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随着微机电系统的快速发展,需要不断研究能够产生各种精细图形和微结构的加工技术。电子束曝光技术是目前公认的最好的高分辨率图形制作技术,主要用于0.1~0.5μm的超微细加工和精密二维掩模制作,在实验室条件下已能将电子束聚焦成尺寸小于2nm的束斑。但是目前广泛使用的聚焦电子束由于加速电压高、电子散射距离长,光刻时高能电子束在对抗蚀剂的刻写过程中存在着邻近效应,使得实际曝光面积远大于设计图形尺寸,影响了曝光分辨率。扫描隧道显微技术(STM)由于束径细、电子运动距离短,有效减轻了邻近效应的影响,能获得极细的刻蚀图形,可用于制作掩模,为微细加工技术提供了一条新的途径。 目前扫描隧道显微镜还没有偏转方面的研究,实现曝光只能通过工作台的移动来完成。机械位移方式由于存在着间隙、摩擦以及爬行现象等缺点,定位精度不够高,所以目前最适合于纳米级精度定位的工作台是由压电陶瓷驱动的,但是压电陶瓷材料本身所固有的迟滞非线性和蠕变特性,降低了工作台的定位精度和动态响应速度,造成了一定的位移误差。为了获得满足要求的运动精度和分辨率,需要研究压电陶瓷的迟滞非线性机理,设计相应的控制电路和控制策略。本文主要围绕微位移工作台的精确定位问题,借助于智能控制理论,对工作台的模型辨识和控制技术进行了较全面和较深入的研究,并在所建立的微位移平台上进行了实验,验证了本文所提出方法的可行性。主要工作概括如下: 1.在分析和比较目前各种微位移机构的基础上,建立了能够实现纳米级定位精度的微位移工作平台。压电陶瓷材料的尺寸小、位移分辨率高、响应速度快、而且易于控制,而柔性铰链不存在机械摩擦和间隙,具有运动灵敏度高和分辨率高的优点,因此成为本文工作台组成部件的首要选择。由压电陶瓷驱动、柔性铰链导向的微位移机构,与传统方式相比,不仅体现在能达到纳米级的定位精度上,而且易于采用相应的控制策略对其