超精密裝備恒溫氣浴關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、以步進(jìn)掃描光刻機為代表的大型超精密加工、測量裝備在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究過程中扮演著及其重要的角色。作為現(xiàn)代大規(guī)模集成電路加工制造的核心裝備,光刻機具有極高的技術(shù)集成度,其中以直線電機、音圈電機為代表的運動部件的定位精度和以激光干涉儀為代表的測量裝置的測量精度都達(dá)到納米級,對環(huán)境參數(shù)特別是溫度極其敏感,需要環(huán)控技術(shù)來保證其納米級精度。同時在超精密測量領(lǐng)域中,以納米三坐標(biāo)測量機和激光干涉儀為代表的超精密測量裝備也因其納米級的測量精度對使用

2、環(huán)境和裝備本身內(nèi)部微環(huán)境控制有一定的需求。
　　本課題“超精密裝備恒溫氣浴關(guān)鍵技術(shù)研究”針對上述應(yīng)用背景,研制一種可用于激光干涉儀光路穩(wěn)定以及其相關(guān)鏡組和裝卡件溫度控制的高精度恒溫氣浴裝置。并主要完成如下工作:
　　分析了激光干涉儀工作時來自外界環(huán)境的不利于干涉儀光路穩(wěn)定的干擾因素,并根據(jù)Edlen公式著重分析了引起空氣折射率變化的各項原因,最終確認(rèn)環(huán)境參數(shù)中溫度參數(shù)為主要干擾項;同時,分析了用以消除這些干擾所需的各功能模塊

3、,并計算了相關(guān)參數(shù),主要包括加熱、制冷等核心單元;最后根據(jù)上述分析得到的結(jié)論,設(shè)計了以高精度恒溫空氣處理模塊和基于多層板式結(jié)構(gòu)的氣浴均流模塊為核心的恒溫氣浴系統(tǒng)的方案;在此基礎(chǔ)上,結(jié)合課題應(yīng)用背景,分析了溫度控制策略和算法,并在系統(tǒng)控制策略上選用了加熱、制冷同時進(jìn)行的雙向微調(diào)方案,較好的抵消了加熱、制冷單元各自的熱慣性,提高了系統(tǒng)控制精度,還研究了用于恒溫氣浴系統(tǒng)閉環(huán)控制的PID算法及其參數(shù)整定方法。
　　根據(jù)恒溫氣浴系統(tǒng)方案,設(shè)