CN113296372A - 一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统及方法。本发明采用主控制器、静电偏转信号控制器和静电偏转信号发生器，实现了静电偏转器的系统控制，采用层级控制关系，通过层级的控制信号传递控制参数，系统采用统一的通讯协议和接口，用户可仅掌握顶层控制命令即可实现系统操控；静电偏转信号发生器中信号的线性放大增益可调，使得系统功能设计和性能调整具有很大的自由度；此外，系统在控制参数作用下，将原始的扫描信号实时转化生成为静电偏转器各个偏转电极上施加所需的高压偏转信号，保证了扫描信号生成速度，实现了各个偏转电极上高压偏转信号的系统控制。

Description

一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统及方法

技术领域

本发明涉及应用于电子束曝光机的电子束静电偏转器控制，具体涉及一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统及其控制方法。

背景技术

电子束曝光技术是利用高能电子束，投影刻写或扫描刻写旋涂在基片上的化学高分子抗刻蚀剂薄膜，从而在基片表面上获得微纳米结构的微纳结构图形转移技术。电子束曝光机是实现电子束曝光技术的专业仪器装置。

为实现电子束扫描刻写功能，需要对电子束实现精确可控的偏转，进而通过不断改变偏移位置获得扫描图形。电子束偏转可以采用磁场或者电场实现。当电子束穿过空间中磁场时，运动电子受到垂直于磁场的洛伦兹力的作用而改变运动方向，使得投影到基片上的电子束产生位置偏移。当电子束穿过空间中的电场时，运动电子将受到平行于电场的静电力作用而增加平行于电场方向的动量，改变运动方向，同样可以使得投影到基片上的电子束产生位置偏移，进而获得扫描图形。

在电子显微镜当中，以上两种偏转技术均有运用，磁偏转技术应用更为广泛。磁偏转技术应用在电子显微镜成像中具有结构参数容忍度高，控制信号处理简单，扫描场畸变低等特点；然而，磁偏转受到扫描线圈磁滞效应的影响，扫描速度受到限制，无法应用在扫描速度需求更高的技术中。而静电偏转是利用电场和电子间的静电相互作用，无滞后效应，能够实现很高的扫描速度，例如点扫描速度能够达到200MHz以上。静电偏转技术难点除了偏转器结构设计外，主要在于多路偏转电压扫描信号的高速生成。静电偏转所需要的偏转电压往往高于100～200V，对于高能电子束将达到千伏量级。如何在静电偏转器各个偏转电极上施加所需的高压偏转信号，如何实现高压偏转信号的控制，从而生成基于静电偏转器的电子束扫描控制信号，是静电偏转器应用中的关键技术。

发明内容

为了在电子束曝光机系统中实现电子束静电偏转器的应用，本发明提出了一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统及其控制方法，作为电子束静电偏转器的控制系统，实现电子束高压扫描信号的高速生成和控制，进而实现电子束的精确扫描定位。

本发明的一个目的在于提出一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统。

图形扫描发生器属配合本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统使用的其他部件。电子束静电偏转器应用于电子束曝光机系统中，电子束静电偏转器包括上静电偏转器和下静电偏转器，上静电偏转器和相应的下静电偏转器组合为一对，每一个上静电偏转器和下静电偏转器分别包括一组或多组偏转电极，每一组偏转电极对应四个偏转电极。对于一对上静电偏转器和相应的下静电偏转器的每一组偏转电极采用一套电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统。

本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统包括：主控制器、静电偏转信号控制器和静电偏转信号发生器；其中，主控制器根据静电偏转器控制系统预定义的通讯协议发送顶层控制指令至静电偏转信号控制器；静电偏转信号控制器负责对顶层控制指令进行解释和翻译，将顶层控制指令编译成静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号，再将底层控制信号发送至静电偏转信号发生器；由静电偏转信号发生器执行底层控制信号，生成与电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号，输入至电子束静电偏转器；

主控制器采用具有通讯接口的计算机，内部设置有相应的顶层控制程序；顶层控制程序根据用户控制命令，将通讯协议编制生成顶层控制指令，将顶层控制指令实时发送至计算机的通讯接口，传输至静电偏转信号控制器；

静电偏转信号控制器采用嵌入式计算控制单元，嵌入式计算控制单元设置有通讯接口和输出接口，嵌入式计算控制单元内设置有实时运行的控制器应用程序；静电偏转信号控制器的实时运行的控制器应用程序循环扫描通讯接口是否接收到顶层控制指令，一旦完成接收顶层控制指令，立刻根据通讯协议的解码算法，将顶层控制指令按照同静电偏转信号发生器相应电路部件所约定的时序逻辑转换为IO接口底层控制信号，通过输出接口传输至静电偏转信号发生器；

静电偏转信号发生器依次包括：双偏转扫描信号生成器、双偏转扫描信号前级放大器、多级偏转信号叠加发生器和多级偏转信号末级放大器；静电偏转信号发生器接收外部的图形扫描发生器输出的初始的x方向和y方向扫描信号，x方向和y方向的扫描信号为模拟电压信号，依次通过双偏转扫描信号生成器、双偏转扫描信号前级放大器、多级偏转信号叠加发生器和多级偏转信号末级放大器，实时转换为电子束静电偏转器各个偏转电极上所需施加的扫描偏转电压信号；

双偏转扫描信号生成器接收由图形扫描发生器所生成的初始的x方向扫描信号和初始的y方向扫描信号，变换成为电子束静电偏转器所需要的四路扫描信号；双偏转扫描信号生成器依次包括前级线性放大控制电路、信号叠加电路和末级线性放大控制电路；前级线性放大控制电路包括第一至第四可控增益线性放大控制电路；信号叠加电路包括第一和第二加法控制电路；末级线性放大控制电路包括第五至第八可控增益线性放大控制电路；第一至第四可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为α、γ、β和δ，第五至第八可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、px、1和py；第一和第三可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第一加法控制电路的输入端，第二和第四可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第二加法控制电路的输入端；第一加法控制电路的输出端分别连接至第五和第六可控增益线性放大控制电路的输入端，第二加法控制电路的输出端分别连接至第七和第八可控增益线性放大控制电路的输入端；初始的x方向扫描信号为X，初始的y方向扫描信号为Y，电子束静电偏转器的关联关系为线性比例关系的相互关联的四路扫描信号分别为上静电偏转器x方向扫描信号HX、上静电偏转器y方向扫描信号HY，以及下静电偏转器x方向扫描信号LX、下静电偏转器y方向扫描信号LY，上静电偏转器与下静电偏转器之间x方向扫描信号间的比例系数为px，y方向扫描信号间的比例系数为py，即LX＝px*HX，LY＝py*HY；第一至第四可控增益线性放大控制电路分别实现对x方向和y方向扫描信号进行线性增益并输出αX、γX、βY和δY；第一加法控制电路对第一可控增益线性放大控制电路输出的αX和第三可控增益线性放大控制电路输出的γX进行线性叠加合成为上静电偏转器x方向扫描信号HX，HX＝αX+βY，第二加法控制电路对第二可控增益线性放大控制电路输出的βY和第四可控增益线性放大控制电路输出的δY进行线性叠加合成为上静电偏转器y方向扫描信号HY，HY＝γX+δY；第一加法控制电路输出的上静电偏转器x方向扫描信号HX分别传输至第五和第六可控增益线性放大控制电路，第二加法控制电路输出的上静电偏转器y方向扫描信号HY分别传输至第七和第八可控增益线性放大控制电路；第五至第八可控增益线性放大控制电路实现对上静电偏转器x方向扫描信号HX和y方向扫描信号HY进行线性增益并输出上静电偏转器x方向扫描信号HX、下静电偏转器x方向扫描信号LX、上静电偏转器y方向扫描信号HY和下静电偏转器y方向扫描信号LY，其中，LX＝px*HX，LY＝py*HY，第一至第八可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数α、γ、β、δ、1、px、1和py的可控调整；

双偏转扫描信号前级放大器将双偏转扫描信号生成器输出的上静电偏转器和下静电偏转器的x方向扫描信号和y方向扫描信号进行放大增益的调整；双偏转扫描信号前级放大器包括第九至第十二可控增益线性放大控制电路，第九至第十二可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为nhx、nhy、nlx和nly；双偏转扫描信号生成器的第五至第八可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第九至第十二可控增益线性放大控制电路的输入端；第九至第十二可控增益线性放大控制电路分别将上静电偏转器和下静电偏转器的x方向和y方向扫描信号HX、HY、LX和LY进行线性增益并输出第一至第四扫描信号nHX、nHY、nLX和nLY，其中，nHX＝nhx*HX，nHY＝nhy*HY，nLX＝nlx*LX，nLY＝nly*LY，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第九至第十二可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数nhx、nhy、nlx和nly的可控调整；在电子束曝光机中，电子束扫描场的大小由电子束静电偏转器的扫描偏转电压信号幅值决定，幅值越大，扫描场范围越大，因此通过双偏转扫描信号前级放大器，能够实现电子束曝光机中扫描场范围的连续可调控制；

多级偏转信号叠加发生器将双偏转扫描信号前级放大器输出的第一至第四扫描信号转化为上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号；多级偏转信号叠加发生器包括上静电偏转器电极信号叠加发生器和下静电偏转器电极信号叠加发生器；上静电偏转器电极信号叠加发生器包括第十三至第十八可控增益线性放大控制电路、第三至第六加法控制电路和第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路，第十三至第十八可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为λ、1、λ、1、-λ和-1，第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、-1、1、-1、1、-1、1和-1；第九可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第十三和第十四可控增益线性放大控制电路的输入端，第十可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第十五和第十八可控增益线性放大控制电路的输入端；第十三和第十六可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第三加法控制电路的输入端，第十四和第十五可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第四加法控制电路的输入端，第十四和第十七可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第五加法控制电路的输入端，第十三和第十八可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第六加法控制电路的输入端；第三加法控制电路的输出端分别连接至第十九和第二十增益线性放大控制电路的输入端，第四加法控制电路的输出端分别连接至第二十一和第二十二增益线性放大控制电路的输入端，第五加法控制电路的输出端分别连接至第二十三和第二十四增益线性放大控制电路的输入端，第六加法控制电路的输出端分别连接至第二十五和第二十六增益线性放大控制电路的输入端；上静电偏转器电极信号叠加发生器将通过双偏转扫描信号前级放大器产生的上静电偏转器的各路扫描信号转化为上静电偏转器中各个偏转电极上对应的扫描偏转信号；第十三至第十八可控增益线性放大控制电路分别实现对第一和第二扫描信号nHX和nHY进行线性增益并输出λ*nHX、nHX、λ*nHY、nHY、-λ*nHY和-nHY；第三加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHX和第十六可控增益线性放大控制电路输出的nHY进行线性叠加合成为H1P，H1P＝λ*nHX+nHY，第四加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十五可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHY进行线性叠加合成为H2P，H2P＝nHX+λ*nHY，第五加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十七可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nHY进行线性叠加合成为H3P，H3P＝nHX-λ*nHY，第六加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十八可控增益线性放大控制电路输出的-nHY进行线性叠加合成为H4P，H4P＝λ*nHX-nHY；第十九至第二十六增益线性放大控制电路分别实现对H1P、H2P、H3P和H4P进行正负一倍线性增益并输出上静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号H1P、H1N、H2P、H2N、H3P、H3N、H4P和H4N，其中，H1N＝-H1P、H2N＝-H2P、H3N＝-H3P和H4N＝-H4P；下静电偏转器电极信号叠加发生器包括第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路、第七至第十加法控制电路和第三十三至第四十可控增益线性放大控制电路，第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为λ、1、λ、1、-λ和-1，第三十三至第四十可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、-1、1、-1、1、-1、1和-1；第十一可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第二十七和第二十八可控增益线性放大控制电路的输入端，第十二可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第二十九和第三十二可控增益线性放大控制电路的输入端；第二十七和第三十可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第七加法控制电路的输入端，第二十八和第二十九可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第八加法控制电路的输入端，第二十八和第三十一可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第九加法控制电路的输入端，第二十七和第三十二可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第十加法控制电路的输入端；第七加法控制电路的输出端分别连接至第三十三和第三十四增益线性放大控制电路的输入端，第八加法控制电路的输出端分别连接至第三十五和第三十六增益线性放大控制电路的输入端，第九加法控制电路的输出端分别连接至第三十七和第三十八增益线性放大控制电路的输入端，第十加法控制电路的输出端分别连接至第三十九和第四十增益线性放大控制电路的输入端；下静电偏转器电极信号叠加发生器将通过双偏转扫描信号前级放大器产生的下静电偏转器的各路扫描信号转化为下静电偏转器中各个偏转电极上对应的扫描偏转信号；第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路分别实现对第三和第四扫描信号nLX和nLY进行线性增益并输出λ*nLX、nLX、λ*nLY、nLY、-λ*nLY和-nLY；第七加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLX和第三十可控增益线性放大控制电路输出的nLY进行线性叠加合成为L1P，L1P＝λ*nLX+nLY，第八加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第二十九可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLY进行线性叠加合成为L2P，L2P＝nLX+λ*nLY，第九加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十一可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nLY进行线性叠加合成为L3P，L3P＝nLX-λ*nLY，第十加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十二可控增益线性放大控制电路输出的-nLY进行线性叠加合成为L4P，L4P＝λ*nLX-nLY；第三十三至第四十增益线性放大控制电路分别实现对L1P、L2P、L3P和L4P进行正负一倍线性增益并输出下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号L1P、L1N、L2P、L2N、L3P、L3N、L4P和L4N，其中，L1N＝-L1P、L2N＝-L2P、L3N＝-L3P和L4N＝-L4P；第二十七至第四十可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数的可控调整；

多级偏转信号末级放大器将多级偏转信号叠加发生器输出的上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进一步放大至电子束静电偏转器实际所需的扫描偏转电压信号；包括第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，增益系数均为θ，第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路的输出端以及第三十三至第四十增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第四十一至第五十六增益线性放大控制电路的输入端；第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路分别实现上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进行线性增益并输出电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号θ*H1P、θ*H1N、θ*H2P、θ*H2N、θ*H3P、θ*H3N、θ*H4P、θ*H4N、θ*L1P、θ*L1N、θ*L2P、θ*L2N、θ*L3P、θ*L3N、θ*L4P和θ*L4N，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数θ的可控调整。

多级偏转信号末级放大器的输出应用于电子束曝光机的电子束静电偏转器(例如大于0.5*0.5mm区域)，扫描时所需扫描偏转电压信号较高，通常高达百伏特量级，因此在多级偏转信号末级放大器中要求使用高压放大器，针对不同扫描速度和信号幅值范围的要求，选用不同压摆率、带宽和增益系数的可控增益线性放大控制电路，以实现高性能高压扫描偏转电压信号输出，输出的扫描偏转电压信号范围，实现电子束曝光机中电子束扫描范围大小的控制。

静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号为数字量、模拟量或电压脉冲。

主控制器采用的计算机的通讯接口为串行接口、通用串行总线接口、外设部件互连标准(PCI)接口、高速外设部件互连标准(PCIe)接口、紧凑型外设部件互连标准(CPCI)接口、面向仪器系统的高速外设部件互连标准扩展(PXIe)接口、基于摩托罗拉公司总线电气标准和欧卡电路板规格的通用计算机总线(VME)接口、基于VME接口的新一代高速串行总线(VPX)接口、千兆以太网接口和控制器局域网络(CAN)总线接口中一种或多种。

静电偏转信号控制器采用嵌入式计算控制单元为单片机、可编程逻辑控制器、或者现场可编程逻辑门阵列(FPGA)器件。

第一至第五十六可控增益线性放大控制电路的组成结构和电路连接关系相同，具体电阻和电容取值不需要相同，对应IO接口底层控制信号不同。可控增益线性放大控制电路包括信号极性选通控制电路和可控增益放大电路；其中，信号极性选通控制电路包括第一和第二可控单刀双掷开关及对应的第一和第二选通控制端，第一和第二可控单刀双掷开关的不动端作为信号极性选通控制电路的输出端分别连接至可控增益放大电路的第一集成运算放大器的同相输入端和反相输入端，第一和第二可控单刀双掷开关的两路选通端分别连接输入信号和地，第一和第二可控单刀双掷开关的选通控制端分别连接第一和第二选通控制信号In1和In2，第一和第二选通控制信号In1和In2分别由静电偏转信号控制器所输出的IO接口底层控制信号控制，信号极性选通控制电路根据输入信号的极性，选则极性匹配的信号分别输入至可控增益放大电路的第一集成运算放大器的同相和反相输入端，对于正电压信号，选通输入同相输入端，并将反相输入端接地；对于负电压信号，选通输入反相输入端，并将同相输入端接地；可控增益放大电路包括第一集成运算放大器、第一接地电容、第二接地电容和反馈电阻，信号极性选通控制电路的输出端分别连接至第一集成运算放大器的同相输入端和反相输入端，第一集成运算放大器的增益控制端连接增益控制信号Vg，第一集成运算放大器的正电源端和负电源端分别连接正供电电压Vcc和负供电电压-Vcc，正供电电压Vcc的输入端并联第一接地电容C1，负供电电压-Vcc的输入端并联第二接地电容C2，第一集成运算放大器的输出端连接反馈电阻R，第一集成运算放大器将输入的极性匹配信号，按照增益系数进行线性放大，增益系数通过增益控制信号Vg控制，增益控制信号由静电偏转信号控制器所输出的IO接口底层控制信号控制。输入信号为初始的x方向扫描信号X或初始的y方向扫描信号Y。

第一至第十加法控制电路的组成结构和电路连接关系相同，具体电阻和电容取值不需要相同。加法控制电路包括第二集成运算放大器、第三和第四接地电容C3和C4以及第一至第五电阻R1、R2、R3、R4和R5电阻；第二集成运算放大器的正电源端和负电源端分别连接Vcc和-Vcc正负供电电压，Vcc和-Vcc正负供电电压输入端分别并联第三和第四接地电容C3和C4；两个可控增益线性放大控制电路的输出端分别与第三和第二电阻连接R3和R2，再并联输入至第二集成运算放大器的同相输入端，第二集成运算放大器的同相输入端同时并联第一电阻R1，第一电阻R1的另一端接地；第四电阻R4的一端接地另一端同第五电阻R5并联后输入第二集成运算放大器的反相输入端。

增益系数α、γ、β、δ、px和py取值范围为-5～5；增益系数nhx、nhy、nlx和nly取值范围为1-10；λ的取值范围为1～2之间；θ的取值范围为1～50之间。应用于电子束曝光机的电子束静电偏转器的区域大于0.5*0.5mm。

本发明的另一个目的在于提出一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的控制方法。

本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)主控制器根据静电偏转器控制系统预定义的通讯协议发送顶层控制指令至静电偏转信号控制器；

2)静电偏转信号控制器负责对顶层控制指令进行解释和翻译，将顶层控制指令编译成静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号，再将底层控制信号发送至静电偏转信号发生器；

3)由静电偏转信号发生器执行底层控制信号，生成与电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号，输入至电子束静电偏转器：

a)双偏转扫描信号生成器接收由图形扫描发生器所生成的初始的x方向扫描信号和初始的y方向扫描信号，变换成为电子束静电偏转器所需要的四路扫描信号：

i.第一至第四可控增益线性放大控制电路分别实现对初始的x方向和y方向扫描信号的线性增益并输出αX、γX、βY和δY；

ii.第一加法控制电路对第一可控增益线性放大控制电路输出的αX和第三可控增益线性放大控制电路输出的γX进行线性叠加合成为上静电偏转器x方向扫描信号HX，HX＝αX+βY，第二加法控制电路对第二可控增益线性放大控制电路输出的βY和第四可控增益线性放大控制电路输出的δY进行线性叠加合成为上静电偏转器y方向扫描信号HY，HY＝γX+δY；

iii.第五至第八可控增益线性放大控制电路实现对上静电偏转器x方向扫描信号HX和y方向扫描信号HY进行线性增益并输出上静电偏转器x方向扫描信号HX、下静电偏转器x方向扫描信号LX、上静电偏转器y方向扫描信号HY和下静电偏转器y方向扫描信号LY，其中，LX＝px*HX，LY＝py*HY；

iv.第一至第八可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数α、γ、β、δ、1、px、1和py的可控调整；

b)双偏转扫描信号前级放大器将双偏转扫描信号生成器输出的上静电偏转器和下静电偏转器的x方向扫描信号和y方向扫描信号进行放大增益的调整：

第九至第十二可控增益线性放大控制电路分别将上静电偏转器和下静电偏转器的x方向和y方向扫描信号HX、HY、LX和LY进行线性增益并输出第一至第四扫描信号nHX、nHY、nLX和nLY，其中，nHX＝nhx*HX，nHY＝nhy*HY，nLX＝nlx*LX，nLY＝nly*LY，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第九至第十二可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数nhx、nhy、nlx和nly的可控调整；在电子束曝光机中，电子束扫描场的大小由电子束静电偏转器的扫描偏转电压信号幅值决定，幅值越大，扫描场范围越大，因此通过双偏转扫描信号前级放大器，能够实现电子束曝光机中扫描场范围的连续可调控制；

c)多级偏转信号叠加发生器将双偏转扫描信号前级放大器输出的第一至第四扫描信号转化为上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号：

i.第十三至第十八可控增益线性放大控制电路分别实现对第一和第二扫描信号

nHX和nHY进行线性增益并输出λ*nHX、nHX、λ*nHY、nHY、-λ*nHY和-nHY；ii.第三加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHX和第十六可控增益线性放大控制电路输出的nHY进行线性叠加合成为H1P，H1P＝

λ*nHX+nHY，第四加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十五可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHY进行线性叠加合成为H2P，H2P＝nHX+λ*nHY，第五加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十七可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nHY进行线性叠加合成为H3P，H3P＝nHX-λ*nHY，第六加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十八可控增益线性放大控制电路输出的-nHY进行

线性叠加合成为H4P，H4P＝λ*nHX-nHY；

iii.第十九至第二十六增益线性放大控制电路分别实现对H1P、H2P、H3P和H4P进行正负一倍线性增益并输出上静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号H1P、H1N、H2P、H2N、H3P、H3N、H4P和H4N，其中，H1N＝-H1P、

H2N＝-H2P、H3N＝-H3P和H4N＝-H4P；

iv.第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路分别实现对第三和第四扫描信号nLX和nLY进行线性增益并输出λ*nLX、nLX、λ*nLY、nLY、-λ*nLY和-nLY；v.第七加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLX和第三十可控增益线性放大控制电路输出的nLY进行线性叠加合成为L1P，L1P＝

λ*nLX+nLY，第八加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第二十九可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLY进行线性叠加合成为L2P，L2P＝nLX+λ*nLY，第九加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十一可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nLY进行线性叠加合成为L3P，L3P＝nLX-λ*nLY，第十加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十二可控增益线性放大控制电路输出的-nLY进行线性叠加合成为L4P，L4P＝λ*nLX-nLY；

vi.第三十三至第四十增益线性放大控制电路分别实现对L1P、L2P、L3P和L4P进行正负一倍线性增益并输出下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号L1P、L1N、L2P、L2N、L3P、L3N、L4P和L4N，其中，L1N＝-L1P、L2N＝-L2P、

L3N＝-L3P和L4N＝-L4P；

vii.第二十七至第四十可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数的可控调整；

d)多级偏转信号末级放大器将多级偏转信号叠加发生器输出的上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进一步放大至电子束静电偏转器实际所需的扫描偏转电压信号：

第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路分别实现上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进行线性增益并输出电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号θ*H1P、θ*H1N、θ*H2P、

θ*H2N、θ*H3P、θ*H3N、θ*H4P、θ*H4N、θ*L1P、θ*L1N、θ*L2P、θ*L2N、θ*L3P、

θ*L3N、θ*L4P和θ*L4N，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数θ的可控调整。

本发明的优点：

本发明实现了静电偏转器的系统控制，引入了主控制器、静电偏转信号控制器以及静电偏转信号发生器等层级控制关系，通过层级的控制信号传递控制参数，系统采用统一的通讯协议和接口，用户可仅掌握顶层控制命令即可实现系统操控；静电偏转信号发生器中信号的线性放大增益可调，使得系统功能设计和性能调整具有很大的自由度；此外，系统在控制参数作用下，将原始的扫描信号(模拟电压信号)实时转化生成为静电偏转器各个偏转电极上施加所需的高压偏转信号，保证了扫描信号生成速度，实现了各个偏转电极上高压偏转信号的系统控制。

附图说明

图1为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的总体框图；

图2为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的结构框图；

图3为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的双偏转扫描信号生成器的连接关系示意图；

图4为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的可控增益线性放大控制电路的电路原理示意图；

图5为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的加法控制电路的电路原理示意图；

图6为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的偏转扫描信号前级放大器的连接关系示意图；

图7为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的多级偏转信号叠加发生器的上静电偏转器电极信号叠加发生器的连接关系示意图；

图8为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的多级偏转信号叠加发生器的下静电偏转器电极信号叠加发生器的连接关系示意图；

图9为本发明的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的静电偏转信号发生器的多级偏转信号末级放大器的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，本实施例的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统包括：主控制器、静电偏转信号控制器和静电偏转信号发生器；其中，主控制器根据静电偏转器控制系统预定义的通讯协议发送顶层控制指令至静电偏转信号控制器；静电偏转信号控制器负责对顶层控制指令进行解释和翻译，将顶层控制指令编译成静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号，再将底层控制信号发送至静电偏转信号发生器；由静电偏转信号发生器执行底层控制信号，生成与电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号，输入至电子束静电偏转器；

主控制器采用具有通讯接口的计算机，内部设置有相应的顶层控制程序；顶层控制程序根据用户控制命令，将通讯协议编制生成顶层控制指令，将顶层控制指令实时发送至计算机的通讯接口，传输至静电偏转信号控制器；

静电偏转信号控制器采用嵌入式计算控制单元，嵌入式计算控制单元设置有通讯接口和输出接口，嵌入式计算控制单元内设置有实时运行的控制器应用程序；静电偏转信号控制器的实时运行的控制器应用程序循环扫描通讯接口是否接收到顶层控制指令，一旦完成接收顶层控制指令，立刻根据通讯协议的解码算法，将顶层控制指令按照同静电偏转信号发生器相应电路部件所约定的时序逻辑转换为IO(输入输出)接口底层控制信号，通过输出接口传输至静电偏转信号发生器；

静电偏转信号发生器依次包括：双偏转扫描信号生成器、双偏转扫描信号前级放大器、多级偏转信号叠加发生器和多级偏转信号末级放大器；静电偏转信号发生器接收外部的图形扫描发生器输出的初始的x方向和y方向扫描信号，x方向和y方向的扫描信号为模拟电压信号，依次通过双偏转扫描信号生成器、双偏转扫描信号前级放大器、多级偏转信号叠加发生器和多级偏转信号末级放大器，实时转换为电子束静电偏转器各个偏转电极上所需施加的扫描偏转电压信号；

双偏转扫描信号生成器接收由图形扫描发生器所生成的初始的x方向扫描信号和初始的y方向扫描信号，变换成为电子束静电偏转器所需要的四路扫描信号；如图2所示，双偏转扫描信号生成器依次包括前级线性放大控制电路、信号叠加电路和末级线性放大控制电路；前级线性放大控制电路包括第一至第四可控增益线性放大控制电路；信号叠加电路包括第一和第二加法控制电路；末级线性放大控制电路包括第五至第八可控增益线性放大控制电路；第一至第四可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为α、γ、β和δ，第五至第八可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、px、1和py；第一和第三可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第一加法控制电路的输入端，第二和第四可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第二加法控制电路的输入端；第一加法控制电路的输出端分别连接至第五和第六可控增益线性放大控制电路的输入端，第二加法控制电路的输出端分别连接至第七和第八可控增益线性放大控制电路的输入端；如图3所示，初始的x方向扫描信号为X，初始的y方向扫描信号为Y，电子束静电偏转器的关联关系为线性比例关系的相互关联的四路扫描信号分别为上静电偏转器x方向扫描信号HX、上静电偏转器y方向扫描信号HY，以及下静电偏转器x方向扫描信号LX、下静电偏转器y方向扫描信号LY，上静电偏转器与下静电偏转器之间x方向扫描信号间的比例系数为px，y方向扫描信号间的比例系数为py，即LX＝px*HX，LY＝py*HY；第一至第四可控增益线性放大控制电路分别实现对x方向和y方向扫描信号进行线性增益并输出αX、γX、βY和δY；第一加法控制电路对第一可控增益线性放大控制电路输出的αX和第三可控增益线性放大控制电路输出的γX进行线性叠加合成为上静电偏转器x方向扫描信号HX，HX＝αX+βY，第二加法控制电路对第二可控增益线性放大控制电路输出的βY和第四可控增益线性放大控制电路输出的δY进行线性叠加合成为上静电偏转器y方向扫描信号HY，HY＝γX+δY；第一加法控制电路输出的上静电偏转器x方向扫描信号HX分别传输至第五和第六可控增益线性放大控制电路，第二加法控制电路输出的上静电偏转器y方向扫描信号HY分别传输至第七和第八可控增益线性放大控制电路；第五至第八可控增益线性放大控制电路实现对上静电偏转器x方向扫描信号HX和y方向扫描信号HY进行线性增益并输出上静电偏转器x方向扫描信号HX、下静电偏转器x方向扫描信号LX、上静电偏转器y方向扫描信号HY和下静电偏转器y方向扫描信号LY，其中，LX＝px*HX，LY＝py*HY，第一至第八可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数α、γ、β、δ、1、px、1和py的可控调整，其中增益系数α、γ、β、δ取值范围为-1至1，px和py取值范围为-1.2至-1.6；

双偏转扫描信号前级放大器将双偏转扫描信号生成器输出的上静电偏转器和下静电偏转器的x方向扫描信号和y方向扫描信号进行放大增益的调整；双偏转扫描信号前级放大器包括第九至第十二可控增益线性放大控制电路，第九至第十二可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为nhx、nhy、nlx和nly；双偏转扫描信号生成器的第五至第八可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第九至第十二可控增益线性放大控制电路的输入端；如图6所示，第九至第十二可控增益线性放大控制电路分别将上静电偏转器和下静电偏转器的x方向和y方向扫描信号HX、HY、LX和LY进行线性增益并输出第一至第四扫描信号nHX、nHY、nLX和nLY，其中，nHX＝nhx*HX，nHY＝nhy*HY，nLX＝nlx*LX，nLY＝nly*LY，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第九至第十二可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数nhx、nhy、nlx和nly的可控调整，增益系数nhx、nhy、nlx和nly取值为5；在电子束曝光机中，电子束扫描场的大小由电子束静电偏转器的扫描偏转电压信号幅值决定，幅值越大，扫描场范围越大，因此通过双偏转扫描信号前级放大器，能够实现电子束曝光机中扫描场范围的连续可调控制；

多级偏转信号叠加发生器将双偏转扫描信号前级放大器输出的第一至第四扫描信号转化为上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号；多级偏转信号叠加发生器包括上静电偏转器电极信号叠加发生器和下静电偏转器电极信号叠加发生器；上静电偏转器电极信号叠加发生器包括第十三至第十八可控增益线性放大控制电路、第三至第六加法控制电路和第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路，第十三至第十八可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为λ、1、λ、1、-λ和-1，第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、-1、1、-1、1、-1、1和-1；第九可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第十三和第十四可控增益线性放大控制电路的输入端，第十可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第十五和第十八可控增益线性放大控制电路的输入端；第十三和第十六可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第三加法控制电路的输入端，第十四和第十五可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第四加法控制电路的输入端，第十四和第十七可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第五加法控制电路的输入端，第十三和第十八可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第六加法控制电路的输入端；第三加法控制电路的输出端分别连接至第十九和第二十增益线性放大控制电路的输入端，第四加法控制电路的输出端分别连接至第二十一和第二十二增益线性放大控制电路的输入端，第五加法控制电路的输出端分别连接至第二十三和第二十四增益线性放大控制电路的输入端，第六加法控制电路的输出端分别连接至第二十五和第二十六增益线性放大控制电路的输入端；上静电偏转器电极信号叠加发生器将通过双偏转扫描信号前级放大器产生的上静电偏转器的各路扫描信号转化为上静电偏转器中各个偏转电极上对应的扫描偏转信号；如图7所示，第十三至第十八可控增益线性放大控制电路分别实现对第一和第二扫描信号nHX和nHY进行线性增益并输出λ*nHX、nHX、λ*nHY、nHY、-λ*nHY和-nHY；第三加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHX和第十六可控增益线性放大控制电路输出的nHY进行线性叠加合成为H1P，H1P＝λ*nHX+nHY，第四加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十五可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHY进行线性叠加合成为H2P，H2P＝nHX+λ*nHY，第五加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十七可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nHY进行线性叠加合成为H3P，H3P＝nHX-λ*nHY，第六加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十八可控增益线性放大控制电路输出的-nHY进行线性叠加合成为H4P，H4P＝λ*nHX-nHY；第十九至第二十六增益线性放大控制电路分别实现对H1P、H2P、H3P和H4P进行正负一倍线性增益并输出上静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号H1P、H1N、H2P、H2N、H3P、H3N、H4P和H4N，其中，H1N＝-H1P、H2N＝-H2P、H3N＝-H3P和H4N＝-H4P；下静电偏转器电极信号叠加发生器包括第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路、第七至第十加法控制电路和第三十三至第四十可控增益线性放大控制电路，第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为λ、1、λ、1、-λ和-1，第三十三至第四十可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、-1、1、-1、1、-1、1和-1，λ的取值范围为0.40～0.43之间；第十一可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第二十七和第二十八可控增益线性放大控制电路的输入端，第十二可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第二十九和第三十二可控增益线性放大控制电路的输入端；第二十七和第三十可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第七加法控制电路的输入端，第二十八和第二十九可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第八加法控制电路的输入端，第二十八和第三十一可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第九加法控制电路的输入端，第二十七和第三十二可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第十加法控制电路的输入端；第七加法控制电路的输出端分别连接至第三十三和第三十四增益线性放大控制电路的输入端，第八加法控制电路的输出端分别连接至第三十五和第三十六增益线性放大控制电路的输入端，第九加法控制电路的输出端分别连接至第三十七和第三十八增益线性放大控制电路的输入端，第十加法控制电路的输出端分别连接至第三十九和第四十增益线性放大控制电路的输入端；下静电偏转器电极信号叠加发生器将通过双偏转扫描信号前级放大器产生的下静电偏转器的各路扫描信号转化为下静电偏转器中各个偏转电极上对应的扫描偏转信号；如图8所示，第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路分别实现对第三和第四扫描信号nLX和nLY进行线性增益并输出λ*nLX、nLX、λ*nLY、nLY、-λ*nLY和-nLY；第七加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLX和第三十可控增益线性放大控制电路输出的nLY进行线性叠加合成为L1P，L1P＝λ*nLX+nLY，第八加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第二十九可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLY进行线性叠加合成为L2P，L2P＝nLX+λ*nLY，第九加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十一可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nLY进行线性叠加合成为L3P，L3P＝nLX-λ*nLY，第十加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十二可控增益线性放大控制电路输出的-nLY进行线性叠加合成为L4P，L4P＝λ*nLX-nLY；第三十三至第四十增益线性放大控制电路分别实现对L1P、L2P、L3P和L4P进行正负一倍线性增益并输出下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号L1P、L1N、L2P、L2N、L3P、L3N、L4P和L4N，其中，L1N＝-L1P、L2N＝-L2P、L3N＝-L3P和L4N＝-L4P；第二十七至第四十可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数的可控调整，其中增益系数λ的取值为1.4；

多级偏转信号末级放大器将多级偏转信号叠加发生器输出的上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进一步放大至电子束静电偏转器实际所需的扫描偏转电压信号；包括第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，增益系数均为θ，θ的取值范围为10～20之间，第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路的输出端以及第三十三至第四十增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第四十一至第五十六增益线性放大控制电路的输入端；如图9所示，第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路分别实现上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进行线性增益并输出电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号θ*H1P、θ*H1N、θ*H2P、θ*H2N、θ*H3P、θ*H3N、θ*H4P、θ*H4N、θ*L1P、θ*L1N、θ*L2P、θ*L2N、θ*L3P、θ*L3N、θ*L4P和θ*L4N，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数θ的可控调整，θ取值为10。

如图4所示，以第一可控增益线性放大控制电路为例，可控增益线性放大控制电路包括信号极性选通控制电路A和可控增益放大电路B；其中，信号极性选通控制电路包括第一和第二可控单刀双掷开关及对应的第一和第二选通控制端，第一和第二可控单刀双掷开关的不动端作为信号极性选通控制电路的输出端分别连接至可控增益放大电路的第一集成运算放大器的同相输入端和反相输入端，第一和第二可控单刀双掷开关的两路选通端分别连接输入信号和地，第一和第二可控单刀双掷开关的选通控制端分别连接第一和第二选通控制信号In1和In2，第一和第二选通控制信号In1和In2分别由静电偏转信号控制器所输出的IO接口底层控制信号控制，信号极性选通控制电路根据输入信号X的极性，选则极性匹配的信号分别输入至可控增益放大电路的第一集成运算放大器的同相和反相输入端，对于正电压信号，选通输入同相输入端，并将反相输入端接地；对于负电压信号，选通输入反相输入端，并将同相输入端接地；可控增益放大电路包括第一集成运算放大器、第一接地电容、第二接地电容和反馈电阻，信号极性选通控制电路的输出端分别连接至第一集成运算放大器的同相输入端和反相输入端，第一集成运算放大器的增益控制端连接增益控制信号Vg，第一集成运算放大器的正电源端和负电源端分别连接正供电电压Vcc和负供电电压-Vcc，正供电电压Vcc的输入端并联第一接地电容C1，负供电电压-Vcc的输入端并联第二接地电容C2，第一集成运算放大器的输出端连接反馈电阻R，第一集成运算放大器将输入的极性匹配信号，按照增益系数进行线性放大输出αX，增益系数通过增益控制信号Vg控制，增益控制信号由静电偏转信号控制器所输出的IO接口底层控制信号控制。输入信号为初始的x方向扫描信号X或初始的y方向扫描信号Y。

如图5所示，以第一加法器为例，加法控制电路包括第二集成运算放大器、第三和第四接地电容C3和C4以及第一至第五电阻R1、R2、R3、R4和R5电阻；第二集成运算放大器的正电源端和负电源端分别连接Vcc和-Vcc正负供电电压，Vcc和-Vcc正负供电电压输入端分别并联第三和第四接地电容C3和C4；第一和第三可控增益线性放大控制电路的输出端分别与第三和第二电阻连接R3和R2，再并联输入至第二集成运算放大器的同相输入端，第二集成运算放大器的同相输入端同时并联第一电阻R1，第一电阻R1的另一端接地；第四电阻R4的一端接地另一端同第五电阻R5并联后输入第二集成运算放大器的反相输入端，从而将第一和第三可控增益线性放大控制电路输出的αX和βY在输出端生成HX。对于第一加法控制电路，两个可控增益线性放大控制电路分别为第一和第三两个可控增益线性放大控制电路，对于第二加法控制电路，两个可控增益线性放大控制电路分别为第二和第四两个可控增益线性放大控制电路。

本实施例的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)主控制器根据静电偏转器控制系统预定义的通讯协议发送顶层控制指令至静电偏转信号控制器；

2)静电偏转信号控制器负责对顶层控制指令进行解释和翻译，将顶层控制指令编译成静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号，再将底层控制信号发送至静电偏转信号发生器；

3)由静电偏转信号发生器执行底层控制信号，生成与电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号，输入至电子束静电偏转器：

a)双偏转扫描信号生成器接收由图形扫描发生器所生成的初始的x方向扫描信号和初始的y方向扫描信号，变换成为电子束静电偏转器所需要的四路扫描信号：

i.第一至第四可控增益线性放大控制电路分别实现对初始的x方向和y方向扫描信号的线性增益并输出αX、γX、βY和δY；

ii.第一加法控制电路对第一可控增益线性放大控制电路输出的αX和第三可控增益线性放大控制电路输出的γX进行线性叠加合成为上静电偏转器x方向扫描信号HX，HX＝αX+βY，第二加法控制电路对第二可控增益线性放大控制电路输出的βY和第四可控增益线性放大控制电路输出的δY进行线性叠加合成为上静电偏转器y方向扫描信号HY，HY＝γX+δY；

iii.第五至第八可控增益线性放大控制电路实现对上静电偏转器x方向扫描信号HX和y方向扫描信号HY进行线性增益并输出上静电偏转器x方向扫描信号HX、下静电偏转器x方向扫描信号LX、上静电偏转器y方向扫描信号HY和下静电偏转器y方向扫描信号LY，其中，LX＝px*HX，LY＝py*HY；

iv.第一至第八可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数α、γ、β、δ、1、px、1和py的可控调整；

b)双偏转扫描信号前级放大器将双偏转扫描信号生成器输出的上静电偏转器和下静电偏转器的x方向扫描信号和y方向扫描信号进行放大增益的调整：

第九至第十二可控增益线性放大控制电路分别将上静电偏转器和下静电偏转器的x方向和y方向扫描信号HX、HY、LX和LY进行线性增益并输出第一至第四扫描信号nHX、nHY、nLX和nLY，其中，nHX＝nhx*HX，nHY＝nhy*HY，nLX＝nlx*LX，nLY＝nly*LY，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第九至第十二可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数nhx、nhy、nlx和nly的可控调整；在电子束曝光机中，电子束扫描场的大小由电子束静电偏转器的扫描偏转电压信号幅值决定，幅值越大，扫描场范围越大，因此通过双偏转扫描信号前级放大器，能够实现电子束曝光机中扫描场范围的连续可调控制；

c)多级偏转信号叠加发生器将双偏转扫描信号前级放大器输出的第一至第四扫描信号转化为上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号：

i.第十三至第十八可控增益线性放大控制电路分别实现对第一和第二扫描信号

nHX和nHY进行线性增益并输出λ*nHX、nHX、λ*nHY、nHY、-λ*nHY和-nHY；ii.第三加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHX和第十六可控增益线性放大控制电路输出的nHY进行线性叠加合成为H1P，H1P＝

λ*nHX+nHY，第四加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十五可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHY进行线性叠加合成为H2P，H2P＝nHX+λ*nHY，第五加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十七可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nHY进行线性叠加合成为H3P，H3P＝nHX-λ*nHY，第六加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十八可控增益线性放大控制电路输出的-nHY进行

线性叠加合成为H4P，H4P＝λ*nHX-nHY；

iii.第十九至第二十六增益线性放大控制电路分别实现对H1P、H2P、H3P和H4P进行正负一倍线性增益并输出上静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号H1P、H1N、H2P、H2N、H3P、H3N、H4P和H4N，其中，H1N＝-H1P、

H2N＝-H2P、H3N＝-H3P和H4N＝-H4P；

iv.第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路分别实现对第三和第四扫描信号nLX和nLY进行线性增益并输出λ*nLX、nLX、λ*nLY、nLY、-λ*nLY和-nLY；

v.第七加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLX和第三十可控增益线性放大控制电路输出的nLY进行线性叠加合成为L1P，L1P＝

λ*nLX+nLY，第八加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第二十九可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLY进行线性叠加合成为L2P，L2P＝nLX+λ*nLY，第九加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十一可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nLY进行线性叠加合成为L3P，L3P＝nLX-λ*nLY，第十加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十二可控增益线性放大控制电路输出的-nLY进行线性叠加合成为L4P，L4P＝λ*nLX-nLY；

vi.第三十三至第四十增益线性放大控制电路分别实现对L1P、L2P、L3P和L4P进行正负一倍线性增益并输出下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号L1P、L1N、L2P、L2N、L3P、L3N、L4P和L4N，其中，L1N＝-L1P、L2N＝-L2P、

L3N＝-L3P和L4N＝-L4P；

vii.第二十七至第四十可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数的可控调整；

d)多级偏转信号末级放大器将多级偏转信号叠加发生器输出的上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进一步放大至电子束静电偏转器实际所需的扫描偏转电压信号：

第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路分别实现上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进行线性增益并输出电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号θ*H1P、θ*H1N、θ*H2P、θ*H2N、θ*H3P、θ*H3N、θ*H4P、θ*H4N、θ*L1P、θ*L1N、θ*L2P、θ*L2N、θ*L3P、θ*L3N、θ*L4P和θ*L4N，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数θ的可控调整。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统包括：主控制器、静电偏转信号控制器和静电偏转信号发生器；其中，主控制器根据静电偏转器控制系统预定义的通讯协议发送顶层控制指令至静电偏转信号控制器；静电偏转信号控制器负责对顶层控制指令进行解释和翻译，将顶层控制指令编译成静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号，再将底层控制信号发送至静电偏转信号发生器；由静电偏转信号发生器执行底层控制信号，生成与电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号，输入至电子束静电偏转器；

主控制器采用具有通讯接口的计算机，内部设置有相应的顶层控制程序；顶层控制程序根据用户控制命令，将通讯协议编制生成顶层控制指令，将顶层控制指令实时发送至计算机的通讯接口，传输至静电偏转信号控制器；

静电偏转信号控制器采用嵌入式计算控制单元，嵌入式计算控制单元设置有通讯接口和输出接口，嵌入式计算控制单元内设置有实时运行的控制器应用程序；静电偏转信号控制器的实时运行的控制器应用程序循环扫描通讯接口是否接收到顶层控制指令，一旦完成接收顶层控制指令，立刻根据通讯协议的解码算法，将顶层控制指令按照同静电偏转信号发生器相应电路部件所约定的时序逻辑转换为IO接口底层控制信号，通过输出接口传输至静电偏转信号发生器；

静电偏转信号发生器依次包括：双偏转扫描信号生成器、双偏转扫描信号前级放大器、多级偏转信号叠加发生器和多级偏转信号末级放大器；静电偏转信号发生器接收外部的图形扫描发生器输出的初始的x方向和y方向扫描信号，x方向和y方向的扫描信号为模拟电压信号，依次通过双偏转扫描信号生成器、双偏转扫描信号前级放大器、多级偏转信号叠加发生器和多级偏转信号末级放大器，实时转换为电子束静电偏转器各个偏转电极上所需施加的扫描偏转电压信号；

双偏转扫描信号生成器接收由图形扫描发生器所生成的初始的x方向扫描信号和初始的y方向扫描信号，变换成为电子束静电偏转器所需要的四路扫描信号；双偏转扫描信号生成器依次包括前级线性放大控制电路、信号叠加电路和末级线性放大控制电路；前级线性放大控制电路包括第一至第四可控增益线性放大控制电路；信号叠加电路包括第一和第二加法控制电路；末级线性放大控制电路包括第五至第八可控增益线性放大控制电路；第一至第四可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为α、γ、β和δ，第五至第八可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、px、1和py；第一和第三可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第一加法控制电路的输入端，第二和第四可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第二加法控制电路的输入端；第一加法控制电路的输出端分别连接至第五和第六可控增益线性放大控制电路的输入端，第二加法控制电路的输出端分别连接至第七和第八可控增益线性放大控制电路的输入端；初始的x方向扫描信号为X，初始的y方向扫描信号为Y，电子束静电偏转器的关联关系为线性比例关系的相互关联的四路扫描信号分别为上静电偏转器x方向扫描信号HX、上静电偏转器y方向扫描信号HY，以及下静电偏转器x方向扫描信号LX、下静电偏转器y方向扫描信号LY，上静电偏转器与下静电偏转器之间x方向扫描信号间的比例系数为px，y方向扫描信号间的比例系数为py，即LX＝px*HX，LY＝py*HY；第一至第四可控增益线性放大控制电路分别实现对x方向和y方向扫描信号进行线性增益并输出αX、γX、βY和δY；第一加法控制电路对第一可控增益线性放大控制电路输出的αX和第三可控增益线性放大控制电路输出的γX进行线性叠加合成为上静电偏转器x方向扫描信号HX，HX＝αX+βY，第二加法控制电路对第二可控增益线性放大控制电路输出的βY和第四可控增益线性放大控制电路输出的δY进行线性叠加合成为上静电偏转器y方向扫描信号HY，HY＝γX+δY；第一加法控制电路输出的上静电偏转器x方向扫描信号HX分别传输至第五和第六可控增益线性放大控制电路，第二加法控制电路输出的上静电偏转器y方向扫描信号HY分别传输至第七和第八可控增益线性放大控制电路；第五至第八可控增益线性放大控制电路实现对上静电偏转器x方向扫描信号HX和y方向扫描信号HY进行线性增益并输出上静电偏转器x方向扫描信号HX、下静电偏转器x方向扫描信号LX、上静电偏转器y方向扫描信号HY和下静电偏转器y方向扫描信号LY，其中，LX＝px*HX，LY＝py*HY，第一至第八可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数α、γ、β、δ、1、px、1和py的可控调整；

双偏转扫描信号前级放大器将双偏转扫描信号生成器输出的上静电偏转器和下静电偏转器的x方向扫描信号和y方向扫描信号进行放大增益的调整；双偏转扫描信号前级放大器包括第九至第十二可控增益线性放大控制电路，第九至第十二可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为nhx、nhy、nlx和nly；双偏转扫描信号生成器的第五至第八可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第九至第十二可控增益线性放大控制电路的输入端；第九至第十二可控增益线性放大控制电路分别将上静电偏转器和下静电偏转器的x方向和y方向扫描信号HX、HY、LX和LY进行线性增益并输出第一至第四扫描信号nHX、nHY、nLX和nLY，其中，nHX＝nhx*HX，nHY＝nhy*HY，nLX＝nlx*LX，nLY＝nly*LY，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第九至第十二可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数nhx、nhy、nlx和nly的可控调整；在电子束曝光机中，电子束扫描场的大小由电子束静电偏转器的扫描偏转电压信号幅值决定，幅值越大，扫描场范围越大，因此通过双偏转扫描信号前级放大器，能够实现电子束曝光机中扫描场范围的连续可调控制；

多级偏转信号叠加发生器将双偏转扫描信号前级放大器输出的第一至第四扫描信号转化为上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号；多级偏转信号叠加发生器包括上静电偏转器电极信号叠加发生器和下静电偏转器电极信号叠加发生器；上静电偏转器电极信号叠加发生器包括第十三至第十八可控增益线性放大控制电路、第三至第六加法控制电路和第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路，第十三至第十八可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为λ、1、λ、1、-λ和-1，第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、-1、1、-1、1、-1、1和-1；第九可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第十三和第十四可控增益线性放大控制电路的输入端，第十可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第十五和第十八可控增益线性放大控制电路的输入端；第十三和第十六可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第三加法控制电路的输入端，第十四和第十五可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第四加法控制电路的输入端，第十四和第十七可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第五加法控制电路的输入端，第十三和第十八可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第六加法控制电路的输入端；第三加法控制电路的输出端分别连接至第十九和第二十增益线性放大控制电路的输入端，第四加法控制电路的输出端分别连接至第二十一和第二十二增益线性放大控制电路的输入端，第五加法控制电路的输出端分别连接至第二十三和第二十四增益线性放大控制电路的输入端，第六加法控制电路的输出端分别连接至第二十五和第二十六增益线性放大控制电路的输入端；上静电偏转器电极信号叠加发生器将通过双偏转扫描信号前级放大器产生的上静电偏转器的各路扫描信号转化为上静电偏转器中各个偏转电极上对应的扫描偏转信号；第十三至第十八可控增益线性放大控制电路分别实现对第一和第二扫描信号nHX和nHY进行线性增益并输出λ*nHX、nHX、λ*nHY、nHY、-λ*nHY和-nHY；第三加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHX和第十六可控增益线性放大控制电路输出的nHY进行线性叠加合成为H1P，H1P＝λ*nHX+nHY，第四加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十五可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHY进行线性叠加合成为H2P，H2P＝nHX+λ*nHY，第五加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十七可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nHY进行线性叠加合成为H3P，H3P＝nHX-λ*nHY，第六加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十八可控增益线性放大控制电路输出的-nHY进行线性叠加合成为H4P，H4P＝λ*nHX-nHY；第十九至第二十六增益线性放大控制电路分别实现对H1P、H2P、H3P和H4P进行正负一倍线性增益并输出上静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号H1P、H1N、H2P、H2N、H3P、H3N、H4P和H4N，其中，H1N＝-H1P、H2N＝-H2P、H3N＝-H3P和H4N＝-H4P；下静电偏转器电极信号叠加发生器包括第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路、第七至第十加法控制电路和第三十三至第四十可控增益线性放大控制电路，第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为λ、1、λ、1、-λ和-1，第三十三至第四十可控增益线性放大控制电路的增益系数分别为1、-1、1、-1、1、-1、1和-1；第十一可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第二十七和第二十八可控增益线性放大控制电路的输入端，第十二可控增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第二十九和第三十二可控增益线性放大控制电路的输入端；第二十七和第三十可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第七加法控制电路的输入端，第二十八和第二十九可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第八加法控制电路的输入端，第二十八和第三十一可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第九加法控制电路的输入端，第二十七和第三十二可控增益线性放大控制电路的输出端连接至第十加法控制电路的输入端；第七加法控制电路的输出端分别连接至第三十三和第三十四增益线性放大控制电路的输入端，第八加法控制电路的输出端分别连接至第三十五和第三十六增益线性放大控制电路的输入端，第九加法控制电路的输出端分别连接至第三十七和第三十八增益线性放大控制电路的输入端，第十加法控制电路的输出端分别连接至第三十九和第四十增益线性放大控制电路的输入端；下静电偏转器电极信号叠加发生器将通过双偏转扫描信号前级放大器产生的下静电偏转器的各路扫描信号转化为下静电偏转器中各个偏转电极上对应的扫描偏转信号；第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路分别实现对第三和第四扫描信号nLX和nLY进行线性增益并输出λ*nLX、nLX、λ*nLY、nLY、-λ*nLY和-nLY；第七加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLX和第三十可控增益线性放大控制电路输出的nLY进行线性叠加合成为L1P，L1P＝λ*nLX+nLY，第八加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第二十九可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLY进行线性叠加合成为L2P，L2P＝nLX+λ*nLY，第九加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十一可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nLY进行线性叠加合成为L3P，L3P＝nLX-λ*nLY，第十加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十二可控增益线性放大控制电路输出的-nLY进行线性叠加合成为L4P，L4P＝λ*nLX-nLY；第三十三至第四十增益线性放大控制电路分别实现对L1P、L2P、L3P和L4P进行正负一倍线性增益并输出下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号L1P、L1N、L2P、L2N、L3P、L3N、L4P和L4N，其中，L1N＝-L1P、L2N＝-L2P、L3N＝-L3P和L4N＝-L4P；第二十七至第四十可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数的可控调整；

多级偏转信号末级放大器将多级偏转信号叠加发生器输出的上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进一步放大至电子束静电偏转器实际所需的扫描偏转电压信号；包括第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，增益系数均为θ，第十九至第二十六可控增益线性放大控制电路的输出端以及第三十三至第四十增益线性放大控制电路的输出端分别连接至第四十一至第五十六增益线性放大控制电路的输入端；第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路分别实现上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进行线性增益并输出电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号θ*H1P、θ*H1N、θ*H2P、θ*H2N、θ*H3P、θ*H3N、θ*H4P、θ*H4N、θ*L1P、θ*L1N、θ*L2P、θ*L2N、θ*L3P、θ*L3N、θ*L4P和θ*L4N，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数θ的可控调整。

2.如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述主控制器采用的计算机的通讯接口为串行接口、通用串行总线接口、外设部件互连标准接口、高速外设部件互连标准接口、紧凑型外设部件互连标准接口、面向仪器系统的高速外设部件互连标准扩展接口、基于摩托罗拉公司总线电气标准和欧卡电路板规格的通用计算机总线接口、千兆以太网接口和控制器局域网络总线接口中一种或多种。

3.如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述静电偏转信号控制器采用嵌入式计算控制单元为单片机、可编程逻辑控制器、或者现场可编程逻辑门阵列器件。

4.如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述可控增益线性放大控制电路包括信号极性选通控制电路和可控增益放大电路；其中，信号极性选通控制电路包括第一和第二可控单刀双掷开关及对应的第一和第二选通控制端，第一和第二可控单刀双掷开关的不动端作为信号极性选通控制电路的输出端分别连接至可控增益放大电路的第一集成运算放大器的同相输入端和反相输入端，第一和第二可控单刀双掷开关的两路选通端分别连接输入信号和地，第一和第二可控单刀双掷开关的选通控制端分别连接第一和第二选通控制信号In1和In2，第一和第二选通控制信号In1和In2分别由静电偏转信号控制器所输出的IO接口底层控制信号控制，信号极性选通控制电路根据输入信号的极性，选则极性匹配的信号分别输入至可控增益放大电路的第一集成运算放大器的同相和反相输入端，对于正电压信号，选通输入同相输入端，并将反相输入端接地；对于负电压信号，选通输入反相输入端，并将同相输入端接地；可控增益放大电路包括第一集成运算放大器、第一接地电容、第二接地电容和反馈电阻，信号极性选通控制电路的输出端分别连接至第一集成运算放大器的同相输入端和反相输入端，第一集成运算放大器的增益控制端连接增益控制信号Vg，第一集成运算放大器的正电源端和负电源端分别连接正供电电压Vcc和负供电电压-Vcc，正供电电压Vcc的输入端并联第一接地电容C1，负供电电压-Vcc的输入端并联第二接地电容C2，第一集成运算放大器的输出端连接反馈电阻R，第一集成运算放大器将输入的极性匹配信号，按照增益系数进行线性放大，增益系数通过增益控制信号Vg控制，增益控制信号由静电偏转信号控制器所输出的IO接口底层控制信号控制。

5.如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述加法控制电路包括第二集成运算放大器、第三和第四接地电容C3和C4以及第一至第五电阻R1、R2、R3、R4和R5电阻；第二集成运算放大器的正电源端和负电源端分别连接Vcc和-Vcc正负供电电压，Vcc和-Vcc正负供电电压输入端分别并联第三和第四接地电容C3和C4；两个可控增益线性放大控制电路的输出端分别与第三和第二电阻连接R3和R2，再并联输入至第二集成运算放大器的同相输入端，第二集成运算放大器的同相输入端同时并联第一电阻R1，第一电阻R1的另一端接地；第四电阻R4的一端接地另一端同第五电阻R5并联后输入第二集成运算放大器的反相输入端。

6.如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述λ的取值范围为1～2之间。

7.如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统，其特征在于，所述θ的取值范围为1～50之间。

8.一种如权利要求1所述的电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

1)主控制器根据静电偏转器控制系统预定义的通讯协议发送顶层控制指令至静电偏转信号控制器；

2)静电偏转信号控制器负责对顶层控制指令进行解释和翻译，将顶层控制指令编译成静电偏转信号发生器能够接收的底层控制信号，再将底层控制信号发送至静电偏转信号发生器；

3)由静电偏转信号发生器执行底层控制信号，生成与电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号，输入至电子束静电偏转器：

a)双偏转扫描信号生成器接收由图形扫描发生器所生成的初始的x方向扫描信号和初始的y方向扫描信号，变换成为电子束静电偏转器所需要的四路扫描信号：

i.第一至第四可控增益线性放大控制电路分别实现对初始的x方向和y方向扫描信号的线性增益并输出αX、γX、βY和δY；

ii.第一加法控制电路对第一可控增益线性放大控制电路输出的αX和第三可控增益线性放大控制电路输出的γX进行线性叠加合成为上静电偏转器x方向扫描信号HX，HX＝αX+βY，第二加法控制电路对第二可控增益线性放大控制电路输出的βY和第四可控增益线性放大控制电路输出的δY进行线性叠加合成为上静电偏转器y方向扫描信号HY，HY＝γX+δY；

iii.第五至第八可控增益线性放大控制电路实现对上静电偏转器x方向扫描信号HX和y方向扫描信号HY进行线性增益并输出上静电偏转器x方向扫描信号HX、下静电偏转器x方向扫描信号LX、上静电偏转器y方向扫描信号HY和下静电偏转器y方向扫描信号LY，其中，LX＝px*HX，LY＝py*HY；

iv.第一至第八可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数α、γ、β、δ、1、px、1和py的可控调整；

b)双偏转扫描信号前级放大器将双偏转扫描信号生成器输出的上静电偏转器和下静电偏转器的x方向扫描信号和y方向扫描信号进行放大增益的调整：

第九至第十二可控增益线性放大控制电路分别将上静电偏转器和下静电偏转器的x方向和y方向扫描信号HX、HY、LX和LY进行线性增益并输出第一至第四扫描信号nHX、nHY、nLX和nLY，其中，nHX＝nhx*HX，nHY＝nhy*HY，nLX＝nlx*LX，nLY＝nly*LY，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第九至第十二可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数nhx、nhy、nlx和nly的可控调整；在电子束曝光机中，电子束扫描场的大小由电子束静电偏转器的扫描偏转电压信号幅值决定，幅值越大，扫描场范围越大，因此通过双偏转扫描信号前级放大器，能够实现电子束曝光机中扫描场范围的连续可调控制；

c)多级偏转信号叠加发生器将双偏转扫描信号前级放大器输出的第一至第四扫描信号转化为上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号：

i.第十三至第十八可控增益线性放大控制电路分别实现对第一和第二扫描信号nHX和nHY进行线性增益并输出λ*nHX、nHX、λ*nHY、nHY、-λ*nHY和-nHY；

ii.第三加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHX和第十六可控增益线性放大控制电路输出的nHY进行线性叠加合成为H1P，H1P＝λ*nHX+nHY，第四加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十五可控增益线性放大控制电路输出的λ*nHY进行线性叠加合成为H2P，H2P＝nHX+λ*nHY，第五加法控制电路对第十四可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十七可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nHY进行线性叠加合成为H3P，H3P＝nHX-λ*nHY，第六加法控制电路对第十三可控增益线性放大控制电路输出的nHX和第十八可控增益线性放大控制电路输出的-nHY进行线性叠加合成为H4P，H4P＝λ*nHX-nHY；

iii.第十九至第二十六增益线性放大控制电路分别实现对H1P、H2P、H3P和H4P进行正负一倍线性增益并输出上静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号H1P、H1N、H2P、H2N、H3P、H3N、H4P和H4N，其中，H1N＝-H1P、H2N＝-H2P、H3N＝-H3P和H4N＝-H4P；

iv.第二十七至第三十二可控增益线性放大控制电路分别实现对第三和第四扫描信号nLX和nLY进行线性增益并输出λ*nLX、nLX、λ*nLY、nLY、-λ*nLY和-nLY；

v.第七加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLX和第三十可控增益线性放大控制电路输出的nLY进行线性叠加合成为L1P，L1P＝λ*nLX+nLY，第八加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第二十九可控增益线性放大控制电路输出的λ*nLY进行线性叠加合成为L2P，L2P＝nLX+λ*nLY，第九加法控制电路对第二十八可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十一可控增益线性放大控制电路输出的-λ*nLY进行线性叠加合成为L3P，L3P＝nLX-λ*nLY，第十加法控制电路对第二十七可控增益线性放大控制电路输出的nLX和第三十二可控增益线性放大控制电路输出的-nLY进行线性叠加合成为L4P，L4P＝λ*nLX-nLY；

vi.第三十三至第四十增益线性放大控制电路分别实现对L1P、L2P、L3P和L4P进行正负一倍线性增益并输出下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号L1P、L1N、L2P、L2N、L3P、L3N、L4P和L4N，其中，L1N＝-L1P、L2N＝-L2P、L3N＝-L3P和L4N＝-L4P；

vii.第二十七至第四十可控增益线性放大控制电路对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第一至第八可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数的可控调整；

d)多级偏转信号末级放大器将多级偏转信号叠加发生器输出的上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进一步放大至电子束静电偏转器实际所需的扫描偏转电压信号：

第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路分别实现上静电偏转器和下静电偏转器上的各个偏转电极对应的扫描偏转信号进行线性增益并输出电子束静电偏转器各个偏转电极上相应的扫描偏转电压信号θ*H1P、θ*H1N、θ*H2P、θ*H2N、θ*H3P、θ*H3N、θ*H4P、θ*H4N、θ*L1P、θ*L1N、θ*L2P、θ*L2N、θ*L3P、θ*L3N、θ*L4P和θ*L4N，对应的增益系数由IO接口底层控制信号控制，静电偏转信号控制器输出的IO接口底层控制信号实时传输至第四十一至第五十六可控增益线性放大控制电路，从而实现各路增益系数θ的可控调整。

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