CN106597812B - 一种光刻机的硅片进料校准装置及其进料校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光刻机的硅片进料校准装置，同时还公开了该硅片的进料校准方法，该硅片进料校准装置可将硅片从片盒中逐片取出后利用第一输送架和第二输送架交替送至校正工位，在校正工位上利用至少三个校圆对射传感器、粗检测传感器和精检测传感器快速校准，确保硅片的圆心和缺口处于指定位置，然后再利用第一转移架和第二转移架交替使用将硅片送至光刻工位中光刻，保证硅片进入光刻工位中能准确定位光刻。该硅片进料校准装置与进料校准方法节约了时间，提高了效率，并且校准准确，校准精度高。

Description

一种光刻机的硅片进料校准装置及其进料校准方法

技术领域

本发明涉及一种进料校准装置，用于对光刻机的硅片进行进料校准方便光刻，同时本发明还涉及了光刻机的进料校准方法。

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)。光刻机是集成电路加工过程中最关键的设备。而光刻机对硅片进行表面光刻时，需要将硅片从片盒中逐片取出，目前的硅片形状绝大部分都是圆形，因此，硅片只需直接送入到光刻工位即可，但是目前硅片的形状出现了变化，为了更加方便定位，圆形硅片的边缘设置了用于定位的缺口，其中一种定位的缺口为圆弧形缺口，由于圆弧形缺口的存在，需要将硅片按照指定的方向进入到光刻工位才能准确定位，而目前对于硅片的输送装置并不能准确将硅片校准定位，因此，无法满足带有圆弧形缺口的硅片的光刻要求。

另外，目前的硅片的进料效率非常低，硅片被硅片输送装置由取片工位送至校正工位校正后，需要硅片输送装置处于校正工位配合校正，也需要等待再次输送已光刻的硅片，因此，整个工作硅片输送装置输送的效率非常低，等待的时间长，进而影响了整个硅片的光刻效率。

另外，目前的光刻机对光刻的要求越来越高，对于片盒内的硅片整理也要求越来越高，不但需要将片盒中的硅片逐片取出，而且还需要将已经光刻的硅片逐片插入到片盒的对应的插槽中，且硅片与插槽的位置是唯一对应的，例如，由下而上依次为第一个插槽、第二个插槽……第N个插槽，第一个插槽内的硅片定义为第一片硅片，第二个插槽中的硅片定义为第二片硅片，第N个插槽内的硅片定义为第N片硅片，以第二片硅片为例，第二片硅片取出光刻完成后只能插入到第二个插槽中，不能插入到其他任意一个插槽内，这样方便片盒的整理，方便把控质量，而这就对光刻机的硅片进料校准装置提出了更加苛刻的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种光刻机的硅片进料校准装置，该硅片进料校准装置可将硅片从片盒中取出后送至校正工位快速校准，确保硅片的圆心和缺口处于指定位置，保证硅片进入光刻工位中能准确定位光刻。

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种光刻机的硅片进料校准方法，该进料校准方法可将硅片从片盒总取出送至校正工位，硅片在校正工位上自动找准并调节硅片的圆心，同时调整硅片位置确保硅片的缺口处于指定位置后进入光刻工位，从而满足待圆弧形缺口的硅片的光刻要求。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种光刻机的硅片进料校准装置，包括机架，所述机架上竖直滑动安装有用于放置片盒的升降座，所述升降座由第一升降动力装置驱动连接，所述机架上水平滑动安装有由取片动力装置驱动的取片座，所述机架上设置有取片工位、校正工位和光刻工位，所述取片座与片盒的开口位置对应并在片盒放置处和取片工位往复滑动；所述机架上设置有用于检测片盒内与取片座水平对应的插槽上是否有硅片的硅片检测传感器；所述机架上在取片工位和校正工位之间滑动安装有硅片输送装置，该硅片输送装置的滑动方向与取片座的滑动方向垂直；所述校正工位上设置有固定有校正平台，所述机架上位于校正平台上设置有贯通口，所述贯通口内安装有硅片吸盘，所述硅片吸盘与吸盘驱动机构连接，该吸盘驱动机构驱动硅片吸盘自转、在水平面上平移和竖直升降；所述校正平台上设置有处于同一校正圆周上的至少三个校圆对射传感器的发射端或接收端，所述机架上位于校正平台的上方设置有与所述校圆对射传感器的发射端或接收端一一对应匹配的接收端或发射端；所述硅片吸盘处于校正圆周内，所述校正平台和机架上还设置有处于粗检测工位的用于粗略检测硅片上的缺口的粗检测传感器、处于精检测工位的用于精确检测缺口位置的精检测传感器；所述机架上在校正工位和光刻工位之间滑动安装有硅片转移装置，所述硅片转移装置的滑动方向与取片座的滑动方向平行。

作为一种优选的方案，所述精检测传感器包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于机架上且位于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置。

作为一种优选的方案，所述吸盘驱动机构包括沿X轴方向滑动安装于机架上的X滑座，所述机架和X滑座之间安装有X方向驱动装置，所述X滑座上沿Y轴方向滑动安装有Y滑座，所述X轴和Y轴处于水平面上，所述Y滑座与X滑座之间安装有Y方向驱动装置，所述Y滑座上绕竖直的Z轴旋转安装有旋转座，所述旋转座与安装于Y滑座上的旋转动力装置传动连接，所述旋转座上沿Z轴方向滑动安装有Z滑座，所述Z滑座与旋转座之间安装有Z方向驱动装置，所述Z滑座的上端由下而上从贯通口伸出，所述Z滑座的上端固定有所述硅片吸盘。

作为一种优选的方案，所述硅片检测传感器包括上对射传感器和下对射传感器，所述上对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置；所述下对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置，且上对射传感器和下对射传感器之间的高度差大于硅片的的厚度而小于片盒内的硅片间距，所述片盒和取片座位于上对射传感器发射端和接收端之间，且片盒和取片座也位于下对射传感器的发射端和接收端之间。

作为一种优选的方案，所述硅片输送装置包括滑动安装于机架上的相互错开的第一输送架和第二输送架，所述第一输送架和第二输送架滑动安装于取片工位与校正工位之间，所述第一输送架和第二输送架的结构相同，所述第一输送架包括水平输送滑座，所述水平输送滑座水平滑动安装于机架上，所述水平输送滑座上竖直滑动安装有竖直连杆，所述竖直连杆的顶部固定有水平设置的吸片架，第一输送架的吸片架低于第二输送架的吸片架的高度，所述吸片架上设置有避让取片座移动的避让口，所述吸片架上设置有与抽吸系统连通的吸片孔，所述水平输送滑座与固定于机架上的输送架驱动装置连接，所述竖直连杆与固定于水平输送滑座上的第二升降动力装置连接，所述机架上设置将第一输送架或者第二输送架定位于取片工位的取片定位装置、将第一输送架或第二输送架定位于校正工位的校正定位装置。

作为一种优选的方案，所述硅片转移装置包括水平滑动安装于机架上且错位设置的第一转移架和第二转移架，在校正工位与光刻工位相对的一侧设置有等待工位，所述第一转移架和第二转移架的滑动路径经过等待工位、校正工位和光刻工位，所述第一转移架和第二转移架均与同一个转移架驱动装置传动连接，该第一转移架和第二转移架的运动状态相反；所述第一转移架处于光刻工位时，第二转移架处于校正工位一侧的等待工位；所述第一转移架和第二转移架的结构相同，所述第一转移架包括第一滑板，所述第一滑板滑动安装于机架上，所述第一滑板的底部安装有水平设置的第一转移框，第一转移框的高度低于第二转移架的第二转移框高度，所述第一转移框上设置有避让硅片吸盘的避让口，所述第一转移框上设置有与抽吸系统连通的吸气孔，所述机架上设置定位第一转移架或第二转移架处于光刻工位的光刻定位传感器、定位第一转移架或第二转移架处于校正工位的校正定位传感器。

作为一种优选的方案，所述机架上设置有安装侧板，所述安装侧板上设置有平行且相等的上滑槽和下滑槽，所述第一滑板包括第一水平板部和第一竖直板部，所述第一水平板部滑动安装于上滑槽内，所述第二转移架的第二滑板与第一滑板的结构相同；第二滑板的第二水平板部滑动安装于下滑槽内，所述第一滑板的第一水平板部以及第二滑板的第二水平板部均与所述转移架驱动装置传动连接，所述光刻定位传感器包括设置于上滑槽和下滑槽的同侧端部的第一接触开关和第二接触开光，所述第一接触开光和第二接触开光分别与第一转移架和第二转移架对应配合。

作为一种优选的方案，第一转移框和第二转移框结构相同，所述第一转移框包括三根第一转移杆，所述三根第一转移杆依次连接成开口矩形框结构，所述吸气口设置于三根第一转移杆上，所述三根第一转移杆中靠近安装侧板的一根第一转移杆通过第一连接杆与第一滑板的底部连接，第一连接杆处于安装侧板的下方，第一滑板的第一竖直板部与安装侧板之间设置有方便第二滑板的第二竖直板部穿过的通过间隙。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该硅片进料校准装置利用取片座的水平移动配合升降座的升降可以从片盒中逐片取出硅片，利用硅片检测传感器来判断片盒内与取片座位置对应的插槽是否有硅片来，从而合理而有序的从片盒中取出硅片或插入硅片；取片座取出硅片和利用硅片输送装置将硅片送至校正工位上，利用至少三个校圆对射传感器来检测硅片边缘的位置，并利用硅片吸盘在水平面上移动调节硅片的圆心，使硅片圆心与校正圆的圆心重合；之后利用粗检测传感器和精检测传感器配合快速检测出缺口的位置，从而完成硅片的校准，校准后的硅片利用硅片转移装置转移至光刻工位光刻，光刻完成后又逆向运行将硅片插入到片盒内，该硅片进料校准装置实现了硅片的取片、输送、校准、转移、插片，整个过程衔接顺畅，硅片的校准非常快速，不但实现了硅片的校圆，而且实现了硅片缺口的校正，满足带圆弧形缺口的硅片的光刻要求。

又由于所述精检测传感器包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于机架上且位于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置，该精检测对射传感器对称设置可检测圆弧形缺口的位置，当缺口处于指定位置时，两个精检测对射传感器的接收端产生的电压信号相等，因此，以此作为判定标准，该缺口校准精度非常高，误差小，并且调节快速。

又由于所述吸盘驱动机构包括沿X轴方向滑动安装于机架上的X滑座，所述机架和X滑座之间安装有X方向驱动装置，所述X滑座上沿Y轴方向滑动安装有Y滑座，所述X轴和Y轴处于水平面上，所述Y滑座与X滑座之间安装有Y方向驱动装置，所述Y滑座上绕竖直的Z轴旋转安装有旋转座，所述旋转座与安装于Y滑座上的旋转动力装置传动连接，所述旋转座上沿Z轴方向滑动安装有Z滑座，所述Z滑座与旋转座之间安装有Z方向驱动装置，所述Z滑座的上端由下而上从贯通口伸出，所述Z滑座的上端固定有所述硅片吸盘，该吸盘驱动机构结构简单，驱动方便，可实现硅片吸盘在水平面上可调范围内的任意位置移动，并且可升降动作也可绕自身中心旋转，该吸盘驱动机构驱动硅片吸盘满足了硅片的输送、校准和转移。

又由于所述硅片检测传感器包括上对射传感器和下对射传感器，所述上对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置；所述下对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置，且上对射传感器和下对射传感器之间的高度差大于硅片的的厚度而小于片盒内的硅片间距，所述片盒和取片座位于上对射传感器发射端和接收端之间，且片盒和取片座也位于下对射传感器的发射端和接收端之间，该硅片监测传感器利用两个不同高度的上对射传感器和下对射传感器来实现检测片盒的与取片座对应的插槽内是否有硅片，进而也可分析判断出于该插槽是否与需要插片的硅片匹配。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：一种光刻机的硅片进料校准方法，其包括以下步骤：

A、将插满硅片的片盒放置在升降座上，初始状态下片盒最下方的第一插槽与取片座位置对应；第一输送架处于取片工位且高度低于取片座的高度；

B、取片座水平移动插入片盒内的第一插槽后，升降座下降使第一片硅片放置在取片座上，取片座利用负压作用吸附第一片硅片；

C、升降座停止下降，取片座水平移出片盒将第一片硅片取出后停留于取片工位；

D、第一输送架上升将第一片硅片顶起并负压吸附，第一输送架带动硅片水平移动到校正工位后停留；此时第一转移架处于等待工位；

E、硅片吸盘上升将第一片硅片吸附并顶起，第一片硅片的高度高于第一输送架的高度，硅片吸盘旋转使第一片硅片绕硅片吸盘的竖直中心旋转，利用至少三个校圆对射传感器进行检测第一片硅片边缘的位置，通过在水平面上的X轴方向和Y轴方向调节硅片吸盘的位置使第一片硅片的中心与校正圆重合，然后硅片吸盘下降，使第一片硅片暂时放置在第一输送架上，硅片吸盘与第一片硅片分离并再次调整硅片吸盘的水平位置使硅片吸盘的竖直中心与第一片硅片的中心重合，硅片吸盘再次上升并吸附第一片硅片绕硅片中心旋转，利用粗检测传感器快速检测到第一片硅片上的缺口后硅片吸盘停止旋转，然后硅片吸盘偏转使第一片硅片的缺口转向精检测工位后暂停，而后硅片吸盘带动第一片硅片绕中心小角度偏转并配合精检测传感器检测缺口的具体位置，当缺口被平行于第一转移架滑动方向的直径平分时停止偏转；在硅片校正期间，第二输送架移动到取片工位后下降等待，升降座下降，第二插槽内的第二片硅片遮挡了上对射传感器一次且下对射传感器未被遮挡时，升降座停止下降，取片座以同样的取片方式取出第二片硅片，第二输送架以与第一输送架相同的方式接收第二片硅片后水平移动到取片工位和校正工位之间等待；

F、第一转移架从等待工位水平移动到校正工位后停止，硅片吸盘下降到初始位置将第一片硅片放置在第一转移架上被第一转移架吸附，硅片吸盘初始位置的高度低于第一转移架和第一输送架的高度；

G、第一转移架将第一片硅片从校正工位移向光刻工位的同时第二转移架从光刻工位移向等待工位；

H、第一输送架移出校正工位并移向取片工位时第二输送架将第二片硅片送至校正工位；

I、第一片硅片在光刻工位上光刻，第二片硅片在校正工位上以上述同样的方式校正，取片座继续以同样的取片方式从片盒中取出第三片硅片并放置在第一输送架上；

J、当第一片硅片光刻完成且第二片硅片校正完成后，第二转移架将第二片硅片从校正工位送至光刻工位的同时第一转移架将光刻后的第一片硅片送至校正工位转移给第二输送架后继续移动到等待工位上等待；

K、第二输送架将已完成光刻的第一片硅片水平送至取片工位的同时第一输送架将第三片硅片送至校正工位上，此时第一输送架处于校正工位上等待，第二输送架处于取片工位上等待；

L、升降座向上移动到初始状态后取片座将第一片硅片插入到第一插槽内；

M、按照上述的动作流程重复直至片盒内所有的硅片均完成光刻，而取片座将第N片硅片(N为大于1的自然数)插入第N个插槽内的具体方式为：升降座上升第N-1片硅片遮挡了下对射传感器的信号后而上对射传感器连通时，升降座停止表明取片座的位置与第N个插槽位置对应，取片座水平移动将第N片硅片插入到第N个插槽内。

采用上述方法后，本发明得到技术效果是：该方法利用取片座将片盒内的硅片逐片取出，然后利用第一输送架和第二输送架进行切换将硅片交替送至校正工位并将校正后的硅片送至取片工位，然后又利用第一转移架和第二转移架进行切换将校正后的硅片送至光刻工位并将光刻后的硅片送至校正工位，这样就合理的利用了时间，提高了效率，并且在校正工位校正硅片时先校正硅片的圆心位置然后校正硅片上的缺口的位置，校正快速，校正结果准确。

优选的，精检测传感器检测硅片缺口的具体位置的方法为：采用两个精检测对射传感器完成检测，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正工位的校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置，当调整缺口时，两个精检测对射传感器的发射端和接收端之间信号传递强弱会根据缺口遮挡面积的多少而处在差异，当两个精检测对射传感器的接收端的电压信号相等时，表示缺口的位置正好处在指定位置，利用该方法可极大的提高了硅片缺口的检测精度和检测速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的升降座、片盒和取片座的结构示意图；

图2是本发明实施例的升降座、取片座、硅片输送装置和硅片转移装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的硅片吸盘和吸盘驱动机构的结构示意图；

图4是硅片转移装置的结构示意图；

图5是精检测对射传感器的安装位置示意图；

附图中：1.机架；2.升降座；201.放置平台；202.连接底座；203.竖直座；3.片盒；4.硅片；5.接触开关；6.定位凸起；7.上对射传感器的发射端；8.下对射传感器发射端；9.上对射传感器的接收端；10.下对射传感器的接收端；11.第一升降动力装置；12.取片座；121.取片板；122.竖直连接板；13.第二输送架；14.第一输送架；141.水平输送滑座；142.竖直连杆；143.吸片架；15.取片动力装置；16.第二升降动力装置；17.校正平台；18.第一转移架；19.第二转移架；20.校圆对射传感器；21.精检测传感器；22.粗检测传感器；23.硅片吸盘；24.贯通口；25.X滑座；26.X方向驱动装置；27.Y滑座；28.旋转座；29.Z滑座；30.旋转动力装置；31.侧板；32.上滑槽；33.下滑槽；34.校正定位传感器；35.第一接触开关；36.第二接触开光；37.缺口；38.Y方向驱动装置；39.Z驱动装置方向。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图5所示，一种光刻机的硅片进料校准装置，包括机架，所述机架上竖直滑动安装有用于放置片盒的升降座，所述升降座由第一升降动力装置驱动连接，所述升降座包括放置平台、连接底座和竖直座，所述放置平台固定于连接底座的上端，所述连接底座固定于竖直座的上端，竖直座通过导轨竖直滑动安装于机架上，所述竖直座与第一升降动力装置传动连接，所述放置平台上设置有与片盒底部对应的定位凸台，并且该放置平台上还设置有接触开关，有且只有片盒放置在放置平台上与接触开关接触才能启动后续的取片动作，该第一升降动力装置本实施例采用的是第一升降伺服电机配合丝杠螺母机构完成升降驱动。

如图1和图2所示，所述机架上水平滑动安装有由取片动力装置驱动的取片座，所述机架上设置有取片工位、校正工位和光刻工位，所述取片座与片盒的开口位置对应并在片盒放置处和取片工位往复滑动；所述机架上设置有用于检测片盒内与取片座水平对应的插槽上是否有硅片的硅片检测传感器；所述取片座包括水平的取片板和连接于取片板底部的竖直连接板，所述取片板上设置有若干个与抽吸系统连通的吸片孔，所述竖直连接板水平滑动安装于机架上，所述取片动力装置与竖直连接板之间通过同步带轮机构传动连接，该取片动力装置本实施例优选的为伺服电机，另外，在机架上还设置有对取片座进行定位的定位传感器，用来定位取片座的滑动位置。

所述硅片检测传感器包括上对射传感器和下对射传感器，所述上对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置；所述下对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置，且上对射传感器和下对射传感器之间的高度差大于硅片的的厚度而小于片盒内的硅片间距，所述片盒和取片座位于上对射传感器发射端和接收端之间，且片盒和取片座也位于下对射传感器的发射端和接收端之间。而片盒上设置了方便信号穿过的通过口，该通过口覆盖整个插槽的范围内。

如图1和图2所示，所述机架上在取片工位和校正工位之间滑动安装有硅片输送装置，该硅片输送装置的滑动方向与取片座的滑动方向垂直。

所述硅片输送装置包括滑动安装于机架上的相互错开的第一输送架和第二输送架，所述第一输送架和第二输送架滑动安装于取片工位与校正工位之间，所述第一输送架和第二输送架的结构相同，所述第一输送架包括水平输送滑座，所述水平输送滑座水平滑动安装于机架上，所述水平输送滑座上竖直滑动安装有竖直连杆，所述竖直连杆的顶部固定有水平设置的吸片架，第一输送架的吸片架低于第二输送架的吸片架的高度，所述吸片架上设置有避让取片座移动的避让口，所述吸片架上设置有与抽吸系统连通的吸片孔，所述水平输送滑座与固定于机架上的输送架驱动装置连接，所述输送架驱动装置采用伺服电机配合同步带驱动，进而可以控制第一输送架的水平移动，而所述竖直连杆与固定于水平输送滑座上的第二升降动力装置连接，第二升降动力装置包括气缸，利用气缸即可驱动竖直连杆的升降，从而完成与取片座的硅片衔接转移，所述机架上设置将第一输送架或者第二输送架定位于取片工位的取片定位装置、将第一输送架或第二输送架定位于校正工位的校正定位装置。该取片定位装置和校正定位装置均采用接触式传感器实现，取片定位装置设置于机架上用于与第一输送架或第二输送架配合将其定位于取片工位，校正定位装置设置于校正工位处用于将第一输送架或第二输送架配定位于校正工位。

如图2、图3和图5所示，所述校正工位上设置有固定有校正平台，所述机架上位于校正平台上设置有贯通口，所述贯通口内安装有硅片吸盘，所述硅片吸盘与吸盘驱动机构连接，该吸盘驱动机构驱动硅片吸盘自转、在水平面上平移和竖直升降；所述校正平台上设置有处于同一校正圆周上的至少三个校圆对射传感器的发射端或接收端，所述机架上位于校正平台的上方设置有与所述校圆对射传感器的发射端或接收端一一对应匹配的接收端或发射端，本实施例中，机架上在校正平台上设置了一个安装平台，用于安装校圆对射传感器的发射端或接收端，当然也用于安装粗检测传感器和精检测传感器的接收端或发射端；所述硅片吸盘处于校正圆周内，所述校正平台和机架上还设置有处于粗检测工位的用于粗略检测硅片上的缺口的粗检测传感器、处于精检测工位的用于精确检测缺口位置的精检测传感器；

所述吸盘驱动机构包括沿X轴方向滑动安装于机架上的X滑座，所述机架和X滑座之间安装有X方向驱动装置，所述X滑座上沿Y轴方向滑动安装有Y滑座，所述X轴和Y轴处于水平面上，所述Y滑座与X滑座之间安装有Y方向驱动装置，所述Y滑座上绕竖直的Z轴旋转安装有旋转座，所述旋转座与安装于Y滑座上的旋转动力装置传动连接，所述旋转座上沿Z轴方向滑动安装有Z滑座，所述Z滑座与旋转座之间安装有Z方向驱动装置，所述Z滑座的上端由下而上从贯通口伸出，所述Z滑座的上端固定有所述硅片吸盘。其中，X方向驱动装置、Y方向驱动装置均采用伺服电机配合丝杠螺母实现驱动，当然也可也采用直线电机驱动。而旋转动力装置采用旋转伺服电机配合齿轮传动机构实现旋转座的驱动，该旋转座为旋转筒，Z滑座直接滑动设置于旋转筒内，而旋转筒内还设置了Z方向驱动装置，该Z方向驱动装置则采用的是气缸驱动。

本实施例中采用三个校圆对射传感器，三个校圆对射传感器的其中两个设置于精检测工位的两侧，剩余一个校圆对射传感器设置于精检测工位和粗检测工位之间，精检测工位和粗检测工位之间的圆心角为180°。

所述精检测传感器包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于机架上且位于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置。

所述粗检测传感器为粗检测对射传感器，所述粗检测传感器的发射端固定于校正平台上，对应的，所述粗检测传感器的接收端固定于发射端的上方，所述粗检测传感器的发射端处于缺口旋转形成的缺口轨迹圆环上，缺口轨迹圆环与校正圆同心设置。

如图2和图4所示，所述机架上在校正工位和光刻工位之间滑动安装有硅片转移装置，所述硅片转移装置的滑动方向与取片座的滑动方向平行。

所述硅片转移装置包括水平滑动安装于机架上且错位设置的第一转移架和第二转移架，在校正工位与光刻工位相对的一侧设置有等待工位，所述第一转移架和第二转移架的滑动路径经过等待工位、校正工位和光刻工位，所述第一转移架和第二转移架均与同一个转移架驱动装置传动连接，该第一转移架和第二转移架的运动状态相反；所述第一转移架处于光刻工位时，第二转移架处于校正工位一侧的等待工位；所述第一转移架和第二转移架的结构相同，所述第一转移架包括第一滑板，所述第一滑板滑动安装于机架上，所述第一滑板的底部安装有水平设置的第一转移框，第一转移框的高度低于第二转移架的第二转移框高度，所述第一转移框上设置有避让硅片吸盘的避让口，所述第一转移框上设置有与抽吸系统连通的吸气孔，所述机架上设置定位第一转移架或第二转移架处于光刻工位的光刻定位传感器、定位第一转移架或第二转移架处于校正工位的校正定位传感器。

所述机架上设置有安装侧板，所述安装侧板上设置有平行且相等的上滑槽和下滑槽，所述第一滑板包括第一水平板部和第一竖直板部，所述第一水平板部滑动安装于上滑槽内，所述第二转移架的第二滑板与第一滑板的结构相同；第二滑板的第二水平板部滑动安装于下滑槽内，所述第一滑板的第一水平板部以及第二滑板的第二水平板部均与所述转移架驱动装置传动连接，所述光刻定位传感器包括设置于上滑槽和下滑槽的同侧端部的第一接触开关和第二接触开光，所述第一接触开光和第二接触开光分别与第一转移架和第二转移架对应配合。

第一转移框和第二转移框结构相同，所述第一转移框包括三根第一转移杆，所述三根第一转移杆依次连接成开口矩形框结构，所述吸气口设置于三根第一转移杆上，所述三根第一转移杆中靠近安装侧板的一根第一转移杆通过第一连接杆与第一滑板的底部连接，第一连接杆处于安装侧板的下方，第一滑板的第一竖直板部与安装侧板之间设置有方便第二滑板的第二竖直板部穿过的通过间隙。

所述转移架驱动装置包括转动安装于安装侧板上的主动带轮和从动带轮，所述主动带轮与伺服电机连接，所述主动带轮和从动带轮之间安装有封闭的皮带环，所述第一水平板部和第二水平板分别固定于皮带环的上皮带段和下皮带段上。

另外，本实施例还公开了一种光刻机的硅片进料校准方法，其包括以下步骤：

A、将插满硅片的片盒放置在升降座上，初始状态下片盒最下方的第一插槽与取片座位置对应；第一输送架处于取片工位且高度低于取片座的高度；

B、取片座水平移动插入片盒内的第一插槽后，升降座下降使第一片硅片放置在取片座上，取片座利用负压作用吸附第一片硅片；

C、升降座停止下降，取片座水平移出片盒将第一片硅片取出后停留于取片工位；

D、第一输送架上升将第一片硅片顶起并负压吸附，第一输送架带动硅片水平移动到校正工位后停留；此时第一转移架处于等待工位；

E、硅片吸盘上升将第一片硅片吸附并顶起，第一片硅片的高度高于第一输送架的高度，硅片吸盘旋转使第一片硅片绕硅片吸盘的竖直中心旋转，利用至少三个校圆对射传感器进行检测第一片硅片边缘的位置，通过在水平面上的X轴方向和Y轴方向调节硅片吸盘的位置使第一片硅片的中心与校正圆重合，然后硅片吸盘下降，使第一片硅片暂时放置在第一输送架上，硅片吸盘与第一片硅片分离并再次调整硅片吸盘的水平位置使硅片吸盘的竖直中心与第一片硅片的中心重合，硅片吸盘再次上升并吸附第一片硅片绕硅片中心旋转，利用粗检测传感器快速检测到第一片硅片上的缺口后硅片吸盘停止旋转，然后硅片吸盘偏转使第一片硅片的缺口转向精检测工位后暂停，而后硅片吸盘带动第一片硅片绕中心小角度偏转并配合精检测传感器检测缺口的具体位置，当缺口被平行于第一转移架滑动方向的直径平分时停止偏转；在硅片校正期间，第二输送架移动到取片工位后下降等待，升降座下降，第二插槽内的第二片硅片遮挡了上对射传感器一次且下对射传感器未被遮挡时，升降座停止下降，取片座以同样的取片方式取出第二片硅片，第二输送架以与第一输送架相同的方式接收第二片硅片后水平移动到取片工位和校正工位之间等待；

F、第一转移架从等待工位水平移动到校正工位后停止，硅片吸盘下降到初始位置将第一片硅片放置在第一转移架上被第一转移架吸附，硅片吸盘初始位置的高度低于第一转移架和第一输送架的高度；

G、第一转移架将第一片硅片从校正工位移向光刻工位的同时第二转移架从光刻工位移向等待工位；

H、第一输送架移出校正工位并移向取片工位时第二输送架将第二片硅片送至校正工位；

I、第一片硅片在光刻工位上光刻，第二片硅片在校正工位上以上述同样的方式校正，取片座继续以同样的取片方式从片盒中取出第三片硅片并放置在第一输送架上；

J、当第一片硅片光刻完成且第二片硅片校正完成后，第二转移架将第二片硅片从校正工位送至光刻工位的同时第一转移架将光刻后的第一片硅片送至校正工位转移给第二输送架后继续移动到等待工位上等待；

K、第二输送架将已完成光刻的第一片硅片水平送至取片工位的同时第一输送架将第三片硅片送至校正工位上，此时第一输送架处于校正工位上等待，第二输送架处于取片工位上等待；

L、升降座向上移动到初始状态后取片座将第一片硅片插入到第一插槽内；

M、按照上述的动作流程重复直至片盒内所有的硅片均完成光刻，而取片座将第N片硅片(N为大于1的自然数)插入第N个插槽内的具体方式为：升降座上升第N-1片硅片遮挡了下对射传感器的信号后而上对射传感器连通时，升降座停止表明取片座的位置与第N个插槽位置对应，取片座水平移动将第N片硅片插入到第N个插槽内。

该硅片的进料校准方法中，精检测传感器检测硅片缺口的具体位置的方法为：采用两个精检测对射传感器完成检测，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正工位的校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置，当调整缺口时，两个精检测对射传感器的发射端和接收端之间信号传递强弱会根据缺口遮挡面积的多少而处在差异，当两个精检测对射传感器的接收端的电压信号相等时，表示缺口的位置正好处在指定位置。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种光刻机的硅片进料校准装置，包括机架，所述机架上竖直滑动安装有用于放置片盒的升降座，所述升降座由第一升降动力装置驱动连接，其特征在于：所述机架上水平滑动安装有由取片动力装置驱动的取片座，所述机架上设置有取片工位、校正工位和光刻工位，所述取片座与片盒的开口位置对应并在片盒放置处和取片工位往复滑动；所述机架上设置有用于检测片盒内与取片座水平对应的插槽上是否有硅片的硅片检测传感器；所述机架上在取片工位和校正工位之间滑动安装有硅片输送装置，该硅片输送装置的滑动方向与取片座的滑动方向垂直；所述校正工位上设置有固定有校正平台，所述机架上位于校正平台上设置有贯通口，所述贯通口内安装有硅片吸盘，所述硅片吸盘与吸盘驱动机构连接，该吸盘驱动机构驱动硅片吸盘自转、在水平面上平移和竖直升降；所述校正平台上设置有处于同一校正圆周上的至少三个校圆对射传感器的发射端或接收端，所述机架上位于校正平台的上方设置有与所述校圆对射传感器的发射端或接收端一一对应匹配的接收端或发射端；所述硅片吸盘处于校正圆周内，所述校正平台和机架上还设置有处于粗检测工位的用于粗略检测硅片上的缺口的粗检测传感器、处于精检测工位的用于精确检测缺口位置的精检测传感器；所述机架上在校正工位和光刻工位之间滑动安装有硅片转移装置，所述硅片转移装置的滑动方向与取片座的滑动方向平行，所述精检测传感器包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于机架上且位于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置。

2.如权利要求1所述的一种光刻机的硅片进料校准装置，其特征在于：所述吸盘驱动机构包括沿X轴方向滑动安装于机架上的X滑座，所述机架和X滑座之间安装有X方向驱动装置，所述X滑座上沿Y轴方向滑动安装有Y滑座，所述X轴和Y轴处于水平面上，所述Y滑座与X滑座之间安装有Y方向驱动装置，所述Y滑座上绕竖直的Z轴旋转安装有旋转座，所述旋转座与安装于Y滑座上的旋转动力装置传动连接，所述旋转座上沿Z轴方向滑动安装有Z滑座，所述Z滑座与旋转座之间安装有Z方向驱动装置，所述Z滑座的上端由下而上从贯通口伸出，所述Z滑座的上端固定有所述硅片吸盘。

3.如权利要求2所述的一种光刻机的硅片进料校准装置，其特征在于：所述硅片检测传感器包括上对射传感器和下对射传感器，所述上对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置；所述下对射传感器的发射端和接收端处于同一水平位置，且上对射传感器和下对射传感器之间的高度差大于硅片的的厚度而小于片盒内的硅片间距，所述片盒和取片座位于上对射传感器发射端和接收端之间，且片盒和取片座也位于下对射传感器的发射端和接收端之间。

4.如权利要求3所述的一种光刻机的硅片进料校准装置，其特征在于：所述硅片输送装置包括滑动安装于机架上的相互错开的第一输送架和第二输送架，所述第一输送架和第二输送架滑动安装于取片工位与校正工位之间，所述第一输送架和第二输送架的结构相同，所述第一输送架包括水平输送滑座，所述水平输送滑座水平滑动安装于机架上，所述水平输送滑座上竖直滑动安装有竖直连杆，所述竖直连杆的顶部固定有水平设置的吸片架，第一输送架的吸片架低于第二输送架的吸片架的高度，所述吸片架上设置有避让取片座移动的避让口，所述吸片架上设置有与抽吸系统连通的吸片孔，所述水平输送滑座与固定于机架上的输送架驱动装置连接，所述竖直连杆与固定于水平输送滑座上的第二升降动力装置连接，所述机架上设置将第一输送架或者第二输送架定位于取片工位的取片定位装置、将第一输送架或第二输送架定位于校正工位的校正定位装置。

5.如权利要求4所述的一种光刻机的硅片进料校准装置，其特征在于：所述硅片转移装置包括水平滑动安装于机架上且错位设置的第一转移架和第二转移架，在校正工位与光刻工位相对的一侧设置有等待工位，所述第一转移架和第二转移架的滑动路径经过等待工位、校正工位和光刻工位，所述第一转移架和第二转移架均与同一个转移架驱动装置传动连接，该第一转移架和第二转移架的运动状态相反；所述第一转移架处于光刻工位时，第二转移架处于校正工位一侧的等待工位；所述第一转移架和第二转移架的结构相同，所述第一转移架包括第一滑板，所述第一滑板滑动安装于机架上，所述第一滑板的底部安装有水平设置的第一转移框，第一转移框的高度低于第二转移架的第二转移框高度，所述第一转移框上设置有避让硅片吸盘的避让口，所述第一转移框上设置有与抽吸系统连通的吸气孔，所述机架上设置定位第一转移架或第二转移架处于光刻工位的光刻定位传感器、定位第一转移架或第二转移架处于校正工位的校正定位传感器。

6.如权利要求5所述的一种光刻机的硅片进料校准装置，其特征在于：所述机架上设置有安装侧板，所述安装侧板上设置有平行且相等的上滑槽和下滑槽，所述第一滑板包括第一水平板部和第一竖直板部，所述第一水平板部滑动安装于上滑槽内，所述第二转移架的第二滑板与第一滑板的结构相同；第二滑板的第二水平板部滑动安装于下滑槽内，所述第一滑板的第一水平板部以及第二滑板的第二水平板部均与所述转移架驱动装置传动连接，所述光刻定位传感器包括设置于上滑槽和下滑槽的同侧端部的第一接触开关和第二接触开光，所述第一接触开光和第二接触开光分别与第一转移架和第二转移架对应配合。

7.如权利要求6所述的一种光刻机的硅片进料校准装置，其特征在于：第一转移框和第二转移框结构相同，所述第一转移框包括三根第一转移杆，所述三根第一转移杆依次连接成开口矩形框结构，所述吸气口设置于三根第一转移杆上，所述三根第一转移杆中靠近安装侧板的一根第一转移杆通过第一连接杆与第一滑板的底部连接，第一连接杆处于安装侧板的下方，第一滑板的第一竖直板部与安装侧板之间设置有方便第二滑板的第二竖直板部穿过的通过间隙。

8.一种光刻机的硅片进料校准方法，其包括以下步骤：

A、将插满硅片的片盒放置在升降座上，初始状态下片盒最下方的第一插槽与取片座位置对应；第一输送架处于取片工位且高度低于取片座的高度；

B、取片座水平移动插入片盒内的第一插槽后，升降座下降使第一片硅片放置在取片座上，取片座利用负压作用吸附第一片硅片；

C、升降座停止下降，取片座水平移出片盒将第一片硅片取出后停留于取片工位；

D、第一输送架上升将第一片硅片顶起并负压吸附，第一输送架带动硅片水平移动到校正工位后停留；此时第一转移架处于等待工位；

E、硅片吸盘上升将第一片硅片吸附并顶起，第一片硅片的高度高于第一输送架的高度，硅片吸盘旋转使第一片硅片绕硅片吸盘的竖直中心旋转，利用至少三个校圆对射传感器进行检测第一片硅片边缘的位置，通过在水平面上的X轴方向和Y轴方向调节硅片吸盘的位置使第一片硅片的中心与校正圆重合，然后硅片吸盘下降，使第一片硅片暂时放置在第一输送架上，硅片吸盘与第一片硅片分离并再次调整硅片吸盘的水平位置使硅片吸盘的竖直中心与第一片硅片的中心重合，硅片吸盘再次上升并吸附第一片硅片绕硅片中心旋转，利用粗检测传感器快速检测到第一片硅片上的缺口后硅片吸盘停止旋转，然后硅片吸盘偏转使第一片硅片的缺口转向精检测工位后暂停，而后硅片吸盘带动第一片硅片绕中心小角度偏转并配合精检测传感器检测缺口的具体位置，当缺口被平行于第一转移架滑动方向的直径平分时停止偏转；在硅片校正期间，第二输送架移动到取片工位后下降等待，升降座下降，第二插槽内的第二片硅片遮挡了上对射传感器一次且下对射传感器未被遮挡时，升降座停止下降，取片座以同样的取片方式取出第二片硅片，第二输送架以与第一输送架相同的方式接收第二片硅片后水平移动到取片工位和校正工位之间等待；

F、第一转移架从等待工位水平移动到校正工位后停止，硅片吸盘下降到初始位置将第一片硅片放置在第一转移架上被第一转移架吸附，硅片吸盘初始位置的高度低于第一转移架和第一输送架的高度；

G、第一转移架将第一片硅片从校正工位移向光刻工位的同时第二转移架从光刻工位移向等待工位；

H、第一输送架移出校正工位并移向取片工位时第二输送架将第二片硅片送至校正工位；

I、第一片硅片在光刻工位上光刻，第二片硅片在校正工位上以上述同样的方式校正，取片座继续以同样的取片方式从片盒中取出第三片硅片并放置在第一输送架上；

J、当第一片硅片光刻完成且第二片硅片校正完成后，第二转移架将第二片硅片从校正工位送至光刻工位的同时第一转移架将光刻后的第一片硅片送至校正工位转移给第二输送架后继续移动到等待工位上等待；

K、第二输送架将已完成光刻的第一片硅片水平送至取片工位的同时第一输送架将第三片硅片送至校正工位上，此时第一输送架处于校正工位上等待，第二输送架处于取片工位上等待；

L、升降座向上移动到初始状态后取片座将第一片硅片插入到第一插槽内；

M、按照上述的动作流程重复直至片盒内所有的硅片均完成光刻，而取片座将第N片硅片插入第N个插槽内的具体方式为，其中N为大于1的自然数：升降座上升第N-1片硅片遮挡了下对射传感器的信号后而上对射传感器连通时，升降座停止表明取片座的位置与第N个插槽位置对应，取片座水平移动将第N片硅片插入到第N个插槽内。

9.如权利要求8所述的一种光刻机的硅片进料校准方法，其特征在于：精检测传感器检测硅片缺口的具体位置的方法为：采用两个精检测对射传感器完成检测，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正工位的校正平台上且相互紧靠，与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端固定于校正平台的上方，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置，当调整缺口时，两个精检测对射传感器的发射端和接收端之间信号传递强弱会根据缺口遮挡面积的多少而处在差异，当两个精检测对射传感器的接收端的电压信号相等时，表示缺口的位置正好处在指定位置。