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Die Erfindung betrifft einen Wafer-Stepper (Scheibenrepeater,
Schritt für
Schritt-Belichtungseinheit) der eingesetzt wird, um ein Halbleiterbauteil
herzustellen, wobei der Wafer-Stepper eine zwischen einer Kammer
und einem Hauptsteuerwerk gelegene Schnittstelle aufweist.
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Im allgemeinen weist ein Scheibenrepeater-System
eine Kammer auf, in der eine Innentemperatur konstant gehalten werden
muß. Falls
sich in dieser Kammer eine Fehlbedienung ereignet, ändert sich
die Innentemperatur bis sie über
oder unter ihrer Grenztemperatur liegt und führt dann zu Fokussierfehlern
bei den Halbleiterwafern.
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Wie nach dem Stand der Technik gut
bekannt ist, ist ein Scheibenrepeater-System zusammengesetzt aus
einer von einem Hersteller erzeugten Scheibenrepeater-Haupteinheit
und einer von einem anderen Hersteller erzeugten Kammer. Weil die Kammereinheit
und die Scheibenrepeater-Haupteinheit von verschiedenen Herstellern
erzeugt werden, ermöglicht
eine Schnittstelle zwischen den Einheiten beim Erfassen eines regelwidrigen
Zustands, wie eines Stromausfalls, einer Temperaturabweichung, einer
Fehlbedienung der Kammereinheit oder dergleichen, nur das Erzeugen
eines Alarms. jedoch kann eine solche herkömmliche Schnittstelle den Betrieb der
Kammereinheit nicht wider die regelwidrigen Zustände steuern. Bei der herkömmlichen
Schnittstellenvorrichtung für
ein Scheibenrepeater-System besteht ein Problem darin, daß der Betrieb
einer Kammereinheit nicht durch ein Hauptsteuerwerk im Scheibenrepeater-System
gesteuert werden kann, wenn ein regelwidriger Zustand in der Kammereinheit
auftritt Falls sich ein regelwidriger Zustand in der Kammereinheit
des Scheibenrepeater-Systems ereignet, sind folglich Fokussierfehler
auf den Halbleitersubstraten vorhanden, weil die Kammereinheit ihren
Betrieb fortsetzt, selbst bei Erzeugen eines Alarms, der den regelwidrigen
Zustand der Kammereinheit anzeigt Daher können schlechte Halbleiterbauteile
hergestellt werden, falls das oben beschriebene Scheibenrepeater-System
verwendet wird, um strukturierte Schichten auf den Substraten auszubilden.
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Insbesondere wenn eine stromunterbrechende
Sicherung für
eine Kammereinheit elektrisch unterbrochen wird oder eine Spannungsquelle
für die Kammereinheit
aufgrund des schlechten Stromversorgungsschalters nicht anliegt,
kann selbst der Alarm nicht erzeugt werden, der den regelwidrigen Zustand
der Kammereinheit anzeigt
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Die
JP 4-710 619 A schlägt eine Steuereinheit für eine Halbleiter-Fertigungsanlage
vor, wobei die Steuereinheit von einer unterbrechungsfreien Stromversorgung
gespeist wird und daher bei einem Stromausfall die Prozessdaten
der Anlage abspeichern kann. Nach Wiederherstellung der Stromzufuhr
wird der Verarbeitungsprozess anhand der gespeicherten Statusdaten
im Zustand vor der Unterbrechung fortgesetzt.
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Die
US
4,825,247 offenbart eine Stepper-Belichtungseinheit für Wafer,
bei der die Temperatur in der Belichtungseinheit erfasst und gesteuert
wird. Dazu werden die erfassten Temperaturdaten an eine Steuereinheit
gemeldet, die dann einen Temperatursteller ansteuert.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen
Wafer-Stepper mit einer Schnittstelle bereitzustellen, bei dem Störzustände zuverlässig erfasst
und einer Haupteinheit des Steppers gemeldet werden.
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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Gemäß Anspruch 1 weist ein Wafer-Stepper eine
Schnittstelle, eine Kammereinheit und eine Haupteinheit auf, um
z. B. eine strukturierte Schicht auf einem Halbleitersubstrat auszubilden.
Die Schnittstelle umfaßt
einen Detektor für
den regelwidrigen Zustand, der zum Erfassen eines Betriebsstoppzustands
oder eines unzulässigen
Zustands der Grenztemperatur in der Kammereinheit auf Signale von
einem ersten und einem zweiten Signalanschlußpunkt der Kammereinheit reagiert,
um ein Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands zu erzeugen,
wobei das Signal vom ersten Signalanschlußpunkt den Betriebsstoppzustand
anzeigt und das andere Signal vom zweiten Signalanschlußpunkt den unzulässigen Zustand
anzeigt; und ein auf das Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands
reagierendes Schaltnetzwerk zum Ansteuern einer Anzeigelampe des
regelwidrigen Zustands und zum Liefern des Erfassungssignals des
regelwidrigen Zustands an ein Hauptsteuerwerk der Scheibenrepeater-Haupteinheit,
wodurch die Kammer durch das Hauptsteuerwerk gesteuert werden kann,
wenn der regelwidrige Zustand der Kammer erfaßt wird. Weitere Merkmale sind
in Anspruch 1 angegeben.
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Vorteilhaft weist der Stepper Mittel
zum Umspannen einer vom ersten Quellanschlußpunkt anliegenden Spannung,
z.B. eine Spannung mit bipolarem Pegel, in eine konstante Spannung
für die Schnittstelle
auf.
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In einer Ausgestaltung weist der
Detektor des regelwidrigen Zustands einen ersten Optokoppler zum
Erfassen des Signals, das den Betriebsstoppzustand der Kammereinheit
als Reaktion auf das vom ersten Signalanschlußpunkt anliegende Signal anzeigt,
einen zweiten Optokoppler zum Erfassen des Signals, das den unzulässigen Zustand
der Grenztemperatur als Reaktion auf das vom zweiten Signalanschlußpunkt anliegende
Signal anzeigt, und eine Logikschaltung zum Ausführen einer logischen Verknüpfung der
beiden Signale vom ersten und zweiten Optokoppler aufweist, um das
Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands zu erzeugen.
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Bei der Vorrichtung schließt die Logikschaltung
vorteilhaft ein erstes Gatter zum invertierten Ausgeben des Ausgangssignals
des zweiten Optokopplers und ein zweites Gatter ein, das die Ausgangssignale
des ersten Optokopplers sowie des ersten Gatters empfängt und
dann mindestens eines der Eingangssignale als das Erfassungssignal
des regelwidrigen Zustands ausgibt.
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In weiterer Ausgestaltung weist das
erste Gatter ein NAND-Gatter
mit zwei Eingangsanschlußpunkten
auf, die miteinander verbunden sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 ein
schematisches Blockschaltbild, das ein Scheibenrepeater-System mit
einer Schnittstellenvorrichtung zwischen einer Scheibenrepeater-Haupteinheit
und einer Kammereinheit darstellt; und
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2 ein
detailliertes Schaltkreisdiagramm, das die Schnittstellenvorrichtung
von 1 darstellt.
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Bezugnehmend auf die 1 und 2 befindet sich
eine neue Schnittstellenvorrichtung 200 gemäß der Erfindung
zwischen einer SPS (speicherprogrammierbaren Steuerung) 100 in
einer Kammereinheit und einer Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 und
erfaßt
ein Anzeigesignal des regelwidrigen Zustands von der SPS 100,
um ein Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands für die Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 vorzusehen,
so daß von
der Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 an die Kammereinheit
ein Steuersignal geliefert wird, um den Betrieb der Kammereinheit
zu stoppen. Die Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 weist
eine Logikschaltung zum Ausführen
von Gesamtfunktionen des Scheibenrepeaters und zum Steuern der Kammereinheit
auf.
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Nimmt man wieder auf 2 Bezug, so empfängt die Schnittstellenvorrichtung 200 der
Erfindung Signale von den Ausgangsanschlußpunkten T1 bis T4 der SPS 100.
Von diesen ist der Ausgangsanschlußpunkt T1 ein Stromversorgungsanschlußpunkt mit
24 Volt, die von der SPS 100 angelegt werden, T2 ist ein
geerdeter Anschlußpunkt,
T3 ist ein Signalanschlußpunkt
zum Ausgeben eines Anzeigesignals des Betriebsstoppzustands der
Kammereinheit und T4 ist ein Signalanschlußpunkt zum Ausgeben eines Anzeigesignals
des unzulässigen
Zustands der Grenztemperatur in der Kammereinheit. Wenn sich die
Kammereinheit in einem Haltezustand befindet, wird über T3 ein
Anzeigesignal des Betriebsstoppzustands mit hohem Pegel erzeugt.
Wenn sich die Kammereinheit oberhalb ihrer Grenztemperatur befindet,
wird über
T4 ein Anzeigesignal des unzulässigen
Zustands mit niedrigem Pegel erzeugt.
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Zwischen T1 und T2 ist ein Regler 212 vorgesehen,
um eine konstante Spannung zu erzeugen. Der Ausgangsanschlußpunkt VO
des Reglers 212 ist mit einem Kondensator C1 parallel geschaltet.
Ebenfalls sind zwischen T1 und dem Eingangsanschlußpunkt VI
des Reglers 212 ein Stromschalter SW1 und eine Sicherung
in Reihe geschaltet. Der Stromschalter SW1 ist vorgesehen, um den
Betrieb des Schnittstellenschaltkreises 200 zu steuern.
Zwischen beiden Anschlußpunkten
des Kondensators C1 sind ein Widerstand R10 und eine rote Leuchtdiode
LED1 in Reihe geschaltet. Folglich empfängt der Regler 212 eine
Quellenspannung von 24 V von der Stromquelle T1 und erzeugt eine
konstante Spannung mit einem konstanten, bipolaren Pegel, wenn der
Stromschalter SW1 eingeschaltet ist.
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Zusätzlich wird von T3 über einen
Widerstand R11 das Anzeigesignal des Betriebsstoppzustands der Kammer
an einen Optokoppler 214 angelegt und von T4 wird über einen
Widerstand R12 ein Anzeigesignal des unzulässigen Temperaturzustands an
einen Optokoppler 216 angelegt. Der Optokoppler 214 bzw. 216 ist
vorgesehen, um ein Anzeigesignal des Betriebsstoppzustands bzw.
des unzulässigen
Temperaturzustands zu erfassen. Falls das Anzeigesignal des Betriebsstoppzustands
durch den Optokoppler 214 erfaßt wird, wird es an einen Eingangsanschlußpunkt eines
NAND-Gatters 220 angelegt. Falls ebenfalls das Anzeigesignal
des unzulässigen
Temperaturzustands durch den Optokoppler 216 erfaßt wird,
wird es über
ein NAND-Gatter 218 an den anderen Eingangsanschlußpunkt des NAND-Gatters 220 angelegt.
Das NAND-Gatter 218 wirkt als ein invertierendes Gatter,
weil seine beiden Eingangsanschlußpunkte miteinander verbunden sind.
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Ebenfalls sind ein Relais 222 sowie
eine grüne
Leuchtdiode LED2 zwischen dem Aungangsanschlußpunkt des NAND-Gatters 220 und
einer Stromquelle Vcc angeschlossen. Zwischen der Stromquelle Vcc
und dem Relais 222 bzw. zwischen der Stromquelle Vcc und
der Diode LED2 ist ein Widerstand R16 bzw. R15 angeschlossen.
Das Relais 222 stellt ein Schaltnetzwerk dar, das vorgesehen
ist, um als Reaktion auf die Erfassungssignale des regelwidrigen
Zustands von den Optokopplern 214 und 216 eine
Anzeigelampe oder LED des regelwidrigen Zustands anzusteuern. Die
Erfassungssignale des regelwidrigen Zustands werden an ein Hauptsteuerwerk
in der Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 angelegt, um den
Betrieb der Kammereinheit mittels des Hauptsteuerwerks zu steuern.
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Im Detail wird gemäß dem Schaltbetrieb
des Relais 222 das Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands,
z. B. ein Betriebsfehlersignal der Kammereinheit, über den
Relaisschalter SW2 oder SW3 an die Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 angelegt. Dann
geht in der Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 eine Lampe 312 an
oder aus und zur gleichen Zeit wird das Erfassungssignal des regelwidrigen
Zustands über
einen fehlerübertragenden Verbinder 314 an
ein Hauptsteuerwerk der Scheibenrepeater-Haupteinheit angelegt. Folglich gibt
das Hauptsteuerwerk darin ein Steuersignal aus, welches an die Kammereinheit
angelegt wird, um den Betrieb der Kammereinheit als Reaktion auf
das Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands zu unterbrechen.
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Der Betrieb der Schnittstellenvorrichtung
mit dem oben erwähnten
Aufbau wird im folgenden unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Falls gemäß 2 der Betrieb der Kammereinheit stoppt,
gibt die SPS 100 in der Kammereinheit über den Ausgabeanschlußpunkt T3
ein Anzeigesignal des Betriebsstoppzustandes mit hohem Pegel aus.
Durch das Signal mit hohem Pegel wird der Optokoppler 214 aktiviert,
um über
seinen Ausgabeanschlußpunkt
ein Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands mit niedrigem Pegel
auszugeben. Folglich gibt das NRND-Gatter 220 das Erfassungssignal
des regelwidrigen Zustands mit hohem Pegel aus, um das Ausschalten
des Relais 222 zu ermöglichen.
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In Abhängigkeit des Ausschaltens des
Relais 222 werden die Kontaktanschlußpunkte A des Relais 222 elektrisch
verbunden. Dann wird das Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands
mit hohem Pegel vom NAND-Gatter 220, z. B. ein Betriebsfehlersignal
der Kammereinheit, über
den Verbinder 314 dem Hauptsteuerwerk der Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 zugeführt. Demzufolge
gibt dessen Hauptsteuerwerk ein Steuersignal aus, um den Betrieb
der Kammereinheit zu unterbrechen. Gleichzeitig werden die Kontaktanschlußpunkte
B des Relais elektrisch voneinander getrennt und deshalb wird die Lampe 312 und
die Diode LED2 ausgeschaltet, welche den Normalbetrieb der Kammereinheit
anzeigen.
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Falls sich andererseits eine Grenztemperatur
der Kammereinheit während
deren Normalbetrieb ändert,
d. h., wenn die Temperatur in der Kammer die Grenztemperatur übersteigt,
gibt die SPS 100 der Kammereinheit über ihren Ausgabeanschlußpunkt T4
ein Anzeigesignal des unzulässigen
Temperaturzustands mit niedrigem Pegel aus. Durch das Signal mit
niedrigem Pegel wird der Optokoppler 216 inaktiviert, um über seinen
Ausgabeanschlußpunkt
ein Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands mit hohem Pegel
auszugeben. Folglich gibt das NAND-Gatter 218 das Erfassungssignal
des regelwidrigen Zustands mit niedrigem Pegel an das NAND-Gatter 220 aus,
um das Ausschalten des Relais 222 zu ermöglichen.
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In Abhängigkeit des Ausschaltens des
Relais 222 werden die Kontaktanschlußpunkte A des Relais 222 elektrisch
verbunden. Dann wird das Erfassungssignal des regelwidrigen Zustands
mit hohem Pegel vom NAND-Gatter 220, z. B. ein Betriebsfehlersignal
der Kammereinheit, über
den Verbinder 314 dem Hauptsteuerwerk der Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 zugeführt. Demzufolge
gibt dessen Hauptsteuerwerk ein Steuersignal aus, um den Betrieb
der Kammereinheit zu unterbrechen. Gleichzeitig werden die Kontaktanschlußpunkte
B des Relais elektrisch voneinander getrennt und deshalb wird die Lampe 312 und
die Diode LED2 ausgeschaltet, die den Normalbetrieb der Kammereinheit
anzeigen.
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Falls die Stromversorgung zur Kammereinheit
aufgrund eines Stromausfalls oder des Durchbrennens einer Sicherung
unterbrochen wird, wird der Betrieb der Schnittstellenvorrichtung
unten beschrieben.
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Während
des Normalbetriebs der Kammereinheit ist das Relais 222 immer
angeschaltet. Wenn jedoch ein Stromausfall auftritt, wird das Relais 222 ausgeschaltet,
weil keine Quellenspannung am Schnittstellenschaltkreis 200 anliegt.
Folglich führt die
Schnittstellenvorrichtung den gleichen Steuervorgang aus, wie dies
aufgrund der Erfassung des oben beschriebenen Anzeigesignals des
regelwidrigen Zustands der Kammereinheit erfolgt, so daß das Anzeigesignal
des regelwidrigen Zustands, z. B. ein Betriebsfehlersignal der Kammereinheit,
dem Hauptsteuerwerk der Scheibenrepeater-Haupteinheit 300 zugeführt wird
und deshalb gibt deren Hauptsteuerwerk ein Steuersignal aus, um
den Betrieb der Kammereinheit zu unterbrechen. Gleichzeitig werden
die Kontaktanschlußpunkte 8 des
Relais elektrisch voneinander getrennt und daher wird die Lampe 312 und die
Diode LED2, die den Normalbetrieb der Kammereinheit anzeigen, ausgeschaltet.
Die Lampe 312 und die Diode LED2 bleiben solange ausgeschaltet,
bis die Kammereinheit normal betrieben wird.
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Selbst wenn, wie oben beschrieben,
ein Scheibenrepeater-System,
das eine Schnittstellenvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt und aus
einer Kammereinheit und einer Scheibenrepeater-Haupteinheit, die
von verschiedenen Herstellern erzeugt werden, zusammengesetzt ist,
kann die Schnittstellenvorrichtung regelwidrige Zustände der Kammereinheit
erfassen und deren Betrieb stoppen. Daher können die Halbleitersubstrate
in der Kammereinheit gegen ein Beschädigen beim Auftreten von Fokussierfehlern
geschützt
werden.
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Weiterhin sind die Kammereinheit
und die Scheibenrepeater-Haupteinheit
elektrisch voneinander isoliert, weil die Schnittstellenvorrichtung
Optokoppler zum Erfassen der Anzeigesignale des regelwidrigen Zustands
von der Kammereinheit einschließt.