版库设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种版库设备，包括版库，所述版库的内部沿竖直方向上区分若干个槽，每个槽用以容置一个版盒，该版库设备还包括升降结构，所述版库设在所述升降结构上，且通过所述升降结构实现升降运动。本实用新型引入了升降结构，由于版库能容纳多个掩模版盒，本实用新型并不要求机械手做复杂的运动，主要表现在其无需沿竖直方向上运动，而是通过升降结构带动版库做升降运动，如此一来，只需在升降时设置合理的工位就能实现不同槽内版盒的取放，避免因多个掩模版库所导致的机械手控制复杂的问题。提供了一种在取放版盒时能够降低机械手运动的复杂性的版库设备。
【专利说明】版库设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光刻设备，尤其涉及一种版库设备。
【背景技术】
[0002]光刻设备是一种将掩模图案曝光成像到硅片或玻璃基板上的设备。掩模传输系统负责物料在曝光成像单元掩模台和物料接口(版盒)之间的传送，是光刻设备的重要组成部分。
[0003]掩模传输系统的工作流程:将装有掩模版的版盒放入版库中，解锁机构进行解锁，机械手从版库中取出掩模版，送至掩模台进行交接，曝光后由掩模台交接与机械手，由机械手送回，把曝光好的掩模版放回版盒。
[0004]从上述流程可以发现，版库作为保存承载掩模版盒，进行掩模状态信息管理。一种良好的版库设备，可以提高整个掩模传输传输效率，保证版盒中掩模的信息管理，提供给整个光刻设备更加可靠的掩模。
[0005]请参考图1,其为现有技术中常用的版库设备,其仅包括版库100，版库100内区分为若干个槽101，每个槽用以容置一个版盒。由于现有技术中，半导体装置的制作需要多次光刻，且每次光刻所使用的掩模版多不一致，因此需求多种掩模，增加了更换掩模传输掩模板的更换次数。目前版库设计多为固定不动，依靠配合的机械手移动取版，此种方案需要进行多套驱动机构，增加了成本，并且机械手间协调运动的控制也较复杂。如图1所示，该版库可以容纳多个掩模版盒，分为左右两行，这意味着机械手在运动时必须实现左右，至少两个维度的运动，使机械手控制复杂。在关于掩模的信息管理上，也存在管理弊端，对于存放版盒及版盒中掩模版的存在状态也无明确的判断，往往会给掩模信息上带来混乱，一种关于掩模板的状态管理也是掩模传输很关键的一个环节。版库作为光刻机与外界的接口，在现有版库设备中，往往忽略了人机工程学对于取放版盒的合理设计，使操作人员带来操作不便。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题是提供一种在取放版盒时能够降低机械手运动的复杂性的版库设备。
[0007]为了解决这一技术问题，本实用新型提供了一种版库设备，包括版库，所述版库的内部沿竖直方向上区分若干个槽，每个槽用以容置一个版盒，所述版库设备还包括升降结构，所述版库设在所述升降结构上，且通过所述升降结构实现升降运动。
[0008]所述升降结构包括升降运动台与升降轴，所述版库固定设在所述升降运动台上，所述升降运动台通过所述升降轴实现升降运动。
[0009]所述升降轴为丝杠导轨的传动结构，由一直流电机驱动。
[0010]所述升降结构还包括支撑框架，设在所述升降轴上。
[0011]所述版库设备包括版盒定位结构，所述版盒定位结构包括库内定位结构和盒上定位结构，所述盒上定位结构设在所述版盒的外侧，所述库内定位结构设在所述版库的内侧，所述库内定位结构和盒上定位结构匹配连接固定所述版盒在版库内的位置。
[0012]所述库内定位结构包括定位滚轮、定位压片和定位支座，所述定位压片固定设在所述版库的内表面，所述定位滚轮通过一个沿其轴向设置的定位轴与所述定位压片连接，所述盒上定位结构的一侧表面与所述定位支座滑动连接，另一侧表面与所述定位滚轮滚动连接。
[0013]所述盒上定位结构的与所述定位滚轮滚动连接的表面设有斜坡面与凹弧面，所述凹弧面的形状与所述定位滚轮相匹配，所述凹弧面与所述斜坡面相背设置，所述定位滚轮随着所述盒上定位结构的移动自所述斜坡面滚动进入到所述凹弧面内，所述定位滚轮通过所述定位压片压在所述凹弧面内实现所述盒上定位结构的位置固定。
[0014]所述版库内每个槽内均设有两个位于同一高度的库内定位结构,两个所述库内定位结构对称设于槽内所述版盒容置位置的两侧。
[0015]所述版库设备还包括版库自锁结构，所述版库自锁结构包括固定设在所述版盒上的盒上挡板与设于所述版库上的库上挡板，所述库上挡板与所述版库的外表面滑动连接，当所述库上挡板移动至自锁位置时，所述版库通过所述库上挡板阻挡所述盒上挡板向版库外移动，进而锁住所述版盒。
[0016]所述版库自锁结构还包括框架，所述库上挡板固定设在所述框架上，所述框架与所述版库的外表面滑动连接。
[0017]所述框架上设有限位孔，若干支点用台阶螺栓穿过所述限位孔与所述版库固定连接，所述框架在所述限位孔的范围内相对于所述支点用台阶螺栓和版库移动。
[0018]所述限位孔的宽度小于所述支点用台阶螺栓的头部，该头部限制所述框架沿垂直于版库表面的方向移动。
[0019]所述限位孔的形状与所述库上挡板的自锁位置和非自锁位置相匹配。
[0020]所述版库设备还包括框架锁定装置，所述框架与库上挡板移动至自锁位置和非自锁位置时，通过所述框架锁定装置实现所述框架相对于所述版库的位置固定。
[0021]所述框架锁定装置包括连杆、连接件与弹簧，所述连杆通过同时穿过版库和框架实现所述框架相对于所述版库的位置固定，所述连接件固定设在所述框架上，所述连杆沿所述连接件的内壁移动，所述弹簧的两端分别连接所述连接件和连杆，且所述弹簧伸缩的方向与所述连杆沿所述连接件的内壁移动的方向相匹配。
[0022]所述版库设有供机械手取放版盒的加载窗口。
[0023]所述版库的每个槽内均设有版盒存在传感器和掩膜存在传感器，所述版盒存在传感器和掩膜存在传感器与设在版库外表面的指示灯连接。
[0024]所述加载窗口上设有防叉错结构，所述防插错结构位于相邻两个槽的交界处。
[0025]本发明引入了升降结构，由于版库能容纳多个掩模版盒，本发明并不要求机械手做复杂的运动，主要表现在其无需沿竖直方向上运动，而是通过升降结构带动版库做升降运动，如此一来，只需在升降时设置合理的工位就能实现不同槽内版盒的取放，避免因多个掩模版库所导致的机械手控制复杂的问题。提供了一种在取放版盒时能够降低机械手运动的复杂性的版库设备。【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是现有技术中版库设备的结构示意图；
[0027]图2是本实用新型一实施例中升降结构的结构示意图；
[0028]图3是本实用新型一实施例中版库的结构示意图；
[0029]图4是本实用新型一实施例中版库的另一结构示意图；
[0030]图5是本实用新型一实施例中盒上定位结构的位置示意图；
[0031]图6是本实用新型一实施例中库内定位结构的结构示意图；
[0032]图7是本实用新型一实施例中盒上定位结构与库内定位结构的连接示意图；
[0033]图8是本实用新型一实施例中框架锁定装置的结构示意图；
[0034]图9是本实用新型一实施例中版库自锁结构的结构示意图；
[0035]图10是本实用新型一实施例中版库设备的使用操作流程；
[0036]图中，100-版库；101_槽；1-支撑框架；21_升降轴；22_升降运动台；3_机械手；4-版库；4a_版盒存在传感器；4b_掩膜存在传感器；4c_指示灯；4e_库内定位结构；41e-定位压片；42e-定位滚轮；43e_定位支座；4f版库自锁结构；41f-框架；42f库上挡板；43f-限位孔；44f-支点用台阶螺栓；4g-框架锁定装置；41g-手柄；42g-连杆；43g-连接件；44g-弹簧；4h-防叉错结构；5_加载窗口 ；6-版盒；61_盒上定位结构；611_斜剖面；612-凹弧面；62_盒上挡板。
【具体实施方式】
[0037]以下将结合图2至图10对本实用新型提供的版库设备进行详细的描述，其为本实用新型一可选的实施例，可以认为本领域的技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
[0038]本实施例提供了 一种版库设备，请参考图3，包括版库4，所述版库4的内部沿竖直方向上区分若干个槽，每个槽用以容置一个版盒6，所述版库4设有供机械手3取放版盒6的加载窗口 5，所述版库设备还包括升降结构，所述版库4设在所述升降结构上，且通过所述升降结构实现升降运动。
[0039]本实施例中该版库4整体为长方体，能容纳多个掩模版盒6，版库4可以做升降运动，避免因多个版库所导致的机械手3控制复杂的问题。从而在整体版库取放版盒流程中，可以设计合理取放版盒的运动工位，保证每槽版盒6的放置和取出都满足人机工程学，作出更合理的人机化设计。同时，版库设有人工物料交接的加载窗口 5，严格按照人机工程学设计，保证操作人员操作的方便性，该加载窗口考虑人机工程学，根据特定取放物料流程，控制升降轴，来保证人工加载或取任意一槽版盒时，都在该加载窗口 5。
[0040]请参考图3，所述升降结构包括升降运动台22与升降轴21，所述版库4固定设在所述升降运动台22上，所述升降运动台22通过所述升降轴21实现升降运动。所述升降轴21为丝杠导轨的传动结构，由一直流电机驱动。所述升降结构还包括支撑框架1，设在所述升降轴21上，且可以位于所述升降轴21的与所述升降运动台22相背的一侧，支撑框架I为整个版库设备提供安装平台，此框架还具有整体部件调平功能及外部的机械接口功能。版库4固定在升降运动台22上，机械手3取放版的工位不动，靠升降轴来控制应取放哪槽版盒中掩模。[0041]请参考图4至图7，所述版库设备包括版盒定位结构，所述版盒定位结构包括库内定位结构4e和盒上定位结构61,所述盒上定位结构61设在所述版盒6的外侧,所述库内定位结构4e设在所述版库4的内侧,所述库内定位结构4e和盒上定位结构61匹配连接固定所述版盒6在版库4内的位置。所述版库4内每个槽内均设有两个位于同一高度的库内定位结构4e，两个所述库内定位结构4e对称设于槽内所述版盒6容置位置的两侧。
[0042]请参考图6，所述库内定位结构4e包括定位滚轮42e、定位压片41e和定位支座43e，所述定位压片41e固定设在所述版库4的内表面，所述定位滚轮42e通过一个沿其轴向设置的定位轴(图未示)与所述定位压片41e连接，所述盒上定位结构61的一侧表面与所述定位支座43e滑动连接，另一侧表面与所述定位滚轮42e滚动连接。
[0043]请参考图7，所述盒上定位结构61的与所述定位滚轮42e滚动连接的表面设有斜坡面611与凹弧面612，所述凹弧面612的形状与所述定位滚轮42e相匹配，所述凹弧面612与所述斜坡面611相背设置，所述定位滚轮42e随着所述盒上定位结构61的移动自所述斜坡面611滚动进入到所述凹弧面612内，所述定位滚轮42e通过所述定位压片41e压在所述凹弧面612内实现所述盒上定位结构61的位置固定。当版盒6推入时，因为定位压片41e为弹性结构，通过定位滚轮42e，在推入版盒6的过程中，定位滚轮42e滑落至凹弧面612所形成的自锁槽中，该过程中的定位问题，在竖直面上靠所述定位支座43e两个竖直侧面进行定位，水平方向定位靠定位支座43e水平设置的上表面进行定位。版盒插入及定位时结构状态可如图7示意性地得到。
[0044]请参考图4和图9，所述版库设备还包括版库自锁结构4f，所述版库自锁结构4f包括固定设在所述版盒6上的盒上挡板62与设于所述版库上的库上挡板42f，所述库上挡板42f位于所述版库4的加载窗口 5 —侧,所述库上挡板42f与所述版库4的外表面滑动连接，当所述库上挡板42f移动至自锁位置时，所述版库4通过所述库上挡板42f阻挡所述盒上挡板62向版库4外移动，进而锁住所述版盒4。所述版库自锁结构还包括框架41f，所述库上挡板42f固定设在所述框架41f上，所述框架41f与所述版库4的外表面滑动连接。
[0045]所述框架上设有限位孔43f，若干支点用台阶螺栓44f穿过所述限位孔43f与所述版库4固定连接，所述框架41f在所述限位孔43f的范围内相对于所述支点用台阶螺栓44f和版库4移动。所述限位孔43f的宽度小于所述支点用台阶螺栓44f的头部，该头部限制所述框架41f沿垂直于版库4表面的方向移动，亦即其保证了框架始终与版库4保持滑动连接，沿版库4的外表面移动。所述限位孔43f的形状与所述库上挡板42f的自锁位置和非自锁位置相匹配。
[0046]具体来说，自锁位置是指库上挡板42f能够阻挡盒上挡板62的位置，非自锁位置则是指库上挡板42f不能够阻挡盒上挡板62的位置。在本实施例中通过框架41f的上下移动实现库上挡板42f的自锁位置与非自锁位置的转化，因此，本实施例中的定位孔43f为沿竖直方向设置的长条状的，而其长度以能够实现自锁位置与非自锁位置的转化为准。在本实用新型其他可选的实施例中，定位孔43f亦可为L型的或者水平设置、斜向设置的长条状，只要能够实现自锁位置与非自锁位置的转化，就该认为其在本实用新型的保护范围内。
[0047]请参考图9，所述版库设备还包括框架锁定装置4g，所述框架41f与库上挡板42f移动至自锁位置和非自锁位置时，通过所述框架锁定装置4g实现所述框架41f相对于所述版库4的位置固定。[0048]本实施例中，版库4的每个槽均设有版盒定位结构及版盒自锁结构42f，保证每槽加载版盒的定位精度及取放版的稳定性。
[0049]请参考图8，所述框架锁定装置4g包括连杆42g，所述连杆42g通过同时穿过版库4和框架41f实现所述框架41f相对于所述版库4的位置固定。所述框架锁定装置还包括连接件43g与弹簧44g,所述连接件43g固定设在所述框架41f上,所述连杆42g沿所述连接件44g的内壁移动，所述弹簧43g的两端分别连接所述连接件43g和连杆43g，且所述弹簧44g伸缩的方向与所述连杆42g沿所述连接件43g的内壁移动的方向相匹配。本实施例中，所述连杆42g的末端还设有手柄41g，版库4上设有供连杆42g插入的孔或槽。当版盒6推到位，定位滑轮滑入自锁槽后，版盒6锁紧，手动抽拉手柄41g，进而通过连杆42g的移动实现解锁，解锁后推动手柄使框架41f、库上挡板42f —同滑动至自锁位，然后将手柄41g和连杆42g推入进行锁紧，完成版盒6的进一步固定。
[0050]请参考图3，所述版库4的每个槽内均设有版盒存在传感器4a和掩膜存在传感器4b，用于检测每槽版盒及掩模版的存在状态，所述版盒存在传感器4a和掩膜存在传感器4b与设在版库4外表面的指示灯4c连接。版库4中对于每槽版盒6及掩模作出状态判断，给出良好的物料信息。
[0051]本实施例相对于现有技术增加了掩模板状态及版盒状态及物料信息显示功能，版库4内部侧壁增加6组版盒存在传感器4a，当放置版盒后触发传感器4a，输出版盒状态；在版库每槽版盒上方增加6组掩模存在传感器4b，利用所采用版盒上盖的通明性，进行对掩模版的状态检测；每一槽增加显示物料信息的指示灯4c，指示灯4c采用双色灯根据不同显示状态来定义目前物料状态。LED灯关于物料信息定义如下:
[0052]
LED灯j版盒~j掩模版
灯灭 X X
?Κ V X
黄色 ? ~
[0053]表中“ X ”表示不存在，“ V”表示存在。
[0054]所述加载窗口 5上设有防叉错结构4h，所述防插错结构4h位于相邻两个槽的交界处，防止加载版盒6时放错槽。
[0055]请参考图10，本实施例还提出了一种适用该版库设备的版库运动流程，用于保证人工加载每槽版盒时，符合人机工程学设计，此流程包括以下步骤:已加载版盒为例，根据每槽物料状态及每槽状态指示灯的反馈信息，人工判断出所需上版盒的版槽，通过触摸屏来进行选择应该哪个槽进行加载，选取后版库会进行移动，将所需要加载的版库加载槽运动到版盒的加载窗口，人工将所需要加载版盒放入，完成版盒加载。
[0056]根据人机操作便利性，考虑取放版合理高度，将取放版版盒的交接工位放置在某高度位，当需要加载、取出时，首先通过掩模存在传感器，版盒存在传感器进行每槽物料状态的判断，通过LED显示灯显示物料状态。人工知道所需要加载的版盒槽数，将此信息通过触摸屏进行操作，版库升降轴将所需要加载版槽运动至版盒加载位，手动上版，完成加载过程。
[0057]综上所述，本发明引入了升降结构，由于版库能容纳多个掩模版盒，本发明并不要求机械手做复杂的运动，主要表现在其无需沿竖直方向上运动，而是通过升降结构带动版库做升降运动，如此一来，只需在升降时设置合理的工位就能实现不同槽内版盒的取放，避免因多个掩模版库所导致的机械手控制复杂的问题。提供了一种在取放版盒时能够降低机械手运动的复杂性的版库设备。
[0058]与现有技术相比较，本实用新型通过电机将指定版盒槽中的掩模版盒送到特定位置处，减少了机械手的工位，机械手控制的复杂性下降。同时通过每槽的状态传感器来判断掩模及版盒的物流信息及通过指示灯更直观的反应，避免了物料信息混乱的局面。通过可升降的版库，配合特定版库运动流程，在设计中更注重了人机工程学。同时，根据定位及自锁结构的设置，很好的保证了机械手取放版时的重复性及取放版精度，更好的提高了版库的使用性能。
【权利要求】
1.一种版库设备，包括版库，所述版库的内部沿竖直方向上区分若干个槽，每个槽用以容置一个版盒，其特征在于:还包括升降结构，所述版库设在所述升降结构上，且通过所述升降结构实现升降运动。
2.如权利要求1所述的版库设备，其特征在于:所述升降结构包括升降运动台与升降轴，所述版库固定设在所述升降运动台上，所述升降运动台通过所述升降轴实现升降运动。
3.如权利要求2所述的版库设备，其特征在于:所述升降轴为丝杠导轨的传动结构，由一直流电机驱动。
4.如权利要求2所述的版库设备，其特征在于:所述升降结构还包括支撑框架，设在所述升降轴上。
5.如权利要求1所述的版库设备，其特征在于:还包括版盒定位结构，所述版盒定位结构包括库内定位结构和盒上定位结构，所述盒上定位结构设在所述版盒的外侧，所述库内定位结构设在所述版库的内侧，所述库内定位结构和盒上定位结构匹配连接固定所述版盒在版库内的位置。
6.如权利要求5所述的版库设备，其特征在于:所述库内定位结构包括定位滚轮、定位压片和定位支座，所述定位压片固定设在所述版库的内表面，所述定位滚轮通过一个沿其轴向设置的定位轴与所述定位压片连接，所述盒上定位结构的一侧表面与所述定位支座滑动连接，另一侧表面与所述定位滚轮滚动连接。
7.如权利要求6所述的版库设备，其特征在于:所述盒上定位结构的与所述定位滚轮滚动连接的表面设有斜坡面与凹弧面，所述凹弧面的形状与所述定位滚轮相匹配，所述凹弧面与所述斜坡面相背设置，所述定位滚轮随着所述盒上定位结构的移动自所述斜坡面滚动进入到所述凹弧面内，所述定位滚轮通过所述定位压片压在所述凹弧面内实现所述盒上定位结构的位置固定。
8.如权利要求5所述的版库设备，其特征在于:所述版库内每个槽内均设有两个位于同一高度的库内定位结构，两个所述库内定位结构对称设于槽内所述版盒容置位置的两侧。
9.如权利要求1所述的版库设备，其特征在于:还包括版库自锁结构，所述版库自锁结构包括固定设在所述版盒上的盒上挡板与设于所述版库上的库上挡板，所述库上挡板与所述版库的外表面滑动连接，当所述库上挡板移动至自锁位置时，所述版库通过所述库上挡板阻挡所述盒上挡板向版库外移动，进而锁住所述版盒。
10.如权利要求9所述的版库设备，其特征在于:所述版库自锁结构还包括框架，所述库上挡板固定设在所述框架上，所述框架与所述版库的外表面滑动连接。
11.如权利要求10所述的版库设备，其特征在于:所述框架上设有限位孔，若干支点用台阶螺栓穿过所述限位孔与所述版库固定连接，所述框架在所述限位孔的范围内相对于所述支点用台阶螺栓和版库移动。
12.如权利要求11所述的版库设备，其特征在于:所述限位孔的宽度小于所述支点用台阶螺栓的头部，该头部限制所述框架沿垂直于版库表面的方向移动。
13.如权利要求11所述的版库设备，其特征在于:所述限位孔的形状与所述库上挡板的自锁位置和非自锁位置相匹配。
14.如权利要求10所述的版库设备，其特征在于:还包括框架锁定装置，所述框架与库上挡板移动至自锁位置和非自锁位置时，通过所述框架锁定装置实现所述框架相对于所述版库的位置固定。
15.如权利要求14所述的版库设备，其特征在于:所述框架锁定装置包括连杆、连接件与弹簧，所述连杆通过同时穿过版库和框架实现所述框架相对于所述版库的位置固定，所述连接件固定设在所述框架上，所述连杆沿所述连接件的内壁移动，所述弹簧的两端分别连接所述连接件和连杆，且所述弹簧伸缩的方向与所述连杆沿所述连接件的内壁移动的方向相匹配。
16.如权利要求1所述的版库设备，其特征在于:所述版库设有供机械手取放版盒的加载窗口。
17.如权利要求1所述的版库设备，其特征在于:所述版库的每个槽内均设有版盒存在传感器和掩膜存在传感器，所述版盒存在传感器和掩膜存在传感器与设在版库外表面的指示灯连接。
18.如权利要求16所述的版库设备，其特征在于:所述加载窗口上设有防叉错结构，所述防插错结构位于相 邻两个槽的交界处。
【文档编号】B65G1/137GK203714553SQ201320891209
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】孙鹤源, 王长刚 申请人:上海微电子装备有限公司