一种FPGA芯片生产用的光刻系统和光刻方法

一种fpga芯片生产用的光刻系统和光刻方法
技术领域
1.本发明涉及fpga芯片技术领域，具体涉及一种fpga芯片生产用的光刻系统和光刻方法。


背景技术：

2.中国专利cn214202049u公开了一种用于功率放大器生产的芯片光刻装置,包括热烘机构、放置机构,所述热烘机构的上部设置有所述放置机构,还包括用于放置掩膜板的光刻机构,所述光刻机构包括液压杆、滑套、掩膜架、固定板、光刻灯、行星减速器、电机,所述液压杆的外部套有所述滑套,所述滑套之间通过所述掩膜架连接；
3.现有技术中，fpga芯片在光刻时，通常是利用曝光灯先对其正面曝光，再对反面曝光，在曝光过程中，还需要对准等设备将其固定，以及翻转设备配合工作，存在着多个设备之间配合工作，且对单个fpga芯片的单面进行光刻处理，使其现有fpga芯片光刻效率比较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种fpga芯片生产用的光刻系统和光刻方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种fpga芯片生产用的光刻系统，包括安装有支架的工作台，工作台上设置有承载单元和光刻单元，包括:
7.承载单元，控制两个芯片基座相向移动；
8.光刻单元包括沿支架升降的基座；基座上通过升降机构设置有曝光组件；
9.基座包括：
10.底板，底板为u型结构，底板的水平部两侧上竖直安装有齿条，芯片基座内的芯片内框连接有齿轮，齿轮与齿条啮合连接，其中，两个齿条之间的距离与第一定位板的长度相适配。
11.作为本发明进一步的方案：承载单元包括两个平行的基板；
12.两个基板分别安装在支架的顶部，两个基板上设置有长方形的滑行槽，滑行槽内滑动设置有滑动块，两个滑动块之间转动安装有芯片基座。
13.作为本发明进一步的方案：两个芯片基座通过传送带相互连接。
14.作为本发明进一步的方案：一个滑动块连接在传送带一侧的底部，另一个滑动块连接在传送带另一侧的顶部。
15.作为本发明进一步的方案：基板的中部设置有第一定位板。
16.作为本发明进一步的方案：中心板内的安装槽设置有升降机构，升降机构包括：
17.双轴气缸两侧的输出端分别与滑块连接，滑块的顶部延伸出中心板的顶部，并与活动杆的底端连接，活动杆的顶端与曝光组件连接。
18.作为本发明进一步的方案：中心板的两侧分别设置有旋转定位件，旋转定位件包括：
19.滑杆，滑杆的一端与第二定位板连接，滑杆的另一端滑动延伸至安装槽内，并与滑板连接，滑板与安装槽滑动连接，滑杆上套设有弹簧。
20.作为本发明进一步的方案：初始时，滑块与滑板处于分离状态，而此时的第二定位板紧贴在中心板上，对旋转的芯片基座进行限位。
21.一种fpga芯片生产用的光刻系统的光刻方法,其特征在于，包括以下步骤：
22.步骤1：将待光刻的fpga芯片装载在芯片基座上，使得两个芯片基座的fpga芯片处于水平指定的加工位置处；
23.步骤2：启动升降气缸，将曝光灯向上移动到指定位置，齿条也随着向上移动，并与齿轮啮合连接，使得装载有fpga芯片进行旋转180
°
，使其两个fpga芯片均处于竖直状态；
24.同时，底板上的第二定位板也随着向上移动，将使得旋转的芯片基座抵接在第二定位板侧壁上；
25.步骤3：控制双轴气缸做伸长运动时，将带动曝光灯组件向上运动，对fpga芯片的侧面进行从下往上单面曝光工作，当移动到fpga芯片的侧壁顶部时，滑块将作用在滑板上，通过滑杆推动第二定位板移动，解除对芯片基座限制作用。
26.本发明的有益效果：
27.本发明的承载单元，可以同时控制两个芯片基座相向移动，并利用第一定位板对其水平位置进行定位，从而可以提高对fpga芯片光刻数量，以及便于对两个fpga芯片进行同时操作进行光刻处理，以及通过第一定位板进行水平定位，保证fpga芯片光刻的精准度，提高光刻质量；
28.本发明的光刻单元，通过可升降的曝光灯座可以沿着fpga芯片的高度进行全面曝光处理工作，且曝光灯座设置在中部，使得可以同时对两个fpga芯片进行光刻工作；
29.基座与承载单元的相互配合，利用在光刻过程中，对其芯片基座进行旋转切换光刻面，完成对fpga芯片全面曝光工作；
30.以及与升降机构相互配合的旋转定位件，可以对芯片基座的旋转位置进行限位，保证精准地处于竖直状态，进一步提高光刻的精准度，还有升降机构在进行曝光时，可以对旋转定位件进行自动控制，提高该光刻单元使用高效性。
附图说明
31.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
32.图1是本发明的结构示意图；
33.图2是本发明基座的结构示意图；
34.图3是本发明旋转定位件的结构示意图；
35.图4是本发明芯片基座的结构示意图。
36.图中：1、支架；2、工作台；3、滑行槽；4、第一定位板；5、滑动块；6、齿轮；7、芯片基座；8、传送带；9、升降气缸；10、基座；11、曝光灯座；12、曝光灯；13、冷凝进管；14、活动杆；15、冷凝出管；16、底板；17、第二定位板；18、中心板；19、齿条；20、滑杆；21、弹簧；22、滑板；23、滑块；24、双轴气缸。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.实施例1
39.请参阅图1-4所示，本发明为一种fpga芯片生产用的光刻系统，包括支架1、工作台2；
40.支架1的顶部设置有工作台2，该工作台2上设置有承载单元，承载单元用于运输芯片，并完成光刻工作；其中，承载单元包括两个平行的基板，两个基板分别安装在支架1的顶部，在两个基板上设置有长方形的滑行槽3，滑行槽3内滑动设置有滑动块5，两个滑动块5之间转动安装有芯片基座7；
41.优选的，芯片基座7沿着基板对称设置有两个，使其可以同时对两个fpga芯片完成曝光工作；两个芯片基座7通过传送带8相互连接，一个滑动块5连接在传送带8一侧的底部，另一个滑动块5连接在传送带8另一侧的顶部；
42.在基板的中部设置有第一定位板4，该第一定位板4对滑动块5的水平输送起到定位作用，使其待光刻的fpga芯片移动到指定位置处；
43.本发明的承载单元，可以同时控制两个芯片基座7相向移动，并利用第一定位板4对其水平位置进行定位，从而可以提高对fpga芯片光刻数量，以及便于对两个fpga芯片进行同时操作进行光刻处理，以及通过第一定位板4进行水平定位，保证fpga芯片光刻的精准度，提高光刻质量；
44.支架1的中部设置有光刻单元，光刻单元包括升降气缸9、基座10、曝光灯座11、曝光灯12，
45.升降气缸9安装在支架1的中部上，且升降气缸9的输出端与基座10连接，基座10上通过升降机构设置有曝光灯座11，曝光灯座11的两侧设置有曝光灯12；曝光灯座11的底部两侧分别设置有冷凝进管13和冷凝出管15，用于对曝光灯12散热降温；
46.可升降的曝光灯座11可以沿着fpga芯片的高度进行全面曝光处理工作，且曝光灯座11设置在中部，使得可以同时对两个fpga芯片进行光刻工作；
47.基座10包括底板16、中心板18、齿条19，底板16为u型结构，底板16的水平部与升降气缸9的输出端连接，底板16的水平部位于基板的前方，底板16的竖直部位于基板的正下方，底板16的水平部两侧与芯片基座7配合连接；
48.该配合连接的方式为：
49.在底板16的水平部两侧上竖直安装有齿条19，芯片基座7内通过连接轴转动安装有芯片内框，连接轴的端部穿过滑动块5，并连接有齿轮6，齿轮6与齿条19啮合连接，其中，两个齿条19之间的距离与第一定位板4的长度相适配；
50.所以，在工作时，启动升降气缸9带动底板16向上移动，将曝光灯12移动到指定位置，等待完成fpga芯片曝光工作，在底板16向上移动过程时，将带动齿条19向上移动，并将与齿轮6啮合连接，使得装载有fpga芯片进行旋转，使其两个fpga芯片均处于竖直状态，而曝光灯组件位于两个fpga芯片之间，便可以通过对两个fpga芯片完成曝光工作；
51.中心板18内设置有安装槽，升降机构位于安装槽内，升降机构包括活动杆14、滑块23、双轴气缸24，双轴气缸24位于安装槽的中部，双轴气缸24两侧的输出端分别与滑块23连接，滑块23沿着安装槽移动，滑块23的顶部延伸出中心板18的顶部，并与活动杆14的底端连接，活动杆14的顶端与曝光灯座11连接；
52.与该升降机构相适配，在中心板18的两侧分别设置有旋转定位件，旋转定位件包括第二定位板17、滑杆20、弹簧21、滑板22；
53.滑杆20的一端与第二定位板17连接，滑杆20的另一端滑动延伸至安装槽内，并与滑板22连接，滑板22与安装槽滑动连接，在滑杆20上套设有弹簧21，弹簧21的一端与安装槽内壁连接，弹簧21的另一端与滑板22连接；第二定位板17的高度大于底板16的顶面；
54.所以，初始时，滑块23与滑板22处于分离状态，而此时的第二定位板17紧贴在中心板18上，对旋转的芯片基座7进行限位，保证芯片基座7更加精准地处于竖直状态；
55.在对fpga芯片进行光刻工作时，控制双轴气缸24做伸长运动时，将带动曝光灯组件向上运动，同时将驱动滑块23向两侧运动，当曝光灯组件沿着fpga芯片的侧面从下往上完成单面曝光工作时，此时滑块23将作用在滑板22上，通过滑杆20推动第二定位板17移动，解除对芯片基座7限制作用；
56.本发明的光刻单元，通过可升降的曝光灯座11可以沿着fpga芯片的高度进行全面曝光处理工作，且曝光灯座11设置在中部，使得可以同时对两个fpga芯片进行光刻工作；
57.基座10与承载单元的相互配合，利用在光刻过程中，对其芯片基座7进行旋转切换光刻面，完成对fpga芯片全面曝光工作；
58.以及与升降机构相互配合的旋转定位件，可以对芯片基座7的旋转位置进行限位，保证精准地处于竖直状态，进一步提高光刻的精准度，还有升降机构在进行曝光时，可以对旋转定位件进行自动控制，提高该光刻单元使用高效性。
59.实施例2
60.基于上述实施例1，本发明的一种fpga芯片生产用的光刻方法，包括以下步骤：
61.步骤1：将待光刻的fpga芯片装载在芯片基座7上，启动传送带8逆时针转动，使得两个滑动块5移动到第一定位板4的位置处，使得两个芯片基座7的fpga芯片处于水平指定的加工位置处；
62.步骤2：启动升降气缸9带动底板16向上移动，将曝光灯12移动到指定位置，等待完成fpga芯片曝光工作，在底板16向上移动过程时，将带动齿条19向上移动，并将与齿轮6啮合连接，使得装载有fpga芯片的芯片基座7进行旋转180
°
，使其两个fpga芯片均处于竖直状态；
63.同时，底板16上的第二定位板17也随着向上移动，将使得旋转的芯片基座7抵接在第二定位板17侧壁上，保证其芯片基座7竖直程度；
64.步骤3：控制双轴气缸24做伸长运动时，将带动曝光灯组件向上运动，对fpga芯片的侧面进行从下往上单面曝光工作，当移动到fpga芯片的侧壁顶部时，滑块23将作用在滑板22上，通过滑杆20推动第二定位板17移动，解除对芯片基座7限制作用；
65.步骤4：继续控制升降气缸9向上移动，使得装载有fpga芯片再旋转180
°
，在旋转过程中，控制升降机构复位，使得第二定位板17也将恢复至初始状态，接着控制升降机构带动曝光组件完成fpga芯片反面的光刻工作；
66.步骤5：当fpga芯片双面都曝光结束后，控制升降气缸9向下移动，先使得光刻好的芯片基座7反向旋转90
°
后，处于水平状态，通过承载单元将其移出光刻单元，光刻单元继续下降恢复到初始状态，等待下一组fpga芯片进行光刻工作。
67.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种fpga芯片生产用的光刻系统，包括安装有支架(1)的工作台(2)，工作台(2)上设置有承载单元和光刻单元，其特征在于，承载单元，控制两个芯片基座(7)相向移动；光刻单元包括沿支架(1)升降的基座(10)；基座(10)上通过升降机构设置有曝光组件；基座(10)包括：底板(16)，底板(16)为u型结构，底板(16)的水平部两侧上竖直安装有齿条(19)，芯片基座(7)内的芯片内框连接有齿轮(6)，齿轮(6)与齿条(19)啮合连接，其中，两个齿条(19)之间的距离与第一定位板(4)的长度相适配。2.根据权利要求1所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，承载单元包括两个平行的基板；两个基板分别安装在支架(1)的顶部，两个基板上设置有长方形的滑行槽(3)，滑行槽(3)内滑动设置有滑动块(5)，两个滑动块(5)之间转动安装有芯片基座(7)。3.根据权利要求2所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，两个芯片基座(7)通过传送带(8)相互连接。4.根据权利要求3所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，一个滑动块(5)连接在传送带(8)一侧的底部，另一个滑动块(5)连接在传送带(8)另一侧的顶部。5.根据权利要求4所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，基板的中部设置有第一定位板(4)。6.根据权利要求5所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，中心板(18)内的安装槽设置有升降机构，升降机构包括：双轴气缸(24)两侧的输出端分别与滑块(23)连接，滑块(23)的顶部延伸出中心板(18)的顶部，并与活动杆(14)的底端连接，活动杆(14)的顶端与曝光组件连接。7.根据权利要求6所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，中心板(18)的两侧分别设置有旋转定位件，旋转定位件包括：滑杆(20)，滑杆(20)的一端与第二定位板(17)连接，滑杆(20)的另一端滑动延伸至安装槽内，并与滑板(22)连接，滑板(22)与安装槽滑动连接，滑杆(20)上套设有弹簧(21)。8.根据权利要求7所述的一种fpga芯片生产用的光刻系统,其特征在于，初始时，滑块(23)与滑板(22)处于分离状态，而此时的第二定位板(17)紧贴在中心板(18)上，对旋转的芯片基座(7)进行限位。9.一种根据权利要求1-8任一项所述的fpga芯片生产用的光刻系统的光刻方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将待光刻的fpga芯片装载在芯片基座(7)上，使得两个芯片基座(7)的fpga芯片处于水平指定的加工位置处；步骤(2)：启动升降气缸(9)，将曝光灯(12)向上移动到指定位置，齿条(19)也随着向上移动，并与齿轮(6)啮合连接，使得装载有fpga芯片进行旋转180
°
，使其两个fpga芯片均处于竖直状态；同时，底板(16)上的第二定位板(17)也随着向上移动，将使得旋转的芯片基座(7)抵接在第二定位板(17)侧壁上；步骤3：控制双轴气缸(24)做伸长运动时，将带动曝光灯组件向上运动，对fpga芯片的
侧面进行从下往上单面曝光工作，当移动到fpga芯片的侧壁顶部时，滑块(23)将作用在滑板(22)上，通过滑杆(20)推动第二定位板(17)移动，解除对芯片基座(7)限制作用。

技术总结
本发明公开了一种FPGA芯片生产用的光刻系统，包括安装有支架的工作台，工作台上设置有承载单元和光刻单元，承载单元，控制两个芯片基座相向移动；光刻单元包括沿支架升降的基座；基座上通过升降机构设置有曝光组件；基座包括底板的水平部两侧上竖直安装有齿条，芯片基座内的芯片内框连接有齿轮，齿轮与齿条啮合连接，本发明通过可升降的曝光灯座可以沿着FPGA芯片的高度进行全面曝光处理工作，且曝光灯座设置在中部，使得可以同时对两个FPGA芯片进行光刻工作。进行光刻工作。进行光刻工作。


技术研发人员：周殿凤
受保护的技术使用者：盐城师范学院
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/22