光刻機(jī)隔振試驗平臺運動控制系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、超精密運動平臺是步進(jìn)掃描式光刻機(jī)的核心部件之一。生產(chǎn)上對半導(dǎo)體光刻設(shè)備高質(zhì)量和高效率的不斷追求，迫使其運動平臺朝著高速、高加速度進(jìn)一步發(fā)展。因此，如何減小甚至消除高速、高加速運動對整個光刻設(shè)備的振動沖擊，保證半導(dǎo)體器件的光刻質(zhì)量，就成為半導(dǎo)體光刻設(shè)備研制過程中一個亟待解決的問題。 本文研究的內(nèi)容源自于國家自然科學(xué)基金項目：“精密機(jī)械減振隔振術(shù)”。論文的主要目標(biāo)是設(shè)計出能模擬光刻機(jī)動力學(xué)特征和運動特征的隔振試驗平臺，為后續(xù)的隔振、

2、減振研究提供實體模型和硬件基礎(chǔ)。而論文的主要內(nèi)容則是設(shè)計試驗平臺的運動控制系統(tǒng)，使其按照原型光刻機(jī)的運動特性來運動。 論文首先在分析步進(jìn)式掃描光刻機(jī)工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了試驗平臺的整體構(gòu)架。同時，根據(jù)其關(guān)鍵部件的運動特征及具體的控制要求，確立了試驗平臺運動控制系統(tǒng)的整體設(shè)計方案：采用PC機(jī)與多軸運動控制器(卡)構(gòu)成的主從式控制結(jié)構(gòu)。并以該方案為依據(jù)，針對控制系統(tǒng)的應(yīng)用要求對系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的計算和選型。 然

3、后，論文闡述了PID控制和復(fù)合控制的基本原理及PID控制器和前饋控制器的設(shè)計方法，并采用單純形法對速度環(huán)、位置環(huán)的控制器進(jìn)行尋優(yōu)。為了從理論上驗證整個控制方案及控制算法的可行性，論文對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模和SIMULINK仿真。通過仿真，不僅預(yù)測了實際系統(tǒng)的控制性能，還體現(xiàn)了前饋控制對提高系統(tǒng)跟蹤性能的重要作用。仿真表明，只要控制器參數(shù)選取得當(dāng)，運動控制系統(tǒng)能滿足預(yù)定的控制目標(biāo)。 此外，論文對所購硬件模塊的安裝和調(diào)試中的關(guān)