压缩式气体施压纳米压印系统的减振分析.pdf

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1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterVibrationAttenuationAnalysisofCompressionalGasCushionPressNanoimprintLithographySystemByChaoranLiuSupervisor：ZhiyongDuanPhysicalElectronicsPhysicalEngineeringSchoolApril2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下

2、，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：弘仍鹪日期：]锣／夸年乡月／2日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复

3、制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：私组够日期：沙睁年乡月J乙日摘要半导体集成电路已广泛应用于社会各个领域，其集成度基本按着摩尔定律发展规律逐年提高，特征尺寸急剧降低。随着高集成度电子器件的需求量不断增加，传统光学光刻技术因工艺流程复杂，产量低，分辨率受限等因素无法满足更高集成电路的要求。纳米压印技术应运而生，自1995年提出以来，以其显著的优势备受国内外研究者关注，被纳入2013版的国际半导体蓝图，是实现16nin

4、节点的下一代图像转移备选技术之一。已报道的最高分辨率可达到2．4啪。纳米压印技术可实现纳米量级的图形转移，研究重点是改进各个工艺流程的设备精度和拓宽纳米压印技术的应用领域。首先介绍了纳米压印技术最基本的三种传统方式，以及在传统方式的基础上衍生出的改进型纳米压印技术，并对比分析各个纳米压印技术工艺流程的优缺点。分析纳米压印技术对设备精度的新要求，提出了一种压缩式气体施压纳米压印可调式自润滑施压活塞结构，降低缸体内径不均匀性和活塞环体受热膨胀性对活塞滑动的影响，活塞环采用自润滑的聚四氟乙烯材料，避免了压缩机的油污问题，摩擦因子低于0．01，润滑可靠。并采用

5、赫兹接触理论分析获得活塞环与气缸壁之间的接触压力，通过有限元软件ComsolMultphysics对压缩式气体施压纳米压印可调式自润滑施压活塞结构和传统气体压缩机活塞结构进行数值仿真，获得两种活塞结构滑动引起气缸壁底部振动的幅度和频率，为减振装置的设计指明了方向，并证明了压缩式气体施压纳米压印施压活塞滑动引起气缸壁振动幅度小于传统活塞结构，可有效提高活塞环的使用寿命。通过分析压缩式气体施压纳米压印机气缸壁底部振动和横向传递过程，避免自身振源对施压过程中图形转移精度的影响，提出在压印机腔壁和基板之间添加一个无源减振装置。根据压印机系统的结构尺寸，建立无源

6、减振环模型，并分析振源振动能量在减振环内部的传递机理。采用弹性动力学方法，推导得出适合压印机系统环境下减振环材料的最优参数，即减振材料的杨氏模量应小于8MPa，泊松比应趋近于0．5。同时得出，材料密度对减振效果的影响不大，通过对比其他常见的固体材料物理参数，将天然橡胶作为纳米压印机系统的减振环结构材料。并探讨了减振环内部物理结构对衰减腔壁振动能量的影响，选定结构Ⅲ作为减振环的I摘要内部物理结构。结合气缸壁的纵向振动信息和伺服电机引起的底座振动信息，设计蜂窝型内部结构减振堆栈。基于施压系统结构尺寸建立阻尼减振模型，材料力学方法分析获得减振堆栈的最优材料是

7、天然橡胶，仿真结果表明，这种蜂窝型三层减振堆栈能使振幅衰减为原来的12．49％，可有效阻尼压缩式气压纳米压印系统纵向振源对承片台的影响。关键字：纳米压印压缩式气体施压施压活塞结构减振AbstractThesemiconductorintegratedcircmthasbeenwidelyappliedinvariousfieldsofsociety．IntegrationlevelhasbeenimprovedgraduallyalongtheMoore’SLaw,andminimalfeaturesizeisdecreasingsharply．Wit

8、htheincreasingdemandforhighintegrationelectrond