微納結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中占據(jù)著非常重要的地位,它具備體積小、重量輕以及易集成等優(yōu)點(diǎn),對于系統(tǒng)的微型化、節(jié)能以及穩(wěn)定性的提升都有非常大的促進(jìn)作用。在微系統(tǒng)的研究中,三維微納結(jié)構(gòu)器件以其獨(dú)特的表面形貌以及功能特性受到了廣泛的關(guān)注。然而,由于三維微納結(jié)構(gòu)特征尺寸極小,表面形貌復(fù)雜,其在制備過程中面臨著諸多難題。為此,本文主要圍繞三維微納結(jié)構(gòu)的高精度、高效率的加工與檢測開展了如下相關(guān)研究。首先,在三維微納結(jié)構(gòu)的加工方面,我們在DMD無掩模光刻的基礎(chǔ)之上提出了單像素灰度調(diào)控三維光刻方法。該方法比起傳統(tǒng)的分層疊加曝光方法而言省略了不必要的切片操作,只需單次曝光,因此實(shí)現(xiàn)起來更加簡單、高效。另外由于調(diào)控像素點(diǎn)數(shù)量足夠多,因此該方法能實(shí)現(xiàn)很高的調(diào)控精度。在此方法基礎(chǔ)之上,我們提出了基于灰度標(biāo)定的非線性補(bǔ)償方法,利用灰度與曝光深度之間的標(biāo)定曲線,實(shí)現(xiàn)了高精度的三維微納結(jié)構(gòu)加工。這種方法能夠有效避免光刻過程中的非線性效應(yīng)給加工帶來的不確定性,主要避免了因計算而引入的非線性誤差。除此之外,在光刻膠的顯影過程中,由于顯影不均勻的影響,光刻膠上的微納結(jié)構(gòu)表面會存在一些微小的高低起伏變化,該變化會對器件的表面... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 三維微納結(jié)構(gòu)加工方法現(xiàn)狀
        1.2.1 三維光刻方法及其分類
        1.2.2 基于DMD的三維光刻方法的國內(nèi)外發(fā)展
    1.3 三維微納結(jié)構(gòu)測量方法及現(xiàn)狀
        1.3.1 三維形貌測量方法分類
        1.3.2 白光干涉測量發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 DMD無掩模單步灰度光刻理論
    2.1 引言
    2.2 DMD灰度調(diào)制機(jī)理
    2.3 DMD單步灰度光刻建模及非線性分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 DMD無掩模光刻系統(tǒng)
    3.1 引言
    3.2 DMD無掩模光刻系統(tǒng)
        3.2.1 均勻照明系統(tǒng)
        3.2.2 DMD投影物鏡系統(tǒng)
        3.2.3 檢焦系統(tǒng)
        3.2.4 DMD控制系統(tǒng)
    3.3 系統(tǒng)集成及測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 DMD無掩�；叶裙饪虒�(shí)驗(yàn)及表面形貌優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 DMD單步無掩模灰度光刻實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 灰度光刻中的兩種非線性效應(yīng)
        4.2.2 非線性補(bǔ)償及灰度掩模設(shè)計
        4.2.3 微光學(xué)元件制作
        4.2.4 球面微透鏡的光學(xué)測試
    4.3 灰度光刻表面形貌優(yōu)化及測試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于白光干涉空間頻域分析的表面形貌測量算法研究
    5.1 引言
    5.2 白光干涉空間頻域分析原理
    5.3 2π模糊消除仿真分析
    5.4 2π模糊消除實(shí)驗(yàn)分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 白光干涉頻域分析中的噪聲處理
    6.1 引言
    6.2 基于空間調(diào)制度分析的白光干涉噪聲處理方法
    6.3 空間調(diào)制度方法去噪仿真
    6.4 基于空間調(diào)制度方法進(jìn)行噪聲抑制的實(shí)驗(yàn)分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：2907904