發(fā)布時間：2019-04-15 23:27

【摘要】：光刻投影物鏡是光刻機的核心部件。為了保證投影光嚴苛的波像差要求，投影物鏡內部具有可調整的動鏡，以便實現(xiàn)對其位置姿態(tài)進行調整，以消除由于加工和裝調誤差帶來的波像差，從而保證曝光圖形的轉移精度。柔順定位機構是基于柔性鉸鏈彈性變形和壓電驅動技術的多自由度柔順微動精密定位機構，是光刻機動鏡的調整機構的主要部件。由于柔順定位機構中的柔性鉸鏈剛度低，對環(huán)境振動響應劇烈，為了保證物鏡穩(wěn)定動態(tài)成像質量，需要掌握其結構動力學特性。因此，本文進行了以下四方面的分析研究： (1)分析了柔順定位機構工作原理和結構特性，對其進行有限元仿真建模和模態(tài)試驗，對比分析建模誤差，基于諧波響應分析法確定修正的目標函數(shù)，修正變量和約束條件，使修正后的模型誤差在5%以內，達到分析精度要求。 (2)依據(jù)固定結合面剛度阻尼理論，推導了柔順定位機構螺栓連接面的剛度。將其作為初值進行參數(shù)修正得到了收斂解，該收斂解在理論解的10%內變動，表明剛度理論推導正確，修正方法有效。 (3)依據(jù)修正后的模型，，分析了柔順定位機構的驅動力-位移關系，確定機構的工作空間范圍。分析表明，機構在X、Y、Z三個方向的有效行程達到了設計要求。 (4)對柔順定位機構的修正模型進行隨機振動分析和鏡面重要像差分析，分析結果表明，該修正模型能夠準確的反映機構對環(huán)境振動的響應和對鏡片像差的影響程度，可以為今后的結構優(yōu)化設計，鏡片變形分析、振動補償和控制提供重要依據(jù)。
[Abstract]:Lithography projector lens is the core component of lithography machine. In order to ensure the demanding wavefront aberration requirement of projected light, the projection objective lens has adjustable moving lens in order to adjust its position and attitude, so as to eliminate the wave aberration caused by machining and adjusting errors. So as to ensure the transfer accuracy of the exposure pattern. Flexible positioning mechanism is a multi-degree-of-freedom micro-positioning mechanism based on flexure hinge elastic deformation and piezoelectric drive technology. It is the main part of the adjusting mechanism of lithography mirror. Due to the low stiffness of flexure hinges in compliant positioning mechanism and the severe response to environmental vibration, it is necessary to master the dynamic characteristics of the structure in order to ensure the stable dynamic imaging quality of the objective lens. Therefore, the following four aspects of analysis and research are carried out in this paper: (1) the working principle and structural characteristics of compliant positioning mechanism are analyzed, and the finite element simulation modeling and modal test are carried out, and the modeling errors are compared and analyzed. Based on the harmonic response analysis method, the modified objective function is determined, the variables and constraints are modified, the error of the modified model is less than 5%, and the accuracy of the analysis is met. (2) according to the stiffness and damping theory of fixed joint surface, the stiffness of bolt connection surface of compliant positioning mechanism is derived. The convergence solution is obtained by parameter correction as the initial value. The convergence solution changes within 10% of the theoretical solution, which shows that the stiffness theory is correct and the modified method is effective. (3) according to the modified model, the driving force-displacement relationship of compliant positioning mechanism is analyzed, and the workspace range of the mechanism is determined. The analysis shows that the effective stroke of the mechanism in X, Y and Z directions meets the design requirements. (4) the random vibration analysis and mirror aberration analysis of the modified model of compliant positioning mechanism are carried out. The results show that the modified model can accurately reflect the response of the mechanism to environmental vibration and the degree of influence on the aberration of lens, and the results show that the modified model can accurately reflect the response of the mechanism to environmental vibration and the degree of influence on lens aberration. It can provide important basis for structural optimization design, lens deformation analysis, vibration compensation and control.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH74;TH112

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本文編號：2458589