TWI847907B - 基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及半導體技術領域，提供了一種基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法，基板交接機構包括：轉動座、吸附組件、基座以及轉動驅動件；轉動座以可沿自身中軸線轉動的方式安裝於基座上，基座用於安裝於曝光台系統的工作台上；吸附組件設置於轉動座上用於吸附晶片；轉動驅動件設置於基座上用於驅動轉動座以自身中軸線為中心轉動。藉此，本發明在補償晶片上片的周向位置誤差時，只需要適應性的驅動基板交接機構中的轉動座轉動即可，不需要驅動整個曝光系統整體轉動，利於簡化轉動結構，提高投入產出比，且利於實現較高的轉動精度。

Description

基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法。

晶片曝光製程是利用光照將掩模版上的圖形經過光學系統後投影到光刻膠上，實現圖形轉移。曝光製程是積體電路製造中光刻製程的重要工序之一。在進行曝光時，需要通過基板交接機構將晶片放置在承片台上，而晶片放置在承片台的位置精度會直接影響曝光品質。

晶片放置在承片台上後，通常需要以垂向方向的中軸線為中心轉動晶片以補償晶片上片的周向位置誤差。目前基板交接機構一般安裝在承片台上，且基板交接機構只具有垂向升降功能，通過曝光台的整體旋轉來實現補償晶片上片的周向誤差。由於曝光台整體結構較為複雜且佔據空間較大，設備整體外形尺寸及品質均較大。因此，若實現曝光台整體的轉動，一方面其轉動精度較難控制，實現轉動所需要的成本較高，且實現曝光台整體的轉動也比較困難。

因此，極需一種基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法，以使得基板交接機構自身具有轉動補償功能，進而使得曝光台不需要整體旋轉。

本發明提供了一種基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法，在補償晶片上片的周向位置誤差時，只需要適應性的驅動基板交接機構中的轉動座轉動即可，不需要驅動整個曝光系統整體轉動，一方面，利於簡化轉動結構，以降低由於補償晶片周向位置誤差時所需要的硬體成本或者研發成本，提高投入產出比，另一方面，使得整個轉動驅動結構的外形尺寸及品質較小，利於實現較高的轉動精度。

所述基板交接機構包括：轉動座、吸附組件、基座以及轉動驅動件； 所述轉動座以可沿自身中軸線為中心轉動的方式安裝於所述基座上，所述基座用於安裝於曝光台系統的工作台上； 所述吸附組件設置於所述轉動座上用於吸附晶片； 所述轉動驅動件設置於所述基座上用於驅動所述轉動座以自身中軸線為中心轉動。

較佳地，所述基座具有圓形的安裝腔，所述轉動座同軸安裝於所述安裝腔內。

較佳地，所述吸附組件包括吸嘴，所述吸嘴用於吸附晶片。

較佳地，所述轉動驅動件包括第一驅動件和第二驅動件，所述第一驅動件設置於所述基座上，所述第二驅動件設置於所述轉動座上，所述第一驅動件用於以非接觸的方式對所述第二驅動件施以驅動力，所述驅動力使得所述第二驅動件沿設定方向直線運動，所述設定方向與所述轉動座的轉動方向相切。

較佳地，所述轉動座的一端位於所述安裝腔內，所述轉動座的另一端設有凹槽，所述吸附組件安裝於所述凹槽內。

較佳地，沿垂直於所述轉動座的自身中軸線的方向，所述凹槽與所述安裝腔的投影部分重合。

較佳地，所述基板交接機構還包括軸承，所述軸承的外圈與所述安裝腔的內壁固定配合，所述軸承的內圈與所述轉動座的外周面固定配合。

較佳地，所述基板交接機構還包括彈性件，所述彈性件用於為所述軸承的內圈提供沿一徑向方向的預緊力，所述預緊力使得所述軸承的內圈沿該徑向方向向所述軸承的外圈靠近。

較佳地，所述基板交接機構還包括軸承限位件，所述安裝腔的上端具有沿徑向擴大的環形安裝槽，所述軸承的外圈適形安裝於所述環形安裝槽內且與所述環形安裝槽的軸向側壁相抵，所述軸承限位件設置於所述基座上並將軸承軸向壓於所述環形安裝槽內。

較佳地，所述吸嘴的吸附端位於沿第一方向遠離基座轉動座的一側，所述吸嘴以可沿第一方向升降的方式設置於所述轉動座上，所述第一方向與所述轉動座的自身中軸線平行。

較佳地，所述基板交接機構還包括垂向限位機構，所述垂向限位機構用於限定所述吸嘴的升降高度。

較佳地，所述吸附組件還包括多個吸附架，所述吸附架包括托板，所述托板上設置有第一氣道，所述托板沿第一方向遠離所述基座的一側安裝有至少兩個所述吸嘴，所述吸嘴的內腔與所述第一氣道連通。

較佳地，所述吸附架還包括吸柱，所述吸柱與所述托板連接，所述吸柱沿第一方向延伸，所述托板沿垂直於第一方向的方向延伸，所述吸柱上設置有第二氣道，所述第二氣道與所述第一氣道連通。

較佳地，所述吸附組件還包括吸附底座，各所述吸附架設置於所述吸附底座上，所述吸附底座以可沿第一方向升降的方式設置於所述轉動座上以實現各吸嘴的同步升降，各所述吸嘴的吸附端共面設置。

較佳地，所述吸附底座上開設有吸氣通道，所述吸氣通道與各吸附架對應的所述第一氣道連通。

較佳地，所述吸附組件還包括多個吸附底座，各所述吸附底座與各個吸附架一一匹配，各所述吸附底座分別可沿第一方向升降的安裝在所述轉動座上，各所述吸附底座分別配套設置一個垂向驅動件進行單獨升降驅動。

較佳地，所述基板交接機構還包括轉動限位機構，所述轉動限位機構用於限定所述轉動座的轉動角度。

較佳地，所述轉動限位機構包括周向光柵尺和轉動限位感測器，所述周向光柵尺設置於所述基座上用於檢測所述轉動座的角位移，所述轉動限位感測器用於接收所述周向光柵尺檢測的角位移，並用於限定所述轉動座的轉動角度。

本發明還提供了一種曝光系統，所述曝光系統安裝有上述所述的基板交接機構。

較佳地，所述曝光系統還包括承片台，所述基板交接機構的吸附組件沿所述轉動座的自身中軸線所在的方向可相對所述承片台升降，且所述基板交接機構的吸附組件以所述轉動座的自身中軸線為中心可相對所述承片台轉動，所述承片台上開設有供所述吸附組件升降時穿過的通孔。

本發明還提供了一種晶片交接方法，包括以下步驟： S1：升高吸附組件，使得吸附組件經過承片台上的通孔伸出； S2：吸附組件承接並吸附晶片； S3：降低吸附組件使得晶片放置於承片台上； S4：檢測晶片的周向位置誤差是否滿足要求；若滿足要求，則晶片交接結束；若不滿足要求，升高吸附組件，轉動座轉動並帶動吸附組件轉動以補償晶片的周向位置誤差，重新執行步驟S3。

綜上所述，所述基板交接機構包括：轉動座、吸附組件、基座以及轉動驅動件；所述轉動座以可沿自身中軸線轉動的方式安裝於所述基座上，所述基座用於安裝於曝光台系統的工作台上；所述吸附組件設置於所述轉動座上用於吸附晶片；所述轉動驅動件設置於所述基座上用於驅動所述轉動座以自身中軸線為中心轉動。

如此配置，基板交接機構、曝光系統及晶片交接方法，在補償晶片上片的周向位置誤差時，只需要適應性的驅動基板交接機構中的轉動座轉動即可，不需要驅動整個曝光系統整體轉動，一方面，利於簡化轉動結構，以降低由於補償晶片周向位置誤差時所需要的硬體成本或者研發成本，提高投入產出比，另一方面，使得整個轉動驅動結構的外形尺寸及品質較小，利於實現較高的轉動精度。

如在發明中所使用的，單數形式“一”、“一個”以及“該”包括複數物件，術語“或”通常是以包括“和/或”的含義而進行使用的，術語“若干”、“多個”通常是以包括“至少一個”的含義而進行使用的，術語“至少兩個”通常是以包括“兩個或兩個以上”的含義而進行使用的，此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者至少兩個該特徵。此外，如在發明中所使用的，“安裝”、“相連”、“連接”，一元件“設置”於另一元件，應做廣義理解，通常僅表示兩元件之間存在連接、耦合、配合或傳動關係，且兩元件之間可以是直接的或通過中間元件間接的連接、耦合、配合或傳動，而不能理解為指示或暗示兩元件之間的空間位置關係，即一元件可以在另一元件的內部、外部、上方、下方或一側等任意方位，除非內容另外明確指出外。對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在發明中的具體含義。此外，諸如上方、下方、上、下、向上、向下、左、右等的方向術語相對於示例性實施方案如它們在圖中所示進行使用，向上或上方向朝向對應圖式的頂部，向下或下方向朝向對應圖式的底部。

晶片曝光製程是利用光照將掩模版上的圖形經過光學系統後投影到光刻膠上，實現圖形轉移，是積體電路製造中光刻製程的重要工序之一。在進行曝光時，需要通過基板交接機構將晶片放置在承片台上，而晶片放置在承片台的位置精度會直接影響曝光品質。

晶片放置在承片台上後，通常需要以垂向方向的中軸線為中心轉動晶片以補償晶片上片的周向位置誤差。目前基板交接機構一般安裝在承片台上，且基板交接機構只具有垂向升降功能，通過曝光台的整體旋轉來實現補償晶片上片的周向誤差。由於曝光台整體結構較為複雜且佔據空間較大，設備整體外形尺寸及品質均較大，因此，若實現曝光台整體的轉動，一方面其轉動精度較難控制，實現轉動所需要的成本較高，且實現曝光台整體的轉動也比較困難。

因此，本發明提出了一種基板交接機構、曝光台系統及晶片交接方法，在補償晶片上片的周向位置誤差時，只需要適應性的驅動基板交接機構中的轉動座10轉動即可，不需要驅動整個曝光系統整體轉動，一方面，利於簡化轉動結構，以降低由於補償晶片周向位置誤差時所需要的硬體成本或者研發成本，提高投入產出比，另一方面，使得整個轉動驅動結構的外形尺寸及品質較小，利於實現較高的轉動精度。

下述實施例中，第一方向Z、第二方向X和第三方向Y兩兩垂直；徑向和軸向均是以轉動座10為基礎，轉動座10的軸向與第一方向Z平行。

實施例一：

本實施例提供了一種曝光系統，所述曝光系統包括基板交接機構100、承片台80和工作台90；

請參考圖1和圖2所示，所述基板交接機構100設置於所述工作台90上，所述基板交接機構位於所述承片台80和所述工作台90之間，所述基板交接機構100部分穿過承片台80，所述承片台80在所述工作台90上可沿垂直於所述轉動座10自身中軸線的方向運動，基板交接機構100跟隨承片台80運動，其中基板交接機構100的具體結構在下述內容中詳述。承片台80與基板交接機構100形成一體，當承片台80沿工作台90移動時，基板交接機構100跟隨運動。

承片台80通過滑動機構實現在工作台90上沿第二方向X和第三方向Y的運動，具體如圖1和圖2所示，工作台90上設置有X向機構91和Y向機構92，其中X向機構91包括X向導軌911和X向電機，X向導軌911沿第二方向X延伸，其中承片台80設置於X向導軌911上並可被X向電機驅動沿第二方向X長行程步進運動；其中Y向機構92包括Y向導軌921以及第一Y向電機922和第二Y向電機923，Y向導軌921平行設置有兩個並沿第三方向Y延伸，其中X向導軌911的兩端分別以可沿第三方向Y移動的設置於兩個所述Y向導軌921上，所述第一Y向電機922和第二Y向電機923分別用於驅動所述X向導軌911的兩端，以使得X向導軌911沿第三方向Y長行程步進運動。

為便於檢測基板交接機構100沿第二方向X和第三方向Y的移動位置，本實施例中在工作台90上還設置有位移檢測機構，位移檢測機構採用鐳射干涉儀93，鐳射干涉儀93設置有兩組分別沿第二方向X和第三方向Y正對所述承片台80，用於檢測承片台80沿第二方向X和第三方向Y的位移，進而獲取檢測基板交接機構100所在工作台上的即時位置，由於基板交接機構100跟隨承片台80運動，故可間接的獲取基板交接機構100的位置。

請結合圖3和圖4所示，其中基板交接機構100包括：轉動座10、吸附組件20、基座30、轉動驅動件40和軸承50；所述轉動座10以可沿自身中軸線a轉動的方式安裝於所述基座30上；所述吸附組件20包括吸嘴21，所述吸嘴21可直接或者通過中間連接件間接的設置於所述轉動座10上用於吸附晶片94；所述轉動驅動件40設置於所述基座30上用於驅動所述轉動座10以自身中軸線a為中心轉動。

所述吸嘴21的吸附端位於沿第一方向Z遠離基座的轉動座10的一側，所述吸嘴21以可沿第一方向Z升降的方式設置於所述轉動座10上，所述第一方向Z與所述轉動座10的自身中軸線a平行，所述承片台80上開設有供吸附組件20升降時穿過的通孔，進一步為供所述吸嘴21升降時穿過的通孔81。

吸嘴21用於吸附晶片94。當吸嘴21沿第一方向Z升高時，則吸嘴21向上經過通孔81抬高，且吸嘴21高於承片台80用於承接並吸附晶片94，然後吸嘴21沿第一方向Z降低，將晶片94放置在承片台80上，通過對準機構檢測晶片94的周向安裝誤差，若晶片94的周向姿態不滿足精度要求時，則需要吸嘴21沿第一方向Z再次升高，並通過轉動驅動件40轉動轉動座10及吸附組件20，以對晶片94的周向姿態補償；然後吸嘴21沿第一方向Z降低，再繼續將補償姿態後的晶片94交接到承片台80上，然後再一次通過對準機構檢測晶片94的周向安裝誤差，依次類推，直至晶片94的周向安裝誤差滿足要求。在實際的調整過程中，晶片94的周向安裝誤差極小，故轉動座10及吸附組件20所需要的轉動調整角度極小，因此，吸嘴21的沿周向相對承片台80產生的位移較小，故只需要適當控制通孔81的內徑尺寸即可保證吸嘴21在軸向運動過程中不與通孔81的內壁干涉。

進一步的，所述轉動驅動件40包括第一驅動件和第二驅動件，所述第一驅動件設置於所述基座30上，所述第二驅動件設置於所述轉動座10上，所述第一驅動件用於以非接觸的方式對所述第二驅動件施以驅動力，所述驅動力使得所述第二驅動件沿設定方向直線運動，所述設定方向與所述轉動座10的轉動方向相切。

請結合圖4和圖5所示，本實施例中的轉動驅動件40採用直線電機驅動，其中第一驅動件為直線電機的電磁鐵42，電磁鐵42設置於基座30上，第二驅動件為直線電機的線圈41，線圈41與轉動座10連接，線圈41被電磁鐵42驅動的運動方向與轉動座10的轉動方向相切，通過微小的直線運動帶動轉動座10實現較小的轉動角度，而且線圈41的直線運動也自然限定了轉動座10的轉動角度。

在其他的可替代的實施例中，第一驅動件和第二驅動件可均採用電磁鐵結構，或者第一驅動件採用永磁鐵，第二驅動件採用電磁鐵，或者也可採用其他的已知的非接觸的驅動結構，此處不再一一贅述。

另外，在其他的可替代的實施例中，轉動驅動件40也可以採用轉動電機，其電機轉子與轉動座10傳動配合，電機的定子與基座30固連，以實現對轉動座10的轉動驅動。

該結構中，基板交接機構以及曝光系統，在補償晶片上片的周向位置誤差時，只需要適應性的驅動基板交接機構中的轉動座10轉動即可，不需要驅動整個曝光系統整體轉動，一方面，利於簡化轉動結構，以降低由於補償晶片周向位置誤差時所需要的硬體成本或者研發成本，提高投入產出比，另一方面，使得整個轉動驅動結構的外形尺寸及品質較小，利於實現較高的轉動精度。

請結合圖4至圖6所示，所述基座30具有圓形的安裝腔31，所述轉動座10同軸安裝於所述安裝腔31內，所述軸承50的外圈與所述安裝腔31的內壁固定配合，所述軸承50的內圈與所述轉動座10的外周面固定配合。具體的，所述軸承50的外圈與所述安裝腔31的內壁可通過過盈配合，同理，所述軸承50的內圈與所述轉動座10的外周面可通過過盈配合。本實施例中，軸承50採用交叉滾子軸承，該軸承具有出色的旋轉精度，可以滿足晶片轉動精度的要求，交叉滾子軸承內部結構採用滾子呈90°相互垂直交叉排列，滾子之間裝有間隔保持器或者隔離塊，可以防止滾子的傾斜或滾子之間相互摩擦，有效防止了旋轉扭矩的增加。另外，該軸承也不會發生滾子的一方接觸現象或者鎖死現象；同時因為內外環是分割的結構，間隙可以調整，即使被施加預壓，也能獲得高精度的旋轉運動；通過該安裝結構，整體上可保證轉動座10較高的安裝精度和轉動精度。

請結合圖4和圖6所示，進一步的，所述基板交接機構100還包括軸承限位件73，所述安裝腔31的上端具有沿徑向擴大的環形安裝槽311，所述軸承50的外圈適形安裝於所述環形安裝槽311內且與所述環形安裝槽311的軸向側壁相抵，所述軸承限位件73設置於所述基座30上並將軸承50軸向壓於所述環形安裝槽311內。

軸承限位件73配合環形安裝槽311的軸向一側達到對軸承50的軸向限位的目的，此處對軸承限位件73的具體結構不做特別限定。本實施例中，軸承限位件73設置有多個並圍繞安裝腔31周向等距間隔設置，各個軸承限位件73配合後均勻的周向壓於軸承50上。在其他的可替代的實施例中，例如軸承限位件73可以為環形結構，此時軸承限位件73可周向連續的壓於軸承50上。

請繼續結合圖4至圖6所示，進一步的，所述轉動座10的一端位於所述安裝腔31內，所述轉動座10的另一端設有凹槽11，所述吸附組件20安裝於所述凹槽11內；在垂直於所述轉動座10的自身中軸線a的平面內，所述凹槽11與所述安裝腔31的投影部分重合。凹槽11整體上呈圓形結構且凹槽11與轉動座10同軸，為適應於吸附組件20的結構，在凹槽11的內壁上適應性的開設一些避讓槽12以防止凹槽11與吸附組件20干涉。通過該結構，一方面利於吸附組件20的安裝，降低基板交接機構100的整體高度，進而可適配現有的曝光系統的尺寸，另一方面也利於降低整個降低基板交接機構100的重心，進而提高基板交接機構100的穩定性。

請參考圖4和圖5所示，所述基板交接機構100還包括彈性件60，所述彈性件60用於為所述軸承50的內圈提供沿一徑向方向的預緊力，所述預緊力使得所述軸承50的內圈沿該徑向方向向所述軸承50的外圈靠近。本實施例中彈性件60採用預緊彈簧，具體可採用圓柱螺旋彈簧或者其他類型的彈簧結構，其中彈性件60的一端與基座30連接，另一端與軸承50的內圈連接，並且彈性件60沿轉動座10的一徑向方向處於拉伸狀態，進而沿徑向拉動軸承50的內圈，以使得軸承50的內圓在該徑向方向上向軸承50的外圓靠近，消除交叉滾子軸承的內外圈的間隙。綜合而言，通過上述轉動驅動件配合相應的轉動結構，可以實現10mrad左右的周向往復旋轉精密運動。

請參考圖5至圖7所示，所述吸附組件20還包括多個吸附架和吸附底座24，所述吸附架包括托板22、吸柱23，所述托板22沿垂直於第一方向Z的方向延伸，所述托板22上沿第二方向X設置有第一氣道221，所述托板22沿第一方向Z遠離所述基座30的一側安裝有至少兩個所述吸嘴21，各吸嘴21沿托板22的長度方向排列設置；所述吸柱23沿第一方向Z延伸，則吸柱23與所述托板22垂直連接，所述吸柱23上設置有第二氣道231，吸柱23與所述托板22連接處設置有密封件，以使得所述第二氣道231與所述第一氣道221密封連通；所述吸嘴21的內腔與所述第一氣道221連通。

請參考圖5所示，本實施例中設置有四個吸附架，四個吸附架中的托板22的延伸方向相同，四個托板22上各設置有兩個吸嘴21。在其他的可替代的實施例中，可基於使用需求適應性的調整吸附架以及每個托板22上安裝的吸嘴21的個數，此處不再贅述。其中吸嘴21較佳地可採用彈性材質，吸嘴21用於晶片94的輔助吸附，採用彈性材質的吸嘴尤其適用於翹曲晶片94的輔助吸附。

其中托板22整體呈矩形結構，相應的，承片台80上的通孔81開設為矩形孔，通孔81的輪廓尺寸大於托板22的外形尺寸，以使得托板22位於通孔81內時，允許托板22隨轉動座10微小轉動後而不與通孔81的內壁產生干涉，且通孔81的寬度尺寸大於吸柱23的外徑，當吸嘴21升高時，吸柱23位於通孔81內，則此時也允許吸柱23隨轉動座10微小轉動後而不與通孔81的內壁產生干涉。

請繼續參考5和圖6所示，各所述吸附架設置於所述吸附底座24上，所述吸附底座24以可沿第一方向Z升降的方式設置於所述轉動座10上以實現各吸嘴21的同步升降，吸附底座24可以為一體式的圓盤形結構，也可以為框架結構，本實施例中吸附底座24採用矩形的框架結構，各吸附架的吸柱23分別連接於吸附底座24的四角處，基於吸附底座24與升降結構的裝配方式，可在吸附底座24的框架之間適應性的加設橫樑。該結構的吸附底座24滿足輕量化設計。各吸附架上對應的吸嘴21的吸附端共面設置；其中基座30上設置有升降驅動件74，其中升降驅動件74包括垂向導軌741和垂向電機742，其中垂向導軌741沿第一方向Z延伸，吸附底座24以可沿第一方向Z移動的設置於垂向導軌741上，垂向電機742用於驅動吸附底座24在垂向導軌741上沿第一方向Z移動，進而帶動各個吸附架以及吸嘴21同步升降。進一步的，垂向導軌741優選設置有兩個或者更多個，吸附底座24同時沿第一方向Z可移動的設置於各個垂向導軌741上，配合多個吸嘴21的輔助吸附，保證了基板交接機構100交接時的水平向及垂向的重複定位精度，進而保證了用基板交接機構100的轉動運動來補償晶片94上片的周向誤差的可行性。

所述吸附底座24上開設有吸氣通道241，所述吸氣通道241與各吸附架對應的所述第一氣道221連通。吸氣通道241外接真空泵，則真空泵吸氣時，可使得吸氣通道241、第一氣道221和第二氣道231中形成負壓環境，進而使得吸嘴21的位置產生負壓環境，以用於吸附晶片94。

請參考圖4至圖6所示，本實施例中，所述基板交接機構100還包括轉動限位機構和垂向限位機構；

其中轉動限位機構包括周向光柵尺711和轉動限位感測器712，其中周向光柵尺711設置於基座30上用於檢測轉動座10的角位移，所述轉動限位感測器712用於接收所述周向光柵尺711檢測的角位移，並用於限定轉動座10的轉動角度，通過周向光柵尺711和轉動限位感測器712的配合可精確的檢測轉動座10轉動的角位移，進而保證晶片轉動補償時較高的精度。

為方便轉動限位感測器712的安裝以及轉動驅動件40的線圈41的安裝，在轉動座10的外沿處具有兩個凸出的安裝耳13，其中轉動限位感測器712安裝於其中一個安裝耳13上，線圈41與另一個安裝耳13連接，以達到較好的空間佈局的目的。

其中垂向限位機構包括垂向機械限位件721、垂向光柵尺722和垂向電氣限位感測器723，其中垂向機械限位件721設置於基座30上用於限定吸嘴21的升高位置，具體的垂向機械限位件721可以為限位塊通過與吸附底座24的干涉實現對其升高位置的限定。垂向光柵尺722設置於基座30上並沿第一方向Z正對吸附底座24用於檢測吸嘴21的升降位置，垂向電氣限位感測器723用於限定吸嘴21的升降行程，當超出該行程時，垂向電氣限位感測器723控制垂向電機742停機，實現電氣閉鎖。綜合的，基板交接機構100通過多組垂向導軌以及相應的限位機構並配合吸嘴的輔助吸附，保證了基板交接機構100交接時的水平向及垂向的重複定位精度，進而保證了用基板交接機構100的轉動運動來補償晶片94上片周向誤差的可行性。

另外，在吸附底座24的降低過程中，為防止吸附底座24與轉動座10之間發生碰撞，本實施例中在轉動座10的凹槽11的槽底設置垂向緩衝墊，以對轉動座10形成有效防護。

本實施例中還設置柔性線纜75，吸附底座24上的吸氣通道241與真空氣管連通，真空氣管以及與吸附底座24上的電氣設備相連的線纜通過柔性線纜75轉接，柔性線纜75為專用運動管線組件，在垂向升降過程中安全可靠，不會摩擦損壞。

請參考圖8所示，本實施例中，基於該曝光台系統，還提供了一種晶片交接方法，該方法包括以下步驟： S1：升高吸附組件，使得吸附組件經過承片台上的通孔伸出；吸附組件的升降方式以及吸附方式如前述內容所述。 S2：吸附組件承接並吸附晶片；具體的可通過機械手將晶片放置在吸附組件上，吸附組件將晶片真空吸附； S3：降低吸附組件使得晶片放置於承片台上；可將承片台上的真空啟動將晶片吸附於承片台； S4：檢測晶片的周向位置誤差是否滿足要求；若滿足要求，則晶片交接結束；若不滿足要求，升高吸附組件，轉動座轉動並帶動吸附組件轉動以補償晶片的周向位置誤差，重新執行步驟S3；其中晶片在承片台上的周向位置誤差的檢測可通過對準機構檢測，其檢測手段為現有技術，此處不再贅述。可基於對準機構檢測到的周向位置誤差值生成相應的補償角度，然後轉動座轉動相應的補償角度對晶片進行位置補償，具體可通過周向光柵尺和轉動限位感測器的配合控制轉動座轉動的轉動角度。

實施例二

該實施例中與實施例一的不同在於吸附底座24的個數以及垂向驅動方式，本實施例中，吸附底座24設置有多個並與各個吸附架一一匹配，各吸附底座24可沿第一方向Z升降的安裝在轉動座10上，且各個吸附底座24分別配套設置一個垂向驅動件進行單獨升降驅動，垂向驅動件較佳地為直線電機，則每個吸附架可分別單獨驅動升降，那麼可以更為靈活的進行晶片94的交接時的垂向位置補償，進而滿足大翹曲晶片94的吸附要求，保證大翹曲晶片94交接時的可行性。

實施例三

該實施例中與實施例一的不同在於軸承類型的不同，本實施例中軸承50採用氣浮靜壓軸承，其中氣浮靜壓軸承是滑動軸承的一種，其結構和工作原理與液體滑動軸承類似，不同的是採用氣體作為潤滑介質。當外部壓縮氣體通過節流器進入軸承間隙，就會在間隙中形成一層具有一定承載和剛度的潤滑氣膜，依靠該氣膜的潤滑支承作用將軸浮起在軸承中。通過氣浮靜壓軸承保證較高的運行精度，並有效減小滑動阻力，降低振動。

綜上所述，所述基板交接機構包括：轉動座10、吸附組件20、基座30以及轉動驅動件40；所述轉動座10以可沿自身中軸線a轉動的方式安裝於所述基座30上，所述基座30用於安裝於曝光台系統的工作台上；所述吸附組件20包括吸嘴21，所述吸嘴21設置於所述轉動座10上用於吸附晶片94；所述轉動驅動件40設置於所述基座30上用於驅動所述轉動座10以自身中軸線a為中心轉動。

如此配置，基板交接機構、曝光系統及晶片交接方法，在補償晶片上片的周向位置誤差時，只需要適應性的驅動基板交接機構中的轉動座轉動即可，不需要驅動整個曝光系統整體轉動，一方面，利於簡化轉動結構，以降低由於補償晶片周向位置誤差時所需要的硬體成本或者研發成本，提高投入產出比，另一方面，使得整個轉動驅動結構的外形尺寸及品質較小，利於實現較高的轉動精度。

本發明中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

上述描述僅是對發明較佳實施例的描述，並非對發明範圍的任何限定，本發明所屬技術領域中具有通常知識者根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬於申請專利範圍的保護範圍。

10:轉動座 11:凹槽 12:避讓槽 13:安裝耳 20:吸附組件 21:吸嘴 22:托板 221:第一氣道 23:吸柱 231:第二氣道 24:吸附底座 241:吸氣通道 30:基座 31:安裝腔 311:環形安裝槽 40:轉動驅動件 41:線圈 42:電磁鐵 50:軸承 60:彈性件 711:周向光柵尺 712:轉動限位感測器 721:垂向機械限位件 722:垂向光柵尺 723:垂向電氣限位感測器 73:軸承限位件 74:升降驅動件 741:垂向導軌 742:垂向電機 75:柔性線纜 80:承片台 81:通孔 90:工作台 91:X向機構 911:X向導軌 92:Y向機構 921:Y向導軌 922:第一Y向電機 923:第二Y向電機 93:鐳射干涉儀 94:晶片 100:基板交接機構 Z:第一方向 X:第二方向 Y:第三方向 a:轉動座的自身中軸線

圖1為本發明的一實施例的曝光系統的結構示意圖； 圖2為本發明的一實施例的曝光系統的原理結構簡圖； 圖3為本發明的一實施例的基板交接機構與承片台的裝配結構示意圖； 圖4為本發明的一實施例的基板交接機構的原理結構簡圖； 圖5為本發明的一實施例的基板交接機構的結構示意圖； 圖6為本發明的一實施例的基板交接機構的爆炸結構示意圖； 圖7為本發明的一實施例的基板交接機構的吸附組件的結構示意圖；以及 圖8為本發明的一實施例的晶片交接流程圖。

無

10:轉動座

11:凹槽

21:吸嘴

23:吸柱

24:吸附底座

30:基座

31:安裝腔

311:環形安裝槽

40:轉動驅動件

50:軸承

60:彈性件

711:周向光柵尺

721:垂向機械限位件

722:垂向光柵尺

723:垂向電氣限位感測器

73:軸承限位件

741:垂向導軌

742:垂向電機

75:柔性線纜

94:晶片

a:轉動座的自身中軸線

Claims (21)

1. 一種基板交接機構，其中，包括：一轉動座、一吸附組件、一基座以及一轉動驅動件； 該轉動座以可沿自身中軸線為中心轉動的方式安裝於該基座上，該基座用於安裝於一曝光台系統的一工作台上； 該吸附組件設置於該轉動座上用於吸附一晶片； 該轉動驅動件設置於該基座上用於驅動該轉動座以自身中軸線為中心轉動。
2. 如請求項1所述的基板交接機構，其中，該基座具有圓形的一安裝腔，該轉動座同軸安裝於該安裝腔內。
3. 如請求項1所述的基板交接機構，其中，該吸附組件包括一吸嘴，該吸嘴用於吸附該晶片。
4. 如請求項1所述的基板交接機構，其中，該轉動驅動件包括一第一驅動件和一第二驅動件，該第一驅動件設置於該基座上，該第二驅動件設置於該轉動座上，該第一驅動件用於以非接觸的方式對該第二驅動件施以一驅動力，該驅動力使得該第二驅動件沿一設定方向直線運動，該設定方向與該轉動座的轉動方向相切。
5. 如請求項2所述的基板交接機構，其中，該轉動座的一端位於該安裝腔內，該轉動座的另一端設有一凹槽，該吸附組件安裝於該凹槽內。
6. 如請求項5所述的基板交接機構，其中，在垂直於該轉動座的自身中軸線的平面內，該凹槽與該安裝腔的投影部分重合。
7. 如請求項2所述的基板交接機構，其中，該基板交接機構還包括一軸承，該軸承的外圈與該安裝腔的內壁固定配合，該軸承的內圈與該轉動座的外周面固定配合。
8. 如請求項7所述的基板交接機構，其中，該基板交接機構還包括一彈性件，該彈性件用於為該軸承的內圈提供沿一徑向方向的一預緊力，該預緊力使得該軸承的內圈沿該徑向方向向該軸承的外圈靠近。
9. 如請求項7所述的基板交接機構，其中，該基板交接機構還包括一軸承限位件，該安裝腔的上端具有沿徑向擴大的一環形安裝槽，該軸承的外圈適形安裝於該環形安裝槽內且與該環形安裝槽的軸向側壁相抵，該軸承限位件設置於該基座上並將該軸承軸向壓於該環形安裝槽內。
10. 如請求項3所述的基板交接機構，其中，該吸嘴的吸附端位於沿一第一方向遠離該基座的該轉動座的一側，該吸嘴以可沿該第一方向升降的方式設置於該轉動座上，該第一方向與該轉動座的自身中軸線平行。
11. 如請求項10所述的基板交接機構，其中，該基板交接機構還包括一垂向限位機構，該垂向限位機構用於限定該吸嘴的升降高度。
12. 如請求項3所述的基板交接機構，其中，該吸附組件還包括多個吸附架，該吸附架包括一托板，該托板上設置有一第一氣道，該托板沿一第一方向遠離該基座的一側安裝有至少兩個該吸嘴，該吸嘴的內腔與該第一氣道連通。
13. 如請求項12所述的基板交接機構，其中，該吸附架還包括一吸柱，該吸柱與該托板連接，該吸柱沿該第一方向延伸，該托板沿垂直於該第一方向的方向延伸，該吸柱上設置有一第二氣道，該第二氣道與該第一氣道連通。
14. 如請求項12所述的基板交接機構，其中，該吸附組件還包括一吸附底座，各該吸附架設置於該吸附底座上，該吸附底座以可沿該第一方向升降的方式設置於該轉動座上以實現各該吸嘴的同步升降，各該吸嘴的吸附端共面設置。
15. 如請求項14所述的基板交接機構，其中，該吸附底座上開設有一吸氣通道，該吸氣通道與各該吸附架對應的該第一氣道連通。
16. 如請求項12所述的基板交接機構，其中，該吸附組件還包括多個吸附底座，各該吸附底座與各該吸附架一一匹配，各該吸附底座分別可沿該第一方向升降的安裝在該轉動座上，各該吸附底座分別配套設置一個垂向驅動件進行單獨升降驅動。
17. 如請求項1所述的基板交接機構，其中，該基板交接機構還包括一轉動限位機構，該轉動限位機構用於限定該轉動座的轉動角度。
18. 如請求項17所述的基板交接機構，其中，該轉動限位機構包括一周向光柵尺和一轉動限位感測器，該周向光柵尺設置於該基座上用於檢測該轉動座的角位移，該轉動限位感測器用於接收該周向光柵尺檢測的角位移，並用於限定該轉動座的轉動角度。
19. 一種曝光系統，其中，該曝光系統安裝有如請求項1至18中任意一項所述的基板交接機構。
20. 如請求項19所述的曝光系統，其中，該曝光系統還包括一承片台，該基板交接機構的該吸附組件沿該轉動座的自身中軸線所在的方向可相對該承片台升降，且該基板交接機構的該吸附組件以該轉動座的自身中軸線為中心可相對該承片台轉動，該承片台上開設有供該吸附組件升降時穿過的一通孔。
21. 一種晶片交接方法，其中，包括以下步驟： S1：升高一吸附組件，使得該吸附組件經過一承片台上的一通孔伸出； S2：該吸附組件承接並吸附一晶片； S3：降低該吸附組件使得該晶片放置於該承片台上； S4：檢測該晶片的周向位置誤差是否滿足要求；若滿足要求，則晶片交接結束；若不滿足要求，升高該吸附組件，一轉動座轉動並帶動該吸附組件轉動以補償該晶片的周向位置誤差，重新執行步驟S3。