一種掩模更換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高通量組合材料芯片制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種掩模更換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]材料高通量實(shí)驗(yàn)是在短時(shí)間內(nèi)完成大量樣品的制備與表征，其核心的思想是將傳統(tǒng)材料研究中采用的順序迭代方法改為并行處理，以量變引起材料研究效率的質(zhì)變。作為“材料基因組技術(shù)”三大要素之一，高通量實(shí)驗(yàn)扮演著承上啟下的關(guān)鍵角色。首先高通量實(shí)驗(yàn)可為材料模擬計(jì)算提供海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使材料數(shù)據(jù)庫(kù)得到充實(shí)，同時(shí)，高通量實(shí)驗(yàn)可為材料模擬計(jì)算的結(jié)果提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使計(jì)算模型得到優(yōu)化、修正，更為重要的是高通量實(shí)驗(yàn)可快速地提供有價(jià)值的研究成果，直接加速材料的篩選和優(yōu)化。高通量組合材料芯片技術(shù)就是材料高通量實(shí)驗(yàn)中發(fā)展最成熟的技術(shù)之一。
[0003]高通量組合材料芯片技術(shù)是在一塊較小的基片上同時(shí)集成生長(zhǎng)成千上萬(wàn)乃至上百萬(wàn)種不同組分、結(jié)構(gòu)和性能的材料，并通過(guò)自動(dòng)掃描式或并行式快速表征技術(shù)獲得材料成分、結(jié)構(gòu)和性能等關(guān)鍵信息，快速構(gòu)建多元材料相圖或材料數(shù)據(jù)庫(kù)，從中快速篩選出性能優(yōu)良的材料或快速找到材料的“組分-結(jié)構(gòu)-性能”關(guān)聯(lián)性，以此提高材料研發(fā)的效率。高通量組合材料芯片的制備過(guò)程通常分為“組合”和“成相”兩個(gè)步驟，其中“組合”是將不同組成的材料按照一定順序和組合比例規(guī)律進(jìn)行順序堆疊，然后通過(guò)分別采取低溫和高溫?zé)崽幚淼姆绞绞共牧习l(fā)生均勻混合和成相的過(guò)程，完成組合材料芯片的制備。
[0004]由王海舟等人在《科技導(dǎo)報(bào)》2015，33(10)期中公開的論文《材料的高通量制備與表征技術(shù)》中，公開了分立模板鍍膜法和連續(xù)模板鍍膜法兩種材料高通量組合制備技術(shù)，這兩種制備方法所采用的模板分別稱之為分立掩模和連續(xù)掩模，以制備組成方式不同的組合材料芯片樣本庫(kù)。其中，分立模板鍍膜法是指將2元或4元分立掩模置于基片上方，采用磁控濺射、離子束濺射或激光脈沖沉積等薄膜沉積方法沉積薄膜于基片上，按照一定順序依次旋轉(zhuǎn)和更換掩模即可在基片上得到多個(gè)分立樣品。這種方法除了完成材料的制備，用于篩選具備某種特性的材料以外，還特別適合于器件的制備和篩選。連續(xù)模板鍍膜法指的是連續(xù)掩模通過(guò)往復(fù)連續(xù)移動(dòng)，采用磁控濺射、離子束濺射或激光脈沖沉積等薄膜沉積方法在基底上形成厚度梯度分布膜層的一種方法，該方法可廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜化合物材料的連續(xù)相圖繪制和摻雜改性研究，結(jié)合激光劃線等技術(shù)，該方法同樣適用于器件的高通量制備和研究。
[0005]然而現(xiàn)有的高通量組合材料制備設(shè)備都僅能完成兩種鍍膜法中的一種，如申請(qǐng)公布號(hào)為CN104213074A(申請(qǐng)?zhí)枮?01410414674.6)的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種原位掩模轉(zhuǎn)換裝置及其使用方法》，該原位掩模轉(zhuǎn)換裝置利用旋轉(zhuǎn)的盤體更換掩模，并利用驅(qū)動(dòng)臂將基片推送至掩模上。該裝置基片是通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置和喇叭口斜面控制對(duì)準(zhǔn)掩?？?，基片與掩模之間需要在水平和垂直兩個(gè)方向進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，掩模和基片的相對(duì)位置容易出現(xiàn)偏差，無(wú)法保證相對(duì)位置的精確性；同時(shí)，基片一旦安裝完畢，在基片和掩模的相對(duì)位置較為固定，需要調(diào)整基片和掩模的相對(duì)角度時(shí)，基片無(wú)法相對(duì)于掩模進(jìn)行精確旋轉(zhuǎn)，該原位掩模轉(zhuǎn)換裝置技術(shù)難度大，操作復(fù)雜，的適用范圍有限。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能夠精確控制掩模和基片相對(duì)位置，且能靈活調(diào)整掩模和基片相對(duì)位置的掩模更換裝置。
[0007]本實(shí)用新型所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種能夠集分立掩模和連續(xù)掩模于一體的掩模更換裝置。
[0008]本實(shí)用新型解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種掩模更換裝置，其特征在于:包括有能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的掩模轉(zhuǎn)臺(tái)、用于驅(qū)動(dòng)所述掩模轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置、用于放置基片的基片臺(tái)，用于驅(qū)動(dòng)基片臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)和升降的第二驅(qū)動(dòng)裝置，所述掩模轉(zhuǎn)臺(tái)與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接，所述基片臺(tái)和所述第二驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接；
[0009]所述轉(zhuǎn)臺(tái)上具有多個(gè)用于放置分立掩模的掩模安裝位，放置在所述掩模安裝位內(nèi)的分立掩模能夠隨著掩模轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)至所述基片臺(tái)的上方。
[0010]所述掩模轉(zhuǎn)臺(tái)上還具有能夠供所述基片臺(tái)通過(guò)的連續(xù)掩模工作位。
[0011]本實(shí)用新型解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:還包括有連續(xù)掩模板和用于驅(qū)動(dòng)連續(xù)掩模板線性移動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)裝置，所述連續(xù)掩模板傳動(dòng)連接在所述第三驅(qū)動(dòng)裝置上，所述連續(xù)掩模板能夠在第三驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下對(duì)應(yīng)于基片臺(tái)的位置在基片臺(tái)的上方線性移動(dòng)。
[0012]方便地，還包括有一機(jī)架，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置、第二驅(qū)動(dòng)裝置、第三驅(qū)動(dòng)裝置均設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)，所述掩模轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)連接在第一驅(qū)動(dòng)裝置的上端，所述基片臺(tái)傳動(dòng)連接在第二驅(qū)動(dòng)裝置的上端，所述基片臺(tái)對(duì)應(yīng)于所述連續(xù)掩模工作位的位置設(shè)置，所述連續(xù)掩模板位于所述掩模轉(zhuǎn)臺(tái)的上方并在第三驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下在連續(xù)掩模工作位上方線性水平移動(dòng)。
[0013]為了保證連續(xù)掩模板的移動(dòng)穩(wěn)定性，所述機(jī)架上設(shè)置有用于限位所述連續(xù)掩模板移動(dòng)方向的限位裝置。
[0014]方便地，所述連續(xù)掩模板通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在所述第三驅(qū)動(dòng)裝置上。
[0015]可選擇地，所述連續(xù)掩模板為掩?；蛘邽槟軌蚋鼡Q放置不同掩模的掩模臺(tái)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型中的掩模更換裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)基片臺(tái)進(jìn)行垂直方向上的升降和水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，基片臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)基片轉(zhuǎn)動(dòng)以調(diào)節(jié)基片相對(duì)于掩模在水平方向的相對(duì)角度位置，再配合掩模轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)分立掩模轉(zhuǎn)動(dòng)以進(jìn)行不同分立掩模的更換，如此使得基片和掩模的配合調(diào)節(jié)更加靈活，同時(shí)加上第二驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)基片臺(tái)的升降驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)基片和掩模的緊密貼覆和分離，如此在不需要取下基片的情況下即能完成不同分布要求的高通量材料沉積工作，使得掩模更換裝置的適用性更強(qiáng)，且掩模更換和基片與掩模相對(duì)位置控制更精確。此外該掩模更換裝置還包括有能夠在基片臺(tái)上方線性移動(dòng)的連續(xù)掩模板，如此，該掩模更換裝置在進(jìn)行高通量材料制備的過(guò)程中可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)分立模板鍍膜法制備高通量樣品和連續(xù)模板鍍膜法制備高通量樣品。本實(shí)用新型中的高通量樣品的制備方法能夠方便滿足各種分布要求的高通量組合材料樣品庫(kù)的制備，適用于各種材料和器件的高通量制備與篩選。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中掩模更換裝置立體圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中掩模轉(zhuǎn)臺(tái)的立體圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中掩模更換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021]如圖1?圖3所示，本實(shí)施例中的掩模更換裝置，包括機(jī)架4、能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的掩模轉(zhuǎn)臺(tái)1、用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)臺(tái)I進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)裝置11、用于放置基片的基片臺(tái)2，用于驅(qū)動(dòng)基片臺(tái)2進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)和升降的第二驅(qū)動(dòng)裝置21、連續(xù)掩模板3和用于驅(qū)動(dòng)連續(xù)掩模板3線性移動(dòng)的第三驅(qū)動(dòng)裝置31。第一驅(qū)動(dòng)裝置11、第二驅(qū)動(dòng)裝置21、第三驅(qū)動(dòng)裝置31均設(shè)置在機(jī)架4內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)I傳動(dòng)連接在第一驅(qū)動(dòng)裝置11的上端，基片臺(tái)2傳動(dòng)連接在第二驅(qū)動(dòng)裝置21的上端，連續(xù)掩模板3位于了轉(zhuǎn)臺(tái)I的上方并通過(guò)傳動(dòng)裝置33傳動(dòng)連接在第三驅(qū)動(dòng)裝置31上，傳動(dòng)裝置33能夠?qū)⒌谌?qū)動(dòng)裝置31的驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)化為水平方向上的傳動(dòng)力，從而驅(qū)動(dòng)連續(xù)掩模板3在基片臺(tái)2上方線性水平移動(dòng)。本實(shí)施例中的第一驅(qū)動(dòng)裝置11、第二驅(qū)動(dòng)裝置21、第三驅(qū)動(dòng)裝置31均可以根據(jù)控制精度采用現(xiàn)有的電機(jī)。
[0022]其中，轉(zhuǎn)臺(tái)I上具有多個(gè)用于放置分立掩模的掩模安裝位12和一個(gè)連續(xù)掩