[发明专利]具有冗余加速度计的加速传感器

说明书

技术领域

背景技术

半导体加工系统的特征在于极为清洁的环境以及极为精确的半导体晶片移动。工业高度依赖高精度的机器人系统，从而采用必要的精度在半导体加工系统内各种加工站附近移动衬底(如半导体晶片)。

这种机器人系统的可靠并且高效的操作依赖于精确的定位、对准、和/或组件的平行(parallelism)。精确的晶片位置可以最小化晶片意外刮擦晶片加工系统的系统壁的几率。为了最佳化所述工艺的成品率，可能需要晶片在工艺室(chamber)中的工艺基座(process pedestal)上的精确定位。为了确保在从机器人末端执行器(end effector)向晶片承载支架(carrier shelves)、预对准器(pre-aligner)真空吸盘(vacuumchuck)、负载锁定升降器支架、工艺室转移针(transfer pin)和/或基座转移期间出现最小的滑动(slide)或移动，半导体加工系统内衬底之间的精确平行是十分重要的。当晶片紧贴支撑滑动时，可能会刮掉微粒(particle)，这导致成品率降低。即使以不到一毫米的程度错误地放置或对偏组件，都能够对半导体加工系统内各种组件的协作造成影响，导致产品成品率和/或质量的降低。

必须在最初的制造中实现这种精确定位，并且必须在系统使用期间保持这种精确定位。部件定位可能因正常磨损或由于维护、修理、改变、或替换发生改变。因此，对半导体加工系统的各种部件的相对微小位置上的变化进行自动测量和补偿变得非常重要。

过去，曾试图提供衬底形式的类似衬底的(substrate-like)传感器，如，能够在半导体加工系统中移动，以便无线地传送诸如半导体系统内的衬底倾角(inclination)和加速度(acceleration)之类的信息的晶片。在授予Reginald Hunter的美国专利6,266,121中示出了这样的系统的一个特定示例。该系统包括倾斜仪(inclinometer)，所述倾斜仪具有空腔和探针阵列，所述空腔部分地填充有诸如水银之类的导电流体，所述探针被垂直地设置在空腔内导电流体中。此外6,266,121专利的系统提供了加速度计，该加速度计被安装到支撑平台，对传感器设备的加速度进行感测。

用于水平感测的高精度加速度计往往相对昂贵和庞大，在z轴上尤为明显，这是因为它们包含大的移动部分。使用大加速度计(如，大电解加速度计、或大微机电系统(MEMS)加速度计)可以提供高信噪比(S/N)，然而需要较大的垂直z轴空间。此外，这些加速度计通常成本相对较高，因而提高了类似衬底的传感器的总成本。

如果类似衬底的传感器根据其设计必须能够采用与衬底相同的方式在半导体加工系统中移动，则类似衬底的传感器必须不超过衬底所允许的物理封装(envelope)。在以下规范中可以找到常见晶片尺寸和特性：SEMI M1-0302，“Specification for Polished MonochrystolineSilicon Wafers”，Semiconductor Equipment and Materials International，www.semi.grg。对于与类似衬底的传感器一起使用的加速度计的选择受成本问题以及整个加速度计高度的限制。提供一种低成本并且极为低矮(low-profile)的加速度计系统将为无线类似衬底的感测技术提供显著优势。

发明内容

提供了一种加速度测量系统。该系统包括至少第一和第二加速度计。第一加速度计具有随第一轴上的加速度而变化的电特性。第二加速度计也具有随相同的第一轴上的加速度而变化的电特性。控制器可操作地耦合至第一和第二加速度计，并且提供以第一和第二加速度计的电特性为基础的加速度输出。在一方面，加速度系统是类似衬底的传感器形式的。

附图说明

图1是无线类似衬底的传感器的透视图，采用该无线类似衬底的传感器本发明的实施例极为有用。

图2是根据本发明实施例的无线类似衬底的传感器的方框图。

图3是多个独立加速度计的图示。

图4是四个独立加速度计的示意图，所述四个加速度计被电耦合为使得它们的以电子方式合并后的输出更为精确。

具体实施方式