课题来源与背景：本项目为大族激光科技产业集团股份有限公司、东莞理工学院合作自研项目，并由深圳市大族半导体测试技术有限公司、国网湖北省电力有限公司信息通信公司、东南大学、深圳市涞顿科技有限公司进行联合实施。

    本项目技术原理：高精度激光修调和半导体测试装备由高精度电源、高性能激光器及控制系统、微米级视觉定位系统、精密测量单元、多功能精密调阻控制系统协同操作，具有高精密、高稳定性、高效率、高自动化、高智能化的特点，属于高科技生产设备。首先由视觉定位系统识别并定位到待调电阻，精密测量单位对该电阻或混合集成电路参数进行实时测量并监测，调阻控制系统控制激光器对待调电阻进行修调直至达到所需精度值。自主开发高稳定、低纹波、正负电压可同步调节的高精度线性稳压电源，研究多路输出电压调整避免交叉影响的补偿算法；针对毫欧级至百兆欧级的高精度测量，探究测量通道间干扰和热效应对精密测量的影响，开发抗干扰滤波电路以及全量程范围内的补偿算法，并针对实时高效测量，开展硬件和软件的测量系统架构研究；采用自主知识产权的激光器光机电一体化设计，研制半导体调修的高性能、高精度的纳秒紫外激光系统；构建亚像素视觉定位系统和微米级五轴联动系统，研究整片产品高效精准调修的平台、探针、激光联合运动的动力学模型和控制算法；针对电阻和混合集成电路的不同材料及不同类型，研究刻蚀轨迹类型、路径参数、工艺参数对调修精度和效率的影响，建立基于多变量共同耦合作用下的测修控制系统模型，开发出一种高精高效的一站式开放式管理调阻软件。

    主要性能指标：
    (1) 电源输出纹波 2-5mV；

    (2) 电阻测量范围 1mΩ–100MΩ；

   (3) 电阻测量精度(full Kelvin)：低阻值范围  ±0.02%±(0.5%/R)，中阻值范围  ±0.02% of value，高阻值范围  ±0.02%±0.05% perMΩ；
   (4) 直流电流测量精度(%FSR)：范围（±0–320nA  、±0–3.2uA  、±0–32uA   、±0–320uA  、±0–3.2mA  、±0–32mA  、±0–320mA   ） ，   精度均是±0.05%；
(5) 测量响应时间 3us；
(6) 激光典型光斑 8-10um；
(7) 激光束扫描分辨率 1μm；
(8) 激光束重复定位精度 ±1μm；
(9) 运动台重复定位精度 ±1.5μm；

    本系统处于国际领先水平，其关键技术创新点有：1、突破了宽范围电阻测量中的多元动态误差补偿难题。首次建立了基于神经网络的多元动态误差模型，涵盖接触电阻、引线电阻、漏电流及温度影响，并提出低、中、高全阻值范围的自适应校准补偿算法，实现了毫欧级至百兆欧级(横跨11个量级)、精度达0.02%的高精密电阻测量能力。2、突破了精密电阻的阻值预测模型与高效测量的软硬件技术瓶颈。首次建立电阻修调过程中的阻值预测模型，提出自动预调阻值误差补偿与校正算法。设计等电位屏蔽结构有效滤除电磁干扰，结合实时测量操作系统，单次测试时间缩短至最大不超过3微秒/次，较国内同类产品提升了一个数量级。3、攻克了高性能紫外激光器、光束定位与运动平台的高精度耦合控制系统。基于自主知识产权的“族光”系统脉冲激光器光机电一体化设计和腔内倍频技术，开发出了高性能紫外激光系统。研发了具备减震稳定功能的光束传输系统及大角度运动校正快反镜，有效消除了光束与待调元件间的拼接误差，显著提升了激光修调的效率与精度。4、成功研发并量产了国内首套集成智能路径规划与自适应调阻算法的高端激光调阻机，该系统实现了电阻与混合集成电路的一站式管理。通过先进算法优化加工路径，确保了调阻过程中的精度与稳定性，有效解决了激光加工热效应带来的不稳定问题。软件平台支持灵活设定与自主跟随修调功能，满足了军工、新能源等领域对高精度调阻的迫切需求，打破了国外技术垄断，推动了我国电子制造装备的国产化进程。

    高速高精度激光调修装备主要面向薄膜电阻高精密修调和混合集成电路的功能修调以及测试产品，为高端精密半导体产品修测提供整体解决方案，解决国产半导体器件生产过程中的激光修调工艺依赖国外进口设备的卡脖子问题，在国内已经形成批量生产与销售，用于汽车、军工、医疗等领域。与激光修调和半导体测试设备相配套，本项目还研制了高性能的激光器系统和高精度线性稳压电源，在精密仪器等行业均具有广阔的市场应用前景。