CN104495357B - 一种光刻板搬移装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻板搬移装置，包括平台两侧的滑轨(1)，搬运部件(2)，夹持部件(3)，搬运部件(2)底部两头下端设有卡扣，滑轨(1)上设有卡槽，搬运部件(2)能在滑轨(1)上前后移动。所述夹持部件(3)包括立柱(6)，夹持手臂(7)，所述立柱(6)上有导轨(4)，所述夹持手臂(7)可在导轨(4)上上下移动，搬运部件(2)设有搬运导轨(4a)，搬运手臂(5)，搬运手臂(5)能在搬运导轨(4a)上上下移动。本发明实现半导体产线光刻板在不同的存储盒子之间非人工接触并简单快速转换移动，减少了灰尘，人的手指触摸带来的污损，同时更加精确与高效。

Description

一种光刻板搬移装置

技术领域

本发明涉及半导体行业，尤其涉及一种搬移光刻板使用的搬运装置。

背景技术

半导体行业中，光刻板从制版厂家发货，使用的是运输专用的储存盒，到晶圆厂后就要转移到光刻机可承载使用的专用存储盒，有时，晶圆厂的光刻板转移会采用人工接触用手去拿放，而这种接触式，一方面有很大的掉落风险，另一方面会引入较多的接触沾污。而在半导体制造工艺中，每一个环节对环境、器具的清洁干净度都有很高的要求，即使是一丁点的沾污都会对产品的质量产生重要的影响，因此每一个细节的控制都非常重要，其中光刻板表面的清洁干净程度尤其重要。光刻板搬移时需要实现非人工接触，简单、快捷且可靠，无人工风险，也杜绝了沾污源引入。同时不同厂家，不同光刻机型号，存储盒的大小，形状，高低也不相同。夹持时需要作调整，同时放入光刻机的存储盒时位置角度也要做好调整，需要更加精确的放入。

发明内容

为了克服光刻板的搬运过程中的洁净度，准确性，搬运效率，稳定性不够的问题，本发明提供了一种光刻板搬移装置。

一种光刻板搬移装置，包括平台两侧的滑轨1，搬运部件2，夹持部件3，搬运部件2底部两头下端设有卡扣，滑轨1上设有卡槽，搬运部件2能在滑轨1上前后移动。所述夹持部件3包括立柱6，夹持手臂7，所述立柱6上有导轨4，所述夹持手臂7可在导轨4上上下移动，搬运部件2设有搬运导轨4a，搬运手臂5，搬运手臂5能在搬运导轨4a上上下移动。

优选地，所述搬运部件2包括竖直板8，基座9，所述基座9设置在搬运部件2的底端，所述基座9包括主轴10，主轴电机，横板11，所述横板11中部设有轴套12，所述主轴10穿过轴套12与竖直板8传动连接，所述主轴电机上方连接竖直方向的主轴10，主轴电机带动主轴10转动，所述横板11两头下端设有卡扣，滑轨1上设有卡槽，卡槽与卡扣能卡接配合实现搬运部件2的先后移动。

优选地，所述基座9包括圆盘13，主轴10穿过轴套12与圆盘传动连接，所述圆盘13与竖直板8固定连接。

优选地，所述搬运手臂5套有防滑垫，防滑垫为橡胶材料。

进一步优选地，所述夹持手臂7具有弯曲的夹具14和驱动机构，所述夹具14由驱动机构控制可以控制夹紧和松开，所述驱动机构由控制器控制。

更进一步，所述夹具14至少为四个。

非限制性的，所述夹具14两两相对分布。

优选地，所述夹具14的头部具有凸垫15，所述凸垫15的下部为圆柱形，凸垫15的上部为圆弧面。

进一步，所述夹具14的头部具有压力传感器。

更进一步，搬运部件2包括两竖杆17，横杆16，搬运手臂5，所述搬运手臂5套在横杆16的前端。

优选地，所述搬运部件2包括两竖杆17，横杆16，搬运手臂5，升降机构19、支撑杆18，所述竖杆17底端有卡扣，滑轨1上有卡槽，竖杆17能在滑轨1上前后移动，两竖杆17之间用连接板连接，所述竖杆17上设有竖杆导轨4b，所述两个支撑杆18与导轨连接，能在竖杆导轨4b上同步运动，所述支撑杆18与横杆16固定连接，升降机构19位于支撑杆18前端，所述升降机构19能控制横杆16前端在竖直面内的升降。所述搬运手臂5卡合在横杆16上，可沿着横杆16前后移动。

优选地，支撑杆18与竖杆17成90°，支撑杆18一端有接头20，接头20有两挡板挡板中间固定一横轴21，所述横杆16穿过横轴21，所述接头20能固定横杆16防止前后滑动同时可以使得横杆16绕接头20的横轴21转动，所述横轴21与两竖杆17在水平面内连线方向平行。

优选地，所述支撑杆18为三角形，三角形的一条边上两个角可以通过卡扣卡槽机构在竖杆17的竖杆导轨4b上滑动，所述这条边的两个角中上方一个角固定连接接头20，所述接头20有两挡板，挡板中间固定一横轴21，所述横杆16穿过横轴21，所述横轴21与两竖杆17在水平面内连线方向平行，所述三角形的另一个角固定连接升降机构19。

非限制性的，所述横杆16为光滑的。所述横杆16前后两端有挡板。

优选地，所述横杆16前后两端有防撞护垫22，所述防撞护垫为三层，最外层为有弹性的橡胶护垫，中间层为减震弹簧，最内层为钢制防护板。

更为优选地，所述两横杆16的外侧可固定挡板，所述挡板为互相垂直的两块板拼接而成或者是一块圆弧形的挡板。

进一步，所述两横杆16之间由一根或者两根连接杆连接，两横杆16之间其他部分为镂空结构。

更进一步，所述夹具14内侧设有放置光刻板的凸垫15，所述夹具14由韧性材料制成，可与光刻板过盈配合，所述韧性材料为聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、酚醛树脂中一种。

有益效果：

1.实现半导体产线光刻板在不同的存储盒子之间非人工接触并简单快速转换移动，减少了灰尘，人的手指触摸带来的污损。

2.本发明组合了搬运系统和夹持系统两种分系统，分别实现在横向及纵向的光刻板搬移需求，这样在更换不同的存储盒时，可以更广泛的兼容不同样式的盒子取放的要求。

3.加入升降机构，以及利用光刻板自身重力作用在横杠上滑移，节省能耗，同时大幅度提高搬运效率。

4.凸垫以及其圆弧形的设计，不仅加强了夹持的稳定性同时，又减小灰尘的吸附。

5.夹持部件的立柱位置固定，使得放入光刻机的存储盒位置更加精确，减少由于搬运部件的移动带来的位置偏差。

6.夹持手臂设有压力传感器同时能够可控控制张开和夹紧的程度，能适用不同尺寸的光刻板的取放，适用性更强。

7.替换能360°旋转的基座，从而解决了由转动机构因为旋转而导致的搬运速度偏慢的问题，通过直线型的运输提高搬运效率。

附图说明

图1是一种光刻板搬移装置的结构示意图；

图2是基座的结构示意图；

图3是结合圆盘的搬运部件的结构示意图；

图4是夹具的结构示意图；

图5是光刻板搬移装置另一种实施方式的结构示意图；

图6是光刻板搬移装置另一种实施方式的结构示意图；

图7是支撑杆、竖杆、横杆、接头的连接示意图；

图8是具有三角形支撑杆的光刻板搬移装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的另一种实施方式中，提供了一种光刻板搬移装置，如图1、图2、图3，图4所示，包括平台两侧的滑轨1，搬运部件2，夹持部件3，搬运部件2底部2两头下端设有卡扣，滑轨1上设有卡槽，搬运部件2能在滑轨1上前后移动，搬运部件2设有搬运导轨4a，搬运手臂5，搬运手臂5能在搬运导轨4a上上下移动。所述夹持部件3包括立柱6，夹持手臂7，所述立柱6上有导轨4，所述夹持手臂7可在导轨4上上下移动。

平台两侧有滑轨1，供搬运部件2前后移动，搬运部件2，此基底在滑轨1上可移动。搬运部件2有2个搬运手臂5，为端持装置，用于托起光刻板，实现横向前后移动光刻板，同时此手臂可在搬运部件2主体上的轨道上进行上下滑动，驱动方式可采用人工机械式丝杆驱动，亦可采用电动马达驱动。

此装置的后部为夹持部件3，两个夹持手臂7具有夹住光刻板的终端设计，实现夹住光刻板，在纵向进行上下移动光刻板，同样夹持手臂7可在立柱6上进行上下移动，驱动方式可采用人工机械式丝杆驱动，亦可采用电动马达驱动。立柱6的位置固定，将光刻板放入光刻机的存储盒23时，

所述搬运部件2包括竖直板8，基座9，所述基座9设置在搬运部件2的底端，所述基座9包括主轴10，主轴电机，横板11，所述横板11中部设有轴套12，所述主轴10穿过轴套12与竖直板8传动连接，主轴10能带动竖直板8转动，所述主轴电机上方连接竖直方向的主轴10，主轴电机带动主轴10转动，所述横板11两头下端设有卡扣，滑轨1上设有卡槽，卡槽与卡扣能卡接配合实现先后移动。所述搬运部件2能绕自身360°旋转。

所述横板11通过传动机构带动搬运部件2在滑轨1上前后水平移动。

所述传动机构为齿条传动机构，丝杠传动机构，传送带传动机构中一种。

竖直板8包括搬运手臂5，搬运导轨4a，搬运手臂5可以在搬运导轨4a上上下移动。

所述搬运手臂5套有防滑垫，防滑垫优选为橡胶材料。

所述夹持部件3包括立柱6，夹持手臂7，所述立柱6上有导轨4，所述加持手臂可在导轨4上上下移动。

优选地，所述基座9包括圆盘13，主轴10穿过轴套12与圆盘传动连接，所述圆盘13与竖直板8固定连接，主轴10带动圆盘13转动，圆盘13带动竖直板8转动，将原先主轴10的点接触带动竖直板8转动变为圆盘13的线接触转动，使得转动更加平稳，减小误差。

所述夹持手臂7具有弯曲的夹具14和驱动机构，所述夹具14由驱动机构控制可以控制夹紧和松开，所述驱动机构由控制器控制。

优选地，所述夹具14至少为四个。

优选地，所述夹具14两两相对分布。夹具14数量越多分布越对称，夹持更牢固不容易滑落。

优选地，所述夹具14的头部具有凸垫15，所述凸垫15的下部为圆柱形，凸垫15的上部为圆弧面。没有棱角的设计使得凸垫15不容易沾灰。

优选地，所述夹具14的头部具有压力传感器，当所有夹具14夹紧光刻板时即所有压力传感器都有信号显示加紧时，控制器才控制搬运手臂5沿着滑轨1移动，使得夹持手臂7与搬运手臂5分离。

一般的使用过程举例如下：首先需要横向搬移的光刻板放在工作台前段的滑轨1之间，调整搬运手臂5的位置，滑动搬运部件2，使用搬运手臂5伸入光刻板无效的边缘部分，将光刻板横向取出；然后旋转搬运部件5主体，再沿着滑轨向后移动，将搬运手臂5与夹持手臂7对接，加持手臂7从边缘夹持住光刻板，当夹具14的所有部分都夹持住了光刻板，则夹持手臂7沿导轨4下降，准确的将光刻板慢慢放置到存储盒23中，反之，逆顺序亦可完成操作，实现非人工接触的转移。

本发明的另一种实施方式中，提供了一种光刻板搬移装置，所述光刻板搬移装置在搬运过程中没有转动，仅仅进行横向和纵向的移动，减少了转动带来的误差，提高了手臂对接的精确性。

如图5所示，一种光刻板搬移装置，包括平台两侧的滑轨1，搬运部件2，夹持部件3，所述夹持部件3包括立柱6，夹持手臂7，所述立柱6上有导轨4，所述夹持手臂7可在导轨4上上下移动。

搬运部件2包括两竖杆17，横杆16，搬运手臂5，所述竖杆17底端有卡扣，滑轨1上有卡槽，竖杆17能在滑轨1上前后移动，两竖杆17之间用连接板连接，所述竖杆17上设有竖杆导轨4b，所述横杆16能在竖杆导轨4b上同步运动，所述搬运手臂5套在横杆16的前端，并通过齿条传动机构能够在横杆16上前后移动。

使用时，将搬运部件2在滑轨1上前后移动，并上下调整搬运手臂5位置，使用手臂伸入光刻板无效的边缘部分，将光刻板横向取出；然后在将搬运部件2在滑轨1上前后移动，通过横杆16上的齿条传动机构将将搬运手臂5沿着横杆16从前端移动到后端，然后搬运部件2的搬运手臂与夹持手臂7对接，夹持手臂7从边缘夹持住光刻板，然后沿导轨4下降，慢慢放置到存储盒23中，反之，逆顺序亦可完成操作，实现非人工接触的转移。

本发明的另一种实施方式中，提供了一种光刻板搬移装置，所述光刻板搬移装置通过升降机构19控制横杆16两端的高低起落，使得光刻板在重力作用下自由滑落到较低的一端，有时候，因为机器结构的缘故制板厂的存储箱不得不与光刻机存储箱摆放距离有点远，这时通过上述两种实施方式的搬移装置搬运时间长，效率低，这时采用本实施方式，搬运速度可明显提高，特别是距离越大时效率越高。

如图6，图7所示，一种光刻板搬移装置，包括平台两侧的滑轨1，搬运部件2，夹持部件3，搬运部件2底部2两头下端设有卡扣，滑轨1上设有卡槽，搬运部件2能在滑轨1上前后移动，搬运部件2设有搬运导轨4a，搬运手臂5，搬运手臂5能在搬运导轨4a上上下移动。所述夹持部件3包括立柱6，夹持手臂7，所述立柱6上有导轨4，所述夹持手臂7可在导轨4上上下移动。

所述搬运部件2包括两竖杆17，横杆16，搬运手臂5，升降机构19、支撑杆18。所述竖杆17底端有卡扣，滑轨1上有卡槽，竖杆17能在滑轨1上前后移动，两竖杆17之间用连接板连接，所述竖杆17上设有竖杆导轨4b，所述两个支撑杆18与导轨连接，能在竖杆导轨4b上同步运动，所述支撑杆18与横杆16固定连接，升降机构19位于支撑杆18前端，所述升降机构19能控制横杆16前端在竖直面内的升降。所述搬运手臂5卡合在横杆16上，可沿着横杆16前后移动。

支撑杆18与竖杆17成90°，支撑杆18一端有接头20，接头20有两挡板，挡板中间固定一横轴21，所述横杆16穿过横轴21，所述接头20能固定横杆16防止前后滑动同时可以使得横杆16绕接头20的横轴21转动，所述横轴21与两竖杆17在水平面内连线方向平行。

所述支撑杆18为三角形，三角形的一条边上两个角可以通过卡扣卡槽机构在竖杆17的竖杆导轨4b上滑动，所述这条边的两个角中上方一个角固定连接接头20，所述接头20有两挡板挡板中间固定一横轴21，所述横杆16穿过横轴21，所述接头20能固定横杆16防止前后滑动同时可以使得横杆16绕接头20的横轴21转动，所述横轴21与两竖杆17在水平面内连线方向平行。所述三角形的另一个角固定连接升降机构19。所述三角形的支撑杆18更稳固，托载光刻板不容易滑落。

所述横杆16与水平面最大角度为30°。

所述升降机构19为液压升降机构19、丝杠升降机构19、电动升降机构19中一种。

所述电动升降机构19包括伸缩柱，可逆电机，伸缩柱一端与可逆电机连接，另一端与横杆16连接，可逆电机与单片机连接，单片机控制可逆电机正转或反转来控制伸缩柱的伸长和缩短，同时配合横杆16绕横轴21在竖直面内转动，进而控制横杆16的一端的上升和下降。

所述横杆16为光滑的。所述横杆16前后两端有挡板，防止光刻板滑落。

将搬运部件2在滑轨1上前后移动，并上下调整搬运手臂5位置，使用手臂伸入光刻板无效的边缘部分，将光刻板横向取出；然后在将搬运部件2在滑轨1上前后移动，通过升降机构19上升，横杆16前端高后端低，在重力作用下将搬运手臂5以及光刻板沿着横杆16从前端移动到后端，然后搬运部件2的搬运手臂与夹持手臂7对接，夹持手臂7从边缘夹持住光刻板，然后沿导轨4下降，慢慢放置到存储盒23中，反之，逆顺序亦可完成操作，实现非人工接触的转移。

所述横杆16前后两端有防撞护垫22，所述防撞护垫为三层，最外层为有弹性的橡胶护垫，中间层为减震弹簧，最内层为钢制防护板起到固定位置作用阻止搬运手臂5滑落。

所述两横杆16的外侧可固定挡板，所述挡板为互相垂直的两块板拼接而成或者是一块圆弧形的挡板。

所述两横杆16之间由一根或者两根连接杆连接，两横杆16之间其他部分为镂空结构。这样不仅可以减小重量同时还可以减少灰尘的吸附。

所述夹具14内侧设有放置光刻板的凸垫15，其中，所述夹具14由韧性材料制成，可与光刻板过盈配合，所述韧性材料为聚氨酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、酚醛树脂中一种。

所述凸垫15的下部为圆柱形，上部为圆弧面，所述凸垫15形状为圆弧形设计没有棱角，减少了灰尘的吸附，有利于保持光刻板的洁净。凸垫15可以牢固固定光刻板，起到防滑和夹持作用。

本发明中横杆16在导轨4中上下移动和夹持手臂7在导轨4上上下移动，实现方式有多种，可以使用齿条传动机构，丝杠传动机构，带传动机构进行传动。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种光刻板搬移装置，包括平台两侧的滑轨(1)，搬运部件(2)，夹持部件(3)，其特征在于：搬运部件(2)底部两头下端设有卡扣，滑轨(1)上设有卡槽，搬运部件(2)能在滑轨(1)上前后移动；所述夹持部件(3)包括立柱(6)，夹持手臂(7)，所述立柱(6)上有导轨(4)，所述夹持手臂(7)可在导轨(4)上上下移，搬运部件(2)设有搬运导轨(4a)和搬运手臂(5)，搬运手臂(5)能在搬运导轨(4a)上上下移动；所述搬运部件(2)包括两竖杆(17)，两横杆(16)，搬运手臂(5)，升降机构(19)、支撑杆(18)，所述竖杆(17)底端有卡扣，滑轨(1)上有卡槽，竖杆(17)能在滑轨(1)上前后移动，两竖杆(17)之间用连接板连接，所述竖杆(17)上设有竖杆导轨(4b)，所述两个支撑杆(18)与竖杆导轨(4b)连接，能在竖杆导轨(4b)上同步运动，所述支撑杆(18)与横杆(16)固定连接，升降机构(19)位于支撑杆(18)前端，所述升降机构(19)能控制横杆(16)前端在竖直面内的升降，所述搬运手臂(5)卡合在横杆(16)上，可沿着横杆(16)前后移动。

2.如权利要求1所述的光刻板搬移装置，其特征在于，支撑杆(18)与竖杆(17)成90°，支撑杆(18)一端有接头(20)，接头(20)有两挡板，挡板中间固定一横轴(21)，所述横杆(16)穿过横轴(21)，所述接头(20)能固定横杆(16)防止前后滑动同时可以使得横杆(16)绕接头(20)的横轴(21)转动，所述横轴(21)与两竖杆(17)平行设置。

3.如权利要求1所述的光刻板搬移装置，其特征在于，所述支撑杆(18)为三角形，三角形的一条边上两个角可以通过卡扣卡槽机构在竖杆(17)的导轨(4)上滑动，并且这条边的两个角中上方一个角固定连接接头(20)，所述接头(20)有两挡板，挡板中间固定一横轴(21)，所述横杆(16)穿过横轴(21)，所述横轴(21)与两竖杆(17)的底部端头在水平面内连线方向平行，所述三角形的非与竖杆(17)连接的角固定连接升降机构(19)。

4.如权利要求1所述的光刻板搬移装置，其特征在于，所述横杆(16)为光滑的，所述横杆(16)前后两端有挡板。

5.如权利要求1所述的光刻板搬移装置，其特征在于，所述横杆(16)前后两端有防撞护垫(22)，所述防撞护垫为三层，最外层为有弹性的橡胶护垫，中间层为减震弹簧，最内层为钢制防护板。

6.如权利要求1所述的光刻板搬移装置，其特征在于，所述两横杆(16)的端部固定连接有挡板，所述挡板为互相垂直的两块板拼接而成或者是一块圆弧形的挡板。

7.如权利要求1所述的光刻板搬移装置，其特征在于，所述两横杆(16)之间由一根或者两根连接杆连接，两横杆(16)之间其他部分为镂空结构。