CN203720533U - 一种标记板的定位系统 - Google Patents

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程海林
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Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
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Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种标记板的定位系统,包括固定装置、影像仪和带有定位标记的标记板,通过所述影像仪探测得所述定位标记的位置信息,传递给所述固定装置,用于精确固定所述标记板。本实用新型能够在有限的空间内,简单实现标记板的定位要求,降低标记板的定位成本,提高定位精度。

Description

一种标记板的定位系统
技术领域
本实用新型微电子光刻设备制造领域,尤其涉及一种标记板的定位系统。
背景技术
在微电子光刻设备制造领域,对准和调焦调平传感器装置在制造集成过程中,应用到一种对准和调焦调平的模拟硅片基准板,该板通过微纳加工,在其表面刻有高精度对准标记和对准图案;上述传感器在集成装配过程中使用该标记板进行零部件的精确定位和装配,其中标记板安装定位的精度直接影响传感器集成后的测量精度,为此必须对该标记板进行精确定位。
在传感器集成过程中,需要建立该标记板上标记中心到传感器安装载体接口之间的对应坐标关系,一般标记板的材料选用低膨胀系数的熔石英作为基底材料,其上镀有铝膜或铬金属膜,加工精细标记图案,完成标记刻蚀后,进行标记板的定位切割,最终交付成品使用。一般传感器的工作距都较小,测量过程中就要求标记板和机械载体之间的空间有限,需要在有限空间布置标记板的位置。现有技术中,对准传感器采用衍射光栅标记,调焦调平传感器采用方形光斑对准标记,在集成过程中标记板1与传感器载体2的位置关系如图1a和1b所示,即将切割后的标记板1装在传感器载体2上,并利用标记板1上的十字标记3进行位置标定和调整,具体请参考图2,标记的精度通过销4或者凸缘面定位安装传递到传感器载体2的接口处,作为传感器集成过程中定位基准,该方式只能够满足低精度标记板定位方式。其安装过程中精度不高的原因主要存在以下尺寸链环节:1.标记板1的标记刻蚀精度很高,但因玻璃材料切割加工困难,板最终的外形尺寸切割精度不高;2.传感器载体2接口处自身加工精度容易出现偏差;综上所述,现有安装过程中,标记板1定位精度受到加工精度影响,要想提高定位精度,加工成本会很高。另外一种定位安装方式是通过修磨标记板1和传感器载体2之间的转接板,实现定位方式,该安装方式精度会提高,但修磨费时,一般使用加工中心进行六自由度的精铣,制造成本高,同时重复定位引入误差。
实用新型内容
本实用新型提供一种标记板的定位系统,以降低标记板定位成本,提高标记板的定位精度。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种标记板的定位系统,包括固定装置、影像仪和带有定位标记的标记板,通过所述影像仪探测得所述定位标记的位置信息,传递给所述固定装置,用于精确固定所述标记板。
较佳地,所述固定装置包括支撑架,所述支撑架上固定有X向定位模块、Y向定位模块以及Z向定位模块,其中,
所述标记板放置于所述支撑架上;
所述X向定位模块包括X向顶出单元和第一压簧,所述X向顶出单元沿所述标记板的X向设置,所述第一压簧与所述X向顶出单元相对设置;
所述Y向定位模块包括Y向顶出单元和第二压簧,所述Y向顶出单元沿所述标记板的Y向设置,所述第二压簧与所述Y向顶出单元相对设置;
所述Z向定位模块包括Z向顶出单元和第三压簧,所述Z向顶出单元沿所述标记板的Z向设置,所述第三压簧与所述Z向顶出单元相对设置。
较佳地,所述X/Y向顶出单元包括相应向顶块、相应向支架以及相应向微分头,所述相应向支架固定于所述支撑架上,所述相应向微分头的定端固定于所述相应向支架上,动端与所述相应向顶块固定连接,所述相应向顶块与所述标记板相接触。
较佳地,所述X/Y向顶出单元还包括相应向锁紧螺钉,所述相应向锁紧螺钉安装于所述相应向顶块上。
较佳地,所述X向顶出单元为两组,两组X向顶出单元分设于标记板的两角处。
较佳地,所述第一压簧通过所述第一压簧支架固定于所述支撑架上;所述第二压簧通过所述第二压簧支架固定于所述支撑架上。
较佳地,所述第三压簧固定于所述Y向支架和/或第二压簧支架上。
较佳地,所述Z向顶出单元包括调整螺钉以及Z向锁紧螺钉,所述调整螺钉安装于所述支撑架上且与所述标记板接触,所述Z向锁紧螺钉安装于所述调整螺钉上。
较佳地,所述调整螺钉采用球头销。
较佳地,所述Z向顶出单元至少为三组,Z向顶出单元分布于所述标记板的底面。
较佳地,所述标记板的定位标记分为中间区域刻的测量标记和在所述标记板四周刻的十字对准标记。
较佳地,与横切割边相近的2个所述十字对准标记的连线垂直于与竖切割边相近的2个所述十字对准标记的连线。
较佳地,上下对应的2个所述十字对准标记的连线垂直于左右对应的2个所述十字对准标记的连线。
较佳地,所述影像仪探测得所述测量标记和所述十字对准标记的位置信息。
与现有技术相比,本实用新型提供的标记板的定位系统,包括固定装置、影像仪和带有定位标记的标记板,通过所述影像仪探测得所述定位标记的位置信息,传递给所述固定装置,用于精确固定所述标记板。本实用新型能够在有限的空间内,简单实现标记板的定位要求,降低标记板的定位成本,提高定位精度。
附图说明
图1a~1b为现有技术中标记板与传感器载体的位置关系示意图;
图2为现有技术中标记板的定位系统结构示意图;
图3为本实用新型一具体实施方式的标记板的定位系统安装于传感器载体的结构示意图;
图4为本实用新型一具体实施方式的标记板的定位系统的结构示意图;
图5为本实用新型一具体实施方式的标记板的定位系统中标记板的示意图。
图1a~2中:1-标记板、2-传感器载体、3-十字标记、4-销;
图3~5中:10-支撑架、20-X向顶出单元、21-第一压簧、22-X向顶块、23-X向支架、24-X向微分头、25-X向锁紧螺钉、26-第一压簧支架、30-Y向顶出单元、31-第二压簧、32-Y向顶块、33-Y向支架、34-Y向微分头、35-Y向锁紧螺钉、36-第二压簧支架、40-Z向顶出单元、41-第三压簧、42-调整螺钉、43-Z向锁紧螺钉、50-标记板、51-测量标记、52-十字对准标记、53-切割边。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加清晰易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是,本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型提供的标记板的定位系统,如图3~5所示,包括固定装置、影像仪(图中未示出)和带有定位标记的标记板50,通过所述影像仪探测得所述定位标记的位置信息,传递给所述固定装置,用于精确固定所述标记板50。具体地,本实用新型先将标记板50上的定位标记与切割边53进行精确测量,在装配过程中可以消除切割精度带来的影响。测量时,通过将标记板50放在影像仪上测量,通过投影光的反射或者透射方式寻找定位标记和切割边53的外缘,从而将定位标记的定位转移到标记板50的机械边缘;然后将标记板50安装在固定装置上,对标记板50进行定位调整,调整的过程中,将载体安放在三座标仪上,通过三座标的探头测量标记板50外缘切割边53到载体的接口之间的定位精度,该过程边测边调,直到达到要求的标记定位精度。通过以上方式可以完成标记到载体机械基准的定位精度,该精度的高低取决于影像仪和三座标的测量精度,操作简单,成本低廉。
较佳地,所述固定装置包括支撑架10,所述支撑架10上固定有X向定位模块、Y向定位模块以及Z向定位模块,其中,
所述标记板50放置于所述支撑架10上,所述X向定位模块、Y向定位模块以及Z向定位模块均用于调节所述标记板50在所述支撑架10上的位置;
具体地,所述X向定位模块包括X向顶出单元20和第一压簧21,所述X向顶出单元20沿所述标记板50的X向设置,所述第一压簧21与所述X向顶出单元20相对设置;
所述Y向定位模块包括Y向顶出单元30和第二压簧31,所述Y向顶出单元30沿所述标记板50的Y向设置,所述第二压簧31与所述Y向顶出单元30相对设置;
所述Z向定位模块包括Z向顶出单元40和第三压簧41,所述Z向顶出单元40沿所述标记板50的Z向设置,所述第三压簧41与所述Z向顶出单元40相对设置。
换句话说,所述X向顶出单元20和第一压簧21分设于所述标记板50沿图中X方向的两侧,调整所述标记板50在X方向上的位置;所述Y向顶出单元30和第二压簧31分设于所述标记板50沿图中Y方向的两侧,调整所述标记板50在Y方向上的位置;所述Z向顶出单元40和第三压簧41分设于所述标记板50沿图中Z方向的两侧,调整所述标记板50在Z方向上的位置,这样,即可完成标记板50在6个自由度内的精度调整。
较佳地,请继续参考图3和图4,所述X向顶出单元20包括X向顶块22、X向支架23以及X向微分头24,所述X向支架23固定于所述支撑架10上,所述X向微分头24的定端固定于所述X向支架23上,动端与所述X向顶块22固定连接,所述X向顶块22与所述标记板50相接触。具体地,通过调节所述X向微分头24,从而推动所述X向顶块22,进而对所述标记板50的位置进行调整,此时,所述第一压簧21在整个调整过程中为标记板50提供回复力。较佳地,所述X向顶出单元20还包括X向锁紧螺钉25,所述X向锁紧螺钉25安装于所述X向顶块22上,当位置调整完成后,利用所述X向锁紧螺钉25将所述X向顶块22与所述支撑架10的相对位置固定,确保标记板50重复定位时位置不变。
较佳地,请继续参考图3和图4,所述X向顶出单元20为两组,两组X向顶出单元20分设于标记板50的两角处,分别对两组X向顶出单元20进行调节,即可完成标记板50在Rz(绕Z向旋转)方向的位置调整。
较佳地,请重点参考图3,所述Y向顶出单元30包括Y向顶块32、Y向支架33以及Y向微分头34,所述Y向支架33固定于所述支撑架10上,所述Y向微分头34的定端固定于所述Y向支架33上,动端与所述Y向顶块32固定连接,所述Y向顶块32与所述标记板50相接触。同理,可通过调节所述Y向微分头34,从而推动所述Y向顶块32,进而对所述标记板50的位置进行调整,此时,所述第二压簧31在整个调整过程中为标记板50提供回复力。较佳地,所述Y向顶出单元30还包括Y向锁紧螺钉35,所述Y向锁紧螺钉35安装于所述Y向顶块32上。同样用于调整完成后,利用所述Y向锁紧螺钉35将所述Y向顶块32与所述支撑架10的相对位置固定,避免重复定位,提高效率。
较佳地,请重点参考图3,所述第一压簧21通过所述第一压簧支架26固定于所述支撑架10上;所述第二压簧31通过所述第二压簧支架36固定于所述支撑架10上,所述第三压簧41固定于所述Y向支架33和第二压簧支架36上。
较佳地,请重点参考图4,所述Z向顶出单元40包括调整螺钉42以及Z向锁紧螺钉43,所述调整螺钉42安装于所述支撑架10上且与所述标记板50接触,所述Z向锁紧螺钉43安装于所述调整螺钉42上。具体地,所述调整螺钉42采用球头销的形式,也就是说,所述调整螺钉42与所述标记板50的接触面处为球头,定位导向处为销配合,驱动螺纹采用细牙螺距,以提高调整分辨率。较佳地,所述Z向顶出单元40至少为三组,本实施例中,三组Z向顶出单元40分布于所述标记板50的底面。分别对所述三组Z向顶出单元40进行调节,可实现标记板50的Z向调整(高度调整)以及倾斜调整。当调整完成后,用所述Z向锁紧螺钉43固定,避免后续动作导致的误差。
另外,本实施例中,所述X向微分头24、Y向微分头34以及调整螺钉42的分辨率均可达到微米精度,以确保调节的精度。
请重点参考图5,本实用新型中的标记板50的定位标记分为中间区域刻的测量标记51和在标记板50的四周刻的十字对准标记52,用于测量标记板50切割边53和测量标记51的位置,所述影像仪探测得所述测量标记51和所述十字对准标记52的位置信息。由于十字对准标记52和测量标记51同时一次性制作,因此其定位精度比较高,但标记板50切割精度不高,可以通过标记板50上的十字对准标记52建立测量标记51的位置和旋转方向。
具体地,请继续参考图5,所述十字对准标记52共有8个,从右上角顺时针起依次为52-a、52-b、52-c、52-d、52-e、52-f、52-g、52-h。其中52-a与52-h的连线垂直于52-a与52-d的连线,52-a与52-d的连线平行于52-b与52-c的连线。其他标记所在位置皆有如此的几何关系。测量标记51到左切割边的距离L0,可由测量标记51到52-e与52-h连线的垂直距离L1加上该连线到左切割边的距离L2来代替,即L0=L1+L2。
综上所述,本实用新型提供的标记板的定位系统,包括固定装置、影像仪(图中未示出)和带有定位标记的标记板50,通过所述影像仪探测得所述定位标记的位置信息,传递给所述固定装置,用于精确固定所述标记板50。本实用新型能够在有限的空间内,完成对标记板50在6个自由度方向上的位置调节,且成本较低。
显然,本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种标记板的定位系统,包括固定装置、影像仪和带有定位标记的标记板,其特征在于,通过所述影像仪探测得所述定位标记的位置信息,传递给所述固定装置,用于精确固定所述标记板。
2.如权利要求1所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述固定装置包括支撑架,所述支撑架上固定有X向定位模块、Y向定位模块以及Z向定位模块,其中,
所述标记板放置于所述支撑架上;
所述X向定位模块包括X向顶出单元和第一压簧,所述X向顶出单元沿所述标记板的X向设置,所述第一压簧与所述X向顶出单元相对设置;
所述Y向定位模块包括Y向顶出单元和第二压簧,所述Y向顶出单元沿所述标记板的Y向设置,所述第二压簧与所述Y向顶出单元相对设置;
所述Z向定位模块包括Z向顶出单元和第三压簧,所述Z向顶出单元沿所述标记板的Z向设置,所述第三压簧与所述Z向顶出单元相对设置。
3.如权利要求2所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述X/Y向顶出单元包括相应向顶块、相应向支架以及相应向微分头,所述相应向支架固定于所述支撑架上,所述相应向微分头的定端固定于所述相应向支架上,动端与所述相应向顶块固定连接,所述相应向顶块与所述标记板相接触。
4.如权利要求3所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述X/Y向顶出单元还包括相应向锁紧螺钉,所述相应向锁紧螺钉安装于所述相应向顶块上。
5.如权利要求3所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述X向顶出单元为两组,两组X向顶出单元分设于标记板的两角处。
6.如权利要求3所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述第一压簧通过所述第一压簧支架固定于所述支撑架上;所述第二压簧通过所述第二压簧支架固定于所述支撑架上。
7.如权利要求6所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述第三压簧固定于所述Y向支架和/或第二压簧支架上。
8.如权利要求2所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述Z向顶出单元包括调整螺钉以及Z向锁紧螺钉,所述调整螺钉安装于所述支撑架上且与所述标记板接触,所述Z向锁紧螺钉安装于所述调整螺钉上。
9.如权利要求8所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述调整螺钉采用球头销。
10.如权利要求8所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述Z向顶出单元至少为三组,Z向顶出单元分布于所述标记板的底面。
11.如权利要求1所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述标记板的定位标记分为在中间区域刻的测量标记和在所述标记板四周刻的十字对准标记。
12.如权利要求11所述的标记板的定位系统,其特征在于,与横切割边相近的2个所述十字对准标记的连线垂直于与竖切割边相近的2个所述十字对准标记的连线。
13.如权利要求11所述的标记板的定位系统,其特征在于,上下对应的2个所述十字对准标记的连线垂直于左右对应的2个所述十字对准标记的连线。
14.如权利要求12或13所述的标记板的定位系统,其特征在于,所述影像仪探测得所述测量标记和所述十字对准标记的位置信息。
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