CN107870509A - 一种掩模版库设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种掩模版库设备，包括版库升降机构和版库解锁机构，所述版库升降机构包括垂向支撑板和平行安装在所述垂向支撑板同一侧的多个版盒升降模块，所述版盒升降模块包括版盒支撑板、导轨组件及驱动组件，所述驱动组件驱动所述版盒支撑板沿着所述导轨组件垂向滑动。本发明提供的一种掩模版库设备能够保证多个版盒升降模块的正交性，同时能方便维修和维护。

Description

一种掩模版库设备

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种掩模版库设备。

背景技术

光刻设备是一种将掩模版上的图案曝光成像到硅片或玻璃基板上的设备，掩模版需要传输到运动台上进行曝光，外部版库是物料与光刻设备的接口，对于昂贵的掩模版来说，与物料的接口设计尤为重要。

外部版库是工厂自动化过程中的物料接口，用户将带有掩模版的版盒支撑板放置在外部版库上，在正常的操作流程中，外部版库检测到版盒后，进而开锁版盒，垂向运动至交接位，从而机械手可以顺利的取走掩模版；同时在光刻设备中，对版库可能存在以下几种要求：

需要配置多个版库，提高存储与传输效率；

由于国际半导体设备材料产业协会(SEMI)对版盒支撑板的要求，六槽掩模版需要通过版库垂向运动到交接位后取版；

出于掩模版和版叉的安全考虑，版库设备通常需要一定的机械保护设计。

其中，由于标准对六槽版盒的形状限定，必须先进行版盒开锁后才能进行取版，解锁后盒子保持原位，这样的情况下机械手无法进行自身垂向运动逐槽取版，而是版库带动板架垂向运动到交接位后到指定高度后机械手进行取版。图1所示为板架取版示意图，101为标准6槽板架，102为掩模版，103为取放掩模版的版叉托版部分，104为安装在版叉上的安全叉，105为保护设计E型槽，由于六槽板架自身间隙非常小，设计保护掩模版的E型槽对于六槽版盒来说非常重要。如果版库垂向运动与地面不正交，当控制***命令版库垂向运动标准版槽距离到下一槽后，实际上运动小于标准版槽距离，而对于整个版库行程来说，垂向误差影响会更大，可能导致机械手在第一槽能够取版，但是在第六槽却不能取版，因此垂向运动的正交性直接影响交接的安全性；此外，为了保护掩模版和版叉的安全，目前的已有版库设计中通常增加E型槽设计(专利号CN203720526U中已经设计此E型槽)，E型槽的设计是为了保护版叉及掩模版的安全，其基本原理是：

机械手版叉上装有力矩传感器，版叉安全叉104的尺寸比取放掩模的版叉托板部分103大，异常流程中，两侧的安全叉104先碰触到E型槽105或者框架其它部分，此时力矩传感器触发，从而机械手停止运动，保证掩模版物料安全；

正常交接过程中，安全叉相对于版叉托板部分103先进入E型槽105，从而限制了版叉的运动，当发生异常时，版叉不会碰触掩模版；因此保证了物料的安全。

目前主要的版库设计形式是版库模块作为单独一个整体，装在光刻设备的框架上，如图2所示，当光刻设备配置多个版库时，很容易出现以下问题：各个版库的垂向运动正交性不一致；当多个版库安装在同一框架后，难以靠框架整体调平来满足多个版库垂向轴运动正交性。

根据图2可知，放版面202水平难以靠版库框架201装调保证，如果每个版库单独设计调平，调平也只是能够满足放版面202水平，而E型槽的水平只能是通过尺寸链间接保证，由于E型槽和版叉安全叉在垂直方向的保护间隙小于0.5mm，算上机械手重复性及版叉抖动和装调误差，版库垂向轴重复性等因素，因此E型槽自身安装的水平误差得控制非常小，而按照目前的方式如果安装存在问题，E型槽的水平将得不到测量；误差就没法控制；此外每次维修维护与替换具有很大的重复性，因为每次维修维护与替换之后，版库的交接工位都得重新标定，这样就非常麻烦。

所以，如何提供一种掩模版库设备来减少上述弊端已成为业界亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掩模版库设备以解决现有技术中多版盒升降模块正交性难以满足和维护维修不方便的问题。

本发明提供的一种掩模版库设备包括版库升降机构和版库解锁机构，所述版库升降机构包括垂向支撑板和平行安装在所述垂向支撑板同一侧的多个版盒升降模块，所述版盒升降模块包括版盒支撑板、导轨组件及驱动组件，所述驱动组件驱动所述版盒支撑板沿着所述导轨组件垂向滑动。

可选的，所述驱动组件包括垂向丝杠和垂向电机，所述垂向电机驱动所述垂向丝杠运动，进而驱动所述版盒支撑板做垂向运动。

可选的，所述版盒升降模块还包括光栅尺组件，所述光栅尺组件包括读头和光栅尺，所述光栅尺固定在所述垂向支撑板上，所述读头固定在所述版盒支撑板上。

可选的，所述版盒升降模块还包括对取版版叉限位的E型槽，所述E型槽水平安装在垂向支撑板上，与取版工位水平一致。

可选的，所述版库解锁机构垂直安装在所述垂向支撑板上，与所述版盒升降模块一一对应。

可选的，所述版库解锁机构通过定位销定位悬挂在所述垂向支撑板上。

可选的，所述掩膜版库设备还包括版库框架，所述版库升降机构和版库解锁机构固定安装在所述版库框架上，并通过位于所述版库框架上的一水平调节机构进行调平。

综上所述，本发明的掩模版库设备包括版库升降机构和版库解锁机构，所述版库升降机构包括多个版盒升降模块和垂向支撑板，其中所述多个版盒升降模块平行安装在所述垂向支撑板同一侧，所述版库解锁机构与所述垂向支撑板相固定。通过采用多个版盒升降模块连接同一个垂向支撑板的方式，所有版盒升降模块在垂向支撑板的同一面，并且版盒升降模块之间相互平行，从而版盒升降模块的正交性就会得到保证。进一步的，将版库解锁机构和版库升降机构设计成可拆分的模式，出现问题时，可直接将版库解锁机构取下，安装新的元件，极大的提高了维修的效率。

附图说明

图1是现有的版叉取版示意图；

图2是现有的掩模版库设备示意图；

图3是发明一实施例中版库升降机构的结构图；

图4是发明一实施例中版库解锁机构与版库升降机构的连接示意图；

图5是发明一实施例中掩模版库设备示意图。

图中标号:

101-标准6槽板架；102-掩模版；103-取放掩模版的版叉托版部分；104-版叉安全叉；105-E型槽；201-版库框架；202-放版面；301-垂向电机；302-垂向丝杆；303-读头；304-光栅尺；305-版盒支撑板；306-垂向轴方向；307-垂向支撑板；308-导轨组件；309-取放版方向；401-版库解锁机构；402-版盒升降模块；501-版库升降机构和版库解锁机构；502-水平调节机构；503-第一窗口；504-第二窗口；505-背面安装方向。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种掩模版库设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

现有的掩模版库设备存在难以保证多个版盒升降模块的正交性和维修维护不方便的问题。发明人经过长期的研究和实验，研发出了一种新型的掩模版库设备，解决了上述的问题。

本发明提供一种掩模版库设备，具体包括：版库升降机构和版库解锁机构，所述版库升降机构包括垂向支撑板和平行安装在所述垂向支撑板同一侧的多个版盒升降模块，所述版盒升降模块包括版盒支撑板、导轨组件及驱动组件，所述驱动组件驱动所述版盒支撑板沿着所述导轨组件垂向滑动。

图3为本发明一实施例中版库升降机构的结构图，如图3所示，包括垂向支撑板307和两个相同的版盒升降模块，所述版盒升降模块平行安装在垂向支撑板307同一侧上，所述版盒升降模块包括版盒支撑板305(本发明所述的版盒支撑板均符合SEMI的要求)、导轨组件308及驱动组件，所述驱动组件驱动所述版盒支撑板305沿着所述导轨组件308垂向滑动。因为所述版盒升降模块安装在垂向支撑板307同一侧，并且版盒升降模块之间相互平行，两个版盒升降模块的正交性就始终一致。本实施例中的版盒升降模块的数量为两个，可以理解的是，其数量还可以是两个以上，可以依据实际需求进行灵活设定。

所述驱动组件包括垂向电机301和垂向丝杆302，所述垂向电机301驱动所述垂向丝杠302运动，进而驱动所述版盒支撑板305做垂向运动。

所述版盒升降模块还包括光栅尺组件，所述光栅尺组件包括读头303和光栅尺304，所述光栅尺304固定在所述垂向支撑板上，所述读头303固定在所述版盒支撑板上，所述光栅尺组件连接所述版盒支撑板305，用于检测版盒支撑板305的位移。

所述版盒升降模块还包括对取版版叉限位的E型槽305，所述E型槽305水平安装在垂向支撑板上，与取版工位水平一致。

由于在取放版方向309上，所述E型槽105的水平影响较大，而直接安装在垂向支撑板307上，E型槽305的水平则减少了传递过程，从而水平精度得到保证，并且在机械装配存在问题时，有足够的空间放置水平仪对E型槽105和版盒支撑板305进行水平测试，保证了装配时的水平一致性。

版盒支撑板305与导轨组件308相配合，通过导轨组件308自身的基准面传递精度至版盒支撑板305，使得版盒支撑板305的水平方向和垂向轴方向正交，进一步保障了版盒升降模块水平方向和垂向轴方向正交。

图4是发明一实施例中版库解锁机构与版库升降机构的连接示意图。参见图4，所述版库解锁机构401垂直安装在所述垂向支撑板307上，且与所述版盒升降模块402一一对应，所述版库解锁机构401和垂向支撑版307设计成可分离模式，具体的，所述版库解锁机构401通过定位销定位悬挂在所述垂向支撑板307上，且与所述版盒升降模块402在垂向支撑板307的同一侧，所述版库解锁组件内部设计可以按照现有技术进行(例如参照背景技术中的专利号CN203720526U)，此处就不在做过多的阐述。当然，所述可分离模式不仅仅限于定位销定位模式，例如，还可以是通过卡槽进行固定，或者采用螺栓进行固定等。

当所述版库解锁机构存在问题时，可以直接拆卸旧的解锁组件，安装已经装调好的解锁组件，而不是向以往那样需要将整个旧版库取下，再安装新的版库，大大提高了维修的效率。

图5是发明一实施例中掩模版库设备的示意图。参见图5，从版库框架背面方向(即光刻设备中面向用户的一面)看，包括版库框架201，安装在版库框架201上的水平调节机构502，位于版库框架201正面的第一窗口503和第二窗口504，所述版库升降机构和版库解锁机构501从版库背面方向505固定安装在版库框架上201，所述版库框架包围所述版库升降机构和版库解锁机构501。

所述水平调节机构502可以调节所述版库框架201旋转，并用水平仪测试外部版库放版平面水平。

所述第一窗口503用于方便机械手进入版库设备取版。

所述第二窗口504用于部件维修，由于版库可以旋转，因此提高了各部件维修的可操作性。

当所述版盒升降模块出现问题时，可以将整个外部版库连同解锁机构从框架背面拆卸，替换新的版盒升降模块。由于整个版库的水平跟容易得到保证及从背面安装，所以相对于前版库设计，更加方便维修维护。

综上所述，本发明采用两个版盒升降模块连接同一个垂向支撑板的方式，所有版盒升降模块在垂向支撑板的同一面，并且版盒升降模块之间相互平行，从而版盒升降模块的正交性就会得到保证。同时将版库解锁机构和版库升降机构设计成可拆分的模式，出现问题时，可直接将版库解锁机构取下，安装新的元件，极大的提高了维修的效率。所以本发明既满足了掩模版库设备中多个版盒升降模块正交性的要求，同时方便了维修和维护。

本发明的实施例以包含两个版盒升降模块为例，同样的包含两个以上的版盒升降模块也同样适用于本发明。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种掩模版库设备，包括版库升降机构和版库解锁机构，其特征在于，所述版库升降机构包括垂向支撑板和平行安装在所述垂向支撑板同一侧的多个版盒升降模块，所述版盒升降模块包括版盒支撑板、导轨组件及驱动组件，所述驱动组件驱动所述版盒支撑板沿着所述导轨组件垂向滑动。

2.如权利要求1所述的一种掩模版库设备，其特征在于，所述驱动组件包括垂向丝杠和垂向电机，所述垂向电机驱动所述垂向丝杠运动，进而驱动所述版盒支撑板做垂向运动。

3.如权利要求1所述的一种掩模版库设备，其特征在于，所述版盒升降模块还包括光栅尺组件，所述光栅尺组件包括读头和光栅尺，所述光栅尺固定在所述垂向支撑板上，所述读头固定在所述版盒支撑板上。

4.如权利要求1所述的一种掩模版库设备，其特征在于，所述版盒升降模块还包括对取版版叉限位的E型槽，所述E型槽水平安装在垂向支撑板上，与取版工位水平一致。

5.如权利要求1所述的一种掩模版库设备，其特征在于，所述版库解锁机构垂直安装在所述垂向支撑板上，与所述版盒升降模块一一对应。

6.如权利要求5所述的一种掩模版库设备，其特征在于，所述版库解锁机构通过定位销定位悬挂在所述垂向支撑板上。

7.如权利要求1所述的一种掩模版库设备，其特征在于，所述掩膜版库设备还包括版库框架，所述版库升降机构和版库解锁机构固定安装在所述版库框架上，并通过位于所述版库框架上的一水平调节机构进行调平。