本文關(guān)鍵詞：LSPR接觸光刻探針的力學(xué)狀態(tài)分析及其實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：隨著半導(dǎo)體工業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)半導(dǎo)體的特征尺寸提出越來越高的要求。光刻技術(shù)作為制造半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵技術(shù)之一,光刻分辨率制約著半導(dǎo)體器件的特征尺寸及其性能,而傳統(tǒng)光刻技術(shù)的分辨率受到光學(xué)衍射極限的限制。為了突破光學(xué)衍射極限,人們找到了一種新的光刻技術(shù),即局域表面等離子體共振(LSPR)接觸光刻。本論文來源于某研究所國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題“納米直寫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研制”,該課題主要研究實(shí)現(xiàn)LSPR接觸光刻系統(tǒng)的機(jī)電部分,為了保障光刻質(zhì)量,對(duì)關(guān)鍵器件探針在運(yùn)動(dòng)過程中的力學(xué)狀態(tài)提出苛刻的要求。本文通過理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及調(diào)試實(shí)驗(yàn)等,對(duì)如何保障光刻過程中探針的力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行研究。為了保證光刻質(zhì)量,系統(tǒng)對(duì)探針提出如下指標(biāo):(1)光刻掃描中探針偏角不得大于100μrad;(2)掃描中探針的跳動(dòng)量不得超過20μrad;(3)探針尖部與光刻膠面的接觸壓強(qiáng)不能超過光刻膠面的最大承受極限220 MPa。由于通光結(jié)構(gòu)與工藝限制,探針被制作成一個(gè)單獨(dú)的實(shí)體,需要采用一個(gè)懸持結(jié)構(gòu),保證其力學(xué)姿態(tài)。由于探針偏角指標(biāo)、預(yù)壓量等與光刻膠面的接觸壓強(qiáng)形成矛盾,在金屬材料彈性模量、屈服強(qiáng)度約束下,懸持結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為難點(diǎn),需要設(shè)計(jì)巧妙的鉸鏈結(jié)構(gòu)才能滿足要求。論文對(duì)探針工作過程中影響探針力學(xué)狀態(tài)的因素進(jìn)行了分析,明確探針力學(xué)狀態(tài)主要受探針力學(xué)結(jié)構(gòu)和外界因素的影響。并分析發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計(jì)的懸持結(jié)構(gòu)不合理,根據(jù)指標(biāo)要求和實(shí)驗(yàn)表現(xiàn),從圓形鉸鏈的臂寬、鉸鏈厚度和探針高度等方面對(duì)探針力學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)優(yōu)化后的探針力學(xué)結(jié)構(gòu),從理論上對(duì)可能影響探針力學(xué)狀態(tài)的外界因素進(jìn)行了分析。論文工作完成了實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵器件探針力學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其仿真分析,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建并對(duì)裝配誤差進(jìn)行了分析計(jì)算,為后期實(shí)驗(yàn)中由于安裝誤差造成的偏角提供誤差補(bǔ)償值,從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性。最后,在搭建好的探針力學(xué)狀態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基礎(chǔ)上,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)可能影響探針的力學(xué)狀態(tài)的外界因素進(jìn)行了研究和分析,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。然后通過實(shí)驗(yàn)分析了探針力學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)探針力學(xué)狀態(tài)的影響,并驗(yàn)證了重新優(yōu)化設(shè)計(jì)后的探針力學(xué)結(jié)構(gòu)能夠保障光刻過程中對(duì)探針力學(xué)狀態(tài)的要求。
【關(guān)鍵詞】：LSPR 光刻探針 力學(xué)狀態(tài) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 裝配誤差
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN305.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及意義11
• 1.2 局域表面等離子體概述11-15
• 1.2.1 局域表面等離子體產(chǎn)生原理12
• 1.2.2 表面等離子體激發(fā)方式12-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 基于局域表面等離子體接觸光刻研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 接觸光刻探針力學(xué)狀態(tài)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文研究來源及章節(jié)安排17-19
• 第二章 LSPR接觸光刻探針的力學(xué)狀態(tài)分析19-25
• 2.1 探針的結(jié)構(gòu)及工作模式19-21
• 2.1.1 探針結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.2 探針工作過程介紹20-21
• 2.2 探針工作過程中的力學(xué)狀態(tài)21-23
• 2.2.1 光刻對(duì)探針力學(xué)狀態(tài)的要求21-22
• 2.2.2 影響探針力學(xué)狀態(tài)的因素22-23
• 2.3 探針力學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題的提出23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 探針力學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及探針力學(xué)狀態(tài)仿真分析25-43
• 3.1 優(yōu)化方法簡(jiǎn)介25
• 3.2 圓形鉸鏈結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化25-34
• 3.2.1 圓形鉸鏈臂[，
  
  本文編號(hào)：943349
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