一种高精度位移台及纳米压印装置的制作方法

本发明涉及纳米压印，特别是涉及一种高精度位移台及纳米压印装置。

背景技术：

1、纳米压印光刻技术(nanoimprint lithography,nil)是由美国明尼苏达大学纳米结构实验室 stephen y.zhou 教授于 1995 年开始进行的开创性研究，是一种全新微纳米图形化的方法，使用压印模具通过抗蚀剂的受力变形实现其图形化的一种新型技术。

2、随着近几年纳米压印技术的发展，越来越多的领域使用纳米压印装置代替电子束光刻装置。其主要应用领域：高亮度光子晶体led、高密度磁盘介质 (hdd)、光学元器件 (光波导、微光学透镜、光栅、手机镜头 )、生物微流控器件等领域，运用纳米压印技术可快速制备出微纳米图形结构，避免使用昂贵的光学系统，可降低了装置成本，具有较高的性价比；并且纳米压印装置操作简单、性能可靠，重复性强。

3、高精度位移台作为纳米压印装置中必不可少的一个核心机构，在压印过程中，对于调整基片与模片之间的平行度，辅助实现基片和模片实现高精度对准，保障图形转印精度方面起到较大作用；受制于现有位移台精度过低，无法实现基片和模片之间的高精度对准，因此亟需对现有位移台结构进行改进。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种高精度位移台，该高精度位移台结构紧凑，能够通过粗调和精调相结合的方式，有效提升位移台的精度，继而满足工件加工需求。

2、本发明的第二目的在于提供一种纳米压印装置，该纳米压印装置结构紧凑，易于操作，且能够有效提升图案转印精度。

3、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

4、一种高精度位移台，包括：

5、卡盘，用于对基片进行固定；

6、粗调组件，用于对所述基片进行粗调，所述粗调组件包括升降底座、设置于所述升降底座上方的柔性铰链、设置所述升降底座并用于驱动所述柔性铰链绕rx,ry轴翻转的多个驱动件、以及盖设于所述柔性铰链上方的支撑板，所述支撑板的上方安装有所述卡盘；

7、精调组件，用于对所述基片进行精调，所述精调组件包括套设于所述柔性铰链外围且与所述支撑板的下底面紧固的支撑框、周向分布于所述柔性铰链四周并设置于所述支撑框与所述升降底座之间的多个压电驱动器、周向分布于所述支撑框内的滑道、以及与所述滑道滑动配合的楔形滑块，所述楔形滑块与所述压电驱动器的驱动端配合；

8、当所述楔形滑块受外力作用与所述压电驱动器的驱动端相抵触时，所述支撑板处于锁死状态或受多个所述压电驱动器作用处于精调状态；

9、当所述楔形滑块受外力作用与所述压电驱动器的驱动端相分离时，所述支撑板处于解锁状态且受多个所述驱动件作用处于粗调状态。

10、其中，还包括与所述粗调组件和所述精调组件相配合的检测组件，所述检测组件与外部电控装置电连接。

11、其中，所述滑道由外向内呈向下倾斜状设置，且所述压电驱动器的驱动端外露于所述滑道内；所述滑道远离所述柔性铰链的一端口与外部气动驱动装置相连接；所述楔形滑块远离所述柔性铰链的一端与外部机械驱动装置相连接。

12、其中，所述柔性铰链包括支撑体、周向分布于所述支撑体四周的多个铰链臂、以及设置于所述铰链臂远离所述支撑体一端的支撑块，所述支撑块的上表面位于所述支撑体上表面的上方，所述支撑块的上表面与所述支撑板紧固；所述铰链臂设置为四个且相邻夹角均成90度分布。

13、其中，所述驱动件的驱动端通过万向球与所述支撑块下底面相连接，所述驱动件的驱动端沿z轴方向运动。

14、其中，所述升降底座包括用于承载所述柔性铰链及所述压电驱动器的升降板，以及用于驱动所述升降板沿z轴方向往返运动的升降组件，所述升降组件设置为气垫或气动推杆。

15、一种纳米压印装置，包括上述所述的高精度位移台、用于承载所述高精度位移台的工作台、架设于所述工作台上方的机架、以及设置于所述机架顶部的纳米压印组件，所述纳米压印组件位于所述高精度位移台的上方；所述纳米压印组件包括压头、设置于所述压头底部的模片、以及设置于所述机架顶部通过视窗与所述模片相通的uv光固组件及对准组件。

16、其中，所述压头包括与所述机架紧固的多自由度位移台、设置于所述多自由度位移台下底面的吸盘、设置于所述吸盘下底面的所述模片、以及设置于所述吸盘顶面的透明玻璃板；所述透明玻璃板与所述模片之间的密封腔体与外部调压装置相连接；所述透明玻璃板上方设置有与所述uv光固组件及所述对准组件相贯通的视窗。

17、其中，所述压头包括与所述机架紧固的多自由度位移台、设置于所述多自由度位移台下底面的吸盘、以及设置于所述吸盘下底面的模板；所述模板的上方设置有与所述uv光固组件及所述对准组件相贯通的视窗；所述卡盘的四周套设有用于所述模板与所述基片贴合时抽真空的密封装置。

18、其中，所述机架顶部沿水平方向设置有丝杆传动组件，所述uv光固组件及所述对准组件受所述丝杆传动组件作用沿水平方向运动。

19、本发明的有益效果：本发明提供了一种高精度位移台，包括卡盘、粗调组件及精调组件，其中，粗调组件包括升降底座、柔性铰链、多个驱动件、以及支撑板；精调组件包括支撑框、多个压电驱动器、滑道、以及楔形滑块，楔形滑块与压电驱动器的驱动端配合；当所述楔形滑块受外力作用与压电驱动器的驱动端相抵触时，支撑板处于锁死状态或受多个压电驱动器作用处于精调状态；当楔形滑块受外力作用与压电驱动器的驱动端相分离时，支撑板处于解锁状态且受多个驱动件作用处于粗调状态，以此结构设计的高精度位移台，通过粗调组件和精调组件的相互配合，能够有效提升位移台的调平精度，继而满足工件加工需求；此外，本发明还提供了一种纳米压印装置，该纳米压印装置结构紧凑，易于操作，能够通过纳米压印组件与下方高精度位移台的配合，有效提升图案转印精度。

技术特征：

1.一种高精度位移台，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高精度位移台，其特征在于：还包括与所述粗调组件和所述精调组件相配合的检测组件，所述检测组件与外部电控装置电连接。

3.根据权利要求1所述的一种高精度位移台，其特征在于：所述滑道由外向内呈向下倾斜状设置，且所述压电驱动器的驱动端外露于所述滑道内；所述滑道远离所述柔性铰链的一端口与外部气动驱动装置相连接。

4.根据权利要求1所述的一种高精度位移台，其特征在于：所述柔性铰链包括支撑体、周向分布于所述支撑体四周的多个铰链臂、以及设置于所述铰链臂远离所述支撑体一端的支撑块，所述支撑块的上表面位于所述支撑体上表面的上方，所述支撑块的上表面与所述支撑板紧固；所述铰链臂设置为四个且相邻夹角均成90度分布。

5.根据权利要求4所述的一种高精度位移台，其特征在于：所述驱动件的驱动端通过万向球与所述支撑块的下底面活动连接，所述驱动件的驱动端沿z轴方向运动。

6.根据权利要求1所述的一种高精度位移台，其特征在于：所述升降底座包括用于承载所述柔性铰链及所述压电驱动器的升降板，以及用于驱动所述升降板沿z轴方向往返运动的升降组件，所述升降组件设置为气垫或气动推杆。

7.一种纳米压印装置，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述的高精度位移台、用于承载所述高精度位移台的工作台、架设于所述工作台上方的机架、以及设置于所述机架顶部的纳米压印组件，所述纳米压印组件位于所述高精度位移台的上方；所述纳米压印组件包括压头、设置于所述压头底部的模片、以及设置于所述机架顶部通过视窗与所述模片相通的uv光固组件及对准组件。

8.根据权利要求7所述的一种纳米压印装置，其特征在于，所述压头包括与所述机架紧固的多自由度位移台、设置于所述多自由度位移台下底面的吸盘、设置于所述吸盘下底面的所述模片、以及设置于所述吸盘顶面的透明玻璃板；所述透明玻璃板与所述模片之间的密封腔体与外部调压装置相连接；所述透明玻璃板上方设置有与所述uv光固组件及所述对准组件相贯通的所述视窗。

9.根据权利要求7所述的一种纳米压印装置，其特征在于，所述压头包括与所述机架紧固的多自由度位移台、设置于所述多自由度位移台下底面的吸盘、以及设置于所述吸盘下底面的模板；所述模板的上方设置有与所述uv光固组件及所述对准组件相贯通的所述视窗；所述卡盘的四周套设有用于所述模板与所述基片贴合时抽真空的密封装置。

10.根据权利要求7所述的一种纳米压印装置，其特征在于，所述机架顶部沿水平方向设置有丝杆传动组件，所述uv光固组件及所述对准组件受所述丝杆传动组件作用沿水平方向运动。

技术总结
本发明涉及纳米压印技术领域，公开了一种高精度位移台，包括卡盘、粗调组件及精调组件，当楔形滑块受外力作用与压电驱动器的驱动端相抵触时，支撑板处于锁死状态或受多个压电驱动器作用处于精调状态；当楔形滑块受外力作用与压电驱动器的驱动端相分离时，支撑板处于解锁状态且受多个驱动件作用处于粗调状态，以此结构设计的高精度位移台，通过粗调组件和精调组件的相互配合，能够有效提升位移台的调平精度，继而满足工件加工需求；此外，本发明还提供了一种纳米压印装置，该纳米压印装置结构紧凑，易于操作，能够通过纳米压印组件与下方高精度位移台的配合，有效提升图案转印精度。

技术研发人员：娄飞
受保护的技术使用者：深圳市雕拓科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12