传统的光刻机工件台系统仅包含一个掩模台和一个硅片台,硅片的上片、形貌测量、扫描曝光、下片等工序依次完成。为了提高光刻机的产率,ASML于2000年首次提出了双硅片台技术,并将其成功应用于TWINSCAN系列光刻机中。双硅片台技术将硅片的上述工序分离成两个并行处理的部分,一个硅片台在测量位进行硅片的上下片、形貌测量等准备工作,同时另一硅片台在曝光位进行硅片的扫描曝光,待完成后两硅片台交换位置与职能,如此循环地实现硅片的高效曝光。
光刻机晶圆台是磁悬浮运动的,其运动由三个平面运动自由度XYZ和三个旋转自由度组成,因此测量系统需对其完成六自由度的位移测量。目前,双频激光干涉仪和二维光栅尺是当前最为常用的两种测量六自由度位移的高精度测量方法。
双工件台的技术难点
(1)对准精度高。
芯片制造中图形的曝光需多层叠加,掩膜曝光的图形必须和前一层掩膜曝光准确套叠在一起,叠加的误差即为套刻精度,要求为2nm以下。硅片上对准标记的数目越多,对准精度越低。
(2)运动速度快。
当前ASML蕞先进的DUV光刻机产率高达300wph,0.1秒完成1个影像单元的曝光成像,这要求晶圆平台以高达7g的加速度高速移动。
(3)运作稳定。
双工件台频繁的位置互换,对加减速防震、精确定位及减少磨损等要求极 高,同时需保持长时间的高速运作。
随着工件台的尺寸及推重比不断增大,其动力学特性愈来愈复杂:模型阶次更高、高频段的不确定性更大,进而导致建模误差较大。工件台需要在高加速、高速的情况下实现纳米级轨迹跟踪精度及毫秒级建立时间。
asml光刻机 光刻机翻新