CN109945779A - 具有至少一摄像机的校正系统与相应方法 - Google Patents

Abstract

本校正系统与本校正方法使用至少一摄像机，在真空或大气环境中对腔体内或设备中具有一或多特征的目标组件进行位置、角度、形状或距离等特征的辨识及计算，藉以达成校正与精准定位的目的。本发明或是测量目标组件本身的一或多种特征的特征消息及其变化，或是测量目标组件与参考组件间一或多种特征的特征消息及其变化，不论是通过多数张图像的相互比对或是通过一或多张图像与预载标准特征消息的比对，本发明可以判断目标组件的几何状态是否正确，也可以提供目标组件要怎样调整其几何状态的消息。

Description

具有至少一摄像机的校正系统与相应方法

技术领域

本发明有关于校正系统与方法，特别是有关于具有摄像机的校正系统与方法。

背景技术

半导体制造业的发展趋势，不只需要制造的集成电路中电路尺寸是越来越小，而且制造设备所需要的精确度也是越来越高。为了改善集成电路的质量与半导体制造的正确性，在制造设备内部每一个组件的位置都必须非常精确。许多相关的调整方法与装置已经被提出来，像是美国专利号码6633046B1公开了使用光源与光传感器来侦测位于其间的两个可移动组件彼此间正确定位的方法与装置，又像是美国专利号码8519363B2公开了一种晶圆处理方法以及一种通过使用校正器(aligner)与摄像机(camera)辨识晶圆的晶圆缺口(wafer notch)的位置及角度、进而正确地调整晶圆的扭转角度(twist angle)到做为某种离子布植状态的目标扭转角度的离子植入机。虽然已有不少已知的调整方法与装置，但是这些方法与装置普遍过于繁琐也往往需要人工操作来进行校正，但是随着半导体制造的电路极小化趋势，制造设备的精确度需求已经超过了人工操作的极限。因此，有需要发展更简单与更精确的校正方法与系统。

发明内容

本发明提供了校正系统与方法，特别是具有一或多个摄像机的校正系统与校正方法。本发明提供了较简单与更正确的校正系统与校正方法，可以在大气环境或真空环境中对腔体(chamber)内或设备(如制造设备)中的组件(硬件)进行位置、角度、形状与距离等特征(features)的辨识及计算，进而对三维空间某目标组件精准定位与提供相关的调整消息。

本发明或可以先取得目标组件在某个平面(像是水平面)的图像然后辨识此图像中此目标组件的一或多特征(像是位置、角度、形状与尺寸)，或也可以先取得目标组件及参考组件二者在某个平面(像是水平面)的图像，然后辨识此图像中目标组件与参考组件间的一或多个特征(像是二者间的相对距离、相互夹角与相对方向)。接着，利用辨识结果，判断目标组件是否位于正确几何状态(具有正确位置与正确方向性等等)，并可以再计算在需要调整目标组件几何状态时所需要调整方式与调整量。另外，本发明可以使用一或多台摄像机，也可以视需要交替应用不同摄像机所取得的不同图像，像是不同数量的摄像机、不同位置的摄像机、以及与目标组件相对角度不一样的不同摄像机等等。

本发明在处理辨识结果时，或可以在有预载标准特征消息时比对摄像机所取得图像与预载标准特征消息，藉由比较图像中某特殊特征的实际数值是否等于预载标准特征消息中此特殊特征的标准数值，看看二者是否相等或是看看二者间的数值差距是对应到怎样的目标组件几何状态差距，便可以判断目标组件是否位于正确几何状态、以及再计算目标组件几何状态所需要的调整方式与调整量。

本发明在处理辨识结果时，也或可以不使用预载标准特征消息，不论是在不存在预载标准特征消息时，或是在不使用已有的预载标准特征消息时，一方面多次改变目标组件的几何状态(主动地沿着某一方向进行变化并且控制每次变化的变化量)，又另一方面在每个几何状态都取得这个目标组件的图像，然后通过比对这些图像中这个目标组件的一或多个特征各自的数值随着几何状态变化的变化，便可以判断目标组件是否位于正确几何状态、以及计算目标组件几何状态所需要的调整方式与调整量。

必须说明的是若有标准特征关系数值可以参考，在测量目标组件的位置、扭转角度、形状与面积等时可以只拍摄一次，这是因为不同位置或不同扭转角度或不同形状或不同面积会在相对应的图像呈现出不同的特征关系数值，所以通过与标准特征关系数值的直接比对就可以计算出校正所需要的消息。但是必须说明的是，由于往上倾斜(tilt)某特定角度值时与往下倾斜相同角度值时在图像中显示的变化量是一样的，因此即便已经有预载标准特征关系可以参考，在校正目标组件的倾斜角度时也必须如同没有预载标准特征关系时一般，沿着某一个方向至少改变一次目标组件的倾斜角度并且在每一次改变都拍摄目标组件取得相对应的图像，然后通过分析这些图像得到某种特征数值(像是目标组件在图像中的尺寸大小)随着倾斜角度变化的关系，最后从此关系的极值(对应到零倾斜角度的极大值或极小值)与目标组件最后一个图像中的特征数值，判断目标组件是否具有正确倾斜角度、以及计算目标组件需要往哪个方向再调整多少角度才能得到正确倾斜角度。

附带地，本发明并没有限制所使用摄像机的数目与位置，也没有限制各个使用的摄像机与各个目标组件及/或参考组件间的相对方向，虽然通常使用一个邻近于目标组件的摄像机就可以有不错的校正效果。同时，本发明并不需要限制标准特征关系数值是预载在云端硬盘或是暂存存储器或是任何的可读取写入存储媒体，或甚至是预载在其他可以存储数据的硬件。并且，本发明可以校正位于腔体内或设备中的种种硬件，也就是说目标组件与参考组件都可以是但是不限于下列的种种硬件：晶圆(wafer)、静电吸盘(e-chuck)、晶圆夹取器(end effector)、扫描臂(scan arm)、机械手臂(robot)、腔体壁(chamber wall)以及与晶圆移动与放置有关的硬件。

本发明的一些实施例有关于一种校正方法，首先使用摄像机取得具有至少一特征的目标组件在某平面的至少一图像，在此任一图像都具有对应到至少一特征的至少一特征消息，然后辨识至少一图像来得到目标组件的校正信息。

在本发明的某些实施例中，任一个特征可以是位置、角度、形状、距离、尺寸、方向性、扭转角度、倾斜角度或其他。在此，目标组件校正信息可以是目标组件几何状态与标准几何状态的差别、目标组件几何状态与标准几何状态的差别量是否在可接受阀值内，或是将目标组件几何状态调整至标准几何状态所需要的调整方式与调整量。

在本发明的某些实施例中，特征消息可以是目标组件本身特征消息也可以是目标组件与参考组件相对特征消息，而且目标组件与参考组件都可以是晶圆、静电吸盘、晶圆夹取器、扫描臂、机械手臂或腔体壁或其他设备及腔体内的任何组件。在此，目标组件可以是与参考组件相互分离也可以是位于参考组件的附近区域，并且目标组件与参考组件或可以是位于同一个腔体内部也或可以是位于同一个制造设备内部。

在本发明的某些实施例中，在已有预载标准特征消息以及特征消息与目标组件倾斜角度无关时，是只取得一张图像，接着便辨识图像对应到至少一特征的至少一特征消息，然后与预载标准特征消息中对应到相同至少一特征的至少一标准特征消息相互比较，藉以得到目标组件校正信息。但是在本发明的某些实施例中，在已有预载标准特征消息以及特征消息与目标组件倾斜角度有关时，是先取得一张图像，然后再改变目标组件的倾斜角度并取得另一张图像，接着再辨识这二张图像中对应到至少一特征的至少二特征消息，然后与目标组件倾斜角度改变量以及预载标准特征消息中对应到相同至少一特征的至少一标准特征消息相互比较，藉以得到目标组件校正信息。

在本发明的某些实施例中，在没有预载标准特征消息时，又或是在没有要已有的预载标准特征消息时，可以先取得一张第一图像，然后再沿着一特定方向改变目标组件的几何状态并取得一张第二图像，接着再辨识第一图像与第二图像中对应到至少一特征的至少二特征消息，然后与预载标准特征消息中对应到相同至少一特征的至少一标准特征消息相互比较，藉以得到目标组件校正信息。当然，进一步地，在没有预载标准特征消息时，又或是在没有要已有的预载标准特征消息时，也可以沿着一特定方向多次改变目标组件的几何状态，并且在每次改变后都取得一张目标组件的图像，接着再辨识这些图像中对应到至少一特征的多数特征消息，然后综合这些特征消息以及每次改变时在此特定方向的变化量形成特征消息-特定方向关系，藉以得到目标组件校正信息。

在本发明的某些实施例中，沿着特定方向改变目标组件几何状态的选项有：目标组件绕着某轴线扭转、目标组件位于某一平面并绕通过此平面的某轴线转动、以及目标组件沿着某轴线移动。而且预载标准特征消息可以是存储在云端硬盘、可读取写入存储媒体或暂存存储器。

在本发明的某些实施例中，更包括或是在第二图像显示比第一图像较大的特征间距离时再沿特定方向移动目标组件，或是在第二图像显示比第一图像较小的特征间距离时再沿着与特定方向相反的方向移动目标组件，或是在第二图像显示比第一图像较大的特征角度时使用再沿着特定方向移动目标组件，或是在第二图像显示比第一图像较小的特征角度时再沿着与特定方向相反的方向移动目标组件。

本发明的某些实施例有关于一种校正系统，包括摄像机与辨识校正单元。其中，摄像机用以取得具有至少一特征的一目标组件在一平面的至少一图像，在此任一图像都具有对应到至少一特征的至少一特征消息。其中，辨识校正单元用以辨识至少一图像得到目标组件的校正信息。

在本发明的某些实施例中，目标组件校正信息可以是目标组件几何状态与标准几何状态的差别、目标组件几何状态与标准几何状态的差别量是否在可接受阀值内、或者是将目标组件几何状态调整至标准几何状态所需要的调整方式与调整量。并且可以更包括用以存储预载标准特征消息的云端硬盘、可读取写入存储媒体及/或暂存存储器。

在本发明的某些实施例中，特征消息可以是目标组件本身特征消息及/或参考组件相对特征消息，而摄像机在拍摄目标组件取得图像时还可以将另外的参考组件一并拍摄至图像中。在此，或可以目标组件与参考组件相互分离，也或可以参考组件位于目标组件的附近区域。在此，或可以目标组件与参考组件位于同一个腔体内部，也或可以目标组件与参考组件位于同一个制造设备内部，并且目标组件与参考组件都可以是晶圆、静电吸盘、晶圆夹取器、扫描臂、机械手臂或腔体壁。

在本发明的某些实施例中，任一个特征可以是位置、角度、形状、距离、尺寸、方向性、扭转角度、倾斜角度或其他，摄像机可以是正交于目标组件的支撑表面也可以是从其他角度来取得影像，并且可以或再包括用以照明目标组件的至少一光源，或再包括可以沿一或多个特定方向移动目标组件的一或多个致动器。另外，摄像机与光源的数目以及位置等等都并不受限，可以视需要交替应用不同摄像机所取得的不同图像。

附图说明

本发明可以通过参考多个附图所描绘较佳实施例而被标准。

图1A与图1B是本发明某二个实施例的流程步骤示意图。

图2A至图2C是本发明某实施例中目标组件的特征的示意图。

图3A至图3C是本发明某实施例中目标组件的特征的示意图。

图4是本发明某实施例中目标组件的示意图。

图5A与图5B是本发明某二个实施例中测量特征物距离的示意图。

图6是本发明某实施例中扭转角度与边缘夹角间关系的示意图。

图7是本发明某实施例中使用激光侦测距离的示意图。

图8是本发明某实施例中使用摄像机校正组件的系统的示意图。

附图标记：

110 步骤方块；

115 步骤方块；

120 步骤方块；

125 步骤方块；

130 步骤方块；

135 步骤方块；

140 步骤方块；

145 步骤方块；

150 步骤方块；

155 步骤方块；

160 步骤方块；

165 步骤方块；

100 圆形静电吸盘；

200 切边形静电吸盘；

21 缺口；

22 通气凹槽；

23 边缘线；

31 抬升器；

32 圆点凸起；

400 晶圆夹取器；

50 静电吸盘；

52 支撑结构；

501 切边；

502 切边；

503 切边；

54 光源；

56 腔体；

800 系统；

810 摄像机；

820 第一致动器；

821 第二制动器；

830 辨识分析单元；

840 第一组件；

841 支撑表面；

850 光源。

具体实施方式

本发明的一些实施例将在下面参照各张图示进行描述。必须认知的是在此描述的种种实施例仅仅是用来描述这个发明但并非用于限制本发明的范围。虽然这些图示也揭示了一些细节，但是必须理解的是这些图示所公开的细节可以不同于用文字公开的细节，除非是在说明书中明确地限制的一个或多个特征。

在文字描述中，必须理解的是诸如“纵向的”、“横向的”、“较高的”、“较低的”、“前端”、“后端”、“左”、“右”、“水平的”、“顶部”、“底部”、“内部”、“外部”等等术语，都是根据图标中所显示的方向性或位置的关系并且仅仅是为了描述这个发明，其并不是指示或隐含着装置或组件一定要具有某特殊方向性或是在某个特定方向性上建构与运作，因此并不应该被建构来限制本发明。

如图1A所示，本发明的一实施例公开了一种使用摄像机来校正位于腔体内或半导体制造设备中组件的方法。首先，如步骤方块110所示，取得从与标准位置相互间具有预定角度/距离/方向的摄像位置在目标组件位于标准位置时的标准图像，在此标准图像可以是用图像文件或是用一些数学参数值来表示。其次，如步骤方块120所示，在目标组件被放置时由位于摄像位置的摄像机取得一图像。接着，如步骤方块130所示，比较图像与标准图像，不论是与图像文件比较或是与数学参数值比较。然后，在比较结果为不需要再做任何校正时便进行到步骤方块160的结束，但是在比较结果为需要做校正时便进行到步骤方块140，根据比较结果移动目标组件一个位移量。接下来，如步骤方块150所示，若校正结果不需要验证便进行到步骤方块160的结束，但若校正结果需要验证便回到步骤方块120，再次进行在步骤方块130与步骤方块140所显示的用摄像机取得目标物组件在移动后的图像以及与标准图像相比较的流程，直到目标组件被移动到不再需要校正为止。

如图1B所示，本发明的另一实施例则公开了另一种使用摄像机来校正位于腔体内或半导体制造设备中组件的方法。首先，如步骤方块115所示，在目标组件被放置在一位置时由位于摄像位置的摄像机取得一图像，在此摄像位置与目标组件应该被放置的标准位置相互间具有预定角度/距离/方向。接着，如步骤方块125所示，将目标组件移动一个位移量并且再由位于摄像位置的摄像机取得另一图像。然后，如步骤方块135所示，比较这两个图像，不论这二个图像是用图像文件或是用数学参数值所呈现。然后，在比较结果为不需要再做任何校正时便进行到步骤方块165的结束，但是在比较结果为需要做校正时便进行到步骤方块145，根据比较结果再移动目标组件另一个位移量。接下来，如步骤方块155所示，若校正结果不需要验证便进行到步骤方块165的结束，但若校正结果需要验证便回到步骤方块125，再次进行在步骤方块135与步骤方块145所显示的用摄像机取得目标物组件在被移动不同位移量时的不同图像以及相互比较这样图像的流程，直到目标组件被移动到不再需要校正为止。

必须强调的是，在本发明的某些实施例中，虽未特别用图标来显示，其都可以省略步骤方块150、步骤方块145与步骤方块155。也就是说，不论是使用预先加载标准图像与摄像机所取得图像的相互比较，或是使用摄像机所取得多个图像间的相互比较，都可以在步骤方块140/145显示还需要校正时，直接先位移目标组件一个位移量(或说是改变目标组件的几何状态)，然后再用摄像机取得一个新的图像并再度进行比较与判断是否校正。

显然地，本发明提供在半导体制造设备中精确定位组件在预定位置的方法。本发明提供了使用位于预定位置(或说是固定位置)的摄像机来取得目标组件的图像，不论是直接用图像文件来表示或者是将图像文件转换为数学参数或是数学参数的集合来表示，都可以呈现与提供关于组件怎样被放置以及应该怎样被放置的消息。除此之外，标准图像或甚至是目标图像，不论是用图像文件或是数学消息来表示，都可以被存储在计算机可读取存储媒体或网络硬盘等等，藉以让辨识校正单元(像是中央处理器或是特殊用途集成电路等)可以存取来执行比较与校正所需要的程序。不论是使用网络硬盘、计算机可读取存储媒体或其他可以存储消息的媒介，都可以以数据文件或数据库形式存储相应于不同目标组件、不同半导体制造设备、目标组件的不同标准位置或摄像机的不同位置等等的多数个标准图像。另外，即便没有任何标准图像可以参考或是现有的标准图像不够覆盖所有需要处理的图像，辨识处理单元也可以存储多个可用在校正用途的先前计算数据或是在进行校正时计算这个调整，对于现代的计算机硬件与软件程序，这些都是可以轻松做到的。

本发明可以将目标组件精确定位于半导体制造设备中的许多位置，虽然通常需要校正某组件的位置时此组件是位于腔体内或是某个用来移动及/或放置组件的装置，并且本发明适用于大气状态或真空状态时精准定位目标组件。一旦摄像机取得至少一图像，这个辨识校正单元或是相互比较单一图像与标准图像或是相互比较至少二张图像，然后决定是否这个目标组件放置在标准位置、或者是这个目标组件接近标准位置并且与标准位置的差距在可接受阀值内。除此之外，由于摄像机所取得图像可以包括许多种类的消息，本发明不只可以校正是否目标组件被放置于标准位置，也还可以校正是否目标组件被放置到具有需要的几何方向性、以及是否目标组件发生变形或破裂等等。

由于任何的目标组件与任何得半导体制造设备都会具有不同的物理特征，像是洞(hole)、标签(marking)、缺口(identation)、或一个整体形状(overall shape)，因此辨识校正单元在辨识种种图像与决定怎样校正或甚至是否需要继续校正时，通过比较不同图像(像是某标准图像与图像间或是不同图像间)来取得一或多个特征在各张图像的各自消息，像是各特征各自的尺寸与轮廓、不同特征相对的距离与方向、不同特征间的夹角、又或是目标组件的整体形状是否有任何的失真。相似地，此辨识校正单元可以再决定是否目标组件的实际几何状态与标准几何状态的差距在可以接受的阀值内，在此几何状态的可能内容包括但不限于形状、尺寸、方向、角度等等。

进一步地，这个辨识校正单元可以计算将目标组件实际几何状态调整到标准几何状态时所需要的移动，像是得要沿哪个方向移动多少距离、或是绕着哪个方向转动多少角度等等。因此，如果目标组件并没有被安装在标准位置并且具有标准的角度/方向，本发明可以根据摄像机所取得图像来计算需要的调整方式与调整量。举例来说，辨识校正单元可以接着指示一或多个制动器(actuator)移动这个目标组件藉以进行校正。举例来说，如果辨识校正单元决定这个目标组件的实际几何状态与标准几何状态的偏差并不能使用配置的一或多制动器完成校正，辨识校正单元将发出消息通知半导体制造设备的操作人员是否需要移除此目标组件、以及是否需要再次放置这个目标组件进入这个半导体制造装置。

当然，在目标组件的几何状态已经被校正与调整后，本发明或可以重复上述段落所述的这个校正程序藉以验证这个校正是否已经成功地完成，也或可以是在这个校正与调整的结果仍然不在可接受阀值内时再次进行校正与调整。显然地，因为本发明使用摄像机取得图像来进行校正，所使用的摄像机分辨率越高，本发明可以达到的正确性越高。

本方法在比较不同图像的步骤需要决定目标组件的一或多个特征与测量这些特征。举例来说，如图2A至图2C所示，若目标组件是圆形静电吸盘(round type e-chuck)100则特征可以是圆形静电吸盘100的缺口(notch)21和通气凹槽(groove line)22，而若目标组件是切边形静电吸盘(cut-edge type e-chuck)200具特征物可以是边缘线(edge line)23。举例来说，如图3A至图3C所示，若目标组件是静电吸盘，则可以将位于静电吸盘的抬升器(lift pin)31或是圆点凸起(embossment)32做为校正用的特征。在此，图2A与图3A显示静电吸盘具有标准几何状态(亦即静电吸盘被正确放置时的状态)时摄像机取得的图像，图2B与图3B显示静电吸盘被扭转时摄像机取得的图像，而图2C与图3C显示静电吸盘被倾斜时摄像机取得的图像。从比较这些图示，可以看出静电吸盘的一或多种特征在不同摄影图像中有不同的大小及/或不同的形状。

更进一步地，由于摄像机的摄像范围是可以重设大小的，也由于通过测量比对不同图像中一或多特征的方法只需要选择适当的特征但不需要受限于各个特征的种类与分布，因此本发明除了使用目标组件本身的一或多特征外，也还可以使用位于腔体内或制造设备中的任何组件做为参考组件，使用参考组件本身的一或多特征或者是使用目标组件与参考元间相对的一或多特征。也就是说，摄像机所取得的图像中可以同时存在目标组件与参考组件二者。举例来说，本发明还可以使用目标组件与参考组件的相对距离或相对角度来做为校正时所使用的特征。举例来说，如图4所示，当第一组件是静电吸盘时第二组件可以是其它位于腔体(chamber)内的硬件像是晶圆、静电吸盘、腔体壁、晶圆夹取器400、扫描臂或是机械手臂等等。通常，参考组件与目标组件相互分离，也是位于目标组件的附近区域，藉以简化图像的分析。无论如何，本发明的种种实施例并不需要限制目标组件与参考组件的细节。

另一方面，本发明在改变目标对象的几何状态时，不论是进行校正时的移动及/或转动等等或者是在多次改变目标对象几何状态以使用摄像机取得多张图像时，都可以使用一或多致动器来分别沿着不同的一或多方向改变目标组件几何状态，并且不同方向的位移量可以各不相同。举例来说，在某些实施例，分别沿着相互正交(normal to)的第一方向与第二方向来改变目标组件几何状态。举例来说，在某些实施例，第一方向是绕着目标组件的轴向转动(也就是让目标组件扭动)，而第二方向是绕着垂直于目标组件轴向的方向转动(也就是让目标组件倾斜)。

根据本发明的某些实施例，本发明也可以包括分别在沿第一方向移动目标组件的前后各拍摄第一图像与第二图像时，若第二图像一特征的大小大于第一图像的此特征的大小时使用第一致动器沿着第一方向再移动一个位移量。举例来说，如图5A所示，位于腔体56内部的静电吸盘50被来自其背侧的光源54所照明，在此静电吸盘50连接到支撑结构52并包括切边501、502与503。取决于实际的几何配置，投射长度d_I可以定义为静电吸盘50的任何两个切边的中点的联机。参考图5A与图5B可以发现，在静电吸盘逐渐调整其倾斜角度的过程，投射长度(projection length)d_Icosθ在静电吸盘位于标准的水平位置时会达到最大值。因此，如果在改变倾斜角度并多次取得图像的过程中，发现第二图像中某特征物的尺寸大于这个特征在第一图像中的尺寸，便可以使用第一致动器让目标组件沿着这个改变倾斜角度的方向再移动一个位移量，藉以把目标组件的几何状态调整到一个更水平的位置。当然，根据本发明的某些实施例，本发明也可以在第二图像中某个特征物尺寸距离小于第一图像中此特征的尺寸时沿着与第一方向相反的方向把目标组件再移动一个位移量。显然地，参照图5B，这二批实施例是分别对应到目标组件最后的倾斜角度分别是过于往上倾斜或往下倾斜。

相似地，根据本发明的某些实施例，本发明也可以在第二图像中某个特征的角度小于第一图像中此特征的角度时沿着第一方向把目标组件再移动一个位移量，或者是沿着与第一方向相反的方向把目标组件再移动一个位移量。参照图6，举例来说，在校正与调整静电吸盘的扭动角度时，可以在扭动角度与边缘夹角角度二者间角度曲线(亦即某种特征消息-特定方向关系)的反曲点(inflection point)得到需要的校正消息：当目标组件位于标准位置时目标组件与参考组件间的边缘夹角角度会达到极小值。因此，当第二图像中这个边缘夹角(亦即特征为此边缘夹角)的角度小于在第一图像中这个边缘夹角角度时，便沿着第一方向再移动目标组件一个位移量藉以让目标组件更靠近标准位置。因此，当第二图像中这个边缘夹角(亦即特征为此边缘夹角)的角度大于在第一图像中这个边缘夹角角度时，便沿着与第一方向相反的方向再移动目标组件一个位移量藉以让目标组件更靠近标准位置。附带地，虽然并未特别举例说明与用图标表达，某特征的测量距离与需要距离间的关系也可以用类似图6这般的图示表示

附带地，由于本发明的重点之一是掌握这些特征的数值，像是在不同图像或是在目标组件的不同几何状态时的数值，如图7所示，在本发明的某些实施例，也是可以使用分别放置但相对距离与相对方向皆为已知的二个激光(#1、#2)来决定目标组件(像是晶圆)的某个特征，像是从这二个激光各自与晶圆的距离以及已知的晶圆直径来推算出晶圆目前的倾斜角度，换句话说是在校正晶圆倾斜角度时使用这二个激光来取代摄像机。

如图8所示，本发明的某些实施例同时包括了摄像机810、第一致动器820和辨识校正单元830。摄像机810可以取得目标组件840的图像。第一致动器820可以沿着第一方向移动目标组件840一个位移量，而辨识校正单元830可以记录相应的各个图像以及分析这些图像中目标组件840的一或多特征的相对应数值藉以产生校正所需要的消息。当然，由于本发明并不限制到只能针对某种特征进行校正，如图8所示，本发明的某些实施例还可以再包括第二制动器821藉以沿着第二方向移动目标组件一个位移量。在此，第一方向或可以正交于第二方向，或也可以跟第二方向相互无关(像是一个是沿着某轴线移动而另一个是绕着另一轴线转动)。

附带一提，本发明不需要限制摄像机的位置，只需要可以有效地拍摄到目标组件(甚至参考组件)的图像。举例来说，如图8所示，摄像机可以是正交于目标组件的支撑表面841，藉以减轻在从倾斜角度进行拍摄时所需要的图像处理工作。举例来说，虽未特别用图示表达，摄像机可以是放置在所要观察的某一或多个特征的附近，而且摄像机与目标组件及/或参考组件的相对角度也可以视实际需要任意变化，像是若要观察的特征是晶圆(目标组件)与静电吸盘(参考组件)间的相对距离，则可以将摄像机放在静电吸盘的侧壁附近但是与晶圆及静电吸盘都相互分离。

附带一提，本发明的某些实施例还可以使用光源来改善摄像机所拍取的图像的质量。举例来说，如图8所示，可以使用光源850来照明目标组件840。当然，在其他未图示的实施例，光源的数量以及位置可以有不同的变化，一切取决于怎样能让摄像机所取得的图像质量得以优化或甚至优化。

综上所述，藉由使用摄像机取得目标组件的一或多图像，以及藉由分析比较这些图像或甚至与标准图像相互比较，本发明提供了较习知技术来得简单与正确的校正方法与校正系统，可以在真空环境与大气环境都实现自动化且精确校正的目的。本发明可以使用辨识校正单元(由中央处理器或特殊用途集成电路等所形成)来记录与分析这些图像中目标组件(甚至参考组件)的一或多特征的种种数值藉以产生校正信息，并且可以使用一或多个制动器来根据辨识校正单元的结果改变目标组件的几何状态至标准几何状态(至少与标准几何状态的差距在可以接受的范围内)。

上述描述是此发明的较佳实施例并且必须注意的是对于本领域的技术人员而言有大量的改善与修改可以在不离背此发明原理下被提出。这些改善与修改也被认为是此发明的被保护范围。

Claims (20)

1.一种校正方法，包括：

使用一摄像机取得具有至少一特征的一目标组件在一平面的至少一图像，在此任一图像都具有对应到至少一特征的至少一特征消息；以及

辨识至少一图像，得到目标组件的校正信息。

2.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，更包括至少下列之一：

特征消息为目标组件本身的至少一特征所对应的特征消息；以及

特征消息为目标组件与至少一参考组件间至少一相对特征所对应的特征消息。

3.如权利要求2所述的校正方法，其特征在于，更包括至少下列之一：

目标组件与参考组件相互分离；

参考组件位于目标组件的附近区域；

目标组件与参考组件位于同一个腔体内部；

目标组件与参考组件位于同一个制造设备内部；

目标组件是选自下列之一：晶圆、静电吸盘、晶圆夹取器、扫描臂与机械手臂；以及

参考组件是选自下列之一：静电吸盘、晶圆夹取器、扫描臂、机械手臂与腔体壁。

4.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，在此特征的可能种类至少包括：位置、角度、形状、距离、尺寸、方向性、扭转角度与倾斜角度。

5.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，至少包括下列之一：

目标组件校正信息包括目标组件几何状态与标准几何状态的差别；

目标组件校正信息包括目标组件几何状态与标准几何状态的差别量是否在可接受阀值内；以及

目标组件校正信息包括将目标组件几何状态调整至标准几何状态所需要的调整方式与调整量。

6.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，在已有预载标准特征消息以及特征消息与目标组件倾斜角度无关时，只取得一张图像，以便辨识图像对应到至少一特征的至少一特征消息，然后与预载标准特征消息中对应到相同至少一特征的至少一标准特征消息相互比较，藉以得到目标组件校正信息。

7.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，在已有预载标准特征消息以及特征消息与目标组件倾斜角度有关时，先取得一张图像，然后再改变目标组件的倾斜角度并取得另一张图像，接着再辨识这两张图像中对应到至少一特征的至少两个特征消息，然后与预载标准特征消息中对应到相同至少一特征的至少一标准特征消息相互比较，藉以得到目标组件校正信息。

8.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，先取得一第一图像，然后再沿着一特定方向改变目标组件的几何状态并取得一第二图像，接着再辨识第一图像与第二图像中对应到至少一特征的至少两个特征消息，然后与预载标准特征消息中对应到相同至少一特征的至少一标准特征消息相互比较，藉以得到目标组件校正信息。

9.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，沿着一特定方向多次改变目标组件的几何状态，并且在每次改变后都取得一图像，接着再辨识这些图像中对应到至少一特征的多数特征消息，然后综合这些特征消息以及每次改变时在此特定方向的变化量形成特征消息-特定方向关系，藉以得到目标组件校正信息。

10.如权利要求8或9所述的校正方法，其特征在于，在此沿着特定方向改变目标组件几何状态的可能方式至少包括：目标组件绕着某轴线转动、目标组件位于某一平面并绕通过此平面的某轴线转动、以及目标组件沿着某轴线移动。

11.如权利要求6至9中任一项所述的校正方法，其特征在于，将预载标准特征消息存储于至少下列之一：云端硬盘、可读取写入存储媒体或暂存存储器。

12.如权利要求8所述的校正方法，其特征在于，更包括在第二图像显示比第一图像较大的特征间距离时再沿特定方向移动目标组件。

13.如权利要求8所述的校正方法，其特征在于，更包括在第二图像显示比第一图像较小的特征间距离时再沿着与特定方向相反的方向移动目标组件。

14.如权利要求8所述的校正方法，其特征在于，更包括在第二图像显示比第一图像较大的特征角度时使用再沿着特定方向移动目标组件。

15.如权利要求8所述的校正方法，其特征在于，更包括在第二图像显示比第一图像较小的特征角度时再沿着与特定方向相反的方向移动目标组件。

16.一种校正系统，包括：

一摄像机，用以取得具有至少一特征的一目标组件在一平面的至少一图像，在此任一图像都具有对应到至少一特征的至少一特征消息；以及

一辨识校正单元，用以辨识至少一图像得到目标组件的校正信息；

在此，特征消息包括至少下列之一：目标组件本身特征消息以及参考组件相对特征消息；

在此，目标组件校正信息包括至少下列之一：目标组件几何状态与标准几何状态的差别、目标组件校正信息包括目标组件几何状态与标准几何状态的差别量是否在可接受阀值内以及将目标组件几何状态调整至标准几何状态所需要的调整方式与调整量。

17.如权利要求16所述的校正系统，其特征在于，摄像机在拍摄目标组件取得图像时还将参考组件一并拍摄至图像中。

18.如权利要求17所述的校正系统，其特征在于，更包括至少下列之一：

目标组件与参考组件相互分离；

参考组件位于目标组件的附近区域；

目标组件与参考组件位于同一个腔体内部；

目标组件与参考组件位于同一个制造设备内部；

目标组件是选自下列之一：晶圆、静电吸盘、晶圆夹取器、扫描臂与机械手臂；以及

参考组件是选自下列之一：静电吸盘、晶圆夹取器、扫描臂、机械手臂与腔体壁。

19.如权利要求17所述的校正系统，其特征在于，更包括用以存储预载标准特征消息的至少下列之一：云端硬盘、可读取写入存储媒体或暂存存储器。

20.如权利要求16所述的校正系统，其特征在于，更包括至少下列之一：

特征是选自于由方向、形状、尺寸、距离、扭转角度及倾斜角度所组成的群组；

摄像机正交于目标组件的支撑表面；

用以照明目标组件的一个或多个光源；以及

可以沿一个或多个特定方向移动目标组件的一个或多个致动器。