光刻機(jī)掩模臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、光刻機(jī)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(biāo)直接影響到集成芯片的設(shè)計(jì)與應(yīng)用范圍。隨著光刻機(jī)制作線寬的不斷減小,生產(chǎn)效率不斷提高,對(duì)工件臺(tái)和掩模臺(tái)控制系統(tǒng)的定位精度和運(yùn)行速度越來(lái)越高。本文針對(duì)掩模臺(tái)的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了控制掩模臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)并制作了用于掩模臺(tái)控制系統(tǒng)的專用運(yùn)動(dòng)控制卡,搭建了一維運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)掩模臺(tái)的定位及功能測(cè)試。
　　首先對(duì)控制卡和運(yùn)動(dòng)臺(tái)的控制策略進(jìn)行分析,針對(duì)掩模臺(tái),分析了宏動(dòng)臺(tái)和微動(dòng)臺(tái)的受力

2、情況,對(duì)掩模臺(tái)上的電機(jī)進(jìn)行了解耦分析,求出了合力與合力矩與各個(gè)電機(jī)施力關(guān)系,確定了以擾動(dòng)觀測(cè)器和前饋補(bǔ)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(duì)應(yīng)用于光刻機(jī)掩模臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制卡的硬件需求及接口性能進(jìn)行分析,提出控制系統(tǒng)的整個(gè)原理架構(gòu),針對(duì)各個(gè)接口進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)部分接口設(shè)計(jì)若干實(shí)驗(yàn),最終驗(yàn)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(guò)標(biāo)定后,輸出電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差低于2mV,各個(gè)接口的性能和可靠性在掩模臺(tái)控制系統(tǒng)中能夠得到滿足。
　　接著,設(shè)計(jì)了掩模臺(tái)的控制系統(tǒng)軟件,明確了系統(tǒng)中上位機(jī)、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(duì)控制板卡的DSP和FPGA設(shè)計(jì)了具體的通信方式,對(duì)于系統(tǒng)中可以利用的資源進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化了操作步驟,便于頂層程序進(jìn)行調(diào)用。
　　最后,根據(jù)課題設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)搭