光刻机产业计量测试中心面向国内外众多供应商提供的光机电控算各类产品的质量与性能需求,能完成数以几十万计的各类物理参数和工程参数测量,建立功能完善、精确可靠的检验检测体系和计量校准体系,具备对所有供应商提供的产品进行检验检测的能力。
4.3、光刻机产品在役测量能力建设
在光刻机在役使用阶段,用户将根据工艺制程参数对芯片量产的质量进行严格在线控制。这要求光刻机必须实时获得光刻机工作链上的无处不在的测量数据,再根据无处不在的精确测量数据进行闭环反馈控制,以确保无故障、高精度和高性能运行;同时,根据无处不在的精确测量数据,对光刻机各个分系统进行精度调控、性能调控和质量调控。
具体而言,光刻机整机会根据芯片制造的工艺制程,采用数字孪生技术建立芯片质量、产率与运行数据的映射模型。在此基础上一方面可以根据大数据分析结果进一步调控工艺制造参数,保证量产芯片的质量;另一方面,光刻机整机还可以对各分系统及关键零部件层开展健康监测,根据预先制定的故障处理机制及时对漂移类故障在役校准、补偿或修复,对确定性故障进行及时预警,确保光刻制程的产率、良率和安全性。
以运动台分系统为例,多自由度运动台中的多项几何参数、运动学参数、动力学参数和质量特性参数会在长时间工作过程中受振动冲击、外界力干扰和热力学干扰等的影响下发生漂移,导致运动台本身的测量解耦和出力分配精准度下降,进而影响运动精度以及芯片的特征尺寸。这就需要整机系统对相关数据进行实时监测,将尺寸类参数在溯源至干涉仪测量系统的基础上适时的调整至出厂校准状态,确保光刻机的最佳性能。
光刻机产业计量测试中心面向光刻机全生命周期中对工作精度、性能和可靠性需求,能完成数以万计的在线工程参数测量,建立功能完善、精确可靠的嵌入式测量系统和嵌入式计量校准系统,实现处处精准,时时精准,满足对光刻机整机产品在线工作状态下的精准可靠测量与可靠运行的需求。
4.4、光刻机行业测量能力建设
光刻机测量体系建设是光刻机行业测量能力建设的首要任务。光刻机行业与各个领域的发展息息相关,我国的光刻机行业,特别是先进制程的光刻机行业,尚处于发展的初期,部分相关人员对测量体系对光刻机行业能力的提升与促进作用,还存在认识严重不足的问题。因此,要解决光刻机的精度提升、性能提升和质量提升问题,必须在其全制造链、全产业链的各个环节和全生命周期中建立起各自的测量体系,这是解决上述问题的核心与关键。光刻机行业的测量体系必须做到,在光刻机产品全制造链、全产业链的各个环节上和全生命周期中,“无处不测,无时不测;处处精准,时时精准”。
对光刻机工程测量仪器的计量校准能力建设是我国光刻机行业测量能力建设的另一重要任务。光刻机产品工程测量仪器包括实验室测量仪器、全制造链上的临床测量仪器、在线测量仪器;全产业链上的检验检测仪器;光刻机运行时的嵌入式测量仪器、处理单元和传感器系统等。所有这些数以万计的光刻机产品工程测量仪器构成了光刻机产业工程测量体系。另一方面,光刻机产品全制造链、全产业链、全生命周期中的各个环节所需要的所有工程测量仪器,均需保证其测量结果“处处精准,时时精准”。这些数以万计的光刻机产品工程测量仪器的测量准确度都必须由相对应的数以千计的计量校准仪器管控,所有这些数以千计的计量校准仪器构成了光刻机产业计量体系。上述两个体系构成了光刻机产业测量体系,或可称之为计量测试体系。
5、结束语
1、要想研制出合格的超精密光刻机,特别是批量生产出合格的超精密光刻机产品,就必须建立起超精密光刻机产业测量体系。该测量体系由两部分构成:一是能管控超精密光刻机产品制造质量的工业测量体系;二是能管控光刻机产品工业测量体系量值准确可靠的计量体系。
2、超精密测量是光刻机产品制造质量管控与质量提升的基石。当前,我国普遍关注光刻机核心技术短板,而忽视了建立超精密光刻机产业测量体系这一基础与前提条件。建立超精密光刻机测量体系,必须把测量仪器、测量系统、传感测量系统和管控它们的的计量校准单元嵌入到超精密光刻机产品的制造链、产业链和运行中的光刻机产品中,实现“无处不测,无时不测;处处精准,时时精准”。
3、建设光刻机产业计量测试中心是建立超精密光刻机产业测量体系的技术、条件和设施保障。加快建设超精密光刻机产业计量测试中心是当务之急。
参考文献略