一种光罩盒位置监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光罩盒位置监控系统，至少包括：载有光罩盒的传送主体；设于传送主体上表面且将光罩盒嵌于其中的矩形组件；矩形组件第一边设有第一半反射镜和一光源，位于该第一边上用于接收所述第一半反射镜反射光的第二半反射镜；第一半反射镜的透射光和第二半反射镜的反射光依次经过该光罩盒的外壳和中心底座；矩形组件中与第一边平行的另一边设有依次用于接收第一半反射镜透射光及第二半反射镜反射光的第一、第二传感器；设于传送主体上表面的至少两个活动支柱；活动支柱经过第一半反射镜透射光。本实用新型减少传送过程中因位置不精确导致传送失败的几率和机械手臂受到撞击而刮伤光罩的几率，并减小因宕机对光罩产生影响的风险。
【专利说明】一种光罩盒位置监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于光罩盒位置监控系统，特别是涉及一种用于光罩传输中的光罩盒位置监控系统。
【背景技术】
[0002]光罩载具分为光罩盒(Mask Package)以及光罩传送装置(Reticle SMIF Pod)，光罩盒为光罩最基本保护装置，该产品通常以低气度逸散(out gassing)塑料材料为主，如ABS、PMMA、Polycarbonate等,这些材质可降低雾化(Haze)及静电防护(ESD)发生,高端光罩和则使用不锈钢材质，其防护效果更佳，当光罩制作完毕后，除使用期间外，无论是搬移或保存，都需全程放置在光罩盒内以确保光罩洁净度。光罩盒需求与新的光罩产量同步，也就是说跟新款芯片开发量有密切关系。
[0003]光罩传送装置则是依据隔离进出料标准机械接口技术(Standard MechanicalInterface)所设计开发，光罩传送装置在半导体黄光制程中，透过自动化搬运设备移动光罩之用，当传送移动时，闸盖完全密合以保持内务高度洁净，当光罩使用时则嵌入曝光机台，打开闸盖取出光罩进行作业，由于光罩并不与外界空气接触，因而晶圆厂可以大幅减少高洁净度无尘室面积，以及洁净气体供应设备投资。
[0004]目前现有技术中的阿斯麦光刻机台(ASML Scanner)中光罩的传送，是经过升降机将光罩盒传送到交换位置交与机械手臂。光罩盒在升降机上的相对位置会影响传送结果。如果两者位置不好，与机械手臂交接时，会造成真空侦测异常，导致光罩盒传送失败，同时机械手臂也会受撞击，造成光罩的划伤或变形，导致晶圆失效。所以升降机装载光罩盒的过程中，光罩盒的位置是极其重要的。
[0005]当前，我们采用的方法是机台自身带有光罩盒位置侦测仪，该光罩盒位置侦测仪只能大致判断光罩盒与升降机两者的位置，由于机台结构紧凑，目测又很难清楚的判断，该侦测手段较粗糙，并不能保证光罩盒精准的位置，光罩盒位置的偏移造成宕机事件时有发生，给机台运行留下的隐患。
[0006]因此，有必要提出一种能精确监控光罩盒在传送过程中处于升降机上位置的系统，来克服现有技术中存在的若干问题。
实用新型内容
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种光罩传输系统，用于解决现有技术中由于光罩盒在传送过程中发生位置偏移而导致宕机以及划伤光罩并致使晶圆失效的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种光罩盒位置监控系统，其特征在于，所述系统至少包括:上表面载有光罩盒的传送主体；所述光罩盒具有遮光的中心底座和透光的外壳；固定于所述传送主体上表面由边框构成且将所述光罩盒嵌于其中的矩形组件；所述矩形组件的第一边边上设有第一半反射镜和位于该第一半反射镜的反射面一侧的光源，位于所述第一边上且用于接收所述第一半反射镜反射光的第二半反射镜；第一半反射镜的透射光和所述第二半反射镜的反射光分别依次经过所述光罩盒的外壳和中心底座；所述矩形组件中与所述第一边相平行的另一第一边上设有依次用于接收所述第一半反射镜透射光以及第二半反射镜反射光的第一、第二传感器；设于所述传送主体上表面的至少两个活动支柱；所述活动支柱位于所述矩形组件内支撑所述光罩盒且经过所述第一半反射镜透射光。
[0009]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述光源发出的至所述第一半反射镜的反射面的入射光与该反射面的夹角呈45度；所述第二半反射镜的反射面与所述第一半反射镜的反射面相对且相互平行；所述第二半反射镜与所述第一半反射镜位于沿所述矩形组件的所述第一边的同一直线上。
[0010]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述系统还包括用于接收所述第二半反射镜的透射光的全反射镜和用于接收所述全反射镜反射光的第三传感器；所述全反射镜与所述第一、第二半反射镜位于所述矩形组件的所述第一边上；所述第二半反射镜位于所述全反射镜与所述第一半反射镜之间；所述全反射镜的反射光经过所述光罩盒的外壳和至少一个活动支柱；所述第三传感器位于与所述第一边相平行的另一第一边上。
[0011]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述全反射镜与所述第一、第二半反射镜位于同一直线上且所述全反射镜的反射面与所述第一半反射镜的反射面相对且相互平行；所述第一至第三传感器位于沿所述矩形组件的所述另一第一边的同一直线上。
[0012]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述第二半反射镜与所述第一半反射镜的距离等于该第二半反射镜与所述全反射镜之间的距离。
[0013]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述系统还包括用于推动所述光罩盒且卡扣于所述矩形组件中两条彼此平行的第二边的抓手；所述抓手与一弹簧连接；所述弹簧连接于一马达；所述第一至第三传感器分别连接于所述马达。
[0014]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述矩形组件的两条相互平行的第二边中每条第二边上均设有一个所述抓手。
[0015]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述马达与所述弹簧的连接端为凸轮机构，所述马达不工作时所述弹簧处于拉伸状态。
[0016]作为本实用新型的光罩盒位置监控系统的一种优选方案，所述光源为红外激光源。
[0017]如上所述，本实用新型的光罩盒位置监控系统，具有以下有益效果:该光罩盒位置监控系统可监测光罩盒在所述传送主体上的位置，当光罩盒位置不准确时，可自动调整所述光罩盒在传送主体上的位置，使的所述光罩盒处于最精准的位置。降低了因光罩盒在传送过程中处于不准确的传送位置而导致宕机以及机械手臂划伤光罩的风险，提高了制程的效率以及产品的良率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的传送主体以及位于该传送主体上的光罩盒以及矩形组件的结构示意图。
[0019]图2为图1的爆炸图。
[0020]图3为本实用新型的光罩盒位置监控系统的示意图。
[0021]图4为本实用新型的光罩盒位置监控系统的结构示意图。
[0022]图5为本实用新型的光罩盒位置监控系统的矩形组件的上盖示意图。
[0023]图6为本实用新型中马达与光罩盒位置监控系统之间连接组件的结构示意图。
[0024]元件标号说明
[0025]10光罩盒
[0026]101 外壳
[0027]102中心底座
[0028]11传送主体
[0029]12螺丝
[0030]13矩形组件
[0031]131、132 第一边
[0032]133、134 第二边
[0033]14第一半反射镜
[0034]15光源
[0035]16第二半反射镜
[0036]17第一传感器
[0037]18第二传感器
[0038]19活动支柱
[0039]20全反射镜
[0040]21第三传感器
[0041]22抓手
[0042]23弹簧
[0043]24马达
[0044]25凸轮机构
[0045]26马达连接组件
[0046]SpS4 透射光
[0047]S2、S3、S5 反射光
【具体实施方式】
[0048]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0049]请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0050]如图1至图3所示，本实用新型提供一种光罩盒位置监控系统，图1为本实用新型的传送主体以及位于该传送主体上的光罩盒以及矩形组件的三维结构示意图。该监测系统至少包括:传送主体11以及位于所述传送主体上表面的光罩盒10。图2为图1的爆炸图。图2中，所述光罩盒10具有遮光的中心底座102和透光的外壳101部分，其中，中心底座直通所述外壳的底部。
[0051]如图1所示，所述传送主体上表面固定有矩形组件13，所述矩形组件13由边框构成并且所述光罩盒10嵌于所述矩形组件的边框之中。
[0052]图3为本实用新型的光罩盒位置监控系统的二维俯视示意图。图3中，所述矩形组件13由相互平行的一组第一边和相互平行的一组第二边构成；所述第一边与所述第二边垂直；图3中，所述其中一条第一边131上设有第一半反射镜是14与光源15，如图3所示，所述光源位于所述第一半反射镜的反射面的一侧。优选地，所述光源为红外激光源。优选地，所述光源15发出的至所述第一半反射镜的反射面的入射光与该反射面的夹角呈45度。本实用新型中，当所述光源发出的光至所述半反射镜的反射面时，一部分将被所述反射面反射，另一部分则在所述反射面发生透射，从而产生透射光。如图3所示，所述光源发出的光至所述第一半反射镜15后，形成透射光S1和反射光S2 ;本实用新型的所述矩形组件的所述第一边131上还设有第二半反射镜16，所述第二半反射镜16用于接收来自所述第一半反射镜15的反射光S2。优选地，所述第二半反射镜16的反射面与所述第一半反射镜的反射面相对放置且相互平行，即所述第二半反射镜的反射面与所述反射光S2呈45度夹角。所述反射光S2遇到所述第二半反射镜也会产生反射光S3和透射光S4。优选地，所述第二半反射镜16与所述第一半反射镜15位于沿所述矩形组件的所述第一边131的同一直线上。
[0053]作为本实用新型的光罩盒位置监测系统的一种优选方案，所述系统还包括全反射镜20，所述全反射镜20用于接收来自所述第二半反射镜16的透射光S4。所述全反射镜与所述第一、第二半反射镜位于所述矩形组件的所述第一边131上。优选地，所述全反射镜20与所述第一、第二半反射镜位于同一直线上且所述全反射镜20的反射面与所述第一半反射镜的反射面相对放置且相互平行，如图3所示，亦即所述全反射镜20与所述透射光S4呈45度夹角。如图3所示，进一步优选地，所述第二半反射镜16位于所述全反射镜20与所述第一半反射镜15之间，并且所述第二半反射镜与所述第一半反射镜的距离等于该第二半反射镜与所述全反射镜之间的距离。
[0054]本实用新型的所述光罩盒位置监控系统中，所述第一半反射镜15的透射光S1和所述第二半反射镜16的反射光S3分别依次经过所述光罩盒10的外壳101和中心底座102 ；其中，所述中心底座为遮光部分，即所述反射光S3经过所述中心底座102时，光线不能透过，而所述透射光S1经过所述光罩盒10的外壳101时,光线会穿过该外壳。
[0055]优选地，所述全反射镜20的反射光S5经过所述光罩盒10的外壳101。
[0056]本实用新型的光罩盒位置监控系统还包括:所述矩形组件13中与所述第一边131相平行的另一第一边132上设有依次用于接收所述第一半反射镜15的透射光以及第二半反射镜16的反射光的第一传感器17和第二传感器18 ;如图3所示，也就是说所述矩形组件的所述第一边131设有第一、第二半反射镜，与该第一边131相平行的另一第一边132上设有第一、第二传感器，所述第一传感器17接收来自所述第一半反射镜14的透射光S1，所述第二传感器18接收来自第二半反射镜16的反射光S3。优选地，设有所述第一、第二传感器的该第一边132上还设有第三传感器21，所述第三传感器21用于接收来自所述全反射镜20的反射光S5。进一步优选地，所述第一至第三传感器位于沿所述矩形组件的所述第一边132的同一直线上。
[0057]本实用新型的光罩盒位置监控系统还包括:设于所述传送主体上表面的至少两个活动支柱19 ;所述活动支柱19位于所述矩形组件13内用于支撑所述光罩盒，且所述活动支柱经过所述第一半反射镜的透射光Sp优选地，所述全反射镜反射光经过所述至少一个活动支柱，本实用新型的所述活动支柱有两个，其中一个经过所述透射光S1，另一个经过所述反射光S5,所述活动支柱不透光，当反射光S5或透射光S1经过所述活动支柱时，光线被挡住。所述活动支柱用以支撑所述光罩盒，当所述光罩盒位于所述矩形组件的框内部时，所述光罩盒将所述活动支柱压住，所述活动支柱将被压下(缩短)，这时当光线再经过所述活动支柱的位置时，被压下的活动支柱将不会将光线挡住，光线会透过所述光罩盒的外盒至第一或第三传感器。
[0058]作为本实用新型的一种优选方案，如图3所示，所述系统还包括抓手22，所述抓手22卡扣于所述矩形组件中两条彼此平行的第二边，本实用新型中，所述抓手有两个，所述矩形组件中两条彼此平行的第二边133和第二边134中，每一条第一边都卡扣一个所述抓手22，所述抓手22用于推动所述光罩盒；所述抓手与一弹簧连接，即所述两个抓手都连接于所述弹簧23，所述弹簧23连接于一马达24 ;所述第一至第三传感器分别连接于所述马达24。
[0059]图4为本实用新型的光罩盒位置监控系统的俯视三维结构示意图。图4中，所述矩形组件13的所述第一边131上设有第一半反射镜14和第二半反射镜16，与所述第一边131相平行的另一第一边132上设有用于接收所述第一半反射镜14的透射光的第一传感器17和用于接收第二半反射镜16的反射光的第二传感器18。图5显示为图4中所述矩形组件的上盖，所述上盖四周用螺丝将所述矩形组件固定于所述传送主体上表面。
[0060]优选地，如图6所示，所述马达24与所述弹簧23的连接端为凸轮机构25，所述马达不工作时所述弹簧处于张紧状态。当所述马达工作时，所述弹簧将松弛，所述抓手被弹出用来推动所述光罩盒至正常位置。所述凸轮结构25的一端连接有马达，所述凸轮机构与所述马达通过图6中的马达连接组件26进行连接。
[0061]本实用新型的所述光罩盒位置监控系统的工作原理为:
[0062](I)开启位于所述第一半反射镜反射面一侧的光源。优选地，所述光线以45度入射角射向所述第一半反射镜15的反射面，所述入射光的一部分在所述第一半反射镜的反射面上发生反射形成反射光S2，另一部分光透过该反射面形成透射光S1 ;所述反射光S2作为所述第二半反射镜的入射光以45度的入射角射向所述第二半反射镜，所述反射光S2的一部分在所述第二半反射镜的反射面发生反射，形成反射光S3 ;所述反射光S2的另一部分在所述第二半反射镜的反射面发生透射，形成透射光S4 ;优选地，所述透射光S4作为入射光以45度的入射角射向所述全反射镜20，所述透射光S4在所述全反射镜的反射面发生全反射，形成反射光S5。
[0063]所述透射光S1、所述反射光S3以及所述反射光S5形成三束平行光束分别依次射向第一至第三传感器。
[0064](3)当所述矩形组件的框内没有光罩盒时，即当所述传送主体上表面没有承载所述光罩盒时，所述活动支柱处于伸长的状态，并且将透射光S1与反射光S5分别挡住，而所述透射光S3将直接被所述第二传感器所接收；所述第一、第三传感器没有信号，所述第二传感器有信号；说明所述传送主体上表面没有光罩盒。
[0065](4)当所述光罩盒在所述矩形组件内位于精确的位置时，即所述光罩盒将所述活动支柱19压住，所述活动支柱处于压下(缩短)的状态，由于所述活动支柱不能将所述透射光S1与所述反射光S5分别挡住，因此所述透射光S1与所述反射光S5分别被所述第一和第三传感器接收，因此第一和第三传感器有信号；而所述反射光S3则由于经过所述光罩盒不透光的中心底座，因此所述第二传感器不能接收到所述反射光S3的信号；因此该状态下第一和第三传感器有信号，而第二传感器没有信号，说明光罩盒的位置是精确的，可以执行下一步传送光罩盒的动作。
[0066](5)当所述光罩盒在所述矩形组件框内位置不准确时，所述光罩盒放置歪斜造成所述活动支柱至少有一个没有被所述光罩盒压住，即所述至少一个活动支柱是处于伸长状态，因此，所述透射光S1或所述反射光S5即其中一束光或两束光均被所述活动支柱挡住，不能到达所述第一或第三传感器，而所述反射光S3则因被所述光罩盒的所述遮光的中心底座挡住不能到达所述第二传感器，因此，所述第一或第三传感器无信号，所述第二传感器无信号的状态下，说明所述光罩盒的位置是不准确的。因此，本实用新型的所述光罩盒位置监控系统可以用来监测所述光罩盒处于所述传送主体上表面的精确位置。
[0067](6)优选地，当所述光罩盒处于所述传送主体上表面的位置不准确时，所述第一或第三传感器无信号，所述第二传感器无信号的状态下，所述马达接收到该状态的信号而启动工作，所述马达通过所述凸轮机构将与所述凸轮机构连接的所述弹簧松开，与所述弹簧连接的抓手伸开并推动所述光罩盒至正常的位置；直到出现所述第二传感器无信号，所述第一和第三传感器都信号的状态时，说明所述光罩盒的位置已经修正为正常。因此，本实用新型的所述光罩盒位置监控系统可以自动修正所述光罩盒在所述传送主体上的位置，使其在传送过程中处于精确的位置。
[0068]综上所述，本实用新型的光罩盒位置监控系统可监测光罩盒在所述传送主体上的位置，当光罩盒位置不准确时，可自动调整所述光罩盒在传送主体上的位置，使的所述光罩盒处于最精准的位置。降低了因光罩盒在传送过程中处于不准确的传送位置而导致宕机以及机械手臂划伤光罩的风险，提高了制程的效率以及产品的良率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0069]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种光罩盒位置监控系统，其特征在于，所述系统至少包括: 上表面载有光罩盒的传送主体；所述光罩盒具有遮光的中心底座和透光的外壳； 固定于所述传送主体上表面由边框构成且将所述光罩盒嵌于其中的矩形组件； 所述矩形组件的第一边上设有第一半反射镜和位于该第一半反射镜的反射面一侧的光源，位于所述第一边上且用于接收所述第一半反射镜反射光的第二半反射镜； 第一半反射镜的透射光和所述第二半反射镜的反射光分别依次经过所述光罩盒的外壳和中心底座； 所述矩形组件中与所述第一边相平行的另一第一边上设有依次用于接收所述第一半反射镜透射光以及第二半反射镜反射光的第一、第二传感器； 设于所述传送主体上表面的至少两个活动支柱；所述活动支柱位于所述矩形组件内支撑所述光罩盒且经过所述第一半反射镜透射光。
2.根据权利要求1所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述光源发出的至所述第一半反射镜的反射面的入射光与该反射面的夹角呈45度；所述第二半反射镜的反射面与所述第一半反射镜的反射面相对且相互平行；所述第二半反射镜与所述第一半反射镜位于沿所述矩形组件该第一边的同一直线上。
3.根据权利要求1或2所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述系统还包括用于接收所述第二半反射镜的透射光的全反射镜和用于接收所述全反射镜反射光的第三传感器；所述全反射镜与所述第一、第二半反射镜位于所述矩形组件的所述第一边上；所述第二半反射镜位于所述全反射镜与所述第一半反射镜之间；所述全反射镜的反射光经过所述光罩盒的外壳和至少一个活动支柱；所述第三传感器位于与所述第一边相平行的另一第一边上。
4.根据权利要求3所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述全反射镜与所述第一、第二半反射镜位于同一直线上且所述全反射镜的反射面与所述第一半反射镜的反射面相对且相互平行；所述第一至第三传感器位于沿所述矩形组件的所述另一第一边的同一直线上。
5.根据权利要求4所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述第二半反射镜与所述第一半反射镜的距离等于该第二半反射镜与所述全反射镜之间的距离。
6.根据权利要求5所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述系统还包括用于推动所述光罩盒且卡扣于所述矩形组件中两条彼此平行的第二边的抓手；所述抓手与一弹簧连接；所述弹簧连接于一马达；所述第一至第三传感器分别连接于所述马达。
7.根据权利要求6所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述矩形组件的两条相互平行的第二边中每条第二边上均设有一个所述抓手。
8.根据权利要求6所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述马达与所述弹簧的连接端为凸轮机构，所述马达不工作时所述弹簧处于拉伸状态。
9.根据权利要求1所述的光罩盒位置监控系统，其特征在于:所述光源为红外激光源。
【文档编号】G03F7/20GK203941380SQ201420307350
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】潘锋 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司