CN219303212U - 一种展示光刻机工作原理的科普演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种展示光刻机工作原理的科普演示装置，属于科普展示技术领域；包括设备箱，所述设备箱上固定连接有支撑臂、触摸屏，所述设备箱内设置有控制单元、数据处理单元和数据存储单元，所述支撑臂上安装有用于模拟光刻机工作原理的光刻模拟部件，所述光刻模拟部件包括固定连接在所述支撑臂上的照射灯、第一限位套，所述光刻模拟部件还包括固定连接在所述设备箱上的按钮，所述触摸屏、所述控制单元、所述照射灯、所述按钮电性连接。本实用新型通过设置光刻模拟部件，使得参观者可在参观过程中与科普演示装置进行互动，提高参观人员的学习性积极性，通过参与光刻机的工作环节加强学习印象，有效保障科普效果。

Description

一种展示光刻机工作原理的科普演示装置

技术领域

本实用新型涉及科普展示技术领域，特别涉及一种展示光刻机工作原理的科普演示装置。

背景技术

光刻机，又名掩模对准曝光机，一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。光刻顾名思义就是用光来制作一个图形的工艺；它采用类似照片冲印的技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。

光刻机主要包括光束矫正器、掩膜版、遮光器、物镜、能量探测器、减震器等。光束矫正器矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。掩膜版，一块在内部刻着线路设计图的玻璃板。遮光器，在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。物镜，物镜主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射到硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。减振器，将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

因光刻机结构复杂，且价格高昂，现有的光刻机工作原理展示装置大多为在显示屏上循环播放的光刻机的工作视频或3D动画，以此来实现光刻机工作原理的科普，虽然该方式可以对光刻机的工作原理进行科普，但在科普过程中，因参观人员无法与科普展示装置有深入的互动，使得参观人员的学习性积极性降低，无法通过参与光刻机的工作环节加强学习印象，科普效果无法得到有效保障，因此，本申请提供了一种展示光刻机工作原理的科普演示装置来满足需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种展示光刻机工作原理的科普演示装置以解决现有的光刻机工作原理展示装置在科普过程中，因参观人员无法与科普展示装置有深入的互动，使得参观人员的学习性积极性降低，无法通过参与光刻机的工作环节加强学习印象，科普效果无法得到有效保障的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种展示光刻机工作原理的科普演示装置，包括设备箱，所述设备箱上固定连接有支撑臂、触摸屏，所述设备箱内设置有控制单元、数据处理单元和数据存储单元，所述支撑臂上安装有用于模拟光刻机工作原理的光刻模拟部件，所述光刻模拟部件包括固定连接在所述支撑臂上的照射灯、第一限位套，所述光刻模拟部件还包括固定连接在所述设备箱上的按钮，所述触摸屏、所述控制单元、所述照射灯、所述按钮电性连接；所述第一限位套上转动套接有第一固定轴，所述第一固定轴的底部固定连接有第二固定轴；还包括多个带有不同透明镂空图案的掩膜模拟盘，所述第二固定轴上安装有用于限位多个所述掩膜模拟盘的支撑架，所述支撑架包括固定套接在所述第二固定轴上的第二限位套，所述第二限位套上呈周圈均匀排布固定连接有多个连接杆，多个所述连接杆远离所述第二限位套的一端固定连接有同一外环，多个所述连接杆的两侧均固定连接有支撑板，所述掩膜模拟盘放置在所述支撑板上；所述支撑臂上固定连接有摄像头，所述摄像头与所述控制单元电性连接。

优选地，所述连接杆的两侧均固定连接有凸块。

优选地，所述外环上开设有若干防滑槽。

优选地，所述第一固定轴的直径大于所述第二固定轴的直径，所述第一限位套的内部开设有与所述第一固定轴相适配的阶梯槽。

优选地，所述第一固定轴上开设有与所述掩膜模拟盘数量相适配的多个限位面，所述第一限位套的一侧开设有第一通槽，所述第一限位套上固定连接有弹片，所述弹片上设置有凸起部，所述凸起部贯穿并延伸至所述第一通槽内，所述凸起部与所述限位面抵触。

优选地，所述第二限位套的内圈固定连接有定位块，所述第二固定轴的底部开设有与所述定位块相适配的定位槽。

优选地，所述第二固定轴的底部通过螺纹连接有紧固螺栓，所述紧固螺栓贯穿所述第二限位套，所述紧固螺栓的螺帽与所述第二限位套的底部抵触。

优选地，所述支撑臂由两个半壳体组成，两个所述半壳体内均固定连接有与所述第一限位套相适配的限位卡块。

优选地，所述第一限位套的四角均开设有配重孔。

优选地，所述第一固定轴开设有所述限位面的棱角位置处均开设有圆角。

本实用新型与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

上述方案中，通过设置光刻模拟部件，使得参观者可在参观过程中与科普演示装置进行互动，提高参观人员的学习性积极性，通过参与光刻机的工作环节加强学习印象，有效保障科普效果。

通过设置凸块将放置在支撑板上的掩膜模拟盘进行卡接限位，结构简单，操作便捷，保障了掩膜模拟盘的限位稳定性，便于掩膜模拟盘的快速拆卸和清理。

通过设置限位面、弹片，参与者通过转动外环带动掩膜模拟盘转动，该过程中外环通过连接杆、第二限位套、第二固定轴、带动第一固定轴转动，从而使弹片受第一固定轴和限位面转动影响不断的变形并复位，当参与者需要当前位置的掩膜模拟盘停下时，松开手，此时，在凸起部的抵触作用下，第一固定轴被限位，并通过第二固定轴、第二限位套、连接杆、外环带动掩膜模拟盘限位，避免参与者转动到需要的掩膜模拟盘时，在惯性作用下外环带动掩膜模拟盘继续转动，或需要参与者进行微调，使得照射灯的灯光可通过掩膜模拟盘上的透明镂空图案照射到触摸屏上，保障演示过程的严谨性，进一步保障科普效果，且使用便捷。

通过设置第二限位套、定位块、定位槽，通过转动第二限位套与第二固定轴的螺纹配合即可实现第二限位套的安装，通过定位块与定位槽的卡接限位，避免外环转动过程中带动第二限位套转动，进而影响第二限位套与第二固定轴的连接稳定性，保障了本装置的使用稳定，结构简单有效。

附图说明

并入本文中并且构成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用来对本公开的原理进行解释，并且使相关领域技术人员能够实施和使用本公开。

图1为展示光刻机工作原理的科普演示装置立体结构示意图；

图2为展示光刻机工作原理的科普演示装置立体结构示意图；

图3为展示光刻机工作原理的科普演示装置立体结构示意图；

图4为第一固定轴、第二固定轴、第一限位套局部剖开放大结构示意图；

图5为外环、支撑板、连接杆、第二限位套装配立体放大结构示意图。

[附图标记]

1、设备箱；2、支撑臂；3、触摸屏；4、照射灯；5、支撑架；6、掩膜模拟盘；7、按钮；8、摄像头；9、第一限位套；10、阶梯槽；11、第一固定轴；12、第二固定轴；13、限位面；14、光刻模拟部件；15、第一通槽；16、弹片；17、凸起部；18、限位卡块；19、第二限位套；20、外环；21、连接杆；22、支撑板；23、凸块；24、定位块；25、定位槽；26、紧固螺栓；27、防滑槽。

如图所示，为了能明确实现本实用新型的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本实用新型限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的一种展示光刻机工作原理的科普演示装置进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本实用新型进行具体的限定。

需要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

可以理解的是，本公开中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

此外，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

如图1-5所示的，本实用新型的实施例提供一种展示光刻机工作原理的科普演示装置，包括设备箱1，所述设备箱1上固定连接有支撑臂2、触摸屏3，设备箱1内设置有控制单元、数据处理单元和数据存储单元，支撑臂2上安装有用于模拟光刻机工作原理的光刻模拟部件14，光刻模拟部件14包括固定连接在支撑臂2上的照射灯4、第一限位套9，光刻模拟部件14还包括固定连接在设备箱1上的按钮7，触摸屏3、控制单元、照射灯4、按钮7电性连接；第一限位套9上转动套接有第一固定轴11，第一固定轴11的底部固定连接有第二固定轴12；还包括多个带有不同透明镂空图案的掩膜模拟盘6，第二固定轴12上安装有用于限位多个掩膜模拟盘6的支撑架5，支撑架5包括固定套接在第二固定轴12上的第二限位套19，第二限位套19上呈周圈均匀排布固定连接有多个连接杆21，多个连接杆21远离第二限位套19的一端固定连接有同一外环20，多个连接杆21的两侧均固定连接有支撑板22，掩膜模拟盘6放置在支撑板22上；支撑臂2上固定连接有摄像头8，摄像头8与控制单元电性连接。

通过设置光刻模拟部件14，互动时，触摸屏3用于模拟晶圆，数据存储单元内设置有光刻模拟程序，常态下，参观人员可根据触摸屏3上的引导进入光刻模拟程序，参与者可用手指在晶元触摸屏3上反复涂抹，模拟晶圆涂抹氧化硅、氮化硅、光刻胶的过程，同时触摸屏3对应显示依次涂抹氧化硅、氮化硅、光刻胶的画面，参与者通过转动外环20，外环20通过连接杆21、支撑板22带动不同的掩膜模拟盘6转动，当转动到参与者需要的图案时，按下按钮7，启动照射灯4、摄像头8，参与者点击触摸屏3上的晶元格，通过照射灯4模拟光刻照射过程，通过摄像头8拍摄参与者选取的掩膜模拟盘6的透明镂空图案，并将该图案传输至控制单元，控制单元将数据存储单元内存储的相应晶圆图案呈现在触摸屏3上，需要注意的是每光刻四分之一的晶圆，可切换掩膜模拟盘6，参与者在触摸屏3上点击冲洗按钮，画面演示冲洗光刻胶，随后演示光刻后的晶圆片，完成光刻机工作原理的演示，通过该设置，使得参观者可在参观过程中与科普演示装置进行互动，提高参观人员的学习性积极性，通过参与光刻机的工作环节加强学习印象，有效保障科普效果。

如图5所示，在本实施例中，所述连接杆21的两侧均固定连接有凸块23，通过设置凸块23将放置在支撑板22上的掩膜模拟盘6进行卡接限位，结构简单，操作便捷，保障了掩膜模拟盘6的限位稳定性，便于掩膜模拟盘6的快速拆卸和清理。

如图5所示，在本实施例中，所述外环20上开设有若干防滑槽27，通过设置防滑槽27提高外环20的摩擦力，便于参与者通过外环20的外圈转动外环20，结构简单，使用便捷。

如图3和图4所示，在本实施例中，所述第一固定轴11的直径大于第二固定轴12的直径，第一限位套9的内部开设有与第一固定轴11相适配的阶梯槽10，第一固定轴11上开设有与掩膜模拟盘6数量相适配的多个限位面13，第一限位套9的一侧开设有第一通槽15，第一限位套9上固定连接有弹片16，弹片16上设置有凸起部17，凸起部17贯穿并延伸至第一通槽15内，凸起部17与限位面13抵触，限位面13与支撑架5安装掩膜模拟盘6的位置朝向对应。

通过设置限位面13、弹片16，参与者通过转动外环20带动掩膜模拟盘6转动，该过程中外环20通过连接杆21、第二限位套19、第二固定轴12、带动第一固定轴11转动，从而使弹片16受第一固定轴11和限位面13转动影响不断的变形并复位，当参与者需要当前位置的掩膜模拟盘6停下时，松开手，此时，在凸起部17的抵触作用下，第一固定轴11被限位，并通过第二固定轴12、第二限位套19、连接杆21、外环20带动掩膜模拟盘6限位，避免参与者转动到需要的掩膜模拟盘6时，在惯性作用下外环20带动掩膜模拟盘6继续转动，或需要参与者进行微调，使得照射灯4的灯光可通过掩膜模拟盘6上的透明镂空图案照射到触摸屏3上，保障演示过程的严谨性，进一步保障科普效果，且使用便捷。

如图4和图5所示，在本实施例中，所述第二限位套19的内圈固定连接有定位块24，第二固定轴12的底部开设有与定位块24相适配的定位槽25，第二固定轴12的底部通过螺纹连接有紧固螺栓26，紧固螺栓26贯穿第二限位套19，紧固螺栓26的螺帽与第二限位套19的底部抵触。

通过设置第二限位套19、定位块24、定位槽25，通过转动第二限位套19与第二固定轴12的螺纹配合即可实现第二限位套19的安装，通过定位块24与定位槽25的卡接限位，避免外环20转动过程中带动第二限位套19转动，进而影响第二限位套19与第二固定轴12的连接稳定性，保障了本装置的使用稳定，结构简单有效。

如图1和图3所示，在本实施例中，所述支撑臂2由两个半壳体组成，两个半壳体内均固定连接有与第一限位套9相适配的限位卡块18，通过设置多个限位卡块18，对安装过程中的第一限位套9进行限位，结构简单，使用便捷。

如图3所示，在本实施例中，第一限位套9的四角均开设有配重孔，通过设置配重孔降低第一限位套9的整体重量，提高第一限位套9的操作便捷性。

如图3所示，在本实施例中，第一固定轴11开设有限位面13的棱角位置处均开设有圆角，通过圆角设置，避免第一固定轴11转动过程中对弹片16产生划伤，保障弹片16的使用稳定性，延长弹片16的使用寿命。

本实用新型提供的技术方案，通过设置光刻模拟部件，互动时，触摸屏用于模拟晶圆，数据存储单元内设置有光刻模拟程序，常态下，参观人员可根据触摸屏上的引导进入光刻模拟程序，参与者可用手指在晶元触摸屏上反复涂抹，模拟晶圆涂抹氧化硅、氮化硅、光刻胶的过程，同时触摸屏对应显示依次涂抹氧化硅、氮化硅、光刻胶的画面，参与者通过转动外环，外环通过连接杆、支撑板带动不同的掩膜模拟盘转动，当转动到参与者需要的图案时，按下按钮，启动照射灯、摄像头，参与者点击触摸屏上的晶元格，通过照射灯模拟光刻照射过程，通过摄像头拍摄参与者选取的掩膜模拟盘的透明镂空图案，并将该图案传输至控制单元，控制单元将数据存储单元内存储的相应晶圆图案呈现在触摸屏上，需要注意的是每光刻四分之一的晶圆，可切换掩膜模拟盘，参与者在触摸屏上点击冲洗按钮，画面演示冲洗光刻胶，随后演示光刻后的晶圆片，完成光刻机工作原理的演示，通过该设置，使得参观者可在参观过程中与科普演示装置进行互动，提高参观人员的学习性积极性，通过参与光刻机的工作环节加强学习印象，有效保障科普效果。

通过设置凸块将放置在支撑板上的掩膜模拟盘进行卡接限位，结构简单，操作便捷，保障了掩膜模拟盘的限位稳定性，便于掩膜模拟盘的快速拆卸和清理。

通过设置防滑槽提高外环的摩擦力，便于参与者通过外环的外圈转动外环，结构简单，使用便捷。

通过设置限位面、弹片，参与者通过转动外环带动掩膜模拟盘转动，该过程中外环通过连接杆、第二限位套、第二固定轴、带动第一固定轴转动，从而使弹片受第一固定轴和限位面转动影响不断的变形并复位，当参与者需要当前位置的掩膜模拟盘停下时，松开手，此时，在凸起部的抵触作用下，第一固定轴被限位，并通过第二固定轴、第二限位套、连接杆、外环带动掩膜模拟盘限位，避免参与者转动到需要的掩膜模拟盘时，在惯性作用下外环带动掩膜模拟盘继续转动，或需要参与者进行微调，使得照射灯的灯光可通过掩膜模拟盘上的透明镂空图案照射到触摸屏上，保障演示过程的严谨性，进一步保障科普效果，且使用便捷。

通过设置第二限位套、定位块、定位槽，通过转动第二限位套与第二固定轴的螺纹配合即可实现第二限位套的安装，通过定位块与定位槽的卡接限位，避免外环转动过程中带动第二限位套转动，进而影响第二限位套与第二固定轴的连接稳定性，保障了本装置的使用稳定，结构简单有效。

本实用新型涵盖任何在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。另外，为了避免对本实用新型的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，包括：设备箱，所述设备箱上固定连接有支撑臂、触摸屏，所述设备箱内设置有控制单元、数据处理单元和数据存储单元，所述支撑臂上安装有用于模拟光刻机工作原理的光刻模拟部件，所述光刻模拟部件包括固定连接在所述支撑臂上的照射灯、第一限位套，所述光刻模拟部件还包括固定连接在所述设备箱上的按钮，所述触摸屏、所述控制单元、所述照射灯、所述按钮电性连接；

所述第一限位套上转动套接有第一固定轴，所述第一固定轴的底部固定连接有第二固定轴；

还包括多个带有不同透明镂空图案的掩膜模拟盘，所述第二固定轴上安装有用于限位多个所述掩膜模拟盘的支撑架，所述支撑架包括固定套接在所述第二固定轴上的第二限位套，所述第二限位套上呈周圈均匀排布固定连接有多个连接杆，多个所述连接杆远离所述第二限位套的一端固定连接有同一外环，多个所述连接杆的两侧均固定连接有支撑板，所述掩膜模拟盘放置在所述支撑板上；

所述支撑臂上固定连接有摄像头，所述摄像头与所述控制单元电性连接。

2.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述连接杆的两侧均固定连接有凸块。

3.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述外环上开设有若干防滑槽。

4.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述第一固定轴的直径大于所述第二固定轴的直径，所述第一限位套的内部开设有与所述第一固定轴相适配的阶梯槽。

5.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述第一固定轴上开设有与所述掩膜模拟盘数量相适配的多个限位面，所述第一限位套的一侧开设有第一通槽，所述第一限位套上固定连接有弹片，所述弹片上设置有凸起部，所述凸起部贯穿并延伸至所述第一通槽内，所述凸起部与所述限位面抵触。

6.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述第二限位套的内圈固定连接有定位块，所述第二固定轴的底部开设有与所述定位块相适配的定位槽。

7.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述第二固定轴的底部通过螺纹连接有紧固螺栓，所述紧固螺栓贯穿所述第二限位套，所述紧固螺栓的螺帽与所述第二限位套的底部抵触。

8.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述支撑臂由两个半壳体组成，两个所述半壳体内均固定连接有与所述第一限位套相适配的限位卡块。

9.根据权利要求1所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述第一限位套的四角均开设有配重孔。

10.根据权利要求5所述的展示光刻机工作原理的科普演示装置，其特征在于，所述第一固定轴开设有所述限位面的棱角位置处均开设有圆角。

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