技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備中的硅片臺系統(tǒng)，尤其涉及硅片臺系統(tǒng)中的硅片交接裝置及其硅片交接方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體工藝日益趨于精密化和生產(chǎn)力要求的不斷膨脹，半導(dǎo)體制造設(shè)備的自動化要求也不斷提高。半導(dǎo)體設(shè)備中硅片傳輸系統(tǒng)通常是利用傳輸機械手直接傳送到硅片臺，由硅片臺承載硅片完成相關(guān)的半導(dǎo)體工藝。以用于完成光刻工藝的光刻設(shè)備為例，光刻設(shè)備中的硅片臺直接從傳輸機械手接收硅片，然后硅片臺承載硅片在基臺上沿基臺上設(shè)有的運動導(dǎo)軌移動，完成一系列的曝光動作，實現(xiàn)光罩圖形到硅片的轉(zhuǎn)移。

傳統(tǒng)的硅片臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括用于承載硅片1的吸盤2，支撐腔3，氣浮面4以及位于支撐腔3的真空接片手5。該真空接片手5具有三個可伸縮的真空管501。硅片臺與傳輸機械手交接硅片時，真空接片手5的三個真空管501向上升起至預(yù)設(shè)高度，真空管501打開真空從而吸附硅片，從傳輸機械手中接過硅片，三個真空管501再緩慢下降直到硅片1被硅片臺上的吸盤2吸住，將硅片1交接給硅片臺的吸盤2。當硅片臺承載硅片完成一系列的曝光后，硅片臺內(nèi)的真空接片手5的三個真空管501再度升起，利用真空吸附硅片并短暫支撐硅片，傳輸機械手接過硅片。可見，真空接片手5除了在上述硅片交接過程中短暫支撐硅片外，一直處于非工作狀態(tài)。

為了盡可能提高硅片臺的運動速度和同步運動精度滿足半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)率和精密化需求，研究者們從減少硅片臺運動阻力方面出發(fā)，在硅片臺底部和各運動件之間設(shè)計了氣浮結(jié)構(gòu)，以減少摩擦；其次，基于動量守恒原理的平衡塊技術(shù)的成功運用，有效減少了運動反力對硅片臺的干擾；再者，采用陶瓷材料制作驅(qū)動硅片臺運動的導(dǎo)軌，減少了運動件的質(zhì)量。上述各項技術(shù)措施大大有利于提高硅片臺的運動速度和同步運動精度。然而，內(nèi)置有真空接片手5的硅片臺，在承載硅片做氣浮運動時，內(nèi)置的真空接片手5會增加硅片臺的垂向尺寸和其質(zhì)量，對硅片臺的運動速度和同步精度有一定影響。在硅片曝光時，若相應(yīng)的傳感器發(fā)生故障，真空接片手5誤操作而向上伸出則可能破壞硅片甚至損壞投影物鏡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是傳統(tǒng)內(nèi)置真空接片手的硅片臺的垂向尺寸和質(zhì)量大而影響硅片臺的運動速度和同步運動精度的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種硅片交接裝置包括硅片臺和承載硅片臺的基臺，其中，硅片交接裝置還包括硅片接片手，基臺設(shè)有硅片交接區(qū)；硅片接片手內(nèi)置于所述基臺，且位于硅片交接區(qū)的下方；硅片接片手包括底座和對稱分布于底座的若干可伸縮真空柱；硅片交接區(qū)表面對應(yīng)于可伸縮真空柱的位置開有通孔；硅片臺內(nèi)設(shè)有若干柱孔；交接硅片時，硅片臺位于硅片交接區(qū)，柱孔與通孔對接，可伸縮真空柱依次經(jīng)由通孔和柱孔向上延伸。

進一步的，硅片接片手具有三個可伸縮真空柱，呈等邊三角形分布于底座上。

進一步的，硅片臺自下而上依次包括氣浮面、中間支撐體和硅片吸盤，該柱孔位于中間支撐體內(nèi)并貫穿硅片吸盤和氣浮面。氣浮面為矩形氣浮面。氣浮面包括四個位于其四角的矩形氣足，氣足開有若干節(jié)流孔；氣浮面四邊均開有真空孔。矩形氣足兩垂直邊沿所在的氣浮面位置開有排氣槽。該硅片臺還設(shè)有定位孔。

進一步的，硅片交接區(qū)內(nèi)設(shè)有與定位孔對應(yīng)的定位銷，用于將硅片臺固定在硅片交接區(qū)。

如上所述硅片交接裝置的硅片交接方法，包括以下步驟：硅片臺承載著硅片運動至基臺的硅片交接區(qū)，使硅片臺的柱孔與硅片交接區(qū)的通孔相對接；硅片接片手的可伸縮真空柱穿過硅片交接區(qū)的通孔后，從硅片臺的柱孔內(nèi)向上延伸，直至接觸到硅片臺上的硅片；開啟可伸縮真空柱的真空，吸附硅片，通過繼續(xù)向上延伸可伸縮真空柱將硅片升高至一定高度；關(guān)閉可伸縮真空柱的真空，由傳輸機械手從可伸縮真空柱上接過硅片。

進一步地，該硅片交接方法還可包括以下步驟：由傳輸機械手將硅片傳輸至可伸縮真空柱上方，再次開啟可伸縮真空柱的真空，可伸縮真空柱吸附硅片；向下收縮吸附有硅片的可伸縮真空柱，直至硅片與硅片臺接觸，并將硅片交接給硅片臺吸附；關(guān)閉可伸縮真空柱的真空，可伸縮真空柱收縮至基臺內(nèi)。

進一步地，該硅片交接方法還包括以下步驟，將可伸縮真空柱收回至基臺內(nèi)。

如上所述硅片交接裝置的硅片交接方法，包括以下步驟：硅片臺運動至基臺的硅片交接區(qū)，使硅片臺的柱孔與硅片交接區(qū)的通孔相對接；硅片接片手的可伸縮真空柱依次穿過硅片交接區(qū)的通孔和硅片臺的柱孔，從硅片臺表面穿出；由傳輸機械手將硅片傳輸至可伸縮真空柱上方，開啟可伸縮真空柱的真空，吸附硅片；向下收縮吸附有硅片的可伸縮真空柱，直至硅片與硅片臺接觸并將硅片交接給硅片臺吸附；關(guān)閉可伸縮真空柱的真空，使可伸縮真空柱收縮至基臺內(nèi)。