纳米级压印工作台闭环自对准定位技术

"压印工作台的纳米级自找准定位研究 (2003年)" 本文主要探讨了在分步压印光刻工艺中实现纳米级自对准定位的关键技术。压印光刻是一种高精度的微纳制造技术，对设备的定位精度有着极高的要求。在2003年的这篇论文中，作者刘红忠、丁玉成、卢秉恒和全涛介绍了他们开发的一套闭环超高精度定位系统，该系统特别设计用于满足这一工艺的对准需求。 该系统的核心组成部分包括光栅、驱动器和激光干涉仪。光栅作为位置检测的基础，通过两组粗细光栅和相应的光强传感器，能够实现对工作台三维位置的精确测量。这种双层光栅的设计可以有效地补偿并消除由外界干扰导致的激光干涉仪误差，从而提高整个系统的定位精度。 驱动环节采用了宏微两级结构，这意味着系统能够在大范围移动（宏观）和精细调整（微观）之间切换，对应于粗精两组光栅的检测结果进行驱动。这样的设计不仅能够满足分步式压印光刻过程中多点定位的需求，还能确保在多层压印时的精确对准。 为了进一步提升驱动过程中的定位精度和抗干扰性能，研究团队引入了精确模型匹配（Exact Model Matching，EMM）算法。EMM算法能够在动态环境下优化工作台的运动轨迹，确保每次步进精度小于10纳米，多层压印的重复对准精度小于20纳米，实现了超高的定位精度要求。 通过这些技术创新，该系统将整体定位找准精度控制在8纳米以内，这对于当时的纳米制造技术来说是一项重大突破。此项研究对于推动微电子、半导体和纳米科技领域的发展具有重要意义，特别是在微纳米尺度的精密制造和光刻工艺上提供了新的解决方案。论文的关键词涵盖了压印光刻、光栅、对准、驱动器和定位，表明其关注点集中在这些关键的技术元素上。该文的发表也反映了西安交通大学在机械工程领域的学术研究水平。