一种光刻机小工件卡具的使用方法
技术领域
本发明是涉及一种光刻机卡具的使用方法,具体讲是一种主要应用于光刻机加工工件时对工件的固定、支撑、定位等,方便光刻机对工件加工的光刻机小工件卡具的使用方法。
技术背景
目前,许多实验室因为实验的多样性,没有装备专门光刻芯片的光刻机,而是采用通用型号的光刻机,这样既可以加工芯片,又可以加工其它小工件。但是,通用型号的光刻机没有比较实用的光刻机卡具,因此在对于芯片等这样的小型工件精细加工固定有一定的困难;同时,小工件加工又是需要旋转和快速复位的精确加工,在没有专门的卡具对小型工件进行精确定位时,易导致工件加工过程中发生移动,从而影响小工件精细加工的精度。
因此,需要一种对加工小工件起到快速定位、固定和支撑作用的光刻机专用小工件卡具及其使用方法。
发明内容
为了解决以上问题,本发明的目的是提供一种能够快速定位、能够旋转、高度可调节的光刻机卡具的使用方法,方便有效地对加工工件起固定、支撑、定位的作用,使加工更精确,操作更简便。
本发明的技术方案为一种光刻机小工件卡具的使用方法,使用的卡具由升降旋转功能装置、光点定位功能装置、固定功能装置三部分组成。所使用的卡具的整体结构,从下往上分别是最底下的底座台,外空心柱和内部的内空心柱,最上面是透明材质的工件台。
所述升降旋转功能装置是由内空心柱和外空心柱组成。内空心柱与外空心柱配合套在一起,内空心柱能够在外空心柱内受控制地上下移动和旋转。内空心柱的顶部与工件台的下底中间部位,能够固定连接或者拆开。内空心柱与工件台在连接状态下,内空心柱能够带动工件台一起转动和上下升降。外空心柱的底部环状端面加工有光滑的、耐摩擦材料。发明的升降旋转功能装置放置在感光坐标屏上,能够带动固定在工件台上的加工工件在感光坐标屏上自由滑动,这种结构的目的是实现了加工工件的可移动性,使得加工过程更加灵活方便。
所述光点定位功能装置,是由安装固定在内空心柱的光源发生器、和光源发生器下部连接的定位光点发生器,以及安装在底座台上表面的感光坐标屏和显示定位坐标的显示屏组成。定位光点发生器能够将光源发生器产生的平行光自动聚焦到感光坐标屏上,产生细小的明亮的定位光点。每个定位光点发生器产生的定位光点的光强或波长不同,都标记有区分标识,并存储在感光坐标屏和显示屏主板内;每个定位光点发生器均安装有一个工件定位光点传输杆与工件台相连;工件定位光点传输杆内部装有上下位置垂直传导用的玻璃光纤,能够将定位光点发生器聚焦产生的细小明亮的定位光点向上垂直传射到工件台。发明保障了定位光点发生器在感光坐标屏的定位光点与工件台的定位光点上下垂直,位置一致。透明的工件台在每个工件定位光点传输杆的对应位置,均加工有对应的工件定位光点标识;也就是说,每个工件定位光点标识都能够安装一个与之对应的定位光点发生器。定位光点发生器向下发光口的光路垂直于外空心柱空心的底部端面,能够无遮挡射出。外空心柱放在感光坐标屏的上表面上,能够在感光坐标屏的上表面上自由水平滑动。内部建有坐标系的感光坐标安装在底座台的上表面。底座台的正立面是底边向前突出的一个斜面,在斜面上安装有显示定位坐标的显示屏。显示屏能够将感光坐标屏感受到的不同的定位光点发生器产生的不同的定位光点,在感光坐标屏坐标系上的位置坐标全部显示出来。本发明技术方案,内空心柱与外空心柱配合能够升降旋转;内空心柱内部的光源发生器,能够提供数个定位光点发生器光源,在感光坐标屏上产生数个不同光强度或不同波长的单色定位光点。外空心柱在移动过程中,所产生的定位光点也随着移动,感光坐标屏能感受这些个不同的定位光点,可以读出这些不同定位光点的位置,通过底座台上的显示屏显出不同定位光点的位置。这些功能方便使用者实现加工时的精确定位。如果在加工过程中,位置因其他原因而发生移动,也能通过之前记录的位置数据而迅速复原到原来的位置。
所述固定功能装置包括工件台的上表面对称固定安装的4条或4条以上的工件固定装置,以及底座台上的锁定支架。工件固定装置有弹性伸缩臂;工件通过弹性伸缩臂产生的弹力固定于工件台上。这种结构目的是使得工件能够通过工件固定装置的弹性伸缩臂固定在工件台上,保证了在加工过程中工件不会发生移动,确保加工的精确性。锁定支架中间加工有直径与外空心柱的外直径相配合一致的圆孔,锁定支架过中心圆孔的直径分为两半,两半合并在一起时,中心圆孔能够将外空心柱紧密抱住。锁定支架大小尺寸大于工件台的尺寸;高度尺寸低于外空心柱外壁上加工的部件的位置高度。所述外空心柱外壁上加工的部件,即为后面所述的紧固装置或电动开关。所述锁定支架的两半部分通过卡扣连接或强磁吸贴,能够方便连接固定抱合或分开拆卸下来,起到锁定外空心柱,固定找好的位置,同时稳固支撑工件台,保障加工时工件台不发生位移。其特征在于,使用方法包含如下步骤。
(a)第一步,放置卡具。将底座台放置在光刻机发光器下的工作台上,找好水平后固定。
(b)第二步,选择光源发生器规格。首先根据工件的大小、加工要求选择具有合适数量的定位光点发生器的光源发生器规格,将选好规格的光源发生器安装在内空心柱中,然后将内空心柱与工件台连接固定。
(c)第三步,工件对准固定。将待加工的工件放在工件台上,并按照透明材质的工件台上表面的工件定位光点标识,选择工件上的特殊位置或加工前标记的位置,移动工件对准工件定位光点标识,然后通过工件固定装置固定在工件台上。
(d)第四步,调节光刻位置。将以上准备好的工件台和内、外空心柱放置在底座台的感光坐标屏上,打开光刻机、感光坐标屏和光源发生器的电源。水平移动外空心柱到光刻机发光器指示灯下,安放锁定支架锁定水平位置。调节伸缩旋转装置:通过手动,将内空心柱沿高度定位槽在外空心柱内升降,确定好最佳高度,然后将外空心柱上的紧固装置锁紧,固定高度。或者,打开外空心柱上的电动开关,采用电动方式使内空心柱升降到使用所需的最佳高度,关闭电动开关锁定高度。
(e)第五步,加工。首先存储底座台上显示屏显示的感光坐标屏的各个工件定位光点标识的水平坐标数据和高度数据,或者直接读取记录高度数据,然后,打开光刻机自动光刻模式,完成光刻工作。完成一步光刻加工程序后,需要光刻第二步加工程序时,再根据加工程序要求,调整或不调整加工的工件的位置。如果需要调整,重复第四、第五步骤。
(f)第六步,加工复位。如果加工程序中,需要水平旋转工件,先松开锁定支架,手动旋转工件台,同时观察显示屏显示的坐标数据,使坐标变化到达旋转的角度。然后安放锁定支架锁定位置。注意旋转时,光源发生器的中心定位光点的位置坐标不能有变化。加工完成后,松开锁定支架,按存储的初始坐标位置,旋转工件台,同时观察显示屏显示的坐标数据复位到初始坐标数据。如果加工程序中,需要水平移动工件,操作与旋转复位类似。
(g)第七步,拆卸归位。加工完成后,按照开启顺序依次关闭全部电源,取下加工好的工件,松开锁定支架,拆卸工件台和内空心柱,以及光源发生器。最后,将以上部件和底座台、锁定支架放入专用卡具箱中。
上述技术方案中,所述内空心柱内部能够方便安装和拆换带有1个或多个定位光点发生器的不同规格的光源发生器。如果旋转定位,至少选取能够发射2个定位光点的有2个定位光点发生器的光源发生器,其中至少有1个定位光点发生器的光源发生器,其定位光点发生器的位置在光源发生器的中心,光源发生器的中心与内空心柱的轴心重合。
上述技术方案中,所述内空心柱的一侧加工有内空心柱的高度定位槽;对应的,外空心柱的上部与高度定位槽对应位置加工有高度调节紧固装置,能够锁定内空心柱的高度位置。或者所述内空心柱的一侧加工有内空心柱标尺;对应的,外空心柱的内壁上嵌入加工有压缩气路,和在气路上能够随气压大小升降的顶块或顶圈;顶块或顶圈固定在内空心柱的环状底部上,带动内空心柱的升降。外空心柱的内壁或外侧壁上安装有贴壁微型电动机。外空心柱外侧壁上安装的贴壁微型电动机的高度高于锁定支架的高度。微型电动机能够提供压缩气路压的压力,微型电动机的电动开关安装在外空心柱上端部。
上述技术方案中,所述感光坐标屏内加工安装有光敏传感器和感光坐标屏平面的坐标系。发明技术方案中,感光坐标屏在内部设置光敏传感器,并实时获取定位光点发生器产生的定位光点的位置;根据定位光点位置信息,通过预先在感光坐标屏中建立的坐标系,得到定位光点的坐标信息,最后通过数模转换将数字坐标显示在显示屏上。
与现有技术相比,本发明具有下列有益效果:该新型光刻机卡具使用方法,能够迅速放置使用或快速撤掉,使用比较灵活方便;发明克服了许多小型工件不能加工或者不方便加工的问题,降低了其加工的困难程度,实用性强,使用方便,操作简单。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为本发明的局部剖视的主视结构示意图。
图3为本发明的感光坐标屏的装配示意图。
图4为本发明的一种底座台的俯视和左视示意图。
图5为本发明的一种有三个定位光点的内空心柱的内部放大示意图。
图6为本发明的一种有一个定位光点的内空心柱的内部放大示意图。
图7为本发明的光源发生器的装配示意图。
图8为本发明的一种工件台的俯视结构示意图。
图9为本发明的一种安装有锁定支架的立体结构示意图。
图10为本发明的一种锁定支架的俯视示意图。
图11为本发明的一种用压缩气路升降的结构示意图。
图12为本发明的一种工件台的工件定位光点标识俯视示意图。
图中:1.底座台;2.内空心柱;3.工件台;4.光源发生器;5.紧固装置;6.外空心柱;7.感光坐标屏;8.显示屏;9.定位光点发生器;10.光敏传感器;11.坐标系;12.内空心柱定位槽;13.工件定位光点传输杆;14.工件固定装置;15.工件;16.锁定支架;17. 内空心柱标尺;18.顶块或顶圈;19.电动开关;20.压缩气路;21.微型电动机;22.工件定位光点标识。
具体实施例
参照图1至图12的形状结构,一种光刻机小工件卡具的使用方法,所使用的卡具由升降旋转功能装置、光点定位功能装置、固定功能装置三部分组成。其的整体结构,从下往上分别是最底下的底座台1,外空心柱6和内部的内空心柱2,最上面是透明材质的工件台3。
所述升降旋转功能装置是由内空心柱2和外空心柱6组成,内空心柱2与外空心柱6配合套在一起,内空心柱2能够在外空心柱6内受控制地上下移动和旋转。内空心柱2的顶部与工件台3的下底中间部位,能够固定连接或者拆开;内空心柱2与工件台3在连接状态下,内空心柱2能够带动工件台3一起转动和上下升降。外空心柱的底部环状端面加工有光滑的、耐摩擦材料。发明的升降旋转功能装置放置在感光坐标屏7上,能够带动固定在工件台3上的加工工件15在感光坐标屏7上自由滑动,这种结构的目的是实现了加工工件的可移动性,使得加工过程更加灵活方便。
所述光点定位功能装置,是由安装固定在内空心柱2的光源发生器4、和光源发生器4下部连接的定位光点发生器9,以及安装在底座台1表面的感光坐标屏7和显示定位坐标的显示屏8组成。定位光点发生器9能够将光源发生器4产生的平行光自动聚焦到感光坐标屏7上,产生细小的明亮的定位光点。每个定位光点发生器9产生的定位光点的光强或波长不同,都标记有区分标识,并存储在感光坐标屏7和显示屏8主板内。每个定位光点发生器9均安装有一个工件定位光点传输杆13与工件台3相连;工件定位光点传输杆13内部装有上下位置垂直传导用的玻璃光纤,能够将定位光点发生器9聚焦产生的细小明亮的定位光点向上垂直传射到工件台3。发明保障了定位光点发生器9在感光坐标屏7的定位光点与工件台3的定位光点上下垂直,位置一致。透明的工件台3在每个工件定位光点传输杆13的对应位置,均加工有对应的工件定位光点标识22。也就是说,每个工件定位光点标识22都能够安装一个与之对应的定位光点发生器9。定位光点发生器9向下发光口的光路垂直于外空心柱6空心的底部端面,能够无遮挡射出。外空心柱6放在感光坐标屏7的上表面上,能够在感光坐标屏7的上表面上自由水平滑动。感光坐标屏7内部有建有坐标系11,感光坐标屏7安装在底座台1的上表面。底座台1的正立面是底边向前突出的一个斜面,在斜面上安装有显示定位坐标的显示屏8。不同的定位光点发生器9产生的不同的定位光点,会在感光坐标屏7内的坐标系11上对应一个具体的位置坐标,显示屏8能够将感光坐标屏7感受到的不同定位光点的位置坐标全部显示出来。本发明的技术方案,内空心柱2与外空心柱6配合能够升降旋转,内空心柱2内部有一个光源发生器4,能够提供数个定位光点发生器9光源,在感光坐标屏7上产生数个不同光强度或不同波长的单色定位光点。外空心柱6在移动过程中,所产生的定位光点也随着移动,感光坐标屏7能感受这些个不同的定位光点,可以读出这些不同定位光点的位置,通过底座台1上的显示屏8显出不同定位光点的位置。方便使用者实现加工时的精确定位。如果在加工过程中,工件15位置因其他原因而发生移动,也能通过之前记录的位置数据而迅速复原到原来的位置。
所述固定功能装置包括工件台3的上表面对称固定安装的4条或4条以上的工件固定装置14,以及底座台1上的锁定支架16。工件固定装置14有弹性伸缩臂;工件15通过弹性伸缩臂产生的弹力固定于工件台3上。这种结构目的是使得工件15能够通过工件固定装置14的弹性伸缩臂固定在工件台3上,保证了在加工过程中工件15不会发生移动,确保加工的精确性。锁定支架16中间加工有直径与外空心柱6的外直径相配合一致的圆孔,锁定支架16过中心圆孔的直径分为两半,两半合并在一起时,中心圆孔能够将外空心柱6紧密抱住。锁定支架16大小尺寸大于工件台3的尺寸;高度尺寸低于外空心柱6外壁上加工的部件。锁定支架16的两半部分通过卡扣连接或强磁吸贴,能够方便连接固定抱合或分开拆卸下来。起到锁定外空心柱6,固定找好的位置,同时稳固支撑工件台3,保障加工时工件台3不发生位移。其特征在于,使用方法包含如下步骤。
(a)第一步,放置卡具。将底座台1放置在光刻机发光器下的工作台上,找好水平后固定。
(b)第二步,选择光源发生器4规格。首先根据工件15的大小、加工要求选择具有合适数量的定位光点发生器9的光源发生器4规格,将选好规格的光源发生器4安装在内空心柱2中,然后将内空心柱2与工件台3连接固定。
(c)第三步,工件15对准固定。将待加工的工件15放在工件台3上,并按照透明材质的工件台3上表面的工件定位光点标识22,选择工件15上的特殊位置或加工前标记的位置,移动工件15对准工件定位光点标识22,然后通过工件固定装置14固定在工件台3上。
(d)第四步,调节光刻位置。将以上准备好的工件台3和内空心柱2、外空心柱6放置在底座台1的感光坐标屏7上,打开光刻机、感光坐标屏7和光源发生器4的电源。水平移动外空心柱6到光刻机发光器指示灯下,安放锁定支架16锁定水平位置。调节伸缩旋转装置:通过手动,将内空心柱2沿高度定位槽12在外空心柱6内升降,确定好最佳高度,然后将外空心柱6上的紧固装置5锁紧,固定高度。或者,打开外空心柱6上的电动开关19,采用电动方式使内空心柱2升降到使用所需的最佳高度,关闭电动开关19锁定高度。
(e)第五步,加工。首先存储底座台1上显示屏8显示的感光坐标屏7的各个工件定位光点标识22的水平坐标数据和高度数据,或者直接读取记录高度数据,然后,打开光刻机自动光刻模式,完成光刻工作。完成一步光刻加工程序后,需要光刻第二步加工程序时,再根据加工程序要求,调整或不调整加工的工件15的位置。如果需要调整,重复第四、第五步骤。
(f)第六步,加工复位。如果加工程序中,需要水平旋转工件15,先松开锁定支架16,手动旋转工件台3,同时观察显示屏8显示的坐标数据,使坐标变化到达旋转的角度。然后安放锁定支架16锁定位置。注意旋转时,光源发生器4的中心定位光点的位置坐标不能有变化;加工完成后,松开锁定支架16,按存储的初始坐标位置,旋转工件台3,同时观察显示屏8显示的坐标数据复位到初始坐标数据。如果加工程序中,需要水平移动工件15,操作与旋转复位类似。
(g)第七步,加工完成后,按照开启顺序依次关闭全部电源,取下加工好的工件15,松开锁定支架16,拆卸工件台3和内空心柱2,以及光源发生器4。最后,将以上部件和底座台1、锁定支架16放入专用卡具箱中。
上述技术方案中优选的,所述内空心柱2内部能够方便安装和拆换带有1个或多个定位光点发生器9的不同规格的光源发生器4,其中至少有1个定位光点发生器9的光源发生器4,其定位光点发生器9的位置在光源发生器4的中心,光源发生器4的中心与内空心柱2的轴心重合。如果旋转定位,至少选取能够发射2个定位光点的有2个定位光点发生器9的光源发生器4。
上述技术方案中优选的,所述内空心柱2的一侧加工有内空心柱2的高度定位槽12;对应的,外空心柱6的上部与高度定位槽12对应位置加工有高度调节的紧固装置5,能够锁定内空心柱2的高度位置。或者所述内空心柱2的一侧加工有内空心柱标尺17;对应的,外空心柱6的内壁上嵌入加工有压缩气路20,和在气路上能够随气压大小升降的顶块或顶圈18;顶块或顶圈18固定在内空心柱2的环状底部上,带动内空心柱2的升降。外空心柱6的内壁或外侧壁上安装有贴壁微型电动机21。微型电动机21能够提供压缩气路压20的压力,微型电动机21的电动开关19安装在外空心柱6上端部。
上述技术方案中优选的,所述感光坐标屏7内加工安装有光敏传感器10和感光坐标屏7平面的坐标系11。发明技术方案中,感光坐标屏7在内部设置光敏传感器10,并实时获取定位光点发生器9产生的定位光点的位置。根据定位光点位置信息,通过预先在感光坐标屏7中建立的坐标系11,得到定位光点的坐标信息,最后通过数模转换将数字坐标显示在显示屏8上。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。