光刻机作为世界上最先进的加工设备，可实现集成电路芯片的纳米级微加工。光刻机在高速运动中完成曝光过程，而对其机械系统的精确运动控制已成为亟待突破的技术瓶颈之一。光刻机机械系统主要由4个关键的子系统构成，即工作台、线性马达、测量系统和控制系统。上述子系统共同保障光刻过程中掩膜和晶圆的精确定位及二者之间的高精度对准。目前，磁悬浮导轨工作平台和基于光栅干涉仪的线性编码器的组合将光刻能力提升至小于10纳米的分辨率和定位范围，从而实现晶圆上小于1纳米的关键尺寸控制和小于3纳米的套刻对准控制。

武汉大学刘胜教授团队和中国香港科技大学李世玮教授受邀在由工业和信息化部主管、南京理工大学主办的《国际机械系统动力学学报》(International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD) 发表了纳米级制造光刻机的机械系统和运动控制研究综述。展示了光刻机机械系统4个关键子系统的典型构造；回顾了伴随着技术的进步与更迭，光刻机机械系统关键子系统的结构及动力学特性的发展演变；详细阐述了4个子系统相互协同以实现理想的动态控制的工作原理；最后展望该领域新技术的发展方向，指出随着集成电路技术节点接近3纳米及以下，以及三维集成的广泛应用，需要新技术来进一步完善光刻机的机械系统及其动态控制。

ASML使用磁悬浮平台的NXT:1950i型光刻系统。经文献[1]许可转载，版权所有2021，SPIE

[1] Castenmiller T, van de Mast F, de Kort T, et al. Towards ultimate optical lithography with NXT:1950i dual stage immersion platform. Opt Microlithogr. XXIII, 2010; 7640.

DOI: 10.1002/msd2.12010

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Yi Song, Chengqun Gui, Zongliang Huo, S. W. Ricky Lee, Sheng Liu. Mechanical system and dynamic control in photolithography for nanoscale fabrication: A critical review. International Journal of Mechanical System Dynamics. 2021;1(1): 35-51.

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作者简介

宋  毅                                                                                

武汉大学工业科学研究院副教授/博导、武汉大学微电子学院微电子装备研究部主任，入选湖北省特聘专家。曾在比利时的IMEC微电子研究中心、荷兰的ASML光刻机公司和武汉大学从事光刻相关的研究，主要包括计算光刻、纳米尺寸光学测量、3D激光直写光刻。

刘  胜

武汉大学/华中科技大学教授/博导，现任武汉大学动力与机械学院院长、武汉大学工业科学研究院执行院长、微电子学院副院长。斯坦福大学博士，曾获评长江学者特聘教授，是首批国家杰青获得者，ASME Fellow、IEEE Fellow。以第一完成人获国家科技进步一等奖、国家技术发明奖二等奖、教育部技术发明奖一等奖等多项国内外奖项。主要从事集成电路、LED和微传感器封装及可靠性理论和前沿技术研究，取得了系统的原创性研究成果。发表论文WOS收录534篇，其中SCI收录207篇，WOS他引3 192次，SCI他引2 010次。被30多个国家的著名学者（包括70余名国际学会会士和10余名中国和美国院士）广泛引用。出版英文专著2部，授权发明专利129项。

期刊简介

 

IJMSD由来自12个国家的15位院士、14位国际学会主席、13位其他国际期刊主编等53位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。主编为南京理工大学芮筱亭院士，3位合作主编分别是加拿大皇家学会会士、加拿大工程院院士、欧洲科学院院士、加拿大麦吉尔大学Marco Amabili院士，国际理论与应用力学联盟(IUTAM)前司库、国际多体系统动力学协会(IMSD)前主席、德国斯图加特大学Peter Eberhard教授和美国工程院及科学院两院院士、英国皇家学会外籍院士、欧洲科学院外籍院士、中国科学院外籍院士、美国工程科学协会前主席、美国西北大学Yonggang Huang院士。

IJMSD旨在用机械系统动力学科学与技术为现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能的提升提供先进的理论、软件、方法、器件、标准，为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学，所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构，还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。

目前，IJMSD 已被ESCI, Scopus, Inspec, DOAJ等收录。现免收出版费，并为已录用稿件免费提供专业语言润色服务，欢迎全球科学家投稿交流。

期刊主页：

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投稿网址：

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编辑部邮箱：office@ijmsd.net

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