TW201806067A - 基於傳感器的自動校準晶圓 - Google Patents

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那拉亞那 拉馬查倫
卡斯克那拉亞那 巴拉瑞希南
拉杰庫瑪 薩努
傑佛利 哈德俊
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Abstract

於此描述的實施例一般相關於在基板處理系統內執行機械手校準處理的設備及方法。在一個實施例中，使用校準裝置以校準具有末端效應器的機械手。校準裝置包含主體、第一側及相對該第一側的第二側。校準裝置進一步包含傳感器，該傳感器設置於該主體的第二側上。在一些實施例中，傳感器覆蓋該主體的整體第二側。在此配置中，因為傳感器覆蓋校準裝置的該主體的整體第二側，可使用校準裝置以在每一不同的處理腔室或站台中執行校準處理期間感應傳感器及在設置於處理系統內的每一不同類型的處理腔室或站台中可得的多種不同配置的腔室部件之間的接觸。

Description

基於傳感器的自動校準晶圓
於此描述的實施例一般相關於機械手校準，且更特定地，相關於用於執行機械手校準的校準裝置。
在自動處理系統中使用機械手變得更加熱門。機械手通常可以一般而言經由使用人類勞力無法企及的精確度及效率來執行重複的工作。此外，可在位置中使用機械手，而該等位置對移動部件或傳感性環境的接近度使得在該等位置中使用人類勞力為所不欲的。
在半導體處理系統中特別重要為：錯位或不在位的基板導致昂貴的損壞或/及不定期的系統維護。錯位的基板通常損壞、損壞其他基板或儀器、或差勁地處理，導因於錯位且可丟棄。為了確保基板藉由機械手移動的精確位置，針對機械手的末端效應器之預先決定位置的參考點或座標典型地進入機械手控制器的記憶體，成為校準程序的一部分。獲取參考座標一般而言涉及移動或「微動(jogging)」末端效應器至預先決定位置，典型地經由手動或自動序列。可藉由手動觀察末端效應器的位置(使用或不使用校準工具的幫助)或藉由使末端效應器(或機械手的其他部件)觸發傳感器(例如，限制開關)，來確認機械手的末端效應器抵達預先決定位置。典型地重複此序列，直至建立了系統各處機械手的動作範圍內針對每一臨界位置的所有參考座標(亦即，進入機械手的或機械手控制器的記憶體)。一旦建立了參考座標，機械手可藉由返回參考座標而以精確度及精準度移動末端效應器進入臨界位置。
在許多半導體處理系統中，機械手的末端效應器的微動及末端效應器抵達參考座標的確認為手動完成的。操作員必須觀察末端效應器相對於處理系統內的一物體或標的之位置，以視覺地評估末端效應器的位置。為了在執行此工作時精確的看見末端效應器，典型地開啟處理系統至周圍環境。此不欲地放置操作員於一位置，該位置使該等操作員曝露於機械手動作範圍，而可導致人為受傷或系統損壞。因此，為了防止操作員的可能受傷，一般將處理系統關機，使得機械手不會不慎地造成與操作員的接觸，可能損壞產品、工具或操作員。當系統曝露於周圍環境，在處理前執行去汙染程序。此外，執行冗長抽空以將系統返回操作壓力。在系統關機週期期間，沒有處理基板且失去有價值的生產時間。
因此，存在有改良的校準裝置及用於解決上述問題的方法之需求。
在一個實施例中，校準裝置包含：主體，該主體具有第一表面及相對該第一表面的第二表面；傳感器，該傳感器設置於該第二表面上，且該傳感器覆蓋該第二表面。該校準裝置進一步包含電池，該電池設置於該第一表面上；及資料儲存或傳送器，該資料儲存或傳送器設置於該第一表面上。
在另一實施例中，校準裝置包含：主體，該主體具有第一表面，該第一表面具有邊緣部分、相對該第一表面的第二表面、及連接該第一表面的該邊緣部分及該第二表面的第三表面。該校準裝置進一步包含傳感器，該傳感器設置於該第二表面上，且該傳感器覆蓋該第二表面、第一表面的該邊緣部分、及該第三表面。該校準裝置進一步包含電池，該電池設置於該第一表面上；及一資料儲存或傳送器，該資料儲存或傳送器設置於該第一表面上。
在另一實施例中，方法包含以下步驟：藉由機械手放置校準裝置於第一基板支撐上，該第一基板支撐位於第一站台內部；自該校準裝置接收接觸或接近資料；基於該接觸或接近資料，計算該校準裝置上的該第一基板支撐的中央點位置；比較所計算的該校準裝置上的該第一基板支撐的該中央點位置與該校準裝置的真實中央點位置，以決定所計算的該校準裝置上的該第一基板支撐的該中央點位置及該校準裝置的該真實中央點位置之間的偏移；及使用該偏移校準該機械手。
於此描述的實施例一般相關於在基板處理系統內執行機械手校準處理的設備及方法。在一個實施例中，使用校準裝置以校準具有末端效應器的機械手。校準裝置包含主體、第一側及相對該第一側的第二側。校準裝置進一步包含電池，該電池設置於該主體的第一側上、資料儲存或傳送器，該資料儲存或傳送器設置於該主體的第一側上、及一傳感器，該傳感器設置於該主體的第二側上。在一些實施例中，傳感器覆蓋該主體的整體第二側。在此配置中，因為傳感器覆蓋校準裝置的該主體的整體第二側，可使用校準裝置以在每一不同處理站台中執行校準處理期間感應傳感器及在設置於處理系統內的不同類型處理站台(或者，此處亦稱為處理腔室)中可見的多種不同配置的腔室部件之間的接觸。
第1A圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置100的示意、頂部視圖。如第1A圖中所展示，校準裝置100包含具有第一表面104的主體102。主體102可由對真空及大氣壓力皆相容的任何合適材料製成。在一個實施例中，主體102由玻璃製成。主體102可具有與一個或更多個處理腔室中欲處理的基板相同的形狀及大小。在一個實施例中，主體102為圓形且具有一直徑，該直徑範圍由約150 mm至450 mm或更大。在一些實施例中，主體102為矩形或正方形。電池108及資料儲存或傳送器110可設置於第一表面104上。封閉體106可設置於第一表面104上且可封閉電池108及資料儲存或傳送器110。
第1B圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置100的示意、橫截面側面視圖。如第1B圖中所展示，主體102進一步包含相對於第一表面104的第二表面112。傳感器114設置於第二表面112上。傳感器114覆蓋整體第二表面112。傳感器114可為能夠感應主體102對其他外部部件(例如，基板支撐部件)的接觸及/或接近的任何合適的傳感器。傳感器114可包含電容性、壓電、電阻性、或其他合適類型的接觸及/或接近感應裝置。在一個範例中，傳感器114為觸覺或光學接近傳感器。在一個範例中，傳感器114為電容性感應裝置，能夠感應導因於外部部件對傳感器114區域接觸或接近的電容中的改變。在一個實施例中，傳感器114可具有跨傳感器表面至少30微米的解析度。傳感器114由電池108供電。傳感器114所感應的資料由資料儲存或傳送器110接收，接著無線傳輸至控制器。資料儲存或傳送器110可為任何合適的資料儲存或傳送器，例如使用藍芽(Bluetooth® )或其他合適通訊協定的無線傳送器。在一些實施例中，資料儲存或傳送器110可包含處理器(未展示)及非揮發性記憶體(未展示)，集體能夠驅動由傳感器114所執行的感應處理，接著在資料儲存或傳送器110傳輸至控制器之前，處理自傳感器114所接收的資料。在一些實施例中，資料儲存或傳送器110包含可自校準裝置100移除及安裝於控制器上的板上記憶體卡。
第2A圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置200的示意、頂部視圖。如第2A圖中所展示，校準裝置200包含具有第一表面204的主體202。主體202可與校準裝置100的主體102相同。電池208及資料儲存或傳送器210可設置於第一表面204上。封閉體206可設置於第一表面204上且可封閉電池208及資料儲存或傳送器210。電池208可與電池108相同，且資料儲存或傳送器210可與資料儲存或傳送器110相同。第一表面204可包含邊緣部分216(第2B圖)，且邊緣部分216可由傳感器214覆蓋。
第2B圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置200的示意、橫截面側面視圖。如第2B圖中所展示，主體202進一步包含相對於第一表面204的第二表面212、及連接第一表面204的邊緣部分216及第二表面212的第三表面218。傳感器214可設置於主體202上，使得整體第二表面212、第三表面218(例如，削平區域)、及第一表面204的邊緣部分216由傳感器214覆蓋。傳感器214可為與傳感器114相同類型的傳感器。傳感器214由電池208供電。傳感器214所感應的資料由資料儲存或傳送器210接收，接著無線傳送至控制器。
第3圖根據於此描述的一個實施例圖示用於校準機械手的方法300的流程圖。如第3圖中所展示，方法300始於區塊302：使用機械手放置校準裝置於基板支撐上，該基板支撐位於處理腔室內部。校準裝置可為校準裝置100或校準裝置200。基板支撐可為任何類型的基板支撐。第4A至7A圖示多種類型的基板支撐。處理腔室可為任何合適類型的基板處理腔室，例如半導體裝置處理腔室可包含：熱處理腔室、材料沉積腔室、蝕刻腔室、佈植腔室、清理腔室、氮化腔室、或氧化腔室。腔室或站台可為預先對齊器、裝載埠、通過相接處/緩衝器站台、或任何合適的站台。機械手可為任何合適的機械手以傳輸校準裝置，例如SCARA機械手。在一些實施例中，機械手包含耦合至致動器裝置的末端效應器，該致動器裝置經適用以在使用期間控制末端效應器的移動及定位。
如第4A至7A圖中所展示，基板支撐可包含一個或更多個基板接觸點，且放置校準裝置的傳感器(例如傳感器114或214)以使該傳感器與一個或更多個接觸點接觸。傳感器可覆蓋校準裝置的整體底部表面，例如傳感器114覆蓋校準裝置100的整體第二表面112。傳感器可覆蓋整體底部表面、頂部表面的邊緣部分、及校準裝置的側面表面，例如傳感器214覆蓋整體第二表面212、第一表面204的邊緣部分216、及校準裝置200的第三表面218。在一些實施例中，基板支撐為平坦表面且整體傳感器與基板支撐的平坦表面接觸。邊緣環可繞著校準裝置設置於基板支撐上或稍微在基板支撐上方。覆蓋側面表面及頂部表面的邊緣部分之傳感器可為接近偵測傳感器，可感應邊緣環的出現。
接著，在區塊304處，由校準裝置的傳感器所感應的接觸或接近資料由資料儲存或傳送器所接收，例如資料儲存或傳送器110或210。藉由資料儲存或傳送器傳送接觸或接近資料至控制器。接著，基於接觸或接近資料，由控制器計算校準裝置上的基板支撐的中央點位置，如區塊306處所展示。
接著，在區塊308處，將所計算的校準裝置上的基板支撐的中央點位置與校準裝置的真實中央點位置比較。若校準裝置被機械手放置於基板支撐的中央上，所計算的校準裝置上的基板支撐的中央點位置將與校準裝置的真實中央點位置匹配。然而，若校準裝置被機械手放置於基板支撐上偏離中央，決定所計算的相對於校準裝置的基板支撐的中央點位置與校準裝置的真實中央點位置之間的偏移。校準裝置的真實中央點位置可儲存於控制器的記憶體，或校準裝置上的記憶體中，且可由感測器相對於主體的感應部件的位置之認知來預先決定。使用決定的偏移以校準機械手，如區塊310處所展示。在使用決定的偏移資料調整機械手的校準之後，所計算的校準裝置上的基板支撐的中央點位置將與校準裝置的真實中央點位置匹配。接著，所校準的機械手可放置基板以在基板支撐上處理，該基板支撐位於處理腔室內部，且藉由機械手放置基板於基板支撐中央處。
第4A圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示由基板支撐400所支撐的校準裝置100。如第4A圖中所展示，基板支撐400包含複數個升降銷402。校準裝置100的傳感器114藉由機械手放置於升降銷402上。校準裝置100的傳感器114因而與複數個升降銷402接觸。第4B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置100的底部視圖，展示了接觸點404。如第4B圖中所展示，當傳感器114接觸基板支撐400的複數個升降銷402時，藉由校準裝置100的傳感器114感應到複數個接觸點404。相關於接觸點404的接觸點訊號由資料儲存或傳送器110接收，且接著，無線傳送相關於每一接觸點的位置相關資訊至控制器。控制器接著使用所接收資訊以計算校準裝置100上的基板支撐400的複數個升降銷402的中央點位置406。
若校準裝置100被機械手放置於基板支撐400上偏離中央，校準裝置100的真實中央點位置408不與所計算的基板支撐400的複數個升降銷402的中央點位置406匹配。校準裝置100的真實中央點位置408可儲存於控制器或校準裝置100內的記憶體中。由控制器決定所計算的校準裝置100上的基板支撐400的中央點位置406及校準裝置100的真實中央點位置408之間的偏移410。例如，若校準裝置100的真實中央點位置408位於笛卡爾平面(Cartesian plane)的(0，0)處，而基於接觸點404所計算的中央點位置406位於笛卡爾平面的(0，1)處，則偏移410為沿著Y軸向下一個單位。當使用該偏移以校準機械手時，校準機械手的末端效應器以沿著Y軸向下移動一個單位，以便對齊所計算的中央點位置406與真實中央點位置408。
第5A圖根據於此揭露的實施例示意地圖示由基板支撐500所支撐的校準裝置100。如第5A圖中所展示，基板支撐500可為具有內邊緣503的環狀環。藉由機械手放置校準裝置100的傳感器114於基板支撐500上。校準裝置100的傳感器114的邊緣與基板支撐500接觸。第5B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置100的底部視圖，展示了接觸點502。如第5B圖中所展示，當傳感器114接觸基板支撐500時，由校準裝置100的傳感器114來感應接觸點502。在一些配置中，如第5B圖中所展示，接觸點502可包含複數個接觸點以覆蓋傳感器的一區域，例如靠近校準裝置100邊緣的環狀區域。相關於接觸點502的接觸點訊號由資料儲存或傳送器110接收，且接著，無線傳送相關於每一接觸點的位置相關資訊至控制器。控制器接著使用所接收資訊以計算校準裝置100上的基板支撐500的中央點位置504。所計算的中央點位置504可由識別基板支撐500的內邊緣503的中央點來計算。若校準裝置100被放置於基板支撐500偏離中央，基板支撐500的內邊緣503及校準裝置100可不為同心的。因此，所計算的中央點位置504不與校準裝置100的真實中央點位置506對齊。
若校準裝置100被機械手放置於基板支撐500上偏離中央，校準裝置100的真實中央點位置506不與所計算的基板支撐500的中央點位置504匹配。校準裝置100的真實中央點位置408可儲存於控制器或校準裝置100內的記憶體中。由控制器決定所計算的校準裝置100上的基板支撐500的中央點位置504及校準裝置100的真實中央點位置506之間的偏移508。例如，若校準裝置100的真實中央點位置506位於笛卡爾平面的(0，0)處，而基於接觸點502所計算的中央點位置504位於笛卡爾平面的(0，1)處，則偏移508為沿著Y軸向下一個單位。當使用該偏移以校準機械手時，校準機械手的末端效應器以沿著Y軸向下移動一個單位，以便對齊所計算的中央點位置504與真實中央點位置506。
第6A圖根據於此描述的實施例示意地圖示由基板支撐600所支撐的校準裝置100。如第6A圖中所展示，基板支撐600可包含在表面604上形成的複數個突出部602。校準裝置100的傳感器114被機械手放置於基板支撐600的複數個突出部602上。在一個範例中，複數個突出部602可包含例如在基板支撐上形成的一陣列的氣體通道及/或最小接觸種類的支撐特徵。校準裝置100的傳感器114與基板支撐600的複數個突出部602接觸。第6B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置100的底部視圖，展示了接觸點606。如第6B圖中所展示，當傳感器114接觸基板支撐600的複數個突出部602時，由校準裝置100的傳感器114來感應接觸點606。相關於接觸點606的接觸點訊號由資料儲存或傳送器110接收，且接著，無線傳送相關於每一接觸點的位置相關資訊至控制器。控制器接著使用所接收資訊以計算校準裝置100上的基板支撐600的複數個突出部602的中央點位置608。在一些實施例中，複數個突出部602的圖案可儲存於控制器的記憶體中，及/或複數個突出部602的中央點位置608亦可儲存於控制器的記憶體中。控制器可基於接觸資料來計算中央點位置608或基於所偵測接觸資料中可得的突出部圖案來提供中央點位置608。
若校準裝置100被機械手放置於基板支撐600的複數個突出部602上偏離中央，校準裝置100的真實中央點位置610不與所計算的基板支撐600的複數個突出部602的中央點位置608匹配。校準裝置100的真實中央點位置610可儲存於控制器或校準裝置100內的記憶體中。由控制器決定所計算的校準裝置100上的基板支撐600的複數個突出部602的中央點位置608及校準裝置100的真實中央點位置610之間的偏移612。例如，若校準裝置100的真實中央點位置610位於笛卡爾平面的(0，0)處，而基於接觸點606所計算的中央點位置608位於笛卡爾平面的(0，1)處，則偏移612為沿著Y軸向下一個單位。當使用該偏移以校準機械手時，校準機械手的末端效應器以沿著Y軸向下移動一個單位，以便對齊所計算的中央點位置608與真實中央點位置610。
第7A圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示由基板支撐702所支撐且由遮蔽環700所環繞的校準裝置200。如第7A圖中所展示，基板支撐702為平坦表面。校準裝置200的傳感器214被機械手放置於基板支撐702上。遮蔽環700可設置覆於基板支撐702而環繞校準裝置200。設置於第一表面204的邊緣部分216上的傳感器214的部分感應遮蔽環700的出現，因為傳感器214為接近傳感器。第7B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置200的頂部視圖，展示了接近點704。在第7B圖中省略封閉體206、電池208及資料儲存或傳送器210。如第7B圖中所展示，當設置傳感器214靠近遮蔽環700的部分時，由校準裝置200的傳感器214來感應接近點704。相關於接近點704的接觸點訊號由資料儲存或傳送器210接收，且接著，無線傳送相關於每一接觸點的位置相關資訊至控制器。控制器接著使用所接收資訊以計算校準裝置200上的遮蔽環700的中央點位置706。
若校準裝置200被機械手放置於基板支撐702上相對於遮蔽環700偏離中央，校準裝置200的真實中央點位置708不與所計算的遮蔽環700的中央點位置706匹配。校準裝置200的真實中央點位置708可儲存於控制器或校準裝置內的記憶體中。由控制器決定所計算的校準裝置200上的遮蔽環700的中央點位置706及校準裝置200的真實中央點位置708之間的偏移710。例如，若校準裝置200的真實中央點位置708位於笛卡爾平面的(0，0)處，而基於接近點704所計算的中央點位置706位於笛卡爾平面的(0，1)處，則偏移710為沿著Y軸向下一個單位。當使用該偏移以校準機械手時，校準機械手的末端效應器以沿著Y軸向下移動一個單位，以便對齊所計算的中央點位置706與真實中央點位置708。
在一些實施例中，遮蔽環700不會出現，而代以設置於基板支撐702上的邊緣環來環繞校準裝置200。位於校準裝置200的第三表面218上的傳感器214的部分可感應邊緣環的出現。若所計算的校準裝置200上的邊緣環的中央點位置不與校準裝置200的真實中央點位置對齊，可決定一偏移。
第4A至4B、5A至5B、6A至6B、及7A至7B圖圖示了多種類型的基板支撐範例。所圖示的基板支撐可具有不同的支撐點(亦即，接觸點)。若校準裝置具有位於對應支撐點的特定位置的一個或更多個傳感器，則校準裝置僅針對特定類型的基板支撐有用。此外，若校準裝置偏離中央一大的距離，一個或更多個傳感器可能無法感應接觸點。因此，可使用校準裝置以感應接觸或接近點，例如具有覆蓋至少整體底部表面(亦即，接觸表面)的傳感器之校準裝置100或200，而無視於校準裝置有多遠離中央。進一步地，可針對不同類型的基板支撐(例如，展示於第4A至4B、5A至5B、6A至6B、及7A至7B圖中的基板支撐)來使用具有覆蓋至少整體底部表面的傳感器之校準裝置。校準裝置100或200可使用的基板支撐類型因而不限於展示於第4A至4B、5A至5B、6A至6B、及7A至7B圖中的基板支撐。在一些實施例中，校準裝置100或200藉由設置於工廠介面中的機械手自工廠介面傳送至裝載鎖腔室。
第8圖根據於此描述的一個實施例圖示設備800的示意、頂部視圖。設備800可為叢集工具，包含裝載站台812、耦合至裝載站台812的傳輸腔室814、耦合至傳輸腔室814的複數個處理腔室840、850、860。設備800亦可包含控制器880。控制器880可自資料儲存或傳送器(例如，資料儲存或傳送器110或210)接收接觸或接近資料。控制器880可基於接觸或接近資料來計算校準裝置上的基板支撐的中央點位置，及比較所計算的中央點位置與校準裝置的已知真實中央點位置。真實中央點位置資訊可儲存於控制器或校準裝置內的記憶體中，且可相關於設備800中可得的每一特定基板支撐元件上可得的特徵。
如第8圖中所展示，機械手820設置於傳輸腔室814內。機械手820可包含用於傳輸基板進入及離開處理腔室840、850、860的末端效應器822。處理腔室840、850、860可包含具有不同接觸點的基板支撐。因此，可使用單一校準裝置(例如，校準裝置100或200)以校準機械手820，使得機械手820可傳輸基板進入及離開多個不同配置的處理腔室840、850、860，包含具有基板支撐(具有不同接觸點)的處理腔室。可放置校準裝置(例如，校準裝置100或200)於每一處理腔室840、850、860內部的基板支撐上，同時處理腔室840、850、860處於真空，因為校準裝置可為無線的。在一些實施例中，處理腔室840、850、860內部的溫度可處於或靠近升高處理溫度。無須開啟處理腔室840、850、860至大氣壓力而接著抽吸降至真空條件而導致減低的校準時間。另一機械手(未展示)可位於裝載站台812內部以傳輸基板進入及離開設備800。
在一些實施例中，可使用單一校準裝置(例如，校準裝置100或200)以識別生產缺陷成因。為了識別生產缺陷成因，可放置校準裝置於設備800的每一處理腔室840、850、860中的基板支撐上，以建立相對於每一處理腔室840、850、860中的基板支撐的基板位置的基線。若有問題，例如在晶圓上得到錯位類型的缺陷圖案，可由在每一處理腔室840、850、860中使用校準裝置來快速識別問題的成因，以獲得關於相對於基板支撐的基板位置的現在資訊。相較於基線具有最大差異的現在資訊之處理腔室可為問題之成因。換句話說，用於每一處理腔室840、850、860的偏移及具有最大偏移的處理腔室可為問題之成因。在一些實施例中，可使用校準裝置(例如，校準裝置100或200)以隨著時間記錄在地化接觸標誌。接觸標誌可為隨著時間蒐集的接觸資料，在該時間期間，在站台或處理腔室中由升降銷升高基板。接觸標誌可為機械手傳輸基板時蒐集的接觸資料。接觸標誌可為基線且相比較以用於故障排除。
前述係本揭示案的實施例，可修改本揭示案的其他及進一步的實施例而不遠離其基本範圍，且該範圍由隨後的申請專利範圍所決定。
100‧‧‧校準裝置
102‧‧‧主體
104‧‧‧第一表面
106‧‧‧封閉體
108‧‧‧電池
110‧‧‧資料儲存或傳送器
112‧‧‧第二表面
114‧‧‧感測器
200‧‧‧校準裝置
202‧‧‧主體
204‧‧‧第一表面
206‧‧‧封閉體
208‧‧‧電池
210‧‧‧資料儲存或傳送器
212‧‧‧第二表面
214‧‧‧感測器
216‧‧‧邊緣部分
218‧‧‧第三表面
300‧‧‧方法
302‧‧‧區塊
304‧‧‧區塊
306‧‧‧區塊
308‧‧‧區塊
310‧‧‧區塊
400‧‧‧基板支撐
402‧‧‧升降銷
404‧‧‧接觸點
406‧‧‧中央點位置
408‧‧‧真實中央點位置
410‧‧‧偏移
500‧‧‧基板支撐
502‧‧‧接觸點
503‧‧‧內邊緣
504‧‧‧中央點位置
506‧‧‧真實中央點位置
508‧‧‧偏移
600‧‧‧基板支撐
602‧‧‧突出部
604‧‧‧表面
606‧‧‧接觸點
608‧‧‧中央點位置
610‧‧‧真實中央點位置
612‧‧‧偏移
700‧‧‧遮蔽環
702‧‧‧基板支撐
704‧‧‧接近點
706‧‧‧中央點位置
708‧‧‧真實中央點位置
710‧‧‧偏移
800‧‧‧設備
812‧‧‧裝載站台
814‧‧‧傳輸腔室
820‧‧‧機械手
822‧‧‧末端效應器
840‧‧‧處理腔室
850‧‧‧處理腔室
860‧‧‧處理腔室
880‧‧‧控制器
於是可以詳細理解本揭示案上述特徵中的方式，可藉由參考實施例而具有本揭示案的更特定描述(簡短總結如上)，其中一些圖示於所附圖式中。然而，注意所附圖式僅圖示示範性實施例，因此不考慮限制其範圍，可允許其他等效實施例。
第1A圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置的示意頂部視圖。
第1B圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置的示意橫截面側面視圖。
第2A圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置的示意頂部視圖。
第2B圖根據於此描述的一個實施例圖示校準裝置的示意橫截面側面視圖。
第3圖根據於此描述的一個實施例圖示用於校準機械手的方法的流程圖。
第4A圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示由基板支撐所支撐的校準裝置。
第4B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置的底部視圖，展示了接觸點。
第5A圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示由基板支撐所支撐的校準裝置。
第5B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置的底部視圖，展示了接觸點。
第6A圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示由基板支撐所支撐的校準裝置。
第6B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置的底部視圖，展示了接觸點。
第7A圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示由基板支撐所支撐且由遮蔽環所環繞的校準裝置。
第7B圖根據於此描述的一個實施例示意地圖示校準裝置的頂部視圖，展示了接近點。
第8圖根據於此描述的一個實施例圖示一設備的示意、頂部視圖。
為了便於理解，儘可能使用相同元件符號，以標示圖式中常見的相同元件。思量一個實施例的元件及特徵可有利地併入其他實施例，而無須進一步敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧校準裝置
102‧‧‧主體
104‧‧‧第一表面
106‧‧‧封閉體
108‧‧‧電池
110‧‧‧資料儲存或傳送器
112‧‧‧第二表面
114‧‧‧感測器

Claims (20)

  1. 一種校準裝置，包括： 一主體，該主體包含一第一表面及相對該第一表面的一第二表面；一傳感器，該傳感器設置於該第二表面上，其中該傳感器覆蓋該第二表面；一電池，該電池設置於該第一表面上；及一資料儲存或傳送器，該資料儲存或傳送器設置於該第一表面上。
  2. 如請求項1所述之校準裝置，其中該主體包括玻璃。
  3. 如請求項1所述之校準裝置，其中該傳感器為一電阻性、電容性、觸覺、光學、或壓電傳感器。
  4. 如請求項1所述之校準裝置，進一步包括一封閉體，該封閉體設置於該第一表面上，封閉該電池及該資料儲存或傳送器。
  5. 如請求項1所述之校準裝置，其中該主體為圓形且具有一直徑，該直徑的範圍自約150 mm至約450 mm。
  6. 如請求項1所述之校準裝置，其中該主體為矩形或正方形。
  7. 如請求項1所述之校準裝置，其中該資料儲存或傳送器使用藍芽(Bluetooth® )通訊協定。
  8. 一種校準裝置，包括： 一主體，該主體包含具有一邊緣部分的一第一表面、相對該第一表面的一第二表面、及連接該第一表面的該邊緣部分及該第二表面的一第三表面；一傳感器，該傳感器設置於該第二表面上，其中該傳感器覆蓋該第二表面、該第一表面的該邊緣部分、及該第三表面；一電池，該電池設置於該第一表面上；及一資料儲存或傳送器，該資料儲存或傳送器設置於該第一表面上。
  9. 如請求項8所述之校準裝置，其中該主體包括玻璃。
  10. 如請求項8所述之校準裝置，其中該傳感器為一電阻性、電容性、觸覺、光學、或壓電傳感器。
  11. 如請求項8所述之校準裝置，進一步包括一封閉體，該封閉體設置於該第一表面上，封閉該電池及該資料儲存或傳送器。
  12. 如請求項8所述之校準裝置，其中該主體為圓形且具有一直徑，該直徑的範圍自約150 mm至約450 mm。
  13. 如請求項8所述之校準裝置，其中該傳感器具有至少30微米的一解析度。
  14. 如請求項8所述之校準裝置，其中該資料儲存或傳送器使用藍芽(Bluetooth® )通訊協定。
  15. 一種方法，包括以下步驟： 藉由一機械手放置一校準裝置於一第一基板支撐上，該第一基板支撐位於一第一站台內部；自該校準裝置接收第一接觸或接近資料；基於該第一接觸或接近資料，計算該校準裝置上的該第一基板支撐的一中央點位置；比較所計算的該校準裝置上的該第一基板支撐的該中央點位置與該校準裝置的一真實中央點位置，以決定所計算的該校準裝置上的該第一基板支撐的該中央點位置及該校準裝置的該真實中央點位置之間的一第一偏移；及使用該第一偏移校準該機械手。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該校準裝置包括一傳感器，其中該傳感器覆蓋該校準裝置的一表面，且其中該傳感器與該第一基板支撐接觸。
  17. 如請求項15所述之方法，進一步包括以下步驟：藉由該機械手放置該校準裝置於一第二基板支撐上，該第二基板支撐位於一第二站台內部，其中該第二基板支撐具有與該第一基板支撐不同的與該校準裝置的接觸點。
  18. 如請求項17所述之方法，進一步包括以下步驟： 自該校準裝置接收第二接觸或接近資料；基於該第二接觸或接近資料，計算該校準裝置上的該第二基板支撐的一中央點位置；比較所計算的該校準裝置上的該第二基板支撐的該中央點位置與該校準裝置的該真實中央點位置，以決定所計算的該校準裝置上的該第二基板支撐的該中央點位置及該校準裝置的該真實中央點位置之間的一第二偏移；及使用該第二偏移校準該機械手。
  19. 如請求項18所述之方法，進一步包括以下步驟： 藉由該機械手放置該校準裝置於一第三基板支撐上，該第三基板支撐位於一第三站台內部，其中該第三基板支撐具有與該第一或該第二基板支撐不同的與該校準裝置的接觸點；自該校準裝置接收第三接觸或接近資料；基於該第三接觸或接近資料，計算該校準裝置上的該第三基板支撐的一中央點位置；比較所計算的該校準裝置上的該第三基板支撐的該中央點位置與該校準裝置的該真實中央點位置，以決定所計算的該校準裝置上的該第三基板支撐的該中央點位置及該校準裝置的該真實中央點位置之間的一第三偏移；及使用該第三偏移校準該機械手。
  20. 如請求項19所述之方法，進一步包括以下步驟：比較該第一偏移、該第二偏移、及該第三偏移，以決定該第一、該第二、及該第三站台的一站台為生產缺陷的一成因。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111504492A (zh) * 2019-01-30 2020-08-07 森萨塔科技公司 具有两个校准部的汽车废气传感器
TWI792182B (zh) * 2021-02-08 2023-02-11 台灣積體電路製造股份有限公司 校正方法及半導體製造設備

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10541168B2 (en) * 2016-11-14 2020-01-21 Lam Research Corporation Edge ring centering method using ring dynamic alignment data
US10851453B2 (en) 2018-04-11 2020-12-01 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for shutter disk assembly detection
IL274911B2 (en) * 2020-05-25 2023-10-01 Metalix Cad/Cam Ltd Device and method for calibrating a robotic cell
US11924972B2 (en) 2020-06-02 2024-03-05 Applied Materials, Inc. Diagnostic disc with a high vacuum and temperature tolerant power source
US11589474B2 (en) * 2020-06-02 2023-02-21 Applied Materials, Inc. Diagnostic disc with a high vacuum and temperature tolerant power source

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244121B1 (en) 1998-03-06 2001-06-12 Applied Materials, Inc. Sensor device for non-intrusive diagnosis of a semiconductor processing system
US6032512A (en) * 1998-06-02 2000-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Wafer centering device and method of using
US6966235B1 (en) * 2000-10-06 2005-11-22 Paton Eric N Remote monitoring of critical parameters for calibration of manufacturing equipment and facilities
US20030075936A1 (en) * 2001-10-19 2003-04-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wafer blade equipped with piezoelectric sensors
US7289230B2 (en) 2002-02-06 2007-10-30 Cyberoptics Semiconductors, Inc. Wireless substrate-like sensor
US7085622B2 (en) 2002-04-19 2006-08-01 Applied Material, Inc. Vision system
US6807503B2 (en) * 2002-11-04 2004-10-19 Brion Technologies, Inc. Method and apparatus for monitoring integrated circuit fabrication
US7107125B2 (en) 2003-10-29 2006-09-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring the position of a semiconductor processing robot
US7319920B2 (en) 2003-11-10 2008-01-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for self-calibration of a substrate handling robot
US20080097646A1 (en) * 2006-10-23 2008-04-24 Ramsey Craig C Calibration of a substrate handling robot
US8224607B2 (en) * 2007-08-30 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for robot calibrations with a calibrating device
US7752000B2 (en) * 2008-05-02 2010-07-06 Qcept Technologies, Inc. Calibration of non-vibrating contact potential difference measurements to detect surface variations that are perpendicular to the direction of sensor motion
KR20150007910A (ko) * 2013-07-11 2015-01-21 삼성전자주식회사 사용자 인터렉션을 제공하는 사용자 단말 장치 및 그 방법
US9685362B2 (en) * 2014-02-19 2017-06-20 International Business Machines Corporation Apparatus and method for centering substrates on a chuck
US10522380B2 (en) 2014-06-20 2019-12-31 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for determining substrate placement in a process chamber
US10083883B2 (en) * 2016-06-20 2018-09-25 Applied Materials, Inc. Wafer processing equipment having capacitive micro sensors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111504492A (zh) * 2019-01-30 2020-08-07 森萨塔科技公司 具有两个校准部的汽车废气传感器
TWI792182B (zh) * 2021-02-08 2023-02-11 台灣積體電路製造股份有限公司 校正方法及半導體製造設備

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