【技术实现步骤摘要】
涉及半导体制造、生物科技，具体涉及三自由度宏微复合压电纳米探针台。
技术介绍
1、探针台在半导体制造和生物
中是非常重要的精密检测设备之一。目前，随着半导体芯片制造技术的发展，芯片的尺寸逐渐缩小，已经从10微米级进入到3纳米级，芯片检测的需求也从二维检测转三维检测。此外，微纳加工、生物技术中的细胞操作等应用场景对高精度的定位和稳定操作提出了更高的要求。现有的探针台大多采用伺服电机或马达驱动，这些传统驱动方式虽然可以提供一定的移动精度，但在实现纳米级精度的定位控制方面存在明显的局限性，特别是在宏观和微观驱动系统之间的协同控制上，精度和稳定性难以兼顾。
2、例如，传统的伺服电机驱动探针台在进行微纳尺度的检测时，由于电机的结构复杂、体积较大，其惯性和响应速度无法满足纳米级别的高精度操作需求。而且，宏动与微动系统之间的耦合问题也难以解决，导致探针台在进行大范围运动和精细定位时效率低下，无法满足现代高精度制造和检测的要求。
3、目前的研究主要集中在如何提高探针台的定位精度、响应速度以及降低能耗等方面，例如通过改进控制算法、优化伺服系统，以及在结构设计上引入新材料等方式来提高探针台的性能。然而，现有技术在面对跨尺度(从毫米到纳米)的高精度定位需求时，仍然存在以下几个技术难题：
4、1.宏微复合驱动的协同控制难度大：宏观驱动和微观驱动系统之间的耦合问题较难解决，容易导致精度损失。
5、2.定位精度和稳定性难以兼顾：现有的探针台在进行高速移动时难以保持高精度的稳定控制，尤其是在进行微小物体的
6、3.结构复杂且能耗较高：传统电机驱动结构复杂，导致设备体积较大，能耗较高，不利于节能和设备的小型化。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的，现有的电机驱动探针台的协同控制难度大、定位精度和稳定性难以兼顾以及结构复杂且能耗较高的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
2、三自由度宏微复合压电纳米探针台，包括：
3、探针台台面、xy宏动机构、xy微动机构及z向机构；
4、所述xy宏动机构包括x压电马达和y压电马达，分别用于实现x轴和y轴方向的几十毫米级的水平移动；
5、所述xy微动机构用于实现x轴和y轴方向上几纳米至几十纳米级的精确移动；
6、所述z向机构用于实现z轴方向上的几十微米级升降；
7、所述探针台台面用于承载承载物，还用于沿xy轴方向驱动所述承载物移动。
8、进一步，提供一个优选实施方式，所述z向机构采用压电陶瓷作为动力源。
9、进一步，提供一个优选实施方式，所述z向机构的外壳与所述压电陶瓷为一体化设计。
10、进一步，提供一个优选实施方式，所述x压电马达和y压电马达采用直线导轨支撑。
11、进一步，提供一个优选实施方式，所述xy微动机构通过压电陶瓷驱动。
12、进一步，提供一个优选实施方式，所述xy微动机构中的压电陶瓷为对称布置。
13、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了半导体测试方法，通过所述的探针台实现，包括：
14、采集承载物放置信号的步骤；
15、根据xy宏动机构的信号，得到承载物的快速定位信号的步骤；
16、根据xy微动机构的信号，得到承载物的精确定位信号的步骤；
17、根据所述精确定位信号，发送垂直方向位置调整信号的步骤。
18、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行所述的方法。
19、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行所述的方法。
20、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机程序产品，作为计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现所述的方法。
21、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案的有益之处在于：
22、压电驱动技术通过压电陶瓷的伸缩变形实现了纳米级的高精度定位。这一方式使得在z轴方向上的升降控制精度显著提升，解决了传统伺服电机惯性大、响应速度慢的问题，从而实现了在微小物体的三维检测中的高精度操作。这在与传统的伺服电机系统相比时，表现出更高的稳定性和精度。
23、通过宏微复合的驱动设计，本专利技术成功实现了大范围快速移动与局部精细调整的结合。xy宏动机构提供了几十毫米级的快速移动能力，而xy一体化微动机构则实现了几纳米至几十纳米级的精细移动。这种设计有效地解决了宏微驱动系统之间的耦合问题，使得大范围移动与高精度定位能够同时实现，明显提升了设备的工作效率和操作便捷性。
24、z机构外壳与压电陶瓷一体化的设计，使得整体结构紧凑，增强了设备的抗震性能和稳定性。通过将压电陶瓷嵌入到整体结构中，减少了传统设备中因部件分离而导致的振动和精度损失，从而保证了设备在高精度操作中的可靠性。与其他研究中通过增加支撑结构来提高稳定性的方式相比，本专利技术的设计更加简洁高效。
25、压电驱动的低能耗特点相较于传统的电机驱动方式，显著降低了设备的能耗。这一特性使得本专利技术在长期使用中具有更好的节能效果，并且由于设备产生的热量减少，从而提高了整体系统的运行稳定性和寿命。这一点在与现有电机驱动探针台的对比中，体现出了更好的环境友好性和经济性。
26、适合应用于半导体制造、生物科技的测试工作中。
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1.三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述Z向机构采用压电陶瓷作为动力源。
3.根据权利要求2所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述Z向机构的外壳与所述压电陶瓷为一体化设计。
4.根据权利要求1所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述X向压电马达和Y向压电马达采用直线导轨支撑。
5.根据权利要求1所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述XY一体化微动机构通过压电陶瓷驱动。
6.根据权利要求5所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述XY微动机构中的压电陶瓷为对称布置。
7.半导体测试方法，通过权利要求1所述的探针台实现，其特征在于，包括：
8.计算机储存介质，用于储存计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被计算机读取时，所述计算机执行权利要求7所述的方法。
9.计算机，包括处理器和储存介质，其特征在于，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机
10.计算机程序产品，作为计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被执行时，实现权利要求7所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述z向机构采用压电陶瓷作为动力源。
3.根据权利要求2所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述z向机构的外壳与所述压电陶瓷为一体化设计。
4.根据权利要求1所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述x向压电马达和y向压电马达采用直线导轨支撑。
5.根据权利要求1所述的三自由度宏微复合压电纳米探针台，其特征在于，所述xy一体化微动机构通过压电陶瓷驱动。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈捷，陈峰，杨明远，刘秉强，李立安，高强，顾兴龙，
申请(专利权)人：哈尔滨芯明天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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