光刻机双工件台系统的FMECA分析

摘要

光刻机是半导体元器件制造的常用装备，工件台系统、对准系统和曝光系统是光刻机系统的三大核心组成。由于国外对我国的光刻机在技术方面实行封锁，而且早期国内对光刻机这一高投入、高风险装备的重要性认识不足，导致我国的光刻机产业发展落后。现阶段，提高光刻机技术对发展我国的半导体行业至关重要。在光刻机的研制过程中，可靠性技术发挥着重要的作用。
　　工件台系统是光刻机的关键组成系统，主要功能是实现被加工工件的运动，工件台的性能影响着硅片的加工质量。本文以某型光刻机双工件台系统为研究对象，包括硅片台和掩模台两个子系统。两个子系统都采用粗动台和微动台相结合的结构，粗动台实现大行程运动，微动台实现六自由度的微动。双工件台系统是一个结构复杂、运动精度要求超高的运动系统，对可靠性要求也较高，可靠性分析工作非常复杂。在双工件台系统的设计阶段对系统进行可靠性分析时，主要面临着以下几个方面的问题：
　　（1）缺少工件台系统的失效数据。
　　（2）系统可靠性程度较高，运行过程中发生失效的次数少。
　　（3）系统结构复杂，对其进行可靠性试验比较困难。
　　（4）目前对双工件台系统进行的可靠性分析工作很少。
　　针对上述问题，本文的主要内容如下：
　　（1）对光刻机双工件台系统中硅片台和掩模台子系统进行故障树建模，通过定性分析和定量分析找出两个子系统的薄弱环节。
　　（2）引入GO法对控制子系统进行建模和分析，评估控制子系统的可靠性。
　　（3）针对双工件台系统可靠性数据较少的情况，对硅片台和掩模台进行FMECA分析。采用专家打分的方式对两个子系统的故障模式进行评定，完成对两个子系统的可靠性评估。
　　（4）针对专家打分过程中的数据冲突问题，采用基于D-S证据理论的信息融合的方法对各个专家的权重进行再分配，对FMECA中的RPN值进行再计算。并将这两种RPN计算方法与传统技术方法进行比较。

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第一章 绪 论

1.1 研究现状及课题来源

1.2 研究的目的和主要内容

第二章 可靠性分析方法概述

2.1 故障树方法

2.2 GO法

2.3 FMECA方法

2.4 本章小结

第三章 双工件台系统的可靠性建模

3.1 双工件台系统的组成和原理

3.2 双工件台系统环境介绍

3.3 双工件台系统故障树建模

3.4 双工件台控制系统GO法建模

3.5 本章小结

第四章 双工件台系统的FMECA分析

4.1 故障数据来源

4.2 FMEA方法分析双工件台系统

4.3 双工件台机械系统危害度分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

攻硕期间取得的研究成果