專利名稱：用于襯底制造設(shè)備的高溫光學(xué)傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及光學(xué)傳感器，并尤其涉及用于配置靈敏光學(xué)設(shè)備的高 溫光纖的裝置和方法。
技術(shù)背景在光學(xué)傳感器的配置中，傳統(tǒng)系統(tǒng)通常將裝在塑料殼內(nèi)的光學(xué)發(fā)射器和檢 測器設(shè)置在環(huán)繞處理襯底可以通過的開口的位置。因此，該發(fā)射器和檢測器暴 露于來自傳輸襯底熱量的強(qiáng)烈直接輻射中，這可能對這些設(shè)備產(chǎn)生損害。因此， 人們希望為光學(xué)傳感器的設(shè)置和保持其特性提供一種有效的方法和裝置。 實(shí)用新型內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)不能保護(hù)光學(xué)器件免受直接的輻射熱量，并且這些光 學(xué)器件可能會受到損害。因此，本實(shí)用新型提供了一種設(shè)置光學(xué)器件的有效方 法和裝置，其可以保護(hù)這些光學(xué)器件免受潛在的熱量損害。為了解決傳統(tǒng)系統(tǒng)中與光學(xué)傳感器的設(shè)置相關(guān)的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的 一方面提供了一種用于在高溫環(huán)境中感測襯底的裝置。該裝置包括具有一個(gè)或 者多個(gè)孔的支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該一個(gè)或者多個(gè)孔內(nèi)并通過該一個(gè)或者多個(gè)孔對 準(zhǔn)以檢測襯底邊緣的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件。該裝置還包括固定在所述支撐結(jié) 構(gòu)端部相鄰位置的控制器，其與一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件連接，用于接收來自光 學(xué)器件的信息、處理該信息并基于處理的信息確定襯底的中心，其中該支撐結(jié) 構(gòu)用于熱遮蔽一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件和控制器。本實(shí)用新型的第二方面提供了一種用于在高溫環(huán)境中感測襯底的方法。該 方法包括提供一種包括具有一個(gè)或者多個(gè)孔的支撐結(jié)構(gòu)的裝置，用于容納和遮 蔽光學(xué)器件免受熱量損害，通過該一個(gè)或者多個(gè)孔定位并對準(zhǔn)一個(gè)或者多個(gè)光 學(xué)器件，并采用該一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件檢測襯底的邊緣。該方法還包括固定 與所述支撐結(jié)構(gòu)端部相鄰的控制器，將控制器連接到一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件 上，所述控制器用于接收來自光學(xué)器件的信息，處理該信息并基于處理的信息 確定襯底的中心，從而在高溫環(huán)境中定位該襯底。按照這種方式，可以將一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件以及控制電路遮蔽起來，以 防止?jié)撛诘臒崃繐p害。通過如下詳細(xì)說明、所附權(quán)利要求書和附圖將使本實(shí)用新型的其它特征和 特點(diǎn)更加顯而易見。

圖1所示為本實(shí)用新型裝置的實(shí)施方式的主透視圖； 圖2所示為本實(shí)用新型裝置的實(shí)施方式的后透視圖；圖3所示為安裝在襯底傳輸室中的本實(shí)用新型裝置實(shí)施方式的主透視圖； 圖4所示為根據(jù)本實(shí)用新型的裝置實(shí)施方式采用的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供用于在處于高溫條件下的襯底傳輸室中改善襯底中心查 找(例如，定位襯底的中心)的方法和裝置。在一些實(shí)施方式中，該裝置包括 支撐結(jié)構(gòu)，其可以定位、對準(zhǔn)、光掩蔽和/或熱掩蔽容納于該結(jié)構(gòu)中的部件(例 如，光學(xué)發(fā)射器、光學(xué)傳感器、連線等)。這些被掩蔽的部件，諸如光學(xué)發(fā)生 器和光學(xué)傳感器，可以用于襯底定位操作，例如中心和/或邊緣查找。該支撐 結(jié)構(gòu)可以允許被掩蔽的部件進(jìn)行準(zhǔn)確定位并改善定位的精確度和襯底中心判 斷?？刂齐娐?例如，電子邏輯板、單芯片微控制器、微處理器等)可以與該 支撐結(jié)構(gòu)相鄰、連接或者遠(yuǎn)離其設(shè)置，其用于光學(xué)信號比較、尺寸選擇例程、 校準(zhǔn)功能、部件控制和/或其它適用的功能。在某些實(shí)施方式中，將控制電路 設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)的端部從而避免該控制電路接近輻射熱量進(jìn)而損害該控制電 路的熱襯底。在某些實(shí)施方式中，可以采用導(dǎo)熱支架將支撐結(jié)構(gòu)固定到襯底傳 輸室中，這可以有效幫助將熱量從傳感器結(jié)構(gòu)傳輸?shù)街車Y(jié)構(gòu)中從而有助于散 熱以在支撐結(jié)構(gòu)主體和傳感器電路內(nèi)保持相對較低的溫度。圖1所示為本實(shí)用新型裝置實(shí)施方式的主透視圖，該裝置附圖標(biāo)記表示為 100。如圖1所示，在示例性實(shí)施方式中，該裝置100可以包括支撐結(jié)構(gòu)102， 其具有切除區(qū)域104使得襯底可以從其中通過。進(jìn)一步如圖1所示，支撐結(jié)構(gòu)5
102具有用于容納和/或暴露諸如光學(xué)傳感器和/或光學(xué)發(fā)射器的光學(xué)元件108 的一個(gè)或者多個(gè)孔106。此外，圖中示出的控制器110固定于靠近支撐結(jié)構(gòu)102 端部的位置。支撐結(jié)構(gòu)102可以由任意適合的材料構(gòu)成，諸如鋁、不銹鋼、鈦和/或陶 瓷。也可以采用其它材料。還可以對支撐結(jié)構(gòu)102進(jìn)行電鍍和/或涂敷處理以 至少改進(jìn)該支撐結(jié)構(gòu)102的熱反射率。示例性的電鍍和/或涂敷包括但不限于， 諸如24K金電鍍的金屬電鍍、陶瓷涂敷、反射電鍍、陽極電鍍和/或噴涂。在 -些實(shí)施方式中，支撐結(jié)構(gòu)102可以具有基本上適合傳輸室內(nèi)壁輪廓的形狀。 在一些實(shí)施方式屮，支撐結(jié)構(gòu)102可以長9英寸并且高1. 75英寸，其切除區(qū) 域104長約8. 75英寸并且高約0. 5英寸。該尺寸可以適用于200腿的襯底。 也可以采用其它尺寸。具體地，例如可以采用適用于300ram襯底的尺寸(例如， 具有長約12. 75英寸并且高約0. 5英寸的切除區(qū)域104的支撐結(jié)構(gòu)102)。在操作時(shí)，在襯底進(jìn)出傳輸室或者其它室時(shí)，該襯底經(jīng)過裝置100(例如， 經(jīng)過支撐結(jié)構(gòu)102中的切除區(qū)域104)。當(dāng)將支撐結(jié)構(gòu)102設(shè)置于傳輸室內(nèi)時(shí)， 切除區(qū)域104可以與傳輸室的狹縫閥(slit valve)重合或者對準(zhǔn)。因此，支 撐結(jié)構(gòu)102具有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤钜赃m合鄰近傳輸室的內(nèi)室壁，而不會使其延 伸到為襯底提升器和/或機(jī)械手預(yù)留的空間中和/或襯底保持/移動(dòng)區(qū)域中。在某些實(shí)施方式中，沿一條線或者其它分隔圖案設(shè)置的多個(gè)孔(例如7 個(gè))可以位于支撐結(jié)構(gòu)102的上部上并且其它相應(yīng)的孔106可以位于支撐結(jié)構(gòu) 102的下部上。盡管在圖1的裝置100中示出了 7個(gè)孔106，但是可以設(shè)置任 意數(shù)量的孔(例如l、 2、 3個(gè)等)?？?06可以用于容納在襯底經(jīng)過切除區(qū)域 104時(shí)負(fù)責(zé)査找前緣和/或后緣切點(diǎn)的光學(xué)元件108。在某些實(shí)施方式中，可以 采用外側(cè)對孔106容納負(fù)責(zé)定位襯底外邊緣的光學(xué)元件108。例如，可以采用 最內(nèi)側(cè)對孔(例如，位于最靠近中心孔的左側(cè)和右側(cè)的上、下孔)查找5英寸 襯底的邊緣?？梢圆捎米钔鈧?cè)對孔查找8英寸襯底的邊緣?？梢允褂米钔鈧?cè)和 最內(nèi)側(cè)之間的成對孔査找6英寸的襯底。可以采用任意其它適用的間距分布 (例如成對孔的位置)確定任意尺寸或者類型襯底的邊緣。本實(shí)用新型可以結(jié) 合任意類型的襯底一起使用(例如半導(dǎo)體晶圓、用于平板顯示器的玻璃板等)。光學(xué)元件108包括串聯(lián)設(shè)置的光學(xué)發(fā)射器和光學(xué)傳感器，二者用于確定表 示襯底存在的發(fā)送的光學(xué)信號的有無(例如，通過傳輸和反射)。另外或者可
選地，可以采用高溫光纖(例如塑料、玻璃或者纖維束)禾n/或影像管。可以采用任意其它適用的光學(xué)或者其它部件在襯底經(jīng)過支撐結(jié)構(gòu)102時(shí)檢測該襯 底存在與否?？梢酝ㄟ^位于支撐結(jié)構(gòu)102內(nèi)的孔106而準(zhǔn)確對準(zhǔn)和/或定位光 學(xué)元件108。另外或者可選地，可以圍繞光學(xué)元件108澆鑄支撐結(jié)構(gòu)102和/ 或可以將光學(xué)元件集成到支撐結(jié)構(gòu)102的結(jié)構(gòu)中。如上所述，在某些實(shí)施方式中，可以將控制器110固定在靠近支撐結(jié)構(gòu) 102端部的位置。另外或者可選地，可以在襯底傳輸室中的另一位置、與支撐 結(jié)構(gòu)102相鄰的另一位置和/或襯底傳輸室的外側(cè)定位該控制器110。在示例 性實(shí)施方式中，控制器110可以與包含襯底的區(qū)域相隔約1英寸或者更多。該 控制器110可以為電子邏輯板、諸如單片微控制器的微處理器、微處理器等。 該控制器110可以適于對本實(shí)用新型的裝置100提供自動(dòng)校準(zhǔn)和/或尺寸選擇 和/或方便檢測和計(jì)算襯底的中心位置?，F(xiàn)在參照圖2，其示出了本實(shí)用新型裝置實(shí)施方式的后透視圖。光學(xué)元件 108 (圖1)通過導(dǎo)線槽112與控制器110電連接，該導(dǎo)線槽112可以采用不 透明封裝材料和/或熱遮蔽材料和/或光遮蔽材料進(jìn)行封裝。容納于孔106內(nèi)部 的光學(xué)和/或電子元件108可以通過位于支撐結(jié)構(gòu)102中的導(dǎo)線與控制器110 連接。如圖2所示，可以與支撐結(jié)構(gòu)102 —起設(shè)置導(dǎo)線槽112并且設(shè)置其更接 近支撐結(jié)構(gòu)102的背面。例如，可以在支撐結(jié)構(gòu)102中采用封裝材料封裝導(dǎo)線、 電子元件和/或光學(xué)元件(或者以其它方式固定在支撐結(jié)構(gòu)102中)。優(yōu)選采 用可以抵擋高溫?zé)彷椛洳⑶艺诒挝挥诜庋b材料中的元件不受熱輻射損傷的封 裝材料。示例性的封裝材料包括一些可商業(yè)采購的產(chǎn)品，諸如由加利福尼亞州 Palo Alto的Varian公司制造的Torr-Seal、由加利福尼亞州Dublin的Tap Plastics公司制造的Marine Grade Epoxy以及由新澤西州哈肯薩克市的 Master Bond公司制造的HT Epoxy等。圖3所示為安裝在襯底傳輸室中的本實(shí)用新型裝置的實(shí)施方式的主透視 圖。通過支架114將支撐結(jié)構(gòu)102固定到襯底傳輸室上。支架114可以由任意 有助于將熱量從支撐結(jié)構(gòu)102散布到襯底傳輸室壁的適當(dāng)材料構(gòu)成。該材料可 以是不銹鋼、其它導(dǎo)熱材料等。也可以采用其它材料。支架114可用于傳輸來 自支撐結(jié)構(gòu)102的熱量以降低支撐結(jié)構(gòu)102的溫度并進(jìn)一步保護(hù)光學(xué)元件108 和控制器110免受熱輻射和損害。在某些實(shí)施方式中，控制器110可以連接到
支架114上或者可以與支架114分離設(shè)置。當(dāng)與支架114相連時(shí)，可以通過絕 緣材料(例如尼龍球、塑料襯墊料等)將控制器110與支架114絕緣。圖4示出了包括在傳輸室中安裝和使用本發(fā)明的裝置100的示例性方法 400。在步驟402中，將一系列傳感器(例如，光學(xué)元件108)安裝到支撐結(jié) 構(gòu)102的孔中?？梢圆捎萌我忸愋瓦m用于檢測襯底的傳感器。在導(dǎo)線槽112 中布置并封裝傳感器和控制器110之間的連接導(dǎo)線。對準(zhǔn)所述傳感器以使其能 夠檢測經(jīng)過切除區(qū)域104的襯底。在步驟404，將裝置100安裝到傳輸室中以使得切除區(qū)域104與傳輸室的 狹縫閥對準(zhǔn)。可以采用導(dǎo)熱支架114將裝置100固定到傳輸室的內(nèi)部。在步驟406，在熱襯底經(jīng)過切除區(qū)域104的同時(shí)遮蔽于支撐結(jié)構(gòu)102內(nèi)的 傳感器檢測該襯底。支撐結(jié)構(gòu)102的材料可以反射襯底的熱量(和/或來自任 意其它諸如處理室的源的熱量)遠(yuǎn)離傳感器。另外或者可選地，支撐結(jié)構(gòu)102 和支架114可以將由襯底(和/或其它熱源)輻射的熱量傳導(dǎo)至遠(yuǎn)離該傳感器 并例如進(jìn)入該傳輸室壁。在步驟408，可以通過控制器110比較通過傳感器檢測的襯底傳輸?shù)南鄬?時(shí)間以確定關(guān)于襯底的信息(例如，襯底的尺寸、襯底的相對位置、襯底的中 心等)。例如，如果兩個(gè)對稱設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)102兩端的傳感器顯示襯底同時(shí) 經(jīng)過兩個(gè)傳感器(例如，通過兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測到該襯底的前緣和/或后緣)， 則該控制器110可以確定該襯底的中心(例如，相對于襯底的寬度尺寸)位于 兩個(gè)傳感器之間的等距離線上。而且，在某些實(shí)施方式中，邊緣檢測信號的時(shí) 序可以表示與襯底運(yùn)動(dòng)方向平行的尺寸的中心位置或者線。在另- 實(shí)施例中， 如果兩個(gè)對稱設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)102兩端的傳感器顯示襯底邊緣以不同的時(shí)間 經(jīng)過兩個(gè)傳感器，則控制器可以確定襯底更靠近其中一個(gè)傳感器移動(dòng)通過基于 襯底的已知形狀計(jì)算的量(例如，某一直徑的圓形襯底的邊緣的已知曲率)。在步驟410中，基于通過控制器110確定的信息可以調(diào)整襯底的位置(例 如襯底的中心)。例如，可以采用端部應(yīng)變器將襯底的位置移動(dòng)在步驟408 中確定的量或者向相反的方向移動(dòng)該量。上述描述僅公開了本實(shí)用新型的示例行實(shí)施方式。顯然對于熟悉本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來說，可以在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)對上述公開的裝置和方法進(jìn)行各種 修改。例如，可以在諸如邊緣査找的其它感測應(yīng)用中使用這里描述的裝置和方
法，并且還可以在其它處理環(huán)境中使用這里描述的裝置和方法，諸如襯底加載 和/或處理室。還可以采用其它材料或者設(shè)計(jì)提^^中心查找裝置的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn) 本實(shí)用新型從而提供不阻止襯底并耐反射輻射熱。因此，盡管本實(shí)用新型已經(jīng)公幵了與其示例性實(shí)施方式有關(guān)的內(nèi)容，但是 應(yīng)該理解，通過如下權(quán)利要求書限定的其它實(shí)施方式也落入本實(shí)用新型的精神 和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種用于襯底制造設(shè)備的高溫光學(xué)傳感器裝置，其特征在于，該裝置包括具有一個(gè)或者多個(gè)孔以及切除區(qū)域的支撐結(jié)構(gòu)；通過該一個(gè)或者多個(gè)孔定位并對準(zhǔn)的一個(gè)或者多個(gè)傳感器，所述傳感器用于檢測經(jīng)過所述切除區(qū)域的襯底的邊緣，其中所述支撐結(jié)構(gòu)用于熱遮蔽所述一個(gè)或者多個(gè)傳感器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，通過導(dǎo)熱支架將所述支撐 結(jié)構(gòu)固定到襯底傳輸室上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，涂敷所述支撐結(jié)構(gòu)以改善 所述支撐結(jié)構(gòu)的熱反射率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，由具有相對較高熱反射特 性的材料制造所述支撐結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述切除區(qū)域用于允許襯 底經(jīng)過。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，在所述支撐結(jié)構(gòu)的上部包 括足以容納足夠多的用于檢測襯底中心的傳感器的多個(gè)孔。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在所述支撐結(jié)構(gòu)的下部提 供有與位于其上部的孔數(shù)量相對應(yīng)的孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳感器通過支撐結(jié)構(gòu) 中的導(dǎo)線槽與控制器電連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在支撐結(jié)構(gòu)中采用封裝材 料封裝導(dǎo)線、電子元件和傳感器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，在支撐結(jié)構(gòu)中采用遮光材 料封裝導(dǎo)線、電子元件和傳感器。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，還包括與傳感器連接并安 裝在支撐結(jié)構(gòu)中的控制器。
12、 一種系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 包括狹縫閥的傳輸室；以及支撐結(jié)構(gòu)，其安裝在所述傳輸室中并與所述狹縫閥對準(zhǔn)以使得襯底可以經(jīng) 過所述狹縫閥和支撐結(jié)構(gòu)，其中所述支撐結(jié)構(gòu)包括適于容納傳感器的孔并且所述支撐結(jié)構(gòu)適于遮蔽 所述傳感器不受熱輻射。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述傳感器連 接的控制器，其用于確定經(jīng)過所述狹縫閥和支撐結(jié)構(gòu)的襯底的位置信息。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括基于通過所述控制器確定的位置信息而適于調(diào)整襯底位置的端部應(yīng)變器。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括適于將所述支撐 結(jié)構(gòu)固定到傳輸室中的支架，該支架適于傳導(dǎo)熱量使該熱量遠(yuǎn)離所述支撐結(jié) 構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于在高溫環(huán)境中感測襯底的裝置和方法。本實(shí)用新型包括具有一個(gè)或者多個(gè)孔的支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該一個(gè)或者多個(gè)孔內(nèi)并通過該一個(gè)或者多個(gè)孔對準(zhǔn)的一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件，該光學(xué)器件適于檢測襯底的便于。本實(shí)用新型還包括固定在所述支撐結(jié)構(gòu)端部相鄰位置的控制器，其與一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件連接，并且適于處理信息并且于處理的信息確定襯底的中心，該支撐結(jié)構(gòu)可以用于熱遮蔽一個(gè)或者多個(gè)光學(xué)器件和控制器。同時(shí)還提供了許多其它特征。
文檔編號H01L21/68GK201051494SQ200620157989
公開日2008年4月23日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者肖爾·羅納德 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司