TWI720332B - 掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法 - Google Patents

掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法 Download PDF

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TWI720332B
TWI720332B TW107128997A TW107128997A TWI720332B TW I720332 B TWI720332 B TW I720332B TW 107128997 A TW107128997 A TW 107128997A TW 107128997 A TW107128997 A TW 107128997A TW I720332 B TWI720332 B TW I720332B
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Abstract

本發明提供了一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法，包括用於存儲掩膜板的內部板庫、用於轉移掩膜板的旋轉機械手以及與所述旋轉機械手連接並用於拾取掩膜板的板叉，所述旋轉機械手上設置有微調件，所述微調件用於配合所述旋轉機械手完成所述板叉拾取的所述掩膜板的位置偏差的補償，實現掩膜板預對準。本發明提供的一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法能夠達到低成本的效果。

Description

掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法
本發明屬於光刻技術領域，涉及一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法。
在光刻機內，掩膜板從板盒到掩膜台通過掩膜板傳輸系統而實現。
由於上板精度要求高，掩膜板傳輸系統直接面向操作人員，所以對人機工程要求較高；掩膜板上下板過程中，掩膜板傳輸系統運動工位較多，要求傳輸可靠性高，尤其是在掩膜板從光刻機的內部板庫轉移到掩膜台上的時候，首先是通過轉移結構將掩膜板放置到一個調節台上，然後調節台根據掩膜板的位置控制調節台活動，並對掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向(即繞Z方向旋轉)進行調節使得掩膜板能夠以期望的位置和角度上到掩膜台上，以上這些原因都導致了掩膜板傳輸系統成本很高。
本發明的目的在於提供一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法，旨在解決掩膜板傳輸系統成本高的問題。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種掩膜板的傳輸系統，包括用於存儲掩膜板的內部板庫、用於轉移掩膜板的旋轉機械手、與所述旋轉機械手連接並用於拾取掩膜板的板叉以及微調 件，所述微調件用於配合所述旋轉機械手完成所述板叉拾取的所述掩膜板的位置偏差的補償，實現掩膜板預對準。
本發明進一步設置為，所述旋轉機械手包括多個依次相連的子機械臂，所述微調件位於相連的某兩個所述子機械臂之間或位於所述旋轉機械手與所述板叉之間。
本發明進一步設置為，所述旋轉機械手包括機械手本體以及轉動連接於所述機械手本體上的可升降的升降臂，所述升降臂上設置有伸縮結構。
本發明進一步設置為，所述伸縮結構包括若干個子機械臂，若干個所述子機械臂依次相連。
本發明進一步設置為，所述旋轉機械手的一側設置有用於從外部轉移掩膜板的傳輸結構，所述旋轉機械手用於將所述傳輸結構上的所述掩膜板轉移到所述內部板庫中。
本發明進一步設置為，所述掩膜板裝載於掩膜板盒中，所述傳輸結構用於轉移所述掩膜板盒。
本發明進一步設置為，所述傳輸結構包括有相對於水平面傾斜設置的導軌以及活動連接於所述導軌的載台，所述載台用於轉移所述掩膜板。
本發明進一步設置為，所述內部板庫設置有若干個。
本發明進一步設置為，若干個所述內部板庫與所述機械手本體的距離相等。
本發明進一步設置為，所述旋轉機械手的一側設置有掃碼元件，用於掃描所述掩膜板的編碼資訊。
本發明進一步設置為，所述掃碼元件同時位於所述內部板庫的一側，用於掃描位於所述內部板庫中的所述掩膜板的編碼資訊。
本發明進一步設置為，所述掩膜板的傳輸系統還包括預對準單元，所述預對準單元用於探測所述板叉拾取的所述掩膜板X方向、Y方向、Rz方向資訊，並將探測的資訊直接或間接傳遞至所述微調件。
本發明進一步設置為，所述微調件為一精密旋轉軸，用於帶動所述板叉進行旋轉。
本發明進一步設置為，所述微調件用於帶動所述板叉拾取的所述掩膜板進行小範圍旋轉運動。
一種掩膜板的傳輸方法，所述掩膜板的傳輸方法使用內部板庫、旋轉機械手、微調件以及板叉，所述旋轉機械手包括有多個依次相連的子機械臂，所述板叉通過所述微調件與所述旋轉機械手相連，並通過以下步驟傳輸掩膜板：S1，所述旋轉機械手移動，並帶動所述板叉將內部板庫中的掩膜板取出；S2，所述旋轉機械手帶動所述板叉移動至預對準單元；S3，所述預對準單元探測所述板叉拾取的所述掩膜板的位置資訊，所述旋轉機械手和所述微調件配合以對所述板叉拾取的所述掩膜板進行X方向、Y方向、Rz方向位置偏差補償，完成所述板叉拾取的所述掩膜板預對準工序；S4，所述板叉拾取的所述掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向調節完成之後，所述旋轉機械手帶動所述板叉將所述掩膜 板送至掩膜台。
本發明進一步設置為，所述微調件為一精密旋轉軸，用於帶動所述板叉進行旋轉。
本發明進一步設置為，所述微調件用於帶動所述板叉拾取的所述掩膜板進行小範圍旋轉運動。
本發明進一步設置為，所述旋轉機械手包括機械手本體以及轉動連接於所述機械手本體上的可升降的升降臂，所述升降臂上設置有伸縮結構。
一種掩膜板的傳輸方法，所述掩膜板的傳輸方法使用用於傳輸掩膜板的傳輸結構、旋轉機械手、與所述旋轉機械手連接的板叉以及內部板庫，所述傳輸結構包括導軌以及活動連接於所述導軌的載台，所述載台用於將掩膜板從外部通過用於傳輸掩膜板的進料口傳導到所述旋轉機械手處，所述旋轉機械手包括子機械臂和微調件，並通過以下步驟進行傳輸：步驟1，將所述掩膜板放置到所述載台上，所述載台在所述導軌的帶動作用下移動到掩膜板的交接工位；步驟2，所述旋轉機械手及所述微調件帶動調整板叉的位置，並帶動板叉拾取所述載台上的掩膜板；步驟3，所述旋轉機械手帶動所述板叉將所述板叉拾取的所述掩膜板移動至所述內部板庫中。
本發明進一步設置為，還包括步驟4：所述旋轉機械手帶動所述板叉拾取所述載台上的所述掩膜板後，所述載台運動至所述進料口。
本發明進一步設置為，所述旋轉機械手還包括機械手 本體，所述機械手本體的一側設置有掃碼元件。
本發明進一步設置為，步驟3包括：步驟31，所述旋轉機械手帶動所述板叉拾取所述掩膜板以將所述掩膜板從所述載台移出；步驟32，所述旋轉機械手帶動所述板叉拾取的所述掩膜板至掃碼工位由所述掃碼元件掃描並上傳或掃描並記錄所述掩膜板資訊；步驟33，所述旋轉機械手將所述板叉拾取的所述掩膜板送至所述內部板庫中。
本發明進一步設置為，還包括：所述掃碼元件對所述內部板庫中的掩膜板進行編碼掃描並上傳或掃描並記錄。
與現有技術相比，本發明提供了一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法，在對掩膜板進行傳輸的時候，旋轉機械手帶動板叉將掩膜板轉移到預對準單元處，此時旋轉機械手以及微調件接收到掩膜板的位置資訊，並根據位置資訊對掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向進行調節，從而使得掩膜板的位置以及角度都能夠符合放置條件，然後旋轉機械手將掩膜板推送到掩膜台上，從而完成掩膜板的放置，在這個過程中，對掩膜板X方向、Y方向、Rz方向的調節不需要專門通過設置調節台進行，如此就不需要單獨的將掩膜板放下調節，然後在調節完成之後再從調節台上移走，從而提高了掩膜板的轉移效率，而且通過用於轉移掩膜板的旋轉機械手和微調件就能夠充分對掩膜板進行調節，所以也減少了對成本的投入，同時也減少了對掩膜板進行轉移和調節的總裝置的體積大小，從而能夠設置更多的內部板庫等結構，從側面能夠提高光刻設備的工作效 率，實用性更強。
1‧‧‧內部板庫
2‧‧‧掩膜台
3‧‧‧板叉
4‧‧‧微調件
5‧‧‧子機械臂
6‧‧‧機械手本體
7‧‧‧升降臂
8‧‧‧導軌
9‧‧‧載台
10‧‧‧掃碼元件
11‧‧‧預對準單元
圖1是本發明實施例中掩膜板的傳輸系統的俯視圖；圖2是本發明實施例中掩膜板的傳輸系統的正視圖。
以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法作進一步詳細說明。根據下面說明和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
一種掩膜板的傳輸系統，如圖1和圖2所示，包括用於存儲掩膜板的內部板庫1、用於轉移掩膜板的旋轉機械手、與所述旋轉機械手連接並用於拾取掩膜板的板叉3以及微調件4，所述微調件4用於配合所述旋轉機械手完成所述板叉3拾取的所述掩膜板的位置偏差的補償，實現掩膜板預對準。
在本發明的一實施例中，所述旋轉機械手包括多個依次相連的子機械臂5，所述微調件4位於相連的某兩個所述子機械臂5之間或位於所述旋轉機械手與板叉3之間，較佳為所述微調件4位於所述旋轉機械手與所述板叉3之間。
在本發明的另一實施例中，所述旋轉機械手包括機械手本體6以及轉動連接於所述機械手本體6上的可升降的升降臂7，所述升降臂7上設置有伸縮結構，所述機械手本體6內具有可 供升降臂7和板叉3升降的升降軸；升降軸上方設置旋轉軸，用於所述伸縮結構和板叉3的旋轉。所述旋轉軸上的所述伸縮結構用於所述板叉3的伸縮。所述伸縮結構的末端設置有所述微調件4，所述微調件4用於板叉3的小範圍精密旋轉，在此，小範圍精密旋轉相對於所述旋轉機械手(在此具體為旋轉軸)帶動所述板叉3所做的大範圍旋轉而言。具體的，所述伸縮結構包括若干個子機械臂5，若干個所述子機械臂5依次相連，本實施例中所述子機械臂5選用兩個，其中所述子機械臂5既可以在豎直方向和水平方向都進行活動，也可以只在水平方向進行活動，本實施例中所述升降臂7在豎直方向上活動，所述子機械臂5在水平方向上活動，如此就能夠使得運動精度更大。
進一步的，所述旋轉機械手的一側設置有用於從外部轉移掩膜板的傳輸結構，所述旋轉機械手用於將掩膜板從傳輸結構轉移到所述內部板庫1中，所述掩膜板裝載於掩膜板盒中，所述傳輸結構用於轉移所述掩膜板盒；所述傳輸結構包括有相對於基準面，例如水平面、地面或內部板庫1中的掩膜板承載面傾斜設置的導軌8以及活動連接於所述導軌8的載台9，所述載台9用於轉移掩膜板，其中導軌8可以為普通的氣缸滑台。
進一步的，所述內部板庫1設置有若干個，若干個所述內部板庫1與所述機械手本體6的距離可以相等，也可以不相等，當不相等時通過所述子機械臂5的活動也能夠對不同的距離進行補償，從而正常地轉移掩膜板。
進一步的，所述旋轉機械手的一側設置有掃碼元件10，用於掃描所述板叉3拾取的所述掩膜板的編碼資訊，同時，所 述掃碼元件10也可用於掃描位於所述內部板庫1中的所述掩膜板的編碼資訊；板叉3在轉移掩膜板時，所述板叉3拾取所述掩膜板至所述掃碼元件10掃碼工位，掃描並記錄所述掩膜板的編碼資訊。
進一步的，還包括預對準單元11，所述預對準單元11探測掩膜板X方向、Y方向、Rz方向資訊，並將探測的資訊直接或間接傳遞至所述微調件4，所述微調件4可以是一精密旋轉軸，也可以是其它精密操作部件，用於帶動所述板叉3進行X方向、Y方向、Rz方向的高精度運動。
一種掩膜板的傳輸方法，基於以上結構並通過以下步驟將掩膜板從內部板庫1傳輸至掩膜台2：S1，所述旋轉機械手移動，並帶動所述板叉3將內部板庫1中的掩膜板取出；S2，所述旋轉機械手帶動所述板叉3移動至預對準單元11；S3，所述預對準單元11探測所述板叉3拾取的所述掩膜板的位置資訊，所述旋轉機械手和所述微調件4配合以對所述板叉3拾取的所述掩膜板進行X方向、Y方向、Rz方向位置偏差補償，完成掩膜板預對準工序；S4，所述板叉3拾取的所述掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向調節完成之後，所述旋轉機械手帶動所述板叉3將所述掩膜板送至掩膜台2。
通過以下步驟將掩膜板從外部傳輸至內部板庫1：步驟1，將所述掩膜板放置到所述載台9上，所述載台9在所述導軌8的帶動作用下移動到掩膜板的交接工位； 步驟2，所述旋轉機械手及所述微調件4帶動調整板叉3的位置，並帶動板叉3拾取所述載台9上的掩膜板；步驟3，所述旋轉機械手帶動所述板叉3將所述板叉3拾取的所述掩膜板移動至所述內部板庫1中；步驟4，所述旋轉機械手帶動所述板叉3拾取所述載台上的所述掩膜板後，所述載台9運動至所述進料口。
進一步的，所述機械手本體6側設置有掃碼元件10。
進一步的，步驟3包括：步驟31，所述旋轉機械手帶動所述板叉3拾取所述掩膜板以將所述掩膜板從所述載台9移出；步驟32，所述旋轉機械手帶動所述板叉3拾取的所述掩膜板至掃碼工位由所述掃碼元件10掃描並上傳或掃描並記錄所述掩膜板資訊；步驟33，所述旋轉機械手將所述板叉3拾取的所述掩膜板送至所述內部板庫1中。
進一步的，還包括步驟5，所述掃碼元件10對所述內部板庫1中的掩膜板進行編碼掃描並上傳或記錄。
綜上所述，本發明提供的一種掩膜板的傳輸系統以及傳輸方法，在對掩膜板進行傳輸的時候，通過傾斜的導軌8以及載台9能夠直接將掩膜板傳輸到旋轉機械手處，如此就能夠滿足在實際操作過程中的半導體生產設備人機工程學規定；掩膜板傳導到旋轉機械手處之後，旋轉機械手驅動板叉3拾取掩膜板並將掩膜板放置到內部板庫1中，同時載台9下滑進行下次取掩膜板的操作，直到掩膜板都放置到內部板庫1中，在這個轉移掩膜板的過程中掃碼 元件10掃描掩膜板的條碼，並記錄，便於後續使用過程中對掩膜板進行管理，也可以是所有的掩膜板都放置到內部板庫1之後統一進行掃描記錄，這樣還能夠與曝光過程同時進行，節省了掃描時間。
在對掩膜板進行光刻的時候，掩膜板在板叉3的帶動作用下從內部板庫1中移出，並送到掩膜台2的預對準單元11處，預對準單元11感應掩膜板的位置並發出資訊到旋轉機械手，然後旋轉機械手以及微調件4根據掩膜板的具體位置資訊進行調節，並使得掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向都符合放置到掩膜台2上的要求，調節完成之後，掩膜板被送至掩膜台2上，完成掩膜板的傳輸，其中，掩膜台2以及若干個內部板庫1到機械手本體6之間的距離較佳是相等的，由此在拾取以及放置掩膜板的時候，就都能夠更為簡單且準確的進行；不僅如此，由於內部板庫1中存放有多個掩膜板，這樣在拾取的時候，還能夠更為快速的進行，實用性強；其中由於只需通過旋轉機械手和導軌8就能夠實現掩膜板的拾取、存放以及傳輸操作，如此就使得投入成本較低，同時由於掩膜板在傳輸的過程中具有較少的在不同結構之間的傳輸操作，這樣還使得掩膜板的傳輸穩定性更高，佔用的空間也比較小，穩定性高。
在對掩膜板進行取放的時候，升降臂7轉動並升降，子機械臂5相互之間轉動，並使得對子機械臂5端部的板叉3的位置進行調節，直到板叉3到達掩膜板處，此時微調件4根據具體的情況對板叉3的角度進行調節，並使得板叉3與掩膜板之間更好的適配與結合，旋轉機械手繼續活動板叉3將掩膜板拾取，然後旋轉機械手活動之後以同樣的方式將掩膜板放置到內部板庫1中，完成一個掩膜板的轉移；其中由於升降臂7、子機械臂5和微調件4都 能夠對板叉3的位置進行調節，如此就能夠各方位的對板叉3的位置角度等進行補償，並使得掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向均符合條件，如此就能夠使得板叉3與掩膜板之間更好的結合，傳輸掩膜板的過程中也進一步的提高了掩膜板的位置穩定性。
需要說明的是，本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的測試方法而言，由於其採用的測試裝置與實施例公開的裝置部分相對應，所以對其中涉及的測試裝置描述的比較簡單，相關之處參見裝置部分說明即可。
上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，並非對本發明範圍的任何限定，本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於申請專利範圍的保護範圍。
1:內部板庫
2:掩膜台
3:板叉
4:微調件
5:子機械臂
6:機械手本體
7:升降臂
8:導軌
9:載台
10:掃碼元件
11:預對準單元

Claims (20)

  1. 一種掩膜板的傳輸系統，其特徵在於，包括用於存儲掩膜板的內部板庫、用於轉移掩膜板的旋轉機械手、與所述旋轉機械手連接並用於拾取掩膜板的板叉以及微調件，其中，所述掩膜板的傳輸系統還包括預對準單元，所述預對準單元用於探測所述板叉拾取的所述掩膜板X方向、Y方向、Rz方向資訊，並將探測的資訊直接或間接傳遞至所述微調件，所述微調件用於配合所述旋轉機械手完成所述板叉拾取的所述掩膜板的位置偏差的補償，實現掩膜板預對準，其中，所述微調件為一精密旋轉軸，用於帶動所述板叉進行旋轉。
  2. 如請求項1之掩膜板的傳輸系統，其中，所述旋轉機械手包括多個依次相連的子機械臂，所述微調件位於相連的某兩個所述子機械臂之間或位於所述旋轉機械手與所述板叉之間。
  3. 如請求項1之掩膜板的傳輸系統，其中，所述旋轉機械手包括機械手本體以及轉動連接於所述機械手本體上的可升降的升降臂，所述升降臂上設置有伸縮結構。
  4. 如請求項3之掩膜板的傳輸系統，其中，所述伸縮結構包括若干個子機械臂，若干個所述子機械臂依次相連。
  5. 如請求項1至4中任一項之掩膜板的傳輸系統，其中，所述旋轉機械手的一側設置有用於從外部轉移掩膜板的傳輸結構，所述旋轉機械手用於將所述傳輸結構上的所述掩膜板轉移到所述內部板庫中。
  6. 如請求項5之掩膜板的傳輸系統，其中，所述掩膜板裝載於掩膜板盒中，所述傳輸結構用於轉移所述掩膜板盒。
  7. 如請求項5之掩膜板的傳輸系統，其中，所述傳輸結構包括有相對於水平面傾斜設置的導軌以及活動連接於所述導軌的載台，所述載台用於轉移所述掩膜板。
  8. 如請求項3之掩膜板的傳輸系統，其中，所述內部板庫設置有若干個。
  9. 如請求項8之掩膜板的傳輸系統，其中，若干個所述內部板庫與所述機械手本體的距離相等。
  10. 如請求項1之掩膜板的傳輸系統，其中，所述旋轉機械手的一側設置有掃碼元件，用於掃描所述掩膜板的編碼資訊。
  11. 如請求項10之掩膜板的傳輸系統，其中，所述掃碼元件同時位於所述內部板庫的一側，用於掃描位於所述內部板庫中的所述掩膜板的編碼資訊。
  12. 如請求項1之掩膜板的傳輸系統，其中，所述微調件用於帶動所述板叉拾取的所述掩膜板進行小範圍旋轉運動。
  13. 一種掩膜板的傳輸方法，其特徵在於，所述掩膜板的傳輸方法使用內部板庫、旋轉機械手、微調件以及板叉，所述旋轉機械手包括有多個依次相連的子機械臂，所述板叉通過所述微調件與所述旋轉機械手相連，並通過以下步驟傳輸掩膜板：S1，所述旋轉機械手移動，並帶動所述板叉將內部板庫中的掩膜板取出；S2，所述旋轉機械手帶動所述板叉移動至預對準單元；S3，所述預對準單元探測所述板叉拾取的所述掩膜板的位置資訊，所述旋轉機械手和所述微調件配合以對所述板叉拾取的所述掩膜板進行X方向、Y方向、Rz方向位置偏差補償，完成所述板叉 拾取的所述掩膜板預對準工序；S4，所述板叉拾取的所述掩膜板的X方向、Y方向、Rz方向調節完成之後，所述旋轉機械手帶動所述板叉將所述掩膜板送至掩膜台，其中，所述微調件為一精密旋轉軸，用於帶動所述板叉進行旋轉。
  14. 如請求項13之掩膜板的傳輸方法，其中，所述微調件用於帶動所述板叉拾取的所述掩膜板進行小範圍旋轉運動。
  15. 如請求項13之掩膜板的傳輸方法，其中，所述旋轉機械手包括機械手本體以及轉動連接於所述機械手本體上的可升降的升降臂，所述升降臂上設置有伸縮結構。
  16. 一種掩膜板的傳輸方法，其特徵在於，所述掩膜板的傳輸方法使用用於傳輸掩膜板的傳輸結構、旋轉機械手、與所述旋轉機械手連接的板叉以及內部板庫，所述傳輸結構包括導軌以及活動連接於所述導軌的載台，所述載台用於將掩膜板從外部通過用於傳輸掩膜板的進料口傳導到所述旋轉機械手處，所述旋轉機械手包括子機械臂和微調件，並通過以下步驟進行傳輸：步驟1，將所述掩膜板放置到所述載台上，所述載台在所述導軌的帶動作用下移動到掩膜板的交接工位；步驟2，所述旋轉機械手及所述微調件帶動調整板叉的位置，並帶動板叉拾取所述載台上的掩膜板；步驟3，所述旋轉機械手帶動所述板叉將所述板叉拾取的所述掩膜板移動至所述內部板庫中，其中，所述微調件為一精密旋轉軸，用於帶動所述板叉進行旋轉。
  17. 如請求項16之掩膜板的傳輸方法，其中，還包括步驟4：所 述旋轉機械手帶動所述板叉拾取所述載台上的所述掩膜板後，所述載台運動至所述進料口。
  18. 如請求項16之掩膜板的傳輸方法，其中，所述旋轉機械手還包括機械手本體，所述機械手本體的一側設置有掃碼元件。
  19. 如請求項18之掩膜板的傳輸方法，其中，步驟3包括：步驟31，所述旋轉機械手帶動所述板叉拾取所述掩膜板以將所述掩膜板從所述載台移出；步驟32，所述旋轉機械手帶動所述板叉拾取的所述掩膜板至掃碼工位由所述掃碼元件掃描並上傳或掃描並記錄所述掩膜板資訊；步驟33，所述旋轉機械手將所述板叉拾取的所述掩膜板送至所述內部板庫中。
  20. 如請求項18之掩膜板的傳輸方法，其中，還包括：所述掃碼元件對所述內部板庫中的掩膜板進行編碼掃描並上傳或掃描並記錄。
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