Моделирование и алгоритмизация управления роботизированными модульно-кластерными комплексами в технологических процессах фотолитографии

• Автор: Ююкин, Николай Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К ФОРМИРОВАНИЮ СТРУКТУРЫ МОДУЛЬНОКЛАСТЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ФОТОЛИТОГРАФИИ

1.1 Особенности технологического процесса фотолитографии

1.2 Специфика кластерной компоновки роботизированных комплексов в электронной промышленности

1.3 Математические модели модульнокластерных комплексов фотолитографии

1.4 Цели работы и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ ФОТОЛИТОГРАФИИ

2.1 Структурная модель системы управления технологическим модулем

2.2 Математическая модель системы управления механизмом перемещения в составе РТК

2.3 Математическая модель манипулятора с учетом динамики исполнительных приводов

2.4 Критерии планирования траектории движения схвата робота и анализ области практической устойчивости робототехнической системы
3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ ФОТОЛИТОГРАФИИ
3.1 Алгоритмы управления роботом в составе
комплекса фотолитографии
3.2 Алгоритмы управления технологическими модулями
3.3 Критерии выбора элементов системы управления
Выводы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ ФОТОЛИТОГРАФИИ
4.1 Исследование системы управления комплексом фотолитографии
4.2 Математическое моделирование программных траекторий движения робота с учетом динамики исполнительных приводов роботаперегрузчика
4.3 Структура системы управления кластером фотолитографии Лада0Кфл
Заключение
Список литературы


Вторая глава диссертации посвящена вопросам разработки математической модели отдельных элементов и всей системы управления в целом для рассматриваемой области применения. В третьей главе разработаны алгоритмы работы робота в рабочем режиме, в аварийной ситуации и алгоритм позиционирования. Также приведены алгоритмы активизации основных технологических модулей. В четвертой главе использовался пакет программ, написанный в среде МайаЬ 5. Определены программные траектории движения робота при перемещении пластин с одной позиции на другую. Практически апробирована структура системы управления кластером фотолитографии «Лада-0Кфл». В заключении изложены основные результаты проведённых теоретических и экспериментальных исследований. Развитие электронных технологий, требующих формирования элементов сложной конфигурации (топологии) на структурных слоях, в значительной степени определяется уровнем лито1рафических процессов. Микролитография состоит из двух основных стадий: формирование необходимого рисунка элементов в слое актиночувствительного вещества (резиста) путём его экспонирования и проявления; травления нижележащего технологического слоя (диэлектрика, металла) через сформированную топологическую маску или непосредственного использования слоя резиста в качестве топологической маски при полном легировании или для других технологических целей. ЧГ4, металла, удаление слоя фоторезиста, контроль). Фотолитография характеризуется строгой последовательностью технологических операций, качество выполнения которых важно для получения положительных результатов. Качество процесса микролитографии обеспечивается на его отдельных операциях, приведённых ниже []. Обработка поверхности подложек. Качество процесса фотолито1рафии во многом определяется механическим и физико-химическим состоянием поверхности подложек. Механическое состояние поверхности подложек влияет на точность получения элементов рисунка, поэтому любые неровности, микробугорки, впадины, царапины и риски приводят к их искажению. Кроме того, при нанесении слоя фоторезиста эти дефекты вызывают появление пузырьков или проколов в слое фоторезиста. Необходимое качество поверхности подложек обеспечивается на начальных стадиях их изготовления механической обработкой - резкой слитков на пластины, шлифованием и полированием пластин, - в результате которой их поверхность доводится до зеркального блеска и приобретает идеальную плоскость и плоскопараллельность. Нанесение и сушка фоторезиста. Нанесённый на предварительно подготовленную поверхность подложек слой фоторезиста должен быть однородным по толщине по всему их полю без проколов, царапин (т. На несложном оборудовании наносят слой фоторезиста, погрешность толщины, которого составляет ± 5 %. На подложку, которая устанавливается на столике центрифуги и удерживается на нём вакуумным присосом, фоторезист подаётся капельницей - дозатором. Когда столик приводится во вращение, фоторезист растекается тонким слоем по поверхности подложки, а его излишки сбрасываются с него и стекают по кожуху. При вращении центрифуги с большой частотой происходит испарение растворителя, и вязкость фоторезиста быстро возрастает. При малых частотах вращения центрифуги слой фоторезиста получается неровным и происходит его утолщение по краям подложки. Выбирая толщину слоя фоторезиста, необходимо учитывать, что он должен обладать высокой разрешающей способностью (чем меньше толщина, тем выше разрешающая способность) и не терять стойкости к травлению. Кроме того, слой фоторезиста не должен иметь дефектов в виде проколов, число которых с уменьшением толщины увеличивается. Следовательно, толщина слоя фоторезиста должна быть минимально возможной, но достаточной для обеспечения его стойкости к травлению и малой дефектности (плотности проколов). Модуль для нанесения слоя фоторезиста центрифугированием состоит из блока центрифуги и блока дозатора, блока управления. В блоке центрифуги имеется электродвигатель малой инерционности, частота вращения которого контролируется специальным электронным блоком.