機(jī)械手臂、傳送裝置及曝光設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種機(jī)械手臂，包括：手臂主體、手臂尖端和對(duì)位輔助裝置；所述手臂主體與手臂尖端相連，所述對(duì)位輔助裝置活動(dòng)設(shè)置于所述手臂主體上。在本實(shí)用新型提供的機(jī)械手臂、傳送裝置及曝光設(shè)備中，所述機(jī)械手臂上設(shè)置有對(duì)位輔助裝置能夠準(zhǔn)確判斷所述機(jī)械手臂與所述卡盤的相對(duì)位置，避免由于人為誤判導(dǎo)致所述機(jī)械手臂與卡盤發(fā)生摩擦而影響設(shè)備運(yùn)行并縮短機(jī)械手臂的使用壽命。
【專利說明】機(jī)械手臂、傳送裝置及曝光設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)械手臂及包含所述機(jī)械手臂的傳送裝置和曝光設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻是半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵工藝之一，通過光刻工藝能夠?qū)⒐庋谀０迳系奶卣鲌D形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體器件上。為了在半導(dǎo)體器件的各個(gè)膜層中形成各種特征圖形，通常需要進(jìn)行多次光刻。
[0003]光刻工藝的核心設(shè)備是曝光設(shè)備，所述曝光設(shè)備包括傳送裝置和曝光腔室，所述傳送裝置將涂布有光刻膠的硅片或玻璃基板傳送至曝光腔室中進(jìn)行曝光，從而將光掩模板上的特征圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中曝光設(shè)備的傳送裝置通常包括機(jī)械手臂和卡盤，所述卡盤與所述曝光腔室連接。傳送過程中機(jī)械手臂先將硅片或玻璃基板轉(zhuǎn)移給卡盤，再通過卡盤將硅片或玻璃基板傳送至曝光腔室中。
[0005]請(qǐng)參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的傳送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述傳送裝置100包括機(jī)械手臂110和卡盤120，其中，機(jī)械手臂110的手臂尖端111比較窄，卡盤120具有凹槽121，卡盤120的凹槽121比機(jī)械手臂110的手臂尖端111稍寬，在轉(zhuǎn)移硅片或玻璃基板之前需要調(diào)整機(jī)械手臂110與卡盤120的相對(duì)位置，使機(jī)械手臂110的手臂尖端111對(duì)準(zhǔn)并靠近卡盤120的凹槽121。若轉(zhuǎn)移時(shí)機(jī)械手臂110的手臂尖端111沒有對(duì)準(zhǔn)卡盤120的凹槽121，機(jī)械手臂110和卡盤120之間會(huì)出現(xiàn)摩擦，摩擦導(dǎo)致卡盤120的邊緣產(chǎn)生毛刺或變形，這會(huì)引起設(shè)備的真空偵測異常，同時(shí)，摩擦也會(huì)對(duì)機(jī)械手臂110造成損傷，縮短機(jī)械手臂110的使用壽命。
[0006]目前，由于判斷機(jī)械手臂110與卡盤120的相對(duì)位置只能依靠肉眼進(jìn)行估計(jì)，因此并不精確。而且，由于曝光設(shè)備中各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)非常緊湊，肉眼很難看清楚機(jī)械手臂110與卡盤120的位置。所以，按照目前的判斷方式不能保證兩者完全居中，這給曝光設(shè)備的運(yùn)行留下很大的隱患。
[0007]因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)的曝光設(shè)備由于機(jī)械手臂與卡盤不能對(duì)準(zhǔn)影響設(shè)備運(yùn)行并縮短機(jī)械手臂的使用壽命的問題成為當(dāng)前亟需解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種機(jī)械手臂、傳送裝置及曝光設(shè)備，以解決現(xiàn)有的曝光設(shè)備由于機(jī)械手臂與卡盤不能對(duì)準(zhǔn)影響設(shè)備運(yùn)行并縮短機(jī)械手臂的使用壽命的問題。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種傳送裝置，所述機(jī)械手臂包括:手臂主體、手臂尖端和對(duì)位輔助裝置；
[0010]所述手臂主體與手臂尖端相連，所述對(duì)位輔助裝置活動(dòng)設(shè)置于所述手臂主體上。
[0011]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述對(duì)位輔助裝置包括:激光發(fā)射器、反射透鏡組和基座；
[0012]所述激光發(fā)射器和反射透鏡組位于所述基座的同一側(cè)并固定于所述基座上，所述激光發(fā)射器的發(fā)射方向?qū)?zhǔn)所述反射透鏡組。
[0013]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述反射透鏡組包括依次排列的第一半反射透鏡、第二半反射透鏡、第三半反射透鏡和全反射透鏡；
[0014]所述第一半反射透鏡、第二半反射透鏡、第三半反射透鏡和全反射透鏡相互平行且均與所述基座的表面垂直；
[0015]所述激光發(fā)射器的發(fā)射方向與所述第一半反射透鏡的表面成45°夾角。
[0016]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述第二半反射透鏡與第三半反射透鏡的間距根據(jù)所述手臂尖端的寬度進(jìn)行設(shè)置，所述第一半反射透鏡與全反射透鏡的間距根據(jù)與所述手臂尖端配套的凹槽的寬度進(jìn)行設(shè)置。
[0017]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述手臂主體上設(shè)置有滑槽，所述對(duì)位輔助裝置的底部設(shè)置有滑塊，所述滑槽的外形尺寸與所述滑塊的外形尺寸相適配。
[0018]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述滑塊的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置有沉頭螺絲。
[0019]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述基座包括第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板之間設(shè)置有轉(zhuǎn)軸；
[0020]所述第一基板和第二基板通過沉頭螺絲和彈性部件連接，所述彈性部件和沉頭螺絲分別位于所述轉(zhuǎn)軸的相對(duì)兩側(cè)。
[0021]優(yōu)選的，在所述的機(jī)械手臂中，所述第一基板靠近第二基板的一側(cè)和所述第二基板靠近第一基板的一側(cè)均設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)軸配合的圓弧形凹槽。
[0022]本實(shí)用新型還提供一種傳送裝置，所述傳送裝置包括:卡盤和如上所述的機(jī)械手臂；
[0023]所述卡盤具有凹槽，所述凹槽的寬度大于所述機(jī)械手臂的手臂尖端的寬度；
[0024]所述機(jī)械手臂上的第二半反射透鏡與第三半反射透鏡間距根據(jù)所述手臂尖端的寬度進(jìn)行設(shè)置，所述機(jī)械手臂上的第一半反射透鏡與全反射透鏡的間距根據(jù)所述凹槽的寬度進(jìn)行設(shè)置。
[0025]本實(shí)用新型還提供一種曝光設(shè)備，所述曝光設(shè)備包括如上所述的傳送裝置。
[0026]在本實(shí)用新型提供的機(jī)械手臂、傳送裝置及曝光設(shè)備中，所述機(jī)械手臂上設(shè)置有對(duì)位輔助裝置能夠準(zhǔn)確判斷所述機(jī)械手臂與所述卡盤的相對(duì)位置，避免由于人為誤判導(dǎo)致所述機(jī)械手臂與卡盤發(fā)生摩擦而影響設(shè)備運(yùn)行并縮短機(jī)械手臂的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的傳送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)位輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的機(jī)械手臂、傳送裝置及曝光設(shè)備作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0031]請(qǐng)參考圖2，其為本實(shí)用新型實(shí)施例的傳送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述機(jī)械手臂210包括:手臂主體211、手臂尖端212和對(duì)位輔助裝置230 ;所述手臂主體211與手臂尖端212相連，所述對(duì)位輔助裝置230活動(dòng)設(shè)置于所述手臂主體211上。
[0032]具體的，所述手臂尖端212與手臂主體211連為一體，隨著手臂主體211的移動(dòng)而移動(dòng)，所述手臂尖端212用于放置傳送對(duì)象。所述手臂主體211的上表面設(shè)置有滑槽213，所述對(duì)位輔助裝置230的底部設(shè)置有滑塊239，所述滑槽213的外形尺寸與所述滑塊239的外形尺寸相適配。需要使用所述對(duì)位輔助裝置230時(shí)，將所述滑塊239置于所述滑槽213中。不需要使用所述對(duì)位輔助裝置230時(shí)，只需將所述滑塊239從所述滑槽213中取出即可。如此，即可實(shí)現(xiàn)將所述對(duì)位輔助裝置230活動(dòng)設(shè)置于所述手臂主體211上的目的。
[0033]在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，所述對(duì)位輔助裝置230還可以通過其他方式活動(dòng)設(shè)置于所述手臂主體211上。比如，在所述手臂主體211上設(shè)置直線導(dǎo)軌，所述對(duì)位輔助裝置230通過螺絲與直線導(dǎo)軌的滑塊固定。不需要使用所述對(duì)位輔助裝置230時(shí)擰開螺絲取下即可。
[0034]請(qǐng)參考圖3，其為本實(shí)用新型實(shí)施例的對(duì)位輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，所述對(duì)位輔助裝置230包括:基座231、激光發(fā)射器232和反射透鏡組233 ;所述激光發(fā)射器232和反射透鏡組233位于所述基座231的同一側(cè)并與所述基座231固定，所述激光發(fā)射器232的發(fā)射方向?qū)?zhǔn)所述反射透鏡組233。
[0035]其中，所述基座231包括第一基板234和第二基板235，所述第一基板234靠近所述第二基板235的一側(cè)具有第一圓弧形凹槽，所述第二基板235靠近所述第一基板234的一側(cè)具有第二圓弧形凹槽，第一圓弧形凹槽和第二圓弧形凹槽位置相對(duì)且形狀相同，所述第一圓弧形凹槽和第二圓弧形之間設(shè)置有一轉(zhuǎn)軸236，所述轉(zhuǎn)軸236靠近所述反射透鏡組233。
[0036]同時(shí)，所述基座231具有三個(gè)螺紋孔，三個(gè)螺紋孔貫穿所述第一基板234和第二基板235，其中兩個(gè)螺紋孔靠近所述手臂尖端212，一個(gè)螺紋孔遠(yuǎn)離所述手臂尖端212，三個(gè)螺紋孔中都設(shè)置有螺絲，其中，靠近所述手臂尖端212的兩個(gè)螺紋孔中還設(shè)置有彈簧，所述彈簧與所述螺絲連接形成彈性部件237，遠(yuǎn)離所述手臂尖端212的螺紋孔中設(shè)置的是沉頭螺絲 238。
[0037]所述第一基板234和第二基板235之間連接有兩個(gè)彈性部件237和一個(gè)沉頭螺絲238，所述彈性部件237和沉頭螺絲238分別位于所述轉(zhuǎn)軸236的兩側(cè)，所述兩個(gè)彈性部件237靠近所述手臂尖端212，而所述沉頭螺絲238遠(yuǎn)離手臂尖端212。由于沉頭螺絲238可以上下擰動(dòng)，第一基板234可以實(shí)現(xiàn)繞所述轉(zhuǎn)軸236轉(zhuǎn)動(dòng)。所述沉頭螺絲238向下擰時(shí)，第一基板234圍繞所述轉(zhuǎn)軸236順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所述沉頭螺絲238向上擰時(shí)，第一基板234圍繞所述轉(zhuǎn)軸236逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038]優(yōu)選的，所述沉頭螺絲238設(shè)置于所述第一基板234的中心線上，所述兩個(gè)彈性部件237與所述中心線為對(duì)稱軸呈對(duì)稱設(shè)置。
[0039]在本實(shí)施例中彈性部件237是由螺絲和彈簧組成的，在其他實(shí)施例中也可以直接采用彈簧或其他具有彈性的材料。[0040]請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，所述滑塊239設(shè)置于所述第二基板235遠(yuǎn)離所述第一基板234的一側(cè)，所述滑塊239的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置有沉頭螺絲240。通過調(diào)整兩側(cè)的沉頭螺絲240，所述對(duì)位輔助裝置230可以沿著滑槽213來回移動(dòng)。
[0041]所述激光發(fā)射器232和反射透鏡組233均通過粘合或其他固定方式固定在所述基座231的表面上，其中，所述激光發(fā)射器232用于發(fā)射紅色激光。所述反射透鏡組233包括3個(gè)半反射透鏡和I個(gè)全反射透鏡，用于形成4束平行光。如圖3所示，所述反射透鏡組233包括依次排列的第一半反射透鏡241、第二半反射透鏡242、第三半反射透鏡243和全反射透鏡244，所述第一半反射透鏡241、第二半反射透鏡242、第三半反射透鏡243和全反射透鏡244相互平行并且均與所述基座231的表面垂直，所述激光發(fā)射器232的發(fā)射方向正對(duì)所述第一半反射透鏡241，并與所述第一半反射透鏡241的表面成45°夾角。
[0042]如圖3所示，所述激光發(fā)射器232發(fā)射的紅色激光沿著發(fā)射方向(X方向)射入所述第一半反射透鏡241，經(jīng)過第一半反射透鏡241的反射和透射，紅色激光分成兩束，其中一束光仍然沿著X方向發(fā)射，另一束光的發(fā)射方向(Y方向)垂直于最初的發(fā)射方向(X方向)，其沿著Y方向射入第二半反射透鏡242。同樣的，射入第二半反射透鏡242的紅色激光經(jīng)過第二半反射透鏡242的反射和透射分成兩束,一束仍然沿著X方向發(fā)射,另一束沿著Y方向射入第三半反射透鏡243，射入第三半反射透鏡243的紅色激光經(jīng)過第三半反射透鏡243的反射和透射也分成兩束,一束仍然沿著X方向發(fā)射,另一束沿著Y方向射入全反射透鏡244，射入全反射透鏡244的紅色激光經(jīng)過全反射透鏡244的全反射后沿著X方向發(fā)射。由此，形成了四束平行光，四束平行光的發(fā)射方向都均為X方向。
[0043]優(yōu)選的，所述第一半反射透鏡241、第二半反射透鏡242、第三半反射透鏡243和全反射透鏡244呈中心對(duì)稱設(shè)置。如此，形成的4束平行光中，第一束光和第四束光的中心線和第二束光和第三束光的中心線重合。
[0044]其中，所述第二半反射透鏡242與第三半反射透鏡243間距根據(jù)所述手臂尖端212的位置和寬度進(jìn)行設(shè)置，使得第二束光和第三束光的間距與所述手臂尖端212的寬度相等。而所述第一半反射透鏡241與全反射透鏡244的間距根據(jù)與所述手臂尖端212配套的凹槽的寬度進(jìn)行設(shè)置，使得第一束光和第四束光的間距與配套的凹槽的寬度相等。
[0045]另外，本實(shí)用新型還提供一種傳送裝置200，包括:卡盤220和如上所述的機(jī)械手臂 210。
[0046]具體的，所述卡盤220具有凹槽221，凹槽221的寬度大于所述機(jī)械手臂210的手臂尖端212的寬度。所述機(jī)械手臂210上設(shè)置有對(duì)位輔助裝置230，所述對(duì)位輔助裝置230中的第二半反射透鏡242與第三半反射透鏡243的間距根據(jù)所述手臂尖端212的寬度進(jìn)行設(shè)置。相應(yīng)的，第二束光和第三束光的間距與所述手臂尖端212的寬度相等。所述對(duì)位輔助裝置230的第一半反射透鏡241與全反射透鏡244的間距根據(jù)所述凹槽221的寬度進(jìn)行設(shè)置。相應(yīng)的，第一束光和第四束光的間距與所述凹槽221的寬度相等。
[0047]使用所述機(jī)械手臂210將硅片或玻璃基板等傳送對(duì)象轉(zhuǎn)移給所述凹槽221之前，需要調(diào)整所述機(jī)械手臂210與所述卡盤220的相對(duì)位置，使所述機(jī)械手臂210的手臂尖端212對(duì)準(zhǔn)并靠近所述卡盤220的凹槽221。為了避免所述機(jī)械手臂210的手臂尖端212與所述卡盤220的凹槽221發(fā)生摩擦，在轉(zhuǎn)移傳送對(duì)象之前需要啟動(dòng)所述對(duì)位輔助裝置230對(duì)所述手臂尖端212與所述凹槽221的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整。[0048]調(diào)整所述手臂尖端212與所述凹槽221的相對(duì)位置的主要過程如下:首先，由所述激光發(fā)射器232發(fā)射紅色激光，紅色激光經(jīng)過所述反射透鏡組233形成四束平行光；接著，調(diào)整所述第一基板234上的沉頭螺絲238使得第二束光和第三束光照射到手臂尖端212上；然后，調(diào)整所述滑塊239上的沉頭螺絲240使得第二束光和第三束光分別對(duì)準(zhǔn)手臂尖端212的邊緣，如此得到所述機(jī)械手臂210的第一位置；之后，再次調(diào)整所述第一基板234上的沉頭螺絲238使得第一束光和第四束光照射到所述卡盤220上；接著，調(diào)整所述滑塊239上的沉頭螺絲240，使得第一束光和第四束光分別對(duì)準(zhǔn)所述凹槽221的邊緣，如此得到所述機(jī)械手臂210的第二位置；最后，根據(jù)第一位置和第二位置調(diào)整所述機(jī)械手臂210的位置，使得手臂尖端212和凹槽221完全居中。
[0049]另外，本實(shí)用新型還提供一種光刻設(shè)備，包括如上所述的傳送裝置200。
[0050]綜上，在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)械手臂、傳送裝置及光刻設(shè)備中，所述機(jī)械手臂上設(shè)置有對(duì)位輔助裝置能夠準(zhǔn)確判斷所述機(jī)械手臂的手臂尖端與所述卡盤的凹槽之間的相對(duì)位置，避免由于人為誤判導(dǎo)致所述機(jī)械手臂與卡盤發(fā)生摩擦而影響設(shè)備運(yùn)行并縮短機(jī)械手臂的使用壽命。
[0051]上述描述僅是對(duì)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本實(shí)用新型范圍的任何限定，本實(shí)用新型領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械手臂，其特征在于，包括:手臂主體、手臂尖端和對(duì)位輔助裝置； 所述手臂主體與手臂尖端相連，所述對(duì)位輔助裝置活動(dòng)設(shè)置于所述手臂主體上。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述對(duì)位輔助裝置包括:激光發(fā)射器、反射透鏡組和基座； 所述激光發(fā)射器和反射透鏡組位于所述基座的同一側(cè)并固定于所述基座上，所述激光發(fā)射器的發(fā)射方向?qū)?zhǔn)所述反射透鏡組。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述反射透鏡組包括依次排列的第一半反射透鏡、第二半反射透鏡、第三半反射透鏡和全反射透鏡； 所述第一半反射透鏡、第二半反射透鏡、第三半反射透鏡和全反射透鏡相互平行且均與所述基座的表面垂直； 所述激光發(fā)射器的發(fā)射方向與所述第一半反射透鏡的表面成45°夾角。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述第二半反射透鏡與第三半反射透鏡的間距根據(jù)所述手臂尖端的寬度進(jìn)行設(shè)置，所述第一半反射透鏡與全反射透鏡的間距根據(jù)與所述手臂尖端配套的凹槽的寬度進(jìn)行設(shè)置。
5.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述手臂主體上設(shè)置有滑槽，所述對(duì)位輔助裝置的底部設(shè)置有滑塊，所述滑槽的外形尺寸與所述滑塊的外形尺寸相適配。
6.如權(quán)利要求5所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述滑塊的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置有沉頭螺絲。
7.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述基座包括第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板之間設(shè)置有轉(zhuǎn)軸； 所述第一基板和第二基板通過沉頭螺絲和彈性部件連接，所述彈性部件和沉頭螺絲分別位于所述轉(zhuǎn)軸的相對(duì)兩側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械手臂，其特征在于，所述第一基板靠近第二基板的一側(cè)和所述第二基板靠近第一基板的一側(cè)均設(shè)置有與所述轉(zhuǎn)軸配合的圓弧形凹槽。
9.一種傳送裝置，其特征在于，包括:卡盤和如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的機(jī)械手臂； 所述卡盤具有凹槽，所述凹槽的寬度大于所述機(jī)械手臂的手臂尖端的寬度； 所述機(jī)械手臂上的第二半反射透鏡與第三半反射透鏡間距根據(jù)所述手臂尖端的寬度進(jìn)行設(shè)置，所述機(jī)械手臂上的第一半反射透鏡與全反射透鏡的間距根據(jù)所述凹槽的寬度進(jìn)行設(shè)置。
10.一種曝光設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的傳送裝置。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK203630509SQ201320805345
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】胡曉棟 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司