高精度多通道溫度測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、高精度溫度控制在集成電路設(shè)備、精細(xì)化工、生物醫(yī)藥、精密光學(xué)、精密儀器測(cè)量等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，溫度控制的性能直接影響設(shè)備的性能、測(cè)量的結(jié)果、生物化學(xué)反應(yīng)的效果，而溫度控制的基礎(chǔ)是溫度測(cè)量，由于需要對(duì)控制對(duì)象的溫度場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，多點(diǎn)溫度測(cè)量成為必需，因此，研究高精度多通道溫度測(cè)量技術(shù)具有很好的應(yīng)用前景。
　　 本文的研究主要面向集成電路關(guān)鍵設(shè)備—高分辨率投影光刻機(jī)，以解決高精度多點(diǎn)溫度、濕度、壓力、流量等測(cè)量的技術(shù)問題，并通過

2、VME總線反饋給主控制系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果。正是上述特殊的需求，通常數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要采用PCI總線或其他通訊方式，單個(gè)測(cè)量板能對(duì)流體參數(shù)的幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，但需要多個(gè)這樣的測(cè)量板才能滿足設(shè)備對(duì)流體參數(shù)十個(gè)以上測(cè)量點(diǎn)同時(shí)測(cè)量的需求，無法滿足設(shè)備控制結(jié)構(gòu)和尺寸空間限制的要求。本文通過對(duì)高精度恒流源影響因素的仿真與實(shí)驗(yàn)分析，建立了電路標(biāo)準(zhǔn)電阻值受溫度波動(dòng)與輸出電流波動(dòng)之間的關(guān)系，采用單運(yùn)算放大器電路實(shí)現(xiàn)了高精度恒流源，降低了恒流源性能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電阻的要

3、求，能在較大范圍的溫度條件下滿足測(cè)量性能的要求。研究了影響測(cè)量精度的因素，如調(diào)理電路、通道切換電路等由于存在泄漏電壓和非線性溫漂帶來的系統(tǒng)誤差。本文采用FPGA控制總線通訊、ADC轉(zhuǎn)換、通道選擇的硬件設(shè)計(jì)方案，控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，成本低、可靠性好。
　　 所研制的16通道VME總線溫度測(cè)量板卡與超級(jí)測(cè)溫儀1590的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析表明，測(cè)量精度達(dá)到0.003%，已經(jīng)成功應(yīng)用到國(guó)家重大專項(xiàng)100nm分辨率投影光刻機(jī)中，能分別對(duì)光刻機(jī)內(nèi)部空氣