TWI716802B - 一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法 - Google Patents

一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI716802B
TWI716802B TW108101293A TW108101293A TWI716802B TW I716802 B TWI716802 B TW I716802B TW 108101293 A TW108101293 A TW 108101293A TW 108101293 A TW108101293 A TW 108101293A TW I716802 B TWI716802 B TW I716802B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
drive unit
transfer mechanism
substrate transfer
adapter plate
Prior art date
Application number
TW108101293A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201939178A (zh
Inventor
吳文娟
Original Assignee
大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司 filed Critical 大陸商上海微電子裝備（集團）股份有限公司
Publication of TW201939178A publication Critical patent/TW201939178A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI716802B publication Critical patent/TWI716802B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

本發明揭示了一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法，其中，基板交接機構包括底座、旋轉驅動單元、升降驅動單元及基板承載體；旋轉驅動單元設置在底座上，基板承載體設置於旋轉驅動單元上，升降驅動單元位於基板承載體的下方，升降驅動單元與基板承載體一同旋轉；升降驅動單元包括升降驅動電機、推頂銷及升降導向模塊，升降驅動電機驅動推頂銷穿過基板承載體進行升降，升降導向模塊引導推頂銷的升降方向。本發明的基板交接結構，能實現基板的大角度旋轉，交接精度與交接效率高，可靠性好，結構緊湊，空間佔用尺寸小，幾乎沒有交接升降冗餘行程和交接撞擊風險，交接安全性高。

Description

一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法
本發明係關於集成電路製造技術領域，尤其是關於一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法。
在經歷了小型積體電路（SSI）、中型積體電路（MSI）、大型積體電路（LSI）的發展階段後，集成電路製造技術目前已進入了超大型積體電路（VLSI）和特大型積體電路（ULSI）階段，積體電路規模從最初的單個基板上有幾個晶體管發展到目前一個基板上可集成幾千萬隻甚至上億隻晶體管。標誌集成電路工藝水平的特徵線寬也從小型積體電路的幾十微米發展到今天的超深次微米（VDSM）量級，而基板的直徑尺寸也逐漸由2英寸、3英寸、4英寸、6英寸、8英寸發展到今天的12英寸。
隨之而來，對用來製造集成電路的基板的測量與檢測要求也越來越高，特別是在測量基板的關鍵尺寸或檢測製造缺陷等情況時，經常需要基板的大角度旋轉，這給基板的交接機構帶來了難度。
而現有的基板測量、檢測技術中，基板交接裝置或是直接在基板承載體上開凹槽，但基板傳輸機械手交接過程中的垂直升降行程受限，而如果增加基板承載體上凹槽的深度，基板承載體在垂向上會產生冗餘厚度；或是加入推頂銷脫離手段，在基板交接完畢後，推頂銷與基板承載體脫離，但推頂銷的行程包含基板承載體的厚度尺寸，屬冗餘行程，且推頂銷伸出時存在與基板承載體撞擊的風險；亦或是採用離合的方式驅動推頂銷升降，在推頂銷下降時，其與升降驅動單元脫離，可被基板承載體帶著一同旋轉，但是推頂銷的升降不好控制，尤其是下降速度不可控，使得該結構的基板交接精度不夠，甚至還存在安全隱患。
因此，對基板交接機構來說，如何在能帶動基板大角度旋轉、減少基板承載體冗餘厚度、減少交接冗餘行程以及避免交接撞擊風險的同時，還能保證基板的交接精度，是目前亟需解決的技術問題。
本發明的目的在於提供一種基板交接機構或基板交接方法，在保證基板大角度旋轉的同時，提高基板的交接精度。
為了達到上述目的，本發明提供了一種基板交接機構，包括底座、旋轉驅動單元、升降驅動單元以及基板承載體；所述旋轉驅動單元設置在所述底座上，所述基板承載體設置於所述旋轉驅動單元上，所述升降驅動單元位於所述基板承載體的下方並與所述基板承載體一同旋轉；所述升降驅動單元包括升降驅動電機、推頂銷及升降導向模塊，所述升降驅動電機驅動所述推頂銷穿過所述基板承載體進行升降，所述升降導向模塊引導所述推頂銷的升降方向。
可選的，所述旋轉驅動單元包括旋轉定子和旋轉動子，所述旋轉定子固定在所述底座上，所述旋轉動子與所述旋轉定子可旋轉連接，所述基板承載體固定在所述旋轉動子上。
可選的，所述旋轉動子、所述旋轉定子以及所述基板承載體三者同軸安裝。
可選的，所述旋轉驅動單元與所述基板承載體組成一腔體，所述升降驅動單元位於所述腔體中，所述升降驅動單元還包括上轉接板以及下轉接板；所述上轉接板固定在所述旋轉驅動單元上，所述升降驅動電機及升降導向模塊固定在所述上轉接板與所述下轉接板之間，以驅動及引導所述下轉接板相對於所述上轉接板進行升降；所述推頂銷的一端固定於所述下轉接板上，另一端穿過所述上轉接板。
可選的，所述上轉接板與所述基板承載體上分別設有避讓所述推頂銷的第一避讓孔。
可選的，所述旋轉驅動單元還包括旋轉導向模塊以及旋轉測量感測器，所述旋轉導向模塊對所述旋轉動子的旋轉方向進行引導，所述旋轉測量感測器對所述旋轉動子的旋轉運動進行監測。
可選的，所述旋轉驅動單元還包括一位於所述旋轉驅動單元的軸線上且穿過所述下轉接板的旋轉接頭，所述旋轉接頭包括同軸安裝的旋轉接頭定子與旋轉接頭動子，所述旋轉接頭動子安裝在所述旋轉接頭定子中，所述旋轉接頭定子固定在所述底座上，所述旋轉接頭動子與所述上轉接板相連。
可選的，所述下轉接板上設有避讓所述旋轉接頭的第二避讓孔。
可選的，所述基板承載體通過多個設置在所述旋轉動子上的第一安裝接口與所述旋轉動子固定連接。
可選的，多個所述第一安裝接口關於所述旋轉驅動單元的軸線呈中心對稱。
可選的，所述上轉接板通過多個設置在所述旋轉動子上且關於所述旋轉驅動單元的軸線呈中心對稱的第二安裝接口與所述旋轉動子固定連接，且所述第二安裝接口與所述第一安裝接口均勻錯開。
可選的，在所述基板承載體的下表面對應所述第二安裝接口的位置上設有避讓槽。
可選的，所述升降驅動電機包括電機定子與電機動子，所述電機動子相對於所述電機定子能夠作直線運動，所述電機定子固定在所述上轉接板上，所述電機動子固定在所述下轉接板上；所述升降導向模塊包括導軌和滑塊，所述滑塊套裝在所述導軌上，所述導軌固定在所述上轉接板上，所述滑塊固定在所述下轉接板上。
可選的，所述升降驅動電機為語音線圈電機。
可選的，在所述推頂銷的升降運動最低位處，所述推頂銷的上表面低於所述基板承載體的承載面。
可選的，在所述推頂銷的升降運動最低位處，所述推頂銷的上表面比所述基板承載體的承載面低0.5-2mm。
可選的，所述升降驅動單元還包括升降測量感測器，所述升降測量感測器對所述推頂銷的升降運動進行監測。
可選的，所述升降測量感測器為光柵尺，所述光柵尺包括固定在所述上轉接板上的標尺光柵以及固定在所述下轉接板上的光柵讀頭。
可選的，所述下轉接板的下表面安裝有第一磁鐵，所述底座上安裝有與所述第一磁鐵位置相對應且磁性相同的第二磁鐵。
可選的，所述升降驅動單元包括至少三個關於所述旋轉驅動單元的軸線呈中心對稱分佈的推頂銷。
為了達到上述目的，本發明還提供了一種光刻機，包括上述任意一項所述的基板交接機構。
為了達到上述目的，本發明還提供了一種基板的交接方法，利用上述任意一項所述的基板交接機構進行基板的交接，所述基板交接方法包括：
通過第一傳輸機械手將基板放置到所述基板交接機構的基板承載體上；
所述基板交接機構的旋轉驅動單元驅動所述基板承載體旋轉，以帶動所述基板轉動；
所述基板交接機構的升降驅動電機驅動推頂銷上升，以帶動所述基板上升；以及
通過第二傳輸機械手接過所述基板。
與現有技術相比，本發明的基板交接機構通過升降驅動單元與基板承載體一同旋轉運動，能實現基板的大角度旋轉；同時通過升降驅動電機驅動推頂銷的升降、帶動基板升降，保證了交接機構的結構穩定性、可靠性，通過電機精准控制基板升降高度，提高了基板的交接精度、縮短了基板的交接時間；通過升降驅動單元設置在旋轉驅動單元中的結構設計，使得交接機構的結構緊湊，可減小交接機構所佔用的空間。
此外，通過升降導向模塊和升降測量感測器能實時引導並反饋升降運動的參數，結合升降驅動電機，能進一步提升對基板的升降控制精度、交接精度；在推頂銷的最低升降行程處，推頂銷的上端面低於基板承載體的承載面，幾乎沒有交接冗餘行程和交接撞擊風險，交接效率高且安全；採用同磁性磁鐵結構對升降驅動單元的升降運動部分進行重力補償，提高了升降驅動單元的性能和壽命，從而使得交接機構的結構更穩定、基板的交接更可靠。
下面，將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精准的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
發明人在研究以下三類可以大角度旋轉的基板交接裝置後，發現：
（1）、直接在在基板承載體上開凹槽，但基板傳輸機械手交接過程中的垂直升降行程受限，而如果增加基板承載體上凹槽的深度，基板承載體在垂向上會產生冗餘厚度；
（2）、加入推頂銷脫離手段，在基板交接完畢後，推頂銷與基板承載體脫離，但推頂銷的行程包含基板承載體的厚度尺寸，屬冗餘行程，且推頂銷伸出時存在與基板承載體撞擊的風險；
（3）、採用離合的方式驅動推頂銷升降，上升時，升降驅動單元推動推頂銷上升抬起基板，在推頂銷下降時，其與升降驅動單元脫離，可被基板承載體帶著一同旋轉，但是推頂銷的升降不好控制，尤其是下降速度不可控，該結構的基板交接精度不夠，甚至還存在安全隱患。
基於此，本發明實施例提出一種基板交接機構，如圖1所示，該基板交接機構包括底座1、旋轉驅動單元2、基板承載體3以及升降驅動單元4。
其中，旋轉驅動單元2固定在底座1上，為中空結構，且上接基板承載體3，可以驅動基板承載體3進行旋轉，進而可以帶動基板承載體3上的基板進行任意角度旋轉，尤其是大角度旋轉；升降驅動單元4設置在旋轉驅動單元2中，由旋轉驅動單元2支撐，可隨著基板承載體3進行同步旋轉，同時升降驅動單元4設置在基板承載體3的下方，能有效帶動基板承載體3上放置的基板進行升降運動，這種設計使得交接機構的結構更緊湊，同時減少了對基板進行升降交接時的冗餘行程。
參見圖1並結合圖2，旋轉驅動單元2為設置在底座1上的中空的殼體結構，包括同軸線（圖1中OP線）的旋轉定子21和旋轉動子22。其中，旋轉定子21和旋轉動子22均為空心圓柱體結構，二者同軸安裝在底座1上，且旋轉動子22置於旋轉定子21的內部。具體地，旋轉定子21直接固定在底座1上；旋轉動子22可旋轉地設置在旋轉定子21內部，旋轉動子22處於底座1上方，且旋轉動子22以旋轉驅動單元2的軸線（即旋轉動子22與旋轉定子21的共同軸線，圖1中OP方向）為旋轉軸，相對於底座1和旋轉定子21進行旋轉。
可選的，旋轉動子22相對於旋轉定子21的轉動由電驅動，即旋轉定子21和旋轉動子22構成旋轉驅動電機。此外，旋轉動子22的驅動還可以採用非電的驅動方式，如氣動驅動等，可根據旋轉需要和外界配置條件靈活選擇。
可選的，旋轉驅動單元2還包括設置在旋轉定子21和旋轉動子22之間的旋轉導向模塊，以及設置在旋轉動子22上的旋轉測量感測器（圖中均未畫出）。其中，所述旋轉導向模塊用來對旋轉動子22的旋轉方向進行引導矯正；所述旋轉測量感測器用來測量旋轉動子22的旋轉運動參數，如角速度、旋轉角度等。所述旋轉測量感測器的使用，能有效地反饋、調控旋轉動子22的旋轉參數，再結合所述旋轉導向模塊，能進一步提高旋轉動子22的旋轉精度和結構穩定性。
參見圖1並結合圖2，基板承載體3固定在旋轉動子22上，且基板承載體3完全覆蓋旋轉驅動單元2；在旋轉驅動單元2的上端面，旋轉動子22略高於旋轉定子21，可以避免基板承載體3在旋轉動子22的帶動下旋轉時與旋轉定子21發生摩擦，從而避免基板承載體3的旋轉機械干擾。
可選的，如圖2所示，基板承載體3通過三個設置在旋轉動子22上且關於旋轉驅動單元2的軸線（即旋轉動子22的軸線，圖1中OP方向）呈中心對稱的第一安裝接口A1、A2及A3固定在旋轉動子22上。
參見圖1並結合圖2，升降驅動單元4位於旋轉驅動單元2與基板承載體3組成的腔體中（即旋轉動子22的中空部分與基板承載體3構成的腔體），包括上轉接板41、下轉接板42、推頂銷43a、升降導向模塊44a以及升降驅動電機45a。
其中，升降驅動電機45a固定在上轉接板41與下轉接板42之間，可以驅動下轉接板42相對於固定的上轉接板41在旋轉驅動單元2的軸線方向（即旋轉動子22的軸線方向，圖1中OP方向）上做升降運動，進而帶動固定在下轉接板42上的推頂銷43a做垂向（圖1中OP方向）升降運動；上轉接板41固定在旋轉動子22上，使得整個升降驅動單元4可隨著旋轉動子22與基板承載體3做同步旋轉運動，在實現基板交接機構大角度旋轉的同時，可減少基板交接時的升降運動行程。
可選的，如圖2所示，上轉接板41通過三個設置在旋轉動子22上的第二安裝接口B1、B2、B3固定在旋轉動子22上；優選的，第二安裝接口B1、B2、B3關於旋轉驅動單元2的軸線（即旋轉動子22的軸線方向，圖1中OP方向）呈中心對稱；優選的，第二安裝接口B1、B2、B3與第一安裝接口A1、A2、A3均勻錯開。
可選的，如圖1所示，並結合圖2，在基板承載體3的下表面對應第二安裝接口B1、B2、B3的位置上設有避讓槽，以避免基板承載體3與上轉接板41之間的機械干擾。
參見圖1並結合圖2，推頂銷43a一端固定於下轉接板42上，另一端能夠穿過上轉接板41與基板承載體3；在上轉接板41與基板承載體3上均設有避讓孔，以避讓推頂銷43a。
可選的，如圖1所示，在推頂銷43a的升降運動最低位時，推頂銷43a的上表面略低於基板承載體3的承載面，從而能進一步減小基板交接時的升降冗餘行程，提高基板交接效率。具體的，在推頂銷43a的升降運動最低位時，推頂銷43a的上表面位於基板承載體3中，且相對於基板承載體3的下表面，推頂銷43a的上表面更靠近基板承載體3的上表面（即承載面）。可選的，推頂銷43a的上表面比基板承載體3的承載面低大概0.5-2mm，如0.8mm、1.5mm等，可以視基板承載體3的厚度尺寸和工藝條件靈活選擇。
可選的，如圖1所示，升降驅動電機45a包括電機定子451與電機動子452，電機定子451固定在上轉接板41上，電機動子452固定在下轉接板42上，通過電機動子452相對於電機定子451的直線運動可以帶動下轉接板42相對於上轉接板41做垂向（即旋轉動子22的軸線方向，圖1中OP方向）升降運動，進而帶動下轉接板42上的推頂銷43a做垂向升降運動，通過升降驅動電機45a進行驅動，所述推頂銷43a的升降運動參數如速度、位移等更加可控，升降運動的精度更高，升降驅動單元4的結構更穩定、可控、可靠。
可選的，升降驅動電機45a為語音線圈電機。
可選的，如圖1所示，升降導向模塊44a包括導軌441和滑塊442，導軌441固定在上轉接板41上，滑塊442固定在下轉接板42上，滑塊442套在導軌441上，且滑塊442可以相對於導軌441在旋轉動子22的軸線方向（即圖1中OP方向）上做升降運動。當升降驅動電機45a驅動推頂銷43a在旋轉動子22的軸線方向（即圖1中OP方向）上做升降運動時，滑塊442跟著在導軌441上做升降運動，能有效對推頂銷43a的升降運動方向做引導和矯正，進而增強了升降驅動單元4的結構可靠性和穩定性。
可選的，升降驅動單元4還包括一升降測量感測器，用來測量推頂銷43a的升降運動參數。可選的，所述升降測量感測器為光柵尺，如圖1所示，所述光柵尺包括一固定在上轉接板41上的標尺光柵461以及一固定在下轉接板42上的光柵讀頭462。通過光柵讀頭462讀取升降運動前後標尺光柵461上的讀數，從而可以得到推頂銷43a的升降運動參數。進一步的，通過所述光柵尺的測量反饋可以控制升降驅動電機45a的垂向（即旋轉動子22的軸線方向，圖1中OP方向）伺服位置，且伺服精度高，使基板交接精度高且更可靠。
可選的，如圖1所示，並結合圖3，在下轉接板42的下表面安裝有第一磁鐵471，在底座1上安裝有與第一磁鐵471位置相對應且磁性相同的第二磁鐵472。第一磁鐵471與第二磁鐵472均為磁環，且均與旋轉動子22同軸安裝。在推頂銷43a下降落到低位的時候，同過磁力大小的設計計算，使第一磁鐵471與第二磁鐵472之間的磁力對升降驅動單元4的垂向（即旋轉動子22的軸線方向，圖1中OP方向）運動部分的重力進行補償，從而減小升降驅動電機45a的出力，提高其使用壽命。
可選的，參見圖2，旋轉驅動單元2還包括一位於旋轉驅動單元2的軸線位置（即為旋轉動子的軸線處，圖1中OP線所在地方）的旋轉接頭，所述旋轉接頭包括旋轉接頭定子231與旋轉接頭動子232，旋轉接頭定子231固定在底座1上，旋轉接頭動子232與上轉接板41相連，將旋轉驅動單元2的內部管道或線路全置於旋轉接頭動子232上。如此一來，旋轉驅動單元2的內部管道或線路可隨著旋轉動子22做同步旋轉運動，能避免旋轉驅動單元2內部管道或線路的旋轉纏繞或損壞。
可選的，下轉接板42上設有避讓孔，以避讓所述旋轉接頭。
可選的，升降驅動單元4包括至少三個關於旋轉驅動單元2的軸線（即旋轉動子22的軸線方向，圖1中OP方向）呈中心對稱分佈的推頂銷。如圖2所示，三個推頂銷43a、43b、43c關於旋轉驅動單元2的軸線呈中心對稱分佈，在對基板承載體3上的基板進行推頂時，基板受力均勻，基板在升降交接時的穩定性更好。
可選的，三個升降驅動電機和三個升降導向模塊（圖1中只畫出了一個升降驅動電機和一個升降導向模塊，即升降導向模塊44a和升降驅動電機45a）搭配三個推頂銷43a、43b、43c，即每個推頂銷附件裝配一個升降驅動電機和一個升降導向模塊，能有效減少三個推頂銷43a、43b、43c之間的升降行程誤差。
同時，本發明還提出了一種光刻機，所述光刻機包括上述基板交接機構。所述光刻機通過上述基板交接機構進行基板的交接，交接機構所佔用的空間小，在實現基板大角度旋轉的同時，提高了基板的交接速度和精度。
此外，參見圖4，本發明還提供了一種基於上述基板交接機構的基板交接方法，包括步驟：
S1、通過第一傳輸機械手將基板放置到基板承載體上；
S2、驅動基板承載體旋轉，帶動基板轉動；
S3、驅動推頂銷上升，帶動基板上升；
S4、通過第二傳輸機械手接過基板。
在使用本發明實施例的基板交接機構進行基板交接時，首先，執行步驟S1，通過第一傳輸機械手從版盒或其它地方取出待交接的基板，並將待交接的基板放置在基板交接機構的基板承載體3上；
接著，執行步驟S2，控制旋轉驅動單元2驅動基板承載體3旋轉，帶動待交接的基板轉過所需的角度；
接著，執行步驟S3，通過穿過基板承載體3的推頂銷43a、43b、43c使得待交接的基板上升到第二傳輸機械手的取放工位；
最後，執行步驟S4，通過第二傳輸機械手接過滿足旋轉角度和上升高度的待交接的基板，完成交接。
綜上所述，在本發明實施例提供的基板交接機構中，基板承載體與旋轉驅動單元連接，可在旋轉驅動單元的帶動下實現任意角度旋轉，從而能實現基板的大角度旋轉；由升降驅動電機進行升降驅動，由升降導向模塊進行升降方向的引導，又通過升降測量感測器進行測量反饋，既保證了升降驅動單元結構的穩定性、可靠性，又提高了基板的交接效率和交接精度；整個升降驅動單元置於中空的旋轉驅動單元與基板承載體構成的腔體中，使得基板交接機構的結構更緊湊，減小了基板交接機構的空間佔用尺寸；在推頂銷的升降最低行程位置處，推頂銷略低於基板承載體的承載面，幾乎沒有交接升降冗餘行程和交接撞擊風險，交接效率高且安全；採用同磁性磁鐵結構對升降驅動單元的運動部分進行重力補償，提高了升降驅動單元的性能和壽命，從而使得交接更可靠。
上述僅為本發明的優選實施例而已，並不對本發明起到任何限制作用。任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的範圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬於本發明的保護範圍之內。
1‧‧‧底座 2‧‧‧旋轉驅動單元 21‧‧‧旋轉定子 22‧‧‧旋轉動子 231‧‧‧旋轉接頭定子 232‧‧‧旋轉接頭動子 3‧‧‧基板承載體 4‧‧‧升降驅動單元 41‧‧‧上轉接板 42‧‧‧下轉接板 43a、43b、43c‧‧‧推頂銷 44a‧‧‧升降導向模塊 441‧‧‧導軌 442‧‧‧滑塊 45a‧‧‧升降驅動電機 451‧‧‧電機定子 452‧‧‧電機動子 461‧‧‧標尺光柵 462‧‧‧光柵讀頭 471‧‧‧第一磁鐵 472‧‧‧第二磁鐵 A1、A2、A3‧‧‧第一安裝接口 B1、B2、B3‧‧‧第二安裝接口
圖1為本發明一實施例的基板交接機構的交接最低位的正視圖； 圖2為本發明一實施例的基板交接機構的從下轉接板上看去的仰視圖； 圖3為本發明一實施例的基板交接機構的磁鐵分佈示意圖； 圖4位本發明一實施例的基板交接方法的步驟示意圖。
1‧‧‧底座
2‧‧‧旋轉驅動單元
21‧‧‧旋轉定子
22‧‧‧旋轉動子
3‧‧‧基板承載體
4‧‧‧升降驅動單元
41‧‧‧上轉接板
42‧‧‧下轉接板
43a‧‧‧推頂銷
44a‧‧‧升降導向模塊
441‧‧‧導軌
442‧‧‧滑塊
45a‧‧‧升降驅動電機
451‧‧‧電機定子
452‧‧‧電機動子
461‧‧‧標尺光柵
462‧‧‧光柵讀頭
471‧‧‧第一磁鐵
472‧‧‧第二磁鐵

Claims (22)

  1. 一種基板交接機構，包括底座、旋轉驅動單元、升降驅動單元以及基板承載體；所述旋轉驅動單元設置在所述底座上，所述基板承載體設置於所述旋轉驅動單元上，所述升降驅動單元位於所述基板承載體的下方並與所述基板承載體一同旋轉；所述升降驅動單元包括升降驅動電機、推頂銷及升降導向模塊，所述升降驅動電機驅動所述推頂銷穿過所述基板承載體進行升降，所述升降導向模塊引導所述推頂銷的升降方向，所述旋轉驅動單元與所述基板承載體組成一腔體，所述升降驅動單元位於所述腔體中。
  2. 如請求項1所述的基板交接機構，其中所述旋轉驅動單元包括旋轉定子和旋轉動子，所述旋轉定子固定在所述底座上，所述旋轉動子與所述旋轉定子可旋轉連接，所述基板承載體固定在所述旋轉動子上。
  3. 如請求項2所述的基板交接機構，其中所述旋轉動子、所述旋轉定子以及所述基板承載體三者同軸安裝。
  4. 如請求項2所述的基板交接機構，其中所述升降驅動單元還包括上轉接板以及下轉接板；所述上轉接板固定在所述旋轉驅動單元上，所述升降驅動電機及升降導向模塊固定在所述上轉接板與所述下轉接板之間，以驅動及引導所述下轉接板相對於所述上轉接板進行升降；所述推頂銷的一端固定於所述下轉接板上，另一端穿過所述上轉接板。
  5. 如請求項4所述的基板交接機構，其中所述上轉接板與所述基板承載體上分別設有避讓所述推頂銷的第一避讓孔。
  6. 如請求項5所述的基板交接機構，其中所述旋轉驅動單元還包括旋轉導向模塊以及旋轉測量感測器，所述旋轉導向模塊對所述旋轉動 子的旋轉方向進行引導，所述旋轉測量感測器對所述旋轉動子的旋轉運動進行監測。
  7. 如請求項6所述的基板交接機構，其中所述旋轉驅動單元還包括一位於所述旋轉驅動單元的軸線上且穿過所述下轉接板的旋轉接頭，所述旋轉接頭包括同軸安裝的旋轉接頭定子與旋轉接頭動子，所述旋轉接頭動子安裝在所述旋轉接頭定子中，所述旋轉接頭定子固定在所述底座上，所述旋轉接頭動子與所述上轉接板相連。
  8. 如請求項7所述的基板交接機構，其中所述下轉接板上設有避讓所述旋轉接頭的第二避讓孔。
  9. 如請求項8所述的基板交接機構，其中所述基板承載體通過多個設置在所述旋轉動子上的第一安裝接口與所述旋轉動子固定連接。
  10. 如請求項9所述的基板交接機構，其中多個所述第一安裝接口關於所述旋轉驅動單元的軸線呈中心對稱。
  11. 如請求項9所述的基板交接機構，其中所述上轉接板通過多個設置在所述旋轉動子上且關於所述旋轉驅動單元的軸線呈中心對稱的第二安裝接口與所述旋轉動子固定連接，且所述第二安裝接口與所述第一安裝接口均勻錯開。
  12. 如請求項11所述的基板交接機構，其中在所述基板承載體的下表面對應所述第二安裝接口的位置上設有避讓槽。
  13. 如請求項4所述的基板交接機構，其中所述升降驅動電機包括電機定子與電機動子，所述電機動子相對於所述電機定子能夠作直線運動，所述電機定子固定在所述上轉接板上，所述電機動子固定在所述下轉接板上；所述升降導向模塊包括導軌和滑塊，所述滑塊套裝在所述導軌上，所述導軌固定在所述上轉接板上，所述滑塊固定在所述下轉接板上。
  14. 如請求項13所述的基板交接機構，其中所述升降驅動電機為語音線圈電機。
  15. 如請求項13所述的基板交接機構，其中在所述推頂銷的升降運動最低位處，所述推頂銷的上表面低於所述基板承載體的承載面。
  16. 如請求項15所述的基板交接機構，其中在所述推頂銷的升降運動最低位處，所述推頂銷的上表面比所述基板承載體的承載面低0.5-2mm。
  17. 如請求項16所述的基板交接機構，其中所述升降驅動單元還包括升降測量感測器，所述升降測量感測器對所述推頂銷的升降運動進行監測。
  18. 如請求項17所述的基板交接機構，其中所述升降測量感測器為光柵尺，所述光柵尺包括固定在所述上轉接板上的標尺光柵以及固定在所述下轉接板上的光柵讀頭。
  19. 如請求項4所述的基板交接機構，其中所述下轉接板的下表面安裝有第一磁鐵，所述底座上安裝有與所述第一磁鐵位置相對應且磁性相同的第二磁鐵。
  20. 如請求項19所述的基板交接機構，其中所述升降驅動單元包括至少三個關於所述旋轉驅動單元的軸線呈中心對稱分佈的推頂銷。
  21. 一種光刻機，包括如請求項1至20中任一項所述的基板交接機構。
  22. 一種基板的交接方法，其特徵在於，利用如請求項1至20中任一項所述的基板交接機構進行基板的交接，所述基板交接方法包括：通過第一傳輸機械手將基板放置到所述基板交接機構的基板承載體上； 所述基板交接機構的旋轉驅動單元驅動所述基板承載體旋轉，以帶動所述基板轉動；所述基板交接機構的升降驅動電機驅動推頂銷上升，以帶動所述基板上升；以及通過第二傳輸機械手接過所述基板。
TW108101293A 2018-01-12 2019-01-14 一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法 TWI716802B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810031699.6 2018-01-12
??201810031699.6 2018-01-12
CN201810031699.6A CN110032044B (zh) 2018-01-12 2018-01-12 一种基底交接机构、光刻机及基底交接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201939178A TW201939178A (zh) 2019-10-01
TWI716802B true TWI716802B (zh) 2021-01-21

Family

ID=67218219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108101293A TWI716802B (zh) 2018-01-12 2019-01-14 一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN110032044B (zh)
TW (1) TWI716802B (zh)
WO (1) WO2019137497A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113053714B (zh) * 2019-12-27 2024-03-08 中微半导体设备(上海)股份有限公司 真空处理系统、基台的驱动装置及其控制方法
CN112965343A (zh) * 2021-02-08 2021-06-15 上海度宁科技有限公司 工件台结构及包含该结构的光刻系统及其曝光方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030057098A1 (en) * 2001-01-24 2003-03-27 Satoshi Sendai Plating apparatus and method
CN203365915U (zh) * 2013-06-17 2013-12-25 清华大学 一种带升降真空爪的六自由度微动台
TW201419374A (zh) * 2012-08-07 2014-05-16 Tokyo Electron Ltd 基板洗淨裝置、基板洗淨系統、基板洗淨方法及記憶媒體
CN205176483U (zh) * 2015-10-30 2016-04-20 上海微电子装备有限公司 一种硅片推顶机构
TW201624601A (zh) * 2014-09-17 2016-07-01 Tokyo Electron Ltd 定位裝置及基板處理裝置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11233601A (ja) * 1998-02-10 1999-08-27 Hitachi Ltd 静電吸着装置及びそれを用いた試料処理装置
JP4136363B2 (ja) * 2001-11-29 2008-08-20 キヤノン株式会社 位置決め装置及びそれを用いた露光装置
CN101702404B (zh) * 2009-11-05 2011-05-11 上海微电子装备有限公司 一种硅片交接装置及其硅片交接方法
US8598538B2 (en) * 2010-09-07 2013-12-03 Nikon Corporation Movable body apparatus, object processing device, exposure apparatus, flat-panel display manufacturing method, and device manufacturing method
CN103901735B (zh) * 2012-12-28 2016-02-03 上海微电子装备有限公司 硅片推顶机构
CN106338890B (zh) * 2015-07-15 2018-06-29 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种无源基底交接机构及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030057098A1 (en) * 2001-01-24 2003-03-27 Satoshi Sendai Plating apparatus and method
TW201419374A (zh) * 2012-08-07 2014-05-16 Tokyo Electron Ltd 基板洗淨裝置、基板洗淨系統、基板洗淨方法及記憶媒體
CN203365915U (zh) * 2013-06-17 2013-12-25 清华大学 一种带升降真空爪的六自由度微动台
TW201624601A (zh) * 2014-09-17 2016-07-01 Tokyo Electron Ltd 定位裝置及基板處理裝置
CN205176483U (zh) * 2015-10-30 2016-04-20 上海微电子装备有限公司 一种硅片推顶机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN110032044B (zh) 2021-03-19
TW201939178A (zh) 2019-10-01
WO2019137497A1 (zh) 2019-07-18
CN110032044A (zh) 2019-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI716802B (zh) 一種基板交接機構、光刻機及基板交接方法
JP3164960B2 (ja) ステージ装置
KR100909585B1 (ko) 스테이지장치
CN102109768B (zh) 旋转式硅片承片台及利用其进行硅片精对准的方法
CN210073772U (zh) 运动装置
WO2009104568A1 (ja) 単軸駆動アライナー
JP2011119320A (ja) θＺ駆動装置およびそれを備えたステージ装置、検査装置
CN101354537B (zh) 用于光刻设备的工件台
CN105629676A (zh) 基于回转平衡质量的动磁钢磁浮双工件台矢量圆弧换台方法及装置
JP2008004695A (ja) 検査ステージ及び検査装置
JP4490521B2 (ja) 回転駆動機構及び被検査体の載置機構並びに検査装置
KR100935485B1 (ko) 탑재장치
CN111198483B (zh) 光刻预对准装置及预对准方法、光刻设备
KR20070010667A (ko) 리프트 장치를 채택한 반도체 제조설비
CN115206414B (zh) 一种采用柔性簧片导向的多自由度对准平台
CN221149958U (zh) 一种晶圆盒装载台
CN108345178B (zh) 一种硅片边缘保护装置
CN117476538A (zh) 一种晶圆载台
CN214428605U (zh) 一种运动装置及工作平台
CN214375812U (zh) 一种印制电路的激光直写成像曝光设备
CN212291482U (zh) 电路板输送设备
CN117389118A (zh) 一种冷却板及基于其的涂胶显影机
CN105629675A (zh) 基于六边形磁钢布局的动磁钢磁浮双工件台矢量圆弧换台方法及装置
KR200472259Y1 (ko) 웨이퍼 고정장치
JP2001024049A (ja) 被処理体の載置機構