用于基板提升設(shè)備的力傳感系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體制程系統(tǒng)，且特別是有關(guān)于一種用以監(jiān)測(cè)施加至用于基板轉(zhuǎn)移操作的基板提升設(shè)備的力的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造過(guò)程中，基板常藉由裝配有專業(yè)工具或“端接器(end effectors) ”的機(jī)械手臂來(lái)操作，其適于在基板匣或其他容器與位于制程腔體內(nèi)的制程臺(tái)之間提升及移動(dòng)基板。端接器通常從下方契合基板。如此，雖然端接器可從匣中直接取出基板，其通常無(wú)法直接放置基板在臺(tái)的表面上。
[0003]因此，臺(tái)常常包括一組可動(dòng)梢，其經(jīng)由臺(tái)的頂表面的開(kāi)口向上突出。端接器將基板定位在梢的上方，梢往上移動(dòng)以接住基板并將其舉至端接器上方。一旦梢將基板舉起而解除其與端接器的接合，基板和臺(tái)的頂表面之間具有足夠的距離以允許端接器從臺(tái)處撤離。梢可接著透過(guò)開(kāi)口撤離，以將基板降低至臺(tái)上。
[0004]靜電夾盤(pán)(electrostatic chuck)可接著被用來(lái)固牢基板至臺(tái)，以使得一個(gè)或更多制程步驟可被執(zhí)行。當(dāng)完成制程時(shí)，靜電夾盤(pán)可釋放基板，梢往上移動(dòng)而經(jīng)由開(kāi)口突出并舉起在臺(tái)上方的基板，因此端接器可接合基板并從制程腔體移除基板。
[0005]可被理解的，像是基板破損、基板錯(cuò)置、基板卡住以及類似的問(wèn)題，可發(fā)生在基板轉(zhuǎn)移和/或制程操作之前、之間或之后。因此，提供可以檢測(cè)如此問(wèn)題的系統(tǒng)，以使得校正動(dòng)作可在有效率且價(jià)格劃算的方式下執(zhí)行將較為理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種用以監(jiān)測(cè)在基板提升設(shè)備的力的系統(tǒng)被揭示。系統(tǒng)包括具有臺(tái)以及可動(dòng)提升部分的臺(tái)匣?？蓜?dòng)提升部分可包括耦合至多個(gè)提升梢的多個(gè)提升臂。多個(gè)力傳感元件可分別關(guān)聯(lián)于這些提升臂及這些提升梢。系統(tǒng)可還包括控制器，用以接收來(lái)自這些力傳感元件的信號(hào)且用以將被接收的信號(hào)聯(lián)系至分別施加于這些提升梢的力。
[0007]—種用以感測(cè)施加至基板提升設(shè)備的力的方法被揭示。方法可包括在控制器接收來(lái)自至少一個(gè)力傳感元件的信號(hào)，其中被接收的信號(hào)代表施加至基板提升設(shè)備的提升梢的力，以及基于被接收的信號(hào)而控制基板提升設(shè)備的操作。
[0008]—種用以操作基板提升設(shè)備的方法被揭示。方法可包括在控制器取樣來(lái)自至少一個(gè)關(guān)聯(lián)于基板提升設(shè)備的提升梢的力傳感元件的信號(hào)，其中取樣發(fā)生于移動(dòng)提升梢之前，其中被取樣的信號(hào)代表施加至提升梢的力。方法可還包括基于取樣信號(hào)而控制提升梢的移動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是結(jié)合于本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性的旋轉(zhuǎn)基板臺(tái)配置的立體圖。
[0010]圖2示出了提升梢在延伸位置的圖1的旋轉(zhuǎn)基板臺(tái)配置的臺(tái)部的側(cè)視圖。
[0011]圖3示出了提升梢在撤離位置的圖2的臺(tái)部分的側(cè)視圖。
[0012]圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)的提升梢部分的立體圖，提升梢部分裝配于隱蔽位置。
[0013]圖5是圖4的提升梢部分的立體圖，提升梢部分裝配于延伸位置。
[0014]圖6示出本發(fā)明的系統(tǒng)的傳感器電子及控制系統(tǒng)介面部分。
[0015]圖7是操作本發(fā)明的系統(tǒng)的方法的邏輯流程圖。
[0016]圖8是操作本發(fā)明的系統(tǒng)的進(jìn)一步方法的邏輯流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參照附圖來(lái)對(duì)改良的提升梢配置進(jìn)行全面說(shuō)明，其中示出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例?？杀焕斫獾?，本發(fā)明的提升梢配置可以許多不同的形態(tài)來(lái)體現(xiàn)，而不應(yīng)理解成限于本文所列舉的實(shí)施例。確切地說(shuō)，提供這些實(shí)施例是為了使發(fā)明的內(nèi)容更透徹更完整，且將本發(fā)明的技術(shù)方案范圍更全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域具有公知常識(shí)的技術(shù)人員。在這些附圖中，類似的元件符號(hào)代表類似的元件。
[0018]圖1示出依據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示例性的實(shí)施例。為了方便和清楚，諸如“前”、“后”、“頂”、“底”、“右”、“左”、“上”、“下”、“在內(nèi)”、“在外”、“?面的”、“縱向的”等術(shù)語(yǔ)將在此被使用來(lái)描述系統(tǒng)構(gòu)件的相對(duì)設(shè)置與方位，每一個(gè)關(guān)于其幾何形狀和方位如同圖1所顯現(xiàn)。所述術(shù)語(yǔ)將包括具體提到的、從中衍伸及類似意義的字。
[0019]在某些基板制程應(yīng)用中，離子束植入機(jī)利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置1，對(duì)此的非限定示例說(shuō)明示出于圖1。旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置1可配置于制程腔體內(nèi)(未示出)，且可用以在一個(gè)或更多植入步驟中于理想的位置持住基板。旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置1可包括臺(tái)2以及基部部分4，其可以是可控制地相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，以使得制程期間的基板可以在相對(duì)于入射離子束的理想角度被持住。
[0020]如同可在圖1中見(jiàn)到的，多個(gè)提升梢8可以是軸向可動(dòng)，以突出臺(tái)2的頂表面10之上。在所示實(shí)施例中，提供三個(gè)以三角形排列的提升梢8。然而，可理解的，其并非必不可少的，不同排列方式的不同數(shù)目的梢可視需求被使用。
[0021]圖2示出臺(tái)2的側(cè)視圖，其中示例性的基板12藉由提升梢8而在頂表面10之上距離“D”被持住。梢8示出為位于延伸位置。為了清楚，基部部分4并未示出于此及更多附圖。距離“D”可選擇為大于關(guān)聯(lián)的端接器的垂直尺寸。因此，當(dāng)提升梢8在延伸位置時(shí)，端接器可以伸至基板12與臺(tái)2的頂表面10之間，以接合或不接合基板。
[0022]提升梢8的位置可被控制，故一旦其接合基板12，其可被撤離進(jìn)入臺(tái)2以帶著基板向下接觸臺(tái)的頂表面10。梢8的撤離位置示出于圖3。基板12接著可利用靜電夾(未示出)或其他合適的技術(shù)固牢于臺(tái)2，因而允許基板被傾斜和/或旋轉(zhuǎn)至理想的方位以接受一個(gè)或更多植入制程。
[0023]—旦完成制程，可旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以使得基板12回到水平方位。靜電夾接著可被去能(de-energized)，且提升梢8可再次移至其延伸位置，以舉起基板12至臺(tái)2的頂表面10之上(圖2)，因而允許端接器延伸于基板的下方。提升梢8可再次往臺(tái)2撤離，將基板12降低回到端接器，使其可傳送基板回到制程腔體之外。
[0024]如前所述，在基板處理及制程操作期間會(huì)經(jīng)歷各種錯(cuò)誤情況，包括出現(xiàn)破損或基板在臺(tái)上錯(cuò)置、基板在靜電夾去能后卡于臺(tái)、提升梢故障，等等。因此，本發(fā)明的提升配置包括關(guān)聯(lián)于一個(gè)或更多提升梢8的力傳感特點(diǎn)，以確?；?2完全在安全且有效率的方式下轉(zhuǎn)移至或轉(zhuǎn)移離臺(tái)2，且若感測(cè)到錯(cuò)誤情況可進(jìn)行正確的處理。
[0025]參考圖4，臺(tái)匣14可包括匣基部16、臺(tái)支撐18以及用以相對(duì)于臺(tái)匣4舉起或降低提升梢8的可動(dòng)提升部分20。可動(dòng)提升部分20包括多個(gè)提升臂22，其分別關(guān)聯(lián)于提升梢8。提升臂22在鄰近端24耦合至中心軸26，其轉(zhuǎn)而耦合至中心提升柱28。如此安排，藉由延伸及撤離中心提升柱28進(jìn)出臺(tái)匣14，提升梢8可選擇性地在設(shè)置在圖2及圖3所示的延伸及撤離位置。圖4示出可動(dòng)提升部分20在關(guān)聯(lián)于圖2的梢設(shè)置的撤離位置，而圖5示出可動(dòng)提升部分20關(guān)聯(lián)于圖3的梢設(shè)置的延伸位置。
[0026]圖5示出移除臺(tái)支撐18的臺(tái)匣14?？杀焕斫獾?，可利用任何各式配置離子臺(tái)匣14上的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括伺服馬達(dá)等)來(lái)達(dá)成中心提升柱28的選擇性的移動(dòng)(即旋轉(zhuǎn)、軸向的延伸/撤離)。
[0027]圖5更示出關(guān)聯(lián)于各提升臂22的多個(gè)傳感元件30。在圖5中僅可見(jiàn)三個(gè)傳感元件20中的兩個(gè)，第三個(gè)被其中一個(gè)梢8的出現(xiàn)所擋住。如同更多的細(xì)節(jié)將被描述，這些傳感元件30可以被用來(lái)檢測(cè)經(jīng)由提升梢8施加至提升臂22的力。可被理解的，傳感元件30可以配置于提升梢8上，或提供多于一個(gè)的傳感元件給每一個(gè)提升梢和/或提升臂22。傳感元件30可以被用于感測(cè)及識(shí)別由提升梢8支撐的基板12的重量，也可以感測(cè)及識(shí)別施加至任何一個(gè)提升梢的非預(yù)期的力，其可被指示為系統(tǒng)故障或錯(cuò)誤情況。舉例而言，藉由比較三個(gè)傳感元件的量測(cè)，傳感元件30可用以檢測(cè)基板12是否正確地被定位在臺(tái)2上，其將于后詳述。
[0028]在一實(shí)施例中，傳感元件30可包括應(yīng)變計(jì)，像是線網(wǎng)應(yīng)變計(jì)(wire mesh straingauges)、壓電應(yīng)變計(jì)(piezoelectric strain gauges)、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)(semiconductorstrain gauges)等等。在其他實(shí)施例中，傳感元件30可以是力敏電阻(force sensitiveresistors)、光學(xué)位移傳感器(optical displacement sensors)等等。關(guān)聯(lián)的傳感器電子及控制系統(tǒng)介面32示出于圖6。傳感器電子及控制系統(tǒng)介面32可限制從傳感元件30接收來(lái)的信號(hào)，以使其可聯(lián)系于各提升梢8的代表力值。
[0029]在所示實(shí)施例中，傳感元件30耦合至適當(dāng)?shù)姆糯箅娐?4，其在一實(shí)施例中包括運(yùn)算放大器。放大的信號(hào)可接著被類比至數(shù)位(AD)轉(zhuǎn)換器36處理，并被送至控制器38。在所不實(shí)施例中，控制器38為可程式多軸控制器(programmable mult1-axis controller,PMAC)，其可高速取樣傳感元件30且可控制可動(dòng)提升部分20?？刂破?8可用以將來(lái)自傳感元件30的信號(hào)樣本比較于一個(gè)或更多預(yù)設(shè)值和/或預(yù)設(shè)范圍以判斷是否任何或所有的傳感元件30存在超出范圍的情況。在一實(shí)施例中，控制器38可具有連接至其上而用以儲(chǔ)存各種關(guān)聯(lián)于傳感元件30的預(yù)設(shè)值的記憶體39。在其他實(shí)施例中，記憶體39可儲(chǔ)存有關(guān)傳感器30以及可動(dòng)提升部分20的操作歷程。
[0030]若觀察到錯(cuò)誤情況，控制器38可用以停止或以信號(hào)通知終止基板轉(zhuǎn)移操作。在一實(shí)