專利名稱：靜電夾鉗優(yōu)化程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜電夾鉗。本發(fā)明具體涉及用于優(yōu)化靜電夾鉗操作的系統(tǒng)或方法。
背景技術(shù)：
靜電夾鉗用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，為了在晶片上執(zhí)行各種工藝時(shí)牢固地固定硅晶片。 相對(duì)于機(jī)械夾鉗，靜電夾鉗具有明顯的優(yōu)勢(shì)，包括(a)增加熱傳遞能力，(b)減小導(dǎo)致破片 和其它機(jī)械缺陷的晶片上的機(jī)械磨損，(c)增加晶片可用于生產(chǎn)可銷售產(chǎn)品的有效面積； (d)減少產(chǎn)生微粒的數(shù)量；(e)減小來(lái)自濺射中使用的離子束夾鉗的污染；以及(f)使跨過(guò) 晶片表面的夾緊力均勻。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不是唯一使用靜電夾鉗的產(chǎn)業(yè)。例如，一些IXD (液晶顯示器)制造商 在加工期間使用電子夾緊技術(shù)固定專用玻璃。太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)也使用靜電夾鉗。靜電夾鉗通過(guò)產(chǎn)生電容固定工件(例如，半導(dǎo)體晶片、玻璃或者其它在其上操作 的物體)。為了使工件能夠固定至靜電夾鉗，要么工件是導(dǎo)體，要么在夾緊之前將導(dǎo)電鍍層 施加到工件上。在簡(jiǎn)單的靜電夾鉗中，工件變成電容的電極而夾鉗提供另一電極。如果夾 鉗僅具有一個(gè)電極，那么工件必須具有典型地經(jīng)由導(dǎo)體或者離子氣體到地的電連接。當(dāng)夾 鉗電極帶電時(shí)，工件在電極的區(qū)域相反極性地帶電，并且被吸引至夾鉗電極。可使用庫(kù)侖定 律計(jì)算夾力。靜電夾鉗在夾鉗電極和工件之間提供薄層材料。在本文中，通過(guò)靜電夾鉗提供的 存在于夾鉗電極和工件之間的材料稱作“阻擋材料”。典型地，阻擋材料的厚度在數(shù)十微米 的數(shù)量級(jí)。依據(jù)靜電夾緊技術(shù)，阻擋材料可以為純電介質(zhì)(在庫(kù)侖夾鉗的情況下)或者半 絕緣材料(在John-Rahbek夾鉗的情況下)。在更復(fù)雜的靜電夾鉗中，夾鉗提供一個(gè)以上的電極。在夾鉗具有兩個(gè)電極的情況 下(也叫做雙極夾鉗)，在第一個(gè)夾鉗電極上的電荷與另一個(gè)電極上的電荷的極性相反。這 種配置形成電容，從一個(gè)夾鉗電極穿過(guò)阻擋材料，到達(dá)工件，后面穿過(guò)阻擋材料然后到達(dá)另 一夾鉗電極。具有多于兩個(gè)電極的靜電夾鉗是雙極夾鉗的變型，但是以類似于雙極夾鉗的 方式工作。靜電夾鉗的一個(gè)問(wèn)題是工件“解除夾緊”所花費(fèi)時(shí)間的長(zhǎng)度，解除夾緊是一種將工 件從靜電夾鉗上釋放然后將工件移送到它的下一加工站的工序。解除夾緊可被建立的殘留 的靜電荷干擾，這會(huì)阻止工件的釋放。另一個(gè)問(wèn)題起因于位于工件和電極之間的阻擋材料的厚度。阻擋材料非常薄并且 易于被破壞。對(duì)于阻擋層的破壞導(dǎo)致電極和工件之間流過(guò)可檢測(cè)的電流。這樣的缺陷導(dǎo)致 固定工件至夾鉗的作用力減小，這可導(dǎo)致工件在加工期間移動(dòng)，或者工件可能完全離開(kāi)夾鉗表面。此外，可能在工件和電極表面產(chǎn)生電弧，并且這種電弧能損壞工件。

出現(xiàn)與靜電夾鉗本身不直接相關(guān)的額外問(wèn)題。例如，如果工件損壞，夾鉗的質(zhì)量將 受損害。在工件嚴(yán)重變形的情況下，夾鉗將不能充分地將工件壓平，因而在工件和夾鉗之間 導(dǎo)致不完美的或者不存在的力。另外，在形成開(kāi)路的情況下，例如由于在高電壓源和靜電夾 鉗之間的電路中的電氣應(yīng)力或機(jī)械應(yīng)力，于是在電極上可能不出現(xiàn)高電壓，工件將被部分 地或徹底地松開(kāi)。為了解決部分或全部的這些問(wèn)題，需要一個(gè)能夠用于檢測(cè)錯(cuò)誤并且優(yōu)化靜電夾鉗 的操作參數(shù)的工具。這種工具允許科學(xué)家和工程師監(jiān)測(cè)與靜電夾緊相關(guān)的漏電流、工件電 壓和電容，與此同時(shí)，允許用于夾緊、工件加工和解除夾緊的獨(dú)特波形輸出至靜電夾鉗。目 前，靜電夾鉗制造商、電源設(shè)計(jì)師和終端用戶趨向于獨(dú)立工作以創(chuàng)造一種起作用的系統(tǒng)，并 且這種工具將允許在這些組之間的靈活性以形成強(qiáng)健的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅優(yōu)化工藝流程， 還優(yōu)化安全設(shè)計(jì)余量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具體體現(xiàn)為用于控制和監(jiān)測(cè)靜電夾鉗(有時(shí)稱作“ESC”)的操作和性能的 系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以包括(a)計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)編程為從用戶那里接收控制信息，并 提供與該控制信息對(duì)應(yīng)的數(shù)字命令；(b)控制電路，所述控制電路具有能夠接受數(shù)字命令 并且提供對(duì)應(yīng)于數(shù)字命令的輸出信號(hào)的電路；(c)至少一個(gè)放大器，所述放大器具有用于 從控制電路接收輸出信號(hào)的輸入端口和用于將高電壓信號(hào)提供至ESC的至少一個(gè)電極的 輸出端口。為了輸入控制信息，該計(jì)算機(jī)可以電子表格的形式為用戶提供界面。該電子表格 可具有用于輸入控制信息的輸入框。該系統(tǒng)可包括用于提供感測(cè)信號(hào)至控制電路輸出信號(hào)的信號(hào)評(píng)價(jià)電路。該感測(cè)信 號(hào)可以是電壓正弦波。該信號(hào)評(píng)價(jià)電路可監(jiān)測(cè)ESC的性能。為了完成該任務(wù)，信號(hào)評(píng)價(jià)電路可包括電流 監(jiān)測(cè)電路，該電流監(jiān)測(cè)電路可監(jiān)測(cè)放大器的電流。此外，信號(hào)評(píng)價(jià)電路可包括用于監(jiān)測(cè)放大 器電壓的電路。本發(fā)明具體體現(xiàn)為以優(yōu)化靜電夾鉗的操作為目的的監(jiān)測(cè)方法。在一個(gè)這樣的方法 中，控制信息提供計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)給被編程以提供對(duì)應(yīng)于控制信息的數(shù)字命令。數(shù)字命令 可以使用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建?？梢栽诰哂幸环N電路的控制電路處接收數(shù)字命令，該電路能夠接收 數(shù)字命令并且能夠提供對(duì)應(yīng)于數(shù)字命令的輸出信號(hào)。控制電路創(chuàng)建輸出信號(hào)并將輸出信號(hào) 傳至放大器。放大器接收該輸出信號(hào)并且放大輸出信號(hào)以將高電壓控制信號(hào)提供至靜電夾 鉗的電極。可以監(jiān)測(cè)放大器的操作并且可以提供對(duì)應(yīng)于放大器操作的監(jiān)測(cè)信息。隨后可基 于監(jiān)測(cè)信息調(diào)整提供至計(jì)算機(jī)的控制信息?？梢蕴峁└袦y(cè)信號(hào)并且使其與輸出信號(hào)結(jié)合。已知感測(cè)信號(hào)的存在可用于監(jiān)測(cè)放 大器的操作。放大器的監(jiān)測(cè)操作可以通過(guò)監(jiān)測(cè)放大器的電流和/或電壓完成。例如，監(jiān)測(cè)電流 可以是與放大器相關(guān)的AC或DC電流，例如那些由放大器產(chǎn)生的電流。例如，監(jiān)測(cè)電壓可以 是與放大器相關(guān)的AC或DC電壓，例如那些由放大器產(chǎn)生的電壓。



為了完全理解本發(fā)明的本質(zhì)和目的，將參考相關(guān)附圖和隨后的說(shuō)明。簡(jiǎn)要地，附圖 為圖1為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖；圖2為可以用于提供控制信息的輸入的電子表格。圖3為可以用于SAC中的電流監(jiān)測(cè)器的框圖；圖4為相位敏感解調(diào)電路的框圖；圖5為經(jīng)解調(diào)電流信號(hào)的曲線圖；圖6為附加解調(diào)電路的框圖；圖7為示出相對(duì)于圖5的相移的經(jīng)解調(diào)電流信號(hào)的曲線圖，該相移由與高電壓放 大器輸出串聯(lián)設(shè)置的小電阻引起。圖8示出用于測(cè)量AC電流的電路；圖9示出沒(méi)有工件(例如晶片)的ESC ；圖10示出具有松開(kāi)的工件ESC ；圖11示出具有夾持的工件的ESC ；以及圖12為示出電容級(jí)水平的曲線圖，如通過(guò)AC電流振幅表示的那樣。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可具體體現(xiàn)為系統(tǒng)10，系統(tǒng)10能夠提供信號(hào)至ESC的夾鉗電極13并且能 夠監(jiān)測(cè)靜電夾鉗系統(tǒng)的各個(gè)組件。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)10的組件的框圖。在 圖1中，示出有計(jì)算機(jī)16，計(jì)算機(jī)16具有微處理器19。計(jì)算機(jī)16通信地連接于控制電路 (“CC”)22。計(jì)算機(jī)16可將信息提供給CC 22并且CC 22可以將信息提供給計(jì)算機(jī)16。在 圖1中示出的信號(hào)評(píng)價(jià)電路(“SAC”)25被通信地連接到CC 22。SAC 25可以將某些信號(hào) 提供至CC 22的輸出并且SAC 25可以將操作數(shù)據(jù)提供至CC 22。通過(guò)CC 22和SAC 25提 供的典型為低電壓的夾鉗信號(hào)被提供給一個(gè)或多個(gè)放大器28。圖1示出兩個(gè)放大器28 (Al 和A2)，但是本發(fā)明可以使用一個(gè)或更多放大器28實(shí)現(xiàn)。為了將高電壓控制信號(hào)提供給一 個(gè)或多個(gè)夾鉗電極13，放大器28放大低電壓夾鉗信號(hào)。圖1示出兩個(gè)電極13 (El和E2)， 但是本發(fā)明可以使用一個(gè)或更多電極13實(shí)現(xiàn)。電極13用于通過(guò)電容力固定工件31，例如 晶片或其它物體。已經(jīng)提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)的總體概述，現(xiàn)在將提供額外的細(xì)節(jié)。計(jì)算機(jī)16 可以具有在其上運(yùn)行的用于執(zhí)行某些功能的軟件。例如，計(jì)算機(jī)16可以用作用戶向CC 22 提供控制信息并且從CC 22接收操作信息的界面。為了用作期望提供控制信息的用戶的界 面，在本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)計(jì)算機(jī)16將電子表格34提供給用戶。例如，電子表格34可 以顯示在監(jiān)視器37上并且用戶可以使用鍵盤(pán)40/鼠標(biāo)43輸入系統(tǒng)來(lái)輸入控制信息。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電子表格34。在圖2中有兩欄，每一欄具有一部分控制信 息。一欄列出時(shí)間，并且另一欄列出電壓。電子表格34的每個(gè)行代表電壓應(yīng)該施加到電極 13的時(shí)間。同樣地，在電子表格34上示出的控制信息是應(yīng)當(dāng)將相應(yīng)電壓提供給電極13的 時(shí)間。
使用電子表格34，用戶可以容易地提供與用戶期望施加至夾鉗電極13的高電壓 控制信號(hào)相關(guān)的指令。系統(tǒng)的用戶可以將控制信號(hào)放入電子表格34的框45中。計(jì)算機(jī)16 在其上運(yùn)行軟件以將通過(guò)電子表格34提供的控制信息轉(zhuǎn)換成一組提供到CC 22的數(shù)字命 令。為此，CC 22包括從計(jì)算機(jī)16接收數(shù)字命令并創(chuàng)建對(duì)應(yīng)于該數(shù)字命令的輸出信號(hào)的電 路。SAC 25包括配備以產(chǎn)生和添加感測(cè)信號(hào)至CC 22輸出信號(hào)的電路，并且該組合的 信號(hào)是低電壓夾鉗信號(hào)。來(lái)自SAC 25的感測(cè)信號(hào)可以為低電壓正弦波，其可用于檢測(cè)ESC 的電容。該低電壓夾鉗信號(hào)被提供至放大器28。放大器28產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于低電壓夾鉗信號(hào)的 高電壓控制信號(hào)。該高電壓控制信號(hào)被提供至夾鉗電極13。除了提供感測(cè)信號(hào)至CC 22輸出信號(hào)，SAC 25可包括以允許SAC 25監(jiān)測(cè)夾鉗操 作的方式與放大器通信地連接的電路。例如，圖1中示出有兩個(gè)放大器28。每個(gè)放大器28 中，示出有用于通信的裝置，標(biāo)記為“CVM Feed TIWVMFeed 2”。在此設(shè)置中，“CVM”代 表電流/電壓監(jiān)測(cè)器。因而，CVM饋電線提供信息至SAC 25，所述信息可以以存在于放大器 28中的電壓和電流的形式提供。SAC 25可包括提供關(guān)于ESC的性能和操作的有用信息的 監(jiān)測(cè)電路。圖3示出專用于監(jiān)測(cè)電流的SAC 25的一部分。SAC 25可以包括實(shí)現(xiàn)以下步驟的電路(a)監(jiān)測(cè)和收集關(guān)于相位A電壓的數(shù)據(jù)。(b)監(jiān)測(cè)和收集關(guān)于相位B電壓的數(shù)據(jù)。(c)監(jiān)測(cè)和收集關(guān)于相位A和相位B的高電壓控制信號(hào)電流之和的數(shù)據(jù)，它可用于 故障檢修和表征系統(tǒng)操作。(d)監(jiān)測(cè)和收集關(guān)于在離開(kāi)每個(gè)放大器28的輸出電流之間的差的數(shù)據(jù)，它可用于 故障檢修和表征系統(tǒng)操作。(e)檢測(cè)電容，所述電容可作為將由SAC 25提供的感測(cè)信號(hào)添加至CC22輸出信號(hào) 的結(jié)果被檢測(cè)出。(f)檢測(cè)來(lái)自放大器28的DC電流之和。(g)檢測(cè)來(lái)自放大器28的DC電流差(這可以用于檢測(cè)漏電流)。(h)監(jiān)測(cè)來(lái)自放大器28的AC電流，該AC電流可以被處理并且用于電容測(cè)量。SAC 25的監(jiān)測(cè)電路可提供至代表監(jiān)測(cè)和檢測(cè)信息的CC 22邏輯信號(hào)。然后CC 22 可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于SAC 25模擬監(jiān)測(cè)信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。由CC 22提供的數(shù)字監(jiān)測(cè)信號(hào)可被提供給 計(jì)算機(jī)16以供分析。可通過(guò)在計(jì)算機(jī)16上運(yùn)行的軟件作出由計(jì)算機(jī)16完成的分析。該 軟件可使微處理器19以通過(guò)監(jiān)視器37向用戶提供有用信息的方式處理數(shù)字監(jiān)測(cè)信號(hào)。如 此，可向用戶提供關(guān)于ESC操作的有用信息。例如，由CC 22提供的到計(jì)算機(jī)16的信息可 以電子表格34、圖表或其它方式提供給用戶。已經(jīng)提供了關(guān)于本發(fā)明具體實(shí)施例的一些細(xì)節(jié)，下面提供關(guān)于本發(fā)明的額外細(xì) 節(jié)。計(jì)算機(jī)16，CC22和SAC25可整合作為一個(gè)工具以幫助靜電夾鉗制造者、電源設(shè)計(jì)者和/ 或終端用戶達(dá)到他們各自職責(zé)的最佳成績(jī)。例如，本發(fā)明可以使用關(guān)于(1)由工件31的存 在和夾緊質(zhì)量引發(fā)的電流和電容，以及(2)殘留夾緊電壓的信息以提供有益于確定最佳解 除夾緊的波形的信息，或以?shī)A緊或解除夾緊參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以確定關(guān)于不同類型工件31的夾緊系統(tǒng)的最佳性能。圖1中描述的實(shí)施例中，有兩個(gè)高電壓放大器28。這些放大器28產(chǎn)生施加于ESC 的電極13的高電壓控制信號(hào)。放大器28的輸入由CC22提供，并且到CC22的輸入由計(jì)算 機(jī)16提供。計(jì)算機(jī)16可編程以提供如下步驟的用戶定義的處理(a)夾緊工件31，(b)當(dāng) 工件31由其它工藝作用時(shí)，例如離子注入，化學(xué)氣相淀積和其他工藝時(shí)，固定工件31，以及 (c)解除夾緊工件31。關(guān)于要求的夾緊程序的指令可由計(jì)算機(jī)16通過(guò)電子表格34提供。 如此，夾緊系統(tǒng)很容易控制以(尤其)(a)優(yōu)化夾緊力。(b)通過(guò)施加額外 電壓而避免對(duì)ESC施加應(yīng)力。(c)通過(guò)使ESC經(jīng)受額外電流以避免對(duì)ESC施加應(yīng)力。(d)測(cè)試新的和不同的阻擋材料。(e)最小化工件31上的剩余電荷(電壓)。(f)為了確定最適宜的參數(shù)，測(cè)試提供給夾鉗電極的各種信號(hào)。(g)確定最適宜的解除夾緊波形以提供最快的工件31吞吐量。對(duì)于在上面直接列出的關(guān)于術(shù)語(yǔ)“ c ”，為了避免過(guò)多的電流，避免電壓的快速變化 (dV/dt)是重要的，其重要性至少因?yàn)槿缦聝蓚€(gè)原因。首先，源自快速dV/dt的過(guò)多電流可 熔化，甚至斷開(kāi)從高電壓放大器28至ESC電極13的電路。其次，阻擋材料中的雙極子的重 組可能源自快速的極性轉(zhuǎn)換，尤其是如果阻擋材料在結(jié)構(gòu)上是晶體，并且如此雙極子重組 可造成機(jī)械干擾，這可導(dǎo)致阻擋材料破裂和失效。要求的電流可容易地從公式i =CdV/dt 計(jì)算出，此處“i”是以安培為單位的電流，“C”是電容，而“dV/dt”是電壓對(duì)時(shí)間的變化。例 如，在夾鉗上具有晶片31的典型夾緊系統(tǒng)具有(但不限于)20nf的電容。如果夾緊電壓設(shè) 置為IOOOv并且在解除夾緊過(guò)程中在20E-06秒內(nèi)撤回到0V，為了避免對(duì)電極配線施加應(yīng) 力，夾鉗電極13必須額定為大于1安培。為了便于監(jiān)測(cè)，SAC 25的監(jiān)測(cè)電路可能包括敏感電流監(jiān)測(cè)器48。通過(guò)這些電流監(jiān) 測(cè)器48產(chǎn)生的信息可用于(a)檢查電極到電極的泄漏，這可通過(guò)監(jiān)測(cè)至電極13的返回DC電流來(lái)完成?？蓪?DC電流差的大小與一閾值比較來(lái)決定是否有太多的漏電流流動(dòng)。(b)監(jiān)測(cè)工件31的電容，其能通過(guò)測(cè)量疊加在高電壓輸出上的低電壓正弦波形產(chǎn) 生的正弦電流的大小來(lái)完成。電流大小以公式i = CdV/dt與電極13上的負(fù)載電容成比例。(c)監(jiān)測(cè)夾緊操作的質(zhì)量，其可通過(guò)監(jiān)測(cè)在各種狀態(tài)下的系統(tǒng)電容來(lái)完成，例如沒(méi) 有晶片31，有晶片31和夾緊的晶片31，并由此獲得關(guān)于在這些條件下特定夾緊如何行為的 信息，并建立關(guān)于各種狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)電容值。之后，如果監(jiān)測(cè)的電容值嚴(yán)重偏離標(biāo)準(zhǔn)值，用戶 可懷疑并調(diào)查夾緊的質(zhì)量。(d)監(jiān)測(cè)開(kāi)路，這可通過(guò)監(jiān)測(cè)無(wú)晶片31時(shí)提供的電容來(lái)完成。當(dāng)存在開(kāi)路時(shí)，電容 為零，或非常低(偏離經(jīng)驗(yàn)確定的系統(tǒng)正常值)。(e)監(jiān)測(cè)其他泄漏，例如與電極到電極泄漏不相關(guān)的到地的電流通路。監(jiān)測(cè)到地的 電流通路可通過(guò)監(jiān)測(cè)DC電流的總和來(lái)完成。當(dāng)總和不為零，則存在漏電流——即電流沿著 電極13以外的通路行進(jìn)。本發(fā)明的實(shí)施例可能配有靜電電壓計(jì)51 ( “ESVM”)，該靜電電壓計(jì)51具有可安裝在晶片31表面附近的探針。電壓計(jì)51的目的是在解除夾緊步驟已執(zhí)行完后，提供對(duì)于在工 件13上的殘留電壓的反饋。在解除夾緊過(guò)程結(jié)束后，通過(guò)ESVM探針檢測(cè)到的殘留電壓是 消除剩余 電荷成功的指示。解除夾緊過(guò)程的成功可通過(guò)剩余電壓是接近零的程度來(lái)度量。如上所述，應(yīng)注意到SAC25可提供正弦波至CC 22輸出信號(hào)，該正弦波隨后被送到 放大器28。感測(cè)信號(hào)對(duì)于決定ESC的電容是有用的。通過(guò)測(cè)量來(lái)自于由SAC25提供的，放 大且送至電極13的低電壓正弦波感測(cè)信號(hào)的AC電流的振幅決定電容。AC電流可通過(guò)下述 方法之一來(lái)測(cè)量。這些方法的第一種方法中，在SAC25中提供相位敏感解調(diào)器54 ( “PSD”)。圖4示 出一種PSD電路57。由于源自電容的電流相對(duì)于電壓已知有90度的相位差，因此解調(diào)器 54的相位被設(shè)置為相對(duì)于輸出電壓正弦波有90度的相位差。PSD電路57監(jiān)測(cè)電流的變化 并且產(chǎn)生與AC電流成比例的信號(hào)。來(lái)自PSD電路57的信號(hào)由SAC 25傳送至CC 22，在此 處信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并被提供給計(jì)算機(jī)16。然后計(jì)算機(jī)16可提供關(guān)于數(shù)字信號(hào)的曲線 圖。圖5示出該曲線圖。在濾波并適當(dāng)?shù)姆糯蠛螅撔盘?hào)與靜電夾鉗系統(tǒng)的電容成比例。此外，可與放大電 壓同相地添加附加的解調(diào)器60并且阻抗電流可以被分離出去。圖6描述具有附加的解調(diào) 器60的電路63。不幸的是，該方法受負(fù)載相移的影響。例如，如果存在非純粹電容性的高 電壓放大器28輸出串聯(lián)的阻抗，那么相移解調(diào)器電路57可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的讀取。在圖7中， 示出與圖5的相移，該相移由與高電壓放大器28輸出串聯(lián)設(shè)置的小阻抗引起。這在半導(dǎo)體 產(chǎn)業(yè)是常見(jiàn)的，這里RF濾波器經(jīng)常與ESC串聯(lián)設(shè)置以將高功率RF分流到地。在用于測(cè)量AC電流的第二方法中，AC電流部分通過(guò)大電容器66和高阻運(yùn)放69從 電流監(jiān)測(cè)器48去耦。圖8示出這樣的電路。于是去耦A(yù)C信號(hào)被校正和濾波。在一些放大 之后，此時(shí)輸出信號(hào)與靜電夾鉗系統(tǒng)的電容成比例。由于該方法忽略相位信息，產(chǎn)生相移信 號(hào)的任何非容性阻抗將不再引起解調(diào)器偏移誤差。ESC的電容是夾鉗狀態(tài)(下面將描述其中的三個(gè))的指示。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例中，AC電流的振幅(與電容成比例)被監(jiān)測(cè)并且用于檢測(cè)目前是三個(gè)狀態(tài)的哪一個(gè)。這 三個(gè)狀態(tài)為狀杰#1.沒(méi)有工件該狀態(tài)通過(guò)非常小的AC電流振幅來(lái)確定(主要由對(duì)地的雜散 電容和電極至電極的內(nèi)部電容性耦合)。在圖9中示出沒(méi)有工件31的ESC。狀態(tài)#2.存在工件，但是未夾緊由于工件31的存在，該狀態(tài)表現(xiàn)為具有中等高的 AC電流振幅。工件31，阻擋材料和夾鉗電極13形成電容，但是變形和靜電夾鉗金屬板防止 較高電容的形成。在圖10中示出具有松開(kāi)的工件31的ESC。狀杰#3.工件被夾緊當(dāng)工件31被吸引得非?？拷鼕A鉗電極13時(shí)，電容在其最高 值，AC電流振幅大。在圖11中示出具有夾緊的工件31的ESC。在圖表12中示出由AC電流振幅指示的電容水平。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了不僅消除AC電流部分，還消除系統(tǒng)和電源噪音， SAC 25可以提供有對(duì)電流監(jiān)測(cè)器48的輸出濾波的濾波器72。圖3示出這種濾波器72。這 樣，可以監(jiān)測(cè)低水平DC電流。因?yàn)榈退紻C電流是將要發(fā)生夾鉗失效的早期指示，這樣做 是理想的。在這點(diǎn)上，可以設(shè)計(jì)SAC 25的電路以檢測(cè)和測(cè)量在微安級(jí)范圍內(nèi)的DC電流以 確定夾鉗是否正常地工作。假如用戶確定夾鉗不正常地工作，可以由用戶采取合適的措施以使夾鉗正常地工作。另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，SAC 25具有監(jiān)測(cè)來(lái)自放大器28的DC電流之和 以及放大器之間的DC電流差的電路。在ESC具有電阻性特征的情況下，可監(jiān)測(cè)電流差(在 ESC上相等但是相反的電壓的情況)以核實(shí)電流處于可接受的范圍內(nèi)。另外，可針對(duì)故障監(jiān)測(cè)DC電流之和。如果和不為零，那么對(duì)地的泄漏或者相間泄 漏可能成為問(wèn)題。進(jìn)一步，SAC 25可以裝配有電路以監(jiān)測(cè)泄漏的極性，還確定泄漏發(fā)生期 間的相位。通過(guò)得知相位A的極性可以確定漏電流的極性。例如，如果DC電流之和不為零 而是正值，并且相位A的輸出極性是正的，漏電流可以確認(rèn)為從相位A至地。相反地，如果 DC電流之和是負(fù)的并且相位B是負(fù)的，則漏電流可以確定為從相位B至地。來(lái)自SAC 25的信號(hào)可以被送到CC 22以由計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)。下列信號(hào)將被監(jiān)測(cè)，但是 這不是能被監(jiān)測(cè)的窮盡性清單a.相A高電壓 b.相位B高電壓 c.電流之和d.電流差e.電容f.靜電伏特計(jì)51輸出計(jì)算機(jī)16可編程為通過(guò)監(jiān)測(cè)器以圖表或者表格的方式顯示這些信號(hào)以供分析。盡管本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行描述，應(yīng)理解在不脫離本發(fā)明的 精神和范圍的情況下可以作出本發(fā)明的其它實(shí)施例。因此，認(rèn)為本發(fā)明僅通過(guò)附加權(quán)利要 求以及其合理的解釋來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制靜電夾鉗的系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)編程以從用戶處接受控制信息并且提供對(duì)應(yīng)于所述控制信息的數(shù) 字命令；控制電路，所述控制電路具有能夠接受數(shù)字命令并且提供對(duì)應(yīng)于所述數(shù)字命令的輸出 信號(hào)的電路；至少一個(gè)放大器，所述至少一個(gè)放大器具有用于接收輸出信號(hào)的輸入端口以及用于提 供高電壓控制信號(hào)至至少一個(gè)靜電夾鉗的電極的輸出端口。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)以電子表格的形式為用戶提供 界面用于輸入控制信息。
3.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子表格具有用于輸入控制信息的輸 入框。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于提供感測(cè)信號(hào)至控制電路 輸出信號(hào)的信號(hào)評(píng)價(jià)電路。
5.如權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，所述感測(cè)信號(hào)為電壓正弦波。
6.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于監(jiān)測(cè)靜電夾鉗性能的信號(hào)評(píng)價(jià) 電路。
7.如權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)評(píng)價(jià)電路包括電流監(jiān)測(cè)電路。
8.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流監(jiān)測(cè)電路監(jiān)測(cè)放大器的電流。
9.如權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流監(jiān)測(cè)線路監(jiān)測(cè)放大器的電壓。
10.一種監(jiān)測(cè)靜電夾鉗的方法，包括提供控制信息給計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)編程以提供對(duì)應(yīng)于所述控制信息的數(shù)字命令；使用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建數(shù)字命令；在控制電路處接受數(shù)字命令，所述控制電路具有能夠接受數(shù)字命令并且提供對(duì)應(yīng)于所 述數(shù)字命令的輸出信號(hào)的電路；使用控制電路創(chuàng)建輸出信號(hào)；在放大器處接受輸出信號(hào)；使用放大器放大輸出信號(hào)并提供高電壓控制信號(hào)至靜電夾鉗的電極；以及監(jiān)測(cè)放大器的操作；以及提供對(duì)應(yīng)于放大器操作的監(jiān)測(cè)信息。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括響應(yīng)所述監(jiān)測(cè)信息調(diào)整控制信息 并且提供所述調(diào)整的控制信息至計(jì)算機(jī)。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括提供感測(cè)信號(hào)并且將所述感測(cè)信 號(hào)結(jié)合于所述輸出信號(hào)。
13.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述放大器的監(jiān)測(cè)操作通過(guò)監(jiān)測(cè)放大器的電 流來(lái)完成。
14.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)的電流包括由所述放大器產(chǎn)生的AC 電流。
15.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)的電流包括由所述放大器產(chǎn)生的DC 電流。
16.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述放大器的監(jiān)測(cè)操作是通過(guò)監(jiān)測(cè)所述放大 器的電壓完成的。
17.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)電壓包括所述放大器的DC電壓。
18.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)電壓包括所述放大器的AC電壓。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于控制、監(jiān)測(cè)和優(yōu)化靜電夾鉗的系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，有計(jì)算機(jī)、控制電路和至少一個(gè)放大器。同樣，可包括信號(hào)評(píng)價(jià)電路并且用于提供感測(cè)信號(hào)至控制電路的輸出信號(hào)。該信號(hào)評(píng)價(jià)電路可以提供能夠用于監(jiān)測(cè)靜電夾鉗的電容的感測(cè)信號(hào)。另外，信號(hào)評(píng)價(jià)電路可以包括監(jiān)測(cè)靜電夾鉗性能的線路并且提供性能信息給控制電路。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102081362SQ20101051060
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者P·麥卡恩, 上原利夫 申請(qǐng)人:特瑞克股份有限公司