Um den Anforderungen an präzise Antriebe innerhalb von Waferprüfsystemen und optischen Systemen von Rasterelektronenmikroskopen im Bereich der Mikro- und Nanoelektronikfertigung gerecht zu werden, wird in dieser Studie ein kleb-gleitender piezoelektrischer Antrieb mit makro-mikro-nano-übergreifender Ansteuerung vorgeschlagen. Zunächst werden die Konstruktion des Läufer- und Statoraufbaus sowie das Antriebsprinzip des Antriebs ausführlich erläutert, wobei die Abmessungsparameter der Statorstruktur mittels Finite-Elemente-Simulation optimiert wurden. Anschließend wurde ein dynamisches Modell des Antriebs erstellt und seine Schrittverhalten analysiert. Die Ergebnisse der dynamischen Simulation zeigen, dass der Antrieb über mikroskopische Schrittverschiebungen verfügt. Schließlich wurde ein Prototyp des Antriebs gefertigt und ein Prüfsystem aufgebaut, um dessen Ausgangsleistung zu bewerten. Die Testergebnisse zeigen eine maximale Leerlaufgeschwindigkeit von 20,3 mm/s, eine maximale Schrittverschiebung von 15,82 μm, eine Positionierungsauflösung von bis zu 70 nm, eine maximale Last von 2,2 N, wodurch die Anforderungen für makroskopische Großwegsbewegungen, mikrometergenaue Schrittverschiebungen und nanometergenaue hochpräzise Positionierungen im übergreifenden Antrieb erfüllt werden. Diese Studie bietet eine wichtige theoretische und experimentelle Grundlage für den Einsatz kleb-gleitender piezoelektrischer Antriebe im Antrieb der Blendenlamelle innerhalb optischer Systeme von Rasterelektronenmikroskopen sowie in Waferinspektionsplattformen.

kleb-gleitender piezoelektrischer Antrieb;übergreifend;präzise Positionierung;dynamische Modellierung