被動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)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(guó)計(jì)民生。平衡質(zhì)量系統(tǒng)作為光刻機(jī)雙工件臺(tái)的重要組成部分，可削弱機(jī)內(nèi)振動(dòng)，減小臺(tái)體對(duì)基座的沖擊，以達(dá)到提高精度的目的。被動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)可對(duì)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(tái)定位精度。
　　本文以光刻機(jī)雙工件臺(tái)為平臺(tái)，研究?jī)?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(yùn)動(dòng)特性，并根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際需求對(duì)平衡質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)范圍及隔振效

2、率進(jìn)行計(jì)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(tái)運(yùn)動(dòng)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(duì)被動(dòng)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(jì)，并對(duì)所設(shè)計(jì)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(duì)平衡質(zhì)量塊的限位效果及對(duì)工件臺(tái)的隔振效率。
　　（2）分析硅晶圓的曝光路徑并對(duì)硅片臺(tái)在測(cè)量位和曝光位的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃。對(duì)掃描和步進(jìn)過(guò)程的5階S控制曲線

3、進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。以所得硅片臺(tái)高加速運(yùn)動(dòng)軌跡作為被動(dòng)式補(bǔ)償系統(tǒng)的激勵(lì)，以整機(jī)光刻工作的基本流程出發(fā)，利用Matlab對(duì)測(cè)量位和曝光位兩硅片臺(tái)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行仿真。并用 Simulink創(chuàng)建仿真模型對(duì)被動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析，得出經(jīng)被動(dòng)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。
　　（3）搭建被動(dòng)式補(bǔ)償系統(tǒng)的力學(xué)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)平面彈簧單體和電磁阻尼器單體進(jìn)行性能測(cè)試；將補(bǔ)償系統(tǒng)整體安裝到雙工件臺(tái)平衡質(zhì)量系統(tǒng)中，并對(duì)其進(jìn)行力

4、學(xué)測(cè)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(dòng)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