双面光刻机控制系统的研究与设计

摘要

随着半导体工业的不断发展，基片面积越来越大，这些器件在集成度、超微线宽、纵深比、对准精度等指标的要求越来越高，这对光刻机的控制系统也提出了更高层次的要求，需要控制系统实现基片与掩模精确找平和高精度对准，同时做到操作简单，灵活性强，可靠性高。论文根据双面光刻机性能指标的要求，对控制系统需求进行了分析，从运动控制和系统软件两个方面进行了研究与设计。 整机控制系统采用分布式结构，闭环控制的方法，从控制器和执行电机两个主要环节对运动控制系统进行了分析。对直流伺服电机进行了建模，分析了直流伺服电机及减速组件的具体选型及应用。对PID控制器进行分析，优化PID控制参数，提高对准工作台的响应速度和定位精度，满足性能指标要求。 系统软件采用WIN2000操作系统为开发平台、vC++作为开发工具，确定采用模块化的设计思想，设计编写了双面光刻机的系统控制程序，并进行了可靠性设计，使其具有动态故障检测诊断、自动保护功能，提高了控制软件的可靠性，实现了双面光刻机的控制功能。采用了RS232串行总线接口进行实时数据通信，增加了设备配置的灵活性，并编写了多线程串口通信程序，保证了机械手、预对准台和主程序并行运行。 论文研究开发的控制系统已经应用在双面光刻机上，经过工艺实验检测表明：运动控制系统、对准精度等主要性能指标都达到项目既定要求。该型号双面光刻机已进行生产使用。 关键诃：双面光刻机运动控制直流伺服电机数据通信

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1绪论

1.1课题的来源

1.2国内外研究概况

1.3主要研究内容

2双面光刻机控制系统总体方案设计

2.1双面光刻机的组成结构

2.2控制系统需求分析

2.3控制系统的总体方案

3控制系统硬件设计

3.1执行电机的分析与选型

3.2对准工作台控制单元硬件设计

3.3 PID控制器设计

4控制系统软件设计

4.1主体程序设计与实现

4.2数据传输方式

4.3用Visual C++实现串口通信

5双面光刻机控制系统运行效果

5.1控制系统测试

5.2工艺测试

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献