TW202027185A - 基準部過濾自動晶圓置中方法及相關系統 - Google Patents

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Abstract

感測器陣列中之每一感測器偵測晶圓的邊緣何時通過機器手臂之晶圓處理部件上的感測器並發出信號。判定偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)。每一偵測到之晶圓邊緣位置係晶圓處理部件的坐標系統中之一組坐標(x, y)。針對偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之每一獨特組，判定實質上使性能指數值最小化的估計晶圓偏移量。估計晶圓偏移量係從晶圓處理部件之坐標系統的中心延伸至晶圓之估計中心位置的向量。最終晶圓偏移量係識別為具有最小之對應性能指數值的估計晶圓偏移量。最終晶圓偏移量用於使晶圓在目標工作站置中。

Description

基準部過濾自動晶圓置中方法及相關系統
本揭示內容有關半導體元件製作。
在例如積體電路、記憶體單元等的半導體元件之製作中，施行一系列製造操作以界定半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)上的特徵部。晶圓包括於矽基板上界定之呈多層結構形式的積體電路元件。在基板層，形成具有擴散區域之電晶體元件。於隨後的層中，圖案化互連金屬化線並將其電連接至電晶體元件，以界定所期望之積體電路元件。圖案化的導電層亦藉由介電材料與其他導電層絕緣。
許多各式各樣的晶圓製造操作需要在目標工作站內(例如於處理室內)的晶圓支撐結構上處理和放置晶圓。使用機器手臂裝置以在遠端完成在晶圓支撐結構上之此晶圓放置。將晶圓放置在晶圓支撐結構上、相對於晶圓支撐結構之已知位置中通常是重要的。例如，可指定晶圓應在晶圓支撐結構之晶圓承接區域內置中。然而，當藉由機器手臂裝置來處理／載送晶圓時，可能需要判定晶圓相對於機器手臂裝置的位置，以便能夠將晶圓正確放置於目標工作工作站。正是在此背景下出現本揭示內容。
於示例性實施例中，揭示用於自動晶圓置中之方法。所述方法包括將晶圓定位在機器手臂的晶圓處理部件上。所述方法包括操作機器手臂以移動晶圓處理部件，使得晶圓移動經過感測器陣列。感測器陣列內之每一感測器配置為偵測晶圓的邊緣何時通過感測器並發出信號。所述方法包括判定偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)。每一偵測到之晶圓邊緣位置藉由晶圓處理部件的坐標系統中之一組坐標(x, y)所界定，當晶圓移動經過感測器陣列時，所述感測器陣列的任一感測器於該組坐標偵測到晶圓之邊緣。所述方法包括針對偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之每一獨特組，判定實質上使性能指數值最小化的估計晶圓偏移量。估計晶圓偏移量定義為從晶圓處理部件之坐標系統的中心延伸至晶圓之估計中心位置的向量。偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的每一獨特組具有對應之估計晶圓偏移量和對應的性能指數值。所述方法亦包括將最終晶圓偏移量識別為估計晶圓偏移量，所述估計晶圓偏移量對應於具有最小之對應性能指數值的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的獨特組。並且，所述方法包括使用最終晶圓偏移量以使晶圓在目標工作站置中。
於示例性實施例中，揭示用於自動晶圓置中之系統。所述系統包括感測器陣列。感測器陣列的每一感測器配置為偵測晶圓之邊緣何時通過感測器。所述系統亦包括控制器，所述控制器配置為當晶圓處理部件帶著固持在晶圓處理部件上的晶圓移動時，接收指示機器手臂之晶圓處理部件的位置之資料。控制器配置為當晶圓移動經過感測器陣列時從感測器陣列接收信號。信號指示晶圓的邊緣何時通過感測器陣列之特定感測器。控制器亦配置為判定偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)。每一偵測到的晶圓邊緣位置由晶圓處理部件之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定，感測器陣列之任一感測器於該組坐標偵測到晶圓的邊緣。控制器亦配置為判定估計晶圓偏移量，所述晶圓偏移量實質上針對偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的每一獨特組使性能指數值最小化。估計晶圓偏移量定義為從晶圓處理部件之坐標系統的中心延伸至晶圓之估計中心位置的向量。所偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的每一獨特組具有對應之估計晶圓偏移量和對應的性能指數值。控制器亦配置為將最終晶圓偏移量識別為估計的晶圓偏移量，所述估計的晶圓偏移量對應於具有最小之對應性能指數值的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的獨特組。控制器配置為使用最終晶圓偏移量來引導機器手臂，以使晶圓在目標工作站置中。
於示例性實施例中，揭示用於自動晶圓置中之方法。所述方法包括獲取偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)。每一偵測到的晶圓邊緣位置由晶圓處理部件之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定。所述方法亦包括針對偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的每一獨特組判定最小化之性能指數值。最小化的性能指數值具有對應於一圓之中心的相關聯之估計晶圓偏移量，所述圓被最佳配適至晶圓處理部件的坐標系統內之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之對應獨特組。所述方法亦包括針對偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)判定最小的最小化性能指數值。所述方法亦包括使用最小之最小化性能指數值及其相關聯的晶圓偏移量，以使晶圓在目標工作站置中。
在以下敘述中，闡述許多特定細節，以便提供對本揭示內容之實施例的理解。然而，對於本領域之技術人員將顯而易見的是，可在沒有一些或所有這些特定細節之情況下實踐本揭示內容的實施例。於其他情況下，未詳細地敘述熟知之製程操作，以免不必要地使本揭示內容不清楚。
自動晶圓置中(AWC)是一程序，其中機器手臂將半導體晶圓(此後稱為「晶圓」)移動經過一組感測器，試圖精確判定晶圓定位於機器手臂的葉片(亦即，末端作用器或晶圓處理部件)上之何處。該組感測器之目的是，當晶圓邊緣移動通過晶圓運動平面中之界定點時生成信號。通常，直通光束(through-beam)光學感測器係定位為，使得晶圓的前導邊緣將中斷光束，而晶圓之後引邊緣將露出光束。在每次光束轉變時，將信號發送至機器手臂，且當感測器轉變時，機器手臂立即儲存其位置。以此方式，當感測器轉變時，記錄機器手臂的葉片相對於感測器之位置。
晶圓偏移量定義為在晶圓之中心與葉片坐標系統的中心之間的空間關係。因此，晶圓偏移量定義為從葉片坐標系統之中心延伸至晶圓的中心之向量。於零晶圓偏移量的情況下，晶圓之中心坐落在葉片坐標系統的中心。當機器手臂移動葉片時，追蹤及得知葉片坐標系統之中心。因此，藉由得知葉片坐標系統的中心於葉片之任何給定位置的何處，當晶圓移動經過該組感測器時，AWC程序能夠基於晶圓與該組感測器之相互作用來判定晶圓偏移量。然後，當將晶圓放置在目標工作站(例如於處理室內的卡盤上)時，可校正晶圓在葉片上之位置中的任何誤差、亦即晶圓偏移量。
圖1A顯示根據一些實施例之晶圓101相對於感測器103A和103B的俯視圖。圖1B顯示根據一些實施例的晶圓101相對於感測器103A的側視圖，其中感測器包括二感測器部件103A-1和103A-2。於一些實施例中，感測器103A和103B配置為發光二極體(LED)光束感測器，其當LED光束被打斷時以及當LED光束重新形成時藉由傳輸信號來操作。例如，如圖1B所示，第一感測器部件103A-1操作為光束發射器以將光束109傳輸至第二感測器部件103A-2，第二感測器部件103A-2操作為光束偵測器，以傳輸當光束被打斷時之信號及傳輸當光束重新形成時的信號。將受理解，感測器部件103A-1和103A-2之操作可顛倒。亦將受理解在其他實施例中，可使用諸多其他類型的感測器來代替LED光束感測器103A和103B，只要所述感測器能夠偵測晶圓101之邊緣何時通過感測器的偵測位置。
於圖1A之範例中，晶圓101定位在機器手臂的葉片上，並由機器手臂於方向105中移動經過感測器103A和103B。因此，當晶圓101移動經過感測器103A和103B時，感測器103A和103B的光束分別沿著路徑107A和107B行進。圖1A之範例顯示當晶圓101移動經過感測器103A和103B時，感測器103A和103B的光束沿著直線路徑107A和107B行進橫越晶圓101。然而，將受理解於一些實施例中，晶圓101可由機器手臂以非線性方式移動經過感測器103A和103B，這將造成感測器103A和103B之光束沿著非線性路徑行進橫越晶圓101。當晶圓101在方向105中移動時，晶圓101的前導外圍邊緣於位置Ba1 抵達並阻擋感測器103A之光束，並在位置Ba2 抵達並阻擋感測器103B的光束。當晶圓101於方向105中繼續移動時，晶圓101之後引外圍邊緣通過感測器103A和103B，使得感測器103A和103B的光束分別在位置Ba3 和Ba4 不被阻擋。以此方式，當晶圓101移動經過感測器103A、103B時，晶圓101之前導邊緣中斷感測器光束109，且晶圓101的後引邊緣使感測器光束109重新形成。每次感測器光束109轉變、亦即中斷或重新形成時，中斷信號從感測器103A、103B傳輸以觸發當前葉片位置的記錄。在由坐標軸XB 和YB 所表示之葉片的坐標系統內指定每一偵測到之晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 。
圖1B顯示於方向105中接近感測器103A的晶圓101。在圖1B中，光束109於第一感測器部件103A-1和第二感測器部件103A-2之間不被打斷。圖1C顯示晶圓101，其中晶圓101的前導外圍邊緣抵達位置Ba1 並阻擋感測器103A之光束109。圖1D顯示晶圓101繼續移動經過感測器103A，且光束109被晶圓101所阻擋。圖1E顯示晶圓101，其中晶圓101之後引外圍邊緣通過感測器103A，使得感測器103A的光束109在位置Ba4 重新形成(未被阻擋)。
於一些實施例中，機器手臂具有數位輸入／輸出(I/O)卡。感測器103A和103B連接至機器手臂之數位I/O卡。當觸發感測器103A、103B(藉由偵測到光束109的阻擋或藉由偵測到光束109之未阻擋)時，感測器103A、103B將中斷信號發送至機器手臂的數位I/O卡，從而造成機器手臂將其當前葉片位置資料儲存在數位儲存器中。在一些實施例中，於晶圓101已通過感測器103A和103B之後，將與感測器103A和103B觸發的時間相對應之葉片位置資料從機器手臂下載至用於進行AWC程序的控制系統。在一些實施例中，用於進行AWC程序之控制系統在機器手臂上實現。於這些實施例中，在機器手臂上用於進行AWC程序之控制系統可利用與感測器103A和103B觸發的時間相對應之葉片位置資料，而不需將葉片位置資料下載至與機器手臂分離的另一控制系統。
可經過校準程序來判定感測器103A和103B之光束109相對於葉片坐標系統中心的位置，其中將校準晶圓(具有精確且均勻的直徑)以置中的方式定位在葉片上(使晶圓精確地置中於葉片坐標系統之中心)，並且使校準晶圓移動通過感測器103A和103B。藉由得知感測器103A和103B的光束109位置相對於真正置中晶圓之葉片坐標系統中心的校準位置，針對非置中晶圓(未置中在葉片上之晶圓)的偵測到之位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 可用於判定葉片坐標系統內的未置中晶圓之中心坐標，且進而判定未置中的晶圓之晶圓偏移量。在圖1A中，晶圓偏移量由從葉片坐標系統的中心延伸至晶圓101之中心104的向量O 所描繪。
大多數的晶圓具有基準部、亦即凹口，其用於判定和設定晶圓之角位置。此基準部通常在晶圓邊緣上的一位置呈凹口形式。例如，圖1A顯示具有基準部102之晶圓101。計算晶圓偏移量O 的AWC演算法之基礎是假設感測器103A、103B精確判定晶圓101的圓周上之點。如果基準部102於感測器103A、103B的其中一者之下移動，例如圖1A所示，則感測器所報告的晶圓邊緣位置將不會位於晶圓圓周上，且晶圓偏移量O 之AWC計算的結果將是錯誤的。
半導體製造設施內之許多工具在工具的晶圓流程中之某處具有對準器(晶圓對準器)。對準器之一目的係確定基準部102之位置並旋轉晶圓，使得基準部102位於指定之方位角位置。通常，將基準部102定位，使得其將不通過AWC程序中所使用的任一感測器103A、103B，而不管晶圓可傳送到之目標工作站。這消除AWC程序和相關聯演算法考慮對感測器103A、103B的可能之基準部102干擾的要求。然而，在工具之晶圓流程中使用對準器的一些缺點為對準器之成本、以及將晶圓移入對準器所需之時間、操作對準器以確定晶圓基準部102的位置並加以定位、及從對準器取回晶圓所導致之晶圓處理產量的降低。因此，於一些情況下，在工具的晶圓流程中添加對準器是不合理的，且AWC系統必須嘗試判定是否存在對感測器103A、103B之任何一者的基準部102干擾，且如果是，則是影響哪個感測器資料。
如圖1A所示，示例性AWC程序使用包括二感測器103A和103B之感測器陣列，以當晶圓移動經過感測器陣列時，生成與偵測到的晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 對應之總共四個感測器信號。每一感測器信號和相關聯的機器手臂位置用於計算葉片坐標系統中之對應的偵測到之晶圓邊緣位置(Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 )。圖1F顯示葉片坐標系統中的偵測到之晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 的向量圖。AWC程序之目的係判定晶圓偏移量O ，亦即判定晶圓中心相對於葉片坐標系統中心之位置。傳統的AWC程序包括選擇任何三個偵測到的晶圓邊緣位置(Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 之任何三個)用於分析，以判定晶圓偏移量O 。假定所選擇的三個偵測到之晶圓邊緣位置將唯一地界定一圓，對應於估計的晶圓半徑R和估計的晶圓中心117。估計的晶圓中心117由線112和114各別的垂直平分線113和115之交叉點所給予，線112和114係延伸於分析中所使用之相鄰偵測到的晶圓邊緣位置(Ba1 、Ba2 、Ba3 )之間。估計的晶圓半徑R係分析中所使用之估計的晶圓中心117與任何相鄰偵測到的晶圓邊緣位置(Ba1 、Ba2 、Ba3 )之間的距離。
對於使用二感測器103A和103B而生成與偵測到之晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 對應的四個感測器信號之AWC程序，存在四組、每組三個偵測到的晶圓邊緣位置：第1組 = (Ba1 、Ba2 、Ba3 )；第2組 =(Ba2 、Ba3 、Ba4 )；第3組 =(Ba1 、Ba3 、Ba4 )；及第4組 =(Ba1 、Ba2 、Ba4 )。圖1F顯示使用第1組來判定估計的晶圓中心117和估計的晶圓半徑R。於AWC程序中，使用第1組、第2組、第3組和第4組其中每一者來判定估計的晶圓中心117和估計的晶圓半徑R。如果晶圓的基準部102干擾四個感測器信號之任一者，則僅第1組、第2組、第3組和第4組其中一者將不受基準部102所影響。例如，如果與偵測到之晶圓邊緣位置Ba3 對應的感測器信號受到基準部102所影響，則僅第4組 = (Ba1 、Ba2 、Ba4 )將沒有由基準部102干擾所導入的誤差。假設已經發生基準部102干擾，則藉由比較與第1組、第2組、第3組和第4組其中每一者相關聯的估計晶圓半徑R及已知之晶圓半徑，以判定用於判定估計的晶圓中心117及對應晶圓偏移量O 之三組偵測到的晶圓邊緣位置(第1組、第2組、第3組、或第4組)之正確值。假設已經發生基準部102干擾，則對於四組、每組三個偵測到之晶圓邊緣位置(第1組、第2組、第3組、第4組)，僅有一R值應為正確的。並且，提供正確R值之特定的該組三個偵測到的晶圓邊緣位置(第1組、第2組、第3組、第4組)，係用於判定估計的晶圓中心117及對應晶圓偏移量O 之該組三個偵測到的晶圓邊緣位置。再次，晶圓偏移量O 係當晶圓被葉片所固持時從葉片坐標系統的中心延伸至晶圓中心之向量。因此，葉片坐標系統中的估計晶圓中心117之坐標界定晶圓偏移量O 。
應注意，基準部102將僅影響偵測到的晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、和Ba4 之其中一者。而且，應注意，基準部102將很少會直接通過感測器103A、103B下方。更經常地，基準部102的更接近晶圓邊緣之某一部分影響感測器轉變，且在基於給定的一組(第1組、第2組、第3組、第4組)三個偵測到的晶圓邊緣位置來判定估計的晶圓半徑R時，基準部102僅引起小誤差。於這些案例中，變得難以將由基準部102干擾所造成的誤差與AWC系統中之其他誤差(例如，感測器位置的校準上的誤差及／或當葉片移動時追蹤葉片坐標系統中心之精確位置上的誤差)分開。在大部份案例中，上述AWC程序演算法使用估計晶圓半徑R中之誤差閾值來判定是否已發生基準部102干擾。例如，在已知晶圓半徑與基於給定的一組(第1組、第2組、第3組、第4組)三個偵測到的晶圓邊緣位置所判定的估計晶圓半徑R之間的差，將必須超過估計晶圓半徑R中之誤差的預設閾值，以得出估計晶圓半徑R受基準部102干擾所影響之結論。然而，設定估計晶圓半徑R中的誤差之預設閾值為任意動作，且其本身容易出錯。
本文揭示方法和系統，用於基準部過濾AWC程序和演算法，使用從AWC感測器返回之資料來：1)判定基準部102是否已造成感測器的其中一者報告了無效之晶圓邊緣資料，及2)消除錯誤的晶圓邊緣資料，使得所判定之晶圓偏移量O 是準確的。圖2顯示根據一些實施例之晶圓101相對於三個感測器201A、201B和201C的俯視圖。在一些實施例中，感測器201A、201B、和201C配置為LED光束感測器，與上述感測器103A和103B相似，當LED光束被打斷時和當LED光束重新形成時，感測器201A、201B和201C藉由傳輸信號來操作。然而，將受理解，於其他實施例中，可使用諸多其他類型的感測器來代替LED光束感測器201A、201B、和201C，只要所述感測器能夠偵測晶圓101之邊緣何時通過感測器的偵測位置。
在圖2之範例中，晶圓101定位於機器手臂的葉片上，並由機器手臂在方向105中移動經過感測器201A、201B、和201C。因此，當晶圓101移動經過感測器201A、201B、和201C時，感測器201A、201B、和201C之光束分別沿著路徑203A、203B、和203C行進。於圖2的範例中，感測器201A之光束遇到晶圓101的基準部102。圖2之範例顯示當晶圓101移動經過感測器201A、201B、和201C時，感測器201A、201B、和201C之光束沿著直線路徑203A、203B、和203C行進橫越晶圓101。然而，將受理解，在一些實施例中，晶圓101可由機器手臂以非線性方式移動經過感測器201A、201B、和201C，這將造成感測器201A、201B、和201C的光束沿著非線性路徑行進橫越晶圓101。
當晶圓101於方向105中移動時，晶圓101之前導邊緣在位置Ba1 抵達並阻擋感測器201A的光束，並於位置Ba2 抵達並阻擋感測器201B之光束，且在位置Ba3 抵達並阻擋感測器201C的光束。當晶圓101繼續於方向105中移動時，晶圓101之後引邊緣在位置Ba4 抵達並未阻擋感測器201C的光束，並於位置Ba5 抵達並未阻擋感測器201B之光束，且在位置Ba6 抵達並未阻擋感測器201A的光束。以此方式，當晶圓101移動經過感測器201A、201B、和201C時，晶圓101之前導邊緣中斷感測器光束109，且晶圓101的後引邊緣使感測器光束109重新形成。每次感測器光束109轉變、亦即中斷或重新形成，則從感測器傳輸中斷信號以觸發當前葉片位置之記錄。在由坐標軸XB 和YB 表示的葉片坐標系統內指定每一偵測到之晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、和Ba6 。於一些實施例中，定位三個感測器201A、201B、和201C，使得晶圓101的每一半部有至少一感測器進行追蹤。例如，於圖2中，感測器201A在晶圓101之左半部上追蹤，且感測器201B和201C於晶圓101的右半部上追蹤。而且，在一些實施例中，定位感測器201A、201B、201C，使得於給定時間將僅發生一感測器轉變。例如，在圖2中，定位感測器201A、201B、201C，使得當晶圓於方向105中移動時，感測器201A首先觸發，隨後觸發感測器201B，隨後觸發感測器201C，隨後再次觸發感測器201C，隨後觸發感測器201B，隨後觸發感測器201A。以此方式，基於所接收信號之順序，從感測器201A、201B、201C所接收的每一信號可與感測器201A、201B、201C之特定一者相關聯。
可施行校準程序，其中將校準晶圓(具有精確且均勻的直徑)以置中之方式定位在葉片上(使校準晶圓精確置中於葉片坐標系統的中心)，且使校準晶圓移動經過感測器201A、201B、和201C。此校準程序給予感測器201A、201B、201C相對於用於置中晶圓之葉片坐標系統中心的位置，其中置中晶圓會造成感測器201A、201B、201C之轉變。校準程序的結果隨同機器手臂之幾何形狀和一些坐標變換允許一組向量Bai (i = 1至N)被界定，所述向量從葉片坐標系統的中心延伸至偵測到之晶圓邊緣位置(例如，Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、和Ba6 )的位置，在此發生感測器轉變。更具體地說，如圖2所示，每一偵測到之晶圓邊緣位置Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、和Ba6 分別界定對應的向量Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、和Ba6 ，所述向量從如由坐標軸XB 和YB 所表示之葉片坐標系統的中心發出。當機器手臂於方向105中移動葉片以使晶圓101通過感測器201A、201B、和201C時，判定向量Bai (i = 1至6)。該組向量Bai (i = 1至6)可用於判定非置中晶圓的中心104在葉片坐標系統內之坐標，並進而判定非置中晶圓的晶圓偏移量O 。
向量Bai (i = 1至N)之數目(N)取決於AWC程序中所使用的感測器數目。在一些實施例中，基準部過濾AWC程序使用至少三個感測器201A、201B、201C。每一感測器201A、201B、201C通常轉變兩次(一次於光束中斷時，且一次在光束重新形成時)。因此，向量Bai 之數目(N)為感測器201A、201B、201C的數目之兩倍。然而，有時候，給定感測器的光束可由晶圓101之前導邊緣所中斷，但由於機器手臂葉片的幾何形狀而未重新形成。在此案例中，給定感測器將只有一向量。基準部過濾AWC程序需要指定向量Bai 之數目(N)以及額定的晶圓直徑、例如200 mm，300 mm等。
基準部過濾AWC程序使用最佳配適演算法來判定晶圓偏移量O 並判定是否發生基準部干擾。最佳配適演算法判定晶圓中心104在葉片坐標系統內的位置，其最佳配適由該組向量Bai (i = 1至N)所界定之偵測到的晶圓邊緣位置。最佳配適演算法之輸出包括晶圓中心104在葉片坐標系統中之x坐標(Ox )和y坐標(Oy )，而消除來自基準部102干擾的任何影響。晶圓中心104之x坐標(Ox )和y坐標(Oy )界定晶圓偏移量O 。最佳配適演算法判定一圓與由該組N個向量Bai (i = 1至N)所界定的偵測到之晶圓邊緣位置之最佳配適。最佳配適演算法包括性能指數(IP)的定義，其係估計晶圓半徑E與額定晶圓半徑R之間的差之平方(即給定的晶圓偏移量O )、並將所有N個偵測到之晶圓邊緣位置進行加總。
圖3顯示根據一些實施例的向量圖，所述向量圖描繪針對給定之偵測到的晶圓邊緣位置(i)的晶圓偏移量O 、向量Bai 、和估計的晶圓半徑Ei 之間的關係。如圖3所示，針對N個向量Bai (i = 1至N)之每一者，存在方程式1的關係。於方程式1中，O 是晶圓偏移量O 之當前估計值，且Ei 是與第i個估計晶圓半徑對應的向量，該第i個估計晶圓半徑從晶圓偏移量O 之當前估計值延伸至第i個偵測到的晶圓邊緣位置Bai 。
方程式1：Bai =O +Ei
方程式1之關係可改寫為方程式2。
方程式2：Ei =Bai -O
Ei 的大小由方程式3所給予，其中Baix 係第i個偵測到的晶圓邊緣位置Bai 在葉片坐標系統中之x坐標，且Baiy 係第i個偵測到的晶圓邊緣位置Bai 在葉片坐標系統中之y坐標，及Ox 係估計晶圓中心在葉片坐標系統中之x坐標，Oy 係估計晶圓中心在葉片坐標系統中之y坐標。
方程式3：
Figure 02_image001
如果Ox 和Oy 的當前值接近晶圓中心，則Ei 之大小將接近額定晶圓半徑R。如方程式4所示，任何估計的晶圓中心(Ox , Oy )之性能指數(IP)係在第i個偵測到的晶圓邊緣位置之估計晶圓半徑(| Ei |)與額定晶圓半徑R之間的差之平方、並將所有N個偵測到的晶圓邊緣位置進行加總。
方程式4：
Figure 02_image003
如果在感測器位置之校準或葉片位置的追蹤或資料收集過程中沒有誤差，且如果感測器沒有基準部干擾，則最佳配適演算法將在Ox 和Oy 上迭代，直至性能指數(IP)為零。實際上，在感測器位置之校準及／或葉片位置的追蹤及／或資料收集過程中，可能將有一定量之AWC系統誤差，儘管很小。因此，於存在一定量的AWC系統誤差之情況下，最佳配適演算法將於Ox 和Oy 上迭代，直至性能指數(IP)最小化至一些非零值，使晶圓邊緣與N個偵測到的晶圓邊緣位置Bai (i = 1至N)盡可能接近。
如方程式4所示，晶圓偏移量O (亦即，Ox , Oy )之每一估計值生成針對N個向量Bai (i = 1至N)的性能指數(IP)值。晶圓偏移量O 之不良估計值會生成較高的性能指數(IP)值。晶圓偏移量O 之最佳估計值使性能指數(IP)值減至最小。當性能指數(IP)值減至最小時，晶圓邊緣將盡可能接近偵測到的晶圓邊緣位置Bai (i = 1至N)。
最佳配適演算法逐步完成晶圓偏移量O 之不同估計值，以識別使性能指數(IP)值減至最小的晶圓偏移量O 。在一些實施例中，藉由迭代來調整估計的晶圓偏移量O ，直至迭代之間的性能指數(IP)之最小值中的對應變化等於或小於指定之迭代停止值。在一些實施例中，迭代停止值可為0.00001。然而，於其他實施例中，迭代停止值可大於或小於0.00001。在一些實施例中，牛頓法用於對估計的晶圓偏移量O 進行迭代，以判定性能指數(IP)之最小值。在這些實施例中，牛頓法包括判定性能指數(IP)相對於Ox 和Oy 的導數，並將那些導數設定為零，其對應於性能指數(IP)之局部最小值。而且，在一些實施例中，可評估性能指數(IP)相對於Ox 和Oy 的二階導數，以判定當性能指數(IP)降至其最小值時從一次迭代到下一次迭代之估計晶圓偏移量O 的調整量。
在基準部過濾AWC程序中，如果存在對感測器之基準部干擾，則N個向量Bai (i = 1至N)的其中一者將不會位於晶圓之外圍邊緣上、亦即位於晶圓的圓周上。在此案例中，存在對感測器之基準部干擾，將不會有將晶圓中心定位而使得晶圓之邊緣通過所有N個偵測到的晶圓邊緣位置Bai (i = 1至N) 之晶圓偏移量O 的值。
對感測器的基準部干擾將僅影響N個向量Bai (i = 1至N)的其中一者。為了識別N個向量Bai (i = 1至N)之哪個已受到基準部干擾所影響，基準部過濾AWC程序包括每次消除N個向量Bai (i = 1至N)的其中另一者，以獲得一組唯一之(N-1)個向量Bai 以及最佳配適演算法的性能，以識別使針對每一組唯一之(N-1)個向量Bai 的性能指數(IP)值最小化之晶圓偏移量O 。方程式5顯示針對一組排除第z個向量Baz 的唯一之(N-1)個向量Bai 的性能指數(IPz )值。
方程式5：
Figure 02_image005
對於範圍從1至N之每一(z)值，判定使性能指數(IPz )最小化的晶圓偏移量O 。在最佳配適演算法已經對於(N-1)個向量Bai 收斂至用於給定(z)排除向量Baz 之性能指數(IPz )的合成最小值之後，對於給定(z)排除向量Baz ，記錄用於性能指數(IPz )之合成最小值和對應的估計晶圓偏移量O 。上述過程將給予晶圓偏移量O 之N個估計值，且晶圓偏移量O 的每一估計值將具有對應之性能指數(IPz )。換句話說，對於每一排除的向量Baz (z = 1至N)，具有使用未排除之(N-1)個向量Bai 而判定之晶圓偏移量O 和對應性能指數(IPz )的分開估計值。
作為範例，考慮圖2之AWC配置。在此配置中，有N = 6個向量Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、和Ba6 。對於此配置，基準部過濾AWC程序包括判定晶圓偏移量O 及其對應的性能指數(IPz )之六個不同估計值。具體而言，對於第一估計值(z = 1)，排除向量Ba1 ，且向量組(Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、Ba6 )判定晶圓偏移量O 的估計值。對於第二估計值(z = 2)，排除向量Ba2 ，且向量組(Ba1 、Ba3 、Ba4 、Ba5 、Ba6 )判定晶圓偏移量O 之估計值。對於第三估計值(z = 3)，排除向量Ba3 ，且向量組(Ba1 、Ba2 、Ba4 、Ba5 、Ba6 )判定晶圓偏移量O 的估計值。對於第四估計值(z = 4)，排除向量Ba4 ，且向量組(Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba5 、Ba6 )判定晶圓偏移量O 之估計值。對於第五估計值(z = 5)，排除向量Ba5 ，且向量組(Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba6 )判定晶圓偏移量O 的估計值。對於第六估計值(z = 6)，排除向量Ba6 ，且向量組(Ba1 、Ba2 、Ba3 、Ba4 、Ba5 )判定晶圓偏移量O 之估計值。
因為基準部干擾僅影響向量Bai (i = 1至6)的其中一者，所以晶圓偏移量O 之六個判定的估計值之僅其中一者不會受到基準部干擾所影響。具有最低的對應性能指數(IPz )之晶圓偏移量O 的估計值係基於不包括受對感測器之基準部干擾所影響的向量Baz 之(N-1)個向量Bai 組。因此，具有最低的對應性能指數(IPz )之晶圓偏移量O 的估計值係尚未受對感測器之基準部干擾所影響的晶圓偏移量O 之估計值。基本的假設是，雖然預期每一AWC感測器具有少量之雜訊(亦即，在其位置校準中的誤差及／或其信號轉變中之誤差及／或其信號傳輸中的誤差)，但遇到基準部干擾之一感測器於其偵測晶圓邊緣時將具有對應的誤差量，所述誤差量明顯大於其他感測器在偵測晶圓邊緣時由於雜訊引起之任何誤差。
對於三個AWC感測器(例如，如圖2所示)的基準部過濾AWC程序，判定產生最低性能指數(IP)之五個向量Bai (出自六個向量Bai (i = 1至6))的獨特組。五個向量Bai 之此獨特組不包括受對感測器的基準部干擾所影響之向量Bai ，從而識別受對感測器的基準部干擾所影響的向量Bai 。並且，針對五個向量Bai 之此獨特組所判定的估計晶圓偏移量O 係不受對感測器之基準部干擾所影響的晶圓偏移量O 。
如上所述，基準部干擾偵測之習知方法要求操作員在估計晶圓半徑R中選擇有些任意的誤差閾值，以判定哪個向量Bai (i = 1至N)受到基準部干擾所影響。通常，遇到以下案例：三個向量Bai 之超過一種組合滿足估計晶圓半徑R中所選的誤差閾值，且錯誤資料之選擇變得任意。亦有的案例是，即使一向量Bai 具有一些誤差，但三個向量Bai 之組合都未滿足估計晶圓半徑R中的誤差閾值。對比之下，在本文所揭示的基準部過濾AWC程序中，具有最低之對應性能指數(IPz )的(N-1)個向量Bai 之獨特組的判定識別哪個向量Bai 已受到對AWC感測器之基準部干擾所影響。並且，具有最低的對應性能指數(IPz )之(N-1)個向量Bai 的獨特組係用於判定晶圓偏移量O ，以引導機器手臂使晶圓在目標工作站置中。
將受理解，藉由能夠消除專用對準器模組中之晶圓基準部偵測和對準所需的時間，本文所揭示之基準部過濾AWC程序和相關的系統支持製造設施中的高晶圓產量操作。而且，本文所揭示之基準部過濾AWC程序和相關的系統提供具有未知基準部位置的晶圓中心之精確和可靠的判定，而未知的基準部位置可能對AWC感測器具有基準部干擾。
圖4顯示根據一些實施例之自動晶圓置中的方法之流程圖。所述方法包括將晶圓定位於機器手臂的晶圓處理部件上之操作401。所述方法亦包括操作403，操作機器手臂以移動晶圓處理部件，使得晶圓移動經過感測器陣列。感測器陣列內之每一感測器配置為當晶圓的邊緣通過感測器時偵測並發出信號。在一些實施例中，感測器陣列包括至少三個感測器。於一些實施例中，感測器陣列包括至少一個感測器定位成當晶圓移動經過感測器陣列時相對於晶圓中心之行進方向通過晶圓的第一半部。並且，感測器陣列包括至少一個感測器定位成當晶圓移動經過感測器陣列時相對於晶圓中心之行進方向通過晶圓的第二半部。在一些實施例中，感測器陣列中之每一感測器為光束感測器、例如LED光束感測器。於一些實施例中，光束感測器配置為當光束感測器的光束被晶圓打斷時傳輸信號，該信號係指示偵測到晶圓邊緣。並且，光束感測器配置為當光束感測器的中斷光束重新形成時傳輸信號，該信號指示偵測到晶圓邊緣。
所述方法亦包括操作405，判定偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)。每一偵測到之晶圓邊緣位置由晶圓處理部件的坐標系統中之一組坐標(x, y)所界定，當晶圓移動經過感測器陣列時，所述感測器陣列的任一感測器在該組坐標偵測到晶圓之邊緣。所述方法亦包括操作407，其中針對偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之每一獨特組，判定實質上使性能指數值最小化的估計晶圓偏移量。估計晶圓偏移量係界定為從晶圓處理部件之坐標系統的中心而延伸至晶圓之估計中心位置的向量。偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之每一獨特組具有對應的估計晶圓偏移量和對應之性能指數值。針對偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之給定獨特組的估計晶圓偏移量係對應於一圓之中心，該圓被最佳配適至晶圓處理部件的坐標系統內之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之給定獨特組。任一估計晶圓中心(Ox , Oy )的性能指數(IP)是在第i個偵測到之晶圓邊緣位置的估計晶圓半徑(| Ei |)與額定晶圓半徑R之間的差之平方、並將偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組進行加總。當最小化時，性能指數(IP)和相關的估計晶圓中心(Ox , Oy )係對應於一圓，此圓被最佳配適至晶圓處理部件之坐標系統內的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的給定獨特組。
所述方法亦包括操作409，用於將最終晶圓偏移量識別為對應於具有最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組的估計晶圓偏移量。具有最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組，不包括在晶圓基準部處之偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之其中一個。所述方法亦包括操作411，用於使用最終晶圓偏移量使晶圓在目標工作站置中。
圖5顯示根據一些實施例的用於自動晶圓置中之方法的流程圖。所述方法包括操作501，用於獲取偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)。每一偵測到的晶圓邊緣位置由晶圓處理部件之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定。在一些實施例中，藉由使晶圓通過包括至少三個感測器之光束感測器陣列來獲取偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)。所述方法亦包括操作503，為偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之每一獨特組判定最小化性能指數值。最小化性能指數值具有對應於一圓之中心之相關的估計晶圓偏移量，該圓被最佳配適至晶圓處理部件之坐標系統內的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的對應獨特組。
所述方法亦包括操作505，針對偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)而判定最小之最小化性能指數值。最小之最小化性能指數值具有相關的晶圓偏移量。任何估計的晶圓中心(Ox , Oy )的性能指數(IP)係在第i個偵測到之晶圓邊緣位置的估計晶圓半徑(| Ei |)與額定晶圓半徑R之間的差之平方、並將偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組進行加總。當最小化時，性能指數(IP)和相關的估計晶圓中心(Ox , Oy )對應於一圓，此圓被最佳配適至晶圓處理部件之坐標系統內的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的給定獨特組。具有對應之估計晶圓偏移量的最小性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組，不包括在晶圓基準部處之偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之其中一個。所述方法亦包括操作507，用於使用最小的最小化性能指數值及其相關之晶圓偏移量，以使晶圓在目標工作站置中。
圖6顯示根據一些實施例的自動晶圓置中之系統。所述系統包括具有晶圓處理部件603(例如，葉片)的機器手臂601。所述系統亦包括感測器陣列605。所述感測器陣列605包括複數感測器201A、201B、201C。感測器陣列605內之每一感測器201A、201B、201C配置為偵測晶圓101的邊緣何時通過感測器201A、201B、201C。於一些實施例中，感測器陣列605包括至少三個感測器201A、201B、201C。在一些實施例中，感測器陣列605包括至少一個感測器201A定位成當晶圓101移動經過所述感測器陣列605時，相對於晶圓101之中心104的行進方向105通過晶圓101之第一半部(參見圖2)。並且，感測器陣列605包括至少一個感測器201B、201C定位成當晶圓101移動經過所述感測器陣列605時，相對於晶圓101之中心104的行進方向105通過晶圓101之第二半部。於一些實施例中，感測器陣列605中的每一感測器201A、201B、201C為光束感測器。在一些實施例中，光束感測器配置為當光束感測器之光束被晶圓101打斷時傳輸信號，該信號指示偵測到晶圓101的邊緣。並且，光束感測器配置為當光束感測器之中斷光束重新形成時傳輸信號，該信號指示偵測到晶圓101之邊緣。
所述系統亦包括控制器607，其配置和連接以從感測器陣列605內的每一感測器201A、201B、201C接收信號。控制器607亦配置並連接以從機器手臂601接收信號。控制器607亦配置並連接為將信號傳輸至機器手臂601。控制器607配置為接收資料，所述資料指示當晶圓處理部件603帶著固持於晶圓處理部件603上之晶圓101移動時，所述機器手臂601的晶圓處理部件603之位置。控制器607配置成當晶圓101移動經過感測器陣列605時從所述感測器陣列605接收信號。所述信號指示晶圓101的邊緣何時通過感測器陣列605之特定感測器201A、201B、201C。控制器607配置為判定偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)。每一偵測到的晶圓邊緣位置由晶圓處理部件603之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定，所述感測器陣列605之任一感測器201A、201B、201C在該組坐標偵測到晶圓101的邊緣。
控制器607配置為針對偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的每一獨特組，判定實質上使性能指數值最小化之估計的晶圓偏移量。估計的晶圓偏移量係界定為從晶圓處理部件603的坐標系統之中心延伸至晶圓101的估計中心位置之向量。偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之每一獨特組具有對應的估計晶圓偏移量和對應之性能指數值。對於偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之給定獨特組的估計晶圓偏移量係對應於一圓之中心，該圓被最佳配適至晶圓處理部件603之坐標系統內的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的給定獨特組。任何估計的晶圓中心(Ox , Oy )的性能指數(IP)係在晶圓101的第i個偵測到之晶圓邊緣位置的估計晶圓半徑(| Ei |)與額定晶圓半徑R之間的差之平方、並將偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組進行加總。當最小化時，性能指數(IP)和相關的估計晶圓中心(Ox , Oy )係對應於一圓，該圓被最佳配適至晶圓處理部件603之坐標系統內的偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之(N-1)個的給定獨特組。
控制器607亦配置為將最終晶圓偏移量識別為對應於偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組的估計晶圓偏移量，其具有最小之對應性能指數值。具有最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的(N-1)個之獨特組，不包括在晶圓101基準部102處之偵測到之晶圓邊緣位置的數目(N)之其中一個。所述控制器607配置為使用最終晶圓偏移量來引導機器手臂601，以使晶圓101在目標工作站609置中。
圖7顯示根據一些實施例的控制器607之示例性圖式。於諸多實施例中，控制器607包括處理器701、儲存硬體單元(HU)703(例如，記憶體)、輸入HU 705、輸出HU 707、輸入／輸出(I / O)介面709、I / O介面711、網路介面控制器(NIC)713、和資料通信匯流排715。處理器701、儲存HU 703、輸入HU 705、輸出HU 707、I/O介面709、I/O介面711、和NIC 713可經由資料通信匯流排715相互進行資料通信。輸入HU 705配置為從多個外部裝置(例如機器手臂601和感測器201A、201B、201C)接收資料通信。輸入HU 705的範例包括資料獲取系統、資料獲取卡等。輸出HU 707配置為將資料傳輸至許多外部裝置、例如機器手臂601。輸出HU 707之範例係裝置控制器。NIC 713的範例包括網路介面卡、網路配接器等。界定I/O介面709和711之每一者，以提供耦接至I/O介面的不同硬體單元之間的相容性。例如，可界定I/O介面709，以將從輸入HU 705接收之信號轉變成與資料通信匯流排715相容的形式、幅度、及／或速率。而且，可界定I/O介面707，以將從資料通信匯流排715接收之信號轉變成與輸出HU 707相容的形式、幅度、及／或速率。儘管諸多操作在此敘述為由控制器607之處理器701所施行，將受理解，於一些實施例中，可由控制器607的多個處理器及／或由與控制器607進行資料通信之多個計算系統的多個處理器來施行諸多操作。在一些實施例中，亦存在與控制器607相關聯之使用者介面。使用者介面可包括顯示器(例如，設備及／或製程條件的顯示螢幕及／或圖形軟體顯示器)、和例如指向裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等之使用者輸入裝置。
控制器607可配置為執行電腦程式，其包括用於控制機器手臂601的操作並施行本文所揭示之基準部過濾AWC程序的指令集。而且，在一些實施例中可採用儲存於與控制器607相關聯之記憶體裝置上的電腦程式。能以許多不同方式設計或配置用於引導控制器607之操作的軟體。用於引導控制器607之操作以施行基準部過濾AWC程序並對應地控制機器手臂601的電腦程式可用任何習知電腦可讀之程式化語言來編寫，所述語言為：例如，組合語言、C、C ++、Pascal、Fortran或其他者。由處理器701施行已編譯的目標程式碼或腳本，以施行程式中所識別之任務。
廣義上講，控制器607可定義為具有諸多積體電路、邏輯、記憶體、及／或軟體的電子元件，其接收指令、發送指令、和控制操作。所述積體電路可包括呈儲存程式指令之韌體形式的晶片、數位信號處理器(DSP)、定義為特定應用積體電路(ASIC)之晶片、及／或一或更多微處理器、或執行程式指令(例如，軟體)的微控制器。程式指令可為以諸多單獨設定(或程式檔案)之形式傳遞給控制器607的指令，其定義用於進行基準部過濾AWC程序並控制機器手臂601之操作參數。
本文所述的實施例亦可利用諸多電腦系統配置來實踐，包括手持式硬體單元、微處理器系統、基於微處理器或可程式化之消費電子產品、小型電腦、大型電腦等。亦可在分佈式計算環境中實踐本文所述的實施例，於此由經過網路鏈接之遠端處理硬體單元來施行任務。將受理解，本文所述的實施例可採用涉及電腦系統中所儲存之資料的諸多電腦實現操作。這些操作係那些需要物理量之物理操縱的操作。形成實施例之一部分的本文所述之任何操作都是有用的機器操作。實施例亦有關用於施行這些操作之硬體單元或設備。所述設備可特別建構而用於專用電腦。當界定為特殊目的電腦時，所述電腦亦可施行不屬於特殊目的之一部份的其他處理、程式執行或子程式，同時仍然能夠針對特殊目的進行操作。在一些實施例中，可由通用電腦來處理操作，所述電腦由儲存於電腦記憶體、快取記憶體中或透過網路所獲得之一或更多電腦程式選擇性啟動或配置。當透過網路獲得資料時，所述資料可由網路上的其他電腦(例如，計算資源之雲端)處理。
本文所述的諸多實施例可經由AWC程序控制指令來實現，例如為非暫態電腦可讀媒體上之電腦可讀程式碼。非暫態電腦可讀媒體係可儲存資料之任何資料儲存硬體單元，所述資料其後可由電腦系統所讀取。非暫態電腦可讀媒體的範例包括硬碟、網路附接儲存器(NAS)、ROM、RAM、光碟ROM(CD-ROM)、CD可燒錄光碟(CD-R)、CD可重複燒錄光碟(CD-RW)、磁帶、及其他光學和非光學資料儲存硬體單元。非暫態電腦可讀媒體可包括分佈在網路耦接之電腦系統上的電腦可讀之有形媒體，使得以分佈方式儲存和執行電腦可讀程式碼。
儘管儘管前述揭示內容出於清楚理解之目的而包括一些細節，但是將顯而易見的是，可在所附請求項之範圍內實踐某些改變和修改。例如，將受理解，來自本文所揭示的任何實施例之一或更多特徵可與本文所揭示的任何其他實施例之一或更多特徵結合。因此，本實施例應認為是說明性而不是限制性的，且所主張者不限於本文中所給出之細節，但是可在所述實施例的範圍和同等項內進行修改。
101:晶圓 102:基準部 103A:感測器 103A-1:感測器部件 103A-2:感測器部件 103B:感測器 104:中心 105:方向 107A:路徑 107B:路徑 109:光束 112:線 113:垂直平分線 114:線 115:垂直平分線 117:晶圓中心 201A:感測器 201B:感測器 201C:感測器 203A:路徑 203B:路徑 203C:路徑 401~411:操作 501~507:操作 601:機器手臂 603:晶圓處理部件 605:感測器陣列 607:控制器 609:目標工作站 701:處理器 703:儲存硬體單元(HU) 705:輸入HU 707:輸出HU 709:輸入／輸出(I/O)介面 711:I/O介面 713:網路介面控制器 715:資料通信匯流排 Ba1~Ba6:位置 O:晶圓偏移量 R:估計的晶圓半徑 XB:坐標軸 YB:坐標軸
圖1A顯示根據一些實施例之晶圓相對於感測器的俯視圖。
圖1B顯示根據一些實施例的晶圓相對於感測器的側視圖，其中感測器包括二感測器部件。
圖1C顯示根據一些實施例之晶圓，其中晶圓的前導外圍邊緣抵達並阻擋感測器之光束。
圖1D顯示根據一些實施例之晶圓繼續移動經過感測器，並藉由晶圓阻擋光束。
圖1E顯示根據一些實施例之晶圓，其中晶圓的後引外圍邊緣通過感測器使得感測器之光束不受阻擋。
圖1F顯示根據一些實施例之葉片(blade)坐標系統中的偵測到之晶圓邊緣位置的向量圖。
圖2顯示根據一些實施例之晶圓相對於三個感測器的俯視圖。
圖3顯示根據一些實施例的向量圖，所述向量圖針對給定之偵測到的晶圓邊緣位置(i)，描繪晶圓偏移量O 、向量Bai 、和估計晶圓半徑Ei 之間的關係。
圖4顯示根據一些實施例之用於自動晶圓置中的方法之流程圖。
圖5顯示根據一些實施例的用於自動晶圓置中之方法的流程圖。
圖6顯示根據一些實施例之用於自動晶圓置中的系統。
圖7顯示根據一些實施例之控制器607的示例性圖解。
101:晶圓
102:基準部
104:中心
105:方向
201A:感測器
201B:感測器
201C:感測器
601:機器手臂
603:晶圓處理部件
605:感測器陣列
607:控制器
609:目標工作站

Claims (20)

  1. 一種自動晶圓置中的方法，包含： 將晶圓定位在機器手臂之晶圓處理部件上； 操作該機器手臂以移動該晶圓處理部件，使得該晶圓移動經過感測器陣列，該感測器陣列內的每一感測器配置為偵測該晶圓之邊緣何時通過該感測器並發出信號； 判定偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)，每一偵測到的晶圓邊緣位置由該晶圓處理部件之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定，當該晶圓移動經過該感測器陣列時，該感測器陣列之任一感測器於該組坐標偵測到該晶圓邊緣； 對於偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之每一獨特組，判定實質上使性能指數值最小化之估計晶圓偏移量，該估計晶圓偏移量係定義為從該晶圓處理部件的該坐標系統之中心延伸至該晶圓的估計中心位置之向量，偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之每一獨特組具有對應的估計晶圓偏移量和對應的性能指數值； 將最終晶圓偏移量識別為對應於具有最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該獨特組之該估計晶圓偏移量；及 使用該最終晶圓偏移量以使該晶圓在目標工作站置中。
  2. 如請求項1之自動晶圓置中的方法，其中該感測器陣列包括至少三個感測器。
  3. 如請求項1之自動晶圓置中的方法，其中該感測器陣列包括至少一個感測器定位成當該晶圓移動經過該感測器陣列時相對於晶圓中心之行進方向通過該晶圓的第一半部，且其中該感測器陣列包括至少一個感測器定位成當該晶圓移動經過該感測器陣列時相對於該晶圓中心之該行進方向通過該晶圓的第二半部。
  4. 如請求項1之自動晶圓置中的方法，其中該感測器陣列中之每一感測器係光束感測器。
  5. 如請求項4之自動晶圓置中的方法，其中該光束感測器配置為當該光束感測器之光束被該晶圓打斷時傳輸指示偵測到該晶圓邊緣的信號，且其中該光束感測器配置為當該光束感測器之被打斷光束重新形成時傳輸指示偵測到該晶圓邊緣的信號。
  6. 如請求項1之自動晶圓置中的方法，其中對於偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之給定獨特組之該估計晶圓偏移量係對應於一圓的中心，該圓被最佳配適至該晶圓處理部件之該坐標系統內的偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該給定獨特組。
  7. 如請求項6之自動晶圓置中的方法，其中該性能指數值係界定為在該晶圓之第i個偵測到的晶圓邊緣位置之估計晶圓半徑與該晶圓的已知額定半徑之間的差之平方、並將偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該給定獨特組進行加總，其中最小化的性能指數值和相關的估計晶圓中心係對應於該圓，該圓被最佳配適至該晶圓處理部件的該坐標系統內之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該給定獨特組。
  8. 如請求項1之自動晶圓置中的方法，其中具有該最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該獨特組，不包括在該晶圓之基準部處之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的其中一個。
  9. 一種自動晶圓置中的系統，包含： 感測器陣列，該感測器陣列內之每一感測器配置為偵測晶圓的邊緣何時通過該感測器；及 控制器，配置為當機器手臂之晶圓處理部件帶著固持在該晶圓處理部件上的晶圓移動時，接收指示該晶圓處理部件的位置之資料，該控制器配置為當該晶圓移動經過該感測器陣列時從該感測器陣列接收信號，該信號指示該晶圓邊緣何時通過該感測器陣列之特定感測器， 該控制器配置為判定偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)，每一偵測到的晶圓邊緣位置由該晶圓處理部件之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定，該感測器陣列之任一感測器於該組坐標偵測到該晶圓邊緣， 該控制器配置為判定估計晶圓偏移量，該估計晶圓偏移量實質上對於偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之每一獨特組使性能指數值最小化，該估計晶圓偏移量係界定為從該晶圓處理部件之該坐標系統的中心延伸至該晶圓之估計中心位置的向量，偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之每一獨特組具有對應的估計晶圓偏移量和對應的性能指數值， 該控制器配置為將最終晶圓偏移量識別為對應於具有最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該獨特組之該估計晶圓偏移量， 該控制器配置為使用該最終晶圓偏移量來引導該機器手臂，以使該晶圓在目標工作站置中。
  10. 如請求項9之自動晶圓置中的系統，其中該感測器陣列包括至少三個感測器。
  11. 如請求項9之自動晶圓置中的系統，其中該感測器陣列包括至少一個感測器定位成當該晶圓移動經過該感測器陣列時相對於晶圓中心之行進方向通過該晶圓的第一半部，且其中該感測器陣列包括至少一個感測器定位成當該晶圓移動經過該感測器陣列時相對於該晶圓中心之該行進方向通過該晶圓的第二半部。
  12. 如請求項9之自動晶圓置中的系統，其中該感測器陣列中之每一感測器係光束感測器。
  13. 如請求項12之自動晶圓置中的系統，其中該光束感測器配置為當該光束感測器之光束被該晶圓打斷時傳輸指示偵測到該晶圓邊緣的信號，且其中該光束感測器配置為當該光束感測器之被打斷光束重新形成時傳輸指示偵測到該晶圓邊緣的信號。
  14. 如請求項9之自動晶圓置中的系統，其中對於偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之給定獨特組之該估計晶圓偏移量係對應於一圓的中心，該圓被最佳配適至該晶圓處理部件之該坐標系統內之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該給定獨特組。
  15. 如請求項14之自動晶圓置中的系統，其中該性能指數值係界定為在該晶圓之第i個偵測到的晶圓邊緣位置之估計晶圓半徑與該晶圓的已知額定半徑之間的差之平方、並將偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該給定獨特組進行加總，其中最小化的性能指數值和相關的估計晶圓中心係對應於該圓，該圓被最佳配適至該晶圓處理部件的該坐標系統內之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該給定獨特組。
  16. 如請求項9之自動晶圓置中的系統，其中具有該最小的對應性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之該獨特組，不包括在該晶圓之基準部處之偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)的其中一個。
  17. 一種自動晶圓置中的方法，包含： 獲取偵測到的晶圓邊緣位置之數目(N)，每一偵測到的晶圓邊緣位置由晶圓處理部件之坐標系統中的一組坐標(x, y)所界定； 對於偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之每一獨特組判定最小化的性能指數值，其中該最小化的性能指數值具有對應於一圓之中心的相關的估計晶圓偏移量，該圓被最佳配適至該晶圓處理部件的該坐標系統內之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之對應獨特組； 對於偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)判定最小的最小化性能指數值；及 使用該最小的最小化性能指數值及其相關的晶圓偏移量，以使該晶圓在目標工作站置中。
  18. 如請求項17之自動晶圓置中的方法，其中藉由使該晶圓通過包括至少三個感測器之光束感測器陣列來獲取偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)。
  19. 如請求項17之自動晶圓置中的方法，其中該性能指數值係界定為在該晶圓之第i個偵測到的晶圓邊緣位置之估計晶圓半徑與該晶圓的已知額定半徑之間的差之平方、並將偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之給定獨特組進行加總。
  20. 如請求項17之自動晶圓置中的方法，其中具有該最小的最小化性能指數值之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的(N-1)個之特定獨特組，不包括在該晶圓之基準部處之偵測到的晶圓邊緣位置之該數目(N)的其中一個。
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