CN117369210B - 一种纳米压印模具工作温度监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米压印模具工作温度监测方法，属于数据处理技术领域，包括以下步骤：S1、获取纳米压印模具的三维几何模型，并对三维几何模型进行网格划分，得到若干个网格；S2、采集纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度；S3、根据纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度，确定纳米压印模具的关键监测区域；S4、将关键监测区域在各个历史时刻的工作温度输入至工作温度监测模型中，完成温度监测。本发明通过构建工作温度监测模型，确定温度边界偏移权重和温度稳定权重，通过两个权重确定纳米压印模具在历史时刻中是否出现工作温度异常的情况，保证纳米压印模具的正常工作，提高纳米压印模具的使用寿命。

Description

一种纳米压印模具工作温度监测方法
技术领域
本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种纳米压印模具工作温度监测方法。
背景技术
随着时代的发展和科技的进步，纳米压印技术也逐步提升，纳米压印技术具有高分辨率、工艺过程简单、超低成本和高生产率等优点，被广泛应用于半导体等微纳制造领域。现如今，纳米压印方式包括热压印和紫外线常温压印等方式，像热压印操作周期长以及压力过大，导致工作温度过高，可能会对纳米压印模板造成损耗。因此，对纳米压印模具的工作温度进行实时监测十分重要。
发明内容
本发明为了解决以上问题，提出了一种纳米压印模具工作温度监测方法。
本发明的技术方案是：一种纳米压印模具工作温度监测方法包括以下步骤：
S1、获取纳米压印模具的三维几何模型，并对三维几何模型进行网格划分，得到若干个网格；
S2、采集纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度；
S3、根据纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度，确定纳米压印模具的关键监测区域；
S4、构建工作温度监测模型，将关键监测区域在各个历史时刻的工作温度输入至工作温度监测模型中，完成温度监测。
进一步地，S3包括以下子步骤：
S31、根据每个网格在各个历史时刻的工作温度，为每个网格生成历史工作温度序列；
S32、根据每个网格的历史工作温度序列，确定每个网格的温度偏移量；
S33、根据每个网格的温度偏移量以及每个网格在三维几何模型中的位置，确定标准监测温度；
S34、将小于标准监测温度的温度偏移量对应的所有网格所在区域作为纳米压印模具的关键监测区域。
上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，三维几何模型可以直观地展示纳米压印模具的外观，因此本发明对纳米压印模具的三维几何模型进行网格拆分，将纳米压印模具的外观拆分为若干个网格，确定需要重点监测的网格区域，即关键监测区域。根据每个网格在相邻时刻的温度变化以及在所有历史时刻中唯一的工作温度（在历史时刻中可能存在一段时长内工作温度维持不变，因此本发明特意挑选唯一的工作温度来刻画温度偏移量），确定每个网格对应的温度偏移量。再根据各个网格在三维几何模型中的位置（可以以三维几何模型的质心为原点，即可确定各个网格在三维几何中的具体坐标位置），确定一个可以进行大小比较的标准监测温度，从而需要关键监测区域，关键监测区域的准确确定有助于工作温度监测模型进行重点监测，提高监测效率。
进一步地，S32中，第i个网格的温度偏移量pi的计算公式为：；式中，T表示历史时长，Wi_t表示第i个网格在t时刻的工作温度，Wi_t+1表示第i个网格在t+1时刻的工作温度，wi表示第i个网格的历史工作温度序列中单一工作温度的均值。
进一步地，S33中，标准监测温度W0的计算公式为：，/>；式中，xi表示第i个网格在三维几何模型的横坐标，yi表示第i个网格在三维几何模型的纵坐标，zi表示第i个网格在三维几何模型的竖坐标，C表示常数，I表示三维几何模型的网格个数，Ri表示第i个网格的坐标系数，Gi表示第i个网格的面积，pi表示第i个网格温度偏移量，exp(·)表示指数函数。
进一步地，工作温度监测模型包括依次连接的边界网格提取单元、温度边界偏移权重生成单元、温度稳定权重生成单元和温度监测单元。
进一步地，边界网格提取单元用于提取关键监测区域边界所在的所有网格，生成边界网格集合；
温度边界偏移权重生成单元用于提取边界网格集合中各个边界网格的温度偏移量，生成温度边界偏移权重；
温度稳定权重生成单元用于提取关键监测区域中除边界网格集合外其余网格在各个历史时刻的工作温度，生成温度稳定权重；
温度监测单元用于根据温度边界偏移权重和温度稳定权重判断纳米压印模具工作温度是否异常。
上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，工作温度监测模型可以对关键监测区域的边界和内部分别进行温度权重计算，通过两个温度权重的大小比较判断纳米压印模具在整个历史时刻是否存在异常温度。
进一步地，温度边界偏移权重θ的计算公式为：；式中，max(·)表示最大值运算，min(·)表示最小值运算，pm表示边界网格集合中第m个网格温度偏移量，M表示边界网格集合的网格个数，C表示常数。
进一步地，温度稳定权重λ的计算公式为：；式中，Wn_t表示关键监测区域中除边界网格集合外第n个网格在t时刻的工作温度，Wn_t+1表示关键监测区域中除边界网格集合外第n个网格在t+1时刻的工作温度，N表示关键监测区域中除边界网格集合外的网格个数，T表示历史时长，S0表示边界网格集合中所有边界网格的面积之和，S1表示关键监测区域的面积。
进一步地，温度监测单元判断纳米压印模具工作温度是否异常的具体方法为：若关键监测区域的温度边界偏移权重大于或等于温度稳定权重，则纳米压印模具的工作温度异常，否则纳米压印模具的工作温度正常。
本发明的有益效果是：
（1）本发明对纳米压印模具的三维几何模型进行网格拆分，得到多个网格，对多个网格在各个历史时刻的工作温度进行偏移量计算，由各个网格的温度偏移量确定需要监测的关键监测区域，便于工作温度监测模型对纳米压印模具进行有重点地监测，提高监测效率；
（2）本发明通过构建工作温度监测模型，确定温度边界偏移权重和温度稳定权重，通过两个权重确定纳米压印模具在历史时刻中是否出现工作温度异常的情况，保证纳米压印模具的正常工作，提高纳米压印模具的使用寿命。
附图说明
图1为纳米压印模具工作温度监测方法的流程图；
图2为工作温度监测模型的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种纳米压印模具工作温度监测方法，包括以下步骤：
S1、获取纳米压印模具的三维几何模型，并对三维几何模型进行网格划分，得到若干个网格；
S2、采集纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度；
S3、根据纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度，确定纳米压印模具的关键监测区域；
S4、构建工作温度监测模型，将关键监测区域在各个历史时刻的工作温度输入至工作温度监测模型中，完成温度监测。
在本发明实施例中，S3包括以下子步骤：
S31、根据每个网格在各个历史时刻的工作温度，为每个网格生成历史工作温度序列；
S32、根据每个网格的历史工作温度序列，确定每个网格的温度偏移量；
S33、根据每个网格的温度偏移量以及每个网格在三维几何模型中的位置，确定标准监测温度；
S34、将小于标准监测温度的温度偏移量对应的所有网格所在区域作为纳米压印模具的关键监测区域。
在本发明中，三维几何模型可以直观地展示纳米压印模具的外观，因此本发明对纳米压印模具的三维几何模型进行网格拆分，将纳米压印模具的外观拆分为若干个网格，确定需要重点监测的网格区域，即关键监测区域。根据每个网格在相邻时刻的温度变化以及在所有历史时刻中唯一的工作温度（在历史时刻中可能存在一段时长内工作温度维持不变，因此本发明特意挑选唯一的工作温度来刻画温度偏移量），确定每个网格对应的温度偏移量。再根据各个网格在三维几何模型中的位置（可以以三维几何模型的质心为原点，即可确定各个网格在三维几何中的具体坐标位置），确定一个可以进行大小比较的标准监测温度，从而需要关键监测区域，关键监测区域的准确确定有助于工作温度监测模型进行重点监测，提高监测效率。
在本发明实施例中，S32中，第i个网格的温度偏移量pi的计算公式为：；式中，T表示历史时长，Wi_t表示第i个网格在t时刻的工作温度，Wi_t+1表示第i个网格在t+1时刻的工作温度，wi表示第i个网格的历史工作温度序列中单一工作温度的均值。
在本发明实施例中，S33中，标准监测温度W0的计算公式为：，/>；式中，xi表示第i个网格在三维几何模型的横坐标，yi表示第i个网格在三维几何模型的纵坐标，zi表示第i个网格在三维几何模型的竖坐标，C表示常数，I表示三维几何模型的网格个数，Ri表示第i个网格的坐标系数，Gi表示第i个网格的面积，pi表示第i个网格温度偏移量，exp(·)表示指数函数。
在本发明实施例中，如图2所示，工作温度监测模型包括依次连接的边界网格提取单元、温度边界偏移权重生成单元、温度稳定权重生成单元和温度监测单元。
在本发明实施例中，边界网格提取单元用于提取关键监测区域边界所在的所有网格，生成边界网格集合；
温度边界偏移权重生成单元用于提取边界网格集合中各个边界网格的温度偏移量，生成温度边界偏移权重；
温度稳定权重生成单元用于提取关键监测区域中除边界网格集合外其余网格在各个历史时刻的工作温度，生成温度稳定权重；
温度监测单元用于根据温度边界偏移权重和温度稳定权重判断纳米压印模具工作温度是否异常。
在本发明中，工作温度监测模型可以对关键监测区域的边界和内部分别进行温度权重计算，通过两个温度权重的大小比较判断纳米压印模具在整个历史时刻是否存在异常温度。
在本发明实施例中，温度边界偏移权重θ的计算公式为：；式中，max(·)表示最大值运算，min(·)表示最小值运算，pm表示边界网格集合中第m个网格温度偏移量，M表示边界网格集合的网格个数，C表示常数。
在本发明实施例中，温度稳定权重λ的计算公式为：；式中，Wn_t表示关键监测区域中除边界网格集合外第n个网格在t时刻的工作温度，Wn_t+1表示关键监测区域中除边界网格集合外第n个网格在t+1时刻的工作温度，N表示关键监测区域中除边界网格集合外的网格个数，T表示历史时长，S0表示边界网格集合中所有边界网格的面积之和，S1表示关键监测区域的面积。
在本发明实施例中，温度监测单元判断纳米压印模具工作温度是否异常的具体方法为：若关键监测区域的温度边界偏移权重大于或等于温度稳定权重，则纳米压印模具的工作温度异常，否则纳米压印模具的工作温度正常。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取纳米压印模具的三维几何模型，并对三维几何模型进行网格划分，得到若干个网格；
S2、采集纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度；
S3、根据纳米压印模具对应的网格在各个历史时刻的工作温度，确定纳米压印模具的关键监测区域；
S4、构建工作温度监测模型，将关键监测区域在各个历史时刻的工作温度输入至工作温度监测模型中，完成温度监测。
2.根据权利要求1所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述S3包括以下子步骤：
S31、根据每个网格在各个历史时刻的工作温度，为每个网格生成历史工作温度序列；
S32、根据每个网格的历史工作温度序列，确定每个网格的温度偏移量；
S33、根据每个网格的温度偏移量以及每个网格在三维几何模型中的位置，确定标准监测温度；
S34、将小于标准监测温度的温度偏移量对应的所有网格所在区域作为纳米压印模具的关键监测区域。
3.根据权利要求2所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述S32中，第i个网格的温度偏移量pi的计算公式为：；式中，T表示历史时长，Wi_t表示第i个网格在t时刻的工作温度，Wi_t+1表示第i个网格在t+1时刻的工作温度，wi表示第i个网格的历史工作温度序列中单一工作温度的均值。
4.根据权利要求2所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述S33中，标准监测温度W0的计算公式为：，；式中，xi表示第i个网格在三维几何模型的横坐标，yi表示第i个网格在三维几何模型的纵坐标，zi表示第i个网格在三维几何模型的竖坐标，C表示常数，I表示三维几何模型的网格个数，Ri表示第i个网格的坐标系数，Gi表示第i个网格的面积，pi表示第i个网格温度偏移量，exp(·)表示指数函数。
5.根据权利要求1所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述工作温度监测模型包括依次连接的边界网格提取单元、温度边界偏移权重生成单元、温度稳定权重生成单元和温度监测单元。
6.根据权利要求5所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述边界网格提取单元用于提取关键监测区域边界所在的所有网格，生成边界网格集合；
所述温度边界偏移权重生成单元用于提取边界网格集合中各个边界网格的温度偏移量，生成温度边界偏移权重；
所述温度稳定权重生成单元用于提取关键监测区域中除边界网格集合外其余网格在各个历史时刻的工作温度，生成温度稳定权重；
所述温度监测单元用于根据温度边界偏移权重和温度稳定权重判断纳米压印模具工作温度是否异常。
7.根据权利要求6所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述温度边界偏移权重θ的计算公式为：；式中，max(·)表示最大值运算，min(·)表示最小值运算，pm表示边界网格集合中第m个网格温度偏移量，M表示边界网格集合的网格个数，C表示常数。
8.根据权利要求6所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述温度稳定权重λ的计算公式为：；式中，Wn_t表示关键监测区域中除边界网格集合外第n个网格在t时刻的工作温度，Wn_t+1表示关键监测区域中除边界网格集合外第n个网格在t+1时刻的工作温度，N表示关键监测区域中除边界网格集合外的网格个数，T表示历史时长，S0表示边界网格集合中所有边界网格的面积之和，S1表示关键监测区域的面积。
9.根据权利要求6所述的纳米压印模具工作温度监测方法，其特征在于，所述温度监测单元判断纳米压印模具工作温度是否异常的具体方法为：若关键监测区域的温度边界偏移权重大于或等于温度稳定权重，则纳米压印模具的工作温度异常，否则纳米压印模具的工作温度正常。
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