專利名稱：用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種微操作系統(tǒng)，具體為一種可應(yīng)用于壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密
定位工作臺。
背景技術(shù)：
納米器件包括納米電子器件和納米光電器件，可廣泛應(yīng)用于電子學(xué)、光學(xué)、微機械 裝置、新型計算機等，是當(dāng)今新材料與新器件研究領(lǐng)域中最富有活力的研究領(lǐng)域，也是元器 件小型化、智能化、高集成化等的主流發(fā)展方向。納米器件由于具有潛在的巨大市場和國防 價值，使得其設(shè)計和制造的方法、途徑、工藝等成為眾多科學(xué)家、政府和大型企業(yè)研究和投 資的熱點。目前，納米器件的設(shè)計與制造正處于一個飛速發(fā)展時期，方法多種多樣，圖形化 技術(shù)就是其中之一。 納米壓印光刻技術(shù)是人們在探索更方便、價廉的設(shè)計和制備納米器件的過程中開 發(fā)出來的圖形化技術(shù)，用于納米圖形復(fù)制并可用來制作三維納米結(jié)構(gòu)。與其它光刻技術(shù)相 比，納米壓印技術(shù)具有分辨率高、制作成本低、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點，已成為下一代32納米工 藝的關(guān)鍵技術(shù)。具有極大潛在的競爭力和廣闊的應(yīng)用前景。在國內(nèi)外納米壓印技術(shù)發(fā)展過 程中，已逐漸形成了三大主流技術(shù)軟壓印技術(shù)、熱壓印技術(shù)、紫外壓印技術(shù)。熱壓印技術(shù)可 以彌補軟壓印工藝中彈性模板材料容易變形的不足，且加工效率比較高，但熱壓印過程中， 光刻膠經(jīng)過高溫、高壓、冷卻的變化過程，脫模后產(chǎn)生的壓印圖形常會出現(xiàn)變形現(xiàn)象，不易 進行多次或三維結(jié)構(gòu)的壓印。與前兩者相比，紫外壓印技術(shù)對環(huán)境要求較低，僅在室溫和低 壓力下就可以進行，提高了壓印精度。同時由于模板材料采用透明石英玻璃，易于實現(xiàn)模板 與基片之間的對準(zhǔn)，這使得紫外壓印技術(shù)更適合于多次壓印。除此以外，模板使用周期長以 及適于批量生產(chǎn)也是紫外壓印技術(shù)的主要優(yōu)點。這些特點都使得紫外壓印技術(shù)在ic制造 領(lǐng)域具有不可替代的優(yōu)越性。 壓印過程看似簡單，但要得到較高的壓印精度，則需要從多個方面綜合考慮。壓印 過程中要做到盡可能保證模板與基片的平行，使得模板與基片能夠均勻的接觸。若模板和 基片不平行，將得到鍥形的留模，甚至模板的一端直接接觸基片。如果鍥形留模的厚度超過 壓印特征的高度，那么在后續(xù)的干法等厚刻蝕時就會將特征刻蝕掉。同時模板與基片的不 平行也將會導(dǎo)致下壓時模板與基片的相對滑移，發(fā)生側(cè)向擴張，影響壓印精度。另外，在起 模時也會對壓印特征造成破壞。因此壓印過程中必須保證模板與基片的平行度，即模板與 基片的均勻接觸。壓印光刻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般包括以下主要部件①下壓機構(gòu)；②承載臺；③精 密定位工作臺；④用于固化光刻膠的紫外光光源等，其中精密定位工作臺是壓印光刻系統(tǒng) 的關(guān)鍵部分，由它保證模板與基片平行且能夠均勻接觸，使相對滑動盡可能的小，這樣才能 保證兩者之間的定位精度，保證壓印精度和壓印質(zhì)量。 現(xiàn)有的納米壓印設(shè)備中末端執(zhí)行件(模板和基片承載臺)平行度的調(diào)整大多采 用被動方式，即通過基片(或模板)承載臺柔性環(huán)節(jié)變形來保證兩者之間的平行度。例如 B. J. Choi等，步進閃光壓印光刻定位平臺的設(shè)計，Precision Engineering, 2001年25巻3
3期，192-199 (B. J. Choi， S. V. Sreenivasan， S. Jonhson， M. Colburn， C.G. Wilson, Designof orientation stage for step and flash imprint lithogr即hy，Precision Engineering, 2001,25(3) :192-199. )、 Jae-Jong Lee等，用于制備lOOnm線寬特征的納米壓印光刻 設(shè)備的設(shè)計與分析，Current Applied Physics, 2006年第6期，1007-1011 (Jae-Jong Lee， Kee—Bong Choi， Gee—Hong Kim， Design and analysis of the single—step nanoimprintinglithography equipment for sub_100nm linewidth， Current Applied Physics 2006， 6 :1007-1011.)、 Jae-Jong Lee等，用于制備50nm半傾斜特征的紫外 壓印光刻多頭納米壓印單元，SICEICASE International Joint Conference, 2006年， 4902-4904(Jae_JongLee， Kee_Bong Choi， Gee-Hong Kim et al， The UV_Nanoimprint Lithography withMulti—head nanoimprinting Unit for Sub—50nm Half—pitch Patterns, SICEICASEInternational Joint Conference 2006， 4902-4904.)中就報道了此 種類型的設(shè)備及相關(guān)技術(shù)；也有些研究者采用被動適應(yīng)、主動找平及手工調(diào)整相結(jié)合的方 式，如范細秋等，寬范圍高對準(zhǔn)精度納米壓印樣機的研制，中國機械工程，2005年，16巻增 刊，64-67、嚴(yán)樂等，冷壓印光刻工藝精密定位工作臺的研制，中國機械工程，2004年，15巻1 期，75-78.中報道的此類精密定位工作臺設(shè)計；而另一些研究者則另辟新徑，比如，董曉文 等，氣囊氣缸式紫外納米壓印系統(tǒng)的設(shè)計，半導(dǎo)體光電，2007年，28巻5期，676-684.中介紹 的技術(shù)。這些已有的技術(shù)中，自適應(yīng)調(diào)整精密定位系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉， 但它的定位精度，尤其平行度的調(diào)整精度較低，從而限制了加工精度和質(zhì)量的提高。雖然通 過主動找平和手工調(diào)整機構(gòu)，在一定程度上可以提高壓印模板和基片的平行度，但不能補 償壓印過程中由于壓印力不均勻而導(dǎo)致的模板和基片的平行度誤差。氣囊氣缸式壓印系統(tǒng) 克服了壓印過程中硅膠易伸張變形，壓印力分布不均勻，模板易破裂等不足但其真空室的 設(shè)計使用費用昂貴且壓印時間過長。基于上述精密定位系統(tǒng)的不足，具有新型機構(gòu)形式和 控制方法的主動調(diào)整型精密定位系統(tǒng)的研制，對促進IC加工技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論 意義和工程實用價值。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高剛度、高精度、低慣量、結(jié)構(gòu)
緊湊、無誤差積累且無機械摩擦、無間隙的六自由度精密定位工作臺。 本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是 本發(fā)明六自由度精密定位工作臺，它包括空間柔性機構(gòu)和平面柔性機構(gòu)，所述的 空間柔性機構(gòu)包括預(yù)緊機構(gòu)、三個第一位移傳感器和三個其軸線沿豎直方向設(shè)置的第一壓 電陶瓷驅(qū)動器，每個所述的第一壓電陶瓷驅(qū)動器底部通過螺栓與底座連接并且其上部通過 螺紋與第一球形接頭連接，所述的預(yù)緊機構(gòu)包括彈性預(yù)緊環(huán)、連接在所述的底座中心位置 的立柱和其上對稱的設(shè)置有兩個第一半圓形凹槽的三個下部彈性鉸鏈，所述的第一半圓凹 槽的軸線沿水平方向設(shè)置，每一所述的下部彈性鉸鏈的一側(cè)側(cè)壁與所述的立柱的上部側(cè)壁 相連為一體并且所述的底部彈性鉸鏈的另一側(cè)側(cè)壁與所述的彈性預(yù)緊環(huán)的底部相連為一 體，三個C形上支架的頂面與彈性預(yù)緊環(huán)的底面相連，三個C形下支架的底面與所述的底座 固定相連，所述的C形上支架的底面與C形下支架的頂面相對間隔設(shè)置，每一所述的第一 位移傳感器的兩個電極片分別螺紋連接于一個C形上支架的底面和一個C形下支架的頂
4面上，每一所述的第一球形接頭頂在所述的下部彈性鉸鏈與彈性預(yù)緊環(huán)相連一側(cè)的下側(cè)面 上；所述的平面柔性機構(gòu)包括剛性環(huán)、設(shè)置在所述的剛性環(huán)中心位置的其橫截面為三角形 的剛性支撐臺、三個柔性支鏈和其軸線沿水平方向設(shè)置的三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器，每個 第二壓電陶瓷驅(qū)動器的尾部通過螺栓與所述的剛性環(huán)連接并且其前部通過螺紋與第二球 形接頭連接，每一所述的柔性支鏈包括其上對稱的設(shè)置有兩個第二半圓形凹槽的三個上部 彈性鉸鏈，所述的第二半圓形凹槽的軸線沿豎直方向設(shè)置，所述的三個上部彈性鉸鏈之間 通過驅(qū)動連桿和中間連桿構(gòu)成直角形串聯(lián)連接，位于每一所述的柔性支鏈兩末端處的兩個 上部彈性鉸鏈分別與所述的剛性環(huán)和剛性支撐臺相連，每一第二球形接頭頂在所述的驅(qū)動 連桿側(cè)壁上，在剛性支撐臺的三個頂點位置以及剛性環(huán)上與之相對應(yīng)的位置上分別相對的 設(shè)置有三對L形支架，在每一對所述的支架上分別連接有一個第二位移傳感器的一個導(dǎo)電 片，所述的剛性支撐臺通過螺栓與動平臺相連，所述的剛性環(huán)通過螺栓連接于所述的彈性 預(yù)緊環(huán)頂面。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點 本發(fā)明設(shè)計的精密定位工作臺，采用柔性并聯(lián)結(jié)構(gòu)，具有高剛度、高精度、低慣量、 結(jié)構(gòu)緊湊、無誤差積累等優(yōu)點。 本發(fā)明設(shè)計的精密定位工作臺，采用單自由度半圓凹槽柔性鉸鏈作為傳動機構(gòu)， 具有無機械摩擦、無間隙的優(yōu)點。 本發(fā)明設(shè)計的精密定位工作臺基于單自由度柔性鉸鏈的彈性變形，所產(chǎn)生的鉸鏈 轉(zhuǎn)角變化及執(zhí)行器末端工作空間均很微小，可以有效消除并聯(lián)機構(gòu)固有的非線性等缺點。
本發(fā)明設(shè)計的精密定位工作臺采用壓電陶瓷驅(qū)動器推動驅(qū)動環(huán)節(jié)實現(xiàn)壓印光刻 過程中模板和基片間相對位置的主動調(diào)整?？勺鳛榧{米壓印光刻定位系統(tǒng)的輔助定位平 臺，實現(xiàn)納米壓印光刻過程中的微量進給和精密定位。
圖1是本發(fā)明的六自由度精密定位工作臺整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的六自由度精密定位工作臺整體結(jié)構(gòu)中剖去動平臺后結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的六自由度精密定位工作臺上部的平面柔性機構(gòu)底面與傳感器安 裝方式示意圖； 圖4是本發(fā)明的六自由度精密定位工作臺下部空間柔性機構(gòu)中預(yù)緊機構(gòu)與底座 固連所構(gòu)成的機構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的六自由度精密定位工作臺上部的平面柔性機構(gòu)正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明的六自由度精密定位工作臺上部的平面柔性機構(gòu)底面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其 功效，詳細說明如下。 本發(fā)明六自由度精密定位工作臺，它包括空間柔性機構(gòu)和平面柔性機構(gòu)兩部分。
如圖1 3，上部的可實現(xiàn)x-y- 9 z三個自由度的平面柔性機構(gòu)主要包括剛性環(huán) 2、設(shè)置在所述的剛性環(huán)2中心位置的其橫截面為三角形的剛性支撐臺11、三個柔性支鏈和其軸線沿水平方向設(shè)置的三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器14，每個第二壓電陶瓷驅(qū)動器14的尾 部通過螺栓與所述的剛性環(huán)2連接并且其前部通過螺紋與第二球形接頭13連接，每一所述 的柔性支鏈包括其上對稱的設(shè)置有兩個第二半圓形凹槽的三個上部彈性鉸鏈12，所述的第 二半圓形凹槽的軸線沿豎直方向設(shè)置，所述的三個上部彈性鉸鏈12之間通過驅(qū)動連桿16 和中間連桿15構(gòu)成直角形串聯(lián)連接，位于每一所述的柔性支鏈兩末端處的兩個上部彈性 鉸鏈12分別與所述的剛性環(huán)2和剛性支撐臺11相連，每一第二球形接頭13頂在所述的驅(qū) 動連桿16側(cè)壁上，在剛性支撐臺11的三個頂點位置以及剛性環(huán)2與之相對應(yīng)的位置上分 別相對的設(shè)置有三對L形支架17-1 、 17-2，在每一對所述的L形支架上分別連接有一個第二 位移傳感器18的一個導(dǎo)電片，所述的剛性支撐臺11通過螺栓與動平臺1相連。
如圖1和4所示，所述的空間柔性機構(gòu)包括預(yù)緊機構(gòu)、三個第一位移傳感器7和三 個其軸線沿豎直方向設(shè)置的第一壓電陶瓷驅(qū)動器6，每個所述的第一壓電陶瓷驅(qū)動器6底 部通過螺栓與底座8連接并且其上部通過螺紋與第一球形接頭4連接，所述的預(yù)緊機構(gòu)包 括彈性預(yù)緊環(huán)3、連接在所述的底座8中心位置的立柱9和其上對稱的設(shè)置有兩個第一半圓 形凹槽的三個下部彈性鉸鏈10，所述的第一半圓形凹槽的軸線沿水平方向設(shè)置，每一所述 的下部彈性鉸鏈10的一側(cè)側(cè)壁與所述的立柱9的上部側(cè)壁相連為一體并且所述的下部彈 性鉸鏈10的另一側(cè)側(cè)壁與所述的彈性預(yù)緊環(huán)3的底部相連為一體，三個C形上支架5-1的 頂面與彈性預(yù)緊環(huán)3的底面相連，所述的三個C形下支架5-2的底面與所述的底座8固定 相連，所述的C形上支架的底面與C形下支架的頂面相對間隔設(shè)置，每一所述的第一位移傳 感器7的兩個電極片分別設(shè)置在一個C形上支架5-1的底面和一個C形下支架5-2的頂面 上，每一所述的第一球形接頭4頂在一個所述的第一半圓形凹槽彈性鉸鏈10與彈性預(yù)緊環(huán) 3相連一側(cè)的下側(cè)面上。 如圖2和圖4，下部三自由度空間柔性機構(gòu)通過彈性預(yù)緊環(huán)3上的三個預(yù)緊孔31 和剛性環(huán)2上的三個剛性孔21與上部可實現(xiàn)x-y- 9 z三個自由度的平面柔性機構(gòu)螺栓連 接。下部彈性鉸鏈10—端與立柱9固連，另一端與彈性預(yù)緊環(huán)3固連。第一壓電陶瓷驅(qū)動 器6通過底座8上的三個底座孔81與底座8螺栓連接。上支架5-1通過三對上連接孔32 與彈性預(yù)緊環(huán)3螺紋連接，下支架5-2通過三對下連接孔82與底座8螺紋連接。
如圖5和圖6，上部的三自由度平面柔性機構(gòu)中，壓電陶瓷驅(qū)動器14通過剛性環(huán)2 上的三個安裝孔22與剛性環(huán)2螺栓連接。L形支架17-1通過三對孔112與剛性支撐臺11 螺紋連接，L形支架17-2通過三對支架孔23與剛性環(huán)2螺紋連接。 優(yōu)選的所述的三個第一壓電陶瓷驅(qū)動器沿圓周方向等間隔剛性固定在底座上并 與三個C形上、下支架之間相互間隔60。。這種布置方式使得整體結(jié)構(gòu)緊湊、保證驅(qū)動位置 的受力均勻及沿z方向運動的各向同性。 所述的空間柔性機構(gòu)中的三個下部彈性鉸鏈優(yōu)選的以等間隔的方式剛性固定在 彈性預(yù)緊環(huán)上。這種布置形式可以提供各向同性的側(cè)向剛度。 所述的平面柔性機構(gòu)中的三個柔性支鏈優(yōu)選的沿圓周方向等間隔固連于剛性環(huán) 和剛性支撐臺之間。這種布置方式可以提供沿圓周各向同性的切向剛度，限制動平臺繞x
軸和y軸的轉(zhuǎn)動。 計算機控制六通道的放大器提供第一、二壓電陶瓷驅(qū)動器6、14伸縮所需要的電 流。在預(yù)緊力的作用下，動平臺l可以根據(jù)控制信號運動。為了克服遲滯現(xiàn)象的影響，六個高精度的電容式位移傳感器7、18用來測量動平臺1的實際輸出，并形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。利 用建立的數(shù)學(xué)模型在線計算動平臺的定位誤差，并把補差電壓實時施加到第一壓電陶瓷驅(qū) 動器6和第二壓電陶瓷驅(qū)動器14上。兩個快速16位多通道D/A和A/D轉(zhuǎn)換器用來實現(xiàn)模 擬信號和數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換。 傳感器可以選用PI公司研制的D-050型號超高分辨率電容式位置傳感器。
所發(fā)明的六自由度精密定位工作臺可作為納米壓印光刻定位系統(tǒng)的輔助定位平 臺，實現(xiàn)納米壓印過程中的微量進給和精密定位。 本裝置中上部的平面柔性機構(gòu)可以實現(xiàn)x-y- e z三個自由度的主動調(diào)整，下部的
空間柔性機構(gòu)可以實現(xiàn)e x- e y-z三個自由度的主動調(diào)整，兩者結(jié)合后可以實現(xiàn)空間內(nèi)六 個自由度的位置調(diào)整。為了說明其工作方式，這里首先設(shè)定x軸，y軸位于水平面內(nèi)而z軸
垂直于x軸，y軸組成的平面且三者滿足右手法則。 上部的平面柔性機構(gòu)的工作過程為同時驅(qū)動三個壓電陶瓷驅(qū)動器14，那么經(jīng) 柔性支鏈傳遞后，輸入作用力施加于剛性支撐臺11三個頂點位置并且其方向分別夾角為 120° ，如果令施加在這三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器14上的驅(qū)動電流大小(或方向)不相同， 那么當(dāng)產(chǎn)生的三個驅(qū)動力矩相互平衡而驅(qū)動力的合作用不為零且方向與x軸(或y軸)方 向一致時，動平臺l可產(chǎn)生xoy面內(nèi)沿x軸(或y軸)的平動；反之，若產(chǎn)生的三個驅(qū)動力 矩合作用不為零而驅(qū)動力的合力為零時，動平臺l可產(chǎn)生繞z軸的轉(zhuǎn)動；另外，若產(chǎn)生的三
個驅(qū)動力矩合作用以及驅(qū)動力的合力均不為零時，動平臺1可同時實現(xiàn)x-y- e z三個自由
度的主動調(diào)整；如果令施加在這三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器14上的驅(qū)動電流相同，那么產(chǎn)生 的三個驅(qū)動力的合力為零，動平臺1只受到三個驅(qū)動力矩的合作用，這時，動平臺1可產(chǎn)生 繞z軸的轉(zhuǎn)動。 下部的空間柔性機構(gòu)的工作過程為同時驅(qū)動三個第一壓電陶瓷驅(qū)動器6，那么 其上部的下部彈性鉸鏈10發(fā)生相應(yīng)的彈性彎曲變形，產(chǎn)生方向平行于z軸的輸入作用力施 加于彈性預(yù)緊環(huán)3上，引起其相應(yīng)的彈性變形，經(jīng)傳遞作用于動平臺1。如果施加在這三個 第二壓電陶瓷驅(qū)動器14上的驅(qū)動電流大小(或方向)不同，那么所產(chǎn)生的三個驅(qū)動力及其 對應(yīng)的三個驅(qū)動力矩的合作用亦不能平衡，這樣可以使得動平臺1產(chǎn)生繞x軸(或y軸) 的轉(zhuǎn)動和沿z軸的平動；如果令施加在這三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器14上的驅(qū)動電流相同， 那么產(chǎn)生的三個驅(qū)動力矩的合作用為零，動平臺1只受到三個同向的驅(qū)動力的作用，這時， 動平臺l可產(chǎn)生沿z軸的平動。
權(quán)利要求
用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺，其特征在于它包括空間柔性機構(gòu)和平面柔性機構(gòu)，所述的空間柔性機構(gòu)包括預(yù)緊機構(gòu)、三個第一位移傳感器和三個其軸線沿豎直方向設(shè)置的第一壓電陶瓷驅(qū)動器，每個所述的第一壓電陶瓷驅(qū)動器底部通過螺栓與底座連接并且其上部通過螺紋與第一球形接頭連接，所述的預(yù)緊機構(gòu)包括彈性預(yù)緊環(huán)、連接在所述的底座中心位置的立柱和其上對稱的設(shè)置有兩個第一半圓形凹槽的三個下部彈性鉸鏈，所述的第一半圓凹槽的軸線沿水平方向設(shè)置，每一所述的下部彈性鉸鏈的一側(cè)側(cè)壁與所述的立柱的上部側(cè)壁相連為一體并且所述的底部彈性鉸鏈的另一側(cè)側(cè)壁與所述的彈性預(yù)緊環(huán)的底部相連為一體，三個C形上支架的頂面與彈性預(yù)緊環(huán)的底面相連，三個C形下支架的底面與所述的底座固定相連，所述的C形上支架的底面與C形下支架的頂面相對間隔設(shè)置，每一所述的第一位移傳感器的兩個電極片分別螺紋連接于一個C形上支架的底面和一個C形下支架的頂面上，每一所述的第一球形接頭頂在所述的下部彈性鉸鏈與彈性預(yù)緊環(huán)相連一側(cè)的下側(cè)面上；所述的平面柔性機構(gòu)包括剛性環(huán)、設(shè)置在所述的剛性環(huán)中心位置的其橫截面為三角形的剛性支撐臺、三個柔性支鏈和其軸線沿水平方向設(shè)置的三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器，每個第二壓電陶瓷驅(qū)動器的尾部通過螺栓與所述的剛性環(huán)連接并且其前部通過螺紋與第二球形接頭連接，每一所述的柔性支鏈包括其上對稱的設(shè)置有兩個第二半圓形凹槽的三個上部彈性鉸鏈，所述的第二半圓形凹槽的軸線沿豎直方向設(shè)置，所述的三個上部彈性鉸鏈之間通過驅(qū)動連桿和中間連桿構(gòu)成直角形串聯(lián)連接，位于每一所述的柔性支鏈兩末端處的兩個上部彈性鉸鏈分別與所述的剛性環(huán)和剛性支撐臺相連，每一第二球形接頭頂在所述的驅(qū)動連桿側(cè)壁上，在剛性支撐臺的三個頂點位置以及剛性環(huán)上與之相對應(yīng)的位置上分別相對的設(shè)置有三對L形支架，在每一對所述的支架上分別連接有一個第二位移傳感器的一個導(dǎo)電片，所述的剛性支撐臺通過螺栓與動平臺相連，所述的剛性環(huán)通過螺栓連接于所述的彈性預(yù)緊環(huán)頂面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺，其特征在于所述的三個第一壓電陶瓷驅(qū)動器沿圓周方向等間隔剛性固定在底座上。
3. 權(quán)利要求l所述的用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺，其特征在于所述的空間柔性機構(gòu)中的三個下部彈性鉸鏈以等間隔的方式剛性固定在彈性預(yù)緊環(huán)上。
4. 權(quán)利要求l所述的用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺，其特征在于所述的平面柔性機構(gòu)中的三個柔性支鏈沿圓周方向等間隔固連于剛性環(huán)和剛性支撐臺之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺臺，其特征在于它還包括一個計算機，所述的計算機用于輸出電壓信號給第一、二壓電陶瓷驅(qū)動器，讀取所述的六個位移傳感器輸出的位移信號并與計算機中的設(shè)定值比較后輸出位移補償電壓控制信號給所述的第一、二壓電陶瓷驅(qū)動器。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于納米壓印光刻系統(tǒng)的六自由度精密定位工作臺，其中空間柔性機構(gòu)包括預(yù)緊機構(gòu)、三個第一位移傳感器和三個第一壓電陶瓷驅(qū)動器，預(yù)緊機構(gòu)包括與剛性環(huán)相連的彈性預(yù)緊環(huán)、底座、立柱、三個底部彈性鉸鏈和第一位移傳感器，壓電陶瓷驅(qū)動器頂在彈性鉸鏈上；平面柔性機構(gòu)包括剛性環(huán)、剛性支撐臺、三個柔性支鏈和三個第二壓電陶瓷驅(qū)動器，每一柔性支鏈包括三個頂部彈性鉸鏈，三個第二彈性鉸鏈之間通過驅(qū)動連桿和中間連桿連接，兩個第二彈性鉸鏈分別與剛性環(huán)和剛性支撐臺相連，第二壓電陶瓷驅(qū)動器頂在驅(qū)動連桿上，三對支架，在每對支架上連接有一個第二位移傳感器，剛性支撐臺與動平臺相連。此工作臺分辨率高、動態(tài)響應(yīng)速度快。
文檔編號G03F7/00GK101726997SQ20091022913
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者張大衛(wèi), 田延嶺, 賈曉輝 申請人:天津大學(xué)