光刻機掩模臺運動控制器設(shè)計.pdf

1、光刻機是大規(guī)模集成電路芯片制造的關(guān)鍵設(shè)備,它的性能指標直接影響到集成芯片的設(shè)計與應(yīng)用范圍。隨著光刻機制作線寬的不斷減小,生產(chǎn)效率不斷提高,對工件臺和掩模臺控制系統(tǒng)的定位精度和運行速度越來越高。本文針對掩模臺的結(jié)構(gòu),設(shè)計了控制掩模臺運動的控制系統(tǒng),設(shè)計并制作了用于掩模臺控制系統(tǒng)的專用運動控制卡,搭建了一維運動控制平臺,實現(xiàn)了對掩模臺的定位及功能測試。
　　首先對控制卡和運動臺的控制策略進行分析,針對掩模臺,分析了宏動臺和微動臺的受力

2、情況,對掩模臺上的電機進行了解耦分析,求出了合力與合力矩與各個電機施力關(guān)系,確定了以擾動觀測器和前饋補償相結(jié)合的控制策略,將系統(tǒng)摩擦確定為以粘滯摩擦為主的干擾,并將摩擦力加入到速度環(huán)反饋系統(tǒng)中。
　　然后對應(yīng)用于光刻機掩模臺的運動控制卡的硬件需求及接口性能進行分析,提出控制系統(tǒng)的整個原理架構(gòu),針對各個接口進行設(shè)計,并對部分接口設(shè)計若干實驗,最終驗證了VME總線能夠支持16/32位數(shù)據(jù)32位地址的讀寫,傳輸速率優(yōu)于1M×4B/s,能

3、夠響應(yīng)從模塊產(chǎn)生的中斷,控制卡的模擬量輸出經(jīng)過標定后,輸出電壓的標準偏差低于2mV,各個接口的性能和可靠性在掩模臺控制系統(tǒng)中能夠得到滿足。
　　接著,設(shè)計了掩模臺的控制系統(tǒng)軟件,明確了系統(tǒng)中上位機、VG5板卡和控制板卡上的主要功能,完善了三者之間的通信功能,并針對控制板卡的DSP和FPGA設(shè)計了具體的通信方式,對于系統(tǒng)中可以利用的資源進行了模塊化設(shè)計,簡化了操作步驟,便于頂層程序進行調(diào)用。
　　最后,根據(jù)課題設(shè)計的控制系統(tǒng)搭