[发明专利]激光调阻中首脉冲能量抑制的控制系统和控制方法

权利要求书

1.激光调阻中脉宽可调的首脉冲能量抑制的控制系统，其特征在于该控制系统包括： 激光器(1)、光电转换器(2)、幅度检测电路模块(3)、光刻控制器(4)、脉宽可调信号发 生器(5)、工艺参数文件模块(6)、扫描振镜(7)、聚焦透镜(8)、被调电阻(9)；

各单元的信号连接关系：参数调节时，激光器(1)输出光送给光电转换器(2)，光电 转换器输出的电信号再传送给幅度检测电路模块(3)，幅度检测电路将检测的结果送给光刻 控制器(4)，光刻控制器控制脉宽可调信号发生器(5)；激光调阻时，激光器(1)的输出 光送给扫描振镜(7)，扫描振镜调制激光后再传送给聚焦透镜(8)，聚焦透镜的输出光聚焦 到被调电阻(9)上；

开关1和开关2用于选择调阻生产或参数调试的两种工作状态；激光器(1)产生刻蚀 片阻的激光，受控于脉宽可调信号发生器(5)，内部提供首脉冲能量抑制信号接口；光刻控 制器(4)是主要的计算和控制核心单元；工艺参数文件模块(6)保存光刻工艺参数；参数 调试模块中的光电转换器(2)将光信号转换成电信号，幅度检测电路模块(3)逐个地检测 脉冲激光的幅度值；调阻生产模块中的扫描振镜(7)控制激光的快速精确定位，聚焦透镜 (8)将扩束准直激光聚焦成高能量密度光斑。

2.根据权利要求1所述的激光调阻中脉宽可调的首脉冲能量抑制的控制系统，其特征 在于脉宽可调信号发生器(5)，其主要工作都是通过高速数字信号处理器(10)实现的， 利用高速数字信号处理器内部的A/D转换器作为幅度检测电路，工艺参数文件存放在存储 器FLASH中，利用16位的CPU定时器作为所述的脉宽可调的信号发生器(5)，利用I/O 端口输出激光器控制信号。

3.激光调阻中脉宽可调的首脉冲能量抑制的控制方法，其特征在于控制步骤如下：

1)选择开关1进入参数调试的工作状态，光刻控制器(4)设定首脉冲能量抑制信号脉 宽为零，并控制激光器(1)出光，光信号经过光电转换器(2)后，送给幅度检测电 路模块(3)，幅度检测电路逐个检测脉冲的幅度值，此时，脉冲串的幅度值差异较大， 此结果送回光刻控制器(4)；

2)光刻控制器(4)根据检测到的脉冲串的幅度值，从小到大逐渐增加首脉冲能量抑制 信号脉宽，用检测后的首脉冲能量抑制信号控制激光器(1)出光；

3)随着首脉冲能量抑制信号脉宽的增加，幅度检测电路检测到的脉冲串的幅度值将趋于 相同；

4)当脉冲串的幅度值偏差小于设定的阈值时，停止增加首脉冲能量抑制信号脉宽，并将 此时的脉宽作为脉宽控制参数，存储于工艺参数文件模块(6)中；

5)选择开关2进入调阻生产工作状态，光刻控制器(4)直接从工艺参数文件中读取首 脉冲能量抑制信号脉冲宽度，用该值控制脉宽可调信号发生器(5)，产生控制激光器 的首脉冲能量抑制信号，激光器输出光经过扫描振镜(7)和聚焦透镜(8)后，进行 刻蚀电阻的操作；

6)当调阻工况发生变化时，可重新选择首脉冲能量抑制信号脉冲宽度。

4.根据权利要求3所述的激光调阻中脉宽可调的首脉冲能量抑制的控制方法，其特 征在于脉宽可调信号发生器(5)控制电路，其主要工作都是通过高速数字信号处理器实现 的，其控制程序是首先执行程序初始化(11)，设定各种资源的控制字，然后进入工作状态 判断(12)，当进入参数调试时，由采集数据(13)进行激光脉冲串的幅值采集；根据相邻 脉冲幅值差由脉宽可调(15)来动态增加首脉冲能量抑制信号的脉宽，再进入相邻脉冲幅值 差判断(14)，当相邻脉冲幅值差小于设定的阈值时，由参数保存(16)将脉宽参数保存， 参数调试结束；

当进入调阻生产时，直接从工艺参数文件中读取脉宽参数值，赋给相应的变量，由参数 读取(17)完成，开始进行激光调阻，采用脉宽可调的首脉冲能量抑制信号控制激光器，得 到首脉冲能量抑制的能量相同的激光脉冲串，用该脉冲串进行激光调阻，得到无裂痕、无缺 损、平滑完整的光刻切槽，经历一个生产周期，调阻结束。