DE60006180T2 - Ausrichtung und Übergabeeichung mit unterschiedlichen Lochschatten und Ionenimplantierer mit E-Halter und Greifer - Google Patents

Ausrichtung und Übergabeeichung mit unterschiedlichen Lochschatten und Ionenimplantierer mit E-Halter und Greifer Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen, dass zwei bewegliche Elemente genau bezüglich einander positioniert sind (unabhängige Ansprüche 1, 10, 11).
  • Die Erfindung hat eine spezielle Anwendung bei einer Ionenimplantationsvorrichtung, bei welcher ein einzelner Wafer in einer Vakuumkammer von einem Lademechanismus, beispielsweise einer Ladeschleuse, zu einem elektrostatischen Halter (im Folgenden E-Halter) an einem Greifarm überführt wird. Der Greifarm nimmt auch den Wafer von dem E-Halter auf und führt ihn zur Ladeschleuse zurück.
  • Ein Robot, der den Greifarm antreibt, hat typischerweise zwischen zwei und vier Bewegungsachsen. Beispielsweise offenbart die EP 604066 einen Greifarm, der axial längs einer vertikalen Achse bewegbar und um die gleiche Achse drehbar ist.
  • Der E-Halter hat gewöhnlich mehrere Bewegungsachsen, wie dies beispielsweise in der WO 99/13488 offenbart ist. In diesem Fall erstreckt sich der Arm, der den E-Halter trägt, aus der Vakuumkammer heraus und wird von einem linearen Bewegungsmechanismus für eine vertikale Hin- und Herbewegung des E-Halters gehalten, so dass die gesamte Oberfläche eines Wafers an dem E-Halter von einem horizontal überstreichenden Ionenstrahl überstrichen wird. Der lineare Bewegungsmechanismus ist so angebracht, dass er um eine horizontale Kippachse drehbar ist, die eine Variierung des Winkels zwischen dem Wafer und dem Ionenstrahl erlaubt. Der E-Halter ist weiterhin mit einem Mechanismus zum Drehen des Wafers um eine Achse versehen, die durch eine Mitte des Wafers geht und senkrecht zur Ebene des Wafers ist.
  • Obwohl der den Greifarm antreibende Mechanismus und der E-Halter mit Codierern versehen sind, die es ihnen ermöglichen, in eine äußerst präzise Position bewegt zu werden, bedeutet die Tatsache, dass so viele Freiheitsachsen vorhanden sind, dass mit der Zeit der Mechanusmus Abweichungen aufweisen kann, insbesondere, da die Komponenten des Mechanismus zu verschleißen beginnen. Dies führt zu einer ungenauen Übergabe zwischen Greifarm und E-Halter, so dass die Wafer über die Oberfläche des E-Halters geschoben werden müssen, was zu Teilchenverunreinigungen an der Unterseite des Wafers führt. Da die Codierer auch keine absolute Positionsablesung bereitstellen können, müssen sie vor dem Einsatz kalibriert werden. Eine solche Kalibrierung wird normalerweise von Hand ausgeführt, was besonders zeitraubend sein kann und eine geübte Bedienungsperson erfordert.
  • Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Feststellen, dass zwei bewegliche Teile bezüglich einander in einer vorher festgelegten Position genau positioniert sind, bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle, einen Lichtsensor, auf den Licht von der Lichtquelle projiziert wird, und jeweils einen Lichtabdeckschirm an jedem Element aufweist, der jeweils einen charakteristischen Schatten auf dem Lichtsensor erzeugt, wenn er sich in der vorgegebenen Position befindet, wobei die charakteristischen Schatten der beiden Lichtabdeckschirme voneinander verschieden sind.
  • Diese Vorrichtung überwacht die relative Position der beiden Elemente genau, wenn beide Elemente bezüglich der gleichen Lichtquelle positioniert sind. Da optische Sensoren verwendet werden, geben sie eine Anzeige der Absolutposition der beiden Elemente und sind unabhängig von dem Mechanismus, der die beiden Elemente bewegt.
  • Vorzugsweise ist der Lichtabdeckschirm an jedem Element ein durchgehendes Loch, wobei das durchgehende Loch an dem einen Element größer ist als das durchgehende Loch an dem anderen Element und die Mitten der durchgehenden Löcher in der Richtung fluchtend ausgerichtet sind, in der sich das Licht von der Lichtquelle vom Sensor bewegt, wenn sich die Elemente in der gegebenen Position befinden. Der Sensor ist vorzugsweise eine zweidimensionale lageempfindliche Diode. Die Lichtquelle kann jede kollimierte Lichtquelle sein, ist jedoch vorzugsweise ein modulierter Infrarotlaser der Klasse 1, damit der Sensor zwischen diesem Licht und Umgebungslicht unterscheiden kann und auch den erforderlichen Sicherheitsanforderungen genügt.
  • Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei einer Ionenimplantationsvorrichtung einsetzbar, bei welcher das erste Element ein Greifarm ist, der einen Wafer in einer Vakuumkammer aus einer Beladeposition in eine Behandlungsposition und zurück überführt, während das zweite Element ein E-Halter ist, an dem der Wafer gehalten ist, während er von einem Ionenstrahl überstrichen wird. In diesem Fall sollten die Lichtabdeckschirme an dem E-Halter und an dem Greifarm so vorgesehen sein, dass sie eine festgelegte Beziehung zu der Waferposition haben, damit die Position des Wafers leicht aus den Sensorablesungen bestimmt werden kann. Allgemein gesagt, wird der E-Halter vor dem Greifarm in die Übergabeposition gebracht. Wenn deshalb die Lichtabdeckschirme an den beiden Elementen von durchgehenden Löchern gebildet werden, ist der Durchmesser des dem E-Halter zugeordne ten durchgehenden Lochs größer als der Durchmesser des dem Greifarm zugeordneten durchgehenden Lochs. Wenn die Lichtquelle und der Lichtsensor außerhalb der Vakuumkammer hinter geeignet positionierten Fenstern angebracht sind, können sie für Wartung und Austausch leicht entfernt werden, ohne dass ein Zugang zu der Vakuumkammer erforderlich ist.
  • Wenn ein Greifarm verwendet wird, der ein Paar von Haltebacken hat, die zwischen offenen und geschlossenen Stellungen bewegbar sind, kann der Greifarm mit einem dritten Lichtabdeckschirm versehen werden, der an dem Lichtsensor ein drittes charakteristisches Signal erzeugt, wenn der Greifarm sich in der gegebenen Position befindet und seine Haltebacken offen sind, so dass die Vorrichtung die Stellung der Greifer-Haltebacken bestimmen kann.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Feststellen, dass zwei bewegliche Elemente bezüglich einander in einer gegebenen Stellung genau positioniert sind, bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle zu einem Lichtsensor hin emittiert wird, wobei jedes Element so bewegt wird, dass ein Lichtabdeckschirm an jedem Element jeweils einen charakteristischen Schatten auf dem Lichtsensor erzeugt, wenn es sich in der gegebenen Position befindet, und sich die charakteristischen Schatten voneinander unterscheiden, und erfasst wird, dass sich zwei Elemente in der genau fluchtenden Ausrichtung befinden, wenn beide charakteristische Schatten gleichzeitig auf dem Lichtsensor erkannt werden.
  • Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum Eichen einer Vorrichtung, die ein Paar von beweglichen Armen, die zwangsweise in eine Übergabeposition bewegbar sind, um ein Teil von einem Arm zum anderen zu überführen, einen lageempfindlichen Lichtsensor und eine Lichtquelle aufweist, die Licht zu dem Lichtsensor hin emittiert, wobei jeder Arm einen Lichtabdeckschirm hat, der ein eigenes charakteristisches Signal an dem Lichtsensor erzeugt, wenn er zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet ist, wobei die charakteristischen Signale voneinander verschieden sind, und wobei das Verfahren die Schritte aufweist, dass der erste Arm den Sensor überstreicht, dass die Messwerte aufgezeichnet werden, die von dem ersten Lichtabdeckschirm quer über den Sensor erzeugt werden, dass der zweite Arm den Sensor überstreicht, dass die Messwerte aufgezeichnet werden, die von dem zweiten Lichtabdeckschirm quer über den Sensor erzeugt werden, und dass aus den beiden Sätzen von Messwerten die Position errechnet wird, bei der die beiden Lichtabdeckschirme koinzidieren, was die Übergabeposition darstellt.
  • Dieses Verfahren ermöglicht die automatische Kalibrierung der Übergabeposition, was in einer Software ausgeführt werden kann. Ferner ist eine genaue Positionierung der Lichtquelle und des Sensors unnötig, da alle Ungenauigkeiten bei ihrer Positionierung durch Verwendung dieses Verfahrens kalibriert werden.
  • Vorzugsweise sind die beiden beweglichen Arme Robotarme, die von einem oder mehreren Servomotoren angetrieben werden, von denen jeder eine Codiereinrichtung hat, wobei bei dem Verfahren weiterhin die Codiereinrichtungsmesswerte an der Übergabeposition aufgezeichnet und darauf folgend die Robotarme zwangsweise in die Positionen bewegt werden, die aus den Codiereinrichtungsmesswerten an der Übergabeposition abgeleitet werden, und das Signal gemessen wird, das von dem Sensor in dieser Position erzeugt wird. Dieses Verfahren ermöglicht die Überwachung der Position der Arme derart, dass jede Abweichung in der Position dieser Arme festgestellt werden kann.
  • Zur vorliegenden Erfindung gehört ferner eine Vorrichtung mit einer Messvorrichtung nach der Erfindung zum Eichen und Steuern der Übergabe zwischen einem beweglichen Element in Form eines Greifarms und einem beweglichen Element in Form eines elektrostatischen Halters in einer Ionenimplantationsvorrichtung, wobei der Greifarm und der elektrostatische Halter von einem oder mehreren Servomotoren angetrieben werden, und die Einrichtung zum Eichen und Steuern weiterhin einen Rechner, eine Codiereinrichtung an diesem Servomotor zum Erzeugen eines Signals, das sich auf die Position des Servomotors bezieht, und zur Bereitstellung dieser Information für den Rechner, sowie eine Verbindung zwischen dem Rechner und einem Antriebsmechanismus eines jeden Servomotors aufweist, um die Bewegung eines jeden Servomotors zu steuern, der Rechner einen Prozessor hat, der so angeordnet ist, dass er Werte empfängt und speichert, die für Signale aus den Codiereinrichtungen und dem Sensor stehen, die aufgezeichnet werden, wenn sich der Greifarm und der elektrostatische Halter in einer gegebenen Übergabeposition befinden, bei der die an dem Greifarm und dem elektrostatischen Halter angebrachten Lichtabdeckschirme einen Anteil des Lichts auffangen, das zu dem Sensor gerichtet ist, und jeweils ein charakteristisches Signal an dem Sensor erzeugen, das dafür steht, dass sich der Greifarm und der elektrostatische Halter in der Übergabeposition befinden, wobei die charakteristischen Signale voneinander verschieden sind, wonach ein Signal an den Antriebsmechanismus eines jeden Servomotors abgegeben wird, um jeden Servomotor in eine Position zu bewegen, in der der Messwert aus der Codiereinrichtung dem gespeicherten Wert entspricht, und das Signal aus dem Sensor in dieser Position aufgezeichnet und dieser Wert mit dem gespeicherten Wert verglichen wird.
  • Vorzugsweise ist der Prozessor weiterhin angeordnet, um die Abweichung des Greifarms und des elektrostatischen Halters zu bestimmen, indem der gespeicherte Wert des Sensors mit jedem gemessenen Wert verglichen wird. Vorzugsweise ist der Prozessor weiterhin angeordnet, um eine Bedienungsperson zu warnen, wenn die Größe der festgestellten Abweichung eine vorher festgelegte Schwelle überschreitet.
  • Ein Beispiel einer Ionenimplantationsvorrichtung mit dem Verfahren und mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
  • 1 eine schematische perspektivische Ansicht der Ionenimplantationsvorrichtung ist, bei der die vorliegende Erfindung zur Anwendung gelangt,
  • 1A eine schematische Ansicht ist, die die verschiedenen Bewegungen des elektrostatischen Halters während des Betriebs der Ionenimplantationsvorrichtung zeigt,
  • 2 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
  • 3 eine Draufsicht ist, die den Greifer und den E-Halter zeigt,
  • 4 eine schematische Darstellung des Eichprozesses ist,
  • 4A eine schematische Ansicht ist, die das Signal zeigt, das an dem Sensor während des Kalibrierprozesses erzeugt wird, und
  • 5 eine schematische Darstellung ist, die den Steuermechanismus der Vorrichtung zeigt.
  • Die Vakuumkammer und der E-Halter, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen, sind zu denen ähnlich, die in der WO 99/13488 im Hinblick auf die Überstreichbewegung des E-Halters offenbart sind.
  • 1 zeigt die Vakuumkammer und den E-Halter und entspricht in vieler Hinsicht 1 der WO 99/13488. Das Karussell zum Laden der Wafer in die Vakuumkammer ist jetzt durch eine Ladeschleuse 2 bekannter Bauweise ersetzt. Natürlich kann jedoch das Karussell der WO 99/13488 noch bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Bei dieser Ionenimplantationsvorrichtung wird ein Wafer 3 auf einem E-Halter 6 in Position gehalten, der an dem Ende eines Abtastarms 7 gehalten und von einem horizontal überstreichenden Ionenstrahl 8 überstrichen wird, der durch ein Fenster in der Vakuumkammer 1 projiziert wird.
  • Der Abtastarm 7 erstreckt sich durch eine Vakuumabdichtung in der Vakuumkammer 1 und ist an einer Platte 9 angebracht, die in der Richtung der in 1 gezeigten Pfeile 10 durch einen Linearmotor 9A linear hin- und herbewegbar ist. Die Platte wird so angetrieben, dass der E-Halter 6 vertikal zwischen den in 1A gezeigten Positionen A und B bewegt wird. Die Platte 9 und der Motor 9A sind durch ein Drehlager 11 erhalten, das es ermöglicht, dass der E-Halter 6 um eine horizontale Achse gekippt wird, was bei C in 1A gezeigt ist, wodurch der Winkel verändert wird, mit dem der Ionenstrahl 8 auf den Wafer 3 während des Überstreichungsvorgangs auftrifft. Der E-Halter 6 ist auch so angebracht, dass er um eine Achse drehbar ist, die durch seine Mitte geht und senkrecht zur Ebene des Wafers 3 ist, was als Pfeil 6A in 1 gezeigt ist.
  • Als Weiterentwicklung der Vorrichtung der WO 99/13488 ist der Abtastarm 7 drehbar an der Platte 9 so angebracht, dass er um seine Längsachse 12 unabhängig von der Platte 9 und dem Drehlager 11 drehbar ist, was durch den Pfeil 7A in 1 gezeigt ist. Der Arm wird durch einen Motor 7B gedreht, der an der Platte 9 über Zahnräder 7C angebracht ist. Dieser Extra-Freiheitsgrad ermöglicht es der Platte 9, zu einem Ende des Bewegungsbereichs, ideal dem oberen Ende, wie es als A in 1A gezeigt ist, bewegt zu werden, worauf der Arm 7 um 90% um die Achse 12 gedreht werden kann, so dass der E-Halter 6 sich nun in einer horizontalen Ladestellung außerhalb der Ebene des Strahls 8 befindet, was bei D in 1A gezeigt ist.
  • Dieses horizontale Beladen bildet den Gegenstand unserer anhängigen US-Anmeldung Nr. 09/293,940, eingereicht am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung (US-B1-6 207 959, veröffentlicht am 27.3.01).
  • Ein alternativer Mechanismus, bei welchem Wafer auf einen E-Halter in einer horizontalen Ausgestaltung geladen werden, ist Gegenstand der weiterhin anhängigen UK-Anmeldung Nr. 9908953.4, eingereicht am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung (GB-A-2 349 269, veröffentlicht am 25.10.00). In diesem Fall ist ein Abtastarm mit einem E-Halter an einem Ende drehbar an seinem anderen Ende an der Außenseite einer Nabe angebracht, so dass er um eine erste Achse parallel zu einer Linie drehbar ist, die senkrecht zu der Waferauflagefläche des E-Halters ist. Eine hin- und hergehende Drehung über einen begrenzten Winkel um die erste Achse überstreicht einen Wafer auf dem E-Halter durch die Ionenstrahlüberstreichung. Die Nabe ist um eine zur ersten Achse senkrechte, horizontale zweite Achse derart drehbar, dass die Drehung der Nabe um diese zweite Achse den E-Halter aus seiner vertikalen Überstreichstellung in eine horizontale Ladestellung außerhalb der Ebene des Ionenstrahls bringt. Die vorliegende Erfindung ist in gleicher Weise für das Laden eines Wafers auf den E-Halter dieser Vorrichtung einsetzbar.
  • Es wird nun unter Bezug auf 2 und 3 eine Vorrichtung zum Fördern des Wafers 3 aus der Ladeschleuse 2 zum E-Halter 6 in seine horizontale Ladestellung beschrieben.
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf den E-Halter nur in der horizontalen Ladestellung, aber gilt natürlich auch für den Überstreichvorgang des Wafers, wie er in der WO 99/13488 beschrieben ist.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist ein Greifarm 13 vorgesehen, der um eine vertikale Achse 14 so schwenkbar ist, dass er einen Wafer 3 zwischen dem Lademechanismus und einer Übergabeposition transportiert. Der Greifarm 13 hat ein Paar von Haltebacken 13A, 13B, die pneumatisch betätigbar sind, da sie öffnen und schließen, um Wafer 3 aufzunehmen und abzusetzen (wie dies im Umriss in 2 gezeigt ist). Um den inneren Umfang des Greifers sind drei Finger 15 vorgesehen, um den Rand des Wafers 3 zu umgreifen. Der Greifarm 13 ist mit einem durchgehenden Loch 16 versehen, das einen Durchmesser von 2 mm hat, wie in 3 gezeigt und schematisch in 2 dargestellt ist.
  • Der E-Halter 6 hat einen Flansch 17, der über den Waferaufnahmeteil des E-Halters vorsteht und mit einem durchgehenden Loch 18 versehen ist, das typischerweise einen Durchmesser von 3 mm hat. Das durchgehende Loch 18 ist in 2 schematisch, nicht jedoch in 3 gezeigt, da es hinter dem durchgehenden Loch 16 und dem Greifarm 13A verdeckt ist.
  • In der Außenwand der Vakuumkammer ist eine kollimierte Lichtquelle 19, beispielsweise ein modulierter Infrarotlaser, vorgesehen, der den kollimierten Strahl des Lichts 20 in die Vakuumkammer durch ein Fenster 21 projiziert. In einer Wand der Kammer ist gegenüber der Lichtquelle 19 eine lageempfindliche, zweidimensionale Photodiode 22 angeordnet, die Licht von der Lichtquelle 19 durch ein Fenster 23 empfängt.
  • Wie aus 2 zu sehen ist, wobei der Greifarm 13 aus dem Weg ist, stellt der Flansch 17, wenn der E-Halter 6 in die vorgegebene Position bewegt ist, einen Lichtabdeck schirm bereit, der einiges Licht aus der Lichtquelle 19 abfangen wird, wodurch ein charakteristischer Schatten an dem Lichtsensor 22 gebildet und an dem Lichtdetektor 22 ein sich ergebendes Signal gemessen wird, das eine charakteristische Position und Intensität hat. Da das durchgehende Loch 18 eine feste Beziehung zu dem E-Halter 6 hat, ist die absolute Position des E-Halters 6 genau bekannt. Dieser Mechanismus kann auch dazu verwendet werden, zu gewährleisten, dass sich der E-Halter 6 in einer horizontalen Ebene befindet, da jede Abweichung des E-Halters aus der Horizontalebene ein Signal ergibt, das von dem Sensor 22 erfasst wird, der anstatt einer perfekt kreisförmigen Form eine ovale Form hat. Der den Abtastarm 7 antreibende Mechanismus kann dann so eingestellt werden, dass er den Halter 6 in die genaue horizontale Ausrichtung zurückführt, in der der Sensor einen perfekten Kreispunkt des Lichts aufzeichnet.
  • Wenn der E-Halter 6 an Ort und Stelle bleibt, wird der Greifarm 13 in eine Position gebracht, wie sie in 2 gezeigt ist. Der Teil des Greifarms 13, der das Loch 16 bildet, ist ein Lichtabdeckschirm, der mehr von dem Licht als der Flansch 17, der das Loch 18 begrenzt, abfängt, wodurch ein charakteristischer Schatten an dem Lichtsensor erzeugt wird, so dass der Sensor 22 ein Signal erfasst, das die gleiche Position wie vorher, jedoch bei reduzierter Stärke anzeigt. Wenn der Wafer 3 von den drei Fingern 15 gegriffen wird, wird er in einer festen Beziehung bezüglich des durchgehenden Lochs 16 positioniert. Es ist deshalb möglich, die exakte Position des Wafers 3 zu bestimmen und dadurch zu überwachen, dass diese Position nun direkt über dem E-Halter 6 liegt.
  • Die relative Höhentrennung zwischen dem Wafer 3 und dem E-Halter kann durch Verwendung eines weiteren Sensor bestimmt werden. Der Greifarm 13 kann dann vertikal längs der Achse 14 bewegt werden, um den Wafer auf Position abzusenken, wo der Greifarm 13 öffnet und den Wafer 3 freigibt. Der Greifarm 13A ist mit einem zweiten durchgehenden Loch (nicht gezeigt) versehen, das einen Durchmesser (gewöhnlich 1,5 mm) hat, der kleiner als der des ersten durchgehenden Lochs ist. Dieses zweite durchgehende Loch wird in fluchtende Ausrichtung zu dem durchgehenden Loch 18 in dem E-Halter gebracht, wenn der Greifarm öffnet. Als Folge davon misst der Sensor 22 ein Signal mit noch geringerer Stärke als das, das er bei geschlossenem Greifarm misst, so dass er überwachen kann, dass der Greifarm korrekt geöffnet worden ist.
  • Wenn der Greifarm 13 und der E-Halter 6 von Robotern angetrieben werden, die eine Anzahl von Bewegungsachsen haben, von denen jede durch einen Servomotor getrieben wird, der eine Rotationscodiereinrichtung hat, ist es erforderlich, die Vorrichtung vor dem Einsatz zu kalibrieren. Der Kalibrierungsprozess wird nun unter speziellem Bezug auf 4 und 4A beschrieben.
  • Wenn der Greifarm 13 aus dem Weg ist, wird der Abtastarm 7 über die Vakuumkammer in Richtung des Pfeils 24 bewegt. Gleichzeitig wird der E-Halter 6 in seiner horizontalen Stellung gehalten. Dies wird dadurch erreicht, dass das Drehlager 11 um seine Achse gedreht wird, während die Platte 9 bewegt wird, um den E-Halter auf der genauen Höhe zu halten, während der Abtastarm 7 um die Achse 12 gedreht wird, um den E-Halter 6 in seiner horizontalen Ausrichtung zu halten. Diese Bewegung erzeugt die horizontale Spur quer über den Sensor 22, was schematisch durch die Linie 25 in 4A veranschaulicht ist. Diese Information wird in dem Speicher eines Rechners 30, wie er in 5 gezeigt ist, gespeichert. Der E-Halter 6 wird aus dem Weg bewegt und ein ähnlicher Prozess für den Greifarm 13 wiederholt, der um die Achse 14 längs des in 4 des Pfeils 26 gezeigten Bogens bewegt wird. Diese Bewegung erzeugt eine Bogenspur auf dem Sensor 22, die als Linie 27 in 4A gezeigt ist. Diese Daten werden ebenfalls in dem Speicher des Rechners 30 gespeichert.
  • Der Rechner 30 berechnet dann aus diesen Daten den Punkt 28, an dem sich die beiden Spuren 25, 27 schneiden. Die Werte aus den Codiereinrichtungen 31, die den Greifarm 13 antreiben, und aus den Codiereinrichtungen 32, die den Abtastarm 7 antreiben, werden dann in dieser Position ebenfalls aufgezeichnet.
  • Während des Betriebs werden die den Greifarm 13 antreibenden Motoren 33 und die den Abtastarm 7 antreibenden Motoren 34 auf die aufgezeichneten Werte der Codiereinrichtungen 31, 32 gebracht, die erforderlich sind, um die beiden Arme in eine Position zu bringen, in denen die durchgehenden Löcher 16, 18 sich über der Übergabeposition 28 befinden. In dieser Position befindet sich, da es eine festgelegte Beziehung zwischen dem durchgehenden Loch 16 des Wafers 3 und zwischen dem durchgehenden Loch 18 und dem E-Halter 6 gibt, der Wafer 3 immer direkt über dem E-Halter 6. Jedes Mal, wenn die Arme in die Übergabeposition angetrieben werden, prüft der Rechner 30 die Aufzeichnung aus dem Sensor 22, um festzustellen, dass sich die beiden Arme tatsächlich in der korrekten Position befinden. Dies ermöglicht die Erfassung jeder Fehlausrichtung des Arms durch den Rechner unabhängig von den die beiden Arme antreibenden Mechanismus. Noch innerhalb der Toleranz, die für die Übergabeposition zulässig ist, kann ein Abweichungsgrad auftreten. Die Abweichung wird von dem Rechner 30 überwacht, da er eine nützliche diagnostische Information bereitstellt.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Feststellen, dass zwei bewegliche Elemente (13, 7) genau bezüglich einander in einer vorgegebenen Stellung genau positioniert sind, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle (19), einen Lichtsensor (22), auf den Licht aus der Lichtquelle projiziert wird, und jeweils einen Lichtabdeckschirm (16, 18) an jedem Element (13, 7) aufweist, der jeweils einen charakteristischen Schatten auf dem Lichtsensor erzeugt, wenn er sich in der vorgegebenen Position befindet, wobei die charakteristischen Schatten der beiden Lichtabdeckschirme voneinander verschieden sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Lichtabdeckschirm an jedem Element ein durchgehendes Loch (16, 18) ist, wobei das durchgehende Loch an dem einen Element größer ist als das durchgehende Loch an dem anderen Element und die Mitten der durchgehenden Löcher in der Richtung fluchtend ausgerichtet sind, in der sich das Licht von der Lichtquelle zum Sensor (22) bewegt, wenn sich die Elemente in der gegebenen Position befinden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher der Sensor (22) eine zweidimensionale lageempfindliche Diode ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Lichtquelle (19) ein modulierter Infrarotlaser der Klasse 1 ist.
  5. Ionenimplantieranordnung, mit der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Element ein Greifarm (13) ist, der einen Wafer (3) in einer Vakuumkammer aus einer Beladeposition in eine Behandlungsposition und zurück überführt, und das zweite Element ein E-Halter (6) ist, an dem der Wafer gehalten wird, während er von einem Ionenstrahl überstrichen wird.
  6. Ionenimplantieranordnung nach Anspruch 5, bei welcher die Lichtabdeckschirme (18, 16) an dem E-Halter und an dem Greifarm eine festgelegte Beziehung zu der Waferposition haben.
  7. Ionenimplantieranordnung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei welcher der Durchmesser des durchgehenden Lochs (18), das dem E-Halter zugeordnet ist, größer ist, als der Durchmesser des durchgehenden Lochs (16), das dem Greifarm zugeordnet ist.
  8. Ionenimplantieranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welcher die Lichtquelle (19) und der Lichtsensor (22) außerhalb der Vakuumkammer hinter geeignet positionierten Fenstern angebracht sind.
  9. Ionenimplantieranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welcher der Greifarm (13) mit einem dritten Lichtabdeckschirm versehen ist, der an dem Lichtsensor ein drittes charakteristisches Signal erzeugt, wenn der Greifarm sich in der gegebenen Position befindet und seine Haltebacken (13A, 13B) offen sind.
  10. Verfahren zum Feststellen, dass zwei bewegliche Elemente bezüglich einander in einer gegebenen Stellung genau positioniert sind, wobei bei dem Verfahren ein Lichtstrahl von einer Lichtquelle (19) zu einem Lichtsensor (22) hin emittiert wird, jedes Element so bewegt wird, dass ein Lichtabdeckschirm (16, 18) an jedem Element jeweils einen charakteristischen Schatten auf dem Lichtsensor (22) erzeugt, wenn es sich in der gegebenen Position befindet, wobei sich die charakteristischen Schatten voneinander unterscheiden, und erfasst wird, dass sich die zwei Elemente in der genau fluchtenden Ausrichtung befinden, wenn beide charakteristische Schatten gleichzeitig auf dem Lichtsensor (22) erkannt werden.
  11. Verfahren zum Eichen einer Vorrichtung, die ein Paar von beweglichen Armen, die zwangsweise in eine Übergabeposition bewegbar sind, um ein Teil (3) von einem Arm (13) zum anderen (6) zu überführen, einen lageempfindlichen Lichtsensor (22) und eine Lichtquelle (19) aufweist, die Licht zu dem Lichtsensor hin emittiert, wobei jeder Arm (13, 6) einen Lichtabdeckschirm (16, 18) hat, der ein eigenes charakteristisches Signal an dem Lichtsensor erzeugt, wenn er zwischen der Lichtquelle (19) und dem Lichtsensor (22) angeordnet ist, wobei die charakteristischen Signale voneinander verschieden sind, und wobei das Verfahren die Schritte aufweist, dass der erste Arm den Sensor überstreicht, dass die Messwerte aufgezeichnet werden, die von dem ersten Lichtabdeckschirm quer über den Sensor erzeugt werden, dass der zweite Arm den Sensor überstreicht, dass die Messwerte aufgezeichnet werden, die von dem zweiten Lichtabdeckschirm quer über den Sensor erzeugt werden, und dass aus den beiden Sätzen von Messwerten, die Position errechnet wird, bei der die beiden Lichtabdeckschirme koinzidieren, was die Übergabeposition darstellt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die beiden beweglichen Arme Robotarme sind, die von einem oder mehreren Servomotoren angetrieben werden, von denen jeder eine Codiereinrichtung hat, wobei bei dem Verfahren weiterhin die Codiereinrichtungsmesswerte an der Übergabeposition aufgezeichnet und darauf folgend die Robotarme zwangsweise in die Positionen bewegt werden, die aus den Codiereinrichtungsmesswerten an der Übergabeposition abgeleitet werden, und das Signal gemessen wird, das von dem Sensor in dieser Position erzeugt wird.
  13. Einrichtung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zum Eichen und Steuern der Übergabe zwischen einem beweglichen Element in Form eines Greifarms (13) und einem beweglichen Element in Form eines elektrostatischen Halters (6) in einer Ionenimplantieranordnung, wobei der Greifarm und der elektrostatische Halter von einem oder mehreren Servomotoren (33) angetrieben werden und die Einrichtung zum Eichen und Steuern weiterhin einen Rechner (30), eine Codiereinrichtung (31, 32) an jedem Servomotor (33) zum Erzeugen eines Signals, das sich auf die Position des Servomotors bezieht, und zur Bereitstellung dieser Information für den Rechner sowie eine Verbindung zwischen dem Rechner und einem Antriebsmechanismus eines jeden Servomotors aufweist, um die Bewegung eines jeden Servomotors zu steuern, der Rechner einen Prozessor hat, der so angeordnet ist, dass er Werte empfängt und speichert, die für Signale aus den Codiereinrichtungen und dem Sensor stehen, die aufgezeichnet werden, wenn sich der Greifarm und der elektrostatische Halter in einer gegebenen Übergabeposition befinden, bei der die an dem Greifarm und dem elektrostatischen Halter angebrachten Lichtabdeckschirme einen Anteil des Lichts auffangen, das zu dem Sensor gerichtet ist, und jeweils ein charakteristisches Signal an dem Sensor erzeugen, das für die Tatsache steht, dass sich der Greifarm und der elektrostatische Halter in der Übergabeposition befinden, wobei die charakteristischen Signale voneinander verschieden sind, wonach ein Signal an den Antriebsmechanismus eines jeden Servomotors abgeben wird, um jeden Servomotor in eine Position zu bewegen, in der der Messwert aus der Codiereinrichtung dem gespeicherten Wert entspricht, und das Signal aus dem Sensor in dieser Position aufgezeichnet und dieser Wert mit dem gespeicherten Wert verglichen wird.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, bei welcher der Prozessor weiterhin angeordnet ist, um die Abweichung des Greifarms (13) und des elektrostatischen Halters (6) zu bestimmen, indem der gespeicherte Wert des Sensors mit jedem gemessenen Wert verglichen wird.
  15. Einrichtung nach Anspruch 14, bei welcher der Prozessor weiterhin angeordnet ist, um eine Bedienungsperson zu warnen, wenn die Größe der festgestellten Abweichung eine vorher festgelegte Schwelle überschreitet.
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