TWI765379B - 半導體用光掩模處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的特徵在於：作為用於對標準機械介面（SMIF）光罩存儲容器內的基板進行移送並對其位置進行調整的裝置，包括：升降器，用於打開將上述光罩存儲容器的蓋板固定到底座中的鎖具並對蓋板進行升降；蓋板夾具，用於從兩側接近並打開配備於上述光罩存儲容器內部的內箱的蓋板；一對基板夾具，用於從兩側接近並夾持放置在上述內箱中的上述基板；狀態檢查單元，配備有為了實現對上述光罩存儲容器以及基板的自動識別和單光罩存儲容器（Single Pod）以及雙光罩存儲容器（Dual Pod）的混用而對上述基板以及上述處理裝置狀態進行檢查的感測器；基板修正單元，根據上述狀態檢查單元的檢查狀態，對上述光罩存儲容器內的上述基板狀態進行修正；以及，控制器，分別連接到上述升降器、上述蓋板夾具、上述基板夾具、上述狀態檢查單元以及上述基板修正單元，用於對上述升降器、上述蓋板夾具、上述基板夾具、上述狀態檢查單元以及上述基板修正單元的動作進行控制。

Description

半導體用光掩模處理裝置
本發明係有關一種報導體用基板處理裝置，具體來講係有關一種用於對半導體用光掩模(photomask)(或光罩(Reticle，Mask)、極紫外線掩模(EUV mask，Extreme Ultra Violet mask)進行自動處理的半導體用光掩模處理裝置。
通常，裝載裝置是指在半導體製造工程中與晶圓(Wafer)或光罩(Reticle)等資材的搬送相關的自動化裝置，在世界半導體協會之一即國際半導體產業協會(SEMI，Semiconductor Equipment and Materials Interials International所推薦的標準草案中包含於構成標準機械介面(SMIF，Standard Mechanical Interface)系統的裝置。
標準機械介面(SMIF)與局部的潔淨度相關，對為了阻隔可能會在晶圓製造工程中產生的空氣中的微細污染物質即微粒(微細粉塵粒子)進行阻隔而密封的存儲容器即POD(光罩存儲容器)與用於維持局部空間的潔淨狀態的工程裝置之間的介面裝 置的最低限度的通用標準給出了提案。
在標準機械介面(SMIF)系統中，本發明的裝載裝置是用於將收納於光罩存儲容器中的晶圓、光罩等半導體資材移送至下一個工程的介面裝置。
但是，在現有的標準機械介面(SMIF)系統中，會因為在工程過程中的作業人員或機械線束而產生的微粒浮游在光罩或晶圓上部而導致不良現象的發生。
此外，為了對半導體基板進行自動處理而配備適合於基板的基板保管以及處理用光罩存儲容器並在對其進行標準化後使用。為了對收納於標準化的光罩存儲容器(Pod)中的半導體基板進行處理，構成用於對光罩存儲容器(Pod)進行開放(open)的光罩存儲容器開放器(Pod Opener)並借此對光罩存儲容器(Pod)內的基板進行處理。
為了保護半導體基板免受異物等的影響，採用多種方法構成用於對光罩存儲容器(Pod)內的基板與外部環境(空氣)進行隔離的裝置。此外，為了構建可以方便地取出標準機械介面(SMIF)光罩存儲容器(Pod)內的基板的狀態而將蓋板從光罩存儲容器(Pod)下部底座(Base)進行分離並向上移動時，通過指數(Index)(通過光電二極體(Photo diode)以及感測器對基板的位置進行測定的感測器)對基板的狀態進行檢查，並在發現異常時將通過發出警報(Alarm)信號而停止裝置的動作。
如上所述的現有技術，需要將裝置分為內外部並使得內 部氣壓大於外部，借此可以使潔淨的裝置內部的空氣洩露到外部，但是外部的污染空氣卻不會流入到內部。
為了確保裝置內部的空氣流動的流暢性，通過風扇(FAN)或負壓排氣口強制地使空氣發生流動。但是，在對裝置的門(Door)進行開關的情況下，可能會因為其均衡受到破壞並形成渦流而導致異物掉落在基板上的情況。
而且，如果最初將基板放置在光罩存儲容器(Pod)上時的放置方向與規定不符或者在移動過程中發生脫離，除了作業人員通過肉眼確認進行檢測的方法之外沒有其他的檢測方法，而且還沒有可以對其進行修正的方法，從而導致基板的不良問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
(專利文獻0001)大韓民國註冊專利第10-1583610號
(專利文獻0002)大韓民國公開專利第10-2005-0070706號
因此，本發明的目的在於解決如上所述的現有問題，本發明擬解決的課題在於，提供一種由可以對掩模(Mask)的類型不同或掩模(Mask)被翻轉、同時使用單光罩存儲容器(Single Pod)以及雙光罩存儲容器(Dual Pod)、掩模(Mask)被旋轉或發生脫離的狀態進行檢查且對掩模(Mask)移動時的氣壓等的變化進行檢查並將其恢復至正確狀態的裝置構成，從而可以實現高品質的 基板(坯料、掩模、光罩等)供應的半導體用光掩模處理裝置。
但是，本發明擬達成的技術課題並不限定於在上述內容中提及的技術課題，具有本發明所屬技術領域之一般知識的人員將能夠通過下述記載進一步明確理解未被提及的其他技術課題。
本發明的目的在於解決如上所述的現有技術中存在的問題，作為用於對標準機械介面(SMIF)光罩存儲容器內的基板進行移送並對其位置進行調整的裝置，可以包括：升降器，用於打開將上述光罩存儲容器的蓋板固定到底座中的鎖具並對蓋板進行升降；蓋板夾具，用於從兩側接近並打開配備於上述光罩存儲容器內部的內箱的蓋板；一對基板夾具，用於從兩側接近並夾持放置在上述內箱中的上述基板；狀態檢查單元，配備有為了實現對上述光罩存儲容器以及基板的自動識別和單光罩存儲容器(Single Pod)以及雙光罩存儲容器(Dual Pod)的混用而對上述基板以及上述處理裝置狀態進行檢查的感測器；基板修正單元，根據上述狀態檢查單元的檢查狀態，對上述光罩存儲容器內的上述基板狀態進行修正；以及，控制器，分別連接到上述升降器、上述蓋板夾具、上述基板夾具、上述狀態檢查單元以及上述基板修正單元，用於對上述升降器、上述蓋板夾具、上述基板夾具、上述狀態檢查單元以及上述基板修正單元的動作進行控制。
此外，上述基板修正單元，可以包括：移動平臺，用於提供對從上述光罩存儲容器移送過來的上述基板進行放置的空間；移送部件，通過連接到上述移動平臺而將上述移動平臺移送到所 設定的位置；升降部件，通過連接到上述移動平臺以及上述移送部件而對上述移動平臺進行升降；以及，翻轉及裝載平臺，用於夾持上述基板並對其位置進行調整或翻轉。
此外，上述基板修正單元，還可以包括：旋轉單元，通過連接到上述移送部件的下部而在上述控制器的控制下對上述移送部件進行旋轉。
此外，通過配備於上述控制器中的程式，上述基板夾具可以與上述升降器關聯而打開上述內箱蓋板並夾持抬升上述基板。
此外，上述狀態檢查單元，可以由多個透鏡、多個圖像感測器、光學感測器、位置感測器以及壓力感測器構成。
此外，可以對與上述控制器連接且為了將通過上述狀態檢查單元測定到的上述處理裝置內外部的壓力差異維持在所設定的水準而安裝在一部分的風扇(未圖示)的速度或排氣口(未圖示)的開閉進行控制。
此外，可以通過在上述控制器的控制下對上述狀態檢查單元與上述基板修正單元進行聯動而將上述基板維持在所設定的狀態。
在本發明的一實施例中，通過安裝由在控制器的控制下對處理裝置的狀態(基板的旋轉、翻轉、脫離、異物存在與否)進行檢查的感測器構成的狀態檢查單元並在一部分中安裝在控制器的控制下將基板旋轉、翻轉成所設定的狀態的基板修正單元，可以根據從狀態檢查單元收集到的資訊對動作進行修正並借此將基板 維持在所設定的狀態。
此外，在本發明的一實施例中，通過在處理裝置的內外部安裝在控制器的控制下對處理裝置的氣壓狀態進行檢查的狀態檢查單元且按照以根據氣壓的變化與排氣口進行聯動並維持氣壓差異以及正壓的方式進行程式設計的方法進行排氣，可以將處理裝置的狀態維持在所設定的狀態。
但是，本發明可以達成的效果並不限定於在上述內容中提及的效果，具有本發明所屬技術領域之一般知識的人員將能夠通過下述記載進一步明確理解未被提及的其他效果。
10:處理裝置
30:光罩存儲容器
50:基板
100:升降器
200:蓋板夾具
300:基板夾具
400:狀態檢查單元
500:基板修正單元
510:移動平臺
520:移送部件
530:升降部件
540:翻轉及裝載平臺
600:控制器
700:旋轉單元
本說明書中所隨附的下述附圖只是用於對本發明的較佳實施例進行例示，只是起到與後續的本發明的詳細說明一起幫助理解本發明之技術思想的作用，對本發明的解釋並不應該限定於附圖中所記載的事項。
圖1係對適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置的標準機械介面(SMIF)進行圖示的示意圖。
圖2係適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置的構成塊圖。
圖3係對上述處理裝置的概念進行圖示的側面圖。
圖4係對上述處理裝置的概念進行圖示的平面圖。
接下來，將參閱附圖對本發明的實施例進行詳細的說明，以便於具有本發明所屬技術領域之一般知識的人員可以輕易地實施本發明。但是，對本發明的說明只是用於對其結構性乃至功能性進行說明的實施例，對本發明的請求項範圍的解釋並不應該限定于在本文中進行說明的實施例。即，實施例可以進行多種變更並採用不同的形態，因此本發明的請求項範圍應理解為包括可以實現其技術思想的均等物。此外，在本發明中所公開的目的或效果並不是指特定實施例必須全部包含或只能包含相應的效果，因此並不應該理解為本發明的請求項範圍受到其限定。
在本發明中所使用的術語的含義應按照下述標準理解。
如“第1”、“第2”等術語只是用於對一個構成要素與另一個構成要素進行區分，請求項範圍並不因為所使用的術語而受到限定。例如，第1構成要素也可以被命名為第2構成要素，同理，第2構成要素也可以被命名為第1構成要素。當記載為某個構成要素與其他構成要素“連接”時，不僅包括直接連接到上述其他構成要素的情況，還包括中間還有其他構成要素存在的情況。而與此相反，當記載為某個構成要素與其他構成要素“直接連接”時，應理解為中間沒有其他構成要素存在。此外，用於對構成要素之間的關係進行說明的其他表達方式，即如“在~之間”和“直接在~之間”或“與~相鄰”和“直接與~相鄰”等也應該按照相同的方式做出解釋。
除非上下文中有明確的相反含義，否則單數型語句還包括複數型含義，而如“包括”或“具有”等術語只是用於指定所體積的特徵、數位、步驟、動作、構成要素、部件或上述之組合存在，並不應該理解為是預先排除一個或多個其他特徵、數位、步驟、動作、構成要素、部件或上述之組合存在或被附加的可能性。
除非另有定義，否則在本說明書中使用的所有術語的含義與具有本發明所屬技術領域之一般知識的人員所通常理解的含義相同。通常所使用的已在詞典中做出定義的術語，應解釋為與相關技術的上下文中的含義一致，而且除非另有明確定義，否則在本發明中並不應該解釋為過於理想化或誇張的含義。
圖1是對適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置的標準機械介面(SMIF)進行圖示的示意圖，圖2是適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置的構成塊圖，圖3是對上述處理裝置的概念進行圖示的側面圖，圖4是對上述處理裝置的概念進行圖示的平面圖。
如圖1至圖4所示，作為用於對標準機械介面(SMIF)光罩存儲容器內的基板進行移送並對其位置進行調整的裝置，具體來講，在為了對極紫外線掩模雙標準機械介面(EUV Dual SMIF(Standard Mechanical Interface))光罩存儲容器30內的基板(Mask)50進行處理而對光罩存儲容器(Pod)30的蓋板進行開關的自動化裝置(標準機械介面開放器(SMIF Opener))中，本發明可以包括升降器100、蓋板夾具200、基板夾具300、狀態檢查 單元400、基板修正單元500以及控制器600。
升降器100可以打開將光罩存儲容器30的蓋板固定到底座中的鎖具並對蓋板進行升降。
蓋板夾具200可以從兩側接近並打開配備於光罩存儲容器30內部的內箱的蓋板。
基板夾具300成對構成，可以從兩側接近並夾持放置在內箱中的基板50(Mask)。
狀態檢查單元400配備有為了實現對光罩存儲容器(Pod)30以及基板50的自動識別和單光罩存儲容器(Single Pod)以及雙光罩存儲容器(Dual Pod)的混用而對基板50以及處理裝置10狀態進行檢查的感測器。
狀態檢查單元400可以由多個透鏡、多個圖像感測器、光學感測器、位置感測器以及壓力感測器構成。
基板修正單元500根據狀態檢查單元400的檢查狀態，對光罩存儲容器30內的基板50狀態進行修正。
基板修正單元500可以包括移動平臺510、移送部件520、升降部件530以及翻轉及裝載平臺540。
移動平臺510可以提供對從光罩存儲容器30移送過來的基板50進行放置的空間。
移送部件520可以通過連接到移動平臺510而將移動平臺510移送到所設定的位置。具體來講，移送部件520也被稱之為轉送裝置，可以在往復運動的過程中移動到所設定的位置。是利 用直線電機(Linear Motor)以及線性(LM)導軌或滾珠螺杆(Ball Screw)以及線性(LM)導軌或兩個以上的電機在多個位置之間進行移動的運送裝置。
升降部件530可以通過連接到移動平臺510以及移送部件520而對移動平臺510進行升降。具體來講，作為升降部件530的實例主要使用氣壓缸(pneumatic cylinder)、液壓缸(hydraulic cylinder)方式，其中，氣壓缸也被稱之為壓縮氣缸，是一種用於將壓縮空氣的能量轉換成機械性的往返直線運動的裝置。
液壓缸是一種利用液壓實現大輸出、大推力直線運動的設備，通常適用於機床或土木、建築機械。氣壓缸或液壓缸與泵或控制閥等組合使用。因為如上所述的原因，液壓缸被大量適用於在各種產業領域使用的起重機等。
翻轉及裝載平臺540(Flip and Loading Stage)用於夾持基板50並對其位置進行調整或翻轉。具體來講，翻轉及裝載平臺540作為翻轉(Flip)以及裝載/卸載平臺(Load/Unload stage)使用，其中，翻轉器540是通過配備多關節而起到一種機械臂作用的裝置，可以在控制器600的控制下夾持基板50的一部分並將其位置調整至所設定的準確位置，或者通過翻轉基板50而調整至準確位置或所設定的方向。
控制器600分別連接到升降器100、蓋板夾具200、基板夾具300、狀態檢查單元400以及基板修正單元500，可以對升降器100、蓋板夾具200、基板夾具300、狀態檢查單元400以及基 板修正單元500的動作進行控制。
適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置10，通過配備於控制器600中的程式，可以使基板夾具300與升降器100關聯而打開內箱蓋板並夾持提升基板50。
此外，可以對與控制器600連接且為了將通過狀態檢查單元400測定到的處理裝置10內外部的壓力差異維持在所設定的水準而安裝在一部分的風扇(未圖示)的速度或排氣口(未圖示)的開閉進行控制。
此外，在控制器600的控制下，可以使狀態檢查單元400與基板修正單元500聯動而將基板50維持在所設定的狀態。
適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置10，還可以包括旋轉單元700。
旋轉單元700連接到移送部件520的下部，可以在控制器600的控制下對移送部件520進行旋轉。具體來講，旋轉單元700包括：旋轉部件，通過連接到移送部件的中心部而對移送部件進行旋轉；以及，電機，通過連接到旋轉部件而向旋轉部件提供動力；借此，可以通過對移送部件520進行旋轉而對基板50的位置進行變化。
適用本發明之一實施例的半導體用光掩模處理裝置10主要是通過有線方式聯動，但是也可以通過利用如無線局域網通信模組、藍牙通信模組以及紫蜂通信模組中的任一個與無線終端聯動的控制器600進行工作。
即，作業人員可以採用藍牙通信模組、無線局域網通信模組以及紫蜂通信模組中的任一種方式使用處理裝置10，但是並不限定於上述方式，而是可以選擇使用最佳的方式。
在本發明的一實施例中，通過安裝由在控制器的控制下對處理裝置10的狀態(基板50的旋轉、翻轉、脫離、異物存在與否)進行檢查的感測器構成的狀態檢查單元400並在一部分中安裝在控制器500的控制下將基板50旋轉、翻轉成所設定的狀態的基板修正單元500，可以根據從狀態檢查單元400收集到的資訊對動作進行修正並借此將基板50維持在所設定的狀態。
此外，在本發明的一實施例中，通過在處理裝置10的內外部安裝在控制器600的控制下對處理裝置10的氣壓狀態進行檢查的狀態檢查單元400且按照以根據氣壓的變化與排氣口進行聯動並維持氣壓差異以及正壓的方式進行程式設計的方法進行排氣，可以將處理裝置10的狀態維持在所設定的狀態。
在上述內容中公開的對適用本發明的較佳實施例的詳細說明，只是為了便於相關從業人員實現和實施本發明。在上述內容中結合本發明的較佳實施例進行了說明，但是相關技術領域的熟練的從業人員應可以理解，可以在不脫離本發明的區域的範圍內對本發明進行各種修改以及變更。例如，相關從業人員可以以對上述實施例中所記載的各個構成進行組合的方式使用。因此，本發明並不限定於在上述內容中介紹的實施形態，而是應該包括與在此公開的原理以及新特徵一致的最寬泛的範圍。
本發明可以在不脫離本發明之精神以及必要特徵的範圍內以其他特定的形態具體化。因此，上述內容中的詳細說明在所有方面僅為示例性目的而非限定。本發明的範圍應通過對隨附的請求項書的合理解釋進行確定，與本發明等價範圍內的所有變更均包含于本發明的範圍之內。本發明並不限定於在上述內容中介紹的實施形態，而是應該包括與在此公開的原理以及新特徵一致的最寬泛的範圍。此外，也可以通過對請求項書中沒有明確的引用關係的請求項進行結合而構成實施例，或者通過申請之後的補正而包括新的請求項。
100:升降器
200:蓋板夾具
300:基板夾具
400:狀態檢查單元
500:基板修正單元
510:移動平臺
520:移送部件
530:升降部件
540:翻轉及裝載平臺
600:控制器
700:旋轉單元

Claims (5)

  1. 一種半導體用光掩模處理裝置，其特徵在於：作為用於對標準機械介面(SMIF)光罩存儲容器內的基板進行移送並對其位置進行調整的裝置，包括：升降器，用於打開將上述光罩存儲容器的蓋板固定到底座中的鎖具並對蓋板進行升降；蓋板夾具，用於從兩側接近並打開配備於上述光罩存儲容器內部的內箱的蓋板；一對基板夾具，用於從兩側接近並夾持放置在上述內箱中的上述基板；狀態檢查單元，配備有為了實現對上述光罩存儲容器以及基板的自動識別和單光罩存儲容器(Single Pod)以及雙光罩存儲容器(Dual Pod)的混用而對上述基板以及上述處理裝置狀態進行檢查的感測器；基板修正單元，根據上述狀態檢查單元的檢查狀態，對上述光罩存儲容器內的上述基板狀態進行修正；以及，控制器，分別連接到上述升降器、上述蓋板夾具、上述基板夾具、上述狀態檢查單元以及上述基板修正單元，用於對上述升降器、上述蓋板夾具、上述基板夾具、上述狀態檢查單元以及上述基板修正單元的動作進行控制，其中上述狀態檢查單元由多個透鏡、多個圖像感測器、光學感測器、位置感測器以及壓力感測器構成， 其中對與上述控制器連接且為了將通過上述狀態檢查單元測定到的上述處理裝置內外部的壓力差異維持在所設定的水準而安裝在一部分的風扇的速度或排氣口的開閉進行控制。
  2. 如請求項1所述之半導體用光掩模處理裝置，其中上述基板修正單元，包括：移動平臺，用於提供對從上述光罩存儲容器移送過來的上述基板進行放置的空間；移送部件，通過連接到上述移動平臺而將上述移動平臺移送到所設定的位置；升降部件，通過連接到上述移動平臺以及上述移送部件而對上述移動平臺進行升降；以及，翻轉及裝載平臺，用於夾持上述基板並對其位置進行調整或翻轉。
  3. 如請求項2所述之半導體用光掩模處理裝置，其中上述基板修正單元，還包括：旋轉單元，通過連接到上述移送部件的下部而在上述控制器的控制下對上述移送部件進行旋轉。
  4. 如請求項1所述之半導體用光掩模處理裝置，其中通過配備於上述控制器中的程式，上述基板夾具與上述升降器關聯而打開上述內箱蓋板並夾持抬升上述基板。
  5. 如請求項2所述之半導體用光掩模處理裝置，其中通過在上述控制器的控制下對上述狀態檢查單元與上述基板修正單元進行聯動而將上述基板維持在所設定的狀態。
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