CN107544212B - 光罩传载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光罩传载装置，其包含控制器、机械手臂、固持部和电线整束结构。所述机械手臂的一端连接所述控制器，所述机械手臂的另一端连接于固持部。所述电线整束结构包含收纳管和缠绕部，其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径。

Description

光罩传载装置

技术领域

本发明涉及光罩传载装置，特别涉及具有电线整束结构于机械手臂中的光罩传载装置。

背景技术

在集成电路工艺中，随着对产量和合格率与日渐增的需求，而发展出高度专业化与自动化的***来传送光罩。光罩通常存储在光罩库(reticle library)内，且根据不同流程，例如光罩检测流程(IRIS inspection reticle flow path)、光罩区到曝光处理区流程(reticle move to lens flow path)和由内部光罩库去除光罩流程(removal of reticlefrom IRL flow path)等，光罩需要通过机械手臂(Robot)在各个库与区域间传输。

发明内容

本发明某些实施例提供一种光罩传载装置，其包含控制器、机械手臂、固持部和电线整束结构。所述机械手臂的一端连接所述控制器，另一端连接于固持部。所述机械手臂包含第一垂直部与第一水平部，所述第一垂直部与所述固持部相连。所述电线整束结构包含收纳管以及缠绕部，其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径。

本发明某些实施例提供一种用于光罩传载装置的电线整束结构，包含具有第一直径的收纳管；具有第二直径的缠绕部，固定于所述收纳管之上；具有第三直径的抵顶部，固定于所述缠绕部之上。所述第一直径小于所述第二直径，且所述第二直径小于所述第三直径。

本发明某些实施例提供一种光罩传载装置，其包括控制器、机械手臂、固持部、扭力传感器、电线整束结构和电线。所述机械手臂的一端连接所述控制器，另一端连接于固持部。所述机械手臂包含垂直部与水平部，所述垂直部与所述固持部相连。所述扭力传感器置于所述机械手臂的垂直部与所述固持器之间。所述电线整束结构放置于所述水平部，包含收纳管、固定于所述收纳管之上的缠绕部和固定于所述缠绕部之上的抵顶部，其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径。其中所述电线通过所述收纳管、缠绕于所述缠绕部并抵止于所述抵顶部。

附图说明

由以下详细说明与附随图式得以最佳了解本申请案揭示内容的各方面。注意，根据产业的标准实施例，各种特征并非依比例展示。实际上，为了清楚讨论，可任意增大或缩小各种特征的尺寸。

图1是根据一些实施例说明光罩传载装置的例示布局示意图。

图2是根据一些实施例说明的光罩传载装置的上视图。

图3是根据一些实施例说明的机械手臂与固持部的横截面示意图。

图4是根据一些实施例说明的用于光罩传载装置的电线整束结构的横截面示意图。

图5是根据一些实施例说明的电线整束结构的立体图。

图6是根据一些实施例说明的电线整束结构的分解图。

具体实施方式

以下揭示内容提供许多不同的实施例或范例，用于实施本申请案的不同特征。元件与布置的特定范例的描述如下，以简化本申请案的揭示内容。当然，这些仅为范例，并非用于限制本申请案。例如，以下描述在第二特征上或上方形成第一特征可包含形成直接接点的第一与第二特征的实施例，也可包含在所述第一与第二特征之间形成其它特征的实施例，因而所述第一与第二特征并非直接接点。此外，本申请案可在不同范例中重复元件符号和/或字母。此重复是为了简化与清楚的目的，而非支配不同实施例和/或所讨论架构之间的关系。再者，本申请案所述的一些方法实施例是以特定顺序进行；然而，其它方法实施例可考量以任何逻辑顺序进行。

再者，本申请案可使用空间对应语词，例如“之下”、“低于”、“较低”、“高于”、“较高”等类似语词的简单说明，以描述图式中一个元件或特征与另一元件或特征的关系。空间对应语词是用以包括除了图式中描述的位向之外装置于使用或操作中的不同位向。装置或可被定位(旋转90度或是其它位向)，并且可相应解释本申请案使用的空间对应描述。

本申请案所描述的实施例涉及堆叠和/或接合结构，更特别地涉及具有至少延伸穿过半导体衬底的通路的堆叠与/接合结构。所述领域的一般技术人员可轻易理解本申请案实施例的各种修饰，所述些修饰也可用于其它实施例中。

机械手臂(Robot)具有移动与转动的功能，然而，机械手臂频繁的转动会造成内部电线(cable)过度扭曲，进而造成传感器将产生的错误信号传到控制器(controller)，致使机械手臂于转动时瞬间停止。瞬间停止可能造成放置于机械手臂固持器(gripper)上的光罩破损，因此增加生产成本。再者，修缮过度扭曲的内部电线约需停止晶片传输装置的操作达数小时，降低生产性能。

本申请案是为解决用于光罩传输装置中的机械手臂内部电线(cable)过度扭曲的问题。由于光罩传输需要较晶片传输具有更精准的控制机构，用于光罩传输装置中的机械手臂通常会设置扭力传感器(torque force sensor)于机械手臂与固持器之间。当固持器相对机械手臂转动，连接固持器与控制器的电线也一并扭转。所述电线的一端连接固持器，通过机械手臂本体，另一端连接控制器。由于机械手臂本体内容纳电线的空间有限，致使电线常因频繁的固持器旋转动作而过度扭曲。所述扭力传感器针对机械手臂本体内电线扭曲产生错误信号并传送给控制器，控制器接收到错误信号后会直接停止固持器的作动以避免机械手臂损坏。然而，瞬间停止固持器的作动容易造成其上的光罩因外力而破损。

图1是根据一些实施例说明光罩传载装置10的例示布局示意图。光罩传载装置10至少包含光罩处置模块10A与相邻的曝光模块10B。机械手臂装置100包含机械手臂本体、控制器和固持部(详见图3)。固持部夹取光罩来回运送于光罩处置模块10A的装载口1(loadport 1)101或装载口2(load port 2)102、内部光罩库103(Internal Reticle Library)、内部光罩检测区105(Internal Reticle Inspection，IRIS)和曝光模块10B的转台107(Turret)之间。某些实施例中，转台107(Turret)与光罩槽107'(Reticle Slot)之间由另一个机械机构(未图示)互换光罩。

由于来回运送光罩涉及控制器发出信号，操控机械手臂本体的移动、转动以及固持部的转动，位于固持部以及机械手臂本体中的电线如果未妥善固定，那么容易扭曲损坏。图2是根据一些实施例说明的光罩传载装置20的上视图。控制器201连接第一机械手臂202，进行相对于X方向产生θ1角度的旋转。第一机械手臂202连接第二机械手臂203，进行相对于第一机械手臂202延伸方向产生θ2角度的旋转。第二机械手臂203连接固持器204，进行相对于第二机械手臂203延伸方向产生θ3角度的旋转。某些实施例中，θ3角度可达到90度到180度之间，有时甚至可接近360度。某些实施例中，来回运送光罩于上述区域之间，是第一机械手臂202、第二机械手臂203和固持部204之间相对转动配合所造成。如图3所示，第一机械手臂202的一端连接于控制器201，另一端连接于第二机械手臂203。第二机械手臂203的一端连接于第一机械手臂202，另一端连接于固持器204。

图3是根据一些实施例说明的机械手臂203与固持部204的横截面示意图。图3仅展示图2中第二机械手臂203以及固持部204的横截面。如图3所示，第二机械手臂203具有第一垂直部2033与第一水平部2031。某些实施例中，第一机械手臂202具有第二垂直部与第二水平部。第二机械手臂203的第一垂直部2033与固持部204相连，其间可另外放置第一垂直部凸缘(flange)2035以及扭力传感器205。固持部204底部可具有固持部凸缘2041。某些实施例中，固持部204具有弹簧装置(未图示)以消除夹取光罩时的震动外力。

当固持部204相对于第一垂直部2033的扭力过大时会触发扭力传感器205将错误信号经由扭力传感器电线传给控制器201，控制器201遂通过通信电线传送off信号，以激活保护机械手臂的停止作动机构。扭力传感器电线以及通信电线都通过第一垂直部2033并进入第一水平部2031，进而经过第一机械手臂202而延伸到控制器201。常规技术中容许扭力传感器电线和通信电线通过的第一垂直部2033具有狭长中空腔体，所述中空腔体设计刚好能够容纳需要通过的电线数量，因此，当处于第一水平部2031的多条电线为静止，而连接到固持部204的多条电线随固持部204旋转时，会造成第一垂直部2033中多条电线的互相摩擦扭曲，而触发扭力传感器205产生错误信号。

图4是根据一些实施例说明的用于光罩传载装置的电线整束结构400的横截面示意图。电线整束结构400包含收纳管401A、缠绕部401B和抵顶部401C。某些实施例中，收纳管401A、缠绕部401B和抵顶部401C彼此通过螺丝固定，进而达到无相对运动而可共同旋转的功效。如图4所示，缠绕部401B以及抵顶部401C放置于第一水平部2031，而收纳管401A上段也置于第一水平部2031，下段则延伸到第一垂直部2033，并与固持部204相连。某些实施例中，电线整束结构400进一步具有固定于收纳管401A的垫片401D抵住固持部204。电线403穿过收纳管401A以及缠绕部401B的中空腔体，并通过缠绕部401B的通孔(详见图5)由中空腔体延伸到缠绕部401B外侧，缠绕于缠绕部401B的侧表面上。缠绕于缠绕部401B的侧表面的电线403抵止于抵顶部401C是为了防止电线403由缠绕部401B脱落。

图5是根据一些实施例说明的电线整束结构50的立体图。某些实施例中，收纳管401A和缠绕部401B都包含中空腔体，且所述中空腔体互相对准，致使电线可以不弯曲的方式穿过收纳管401A和缠绕部401B的中空腔体。由图5可知，抵顶部401C上表面具有多个螺孔4011，可通过螺栓作为抵顶部401C和缠绕部401B的固定机构。缠绕部401B的上表面(即，与抵顶部401C的下表面接触的表面)具有通孔407。通孔407是在缠绕部401B上表面的凹槽，容许通过收纳管401A和缠绕部401B的中空腔体的电线由通孔407拉出，并缠绕于缠绕部401B的侧表面。某些实施例中，电线于缠绕部401B的侧表面缠绕多于一圈，例如，缠绕四圈或五圈较能达到电线整束的效果。抵顶部401C是作为缠绕于缠绕部401B的侧表面的电线的止抵机构，防止侧表面的电线于固持部转动时脱离缠绕部401B的侧表面。某些实施例中，抵顶部401C也具有中空腔体，对准于收纳管401A和缠绕部401B的中空腔体。

如图5所示，收纳管401A与缠绕部401B之间存在连接部405，具有不连续的管径宽度(详见图6)。收纳管401A底部固接于垫片401D，垫片401D上可具有多个螺孔4013，通过螺栓通过所述多个螺孔4013与固持部(详见图4)相接。经由上述固定机构，收纳管401A、缠绕部401B和抵顶部401C彼此不做相对运动。随着固持部的转动，收纳管401A、缠绕部401B和抵顶部401C做相同程度的转动。

图6是根据一些实施例说明的电线整束结构60的分解图。如图6所示，收纳管401A具有直径A，缠绕部401B具有直径B，抵顶部401C具有直径C。此处所述的直径是通过测量各部件的外表面相距180度的两点而得。某些实施例中，收纳管401A的直径A小于缠绕部401B的直径B。如果收纳管401A的直径A大于缠绕部401B的直径B，代表缠绕部401B的中空腔体较收纳管401A的中空腔体更窄，对于垂直穿过中空腔体的电线转动产生更多限制，因此本揭露不采取直径A大于直径B的方面。某些实施例中，缠绕部401B的直径B小于抵顶部401C的直径C。如果缠绕部401B的直径B大于抵顶部401C的直径C，抵顶部401C将失去止抵作用，即缠绕于缠绕部401B侧表面的电线容易从所述侧表面脱落。某些实施例中，抵顶部401C的直径C至少大于缠绕部401B的直径B加上电线的直径，以有效抵止固持部转动时电线在缠绕部401B侧表面所产生的位移。

参见图6，抵顶部401C具有多个螺孔4011，某些实施例中，缠绕部401B的上表面也具有多个相应的螺孔4011'，通过螺栓通过所述多个螺孔4011、4011'将抵顶部401C与缠绕部401B相接。通孔407置于缠绕部401B的上表面，位于两螺孔4011'之间。通孔407可视为缠绕部401B上表面的缺口，与缠绕部401B的中空腔体相通。某些实施例中，扭力传感器电线经过收纳管401A与缠绕部401B的中空腔体，通过通孔407到达缠绕部401B的侧表面，由侧表面的上部往侧表面的下部缠绕4到5圈，并往机械手臂的水平部延伸，连接到控制器。

参见图2与图6，某些实施例中，当固持器204相对于第二机械手臂203延伸方向产生θ3角度的旋转时，扭力传感器电线会向固持器204方向拉扯，使得位于缠绕部401B侧表面的电线收紧。此时收纳管401A、缠绕部401B和抵顶部401C都与固持器204一同产生前述θ3角度的旋转。当固持器204对准于第二机械手臂203延伸方向(即，产生的θ3角度为0)时，位于缠绕部401B侧表面的扭力传感器电线会回到原本缠绕时的放松状态。通过电线整束结构对电线导引式的收紧与放松，穿过收纳管401A的扭力传感器电线只会产生沿着收纳管401A两端方向的位移，而本身不会产生扭曲，造成破损或触发错误信号。

实施例提供一种光罩传载装置，其包含控制器、机械手臂、固持部和电线整束结构。所述机械手臂的一端连接所述控制器，另一端连接于固持部。所述机械手臂包含第一垂直部与第一水平部，所述第一垂直部与所述固持部相连。所述电线整束结构包含收纳管和缠绕部，其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径

另一实施例提供一种用于光罩传载装置的电线整束结构，包含具有第一直径的收纳管；具有第二直径的缠绕部，固定于所述收纳管之上；具有第三直径的抵顶部，固定于所述缠绕部之上。所述第一直径小于所述第二直径，且所述第二直径小于所述第三直径。

另一实施例提供一种光罩传载装置，其包括控制器、机械手臂、固持部、扭力传感器、电线整束结构和电线。所述机械手臂的一端连接所述控制器，另一端连接于固持部。所述机械手臂包含垂直部与水平部，所述垂直部与所述固持部相连。所述扭力传感器置于所述机械手臂的垂直部与所述固持器之间。所述电线整束结构放置于所述水平部，包含收纳管、固定于所述收纳管之上的缠绕部和固定于所述缠绕部之上的抵顶部，其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径。其中所述电线通过所述收纳管、缠绕于所述缠绕部并抵止于所述抵顶部。

前述内容概述一些实施例的特征，因而所属领域的技术人员可更加理解本申请案揭示内容的各方面。所属领域的技术人员应理解可轻易使用本申请案揭示内容作为基础，用于设计或修饰其它工艺与结构而实现与本申请案所述的实施例具有相同目的和/或达到相同优点。所属领域的技术人员也应理解此均等架构并不脱离本申请案揭示内容的精神与范围，且所属领域的技术人员可进行各种变化、取代与替换，而不脱离本申请案揭示内容的精神与范围。

符号说明

10 光罩传载装置

10A 光罩处置模块

10B 曝光模块

100 机械手臂装置

101 装载口1

102 装载口2

103 内部光罩库

105 内部光罩检测区

107 转台

107' 光罩槽

20 光罩传载装置

201 控制器

202 第一机械手臂

203 第二机械手臂

2031 第一水平部

2033 第一垂直部

2035 第一垂直部凸缘

204 固持部

2041 固持部凸缘

θ1 角度

θ2 角度

θ3 角度

205 扭力传感器

400 电线整束结构

401A 收纳管

401B 缠绕部

401C 抵顶部

401D 垫片

4011 螺孔

4011' 螺孔

4013 螺孔

403 电线

407 通孔

50 电线整束结构

60 电线整束结构

Claims (10)

1.一种光罩传载装置，其包括：

控制器；

机械手臂，其一端连接所述控制器；

固持部，连接于所述机械手臂的另一端；其中所述机械手臂包含第一垂直部与第一水平部，所述第一垂直部与所述固持部相连；

电线整束结构，放置于所述第一水平部，包含：

收纳管；以及

缠绕部，固定于所述收纳管之上，

其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述收纳管与所述缠绕部都包含中空腔体。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述缠绕部的上表面进一部包含缺口，与缠绕部的中空腔体相通。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述电线整束结构进一步包含抵顶部，置于所述缠绕部之上，所述抵顶部的直径大于所述缠绕部的直径。

5.根据权利要求3所述的装置，进一步包含电线，通过所述缠绕部的所述上表面的所述缺口。

6.一种用于光罩传载装置的电线整束结构，包含：

收纳管，具有第一直径；

缠绕部，固定于所述收纳管之上，具有第二直径；以及

抵顶部，固定于所述缠绕部之上，具有第三直径，

其中所述第一直径小于所述第二直径，且所述第二直径小于所述第三直径。

7.根据权利要求6所述的电线整束结构，其中所述收纳管、所述缠绕部、所述抵顶部都具有相互对准的中空腔体，且所述缠绕部的上表面具有缺口与所述中空腔体相通。

8.根据权利要求7所述的电线整束结构，其中所述缠绕部的侧表面缠绕通过所述缺口的电线。

9.一种光罩传载装置，其包括：

控制器；

机械手臂，其一端连接所述控制器；

固持部，连接于所述机械手臂的另一端；其中所述机械手臂包含垂直部与水平部，所述垂直部与所述固持部相连；

扭力传感器，置于所述机械手臂的垂直部与所述固持部之间；

电线整束结构，放置于所述水平部，包含：

收纳管；

缠绕部，固定于所述收纳管之上；以及

抵顶部，固定于所述缠绕部之上，

其中所述收纳管的直径小于所述缠绕部的直径；以及

电线，通过所述收纳管、缠绕于所述缠绕部并抵止于所述抵顶部。

10.根据权利要求9所述的装置，其中缠绕于所述缠绕部的电线随着所述固持部相对于所述机械手臂垂直部的相对转动而松开或收紧。