TWI645259B - 可調平的版庫設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種可調平的板庫設備，包括板庫結構、轉軸結構和框架結構；板庫結構安裝於框架結構，進而能夠通過框架結構被轉軸結構調平，板庫結構還能夠相對於框架結構被調平。

Description

可調平的板庫設備

本發明涉及光罩傳輸領域，尤其涉及一種可調平的板庫設備。

光刻設備是一種將光罩板上的圖案曝光成像到矽片或玻璃基板上的設備。為了提高生產效率、管理光罩板、以及完成與交換板手的交接，有些光刻設備除了外部板庫外，還會使用專用的內部板庫來存儲一定數量的光罩板。

光罩傳輸系統的工作流程：將裝有光罩板的板盒放入外部板庫中，解鎖機構進行解鎖和條碼掃描然後將其放入內部板庫備用，機械手從內部板庫中取出光罩板，送至光罩台曝光。曝光後由光罩台交接於機械手，由機械手送回，把曝光好的光罩板放回內部板庫。

從以上流程可以看出，一種結構和使用方法合理的光罩板存放裝置不僅可以提高光罩傳輸的工作效率，而且還能提高傳輸精度，以及光罩板的潔淨度，從而為光刻設備提供更可靠的光罩板。

請參考第1圖，現有光罩板存放裝置是可升降的，板庫固定在升降軸上，包括傳動機構100，支撐架101和板庫102。板庫內有若干個槽並透過連接件在傳動機構100的作用下沿著Z向運動。

但這種設計會產生幾個問題：板庫較重，導致傳動機構的磨損並產生顆粒；開放的板庫會造成光罩板表面的污染；光罩板有可能會產生凸板，不利於後續的取放；不能實現安全互鎖。而且該結構為懸臂結構，承載較重，變形量會比較大，同時設計也會有一定的誤差，為了能與介面順利安裝，因此需要進行Z向調節和第一次調位準。如果沒有第一次調水準，整個板庫設備水平度較差時，調位準比較費時。

本發明所要解決的技術問題是現有整個板庫設備水平度較差時，調位準比較費時。

為了解決以上提到的問題，本發明提供了一種可調平的板庫設備，包括板庫結構、轉軸結構和框架結構；板庫結構安裝於框架結構上，進而能夠通過框架結構被轉軸結構調平，板庫結構還能夠相對於框架結構被調平。

可選的，可調平的板庫設備還包括密封結構，密封結構設於板庫結構上，能夠使板庫結構的對外開口處被密封。

可選的，密封結構包括結構主體、密封門、板庫介面板和回推機構，結構主體通過板庫介面板連接板庫結構或框架結構，回推機構均安裝於結構主體，密封門啟閉於板庫結構的對外開口處；回推機構被驅動控制密封門的啟閉。

可選的，密封結構還包括互鎖感測器，互鎖感測器設於結構主體，用以檢測機械手是否到達取板或放板的預設位置，回推結構被驅動參照互鎖感測器的檢測結果控制密封門的啟閉。

可選的，轉軸結構包括主轉軸、調節機構、框架介面裝置和萬向軸承，主轉軸的兩端分別連接調節機構和萬向軸承，主轉軸還通過框架介面裝置與框架結構固接，調節機構通過調整主轉軸的姿態位置實現框架結構及其上的板庫結構的調平。

可選的，調節機構包括第一球面軸承、上軸承座、軸承座連接塊、楔形塊和調節螺釘，調節螺釘沿豎直Z向連接楔形塊，進而通過豎直Z向的調節驅動楔形塊沿水準X向調整，楔形塊通過軸承座連接塊連接上軸承座，上軸承座通過第一球面軸承連接於主轉軸的一端，進而隨著楔形塊的水準X向調整相對第一球面軸承的內圈做RY方向的擺動，其中，RY方向是指繞垂直于水準X向的水準Y向旋轉。

可選的，調節機構還包括調整螺釘，調整螺釘沿Y向調整軸承座連接塊與上軸承座之間的位置，進而使得上軸承座相對第一球面軸承的內圈做RX方向的擺動，其中，RX方向是指繞水準X向旋轉。

可選的，萬向軸承包括第二球面軸承、下軸承座和Z向調整塊，下軸承座通過第二球面軸承連接主轉軸的一端， Z向調整塊通過一頂塊調整主轉軸沿豎直Z向的位置。

可選的，框架結構包括板庫支撐架和存放裝置支撐架，板庫支撐架設於存放裝置支撐架上側，板庫結構安裝於板庫支撐架上側；存放裝置支撐架底部設有用以鎖緊被轉軸結構調平後位置的鎖緊裝置。

可選的，框架結構上設有氣浴介面，氣浴介面對外連接惰性氣體源，對內通過氣浴管接入板庫結構。

可選的，框架結構上設有抽顆粒介面，抽顆粒介面通過抽顆粒管接入板庫結構。

可選的，板庫結構包括板架、設於板架上的板庫，以及設於板庫中的板槽，掩膜板取放於板槽。

可選的，板庫結構和框架結構之間通過若干調平螺釘實現調平。

可選的，板庫結構中設有凸板感測器。

本發明引入了兩個層次的調平機制，一層次在於板庫結構與框架結構之間，另一個層次在於框架結構與轉軸結構，故而，經過兩次調平、快速調平、降低調平時勞動強度。

在進一步可選的方案中，還可進一步實現Z向調節、減少光罩板表面顆粒物、避免凸板發生、實現安全互鎖、螺紋杆鎖緊、便於維護等效果。

以下將結合第1圖至第8圖對本發明提供的可調平的板庫設備進行詳細的描述，其為本發明可選的實施例，可以認為，本領域技術人員在不改變本發明精神和內容的範圍內，能夠對其進行修改和潤色。

本發明提供了一種可調平的板庫設備，包括板庫結構4、轉軸結構3和框架結構2；板庫結構4安裝於框架結構2上，進而能夠通過框架結構2被轉軸結構3調平，板庫結構4還能夠相對於框架結構2被調平。

可見，本發明引入了兩個層次的調平機制，一層次在於板庫結構4與框架結構2之間，另一個層次在於框架結構2與轉軸結構3之間，故而可以實現兩次調平、快速調平、降低調平時勞動強度。

有關轉軸結構3，請參考第4圖和第5圖，轉軸結構3包括主轉軸302、調節機構301、框架介面裝置304和萬向軸承303，主轉軸302的兩端分別連接調節機構301和萬向軸承303，主轉軸302還通過框架介面裝置304與框架結構2固接，調節機構301通過調整轉軸的姿態位置實現框架結構2及其上的板庫結構4的調平。

有關其中的調節機構301：

調節機構301包括第一球面軸承3013、上軸承座3012、軸承座連接塊3018、楔形塊3015和調節螺釘3016，調節螺釘3016沿Z向連接楔形塊3015，進而藉由Z向的調節驅動楔形塊3015沿X向調整，從楔形塊3015的名稱，應該能得到其是具有楔形面的構件，基於楔形面，自然可以得到Z向與X向運動的轉化，此為本領域技術人員容易理解的，故而不做展開闡述，楔形塊3015通過軸承座連接塊3018連接上軸承座3012，上軸承座3012通過第一球面軸承3013連接於主轉軸302的一端，進而隨著楔形塊3015的X向調整相對第一球面軸承3013的內圈做RY方向的擺動。

除此以外，本發明可選方案還引入了固定螺釘3017實現楔形塊3015位姿的鎖定，進一步的，為了實現直線運動與最終的擺動的轉化，在本發明可選的實施例中，楔形塊3015還具有腰形孔，固定螺釘3017穿過腰型孔，進而提供了一定的調整餘地。

通過以上設計，可以實現RY方向上的調整，具體來說，其調整過程可以描述為：調節調節螺釘3016，楔形塊3015將帶動軸承座連接塊3018沿X向運動，由於下端固定，與上軸承座3012相連的主轉軸302被迫沿RY小幅度擺動，調整好RY之後，鎖緊固定螺釘3017；

在本發明進一步可選的實施例中，不僅可以調整RY方向，還可進一步調整RX方向，具體來說，調節機構301還包括調整螺釘3014，調整螺釘3014沿Y向調整軸承座連接塊3018與上軸承座3012之間的位置，進而使得上軸承座3012相對第一球面軸承3013的內圈做RX方向的擺動。

在具體操作時，能夠在完成RY方向調整後再進行，具體來說，調節調整螺釘3014，上軸承座3012沿Y向運動，由於下端固定，主轉軸302被迫沿RX作小幅度擺動，實現對RX調節。

有關萬向軸承303：

萬向軸承303包括第二球面軸承3031、下軸承座3032和Z向調整塊3034，下軸承座3032透過第二球面軸承3031連接主轉軸3032的一端，Z向調整塊3034通過一頂塊3035調整主轉軸3032沿Z向的位置。

進一步可選的方案中，萬向軸承303還包括鎖緊螺母3033，用以鎖緊Z向調整塊3034的位置，在實際調整時，轉動Z向調整塊3034，使得Z向調整塊3034沿Z向運動，進而使與之相連的頂塊3035實現對板庫機構Z向調節，調好之後使用鎖緊螺母3033進行鎖緊。

有關框架結構2：

請參考第3圖，框架結構2包括板庫支撐架203和存放裝置支撐架201，板庫支撐架203設於存放裝置支撐架201上側，板庫結構4安裝於板庫支撐架203上側；存放裝置支撐架201底部設有用以鎖緊被轉軸結構3調平後位置的鎖緊裝置。

對於其中的鎖緊裝置，包括螺紋鎖緊杆205、導向管206和螺紋導向槽207，螺紋鎖緊杆205沿著導向管206在螺紋導向槽207內運動，並與外界設備鎖緊。進一步可選方案中，導向管206或螺紋導向槽207與存放裝置支撐架201連接。

通過以上的轉軸結構3，實現了Z向、RX以及RY方向的調平後，通過鎖緊裝置鎖緊後，即可完成第一次調平。

在以上第一次調平的基礎上，本發明還可實現第二次調平，本發明優選的實施例中，板庫結構4和框架結構2之間通過若干調平螺釘402實現調平。

在本發明可選的實施例中，框架結構2上設有氣浴介面204，氣浴介面204對外連接惰性氣體源，對內通過氣浴管1接入板庫結構4。具體的實施例中，惰性氣體氮氣經氣浴介面204進入板庫結構4，對光罩板起到保護和清潔的作用。

在本發明可選的實施例中，框架結構上設有抽顆粒介面208，抽顆粒介面通過抽顆粒管6接入板庫結構4。抽顆粒管6與抽顆粒介面208相連，用來抽出板庫結構4中可能出現的微小顆粒。

有關板庫結構4：

請參考第7圖，板庫結構4包括板架404、設於板架404上的板庫，以及設於板庫中的板槽405，掩膜板取放於板槽405。板庫結構4中設有凸板感測器401。在其他可選的實施例中，板庫結構4還包括光罩存在感測器407和罩殼406，罩殼外罩於板庫結構4外，光罩存在感測器407用以檢測掩膜板是否置於板槽405。

進一步具體方案中，板架404下端與板庫支撐架2203相連，上端放置有2個板庫，客戶可根據實際需要放置1或2個板庫，每個板庫有6個板槽405；且板庫能單獨使用調平螺釘402進行第二次調平，凸板感測器401可檢測光罩板是否凸板；氣浴介面204與板庫中的氣浴管相連，光罩存在感測器407用來檢測板槽內光罩板的有無。上述板庫的數量及每個板庫中板槽的數量僅作為示例，不應以此為限，本領域技術人員可以根據實際需要進行更改。

本發明優選的實施例中，請參考第8圖，可調平的板庫設備還包括密封結構5，密封結構5設於板庫結構4上，進而在關閉狀態下，使得板庫結構4的對外開口處被密封。故而，在不執行取放板操作時，板庫結構4由密封結構5封閉，此時，保護氣體可以經氣浴管充入板庫結構4。

進一步可選方案中，密封結構5包括結構主體500、密封門501、板庫介面板502和回推機構503，結構主體500通過板庫介面板502連接板庫結構4或框架結構2，回推機構503安裝於結構主體500，密封門501啟閉於板庫結構4的對外開口處；回推機構503被驅動控制密封門501的啟閉。

而密封門501係依據物件態樣進行控制，本發明諸多可選方案可以給出不同的設計，而不限於任何一種。舉例來說，密封結構5還包括互鎖感測器504，互鎖感測器504設於結構主體500，用以檢測機械手是否到達取板或放板的預設位置，回推結構503被驅動參照互鎖感測器504的檢測結果控制密封門501的啟閉。可以理解為：互鎖感測器504檢測到機械手到位進行取板或放板時，回推機構503打開密封門501，同時互鎖感測器504能確保在機械手進行取板或放板操作時密封門不會關閉，避免密封門與機械手干涉。

本發明可選的實施例中，回推機構503為曲柄連杆機構，它與密封門501連接，其控制還可與凸板感測器401和/或光罩存在感測器407相結合。舉例來說，當凸板感測器401沒有檢測到凸板時，通過電機的驅動，曲柄連杆機構進行轉動，進而驅動連接在曲柄連杆機構上的密封門501，若檢測到凸板，為避免密封門撞到光罩板，需要人工進行干預。

綜上所述，本發明引入了兩個層次的調平機制，一層次在於板庫結構與框架結構之間，另一個層次在於框架結構與轉軸結構之間，故而，可以實現兩次調平、快速調平、降低調平時勞動強度。

在進一步可選的方案中，還可進一步實現Z向調節、減少光罩板表面顆粒物、避免凸板發生、實現安全互鎖、螺紋杆鎖緊、便於維護等效果。

1‧‧‧氣浴管

2‧‧‧框架結構

3‧‧‧轉軸結構

4‧‧‧板庫結構

5‧‧‧密封結構

6‧‧‧抽顆粒管

201‧‧‧存放裝置支撐架

202‧‧‧轉軸介面

203‧‧‧板庫支撐架

204‧‧‧氣浴介面

205‧‧‧螺紋鎖緊杆

206‧‧‧導向管

207‧‧‧螺紋導向槽

208‧‧‧抽顆粒介面

301‧‧‧調節機構

302‧‧‧主轉軸

303‧‧‧萬向軸承

304‧‧‧框架介面裝置

3011‧‧‧介面板

3012‧‧‧上軸承座

3013‧‧‧第一球面軸承

3014‧‧‧調整螺釘

3015‧‧‧楔形塊

3016‧‧‧調節螺釘

3017‧‧‧固定螺釘

3018‧‧‧軸承座連接塊

3031‧‧‧第二球面軸承

3032‧‧‧下軸承座

3033‧‧‧鎖緊螺母

3034-Z‧‧‧向調整塊

3035‧‧‧頂塊

401‧‧‧凸板感測器

402‧‧‧調平螺釘

403‧‧‧氣浴介面

404‧‧‧板架

405‧‧‧板槽

406‧‧‧罩殼

407‧‧‧光罩存在感測器

500‧‧‧結構主體

501‧‧‧密封門

502‧‧‧板庫介面板

503‧‧‧回推結構

504‧‧‧互鎖感測器

第1圖是現有技術中掩膜板存放裝置的示意圖；

第2圖是本發明一可選實施例中板庫設備的示意圖；

第3圖是本發明一可選實施例中框架結構的示意圖；

第4圖是本發明一可選實施例中轉軸結構的示意圖；

第5圖是本發明一可選實施例中轉軸結構的剖面示意圖；

第6圖是本發明一可選實施例中調整機構的局部剖面示意圖；

第7圖是本發明一可選實施例中板庫結構的示意圖；

第8圖是本發明一可選實施例中密封結構的示意圖；

Claims (13)

1. 一種可調平的版庫設備，其包括：一版庫結構、一轉軸結構及一框架結構；該版庫結構安裝於該框架結構上，進而能夠透過該框架結構被該轉軸結構調平，該版庫結構還能夠相對於該框架結構被調平；其中該轉軸結構包括：一主轉軸、一調節機構、一框架介面裝置和一萬向軸承；該主轉軸的兩端分別連接該調節機構和該萬向軸承，該主轉軸還透過該框架介面裝置與該框架結構固接，該調節機構透過調整該主轉軸的姿態位置實現該框架結構及其上的該版庫結構的調平。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可調平的版庫設備，其還包括：一密封結構，該密封結構係設於該版庫結構上，能夠使該版庫結構的對外開口處被密封。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可調平的版庫設備，其中：該密封結構包括一結構主體、一密封門、一版庫介面板及一回推機構；該結構主體透過該版庫介面板連接該版庫結構或該框架結構；該回推機構安裝於該結構主體；該密封門啟閉於該版庫結構的對外開口處；以及該回推機構被驅動控制該密封門的啟閉。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可調平的版庫設備，其中該密封結構還包括：一互鎖感測器，該互鎖感測器係設於該結構主體，用以檢測機械手是否到達取板或放板的一預設位置；一回推結構，係被驅動參照該互鎖感測器的檢測結果控制該密封門的啟閉。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可調平的版庫設備，其中該調節機構包括：一第一球面軸承、一上軸承座、一軸承座連接塊、一楔形塊及一調節螺釘，該調節螺釘沿豎直Z向連接該楔形塊，進而通透過豎直Z向的調節驅動該楔形塊沿水平X向調整，該楔形塊透過該軸承座連接塊連接該上軸承座，該上軸承座透過該第一球面軸承連接於該主轉軸的一端，進而隨著該楔形塊的水準X向調整相對該第一球面軸承的內圈做RY方向的擺動，其中，RY方向是指繞垂直于水平X向的水平Y向旋轉。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可調平的版庫設備，其中該調節機構還包括：一調整螺釘，該調整螺釘沿Y方向調整軸承座連接塊與上軸承座之間的位置，進而使得該上軸承座相對該第一球面軸承的內圈做RX方向的擺動，其中，RX方向是指繞水平X向旋轉。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可調平的版庫設備，其中該萬向軸承包括一第二球面軸承、一下軸承座和一Z向調整塊，該下軸承座透過該第二球面軸承連接該主轉軸的一端，該Z向調整塊透過一頂塊沿豎直Z向的位置調整該主轉軸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之可調平的版庫設備，其中該框架結構包括一版庫支撐架和一存放裝置支撐架，該版庫支撐架設於該存放裝置支撐架上側，該版庫結構安裝於該版庫支撐架上側；該存放裝置支撐架底部設有用以鎖緊被該轉軸結構調平後位置的一鎖緊裝置。
9. 如申請專利範圍第1項或第8項所述之可調平的版庫設備，其中該框架結構上設有一氣浴介面，該氣浴介面對外連接一惰性氣體源，對內透過一氣浴管接入該版庫結構。
10. 如申請專利範圍第1項或第8項所述之可調平的版庫設備，其中該框架結構上設有一抽顆粒介面，該抽顆粒介面透過一抽顆粒管接入該版庫結構。
11. 如申請專利範圍第1項所述之可調平的版庫設備，其中該版庫結構包括：一板架；一版庫，係設於該板架上；以及一板槽，係設於該版庫中，一掩膜板取放於該板槽。
12. 如申請專利範圍第1項或第11項所述之可調平的版庫設備，其中該版庫結構和該框架結構之間透過複數個調平螺釘實現調平。
13. 如申請專利範圍第1項或第11項所述之可調平的版庫設備，其中該版庫結構中設有一凸板感測器。