大行程納米壓印光刻機的電控系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、近年來，隨著半導體業(yè)微型化技術(shù)的迅速發(fā)展，其制作設(shè)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(guān)注。本文提出了一種新型的電氣控制技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計并實現(xiàn)了一臺基于紫外線納米壓印技術(shù)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(jié)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(shè)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(nèi)。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(nèi)。除了電控系統(tǒng)設(shè)計原理，本文還介紹了電控系統(tǒng)設(shè)備組成、相關(guān)軟件設(shè)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(nèi)的多項相關(guān)設(shè)備和技術(shù)。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(shè)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(jié)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(shù)具有廣闊的