投影光刻工艺是半导体器件制造工艺中最重要的工艺之一，步进投影光刻机是完成投影光刻工艺技术的关键设备。自1978年美国研制出世界首台商业化的分步重复（g线）投影光刻机以来，投影光刻机以其性价比高、兼容性强的特点备受推崇[1]。经过各大设备制造厂商几十年的发展，投影光刻机已经由g线、i线，发展为紫外光刻、深紫外光刻以及浸没式光刻机。投影光刻机是半导体工艺设备中最为复杂而且精密的设备之一，其维修涉及光学、电子、精密机械以及自动控制等多学科知识。

1　投影光刻的原理

投影光刻技术是利用i线或紫外光、深紫外光等既定光源，通过缩小投影镜头，以4∶1或5∶1的缩小倍率，经过多层的曝光，将掩模工艺板上预制的图形转换到由硅、二氧化硅或其他化合物制成并经过清洗、涂胶等先期处理的圆片的光刻胶上，再进行后续工艺处理。

2　投影光刻机的结构

以ASML光刻机为例，投影光刻机主要包括圆片传输系统、曝光系统、环境控制系统和操控台4部分，如图1所示。

图1　ASML某型号光刻机结构示意图

2.1　圆片传输系统

圆片传输系统包括圆片传输单元和圆片预对准单元。圆片传输单元主要由片盒升降机构、片盒内圆片水平检测、取片机械手、异型机械手、下片机构等组成。圆片预对准单元主要由标记传感器、圆片旋转机构、圆片定中机构、平边探测器等组成。它的功能是把要曝光的圆片经过预对准系统找标记、定中心、找平边以后，把预对准后的圆片放到工作台的曝光位置，曝光完毕将圆片放回片盒相应的片槽内。

2.2　曝光系统

曝光系统是投影光刻机的核心结构，它又可以细分为照明系统、掩模板传输系统、掩模台、投影镜头、对准系统、调焦调平系统、图像传感系统、圆片工作台等。

“文艺”“意境”“美轮美奂”是游客感知价值中美学价值相关的高频词汇。有游客评论道：“民宿环境复古，是文艺青年的精神家园”“侘寂美学的精品民宿，带有原始与粗砺的气息”。民宿之所以能够脱颖而出，在短时期内迅速发展起来，是因为民宿经营者将民宿的建设和经营都融入了美学要素。首先，民宿经营者不局限于只将吃和住视为唯一提供的商品和服务，也加入了内在环境和外在环境的感受；其次，民宿以外的酒店住宿等的发展讲求规模经济、连锁式的经营模式，以期降低成本增加收入，而民宿经营者则以创意和个性为出发点来吸引游客，民宿不再是专为取悦游客所用，而是给游客一个真正意义上放松身心、感悟生活的机会。

照明系统主要由气缸、灯室、汞灯及支架、灯冷却系统、汞灯电源及控制模块、椭球镜、冷光镜、滤波片、快门、变焦镜、干涉滤光片、复眼透镜、相干玻片、物镜、铝膜镜、能量探测器、梯度滤光片、聚光镜等组成。照明系统的功能是为曝光提供特定波长、一定强度、能量均匀的光源。

掩模工作台它主要包括x、y和z向的调整结构及真空结构。掩模板传送系统到掩模台后，掩模板工作台的真空将掩模板固定在工作台上。

三是基层政工干部对工作缺乏认同感，组织不够到位，作用发挥不充分，工作载体和方法还比较简单、落后，没有形成计划、安排、检查、考评、保障的工作格局和运行机制。一些从事基层思想工作的同志感到工作不受重视、不被认可，缺乏热情、动力，认为政工出不了效益，“有你不多，没你不少”。更有甚者，认为政工干部没事找事，小题大做。在这种情况下，容易形成“干行政，有前途；跑业务，多收入；搞技术，有后路；搞政工，白忙乎”的误区。

掩模板传输系统包括板盒升降机构、板盒检测及板盒类型传感器、掩模板检测传感器、掩模板条形码读取单元、掩模板标记读取单元、掩模板粗预对准、掩模板精预对准以及上下掩模板取放机构等组成。它的功能是曝光前把板盒内相应的掩模板取出，经粗预对准和精预对准后将掩模板置于掩模工作台上，曝光完毕将其从掩模工作台放到取板时的板槽内。

投影镜头是光刻机最为重要的部件。它是由经过非常严格的加工、镀膜等处理的一组光学器件精心装配在一起。投影镜头在曝光光源通过投影镜头以后，将掩模板上的图像曝光在圆片上。它的精细程度也决定了曝光的精细程度。投影镜头固定在平台上，该平台由3个气缸支撑，气缸内的气体适时调节，使平台在一个水平面上。投影镜头装有水冷，为投影镜头散热。

对准系统是光刻机的一个重要系统。常用的对准方式是同轴TTL(Through The Lens，简称TTL)对准，它由以下结构组成：激光器、上下照明模块、左右对称的对准模块、由工作台的基准标记F1和F2、掩模板上的标记K1和K2和圆片的标记W1和W2组成的对准标记以及对准模块。其光路如图2所示。激光器发出的光经照明模块进入投影镜头，其内部的棱镜和反射镜又将其照射到圆片的标记W1和W2上。经圆片反射，包含对准标记图形的衍射光通过投影镜头、掩模板照射到对准模块。对准模块根据工作台的移动，分别接收两束光，然后经光束分离器，第一级衍射光被对准模块的四象限光电池接收，其它高级的衍射光被滤掉，0级则反射回激光器。当x和y方向均对准后，该次对准结束。

调焦调平系统由两组发射和接收处理单元组成，这两组发射和接收单元呈90°分布。它主要由红光激光器、白光卤素灯、光纤、折射镜、调节板、投影光栅、探测光栅、二象限光电池、四象限光电池、处理模块。红光激光器发出的红光捕捉范围大，作粗调节，仅存在于P支路。白光捕捉范围窄，作精细调节，在P支路和Q支路都有用到。调平调焦光路如图3所示。P支路的两束红光激光和四束白光以及Q支路的四束白光经过投影光栅照射到工作台上圆片的上表面以及投影镜头的下表面，形成一个可测量区域，红光位于区域中心，其余部分由照射到圆片上的各束白光组成。参考光束经投影镜头、测量光束经圆片反射经检测光栅到检测光电池上，红光激光器被二象限光电池检测，卤素灯的白光被四象限光电池检测，检测器检测到的信号经处理后，确定圆片到镜头的距离，由圆片工作台上的3个执行机构根据检测到的红外激光信号对圆片进行整体调焦调平，使圆片进入到投影镜头的焦平面内。在曝光过程中，执行机构根据红光信号对曝光单元进行粗调，使曝光单元在投影镜头焦深内，然后根据检测到白光信号对曝光单元进行精细调整，使曝光单元在最佳焦平面上，并且和焦平面平行。

图2　TTL对准光路示意图

图3　调平调焦光路示意图

图像传感系统主要由专用掩模板、12个探测器、RIS 标记（Reflection Image Sensor，反射图像传感器，简称RIS）、信号处理模块组成，如图 4所示。12个探测器3个一组，共四组，固定在传感器平台下面，探测3个标记。RIS标记在工作台上。照明光源将掩模板上的图像投射到RIS标记的光栅上，衍射后，被探测器捕获，经信号处理模块，得到图像的放大、旋转、平移以及倾斜情况的数据，根据软件设定，可以让设备自己比较并校准，也可以由操作人员手动将参数写入机器。

工作台主要由曝光盘、真空通道及吸片柱、定位镜、基准标记、图像传感器标记、H型布局的3个直线电机（X、Y1、Y2）、气浮机构、位置传感器、大理石台面、调平调焦执行机构等组成。它的功能是承放圆片，调整圆片的高度以及倾斜度。工作台的位置由双频干涉激光器通过定位镜定位，保证其运行精度。

非工艺方面的影响一般分为网格误差和物镜误差。

2.3　环境控制系统

环境控制系统包括纯水循环单元、空气净化单元、压缩气体分配单元、排风单元等组成。它们为设备提供清洁、恒定温度的空气和水，并把设备内部产生的热量、光刻胶气化产物及时排出，保证设备环境的稳定。

图4　图像传感系统示意图

2.4　操控台

操控台是光刻机的指挥系统、处理系统，通过操作系统的应用软件，操控各个单元、协调各子单元工作，发出一系列的检测、校准、补偿、曝光以及报警等指令。

3　影响光刻工艺的因素分析[2，3]

评价光刻机性能的主要标准有线宽、套刻精度以及生产率等。因此，影响光刻工艺的因素也从这几方面分别分析。

影响线宽的主要因素有照明光源的均匀性、曝光剂量、调平调焦系统的稳定性、圆片的平整度、圆片玷污情况、工艺过程中随着温度、气压和湿度的变化引起投影镜头聚焦的缓慢变化等诸多因素。因此，要经常关注照明光源的均匀性，曝光剂量的大小、调平调焦系统的稳定性，圆片平整度及玷污情况。

影响套刻质量的因素有很多，大致可分为工艺方面的影响和非工艺方面的影响。

工艺方面的影响就是光刻工艺各流程对套刻的影响，如：对准标记形状会受到刻蚀、氧化工艺的影响；对准标记的尺寸会受到离子注入工艺过程的影响。

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（2）无法上（下）板：①检查各位置传感器信号是否正常，如果某一信号异常，排查该信号；②检测取板臂是否水平，若倾斜，需用测微仪来进行调平；③排查电机电缆是否有虚接或者折断，若有，重新固定或者换掉折断的电缆；④检查x、y、z方向电机是否有故障，若有故障，换掉相应的电机。

投影镜头误差是像场内各点的位置偏差，它可以分为投影镜头畸变误差、放大倍率误差、掩模旋转误差、梯形畸变误差。

投影镜头畸变误差是由于镜头畸变引起的像点与非畸变时像点的偏移。

放大倍率误差受掩模板与投影镜头的距离变化以及离焦量的影响。

掩模旋转误差与掩模传输以及掩模对准有关。

梯形畸变误差是由于掩模板有一定的倾斜，掩模板与光轴不垂直有关。

由于在套刻时会受到多种因素的影响，进而影响产品质量。因此，在各工艺流程中，尽量减少工艺处理过程中引起的形状、尺寸的变化。在曝光前，要对设备各系统进行校准，如校准掩模板的传输预对准、圆片传输预对准、掩模板与圆片的对准、调平调焦系统等各个环节，使参与套刻的机台性能尽可能的达到最佳。

在6种不同地区板鸭的挥发性物质种类中，醛类是含量最高的物质，主要来源于不饱和脂肪酸氧化降解的线性醛和Strecker降解的支链醛[23]。

(2)|V(t,X,Y)-V(t,X1,Y1)|≤L(‖X-X1‖0+‖Y-Y1‖0)，其中L>0是一个常数；

影响光刻机生产率的因素主要有设备的利用率、稳定性以及故障修复效率。因此，要尽量提高设备的利用率，增加设备的稳定性，缩短设备故障的修复时间。

当前，在我国铁路建设基金中，国家财政性资金(以铁路建设基金为主)、铁路建设债券和银行贷款占了绝大部分。随着铁路建设规模的扩大，国家财政性资金和地方政府投资所占比重越来越少，铁路建设资金来源逐渐以银行贷款和发行债券为主。铁路建设项目过度依赖间接融资或债务性融资，导致铁路总公司负债累累。

4　常见故障现象与解决方法

一是水资源供需矛盾突出。我国水资源总量位居世界第六，但人均水资源量仅为世界平均水平的1/4。经济的持续高速或较高增长，人口增长及人均消费水平的持续提高，使得供需矛盾突出，给水安全带来了日益沉重的压力，且这种压力在相当长时间内是不可逆转的。

4.1　圆片传输故障

（1）无法执行圆片传输：该种情况先检查圆片在片盒中是否放平，若倾斜则将其方平；其次检查圆片探测器发射端和接收端。另外还有一种情况一般和电路处理有关，首先检查一下电路板散热风扇组是否转动，若不转或转速慢，及时更换；其次检查控制圆片传输的各个控制板。

（1）探测不到掩模板：①观察升降机构是否动作，若不动作，检查升降电机及其控制电路。②观察探测器是否有输入和输出信号，若没有加电，检查线路或电源；若有输入没有输出信号，说明探测器坏掉，需更换探测器。

4.2　曝光光源故障

（1）无曝光光源：①查看曝光光源是否坏掉，若坏掉更换曝光灯；②检查灯室盖板互锁开关，若其保护，将盖板盖好；③检查快门是否打开，若打不开，需要检查快门电机；④曝光灯电源控制器是否报警，若报警，则维修曝光灯电源控制器。⑤查看电源是否有输出，无，则电源有故障，维修电源。

（2）曝光光源能量不足：①曝光灯用时太长，能效已经下降，此种情况需更换新灯；②椭球镜涂层有脱落或污损，需换新或清洗椭球镜。③其它镜片比如选择透过镜污损，清洗或者更换。

4.3　掩模板传输故障

（2）无法找平边（凹槽）：用光强计检测平片（凹槽）传感器红外光二极管能量，若无能量，检查红外光二极管两端是否有电源，有则更换该二极管。无，则检查电缆有无虚接或断开，最后检查供给电路。

有关部门一直没有采纳这一建议，主要原因有二：一是原则上不增加新的节日。但事实上，在阅读节没有被采纳的同时，近些年如中国“航海日”等新的节日还是在继续增加。二是因为有了世界读书日，不需要再建一个国家阅读节。可是，和中国其他节日相比，比如每年7月11日的中国“航海日”，正是3月17日“世界海事日”在中国的实施日期；和其他国家的阅读节相比，法国、日本、美国等许多国家既欢庆世界阅读日，也拥有自己的国家阅读节、各种阅读日。

网格误差是各曝光场中心点的套刻误差，与工作台的运动精度、圆片对准、形变等有密切关系。

（3）无法掩模预对准：这种情况碰到最多的是四象限光二极管松动或坏掉，检查四象限二极管，若松动将其紧固，若坏掉，将其更换。

4.4　调平对准故障

（1）调平调焦系统常见故障：调平调焦系统中，卤素灯点亮一定时间后，其光强能量会降低到无法进行调平调焦的程度，因此，要定期更换卤素灯，以免影响产品质量和产量。除了卤素灯需要经常更换外，另一个无法调平调焦故障一般与红光有关，可按下述方法检查：检查电路板散热风扇、检查P、Q束电路板等控制板、检查圆片工作台标记是否有玷污、测量红光激光器能量、检查红光激光器电源。

采用SPSS 20.0统计学软件对该研究所得数据进行处理和分析，计量资料采用（±s）表示，用 t检验，计数资料采用[n（%）表示，用 χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

投影光刻机结构复杂，故障现象以及原因多种多样。在这里，仅举部分常见的故障现象以做分析。

（2）对准系统常见故障：①无法对准。一般情况下属于对准激光器能量问题。用光强计测量激光光强能量，若偏小，则更换激光器，若无激光，需要检查激光器电源。②光路漂移。调整粗调节以及精细调节旋钮，并用软件搜索标记，光路正常时，标记清晰显示在屏幕中心。

4.5　圆片工作台故障

（1）无法吸片：此种现象一般是圆片背面粘有颗粒或者工作台污损，导致真空吸不紧圆片，更换圆片并清洁工作台。

在实用主义盛行的大环境下，何晏发明的这一套理论，荒腔走板，搁在哪个皇帝面前都不会吃香，即便他娶了曹操的女儿金乡公主，在魏国也坐了很多年冷板凳。

（2）工作台无法复位：①检查双频激光器及激光器电源，若能量过低，更换激光器。若电源无输出，修激光器电源；②放大器故障：检查6个信号放大器输出信号，若有信号较弱，将信号调整到正常值范围内，若无法调整到正常值，更换信号放大器。③检查激光器控制板及其连接线。

4.6　环境控制系统故障

①压缩空气气压不足。检查气源压力，检查管道是否漏气，检查过滤器是否堵塞，检查压缩空气分配箱气阀。②真空故障。检查相应部件管道老化情况，检查是否有颗粒污染导致漏真空。③送风故障：所遇故障一般是风机轴承异响，更换轴承。④排风故障：一般是由于设备内部热量导致排风管老化碎裂，碎片脱落，这种情况一定要用真空吸尘器将碎片碎渣清理干净，更换新的排风管，否则会引起其它严重故障。

5　结束语

投影光刻机是半导体制造工艺的核心设备之一，随着半导体工艺技术向超大规模以及超细线条方向的发展，其设备的复杂程度也越来越高，甚至会有全新设计理念的设备出现。在用光刻设备随着使用年限的增加，故障现象也会多样化。这些情况对维修人员提出了更高的要求。只要我们维修人员了解设备的工作原理、熟悉设备组成结构，在故障排查过程中思路清晰，查出故障原因的时间就会大大缩短。修复故障的效率也会得到很大的提升。

参考文献：

[1]　马建军.光学光刻技术的历史演变[J].电子工业专用设备，2008，37(4)：28-32.

[2]　周虎明.步进光刻机中的成像线宽控制[J].电子工业专用设备，2001，30(1)：27-33.

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[3]　陈世杰.分步重复投影光刻机套刻误差模型的研究[J].微细加工技术，1995，(3)：8-13.

由于医学心理学兼有医学和心理学知识的特殊性，同时又是一门新兴的交叉学科，这就决定了承担该课程的教师同样应兼具医学与心理学双重知识结构。但就目前情况而言，各医学院校的教师既往知识结构中没有医学心理学知识储备，而我国医学心理学教育规模又不能满足高等院校对医学心理学师资的需求。在学科设置和教育教学思想上受师范院校影响较深，课程教学重理论轻应用，缺乏完善科学的教材体系，教学手段与评价方式比较单一。这导致培养出来的心理学人才在知识和能力结构上均不能满足社会多方面的要求，尤其是在专业基础、基本专业技能方面，反过来也削弱了学生对医学心理学理论的重视程度。