本文關(guān)鍵詞：計(jì)量型掃描電鏡的溯源與應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在新世紀(jì),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展,芯片等元器件也逐步由之前的微米向納米階段進(jìn)化。這就給計(jì)量科學(xué)提出了新的要求,納米計(jì)量將在工業(yè)發(fā)展中起到積極的推動(dòng)作用。在微納幾何結(jié)構(gòu)的計(jì)量檢測(cè)中,由于有物理衍射極限的存在,使得傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡存在著很大的局限性。因此,掃描電鏡在納米計(jì)量中顯得尤其重要。為了滿足對(duì)半導(dǎo)體芯片以及線寬等微納幾何結(jié)構(gòu)的計(jì)量要求,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院開(kāi)展了計(jì)量型掃描電鏡的標(biāo)準(zhǔn)裝置的研制。該設(shè)備利用高速高精度雙層納米位移臺(tái)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確測(cè)量,消除了電子束帶來(lái)的畸變；同時(shí),利用干涉儀計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果的溯源。論文研究該裝置的位移控制與干涉測(cè)量系統(tǒng),對(duì)該裝置進(jìn)行測(cè)量不確定度的評(píng)定,利用該裝置對(duì)微納幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量,得到納米顆粒的有效直徑。本文圍繞計(jì)量型掃描電子顯微鏡系統(tǒng)進(jìn)行了介紹與分析,其中有計(jì)量型掃描電鏡的基本構(gòu)造、溯源原理、主要誤差來(lái)源引起的不確定度分析和在微納顆粒等方面的應(yīng)用。主要工作有：首先,介紹了計(jì)量型掃描電鏡的背景與重要意義,其中有納米計(jì)量技術(shù)、光刻技術(shù)、測(cè)量線寬的主要方法和儀器；分析了計(jì)量型掃描電子顯微鏡的優(yōu)劣勢(shì)以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。以ZEISS ULTRA 55型掃描電鏡為主體進(jìn)行改造的計(jì)量型掃描電子顯微鏡的系統(tǒng)構(gòu)造,主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概括描述了計(jì)量型掃描電鏡的可溯源的干涉儀計(jì)量系統(tǒng)。介紹了計(jì)量型掃描電鏡的雙層位移臺(tái)設(shè)計(jì)：即在大范圍移動(dòng),選用大范圍機(jī)械式位移臺(tái)；在小范圍精準(zhǔn)定位,選擇壓電陶瓷納米級(jí)位移臺(tái)。介紹了激光干涉儀計(jì)量系統(tǒng),這是裝置實(shí)現(xiàn)溯源的關(guān)鍵。闡述了控制系統(tǒng)的功能模塊并展示了掃描電鏡對(duì)二維柵格的圖像。然后,闡述了關(guān)于測(cè)量不確定度的A類(lèi)評(píng)定與B類(lèi)評(píng)定的主要評(píng)定方法；接著,對(duì)計(jì)量型掃描電鏡進(jìn)行測(cè)量不確定的分析與評(píng)估。主要是：1)計(jì)量系統(tǒng)的誤差；2)幾何誤差；3)電子束斑漂移；4)圖像像素的不確定度；5)機(jī)械臺(tái)振動(dòng)和納米位移臺(tái)振動(dòng)；6)測(cè)量重復(fù)性。給出計(jì)量型掃描電鏡的合成測(cè)量不確定度。接著,介紹了計(jì)量型掃描電鏡的應(yīng)用領(lǐng)域。概述了在計(jì)量檢測(cè)圖像分析處理、缺陷檢測(cè)、立體結(jié)構(gòu)觀察、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。詳細(xì)分析了掃描電鏡在納米顆粒尺寸測(cè)量中的應(yīng)用。以二氧化硅粒子為例,通過(guò)設(shè)置合適的掃描電鏡各項(xiàng)參數(shù),利用掃描電鏡拍攝二氧化硅粒子圖像,經(jīng)過(guò)圖像處理后,計(jì)算出納米顆粒二氧化硅的有效直徑的應(yīng)用過(guò)程,顯示了計(jì)量型掃描電鏡在微納計(jì)量領(lǐng)域的重要作用。最后,總結(jié)工作,對(duì)未來(lái)計(jì)量型掃描電鏡的改進(jìn)工作進(jìn)行展望。
【關(guān)鍵詞】：納米計(jì)量 計(jì)量型掃描電鏡 測(cè)量不確定度分析 微納幾何量檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN16
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-17
• 第一章 緒論17-26
• 1.1 論文研究背景和意義17-21
• 1.1.1 納米計(jì)量技術(shù)17
• 1.1.2 光刻技術(shù)17-19
• 1.1.3 線寬測(cè)量方法及其主要儀器19-21
• 1.2 計(jì)量型掃描電子顯微鏡的研究現(xiàn)狀21-24
• 1.2.1 掃描電鏡的優(yōu)劣勢(shì)分析21-22
• 1.2.2 計(jì)量型掃描電鏡的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-24
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容24-26
• 第二章 計(jì)量型掃描電子顯微鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其掃描原理26-32
• 2.1 計(jì)量型掃描電子顯微鏡的基本組成26
• 2.2 計(jì)量型掃描電子顯微鏡SEM的主體結(jié)構(gòu)部分26-27
• 2.3 可溯源的干涉儀計(jì)量系統(tǒng)27-29
• 2.3.1 激光干涉系統(tǒng)27
• 2.3.2 計(jì)量型SEM艙門(mén)改造27-29
• 2.4 高精度高速度的納米位移系統(tǒng)29
• 2.5 測(cè)量控制系統(tǒng)29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-32
• 第三章 計(jì)量型掃描電子顯微鏡控制系統(tǒng)的研究32-41
• 3.1 掃描電鏡雙層位移臺(tái)設(shè)計(jì)32-34
• 3.1.1 大范圍機(jī)械式位移臺(tái)32-33
• 3.1.2 納米壓電陶瓷位移工作臺(tái)33-34
• 3.2 激光干涉儀計(jì)量系統(tǒng)34-36
• 3.3 測(cè)量與控制系統(tǒng)36-39
• 3.3.1 測(cè)量控制系統(tǒng)框架36-37
• 3.3.2 控制系統(tǒng)的功能模塊介紹37-39
• 3.4 掃描電鏡對(duì)二維柵格的掃描圖像結(jié)果39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 標(biāo)準(zhǔn)微納幾何結(jié)構(gòu)測(cè)量不確定度的分析與評(píng)估41-56
• 4.1 測(cè)量不確定度的A類(lèi)評(píng)定和B類(lèi)評(píng)定41-48
• 4.1.1 測(cè)量不確定度的A類(lèi)評(píng)定41-44
• 4.1.2 不確定度的B類(lèi)評(píng)定44-45
• 4.1.3 輸入量分布情況的估計(jì)45-48
• 4.2 計(jì)量型掃描電鏡不確定度分析48-55
• 4.2.1 數(shù)學(xué)模型48-49
• 4.2.2 計(jì)量型掃描電鏡的各個(gè)分量不確定度49-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 掃描電鏡在顆粒直徑測(cè)量方面的應(yīng)用56-64
• 5.1 掃描電鏡的應(yīng)用領(lǐng)域56
• 5.2 基于掃描電鏡的二氧化硅顆粒的有效直徑測(cè)量56-63
• 5.2.1 顆粒檢測(cè)意義56-57
• 5.2.2 二氧化硅顆粒制備與檢測(cè)57-58
• 5.2.3 掃描電鏡參數(shù)選擇58-59
• 5.2.4 數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果59-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 常萱;計(jì)量科技工作在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用及其發(fā)展方向[J];云南科技管理;2000年04期

2 王寶琛;電子計(jì)算機(jī)在計(jì)量科學(xué)中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用通訊;1982年03期

3 胡瑤浦;;電子測(cè)量和計(jì)量科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展[J];現(xiàn)代雷達(dá);1980年Z1期

4 楊世元;計(jì)量系統(tǒng)控制[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1993年03期

5 王立新;王強(qiáng);艾學(xué)璞;侯明峰;馬寧;郭彤;沈媛;;弘揚(yáng)歷史文化 彰顯計(jì)量科學(xué)——天津計(jì)量博物館科普教育基地建設(shè)綜述[J];中國(guó)計(jì)量;2012年S1期

6 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳敏婕;王一麗;朱劍平;;我們身邊的計(jì)量文化建設(shè)[A];華東華南計(jì)量學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2012年

2 劉繼義;韋靖;曹瑞基;姜延波;田榮安;張立群;王冬令;;山東省計(jì)量科技發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略研究[A];決策與管理研究（2007-2008）——山東省軟科學(xué)計(jì)劃優(yōu)秀成果匯編（第七冊(cè)·上）[C];2009年

3 張瑞林;;試論計(jì)量科學(xué)技術(shù)在建設(shè)沿海強(qiáng)省中的地位和作用[A];“科學(xué)發(fā)展觀與沿海經(jīng)濟(jì)”高層論壇暨省專家獻(xiàn)策服務(wù)團(tuán)換屆大會(huì)論文集[C];2007年

4 王健;位恒政;;通過(guò)改造提高計(jì)量實(shí)驗(yàn)室恒溫精度的工程探討[A];走中國(guó)創(chuàng)造之路——2011中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

5 劉威;;計(jì)量 國(guó)之重器 民之根本[A];華東華南計(jì)量學(xué)術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2012年

6 王秦平;宣湘;趙若江;;2020年中國(guó)計(jì)量科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究[A];2020年中國(guó)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究（下）[C];2004年

7 劉艷麗;;論計(jì)量在醫(yī)療衛(wèi)生、食品安全和環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用[A];山東省優(yōu)秀計(jì)量學(xué)術(shù)論文選編（2011年度）[C];2012年

8 吳明義;;各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)樹(shù)立“以客戶為中心”的思想[A];第五屆海峽兩岸計(jì)量與質(zhì)量學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

9 朱開(kāi)悉;;會(huì)計(jì)報(bào)告、會(huì)計(jì)方程與會(huì)計(jì)誤差[A];中國(guó)會(huì)計(jì)學(xué)會(huì)高等工科院校分會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)暨第十三屆年會(huì)論文集[C];2006年

10 王汝忠;;健康計(jì)量進(jìn)醫(yī)院[A];2008年江蘇省計(jì)量測(cè)試學(xué)術(shù)論文集[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 天津市質(zhì)監(jiān)局計(jì)量處 楊彤;夯實(shí)計(jì)量基礎(chǔ) 加強(qiáng)法治建設(shè)[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2013年

2 記者 吳玉山邋實(shí)習(xí)生 朱曉馨;我市開(kāi)展“服務(wù)計(jì)量進(jìn)社區(qū)”活動(dòng)[N];平頂山日?qǐng)?bào);2008年

3 盧敬叁;計(jì)量科技與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[N];中國(guó)國(guó)門(mén)時(shí)報(bào)(中國(guó)出入境檢驗(yàn)疫報(bào));2002年

4 盧敬叁;世界計(jì)量日與我國(guó)計(jì)量發(fā)展[N];中國(guó)國(guó)門(mén)時(shí)報(bào);2002年

5 記者 劉珊伊;誰(shuí)來(lái)保障“小”計(jì)量的大作用？[N];贛南日?qǐng)?bào);2013年

6 ;貫徹落實(shí)計(jì)量發(fā)展規(guī)劃 推動(dòng)計(jì)量事業(yè)健康發(fā)展[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2014年

7 倪曉燕;商州開(kāi)展“計(jì)量惠民”行動(dòng)[N];商洛日?qǐng)?bào);2008年

8 記者 楊蕾;海峽兩岸專家杭州研討計(jì)量[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2008年

9 夏文俊;把握科技興檢方針 掀開(kāi)計(jì)量科研新篇[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2005年

10 趙道林;讓計(jì)量文化綻放時(shí)代光彩[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 劉國(guó)軍;計(jì)量管理系統(tǒng)的研制[D];大連交通大學(xué);2010年

2 朱小東;計(jì)量綜合管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

3 何勁;我國(guó)基層計(jì)量體系現(xiàn)狀和發(fā)展的研究[D];南昌大學(xué);2014年

4 王英軍;論中國(guó)計(jì)量法律制度的完善[D];對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué);2003年

5 繆琦;計(jì)量型掃描電鏡的溯源與應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：計(jì)量型掃描電鏡的溯源與應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：388339