基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法与流程

1.本发明属于纳米压印技术领域，具体涉及一种基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法。


背景技术：

2.随着微纳加工技术的不断发展和进步，纳米压印技术突破了传统光刻在特征尺寸减小过程中的难题，具有分辨率高、低成本、高产率的特点，广泛应用于半导体制造、mems、生物芯片等各个有涉及微纳加工之领域。
3.纳米压印技术主要通过纳米压印胶，将模板上的微纳结构转移到待加工基片上。由于微纳结构特别小，甚小的偏差都会影响压印效果，故模板与基片之间具有较高的平行度要求。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提出了基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法。
5.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.本发明公开一种基于干涉仪的纳米压印找平设备，用于对第一固定板的第一合模面和第二调节块的第二合模面进行找平，包括：
7.至少一个干涉仪，干涉仪用于检测第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面上任一点的实时距离d；
8.平移组件，包括：与干涉仪传动连接的平移驱动装置以及平移支架，干涉仪安装于平移支架上，平移驱动装置能够带动干涉仪在第一平面内进行平移，第一平面与第一合模面或第二合模面平行；
9.控制装置，控制装置分别与平移驱动装置和干涉仪电连接，控制装置用于控制平移驱动装置动作，且接收干涉仪检测的实时距离d，并对其进行判断，判断第一合模面与第二合模面是否平行。
10.在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
11.作为优选的方案，纳米压印找平设备包括：n个干涉仪，且n≥2。
12.作为优选的方案，所有干涉仪等间隔地置于同一条直线上排列。
13.作为优选的方案，平移支架包括：x轴导轨、与x轴导轨滑动连接的x轴板、与x轴板传动连接的x轴驱动装置、安装于x轴板上的y轴导轨、与y轴导轨滑动连接的y轴板以及与y轴板传动连接的y轴驱动装置，所有干涉仪安装于y轴板上。
14.作为优选的方案，干涉仪能够升降。
15.此外，本发明还公开一种基于干涉仪的纳米压印找平方法，利用上述任一种纳米压印找平设备进行操作，具体包括：
16.步骤s1：开启一个干涉仪；
17.步骤s2：干涉仪获得其在位置(x1，y1)时，第一固定板的第一合模面与第二调节块
的第二合模面的实时距离并发送给控制装置；
18.步骤s3：控制装置控制平移组件带动干涉仪到达位置(x
p
，y
p
)，干涉仪获得其在该位置时，第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离并发送给控制装置；
19.步骤s4：重复s3，k1次，获得且k1≥3；
20.步骤s5：控制装置对进行判断，
21.若均小于设定偏差值，则判定第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面平行；
22.否则，判定为不平行，调节装置根据各个位置点的值与设定偏差值之间的差值，对第二调节块进行调节，调节后，再重复步骤s2-步骤s5，直至各个位置点的值均小于设定偏差值。作为优选的方案，至少三个位置点不共线。
23.此外，本发明还公开另一种基于干涉仪的纳米压印找平方法，利用上述任一种纳米压印找平设备进行操作，具体包括：
24.步骤s1：开启n个干涉仪，且n≥2；
25.步骤s2：控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿y轴同步移动y
(j)
距离，获得针对该yj距离的并发送给控制装置；
26.其中，
27.为第i个干涉仪第j次移动的起始点对应的第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离；
28.为第i个干涉仪第j次移动的结束点对应的第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离；
29.步骤s3：控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿x轴同步运动x距离；
30.步骤s4：重复步骤s2-s3，k2次，获得次，获得且k2≥3；
31.步骤s5：控制装置对进行判断，
32.若均小于设定偏差值，则判定第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面平行；
33.否则，判定为不平行，调节装置根据值与设定偏差值之间的差值，对第二调
节块进行调节，调节后，再重复步骤s2-步骤s5，直至各个值均小于设定偏差值。
34.作为优选的方案，控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿y轴同步移动相同的距离。
35.作为优选的方案，控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿y轴同步移动不同的距离。
36.本发明一种基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法，具有以下有益效果：
37.第一，本发明公开一种用于对第一固定板的第一合模面和第二调节块的第二合模面进行找平的找平设备，其利用干涉仪检测获得实时距离，并发送给控制装置。
38.第二，本发明公开两种找平方法，一种找平方法利用点来判断两个面是否平行，另一种方法利用直线来判断两个面是否平面，其可以采用两种方法共同判断，提高其判断精度，也可以择一判断。
39.第三，本发明结构简单，易于实现，适用于各种纳米压印设备，适宜推广应用。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1为本发明实施例提供的纳米压印找平设备(具有一个干涉仪)的俯视图。
42.图2为本发明实施例提供的纳米压印找平设备(具有一个干涉仪)的侧视图。
43.图3为本发明实施例提供的第一固定板和第二调节块之间距离d的示意图。
44.图4为本发明实施例提供的纳米压印找平设备(具有两个干涉仪)的俯视图。
45.图5为本发明实施例提供的纳米压印找平设备(具有两个干涉仪)的侧视图。
46.其中：1-第一固定板，2-第二调节块，31-第一合模面，32-第二合模面，4-干涉仪，5-x轴导轨，6-x轴板，7-x轴驱动装置，8-y轴导轨，9-y轴板，10-平移支架。
具体实施方式
47.下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
50.另外，“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件或步骤，不应当解释为排除附加的部件或步骤。
51.为了达到本发明的目的，基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法的其中一些实施
例中，如图1-3所示，纳米压印找平设备用于对第一固定板1的第一合模面31和第二调节块2的第二合模面32进行找平，包括：一个干涉仪4、平移组件以及控制装置。
52.第一固定板1置于第二调节块2的上方，纳米压印找平设备置于第一固定板1的上方。上述第一固定板1可以但不限于为用于纳米压印的玻璃(最大厚度70mm，最多6层的透明材料)，第二调节块2可以但不限于为晶圆或者玻璃。
53.干涉仪4用于检测第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32上任一点的实时距离d；平移组件包括：与干涉仪4传动连接的平移驱动装置以及平移支架10，干涉仪4安装于平移支架10上，平移驱动装置能够带动干涉仪4在第一平面内进行平移，第一平面与第一合模面31或第二合模面32平行；控制装置分别与平移驱动装置和干涉仪4电连接，控制装置用于控制平移驱动装置动作，且接收干涉仪4检测的实时距离d，并对其进行判断，，判断第一合模面与第二合模面是否平行，判断数值精度达0.2μm。
54.进一步，平移支架10包括：x轴导轨5、与x轴导轨5滑动连接的x轴板6、与x轴板6传动连接的x轴驱动装置7、安装于x轴板6上的y轴导轨8、与y轴导轨8滑动连接的y轴板9以及与y轴板9传动连接的y轴驱动装置(图中未示出)，所有干涉仪4安装于y轴板9上。
55.本发明还公开一种基于干涉仪4的纳米压印找平方法，利用上述纳米压印找平设备进行操作，具体包括：
56.步骤s1：开启一个干涉仪4；
57.步骤s2：干涉仪4获得其在位置(x1，y1)时，第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32的实时距离并发送给控制装置；
58.步骤s3：控制装置控制平移组件带动干涉仪4到达位置(x
p
，y
p
)，干涉仪4获得其在该位置时，第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32的实时距离并发送给控制装置；
59.步骤s4：重复s3，3次，获得
60.步骤s5：控制装置对进行判断，
61.若均小于设定偏差值(如：0.5μm)，则第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32平行；
62.否则，判定为不平行，调节装置根据各个位置点的否则，判定为不平行，调节装置根据各个位置点的值与设定偏差值之间的差值，对第二调节块进行调节，调节后，再重复步骤s2-步骤s5，直至各个位置点的值均小于设定偏差值。
63.其中：位置(x1，y1)、位置(x2，y2)、位置(x3，y3)不共线。
64.上述方法根据不共线的三点确定一个平面的原理，即可判定上述位置形成的平面高低是否一致，进而判定上下平面是否平行。
65.进一步，在一些实施例中，位置(x1，y1)、位置(x2，y2)、位置9x3，y3)为等边三角形的三个顶点。
66.此外，在另一些实施例中，如图4-5所示，纳米压印找平设备包括：两个干涉仪4、平移组件以及控制装置，两个干涉仪4置于同一条直线上排列，且其之间的距离固定不变。
67.本发明还公开另一种基于干涉仪4的纳米压印找平方法，利用上述具有两个干涉仪4的纳米压印找平设备进行操作，具体包括：
68.步骤s1：开启两个干涉仪4；
69.步骤s2：控制装置控制平移组件带动两个干涉仪4沿y轴同步移动y
(j)
距离，获得针对该yj距离的并发送给控制装置；
70.其中，
[0071][0072]
为第1个干涉仪4第j次移动的起始点对应的第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32的实时距离；
[0073]
为第1个干涉仪4第j次移动的结束点对应的第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32的实时距离；
[0074]
为第2个干涉仪4第j次移动的起始点对应的第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32的实时距离；
[0075]
为第2个干涉仪4第j次移动的结束点对应的第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32的实时距离；
[0076]
步骤s3：控制装置控制平移组件带动两个干涉仪4沿x轴同步运动x距离；
[0077]
步骤s4：重复步骤s2-s3，3次，获得s3，3次，获得
[0078]
步骤s5：控制装置对进行判断，
[0079]
若若均小于设定偏差值(如：0.5μm)，则第一固定板1的第一合模面31与第二调节块2的第二合模面32平行；
[0080]
否则，判定为不平行，调节装置根据否则，判定为不平行，调节装置根据值与设定偏差值之间的差值，对第二调节块进行调节，调节后，再重复步骤s2-步骤s5，直至各个值均小于设定偏差值。
[0081]
其中，控制装置控制平移组件带动两个干涉仪4沿y轴同步移动相同的距离，即：y
(1)
＝y
(2)
＝y
(3)
。
[0082]
本发明根据两条平行且不重合的线确定一个平面的原理。即可判定形成的这个平面高低是否一致，进而判定上下平面是否平行。相对于第一个方法利用点来确定是否平行的方法，利用直线来确定，更精确，所检测的范围更广。
[0083]
当然，在另一些实施例中，控制装置控制平移组件带动两个干涉仪4沿y轴同步移动不同的距离，可以为y
(1)
＜y
(2)
＜y
(3)
。
[0084]
为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，上述干涉仪4能够升降，在找平前调试干涉仪4至合适高度。
[0085]
本发明一种基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法，具有以下有益效果：
[0086]
第一，本发明公开一种用于对第一固定板1的第一合模面31和第二调节块2的第二合模面32进行找平的找平设备，其利用干涉仪4检测获得实时距离，并发送给控制装置。
[0087]
第二，本发明公开两种找平方法，一种找平方法利用点来判断两个面是否平行，另一种方法利用直线来判断两个面是否平面，其可以采用两种方法共同判断，提高其判断精度，也可以择一判断。
[0088]
第三，本发明结构简单，易于实现，适用于各种纳米压印设备，适宜推广应用。
[0089]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0090]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0091]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.基于干涉仪的纳米压印找平设备，用于对第一固定板的第一合模面和第二调节块的第二合模面进行找平，其特征在于，包括：至少一个干涉仪，所述干涉仪用于检测所述第一固定板的第一合模面与所述第二调节块的第二合模面上任一点的实时距离d；平移组件，包括：与所述干涉仪传动连接的平移驱动装置以及平移支架，所述干涉仪安装于所述平移支架上，所述平移驱动装置能够带动干涉仪在第一平面内进行平移，所述第一平面与第一合模面或第二合模面平行；控制装置，所述控制装置分别与所述平移驱动装置和干涉仪电连接，所述控制装置用于控制所述平移驱动装置动作，且接收所述干涉仪检测的实时距离d，并对其进行判断，判断第一合模面与第二合模面是否平行。2.根据权利要求1所述的纳米压印找平设备，其特征在于，所述纳米压印找平设备包括：n个干涉仪，且n≥2。3.根据权利要求2所述的纳米压印找平设备，其特征在于，所有所述干涉仪等间隔地置于同一条直线上排列。4.根据权利要求1-3任一项所述的纳米压印找平设备，其特征在于，所述平移支架包括：x轴导轨、与所述x轴导轨滑动连接的x轴板、与所述x轴板传动连接的x轴驱动装置、安装于所述x轴板上的y轴导轨、与所述y轴导轨滑动连接的y轴板以及与所述y轴板传动连接的y轴驱动装置，所有所述干涉仪安装于所述y轴板上。5.根据权利要求1-3任一项所述的纳米压印找平设备，其特征在于，所述干涉仪能够升降。6.基于干涉仪的纳米压印找平方法，其特征在于，利用如权利要求1-5任一项所述的纳米压印找平设备进行操作，具体包括：步骤s1：开启一个干涉仪；步骤s2：干涉仪获得其在位置x1，y1时，第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离并发送给控制装置；步骤s3：控制装置控制平移组件带动干涉仪到达位置x
p
，y
p
，干涉仪获得其在该位置时，第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离并发送给控制装置；步骤s4：重复s3，k1次，获得且k1≥3；步骤s5：控制装置对进行判断，若均小于设定偏差值，则判定第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面平行；否则，判定为不平行，调节装置根据各个位置点的值与设定偏差值之间的差值，对第二调节块进行调节，调节后，再重复步骤s2-步骤s5，直至各个位置点的值均小
于设定偏差值。7.根据权利要求6所述的纳米压印找平方法，其特征在于，至少三个位置点不共线。8.基于干涉仪的纳米压印找平方法，其特征在于，利用如权利要求1-5任一项所述的纳米压印找平设备进行操作，具体包括：步骤s1：开启n个干涉仪，且n≥2；步骤s2：控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿y轴同步移动y
(j)
距离，获得针对该y
j
距离的并发送给控制装置；其中，其中，为第i个干涉仪第j次移动的起始点对应的第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离；为第i个干涉仪第j次移动的结束点对应的第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面的实时距离；步骤s3：控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿x轴同步运动x距离；步骤s4：重复步骤s2-s3，k2次，获得，且k2≥3；步骤s5：控制装置对进行判断，若均小于设定偏差值，则判定第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面平行；否则，判定为不平行，调节装置根据值与设定偏差值之间的差值，对第二调节块进行调节，调节后，再重复步骤s2-步骤s5，直至各个值均小于设定偏差值。9.根据权利要求8所述的纳米压印找平方法，其特征在于，所述控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿y轴同步移动相同的距离。10.根据权利要求8所述的纳米压印找平方法，其特征在于，所述控制装置控制平移组件带动n个干涉仪沿y轴同步移动不同的距离。

技术总结
本发明公开一种基于干涉仪的纳米压印找平设备及方法，用于对第一固定板的第一合模面和第二调节块的第二合模面进行找平，包括：至少一个干涉仪，干涉仪用于检测第一固定板的第一合模面与第二调节块的第二合模面上任一点的实时距离d；平移组件，包括：与干涉仪传动连接的平移驱动装置以及平移支架，干涉仪安装于平移支架上，平移驱动装置能够带动干涉仪在第一平面内进行平移，第一平面与第一合模面或第二合模面平行；控制装置，控制装置分别与平移驱动装置和干涉仪电连接，控制装置用于控制平移驱动装置动作，且接收干涉仪检测的实时距离d，并对其进行判断。本发明结构简单，能够快速判断两个平面是否平行，适用于各种纳米压印设备。备。备。


技术研发人员：田绪威 刘晓成 史晓华
受保护的技术使用者：苏州光越微纳科技有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/6