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        10. ?大理石平板擾動分析與補償控制和發展對策

            [一]、擾動分析與補償控制 掃描過程中,掩模臺勻速段預期控制精度為其位置誤差小于40nm,任何擾動因素都會對該精度產生嚴重影響, 大理石平板 需要對外部存在的干擾進行分析,并

          [一]、擾動分析與補償控制
          掃描過程中,掩模臺勻速段預期控制精度為其位置誤差小于40nm,任何擾動因素都會對該精度產生嚴重影響,大理石平板需要對外部存在的干擾進行分析,并設計相應的前饋控制器進行補償。主要包括:投影物鏡振動前饋補償、粗微臺電磁耦合補償、垂向對水平向的耦合補償等。
          1、投影物鏡振動干擾與補償
          投影物鏡通過機架支撐,具有質量大、重心高等特點,掃描運動所致的運動沖擊易造成投影物鏡產生振動,任何微小振動將造成曝光線條偏離嚴重,影響同步掃描的曝光精度,因此,需要對物鏡振動所致干擾進行補償,以掩模臺與投影物鏡的相對位置關系。
          2、垂向運動對水平向運動耦合與補償
          工作臺的微動臺為空問6白由度運動,3個垂向直流電動機驅動凸輪單元支撐水平向洛倫茲電動機,實現垂向與水平向的控制分離。工作臺在掃描曝光過程中,為補償不同的硅片形貌誤差,需要進行垂向的調平調焦運動,此運動將導致水平向洛倫茲電動機動、定了問隙發生變化,從而引起水平向驅動力產生角度傾斜。同時,垂向的調平調焦運動要求執行部件有較高的響應速度,隨之而來的是運動可能造成的振動,從而導致垂向運動對水平向產生擾動。
          對于此類擾動,采用垂向加速度前饋控制進行補償,將垂向運動作為擾動力通過補償模型引入控制器。
          3、粗、微運動臺電磁耦合與補償
          工作臺粗、微運動依靠平面電動機的電磁耦合進行關聯,掃描運動由主從控制模式實現,即微動臺實現小行程、納米級運動,粗動臺大行程、微米級跟隨,粗動臺以逼近霍爾傳感器的值為零跟隨微動臺運動。由于粗動臺(直線電動機)白身結構所限,在跟隨運動時會產生較大的推力波動,雖然該波動可以通過實測手段并結合PID中的積分環節予以測量和補償,但由于粗、微運動精度存在量級上的差異,粗動臺的運動誤差仍然可以通過電磁耦合影響微動臺的控制精度,需要設計補償控制器此耦合擾動。
          [二]、我國和超加工機床的發展對策
          和超加工技術是和技術相互聯系的,超加工技術是以為目標的技術,大理石平臺綜合應用各種,在各個方面精益求精的條件下,才有可能突破常規技術達不到的精度界限,達到新的指標。超加工機床技術是超加工技術在工業生產中的體現,是一個生產力水平的重要標志。因此,大力發展我國和超加工技術是增強我國綜合的有力手段,而我國發展和超加工機床可以從以下三方面進行。
          一、提高整體制造業水平
          進入21世紀,世界經濟結構正在發生重大而深刻的變革,但制造業依然是世界各發達與發展我加快經濟發展、提高綜合競爭力的重要途徑。我國是一個制造業大國,尚處于工業化進程之中,在未來相當長的時期里,制造業仍將在國民經濟中占主導地位。在新一輪產業結構調整中,我國正逐步成為世界較重要的制造業基地之一。然而,目前我國裝備制造業的整體水平與發達相比尚有較大的差距,尤其是在戰略必爭裝備技術與競爭核心技術、基礎制造裝備與成套關鍵裝備制造技術等方面差距很大,這種差距又主要體現在裝備的自主設計與制造能力差,成套與系統集成、優化能力差,和集成創新能力差。這些差距己經成為制約我國制造業乃至其他行業經濟發展的關鍵瓶頸問題之一。
          一個僅僅擁有了戰略必爭裝備和競爭前核心技術是不夠的,要想成為經濟強國,完成工業化的建設,在裝備制造業掌握有關基礎制造裝備與成套裝備制造的核心技術。20世紀70-80年代,美國制造業發展的衰落和競爭力減弱的例子很好地說明了這一點。20世紀70年代前,美國的產品競爭力一直令對手望塵莫及,但到了80年代,美國人發現日本、德國等后來居上,逐步取代了他們在市場的霸主地位。經過認真深入地分析,他們發現其原因是美國失去了在裝備制造業方面的優點,而日、德等國,特別是日本,對制造技術及裝備研究的投入比例
          遠大于美國。于是,從20世紀80年代后期開始,美國開展了一系列旨在振興美國裝備制造業的龐大計劃,加大了對制造業技術與裝備研究的投人,使美國的制造業重振雄風,也使美國經濟得以逐步復蘇并保持持續增長的勢頭。
          二、大力提高基礎加工設備的生產能力
          我國超機床的研制進行了數十年,北京機床研究所、航空部303所、哈爾濱工業大學、技術大學等單位都研究了自己的超機床,但力量分散,不能形成產品系列和產業化氣候。盡管單項技術指標很高,但總體技術水平落后,不足以滿足我國超加工行業的需要,大部分還只是停留在研究型機床的狀態。因此,工業界只能花大價錢購買產品。
          在世界經濟,雖說絕大多數基礎制造裝備與成套裝備都可以購買到,但對我國這樣的發展中大國來說,掌握關鍵的基礎制造裝備與成套裝備制造的核心技術,大力提高基礎加工設備的生產能力,才能牢固占有國內市場,并不斷開拓市場,在競爭中立于不敗之地。
          三、加強超加工機床相關的技術發展
          為了提加工機床的功能和性能,加強相關的研究、如加強超切削機理和金剛石刀具等方面的研究、金屬和非金屬材料的磨削和研磨的研究等。
          隨著航空、航天、生物化學、地球物理等學科技術的迅猛發展,對和超加工技術的發展提出了很高的要求,和超加工機床的需求也越來越高。相關人員應充分將人、組織、技術結合起來,研制并生產出各個所需的和超加工機床,提高我國整體工業水平,為與技術的發展打下堅實的基礎。

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