[实用新型]一种高通量分立掩膜装置

说明书

本实用新型涉及高通量组合材料制备系统领域，公开了一种高通量分立掩膜装置。该高通量分立掩膜装置包括：基片托架，用于放置基片，所述基片托架通过基片托架升降电机和基片托架旋转电机控制升降和旋转；掩膜机械臂，所述掩膜机械臂通过掩膜机械臂旋转电机控制旋转；掩膜支架，用于放置掩膜片，所述掩膜支架通过掩膜支架升降电机控制升降；所述基片托架，掩膜机械臂和掩膜支架依次置于一个真空腔体内，所述掩膜机械臂在掩膜支架和基片托架之间转动取放掩膜。本实用新型通过掩膜机械臂将原多工位精确定位转化为双工位精确定位，实现精密定位，大大减少了真空腔体尺寸。

技术领域

本实用新型涉及高通量组合材料制备系统领域，特别涉及一种高通量分立掩膜装置。

背景技术

自21世纪初美国总统奥巴马提出启动“材料基因组工程”后，高通量组合材料制备系统(包括各种PVD和CVD系统)均引进连续掩模和分立掩模机构。其中连续掩模机构由于其结构相对简单，遇到的主要问题仅集中在由于连续掩模与基片之间存在的间隙而引起的衍射阴影效应，而分立掩模由于采用多掩模元件配合完成，要求各掩模片之间的各单元孔之间在中心位置和角度偏差上的绝对位置精度和重复定位精度均非常高。同时由于真空镀膜腔体内部部分高精度位置传感器安装不便，目前的主要定位方式采用磁流体或磁力扭矩方式将真空外部的电机扭矩通过直轴连接方式传递到真空腔体内部，通过编码器测量真空腔体外部连接轴的转向角度来确定真空内部掩模支架的转向角度，如图1所示，该方法虽然理论上可行，但是由于真空内部掩模支架回转半径大，真空腔体外部连接轴回转半径小而引起的误差放大，并且目前电机的home位的精度都很难达到分立掩模的设计要求，即便采用采用20位编码器的高精度电机也难以满足各掩模片之间的对应单元孔在位置和角度方面对齐的非常精确。传统掩模片安装在一个大尺寸圆盘上，通过圆盘角度旋转，将掩模片旋转到基片正下方，这种方案很难保证每一个掩模片的中心均与基片的回转中心重合，同时也会存在连续旋转过程中引起的累积误差。因此，本领域迫切需要一种高通量分立掩膜装置，能够实现高通量蒸发晶体的精密定位。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高通量分立掩膜装置。通过掩模机械臂将原多工位精确定位转化为双工位精确定位。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种高通量分立掩膜装置，包括：基片托架，用于放置基片，所述基片托架通过基片托架升降电机和基片托架旋转电机控制升降和旋转；掩膜机械臂，所述掩膜机械臂通过掩膜机械臂旋转电机控制旋转；掩膜支架，用于放置掩膜片，所述掩膜支架通过掩膜支架升降电机控制升降；所述基片托架，掩膜机械臂和掩膜支架依次置于一个真空腔体内，所述掩膜机械臂在掩膜支架和基片托架之间转动取放掩膜。

可选的，所述掩膜机械臂旋转电机中心到基片托架旋转电机中心的距离，与所述掩膜机械臂旋转电机中心到掩膜支架中心的距离相等。

可选的，所述掩膜支架还包括一个XY运动平台，用于调节掩膜支架的中心位置。

可选的，所述基片托架还包括一个XY运动平台，用于调节基片托架的位置。

可选的，所述掩膜机械臂径向可以调节。

可选的，所述真空腔体外部设有水平和角度调节装置，用于调节基片托架、掩膜机械臂及掩膜支架的水平和角度。

可选的，所述基片托架、掩膜机械臂及掩膜支架集成在一个法兰上。

可选的，所述掩膜支架底部具有隔离罩。

可选的，所述掩膜机械臂上具有2-4个定位销孔。

本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：本专利中通过掩模机械臂在掩模位和工作位之间间断式取掩模/放掩模的方式，将原模型中的多掩模位之间通过编码器记录的角度旋转，转化为蒸发位和取/放掩模位共两个工位之间间歇式转动，并且两个工作位可以通过物理定位方式在真空腔体外部进行固定，可以高精度保证机械手高精度的转动到蒸发位和取/放掩模位。