大行程納米壓印光刻機的電控系統(tǒng)設計.pdf

1、近年來，隨著半導體業(yè)微型化技術的迅速發(fā)展，其制作設備成本也隨著更高更新的追求急劇攀升。而納米壓印光刻由于其成本低、效率高、適合批量推廣等優(yōu)勢，逐漸受到業(yè)界的關注。本文提出了一種新型的電氣控制技術，并在此基礎上設計并實現(xiàn)了一臺基于紫外線納米壓印技術的大行程納米壓印光刻機的電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有高可靠、大行程、高精度、多姿態(tài)、工藝自動化等特征，并配備人性化的操作界面。整個電氣控制系統(tǒng)采用了宏動控制和微動控制相結合的方式，利用紫外線固化壓印

2、材料，完成納米級別的二維圖案壓印。宏動控制系統(tǒng)利用交流伺服電機配合滾珠絲杠的三自由度定位設備進行初步定位，利用編碼器光柵尺雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進行修正，整個系統(tǒng)還包括了一個激光多普勒干涉儀，用以指導后期的人為修正，更進一步提高精度，將最終誤差控制在2μm以內。微動控制系統(tǒng)利用壓電陶瓷配合六自由度多姿態(tài)微動臺進行精準定位，將最終誤差控制在30 nm以內。除了電控系統(tǒng)設計原理，本文還介紹了電控系統(tǒng)設備組成、相關軟件設計和人機界面實現(xiàn)的過程，對宏動

3、和微動子系統(tǒng)及最終整合系統(tǒng)做了詳細的性能測試和適當優(yōu)化，對紫外線壓印工藝做了簡單描述，并闡述了包括紫外線光源、真空吸盤、高靈敏度多點壓力傳感器等在內的多項相關設備和技術。最后，本文介紹了系統(tǒng)集成后的大行程納米壓印光刻機，并為其設計實現(xiàn)了手動、半自動和全自動的紫外線納米壓印流程，測試并完成了納米級圖案的壓印工序。從測試結果可見，壓印圖案厚度均勻，紋理明顯，與模板具有較高的吻合度，能夠適應絕大多數(shù)的納米級器件制作要求。納米壓印技術具有廣闊的