步进扫描光刻机关键微位移机构的研发

摘要

在光刻机的研发和制造过程中，最重要的课题之一就是设计制造出满足纳米加工需求的超高精度微位移机构。纳米加工技术的发展，尤其是各种光刻技术的发展，离不开精密机械技术的发展和进步。随着光刻机技术的发展，对精密技术的要求不断提高，某些关键机械结构定位精度逐渐向纳米级发展。因此使得机械设计工程师们迫切需要寻找更好的微位移机构设计方案。柔性铰链因为结构上一体化和利用弹性变形产生运动和传递能量的特点，决定了柔性铰链具有以下特点:无空回、无摩擦、无间隙、无噪声、无磨损、空间尺寸小、运动灵敏度高。正是这些优点，使得柔性铰链能够达到纳米级分辨率，亚微米级或纳米级重复定位精度和微米级甚至毫米级运动范围。柔性铰链结构己经成为精密技术的重要手段。在光刻机的工件台，掩模台，物镜光学系统等多个关键结构设计中它都被广泛采用。在光刻机中采用基于柔性铰链的微位移机构，可以大大提高机构的运动精度，缩小机构的整体尺寸，满足了光刻机的设计需求。
　　本论文从光刻机精密工件台以及物镜光学系统的实际需求出发，结合理论计算及有限元分析软件，有针对性的对光刻机系统中的微位移机构作深入的理论研究。计算出桥式柔性机构的输入输出特性曲线并进行了仿真和实验研究。对工件台复合铰链进行了计算及仿真，并在计算结果的基础上提出结构优化方案，为后续的光刻机精密定位及调整结构的研发与改进打下了良好的理论与实践基础。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1.绪论

1.1 课题背景介绍

1.2 国内外光刻机研究现状

1.3 微位移机构的国内外研究现状

1.4 本文的研究内容

2 光刻机整机原理

2.1 光刻机整机结构和原理介绍

2.2 光刻机核心分系统原理及结构

2.3 本章小结

3 物镜光学系统微位移机构的研制

3.1 物镜光学系统柔性机构整体设计

3.2 物镜柔顺机构理论计算

3.3 柔性机构有限元仿真

3.4 柔性铰链加工制造

3.5 实验研究

3.6 实验、理论计算及仿真对比讨论与设计优化

3.7 本章小结

4 光刻机工件台微位移机构的研制

4.1 工件台微位移机构整体设计

4.2 工件台柔性机构理论计算

4.3 工件台柔性机构有限元仿真

4.4 结构设计优化

4.5 工件台复合柔性铰链加工制造

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

附录

参考文献