光刻機(jī)高壓電源抗單粒子效應(yīng)加固

光刻機(jī)作為半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備，其高壓電源需為靜電吸盤（ESC）、光源驅(qū)動模塊提供 ±0.01% 精度的穩(wěn)定供電，而單粒子效應(yīng)（SEE）—— 由宇宙射線、高能粒子引發(fā)的瞬時(shí)電路擾動，會導(dǎo)致電源輸出波動達(dá) 5% 以上，直接造成光刻線寬偏差超 3nm，芯片良率驟降。
抗單粒子效應(yīng)加固需從三方面構(gòu)建技術(shù)體系：其一，電路冗余設(shè)計(jì)采用雙模塊熱備份架構(gòu)，通過高速比較器實(shí)時(shí)監(jiān)測輸出電壓，當(dāng)檢測到單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）時(shí)，0.8ms 內(nèi)完成備用模塊切換，確保供電中斷時(shí)間 < 100μs；其二，器件選型優(yōu)先采用抗輻射碳化硅（SiC）功率器件，其禁帶寬度達(dá) 3.2eV，抗單粒子閂鎖（SEL）閾值提升至 120MeV?cm²/mg，較傳統(tǒng)硅器件抗輻射能力提升 3 倍；其三，算法層面引入粒子通量自適應(yīng)補(bǔ)償，通過微型半導(dǎo)體探測器實(shí)時(shí)采集粒子劑量（精度 ±5%），結(jié)合 PID 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法動態(tài)調(diào)整輸出電壓，將單粒子誘發(fā)的電壓偏差控制在 ±0.005% 以內(nèi)。
該加固技術(shù)已在 7nm 邏輯芯片光刻工藝中驗(yàn)證，經(jīng) 1000 小時(shí)粒子環(huán)境模擬測試，電源輸出穩(wěn)定性維持率達(dá) 99.8%，芯片光刻良率從 92% 提升至 97.2%，有效解決了高精度光刻場景下的單粒子干擾難題。