光刻机整机多源动态误差的实时融合与协同补偿控制

随着High NAEUV光刻节点向2nm及以下推进,光刻机精度受热、振动、气流
扰动及测量噪声等多源动态误差的耦合制约,传统单一误差补偿方法已无法满足亚
纳米级精度需求。本文建立一套光刻机整机多源动态误差的实时融合与协同补偿控
制框架。首先分析热、振、流、测四类误差的物理特性及其耦合机制,建立四场耦合
递归状态空间模型。针对多传感器异构数据(温度、加速度、压力、干涉仪),设计
多速率卡尔曼滤波实现误差状态的实时融合估计。在此基础上提出分层协同控制架
构:上层采用分散式模型预测控制(DMPC)协调加热器、主动减振器、气流调节
阀等执行器,下层本地控制器快速响应高频扰动。采用POD-DEIM对高频振动模
态进行降阶,确保算法实时性。仿真结果表明,该方法可将动态套刻误差从1.5nm
降至0.5nm以下,相比独立控制提升60%以上,且对传感器噪声和模型失配具有良
好的鲁棒性。本文为国产HighNAEUV光刻机的精度突破提供了系统级理论工具