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微纳米压印技术是一种全新的微纳图形复制工艺技术,相比于电子/离子束光刻、紫外光刻等微纳加工手段来说,具有操作简单、极限分辨率高(10nm)、重复性好、生产效率高、设备成本低等优点,所以一经提出就被称为“可能改变世界的十项技术之一”,并被纳入国际半导体发展蓝图。目前国际上使用的单印章微纳米压印技术最大可支持20cm (8in)晶圆压印,其压印技术不但成本高,而且不能够满足大幅面微纳米结构压印要求,使得微纳米压印技术的应用领域受到局限。经过研究本文提出以“微区印章”高速、高精度步进连续压印组合驱动方式,实现大幅面(400mm×400mm以上)微纳米结构尺寸的制作。即以“高速、高精度微纳米压印关键技术的研究”为课题开展研究工作。主要研究内容如下:⑴课题首先对国内外相关技术研究发展现状进行了分析研究,确立了课题主要研究内容及解决问题的基本思路。⑵根据系统设计要求,对微纳米压印技术进行了方案设计,并比较分析,最终确立了一种基于永磁同步直线电机驱动的高速、高精度步进连续压印组合微纳米压印技术方案。⑶针对设计方案,结合机电驱动系统,研究建立了“高速、高精度步进连续压印组合驱动微纳米压印”系统的数学模型。⑷根据设计方案和构建的数学模型,对系统的关键结构:直线电机、直线导轨、压印模块、压印压力控制、压印温度控制、光栅尺等进行了选型设计,并设计了用户操作控制软件。⑸利用研发的高速、高精度微纳米压印设备,对系统驱动平台的定位精度、最大稳定速度、最大加速度进行了实验研究,最后通过对微透镜阵列压印精度的实验研究,进一步证实了本课题研究的技术先进性和可行性。本课题的创新点:⑴提出了一种以“微区印章”高速、高精度步进连续压印组合驱动方式,实现大幅面微纳米结构尺寸的制作方法。⑵研究构建的“高速、高精度步进连续压印组合驱动微纳米压印”系统的数学模型,为实现微纳米压印设备结构设计和运动控制提供了理论基础。⑶研发了一种高精度微纳米压印模头压力控制技术,能较好的满足压印模头压力的稳定性和实时控制要求。