[發(fā)明專利]基于Smith預(yù)估補償?shù)臏史肿蛹す馄鳒囟瓤刂品椒跋到y(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810132077.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108427449A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓曉泉;朱成林;馮澤斌;劉廣義;張華;張羅莎;張琴
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科益虹源光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明提供的基于Smith預(yù)估補償?shù)臏史肿蛹す馄鳒囟瓤刂品椒跋到y(tǒng)，對準分子激光器溫度控制進行溫度補償，將Smith預(yù)估補償與PID溫度控制相結(jié)合構(gòu)成復(fù)合控制，有效減小溫度控制的滯后時間和超調(diào)量，提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和響應(yīng)時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種基于Smith預(yù)估補償?shù)臏史肿蛹す馄鳒囟瓤刂品椒跋到y(tǒng)。

背景技術(shù)

準分子激光器是一種面向深紫外特征應(yīng)用的脈沖式氣體激光器，具有高重頻，大能量，短波長，窄線寬等特點，是優(yōu)秀的微電子光刻系統(tǒng)用激光光源。傳統(tǒng)的放電泵浦準分子激光器采用單腔結(jié)構(gòu)設(shè)計。隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，要求光源具有更窄的光譜寬度(線寬)、更高的重復(fù)頻率以及更高的平均功率。

為了有效地實現(xiàn)光譜寬度窄化和提高激光器脈沖能量與輸出功率，實驗室準分子激光器采用雙腔結(jié)構(gòu)。其基本思想是使線寬壓窄和提高激光輸出功率。基于雙腔結(jié)構(gòu)設(shè)計的激光器具備了光刻光源所必需的窄化光譜控制和較高單脈沖能量的輸出特性。

準分子激光器工作時能量轉(zhuǎn)換效率較低，輸入的大部分電能轉(zhuǎn)化為熱量。與此同時，腔體內(nèi)工作氣體的快速循環(huán)需要由風(fēng)機的高速運轉(zhuǎn)來驅(qū)動，進而產(chǎn)生更多的熱量。這些熱量若不能及時散出，將會使腔體工作氣體溫度快速升高。實踐證明，工作氣體具有一個最佳溫度范圍，在該溫度范圍內(nèi)，能大幅提高激光器的能量穩(wěn)定性和延長工作壽命。

傳統(tǒng)的用于準分子激光器的溫控系統(tǒng)采用冷卻水直接通過熱交換器的方式，沒有溫度控制反饋補償系統(tǒng)，因此無法精確控制腔體內(nèi)氣體溫度。激光器溫度控制系統(tǒng)存在時延現(xiàn)象，使得被控溫度不能及時反映系統(tǒng)所受到的干擾。即便根據(jù)測量信號控制器立即動作，也需要經(jīng)過較長時間延遲后才能對被控對象產(chǎn)生影響，這樣就會引起控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)下降，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。中國專利(公開號為CN103219633A)采用線性比例控制準分子激光器腔體溫度，美國專利(專利號US006034978A)采用PID控制算法控制激光器腔體溫度。這些方法雖然都能實現(xiàn)溫度控制，但是控溫精度不高，并且控制系統(tǒng)有很大的延遲。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種基于Smith預(yù)估補償?shù)臏史肿蛹す馄鳒囟瓤刂品椒跋到y(tǒng)，有效減小溫度控制的滯后時間和超調(diào)量，提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和響應(yīng)時間。

第一方面，本發(fā)明提供一種基于Smith預(yù)估補償?shù)臏史肿蛹す馄鳒囟瓤刂葡到y(tǒng),包括設(shè)置在第一腔體中的第一冷卻循環(huán)水管、設(shè)置在第二腔體中的第二冷卻循環(huán)水管、用于檢測所述第一腔體內(nèi)氣體溫度的第一溫度傳感器、用于檢測所述第二腔體內(nèi)氣體溫度的第二溫度傳感器、與所述第一冷卻循環(huán)水管的進水口連通的第一電磁閥、與所述第二冷卻循環(huán)水管的進水口連通的第二電磁閥、分別與所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器、所述第一電磁閥以及所述第二電磁閥電連接的控制器，所述控制器采用Smith預(yù)估補償?shù)腜ID溫度控制算法并根據(jù)所述第一溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)調(diào)整所述第一電磁閥的開度以及根據(jù)所述第二溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)調(diào)整所述第二電磁閥的開度，所述第一電磁閥的開度用于調(diào)整所述第一冷卻循環(huán)水管的冷卻水量，所述第二電磁閥的開度用于調(diào)整所述第二冷卻循環(huán)水管的冷卻水量。

作為一種可能的實現(xiàn)方式,還包括進水管道以及設(shè)置在所述進水管道上的用于實現(xiàn)管道水流通斷的主控開關(guān)，所述進水管道分別與所述第一冷卻循環(huán)水管和所述第二冷卻循環(huán)水管連通。

作為一種可能的實現(xiàn)方式,還包括第一液體流量計和第二液體流量計，所述第一液體流量計與所述第一冷卻循環(huán)水管的出水口連通，所述第二液體流量計與所述第二冷卻循環(huán)水管的出水口連通。

作為一種可能的實現(xiàn)方式,所述第一液體流量計和所述第二液體流量計均采用轉(zhuǎn)子流量計。

作為一種可能的實現(xiàn)方式,還包括用于對冷卻水進行過濾的過濾器，所述過濾器設(shè)置在所述進水管道上。