[发明专利]一种采用过渡承接装置的光刻机硅片台双台交换系统

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机硅片台双台交换系统，该系统主要应用于半导体光刻机中，属于半导体制造装备领域。

背景技术

在集成电路芯片的生产过程中，芯片的设计图形在硅片表面光刻胶上的曝光转印(光刻)是其中最重要的工序之一，该工序所用的设备称为光刻机(曝光机)。光刻机的分辨率和曝光效率极大的影响着集成电路芯片的特征线宽(分辨率)和生产率。而作为光刻机关键系统的硅片超精密运动定位系统(以下简称为硅片台)的运动精度和工作效率，又在很大程度上决定了光刻机的分辨率和曝光效率。

步进扫描投影光刻机基本原理如图1所示。来自光源45的深紫外光透过掩模版47、透镜系统49将掩模版上的一部分图形成像在硅片50的某个Chip上。掩模版和硅片反向按一定的速度比例作同步运动，最终将掩模版上的全部图形成像在硅片的特定芯片(Chip)上。

硅片台运动定位系统的基本作用就是在曝光过程中承载着硅片并按设定的速度和方向运动，以实现掩模版图形向硅片上各区域的精确转移。由于芯片的线宽非常小(目前最小线宽已经达到45nm)，为保证光刻的套刻精度和分辨率，就要求硅片台具有极高的运动定位精度；由于硅片台的运动速度在很大程度上影响着光刻的生产率，从提高生产率的角度，又要求硅片台的运动速度不断提高。

传统的硅片台，如专利EP 0729073和专利US 5996437所描述的，光刻机中只有一个硅片运动定位单元，即一个硅片台。调平调焦等准备工作都要在上面完成，这些工作所需的时间很长，特别是对准，由于要求进行精度极高的低速扫描(典型的对准扫描速度为1mm/s)，因此所需时间很长。而要减少其工作时间却非常困难。这样，为了提高光刻机的生产效率，就必须不断提高硅片台的步进和曝光扫描的运动速度。而速度的提高将不可避免导致系统动态性能的恶化，需要采取大量的技术措施保障和提高硅片台的运动精度，为保持现有精度或达到更高精度要付出的代价将大大提高。

专利WO98/40791(公开日期：1998.9.17；国别：荷兰)所描述的结构采用双硅片台结构，将上下片、预对准、对准等曝光准备工作转移至第二个硅片台上，且与曝光硅片台同时独立运动。在不提高硅片台运动速度的前提下，曝光硅片台大量的准备工作由第二个硅片台分担，从而大大缩短了每片硅片在曝光硅片台上的工作时间，大幅度提高了生产效率。然而该系统存在的主要缺点在于硅片台系统的非质心驱动问题。

本申请人在2003年申请的发明专利“步进投影光刻机双台轮换曝光超精密定位硅片系统”(专利申请号：ZL03156436.4)公开了一种带双侧直线导轨的双硅片台交换结构，该双硅片台系统在工作空间上不存在重叠，因此不需采用碰撞预防装置。但是该双硅片台系统也存在一些问题，一是该系统要求极高的导轨对接精度；二是该系统双侧导轨只有一侧空间被同时利用，导致该硅片台系统外形尺寸较大，这对空间利用率要求较高的半导体芯片厂无疑显得很重要。三是该系统硅片台交换时需采用带驱动装置的桥接装置，增加了系统的复杂性。

发明内容

本发明针对现有技术中系统需要求极高的导轨对接精度以及系统具有复杂性的缺陷，提出一种采用过渡承接装置的光刻机硅片台双台交换系统。

本发明的技术方案如下：

该系统含有运行于预处理工位的硅片台和运行于曝光工位的硅片台，所述的两个硅片台设置在一基台上，并通过气浮轴承悬浮在基台表面，该系统具有两个H型驱动单元，预处理工位的硅片台和曝光工位的硅片台分别由它们驱动，所述的H型驱动单元由双侧X向直线电机以及Y向直线电机组成，其特征在于：在位于预处理工位和曝光工位之间的基台上设有两个过渡承接装置，所述的过渡承接装置包括摩擦轮和用于驱动摩擦轮旋转的电机组成。当H型驱动单元与过渡承接装置精确对准时，靠旋转摩擦轮的摩擦力，实现硅片台从预处理工位过渡到曝光工位。

本发明所述硅片台交换系统的优点在于：本发明提供的一种采用过渡承接装置的光刻机硅片台双台交换系统，将调平、调焦、对准等曝光准备工作转移至预处理工位的硅片台上，且与曝光工位的硅片台同时独立进行，大大缩短了硅片在曝光硅片台上的工作时间，从而提高了曝光效率。同时该系统采用两个过渡承接装置实现硅片台的交换，有效避免了专利ZL03156436.4双台交换系统导轨精密对接的问题，降低了系统结构的复杂性。

附图说明

图1显示了步进扫描投影光刻机基本工作原理。

图2是单硅片台的运动定位系统。

图3是所述双硅片台运动定位系统。

图4为过渡承接装置。