CN218866308U - 纳米压印装置及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体加工技术领域，提供了一种纳米压印装置及半导体加工设备，包括：位移台，顶部安装有基片；升降机构，设置于所述位移台两侧，两所述升降机构之间设置有向下拱起的模片，所述模片位于所述基片的上方；压力组件，设置于所述模片上方，所述压力组件包括压力腔、设置于所述压力腔下端口的柔性密封罩，所述柔性密封罩与所述模片的凹面紧密贴合。该纳米压印工作台，通过具有向下微凸起的模片与基片相切接触，由内到外的贴合防止压印出现气泡；通过升降机构向下加强压合，使模片受力均匀、平整，继而有效提高压合质量。

Description

纳米压印装置及半导体加工设备

技术领域

本实用新型涉及半导体加工领域，尤其涉及一种纳米压印装置及半导体加工设备。

背景技术

纳米压印是一种不同于传统光刻技术的全新图形转移技术，其能够把纳米图形从模板“复制”到基片上，具有产量高、成本低和工艺简单的优点。通过压力使基片上的纳米压印胶进入模板的纳米结构内，再通过UV光固的方法使纳米压印胶固化成型，就可以使模板上的微结构“复制”到基片上。

现有技术下的纳米压印装置在对涂覆有压印胶的基材进行压印时，通常是通过压辊辊压的方式对模片和基片进行压合，以此方式操作，对压辊与基材之间间隙的均匀性，以及模片的平整度等方面要求都较高，因此在压印过程中，很容易因模片的受力不均、模片与基片之间产生气泡等因素影响压印质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种纳米压印装置，用以解决模片的受力不均、模片与基片之间产生气泡等技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种纳米压印装置，其特征在于，所述装置包括：位移台，顶部安装有基片；升降机构，设置于所述位移台两侧，两所述升降机构之间设置有向下拱起的模片，所述模片位于所述基片的上方；压力组件，设置于所述模片上方，所述压力组件包括压力腔、设置于所述压力腔下端口的柔性密封罩，所述柔性密封罩与所述模片的凹面紧密贴合。

优选地，所述压印装置还包括设置于所述压力腔上端口的UV光固组件，所述柔性密封罩呈透明状设置。

优选地，所述压力组件还包括架设于两升降机构之间的支架，所述压力腔及所述UV光固组件均与所述支架紧固。

优选地，所述压力腔设置为波纹管且沿所述位移台的高度方向上下可伸缩设置。

优选地，所述升降机构包括：丝杆，架设于所述位移台一侧；滑座，与所述丝杆螺纹连接；电机，用于驱动所述丝杆转动以带动所述滑座相对于所述位移台上下移动。

优选地，所述模片设置在所述柔性密封罩下方，其两端通过夹块与所述滑座连接。

优选地，在所述压力腔的上端设置有通气口，高压气体通过所述通气口注入所述压力腔，使设置于下端口的所述柔性密封罩向下鼓起并与所述模片的内凹面紧密贴合，所述柔性密封罩随着在所述压力腔中气压增加对所述模片均匀施压，以使所述模片和所述基片压合为一体。

优选地，所述模片具有弹性变形量，其设有纳米微结构的一侧具有初始状态为向所述位移台方向凸起的凸起部，在所述升降机构的下降运动作用下，所述模片的凸起部先与涂覆有压印胶的所述基片相切，所述模片再在所述升降机构带动下同步向下运动以使所述压力组件对所述模片的上表面均匀施压直至所述模片与所述基片充分贴紧压合。

优选地，压合后的所述模片和所述基片通过所述UV光固组件固化，之后通过升降机构驱使所述模片与所述基片分离。

第二方面，本实用新型实施例提供一种半导体设备，包括其上任一的纳米压印装置。

综上所述，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实施例提供的纳米压印装置及半导体加工设备，通过压力组件与升降机构对模片与基片进行压印，同时模片具有一定柔性变形且设置有纳米微结构的一侧向基片方向凸起，与基片接触时相切，由内到外的贴合防止模片与基片之间出现气泡；通过升降机构向下的压合，使模片受力均匀、平整，继而有效提高压合质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，这些均在本实用新型的保护范围内。

图1为本方案中模片未与基片压合时的结构示意图；

图2为本方案中模片与基片压合时的结构示意图。

图中零件部件及编号：1-位移座；2-升降机构；21-滑座；3-基片；4-模片；5-压力组件；51-压力腔；52-通气口；6-UV光固组件；7-支架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，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申请和简化描述，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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实实用新型的保护范围之内。

请参见图1与图2，本实用新型实施例提供了一种纳米压印装置，包括：位移台1，顶部安装有基片3，用于承载所需的压印工件并能够承受压印时的压力，具有位移功能；升降机构2，设置在位移台1的两侧，与压力组件5连接，驱动压力组件5上下移动；两升降机构2之间设置有向下拱起的模片4，模片4位于基片3的上方；其中，模片4相对两侧可分别与对应的升降机构2可拆卸连接并随升降机构2上下升降运动；压力组件5，设置于模片4上方，压力组件5包括压力腔51、设置于压力腔51下端口的柔性密封罩，所述柔性密封罩与模片4的凹面紧密贴合。纳米压印装置通过将压力组件5架设在位移台1的上方，通过注入高压气体，给模片4与基片3的贴合施加压力，实现压印功能。通过压力组件5与升降机构2对模片4与基片5进行压印，通过升降机构2向下加强压合，使模片受力均匀、平整，继而有效提高压合质量。

优选地，压力腔51设置为波纹管且沿位移台1的高度方向上下可伸缩设置压力腔51中容纳高压气体，给下方的模片4一定的压合力；柔性密封罩与模片4连接，可受气体的挤压产生一定弯曲变形，使其与模片4贴合，能够给模片4更均匀的压合力，使模片4扩展，达到更好的压印效果。另外，在压力腔51的上端设有通气口52，高压气体通过通气口52注入压力腔51中，使柔性密封罩受气体压力向下产生轻微形变鼓起，并对模片4均匀施压，使模片4与基片3压合为一体。

优选地，升降机构2优选丝杆升降机构2且包括丝杆、滑座21及电机，丝杆摩擦损失小、传动效率高，在滑座21的下底面通过夹块安装模片4，滑座21的上表面安装有设于两升降机构之间的支架7。在本实用新型实施例中设有两组升降机构2位于位移座1两侧，其中两组升降机构2之间的距离可进行调节，以适用于不同大小的模片压印，升降机构2的数量也可根据不同的大小模片来决定设置两个或两个以上不等。

优选地，压力组件5上端口设有UV光固组件6，柔性密封罩呈透明状设置，压力腔51及UV光固组件6均与支架7紧固。压力组件5设置在支架7内部，UV光固组件6安装在支架7上，可透过下方的压力组件5对模片4进行UV光照射，支架7与升降机构2连接，安装在滑座21的上表面，可随升降机构2的升降同步上下运动。本实用新型实施例中，支架7也可用单独与外部支撑件固定，固定连接压力组件5与UV光固组件6。

为了方便架设于压力腔51上方的UV光固组件6发出的UV光能够透过压力腔51的两端，对模片4进行光照，由于压力腔51的上端盖和下端的柔性密封罩都设置为透明材质，以此能够使得UV光能够通过透明材质照射到模片4进行固化。该结构可以使模片4与基片3在压印的同时进行光照固化，无需在完成多一个光照固化的步骤。进一步地，压力腔51的上端盖优选石英玻璃密封，石英玻璃上开设通气口52。UV光固组件6相关技术中都较为常用，在此不做具体赘述。

基片3设置在位移台1上，其中位移台1顶部设有一真空吸盘，用于吸附基片3。位移台1设置为多轴纳米运动平台，该位移台1能够对基片3的位置进行多轴调节，继而使基片3与模片4上下对准。有关位移台1的具体结构设置，以及基片3与模片4的上下对准，相关技术中已经公开，在此不做具体赘述。

优选地，模片4相对两侧分别与对应的升降机构2可拆卸连接并随升降机构2进行上下升降运动，模片4设置有纳米微结构的一侧面向位移台1，位移台1设置有涂覆有压印胶的基片3。模片4具有一定的弹性变形，设置有纳米微结构的一侧向位移台1方向凸起，使模片4与基片3触碰时凸起与平面形成相切，防止空气进入。在相切之后，模片4继续下降展开，模片4慢慢向下扩展逐渐与基片3接触贴合，模片4逐渐铺满基片3，在贴合过程中将气泡逐渐排出，防止模片4与基片3压合后产生气泡。

当使用上述结构设计的纳米压印装置，将模片4具有一定弹性，初始状态为折弯下凹；高压气体通过压力组件5的通气口52进入压力腔51，使设置于下端口的柔性密封罩向下鼓起并与模片4的内凹面紧密贴合。开始压印时，下降升降机构2，使模片4逐渐下降触碰到基片3并与基片3相切。升降机构2再带动模片4两端同步向下运动，之后随着模片4的继续下降，直至模片4被展平，使模片4与基片3由内向外完全贴合，以此方式能够逐渐的将模片4与基片3之间的气泡排除。压印组件5也随着设在升降机构2的支架7与模片4同步下降，并给模片4施加压力。随着气压的逐渐增加，展开后的模片4在压力腔51中气压作用下，受柔性密封罩均匀的对其施压、继而将模片4和基片3平整的压合为一体。模片4与基片3完全贴合压印后，开启UV光固组件6，使其发出UV光透过压力腔51的两端照射到模片4，使其固化。完成光固成型后，压印组件5通过通气口52排出高压气体，使压力腔收缩，同时升降机构2向上升起，将模片4与基片3分离，以此进入下一循环。

为实现本实用新型再一个目的，提供了一种半导体加工设备，所述设备包括上述的纳米压印装置，能获得以上任一种的纳米压印装置的有益效果，在此不再赘述。因此，半导体加工设备的纳米压印装置，可通过压力组件5对模片4施压，具有一定弯曲形变的模片4与基片3相切接触慢慢扩展，避免贴合过程中产生气泡，使压合受力更加均匀，提升压合质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种纳米压印装置，其特征在于，包括：

位移台，顶部安装有基片；

升降机构，设置于所述位移台两侧，两所述升降机构之间设置有向下拱起的模片，所述模片位于所述基片的上方；

压力组件，设置于所述模片上方，所述压力组件包括压力腔、设置于所述压力腔下端口的柔性密封罩，所述柔性密封罩与所述模片的凹面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的纳米压印装置，其特征在于，所述压印装置还包括设置于所述压力腔上端口的UV光固组件，所述柔性密封罩呈透明状设置。

3.根据权利要求2所述的纳米压印装置，其特征在于，所述压力组件还包括架设于两升降机构之间的支架，所述压力腔及所述UV光固组件均与所述支架紧固。

4.根据权利要求3所述的纳米压印装置，其特征在于，所述压力腔设置为波纹管且沿所述位移台的高度方向上下可伸缩设置。

5.根据权利要求3所述的纳米压印装置，其特征在于，所述升降机构包括：

丝杆，架设于所述位移台一侧；

滑座，与所述丝杆螺纹连接；

电机，用于驱动所述丝杆转动以带动所述滑座相对于所述位移台上下移动。

6.根据权利要求5所述的纳米压印装置，其特征在于，所述模片设置在所述柔性密封罩下方，其两端通过夹块与所述滑座连接。

7.根据权利要求6所述的纳米压印装置，其特征在于，在所述压力腔的上端设置有通气口，高压气体通过所述通气口注入所述压力腔，使设置于下端口的所述柔性密封罩向下鼓起并与所述模片的内凹面紧密贴合，所述柔性密封罩随着在所述压力腔中气压增加对所述模片均匀施压，以使所述模片和所述基片压合为一体。

8.根据权利要求4所述的纳米压印装置，其特征在于，所述模片具有弹性变形量，其设有纳米微结构的一侧具有初始状态为向所述位移台方向凸起的凸起部，在所述升降机构的下降运动作用下，所述模片的凸起部先与涂覆有压印胶的所述基片相切，所述模片再在所述升降机构带动下同步向下运动以使所述压力组件对所述模片的上表面均匀施压直至所述模片与所述基片充分贴紧压合。

9.根据权利要求8所述的纳米压印装置，其特征在于，压合后的所述模片和所述基片通过所述UV光固组件固化，之后通过升降机构驱使所述模片与所述基片分离。

10.一种半导体加工设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1至9任一项所述的纳米压印装置。

Images