[发明专利]一种辅助硬通孔掩膜版和样品进行精确对准的装置

说明书

本发明属于薄膜材料技术领域，具体为一种辅助硬通孔掩膜版和样品进行精确对准的装置。本发明装置包括：样品托盘、载物圆盘、掩膜版吸附头、位移调节装置，显微镜等；其中，载物圆盘具有旋转调整自由度，载物圆盘旋转带动样品托盘旋转，从而精确控制样品旋转角度；位移调节装置具有X、Y、Z三轴的旋转和水平调整自由度；通过位移调节装置可以精确调整通孔硬掩膜版的位置；本整个装置结构简单，操作方便，对准精度高，具有很强的实用性。在一定程度上替代了光刻的功能，避免了光刻过程中光刻胶对样品产生影响，非常适合有机材料或者二维材料（石墨烯等）等薄膜材料的器件加工。

技术领域

本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种辅助硬通孔掩膜版和样品进行精确对准的装置。

背景技术

在有机半导体或者二维材料的器件制作过程中，定义电极图形主要有光刻曝光图形（使用光掩膜板）和使用通孔硬掩膜版定义图形两种方法。其中，光刻定义图形需要在衬底上旋涂光刻胶，显影过后不可避免地会有光刻胶残留，导致器件的性能退化，譬如难以形成良好的金属半导体接触，影响载流子迁移率等等。相比之下，使用通孔硬掩膜版，可以直接对通孔暴露的部位进行器件工艺加工（譬如金属蒸镀，干法刻蚀等等），过程中不需要接触任何化学物质，因此不会对薄膜材料造成损伤。

然而，通常的实验或者加工过程中，没有一个很好的通孔硬掩膜版与样品的对准方法，往往采用手动对准等比较粗糙的方法，而当通孔硬掩膜版精度较高时，就很难实现精确对准。已有的手段一般采用小型对准装置（参考实用新型CN104064505A）将样品与通孔硬掩膜版对准固定后，一起进行后续加工（蒸镀或者刻蚀，等等），该装置比较笨重且操作过程容易损坏对准状态。也有直接在加工设备（蒸镀机或者刻蚀机，等等）内部安装遥控对准装置，但是成本非常昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对准精度高、设备成本低的辅助硬通孔掩膜版和样品进行精确对准的装置。

本发明提供的辅助硬通孔掩膜版和样品进行精确对准的装置，拥有多个自由度（包括X、Y、Z三轴的旋转和水平调整自由度），在实现样品与通孔硬掩膜版对准后，与对准平台进行脱离。因而可以方便的进行下一步的加工。此装置可以实现样品与硬掩膜版的精确对准，在一定程度上替代了光刻的功能，避免了光刻过程中光刻胶对样品产生影响的问题。

本发明提供的辅助硬通孔掩膜版和样品进行精确对准的装置，其结构如图1所示，包括：样品托盘1，载物圆盘3，载物圆盘夹具2，掩膜版吸附头5，位移调节装置6，显微镜7；其中，样品托盘1用于装载样品；样品托盘1通过载物圆盘夹具2同轴固定于载物圆盘3上；样品固定在样品托盘1上；载物圆盘3具有旋转调整自由度，载物圆盘3旋转带动样品托盘1旋转，从而精确控制样品旋转角度；位移调节装置6具有X、Y、Z三轴的旋转和水平调整自由度；位移调节装置6有一伸出臂，掩膜版吸附头5固定在伸出臂上，通孔硬掩膜版4放置于掩膜版吸附头5底部，掩膜版吸附头5底部设有小孔，可以在外部泵机抽力的作用下吸附住通孔硬掩膜版4；通过位移调节装置6，可以精确调整通孔硬掩膜版4的位置；载物圆盘3和位移调节装置6固定在同一水平板上。

本发明中，通孔硬掩膜版吸附方式可以有两种：

方式一：所述通孔硬掩膜版吸附头5底部有可与外部抽气泵机相连的小孔，外部泵机抽气时可以吸附通孔硬掩膜版4，关闭气泵，通孔硬掩膜版4即可与吸附头5分离；

方式二：采用电磁铁吸附（掩膜版相应的位置需附加铁片），可以通过电流的开关来控制吸附与否。

另外，样品托盘1上还设有弹性夹具8，另外可附设一磁性薄片9，用于固定对准后样品与通孔硬掩膜版4。