高压电源助力光刻机精密控制

光刻机的精密控制是实现微纳尺度图案化的基石，而高压电源是这一控制体系中不可或缺的驱动和执行单元。高压电源通过提供高度受控的电能，直接影响和决定了光刻过程中能量输送的精度、光束偏转的微米级定位以及晶圆载台的纳秒级响应。
在光刻机的光束路径控制中，高压电源发挥着核心作用。无论是EUV系统的静电或磁偏转镜，还是DUV系统的声光或电光调制器，都需要高压电源提供驱动力。
静电偏转器（Electrostatic Deflector）： 用于精确校正光束的入射角度或位置，以补偿光学系统的微小偏差。偏转器的控制电压通常在千伏量级，电源的电压分辨率和动态响应速度直接决定了偏转角度的控制精度和实时校正能力。电源需要能够在极短的时间内（如微秒级）实现高压输出的精确跳变和稳定，以应对快速移动的晶圆和动态变化的光学像差。
光源匀光系统中的驱动： 在DUV系统中，某些匀光元件可能采用压电或静电驱动，以实现对光场均匀性的动态调整。高压电源为这些压电或静电执行器提供高线性度和低迟滞的驱动电压，确保光场的均匀性在曝光过程中保持动态恒定，这对保证**关键尺寸（CD）**的均匀性和良率至关重要。
在光刻机的晶圆和掩模版台系统中，高压电源用于驱动核心的超精密致动器，实现纳米级定位。
压电陶瓷致动器（PZT Actuators）： 这是实现超高精度对焦和倾斜调整的关键组件。PZT致动器的工作需要数百伏特至数千伏特的高压驱动。高压电源的电流驱动能力和控制带宽决定了PZT的响应速度和定位精度。为了克服PZT材料的固有迟滞性（Hysteresis）和蠕变（Creep），高压电源需要结合先进的非线性前馈和反馈控制算法，提供超高稳定度和高重复性的电压波形。任何电压的微小波动或漂移都会直接转化为台面的定位误差，严重影响套刻精度。
静电轴承（Electrostatic Bearings）： 在一些先进的光刻机中，高压电源也用于驱动静电轴承，以实现无接触、无摩擦的运动。这种应用要求高压电源具有极高的抗干扰能力和极低的纹波，确保轴承气隙的稳定性和刚度。
此外，高压电源的实时监测和诊断能力也是实现精密控制的重要环节。现代光刻机要求电源具备高采样率、高分辨率的输出监测接口，将电压、电流和温度等参数实时反馈给中央控制系统。通过对电源参数的实时分析，控制系统可以预测和补偿潜在的漂移或故障，实现闭环、自适应的精密控制。这种电源即传感器的理念，将电源从单纯的能量提供者，升级为精密控制回路中的重要信息和执行节点。
综上，高压电源是光刻机精密控制的动力源和执行端。它通过提供超高精度、超低噪声、高动态响应的高压电能，使能了光刻机在光束整形、光场均匀性控制、晶圆纳米级定位等关键环节的高分辨率和高重复性，是保障光刻工艺性能和设备稳定运行的核心技术支撑。