本文介绍了紫外纳米压印技术原理,以及工艺中模板与基片的平行度对压印质量的影响。研制了气囊气缸式真空紫外纳米压印设备,其通过气囊气缸使模板与基片平行,从而可在大面积基片上确保压力均匀。研制了相应的光学系统,着重讨论了如何实现紫外纳米压印以及光学系统的设计和调整。制备了石英玻璃模板,实现了在商用紫外固化聚合物OG154上的紫外纳米压印,转移复制了具有100nm特征的5cm×5cm面积的纳米结构图形。

在不同束流和能量下对离子光柱体进行了优化设计.给出了用阻尼最小二乘法设计的单个透镜和透镜系统,并研究了像平面处的离子束性能.采用先分解再组合的方法确定单个透镜参数,并以大束流、无限大放大倍数下像差系数与焦距的比为优化目标.选取工作模式时综合考虑了系统的光学性能和可实现性,大束流下采用平行模式,小束流下采用交叉模式,设计的透镜系统在大、小束流下分别选轴上像差和放大倍数为优化目标.计算表明,2 nA束流下像差为16.33 nm,放大倍数为-0.539 095 5,束斑直径为31.52 nm;2.5 pA束流下像差为2.15 nm,放大倍数为0.084 359 9,束斑直径为4.73 nm.此离子光柱体能够获得纳米量级的离子束,并且只需调整第二透镜第二、第三电极之间的距离以及第二电极电位(对源)就能改变样品处的束能,增加了光柱体的应用范围,实现了一套系统内同时具有刻蚀、沉积、注入和离子成像等功能.

从加工尺度的连续性和加工技术的完整性这一新的角度,分析了纳米加工产业化面临的问题,并提出了相应的解决方案--多离子束聚焦投影技术.多离子束聚焦投影技术将填补传统微机加工技术和半导体图形技术之间0.5~5μm的加工空白,并会在1~100nm尺度间实现自上至下技术和自下至上技术的有机结合.纳米测量技术产业化的研究中,以提高扫描探针技术的样品质量作为出发点.在聚焦离子束和扫描电镜平台上集成Ar离子束的"三束"显微镜能有效降低样品的损伤,大大推动了纳米测量技术的发展.

电子束曝光机的偏转系统控制电子束偏转扫描.像差低、偏转灵敏度高、扫描速度快是它的基本要求.对各种偏转器、偏转方式进行分析、比较,从偏转器空间场的数值计算方法、偏转系统的优化、像差校正、偏转器制作工艺、电气参数等方面阐述设计过程和工程实现上一些值得注意的问题.综合考虑偏转器和偏放电路的设计可以得到最优性能的系统.

现代微电子工业迅猛发展,对电子设备的精度和功能也提出了新的要求.电子-离子双束纳米工作站是扫描电子束和聚焦离子束技术的独特融合,突破了只能对表层成像和分析的局限,它可以对样品进行三维的、表面下的观察和分析,也可以切割、研磨样品材料和沉积特定的材料,用它可以获得以前无法得到的样品信息.该工作站为研究人员和制造人员提供了一种对多种样品在纳米尺度进行修改、制作和分析的有效工具.

提出一种新的随动坐标系矢量转换方法,给出用于转换散射电子空间输运坐标的矩阵方程.该方程具有递推的形式,计算方便,并且只涉及乘法运算,不会引起计算上的困难,将其用于PMMA(Si中电子散射过程的Monte Carlo模拟,结果表明可以有效节约机时,提高模拟效率,明显优于习惯上使用的静态坐标系方程.