Ee～-BES-40A光栅扫描电子束曝光机控制系统的改进研究

论文摘要

集成电路产业是现代信息产业的基础,是改造和提升传统产业的核心技术。随着微细加工技术的进步,集成电路的特征线宽进入到深亚微米领域,电子束曝光代表了最成熟的亚微米级曝光技术,是近年来发展极快且实用性较强的曝光技术。电子束曝光技术的显著优点就是分辨率高,灵活性强,容易获得亚微米分辨率的精细图形。电子束曝光技术这些优势使电子束曝光技术不仅在掩模版制作方面一直处于主流地位而且将在纳米器件的研制和生产中发挥重要作用。 本文从研究电子束曝光系统的基本原理入手,着重研究了现有的Ee-BES—40A光栅扫描电子束曝光机控制系统的控制原理和控制条件。Ee-BES—40A是第二代电子束曝光系统,是一个集电子光学、精密机械、超高真空、计算机自动控制等近代高新技术于一体的复杂系统,主要用于在大规模集成电路（LSIC）中制作图形掩模和光栅。Ee-BES—40A光栅扫描电子束曝光机机械部分较为精密,并且其多项技术指标在国内处于较为先进的水平。将该机器恢复起来可满足近几年微机械、生物芯片、激光器件等的研制要求。但原控制系统中的计算机太陈旧,计算机的有些配件已被淘汰,给维护曝光机控制系统带来了困难。而PC机具有更好的性能,更快的处理速度以及更大的存储容量。所以,我们把曝光机的控制计算机用PC机替换下来。原有曝光机采用光栅扫描方式,但加工方式光栅扫描方式没有矢量扫描方式灵活。在我们涉足的三维加工研中,MEMS（微机电系统）的图形更为复杂,对图形扫描灵活性的要求大大提高。无疑选择矢量扫描方式更符合我们研究发展的要求。因此我们另一个改进要点就是将电子束光栅扫描曝光方式改为电子束矢量扫描曝光。改进该曝光机控制部分将为电子束三维加工曝光技术方面的实验研究提供必要的工具和条件,对推动微细加工及MEMS方面的发展起到积极的作用。 Ee-BES—40A由三台计算机控制,分别是Eclipse主控计算机、Minicon专用计算机和8080微控制器,此外还包括一些测量和驱动接口及控制器。本论文在研究原曝光机控制机理制后,又深入研究了该曝光机的光柱调整、标记检测、激光测量系统和工作台等机械部件的功能。在掌握原有控

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 集成电路的发展现状和发展趋势
• 1.2 微机电系统的发展
• 1.2.1 概念
• 1.2.2 微机电系统的特点及应用
• 1.2.3 国内外研究现状
• 1.3 电子束曝光技术
• 1.3.1 电子束曝光技术特点
• 1.3.2 电子束曝光技术的应用
• 1.3.3 电子束曝光技术的限制
• 第二章 电子束曝光机
• 2.1 电子束曝光机的发展历史及现状
• 2.1.1 国外发展状况
• 2.1.2 国内发展状况
• 2.2 电子束曝光机的原理及组成
• 2.2.1 电子束曝光机的组成
• 2.2.2 电子束曝光机的曝光原理
• 2.3 电子束曝光机的扫描方式
• 2.3.1 光栅扫描
• 2.3.2 矢量扫描
• -BES-40A电子束曝光系统'>第三章 Ee^-BES-40A电子束曝光系统
• 3.1 系统简介
• 3.1.1 概况
• 3.1.2 主要单元
• 3.2 曝光主机系统硬件
• 3.2.1 光学系统
• 3.2.2 电子枪
• 3.2.3 电子光主体
• 3.2.4 工作室、工作台及其驱动
• 3.2.5 激光干涉定位系统
• 3.2.6 换片机构
• 3.2.7 真空系统
• 3.2.8 空气悬浮系统
• 3.3 控制台系统硬件
• 3.3.1 Eclipse计算机
• 3.3.2 主终端和辅助终端
• 3.3.3 微控（Minicon）和图形存储器
• 3.3.4 工件台控制接口和伺服放大器
• 3.3.5 通用I/O接口
• 3.3.6 换片机构控制器
• 3.3.7 离子泵控制器
• 3.3.8 电子束控制单元
• 3.3.9 电源
• 3.4 刻写系统
• 3.4.1 条带
• 3.4.2 位图
• 3.4.3 地址
• 3.5 软件系统简介
• 3.5.1 Eclipse:系统控制器
• 3.5.2 RDOS
• 3.5.3 CLI
• 3.5.4 文件
• 3.5.5 数据处理软件
• -BES-40A光栅扫描曝光机的性能分析'>3.6 Ee^-BES-40A光栅扫描曝光机的性能分析
• -BES-40A工件台扫描控制系统'>第四章 Ee^-BES-40A工件台扫描控制系统
• 4.1 控制系统
• 4.2 工件台扫描系统组成
• 4.3 控制原理及过程
• 4.3.1 控制原理
• 4.3.2 控制过程
• 4.4 工件台控制接口
• 4.4.1 控制接口
• 4.4.2 I/O板
• 4.4.3 控制板
• 4.4.4 轴板
• 4.3.5 速度板
• 4.4.6 激光接口板和消息单元板
• 4.3.7 电压鉴别板
• 4.3.8 终端和读出（T&R）板
• 第五章 图形发生器及接口设计
• -BES-40A电子束曝光机的光栅扫描图形生成系统'>5.1 Ee^-BES-40A电子束曝光机的光栅扫描图形生成系统
• 5.1.1 微控制器的控制功能
• 5.1.2 微控制器的组成和指令格式
• 5.1.3 接口电路
• 5.1.4 图形存储器
• 5.2 矢量扫描图形发生器原理及实现
• 5.2.1 图形发生器原理
• 5.2.2 图形发生器数据信号
• 5.3 接口设计
• 5.3.1 ISA总线标准
• 5.3.2 端口
• 5.3.3 关于干扰
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表