CN220491180U - 一种晶圆直写机校正平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶圆直写机校正平台，包括平台模块，所述平台模块包括Y轴单元、X轴单元、R轴单元，所述X轴单元滑动设于所述Y轴单元上并与所述Y轴单元正交布置，所述R轴单元滑动设于所述X轴单元上并垂直于所述X轴单元，所述R轴单元上设有用于吸附晶圆的负压承载台；晶圆被上料模块放置于所述负压承载台上并被所述负压承载台吸附固定后，所述X轴单元沿所述Y轴单元的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元沿所述X轴单元的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元绕其轴线转动至预定位置后，加工模块对晶圆进行激光直写。本实用新型能够降低加工模块的自重，提升激光直写过程中晶圆与激光镜头之间的相对位移精度和晶圆激光直写的质量。

Description

一种晶圆直写机校正平台

技术领域

本实用新型涉及晶圆激光曝光领域，具体涉及一种晶圆直写机校正平台。

背景技术

晶圆直写机即晶圆激光直写机，又称晶圆曝光机，是用于芯片光刻的一种机械设备。传统的晶圆光刻机在进行晶圆光刻时，需要先在晶圆表面涂覆光刻胶，然后制作掩膜板，再进行曝光、显影、蚀刻等步骤。晶圆直写机相较于传统的晶圆光刻机，可以省略掩膜板的制作过程，直接在晶圆上光刻电路、结构特征等。但现有技术中的晶圆直写机，其承载平台过于单一，仅能起到承载晶圆的单一作用，这就导致了晶圆直写时加工模块的激光镜头需要在加工模块上进行X、Y轴的位移扫描，这就需要相应的X、Y轴移动模组，从而增大了加工模块的自重，进而使得激光镜头的位移精度降低、直写质量降低；同时，由于加工模块的自重较大，使得激光镜头在Z轴上的位移精度也随之降低，而激光直写的质量精度很大程度上取决于激光镜头的焦点是否准确地聚焦于晶圆的厚度中心上，即Z轴的位移精度决定了激光镜头的焦点位置精度，而由于Z轴的位移精度因激光加工模块的自重较大而降低，从而使得激光直写的质量精度也随之降低；此外，由于承载平台仅能起到单一的承载作用，这就需要晶圆放置于承载平台上的位置必须准确，即晶圆的加工基点必须重合于激光镜头的加工基点，这就使得晶圆放置工序变得繁琐且很容易出现加工基点不重合的现象，从而也导致了直写质量的下降。

如中国发明专利申请CN113031404A公开的一种量产型激光直写光刻机及其控制方法，所述量产型激光直写光刻机，包括：移动平台、对准相机、光学引擎和移载装置，其中，所述移动平台包括多个区域，每个所述区域内安装有单个或多个光学引擎；所述光学引擎只对对应区域内的晶圆进行曝光，光学引擎根据晶圆上的Mark位置对每个镜头进行图形数据变换处理，并根据变换后得到的图形位置数据在各晶圆相对应的位置进行曝光；所述光学引擎设有同轴或旁轴的对准相机，用于根据每个晶圆上的Mark位置对所述晶圆进行对准；所述移载装置用于移取所述晶圆，将所述晶圆移入或移出所述移动平台。该专利能够同时对多个区域的多片晶圆进行曝光，从而提高了曝光效率，但其移动平台仅能起到承载晶圆的作用，无法进行X、Y轴方向上的位移，也无法进行晶圆加工基点在水平面内的位置转动调整，从而使得整个光学引擎的自重较大，进而降低了位移精度和直写质量。再如中国发明专利申请CN112445088A公开的一种步进式光刻机、其工作方法及图形对准装置，一种光刻图形对准装置，所述装置位于一光刻机机体内，包括：一晶圆工作台，用于承载待处理晶圆，所述晶圆包括若干晶片区域和晶片区域***的场外区域，所述晶圆表面设置光敏层，所述光敏层设有三维标记，所述三维标记具有与所述光敏层的上表面不在同一水平面的区域；纳米针尖传感装置，包括一针尖传感头，所述针尖传感头位于所述光敏层的上方，用于在扫描区域内移动扫描并确定该扫描区域内三维标记的坐标；曝光束发生装置，用于提供晶片区域曝光所需的曝光束，并在所述光敏层上形成投影曝光区；位移驱动装置，用于根据所述针尖传感头测得的三维标记坐标调整所述曝光束发生装置和所述晶圆工作台的相对位置，使得所述投影曝光区与待曝光晶片区域对准。该专利的晶圆工作台同样存在前述问题。

有鉴于此，本实用新型提供一种晶圆直写机校正平台，通过设置X轴单元、Y轴单元使得校正平台具备X、Y轴位移的功能，从而解决现有技术中因承载平台无X、Y轴位移功能而使得加工模块自重增大所导致的位移精度不高、直写精度不高的技术问题，同时通过设置R轴单元使得校正平台具备水平转动的功能，从而降低晶圆加工基点对位的难度，进而可以降低加工模块的自重、提高激光直写过程中晶圆与激光镜头之间的相对位移精度和晶圆激光直写的质量。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种晶圆直写机校正平台，以解决现有技术中存在的不足，本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。

一种晶圆直写机校正平台，包括平台模块，其改进之处在于：所述平台模块包括Y轴单元、X轴单元、R轴单元，所述X轴单元滑动设于所述Y轴单元上并与所述Y轴单元正交布置，所述R轴单元滑动设于所述X轴单元上并垂直于所述X轴单元，所述R轴单元上设有用于吸附晶圆的负压承载台；晶圆被上料模块放置于所述负压承载台上并被所述负压承载台吸附固定后，所述X轴单元沿所述Y轴单元的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元沿所述X轴单元的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元绕其轴线转动至预定位置后，加工模块对晶圆进行激光直写。

优选的，所述Y轴单元包括Y轴滑轨和Y轴驱动器，所述Y轴滑轨上滑动设有Y轴滑块，所述Y轴驱动器的Y轴驱动器动子与所述Y轴滑块固定连接并带动所述Y轴滑块沿所述Y轴滑轨运动，所述X轴单元固定设于所述Y轴滑块上。

优选的，所述Y轴单元还包括Y轴光栅尺、与所述Y轴光栅尺相配套的Y轴读数器，所述Y轴读数器设于所述X轴单元上并相对于所述Y轴光栅尺运动。

优选的，所述Y轴单元还包括Y轴防尘罩，所述Y轴防尘罩随所述X轴单元相对于所述Y轴单元的运动而伸展或收缩。

优选的，所述X轴单元包括X轴滑轨和X轴驱动器，所述X轴滑轨上滑动设有X轴滑块，所述X轴驱动器的X轴驱动器动子与所述X轴滑块固定连接并带动所述X轴滑块沿所述X轴滑轨运动，所述R轴单元固定设于所述X轴滑块上。

优选的，所述X轴单元还包括X轴光栅尺、与所述X轴光栅尺相配套的X轴读数器，所述X轴读数器设于所述R轴单元上并相对于所述X轴光栅尺运动。

优选的，所述R轴单元包括R轴驱动器，所述负压承载台设于所述R轴驱动器上，所述R轴驱动器用于带动所述负压承载台转动。

优选的，所述负压承载台的周边上设有用于对晶圆进行定位限制的边框***。

优选的，所述负压承载台的周边上设有负压吸风口，所述负压吸风口用于与外接吸风装置相连接以使所述负压承载台的表面形成负压。

优选的，所述R轴单元还包括R轴安装板，所述R轴驱动器设于所述R轴安装板上，所述R轴安装板滑动设于所述X轴单元上。

与现有技术相比，本实用新型通过设置X轴单元、Y轴单元使得校正平台具备了X轴、Y轴位移的功能，从而降低了加工模块的自重，进而提升了激光直写过程中晶圆与激光镜头之间的相对位移精度和晶圆激光直写的质量；同时，通过设置R轴单元使得校正平台具备水平转动的功能，从而降低晶圆加工基点对位的难度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中Y轴单元的结构示意图；

图3为本实用新型中X轴单元的结构示意图；

图4为本实用新型中R轴单元的结构示意图；

图5为本实用新型使用时的结构示意图；

附图中的附图标记依次为：

10、上料模块，20、平台模块，21、Y轴单元，211、Y轴滑轨，212、Y轴滑块，213、Y轴驱动器，214、Y轴驱动器动子，215、Y轴光栅尺，216、Y轴读数器，217、Y轴防尘罩，22、X轴单元，221、X轴滑轨，222、X轴滑块，223、X轴驱动器，224、X轴驱动器动子，225、X轴光栅尺，226、X轴读数器，23、R轴单元，231、R轴安装板，232、R轴驱动器，233、负压承载台，234、负压吸风口，235、边框***，30、加工模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1：

参照图1至图5所示，一种晶圆直写机校正平台，包括平台模块20，其改进之处在于：所述平台模块20包括Y轴单元21、X轴单元22、R轴单元23，所述X轴单元22滑动设于所述Y轴单元21上并与所述Y轴单元21正交布置，所述R轴单元23滑动设于所述X轴单元22上并垂直于所述X轴单元22，所述R轴单元23上设有用于吸附晶圆的负压承载台233；晶圆被上料模块10放置于所述负压承载台233上并被所述负压承载台233吸附固定后，所述X轴单元22沿所述Y轴单元21的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元23沿所述X轴单元22的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元23绕其轴线转动至预定位置后，加工模块30对晶圆进行激光直写。

本实施例在晶圆激光直写作业时，Y轴单元21提供了Y轴方向上的位移、X轴单元22提供了X轴方向上的位移、R轴单元23提供了轴线方向上的转动。本实施例具体使用时，首先，由上料模块10将晶圆放置于负压承载台233上，负压承载台233表面形成负压从而将晶圆固定；然后，所述X轴单元22沿所述Y轴单元21的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元23沿所述X轴单元22的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元23绕其轴线转动至预定位置，X轴单元22、Y轴单元21和R轴单元23的运动可以分步进行，也可以同步进行；最后，加工模块30对晶圆进行激光直写。

与现有技术相比，本实施例通过设置X轴单元22、Y轴单元21使得校正平台具备了X轴、Y轴位移的功能，从而降低了加工模块的自重，进而提升了激光直写过程中晶圆与激光镜头之间的相对位移精度和晶圆激光直写的质量；同时，通过设置R轴单元使得校正平台具备水平转动的功能，从而降低晶圆加工基点对位的难度。

进一步的，参照图4所示，所述R轴单元23包括R轴驱动器232，所述负压承载台233设于所述R轴驱动器232上，所述R轴驱动器232用于带动所述负压承载台233转动。

进一步的，所述负压承载台233的周边上设有用于对晶圆进行定位限制的边框***235。本实施例中，通过设置边框***235可以防止晶圆激光直写时晶圆相对于负压承载台233发生偏移。

进一步的，所述负压承载台233的周边上设有负压吸风口234，所述负压吸风口234用于与外接吸风装置相连接以使所述负压承载台233的表面形成负压。

进一步的，所述R轴单元23还包括R轴安装板231，所述R轴驱动器232设于所述R轴安装板231上，所述R轴安装板231滑动设于所述X轴单元22上。

实施例2：

在实施例1的基础上，参照图2所示，所述Y轴单元21包括Y轴滑轨211和Y轴驱动器213，所述Y轴滑轨211上滑动设有Y轴滑块212，所述Y轴驱动器213的Y轴驱动器动子214与所述Y轴滑块212固定连接并带动所述Y轴滑块212沿所述Y轴滑轨211运动，所述X轴单元22固定设于所述Y轴滑块212上。

本实施例中，通过Y轴驱动器动子214带动Y轴滑块212运动，X轴单元22在Y轴滑块212的带动下沿Y轴单元21的长度方向进行运动。

进一步的，所述Y轴驱动器213为直线电机。直线电机的位移精度较高，采用直线电机作为Y轴驱动器213可以减少位移误差。

进一步的，所述Y轴单元21还包括Y轴光栅尺215、与所述Y轴光栅尺215相配套的Y轴读数器216，所述Y轴读数器216设于所述X轴单元22上并相对于所述Y轴光栅尺215运动。

本实施例通过设置Y轴光栅尺215和Y轴读数器216可以对Y轴驱动器动子214的移动距离和位置进行精确测量和定位，当Y轴驱动器动子214的移动距离和位置与预设值不符时，通过Y轴光栅尺215和Y轴读数器216的反馈对其进行校正、补偿。

进一步的，所述Y轴单元21还包括Y轴防尘罩217，所述Y轴防尘罩217随所述X轴单元22相对于所述Y轴单元21的运动而伸展或收缩。

本实施例通过设置Y轴防尘罩217对Y轴单元21进行封闭，从而延长Y轴单元21的使用寿命和维护周期。

进一步的，参照图3所示，所述X轴单元22包括X轴滑轨221和X轴驱动器223，所述X轴滑轨221上滑动设有X轴滑块222，所述X轴驱动器223的X轴驱动器动子224与所述X轴滑块222固定连接并带动所述X轴滑块222沿所述X轴滑轨221运动，所述R轴单元23固定设于所述X轴滑块222上。

本实施例中，通过X轴驱动器动子224带动X轴滑块222运动，R轴单元23在X轴滑块222的带动下沿X轴单元22的长度方向进行运动。

进一步的，所述X轴驱动器223为直线电机。直线电机的位移精度较高，采用直线电机作为X轴驱动器223可以减少位移误差。

进一步的，所述X轴单元22还包括X轴光栅尺225、与所述X轴光栅尺225相配套的X轴读数器226，所述X轴读数器226设于所述R轴单元23上并相对于所述X轴光栅尺225运动。

本实施例通过设置X轴光栅尺225和X轴读数器226可以对X轴驱动器动子224的移动距离和位置进行精确测量和定位，当X轴驱动器动子224的移动距离和位置与预设值不符时，通过X轴光栅尺225和X轴读数器226的反馈对其进行校正、补偿。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请所述的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，如旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆直写机校正平台，包括平台模块(20)，其特征在于：所述平台模块(20)包括Y轴单元(21)、X轴单元(22)、R轴单元(23)，所述X轴单元(22)滑动设于所述Y轴单元(21)上并与所述Y轴单元(21)正交布置，所述R轴单元(23)滑动设于所述X轴单元(22)上并垂直于所述X轴单元(22)，所述R轴单元(23)上设有用于吸附晶圆的负压承载台(233)；晶圆被上料模块(10)放置于所述负压承载台(233)上并被所述负压承载台(233)吸附固定后，所述X轴单元(22)沿所述Y轴单元(21)的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元(23)沿所述X轴单元(22)的长度方向运动至预定位置、所述R轴单元(23)绕其轴线转动至预定位置后，加工模块(30)对晶圆进行激光直写。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述Y轴单元(21)包括Y轴滑轨(211)和Y轴驱动器(213)，所述Y轴滑轨(211)上滑动设有Y轴滑块(212)，所述Y轴驱动器(213)的Y轴驱动器动子(214)与所述Y轴滑块(212)固定连接并带动所述Y轴滑块(212)沿所述Y轴滑轨(211)运动，所述X轴单元(22)固定设于所述Y轴滑块(212)上。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述Y轴单元(21)还包括Y轴光栅尺(215)、与所述Y轴光栅尺(215)相配套的Y轴读数器(216)，所述Y轴读数器(216)设于所述X轴单元(22)上并相对于所述Y轴光栅尺(215)运动。

4.根据权利要求2所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述Y轴单元(21)还包括Y轴防尘罩(217)，所述Y轴防尘罩(217)随所述X轴单元(22)相对于所述Y轴单元(21)的运动而伸展或收缩。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述X轴单元(22)包括X轴滑轨(221)和X轴驱动器(223)，所述X轴滑轨(221)上滑动设有X轴滑块(222)，所述X轴驱动器(223)的X轴驱动器动子(224)与所述X轴滑块(222)固定连接并带动所述X轴滑块(222)沿所述X轴滑轨(221)运动，所述R轴单元(23)固定设于所述X轴滑块(222)上。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述X轴单元(22)还包括X轴光栅尺(225)、与所述X轴光栅尺(225)相配套的X轴读数器(226)，所述X轴读数器(226)设于所述R轴单元(23)上并相对于所述X轴光栅尺(225)运动。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述R轴单元(23)包括R轴驱动器(232)，所述负压承载台(233)设于所述R轴驱动器(232)上，所述R轴驱动器(232)用于带动所述负压承载台(233)转动。

8.根据权利要求7所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述负压承载台(233)的周边上设有用于对晶圆进行定位限制的边框***(235)。

9.根据权利要求7所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述负压承载台(233)的周边上设有负压吸风口(234)，所述负压吸风口(234)用于与外接吸风装置相连接以使所述负压承载台(233)的表面形成负压。

10.根据权利要求7所述的一种晶圆直写机校正平台，其特征在于：所述R轴单元(23)还包括R轴安装板(231)，所述R轴驱动器(232)设于所述R轴安装板(231)上，所述R轴安装板(231)滑动设于所述X轴单元(22)上。