光刻机高压电源的相位同步控制

光刻机中的高压电源承担着光源驱动、曝光系统供电及精密控制等任务,其输出信号需与机械扫描、光学曝光及图像对准系统保持严格相位同步。相位误差将直接导致曝光重影或临界尺寸偏差,因此相位同步控制是光刻机高压电源的核心技术之一。
该系统采用多层相位同步架构:底层为时钟锁相控制,中层为电源同步调制控制,顶层为系统级时序协调。底层通过高稳定度参考时钟与PLL锁相环实现纳秒级同步精度;中层控制模块则利用数字锁相算法调节电压输出相位,使其与主光源脉冲及机械扫描信号完全对齐。
为消除系统延迟,控制系统采用前馈补偿与动态延时校正技术。通过实时测量输出相位偏移量,系统可在下一个周期内调整触发时间,实现相位自修正。部分系统还引入温度与电源线长度补偿模型,以抵消环境因素造成的相位漂移。
相位同步控制不仅限于单一电源内部,还需实现跨模块协同。在多光源系统中,各高压电源间需保持严格同步。通过分布式时钟网络与时间戳协议,可在微秒级范围内保持相位一致性,从而确保曝光系统整体协调。
此外,系统采用数字信号处理器与FPGA并行架构,实现高速采样与并行控制。电源的相位同步控制保证了光刻机曝光的重复精度,是实现纳米级制造精度的关键支撑技术。