高速、高精度微納米壓印關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、微納米壓印技術(shù)是一種全新的微納圖形復(fù)制工藝技術(shù)，相比于電子/離子束光刻、紫外光刻等微納加工手段來說，具有操作簡單、極限分辨率高(＜10nm)、重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以一經(jīng)提出就被稱為“可能改變世界的十項(xiàng)技術(shù)之一”，并被納入國際半導(dǎo)體發(fā)展藍(lán)圖。
　　目前國際上使用的單印章微納米壓印技術(shù)最大可支持20cm(8in)晶圓壓印，其壓印技術(shù)不但成本高，而且不能夠滿足大幅面微納米結(jié)構(gòu)壓印要求，使得微納米壓印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域受

2、到局限。
　　經(jīng)過研究本文提出以“微區(qū)印章”高速、高精度步進(jìn)連續(xù)壓印組合驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)大幅面(400mm×400mm以上)微納米結(jié)構(gòu)尺寸的制作。即以“高速、高精度微納米壓印關(guān)鍵技術(shù)的研究”為課題開展研究工作。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)課題首先對國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析研究，確立了課題主要研究內(nèi)容及解決問題的基本思路。
　　(2)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，對微納米壓印技術(shù)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，并比較分析，最

3、終確立了一種基于永磁同步直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速、高精度步進(jìn)連續(xù)壓印組合微納米壓印技術(shù)方案。
　　(3)針對設(shè)計(jì)方案，結(jié)合機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，研究建立了“高速、高精度步進(jìn)連續(xù)壓印組合驅(qū)動(dòng)微納米壓印”系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　(4)根據(jù)設(shè)計(jì)方案和構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，對系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu):直線電機(jī)、直線導(dǎo)軌、壓印模塊、壓印壓力控制、壓印溫度控制、光柵尺等進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了用戶操作控制軟件。
　　(5)利用研發(fā)的高速、高精度微納米壓印設(shè)備，對

4、系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)平臺的定位精度、最大穩(wěn)定速度、最大加速度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，最后通過對微透鏡陣列壓印精度的實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一步證實(shí)了本課題研究的技術(shù)先進(jìn)性和可行性。
　　本課題的創(chuàng)新點(diǎn):
　　(1)提出了一種以“微區(qū)印章”高速、高精度步進(jìn)連續(xù)壓印組合驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)大幅面微納米結(jié)構(gòu)尺寸的制作方法。
　　(2)研究構(gòu)建的“高速、高精度步進(jìn)連續(xù)壓印組合驅(qū)動(dòng)微納米壓印”系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，為實(shí)現(xiàn)微納米壓印設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)控制提供了理論基礎(chǔ)。