[發明專利]一種旋轉交換手自適應保護裝置及其保護方法

有效

• 申請號: 201310429043.7
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104465449B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 鄭鋒標;馬喜寶
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/683;H01L21/677;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本發明涉及掩模傳輸領域，尤其涉及一種旋轉交換手自適應保護裝置及其保護方法。

背景技術

在光刻機中，掩模的傳輸是必不可少的一道程序，在掩模傳輸過程中對掩模版的吸附方式各有不同，有的吸附掩模的上表面，有的吸附掩模的下表面，目的都是為了使掩模能夠安全準確地進行吸附并進行交接，防止掩模傳輸過程中出現掉落等安全性問題。掩模在交接過程中要達到一定的交接精度，吸附時要保證吸附面與掩模表面的有效貼合才能保證掩模傳輸的穩定。

為了保證掩模交接精度的問題，掩模的吸附面一般采用剛性或硬度較大的材料，如陶瓷或表面氧化處理的鋁。對于下表面吸附方式主要是考慮到各個版叉的共面度，版叉間的共面度達不到要求會給掩模吸附帶來問題，在移動掩模時掩模容易出現移動，從而交接精度大幅下降；同時由于掩模和版叉間無自適應的能力，對于水平放置的掩模吸附屬于硬碰硬的接觸，在多次的吸附后版叉會被磨損，進而影響到掩模的吸附效果；對于傾斜放置的掩模，交接精度就更加無法保證了。

現有一種采用對掩模上下表面進行受力把持的掩模吸附方式，如圖1a至1d所示，其過程主要是通過接觸塊2和3的在與掩模8的接觸下，與其相連的彈性裝置4和5發生變形，當手臂6和7的上表面位于掩模8的下表面以下之后，由電機16和17分別驅動手臂6和7旋轉90度，然后手臂6和7上升，在彈性裝置4和5的恢復力下將掩模8固定在手臂6、7和接觸塊2和3之間，然后通過真空吸附，這種結構及方式雖然可以解決掩模自適應的情況，但吸附過程中存在安全性的問題，不僅對吸附表面的平面度要求高，而且要克服掩模8的重力，在真空氣路不穩定的情況下，容易出現掩模8掉落的危險，同時掩模8在傾斜放置時，會給掩模上表面方式的實現帶來困難。

發明內容

本發明提供一種旋轉交換手自適應保護裝置及其保護方法，以實現掩模吸附過程中接觸面的自適應接觸貼合，以及實現真空壓力的恒定，避免吸附不牢而引起的安全問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種旋轉交換手自適應保護裝置及其保護方法，該裝置包括吸附單元、保護單元以及安裝定位調平單元，其中，

所述吸附單元包括吸盤和安裝于所述吸盤上，并與所述吸盤相連通的氣管接頭；

所述安裝定位調平單元固定于所述吸盤上方，包括Z向升降機構、傾斜機構以及彈性機構，所述Z向升降機構通過所述彈性機構與所述傾斜機構連接，共同控制所述吸盤的Z向運動以及傾斜調節；

所述保護單元包括真空系統以及反饋系統，所述反饋系統為所述真空系統提供真空壓力的補償。

較佳地，所述Z向升降機構包括升降盤、固定盤和懸臂，所述升降盤的頂部穿過所述固定盤與懸臂固定連接；所述傾斜機構包括升降底盤，均布于所述升降底盤上的多個凹槽塊，分別與所述多個凹槽塊形狀匹配、位置對應的多個調節螺柱，所述多個調節螺柱穿過所述固定盤并分別通過多個螺母與所述固定盤連接；所述彈性機構的一端固定于所述升降盤，另一端穿過所述升降底盤與所述吸盤連接。

較佳地，所述凹槽塊為V型槽塊或U型槽塊。

較佳地，所述升降盤底部還均布有多個傳感器，檢測所述升降盤底部與所述升降底盤之間的位移關系。

較佳地，所述調節螺柱為球頭螺柱。

較佳地，所述多個螺母包含固定螺母和調整螺母。

較佳地，所述保護單元還包括輔助保護機構，所述輔助保護機構包括保護叉和氣缸，所述保護叉設置于整個保護裝置的外圍，所述氣缸為所述保護叉的張開和閉合提供動力。

較佳地，所述真空系統包括兩條真空氣路，采用氣動控制箱控制所述真空系統對所述兩條真空氣路進行選擇。

較佳地，每條真空氣路與一個反饋系統相連，所述反饋系統包括真空傳感器、備用真空泵以及備用真空氣囊，所述真空傳感器與所述備用真空泵相連，所述備用真空泵與所述備用真空氣囊相連，所述備用真空氣囊與所述真空系統相連。

本發明還提供了一種旋轉交換手自適應保護方法，應用于如上所述的旋轉交換手自適應保護裝置，其步驟包括：

S1：所述保護裝置移動至掩模上方；

S2：所述安裝定位調平單元帶動所述吸盤向下運動；

S3：判斷所述掩模與所述吸盤的位置關系，若掩模與吸盤的傾斜角度在所述保護裝置的自適應調節范圍內，所述吸盤繼續向下運動，并進行吸附運動；若掩模與吸盤的傾斜角度在所述保護裝置的自適應調節范圍以外，所述吸盤停止向下，吸附運動停止。