[實用新型]一種光刻機硅片臺雙臺交換裝置

有效

• 申請號: 200920105252.5
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN201364459Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 朱煜;張鳴;汪勁松;李廣;徐登峰;尹文生;段廣洪;賈松濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H02K41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種光刻機硅片臺雙臺交換裝置，該裝置應用于半導體光刻機中，屬于半導體制造設備技術領域。

背景技術

在集成電路芯片的生產過程中，芯片的設計圖形在硅片表面光刻膠上的曝光轉印(光刻)是其中最重要的工序之一，該工序所用的設備稱為光刻機(曝光機)。光刻機的分辨率和曝光效率極大的影響著集成電路芯片的特征線寬(分辨率)和生產率。而作為光刻機關鍵系統的硅片超精密運動定位系統(以下簡稱為硅片臺)的運動精度和工作效率，又在很大程度上決定了光刻機的分辨率和曝光效率。

步進掃描投影光刻機基本原理如圖1所示。來自光源45的深紫外光透過掩模版47、透鏡系統49將掩模版上的一部分圖形成像在硅片50的某個Chip上。掩模版和硅片反向按一定的速度比例作同步運動，最終將掩模版上的全部圖形成像在硅片的特定芯片(Chip)上。

硅片臺運動定位系統的基本作用就是在曝光過程中承載著硅片并按設定的速度和方向運動，以實現掩模版圖形向硅片上各區域的精確轉移。由于芯片的線寬非常小(目前最小線寬已經達到45nm)，為保證光刻的套刻精度和分辨率，就要求硅片臺具有極高的運動定位精度；由于硅片臺的運動速度在很大程度上影響著光刻的生產率，從提高生產率的角度，又要求硅片臺的運動速度不斷提高。

傳統的硅片臺，如專利EP?0729073和專利US?5996437所描述的，光刻機中只有一個硅片運動定位單元，即一個硅片臺。調平調焦等準備工作都要在上面完成，這些工作所需的時間很長，特別是對準，由于要求進行精度極高的低速掃描(典型的對準掃描速度為1mm/s)，因此所需時間很長。而要減少其工作時間卻非常困難。這樣，為了提高光刻機的生產效率，就必須不斷提高硅片臺的步進和曝光掃描的運動速度。而速度的提高將不可避免導致系統動態性能的惡化，需要采取大量的技術措施保障和提高硅片臺的運動精度，為保持現有精度或達到更高精度要付出的代價將大大提高。

專利WO98/40791(公開日期：1998.9.17；國別：荷蘭)所描述的結構采用雙硅片臺結構，將上下片、預對準、對準等曝光準備工作轉移至第二個硅片臺上，且與曝光硅片臺同時獨立運動。在不提高硅片臺運動速度的前提下，曝光硅片臺大量的準備工作由第二個硅片臺分擔，從而大大縮短了每片硅片在曝光硅片臺上的工作時間，大幅度提高了生產效率。然而該系統存在的主要缺點在于硅片臺系統的非質心驅動問題。

本申請人在2007年申請的發明專利“一種光刻機硅片臺雙臺交換系統”(公開號：CN101101454)公開了一種光刻機的雙臺交換系統，其具有結構簡單，空間利用率高等優點，提高了光刻機的曝光效率。但是該雙硅片臺系統也存在一些問題，一是在硅片臺交換時氣浮軸承需交換導向面，導致對硅片臺尺寸一致性有極高的精度要求，零部件的加工和裝配的精度都要求微米級以上；二是參與交換的導軌之間很難安裝用于檢測相互位置的傳感器，上直線導軌之間可能發生碰撞；三是硅片臺系統非質心驅動等。

實用新型內容

針對現有技術的不足和缺陷，本發明的目的是提供一種光刻機硅片臺雙臺交換系統，以克服已有硅片臺雙臺交換系統存在非質心驅動、結構復雜以及要求極高的導軌對接精度等缺點，使其具有結構簡單，空間利用率高以及無需對接輔助裝置等優點，進而提高光刻機的曝光效率。

本實用新型的技術方案如下：

一種光刻機硅片臺雙臺交換系統，該系統含有運行于曝光工位(3)的硅片臺(18)和運行于預處理工位(2)的硅片臺(17)，所述的兩個硅片臺設置在一基臺(1)上，其特征在于：在所述的基臺下層設置有一個大功率旋轉電機(16)。運行于曝光工位(3)的硅片臺(18)和運行于預處理工位(2)的硅片臺(17)在分別完成曝光和預處理工作后，基臺(1)和其上的硅片臺17、18，四個單自由度驅動單元4、5、6和7，兩個Y方向導軌14和15，一起隨基臺沿逆時針方向旋轉180°，從而實現兩硅片臺的工位交換。在交換過程中，基臺上的硅片臺17、18，四個單自由度驅動單元4、5、6和7，兩個Y方向導軌14和15都停止運動，待基臺旋轉到位后，重新開始各自運動。

本實用新型的技術特征還在于：所述的上直線導軌和下直線導軌上均安裝有線性光柵，用于作雙自由度驅動單元的位置反饋。

本實用新型的又一技術特征是：該系統還包含用于直線電機運動位置檢測的線性光柵和用于硅片臺運動位置反饋的雙頻激光干涉儀。