硅片檢測運動平臺控制系統(tǒng)研究與實驗.pdf

1、硅片表面化學(xué)及顆粒污染檢測是 IC產(chǎn)業(yè)鏈中的一道重要工序，其檢測精度對大規(guī)模集成電路的制造效率與制造質(zhì)量影響重大。目前國內(nèi)的300mm硅片生產(chǎn)線技術(shù)水平與國際先進水平還存在差距，研發(fā)出高精度的300mm硅片檢測平臺對提高我國IC產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)水平有重大意義。
　　本文首先分析了硅片檢測系統(tǒng)的檢測原理，根據(jù)需求確定了硅片檢測平臺的運動結(jié)構(gòu)與運動性能，并依此設(shè)計出該平臺控制系統(tǒng)的硬件與軟件部分。調(diào)試中本文發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的運動會對水平軸產(chǎn)生周期性

2、的擾動，這導(dǎo)致了水平軸速度產(chǎn)生較大波動從而增大了掃描重復(fù)率與遺漏率，因此提高水平軸的速度抗擾動性就成為該研究工作的一個重要問題。
　　本文著重對水平軸的伺服控制環(huán)路進行設(shè)計與實驗分析。先建立了永磁同步直線電機電流環(huán)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計該環(huán)控制器并最終將該環(huán)簡化為線性放大環(huán)節(jié)，簡化了速度環(huán)與位置環(huán)的設(shè)計復(fù)雜度，隨后，對速度環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)進行了辨識。為了抑制旋轉(zhuǎn)軸的擾動，速度環(huán)采用了二階積分滑模控制和重復(fù)控制兩種策略進行仿真實驗，并將其控

3、制效果與PI策略的控制效果相對比，證實重復(fù)控制方法在抑制擾動方面是最有效的，滑?？刂品椒ù沃?，但重復(fù)控制在響應(yīng)速度方面較弱，最終決定速度環(huán)采用滑模控制策略.
　　水平軸永磁直線電機位置環(huán)采用了位置軌跡生成器方法和雙前饋 PI控制策略，這兩種方法的運用提高了水平軸的位置控制精度與響應(yīng)速度。最終，本文測試了硅片檢測臺的三軸聯(lián)合運動精度，證明了該平臺運動精度達到了設(shè)計要求，并對該硅片檢測平臺運用于檢測系統(tǒng)中時檢測的重復(fù)掃描率和遺漏掃描率