光刻機高壓電源的相位同步控制

光刻機中的高壓電源承擔著光源驅動、曝光系統供電及精密控制等任務,其輸出信號需與機械掃描、光學曝光及圖像對準系統保持嚴格相位同步。相位誤差將直接導致曝光重影或臨界尺寸偏差,因此相位同步控制是光刻機高壓電源的核心技術之一。
該系統采用多層相位同步架構:底層為時鐘鎖相控制,中層為電源同步調制控制,頂層為系統級時序協調。底層通過高穩定度參考時鐘與PLL鎖相環實現納秒級同步精度;中層控制模塊則利用數字鎖相算法調節電壓輸出相位,使其與主光源脈沖及機械掃描信號完全對齊。
為消除系統延遲,控制系統采用前饋補償與動態延時校正技術。通過實時測量輸出相位偏移量,系統可在下一個周期內調整觸發時間,實現相位自修正。部分系統還引入溫度與電源線長度補償模型,以抵消環境因素造成的相位漂移。
相位同步控制不僅限于單一電源內部,還需實現跨模塊協同。在多光源系統中,各高壓電源間需保持嚴格同步。通過分布式時鐘網絡與時間戳協議,可在微秒級范圍內保持相位一致性,從而確保曝光系統整體協調。
此外,系統采用數字信號處理器與FPGA并行架構,實現高速采樣與并行控制。電源的相位同步控制保證了光刻機曝光的重復精度,是實現納米級制造精度的關鍵支撐技術。