一種適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構的製作方法

2023-07-06 04:21:01 2

專利名稱：一種適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及固定夾緊機構，特別是一種適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構。
上述LIGA工藝技術中的關鍵環節即是掩模與矽片標記的對準技術，現有的用於掩模的對準都是在線對準，所以固定方式均為對準後在線固定，其固定有通過真空吸附或是磁吸附以及機構固定，這些裝置的結構特點決定了不能離線到別處進行掃描曝光，如果要離線對準，夾緊後易產生滑動或位置偏移，造成對準精度降低，這樣直接影響著圖形的套刻。
本實用新型內容本實用新型的技術解決問題是提供一種能確保高精度的適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，該機構能保證在掩模矽片對準後夾緊過程不產生任何側向滑動或位移，而且由於夾緊力量的足夠大，以致於在裝入掃描工作檯後，掃描工件臺在快速、變加速度掃描曝光後照樣能保證掩模、矽片間不發生相對位移，保證了對準精度不受損失。
本實用新型的技術解決方案是一種適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特點在於由預壓緊機構和最終夾緊機構組成，其中預壓緊機構包括支撐著整個預壓緊機構的剛性基座平臺，由渦輪渦杆、絲杆和與渦輪渦杆相連接的手輪限力機構組成的壓力傳遞機構，及由連杆和與連杆相接的壓緊塊組成的連杆機構，壓力傳遞機構中的絲杆與連杆機構中的連杆螺紋連接，同時壓力傳遞機構還與基準平臺接觸；最終夾緊機構包括由其上放置矽片的矽片座、與矽片座連接用於左右支撐矽片的矽片架及鎖緊杆組成的矽片底板，由貼有掩模的掩模架以及由壓板、壓緊頭和螺母組成的夾緊機構，夾緊機構的壓板與掩模架接觸，最終夾緊機構中的矽片架與預壓緊機構中的剛性基準平臺通過螺釘緊固連接在一起。本實用新型的工作過程分為兩步，首先將掩模與矽片自動(或手動)對準後，由預壓緊機構對掩模與矽片進行預壓，待預壓緊後，由最終夾緊機構壓緊，最後，鬆開預壓緊機構，取出夾緊後的掩模矽片架，送到掃描工件臺上進行掃描曝光。
本實用新型與現有技術相比具有的優點是可以離線對準，且對準精度高，由於對準後的掩模、矽片通過以上採取的一系列措施夾緊後，取出緊密夾緊的掩模、矽片座，再送到掃描工件臺掃描曝光，經曝光完後再與夾緊前對比掩模與矽片之間的位置變化在0.25微米以內，該夾緊技術已成功運用於為中國科技大學國家同步輻射實驗室LIGA站中的離線對準系統，該系統的最終對準精度在0.25微米以內，包括電視對準精度和整個夾緊精度在的夾緊精度小於0.25微米。
圖3是本實用新型的最終夾緊機構機械結構圖；圖4是圖3中鎖緊杆的機械結構圖；圖5是圖3中的壓板機械結構圖；圖6是本實用新型掩模與矽片對準後的標尺顯示圖。
本實用新型的工作過程是首先將掩模25與矽片21自動(或手動)對準後，由預壓緊機構1對掩模25與矽片21進行預壓緊，其預壓緊過程是，使手輪限力機構14帶動渦輪渦杆12轉動，從而帶動中間絲杆13旋轉，由於絲杆13與連杆15連接，這樣絲杆13的轉動帶動連杆15上下運動，使四個等高的壓緊塊16傳遞壓力到掩模架26，使掩模架26儘量壓緊矽片架23，另外，為了保證圖2中的四個壓緊塊16在下降壓緊掩模架26的過程中不發生左右晃動，連杆15兩側的四個高精度軸承19保證連杆15垂直運動，以免在運動過程中連杆15在水平面內左右晃動；待預壓緊後，由最終夾緊機構2實現最終夾緊，其夾緊過程是當預壓緊機構2中的壓緊塊16傳遞壓力到掩模架26，使掩模架26儘量壓緊矽片架23後，手動使兩個扁平螺母29旋轉鎖緊，其旋轉力通過壓緊頭28傳遞到壓板27，從而使貼有掩模25的掩模架26最終壓緊到矽片架23上，使掩模25與矽片21對準壓緊；最後，鬆開預壓緊機構中的手輪限力機構14，取出夾緊後的掩模矽片架，送到掃描工件臺上進行掃描曝光。
如圖4所示，鎖緊杆24的卵形頭是帶有2-3微米過盈量與矽片架21緊密配合，使鎖緊杆24與矽片架21固為一體，在鎖緊螺母29時的旋轉力不會傳遞到掩模架1上。
如圖5所示，壓板27的結構做成通過四個直徑為1.5毫米的小圓柱傳遞壓力，其中的四個小圓柱的等高性在0.01毫米以，其中間的通孔為方形，和鎖緊杆24的形狀一致，且兩者過度配合。此外，鎖緊螺母29與壓板27之間傳遞壓力的上下兩壓緊頭28的接觸面做成球頭形的，這樣的結構對壓力的垂直傳遞也起了很大的作用。
在鎖緊螺母29的過程中，不能先鎖緊一邊的螺母再鎖緊另一邊，而應該兩邊同時進行。鎖緊螺母的板手上也應有一限力機構，以保證每次鎖緊後掩模架25與矽片架21之間的夾緊力保持一致。
預壓緊機構1中的壓緊塊16的高度可由圓頭頂絲18調節，壓力大小以最終夾緊機構2中的扁平螺母29鎖緊螺栓時不至於使掩摸架26平移為準，其大小可由手輪限力機構14控制。矽片座22與矽片架23是先通過螺釘固緊再一起研磨，以保證其整體性。
權利要求1.一種適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特徵在於由預壓緊機構(1)和最終夾緊機構(2)組成，預壓緊機構(1)包括支撐著整個預壓緊機構(1)的剛性基座平臺(11)，由渦輪渦杆(12)、絲杆(13)和與渦輪渦杆(12)相接的手輪限力機構(14)組成的壓力傳遞機構，及由連杆(15)和與連杆(15)相接觸的壓緊塊(16)組成的連杆機構，壓力傳遞機構中的絲杆(13)與連杆機構中的連杆(15)螺紋連接，同時壓力傳遞機構還與基準平臺(11)相接觸；最終夾緊機構(2)包括由承載矽片(21)的矽片座(22)，由通過螺釘固定到矽片架(23)及與矽片架(23)過盈配合的鎖緊杆(24)組成的矽片底板，由貼有掩模(25)的掩模架(26)以及由壓板(27)、壓緊頭(28)和螺母(29)組成的夾緊機構，夾緊機構的壓板(27)與掩模架(26)相接觸，最終夾緊機構(2)中的矽片架(23)與預壓緊機構中(1)的剛性基準平臺(11)通過螺釘緊(3)固連接在一起，預壓緊機構(1)中的壓緊塊(16)與掩模架(26)相接觸。
2.根據權利要求1所述的適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特徵在於鎖緊螺母(29)與壓板(27)之間傳遞壓力的上下兩壓緊頭(28)的接觸面形狀為球頭形。
3.根據權利要求1所述的適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特徵在於鎖緊杆(24)的卵形頭有2-3微米的過盈量與矽片架(23)緊密配合。
4.根據權利要求1所述的適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特徵在於壓板(27)中間的通孔為方形，與鎖緊杆(24)的形狀一致，且為過度配合。
5.根據權利要求1所述的適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特徵在於壓板(27)作為傳遞壓力的結構為四點等高的小圓柱。
6.根據權利要求1所述的適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，其特徵在於在連杆(15)的兩端還安裝有保證連杆(15)垂直運動的C級軸承(19)。
專利摘要一種適用於掩模與矽片對準後固定的夾緊機構，由預壓緊機構和最終夾緊機構組成，預壓緊機構包括剛性基座平臺，由渦輪渦杆、絲杆和手輪限力機構組成的壓力傳遞機構，及由連杆和壓緊塊組成的連杆機構；最終夾緊機構包括矽片座、矽片架及鎖緊杆組成的矽片底板，由貼有掩模的掩模架以及由壓板、壓緊頭和螺母組成的夾緊機構，最終夾緊機構中的矽片架與預壓緊機構中的剛性基準平臺通過螺釘緊固連接在一起，工作時分為兩步，首先將掩模與矽片自動(或手動)對準後，由預壓緊機構對掩模與矽片進行預壓，待預壓緊後，由最終夾緊機構壓緊，最後鬆開預壓緊機構，取出夾緊後的掩模矽片架，送到掃描工件臺上進行掃描曝光，本實用新型具有對準精度高，可以離線對準的優點。
文檔編號H01L21/00GK2588527SQ0228877
公開日2003年11月26日 申請日期2002年12月9日 優先權日2002年12月9日
發明者李聲, 馮常 申請人:中國科學院光電技術研究所