数字光刻控制系统的研究与设计.pdf

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1、学校代码10406分类号TP391.4密级学号080080402135题目数字光刻控制系统的研究与设计作者王平奇学科、专业测试计量技术及仪器指导教师高益庆教授申请学位日期2011年6月学校代码：10406分类号：TP391.4学号：080080402135南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）数字光刻控制系统的研究与设计硕士研究生：王平奇导师：高益庆教授申请学位级别：硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学ResearchandDesignonD

2、igitalLithographyControlSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMeasuringandTestingTechnologiesandInstrumentsByWangPingqiUndertheSupervisionofProf.GaoYiqing(SchoolofMeasuringandOpticalEngineering)NanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2011摘要随着微

3、纳技术（Micro-andNano-technology）的不断发展，以尺寸微小、操作尺寸极小为特征的微纳器件己成为人们认识和改造客观世界的一种高新技术。由于传统的微纳加工控制技术面临着诸多瓶颈问题，诸如制造过程难以有效控制和加工自动化不高制约了微纳加工技术的发展。而数字光刻控制系统是一种新型的微纳器件加工控制技术，很好地解决了传统微纳加工系统控制中存在的问题，是二十一世纪里最具潜力的微纳加工控制技术。本文针对数字光刻加工控制系统中工件台控制、光源曝光控制、实时调焦监测控制、数字掩模图输出控制的特点，采用计算机接口控

4、制技术、硬件控制技术，控制软件的实现进行了较详细的讨论。研究设计出一套符合数字光刻加工应用的计算机软硬件控制系统，以摆脱传统微纳加工的束缚。本论文首先分析了数字光刻控制系统的特点，从其需求出发确定了本控制系统的总体框架，然后展开逐项内容进行研究。根据三维精密工件台的运动特点采用了基于计算机控制技术。以三维精密控制器为核心，实现了对三维精密工件台xyz轴的精确运动定位控制。在硬件控制上的创新点是我们实现了对曝光光源曝光精确控制，包括曝光量、曝光时间及实时调焦控制，从而实现了精密工件台的运动与曝光控制，实时调焦的联动控制

5、。论文对数字光刻加工中的微光学器件设计理论进行了详细分析，利用可视化的Windows和面向对象的程序设计语VisualC++6.0作为控制系统软件的开发平台，开发了数字光刻系统可视化的控制软件。最后，通过光刻实验制作，对数字光刻控制系统的功能作进行验证，为实现数字光刻软、硬件控制功能更加完善作进一步的探索。关键词：数字光刻系统，实时控制系统，系统设计IAbstractMicro-nanodevicecharacterizedbymicroformdimensionandmicromanipulationscope,a

6、longwiththedevelopmentofMicro-andNanotechnology,becomesahigh&new-technologyforexploringandrebuildingtheworld.Thetraditionalmicro-nanoprocessingcontroltechnology,facingmanybottle-neckproblems,suchasthehighcostofmanufacturingprocessnotcontrolledeffectivelyandthel

7、owautomationdegreeofprocessing,whichrestrictthedevelopmentofthemicro-nanoprocessingtechnology.Thenovelmicro-nanoprocessingcontroltechnologyofthedigitallithographycontrolstsystem,givesmorepromiseforthemicro-nanoprocessingcontroltechnologyinthe21century,solvesthe

8、existingproblemsofthetraditionalmicro-nanoprocessingcontroltechnology.Theoverallframeoftheworktablecontrol,thelightexposurecontrol,thereal-timeconvergencemonitoringcontrol,t