壓縮式氣體施壓納米壓印系統(tǒng)的減振分析.pdf

1、半導(dǎo)體集成電路已廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，其集成度基本按著摩爾定律發(fā)展規(guī)律逐年提高，特征尺寸急劇降低。隨著高集成度電子器件的需求量不斷增加，傳統(tǒng)光學(xué)光刻技術(shù)因工藝流程復(fù)雜，產(chǎn)量低，分辨率受限等因素?zé)o法滿足更高集成電路的要求。納米壓印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，自1995年提出以來，以其顯著的優(yōu)勢(shì)備受國內(nèi)外研究者關(guān)注，被納入2013版的國際半導(dǎo)體藍(lán)圖，是實(shí)現(xiàn)16nm節(jié)點(diǎn)的下一代圖像轉(zhuǎn)移備選技術(shù)之一。已報(bào)道的最高分辨率可達(dá)到2.4nm。
　　納米壓印

2、技術(shù)可實(shí)現(xiàn)納米量級(jí)的圖形轉(zhuǎn)移，研究重點(diǎn)是改進(jìn)各個(gè)工藝流程的設(shè)備精度和拓寬納米壓印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。首先介紹了納米壓印技術(shù)最基本的三種傳統(tǒng)方式，以及在傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)上衍生出的改進(jìn)型納米壓印技術(shù)，并對(duì)比分析各個(gè)納米壓印技術(shù)工藝流程的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　分析納米壓印技術(shù)對(duì)設(shè)備精度的新要求，提出了一種壓縮式氣體施壓納米壓印可調(diào)式自潤滑施壓活塞結(jié)構(gòu)，降低缸體內(nèi)徑不均勻性和活塞環(huán)體受熱膨脹性對(duì)活塞滑動(dòng)的影響，活塞環(huán)采用自潤滑的聚四氟乙烯材料，避免了壓

3、縮機(jī)的油污問題，摩擦因子低于0.01，潤滑可靠。并采用赫茲接觸理論分析獲得活塞環(huán)與氣缸壁之間的接觸壓力，通過有限元軟件ComsolMultphysics對(duì)壓縮式氣體施壓納米壓印可調(diào)式自潤滑施壓活塞結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)氣體壓縮機(jī)活塞結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值仿真，獲得兩種活塞結(jié)構(gòu)滑動(dòng)引起氣缸壁底部振動(dòng)的幅度和頻率，為減振裝置的設(shè)計(jì)指明了方向，并證明了壓縮式氣體施壓納米壓印施壓活塞滑動(dòng)引起氣缸壁振動(dòng)幅度小于傳統(tǒng)活塞結(jié)構(gòu)，可有效提高活塞環(huán)的使用壽命。通過分析壓縮式氣

4、體施壓納米壓印機(jī)氣缸壁底部振動(dòng)和橫向傳遞過程，避免自身振源對(duì)施壓過程中圖形轉(zhuǎn)移精度的影響，提出在壓印機(jī)腔壁和基板之間添加一個(gè)無源減振裝置。根據(jù)壓印機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸，建立無源減振環(huán)模型，并分析振源振動(dòng)能量在減振環(huán)內(nèi)部的傳遞機(jī)理。采用彈性動(dòng)力學(xué)方法，推導(dǎo)得出適合壓印機(jī)系統(tǒng)環(huán)境下減振環(huán)材料的最優(yōu)參數(shù)，即減振材料的楊氏模量應(yīng)小于8MPa，泊松比應(yīng)趨近于0.5。同時(shí)得出，材料密度對(duì)減振效果的影響不大，通過對(duì)比其他常見的固體材料物理參數(shù)，將天然橡膠