一种过梁式步进扫描和三节拍双工件台交换装置与方法属于半导体制造装备技术领域，该系统含有设置在同一基台上的运行于曝光工位的硅片台和运行于预处理工位的硅片台，在基台边缘分别设置有4个Y方向直线运动单元和2个X方向直线运动单元，在基台中间设置有2个过梁式直线运动单元，其底面高于工件台工作面；两个硅片台将基台表面作为气浮支撑和导向面；Y方向直线运动单元通过沿X方向直线运动单元可以实现沿X方向运动，并通过其自身的Y方向运动滑块共同实现硅片台的X或Y方向的运动；本发明专利技术采用一体化设计，省掉双台交换系统在交换过程中的抓卡和换卡运动节拍，整个交换过程仅有三个节拍，显著缩短交换过程所需时间，明显提高生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体制造装备
，主要涉及。
技术介绍
光刻技术是通过曝光的方法将掩模版上的图形转移到涂覆于硅片表面的光刻胶上，利用后续的显影、刻蚀等技术将光刻胶上的图形转移到硅片上。光刻机是光刻技术中重要的超精密系统型工程设备之一，其整体性能对于整个光刻工艺具有非常重要的作用。工件台的主要作用是在高速和高加速度的条件下承载晶圆实现纳米级定位，完成光刻过程中的上下片、预对准、对准等工序，同时与掩模台配合完成曝光动作。工件台技术对于提高光刻机分辨率、套刻精度和产率具有至关重要的作用。产率是光刻机产业化发展的主要追求目标之一。为了提高产率，避免频繁更换晶圆，目前晶圆直径从150m、200mm逐步增加到目前的300mm。在晶圆直径增大的同时，工件台的运动速度和运动加速度也进行了相应的提高。工件台的运动速度和运动加速度的提高对纳米级定位提出更大的考验，对整体性能造成很大影响。为了进一步提高产率，从减小对准测量的时间出发，有人提出双工件台技术，即在工件台上设定曝光工位和预对准工位，两个硅片台分别位于曝光工位和预对准工位，采用这种方式实现预对准和曝光的同时进行。荷兰ASML公司的Twir^can系统是国际上最早提出的双工件台系统，基于Twir^can 技术(即双工件台技术)光刻机也是目前最具有代表性的双工件台光刻机。采用双工件台技术可以很大的提高光刻机的运行效率，提高产率。不同的公司采用不同的实现方法。双台专利W098/40791中，每个硅片台结构中有两个可交换配合的单元来实现双台的交换，实现预处理和曝光的同时独立工作，提高了生产效率。但是由于硅片台与导轨采用耦合连接方式，在交换过程中硅片台与驱动单元会存在短暂的分离，对硅片台的定位精度造成影响。 专利US2001/0004105A1中，采用双台交换技术，实现在不提高硅片台运动速度的前提下提高了产率，但由于硅片台与导轨之间也采用耦合连接方式，同样在换台过程中同样会出现硅片台与驱动单元的短暂分离，影响硅片台的定位精度。同时运动单元和导轨较长，运动质量较大，对于运动速度和加速度的提高都产生不良影响。专利CN101231471A中，采用H 型驱动单元与过渡承接装置上的摩擦轮对接，以避免导轨对接精度问题，但是硅片台在换台时需要等待驱动单元与摩擦轮完成对接后才可进行换台操作，对产率带来很大影响。专利CN1^8427A中，在预处理工位设置了一个X向导轨，曝光工位设置有两个X向导轨，实现两个工位的并行工作，但由于驱动单元固定在基座上，在硅片台运动时会有较大力传递到基座上，对整体带来不良影响。上述方案中，换台时都没有考虑换台时导向驱动单元的运动对效率的影响。从换台节拍上考虑都采用五节拍形式，即在换台过程中，两个硅片台需要停留一段时间使得抓卡装置完成交换，从而完成换台工作。在对产率要求越来越高的情况下，抓卡装置的交换时间也会对产率产生很大的影响。专利CN101201555中，利用传送带和对接滑块完成换台过程，运动节拍少，操作维护简单，但传送带机构和对接滑块固定在基台上，因此在换台过程中，会有较大的力作用在基台上，对整体动态性能影响较大。专利 CN1485694中，利用Y向直线电机和直线导轨的对接完成换台操作，但由于基台中间的间隙过大而引入桥接装置，使得运动节拍增加，增加了换台时间，同时X向直线电机磁钢部分固定在基台上，换台时运动部件的运动会对基台产生较大的反作用力，进而影响整个系统的动态性能。专利CN101770181中利用置换单元的对接完成换台工作，但其导向装置固定在基台上，在换台运动中，运动部件会对基台产生较大的反作用力，进而影响整个系统的动态性能。因此目前的双台方案有待改进。
技术实现思路
针对现有技术的不足和缺陷，本专利技术的目的是提供，通过采用过梁结构和工件台固联方法，使硅片台双台交换过程中省掉抓卡和换卡运动节拍，使硅片台双台交换过程仅需要3个运动节拍，可缩短交换过程所需时间，进而有效提高光刻机生产效率。本专利技术的目的是这样实现的一种过梁式步进扫描和三节拍双工件台交换方法，该方法的三节拍步骤是两硅片台交换以前，运行于曝光工位的第一硅片台由第一直线运动单元卡持，运行于预处理工位的第二硅片台由第三直线运动单元卡持，从而实现曝光和预处理所需的X-Y运动；在曝光和预处理运动结束以后，第一节拍第一、二硅片台分别在Y方向第一、二直线运动单元的带动下，沿X方向向与其临近的基台边缘运动，使Y方向第一、三直线运动单元分别于Y 方向第二、四直线运动单元对齐形成组合导轨；第二节拍第一、二硅片台分别沿两条Y方向组合导轨运动，穿越第一、二过桥式直线运动单元，并跨越对齐部分，分别到达Y方向第二、四直线运动单元上的既定位置；第三节拍第一、二硅片台分别在Y方向第二、四直线运动单元的带动下做X方向运动，并分别到达预处理和曝光工位；整个换台过程结束；当曝光和预处理工序结束后，第一、二硅片台将做与上述三节拍相逆的运动，从而实现连续的换台过程。—种过梁式步进扫描和三节拍双工件台交换装置，该装置含有设置在同一基台上运行于曝光工位的第一硅片台和运行于预处理工位的第二硅片台，在基台边缘分别设置有 4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元，在基台对称的两侧部位上各设置1个X方向第一、 二直线运动单元，在基台中间部位上设置有2个沿X方向的过梁式第一、二直线运动单元， 其底面高于硅片台工作面；第一、二硅片台在基台上的4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元与X方向第一、二直线运动单元所围成的平面内作X-Y运动，并与基台表面共同构成气浮支撑与导向面；4个Y方向第一、二、三、四直线运动单元通过沿X方向第一、二直线运动单元和第一、二过梁式直线运动单元可以实现沿X方向运动，且通过其自身的Y方向第一、 二直线运动单元滑块共同实现第一、二硅片台的X方向或Y方向的运动；4个Y方向第一、 二、三、四直线运动单元均包括Y方向直线电机和Y方向气浮轴承，其中Y方向第一、二、三、 四直线运动单元的直线电机定子为永磁组结构，Y方向直线运动单元的直线电机动子为线圈结构，Y方向气浮轴承安装在Y方向第一、二、三、四直线运动单元的直线电机定子和Y方向直线运动单元的直线电机动子之间，永磁组布置方式为卧式或立式；Y方向第一、二直线运动单元的直线电机共用Y方向直线运动单元的直线电机动子，Y方向第三、四直线运动单元的直线电机共用动子部分；2个X方向第一、二直线运动单元均包括X向直线电机和气浮轴承，其中X方向第一、二直线运动单元的直线电机定子为永磁组结构，X向第一、二直线运动单元的电机动子为线圈结构，X方向第一直线运动单元的直线电机包含两个X向动子部分，X方向第二直线运动单元的直线电机包含两个X向动子部分；永磁组布置方式为卧式或立式；2个过梁式第一、二直线运动单元均包括直线电机和气浮轴承，其中过梁式第一、二直线运动单元的直线电机定子为永磁组结构，过梁式直线运动单元的直线电机动子为线圈结构，气浮轴承安装在过梁式第一、二直线运动单元的直线电机定子和过梁式直线运动单元的直线电机动子之间；永磁组布置方式为卧式或立式；过梁式第一直线运动单元的直线电机包含两个动子部分，过梁式第二直线运动单元的直线电机包含两个动子部分；Y方向第一直线运动单元的一端与X向第一直线运动单元滑块刚性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭久彬，王绍凯，崔继文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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