高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置制造方法及图纸

本申请涉及一种高密度图案化加工的衬底‑掩模板原位保持装置，包括真空连接台、底座、衬底保持器和掩模板保持器，所述真空连接台设置第一快速插口和气口；所述底座的上端面设置有第一凸台和第一气孔，所述底座连接在所述真空连接台的上端面、且所述第一气孔与所述气口连通；衬底保持器设置保持槽、连接孔和紧固组件；掩模板保持器设置有镂空孔和悬臂，所述悬臂的上端面设置有第二快速插口、下端面设置有第二气孔。如此设置，本装置结构简单，便于操作，在对准操作后即可将衬底和掩模板保持固定，有利于实现高密度阵列结构薄膜器件的高效制备，并在薄膜器件制备各个工艺之间样品的快速转移。

【技术实现步骤摘要】
高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置
本申请涉及非硅基薄膜器件的制备
，更具体地说，涉及一种高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置。
技术介绍
近年来，随着人类社会步入5G时代，半导体及通讯器件朝着高集成度、小型化、轻质化的方向发展；制备高密度阵列结构的非硅基薄膜器件，开发材料、器件微纳集成技术，将引领新一轮的产业革命。目前，非硅基薄膜器件制备技术发展滞后，严重制约着非硅基器件的进一步微型化演变。其中，如何高质高效地实现器件中材料图案的高密度、高精度集成加工是制备微型非硅基薄膜器件的关键。目前，用于非硅基薄膜器件制备的磁控溅射、热蒸发、分子束外延等高精密制备手段。高密度阵列结构的薄膜器件的制备流程，具体涉及到器件衬底与阵列图案制备用掩模板的对准、贴合固定、转移及薄膜制备工艺，该流程决定着高密度阵列微器件制备的质量和效率。这些工艺本身以及工艺之间的转换过程中，都涉及到器件衬底与掩模板的相互紧固与相对位置的保持，迫切需要一种装置将衬底与掩模板固定保持，以匹配高密度阵列结构薄膜制备流程中的各个工艺。所需装置必须符合以下要求：1.广泛适用于各种薄膜制备工艺；2.不影响、改变薄膜制备的条件；3.使用、执行简单便捷；4.成本低廉；5.解决掩模板因被夹具固定而翘曲的问题。在申请号为CN202010701252.2的专利中，针对衬底(基片)与掩模板的对准与贴合问题设计了一种专用的对准装置，实现了衬底与掩模板的快速对准。而为了实现高密度阵列结构薄膜器件的高效制备，除对准以外仍必须解决在薄膜器件制备各个工艺之间样品的快速转移与固定保持的问题。因此，还需要一种装置，在匹配高密度阵列结构薄膜器件制备过程中的对准工艺和薄膜生长工艺的同时，在整个器件制备流程中为衬底-掩模板提供固定和支撑。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，其能够有利于实现高密度阵列结构薄膜器件的高效制备，并使样品实现在薄膜器件制备各个工艺之间的保持固定与快速转移。本申请提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。本申请提供了一种高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，包括有：真空连接台，所述真空连接台设置有用于与真空泵连接的第一快速插口和位于上端面并与所述第一快速插口连通的气口；底座，所述底座的上端面设置有第一凸台和位于所述第一凸台上将所述底座贯穿的第一气孔，所述底座连接在所述真空连接台的上端面、且所述第一气孔与所述气口连通；衬底保持器，设置有位于上端面并供衬底嵌入的保持槽、位于所述保持槽的槽底将所述衬底保持器贯穿并供所述第一凸台嵌入的连接孔、位于所述保持槽外周用于固定衬底和掩模板的紧固组件；掩模板保持器，设置有将所述掩模板保持器贯穿的镂空孔和位于所述镂空孔中部的悬臂，所述悬臂的上端面设置有用于与真空泵连接的第二快速插口、下端面设置有与所述第二快速插口连通用于吸附掩模板的第二气孔。优选地，所述真空连接台的上端面设置有第二凸台，所述底座的下端面设置有供所述第二凸台嵌入连接的连接插口，所述第一气孔贯穿于所述连接插口内。优选地，所述第一凸台的上端面设置有第一真空槽，所述第一气孔设置有多个、并分布在所述第一真空槽内。优选地，还包括有呈框型的连接支架，所述掩模板保持器位于所述连接支架的中部、且设置有多个朝向所述连接支架延伸的连杆，所述连接支架上设置有供所述连杆嵌入的卡槽。优选地，所述悬臂对称设置有两个，且所述悬臂的第一端与所述掩模板保持器固定、第二端位于所述镂空孔的中部并设置有所述第二快速插口和所述第二气孔。优选地，所述悬臂的第二端的下端面设置有第二真空槽，所述第二气孔设置有多个、并分布在所述第二真空槽内。优选地，所述紧固组件包括紧固片和紧固螺丝，所述保持槽外周开设有多个紧固螺孔，所述紧固螺丝贯穿所述紧固片、并旋紧在所述紧固螺孔内。优选地，所述紧固片设置为刚性片或者弹性片。优选地，还包括有样品托盘，所述样品托盘的上端面设置有多个供所述衬底保持器嵌入的承载槽，所述承载槽的底部设置有用于露出所述衬底和所述掩模板的承载孔，所述承载槽的外周设置有用于固定所述衬底保持器的弹簧固定片。优选地，所述承载槽的深度与所述衬底保持器的厚度一致。本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：在使用时，将衬底保持器装配到底座上，将底座连接到真空连接台上、以使得第一气孔和气口导通，将真空连接台固定到下方移动平台上；将衬底放置到衬底保持器的保持槽内；通过真空气路在第一气孔位置形成的吸附作用、以使衬底吸附固定到衬底保持器的保持槽内；将掩模板放置到掩模板保持器的下端；通过真空气路在第二气孔位置形成的吸附作用、以使掩模板吸附固定到掩模板保持器上；通过操控上方移动平台和下方移动平台实现对准操作，降低掩模板保持器使掩模板与衬底相互贴紧；通过紧固组件将衬底和掩模板紧固安装在衬底保持器的上端面；通过关闭真空泵将底座与掩模板保持器从真空夹紧状态中释放；取下衬底保持器即可实现衬底-掩模板的原位保持和收纳。完成对准操作后，衬底-掩模板可以直接一同随衬底保持器放入适用于各种薄膜制备装置的配套托盘中进行薄膜制备，无需额外的固定，适用于各种样品库或load-lock装置而不会影响样品的取放，可以极大的提升器件的制备效率。如此设置，本装置结构简单，便于操作，在对准操作后即可将衬底和掩模板保持固定，有利于实现高密度阵列结构薄膜器件的高效制备，并在薄膜器件制备各个工艺之间样品的快速转移。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据一些示例性实施例示出的本高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置的分解图；图2是根据一些示例性实施例示出的样品托盘的结构图；图3是根据一些示例性实施例示出的真空连接台的俯视图；图4是根据一些示例性实施例示出的真空连接台的主视图；图5是根据一些示例性实施例示出的底座的俯视图；图6是根据一些示例性实施例示出的底座的仰视图；图7是根据一些示例性实施例示出的衬底保持器的立体图；图8是根据一些示例性实施例示出的衬底保持器上保持衬底和掩模板的安装结构图；图9是根据一些示例性实施例示出的掩模板保持器的俯视图；图10是根据一些示例性实施例示出的掩模板保持器的仰视图；图11是根据一些示例性实施例示出的紧固片为刚性片的结构图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，其特征在于，包括有：/n真空连接台(1)，所述真空连接台(1)设置有用于与真空泵连接的第一快速插口(11)和位于上端面并与所述第一快速插口(11)连通的气口(12)；/n底座(2)，所述底座(2)的上端面设置有第一凸台(21)和位于所述第一凸台(21)上将所述底座(2)贯穿的第一气孔(22)，所述底座(2)连接在所述真空连接台(1)的上端面、且所述第一气孔(22)与所述气口(12)连通；/n衬底保持器(3)，设置有位于上端面并供衬底嵌入的保持槽(31)、位于所述保持槽(31)的槽底将所述衬底保持器(3)贯穿并供所述第一凸台(21)嵌入的连接孔(32)、位于所述保持槽(31)外周用于固定衬底和掩模板的紧固组件；/n掩模板保持器(4)，设置有将所述掩模板保持器(4)贯穿的镂空孔和位于所述镂空孔中部的悬臂(41)，所述悬臂(41)的上端面设置有用于与真空泵连接的第二快速插口(43)、下端面设置有与所述第二快速插口(43)连通用于吸附掩模板的第二气孔(44)。/n

【技术特征摘要】
1.一种高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，其特征在于，包括有：
真空连接台(1)，所述真空连接台(1)设置有用于与真空泵连接的第一快速插口(11)和位于上端面并与所述第一快速插口(11)连通的气口(12)；
底座(2)，所述底座(2)的上端面设置有第一凸台(21)和位于所述第一凸台(21)上将所述底座(2)贯穿的第一气孔(22)，所述底座(2)连接在所述真空连接台(1)的上端面、且所述第一气孔(22)与所述气口(12)连通；
衬底保持器(3)，设置有位于上端面并供衬底嵌入的保持槽(31)、位于所述保持槽(31)的槽底将所述衬底保持器(3)贯穿并供所述第一凸台(21)嵌入的连接孔(32)、位于所述保持槽(31)外周用于固定衬底和掩模板的紧固组件；
掩模板保持器(4)，设置有将所述掩模板保持器(4)贯穿的镂空孔和位于所述镂空孔中部的悬臂(41)，所述悬臂(41)的上端面设置有用于与真空泵连接的第二快速插口(43)、下端面设置有与所述第二快速插口(43)连通用于吸附掩模板的第二气孔(44)。


2.根据权利要求1所述的高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，其特征在于，所述真空连接台(1)的上端面设置有第二凸台(14)，所述底座(2)的下端面设置有供所述第二凸台(14)嵌入连接的连接插口(24)，所述第一气孔(22)贯穿于所述连接插口(24)内。


3.根据权利要求1所述的高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，其特征在于，所述第一凸台(21)的上端面设置有第一真空槽(23)，所述第一气孔(22)设置有多个、并分布在所述第一真空槽(23)内。


4.根据权利要求1所述的高密度图案化加工的衬底-掩模板原位保持装置，其特征在于，还包括有呈框型的连接支架(5)，所述掩模板保持器(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓元，王赫，赵未昀，张玮峰，华小社，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33