溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)外文翻譯

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1、.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：附件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語：簽名：年月日-..附件1：外文資料翻譯譯文光刻投影鏡頭多閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)聶宏飛1，李曉平1，＊，何艷2。1國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，數(shù)字制造裝備與工藝，華中科技大學(xué),武漢430074，中國大學(xué)2天華學(xué)院，上海師范大學(xué)，上海201815，中國2008年5月27日收稿；2009年1月8日修訂；2009年1月22日定稿；2009年2月6日電子出版摘要：圖像質(zhì)量是光學(xué)光刻工具

2、的最重要指標(biāo)之一，尤其易受溫度、振動和投影鏡頭（PL）污染的影響。本地溫度控制的傳統(tǒng)方法更容易引入振動和污染，因此研發(fā)多閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)來控制PL內(nèi)部溫度，并隔離振動和污染的影響。一個新的遠(yuǎn)程間接溫度控制（RITC）方案，提出了利用冷卻水循環(huán)完成對PL的間接溫度控制。嵌入溫度控制單元（TCU）的加熱器和冷卻器用于控制冷卻水的溫度，并且，TCU必須遠(yuǎn)離PL,以避免震動和污染的影響。一種包含一個內(nèi)部級聯(lián)控制結(jié)構(gòu)（CCS）和一個外部并行串聯(lián)控制結(jié)構(gòu)（PCCS）的新型多閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)被用來防止大慣性，多重遲滯，和RIT

3、C系統(tǒng)的多重干擾。一種非線性比例積分（PI）的算法應(yīng)用，進(jìn)一步提高收斂速度和控制過程的精度。不同的控制回路和算法的對比實(shí)驗(yàn)被用來驗(yàn)證對控制性能的影響。結(jié)果表明，精度達(dá)到0.006℃規(guī)格的多閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)收斂率快，魯棒性強(qiáng)，自我適應(yīng)能力好。該方法已成功地應(yīng)用于光學(xué)光刻工具，制作了臨近尺寸（CD）100納米的模型，其性能令人滿意。關(guān)鍵詞：投影鏡頭，遠(yuǎn)程間接溫度串級控制結(jié)構(gòu)，并行串連控制結(jié)構(gòu)，非線性比例積分（PI）的算法1簡介-..由于集成電路縮小，更小的臨界尺寸（CD）要求，生產(chǎn)過程的控制越來越嚴(yán)格。作為最重要

4、的制造工藝設(shè)備，先進(jìn)的光學(xué)光刻工具需要更嚴(yán)格的微控制環(huán)境[1]，如嚴(yán)格控制其溫度、潔凈度、氣壓、濕度等。溫度波動，特別是導(dǎo)致圖像失真和平面圖像轉(zhuǎn)變，成為了光學(xué)光刻工具對圖像質(zhì)量影響的一個關(guān)鍵因素。投影鏡頭(PL)內(nèi)的溫度精度要求一個光刻工具在接近0.01℃制造一個小于100nm的模型。另外需要PL內(nèi)部溫度收斂率快以降低光刻技術(shù)的所有權(quán)（CoD）的成本.然而，實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)是一個很大的挑戰(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和污染所破壞。另一個原因是，PL內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它包

5、含數(shù)十個鏡頭，會導(dǎo)致幾個小時慣性，所以PL內(nèi)部的溫度反應(yīng)相當(dāng)緩慢，并需要很長時間去調(diào)整適應(yīng)。因此，一個新的結(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)被控對象變得更加復(fù)雜或產(chǎn)生分布式干擾時，串級控制結(jié)構(gòu)（CCS）的提出改善了精度和收斂率【4，5】。預(yù)測前饋控制結(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，并行串級控制結(jié)構(gòu)（PCCS），也開發(fā)了具有延遲分布式干擾的系統(tǒng)。但是上述使用方

6、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)，含有一個內(nèi)部CCS和一個外部PCCS。本文大致分為四個部分。第一部分解釋了一個遠(yuǎn)程間接溫度控制方法的應(yīng)用。第二部分是一個多閉環(huán)回路溫度控制結(jié)構(gòu)的分析。第三部分，一個雙進(jìn)雙出非線性比例積分（PI）算法的提出用來提高控制過程的收斂速度和精度。在文章的最后一部分，對比實(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和污染影響PL的性能，一個遠(yuǎn)程間接溫度控制的方法被提出來控制PL內(nèi)

7、部溫度。不同于傳統(tǒng)的直接加熱和冷卻控制對象的方法，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。冷卻水通過長距離管道由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

8、。圖1展示了包括TCU、分離器、冷卻套和管道的循環(huán)系統(tǒng)。從儲水中抽出冷卻水通過管道和分離器進(jìn)入冷卻套，最后通過合成器、管道和冷卻器流回儲水箱。對冷卻水循環(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，PL內(nèi)部熱量散失，PL和外部介質(zhì)之間的熱交換。冷卻水溫度波動是多種因素造成的，其中包括TCU內(nèi)部自勵溫度震蕩造成的非線性加熱冷卻，管道和周圍氣體