论文部分内容阅读
扫描探针显微镜是人类探索与改造微观世界的重要工具之一。基于扫描探针显微镜的微细加工技术利用探针与样品之间的相互作用，对样品表面进行局域改性，具有加工精度高、线宽小、设备要求简单等优势，成为新一代纳米器件制造技术的研究热点之一。然而，由于该技术存在工作效率低等缺陷，其在半导体加工中的应用受到限制。套刻对准加工是半导体加工技术的关键内容之一，也是混合曝光技术的核心内容之一，套刻对准精度是衡量半导体加工技术的重要参数之一。为加强基于扫描探针显微镜的微细加工技术的应用，本文对扫描探针显微镜的阳极氧化加工及套刻对准进行研究。
本课题首先对基于扫描探针的加工技术进行研究，以AFM阳极氧化技术为依托，进行理论分析、仿真计算与实验研究，确定AFM加工的最佳控制参数。而后，在借鉴传统曝光技术的基础上，结合AFM加工技术的特点，本课题提出基于标记的场套刻对准方法，并采用游标检测法对套刻对准精度进行高分辨率的定量表征，在大气环境下，实现了套刻对准精度优于50nm的高精度套刻加工，并对该方法的可行性与存在的误差进行了理论分析与实验研究。同时，在SPM6800系统基础上进行了实验平台的改建，与商用原子力显微镜系统进行比较，深入研究了本套刻加工方法的实现条件与误差来源。最后，本课题对基于SPM的混合加工技术进行了探索性研究，采用场套刻对准方法，进行混合加工实验与误差分析，实现了具有高套刻对准精度的混合加工技术。
理论分析与实验研究证明，在利用SPM的加工技术中，基于标记的场套刻对准方法能够实现高精度的套刻加工，通过游标检测法能够实现对于套刻对准精度的定量表征，本方法在利用SPM的混合加工技术中具有广阔的应用前景。