准分子激光微细加工光路变换研究

准分子激光微细加工技术以其较高的精度,较低成本及较快加工速度在微机械加工领域受到了极大的重视.它利用准分子激光波长短、光子能量高、脉宽窄、脉冲功率密度高的特点,其光子能量甚至高于某些材料的化学键而可以实现冷加工,并且波长短,聚焦光点小,所以加工精度高.但这毕竟不是一种成熟的技术,在很多方面还需要进行进一步的研究. 由于掩模投影成像法的加工为并行加工,加工速度快,加工精度高,可一次成形,为了能够控制加工的精度,必须要求激光光束均匀一致.而由于各种材料都有一定的刻蚀阈值,如果能量利用率过低,就会使准分子激光加工的范围变小.光束辐照强度分布均匀性与光能利用率,这是在光路调整中需要考虑的最为重要的两点. 采用均束器后,准分子激光光束的发散角对均束效果有较大的影响.而真正的光路调整需要综合考虑均束效果、能量利用率.由于光束经过均束器后发散角变大,必须采用场镜压缩发散角.由于准分子激光光束尤其是经过了复眼均束器后的准分子激光束已经远离纯几何光线或高斯光束的传播规律,场镜的尺寸选择不能依据传统的几何光学算法.我们按照发散角原则来对场镜参数进行计算,结合实验测量,最终得到了比较好的结果.(PE7)     

基于可调谐激光器的局部放电光纤法珀传感器

针对局部放电测量中的光纤法珀传感器,研究了其工作点稳定和提高灵敏度的参数优化方法.通过改变可调谐激光器的波长稳定了传感器的工作点.用激光器波长调谐范围确定腔长,令玻璃薄板的反射率为1,根据单模光纤对高斯光束的耦合特性和多光束干涉原理,通过迭代算法得出光纤端面的最优反射率.基于波长调谐范围1530~1565nm的可调谐激光器,制作了自由光谱范围28nm,腔长43μm,玻璃薄板反射率大于0.97,光纤端面反射率0.52的法珀传感器.经实验测试,法珀腔光损耗为10%,条纹对比度为1.实验结果表明,基于可调谐激光器的传感器工作点稳定,可测试最小局放声压约为1Pa,达到实用要求.     

CD-AFM在45nm节点半导体芯片检测过程中的应用

本文介绍了关键尺寸原子力显微镜（CD-AFM）在半导体芯片制造中的应用。通过对比现有的半导体检测仪器与原子力显微镜的工作原理和检测方法,详细探讨了原子力显微镜在目前的半导体芯片45nm节点工艺关键尺寸检测中的优势地位。根据芯片在线关键尺寸检测的具体要求,提出了原子力显微镜急待解决的相关研究内容。     

基于Intel 8254的准分子激光外触发器的研究

介绍了一种利用可编程Intel 8254定时器计数器在微机上实现准分子激光微加工过程激光外触发控制的新方法。针对准分子激光的光刻直写技术的需求特点对所使用的分频器以及8254的组合工作方式进行了研究,并在实际应用中对该外触发器的优势进行了分析。结果表明,由此方法制作的准分子激光外触发控制器具有性能可靠、结构简单和可编程控制等特点。     

基于FPGA的电子束曝光机工件台控制器设计

基于激光干涉仪的精密工件台是电子束曝光机的关键设备。为了改进工件台控制器的运算速度．设计了一种基于FPGA的电子束曝光机工件台控制器。本控制器由上位机接口、激光干涉仪测量系统接口、电机控制接口、手动面板接口和主处理器组成,以美国Xilinx公司Spantan3系列的FPGA芯片XC3s400为核心。实现控制器与上位机、激光干涉仪测量系统、伺服驱动系统、手动控制面板之间的数据交换和指令传递。完成工件台的精确移动。满足电子束曝光的定位精度和拼接精度的要求。     

基于SEM的压电式微纳操纵系统

微纳操纵系统是当前先进制造技术领域的一个重要发展方向.为了实现在亚微米及纳米尺度下进行实时观测下的操纵,设计了一种基于扫描电镜(SEM)的压电式微纳操纵系统,本系统由数字式环境扫描电子显微镜系统、精密工件台、微纳操作机构、图形发生器和计算机系统组成,采用数字式环境扫描电子显微镜作为微纳操作的观测器,在SEM的样本室内安装微纳操作臂,计算机系统控制微纳操作臂,使其在SEM的实时观测下对放置在精密工件台上的样本进行操纵,并且还可利用图形发生器进行电子束曝光以制备微纳结构.实验证明,本系统不仅能适于在各种环境下进行微纳操纵,且还可制作微纳结构,具有很强的实用性.     

基于FPGA的电子束曝光村工件台控制器设计

基于激光干涉仪的精密工件台是电子束曝光机的关键设备。为了改进工件台控制器的运算速度．设计了一种基于FPGA的电子束曝光机工件台控制器。本控制器由上位机接口、激光干涉仪测量系统接口、电机控制接口、手动面板接口和主处理器组成,以美国Xilinx公司Spantan3系列的FPGA芯片XC3s400为核心。实现控制器与上位机、激光干涉仪测量系统、伺服驱动系统、手动控制面板之间的数据交换和指令传递。完成工件台的精确移动。满足电子束曝光的定位精度和拼接精度的要求。     

基于环境扫描电镜的联合成像表征操纵及微加工设备功能群

环境扫描电子显微镜是在扫描电子显微镜基础上引入可以进行在含水条件下观察非导电性样本的相关技术,因此其极为适合生物样本的观察。基于环境扫描电子显微镜平台,本课题组发展了一整套集形貌观察、物性测量、三维微操控和电子束微加工为一体的设备功能群,集经典生物医学研究方法：表征、解剖、取样、标记,延伸入微、纳米介观层次,为更加深入研究生物医学问题提供实用的工具。本文对此进行了详细地说明和介绍,并举例说明其在医学、材料、微弱力测量和微加工等方面的应用。     

基于扫描电子显微镜的集成电路显微拍摄系统

提出使用扫描电子显微镜来获取集成电路芯片的形貌图像,以弥补光学显微镜分辨率的不足.利用拼接的方法来获得完整的芯片形貌图像.描述了压电陶瓷电机驱动工件台的工作原理.该工件台的定位误差小于20 nm,可使临近图像的重叠区域保持一致.介绍了使用电子束扫描控制器对电镜扫描场进行增益、旋转和位移校正的方法,使获得的芯片图像不需旋转即可进行拼接,减少了后续图像处理软件的工作量.实验证明,该系统可以获得亚微米级芯片的清晰图像.