CN101770181A - 光刻机的双工件台系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光刻机的双工件台系统，其包括沿平行于X向设置的导向表面；第一硅片台和第二硅片台，其沿平行于X向和Y向从第一位置移动到第二位置；置换系统，设置成沿该导向表面移动，该置换系统包括沿平行于Y向设置的第一置换单元和第二置换单元，第一硅片台和第二硅片台各自设置于第一置换单元和第二置换单元上并在各自的第一置换单元和第二置换单元上沿平行于Y向移动，第一置换单元和第二置换单元相互对接，使第一硅片台和第二硅片台交换位置，这样的双工件台系统节约现有技术中双硅片台位置调换的时间，提高了光刻机产率。

Description

光刻机的双工件台系统

技术领域

本发明涉及一种光刻机，且特别涉及一种具有光刻机中的双工件台系统。

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，该工序所用的设备为光刻机(曝光机)。光刻机的分辨率和曝光效率，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10的深紫外光透过掩膜版20、透镜系统30将掩膜版上的一部分图形成像在硅片40的某个芯片上。掩膜版和硅片反向按一定的速度比例作同步运动，最终将掩膜版上的全部图形成像在硅片的特定芯片上。

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，以实现掩膜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。同时，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。硅片台需要在稳定度和速度之间达到平衡。

传统的硅片台，如专利EP0729073和专利US5996437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硅片台上完成，这些工作所需的时间很长。特别是对准工作，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，这样的情形下，要减少光刻机的工作时间非常困难。

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。因此，为保持现有精度或达到更高精度的同时提高速度，付出的成本大大提高。

专利WO98/40791所描述的结构采用双硅片台结构如该专利公开说明书的图3，在第一个硅片台21进行曝光时，将上下片、预对准、对准等曝光准备工作在第二个硅片台23上进行。且两个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光程上的停留时间。

然而该双台专利方案在实现光刻工序时，两个硅片台21、23需要停留在如图所示的交换位置上，以进行硅片台21、23连接到另一个移动装置上，进行切换操作，将做好准备工作的硅片台转移至曝光光程中，以进行曝光工序。而上述切换操作与光刻工序无关，其产生了相当多的时间消耗，影响产率。

发明内容

本发明提出一种光刻机中的双工件台系统，能够解决上述问题，提高光刻机的产率。

为了达到目的，本发明提出一种光刻机的双工件台系统包括：沿平行于X向设置的导向表面；第一硅片台和第二硅片台，其沿平行于X向和Y向从第一位置移动到第二位置；置换系统，设置成沿该导向表面移动，该置换系统包括沿平行于Y向设置的第一置换单元和第二置换单元，第一硅片台和第二硅片台各自设置于第一置换单元和第二置换单元上并在各自的第一置换单元和第二置换单元上沿平行于Y向移动，第一置换单元和第二置换单元相互对接，使第一硅片台和第二硅片台交换位置。

相比现有技术，本发明所提供的双工件台系统，第一硅片台和第二硅片台利用Y向设置的第一置换单元和第二置换单元同时沿平行于X向设置的导向表面移动并可在各自的第一置换单元和第二置换单元上沿平行于Y向移动来调换位置，这样的位置调换方式节约了现有技术因调换位置而让第一硅片台和第二硅片台在某个位置滞留的时间，从而提高了双硅片台的交换效率，以致提高了使用该双工件台系统的光刻机的产率。

附图说明

图1所示为已知的步进扫描投影光刻机结构示意图；

图2a所示为本发明较佳实施例的光刻装置中的双工件台系统初始位置结构示意图；

图2b-2c所示为图2a中双工件台系统处于交换过程的结构示意图；

图2d所示为图2a中双工件台系统交换完毕后的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

一种光刻机的双工件台系统，包括沿平行于X向设置的导向表面1、2；第一硅片台7和第二硅片台8可沿平行于X向和Y向从第一位置移动到第二位置；置换系统，设置成沿该导向表面移动，其中，该置换系统包括沿平行于Y向设置的第一置换单元5、9、13和第二置换单元6、10、14，第一硅片台7和第二硅片台8各自设置于第一置换单元5、9、13和第二置换单元6、10、14上并在各自的第一置换单元5、9、13和第二置换单元6、10、14上沿平行于Y向移动，第一置换单元5、9、13和第二置换单元6、10、14相互对接，使第一硅片台7和第二硅片台8交换位置。

在本发明实施例中，该光刻机的双工件台系统具有预处理工位区域和曝光工位区域，第一置换单元5、9、13和第二置换单元6、10、14分别为在预处理工位区域I和曝光工位区域II上一端藕接至各自的导向表面1、2并可沿对应的导向表面1、2移动的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6，该相邻工位区域的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6的另一端通过各自的对接头13、14以藕接方式对接。该第一硅片台7和第二硅片台8各自藕接至相邻工位区域的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6的相对两侧边5a、6d，相邻工位区域的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6对接后，第一硅片台7和第二硅片台8沿对接后的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6的相对两侧5a、6c及5b、6d各自移动至对方的工位区域，即第一硅片台7和第二硅片台8沿平行于Y向的相反方向移动，这样，第一硅片台7和第二硅片台8始终参与交换过程，而不会产生如现有技术中因两个硅片台滞留一段时间不动来进行切换过程而消耗相当的时间，影响产率。

如图2a～2d，在图2a初始工作状态时，各位于预处理工位区域I和曝光工位区域II的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6由驱动装置(未图示)驱动分别沿平行于X向设置的导向表面1、2移动，带动第一硅片台7和第二硅片台8移动，且第一硅片台7和第二硅片台8各自可沿第一Y向导轨5和第二Y向导轨6的侧边5a、6d移动，使得该系统进入如图2a～2b的交换过程，相邻工位区域的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6对接后，第一硅片台7和第二硅片台8沿对接后的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6移动至对方的工位区域，之后，对接的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6脱离，脱离的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6仍沿平行于X向设置的导向表面1、2以相反方向移动并带动第一硅片台7和第二硅片台8移动，第二硅片台8和第一硅片台7各自可沿对接后的第一Y向导轨5和第二Y向导轨6的相对两侧5a、6c及5b、6d各自移动至预定的预处理工位I和曝光工位II，这样的交换系统中第一硅片台7和第二硅片台8与第一Y向导轨5和第二Y向导轨6同时进行交换过程，不会产生如现有技术中因两个硅片台滞留在一段时间不动来进行交换过程而消耗相当的时间，影响产率。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (4)

1.一种光刻机的双工件台系统，包括：

沿平行于X向设置的导向表面；

第一硅片台和第二硅片台，其沿平行于X向和Y向从第一位置移动到第二位置；

置换系统，设置成沿该导向表面移动，其特征在于：该置换系统包括：

沿平行于Y向设置的第一置换单元和第二置换单元，第一硅片台和第二硅片台各自设置于第一置换单元和第二置换单元上并在各自的第一置换单元和第二置换单元上沿平行于Y向移动，第一置换单元和第二置换单元相互对接，使第一硅片台和第二硅片台交换位置。

2.如权利要求1所述的光刻机的双工件台系统，其特征在于：该光刻机的双工件台系统具有预处理工位区域和曝光工位区域。

3.如权利要求2所述的光刻机的双工件台系统，其特征在于：该第一置换单元和第二置换单元分别为在预处理工位区域和曝光工位区域上一端藕接至各自的导向表面并沿对应的导向表面移动的第一Y向导轨和第二Y向导轨，该相邻工位区域的第一Y向导轨和第二Y向导轨的另一端以藕接方式对接。

4.如权利要求3所述的光刻机的双工件台系统，其特征在于：该第一硅片台和第二硅片台各自藕接至相邻工位区域的第一Y向导轨和第二Y向导轨的相对两侧边，相邻工位区域的第一Y向导轨和第二Y向导轨对接后，第一硅片台和第二硅片台沿对接后的第一Y向导轨和第二Y向导轨的相对两侧各自移动至对方的工位区域。

Images