[发明专利]一种旋转交换的双台系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造设备领域，特别涉及一种旋转交换的双台系统。

背景技术

光刻是将掩模版上的芯片图形通过光刻机转印到硅片上，其是半导体制造中的重要工序，故光刻的效率和质量对半导体芯片的制造效率和质量有着重要的影响。

早期的光刻机通常采用单作业台，光刻中的对准测量以及后续的曝光均是在该单作业台上进行的，该具有单作业台的光刻机一次只能光刻一片硅片，该硅片在扫描曝光区域完成对准测量后才能进行曝光工序，故该具有单作业台的光刻机生产效率低下，其成为制约光刻效率进一步提高的瓶颈。

为克服单作业台的效率低下的问题，设置有双作业台的光刻机是光刻机技术的发展趋势，硅片的对准测量工序及曝光工序分设在两个作业台上并行进行，于是该具有双作业台的光刻机可同时使两片硅片分别进行不同阶段的光刻工序，故可大大提高光刻效率。

现业界通常使用的双作业台系统如以下专利所示：

专利号为WO98/40791的欧洲专利提出了一种双作业台系统，该双作业台系统中每一作业台均通过一耦合连接座固定。具有该双作业台系统的光刻机在工作时，一作业台承载的硅片可以在对准测量作业位上进行曝光前的对准和测量工序，另一作业台承载的硅片则在曝光位上进行曝光工序。当两作业台上的操作都完成后，耦合连接座与作业台分离，两作业台将分别运动到交换位置，然后进行耦合连接座的交换，从而实现两作业台的交换。该专利中的双作业台系统可以缩短曝光系统中硅片的循环曝光的平均时间，在不提高作业台运动速度前提下，能大幅地提高系统的产率。

然而该专利号为WO98/40791的欧洲专利也存在一些问题：由于每个作业台与驱动单元间采用的是耦合连接方式，在交换过程中，耦合连接座与作业台需短暂分离，在两者分离后，虽通过定位装置(专利号为WO98/28665的欧洲专利和专利号为US6498350的美国专利均详细描述了该定位装置)的钳制来保证其分离位置的固定不动，但两者的分离仍会对系统的定位精度造成影响。如此就需相应地增加防护装置和检测装置，故会造成系统结构的复杂化。另外两作业台存在运动范围重叠区域，双台运动过程中有发生碰撞的可能性。

专利号为US6654100的美国专利和专利号为WO01/40875的欧洲专利提出了一种类似的双作业台系统，两专利所提出的双作业台系统的显著特点是每个作业台都独立拥有一套上片和下片模块和一套对准测量模块，一公用的曝光模块设置在两对准测量模块间，曝光位设置在两作业台间。当一作业台在曝光位执行曝光工序时，另一作业台可同时进行上片工序、下片工序或对准测量工序，当两作业台的操作全部完成后，处在曝光位的作业台直线移出曝光位，同时对准和测量完毕的作业台将移到曝光位，而完成硅片曝光的作业台执行下片及上新片工序，而后在其对应的对准测量位上进行曝光前的对准和测量操作。如此往复循环，完成所有需光刻硅片的光刻。

上述双台结构，简单可靠，两作业台移动时互不干涉，并且运行路径短，交换速度快。克服了专利WO98/40791双台技术的一些不足，但是却多出了一套对准测量装置和上下片装置，成本显著增加。

专利号为US6788385的美国专利也提出了一种双作业台专利，该专利与专利号为WO98/40791的欧洲专利所提出的双作业台类似，整个双台系统包含一个曝光位和一个对准测量位。但与专利号为WO98/40791的欧洲专利所不同的是，其两作业台的承片台以悬臂的方式设置在x向驱动单元上，同时，承片台的底部高出x向驱动单元顶部平面。通过该种布局方式，能够实现两作业台从对准测量位到曝光位的相互换位。

与专利号为WO98/40791的欧洲专利相比，专利号为US6788385的美国专利的双台直接换位，无需耦合联结座装置和复杂的作业台的换位过程，简化了系统，提高了双台换位的效率。与专利号为US6654100的美国专利相比，该专利号为US6788385的美国专利只需一套对准测量模块和一套上下片模块，系统成本和复杂性有所降低。但是，该双台技术也存在一个问题，就是以悬臂方式设置的承片台在调平调焦过程中时出现的振动问题需要克服，同时需要特别设计硅片顶起和压紧装置。

综上所述，如何提供一种节约成本、定位精确以及安全简便高效的旋转交换的双台系统，即成为半导体行业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转交换的双台系统，通过所述旋转交换的双台系统可提高效率、降低成本和提高安全性。