CN102422400B - 用于半导体处理装备的模块式输入/输出电桥系统 - Google Patents
用于半导体处理装备的模块式输入/输出电桥系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102422400B CN102422400B CN201080020252.0A CN201080020252A CN102422400B CN 102422400 B CN102422400 B CN 102422400B CN 201080020252 A CN201080020252 A CN 201080020252A CN 102422400 B CN102422400 B CN 102422400B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- digital
- pneumatic assembly
- input
- coupled
- output bridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 19
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 abstract description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000003862 health status Effects 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011469 building brick Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 101000860173 Myxococcus xanthus C-factor Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 201000004428 dysembryoplastic neuroepithelial tumor Diseases 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C2201/00—Transmission systems of control signals via wireless link
- G08C2201/50—Receiving or transmitting feedback, e.g. replies, status updates, acknowledgements, from the controlled devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
提供一种对半导体处理工具提供接口的装置和方法。在某些实施例中，该装置可包括：输入/输出电桥，其用于从系统控制器接收模拟和状况命令系统控制讯号、并将返回数据和状态信息发送至系统控制器，其中模拟和状况命令系统控制讯号要控制模拟设备，并且输入/输出电桥用于将模拟和状况命令系统控制讯号转换成要控制数字设备的数字系统控制讯号；和上部气动组件，其耦接至输入/输出电桥，以用于向位于抛光装置上的一个或多个压力区段提供压力控制，抛光装置耦接至上部气动组件以用于半导体晶片的抛光。
Description
技术领域
本发明的实施例一般的涉及半导体处理装备，且更特定而言，涉及与此装备的处理控制器接合。
背景技术
用于半导体处理的装备典型的需要经设计用于在环境恶劣的区域中操作的组件。上述区域可包含危险的温度、化学物、蒸气、或液体。这些区域通常为具有严格的规定和程序以避免外界污染的“净化”区域。当技术人员替换故障组件时，在上述区域中替换组件通常需要处理工具完全关机，之后净化区域必须被重新确认。这是时间、资源和人力密集的程序。
举例而言，CMP工具的抛光头具备大量机械和电子组件，所述机械和电子组件在上述净化环境中建立数个不同的故障点。在许多情况中，不期望对这些组件作出改变，因为所述改变可扰乱仔细配置的系统，导致产量降低和其它制造瑕疵。这种风险造成许多最终使用者不愿更新其系统，且宁可接受老式硬件的问题和限制。
因此，在本领域中需要向晶片抛光头提供接口的装置，所述装置需要在净化区域中呈现最少数量的组件，同时还向设备的最终使用者提供透明的更新途径。
发明内容
公开一种对半导体处理工具提供接口的装置和方法。在某些实施例中，该装置可包括输入/输出电桥、系统控制器，一个或多个上部气动组件、和抛光装置。输入/输出电桥从系统控制器接收命令且发送数据至该系统控制器。输入/输出电桥控制上部气动组件。上部气动组件对位于抛光装置上的一个或多个压力区段提供抛光头压力控制。
在某些实施例中，一种对半导体处理工具提供接口的装置可包括：输入/输出电桥，其用于从系统控制器接收模拟和状况命令系统控制讯号、并将返回数据和状态信息发送至系统控制器，其中模拟和状况命令系统控制讯号要控制模拟设备，并且输入/输出电桥用于将模拟和状况命令系统控制讯号转换成要控制数字设备的数字系统控制讯号；和上部气动组件，其耦接至输入/输出电桥，以用于向位于抛光装置上的一个或多个压力区段提供压力控制，抛光装置耦接至上部气动组件以用于半导体晶片的抛光
在某些实施例中，方法可包括：从系统控制器接收一个或多个模拟和状况命令系统控制讯号，其中模拟和状况命令系统控制讯号要控制模拟设备；使用输入/输出逻辑板将一个或多个模拟和状况命令系统控制讯号转换为数字控制讯号，其中数字控制讯号要控制数字设备；和将数字控制讯号传送至数字设备，其中数字设备是上部气动组件，上部气动组件用于向位于抛光装置上的一个或多个压力区段提供压力控制，抛光装置耦接至上部气动组件以用于半导体晶片的抛光。
附图说明
可以通过参考实施例对上面简要概述的本发明进行更具体的描述，以便可以详细了解本发明的上述特征，其中某些实施例图示于附图中。然而应了解，附图仅图示本发明的典型实施例而不应认为限制本发明的范围，因为本发明可接纳其它等价效果的实施例。
图1描述系统的方块图，该系统使用本发明的实施例与半导体处理工具的抛光头接合；
图2描述根据本发明的实施例的系统控制器和输入/输出逻辑板的示意图；
图3描述根据本发明的实施例的接线板和感测块的示意图；
图4描述根据本发明的实施例的上部气动组件和交流电源的示意图；
图5描述根据本发明的实施例的系统控制器和抛光工具之间的连串电气连接的方块图；
图6描述根据本发明的实施例对半导体处理工具提供接口的流程图；
图7描述根据本发明的实施例对半导体处理工具提供接口的程序的流程图。
附图被简化用于清楚表达且并非依比例绘制。为了帮助了解，尽可能使用相同的附图标记代表图中共用的相同组件。应考虑一个实施例的某些组件可有益地并入其它实施例中。
具体实施方式
本说明书描述对半导体处理装备(例如化学机械抛光机)提供输入/输出电桥的装置。发明装置有益处的提供对抛光工具的抛光头压力控制器的控制，而无须将抛光工具的特定组件暴露于危险操作环境。此外，该装置使得抛光工具能够明显的将数字压力控制器无缝的结合到系统控制器，同时提供健康和状况命令数据的输入和输出。虽然在本说明书中结合旧有系统来描述，但是本发明也可应用于新制造的系统和/或现存的非旧有装置。
本发明可用于在目前以模拟压力控制器配置的许多处理系统中获益。适合的处理工具的范例包括可从美国Santa Clara，California的AppliedMaterials，Inc.获得的200mm和MIRRA化学机械平坦化(CMP)抛光机。在2003年6月3日授予Nitin Shah的题为“用于化学机械平坦化的系统和方法(System and Method for Chemical MechanicalPlanarization)”的美国专利6,572,730中描述了一种适合的上述处理系统，该专利整体通过引用结合于本说明书中。
图1描述根据本发明的某些实施例的、类似于200mm MIRRA处理系统的、示例性集成的半导体基底处理系统100的示意图。
系统控制器102耦接至且控制集成处理系统100的模块和装置。系统控制器102使用对系统100的模块和装置的直接控制、或者可替换地通过控制与这些模块和装置相关联的计算机(或控制器)，来控制系统100的操作的所有方面。在操作中，系统控制器102能够实现从对系统100的性能进行优化的各个模块和装置收集且回馈数据。
系统控制器102一般包含中央处理单元(CPU)124、内存128、和支持电路126。CPU 124可为可用于工业环境中的一种任何形式的通用计算机处理器。支持电路126通常耦接至CPU 124且可包含缓存、时钟电路、输入/输出子系统、电源供应等。当通过CPU 124执行软件例程时，软件例程将CPU转换为专用计算机(控制器)102。软件例程还可由位于系统100的远程的第二控制器(未显示)储存或执行。
系统控制器102通过数据讯号线(data line)106耦接至处理腔室104。举例而言，数据讯号线106包含大量(例如，超过200)分开的线路(wire)，这些线路对I/O电桥110发送和接收命令。以前，数据讯号线106直接耦接至抛光装置120。因为抛光装置120的转动和下部壳体112的一般危险，所以在数据讯号线106中的个别线路经常故障。因为在讯号线中呈现大量线路，替换整体数据讯号线106比定位且修复个别故障线路来的实际。除了涉和替换整体数据讯号线106的费用之外，请求净化区域中断且重新确认整体工具为耗时的程序，因此不期望地造成延长机器停机时间。
处理腔室104被分为上部壳体113和下部壳体112。上部壳体113可为非净化评定的环境(non-clean rated environment)，而下部壳体112可为净化环境。上部壳体113包含I/O电桥110和一个或多个上部气动组件(UPA)108，该一个或多个上部气动组件108耦接至系统控制器102和抛光装置120。I/O电桥110通过数据讯号线106耦接至系统控制器102。与先前技术的成果不同之处，在于I/O电桥110和UPA 108位于上部壳体113中，而非位于下部壳体112中的抛光装置120的末端。在某些实施例中，可在上部壳体113的底面的至少一部分上提供减少摩擦力的表面130(例如聚四氟乙烯(PTFE)片等)，以使布置于上部和下部壳体113、112之间的缆线和讯号线(例如116、118)之间的摩擦力最优化。在某些实施例中，可在上部壳体113的底面上提供1/4”PTFE片。
I/O电桥110通过UPA缆线114耦接至一个或多个UPA 108。当本实施例中的I/O电桥呈现为与UPA 108分开的设备时，本领域技术人员可了解可通过内建于一个或多个UPA 108中的电路板来提供某些功能，而无须UPA缆线114。在一个实施例中，UPA缆线114可执行允许多个设备之间沿着单一数据路径(例如接口)的数据和信息的交换的通讯协议。此通讯协议可以用主设备和一系列从设备来执行，其中主设备作为扫描器以发送命令至多个从设备、并监控来自多个从设备的数据传送。在某些实施例中，I/O电桥110执行类似于相对图2和图5所分别讨论的I/O逻辑板202和I/O转换器510的功能。在本发明的某些实施例中，I/O电桥110具有上述主设备的功能，且UPA 108具有从设备的功能。在某些实施例中，可执行通讯协议作为分组交换(packet switched)或基于连接的网络。I/O电桥110对系统控制器102提供至UPA 108的透明接口。若系统控制器102发送适合用于模拟UPA(不同电压对应不同压力)的命令，则I/O电桥110将这些讯号解译为适合用于数字UPA的命令且转交命令至UPA 108。
I/O电桥通过感测缆线116耦接至抛光装置120。在一个实施例中，感测缆线可包含单一“超柔性”额定扭转缆线。感测缆线116可耦接至接线盒122(breakout box)。
UPA 108提供对呈现在抛光头123上的压力区段的压力控制，以响应于透过I/O电桥110从系统控制器102所接收的命令。UPA 108通过一个或多个气动管118耦接至抛光装置120。气动管118对位于抛光装置120上的一个或多个区段提供压力控制。UPA 108还通过内建电源供应器109将+24V电源供应至I/O电桥110。
下部壳体112包含待抛光的半导体晶片和抛光装置120。下部壳体112是危险的环境。抛光装置120在抛光动作期间移动且转动，且危险化学品以固态、液态和气态的形式呈现。下部壳体112还具有严格消毒要求。若该区域未密封，则抛光工具必须停止直到壳体被重新确认。
接线盒122耦接至一个或多个抛光头123。接线盒122监控发送至和接收自抛光头123的讯号，例如“复位(head home)”和“晶片耗损”讯号。接线盒122将讯号转达至I/O电桥110。在某些实施例中，可不存在接线盒122，且抛光头123可直接发送讯号至I/O电桥110。
图2描述根据本发明的某些实施例的示例性系统控制器200和输入/输出(I/O)逻辑板202的示意图。系统控制器200通过数据讯号线204、206、208和210可操作地耦接至I/O逻辑板202和处理腔室(例如相对图1所描述的处理腔室104)。额外的接线数据讯号线212和214分别耦接至系统控制器200和数据讯号线204和206。在某些实施例中，系统控制器200定位成接近I/O逻辑板202。为了本示例性实施例的目的，“定位成接近”一词定义为I/O逻辑板202定位在距系统控制器200的最大距离为3英尺处。上述实施例允许I/O逻辑板202位于处理腔室104的外部。将I/O逻辑板202以此方式定位有益的减少数据讯号线204、206、206和210的长度，且减少将长束的线路运行于处理腔室中的必要性。相对较短长度的模拟线路还排除通常较长模拟缆线的潜在干扰和接地回路错误。
相对于图1所讨论的系统控制器102，系统控制器200使用对系统的模块和装置的直接控制、或者可替换地通过控制与这些模块和装置相关联的计算机(或控制器)，来控制系统操作的所有方面。在操作中，系统控制器200能够实现从对系统的性能进行优化的各个模块和装置收集且回馈数据。系统控制器通过数据讯号线204、206、208和210将数据发送至和接收自I/O逻辑板202。
数据讯号线204可操作地耦接至I/O逻辑板202、系统控制器200、和感测接线缆线212。将参考图3进一步讨论感测接线缆线212的功能。
数据讯号线206可操作地耦接至I/O逻辑板202、系统控制器200、和分配接线缆线214。将参考图3进一步讨论分配接线缆线214的功能。
数据讯号线208和210可操作地耦接至I/O逻辑板202和系统控制器200。四个数据讯号线204、206、208和210当中的每一个向I/O逻辑板202和系统控制器200发送模拟数据和状况命令讯号，并从I/O逻辑板202和系统控制器200接收模拟数据和状况命令讯号。如参考图4进一步讨论的，若系统控制器200发送适合用于模拟UPA的命令(不同电压相对于不同压力)，则I/O逻辑板202将这些讯号解译为适合用于数字UPA的命令并转交命令至UPA。I/O逻辑板还可解译从数字UPA返回的讯息讯框，将这些返回讯息转译为模拟和状态响应，且转交这些讯号至系统控制器200。
在某些实施例中，I/O逻辑板202进一步包含服务更新端口254、使用者端口256、交替UPA控制讯号线260、UPA控制讯号线262、和电源接口264。在某些实施例中，I/O逻辑板202以分别参考图1和图5所讨论的I/O电路板110和I/O转换器510类似的方式，对各种输入提供转换操作。服务更新端口254提供接口以用于在I/O逻辑板202上实行保养和服务操作，包括在该板上执行更新软件/固件。使用者端口256提供接口，该接口用于存取通过该板(例如由各种总线分析工具所提供)的数据且与该数据接合。交替UPA控制讯号线260提供用于耦接至如参考图4所讨论的UPA的数据讯号线的次要接口。交替UPA控制讯号线260在非使用时可由数据讯号线终止器220终止，或可连接额外阵列的UPA设备。
UPA控制讯号线262提供用于数据讯号线216的接口，该数据讯号线216用于向如参考图4所讨论的一个或多个UPA设备发送讯号和从所述一个或多个UPA设备接收讯号。I/O逻辑板202提供将从系统控制器200所接收的模拟讯号转换为经数据讯号线216发送的数字讯号。电源接口264提供用于交流电(A/C)讯号线218的接口。A/C讯号线218耦接至如参考图4进一步讨论的A/C配电盘404。
图3描述根据本发明的某些实施例的感测接线缆线接口300和接线板302的示意图。感测接线缆线接口300可操作地耦接至如参考图2所讨论的感测接线缆线212。此接口通常位于抛光装置之下，与抛光头分开。感测接线缆线接口300包含流量传感器352、提供专用处理终点探测功能的ISRM电源模块354、和提供模拟输入和输出功能的使用者AI/O模块356，该模拟输入和输出功能要由装置的使用者来定义。
接线板302通过分配接线缆线214可操作地耦接至系统控制器200。在某些实施例中，分配接线缆线214是束缚成单一扭曲/扭转额定缆线的一束(a bundle of)单独的讯号线路。此缆线有益的在抛光工具的操作期间减少任何单一线路或线路束将损坏的机会。
接线板302耦接至位于如参考图1所讨论的抛光头上的一系列传感器304-318。在某些实施例中，接线板302直接位于抛光头上。接线板302从分配接线缆线214分出(break out)分别的传感器线路。在某些实施例中，对于四个抛光头当中的每一个，单独的传感器包含头扫描起始位置传感器304(3041-3044)和晶片耗损传感器306(3061-3064)。
图4描述根据本发明的实施例的一系列UPA 400和UPA电源供应器402的示意图。UPA 400以数字格式通过数据讯号线216向I/O逻辑板发送数据和从I/O逻辑板接收数据。以此方式数字化控制UPA 400有益的排除对从系统控制器200连接至位于抛光工具的上部腔室中的UPA组件的多个模拟和状况命令线路的需求。替代通常的包含多于140个单独线路的组件，单一数字数据讯号线足以向UPA传送数据和从UPA接收数据。虽然在本实施例中显示8个分开的UPA 400，本领域技术人员应当理解UPA400的可变数量将适当的取决于抛光工具中存在的控制区段和抛光头的数量。UPA 400耦接至UPA电源供应器402以接收电力。UPA电源供应器402从A/C配电盘404接收电力，且其DC输出在某些实施例中可与系统接地和底盘通用电压电位电气分离，以便防止通用模式电压电位造成晶片处理参数的偏离或对装备的耗损。如本领域技术人员众所周知的，A/C配电盘提供A/C电源。
数据讯号线216进一步耦接至状态指示灯408，且由数据讯号线终止器406终止。状态指示灯408整体上提供UPA 400和系统的操作状况的各种状态通知。状态指示灯408通过I/O逻辑板202接收函数以显示从系统控制器200经过数据讯号线216所接收的状态。如装备安装和使用者要求的特定情况所要求，状态指示灯408可存在于某些实施例中或可不存在。
图5描述根据本发明的实施例的系统控制器502和抛光工具504之间的电气通讯的方块图。系统控制器502包含一个或多个数字I/O印刷电路板(PCB)506、一个或多个模拟I/O PCB 508、和I/O转换器510。抛光工具504包含状态指示灯514、一个或多个UPA 512、和十字抛光头516。
数字I/O PCB 506从I/O转换器510和十字抛光头516接收状态讯号518。抛光头状态讯号流入与从I/O转换器510所接收的状态讯号518相同的输入。I/O转换器510可实现为单独的PCB以实行转换操作。在某些实施例中，I/O转换器510提供与分别参考图1和图2描述的I/O电桥110和I/O逻辑板202类似的功能。在某些实施例中，I/O转换器510执行用于转换操作的程序(例如参考图7所讨论的程序700)。在某些实施例中，I/O转换器510使用如参考图1所讨论的系统控制器102的CPU、内存、和支持电路资源来执行程序。本领域技术人员将了解在某些实施例中，这些组件可实现为存在于I/O转换器510上的单独的CPU、内存、和支持电路。在某些实施例中，程序700可编码于硬件或固件中，或由应用程序专用接口电路来执行。
数字I/O PCB 506发送电磁阀讯号520(solenoid valve signals)至I/O转换器510，其中电磁阀讯号520通过数据缆线528传送至UPA 512。
模拟I/O PCB 508发送压力讯号522至I/O转换器510。压力讯号522然后被转换为数字格式并且通过数据缆线528传送至UPA 512。在通过数据缆线528从UPA 512接收之后，模拟I/O PCB 508接收由I/O转换器510所转换的实际压力讯号524。
状态指示灯514和UPA 512通过数据缆线528以数字格式向I/O转换器发送数据和命令、并从I/O转换器接收数据和命令。
十字抛光头516通过耦接至数字I/O PCB 506的数据讯号线发送且接收十字末端讯号，所述数据讯号线通过从I/O转换器510所接收的状态讯号518耦接至数字I/O PCB 506。十字末端讯号通过单一额定扭转缆线传送，该单一额定扭转缆线经过“瀑布”区域行至十字末端。
图6系描述对半导体处理工具提供接口的方法600的流程图。方法开始于步骤602。在步骤604，该方法从系统控制器接收模拟控制讯号，该系统控制器例如图1所讨论的系统控制器102、图2所讨论的系统控制器200、或图5所讨论的系统控制器502。从系统控制所接收的模拟控制讯号要在模拟设备上提供控制操作。该方法接着进行至步骤606。
在步骤606，模拟控制讯号被转换为适合控制数字设备的数字控制讯号。在某些实施例中，通过I/O电桥执行转换，该I/O电桥如图1中所描述的I/O电桥110存在于抛光工具的上部腔室中。在某些实施例中，通过如图2的I/O逻辑板202、或图5所讨论的I/O转换器510来实行转换。在转换完成之后，该方法进行至步骤608。
在步骤608，该方法将经转换的数字讯号传送至数字设备。在某些实施例中，数字设备是如图1、4和5所讨论的UPA。当经转换的命令被传送之后，该方法结束于步骤610。
图7描述在I/O电桥110、I/O逻辑板202、和/或I/O转换器510上执行的转换程序700的实施例的详细流程图。该程序开始于步骤702且进行至步骤704。在步骤704，该程序将所接收的模拟输入和命令转换为数据传送块。虽然程序被描述为按顺序发生，对UPA所实行的扫描(命令和状态)操作总是以最优先的顺序执行。几乎任何其它任务需考虑到保持扫描操作发生于一致的时间间隔而可暂停或延迟。
在步骤706，数据块被传送至目标UPA“N”。可通过如参考图1讨论的通讯协议接口来进行传送。一旦数据块被传送，程序进行至步骤708。
在步骤708，该程序向下一个UPA(UPA N+1)以串联方式发送状态请求。在本范例中，对每个UPA指定具体的逻辑单元数目“n”，且以串联方式将命令和状态请求发送至每个UPA n。本领域技术人员应了解可使用各种通讯协议与每个UPA通讯，包括以并联而非串联的方式通讯的协议。一旦已发送状态请求，程序进行至步骤710。
在步骤710，该程序从UPA N+1接收状态回报。该程序进行至步骤712。在步骤712，该程序转译状态回报且将经转译的回报传送至系统控制器(例如系统控制器102、系统控制器200、或系统控制器502)。该程序接着进行至步骤714。
在步骤714，该程序增加计数器的变量“n”，该变量为当所增加的变量超过实际呈现于阵列中的UPA设备的数量时自动重新开始的数目。增加此计数器指导该程序接触在串联中的下一个UPA。一旦计数器被增加，该程序进行至步骤716。
在步骤716，该程序更新一个或多个状态显示指示器(例如状态指示灯514、或反映耦接至I/O电桥110的设备的状态的图形用户接口)。在更新状态指示器之后，该程序进行至步骤718。
在步骤718，该程序对到UPA设备108的有效连接进行测试。以此方式测试这些连接使得该程序能够自动存取和配置这些设备。在测试UPA连接之后，该程序进行至步骤720。
在步骤720，该程序尝试连接至未连接的UPA设备。以与步骤718相同的方式，自动连接程序促进对UPA设备的配置和状态回报操作。在尝试连接至未连接UPA设备之后，该程序进行至步骤722。
在步骤722，该程序审核UPA设备和I/O电桥的健康状况以确定系统健康状况。如步骤710至720中所决定的UPA的状态使得该程序能够建立包含每个UPA的当前状态的系统健康状态。内部诊断程序提供决定I/O电桥/转换器的健康状况的能力。在确定UPA和I/O电桥的健康状况之后，该程序返回至步骤702以继续执行循环。
步骤724至730说明中断服务724，在相对于参考步骤702至722所说明的主要程序循环的后台循环中执行所述中断服务724。在步骤726，中断服务724接收要用于UPA N的模拟输入。在步骤728，中断服务724对(如储存于数据阵列中的)模拟输入提供服务以执行过采样操作和“交流声”抑制(“hum”rejection)。中断服务724接着进行至步骤729以处理服务端口上所接收的讯息。
在步骤729，中断服务724执行函数以处理在两个服务端口中的任一个上传入和传出讯息的服务。在结束服务端口讯息的处理之后，该程序返回至步骤702至722所描述的主要执行循环。该程序700继续执行循环直到终止。
I/O电桥110、I/O逻辑板202、和I/O转换器510在先前技术的成果上提供数个重要的益处。电桥、逻辑板、和转换器提供对发送到和来自UPA108和系统控制器102的讯号的透明双向仿真，且使得UPA 108能够远离至较安全、更可存取的上部壳体113。使用数字UPA的能力有益的能够使用更多精准的压力值，且降低时间和温度改变所造成的压力漂移的危险。这使得抛光工具104需要较少次数的保养和较长的正常运行时间。通过在上部壳体113中提供接口，数据讯号线106不再需要耦接至抛光装置120，因而不易于由于下部壳体112的危险而故障。此外，当在数据讯号线106或UPA 108中确实发生故障时，下部壳体112不再需要中断以开始修复，节省清理和重新确认净化区域的时间和花费。
本发明还向多达24个(通常)头压力区段中的每一个提供模拟压力命令和测量讯号转换。如有需要，这些转换可调整到较少或较多的区段。本发明以相同的方式进一步提供数字命令和状态讯号的转换。
电桥和电路板进一步提供模拟和数字讯号的结合的路由和分群(上行和下行两者)以与数字UPA控制的群组和类型和预先存在的系统控制一起工作。这些控制通常并非以类似方式在逻辑上或实体上分群。本发明进一步通过接口端口254和256提供用于抛光工具的插座和线路兼容性，以允许插入和实施保养和接口操作。本发明还提供可适合于UPA设备108的本质和操作的讯息按顺序安排、交错和误差检测和修正函数。
为了降低周遭的电子和无线电频率场噪音，I/O电桥和I/O逻辑板进一步提供使用适合的过采样(可变速率和数目)。举例而言，可以在从80至240完整取样序列每秒下来执行16x、32x等的过采样。本发明明确的设计成通过过采样和局部讯号线频率的非整倍数来抑制50和60赫兹的电子干扰和局部的“交流声”。
本发明进一步提供数字UPA阵列配置的自动检测和、与误差检测和修正一起适应相同的数字UPA阵列配置的适应行为。I/O电桥和电路板能够实现整体通讯信道和数据格式转换以支持图形用户接口(GUI)和串联固件更新功能。通过对数字UPA提供接口，电路板和电桥能够实现用于增强的模拟转换精度和稳定性的整体高精确(例如+/-0.002％)参考电压、不需要单独扫描器硬件的整体设备扫描器和讯息解析函数、和通过局部数字输入阵列来整体适应膜破损检测方案(单独的IA)。
在抛光机的末端的UPA区域(根据附图的较新样式)和系统控制器之间消除大多数布线可减少多个昂贵的缆线且降低保养费用。模拟布线(cabling)长度的减少进一步促进消除在系统控制器和抛光区域之间用于压力控制和回馈功能的模拟接地回路。
结合自动归零函数能够实现在特定间隔自动UPA归零和重新校准。自校准和自测试的功能也结合于设备固件中，并使用最少外部硬件和工具。局部状态指示器(例如LED)和对可选光条状态指示器的DNET接口一样显示适当的UPA设备连接和讯息交换，且装置的整体模块设计减少布线并增加可制造性。
尽管前面的描述涉及本发明的实施例，但是在不脱离本发明基本范围的情况下可以想到本发明的其它和进一步实施例。
Claims (14)
1.一种对半导体处理工具提供接口的装置，包含：
输入/输出电桥，其用于从系统控制器接收模拟和状况命令系统控制讯号、并将返回数据和状态信息发送至所述系统控制器，其中所述模拟和状况命令系统控制讯号要控制模拟设备，并且所述输入/输出电桥用于将所述模拟和状况命令系统控制讯号转换成要控制数字设备的数字系统控制讯号，所述数字设备配置成使用数字通讯来发送和接收数据；和
上部气动组件，其耦接至所述输入/输出电桥，以用于向位于抛光装置上的一个或多个压力区段提供压力控制，所述抛光装置耦接至所述上部气动组件以用于半导体晶片的抛光，其中，所述上部气动组件是所述数字设备，
其中所述抛光装置耦接至所述输入/输出电桥，并向所述输入/输出电桥提供晶片耗损和复位讯号。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述输入/输出电桥通过通讯接口耦接至所述上部气动组件，其中所述通讯接口通过单一数据路径提供所述输入/输出电桥和多个数字设备之间的通讯，所述多个数字设备包括多个上部气动组件。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述通讯接口实现为主/从配置，且所述输入/输出电桥配置为主设备。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述多个上部气动组件配置为从属设备。
5.如权利要求1所述的装置，进一步包含：存在于所述抛光装置上的接线板，所述接线板通过单一额定扭转缆线耦接至所述系统控制器，且其中所述接线板提供用于晶片耗损和复位讯号的接口。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述输入/输出电桥进一步配置成对一个或多个输入讯号执行路由和分群操作，以与所述多个上部气动组件的群组和类型通讯。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述输入/输出电桥还包括用于在所述抛光装置上执行保养操作的服务/更新端口。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述上部气动组件是通过单一数字接口缆线所控制的多个上部气动组件设备。
9.如权利要求1所述的装置，进一步包括状态指示灯，所述状态指示灯耦接至所述输入/输出电桥以用于显示一个或多个状态指示。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述状态指示灯通过单一数字接口缆线进一步耦接至所述上部气动组件和所述输入/输出电桥。
11.一种对半导体处理工具提供接口的方法，包含以下步骤：
从系统控制器接收一个或多个模拟和状况命令系统控制讯号，其中所述模拟和状况命令系统控制讯号要控制模拟设备；
使用输入/输出逻辑板将所述一个或多个模拟和状况命令系统控制讯号转换为数字控制讯号，其中所述数字控制讯号要控制数字设备；和
将所述数字控制讯号传送至所述数字设备，其中所述数字设备是上部气动组件，所述上部气动组件用于向位于抛光装置上的一个或多个压力区段提供压力控制，所述抛光装置耦接至所述上部气动组件以用于半导体晶片的抛光，其中所述抛光装置耦接至所述输入/输出逻辑板，并向所述输入/输出逻辑板提供晶片耗损和复位讯号。
12.如权利要求11所述的方法，其中传送步骤还包含以下步骤：通过通讯接口来传送所述数字控制讯号，其中所述通讯接口通过单一数据路径能够与多个设备通讯。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述通讯接口实现为主/从配置。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述控制讯号包含电磁阀讯号和压力讯号当中的至少一个。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17631209P | 2009-05-07 | 2009-05-07 | |
| US61/176,312 | 2009-05-07 | ||
| US12/775,258 | 2010-05-06 | ||
| US12/775,258 US8346980B2 (en) | 2009-05-07 | 2010-05-06 | Modular input/output bridge system for semiconductor processing equipment |
| PCT/US2010/034081 WO2010129894A2 (en) | 2009-05-07 | 2010-05-07 | Modular input/output bridge system for semiconductor processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102422400A CN102422400A (zh) | 2012-04-18 |
| CN102422400B true CN102422400B (zh) | 2014-07-16 |
Family
ID=43050906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201080020252.0A Active CN102422400B (zh) | 2009-05-07 | 2010-05-07 | 用于半导体处理装备的模块式输入/输出电桥系统 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8346980B2 (zh) |
| KR (1) | KR101358194B1 (zh) |
| CN (1) | CN102422400B (zh) |
| TW (1) | TWI430063B (zh) |
| WO (1) | WO2010129894A2 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013134075A1 (en) | 2012-03-08 | 2013-09-12 | Applied Materials, Inc. | Detecting membrane breakage in a carrier head |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1466174A (zh) * | 2002-06-14 | 2004-01-07 | 联华电子股份有限公司 | 用于研磨机台的晶圆压力调整系统 |
| US6682399B1 (en) * | 2000-10-30 | 2004-01-27 | United Microelectronics Corp. | Pressure monitoring system for chemical-mechanical polishing |
| CN1767146A (zh) * | 2004-10-21 | 2006-05-03 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和基板处理装置的压力控制方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6018729A (en) * | 1997-09-17 | 2000-01-25 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Neural network control of spot welding |
| US6725120B2 (en) | 2001-03-29 | 2004-04-20 | Lam Research Corporation | Apparatus and methods with resolution enhancement feature for improving accuracy of conversion of required chemical mechanical polishing pressure to force to be applied by polishing head to wafer |
| US20030182015A1 (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Domaille Michael D. | Polisher |
| US20070167110A1 (en) | 2006-01-16 | 2007-07-19 | Yu-Hsiang Tseng | Multi-zone carrier head for chemical mechanical polishing and cmp method thereof |
-
2010
- 2010-05-06 US US12/775,258 patent/US8346980B2/en active Active
- 2010-05-07 TW TW099114687A patent/TWI430063B/zh active
- 2010-05-07 KR KR1020117029295A patent/KR101358194B1/ko active IP Right Grant
- 2010-05-07 CN CN201080020252.0A patent/CN102422400B/zh active Active
- 2010-05-07 WO PCT/US2010/034081 patent/WO2010129894A2/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6682399B1 (en) * | 2000-10-30 | 2004-01-27 | United Microelectronics Corp. | Pressure monitoring system for chemical-mechanical polishing |
| CN1466174A (zh) * | 2002-06-14 | 2004-01-07 | 联华电子股份有限公司 | 用于研磨机台的晶圆压力调整系统 |
| CN1767146A (zh) * | 2004-10-21 | 2006-05-03 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和基板处理装置的压力控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010129894A3 (en) | 2011-02-17 |
| TW201104373A (en) | 2011-02-01 |
| WO2010129894A2 (en) | 2010-11-11 |
| US8346980B2 (en) | 2013-01-01 |
| TWI430063B (zh) | 2014-03-11 |
| CN102422400A (zh) | 2012-04-18 |
| KR20120028322A (ko) | 2012-03-22 |
| US20100285724A1 (en) | 2010-11-11 |
| KR101358194B1 (ko) | 2014-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1700125B (zh) | 用于过程控制系统的自动配置方法和相应的过程控制系统 | |
| US5761518A (en) | System for replacing control processor by operating processor in partially disabled mode for tracking control outputs and in write enabled mode for transferring control loops | |
| CN1238776C (zh) | 具有分布控制功能的过程控制网络中的本地设备和过程诊断 | |
| CN101825900B (zh) | 多路模拟输入输出电路的故障诊断装置及故障诊断方法 | |
| KR100401558B1 (ko) | 분산제어시스템내의필드소자에대한액세스제공장치 | |
| US20170131705A1 (en) | Field device, field device system, and diagnostic method | |
| CN1834834A (zh) | 可编程控制器器件 | |
| CN104777772A (zh) | 仪表化系统及其维护方法 | |
| CN102422400B (zh) | 用于半导体处理装备的模块式输入/输出电桥系统 | |
| US20160147695A1 (en) | Field bus coupler for connecting input/output modules to a field bus, and method of operation for a field bus coupler | |
| US11646914B2 (en) | Recording medium and method | |
| CN106468912A (zh) | 诊断方法、id模块及过程控制系统 | |
| US11287294B2 (en) | Field device, method of diagnosing field device and diagnostic apparatus | |
| KR100988286B1 (ko) | 원격 진단 및 복구 서비스가 가능한 원격감시 제어시스템 및 그 원격감시 제어방법 | |
| KR20000000269A (ko) | 통합 원격 유량 및 수위 감시 제어 장치 | |
| CN104296819A (zh) | 水表智能处理系统及水表智能处理方法 | |
| KR102269641B1 (ko) | 입출력모듈 점검 시스템 | |
| JP2011022749A (ja) | ガス遮断装置 | |
| CN110596576A (zh) | 一种模块化集成测量系统 | |
| CN104822337A (zh) | 清洁装置的控制系统和清洁装置 | |
| JP7489615B2 (ja) | 診断システム、診断方法及びプログラム | |
| KR101021981B1 (ko) | 반도체 제조 설비의 알람 처리 장치 및 알람 설정 방법 | |
| AU2019415997B2 (en) | Passenger transport system | |
| US20150115746A1 (en) | Apparatus and method for selectively determining a mode of operation | |
| KR101777438B1 (ko) | Ｐｌｃ 시스템의 입출력 모듈 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |