CN113066747A - 掩膜版和硅片对准装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掩膜版和硅片对准装置，包括：硅片夹紧部件，其包括下底板以及下夹紧组件；掩膜版夹紧部件，其可平移设置在所述硅片夹紧部件上，所述掩膜版夹紧部件包括上底板以及上夹紧组件；以及调整部件，其用于使所述掩膜版夹紧部件在所述硅片夹紧部件上的平移，以将所述掩膜版夹紧部件上的掩膜版与所述硅片夹紧部件上的硅片对准。本发明通过简单的机构即可实现掩膜版与硅片的对准与压紧要求，可显著降低成本和结构复杂性；本发明通过调整部件可实现对掩膜版角度调节和两个方向的微调，能达到精准的对准需求；本发明的掩膜版夹紧部件可在对准过程中保持掩膜版与硅片存在一定间隙，压紧时又可保证掩膜版和硅片接触的紧密性。

Description

掩膜版和硅片对准装置
技术领域
本发明涉及微纳加工领域，特别涉及一种掩膜版和硅片对准装置。
背景技术
随着半导体行业的不断发展，如今对半导体的研究不仅局限在拥有雄厚资金实力和技术装备储备的大型企业，越来越多的中小企业也投入到半导体行业的研发中，而半导体研发中的关键一步是对硅片的加工。在硅片的加工领域，通过掩膜版对硅片进行加工是一种常用的方法。该加工方法的首要步骤是实现掩膜版和硅片的图形的对准，将硅片上图形的位置、方向和变形，与掩模版上的图形建立起正确关系。
目前掩膜版的对准过程是通过吸盘真空吸附的方式进行的，在吸盘对掩膜版和硅片进行吸附后，借助三维精密位移台和显微镜的观察来实现两者的对准与压紧，该方法可以实现高效且准确的对准。但是真空吸附式的掩膜版对准方式需要专业的设备，存在设备成本高，占地空间大的问题，很难适用于中小型企业或科研院所实验室的研发场合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种掩膜版和硅片对准装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种掩膜版和硅片对准装置，包括：
硅片夹紧部件，其包括下底板以及设置在所述下底板上的用于夹紧硅片的下夹紧组件；
掩膜版夹紧部件，其可平移设置在所述硅片夹紧部件上，所述掩膜版夹紧部件包括上底板以及设置在所述上底板上的用于夹紧掩膜版的上夹紧组件；
以及调整部件，其用于使所述掩膜版夹紧部件在所述硅片夹紧部件上的平移，以将所述掩膜版夹紧部件上的掩膜版与所述硅片夹紧部件上的硅片对准；
所述调整部件包括可转动设置在所述下底板上的L型定位板、间隔设置在所述L型定位板的第一定位板上的至少两个第一调节螺丝以及间隔设置在所述L型定位板的第二定位板上的至少两个第二调节螺丝，所述第一定位板和第二定位板垂直连接，所述第一定位板和第二定位板的连接处与所述下底板可转动连接，所述第一调节螺丝和第二调节螺丝与所述上底板的相互垂直的两个面分别顶压以实现所述上底板在所述下底板上的平面位置的调整。
优选的是，还包括可拆卸连接在所述调整部件上的两片具有不同厚度的塞尺。
优选的是，其中一片塞尺的厚度大于所述硅片和掩膜版的厚度之和，另一片塞尺的厚度小于所述硅片和掩膜版的厚度之和。
优选的是，所述第一定位板和第二定位板的连接处设置有与所述下底板连接的转轴销，所述转轴销上套设有轴承。
优选的是，所述上底板上还间隔设置有若干球头柱塞，所述球头柱塞底部的球头顶压在所述下底板的上表面上。
优选的是，所述下夹紧组件包括设置在所述下底板的一端且对称分布于所述硅片两侧的两个第一下夹紧块以及设置在所述下底板上且处于所述两个第一下夹紧块的对侧的一个第二下夹紧块。
优选的是，所述第一下夹紧块具有与所述硅片的外圆相切的第一下夹紧平面，两个所述第一下夹紧平面呈V型对称分布于所述硅片两侧。
优选的是，所述第二下夹紧块通过第二下夹紧平面与所述硅片的切边接触，所述两个第一下夹紧面的对称轴与所述第二下夹紧平面的中垂线重合。
优选的是，所述上夹紧组件包括设置在所述上底板的一端且对称分布于所述掩膜版两侧的两个第一上夹紧块以及设置在所述上底板上且处于所述两个第一上夹紧块的对侧的一个第二上夹紧块；
所述第一上夹紧块具有与所述掩膜版的外圆相切的第一上夹紧平面，两个所述第一上夹紧平面呈V型对称分布于所述掩膜版两侧。
优选的是，所述第二上夹紧块通过第二上夹紧平面与所述掩膜版的切边接触，所述两个第一上夹紧平面的对称轴与所述第二上夹紧平面的中垂线重合。
本发明的有益效果是：
本发明的掩膜版和硅片对准装置，通过简单的机构即可实现掩膜版与硅片的对准与压紧要求，可显著降低成本和结构复杂性；
本发明通过调整部件可实现对掩膜版角度调节和两个方向的微调，能达到精准的对准需求；
本发明的掩膜版夹紧部件可在对准过程中保持掩膜版与硅片存在一定间隙，压紧时又可保证掩膜版和硅片接触的紧密性。
附图说明
图1为本发明的掩膜版和硅片对准装置的结构示意图；
图2为本发明的掩膜版和硅片对准装置的结构示意图；
图3为本发明的掩膜版和硅片对准装置的结构示意图；
图4为本发明的掩膜版和硅片对准装置的结构示意图；
图5为本发明的掩膜版和硅片对准装置的结构示意图。
附图标记说明：
1—硅片夹紧部件；10—下底板；11—下夹紧组件；12—第一下夹紧块；13—第二下夹紧块；14—第一下夹紧平面；15—第二下夹紧平面；16—支撑部；
2—掩膜版夹紧部件；20—上底板；21—上夹紧组件；22—第一上夹紧块；23—第二上夹紧块；24—第一上夹紧平面；25—第二上夹紧平面；26—球头柱塞；
3—调整部件；30—L型定位板；31—第一定位板；32—第二定位板；33—第一调节螺丝；34—第二调节螺丝；35—转轴销；36—轴承；
4—硅片；5—掩膜版；6—塞尺。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-5所示，本实施例的一种掩膜版和硅片对准装置，包括：
硅片夹紧部件1，其包括下底板10以及设置在下底板10上的用于夹紧硅片4的下夹紧组件11；
掩膜版夹紧部件2，其可平移设置在硅片夹紧部件1上，掩膜版夹紧部件2包括上底板20以及设置在上底板20上的用于夹紧掩膜版5的上夹紧组件21；
以及调整部件3，其用于使掩膜版夹紧部件2在硅片夹紧部件1上的平移，以将掩膜版夹紧部件2上的掩膜版5与硅片夹紧部件1上的硅片4对准；
调整部件3包括可转动设置在下底板10上的L型定位板30、间隔设置在L型定位板30的第一定位板31上的至少两个第一调节螺丝33以及间隔设置在L型定位板30的第二定位板32上的至少两个第二调节螺丝34，第一定位板31和第二定位板32垂直连接，第一定位板31和第二定位板32的连接处与下底板10可转动连接，第一调节螺丝33和第二调节螺丝34与上底板20的相互垂直的两个面分别顶压以实现上底板20在下底板10上的平面位置的调整。本实施例中，第一调节螺丝33和第二调节螺丝34均包括两个，通过第一调节螺丝33和第二调节螺丝34从两个方向对上底板20施加推力，从而可调节上底板20相对于下底板10在X方向和Y方向的位置。
掩膜版夹紧部件2倒扣安装在硅片夹紧部件1上后，由于L型定位板30可相对下底板10转动，先通过L型定位板30转动来推动上底板20转动，以调整掩膜版5与硅片4较大的角度偏差；L型定位板30角度调整好后，通过螺钉连接在上底板20上(可先预紧，后续微调后再次紧固)，并通过螺钉将L型定位板30牢固连接在下底板10上，然后调节第一调节螺丝33和第二调节螺丝34，通过顶压上底板20对上底板20进行微调，从而微调掩膜版5和硅片4的相对位置，借助显微镜观察，实现掩膜版5和硅片4的图形对准。
在一种优选的实施例中，第一定位板31和第二定位板32的连接处设置有与下底板10连接的转轴销35，转轴销35上套设有轴承36。L型定位板30通过轴承36与转轴销35配合，从而能在下底板10上自由转动。
在一种优选的实施例中，上底板20上还间隔设置有若干球头柱塞26，球头柱塞26底部的球头顶压在下底板10的上表面上。球头柱塞26用于在对准过程中将掩膜版夹紧部件2顶起，使得掩膜版5和硅片4之间存在间隙，避免在对准过程中相对滑移调整时产生磨损，压紧时球头柱塞26的球头收缩可实现掩膜版5和硅片4的紧密压紧。
在一种优选的实施例中，下夹紧组件11包括设置在下底板10的一端且对称分布于硅片4两侧的两个第一下夹紧块12以及设置在下底板10上且处于两个第一下夹紧块12的对侧的一个第二下夹紧块13。第一下夹紧块12具有与硅片4的外圆相切的第一下夹紧平面14，两个第一下夹紧平面14呈V型对称分布于硅片4两侧。第二下夹紧块13通过第二下夹紧平面15与硅片4的切边接触，两个第一下夹紧面的对称轴与第二下夹紧平面15的中垂线重合。通过两个第一下夹紧块12和一个第二下夹紧块13施加挤压力从而实现硅片4的夹紧，夹紧后硅片4表面高度略突出于第一下夹紧块12和第二下夹紧块13表面。
在一种优选的实施例中，上夹紧组件21包括设置在上底板20的一端且对称分布于掩膜版5两侧的两个第一上夹紧块22以及设置在上底板20上且处于两个第一上夹紧块22的对侧的一个第二上夹紧块23；第一上夹紧块22具有与掩膜版5的外圆相切的第一上夹紧平面24，两个第一上夹紧平面24呈V型对称分布于掩膜版5两侧。第二上夹紧块23通过第二上夹紧平面25与掩膜版5的切边接触，两个第一上夹紧平面24的对称轴与第二上夹紧平面25的中垂线重合。通过两个第一上夹紧块22和一个第二上夹紧块23施加挤压力从而实现掩膜版5的夹紧，夹紧后掩膜版5表面高度略突出于第一上夹紧块22和第二上夹紧块23表面。
在一种优选的实施例中，下底板10上还设置有支撑部16，支撑部16上设置有孔位，以供L型定位板30连接固定。
在一种优选的实施例中，该掩膜版5和硅片4对准装置还包括可拆卸连接在调整部件3上的两片具有不同厚度的塞尺6。其中一片塞尺6(厚塞尺6)的厚度大于硅片4和掩膜版5的厚度之和，另一片塞尺6(薄塞尺6)的厚度小于硅片4和掩膜版5的厚度之和。两片塞尺6可用于判断上底板20和下底板10是否压紧合适(上底板20和下底板10之间的压紧通过螺丝紧固来实现)：压紧过程中，厚塞尺6无法塞入上底板20和下底板10之间的空隙、而薄塞尺6可塞入时，说明压紧力合适，从而能保证掩膜版5和硅片4接触的紧密性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，包括：
硅片夹紧部件，其包括下底板以及设置在所述下底板上的用于夹紧硅片的下夹紧组件；
掩膜版夹紧部件，其可平移设置在所述硅片夹紧部件上，所述掩膜版夹紧部件包括上底板以及设置在所述上底板上的用于夹紧掩膜版的上夹紧组件；
以及调整部件，其用于使所述掩膜版夹紧部件在所述硅片夹紧部件上的平移，以将所述掩膜版夹紧部件上的掩膜版与所述硅片夹紧部件上的硅片对准；
所述调整部件包括可转动设置在所述下底板上的L型定位板、间隔设置在所述L型定位板的第一定位板上的至少两个第一调节螺丝以及间隔设置在所述L型定位板的第二定位板上的至少两个第二调节螺丝，所述第一定位板和第二定位板垂直连接，所述第一定位板和第二定位板的连接处与所述下底板可转动连接，所述第一调节螺丝和第二调节螺丝与所述上底板的相互垂直的两个面分别顶压以实现所述上底板在所述下底板上的平面位置的调整。
2.根据权利要求1所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，还包括可拆卸连接在所述调整部件上的两片具有不同厚度的塞尺。
3.根据权利要求2所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，其中一片塞尺的厚度大于所述硅片和掩膜版的厚度之和，另一片塞尺的厚度小于所述硅片和掩膜版的厚度之和。
4.根据权利要求1所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述第一定位板和第二定位板的连接处设置有与所述下底板连接的转轴销，所述转轴销上套设有轴承。
5.根据权利要求1所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述上底板上还间隔设置有若干球头柱塞，所述球头柱塞底部的球头顶压在所述下底板的上表面上。
6.根据权利要求5所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述下夹紧组件包括设置在所述下底板的一端且对称分布于所述硅片两侧的两个第一下夹紧块以及设置在所述下底板上且处于所述两个第一下夹紧块的对侧的一个第二下夹紧块。
7.根据权利要求6所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述第一下夹紧块具有与所述硅片的外圆相切的第一下夹紧平面，两个所述第一下夹紧平面呈V型对称分布于所述硅片两侧。
8.根据权利要求7所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述第二下夹紧块通过第二下夹紧平面与所述硅片的切边接触，所述两个第一下夹紧面的对称轴与所述第二下夹紧平面的中垂线重合。
9.根据权利要求5所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述上夹紧组件包括设置在所述上底板的一端且对称分布于所述掩膜版两侧的两个第一上夹紧块以及设置在所述上底板上且处于所述两个第一上夹紧块的对侧的一个第二上夹紧块；
所述第一上夹紧块具有与所述掩膜版的外圆相切的第一上夹紧平面，两个所述第一上夹紧平面呈V型对称分布于所述掩膜版两侧。
10.根据权利要求9所述的掩膜版和硅片对准装置，其特征在于，所述第二上夹紧块通过第二上夹紧平面与所述掩膜版的切边接触，所述两个第一上夹紧平面的对称轴与所述第二上夹紧平面的中垂线重合。
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