CN209215860U - 一种掩膜版用高精度二维运动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掩膜版用高精度二维运动机构，包括二维压电陶瓷电机组件，用于实现在X轴和Z轴两个方向上进行运动；支撑板，设置于所述二维压电陶瓷电机组件的Z轴伸缩杆的底端；掩膜版支架，设置于所述支撑板一端的上方，用于放置掩膜版；第二压片，设置在所述掩膜版支架上，用于将所述掩膜版压紧在所述掩膜版支架上。本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构结构简单，使用方便，克服了薄膜器件生长掩膜版运动精度以及掩膜版位置控制的问题，并且掩膜版图案更换方便；由于二维压电陶瓷电机组件体积小、行程大、精度高，可以将掩膜版用高精度二维运动机构尺寸做到很小；使用过程中不受基底尺寸和生长器件尺寸的限制、行程可以连续调节。

Description

一种掩膜版用高精度二维运动机构

技术领域

本实用新型涉及纳米器件和/或有机薄膜器件的制备和测试领域，具体涉及一种掩膜版用高精度二维运动机构。

背景技术

高质量的薄膜器件具有非常优良的物理性能和化学性能，高质量薄膜的制备和测量表征均需在无氧无水的真空腔体中进行。掩膜版是经过特定工艺制备的具有特定图案的模板，蒸发的样品、光或离子束可以从模板上面镂空部分透过从而在掩膜版的另外一侧的基底上生长出特定图案的器件或刻蚀出特定图案的器件。

国家知识产权局于2014.05.14公开了一件公开号为CN103792443A，名称为“探针台、有机薄膜器件的制备与测试集成系统及其方法”的专利，该专利公开了“一种探针台、有机薄膜器件的制备与测试集成系统及其方法，其中，使有机薄膜器件制备装置与探针台密封连接并在二者之间形成对外密封的样品传递通道，通过设置样品传递装置以将样品经由所述样品传递通道在所述有机薄膜器件制备装置与所述探针台之间进行传送，样品传送过程的全程均隔绝外界环境气氛影响，使得有机薄膜器件的生成和测试均隔离外界环境并处于密闭和真空环境中，有效提高测试准确度。”

因此，薄膜样品生长过程中有时候会按照需要在特定的位置生长特定形状的器件在进行原位物理或化学性能测试，或者在已经生长好的薄膜上面使用离子束刻蚀出特定图案的器件再进行原位物理或化学性能测试，这就需要一套可以精密运动的掩膜版运动机构。

基于上述情况，本实用新型提出了一种掩膜版用高精度二维运动机构，可有效解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种掩膜版用高精度二维运动机构。本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构结构简单，使用方便，克服了薄膜器件生长掩膜版运动精度以及掩膜版位置控制的问题；由于二维压电陶瓷电机组件体积小、行程大、精度高，可以将掩膜版用高精度二维运动机构尺寸做到很小；使用过程中不受基底尺寸和生长器件尺寸的限制、行程可以连续调节，由于二维压电陶瓷电机组件的使用，能很好地适应超高真空、低温、高温工作环境。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种掩膜版用高精度二维运动机构，包括

二维压电陶瓷电机组件，用于实现在X轴和Z轴两个方向上进行运动；

支撑板，设置于所述二维压电陶瓷电机组件的Z轴伸缩杆的底端；

掩膜版支架，设置于所述支撑板一端的上方，用于放置掩膜版；

第二压片，设置在所述掩膜版支架上，用于将所述掩膜版压紧在所述掩膜版支架上。

本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构结构简单，使用方便，克服了薄膜器件生长掩膜版运动精度以及掩膜版位置控制的问题；由于二维压电陶瓷电机组件体积小、行程大、精度高，可以将掩膜版用高精度二维运动机构尺寸做到很小；使用过程中不受基底尺寸和生长器件尺寸的限制、行程可以连续调节，由于二维压电陶瓷电机组件的使用，能很好地适应超高真空、低温、高温工作环境。

本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构便于更换掩膜版，这样掩膜版的图案可以根据需要更改，通过掩膜版上的多种图案，移动掩膜版在基底不同位置进行薄膜器件的连续生长。在实际使用过程中，通过在X轴和Z轴方向上配合长焦显微镜，可以实时观测掩膜版与基底之间的距离，以及掩膜版图案与薄膜器件之间的位置关系，方便进一步调节。

优选的，还包括第一压片，设置于所述支撑板一端的上方，且位于所述支撑板的延伸方向的两侧，用于将所述掩膜版支架固定在所述支撑板上。

这样所述掩膜版支架通过所述第一压片压紧在所述支撑板上面，可以通过更换掩膜版支架来更换不同类型的掩膜版，方便进行插拔。

更优选的，所述第一压片包括平板状安装部和斜向下延伸的具有弹性的弯折部。

这样可以将所述掩膜版支架更加牢固地压紧在所述支撑板上。

优选的，所述二维压电陶瓷电机组件包括X轴导轨、设置于所述X轴导轨两端的支撑腿、二维压电陶瓷电机壳体和从所述二维压电陶瓷电机壳体内伸出的可伸缩的所述Z轴伸缩杆。

这样所述二维压电陶瓷电机组件可更好地带动所述支撑板及设置在其上的部件在X轴和Z轴两个方向上进行运动。

优选的，所述支撑板设置有掩膜版支架的一端具有U形缺口和U形凹台，安装时，所述掩膜版支架嵌入所述U形凹台内被第一压片压紧。

这样便于所述支撑板与所述掩膜版支架嵌合固定，且不会挡住样品(薄膜器件)原料蒸汽运动。

优选的，所述掩膜版支架上表面设置有载物凸台；所述载物凸台中部开有第一通孔。

这样有助于样品(薄膜器件)原料蒸汽从所述第一通孔经所述掩膜版达到基底上进行薄膜器件生长。

优选的，所述第二压片呈L形；所述第二压片与所述载物凸台一端端部固定连接。

这样可更好地将掩膜版牢牢固定在所述载物凸台上。

优选的，所述掩膜版支架在其延伸方向上，远离所述二维压电陶瓷电机组件的一端设置有握持部；所述握持部上开有第二通孔。

这样在所述掩膜版支架插拔时，更加方便，有效防止滑脱。

优选的，所述二维压电陶瓷电机组件外周设置有屏蔽罩。

这样可有效防止样品(薄膜器件)生长过程中污染二维压电陶瓷电机，保证本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构具有更长的使用寿命。

优选的，所述掩膜版支架、第一压片和第二压片由钽制成；所述支撑板由不锈钢或钽制成。

这样本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构不仅可以在超高真空环境下使用，还可以在低温环境下使用，也可以在高温下使用，以便高温下生长薄膜器件。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构结构简单，使用方便，克服了薄膜器件生长掩膜版运动精度以及掩膜版位置控制的问题；由于二维压电陶瓷电机组件体积小、行程大、精度高，可以将掩膜版用高精度二维运动机构尺寸做到很小；使用过程中不受基底尺寸和生长器件尺寸的限制、行程可以连续调节；掩膜版与基底之间的距离以及掩膜版图案在基底上的位置可以通过长焦显微镜实时观察，并通过二维压电陶瓷电机组件进行调节；掩膜版用高精度二维运动机构不仅可以在高真空环境下使用，还可以在超低温环境下使用，也可以在超高温下使用，以便高温下生长薄膜器件。

薄膜器件生长过程中往往需要掩膜版与基底的距离越近越好，掩膜版与基底之间的距离连续可调。

附图说明

图1为本实用新型的分解结构示意图；

图2为本实用新型所述二维压电陶瓷电机组件的结构示意图；

图3为本实用新型所述掩膜版支架的结构示意图；

图4为本实用新型所述第一压片的结构示意图；

图5为本实用新型所述掩膜版的结构示意图；

图6为本实用新型安装状态参考结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点而不是对本实用新型专利要求的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所述掩膜版的材质包括但不限于硅、蓝宝石、氮化硅、氧化铝、钽。

本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构不仅用在薄膜器件生长，也可以用在薄膜生长完毕后的离子束刻蚀成器件。

实施例1：

如图1至6所示，一种掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：包括二维压电陶瓷电机组件1，用于实现在X轴和Z轴两个方向上进行运动；

支撑板2，设置于所述二维压电陶瓷电机组件1的Z轴伸缩杆11的底端；

掩膜版支架3，设置于所述支撑板2一端的上方，用于放置掩膜版5；

第二压片6，设置在所述掩膜版支架3上，用于将所述掩膜版5压紧在所述掩膜版支架3上。

进一步地，在另一个实施例中，还包括第一压片4，设置于所述支撑板2一端的上方，且位于所述支撑板2的延伸方向的两侧，用于将所述掩膜版支架3固定在所述支撑板2上。

进一步地，在另一个实施例中，所述第一压片4包括平板状安装部41和斜向下延伸且具有弹性的弯折部42。

进一步地，在另一个实施例中，所述二维压电陶瓷电机组件1包括X轴导轨12、设置于所述X轴导轨12两端的支撑腿13、二维压电陶瓷电机壳体14和从所述二维压电陶瓷电机壳体14内伸出的可伸缩的所述Z轴伸缩杆11。

进一步地，在另一个实施例中，所述支撑板2设置有掩膜版支架3的一端具有U形缺口21和U形凹台22，安装时，所述掩膜版支架3嵌入所述U形凹台22内被第一压片4压紧。

进一步地，在另一个实施例中，所述掩膜版支架3上表面设置有载物凸台31；所述载物凸台31中部开有第一通孔311。

进一步地，在另一个实施例中，所述第二压片6呈L形；所述第二压片6与所述载物凸台31一端端部固定连接。

进一步地，在另一个实施例中，所述掩膜版支架3在其延伸方向上，远离所述二维压电陶瓷电机组件1的一端设置有握持部32；所述握持部32上开有第二通孔321。

进一步地，在另一个实施例中，所述二维压电陶瓷电机组件1外周设置有屏蔽罩。

进一步地，在另一个实施例中，所述掩膜版支架3、第一压片4和第二压片6由钽制成；所述支撑板2由不锈钢或钽制成。

本实用新型一个实施例的工作原理如下：

本实用新型的掩膜版用高精度二维运动机构在薄膜生长室内工作。样品(薄膜器件)原料蒸汽向上依次穿过U形缺口21、第一通孔311、掩膜版5上的图案孔，达到基底7，进行薄膜器件生长；通过二维压电陶瓷电机组件1控制掩膜版5在在X轴和Z轴两个方向进行二维运动，在实际使用过程中，通过在X轴和Z轴方向上配合长焦显微镜，可以实时观测掩膜版5与基底7之间的距离，以及掩膜版图案与薄膜器件之间的位置关系，方便进一步调节。

如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“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实用新型中的具体含义。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：包括

二维压电陶瓷电机组件(1)，用于实现在X轴和Z轴两个方向上进行运动；

支撑板(2)，设置于所述二维压电陶瓷电机组件(1)的Z轴伸缩杆(11)的底端；

掩膜版支架(3)，设置于所述支撑板(2)一端的上方，用于放置掩膜版(5)；

第二压片(6)，设置在所述掩膜版支架(3)上，用于将所述掩膜版(5)压紧在所述掩膜版支架(3)上。

2.根据权利要求1所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：还包括第一压片(4)，设置于所述支撑板(2)一端的上方，且位于所述支撑板(2)的延伸方向的两侧，用于将所述掩膜版支架(3)固定在所述支撑板(2)上。

3.根据权利要求2所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述第一压片(4)包括平板状安装部(41)和斜向下延伸具有弹性的弯折部(42)。

4.根据权利要求1所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述二维压电陶瓷电机组件(1)包括X轴导轨(12)、设置于所述X轴导轨(12)两端的支撑腿(13)、二维压电陶瓷电机壳体(14)和从所述二维压电陶瓷电机壳体(14)内伸出的可伸缩的所述Z轴伸缩杆(11)。

5.根据权利要求1所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述支撑板(2)设置有掩膜版支架(3)的一端具有U形缺口(21)和U形凹台(22)，安装时，所述掩膜版支架(3)嵌入所述U形凹台(22)内被第一压片(4)压紧。

6.根据权利要求1所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述掩膜版支架(3)上表面设置有载物凸台(31)；所述载物凸台(31)中部开有第一通孔(311)。

7.根据权利要求6所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述第二压片(6)呈L形；所述第二压片(6)与所述载物凸台(31)一端端部固定连接。

8.根据权利要求6所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述掩膜版支架(3)在其延伸方向上，远离所述二维压电陶瓷电机组件(1)的一端设置有握持部(32)；所述握持部(32)上开有第二通孔(321)。

9.根据权利要求1所述的掩膜版用高精度二维运动机构，其特征在于：所述二维压电陶瓷电机组件(1)外周设置有屏蔽罩。