长行程直线电机的迭代学习控制 被引量：39

1

作者 石阳春 周云飞 +2 位作者 李鸿 李介明 黄永红 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第24期92-96,共5页

光刻机工件台在扫描曝光过程中要求纳米级的定位精度,采用长行程直线电机粗动加洛仑兹电机高精密微动补偿的6自由度复合运动系统能满足要求。为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的轨迹跟踪精度。提出了一种开闭环D型迭... 光刻机工件台在扫描曝光过程中要求纳米级的定位精度,采用长行程直线电机粗动加洛仑兹电机高精密微动补偿的6自由度复合运动系统能满足要求。为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的轨迹跟踪精度。提出了一种开闭环D型迭代学习控制律改善永磁直线同步电动机(PMLSM)的轨迹跟踪性能。控制器由三部分组成:PID控制器用来提高系统对扰动和参数变化的鲁棒性;前馈补偿器可提高系统的实时跟踪性能;迭代学习控制器则通过执行重复任务来不断向理想的控制信号逼近。实验结果表明,这种控制方法可以有效提高系统的轨迹跟踪精度。 展开更多

关键词 光刻机 工件台 直线电机 迭代学习控制 前馈补偿

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步进扫描投影光刻机工件台和掩模台的进展 被引量：22

2

作者 刘丹 程兆谷 +3 位作者 高海军 黄惠杰 赵全忠 谌巍 《激光与光电子学进展》 CSCD 2003年第5期14-20,共7页

着重介绍了当前国外步进扫描投影光刻机的工件台和掩模台的发展状况,并对套刻精度和整机精度进行了分析。

关键词 步进扫描投影光刻机 工件台 掩模台 发展状况 套刻精度 整机精度 测量系统 控制系统

原文传递

直线电机的线性自抗扰控制 被引量：15

3

作者 刘川 朱非甲 +1 位作者 马伟 陈兴林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期71-76,共6页

光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台,它要求在系统高速运动的同时,采用长行程直线电机宏动跟随音圈电机高精密微动的驱动方式,实现系统纳米级的精确定位及跟踪。为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的跟踪精度。针... 光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台,它要求在系统高速运动的同时,采用长行程直线电机宏动跟随音圈电机高精密微动的驱动方式,实现系统纳米级的精确定位及跟踪。为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的跟踪精度。针对该系统的直线电机模型设计了一种线性自抗扰控制方法,该方法的控制器首先通过扩张状态观测器观测系统的动态变化,补偿系统中的各种扰动,再运用前馈对系统的跟踪误差进行补偿,减小系统的动态跟踪误差。在此复合控制方式下,控制器实现了自抗扰控制,前馈控制器很好的补偿了误差,从而提高了系统的抗干扰和跟踪性能。实验表明,该方法与传统的控制方法相比,改善了系统的动态性能和抗干扰能力。 展开更多

关键词 光刻机 工件台 直线电机 线性自抗扰 前馈补偿 高动态精密伺服

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预测前馈补偿在0.1um光刻机硅片台长行程电机控制中的应用 被引量：6

4

作者 李鸿 周云飞 《长沙电力学院学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期19-22,共4页

0.1um光刻机硅片台在扫描曝光过程中要求纳米级的轨迹精度,采用直线电机承担大行程粗动控制和洛沦磁电机承担高精度微动控制的复合运动能满足要求.为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的位置控制精度.介绍了高精度永磁... 0.1um光刻机硅片台在扫描曝光过程中要求纳米级的轨迹精度,采用直线电机承担大行程粗动控制和洛沦磁电机承担高精度微动控制的复合运动能满足要求.为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的位置控制精度.介绍了高精度永磁直线交流同步电机的IP位置控制算法,提出采用最优预测前馈补偿,提高实时跟踪性能,增强抗干扰能力,以满足直线电机的高速度高精度位置控制要求. 展开更多

关键词 0.1um光刻机 硅片台 长行程电机控制 预测前馈补偿 直线电机 洛沦磁电机 IP位置控制算法

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光刻机工件台直线电机的完全跟踪控制 被引量：9

5

作者 陈兴林 刘川 +1 位作者 耿长青 徐加彦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期3238-3244,共7页

提出一种将完全跟踪控制(PTC)和扩张状态观测器(ESO)相结合的复合控制方法以提高宏动直线电机的跟踪性能。利用多速率采样系统的特性构建宏动系统状态传递函数矩阵的精确逆矩阵,以避免传统的近似逆模型和插值带来的限制,从而实现完全跟... 提出一种将完全跟踪控制(PTC)和扩张状态观测器(ESO)相结合的复合控制方法以提高宏动直线电机的跟踪性能。利用多速率采样系统的特性构建宏动系统状态传递函数矩阵的精确逆矩阵,以避免传统的近似逆模型和插值带来的限制,从而实现完全跟踪控制;利用扩张状态观测器观测系统内部的动态变化,补偿系统中的各种扰动,从而减小扰动可能带来的稳态跟踪误差。研究结果表明:该方法保证了系统的动态跟踪精度和良好的鲁棒性,提高了系统的动态性能。 展开更多

关键词 完全跟踪控制 扩张状态观测器 精密伺服 光刻机 工件台

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光刻机工件台宏微系统的滑模变结构控制 被引量：8

6

作者 武志鹏 陈兴林 刘川 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期50-54,共5页

为提高光刻机工件台的跟踪精度和响应速度,采用了以直线电机和音圈电机为执行器的宏微控制结构。微动台完成高精度小行程运动,宏动台实现大行程运动同时保证音圈电机不出现位移饱和。通过滑模变结构方法设计控制器以提高控制系统的鲁棒... 为提高光刻机工件台的跟踪精度和响应速度,采用了以直线电机和音圈电机为执行器的宏微控制结构。微动台完成高精度小行程运动,宏动台实现大行程运动同时保证音圈电机不出现位移饱和。通过滑模变结构方法设计控制器以提高控制系统的鲁棒性。根据频率整型法设计了时变滑模面,可以起到低通滤波的效果。变增益切换控制律可以有效地减小抖振现象。仿真结果表明,曝光扫描过程中的最大位置偏差为8.7nm,标准差为2.2nm。扫描速度保持平稳,同时位置偏差信号的高频分量被有效抑制。 展开更多

关键词 宏微控制 最优积分滑模面 滑模控制 工件台

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基于ZPETC-FF和DOB的精密运动平台控制 被引量：8

7

作者 陈兴林 刘川 +1 位作者 周乃新 王斌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-6,共6页

光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位.为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度.提出一种零相位误差跟踪控制器... 光刻机的工件台和掩模台采用长行程直线电机宏动跟随平面电机高精密微动的复合运动方式,实现系统高动态纳米级精度的跟踪定位.为减小平面电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机精密运动平台的跟踪精度.提出一种零相位误差跟踪控制器加前馈(ZPETC-FF)和干扰观测器(DOB)相结合的复合控制方法,以提高直线电机宏动精密运动平台的运动精度.ZPETC-FF作为前馈跟踪控制器,有效提高了系统带宽和跟踪性能,减小了系统的动态跟踪误差;DOB作为鲁棒反馈控制器,补偿了外部扰动、未建模动态和系统参数摄动等,有效提高了系统的抗干扰能力.实验表明,所提出的控制方法与传统的控制方法相比,不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且还具有更强的抗干扰能力. 展开更多

关键词 光刻机 工件台 零相位跟踪控制 干扰观测器 高动态精密伺服

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精密硅片台步进扫描运动的5阶S曲线规划 被引量：5

8

作者 武志鹏 陈兴林 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期99-104,共6页

为降低硅片台在曝光扫描过程中的加减速时间以及提高扫描速度的平稳性,设计了5阶对称S曲线。设定加速度三阶导数为恒定值,通过向上积分的方法确定了5阶S曲线的位置和速度表达式。以时间最优和冲击最小设计优化指标,对步进过程的5阶轨迹... 为降低硅片台在曝光扫描过程中的加减速时间以及提高扫描速度的平稳性,设计了5阶对称S曲线。设定加速度三阶导数为恒定值,通过向上积分的方法确定了5阶S曲线的位置和速度表达式。以时间最优和冲击最小设计优化指标,对步进过程的5阶轨迹进行优化,设计了改进5阶S曲线。仿真结果表明,5阶S曲线可以使硅片台在短时间内加速到扫描速度,并且可以快速稳定。改进5阶S曲线大幅度缩短步进时间,硅片台步进曲线平滑无突变。 展开更多

关键词 步进扫描 S曲线 时间最优 硅片台

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精密硅片台的运动控制 被引量：7

9

作者 张尚盈 陈学东 +1 位作者 赵慧 严天宏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1474-1479,共6页

描述一种应用于集成电路制造的超精密硅片台系统及其运动控制。介绍了超精密硅片台系统配置及其主从控制原理,结合粗动台和微动台两者的优点,可以实现运动控制的大行程和高精度。基于闭环控制,给出精密硅片台机电系统动力学辨识的方法... 描述一种应用于集成电路制造的超精密硅片台系统及其运动控制。介绍了超精密硅片台系统配置及其主从控制原理,结合粗动台和微动台两者的优点,可以实现运动控制的大行程和高精度。基于闭环控制,给出精密硅片台机电系统动力学辨识的方法并进行了实验辨识。利用环路整形技术,研究并联PID控制器和鲁棒控制器的自动综合方法。基于实际实现,提出力解耦控制策略。仿真结果表明,利用双台结构的超精密硅片台的定位精度可达到10nm。 展开更多

关键词 超精密 硅片台 主从控制 力解耦 纳米

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纳米精度运动台电机伺服参数校准方法研究 被引量：7

10

作者 李小平 李志科 +1 位作者 陈学东 段正澄 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第21期87-92,共6页

多自由度纳米精度工件台的精度直接受电机力常数和增益平衡矩阵的影响,需要进行周期性测试。因实际电机负载与理论计算负载有差异且随时间发生改变,导致其电机力常数变化,直接采用理论计算负载会降低工件台精度。采用传递函数计算电机... 多自由度纳米精度工件台的精度直接受电机力常数和增益平衡矩阵的影响,需要进行周期性测试。因实际电机负载与理论计算负载有差异且随时间发生改变,导致其电机力常数变化,直接采用理论计算负载会降低工件台精度。采用传递函数计算电机实际负载,建立电机负载与电机力常数间的关系,实现了电机力常数的校准。引入串扰系数描述不同电机轴间的串扰,并提出了增益平衡矩阵的详细计算方法。实验验证了该方法的正确性,并实现了工件台10nm的定位精度。 展开更多

关键词 力常数 增益平衡矩阵 平面电机 工件台

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柔性结构的多输入多输出运动系统辨识方法 被引量：5

11

作者 黄涛 杨开明 +2 位作者 杨进 朱煜 胡楚雄 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期42-49,共8页

柔性结构的多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)运动系统的辨识方法是一个具有理论研究和工程应用价值的问题。随着运动系统结构设计、控制性能等要求不断提高,过去视为刚体的MIMO运动系统的柔性动力学特征将越来越显著... 柔性结构的多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)运动系统的辨识方法是一个具有理论研究和工程应用价值的问题。随着运动系统结构设计、控制性能等要求不断提高,过去视为刚体的MIMO运动系统的柔性动力学特征将越来越显著,成为限制系统性能的重要因素。在辨识试验获得频域非参数模型基础上,提出一种柔性结构的MIMO运动系统辨识方法,基于正交多项式的总体参数曲线拟合得到同分母的MIMO传递函数矩阵,利用模态叠加原理以及奇异值分解(Singular value decomposition,SVD)原理得到系统的状态空间模型。此方法被应用于光刻机工件台这一典型的带有柔性动力学特征的MIMO运动系统。获得的MIMO状态空间模型具有频域辨识模型同等的辨识精度,证明了提出的辨识方法的有效性。所获得的模型满足用于综合控制设计的要求。 展开更多

关键词 系统辨识 柔性结构 MIMO系统 奇异值分解 光刻机工件台

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一种测量光刻机工件台方镜不平度的新方法 被引量：4

12

作者 何乐 王向朝 马明英 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期519-524,共6页

提出一种新的步进扫描投影光刻机工件台方镜不平度测量方法。以方镜平移补偿量与旋转补偿量为测量目标,使用两个双频激光干涉仪分别测量工件台在x和y方向的位置和旋转量;将方镜不平度的测量按照一定的偏移量分成若干个序列,每一个序列... 提出一种新的步进扫描投影光刻机工件台方镜不平度测量方法。以方镜平移补偿量与旋转补偿量为测量目标,使用两个双频激光干涉仪分别测量工件台在x和y方向的位置和旋转量;将方镜不平度的测量按照一定的偏移量分成若干个序列,每一个序列包括对方镜有效区域的若干次往返测量;根据所有序列的测量结果计算出方镜的旋转补偿量;为每一个序列建立临时边界条件,并据此计算出每一序列所测得的方镜粗略平移补偿量;采用三次样条插值与最小二乘法建立每一个序列间的关系,以平滑连接所有测量序列得到精确的方镜平移补偿量。结果表明,该方法用于测量方镜平移补偿量,测量重复精度优于2.957 nm,测量旋转补偿量,测量重复精度优于0.102μrad。 展开更多

关键词 测量 干涉测量 不平度 方镜 工件台 光刻机

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光刻机工件台前馈补偿器参数整定方法

13

作者 刘涛 杨开明 朱煜 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1640-1649,共10页

前馈控制器是光刻机工件台在高加减速工况下实现纳米级运动精度的关键环节。该文针对传统情况下四阶前馈拟合逆模型能力较差、难以完全消除参考轨迹导致重复性误差的问题,提出了一种以四阶前馈为基础,外加有理分式补偿器的前馈控制架构... 前馈控制器是光刻机工件台在高加减速工况下实现纳米级运动精度的关键环节。该文针对传统情况下四阶前馈拟合逆模型能力较差、难以完全消除参考轨迹导致重复性误差的问题,提出了一种以四阶前馈为基础,外加有理分式补偿器的前馈控制架构,并针对该有理分式补偿器控制参数整定的问题,提出了一种数据驱动的参数整定方法。该方法利用系统辨识的相关规则,将前馈补偿器参数整定过程的非凸优化问题转化为凸优化问题,进而给出了全局最优参数整定方法以及参数迭代过程中梯度、Hessian矩阵的无偏估计方法;通过光刻机工件台的实验验证了所提参数整定方法具有收敛性。实验结果表明:所提出的补偿前馈能够有效消除四阶前馈未消除的残余误差。 展开更多

关键词 前馈控制 有理前馈控制器 补偿前馈 数据驱动 参数整定 工件台

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特定分布硅片曝光场的复合S型轨迹规划算法研究

14

作者 李越 李兰兰 +1 位作者 胡松 赵立新 《国外电子测量技术》 北大核心 2023年第3期14-21,共8页

为减小光刻机硅片台在步进扫描运动中的冲击和振荡,研究了一种S型轨迹规划算法。采用S型轨迹规划方法中的复合法,引入可调节的权重系数,兼顾时间和冲击两个因素,分别对步进运动、扫描运动加速段和扫描运动减速段进行研究。在对步进运动... 为减小光刻机硅片台在步进扫描运动中的冲击和振荡,研究了一种S型轨迹规划算法。采用S型轨迹规划方法中的复合法,引入可调节的权重系数,兼顾时间和冲击两个因素,分别对步进运动、扫描运动加速段和扫描运动减速段进行研究。在对步进运动和扫描运动进行仿真分析的基础上,针对一种特定分布的曝光场进行“步进+扫描”综合仿真。仿真结果表明,相较于传统3阶轨迹规划,所研究的S型轨迹规划的加速度曲线更加平滑,不易激励柔性环节产生残余振动,可有效地减小冲击和振荡,保证光刻机硅片台在扫描曝光过程中的稳定性。 展开更多

关键词 光刻机硅片台 轨迹规划 S曲线

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光刻设备中工件台激光测长原理 被引量：1

15

作者 韦俊 杨兴平 《电子工业专用设备》 2008年第10期28-35,共8页

通过对双频激光干涉仪的原理、结构、双频产生机理进行分析,阐述激光干涉仪在光刻设备中的实际应用,探讨激光干涉仪技术。

关键词 激光干涉仪 塞曼效应 偏振 干涉 光刻设备 工件台

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工件台方镜轻量化结构的拓扑优化设计 被引量：3

16

作者 刘育 胡月 吴飞 《电子工业专用设备》 2013年第5期35-38,57,共5页

为满足工件台方镜的高模态及高轻量化的要求,在设计过程中充分考虑其材料的选择,并重点引入拓扑优化方法。依据变密度法建立SIMP模型,在方镜的特定约束工况下,以结构第1阶模态为设计约束,最小体积为设计目标进行迭代,得到了较好的轻量... 为满足工件台方镜的高模态及高轻量化的要求,在设计过程中充分考虑其材料的选择,并重点引入拓扑优化方法。依据变密度法建立SIMP模型,在方镜的特定约束工况下,以结构第1阶模态为设计约束,最小体积为设计目标进行迭代,得到了较好的轻量化结构。并对拓扑优化后的结构与常规结构进行了分析对比,结果表明:拓扑优化的结构第1阶模态为710.5 Hz,提高+4.5%。同时,在轻量化率上提高了+8.2%。因此,拓扑优化的结果要优于常规结构方式,体现出了拓扑优化方法在工件台结构设计过程中具有重要的实际应用价值。 展开更多

关键词 工件台 方镜 轻量化 拓扑优化

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基于迭代学习的掩模台与工件台同步控制 被引量：2

17

作者 武志鹏 陈兴林 王岩 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期86-90,共5页

针对光刻机掩模台与工件台在曝光扫描过程中必须保持运动同步的问题,提出了一种迭代学习同步控制方法.为提高系统的动态跟踪精度和带宽,采用以直线电机和音圈电机为执行器的宏微控制结构,建立了掩模台的动力学模型.提出的主从同步控制... 针对光刻机掩模台与工件台在曝光扫描过程中必须保持运动同步的问题,提出了一种迭代学习同步控制方法.为提高系统的动态跟踪精度和带宽,采用以直线电机和音圈电机为执行器的宏微控制结构,建立了掩模台的动力学模型.提出的主从同步控制结构以工件台为主动系统、掩模台为从动系统,在常规反馈控制的基础上加入了同步控制器.根据迭代学习控制方法设计了二阶同步学习律,并证明了该学习律的收敛性.仿真结果表明同步学习算法可以明显地减小同步偏差,同步偏差的峰值和移动标准差随迭代次数的增加而不断减小,在50次迭代后分别减小了45.12%和36.84%. 展开更多

关键词 同步偏差 迭代学习控制 主从控制 掩模台 工件台

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基于ZPET-FF和ESO的直线伺服鲁棒跟踪控制 被引量：2

18

作者 陈兴林 刘川 +1 位作者 周乃新 王斌 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期679-684,共6页

提出一种将零相位误差跟踪和前馈(ZPET-FF)与扩张状态观测器(ESO)相结合的重复控制方法,以提高宏动台直线电机伺服系统的跟踪性能.以ZPET-FF作为前馈跟踪控制器,将信号估计器估计的跟踪误差和系统的实时误差作为其输入信号,将控制器对... 提出一种将零相位误差跟踪和前馈(ZPET-FF)与扩张状态观测器(ESO)相结合的重复控制方法,以提高宏动台直线电机伺服系统的跟踪性能.以ZPET-FF作为前馈跟踪控制器,将信号估计器估计的跟踪误差和系统的实时误差作为其输入信号,将控制器对系统的跟踪误差进行实时补偿,以降低参数变化对系统的影响,有效提高系统的带宽和跟踪性能,减小系统的动态跟踪误差;采用ESO补偿系统中的各种扰动抑制噪声,以提高系统的抗干扰能力.实验结果表明,所提出的控制方法不仅提高了系统的动态跟踪性能,而且减小了系统的跟踪误差. 展开更多

关键词 光刻机 工件台 掩模台 零相位误差跟踪控制器 扩张状态观测器

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用于光刻机模拟运动的精密工件台宏动定位系统研制 被引量：2

19

作者 邓习树 吴运新 +1 位作者 杨辅强 王永华 《电子工业专用设备》 2007年第2期39-43,62,共6页

为给步进扫描光刻机的设计研究提供理论指导,解决光刻机工件台宏动定位平台的设计和控制问题,根据工业应用中步进扫描光刻机的运动特点和工作要求,设计了一种H型精密工件台宏动定位系统和同步控制方案。试验结果表明,其各项性能指标均... 为给步进扫描光刻机的设计研究提供理论指导,解决光刻机工件台宏动定位平台的设计和控制问题,根据工业应用中步进扫描光刻机的运动特点和工作要求,设计了一种H型精密工件台宏动定位系统和同步控制方案。试验结果表明,其各项性能指标均满足设计要求,对指导实际工业应用具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 光刻机 工件台 定位 研制

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一种检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法 被引量：2

20

作者 何乐 王向朝 +2 位作者 马明英 施伟杰 王帆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1130-1135,共6页

提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法.将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过... 提出一种精确检测光刻机激光干涉仪测量系统非正交性的新方法.将对准标记曝光到硅片表面并进行显影;利用光学对准系统测量曝光到硅片上的对准标记理论曝光位置与实际读取位置的偏差;由推导的位置偏差与非正交因子、坐标轴尺度比例、过程引入误差的线性模型,根据最小二乘原理计算出干涉仪测量系统的非正交性.实验结果表明,利用该方法使用同一硅片在不同旋转角下进行测量,干涉仪测量系统非正交因子的测量重复精度优于0.01μrad,坐标轴尺度比例的测量重复精度优于0.7×10-6.使用不同的硅片进行测量,非正交因子的测量再现性优于0.012μrad,坐标轴尺度比例的测量再现性优于0.6×10-6. 展开更多

关键词 测量 激光干涉仪 非正交性 光学对准 工件台 光刻机

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