本文關(guān)鍵詞：浸沒式光刻浸液動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng)建模分析與優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：注液流量的精確控制在半導體IC制造裝備中有著至關(guān)重要的作用：浸沒液體的流量波動,將引起液體壓力波動而導致微小氣泡的產(chǎn)生,同時也會造成浸沒流場液層的動蕩,而這些都會對光刻質(zhì)量產(chǎn)生影響,甚至導致刻蝕曝光失敗。除了流量指標,光刻系統(tǒng)對液體溫度有著嚴格的要求：溫度的波動將會引起硅片表面應(yīng)變,使得分辨率降低而影響光刻質(zhì)量。國家專項的注液系統(tǒng)設(shè)計,將流量和溫度調(diào)控功能分開設(shè)計,整合過程中出現(xiàn)相斥現(xiàn)象而導致調(diào)控效果不佳。與此同時,核心部件浸沒單元對流量的需求可視為時變系統(tǒng),這就要求注液系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)性,而專項的流量控制設(shè)計,例如PID控制雖然經(jīng)過整定后能滿足系統(tǒng)要求,但不具備自適應(yīng)性。課題針對當前注液系統(tǒng)設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題以及控制的自適應(yīng)性要求,提出了完備的工藝流程設(shè)計；引入模糊控制以滿足自適應(yīng)性要求,完成對模糊PID的仿真驗證后,移植入實驗平臺進行實際調(diào)控。具體工作如下：1、分析專項注液系統(tǒng)設(shè)計中的功能相斥原因,提出解決該問題的工藝流程原理,并對工藝中各階段的功能進行分解和說明。2、針對工藝設(shè)計原理,進行相應(yīng)的設(shè)計工作,包括器件材料選型、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣接線設(shè)計以及控制流程設(shè)計,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)測試平臺搭建。3、引入模糊控制理論并結(jié)合PID控制生成模糊PID控制方式,在MATLAB軟件中建立仿真模型并驗證了模糊PID較于常規(guī)PID的優(yōu)良性能。4、搭建流量調(diào)節(jié)單元、壓力變送器、流量計和比例控制閥等核心部件的實驗測試平臺,并在PLC控制器中實現(xiàn)基本的模糊PID控制功能。5、分析實驗系統(tǒng)在常規(guī)PID和模糊PID控制模式下的調(diào)控效果,尤其是對比超調(diào)量和響應(yīng)時間的優(yōu)化結(jié)果,驗證模糊PID控制方式的自適應(yīng)性功能。
【關(guān)鍵詞】：動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng) 漫沒流場 流量控制 壓力限制 溫度調(diào)控 機電系統(tǒng)設(shè)計 模糊PID控制 仿真系統(tǒng) 超調(diào)量 響應(yīng)時間
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.7
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-26
• 1.1 浸液動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng)研究背景11-15
• 1.1.1 光刻技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 浸沒光刻技術(shù)概述12-13
• 1.1.3 浸沒液體的基本需求13-14
• 1.1.4 核心部件浸沒單元的基本結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2 流量控制參數(shù)對浸沒流場的影響15-20
• 1.2.1 流場過流流量計算15-17
• 1.2.2 流量變化引起的流場問題17-19
• 1.2.3 調(diào)控實現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)計的限制19-20
• 1.3 調(diào)控方法在動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng)的應(yīng)用20-25
• 1.3.1 注液系統(tǒng)自適應(yīng)性的要求20-22
• 1.3.2 模糊控制器的研究及設(shè)計方法22-23
• 1.3.3 基于模糊控制的PID控制23-25
• 1.4 本章小結(jié)25-26
• 2 動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng)方案設(shè)計26-33
• 2.1 國家專項注液控制系統(tǒng)設(shè)計26-28
• 2.1.1 動力參數(shù)要求26
• 2.1.2 注液系統(tǒng)工藝原理設(shè)計26-28
• 2.1.3 實驗現(xiàn)象及存在問題28
• 2.2 動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng)原理設(shè)計28-31
• 2.2.1 流量控制的需求更新28-29
• 2.2.2 動力參數(shù)調(diào)制系統(tǒng)工藝原理29-30
• 2.2.3 參數(shù)調(diào)制功能分配30-31
• 2.3 方案對比及優(yōu)化分析31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 系統(tǒng)的初步設(shè)計和搭建33-52
• 3.1 材料和主要部件選型33-40
• 3.1.1 過流部件及管道材料分析33-34
• 3.1.2 關(guān)于工藝設(shè)計過程中的相關(guān)計算和數(shù)值要求34-36
• 3.1.2.1 純化系統(tǒng)接口數(shù)值34-35
• 3.1.2.2 系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)分配35-36
• 3.1.3 系統(tǒng)主要部件型號選擇36-40
• 3.2 系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)及三維布局設(shè)計40-42
• 3.2.1 核心部件三維結(jié)構(gòu)繪制41
• 3.2.2 系統(tǒng)三維布局模型41-42
• 3.3 電氣連接設(shè)計42-46
• 3.3.1 信號類型及數(shù)量統(tǒng)計43-44
• 3.3.2 電源電路接線設(shè)計44-45
• 3.3.3 信號電路接線設(shè)計45-46
• 3.4 控制流程及程序基本功能設(shè)計46-50
• 3.4.1 動作時序圖設(shè)計46-48
• 3.4.2 功能模塊劃分及實現(xiàn)方式48-50
• 3.4.3 基本程序框架50
• 3.5 測試平臺搭建50-51
• 3.5.1 測試平臺原理圖50-51
• 3.5.2 平臺實現(xiàn)過程51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 4 基于模糊控制的PID控制器設(shè)計與仿真52-67
• 4.1 基于模糊控制的PID工作原理52-53
• 4.2 偏差和偏差變化率的模糊化處理53-56
• 4.2.1 論域和語言變量設(shè)計54
• 4.2.2 隸屬度函數(shù)設(shè)計方法54-55
• 4.2.3 系統(tǒng)對應(yīng)函數(shù)的選擇55-56
• 4.3 PID因子變化量的精確化處理56-60
• 4.3.1 PID因子變化量的論域和語言變量設(shè)計57-58
• 4.3.2 比例微分積分的精確化處理58
• 4.3.3 PID控制規(guī)則設(shè)計58-60
• 4.4 基于模糊控制PID控制器仿真60-66
• 4.4.1 仿真系統(tǒng)的模型建立60-62
• 4.4.2 仿真過程與結(jié)果現(xiàn)象62-64
• 4.4.3 結(jié)果分析與引用可靠性64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 5 應(yīng)用模糊PID控制實驗測試67-77
• 5.1 流量調(diào)節(jié)單元自反饋調(diào)節(jié)的實驗驗證67-68
• 5.2 實驗平臺PID參數(shù)初設(shè)值嘗試68-71
• 5.3 調(diào)控優(yōu)化方法及PID整定實驗71-73
• 5.4 模糊PID控制實現(xiàn)及與普通PID調(diào)控效果對比73-75
• 5.5 實驗結(jié)果分析75-76
• 5.6 本章小結(jié)76-77
• 6 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 研究總結(jié)77-78
• 6.2 工作展望78-79
• 7 附錄79-94
• 7.1 附錄1：實驗原始數(shù)據(jù)79-86
• 7.1.1 流量調(diào)節(jié)單元IFC測試數(shù)據(jù)79
• 7.1.2 不同參數(shù)配置下的PID控制測試數(shù)據(jù)79-83
• 7.1.3 整定PID不同參數(shù)組合測試數(shù)據(jù)83-85
• 7.1.4 模糊PID控制實驗測試數(shù)據(jù)85-86
• 7.2 附錄2：系統(tǒng)試驗測試程序86-94
• 7.2.1 主程序單元86-88
• 7.2.2 循環(huán)中斷單元88-90
• 7.2.3 系統(tǒng)初始模塊90-91
• 7.2.4 模糊控制模塊91-94
• 參考文獻94-96
• 作者簡介96

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉載文;;多脈沖調(diào)制系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析[J];北京輕工業(yè)學院學報;1985年01期

2 王海濤;張水蓮;劉博擊;;Turbo碼MPSK調(diào)制系統(tǒng)的簡化比特度量算法研究[J];信息工程大學學報;2007年03期

3 張秀峰,韓炳冬,宋克菲,林久令;集成鎖相環(huán)在激光脈沖調(diào)制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];光電工程;2004年S1期

4 萬力勱;;基于示波器的調(diào)制系統(tǒng)時延測量[J];國外電子測量技術(shù);2013年05期

5 蔡長年;娭△娍制[J];電子學報;1964年04期

6 駱立俊，鄒家，

本文編號：979669