[其他]接触式工作膜片印刷机的夹具

说明书

本发明是关于半导体工业中所使用的接触式工作膜片印刷机的夹具。

对同类接触式工作膜片印刷机来说，由分离为两部分腔体并藉真空产生压力的印刷机确系最常用的结构。这种印刷机的两个腔体都备有结构相同的安装膜片的夹具。印刷机的一部分腔体上装有安放模板的夹具，而另一部分腔体上则装有安放待复制膜片（工作膜片）的夹具，同样靠抽真空来压紧膜片。通常，模板和工作膜片都具有相同的尺寸，且形状均为矩形。印刷机固定部分的底部装有一个准直透镜或者一个用来曝光的光线通道口。印刷机可动部分的底部装有一个用来观察干涉条纹的滤光镜。将原始模板和待复制膜片分别插入印刷机的这两个部分，把它们合拢后，在这两个部分中间就形成了一个中心空间;它连通着真空源，在两个部分的外部空间充满空气的情况下，就会产生作用在两个插入膜片上所需的压力。安放在夹具体内凹槽处的密封垫，分别与模板和工作膜片的四周边缘部分相接触。靠紧固螺丝压紧推力架使密封垫保持在凹槽内。密封垫表面的无约束部分位于模板的外周和夹具体凹槽底部开口处的中间，它能使模板运动以保证在复制过程中它们能正确无误地相互接触。

与此同时，密封垫的延伸表面会发生令人讨厌的向中心空间偏挠的现象，在模板和膜片内产生切应力。且模板和膜片内的应力沿其四周分布是不均匀的。这种现象造成原始模板相对待复制膜片的位置发生偏移，导致不可接受的缺陷。可以采用由某些特殊材料制成的密封垫来将这种缺陷减小，但放入密封垫内的增强嵌入物必须在与模板或膜片的两个相邻边相垂直的方向上具有同样的刚度。所用的材料还必须防止密封垫表面与模板或膜片表面接触时发生任何粘连现象。密封垫的临界应力点亦应位于模板与密封垫相接触的边角处，因为材料的疲劳在这些地方还会使刚度发生变化，因此膜片位置的偏移会增大到超出允许的限度。材料的疲劳大约发生在使用四个月以后。总之，由于价钱高，保证获得确切相同的密封垫有困难，整套装置的运作费用实质上也在增加。

本发明的目的是减少印刷机的上述缺点，并提供一套无须将密封垫直接嵌入模板和膜片的装置，但必须使用一个刚性支架，该支架结构可保证在密封垫宽度方向的主要部分发生偏挠时仍能可靠地支撑。根据本发明，该装置由两个结构设计相同的夹具组成，每个夹具都带有一块中心开口的板（夹具体），在其中心开口处做有一个外凹槽，密封垫由推力架压在槽底上，推力架通过紧固螺丝与夹具体连接。所述的初级密封垫装在外凹槽底面与推力架之间。本发明的本质特征是在夹具体内多开了一个内凹槽，在内凹槽底面上放置了另一个次级密封垫，它与内凹槽保持有一定的径向和轴向间隙，且在两个密封垫之间设置有一个支架，它也与内凹槽壁保持有一定的径向和轴向间隙。两个密封垫和其间的支架都有着一样的中心开口和相等的尺寸大小。密封垫的四边都有一小部分搭接在模板和膜片上，其它部分则伸到原始模板和待复制的膜片边框以外的地方。夹具体上的内凹槽底部中心开口应大于原始模板和工作膜片的最大尺寸。推力架的中心开口则应小于夹具体上内凹槽的开口尺寸以保持一定的搭接部分。支架可以在其中心开口附近的突缘的面上有密封垫的凸台。

用以下方法可以限制令人讨厌的切向力，一个初级的、外边的密封垫并不直接作用于模板或膜片，而是通过一块刚性支架起作用。该刚性支架在相当大的宽度范围内支承着外边的初级密封垫;因此，作用在刚性支架上的切向力就会大为减小，从而对密封垫质量上的要求也就明显地降低。这种密封垫可以用普通的现有材料制造。夹具体上的内凹槽仅仅为次级密封垫定位而设。在里边的次级密封垫也可用普通的现有材料制造，当然，这种材料要保证密封垫不会对模板或膜片的表面产生粘附现象。例如，可选用硅橡胶以及其它类似的材料。

附图以纵剖面图的形式描绘了印刷机夹具中一个封闭的真空腔体的一部分结构的实施例，此时腔体的中空部分已抽真空，而外部空间则充满空气。印刷机腔体的固定部分装着插有原始模板的夹具如图的右半部剖视图图部分所示;接触式印刷机的运动部分（图的左半部）装着插有待复制的工作膜片的夹具，它与固定部分呈镜面对称。