CN103616797B - 一种具有快速对准功能的新型纳米压印设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备，包括机台，还包括：压印腔机构，其设置于上述机台上；模板平台，其连接一球轴和一Z轴运动驱动装置，该模板平台的上方还设置有一视觉观察装置；基板平台，其设置于上述机台上、上述模板平台的下方，该基板平台通过一平台驱动装置驱动，在上述压印腔机构和模板平台之间来回移动。本发明不但可以实现多层图像套刻压印，而且可以形成对准、贴合和压印等一系列的工作，提高整体的工作效率。

Description

一种具有快速对准功能的新型纳米压印设备

技术领域

本发明涉及一种纳米压印设备，特别涉及一种具有快速对准功能的新型纳米压印设备。

背景技术

目前，所使用的纳米压印设备主要由传动装置、加热装置、压印装置、真空装置和相关电气装置等组装而成。将贴合好的模板和基板放置于传动装置上，该传动装置其实是一可活动的平台，传动装置将贴合好的模板和基板送入到压印腔中，加热装置开始加热，真空装置将压印腔形成压力差，通过工艺的调整将图形转移到压印胶上。

但是，目前的纳米压印设备仅能实现简单的压印功能，且需要人工去辅助，如将贴合好的模板和基板放置于传动装置上，工作效率不高；并且在需要实现多层图像套刻压印的时候，没有对准机构的压印设备无法实现，目前的纳米压印设备显然并不能满足这一要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种可以实现多层图像套刻压印且工作效率高的具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备，包括机台，还包括：

压印腔机构，其设置于上述机台上；

模板平台，其连接一球轴和一Z轴运动驱动装置，该模板平台的上方还设置有一视觉观察装置；

基板平台，其设置于上述机台上、上述模板平台的下方，该基板平台通过一平台驱动装置驱动，在上述压印腔机构和模板平台之间来回移动。

优选地，上述的模板平台还连接一旋转运动驱动装置和一XY轴运动驱动装置。

优选地，上述的平台驱动装置包括设置在上述基板平台下的传动平台和连接该传动平台的皮带轮机构。

优选地，上述的传动平台还设置于一导轨上，该导轨设置于上述机台上，其包括垂直相交的第一导轨单元和第二导轨单元，上述模板平台设置于该第一导轨单元处，上述压印腔机构设置于该第二导轨单元处。

优选地，上述的基板平台上还设置有夹紧装置。

优选地，上述的视觉观察装置还连接一第二Z轴运动驱动装置和第二XY轴运动驱动装置。

采用以上技术方案的有益效果在于：本发明的设备主要包括了压印腔机构、具有球轴和Z轴运动驱动装置的模板平台和可以在压印腔机构和模板平台之间来回移动的基板平台，通过上述的模板平台、基板平台和压印腔机构的结合作用，不但可以保证基板和模板之间的平行度，实现压印模板与基底的微图案对准调整，从而实现多层图像套刻压印，而且可以形成对准、贴合、压印等一系列的工作，提高了整体的工作效率。

附图说明

图1是本发明的具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备在一侧位置上的结构示意图。

图2是本发明的具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备在另一侧位置上的结构示意图。

图3是本发明的具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备在俯视位置上的结构示意图。

图4是本发明的具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备的立体图1。

图5是本发明的具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备的立体图2。

其中，1.机台 2.压印腔机构 21.压力气缸 22.增压密封单元 23.密封型腔单元 3.模板平台31.球轴 32. Z轴运动驱动装置 33.旋转运动驱动装置 34.XY轴运动驱动装置 35.模板平台支架 4.视觉观察装置 41.第二Z轴运动驱动装置 42.第二XY轴运动驱动装置 5.基板平台 51.夹紧装置 6.平台驱动装置 61.传动平台 62.皮带轮机构 7.导轨 71.第一导轨单元 72.第二导轨单元。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

如图1-5所示，本发明所涉及的新型纳米压印设备的第一种实施方式中，其包括机台1；压印腔机构2，其设置于机台1上，该压印腔机构2具体可以包括压力气缸21、增压密封单元22和密封型腔单元23等，其作用是对贴合好的基板和模板进行密封压印，该压印腔机构2的结构和组成属于现有技术可以获知的知识，在此不再赘述；模板平台3，其连接一球轴31和一Z轴运动驱动装置32，具体可以是通过模板平台支架35进行连接，该模板平台3通过Z轴运动驱动装置32的作用下降到与基板接触的位置，再通过球轴31进行的多方向多角度的摆动，从而将基板和模板调整到平行的位置，Z轴运动驱动装置32可以采用丝杠螺母等部件来手动调节，也可以采用其他如电机等的驱动方式，该模板平台3的上方还设置有一视觉观察装置4，该视觉观察机构4具体可以包括显微镜、CCD相机、显微镜光源和显微镜安装座等，其作用是观察模板和基片的中心是否对齐，视觉观察机构4其实并不限于采用如上的部件，其为现有技术中可以获知的，在此不再赘述；基板平台5，其设置于机台1上、上述模板平台3的下方，该基板平台5通过一平台驱动装置6驱动，在上述压印腔机构2和模板平台3之间来回移动，该基板平台5内还可以设置加热盘装置，来对贴合好的基板和模板进行加热。通过上述的模板平台3、基板平台5和压印腔机构2的结合作用，不但可以保证基板和模板之间的平行度，从而实现多层图像套刻压印，而且可以形成对准、贴合、压印等一系列的工作，提高了整体的工作效率。

如图2、4和5所示，本发明所涉及的新型纳米压印设备的第二种实施方式中，上述的模板平台3还连接一旋转运动驱动装置33和一XY轴运动驱动装置34，使得模板平台3还可以做旋转和沿XY轴运动，该驱动装置可以采用丝杠螺母等部件来手动调节，也可以采用其他如电机等的驱动方式。

如图2和5所示，本发明所涉及的新型纳米压印设备的第三种实施方式中，上述的平台驱动装置6包括设置在基板平台5下的传动平台61和连接该传动平台61的皮带轮机构62，通过传动平台61和皮带轮机构62的作用来带动基板平台5运动，实现从对准工位向压印工位的移动。

如图3和4所示，本发明所涉及的新型纳米压印设备的第四种实施方式中，上述的传动平台61还设置于一导轨7上，该导轨7设置于机台1上，其包括垂直相交的第一导轨单元71和第二导轨单元71，模板平台3设置于第一导轨单元71处，压印腔机构2设置于第二导轨单元71处，通过设置第一导轨单元71和第二导轨单元71，可以将基板平台5准确无误地从对准工位送入压印工位。

如图1和4所示，本发明所涉及的新型纳米压印设备的第五种实施方式中，上述的基板平台5上还设置有夹紧装置51，该夹紧装置51可以包括有多个压块，除了压块，也可以设置压杆等多种方式。设置夹紧装置51，可以在完成对模板和基板的找平和对准工序后，对其两者直接进行夹紧，然后就可以迅速地送入压印腔机构2进行压印。

如图2和4所示，本发明所涉及的新型纳米压印设备的第六种实施方式中，上述的视觉观察装置4还连接一第二Z轴运动驱动装置41和第二XY轴运动驱动装置42，使得在对准作业时还可以对视觉观察装置4进行位置的调整，从而扩大调整的空间。该驱动装置可以采用丝杠螺母等部件来手动调节，也可以采用其他如电机等的驱动方式。

下面介绍本发明优选方式下的工作过程：将模板置于模板平台3上，一般是通过真空吸附将基片固定在其上，基板则一般通过同样的方式固定于基板平台5上，随后通过Z轴运动驱动机构32驱动球轴31和模板平台3朝向基板平台5的方向运动，使得基板平台5上的基板与模板平台3上的模板相挤压，球轴自身会自适应到一个位置（即两个平台平行的位置），这时锁定球轴31（可以是通过设置于球轴31内的螺钉等零件顶紧球轴），即实现了模板和基片的找平，随后可以再通过旋转运动驱动机构33和XY轴运动驱动机构34分别驱动模板平台3旋转和沿着XY轴运动来实现基板和模板的靶标的对准，在实现对准调节后，基片与模板紧贴，这时夹紧机构51下落，将基板与模板夹紧，然后通过平台驱动装置6驱动将基板平台5送入压印腔机构2进行压印作业。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.具有快速对准和压印功能的新型纳米压印设备，包括机台，其特征在于：还包括：

压印腔机构，其设置于所述机台上；

模板平台，其连接一球轴和一Z轴运动驱动装置，所述模板平台的上方还设置有一视觉观察装置；

基板平台，其设置于所述机台上、所述模板平台的下方，所述基板平台通过一平台驱动装置驱动，在所述压印腔机构和所述模板平台之间来回移动，所述平台驱动装置包括设置在所述基板平台下的传动平台和连接所述传动平台的皮带轮机构，所述的传动平台还设置于一导轨上，所述导轨设置于所述机台上，其包括垂直相交的第一导轨单元和第二导轨单元，所述模板平台设置于所述第一导轨单元处，所述压印腔机构设置于所述第二导轨单元处。

2.根据权利要求1所述的新型纳米压印设备，其特征在于：所述模板平台还连接一旋转运动驱动装置和一XY轴运动驱动装置。

3.根据权利要求1所述的新型纳米压印设备，其特征在于：所述基板平台上还设置有夹紧装置。

4.根据权利要求1所述的新型纳米压印设备，其特征在于：所述视觉观察装置还连接一第二Z轴运动驱动装置和第二XY轴运动驱动装置。