[发明专利]晶圆测厚装备抗温度干扰的精密运动平台控制算法

说明书

本发明公开了一种算法，以晶圆量测装备、精密运动、伺服控制系统为背景，针对高精度测量设备运动平台应该具高精准度、抗温度变化、高抗干扰等特点，提出一种基于鲁棒控制的运动控制算法，该算法可实现运动平台的快速性和准确性，且能对温度变化作出快速调整，并且采用前馈控制对定位进行精调，从而提升系统的可靠性和抗干扰性。

技术领域

本发明涉及半导体晶圆技术领域，特别涉及一种晶圆测厚装备抗温度干扰的精密运动平台控制算法。

背景技术

半导体是电子产品的核心，信息产业的基石。近年来，国家出台了一系列政策，鼓励半导体发展，2021年两会发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，提出需要集中优势资源攻关多领域关键核心技术，其中集成电路领域包括集成电路设计工具开发、重点装备和高纯靶材开发，集成电路先进工艺和绝缘栅双极晶体管(IGBT)、微机电系统(MEMS)等特色工艺突破，先进存储技术升级，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。晶圆制造是半导体三大核心环节之一，提高晶圆制造相关设备的性能，将在一定程度上提高国内晶圆制造能力，进而影响国内半导体行业。晶圆量测作为晶圆制造中一项重要步骤，需要投入一定研发力量。

由于我国目前对半导体技术起步晚，现与欧美和日韩等国家相比还有着非常大的差距。而且应用于晶圆量测的国产高端装备基本没有，一直由国外各大公司垄断，国外各企业提供的晶圆量测装备机台运行稳定，但适配性和定制升级性能差，且价格昂贵。目前，国内晶圆量测装备在精密运动控制方面有待提升，对于运动控制的准确度，快速响应能力，以及抗干扰尤其是抗温度变化等方面不及国外进口设备，传统的PID控制已经难以满足高精度设备的控制需求。

发明内容

发明目的：本发明的是为了解决现有技术中的不足，提供一种晶圆测厚装备抗温度干扰的精密运动平台控制算法，融合鲁棒控制及前馈控制来提升晶圆量测装备在精密运动控制方面的能力。

技术方案：晶圆测厚装备抗温度干扰的精密运动平台控制算法，具体步骤为：

1)通过图形采集设备对待检测物件进行拍摄，并将照片进行处理从而转换为数字信号；实验建模对被控对象进行系统识别实验，然后利用相应的传感器检测技术得到控制系统的可观测输出，通过数学方法建立被控系统的输入与输出之间的关系；系统识别实验得到的数学模型为标准模型，实际系统模型与标准模型存在一定数值上的差异；

2)将实际模型和标准模型求差，得到不确定性，表达式为式(1)：

其中△(s)为标准化后的不确定性，为实际系统，P(s)为标准系统；

系统不确定性因素为加法模式，其表达式为：

含加法不确定性的控制对象集合，表达式为式(2)：

W(s)表示不确定性范围大小的加权函数，其中加法不确定性用于表示被控对象的中低频参数摄动，乘法不确定性用于表示被控对象的高频动态未建模，评价一个鲁棒控制器的性能主要是看该控制器是否有足够好的鲁棒性以适应和消除这些包括温度在内的不确定性带来的影响；

3)选取合理的W_S(s)、W_T(s)、W_T导入混合灵敏度问题加权函数的标准框架，表达式为式(3)：

求解被控对象P(s)状态空间：

其中，广义受控对象需要满足：

(A,B₁)和(A,B₂)是满足稳定性的；(C₁,A)和(C₂,A)是可检测性的；