CN214704303U - 一种整片晶圆纳米压印光刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种整片晶圆纳米压印光刻机，包括底板，所述底板的顶部通过轴承转动连接有竖杆，所述竖杆的外壁上方固接有多个支杆，所述支杆的末端设有限位机构。该整片晶圆纳米压印光刻机，可对多个承片台内部晶圆实现轴向转动切换印压加工，进而大幅提升加工效率，且通过顶板与凹槽的转动连接，以及弹簧一的设置，使得顶板可同时向内转动，进而对不同尺寸的晶圆实现限位固定，提升加工稳定性，进而保证印压精度，加工后晶圆可在切换加工过程中自动顶出承片台，进而提升卸料便捷性，提升加工效率，竖杆可随着电机慢速转动，进而可实现电控间歇切换加工，自动化程度更高。

Description

一种整片晶圆纳米压印光刻机

技术领域

本实用新型涉及整片晶圆纳米压印光刻机技术领域，具体为一种整片晶圆纳米压印光刻机。

背景技术

纳米压印光刻是一种全新微纳米图形化的方法，它是一种使用模具通过抗蚀剂的受力变形实现其图形化的技术。与其它微纳米制造方法相比，NIL具有高分辩率、超低成本和高生产率的特点，尤其在大面积微纳米结构和复杂三维微纳米结构制造方面具有突出的优势。随着纳米压印光刻在高亮度光子晶体LED、高密度磁盘介质、光学元器件、微流控器件等领域的广泛应用，对于大面积、全场、整片晶圆纳米压印工艺和装备的需求越来越迫切，同时对于压印面积、复型精度的要求也愈来愈高。目前实现大面积纳米压印的方法主要有三种：第一种是采用步进重复纳米压印工艺；第二种是采用滚压印工艺；第三种是采用单步整片晶圆纳米压印，与采用步进重复纳米压印工艺和滚压印工艺实现大面积图形化方法相比，采用整片晶圆纳米压印具有生产率高、成本低、图形均匀和一致性好等显著的优点，以及适合各种软和硬衬底的优势。

现有技术中的整片晶圆纳米压印光刻机在使用时，无法对多个承片台内部晶圆实现轴向转动切换印压加工，导致加工效率低下，且无法对不同尺寸的晶圆实现限位固定，导致加工稳定性差，进而影响印压精度，同时加工后晶圆从承片台卸下时较为繁琐，进而影响加工效率，且无法实现电控加工，自动化程度低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种整片晶圆纳米压印光刻机，以解决上述背景技术中提出的现有技术中的整片晶圆纳米压印光刻机在使用时，无法对多个承片台内部晶圆实现轴向转动切换印压加工，导致加工效率低下，且无法对不同尺寸的晶圆实现限位固定，导致加工稳定性差，进而影响印压精度的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种整片晶圆纳米压印光刻机，包括底板，所述底板的顶部通过轴承转动连接有竖杆，所述竖杆的外壁上方固接有多个支杆，所述支杆的末端设有限位机构；

所述限位机构包括承片台、凹槽、顶板、弹簧一、套环、螺栓和竖槽；

所述承片台的内端与支杆固定连接，所述承片台的内壁加工有多个凹槽，所述凹槽的内部转动连接有多个顶板，所述顶板的转轴上安装有弹簧一，所述承片台的外壁套接有套环，所述套环的外端螺纹连接有螺栓，所述螺栓的内端通过竖槽与承片台的外壁滑动连接。这样设计可同时对多个晶圆进行切换加工，且可对不同尺寸的晶圆进行限位，提升加工稳定性，保证加工精度。

优选的，所述底板的顶部固接有机体，所述机体的顶部贯穿栓接有气缸。

优选的，所述气缸的底部安装有压印头，且压印头与最后侧的承片台纵向对应设置。

优选的，所述承片台呈环形等距分布。

优选的，所述承片台的内部设有顶出机构；

所述顶出机构包括方槽、转板、顶杆、弹簧二、滚轮和弧面凸块；

所述方槽加工于承片台的内壁底部，所述方槽的内部转动连接有转板，所述转板的底部抵紧有顶杆，所述顶杆的外壁贯穿承片台的底部并延伸至其内部，所述顶杆的外壁套接安装有弹簧二，所述顶杆的底部安装有滚轮，所述滚轮的下方设有弧面凸块，所述弧面凸块固接于底板的顶部。这样设计使得加工后晶圆可在切换加工过程中自动顶出承片台，进而提升卸料便捷性，提升加工效率。

优选的，所述弧形凸块位于滚轮圆周运动的轨迹上。

优选的，所述竖杆的外侧设有传动机构；

所述传动机构包括电机、齿轮一和齿轮二；

所述电机安装于底板的顶部，且电机的输出端固接有齿轮一，所述齿轮一的外壁啮合连接有齿轮二，所述齿轮二固接于竖杆的外壁。这样设计可实现电控间歇切换加工，自动化程度更高。

优选的，所述齿轮一和齿轮二的齿数比为1/10。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该整片晶圆纳米压印光刻机，相对比于传统技术，具有以下优点：

通过底板、机体、气缸、压印头、竖杆和限位机构之间的配合，使得该装置在使用时，可通过竖杆与底板的转动连接，以及支杆和承片台的环形等距分布，使得竖杆转动可对多个承片台内部晶圆实现轴向转动切换印压加工，进而大幅提升加工效率，且通过顶板与凹槽的转动连接，以及弹簧一的设置，使得顶板可同时向内转动，进而对不同尺寸的晶圆实现限位固定，提升加工稳定性，进而保证印压精度；

通过底板、机体、气缸、压印头、竖杆和顶出机构之间的配合，使得该装置在使用时，可通过凹槽与转板的转动连接，以及顶杆与承片台的滑动连接，使得滚轮经过弧面凸块上方时，可带动顶杆上提，进而带动转板转动并将晶圆顶出，这样设计使得加工后晶圆可在切换加工过程中自动顶出承片台，进而提升卸料便捷性，提升加工效率；

通过底板、机体、气缸、压印头、竖杆和传动机构之间的配合，使得该装置在使用时，通过齿轮一与齿轮二的啮合连接，以及电机的设置，使得竖杆可随着电机慢速转动，进而可实现电控间歇切换加工，自动化程度更高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为图2中顶杆、套环和顶板的结构示意图；

图4为图3中顶板、凹槽和弹簧一的结构示意图。

图中：1、底板，2、机体，3、气缸，4、压印头，5、竖杆，6、限位机构，601、承片台，602、凹槽，603、顶板，604、弹簧一，605、套环，606、螺栓，607、竖槽，7、顶出机构，701、方槽，702、转板，703、顶杆，704、弹簧二，705、滚轮，706、弧面凸块，8、传动机构，801、电机，802、齿轮一，803、齿轮二，9、支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种整片晶圆纳米压印光刻机，包括底板1，底板1的顶部固接有机体2，机体2的顶部贯穿栓接有气缸3，气缸3的底部安装有压印头4，且压印头4与最后侧的承片台601纵向对应设置，气缸3可带动压印头4上下移动并完成印压，底板1的顶部通过轴承转动连接有竖杆5，竖杆5的外壁上方固接有多个支杆9，支杆9呈环形等距分布，支杆9的末端设有限位机构6。

限位机构6包括承片台601、凹槽602、顶板603、弹簧一604、套环605、螺栓606和竖槽607，承片台601的内端与支杆9固定连接，承片台601呈环形等距分布，承片台601的内壁加工有多个凹槽602，凹槽602呈环形等距分布，凹槽602的内部转动连接有多个顶板603，顶板603的转轴上安装有弹簧一604，弹簧一604的两端分别与顶板603和凹槽602固定连接，且给予顶板604向内的力，承片台601的外壁套接有套环605，套环605下滑可带动顶板604反转，套环605的外端螺纹连接有螺栓606，螺栓606的内端通过竖槽607与承片台601的外壁滑动连接，螺栓606和竖槽607用于对套环605的滑动范围进行限制，这样设计可同时对多个晶圆进行切换加工，且可对不同尺寸的晶圆进行限位，提升加工稳定性，保证加工精度。

承片台601的内部设有顶出机构7，顶出机构7包括方槽701、转板702、顶杆703、弹簧二704、滚轮705和弧面凸块706，方槽701加工于承片台601的内壁底部，方槽701的内部转动连接有转板702，转板702受力时可转动，转板702的底部抵紧有顶杆703，顶杆703的外壁贯穿承片台601的底部并延伸至其内部，顶杆703上下滑动可带动转板702向外转动，顶杆703的外壁套接安装有弹簧二704，弹簧二704的两端分别与承片台601和顶杆703的台阶处固定固定，且给予顶杆703上提后复位的力，顶杆703的底部安装有滚轮705，滚轮705的下方设有弧面凸块706，弧面凸块706固接于底板1的顶部，弧形凸块706位于滚轮705圆周运动的轨迹上，滚轮705经过弧面凸块706上，可带动顶杆703上提，进而带动转板702转动并将晶圆顶出，这样设计使得加工后晶圆可在切换加工过程中自动顶出承片台601，进而提升卸料便捷性，提升加工效率。

竖杆5的外侧设有传动机构8，传动机构8包括电机801、齿轮一802和齿轮二803，电机801安装于底板1的顶部，电机801的型号为70，且电机801的输出端固接有齿轮一802，齿轮一801的外壁啮合连接有齿轮二803，齿轮一802和齿轮二803的齿数比为1/10，这样设计使得竖杆5可满足轴向转动，齿轮二803固接于竖杆5的外壁，这样设计可实现电控间歇切换加工，自动化程度更高。

本实施例的工作原理：首先将电机801接通外接电源，使其工作，通过竖杆5与底板1的转动连接，以及支杆9和承片台601的环形等距分布，使得竖杆5转动可对多个承片台601内部晶圆实现轴向转动切换印压加工，进而大幅提升加工效率，且通过顶板603与凹槽602的转动连接，以及弹簧一604的设置，使得顶板604可同时向内转动，进而对不同尺寸的晶圆实现限位固定，提升加工稳定性，进而保证印压精度，同时，通过凹槽701与转板702的转动连接，以及顶杆703与承片台601的滑动连接，使得滚轮705经过弧面凸块706上方时，可带动顶杆703上提，进而带动转板702转动并将晶圆顶出，这样设计使得加工后晶圆可在切换加工过程中自动顶出承片台601，进而提升卸料便捷性，提升加工效率，同时，通过齿轮一802与齿轮二803的啮合连接，以及电机801的设置，使得竖杆5可随着电机801慢速转动，进而可实现电控间歇切换加工，自动化程度更高。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种整片晶圆纳米压印光刻机，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部通过轴承转动连接有竖杆(5)，所述竖杆(5)的外壁上方固接有多个支杆(9)，所述支杆(9)的末端设有限位机构(6)；

所述限位机构(6)包括承片台(601)、凹槽(602)、顶板(603)、弹簧一(604)、套环(605)、螺栓(606)和竖槽(607)；

所述承片台(601)的内端与支杆(9)固定连接，所述承片台(601)的内壁加工有多个凹槽(602)，所述凹槽(602)的内部转动连接有多个顶板(603)，所述顶板(603)的转轴上安装有弹簧一(604)，所述承片台(601)的外壁套接有套环(605)，所述套环(605)的外端螺纹连接有螺栓(606)，所述螺栓(606)的内端通过竖槽(607)与承片台(601)的外壁滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述底板(1)的顶部固接有机体(2)，所述机体(2)的顶部贯穿栓接有气缸(3)。

3.根据权利要求2所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述气缸(3)的底部安装有压印头(4)，且压印头(4)与最后侧的承片台(601)纵向对应设置。

4.根据权利要求1所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述承片台(601)呈环形等距分布。

5.根据权利要求1所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述承片台(601)的内部设有顶出机构(7)；

所述顶出机构(7)包括方槽(701)、转板(702)、顶杆(703)、弹簧二(704)、滚轮(705)和弧面凸块(706)；

所述方槽(701)加工于承片台(601)的内壁底部，所述方槽(701)的内部转动连接有转板(702)，所述转板(702)的底部抵紧有顶杆(703)，所述顶杆(703)的外壁贯穿承片台(601)的底部并延伸至其内部，所述顶杆(703)的外壁套接安装有弹簧二(704)，所述顶杆(703)的底部安装有滚轮(705)，所述滚轮(705)的下方设有弧面凸块(706)，所述弧面凸块(706)固接于底板(1)的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述弧面凸块(706)位于滚轮(705)圆周运动的轨迹上。

7.根据权利要求1所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述竖杆(5)的外侧设有传动机构(8)；

所述传动机构(8)包括电机(801)、齿轮一(802)和齿轮二(803)；

所述电机(801)安装于底板(1)的顶部，且电机(801)的输出端固接有齿轮一(802)，所述齿轮一(802)的外壁啮合连接有齿轮二(803)，所述齿轮二(803)固接于竖杆(5)的外壁。

8.根据权利要求7所述的一种整片晶圆纳米压印光刻机，其特征在于：所述齿轮一(802)和齿轮二(803)的齿数比为1/10。

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