CN102226867B - 光掩模冲洗的装卡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光掩模冲洗的装卡装置，开合驱动机构包括沿工作台对角设置的两导轨座、分别安装在两导轨座上的驱动组件及同步组件，驱动组件的气缸和直线导轨安装在导轨座上，安装在气缸上的过渡滑块通过压紧弹簧和测力传感器与托板连接，同步组件的同步带与各导步齿轮啮合，托板与同步带连接；自动翻转机构包括主动和从动翻转组件，主、被动支承座分别安装在托板上，与摆动气缸连接的主动卡爪座通过主动轴套安装在主动支承座上，主动卡爪可拆安装在主动卡爪座上；被动卡爪座通过被动轴套安装在被动支承座上，被动卡爪可拆安装在被动卡爪座上，主动卡爪的中心线与被动卡爪中心线重合。具有结构合理，能使两卡爪同进退，抓取放置可靠的特点。

Description

光掩模冲洗的装卡装置

技术领域

本发明涉及一种光掩模冲洗的装卡装置，属于半导体制造技术领域。

背景技术

“光掩模”是集成电路芯片制造中用于批量印刷电路的模版。通过光刻工艺，将光掩模上的电路图案大批量印刷到硅晶圆上。因此光掩模上的任何缺陷都会对芯片的成品率造成很大的影响。

在光掩模的制造过程中，当光掩模曝光、显影之后，需要去除表面的光刻胶。因此需要光掩模进行清洗。而常规是将光掩模放在一个相对封闭的工艺处理舱内，工艺处理舱内处于洁净氛围内，将光掩模放置在工艺处理舱内定位座上，通过电机使光掩模处于旋转状态，分别对光掩模板的两面进行清洗。但这种结构清洗结构不能对掩模板边界进行有效的清洗，而且每次只能对掩模板的单面进行清洗，由于不能同时对光掩模的正反两面进行清洗，不仅用药液用量较大，而且在清洗中的装夹时间较长，去胶的生产效率不高。

为解决清洗效率低和用化学药液的使用量大的问题，目前先进的光掩模清洗工艺是将光掩模放置在冲洗槽内，冲洗槽采用内槽体和外槽体相结合的结构，将可移动托板的托盘设置在内槽体内而形成浅槽结构，托板的托座穿过内槽体与支座连接，清洗时，只需将光掩模平放在托盘内，在托盘压接在内槽体上呈密封状况时，使光掩模横置浸没在药液中，以去除光掩模表面的光刻胶，当托板上移动时，使托板的托盘与内槽体脱离，将药液从内槽体排置外槽体内通过排液流道排出，通过设置在外槽体和托板上的喷嘴实现喷淋冲清，达到对光掩模进行清洗的效果。目前公开一些自动抓取光掩模的装置，体积较大，无法在清洗槽内进行水平抓取、放置以及翻转，而不能应用于上述的清洗工艺，如采用人工放置和抓取光掩模，不仅影响清洗效率，而且也影响清洗效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构合理，能使主动卡爪和被动卡爪同时进退，在线能检测到夹紧力，抓取、放置光掩模可靠，能满足不同尺寸光掩模的光掩模冲洗的装卡装置。

本发明为达上述目的的技术方案是：一种光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：包括设有孔口的工作台以及安装在工作台上的开合驱动机构和自动翻转机构，

所述的开合驱动机构包括沿工作台对角设置的两导轨座、分别安装在两导轨座上的驱动组件和同步组件，所述的驱动组件包括气缸、直线导轨以及过渡滑块和托板气缸和直线导轨安装在导轨座上，过渡滑块与气缸的移动件连接，托板安装在直线导轨的滑块上，且托板通过压紧弹簧和测力传感器分别与过渡滑块相接；所述的同步组件包括安装在工作台上的六个以上导步齿轮和至少一个张紧轮及同步带，沿两导轨座周边设置的同步带与各导步齿轮啮合，张紧轮设置在同步带的一侧，且托板与同步带固定连接；

所述的翻转机构包括主动翻转组件和从动翻转组件，主动翻转组件包括与托板连接支承座、摆动气缸、主动卡爪座和具有卡口的主动卡爪，主动支承座安装在其中一个托板上，摆动气缸安装在主动支承座上，主动卡爪座通过主动轴套安装在主动支承座上并与摆动气缸的转子连接，主动卡爪可拆安装在主动卡爪的另一端，；所述的从动翻转组件包括被动支承座、被动卡爪座以及具有卡口的被动卡爪，被动支承座安装在另一个托板上，被动卡爪座通过被动轴套安装在被动支承座上，被动卡爪可拆安装在被动卡爪座上，主动卡爪的中心线与被动卡爪中心线重合，主动支承座或/和摆动气缸上安装有检测摆动角度的角度传感器，或主动支承座或/和摆动气缸上安装有检测摆动角度的接近开关，被动支承座或/和被动卡爪座上安装有检测水平位置的位置检测开关。

本发明在工作台上安装有开合驱动机构和自动翻转机构，通过开合驱动机构上的对角设置的两个气缸动作，带动托板沿直线导轨移动，由于气缸动作时控制同步带同时移动，因此能通过同步带实现开合驱动机构的同步运动。本发明与主动夹爪和被动卡爪连接的托板不直接与气缸连接，其托板是与直接导轨的滑块连接，由于过渡滑块与气缸的移动件连接，因此通过过渡滑块推动托板沿直线导轨移动，在过渡滑块推动托板移动过程中，当主动卡爪与被动卡爪夹紧光掩模时，由于推力的增大，即可通过测力传感器在线检测到夹持光掩模的夹紧力，并及时将夹紧力信号输出，控制气缸动作，结构合理紧凑，解决了未夹紧光掩模或对光掩模夹紧力过大的问题，大大减少安装调试时间，准确可靠地夹持住光掩模，适用于夹紧不同尺寸的光掩模。本发明的自翻转机构采用主动翻转组件和从动翻转组件，通过主动翻转组件上的摆动气缸使主动卡爪转动，通过光掩模使从动翻转组件上的被动卡爪转动。本发明在被动支承座或/和被动卡爪座上安装有检测水平位置的位置检测开关，当光掩模不处于水平角度时，位置检测开关失去信号，使开合驱动机构的抓取动、翻转动作将被冻结，加之主动支承座或/和摆动气缸上的角度传感器控制摆动气缸翻转角度，控制方便，提高了放置和抓取光掩模以及对光掩模翻转的可靠和准确性。本发明的主动卡爪和被动卡爪为可拆的安装在主动卡爪座和被动卡爪座上，因此装卸和调试主动卡爪和被动卡爪位置非常方便，通过装卡和翻转实现两面清洗，由于能自动装卡光掩模，大幅度提高光掩模清洗效率和清洗效果，能满足了用户的不同需求。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明的结构立体示意图。

图2是本发明夹紧光掩模的结构示意图。

图3是本发明主动翻转组件安装在驱动组件的结构示意图。

图4是本发明主动翻转组件和驱动组件的爆炸结构示意图。

图5是本发明被动翻转组件安装在驱动组件上的结构示意图。

图6是本发明被动翻转组件安装在驱动组件上的结构示意图。

其中：1-工作台，1-1-孔口，2-同步带，3-张紧轮，4-安装板，5-导轨座，6-过渡滑块，7-同步带连接座，8-托板，9-导步齿轮，10-气缸，11-直线导轨，12-主动支承座，13-摆动气缸，14-主动卡爪座，14-1-主动转盘，14-2-平面轴承，14-3-主动涨套，14-4-外套，14-5-弹簧，14-6-滚珠，15-主动卡爪，15-1-卡口，15-2-凸轴，16-支承柱，17-被动卡爪，17-1-卡口，17-2-凸轴，18-被动卡爪座，18-1-被动转轴，18-2-平面轴承，18-3-被动涨套，18-4-外套，18-5-滚珠，18-6-弹簧，19-被动支承座，20-光掩模，21-测力传感器，22-压紧弹簧，23-接盘，24-主动轴套，25-被动轴套，26-角度传感器，27-位置检测开关。。

具体实施方式

见图1～6所示，本发明的光掩模冲洗的装卡装置，包括工作台1以及安装在工作台1上的开合驱动机构和自动翻转机构，本发明的工作台1上设有孔口1-1，工作台1设置在洗清仓的顶部，在清洗仓的顶部，通过本发明的装卡装置将光掩模20抓取、翻转和放置，通过喷嘴喷出的清洗液对光掩模20的两面进行清洗。

见图1～4所示，本发明的开合驱动机构包括沿工作台1对角设置的两导轨座5、分别安装在两导轨座5上的驱动组件和同步组件，驱动组件包括气缸10、直线导轨11以及过渡滑块6和托板8，气缸10和直线导轨11安装在导轨座5上，气缸10和直线导轨11平行设置，两导轨座5分别通过安装板4连接在工作台1上，过渡滑块6与气缸10的移动件连接，托板8安装在直线导轨11的滑块上，且托板8通过压紧弹簧22和测力传感器21分别与过渡滑块6相接，见图1～6所示，本发明的托板8通过紧固件与直线导轨11的滑块连接，且托板8位于气缸10移动件一侧设有槽口，过渡滑块6设置在托板8的槽口内，压紧弹簧22设置在托板8的槽口一侧的弹簧孔内并顶在过渡滑块6的一端，该压紧弹簧22可设置一个或多个，测力传感器21安装在托板8的槽口另一侧的安装孔内并与过渡滑块6的另一端相接。通过压紧弹簧22将托板8与过渡滑块6之间的推力可靠地传递至测力传感器21上，测力传感器21在线检测到夹持光掩模20的夹紧力，而准确控制夹紧力，本发明的测力传感器21可采用拉式传感器或压式传感器，其压紧弹簧22和测力传感器21的安装位置根据需要设置。

见图1～2的示，本发明的同步组件包括安装在工作台1上的六个以上导步齿轮9和至少一个张紧轮3及同步带2，导步齿轮9沿两导轨座5的周边设置，该导步齿轮9可通过支承柱16安装在工作台1上，或安装在安装板4上，以保持导步齿轮9与同步带2等高，沿两导轨座5周边设置的同步带2与各导步齿轮9啮合，张紧轮3安装工作台1上并设置在同步带2的一侧，可如图1、2所示，采用两个张紧轮3并设置在同步带2的外侧，保持同步带2与各导步齿轮9啮合，且托板8与同步带2固定连接，通过同步带2使两气缸10的动作保持同步，本发明为便于将托板8与同步带2连接，两托板8上安装有同步带连接座7，同步带连接座7与同步带2固定连接。

见图1～6所示，本发明的翻转机构包括主动翻转组件和从动翻转组件。见图1～4所示，本发明的主动翻转组件包括主动支承座12、摆动气缸13、主动卡爪座14以及内端具有卡口15-1的主动卡爪15，主动卡爪15上的卡口15-1为V形槽或U形槽，方便卡接地光掩模20上，主动支承座12安装在其中一个托板8上，摆动气缸13安装在主动支承座12上，主动卡爪座14通过主动轴套24安装在主动支承座12上并与摆动气缸13的转子连接，主动卡爪15可拆安装在主动卡爪座14的另一端，为便于控制摆动气缸13的摆动角度，主动支承座12或/和摆动气缸13上安装有控制摆动角度的角度传感器26，角度传感器26采用角位移传感器，或主动支承座12或/和摆动气缸13上安装有检测摆动角度的接近开关。见图3、4所示，本发明的主动卡爪座14包括主动转盘14-1、平面轴承14-2以及轴向开口的主动涨套14-3和外套14-4，安装在摆动气缸13转子上的接盘23与主动转盘14-1连接，主动转盘14-1上的连接轴与接盘23可采用键连接，或采用卡接式连接，平面轴承14-2安装在主动转盘14-1的轴承座内并顶在主动轴套24的端面，通过平面轴承14-2以减少摩擦阻力，转动灵活，而主动卡爪15内端上的凸轴15-2通过主动涨套14-3与主动转盘14-1连接，且外套14-4套装在主动卡爪15上。本发明主动轴套24为T形轴套，主动轴套24安装在主动支承座12的台阶形孔内并通过紧固件固定，主动轴套24的另一端通过由于安装在主动转盘14-1上的卡簧限位，主动转盘14-1或主动轴套24处设有油槽，以减少摩擦阻力。本发明的主动卡爪15采用分体结构，主动卡爪15由外部的卡爪和连接轴通过紧固件连接，连接轴的内端设有凸轴15-2与主动涨套14-3连接，安装调试方便。本发明主动转盘14-1上至少设有两个定位孔，主动轴套24上设有滚珠孔，安装在主动支承座12上的紧钉螺钉通过弹簧14-5将设置在主动轴套24上的滚珠14-6顶在主动转盘14-1的定位槽内，当摆动气缸13带动主动转盘14-1翻转到所需角度后，通过滚珠14-6对主动转盘14-1锁定，而提高操作的准确性。

见图1～2以及图5～6所示，本发明的从动翻转组件包括被动支承座19、被动卡爪座18以及具有卡口17-1的被动卡爪17，被动卡爪17上的卡口17-1为V形槽或U形槽，方便卡接地光掩模20上，被动支承座19安装在另一个托板8上，被动卡爪座18通被动轴套25安装在被动支承座19上，且被动卡爪17可拆安装在被动卡爪座18上，主动卡爪15的中心线与被动卡爪17中心线重合，被动支承座19或/和被动卡爪座18上安装有检测水平位置的位置检测开关27，通过该位置检测开关27检测被动卡爪17翻转是否到位，是有当翻转到位后气缸10才能动作。本发明的夹紧行程为100～500mm之间，翻转角度可根据需要控制，如30°90°或180°等，其翻转速度可通过摆动气缸13的气体压力及流速控制，而夹紧速度以及夹紧力通过气缸10以及压紧弹簧22控制并可调整。图5～6所示，本发明的被动卡爪座18包括被动转轴18-1、平面轴承18-2、以及轴向开口的被动涨套18-3和外套18-4，被动转轴18-1通过固定件固定在被动支承座19上、并通过安装在被动轴套25上的卡簧限位，平面轴承18-2设置在被动转轴18-1的轴承座内并顶在被动轴套25端面，被动卡爪17内端上的凸轴15-2通过被动涨套18-3与被动转轴18-1连接，外套18-4套装在被动卡爪17上。本发明的被动卡爪17也采用分体结构，被动卡爪17由外部的卡爪和连接轴通过紧固件连接，连接轴的内端设有凸轴17-2与被动涨套18-3连接，安装调试方便。见图5所示，本发明被动转轴18-1上至少设有两个定位孔，被动轴套25上设有滚珠孔，安装在被动支承座19上的紧钉螺钉通过弹簧18-6将设置在被动轴套25上的滚珠18-5顶在被动转轴18-1的定位槽内，通过滚珠18-5使被动转轴18-2旋转到位后不会相对转动，而提高操作的可靠性。

见图1所示，本发明工作时，开合驱动机构的两个气缸10动作，气缸10的移动件带动过渡滑块6压缩压紧弹簧22推动托板8向向工作台1的孔口1-1中心移动，两托板8分别带动主动支承座12和被动支承座19沿直线导轨11上向内移动，将安装在两托板8上的主动翻转组件和被动翻转组件同时向工作台1的孔口1-1中心移动，当主动卡爪15和被动卡爪17夹持住光掩模20时，由于托板8与过渡滑块6具有相对位移，通过压紧弹簧22将托板8与过渡滑块6之间的推力可靠地传递至测力传感器21上，并由测力传感器21输出夹紧信号，当输出的夹紧信号到达要求值时，控制气缸10停止动作。同时与两托板8连接的同步带2沿导步齿轮9运动，以确保两托板8具有相同的工作行程。见图2所示，当主动翻转组件上的主动卡爪15和被动翻转组件上的被动卡爪17抓住光掩模20，且测力传感器21输出光掩模20已被抓住信号，摆动气缸13带动主动夹爪15转动，同时被动卡爪17随主动夹爪15一起转动，直到主动卡爪15上的上角度传感器26或接近开关检测到主动卡爪17翻转到位，而被动卡爪17上的上位置检测开关27检测到被动卡爪17翻转到水平位置后，将光掩模20放置在托盘上，两气缸10动作向后移动，打开主动卡爪15和被动卡爪17；而当被动卡爪17翻转没有到水平位置，位置检测开关27失去信号，系统将发出报警，同时开合驱动机构的抓取动作将被冻结。

Claims (9)

1.一种光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：包括设有孔口的工作台(1)以及安装在工作台(1)上的开合驱动机构和自动翻转机构，

所述的开合驱动机构包括沿工作台(1)对角设置的两导轨座(5)、分别安装在两导轨座(5)上的驱动组件和同步组件，所述的驱动组件包括气缸(10)、直线导轨(11)以及过渡滑块(6)和托板(8)，气缸(10)和直线导轨(11)安装在导轨座(5)上，过渡滑块(6)与气缸(10)的移动件连接，托板(8)安装在直线导轨(11)的滑块上，且托板(8)通过压紧弹簧(22)和测力传感器(21)分别与过渡滑块(6)相接；所述的同步组件包括安装在工作台(1)上的六个以上导步齿轮(9)和至少一个张紧轮(3)及同步带(2)，沿两导轨座(5)周边设置的同步带(2)与各导步齿轮(9)啮合，张紧轮(3)设置在同步带(2)的一侧，且托板(8)与同步带(2)固定连接；

所述的自动翻转机构包括主动翻转组件和从动翻转组件，主动翻转组件包括与托板(8)连接的主动支承座(12)、摆动气缸(13)、主动卡爪座(14)和具有卡口(15-1)的主动卡爪(15)，主动支承座(12)安装在其中一个托板(8)上，摆动气缸(13)安装在主动支承座(12)上，主动卡爪座(14)通过主动轴套(24)安装在主动支承座(12)上并与摆动气缸(13)的转子连接，主动卡爪(15)可拆安装在主动卡爪座(14)的另一端；所述的从动翻转组件包括被动支承座(19)、被动卡爪座(18)以及具有卡口(17-1)的被动卡爪(17)，被动支承座(19)安装在另一个托板(8)上，被动卡爪座(18)通过被动轴套(25)安装在被动支承座(19)上，被动卡爪(17)可拆安装在被动卡爪座(18)上，主动卡爪(15)的中心线与被动卡爪(17)中心线重合，主动支承座(12)或/和摆动气缸(13)上安装有检测摆动角度的角度传感器(26)，或主动支承座(12)或/和摆动气缸(13)上安装有检测摆动角度的接近开关，被动支承座(19)或/和被动卡爪座(18)上安装有检测水平位置的位置检测开关(27)。

2.根据权利要求1所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述的托板(8)通过紧固件与直线导轨(11)的滑块连接，且托板(8)位于气缸(10)移动件一侧设有槽口，过渡滑块(6)设置在托板(8)的槽口内，至少一个压紧弹簧(22)设置在托板(8)的槽口一侧的弹簧孔内并顶在过渡滑块(6)的一端，测力传感器(21)安装在托板(8)的槽口另一侧的安装孔内并与过渡滑块(6)的另一端相接。

3.根据权利要求1所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述的主动卡爪座(14)包括主动转盘(14-1)、平面轴承(14-2)以及轴向开口的主动涨套(14-3)和外套(14-4)，安装在摆动气缸(13)转子上的接盘(23)与主动转盘(14-1)连接，平面轴承(14-2)安装在主动转盘(14-1)的轴承座内并顶在主动轴套(24)端面，主动卡爪(15)内端的凸轴通过主动涨套(14-3)与主动转盘(14-1)连接，且外套(14-4)套装在主动卡爪(15)上。

4.根据权利要求3所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述的主动轴套(24)为T形轴套，主动轴套(24)安装在主动支承座(12)的台阶形孔内并通过紧固件固定，主动转盘(14-1)或主动轴套(24)上设有油槽。

5.根据权利要求3所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述的主动转盘(14-1)上至少设有两个定位孔，主动轴套(24)上设有滚珠(14-6)，安装在主动支承座(12)上的紧钉螺钉通过弹簧(14-5)将设置在主动轴套(24)上的滚珠(14-6)顶在主动转盘(14-1)的定位槽内。

6.根据权利要求1所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述的被动卡爪座(18)包括被动转轴(18-1)、平面轴承(18-2)、以及轴向开口的被动涨套(18-3)和外套(18-4)，平面轴承(18-2)设置在被动转轴(18-1)的轴承座内并顶在被动轴套(25)端面，被动卡爪(17)内端上的凸轴通过被动涨套(18-3)与被动转轴(18-1)连接，外套(18-4)套装在被动卡爪(17)上。

7.根据权利要求6所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述的被动转轴(18-1)上至少设有两个定位孔，被动轴套(25)上设有滚珠孔，安装在被动支承座(19)上的紧钉螺钉通过弹簧(18-6)将设置在被动轴套(25)上的滚珠(18-5)顶在被动转轴(18-1)的定位槽内。

8.根据权利要求1所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述两导轨座(5)分别通过安装板(4)连接在工作台(1)上。

9.根据权利要求1所述的光掩模冲洗的装卡装置，其特征在于：所述两托板(8)上安装有同步带连接座(7)，同步带连接座(7)与同步带(2)固定连接。

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