Повышение эффективности виброизоляции технологического оборудования за счет автоматизации управления активными магнитореологическими демпферами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Копылов Алексей Андреевич

• Копылов Алексей Андреевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Копылов Алексей Андреевич

Список сокращений и обозначений

Введение

Глава 1. Аналитический обзор современного прецизионного оборудования, средств защиты от вибрационных воздействий и методов их автоматизации

1.1 Прецизионное оборудование

1.1.1 Оптическая микроскопия

1.1.2 Электронная микроскопия

1.1.3 Сканирующая зондовая микроскопия

1.1.4 Установка электронно-лучевой литографии

1.2 Вибрационное воздействие

1.2.1 Основные понятия и защита от вибрационного воздействия

1.2.2 Нормирование вибраций

1.3 Принципы и методы защиты от вибраций

1.3.1 Пассивные средства виброзащиты

1.3.1.1 Демпфирование

1.3.1.2 Уход от резонанса

1.3.1.3 Вибропоглощение

1.3.2 Системы активной виброзащиты

1.3.2.1 Система с компенсацией возмущений

1.3.2.2 Следящая система регулирования

1.3.2.3 Система с управлением по отклонению

1.3.2.4 Адаптивная система регулирования

1.4 Выводы по первой главе

Глава 2. Разработка математической модели системы автоматического регулирования активного МР-демпфера

2.1 Основные принципы построения системы активной виброзащиты

2.1.1 Разработка структурной схемы замкнутой системы управления демпферами платформы активной виброизоляции

2.1.2 Выравнивание верхней плиты ПАВ и настройка виброизолирующей системы квазинулевой жёсткости

2.1.3 Процесс демпфирования

2.2 Описание работы системы автоматического регулирования

2.3. Определение передаточных функций элементов системы автоматического регулирования МР-демпфера

2.3.1. Передаточная функция электромагнитной катушки

2.3.2. Передаточная функция магнитопровода

2.3.3. Передаточная функция МР-эластомерного стакана

2.3.4 Передаточная функция подвижного сердечника

2.3.5 Передаточная функция устройства измерения положения

2.4 Моделирование работы системы автоматического регулирования МР-демпфера в программной среде Simulink MATLAB

2.5 Выводы по второй главе

Глава 3. Результаты экспериментальных исследований активного

демпфера и платформы

3.1 Анализ баланса составляющих времени переходного процесса при

отработке перемещения активного демпфера в противофазе внешним воздействиям

3.1.1 Определение быстродействия системы, на основе баланса

составляющих времени переходного процесса

3.1.2 Определение быстродействия системы, на основе баланса составляющих времени переходного процесса

3.2 Определение модуля упругости МР-эластомера при действии магнитного поля

3.3 Исследование активного режима виброизоляции с замкнутой системой управления

3.3.1 Исследование замкнутой системы автоматического регулирования

на под управлением персонального компьютера

3.3.2 Порядок работы программы позиционирования демпфера

3.3.3 Порядок проведения эксперимента

3.3.4 Исследование замкнутой системы автоматического регулирования

под управлением микроконтроллера STM32

3.3.5 Обработка результатов экспериментов

3.3.6 Исследование активного режима платформы активной Виброизоляции с замкнутой системой управления на основе микроконтроллера STM32

3.3.7 Исследование активной виброизоляции металлографического микроскопа ММР-1 платформой активной виброизоляции с замкнутой системой управления на основе микроконтроллера STM32

3.4 Выводы по третьей главе

Глава 4. Разработка методики расчета и проектирования элементов виброизолирующей системы как объекта автоматического управления

4.1 Описание прототипа платформы активной виброизоляции

4.2 Платформа активной виброизоляции с замкнутой системой

управления на основе микроконтроллера STM32

4.3 Демпфер на основе магнитореологического эластомера

4.4 Разработка конструкции узла упругой подвески

4.4.1 Системы виброизоляции с квазинулевой жесткостью

4.4.2 Конструкция узла подвески с квазинулевой жесткостью

4.4.3 Проектный расчет узла подвески с квазинулевой жесткостью

4.4.4 Конструкция узла подвески с квазинулевой жесткостью

4.5 Узлы крепления датчиков перемещения

4.6 Многокоординатный активный демпфер на основе МР эластомера

4.7 Многокоординатная платформа активной виброизоляции на

основе МР-эластомера

4.8 Выводы по четвертой главе

Общие выводы по работе

Список использованных источников

Список сокращений и обозначений

А - амплитуда колебаний

АСМ - атомно-силовой микроскоп

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь

ВСЖК - система виброизоляции с квазинулевой жесткостью

ИК - инфракрасное излучение

КМ - конфокальный микроскоп

КПАВ - коэффициент передачи амплитуды виброперемещений

МО - метрологическое обеспечение

МР - магнитореологический

МР-демпфер - магнитореологический демпфер

МРЭ - магнитореологический эластомер

МЭМС - микроэлектромеханические системы

ОМ - оптический микроскоп

ПАВ - платформа активной виброизоляции

ПАВ - поверхностно активное вещество

ПИД-регулятор - пропорционально-интегрально-дифференцирующий

ПИ-регулятор - пропорционально - интегральный регулятор

ПК - персональный компьютер

ПЭМ - просвечивающий электронный микроскоп

РПЭМ - растровый просвечивающий электронный микроскоп

САВ - система активной виброизоляции

САР - система автоматического регулирования

СГИМ - сканирующий гелиевый ионный микроскоп

СТМ - сканирующий туннельный микроскоп

СЭМ/РЭМ - растровый (сканирующий) электронный микроскоп

ФЭЭМ - фотоэмиссионный электронный микроскоп

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь

к - коэффициент жесткости системы

/о - собственная частота

HIM - гелиевый ионный микроскоп

VC - вибрационные критерии (vibration criteria)

Введение

Настоящая работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию проблемы автоматизации управления систем активной виброизоляции технологического оборудования. Диссертация посвящена разработке и исследованию процесса автоматического управления с использованием в качестве исполнительных механизмов активных демпферов на основе магнитореологических эластомеров, позволяющих снизить низкочастотную вибрационную нагрузку, обусловленную условиями эксплуатации защищаемого объекта. Современные технологии производства и исследования микро- и наноструктур (плёнок, объёмных структур), обладают широким набором методов формирования и контроля локальных свойств поверхности, для чего необходимо проводить работы с разрешением менее 100 нм. К подобному технологическому оборудованию относятся установки, использующие для обработки и анализа поверхности ионные, электронные или рентгеновские пучки (электронные микроскопы, сканирующие зондовые микроскопы, оборудование для микро- и нанолитографии, оборудование нанолокальной ионной и электронной обработки и др.), а также оптическое излучение (оптические микроскопы высокого разрешения, например, металлографические микроскопы и др.). При этом важнейшей задачей обеспечения качества работы такого оборудования является его эффективная защита от внешних вибрационных воздействий в области низких частот, при которых проявляются резонансные явления. Это особенно важно при интенсивном развитии нанотехнологий, которые реализуются в основном за счет использования сверхвысоковакуумного оборудования, элементы которого имеют низкую жесткость (тонкостенные вакуумные камеры, сильфоны, вводы движения в вакуум и др.) и соответственно, низкие резонансные частоты. Для этого применяются различные типы виброизолирующих систем, которые подразделяются на пассивные и активные. Пассивные системы эффективно подавляют вибрации при частотах более 40-50 Гц, при этом, в низкочастотной

области такие системы малоэффективны, так как не могут скомпенсировать резонансные явления. Для виброизоляции в низкочастотном диапазоне применяют системы активной виброизоляции, использующие энергию дополнительного источника. Такие системы для обеспечения заданных требований обязательно работают в автоматическом режиме. Наибольшей эффективностью обладают современные системы, объединяющие в себе активную и пассивную виброизоляцию. Изучением этой проблемы занимались многие российские и зарубежные ученые, в том числе: Фролов К.В., Генкин М.Д., Андреев Н.Н., Тартаковский Б.Д., Елисеев С.В., Кашина С.Г., Артоболевский И.И., Гордеев Б. А., Алабужев П.М., Синёв А.В., Ерофеев В.И., Сысуев В.А., Таньков Г.В., Гришко А.К., Михайлов В.П., Tanaka N., Kikushima Y., Cakmak D., Wolf H., Alujevic N., Wang K., Michael Z.Q., Lihua Yang и др.

Однако, в комплексе задача подавления вибраций в области экстремально низких частот до сих пор не решена. Актуальность исследования связана с повышением эффективности методов активной защиты от вибраций в диапазоне частот 0,3-10 Гц и обеспечением эффективной виброизоляции до 100 Гц и выше, при этом коэффициент передачи амплитуды виброперемещений (КПАВ) должен быть не более 0,1. Для решения этой задачи предлагается использование в качестве высокоточных исполнительных механизмов активных демпферов на основе магнитореологических (МР) эластомеров (МР-демпферов). Однако для достижения заданных требований необходимо обеспечить автоматическое управление такими устройствами в режимах позиционирования и стабилизации положения объекта, защищаемого от внешних вибраций. Поэтому задача автоматизации управления МР-демпферами для повышения эффективности активной виброизоляции при экстремально низких частотах является чрезвычайно актуальной.

Объектом исследования является платформа на основе активных демпферов с использованием МР-эластомеров для виброизоляции прецизионного технологического оборудования.

Предметом исследования является процесс автоматического управления активными демпферами на основе МР-эластомеров.

Цель диссертационной работы - разработка и исследование процесса автоматического управления активными демпферами и платформой на основе МР-эластомеров для повышения эффективности виброизоляции прецизионного технологического оборудования.

Основные задачи исследования

1. Проведение аналитического обзора современного прецизионного оборудования, средств защиты от вибрационных воздействий и методов их автоматизации, формулировка комплекса требований к системам активной виброизоляции, в том числе требования обеспечения КПАВ не более 0,1 на низких частотах;

2. Определение осевой жёсткости МР-эластомерного стакана при деформации под действием магнитного поля, позволяющее найти передаточную функцию перемещаемого объекта системы автоматического регулирования (САР) активного демпфера на основе МР-эластомера;

3. Разработка математической модели процесса регулирования активного демпфера на основе МР-эластомерного стакана для определения коэффициентов передачи амплитуды виброперемещений, выбора алгоритмов и параметров автоматического управления при работе в режиме активной виброизоляции, проведения моделирования в программной среде Simulink МЛТЬЛБ;

4. Сравнение результатов моделирования работы САР демпферов на основе МР-эластомерного стакана и МР-эластомерной мембраны при осевом перемещении;

5. Проведение экспериментальных исследований разработанной системы автоматического управления платформой для активной виброизоляции металлографического микроскопа ММР-1;

6. Разработка методики расчёта и проектирования элементов платформы для активной виброизоляции как объекта автоматического управления.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель системы автоматического регулирования активного демпфера на основе МР-эластомерного стакана, позволяющая определить коэффициенты передачи амплитуды виброперемещений, переходный процесс перемещения демпфера при воздействии гармонических вибрационных колебаний, а также алгоритмы управления, структуру и состав управляющей системы для обеспечения требуемых параметров активной виброизоляции на низких частотах за счет выбора типа регулятора и его настроечных параметров;

2. Впервые экспериментально получена амплитудно-частотная характеристика автоматически управляемой виброизолирующей платформы на основе активных МР-демпферов при частотах 0,3-100 Гц с коэффициентом передачи амплитуды виброперемещений не более 0,075, которая подтверждает результаты моделирования и достижение повышенной эффективности виброизоляции на экстремально низких частотах.

Практическая значимость заключается в совершенствовании методов и средств защиты прецизионного оборудования от низкочастотных вибраций,

разработке системы автоматического управления активными демпферами и платформой на основе МР-эластомеров, обеспечивающей заданную эффективность виброизоляции при частотах 0,3-100 Гц.

Результаты диссертационной работы использованы при выполнении Государственного задания Минобрнауки России в сфере научной деятельности № 9.8503.2017/БЧ на выполнение проекта по теме «Исследование и разработка систем нанопозиционирования и активной виброизоляции для нано- и микроэлектроники» (2017-2019г.), а также при выполнении Соглашения № 14.577.21.0128 с Минобрнауки России в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» по теме «Разработка технологии для субтрактивной обработки многослойных гетерогенных структур с нанометровой точностью позиционирования исполнительных механизмов».

Полученные результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры «Электронные технологии в машиностроении» МГТУ им. Н.Э. Баумана для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Системы автоматического управления технологическим оборудованием».

Соответствие паспорту научной специальности. Область исследования соответствует пунктам паспорта специальности 2.3.3 - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами»: п.12 «Теоретические основы и прикладные методы анализа и повышения эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации.», п.18 «Математическое моделирование, оптимизация и оптимальное управление техническими системами, технологическими процессами и производствами в промышленности».

На защиту выносятся:

1. Математическая модель системы автоматического регулирования активного демпфера на основе МР-эластомерного стакана, позволяющая определить коэффициенты передачи амплитуды виброперемещений, переходный процесс перемещения демпфера при воздействии гармонических вибрационных колебаний, алгоритмы управления, структуру и состав управляющей системы, тип регулятора и его настроечные параметры для обеспечения повышенной эффективности виброизоляции на низких частотах;

2. Результаты определения осевой жёсткости МР-эластомерного стакана при деформации под действием магнитного поля, позволяющие найти передаточную функцию перемещаемого объекта системы автоматического регулирования активного МР-демпфера для моделирования его работы;

3. Экспериментально полученная амплитудно-частотная характеристика автоматически управляемой виброизолирующей платформы на основе МР-демпферов и упругой подвески с квазинулевой жесткостью при частотах 0,3-100 Гц с коэффициентом передачи амплитуды виброперемещений не более 0,075, подтверждающая результаты моделирования и достижение повышенной эффективности виброизоляции на экстремально низких частотах.

Методы исследования

В работе использовались следующие методы: методы теории колебаний, теории автоматического управления, математического моделирования, теории планирования эксперимента. Экспериментальные исследования замкнутой системы автоматического управления платформой на основе активных МР-демпферов проводились на специально разработанном оборудовании.

Достоверность научных положений и выводов, содержащихся в диссертационной работе, подтверждается согласованностью полученных результатов с известными теоретическими и экспериментальными данными. Достоверность экспериментальных данных обеспечивается использованием

современных средств измерений и стандартных методик проведения исследования, а также методов статистической обработки данных.

Степень разработанности темы исследования

В России тема исследования систем активной виброизоляции с различными типами силовых исполнительных механизмов (электромагнитные, пьезоэлектрические и т. д.) берёт своё начало с 60-х годов и на сегодняшний день считается хорошо разработанной. Начало исследований было заложено академиком Фроловым К.В. и профессором Генкиным М.Д., в рамках исследования вибротехники и виброакустики машин. Впервые в АН СССР для подавления вибраций протяжённых пластин и оболочек была применена система активной виброизоляции под управлением ЭВМ сотрудниками Акустического института им академика Н.Н. Андреева, во главе с Тартаковским Б.Д. Современные исследовательские работы, в основном, направлены на область нанотехнологического исследовательского и аналитического оборудования (оптические системы, электронные микроскопы, прецизионные весы и другие технологические аппараты). Фундаментальные работы по данной тематике проводились такими учёными как: Елисеев С.В., Кашина С.Г., Артоболевский И.И., Гордеев Б. А., Лысенко А.В., Филатов Л. В., Суконкина М.Л., Асташев В.К., Алабужев П.М., Синёв А.В., Ерофеев В.И., Сысуев В.А., Таньков Г.В., Гришко А.К., Михайлов В.П. и др. Также, известны работы иностранных авторов, занимающихся разработкой и исследованием систем активной виброизоляции: Tanaka N., Kikushima Y., Cakmak D., Wolf H., Alujevic N., Wang K., Michael Z. Q. Chen, Lihua Yang, Kai Su., Zuo L., Jacques J., Slotine E., Kyihwan P., Sangyoo K., Dongyoub C., J. Pérez-Aracil, E. Pereira.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности виброизоляции технологического оборудования за счет автоматизации управления активными магнитореологическими демпферами»

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Электронные технологии в машиностроении» МГТУ им. Н.Э. Баумана, (Москва, 2016, 2017, 2018, 2019 г.),

на XXIV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника» (Крым, 2017 г.), на международной конференции IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering «EIConRus-2018» (Москва, 2018), на международной конференции IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering «EIConRus-2020» (Москва, 2020), на международной научно-технической конференции «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении 2020» (ICMTMTE 2020) (г. Севастополь, РФ), на 14-ой международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология», г. Москва (2020 г.), на 16-ой международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология», г. Москва (2022 г.).

Положенные в основу диссертации разработки удостоены следующих наград: Лауреат конкурсной программы Международной научно-технической конференции «INTERMATIC-2017»; Диплом I степени в номинации «Наноинженерия» XII Всероссийской молодежной научно-инженерной выставки «ПОЛИТЕХНИКА», посвящённой 170-летию со дня рождения Н.Е. Жуковского (2017 г.).

Публикации

Результаты проведённых исследований по теме диссертации отображены в 11 научных работах, в том числе: 5 статьях в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов диссертационных работ, 4 работах, опубликованных в академических журналах, рецензируемых в системе SCOPUS, 2 тезисах докладов, опубликованных в сборниках трудов конференций.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит в проведении аналитического обзора средств защиты от вибрационных воздействий и методов их автоматизации; выявлении

требований к средствам виброизоляции, методам их автоматизации. Разработана математическая модель системы автоматического регулирования активных демпферов и платформы на основе МР-эластомеров. Проведены экспериментальные исследования активного режима виброизоляции с замкнутой системой управления, обработаны результаты экспериментов. Разработана методика расчета и проектирования основных элементов, входящих в состав многокоординатной виброизолирующей системы как объекта автоматического управления.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из перечня сокращений, введения, четырех глав материала, выводов по работе, списка литературы из 84 наименований. Общий объем работы составляет 211 страницу, в том числе 115 рисунков, 13 таблиц.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю - доктору техн. наук, доценту, профессору кафедры электронных технологий в машиностроении МГТУ им. Н.Э. Баумана Михайлову Валерию Павловичу - за помощь в постановке цели, задач, советы и ценные замечания в работе над диссертацией.

Искреннюю благодарность автор выражает всему коллективу кафедры электронных технологий в машиностроении МГТУ им. Н.Э. Баумана за своевременные наставления, помощь в анализе результатов и поддержку. Автор также выражает благодарность коллективу лаборатории, в которой выполнялась работа, в особенности кандидату техн. наук, доценту Базиненкову Алексею Михайловичу за помощь в подготовке технологической и экспериментальной части работы, аспирантам Товмаченко Дмитрию Константиновичу и Казакову Александру Викторовичу за помощь в выполнении работы. Особую благодарность автор выражает всем соавторам, без совместной работы и обсуждения результатов с которыми данная работа не была бы полноценной.

Глава 1. Аналитический обзор современного прецизионного оборудования, средств защиты от вибрационных воздействий и методов их

автоматизации

1.1 Прецизионное оборудование

Применение высокоточного оборудования связано с областью нано- и микроэлектроники, СВЧ электроники, производства высокочувствительных сенсоров и т.д. Методы и аппаратура для исследования, а также производства структуры материалов в настоящее время интенсивно развиваются, что обусловлено практическими потребностями различных современных отраслей промышленности, включая нанотехнологии. Для детального исследования микро- и наноструктур различной природы существует множество разнообразных методов, основным из которых является микроскопия. [1]

Микроскопия — это совокупность методов наблюдения изображений мелких структур или деталей, невидимых невооруженным глазом, путем увеличения изображения объекта с помощью того или иного инструмента. В зависимости от вида этого инструмента различают несколько методов. Получившие наибольшее распространение методы микроскопии представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Методы микроскопии и соответствующие им диапазоны измерений [1]

Название Диапазон измерения

1. Оптическая микроскопия

Оптический микроскоп (ОМ) менее 100 нм.

Конфокальный микроскоп (КМ) менее 100 нм (трёхмерное)

Таблица 1 (Продолжение)

2. Электронная микроскопия

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) По глубине 200 нм. Поперечная разрешающая способность 2-20 нм.

Растровый (сканирующий) электронный микроскоп (СЭМ/РЭМ) По глубине 1 нм - 5 мкм. Поперечная разрешающая способность 0,4-20 нм.

Растровый просвечивающий электронный микроскоп (РПЭМ) По глубине 200 нм. Поперечная разрешающая способность 2-20 нм.

Фотоэмиссионный электронный микроскоп (ФЭЭМ) Разрешающая способность до 20 нм.

2. Сканирующая зондовая микроскопия

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) По глубине 1-5 нм. Поперечная разрешающая способность 2-10 нм.

Атомносиловой микроскоп (АСМ) По глубине 0,5-5 нм. Поперечная (боковая) разрешающая способность 0,2130 нм.

3. Ионная микроскопия

Гелиевый Ионный Микроскоп (Н1М) Пространственное разрешение до 0,25 нм.

1.1.1 Оптическая микроскопия

Оптическая и электронная микроскопия основаны на явлении дифракции, отражении или преломлении излучения, падающего на изучаемый объект, и последующий сбор рассеянного излучения с целью получения изображения. [2]

Обладая малой глубиной фокуса, обычный оптический микроскоп создает «оптический срез» изображения объекта, на котором четко изображаются лишь

детали объекта, попавшие в фокус. Расфокусированные же части объекта изображаются размытыми. [2]

Устройство оптического микроскопа представлено на Рисунке 1.1.

(

\ [л

Рисунок 1.1.

Устройство оптического микроскопа:

A — окуляр; В — объектив; С — объект; D — конденсор; Е — предметный столик; F — зеркало.

Оптическая система микроскопа состоит из основных элементов — объектива и окуляра. Они закреплены в подвижном тубусе, расположенном на металлическом основании, на котором имеется предметный столик. Увеличение оптического микроскопа без дополнительных линз между объективом и окуляром равно произведению их увеличений [2].

В современном микроскопе практически всегда есть осветительная система (в частности, конденсор с ирисовой диафрагмой), макро- и микровинты для настройки резкости, система управления положением конденсора.

В зависимости от назначения, в специализированных микроскопах могут быть использованы дополнительные устройства и системы.

Изначально микроскопы давали лишь двухмерное изображение наблюдаемого объекта. Для наблюдения трехмерных объектов был создан

конфокальный микроскоп, который является самым распространенным на сегодняшний день методом реконструкции трехмерного рельефа поверхности объектов размером выше 100 нм.

Конфокальный микроскоп отличается от «классического» оптического микроскопа тем, что в каждый момент времени регистрируется изображение одной точки объекта, а полноценное изображение строится путем сканирования (движения образца или перестройки оптической системы). В конфокальных микроскопах в качестве источников света применяется лазер, что позволяет достичь повышения его разрешающей способности.

На исследуемом образце лазер освещает не все поле зрения, а фокусируется в определенной точке. Конфокальная диафрагма позволяет избавиться от внефокусной флуоресценции, при этом изменяя диаметр диафрагмы, поэтому можно точно определять толщину оптического слоя возле фокуса лазерного луча. Благодаря описанному свойству конфокальная микроскопия позволяет получать улучшенное разрешение вдоль оси Ъ.

Специальные программы, которыми оснащены конфокальные микроскопы, позволяют из серии оптических срезов создавать объемные изображения объектов, а также рассматривать их под разными углами зрения.

1.1.2 Электронная микроскопия

Электронный микроскоп (ЭМ) - прибор для наблюдения и фотографирования многократно (до 106 раз) увеличенного изображения объекта. В этом исследовательском оборудовании используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий (30-1000 кэВ и более) в условиях глубокого вакуума, так как при нормальном атмосферном давлении электронный пучок сильно рассеивается и поглощается, что делает невозможным его фокусировку.

Некоторые ЭМ позволяют увеличивать изображение в 5 млн. раз, в то время как максимальное увеличение лучших оптических микроскопов достигает

2000 раз. Важно отметить, что оптические и электронные микроскопы имеют ограничения в разрешающей способности в зависимости от длины волн.

Рассмотрим принцип работы электронного микроскопа на примере растрового (сканирующего) электронного микроскопа.

Растровые (сканирующие) электронные микроскопы (СЭМ/РЭМ) с

термоэмиссионной пушкой - самый распространенный тип приборов в электронной микроскопии. Растр - это решетка для структурного преобразования направленного светового пучка.

Принципиальная схема сканирующего электронного микроскопа показана на Рисунке 1.2, и включает в себя источник электронов, оптическую систему для фокусировки электронов и сканирования (электронную колонну), камеру с образцом и детекторы для регистрации сигнала, а также систему откачки, необходимую для создания вакуума в микроскопе. Необходимо помнить, что в воздухе электрон не сможет долететь от источника до образца, т. к. столкнется с молекулами воздуха на своем пути, поэтому вакуум в пушке, колонне и камере микроскопа является необходимым условием для работы микроскопа.

Рисунок 1.2

Принципиальная схема СЭМ

Испускаемые катодом электроны, проходя через систему электронной оптики, фокусируются и ускоряются в направлении образца. В процессе

сканирования сфокусированным пучком по поверхности образца происходит эмиссия вторичных электронов, которые регистрируются детектором. Таким образом, на систему сбора данных поступает информация о координатах пучка на образце и величине сигнала с детектора. При построении изображения каждой точке образца приписывается яркость пропорциональная величине сигнала, измеренного в момент, когда пучок находился в этой точке.

Электронные микроскопы, как любое высокоточное оборудование, подвержены влиянию окружающих факторов. Качественный электронный пучок, при помощи которого формируется изображение, является главной составляющей для обеспечения изображения при больших увеличениях.

Хотя микроскопы высокого разрешения разработаны и произведены по самым строгим стандартам, на их производительность все же оказывает влияние окружающая среда. Так, низкие частоты вибраций пола значительно ограничивают разрешающую способность микроскопа и другого высокоточного оборудования, применяемого в микроэлектронике, метрологии, конфокальной микроскопии, интерферометрии.

Основное достоинство РЭМ - высокая информативность прибора, обусловленная возможностью наблюдать изображения, используя сигналы различных детекторов. С помощью РЭМ можно исследовать микрорельеф, распределение химического состава по объекту, р-^переходы, производить рентгеновый спектральный анализ и др. РЭМ широко применяются и в технологических процессах.

Просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ) обладают самой высокой разрешающей способностью, превосходя по этому параметру световые микроскопы в несколько тысяч раз. С помощью ПЭМ получают изображения ультратонкого образца путём пропускания через него пучка электронов. Ультратонким считается образец толщиной порядка 0,1 мкм. Прошедший через образец, и провзаимодействовавший с ним пучок электронов увеличивается

магнитными линзами (объективом) и регистрируется на флуоресцентном экране, фотоплёнке или сенсорном приборе с зарядовой связью (на ПЗС-матрице).

1.1.3 Сканирующая зондовая микроскопия

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) базируется на взаимодействии сканирующего зонда с поверхностью, а ионная - предполагает увеличение изображения за счет излучения ионных пучков.

СЗМ - один из мощных современных методов исследования морфологии и локальных свойств поверхности твердого тела с высоким пространственным разрешением.

Изображение в СЗМ получают путем механического перемещения зонда, растрового сканирования образца и записи взаимодействия зонда с поверхностью. Оптический и электронный микроскоп дают лишь плоскую картинку. Увидеть трехмерную структуру микромира удалось только тогда, когда на смену оптическому лучу пришла тончайшая игла (микрозонд). Вначале принцип механического сканирования с помощью микрозонда нашел применение в сканирующей туннельной микроскопии, а затем на этой основе был разработан более универсальный метод атомно-силовой микроскопии.

Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) - прибор, предназначенный для прецизионного (на атомном уровне) изучения измерения рельефа и процессов, происходящих на поверхности металлов и полупроводников. В СТМ острая металлическая игла подводится к образцу на расстояние нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно образца небольшого потенциала возникает туннельный ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния образец-игла. Типичные значения 11000 пА при расстояниях около 1 А. В процессе сканирования игла движется вдоль образца, туннельный ток поддерживается стабильным за счет действия обратной связи, и удлинение следящей системы меняется в зависимости от топографии поверхности. Такие изменения фиксируются, и на их основе

строится карта высот. Основной недостаток СТМ - работа только с токопроводящими поверхностями.

Рисунок 1.3. Схема сканирующего туннельного микроскопа:

1 - зонд; 2 - образец; 3 - пьезоэлектрические двигатели х, у, z; 4 -генератор развертки х, у; 5 - туннельный сенсор; 6 - компаратор; 7 - электронная цепь обратной связи; 8 - компьютер; 9 - изображение z(x,y)

Любая конструкция сканирующего зондового микроскопа представляет собой колебательную систему, имеющую целый набор собственных резонансных частот. Внешние механические воздействия на частотах, совпадающих с собственными частотами, вызывают явления резонанса в конструкции измерительных головок, что приводит к колебаниям зонда относительно образца и воспринимается как паразитный периодический шум, искажающий и размывающий СЗМ изображения поверхности образцов.

С целью уменьшения влияния внешних вибраций измерительные головки изготавливают из массивных металлических деталей, что обеспечивает высокое значение собственных частот (более 100 кГц), которые изолируются пассивными системами виброизоляции. Наименьшими резонансными частотами обладают сканирующие элементы зондовых микроскопов. Типичными для сканеров являются резонансные частоты в диапазоне 10 - 100 кГц. Поскольку собственные частоты головок СЗМ составляют 10 - 100 кГц, то, выбирая резонансную частоту

виброизолирующей системы достаточно низкой (порядка 5 - 10 Гц), можно весьма эффективно защитить прибор от внешних вибраций.

1.1.4 Установка электронно-лучевой литографии

Электронно-лучевая (ЭЛ) литография является одним из современных методов изготовления субмикронных и наноразмерных топологических элементов посредством экспонирования электронным лучом чувствительных к ним поверхностей. Подобная технология изготовления структур позволяет достигать размеров элементов с разрешением менее 1 нм. Метод электроннолучевой литографии основан на изменении растворимости резиста в специальных растворителях после воздействия на них электронных пучков или лучей для облучения резистивных пленок. При воздействии луча на такую пленку разрушаются межатомные связи, что ведет к изменению его молекулярной структуры и изменению свойств растворимости, в результате чего, в процессе проявления селективно удаляется либо экспонированная, либо неэкспонированная часть резиста.

Процесс литографии состоит из двух стадий:

- формирование необходимого рисунка элементов в слое чувствительного вещества (резиста) путем его экспонирования и дальнейшего проявления;

- травление через резистный рисунок нижележащего технологического слоя (диэлектрическая, металлическая, эпитаксиальная пленки, пленка поликремния).

Пластина при электронно-лучевой литографии перемещается под электронным лучом на координатном столике. Для совмещения с топологическим рисунком предыдущего уровня обычно используются знаки совмещения, вытравленные предварительно в подложке. Положение этих знаков определяется по вторичным и обратно рассеянным электронам.

Укрупнённая последовательность технологических операций электроннолучевой литографии приведена на Рисунке 1.4.

Рисунок 1.4.

Технологическая схема маршрута с использованием электронно-лучевой

литографии:

1 - подготовка подложки; 2 - напыление проводящего слоя, формирование знаков совмещения слоев; 3 - нанесение резиста, формирование контура электронным лучом; 4 - проявление, травление проводящего слоя, снятие резиста; 5 - нанесение резиста, формирование контура электронным лучом; 6 - проявление, травление проводящего слоя, снятие резиста.

Предельная плотность заполнения в рассматриваемом технологическом маршруте при экспонировании электронным лучом промежутков определяется наименьшим предельно достижимым диаметром электронного пучка и возможностью использования резиста наименьшей толщины.

При изготовлении новейших поколений современных сверхбольших интегральных микросхем элементы электронной схемы формируются методами микро- и нанолитолитографии на полупроводниковом кристалле (подложке) посредством ряда технологических операций, из которых наиболее

ответственной является операция совмещения изображений на шаблоне и подложке. При этом погрешность совмещения шаблона и подложки (например, для систем рентгенолитографии) не должна превышать 20 нм.

Оборудование для микролитографии и нанолитолитографии

При изготовлении современных сверхбольших интегральных микросхем (СБИС), элементы электронной схемы формируются на полупроводниковом кристалле (подложке) посредством ряда технологических операций: эпитаксии, литографии, химической обработки и других. Технологическая операция литографии занимает особое место и может многократно повторяться.

Сущность процесса микролитографии и нанолитолитографии заключается в формировании скрытого изображения рисунка СБИС в слое нанесенного на поверхность полупроводниковой пластины чувствительного к определенному излучению резиста. В зависимости от длины волны применяемого облучения различают оптическую (1=300 - 400 нм), электронную (1=0,1 нм), рентгеновскую (1=0,1 - 5 нм) и ионно-лучевую (1=0,05 - 0,1 нм) литографии [73]. Процесс микролитографии включает в себя нанесение резиста на подложку, совмещение подложки и шаблона, экспонирование подложки, проявление, травление и снятие резиста. Микролитография и нанолитолитография предъявляет очень жесткие требования по точности и быстродействию к устройствам для перемещения и точного совмещения подложки и шаблона.

Сравнение наиболее важных параметров существующих литографических методов [74] показывает, что основными конкурирующими методами экспонирования пластин являются оптическое, сканирующее электроннолучевое экспонирование, векторно-проекционное электронно-лучевое экспонирование, а также рентгено-лучевая литография.

При изготовлении СБИС, где размеры элементов и промежутков между ними составляют несколько десятых долей микрометра, необходимо обеспечить точность совмещения шаблона и подложки на порядок выше (погрешность позиционирования не более 20 нм). В результате этого совмещения элементы

одной плоскости (шаблона) точно проецируются на соответствующие элементы другой плоскости (подложки).

В некоторых типах сканирующих и проекционных установок электронной литографии подложка при экспонировании должна непрерывно перемещаться относительно электронно-оптической системы или шаблона. При этом необходимо поддерживать с очень высокой точностью траекторию движения (погрешность перемещения не более 100 нм) и скорость перемещения (неравномерность движения не более 0,1 %) подложки.

Рентгенолитографические системы

По сравнению с другими методами формирования топологического рисунка рентгенолитография имеет ряд неоспоримых преимуществ [75,76]:

- высокая разрешающая способность, связанная с малой длиной волны мягкого рентгеновского излучения (МРИ) (1=0,4.. .5 нм);

- малое рассеяние вторичных электронов (0,01 мкм) в резисте и меньшая на 2-3 порядка радиационная нагрузка на резист по сравнению с электроннолучевой литографией;

- отсутствие эффекта близости;

- большой размер поля экспонирования, что предполагает высокую производительность установок рентгенолитографии.

Метод рентгенолитографии основан на взаимодействии рентгеновского излучения (1=0,4...5 нм) с рентгенорезистом, приводящем к изменению его свойств - уменьшению или увеличению стойкости к проявителям.

Основные типы рентгенолитографических систем (РЛС) приведены в Таблице 2. В РЛС с точечным источником излучения рентгеновский пучок получают при бомбардировке мишени сфокусированным электронным лучом. Мишень должна располагаться в высоком вакууме, а рентгеношаблон и полупроводниковая пластина в камере, заполненной гелием, который слабо поглощает рентгеновские лучи. Ввиду отсутствия линз для фокусировки

излучения экспонирование ведется расходящимся пучком от точечного источника.

Для уменьшения искажения формируемого рисунка и устранения повреждений рентгеношаблона и пластины, между ними создается микрозазор. Величина микрозазора влияет на теневое размытие и смещение элементов топологического рисунка, поэтому расстояние между пластиной и рентгеношаблоном обычно не превышает 10...15 мкм.

В связи с тем, что оптических систем для рентгеновского излучения не существует, рентгенолитографию можно применить только в системе теневого экспонирования с масштабом изображения 1:1. Совмещение рентгеношаблона и пластины может осуществляться только механическим способом путем перемещения координатного стола.

По способу экспонирования РЛС можно разделить на 3 типа: пошаговой мультипликации, экспонирования одновременно всей пластины и экспонирования одновременно нескольких пластин. Из первых двух типов, являющихся наиболее распространенными, РЛС пошаговой мультипликации характеризуется максимальной точностью репродуцирования.

При экспонировании одновременно всей пластины производится однократное совмещение ее реперных знаков со знаками рентгеношаблона. При пошаговой мультипликации возможно однократное совмещение подложки с координатной системой установки и последующее прецизионное пошаговое перемещение подложки.

Значительное повышение точности (с соответствующей потерей времени) достигается в случае совмещения реперных знаков шаблона со знаками каждого мультиплицируемого модуля. Система совмещения должна обеспечивать автоматическое совмещение рентгеношаблона с пластиной с погрешностью менее 0,1 мкм.

Для РЛС с расходящимся потоком МРИ необходимо поддерживать между рентгеношаблоном и пластиной микрозазор, величина которого должна устанавливаться с погрешностью менее 0,5-1 мкм. В РЛС с длительным

временем экспонирования система совмещения должна осуществлять контроль совмещения во время экспонирования.

Таблица 2

Основные типы рентгенолитографических систем

Схема рентгенографической системы экспонирования с точечным источником излучения

1 - полупроводниковая пластина;

2 - рентгенорезист;

3 - рентгеношаблон;

4 - выходное окно;

5 - рентгеновские лучи;

6 - электронная пушка;

7 - мишень;

8 - вакуумная камера.

Схема рентгенографической системы экспонирования с синхротронным источником излучения

1 - вакуумное окно;

2 - мембрана рентгеношаблона;

3 - маска;

4 - рентгенорезист;

5 - рабочая полупроводниковая пластина;

6 - вакуумная камера;

Использование методов рентгенолитографии для массового производства сложных интегральных схем связано с применением синхротронного источника рентгеновского излучения. Синхротронным называют электромагнитное излучение, испускаемое электронами под действием радиального ускорения, удерживающего их на орбите в электронном синхротроне или накопительном кольце.

Для рентгенолитографии представляют интерес следующие свойства синхротронного излучения: 1) высокая интенсивность (полная мощность около 1 кВт); 2) непрерывный спектр - от рентгеновского излучения до инфракрасного

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Копылов Алексей Андреевич, 2023 год

Список использованных источников

1. Сергеев, А. Г. С32 Введение в нанометрологию: учеб. Пособие / А. Г. Сергеев; Владим. Гос. Ун-т. - Владимир : Изд-во Владим. Гос. Ун-та, 2010, 3784 с.

2. Ландсберг Г.С. Микроскоп // Элементарный учебник физики. — 13-е изд. — М.: Физматлит, 2003. — Т. 3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. С. 298-300. — 656 с. — ISBN 5922103512.

3. Single Photon Counting Modules [Электронный ресурс]. URL: https://www.excelitas.com/product-category/single-photon-counting-modules (дата обращения: 28.09.2022).

4. Single Photon Counting Modules [Электронный ресурс]. URL: http://www.microphotondevices.com/media/pdf/PDM_v3_6 (дата обращения: 28.09.2022).

5. Thomas O.B, Yuana Z. L., Dynes J. F., Sharpe A. W., Shields A. J. Efficient photon number detection with silicon avalanche photodiodes // Applied Physics Letters. 2010. 031102 . 97 с.

5. Флоря И.Н., Корнеева Ю.П., Корнеев А.А., Гольцман Г.Н. Сверхпроводниковый однофотонный детектор для среднего инфракрасного диапазона на основе узких параллельных полосок // ТРУДЫ МФТИ. — 2011. — Том 3, № 2. 49 с.

6. Смирнов, К. В. Особенности разогрева и релаксации горячих электронов в тонкопленочных сверхпроводниковых наноструктурах и 2d полупроводниковых гетероструктурах при поглощении излучения инфракрасного и терагерцового диапазонов: специальность 1.04.07 «Физика конденсированного состояния»: Диссертация на соискание доктора технических наук / Смирнов, К. В. ; ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет». — Москва, 2013. — 340 c.

7. Goltsman G. [et al.] Picosecond superconducting single-photon optical detector // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. P. 705-707.

8. V A Seleznev, M A Tarkhov, B M Voronov, I I Milostnaya, V Yu Lyakhno, A S Garbuz, M Yu Mikhailov, O M Zhigalina and G N Gol'tsman, Deposition and characterization of few-nanometers-thick superconducting Mo-Re films,Superconductor Science and Technology Volume 21 Number 11.

9. Боголюбов Н. Н., Толмачев, В. В., Ширков, Д. В. Новый метод в теории сверхпроводимости / Н. Н. Боголюбов, В. В. Толмачев, Д. В. Ширков — Москва: Академия наук СССР, 1958 — 128 c.

10. Тархов М. А. Разработка сверхпроводниковых однофотонных детекторов с повышенной спектральной чувствительностью и быстродействием: специальность 01.04.01 «Приборы и методы экспериментальной физики»: Диссертация на соискание кандидата технических наук / Тархов, М. А.; Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт»). — Москва, 2015. — 103 c.

11. Дергунова Е.А., Потанина Л.В., Губкин И.Н. Основы материаловедения NbTi сверхпроводников. Применение сверхпроводников: Учебное пособие. - М.: МИФИ, 2009. - 48 с.

12. Черноплеков Н.А. Состояние работ по сильноточной прикладной сверхпроводимости // Успехи Физических Наук. 2002. Т. 172. В. 6. С. 716-722.

13. K.Shikimachi, N.Hirano, S.Nagaya, H.Kawashima, K.Higashikawa, T.Nakamura System Coordination of 2 GJ Class YBCO SMES for Power System Control // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2009. V. 19. №23. P. 20122018.

14. Джозефсон Б. Открытие туннельных сверхпроводящих токов. Нобелевская лекция // Успехи Физических Наук. 1975. Т. 116. В. 8. С. 597-603.

15. Эффект Джозефсона: Учебно-методическое пособие / Сост. Я. В. Фоминов, Н. М. Щелкачёв. — М.: МФТИ, 2010. 32 с.

16. Куприянов М. Ю., Лихарев К. К. Эффект Джозефсона в высокотемпературных сверхпроводниках и структурах на их основе // Успехи Физических Наук. 1990. Т.160. В.5. С.49-87.

17. Снигирев О. В. Сверхчувствительная сквид-магнитометрия // Успехи Физических Наук. 1999. Т. 169. В. 2. С. 221-223.

18. J.R.Tucker Quantum limited detection in tunnel junction mixers // IEEE J.Quantum Electron. 1979. V. QE-15. N. 11. P. 1234-1258.

19. J.R.Tucker and M.J.Feldman Quantum detection at 203illimetre wavelength // Rev. Mod. Phys. 1985. V. 57. N. 4. P 1055-1113.

20. Кошелец В.П., Овсянников Г.А. Криогенные СВЧ устройства. // Зарубежная радиоэлектроника. 1983. № 6. С. 31-50.

21. M. Akiba, K. Tsujino, and M. Sasaki, Opt. Lett. 35, 2621 (2010).. M. Ghioni, G.Armellini, P. Maccagnani, I. Rech, M. K. Emsley, and M. S. Unlu, J. Mod. Opt. 56, 309. 2009.

22. S. V. Postolova, A. Yu. Mironov, T. I. Baturina, Nonequilibrium Transport near the Superconducting Transition in TiN Films, JETP Letters 01/2015; 100(10):635-641. DOI: 10.1134/S0021364014220135.

23. Копылов А. А., Товмаченко Д. К., Тун Лин Аунг. Платформа для активной виброизоляции прецизионного оборудования // Всероссийская научнотехническая конференция студентов «Студенческая научная весна 2015: Машиностроительные технологии», 2015.

24. ГОСТ 26568-85 Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация. - М.: Издательство стандартов, 1985. 17 с.

25. Официальный сайт компании VibroLAB [Электронный ресурс]. URL: http://vibro-lab.ru/ (дата обращения: 28.09.2022).

26. ГОСТ 31319-2006 Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка её воздействия на человека. Требования к проведению измерений на рабочих местах. М.: Стандартинформ, 2008. 23 с.

27. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. 2.2.4 Физические факторы производственной среды. 2.1.8. Физические факторы окружающей природной среды. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы. - М.: Информационно-издательский центр Минздрава России, 1997. 20 с.

28. Захарова, И.Г. Классификация виброизоляторов (амортизаторов) / И.Г. Захарова // Вестник конференции молодых ученых СПбГУИТМО: Сборник научных трудов. - СПб.: Изд-во СПбГУИТМО, 2004. Т. 2. С. 56-61.

29. Суконкина М.Л. Обзор методов и устройств виброзащиты приборных платформ // Труды Нижегородского государственного университета им. Р.Е. Алексеева. 2013. № 4 (101). С. 311-319.

30. ГОСТ 21467-81 Амортизаторы бортового оборудования летательных аппаратов. Типы, основные параметры, размеры и технические требования. - М.: Издательство стандартов, 1981. 11 с

31. ГОСТ 11679.1-76 Амортизаторы резинометаллические приборные. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1993. 34 с.

32. Официальный сайт ФГУП ФНПЦ «ПО «Старт» им. М.В. Проценко» [Электронный ресурс]. URL: http: //www.startatom.ru/ (дата обращения: 28.09.2022).

33. ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2010. 25 с.

34. Вибрации в технике: справочник: в 6-ти т. / В.К. Асташев, В.И. Бабицкий, И.И. Быховский и др.; ред. Совет под пред. В.Н. Челомей. - М.: Машиностроение, 1981. - Т. 6. Защита от вибрации и ударов / под ред. К.В. Фролова. 1981. 456 с.

35. Фролов, К.В. Прикладная теория виброзащитных систем / К.В. Фролов, Ф.А. Фурман. - М.: Машиностроение, 1980. 276 с.

36. Лысенко, А.В. Конструкция и методика расчета гибридного виброамортизатора с электромагнитной компенсацией / А.В. Лысенко, А.В. Затылкин, Н.А. Ястребова // Вестник Пензенского государственного университета. 2013. № 4. C. 73-78.

37. Лысенко, А.В. Анализ особенностей применения современных активных систем виброзащиты для нестационарных РЭС / А.В. Лысенко, Г.В. Таньков, Д.А. Рындин // Труды международного симпозиума Надежность и качество. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. Т. 2 С. 155-158.

38. Морозов, И.Д. Анализ активных систем подавления вибраций / И.Д. Морозов, М.С. Горбалысов, А.А. Юдин, М.Б. Китаев, Р.Р. Надрышин // Материалы межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е.В. Арменского. - М: Изд-во Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ, 2017. С. 227-228.

39. Никифоров, В.О. Система активной виброзащиты: разработка, результаты испытаний и перспективы развития / В.О. Никифоров, И.Е. Гутнер, И.В. Сергачев // Мехатроника, автоматизация и управление. 2004. № 2. С. 13-18.

40. Морозов, И.Д. Активные системы подавления вибраций / И.Д. Морозов, Е.Р. Естифеев, А.В. Лысенко, Н.С. Реута, М.С. Горбалысов // Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажёров: Сборник статей международной научно-практической конференции. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2016. С. 125-132.

41. Фролов, К.В. Прикладная теория виброзащитных систем. - М.: Машиностроение, 1980. 276 с.

42. Патент Российской Федерации № 2115844. Система активной виброзащиты. А.М. Абакумов, В.Е. Агеев, Г.Н. Мятов. 1998.

43. Официальный сайт компании Accurion [Электронный ресурс]. URL: Шр:/А№№^ассипоп.сот/_(дата обращения: 28.09.2022).

44. US Patent №2 5,660,255. Stiff actuator active vibration isolation system / Dale W. Schubert, Andrew Michael Beard, Steven Frank Shedd, Marion Richard Earles Jr., Andreas H. Von Flotow. 1997.

45. US Patent №2 5,823,307. Stiff actuator active vibration isolation system / Dale W. Schubert, Andrew Michael Beard, Steven Frank Shedd, Marion Richard Earles Jr., Andreas H. Von Flotow. 1998.

46. Technical Manufacturing Corporation [Электронный ресурс]. URL: http://www.techmfg.com/ (дата обращения: 28.09.2022).

47. Lampaert, V., Swevers, J., and Al-Bender, F., "Modification of the leuven integrated friction model structure," IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 47, no. 4, Р. 683-687, 2002.

48. Lu, Y. C., "Fractional derivative viscoelastic model for frequency-dependent complex moduli of automotive elastomers," International Journal of Mechanics and Materials in Design, vol. 3, Р. 329-336, 2006.

49. Changkuan Ju. Modeling friction phenomena and elastomeric dampers in multibody dynamics analysis. Georgia Institute of Technology, 2009. 251 p.

50. Xiao, H. and Chen, L. S., "Hencky's elasticity model and linear stress-strain relations in isotropic finite hyperelasticity," Acta Mechanica, vol. 157, Р. 51-60, 2002.

51. В.1.Теряев. Стабшзащя системи електромагштного тдвшування з використанням акселерометра. Електромахашчш i енергозберiгаючi системи. Щоквартальний науково-виробничий журнал, вип..4/2014(28), с.71-78, 2014.

52. Попов, Д. И. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем / Д. И. Попов. - М. : Машиностроение, 1987. 464 с.

53. Семёнов А.Д. Идентификация объектов управления: учебное пособие/А.Д. Семёнов, Д.В. Артамонов, А.В. Брюхачев. - Пенза: ПГУ, 2005. 211 с.

54. S. Castelletto, I. P. Degiovanni, V. Schettini, and A. Migdall, Metrologia 43, S56. 2006.

55. ГОСТ 270 - 75. Резина. Метод определения упругопрочностных свойств при растяжении. - Взамен ГОСТ 270-64; Введ. С 1978-01-01 по 1992-1001. - Москва: Изд-во стандартов, 1988. 14 с.

56. Михайлов В.П., Товмаченко Д.К., Базиненков А.М., Степанов Г.В. Характеристики платформы для активной виброизоляции на основе магнитореологических эластомеров // Известия ВУЗов. Сер. «Машиностроение». 2016. № 12. С. 51-57.

57. Механизмы прецизионных перемещений: учебное пособие / В.П.Михайлов, А.М.Базиненков. — Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2017. 218 с.

58. Алабужев П.М., Гритчин А.А., Ким Л.И., Мигиренко Г.С., Хон В.Ф., Степанов П.Т. Виброзащитные системы с квазинулевой жесткостью. Ленинград, Машиностроение, 1986, 96 с.

59. Савельев Ю. Ф. Метод эффективной виброзащиты подвижного состава и экипажа на основе дополнительных механических устройств со знакопеременной упругостью: Монография. Омский гос. Ун-т путей сообщения. Омск, 2003. 107 с.

60. Бурьян Ю.А., Силков М.В. Конструкция и оценка виброизоляции опоры для технологического оборудования с использованием эффекта квазинулевой жесткости // Омский научный вестник. 2017. №5. С.10-13.

61. Micro-Epsilon capaNCDT 6200 [Электронный ресурс]. URL: https://www.microepsilon.com/download/manuals/man--capaNCDT-6200--en.pdf (дата обращения: 09.12.2019).

62. Лойцянский, Л.Г. Курс теоретической механики / Л.Г. Лойцянский,

A.И. Лурье. Т. 2. М. : Наука, 1983. 64 с.

63. Ю.В. Колосов, В.В. Барановский / Защита от вибраций и шума на производстве / Учебное пособие с. 4-7

64. Генкин, М.Д. Методы управляемой виброзащиты машин / М.Д. Генкин,

B.Г. Елезов, В.В. Яблонский; отв. Ред. В.И. Сергеев. - М.: Наука, 1985. 240 с.

65. ГОСТ 17053.1-80 Амортизаторы корабельные АКСС-М. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1980. 29 с

66. A. F. Abouraddy, M. B. Nasr, B. E. A. Saleh, A. V. Sergienko,, M. C. Teich. Phys. Rev. A, 65, 2002.

67. R. E. Simon, A. H. Sommer, J. A. Tietjen, and B. F. Williams, Appl. Phys.Lett. 13, 355, 1968.

68. G. A. Morton, H. M. Smith, and H. R. Krall, Appl. Phys. Lett. 13, 356, 1968.

69. Михайлов В.П., Степанов Г.В., Базиненков А.М., Кузнецов А.С., Зобов И.К. Магнитореологические устройства активной виброизоляции и позиционирования для нанотехнологического оборудования // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2010. №S С. 138-148.

70. 16. J. M. Ginder, S. M. Clark и W. F. Schlotter. Magnetostrictive phenomena in magnetorheological elastomers // International Journal of Modern Physics. 2002. Vol. 16, No.17. P. 2412-2418.

71. Зелов А. Ф. Пневматический привод активной системы виброзащиты: специальность 05.02.02 «Машиноведение, системы приводов и детали машин»: Диссертация на соискание кандидата технических наук / Зелов А. Ф. ; Омский государственный технический университет (ОмГТУ). Омск, 2017. 122 с.

72. Эмитон [Электронный ресурс]. URL: https://www.mteon.ru/katalog/vibracionnaja-i-klimaticheskaja-zashhita/sistemy-aktivnoj-vibroizoljacii/dvia-mb/ (дата обращения: 17.11.2022)

73. Тун Лин Аунг. Разработка и исследование позиционирующей системы для микросверления глухих отверстий многослойных печатных плат: специальность 05.27.06 «Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники»: Диссертация на соискание кандидата технических наук / Тун Лин Аунг.; ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет). Москва, 2021. 115 с.

74. В.П. Михайлов, А.М. Базиненков. Исследование параметров механизмов микро- и наноперемещений. - М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2014. 69 с.

75. Виноградов М.И., Докукин В.Г., Котельников Ю.Н. Векторно-проекционная электронно-литографическая установка // Электронная промышленность. 1984. №7. С. 15-16.

76. Smith H.I., Flanders D.C. Alignment of X-ray lithography masks using a new interferometrigue techniques // Journal of Vacuum Science and Technology. -1978. V. 15, №3. P. 984-986.

77. Wilson A.D. X-ray lithography // Solid State technol. 1986.V.29, №5. P. 249-255.

78. Анализ производительности электронно-лучевого литографического оборудования / И.В. Панкратов, Г.Х. Сатаров, Е.А. Деулин и др. //Обзоры по электронной технике. Сер.7 - Технология, организация производства и оборудование. 1986. Вып.14 (1219). 44 с.

79. Электронно-лучевая технология в изготовлении микроэлектронных приборов / Дж.Р. Брюэр, Д.С. Гринич, Д.Р. Херриот и др.; Под ред. Дж.Р. Брюэра: Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1984. 336 с.

80. Пуш В.Э. Малые перемещения в станках.- М.: Машгиз, 1961. 124 с.

81. Смирнова В.И., Петров Ю.А., Разинцев В.И. Основы проектирования и расчета следящих систем: Учебник для техникумов.- М.: Машиностроение, 1983. 285 с.

82. Сверхвысоковакуумный многокоординатный привод реологического типа с точностью позиционирования в нанодиапазоне / Е.А. Деулин, В.П. Михайлов, Д.Ю. Борин и др. // Вакуумная наука и техника: Материалы восьмой научно-техн. конференции с участием зарубежных специалистов. М., 2001. С.374-379.

83. Михайлов В.П. Исследование и разработка магнитореологического субмикронного многокоординатного привода литографических установок для повышения их производительности: Автореферат дисс. канд. техн. наук (05.27.07). М., 1995. 16 с.

84. Михайлов В.П. Исследование зоны нечувствительности прецизионного магнитореологического привода: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Расчет и конструирование элионного оборудования». - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 16 с.

85. Галуза Ю. Ф. Динамика систем виброизоляции с инерционными преобразователями движения: специальность 01.02.06 «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры»: Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук / Галуза Ю. Ф., Омский государственный технический университет (ОмГТУ). Омск, 2019. С 33-36.

86. Зебилила Мохаммед Диин-Халис. Расчёт и оценка эффективности систем виброизоляции с линейными и нелинейными характеристиками: специальность 05.23.17 «Строительная механика»: Диссертацияна соискание ученой степеникандидата технических наук / Зебилила Мохаммед Диин-Халис;

ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Москва, 2018. С 46-58.

87. Осипова М.В. Оценка эффективности некоторых схем виброзащиты оборудования с гармоническими и импульсными нагрузками // Вестник МГСУ.2012. No 11. С. 88-96.

88. Ивович В.А., Онищенко В.Я. Защита от вибраций в машиностроение/ В.А. Ивович, В.Я. Онищенко М.: Машиностроение, 1990. 272 c.

89. Дукарт А.В. Об установившихся колебаниях двухмассовой системы с демпфированием при произвольной периодической возмущающей нагрузке // Известия вузов. Строительство. 2009. No 3-4. С. 3-13.

90. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний / Н.Н. Боголюбов, Ю.А. Митропольскийт 2-е изд., перераб. и испр. М.: Физматгиз, 1981. 918 с.

91. Platform for active vibration isolation of the precision equipment based on magnetorheological elastomers / А. А. Kopylov [et al.]. //2018 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). -IEEE, 2018. - Р. 1992-1995.

92. Study of an active vibration isolation device for the nanopositioning based on magnetorheological elastomers / А.А. Kopylov [et al.]. // The 9th International Scientific Conference on Physics and Control (PhysCon-2019), Иннополис, Москва, Россия. 2019. Р. 25-28.

93. Study of Influence of Control Signal on the Amplitude-Frequency Characteristic of the Active Damper Based on Magnetorheological Elastomers / А.А. Kopylov [et al.]. // 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). - IEEE, 2020. - Р. 2212-2215.

94. The technology of printed circuit board microdrilling / А.А. Kopylov [et al.]. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2020. - Т. 971. - №. 2. - Р. 022060.

95. Денисенко, В. В. разновидности ПИД-регуляторов / В. В. Денисенко // . - 2007. - № 6. - С. 45-50. - EDNIBKZTL.