專利名稱：一種采用傳送帶結(jié)構(gòu)的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻機中， 屬于半導(dǎo)體制造裝備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在集成電路芯片的生產(chǎn)過程中，芯片的設(shè)計圖形在硅片表面光刻膠上的曝光轉(zhuǎn)印(光刻) 是其中最重要的工序之一，該工序所用的設(shè)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(chǎn)率。而作為光刻機關(guān)鍵系統(tǒng)的 硅片超精密運動定位系統(tǒng)(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l所示。來自光源45的深紫外光透過掩模版47、透 鏡系統(tǒng)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(tǒng)的基本作用就是在曝光過程中承載著硅片并按設(shè)定的速度和方向運 動，以實現(xiàn)掩模版圖形向硅片上各區(qū)域的精確轉(zhuǎn)移。由于芯片的線寬非常小(目前最小線寬 已經(jīng)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(chǎn)率，從提高生產(chǎn)率的角度，又要求硅 片臺的運動速度不斷提高。
傳統(tǒng)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(diào)平調(diào)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1 mm/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(chǎn)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(dǎo)致系統(tǒng)動 態(tài)性能的惡化，需要采取大量的技術(shù)措施保障和提高硅片臺的運動精度，為保持現(xiàn)有精度或 達到更高精度要付出的代價將大大提高。
專利W098/40791 (
公開日期1998.9.17;國別荷蘭)所描述的結(jié)構(gòu)采用雙硅片臺結(jié) 構(gòu)，將上下片、預(yù)對準、對準等曝光準備工作轉(zhuǎn)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(chǎn)效率。然而 該系統(tǒng)存在的主要缺點在于硅片臺系統(tǒng)的非質(zhì)心驅(qū)動問題。
本申請人在2003年申請的發(fā)明專利"步進投影光刻機雙臺輪換曝光超精密定位硅片系 統(tǒng)"(專利申請?zhí)朲L03156436.4)公開了一種帶雙側(cè)直線導(dǎo)軌的雙硅片臺交換結(jié)構(gòu)，該雙臺
輪換曝光超精密定位硅片系統(tǒng)在工作空間上不存在重疊，因此不需采用碰撞預(yù)防裝置。但是 該系統(tǒng)也存在一些問題， 一是該系統(tǒng)要求極高的導(dǎo)軌對接精度；二是該系統(tǒng)雙側(cè)導(dǎo)軌只有一 側(cè)空間被同時利用，導(dǎo)致該硅片臺系統(tǒng)外形尺寸較大，這對空間利用率要求較高的半導(dǎo)體芯 片廠無疑顯得很重要。三是該系統(tǒng)硅片臺交換時需采用帶驅(qū)動裝置的橋接裝置，增加了系統(tǒng) 的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)需要求極高的導(dǎo)軌對接精度以及系統(tǒng)空間不能被充分利用的 不足和缺陷，提供一種釆用傳送帶結(jié)構(gòu)的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種采用傳送帶結(jié)構(gòu)的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，該雙臺交換系統(tǒng)含有運行于預(yù)處理 工位的硅片臺和運行于曝光工位的硅片臺，所述的兩個硅片臺設(shè)置在一基臺上，并通過氣浮 懸浮在基臺表面，其特征在于該系統(tǒng)具有2個H型驅(qū)動單元，預(yù)處理工位的硅片臺和曝光
工位的硅片臺分別由它們驅(qū)動，所述的每個H型驅(qū)動單元由雙側(cè)X向直線電機以及Y向直線
電機組成，基臺兩側(cè)安裝有傳送帶，帶動硅片臺由預(yù)處理工位運動到曝光工位。
本發(fā)明所述的傳送帶側(cè)面固定聯(lián)結(jié)有對接滑塊，對接滑塊下安裝有直線電機，用于驅(qū)動 對接滑塊往復(fù)運動。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果本發(fā)明提供的一種采用傳送帶結(jié) 構(gòu)的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，將調(diào)平、調(diào)焦、對準等曝光準備工作轉(zhuǎn)移至預(yù)處理工位的 硅片臺上，且與曝光工位的硅片臺同時獨立進行，大大縮短了硅片在曝光硅片臺上的工作時
間，從而提高了曝光效率。同時由于該系統(tǒng)采用傳送帶結(jié)構(gòu)，有效避免了專利ZL03156436.4 雙臺交換系統(tǒng)導(dǎo)軌精密對接的問題，降低了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。具有操作維護簡單，外形尺 寸較小等特點。


圖1顯示了步進掃描投影光刻機基本工作原理。
圖2是單硅片臺的運動定位系統(tǒng)。
圖3是本發(fā)明所述的雙硅片臺運動定位系統(tǒng)。
圖4a、 4b、 4c表示了雙硅片臺交換過程中的狀態(tài)示意圖。
圖中
l一硅片臺；3—H型驅(qū)動單元；5 — X向直線電機；7—Y向直線電機；8—直線電機；9_ 傳送帶；10—對接滑塊；ll一基臺；13—預(yù)處理工位；15—曝光工位；45—光源；47—掩模
版；49一透鏡系統(tǒng)；50—硅片。
具體實施例方式
傳統(tǒng)的光刻機硅片臺如圖2所示，光刻機中只有一個硅片運動定位系統(tǒng)，即只有一個硅
片臺。調(diào)平、調(diào)焦及對準等準備工作都要在曝光硅片臺上完成，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1 mm/s)，因此所 需時間很長。為了提高光刻機的曝光效率，本發(fā)明所述的一種采用傳送帶結(jié)構(gòu)的光刻機硅片 臺雙臺交換系統(tǒng)，將調(diào)平、調(diào)焦、對準等曝光準備工作轉(zhuǎn)移至預(yù)處理工位的硅片臺上，且與 曝光工位的硅片臺同時獨立進行，從而大大縮短硅片在曝光硅片臺上的工作時間，提高曝光 效率。
本發(fā)明所述的雙硅片臺交換系統(tǒng)如圖3所示。該系統(tǒng)包含一個運行于預(yù)處理工位13的硅 片臺1和一個運行于曝光工位15的硅片臺1，所述硅片臺均由H型驅(qū)動單元3驅(qū)動，驅(qū)動硅 片臺1在各自工位作X、 Y方向運動，所述的H型驅(qū)動單元由雙側(cè)X向直線電機5以及Y向直 線電機7組成。硅片臺1與H型驅(qū)動單元3之間通過真空軸承吸住。當硅片臺1需要向X方 向運動時，雙側(cè)X向直線電機5帶動硅片臺1向X方向運動；當硅片臺1需要向Y方向運動 時，Y向直線電機7帶動硅片臺1向Y方向運動。當硅片臺1在H型驅(qū)動單元3帶動下完成 工序所需各種運動之后，硅片臺1與H型驅(qū)動單元3之間完全松開(通過切斷真空軸承氣源)。
本發(fā)明在基臺11兩側(cè)安裝有傳送帶9，用以驅(qū)動硅片臺1由預(yù)處理工位過渡到曝光工位。 傳送帶9側(cè)面固定聯(lián)結(jié)有對接滑塊10，在對接滑塊10下安裝有直線電機，由直線電機驅(qū)動 對接滑塊10往復(fù)運動。當硅片臺1運動到對接滑塊10附近位置時，硅片臺1與對接滑塊10 之間通過真空軸承吸住。
所述雙硅片臺系統(tǒng)交換過程如圖4所示，當預(yù)處理工位的硅片臺l完成調(diào)平、調(diào)焦及對 準等曝光前的準備工作后，硅片臺1由H型驅(qū)動單元3帶動，運動到與對接滑塊10對準的位 置，并與對接滑塊10通過真空軸承吸住，此時H型驅(qū)動單元3與硅片臺1之間松開(通過切 斷真空軸承氣源)，這樣對接滑塊10吸住硅片臺1，在傳送帶9的牽引下，將硅片臺l由預(yù) 處理工位過渡到曝光工位。
權(quán)利要求
1.一種采用傳送帶結(jié)構(gòu)的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有運行于預(yù)處理工位(13)的硅片臺(1)和運行于曝光工位(15)的硅片臺(1)，所述的兩個硅片臺設(shè)置在一基臺(11)上，并通過氣浮軸承懸浮在基臺(11)表面，在預(yù)處理工位和曝光工位上分別設(shè)有一個H型驅(qū)動單元(3)，所述的H型驅(qū)動單元(3)由雙側(cè)X向直線電機(5)以及Y向直線電機(7)組成，用于驅(qū)動所述硅片臺在預(yù)處理工位和曝光工位上作X方向和Y方向運動，硅片臺1與H型驅(qū)動單元3之間通過真空軸承吸住，其特征在于在基臺(11)兩側(cè)分別安裝有傳送帶(9)，在傳送帶的側(cè)面固定聯(lián)結(jié)有對接滑塊(10)，對接滑塊(10)下面安裝有直線電機，硅片臺與所述對接滑塊之間通過真空軸承吸住。
全文摘要
一種采用傳送帶結(jié)構(gòu)的光刻機硅片臺雙臺交換系統(tǒng)，屬于半導(dǎo)體制造裝備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明含有運行于預(yù)處理工位的硅片臺和運行于曝光工位的硅片臺；在預(yù)處理工位和曝光工位上分別設(shè)有一個H型驅(qū)動單元，所述的H型驅(qū)動單元由雙側(cè)X向直線電機以及Y向直線電機組成，用于驅(qū)動硅片臺在預(yù)處理工位和曝光工位上作X方向和Y方向運動；該系統(tǒng)在基臺兩側(cè)分別安裝有傳送帶，在傳送帶的側(cè)面固定聯(lián)結(jié)有對接滑塊，通過傳送帶和對接滑塊，將硅片臺1由預(yù)處理工位過渡到曝光工位。本發(fā)明由于采用傳送帶結(jié)構(gòu)，有效避免了專利ZL03156436.4雙臺交換系統(tǒng)導(dǎo)軌精密對接的問題，具有操作維護簡單，外形尺寸較小等特點。
文檔編號G03F7/20GK101201555SQ200710303648
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者尹文生, 鳴 張, 徐登峰, 煜 朱, 廣 李, 楊開明, 段廣洪, 汪勁松, 胡金春, 偉 閔 申請人:清華大學(xué)