工業(yè)型SPM的電控系統設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、掃描探針顯微鏡（Scanning Probe Microscope，SPM）自發(fā)明以來，在生物、化學、物理和材料等諸多領域都取得了廣泛的應用。SPM家族中的原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）因其無損檢測和高分辨率成像能力，在半導體行業(yè)的關鍵尺寸（Critical Dimension，CD）檢測上表現出巨大潛力，但傳統AFM成像速度慢限制了其工業(yè)應用。另一方面，隨著集成電路的工藝節(jié)點越來越小，半導體結構

2、的復雜化，對檢測設備的三維成像能力提出了迫切的需求。本項目針對工業(yè)領域應用的特點，研發(fā)出一種具有快速掃描、三維掃描、快速無損進針和自動換針等特性的適于工業(yè)檢測的SPM系統。
　　本論文主要完成了工業(yè)型掃描探針顯微測試系統的電控系統的下位機硬件與軟件的設計，并對AFM實現側壁形貌掃描的方法作了初步的實驗，論文的主要內容包括：
　　1、介紹了掃描探針顯微鏡的發(fā)展概況和AFM的工作原理，其中重點介紹了用于半導體行業(yè)的CD-AFM的

3、發(fā)展概況。
　　2、介紹了工業(yè)SPM系統的總體設計，包括整機結構設計、光路系統設計、探針夾持器結構設計和電控系統整體框架與功能。
　　3、實現了電控系統的硬件設計，包括FPGA最小系統、以太網通信模塊、QPD信號處理電路、電機控制模塊、探針夾持器驅動和模擬鎖相放大電路。
　　4、實現了各部分硬件對應的下位機軟件設計，包括嵌入式TCP/IP協議棧的實現、電機控制軟件和DDS控制軟件的實現。
　　5、進行了樣品側壁掃

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