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光刻机工件台与掩模台同步控制算法研究及实现

作　者: 郝中洋
导　师: 陈兴林
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 步进扫描光刻机 同步控制 同步控制总线 重复控制
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
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内容摘要


步进扫描光刻机的研发工作是国内的重大科技专项之一，本文以光刻机工件台和掩模台控制系统研究为背景，为满足曝光扫描时各个子系统的任务调度、大量数据传输和工件台与掩模台的同步偏差控制任务而进行了下述工作。本文首先对光刻机发展进行了综述，指出了光刻机技术发展中的主要节点；重点介绍了光刻机同步控制技术方面的进展。其次，本文分析了步进式扫描曝光的工作流程，根据任务的同步调度需要把曝光涉及到的子系统分为同步主系统和同步从系统，根据工作特点的不同把曝光过程分为五个状态，同步主系统可以通过内部状态的转换对同步从系统进行任务调度即控制触发同步从系统的各种行为。根据硬件连接关系和传输数据类型的不同，设计数据和状态标志传输机制，利用VME总线的用户自定义接口定义了一种同步控制总线，以完成同步主系统和同步从系统间的信息交换需求，采用FIFO队列配合命令状态定时器的方式在同步控制总线上广播同步状态和发送数据信息。参考同步控制主系统的功能需求，设计并制作了同步控制器硬件即同步控制卡，进行了程序的编写、仿真及板卡调试等工作，完成了同步控制卡与下位机间的数据传输、中断响应测试，实现了同步主系统和从系统间的时序发送测试，测试结果达到设计指标。最后，分析了工件台和掩模台系统的运动特性后，本文采用主从同步控制策略，基于重复控制思想，设计了同步控制算法，使工件台和掩模台的同步偏差收敛到和工件台和掩模台相同的运动精度等级即纳米级，控制效果通过重复控制器的学习作用逐渐改善，得到了比常规PID控制方法更高的精度，性能指标达到了曝光扫描要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 课题背景及研究意义  8
  1.2 光刻机技术发展历史及现状  8-13
    1.2.1 光刻机整机发展现状  8-11
    1.2.2 光刻机工件台和掩模台同步控制系统  11-13
  1.3 论文的主要研究内容  13-14
第2章 同步控制系统及同步控制总线  14-28
  2.1 引言  14
  2.2 步进扫描光刻机曝光过程  14-15
  2.3 步进扫描光刻机的控制系统  15-16
  2.4 步进扫描光刻机同步系统的划分  16-18
  2.5 同步控制器的主要功能及工作过程  18-21
    2.5.1 控制系统的工作过程  18-20
    2.5.2 同步控制器的主要功能  20-21
  2.6 VME 总线和同步控制总线  21-27
    2.6.1 VME 总线简介  21-23
    2.6.2 自定义同步控制总线及同步控制系统间的信息传输  23-27
  2.7 本章小结  27-28
第3章 同步控制卡硬件设计  28-41
  3.1 引言  28
  3.2 同步控制卡结构规划  28-30
  3.3 同步控制卡主卡硬件设计  30-36
    3.3.1 电源模块  30-31
    3.3.2 运算单元  31-32
    3.3.3 逻辑单元  32-34
    3.3.4 电平转换单元  34-35
    3.3.5 接口单元  35-36
    3.3.6 配置和调试单元  36
  3.4 同步控制卡副卡硬件设计  36-39
    3.4.1 主副卡接口单元  37
    3.4.2 数模转换单元  37-39
  3.5 同步控制卡信号完整性  39-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 同步控制算法设计及仿真  41-52
  4.1 引言  41
  4.2 同步控制策略  41-43
    4.2.1 非耦合式同步控制  41-42
    4.2.2 耦合式同步控制  42-43
  4.3 基于主从策略的同步控制器设计  43-50
    4.3.1 重复控制思想  44
    4.3.2 重复控制器设计  44-48
    4.3.3 仿真分析  48-50
  4.4 同步误差分析  50-51
  4.5 本章小结  51-52
第5章 同步控制卡软件编写及调试  52-62
  5.1 引言  52
  5.2 同步控制卡与下位机通信实现与测试  52-60
    5.2.1 单字节读写及速率测试  52-57
    5.2.2 块传输度数据测试  57-59
    5.2.3 中断响应模块  59-60
  5.3 同步控制总线接口  60-61
  5.4 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-67
攻读学位期间发表的学术论文  67-69
致谢  69

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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