專利名稱：一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于半導(dǎo)體光刻機(jī)中，屬于半導(dǎo) 體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在集成電路芯片的生產(chǎn)過(guò)程中，芯片的設(shè)計(jì)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(jī)(曝光機(jī))。光刻機(jī)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(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)的 硅片超精密運(yùn)動(dòng)定位系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱為硅片臺(tái))的運(yùn)動(dòng)精度和工作效率，又在很大程度上決 定了光刻機(jī)的分辨率和曝光效率。
步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)基木原理如圖1所示。來(lái)自光源45的深紫外光透過(guò)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(gè)Chip上。掩模版和硅片反向按一定 的速度比例作同步運(yùn)動(dòng)，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(tái)運(yùn)動(dòng)定位系統(tǒng)的基本作用就是在曝光過(guò)程中承載著硅片并按設(shè)定的速度和方向運(yùn) 動(dòng)，以實(shí)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(dá)到45nm),為保證光刻的套刻精度和分辨率，就要求硅片臺(tái)具有極高的運(yùn)動(dòng)定位精度； 由于硅片臺(tái)的運(yùn)動(dòng)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(tái)的運(yùn)動(dòng)速度不斷提高。
傳統(tǒng)的硅片臺(tái)，如專利EP 0729073和專利US 5996437所描述的，光刻機(jī)中只有一個(gè)硅 片運(yùn)動(dòng)定位單元，即一個(gè)硅片臺(tái)。調(diào)平調(diào)焦等準(zhǔn)備工作都要在上面完成，這些工作所需的時(shí) 間很長(zhǎng)，特別是對(duì)準(zhǔn)，由于要求進(jìn)行精度極高的低速掃描(典型的對(duì)準(zhǔn)掃描速度為lmm/s)， 因此所需時(shí)間很長(zhǎng)。而要減少其工作吋間卻非常困難。這樣，為了提高光刻機(jī)的生產(chǎn)效率， 就必須不斷提高硅片臺(tái)的步進(jìn)和曝光掃描的運(yùn)動(dòng)速度。而速度的提高將不可避免導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng) 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(tái)的運(yùn)動(dòng)精度，為保持現(xiàn)有精度或 達(dá)到更高精度要付出的代價(jià)將大大提高。
專利W098/40791 (
公開(kāi)日期1998.9.17;國(guó)別荷蘭)所描述的結(jié)構(gòu)采用雙硅片臺(tái)結(jié)構(gòu)， 將上下片、預(yù)對(duì)準(zhǔn)、對(duì)準(zhǔn)等曝光準(zhǔn)備工作轉(zhuǎn)移至第二個(gè)硅片臺(tái)上，且與曝光硅片臺(tái)同時(shí)獨(dú)立 運(yùn)動(dòng)。在不提高硅片臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度的前提下，曝光硅片臺(tái)大量的準(zhǔn)備工作由第二個(gè)硅片臺(tái)分擔(dān)， 從而大大縮短了每片硅片在曝光硅片臺(tái)上的工作時(shí)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(diǎn)在于硅片臺(tái)系統(tǒng)的非質(zhì)心驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。
本申請(qǐng)人在2007年申請(qǐng)的發(fā)明專利" 一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)"(公開(kāi)號(hào)CN101101454 )公開(kāi)了一種光刻機(jī)的雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間利 用率高等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提高光刻機(jī)的曝光效率。但是該雙硅片臺(tái)系統(tǒng)也存在一些問(wèn)題， 一是由 于多處采用氣浮軸承結(jié)構(gòu)，對(duì)于零部件的加工和裝配的精度都要求微米級(jí)以上；二是硅片臺(tái) 的外型尺寸一致性要求高；三是參與交換的導(dǎo)軌之間很難安裝用于檢測(cè)相互位置的傳感器， 上直線導(dǎo)軌之間可能發(fā)生碰撞。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種新的光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)， 以克服已有硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及要求極高的加工和裝配精度等缺點(diǎn)，使其具有 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，空間利用率高以及交換時(shí)不會(huì)發(fā)牛雙自由度驅(qū)動(dòng)單元的上直線導(dǎo)軌之間發(fā)生碰撞 等優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而提高光刻機(jī)的曝光效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有運(yùn)行于曝光工位6的第一硅片臺(tái)IO和運(yùn)行
于預(yù)處理工位7的第二硅片臺(tái)12，每個(gè)硅片臺(tái)分別由一個(gè)六自由度微動(dòng)臺(tái)承載，硅片臺(tái)和六 自由度微動(dòng)臺(tái)構(gòu)成一個(gè)硅片臺(tái)組，六自由度微動(dòng)臺(tái)采用洛倫茲電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述的兩個(gè)硅片臺(tái) 設(shè)置在一長(zhǎng)方形基臺(tái)上表面2，設(shè)長(zhǎng)邊為X方向，短邊為Y方向，在基臺(tái)l兩長(zhǎng)邊分別設(shè)有 X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a和X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b，兩短邊分別設(shè)有Y 方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a和Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22b，雙自由度驅(qū)動(dòng)單元由 上直線電機(jī)和下直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其特征在于每個(gè)硅片臺(tái)組的六自由度微動(dòng)臺(tái)有上下兩 層驅(qū)動(dòng)器，上層為水平方向驅(qū)動(dòng)器，下層為垂直方向驅(qū)動(dòng)器，上層驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)X方向、Y方 向和繞Z軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，下層驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)Z方向、繞X軸旋轉(zhuǎn)和繞Y軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)；六自 由度微動(dòng)臺(tái)基座62與X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a的推桿35固定，六自由度微動(dòng)臺(tái)上 層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈63與Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a的推桿35固定；
該系統(tǒng)雙硅片臺(tái)的交換過(guò)程在交換時(shí)，首先，兩硅片臺(tái)組六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器 的定子線圏63分別與對(duì)應(yīng)的上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼64完全分離，兩六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng) 器的定子線圈63不交換，兩硅片臺(tái)交換工位，然后，位于曝光工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū) 動(dòng)器的定子線圈63插入運(yùn)行至曝光工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼64間隙內(nèi)， 位于預(yù)處理工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈63插入運(yùn)行至預(yù)處理工位的六自 由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼64間隙內(nèi)，之后進(jìn)入下一工作循環(huán)。
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于所述的六自由度微動(dòng)臺(tái)的上層驅(qū)動(dòng)器使 用至少3個(gè)洛倫茲電機(jī)；下層驅(qū)動(dòng)器至少使用3個(gè)洛倫茲電機(jī)。
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于所述的六自由度微動(dòng)臺(tái)的上層驅(qū)動(dòng)器使
用4個(gè)洛倫茲電機(jī)，六自由度微動(dòng)臺(tái)的下層驅(qū)動(dòng)器使用4個(gè)洛倫茲電機(jī)。
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于六自由度微動(dòng)臺(tái)的上下兩層驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)子磁鋼均固定在同一個(gè)骨架上并懸浮在硅片臺(tái)中；當(dāng)六自由度微動(dòng)臺(tái)停止工作時(shí)，微動(dòng)臺(tái)下 層驅(qū)動(dòng)器懸浮的動(dòng)子磁鋼66落在機(jī)械零位67上。
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于在所述的雙自由度驅(qū)動(dòng)單元的上直線電 機(jī)的導(dǎo)軌和下直線電機(jī)的導(dǎo)軌上分別安裝有用作雙自由度驅(qū)動(dòng)單元位置反饋的線性光柵。
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于所述的光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)還包 含用于硅片臺(tái)運(yùn)動(dòng)位置反饋的雙頻激光干涉儀。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出性的優(yōu)點(diǎn) 一是該系統(tǒng)的硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái) 的雙層驅(qū)動(dòng)單元的磁鋼和線圈與硅片臺(tái)和推桿之間分別固定，因此避免了裝配時(shí)的極高精度 要求。二是水平方向電磁驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)、定子之間氣隙大，雙臺(tái)交換時(shí)不會(huì)發(fā)生碰撞，并且 降低了系統(tǒng)零部件的安裝精度要求。


圖1為光刻機(jī)的工作原理示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)及其交換前的狀態(tài)圖。 圖3顯示了硅片臺(tái)和六自由度微動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)。
圖4硅片臺(tái)組六自由度微動(dòng)臺(tái)的雙層驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與雙自由度驅(qū)動(dòng)單元之間的聯(lián)接方式。 圖5硅片臺(tái)組六自由度微動(dòng)臺(tái)下層垂直方向驅(qū)動(dòng)單元的定子結(jié)構(gòu)。 圖6顯示了交換前兩個(gè)硅片臺(tái)運(yùn)動(dòng)到交換位置的狀態(tài)。 圖7、 8顯示了交換時(shí)兩個(gè)硅片臺(tái)在交換位置的狀態(tài)。 圖9顯示了系統(tǒng)完成交換后的狀態(tài)。 圖中
1—基臺(tái)；2—基臺(tái)上表面；5 —直線電機(jī)；6—曝光工位；7—預(yù)處理工位；10—第一硅片 臺(tái)；12—第二硅片臺(tái)；21a—X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元；21b—X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng) 單元；22a—Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元；22b—Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元；35 —推桿； 45—光源；47—掩模版；49—透鏡系統(tǒng)；50—硅片；62—微動(dòng)臺(tái)基座；63—微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng) 器定子線圈；64—微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼；65—微動(dòng)臺(tái)下層驅(qū)動(dòng)器定子線圈；66—微動(dòng) 臺(tái)下層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼；67—機(jī)械零位。
具體實(shí)施例方式
圖2顯示了光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)含有基臺(tái)1，基臺(tái)長(zhǎng)邊為X 方向，短邊為Y方向，有運(yùn)行于曝光工位6的第一硅片臺(tái)10，運(yùn)行于預(yù)處理工位7的第二硅 片臺(tái)12，以及設(shè)置在基臺(tái)邊緣的4個(gè)沿X向和Y向運(yùn)動(dòng)的雙自由度驅(qū)動(dòng)單元。兩個(gè)硅片臺(tái) 位于4個(gè)雙自由度驅(qū)動(dòng)單元圍成的空間內(nèi)，并通過(guò)氣浮軸承懸浮在基臺(tái)上表面。X方向第一 雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)基座62固結(jié)，Y方向第一雙自由度驅(qū) 動(dòng)單元22a的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器定子線圈63固結(jié)。相同的，X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)基座62固結(jié)，Y方向第二雙自由度 驅(qū)動(dòng)單元22b的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器定子線圈63固結(jié)。
圖3、圖4顯示了硅片臺(tái)和六自由度微動(dòng)臺(tái)與雙自由度驅(qū)動(dòng)單元之間的聯(lián)接方式。硅片 臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)有上下兩層驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)8個(gè)洛倫茲電機(jī)可實(shí)現(xiàn)硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)。洛 倫茲電機(jī)由磁鋼和線圈組成。上層的水平方向驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)X方向、Y方向和繞Z軸方向的 運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制四個(gè)洛倫茲電機(jī)對(duì)硅片臺(tái)施加推、拉或扭轉(zhuǎn)作用；下層的垂直方向驅(qū)動(dòng)單元 實(shí)現(xiàn)繞X軸方向、繞Y軸方向和Z方向的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制四個(gè)洛倫茲電機(jī)的作用力使硅片臺(tái) 升、降或扭轉(zhuǎn)。
X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)基座62固結(jié)，X方向 第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a的上下直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一硅片臺(tái)10沿X和Y方向的運(yùn)動(dòng)，Y方向 第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器定子線圈63固結(jié)來(lái)驅(qū) 動(dòng)硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)的水平方向微動(dòng)，并配合X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a在基臺(tái) 上表面的運(yùn)動(dòng)。相同的，X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái) 基座62固結(jié)，X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b的上下直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二硅片臺(tái)12沿X和 Y方向的運(yùn)動(dòng)，X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22b的推桿與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng) 器定子線圈63固結(jié)來(lái)驅(qū)動(dòng)硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)的水平方向微動(dòng)，并配合X方向第二雙自由 度驅(qū)動(dòng)單元21b在基臺(tái)上表面的運(yùn)動(dòng)。
圖5為硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)下層垂直方向驅(qū)動(dòng)單元的定子結(jié)構(gòu)。硅片臺(tái)六自由度微動(dòng) 臺(tái)有上下兩層驅(qū)動(dòng)器，上下兩層驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)子磁鋼均固定在同一個(gè)零件上并懸浮在硅片臺(tái)中， 上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈座與一個(gè)Y方向雙自由度驅(qū)動(dòng)單元的推桿連接，下層驅(qū)動(dòng)器的定子線 圈固定在硅片臺(tái)基座62上，當(dāng)兩個(gè)硅片臺(tái)進(jìn)行交換時(shí)，硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器定 子線圈63完全撤出上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子64，與此同時(shí)下層驅(qū)動(dòng)器的定子65也停止工作，懸浮的 磁鋼動(dòng)子66落在機(jī)械零位67上。
系統(tǒng)完成硅片臺(tái)雙臺(tái)交換的過(guò)程如圖6、圖7、圖8和圖9所示。硅片臺(tái)10和12交換以 前，如圖6所示硅片臺(tái)所處位置作為起始位置，Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a與硅片臺(tái) 六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器定子線圈63連接，X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a中的上直線 導(dǎo)軌與硅片臺(tái)10的微動(dòng)臺(tái)基座62固結(jié)，從而驅(qū)動(dòng)硅片臺(tái)10在曝光工位6作曝光運(yùn)動(dòng)，與此 同時(shí)，Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22b與硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器定子線圈63連 接，X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b中的上直線導(dǎo)軌與硅片臺(tái)12的微動(dòng)臺(tái)基座62固結(jié)， 以此驅(qū)動(dòng)硅片臺(tái)12在預(yù)處理工位7作預(yù)處理運(yùn)動(dòng)。
在硅片臺(tái)各自完成預(yù)處理和曝光工序后，系統(tǒng)進(jìn)入雙臺(tái)交換狀態(tài)，如圖8、圖9和圖10 所示。此時(shí)硅片臺(tái)10由X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a通過(guò)下直線導(dǎo)軌30驅(qū)動(dòng)向曝光工 位方向運(yùn)動(dòng)，Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a靜止，隨著X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21a的移動(dòng)，與Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a的推桿固結(jié)的硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層動(dòng)子 線圈撤出硅片臺(tái)10。另外一個(gè)硅片臺(tái)12由X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b通過(guò)下直線導(dǎo) 軌30驅(qū)動(dòng)向曝光工位方向運(yùn)動(dòng)，Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22b靜止，隨著X方向第二 雙自由度驅(qū)動(dòng)單元21b的移動(dòng)，與Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22b的推桿固結(jié)的硅片臺(tái)六 fi由度微動(dòng)臺(tái)上層動(dòng)子線圈撤出硅片臺(tái)12。
當(dāng)兩硅片臺(tái)分別沿X方向運(yùn)動(dòng)至圖中所示位置時(shí)，Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22a開(kāi) 始沿Y方向向右移動(dòng)，Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元22b沿Y方向向左移動(dòng)，直到分別與兩 硅片臺(tái)六自由度微動(dòng)臺(tái)的上層定子間隙對(duì)齊到可以剛好插入為止。兩個(gè)X方向雙自由度驅(qū)動(dòng) 單元分別驅(qū)動(dòng)兩硅片臺(tái)10和12沿X方向繼續(xù)移動(dòng)直至兩動(dòng)子線圈分別插入到位，至此完成 了兩硅片臺(tái)的位置交換，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有運(yùn)行于曝光工位(6)的第一硅片臺(tái)(10)和運(yùn)行于預(yù)處理工位(7)的第二硅片臺(tái)(12)，每個(gè)硅片臺(tái)分別由一個(gè)六自由度微動(dòng)臺(tái)承載，硅片臺(tái)和六自由度微動(dòng)臺(tái)構(gòu)成一個(gè)硅片臺(tái)組，六自由度微動(dòng)臺(tái)采用洛倫茲電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述的兩個(gè)硅片臺(tái)設(shè)置在一長(zhǎng)方形基臺(tái)上表面(2)，設(shè)長(zhǎng)邊為X方向，短邊為Y方向，在基臺(tái)(1)兩長(zhǎng)邊分別設(shè)有X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元(21a)和X方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元(21b)，兩短邊分別設(shè)有Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元(22a)和Y方向第二雙自由度驅(qū)動(dòng)單元(22b)，雙自由度驅(qū)動(dòng)單元由上直線電機(jī)和下直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其特征在于每個(gè)硅片臺(tái)組的六自由度微動(dòng)臺(tái)有上下兩層驅(qū)動(dòng)器，上層為水平方向驅(qū)動(dòng)器，下層為垂直方向驅(qū)動(dòng)器，上層驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)X方向、Y方向和繞Z軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，下層驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)Z方向、繞X軸旋轉(zhuǎn)和繞Y軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)；六自由度微動(dòng)臺(tái)基座(62)與X方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元(21a)的推桿(35)固定，六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈(63)與Y方向第一雙自由度驅(qū)動(dòng)單元(22a)的推桿(35)固定；該系統(tǒng)雙硅片臺(tái)的交換過(guò)程在交換時(shí)，首先，兩硅片臺(tái)組六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈(63)分別與對(duì)應(yīng)的上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼(64)完全分離，兩六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈(63)不交換，兩硅片臺(tái)交換工位，然后，位于曝光工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈(63)插入運(yùn)行至曝光工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼(64)間隙內(nèi)，位于預(yù)處理工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器的定子線圈(63)插入運(yùn)行至預(yù)處理工位的六自由度微動(dòng)臺(tái)上層驅(qū)動(dòng)器動(dòng)子磁鋼(64)間隙內(nèi)，之后進(jìn)入下一工作循環(huán)。
2. 按照權(quán)利要求l所述的一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于所述的六自由 度微動(dòng)臺(tái)的上層驅(qū)動(dòng)器使用至少3個(gè)洛倫茲電機(jī)；下層驅(qū)動(dòng)器至少使用3個(gè)洛倫茲電機(jī)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于所述的六自由 度微動(dòng)臺(tái)的上層驅(qū)動(dòng)器使用4個(gè)洛倫茲電機(jī)，六自由度微動(dòng)臺(tái)的下層驅(qū)動(dòng)器使用4個(gè)洛倫茲 電機(jī)。
4. 按照權(quán)利要求l所述的一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于六自由度微動(dòng) 臺(tái)的上下兩層驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)子磁鋼均固定在同一個(gè)骨架上并懸浮在硅片臺(tái)中；當(dāng)六自由度微動(dòng) 臺(tái)停止工作時(shí)，微動(dòng)臺(tái)下層驅(qū)動(dòng)器懸浮的動(dòng)子磁鋼(66)落在機(jī)械零位(67)上。
5. 按照權(quán)利要求l所述的一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于在所述的雙自由度驅(qū)動(dòng)單元的上直線電機(jī)的導(dǎo)軌和下直線電機(jī)的導(dǎo)軌上分別安裝有用作雙自由度驅(qū)動(dòng)單元 位置反饋的線性光柵。
6. 按照權(quán)利要求l所述的一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，其特征在于所述的光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)還包含用于硅片臺(tái)運(yùn)動(dòng)位置反饋的雙頻激光干涉儀。
全文摘要
一種光刻機(jī)硅片臺(tái)雙臺(tái)交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)含有運(yùn)行于曝光工位的硅片臺(tái)和運(yùn)行于預(yù)處理工位的硅片臺(tái)，每個(gè)硅片臺(tái)各由一個(gè)六自由度微動(dòng)臺(tái)承載，硅片臺(tái)和六自由度微動(dòng)臺(tái)構(gòu)成一個(gè)硅片臺(tái)組，兩個(gè)硅片臺(tái)組設(shè)置在同一長(zhǎng)方形的基臺(tái)上。在基臺(tái)每邊分別設(shè)有一組雙自由度驅(qū)動(dòng)單元，兩個(gè)硅片臺(tái)組通過(guò)氣浮軸承懸浮在基臺(tái)上表面；硅片臺(tái)組的六自由度微動(dòng)臺(tái)結(jié)構(gòu)分上下兩層，可實(shí)現(xiàn)6自由度控制，基臺(tái)長(zhǎng)邊的雙自由度驅(qū)動(dòng)單元與六自由度微動(dòng)臺(tái)外殼連接，驅(qū)動(dòng)整個(gè)硅片臺(tái)組在水平面上運(yùn)動(dòng)，基臺(tái)短邊的雙自由度驅(qū)動(dòng)單元與六自由度微動(dòng)臺(tái)上層定子線圈骨架連接，驅(qū)動(dòng)六自由度微動(dòng)臺(tái)上層定子線圈在水平面上運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明避免了因硅片臺(tái)交換采用對(duì)接導(dǎo)軌所帶來(lái)的要求極高的加工和裝配精度，以及需增加對(duì)接輔助裝置等缺陷，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101551598SQ20091013150
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者尹文生, 鳴 張, 徐登峰, 煜 朱, 段廣洪, 汪勁松, 麗 田, 胡金春 申請(qǐng)人:清華大學(xué)