(57)【要約】ワークピース取扱又は処理装置のセットアップに使用される方法及び装置。開示されたシステムは、半導体集積回路を製造する処理工程中、扱われるシリコンウエハを処理する。前記処理装置は、ウエハ処理中、取扱領域においてウエハを支持するウエハ支持体を含む。ハウジングは、ウエハ支持体上のウエハを処理するためにハウジング内に制御された環境を提供する。機械的な移送システムは、ウエハを前記支持体へ往復移送する。ウエハシミュレータがウエハの移動をシミュレートするために使用され、また、前記シミュレータ、ウエハの移送および支持装置間で、接触を監視するための圧力センサを含む。一実施形態で、ウエハシミュレータは、略円形であり、ウエハの移送及び支持装置との接触を監視するための３つの等しい間隔を置いた圧力センサを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース処理システムに使用するワークピース取扱装置を較正するための装置であって、
a)  ワークピース処理中に、処理領域においてワークピースを支持する支持体と、
b)  前記支持体上で１以上のワークピースを処理するためのハウジング内に制御された環境を与えるハウジングと、
c)  該ハウジングの内外へワークピースを移動するための移送構造体と、
d)  前記ハウジング内のワークピースを監視し、前記ワークピースの支持体及び前記移送構造体の少なくとも一つの適切なアライメントを決定するためのアライメントセンサと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記アライメントセンサは、前記ハウジング内外へ移動するワークピースに近い大きさを有する基板を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記基板は、
該基板とワークピース取扱又は支持構造体との間の接触を監視するための接触センサと、
該接触センサからの出力を検出するための検出回路と、
前記基板が移動して位置決めされるとき、前記回路を駆動するための電圧源と、
前記基板の検出されたアライメントに関して出力を与えるインジケータと、を含むことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記インジケータは、可視インジケータであることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記インジケータは、検知されたアライメントを表示するための無線通信信号を供給することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
力すなわち圧力に基づいて変化する抵抗を有する複数の接触センサを含み、前記検出回路は、複数の回路を含み、それぞれの回路は、
前記力すなわち圧力に関連する出力信号を生じる1つの関連するセンサと、前記出力信号をスレッショルドと比較し、この比較に基づいて表示を与えるために前記出力信号に接続されるコンパレータ回路とを含むことを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項７】
前記コンパレータ回路は、圧力範囲を生じるように高低のスレッショルドを設定し、前記コンパレータ回路は、前記圧力範囲に応じた複数の光を発するインジケータを含むことを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記検出回路は、前記圧力範囲を定める前記コンパレータ回路に用いるための高低の電圧スレッショルドを作り出すスレッショルド分圧器を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記スレッショルド分圧器はバッテリに接続され、前記高低の電圧スレッショルドがバッテリ電圧の変化とともに変わることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記インジケータは、可視性を向上させかつ電力消費を減少するために、オン／オフデューティサイクルを有することを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項１１】
前記基板は、該基板のアライメントを監視するための複数の圧力センサを含むことを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項１２】
前記センサは、前記移送及び支持構造体と接触している圧力検出パッドを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記ハウジングは、前記センサからの可視出力を監視するための透明な窓を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
ウエハ処理システムに使用されるワークピース取扱装置を較正するための方法であって、
a) ウエハの処理のため、制御された環境を与えるハウジング内に支持体を設け、
b)  ワークピースをハウジングの内外から前記支持体へと往復移動させ、
c)  前記ワークピースが前記支持体に対して往復移動するとき、前記ワークピースのアライメントを監視し、
d)  前記ワークピースのアライメントの表示を与える、
各工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記アライメントの監視工程は、前記ワークピース取扱又は支持構造体と前記ワークピースの接触を監視し、前記圧力センサからの出力を監視するためのセンサを取り付けることを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記センサは、前記ワークピースに装着され、さらに前記ウエハに取り付けられたバッテリで前記センサを駆動することを含んでいる請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記ワークピースの検出されたアライメントに関して可視出力を供給することを含んでいる請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記ワークピースの周囲で、間隔を置いた位置での圧力に基づいて変化する抵抗を有する複数の圧力センサを装着することを含んでいる請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
関連するセンサへの前記圧力に関して出力信号を生成し、前記出力信号をスレッショルドと比較し、そして前記比較に基づく可視表示を生成することを含んでいる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
圧力範囲を作り出す高低のスレッショルドを設定することを含み、前記出力回路は前記センサから圧力読取値に基づいて活性化される複数の光放出インジケータを含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記表示は、オン／オフデューティサイクルを備える可視インジケータによって与えられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
前記可視インジケータからの出力を監視するための、透明な窓を備えることを含んでいる請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
ウエハ処理システムに使用されるウエハ取扱装置を較正するための装置であって、
a)  内部に制御された環境を備え、１以上のウエハを処理するためのハウジングと、
b)  ウエハ処理中、処理領域内でウエハを支持するウエハ支持体と、
c)  前記ハウジング内外へウエハを移動するための移送構造体と、
d)  基板がウエハ取扱装置の較正中、前記移送構造体によって移動される時、出力を供給するセンサを有する基板を含む前記移送構造体のセットアップを監視するためのウエハシミュレータと、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記センサが、前記基板と前記移送構造体との間の接触を監視するための圧力センサを含むことを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
半導体ウエハ処理装置に用いられるウエハシミュレータであって、
a)  一面側に取り付けられる１以上の圧力センサを含む、略平面状の基板と、
b)  前記１以上の圧力センサからの信号を監視するため、前記１以上の圧力センサに電気的に接続される回路と、
c)  ウエハシミュレータの移動及び位置決め中、前記１以上の圧力センサに対して与えられる圧力に基づいて、出力表示を供給するための、前記回路に接続された可視インジケータと、を含むことを特徴とするウエハシミュレータ。
【請求項２６】
前記基板に取り付けられる電圧源、及び力すなわち圧力に基づいて変化する抵抗を有する複数の圧力センサを含み、前記回路は、
関連する圧力センサへの前記力すなわち圧力に関して出力信号を生じるような前記関連する圧力センサを含む除算回路と、
前記出力信号をスレッショルドに比較し、この比較に基づいて関連する可視インジケータから可視表示を作り出す出力信号に接続されたコンパレータ回路と、を含むことを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記コンパレータ回路は、圧力範囲を生じる高低のスレッショルドを設定し、前記回路は、検出した圧力を示す複数の光放出インジケータを含むことを特徴とする請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記検出回路は、前記圧力範囲を定める前記コンパレータ回路に用いるための高低の電圧スレッショルドを作り出すスレッショルド分圧器を含むことを特徴とする請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記スレッショルド分圧器はバッテリに接続され、前記高低の電圧スレッショルドがバッテリ電圧の変化とともに変わることを特徴とする請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
前記インジケータは、可視性を向上させ、電力を節約するオン／オフデューティサイクルを有することを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項３１】
前記基板は、該基板のアライメントを監視するための複数の圧力センサを含むことを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項３２】
前記圧力センサのそれぞれは、前記ウエハシミュレータが移動し、かつ位置決められるとき、接触する圧力検出パッドを含むことを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項３３】
前記基板は、図面では略円形であり、前記基板の外周縁近くにほぼ等しい間隔をおいて３つの圧力トランスジューサがあることを特徴とする請求項２５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウエハ処理又は加工システム等のワークピースの自動操作に使用されるツールのセットアップとキャリブレーションのためのアライメントシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハからの集積回路の製造中、このウエハは、多数の調整された工程で処理され、加工される。これらの工程は、さまざまな異なるウエハ処理装置を含む製造施設で異なる配置で順々に実行される。ある既知の処理ステップは、ウエハを処理するために制御された環境下で、製造される集積回路を部分的に加熱することである。そのような他のプロセスは、ウエハの領域を選択的にドープするために、ウエハのビーム処理としてイオンビーム内にウエハを配置することである。また、シリコンウエハをキュア（硬化処理）し、フォトレジストを除去するための装置は、集積回路を製造するのに使用される他の知られた自動ツールである。これらの処理は、人がウエハと接触することなく実行される。機械的な装置は、これら多数の調整された処理行為中、ウエハを持ち上げ、回転し、移送し、そして静かに置く。
【０００３】
シリコンウエハの取扱装置の適切なセットアップは、汚染物質の進入を少なくし、かつウエハの不注意な落下、滑り、あるいは剥離によるウエハへの損傷を避けるために重要である。このようなセットアップは、ウエハが真空中に置かれている場合、実行するのが困難である。物理的測定値を求めるための接近や視認は、制限される。結果として、セットアップは、わずかな移動や間隙等を見出す熟練者の目以上に洗練されたものを使って実行することができない。このようなセットアップは、主観的であり、一貫性のないものであり、受け入れ可能な明らかな範囲がなく、また、セットアップを確定できるとしても、この範囲を測定する手段がない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の装置のセットアップは、真空に曝すことによって影響を受け、作業台を固定する取付具のセットアップが有効に働かなくなる。このセットアップが処理室を真空に曝すことなしに実行された場合、セットアップ後、真空にすることにより、装置に調整不良をもたらすことになる。真空室の壁は、真空にされる時に移動する。これは、真空室の壁が移動する時、前に調整された材料固定具がずれる結果となる。存在している作業台の固定具は、一般的なものであり、ある部分の特定の許容誤差や、製造の変動値に対して補償することができない。また、ウエハ取扱装置の周期的な検査を行う必要がある。ツール（試験用固定具の設置移動のため）の排気を必要としないで、アライメントを確認する手段は、段取り時間を最小し、かつワークピース処理室の環境を排気することによって起こる悪い影響をできるだけ少なくするための望ましい目標である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の開示は、適切なワークピースの移送と支持セットアップを確認するための、監視装置を有する試験用ワークピース又はワークピースシミュレータに関する。ある好ましい適用では、減圧下で操作する装置のためのものであり、ワークピースシュミレータは、ワークピース処理室を排気をせずに、セットアップとキャリブレーションに使用できる。
【０００６】
例示的なワークピースシミュレータは、略平面状の基板を含み、その基板には１つ以上のセンサが取り付けられている。この１つ以上のセンサに接続された電気回路は、上記センサからの信号を監視する。電気回路に接続されたインジケータは、ウエハシミュレータの移動中に１つ以上のセンサからの配置表示及びウエハシミュレータの位置に基づく出力表示を提供する。
【０００７】
例示的な実施形態において、インジケータは、ワークピースの移送構造体及び支持装置が配置されている排気室の外から見ることができる可視インジケータである。例示的な実施形態において、前記センサは、前記ワークピースシミュレータに対して働く力または圧力を検出するために使用される。他の応用では、前記センサは、距離、変位、キャパシタンス、あるいは振動数を測定するために使用できる。
【０００８】
開示されたワークピースシミュレータのある特定の応用は、シリコンウエハの移動及び位置をシミュレートすることである。この場合、ワークピースシュミレータは、薄い、略円板の形状をとり、その円板の外周縁の周囲には、異なる位置に配置された圧力センサの出力に基づいて可視表示を発生するための電気回路を有する。
例示的な実施形態のこれら及び他の特徴は、以下の図面とともに記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面は、ウエハ処理システム１０とともに使用されるウエハ取扱設備を較正するための装置である。そのようなシステムの一つは、排気されたイオン注入室１２（図１及び１Ａ）内に取り付けられたシリコンウエハ処理に使用するイオン注入装置である。前記イオン注入室内で径方向に伸びるアーム１４を有するウエハ支持体は、ウエハの処理中、処理領域においてシリコンウエハを位置付ける。一実施形態において、上記ウエハは、イオン注入室内に入るイオンビームによってウエハの表面に衝突する不純物で選択的にドープされる。これは、ウエハが機械的システムによって移送される多くの応用のうちの一つであり、それらシステムの調整は、ウエハ処理中、重要である。
【００１０】
図１のイオン注入室１２は、ウエハ支持体１４上の１つ以上のウエハを処理するためにハウジング内部に制御された環境を備える。ハウジング内でウエハを移動するための移送構造体は、ウエハの端部をつかみ、イオン注入室１２の内側周囲でウエハを移動するウエハホルダ２０，２１を含む。ロードロック（図示されない）は、大気圧の領域から、ウエハが処理される大気中より低い圧力のイオン注入室１２内の領域へ、ウエハを配送する。典型的には、商業上、利用可能なイオン注入装置は、処理のためにイオンビーム中で一度に一つのウエハを移動するか、又はイオンビーム中でバッチ処理するかである。例示的な実施形態は、その外周縁に取り付けられた多くのセンサ３０a、３０b、３０cを有する略円形状の試験ウエハ３０によって、ウエハ支持体やウエハホルダの配置をチェックするのに使用される。これらのセンサは、ウエハ又はウエハ支持体の擬似的な配置に関しての情報を与え、また、特に本発明のウエハの例示的実施形態では、ウエハシミュレータ３０が、イオン注入室内で移動中、イオン注入室の窓３２を介して可視的に監視されることが可能である。
【００１１】
材料固定具は、ウエハホルダ２０のブーメラン形状のアーム２０a、２０bによってクランプされ、円板支持パッド３４（例示的な実施形態は、１３のウエハ支持パッドを含み、それはイオン注入中、中心軸の周りに回転する）の方へ移動される。前記材料固定具は、前記ウエハホルダが前記円板に平行かどうかを決定する。ウエハホルダは、それが円板に平行になるまで、調整される。ウエハホルダの意図された目的は、イオン注入後に円板からウエハを取り外し、第２ウエハホルダ２１へウエハを送ることである。
【００１２】
ウエハシミュレータ３０は、ウエハ支持体の方へ移動するシェパードクルック（屈曲部）（crook）２１aを有するインバック（in-vac）ウエハホルダ２１によってクランプ（保持）される。ウエハシミュレータ３０は、インバックウエハホルダ２１が、ディスク支持パッド３４に平行かどうかを決定するのに役立つ。前記インバックアームは、それがディスク支持パッド３４に平行になるまで調整される。インバックウエハホルダ２１の意図された目的は、イオン注入に備えて前記円板上にウエハを置くことである。
【００１３】
例示的実施形態において、配置に関する可視表示は、窓３２を通して監視されるが、他の実施形態では、前記信号は、イオン注入室内を可視的に監視することを要しない無線送受信機の組合せ等に使用される別の無線信号を使用することもできる。例示的実施形態は、一定の大きさの力検出用パッドに対する力を監視することによって、圧力を検出する。検出用の他の可能なパラメータは、目的物に関するセンサの変位である。
【００１４】
例示的ウエハ支持体１２は、マック（Mack）に付与された米国特許第6,222,196号に示されており、この特許は本出願の譲受人に譲渡されていて、参考文献として、ここに包含される。この特許は、その外周縁でパッドを支持する径方向に伸びるウエハ支持アームを有する回転支持体を開示している。ウエハ支持体１２の支持パッドとウエハ３０の間の接触は、本発明の例示的実施形態によって監視することができる。
【００１５】
前記例示的なウエハシミュレータは、シリコンウエハではなく、その代わりに、シリコンウエハに近い大きさを有するシリコンウエハをシミュレートした基板である。ウエハシミュレータは、排気された、又は圧力が低下したウエハ処理装置の環境で移動するので、その使用は、異なるウエハ取扱装置の配置をセットアップし、監視することを可能にする。
【００１６】
例示的な試験ウエハ３０は、基板とウエハ取扱又は支持構造体との間の接触を監視するための３個の圧力センサ３０a、３０b、３０cを含む。前記基板は、また、圧力センサ３０a、３０b、３０cからの出力を検出するための回路４０（図２）を支持する。電池５０は、基板がウエハ取扱システム１０によって移動されるように、回路４０に電圧を加える。回路４０の表示アレイ６０は、圧力センサ３０a、３０b、３０cによって検出された圧力に基づく出力を作り出し、このセンサは、基板の検出されたアライメントに関する可視出力を供給する。一例として、窓３２は、表示領域６０からの出力がイオン注入室の外側から検出されることを可能にする。
【００１７】
ウエハシミュレータ３０と、ウエハが接触する表面１２aとの間の３点接触は、ウエハを４点接触で検出する一つの代替案よりも、アライメントを監視するのにうまく機能する。四脚スツール（stool）と三脚スツールとの類推が説明の役立つ。四脚スツール脚と床に対する力は、四脚の中で決して一様には分布していない。三脚スツールの脚に対して働く力は、脚の水平度について、より良く示している。床表面の凸凹は、スツール脚が同じ長さかどうかを見分けることができる力の不均衡をもたらす。この状況下で、もしウエハシミュレータ３０が平らであれば、ウエハが接触する表面又は構造のアンバランスが検出され、再アライメントをより容易にさせることであろう。
【００１８】
例となるシステムには、センサに対して働く力に基づき、予見可能な方法で抵抗が変化する複数の圧力センサ３０a，３０b，３０cが組み入れられている。ウエハ取扱及び支持装置と接触するセンサの領域が一定であるこの例では、センサに対する圧力の検出に言及することが、また、適切である。他の適切なセンサは、検出されるパラメータがウエハシミュレータ配置の関数として変化する限り、電圧、容量又は振動数を検知することができる。圧力がないと、センサは、前記回路４０内でオープン回路に似たものになるために、センサの抵抗は基本的に無限大である。
【００１９】
図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを参照すると、前記回路４０は、接続されたセンサへの圧力に関連する出力４４a、４４b、４４cで出力信号を生じる３個のセンサ３０a、３０b、３０cに接続された３個の除算回路４２a、４２b、４２cを含む。この除算回路４２aを考えてみよう。この回路は、電池５０からの９ボルトにそれぞれ接続された274キロオームと1メグオームの値を有する２個の抵抗４５，４６を含む。前記センサ３０aは、１メグオームの抵抗４６と並列に接続されている。センサ３０aに圧力がないと、その抵抗は高く、抵抗４６間の電圧降下は、最大で約5.5ボルトである。圧力がセンサ３０aに作用すると、抵抗４６からの電流のいくらかを消失させることによって、その抵抗を弱める。この抵抗の低下は、出力４４aでの出力信号を低下させる。
【００２０】
回路４０は、また、分圧器からの出力４４a、４４b、４４cに接続された３つのコンパレータ回路（比較回路）５２a、５２b、５２c（図４Ｃ）を含み、出力信号をあるスレッショルドと比較し、この比較に基づき可視表示を作り出す。回路４０は、圧力範囲を定める上下のスレッショルド信号を決める。上限のスレッショルド信号は、分圧器５５によって定められる。スレッショルドセッテイング分圧器５５は、一連の３個のダイオード５７を介して９ボルトバッテリ出力に接続される。バッテリ電圧は、高電圧と低電圧に変化するので、スレッショルド信号５４，５６は、前記センサとその分圧器に加わる電圧に比例して変わる。これは、前記３個のセンサ３０a、３０b、３０cによって圧力を検知する場合に、回路４０の操作が、バッテリ電圧によって影響されないことを確実にしている。
【００２１】
９ボルトの電圧を仮定すると、分圧器５５の正の接点５５ｐの電圧が7ボルトであるために、導通ダイオード５７を介しての電圧降下は、略２ボルトである。図４Ａに示される抵抗に基づき、これは、約4.1ボルトの高いスレッショルドと、約2.8ボルトの低いスレッショルドをもたらす。
【００２２】
前記回路は、前記範囲に応じて複数の光放射インジケータ６２−６７(図２Ａ)を含む。例示的実施形態において、前記インジケータは、より好ましくは発光ダイオードである。十分な電流が前記ダイオードに流れると、それらは発光する。例示的システムにおいて、前記ダイオードはタイマー回路７０に接続され、該タイマー回路は、１０％のデューティサイクルで約２０ヘルツの周波数を有して点滅する信号、すなわち、オン／オフ信号を作り出す。
【００２３】
センサ３０aからの出力信号ばかりでなく、スレショルド信号５４，５６に接続された二つの電圧比較器８０，８２を有するコンパレータ回路５２aを考えてみよう。第１の電圧比較器は、スレッショルド５４（その非反転入力で）が圧力信号出力４４a（その反転入力で）を越えるとき、高い出力信号（＋９ボルト）を生じる。前記信号５４に対する4.1ボルトのスレッショルドで、前記センサ３０aに圧力がないと、信号４４aは、前記電圧比較器からの出力が低いために、約5.5ボルトである。これは、ダイオード６３が非導通であることを意味し、そのため、光を発しない。センサ３０上の圧力は、スレッショルド５４が入力４４aを越えるまで、信号４４aの電圧が減少することを増大させ、電圧比較器からの出力は高くなり、ダイオード６３は導通し、光を発する。
【００２４】
圧力がさらに増加するとき、前記信号４４aは2.8ボルトの低いスレッショルド信号５６よりも低下する。この検知された圧力は、第２の電圧比較器８２から高い出力を生じ、第２のダイオード６２を導通させ、そのダイオードは光を発する。レジスタ８３と、さらに第１の電圧比較器８０の出力とダイオード６３との間に一組の３つのダイオード８４との組み合わせがあることに、注目してほしい。二つの電圧比較器からの出力間の相違により、両電圧比較器８０，８２の出力が高いとき、ダイオード６２は、光を発することを可能にするが、ダイオード６３は消灯する。
【００２５】
ダイオード６２の陰極で電圧を考えてみる。電圧比較器８２からの出力での電圧は、9ボルトである。ダイオード６２の陰極での電圧は、約6.5ボルトである。抵抗８３、一組のダイオード８４及び発光ダイオード６３を横断するこの電圧降下は、ダイオード６３を流れる電流を、有効な可視光を生じるには不十分な電流である約0.1ミリアンペアに制限する。
【００２６】
表１は、導通状態と、センサ上への異なる力に対するセンサに対するダイオード照明の特性とを示す。センサパッドは、一様な領域であるので、圧力と力は、開示された例示的実施形態に対して等しい。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
上述のように、回路４０は、好ましい実施形態では３つの直列に接続された3.6ボルトのウオッチバッテリ５０a、５０b、５０cであるバッテリ５０を含む。３つの直列バッテリのピーク時の出力は、3（3.6）又は10.8ボルトであるが、＋9ボルトの値は、前記回路を働かせるために使用されるバッテリ電圧を記述するために使用されている。これら直列のバッテリ５０a，５０b，５０cの正の端部に接続されたスイッチ９０は、９ボルトの回路基板の出力信号を電圧モニタ回路７２へ接続するために閉じられている。他の９ボルト接続は、図４の回路図に示されている。モニタ回路７２は、アレイ６０の中心に位置する発光ダイオード６８へ信号を出力する。９ボルト信号がスイッチ９０を閉じることによってモニタ回路へ接続される限り、その発光ダイオード６８は２０ヘルツの信号で発光する。
【００２９】
上述するように、例示的実施形態は、試験ウエハ３０の外周縁の近くに取り付けられる基板の配置をモニタするために、３つの圧力センサを有する。図３Ａ−３Ｄに戻ると、ウエハシミュレータ３０の例は、ウエハシミュレータ３０を通り抜けて拡がる開口１１２を取り囲む径方向の内側リング１１０を有する。この内側リングは、約0.06インチの厚さを有する従来の印刷回路基板（例えば、錫メッキされた銅クラッドエポキシファイバーグラス積層板）である。回路基板材料の外周は、回路基板材料より僅かに薄いカーボンファイバーの環１１４に取り付けられている。前記３つのセンサ３０a，３０b，３０cは、排気された処理室１２内で汚染ガス放出を制限する接着剤（あるいは、代わりに適切なクリップ）で、カーボンファイバー環に取り付けられる。前記回路基板は、機械加工された段差部又は凹部を有し、この段差部は、この回路基板を貫く方向にわずかに凹んでいる。この段差部の直径は、カーボンファイバー環の内径が段差部の外形に隣接するようになっており、かつセンサ３０a，３０b，３０cを支持する表面３０sは、シミュレータの外径からリング１１０の内径まで均一となることを保証する。
【００３０】
印刷回路基板材料１１６の３つの細長片は、印刷回路基板材料から作られる内側のリング１１０から外側のセンサ３０a，３０b，３０cへ伸びる。これら３つの細長片は、内側のリング１１０を外側の環１１４に取り付け、又は接続されている。前記リングと環の間のこの３点の柔軟な接続により、印刷回路基板リング１１０の曲げ又は屈曲による環の歪を避けている。内側リング１１０上で回路要素を備えるセンサを接続する導体は、また、これら３つの伸長した指に沿って延びている。前記センサは、厚さ0.43ｍｍ、直径9.5ｍｍの圧力検知パッドを含む。センサパッド３０a，３０b，３０cの厚さは、カーボンファイバー基板の略平面状の表面上で、上方に延びることを確保するに十分であり、その結果、上記室内でのウエハ取扱及び支持装置は、カーボンファイバーに先立って前記センサに接触し、そのため、正確な圧力表示を与える。シミュレータディスク３０及び回路４０の全重量は、シリコンウエハが約１２７グラムの材料であるのに比して、約１４３グラムである。
【００３１】
回路を支持する前記リング１１０の中心の領域は、開放されており、シミュレータの全体重量を軽減する。しかし、もし必要ならば、覆うことができる。一例として、ウエハシミュレータ１３０の中心部分は、ターゲットを形成する同心円に取り付けられる透明基板で被覆される。そのような一組の同心円は、ウエハ取扱及び支持構造体に関してシミュレータ３０の不均衡を可視的に検出するための例として使用することができる。
【００３２】
図１Ａに描かれたイオン注入室内でのウエハの移動中、ウエハがイオンビームによって自動的にイオン注入され又は処理される時、ウエハは、異なる支持及び移動を実行する構造体と接触し、それはウエハを徐々に供給し、回転し、再設定し、そして、一般的に再配置する。ウエハが、ウエハイオン注入機に関して図１Ａに記載されているけれども、他の種々の取扱又は処理工程が、他の処理ステーションでウエハに実行されてよく、そして実際、本発明は、アライメントや移動プロセスが重要である自動処理において、移動される他のワークピースをシミュレートするために使用することができる。
【００３３】
本発明は、特殊性の度合いに基づいて記載されているけれども、この発明は、添付の請求の範囲の精神又は範囲内に入る開示された設計からの変形や変更のすべてを含むことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】室外から見た排気された室、及び室外から監視される本発明に従って構成された試験ウエハを示す図である。
【図１Ａ】図１の室内の、ウエハ取扱要素の拡大された図である。
【図１Ｂ】図１の室内の、ウエハ取扱要素の拡大された図である。
【図２】ウエハ取扱装置を備えて検知に使用される回路基板を示す試験ウエハの部分である。
【図２Ａ】回路基板のインジケータ部分である。
【図３Ａ】本発明に従って構成された試験ウエハの図である。
【図３Ｂ】本発明に従って構成された試験ウエハの図である。
【図３Ｃ】本発明に従って構成された試験ウエハの図である。
【図３Ｄ】本発明に従って構成された試験ウエハの図である。
【図４Ａ】本発明に使用する回路の例である。
【図４Ｂ】本発明に使用する回路の例である。
【図４Ｃ】本発明に使用する回路の例である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【国際調査報告】
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