CN112051708A - 对中上料装置及纳米压印设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种对中上料装置，包括：上料机构，具有可放置基底的叉状的承托部，在承托部上，与基底的接触面上设置有上料固定部，以固定基底，承托部可伸缩用于上料基底；对中定位机构，具有两个对中定位部，两个对中定位部分别位于承托部两侧，呈相对设置，且两个对中定位部可同步向承托部移动，并与基底外边相抵；旋转定位机构，其位于叉状的承托部中心，旋转定位机构具有可旋转的固定部，以及与固定部连接的伸缩部；检测机构，具有检测头，检测到基底上的缺口后，控制所述固定部停止旋转。一种纳米压印设备，采用对中上料装置。本发明能够精确定位基底的边缘和缺口，使晶圆和基底准确定位，提高压印时的准确性以及成品率，降低生产成本。

Description

对中上料装置及纳米压印设备

技术领域

本发明属于纳米压印技术领域，尤其涉及一种对中上料装置及纳米压印设备。

背景技术

纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术。该技术通过机械转移的手段，达到了超高的分辨率，有望在未来取代传统光刻技术，成为微电子、材料领域的重要加工手段。纳米压印技术领域中，晶圆的定位校准一般采用两种，一种是采用光学对中定位校准器通过光学图像识别传感器的方式对晶圆边缘进行检测，根据软体设定，自动纠正晶圆位置，可以实现较高精度的中心定位，但是，其造价高昂，在应用中受限；另一种采用边缘夹持对中定位校准器通过三点或多点同时向中心移动，实现晶圆中心定位，该方式成本低廉，应用广泛，但是，当晶圆放置位置偏差较大时，可能存在其中一点或几点接触不到，导致晶圆夹持脱离定位器甚至破片的问题，并且定位夹持面只能定位晶圆的圆边从而确定晶圆的圆心，不能精确定位晶圆纳米结构的方向，不利于晶圆的准确定位和后续工作的进行。

在纳米压印时，对于满结构的硅片来说，一旦制备的软模具与基底存在偏差，基底上就会有部分结构丢失，成为废品，造成大量资源的浪费，相应生产成体随之提高。而现有的纳米压印设备普遍存在对位不够精确地问题，导致晶圆放置位置不够精确，在复制软模具的过程中，使得转印结构偏移，在压印时，基底不能对准软模具，基底上部分区域空白，转印结构不完全，造成产品良率降低，生产成本增加。因此，晶圆和基底放置定位在准确位置上显得尤为重要。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种对中上料装置及纳米压印设备，能够精确定位基底的边缘和缺口，使晶圆和基底准确定位，提高压印时的准确性以及成品率，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种对中上料装置，用于上料具有缺口的基底，包括：

上料机构，其具有可放置基底的叉状的承托部，在所述承托部上，与基底的接触面上设置有上料固定部，以固定基底，所述承托部可伸缩用于上料基底；

对中定位机构，其具有两个对中定位部，两个所述对中定位部分别位于所述承托部两侧，呈相对设置，且所述两个对中定位部可同步向所述承托部移动，并与基底外边相抵，以将基底定位至所述承托部中心；

旋转定位机构，其位于叉状的承托部中心，所述旋转定位机构具有可旋转的固定部，以及与所述固定部连接的伸缩部，所述伸缩部控制所述固定部向上或向下移动，使所述固定部与承托部上的基底相抵并固定基底；

检测机构，其具有检测头，所述检测头在所述固定部向上移动后，可移动至所述固定部上的基底位置，在固定部旋转时，检测到基底上的缺口后，控制所述固定部停止旋转。

在本发明的一些实施例中，所述承托部包括叉状的托板，以及与所述托板连接的可伸缩的上料伸缩杆。

在本发明的一些实施例中，所述上料固定部包括设置于所述承托部与基底接触面上的真空吸附槽，以及设置于所述真空吸附槽内的真空孔，所述真空孔与真空泵连接，以使所述真空吸附槽内形成负压固定基底。

在本发明的一些实施例中，所述对中定位部包括定位夹持块，以及与所述定位夹持块连接的夹持伸缩杆，所述夹持伸缩杆可伸缩，以使所述定位夹持块与基底接触。

在本发明的一些实施例中，所述定位夹持块与基底的接触面的材质为软性材质。

在本发明的一些实施例中，所述固定部包括吸盘以及与吸盘连接的旋转电机。

在本发明的一些实施例中，所述吸盘上表面设置有真空槽，所述真空槽内设置有真空孔，所述真空孔与真空泵连接，以在所述吸盘上表面产生负压固定基底。

在本发明的一些实施例中，所述伸缩部包括伸缩杆，以及驱动伸缩杆伸缩的电机。

在本发明的一些实施例中，所述检测机构还包括支撑杆、与所述支撑杆连接的旋转轴，以及驱动所述旋转轴转动的驱动电机，旋转轴通过限位块限位，所述检测头连接于所述支撑杆上。

一种纳米压印设备，采用上述任一所述的对中上料装置。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：上料时，将基底放置在承托部上，两对中定位部向承托部方向同步移动，将基底固定定位在承托部的中心，固定部在伸缩部的驱动下向上移动，使固定部与承托部上的基底相抵后固定基底，并再向上移动一定距离，通过检测机构上的检测头移动至固定部上靠近基底的位置，固定部旋转，检测头检测基底上的缺口位置后，控制固定部停止旋转，以定位基底上缺口的位置，整个定位过程均采用各机构配合自动控制，不与人体接触，避免了基底的污染，且能够精确定位基底的边缘和缺口，使晶圆和基底准确定位，保证了压印时的准确性，提高了成品率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的结构示意图；

图2为本发明中对中定位机构定位基底时的示意图；

图3为本发明中上料机构的结构示意图；

图4为本发明中对中定位机构的结构示意图；

图5为本发明中旋转定位机构的侧视图；

图6为本发明中旋转定位机构的俯视图；

图7为本发明中检测机构的俯视图；

图8为本发明中检测机构的侧视图；

图9为本发明上料基底过程的俯视图；

图10为本发明上料基底过程的侧视图。

以上各图中：1、上料机构；11、承托部；111、托板；112、上料伸缩杆；113、电机；12、上料固定部；121、真空吸附槽；122、真空孔；13、边缘定位部；131、凸起；2、对中定位机构；21、对中定位部；211、定位夹持块；212、夹持伸缩杆；213、电机；3、旋转定位机构；31、固定部；311、吸盘；3111、真空槽；3112、真空孔；312、旋转电机；32、伸缩部；321、伸缩杆；322、电机；4、检测机构；41、检测头；42、支撑杆；43、旋转轴；44、驱动电机；45、限位块；5、基底；51、缺口。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种对中上料装置，用于上料具有缺口51的基底5，在本实施例中，基底5的形状设置为圆形，可以理解的，基底5的形状不仅限于圆形，也可以为方形。

对中上料装置，参见图1至图10，包括：上料机构1、对中定位机构2、旋转定位机构3、检测机构4，其中，

上料机构1具有可放置基底5的叉状的承托部11，在承托部11上，与基底5的接触面上设置有上料固定部12，以固定基底5，承托部11可伸缩，以通过承托部11的伸缩，在对中定位机构2、旋转定位机构3、检测机构4配合下，定位好基底5后，再通过承托部11的伸缩，用于在后期压印工作中，对压印设备上料基底5，在承托部11上与基底5接触面上设置边缘定位部13，以粗略定位基底5的边缘；

对中定位机构2具有两个对中定位部21，两个对中定位部21分别位于承托部11两侧，呈相对设置，且两个对中定位部21可同步向承托部11移动，并与基底5外边缘相抵，以将基底5定位至承托部11中心；

旋转定位机构3位于叉状的承托部11中心，旋转定位机构3具有可旋转的固定部31，以及与固定部31连接的伸缩部32，伸缩部32控制固定部31向上或向下移动，使固定部31与承托部11上的基底5相抵，并固定基底5；

检测机构4具有检测头41，检测头41在固定部31向上移动后，可移动至固定部31上的基底5位置，在固定部31旋转时，检测到基底5上的缺口51后，控制固定部31停止旋转。

上料时，将基底5放置在承托部11上，两对中定位部21向承托部11方向同步移动，将基底5定位在承托部11的中心，以使基底5的中心位置与旋转定位机构3的中心位置对应，固定部31在伸缩部32的驱动下向上移动，使固定部31与承托部11上的基底5相抵后固定基底5，并再向上移动一定距离，通过检测机构4上的检测头41移动至固定部31上靠近基底5的位置，固定部31旋转，检测头41检测基底5上的缺口51位置后，控制固定部31停止旋转，以定位基底5上缺口51的位置，整个定位过程均采用各机构配合自动控制，不与人体接触，避免了基底5的污染，且能够精确定位基底5的边缘和缺口51，使晶圆和基底5准确定位，保证了压印时的准确性，提高了成品率，降低了生产成本。

在本实施例中，承托部11包括叉状的托板111，以及与托板111连接的可伸缩的上料伸缩杆112，托板111的形状可以为U型托板，也可以为Y型托板，上料伸缩杆112与托板111上远离叉口一端连接，上料伸缩杆112可以通过电机113驱动，控制其伸缩，上料伸缩杆112也可以采用气缸、液压缸、电动缸或者直线导轨等自身具有线性伸缩特性的装置。

进一步的，边缘定位部13为设置在托板111上的定位浅槽或者设置在托板111上的凸起131，或者任意可定位基底5外边缘的其他结构形式，在托板111上放置基底5时，使基底5的边缘与边缘定位部13对应，粗略定位基底5的边缘。

进一步的，上料固定部12包括设置于承托部11与基底5接触面上的真空吸附槽121，以及设置于真空吸附槽121内的真空孔122，真空孔122与真空泵连接，以使真空吸附槽121内形成负压固定基底5，吸附真空槽121的形状可以选用与托板111形状相仿的真空槽，也可以选用蛇形真空槽，以增加对基底5的吸附性，使其固定更加牢固。

在本实施例中，对中定位部21包括定位夹持块211，以及与定位夹持块211连接的夹持伸缩杆212，夹持伸缩杆212可伸缩，以使定位夹持块211与基底5接触，夹持伸缩杆212可以通过电机213驱动，控制其伸缩，夹持伸缩杆212也可以采用气缸、液压缸、电动缸或者直线导轨等自身具有线性伸缩特性的装置，定位夹持块与基底5的接触面的材质为软性材质，可以为软性塑料，以保护夹持时的基底5及晶圆。

在本实施例中，固定部31包括吸盘311以及与吸盘311连接的旋转电机312。

进一步的，吸盘311上表面设置有真空槽3111，真空槽3111内设置有真空孔3112，真空孔3112与真空泵连接，以在吸盘3111上表面产生负压固定基底5，真空槽3112包括十字形真空槽以及环形真空槽。

进一步的，伸缩部32包括伸缩杆321，以及驱动伸缩杆321伸缩的电机322，伸缩部也可以采用气缸、液压缸、电动缸或者直线导轨等自身具有线性伸缩特性的装置。

在本实施例中，检测机构4还包括支撑杆42、与支撑杆42连接的旋转轴43，以及驱动旋转轴43转动的驱动电机44，旋转轴44通过限位块45限位，检测头41连接于支撑杆42上。

本发明的另一目的在于，提供一种纳米压印设备，采用对中上料装置，以提高纳米压印的合格率，降低生产成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种对中上料装置，其特征在于，用于上料具有缺口的基底，包括：

上料机构，其具有可放置基底的叉状的承托部，在所述承托部上，与基底的接触面上设置有上料固定部，以固定基底，所述承托部可伸缩用于上料基底；

对中定位机构，其具有两个对中定位部，两个所述对中定位部分别位于所述承托部两侧，呈相对设置，且所述两个对中定位部可同步向所述承托部移动，并与基底外边相抵，以将基底定位至所述承托部中心；

旋转定位机构，位于叉状的承托部中心，所述旋转定位机构具有可旋转的固定部，以及与所述固定部连接的伸缩部，所述伸缩部控制所述固定部向上或向下移动，使所述固定部与承托部上的基底相抵并固定基底；

检测机构，其具有检测头，所述检测头在所述固定部向上移动后，可移动至所述固定部上的基底位置，在固定部旋转时，检测到基底上的缺口后，控制所述固定部停止旋转。

2.根据权利要求1所述的对中上料装置，其特征在于：所述承托部包括叉状的托板，以及与所述托板连接的可伸缩的上料伸缩杆。

3.根据权利要求1所述的对中上料装置，其特征在于：所述上料固定部包括设置于所述承托部与基底接触面上的真空吸附槽，以及设置于所述真空吸附槽内的真空孔，所述真空孔与真空泵连接，以使所述真空吸附槽内形成负压固定基底。

4.根据权利要求1所述的对中上料装置，其特征在于：所述对中定位部包括定位夹持块，以及与所述定位夹持块连接的夹持伸缩杆，所述夹持伸缩杆可伸缩，以使所述定位夹持块与基底接触。

5.根据权利要求4所述的对中上料装置，其特征在于：所述定位夹持块与基底的接触面的材质为软性材质。

6.根据权利要求1所述的对中上料装置，其特征在于：所述固定部包括吸盘以及与吸盘连接的旋转电机。

7.根据权利要求6所述的对中上料装置，其特征在于：所述吸盘上表面设置有真空槽，所述真空槽内设置有真空孔，所述真空孔与真空泵连接，以在所述吸盘上表面产生负压固定基底。

8.根据权利要求1所述的对中上料装置，其特征在于：所述伸缩部包括伸缩杆，以及驱动伸缩杆伸缩的电机。

9.根据权利要求1所述的对中上料装置，其特征在于：所述检测机构还包括支撑杆、与所述支撑杆连接的旋转轴，以及驱动所述旋转轴转动的驱动电机，旋转轴通过限位块限位，所述检测头连接于所述支撑杆上。

10.一种纳米压印设备，其特征在于：采用权利要求1-9任一权利要求所述的对中上料装置。

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