光刻機精密水溫控制系統(tǒng)的溫控模塊設計及其算法研究.pdf

1、在半導體制造工藝邁入20納米的今天，半導體制造設備光刻機也進入了極紫外光刻技術(shù)階段，為了保證光刻成像精度，光刻機投影物鏡必須保持±0.01℃的溫度穩(wěn)定性，精密水溫控制系統(tǒng)就是用來控制光刻機這一重要指標的設備。我國于本世紀初才涉足半導體制造裝備產(chǎn)業(yè)，目前任處于起步階段，其水平較世界發(fā)達國家尚有不小差距，發(fā)展我國自己的半導體制造裝備成為當務之急。本課題來源于國家02重大專項“193納米光刻機”子項目“光學投影物鏡冷卻水溫度控制系統(tǒng)”。根據(jù)課

2、題需要，本文對溫度控制系統(tǒng)進行了比較系統(tǒng)深入的理論分析和計算機仿真實驗研究，包括多種典型控制方法分析，保證了所設計精密水溫控制系統(tǒng)達能到±0.01℃的控制精度。
　　本文第二章首先對精密水溫度控制系統(tǒng)進行了理論設計分析，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電氣控制和控制原理三個方面進行概述，然后對制冷器、加熱器和系統(tǒng)管路的動態(tài)特性和物理特性進行了理論分析，采用機理法和實驗法推導出被控對象的數(shù)學模型。
　　本文第三章基于推導的數(shù)學模型，用典型的 PI

3、D控制進行了系統(tǒng)仿真，從理論上分析了 PID控制對本文設計系統(tǒng)的可行性。針對所研究系統(tǒng)的大延時特性，在 PID控制基礎上進行了史密斯預估補償方法的理論分析與仿真實驗研究。最后總結(jié)前兩種控制算法的優(yōu)缺點，設計了多模參數(shù)自整定模糊 PID控制方法，該控制算法具有參數(shù)自整定和多模態(tài)切換的功能，是一種分段控制方法，對系統(tǒng)的響應速度和控制精度具有重要意義。仿真結(jié)果證明該控制算法設計正確，可以為以后實現(xiàn)硬件設計提供有益的參考。
　　本文第四章