CN220188851U - 一种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：工作台；位移台，顶部设置有基片；压合组件，包括架设于工作台的升降机构以及随升降机构沿工作台高度方向上下运动的正压组件，正压组件的底部设置有模片；负压组件，负压组件包括负压腔体，设置于负压腔体侧壁的密封门及观测窗；当基片和模片处于负压环境时，模片受升降机构作用与基片贴合；当贴合后的基片和模片处于常压环境时，受正压组件的正压作用紧密压合。通过负压腔体产生真空环境，使模片在贴合的过程中受力均匀且避免产生气泡，同时加上升降机构的驱动力增加压合力，达到更好的压印效果。

Description

一种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，再通过加热或紫外曝光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，通常是将设置有纳米微结构的模片通过张紧机构展平张紧，之后再通过压辊辊压至基片，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、模片不平整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及半导体加工设备，用以解决模片与基片的压印过程中产生气泡且模片受力不匀产生变形等技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种纳米压印装置，所述装置包括：工作台；位移台，架设于所述工作台，所述位移台的顶部设置有基片；压合组件，设置于所述位移台上方，所述压合组件包括架设于所述工作台的升降机构以及随所述升降机构沿所述工作台高度方向上下运动的正压组件，所述正压组件的底部设置有模片；负压组件，罩设于所述位移台和所述压合组件且下端口与所述工作台的台面密封紧固，所述负压组件包括负压腔体以及设置于负压腔体侧壁的密封门及观测窗；当所述基片和所述模片处于负压环境时，所述模片受所述升降机构作用与所述基片贴合；当贴合后的所述基片和所述模片处于常压环境时，受所述正压组件的正压作用所述基片和所述模片被紧密压合。

优选地，还包括设置于所述正压组件上方的UV光固组件。

优选地，所述正压组件包括：支撑框，设置于所述位移台上方并与所述升降机构连接；模片张紧组件，用于将所述模片张紧展平，所述模片张紧组件安装于所述支撑框并与所述支撑框可拆卸连接；正压腔体，所述正压腔体的上端口设置有所述UV光固组件，所述正压腔体的下端口设置有所述模片张紧组件且与所述支撑框密封紧固。

优选地，所述模片张紧组件包括：固定框；第一固定夹块，可拆卸地设置于所述固定框一端可拆卸设置；弹性张紧组件，设置于所述固定框的另一端并与所述第一固定夹块相对。

优选地，所述弹性张紧组件包括：一对导轨，设置于所述固定框两侧；一对导杆，分别与一所述导轨平行间隔设置；两端分别与所述导轨和所述导杆滑动连接的第二固定夹块，所述模片的两端分别通过所述第一固定夹块和所述第二固定夹块固定；以及套设于所述导杆上并用于驱使所述第二固定夹块受弹力作用向远离所述第一固定夹块一侧运动的弹簧。

优选地，所述位移台四周的边缘埋设有有与所述支撑框密封抵接的密封圈。

优选地，所述升降机构包括升降架、沿所述升降架高度方向设置的导引轨和设置于所述升降架上端的电缸，所述电缸的驱动端与设置于导引轨的滑块连接，所述滑块与所述支撑框紧固，通过所述电缸的缸杆的伸缩运动带动所述支撑框沿所述升降架的高度方向做上下运动。

优选地，所述升降机构的总驱动力设置为大于所述正压腔体中预设气压的最大推力。

优选地，所述UV光固组件包括架设于所述正压腔体上端口的灯体、设置于所述灯体内的UV灯珠、以及盖设于所述UV灯珠并与所述灯体紧固的灯罩；所述灯体设置有用于安装多个所述UV灯珠的凹槽，所述灯罩与相邻所述凹槽之间的凸起面相抵。

第二方面，本实用新型实施例提供一种半导体加工设备,包括以上任一项所述的纳米压印装置。

本实用新型具有的有益效果为：通过负压腔体产生真空的环境，以及模片张紧组件对模片的张紧展平，使模片在贴合的过程中保持平展且避免气泡的产生，同时加上升降机构的驱动力增加压合力，达到更好的压印效果。

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为本实用新型实施例纳米压印装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中模片与下方基片贴合时的结构示意图；

图3为图1中负压腔体设置有密封门一侧的结构示意图的轴测图；

图4为图1中设置支撑框下底面的模片张紧组件的结构示意图；

图5为图1中UV光固组件的结构示意图；

图中零件部件及编号：1-工作台；2-位移台；3-压合组件；31-升降机构；311-升降架；312-滑块；313-电缸；32-支撑框；33-张紧组件；331-固定框；3311-安装孔；332-夹块；3331-导轨；3332-导杆；3333-第二固定夹块；3334-弹簧；34-正压腔体；4-负压腔体；41-密封门；42-观测窗；5-UV光固组件；51-凹槽；52-UV灯珠；53-环形凸起面；54-石英玻璃；6-模片；7-基片。

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至图5所示，本实用新型实施例提供了一种纳米压印装置，装置包括：工作台1，用于承载装置的各个工作组件；位移台2，架设于工作台1，并用于基片的固定，其中位移台2的顶部吸附有基片7；设置于位移台2上方的压合组件3，用于帮助基片7与模片的压合，其中压合组件3包括架设于工作台1的升降机构31以及随升降机构31沿工作台1高度方向上下运动的正压组件，所述正压组件的下底面设置有模片6；罩设于压合组件3和位移台2并与工作台1密封紧固的负压组件，负压组件用于产生负压以使模片6与基片7的压合，且负压组件包括负压腔体4以及设置于负压腔体4侧壁的密封门41及观测窗42，通过设置密封门41，方便了基片7和模片6的取放与安装，且在密封门41上开设有观测窗42，便于观察模片6与基片7压合情况，及时发现意外情况。当基片7和模片6处于负压环境时，模片6受所述升降机构31作用与基片7贴合；当贴合后的基片7和模片6处于常压环境时，受正压组件的正压作用基片7和模片6被紧密压合。本实用新型纳米压印装置通过负压组件的设置，能够有效避免基片7与模片6贴合时产生气泡，压合组件3能够更好的将模片6上的图案转印至基片7，以此有效提升图案转印质量。

更进一步地，正压组件包括：支撑框32，设置于两升降机构31之间；模片张紧组件33，安装于支撑框32下底面并与支撑框32下底面可拆卸连接；正压腔体34，正压腔体34的上端口设置有UV光固组件，正压腔体34的下端口设置有模片张紧组件33且与支撑框32密封紧固。

更进一步地，升降机构31包括升降架311，架设在位移台两侧；沿升降架311高度方向设置的导轨，引导压合组件3上下运动；设置于导轨的滑块312；设置于升降架311上端的电缸313。其中，电缸313的驱动端与设置于导轨的滑块312连接，滑块312与支撑框32紧固，以此通过电缸313缸杆的伸缩带动支撑框32沿升降架311高度方向上下运动。

更进一步地，模片张紧组件33包括固定框331；第一固定夹块332，于固定框331一端可拆卸设置；弹性张紧组件，设置于固定框331与第一固定夹块332相对的另一端。其中，弹性张紧组件包括设置于框体两侧的导轨3331；与导轨3331平行间隔设置的导杆3332；两端分别与对应的导轨3331和导杆3332滑动连接的第二固定夹块3333；以及套设于导杆3332用于驱使第二固定夹块3333受弹力作用向远离第一固定夹块332一侧运动的弹簧3334。采用上述结构设计的模片张紧组件33，模片6的两端分别通过第一固定夹块332和第二固定夹块3333固定，而且受弹簧3334弹力作用，将模片6拉紧伸展，使模片6始终保持张紧展平的状态，以此能够使得模片6与下方基片7贴合时能够保持足够的平整。

更进一步地，本实用新型实施例的位移台2设置为多轴位移台2，以此方便基片7和模片6的对准和调平；本实用新型实施例在位移台2的顶部还安装有用于基片7固定的静电吸盘，便于在真空状态下对基片7进行固定。

更进一步地，为了使得支撑框32与位移台2压合时能够使得正压组件34充分密闭，在位移台2四周的边缘还埋设有密封圈21，以此使得模片与基片压合时，能够充分利用正压腔体34内的正压，将模片与基片压紧、压平，继而更好的将模片上的图案转印至基片。

同样的，本实施例中的上述负压腔体4在与底板紧固时也通过密封装置进行充分密封连接；此外，在正压腔体34和负压腔体4上均设置有用于和外部气压调节装置相连接的调压接口(图中未标出)，以此方便对其压强进行调整，此部分现有技术都较为常用，在此不做具体赘述。

更进一步地，由于正压腔体34与支撑框32固定，为了防止正压腔体34中的正压在对模片6施力时受反作用力，无法稳定可靠的对模片6施压，作为优选，位移台2两侧升降机构31的总驱动力设置为大于正压腔体34中预设气压的最大推力，以此避免正压组件受反作用力作用影响模片6图案转印效果。

更进一步的，在正压组件上方设置有UV光固组件5，本实施例中的上述UV光固组件5设置为UV光固灯，UV光固组件5与正压腔体34相贯通，使UV光可以透过正压腔体34对模片6与基片7照射进行光固化。本实用新型实施例的UV光固组件5包括：架设于正压腔体34上端口的灯体、设置于灯体内的UV灯珠、以及盖设于UV灯珠并与灯体紧固的灯罩；灯体设置有用于安装多个UV灯珠的凹槽51，灯罩与相邻凹槽51之间的凸起面相抵。优选的，灯罩设置为高硬度的石英玻璃54，石英玻璃54的下底面与相邻凹槽51之间的环形凸起面53相抵触，以此使得正压腔体34内的压力施加于石英玻璃54时，能够通过环形凸起分散来自正压腔体34中的压力，防止UV光固灯的发光侧面受高压气体压力作用造成破损。

本实用新型设置的纳米压印装置，通过正负压力腔体的设置，以及模片张紧组件33对模片6的张紧展平，使模片6在贴合的过程中保持平展且避免气泡的产生，同时加上升降机构的驱动力增加压合力，达到更好的压印效果。

优选地，使用上述的纳米压印装置，模片张紧组件33将模片6张紧固定，使模片6张紧展平，再通过支撑框32两侧的升降机构31带动模片6下行，直至与设置于位移台2顶部的基片7将要接触时，迅速的对负压腔体4抽真空，以此避免模片6与基片7之间在贴合过程中产生气泡。在模片6与基片7完成贴合后，再将负压腔体4中的真空排出，并通过升降机构31带动支撑框32与位移台2顶面紧密接触并保持正压腔体34处于密闭状态，之后再向正压腔体34中注入一定压力的空气，以此通过正压腔体34中的正压对模片6均匀施压，继而使得模片6与基片7充分压合。之后再通过架设于正压腔体34上方的UV光固组件5对压合后的模片6和基片7进行UV光固化，最后再通过升降机构31向上抬升使模片6与基片7分离。

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，半导体加工设备由于具有纳米压印装置，能通过负压腔体抽空空气产生真空环境以及正压组件将模片6张紧展平，避免模片6与基片7压合时产生气泡，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：

工作台；

位移台，架设于所述工作台，所述位移台的顶部设置有基片；

压合组件，设置于所述位移台上方，所述压合组件包括架设于所述工作台的升降机构以及随所述升降机构沿所述工作台高度方向上下运动的正压组件， 所述正压组件的底部设置有模片；

负压组件，罩设于所述位移台和所述压合组件且下端口与所述工作台的台面密封紧固，所述负压组件包括负压腔体，以及设置于负压腔体侧壁的密封门及观测窗；

当所述基片和所述模片处于负压环境时，所述模片受所述升降机构作用与所述基片贴合；

当贴合后的所述基片和所述模片处于常压环境时，受所述正压组件的正压作用所述基片和所述模片被紧密压合。

2.根据权利要求1所述的纳米压印装置，其特征在于，还包括设置于所述正压组件上方的UV光固组件。

3.根据权利要求1所述的纳米压印装置，其特征在于，所述正压组件包括：

支撑框，设置于所述位移台上方并与所述升降机构连接；

模片张紧组件，用于将所述模片张紧展平，所述模片张紧组件安装于所述支撑框并与所述支撑框可拆卸连接；

正压腔体，所述正压腔体的上端口设置有UV光固组件，所述正压腔体的下端口设置有所述模片张紧组件且与所述支撑框密封紧固。

4.根据权利要求3所述的纳米压印装置，其特征在于，所述模片张紧组件包括：

固定框；

第一固定夹块，可拆卸地设置于所述固定框一端可拆卸设置；

弹性张紧组件，设置于所述固定框的另一端并与所述第一固定夹块相对。

5.根据权利要求4所述的纳米压印装置，其特征在于，所述弹性张紧组件包括：

一对导轨，设置于所述固定框两侧；

一对导杆，分别与一所述导轨平行间隔设置；

两端分别与所述导轨和所述导杆滑动连接的第二固定夹块，所述模片的两端分别通过所述第一固定夹块和所述第二固定夹块固定；

套设于所述导杆上并用于驱使所述第二固定夹块受弹力作用向远离所述第一固定夹块一侧运动的弹簧。

6.根据权利要求3所述的纳米压印装置，其特征在于，所述位移台四周的边缘埋设有与所述支撑框密封抵接的密封圈。

7.根据权利要求3所述的纳米压印装置，其特征在于，所述升降机构包括升降架、沿所述升降架高度方向设置的导引轨和设置于所述升降架上端的电缸，所述电缸的驱动端与设置于导引轨的滑块连接，所述滑块与所述支撑框紧固，通过所述电缸的缸杆的伸缩运动带动所述支撑框沿所述升降架的高度方向做上下运动。

8.根据权利要求7所述的纳米压印装置，其特征在于，所述升降机构的总驱动力设置为大于所述正压腔体中预设气压的最大推力。

9.根据权利要求3所述的纳米压印装置，其特征在于，所述UV光固组件包括架设于所述正压腔体上端口的灯体、设置于所述灯体内的UV灯珠、以及盖设于所述UV灯珠并与所述灯体紧固的灯罩；所述灯体设置有用于安装多个所述UV灯珠的凹槽，所述灯罩与相邻所述凹槽之间的凸起面相抵。

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。