專利名稱：一種適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及固定夾緊機(jī)構(gòu)，特別是一種適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)。
上述LIGA工藝技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)即是掩模與硅片標(biāo)記的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，現(xiàn)有的用于掩模的對(duì)準(zhǔn)都是在線對(duì)準(zhǔn)，所以固定方式均為對(duì)準(zhǔn)后在線固定，其固定有通過(guò)真空吸附或是磁吸附以及機(jī)構(gòu)固定，這些裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了不能離線到別處進(jìn)行掃描曝光，如果要離線對(duì)準(zhǔn)，夾緊后易產(chǎn)生滑動(dòng)或位置偏移，造成對(duì)準(zhǔn)精度降低，這樣直接影響著圖形的套刻。
本實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)解決問(wèn)題是提供一種能確保高精度的適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能保證在掩模硅片對(duì)準(zhǔn)后夾緊過(guò)程不產(chǎn)生任何側(cè)向滑動(dòng)或位移，而且由于夾緊力量的足夠大，以致于在裝入掃描工作臺(tái)后，掃描工件臺(tái)在快速、變加速度掃描曝光后照樣能保證掩模、硅片間不發(fā)生相對(duì)位移，保證了對(duì)準(zhǔn)精度不受損失。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)在于由預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)和最終夾緊機(jī)構(gòu)組成，其中預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)包括支撐著整個(gè)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)的剛性基座平臺(tái)，由渦輪渦桿、絲桿和與渦輪渦桿相連接的手輪限力機(jī)構(gòu)組成的壓力傳遞機(jī)構(gòu)，及由連桿和與連桿相接的壓緊塊組成的連桿機(jī)構(gòu)，壓力傳遞機(jī)構(gòu)中的絲桿與連桿機(jī)構(gòu)中的連桿螺紋連接，同時(shí)壓力傳遞機(jī)構(gòu)還與基準(zhǔn)平臺(tái)接觸；最終夾緊機(jī)構(gòu)包括由其上放置硅片的硅片座、與硅片座連接用于左右支撐硅片的硅片架及鎖緊桿組成的硅片底板，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(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)的壓板與掩模架接觸，最終夾緊機(jī)構(gòu)中的硅片架與預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)中的剛性基準(zhǔn)平臺(tái)通過(guò)螺釘緊固連接在一起。本實(shí)用新型的工作過(guò)程分為兩步，首先將掩模與硅片自動(dòng)(或手動(dòng))對(duì)準(zhǔn)后，由預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)對(duì)掩模與硅片進(jìn)行預(yù)壓，待預(yù)壓緊后，由最終夾緊機(jī)構(gòu)壓緊，最后，松開(kāi)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)，取出夾緊后的掩模硅片架，送到掃描工件臺(tái)上進(jìn)行掃描曝光。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是可以離線對(duì)準(zhǔn)，且對(duì)準(zhǔn)精度高，由于對(duì)準(zhǔn)后的掩模、硅片通過(guò)以上采取的一系列措施夾緊后，取出緊密夾緊的掩模、硅片座，再送到掃描工件臺(tái)掃描曝光，經(jīng)曝光完后再與夾緊前對(duì)比掩模與硅片之間的位置變化在0.25微米以內(nèi)，該夾緊技術(shù)已成功運(yùn)用于為中國(guó)科技大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室LIGA站中的離線對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的最終對(duì)準(zhǔn)精度在0.25微米以內(nèi)，包括電視對(duì)準(zhǔn)精度和整個(gè)夾緊精度在的夾緊精度小于0.25微米。
圖3是本實(shí)用新型的最終夾緊機(jī)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3中鎖緊桿的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖3中的壓板機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后的標(biāo)尺顯示圖。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是首先將掩模25與硅片21自動(dòng)(或手動(dòng))對(duì)準(zhǔn)后，由預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)1對(duì)掩模25與硅片21進(jìn)行預(yù)壓緊，其預(yù)壓緊過(guò)程是，使手輪限力機(jī)構(gòu)14帶動(dòng)渦輪渦桿12轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)中間絲桿13旋轉(zhuǎn)，由于絲桿13與連桿15連接，這樣絲桿13的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿15上下運(yùn)動(dòng)，使四個(gè)等高的壓緊塊16傳遞壓力到掩模架26，使掩模架26盡量壓緊硅片架23，另外，為了保證圖2中的四個(gè)壓緊塊16在下降壓緊掩模架26的過(guò)程中不發(fā)生左右晃動(dòng)，連桿15兩側(cè)的四個(gè)高精度軸承19保證連桿15垂直運(yùn)動(dòng)，以免在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中連桿15在水平面內(nèi)左右晃動(dòng)；待預(yù)壓緊后，由最終夾緊機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)最終夾緊，其夾緊過(guò)程是當(dāng)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)2中的壓緊塊16傳遞壓力到掩模架26，使掩模架26盡量壓緊硅片架23后，手動(dòng)使兩個(gè)扁平螺母29旋轉(zhuǎn)鎖緊，其旋轉(zhuǎn)力通過(guò)壓緊頭28傳遞到壓板27，從而使貼有掩模25的掩模架26最終壓緊到硅片架23上，使掩模25與硅片21對(duì)準(zhǔn)壓緊；最后，松開(kāi)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)中的手輪限力機(jī)構(gòu)14，取出夾緊后的掩模硅片架，送到掃描工件臺(tái)上進(jìn)行掃描曝光。
如圖4所示，鎖緊桿24的卵形頭是帶有2-3微米過(guò)盈量與硅片架21緊密配合，使鎖緊桿24與硅片架21固為一體，在鎖緊螺母29時(shí)的旋轉(zhuǎn)力不會(huì)傳遞到掩模架1上。
如圖5所示，壓板27的結(jié)構(gòu)做成通過(guò)四個(gè)直徑為1.5毫米的小圓柱傳遞壓力，其中的四個(gè)小圓柱的等高性在0.01毫米以，其中間的通孔為方形，和鎖緊桿24的形狀一致，且兩者過(guò)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(jié)構(gòu)對(duì)壓力的垂直傳遞也起了很大的作用。
在鎖緊螺母29的過(guò)程中，不能先鎖緊一邊的螺母再鎖緊另一邊，而應(yīng)該兩邊同時(shí)進(jìn)行。鎖緊螺母的板手上也應(yīng)有一限力機(jī)構(gòu)，以保證每次鎖緊后掩模架25與硅片架21之間的夾緊力保持一致。
預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)1中的壓緊塊16的高度可由圓頭頂絲18調(diào)節(jié)，壓力大小以最終夾緊機(jī)構(gòu)2中的扁平螺母29鎖緊螺栓時(shí)不至于使掩摸架26平移為準(zhǔn)，其大小可由手輪限力機(jī)構(gòu)14控制。硅片座22與硅片架23是先通過(guò)螺釘固緊再一起研磨，以保證其整體性。
權(quán)利要求1.一種適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于由預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)(1)和最終夾緊機(jī)構(gòu)(2)組成，預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)(1)包括支撐著整個(gè)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)(1)的剛性基座平臺(tái)(11)，由渦輪渦桿(12)、絲桿(13)和與渦輪渦桿(12)相接的手輪限力機(jī)構(gòu)(14)組成的壓力傳遞機(jī)構(gòu)，及由連桿(15)和與連桿(15)相接觸的壓緊塊(16)組成的連桿機(jī)構(gòu)，壓力傳遞機(jī)構(gòu)中的絲桿(13)與連桿機(jī)構(gòu)中的連桿(15)螺紋連接，同時(shí)壓力傳遞機(jī)構(gòu)還與基準(zhǔn)平臺(tái)(11)相接觸；最終夾緊機(jī)構(gòu)(2)包括由承載硅片(21)的硅片座(22)，由通過(guò)螺釘固定到硅片架(23)及與硅片架(23)過(guò)盈配合的鎖緊桿(24)組成的硅片底板，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(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)的壓板(27)與掩模架(26)相接觸，最終夾緊機(jī)構(gòu)(2)中的硅片架(23)與預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)中(1)的剛性基準(zhǔn)平臺(tái)(11)通過(guò)螺釘緊(3)固連接在一起，預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)(1)中的壓緊塊(16)與掩模架(26)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于鎖緊螺母(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(jù)權(quán)利要求1所述的適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于鎖緊桿(24)的卵形頭有2-3微米的過(guò)盈量與硅片架(23)緊密配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于壓板(27)中間的通孔為方形，與鎖緊桿(24)的形狀一致，且為過(guò)度配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于壓板(27)作為傳遞壓力的結(jié)構(gòu)為四點(diǎn)等高的小圓柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，其特征在于在連桿(15)的兩端還安裝有保證連桿(15)垂直運(yùn)動(dòng)的C級(jí)軸承(19)。
專利摘要一種適用于掩模與硅片對(duì)準(zhǔn)后固定的夾緊機(jī)構(gòu)，由預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)和最終夾緊機(jī)構(gòu)組成，預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)包括剛性基座平臺(tái)，由渦輪渦桿、絲桿和手輪限力機(jī)構(gòu)組成的壓力傳遞機(jī)構(gòu)，及由連桿和壓緊塊組成的連桿機(jī)構(gòu)；最終夾緊機(jī)構(gòu)包括硅片座、硅片架及鎖緊桿組成的硅片底板，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(jī)構(gòu)，最終夾緊機(jī)構(gòu)中的硅片架與預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)中的剛性基準(zhǔn)平臺(tái)通過(guò)螺釘緊固連接在一起，工作時(shí)分為兩步，首先將掩模與硅片自動(dòng)(或手動(dòng))對(duì)準(zhǔn)后，由預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)對(duì)掩模與硅片進(jìn)行預(yù)壓，待預(yù)壓緊后，由最終夾緊機(jī)構(gòu)壓緊，最后松開(kāi)預(yù)壓緊機(jī)構(gòu)，取出夾緊后的掩模硅片架，送到掃描工件臺(tái)上進(jìn)行掃描曝光，本實(shí)用新型具有對(duì)準(zhǔn)精度高，可以離線對(duì)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK2588527SQ0228877
公開(kāi)日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者李聲, 馮常 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所