CN104965394B - 一种双工件台系统换台过程控制方法 - Google Patents
一种双工件台系统换台过程控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种双工件台系统换台过程控制方法，本发明属于半导体制造装备的技术领域。它的方法步骤为：第一工件台移动到左侧预处理工作位置处；第二工件台移动到右侧曝光工作位置处；第一X向移动平台移动到左侧换卡位置处，第二X向移动平台移动到右侧换卡位置处；公转电机带动第一工件台和第二工件台逆时针旋转180度；第二工件台移动到左侧预处理工作位置处；第一工件台移动到右侧曝光工作位置处；公转电机带动第一工件台和第二工件台顺时针旋转180度。本发明方法采用回转换台方案，与直线换台方案相比，减少了换台过程中对台体的冲击，减少了换台时间，提高了工件台定位精度，对增加光刻机产率起到了至关重要的作用。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造装备的技术领域。
背景技术
现代科技的迅猛发展对超大规模集成电路的制造能力提出了越来越高的要求，芯片越来精细，集成度越来越高是集成电路发展的必然趋势。光刻机作为极大规模电路制造装备，其技术目前主要被欧美等发达国家所垄断，我国尖端芯片依然依赖进口，严重制约了我国在航空、航天、船舶、电力等领域的发展。为了打破垄断，提高我国集成电路制造能力，我国已将扫描光刻设备的研制列为国家重大科技专项。
工件台技术是光刻机的核心技术之一，其主要作用是承载硅片，实现高速、高加速度条件下，硅片的纳米级精度的定位，并配合光刻过程中的上片、预对准、对准、曝光和下片等加工制造工序。工件台技术对光刻机分辨率、套刻精度、产率三大性能指标起着至关重要的影响。相比传统的通过增加硅片直径减少换片次数，来提高生产效率的方法，双工件台技术已成为已成为目前提高光刻机生产效率的主流技术手段。
双工件台技术涉及到两个工件台在两个不同工位之间进行切换的问题，换台效率将直接影响到光刻机的产率。传统的双工件台技术采用直线换台方案，工件台定位精度较低，换台过程对台体冲击较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种双工件台系统换台过程控制方法，是为了解决现有的双工件台技术采用直线换台方案，工件台定位精度较低，换台过程对台体冲击较大的问题。
所述的目的是通过以下方案实现的：所述的一种双工件台系统换台过程控制方法，它的方法步骤为：
步骤一：第一水平移动台架总成2中的第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2抓卡住第一工件台1，第一水平移动台架总成2通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台2-1的X向移动，将第一工件台1移动到左侧预处理工作位置A处；第二水平移动台架总成4中的第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2抓卡住第二工件台3，第二水平移动台架总成4通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台4-1的X向移动，将第二工件台3移动到右侧曝光工作位置B处；
步骤二：当预处理工作和曝光工作完成后，第一水平移动台架总成2带动其上的第一工件台1移动，并使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，第二水平移动台架总成4带动其上的第二工件台3移动，并使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤三：公转电机5左侧上的第三抓卡机构5-1抓卡住第一工件台1；公转电机5右侧上的第四抓卡机构5-2抓卡住第二工件台3；然后第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2解卡，使第一工件台1与第一X向移动平台2-1分开；第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2解卡，使第二工件台3与第二X向移动平台4-1分开；
步骤四：第一水平移动台架总成2向左侧移动一段距离，第二水平移动台架总成4向右侧移动一段距离；然后公转电机5带动第一工件台1和第二工件台3逆时针旋转180度；
步骤五：使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤六：第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2抓卡住第一工件台1；第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2抓卡住第二工件台3；然后公转电机5上的第三抓卡机构5-1解卡，使第一工件台1与公转电机5分开；公转电机5上的第四抓卡机构5-2解卡，使第二工件台3与公转电机5分开；
步骤七：第一水平移动台架总成2通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台2-1的X向移动，将第二工件台3移动到左侧预处理工作位置A处；第二水平移动台架总成4通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台4-1的X向移动，将第一工件台1移动到右侧曝光工作位置B处；
步骤八：当预处理工作和曝光工作完成后，第一水平移动台架总成2带动其上的第二工件台3移动，并使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，第二水平移动台架总成4带动其上的第一工件台1移动，并使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤九：公转电机5上的第四抓卡机构5-2抓卡住第二工件台3；公转电机5上的第三抓卡机构5-1抓卡住第一工件台1；然后第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2解卡，使第二工件台3与第一X向移动平台2-1分开；第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2解卡，使第一工件台1与第二X向移动平台4-1分开；
步骤十：第一水平移动台架总成2向左侧移动一段距离，第二水平移动台架总成4向右侧移动一段距离；然后公转电机5带动第一工件台1和第二工件台3顺时针旋转180度；
步骤十一：使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤十二：第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2抓卡住第一工件台1；然后公转电机5上的第三抓卡机构5-1解卡，使第一工件台1与公转电机5分开；第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2抓卡住第二工件台3；然后公转电机5上的第四抓卡机构5-2解卡，使第二工件台3与公转电机5分开；
步骤十三：第一水平移动台架总成2通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台2-1的X向移动，将第一工件台1移动到左侧预处理工作位置A处；第二水平移动台架总成4通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台4-1的X向移动，将第二工件台3移动到右侧曝光工作位置B处；完成一个循环工作。
本发明方法采用回转换台方案，与直线换台方案相比，减少了换台过程中对台体的冲击，减少了换台时间，提高了工件台定位精度，对增加光刻机产率起到了至关重要的作用。
附图说明
图1是本发明方法涉及的装置中第一工件台1处在左侧预处理工作位置A处和第二工件台3处在右侧曝光工作位置B处的简要结构示意图；
图2是图1中第一X向移动平台2-1与第一工件台1处在左侧换卡位置C处和第二X向移动平台4-1和第二工件台3处在右侧换卡位置D处的简要结构示意图；
图3是图1中第一水平移动台架总成2向左侧移动一段距离和第二水平移动台架总成4向右侧移动一段距离时的简要结构示意图；
图4是图1中公转电机5带动第一工件台1和第二工件台3逆时针旋转180度后的简要结构示意图；
图5是图1中第一X向移动平台2-1与第二工件台3处在左侧换卡位置C处和第二X向移动平台4-1与第一工件台1处在右侧换卡位置D处的简要结构示意图；
图6是图1中第二工件台3处在左侧预处理工作位置A处和第一工件台1处在右侧曝光工作位置B处的简要结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，它的方法步骤为：
步骤一：第一水平移动台架总成2中的第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2抓卡住第一工件台1，第一水平移动台架总成2通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台2-1的X向移动，将第一工件台1移动到左侧预处理工作位置A处；第二水平移动台架总成4中的第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2抓卡住第二工件台3，第二水平移动台架总成4通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台4-1的X向移动，将第二工件台3移动到右侧曝光工作位置B处；
步骤二：当预处理工作和曝光工作完成后，第一水平移动台架总成2带动其上的第一工件台1移动，并使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，第二水平移动台架总成4带动其上的第二工件台3移动，并使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤三：公转电机5左侧上的第三抓卡机构5-1抓卡住第一工件台1；公转电机5右侧上的第四抓卡机构5-2抓卡住第二工件台3；然后第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2解卡，使第一工件台1与第一X向移动平台2-1分开；第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2解卡，使第二工件台3与第二X向移动平台4-1分开；
步骤四：第一水平移动台架总成2向左侧移动一段距离，第二水平移动台架总成4向右侧移动一段距离；然后公转电机5带动第一工件台1和第二工件台3逆时针旋转180度；
步骤五：使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤六：第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2抓卡住第一工件台1；第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2抓卡住第二工件台3；然后公转电机5上的第三抓卡机构5-1解卡，使第一工件台1与公转电机5分开；公转电机5上的第四抓卡机构5-2解卡，使第二工件台3与公转电机5分开；
步骤七：第一水平移动台架总成2通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台2-1的X向移动，将第二工件台3移动到左侧预处理工作位置A处；第二水平移动台架总成4通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台4-1的X向移动，将第一工件台1移动到右侧曝光工作位置B处；
步骤八：当预处理工作和曝光工作完成后，第一水平移动台架总成2带动其上的第二工件台3移动，并使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，第二水平移动台架总成4带动其上的第一工件台1移动，并使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤九：公转电机5上的第四抓卡机构5-2抓卡住第二工件台3；公转电机5上的第三抓卡机构5-1抓卡住第一工件台1；然后第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2解卡，使第二工件台3与第一X向移动平台2-1分开；第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2解卡，使第一工件台1与第二X向移动平台4-1分开；
步骤十：第一水平移动台架总成2向左侧移动一段距离，第二水平移动台架总成4向右侧移动一段距离；然后公转电机5带动第一工件台1和第二工件台3顺时针旋转180度；
步骤十一：使第一X向移动平台2-1移动到左侧换卡位置C处，使第二X向移动平台4-1移动到右侧换卡位置D处；
步骤十二：第一X向移动平台2-1上的第一抓卡机构2-2抓卡住第一工件台1；然后公转电机5上的第三抓卡机构5-1解卡，使第一工件台1与公转电机5分开；第二X向移动平台4-1上的第二抓卡机构4-2抓卡住第二工件台3；然后公转电机5上的第四抓卡机构5-2解卡，使第二工件台3与公转电机5分开；
步骤十三：第一水平移动台架总成2通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台2-1的X向移动，将第一工件台1移动到左侧预处理工作位置A处；第二水平移动台架总成4通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台4-1的X向移动，将第二工件台3移动到右侧曝光工作位置B处；完成一个循环工作。
所述抓卡机构可采用专利号201410051748.4，专利名称为：双工件台宏微快速交接机构公开的技术方案实现；公转电机5在带动第一工件台1和第二工件台3顺/逆时针旋转180度时，可采用专利号为：201110377700.9，专利名称为：一种基于转台齿轮同步调向的双工件台回转交换方法与装置公开的技术方案实现第一工件台1和第二工件台3不自转、相位不反转的技术目的。
工作原理：双工件台控制系统由VME工控机+多路运动控制卡+多路信号采集卡组成。VME工控机主板采用嵌入式主控CPU板，运行VxWorks操作系统。主控CPU板与运动控制卡通过VME总线进行通信，运动控制卡与信号采集卡通过VME自定义总线进行通讯。
运动控制卡的控制指令通过光纤口或串口发出，光纤口用于控制直线电机，串口用于控制公转电机或抓卡机构。串口、光纤口及VME接口由FPGA驱动，控制算法由DSP实现，DSP和FPGA之间通过EMIF进行通信。
在各运动控制卡的FPGA内设置两个双口RAM，记为RAM1、RAM2。主控CPU板通过写各运动控制卡的RAM1为N(N＝1～12)，来启动第N步换台操作；各运动控制卡通过写RAM2为N，来表示该运动控制卡已完成第N步换台操作；当主控CPU板检测到所有运动控制卡的RAM2值均为N时，启动下一步换台。
Claims (1)
1.一种双工件台系统换台过程控制方法，其特征在于它的方法步骤为：
步骤一：第一水平移动台架总成（2）中的第一X向移动平台（2-1）上的第一抓卡机构（2-2）抓卡住第一工件台（1），第一水平移动台架总成（2）通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台（2-1）的X向移动，将第一工件台（1）移动到左侧预处理工作位置（A）处；第二水平移动台架总成（4）中的第二X向移动平台（4-1）上的第二抓卡机构（4-2）抓卡住第二工件台（3），第二水平移动台架总成（4）通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台（4-1）的X向移动，将第二工件台（3）移动到右侧曝光工作位置（B）处；
步骤二：当预处理工作和曝光工作完成后，第一水平移动台架总成（2）带动其上的第一工件台（1）移动，并使第一X向移动平台（2-1）移动到左侧换卡位置（C）处，第二水平移动台架总成（4）带动其上的第二工件台（3）移动，并使第二X向移动平台（4-1）移动到右侧换卡位置（D）处；
步骤三：公转电机（5）左侧上的第三抓卡机构（5-1）抓卡住第一工件台（1）；公转电机（5）右侧上的第四抓卡机构（5-2）抓卡住第二工件台（3）；然后第一X向移动平台（2-1）上的第一抓卡机构（2-2）解卡，使第一工件台（1）与第一X向移动平台（2-1）分开；第二X向移动平台（4-1）上的第二抓卡机构（4-2）解卡，使第二工件台（3）与第二X向移动平台（4-1）分开；
步骤四：第一水平移动台架总成（2）向左侧移动一段距离，第二水平移动台架总成（4）向右侧移动一段距离；然后公转电机（5）带动第一工件台（1）和第二工件台（3）逆时针旋转180度；
步骤五：使第一X向移动平台（2-1）移动到左侧换卡位置（C）处，使第二X向移动平台（4-1）移动到右侧换卡位置（D）处；
步骤六：第二X向移动平台（4-1）上的第二抓卡机构（4-2）抓卡住第一工件台（1）；第一X向移动平台（2-1）上的第一抓卡机构（2-2）抓卡住第二工件台（3）；然后公转电机（5）上的第三抓卡机构（5-1）解卡，使第一工件台（1）与公转电机（5）分开；公转电机（5）上的第四抓卡机构（5-2）解卡，使第二工件台（3）与公转电机（5）分开；
步骤七：第一水平移动台架总成（2）通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台（2-1）的X向移动，将第二工件台（3）移动到左侧预处理工作位置（A）处；第二水平移动台架总成（4）通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台（4-1）的X向移动，将第一工件台（1）移动到右侧曝光工作位置（B）处；
步骤八：当预处理工作和曝光工作完成后，第一水平移动台架总成（2）带动其上的第二工件台（3）移动，并使第一X向移动平台（2-1）移动到左侧换卡位置（C）处，第二水平移动台架总成（4）带动其上的第一工件台（1）移动，并使第二X向移动平台（4-1）移动到右侧换卡位置（D）处；
步骤九：公转电机（5）上的第四抓卡机构（5-2）抓卡住第二工件台（3）；公转电机（5）上的第三抓卡机构（5-1）抓卡住第一工件台（1）；然后第一X向移动平台（2-1）上的第一抓卡机构（2-2）解卡，使第二工件台（3）与第一X向移动平台（2-1）分开；第二X向移动平台（4-1）上的第二抓卡机构（4-2）解卡，使第一工件台（1）与第二X向移动平台（4-1）分开；
步骤十：第一水平移动台架总成（2）向左侧移动一段距离，第二水平移动台架总成（4）向右侧移动一段距离；然后公转电机（5）带动第一工件台（1）和第二工件台（3）顺时针旋转180度；
步骤十一：使第一X向移动平台（2-1）移动到左侧换卡位置（C）处，使第二X向移动平台（4-1）移动到右侧换卡位置（D）处；
步骤十二：第一X向移动平台（2-1）上的第一抓卡机构（2-2）抓卡住第一工件台（1）；然后公转电机（5）上的第三抓卡机构（5-1）解卡，使第一工件台（1）与公转电机（5）分开；第二X向移动平台（4-1）上的第二抓卡机构（4-2）抓卡住第二工件台（3）；然后公转电机（5）上的第四抓卡机构（5-2）解卡，使第二工件台（3）与公转电机（5）分开；
步骤十三：第一水平移动台架总成（2）通过其自身的Y向移动和第一X向移动平台（2-1）的X向移动，将第一工件台（1）移动到左侧预处理工作位置（A）处；第二水平移动台架总成（4）通过其自身的Y向移动和第二X向移动平台（4-1）的X向移动，将第二工件台（3）移动到右侧曝光工作位置（B）处；完成一个循环工作。
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