机械手臂、传送装置及曝光设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种机械手臂，包括：手臂主体、手臂尖端和对位辅助装置；所述手臂主体与手臂尖端相连，所述对位辅助装置活动设置于所述手臂主体上。在本实用新型提供的机械手臂、传送装置及曝光设备中，所述机械手臂上设置有对位辅助装置能够准确判断所述机械手臂与所述卡盘的相对位置，避免由于人为误判导致所述机械手臂与卡盘发生摩擦而影响设备运行并缩短机械手臂的使用寿命。
【专利说明】机械手臂、传送装置及曝光设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体制造领域，特别涉及一种机械手臂及包含所述机械手臂的传送装置和曝光设备。
【背景技术】
[0002]光刻是半导体制造的关键工艺之一，通过光刻工艺能够将光掩模板上的特征图形转移到半导体器件上。为了在半导体器件的各个膜层中形成各种特征图形，通常需要进行多次光刻。
[0003]光刻工艺的核心设备是曝光设备，所述曝光设备包括传送装置和曝光腔室，所述传送装置将涂布有光刻胶的硅片或玻璃基板传送至曝光腔室中进行曝光，从而将光掩模板上的特征图形转移到光刻胶上。
[0004]现有技术中曝光设备的传送装置通常包括机械手臂和卡盘，所述卡盘与所述曝光腔室连接。传送过程中机械手臂先将硅片或玻璃基板转移给卡盘，再通过卡盘将硅片或玻璃基板传送至曝光腔室中。
[0005]请参考图1，其为现有技术的传送装置的结构示意图。如图1所示，所述传送装置100包括机械手臂110和卡盘120，其中，机械手臂110的手臂尖端111比较窄，卡盘120具有凹槽121，卡盘120的凹槽121比机械手臂110的手臂尖端111稍宽，在转移硅片或玻璃基板之前需要调整机械手臂110与卡盘120的相对位置，使机械手臂110的手臂尖端111对准并靠近卡盘120的凹槽121。若转移时机械手臂110的手臂尖端111没有对准卡盘120的凹槽121，机械手臂110和卡盘120之间会出现摩擦，摩擦导致卡盘120的边缘产生毛刺或变形，这会引起设备的真空侦测异常，同时，摩擦也会对机械手臂110造成损伤，缩短机械手臂110的使用寿命。
[0006]目前，由于判断机械手臂110与卡盘120的相对位置只能依靠肉眼进行估计，因此并不精确。而且，由于曝光设备中各个部件的结构非常紧凑，肉眼很难看清楚机械手臂110与卡盘120的位置。所以，按照目前的判断方式不能保证两者完全居中，这给曝光设备的运行留下很大的隐患。
[0007]因此，如何解决现有技术的曝光设备由于机械手臂与卡盘不能对准影响设备运行并缩短机械手臂的使用寿命的问题成为当前亟需解决的技术问题。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供一种机械手臂、传送装置及曝光设备，以解决现有的曝光设备由于机械手臂与卡盘不能对准影响设备运行并缩短机械手臂的使用寿命的问题。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种传送装置，所述机械手臂包括:手臂主体、手臂尖端和对位辅助装置；
[0010]所述手臂主体与手臂尖端相连，所述对位辅助装置活动设置于所述手臂主体上。
[0011]优选的，在所述的机械手臂中，所述对位辅助装置包括:激光发射器、反射透镜组和基座；
[0012]所述激光发射器和反射透镜组位于所述基座的同一侧并固定于所述基座上，所述激光发射器的发射方向对准所述反射透镜组。
[0013]优选的，在所述的机械手臂中，所述反射透镜组包括依次排列的第一半反射透镜、第二半反射透镜、第三半反射透镜和全反射透镜；
[0014]所述第一半反射透镜、第二半反射透镜、第三半反射透镜和全反射透镜相互平行且均与所述基座的表面垂直；
[0015]所述激光发射器的发射方向与所述第一半反射透镜的表面成45°夹角。
[0016]优选的，在所述的机械手臂中，所述第二半反射透镜与第三半反射透镜的间距根据所述手臂尖端的宽度进行设置，所述第一半反射透镜与全反射透镜的间距根据与所述手臂尖端配套的凹槽的宽度进行设置。
[0017]优选的，在所述的机械手臂中，所述手臂主体上设置有滑槽，所述对位辅助装置的底部设置有滑块，所述滑槽的外形尺寸与所述滑块的外形尺寸相适配。
[0018]优选的，在所述的机械手臂中，所述滑块的相对两侧分别设置有沉头螺丝。
[0019]优选的，在所述的机械手臂中，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间设置有转轴；
[0020]所述第一基板和第二基板通过沉头螺丝和弹性部件连接，所述弹性部件和沉头螺丝分别位于所述转轴的相对两侧。
[0021]优选的，在所述的机械手臂中，所述第一基板靠近第二基板的一侧和所述第二基板靠近第一基板的一侧均设置有与所述转轴配合的圆弧形凹槽。
[0022]本实用新型还提供一种传送装置，所述传送装置包括:卡盘和如上所述的机械手臂；
[0023]所述卡盘具有凹槽，所述凹槽的宽度大于所述机械手臂的手臂尖端的宽度；
[0024]所述机械手臂上的第二半反射透镜与第三半反射透镜间距根据所述手臂尖端的宽度进行设置，所述机械手臂上的第一半反射透镜与全反射透镜的间距根据所述凹槽的宽度进行设置。
[0025]本实用新型还提供一种曝光设备，所述曝光设备包括如上所述的传送装置。
[0026]在本实用新型提供的机械手臂、传送装置及曝光设备中，所述机械手臂上设置有对位辅助装置能够准确判断所述机械手臂与所述卡盘的相对位置，避免由于人为误判导致所述机械手臂与卡盘发生摩擦而影响设备运行并缩短机械手臂的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是现有技术的传送装置的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型实施例的传送装置的结构示意图；
[0029]图3是本实用新型实施例的对位辅助装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的机械手臂、传送装置及曝光设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0031]请参考图2，其为本实用新型实施例的传送装置的结构示意图。如图2所示，所述机械手臂210包括:手臂主体211、手臂尖端212和对位辅助装置230 ;所述手臂主体211与手臂尖端212相连，所述对位辅助装置230活动设置于所述手臂主体211上。
[0032]具体的，所述手臂尖端212与手臂主体211连为一体，随着手臂主体211的移动而移动，所述手臂尖端212用于放置传送对象。所述手臂主体211的上表面设置有滑槽213，所述对位辅助装置230的底部设置有滑块239，所述滑槽213的外形尺寸与所述滑块239的外形尺寸相适配。需要使用所述对位辅助装置230时，将所述滑块239置于所述滑槽213中。不需要使用所述对位辅助装置230时，只需将所述滑块239从所述滑槽213中取出即可。如此，即可实现将所述对位辅助装置230活动设置于所述手臂主体211上的目的。
[0033]在本实用新型的其他实施例中，所述对位辅助装置230还可以通过其他方式活动设置于所述手臂主体211上。比如，在所述手臂主体211上设置直线导轨，所述对位辅助装置230通过螺丝与直线导轨的滑块固定。不需要使用所述对位辅助装置230时拧开螺丝取下即可。
[0034]请参考图3，其为本实用新型实施例的对位辅助装置的结构示意图。如图3所示，所述对位辅助装置230包括:基座231、激光发射器232和反射透镜组233 ;所述激光发射器232和反射透镜组233位于所述基座231的同一侧并与所述基座231固定，所述激光发射器232的发射方向对准所述反射透镜组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的一侧具有第一圆弧形凹槽，所述第二基板235靠近所述第一基板234的一侧具有第二圆弧形凹槽，第一圆弧形凹槽和第二圆弧形凹槽位置相对且形状相同，所述第一圆弧形凹槽和第二圆弧形之间设置有一转轴236，所述转轴236靠近所述反射透镜组233。
[0036]同时，所述基座231具有三个螺纹孔，三个螺纹孔贯穿所述第一基板234和第二基板235，其中两个螺纹孔靠近所述手臂尖端212，一个螺纹孔远离所述手臂尖端212，三个螺纹孔中都设置有螺丝，其中，靠近所述手臂尖端212的两个螺纹孔中还设置有弹簧，所述弹簧与所述螺丝连接形成弹性部件237，远离所述手臂尖端212的螺纹孔中设置的是沉头螺丝 238。
[0037]所述第一基板234和第二基板235之间连接有两个弹性部件237和一个沉头螺丝238，所述弹性部件237和沉头螺丝238分别位于所述转轴236的两侧，所述两个弹性部件237靠近所述手臂尖端212，而所述沉头螺丝238远离手臂尖端212。由于沉头螺丝238可以上下拧动，第一基板234可以实现绕所述转轴236转动。所述沉头螺丝238向下拧时，第一基板234围绕所述转轴236顺时针转动，所述沉头螺丝238向上拧时，第一基板234围绕所述转轴236逆时针转动。
[0038]优选的，所述沉头螺丝238设置于所述第一基板234的中心线上，所述两个弹性部件237与所述中心线为对称轴呈对称设置。
[0039]在本实施例中弹性部件237是由螺丝和弹簧组成的，在其他实施例中也可以直接采用弹簧或其他具有弹性的材料。[0040]请继续参考图3，所述滑块239设置于所述第二基板235远离所述第一基板234的一侧，所述滑块239的相对两侧分别设置有沉头螺丝240。通过调整两侧的沉头螺丝240，所述对位辅助装置230可以沿着滑槽213来回移动。
[0041]所述激光发射器232和反射透镜组233均通过粘合或其他固定方式固定在所述基座231的表面上，其中，所述激光发射器232用于发射红色激光。所述反射透镜组233包括3个半反射透镜和I个全反射透镜，用于形成4束平行光。如图3所示，所述反射透镜组233包括依次排列的第一半反射透镜241、第二半反射透镜242、第三半反射透镜243和全反射透镜244，所述第一半反射透镜241、第二半反射透镜242、第三半反射透镜243和全反射透镜244相互平行并且均与所述基座231的表面垂直，所述激光发射器232的发射方向正对所述第一半反射透镜241，并与所述第一半反射透镜241的表面成45°夹角。
[0042]如图3所示，所述激光发射器232发射的红色激光沿着发射方向(X方向)射入所述第一半反射透镜241，经过第一半反射透镜241的反射和透射，红色激光分成两束，其中一束光仍然沿着X方向发射，另一束光的发射方向(Y方向)垂直于最初的发射方向(X方向)，其沿着Y方向射入第二半反射透镜242。同样的，射入第二半反射透镜242的红色激光经过第二半反射透镜242的反射和透射分成两束,一束仍然沿着X方向发射,另一束沿着Y方向射入第三半反射透镜243，射入第三半反射透镜243的红色激光经过第三半反射透镜243的反射和透射也分成两束,一束仍然沿着X方向发射,另一束沿着Y方向射入全反射透镜244，射入全反射透镜244的红色激光经过全反射透镜244的全反射后沿着X方向发射。由此，形成了四束平行光，四束平行光的发射方向都均为X方向。
[0043]优选的，所述第一半反射透镜241、第二半反射透镜242、第三半反射透镜243和全反射透镜244呈中心对称设置。如此，形成的4束平行光中，第一束光和第四束光的中心线和第二束光和第三束光的中心线重合。
[0044]其中，所述第二半反射透镜242与第三半反射透镜243间距根据所述手臂尖端212的位置和宽度进行设置，使得第二束光和第三束光的间距与所述手臂尖端212的宽度相等。而所述第一半反射透镜241与全反射透镜244的间距根据与所述手臂尖端212配套的凹槽的宽度进行设置，使得第一束光和第四束光的间距与配套的凹槽的宽度相等。
[0045]另外，本实用新型还提供一种传送装置200，包括:卡盘220和如上所述的机械手臂 210。
[0046]具体的，所述卡盘220具有凹槽221，凹槽221的宽度大于所述机械手臂210的手臂尖端212的宽度。所述机械手臂210上设置有对位辅助装置230，所述对位辅助装置230中的第二半反射透镜242与第三半反射透镜243的间距根据所述手臂尖端212的宽度进行设置。相应的，第二束光和第三束光的间距与所述手臂尖端212的宽度相等。所述对位辅助装置230的第一半反射透镜241与全反射透镜244的间距根据所述凹槽221的宽度进行设置。相应的，第一束光和第四束光的间距与所述凹槽221的宽度相等。
[0047]使用所述机械手臂210将硅片或玻璃基板等传送对象转移给所述凹槽221之前，需要调整所述机械手臂210与所述卡盘220的相对位置，使所述机械手臂210的手臂尖端212对准并靠近所述卡盘220的凹槽221。为了避免所述机械手臂210的手臂尖端212与所述卡盘220的凹槽221发生摩擦，在转移传送对象之前需要启动所述对位辅助装置230对所述手臂尖端212与所述凹槽221的相对位置进行调整。[0048]调整所述手臂尖端212与所述凹槽221的相对位置的主要过程如下:首先，由所述激光发射器232发射红色激光，红色激光经过所述反射透镜组233形成四束平行光；接着，调整所述第一基板234上的沉头螺丝238使得第二束光和第三束光照射到手臂尖端212上；然后，调整所述滑块239上的沉头螺丝240使得第二束光和第三束光分别对准手臂尖端212的边缘，如此得到所述机械手臂210的第一位置；之后，再次调整所述第一基板234上的沉头螺丝238使得第一束光和第四束光照射到所述卡盘220上；接着，调整所述滑块239上的沉头螺丝240，使得第一束光和第四束光分别对准所述凹槽221的边缘，如此得到所述机械手臂210的第二位置；最后，根据第一位置和第二位置调整所述机械手臂210的位置，使得手臂尖端212和凹槽221完全居中。
[0049]另外，本实用新型还提供一种光刻设备，包括如上所述的传送装置200。
[0050]综上，在本实用新型实施例提供的机械手臂、传送装置及光刻设备中，所述机械手臂上设置有对位辅助装置能够准确判断所述机械手臂的手臂尖端与所述卡盘的凹槽之间的相对位置，避免由于人为误判导致所述机械手臂与卡盘发生摩擦而影响设备运行并缩短机械手臂的使用寿命。
[0051]上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型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。
【权利要求】
1.一种机械手臂，其特征在于，包括:手臂主体、手臂尖端和对位辅助装置； 所述手臂主体与手臂尖端相连，所述对位辅助装置活动设置于所述手臂主体上。
2.如权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述对位辅助装置包括:激光发射器、反射透镜组和基座； 所述激光发射器和反射透镜组位于所述基座的同一侧并固定于所述基座上，所述激光发射器的发射方向对准所述反射透镜组。
3.如权利要求2所述的机械手臂，其特征在于，所述反射透镜组包括依次排列的第一半反射透镜、第二半反射透镜、第三半反射透镜和全反射透镜； 所述第一半反射透镜、第二半反射透镜、第三半反射透镜和全反射透镜相互平行且均与所述基座的表面垂直； 所述激光发射器的发射方向与所述第一半反射透镜的表面成45°夹角。
4.如权利要求3所述的机械手臂，其特征在于，所述第二半反射透镜与第三半反射透镜的间距根据所述手臂尖端的宽度进行设置，所述第一半反射透镜与全反射透镜的间距根据与所述手臂尖端配套的凹槽的宽度进行设置。
5.如权利要求2所述的机械手臂，其特征在于，所述手臂主体上设置有滑槽，所述对位辅助装置的底部设置有滑块，所述滑槽的外形尺寸与所述滑块的外形尺寸相适配。
6.如权利要求5所述的机械手臂，其特征在于，所述滑块的相对两侧分别设置有沉头螺丝。
7.如权利要求2所述的机械手臂，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间设置有转轴； 所述第一基板和第二基板通过沉头螺丝和弹性部件连接，所述弹性部件和沉头螺丝分别位于所述转轴的相对两侧。
8.如权利要求7所述的机械手臂，其特征在于，所述第一基板靠近第二基板的一侧和所述第二基板靠近第一基板的一侧均设置有与所述转轴配合的圆弧形凹槽。
9.一种传送装置，其特征在于，包括:卡盘和如权利要求1至8中任一项所述的机械手臂； 所述卡盘具有凹槽，所述凹槽的宽度大于所述机械手臂的手臂尖端的宽度； 所述机械手臂上的第二半反射透镜与第三半反射透镜间距根据所述手臂尖端的宽度进行设置，所述机械手臂上的第一半反射透镜与全反射透镜的间距根据所述凹槽的宽度进行设置。
10.一种曝光设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的传送装置。
【文档编号】G03F7/20GK203630509SQ201320805345
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】胡晓栋 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司