KR20080018249A

KR20080018249A - 워크피스 핸들링 정렬 시스템

Info

Publication number: KR20080018249A
Application number: KR1020087000345A
Authority: KR
Inventors: 제리 네그로티; 케빈 베리어; 데이비드 번하드트; 도날드 폴르너
Original assignee: 액셀리스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2008-02-27
Also published as: WO2006133039A3; EP1894229A2; TW200701385A; CN101283437A; JP2008544493A; US7321299B2; WO2006133039A2; US20070008105A1; CN101283437B

Abstract

워크피스 처리 또는 프로세싱 장비를 설정할 시에 사용하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다. 개시된 시스템은 반도체 집적 회로를 제조하는데 있어서의 프로세싱 단계 동안 처리되는 실리콘 웨이퍼를 프로세싱한다. 상기 프로세싱 장비는 웨이퍼 프로세싱 동안 처리 영역에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지부를 포함한다. 하우징은 웨이퍼 지지부 상의 웨이퍼를 프로세싱하기 위하여 하우징 내부에서 제어된 환경을 제공한다. 기계적인 운반 시스템은 지지부로, 그리고 상기 지지부로부터 웨이퍼를 운반한다. 웨이퍼 시뮬레이터는 웨이퍼 이동을 시뮬레이팅하는데 사용되고, 시뮬레이터 및 웨이퍼 운반 및 지지 장비 사이의 접촉을 모니터링하는 압력 센서를 포함한다. 하나의 도시된 실시예에서, 웨이퍼 시뮬레이터는 일반적으로 원형이며, 웨이퍼 운반 및 지지 장비와의 접촉을 모니터링하는 동일하게 이격된 압력 센서를 포함한다.

웨이퍼, 하우징, 웨이퍼 시뮬레이터, 워크피스 핸들링 정렬 시스템, 웨이퍼 운반 및 지지 장비.

Description

워크피스 핸들링 정렬 시스템{WORKPIECE HANDLING ALIGNMENT SYSTEM}

본 발명은 실리콘 웨이퍼 처리 또는 프로세싱 시스템과 같은 워크피스의 자동적인 조종에 사용되는 툴의 교정 및 설정에서 사용하기 위한 정렬 시스템에 관한 것이다.

실리콘 웨이퍼로부터 집적 회로를 제조하는 동안, 웨이퍼는 다수의 조정된 단계로 처리되고 프로세싱된다. 이러한 단계는 다수의 상이한 웨이퍼 프로세싱 장비를 포함하는 제조 시설의 상이한 위치에서 순차적으로 수행된다. 하나의 공지된 프로세싱 단계는 웨이퍼를 프로세싱하기 위하여 제어된 환경 앞에서 부분적으로 제조된 집적 회로를 가열하는 것이다. 또 다른 이와 같은 프로세스는 웨이퍼의 영역을 선택적으로 도핑하기 위하여 웨이퍼의 빔 처리용 이온 빔 내에 웨이퍼를 포지셔닝(positioning)하는 것이다. 실리콘 웨이퍼를 경화하고 포토레지스트를 없애는 장치는 또한 집적 회로를 제조하는데 사용되는 다른 공지된 자동 툴이다. 이러한 프로세스는 인간이 웨이퍼와 접촉함이 없이 수행된다. 기계적인 디바이스는 이러한 다수의 조정된 프로세싱 절차 동안 웨이퍼를 들어올리고, 회전시키고, 운반하며 서서히 위치시킨다.

오염물의 도입을 최소화하고 웨이퍼의 의도하지 않은 강하, 슬라이딩 또는 스트래핑으로 인한 웨이퍼의 손상을 피하기 위하여 실리콘 웨이퍼 핸들링 디바이스를 적절하게 설정하는 것이 중요하다. 이와 같은 설정은 웨이퍼가 진공 중에 위치될 때 수행하기 어려울 수 있다. 물리적 측정치를 획득하기 위한 가시성 및 액세스가 제한된다. 결과적으로, 설정은 약간의 이동, 갭, 등을 찾기 위한 훈련된 눈보다 더 복잡한 것을 사용하지 않고 수행될 수 있다. 이와 같은 설정은 규정될 수 있다면, 명백한 수용 가능한 범위 및 이 범위를 측정하는 수단이 존재하지 않기 때문에 매우 주관적이고 일관성이 없다.

디바이스의 설정은 진공으로의 노출에 의해 영향을 받을 수 있어서, 고정물의 벤치 설정(bench set up)을 더 유용하지 않게 한다. 설정이 처리 챔버의 진공으로의 노출 없이 수행되는 경우, 설정 이후의 진공의 인가는 장비가 오정렬되도록 한다. 진공 챔버 벽은 진공이 인가되고 있을 때 이동한다. 이로 인해, 챔버의 벽이 이동함에 따라 이전에 정렬된 고정물이 오정렬될 수 있다. 존재하는 벤치 고정물은 일반적이며, 임의의 부분의 특정 허용오차 또는 제조 변동을 보상하지 않는다. 웨이퍼 핸들링 디바이스의 주기적인 검사가 또한 행해질 필요가 있다. (테스트 고정물의 설치/제거를 위한) 툴의 벤팅(venting)을 필요로 함이 없이 정렬을 검증하는 수단은 워크피스 처리 챔버의 대기로 벤팅하는 것으로 인한 다운 시간 및 악영향 원인을 최소화하는 바람직한 목표이다.

본 발명은 적절한 워크피스 운반 및 지지 설정을 확인하는 모니터링 장치를 갖는 테스트 워크피스 또는 워크피스 시뮬레이터에 관한 것이다. 하나의 바람직한 애플리케이션은 감소된 압력에서 동작하는 장비에 대한 것이며, 워크피스 시뮬레이터는 워크피스 처리 챔버의 벤팅에 의지하지 않고 설정 및 교정에서 사용될 수 있다.

예시적인 워크피스 시뮬레이터는 기판 상에 장착된 하나 이상의 센서를 포함하는 일반적으로 평면 기판을 포함한다. 하나 이상의 센서에 전기적으로 결합된 회로는 이러한 센서로부터의 신호를 모니터링한다. 회로에 결합된 표시기는 웨이퍼 시뮬레이터의 이동 및 포지셔닝 동안 하나 이상의 센서로부터의 정렬 표시에 기초하여 출력 표시를 제공한다.

예시적인 실시예에서, 상기 표시기는 워크피스 운반 및 지지 장비가 위치되는 진공 챔버의 외부로부터 볼 수 있는 시각적 표시기이다. 예시적인 실시예에서, 센서는 워크피스 시뮬레이터에 대해 가해지는 힘 또는 압력을 감지하는데 사용된다. 다른 애플리케이션에서, 센서는 거리, 변위, 커패시턴스 또는 주파수를 측정하는데 사용될 수 있다.

개시된 워크피스 시뮬레이터의 하나의 특정 애플리케이션은 실리콘 웨이퍼의 이동 및 포지셔닝을 시뮬레이팅하는 것이다. 이 상황에서, 워크피스는 디스크의 외주 주변의 상이한 위치에 위치되는 압력 센서의 출력에 기초하여 시각적 표시를 발생시키는 회로를 갖는 얇은 일반적으로 원형의 디스크 형태를 위한다.

예시적인 실시예의 이러한 특징 및 다른 특징이 첨부 도면과 관련하여 설명된다.

도1은 챔버 외부로부터 본 진공 챔버의 도면이며, 챔버의 외부로부터 모니터링되는 본 발명에 따라 구성되는 테스트 웨이퍼를 도시한 도면.

도1A 및 1B는 도1의 챔버 내의 웨이퍼 핸들링 구성요소의 확대된 도면.

도2는 웨이퍼 핸들링 장비와의 맞물림을 모니터링하는 회로 기판을 도시한 테스트 웨이퍼의 일부를 도시한 도면.

도2A는 회로 기판의 표시기 부분을 도시한 도면.

도3A-3D는 본 발명에 따라 구성된 테스트 웨이퍼의 도면.

도4A-4C는 본 발명과 함께 사용하기 위한 예시적인 회로를 도시한 도면.

도면은 웨이퍼 처리 시스템(10)과 함께 사용하기 위한 웨이퍼 핸들링 장비를 교정하는 장치를 도시한다. 하나의 이와 같은 시스템은 진공 이온 주입 챔버(12)(도1 및 1A) 내에 장착된 실리콘 웨이퍼를 처리하는데 사용하기 위한 이온 주입기이다. 챔버 내의 반경방향으로 신장되는 암(14)을 갖는 웨이퍼 지지부는 웨이퍼 프로세싱 동안 처리 영역 내에 실리콘 웨이퍼를 포지셔닝한다. 일 실시예에서, 웨이퍼는 챔버에 진입하는 이온 빔에 의해 웨이퍼의 표면에 충격을 가하는 불순물로 선택적으로 도핑된다. 이것은 웨이퍼가 기계적인 시스템에 의해 운반되는 다수의 애플리케이션 중 하나이며, 웨이퍼 처리 동안 그러한 시스템의 정렬이 중요하다.

도1에서, 챔버(12)는 웨이퍼 지지부(14) 상에서 하나 이상의 웨이퍼를 프로세싱하기 위하여 하우징 내부의 제어된 환경을 제공한다. 하우징 내에서 웨이퍼를 이동시키는 운반 구조는 웨이퍼의 에지를 잡고 챔버(12) 내측 주위에서 웨이퍼를 이동시키는 웨이퍼 홀더(20, 21)를 포함한다. 로드 록(도시되지 않음)은 웨이퍼를 대기압의 영역으로부터 웨이퍼가 처리되는 서브-대기압의 챔버(12) 내의 영역으로 전달한다. 전형적으로 상업적으로 입수 가능한 이온 주입기는 처리를 위해 이온 빔을 통하여 하나의 웨이퍼를 단번에 이동시키거나 이온 빔을 통해 배취(batch)를 이동시킨다. 예시적인 실시에는 테스트 웨이퍼의 외주에 장착된 다수의 센서(30a, 30b, 30c)를 갖는 일반적으로 원형의 테스트 웨이퍼(30)에 의해 웨이퍼 지지부 및 웨이퍼 홀더의 정렬을 검사할 시에 사용하기 위한 것이다. 이러한 센서는 의사 웨이퍼 또는 웨이퍼 시뮬레이터(30)의 정렬에 관한 정보를 제공하고, 더 특정하게는, 본 발명의 예시적인 실시예에서, 웨이퍼는 주입 챔버를 통한 이동 동안 의사 웨이퍼(30)가 모니터링되도록 하는 챔버 내의 윈도우(32)를 통해 보여질 수 있다.

고정물은 웨이퍼 홀더(20)의 부메랑 형상의 암(20a, 20b)에 의해 클램핑되고, 디스크 지지 패드(34)를 향해 이동된다(예시적인 실시예는 주입 동안 중심 축을 중심으로 하여 회전하는 13개의 웨이퍼 지지 패드를 포함한다). 고정물은 웨이퍼 홀더가 디스크와 평행한지를 결정한다. 웨이퍼 홀더는 자신이 디스크와 평행할 때까지 조정된다. 웨이퍼 홀더의 목적은 주입 이후에 디스크로부터 웨이퍼를 제거하여 웨이퍼를 제2 웨이퍼 홀더(21)에 전달하는 것이다.

웨이퍼 시뮬레이터(30)는 웨이퍼 지지부를 향해 이동하는 세퍼드 크룩(shepherd crrok)(21a)을 갖는 인-박 웨이퍼 홀더(in-vac wafer holder)(21)에 의해 클램핑된다(유지된다). 웨이퍼 시뮬레이터(30)는 인-박 웨이퍼 홀더(21)가 디 스크 지지 패드(34)와 평행한지를 결정하는 것을 돕는다. 인-박 암은 자신이 디스크 패드(34)와 평행할 때까지 조정된다. 인-박 웨이퍼 홀더(21)의 목적은 주입 주비 시에 디스크 상에 웨이퍼를 위치시키는 것이다.

예시적인 실시예에서, 정렬에 관한 시각적 표시는 윈도우(32)를 통해 모니터링되지만, 다른 실시예에서, 신호는 챔버 내부의 시각적 모니터링을 필요로 하지 않는 무선 송신기 및 수신기 조합의 이와 같은 사용에 의한 또 다른 무선 신호일 수 있다. 예시적인 실시예는 균일한 디멘젼 힘 감지 패드에 대한 힘을 모니터링함으로써 압력을 감지한다. 감지를 위한 다른 가능한 파라미터는 타겟에 대한 센서의 변위이다.

예시적인 웨이퍼 지지부(12)는 본 출원의 출원인에게 양도되고 본원에 참조되어 있는 Mack에게 허여된 미국 특허 번호6,222,196에 설명되어 있다. 이 특허는 자신의 외주에서 패드를 지지하는 반경방향으로 신장되는 웨이퍼 지지 암을 갖는 회전 가능한 지지부를 개시한다. 웨이퍼(30) 및 웨이퍼 지지부(12)의 지지 패드 사이의 접촉은 본 발명의 예시적인 실시예에 의해 모니터링될 수 있다.

예시적인 웨이퍼 시뮬레이터는 실리콘 웨이퍼가 아니라, 그 대신에, 실리콘 웨이퍼에 가까운 디멘젼을 갖는 실리콘 웨이퍼 시뮬레이팅 기판이다. 웨이퍼 시뮬레이터가 웨이퍼 프로세싱 장비의 진공 또는 펌핑된 다운 환경에서 이동하기 때문에, 웨이퍼 시뮬레이터를 사용하면 상이한 웨이퍼 핸들링 장비의 정렬이 설정되고 모니터링된다.

예시적인 테스트 웨이퍼(30)는 기판 및 웨이퍼 핸들링 또는 지지 구조 사이 의 접촉을 모니터링하는 3개의 압력 센서(30a, 30b, 30c)를 포함한다. 기판은 또한 압력 센서(30a, 30b, 30c)로부터의 출력을 감지하는 회로(40)(도2)를 지지한다. 배터리(50)는 기판이 웨이퍼 처리 시스템(10)에 의해 이동될 때 회로(40)에 전력을 공급한다. 회로(40)의 표시기 어레이(60)는 기판의 감지된 정렬에 관한 시각적 출력을 제공하는 센서(30a, 30b, 30c)에 의해 감지된 압력에 기초하여 출력을 생성하며, 예로서 윈도우(32)는 표시기 영역(60)으로부터의 출력이 챔버 외부로부터 감지되도록 한다.

웨이퍼가 접촉하는 표면(12a) 및 웨이퍼 시뮬레이터(30) 사이의 3 포인트 접촉은 4 포인트 접촉 감지 웨이퍼인 하나의 대안보다 정렬을 모니터링할 시에 더 양호하게 동작한다. 4개의 레그(leg)를 가진 스툴(stool) 및 3개의 레그를 가진 스툴 사이의 유추는 설명을 위한 것이다. 플로어 및 4개의 레그를 가진 스툴 레그에 대한 힘은 4개의 레그 사이에서 결코 균일하게 분포되지 않는다. 3개의 레그를 가진 스툴의 레그에 대해 가해진 힘은 플로어의 레벨의 더 양호한 표시이다. 플로어 표면의 불균일함으로 인해, 스툴 레그가 동일한 길이를 갖는 경우에 식별될 수 있는 힘이 불균등해진다. 현재의 상황에서, 웨이퍼 시뮬레이터(30)가 평활한 경우, 웨이퍼가 접촉하는 구조 또는 표면의 오정렬은 검출되고 재정렬이 더 용이해진다.

예시적인 시스템은 그 저항이 센서에 대해 가해진 힘에 기초하여 예측 가능한 방식으로 가변되는 다수의 압력 센서(30a, 30b, 30c)로 구현된다. 현재 상황에서, 웨이퍼 핸들링 및 지지 장비와 접촉하는 센서의 에어리어가 일정하기 때문에, 센서에 대한 압력을 감지를 참조하는 것이 또한 적합하다. 다른 적절한 센서는 감 지된 파라미터가 웨이퍼 시뮬레이터 정렬의 함수로서 가변되는 한, 전압, 커패시턴스, 또는 주파수를 감지할 수 있다. 압력이 없다면, 센서의 저항은 본질적으로 무한하여, 센서는 회로(40) 내에서 개방 회로를 모방하게 된다. 도4A, 4B, 및 4C의 개략도를 참조하면, 회로(40)는 관련된 센서에 대한 압력에 관련된 출력(44a, 44b, 44c)에서 출력 신호를 생성하는, 3개의 센서(30a, 30b, 30c)에 결합되는 3개의 디바이더 회로(42a, 42b, 42c)를 포함한다. 디바이더 회로(32a)를 고려하자. 이 회로는 2개의 배터리(50)로부터 출력된 9V에 각각 결합되는 274 KΩ 및 1 M Ω의 갑을 갖는 2개의 저항기(45, 46)를 포함한다. 센서(30a)는 1 MΩ 저항기(46)와 병렬로 결합된다. 센서(30a) 상에 압력이 없다면, 센서의 저항은 높고, 저항기(46) 양단의 전압 강하는 약 5.5 V의 최대값이다. 센서(30a)에 대해 압력이 가해질 때, 센서의 저항은 저항기(46)로부터의 전류 중 일부를 흘러나가게 함으로써 낮아진다. 이것은 출력에서 출력 신호를 낮춘다.

회로(40)는 또한 출력 신호를 임계값과 비교하고 상기 비교에 기초하여 시각적 표시를 생성하는, 전압 디바이더로부터의 출력(44a, 44b, 44c)에 결합된 비교기 회로(52a, 52b, 52c)(도4C)를 포함한다. 회로(40)는 압력 범위를 규정하는 상위 및 하위 임계 신호(54, 56)를 설정한다. 상위 및 하위 임계 신호는 전압 디바이더(55)에 의해 규정된다. 임계값을 설정하는 전압 디바이더(55)는 직렬의 3개 다이오드(57)를 통해 출력되는 9 V 배터리에 결합된다. 배터리 전압이 변화할 때, 고 및 저 전압 임계 신호(54, 56)는 센서 및 이의 전압 디바이더에 인가된 전압에 비례하여 변화된다. 이것은 3개의 센서(30a, 30b, 30c)에 의해 압력을 감지하는데 있어서 의 회로(40)의 동작이 배터리 전압에 의해 영향을 받지 않는다는 것을 보장한다.

9 V의 전압을 가정하면, 전도성 다이오드(57)를 통한 전압 강하는 대략 2 V이어서, 전압 디바이더(55)의 양의 접합부(55p)의 전압이 7 V가 된다. 도4A에 도시된 저항에 기초하여, 이는 대략 4.1 V의 더 높은 임계값 및 2.8 V의 더 낮은 임계값을 발생시킨다.

상기 회로는 범위에 대응하는 다수의 발광 표시기(62-67)(도2A)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 표시기는 더 바람직하게는 발광 다이오드이다. 다이오드를 통해 충분한 전류가 인가될 때, 이들은 발광한다. 예시적인 시스템에서, 다이오드는 10% 듀티 사이클을 가지며 대략 20 Hz의 주파수를 갖는 점멸 또는 온/오프 신호를 생성하는 타이머 회로(70)에 결합된다.

임계 신호(54, 56) 뿐만 아니라, 센서(30a)로부터의 출력 신호(44a)에 결합되는 2개의 전압 비교기(80, 82)를 갖는 비교기 회로(52a)를 고려하자. 제1 전압 비교기는 (자신의 비-반전 입력에서의) 임계값(54)이 (자신의 반전 입력에서의) 압력 출력 신호(44a)를 초과할 때, 높은 출력 신호(+9V)를 생성한다. 신호(54)에 대한 임계값이 4.1 V이고 센서(30a) 상에 압력이 없다면, 신호(44a)는 약 5.5 V이어서, 전압 비교기로부터의 출력이 로우가 된다. 이것은 다이오드(63)가 비-도통이므로, 발광하지 않는다는 것을 의미한다. 센서(30)에 대한 압력이 증가할 때, 신호(44a)의 전압은 임계값(54)이 입력(44a)을 초과할 때까지 감소하고, 압력 비교기로부터의 출력은 하이가 되며, 다이오드(63)는 도통되고 발광한다.

압력이 훨씬 더 증가할 때, 신호(44a)는 2.8 V의 더 낮은 임계 신호(56) 아 래로 떨어진다. 이 감지된 압력은 제2 압력 비교기(82)로부터 하이 출력을 생성하고, 제2 다이오드(62)가 도통이 되도록 하며, 그 다이오드는 발광한다. 다이오드(63) 및 제1 전압 비교기(80)의 출력 사이에 저항기(83) 및 직렬의 3개의 다이오드(84)의 조합이 존재한다는 점을 주의하라. 2개의 전압 비교기로부터의 출력들 사이의 이러한 차이로 인해, 다이오드(62)는 발광하게 되지만, 다이오드(63)는 전압 비교기(80, 82) 둘 모두의 출력이 하이가 될 때 꺼지게 된다. 다이오드(62)의 캐소드에서의 전압을 고려하자. 전압 비교기(82)로부터의 출력에서의 전압은 9 V이다. 다이오드(62)의 캐소드에서의 전압은 약 6.5 V이다. 저항기(83), 직렬의 다이오드(84) 및 발광 다이오드(63)의 조합 양단의 이러한 전압 강하는 다이오드(63)를 통한 전류를 유용한 가시광을 생성하는데 불충분한 전류인 약 1 밀리암페어로 제한한다.

이하의 테이블 1은 센서 상의 상이한 힘에 대하여 센서에 대한 다이오드 조드의 특성 및 도통 상태를 나타낸다. 센서 패드가 균일한 에어리어로 이루어지기 때문에, 개시된 예시적인 실시예에 대하여 압력 및 힘은 등가이다.

테이블 1

센서 상의 압력	황색 led 63	적색 led 62
없음	어두움	어두움
힘의 0.2 lb보다 크고 힘의 .15 lb보다 작음	발광	어두움
.15 lb보다 큼	어두움	발광

상술된 바와 같이, 회로(40)는 바람직한 실시예에서, 3개의 직렬 접속된 3.6 V 와치 배터리(watch battery)(50a, 50b, 50c)인 배터리(50)를 포함한다. 피크 출력에서, 3개의 직렬 배터리는 3(3.6) 또는 10.8 V를 제공하지만, 회로를 동작시키 는데사용되는 배터리 전압을 설명하기 위하여 본원에서 +9 V의 값이 사용되었다. 이러한 직렬의 배터리(50a, 50b, 50c)의 양의 단부에 결합된 스위치(90)는 9 V 회로 기판 전력 신호를 전압 모니터 회로(72)에 결합하기 위하여 닫혀진다. 다른 9 V 접속이 도4의 개략도에 표시되어 있다. 모니터 회로(72)는 어레이(60)의 중심에 위치된 발광 다이오드(68)에 신호를 출력한다. 스위치(90)를 닫음으로써 9 V 신호가 모니터 회로에 결합되는 한, 이 led(68)는 20 Hz 신호로 조사된다.

상술된 바와 같이, 예시적인 실시예는 테스트 웨이퍼(30)의 외주 주위에 장착되는 3개의 압력 센서를 갖는다. 도3A-3D를 참조하면, 웨이퍼 시뮬레이터(30)의 예시적인 버전은 웨이퍼 시뮬레이터(30)를 통해 신장되는 개구(112)의 경계를 정하는 반경방향의 내부 링(110)을 갖는다. 이 내부 링은 대략 0.06 인치의 두께를 갖는 종래의 인쇄 회로 기판 재료(예를 들어, 주석-도금된 구리 클래드 에폭시-유리섬유 라미네이트)이다. 인쇄 회로 기판의 외주는 상기 인쇄 회로 기판보다 다소 더 얇은 탄소 섬유 고리(114)에 부착된다. 3개의 센서(30a, 30b, 30c)는 진공 처리 챔버(12) 내에서의 오염물의 아웃가싱(outgassing)을 제한하는 접착제(또는 대안적으로 적절한 클립)으로 탄소 섬유 고리에 부착된다. 회로 기판은 상기 회로 기판을 통해 다소 신장되는 머시닝된 단차부 또는 리세스를 갖는다. 이 단차부의 직경은 탄소 섬유 고리의 내경이 단차부의 외경에 대해 접하도록 이루어지고, 센서(30a, 30b, 30c)를 지지하는 표면(30s)이 시뮬레이터의 외경으로부터 링(110)의 내경까지 균일한 것을 보장한다.

회로 기판 재료(116)의 3개의 스트립은 회로 기판 재료로 이루어진 내 경(110)으로부터 외부 센서(30a, 30b, 30c)까지 신장된다. 이러한 3개의 스트립은 내부 링(110)을 외부 고리(114)에 부착하거나 연결시킨다. 링 및 고리 사이의 이러한 3개의 포인트 가변 접속에 의해 회로 기판 링(110)의 구부러짐 또는 굽힘에 의한 고리의 왜곡이 피해진다. 센서를 내부 링(110) 상의 회로 구성요소와 결합시키는 컨덕터는 또한 이러한 3개의 긴 핑거를 따라 신장된다. 센서는 .43 mm의 두께를 갖는 9.5 mm 직경의 압력에 민감한 패드를 포함한다. 센서 패드(30a, 30b, 30c)의 두께는 패드가 탄소 섬유 기판의 일반적으로 평면의 표면 위에서 위쪽으로 신장되어, 챔버 내의 웨이퍼 핸들링 및 지지 장비가 탄소 섬유 전에 센서와 접촉해서 적절한 압력 판독을 제공하는데 충분하다. 시뮬레이터 디스크(30) 및 회로(40)의 전체 중량은 대략 127 그램의 중량을 갖는 실리콘 웨이퍼에 비하여, 대략 143 그램이다.

회로를 지지하는 링(110)의 중심의 에어리어는 개방되어, 시뮬레이터의 전체 중량을 감소시킨다. 그러나, 상기 에어리어는 적합하다면, 커버될 수 있다. 일례로서, 웨이퍼 시뮬레이터(130)의 이 중심부는 타겟을 형성하는 동심 원이 부착될 수 있는 투명한 층으로 커버된다. 이와 같은 일련의 동심 원은 웨이퍼 핸들링 및 지지 구조에 대한 시뮬레이터(30)의 오정렬을 시각적으로 검출하기 위하여 예로서 사용될 수 있다.

도1A에 개략적인 방식으로 도시된 이온 주입 챔버를 통한 웨이퍼(W)의 이동 동안, 웨이퍼는 이온 빔을 자동적으로 주입받거나 상기 이온 빔에 의해 프로세싱될 때 웨이퍼를 서서히 전달하고, 회전시키고, 재지향시키며, 일반적으로 재포지셔닝 시키는 여러 지지 및 이동 구현 구조와 접촉한다. 웨이퍼가 웨이퍼 주입기에 관하여 도1에 도시되어 있을지라도, 다른 프로세싱 스테이션에서 웨이퍼에 대해 다수의 다른 처리 및 프로세싱 단계가 수행될 수 있고, 본 발명은 정렬 및 운반 프로세스가 중요한 자동 프로세스에서 이동되는 다른 워크피스를 시뮬레이팅하는데 사용될수 있다.

그러므로, 본 발명이 특정하게 설명되었지만, 본 발명이 첨부된 청구항의 정신과 범위 내에 존재하는 개시된 설계로부터의 모든 변경 및 변형을 포함하도록 의도된다는 것이 인식되어야 한다.

Claims

워크피스 처리 시스템과 함께 사용하기 위한 워크피스 핸들링 장비를 교정하는 장치에 있어서:

a) 워크피스 프로세싱 동안 처리 영역에서 워크피스를 지지하는 지지부;

b) 지지부 상의 하나 이상의 워크피스를 프로세싱하기 위하여 하우징 내부에서 제어된 환경을 제공하는 하우징;

c) 상기 하우징의 내 및 외로 워크피스를 이동시키는 운반 구조; 및

d) 하우징 내에서 워크피스를 모니터링하고 상기 워크피스 지지 및 운반 구조 중 적어도 하나의 적절한 정렬을 결정하는 정렬 센서를 포함하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제1항에 있어서,

상기 정렬 센서는 상기 하우징 내 및 외로의 이동을 위하여 워크피스에 가까운 디멘젼을 갖는 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제2항에 있어서,

상기 기판은:

기판 및 워크피스 핸들링 또는 지지 구조 사이의 접촉을 모니터링하는 접촉 센서;

센서로부터의 출력을 감지하는 감지 회로;

기판이 이동되어 포지셔닝될 때 회로에 전력을 공급하는 전압원;

상기 기판의 감지된 정렬에 관한 출력을 제공하는 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제3항에 있어서,

상기 표시기는 시각적 표시기인 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제3항에 있어서,

상기 표시기는 감지된 정렬을 나타내는 무선 통신 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제3항에 있어서,

힘 또는 압력에 기초하여 가변되는 저항을 갖는 다수의 접촉 센서를 포함하며, 상기 감지 회로는 관련된 센서 상의 힘 또는 압력과 관련된 출력 신호를 생성하는 관련 센서를 각각 포함하는 다수의 회로, 및 상기 출력 신호를 임계값과 비교하고 상기 비교에 기초하여 표시를 생성하는, 출력 신호에 결합된 비교기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제6항에 있어서,

상기 비교기 회로는 상위 및 하위 임계값을 설정하여 전압 범위를 생성하고, 상기 회로는 상기 범위에 대응하는 다수의 발광 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제7항에 있어서,

상기 감지 회로는 상기 범위를 설정할 시에 비교기에 의해 사용하기 위한 고 및 저 전압 임계값을 생성하는 임계 전압 디바이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제8항에 있어서,

상기 임계 전압 디바이더는 배터리에 결합되고, 상기 고 및 저 전압 임계값은 배터리 전압의 변화에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제5항에 있어서,

상기 표시기는 가시성을 개선시키고 전력 소모를 감소시키기 위하여 온/오프 듀티 사이클을 가지는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제3항에 있어서,

상기 기판은 상기 기판의 정렬을 모니터링하는 다수의 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제1항에 있어서,

상기 센서는 전달 및 지지 구조와 접촉하는 압력에 민감한 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 상기 센서로부터 시각적 출력을 모니터링하는 투명한 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 장치.
워크피스 처리 시스템과 함께 사용하기 위하여 워크피스 핸들링 장비를 교정하는 프로세스에 있어서:

a) 웨이퍼의 프로세싱을 위하여 제어된 환경을 제공하는 하우징 내에서 지지부를 제공하는 단계;

b) 상기 지지부로, 그리고 상기 지지부로부터 하우징 내 및 외로 워크피스를 이동시키는 단계;

c) 워크피스가 상기 지지부로, 그리고 상기 지지부로부터 이동되고 있을 때, 워크피스의 오정렬을 모니터링하는 단계; 및

d) 상기 워크피스 오정렬의 표시를 제공하는 단계를 포함하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제14항에 있어서,

오정렬을 모니터링하는 상기 단계는 워크피스의 워크피스 핸들링 또는 지지 구조와의 접촉을 모니터링하고 압력 센서로부터의 출력을 모니터링하는 센서를 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제15항에 있어서,

상기 센서는 워크피스에 장착되며, 웨이퍼에 장착된 배터리로 센서에 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제15항에 있어서,

상기 워크피스의 감지된 오정렬에 관한 시각적 출력을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제15항에 있어서,

상기 워크피스 주변의 이격된 위치에서의 압력에 기초하여 가변되는 저항을 갖는 다수의 압력 센서를 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제18항에 있어서,

관련된 센서 상의 압력에 관한 출력 신호를 생성하는 단계, 및 상기 출력 신호를 임계값과 비교하고 상기 비교에 기초하여 시각적 표시를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제19항에 있어서,

상위 및 하위 임계값을 설정하여 압력 범위를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 출력 신호는 센서로부터의 압력 판독게 기초하여 작동되는 다수의 발광 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제14항에 있어서,

상기 표시기는 온/오프 듀티 사이클로 시각적 표시자를 작동시킴으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
제21항에 있어서,

상기 시각적 표시기로부터의 출력을 모니터링하는 투명한 윈도우를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워크피스 핸들링 장비 교정 프로세스.
웨이퍼 처리 시스템과 함께 사용하기 위한 웨이퍼 핸들링 장비를 교정하는 장치에 있어서:

a) 하나 이상의 웨이퍼를 프로세싱하기 위하여 하우징 내부에 제어된 환경을 제공하는 하우징;

b) 웨이퍼 프로세싱 동안 처리 영역에서 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지부;

c) 상기 하우징 내 및 외로 웨이퍼를 이동시키는 운반 구조; 및

d) 웨이퍼 핸들링 장비의 교정 동안 기판이 운반 구조에 의해 운반될 때 출력을 제공하는 센서를 갖는 기판을 포함하는, 운반 구조의 설정을 모니터링하는 웨이퍼 시뮬레이터를 포함하는 웨이퍼 핸들링 장비 교정 장치.
제23항에 있어서,

상기 센서는 기판 및 운반 구조 사이의 접촉을 모니터링하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 핸들링 장비 교정 장치.
반도체 웨이퍼 장치와 함께 사용하기 위한 웨이퍼 시뮬레이터에 있어서:

a) 기판의 한 측 상에 장착된 하나 이상의 압력 센서를 포함하는 일반적으로 평면의 기판;

b) 상기 하나 이상의 압력 센서로부터의 신호를 모니터링하는, 하나 이상의 압력 센서에 전기적으로 결합된 회로; 및

c) 웨이퍼 시뮬레이터의 이동 및 포지셔닝 동안 상기 하나 이상의 압력 센서 에 대해 가해지는 압력에 기초하여 출력 표시를 제공하는, 상기 회로에 결합된 시각적 표시기를 포함하는 웨이퍼 시뮬레이터.
제25항에 있어서,

기판에 장착된 전압원 및 힘 또는 압력에 기초하여 가변되는 저항을 갖는 다수의 압력 센서를 포함하며, 상기 회로는 관련된 압력 센서 상의 힘 또는 압력과 관련된 출력 신호를 생성하는 관련 압력 센서를 포함하는 디바이더 회로 및 출력 신호를 임계값과 비교하고 상기 비교에 기초하여 관련된 시각적 표시기로부터 시각적 표시를 생성하는, 출력 신호에 결합된 비교기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제26항에 있어서,

상기 비교기 회로는 상위 및 하위 임계값을 설정하여 압력 범위를 생성하고, 상기 회로는 감지된 압력을 나타내는 다수의 발광 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제27항에 있어서,

상기 감지 회로는 상기 범위를 설정할 시에 비교기 회로에 의해 사용하기 위하여 고 및 저 전압 임계값을 생성하는 임계 전압 디바이더를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제28항에 있어서,

상기 임계 전압 디바이더는 배터리에 결합되고, 상기 고 및 저 전압 임계값은 전압원의 전압 변화에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 표시기는 가시성을 개선시키고 전력을 절약하기 위하여 온/오프 듀티 사이클을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 기판은 상기 기판의 정렬을 모니터링하는 다수의 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 압력 센서 각각은 웨이퍼 시뮬레이터가 이동되고 포지셔닝될 때 접촉되는 압력에 민감한 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 기판은 평면이 일반적으로 원형이고, 상기 기판의 외주 부근에 일반적으로 동일하게 이격된 3개의 압력 트랜스듀서가 존재하는 것을 특징으로 하는 장 치.