一種工件臺平衡質量質心測試校準方法
2023-06-02 20:09:01
專利名稱：一種工件臺平衡質量質心測試校準方法
技術領域：
本發明涉及光刻技術，尤其涉及一種工件臺平衡質量質心測試校準方法。
背景技術：
光刻設備是一種將掩模圖案曝光成像到矽片上的設備。已知的光刻設備包括步進重複式和步進掃描式光刻設備。衡量這些光刻設備的一個重要的方面就是準確度，即在照射期間要移動的部件能夠移動的準確度，所述要移動的部件有:承載掩模圖案的掩模臺，承載矽片的矽片臺。一般情況下，都會採用位置反饋，利用標準的基於PID (比例-積分-微分)的控制系統進行控制。同時，為了獲得納米級別的位置準確度，以及快速的響應時間，就要求光刻設備有較大的加速度和對測量基準框架較小的衝擊，而這兩項指標往往是相互矛盾的，所以，在許多光刻設備中，都採用矽片臺-平衡質量的結構，矽片臺電機產生較大的加速度來滿足快速響應的要求，矽片臺電機的反力作用到平衡質量上，平衡質量反向運動來吸收矽片臺的衝擊，來滿足對測量基準框架較小衝擊的要求。矽片臺-平衡質量系統在運動過程中，滿足質心守恆。實際中,平衡質量電機驅動中心為質心點,但是測量中心往往取形心點，這樣，在實現控制的時候，就存在控制信號從形心位置到質心位置的轉換，這個轉換和質心和形心的位置偏差密切相關，如果質心和形心位置沒有很好的測校，偏差較大的話，控制性能就不會達到需要的精度，而且也會引起電機的過大出力，產生較大熱功耗。所以為了獲得較好的光刻設備性能，平衡質量的質心需要準確標定。
發明內容
針對上述技術問題，本發明測試校準質心的基本思路為，在矽片臺-平衡質量系統中，平衡質量在矽片臺電機反力作用下以及平衡質量本身電機作用下運動，其運動位移由相應的測量機構檢測。單獨拿平衡質量作為研究對象，給平衡質量Rz軸加入閉環控制，其反饋信號由上面提到的檢測機構測量變換得到。平衡質量的X和Y自由度方向開環不進行控制。當只給Rz向注入運動軌跡信號，如果平衡質量的質心和形心(即測量機構的測量中心)水平向完全重合時，經測量機構測量變換得到的平衡質量Rz自由度的測量值是跟隨輸入軌跡值，而X和Y自由度的測量值應該為零。但是，當平衡質量的質心和形心不重合，即質心相對形心存在X和(或)Y方向的偏心時，測量變換得到的值的X和(或)Y方向會有一定的位移輸出，而該位移輸出的大小與Rz旋轉的角度以及質心相對形心X、Y方向的偏心有關，由此我們可以通過測量傳感器的輸出以及Rz的旋轉運動量來得到質心相對形心的偏心。據此，本發明提出了一種質心測校的方法，通過平衡質量位置傳感器可以測校出平衡質量在形心坐標系下的質心，通過矽片臺-平衡質量系統的質心守恆，進一步地得到娃片臺的質心的運動軌跡。本發明提出的工件臺平衡質量質心測試校準方法，具有以下步驟:
步驟一、針對平衡質量生成N組Rz軌跡，設定最大測試次數M ；步驟二、假設初始時質心偏差、Δν為零,設定XY向質心的搜索閾值spec_x和spec_y ；
步驟三、選擇X、Y、Rz軸的測試模型，將此時的Λτ、值代入到測試模型中，選擇一
組Rz軌跡，注入到測試模型；
步驟四、運行測試模型，得到平衡質量零速段位移測量輸出，進而得到XYRz三自由度
的位移輸出Λ:—押—eg、y_pos-Cg和rz pos 』根據公
權利要求
1.一種工件臺平衡質量質心測試校準方法，具有以下步驟: 步驟一、針對平衡質量生成N組Rz軌跡，設定最大測試次數M ； 步驟二、假設初始時質心偏差tsx、為零，設定XY向質心的搜索閾值spec_x和spec_y ； 步驟三、選擇X、Y、Rz軸的測試模型，將此時的ΔΧ、Δν值代入到測試模型中，選擇一組Rz軌跡，注入到測試模型； 步驟四、運行測試模型，得到平衡質量零速段位移測量輸出，進而得到XYRz三自由度 的位移細出 χ — p0S — Cg、y — pos _ Cg 和 rz — pos 』 根據公式
2.根據權利要求1所述的工件臺平衡質量質心測試校準方法，其中，所述軌跡為包含位移、速度和加速度等運動參數的三階運動軌跡。
3.根據權利要求1或2所述的工件臺平衡質量質心測試校準方法，其中，所述測試模型在XY軸為開環，在Rz軸為閉環。
4.根據權利要求3所述的工件臺平衡質量質心測試校準方法，其中，利用光柵尺實現所述Rz軸的閉環。
5.根據權利要求4所述的工件臺平衡質量質心測試校準方法，其中，所述光柵尺為二維光柵尺。
全文摘要
一種工件臺平衡質量質心測校方法，包含以下步驟以平衡質量作為測校對象，其水平X、Y自由度開環，Rz自由度閉環；給平衡質量注入運動軌跡，採集平衡質量零速段位移測量輸出，將平衡質量的位移數據處理後得到平衡質量的水平向三自由度的位移值；將處理得到的數據代入到質心測校方法中，得到平衡質量質心相對形心的偏心量。通過平衡質量物理傳感器的測量值來確定平衡質量質心相對物理傳感器測量中心的質心偏差，該方法簡單實用，不需要增加額外的測試裝置。
文檔編號G03F9/00GK103197517SQ20121000142
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者吳立偉, 董俊清 申請人:上海微電子裝備有限公司