一种半导体光刻板清洗的定位顶升输送滚轮装置的制作方法

本发明涉及一种半导体光刻板生产领域，尤其涉及一种半导体光刻板清洗的定位顶升输送滚轮装置。

背景技术

光刻是制造半导体器件和集成电路微图形结构的关键工艺。其工艺质量直接影响着器件成品率、可靠性、器件性能以及使用寿命等参数指标。光罩是光刻工艺中的一个重要环节，光刻板必须非常洁净，所有硅片上的电路元件都来自版图。如果光刻板不洁净，存在污染颗粒，这些颗粒就会被复制到硅片表面的光刻胶上，造成器件性能的下降。然而，光刻板在使用过程中不可避免的会粘上灰尘、光刻胶等污染物，这些污染物的存在直接影响到光刻的效果。为了保证光刻板洁净，必须定期对光刻板进行清洗，而清洗的效果与清洗工艺以及各清洗工艺在设备上的合理配置有着密切的联系。

中国发明专利（公开号cn105590879a）公开了一种全自动光刻板清洗机，由上下料单元、清洗单元、翻转单元、光刻版传输单元、定位单元、药液供给与循环单元和温度控制单元组成。光刻板在上下料的时候定位是一个问题，定位不好则不利于机械抓取，无法实现自动化生产。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种半导体光刻板清洗的定位顶升输送滚轮装置，该装置实现了光刻板的定位，提高了自动化程度高，可以广泛用于工业生产之中。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种半导体光刻板清洗的定位顶升输送滚轮装置，该装置包括架体、输送滚轮装置、抓取定位装置和提升横移装置；架体固定在外罩机架组件上，输送滚轮装置包括侧板、传动轴和纵向滚轮，两块侧板固定在架体上，多根传动轴横向并排设置在两块侧板之间，所述的每根传动轴上串联多个纵向滚轮，每根传动轴的端部设置有皮带轮，皮带轮通过皮带相互传动连接，皮带传动连接设置有电机；所述的抓取定位装置包括定位板、移动板和拨动架，定位板和移动板均设置在传动轴的下方，定位板与架体固定连接，并在定位板和移动板之间设置有两根轴，所述的定位板与轴固定连接，移动板与轴通过轴套相连接，并在移动板的两侧分别设置有皮带夹具，每个皮带夹具均固定在一条皮带上，所述的皮带架设在皮带轮上并传动连接设置有电机；所述的提升横移装置包括气缸固定板、顶升气缸、导向杆、连接板、滚轮安装条和横向滚轮，所述的气缸固定板固定设置架体上，顶升气缸固定在气缸固定板上，所述的连接板与顶升气缸的活塞杆相连接，导向杆通过轴套设置在气缸固定板上，导向杆的上端与连接板固定连接，多根滚轮安装条横向并排设置在连接板上，在滚轮安装条设置多个滚轮支架，横向滚轮设置在滚轮支架上，在顶升气缸伸出的时候，横向滚轮凸出位于纵向滚轮的上方。

作为进一步改进，两两纵向滚轮间有两个挡边轮，使得两个纵向滚轮之间有一定的空隙。

作为进一步改进，所述的定位板和移动板上均设置有拨动架，拨动架包括立杆、上杆和拨动杆，立杆设置在定位板和移动板的两端，立杆上端位于纵向滚轮上方，上杆架设在两根立杆上，在上杆上向下设置有多根拨动杆，多根拨动杆的下端位于纵向滚轮的横向槽内。

本发明由于采用了上述的技术方案，该装置实现了光刻板的定位，提高了自动化程度高，可以广泛用于工业生产之中。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明具体实施方式的爆炸结构示意图。

图3为上料机构的爆炸结构示意图。

图4为摆臂装置的结构示意图。

图5为真空吸盘装置的结构示意图。

图6为第一定位顶升输送滚轮装置的结构示意图。

图7为抓取定位装置的结构示意图。

图8、图9为提升横移装置的结构示意图。

图10为第一直线移动抓取装置的爆炸结构示意图。

图11、图12为升降装置的结构示意图。

图13为翻转机构的爆炸结构示意图。

图14为第一粘尘机构的爆炸结构示意图。

图15为上顶紧结构的结构示意图。

图16为上除尘抽屉的结构示意图。

图17为中除尘滚轮输送抽屉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1、图2所示的一种半导体光刻板清洗生产系统，该生产系统包括外罩机架组件1以及依次设置在外罩机架组件1内的上料机构3、第一旋转抓取装置4、第一定位顶升输送滚轮装置7、第一输送滚轮装置15、第一直线移动抓取机构8、第一清洗装置2、第二输送滚轮装置11、第一粘尘机构9、翻转机构10、第三输送滚轮装置17、第二清洗装置12、第二直线移动抓取机构18、第四输送滚轮装置23、第二粘尘机构19、第二定位顶升输送滚轮装置24、第二旋转抓取装置14和卸料机构13。所述的上料机构3上的光刻板通过第一旋转抓取装置4放置至第一定位顶升输送滚轮装置7，第一定位顶升输送滚轮装置7连接第一输送滚轮装置15，第一输送滚轮装置15上的光刻板通过第一直线移动抓取机构8放置至第一清洗装置2并由第一直线移动抓取机构8取出放置至第二输送滚轮装置11，第二输送滚轮装置11连接第一粘尘机构9，第一粘尘机构9连接翻转机构10，翻转机构10连接第三输送滚轮装置17，第三输送滚轮装置17上的光刻板通过第二直线移动抓取机构8放置至第二清洗装置2并由第二直线移动抓取机构8取出放置至第四输送滚轮装置23，第四输送滚轮装置23连接第二粘尘机构19，第二粘尘机构19连接第二定位顶升输送滚轮装置24，第二定位顶升输送滚轮装置24上的光刻板通过第一旋转抓取装置4放置至卸料机构13。

如图2所示，所述的外罩机架组件1包括外罩20、警示灯21、内部机架22。外罩20将设备包裹在内，起到保护、阻挡灰尘的作用；警示灯21设置在该设备的两端，用于紧急情况的报警；内部机架22用于固定安装其他装置。外罩上有若干个玻璃窗口，可以从外面观察到内部的运作情况，十分方便。

如图2、图3所示，所述的上料机构3和卸料机构13均包括放料座130、辊道131和上料小车138，上料机构3和卸料机构13结构相同，但运动的方向相反。如图3所示，可移动式放料座130用于放置待加工的光刻板，放料座130底面平整，上部设置v型储料槽，v型储料槽的出料一边低于靠料一边；所述的辊道131安装在两侧的辊道侧板中，辊道侧板固定安装在机架上，辊道131与上料小车138相互衔接，放料座130能在辊道131和上料小车138上移动；所述的辊道131的末端设置有料座锁紧装置，并在辊道131的外侧设置有小车锁紧装置137。

如图3所示，所述的料座锁紧装置包括旋转气缸134和锁紧板，旋转气缸134设置在辊道131靠近设备里面的一端，锁紧板的一端安装在旋转气缸134上，不旋转时，锁紧板一侧与辊道水平，旋转气缸旁还安装有接近传感器132，辊道侧板两侧也各有一个接近传感器132，旋转气缸134两旁还装有两个限位块。当工人将材料用放料座130放在上料小车138上时，限位挡块1303限制放料座130在上料小车138上移动，气缸1301带动上料小车138往上升，当上升到上料小车与辊道131水平时，限位挡块1303打开，放料座130进入辊道131上，当接近传感器132探测到放料座130已经到达预定位置时，限位块抵住放料座130，旋转气缸134旋转，用凸轮将放料座固定住。

如图3所示，所述的小车锁紧装置137包括两个气缸1301、导向杆137和锁紧板1304，在辊道131靠近外面的一侧下方有一固定安装在机架上的挡板，挡板内测安装有两个气缸1301，气缸1301旁还有两个导向杆137，气缸1301和导向杆1301共同安装在气缸安装板1302上，气缸安装板1302通过两个杆固定安装机架上，两根杆上个安装有一个小车滚轮136；挡板的另一侧，与小车滚轮对应的位置有两个窗口，小车滚轮通过窗口露出来；所述的锁紧板1304与气缸1301的活塞杆相连接，锁紧板1304上设置有横架139，横架139上设置有放横梁的槽；上料小车138的一端放置在横架139的槽里，并在横架139上设置有插板1303，气缸1301上升时插板1303能与上料小车138上的横梁相互锁紧。当上料小车138与辊道131对接之后，通过小车锁紧装置137可以将上料小车138与辊道131锁紧。

如图2所示，第一旋转抓取装置4和第二旋转抓取装置结构相同，均包括真空吸盘装置14和摆臂装置。

如图5所示，所述的真空吸盘装置14包括真空连接板140、真空吸盘调节架141和真空吸盘142，真空连接板140固定连接着数根真空吸盘调节架141，每个真空吸盘调节架141上方设置有导向槽，多个吸盘调节架141通过调节螺母固定设置在导向槽上，真空吸盘安装板143固定安装有吸盘连接杆144，吸盘连接杆144的底端连接着真空吸盘142。

如图4所示，所述的摆臂装置包括第一电机41、第二电机42、旋转轴承座43、旋转轴44和摆臂48，第一电机41位于在整个装置的最上方，安装固定在机架上，电机41通过皮带与旋转轴44连接，旋转轴44两端各安装有一个旋转轴承座43，旋转轴承座43固定在机架上旋转轴43的中部，固定安装有摆臂48，摆臂48顶端装有第二电机42，第二电机42下方连接有一根旋转丝杠402，旋转丝杠402两端通过两个丝杠轴承座45安装在摆臂48上，与第二电机42在同一直线上，摆臂48的一侧固定有轨道47，轨道47上有滑块49，滑块49通过驱动连接块46与旋转丝杠402连接，当旋转丝杠402正转、反转时，能带动滑块49上下移动；滑块49上连接有摆臂支架401，摆臂支架401能随着滑块49的上下移动而移动，摆臂支架401的下部连接真空连接板140。

如图2、图6所示，所述的第一定位顶升输送滚轮装置7和第二定位顶升输送滚轮装置结构相同，均包括架体70、输送滚轮装置71、抓取定位装置72和提升横移装置73。

如图6所示，架体70固定在外罩机架组件1上，输送滚轮装置71包括侧板711、传动轴712和纵向滚轮713，两块侧板711固定在架体70上，多根传动轴712横向并排设置在两块侧板711之间，所述的每根传动轴712上串联多个纵向滚轮713，且两两纵向滚轮713间有两个挡边轮714，使得两个纵向滚轮713之间有一定的空隙，每根传动轴712的端部设置有皮带轮，皮带轮通过皮带相互传动连接，皮带传动连接设置有电机。第一输送滚轮装置15、第二输送滚轮装置11、第三输送滚轮装置17、第四输送滚轮装置23的结构与输送滚轮装置71相同。

如图7所示，所述的抓取定位装置72包括定位板721、移动板722和拨动架723，定位板721和移动板722均设置在传动轴712的下方，定位板721与架体70固定连接，并在定位板721和移动板722之间设置有两根轴724，所述的定位板721与轴724固定连接，移动板722与轴724通过轴套相连接，并在移动板722的两侧分别设置有皮带夹具725，每个皮带夹具725均固定在一条皮带726上，所述的皮带726架设在皮带轮上并传动连接设置有电机727；所述的定位板721和移动板722上均设置有拨动架723，拨动架723包括立杆728、上杆729和拨动杆730，立杆728设置在定位板721和移动板722的两端，立杆728上端位于纵向滚轮713上方，上杆729架设在两根立杆728上，在上杆729上向下设置有多根拨动杆730，多根拨动杆730的下端位于纵向滚轮713的横向槽内。

如图8、图9所示，所述的提升横移装置包括气缸固定板731、顶升气缸732、导向杆733、连接板734、滚轮安装条735和横向滚轮736，所述的气缸固定板731固定设置架体70上，顶升气缸732固定在气缸固定板731上，所述的连接板734与顶升气缸732的活塞杆相连接，导向杆733通过轴套设置在气缸固定板731上，导向杆733的上端与连接板734固定连接，多根滚轮安装条735横向并排设置在连接板734上，在滚轮安装条735设置多个滚轮支架737，横向滚轮736设置在滚轮支架737上，在顶升气缸732伸出的时候，横向滚轮736凸出位于纵向滚轮713的上方。

光刻板通过第一旋转抓取装置4抓取到第一定位顶升输送滚轮装置7上，提升横移装置提升，光刻板可以在横向滚轮736上横向移动，然后抓取定位装置72将光刻板移动适当的位置，以便于第一直线移动抓取机构8的抓取，第二定位顶升输送滚轮装置这可以调节光刻板的位置以便于第二旋转抓取装置抓取到卸料机构13上。

如图2、图10所示，所述的第一直线移动抓取机构8和第二直线移动抓取机构结构相同，均包括真空吸盘装置14、直线移动传动轴71285、升降装置80和纵向移动装置809。

如图5所示，所述的真空吸盘装置14包括真空连接板140、真空吸盘调节架141和真空吸盘142，真空连接板140固定连接着数根真空吸盘调节架141，每个真空吸盘调节架141上方设置有导向槽，多个吸盘调节架141通过调节螺母固定设置在导向槽上，真空吸盘安装板143固定安装有吸盘连接杆144，吸盘连接杆144的底端连接着真空吸盘142。

如图10所示，滑轨底板81的上下两侧各有滑轨82，上下滑轨82上各装有4个滑块83，上面两个滑块正对下面两个滑块上各装有一个升降装置，滑轨底板81的中间部位上下装有两个传动轴，两个传动轴85上都装有轴承连接座，传动轴85的一端连接有电机84，轴承连接座86通过轴套连接在传动轴85上，轴承连接座86连接在升降装置80上，控制升降装置80的直线移动，传动轴85对应的滑轨底板81上有通槽，方便轴承连接座86的移动，另外一根转动轴上连接着另一个升降装置，电机87与电机84的位置相对放置，转动轴88的连接、移动情况与传动轴85一样。如图11、图12所示，升降装置80的上下移动部分的底座89顶部侧板下固定有电机801，底座89内部装有旋转丝杠805，电机801的传动轴部分和旋转丝杠805穿过顶部侧板的一个通孔，电机801的传动轴上和旋转丝杠805上各装有一个同步带轮，两个同步带轮通过皮带连接着，顶部侧板下有一块导轨连接板812，导轨连接板812通过轴承套连接在旋转丝杠805上，导轨连接板812的两侧下方各装有导轨803，每个导轨803上都装有两个滑块804；升降装置80的纵向移动部分806与两根导轨底部固定连接在一起，连接板806上面部分装有电机807，电机807连接着连接板806底面的旋转轴809，旋转轴809的两侧各有导轨810，每个滑轨810上装有滑块811，旋转轴809上装有轴套808，滑块811和轴套808连接在真空连接板140上。

第一清洗装置2和第二清洗装置12采用常规的清洗装置，由第一直线移动抓取机构8和第二直线移动抓取机构将光刻板抓取放入第一清洗装置2和第二清洗装置12清洗清洗，清洗完成后再由第一直线移动抓取机构8和第二直线移动抓取机构将光刻板抓取出来进入后道工序。

如图2、图14所示，所述的第一粘尘机构9和第二粘尘机构结构相同，均包括外壳体、上安装板91、上顶紧结构92、上除尘抽屉93、中除尘滚轮输送抽屉94、下除尘抽屉95和下顶紧机构96，所述的上安装板91设置在外壳体的上部，在外壳体上设置有抽屉口，所述的上除尘抽屉93、中除尘滚轮输送抽屉94和下除尘抽屉95分别设置在抽屉口内，上除尘抽屉93、中除尘滚轮输送抽屉94和下除尘抽屉95与外壳体之间分别通过滑轨和滑槽97相连接；所述的上顶紧结构92与下顶紧机构96的结构相同，上除尘抽屉93和下除尘抽屉95的结构相同，上顶紧结构92设置在上除尘抽屉93的上部，下顶紧机构96设置在下除尘抽屉95的下部。

如图15所示，所述的上顶紧结构92与下顶紧机构96分别包括顶紧气缸921、气缸安装杆922和顶紧条923，两根气缸安装杆922固定设置在外壳体上，两个顶紧气缸921分别固定设置在气缸安装杆922的中部，顶紧条923分别与两个顶紧气缸921的活塞杆相连接，并在顶紧条923的两端一侧分别设置有导向杆，导向杆穿设在设置在气缸安装杆922的轴套内，顶紧条923的两端另一侧分别设置有顶杆924。

如图16所示，所述的上除尘抽屉93和下除尘抽屉95分别包括抽屉框体931、粘尘辊932和可调轴承座933，所述的抽屉框体931的两端分别设置有两个固定座934，固定座934上分别设置有两根导向杆733，所述的可调轴承座933上设置有两个轴孔，可调轴承座933通过两个轴孔设置在两根导向杆935上，并在导向杆935的底部设置有压缩弹簧936，压缩弹簧936一端与固定座934相抵，另一端与可调轴承座933相抵，所述的可调轴承座933与顶杆924相抵，所述的粘尘辊932具有两根，粘尘辊932设置在对向设置的两个可调轴承座933；

如图17所示，所述的中除尘滚轮输送抽屉94包括抽屉框体941、驱动电机942和转移辊943，在抽屉框体931的两侧和中部分别设置滚轮轴944，滚轮轴944上设置有多个滚轮945，在滚轮轴944的间隔空隙设置两对转移辊943，两对转移辊943由上、下两根辊体构成，上、下两根辊体之间设有供光刻板通过的缝隙，上、下两根辊体分别与所述的上除尘抽屉93和下下除尘抽屉95粘尘辊932相贴合接触，滚轮轴944和两对转移辊943的端部分别设置有皮带轮，皮带轮与驱动电机942相传动连接。

如13所示，所述的翻转机构10包括夹紧气缸103、传动轴101、翻转旋转轴105和翻转侧板106；两边的翻转侧板106中安装了上下两层的传动轴101，每层的传动轴101两两之间存在相等的间距，上面一层的传动轴101上方安装有两块夹紧气缸安装板102，每个夹紧气缸安装板106下都安装有数个夹紧气缸103，每个夹紧气缸130间间距相同，上面一层的夹紧气缸朝下，位于两根传动轴101的中间间隙；下面一层的夹紧气缸位于上面那一层夹紧气缸的正下方，方向朝上；翻转侧板711的一侧装有电机104，电机连接着翻转轴105，翻转轴105的另一端固定在翻转侧板106上；翻转侧板106的内测装有电机107，电机107通过皮带带动各个传动轴101的转动。

本发明的工作步骤是：将光刻板放置于放料座130，放料座130由上料小车138运输，上料的时候上料小车138与辊道131对接，放料座130推入辊道131定位，通过第一旋转抓取装置4将光刻板放置至第一定位顶升输送滚轮装置7进行定位，定位完成后输送光刻板到第一输送滚轮装置15，第一直线移动抓取机构8抓取第一输送滚轮装置15上的光刻板放置至第一清洗装置2进行清洗，清洗完成后由第一直线移动抓取机构8取出放置至第二输送滚轮装置11输送进入第一粘尘机构9进行除尘清理，第一粘尘机构9连接翻转机构10，翻转机构10进行翻面，然后输送至第三输送滚轮装置17，第三输送滚轮装置17上的光刻板通过第二直线移动抓取机构8放置至第二清洗装置2清洗，清洗完成后由第二直线移动抓取机构8取出放置至第四输送滚轮装置23，由第四输送滚轮装置23输送进入第二粘尘机构19进行除尘清理，然后输送至第二定位顶升输送滚轮装置24进行定位，定位完成后通过第二旋转抓取装置14放置至卸料机构13，通过上料小车138进行下料。