一种量测机台制造技术

本申请公开了一种量测机台，属于集成电路技术领域，该量测机台包括：量测光学系统

【技术实现步骤摘要】
一种量测机台


[0001]本申请涉及集成电路
，特别涉及一种量测机台
。

技术介绍

[0002]目前套刻量测系统包括量测光学系统和晶圆工件台两个主要部件
。
如图1所示，量测光学系统
01
沿
Y
方向运动，运动速度为
1m/s
，加速度为
10m/s2，晶圆工件台
02
沿
X
方向运动，运动速度为
2m/s
，加速度为
30m/s2，当量测光学系统
01
和晶圆工件台
02
运动到对齐的时候，就可以对整个晶圆上的套刻标记进行测量
。
传统的套刻量测系统
XY
方向
MA(Moving Average
，移动平均
)<0.6
μ
m
，
XY
方向
MSD(Moving Standard Deviation
，移动标准差
)<1.3
μ
m。
目前套刻机都采用串联直线电机和直驱电机方式来实现量测光学系统
01
和晶圆工件台
02
的平面运动
。
但是这种结构复杂，串联式容易出现信号误差，精度很难提高
。
而且量测光学系统
01
处于运动状态，对精密的光学系统造成冲击，还会导致测量偏差随时间增大，需要间隔性精密调教
。
因此，如何减少传递误差，提高运动精度和降低测量偏差，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种量测机台，从而减少传递误差，提高运动精度和降低测量偏差
。
[0004]为实现上述目的，本申请提供了一种量测机台，包括：量测光学系统
、
磁悬浮晶圆工作台和至少三个光栅；
[0005]所述量测光学系统和所述光栅位于所述磁悬浮晶圆工作台的上方；所述量测光学系统的位置固定；所述光栅沿所述量测光学系统的周向方向设置；
[0006]所述磁悬浮晶圆工作台包括磁悬浮工作台
、
晶圆吸盘和至少三个位置传感器读头；所述晶圆吸盘和所述位置传感器读头设置在所述磁悬浮工作台靠近所述量测光学系统的表面；所述位置传感器读头沿所述晶圆吸盘的周向方向设置；
[0007]在对晶圆进行量测时，每个所述光栅和与所述光栅对应的一个所述位置传感器读头进行光信号交互，以测量所述磁悬浮晶圆工作台的位置信息
。
[0008]可选的，所述量测机台，包括：四个所述光栅和四个所述位置传感器读头；各所述光栅关于所述量测光学系统的中心对称；各所述位置传感器读头关于所述晶圆吸盘的中心对称
。
[0009]可选的，所述量测机台，还包括：晶圆交接位光栅；所述晶圆交接位光栅设置在靠近所述磁悬浮晶圆工作台的两个所述光栅的一侧；
[0010]在对所述晶圆进行交接时，靠近所述磁悬浮晶圆工作台的两个所述光栅分别和靠近所述光栅的两个所述位置传感器读头进行光信号交互，所述晶圆交接位光栅和剩余的两个所述位置传感器读头中的一个进行光信号交互，以测量所述磁悬浮晶圆工作台的位置信息
。
[0011]可选的，所述磁悬浮工作台包括工作台电机
、
永磁体和基座；所述工作台电机中设置有电磁铁；所述基座位于所述工作台电机的下方；所述永磁体设置在所述基座靠近所述工作台电机的表面；所述永磁体的尺寸大于等于所述工作台电机的运动区域的尺寸
。
[0012]可选的，所述永磁体包括多个
S
极永磁体和多个
N
极永磁体；各所述
S
极永磁体和各所述
N
极永磁体交替排布
。
[0013]可选的，所述光栅靠近所述磁悬浮晶圆工作台的表面设置有零位标记
。
[0014]可选的，所述磁悬浮晶圆工作台靠近所述量测光学系统的表面设置有校准标记
。
[0015]可选的，所述校准标记包括对准标记
、
基于微衍射的套刻标记
、
基于微衍射的聚焦标记和关键尺寸标记中的任意一项或多项
。
[0016]可选的，所述校准标记设置在所述位置传感器读头和所述晶圆吸盘之间
。
[0017]可选的，所述量测光学系统嵌入在主基板内；所述主基板固定在整机框架上；所述光栅沿所述量测光学系统的周向方向设置在所述主基板靠近所述磁悬浮晶圆工作台的表面
。
[0018]显然，本申请在保持量测光学系统不动的情况下，采用磁悬浮晶圆工作台替换传统的串联直线电机和直驱电机方式，采用光栅分别控制磁悬浮晶圆工作台上的位置传感器读头，基于光栅衍射原理可以测量得到磁悬浮晶圆工作台精确的6个自由度位置信息，从而精确地控制磁悬浮晶圆工作台实现6个自由度运动，进而减少了传递误差，提高了运动精度；同时能够避免量测光学系统处于运动状态导致测量偏差，从而降低了测量偏差
。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图
。
[0020]图1为传统套刻量测系统中量测光学系统和晶圆工件台的运动方向示意图；
[0021]图2为本申请实施例提供的一种量测机台的结构图；
[0022]图3为本申请实施例提供的工作台电机中电磁铁的布局示意图；
[0023]图4为本申请实施例提供的永磁体的布局示意图；
[0024]图5为本申请实施例提供的校准标记的布局示意图；
[0025]图6为本申请实施例提供的磁悬浮晶圆工件台与光栅的位置关系示意图；
[0026]图7为本申请实施例提供的量测光学系统和光栅的仰视图；
[0027]图8为本申请实施例提供的沿
X
或
Y
方向移动时位置传感器读头与光栅进行光信号交互的示意图；
[0028]图9为本申请实施例提供的沿
Z
方向移动时位置传感器读头与光栅进行光信号交互的示意图
。
[0029]附图标记说明如下：
[0030]01
‑
传统套刻量测系统中的量测光学系统；
02
‑
传统套刻量测系统中的晶圆工件台；
[0031]1‑
量测光学系统；
[0032]211
‑
工作台电机；
2111
‑
电磁铁；
212
‑
永磁体；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种量测机台，其特征在于，包括：量测光学系统
、
磁悬浮晶圆工作台和至少三个光栅；所述量测光学系统和所述光栅位于所述磁悬浮晶圆工作台的上方；所述量测光学系统的位置固定；所述光栅沿所述量测光学系统的周向方向设置；所述磁悬浮晶圆工作台包括磁悬浮工作台
、
晶圆吸盘和至少三个位置传感器读头；所述晶圆吸盘和所述位置传感器读头设置在所述磁悬浮工作台靠近所述量测光学系统的表面；所述位置传感器读头沿所述晶圆吸盘的周向方向设置；在对晶圆进行量测时，每个所述光栅和与所述光栅对应的一个所述位置传感器读头进行光信号交互，以测量所述磁悬浮晶圆工作台的位置信息
。2.
根据权利要求1所述的量测机台，其特征在于，包括：四个所述光栅和四个所述位置传感器读头；各所述光栅关于所述量测光学系统的中心对称；各所述位置传感器读头关于所述晶圆吸盘的中心对称
。3.
根据权利要求2所述的量测机台，其特征在于，还包括：晶圆交接位光栅；所述晶圆交接位光栅设置在靠近所述磁悬浮晶圆工作台的两个所述光栅的一侧；在对所述晶圆进行交接时，靠近所述磁悬浮晶圆工作台的两个所述光栅分别和靠近所述光栅的两个所述位置传感器读头进行光信号交互，所述晶圆交接位光栅和剩余的两个所述位置传感器读头中的一个进行光信号交互，以测量所述磁悬浮晶圆工作台的位置信息
。4.
根据权利要求1所述的量测机台，其特征在于，所述磁悬浮工作台包括工作台电机
、

【专利技术属性】
技术研发人员：董佳，
申请(专利权)人：上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：