JP2005202933A - センサー装置を制御する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 センサー装置を維持及び・あるいは、処理するための装置、方法、システム、コンピュータープログラムであって、メンテナンスユニットにはセンサ装置と通信をおこなうため通信機器、センサ装置の電源を充電するための機器が含まれている。センサ装置は2次コイルとこれに接続された充電器を備え、メンテナンスユニット側の1次コイルと同調してメンテナンスユニットから電力の供給を受ける。また、センサ装置と、メンテナンスユニットはコイルを用いて無線通信を行う。メンテナンスユニットはセンサ装置を操作、維持すると共に外部情報源と通信し、センサ装置探知機及びデータ、校正係数、コマンドを記憶する記憶装置を有する。
【選択図】図1
Description
センサー装置を操作し、維持するための実行可能なコードを有する情報プロセッサー
センサー装置に情報を伝達するための通信機器
情報プロセッサーに電力を供給するための電源
センサー装置の電源を充電するために電力を供給する充電器
センサー装置探知器
センサー装置指向性探知器
計測されたデータ、較正係数、コマンドの少なくとも一つを記憶するための情報記憶
装置
電源設備のような外部電源から電力を受け取るためのコネクター
外部情報源と通信するための第2通信機器
情報と、発光ダイオードのディスプレイ及び液晶ディスプレイのような情報ディスプ
レイとを結合するインターフェイス
より好ましい実施例においては、電気モジュール3115は、今あげた構成要素のうち1つ
以上を含んでいる。
図8で示されているように、二つのコイルは、二つのコイルの中で反対方向に電流が流れるように、3220Cで接続されている。つまり、もし外側のコイルが時計回りに巻かれているのであれば、内側のコイルは反時計回りに巻かれている。逆もありうる。
本発明による充電システムの特定の実施例においては、かなりの設計変数を特定する必要がある。これらの設計変数のいくつかは、
a. 回転の割合−メンテナンスユニット誘導コイルとセンサー装置誘導コイルの間の
回転比率を指す
b. 最初の電圧−メンテナンスユニット誘導コイルに適用される電圧を指す
c. 伝動周波数−1次電圧の交流電流の周波数を指す
d. コイルとコイルの間の間隔−コイル平面間の同軸上の距離を指す
特定の適用例に電力を供給する場合の基礎となるこれらの変数を最大限利用するために、変圧器や電力供給機の設計の分野に精通している必要があるということは明白なことである。本発明の実施例においては、回転時の並べ方に電気接続が影響を受けないという点で、開放型変圧器の電気接続をする1次コイル及び2次コイルの特定の配置と関連する。
付加的に、電力充電器は1次コイルに、1次周波数を約0.1MHzから4MHzの間にした状態で、1次電圧を3ボルトから18ボルトの間で提供可能なように配置されている。電力充電器は、1次コイルに1次コイルの同調周波数、あるいは分数調波周波数である制御周波数を提供しうるように配置されている。電力充電器を、2次コイルとして言及されているセンサー装置コイルを、同調周波数あるいは分数調波周波数で操作可能なように配置することも可能である。
1.分離可能な物体の間に電気を接続するための方法では、回転する場合の物体の並べ
方には影響を与えない。
2.実施例1の方法において、分離可能な物体の1つは相対的に据付型の充電装置であり、
第2の物体は、センサー装置からなる。
3.実施例2の方法において、センサー装置は1又はそれ以上の誘導ピックアップ(2次)コ
イルを有しており、2次コイルは、センサー装置中央部に関連して、一定の半径のも
のが配置されており、充電装置は2個又はそれ以上の誘導充電(1次)コイルを有してお
り、1次コイルはそれぞれが同軸上に配置されており、1次コイルの半径の概算と2次
コイルの半径の概算は違いがある。1次コイルは、近接したコイルの中で反対方向に
電流が流れるように、互いに電気的に結びつけられている。2次コイルは、1次コイル
の半径の中心点に対応するセンサー装置の中心から距離をとるように配置されてい
る。
4.実施例3の方法を利用する装置であって、2次コイルは1センチから15センチの半径を
有しており、2次コイルは3個から30個の屈曲部を有しており、半径0から8センチの2
次コイルは直径200ミリのシリコンウェーハーの中央に配置されている。
5.実施例3の方法を利用する装置おいて、2次コイルは整流電子回路に電力を供給する。
6.実施例5の装置において、整流電子回路は電圧倍増電子回路よりなる。
7.実施例5の装置において、2次コイルは同調周波数あるいは、分数調波周波数で操作さ
れる。
8.実施例3の方法を利用する装置において、1次コイルは半径が1センチから9センチであ
り、3個から30個の屈曲部を有している。
9.実施例3の方法を利用する装置において、1次電圧は3ボルトから18ボルトであり、1次
周波数は0.1MHzから4MHzである。
10.実施例9の装置において、1次操作周波数は、1次コイルの同調周波数あるいは分数
調波周波数である。
コイル設計−好ましい実施例においては、それぞれ10個と5個の屈曲部を有する2つの直径3センチのコイルを使用する。大きさ、屈曲部の数、組み立ての方法、コイルの相対的な方向は、特定の実施例において最大限利用するために簡単に修正される。
充電コイル制御−好ましい実施例では、所望の機能を獲得するために、デジタル信号で制御された発振器と特定の振幅領域または特定の時間間隔の中にある電波信号の部分を選び出した電流緩衝器を利用している。多くの異なったタイプの発振器、周波数帯、調整方法が、同様の結果を得るために利用されうる。
電流整流−好ましい実施例では、電圧倍加整流電子回路を利用する。この電子回路は、ある実施例では有利な点があるが、この電子回路は簡単に他の一般的に知られている整流電子回路に置き換えることも可能である。
充電探知電子回路−好ましい実施例では、充電電流の状態を決定するためローパス濾波電圧探知電子回路を利用している。この単純な電子回路は、最小限の受動的な構成要素からなる。しかし、この電子回路はさまざまな方法で適用されることが可能である。
インピータンスの調整−好ましい実施例ではメンテナンスユニットと通信するためにセンサー装置内の誘導接続コイルのインピータンスを調整する。この方法は、本発明のある実施例においては特定の利益を有するが、根本的な構成要素ではない。外部装置との通信は、例えば誘導接続コイルに活動信号を発信させることによるなど、沢山の方法でおこなうことが可能である。
インピータンスの探知−好ましい実施例においては、充電コイルの装荷の変化を探知することによって、自動化されたセンサー装置から外部装置へ通信をおこなう。この方法には、同時に充電をおこなうことができ、自動化されたセンサー装置の内部で最小限の消費電力で通信おこなうことができるという利点を有する。装荷の効果あるいは他の充電コイルに入力される調節された信号を探知するために、多くの異なった電子回路の配置を用いることが可能である。
3005 メンテナンスユニット
3005A メンテナンスユニット
3005B メンテナンスユニット
3005C メンテナンスユニット
3010 ハウジング
3020 情報プロセッサー
3030 電源
3040 情報送信受信機
3045 情報送信受信・電力充電器
3050 電力充電器
3060 センサー装置探知機
3070 センサー装置指向性探知機
Claims (78)
- センサー装置を維持し、貯蔵するためのメンテナンスユニットであって、センサー装置は電源を有しており、当該メンテナンスユニットは、センサー装置を収容するための標準的な機械式インターフェイスボックスあるいは前開き式の統一化されたポッドから成るハウジング、ハウジングに取り付けられている電源、センサー装置の電源を充電するために、メンテナンスユニットの電源と電気接続されている電力充電器から構成されている、メンテナンスユニット。
- センサー装置と情報通信をおこなう通信機器を有する、請求項1のメンテナンスユニット。
- メンテナンスユニットの電源が再充電可能なバッテリーからなる、請求項1のメンテナンスユニット。
- メンテナンスユニットの電源が、再充電可能なバッテリー、コンデンサー、光電池、電力機器を利用するための接続のうち、少なくともその1つからなる、請求項1のメンテナンスユニット。
- メンテナンスユニットの電源用の状態表示機をさらに有する、請求項1のメンテナンスユニット。
- センサー装置の電源用の状態表示機をさらに有する請求項1のメンテナンスユニット。
- センサー装置が半導体ウェーハー用の支持体を有する、請求項1のメンテナンスユニット。
- ハウジングが、半導体ウェーハーの基板、平面パネルディスプレイの基板、露光マスクの基板、プリント配線回路の基板からなるグループの中から選択された基板を保持するために設けられている、請求項1のメンテナンスユニット。
- センサー装置が、バッテリーと少なくとも一つのコイル屈曲部を有する実質的に平坦な形状の2次コイルを有し、2次コイルはバッテリーを充電するためにバッテリーと接続されており、電力充電器は、少なくとも2つのコイル屈曲部を有する実質的に平坦な形状の1次コイル有し、2つのコイル屈曲部のうち少なくとも1つは、時計方向に巻かれており、2つのコイル屈曲部のうち少なくとも1つは、半時計方向に巻かれており、1次コイルと実質的に平行で、異なった平面に1次コイルと近接して2次コイルを配置することによって、1次コイルに電力が通電された際には、2次コイルに電力が生じる、請求項1のメンテナンスユニット。
- 1次コイルの内側の半径と1次コイルの外側の半径の合計の約半分と等しくなるように、2次コイルの軸が1次コイルの軸と間隔をあけて配置されている、請求項9のメンテナンスユニット。
- 1次コイルの外側の半径が約1センチ〜約9センチであって、1次コイルの屈曲部の数が大体3個〜30個である、請求項9のメンテナンスユニット。
- 電力充電器が、1次コイルに、約0.1MHz〜約4MHzの1次周波数帯で、約3ボルト〜約18ボルトの1次電圧を提供するように配置されている、請求項9のメンテナンスユニット。
- 電力充電器が、1次コイルに1次コイルの同調周波数、あるいは1次コイルの分数調波周波数である制御周波数を提供するように配置されている、請求項9のメンテナンスユニット。
- センサー装置を維持し、貯蔵するためのメンテナンスユニットであって、メンテナンスユニットは、センサー装置を収容するためのハウジングと、センサー装置を操作し維持するための実行可能なコードを有する情報プロセッサーと、センサー装置と情報通信をおこなう通信機器から構成されている、メンテナンスユニット。
- 情報プロセッサーに電力を供給するための電源を有する、請求項14のメンテナンスユニット。
- センサー装置の電源を充電するための電力を供給する電力充電器を有する、請求項14のメンテナンスユニット。
- センサー装置を充電するために電力を供給する電力充電器を有し、センサー装置が、バッテリーと少なくとも一つのコイル屈曲部を有する実質的に平坦な形状の2次コイルを有し、2次コイルはバッテリーを充電するためにバッテリーと接続されており、電力充電器は、少なくとも2つのコイル屈曲部を有する実質的に平坦な形状の1次コイル有し、コイル屈曲部のうち少なくとも1つは、時計方向に巻かれており、コイル屈曲部のうち少なくとも1つは、半時計方向に巻かれており、1次コイルと実質的に平行で、異なった平面に1次コイルと近接して2次コイルを配置することによって、1次コイルに電力が通電された際には、2次コイルに電力が生じる、請求項14のメンテナンスユニット。
- 1次コイルの内側の半径と1次コイルの外側の半径の合計の約半分と等しくなるように、2次コイルの軸が1次コイルの軸と間隔をあけて配置されている、請求項17のメンテナンスユニット。
- 電力充電器が、1次コイルに、約0.1MHz〜約4MHzの1次周波数帯で、約3ボルト〜約18ボルトの1次電圧を提供するように配置されている、請求項17のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、センサー装置を充電するために電力を供給する電力充電器を有する、請求項14のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、1次コイル、1次コイル内に交流電流を発生させることを可能にする発振電子回路、1次コイルの特性を調整することのできる電子回路、1次コイルの特性の変化を探知可能な電子回路から構成されている、請求項20のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、制御周波数400kHz〜4MHzで1次コイルに電力を供給するように配置されている、請求項20のメンテナンスユニット。
- 1次コイルが周波数400kHz〜4MHzで直列に同調する、請求項21のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、制御周波数を9.6kHz〜57.6kHzの間で変えることができるように設定されていて、変調には1次コイルに提供される電力の最大信号レベルの20%以下から80%以上の間での振幅が含まれる、請求項22のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、制御周波数を変えられるように配置されていて、変調には制御周波数を約400kHz〜約4MHzの間で急速に変更することを含む、請求項22のメンテナンスユニット。
- 1次コイルの特性の探知される変化の中には、1次コイルの見かけのインピータンスの変化も含まれる、請求項21のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、1次コイルに適用される制御電圧の振幅の変化を計測することによって、1次コイルの見かけのインピータンスの変化を計測できるように配置されている、請求項26のメンテナンスユニット。
- 見かけのインピータンスの変化が、周波数9.6kHz〜56.7kHzである、請求項27のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、制御周波数を変えることができるように配置されていて、変調には1次コイルに適用される電気信号の振幅を変えることも含まれている、請求項22のメンテナンスユニット。
- 通信機器が、1次コイルに適用される電気信号の周波数を変えることができるように配置されている、請求項22のメンテナンスユニット。
- ハウジング内にセンサー装置が存在していることを知らせるセンサー装置探知機を有する、請求項14のメンテナンスユニット。
- データ、較正係数、コマンドの少なくとも1つを記憶する情報記憶装置を有する、請求項14のメンテナンスユニット。
- 外部電源から電力を受け取るコネクターを有する、請求項14のメンテナンスユニット。
- 外部情報源と通信をおこなう通信機器を有する請求項14のメンテナンスユニット。
- センサー装置の少なくとも一部を収容するハウジング、センサー装置を操作し、維持するための実行可能なコードを有する情報プロセッサー、センサー装置と情報通信をおこなう通信機器、情報プロセッサーに電力を提供する電源、センサー装置を充電するために電力を提供する電力充電器、センサー装置探知機、センサー装置指向性探知機、データ、較正係数、コマンドの少なくとも1つを記憶する情報記憶装置、外部電源から電力を受け取るコネクター、外部情報源と通信をおこなうための第2の通信機器の組み合わせからなる、装置。
- ハウジングが標準機械式インターフェイスボックス、前開き式の統一化されたポッド、ウェーハーカセットのいずれかにより構成されている、請求項35の組み合わせからなる装置。
- ハウジングが、半導体ウェーハーカセットからなる、請求項35の組み合わせからなる装置。
- ハウジングが、半導体ウェーハー、平面パネルディスプレイの基板、露光マスク基板のいずれかを保持するように構成されている、請求項36の組み合わせからなる装置。
- 基板を処理するための処理チャンバーと、少なくとも1つのセンサー装置を収容するためのセンサー装置メンテナンスチャンバーを有している基板処理ツール、電源と内部コミュニケイターを有するセンサー装置、電源を充電するためにセンサー装置と電気接続が可能なように配置されているセンサー装置収容チャンバー、内部コミュニケイターを通じてセンサー装置と通信可能なように配置されているセンサー装置メンテナンスチャンバーの組み合わせからなる、装置。
- 処理チャンバーが半導体ウェーハーの処理のために構成されている、請求項39の基板処理ツール。
- 処理チャンバーが平面パネルディスプレイの製造処理、あるいは露光マスクの製造処理のために構成されている、請求項39の基板処理ツール。
- 処理チャンバーが電子機器の製造処理のために構成されている、請求項39の基板処理ツール。
- 処理チャンバーが、エッチング、プラズマエッチング、露光後の焼き締め、化学的機械的平坦化、化学気相成長法、スパッタリング法、ドライ法、イオン注入、プラズマ化学気相成長法、フォトレジストの除去からなるグループの中から選択された処理のために構成されている、請求項39の基板処理ツール。
- 再充電可能なバッテリーとバッテリーを充電するための少なくとも1個のコイル屈曲部を有する実質的に平坦な形状の2次コイルを有するセンサー装置、2次コイルと接続されているバッテリー、2次コイルと誘導的に電気接続するための電力充電機からなる電力充電システムであって、当該電力充電器は少なくとも2つの同心のコイル屈曲部のある実質的に平坦な形状の1次コイルを有し、当該1次コイルのコイル屈曲部の少なくとも一つは時計方向に巻かれており、当該1次コイルのコイル屈曲部の少なくとももう1つは半時計方向に巻かれており、当該1次コイルはセンサー装置と実質的に同心になるように露出されており、当該1次コイルに電力が通電された際には、2次コイルに電力が生じるように、1次コイルと実質的に平行で、異なった平面に1次コイルに近接して2次コイルが配置されている、電力充電装置。
- 2次コイルは半径がRSであり、1次コイルは内側の半径がR1−RSであり、1次コイルは外側の半径がR1+RSであり、2次コイルの軸は1次コイルの軸からR1の距離だけ間隔があけられている、請求項44の電力充電装置。
- センサー装置が、2次コイルから内部電流を受け取るために2次コイルと接続されている整流電子回路を有する、請求項44の電力充電装置。
- 2次コイルが約1cm〜約15cmの半径を有し、大体3個〜30個の屈曲部を有する、請求項44の電力充電装置。
- センサー装置が2次コイルから内部電流を受け取るために2次コイルと接続されている整流電子回路を有し、整流電子回路は電圧倍加電子回路よりなる、請求項44の電力充電装置。
- 電力充電器が、2次コイルの同調周波数で、あるいは2次コイルの分数調波周波数で2次コイルを制御可能なように構成されている、請求項44の電力充電装置。
- 1次コイルの外側の半径が約1cm〜9cmであって、1次コイルの屈曲部の数が大体3個〜30個である、請求項44の電力充電装置。
- 電力充電器が、1次コイルに1次電圧約3〜18ボルト、1次周波数約0.1〜4MHzの電流を提供するように配置されている、請求項44の電力充電装置。
- 電力充電器が、1次コイルに1次コイルの同調周波数である制御周波数、あるいは1次コイルの分数調波周波数である制御周波数を提供するように配置されている、請求項44の電力充電装置。
- センサー装置およびメンテナンスユニットの無線充電および無線通信システムであって、センサー装置に組み込まれている2次コイル、2次コイル内で発生した交流電流を直流電流に変換するための整流電子回路、2次コイルの状態の変化を探知するために配置されている電子回路、2次コイルの特性を制御可能なように変えるために配置されている調整電子回路、メンテナンスユニットに組み込まれている1次コイル、1次コイル内で交流電流を発生させるために1次コイルと接続されている発振電子回路、1次コイルの特性を変えるために配置されている電子回路、1次コイルの特性の変化を探知するために配置されている電子回路からなる、装置。
- 2次コイルが5〜50の湾曲部を有する、請求項53の装置。
- 2次コイルが整流電子回路に接続されている、請求項53の装置。
- 整流電子回路が電圧倍加電子回路よりなる、請求項53の装置。
- 2次コイルの状態の変化を電流が流れているかいないかで判断する、請求項53の装置。
- 2次コイルの状態の変化をあらかじめ定められた周波数帯で電気信号が存在するか、しないかで判断する、請求項53の装置。
- 2次コイルの状態の変化が、周波数9.6kHz〜57.6kHzの電気信号である、請求項53の装置。
- 調整電子回路が2次コイルのインピータンスの変化を作り出すために配置されている、請求項53の装置。
- 1次コイルが周波数400kHz〜4MHzで直列に同調する、請求項53の装置。
- 1次コイルと2次コイルが同軸に配置されている、請求項53の装置。
- 2次コイルの状態の変化を探知するための電子回路が、発生した電圧の振幅を探知するために設けられている、請求項53の装置。
- 2次コイルの状態の変化を探知するための電子回路が、発生した電圧の周波数を探知するために設けられている、請求項53の装置。
- 調整電子回路が、2次コイルのインピータンスを制御可能なものに変えるために設けられている、請求項53の装置。
- 調整電子回路が、あらかじめ定められた周波数で制御可能なように電気信号の存在を調整するために設けられている、請求項53の装置。
- 変調された電気信号が周波数9.6kHz〜56.7kHzである、請求項66の装置。
- 同時通信とセンサー装置に電力を供給するための方法であって、当該方法では、シリコンウェーハー、ウェーハーによって支持されている再充電可能なバッテリー、ウェーハーによって支持されている2次コイルを使用し、さらにセンサー装置、電力充電器、2次コイル内で電力を発生させるための1次コイルを有する電力充電器を使用し、a)1次コイルから2次コイル内で発生した交流電流を整流することによって、発生した電流をバッテリーに充電する、b)発生した電流をオンとオフの状態に切り替えることによって、電力充電器とセンサー装置間の通信をおこなう、c)1次コイルが通電している間に、2次コイルのインピータンスを変えることによって、センサー装置と電力充電器間の通信をおこなう、という工程からなる方法。
- センサー装置とセンサー装置メンテナンスユニットの間で無線通信と無線で電力を供給するための方法であって、a)1次コイルと同軸に2次コイルを配置する、b)1次コイル内で交流電流を発生させる、c)あらかじめ定められたパターンで1次コイルの特性を変える、d)2次コイル内で交流電流を発生させる、e)2次コイル内の交流電流を整流する、f)2次コイルの状態の変化を探知する、g)あらかじめ定められていたパターンと2次コイルの状態の探知された変化を比較する、h)探知された状態の変化とあらかじめ定められたパターンとが合致していることに応答して、あらかじめプログラムされた連続工程を実行する、このプログラムされた連続工程の1つはセンサー装置の状態とデータを外部装置に送信することである、i)あらかじめ定められたパターンで、2次コイルの特性を変化させる、j)2次コイルの特性を変化させることにともない、1次コイルの特性を変化させる、k)1次コイルの特性の変化を探知する、l)1次コイルの探知された状態の変化とあらかじめ定められたパターンが合致しているかどうか判断するために比較する、m)探知された状態の変化とあらかじめ定められたパターンとが合致していることに応答して、あらかじめプログラムされた連続工程を実行する、という工程からなる方法。
- センサー装置のメンテナンスユニットであって、半導体ウェーハーの処理ツールとインターフェイスで接続されている前開き式の統一化されたポッドと、センサー装置を操作し、維持するための実行可能なコードを有する情報プロセッサー、センサー装置に情報を送信するための通信機器、情報プロセッサーに電力を提供するための電源、センサー装置を充電するために電力を供給するための電力充電器、センサー装置探知機、センサー装置指向性探知機、計測されたデータ、較正係数、コマンドのうち少なくとも1つを記憶するための情報記憶装置、外部情報源と通信をおこなう第2通信機器のうち、少なくともそのうち1つからなる、メンテナンスユニット。
- センサー装置指向性探知機がカメラである、請求項70のメンテナンスユニット。
- センサー装置指向性探知機が変換機である、請求項70のメンテナンスユニット。
- センサー装置のメンテナンスユニットであって、半導体ウェーハー処理ツールとインターフェイスで接続されるように配置されている標準機械式インターフェイスボックスと、センサー装置を操作し、維持するための実行可能なコードを有する情報プロセッサー、センサー装置に情報を送信するための通信機器、情報プロセッサーに電力を供給するための電源、センサー装置を充電するために電力を供給する電力充電器、センサー装置探知機、センサー装置指向性探知機、計測されたデータ、較正係数、コマンドの少なくとも1つを記憶するための情報記憶装置、外部電源から電力を受け取るためのコネクター、外部情報源と通信するための第2通信機器、発光ダイオードおよび液晶ディスプレイのような情報ディスプレイに情報を提供するためのインターフェイスのうち、少なくともそのうちの1つからなる、メンテナンスユニット。
- センサー装置志向性探知機がカメラである、請求項73のメンテナンスユニット。
- センサー装置志向性探知機が変換機である、請求項73のメンテナンスユニット。
- 情報プロセッサーと電源を有するセンサー装置、製造中の製品を処理するためのツールをインターフェイスで接続しているハウジングと電源を無線充電するための充電器を有するセンサー装置メンテナンスユニットの組み合わせである装置であって、センサー装置が、メンテナンスユニットから電力を受け取っていない場合にはそのことを探知可能なように配置されており、情報プロセッサーが、センサー装置が電源を充電するための電力を受け取っていないと判断したことに応じて、あらかじめ定められていたデータ収集プログラムを動作させるという実行可能な指令を有する、装置。
- ハウジングが半導体ウェーハー処理ツール用の前開き式の統一化されたポッドからなる、請求項76の組み合わせた装置。
- ハウジングが半導体ウェーハー処理ツール用の標準機械式インターフェイスボックスからなる、請求項76の組み合わせた装置。
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