纳米压印模版晶向对准装置及对准方法与流程

本发明涉及微细加工、半导体工艺设备技术领域，具体涉及一种纳米压印模版晶向对准装置及对准方法。

背景技术：

纳米压印技术的工艺精度和工艺面积只与模版的图形定义有关，具有成本低，产量高的优点。在制作某些半导体器件时，如半导体激光器的光栅时，需要压印的图形与半导体晶圆的晶向对准。传统的纳米压印设备或者没有该设备，或者需要非常昂贵的微调设备，不适合大规模生产，需要开发一种低成本的纳米压印模版晶向对准方法，提高对准速度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单，精度高的纳米压印模版晶向对准装置及对准方法。

为解决上述技术问题，本发明公开的一种纳米压印模版晶向对准装置，其特征在于：它包括晶圆台、模版吸附夹具、微调台、电阻计、吸附控制系统、第一电极图形板、晶圆、与第一电极图形板对应的第二电极图形板、与晶圆匹配的压印模版，所述晶圆台顶面开设有开口向上的晶圆安装凹槽，模版吸附夹具的底面开设有开口向下的压印模版凹槽，模版吸附夹具的吸附端位于压印模版凹槽槽底，所述压印模版凹槽位于晶圆安装凹槽的上方，所述第二电极图形板安装在晶圆台顶面，第一电极图形板安装在模版吸附夹具的底面，所述第一电极图形板位于第二电极图形板的上方，所述第一电极图形板与第二电极图形板内的电极图形为互补电极图形，所述第一电极图形板的正负极与电阻计对应的正负极相连，所述模版吸附夹具安装在微调台上，微调台用于对模版吸附夹具的位置进行调整，所述吸附控制系统的控制端连接模版吸附夹具的吸附控制端，吸附控制系统用于控制模版吸附夹具的吸附端对压印模版的吸附，所述晶圆的晶向与第二电极图形板平行，所述压印模版中的模版图形方向与第一电极图形板平行。

一种利用上述装置进行纳米压印模版晶向对准的方法，它包括如下步骤：

步骤1：控制吸附控制系统使模版吸附夹具的吸附端对压印模版进行吸附；

步骤2：使用微调台调整模版吸附夹具的位置，同时观察第一电极图形板和第二电极图形板的位置，使第二电极图形板的左边缘和右边缘分别与第一电极图形板的左侧正方形电极图形的左侧边缘及右侧正方形电极图形的右侧边缘对齐贴合；

步骤3：继续通过微调台调整模版吸附夹具的位置，当电阻计得到最低的测量电阻时，关闭吸附控制系统，使压印模版紧贴在晶圆上，完成对准工作。

本发明利用电极图形作为晶圆和压印模版相对角度的参考，通过测试电极接触的电阻判断晶向的对准程度，不需要视觉识别系统，具有结构简单，操作方便，纳米压印模版晶向对准的精度高的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为将晶圆放置在晶圆台中的俯视结构示意图；

图3为将压印模版吸附在模版吸附夹具中的俯视结构示意图；

图4为第一电极图形板与第二电极图形板对齐时的位置示意图。

其中，1—晶圆台、1.1—晶圆安装凹槽、2—模版吸附夹具、2.1—吸附端、2.2—压印模版凹槽、3—微调台、4—电阻计、5—吸附控制系统、6—观察系统、7—第一电极图形板、8—第二电极图形板、9—晶圆、10—压印模版、11—晶向、12—模版图形。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

本发明所设计的纳米压印模版晶向对准装置，如图1～4所示，它包括晶圆台1、模版吸附夹具2、微调台3、电阻计4、吸附控制系统5、第一电极图形板7、晶圆9、与第一电极图形板7对应的第二电极图形板8、与晶圆9匹配的压印模版10，所述晶圆台1顶面开设有开口向上的晶圆安装凹槽1.1，模版吸附夹具2的底面开设有开口向下的压印模版凹槽2.2，模版吸附夹具2的吸附端2.1位于压印模版凹槽2.2槽底，所述压印模版凹槽2.2位于晶圆安装凹槽1.1的上方，所述第二电极图形板8安装在晶圆台1顶面，第一电极图形板7安装在模版吸附夹具2的底面，所述第一电极图形板7位于第二电极图形板8的上方，所述第一电极图形板7与第二电极图形板8内的电极图形为互补电极图形，所述第一电极图形板7的正负极与电阻计4对应的正负极相连，所述模版吸附夹具2安装在微调台3上，微调台3用于对模版吸附夹具2的位置进行调整，所述吸附控制系统5的控制端连接模版吸附夹具2的吸附控制端，吸附控制系统5用于控制模版吸附夹具2的吸附端2.1对压印模版10的吸附，所述晶圆9的晶向11与第二电极图形板8平行，所述压印模版10中的模版图形12方向与第一电极图形板7平行。

上述技术方案中，微调台3为四维调整台(可调整模版吸附夹具与晶圆平行平面的两个方向，旋转角度和垂直于晶圆平台的距离)，调整微调台3控制模版吸附夹具2的相对位置和接近距离。

上述技术方案中，纳米压印模版晶向对准装置还包括用于观察压印模版10与晶圆9是否对齐的观察系统6(放大设备)。

上述技术方案中，所述第一电极图形板7与模版吸附夹具2绝缘安装，所述第二电极图形板8与晶圆台1绝缘安装。

上述技术方案中，所述第二电极图形板8的电极图形为与晶向11平行的矩形电极图形，矩形图形的长边与晶向平行。

上述技术方案中，所述第二电极图形板8的长度大于晶圆9的半径小于晶圆9的直径，第二电极图形板8的宽度范围为10～50微米。上述范围可保证电阻最小时，模板图形和晶圆晶向角度的偏差可忽略。

上述技术方案中，所述第一电极图形板7的电极图形为两个正方形电极图形，左侧的正方形电极图形的左侧边缘与右侧的正方形电极图形的右侧边缘之间的距离等于第二电极图形板8的长度，每个正方形电极图形的边长均等于第二电极图形板8的宽度。在这个范围可保证电阻最小时，模板图形和晶圆晶向角度的偏差最小。

上述技术方案中，所述晶圆安装凹槽1.1与压印模版凹槽2.2的深度相等，且深度范围均为1～1.5mm。这个范围可保证凹槽大于晶圆和压印模版的高度。

一种利用上述装置进行纳米压印模版晶向对准的方法，它包括如下步骤：

步骤1：控制吸附控制系统5使模版吸附夹具2的吸附端2.1对压印模版10进行吸附；

步骤2：使用微调台3调整模版吸附夹具2的位置，同时观察第一电极图形板7和第二电极图形板8的位置，使第二电极图形板8的左边缘和右边缘分别与第一电极图形板7的左侧正方形电极图形的左侧边缘及右侧正方形电极图形的右侧边缘对齐贴合；

步骤3：继续通过微调台3调整模版吸附夹具2的位置，当电阻计4得到最低的测量电阻时(此时第一电极图形板7和第二电极图形板8完全对齐)，关闭吸附控制系统5，使压印模版10紧贴在晶圆9上，完成对准工作。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。