论文摘要
光刻机是集成电路制造的关键设备,工件台系统是光刻机的核心系统之一,其运动精度直接影响光刻机的分辨率和套刻精度,而工件台的运动精度受到工件台水平向平面电机和直线电机的电机常数、平面电机的增益平衡矩阵等运动参数以及直线电机推力波动的影响。电机常数实现负载驱动力和电机输入电流之间的转换,增益平衡矩阵实现逻辑轴负载驱动力和物理轴负载驱动力之间的转换。电机常数和增益平衡矩阵都直接或间接的受到电机实际负载的影响,因为电机实际负载与理论计算负载之间存在差异,并且会随时间发生变化,所以需要对电机常数和增益平衡矩阵进行周期性的测试和更新。由于齿槽效应和边端效应的影响,直线电机在运行过程中会产生较大的推力波动,降低工件台的运动平稳性和运动精度,需要对其推力波动进行补偿。本文在对工件台机械结构、驱动方式、控制理论和检测技术深入了解的基础上,研究工件台水平向平面电机和直线电机的电机常数、平面电机的增益平衡矩阵等运动参数的测校方法以及减小直线电机推力波动的措施。通过建立电机驱动的数学模型,采用传递函数辨识电机实际负载,建立了电机实际负载与电机常数之间的关系;通过定义串扰系数描述不同轴间的串扰,并提出了串扰系数的计算方法,给出了增益平衡矩阵新的计算公式和详细校准方法;提出了利用直线电机位置和补偿力的索引表的方式来降低直线电机推力波动,并详细说明了索引表的建立方式。在校准电机常数和增益平衡矩阵并补偿直线电机推力波动后,相应测试结果表明,本方法提高了工件台的定位精度和工件台掩模台的同步运动精度。
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