光刻機(jī)是集光、機(jī)、電一體化的高端產(chǎn)品,投影物鏡是光刻機(jī)的重要部件。為滿足光刻系統(tǒng)要求的像質(zhì),減少零件的加工裝配以及環(huán)境溫度等因素對(duì)光刻系統(tǒng)造成的影響,光刻機(jī)投影物鏡為多層鏡片結(jié)構(gòu)。其安裝與定位需要達(dá)到納米級(jí)的精度,故投影物鏡鏡組的位姿調(diào)節(jié)需采用微位移機(jī)構(gòu)完成,該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)的精度尤為重要。本文研究的物鏡可調(diào)機(jī)構(gòu)的測(cè)量系統(tǒng),以電容傳感器作為測(cè)量元件,并利用雙頻激光干涉儀對(duì)其測(cè)量元件進(jìn)行標(biāo)定。由于該系統(tǒng)的各個(gè)傳感器測(cè)量方向,與物鏡的運(yùn)動(dòng)方向不是相對(duì)應(yīng)的,故需對(duì)電容傳感器、激光干涉儀的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行解耦。本文提出標(biāo)定所需算法,一種自適應(yīng)混合飛蛾-火焰優(yōu)化算法。并通過仿真軟件,對(duì)提出的算法與各經(jīng)典優(yōu)化算法基于CEC2015函數(shù)集進(jìn)行對(duì)比測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,提出的自適應(yīng)混合飛蛾-火焰優(yōu)化算法更適用于標(biāo)定。本文分析電容傳感器測(cè)量系統(tǒng)的誤差來源,借助自適應(yīng)混合飛蛾-火焰優(yōu)化算法,利用雙頻激光干涉儀測(cè)量數(shù)據(jù),進(jìn)行對(duì)電容傳感器的標(biāo)定仿真。即利用標(biāo)定算法辨識(shí)出各電容傳感器的機(jī)械安裝參數(shù),以避免傳感器存在的安裝誤差,影響解耦模型的精度。標(biāo)定后,測(cè)量系統(tǒng)輸出的物鏡各自由度位移與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的誤差,滿足10p... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TWINSCANNXT:2000i光刻機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖[2]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-值孔徑，從而提高物鏡像質(zhì)。隨著投影物鏡系統(tǒng)的分辨率提高，物鏡像質(zhì)的要求急劇提升，為滿足光刻系統(tǒng)要求的像質(zhì)，光刻機(jī)投影物鏡的像質(zhì)需采用微位移結(jié)構(gòu)完成，通常微位移機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)精度需達(dá)到納米級(jí)。在光學(xué)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要目標(biāo)為：令各個(gè)光學(xué)元件處于理論的、精準(zhǔn)的空間位置上。故光刻機(jī)投影物鏡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在具有準(zhǔn)確空間定位功能的同時(shí)，要具備對(duì)光學(xué)元件軸向、徑向與偏轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整的功能，從而降低由于裝配和機(jī)械零件加工給光學(xué)元件造成的傾斜、偏心、位移等誤差。光刻機(jī)投影物鏡為多層鏡片結(jié)構(gòu)[6]2。光刻機(jī)投影物鏡示意圖如圖1-2所示：圖1-2光刻機(jī)投影物鏡[7]為滿足精度要求，光刻機(jī)投影物鏡是一個(gè)多層的鏡片結(jié)構(gòu)，它一般的構(gòu)成為近三十片口徑為200mm~300mm的光學(xué)元件緊密的排成一串，但由于安裝空間有限，導(dǎo)致用來支撐投影物鏡的結(jié)構(gòu)空間較為緊張，所以，光刻機(jī)投影物鏡可調(diào)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)節(jié)行程大、精度高等特點(diǎn)[6]2。1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀1.2.1光刻機(jī)物鏡可調(diào)機(jī)構(gòu)研究光刻機(jī)投影物鏡可調(diào)機(jī)構(gòu)需滿足結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)節(jié)行程大、精度高等性能。一些傳統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)如：螺紋傳動(dòng)、凸輪機(jī)構(gòu)、絲杠螺母、蝸輪蝸桿等，它們的調(diào)節(jié)行程一般可以達(dá)到毫米量級(jí)或以上，雖然調(diào)節(jié)行程滿足要求，但還是存在體積大、摩擦損耗、需要潤(rùn)滑、工作條件受限制、間隙等一系列缺點(diǎn)[6]3。為滿足光刻機(jī)物

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-鏡可調(diào)機(jī)構(gòu)的性能，克服傳統(tǒng)可調(diào)機(jī)構(gòu)的種種缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者對(duì)可調(diào)機(jī)構(gòu)作出了研究并改進(jìn)。本文該部分對(duì)一些國(guó)內(nèi)外上述領(lǐng)域的研究成就進(jìn)行列舉：韓國(guó)學(xué)者RyuJaeW等，設(shè)計(jì)了一種基于由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)地柔性機(jī)構(gòu)的微動(dòng)平臺(tái)，并給出平臺(tái)優(yōu)化的數(shù)學(xué)公式，該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)X、Y軸向微動(dòng)和繞Z軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且上述運(yùn)動(dòng)可達(dá)到較高的分辨率[8]。美國(guó)學(xué)者HaleL等，為滿足極紫外光刻機(jī)（EUVL）投影物鏡固定與裝調(diào)的要求，設(shè)計(jì)一種采用了高分辨率的兩腳架型的柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)為壓電螺桿驅(qū)動(dòng)，它包含固定于外鏡框的傳動(dòng)柔性鉸鏈部分，與和內(nèi)鏡筒相連的約束柔性鉸鏈部分，壓電螺桿可直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)柔性鉸鏈并且使其繞著鉸鏈軸旋轉(zhuǎn)，由約束柔性鉸鏈來約束內(nèi)鏡筒的兩個(gè)方向自由度，上述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)繞X軸、繞Y軸和Z軸三自由度的調(diào)節(jié)[9]。學(xué)者DanielVukobratovich等，為滿足光學(xué)元件的超精密軸向、偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)所需要可調(diào)機(jī)構(gòu)的高分辨率、高精度、緊湊性等性能，提出兩種結(jié)構(gòu)形式不同的狹縫柔性機(jī)構(gòu)，提出的兩種鉸鏈，都可以采用線切割的方式加工得到，工藝簡(jiǎn)單，其中一種為線性移動(dòng)的狹縫柔性機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)可提供某一軸向的位移，并理論上不在其正交方向發(fā)生耦合位移，而另外一種是二軸萬向節(jié)的狹縫柔性機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)可產(chǎn)生繞兩個(gè)軸角位移[10]。中科院長(zhǎng)春光機(jī)所的陳華男等，以柔性鉸鏈為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一種柔性二級(jí)減速機(jī)構(gòu)，并且將其應(yīng)用于，作用為光刻機(jī)投影物鏡光學(xué)元件X-Y向的偏心位置補(bǔ)償?shù)�，新型一體式X-Y方向的柔性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，同時(shí)對(duì)機(jī)構(gòu)原理分析的基礎(chǔ)上，將柔性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[11]51。圖1-3X-Y向柔性調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)三維模型[11]53中科院長(zhǎng)春光機(jī)所的郭抗等，采用6-PSS并聯(lián)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)一種精密的光學(xué)元

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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