CN112534555A - 用于半导体加工的无线基片类示教传感器 - Google Patents

用于半导体加工的无线基片类示教传感器 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于向机器人基片处理系统示教转移坐标的无线基片类传感器(100)。传感器(100)包括基部(104)，所述基部被规定尺寸并成形为与由机器人基片处理系统处理的基片类似。电子外壳(102)耦接至基部(104)。电源模块(200)设置在电子外壳(102)内，并被配置为向传感器(100)的组件供电。至少一个边缘相机(108、110、112、114)设置在基部(104)的边缘(116)附近。该至少一个边缘相机(108、110、112、114)具有视场，该至少一个边缘相机对在无线基片类传感器(100)的至少一个边缘相机(108、110、112、114)的视场内的物体的对准特征(132)进行成像。控制器(206)设置在电子外壳(102)内，并耦接到至少一个边缘相机(108、110、112、114)。控制器(206)被配置为从至少一个边缘相机(108、110、112、114)获得图像，并确定对准特征(132)的位置，并将所确定的位置提供给机器人基片处理系统。

Description

用于半导体加工的无线基片类示教传感器
背景技术
几乎所有现代电子产品都使用集成电路。这些集成电路是在半导体加工设施中使用诸如硅的半导体材料生产的。半导体通常以圆形、薄晶片的形式提供，该晶片被加工成可能成百上千个集成电路。
半导体加工设施使用自动化机器人在加工室内处理材料。晶片必须被定位以用于以高精确度和可重复性进行加工。晶片必须小心地被返回到其存放位置，以免碰撞而产生碎屑；由于碎屑或灰尘会对加工产量产生重大不利影响，因此要求加工环境非常清洁。
用于半导体加工的晶片处理系统可以采用多种形式。这些系统用于从储存容器中移除晶片，将晶片移动到加工站，在加工站之间移动晶片和/或将加工后的晶片返回到容器。通常，晶片处理系统包括具有末端执行器的机械臂，该末端执行器被成形并规定尺寸为可插入到容器中以用于晶片的移除/替换。末端执行器可以包括用于夹持或以其他方式粘附至晶片以确保其在运输期间不会滑动或移位的真空系统。
末端执行器必须是可精确定位的。晶片处理系统中的定位误差可能导致晶片、末端执行器和/或半导体加工系统的其他组件之间意外接触。即使很小的冲击也可能使微粒脱落，该微粒可能污染其他晶片，从而导致非常昂贵的报废。
在一些加工步骤中，必需使晶片非常精确地位于加工工具的中心，以确保整个晶片表面的工艺结果均匀。因此，必须使处理系统定位误差最小化。
在半导体加工过程中，通常需要将晶片转移到通常被称为“工艺卡盘”的平台并适当地定位在该平台上。工艺卡盘是用于在一个或多个工艺步骤期间保持晶片的设备。它通常接近晶片的尺寸和圆形形状。卡盘还可以具有真空孔，使得当将晶片放置在工艺卡盘上时，可以使用真空将晶片安全地保持在其上。如果未将晶片正确地放置在工艺卡盘上，将无法正确地加工晶片的边缘管芯。这些管芯将具有缺陷，导致产量损失。针对一些加工步骤，例如离子蚀刻以及其他，卡盘可以包括有助于引导工艺的特殊侧壁。晶片必须非常精确地放置在侧壁内，以用于工艺成功。
为了减少位置误差，周期性地将晶片处理系统与加工工具、晶片存储和转移容器、或两者中的已知标记进行重新对准是有用的。这通常被称为向晶片处理系统“示教”晶片转移坐标，以减少或消除晶片处理系统的坐标系与半导体加工系统的坐标系之间的任何差异。明尼苏达州金谷的CyberOptics公司以商品名WaferSense ATS出售了一种商用系统。WaferSense ATS(自动示教系统)使用机器视觉来提供经校准的“眼睛”，其帮助向晶片处理系统示教晶片转移坐标。该系统采用形状像晶片的传感器，以便可以像工艺晶片一样精确地进行处理。以这种方式，传感器可以在半导体加工系统周围移动以测量机器人交接，而无需打开加工室。打开和关闭加工室可能会耗费数小时至数天之久的生产中断。类晶片传感器还可以访问难以到达的站点，如预对准器和装卸用闸室(load lock)。WaferSense ATS传感器被示教以识别圆形目标特征(例如，卡盘上的中心孔)，并使用机器视觉及其机载信号处理来测量从传感器的校准几何中心到目标特征中心的X-Y-Z偏移。ATS传感器允许设备用户在设备维护期间无需打开加工室而节省时间，并且准确的机器人示教确保将晶片适当地转移到工艺卡盘的中心。
当前的ATS传感器需要晶片卡盘的中心中的圆形形状目标，以便ATS可以使用它来计算晶片和卡盘之间的偏差。另外，机器人刀片或末端执行器需要具有无遮挡的开口或端口，以便ATS传感器的相机可以透过它找到工艺卡盘的圆形形状。然而，很大比例的半导体加工设备(～>70％)在工艺卡盘上没有圆形目标，或者末端执行器没有所需的中心开口。在这些情况下，当前的ATS传感器受到限制，并且可能不适合向晶片处理系统示教晶片转移坐标。因此，提供一种用于晶片处理系统的自动示教传感器是有益的，该自动示教传感器可以执行示教功能，而无需工艺卡盘的中心孔或末端执行器中的中心开口。这种传感器将允许自动晶片转移坐标示教的益处达到更多应用。
发明内容
提供了一种用于向机器人基片处理系统示教转移坐标的无线基片类传感器。该传感器包括基部，所述基部被规定尺寸并成形为与由机器人基片处理系统处理的基片类似。电子外壳耦接至基部。电源模块设置在电子外壳内，并被配置为向传感器的组件供电。至少一个边缘相机设置在无线基片类传感器的基部的边缘附近。该至少一个边缘相机具有视场，该至少一个边缘相机对在无线基片类传感器的至少一个边缘相机的视场内的物体的对准特征进行成像。控制器设置在电子外壳内，并耦接到至少一个边缘相机。该控制器被配置为从至少一个边缘相机获得图像，并确定对准特征的位置，并将所确定的位置提供给机器人基片处理系统。
附图说明
图1A至图1C是根据本发明的一个实施例的具有工艺卡盘边缘检测的基片类传感器的示意图。
图2是改进的传感器的边缘相机的示意图，该边缘相机对边缘相机的视场(FOV)中的卡盘边缘的一部分进行成像，并且该FOV由点光源照明。
图3是示出了可以由相机成像的结构光的示例的示意图，其中由传感器处理随后的图像以用于准确确定间距。
图4A和图4B是根据本发明实施例的无线晶片形状示教传感器的示意图。
图5是根据本发明实施例的训练晶片处理机器人的方法的流程图。
具体实施方式
已知的用于半导体加工工具的自动示教系统通常采用单个居中的相机，该单个居中的相机在工艺卡盘(晶片平台)上寻找单个居中的圆形物体。该相机看起来几乎完全笔直向下，垂直于传感器主体。相对简单的处理用于定位相机图像中的圆形对象，并将其中心与经校准的传感器中心进行比较。环绕相机的FOV的环形灯提供照明。
根据本文所述的实施例，用于半导体加工工具的自动示教无线基片类(substrate-like)传感器设置有位于传感器的外边缘附近的多个相机。新的系统和方法使用位于传感器的边缘附近的一个或多个相机来观察工艺卡盘的物理边缘并测量其相对于传感器的定位和/或曲率。可以使用对一个或多个边缘相机可视的对准标志来代替卡盘边缘或作为对它的添加。这些相机可以不与中心相机一起使用，或者它们可以用于补充中心相机。这些边缘观察相机的视线必须适应相对较大的视角，以查看标称直径与传感器的直径相同的工艺卡盘的边缘。由于该视角将横向定位(XY)与从相机到工艺卡盘的距离(Z或间距(range))紧密地耦合在一起，因此为了报告准确的XY，准确地知道Z(间距)很重要。在一个实施例中，Z间距的测量是利用结构照明来执行的，因此将每个边缘相机与采用某种结构光的照明器进行配对并利用其进行校准很重要。这种结构光以及相机和照明器的校准允许准确确定到卡盘边缘的间距，并补偿由间距的微小变化导致的横向偏移。这也提供了用于在边缘相机位置处计算和报告无线基片类传感器与工艺卡盘表面之间的准确的Z(间隔)的方法。本发明的其他实施例可以使用其他方法来确定从相机到卡盘的间距。获得Z的另一种方法的示例是通过超声波测距或飞行时间。
另外，应该对相机视图进行校准，以将每个视场的定位与所有其他视场以及传感器的单个整体坐标系准确地关联起来。一个相机视场(例如，中心相机的视场)可以用于定义单个整体坐标系。备选地，可以基于传感器的物理特征(例如，传感器的外边缘、对准凹口或对准孔)来定义单个整体坐标系。
本文描述的实施例通常利用设置在基片类传感器上的多个相机以便对工艺卡盘的几何特征(例如，边缘)进行成像。因此，代替仅使用居中的圆形标记，现在可以使用对工艺卡盘的边缘或边缘附近的其他对准标记的检测来对准末端执行器和工艺卡盘。无线基片类传感器被成形并规定尺寸为与待加工的晶片类似。此外，多个相机的视图内的其他对准特征可以用作系统自动地对X&Y距离以及(可选地)Z距离和角度方向进行计算以重新居中和重新对准末端执行器的参考。
图1A至图1C是根据一个实施例的具有改进的卡盘边缘检测的无线基片类传感器的示意图。图1A示出了顶视图，而图1B示出了侧视图，以及图1C示出了仰视图。
图1A和图1C示出了具有圆形形状的无线基片类传感器100，其具有圆形凸起部分102，该圆形凸起部分102在其中容纳有电子设备(参照图4更详细地描述)。虽然将大致描述本发明的实施例，其中基片类传感器具有圆形形状(类似于圆形晶片)，但是显然可以想到也可以使用其他形状。基片类特征的重要方面在于它允许传感器100在加工环境中以与基片在其被加工时的相同方式移动。因此，在掩模(reticle)加工设施中，基片类传感器可以被成形为矩形。在图1A和图1C所示的实施例中，传感器100包括优选地具有与加工后的晶片的直径相同的直径的基部。在一个示例中，对于加工直径为300mm晶片的加工系统，外直径为300mm。在另一实施例中，对于加工200mm晶片的系统，基部104的直径为200mm。基部104优选地由诸如碳纤维或化学硬化玻璃(例如，可从密歇根州米德兰的道康宁公司(DowCorning)获得的大猩猩玻璃(Gorilla Glass))的相对刚性材料形成。
图1C示出了中心相机106，该中心相机106与设置在传感器100的外边缘116附近的四个附加相机108、110、112和114一起进行设置。传感器100还包括一个或多个结构照明源(图2所示)。优选地，针对相机108、110、112和114中的每一个提供结构照明器或结构照明源。在图1C所示的实施例中，四个相机108、110、112和114以大约90度的间隔被设置在传感器100的边缘116附近。然而，本领域技术人员将认识到，根据本发明的实施例，可以使用更多或更少的远离中心的相机。此外，虽然外边缘相机108、110、112和114彼此均匀地间隔开，但是还可以想到，可以在相机之间的间隔不相等的情况下实践本发明的实施例。
图2是无线基片类传感器的边缘相机(例如，相机108)的示意图，当结构照明器136(示意性地示出为点光源)对视场(FOV)134进行照明时，无线基片类传感器的边缘相机对边缘相机108的FOV134中的工艺卡盘边缘132的一部分130进行成像。该图示旨在示出配对的相机和照明器。如上所述，相机和照明器的配对有助于相机的校准，这允许准确确定到工艺卡盘138的边缘132的间距。相机108可以是能够获得视场的有用图像的任何合适的设备。相机108可以是单色相机或彩色相机。通常，相机108以及相机110、112和114是区域阵列设备，例如，电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像设备。这些相机可以包括或耦接到合适的光学系统(未单独示出)以将图像聚焦在相机内的阵列上。
图3是示出了结构照明的非常简单的示例的示意图，该结构照明可以被校准并且用于间距的准确确定。在图3中，结构照明是单个点的形式。通过校准，点140的尺寸和标称定位对于传感器控制器是已知的(如图4所示)。当点140的图像由相机(例如，相机108)获取时，将点140在图像中的视在(apparent)尺寸和位置与已知的校准信息进行对比有利于相机/照明器对能够提供准确的间距(即，到物体的距离)确定。对相机图像中的结构照明的定位关于高度进行校准，使得可以对图像中的观察到的定位进行处理以提供准确的Z测量。图3示出了一个简单的示例，但是本领域技术人员将认识到，结构照明图案可以采取多种形式，例如但不限于：点、多于一个点、十字、圆、多线条、正弦变化图案、菱形和棋盘。
图4A是根据本发明实施例的无线晶片形状示教传感器的示意图。图4A是根据本发明实施例的圆形凸起部分102内的电路的示意图。如图所示，电源模块200优选地包括电池202，以当传感器100在半导体加工设施内移动时为其供电。优选地，电池202是可再充电电池。电源模块200被配置为向传感器100的各种其他组件提供必需的电力，如由标记为“到全部”的箭头204所示。在一个示例中，电源模块200可以包括可从德州仪器(TexasInstrument)获得的商品名为TPS5602的电源管理集成电路。
控制器206耦接至电源模块200，并从电源模块200接收电力。控制器206被配置为通过硬件、软件或其组合以编程方式执行指令，以从与其耦接的相机获得图像数据。控制器206可以被配置为采用通信电路207将图像发送给传感器晶片外部的接收硬件，在该接收硬件处可以存储或处理图像。在优选实施例中，传感器控制器将执行处理以识别指示参考位置(例如，工艺卡盘的边缘部分)的图像中的特征，并基于该参考位置和所存储的校准信息来计算参考定位(即，工艺卡盘的中心)。此外，控制器206被配置为采用通信电路207来将指示参考定位的信息发送给机器人处理系统或其他合适的设备，以向机器人处理系统示教参考定位。在一个示例中，控制器是微处理器，例如从德州仪器获得的以商品名TMS320C6211出售的微处理器。控制器206还耦接至存储器208或包括存储器208，该存储器208可以采取任何类型的存储器的形式。然而，优选地，存储器208包括同步动态随机存取存储器(SDRAM)的模块，该模块优选地具有至少16M×16的尺寸。存储器208还优选地包括尺寸为256K×8的闪存。闪存用于存储诸如程序、校准数据和/或可能需要的附加的其他不变化的数据等的非易失性数据。随机存取存储器用于存储易失性数据，例如所获取的图像或与程序操作有关的数据。存储器208包含指令，该指令在由控制器206执行时执行本文描述的功能。
照明模块210耦接至控制器206以及结构照明器212、214、216和218。每个结构照明器212、214、216、218优选地位于基部104的下侧，在相应的相机108、110、112和114附近。结构照明器生成具有特定结构的照明，例如图3所示，该特定结构允许针对每个相机/照明器对校准间距。结构光照明器可以将充分的单色或多色光应用于相机FOV，以允许记录合适的图像。结构照明器可以包括LED、激光二极管或任何其他合适的设备。
如图4A所示，控制器206耦接至所有相机220、222和224。相机220可以是与现有技术中使用的相机类似的中心相机。此外，在相机220具有工艺卡盘上的中心孔的无遮挡视图的环境中，控制器200可以使用现有技术来执行坐标示教。控制器200还耦接至各种边缘相机222、224，以根据本发明实施例提供坐标示教。相机224在图4中被标记为“相机(n)”以指示可以使用任何合适数量的边缘相机222、224。此外，控制器200可以通过硬件、软件或其组合进行调整，以确定相机220是否具有遮挡的视图，或者是否没有在工艺卡盘上提供中心孔或特征并自动采用边缘相机以计算工艺卡盘的中心。
通信电路207耦接至控制器206以允许控制器206在半导体加工环境内的操作期间通信，优选地双向通信。通信电路207可以采用任何合适的无线通信协议和/或频率。在一个示例中，通信电路根据可从蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)(www.bluetooth.com)获得的众所周知的蓝牙标准(蓝牙核心规范版本1.1(2001年2月22日))在约2.4GHz处操作。电路207的一个示例可以以商品名WML-C11从Mitsumi获得。
为了提供更高的准确性和精度，本文所述的实施例通常有助于校准每个边缘相机/照明器对，使得可以准确地确定到工艺卡盘边缘的间距，并用于补偿由间距变化引起的横向偏移。根据一个实施例，将传感器放置在具有已知间距的精确夹具或校准装置(fixture)中。使至少一个边缘相机在一个或多个已知间距处记录一个或多个图像。然后，控制器206处理所获得的一个或多个图像，以将一个或多个图像中的结构照明的外观与已知间距相关联。校准方法建立校准信息，该校准信息在示教期间用于根据图像中的结构光的外观来测量间距。该校准信息可以是查找表、或校准信息的功能表示的系数的形式。控制器对校准信息的使用可能涉及所存储的校准点之间的插值或超出所存储的校准范围的外推。此外，由于传感器可能对环境变化敏感，因此校准信息可以包含对温度、湿度、压力和其他环境变量的辅助测量的依赖。
图4B是根据本发明另一实施例的无线晶片形状示教传感器的示意图。图4B所示的实施例与图4A所示的实施例有许多相似之处，并且相似的组件相似地进行编号。实施例之间的主要差异在于，图4B示出了可以使用测距设备412、414、416和418代替结构照明器。这些测距设备可以利用任何合适的技术来确定从无线基片类传感器到物体或工艺卡盘的间距或距离。在优选实施例中，测距设备412、414、416和418由耦接至控制器206的测距设备电路410驱动或以其他方式控制。虽然图4B示出了正在使用的多个测距设备，但是显然可以想到，可以利用与斜移/倾斜传感器(tilt/tip sensor)420结合的单个测距设备来实践本发明的实施例，该斜移传感器420安装到无线基片类传感器并耦接至控制器以提供传感器斜移/倾斜的指示。这种斜移/倾斜传感器也可以与单个结构照明器(例如上述那些)结合使用。
图5是根据本发明实施例的示教晶片处理机器人的方法的流程图。方法300从框302开始，其中，传感器被加载或以其他方式设置在半导体处理机器人的末端执行器上。这可以由技术人员手动地将传感器放置在末端执行器上来完成304，或者通过使半导体处理机器人从已知的传感器位置(例如，基站、或晶片处理盒或容器中的位置)撤回传感器来自动地完成306。接下来，在框308处，传感器被半导体处理机器人带到转移位置附近。如本文所定义，转移位置是半导体加工设施中的任何位置，其中半导体基片(例如，晶片或掩模版)离开半导体处理机器人的末端执行器，或者被半导体处理机器人的末端执行器拾取或以其他方式结合(engage)。因此，工艺卡盘是一个这样的转移位置。
在框310处，传感器获取转移位置的至少一个边缘图像。在一个示例中，转移位置是圆形工艺卡盘。如框312中所示，认为可以利用具有覆盖工艺卡盘边缘的FOV的单个相机来实践本发明的实施例。例如，在所获取的图像中，弯曲的外边缘可以由图像处理器(例如，控制器206)识别。弯曲的边缘可以被拟合为圆，并且可以从拟合的圆中找到中心。因此，即使传感器无法看到工艺卡盘的中心，或者如果该中心不具有参考特征(例如孔)，本文所述的实施例仍可以向半导体处理系统提供晶片转移坐标的自动示教。虽然认为可以使用单个边缘相机来实践本发明的实施例，但是认为，使用多个相机(如附图标记314所示和图1C所示)可以实现更高的准确性。
接下来，在框316处，控制器(例如，控制器206)使用工艺卡盘的弯曲边缘的一个或多个图像来计算工艺卡盘的中心定位。可以以任何合适的方式来完成中心计算。可以对在每个相机图像中识别出的圆的边缘弧进行组合，然后使用存储在控制器206中的方法将其数学地拟合为单个圆。备选地，每个相机的边缘弧可以拟合为其自己的圆，并且可以对每个相机的所得到的圆的中心进行适当地组合以获得单个中心结果。添加附加的边缘相机将进一步改进传感器的准确性。最后，在框320处，传感器将计算出的中心坐标提供给处理系统，以向处理系统示教转移位置。优选地，这是使用无线通信来完成的，例如使用无线通信电路207。
本领域技术人员将容易理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变型。变型的示例包括提供各种形式的结构照明，例如，正弦曲线或重复的菱形。可以使用上面详细描述的结构照明光学地确定Z间距，但是也可以通过其他方式，例如超声波或电容式测距、或者在单个点处结合卡盘和传感器的相对倾角的准确确定通过各种方式进行测距的组合。此外，一个以上的相机可以与单个照明源相关联，和/或一个以上的照明源可以与单个相机相关联或配对。一个或两个照明器的照明可以是单个波长或多个波长。类似地，相机可以用于检测并可能记录彩色或单色图像。单个或多个图像可以用于达到所期望的XY定位结果。最后，高度(Z)值可以用于与确定准确的X和Y分开的目的。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员将会认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出修改。

Claims (36)

1.一种用于向机器人基片处理系统示教转移坐标的无线基片类传感器，所述传感器包括：
基部，所述基部被规定尺寸并成形为与由所述机器人基片处理系统处理的基片类似；
电子外壳，耦接至所述基部；
电源模块，设置在所述电子外壳内，并被配置为向所述传感器的组件供电；
至少一个边缘相机，设置在所述基部的边缘附近，所述至少一个边缘相机具有视场，所述至少一个边缘相机对在所述无线基片类传感器的所述至少一个边缘相机的所述视场内的物体的对准特征进行成像；以及
控制器，设置在所述电子外壳内，所述控制器耦接到所述至少一个边缘相机，所述控制器被配置为从所述至少一个边缘相机获得图像，并基于所述对准特征的至少一个图像来确定所述物体的位置，其中，所述控制器被配置为提供所确定的位置。
2.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，将所确定的位置提供给所述机器人基片处理系统。
3.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，将所确定的位置提供给用户。
4.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，还包括附加相机，所述附加相机设置在所述基部的中心区域中，并被配置为对位于所述无线基片类传感器下方的物体的中心部分进行成像。
5.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述对准特征是工艺卡盘的圆形边缘。
6.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述物体是工艺卡盘。
7.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述对准特征包括所述物体上的对准标记。
8.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，还包括测距设备，所述测距设备相对于所述基部进行安装，并可操作地耦接至所述控制器，以提供所述无线基片类传感器与所述物体之间的间距的指示。
9.根据权利要求8所述的无线基片类传感器，还包括斜移/倾斜传感器，所述斜移/倾斜传感器可操作地耦接至所述控制器，以测量所述无线基片类传感器的倾斜和斜移。
10.根据权利要求9所述的无线基片类传感器，其中，所述控制器被配置为利用所述间距的指示来正确地报告来自相机图像的XY坐标。
11.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述至少一个边缘相机包括四个边缘相机，所述边缘相机中的每一个边缘相机设置在所述基部的边缘附近。
12.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，还包括用于确定一个或多个点处的Z的一个或多个测距传感器。
13.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，还包括结构照明器，所述结构照明器相对于所述基部安装在至少一个边缘相机附近，所述结构照明器被配置为在所述至少一个边缘相机的视场中产生结构照明。
14.根据权利要求13所述的无线基片类传感器，其中，所述无线基片类传感器包括至少四个边缘相机和设置在每个相应的边缘相机附近的结构照明器。
15.根据权利要求13所述的无线基片类传感器，其中，所述结构照明具有从由以下项组成的组中选择的形式：点、圆、加号、多条平行线、X方向和Y方向中的至少一个方向上正弦变化的强度图案、菱形形状以及棋盘。
16.根据权利要求13所述的无线基片类传感器，其中，所述结构照明被配置为允许校准操作，以基于所述结构照明来校准视在间距。
17.根据权利要求16所述的无线基片类传感器，其中，所述控制器被配置为针对每对边缘相机和结构照明器执行所述校准操作。
18.根据权利要求16所述的无线基片类传感器，其中，所述控制器被配置为利用所存储的校准信息，以基于所述相机图像中的所述结构照明的外观来准确地计算视在间距。
19.根据权利要求16所述的无线基片类传感器，其中，所述控制器被配置为利用所测量的视在间距以正确地报告来自相机图像的XY坐标。
20.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述控制器被配置为：采用所述传感器基部中心附近的相机以尝试对所述物体的中心孔成像，并且如果对所述物体的中心孔成像的所述尝试失败，则选择性地结合所述至少一个边缘相机。
21.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述至少一个边缘相机是单色相机。
22.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，至少一个边缘相机是彩色相机。
23.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述传感器具有与半导体晶片基本类似的形式。
24.根据权利要求1所述的无线基片类传感器，其中，所述传感器具有与半导体工艺掩模基本类似的形式。
25.一种测量半导体加工工具的工艺卡盘相对于由所述半导体加工工具的机器人操纵器保持的传感器的位置的方法，所述方法包括：
提供具有至少一个边缘检测相机的传感器；
使所述至少一个边缘检测相机获得所述工艺卡盘的圆形外表面的至少一个图像；
基于对所述工艺卡盘的所述圆形外表面的所述至少一个图像进行分析，计算所述工艺卡盘的中心的位置；以及
将计算出的所述工艺卡盘的中心的位置传送给所述机器人操纵器的控制器。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括针对所述至少一个边缘相机中的每一个提供结构照明器，并使用所述结构照明来校准每个相机/照明器对以用于测距。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括使用所校准的传感器来获得所述工艺卡盘的所述圆形外表面的至少一个随后图像。
28.根据权利要求25所述的方法，还包括使用所存储的校准信息来计算横向(XY)距离和间距(Z)距离。
29.根据权利要求25所述的方法，其中，传送计算出的位置包括将指示计算出的位置的无线数据发送给所述机器人操纵器的所述控制器。
30.根据权利要求25所述的方法，其中，所述至少一个边缘检测相机包括四个边缘检测相机，并且其中，计算所述卡盘的位置包括分析来自每个边缘检测相机的至少一个图像。
31.一种测量半导体加工工具内的物体相对于由所述半导体加工工具的机器人操纵器保持的传感器的位置的方法，所述方法包括：
提供具有至少一个边缘检测相机的传感器；
使所述至少一个边缘检测相机获得位于所述至少一个相机的视场内的所述物体的对准标志的至少一个图像；
基于所述对准标志的所述至少一个图像来计算所述物体的对准标志的位置；以及
将计算出的位置传送给所述机器人操纵器的控制器。
32.根据权利要求31所述的方法，还包括针对所述至少一个边缘相机中的每一个提供结构照明器，并使用结构照明来校准每个相机/照明器对以用于测距。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括使用所校准的传感器来获得卡盘边缘的至少一个随后图像。
34.根据权利要求31所述的方法，还包括使用所存储的校准信息来计算横向(XY)距离和间距(Z)距离。
35.根据权利要求31所述的方法，其中，传送计算出的位置包括将指示计算出的位置的无线数据发送给所述机器人操纵器的控制器。
36.根据权利要求31所述的方法，其中，所述至少一个边缘检测相机包括四个边缘检测相机，并且其中，计算所述卡盘的位置包括分析来自每个边缘检测相机的至少一个图像。
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