集成电路的制造水平已是当前世界各国信息化发展程度乃至综合国力的基础性标志之一，光刻机是集成电路制造的关键设备。在过去的二十几年中，光刻机的发展经历了许多次变革。这些变革是伴随着微处理器和DRAM特征尺寸的不断缩减而发生的演变。由于光刻的分辨率与曝光波长、物镜数值孔径的关系为分辨率=K1·λ/NA，所以光刻机的革命主要发生在这样几个方面:大NA非球面镜光学系统，短波长光源，分辨率增强技术（降低K1因子），同步扫描工件台等。在减小曝光波长方面，在上世纪60年代，用于芯片制造的光源是可见光，到80年代则开始采用汞灯所产生的较短的不可见的紫外线作为光刻光源，在这种光源下，芯片的电路线宽缩小到0.35μm。为了进一步缩小芯片电路线宽，Cymer公司于1996年开发出专用于光刻机的波长为248nm的KrF激光器，这种光源被Nikon、Canon、ASML等生产光刻机的公司所采用。　　 采用KrF激光器作为光源的光刻机与早期非激光光源光刻机相比，其光束传输系统以及光刻机照明系统都发生了较大的变化。为了满足这些改变，现代光刻机中需要很多复杂的光束控制技术，其中一项就是光束稳定技术。光束稳定技术的作用是保证曝光过程中在硅片面得到光强分布均匀且稳定的照明光场。本文研究了一种光束稳定技术，它不仅能同时快速地稳定光束的位置和指向，也可以长期把光束稳定在较小的抖动范围内。　　 本文围绕光束的探测与稳定两方面展开了相关理论与实验方面的研究，主要内容如下:　　 1.概述了光刻机的发展历史，探讨了光束稳定技术及其在现代光刻机中的意义。　　 2.研究了光刻机中光束稳定技术。主要是基于ABCD矩阵的光束空间传输原理、基于光束位置和指向解耦探测的光束测量技术、基于多变量控制的光束稳定控制原理。　　 3.搭建了光束稳定实验装置。提出了实验方案，实验主要通过引入已知光束漂移量，达到对光束稳定系统性能测试的目的。在此基础上，分析了实验系统中关键器件的选型。通过比较不同驱动类型的快速反射镜，不同感光能力的光电探测器，最后确定了音圈驱动型快速反射镜和PSD两个主要器件的选型，另外还介绍了光源、模拟光漂装置的参数，以及数据采集卡的选型。　　 4.编制了光束稳定实验软件——基于虚拟仪器技术及其开发平台LabVIEW的测试软件。对采用LabVIEW所编写的几个相关程序进行了说明，包括:平板和光楔驱动程序、光束位置和指向的数据采集程序、FSM控制程序等。　　 5.测试了实验装置的光束稳定精度、系统响应时间和系统的定向定位稳定能力。测试结果表明光束指向被稳定在±3μrad范围内，位置被稳定在±0.04mm范围内，系统稳定时间小于80ms，而且能够把光束稳定在预设的位置和指向。　　 6.总结了本论文取得的主要成果，列出了主要创新点，并指出下一步需要开展的工作。