力学 & 机电一体化

速度和精度在ASML先进的光刻机中满足

磁悬浮晶圆台的加速速度比战斗机还快? 测量定位的传感器,每秒000次,精度为60皮米(小于硅原子的大小)? 这都是ASML机器中极限力学的一部分.

在半导体行业,时间就是金钱. 这意味着将晶圆加载到系统中, 在近100个不同的地方打印图案,然后每小时卸载硅片275次. 要做到这一点, 悬浮晶圆台将晶圆固定在系统内,其加速速度可达7g,而不会引起关键部件的振动或加热.

晶圆阶段的创新

晶圆阶段是光刻机最重要的运动部件聚集在一起的地方——它是系统的机械“心脏”. 在ASML光刻机上, 工作台同时移动两个晶圆工作台, 每人拿着一块硅片. 当一块晶圆被曝光时, 另一块晶圆的位置由机器的计量传感器测量. 这种双级系统架构被称为TWINSCAN, ASML于2000年首次将其推向市场. 因为它介绍, TWINSCAN平台通过大幅提高生产速度,彻底改变了芯片生产的经济性.


2008年,ASML的NXT TWINSCAN平台在速度和精度方面带来了另一个显著的改进. 创新的材料意味着更轻的晶圆级,结合一种新的磁悬浮系统来移动晶圆级,以实现更大的加速度-高达5克, 比喷气式战斗机起飞还要高. 与此同时, 晶圆片的位置测量约20,每秒000次,使用精确到60皮米的传感器,这比硅原子的大小还小.


机器人

机器人技术对光刻系统的整体生产力和精度做出了巨大贡献. 例如, 一个叫做晶圆处理器的模块将每片晶圆装入和取出系统, 而一个类似的模块称为十字线手柄对每批晶圆片使用的十字线做同样的工作. 每小时处理超过275片晶圆——使用各种网格——意味着处理器必须拾取, 快速而准确地移动和放置它们的微妙负载,而不会损坏或扭曲它们.

ASML洁净室EUV晶圆台培训

超级加速同步性

当图样的每个副本都印在晶圆上时, 十字线平稳地穿过狭窄的光缝, 每次只暴露模式的一小部分. 同时,晶圆在相反的方向平稳移动以捕获整个图案. 横线和圆片的运动必须完全同步, 但是因为横线图案比晶圆上的图案大, 十字线必须移动得更远更快, 达到150m / s ^ 2. 这相当于一辆车从0加速到100公里/小时只用了0.1秒. 当晶圆和线以相反方向的5克和15克加速度加速时,同步它们的运动到纳米和纳秒的能力——所有这些都不会引起任何振动——对于生产有功能的微芯片至关重要.

更多关于ASML技术的信息