光刻机工件台热-力耦合实时补偿控制:基于递归模型与虚拟量测的统一框架
Abstract
随着芯片制程向3nm及以下节点推进,光刻机工件台的定位精度要求已逼近物理极限(±1nm)。热-力耦合效应成为制约精度的核心瓶颈:电机发热、摩擦热、环境温度波动导致工件台热变形,进而引发定位误差;而定位误差又通过伺服系统反馈影响电机电流,形成热-力-控的递归耦合回路。本文建立一套光刻机工件台热-力耦合实时补偿控制理论框架,将热传导方程、热弹性力学方程与工件台运动控制方程统一为递归状态空间模型。基于有限传感器数据实时重构温度场,采用模型降阶技术实现热变形快速预测,并结合实时迭代补偿(RIC)算法生成前馈控制量。针对物理测量延迟大的问题,引入虚拟量测(VM)技术,利用高频传感器数据实时推断中间态误差,实现“测量未动,补偿先行”。仿真结果表明,该方法可将热致定位误差降低75%以上,稳态误差控制在0.3nm以内。本文为国产光刻机工件台的精度提升提供了可工程化的理论工具。
Fields of Study & Subjects
Advanced Measurement and Metrology Techniques
Control Systems and Identification
Piezoelectric Actuators and Control
Publication details
- Journal / source
- Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)
- Publication date
- 5 March 2026
- Language
- ZH
- Document type
- Preprint