TW460690B - Device and method for delivering various transparent substrates into a high-precision measuring instrument - Google Patents

Description

46069 0 A7 __B7 ___ 五、發明說明（，） 本發明涉及使不同之基板導入高精確測量儀器中所 用之裝置，特別是一種含有貯存區之裝置，其中形成 多個格層，格層中可存放不同基板用之基板支件。 本發明亦涉及使不同之基板導入高精確測量儀器中 所用之方法。 專利文件US-A-5 02 6239中已描述一種遮罩匣及此 種遮罩匣用之裝載機構。許多遮罩須保存在遮罩匣 中，此種遮罩匣可相對於周圍空氣而密封。遮罩匣最 初是在遮罩室中’此遮罩室經由一種小孔而與主室相 連接。二個室向外而氣密式地密封著。在遮罩室中此 遮罩匣開啓（open)且被帶到一個位置中，使一種抓取- 置句抓住各別之遮罩。這些遮罩由抓取-及輸 由該小孔而帶引至主室中且在主室中曝光.。 中涉及一種以X射線來進行之曝光，由於純 此二個室須抽成真空。 罩測量用之系統已揭示在SPIE，Vol. 3096; X/9 7 (page 433至444)中。此系統包括一種用 板型式之自動裝載裝置。不同之基板位於貯 屜中。同樣設置一種貯存區，其在旋轉桌上 格層，在格層中分別存放不同之基板支件。 之缺點是：由於貯存區之可移動之抽屜而會 污染，污染物沈積在基板上且因此對此種測 生性有不利之影響。 之目的是提供一種裝置，其可大大地改良此 之可再生性。藉由本發明可減少或消除先前 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 Si 之 注 意 事 項 再 填 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 及輸送裝 送裝置經 本實施例 度之原因 一種遮 0277-786 於不同基 存區之抽 具有三個 此種系統 發生各種 量之可再 本發明 _測量結果 tr 460690 A7 B7 > 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 技藝之缺點（ 之堆積），且使 進行監視。 此目的在本 載站，其中各 支件之基板； 中取出基板支 出基板支件及 本發明亦提 基板載入一種 量結果有最大 上述目的在 步驟之方法來 例如，在貯存區之格 操作員可輕易地操縱 層移動時基板微‘粒 基板以及對熱平衡 發明中是以下述方式達成：設有一種裝 基板支件可分別被裝載一種適合此基板 另有一種自種輸送裝置，其可由貯存區 件且放置於裝載站中，或由裝載站中取 已放入其中之基板。 供一種方法，利用此方法可使待測量之 高精確之測量儀器中且因此可確保此測 之可再生性。 本文開頭所述形式之方法中以具有下述 達成： 一載入一種指定之基板支件於裝載站中， 一引入一種適用於此基板支件之基板形式於裝載站 中， 一檢測已載入之基板支件是否與所引入之基板形式相 一致， 一藉由輸送裝置使基板被收容於基板支件中， 一使所接收之基板支件及所載入之基板輸送至高精確 之測量儀器中。 有利之其它形式敘述在申請專利範圍各附屬項中。 利用習知測量儀器之依據本發明之形式’則可消除 以前所造成之各種問題。例如，在移動此貯存區之抽 屜時微粒堆積在基板上，這是因爲抽屜在不具備〃止 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 頁 訂 ▲ j 卜 4 606 9 0 A7 B7 五、發明說明o ) 動件（stopper) 〃時可簡單地被拉出。基板用之貯存格 層相當窄；基板較大時不易用手（hand)來放入基板； 或不能監視：基板是否已在格層中。

爲了確保一種可靠之裝載涛程，則只經由裝載站來 載入該基板支件。爲了減輕各操作人員之工作，則裝 載站安裝在大約90-95公分高之適合人體工學之高度 中。操作人員放置此基板於裝載內部之框架形式之基 板支件上。基板支件之用於基板之各個承載面之尺寸 非常小，這是因爲基板以完全自動化之方式載入基板 支件中。貯存區只須藉助於機器人之手臂即可載入基 板支件及已放置之基板。不再需要抽屜，因此不會產 生微粒（其會污染此貯存區之格層中之基板）。此外， 亦可由一種載具（carrier)來整合此種完全自動化之裝 載。 I 本發明之測量儀器顯示在圖式中且將依據圖式描述 於下。圖式簡單說明： 第1圖此種測量儀器之圖解。 第2圖本發明之裝置之構造圖解。 第3a至3d圖基板收容於本裝置之裝載站中時之圖 解。 第4圖本發明之方法之流程圖。 第1圖所示之高精確測量儀器100由一個花崗石方 塊1所構成，此方塊1以防止振動之方式置放在足部 2、3上。在花崗石方塊1上，以框架構成之XY滑板 4可在二個以箭頭所示之方向中在貯氣件5、6上滑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再填I私頁) Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 460690 B7_ 五、發明說明（4 ) 動。XY滑板4之框架可有利地由熱膨脹係數較小之 陶瓷所構成。所用之傳動器未顯示在圖式中。XY滑 板4之位置是利用一種測量系統7 (較佳是雷射系統 或玻璃尺）在X方向和Y方向中測量。在XY滑板4 之框架中放入一個基板_8。此基板8例如由玻璃（較 佳是石英玻璃）所構成。在基板表面上施加一些結構 9。由於XY滑板4是以框架構成，則基板8亦可由下 方而被照射。在不透光之基板中以入射光進行一種發 光作用。以下之描述限於透光之基板之發光作用。但 這不能解釋成對本發明之限制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 基板8上方存在一種光學品質很高之成像系統1 〇， 其可被調整以便沿著其光軸11而在Z方向中進行聚 焦。經由分光鏡12 —方面使光源13之光導入光學通 道中且另一方面使成像光束偏向偵測器元件1 4中。偵 測器元件1 4例如是一種具有高解析度像素陣列之 CCD照相機。光源13在接近紫外光（UV)之光譜區域 中發光。在花崗石方塊1上設置另一個照明元件，其 由高度可調整之聚光器15及光源16所構成。光導之 射出面亦可作爲光源16。聚光器15之光軸是與成像 系統10之光軸11對齊，聚光器15及光源之高度調整 是用來使此種對準結構 9 之照明光束可依據基板8 之不同之光學厚度來調整。聚光器之頭部特別是可到 達XY滑板4之框架開啓部份中。在桌子於整個基板 面上方移動時，爲了避免受到損傷，聚光器之頭部可 被拉至花崗石方塊1之表面之下。光源13、16可互相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 460690 A7 B7 五、發明說明（^·) 第2圖顯示此種具有多個附加裝置之高精確之測量 儀器1 〇〇。如第1圖所示，XY滑板4位於花崗石方塊 1上。爲了不使此裝置之圖解太複雜，一些組件未顯 示在此種高精確之測量儀器1 00中。在XY滑板4上 可承載這些測量時所指定之基板8。爲了使基板8裝 載至此種高精確之測量儀器1 00中，須設有一種貯存 區32,貯存區32中形成多個格層（未顯示）。在各格 層·中存放不同基板形式所用之基板支件34。此外，基 板支件34及其所存放之基板8亦可放置在格層中。爲 何此基板支件3 4及其所存放之基板8可放置在貯存區 32中，其第一個原因是：此種高精確之測量須達成一 種溫度平衡。第二原因是：所有待測量之基板8暫存 在相對應之基板支件3 4中以便稍後在貯存區3 2之格 層中加工。 ‘裝載站40 (正確之描述請參閱第3圖）同樣設置在 貯存區32之空間附近。在貯存區32和裝載站40之間 存在一種自動輸送裝置50,其構造須使基板支件34 可被導入該裝載站中；基板支件34及其所存放之基板 8可一起轉送至貯存區32中或高精確之測量儀器1〇〇 中，或可由高精確之測量儀器1〇〇中取出此基板支件 34。自動輸送裝置50具有一個機械手臂52,在機械 手臂52之前端54形成一種分叉56，利用此分叉56 可接納或輸送基板支件34。 在此處所示之實施例中，貯存區32，自動輸送裝置 50和裝載站40是安裝在平台60上。藉由平台60 ’則 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----I--------^.1--- (請先閲讀背面之注意事項再填^頁) 訂- .線· 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 ^6〇6 9 0 五、發明說明u ) --^----L---------- (請先閱讀背面之注意事項再填^.灰頁) 通常可確保各別元件（貯存區32，自動輸送裝置50 ’ 裝載站40和高精確之測量儀器1 〇〇 )相互間有確定之 位置。各別元件安裝在平台60上所具有之其它優點 是：貯存區32，自動輸送裝置50和裝載站40可非常 快速地由高精確之測量儀器1 00中分開，這樣操作人 員即可更容易接近此種高精確之測量儀器1 0 0。因 此，藉由此種設在高精確之測量儀器100上之平台 60,則通常可使各別元件正確地對準或被正確地調整。 -線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若由於測量條件而需要時，則高精確之測量儀器 100，貯存區32，自動輸送裝置50和裝載站40須安 裝在空調室70中。空調室70由多個壁面71所界定， 第2圖中只顯示一些側壁。空調室70在裝載站40之 區域中設有一種可封閉之裝載口 72，操作人員可經由 此裝載口 72而使基板由外部導入此裝載站40中。在 另一種形式中，另外在裝載站40之區域（其與空調室 70之壁面71相面對）中設置另一個轉交界面74。在 此種轉交界面74上例如可設置一種自動裝載系統 76。此種裝載系統76由輸送容器中使不同之基板8 依序導入該裝載站40中。自動裝載系統76例如可由 一種自動導引之車輛或輸送車來構成，且此種自動導 引之車輛或輸送車須與該轉交界面74相連接。 以下將揭示該貯存區32，自動輸送裝置50和裝載 站40之各種實施例。 貯存區3 2之設計是供8至1 〇個基板支件8 0以及8 至1 〇個格層或晶圓板件（未顯示）所使用；正確之數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） \ 4 60 6 9 0 A7 、. B7 五、發明說明（7 ) ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫"(頁) 目是依據此自動輸送裝置5 0之可使用性及價格而 定；若需要時，可依據空調室70之內室之高度來決 定。基板支件80之外部尺寸對所有基板或晶圓而言是 相同的。爲了辨認基板支件80之形式，則可在外側安 裝一種編碼器。爲了減輕整個測量系統之程序控制， 可設置多個感測器（未顯示）。其中一個感測器用來讀 取基板支件80上之編碼（未顯示），以便辨認：何種 形式之基板支件存放在貯存區3 2之哪一個格層。此 外，貯存區3 2之每一格層中設置溫度感測器（未顯 示）。各溫度感測器未必是相同形式的，其只用來控 制：基板溫度是否已穩定，以便進行一種可再生之測 量。此外，在每一格層中存在一些基板-存在-感測器 (未顯示），其可顯示：基板支件8中是否有基板存 在。 ) 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 自動輸送裝置50可操控基板及基板支件34或晶圓 及晶圓板件。待輸送之重量此處可達4kg。自動輸送 裝置50具有一個機械手臂52,其在旋轉角度190°時 具有最大之槓桿’只設有一些分叉以供機械手 臂52使用，這是因爲所有之基板支件80之外部尺寸 對所有之基板8和晶圓而言都是相同的。由一種基板 形式至另一種形式時不需更換分叉56。在分叉56之 側面安裝一種感測器’其可辨認基板支件8〇。 裝載站4 0在空間上之構想是：操作人員可輕易地以 人工方式載入或取出基板支件80及基板8。 基板支件8 0及所屬之基板8之裝載流程顯示在第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 Α β 0 6 9 0_^_Β7 五、發明說明（d) 3 a至3 d圖。 第3a圖顯示此裝載站40之透視圖。此裝載站40 由底板42構成，一種環繞式邊緣44形成在底板42 處。底板42上配置多個承載件46，各承載件46分佈 在底板42上，以便確保基板8有一種穩定之支承作 用。在本情況中設有4個承載件46。除了承載件46 外，在底板上亦安裝一些容納件4 8，其須承載此基板 支件80 (第3b圖），使基板支件80圍繞此承載件46 且在其基位置中對準及定向。基板支件80之對準是藉 由容納件48來設定。 第3b圖顯示此種已導入該裝載站40中之基板支件 80.。基板支件80界定一種空白區82，其大小是依據 所使用之基板8之長度及寬度來決定。此外，在基板 支件80中設置一些導引空白區84，其須配置在基板 支件80中，使其對應於裝載占40之承載件46之空間 配置。在將基板支件80載入此裝載站40中時，承載 件.46之一些部份抓握在基板支件80之導引空白區84 中且因此而可確保此基板支件有一種粗略之導引作 用。須測定各導引空白區84，使這些空白區84和承 載作46之間存在一種間隙。若此基板支件80導入此 裝載站40中，則此基板支件80靜止於容納件48上， 藉此可對此基板支件80準確地對準及定位。 第3c圖顯示一種存在於裝載站40中之基板支件80 和一種靜止於此承載件46上之基板8。此基板8是依 據基板支件80而被選取，使此基板8可進入此基板支 件80之空白區82中。此外，亦可設有適當之元件（感 測器，資料處理設備），其可檢核此基板8和基板支件 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------丨訂---------線 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫 /本頁) 460690 A7 B7_ 五、發明說明（9 ) lull —-------f II (請先閱讀背面之注意事項再填寫私頁) 8 0之間的一致性。基板8由操作人員以手或利用適當 之工具而放入此裝載站40中。此種基板8之放入亦可 以自動化方式來進行。 第3d圖顯示此基板支件80及已放入之基板8之取 下時之情形。在基板支件8 0與基板相一致時，此基板 支件80可由裝載站40中取出。此時機械手臂52 (未 顯示）之分叉56在基板支件80下方運行’基板支件 8_〇靜止於容納件4 8上。藉由機械手臂5 2之向上移 動，則此分叉5 6可舉起此基板支件8 0 ’其板支件8 0 一起帶走此種存在於裝載站40中之基板8。其板8因 .此可到達基板支件80之空白區82中。藉由機械手臂 56之向上移動，則裝載站40之承載件46同樣可由基 板支件80之導引空白區84往外移動。基板支件80 及基板8上之單元現在可藉由機械手臂52而轉送至高 精確之測量儀器1 〇〇中或至貯存區32 (第2圖）中。 線· 第4圖以流程圖方式揭示此種使不同基板導入高 精確之測量儀器1 〇〇中所用之方法，在第一步驟 9〇中使指定之基板支件80載入該裝載站40中， 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 如上所述，此處使用一種自動輸送裝置50。在第 二步驟9 1中使指定形式之基板8導入此裝載站 40中。基板8導入此裝載站40中可由操作人員以 手來進行或以自動方式來進行。在第三步驟92中須 檢測：基板支件80是否嵌入此種已導入之基板8。 此種可設置適當之感測器，其與資料處理設備相 連接。若已確定符合情況，則繼續進行第四步驟93 。此時藉由機械手臂52之分叉56使基板支件80 •11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 460690 A7 __ B7 五、發明說明（、。） (請先閱讀背面之注意事項再填寫-^'頁) 提高。基板8於是到達_基板支件80之空白區82中。 在第五步驟94中此基板支件80與基板8 —起轉送至 測量儀器1 〇 〇中。但亦可使基板支件8 0及基板8爲了 溫度穩定而首先存放在此種貯存區32之格層中。在達 成一種溫度平衡後，此基板支件8 0及基板8導入測量 儀器100中。若在第三步驟92中已證實：基板形式不 與基板支件80相符合，則進行第六步驟95。基板8 由裝載站40中取出（以手或以自動方式）。然後進行 第七步驟96，其是檢核：就此種已存在於裝載站40 中之基板支件80而言是否已存在一種適合之基板8。 若情況如此，則由第二步驟9 1重新進行本方法。若已 確定：不存在一種適合之基板8，則進行第八步驟97。 由裝載站40中取出此基板支件80而使用一種適合這 些已存在之基板8之基板支件80。然後由第一步驟90 重新進行本方法。 本發明參考一些實施例來描述。但對每一精於此行 業之專家而言都知道：可進行某些變化而不會離開下 述申請專利範圍之保護範圍。 符號說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1…花崗石方塊 2…足部 3…足部 4…XY滑板 5…貯氣件 6…貯氣件 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 Ο 6 9 Ο Α7 _Β7 五、發明說明（"） 7 ... 測量系統 8 ... 基板 9 ... 結構 10. ••成像系統 1 1 · ••光軸 12. ..分光鏡 13. ••光源 14· ••偵測器元件 15· ••高度可調整之聚光器 16. ••光源 30· ••裝置 32· ••貯存區 34. ••基板支件 40_ ••裝載站 42. ••底板 44· ••環繞式邊緣 46 · ••承載件 48 · •容納件 50. •自動輸送裝置 52· •機械手臂 54· 1 f. 上山 • m m 56 · •分叉 60 · •平台 70 •空調室 7 1· •壁面 -13- (請先閱讀背面之注意事項再填寫VIX) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 460690 五、發明說明（a ) A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 72 ··· 裝 載口 74… 轉 交界面 76… 白 動裝載系統 8 0··· 基 板支件 82… 空 白區 8 4.·· 導 引空白區 9 0.·· 第 一步驟 91 ··· 第 二步驟 92 ··· 第 三步驟 93 ··· 第 四步驟 94 ·· 第 五步驟 95 ··· 第 六步驟 9 6..· 第 七步驟 97·.· 第 八步驟 100···高精確之測量儀器 -14- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 _ B8 460690 g88 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1.—種將多種基板（8)導入高精確儀器（100)中所用之 裝置，其包含一種貯存區（3 2)，貯存區（3 2)中構成多 個格層，不同基板（8)用之基板支件（80)可存放在各 格層中，本裝置之特徵爲：設有一種裝載站（40)， 其中可載入基板支件（80)及適用於此基板支件（80) 之基板（8)，另設有一種自動輸送裝置（5 0)，其可由 貯存區（32)中取出基板支件（80)且放入該裝載站（50) 中或由裝載站（50)中取出基板支件（80)及已存放之 基板（8)。 2.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該基板（8)及基 板支件（80)可一起由裝載站（50)中轉送至測量儀器（100) 中。 3 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中在貯存區（3 2) 中可單獨存放基板支件（80)或存放基板支件（80)及 基板（8)。 4.如申請專利範圍第1項之裝置，其中該自動輸送裝 置（5 0)是以機械手臂（5 2)構成，其前端處形成一種分 叉（56)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中此貯存區 (32)，自動輸送裝置（50)及裝載站（40)安裝在一個平 台（60)上且可調整，平台（60)可定位在測量儀器（100) 上。 6.如申請專利範圍第1項之裝置，其中此裝載站（40) 在空間中之配置是使基板（8)可由操作人員存放在 裝載站（40)中或可由裝載站（40)中取出。 ________-15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8 460690 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中此裝載站（40) 在空間中之配置是使基板可由自動輸送裝置（50)存 放至裝載站40中或可由裝載站（40)中取出。 8. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中此貯存區（32) 之格層之構造是可使基板支件（80)單獨地存放在格 層中或可使基板支件（80)及已存放之基板（8)—起存 放至格層中。 9. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中在貯存區（32) 之每一格層中可設置一個溫度感測器。 1 0 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中此測量儀器 (1〇〇)，貯存區（32)，裝載站（40)及自動輸送裝置（50) 配置在空調室（70)中。 1 1. 一種將多種基板導入高精確測量儀器（100)中所用 之方法，其特徵爲以下各步驟： 一將指定之基板支件（80)載入一種裝載站（40)中， 一使一種適合此基板支件（80)之基板導入此裝載站 (4.0)中， 一檢核所載入之基板支件（8〇)及所導入之基板之間 形式是否相符合， 一藉由輸送裝置（50)使基板（8)容納於基板支件（80) 中， 一使基板支件（80)及所容納之基板（8)—起轉送至 高精確測量儀器Ο 〇〇)中。 12.如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該指定之基 板（8)載入該裝載站（4 0)中可藉由一種自動輸送裝置 •16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------—裝.--;------—訂---------線 ,.' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 460690 A8 B8 C8 D8 六 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 (5 0)來達成或以人工方式達成。 i 3 .如申請專利範圍第1 1項之方法，其中該基板支件 (8 0)及所容納之基板（8)轉送至貯存區格層中且在該 處保存以便稍後進行處理。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之方法，其中在每一貯存 區之格層中每一基板支件（8〇)及基板（8)之溫度平衡 是由溫度感測器來決定’基板支件（8〇)及基板（8)只 有在到達溫度平衡之後才轉送至測量儀器（1 〇 0)中。 1 5.如申請專利範圍第11項之方法，其中所載入之基 板支件（80)及所導入之基板（8)之一致性之檢核是以 下述方式達成：在裝載站（4〇)中設有適當之感測 器，其可測定所載入之基板形式且與基板支件（8 0) 相比較。 1 6 .如申請專利範圍第1 1項之方法’其中此基板支件 (8 0)及基板（8)轉送至高精確之測量儀器中是藉由自 動輸送裝置（50)來達成’此輸送裝置（50)具有依此目 的而構成之機械手臂（52)。 1 7.如申請專利範圍第1 1項之方法’其中設有一種轉 交界面（74)，其上可設置一種自動裝載系統（76)，其 可自動地由輸送容器中使不同之基板（8)依序導入 該裝載站（40)中。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝 _ -------I 訂 i --------線 /fv .(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)