Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный этап развития электронной техники характеризуется широким применением интегральных микросхем (И/.С) во всех типах электронного оборудования. Это связано со значительным усложнением вадач, решаемых электронной аппаратурой и приводит к значительному росту числа элементов в ней. За кавдое десятилетие число элементов в Й.ІС увеличивается в 10- 100 раз.С настоящее время и мировой практике при изготовлении КМС ведущее М5СТО занимает планарпэя технология (свияе 90 составляют планарные приборы). Это связано с тем, что при плзнарном процессе обеспечивается массовое производство приборов с шсскга/и электрическими параметрам и надежностью при минимальных эксномвдесюн затратах.
Наиболее ответственной в производстве ИМС является литографическая операция, которая может повторяться по 10-15 іг более раз при изготовлении одного кристалла ИМС и которая во многом определяет точность воспроизведения топологического рисунка и, в конечном итоге, качество получаемой структуры и производительность процесса производства И.!С в целом. Определяющим в процессе микролитографии является многократнее совмещение с субмикронной точностью и миллисекундам быстродейевием изображений на пластине и шаблоне, которое осуществляется чаще всего приводом координатного стола (КС), на котором закреплена пластина. Основные тенденции развития микролитографического оборудования (установок электронной, рентгеновской литографии) и, в частности, уменьшение минимального размера топологического элемента до 0,1-0,2 мкм и увеличение производительности литографических установок до 60 пластин/час определяют необходимость создания новых прогрессивных типов приводов, которые обеспечивали Зы суммарную погрешность позиционирования КС не более t 0,01-0,02 мкм и постоянную времени привода не более 10 НС. Кроме этого привод должен удовлетворять специфическим ваку-ашкм требованиям, т.е. быть полностью герметичнім, по воз-лоляоети не иметь пар трения в вакууме, не выделять продук-
тов износа и паров рабочей жидкости в технологический объем. Использование традиционных приводов в литографическом оборудовании в большинстве случаев не позволяет обеспечить совокупность требуемых параметров, поэтому исследование и разр^ ботка перспективных типов приводов с принципиально новыми способами управления и герметизации представляет собой актуальную вадачу.
Цель работы. Исследование и разработка магнитореологи-ческого субмикронного многокоординатного привода литографических установок для повышения их производительности.
Методы исследований. Теоретические исследования привода, проведенные в работе, основывались на теории систем автоматического регулирования, на методах исследования течения и свойств вязко-пластичных жидкостей, а такие на методах расчета элементов гидропривода и высоковакуумных позиционирующих систем. Экспериментальные исследования привода проводились на специально изготовленных стендах в лаборатории кафедры ЫТ-11 "Электронное машиностроение" МГТУ им.Н.Э.Баумана.
Научная новизна. Методом матричного многокритериального анализа найдены области структурно-компоновочных схем приводов с высоким уровнем потенциальных возможностей по точности перемещения, быстродействию и вакуумным характеристикам.
Разработана математическая динамическая модель магкито-реологического субмикронного многокоординатного привода на основе магнитореологических направляющих (МРН), позволяющая провести анализ и синтеэ системы автоматического регулирования приводом по параметрам устойчивости, точности и качества.
Обоснована возможность регулирования быстродействия предлагаемого привода 8а счет изменения уровня входных управляющих сигналов и, как следствие, ва счет изменения коэффициента вязкостного трения в радиальных рабочих зазорах' магнитореологических направляющих. 2
Разработана инженерная методика расчета конструктивных и электрических параметров магкитореодогического субмикрон-ного многокоординатного привода на основе МРН.
Практическая ценность. Разработан, изготовлен и апробирован макетный образец магннтореодогического субмікронного шогокоордкнаткого привода на основе МРН, 8ааденкый авторскими свидетельствам! и патентами на изобретение, даіга рекомендации по расчету его рабочих параметров.
Апробация работ. Результаты работы докладывались и об-суядались на заседаниях кафедры МТ-11 "Электронное машиностроение" МГТУ км.Н.э. Баумана, на 2-й научно-технической конференции "Устройство и системы автоматики автономных объектов" (г. Красноярск, 1990 г.), Всесоюзной научно-технической конференции ' эстояние и перспективы развития вакуумной техники" (г. Казань, 1991 г.), 12-м Международном вакуумном юнгрессе и 8-й Международной конференции по твердым лотзерх-зостям (г. Гаага, Нидерланды, 1992 г.), Российской вакуумной «энференции (г. Гурзуф - п.Березки, 1994 г.).
Публикация. Основное содерканке работы отражено в 13 гечатных работах, в том числе в 1 положительном решении о вдаче патента на изобретение, в 4 авторских свидетельствах :а изобретение.
Объем работы. Диссертация состоит из веєдєния, 4 глав, оцих выводов, списка литературы и приложения. Содержит 146 траяиц маакношюного текста, 42 рисунка, 22 таблицы и спи-ок литературы из 67 наименований.