提高光刻机的定位精度，是光刻机研究的主要方向，光刻机越来越高的运动精度，对于周围环境的要求也越来越高，而周围环境的振动干扰以及光刻机工作时产生的振动干扰，会对光刻机的运动精度产生影响，因此需要对光刻机采取隔振。由于以前的被动隔振对于 1-100Hz 的低频振动隔振效果差，而主动隔振对于低频振动有好的隔振效果，因此Nikon stepper I7-I14 、S204等主流光刻机隔振采用主动隔振。
结合Nikon stepper I7-I14 、S204等光刻机的工作特点以及对主动隔振的性能要求，主动隔振系统采用 3 个气垫式隔振器作为光刻机隔振平台的减振器，这是光刻机主动隔振的总体架构。
一、Nikon stepper I7-I14 、S204等光刻机隔振性能对光刻机精度有重要影响：
Nikon stepper I7-I14 、S204等光刻机越来越高的运动精度，对振动环境的要求也越来越严格。Nikon光刻机的光学扫描分辨率均为纳米级别，因此如果光刻机设备在工作过程中有振动干扰，则可能会导致扫描结果出现误差，最终影响光刻机的光刻精度。对于振动来源，周围环境包括地表的微小振动、人走过时的振动，虽然这些振动比较小，但相对于光刻机的精度要求来说，必须采取措施对这些振动进行隔离，同时，光刻机在工作时，本身也会产生振动，也需要采取措施来隔离这些振动，使其对光刻机的运动精度的影响达到最小。因此Nikon stepper I7-I14 、S204等光刻机的隔振技术，对于光刻机的精度有着很重要的作用。
二、Nikon stepper I7-I14 、S204等光刻机主动隔振总体架构：
光刻机在工作时会受到外部振动的干扰以及自身运动所产生的干扰，这些干扰会对光刻机的精度产生影响，因此需要采取隔振措施。由于被动隔振对于低频振动的隔离效果比较差，而主动隔振能够有效的隔离低频振动，因此光刻机采用主动隔振。光刻机主动隔振的总体架构，主要采用 3 个气垫式隔振器。这里介绍气垫式隔振器的工作原理
三、Nikon stepper I7-I14 、S204气垫式隔震工作原理分析
对于精密机械，振动会对机械的精度产生不良的影响。因此，对振动的隔离，也是影响精密机械定位精度的重要因素。同理，对于光刻机这种精密机械，为了达到比较高的运动控制精度，在光刻机的组成结构中，有几个重要的部分需要采取振动减振的措施。
假设在光刻机中，那些需要采取隔振措施的机械结构则可以看做处于静的环境中，而对于那些不需要采取隔振的组成部分，则可以当做是其外部世界。如下图所示：
整个光刻机包含主动隔振系统都放在底座上。放在底座上面跟底座相连的是整个主动隔振系统，然后整个光刻机则放置在主动隔振系统上面的大理石平台上。上图 (A)为整个光刻机的主要架构。其主要组成结构主要其主要组成结构主要包含目镜、工件台、掩膜台以及照明系统。
上图(B)为光刻机隔振平台的俯视图。隔振平台的形状是一个等边三角形，因此，在三边三角形平台的下面，安装了 3 个主动隔振器。前面 2 个隔振器分别命名为隔振器 1 和隔振器 2，后面一个减振器命名为隔振器 3，如上图 (B)所示。对于光刻机主动隔振系统，其主要的实现以下三个功能：
(1) 使光刻机受到的外部振动干扰以及内部运动产生的振动降低到最低的水平，从而对光刻机运动精度的影响最小。
这是光刻机主动隔振系统最主要实现的功能。为了实现这个功能，对于基板运动平台以及在运动台上光刻机的所有组成部分，都需要采取隔振措施，从而使其受到振动的影响最小。
(2) 保持光刻机工作在一个固定的位置，不要有光刻机位置的偏移。
这个功能要求是为了使整个光刻机主动隔振系统以及光刻机的相对位置不会产偏移，从而不会由于这种偏移而带来新的振动干扰。
(3) 对光刻机动力学的分析能够有比较大的帮助。
这当然不是光刻机主动隔振系统必须的功能要求，只是作为一个附加的要求。因为采用了主动隔振器作为整个光刻机系统包括隔振平台的一个外部激励，可以通过分析隔振器上的速度传感器以及位置传感器所测得位置以及速度数据，
从而可以获得光刻机的动态特性，这样有利于光刻机动力学的分析。
对于光刻机主动隔振平台，其需要承受的最大载荷可以达到 3500kg，因此对于等边三角形平台下的每个隔振器，最大要求必须承受 1500kg 的负载。同时，要求每个隔振器能够承受负载的最大加速度达到 1mm/s2。因此光刻机主动隔振系统需要气垫式隔振器。对于气垫隔振平台，由于其提供的气动力可以达到很大，这样可以承受比较大的负载，因此，我们采用气垫式隔振器作为光刻机主动隔振系统。
四、 光刻机主动隔震系统总体架构
对于光刻机主动隔振系统，采用了气垫式隔振器。下图是整个主动隔振系统在垂直方向的结构图。
在垂直方向上，气垫式隔振器包含一个气缸，这个气缸可以通过气缸中的活塞的上下移动，从而来控制气缸中气体的体积。在图中区域 A 处，由于周围气体的作用，从而在 A 出产生一个气压，这样就形成了气垫式隔振器的气动力Fpneum。对于这种结构，其有一个比较大的优点，能够形成一个很大的气动力，一般形成的气动力可以达到 1000N 以上。同时，采用气动阀来控制气缸中的气体量，从而来控制缸体中气体的压力，这种控制方式具有带宽低的特点。因此，气垫式隔振器所产生的气动力具有力大但又比较慢的特点。为了使光刻机能够相对地面的位置不动，即固定在一个稳定的位置，可以在主动隔振平台上安装涡流传感器，来测量光刻机在平台上位置，从而控制光刻机相对于地面的位置保持不变。
缸体的气体系统，其实质是一个空气弹簧，只能提供一个气动弹簧力，缺少阻尼力，因此还需要一个阻尼结构。这种阻尼结构可以采用天棚阻尼结构。光刻机主动隔振系统还包括一个主动执行机构，音圈电机，通过测量负载的绝对速度，然后通过控制器来控制音圈电机。音圈电机的驱动力相对于气动弹簧力来说，是一个比较小的驱动力，最大达到 100N 左右。然而，音圈电机产生的驱动力具有带宽高的特性。总的来说，相对于气动力Fpneum，音圈电机驱动力LF 具有力小但响应快特点。关于对负载速度的测量，可以采用振动传感器进行测量。
在气垫式隔振器的水平方向上，则安装了水平方向放置的音圈电机，通过这个水平方向音圈电机的驱动力的控制，从而使基板运动平台在水平方向上相对于基座保持相对位置不变。同时，在气垫式隔振器，还采用了一种摆杠机械结构，这种摆杠装置的作用主要是用来产生主动隔振器水平方向的弹簧刚度。
以上介绍了Nikon stepper I7-I14 、S204光刻机主要结构和主动隔振系统工作原理、结构等，以及主动隔震系统对光刻机精度的重要性。如您有任何关于Nikon stepper I7-I14 、S204光刻机设备维修、调机、保养，传感器、电机、马达、驱动器、激光管、掩膜版、wafer chuck load 、主机等任何光刻零配件的需求，欢迎与我们联系。
