CN105742202A - 光罩取料装置及其夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光罩取料装置及其夹持机构，其至少包含有一开盒机构及一设于开盒机构上的夹持机构，该夹持机构设于基板上的移动板一侧，其具有一可相对基板上、下位移的座板，且座板底面设有一驱动件，该驱动件可供作动一枢设于座板顶面的旋转悬臂转动，再者旋转悬臂的自由端设有一夹持器，该夹持器具有两同步相对远离或靠近的夹持头，供同步夹掣或释放光罩的相对两侧边缘，如此，光罩取料装置不仅可利用开盒机构来选择性自动化启闭光罩传送盒，进一步并通过夹持机构的夹持器来夹掣光罩，且由于夹持器的夹持头来大幅缩小夹掣光罩的边缘宽度与面积，而不致碰触图罩护膜，也不会影响到对准记号及条码，同时可稳固地夹持光罩，并可提高其工作效率。

Description

光罩取料装置及其夹持机构

技术领域

本发明涉及一种取出及移动光罩的取料技术，具体而言是一种可自动化夹取光罩的光罩取料装置及其夹持机构，以提高夹取的便利性，且增进移动作业中的稳定性。

背景技术

在半导体的制程中，是以微影(Photolithography)与蚀刻制程(EtchingProcess)来完成晶圆表面图案的制作，其中光罩(Mask)为其不可或缺的关键。光罩是一绘有特定图案的透光玻璃片，其中包含一具图形(Pattern)的图案区，供利用一光源，将图案区上的图形转移至晶圆上的光阻，再经过蚀刻制程于晶圆表面完成图案。而光罩为了保护图案区上的图形，图案区的上方通常会设有一图罩护膜(Pellicle)，避免图案区上的图形遭受刮伤、污染或破坏。

由于取用或移动光罩时，需使用光罩夹取器来夹持光罩，然受到近年来半导体制程越趋微细的发展，其图形区通常越来越接近光罩边缘，且再加上光罩的两边具有对准记号及条码，若因光罩夹使用不当，会造成对准记号及条码的刮伤，而导致光罩在曝光机台上作光罩对准的精度或影响光罩的辨认，因此使光罩上可供夹取的空间越来越有限；

现有机械式的光罩夹取器设计成可避开光罩图罩护膜的ㄩ形撑托夹头，于夹取光罩盒内的光罩时，由光罩底部向上撑起与光罩盒的支撑件分离，再将光罩移出光罩盒范围，并移动至工作区(如清洗或检查等)，其夹取时，需要较大的面积，但由于光罩边缘面积越来越小，造成其容易与图罩护膜碰触而造成光罩掉落，特别是当图案区的边缘很接近光罩边缘时，图罩护膜的边缘也会很接近光罩边缘，而使光罩的取放发生问题，例如光罩检查机所使用的现有的光罩夹头可能会碰触图罩护膜，而无法稳固地夹持光罩，甚至将光罩掉落或因夹持力量而损毁。

而在移动过程中，现有光罩夹持器的移转主要由线性动作完成，因此需经X轴、Y轴、Z轴的滑移，而这些动作主要由导螺杆或气缸的伸缩动作来完成。然其在极限位置或停止时会有顿挫感产生，容易造成光罩在夹头上移位的现象，甚至因而掉落，故其移动速度不能太快，再加上其移动行程为线性距离，需要较多的时间，无形间影响到工作效率。

换言之，现有机械式光罩夹持器所存在的缺点，有必要提出一种可以稳固地夹持光罩的设计，以避免光罩掉落，同时可以缩短其移动距离，提高其夹取光罩的便利性，并可提高其工作效率。

有鉴于此，本发明人乃针对前述现有光罩夹取时所面临的问题深入探讨，并凭借本发明人多年从事相关开发的经验，而积极寻求解决的道，经不断努力的研究与发展，终于成功的实用新型出一种光罩取料装置及其夹持机构，以克服现有者因夹取面积过大及移动距离长所造成的困扰与不便。

发明内容

因此，本发明的主要目的是在提供一种可稳固夹取光罩的夹持机构，以能仅需极小的夹取面积即可有效夹取光罩，避免光罩掉落或不当碰撞。

又，本发明的次一主要目的是在提供一种易于夹取光罩的光罩取料装置，其能迅速、且稳固的夹取光罩，且可广泛用于各种光罩进出系统中。

再者，本发明的另一主要目的是在提供一种移动距离短的光罩取料装置，其能有效维持移动的平稳性，进一步提升作业效率。

为此，本发明主要是通过下列的技术手段，来具体实现上述的各项目的与效能，该光罩取料装置至少包含有一开盒机构及一设于开盒机构上的夹持机构，供分别开启一光罩传送盒及取放一置于该光罩传送盒内的光罩，其中光罩传送盒包含有一供支撑光罩的底板及一供覆盖底板形成密闭空间的盖体；

而该开盒机构具有一基板，而基板上设有一可承载光罩传送盒底板上、下位移的移动板，另基板上设有一位于移动板上方的顶板，顶板可供光罩传送盒定位，又顶板上形成有一供底板穿经的通孔；

又夹持机构设于基板上的移动板一侧，其具有一可相对基板上、下位移的座板，且座板底面设有一驱动件，该驱动件可供作动一枢设于座板顶面的旋转悬臂转动，再者旋转悬臂的自由端设有一夹持器，该夹持器具有两同步相对远离或靠近的夹持头，供同步夹掣或释放光罩的相对两侧边缘。

一种光罩取料装置，其特征在于：该光罩取料装置至少包含有一开盒机构及一设于开盒机构上的夹持机构，供分别开启一光罩传送盒及取放一置于该光罩传送盒内的光罩，其中光罩传送盒包含有一供支撑光罩的底板及一供覆盖底板形成密闭空间的盖体；

而该开盒机构具有一基板，而基板上设有一能够承载光罩传送盒底板上、下位移的移动板，另基板上设有一位于移动板上方的顶板，顶板可供光罩传送盒定位，又顶板上形成有一供底板穿经的通孔；

夹持机构设于基板上的移动板一侧，其具有一能够相对基板上、下位移的座板，且座板底面设有一驱动件，该驱动件可供作动一枢设于座板顶面的旋转悬臂转动，再者旋转悬臂的自由端设有一夹持器，该夹持器具有两同步相对远离或靠近的夹持头，供同步夹掣或释放光罩的相对两侧边缘。

所述的光罩取料装置，该基板顶面设有复数立柱，而移动板滑设于各该立柱间，且顶板跨设于各该立柱顶端，该移动板利用一设于基板底面的第一制动件作动而上、下位移。

所述的光罩取料装置，该移动板上设有供光罩传送盒底板支撑定位的撑托件，且移动板上还设有一可供选择性开启光罩传送盒的底板与盖体的拨动件。

所述的光罩取料装置，该移动板上设有供光罩传送盒底板支撑定位的撑托件，且移动板上还设有一可供选择性释放前述底板与盖体锁结的拨动件。

所述的光罩取料装置，该基板上设有至少两个衬套，各衬套分别供一滑杆滑设，而夹持机构的座板跨设于各该滑杆顶端，基板底面在滑杆所围范围中心设有一第二制动件，第二制动件的输出轴设有一与各该滑杆连接的连板，供第二制动件同步作动各该滑杆相对基板滑移。

所述的光罩取料装置，该夹持机构的夹持器夹持头相对表面分别具有一相对ㄈ形缺口的夹持件，而夹持件的缺口上、下边缘呈向外扩张的斜缘。

所述的光罩取料装置，该夹持件是PEEK材质所制成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：

一种夹持机构，其特征在于：其具有一夹持器，该夹持器具有两同步相对远离或靠近的夹持头，供同步夹掣或释放一光罩的相对两侧边缘，且各该夹持器的夹持头相对表面分别具有一相对ㄈ形缺口的夹持件，而夹持件的缺口上、下边缘呈向外扩张的斜缘。

所述的夹持机构，该夹持机构具有一座板，且座板底面设有一驱动件，该驱动件可供作动一枢设于座板顶面的旋转悬臂转动，而夹持器设于旋转悬臂的自由端。

所述的夹持机构，该夹持件是PEEK材质所制成。

如此，通过前述技术手段的具体实现，使本发明的光罩取料装置不仅可利用开盒机构来选择性自动化启闭光罩传送盒，进一步并通过夹持机构的夹持器来夹掣光罩，且由于夹持器的夹持头来大幅缩小夹掣光罩的边缘宽度与面积，而不致碰触图罩护膜，也不会影响到对准记号及条码，同时可稳固地夹持光罩，不会造成光罩掉落或因夹持力量过大而损毁，同时在运送过程中，夹持机构是通过可旋转的旋转悬臂来移动，大幅缩短其移送距离，可以减少不必要的顿挫感，如此可加快移动速度与平稳性，并可提高其工作效率，而能增加其附加价值，并能提高其经济效益。

为使贵审查委员能进一步了解本发明的构成、特征及其他目的，以下乃举本发明的若干较佳实施例，并配合图式详细说明如后，供让熟悉该项技术领域者能够具体实施。

附图说明

图1是本发明光罩取料装置的外观示意图。

图2是本发明光罩取料装置的分解示意图，供说明各组件的态样及其相对关系；

图3是本发明光罩取料装置于实际使用时的局部分解动作示意图；

图4是本发明光罩取料装置的夹持机构于实际使用时的平面动作示意图；

图5是本发明光罩取料装置的夹持机构于实际使用时的另一平面动作示意图；

图6是本发明光罩取料装置于实际使用时的局部分解另一动作示意图。

附图标记说明：10-基板；11-衬套；12-滑柱；13-第二制动件；14-连板；15-立柱；16-第一制动件；17-移动板；18-撑托件；19-拨动件；20-顶板；21-限位件；25-通孔；30-夹持机构；31-座板；32-驱动件；33-旋转悬臂；35-夹持器；36-夹持头；37-夹持件；50-光罩传送盒；51-底板；55-盖体；60-光罩。

具体实施方式

本发明是一种光罩取料装置及其夹持机构，随附图例示本发明的具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，也非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

而本发明的光罩取料装置的简要架构，是如图1、图2所显示者，该光罩取料装置可被应用于制程设备旁的光罩进出工作站、光罩清洗设备、光罩检查设备或其他相关光罩应用设备等，且该光罩取料装置至少包含有一开盒机构及一设于开盒机构上的夹持机构(30)，供分别开启一光罩传送盒50(ReticleSMIFPod，RSP)及取放一可置于光罩传送盒50内的光罩60，其中光罩传送盒50由一供支撑光罩60的底板51及一供覆盖底板51形成密闭空间的盖体55所构成，其中光罩传送盒50及光罩60的构成与动作与典型者相同，且非本发明的特征，容不再赘述；

关于本发明的详细构成，则请配合参看图2、图3所揭示者，该开盒机构具有一基板10，而基板10顶面设有复数立柱15，各该立柱15间共同滑设有一移动板17，该移动板17是利用一设于基板10底面的第一制动件16作动而上、下位移，第一制动件16可选自典型的气缸、油缸、又或马达相对螺杆、齿条等具伸缩功能的元件，又移动板17上设有供光罩传送盒50底板51支撑定位的撑托件18，且移动板17上另设有一可供选择性开启光罩传送盒50的底板51与盖体55的拨动件19，另立柱15顶端设有一顶板20，顶板20表面设有供光罩传送盒50定位的限位件21，且顶板20于限位件21范围内形成有一供底板51穿经的通孔25，让光罩传送盒50底板51可被移动板17带动上下位移；

又夹持机构30设于基板10各立柱15所围空间的一侧缺口，其是于基板10上设有至少两个衬套11，各衬套11分别供一滑杆12滑设，且基板10底面于前述滑杆12所围范围中心设有一第二制动件13，且该第二制动件13可选自典型的气缸、油缸、又或马达相对螺杆、齿条等具伸缩功能的元件，又第二制动件13的输出轴设有一与各该滑杆12连接的连板14，供第二制动件13同步作动各该滑杆12相对基板10滑移；

而夹持机构30是利用一座板31跨设于基板10上方的各该滑杆12顶端，且座板31底面设有一驱动件32，该驱动件32可供作动一枢设于座板31顶面的旋转悬臂33转动，再者旋转悬臂33的自由端设有一夹持器35，该夹持器35具有两同步相对远离或靠近的夹持头36，供同步夹掣光罩60的相对两侧边缘，且各该夹持头36相对表面分别具有一相对ㄈ形缺口的夹持件37，各该夹持件37是选自PEEK材质所制成，而夹持件37的缺口上、下边缘呈向外扩张的斜缘，使夹持器35夹持头36的夹持件37在夹掣光罩60边缘时仅需极窄的面积即可稳固夹持；

如此，进而组构成一迅速、且夹持稳固的光罩取料装置及其夹持机构。

而本发明于实际运用时，则是如图1、图3、图4及图5、图6所示，而便于观察本发明的动作状态，在图3、图4中特将顶板20向上分离。

当欲将光罩60由光罩传送盒50内取出传送至作业区时，其是令收纳有光罩60的光罩传送盒50置于开盒机构顶板20的限位件21间，接着令移动板17受第一制动件16作用而向上移动，且利用穿过顶板20通孔25的撑托件18顶撑限制光罩传送盒50的底板51，并通过拨动件19释放底板51与盖体55的锁合，的后第一制动件16作动移动板17带动底板51连同光罩60向下穿经顶板20通孔25移动至夹持位置；

再者，通过基板10第二制动件13的动作，使夹持机构30略为向上位移，以避免旋转悬臂33在回转过程中碰撞到光罩60，夹持机构30并利用驱动件32作动旋转悬臂33使夹持器35位于光罩60上方，且令夹持器35的两夹持头36呈远离状，而当夹持机构30受第二制动件13作用令夹持器35的夹持头36对应夹持光罩60位置时，夹持器35可作动夹持头36的夹持件37相对夹掣光罩60，由于夹持件37具有上下斜缘的ㄈ形缺口，故可大幅缩减其夹掣光罩60的边缘面积，且能提供稳固的夹持力，避免因振动而位移或脱落；

且夹持机构30的旋转悬臂33夹持器35于完成夹掣光罩60作业后，可利用第二制动件13上升夹持机构30，使光罩60脱离底板51范围，而如图4所示，令旋转悬臂33再利用驱动件32作用旋转至作业位置；

反之，当欲将光罩60由作业区收回置入光罩传送盒50时，将是依前述方式，由夹持机构30的旋转悬臂33夹持器35将光罩60夹取，并反向将光罩60送回至开盒机构的移动板17的光罩传送盒50底板51上方，并将光罩60置于底板51上方固定位置后，夹持机构30利用驱动件32令旋转悬臂33带动夹持器35旋转至作业区待命，而移动板17则受第一制动件16作用带动底板51向上，当底板51与盖体55结合后，可令撑托件18的拨动件19选择性锁接底板51与盖体55，让光罩传送盒50可承载光罩60而被取离开盒机构，完成整个作业。

经由上述的说明，本发明不仅可利用开盒机构来选择性自动化启闭光罩传送盒50的底板51与盖体55，且进一步通过夹持机构30的夹持器35来夹掣光罩60，由于夹持器35的夹持头36具有相对ㄈ形缺口的夹持件37，使其可大幅缩小夹掣光罩60的边缘宽度与面积，而不致碰触图罩护膜，也不会影响到对准记号及条码，同时可稳固地夹持光罩，不会造成光罩掉落或因夹持力量过大而损毁；

且而在运送过程中，夹持机构30是通过可旋转的旋转悬臂33来移动，大幅缩短其移送距离，可以减少不必要的顿挫感，如此可加快移动速度与平稳性，故提高其夹取光罩的便利性，并可提高其工作效率。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光罩取料装置，其特征在于：该光罩取料装置至少包含有一开盒机构及一设于开盒机构上的夹持机构，供分别开启一光罩传送盒及取放一置于该光罩传送盒内的光罩，其中光罩传送盒包含有一供支撑光罩的底板及一供覆盖底板形成密闭空间的盖体；

而该开盒机构具有一基板，而基板上设有一能够承载光罩传送盒底板上、下位移的移动板，另基板上设有一位于移动板上方的顶板，顶板可供光罩传送盒定位，又顶板上形成有一供底板穿经的通孔；

夹持机构设于基板上的移动板一侧，其具有一能够相对基板上、下位移的座板，且座板底面设有一驱动件，该驱动件可供作动一枢设于座板顶面的旋转悬臂转动，再者旋转悬臂的自由端设有一夹持器，该夹持器具有两同步相对远离或靠近的夹持头，供同步夹掣或释放光罩的相对两侧边缘。

2.根据权利要求1所述的光罩取料装置，其特征在于：该基板顶面设有复数立柱，而移动板滑设于各该立柱间，且顶板跨设于各该立柱顶端，该移动板利用一设于基板底面的第一制动件作动而上、下位移。

3.根据权利要求1所述的光罩取料装置，其特征在于：该移动板上设有供光罩传送盒底板支撑定位的撑托件，且移动板上还设有一可供选择性开启光罩传送盒的底板与盖体的拨动件。

4.根据权利要求1所述的光罩取料装置，其特征在于：该移动板上设有供光罩传送盒底板支撑定位的撑托件，且移动板上还设有一可供选择性释放前述底板与盖体锁结的拨动件。

5.根据权利要求1所述的光罩取料装置，其特征在于：该基板上设有至少两个衬套，各衬套分别供一滑杆滑设，而夹持机构的座板跨设于各该滑杆顶端，基板底面在滑杆所围范围中心设有一第二制动件，第二制动件的输出轴设有一与各该滑杆连接的连板，供第二制动件同步作动各该滑杆相对基板滑移。

6.根据权利要求1所述的光罩取料装置，其特征在于：该夹持机构的夹持器夹持头相对表面分别具有一相对ㄈ形缺口的夹持件，而夹持件的缺口上、下边缘呈向外扩张的斜缘。

7.根据权利要求6所述的光罩取料装置，其特征在于：该夹持件是PEEK材质所制成。

8.一种夹持机构，其特征在于：其具有一夹持器，该夹持器具有两同步相对远离或靠近的夹持头，供同步夹掣或释放一光罩的相对两侧边缘，且各该夹持器的夹持头相对表面分别具有一相对ㄈ形缺口的夹持件，而夹持件的缺口上、下边缘呈向外扩张的斜缘。

9.根据权利要求8所述的夹持机构，其特征在于：该夹持机构具有一座板，且座板底面设有一驱动件，该驱动件可供作动一枢设于座板顶面的旋转悬臂转动，而夹持器设于旋转悬臂的自由端。

10.根据权利要求8所述的夹持机构，其特征在于：该夹持件是PEEK材质所制成。