CN115910846A - 示教设备和使用该示教设备的基板对准设备 - Google Patents

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Abstract

一种示教设备包括：腔室；在腔室中的静电卡盘，该静电卡盘包括围绕装载区域的侧壁；对准器，其被配置为被装载到静电卡盘的装载区域上；视觉传感器，其被配置为通过测量对准器与静电卡盘的侧壁之间的分离区域的分离距离来获得测量数据并发送该测量数据；传送机器人，其被配置为将对准器装载到装载区域的参考位置上并将视觉传感器定位在静电卡盘上方；以及控制器，其被配置为基于从视觉传感器发送的测量数据重置参考位置并使分离距离相等。

Description

示教设备和使用该示教设备的基板对准设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年8月27日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2021-0114082的权益，其完整公开出于所有目的以引用方式并入本文。
技术领域
本发明构思涉及一种示教设备和使用该示教设备的基板对准设备。
背景技术
由于半导体装置的诸如与小型化、多功能和/或低制造成本有关的特性，半导体装置广泛用在电子行业中。半导体装置可通过诸如光刻工艺、蚀刻工艺、沉积工艺、离子注入工艺和清洁工艺的各种制造工艺来制造。
这些制造工艺可通过将基板设置在工艺腔室中来执行。然而，在准备工艺腔室的过程中(例如，在执行制造工艺之前)工艺腔室内的部件的位置可能改变。部件位置的变化可能影响制造工艺的工艺条件。因此，正在进行各种研究以用于精确地检查工艺腔室中的部件的微小位置改变并反映检查结果，以便将基板安装在工艺腔室中的目标位置处。
发明内容
一些示例实施例提供了一种示教设备，其被配置为通过反映工艺腔室中零件的位置的微小改变来重新调节传送机器人的参考位置。
一些示例实施例提供了一种基板对准设备，其被配置为将基板安置在工艺腔室中的目标位置。
根据一些示例实施例，一种示教设备包括：腔室；在腔室中的静电卡盘，该静电卡盘包括围绕装载区域的侧壁；对准器，其被配置为被装载到静电卡盘的装载区域上；视觉传感器，其被配置为通过测量对准器与静电卡盘的侧壁之间的多个分离区域的多个分离距离来获得测量数据并发送该测量数据；传送机器人，其被配置为将对准器装载到装载区域的参考位置上并将视觉传感器定位在静电卡盘上方；以及控制器，其被配置为基于从视觉传感器发送的测量数据重置参考位置并使各分离距离相等。
根据一些示例实施例，一种示教设备包括：基板支撑组件，该基板支撑组件包括围绕装载区域的侧壁；对准器，其被配置为被装载到装载区域上；视觉传感器，其被配置为通过测量对准器与基板支撑组件的侧壁之间的分离距离来获得测量数据并发送该测量数据；传送机器人，其被配置为将对准器装载到装载区域中并将视觉传感器定位在装载区域上方；以及控制器，其被配置为基于从视觉传感器发送的测量数据校正传送机器人的参考位置。
根据示例实施例，一种基板对准设备包括：包括内部空间的腔室，该腔室被配置为处理内部空间中的基板；在内部空间中的基板支撑组件，该基板支撑组件包括围绕装载区域的侧壁；对准器，其被配置为被装载到装载区域上；视觉传感器，其被配置为通过测量对准器和侧壁之间的分离距离来获得测量数据并发送该测量数据；传送机器人，其被配置为将对准器、视觉传感器和基板装载到内部空间中以及从内部空间卸载；以及控制器，其被配置为通过基于从视觉传感器发送的测量数据示教传送机器人来校正用于将基板装载到装载区域中的参考位置。
附图说明
本发明构思的以上和其它方面、特征和优点将从以下结合附图进行的详细描述更清楚地理解，在附图中：
图1是根据一些示例实施例的示教设备的示意性侧视图；
图2是在图1的方向I上看时视觉传感器被装载在图1的传送装置中的平面图；
图3是图2的视觉传感器的正视图；
图4是图2的视觉传感器的后视图；
图5是沿着图3的线II-II'截取的截面图；
图6提供图3的电路单元和图2的控制单元的概念图；
图7A至图7C示出图1的对准器的一些示例实施例；
图8是示出图像扫描模块的操作的概念图；
图9是示出视觉传感器获取目标的目标图像的方法的概念图；
图10是图9中的视觉传感器所获取的目标图像；
图11是示出根据示例实施例的使用基板对准设备将基板对准的工艺的流程图；
图12是详细示出图11的操作S40和S50的流程图；
图13是示出在其中采用了图1的示教设备的基板对准设备的示例的示意性侧视图；
图14至图19是示出通过图13的基板对准设备将基板对准的工艺的示意性平面图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述一些示例实施例，其中，相似的标号始终表示相似的元件。
当在本说明书中结合数值使用术语“约”或“基本上”时，其意指的是，关联的数值包括所述数值左右的制造或操作公差(例如，±10％)。此外，当结合几何形状使用“基本上”时，旨在不要求几何形状的精度，但该形状的自由度在本公开的范围内。此外，不管数值或形状是否以“约”或“基本上”修饰，将理解，这些值和形状应该被解释为包括所述数值或形状左右的制造或操作公差(例如，±10％)。
图1是根据一些示例实施例的示教设备的示意性侧视图，图2是在图1的方向I上看时视觉传感器被装载在图1的传送设备中的平面图。图3是图2的视觉传感器的正视图，图4是图2的视觉传感器的后视图。图5是沿着图3的线II-II'截取的截面图，图6提供图3的电路单元和图2的控制单元的概念图。图7A至图7C示出图1的对准器20的各种实施例。在图3中，省略了图5所示的盖构件500的例示。
参照图1，根据一些示例实施例的示教设备1可包括静电卡盘970、传送机器人950、对准器20、视觉传感器10和控制单元800。如下面将描述的，对准器20可被装载到静电卡盘970上。视觉传感器10可被配置为设置在装载在静电卡盘970上的对准器20上方，并且可通过视觉传感器10测量静电卡盘970的侧壁与对准器20的边缘之间的分离距离。如下面将描述的，可基于所测量的分离距离来校正传送机器人950的操作，因此，传送机器人950可例如在后续工艺中使得半导体基板能够设置在静电卡盘970的目标位置上。
静电卡盘970可包括用作下电极的基体972、附接到基体972的上表面并且在其中包括电极的板974、围绕板974的外周表面的边缘环975、设置在边缘环975上的聚焦环976以及围绕聚焦环976的绝缘环977。
板974包括可安置对准器20的装载区域LA。装载区域LA可例如在板的上表面上，并且板974的装载区域LA可形成为具有圆形形状。板974的上部974A和下部974B的形状可彼此不同。例如，板974的下部974B的直径可大于上部974A的直径。在这种情况下，板974的侧表面可具有阶梯差。然而，示例实施例不限于此，例如，板974的上部974A和下部974B的直径可相同。
聚焦环976可具有围绕板974的上部974A的环形状。聚焦环976的一部分可围绕设置有对准器20的板974的上部974A。
聚焦环976的一部分可设置在对准器20的边缘下方并且可覆盖板974的上部974A的侧表面。这将参照图8描述。可在聚焦环976的内表面上形成台阶。内表面可指聚焦环976的最靠近板974的上部974A的侧表面的表面。例如，聚焦环976的上表面可包括第一上表面976U1和第二上表面976U2。第一上表面976U1可设置在比对准器20的上表面21高的水平处，第二上表面976U2可设置在比对准器20的上表面21低的水平处。连接第一上表面976U1和第二上表面976U2的侧壁976S可被设置为与对准器20的边缘间隔开距离D。
返回参照图1，聚焦环976可覆盖板974的下部974B的上表面的至少一部分。聚焦环976可由例如硅(Si)、碳化硅(SiC)和/或石英(SiO2)中的至少一种形成。
边缘环975可具有围绕板974的下部974B的环形状。边缘环975可设置在聚焦环976和绝缘环977下方，并且可支撑聚焦环976和绝缘环977。边缘环975可包括金属材料。例如，边缘环975可包括铝。
绝缘环977可具有围绕聚焦环976的外边缘的环形状。绝缘环977可被配置为覆盖边缘环975的上表面的未被聚焦环976覆盖的剩余部分。绝缘环977可包括绝缘材料。例如，绝缘环977可包括陶瓷、Si、SiC和/或石英中的至少一种。
绝缘环977可由支撑环978支撑。支撑环978可接触绝缘环977的下表面的一部分。如图1所示，支撑环978可被设置为围绕边缘环975的外周表面。
基体972可设置在板974、边缘环975和支撑环978下方。基体972可包括绝缘材料，例如陶瓷。
传送机器人950可将对准器20装载到静电卡盘970的装载区域LA中和/或将装载在静电卡盘970上的对准器20卸载。传送机器人950还可在后续制造工艺中在静电卡盘970上装载和/或卸载例如半导体晶圆。另外，在一些示例实施例中，传送机器人950可将视觉传感器10定位在对准器20上方。
传送机器人950可具有多级臂953和在其上装载负载的手954。手954可设置在臂953的端部。臂953可通过驱动轴952上下移动，和/或可通过驱动单元951的旋转绕驱动轴952旋转移动。传送机器人950的操作可由控制单元800控制。控制单元800也可被称为控制器。在一些示例实施例中，传送机器人950的手954上的负载可以是对准器20和视觉传感器10。例如，在控制单元800的控制下，传送机器人950可重复地将负载定位在装载区域LA的参考位置上(和/或参考位置处)和/或将负载设置在参考位置上方。例如，传送机器人950可在装载区域LA的参考位置中重复地装载和/或卸载对准器20，并且可将视觉传感器10设置在参考位置上方。
设置对准器20以改进视觉传感器10所获取的目标图像的识别。对准器20可被安置在板974的上部974A的装载区域LA上。对准器20可由与用于形成集成电路的半导体基板基本上相同的形状和材料形成。例如，根据一些实施例，对准器20可具有晶圆形状。例如，对准器20可具有直径介于200mm和300mm之间(例如，200mm或300mm)的晶圆形状。根据一些示例实施例，对准器20的上表面可被表面处理或设置有为了容易地识别视觉传感器10所投影的图案而设置在其上的标记。
将参照图7A至图7C描述对准器20的上表面21的一些示例，然而，示例实施例不限于此。
参照图7A，对准器20A的上表面21A可经受喷砂工艺。例如，如果对准器20A的上表面21A的反射率相对太高，则从视觉传感器10照射的激光从对准器20A的上表面21A反射，并且可能难以识别对准器20的位置。例如，如果对准器20A的上表面21A的反射率太高，则激光可能大部分以倾斜于视觉传感器10的角度反射。当对准器20A的上表面21A被喷砂时，上表面21A的反射率可减小，因此，可通过视觉传感器10容易地识别对准器20的位置。
参照图7B，十字形标记22可形成在对准器20B的上表面21B上。参照图7C，圆形标记23可形成在对准器20C的上表面21C上。在这种情况下，标记22和23与对准器20的边缘E之间的间隔G的值可(例如，预先)存储在控制单元800中。因此，控制单元800可识别标记22和23的位置并且从所识别的标记22和23的位置计算对准器20的边缘E的位置。
再参照图1和图2，视觉传感器10可被装载在传送机器人950的手954上并被设置在对准器20上方。参照图3、图4和图5，视觉传感器10可包括支撑构件100。支撑构件100可具有晶圆形状，但其形状不限于此。例如，支撑构件100可具有诸如晶圆形状和/或十字形状的各种形状。支撑构件100可具有彼此相对的第一表面101和第二表面102，并且可包括穿透其的多个孔120H、130H和140H。
参照图5和图9，视觉传感器10用于识别对准器20的边缘E与聚焦环976的侧壁976S之间的分离距离D。视觉传感器10可包括设置在支撑构件100的第一表面101上的图像扫描模块150。图像扫描模块150用于获取目标TG的图像。目标TG可包括例如对准器20的部分区域、聚焦环976的部分区域以及对准器20的边缘E与聚焦环976的侧壁976S之间的分离区域SA。
图像扫描模块150也可称为图像扫描组件，并且可包括相机110、第一照明器130和/或第二照明器140。相机110可设置在支撑构件100上，使得相机110的镜头单元120与对应孔120H(例如，在多个孔120H、130H和140H当中)交叠。镜头单元120也可称为镜头组件。相机110可被配置为通过对应孔120H扫描目标TG的图像。第一照明器130可设置在支撑构件100上以与对应孔130H(例如，在多个孔120H、130H和140H当中)交叠。第一照明器130可被配置为通过对应孔130H将图案(例如，条纹图案)投影到目标TG上。第二照明器140可设置在支撑构件100上以与对应孔140H(例如，在多个孔120H、130H和140H当中)交叠。第二照明器140可被配置为通过对应孔140H将可见光照射到目标TG上。根据一些示例实施例，可省略第二照明器140。
参照图3，图像扫描模块150可被设置成多个图像扫描模块。在这种情况下，多个图像扫描模块150可设置在支撑构件100的第一表面101上，以彼此间隔开。例如，多个图像扫描模块150可被布置为沿着支撑构件100的边缘以相等的间隔彼此间隔开。固定构件300可设置在支撑构件100的第一表面101上，并且多个图像扫描模块150可耦接到固定构件300。多个图像扫描模块150可通过固定构件300固定在支撑构件100上，但示例实施例不限于此。根据一些示例实施例，可省略固定构件300。图3示出四个图像扫描模块150以相等的间隔设置在支撑构件100上，但示例实施例不限于此。根据一些示例实施例，三个、五个和/或更多个图像扫描模块150可以相等的间隔设置在支撑构件100上。
参照图3、图5和图6，视觉传感器10可包括设置在支撑构件100的第一表面101上的电路单元400。例如，电路单元400可设置在支撑构件100的中心部分上，但其位置不限于此。电路单元400可包括处理各种数据的处理器410、将处理器410所处理的各种数据发送到外部装置(例如控制单元800)并且将从外部装置提供的各种数据发送到处理器410的无线通信模块420和/或向视觉传感器10供电的电池模块430。电路单元400也可称为控制系统。处理器410、无线通信模块420和电池模块430可通过数据总线彼此耦接。处理器410可从图像扫描模块150接收目标TG的图像并且可基于所接收的图像生成数据。无线通信模块420可将处理器410所生成的数据发送到控制单元800。例如，无线通信模块420可被配置为使用近场通信方法与控制单元800通信。例如，近场通信方法可包括蓝牙、无线保真(WiFi)直连和红外数据协会(IrDA)等中的至少一种。无线通信模块420也可称为无线通信接口。尽管示出为并入单个单元中，但示例实施例不限于此，处理器410、无线通信模块420和电池模块430可例如一起和/或分开。
返回参照图3、图4和图5，视觉传感器10可包括设置在支撑构件100的第一表面101上的盖构件500。盖构件500可覆盖支撑构件100的第一表面101，并且可覆盖图像扫描模块150、固定构件300和电路单元400。支撑构件100和盖构件500可构成壳体600，并且图像扫描模块150、固定构件300和电路单元400可设置在壳体600内部。壳体600可具有晶圆形状，但示例实施例不限于此。例如，壳体600可具有诸如晶圆形状和/或十字形状的各种形状。根据一些示例实施例，壳体600可具有直径大于用于形成半导体集成电路的半导体基板的晶圆形状。
图8是示出图像扫描模块的操作的概念图，图9是示出视觉传感器获取目标TG的目标图像的方法的概念图。图10是图9中的视觉传感器所获取的目标图像。
参照图8和图9，视觉传感器10可设置在对准器20上方。图像扫描模块150的第一照明器130可通过对应孔130H在对准器20的边缘上照射第一光L1。第一光L1可相对于目标TG以角度θ倾斜照射，并且图案(例如，条纹图案)可通过第一光L1投影在目标TG上。例如，第一光L1可以是激光。图像扫描模块150的相机110可扫描其上投影有图案(例如，条纹图案)的目标TG的图像。因此，可通过图像扫描模块150获取目标的第一目标图像。
图像扫描模块150所获取的第一目标图像可被发送至电路单元400。例如，图6的处理器410可从图像扫描模块150接收第一目标图像并且可处理第一目标图像以基于第一目标图像生成数据(以下，“测量数据”)。处理器410可基于第一目标图像生成目标TG的三维模型并且可基于所生成的三维模型生成包括对准器20的边缘E与聚焦环976的侧壁976S之间的分离距离D的测量数据。处理器410所生成的测量数据可通过图6的无线通信模块420发送至控制单元800。
参照图8、图9和图10，图像扫描模块150的第一照明器130可包括激光源132以及控制从激光源132发射的第一光L1(例如，激光)的光路的光学构件134。激光源132可被设置为使得其长轴132a平行于支撑构件100的第一表面101。光学构件134可控制第一光L1的光路，使得第一光L1通过对应孔130H以相对于目标TG的表面的角度θ倾斜照射。在一些示例实施例中，例如，光学构件134可包括被配置为调节角度θ的反射镜和/或棱镜。在一些示例实施例中，光学构件134可连接到例如致动器以调节角度θ。图案FP(例如，条纹图案)可通过第一光L1投影在目标TG上。图像扫描模块150的相机110可扫描(例如，捕获)图案FP投影至其上的目标TG的图像，因此，可获得目标TG的第一目标图像IMG。图案FP可以是例如具有线形状的条纹图案。以下，将作为示例描述图案FP是具有线形状的条纹图案的情况，但示例实施例不限于此。例如，图案FP可以是具有各种形状的条纹图案。
当目标TG的表面为平面时，图案FP可以单条线的形式投影在目标TG的表面上。因此，可以看出，第一目标图像中以单条线的形式示出的部分是平面。
另外，如图9和图10所示，当目标TG的表面由具有不同水平的平面形成时，图案FP可根据表面的水平分成多个片段并且可如图10所示投影。例如，第一片段SG1可被投影到聚焦环976的第一上表面976U1的一部分上，第二片段SG2可被投影到聚焦环976的第二上表面976U2的一部分上，第三片段SG3可被投影到对准器20的上表面21的一部分上。因此，当测量图10所示的第二片段SG2的长度d时，可计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D。处理器(图6的410)根据上述方法分析包括在第一目标图像IMG中的图案FP的形状，从而计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D。处理器410可生成包括所计算的分离距离D的测量数据。当该图像扫描模块150包括在多个图像扫描模块150中时，可生成数量与图像扫描模块150的数量对应的测量数据。处理器410所生成的测量数据可通过图6的无线通信模块420发送至控制单元800。
图像扫描模块150的第二照明器140可包括LED光源。例如，LED光源可发射包括例如可见光的第二光L2。第二照明器140可通过对应孔140H向对准器20的目标TG照射第二光L2。第二光L2可以宽光束角照射以整体对目标TG进行照明。
图像扫描模块150的相机110可扫描第二光L2照射至的目标TG的图像。因此，可通过图像扫描模块150获取目标的第二目标图像。与第一目标图像不同，第二目标图像可表现为通过扫描目标TG的整个表面而获得的图像。例如，第二目标图像可以是通过捕获目标的表面而获得的图像。
当仅使用第一目标图像无法计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D时，可获取第二目标图像以辅助计算分离距离D。例如，在聚焦环976由具有相对高的反射率的材料(例如硅(Si))形成的情况下，激光(例如，从第一照明器130发射的线的形式)从聚焦环976的表面反射(例如，远离图像反射)，因此，可能难以仅使用第一目标图像来识别。因此，无法仅通过第一目标图像识别聚焦环976的侧壁976S的位置，并且可能难以计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D。在这些情况下，通过经由第二目标图像识别聚焦环976的侧壁976S的位置并参考在第一目标图像中识别的对准器20的边缘E，可计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D。
图像扫描模块150所获取的第二目标图像可被发送至电路单元400。例如，图6的处理器410可从图像扫描模块150接收第二目标图像，并且可对第二目标图像进行图像处理以提取与聚焦环976的侧壁976S对应的线边缘。
处理器410可从所提取的线边缘识别聚焦环976的侧壁976S的位置，并且可计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D(例如，基于在第一目标图像中识别的对准器20的边缘E)。
处理器410可生成包括所计算的分离距离D的测量数据。当图像扫描模块150被设置成多个图像扫描模块时，可生成数量与图像扫描模块150的数量对应的测量数据。处理器410所生成的测量数据可通过图6的无线通信模块420发送至控制单元800。
控制单元800被配置为控制示教设备1的总体操作，并且可包括(和/或被包括在其中)诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等的处理器，并且可包括用于存储在示教设备1的操作中使用和/或示教设备1的操作所需的各种数据的存储器。
控制单元800可基于从包括在视觉传感器10的电路单元400中的无线通信模块420发送的测量数据来计算用于将装载区域LA的参考位置校正至目标位置的偏移值，并且可基于所计算的偏移值来重置传送机器人950的参考位置。例如，当发送多个测量数据时，偏移值可包括控制值，该控制值用于使传送机器人950的手954移动以使得聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的多个分离距离D全部相等。控制单元800根据所计算的偏移值控制传送机器人950的驱动单元951以将参考位置校正为目标位置，在该参考位置中，手954将负载定位在装载区域LA上。
参照图11至图19，将描述使用在其中采用了图1的示教设备1的基板对准设备2将基板对准的工艺。
图11是示出根据一些示例实施例的使用基板对准设备将基板对准的工艺的流程图，图12是详细示出图11的操作S40和S50的流程图。图13是示出采用图1的示教设备的基板对准设备的示例的示意性侧视图，图14至图19是示出通过图13的基板对准设备将基板对准的工艺的示意性平面图。由于与图1至图10的那些相同的标号具有相同的配置，所以为了简明，将省略其详细描述的重复。
首先，参照图14，可执行用于维护半导体工艺腔室900的预防性维护。在执行预防性维护的过程中，半导体工艺腔室900的部件位置可能略微改变。C1表示位于板974的上部的装载区域LA的中心。
参照图11、图13和图15，可通过传送机器人950将对准器20设置在置于基板对准设备2的半导体工艺腔室900内部的静电卡盘970上(S10)。由于在预防性维护期间发生的半导体工艺腔室900的部件位置的微小改变，对准器20的中心C2可能与装载区域LA的中心C1不匹配。因此，可以看出，对准器20的边缘与聚焦环976的侧壁976S之间的分离区域SA不是全部均匀的。
基板对准设备2可包括半导体工艺腔室900、连接到半导体工艺腔室900的第一缓冲腔室910、连接到第一缓冲腔室910的第二缓冲腔室920以及连接到第二缓冲腔室920的负载口930。半导体工艺腔室900可被配置为使得用于制造半导体装置的单元工艺(例如，蚀刻工艺)在半导体工艺腔室900中执行。例如，半导体工艺腔室900可包括设置在其中的静电卡盘970。静电卡盘970是支撑用于制造半导体装置的半导体基板(例如，晶圆W)的基板支撑单元的示例。由于静电卡盘970具有与上面参照图1描述的静电卡盘970相同的配置，所以为了简明，将省略其详细描述。半导体基板W可被安置在静电卡盘970的板974上。半导体工艺腔室900的内部可处于真空和/或高温状态以在其中执行单元工艺。第一缓冲腔室910和第二缓冲腔室920可分别包括被配置为传送半导体基板的第一传送机器人950A和第二传送机器人950B。例如，第一传送机器人950A和第二传送机器人950B可具有与图1中描述的传送机器人950相同的配置。为了简明，将省略第一传送机器人950A和第二传送机器人950B的详细描述。可基于上述对准工艺的结果和/或其实施例调节第一传送机器人950A的操作。在其中装载半导体基板W的负载口930可暴露于外。
在其中装载视觉传感器10和对准器20的储存容器940可设置在负载口930上。
参照图11、图13和图16，可通过传送机器人950将视觉传感器10设置到基板对准设备2的半导体工艺腔室900内部(S20)。可通过第二传送机器人950B使视觉传感器10从储存容器940移动到第二缓冲腔室920并从第二缓冲腔室920移动到第一缓冲腔室910。第一缓冲腔室910的内部可处于低压和/或真空状态。可通过第一传送机器人950A将视觉传感器10从第一缓冲腔室910提供到半导体工艺腔室900中。半导体工艺腔室900可维持真空和/或高温状态。视觉传感器10可设置在例如静电卡盘970上方。
设置在半导体工艺腔室900中的视觉传感器10可对准在参考位置上(S30)。可根据预先存储在控制单元800中的参考位置对准视觉传感器10。因此，视觉传感器10的中心C3可与对准器20的中心C2重合。使视觉传感器10对准可包括例如调节视觉传感器10在半导体工艺腔室900中的水平位置和/或竖直位置以及调节视觉传感器10的倾斜。
参照图11、图13、图17和图18，可使用视觉传感器10的图像扫描模块150获取目标TG1-TG4的第一目标图像IMG1-IMG4(S40)。例如，目标TG可包括对准器20的部分区域、聚焦环976的部分区域以及对准器20的边缘E与聚焦环976的侧壁976S之间的分离区域SA。获取第一目标图像IMG1-IMG4可包括：使用图像扫描模块150的第一照明器130将图案FP(例如，条纹图案)投影到对准器20和聚焦环976上，以及使用图像扫描模块150的相机110扫描其上投影有图案FP的对准器20和聚焦环976的图像。例如，图案FP可被分成多个片段并投影到聚焦环976的第一上表面976U1和第二上表面976U2以及对准器20的上表面21上。例如，第一目标图像IMG1-IMG4可分别包括分成第一片段SG11、SG21、SG31和SG41、第二片段SG12、SG22、SG32和SG42以及第三片段SG13、SG23、SG33和SG43的形式的条纹图案(参见图18)。
控制单元800可基于第一目标图像IMG1-IMG4计算聚焦环976和对准器20之间的分离距离D(S50)。例如，视觉传感器10的处理器410分析包括在第一目标图像IMG1-IMG4中的图案FP的形状，从而计算聚焦环976和对准器20之间的分离距离D。
控制单元800可基于所计算的分离距离D计算用于校正传送机器人950的参考位置的偏移值(S60)。偏移值可包括控制值，该控制值用于使传送机器人950的手954移动以使得聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘之间的多个分离距离D全部相同。例如，偏移值可包括用于在第一方向(例如，在图1的X轴上)、第二方向(例如，在图1的Y轴上)上和/或围绕对准器20的中心C2和/或视觉传感器10的中心C3调节手954的值。
参照图11、图13和图19，可基于所计算的偏移值重置传送机器人950的参考位置(S70)。控制单元800可重置传送机器人950的参考位置，使得视觉传感器10的中心C3与装载区域LA的中心C1重合。
接下来，参照图11和图13，通过传送机器人950将对准器20和视觉传感器10装载到储存容器中(S80)，并且可将半导体基板W设置在静电卡盘970的目标位置上(S90)。
接下来，可在半导体工艺腔室900中对半导体基板W执行制造半导体装置的工艺。
参照图12，根据一些示例实施例，当聚焦环976由具有相对高的反射率的材料(例如硅(Si))形成时，可添加获取第二目标图像的处理。
首先，可使用第一照明器130获取目标TG的第一目标图像(S41)。接下来，可检查是否识别聚焦环976与对准器20之间的分离距离(S42)。例如，当聚焦环976的反射率不是相对高并且因此可识别聚焦环976的侧壁976S的位置时，可计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D(S51)。另一方面，当聚焦环976的反射率相对高并且聚焦环976的侧壁976S的位置无法识别(和/或不清楚)时，可使用第二照明器140获得第二目标图像(S43)。
控制单元800可基于第一目标图像和第二目标图像计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D(S52)。例如，可通过第二目标图像识别聚焦环976的侧壁976S的位置，并且，参考在第一目标图像中识别的对准器20的边缘E，可计算聚焦环976的侧壁976S与对准器20的边缘E之间的分离距离D。
如上所述，根据一些示例实施例的示教设备可通过反映工艺腔室中的零件的微小位置改变来调节(和/或重新调节)传送机器人的参考位置。
根据一些示例实施例的基板对准设备可通过反映工艺腔室中的部件的微小位置改变来将基板安置在工艺腔室中的目标位置上。
尽管上面示出和描述了一些示例实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明构思的范围的情况下，可进行修改和变化。

Claims (20)

1.一种示教设备，包括：
腔室；
在所述腔室中的静电卡盘，所述静电卡盘包括围绕装载区域的侧壁；
对准器，其被配置为被装载到所述静电卡盘的所述装载区域上；
视觉传感器，其被配置为通过测量所述对准器与所述静电卡盘的侧壁之间的分离区域的分离距离来获得测量数据并发送所述测量数据；
传送机器人，其被配置为将所述对准器装载到所述装载区域的参考位置上并将所述视觉传感器定位在所述静电卡盘上方；以及
控制器，其被配置为基于从所述视觉传感器发送的测量数据重置所述参考位置并使所述分离距离相等。
2.根据权利要求1所述的示教设备，其中，所述视觉传感器还被配置为分别将图案投影到所述分离区域，基于所投影的图案获取目标图像，并且基于所述目标图像计算所述分离距离。
3.根据权利要求2所述的示教设备，其中，所述视觉传感器包括：
支撑构件；
在支撑构件上的多个图像扫描组件，所述多个图像扫描组件被配置为获取所述目标图像；以及
在所述支撑构件上的控制系统。
4.根据权利要求3所述的示教设备，其中，所述控制系统包括：
处理器，其被配置为从所述多个图像扫描组件接收所述目标图像并且基于所述目标图像生成所述测量数据；以及
无线通信接口，其被配置为将所述处理器所生成的测量数据发送至所述控制器。
5.根据权利要求3所述的示教设备，其中，所述多个图像扫描组件各自包括：
第一照明器，其被配置为将所述图案投影到目标上；以及
相机，其被配置为通过扫描其上投影有所述图案的目标来获取所述目标图像。
6.根据权利要求5所述的示教设备，其中，所述第一照明器包括：
激光源，其被配置为发射激光；以及
光学构件，其被配置为控制所述激光的光路，并且
其中，通过所述激光将所述图案投影到所述目标上。
7.根据权利要求3所述的示教设备，还包括：
第二照明器，其被配置为将光照射到目标上。
8.根据权利要求1所述的示教设备，其中，所述对准器具有晶圆形状。
9.根据权利要求8所述的示教设备，其中，所述对准器的上表面被喷砂处理。
10.根据权利要求8所述的示教设备，其中，
所述对准器的上表面包括标记，并且
所述标记具有比所述上表面的反射率更低的反射率。
11.根据权利要求1所述的示教设备，其中，
所述控制器还被配置为基于从所述视觉传感器发送的测量数据计算偏移值，并且
其中，所述传送机器人的所述参考位置的重置基于所述偏移值。
12.一种示教设备，包括：
基板支撑组件，所述基板支撑组件包括围绕装载区域的侧壁；
对准器，其被配置为被装载到所述装载区域上；
视觉传感器，其被配置为通过测量所述对准器与所述基板支撑组件的侧壁之间的分离距离来获得测量数据并发送所述测量数据；
传送机器人，其被配置为将所述对准器装载到所述装载区域中并将所述视觉传感器定位在所述装载区域上方；以及
控制器，其被配置为基于从所述视觉传感器发送的测量数据校正所述传送机器人的参考位置。
13.根据权利要求12所述的示教设备，其中，所述基板支撑组件是静电卡盘。
14.根据权利要求13所述的示教设备，其中，所述静电卡盘包括：
板，所述板包括所述装载区域；以及
在所述板的外周上的聚焦环，所述聚焦环包括侧壁。
15.根据权利要求14所述的示教设备，其中，所述聚焦环的上表面包括：
在比所述对准器的上表面高的第一水平处的第一上表面；以及
在比所述对准器的上表面低的第二水平处的第二上表面。
16.根据权利要求12所述的示教设备，其中，所述传送机器人被配置为装载所述对准器，使得所述对准器的中心与所述视觉传感器的中心彼此交叠。
17.一种基板对准设备，包括：
腔室，其包括内部空间，所述腔室被配置为处理所述内部空间中的基板；
在所述内部空间中的基板支撑组件，所述基板支撑组件包括围绕装载区域的侧壁；
对准器，其被配置为被装载到所述装载区域上；
视觉传感器，其被配置为通过测量所述对准器与所述侧壁之间的分离距离来获得测量数据并发送所述测量数据；
传送机器人，其被配置为将所述对准器、所述视觉传感器和所述基板装载到所述内部空间中和从所述内部空间卸载；以及
控制器，其被配置为通过基于从所述视觉传感器发送的测量数据示教所述传送机器人来校正用于将所述基板装载到所述装载区域中的参考位置。
18.根据权利要求17所述的基板对准设备，其中，所述对准器具有与所述基板相同的形状和重量。
19.根据权利要求18所述的基板对准设备，其中，所述基板是晶圆。
20.根据权利要求17所述的基板对准设备，其中，将所述对准器、所述视觉传感器和所述基板装载到所述内部空间中和从所述内部空间卸载包括：
将所述对准器装载到所述装载区域中，
将所述视觉传感器设置在所述对准器上方，
顺序地卸载所述对准器和所述视觉传感器，以及
在所述视觉传感器已被卸载之后将所述基板装载到所述装载区域中。
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