DE10233637B4

DE10233637B4 - Systeme und Verfahren zum Bilden von Datenspeichervorrichtungen

Info

Publication number: DE10233637B4
Application number: DE10233637A
Authority: DE
Inventors: Chris L. Morford
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: US6675109B2; US20040021187A1; US6953704B2; US20030036248A1; US6950758B2; JP4130339B2; DE10233637A1; US20030069715A1; US20040107051A1; JP2003132685A; US6584416B2

Abstract

System (10) zum Montieren eines Waferstapels, wobei der Waferstapel ausgelegt ist, um eine Datenspeichervorrichtung zu bilden und wobei der Waferstapel einen ersten Wafer (210) und einen zweiten Wafer (202) umfaßt, wobei der erste Wafer und der zweite Wafer eine Innenkammer zwischen denselben definieren, wobei das System folgende Merkmale aufweist:
eine Vakuumkammer (100);
eine Medienaufbringkomponente (1030), die in der Vakuumkammer angeordnet ist, wobei die Medienaufbringkomponente konfiguriert ist, um ein Speichermedium auf den ersten Wafer aufzubringen; und
eine Waferstapel-Montagekomponente (1060), die in der Vakuumkammer angeordnet ist, wobei die Waferstapel-Montagekomponente konfiguriert ist, um den ersten Wafer und einen zweiten Wafer relativ zueinander auszu richten und den ersten Wafer und den zweiten Wafer miteinander zu verbinden, während zumindest ein Abschnitt der Vakuumkammer unter einem Unterdruck gehalten wird, derart, daß die Innenkammer des Waferstapels unter einem Unterdruck gehalten wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Halbleiterherstellung. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf Systeme und Verfahren zum Bilden von Datenspeichervorrichtungen, die Halbleiterwafer beinhalten.
Datenspeichervorrichtungen, die Speichertechniken mit atomarer Auflösung (ARS-Techniken; ARS = atomic resolution storage) zum Speichern von Daten verwenden, können aus mehreren Wafern gebildet sein, die als Waferstapel miteinander verbunden sind. Ein solcher Waferstapel kann vereinzelt werden, um eine oder mehrere Datenspeichervorrichtungen zu bilden. Jede Datenspeichervorrichtung umfaßt in der Regel mehrere Elektronenemitter und entsprechende Speicherbereiche, die konfiguriert sind, um Daten zu speichern.
Eine Verunreinigung einer oder mehrerer Oberflächen der verschiedenen Wafer eines Waferstapels kann die Leistungsfähigkeit von Datenspeichervorrichtungen, die aus diesem Waferstapel gebildet sind, verschlechtern. Insbesondere falls einige der Innenkammern des Waferstapels verunreinigt werden, kann die Leistungsfähigkeit eines oder mehrerer der Emitter beeinträchtigt werden. Dies kann die Fähigkeit einer Datenspeichervorrichtung, Daten zu speichern bzw. wiederzugewinnen, hemmen. Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Systemen und Verfahren, die diese bzw. andere Unzulänglichkeiten des Standes der Technik angehen.

Die EP 0 982 773 A2 beschreibt ein System und Verfahren zum Verbinden und Abdichten mikromechanisch hergestellter Wafer, um eine einzelne Struktur zu erzeugen, welche eine Vakuumkammer aufweist. Die Struktur umfasst einen oberen mikromechanisch bearbeiteten Wafer und einen mikromechanisch bearbeiteten Basiswafer, wobei Kontakte vorgesehen sind, um die zwei Wafer miteinander zu verbinden. Einer der Wafer kann eine Schaltung aufweisen, die CMOS-Komponenten oder andere Typen von Komponenten aufweist. Die Schaltung kann z.B. ein Medium zum elektrischen oder magnetischen Speichern von Informationen umfassen. Zur Herstellung werden die zwei Wafer zunächst mikromechanisch bearbeitet und die oben erwähnten Kontakte werden aufgebracht. Ferner wird die oben erwähnte Schaltung auf einem der Wafer angeordnet. Die zwei Wafer werden dann in eine evakuierte Ausheilkammer eingebracht und durch Druck und Wärmezufuhr miteinander verbunden, um das Gesamtsystem herzustellen.

Jones, G. W. et al., beschreibt in „Silicon Field Emission Transistors and Diodes", In IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology, ISSN 0148-6411, 1992, Vol. 15, No. 6, Seiten 1051-1055 die Herstellung von keilförmigen Feldemitterarrays unter Verwendung einer ausrichtungsabhängigen Ätzung und einer Neuoxidation. Die erzeugten keilförmigen Feldemitter werden in entsprechenden Hohlräumen im Vakuum durch Abscheidung von Aluminium abgedichtet.

Suga, T., et al., beschreiben in „A new wafer-bonder of ultra-high precision using surface activated bonding (SAB) concept", In: Proceedings of the 51^st IEEE Electronic Components and Technology Conference, 29.5.-1.6.2001, ISSN 0-7803-7038-4, 2001, Seiten 1020-1025 die Konfiguration einer Roboter-gesteuerten Wafer-Bond-Maschine, wobei über einen Roboter-Arm die Wafer den getrennt voneinander angeordneten Bearbeitungskammern zugeführt werden, aus diesen entfernt werden und zwischen diesen übertragen werden.

Die US-A-5,985,412 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Mikrostrukturen, bei denen eine flache Vertiefung in einem ersten Wafer gebildet ist, die durch einen zweiten Wafer abgedeckt wird, wobei zwei Wafer mittels eines Wafer-Bond-Prozesses im Vakuum miteinander verbunden werden.

Die US-A-5,980,349 beschreibt einen Prozess zum anodischen Verbinden eines Arrays von Abstandssäulen mit einer inneren Hauptoberfläche planarer Platten eines Flachbildschirms.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zu schaffen, die eine verbesserte Leistungsfähigkeit von Datenspeichervorrichtungen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.

Kurz beschrieben bezieht sich die Erfindung auf eine Halbleiterherstellung. Diesbezüglich können Ausführungsbeispiele der Erfindung so ausgelegt werden, daß sie Systeme zum Montieren bzw. Zusammenbauen von Waferstapeln liefern. Manche dieser Waferstapel können ausgelegt sein, um eine oder mehrere Datenspeichervorrichtungen zu bilden, beispielsweise eine Datenspeichervorrichtung, die Speichertechniken mit atomarer Auflösung bzw. Atomarauflösungsspeichertechniken implementiert. Ein repräsentativer Waferstapel umfaßt einen ersten Wafer und einen zweiten Wafer, wobei der erste Wafer und der zweite Wafer zwischen denselben eine Innenkammer definieren.

Ein Ausführungsbeispiel des Systems umfaßt eine Vakuumkammer, eine Medienaufbringkomponente und eine Waferstapel-Montagekomponente. Die Medienaufbringkomponente ist in der Vakuumkammer angeordnet und ist konfiguriert, um Speichermedien auf den ersten Wafer aufzubringen. Die Waferstapel-Montagekomponente ist ebenfalls in der Vakuumkammer angeordnet. Die Waferstapel-Montagekomponente ist konfiguriert, um den ersten Wafer und einen zweiten Wafer relativ zueinander auszurichten und den ersten Wafer und den zweiten Wafer miteinander zu verbinden bzw. zusammenzubonden, während zumindest ein Teil der Vakuumkammer bei einem Unterdruck beibehalten wird. Bei dieser Konfiguration kann die Innenkammer des Waferstapels unter einem Unterdruck gebildet und gehalten werden.

Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung können so ausgelegt werden, daß sie Verfahren zum Bilden von Datenspeichervorrichtungen liefern. Ein repräsentatives Verfahren umfaßt folgende Schritte: Bereitstellen eines ersten Wafers und eines zweiten Wafers, wobei der erste Wafer und der zweite Wafer konfiguriert sind, um zwischen denselben eine Innenkammer zu definieren; Halten des ersten Wafers unter einem Unterdruck über einen vorbestimmten Zeitraum; Aufbringen von Speichermedien auf den ersten Wafer; Entfernen von Verunreinigungssubstanzen aus einer Nähe des ersten Wafers; und Miteinanderverbinden des ersten Wafers und des zweiten Wafers, um einen Waferstapel zu bilden, derart, daß die Innenkammer bei einem Unterdruck gehalten wird, nachdem der erste Wafer und der zweite Wafer miteinander verbunden sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen, bei denen die Komponenten nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, näher erläutert, wobei ein Hauptaugenmerk auf ein deutliches Veranschaulichen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung gelegt wird. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Vakuummontagesystems der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine schematische Seitenansicht einer repräsentativen Datenspeichervorrichtung;
3 eine entlang Linie 3-3 genommene schematische Querschnittsansicht der Datenspeichervorrichtung der 2;
4 eine entlang Linie 4-4 genommene schematische Querschnittsansicht der Datenspeichervorrichtung der 2 und 3;
5 eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines Speichermediums der in den 2 bis 4 gezeigten Datenspeichervorrichtung;
6 eine schematische Ansicht einer repräsentativen Lese-/Schreiboperation für die Datenspeichervorrichtung der 2 bis 5;
7 eine schematische Ansicht einer repräsentativen Lese-/Schreiboperation für die Datenspeichervorrichtung der 2 bis 5;
8 eine schematische Ansicht eines Speichermediums einer repräsentativen Datenspeichervorrichtung;
9 eine teilweise geschnittene schematische Ansicht des Speichermediums der 8, die eine Einzelheit eines repräsentativen Kontaktentwurfs zeigt;
10 ein schematisches Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel der Vakuumkammer der 1 darstellt und eine Einzelheit repräsentativer Kammerkomponenten zeigt;
11 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels der Vakuumkammer der 1, das eine Einzelheit eines repräsentativen Steuersystems zeigt;
12 ein schematisches Diagramm eines Computer- oder prozessorbasierten Systems, das verwendet werden kann, um das Steuersystem der 11 zu implementieren; und
13 ein Flußdiagramm, das eine Funktionalität eines Ausführungsbeispiels des Steuersystems der 12 zeigt.
Nun wird auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen, bei denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten entsprechende Teile bezeichnen. Wie im folgenden ausführlicher beschrieben wird, sind Vakuummontagesysteme der vorliegenden Erfindung ausgelegt, um eine Bildung und Montage von Waferstapeln zu ermöglichen. Insbesondere können diese Waferstapel beispielsweise durch ein Vereinzeln verarbeitet werden, um Datenspeichervorrichtungen zu bilden, z.B. Datenspeichervorrichtungen, die Speichertechniken mit atomarer Auflösung (ARS-Techniken) zum Speichern von Daten implementieren. Durch Montieren der Wafer des Waferstapels unter Verwendung eines Vakuummontagesystems kann eine Verunreinigung der verschiedenen Wafer des Waferstapels verringert werden. Dies kann zur Bildung von Datenspeichervorrichtungen führen, die im wesentlichen frei von Verunreinigungssubstanzen sind und somit eine verbesserte Leistungsfähigkeit aufweisen können.
Wie in 1 gezeigt ist, umfaßt ein Ausführungsbeispiel eines Vakuummontagesystems 10 eine Vakuumkammer 100. Die Vakuumkammer 100 definiert mehrere Zonen, beispielsweise eine Waferbildungszone 102 und eine Waferstapel-Montagezone 104. Die Vakuumkammer 100 ermöglicht bzw. erleichtert eine Montage eines Waferstapels, der zumindest teilweise unter einem in der Vakuumkammer aufrechterhaltenen Unterdruck gebildet werden kann. Beispielsweise kann die Vakuumkammer ein Vakuum von hoher Intensität, d.h. ein Vakuum von ungefähr 10^–8 Torr, liefern. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben werden wird, definieren die Wafer eines Waferstapels eine oder mehrere Innenkammern, in denen ein Vakuum aufrechterhalten werden kann.
Unter Bezugnahme auf 2 bis 9 wird nun eine repräsentative Datenspeichervorrichtung 200 präsentiert, die eine ARS-Tech-Technologie einsetzt. Man weist darauf hin, daß die Datenspeichervorrichtung 200 vom Aufbau her ähnlich der in der US-Patentschrift Nr. 5,557,596 ist, die durch Bezugnahme in dieses Dokument aufgenommen ist.
Wie in 2 bis 4 angegeben ist, umfaßt die Datenspeichervorrichtung 200 allgemein ein äußeres Gehäuse 202, das einen Innenraum 204 definiert. Beispielsweise kann das Gehäuse 202 Wände 206 umfassen, die den Innenraum definieren. In der Regel sind die Wände 206 zueinander abgedichtet, so daß in dem Innenraum ein Vakuum aufrechterhalten werden kann. Beispielsweise wird bei manchen Ausführungsbeispielen in dem Innenraum ein Vakuum von zumindest ungefähr 10^–3 Torr aufrechterhalten. Obwohl für das Gehäuse 202 eine bestimmte Konfiguration gezeigt ist, versteht es sich, daß das Gehäuse viele verschiedene Formen annehmen kann, die für Fachleute ohne weiteres offensichtlich sind.
In dem Innenraum 204 befinden sich Elektronenemitter 208, die einem Speichermedium 210 zugewandt sind. Diese Elektronenemitter können beispielsweise Feldemitter (d.h. Spitzenemitter) umfassen, wie beispielsweise in der US-Patentschrift Nr. 5,557,596 beschrieben. Alternativ können die Elektronenemitter 208 flache Emitter umfassen, wie beispielsweise diejenigen, die in der US-Patentschrift US 6 643 248 B2 (HP-Aktenzeichen 10006168-1), welche am 16. April 2001 eingereicht wurde und durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, beschrieben sind. Es können auch verschiedene andere Emitter verwendet werden.
Wie in Verbindung mit 5 beschrieben wird, umfaßt das Speichermedium 210 eine Mehrzahl von Speicherbereichen (in 2 bis 4 nicht sichtbar). Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder Speicherbereich des Speichermediums 210 konfiguriert, um ein oder mehrere Bits an Daten zu speichern. Die Elektronenemitter 208 sind konfiguriert, um zu den Speicherbereichen des Speichermediums 210 hin Elektronenstrahlströme zu emittieren, wenn an die Elektronenemitter eine vorbestimmte Potentialdifferenz angelegt wird. Je nach der Entfernung zwischen den Emittern und dem Speichermedium, dem Typ von Emittern und der erforderlichen Leuchtpunktgröße (d.h. Bitgröße) kann beim Fokussieren der Elektronenstrahlen eine Elektronenoptik nützlich sein. An das Speichermedium kann auch eine Spannung angelegt werden, um die emittierten Elektronen zu beschleunigen, um ein Fokussieren der emittierten Elektronen zu unterstützen.
Jeder Elektronenemitter 208 kann mehrere Speicherbereiche eines Speichermediums 210 bedienen. Um eine Ausrichtung zwischen jedem Elektronenemitter 208 und einem zugeordneten Speicherbereich zu ermöglichen, können die Elektronenemitter und das Speichermedium relativ zueinander bewegt werden, beispielsweise in der in 2 benannten X- und Y-Richtung. Um diese relative Bewegung zu liefern, kann die Datenspeichervorrichtung 200 eine Mikrobewegungsvorrichtung 212 umfassen, die das Speichermedium 210 bezüglich der Elektronenemitter 208 abtastet. Wie in 2 und 4 angezeigt ist, kann eine Mikrobewegungsvorrichtung 212 einen mit dem Speichermedium 210 verbundenen Rotor 214, einen dem Rotor zugewandten Stator 216 und eine oder mehrere Federn 218 aufweisen, die seitlich des Speichermediums positioniert sind. Wie in der Technik bekannt ist, kann eine Verschiebung des Rotors 214 und dadurch des Speichermediums 210 durch die Anlegung geeigneter Potentiale an Elektroden 217 des Stators 216 eingeleitet werden, um ein Feld zu erzeugen, das den Rotor 214 auf gewünschte Weise verschiebt.
Wenn die Mikrobewegungsvorrichtung 212 verschoben wird, tastet die Mikrobewegungsvorrichtung das Speichermedium 210 zu verschiedenen Stellen in der X-Y-Ebene ab, so daß jeder Emitter 208 über einem bestimmten Speicherbereich positioniert werden kann. Eine bevorzugte Mikrobewegungsvorrichtung 212 weist vorzugsweise eine ausreichende Bandbreite und Auflösung auf, um die Speicherbereiche 210 mit hoher Genauigkeit unter den Elektronenemittern 208 zu positionieren. Beispielsweise kann die Mikrobewegungsvorrichtung 212 durch Halbleiter-Mikroherstellungsprozesse hergestellt sein. Obwohl beschrieben wurde, daß eine relative Bewegung zwischen den Elektronenemittern 208 und dem Speichermedium 210 durch eine Verschiebung des Speichermediums bewerkstelligt wird, wird man verstehen, daß eine derartige relative Bewegung alternativ durch ein Verschieben der Elektronenemitter oder durch ein Verschieben sowohl der Elektronenemitter als auch des Speichermediums erhalten werden kann. Obwohl eine bestimmte Mikrobewegungsvorrichtung 212 hierin gezeigt und beschrieben ist, werden Fachleute überdies verstehen, daß auch eine alternative Bewegungseinrichtung ver wendet werden könnte, um eine solche relative Bewegung zu erhalten.
Eine Ausrichtung eines emittierten Strahles und eines Speicherbereiches kann ferner mit Deflektoren (nicht gezeigt) ermöglicht werden. Beispielsweise können die Elektronenstrahlen entweder durch ein elektrostatisches oder elektromagnetisches Ablenken derselben, beispielsweise durch eine Verwendung von elektrostatischen bzw. elektromagnetischen Deflektoren, die benachbart zu den Emittern 208 positioniert sind, über die Oberfläche des Speichermediums 210 gerastert werden. Beispielsweise in der Literatur über Rasterelektronenmikroskopie (SEM – scanning electron microscopy) finden sich viele verschiedene Lösungsansätze, um Elektronenstrahlen abzulenken.
Die Elektronenemitter 208 sind verantwortlich für ein Lesen und Schreiben von Informationen auf den Speicherbereichen des Speichermediums mit den Elektronenstrahlen, die sie erzeugen. Deshalb erzeugen Elektronenemitter 208 vorzugsweise Elektronenstrahlen, die schmal genug sind, um die gewünschte Bitdichte für das Speichermedium 210 zu erreichen und die für ein Lesen aus dem und ein Schreiben auf das Medium benötigten verschiedenen Leistungsintensitäten zu liefern.
Wie in 2 und 3 angegeben ist, umfaßt die Datenspeichervorrichtung 200 einen oder mehrere Träger 220, die das Speichermedium 210 in dem Innenraum 204 tragen. Wenn sie vorgesehen sind, sind die Träger 220 in der Regel als dünnwandige mikrofabrizierte Strahlen konfiguriert, die sich biegen, wenn das Speichermedium 210 in der X- bzw. Y-Richtung verschoben wird. Man sollte beachten, daß verschiedene Kombinationen von Trägern bzw. Federn verwendet werden können. Wie in den 2 und 3 weiter angegeben ist, können die Träger 220 jeweils mit den Wänden 206 des Gehäuses 202 oder, alternativ dazu, mit dem Stator 216 verbunden sein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Elektronenemitter 208 in einem zweidimensionalen Array aus Emittern enthalten. Beispielsweise kann ein Array aus 100 × 100 Elektronenemittern 208 mit einem Emitterabstand von ungefähr 5 bis 100 Mikrometer sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung vorgesehen sein. Wie oben erörtert wurde, wird jeder Emitter 208 in der Regel verwendet, um auf eine Mehrzahl von Speicherbereichen des Speichermediums 210 zuzugreifen. 5 zeigt schematisch ein repräsentatives Ausführungsbeispiel dieser Beziehung. Insbesondere veranschaulicht 5 einen einzelnen Elektronenemitter 208, der über einer Mehrzahl von Speicherbereichen 500 des Speichermediums 210 positioniert ist.
Wie in 5 angegeben ist, sind die Speicherbereiche 500, ebenso wie die Elektronenemitter 208, in einem zweidimensionalen Array enthalten. Insbesondere sind die Speicherbereiche 500 in separaten Reihen 502 und Spalten 504 auf der Oberfläche des Speichermediums 210 angeordnet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder Emitter 208 lediglich für einen Abschnitt der Gesamtlänge einer vorbestimmten Anzahl von Reihen 502 verantwortlich. Dementsprechend kann jeder Emitter 208 normalerweise auf eine Matrix von Speicherbereichen 500 von bestimmten Reihen 502 und Spalten 504 zugreifen. Da jedoch jedes Datencluster in der Regel mit einer einzelnen externen Schaltung verbunden ist, wird immer nur ein Emitter eines Datenclusters zu einem bestimmten Zeitpunkt verwendet.
Um einen Speicherbereich 500 zu adressieren, wird eine Mikrobewegungsvorrichtung 212 aktiviert, um das Speichermedium 210 (und/oder den Elektronenemitter 208) zu verschieben, um den Speicherbereich mit einem bestimmten Elektronenemitter auszurichten. In der Regel kann jeder Emitter 208 auf diese Weise auf Zehntausende bis Hunderte von Millionen von Speicherbereichen 500 zugreifen. Das Speichermedium 210 kann eine Periodizität von ungefähr 5 bis 100 Nanometer zwischen zwei beliebigen Speicherbereichen 500 aufweisen, und die Bandbreite der Mikrobewegungsvorrichtung 212 kann ungefähr 15 Mikrometer betragen. Wie Fachleuten klar sein dürfte, kann jeder der Elektronenemitter gleichzeitig oder auf eine multiplexierte Weise adressiert werden. Ein Parallelzugriffsschema kann verwendet werden, um die Datenrate der Speichervorrichtung 200 beträchtlich zu erhöhen.
Ein Schreiben von Informationen zu der Datenspeichervorrichtung 200 wird dadurch bewerkstelligt, daß die Leistungsdichte eines durch einen Elektronenemitter 208 erzeugten Elektronenstrahls vorübergehend erhöht wird, um den Oberflächenzustand eines Speicherbereichs 500 des Speichermediums 210 zu modifizieren. Beispielsweise kann der modifizierte Zustand ein „1"-Bit repräsentieren, während der nicht-modifizierte Zustand ein „0"-Bit repräsentieren kann. Ferner können die Speicherbereiche in unterschiedlichem Ausmaß modifiziert werden, um mehr als zwei Bittypen zu repräsentieren, falls gewünscht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Speichermedium 210 aus einem Material aufgebaut, dessen struktureller Zustand durch Elektronenstrahlen von kristallin zu amorph verändert werden kann. Beispielhafte Materialien sind Germanium-Tellurid (GeTe) und auf GeTe basierende ternäre Legierungen. Um eine Veränderung von dem amorphen zu dem kristallinen Zustand zu bewirken, kann die Strahlleistungsdichte erhöht und anschließend langsam verringert werden. Diese Erhöhung/Verringerung erwärmt den amorphen Bereich und kühlt ihn daraufhin langsam ab, so daß der Bereich Zeit hat, in seinen kristallinen Zustand zu tempern. Um eine Veränderung von dem kristallinen zu dem amorphen Zustand zu bewirken, wird die Strahlleistungsdichte auf ein hohes Niveau erhöht und anschließend schnell verringert. Obwohl hierin eine vorübergehende Modifizierung des Speichermediums 210 beschrieben ist, versteht es sich, daß eine dauerhafte Modifizierung möglich ist, wo eine Einmal-Beschreiben-Mehrmals-Lesen-Funktionalität (WORM-Funktionalität) gewünscht wird.
Ein Lesen wird durch ein Beobachten der Wirkung des Elektronenstrahls auf den Speicherbereich 500 oder die Wirkung des Speicherbereichs auf den Elektronenstrahl bewerkstelligt. Während eines Lesens wird die Leistungsdichte des Elektronenstrahls ausreichend niedrig gehalten, so daß kein weiteres Schreiben stattfindet. Bei einem ersten Leseansatz wird ein Lesen dadurch bewerkstelligt, daß die sekundären bzw. rückgestreuten Elektronen gesammelt werden, wenn ein Elektronenstrahl mit einer relativ niedrigen Leistungsdichte (d.h. niedriger als diejenige, die zum Schreiben benötigt wird) an das Speichermedium 210 angelegt wird. Dadurch, daß der amorphe Zustand einen anderen Sekundärelektronenemissionskoeffizienten (SEEC – secondary electron emission coefficient) und Rückstreuelektronenkoeffizienten (BEC – backscattered electron coefficient) als der kristalline Zustand aufweist, wird eine unterschiedliche Anzahl von Sekundär- und rückgestreuten Elektronen aus einem Speicherbereich 500 emittiert, wenn derselbe mit einem „Lese"-Elektronenstrahl bombardiert wird. Durch ein Messen der Anzahl von Sekundär- und rückgestreuten Elektronen kann der Zustand des Speicherbereichs 500 ermittelt werden.
6 veranschaulicht eine repräsentative Vorrichtung zum Lesen auf die oben beschriebene Weise. Insbesondere veranschaulicht 6 schematisch Elektronenemitter 208, die aus Speicherbereichen 600 und 602 des Speichermediums 210 lesen. In 6 wurde der Zustand des Speicherbereichs 600 nicht modifiziert, während der Zustand des Speicherbereichs 602 modifiziert wurde. Wenn ein Elektronenstrahl 604 die Speicherbereiche 600 und 602 bombardiert, werden sowohl die Sekundärelektronen als auch die rückgestreuten Elektronen durch Elektronenkollektoren 606 gesammelt. Wie Fachleuten einleuchten wird, erzeugt der modifizierte Speicherbereich 602 im Vergleich zu dem nicht-modifizierten Speicherbereich 600 eine andere Anzahl von Sekundärelektronen und rückgestreuten Elektronen. Je nach dem Materialtyp und dem durchgeführten Modifikationstyp kann die Anzahl größer oder kleiner sein. Durch ein Überwachen der Größe des durch die Elektronenkollektoren 606 gesammelten Signalstroms können der Zustand der Speicherbereiche 600 und 602 und wiederum die in denselben gespeicherten Bits identifiziert werden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine Diodenstruktur verwendet, um den Zustand der Speicherbereiche 500 zu ermitteln. Gemäß diesem Lösungsansatz ist ein Speichermedium 210 als eine Diode konfiguriert, die beispielsweise einen p-n-Übergang, eine Schottky-Barriere oder im wesentlichen jede andere Art eines elektronischen Ventils umfassen kann. 7 veranschaulicht ein repräsentatives Beispiel eines solchen Speichermediums 210. Man wird verstehen, daß auch andere alternative Diodenanordnungen (wie beispielsweise die in der US-Patentschrift Nr. 5,557,596 gezeigten) denkbar sind.
Wie in dieser 7 angegeben ist, ist das Speichermedium 210 als eine Diode angeordnet, die zwei Schichten umfaßt, z.B. Schichten 600 und 602. Beispielsweise ist eine der Schichten vom p-Typ, und die andere ist vom n-Typ. Das Speichermedium 210 ist mit einer externen Schaltung 704 verbunden, die das Speichermedium umgekehrt vorspannt. Bei dieser Anordnung werden Bits gespeichert, indem das Speichermedium 210 lokal auf eine solche Weise modifiziert wird, daß die Sammlungseffizienz für Minoritätsträger bzw. Minoritätsladungsträger, die durch eine modifizierte Region 708 erzeugt werden, anders ist als die einer nicht-modifizierten Region 706. Die Sammlungseffizienz für Minoritätsträger kann als der Bruchteil von Minoritätsträgern definiert werden, die durch die sofortigen Elektronen erzeugt werden, die über einen Diodenübergang 710 des Speichermediums 210 gefegt werden, wenn das Medium durch die externe Schaltung 604 vorgespannt wird, um zu bewirken, daß ein Signalstrom 712 durch die externe Schaltung fließt.
Im Gebrauch emittieren die Elektronenemitter 208 schmale Elektronenstrahlen 714 auf die Oberfläche des Speichermediums 210. Diese Strahlen regen Elektron-Loch-Paare in der Nähe der Oberfläche des Mediums an. Da das Speichermedium 210 durch die externe Schaltung 704 umgekehrt vorgespannt ist, werden die Minoritätsträger, die durch die einfallenden Elektronen erzeugt werden, zu dem Diodenübergang 710 hin gefegt. Elektronen, die den Übergang 710 erreichen, werden anschließend über den Übergang gefegt. Dementsprechend werden Minoritätsträger, die sich nicht mit Mehrheitsträgern neu kombinieren, bevor sie den Übergang 710 erreichen, über den Übergang gefegt, was bewirkt, daß in der externen Schaltung 704 ein Strom fließt.
Wie oben beschrieben wurde, wird ein Schreiben dadurch bewerkstelligt, daß die Leistungsdichte von Elektronenstrahlen ausreichend erhöht wird, um die physischen Eigenschaften des Speichermediums 210 lokal zu verändern. Dort, wo das Medium 210 wie in 7 gezeigt konfiguriert ist, beeinflußt diese Veränderung die Anzahl von Minoritätsträgern, die über den Übergang 710 gefegt werden, wenn derselbe Bereich mit einem „Lese"-Elektronenstrahl einer niedrigeren Leistungsdichte bestrahlt wird. Beispielsweise könnte die Rekombinationsrate in einem beschriebenen (d.h. modifizierten) Bereich 708 relativ zu einem unbeschriebenen (d.h. nicht-modifizierten) Bereichs 706 erhöht werden, so daß die in dem beschriebenen Bereich erzeugten Minoritätsträger eine erhöhte Wahrscheinlichkeit aufweisen, sich mit Minoritätsträgern zu rekombinieren, bevor sie eine Möglichkeit haben, den Übergang 710 zu erreichen und zu überqueren. Daher fließt in der externen Schaltung 604 ein geringerer Strom, wenn der „Lese"-Elektronenstrahl auf einen beschriebenen Bereich 708 einfällt, als wenn er auf einen unbeschriebenen Bereich 706 einfällt. Umgekehrt ist es ebenfalls möglich, mit einer Diodenstruktur mit einer hohen Rekombinationsrate zu beginnen, und durch lokales Reduzieren der Rekombinationsrate Bits zu schreiben. Die Größe des Stroms, der sich aus den Minoritätsträgern ergibt, hängt von dem Zustand des bestimmten Speicherbereichs ab, und der Strom setzt das Ausgangssignal 712 fort, um die gespeicherten Bits anzuzeigen.
Es wird nun auf 8 Bezug genommen, die schematisch ein repräsentatives Ausführungsbeispiel eines Speichermediums 210 einer Datenspeichervorrichtung 200 zeigt. Biegevorrichtungen 218, beispielsweise Federn, Balken oder andere flexible Tragemechanismen, erstrecken sich bei manchen Ausführungsbeispielen von dem Speichermedium 210 und ermöglichen eine Bewegung des Speichermediums. Wie in 8 gezeigt ist, umfaßt das Speichermedium 210 mehrere Datencluster. Insbesondere sind auf dem Speichermedium 210 fünfzehn (15) solcher Datencluster vorgesehen, z.B. Datencluster 802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816, 818, 820, 822, 824, 828 und 830. Bei anderen Ausführungsbeispielen können jedoch verschiedene andere Anzahlen und Konfigurationen von Datenclustern vorgesehen sein. Jedes Datencluster ist in der Lage, mehrere Speicherbereiche zu umfassen.
Jedem Datencluster sind mehrere Elektronenemitter zugeordnet. Beispielsweise können bei manchen Ausführungsbeispielen über einhundert (100) Emitter in jedem Datencluster vorgesehen sein. Vorzugsweise ist zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt lediglich ein einem bestimmten Datencluster zugeordneter Emitter „eingeschaltet", wobei er z.B. Daten liest oder schreibt. Ferner ist jedem Datencluster eine externe Schaltung (nicht gezeigt) zugeordnet, die eine Übertragung von Daten von dem Datencluster ermöglicht. Beispielsweise kann jede externe Schaltung unter verschiedenen anderen Komponenten einen Verstärker umfassen.
Auf dem Speichermedium 210 ist ein Servocluster 840 vorgesehen. Das Servocluster 840 ist konfiguriert, um Daten zu speichern, die dazu verwendet werden, einem Servosystem (nicht gezeigt) eine Sensorrückmeldung zu liefern. Das Servosystem liest Informationen aus dem Servocluster und verwendet die Informationen, um das Speichermedium und die Emitter relativ zueinander zu positionieren.
In 9 sind repräsentative Datencluster 802, 804, 806 und 808 der 8 ausführlicher gezeigt. In 9 sind auch repräsentative Kontaktbereiche gezeigt, die konfiguriert sind, um eine Plazierung von elektrischen Kontakten und/oder Anschlußleitungen zu ermöglichen. Wie dort gezeigt ist, sind Kontakte vorzugsweise mit beabstandeten Intervallen über jedes Datencluster vorgesehen. Insbesondere sind dem Datencluster 804 Kontakte 902 zugeordnet, dem Datencluster 806 sind Kontakte 904 zugeordnet, dem Datencluster 814 sind Kontakte 906 zugeordnet und dem Servocluster 840 sind Kontakte 908 zugeordnet. Jeder Kontakt kommuniziert wiederum elektrisch mit einer entsprechenden Anschlußleitung. Genauer gesagt kommunizieren die Kontakte 902 elektrisch mit der Anschlußleitung 910, kommunizieren die Kontakte 904 elektrisch mit der Anschlußleitung 912, kommunizieren die Kontakte 906 elektrisch mit der Anschlußleitung 914 und kommunizieren die Kontakte 908 elektrisch mit der Anschlußleitung 916. Die Anschlußleitungen können ausgelegt sein, um elektrische Signale an und/oder von Speicherbereichen der entsprechenden Datencluster zu liefern. Kontaktbereiche 920 ermöglichen eine Plazierung zumindest einiger der elektrischen Kontakte und/oder Anschlußleitungen.
Nun wird auf 10 Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel einer Vakuumkammer 100 zeigt, die zum Montieren einer Datenspeichervorrichtung verwendet werden kann. In 10 umfaßt die Vakuumkammer 100 eine Bildungszone 102, die selektiv mit einer Eingangsverriegelung 1010 kommuniziert. Die Eingangsverriegelung 1010 definiert eine Eingangskammer 1012, die ausgelegt ist, um einen Wafer 210 zum Verarbeiten aufzunehmen. Der Wafer ist ausgelegt, um ein Speichermedium zu umfassen, und kann als ein Rotorwafer konfiguriert sein. Ein Zugriff auf die Eingangskammer 1012 wird durch einen Eintrittsmechanismus 1014 bereitgestellt. Der Eintrittsmechanismus 1014 kann eine Tür oder eine beliebige andere geeignete Komponente oder Kombination von Komponenten sein, die ausgelegt sind, um selektiv einen Zugriff auf die Eingangsverriegelung zu liefern. Die Ein gangsverriegelung 1010 umfaßt ferner eine Austrittskomponente, die ausgelegt ist, um die Eingangskammer 1012 selektiv zu befähigen, mit der Bildungszone 102 zu kommunizieren. Die Austrittskomponente 1016 kann ebenfalls eine Tür oder (eine) andere geeignete Komponente(n) sein.
In der Vakuumkammer 100 sind bzw. ist (eine) Transportkomponente(n) vorgesehen. Beispielsweise kann bzw. können die Transportkomponente(n) ausgelegt sein, um einen Transport eines oder mehrerer Wafer durch die verschiedenen Kammern und/oder Zonen der Vakuumkammer zu ermöglichen. In 10 ist im wesentlichen in jeder Kammer/Zone eine getrennte Transportkomponente gezeigt. Beispielsweise ist die Transportkomponente 1020 in der Eingangsverriegelung 1010 vorgesehen. Bei anderen Ausführungsbeispielen könnte jedoch eine bestimmte Anordnung von Transportkomponenten einen Transport eines oder mehrerer Wafer zwischen mehreren Kammern und/oder Zonen ermöglichen.
Die Bildungszone 102 umfaßt Komponenten, die zum Bilden eines Speichermediums auf dem Wafer 210 erforderlich sind. Insbesondere kann die Bildungszone 102 (eine) Medienaufbringkomponente(n) 1030 und/oder (eine) Kontakt-/Anschlußleitungsanbringkomponente(n) 1032 umfassen. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird das Speichermedium mittels einer Aufdampftechnik auf den Wafer 210 aufgebracht. Bei diesen Ausführungsbeispielen umfaßt die Medienaufbringkomponente 1030 ein oder mehrere Aufbringmaterialbehältnisse (nicht gezeigt), die ausgelegt sind, um eine Menge eines Aufbringmaterials zu speichern, das erforderlich sein wird, um den Speichermedium-Aufbringprozeß abzuschließen. Jedes Behältnis kann selektiv in der Bildungszone vorgesehen sein, so daß ein in dem Behältnis enthaltenes Material auf geeignete Weise vaporisiert und an dem Wafer 210 angebracht werden kann.
Bevor der Wafer 210 in der Bildungszone 102 vorgesehen wird, kann er auf geeignete Weise maskiert werden. Ein Mas kieren des Wafers verhindert eine Aufbringung von Material an anderen als unmaskierten Stellen des Wafers. Bei anderen Ausführungsbeispielen können in der Vakuumkammer 100 Komponenten vorgesehen sein, die ausgelegt sind, um eine Maskierung des Wafers 210 in der Bildungszone zu ermöglichen.
Nachdem ein Material, z.B. Speichermedium, auf den Wafer aufgebracht wurde, können verschiedene andere Waferverarbeitungsprozesse stattfinden. Beispielsweise können die Kontakt-/Anschlußleitungsanbringkomponenten 1032 einen oder mehrere Kontakte und/oder eine oder mehrere Anschlußleitungen an dem Wafer anbringen. Eine repräsentative Anordnung von Speichermedium, Kontakten und Anschlußleitungen wurde in 9 dargestellt.
Nachdem in der Bildungszone eine geeignete Waferverarbeitung abgeschlossen wurde, kann der Wafer beispielsweise über die Transportkomponente 1034 von der Bildungszone zu einer Zwischenzone 1040 transportiert werden. Wie in 10 gezeigt ist, ist zwischen der Bildungszone 102 und der Montagezone 104 eine Zwischenzone 1040 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel kommuniziert die Zwischenzone selektiv mit jeder Zone und isoliert auf effektive Weise Verunreinigungen, die in der Bildungszone enthalten sein können, vor einem Eindringen in die Montagezone. Eine selektive Kommunikation der Zwischenzone mit der Bildungszone wird durch einen Eintrittsmechanismus 1042, z.B. eine Tür, ermöglicht. Nach einem Verarbeiten in der Bildungszone 102 kann der Wafer 210 somit durch einen Betrieb des Eintrittsmechanismus 1042 in die Zwischenzone 1040 transportiert werden.
Auf ein Eintreten in die Zwischenzone hin schließt der Eintrittsmechanismus 1042, um die Bildungszone von der Zwischenzone zu trennen. Hierdurch können in der Bildungszone enthaltene Verunreinigungen entfernt werden, beispielsweise durch Wirkung von Vakuumkomponenten 1050. Die Vakuumkomponenten 1050 können mit einer oder mehreren der verschiede nen Zonen und/oder Kammern der Vakuumkammer 100 kommunizieren, um selektiv ein Vakuum in einer oder mehreren der Zonen und/oder Kammern aufrechtzuerhalten. Durch ein Bereitstellen des Vakuums können Verunreinigungen auch von der Bildungszone abgezogen werden. Dies könnte ein Aufbringmaterial umfassen, das nicht auf den Wafer 210 aufgebracht wurde.
Der Wafer 210 kann durch die Transportkomponente(n) 1052 von der Zwischenzone transportiert werden. Ein Austrittsmechanismus 1054 befähigt die Zwischenzone, selektiv mit der Montagezone 104 zu kommunizieren. Somit ist der Wafer 210 in der Lage, in die Montagezone einzutreten, wenn sich der Austrittsmechanismus, z.B. eine Tür, in seiner offenen Position befindet.
Die Montagezone 104 umfaßt (eine) Ausrichtungs-/Abdichtungskomponente(n) 1060, die ausgelegt ist bzw. sind, um Wafer 210 und 202 auszurichten und die Wafer miteinander abzudichten, so daß in einer oder mehreren zwischen den Wafern definierten Kammern ein Vakuum aufrechterhalten wird. Nachdem ordnungsgemäß abgedichtet wurde, kann die Transportkomponente 1062 die abgedichteten Wafer (Waferstapel) zu einer durch eine Ausgangsverriegelung 1072 definierten Kammer 1070 liefern. Ein Zugriff auf die Kammer 1070 wird selektiv durch einen Eintrittsmechanismus 1074, z.B. eine Tür, bereitgestellt, wenn sich der Eintrittsmechanismus in seiner offenen Position befindet. Nach einer Positionierung in der Kammer 1070 kann der Eintrittsmechanismus schließen, wodurch das Vakuum in zumindest einem Abschnitt der Kammer 100 aufrechterhalten wird. Ein Zugriff auf den in der Kammer 1070 positionierten Waferstapel wird durch einen Austrittsmechanismus 1076 geliefert. Die Transportkomponente(n) 1080 kann bzw. können verwendet werden, um eine Entfernung des Waferstapels aus der Kammer 100 zu fördern.
Ausführungsbeispiele des Vakuumanordnungssystems können eine automatische Bildung und Montage von Waferstapeln ermöglichen. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann ein Steuersystem, beispielsweise ein Steuersystem 1100 (11), verwendet werden. In 11 kommuniziert das Steuersystem 1100 elektrisch mit verschiedenen Komponenten des Vakuumanordnungssystems. Im einzelnen kommuniziert das Steuersystem 1100 mit einem oder mehreren des Eintrittsmechanismus 1014, des Austrittsmechanismus 1016, der Medienaufbringkomponente(n) 1030, der Kontakt-/An-schlußleitungsanbringkomponente(n) 1032, des Eintrittsmechanismus 1042, des Austrittsmechanismus 1054, der Vakuumkomponente 1050, der Ausrichtungs-/Abdichtungskomponente 1060, des Eintrittsmechanismus 1075, des Austrittsmechanismus 1076 und einer oder mehreren von verschiedenen Steuerkomponenten. Ferner kann das Steuersystem 1100 mit einem oder mehreren Sensoren 1110 kommunizieren. Genauer gesagt kann ein Sensor 1110 ausgelegt sein, um den Unterdruck in einer oder mehreren Zonen und/oder Kammern der Vakuumkammer 100 zu erfassen und dem Steuersystem ein entsprechendes Signal zu liefern. Nach einer derartigen Lieferung können durch den Sensor 1110 bereitgestellte Informationen durch das Steuersystem verwendet werden, um die Vakuumkomponenten zu betreiben, um das Vakuum in der Kammer 100 auf einem geeigneten Pegel zu halten.
Das Steuersystem 1100 kann in Software, Firmware, Hardware oder einer Kombination derselben implementiert sein. Wenn es in Hardware implementiert ist, kann das Steuersystem mit einer beliebigen oder einer Kombination aus verschiedenen Technologien implementiert sein. Beispielsweise können die folgenden Technologien, die jeweils in der Technik hinreichend bekannt sind, verwendet werden: (eine) diskrete Logikschaltung(en), die Logikgatter zum Implementieren logischer Funktionen auf Datensignale hin aufweist, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), die entsprechende Kombinationslogikgatter aufweist, (ein) programmier bare(s) Gatterarray(s) (PGA), und ein feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA).
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Steuersystem 1100 als ein ausführbares Programm in Software implementiert. Das Steuersystem kann durch einen speziellen oder Mehrzweck-Digitalcomputer, beispielsweise einen Personal-Computer (PC; IBM-kompatibel, Apple-kompatibel oder sonstiges), eine Arbeitsstation, einen Minicomputer oder einen Hauptrechner ausgeführt werden. Ein Beispiel eines Mehrzweck-Computers, der das Steuersystem implementieren kann, ist schematisch in 12 gezeigt.
In bezug auf eine Hardware-Architektur umfaßt der Computer 1200 allgemein einen Prozessor 1202, einen Speicher 1204 und eine oder mehrere Eingabe- und/oder Ausgabevorrichtungen (I-/O-Vorrichtungen) 1206 (oder Peripheriegeräte), die über eine lokale Schnittstelle 1208 kommunikativ gekoppelt sind. Die lokale Schnittstelle 1208 kann beispielsweise ein oder mehrere Busse oder andere verdrahtete oder drahtlose Verbindungen sein, wie in der Technik bekannt ist. Die lokale Schnittstelle 1208 kann zusätzliche Elemente umfassen, die der einfacheren Beschreibung halber weggelassen sind.
Diese zusätzlichen Elemente können beispielsweise Steuerungen, Puffer (Caches), Treiber, Repeater und/oder Empfangsgeräte sein. Ferner kann die lokale Schnittstelle Adreß-, Steuer- und/oder Datenverbindungen umfassen, um entsprechende Kommunikationen unter den Komponenten des Computers 1200 zu ermöglichen.
Der Prozessor 1202 ist eine Hardware-Vorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Software zu betreiben, die in dem Speicher 1204 gespeichert werden kann. Der Prozessor 1202 kann ein beliebiger kundenspezifischer oder im Handel erhältlicher Prozessor, eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) oder ein Hilfsprozessor unter mehreren dem Computer 1200 zugeordneten Prozessoren sein. Überdies kann der Pro zessor ein halbleiterbasierter Mikroprozessor (in Form eines Mikrochips) oder ein Makroprozessor sein. Beispiele von repräsentativen im Handel erhältlichen Mikroprozessoren sind folgende: ein Mikroprozessor der Serie PA-RISC von Hewlett-Packard Company, USA, ein Mikroprozessor der Serie 80 × 86 oder Pentium von Intel Corporation, USA, ein PowerPC-Mikroprozessor von IBM, USA, ein Sparc-Mikroprozessor von Sun Microsystems, Inc., oder ein Mikroprozessor der Serie 68control von Motorola Corporation, USA.
Der Speicher 1204 kann eine beliebige Kombination flüchtiger Speicherelemente (z.B. Direktzugriffsspeicher (RAM, z.B. DRAM, SRAM usw.)) und/oder nicht-flüchtiger Speicherelemente (z.B. ROM, Festplattenlaufwerk, Band, CD-ROM usw.) umfassen. Überdies kann der Speicher 1204 elektronische, magnetische, optische und/oder andere Typen von Speichermedien beinhalten. Man beachte, daß der Speicher 1204 eine verteilte Architektur aufweisen kann, bei der verschiedene Komponenten voneinander entfernt angeordnet sind, jedoch für den Prozessor 1202 zugänglich sind.
Die Software in dem Speicher 1204 kann ein oder mehrere separate Programme umfassen, von denen jedes eine geordnete Auflistung ausführbarer Anweisungen zum Implementieren logischer Funktionen aufweist. Bei dem Beispiel der 11 umfaßt die Software in dem Speicher 1204 das Steuersystem 1100 und ein geeignetes Betriebssystem (O/S) 1210. Eine nicht erschöpfende Liste von Beispielen im Handel erhältlicher Betriebssysteme 1210 lautet wie folgt: ein Windows-Betriebssystem von Microsoft Corporation, USA, ein von Novell, Inc., USA, erhältliches Netware-Betriebssystem oder ein UNIX-Betriebssystem, das von vielen Verkäufern zum Kauf angeboten wird, beispielsweise Hewlett-Packard Company, USA, Sun Microsystems, Inc., und AT&T Corporation, USA. Das Betriebssystem 1210 steuert die Ausführung anderer Computerprogramme, beispielsweise des Steuersystems 1100. Das Betriebssystem 1210 liefert ferner eine Terminplanung, eine Eingangs-/Ausgangssteuerung, eine Datei- und Datenverwal tung, eine Speicherverwaltung, eine Kommunikationssteuerung und verwandte Dienstleistungen.
Die I-/O-Vorrichtung(en) 1206 kann bzw. können Eingabevorrichtungen wie beispielsweise eine Tastatur umfassen. Die I-/O-Vorrichtung(en) 1206 kann bzw. können ferner Ausgabevorrichtungen wie beispielsweise eine Anzeige umfassen. Die Die I-/O-Vorrichtung(en) 1206 kann bzw. können ferner Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um sowohl Eingaben als auch Ausgaben zu kommunizieren, beispielsweise einen Modulator/Demodulator.
Wenn der Computer 1200 im Betrieb ist, ist der Prozessor 1202 konfiguriert, um eine in dem Speicher 1204 gespeicherte Software auszuführen, Daten an den und von dem Speicher 1204 zu kommunizieren und allgemein Operationen des Computers 1200 zu steuern. Das Steuersystem 1100 und das O/S 1210 werden ganz oder teilweise durch den Prozessor 1202 gelesen, vielleicht in dem Prozessor 1202 gepuffert und anschließend ausgeführt.
Wenn das Steuersystem 1100 in Software implementiert ist, sollte man beachten, daß das Steuersystem auf einem beliebigen computerlesbaren Medium zur Verwendung durch ein oder in Verbindung mit einem beliebigen computerbezogenen System oder Verfahren gespeichert sein kann. Im Kontext dieses Dokuments ist ein computerlesbares Medium eine elektronische, magnetische, optische oder andere physische Vorrichtung oder Einrichtung, die ein Computerprogramm zur Verwendung durch ein oder in Verbindung mit einem computerbezogenen System oder Verfahren enthalten oder speichern kann. Das Steuersystem 1100 kann in einem beliebigen computerlesbaren Medium zur Verwendung durch ein bzw. eine oder in Verbindung mit einem bzw. einer Anweisungsausführungssystem, -apparatur oder -vorrichtung, beispielsweise ein bzw. einem computerbasierten System, einem einen Prozessor enthaltenden System oder einem anderen System verkörpert sein, das die Anweisungen dem bzw. der Anweisungsausführungssy stem, -apparatur oder -vorrichtung abrufen und die Anweisungen ausführen kann.
Im Kontert dieses Dokuments kann ein „computerlesbares Medium" eine beliebige Einrichtung sein, die das Programm zur Verwendung durch das bzw. die oder in Verbindung mit dem bzw. der Anweisungsausführungssystem, -apparatur oder -vorrichtung speichern, kommunizieren, weiterverbreiten oder transportieren kann. Das computerlesbare Medium kann beispielsweise ein(e) elektronische(s), magnetische(s), optische(s), elektromagnetische(s), Infrarot- oder Halbleitersystem, -apparatur oder -vorrichtung oder ein Ausbreitungsmedium sein, ist jedoch nicht auf dieselben beschränkt. Spezifischere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) des computerlesbaren Mediums würde folgende enthalten: eine elektrische Verbindung (elektronisch), die einen oder mehrere Drähte aufweist, eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) (elektronisch), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) (elektronisch), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM, EEPROM oder Flash-Speicher) (elektronisch), einen Lichtwellenleiter (optisch) und einen tragbaren Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher (CDROM)(optisch). Man beachte, daß das computerlesbare Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein könnte, auf das das Programm gedruckt ist, da das Programm elektronisch aufgenommen, beispielsweise über ein optisches Scannen des Papiers oder des anderen Mediums, daraufhin zusammengestellt, interpretiert oder auf andere geeignete Weise verarbeitet werden kann, falls nötig, und dann in einem Computerspeicher gespeichert werden kann.
Das Flußdiagramm der 13 zeigt die Funktionalität einer Implementierung des Steuersystems. Diesbezüglich stellt jeder Block des Flußdiagramms ein Modulsegment oder einen Abschnitt eines Codes dar, das bzw. der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der spezifizierten logischen Funktion oder Funktionen aufweist. Man sollte ferner beachten, daß die in den verschiedenen Blöcken ange gebenen Funktionen bei manchen alternativen Implementierungen in einer anderen Reihenfolge als der in 13 dargestellten stattfinden können. Beispielsweise können zwei Blöcke, die in 13 nacheinander dargestellt sind, in der Tat im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, wo die Blöcke manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden können, je nach der betreffenden Funktionalität. In dieser Hinsicht kann das Steuersystem oder -verfahren 1100 der 13 so ausgelegt werden, daß es bei Block 1305 beginnt, wo ein Zugriff auf die Eintrittsverriegelung aktiviert wird. Genauer gesagt kann das Steuersystem ein Signal an den Eintrittsmechanismus senden, das den Eintrittsmechanismus auffordert, sich in seine offene Position zu bewegen. Bei Block 1310 wird ein Transport des Wafers in die Bildungszone aktiviert. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dies ein Liefern eines Signals an die Transportkomponente 1020 umfassen, so daß der Wafer von der Eingangsverriegelung in die Bildungszone transportiert wird. Bei denjenigen Ausführungsbeispielen, die einen Austrittsmechanismus 1016 beinhalten, kann ferner ein Signal an den Austrittsmechanismus gesandt werden, um sicherzustellen, daß sich der Austrittsmechanismus in seiner offenen Position befindet. Dies kann ermöglichen, daß der Wafer von der Eingangsverriegelung in die Bildungszone transportiert wird.
Bei Block 1315 wird eine Bildung eines Vakuums in einer oder mehreren Kammern und/oder Zonen der Vakuumkammer 100 aktiviert. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dies ein Sicherstellen dessen umfassen, daß sich der Austrittsmechanismus 1016 in seiner geschlossenen Position befindet. Nachdem ein geeignetes Vakuum in der Bildungszone hergestellt wurde, kann der Prozeß zu Block 1320 fortschreiten, wo eine Bildung eines Speichermediums aktiviert wird. Wie zuvor erwähnt wurde, kann dies ein Bereitstellen eines Materials in einer geeigneten Anordnung in der Bildungszone umfassen, so daß eine Aufdampfung des Materials durchgeführt werden kann. Bei Block 1325 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob eine Bildung des Speichermediums abgeschlossen ist. Falls bestimmt wird, daß die Bildung nicht abgeschlossen ist, kann der Prozeß zu Block 1320 zurückkehren, und der Bildungsprozeß kann fortgesetzt werden, bis er abgeschlossen ist. Auf einen Abschluß hin kann der Prozeß zu Block 1330 fortschreiten, wo die Anbringung eines oder mehrerer Kontakte und/oder einer oder mehrerer Anschlußleitungen an dem Speichermedium aktiviert wird. Bei Block 1335 kann daraufhin eine Bestimmung durchgeführt werden, ob der Anbringprozeß abgeschlossen ist. Falls bestimmt. wird, daß die Anbringung eines oder mehrerer Kontakte und/oder einer oder mehrerer Anschlußleitungen nicht abgeschlossen ist, kann der Prozeß zu Block 1330 zurückkehren, bis ein Abschluß erfolgt. Auf einen Abschluß hin kann der Prozeß zu Block 1340 fortschreiten, wo eine Isolierung von Aufbringmaterialien in der Bildungszone aktiviert wird. Genauer gesagt kann eine weitere Waferverarbeitung unterbrochen werden, bis alle Verunreinigungen aus der Bildungszone entfernt sind, beispielsweise durch Vakuumkomponenten. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Wafer zu der Zwischenzone transportiert werden und darin enthalten sein, bis Verunreinigungen entfernt sind.
Nachdem Verunreinigungen entsprechend aus einer oder mehreren Zonen und/oder Kammern der Vakuumkammer entfernt wurden, kann der Wafer in die Montagezone transportiert werden. Danach wird eine Ausrichtung eines Rotorwafers mit dem Statorwafer aktiviert (Block 1350). Bei Block 1355 werden die Wafer miteinander abgedichtet, um einen Waferstapel zu bilden. Wie zuvor erwähnt wurde, ermöglicht eine Aufrechterhaltung des Vakuums in der Montagezone, daß die Wafer miteinander abgedichtet werden können, während eine Innenkammer des Waferstapels unter Vakuum gehalten wird. Bei einem Fortschreiten zu Block 1360 kann eine Bestimmung durchgeführt werden, ob der Montageprozeß abgeschlossen ist. Falls bestimmt wird, daß der Prozeß nicht abgeschlossen ist, kann der Prozeß zu Block 1355 zurückkehren, bis ein Abschluß erfolgt. Falls die Montage jedoch abgeschlossen ist, kann der Prozeß zu Block 1365 fortschreiten, wo ein Transport des Waferstapels von der Montagezone ermöglicht wird. Bei Block 1370 ist ein Zugriff auf den montierten Waferstapel vorgesehen, beispielsweise durch ein Vorsehen eines Zugriffs auf den Wafer über die Ausgangsverriegelung.

Claims

System (10) zum Montieren eines Waferstapels, wobei der Waferstapel ausgelegt ist, um eine Datenspeichervorrichtung zu bilden und wobei der Waferstapel einen ersten Wafer (210) und einen zweiten Wafer (202) umfaßt, wobei der erste Wafer und der zweite Wafer eine Innenkammer zwischen denselben definieren, wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Vakuumkammer (100); eine Medienaufbringkomponente (1030), die in der Vakuumkammer angeordnet ist, wobei die Medienaufbringkomponente konfiguriert ist, um ein Speichermedium auf den ersten Wafer aufzubringen; und eine Waferstapel-Montagekomponente (1060), die in der Vakuumkammer angeordnet ist, wobei die Waferstapel-Montagekomponente konfiguriert ist, um den ersten Wafer und einen zweiten Wafer relativ zueinander auszu richten und den ersten Wafer und den zweiten Wafer miteinander zu verbinden, während zumindest ein Abschnitt der Vakuumkammer unter einem Unterdruck gehalten wird, derart, daß die Innenkammer des Waferstapels unter einem Unterdruck gehalten wird.
System (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die Vakuumkammer (100) eine Medienaufbringzone (102) und eine Waferstapel-Montagezone (104) definiert, wobei die Vakuumkammer ausgelegt ist, um die Medienaufbringzone und/oder die Waferstapel-Montagezone unter einen Unterdruck zu stellen, wobei die Medienaufbringzone konfiguriert ist, um den ersten Wafer (210) aufzunehmen, wobei die Medienaufbringkomponente (1030) in der Medienaufbringzone angeordnet ist.
System (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, das ferner folgende Merkmale aufweist: eine Vakuumkomponente (1050), die pneumatisch mit der Vakuumkammer (100) kommuniziert, wobei die Vakuumkomponente ausgelegt ist, um zumindest einen Abschnitt der Vakuumkammer unter einem Unterdruck zu halten; und ein Steuersystem (1100), das mit der Vakuumkomponente elektrisch kommuniziert, wobei das Steuersystem ausgelegt ist, um der Vakuumkomponente ein Steuersignal zu liefern, derart, daß die Vakuumkomponente ansprechend auf dasselbe den Druck in zumindest einem Abschnitt der Vakuumkammer bei einem gewählten Druck hält.
System (10) gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem die Waferstapel-Montagekomponente (1060) in der Waferstapel-Montagezone (104) angeordnet ist.
System (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, das ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Transportkomponente (1020, 1034, 1052, 1062, 1080), die in der Vakuumkammer (100) angeordnet ist, wobei die Transportkomponente ausgelegt ist, um den ersten Wafer (210) von der Medienaufbringzone (102) zu der Waferstapel-Montagezone (104) zu transportieren.
System (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, das ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Eingangsverriegelung (1010), die konfiguriert ist, um mit der Medienaufbringzone (102) selektiv zu kommunizieren, wobei die Eingangsverriegelung ausgelegt ist, um den ersten Wafer (210) aufzunehmen und eine Lieferung des ersten Wafers zu der Medienaufbringzone zu ermöglichen.
System (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, das ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung zum Ermöglichen einer Lieferung des ersten Wafers (210) zu der Medienaufbringzone (102).
System (10) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die Vakuumkomponente (1050) ausgelegt ist, um zumindest einen Abschnitt der Vakuumkammer (100) bei einem Druck von nur ungefähr 1,33 × 10^–6 Pa (10^–8 Torr) zu halten.
System (10) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, das ferner folgende Merkmale aufweist: eine Transportkomponente (1020, 1034, 1052, 1062, 1080), die in der Vakuumkammer (100) angeordnet ist, wobei die Transportkomponente ausgelegt ist, um den ersten Wafer (210) von der Medienaufbringzone (102) zu der Waferstapel-Montagezone (104) zu transportieren; und wobei das Steuersystem (1100) konfiguriert ist, um die Medienaufbringkomponente (1030) zu aktivieren, ein Speichermedium automatisch auf den ersten Wafer (210) aufzubringen, die Transportkomponente zu aktivieren, den ersten Wafer zu der Waferstapel-Montagezone zu transportieren, und die Waferstapel-Montagekomponente zu aktivieren, den ersten Wafer und einen zweiten Wafer relativ zueinander auszurichten und den ersten Wafer und den zweiten Wafer miteinander zu verbinden, während die Vakuumkomponente (1030) die Waferstapel-Montagezone unter einem Unterdruck hält.
Verfahren zum Bilden einer Datenspeichervorrichtung, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Wafers und eines zweiten Wafers, wobei der erste Wafer und der zweite Wafer konfiguriert sind, um zwischen denselben eine Innenkammer zu definieren; Halten des ersten Wafers unter einem Unterdruck; Aufbringen eines Speichermediums auf den ersten Wafer; Entfernen von Verunreinigungssubstanzen aus einer Nähe des ersten Wafers; und Miteinanderverbinden des ersten Wafers und des zweiten Wafers, um einen Waferstapel zu bilden, derart, daß die Innenkammer bei einem Unterdruck gehalten wird, nachdem der erste Wafer und der zweite Wafer miteinander verbunden sind.
Verfahren gemäß Anspruch 10, das ferner folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer Vakuumkammer (100); und Plazieren des ersten Wafers (210) in der Vakuumkammer; und wobei der erste Wafer in der Vakuumkammer unter einem Unterdruck gehalten wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem zumindest einige der Verunreinigungen durch die Vakuumkammer (100) aus der Nähe des ersten Wafers (210) entfernt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem die Vakuumkammer (100) eine erste Zone definiert; und bei dem das Speichermedium auf den ersten Wafer (210) in der ersten Zone aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, das ferner folgenden Schritt aufweist: Anbringen zumindest eines Kontakts und/oder einer Anschlußleitung an den ersten Wafer (210), nachdem das Speichermedium auf den ersten Wafer aufgebracht ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem der erste Wafer (210) unter einem ersten Unterdruck gehalten wird, während der erste Wafer und der zweite Wafer (202) miteinander verbunden werden, um den Waferstapel zu bilden, wobei der erste Unterdruck einem Unterdruck entspricht, der in der Innenkammer des Waferstapels aufrechterhalten werden soll.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem manche der Verunreinigungen durch ein Transportieren des ersten Wafers (210) aus der ersten Zone heraus aus der Nähe des ersten Wafers entfernt werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16, bei dem die Vakuumkammer (100) eine von der ersten Zone getrennte zweite Zone definiert; und das ferner folgenden Schritt aufweist: Transportieren des ersten Wafers von der ersten Zone zu der zweiten Zone, nachdem das Speichermedium auf den ersten Wafer aufgebracht ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen einer ersten Kammer, die selektiv pneumatisch mit der ersten Zone kommuniziert, so daß, wenn die erste Kammer nicht mit der ersten Zone pneumatisch kommuniziert, der erste Wafer in der ersten Kammer plaziert werden kann, und, wenn die erste Kammer mit der ersten Zone pneumatisch kommuniziert, der erste Wafer von der ersten Kammer in die erste Zone transportiert werden kann.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem die Vakuumkammer (100) eine von der ersten Zone getrennte zweite Zone definiert; und das ferner folgenden Schritt aufweist: Transportieren des ersten Wafers (210) von der ersten Zone zu der zweiten Zone, nachdem zumindest ein Kontakt und/oder eine Anschlußleitung an den ersten Wafer angebracht ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, das ferner folgenden Schritt aufweist: Bereitstellen einer zweiten Kammer, die selektiv mit der zweiten Zone pneumatisch kommuniziert, so daß, wenn die zweite Kammer mit der zweiten Zone pneumatisch kommuniziert, der Wafer von der zweiten Zone und in die zweite Kammer transportiert werden kann, und, wenn die zweite Kammer nicht mit der zweiten Zone pneumatisch kommuniziert, der Waferstapel aus der zweiten Kammer entfernt werden kann.