志强，艾武，等.一种短行程直线电机的数学模型及其实验研究［J］.中国电机工程学报，2005，25（7）：131-136.［9］YAN M，HUANG K，SHIU Y，et al.Disturbance observer and adaptive controller design for a linearmotor-driven table system［J］.International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2007，35（3／4）：408-415.［10］LI S H，LIU Z G.Adaptive speed control for permanent magnet synchronous motor system with variations of load inertia［J］.IEEE Transactions on Industrial Electronics，2009，56（8）：3050-3059. ［11］武志鹏，陈兴林，刘川.光刻机工件台宏微系统的滑模变结构控制［J］.光电工程，2011，38（9）：50-54.［12］武志鹏，陈兴林.精密硅片台步进扫描运动的5阶S曲线规划［J］.光电工程，2012，39（8）：99-104.。

ArF浸没光刻双工件台运动模型研究的开题报告一、选题背景浸没光刻技术自问世以来就取得了重大进展。

ArF浸没光刻双工件台技术是目前最先进、最成熟的集成电路光刻技术之一。

该技术可以实现更小的芯片特征，从而推动硅技术的发展。

浸没光刻机器的运动模型是关键，它可以有效地控制暴露（曝光）和浸没（液体）的过程，从而保证芯片的精度和可靠性。

二、研究目的本研究旨在建立ArF浸没光刻双工件台运动模型，研究浸没光刻的关键参数对芯片特征的影响，并探索优化浸没光刻参数的方法。

三、研究内容和方法本研究的主要内容包括：1. 建立ArF浸没光刻双工件台运动模型：利用控制理论、传感器和数据处理技术，建立准确的ArF浸没光刻双工件台运动模型；2. 分析浸没光刻参数对芯片特征的影响：通过实验和仿真分析，研究浸没光刻的关键参数如照射剂量、液体深度和暴光时间等，对芯片特征的影响；3. 探索优化浸没光刻参数的方法：通过模拟和实验比较不同的浸没光刻参数，在保证芯片特征准确性的基础上，优化浸没光刻参数，提高工艺效率和质量。

本研究主要采用理论研究和实验分析相结合的方法，利用光学测量、计算机模拟等技术手段，对ArF浸没光刻双工件台运动模型和浸没光刻参数进行全面研究和优化。

四、预期成果1. ArF浸没光刻双工件台运动模型的建立与验证；2. 分析和探索ArF浸没光刻参数对芯片特征的影响；3. 提出优化ArF浸没光刻参数的方法，有效提高工艺效率和质量；4. 推动ArF浸没光刻技术的发展和应用。

五、研究意义本研究对于提高ArF浸没光刻技术的精度和可靠性，优化工艺参数，提高集成电路质量以及推动硅技术的发展意义重大。

同时，本研究对于相关领域研究人员有一定的参考和借鉴作用，有助于促进浸没光刻技术的发展和应用。

浸没式光刻技术摘要：光刻工艺直接决定了大规模集成电路的特征尺寸，是大规模集成电路制造的关键工艺。

作为光刻工艺中最重要设备之一，光刻机一次次革命性的突破，使大模集成电路制造技术飞速向前发展。

因此，了解光刻技术的基本原理，了解提高光刻机性能的关键技术以及了解下一代光刻技术的发展情况是十分重要的。

本文就以上几点进行了简要的介绍。

沉浸式光刻技术是在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。

实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。

沉浸式光刻技术是在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。

实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。

关键词：沉浸式光刻、大规模集成电路、折射率目录浸没式光刻技术 (1)目录 (2)第一章背景 (3)1.1 概论 (3)第二章光刻技术 (4)2.1 193nm浸没式光刻技术 (4)2.1.1浸没液体（积淀、气泡、光吸收） (5)2.1.2液体浸没方式(局部浸没法) (5)2.1.3大数值孔径投影物镜的设计（折反式投影物镜） (7)2.1.4 偏振光照明(无损偏振光照明系统) (8)2.1.5液体温度变化带来的影响(热量累积效应) (9)2.1.6气泡的消除(曝光缺陷) (9)2.1.7光刻胶与污染(污染沉积) (9)2.2 浸没式光刻机浸液控制技术研究 (9)2.2.1 浸液控制关键技术研究 (9)2.2.2 浸液控制系统的研制 (11)2.3 控制总结 (13)第三章展望 (14)参考文献 (15)第一章背景1.1 概论沉浸式光刻技术是在传统的光刻技术中，其镜头与光刻胶之间的介质是空气，而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。

实际上，浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。

浸没式光刻技术
佚名
【期刊名称】《微纳电子技术》
【年(卷),期】2004(41)8
【总页数】1页(P13-13)
【关键词】浸没式光刻;分辨率;数值孔径;功能
【正文语种】中文
【中图分类】TN305.7
【相关文献】
1.浸没式光刻设备消除气泡技术综述 [J], 王杰;倪绿汀;张乐
2.193 nm ArF浸没式光刻技术PK EUV光刻技术 [J], 翁寿松
3.光刻专家评选浸没式和EUV光刻技术 [J], Aaron Hand
4.面向浸没式光刻机的超精密光学干涉式光栅编码器位移测量技术综述 [J], 王磊杰; 张鸣; 朱煜; 叶伟楠; 杨富中
5.浸没式光刻机浸没流场的仿真与试验 [J], 傅新;赵金余;陈晖;陈文昱
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1　背景介绍作为新兴的制造技术，3D打印不仅是产品创新的利器，更是高端装备制造的重要研究方向。

传统制造和加工工艺有许多制约其成品零件结构和形状复杂度的因素，如铸造成型中金属液的充型能力和铣削工艺中铣刀可触及的位置。

限于传统制造与加工工艺，光刻机整机结构中使用的传统零件存在数量繁多、结构规则、功能单一以及重量大等不足。

而3D打印技术则通过逐层打印粉末状金属或塑料等可粘合材料，能够成型具备晶格结构、一体化结构、复杂曲面、流体结构和中空结构等复杂结构特征的零件，摆脱了传统制造和加工工艺的束缚。

为更好地应用3D打印工艺制造出高性能的光刻机零件，应遵循3D打印技术特点，对传统零件进行二次设计和优化。

在3D打印能力范围内，通过调整零件形状和尺寸，可最优化零件的性能。

本研究以某光刻机的精密运动框架为研究对象，基于3D打印设计方法完成了该框架的二次设计与3D打印制造。

2　设计过程本研究以工程需求进行正向设计，完成精密运动框架零件的一体化设计。

2.1　模型说明光刻机工件台使用的传统运动结构模型如图1所示，运动框架由14个传统零件和30多个螺钉螺帽等配件装配而成。

运动框架为结构件，接口数量繁多且位置复杂，拟采用3D打印一体化设计。

图1　传统精密运动框架2.2　分析结构和功能需求对传统光刻机零件进行二次设计前，需要分析和明确零件的结构和功能应用需求。

在CAD工具中，要尽可能保留并简化这些特征。

框架的结构需求主要是在不干涉装配空间和不改变接口位置的前提下一体化各个接口，因此在做运动框架3D打印二次设计时应保留各个装配孔和加工面。

2.3　规划空间与定位目标在保证结构和功能接口特征后，应结合零件应用背景和3D打印工艺特性，规划零件的二次设计空间，重新定位设计与制造目标。

根据一体化框架的使用空间，双肋内侧占用了其他零件，因此可采取外扩保证框架美观性。

分析结构与功能需求和设计空间规划，可以确定运动框架的设计与制造目标是在保证一阶模态不降低的情况下尽可能轻量化。

专利名称：用于浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机
专利类型：发明专利
发明人：丛国栋,郑清泉,方洁
申请号：CN201610510702.3
申请日：20160630
公开号：CN107561866A
公开日：
20180109
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种用于浸没式光刻机的双工件台装置以及浸没式光刻机，所述双工件台装置包括：两个工件台，所述两个工件台各包括粗动模块、防撞模块和微动模块，所述防撞模块固定在所述粗动模块上；交换机构，所述交换机构设置在所述两个工件台中的一个或两者的防撞模块上并且包括交换桥板和升降机构，所述升降机构能够将所述交换桥板从初始位置转到工作位置，使得在双工件台交换时交换桥板位于两个工件台的微动模块之间并且其顶表面与两个工件台的微动模块的顶表面基本处于同一平面内。

本发明避免了交换机构对工件台的微动模块上的长条镜的遮蔽并且改善了双台交换时浸没液场的维持。

申请人：上海微电子装备(集团)股份有限公司
地址：201203 上海市浦东新区张东路1525号
国籍：CN
代理机构：上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)
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