TW201617727A

TW201617727A - 光罩取料裝置及其夾持機構

Info

Publication number: TW201617727A
Application number: TW103139476A
Authority: TW
Inventors: Ming-Sheng Chen; Ming-Gan Qiu
Original assignee: Ming-Sheng Chen; Gudeng Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-05-16

Abstract

本發明涉及一種光罩取料裝置，其至少包含有一開盒機構及一設於開盒機構上之夾持機構，該夾持機構係設於基板上之移動板一側，其具有一可相對基板上、下位移之座板，且座板底面設有一驅動件，該驅動件可供作動一樞設於座板頂面之旋轉懸臂轉動，再者旋轉懸臂之自由端設有一夾持器，該夾持器具有兩同步相對遠離或靠近之夾持頭，供同步夾掣或釋放光罩的相對兩側邊緣，藉此，光罩取料裝置不僅可利用開盒機構來選擇性自動化啟閉光罩傳送盒，進一步並透過夾持機構的夾持器來夾掣光罩，且由於夾持器之夾持頭來大幅縮小夾掣光罩的邊緣寬度與面積，而不致碰觸圖罩護膜，也不會影響到對準記號及條碼，同時可穩固地夾持光罩，並可提高其工作效率。

Description

光罩取料裝置及其夾持機構

本發明隸屬一種取出及移動光罩之取料技術，具體而言係一種可自動化夾取光罩之光罩取料裝置及其夾持機構，藉以提高夾取的便利性，且增進移動作業中的穩定性。

按，在半導體的製程中，係以微影(Photolithography)與蝕刻製程(Etching Process)來完成晶圓表面圖案的製作，其中光罩(Mask)為其不可或缺的關鍵。光罩係一繪有特定圖案之透光玻璃片，其中包含一具圖形(Pattern)之圖案區，供利用一光源，將圖案區上的圖形轉移至晶圓上的光阻，再經過蝕刻製程於晶圓表面完成圖案。而光罩為了保護圖案區上的圖形，圖案區的上方通常會設有一圖罩護膜(Pellicle)，避免圖案區上的圖形遭受刮傷、污染或破壞。

由於取用或移動光罩時，需使用光罩夾取器來夾持光罩，然受到近年來半導體製程越趨微細的發展，其圖形區通常越來越接近光罩邊緣，且再加上光罩之兩邊具有對準記號及條碼，若因光罩夾使用不當，會造成對準記號及條碼的刮傷，而導致光罩在曝光機台上作光罩對準之精度或影響光罩之辨認，因此使光罩上可供夾取的空間越來越有限；習知機械式的光罩夾取器係設計成可避開光罩圖罩護膜之ㄩ形撐托夾頭，於夾取光罩盒內之光罩時，係由光罩底部向上撐起與光罩盒之支撐件分離，再將光罩移出光罩盒範圍，並移動至工作區(如清洗或檢查等)，其夾取時，需要較大的面積，但由於光罩邊緣面積越來越小，造成其容易與圖罩護膜碰觸而造成光罩掉落，特別是當圖案區的邊緣很接近光罩邊緣時，圖罩護膜的邊緣也會很接近光罩邊緣，而使光罩的取放發生問題，例如光罩檢查機所使用的習知的光罩夾頭可能會碰觸圖罩護膜，而無法穩固地夾持光罩，甚至將光罩掉落或因夾持力量而損毀。

而在移動過程中，現有光罩夾持器的移轉主要係由線性動作完成，因此需經X軸、Y軸、Z軸的滑移，而這些動作主要係由導螺桿或氣缸的伸縮動作來完成。然其在極限位置或停止時會有頓挫感產生，容易造成光罩在夾頭上移位的現象，甚至因而掉落，故其移動速度不能太快，再加上其移動行程為線性距離，需要較多的時間，無形間影響到工作效率。

換言之，現有機械式光罩夾持器所存在的缺點，有必要提出一種可以穩固地夾持光罩之設計，以避免光罩掉落，同時可以縮短其移動距離，提高其夾取光罩的便利性，並可提高其工作效率。

有鑑於此，本發明人乃針對前述現有光罩夾取時所面臨的問題深入探討，並藉由本發明人多年從事相關開發的經驗，而積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與發展，終於成功的創作出一種光罩取料裝置及其夾持機構，藉以克服現有者因夾取面積過大及移動距離長所造成的困擾與不便。

因此，本發明之主要目的係在提供一種可穩固夾取光罩之夾持機構，藉以能僅需極小的夾取面積即可有效夾取光罩，避免光罩掉落或不當碰撞。

又，本發明之次一主要目的係在提供一種易於夾取光罩之光罩取料裝置，其能迅速、且穩固的夾取光罩，且可廣泛用於各種光罩進出系統中。

再者，本發明之另一主要目的係在提供一種移動距離短之光罩取料裝置，其能有效維持移動的平穩性，進一步提升作業效率。

為此，本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現上述的各項目的與效能，該光罩取料裝置至少包含有一開盒機構及一設於開盒機構上之夾持機構，供分別開啟一光罩傳送盒及取放一置於該光罩傳送盒內的光罩，其中光罩傳送盒包含有一供支撐光罩之底板及一供覆蓋底板形成密閉空間之蓋體；而該開盒機構具有一基板，而基板上設有一可承載光罩傳送盒底板上、下位移之移動板，另基板上設有一位於移動板上方之頂板，頂板可供光罩傳送盒定位，又頂板上形成有一供底板穿經之通孔；又夾持機構係設於基板上之移動板一側，其具有一可相對基板上、下位移之座板，且座板底面設有一驅動件，該驅動件可供作動一樞設於座板頂面之旋轉懸臂轉動，再者旋轉懸臂之自由端設有一夾持器，該夾持器具有兩同步相對遠離或靠近之夾持頭，供同步夾掣或釋放光罩的相對兩側邊緣。

藉此，透過前述技術手段的具體實現，使本發明之光罩取料裝置不僅可利用開盒機構來選擇性自動化啟閉光罩傳送盒，進一步並透過夾持機構的夾持器來夾掣光罩，且由於夾持器之夾持頭來大幅縮小夾掣光罩的邊緣寬度與面積，而不致碰觸圖罩護膜，也不會影響到對準記號及條碼，同時可穩固地夾持光罩，不會造成光罩掉落或因夾持力量過大而損毀，同時在運送過程中，夾持機構係透過可旋轉之旋轉懸臂來移動，大幅縮短其移送距離，可以減少不必要的頓挫感，如此可加快移動速度與平穩性，並可提高其工作效率，而能增加其附加價值，並能提高其經濟效益。

為使貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，供讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧基板

(11)‧‧‧襯套

(12)‧‧‧滑柱

(13)‧‧‧第二制動件

(14)‧‧‧連板

(15)‧‧‧立柱

(16)‧‧‧第一制動件

(17)‧‧‧移動板

(18)‧‧‧撐托件

(19)‧‧‧撥動件

(20)‧‧‧頂板

(21)‧‧‧限位件

(25)‧‧‧通孔

(30)‧‧‧夾持機構

(31)‧‧‧座板

(32)‧‧‧驅動件

(33)‧‧‧旋轉懸臂

(35)‧‧‧夾持器

(36)‧‧‧夾持頭

(37)‧‧‧夾持件

(50)‧‧‧光罩傳送盒

(51)‧‧‧底板

(55)‧‧‧蓋體

(60)‧‧‧光罩

第一圖：本發明光罩取料裝置的外觀示意圖。

第二圖：本發明光罩取料裝置的分解示意圖，供說明各組件之態樣及其相對關係。

第三圖：本發明光罩取料裝置於實際使用時之局部分解動作示意圖。

第四圖：本發明光罩取料裝置之夾持機構於實際使用時的平面動作示意圖。

第五圖：本發明光罩取料裝置之夾持機構於實際使用時的另一平面動作示意圖。

第六圖：本發明光罩取料裝置於實際使用時之局部分解另一動作示意圖。

本發明係一種光罩取料裝置及其夾持機構，隨附圖例示本發明之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明之光罩取料裝置的簡要架構，係如第一、二圖所顯示者，該光罩取料裝置可被應用於製程設備旁的光罩進出工作站、光罩清洗設備、光罩檢查設備或其他相關光罩應用設備等，且該光罩取料裝置至少包含有一開盒機構及一設於開盒機構上之夾持機構(30)，供分別開啟一光罩傳送盒(50)《Reticle SMIF Pod，RSP》及取放一可置於光罩傳送盒(50)內的光罩(60)，其中光罩傳送盒(50)係由一供支撐光罩(60)之底板(51)及一供覆蓋底板(51)形成密閉空間之蓋體(55)所構成，其中光罩傳送盒(50)及光罩(60)的構成與動作與典型者相同，且非本發明之特徵，容不再贅述；關於本發明之詳細構成，則請配合參看第二、三圖所揭示者，該開盒機構具有一基板(10)，而基板(10)頂面設有複數立柱(15)，各該立柱(15)間共同滑設有一移動板(17)，該移動板(17)係利用一設於基板(10)底面之第一制動件(16) 作動而上、下位移，第一制動件(16)可選自典型之氣缸、油缸、又或馬達相對螺桿、齒條等具伸縮功能之元件，又移動板(17)上設有供光罩傳送盒(50)底板(51)支撐定位之撐托件(18)，且移動板(17)上另設有一可供選擇性開啟光罩傳送盒(50)之底板(51)與蓋體(55)的撥動件(19)，另立柱(15)頂端設有一頂板(20)，頂板(20)表面設有供光罩傳送盒(50)定位之限位件(21)，且頂板(20)於限位件(21)範圍內形成有一供底板(51)穿經之通孔(25)，讓光罩傳送盒(50)底板(51)可被移動板(17)帶動上下位移；又夾持機構(30)係設於基板(10)各立柱(15)所圍空間的一側缺口，其係於基板(10)上設有至少兩個襯套(11)，各襯套(11)分別供一滑桿(12)滑設，且基板(10)底面於前述滑桿(12)所圍範圍中心設有一第二制動件(13)，且該第二制動件(13)可選自典型之氣缸、油缸、又或馬達相對螺桿、齒條等具伸縮功能之元件，又第二制動件(13)之輸出軸設有一與各該滑桿(12)連接之連板(14)，供第二制動件(13)同步作動各該滑桿(12)相對基板(10)滑移；而夾持機構(30)係利用一座板(31)跨設於基板(10)上方之各該滑桿(12)頂端，且座板(31)底面設有一驅動件(32)，該驅動件(32)可供作動一樞設於座板(31)頂面之旋轉懸臂(33)轉動，再者旋轉懸臂(33)之自由端設有一夾持器(35)，該夾持器(35)具有兩同步相對遠離或靠近之夾持頭(36)，供同步夾掣光罩(60)的相對兩側邊緣，且各該夾持頭(36)相對表面分別具有一相對ㄈ形缺口的夾持件(37)，各該夾持件(37)係選自PEEK材質所製成，而夾持件(37)的缺口上、下邊緣呈向外擴張之斜緣，使夾持器(35)夾持頭(36)之夾持件(37)在夾掣光罩(60)邊緣時僅需極窄的面積即可穩固夾持；藉此，進而組構成一迅速、且夾持穩固之光罩取料裝置及其夾持機構者。

而本發明於實際運用時，則係如第一、三、四及五、六圖所示，而便於觀察本發明之動作狀態，於第三、四圖中特將頂板(20)向上分離。

當欲將光罩(60)由光罩傳送盒(50)內取出傳送至作業區時，其係令收納有光罩(60)之光罩傳送盒(50)置於開盒機構頂板(20)之限位件(21)間，接著令移動板(17)受第一制動件(16)作用而向上移動，且利用穿過頂板(20)通孔(25)之撐托件(18)頂撐限制光罩傳送盒(50)之底板(51)，並透過撥動件(19)釋放底板(51)與蓋體(55)的鎖合，之後第一制動件(16)作動移動板(17)帶動底板(51)連同光罩(60)向下穿經頂板(20)通孔(25)移動至夾持位置；再者，透過基板(10)第二制動件(13)之動作，使夾持機構(30)略為向上位移，以避免旋轉懸臂(33)在迴轉過程中碰撞到光罩(60)，夾持機構(30)並利用驅動件(32)作動旋轉懸臂(33)使夾持器(35)位於光罩(60)上方，且令夾持器(35)之兩夾持頭(36)呈遠離狀，而當夾持機構(30)受第二制動件(13)作用令夾持器(35)之夾持頭(36)對應夾持光罩(60)位置時，夾持器(35)可作動夾持頭(36)之夾持件(37)相對夾掣光罩(60)，由於夾持件(37)具有上下斜緣之ㄈ形缺口，故可大幅縮減其夾掣光罩(60)的邊緣面積，且能提供穩固的夾持力，避免因振動而位移或脫落；且夾持機構(30)之旋轉懸臂(33)夾持器(35)於完成夾掣光罩(60)作業後，可利用第二制動件(13)上升夾持機構(30)，使光罩(60)脫離底板(51)範圍，而如第四圖所示，令旋轉懸臂(33)再利用驅動件(32)作用旋轉至作業位置；反之，當欲將光罩(60)由作業區收回置入光罩傳送盒(50)時，將係依前述方式，由夾持機構(30)之旋轉懸臂(33)夾持器(35)將光罩(60)夾取，並反向將光罩(60)送回至開盒機構之移動板(17)的光罩傳送盒(50)底板(51)上方，並將光罩(60)置於底板(51)上方固定位置後，夾持機構(30)利用驅動件(32)令旋轉懸臂(33)帶動夾持器(35)旋轉至作業區待命，而移動板(17)則受第一制動件(16)作用帶動底板(51)向上，當底板(51)與蓋體(55)結合後，可令撐托件(18)之撥動件(19)選擇性鎖接底板(51)與蓋體(55)，讓光罩傳送盒(50)可承載光罩(60)而被取離開盒機構，完成整個作業。

經由上述的說明，本發明不僅可利用開盒機構來選擇性自動化啟閉光罩傳送盒(50)的底板(51)與蓋體(55)，且進一步透過夾持機構(30)的夾持器(35)來夾掣光罩(60)，由於夾持器(35)之夾持頭(36)具有相對ㄈ形缺口的夾持件(37)，使其可大幅縮小夾掣光罩(60)的邊緣寬度與面積，而不致碰觸圖罩護膜，也不會影響到對準記號及條碼，同時可穩固地夾持光罩，不會造成光罩掉落或因夾持力量過大而損毀；且而在運送過程中，夾持機構(30)係透過可旋轉之旋轉懸臂(33)來移動，大幅縮短其移送距離，可以減少不必要的頓挫感，如此可加快移動速度與平穩性，故提高其夾取光罩的便利性，並可提高其工作效率。

綜上所述，可以理解到本發明為一創意極佳之發明創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。