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掩模传输系统是光刻机的重要外围设备,它承担着掩模版传输和预对准的任务。本文围绕着掩模传输系统的功能要求,对掩模传输系统中的运动控制和预对准方法进行了研究。主要内容包括:
⑴对集成电路技术的发展、掩模光刻技术、掩模传输中的运动控制、掩模预对准方法等进行了综述,介绍了本文的选题背景、主要研究内容和意义。
⑵在分析掩模传输系统功能特点的基础上,讨论了掩模传输系统的工作原理以及机构和控制系统结构设计的要求,并对机构和控制系统进行了设计。
⑶提出了基于Petri网的掩模传输系统的软件设计方法。采用了Top-Down的方法设计了掩模传输系统总体Petri网模型,并用可达图、T-不变量和P-不变量分析了Pelri网模型的性能,证明了该Petri网模型的安全性、有界性和可达性。论述了Petri网模型转换为梯形图(LLD)的方法,并将所建立的Petri网模型转换为可直接控制掩模传输系统的LLD。与此同时,给出了整个系统的进程监控、故障诊断及其处理方法。
⑷分析了掩模传输运动控制的特点,建立了掩模版传输和预对准过程中的运动控制模型。对掩模传输的运动控制采用了三闭环的位置控制模型,对掩模预对准采用了四闭环的运动控制模型。对运动控制PID参数,采用了神经元进行自适应调整,弥补了固定PID参数的不足;对对准过程中调整量的控制,设计了一个模糊控制器,解决了对准控制的鲁棒性问题。
⑸提出了掩模预对准方法。在分析了四象限探测器在掩模粗预对准中的工作原理的基础上,提出了基于四象限探测器的掩模粗预对准方法,并用实验验证了该预对准方法的有效性。对掩模精细预对准,本文提出了基于显微视觉的掩模精细预对准方法;对单个标记的对准,采用了基于图像的显微视觉伺服跟踪的方法。
⑹总结了本文所取得的研究成果,并指出了需要继续开展的研究工作。