技术摘要：
本发明公开了一种用于超分辨光刻精密掩模的智能校正装置控制系统，所述控制系统结合光学系统实现精确的预期掩模形变控制。所述智能控制系统总控制通过高性能工控机完成，所述智能控制系统包括上位机控制系统，图像采集分系统、图像处理分系统，对准分系统，照明分系统  全部
背景技术：
随着半导体行业的不断发展，光刻机作为半导体技术的核心设备，可以说没有光 刻机就没有半导体。光刻机经历了接近、接触式光刻机，步进重复投影光刻机，步进扫描光 刻机的发展历程。光刻机的高速发展也是在自动化及智能化高速发展推动下实现的。随着 半导体集成电路技术的快速发展，对光刻机的系统设计提出了更高的要求。一方面，对光刻 机曝光线宽要求的不断增高，另一方面对光刻机曝光效率的不断提升，这些使得光刻机控 制系统的设计与开发要求都变得越来越高，对测量设备的精度要求，控制系统的智能化程 度也不断增高。 基于表面等离子体的超分辨光刻项目的发展使得我国在光刻机研发的道路上提 供了一条全新的技术路线，该技术可有效解决曝光线宽的问题。而对准精度及精密套刻精 度的提高是对曝光效率提升的主要途径，解决当前问题的技术包括自对准双图案化技术 (SADP)及定向自组长(DSA)技术，但前一种方法实施步骤复杂，且所需的方法实施起来成本 较高，第二种方法目前技术尚不完备，在这种情况下就需要更加快捷，成本低可靠性高的方 式对对准精度进行提高。当前的控制系统中图像处理采集方式多采用USB串口传输或以太 网口传输，这些传输方式的传输速度比较慢，后续通过控制系统处理的效率将会降低，并且 所有的图像处理工作由上位机控制系统完成，这样极大的加重了上位机的工作负担，将会 导致整个系统的处理速度变慢，降低对准效率。针对该问题，当前也需要更高控制精度的控 制系统，通过此控制系统能够准确、快速、稳定的完成对准及掩模校正。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于超分辨光刻精密掩模的智能校正装 置控制系统，具有更高的掩模形变控制精度。 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现： 一种用于超分辨光刻精密掩模的智能校正装置控制系统，包括十六路气动微调掩 模形变控制分系统和对准分系统。所述十六路气动微调掩模形变控制分系统包括PLC控制 分系统，掩模受力检测反馈分系统，气压输出-力输出控制分系统。 所述对准分系统包括多通道图像采集分系统，图像传输分系统，图像处理分系统， 图像采集调节电机控制分系统，照明分系统。 所述对准分系统包括八路图像采集CCD、八路图像采集卡、图像处理器及八路照明 分系统，所述图像采集CCD采集的图像数据通过图像采集卡与高性能上位机进行连接，上位 机内置图像处理器进行相关图像处理，反馈至中控系统，以供对准使用。所述照明系统通过 信号发生器连接位相调制器，从而使得氦-氖激光通过相关光路到达与CCD连接的远心镜 4 CN 111580359 A 说　明　书 2/5 页 头。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统通过基于TCP/IP的以太网通信总线与 上位机总控系统进行同步通信。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统以太网通信总线采用支持交叉自适应 功能的设计。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统采用可自定义的工业以太网总线。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统的PLC控制分系统还包括：十六路PID控 制器，模拟量输入扩展模块，模拟量输出扩展模块，输出数字量输出扩展模块，数字量输入 扩展模块，中间继电器，器件供电电源。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统的掩模受力检测反馈分系统还包括：十 六路力传感器，力传感器供电电源，力传感器检测电压信号模拟量输出。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统的气压输出-力输出控制分系统还包 括：十六路电气比例阀，十六路气缸，及相应的换向电磁阀。 所述十六路气动微调掩模形变控制分系统通过PLC内部PID控制器实现力传感器 检测信号-气缸气压输出压力的模拟量-模拟量闭环控制系统，通过比例控制器，微分控制 及积分控制器实现掩模受作用力的控制，从而实现掩模形变控制。 所述对准分系统通过基于TCP/IP的以太网通信总线与上位机总控系统进行同步 通信。 所述对准分系统通过基于PCIe的图像采集卡进行图像传输。 所述对准分系统的多通道图像采集分系统包括八路高像素CCD及远心光学镜头。 所述对准分系统的图像传输分系统包括图像采集卡，图像采集卡包括触发器，采 集卡内部系统程序，PHY收发器，多通道DDR  RAM。 所述对准分系统的图像处理分系统包括：高性能图像处理器，RTX  2080SUPER图形 处理显卡。 所述对准分系统的调节电机控制分系统包括：紧凑型线性位移台，多通道运动控 制器。 所述对准分系统的明分系统包括：氦-氖激光，聚焦镜，准直镜，光缆，连接适配器， 位相调制器，信号发生器。 所述对准分系统的调节电机控制分系统采用基于USRT的RS232串口通信。 所述对准分系统的图像采集系统采用基于PCIe  X4的PCIe总线对图像进行传输。 所述智能控制系统控制器采用高性能工作站，其中CPU采用2×E5  2620  V3 ,RAM  32GB,SSD  256GB。 本发明与现有技术相比的优点在于：通过所述控制系统的方式结合光学系统可实 现期望的精密掩模形变控制，较于现有的实现方法步骤更加简便，控制系统的实现也更加 的经济，并且所述控制系统采用了PCIe通道进行图像信号传输，整个控制系统的反应速度 也更快，提高了对准效率，也能更快更准确的实现掩模形变控制及对准。所述控制系统的精 密掩模形变控制系统通过高精度力传感器及电气比例阀进行检测和控制，保证了掩模形变 控制的精度调节。所述控制系统的掩模形变控制采用PID控制算法实现输出力的闭环调试， 该闭环系统实现调控时间短，响应快速，系统运行稳定，实际测试输出力控制误差±0.03N， 5 CN 111580359 A 说　明　书 3/5 页 控制精度高。所述控制系统的CCD对准通过高精度电机实现X,Y,Z轴的定位控制，可更高效 的完成图像采集及对准，为较高套刻精度提供成像支持。 附图说明 图1是本发明实施例中所述应用于超分辨光刻精密掩模校正装置控制系统的结构 示意图； 图2是本发明实施例中所述图像采集卡的内部结构及通道示意图； 图3是本发明实施例中所述十六路独立微调掩模形变控制机构的S7  1200PLC控制 系统整体设备组态示意图； 图4是本发明实施例中所述十六路独立微调掩模形变控制机构中单路微调控制结 构示意图； 图5是本发明实施例中所述十六路独立微调掩模形变控制机构中单路微调PID控 制环路结构示意图； 图6是本发明实例中所述十六路独立微调掩模形变控制机构中单路气动回路结构 示意图； 图中所示：100上位机总控系统；101控制总线；102上位机控制器；103图像处理卡； 104图像采集卡；105电机控制器；106位相调制器；107PLC控制器；110PCIe传输通道；112图 像处理卡PCIe传输通道；120以太网传输通道；122八路CCD以太网传输通道；130串口通信总 线通道；132八路电机控制器串口通信通道；130光纤通道；140光纤传输通道；143氦氖-激光 位相调制照明分系统光纤传输通道；150数字量及模拟量控制通道；154力传感器、电气比例 阀模拟量传输通道；200对准分系统；300照明分系统；400十六路独立微调控制分系统。