專利名稱：旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及ー種物理氣相沉積過程中的監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)是通過蒸發(fā)，電離或派射等過程，產(chǎn)生金屬粒子并與反應(yīng)氣體反應(yīng)形成化合物沉積在エ件表面。物理氣象沉積方法有真空鍍、真空濺射和離子鍍?nèi)N。物理氣相沉積是半導(dǎo)體器件制造的ー項重要制程，物理氣相沉積裝置包括腔體以及設(shè)置于腔體內(nèi)的靶材和加熱板，腔體側(cè)面還開有進氣ロ。通過向腔體內(nèi)通入高壓氣體，轟擊靶材產(chǎn)生金屬離子，使金屬離子均勻散落在晶圓表面以實現(xiàn)沉積。 真空濺鍍法屬于物理氣相沉積技術(shù)的ー種，普遍應(yīng)用于半導(dǎo)體制程的成膜程序中。其原理是在一真空腔體中，在陰、陽電極間施加高電壓以驅(qū)動輝光放電效應(yīng)，將放電氣體(如氬氣)高溫離子化成電漿，而電漿中的離子會轟擊靶材，使得靶材材料的原子或分子濺飛出，并沉積、附著于基板表面上以形成薄膜。在物理氣相沉積的過程中，需要將晶圓安置在旋轉(zhuǎn)組件上，旋轉(zhuǎn)組件必須以預(yù)定的角度準確進行旋轉(zhuǎn)，才能使得后續(xù)的加工過程能夠順利進行，然而，在エ業(yè)流程中，并不存在對旋轉(zhuǎn)組件進行監(jiān)測的系統(tǒng)，可能會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)角度出現(xiàn)偏移，從而使得后續(xù)的加工過程中產(chǎn)生誤差，使エ藝不能正常進行，以致產(chǎn)品良率的降低。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題提供一種旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，可以監(jiān)測和控制半導(dǎo)體制程中旋轉(zhuǎn)組件的旋轉(zhuǎn)位置信息。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，包括圓盤編碼器、傳感系統(tǒng)與控制電路，所述圓盤編碼器固定安裝于旋轉(zhuǎn)組件的底部，所述圓盤編碼器為圓盤結(jié)構(gòu)，所述傳感系統(tǒng)從所述圓盤編碼器采集信號，所述傳感系統(tǒng)與所述控制電路連接，所述控制電路與機臺終端連接，所述控制電路包括角度計算處理器與時間補償處理器。優(yōu)選的，所述圓盤編碼器的周圍分布有小齒。優(yōu)選的，所述傳感系統(tǒng)包括激光管與高頻光電傳感器，所述激光管將所述小齒投射到所述高頻光電傳感器上。優(yōu)選的，所述高頻光電傳感器為電荷耦合元件。優(yōu)選的，還包括一個太陽能電池板，所述太陽能電池板為所述控制電路供電。優(yōu)選的，所述圓盤編碼器的周圍均勻分布360個所述小齒優(yōu)選的，所述小齒的寬度為O. 4毫米，所述小齒的齒槽深度為3. 0mm。優(yōu)選的，所述圓盤編碼器為鈦合金材質(zhì)。優(yōu)選的，所述圓盤編碼器上設(shè)有三個半徑相同的大孔，所述三個大孔圍繞著圓盤編碼器的圓心均勻分布。[0015]本實用新型提供的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，通過圓盤編碼器與傳感系統(tǒng)完成對旋轉(zhuǎn)的角度信息的采集，再通過控制電路對采集到的信息進行計算和補償，最后反饋到機臺端ロ中，使得旋轉(zhuǎn)組件能準確地以預(yù)定的角度旋轉(zhuǎn)，避免旋轉(zhuǎn)組件的旋轉(zhuǎn)角度出現(xiàn)偏移現(xiàn)象，防止晶圓在后續(xù)的加工過程因此出現(xiàn)誤差，確保エ藝穩(wěn)定進行，提高產(chǎn)品良率。

圖I為本實用新型旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的ー實施例的原理圖。圖2為本實用新型旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的ー實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的ー實施例中的圓盤編碼器的示意圖。圖中，101-激光管，102-晶圓，103-圓盤編碼器，104-旋轉(zhuǎn)組件，105-高頻光電 傳感器，106-小齒，107-小孔，108-大孔，109-機臺端ロ，110-傳感系統(tǒng)，111-控制電路，112-太陽能電池板。
具體實施方式
以下將對本實用新型的晶圓定位裝置作進ー步的詳細描述。下面將參照附圖對本實用新型進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實用新型而仍然實現(xiàn)本實用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須作出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱愆`個實施例。另外，應(yīng)當認為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進ー步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。請參考附圖1，并結(jié)合附圖2、3，其中，圖I所示為本實用新型旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的一實施例的原理圖，圖2所示為本實用新型旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的ー實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3所示為本實用新型旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)的ー實施例中的圓盤編碼器的示意圖。本實施例提供的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，包括圓盤編碼器103、傳感系統(tǒng)110與控制電路 111。所述圓盤編碼器103固定安裝于旋轉(zhuǎn)組件104的底部，所述圓盤編碼器103為圓盤結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)組件104用于裝載晶圓102并帶動晶圓102同步旋轉(zhuǎn)，所述傳感系統(tǒng)110從所述圓盤編碼器103采集信號，所述傳感系統(tǒng)110與所述控制電路111連接，所述控制電路111與機臺端ロ 109連接，所述控制電路111包括角度計算處理器(未圖示)與時間補償處理器(未圖示)。請重點參閱圖3，并請結(jié)合圖I和圖2，本實施例中，所述圓盤編碼器103的周圍分布有小齒106，所述圓盤編碼器103的周圍均勻分布360個所述小齒106。所述圓盤編碼器103為鈦合金材質(zhì)。圓盤編碼器103在エ藝流程中跟隨旋轉(zhuǎn)組件104以相同的角速度進行旋轉(zhuǎn)，從而使得所述圓盤編碼器103與固定安裝在旋轉(zhuǎn)組件104上的晶圓102旋轉(zhuǎn)同步無誤差，在現(xiàn)有技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)組件104的旋轉(zhuǎn)位置很難準確定位，但圓盤編碼器103的引入，使得圓盤編碼器103的旋轉(zhuǎn)的角度能夠更清晰地記錄在傳感系統(tǒng)110中，從而可以獲知與圓盤編碼器103同步旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)組件104及晶圓102的旋轉(zhuǎn)角度。采用360個小齒106的設(shè)計，使得圓周上小齒106的分布更合理，更便于數(shù)據(jù)的采集和處理，使得對旋轉(zhuǎn)組件的定位更加精確。所述圓盤編碼器103材質(zhì)為厚O. 7mm,半徑85. Omm鈦合金板,所述圓盤編碼器103的中間有半徑為I. 5mm小孔107,所述小齒106的寬度為O. 4毫米,所述小齒106的齒槽深度為3. 0mm。此種設(shè)計既保證了機械強度，也保證了質(zhì)量的輕。圓盤編碼器103使用鈦合金材料。因為鈦合金是金屬中硬度和耐腐蝕性都是最好的之一，也是エ藝流程中應(yīng)用最廣泛的，不會生銹，也不會變形。 請參考附圖3，所述圓盤編碼器103上設(shè)有三個半徑相同的大孔108，三個大孔108圍繞著圓盤編碼器103的圓心均勻分布，其作用在于不改變重心的情況下，減輕圓盤編碼器103的重量，使得圓盤編碼器103旋轉(zhuǎn)的阻カ減小，從而能更順利的運作，降低對驅(qū)動源的需求。所述圓盤編碼器103的中心設(shè)有ー個小孔107，供旋轉(zhuǎn)組件104的軸穿過，從而使得圓盤編碼器103能夠被牢固地安裝在旋轉(zhuǎn)組件104上。請重點參閱圖2，并請結(jié)合圖1，所述傳感系統(tǒng)110包括激光管101與高頻光電傳感器105，所述激光管101將所述小齒106投射到所述高頻光電傳感器105上。傳感系統(tǒng)110在エ藝流程中，能夠?qū)崟r準確地捕捉圓盤編碼器103所旋轉(zhuǎn)的角度。在本實施例中，傳感系統(tǒng)110可以準確地捕捉圓盤編碼器103所旋轉(zhuǎn)的角度，從而將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂齐娐?11中。所述激光管101將小齒106的旋轉(zhuǎn)影像的光信號投射到所述光電傳感器上，所述光電傳感器將影像信息產(chǎn)生的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再將電信號傳輸?shù)剿隹刂齐娐?11中。在本實施例中,所述高頻光電傳感器105為電荷稱合元件。電荷稱合元件(CCD元件)是當前被普遍使用的圖像傳感器，具有良好的靈敏度和分辨率，電荷耦合元件上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)還包括一個太陽能電池板112，所述太陽能電池板112為所述控制電路111供電。太陽能電池板112的引入，既解決了控制電路111的供電問題，也可以減少機臺本身電源負載及消耗，實現(xiàn)節(jié)能減耗的目標。所述控制電路111包括角度計算處理器與時間補償處理器。當傳感系統(tǒng)110采集到的信號被傳輸?shù)娇刂齐娐?11后，控制電路111首先對信號進行計算，以確定圓盤編碼器103已旋轉(zhuǎn)的角度，即旋轉(zhuǎn)組件104已旋轉(zhuǎn)的角度，如果未旋轉(zhuǎn)到預(yù)定的角度，時間補償處理器會對旋轉(zhuǎn)差值進行補償，將需要補償?shù)男D(zhuǎn)時間傳輸?shù)綑C臺端ロ 109中，使得旋轉(zhuǎn)組件104繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直至準確到達預(yù)定的角度。在本實施例中，所述控制電路111運用了 24伏特回路設(shè)計，提高了整個系統(tǒng)的抗干擾性。請繼續(xù)參閱圖I至圖3，本實用新型以如下步驟完成對旋轉(zhuǎn)組件104及晶圓102的旋轉(zhuǎn)位置的監(jiān)控I)晶圓102固定安裝在旋轉(zhuǎn)組件104上后，當旋轉(zhuǎn)組件104旋轉(zhuǎn)時，圓盤編碼器103與旋轉(zhuǎn)組件104同步旋轉(zhuǎn)。2)激光管101將圓盤編碼器103的旋轉(zhuǎn)影像的光信號投射到高頻光電傳感器105上。3)高頻光電傳感器105將影像的光信號轉(zhuǎn)化為電信號并傳輸?shù)娇刂齐娐?11中。4)控制電路111計算旋轉(zhuǎn)組件104旋轉(zhuǎn)的角度，如果角度與預(yù)定角度相同，則完成旋轉(zhuǎn)；如果旋轉(zhuǎn)角度與預(yù)定的角度不同，則通過時間補償器計算出還需旋轉(zhuǎn)的補償時間，將補償時間傳入機臺端ロ 109。5)機臺端ロ 109將補償時間應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)組件104的控制系統(tǒng)中，使其以補償時間
再做旋轉(zhuǎn)。綜上所述，本實用新型提供的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，通過圓盤編碼器與傳感系統(tǒng)完成對旋轉(zhuǎn)的角度信息的采集，再通過控制電路對采集到的信息進行計算和補償，最后反饋到機臺端口中，使得旋轉(zhuǎn)組件能準確地以預(yù)定的角度旋轉(zhuǎn)，，避免旋轉(zhuǎn)組件的旋轉(zhuǎn)角度出現(xiàn)偏移現(xiàn)象，防止晶圓在后續(xù)的加工過程因此出現(xiàn)誤差，確保エ藝穩(wěn)定進行，提高產(chǎn)品良率。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括圓盤編碼器、傳感系統(tǒng)與控制電路，所述圓盤編碼器固定安裝于旋轉(zhuǎn)組件的底部，所述圓盤編碼器為圓盤結(jié)構(gòu)，所述傳感系統(tǒng)從所述圓盤編碼器采集信號，所述傳感系統(tǒng)與所述控制電路連接，所述控制電路與機臺終端連接，所述控制電路包括角度計算處理器與時間補償處理器。
2.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圓盤編碼器的周圍分布有小齒。
3.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述傳感系統(tǒng)包括激光管與高頻光電傳感器，所述激光管將所述小齒投射到所述高頻光電傳感器上。
4.如權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述高頻光電傳感器為電荷率禹合元件。
5.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于還包括一個太陽能電池板，所述太陽能電池板為所述控制電路供電。
6.如權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圓盤編碼器的周圍均勻分布360個所述小齒。
7.如權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述小齒的寬度為O.4毫米，所述小齒的齒槽深度為3. 0mm。
8.如權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圓盤編碼器為鈦合金材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求I所說的旋轉(zhuǎn)為監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述圓盤編碼器上設(shè)有三個半徑相同的大孔，所述三個大孔圍繞著圓盤編碼器的圓心均勻分布。
專利摘要本實用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)位置監(jiān)控系統(tǒng)，包括圓盤編碼器、傳感系統(tǒng)與控制電路，所述圓盤編碼器固定安裝于旋轉(zhuǎn)組件的底部，所述傳感系統(tǒng)從所述圓盤編碼器采集信號，所述傳感系統(tǒng)與所述控制電路連接，所述控制電路與機臺端口連接，所述控制電路包括角度計算處理器與時間補償處理器。本實用新型通過圓盤編碼器與傳感系統(tǒng)完成對旋轉(zhuǎn)的角度信息的采集，再通過控制電路對采集到的信息進行計算和補償，最后反饋到機臺端口中，使得旋轉(zhuǎn)組件能準確地以預(yù)定的角度旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H01L21/67GK202643833SQ20122029288
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者周琦, 李秀軍, 桂鯤, 袁洪 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司