機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯-文庫(kù)吧
2025-05-14 18:14 本頁(yè)面
【正文】 個(gè)很 大的挑戰(zhàn)，因?yàn)榧訜崞骱屠鋮s器 控制溫度 要求操作遠(yuǎn) 離 PL[2], 否則其性能 將被它們的 振動(dòng)和污染 所破壞 。另一個(gè)原因是， PL 內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它 包含數(shù)十個(gè)鏡頭 ， 會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)小時(shí)慣性，所以 PL內(nèi)部的溫度反應(yīng)相當(dāng)緩慢， 并 需要 很長(zhǎng)時(shí)間去調(diào)整適應(yīng) 。 因此，一個(gè) 新的結(jié)構(gòu)和控制算法 是 PL內(nèi)部 溫度 控制的必要和重要部分。 許多溫度控制結(jié)構(gòu) 已經(jīng)被提出了。 著名的經(jīng)典 方法之一是被 廣泛應(yīng)用于 簡(jiǎn)單或低精度 溫度控制 系統(tǒng)的 單閉環(huán)回路控制 結(jié)構(gòu) 【 3】 。當(dāng)被控對(duì)象變得更加復(fù) 雜或 產(chǎn)生分布式干擾 時(shí)， 串級(jí)控制結(jié)構(gòu)（ CCS） 的 提出改善 了 精度和收斂 率 【 4， 5】 。預(yù)測(cè) 前饋控制結(jié)構(gòu)已被證明具有更好的 滯后 系統(tǒng)性能。另一種有效的方法 ， 并行串級(jí)控制結(jié)構(gòu)（ PCCS）， 也 開(kāi)發(fā)了具有 延遲 分布 式干擾的系統(tǒng) 。但 是 上述使用方法，很難實(shí)現(xiàn) PL內(nèi)部溫度 控制的 高精確度和 快 收斂 率 。 在此， 本文 提出了一種新的方法，即多 閉 環(huán)溫度控制 系統(tǒng)，含有一個(gè)內(nèi)部 CCS和一個(gè)外部 PCCS。本文 大致分為四個(gè) 部分。 第一部分解釋了一個(gè) 遠(yuǎn)程 間接溫度控制方法的應(yīng)用。 第二部分 是一個(gè) 多 閉環(huán)回路 溫度控制結(jié)構(gòu) 的分析。 第三部分，一個(gè)雙進(jìn) 雙出非線性比例積分（ PI）算法 的提出用來(lái)提高控制過(guò)程的收斂速度和精度。 在文章的最后一 部分 ，對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 證了系統(tǒng)的有效性 這種顯示 ，最后，給出了 結(jié)論。 2 遠(yuǎn)程間接溫度控制方法 為了防止震動(dòng)和污染影響 PL 的性能 ，一個(gè) 遠(yuǎn)程 間接溫度控制 的方法被提出來(lái)控制 PL 內(nèi)部 溫度 。 不同于傳統(tǒng) 的 直接加熱和冷卻控制對(duì)象 的方法 ，它 借助于冷卻水和冷卻套間的熱交換使 PL 內(nèi)部溫度恒定。 冷卻水通過(guò)長(zhǎng)距離管道由 TCU 輸送 至冷卻外殼。 TCU 由水箱 、 溫度傳感器 、 溫度控制器 、 加熱器 、 冷卻器 和 泵 組成。 它用于 調(diào)節(jié)冷卻水的溫度以達(dá)到需求值 。 TCU 和光刻工具放置在不同的潔凈室，如圖 1所示 。 理論上，這種方法屬于開(kāi) 環(huán) 結(jié)構(gòu) 。 除了 PL，其他光刻技術(shù) 的部分 ，如晶圓 階段 、 標(biāo)線的階段 、 標(biāo)線交接 、 晶圓移交等， 都在操作時(shí)產(chǎn)生熱量 。 TCU 中的 冷卻水還用于冷卻光刻技術(shù)的其他部 件 。 循環(huán)系統(tǒng) 回收冷卻水 ， 節(jié)省最大能量 ， 是 很必要的。圖 1 展示了 包括 TCU、分離器、冷卻 套 和管道 的循環(huán)系統(tǒng)。從 儲(chǔ)水 中抽出冷卻水 通過(guò)管道和 分離器進(jìn)入冷卻套 ，最后通過(guò)合成器 、 管道和 冷卻 器 流回儲(chǔ)水箱 。 對(duì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的分析 表明了影響 PL內(nèi)部 溫度的 三個(gè) 主要因素 ： 干擾多，遲 滯多， 還有 慣性 大 。干擾 多 ，包括冷卻水 溫度波動(dòng) ， PL內(nèi)部熱量散失 ， PL和外部 介質(zhì)之間的熱交換 。冷卻水溫度波動(dòng)是多種因素造成的，其中包括 TCU內(nèi) 部 自 勵(lì)溫度 震蕩造成的 非線性 加熱冷卻 ， 管道和周?chē)鷼怏w之間的熱傳遞 ，以及光刻 工具其他地方產(chǎn)生的熱量 。 在這個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中， 冷卻水溫度波動(dòng) 達(dá)到 ℃是最差的情形 。PL內(nèi)部熱量散失有兩個(gè)原因 ，一個(gè)是 當(dāng) 激光穿過(guò)透鏡 時(shí)，內(nèi)部 輻射和 導(dǎo) 熱 交換 ，另一個(gè)是在鏡頭和內(nèi)部?jī)艋?之間的導(dǎo)熱和對(duì)流熱交換。至于激光，它的散熱量大概是 15W。 PL 與 外部介質(zhì)之間熱交換 來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面 ， 一方面來(lái)自 PL 與其相鄰零件之間的相互熱交換，另一方面來(lái)自 PL外部箱體和周?chē)諝獾膶?dǎo)熱和對(duì)流熱交換。 但是， PL和外部介質(zhì)之間交換的熱量
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