一种光刻机的硅片自动校正装置的制作方法

本实用新型涉及一种自动校正装置，尤其涉及一种光刻机上的硅片自动校正装置。

背景技术：

在集成电路芯片的生产过程中，芯片的设计图形在硅片表面光刻胶上的曝光转印(光刻)是其中最重要的工序之一，该工序所用的设备称为光刻机(曝光机)。光刻机是集成电路加工过程中最关键的设备。而光刻机对硅片进行表面光刻时，需要将硅片从片盒中逐片取出，目前的硅片形状绝大部分都是圆形，因此，硅片只需直接送入到光刻工位即可，但是目前硅片的形状出现了变化，为了更加方便定位，圆形硅片的边缘设置了圆弧形缺口，由于圆弧形缺口的存在，需要将硅片按照指定的方向进入到光刻工位才能准确定位，而目前对于硅片的输送装置并不能准确将硅片校正定位，因此，无法满足带有圆弧形缺口的硅片的光刻要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种光刻机的硅片自动校正装置，该硅片自动校正装置可以自动找准并调节硅片的圆心，同时调整硅片位置确保硅片的圆弧缺口处于指定位置，确保带圆弧缺口的硅片能正常光刻。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种光刻机的硅片自动校正装置，包括机架，所述机架固定有校正平台，所述机架上沿X轴方向滑动安装有X滑座，所述机架和X滑座之间安装有X方向驱动装置，所述X滑座上沿Y轴方向滑动安装有Y滑座，所述Y滑座与X滑座之间安装有Y方向驱动装置，所述Y滑座上绕竖直的Z轴旋转安装有旋转座，所述旋转座与安装于Y滑座上的旋转动力装置传动连接，所述旋转座上沿Z轴方向滑动安装有Z滑座，所述Z滑座与旋转座之间安装有Z方向驱动装置，所述校正平台上设置有方便Z滑座移动调整的贯通孔，所述Z滑座的上端由下而上从贯通孔伸出，所述Z滑座的上端固定有硅片吸盘，所述校正平台上设置有处于同一校正圆周上的至少三个校正对射传感器的发射端或接收端，所述机架上位于校正平台的上方设置有与所述校正对射传感器的发射端或接收端一一对应匹配的接收端或发射端；所述校正平台上还设置有用于粗略检测缺口的粗检测传感器发射端或接收端，对应的所述机架上设置有与粗检测传感器发射端或接收端位置对应匹配的粗检测传感器的接收端或发射端；所述校正平台上设置有用于精确检测缺口的精检测传感器发射端或接收端，对应的所述机架上设置有与精检测传感器发射端或接收端位置对应匹配的精检测传感器的接收端或发射端；所述粗检测传感器和精检测传感器分别位于粗检测工位和精检测工位上。

作为一种优选的方案，所述机架上设置有X方向延伸的X滑轨，所述X滑座上固定有与X滑轨滑动配合的X滑块，所述机架上转动安装有X丝杠，对应的，所述X滑座上设置有与X丝杠螺纹配合的X螺母，所述机架的X方向驱动装置与X丝杠传动连接。

作为一种优选的方案，所述旋转座为筒状的旋转座，所述旋转座的下段和上段均转动安装于Y滑座上，所述Z滑座滑动安装于旋转座的内部，所述Z方向驱动装置与Z滑座传动连接，所述旋转动力装置包括旋转伺服电机，所述旋转伺服电机固定于Y滑座上且与旋转座之间通过旋转传动机构传动连接。

作为一种优选的方案，所述旋转传动机构为齿轮传动机构或蜗轮蜗杆传动机构或同步带传动机构。

作为一种优选的方案，所述粗检测传感器为对射传感器，所述粗检测传感器的发射端固定于校正平台上，对应的，所述粗检测传感器的接收端固定于机架上且处于发射端的上方，所述粗检测传感器的发射端处于缺口旋转形成的缺口轨迹圆环上，缺口轨迹圆环与校正圆同心设置。

作为一种优选的方案，所述精检测传感器包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台上且相互紧靠，所述机架上处于校正平台的上方设置有与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置。

采用了上述技术方案后，本实用新型的效果是：该自动校正装置利用处于同一校正圆周上的至少三个校正对射传感器来确定硅片的边缘位置，硅片吸盘可在X轴方向和Y轴方向上移动，这样，就可以调整硅片的位置，确保硅片的圆心与校正圆圆心重合，重合Z滑座下降，使硅片下落到送料吸座上，该送料吸座是将硅片送至校正平台上的，送来时并未离开，只有等硅片校正完成后送料吸座才滑动移开；硅片被送料吸座吸附后，Z滑座下降，然后再通过X滑座和Y滑座分别在X轴方向和Y轴方向的移动，使硅片吸盘的圆心也与硅片的圆心重合，这样，硅片吸盘再被Z滑座带动上升吸附硅片，硅片吸盘旋转时硅片绕校正圆的圆心旋转，利用粗检测传感器即可检测到硅片上的缺口的位置，当缺口处于粗检测工位时，旋转座停止旋转，而后旋转座再转动指定的角度后使缺口旋转至精检测工位，再利用精检测传感器准确检测缺口的位置，确保缺口处于规定位置，检测完成后，取料吸座移动将硅片送至光刻工位。该自动校正装置可自动找准硅片的圆心并且调整硅片，使硅片的圆心与校正圆同心，同时该自动校正装置还能够准确找准缺口的位置并通过旋转调整缺口，使缺口处于规定的位置后在进入光刻工位，保证了带有缺口的硅片的光刻要求，该自动校正装置校正快速准确，自动化程度高。

又由于所述精检测传感器包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台上且相互紧靠，所述机架上处于校正平台的上方设置有与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片的缺口的弧线中点与圆心的连线对称设置，该精检测传感器采用两个精检测对射传感器进行检测，当硅片在旋转时，缺口的部位会遮挡发射端和接收端之间的信号传输；而当硅片旋转到位时，弧形的缺口作用于两个对称设置的发射端的效果是一样的，因此，通过监测精检测对射传感器的接收端的电压信号即可检测缺口是否旋转到位，缺口旋转到位后两个精检测对射传感器的接收端的电压相等，通过上述原理即可准确而快速的检测缺口的位置，确保硅片校正的准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的俯视示意图；

图2是本实用新型实施例的正面示意图；

图3是校正后的硅片局部示意图；

附图中：1.机架；2.X滑座；3.Y滑座；4.旋转座；5.Z滑座；6.硅片吸盘；7.X滑轨；8.Y滑轨；9.X方向驱动装置；10.Y方向驱动装置；11.旋转动力装置；12.齿轮传动机构；13.Z方向驱动装置；14.校正平台；15.送料吸座；16.硅片；17.校正对射传感器17；18.粗检测传感器；19.精检测传感器；20.取料吸座；21.贯通孔；22.缺口。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1至图3所示，一种光刻机的硅片16自动校正装置，包括机架1，所述机架1固定有校正平台14，所述机架1上沿X轴方向滑动安装有X滑座2，所述机架1和X滑座2之间安装有X方向驱动装置9，所述X滑座2上沿Y轴方向滑动安装有Y滑座3，所述Y滑座3与X滑座2之间安装有Y方向驱动装置10，所述Y滑座3上绕竖直的Z轴旋转安装有旋转座4，所述旋转座4与安装于Y滑座3上的旋转动力装置11传动连接，所述旋转座4上沿Z轴方向滑动安装有Z滑座5，所述Z滑座5与旋转座4之间安装有Z方向驱动装置13，所述校正平台14上设置有方便Z滑座5移动调整的贯通孔21，所述Z滑座5的上端由下而上从贯通孔21伸出，所述Z滑座5的上端固定有硅片吸盘6。

其中，本实施例中，Z轴方向为机器的竖直方向，那么硅片吸盘6就在可水平面上移动到任意一点，方便硅片16圆心校正。

如图2所示，所述机架1上设置有X方向延伸的X滑轨7，所述X滑座2上固定有与X滑轨7滑动配合的X滑块，所述机架1上转动安装有X丝杠，对应的，所述X滑座2上设置有与X丝杠螺纹配合的X螺母，所述机架1的X方向驱动装置9与X丝杠传动连接。所述X方向驱动装置9采用伺服电机，可精确控制X滑座2的滑动位置。

同样，X滑座2上设置有Y方向延伸的Y滑轨8，所述Y滑座3上固定有与Y滑轨8滑动配合的Y滑块，所述Y方向驱动装置10也采用伺服电机，该Y方向驱动装置10固定于X滑座2上，并且Y方向驱动装置10同样通过丝杠螺母机构与Y滑座3传动连接。

如图2所示，所述旋转座4为筒状的旋转座4，所述旋转座4的下段和上段均转动安装于Y滑座3上，所述Z滑座5滑动安装于旋转座4的内部，所述Z方向驱动装置13与Z滑座5传动连接，Z方向驱动装置13采用气缸或者直线伺服电机驱动，由于Z方向上的升降精度要求相对较低，因此，利用气缸也可满足。所述旋转动力装置11包括旋转伺服电机，所述旋转伺服电机固定于Y滑座3上且与旋转座4之间通过旋转传动机构传动连接。所述旋转传动机构可选用齿轮传动机构12或蜗轮蜗杆传动机构或同步带传动机构。本实施例中，所述旋转传动机构采用齿轮传动机构12传动。

如图1和图3所示，所述校正平台14上设置有处于同一校正圆周上的至少三个校正对射传感器17的发射端或接收端，所述机架1上位于校正平台14的上方设置有与所述校正对射传感器17的发射端或接收端一一对应匹配的接收端或发射端；该校正圆实则为硅片16的尺寸相同，硅片16就需要移动到校正圆上圆形重合；本实施例中，校正对射传感器17的发射端固定在校正平台14上。

所述校正平台14上还设置有用于粗略检测缺口22的粗检测传感器18发射端或接收端，对应的所述机架1上设置有与粗检测传感器18发射端或接收端位置对应匹配的粗检测传感器18的接收端或发射端；所述校正平台14上设置有用于精确检测缺口22的精检测传感器19发射端或接收端，对应的所述机架1上设置有与精检测传感器19发射端或接收端位置对应匹配的精检测传感器19的接收端或发射端；所述粗检测传感器18和精检测传感器19分别位于粗检测工位和精检测工位上。本实施例中，粗检测工位和精检测工位相对设置处于校正圆的直线上。

如图1所示，所述粗检测传感器18为对射传感器，所述粗检测传感器18的发射端固定于校正平台14上，对应的，所述粗检测传感器18的接收端固定于机架1上且处于发射端的上方，所述粗检测传感器18的发射端处于缺口22旋转形成的缺口22轨迹圆环上，缺口22轨迹圆环与校正圆同心设置，当硅片16的圆心、硅片吸盘6的圆心以及校正圆的圆心重合后，硅片吸盘6吸附硅片16带动硅片16旋转，硅片16会遮挡粗检测传感器18的发射端和接收端之间的信号传递，只有当缺口22处于粗检测传感器18的发射端和接收端之间时，型号才接通，这样就可以粗略的检测缺口22的位置；而后旋转座4再旋转180°，就将缺口22由粗检测工位转动到精检测工位上，然后再由精检测传感器19精确检测缺口22位置。

如图3所示，所述精检测传感器19包括两个精检测对射传感器，两个精检测对射传感器的发射端固定于校正平台14上且相互紧靠，所述机架1上处于校正平台14的上方设置有与两个精检测对射传感器的发射端一一对应匹配的精检测对射传感器的接收端，两个精检测对射传感器的发射端相对于校正后状态的硅片16的缺口22的弧线中点与圆心的连线对称设置，那么当缺口22处于精检测工位时，旋转座4左右反复小角度偏转调整硅片16的位置，缺口22的边沿会遮挡对应的精检测对射传感器，由于遮挡的强度此消彼长，当缺口22转动到规定位置时，缺口22的边缘遮挡对应的精检测对射传感器的面积相同，那么精检测对射传感器的接收端会接收到相同强度的信号，那么两个精检测对射传感器的接收端的电压信号相等就表明缺口22已经转动到位，这样就完成了硅片16的自动校正。

本实用新型的工作原理是：首先硅片16由送料吸座15送至校正平台14上，此时硅片吸盘6处于最低端，这样，送料吸座15方便进入，送料吸座15处于校正平台14上后，硅片吸盘6由Z滑座5带动上升，硅片吸盘6与硅片16接触后利用负压作用吸住硅片16后继续上升，使硅片16与送料吸座15分离；

硅片16被硅片吸盘6吸附后，硅片吸盘6带动硅片16旋转，在旋转的过程中硅片16的边缘会遮挡部分的校正对射传感器17，这样通过X滑座2和Y滑座3的滑动使硅片16在水平面上移动，迫使硅片16的圆心与校正圆的圆心重合；

当硅片16的圆心与校正圆的圆心重合后，旋转座4停止旋转，Z滑座5下降，使硅片16处于送料吸座15上，此时硅片吸盘6停止抽吸与硅片16分离，然后再通过X方向和Y方向的滑动调整硅片吸盘6的圆心，使硅片吸盘6的圆心与硅片吸盘6的圆心、以及校正圆的圆心重合，而后，Z滑座5上升使硅片吸盘6再次吸附硅片16并带动硅片16旋转，硅片16旋转时，粗检测对射传感器检测到缺口22处于粗检测工位后，旋转座4再旋转180°后停止，使缺口22转动到精检测工位，此时，利用两个精检测传感器19来精确检测缺口22，旋转座4正反偏转调节缺口22位置，最终，当精检测对射传感器的两个接收端的电压信号相等时缺口22位置校正完毕，而后取料吸座20将吸盘吸附后硅片吸盘6下降，方便取料吸座20和送料吸盘的移出。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。