掩模版定位存取機構的製作方法
2023-06-18 09:39:31 2
專利名稱：掩模版定位存取機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及光刻機設備，尤其是涉及光刻設備中的掩模版定位存取機構。 背景技木
現有的光刻設備中掩模版定位存取機構，如荷蘭阿斯麥(ASML)公司推出 的掩模版定位存取機構，包括驅動電機、由同步帶輪和豎向安裝的同步齒 形帶組成的同步帶輪機構、與同步帶輪平行安裝的分度定位輪，以及豎直設 置的導向槽。其升降運動由驅動電機直接驅動同步帶輪機構，同步齒形帶和 版庫升降臺掩^t版版盒託板通過齒形帶夾相連。這樣當驅動電機轉動時，版 庫升降臺掩模版版盒託板承載掩模版架在豎直方向上運動，同時該同步齒形 帶直接驅動分度定位輪作同步旋轉。
該機構的缺點如下
一、 同步齒形帶不但要直接承載掩模版版盒託板及其上掩模版架上下移 動，還要直接驅動分度定位論，使得同步齒形帶一直同時處於兩種受力狀態， 齒形帶容易因疲勞而損壞。而且同步齒形帶無法制動，必須靠驅動電機自身 的制動力矩制動，定位不準，工作不可靠，無法滿足工作需求。
二、 由於升降部分運動後定位不準確，當版叉從掩模版架取放掩膜板時 容易損壞掩模版。
發明內容
有鑑於此，本發明所要解決的技術問題是提供一種掩模版定位存取機構， 在保證定位精度的前提下，其升降機構只直接負責承載版盒託板，有效減少 機構疲勞受損情況，提高工作可靠性。
為解決上述技術問題，本發明採用了如下技術方案
一種掩模版定位存取機構，包括帶動掩模版版盒託板上下移動的升降機構和一用於對掩模版版盒託板位置進行定位的分度定位機構，所述掩模版版 盒託板直接與所述分度定位機構連接，帶動分度定位機構對其定位。
所述升降機構包括一支架、 一驅動組件及一導軌組件，所述驅動組件驅 動掩模版版盒託板沿導軌組件作直線往復運動。
所述驅動組件包括驅動電機、同步帶輪及同步齒形帶組件和滾珠絲槓螺 母組件，所述驅動電機帶動同步帶輪及同步齒形帶組件，所述同步帶輪及同 步齒形帶組件通過滾珠絲槓螺母組件帶動掩模版版盒託架沿導軌組件作直線 往復運動。
所述同步帶輪及同步齒形帶組件包括主動帶輪、第一齒形帶和從動帶 輪，所述驅動電機的輸出軸與主動帶輪的中心軸固定連接，所述主動帶輪經 所述第一齒形帶帶動所述從動帶輪轉動，所述從動帶輪的中心軸與滾珠絲槓 螺母組件的絲槓固定連接並帶動其轉動。
所述滾珠絲槓螺母組件包括相嚙合的螺母與絲槓，所述螺母與螺母支座 固定連接，並且所述螺母支座通過一升降溜板與所述掩^t版版盒託板固定連 接。
所述導軌組件包括固設在所述支架的一組豎嚮導軌座內的一組滾動導 軌，所述滾動導軌平行，沒置於所述滾珠絲槓螺母組件的絲槓兩側，且所述升 降溜板套設在所述滾動導軌上。
所述升降機構還包括一防塵蓋板，所述防塵蓋板安裝在所述升降溜板和 所述豎嚮導軌座之間。
所述分度定位機構包括定位傳動齒形帶、分度定位輪和定位傳動齒形 帶輪，所述定位傳動齒形帶分別帶動分度定位輪和定位傳動齒形帶輪轉動， 所述定位傳動齒形帶通過一齒形帶夾與掩模版版盒託板固定連接，且所述分 度定位輪的外圍均布若干個定位凹槽，所述掩模版版盒託板上的相鄰兩掩模 版對應部位的距離等於所述分度定位輪的相鄰定位凹槽對應部位在分度圓圓 周上的弧長距離。
所述分度定位輪的後部支架上裝有一與所述定位凹槽大小形狀相對應的 導向槽，所述導向槽的一個豎直面上設有上、下滑槽。
所述上、下滑槽的之間的隔板上設置一供版叉側面的導向銷在兩個滑槽之間轉換的銷孔通道。
本發明的有益效果是
由於分度定位機構不是由升降機構直接驅動，而改由版盒託板帶動，因 此，升降機構只直接負責承載版盒託板，而無需直接帶動分度及定位機構， 因此，不會出現原有升降機構中同步齒形帶同時受到兩邊力的作用而容易疲 勞受損情況，提高了其工作可靠性和定位的精度，同時也延長了使用壽命。
由於驅動電機通過同步帶輪和同步齒形帶組件驅動滾珠絲槓螺母組件轉 動，且螺母上固定有螺母支座。因此，驅動電機旋轉時，將驅動電機的旋轉 運動轉化成螺母支座沿豎向滾動導軌的直線運動，此機構受力作用點處於兩 個滾動導軌的中間，因此，穩定性好；外力沿絲槓軸向作用於絲槓上，可提
供版盒託板在垂向任意工位暫停時所需的制動力，工作可靠。
通過設置分度定位機構，可以檢驗掩模版版盒託架定位是否正確，提高 掩模版版盒託架定位的準確性，通過增設導向槽可以檢驗版盒託架定位的準 確性，避免掩模版由於位置不準確而在被取放時受到損害。因此，工作更加 穩定可靠。
另外，由於在升降溜板和豎嚮導軌座之間設置了防塵蓋板，故能夠防止 運動部件產生的顆粒汙染物對掩i^版盒的汙染。
圖l是本發明的結構示意圖2是本發明的升降機構的結構示意圖即圖1的N-N剖視圖3是分度定位輪的結構示意圖4是本發明的版叉取掩模版的示意圖5是版叉的結構示意圖。
圖中l-版盒託板，2-驅動電機，3-同步帶輪及同步齒形帶組件，4-螺母 支座，5-滾珠絲槓螺母組件，6-升降溜板，7-豎嚮導軌座，8-滾動導軌，9-防 塵蓋板，10-定位傳動齒形帶輪，ll-分度定位輪，110-定位槽，12-定位傳動齒 形帶，13-掩模版架，14-掩模版，15-連接塊，16-齒形帶夾，17-導向槽，18-版叉，19-右安全梁，20-導向銷。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作清楚、完整地說明
請參見圖l和圖5，這種掩模版定位存取機構，包括帶動掩模版版盒託板 1上下移動的升降機構和一用於對掩模版版盒託板1位置進行定位的分度定位 機構，所述掩模版版盒託板1直接與所述分度定位機構連接，帶動分度定位 機構對其定位。所述升降機構直接承載版盒託板1及其上掩模版架13的重力， 並驅動所述版盒託板1在豎直方向上作升P爭運動。所述分度定位機構可以準 確定位版盒託板1之上掩模版架13內的掩模版14豎向位置，並在版叉18取 放掩模版14時，對版叉18起到導向作用。
請參見圖1和圖2,所述升降機構包括一支架、 一驅動組件及一導軌組件。 所述驅動組件驅動掩^t版版盒託板1沿導軌組件作直線往復運動。其中，所 述驅動組件包括驅動電機2、同步帶輪及同步齒形帶組件3和滾珠絲槓螺母 組件5。其中，所述同步帶輪及同步齒形帶組件3包括主動帶輪、第一齒形 帶和從動帶輪。所述驅動電機2的輸出軸與主動帶輪的中心軸固定連接以帶 動主動帶輪轉動，所述主動帶輪經所述第一齒形帶帶動所述從動帶輪轉動， 所述從動帶輪的中心軸與滾珠絲槓螺母組件5的絲槓固定連接以帶動絲槓轉 動。所述滾珠絲槓螺母組件5的絲槓和螺母相互嚙合，絲槓帶動螺母作直線 往復運動。所述螺母經螺母支座4與一升降溜板6固定連接，且所述升降溜 板6與掩模版版盒託板1固定連接。所述導軌組件包括一組固設於所述支架 內的一組豎嚮導軌座7內的滾動導軌8。所述滾動導軌8有兩根，平行設置於 滾珠絲槓螺母組件5的絲槓兩側，且所述升降溜板6套設在所述滾動導軌8 上。採用上述結構，當驅動電機2旋轉時，將驅動電機2的旋轉運動轉化成 螺母支座4沿豎向滾動導軌8的直線運動，此機構受力作用點處於兩個滾動 導軌8的中間，因此，穩定性好；外力沿絲槓的軸向作用於絲槓上，可提供 版盒託板1在垂向任意工位暫停時所需的制動力，工作穩定可靠。同時也有 效減輕了升降機構疲勞受損的狀況。
所述升降機構還包括一防塵蓋板9,所述防塵蓋板9安裝在所述升降溜板 6和所述豎嚮導軌座7之間。通過增設防塵蓋板9，可以使同步帶輪及同步齒形帶組件3、滾珠絲槓螺母組件5和滾動導軌8組成的運動副機構和外部相隔 離，防止運動部件產生的顆粒汙染物對掩模版14產生汙染。
請參見圖1和圖3,分度定位機構主要用於準確定位掩模版版盒託板1位 置並對版叉18進行導向以正確取放掩模版14。所述分度定位機構包括定位 傳動齒形帶12、分度定位4侖11和定位傳動齒形帶4& 10。所述定位傳動齒形 帶12分別帶動分度定位輪11和定位傳動齒形帶4侖10轉動。並且所述分度定 位輪11的外圍均布若干個定位凹槽110,且所述掩模版版盒託板1上的相鄰 兩掩模版14對應部位的距離等於所述分度定位輪11的相鄰定位凹槽IIO對應 部位在分度圓圓周上的孤長距離。所述掩模版版盒託板1的側面固定設有一 連接塊15。所述分度定位4幾構的定位傳動齒形帶12通過齒形帶夾16與掩模 版版盒託板1的連接板15固定連接。如此，當掩模版版盒託板1在豎直方向 上作上下往復運動，同時，分度定位輪ll繞其轉軸作同步旋轉運動。
在分度定位輪11的後部支架內裝有一與所述定位凹槽110大小形狀相對 應的導向槽17。所述導向槽17的一個豎直面內設有兩個滑槽上、下滑槽。 所述上下滑槽的之間的隔板上設置一供版叉18側面的導向銷20在兩個滑槽 之間轉換(移動)的銷孔通道。所述上、下滑槽的距離，是版叉18取放掩模 版14時的上升或下降的距離。如此，在取放掩4莫版14時，可以對版叉18進 行導向，避免由於取放時錯位而對掩模版14造成損傷。本實施例中，銷孔通 道設置在上、下滑槽的中間位置。
本發明的工作機理如下所示
升降機構中的驅動電機2通過同步帶輪和同步齒形帶組件3驅動滾珠絲 槓螺母組件5轉動。由於螺母上固定有螺母支座4。因此，驅動電機2旋轉時， 將驅動電機2的旋轉運動轉化成螺母支座4沿豎向滾動導軌8的直線運動。 如圖2所示，此機構受力作用點處於兩個滾動導軌8的中間，因此，穩定性 好；外力沿絲槓軸向作用於絲槓上，可提供版盒託板1在垂向任意工位暫停 時所需的制動力。防塵蓋板9安裝在升降溜板6和豎嚮導軌座7之間，使同 步帶輪及同步齒形帶組件3、滾珠絲槓螺母組件5和滾動導軌8組成的運動副 機構和外部隔離，防止運動部件產生的顆粒汙染物對掩才莫版14的汙染。螺母 支座4和升降溜板6固定相連，升降溜板6又和版盒託板1固定相連。且版盒託板1的側面固設有一連接塊15,該連接塊15和齒形帶夾16將定位傳動 齒形帶12和版盒託板1固定成一體一起運動。所述定位傳動齒形帶12帶動 分度定位輪11和定位傳動齒形帶輪10繞各自的轉軸旋轉。如此，當驅動電 機2往復旋轉時，版盒託板1及其承載的掩模版14在豎直方向上作上下往復 運動，同時，分度定位輪ll繞其轉軸作同步旋轉運動。如圖1所示，版盒託 板1上升或下降的距離和定位分度輪轉過的分度圓弧長相等。本實施例中掩 模版架13共有6塊掩^f莫版14。當版盒託板1移動一個相鄰兩掩模版14的距 離，分度定位輪11就轉過一個分度定位齒距。與掩模版14數量相對應，分 度定位輪11上共有6個定位凹槽110,每個定位凹槽110分別對應6個不同 的掩模版14。
在定位分度圓的後面設計有導向槽17,如圖l所示。如果版叉18通過分 度定位輪11上的定位凹槽,一0,則說明版盒託板1運動到位。在版叉18上的 右安全梁19側面設計有導向銷20。取出掩模版14時，版叉18通過分度定位 輪ll上的定位凹槽110後，版叉18上的右安全梁19側面的導向銷20就進入 導向槽17的下滑槽，到達版叉18取版位置時即導向銷20到達下滑槽中間位 置時，版叉18才能豎直向上抬起，版叉18上的右安全梁19側面的導向銷20 通過銷孔通道到達導向槽17的上滑槽。也就是說，版叉18在水平方向上的 自由度已被約束，而在豎直方向上，版叉18在兩上下滑槽之間移動。當版叉 18到達上滑槽後，版叉18可以抓取掩模版14並沿導向槽17的上滑槽反向取 出掩模版14。同理，放版流程按照取版的反向流程，把掩模版14放回掩模版 架13上。由於版叉18取放6塊掩模版14的位置是固定的。因此，如果因意 外故障而出現版盒託板1上升或下降的距離不等於兩個相鄰掩模版14的距 離，那麼定位分度圓上的定位凹槽110就和處於取放版位置的版叉18 (如圖 5所示)上的右安全梁19出現錯位，無法進入掩才莫版架13內取放掩模版14， 以避免掩模版14由於位置不準確而在版叉18對其取放時受到損害，進而保 證在取放掩模版14的整個過程中，掩模版14處於安全保護之中。因此，工 作更加穩定可靠。
綜上所述，由於分度定位機構不是由升降機構直接驅動，而改由版盒託 板帶動，因此，升降機構只直接負責承載版盒託板，而無需直接帶動分度及定位機構，因此，不會出現原有升降機構中同步齒形帶同時受到兩邊力的作 用而容易疲勞受損情況，提高了其工作可靠性和定位的精度，同時也延長了 使用壽命。
由於驅動電機通過同步帶輪和同步齒形帶組件驅動滾珠絲槓螺母組件轉 動，且螺母上固定有螺母支座。因此，驅動電機旋轉時，將驅動電機的旋轉 運動轉化成螺母支座沿豎向滾動導軌的直線運動，此機構受力作用點處於兩
個滾動導軌的中間，因此，穩定性好；外力沿絲槓軸向作用於絲槓上，可提 供版盒託板在垂向任意工位暫停時所需的制動力，工作可靠。
通過設置分度定位機構，可以檢驗掩模版版盒託架定位是否正確，提高 掩模版版盒託架定位的準確性，通過增設導向槽可以檢驗版盒託架定位的準 確性，避免掩模版由於位置不準確而在被取放時受到損害。因此，工作更加 穩定可靠。
另外，由於在升降溜板和豎嚮導軌座之間設置了防塵蓋板，故能夠防止 運動部件產生的顆粒汙染物對掩4莫版盒的汙染。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發 明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可 作各種的更動與潤飾。因此本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種掩模版定位存取機構，包括帶動掩模版版盒託板上下移動的升降機構和一用於對掩模版版盒託板位置進行定位的分度定位機構，其特徵在於所述掩模版版盒託板直接與所述分度定位機構連接，帶動分度定位機構對其定位。
2. 如權利要求1所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述升降機構包 括一支架、 一驅動組件及一導軌組件，所述驅動組件驅動掩模版版盒託板 沿導軌組件作直線往復運動。
3. 如權利要求2所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述驅動組件包 括驅動電機、同步帶輪及同步齒形帶組件和滾珠絲槓螺母組件，所述驅動 電機帶動同步帶輪及同步齒形帶組件，所述同步帶4侖及同步齒形帶組件通 過滾珠絲槓螺母組件帶動掩模版版盒託架沿導軌組件作直線往復運動。
4. 如權利要求3所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述同步帶輪及 同步齒形帶組件包括主動帶輪、第一齒形帶和從動帶輪，所述驅動電機 的輸出軸與主動帶輪的中心軸固定連接，所述主動帶輪經所述第一齒形帶 帶動所述從動帶^"轉動，所述從動帶輪的中心軸與滾珠絲槓螺母組件的絲 槓固定連接並帶動其轉動。
5. 如權利要求2所述的掩模版定位存取才幾構，其特徵在於所述滾珠絲槓螺 母組件包括相嚙合的螺母與絲槓，所述螺母與螺母支座固定連接，並且所 述螺母支座通過一升降溜板與所述掩模版版盒託板固定連接。
6. 如權利要求5述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述導軌組件包括固設在所述支架的一組豎嚮導軌座內的一組滾動導軌，所述滾動導軌平行 設置於所述滾珠絲槓螺母組件的絲槓兩側，且所述升降溜板套設在所述滾 動導軌上。
7. 如權利要求6所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述升降機構還 包括一防塵蓋板，所述防塵蓋板安裝在所述升降溜板和所述豎嚮導軌座之 間。
8. 如權利要求1所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述分度定位機 構包括定位傳動齒形帶、分度定位輪和定位傳動齒形帶輪，所述定位傳動齒形帶分別帶動分度定位輪和定位傳動齒形帶輪轉動，所述定位傳動齒 形帶通過一齒形帶夾與掩模版版盒託板固定連接，且所述分度定位輪的外 圍均布若干個定位凹槽，所述掩模版版盒託板上的相鄰兩掩模版對應部位 的距離等於所述分度定位輪的相鄰定位凹槽對應部位在分度圓圓周上的弧 長距離。
9. 如權利要求8所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述分度定位輪 的後部支架上裝有一與所述定位凹槽大小形狀相對應的導向槽，所述導向 槽的一個豎直面上設有上、下滑槽。
10. 如權利要求9所述的掩模版定位存取機構，其特徵在於所述上、下滑槽 的之間的隔板上設置一供版叉側面的導向銷在兩個滑槽之間轉換的銷孔通 道。
全文摘要
本發明涉及光刻設備中的掩模版定位存取機構。公開了一種掩模版定位存取機構，包括帶動掩模版版盒託板上下移動的升降機構和一用於對掩模版版盒託板位置進行定位的分度定位機構，所述掩模版版盒託板直接與所述分度定位機構連接，帶動分度定位機構對其定位。由於分度定位機構不是由升降機構直接驅動，而改由版盒託板帶動，因此，升降機構只負責承載版盒託板及其上版盒架的重力，而無需帶動分度及定位機構，升降機構中同步齒形帶不再受到兩邊力的作用，不易疲勞受損，提高了工作可靠性和定位的精度，同時延長了使用壽命。另外，升降機構的外力垂直作用於滾珠絲槓的中心軸線上，運動穩定可靠，能保證遮模版託板在垂直方向任意位置暫停時所需的制動力。
文檔編號G03F9/00GK101526744SQ200910044990
公開日2009年9月9日 申請日期2009年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者李志龍, 馬喜寶 申請人:上海微電子裝備有限公司;上海微高精密機械工程有限公司