【光刻】双工件台 TWINSCAN

　　双工件台，即在一台光刻机内有两个承载晶圆的工件台。两个工件台相互独立，但同时运行，一个工件台上的晶圆做曝光时，另一个工件台对晶圆做测量等曝光前的准备工作。当曝光完成之后，两个工件台交换位置和职能，如此循环往复实现光刻机的高产能[1]。

　 　在一套光刻系统里有两个硅片台，它们分别位于曝光位置和测量位置，两台独立且同时运行：当硅片台 1 在曝光位置进行步进扫描曝光时，硅片台 2 在测量位置完成硅片的上下片、硅片三维形貌测量等准备工作，当硅片台 1 完成整个硅片的曝光后，两台交换位置和职能，如此循环往复完成硅片的高效曝光。TWINSCAN双工件台光刻机的结构示意图如图1所示[2]。

图1 TWINSCAN双工件台结构示意图

　 　ASML为双工件台专利的持有者，Nikon为了规避ASML的双工件台专利提出了两种双工件台光刻机结构：一种为带有两个对准系统的双工件台结构，该种结构由于成本及设备体积等限制很少应用；另一种为基于Tandem Stage的双工件台光刻机。基于Tandem Stage的双工件台光刻机结构如图2所示，该光刻机具有一个工件台和一个校准台，硅片在校准台完成对准和硅片形貌测量后，移动到硅片台进行扫描曝光[2]。

图2 Nikon基于Tandem Stage的双工件台光刻机

　 　双工件台的发明使光刻机的产能有了大幅度提高。传统的光刻机中只有一个工件台，晶圆的上下片、测量、对准、曝光都是顺序进行的；而在双工件台中，大部分测量、校正工作可以在另一个工件台上并行。先进光刻机要求有极高的对准精度，而对准精度与所需要的测量的对准标记数目成反比，即测量的标识越多，所能表达的对准精度越高。大量的测量必然导致单工件台光刻机的产能进一步下降。一般曝光的时间要大于测量和校正的时间，因此，在双工件台设计中系统可以做更多更复杂的测量，而不影响产能[1]。

参考文献：

[1] 韦亚一. 超大规模集成电路先进光刻理论与应用. 科学出版社. 2016:82-83

[2] 李金龙. ArF浸没光刻双工件台运动模型研究[D]. 中国科学院研究生院(光电技术研究所). 2013：11-19