TWI259547B - Process condition sensing wafer and data analysis system - Google Patents
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Description
1259547 ⑴ 玖、發明說明 一'發明所屬之技術領域 本發明相關於半導體晶圓處理,L C D顯示玻璃基板處 理’磁性gB憶體碟片處理,及從薄膜製程製造的其他裝置
V ’且更明確地說相關於可感應及傳輸製程條件的基板。 二、先前技術 積體電路,顯示器,或碟片記憶體的製造一般採用極 · 多的製程步驟。每一製程步驟必須被小心地監視以提供可 操作的裝置。於整個成像製程,沈積及生長製程,蝕刻及 掩蔽製程等,例如溫度,氣流,真空壓力,化學氣體或電 漿成分,及曝光距離等在每一步驟期間被小心地控制均爲 關鍵。對每一步驟中所涉及的各種不同的製程條件小心地 τ 注意爲最佳半導體或薄膜製程的要件。從最佳製程條件的 任何偏差都可能造成因而產生的積體電路或裝置的性能在 標準以下,或更遭的是完全失敗。 Φ 在一處理室內,製程條件會變化。製程條件例如溫度 ’氣體流量,及/或氣體成分的變化大幅影響積體電路的 形成且因而大幅影響其性能。使用由與積體電路或其他裝 置相同或類似的材料構成的基板來測量製程條件提供最準 確的條件測量,因爲基板的熱傳導係數與將被處理的實際 電路相同。梯度及變化事實上對於所有的製程條件存在於 整個處理室。因此,這些梯度也橫越基板的表面存在。爲 精確地控制在晶圓處的製程條件,關鍵爲可在晶圓上取得 -5 - (2) (2)1259547 測量値並且自動化控制系統可於實時(real time )獲得讀 數,使得處理室製程條件的最佳化可輕易地被達成。製程 條件包括被用來控制半導體或其他裝置的製造的任何參數 ,或製造者會想要監視的任何條件。 在處理室內,一自動機頭運輸測試晶圓或基板。結合 一自動機頭的裝置的一例爲由TEL公司所製造者。此自 動機頭可樞轉。此自動機頭也結合多個台面(1 ev e 1 )或手 臂。第一台面或手臂可伸出,並且第二台面或手臂可進一 步伸出以承載一晶圓。一第二自動機或移動平台可接收晶 圓,並且將其伸出至將其降低至處理室內的一第三固持件 。對於有關此自動機頭及處理室的更多資訊,請參考 Araki的名爲「半導體處理系統和更換及處理基板的方法 (Semiconductor Treatment System and Method for Exchanging and Treating Substrate )」的美國專利第 5,5 64,8 8 9號,其藉著參考整個結合於此。 三、發明內容 將感應器直接放置在基板上或基板中以及與整個基板 表面隔開可獲得晶圓表面上的各種不同的製程條件的準確 梯度讀取。製程條件可被儲存在記憶體中以用於稍候的評 估,或是可於實時獲得以經由一遠距資料處理裝置例如電 腦,PDA,或其他微處理器控制的裝置被讀取,該裝置可 呈現資訊及接收來自控制系統或操作者的輸入。操作者可 於實時監視製程條件,然後在繼續監視效果之下改變處理 -6- (3) 1259547 室的設定以達成理想狀態,或是此可藉著自動化的最佳化 及控制系統來達成。另外’隨後的製程步驟可根據先前步 驟的製程條件被即時修改。 使靈敏的電子電路遠離製程條件導致較寬廣的操作範 圍及較準確,可靠,可重複,及無漂移(drift_free)的操 作。 四、實施方式 本發明的測量系統測量於晶圓或基板的不同位置的製 程條件,並且將其於實時(r e a 1 t i m e )傳輸至資料處理裝 置’或將其記錄在記憶體中以用於製程條件的稍後傳輸或 下載。 此處所定義的「製程條件」指的是製造積體電路中所 用的各種不同的製程參數。製程條件包括被用來控制半導 體的製造的任何參數,或是製造者會想要監視的任何條件 ’例如但是不限於溫度,處理室壓力,處理室內的氣體流 量,處理室內的氣體化學成分,離子電流密度,離子電流 目匕里’先肖g重松度’以及晶圓的振動及加速。 以下參考圖式敘述本發明。 圖1 A顯示於伸出位置的本發明的第一實施例的製程 條件測量裝置(P C MD ) 1 0 0。p C MD 1 0 0具有二主要構件 ’亦即基板1 04及電子設備盤件1 〇 6。基板1 0 4被用來測 里半導體製造設備,玻璃基板處理設備,及磁性記憶體碟 片處埋設備的製程條件。明確地說,其被用來測量晶圓或 -7- (4) (4)1259547 基板在處理期間所承受的條件。感應器被配置在基板104 的表面上或基板1 04內的不同區域,以測量橫越基板的製 程條件。藉著於基板的不同區域測量,橫越基板的梯度可 被計算,並且另外可獲得在基板的一特別位置處的條件與 所得的基板特性之間的相關性。基板1 〇4中/上的感應器 的數目會根據被測量的製程條件及基板1 04的尺寸而改變 。在用來測量溫度的一實施例中,一 200mm (毫米)直 徑的基板具有17個感應器,而一 3 00mm直徑的基板具有 2 9個感應器。稍後會相關於圖1 G至1 Η更詳細地討論基 板 1 0 4。 電子設備盤件106藉著纜線108而連接於基板104。 纜線1 08可爲任何類型的纜線,但是較佳地爲具有撓性且 具有低型面高度(low profile )的扁平帶型纜線。PCMD 會承受的製程條件通常涉及高或可變的溫度或其他條件, 二者均負面地影響電子組件的功能性,準確度,及可靠性 。另外,極多的其他製程步驟及條件使得使電子設備遠離 製程或甚至是使電子設備位在製程環境的外部很有利。在 此實施例中將PCMD分開成爲二構件容許在基板及感應器 處於處理室的內部之下電子設備可維持在處理室的外部, 因而不受升高的溫度及其他各種不同的製程條件的有害的 影響。因此,PCMD 100的纜線1〇8可從在容室密封之下 的處理室的外部通至內部,以在沒有製程氣氛滲漏至外部 環境或從外部環境滲漏的危險下容許製程進行。纜線較佳 地由可抵抗製造製程中所用的溫度及其他氣體化學物品的 - 8- (5) (5)1259547 材料製成,例如聚亞胺(polyimide )。 資料處理裝置(DPD ) 1 1 0以遠距離通訊連線1 1 2在 資料埠114處連接於電子設備盤件106。遠距離通訊連線 1 1 2可爲接線或無線連線,並且稍後會相關於圖1 F更詳 細地被敘述。 圖1 B顯不同心地放置的基板1 0 4及電子設備盤件 1 〇 6,而纜線1 0 8在二者之間。同心在此處被定義成爲一 圓的圓周在另一圓的圓周內,而二圓並非必定具有相同的 中心。因此,此定義也涵蓋圓的偏心。 在同心地放置之下,二者可被裝載至一個在另一個的 上方地隔開的二自動機臂內。具有感應器的基板1 〇4會由 下方的自動機臂固持。下方的自動機臂可伸出,以將基板 104插入一處理室內。處理室具有用於插入的三個區域, 亦即區域134,區域136,及區域138。圖1C顯不將 PCMD 100插入處理室132的不同區域內的自動機頭130。 自動機臂130a (上方,固持電子設備盤件1〇6)及自動機 臂1 3 Ob (下方,固持基板1 〇4 )二者均可獨立地伸出。圖 1D及1E顯示自動機頭130的三個自動機臂130a,130b ,及130c。在圖ID中,台面自動機臂130b伸出離開自 動機頭1 3 0的自動機臂1 3 0 a。當P C MD 1 0 0處於其伸出狀 態時,台面自動機臂1 3 0 b或1 3 〇 c會容納基板1 0 4,而台 面自動機臂1 3 0 a或1 3 0 b分別會容納電子設備盤件1 〇 6 ° 自動機頭1 3 0在趨近處理室時會先使P C MD處於如圖1 B 所見的同心狀態。然後,自動機臂1 3 0b會伸出離開自動 - 9 - (6) (6)1259547 機臂l3〇a,因而使基板104從電子設備盤件106分離。 以此方式,基板1 〇4可如圖1 C中所見的被放置在區域 1 3 4內。如果P C MD要被放置在區域1 3 6內,則自動機臂 l3〇a及l3〇b會在PCMD100處於其同心狀態之下被插入 區域I36內。基板1〇4會被下降至可在區域136處將基板 1〇4移動至處理室的滑動平台上。在被載入自動機臂130a 及13〇b之前,PCMD 100會被旋轉至正確的方向,使得其 可沿著纜線1 〇 8的軸線伸出。將基板1 04放置至處理室區 域1;38內會與對於處理室區域136所述者大致相同,除了 不同的旋轉角度之外,以容許沿著纜線1 0 8的軸線的伸出 可與處理室區域1 3 8成直列。 圖1 F爲顯示本發明的所有實施例均相同的p CMD電 路1 5 1及DPD 1 1 0的電路及訊號流程的方塊圖。先前所述 的感應器150是在基板104中或基板104上。感應器150 的輸出經由導體1 5 3而耦接於S A C 1 5 4。記憶體1 5 2爲選 擇性的,並且其位置較佳地靠近感應器1 5 0,在基板1 04 上或在纜線1 〇 8的連接器上。如果有,則記憶體]5 2儲存 在不處理下通過SAC 154且繼續通過導體156至DTC 158 的數位感應器資料,以由微控制器1 5 8 B讀取數位感應器 資料。記憶體1 5 2可含有用於感應器1 5 0的校準係數。以 此方式,即使是電子設備盤件1 0 6改變,記憶體1 5 2及校 準係數會與適當的感應器1 5〇 —起存留。SAC 1 54較佳地 位在電子設備盤件1〇6處,但是可位在基板104處或處理 室的內部或外部的任何位置處。S A C 1 5 4含有拾取感應器 (7) (7)1259547 輸出所需且如果需要則提供驅動感應器所需的任何輸入功 率或其他訊號的電路,例如放大器,電流源,及濾波器。 SAC154驅動訊號經由導體156至資料傳輸電路(DTC) 1 5 8。電源 1 62可爲蓄電池,輻射能量轉換電池,或電感 耦接電源,並且經由電匯流排164對PCMD1 00的所有組 件提供電力。 DTC158包含在資料連線112上從SAC154至DPD110 處理,儲存,及傳輸類比或數位形式的訊號所需的電路。 在訊號被數位傳送的情況中,DTC 158可包含一或多個類 比/數位轉換器158A。DTC158內的發送器158C將測量的 製程條件及任何控制訊號送至DPD 1 1 0的收發器1 1 0D且 接收來自DPD 1 1 0的收發器1 1 0D的測量的製程條件及任 何控制訊號。雖然收發器1 10D被顯示成爲DPD1 10的一 部份,但是其也可遠離地位在自動機頭130上。DTC158 也可含有用於感應器150的校準係數。DTC 158可讀取校 準係數資訊,且將其通訊至資料處理裝置1 1 〇,以用來對 測量的資料施加校準的更正。D T C ] 5 8也可選擇性地含有 記憶體1 5 8 D,以儲存由感應器1 5 0所測量的於原來或經 校正的狀態的紀錄的製程條件以及其他資訊,例如校準係 數。微控制器或閘極陣列1 5 8 B管理D T C ] 5 8的處理。資 料連線1 1 2可爲一無線連線或可爲一多導體資料纜線,例 如RS 23 2或萬用串聯匯流排(USB )連接。在資料連線 1 1 2爲無線的情況中,收發器} 5 8 C與1 1 〇 D可用紅外線, 聲音(acoustic),音波(sonic),超音波,或射頻訊號 -11 - (8) (8)1259547 來通訊。任何數目的已知議定書(protocol )可被採用, 例如B 1 u e t ο 〇 t h。收發器也可電感式地傳送及接收訊號。 在PCMD100中,DTC158爲電子設備盤件106的一部份 ,而在以下的實施例中,其可位於其他位置。爲淸晰起見 ,SAC15 4,DTC158,與DPD1 10內的互連或接線未被顯 示。 資料處理裝置1 1 〇可爲任何微處理器或閘極陣列控制 的裝置,例如電腦或個人數位輔助器(PDA )或是有目的 地建立的電腦(purpose built computer) 。DPD110 包含 中央處理單元110A,並且也可包含輸入/輸出裝置110B, 例如顯示器或鍵盤,滑鼠等,記憶體1 10C,及收發器 1 1 0D。 基板1〇4具有底座層140,其較佳地爲一矽晶圓,但 是也可由極多的可被用在製造積體電路或薄膜裝置中的其 他材料製成,包括玻璃,陶瓷,GaAs,碳化物,或氮化 物。基板 104及電子設備盤件 106的直徑較佳地爲 2〇〇mm或3 0〇mmm,以模擬目前晶圓的尺寸,且可由傳統 的晶圓處理機器處理。但是,其可具有任何直徑或任何形 狀。 圖1 G爲基板]〇 4的剖面。在此顯示的例子中,底座 層1 4 〇爲一矽晶圓,而各種不同的層形成在晶圓上。底座 層具有在底座層14〇上的一絕緣層M2。絕緣層142 可爲任何絕緣材料,但是較佳地爲熱氧化物,例如二氧化 砂。然後,蓋層]4 4形成在絕緣層i 4 2的頂部上。蓋層 -12- 1259547 Ο) I44補償絕緣層M2中的任何缺陷。蓋層144上爲互連層 W6。互連層M6爲導電層,其被用來將訊號傳遞至監視 製程條件的感應器及傳遞來自監視製程條件的感應器的訊 _ 號。互連層1 46被蝕刻,以形成引至及來自感應器的精確 位置的電路痕跡,以及互連所需的任何的黏結墊。另外, 感應器本身可形成在互連層146內,以及在其他導電層( 未顯示)內。互連層1 4 6上爲鈍化層1 4 8。鈍化層1 4 8較 佳地爲氮化物層,但是可爲任何類型的介電材料。圖1Η φ 顯示感應器15〇在基板104上/中的較佳佈局,但是在本 發明的範圍內可有許多不同的佈局。圖U顯示安裝在基 板1〇4中且連接於形成於互連層M6的電路痕跡的一分立 的感應器1 5 0。熱傳導絕緣陶瓷材料(未顯示)覆蓋感應 器1 5 0,並且充塡空穴1 5 2。對於更多有關形成於直接沈 積在基板上的薄膜層的感應器及互連的資訊,請參考 Renkeri等人的名爲「用來在積體電路製造機具中感測基 板上的溫度的設備(Apparatus for Sensing Temperature 鲁 on a Substrate in an Integrated Circuit Fabrication Tool) 」的美國專利第6,190,〇4〇Bl號,其藉著參考整個結合於 此。 偵測各種不同的製程條件所需的感應器1 5 0根據已知 的半導體換能器設計而被安裝在基板1 04上或製造於基板 1 〇4中。爲測量溫度,一種普及的換能器爲RTD或熱敏電 阻器(t h e r m i s t 〇 r ),其包含具有一溫度係數的薄膜電阻 器材料。也可使用磁阻材料來測量施加在基板】.04上的磁 -13- (10) (10)1259547 通量的量。一電阻/電壓轉換器通常形成在基板內於阻敏 (resistive-sensitive)材料(熱敏電阻器或磁阻材料)的 遠末端之間。另一例示性的溫度感應器包含以石印技術形 成於基板的層的由二不類似的導體製成的熱電偶。當導體 之間的接合處被加熱時,產生隨著接合處溫度幾近線性地 增加的一小熱電電壓。溫度感應器的另一例子包括產生隨 著溫度增加的電壓的二極體。藉著將二極體連接在一正電 源(positive supply)與一負荷電阻器之間,可從負荷電 阻器獲得電流/電壓的轉換。另一種感應器爲壓電裝置, 例如從在晶體方向上切割的石英晶體製造的石英調諧叉( tuning fork ),其展現根據溫度的震盪頻率。感應器的震 盪頻率可參考由壓電裝置例如石英調諧叉形成的主震盪器 ,其中石英調諧叉是從被定向成爲將頻率隨著溫度的改變 減至最小的晶體製造。感應器與主震盪器之間的頻率差異 會提供直接數位的根據溫度的訊號。壓電感應器也可被用 來感應質量改變,以測量沈積質量及沈積率或其他製程條 件。 感應器150也可被用來測量在橫越基板104的選擇區 域處的壓力,力,或應變,其可成爲分立的感應器或成整 體地形成於基板1 04的層的感應器。有許多類型的壓力換 能器可測量施加在晶圓上的大氣壓力。一種合適的壓力換 能器包括膜片型換能器,其中一膜片或彈性元件感應壓力 ’並且產生一相應的應變或偏移,屆時其可由連接於膜片 或膜片後方的空穴的橋接電路讀取。另一合適的壓力換能 -14- (11) (11)1259547 器可包括放置在基板1〇4的半導體基板內的壓電材料。壓 電材料是藉著將摻雜化合物擴散至基板內而形成。所得的 壓電材料產生與施加在其上的壓力或應變的量成比例的輸 出電流。 感應器1 5 0也可被用來測量橫越基板1 〇 4的流量。另 外,濕度及水分感應器也形成在基板1 0 4上。已知的用來 測量流量的方法例如熱線風速計(h 〇 t _ w i r e a n e m 〇 m e t e r ) 可被結合於基板1 〇4內。流體速度是根據當一層流的流體 流打擊形成在基板1 04上的一非層流障礙時渦流產生的頻 率。流體流的測量一般涉及特殊渦流在障礙的任一側的形 成。如此,一交替的壓力差異發生在兩側之間。在一臨限 以上(在其以下不發生任何的渦流產生),頻率與流體速 度成比例。在偵測交替壓力差異的許多方法中,一熱敏電 阻器較佳地被放置在障礙的兩側之間的一小通道中。通過 被利用的通道的交替流動方向週期性地冷卻自我加熱的熱 敏電阻器,因而以兩倍的渦流頻率產生AC訊號及相應的 電脈衝。因此,在熱敏電阻器的前方從基板1 〇 4凸出的障 礙可提供固態(s ο 1 i d - st at e )流量測量。熱可在被放置成 爲互相緊密接近的自我加熱熱敏電阻器之間傳遞。流體流 在相鄰的熱敏電阻器之間傳遞熱能,造成與質量流成比例 的熱失衡(thermal imbalance)。二或二個以上的相鄰感 應器可成爲陣列來測量沿著一向量的流動,或是多個流動 向量也可被感應。熱失衡可被偵測來產生與質量流相關的 D C訊號。於多方向的流動可被比較,以偵測流動向量。 -15» (12) 1259547 感應器1 5 0也可被用來測量被置於基板1 〇4上的氣體 化學濃度。化學成分感應器利用要被測量的特定離子可穿 透的膜片。理想上,所有的其他離子應完全不可穿透膜片 _ 。膜片的傳導性與已經穿透膜片的選擇離子的輸送成正比 。在給予膜片傳導性的可變化性之下,可取得與存在於基 板1 0 4周圍的環境內的化學離子的量直接相關的測量。 感應器1 5 〇也可被用來以一平行板結構,一收集板( collecting plate )陣列,及具有被支撐在收集板上方的控 · 制栅格(grid )的多個收集板來測量離子電流密度及離子 電流能量。在平行板之間流動或流至平行板陣列的電流會 隨著離子電流密度增加。離子電流能量可藉著在板件上方 的柵格上施加一固定或可變DC電位而被偵測。此會將電 流隨著離子電流能量調變而容許能量分佈被偵測。此在監 視或調節沈積或餓刻製程中很有用。 壓電換能器/感應器也可被整合至基板〗04內,以測 量一層的諧振頻率,且因而測量該層的質量或厚度。 馨 另外’感應器1 5 0也可被用來偵測與基板〗〇4間隔分 開的一物體的位置的改變或位移。例示性的位移換能器包 括可測里光卞Bb里(或強度)且將光子能量轉換成爲電場 或電壓的電光裝置。相當爲人所知的電光裝置包括發光二 極體,光二極體,光電晶體等,其可形成在半導體基板上 。位移感應益被用來提供與蝕刻或沈積室內的電極間隔有 關的準確資訊’並且可提供晶圓與相應的掩模及/或轄射 源之間的間隔資訊。 -16- (13) 1259547
圖2顯示製程條件測量裝置的另一實施例,亦即 PCMD200。PCMD200類似於PCMD100,除了電子設備盤 件2 06小於PCMD 100的電子設備盤件1〇6及基板104之 外。如同在PCMD 100中,電子設備盤件206於伸出位置 與基板104分離。PC MD 200可與基板104在一起(在上 方或下方)或是始終維持伸出。如此,電子設備可遠離處 理室的有害條件。電子設備除盤件之外可成爲一波形因數 (form factor ) 〇 圖3 A顯示製程條件測量裝置的另一實施例,亦即 PCMD300。PCMD300類似於圖2的PC MD 200,但是包含 在基板104的表面上,表面內,或空穴內的一附加電子設 備平台207。先前PCMD100及200的電子設備盤件106
及206中所含有的電子及電源電路! 5 ;[此時被分配給電子 設備盤件20 6與電子設備平台207。圖1F所示的PCMD 電路1 5 1的任何部份可於任一位置處,並且也可被複製在 每一平台上。較佳地,訊號取得電路1 5 4爲電子設備平台 2 0 7的一部份,而資料傳輸電路〗5 8存在於電子設備平台 2〇7及電子設備盤件206二者之處。如此,至DPD110的 通訊可從電子設備平台207或從電子設備盤件206。電子 設備平台2 0 7可在基板1 〇 4的表面上的任何位置。在此實 施例中其位於中心。 如在圖3 B中可見的,電子設備平台2 0 7以一或多個 間隔件或平台支腿2 0 9而從基板1 〇 4的表面升高。如前所 述,處理室的溫度及其他參數可能具有相當大的梯度。在 -17- (14) 1259547 某些情況中,最嚴苛的製程條件可能是在晶圓的高度處。_ 使電子設備從晶圓的表面升高爲使電子設備與最嚴苛的製 程條件隔離的另一種方式。平台2〇7及平台支腿2〇9較佳 · 地由具有與基板1 〇 4類似/相容的特性的材料製成,但是 貫際上可由任何材料製成。相容性可相關於熱膨脹係數, 或其他機械’電’或材料性質。平台2 〇 7從基板1 〇 4升高 的距離可根據所預期要被測量的製程條件而被特別定製, 但是一般而言是從1mm至5mm。平台支腿的直徑或寬度 鲁 (如非圓形)尺寸範圍可從0 05 mm至大於i 〇mm,且較 佳的爲具有大約0 · 0 5 m m的最小直徑或寬度,以限制基板 與平台之間的熱傳遞。來自平台2 〇 7的電子電路的訊號經 由一小電纜線或與平台支腿2 0 9成整體的導體而被傳送至 基板1 〇 4。 圖4顯示PCMD400,其爲本發明的另一實施例。 PCMD400類似於PCMD300,除了不包含電子設備盤件 206之外。電子設備平台207包含SAC154及DTC158。 _ 電源162較佳地位在平台207上,但是也可位在基板1〇4 上。纜線1 〇 8可延伸至處理室外部,以作用成爲天線或外 部換能器,以藉著容許通訊來支撐收發器,此通訊在含有 基板1〇4及電子設備平台207的封閉處理室內是無法進行 的。如此,纜線1 08會作用成爲資料連線1 1 2的一部份來 在DTC1 58與DPD1 10之間實時地或延遲地傳輸訊號。或 · 者,纜線108可被直接連接於DPD1 10,因而使資料連線 1 1 2成爲接線連線。 -18- (15) (15)1259547 圖5顯示PCMD 5 00,其爲本發明的另一實施例。 PCMD 5 0 0不具有PCMD400的纜線108,但是其他方面則 類似。因此,PCMDSOO經由資料連線丨無線地通訊。 一天線較佳地被整合於電子設備平台2 〇 7,但是也可形成 於基板104中或基板104上。 到目前爲止,在具有電子設備平台207的特徵的所有 實施例中,亦即在PCMD300,400,及500中,平台均位 於基板1 〇 4的中心。這是因爲將製程條件測量裝置保持正 確的平衡很重要,因爲其可能被自動機臂轉動或旋轉。但 是’熱平衡以及許多其他製程條件的平衡也很重要。如前 所述,一製程條件可能於整個處理室大幅地變化。每一不 同的製程條件在處理室內具有其本身的輪廓或梯度。因此 ,爲順應這些變化,根據製程條件來改變電子設備平台 2 〇 7的位置或是將一個以上的平台放置在基板上或基板內 很有利。 在圖6中,PCMD6〇0具有位置靠近基板1〇4的邊緣 的電子設備平台 207。PCMD600的其他方面與 PCMD500 相同。在圖 7中,PC MD7〇0具有位在基板 1〇4的一直徑 上且與基板1 04的中心等距的二或二個以上的電子設備平 台207及209。PCMD電路151可以任何比例分配給電子 設備平台207與209,包括平台209不具有任何電子組件 或電路的組態。並且,P C MD電路1 5 1可被複製在每一平 台上。 或者,在任何實施例中,含有p C M D電路1 5 1 (亦即 (16) 1259547 記憶體]52,SAC154,DTC158,及電源ι62 )的全部或 〜部份的平台可被整合至基板內或容納在形成於基板內的 〜空穴內。此被實施成使得被用來測量製程條件的基板 1 〇4具有與承受實際製造的製程條件的製造基板大致相同 的質量。其目的爲移除與平台所加入的質量相同的基板質 量’以準確地模擬在盡可能地類似的測試基板〗上的作 用。如果基板1 0 4內的質量及熱傳導類似於製造基板,則 對溫度改變的動態熱響應時間可被最準確地測量。 雖然已經顯示及敘述本發明的特別實施例及其有利點 ’但是應瞭解在不離開由附隨的申請專利範圍所界定的本 發明的精神及圍下’可進彳了各種不同的改變,取代,及 變化。例如,感應器的位置及類型可與所述的例子中不同 。另外’電子設備平台或盤件可凹入測量基板的空穴內, 並且以相同方式實施相同功能而獲得相同結果的電路也在 本發明的範圍內。 五、圖式簡單說明 圖 1A爲於伸出狀態的本發明的第一實施例的 PCMD 1 00的立體圖。 圖1B爲於同心狀態的pcMDIOO的立體圖。 圖1 C爲處理室及自動機臂的頂視圖。 圖1 D爲自動機臂伸出的頂視圖。 圖1 E爲自動機臂伸出的平面圖。 圖1 F爲所有實施例共同的電子設備及電路的示意圖 - 20- (17) (17)1259547 圖1G爲基板104的剖面。 圖1 Η爲基板1 0 4的頂視圖。 圖1 J爲基板1 04中的感應器的立體圖。 圖2爲本發明的另一實施例的PCMD2 00的立體圖。 圖3Α爲本發明的另一實施例的PCMD 3 00的立體圖 圖3Β爲PCMD300的平面圖。 圖4爲本發明的另一實施例的PCMD400的立體圖。 圖5爲本發明的另一實施例的P CMD 5 0 0的立體圖。 圖6爲本發明的另一實施例的PCMD600的立體圖。 圖7爲本發明的另一實施例的PCMD700的立體圖。 元件對照表 1 00 製程條件測量裝置 (PCMD) 1 04 基板 1 06 電子設備盤件 1 08 纜線 110 資料處理裝置(DPD ) 1 1 0 A 中央處理單元 1 i 0B 輸入/輸出裝置 1 1 OC 記憶體 1 1 0D 收發器 1 1 2 遠距離通訊連線, 資料連線 -21 - (18)1259547 114 資料埠 13 0 自動機頭 13 0 自動機臂 1 3 0b 自動機臂 13 0c 自動機臂 13 2 處理室 134 區域 13 6 區域 13 8 區域 140 底座層 1 42 絕緣層 144 蓋層 146 互連層 14 8 鈍化層 15 0 感應器 15 1 PCMD電路,電子及電源電路 15 2 記憶體 15 2 空穴 1 53 導體 1 54 訊號取得電路(SAC) 15 6 導體 15 8 資料傳輸電路(DTC ) 1 5 8 A 類比/數位轉換器 1 5 8B 微控制器,閘極陣列 -22- (19)1259547
1 58C 收發器 1 5 8D 記憶體 1 62 電源 1 64 電匯流排 200 PCMD 206 電子設備盤件 207 電子設備平台 209 間隔件或平台支腿 3 00 PCMD 400 PCMD 500 PCMD 600 PCMD 700 PCMD
Claims (1)
- (1) 1259547 拾、申請專利範圍 1. 一種感應及記錄或傳輸製程條件的系統,包含·· 一基板,具有一表面,該基板包含在該基板的不同區 _ 域處測量該基板的製程條件的感應器;及 一或多個電子設備平台,安裝於該基板的該表面,該 一或多個電子設備平台包含耦接於該感應器的一輸出的訊 號取得電路。 2. 如申請專利範圍第1項所述的系統,其中該一或 · 多個平台的每一個包含一或多個腿部及一擱板,該一或多 個腿部將該擱板從該表面升高。 3 .如申請專利範圍第2項所述的系統,其中該訊號 取得電路是在該擱板上。 4.如申請專利範圍第1項所述的系統,其中該基板 爲一晶圓。 5 .如申請專利範圍第I項所述的系統,其中該基板 包含玻璃。 _ 6. 如申請專利範圍第1項所述的系統,另外包含一 遠距資料處理模組。 7. 如申請專利範圍第2項所述的系統,其中該電子 設備平台另外包含資料傳輸電路,其包含一收發器,該資 料傳輸電路可操作來於製程條件的測量期間的實時(real time )將製程條件經由該收發器傳輸至資料處理模組。 · 8. 如申請專利範圍第7項所述的系統,其中該收發 器傳輸及接收RF訊號。 -24 - (2) 1259547 9 ·如申請專利範圍第7項所述的系統,其中該收發 器傳輸及接收IR訊號。 1 0 ·如申請專利範圍第7項所述的系統,其中該收發 器電感式地傳輸及接收。 11.如申請專利範圍第7項所述的系統,其中該收發 · 器聲波式地傳輸及接收。 1 2 .如申請專利範圍第7項所述的系統,其中該系統 另外包含一資料傳輸纜線,並且該資料傳輸電路在該纜線 · 上傳輸該製程條件。 1 3 ·如申請專利範圍第7項所述的系統,其中該資料 傳輸電路可進一步地被操作來傳送控制訊號至資料處理模 組及從資料處理模組接收控制訊號。 1 4.如申請專利範圍第6項所述的系統,其中該資料 處理模組包含一微處理器,一儲存裝置,一顯示器,及一 輸入裝置。 1 5 .如申請專利範圍第1項所述的系統,其中由該感 φ 應器測量的該製程條件包含以下條件中的〜個或多個:溫 度,壓力,流量,振動,離子電流密度,離子電流能量, 及光能量密度。 1 6.如申請專利範圍第1項所述的系統,其中該感應 器爲安裝於晶圓中或晶圓上的分立的感應器。 17.如申請專利範圍第1項所述的系統,其中該感應 器爲形成於晶圓中或晶圓上的一積體電路的〜部份。 1 8 .如申請專利範圍第1項所述的系統,其中該電子 -25- (3) 1259547 設備平台另外包含一電源。 . 19.如申請專利範圍第1 7項所述的系統,其中該電 源包含一電感式電源。 2 0.如申請專利範圍第1項所述的系統,另外包含連 接於晶圓且電耦接於訊號取得電路的一天線。 2 1 . —種製程條件監視裝置,包含·· 一基板’具有一第一周邊,該基板包含於該基板的不 同區域處測量該基板的製程條件的感應器;及 鲁 一電子設備模組,具有一第二周邊,該模組包含: 訊號取得電路,耦接於該感應器的一輸出; 資料傳輸電路,耦接於該訊號取得電路; 一電源;及 引線,將該基板連接該電子設備模組,用來在該 基板與該電子設備模組之間傳輸訊號。 22.如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 該訊號取得電路形成爲放大該感應器的一輸出訊號。 ® 2 3.如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 該資料傳輸電路包含一微控制器,且形成爲使用感應器校 準係數來校正輸出訊號。 24. 如申請專利範圍第22項所述的監視裝置,其中 r 該訊號取得電路進一步形成爲提供一輸入訊號至該感應器 〇 25. 如申請專利範圍第24項所述的監視裝置,其中 該輸入訊號包含輸入功率。 -26- (4) (4)1259547 2 6.如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,另外 包含一遠距資料處理系統,其中該資料傳輸電路包含將該 製程條件傳輸至該遠距資料處理系統的一無線收發器。 21 如申請專利範圍第22項所述的監視裝置,其中 該資料傳輸電路包含~類比/數位轉換器。 2 8.如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 該資料傳輸電路包含記憶體,並且該資料傳輸電路將製程 條件儲存在該記憶體中。 29.如申請專利範圍第26項所述的監視裝置,其中 該遠距資料處理系統形成爲使用校準係數來調整輸出訊號 〇 3 0.如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 該收發器傳輸及接收RF訊號。 3 1·如申請專利範圍第2 I項所述的監視裝置,其中 該收發器傳輸及接收IR訊號。 32. 如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 該收發器傳輸及接收聲波訊號。 33. 如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 該資料傳輸電路包含一或多個連接器,以用一通訊纜線將 一遠距系統耦接於該裝置。 3 4.如申請專利範圍第26項所述的監視裝置,其中 該遠距資料處理系統爲一微處理器控制的裝置° 3 5.如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 由該感應器測量的該製程條件包含以下條件中的一個或多 -27- (5) 1259547 個:溫度,壓力,流量,振動,離子電流密度,離子能量 密度,及光能量密度。 3 6.如申請專利範圍第21項所述的監視裝置,其中 _ 該撓性纜線爲一帶狀纜線。 3 7. —種監視製程條件的裝置,由一自動機臂插入一 密封室內,該裝置包含: 一第一構件,包含感應器; 一第二構件,包含電子設備;及 Φ 一導電纜線或多個導體,連接該第一與第二構件; 其中該第一及第二構件裝配於一或多個自動機臂內或 在一或多個自動機臂上;且 其中該裝置可由該自動機臂伸出至一第二位置,使得 該第一構件在該密封室內,且該第二圓形構件在該密封室 外部,因而不使該第二構件的該電子設備承受該密封室內 的條件。 38.如申請專利範圍第3 7項所述的裝置,其中於該 φ 第二位置,該裝置的該纜線被密封在該密封室的一門處。 3 9.如申請專利範圍第3 7項所述的裝置,其中該電 子設備包含一電源及一放大器。 40.如申請專利範圍第3 9項所述的裝置,其中該電 _ 子設備另外包含用來通訊至一資料處理裝置的一收發器。 4 1.如申請專利範圍第3 9項所述的裝置,其中該電 子設備另外包含一類比/數位轉換器。 42.如申請專利範圍第37項所述的裝置,其中該裝 -28- (6) (6)1259547 置另外包含耦接於該第二圓形構件的一資料處理電腦。 43 .如申請專利範圍第3 7項所述的裝置,其中該第 一及第二構件爲圓形或矩形。 44 ·如申請專利範圍第1項所述的系統,其中該電子 設備平台被安裝於該基板的該表面的一凹入部份,該凹入 部份及該平台在一空穴內,並且該平台的質量相等於該移 去的空穴。 4 5 _如申請專利範圍第2 1項所述的監視裝置,其中 方 < 第一位置’該電子設備模組是在該基板的上方或下方 ’並且於一第一位置,該電子設備模組與該基板互相移位 成使得該第一與第二周邊不交叉。-29-
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