[發明專利]一種輔助硬通孔掩膜版和樣品進行精確對準的裝置

有效

• 申請號: 201811047890.6
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109065493B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 包文中;昝武;郭曉嬌;胡榮民;周鵬
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于薄膜材料技術領域，具體為一種輔助硬通孔掩膜版和樣品進行精確對準的裝置。本發明裝置包括：樣品托盤、載物圓盤、掩膜版吸附頭、位移調節裝置，顯微鏡等；其中，載物圓盤具有旋轉調整自由度，載物圓盤旋轉帶動樣品托盤旋轉，從而精確控制樣品旋轉角度；位移調節裝置具有X、Y、Z三軸的旋轉和水平調整自由度；通過位移調節裝置可以精確調整通孔硬掩膜版的位置；本整個裝置結構簡單，操作方便，對準精度高，具有很強的實用性。在一定程度上替代了光刻的功能，避免了光刻過程中光刻膠對樣品產生影響，非常適合有機材料或者二維材料（石墨烯等）等薄膜材料的器件加工。

技術領域

本發明屬于薄膜材料技術領域，具體涉及一種輔助硬通孔掩膜版和樣品進行精確對準的裝置。

背景技術

在有機半導體或者二維材料的器件制作過程中，定義電極圖形主要有光刻曝光圖形（使用光掩膜板）和使用通孔硬掩膜版定義圖形兩種方法。其中，光刻定義圖形需要在襯底上旋涂光刻膠，顯影過后不可避免地會有光刻膠殘留，導致器件的性能退化，譬如難以形成良好的金屬半導體接觸，影響載流子遷移率等等。相比之下，使用通孔硬掩膜版，可以直接對通孔暴露的部位進行器件工藝加工（譬如金屬蒸鍍，干法刻蝕等等），過程中不需要接觸任何化學物質，因此不會對薄膜材料造成損傷。

然而，通常的實驗或者加工過程中，沒有一個很好的通孔硬掩膜版與樣品的對準方法，往往采用手動對準等比較粗糙的方法，而當通孔硬掩膜版精度較高時，就很難實現精確對準。已有的手段一般采用小型對準裝置（參考實用新型CN104064505A）將樣品與通孔硬掩膜版對準固定后，一起進行后續加工（蒸鍍或者刻蝕，等等），該裝置比較笨重且操作過程容易損壞對準狀態。也有直接在加工設備（蒸鍍機或者刻蝕機，等等）內部安裝遙控對準裝置，但是成本非常昂貴。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對準精度高、設備成本低的輔助硬通孔掩膜版和樣品進行精確對準的裝置。

本發明提供的輔助硬通孔掩膜版和樣品進行精確對準的裝置，擁有多個自由度（包括X、Y、Z三軸的旋轉和水平調整自由度），在實現樣品與通孔硬掩膜版對準后，與對準平臺進行脫離。因而可以方便的進行下一步的加工。此裝置可以實現樣品與硬掩膜版的精確對準，在一定程度上替代了光刻的功能，避免了光刻過程中光刻膠對樣品產生影響的問題。

本發明提供的輔助硬通孔掩膜版和樣品進行精確對準的裝置，其結構如圖1所示，包括：樣品托盤1，載物圓盤3，載物圓盤夾具2，掩膜版吸附頭5，位移調節裝置6，顯微鏡7；其中，樣品托盤1用于裝載樣品；樣品托盤1通過載物圓盤夾具2同軸固定于載物圓盤3上；樣品固定在樣品托盤1上；載物圓盤3具有旋轉調整自由度，載物圓盤3旋轉帶動樣品托盤1旋轉，從而精確控制樣品旋轉角度；位移調節裝置6具有X、Y、Z三軸的旋轉和水平調整自由度；位移調節裝置6有一伸出臂，掩膜版吸附頭5固定在伸出臂上，通孔硬掩膜版4放置于掩膜版吸附頭5底部，掩膜版吸附頭5底部設有小孔，可以在外部泵機抽力的作用下吸附住通孔硬掩膜版4；通過位移調節裝置6，可以精確調整通孔硬掩膜版4的位置；載物圓盤3和位移調節裝置6固定在同一水平板上。

本發明中，通孔硬掩膜版吸附方式可以有兩種：

方式一：所述通孔硬掩膜版吸附頭5底部有可與外部抽氣泵機相連的小孔，外部泵機抽氣時可以吸附通孔硬掩膜版4，關閉氣泵，通孔硬掩膜版4即可與吸附頭5分離；

方式二：采用電磁鐵吸附（掩膜版相應的位置需附加鐵片），可以通過電流的開關來控制吸附與否。

另外，樣品托盤1上還設有彈性夾具8，另外可附設一磁性薄片9，用于固定對準后樣品與通孔硬掩膜版4。