CN221485792U - 一种位置调节装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及精密加工技术领域，具体涉及一种位置调节装置，包括内部运动框架、驱动器组和正交柔性铰链，内部运动框架与驱动器组转子连接，驱动器组转子一端可沿轴向移动，驱动器组连接在内部运动框架下方，用于带动内部运动框架平移和倾斜运动，正交柔性铰链与内部运动框架连接，内部运动框架可带动正交柔性铰链平移和倾斜运动，正交柔性铰链用于承接晶圆以带动晶圆调整位置。本申请实施例通过将晶圆和掩膜安装在正交柔性铰链上，以驱动器组带动内部运动框架沿着Z轴轴向运动，带动与内部运动框架连接的正交柔性铰链在Z轴上进行倾斜或直线运动，从而在全工作行程中对晶圆与掩膜的间隙进行自适应调平。

Description

一种位置调节装置

技术领域

本申请涉及精密加工技术领域，具体涉及一种位置调节装置。

背景技术

光刻是半导体制造过程中一道非常重要的工序，它是将一系列掩模板上的芯片图形通过曝光依次转移到硅片相应层上的工艺过程，被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。在接近、接触式及表面等离子体（SP）光刻中由于对焦深的要求非常高，所以曝光的线宽精度与套刻精度受掩膜与基片之间的间隙影响巨大，通常最对只有几十纳米，受限于传统光刻工艺光掩模加工工艺以及采用的光学间隙测量方式，很难在如此小的间隙要求下检测与控制晶圆与掩膜的平行，就更不能调整晶圆与掩膜的间隙了。

因此，急需一种能够在全工作行程中实现晶圆与掩膜间隙自适应调平的装置。

发明内容

本申请实施例提供一种位置调节装置，可以实现能够在全工作行程中实现晶圆与掩膜间隙自适应调平的装置。

本申请实施例提一种位置调节装置，包括内部运动框架、驱动器组和正交柔性铰链，

内部运动框架与驱动器组转子连接，

驱动器组转子一端可沿轴向移动，驱动器组连接在内部运动框架下方，用于带动内部运动框架平移和倾斜运动，

正交柔性铰链与内部运动框架连接，内部运动框架可带动正交柔性铰链平移和倾斜运动，正交柔性铰链用于承接晶圆以带动晶圆调整位置。

根据本申请前述实施方式，正交柔性铰链包括固定端、柔性铰链和运动端，

固定端与内部运动框架耦合，固定端为方形框架，

运动端用于承接晶圆，运动端为尺寸小于固定端尺寸的方向框架，

柔性铰链数量有两组，每组柔性铰链两端分别与固定端和运动端连接，两组柔性铰链在彼此正交方向上以四连杆结构的形式设置。

根据本申请前述实施方式，每组柔性铰链包括第一活动连杆和第二活动连杆，

两组柔性铰链的第一活动连杆和第二活动连杆的远程相交轴均呈正交分布。

根据本申请前述实施方式，内部运动框架开设有中心通孔，中心通孔为环形。

根据本申请前述实施方式，驱动器组包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器，

第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器等间距连接在内部运动框架底部，

第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器分别驱动内部运动框架沿Z1、Z2和Z3轴直线运动。

根据本申请前述实施方式，第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器均为压电驱动器、音圈电机或直线电机。

根据本申请前述实施方式，内部运动框架上表面通过耦合部与固定端连接。

本申请实施例通过将晶圆和掩膜安装在正交柔性铰链上，以驱动器组带动内部运动框架沿着Z轴轴向运动，带动与内部运动框架连接的正交柔性铰链在Z轴上进行倾斜或直线运动，从而在全工作行程中对晶圆与掩膜的间隙进行自适应调平。

附图说明

图1为本申请一实施例的位置调节装置的爆炸图；

图2为本申请一实施例的位置调节装置的正交柔性铰链的结构示意图；

图3为本申请一实施例的位置调节装置的结构示意图；

标号：1-内部运动框架；2-驱动器组；3-正交柔性铰链；4-固定端；5-柔性铰链；6-运动端；7-第一活动连杆；8-第二活动连杆；9-中心通孔；10-第一驱动器；11-第二驱动器；12-第三驱动器；13-耦合部。

实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

本申请实施例提供一种位置调节装置，用于在全工作行程中对晶圆与掩膜的间隙进行自适应调平。本申请的位置调节装置包括内部运动框架1、驱动器组2和正交柔性铰链3（参照图1）。

内部运动框架1为六边形形状，内部运动框架1底部与驱动器组2转子连接，可以被其驱动在Z轴上运动，内部运动框架1顶部与正交柔性铰链3底部耦合，在驱动器组2的驱动下，能够带动正交柔性铰链3沿着Z轴运动，进而带动位于正交柔性铰链3上的晶圆和掩膜沿着T1、T2、T3三个轴方向上的调整位置。

驱动器组2定子安装在外部，起到固定作用，转子与内部运动框架1底部连接，驱动器组2转子一端可沿Z轴方向上进行直线运动，进而带动内部运动框架1沿着Z轴运动，驱动器组2包括多个驱动器，在其转子工作时，带动内部固定框架1各个部位发生平移或角运动，具体可以通过启动单个或部分驱动器，可以使得内部固定框架1相对外部进行倾斜运动，可以实现±0.2°的角运动， 也可以同时启动全部驱动器，带动内部固定框架1相对外部进行平移运动。

正交柔性铰链3下底面与内部运动框架1耦合连接，在内部运动框架1随着驱动器组2运动时，可带动正交柔性铰链3发生平移和倾斜运动，正交柔性铰链3用于承接晶圆和掩膜，以带动晶圆调整位置。

本申请实施例中，通过启动驱动器组2，可以带动内部运动框架1Z轴向发生平移或倾斜运动，进而带动正交柔性铰链3发生平移或倾斜运动，使得位于正交柔性铰链3上的晶圆和掩膜能够相对调整位置。

在一些实施例中，正交柔性铰链3包括固定端4、柔性铰链5和运动端6，固定端4与内部运动框架1耦合，与内部运动框架1耦合，固定端4为方形框架，运动端6用于承接外部掩膜和晶圆，运动端6为尺寸小于固定端4尺寸的方向框架，可以在固定端4运动时，将力的作用传递到柔性铰链5，通过柔性铰链5带动运动端6运动，进而带动晶圆和掩膜调整间隙，柔性铰链5数量有两组，每组柔性铰链5两端分别与固定端4和运动端6连接，两组柔性铰链5在彼此正交方向上以四连杆结构的形式设置。

本申请实施例中，通过固定端4与内部运动框架1耦合，通过运动端6带动外部掩膜运动，在内部运动框架1运动时，带动固定端4运动，进而带动柔性铰链5运动，而由于柔性铰链5在彼此正交方向上以四连杆结构的形式布置，可以有效减少对准时掩膜相对于晶圆的横向漂移，同时可以保证除运动方向外的刚性，防止在有液体情况下的横向位移力和分离力，再将运动传递到运动端6，带动掩膜运动，实现对晶圆间隙的调整。

在一些实施例中，每组柔性铰链5均包括第一活动连杆7和第二活动连杆8（参照图2），两组柔性铰链5的第一活动连杆7和第二活动连杆8的远程相交轴均位于掩膜的下表面且呈正交分布。

本申请实施例中，这样的设置可以稳定掩膜，使其在随着运动端6运动时，不发生横向位移。

在一些实施例中，内部运动框架1开设有中心通孔9，中心通孔9为环形。

本实施例中，中心通孔9的设计能够减轻自重，降低成本，便于安装。

在一些实施例中，驱动器组2包括第一驱动器10、第二驱动器11和第三驱动器12，第一驱动器10、第二驱动器11和第三驱动器12等间距连接在内部运动框架1底部，可以稳定对内部运动框架1起到推移作用，第一驱动器10、第二驱动器11和第三驱动器12分别驱动内部运动框架1沿Z1、Z2和Z3轴直线运动。

本实施例中，在第一驱动器10、第二驱动器11或第三驱动器12运动，而剩余两个驱动器不运动时，能够带动内部运动框架1倾斜运动，实现±0.2°的角运动，而在第一驱动器10、第二驱动器11和第三驱动器12同时运动时，会带动内部运动框架1沿着Z周平移，稳定调整内部运动框架1的位置，上述两种操作均能够再带动掩膜和晶圆沿着T1、T2、T3三个轴方向调整位置，进而实现对掩膜的旋转角、晶圆与掩膜的间隙和接触角的调整（参照图3）。

在一些实施例中，第一驱动器10、第二驱动器11和第三驱动器12均为压电驱动器、音圈电机或直线电机，优选的，驱动器10为PI公司的216压电驱动器。

本实施例中，选择压电驱动器、音圈电机或直线电机均能够带动内部运动框架1沿着Z轴运动，实现对晶圆间隙的调整。

在一些实施例中，内部运动框架1上表面通过耦合部13与固定端4连接，耦合部13内设在内部运动框架1上表面，内部运动框架1通过耦合部13与正交柔性铰链3稳定连接，耦合部13可以是螺纹紧固件或其它紧固件。

本实施例中，耦合部13能够稳定连接内部运动框架1和正交柔性铰链3，进而提高正交柔性铰链3的移动稳定性。

综上所述，本申请实施例通过将晶圆和掩膜安装在正交柔性铰链3上，以驱动器组2带动内部运动框架1沿着Z轴轴向运动，带动与内部运动框架1连接的正交柔性铰链3在Z轴上进行倾斜或直线运动，从而在全工作行程中对晶圆与掩膜的间隙进行自适应调平。

Claims (7)

1.一种位置调节装置，其特征在于：包括内部运动框架、驱动器组和正交柔性铰链，

所述内部运动框架与所述驱动器组转子连接，

所述驱动器组转子一端可沿轴向移动，所述驱动器组连接在内部运动框架下方，用于带动所述内部运动框架平移和倾斜运动，

所述正交柔性铰链与所述内部运动框架连接，所述内部运动框架可带动正交柔性铰链平移和倾斜运动，所述正交柔性铰链用于承接晶圆以带动晶圆调整位置。

2.根据权利要求1所述的一种位置调节装置，其特征在于：所述正交柔性铰链包括固定端、柔性铰链和运动端，

所述固定端与内部运动框架耦合，所述固定端为方形框架，

所述运动端用于承接晶圆，所述运动端为尺寸小于固定端尺寸的方向框架，

所述柔性铰链数量有两组，每组所述柔性铰链两端分别与固定端和运动端连接，两组所述柔性铰链在彼此正交方向上以四连杆结构的形式设置。

3.根据权利要求1所述的一种位置调节装置，其特征在于：每组所述柔性铰链包括第一活动连杆和第二活动连杆，

两组所述柔性铰链的第一活动连杆和第二活动连杆的远程相交轴均呈正交分布。

4.根据权利要求1所述的一种位置调节装置，其特征在于：所述内部运动框架开设有中心通孔，所述中心通孔为环形。

5.根据权利要求1所述的一种位置调节装置，其特征在于：所述驱动器组包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器，

所述第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器等间距连接在内部运动框架底部，

所述第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器分别驱动内部运动框架沿Z1、Z2和Z3轴直线运动。

6.根据权利要求5所述的一种位置调节装置，其特征在于：所述第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器均为压电驱动器、音圈电机或直线电机。

7.根据权利要求2所述的一种位置调节装置，其特征在于：所述内部运动框架上表面通过耦合部与固定端连接。