[发明专利]一种掩模与基底六自由度对准装置

说明书

技术领域

本发明属于超精密测量技术领域，涉及一种掩模与基底六自由度对准装置。

背景技术

在镀膜及光刻工艺过程中，常常涉及到基底上已有图形与掩模图形的套刻对准，这就要求完成掩模与基底的高精度对准。掩模与基底的对准，不仅要完成掩模与基底在水平面内的对准，还需完成两者在垂向间隙及平行性等方面的调整。目前常用的掩模-基底对准装置多为二维平移台、转台、倾斜调整台等多个装置的组合形式，不仅成本高而且其体积过于庞大，故现有掩模与基底对准装置不能满足在镀膜仪及光刻机等设备中的使用。此时，人们迫切需要一种体积紧凑且能完成掩模-基底六自由度对准的实验装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是解决掩模与基底对准装置因体积庞大而不适用于镀膜仪及光刻机的问题，为此本发明提供一种六自由度、结构紧凑的掩模与基底对准装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种掩模与基底六自由度对准装置，含有掩模、掩模支架、弹性簧片、压簧片、压簧预紧、Y手轮、拉簧预紧、基底、基底支架、X手轮、基座、压紧螺钉，其中：掩模支架为圆盘形状，用于承载掩模；弹性簧片具有内环及三个凸起，内环通过螺钉与掩模支架连接，三个凸起通过螺钉与基座凸面连接；压簧片一端与基座支撑面通过螺钉连接，另一端压在基底支架肩面上并对基底支架施加垂向预压力；压簧预紧与基座支撑面通过螺钉连接并与基底支架相切，用于提供基底支架X方向预压；Y手轮包括Y1手轮及Y2手轮，与基座支撑面通过螺钉连接并与基底支架相切，用于调节基底支架的Y向移动及θz向转动；拉簧预紧一端与基座支撑面通过螺钉连接，另一端与基底支架通过螺钉连接，用于提供基底支架Y向预压；基底支架为凸字形结构具有基底支架肩面和基底支架顶面，基底支架位于基座滑移面上，基底支架顶面与基底固接使两者一起运动；X手轮与基座支撑面通过螺钉连接并与基底支架相切，用于调节基底支架的X方向运动；基座为圆柱形结构，含有基座凸面、基座支撑面、基座滑移面；压紧螺钉将弹性簧片与基座连接，通过调整三个压紧螺钉可完成掩模的Z向升降及θx、θy向调平。

本发明具有的有益效果是：通过调节Y1、Y2及X手轮可完成基底的X、Y及θz向位置调整，通过调整三个压紧螺钉可完成掩模与基底的Z向间隙调整及θx、θy向调平，相比现有的组合式对准装置，其结构简单、紧凑，适用于空间狭小的环境，并可完成掩模与基底的六自由度高精度对准。本发明用于光刻机、镀膜仪等设备中掩模与基底对准装置的设计。

附图说明

图1a、1b和1c为本发明一种掩模与基底六自由度对准装置结构示意图。

图2为掩模支架结构示意图。

图3为弹性簧片结构示意图。

图4为压簧片结构示意图。

图5为压簧预紧结构示意图。

图6为Y手轮结构示意图。

图7为拉簧预紧结构示意图。

图8为基底支架结构示意图。

图9为X手轮结构示意图。

图10为基座结构示意图。

图中元件说明：

1-掩模，                      2-掩模支架，

3-弹性簧片，                  3a-凸起，

3b-内环，                     4-压簧片，

5-压簧预紧，                  6a-Y1手轮，

6b-Y2手轮，                   7-拉簧预紧，

8-基底，                      9-基底支架，

9a-基底支架肩面，             9-基底支架顶面，

10-X手轮，                    11-基座，

11a-基座凸面，                11b-基座支撑面，

11c-基座滑移面，              12-压紧螺钉。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加明确，下面结合附图对本发明的工作原理、结构及具体实施方式进一步介绍。

如图1a、图1b和图1c示出本发明提供的掩模与基底六自由度对准装置结构示意图，该对准装置含有掩模1、掩模支架2、弹性簧片3、压簧片4、压簧预紧5、Y1手轮6a、Y2手轮6b、拉簧预紧7、基底8、基底支架9、X手轮10、基座11、压紧螺钉12，其中：