用于扫描电镜图像放大倍率校准的三个微米级栅网图形标准样板的研究

本文是一篇有关用于扫描电镜图像放大倍率校准的三个微米级栅网图形标准样板的研究报告。这三个标准样板(G125、G250、G4)为铜质栅网网格，包含6个设计标称值分别为12．50μm(G125)、25．00μm(G250)、62．50μm、82．50μm、125．00μm、165．00μm(G4)的网格。样板已经过均匀性、稳定性检查并时栅网网格线距进行了检定。这三个标准栅网样板可有几个作用：(1)同时时两个垂直方向上的扫描电镜图像放大倍率进行检查或校准，是一组调整低倍图像放大倍率的图形标准样板；(2)对图像X、Y方向的畸变和边缘的畸变进行校验，是评价扫描电镜图像质量的一个重要工具；(3)用于同一量级物体长度的精确比对测量。     

SEM及AFM校准放大倍率标样的研究

本文报告了用有证标准粒子研制成紧密排列的亚微米标准样品，并给出了研制成的标准样品的不确定度评估。将结果与国际先进的标准参考物质进行了分析比较，该亚微米标准粒子的紧密排列的标准样品在扫描电子显微镜和原子力显微镜放大倍率校准中有实际的应用价值。     

用于光导板的亚微米光栅衍射特性研究

提出了利用亚微米光栅制作光导板的方法,用严格耦合波理论计算分析了亚微米光栅从光密介质到光疏介质的1级透射衍射效率与光栅槽深、入射角度的关系。讨论了在满足基底全反射条件的入射角时对应于R、G、B三原色光的亚微米光栅（0．651μm、0．508μm、0．405μm）在导波条件下的光场衍射特性,并用实验证明在导波条件下1级衍射效率率与光栅槽深关系的可靠性。给出亚微米光栅型光导板的初始结构,并进行了误差分析。     

用于光导板的亚微米光栅透射衍射特性分析

提出了利用亚微米光棚制作光导板的方法,用严格耦合波理论博分析了亚微米光栅从光密介质到光疏介质的1级透射衍射效率与光栅槽深的关系,讨论在满足基底全反射条件的入射角下,对应于红、绿、蓝(红光700mn,绿光555nm,蓝光465nm)三色光的亚微米光栅(0.651μm、0.516μm、0.433μm)在导波条件下的光场衍射特性,并用实验证明在导波条件下1级衍射效率与光栅槽深关系的可靠性,给出亚微米光栅型光导板的初始结构,进行误差分析.     

纳米线距标准样片的研制和表征

论述了线距标准在扫描电子显微镜(SEM)类测量仪器校准中的重要性和作为标准物质的基本要求,指出了纳米线距标准物质的研制和表征在纳米量值溯源体系中的重要作用。通过材料选择、结构设计和制作工艺优化研制出了线距标称值为100 nm的纳米线距标准样片。利用光学显微镜对样片的表面质量进行初检,利用CD-SEM对样片的表征考核区域进行了均匀性和长期稳定性的测量以及对线距尺寸进行定值,同时对测量结果进行计算分析。实验结果表明,研制的201710001纳米线距标准样片的对比度良好、线条平直,均匀性和稳定性均小于2 nm,且线距尺寸具有溯源性,可作为校准SEM类测量仪器图像放大倍率和图形畸变的标准物质使用。     

文摘

研究了具有亚微米周期的衍射光栅.该光栅是波导耦合器、防反射、共振光栅滤波器、DFB激光器、波分复用通信等领域用的关键元件.过去制作这种微细光栅多采用电子束扫描法或者全息双光束干涉曝光法.而这些制作方法分别存在着如下问题:电子束扫描大面积图形费时,而干涉曝光法则限制可制作的光栅图形.因此,该文作者采用计算机近场全息曝光法制成周期～0.5μm的、一维、二维以及同心圆光栅图.该方法不同于制作光纤耦合器的方法.其特点是,1级和+1级光干涉不需斜照射光.因此能比较容易地获得掩模半周期结构.譬如用i线垂直照射全息版掩模,在距10μm的位置能将干涉条纹曝光、显影在抗蚀剂上,并用反应离子蚀刻法将其复制到基板上.     

亚微米并行激光直写系统的建模及仿真研究

提出了一种基于强度调制型空间光调制器（SLM）的并行激光直写系统，建立了该系统的数学模型，并以闪耀光栅的制作为例，给出了该并行激光直写系统的仿真分析结果。研究表明，该系统可实现的最小特征尺寸达到亚μm级，采用逐个图形进行曝光的方式使其具有内在的并行特性，可大大提高激光直写的速度；该系统所制作的二元光学器件类似连续轮廓器件，理论上可达到80%以上的衍射效率。     

1.55μm DFB半导体激光器亚微米光栅

论述了用全息技术制作1.55μm 分布反馈半导体激光器亚微米光栅的过程;优化工艺后,获得了高质量的光栅。建立了简单而准确的光栅周期测试系统。     

硅微波晶体管亚微米全干法腐蚀技术

随着器件尺寸朝亚微米规模、超大规模方向发展,常规的湿法腐蚀技术已无法满足要求。这里的器件制作全部采用正性光致抗蚀剂、接触式曝光和反应离子刻蚀制作方法。容易重复获得约0.6μm的发射区条宽,4μm周期的发射极排列密度,条宽和条距均为1μm的梳状金属电极图形,而且该金属具有足够的W、Au厚度,保证器件在C、X波段有良好的高频特性及抗电冲击能力。     

利用亚微米光栅制作导光棒方法研究

研究了周期为0. 4～0. 7μm结构的光栅的光导特性,用严格耦合波理论分析计算衍射 效率与光栅槽深的关系,提出利用衍射效率与槽深的线性段进行导光棒设计,导光棒表面导光单元由三套出射光主波长分别是红光700nm,绿光546. 1nm,蓝光435. 8nm的亚微米光栅组成,用红、绿、蓝三色LED作为光源,通过光栅空频控制出射光方向、槽深调节衍射效率,达到导光棒出射光源的均匀性。     

用于相变存储器的W亚微米管加热电极性能

为了降低C-RAM器件的操作电流,利用0.18μm标准CMOS工艺线制备出外径为260nm的W亚微米管加热电极,并对其进行了电学性能的表征.使用W亚微米管加热电极制备出C-RAM器件,并通过疲劳特性测试分析了器件失效的原因.结果表明,W亚微米管具有良好的电学稳定性和疲劳特性,为降低C-RAM器件的操作电流提供了一种非常有效的途径.     

单级透镜聚焦离子束系统的研究

建立了一台简单实用的单级透镜聚焦离子束（ＦＩＢ）系统。该系统采用优越的Ｃａ￣＋液态金属离子源（ＬＭＩＳ）和单级Ｏ－Ｓ透镜，在束能为２０ｋｅＶ、束流为３００ｐＡ时，束径达到０．３μｍ。改进了束斑的测量方法。研究了影响束斑的各种因素。该系统既可用来作为扫描离子显微镜，又可作为亚微米加工工具。文中给出了在该系统上得到的样品显微图像和刻蚀图形的结果。     

用于相变存储器的W亚微米管加热电极性能

为了降低C-RAM器件的操作电流,利用0.18μm标准CMOS工艺线制备出外径为260nm的W亚微米管加热电极,并对其进行了电学性能的表征.使用W亚微米管加热电极制备出C-RAM器件,并通过疲劳特性测试分析了器件失效的原因.结果表明,W亚微米管具有良好的电学稳定性和疲劳特性,为降低C-RAM器件的操作电流提供了一种非常有效的途径.     

电子束零宽度线曝光及其应用

为了提高电子束光刻的图形质量及光刻分辨率,从入射束能和束流密度等方面探讨了克服邻近效应影响的途径,在制备亚30 nm结构图形时采用零宽度线曝光的方法。该方法把版图上线条的宽度设为零,因此该线条的光刻尺寸取决于电子束束斑大小、曝光剂量与显影条件。在400 nm厚HSQ抗蚀剂层上通过零宽度线曝光技术制作出了线宽20 nm网状结构的抗蚀剂图形,实验证明采用零宽度线曝光技术可以比较容易地制作出密集线以及高深宽比的抗蚀剂图形。将该技术应用到扫描电镜放大倍率校准标准样品的制备,取得了较好的效果。零宽度线曝光技术是实现电子束直写曝光极限分辨率的有效方法。     

OST-1型一步法投影光刻机、Stepper亚微米光刻镜头、氦-氖双频激光干涉仪在沪通过鉴定

中国科学院上海光机所研制的OST-1型一步法投影光刻机、Stepper亚微米光刻镜头和氦-氖双频激光干涉仪于1987年10月28日在沪同时通过鉴定.鉴定会由中国科学院上海分院主持.OSP-1型一步法投影光刻机采用王之江教授设计的投影物镜,经特殊光学工艺制造而成.它可在大于φ50mm(2时)的硅片上光刻.工作线宽优于4μm、套刻精度1μm; 放大倍率1:1;相对孔径     

微米亚微米矩形光栅衍射特性的实验研究

本文应用微电子制板技术、电子束扫描曝光和离子刻蚀技术研制成功微米、亚微米级宽度的矩形光栅结构，并对其进行了衍射特性的研究。实验测试数据表明了当光栅的周期接近使用的照明光的波长时，具有明显的矢时衍射特性。     

亚微米图形曝光机

最近日本加农公司发表了一种用于超大规模集成电路的高精度投影曝光机,并已出售商品,以前人们普遍认为投影曝光方式,在大规模集成电路等微米领域的图形制作中是很有效的。但若用于超大规模集成电路等亚微米领域是不太可能的。加农公司采用综合透镜技术制出了超高分辨率透镜,进而打破了投影曝光方式不能用于亚微米技术的错误结论,成功地制出了亚微米图形曝光机。 用电子束或接触方式制作亚微米半导体器件一般是很有效的。但是,以激光和X线为光源的电子束方式,曝光时间太长。接触方式制备掩模太困难,成品率也低,因此都具有局限性。而投影曝光方式曝光时间短,又由于光掩模不与片子直接接触,所以成品率大大提高。 加农公司的这种新的亚微米图形曝光机不仅可以用作超大规模集成电路,也为超高频晶体管、CCD(电荷耦合器件)等新器件的研制开拓了新的途径。     

亚微米级硅尖端传感器的研制

提出了一种全新的亚微米级温度传感器的构想。作者在借鉴AFM悬臂测头的基础上，采用了微机械加工技术中的各向同性和各向异性腐蚀技术，在硅材料上完成了悬臂梁与硅尖制作。制成的梁的厚度在6μm左右、尖端曲径半径远小于1μm。随后对悬臂梁前端的硅尖进行尖端放电，隧穿其顶端的Si_3N_4层形成温敏器件──一个微型的热电偶。最后进行了这一温敏传感器的引线和封装。由于制作所形成的硅尖曲径半径在0．1μm左右，从而可以在其尖顶上形成亚微米级的温度传感器，在集成电路的探伤与修补以及生物技术领域，有着广阔的应用前景。     

DY－5型亚微米电子束曝光机

本文介绍了ＤＹ－５型亚微米电子束曝光机的主要技术性能：最细特征线宽０．４μｍ；图形位置精度及拼接精度优于±０．１５μｍ；扫描场尺寸１×１ｍｍ２和２×２ｍｍ２；最高扫描速度１ＭＨｚ；可加工１００×１００ｍｍ２掩模版或Φ７５硅圆片。给出了部分曝光试验结果。     

平面反射式二维光栅测量系统研究

针对超精密运动台的二维亚微米级精度同步测量需求，提出并建立了平面反射式二维光栅测量系统，研究了平面反射式二维光栅的平面位移同步测量方法，分析了平面反射式二维光栅测量系统的误差传递模型。通过Vold-Kalman滤波算法，对光栅信号中存在的高次谐波误差、幅值/相位误差进行实时修正和滤除。采用反正切细分算法和周期测量法对光栅正交脉冲的频率进行测量，实现对被测目标的高分辨率测量和实时运动速度测量。同时，构建了亚微米级测量精度的平面反射式二维光栅测量系统，测量范围为500 mm×500 mm,x、y方向的定位精度为±0.3μm，测量分辨率为0.005μm。