CN112703590A - 基准部过滤自动晶片居中工艺和相关系统 - Google Patents

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Abstract

传感器阵列中的每一传感器检测晶片的边缘何时通过机械手的晶片搬运部件上的传感器并发出信号。确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置。每一被检测的晶片边缘位置是晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)。针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N‑1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计晶片偏移量。估计晶片偏移量是从晶片搬运部件的坐标系统的中心延伸至晶片的估计中心位置的向量。最终晶片偏移量被识别为具有最小的对应性能指数值的估计晶片偏移量。最终晶片偏移量用于使晶片在目标工作站居中。

Description

基准部过滤自动晶片居中工艺和相关系统
技术领域
本公开内容涉及半导体设备制造。
背景技术
在例如集成电路、存储器单元等半导体设备的制造中，执行一系列制造操作以限定半导体晶片(以下称为“晶片”)上的特征。晶片包括在硅衬底上限定的呈多层结构形式的集成电路设备。在衬底层，形成具有扩散区域的晶体管设备。在随后的层中，图案化互连金属化线并将其电连接至晶体管设备，以限定所期望的集成电路设备。图案化的导电层还通过介电材料与其他导电层绝缘。
许多各式各样的晶片制造操作需要在目标工作站内(例如在处理室内)的晶片支撑结构上处理和放置晶片。使用机械手装置以在远程完成在晶片支撑结构上的此类晶片放置。将晶片放置在晶片支撑结构上、相对于晶片支撑结构的已知位置中通常是重要的。例如，可指定晶片应在晶片支撑结构的晶片承接区域内居中。然而，当通过机械手装置来处理/载送晶片时，可能需要确定晶片相对于机械手装置的位置，以便能够将晶片正确放置于目标站。正是在该背景下出现本公开内容。
发明内容
在一示例性实施方案中，公开了一种用于自动晶片居中的方法。该方法包含：将晶片定位在机械手的晶片搬运部件上。该方法包含：操作所述机械手以移动所述晶片搬运部件，使得所述晶片移动经过传感器阵列。所述传感器阵列内的每一个传感器被配置为检测所述晶片的边缘何时通过所述传感器并且发出信号。所述方法包含：确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置。每一被检测的晶片边缘位置由所述晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)限定，当所述晶片移动经过所述传感器阵列时，所述传感器阵列中的任一个传感器在所述一组坐标处检测所述晶片边缘。所述方法包含：针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计晶片偏移量。所述估计晶片偏移量被定义为从所述晶片搬运部件的所述坐标系统的中心延伸至所述晶片的估计中心位置的向量。所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置具有对应的估计晶片偏移量和对应的性能指数值。所述方法还包含：将最终晶片偏移量识别为对应于具有最小的对应性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的所述唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述估计晶片偏移量。并且，所述方法包含：使用所述最终晶片偏移量以使所述晶片在目标站居中。
在一示例性实施方案中，公开了一种用于自动晶片居中的系统。该系统包含传感器阵列。所述传感器阵列内的每一个传感器被配置为检测晶片的边缘何时通过所述传感器。所述系统还包含控制器，其被配置为当机械手的晶片搬运部件带着保持在所述晶片搬运部件上的晶片移动时，接收指示所述晶片搬运部件的位置的数据。所述控制器被配置为当所述晶片移动经过所述传感器阵列时从所述传感器阵列接收信号，所述信号指示所述晶片边缘何时通过所述传感器阵列的特定传感器。所述控制器还被配置成确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置，每一被检测的晶片边缘位置由所述晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)限定，所述传感器阵列中的任一个传感器在所述一组坐标处检测所述晶片边缘。所述控制器还被配置成针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计晶片偏移量。所述估计晶片偏移量被定义为从所述晶片搬运部件的所述坐标系统的中心延伸至所述晶片的估计中心位置的向量。所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置具有对应的估计晶片偏移量和对应的性能指数值。所述控制器还被配置成将最终晶片偏移量识别为对应于具有最小的对应性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的所述唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述估计晶片偏移量。所述控制器被配置成使用所述最终晶片偏移量来引导所述机械手，以使所述晶片在目标站居中。
在一示例性实施方案中，公开了一种用于自动晶片居中的方法。该方法包含：获取若干(N)个被检测的晶片边缘位置。每一被检测的晶片边缘位置由晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)限定。所述方法还包含：针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定最小化的性能指数值。所述最小化的性能指数值具有相关的估计晶片偏移量，所述相关的估计晶片偏移量对应于被最佳配合至所述晶片搬运部件的所述坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的对应唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的圆的中心。所述方法还包含：针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置确定最小的最小化性能指数值。所述方法还包含：使用所述最小的最小化性能指数值及其相关的晶片偏移量，以使所述晶片在目标站居中。
附图说明
图1A显示了根据一些实施方案的晶片相对于传感器的俯视图。
图1B显示了根据一些实施方案的晶片相对于传感器的侧视图，其中传感器包括两传感器部件。
图1C显示了根据一些实施方案的晶片，此时，晶片的外围前缘抵达并阻挡传感器的光束。
图1D显示了根据一些实施方案的晶片继续移动经过传感器，其中通过晶片阻挡光束。
图1E显示了根据一些实施方案的晶片，此时晶片的外围后缘通过传感器使得传感器的光束不被阻挡。
图1F显示了根据一些实施方案的叶片(blade)坐标系统中的被检测的晶片边缘位置的向量图。
图2显示了根据一些实施方案的晶片相对于三个传感器的俯视图。
图3显示了根据一些实施方案的向量图，所述向量图针对给定的被检测的晶片边缘位置(i)，描绘晶片偏移量O、向量Bai、和估计的晶片半径Ei之间的关系。
图4显示了根据一些实施方案的用于自动晶片居中的方法的流程图。
图5显示了根据一些实施方案的用于自动晶片居中的方法的流程图。
图6显示了根据一些实施方案的用于自动晶片居中的系统。
图7显示了根据一些实施方案的控制器607的示例性图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述许多特定细节，以便提供对本公开内容的实施方案的理解。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实践本公开内容的实施方案。在其他情况下，未详细地描述公知的工艺操作，以免不必要地使本公开内容不清楚。
自动晶片居中(AWC)是一种工艺，其中机械手将半导体晶片(此后称为“晶片”)移动经过一组传感器，以试图精确确定晶片定位于机械手的叶片(即，末端执行器或晶片处理部件)上的何处。该组传感器的目的是，当晶片边缘移动通过晶片运动平面中的限定点时生成信号。通常，直通光束(through-beam)光学传感器被定位成，使得晶片的前缘将中断光束，而晶片的后缘将露出光束。在每次光束转变时，将信号发送至机械手，并且当传感器转变时，机械手立即储存其位置。以此方式，当传感器转变时，记录机械手的叶片相对于传感器的位置。
晶片偏移量定义为在晶片的中心与叶片坐标系统的中心之间的空间关系。因此，晶片偏移量定义为从叶片坐标系统的中心延伸至晶片的中心的向量。在零晶片偏移量的情况下，晶片的中心坐落在叶片坐标系统的中心。当机械手移动叶片时，追踪并且得知叶片坐标系统的中心。因此，通过得知在叶片的任何给定位置处叶片坐标系统的中心的位置，当晶片移动经过该组传感器时，AWC工艺能够基于晶片与该组传感器的相互作用来确定晶片偏移量。然后，当将晶片放置在目标站(例如在处理室内的卡盘上)时，可校正晶片在叶片上的位置中的任何误差，即晶片偏移量。
图1A显示了根据一些实施方案的晶片101相对于传感器103A和103B的俯视图。图1B显示了根据一些实施方案的晶片101相对于传感器103A的侧视图，其中传感器包括两个传感器部件103A-1和103A-2。在一些实施方案中，传感器103A和103B被配置为发光二极管(LED)光束传感器，其在LED光束被打断时以及在LED光束重新形成时通过传输信号来操作。例如，如图1B所示，第一传感器部件103A-1作为光束发射器操作以将光束109传输至第二传感器部件103A-2，第二传感器部件103A-2作为光束检测器操作，以传输当光束被打断时的信号以及传输当光束重新形成时的信号。应理解，传感器部件103A-1和103A-2的操作可颠倒。还应理解在其他实施方案中，可使用多种其他类型的传感器来代替LED光束传感器103A和103B，只要所述传感器能够检测晶片101的边缘何时通过传感器的检测位置即可。
在图1A的示例中，晶片101定位在机械手的叶片上，并由机械手沿方向105移动经过传感器103A和103B。因此，当晶片101移动经过传感器103A和103B时，传感器103A和103B的光束分别沿着路径107A和107B行进。图1A的示例显示了当晶片101移动经过传感器103A和103B时，传感器103A和103B的光束沿着直线路径107A和107B行进跨越晶片101。然而，应理解，在一些实施方案中，晶片101可由机械手以非线性方式移动经过传感器103A和103B，这将造成传感器103A和103B的光束沿着非线性路径行进跨越晶片101。当晶片101沿方向105移动时，晶片101的外围前缘抵达位置Ba1并且阻挡传感器103A的光束，且抵达位置Ba2并且阻挡传感器103B的光束。当晶片101沿方向105继续移动时，晶片101的外围后缘通过传感器103A和103B，使得传感器103A和103B的光束分别在位置Ba3和Ba4不被阻挡。以此方式，当晶片101移动经过传感器103A、103B时，晶片101的前缘中断传感器光束109，且晶片101的后缘使传感器光束109重新形成。每次传感器光束109转变，即中断或重新形成时，中断信号从传感器103A、103B传输以触发当前叶片位置的记录。在由坐标轴XB和YB所表示的叶片的坐标系统内指定每一被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3和Ba4。
图1B显示了沿方向105接近传感器103A的晶片101。在图1B中，光束109在第一传感器部件103A-1和第二传感器部件103A-2之间没有被打断。图1C显示了晶片101，此时，晶片101的外围前缘抵达位置Ba1并且阻挡传感器103A的光束109。图1D显示了晶片101继续移动经过传感器103A，且光束109被晶片101阻挡。图1E显示晶片101，此时，晶片101的外围后缘通过传感器103A，使得传感器103A的光束109在位置Ba4重新形成(未被阻挡)。
在一些实施方案中，机械手具有数字输入/输出(I/O)卡。传感器103A和103B连接至机械手的数字I/O卡。当(通过检测到光束109的阻挡或通过检测到光束109的未阻挡)触发传感器103A、103B时，传感器103A、103B将中断信号发送至机械手的数字I/O卡，从而造成机械手将其当前叶片位置数据储存在数字储存器中。在一些实施方案中，在晶片101已通过传感器103A和103B后，将与传感器103A和103B触发的时间相对应的叶片位置数据从机械手下载至用于进行AWC处理的控制系统。在一些实施方案中，用于进行AWC处理的控制系统在机械手上实现。在这些实施方案中，在机械手上用于进行AWC处理的控制系统可利用与传感器103A和103B触发的时间相对应的叶片位置数据，而不需将叶片位置数据下载至与机械手分离的另一控制系统。
可经过校准程序来确定传感器103A和103B的光束109相对于叶片坐标系统中心的位置，其中将校准晶片(具有精确且均匀的直径)以居中的方式定位在叶片上(使晶片精确地居中于叶片坐标系统的中心)，并且使校准晶片移动通过传感器103A和103B。通过得知传感器103A和103B的光束109位置相对于真正居中晶片的叶片坐标系统中心的校准位置，针对非居中晶片(未在叶片上居中的晶片)的检测到的位置Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4可用于确定叶片坐标系统内的未居中晶片的中心坐标，且进而确定未居中的晶片的晶片偏移量。在图1A中，晶片偏移量由从叶片坐标系统的中心延伸至晶片101的中心104的向量O所描绘的。
大多数的晶片具有基准部，即凹口，其用于确定和设定晶片的角位置。该基准部通常在晶片边缘上的一位置呈凹口形式。例如，图1A显示了具有基准部102的晶片101。计算晶片偏移量O的AWC算法的基础是假设传感器103A、103B精确确定晶片101的圆周上的点。如果基准部102在传感器103A、103B中的一者下移动，例如图1A所示，则由传感器所报告的晶片边缘位置将不会位于晶片圆周上，且晶片偏移量O的AWC计算的结果将是错误的。
半导体制造设施内的许多工具在工具的晶片流程中的某处具有对准器(晶片对准器)。对准器的一种用途是确定基准部102的位置并且旋转晶片，使得基准部102位于指定的方位角位置。通常，将基准部102定位，使得其将不通过AWC工艺中所使用的任一传感器103A、103B，而不管晶片可传送到达的目标工作站。这消除了以下要求：AWC工艺和相关联算法考虑基准部102对传感器103A、103B的可能的干扰。然而，在工具的晶片流程中使用对准器的一些缺点是对准器的成本，以及由于将晶片移入对准器所需的时间、操作对准器以确定晶片基准部102的位置并进行定位、以及从对准器取回晶片而导致的晶片处理产量的降低。因此，在一些情况下，在工具的晶片流程中添加对准器是不合理的，且AWC系统必须尝试确定是否存在基准部102对传感器103A、103B中的任何一者的干扰，且如果是，则影响该传感器数据。
如图1A所示，示例性的AWC工艺使用包括两个传感器103A和103B的传感器阵列，以在晶片移动经过传感器阵列时，生成与被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4对应的总共四个传感器信号。每一传感器信号和相关联的机械手位置用于计算叶片坐标系统中的对应的被检测的晶片边缘位置(Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4)。图1F显示了叶片坐标系统中的被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4的向量图。AWC工艺的目的是确定晶片偏移量O，即确定晶片中心相对于叶片坐标系统中心的位置。传统的AWC工艺包括选择任何三个被检测的晶片边缘位置(Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4中的任何三个)用于分析，以确定晶片偏移量O。假定所选择的三个被检测的晶片边缘位置将唯一地限定对应于估计的晶片半径R和估计的晶片中心117的圆。估计的晶片中心117由线112和114各自的垂直平分线113和115的交叉点所给出，线112和114在用于分析中的相邻的被检测的晶片边缘位置(Ba1、Ba2、Ba3)之间延伸。估计的晶片半径R是在分析中所使用的估计的晶片中心117与任何相邻的被检测的晶片边缘位置(Ba1、Ba2、Ba3)之间的距离。
对于使用两个传感器103A和103B而生成与被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4对应的四个传感器信号的AWC工艺，存在四组三个被检测的晶片边缘位置：第1组＝(Ba1、Ba2、Ba3)；第2组＝(Ba2、Ba3、Ba4)；第3组＝(Ba1、Ba3、Ba4)；以及第4组＝(Ba1、Ba2、Ba4)。图1F显示了使用第1组来确定估计的晶片中心117和估计的晶片半径R。在AWC工艺中，使用第1组、第2组、第3组和第4组中的每一者来确定估计的晶片中心117和估计的晶片半径R。如果晶片的基准部102干扰四个传感器信号中的任一者，则第1组、第2组、第3组和第4组中仅一组将不受基准部102影响。例如，如果与被检测的晶片边缘位置Ba3对应的传感器信号受到基准部102影响，则仅第4组＝(Ba1、Ba2、Ba4)将没有由基准部102干扰所导入的误差。假设已经发生基准部102干扰，则通过比较与第1组、第2组、第3组和第4组中的每一者相关联的估计晶片半径R以及已知的晶片半径，以确定用于确定估计的晶片中心117以及对应晶片偏移量O的正确的一组三个被检测的晶片边缘位置(第1组、第2组、第3组、或第4组)。假设已经发生基准部102干扰，则对于四组三个被检测的晶片边缘位置(第1组、第2组、第3组、第4组)，仅有一个R值应为正确的。并且，提供正确R值的特定的该组三个被检测的晶片边缘位置(第1组、第2组、第3组、第4组)是用于确定估计的晶片中心117及对应晶片偏移量O的该组三个被检测的晶片边缘位置。再次，晶片偏移量O是当晶片被叶片所保持时从叶片坐标系统的中心延伸至晶片中心的向量。因此，叶片坐标系统中的估计晶片中心117的坐标限定晶片偏移量O。
应注意，基准部102将仅影响被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3、和Ba4中的一者。而且，应注意，基准部102将很少会直接通过传感器103A、103B下方。更经常地，基准部102的更接近晶片边缘的一些部分影响传感器转变，且在基于给定的一组(第1组、第2组、第3组、第4组)三个被检测的晶片边缘位置来确定估计的晶片半径R时，基准部102仅引起小的误差。在这些情况下，将由基准部102干扰所造成的误差与AWC系统中的其他误差(例如，传感器位置的校准上的误差和/或当叶片移动时追踪叶片坐标系统中心的精确位置方面的误差)分开变得困难。在大多数情况下，上述AWC工艺算法使用估计晶片半径R中的误差阈值来确定是否已发生基准部102的干扰。例如，在已知晶片半径与基于给定的一组(第1组、第2组、第3组、第4组)三个被检测的晶片边缘位置所确定的估计晶片半径R之间的差，将必须超过估计晶片半径R中的误差的预设阈值，以得出估计晶片半径R受基准部102干扰所影响的结论。然而，设定估计晶片半径R中的误差的预设阈值为任意动作，且其本身容易出错。
本文公开了用于基准部过滤AWC工艺和算法的方法和系统，该基准部过滤AWC工艺和算法使用从AWC传感器返回的数据以：1)确定基准部102是否已造成传感器中的一者报告了无效的晶片边缘数据，以及2)消除错误的晶片边缘数据，使得所确定的晶片偏移量O是准确的。图2显示了根据一些实施方案的晶片101相对于三个传感器201A、201B和201C的俯视图。在一些实施方案中，传感器201A、201B、和201C被配置作为LED光束传感器，与上述传感器103A和103B相似，当LED光束被打断时以及当LED光束重新形成时，传感器201A、201B和201C通过传输信号来操作。然而，应理解，在其他实施方案中，可以使用多种其他类型的传感器来代替LED光束传感器201A、201B、和201C，只要所述传感器能够检测晶片101的边缘何时通过传感器的检测位置即可。
在图2的示例中，晶片101定位于机械手的叶片上，并由机械手沿方向105移动经过传感器201A、201B、和201C。因此，当晶片101移动经过传感器201A、201B、和201C时，传感器201A、201B、和201C的光束分别沿着路径203A、203B、和203C行进。在图2的示例中，传感器201A的光束遇到晶片101的基准部102。图2的示例显示了当晶片101移动经过传感器201A、201B、和201C时，传感器201A、201B、和201C的光束沿着直线路径203A、203B、和203C行进跨越晶片101。然而，应理解，在一些实施方案中，晶片101可由机械手以非线性方式移动经过传感器201A、201B、和201C，这将造成传感器201A、201B、和201C的光束沿着非线性路径行进跨越晶片101。
当晶片101沿方向105移动时，晶片101的前缘抵达位置Ba1且阻挡传感器201A的光束，且抵达位置Ba2并阻挡传感器201B的光束，并且抵达在位置Ba3并阻挡传感器201C的光束。当晶片101继续沿方向105移动时，晶片101的后缘抵达位置Ba4并且未阻挡传感器201C的光束，并抵达位置Ba5并且未阻挡传感器201B的光束，且抵达位置Ba6并且未阻挡传感器201A的光束。以该方式，当晶片101移动经过传感器201A、201B、和201C时，晶片101的前缘中断传感器光束109，且晶片101的后缘使传感器光束109重新形成。每次传感器光束109转变、即中断或重新形成，则从传感器传输中断信号以触发当前叶片位置的记录。在由坐标轴XB和YB表示的叶片坐标系统内指定每一被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba5、和Ba6。在一些实施方案中，定位三个传感器201A、201B、和201C，使得晶片101的每一半部有至少一个传感器进行追踪。例如，在图2中，传感器201A在晶片101的左半部上追踪，且传感器201B和201C在晶片101的右半部上追踪。而且，在一些实施方案中，定位传感器201A、201B、201C，使得在给定时间将仅发生一个传感器转变。例如，在图2中，定位传感器201A、201B、201C，使得当晶片沿方向105移动时，首先触发传感器201A，随后触发传感器201B，随后触发传感器201C，随后再次触发传感器201C，随后触发传感器201B，随后触发传感器201A。以此方式，从传感器201A、201B、201C所接收的每一信号可以基于信号被接收的顺序而与传感器201A、201B、201C中的特定一者相关联。
可执行校准程序，其中将校准晶片(具有精确且均匀的直径)以居中的方式定位在叶片上(使校准晶片精确居中于叶片坐标系统的中心)，且使校准晶片移动经过传感器201A、201B、和201C。该校准程序给予传感器201A、201B、201C相对于用于居中的晶片的叶片坐标系统中心的位置，其中居中的晶片会造成传感器201A、201B、201C的转变。校准程序的结果随同机械手的几何形状和一些坐标变换使得能限定成组的向量Bai(i＝1至N)，所述向量从叶片坐标系统的中心延伸至被检测的晶片边缘位置(例如，Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba5、和Ba6)中的位置，在该位置发生传感器转变。更具体地说，如图2所示，每一被检测的晶片边缘位置Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba5、和Ba6分别限定对应的向量Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba5、Ba6，所述向量从如由坐标轴XB和YB所表示的叶片坐标系统的中心发出。当机械手沿方向105移动叶片以使晶片101通过传感器201A、201B、和201C时，确定向量Bai(i＝1至6)。该组向量Bai(i＝1至6)可用于确定非居中晶片的中心104在叶片坐标系统内的坐标，并进而确定非居中晶片的晶片偏移量O。
向量Bai(i＝1至N)的数目(N)取决于AWC工艺中所使用的传感器数目。在一些实施方案中，基准部过滤AWC工艺使用至少三个传感器201A、201B、201C。每一传感器201A、201B、201C通常转变两次(一次于光束中断时，且一次在光束重新形成时)。因此，向量Bai的数目(N)为传感器201A、201B、201C的数目的两倍。然而，有时候，给定传感器的光束可由晶片101的前缘所中断，但由于机械手叶片的几何形状而未重新形成。在此案例中，对于给定传感器，将只有一个向量。基准部过滤AWC工艺需要指定向量Bai的数目(N)以及额定的晶片直径，例如200mm，300mm等。
基准部过滤AWC工艺使用最佳配合算法来确定晶片偏移量O并确定是否发生基准部干扰。最佳配合算法确定晶片中心104在叶片坐标系统内的位置，其最佳配合由该组向量Bai(i＝1至N)所限定的被检测的晶片边缘位置。最佳配合算法的输出包括晶片中心104在叶片坐标系统中的x坐标(Ox)和y坐标(Oy)，其中消除来自基准部102干扰的任何影响。晶片中心104的x坐标(Ox)和y坐标(Oy)限定晶片偏移量O。最佳配合算法确定圆与由该组N个向量Bai(i＝1至N)所限定的被检测的晶片边缘位置的最佳配合。最佳配合算法包括性能指数(IP)的定义，其是在给定晶片偏移量O的情况下，针对所有N个被检测的晶片边缘位置的估计晶片半径E与额定晶片半径R之间的差的平方的和。
图3显示了根据一些实施方案的向量图，所述向量图描绘了针对给定的被检测的晶片边缘位置(i)的晶片偏移量O、向量Bai、和估计的晶片半径Ei之间的关系。如图3所示，针对N个向量Bai(i＝1至N)中的每一者，存在方程式1的关系。在方程式1中，O是晶片偏移量O的当前估计值，且Ei是与第i个估计晶片半径对应的从晶片偏移量O的当前估计值延伸至第i个被检测的晶片边缘位置Bai的向量。
方程式1：Bai＝O+Ei
方程式1的关系可改写为如方程式2所示的。
方程式2：Ei＝Bai-O
Ei的大小由方程式3所给出，其中Baix是第i个被检测的晶片边缘位置Bai在叶片坐标系统中的x坐标，Baiy是第i个被检测的晶片边缘位置Bai在叶片坐标系统中的y坐标，Ox是估计晶片中心在叶片坐标系统中的x坐标，Oy是估计晶片中心在叶片坐标系统中的y坐标。
方程式3：
Figure BDA0002971148850000121
如果Ox和Oy的当前值接近晶片中心，则Ei的大小将接近额定晶片半径R。如方程式4所示，任何估计的晶片中心(Ox，Oy)的性能指数(IP)是针对N个被检测的晶片边缘位置的在第i个被检测的晶片边缘位置的估计晶片半径(|Ei|)与额定晶片半径R之间的差的平方的和。
方程式4：
Figure BDA0002971148850000122
如果在传感器位置的校准或叶片位置的追踪或数据收集过程中没有误差，且如果传感器没有基准部干扰，则最佳配合算法将在Ox和Oy上迭代，直至性能指数(IP)为零。实际上，在传感器位置的校准和/或叶片位置的追踪和/或数据收集过程中，可能将有一定量的AWC系统误差，尽管很小。因此，在存在一定量的AWC系统误差的情况下，最佳配合算法将在Ox和Oy上迭代，直至性能指数(IP)最小化至某非零值，从而使晶片边缘与N个被检测的晶片边缘位置Bai(i＝1至N)尽可能接近。
如方程式4所示，晶片偏移量O(即，Ox，Oy)的每一估计值生成针对N个向量Bai(i＝1至N)的性能指数(IP)值。晶片偏移量O的不良估计值会生成较高的性能指数(IP)值。晶片偏移量O的最佳估计值使性能指数(IP)值最小化。当使性能指数(IP)值最小化时，晶片边缘将尽可能接近被检测的晶片边缘位置Bai(i＝1至N)。
最佳配合算法逐步完成晶片偏移量O的不同估计值，以识别使性能指数(IP)值最小化的晶片偏移量O。在一些实施方案中，通过迭代来调整估计的晶片偏移量O，直至迭代之间的性能指数(IP)的最小值中的对应变化等于或小于指定的迭代停止值。在一些实施方案中，迭代停止值可以为0.00001。然而，在其他实施方案中，迭代停止值可大于或小于0.00001。在一些实施方案中，牛顿法(Newton's Method)用于对估计的晶片偏移量O进行迭代，以确定性能指数(IP)的最小值。在这些实施方案中，牛顿法包括确定性能指数(IP)相对于Ox和Oy的导数，并将这些导数设定为等于零，其对应于性能指数(IP)的局部最小值。而且，在一些实施方案中，可评估性能指数(IP)相对于Ox和Oy的二阶导数，以确定当性能指数(IP)降至其最小值时从一次迭代到下一次迭代的估计晶片偏移量O的调整量。
在基准部过滤AWC工艺中，如果存在对传感器的基准部干扰，则N个向量Bai(1至N)中的一者将不会位于晶片的外围边缘上，即晶片的圆周上。在这种情况下，如果存在对传感器的基准部干扰，将不会有将晶片中心定位而使得晶片的边缘通过所有N个被检测的晶片边缘位置Bai(i＝1至N)的晶片偏移量O的值。
对传感器的基准部干扰将仅影响N个向量Bai(i＝1至N)中的一者。为了识别N个向量Bai(i＝1至N)的哪个已受到基准部干扰的影响，基准部过滤AWC工艺包括每次消除N个向量Bai(i＝1至N)中的另一者，以获得一组唯一的(N-1)个向量Bai以及最佳配合算法的性能，以识别使针对每一唯一组(N-1)个向量Bai的性能指数(IP)值最小化的晶片偏移量O。方程序5显示针对排除了第z个向量Baz的唯一组(N-1)个向量Bai的性能指数(IPZ)值。
方程式5：
Figure BDA0002971148850000131
对于在范围1至N内的每一(z)值，确定使性能指数(IPZ)最小化的晶片偏移量O。在最佳配合算法已经针对(N-1)个向量Bai收敛至针对给定(z)排除向量Baz的性能指数(IPZ)的所得最小值之后，对于给定(z)排除向量Baz，记录性能指数(IPZ)的所得最小值和对应的估计晶片偏移量O。上述过程将给予晶片偏移量O的N个估计值，且晶片偏移量O的每一估计值将具有对应的性能指数(IPZ)。换句话说，对于每一排除的向量Baz(z＝1至N)，具有晶片偏移量O的分开估计值和使用未排除的(N-1)个向量Bai而确定的对应性能指数(IPZ)。
作为示例，考虑图2的AWC配置。在该配置中，有N＝6个向量Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba5、和Ba6。对于该配置，基准部过滤AWC工艺包括确定晶片偏移量O的六个不同估计值及其对应的性能指数(IPZ)。具体而言，对于第一估计值(z＝1)，排除向量Ba1，并且向量组(Ba2、Ba3、Ba4、Ba5、Ba6)确定晶片偏移量O的估计值。对于第二估计值(z＝2)，排除向量Ba2，且向量组(Ba1、Ba3、Ba4、Ba5、Ba6)确定晶片偏移量O的估计值。对于第三估计值(z＝3)，排除向量Ba3，且向量组(Ba1、Ba2、Ba4、Ba5、Ba6)确定晶片偏移量O的估计值。对于第四估计值(z＝4)，排除向量Ba4，且向量组(Ba1、Ba2、Ba3、Ba5、Ba6)确定晶片偏移量O的估计值。对于第五估计值(z＝5)，排除向量Ba5，且向量组(Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba6)确定晶片偏移量O的估计值。对于第六估计值(z＝6)，排除向量Ba6，且向量组(Ba1、Ba2、Ba3、Ba4、Ba5)确定晶片偏移量O的估计值。
因为基准部干扰仅影响向量Bai(i＝1至6)中的一者，所以晶片偏移量O的六个确定的估计值中仅一个不会受到基准部干扰的影响。具有最低的对应性能指数(IPZ)的晶片偏移量O的估计值是基于不包括受对传感器的基准部干扰影响的向量Baz的(N-1)个向量Bai组。因此，具有最低的对应性能指数(IPZ)的晶片偏移量O的估计值是尚未受对传感器的基准部干扰影响的晶片偏移量O的估计值。基本的假设是，虽然预期每一AWC传感器具有少量的噪声(即，在其位置校准中的误差和/或其信号转变中的误差和/或其信号传输中的误差)，但遇到基准部干扰的传感器在其检测晶片边缘时将具有对应的误差量，所述误差量明显大于其他传感器在检测晶片边缘时由于噪声引起的任何误差。
对于三个AWC传感器(例如，如图2所示)的基准部过滤AWC工艺，确定产生最低性能指数(IP)的唯一组五个向量Bai(来自六个向量Bai(i＝1至6))。该唯一组五个向量Bai不包括受对传感器的基准部干扰影响的向量Bai，从而识别受对传感器的基准部干扰影响的向量Bai。并且，针对该唯一组五个向量Bai所确定的估计晶片偏移量O是不受对传感器的基准部干扰影响的晶片偏移量O。
如上所述，基准部干扰检测的常规方法要求操作员在估计晶片半径R中选择有些任意的误差阈值，以确定哪个向量Bai(i＝l至N)受到基准部干扰影响。通常，遇到以下案例：三个向量Bai的超过一种组合满足估计晶片半径R中所选的误差阈值，且错误数据的选择变得任意。也有的情况是，即使一向量Bai具有一些误差，但三个向量Bai的组合都未满足估计晶片半径R中的误差阈值。对比之下，在本文所公开的基准部过滤AWC工艺中，具有最低的对应性能指数(IPZ)的唯一组(N-1)个向量Bai的确定识别哪个向量Bai已受到对AWC传感器的基准部干扰的影响。并且，具有最低的对应性能指数(IPZ)的唯一组(N-1)个向量Bai用于确定晶片偏移量O，以引导机械手使晶片在目标工作站居中。
应理解，通过能够消除专用对准器模块中的晶片基准部检测和对准所需的时间，本文所公开的基准部过滤AWC工艺和相关的系统支持制造设施中的高晶片产量操作。而且，本文所公开的基准部过滤AWC工艺和相关的系统提供具有未知基准部位置的晶片中心的精确和可靠的确定，而未知的基准部位置可能对AWC传感器具有基准部干扰。
图4显示了根据一些实施方案的自动晶片居中的方法的流程图。所述方法包括操作401：将晶片定位在机械手的晶片搬运部件上。所述方法还包括操作403：操作机械手以移动晶片搬运部件，使得晶片移动经过传感器阵列。传感器阵列内的每一传感器配置为当晶片的边缘通过传感器时检测并发出信号。在一些实施方案中，传感器阵列包括至少三个传感器。在一些实施方案中，传感器阵列包括至少一个传感器，该至少一个传感器定位成当晶片移动经过传感器阵列时相对于晶片中心的行进方向通过晶片的第一半部。并且，传感器阵列包括至少一个传感器，该至少一个传感器定位成当晶片移动经过传感器阵列时相对于晶片中心的行进方向通过晶片的第二半部。在一些实施方案中，传感器阵列中的每一传感器为光束传感器，例如LED光束传感器。在一些实施方案中，光束传感器被配置为当光束传感器的光束被晶片打断时传输信号，该信号指示检测到晶片边缘。并且，光束传感器被配置成当光束传感器的中断光束重新形成时传输信号，该信号指示检测到晶片边缘。
所述方法还包括操作405：确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置。每一被检测的晶片边缘位置由晶片搬运部件的坐标系统中的成组的坐标(x,y)限定，当晶片移动经过传感器阵列时，所述传感器阵列中的任一个传感器在该成组的坐标检测到晶片的边缘。所述方法还包括操作407，其中针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计晶片偏移量。估计晶片偏移量被定义为从晶片搬运部件的坐标系统的中心延伸至晶片的估计中心位置的向量。若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置具有对应的估计晶片偏移量和对应的性能指数值。针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的估计晶片偏移量对应于最佳配合至在晶片搬运部件的坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的圆的中心。任一估计晶片中心(Ox，Oy)的性能指数(IP)是针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的在第i个被检测的晶片边缘位置的估计晶片半径(|Ei|)与额定晶片半径R之间的差的平方的和。当性能指数(IP)最小化时，性能指数(IP)和相关的估计晶片中心(Ox，Oy)对应于一圆，该圆最佳配合至在晶片搬运部件的坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置。
所述方法还包括操作409：将最终晶片偏移量识别为对应于具有最小的对应性能指数值的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的估计晶片偏移量。具有最小的对应性能指数值的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置不包括：若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的在晶片基准部处的一个被检测的晶片边缘位置。所述方法还包括操作411：使用最终晶片偏移量以使晶片在目标站居中。
图5显示了根据一些实施方案的用于自动晶片居中的方法的流程图。所述方法包括操作501：获取若干(N)个被检测的晶片边缘位置。每一被检测的晶片边缘位置由晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x,y)限定。在一些实施方案中，通过使晶片通过包括至少三个传感器的光束传感器阵列来获取若干(N)个被检测的晶片边缘位置。所述方法还包括操作503：为若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置确定最小化性能指数值。最小化性能指数值具有与一圆的中心对应的相关联的估计晶片偏移量，该圆被最佳配合至晶片搬运部件的坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的对应唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置。
所述方法还包括操作505，针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置而确定最小的最小化性能指数值。最小的最小化性能指数值具有相关的晶片偏移量。任何估计的晶片中心(Ox，Oy)的性能指数(IP)是针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的在第i个被检测的晶片边缘位置的估计晶片半径(|Ei|)与额定晶片半径R之间的差的平方的和。当性能指数(IP)最小化时，性能指数(IP)和相关的估计晶片中心(Ox，Oy)对应于最佳配合至晶片搬运部件的坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的圆。针对对应的估计晶片偏移量，具有最小的对应性能指数值的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置不包括：若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的在晶片基准部处的一个被检测的晶片边缘位置。所述方法还包括操作507：使用最小的最小化性能指数值及其相关的晶片偏移量，以使晶片在目标站居中。
图6显示了根据一些实施方案的自动晶片居中的系统。所述系统包括具有晶片搬运部件603(例如，叶片)的机械手601。所述系统还包括传感器阵列605。所述传感器阵列605包括多个传感器201A、201B、201C。传感器阵列605内的每一传感器201A、201B、201C被配置为检测晶片101的边缘何时通过传感器201A、201B、201C。在一些实施方案中，传感器阵列605包括至少三个传感器201A、201B、201C。在一些实施方案中，传感器阵列605包括至少一个传感器201A，该至少一个传感器201A定位成当晶片101移动经过所述传感器阵列605时，相对于晶片101的中心104的行进方向105通过晶片101的第一半部(参见图2)。并且，传感器阵列605包括至少一个传感器201B、201C，该至少一个传感器201B、201C定位成当晶片101移动经过所述传感器阵列605时，相对于晶片101的中心104的行进方向105通过晶片101的第二半部。在一些实施方案中，传感器阵列605中的每一传感器201A、201B、201C为光束传感器。在一些实施方案中，光束传感器被配置为当光束传感器的光束被晶片101打断时传输信号，该信号指示检测到晶片101的边缘。并且，光束传感器配置为当光束传感器的中断光束重新形成时传输信号，该信号指示检测到晶片101的边缘。
所述系统还包括控制器607，其被配置和连接成从传感器阵列605内的每一传感器201A、201B、201C接收信号。控制器607还被配置并连接成从机械手601接收信号。控制器607还被配置和连接成将信号传输至机械手601。控制器607被配置为接收数据，所述数据指示当晶片搬运部件603带着保持于晶片搬运部件603上的晶片101移动时，所述机械手601的晶片搬运部件603的位置。控制器607被配置成当晶片101移动经过传感器阵列605时从所述传感器阵列605接收信号。所述信号指示晶片101的边缘何时通过传感器阵列605的特定传感器201A、201B、201C。控制器607被配置成确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置。每一被检测的晶片边缘位置由晶片搬运部件603的坐标系统中的一组坐标(x,y)限定，所述传感器阵列605中的任一传感器201A、201B、201C在该组坐标处检测到晶片101的边缘。
控制器607配置为针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计的晶片偏移量。估计的晶片偏移量被限定为从晶片搬运部件603的坐标系统的中心延伸至晶片101的估计中心位置的向量。若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置具有对应的估计晶片偏移量和对应的性能指数值。针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的估计晶片偏移量对应于一圆的中心，该圆被最佳配合至晶片搬运部件603的坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置。任一估计晶片中心(Ox，Oy)的性能指数(IP)是针对若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的在晶片101的第i个被检测的晶片边缘位置的估计晶片半径(|Ei|)与额定晶片半径R之间的差的平方的和。当性能指数(IP)最小化时，性能指数(IP)和相关的估计晶片中心(Ox，Oy)对应于一圆，该圆最佳配合至在晶片搬运部件603的坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置。
控制器607还被配置成将最终晶片偏移量识别为对应于若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的估计晶片偏移量，其具有最小的对应性能指数值。具有最小的对应性能指数值的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置不包括：若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的在晶片101基准部102处的一个。所述控制器607配置为使用最终晶片偏移量来引导机械手601，以使晶片101在目标站609居中。
图7显示了根据一些实施方案的控制器607的示例性图。在多种实施方案中，控制器607包括处理器701、储存硬件单元(HU)703(例如，存储器)、输入HU 705、输出HU 707、输入/输出(I/O)接口709、I/O接口711、网络接口控制器(NIC)713、和数据通信总线715。处理器701、储存HU 703、输入HU 705、输出HU 707、I/O接口709、I/O接口711、和NIC713可经由数据通信总线715相互进行数据通信。输入HU 705被配置为从多个外部装置(例如机械手601和传感器201A、201B、201C)接收数据通信。输入HU 705的示例包括数据采集系统、数据采集卡等。输出HU 707被配置为将数据传输至许多外部装置，例如机械手601。输出HU 707的示例是装置控制器。NIC 713的示例包括网络接口卡、网络适配器等。限定I/O接口709和711中的每一者，以提供耦合至I/O接口的不同硬件单元之间的兼容性。例如，可限定I/O接口709，以将从输入HU 705接收的信号转变成与数据通信总线715兼容的形式、振幅和/或速率。而且，可限定I/O接口707，以将从数据通信总线715接收的信号转变成与输出HU 707兼容的形式、振幅和/或速率。尽管多种操作在此描述为由控制器607的处理器701执行，但应理解，在一些实施方案中，可由控制器607的多个处理器和/或由与控制器607进行数据通信的多个计算系统的多个处理器来执行多种操作。在一些实施方案中，还存在与控制器607相关联的用户接口。用户接口可包括显示器(例如，设备和/或工艺条件的显示屏幕及/或图形软件显示器)、和例如指向装置、键盘、触控屏幕、麦克风等用户输入装置。
控制器607可配置为执行计算机程序，其包括用于控制机械手601的操作并执行本文所公开的基准部过滤AWC工艺的指令集。而且，在一些实施方案中可采用储存于与控制器607相关联的存储器装置上的计算机程式。能以许多不同方式设计或配置用于引导控制器607的操作的软件。用于引导控制器607的操作以执行基准部过滤AWC工艺并对应地控制机械手601的计算机程序可用任何常规计算机可读的程序化语言来编写，所述语言为：例如，汇编语言、C、C++、Pascal、Fortran或其他者。由处理器701执行已编译的目标程序代码或脚本，以执行程序中所识别的任务。
广义上讲，控制器607可定义为具有多种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件，其接收指令、发送指令以及控制操作。所述集成电路可包括储存程序指令的呈硬件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片和/或一或更多微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以多种单独设定(或程序档案)的形式传递给控制器607的指令，其定义用于进行基准部过滤AWC工艺并控制机械手601的操作参数。
本文所述的实施方案还可利用多种计算机系统配置来实践，包括手持式硬件单元、微处理器系统、基于微处理器或可程序化的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。也可在分布式计算环境中实践本文所述的实施方案，在此由经过网络链接的远程处理硬件单元来执行任务。应理解，本文所述的实施方案可采用涉及计算机系统中所储存的数据的多种计算机实现操作。这些操作是那些需要物理量的物理操纵的操作。形成实施方案的一部分的本文所述的任何操作都是有用的机器操作。实施方案还涉及用于执行这些操作的硬件单元或设备。所述设备可特别建构而用于专用计算机。当限定为特殊目标计算机时，所述计算机也可执行不属于专门用途的一部分的其他处理、程序执行或子程序，同时仍然能够针对专门用途进行操作。在一些实施方案中，可由通用计算机来处理操作，所述计算机由储存于计算机存储器、高速缓存中或通过网络所获得的一或更多计算机程序选择性启动或配置。当通过网络获得数据时，所述数据可由网络上的其他计算机(例如，计算资源的云端)处理。
本文所述的多种实施方案可经由AWC工艺控制指令来实现，例如为非瞬时计算机可读介质上的计算机可读程序代码。非瞬时计算机可读介质是可储存数据的任何数据储存硬件单元，所述数据其后可由计算机系统读取。非瞬时计算机可读介质的示例包括硬盘、网络附接储存装置(NAS)、ROM、RAM、光盘ROM(CD-ROM)、CD可录制光盘(CD-R)、CD可重刻录光盘(CD-RW)、磁带以及其他光学和非光学数据储存硬件单元。非瞬时计算机可读介质可包括分布在网络耦合的计算机系统上的计算机可读的有形介质，使得以分布方式储存和执行计算机可读程序代码。
尽管前述公开内容出于清楚理解的目的而包括一些细节，但是，显而易见，可在所附权利要求的范围内实践某些改变和修改。例如，将理解，来自本文所公开的任何实施方案的一或更多特征可以与本文所公开的任何其他实施方案的一或更多特征结合。因此，所提供的实施方案应认为是说明性而不是限制性的，且所主张的内容不限于本文中所给出的细节，而是可在所述实施方案的范围和等同方案内进行修改。

Claims (20)

1.一种自动晶片居中的方法，其包含：
将晶片定位在机械手的晶片搬运部件上；
操作所述机械手以移动所述晶片搬运部件，使得所述晶片移动经过传感器阵列，所述传感器阵列内的每一个传感器配置为检测所述晶片的边缘何时通过所述传感器并且发出信号；
确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置，每一被检测的晶片边缘位置由所述晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)限定，当所述晶片移动经过所述传感器阵列时，所述传感器阵列中的任一个传感器在所述一组坐标处检测所述晶片边缘；
针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计晶片偏移量，所述估计晶片偏移量被定义为从所述晶片搬运部件的所述坐标系统的中心延伸至所述晶片的估计中心位置的向量，所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置具有对应的估计晶片偏移量和对应的性能指数值；
将最终晶片偏移量识别为对应于具有最小的对应性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的所述唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述估计晶片偏移量；以及
使用所述最终晶片偏移量以使所述晶片在目标站居中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器阵列包括至少三个传感器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器阵列包括至少一个传感器，该至少一个传感器定位成当所述晶片移动经过所述传感器阵列时相对于所述晶片的中心的行进方向通过所述晶片的第一半部，且其中所述传感器阵列包括至少一个传感器，该至少一个传感器定位成当所述晶片移动经过所述传感器阵列时相对于所述晶片的中心的所述行进方向通过所述晶片的第二半部。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器阵列中的每一传感器是光束传感器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述光束传感器被配置为当所述光束传感器的光束被所述晶片打断时传输指示检测到所述晶片边缘的信号，且其中所述光束传感器被配置为当所述光束传感器的被打断光束重新形成时传输指示检测到所述晶片边缘的信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述估计晶片偏移量对应于被最佳配合至所述晶片搬运部件的所述坐标系统内的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的圆的中心。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述性能指数值被限定为针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的在所述晶片的第i个被检测的晶片边缘位置的所述晶片的估计晶片半径(|Ei|)与已知额定晶片半径之间的差的平方的和，其中最小化的性能指数值和相关联的估计晶片中心对应于被最佳配合至所述晶片搬运部件的所述坐标系统内的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述圆。
8.根据权利要求1所述的方法，其中具有所述最小的对应性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的所述唯一组(N-1)个检测到的晶片边位置不包括：所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的在所述晶片的基准部处的一个被检测的晶片边缘位置。
9.一种用于自动晶片居中的系统，其包含：
传感器阵列，所述传感器阵列内的每一个传感器被配置为检测晶片的边缘何时通过所述传感器；以及
控制器，其被配置为当机械手的晶片搬运部件带着保持在所述晶片搬运部件上的晶片移动时，接收指示所述晶片搬运部件的位置的数据，所述控制器被配置为当所述晶片移动经过所述传感器阵列时从所述传感器阵列接收信号，所述信号指示所述晶片边缘何时通过所述传感器阵列的特定传感器，
所述控制器被配置成确定若干(N)个被检测的晶片边缘位置，每一被检测的晶片边缘位置由所述晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)限定，所述传感器阵列中的任一个传感器在所述一组坐标处检测所述晶片边缘，
所述控制器被配置成针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定基本上使性能指数值最小化的估计晶片偏移量，所述估计晶片偏移量被定义为从所述晶片搬运部件的所述坐标系统的中心延伸至所述晶片的估计中心位置的向量，所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置具有对应的估计晶片偏移量和对应的性能指数值，
所述控制器被配置成将最终晶片偏移量识别为对应于具有最小的对应性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的所述唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述估计晶片偏移量，
所述控制器被配置成使用所述最终晶片偏移量来引导所述机械手，以使所述晶片在目标站居中。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述传感器阵列包括至少三个传感器。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述传感器阵列包括至少一个传感器，该至少一个传感器定位成当所述晶片移动经过所述传感器阵列时相对于所述晶片的中心的行进方向通过所述晶片的第一半部，且其中所述传感器阵列包括至少一个传感器，该至少一个传感器定位成当所述晶片移动经过所述传感器阵列时相对于所述晶片的中心的所述行进方向通过所述晶片的第二半部。
12.根据权利要求9所述的系统，其中所述传感器阵列中的每一传感器是光束传感器。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述光束传感器被配置为当所述光束传感器的光束被所述晶片打断时传输指示检测到所述晶片边缘的信号，且其中所述光束传感器被配置为当所述光束传感器的被打断光束重新形成时传输指示检测到所述晶片边缘的信号。
14.根据权利要求9所述的系统，其中针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述估计晶片偏移量对应于被最佳配合至所述晶片搬运部件的所述坐标系统内的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的圆的中心。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述性能指数值被限定为针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的在所述晶片的第i个被检测的晶片边缘位置的所述晶片的估计晶片半径(|Ei|)与已知额定晶片半径之间的差的平方的和，其中最小化的性能指数值和相关联的估计晶片中心对应于被最佳配合至所述晶片搬运部件的所述坐标系统内的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的所述圆。
16.根据权利要求9所述的系统，其中具有所述最小的对应性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的所述唯一组(N-1)个检测到的晶片边位置不包括：所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的在所述晶片的基准部处的一个被检测的晶片边缘位置。
17.一种用于自动晶片居中的方法，其包含：
获取若干(N)个被检测的晶片边缘位置，每一被检测的晶片边缘位置由晶片搬运部件的坐标系统中的一组坐标(x，y)限定；
针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的每一唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置，确定最小化的性能指数值，其中所述最小化的性能指数值具有相关的估计晶片偏移量，所述相关的估计晶片偏移量对应于被最佳配合至所述晶片搬运部件的所述坐标系统内的若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的对应唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的圆的中心；
针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置确定最小的最小化性能指数值；以及
使用所述最小的最小化性能指数值及其相关的晶片偏移量，以使所述晶片在目标站居中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中通过使所述晶片通过包括至少三个传感器的光束传感器阵列来获取所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述性能指数值被限定为针对所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的给定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置的在所述晶片的第i个被检测的晶片边缘位置的所述晶片的估计晶片半径与已知额定晶片半径之间的差的平方的和。
20.根据权利要求17所述的方法，其中具有所述最小的最小化性能指数值的所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的特定唯一组(N-1)个被检测的晶片边缘位置不包括：所述若干(N)个被检测的晶片边缘位置中的在所述晶片的基准部处的一个被检测的晶片边缘位置。
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