专利名称：掩模版库机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光刻设备的掩模版盒传输机构，特别涉及一种掩模版库机构。
背景技术：
在光刻设备已经能够在晶片上形成越来越小的图形，而在光刻设备中，掩 模版库则是对光刻过程中掩模版操作的重要装置，现有的掩模版库最常见的有
两种 一种现有掩模版库中，升降部分采用电机，同步带轮和竖向安装的同步 齿形带；锁定及解锁部分采用凸轮和连杆机构。这种掩^t版库的升降部分在竖 直方向，同步齿形带一直处于受力状态，而且无法制动，必须靠电机自身的制 动力矩制动，且同步齿形带容易产生颗粒污染物；而锁定及解锁部分的凸轮和 连杆存在滑动摩擦，工作效率较低，外形较大且复杂。
另一种掩模版库，其升降部分采用偏置丝杠导轨结构；锁定及解锁部分采 用齿轮齿条加钢索结构。这种掩it版库开锁及解锁时，返程间隙大，锁销运动 不同步；偏置丝杠导轨结构稳定性差。
有鉴于此，如何提供一种掩模版库来减少上述弊端已成为业界亟待解决的 技术问题。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种掩模版库机构，其结构简单紧 凑，工作稳定可靠，运动灵活，且能够减少污染物的产生。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种掩模版库机构，包括锁定和 解锁机构以及位于其下方的升降机构，所述锁定和解锁机构包括第一驱动组件 和滑块机构，所述第一驱动组件驱动所述滑块^u构作直线往复运动；所述升降 机构包括第二驱动组件及导轨組件，所述第二驱动组件驱动掩模版盒沿导轨组其中，所述第一驱动组件包括电机、丝杠及丝杠螺母，所述电机提供动力， 所述丝杆用于连接所述电机与所述丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述滑块机构连 接，并将电机的转动转化为滑块机构的水平运动。所述滑块机构包括导向销及 交叉滚柱滑块,所述滑块上具有导槽，所述导向销一端设置在所述导槽内，另 一端连接至所述交叉滚柱滑块，当所述滑块作直线往复运动时，其带动所述导 向销和交叉滚柱滑块作垂直于滑块运动方向的往复运动。
进一步地，所述滑块两端均设有导槽，对应每个导槽均设置有导向销和交叉 滚柱滑块，所述导槽两端各具有一段水平横槽，两段水平横槽之间通过一段斜
槽连接，所述斜槽与横槽之间的夹角为150度，所述导向销和交叉滚柱滑块通 过一锁销连々反连4矣。
进一步地，所述滑块包括平行设置在所述开口两侧的上滑块及下滑块。所 述锁定和解锁机构还包括连接上滑块与下滑块的钢索，当所述第一驱动组件驱 动上滑块运动时，由所述钢索带动所述下滑块作与上滑块相反方向的运动。
在上述掩模版库机构中，所述第二驱动组件包括电机以及同步带轮和齿形 带组件，所述同步带轮和齿形带组件将所述电机与所述导轨组件连接。所述导 轨组件包括滚珠丝杠螺母组件、螺母支座、升降溜板及滚动导轨，所述螺母支 座固定在滚珠丝杠螺母组件上，所述滚动导轨设置于滚珠丝杠螺母组件的两侧， 所述升降溜板套设在所述滚动导轨上并与所述螺母支座连接，所述第二驱动组 件驱动所述滚珠丝杠螺母组件转动，并由该滚珠丝杠螺母組件将第二驱动组件 发生的转动转化为螺母支座上下方向的直线往复运动。
进一步地，所述升降溜板上还设有用于承载掩模版盒的版盒托板，所述版 盒托板在升降溜板的带动下，沿上下方向作直线往复运动。所述锁定和解锁机 构对应于版盒托板的位置具有一开口 ，用于容纳所述掩模版盒。
进一步地，所述升降机构还包括竖向导轨座，所述滚动导轨平行设置于所迷 竖向导轨座上。所述升降机构还包括防尘盖板，所述防尘盖板安装在所述升降 溜板和所述竖向导轨座之间。
本实用新型的掩模版库机构，包括摩擦阻力小，动作灵活、安全性能好的锁 定和解锁机构，以及能够实现掩模版平稳可靠和高精度升降的升降机构，其中锁定和解锁机构把一个电机的旋转运动转化成每两个一组的四个锁销进行相反
方向的平移；而升降机构的滚珠丝杠螺母组件设置在两根滚动导轨的中间，外 力垂直作用于滚珠丝杠的中心轴线上，运动稳定可靠，且外力沿该滚动丝杠轴 向作用在丝杠上，可保证版盒托板在垂直方向任意位置暂停时所需的制动力； 另外，由于在升降溜板和竖向导轨座之间设置了防尘盖板，故能够防止运动部 件产生的颗粒污染物对掩^^版盒的污染。
图1为本实用新型实施例的掩模版库机构的示意图。
图2A为本实用新型实施例的锁定和解锁机构的俯视图。
图2B为本实用新型实施例的锁定和解锁机构的原理示意图。
图2C为本实用新型实施例的锁定和解锁机构中具有导槽的滑块正视图。
图3A为本实用新型实施例的升降机构的剖视图。
图3B为本实用新型实施例的升降机构的原理示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例i兌明本实用新型的实施方式，本领域4支术人员可由本说 明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型也可 通过其他不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节亦可基于 不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。
参见图1,为本实用新型的一实施例的掩模版库机构的示意图，如图所示， 该掩模版库机构包括锁定和解锁机构100以及位于锁定和解锁机构100下方的 升降机构200。.
请参阅图2A和图2B，显示本实用新型一实施例掩^f莫版库机构的锁定和解 锁机构的俯视图及原理示意图。如图所示，所述锁定及解锁机构100包括第一 驱动组件和滑块机构，其中，所述第一驱动组件包括电机l、丝杠5及丝杠螺母 6,所述滑块机构包括滑块7a、 7b,导向销3a 3d,锁销连板4a 4d,交叉滚柱 滑块并将电机1发生的转动转化为滑块7a、 7b的水平运动；所述第一驱动组件驱动 所述滑块7a、 7b直线往复运动；所述滑块7a、 7b上具有导槽；所述导向销3a 3d 一端约束在该导槽内，而另一端约束在所述锁销连4反4a 4d上，并在所述滑块 7a、 7b做直线往复运动时，所述导向销3a 3d做垂直于滑块7a、 7b运动方向的 往复运动；所述锁销连板4a 4d固定在所述交叉滚柱滑块2a 2d上，而所述锁 销8a 8d设置在所述锁销连板4a 4d上。另外，所述锁定及解锁机构100中部 具有一开口，以供所述升降机构200将掩模版盒放置其中。于本实施例中，所 述滑块7a、 7b包括设在所述开口两侧的上滑块7a及下滑块7b，每个滑块7a/7b 上具有多个导槽，且对应每个导槽中都约束有导向销3a/3b/3c/3d。本实施例中， 所述钢索9连接上滑块7a与下滑块7b,通过所述第一驱动组件驱动上滑块7a, 再由所述钢索9联动所述下滑块7b，且上滑块7a与下滑块7b向相反方向运动， 从而使得约束其中的导向销3a 3d也向相反方向运动。
如图2B所示，解锁和开锁的动作原理如下上滑块7a在电机l、丝杠5和 丝杆螺母6组成的第一驱动组件的推动下做往复平移运动，安装在上滑块7a导 槽中的导向销3a、 3b在交叉滚柱滑块2a、 2b和上滑块7a的双重约束下，在垂 直于上滑块7a往复运动的方向上同步运动；同时下滑块7b通过固定于下滑块 7b上钢索9的牵引，同样使安装在下滑块7b导槽中的导向销3c、 3d在垂直于 下滑块7b往复运动的方向上同步运动；本实施例中，四个导向销3a 3d通过四 个锁销连板4a 4d相向移动，完成掩模版盒的解锁和开锁功能。
采用上述锁定和解锁机构100的优点主要有以下几个方面首先，锁销连板 4a 4d分别和交叉滚柱滑块2a 2d固定，组成一个滚动摩擦副，摩擦阻力小，动 作灵活；其次，滑块7a、 7b上设计有导槽，请参阅图2C,是本实用新型实施例 掩模版库机构的锁定和解锁机构中的滑块正视图，如图所示，每个滑块7a/7b上
具有两个导槽，所述导槽两端各具有一段水平横槽，两横槽之间具有一段斜槽， 所述斜槽与横槽之间具有150度夹角。在本实施例中，两水平横槽的距离d为 6.35mm，这样就保证了解锁和锁定掩模版盒时锁销8a、 8b/8c、 8d所必须的移 动距离；同时，当电机1因控制错误而出现误动作时，锁销8a 8d移动的距离 固定在6.35mm，不会对掩模版盒造成损坏，安全性好。
请参阅图3A和图3B，是本实用新型一实施例掩模版库机构的升降机构的剖视图和原理示意图，如图所示，所述升降机构200包括第二驱动组件及导轨 组件，其中，所述第二驱动组件包括电机20及同步带轮和齿形带组件30，所述 导轨组件包括滚珠丝杠螺母组件50、螺母支座40、升降溜板60、竖向导轨座 70、滚动导轨80、版盒托板10及防尘盖板90。具体的，所述同步带轮和齿形 带组件30将所述电机20与所述滚珠丝杠螺母组件50连接；所述第二驱动组件 驱动所述滚珠丝杠螺母组件50;所述螺母支座40固定在滚珠丝杠螺母组件50 上，并由该滚珠丝杠螺母组件50将电机20发生的转动转化为螺母支座40上下 方向的直线往复运动；所述升降溜板60套设在所述滚动导轨80上，且与所述 螺母支座40连接；而所述滚动导轨80设置在所述竖向导轨座70上；所述版盒 托板10对应所述开口设置在所述升降溜板60上，用于 K托掩模版盒；所述防 尘盖板90安装在所述升降溜板60和所述竖向导轨座70之间。
升降动作原理如下电机20通过同步带轮和同步齿形带组件30驱动滚珠丝 杠螺母组件50转动，滚珠丝杠螺母50上固定有螺母支座40,电机20旋转时， 将电机20的旋转运动转化成螺母支座40沿竖向导轨70的直线运动。螺母支座 40和升降溜板60相连，升降溜板60又和版盒托板10固定。这样，当电机20 往复旋转时，版盒托板10在竖直方向上作上下往复运动，从而实现掩模版盒取 》文版及扫描(mapping)功能。
所述升P争机构200受力作用点处于两个滚动导轨80的中间，稳定性好；外 力沿滚动丝杠轴向作用在丝杠上，可保证版盒托板IO在垂向任意位置暂停时所 需的制动力。防尘盖板90安装在升降溜板60和竖向导轨座70之间，使同步带 轮和齿形带组件30、滚珠丝杠螺母组件50和滚动导轨80組成的运动副结构和 外部隔离，防止运动部件产生的颗粒污染物对掩模版盒的污染。
综上所述,本实用新型的掩模版库机构，包括锁定和解锁机构以及升降机构， 其中锁定和解锁机构的滚珠丝杠螺母组件是设置在两根滚动导轨的中间，外力 垂直作用于滚珠丝杠的中心轴线上，运动稳定可靠，且外力沿该滚动丝杠轴向 作用在丝杠上，可保证掩模版托板在垂直方向任意位置暂停时所需的制动力， 所以所迷升降机构不仅能够平稳可靠，还能够高精度升降；另外，由于在升降 溜板和竖向导轨座之间设置了防尘盖板，故能够防止运动部件产生的颗粒污染 物对掩模版盒的污染；而锁定和解锁机构把一个电机的旋转运动转化成四个锁销，每个一组，进行相反方向的平移，运动灵活，结构紧凑，动作安全可靠， 效率高，产生的污染物颗粒少。
上述实施例仅为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。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上 述实施例进行修饰与变化。因此，本实用新型的权利保护范围，应以权利要求 书的范围为依据。
权利要求1、一种掩模版库机构，包括锁定和解锁机构以及位于其下方的升降机构，其特征在于所述锁定和解锁机构包括第一驱动组件和滑块机构，所述第一驱动组件驱动所述滑块机构作直线往复运动；所述升降机构包括第二驱动组件及导轨组件，所述第二驱动组件驱动掩模版盒沿导轨组件作直线往复运动。
2、 如权利要求1所述的掩模版库机构，其特征在于，所述第一驱动组件包 括电机、丝杠及丝杠螺母，所述电机提供动力，所述丝杆用于连接所述电机与 所述丝杆螺母，所述丝杆螺母与所述滑块机构连接，并将电机的转动转化为滑 块机构的水平运动。
3、 如权利要求1所述的掩模版库机构，其特征在于，所述滑块机构包括导 向销及交叉滚柱滑块，所述滑块上具有导槽，所述导向销一端设置在所述导槽 内，另一端连接至所述交叉滚柱滑块，当所述滑块作直线往复运动时，其带动 所述导向销和交叉滚柱滑块作垂直于滑块运动方向的往复运动。
4、 如权利要求3所迷的掩模版库机构，其特征在于，所述滑块两端均设有 导槽，对应每个导槽均设置有导向销和交叉滚柱滑块。
5、 如权利要求3所述的掩模版库机构，其特征在于，所述导槽两端各具有 一段水平横槽，两段水平横槽之间通过一段斜槽连接。
6、 如权利要求5所述的掩模版库机构，其特征在于，所述斜槽与横槽之间 的夹角为150度。
7、 如权利要求3所述的掩模版库机构，其特征在于，所述导向销和交叉滚 柱滑块通过一锁销连板连接。
8、 如权利要求3 7中任一项所述的掩模版库机构，其特征在于，所述滑块 包括平行设置在所述开口两侧的上滑块及下滑块。
9、 如权利要求8所述的掩模版库机构，其特征在于，所述锁定和解锁机构 还包括连接上滑块与下滑块的钢索，当所述第一驱动组件驱动上滑块运动时， 由所述钢索带动所述下滑块作与上滑块相反方向的运动。
10、 如权利要求l所述的掩模版库机构，其特征在于，所述第二驱动组件包括电机以及同步带轮和齿形带组件，所述同步带轮和齿形带组件将所述电机与 所述导轨组件连接。
11、 如权利要求l所述的掩模版库机构，其特征在于，所述导轨组件包括滚 珠丝杠螺母组件、螺母支座、升降溜板及滚动导轨，所述螺母支座固定在滚珠 丝杠螺母组件上，所述滚动导轨设置于滚珠丝杠螺母组件的两侧，所述升降溜 板套设在所述滚动导轨上并与所述螺母支座连接，所述第二驱动组件驱动所述 滚珠丝杠螺母組件转动，并由该滚珠丝杠螺母组件将第二驱动组件发生的转动 转化为螺母支座上下方向的直线往复运动。
12、 如权利要求ll所述的掩模版库机构，其特征在于，所述升降溜板上还 设有用于承载掩模版盒的版盒托板，所述版盒托板在升降溜板的带动下，沿上 下方向作直线往复运动。
13、 如权利要求12所述的掩模版库机构，其特征在于，所述锁定和解锁机 构对应于版盒托板的位置具有一开口 ，用于容纳所述掩模版盒。
14、 如权利要求ll所述的掩模版库机构，其特征在于，所述升降机构还包 括竖向导轨座，所述滚动导轨平行设置于所述竖向导轨座上。
15、 如权利要求14所述的掩模版库机构，其特征在于，所述升降机构还包 括防尘盖板，所述防尘盖板安装在所述升降溜板和所述竖向导轨座之间。
专利摘要本实用新型提供了一种掩模版库机构，包括摩擦阻力小，动作灵活、安全性能好的锁定和解锁机构，以及能够实现掩模版盒平稳可靠和高精度升降的升降机构，其中锁定和解锁机构把一个电机的旋转运动转化成，每两个一组的四个锁销进行相反方向的平移；而升降机构的外力垂直作用于滚珠丝杠的中心轴线上，运动稳定可靠，能保证遮模版托板在垂直方向任意位置暂停时所需的制动力；另外，由于在升降溜板和竖向导轨座之间设置了防尘盖板，故能够防止运动部件产生的颗粒污染物对掩模版盒的污染。
文档编号B66F7/00GK201327564SQ200820156899
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者李志龙, 马喜宝 申请人:上海微电子装备有限公司;上海微高精密机械工程有限公司