EUV露光装置の動きの異常さがよくわかる動画。これだけ激しい動きをしながら、μm単位の精度を制御する、ASMLの技術力の高さ。。
https://x.com/i/status/2081167622725661097
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**ASMLのEUV装置は、長ストローク用の磁気浮上式平面モータ/リニアモータと、短ストローク用のローレンツアクチュエータ(ボイスコイルモータ)を組み合わせて、この極端な加速度と精度を実現しています。**
### 長ストローク(粗動)部分
大きな移動範囲(数百mm)と高加速度を担うのが、**磁気浮上式の平面モータやリニアモータ**です。永久磁石アレイ(ハルバッハ配列を採用して磁場を強化する場合が多い)とコイルの相互作用で、接触なしにステージを動かします。
EUV対応のため真空中でも使え、摩擦がなく、振動を本体から隔離しやすいのが特徴です。レチクルステージでは数千〜1万N級の推力を出し、20G超(High-NAではさらに高い数字が語られることもある)の加速を可能にしています。
### 短ストローク(微動)部分
最終的なナノメートル/ピコメートル級の位置決めを担うのが、**短ストロークのローレンツアクチュエータ(ボイスコイルモータ)**です。磁場中のコイルに電流を流してローレンツ力を発生させる方式で、位置にほぼ依存しない力が出る(剛性がほぼゼロ)ため、高精度なサーボ制御に適しています。長ストロークで大まかに動かした後、この微動アクチュエータで6自由度の精密補正を行います。
### それを支える技術
- **デュアルステージ構造**(TWINSCAN)と反力相殺機構で、激しい加速による振動が光学系や計測系に伝わるのを防いでいます。
- 数万回/秒の高周波計測と、多数のアクチュエータ・センサによるリアルタイム補正。
- 軽量材料の採用と熱対策(コイルの発熱が大きな課題)。
- 次世代ではリラクタンスアクチュエータ(力密度が高いが非線形)や圧電アクチュエータの研究も進んでいますが、現行の高加速度+原子スケール精度の主力は、電磁式のリニア/平面モータ+ローレンツ微動アクチュエータです。
要するに、「激しく動かしながらシリコン原子数個分の精度を保つ」ために、接触しない強力な電磁アクチュエータ(磁気浮上平面/リニアモータ+ボイスコイル型ローレンツアクチュエータ)を、高度な制御と振動隔離と組み合わせているのが答えです。