激光干涉仪测量平台(光刻机工件台)磁屏蔽罩
在光刻机中,激光干涉仪是晶圆台(Wafer Stage)和掩模台(Reticle Stage)定位的“眼睛”。它通过分束激光干涉测量平台相对基准的位置变化,获得亚纳米级分辨率的位移量测。测得的位置误差通过高速控制回路实时反馈,驱动磁悬浮工件台将误差修正至纳米级。
然而,激光干涉仪的测量精度极易受到磁场干扰。光刻机工件台采用磁悬浮驱动技术,通过电磁力悬浮台面,其内部的直线电机、音圈电机(VCM) 等电磁执行器在工作时会产生较强的交变漏磁场。同时,地磁场(约25–65 μT)及周边设备杂散场也会影响干涉仪光路的稳定性。对于套刻精度要求已低至<2 nm的先进制程光刻机而言,任何微小的磁场波动都足以引起干涉仪读数漂移,直接劣化工件台定位精度与曝光质量。
我们的激光干涉仪测量平台磁屏蔽罩正是为此而生——采用高磁导率坡莫合金(MuMETAL®/1J85) 精密成型,直接套设于激光干涉仪的光学模组及测量反射镜外围,形成一道高衰减、低剩磁的磁隔离屏障,确保干涉仪在复杂的电磁环境中输出稳定、精准的位移测量信号。
极近源屏蔽,精准保护测量光路:屏蔽罩直接安装于干涉仪光学模组及测量反射镜外围,从干扰进入测量光路的“最后一厘米”处实施屏蔽,效果远优于设备外部全局屏蔽。
高磁导率材料,高效衰减低频漏磁:采用初始磁导率≥80,000的坡莫合金,对光刻机工件台驱动电机及地磁场产生的DC–1kHz低频交变漏磁场提供>60 dB的衰减。
超薄精密成型,适配紧凑空间:采用0.3–1.0 mm薄板精密加工,满足光刻机工件台内部毫米级安装间隙的严苛约束,不改变工件台原有动力学特性与质量分布。
低剩磁设计,不引入额外偏差:经精密氢气退火处理,屏蔽罩自身剩磁<0.05 µT,不会对干涉仪的光路及位置反馈信号引入额外的磁场偏置。
多轴干涉仪阵列兼容:光刻机典型配置包括多套独立激光头构成空间坐标基准。屏蔽罩支持模块化设计,可适配多轴干涉仪阵列的布局需求,确保各测量轴之间不发生磁串扰。
激光干涉仪测量平台磁屏蔽罩的性能,核心体现在对工件台定位精度与套刻精度的直接保障上:
工件台定位精度保障:清华大学研发的光刻机双工件台已实现运动精度MA<1.6 nm、MSD<2.6 nm。磁屏蔽罩确保这一纳米级定位精度不受磁场干扰劣化。
套刻精度支持:7nm及以下制程光刻机的套刻精度要求<1.0 nm。屏蔽罩通过稳定干涉仪测量基准,保障多层曝光之间的层间对准精度。
动态测量稳定性:光刻机干涉仪动态采样频率达10 MHz,反馈控制响应时间<0.5 ms。磁屏蔽罩有效衰减电机换向时产生的尖峰磁场噪声,保障高速动态测量过程中干涉仪信号的纯净度。
多轴同步测量精度:掩模台与工件台的同步扫描误差要求<0.05 nm。屏蔽罩确保各轴干涉仪在复杂电磁环境中保持一致的测量基准,保障双台同步精度。