《氟化钙单晶材料的磁流变抛光工艺研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氟化钙单晶材料的磁流变抛光工艺研究（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、国防科学技术大学 硕士学位论文 氟化钙单晶材料的磁流变抛光工艺研究 姓名：谢超 申请学位级别：硕士 专业：机械工程 指导教师：李圣怡 20091101 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 摘要 半导体工业的迅猛发展要求投影光刻机的曝光波长不断缩短，曝光波长从g 线发展到现在的极紫外线，我国“极大规模集成电路制造装备及成套工艺 国家 科技重大专项先期正重点发展深紫外线光刻技术，而为了消除色差，保证良好的 成像质量，深紫外光刻物镜系统一般采用氟化钙单晶材料和熔融石英两种光学材 料。 在深紫外光刻物镜系统中，对光刻物镜光学表面有全频段的误差控制的特殊 精度要求。应用传统光学零件加工工艺加工氟化钙单
2、晶材料光刻物镜有诸多限制， 无法满足其加工需求。磁流变抛光技术由于具备高精、高效和易于计算机控制等 优点，正逐渐应用于光刻物镜的加工中，以满足光刻物镜光学零件表面加工的特 殊精度需求。 本文针对深紫外光刻物镜使用的氟化钙单晶材料，利用磁流变抛光技术对其 中频误差、表面质量和面形进行了初步研究，主要做了以下几方面工作： 1 氟化钙单晶材料磁流变抛光中频误差抑制工艺研究。首先研究了磁流变抛 光固定行距进给加工方法中产生的等于进给行距频率点的中频误差生成机理与规 律；其次提出用随机行距法抑制此中频误差，并通过理论仿真和实验验证得出随 机行距法可以抑制中频误差并具备修形能力的结论； 2 氟化钙单晶材料
3、磁流变抛光工艺参数优化研究。通过正交实验研究了磁流 变抛光主要工艺参数对氟化钙单晶材料表面质量( 粗糙度和去除效率) 的影响规律； 最后通过得出的规律对工艺参数进行优化，得出适合于氟化钙单晶材料抛光的磁 流变工艺参数； 3 氟化钙单晶材料磁流变抛光修形理论与工艺研究。首先对传统抛光在抛光 氟化钙单晶材料时引入的低频误差一“三瓣效应 进行了理论仿真，并提出磁流 变抛光驻留时间补偿工艺方法；最后通过理论仿真比较了常规磁流变抛光工艺和 驻留时间补偿工艺抛光氟化钙单晶材料的面形结果，得出驻留时间补偿工艺可以 解决常规磁流变抛光工艺抛光氟化钙时产生的“三瓣效应 。 主题词：氟化钙单晶材料磁流变抛光中频误
4、差表面质量 第i 页 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 A BS T R A C T T h es p e e d yd e v e l o p m e n to fl i t h o g r a p h yt e c h n o l o g yd e m a n d sa ni n c r e a s i n gs h o r t e x p o s a lw a v e l e n g ho fl i t h o g r a p h i ct o o l s ，w h i c ho w n e dt h ed e v e l o p m e n tf r o mt h eg l i n
5、 e t ot h ed e e pu l t r a v i o l e tr a d i a t i o n I nO U r c o u n t r y ，t h es c i e n c et e c h n o l o g yi t e mn a m e d t h e f a b r i c a t i n ga n dt h ew h o l es e ta r t sa n dc r a f t so fl a r g es c a l ei n t e g r a t e dc i r c u i t i nw h i c h t h ed e 印u l t r a v i
6、o l e tr a d i a t i o no fl i t h o g r a p h yt e c h n o l o g yi sb e i n gd e v e l o p e dn o w I nt h e s y s t e mo f t h ed e e pu l t r a v i o l e tr a d i a t i o no fl i t h o g r a p h yt e c h n o l o g y ，i no r d e rt oe l i m i n a t e t h ea b e r r a t i o n , t w oo p t i cm a t
7、 e r i a l sa tl e a s tm u s tb eu s e d ，w h i c hC a na s s u r eaf a v o r a b l e q u a l i t yo fi m a g i n g T h e r ea r eo n l ys i n g l e - c r y s t a lc a l c i u mf l u o r i d ea n df u s e ds i l i c a a v a i l a b l ei nt h ed e e pu l t r a v i o l e tr a d i a t i o nl i t h o g
8、 r a p h yt e c h n o l o g y T h e r ea r eh i g h l yr e q u i r e m e n tf o rt h em i d a n dh i g h - s p a t i a lf r e q u e n c y ，t h ef i g u r e a n dt h eq u a l i t yo ft h es u p e r f i c i a li nt h eo b j e c tl e n ss y s t e mo ft h ed e e pu l t r a v i o l e t r a d i a t i o n
9、S ot h et r a d i t i o nm a c h i n i n ga r t sa n dc r a f t sC a n tc a t c hu p 、析t 1 1t h ep r e c i s i o n d e m a n d e di nt h ed e e pu l t r a v i o l e tr a d i a t i o ns y s t e m T h em a g n e t o r h e o l o g i c a lf i n i s h i n g a r t sa n dc r a f t sw i t ht h ea d v a n t
10、a g eo fh i g hp r e c i s i o na n dh i l g he f f i c i e n c ya n dS Oo ni s b e i n ga p p l i e dt op r o c e s st h eo b j e c tl e n st om e e tt h ep a r t i c u l a rp r e c i s i o nn e e d e di nt h e t h i sl e n ss y s t e m T h i st h e s i sc o n t r a p o s et h es i n g l e c r y s
11、t a lc a l c i u mf l u o r i d ew h i c hi sw i d e l yu s e da s t h es t u f fo ft h el i t h o g r a p h yo b j e c tl e n so ft h ed e e pu l t r a v i o l e tr a d i a t i o n A p p l y i n g m a g n e t o r h e o l o g i c a lf i n i s h i n gp a r t i c u l a rt or e s e a r c ht h em i d -
12、a n dh i g h - s p a t i a lf r e q u e n c y ， t h es u p e r f i c i a lf i g u r ea n dt h es u p e r f i c i a lq u a l i t yo ft h es i n g l e c r y s t a lc a l c i u mf l u o r i d e ， t h i st h e s i sm a i n l yc o n t e n t st h ef o l l o w i n gp o r t i o n s ： 1 T h er e s e a r c ho
13、 nt h em i d - a n dh i g h s p a t i a lf r e q u e n c yo ft h es i n g l e - c r y s t a lc a l c i u m f l u o r i d ee n g e n d e r e db yt h em a g n e t o r h e o l o g i c a lf i n i s h i n ga r t sa n dc r a f t s ：a tt h ev e r y b e g h n m g ，t h ef i x e ds t e pu s e di nm a g n e t
14、o r h e o l o g i c a lf i n i s h i n ga r t sa n dc r a f t sw h i c h l e a dt ot h em i d - - a n dh i g h - - s p a t i a lf r e q u e n c ya tt h ef r e q u e n c yo ft h i ss t e pi si n t r o d u c e d ； T h e nam e t h o dn a m e dr a n d o ms t e p ，c o n t r a r yt ot h ef i x e ds t e p
15、，b r i n gf o r w a r dt ob a n i s h t h i sm i d - a n dh i g h - s p a t i a l f r e q u e n c y ；A tl a s t , t h es i m u l a t i v em e t h o da n dt h e e x p e r i m e n t a lt e c h n i q u ea r eu s e dt ov a l i d a t et h ea b o v eh y p o t h e s i s ，a n dc o m et ot h e c o n c l u s
16、i o nt h a tt h er a n d o ms t e pu s e di nm a g n e t o r h e o l o g i c a lf i n i s h i n ga r t sa n dc r a f t sC a n r e d u c et h em i d - a n dh i g l l s p a t i a lf r e q u e n c ya tt h ef r e q u e n c ya n dp o s s e s st h ec a p a b i l i t yt o p o l i s ht h em i r r o rt ot h eh i g hs u p e r f i c i a lf i g u r e 2 T h es t u d yo nt h eo p t i m i z e da r t sa n dc F a t bp a r a m e t e ri nm a g n e t o r h e o l o g i c a l f i n
