초록 ▼

1. 연구 추진 내용
기존의 연구에서 개발되어진 스테이지 위치 제어 알고리즘의 경우 시스템의 안정도는 보장하지만 시스템의 불확실성 및 외란에 대한 영향을 동시에 고려하지 못하였다. 특히 노광장비의 스테이지 구동 시 발생되는 진동은 고해상도 노광기술 확보의 가장 큰 문제점이다. 스테이지를 위한 다양한 제어기법이 연구가 되었지만 아직까지 진동 저감을 위한 고급 제어 알고리즘에 대한 연구를 많이 부족한 상황이다. [1-5] 더욱이 기존의 제어 기법들은 저주파 혹은 고주파 등 특정 대역의 외란 제거에만 효과적이었다.
본 연구에

1. 연구 추진 내용
기존의 연구에서 개발되어진 스테이지 위치 제어 알고리즘의 경우 시스템의 안정도는 보장하지만 시스템의 불확실성 및 외란에 대한 영향을 동시에 고려하지 못하였다. 특히 노광장비의 스테이지 구동 시 발생되는 진동은 고해상도 노광기술 확보의 가장 큰 문제점이다. 스테이지를 위한 다양한 제어기법이 연구가 되었지만 아직까지 진동 저감을 위한 고급 제어 알고리즘에 대한 연구를 많이 부족한 상황이다. [1-5] 더욱이 기존의 제어 기법들은 저주파 혹은 고주파 등 특정 대역의 외란 제거에만 효과적이었다.
본 연구에서는 스테이지에 대한 제어 성능의 향상을 위하여 저주파 및 고주파 대역의 외란 제거 및 불확실성에 강인한 위치 정밀 제어 알고리즘을 개발한다. 이를 위하여 비선형 제어 기법을 이용한 위치 제어 알고리즘을 설계하였다.
2. 연구 결과
1) 정밀 위치 제어 알고리즘 설계
Wafer stage system의 transfer function은 다음과 같다.


( 수식 )

식 (1)에서 이다. Wafer stage system의 불확실성과 외란 제어를 위한 위치 제어 알고리즘은 구조는 다음과 같다.

( 수식 )
그림 1. 제시된 알고리즘의 구조
측정된 위치값을 이용하여 extended observer를 이용하여 Wafer stage system의 상태 변수 및 시스템의 불확실성을 추정한다. 이 정보를 이용하여 Nonlinear damping backstepping 제어기에서 제어 입력을 계산한다. 그리고 내부 Disturbance observer에서 외부 외란 정보를 추정한다. 계산된 제어 입력에 외부 외란 정보를 추가하여 시스템에 실제 입력이 인가 된다.
2) 모의 실험 결과
모의실험을 통하여 설계된 제어기의 성능을 검증한다. 외란 제거 및 불확실서에 대해 강인하지 않은 제어기 (Case 1)과 제시된 제어기 (Case 2)에 대한 성능을 비교하였다.
외란이 없는 경우에 대하여 상태 추정 성능을 확인하였다.
그림 2와 3은 Case 2와 3의 위치 추종 및 추정 오차 성능을 보여준다. 제시된 제어 알고리즘은 위치 추종 성능 향상 및 진동 제거에 효과적으로 하였음을 보여주었다.

목차 Contents

• 2013 년 선정 학문후속세대양성사업(유형:박사후국외연수)결과보고서 ... 1
• 1. 연구 추진 내용 ... 1
• 2. 연구 결과 ... 1
• 1) 정밀 위치 제어 알고리즘 설계 ... 1
• 2) 모의 실험 결과 ... 2
• 3. 향후 연구 결과의 기대 효과 및 활용 방안 ... 3
• 4. 연구 성과 발표 ... 3
• 5. 참고 문헌 ... 3
• 끝페이지 ... 3