一种电子束直写设备及晶圆角度对准方法技术

发明专利技术公开了一种电子束直写设备，包括传送腔，所传送腔周侧连接有多个装卸片腔及多个曝光腔，各腔体之间通过机械手实现晶圆的转运，曝光腔内设有电子光学柱及用于检测晶圆位置和移动距离的定位检测装置，电子光学柱下方设有基片台及用于驱动基片台移动的移动驱动装置，基片台上转动设置有载片盘及用于驱动载片盘旋转的旋转驱动装置，旋转驱动装置包括可移动设置在基片台上的平移件

【技术实现步骤摘要】
一种电子束直写设备及晶圆角度对准方法


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，具体涉及一种电子束直写设备及晶圆角度对准方法
。

技术介绍

[0002]随着射频微波芯片性能的不断提升，线宽越来越小，对电子束直写设备的曝光精度和曝光效率也提出了更高的要求
。
[0003]现有的直写设备如图1所示，主体采用一个曝光腔和一个装卸片腔，两个腔体之间采用阀门隔离，为了减少晶圆在曝光腔内的对准时间，通常在装卸片腔外设显微镜，通过显微镜检测到的信息再手动调整晶圆角度和位置，对晶圆进行初步对准，然后再通过集成推杆装置实现晶圆的转移，进而实现连续生产
。
该种设备结构优势明显，整机占地空间小，但存在以下缺点：
1)
只有一个装卸片室和一个曝光腔体，传片后曝光腔抽真空时间长且单个腔体曝光效率低；
2)
初步对准后仍然存在误差，进入曝光腔后需要偏转电子束才能实现精准曝光，然而曝光腔内电子束偏转范围较小，对准难度高；
3)
晶圆位置调整机构通常采用
Z
向旋转电机结构，导致晶圆调整机构整体高度高，装载晶圆的基片台的稳定性差
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种晶圆曝光效率高
、
占空高度少
、
晶圆对准难度低的电子束直写设备及晶圆角度对准方法
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
>[0006]一种电子束直写设备，包括传送腔，所述传送腔周侧连接有多个装卸片腔及多个曝光腔，各所述腔体之间通过机械手实现晶圆的转运，所述曝光腔内设有电子光学柱及用于检测晶圆位置和移动距离的定位检测装置，所述电子光学柱下方设有基片台及用于驱动基片台移动的移动驱动装置，所述基片台上转动设置有载片盘及用于驱动载片盘旋转的旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括可移动设置在基片台上的平移件
、
传动件及用于驱动平移件往复移动的往复移动驱动机构，所述平移件上设有抵推斜面，所述抵推斜面与传动件滑动配合，所述载片盘与传动件连接，并在传动件传动作用下旋转
。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述基片台上设有用于给平移件的移动提供横向导向的横向导向部，所述平移件滑设于横向导向部上
。
[0009]所述基片台上设有用于给传动件的移动提供纵向导向的纵向导向部，所述传动件滑设于纵向导向部上；所述传动件上设有第一连接部，所述载片盘上设有第二连接部，所述第二连接部套设于第一连接部外，且两者之间设有转动间隙，或者所述传动件与载片盘通过连杆铰接
。
[0010]所述传动件包括第一分段
、
第二分段及用于连接第一分段和第二分段的连接分段，所述第一分段抵推斜面滑动配合，并滑设在纵向导向部上，所述连接分段与基片台之间
设有弹性件；所述第一连接部设于第二分段上，或者所述连杆与第二分段铰接
。
[0011]所述第一分段和第二分段位于连接分段的同一侧
。
[0012]所述移动驱动装置包括用于驱动基片台水平移动的水平移动驱动机构及用于驱动基片台升降的升降驱动机构
。
[0013]所述电子束直写设备还包括用于定位晶圆缺口的初步对准腔，所述初步对准腔与传送腔连通，并通过机械手实现与其他各腔体之间的晶圆转送
。
[0014]所述电子束直写设备还包括用于与外部其他设备连接的过渡腔，所述过渡腔连接于传送腔周侧并通过机械手实现与其他各腔体或外部其他设备的晶圆转送
。
[0015]所述装卸片腔与传送腔之间和曝光腔与传送腔之间均设有隔离阀，所述装卸片腔
、
传送腔和曝光腔的真空度依次增加，形成梯度真空
。
[0016]一种上述的电子束直写设备的晶圆角度对准方法，设晶圆缺口与晶圆圆心的连线为
ab
，所述晶圆上设有角度定位标记
A
和角度定位标记
B
，角度定位标记
A
和角度定位标记
B
的连线
AB
与
ab
平行或垂直，所述晶圆角度对准方法包括以下步骤：
[0017]S1、
移动驱动装置驱动基片台移动，使晶圆上其中一个角度定位标记
A
位于电子光学柱的正下方，电子光学柱发出的电子光学束打在角度定位标记
A
上，经定位检测装置接收信号后对晶圆上的角度定位标记
A
进行识别检测；
[0018]S2、
移动驱动装置驱动基片台移动，使晶圆上与角度定位标记
A
相邻的角度定位标记
B
移动至电子光学柱的正下方，通过定位检测装置可检测到晶圆移动的横向距离
X
和纵向距离
Y
；
[0019]S3、
若
AB
与
ab
平行，则根据角度计算公式可得晶圆回正所需的偏转角度
θ
，若
AB
与
ab
垂直，则根据角度计算公式可得晶圆回正所需的偏转角度
θ
；
[0020]S4、
往复移动驱动机构驱动平移件移动，从而抵推斜面使传动件进行传动，最终带动载片盘向回正方向旋转
θ
，完成对晶圆角度的对准
。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0022]本专利技术公开的电子束直写设备，设置多个装卸片腔和多个曝光腔，提高晶圆曝光效率，基片台上移动设置平移件，平移件上设抵推斜面，在往复移动驱动机构
(
图中未示出
)
的驱动作用下抵推斜面使传动件进行传动，最终带动载片盘旋转，从而达到偏转晶圆的目的，此种机械传动结构可以将往复移动驱动机构设置在基片台侧边，较
Z
向旋转电机机构来说占空高度少，整体高度较低，基片台的安装稳定性高，同时在曝光腔3内即可通过旋转驱动装置对准晶圆的角度，再通过移动驱动装置移动基片台，将晶圆待曝光区域移动至电子光学柱正下方，无需再偏转电子光学柱，降低对准难度
。
[0023]本专利技术公开的电子束直写设备的晶圆角度对准方法，通过移动晶圆配合定位检测装置的移动距离检测可得出晶圆的偏转角度
θ
，然后再通过旋转驱动装置即可完成晶圆角度的对准，无需再偏转电子光学柱，降低对准难度，且由于采用上述电子束直写设备中的旋转驱动装置对晶圆进行对准，因而具备上述旋转驱动装置的全部优点
。
附图说明
[0024]图1为现有技术的直写设备的结构示意图
。
[0025]图2为本专利技术电子束直写设备的实施例一的结构示意图
。
[0026]图3为本专利技术电子束直写本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电子束直写设备，包括传送腔
(1)
，其特征在于：所述传送腔
(1)
周侧连接有多个装卸片腔
(2)
及多个曝光腔
(3)
，各所述腔体之间通过机械手
(4)
实现晶圆的转运，所述曝光腔
(3)
内设有电子光学柱
(31)
及用于检测晶圆位置和移动距离的定位检测装置
(32)
，所述电子光学柱
(31)
下方设有基片台
(33)
及用于驱动基片台
(33)
移动的移动驱动装置
(34)
，所述基片台
(33)
上转动设置有载片盘
(331)
及用于驱动载片盘
(331)
旋转的旋转驱动装置
(35)
，所述旋转驱动装置
(35)
包括可移动设置在基片台
(33)
上的平移件
(351)、
传动件
(352)
及用于驱动平移件
(351)
往复移动的往复移动驱动机构，所述平移件
(351)
上设有抵推斜面
(3511)
，所述抵推斜面
(3511)
与传动件
(352)
滑动配合，所述载片盘
(331)
与传动件
(352)
连接，并在传动件
(352)
传动作用下旋转
。2.
根据权利要求1所述的电子束直写设备，其特征在于：所述基片台
(33)
上设有用于给平移件
(351)
的移动提供横向导向的横向导向部
(332)
，所述平移件
(351)
滑设于横向导向部
(332)
上
。3.
根据权利要求2所述的电子束直写设备，其特征在于：所述基片台
(33)
上设有用于给传动件
(352)
的移动提供纵向导向的纵向导向部
(333)
，所述传动件
(352)
滑设于纵向导向部
(333)
上；所述传动件
(352)
上设有第一连接部
(3521)
，所述载片盘
(331)
上设有第二连接部
(3331)
，所述第二连接部
(3331)
套设于第一连接部
(3521)
外，且两者之间设有转动间隙，或者所述传动件
(352)
与载片盘
(331)
通过连杆铰接
。4.
根据权利要求3所述的电子束直写设备，其特征在于：所述传动件
(352)
包括第一分段
(3522)、
第二分段
(3523)
及用于连接第一分段
(3522)
和第二分段
(3523)
的连接分段
(3524)
，所述第一分段
(3522)
抵推斜面
(3511)
滑动配合，并滑设在纵向导向部
(333)
上，所述连接分段
(3524)
与基片台
(33)
之间设有弹性件
(5)
；所述第一连接部
(3521)
设于第二分段
(3523)
上，或者所述连杆与第二分段
(3523)
铰接
。5.
根据权利要求4所述的电子束直写设备，其特征在于：所述第一分段
(3522)
和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：范江华，孙勇，张超，李瑫，陈章隆，金磊，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：发明
国别省市：