TW202121565A - 用於自動化晶圓搬運機器人教導與健康檢查的整合適應性定位系統及常式 - Google Patents

用於自動化晶圓搬運機器人教導與健康檢查的整合適應性定位系統及常式 Download PDF

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侯賽因 薩迪吉
理查 Ｍ 布蘭克
彼得 Ｓ 濤磊
馬克 Ｅ 艾默生
雅胡爾莎番姆 賽門 吉亞帕蘭
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美商蘭姆研究公司
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Abstract

揭露用以將晶圓提供至半導體處理設備之晶圓站之晶圓支撐件之多種偏差的判斷及使用系統及技術；此類技術及系統可使用具有複數感測器的自動校正晶圓，感測器包含可用以攝像與位於選定晶圓站中之兩不同結構相關之基準之複數位於邊緣的攝像感測器。

Description

用於自動化晶圓搬運機器人教導與健康檢查的整合適應性定位系統及常式
本發明係關於用於自動化晶圓搬運機器人教導與健康檢查的整合適應性定位系統及常式。
半導體處理設備使用晶圓搬運機器人在各種晶圓站之間移動半導體晶圓。由於晶圓搬運機器人通常利用柄型或匙型之末端執行器拾取半導體晶圓且半導體晶圓並非絕對牢固至晶圓搬運機器人之末端執行器，因此末端執行器與被放置於其上之半導體晶圓之間常有相對放置的小幅度變異。由於半導體處理操作的敏感性，其通常修正在利用晶圓搬運機器人放置半導體晶圓時所產生的此類變異，以以可接受之容裕範圍將半導體晶圓放置在其各別處理站中的期望位置處如處理站中的大致置中處。現代之半導體處理設備使用主動晶圓置中(AWC)系統協助此類晶圓放置。
在下面的說明及附圖中列舉了本說明書中所載之標的之一或多個實施例的細節。其他特徵、態樣、及優點將自說明、圖示、及請求項變得更清晰。下面非限制性之實施例應被視為是本發明的一部分；自此說明書及圖示整體觀之將明白其他實施例。
在某些實施例中，可提供一種用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統。該系統例如可包含：一自動校正晶圓，其包含一基板，該基板之尺寸使其能被該晶圓搬運機器人載帶，該基板具有當該基板受到該晶圓搬運機器人載帶時用以與該晶圓搬運機器人之一末端執行器接觸的一第一側；複數第一攝像感測器，受到該基板支撐且位於自基板之一共同點偏離的複數位置處，每一該第一攝像感測器具有當該基板係處於該第一側面向下時的一面向下之視野；及一第一控制器，係與該複數第一攝像感測器的每一者通訊連接。
在該系統之某些實施例中，該第一攝像感測器可繞著該共同點以一圓形陣列排列。
在該系統之某些實施例中，該基板在名義上可為圓形且可具有與該半導體處理設備用以處理之該半導體晶圓相同的一直徑。
在該系統之某些實施例中，該基板在名義上可為圓形且可具有與該半導體處理設備用以使用之一邊緣環相同的一直徑。
在該系統之某些實施例中，該基板在名義上可為圓形且可具有介於該半導體處理設備用以使用之一邊緣環之一外直徑與一內直徑之間的一直徑。
在該系統之某些實施例中，該基板在名義上可為圓形且可具有介於該半導體處理設備用以使用之一邊緣環之一外直徑與一內直徑之間之一平均值之±10%內的一直徑。
在該系統之某些實施例中，該基板在名義上可為一圓碟，該圓碟具有選自由200mm、300mm、及450mm所構成之族群的一直徑。
在該系統之某些實施例中，該自動校正晶圓更可包含用以將功率提供予至少該第一控制器及該複數第一攝像感測器的一電源。
在該系統之某些實施例中，該電源可為一可重複充電之電池，且該自動校正晶圓更可包含一無線充電特徵部，該無線充電特徵部係用以在該可重複充電之電池與一電磁場交界時對該可重複充電之電池充電。
在該系統之某些實施例中，該自動校正晶圓更可包含一第一無線通訊介面，且該第一無線通訊介面可與該第一控制器通訊連接。
在該系統之某些實施例中，該第一無線通訊介面可包含一或多個無線通訊介面如一藍牙傳感器或一WiFi傳感器。
在該系統之某些實施例中，該自動校正晶圓更可包含一或多個位向感測器，該一或多個位向感測器可與該第一控制器通訊連接。
在該系統之某些實施例中，每一該位向感測器可為一測斜儀或一加速計。
在該系統之某些實施例中，該自動校正晶圓更可包含 一或多個震動感測器，且該一或多個震動感測器可與該第一控制器通訊連接。
在該系統之某些實施例中，每一該震動感測器可為一加速計、一雷射麥克風、或一光學距離量測感測器。
在該系統之某些實施例中，該自動校正晶圓更可包含一或多個近接感測器，每一該近接感測器係用以量測當該第一側係面向下時該第一側與位於該近接感測器下方之一物體之間的一距離，且該一或多個近接感測器可與該第一控制器通訊連接。
在該系統之某些實施例中，每一該近接感測器可為一光學近接感測器、一電感式近接感測器、或一電容式近接感測器。
在該系統之某些實施例中，該複數第一攝像感測器可繞著該共同點以一圓形陣列排列，該基板在名義上可為圓形且可具有與該半導體處理設備用以處理之該半導體晶圓相同的一直徑，該基板在名義上可為一圓碟且該圓碟具有選自由200mm、300mm、及450mm所構成之族群的一直徑，且自動校正晶圓更可包含：一可重複充電之電池，係用以對至少該第一控制器及該複數第一攝像感測器提供功率；一無線充電特徵部，係用以在該可重複充電之電池與一電磁場交界時對該可重複充電之電池充電；一第一無線通訊介面，可與該第一控制器通訊連接且可包含一或多個無線通訊介面如一藍牙傳感器或一WiFi傳感器；一或多個震動感測器，可與該第一控制器通訊連接；及一或多個近接感測器，每一該近接感測器係與該第一控制器通訊連接且用以量測當該第一側係面向下時該第一側與位於該近接感測器下方之一物體之間的一距離。
在該系統之某些實施例中，該系統更可包含一半導體處理設備，且該半導體處理設備可包含一晶圓搬運機器人、一或多個晶圓站、及一第二控制器。在此類實施例中，每一該晶圓站可包含一或多個對應的晶圓支撐件，該晶圓搬運機器人及該第二控制器可通訊連接，且該第二控制器及該第一控制器可共同用以：a)選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的一第一晶圓支撐件；b)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓站上方；及c)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件上方時該第一晶圓支撐件之一基準的一對應第一影像。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以基於該複數第一影像判斷該第一晶圓支撐件之一中心點的位置資訊。
在該系統之某些此類實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：d) 使該晶圓搬運機器人取回一校正晶圓；及e)使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓傳送至該第一晶圓支撐件，俾使當沿著一垂直軸觀看時該校正晶圓之一中心點係名義上置中於該第一晶圓支撐件之一中心點上。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：f)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓支撐件與該校正晶圓上方；g)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件與該校正晶圓上方時該第一晶圓支撐件之一基準與該校正晶圓之一基準的一對應第二影像；及h)基於該複數第二影像中該第一晶圓支撐件與該校正晶圓之複數基準之間的複數間隙尺寸判斷該校正晶圓之該中心點與該第一晶圓支撐件之該中心點之間的一晶圓/晶圓支撐件水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：i)比較該晶圓/晶圓支撐件水平偏差與一晶圓/晶圓支撐件水平偏差閾值；及j)回應該晶圓/晶圓支撐件水平偏差係高於該晶圓/晶圓支撐件水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓相對於該第一晶圓支撐件重新放置以減少該晶圓/晶圓支撐件水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以重複(f)至(j)N次或直到該晶圓/晶圓支撐件水平偏差係處於或低於該晶圓/晶圓支撐件水平偏差閾值(視哪一者先發生)。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：d)使該晶圓搬運機器人取回一第一邊緣環；及e)使該晶圓搬運機器人將該第一邊緣環傳送至該第一晶圓支撐件，俾使當沿著一垂直軸觀看時該第一邊緣環之一中心點係名義上置中於該第一晶圓支撐件之一中心點上。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：f)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓支撐件與該第一邊緣環上方；g)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件與該第一邊緣環上方時該第一晶圓支撐件之一基準與該第一邊緣環之一基準的一對應第二影像；及h)基於該複數第二影像中該第一晶圓支撐件與該第一邊緣環之複數基準之間的複數間隙尺寸判斷該第一邊緣環之該中心點與該第一晶圓支撐件之該中心點之間的一邊緣環/晶圓支撐件水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：i)比較該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差與一邊緣環/晶圓支撐件水平偏差閾值；及j)回應該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差係高於該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將該第一邊緣環相對於該第一晶圓支撐件重新放置以減少該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以重複(f)至(j)N次或直到該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差係處於或低於該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差閾值(視哪一者先發生)。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：d)使該晶圓搬運機器人取回一校正晶圓；及e)使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓傳送至該第一晶圓支撐件，俾使當沿著一垂直軸觀看時該校正晶圓之一中心點係名義上置中於該第一邊緣環之該中心點上。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：h)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓支撐件、該第一邊緣環、及該校正晶圓上方；i) 使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件、該校正晶圓、及該第一邊緣環上方時該校正晶圓之一基準與該第一邊緣環之一基準的一對應第二影像；及j)基於該複數第二影像中該校正晶圓與該第一邊緣環之複數基準之間的複數間隙尺寸判斷該校正晶圓之該中心點與該第一邊緣環之該中心點之間的一邊緣環/晶圓水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：k)比較該邊緣環/晶圓水平偏差與一邊緣環/晶圓水平偏差閾值；及l)回應該邊緣環/晶圓水平偏差係高於該邊緣環/晶圓水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓相對於該第一邊緣環重新放置以減少該邊緣環/晶圓水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以重複(h)至(l)M次或直到該邊緣環/晶圓水平偏差係處於或低於該邊緣環/晶圓水平偏差閾值(視哪一者先發生)。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓重新放置於該第一晶圓支撐件、該第一邊緣環、及該校正晶圓上方；使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置於該第一晶圓支撐件、該第一邊緣環、及該校正晶圓上方時該校正晶圓之一基準與該第一晶圓支撐件之一基準的一對應第三影像；及基於該複數第三影像中該第一晶圓支撐件與該校正晶圓之複數基準之間的複數間隙尺寸判斷該校正晶圓之該中心點與該第一晶圓支撐件之該中心點之間的一晶圓支撐件/晶圓水平偏差。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器及該第一控制器可共同更用以：比較該晶圓支撐件/晶圓水平偏差與一晶圓支撐件/晶圓水平偏差閾值；及回應該晶圓支撐件/晶圓水平偏差係高於該晶圓支撐件/晶圓水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將一物件相對於該第一晶圓支撐件重新放置，該物件為選自由該校正晶圓及該邊緣環所構成之族群的至少一物件。
在該系統之某些實施例中，該半導體處理設備可包含一半導體處理室，該第一晶圓站可位於該半導體處理室中，且該第一晶圓支撐件可包含該半導體處理室中的一平台。
在該系統之某些實施例中，該半導體處理設備可包含用以在不同的壓力環境之間傳送晶圓的一加載互鎖裝置，該第一晶圓站可位於該加載互鎖裝置中，且該第一晶圓支撐件可為該加載互鎖裝置中的一結構。
在該系統之某些實施例中，該半導體處理設備可包含用以在處理操作之前、之後、或之間儲存一或多片晶圓的一緩衝件，該第一晶圓站可位於該該緩衝件中，且該第一晶圓支撐件可為該緩衝件中之複數晶圓支撐架中的一者。
在該系統之某些實施例中，該半導體處理設備可包含用以在不同的壓力環境之間傳送晶圓的一加載互鎖裝置，該第一晶圓站可位於該加載互鎖裝置中，且該第一晶圓支撐件口為該加載互鎖裝置中的一結構。
在該系統之某些實施例中，該系統更可包含該半導體處理設備，且該半導體處理設備可包含：一晶圓搬運機器人；一或多個晶圓站；一第二控制器。在此類系統中，每一該晶圓站可包含一或多個對應的晶圓支撐件，該晶圓搬運機器人及該第二控制器可通訊連接，且該第二控制器及該第一控制器可共同用以：a)選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的一第一晶圓支撐件；b)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓傳送至該第一晶圓站；及c)使該一或多個位向感測器獲得該基板的一傾斜量測值。
在該系統之某些實施例中，該第二控制器更可用以在進行(b)之前自該第一晶圓支撐件移除一邊緣環。
在該系統之某些實施例中，該系統更可包含該半導體處理設備，且該半導體處理設備可包含：一晶圓搬運機器人；一或多個晶圓站；及一第二控制器。在此類實施例中，每一該晶圓站可包含一或多個對應的晶圓支撐件，該晶圓搬運機器人及該第二控制器可通訊連接，該第二控制器及該第一控制器可共同用以：a)選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的一第一晶圓支撐件；b)使該第一晶圓支撐件之複數舉升銷與該第一晶圓支撐件之間發生相對位移俾使該複數舉升銷自該第一晶圓支撐件突出；c)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓傳送至該複數舉升銷；d)當該自動校正晶圓係受到該複數舉升銷支撐時，使該複數舉升銷與該第一晶圓支撐件之間發生更進一步的相對位移；e)在(d)期間自該一或多個震動感測器獲得震動數據；f)評估該震動數據以判斷該震動數據是否指示震動超過一預定閾值；及g)當該震動數據超過該預定閾值時提供一通知。
在該系統之某些實施例中，作為(d)之一部分，該第二控制器可用以：使該複數舉升銷與該第一晶圓支撐件之間發生更進一步的相對位移，俾使該複數舉升銷不再自該第一晶圓支撐件突出且該自動校正晶圓座落於該第一晶圓支撐件的一上表面上。
在該系統之某些實施例中，該系統可包含該半導體處理設備，且該半導體處理設備可包含：一晶圓搬運機器人；一或多個晶圓站；及一第二控制器。在此類系統中，該晶圓搬運機器人及該第二控制器可通訊連接，且該第二控制器及該第一控制器可共同用以：a)至少一部分基於一邊緣環係受到一第一晶圓支撐件支撐的指示，選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的該第一晶圓支撐件；b)使該自動校正晶圓被放置到該邊緣環上；c)使每一該近接感測器量測該第一晶圓支撐件及該自動校正晶圓之間的一距離；d)基於該一或多個距離判斷與該邊緣環相關的一或多個高度量測值；e)評估該一或多個高度量測值以判斷與該邊緣環相關的一高度是否超過一預定閾值；f)當與該邊緣環相關的該高度超過該預定閾值時提供一通知。
在典型的半導體處理系統中，在各種半導體處理操作及/或晶圓搬運操作之準備期間精準地放置晶圓係經由手動或半自動教導處理達到，手動或半自動教導處理通常需要涉及技術人員或其他人監督以：(1)「教導」晶圓搬運機器人半導體晶圓、邊緣環、及/或晶圓支撐件如靜電夾頭(ESC)彼此之期望位置或相對於晶圓搬運機器人之末端執行器之期望位置；(2)「教導」主動晶圓置中 (AWC)系統；及(3)進行晶圓放置重複性之驗證；一旦已教導晶圓搬運機器人此類位置之後，可經由使用AWC修正因例如晶圓傳送至末端執行器期間晶圓與末端執行器之些微失準所造成之晶圓放置偏離此類位置的任何潛在偏差。此類手動或半自動教導處理為耗時且難以實施的。
此類教導處理通常始於教導晶圓搬運機器人在半導體處理設備操作期間會拾取晶圓或放置晶圓的各種位置。一般而言，雖然晶圓搬運機器人一開始可能會有在設備中每一此類位置的大致感覺，但晶圓搬運機器人需要某種程度的客製化以使其操作適應其被安裝之特定半導體處理設備的特定特徵，如適應不同的組件容裕或部件容裕。為了達到此目的，可將晶圓搬運機器人置於教導模式中，在此模式中針對每一欲「教導」的位置可引導晶圓搬運機器人進入對應至該位置的位置、或進入使晶圓搬運機器人進入針對該位置之某些「理想」條件的組態—例如，當半導體晶圓之中心距離晶圓搬運機器人之末端執行器上之參考點一已知距離(一般而言為期望最小或降低至零)內、且亦距離該位置處之晶圓支撐件之中心一已知距離(一般而言為期望最小或降低至零)內時，晶圓搬運機器人所在之位置或組態。
在典型的晶圓搬運機器人訓練中，例如經由使用一或多個固定件或其他結構，可達到針對每一位置晶圓搬運機器人之「理想」定位，其他結構可與晶圓搬運機器人之末端執行器上之可作為參考點的特徵部及相對於該目標位置固定的另一特徵部交界。例如，在某些晶圓搬運機器人的教導情境中，可利用例如通過碟之中心及通過末端執行器中之參考特徵部如洞之桿軸或銷，將具有類似於半導體晶圓之直徑的類碟形固定件放置於晶圓搬運機器人之末端執行器上，桿軸或銷置中於末端執行器上的位置為在使用末端執行器以晶圓搬運機器人載帶半導體晶圓時半導體晶圓欲置中的位置。可能有類似的銷可安裝於晶圓支撐件的特徵部中，當促使末端執行器/碟緊倚此類銷時，此類銷可與碟之邊緣接觸，藉此使碟及末端執行器被引導至特定位置如置中位置。在此類晶圓搬運機器人的移動期間，可使晶圓搬運機器人進入未供電之狀態，以使操作者能輕易地經由手動操控而移動晶圓搬運機器人的關節/臂區段。一旦適當地定位晶圓搬運機器人之後，晶圓搬運機器人的控制器可經由例如獲得晶圓搬運機器人之各種旋轉關節的相對或絕對角位移的量測值，而獲得晶圓搬運機器人之各種連接定位的量測值，以判斷晶圓搬運機器人之什麼相關運動狀態在何時位於期望位置。一旦晶圓搬運機器人獲得此類位置資訊及與其相關的該位置後，可視為已將該位置教導予晶圓搬運機器人。
一旦已教導晶圓搬運機器人將會輸送晶圓(或將會取回晶圓)的各種位置後，當進行涉及該位置之未來晶圓傳送操作時，可控制晶圓搬運機器人以進入其被教導該位置的運動狀態。若被放置至晶圓搬運機器人之末端執行器上之半導體晶圓係切確置中末端執行器之參考點上放置，則在晶圓搬運機器人返回其被教導之該位置之運動狀態之後，當晶圓搬運機器人之末端執行器放置相同之半導體晶圓時，半導體晶圓將會類似地被適當地置中於目的地位置中。然而，由於各種因素，被放置至晶圓搬運機器人之末端執行器上的半導體晶圓可能不會切確地置中於末端執行器之參考點上。此類失準可能相對微小如幾十微米的規模，但此類微小的失準可能會不利於晶圓處理操作。使用主動晶圓置中(AWC)系統以修正此類末端執行器/晶圓失準在業界中已變得相當尋常。
在典型的AWC組態中，光學AWC感測器及光束發射器係設置於半導體晶圓處理室外的固定位置中，俾使當晶圓搬運機器人將半導體晶圓搬運通過處理室時，半導體晶圓移動通過光束發射器所發射之複數光束中的兩或更多者。AWC感測器可偵測每一光束何時遇到半導體晶圓之邊緣(由朝向複數光學感測器中之一者之光束的遮蔽或重新建立所證明)。AWC系統可在半導體晶圓之邊緣觸發一AWC光學感測器的每一情境中自晶圓搬運機器人之感測器獲得參考點如半導體晶圓名義上置中於晶圓搬運機器人之末端執行器上之點的定義座標位置(由於半導體晶圓被放置到末端執行器的確切放置可能未知，因此此定義座標位置僅為預估或期望中心位置)。對於圓形之半導體晶圓及至少兩AWC光束感測器而言，所得到之四個或更多的座標(可使用少至三個座標)係足以判斷半導體晶圓之中心點相對於半導體處理室的位置(AWC感測器及晶圓搬運機器人皆相對於半導體處理室固定安裝)。一旦獲得此類晶圓之中心資訊之後，可將其用來作為晶圓放置用之參考位置、或其可具有可能必須修正之目前晶圓位置之量測值的功用。
例如，為了訓練AWC系統，可在半導體處理室中的期望目的地如平台上手動置中某種參考晶圓。此類手動置中可例如藉由能引導參考晶圓被適當地相對於平台置中的固定件或夾具的協助而加以進行。一旦認為參考晶圓在平台上充分置中之後，可控制晶圓搬運機器人以取回參考晶圓並自半導體處理室移除參考晶圓；當自半導體處理室移除參考晶圓時，可使用AWC系統量測及判斷參考晶圓的中心。此資訊及來自晶圓搬運機器人之說明參考晶圓在自平台置中位置移動至AWC系統所判斷出之中心位置時所經歷之位置的資訊，能調整未來晶圓放置以達到類似的晶圓-平台置中。例如，若將新的晶圓放置到晶圓搬運機器人並使其以類似參考晶圓的方式通過AWC感測器，則可發現新晶圓的中心與參考晶圓先前所判斷出之中心位置之間有所偏差如在X方向上0.5mm及Y方向上0.25mm。為了修正此類變異，可控制晶圓搬運機器人，藉由當放置新晶圓時施加修正位移，例如在位移新晶圓之前、之後、或期間使新晶圓沿著X方向移動額外之-0.5mm並沿著Y方向移動額外之-0.25mm(倒轉用以自平台取得參考晶圓及使參考晶圓移向並通過AWC感測器的位移)，以對待當將新晶圓放置在平台上時的此類位移。
亦可使用利用AWC系統的類似技術以調整邊緣環放置至晶圓支撐件上，如當邊緣環通過AWC系統之光束時可利用AWC判斷此類邊緣環之中心點與例如AWC系統所用之參考位置(作為晶圓或邊緣環之「理想」中心放置位置)之間的任何偏差。在使用AWC系統與邊緣環放置的實施例中，由於邊緣環具有內緣及外緣，因此邊緣環擁有比半導體晶圓更多的邊緣/光束交集(是以，當邊緣環通過AWC光學感測器時每一光學感測器偵測到四個邊緣/光束交集，而非半導體晶圓通過光束感測器時所偵測到的兩個交集)。在此類實施例中，可忽略自某些邊緣/光束交集如邊緣環之外緣與光束之交集所得到之數據，且可基於剩餘邊緣/光束交集如邊緣環之內緣與光束之交集判斷邊緣環的中心。在某些實施例中，AWC系統評估邊緣環自晶圓搬運機器人之末端執行器上之期望放置位置偏離的程度所用的參考點為半導體晶圓AWC修正所用的相同參考點，即基於使用AWC系統自半導體晶圓所獲得之量測值所決定的參考點。在其他實施例中，邊緣環AWC修正用之參考點可基於使用AWC系統自邊緣環所獲得之量測值所決定，例如可以邊緣環訓練AWC系統以獲得未來邊緣環放置用的參考點。應瞭解，文中所討論之放置技術以及文中所討論之AWC訓練與修正技術大致上可在半導體晶圓放置操作及邊緣環放置操作兩種背景下應用。
AWC系統係廣泛用於半導體處理業界且通常能提供良好的晶圓置中效能。然而，訓練處理是極耗費人力的、可佔據大量時間、且易有使用者失誤。雖然此類訓練可進行作為初始半導體處理設備設定的一部分，但在設備的壽命期間可能需要週期性地重複此類訓練，例如當半導體處理室、AWC感測器、及晶圓搬運機器人之間之相對位置發生任何修改時、或若晶圓處理操作開始經歷暗示半導體晶圓在平台上之放置已漂離中心的非均勻性時、或大致上若在處理室上進行任何維護(包含濕式清理)時。應瞭解，在各種實施例中提及藉由晶圓搬運機器人將晶圓或邊緣環放置到晶圓支撐件、平台、或其他設備上，隱含包含間接將晶圓或邊緣環放置到晶圓支撐件上。例如，在許多的半導體處理設備中，可使用位於晶圓支撐件中之垂直移動的舉升銷將晶圓舉離晶圓搬運機器人之末端執行器，接著末端執行器自晶圓下方移動離開而不移動晶圓。接著可控制舉升銷以將晶圓下降至晶圓支撐件上。可以倒轉方式重複相同的處理以自晶圓支撐件移除晶圓或其他結構。文中所用之「晶圓支撐件」一詞可指能用以在半導體處理設備內支撐半導體晶圓的任何各種結構(排除晶圓搬運機器人之末端執行器)。晶圓支撐件可包含例如平台、ESC、或可位於半導體處理室(或其他腔室)內且大係上以分散方式接觸(如經由半導體晶圓之背側與晶圓支撐件之上表面之間的面對面接觸)半導體晶圓的其他大致圓形之類平台結構、或可經由更多限制性接觸(例如弧形支撐架供可在沿著半導體晶圓之外圓周的複數點處接觸半導體晶圓)支撐半導體晶圓的結構。晶圓支撐件可不僅僅包含直接接觸半導體晶圓的元件，但可包含延伸超過半導體晶圓之外圓周之元件或部分，如延伸超過半導體晶圓之外圓周之平台或ESC的環形部。在某些情況中，晶圓支撐件之結構能對受到其支撐的半導體晶圓提供移動如垂直移動及/或旋轉移動。在某些情況中，晶圓支撐件亦可包含如上所討論的舉升銷、或可相對於此類晶圓支撐件之剩餘者向上延伸的其他機構，藉此將半導體晶圓舉離晶圓支撐件之剩餘者。在某些情況中，晶圓支撐件可包含各種可移除之元件如邊緣環。例如，某些晶圓支撐件可與可移除之邊緣環一起使用，可移除之邊緣環例如被設計為可被半導體處理設備之晶圓搬運機器人移除且可與一或多個非可移除之邊緣環交界，非可移除之邊緣環例如被設計為無法被半導體處理設備之晶圓搬運機器人移除邊緣環—此類非可移除之邊緣環當然仍可被技術人員移除，就本說明書之目的而言，將此類非可移除之邊緣環認定為晶圓支撐件之一部分。
本發明考慮一種自動校正系統如可與AWC系統(或類似設備)及/或晶圓搬運機器人一起使用以尤其提供半導體處理設備之AWC系統及/或晶圓搬運機器人之自動教導的適應性定位系統；由於當訓練進行時腔室內可能如正常半導體處理操作期間是受到密封的，因此可使用此類系統在真空或大氣壓力下自動教導晶圓搬運機器人。此類自動校正系統亦可評估元件或晶圓放置的各種態樣並在需要時進行修正以符合處理需求。亦可使用自動校正系統引導邊緣環之放置，邊緣環為名義上環形之結構且內直徑的通常尺寸係略大於(或在某些情況中略小於)半導體處理晶圓之外直徑，藉此在處理期間有效地「延伸」半導體晶圓的直徑。邊緣環具有能造成「邊緣效應」的效果，「邊緣效應」可使發生在邊緣環之外緣上而非半導體晶圓本身上之晶圓上之處理結果均勻度惡化。
自動校正系統之中心為自動校正晶圓，其亦可被稱為適應性定位系統(APS)晶圓且可自各種板上之感測器收集大量資訊；這使得自動校正晶圓能被用來作為整個自動教導處理的一部分。可使用此類自動校正晶圓例如進行半導體處理設備中之元件的診斷評估以及獲得使半導體處理設備之操作得以被調整以增進晶圓處理效能的資訊。
一般而言，特定半導體處理設備用之自動校正晶圓可具有半導體處理設備用以處理之晶圓及/或邊緣環的類似尺寸及形狀，藉此讓半導體處理設備之晶圓搬運機器人以大致上與處理期間其傳送半導體晶圓的相同方式傳送自動校正晶圓。是以，可調整自動校正晶圓之尺寸俾使其具有之最大高度及直徑係小於晶圓搬運機器人傳送晶圓通過之半導體處理設備之通道的最小垂直與水平空隙。
如上所述，自動校正晶圓可包含各種感測器—但可依據自動校正晶圓所提供的特定功能而變化感測器的數目及類型。應瞭解，根據本發明之自動校正晶圓可用以提供文中所討論之感測器/功能的任一者、某些者、或所有者。
除了自動校正晶圓可包含之各種感測器之外，自動校正晶圓亦可包含各種元件，此些元件可用以控制感測器並自感測器獲得數據、與其他元件通訊(半導體處理設備的此類控制器)、及/或儲存及/或操控自感測器所收集的數據。是以此類自動校正晶圓可連結至半導體處理設備的控制器、被導入半導體處理設備中、然後經由自動校正晶圓之控制器(或複數控制器)及半導體處理設備之控制器(或複數控制器)中之一或兩者的動作，在半導體處理設備進行之校正常式或放置常式的各種階段中進行各種感測及數據收集操作。自下面將更詳細討論之討論將明白，半導體處理設備可以極少或無人員監督的方式進行此類校正常式或放置常式。
一般而言，自動校正晶圓可具有基板，基板之總形狀係類似於半導體晶圓之形狀例如大致上為圓形，但在某些情況中應明白，自動校正晶圓可有不同的形狀—例如，可省略基板未用以支撐感測器或其他元件、或未與平台之末端執行器或舉升銷上之接觸墊接觸的部分，這將導致自動校正晶圓中的開口或缺口。又，在某些實施例中，自動校正晶圓沿著名義上的圓形外緣可具有半島或其他突出部，例如以支撐超出對應半導體晶圓之名義外直徑之位置處的感測器。自動校正晶圓在沿著外邊緣處亦可包含一或多個索引特徵部如平邊、缺口等，以提供識別自動校正晶圓之位向用的機制。在文中提及之自動校正晶圓之「中心」可被理解為，當在半導體處理設備內以通常用以傳送或放置半導體晶圓或邊緣環之類似方式傳送或放置自動校正晶圓時，欲被放置在半導體晶圓或邊緣環之中心被放置之相同位置之自動校正晶圓的一點。應瞭解，雖然自動校正晶圓之中心可與基板之幾何中心及/或自動校正晶圓之質量中心重合，但此類對準並非必要條件。
在大部分的實施例中，自動校正晶圓在自自動校正晶圓之中心的徑向偏差處的各種位置處可具有複數面向下之攝像感測器如電荷耦合裝置(CCD)感測器或互補金屬氧化物半導體(CMOS) 感測器。可選擇此類偏差俾以當自動校正晶圓例如位於被放置在半導體處理設備之晶圓支撐件上之半導體晶圓上方時，每一攝像感測器具有寬得足以捕捉半導體晶圓之邊緣之一部分及晶圓支撐件之一部分的視野。若半導體處理設備在晶圓處理操作期間通常使用邊緣環，則攝像感測器可徑向偏離自動校正晶圓之中心，俾使攝像感測器之視野寬得亦足以捕捉邊緣環之一部分(當邊緣環被放置在晶圓支撐件上時)。在某些自動校正晶圓的實施例中，面向下之攝像感測器可沿著圓形設置，此圓形所具有之直徑在名義上等於半導體處理設備用以處理之半導體晶圓，例如落在半導體晶圓之直徑的±10%或±20%內。在另一實施例中，面向下之攝像感測器可沿著圓形設置，此圓形所具有之直徑係介於半導體處理設備用以處理之半導體晶圓與半導體處理設備用以使用之邊緣環之間。在某些此類實施例中，面向下之攝像感測器可沿著一直徑設置，此直徑例如為邊緣環之名義外直徑與邊緣環之內直徑或半導體晶圓之名義外直徑的平均值或落在平均值的±10%內。此類設置例如可使面向下之攝像感測器在自動校正晶圓大致上置於晶圓支撐件上之置中位置處時(及半導體晶圓及/或邊緣環係置中於晶圓支撐件時)，以其視野同時捕捉晶圓支撐件之外緣(或晶圓支撐件如ESC上之時徵部的邊緣)、邊緣環之外緣及/或內緣、及半導體晶圓之外緣。
此類攝像感測器放置使自動校正晶圓能同時獲得與晶圓支撐件及半導體晶圓及/或被放置在晶圓支撐件上之邊緣環相關之各種基準的影像。文中所用之基準一詞係指假設相對於特定結構大致上固定的特徵部，如元件的圓形邊緣可用以作為該結構之中心點的基準(應瞭解，此類基準可能會例如因為晶圓處理操作發生腐蝕或沉積而隨著時間經歷尺寸及/或形狀的改變；在本文之背景下不應將此類逐漸改形狀及/或尺寸認為是改變此類基準的「固定」本質。在文中所討論的實例中，所用的基準為特徵部，例如半導體晶圓之外緣、邊緣環之外緣及/或內緣、晶圓支撐件之外緣或晶圓支撐件之特徵部的邊緣、晶圓支撐件中的表面不連續部(例如，晶圓支撐件的上表面可具有圓形浮雕，圓形浮雕係受到自圓形浮雕向下凹陷的環形表面圍繞；圓形浮雕與環形表面之間的轉換部可為此類表面不連續部)、或適合文中所討論之技術的任何其他特徵部。
接著可分析針對半導體晶圓、邊緣環、或其他結構所獲得之特定組基準的影像，以判斷與此些基準相關之兩結構上之參考點之間的偏差(或複數偏差)。例如，若所使用的基準為半導體晶圓的圓形外緣及圈住半導體晶圓之邊緣環之圓形內緣，則可判斷每一影像中半導體晶圓之外緣與邊緣環之內緣之間之徑向間隙的相對尺寸並將其用以產生半導體晶圓之中心偏離邊緣環之中心之程度的估值。一般而言，必須使用來自至少三個攝像感測器的影像來進行此類判斷(可利用來自僅兩個攝像感測器之影像實施類似技術，但通常沒有那麼精準，因為必須就所用之基準的相對尺寸接受一些假設)。在某些情況中，某些基準並非總是可見的，在此種情況中可能需要基準。例如，若欲將半導體晶圓置中於具有比晶圓直徑更小之外直徑的ESC上且ESC之外緣用來作為此類晶圓放置的基準，則可自自動校正晶圓之攝像感測器獲得其中同時可見ESC之外緣與半導體晶圓之外緣的影像—因此無法識別此類邊緣之間所存在的任何徑向間隙且無法直接判斷半導體晶圓在ESC上的置中程度。在此類情況中，仍可利用一中間基準如邊緣環之內緣判斷半導體晶圓在ESC上之置中程度的估值。例如，若將邊緣環放置到晶圓支撐件上使其圈住ESC，則可使用自動校正晶圓判斷邊緣環之內緣與ESC之外緣之間之徑向間隙。接著可基於徑向間隙判斷邊緣環之內緣與ESC之外緣之間之中心到中心的偏差，若有必要，重新放置邊緣環直到邊緣環以可接受之程度置中於ESC上為止。在將邊緣環置中後，邊緣環之內緣可作為ESC之外緣的「代理」；當後續將半導體晶圓放置到晶圓支撐件上及邊緣環內時，可使用自動校正晶圓之攝像感測器獲得半導體晶圓之外緣與邊緣環之內緣之間之徑向間隙的影像。由於邊緣環之內緣係置中於ESC之外緣上，半導體晶圓之外緣與邊緣環之內緣之間之中心到中心的偏差可作為半導體晶圓之外緣與ESC之外緣之間之中心到中心的偏差的代理。在此類情況中，基於實際量測到之半導體晶圓之外緣與邊緣環之內緣之間以及邊緣環之內緣與ESC之外緣之間之中心到中心的偏差，更進一步細調半導體晶圓之外緣與邊緣環之內緣之間之中心到中心的偏差。例如，若邊緣環之最終位置俾使邊緣環之內緣的中心與ESC之外緣之中心之間存在位於可接受之中心度範圍內的XY偏差(15µm, 10µm)且接著放置半導體晶圓俾使半導體晶圓之外緣之中心與邊緣環之內緣之中心之具有XY偏差(在相同的座標系統中)(-5µm, 12µm)，則可藉著加總此兩偏差對而決定半導體晶圓之中心與ESC之外緣之中心之間的XY偏差如(15µm - 5µm, 10µm + 12µm) = (10µm, 22µm)如~24µm之總偏差。
一旦自動校正晶圓攝像兩結構之基準並判斷出兩結構之間之偏差之後，可將偏差 與偏差閾值比較，偏差閾值可代表兩結構之間被半導體處理設備之適當操作所接受的最大偏差。若偏差超過偏差閾值，則可使半導體處理設備採取修正動作。
雖然可使用各種技術判斷兩結構之間之中心到中心的偏差且將此些技術視為落在本發明之範疇內，但圖1之背景下提供了判斷此類偏差的一例示性技術。圖1顯示相對於邊緣環放置之校正晶圓的實例。在圖1中，顯示邊緣環162且校正晶圓160係置於邊緣環162之內直徑內。為了清楚明白，文中所用之校正晶圓或參考晶圓一詞係指其尺寸等於或類似於半導體處理設備所處理之典半導體晶圓型的晶圓—校正晶圓意在取代例如半導體處理設備可處理的此類正常晶圓。校正或參考晶圓在某些情況中可能包含校正標記或機器視覺演算法可識別以協助置中及校正操作的其他特徵部。文中所用之自動校正晶圓一詞係指「智能」或以其他方式配有感測器及其他電子元件以使此類自動校正晶圓能獲得數據及量測與半導體處理設備效能相關之各種參數的晶圓。
圖1中未依比例顯示校正晶圓160及邊緣環162，以更容易顯示例如邊緣環162與校正晶圓160之中心(以十字顯示)之間的失準及校正晶圓160之外緣與邊緣環162之內緣之間的間隙。校正晶圓160可包含一組校正標記170，在此實例中校正標記170可沿著校正晶圓的外圓周設置且可以已知的量如120° 間隔。自動校正晶圓之面向下之第一攝像感測器之位置可俾使校正標記170及邊緣環162與校正晶圓160之間的間隙164皆落在第一攝像感測器的視野128內。
在此類技術中，關於各種因素可容許某些假設—例如可假設校正晶圓之直徑為一已知量如300mm。是以，可假設自校正晶圓160之中心點至校正晶圓160之邊緣的半徑
Figure 02_image001
為常數(沿著校正晶圓之邊緣可能有某些部分的半徑較短例如沿著邊緣可能有索引平邊或缺口，但校正晶圓在第一攝像感測器的視野中可具有常數半徑)。如上所述，校正晶圓亦可具有例如校正標記170，校正標記170的位置可高度已知。在此實例中，已知校正標記170繞著校正晶圓之圓周以120°分隔。校正標記可包含例如特徵部如徑向線(在影像數據中可識別特徵部，將特徵部用於在每一影像中建立評估間隙164所沿著的方向向量)及具有已知尺寸2mm如之方塊(如所示)或圓，已知尺寸可用以判斷被攝像之特徵部的比例。例如，若在影像中識別出間隙164具有之尺寸為相同影像中2mm校正標記方塊之邊緣之尺寸的 0.23倍，則判斷出間隙的尺寸為0.23*2mm = 0.46mm。在某些實施例中，此類計算可考量例如使用機器視覺或光學影像修正技術、因鏡片效應所造成的影像扭曲(例如使用棋盤圖案)，且可利用例如與自動校正晶圓相關的校正數據修正此類扭曲。
應瞭解，在某些實施例中，可省略上述討論之校正標記，且可使用基準如各種元件之圓形邊緣而不判斷此類元件的中心位置。
若假設校正晶圓160的中心亦具有座標系統原點的功能，其中欲判斷邊緣環162與校正晶圓160之中心到中心的偏差，可藉由下列方式解出邊緣環的中心位置：判斷沿著邊緣環162之內緣(或外緣)之三個點的位置，然後判斷此三個點所定義之圓的中心位置。一旦已知在校正晶圓之座標系統中邊緣環162的中心位置，則很容易被能擷取出兩個元件之間之中心到中心的偏差。
可使用間隙164及校正晶圓160之半徑
Figure 02_image003
及量測每一間隙164所沿著的角度，判斷沿著邊緣環162之內緣之三個點的位置。例如，針對間隙164
Figure 02_image005
，可將間隙
Figure 02_image005
添加至半徑
Figure 02_image003
以獲得自校正晶圓原點/中心至邊緣環162之內緣的徑向距離。可利用三角關係基於自校正晶圓的中心延伸至間隙在邊緣環162之內緣處終止之點的半徑的角位置，決定間隙在邊緣環之內緣處終止的點的XY座標對。在此實例中，此半徑之角位置為0度。是以，此類點的XY座標可根據下列方程式決定：
Figure 02_image007
Figure 02_image009
其中
Figure 02_image011
為相關的間隙距離、
Figure 02_image003
為校正晶圓半徑、且
Figure 02_image013
=自校正晶圓原點延伸至間隙之半徑與自原點延伸之極軸之間的角度。
是以，例如，若
Figure 02_image003
= 150mm、
Figure 02_image005
= 17.338mm、
Figure 02_image015
= 22.823mm、且
Figure 02_image017
= 37.69mm，則：
間隙
Figure 02_image019
Figure 02_image001
Figure 02_image021
 X Y
1 17.338mm 150mm 0° 0mm 167.34mm
2 22.823mm 150mm 120° 149.67mm -86.41mm
3 37.69mm 150mm 240° -162.5mm -93.85mm
應瞭解，上面提供的尺寸係基於圖1的比例放大或縮小，且
Figure 02_image023
的此類數值對於典型之半導體處理設備及晶圓搬運機器人而言係不切實際的大。在實際的操作中，可獲得之
Figure 02_image023
的數值可常落在小於1mm的等級如小於800µm。
一旦針對沿著邊緣環之內緣之複數位置之XY座標的三個座標對為已知後，可利用下列方程式判斷邊緣環162的中心相對於座標系統原點(校正晶圓的中心)的位置：
Figure 02_image025
Figure 02_image027
其中(
Figure 02_image029
,
Figure 02_image031
)、 (
Figure 02_image033
,
Figure 02_image035
)、及 (
Figure 02_image037
,
Figure 02_image039
) 為每一座標對，(
Figure 02_image041
,
Figure 02_image043
)為邊緣環的中心的座標對。是以，在目前的實例中 (
Figure 02_image041
,
Figure 02_image043
) = (-8.378mm, -8.618mm)。 在建立邊緣環與校正晶圓之間之中心偏差之後，可採取適當的動作以減少此兩元件之間的中心偏差 。例如，在目前的情況中，可藉由晶圓搬運機器人取回邊緣環，然後以倒轉偏差的方式移動如(+8.378mm, +8.618mm)，以將邊緣環置中於校正晶圓上。或者，校正晶圓可移動偏差(-8.378mm, -8.618mm)以將校正晶圓置中於邊緣環上。若自動校正晶圓座標系統未與晶圓搬運機器人所用的座標系統對準，則在使用晶圓搬運機器人修正例如邊緣環之放置之前，可將使用自動校正晶圓所獲得之中心到中心的偏差轉換至晶圓搬運機器人所用之座標系統中的均等偏差。一旦校正晶圓係以可接受之方式置中後，接著可使用校正晶圓訓練半導體處理設備之AWC。下面將更詳細討論涉及使用自動校正晶圓促進半導體處理設備中之置中操作的各種技術，但一開始將先介紹自動校正晶圓之各種特徵的總說明。
圖2顯示具有破折線/陰影區域之例示性自動校正晶圓的略圖，破折線/陰影區域顯示位於其下之晶圓支撐件、邊緣環、及校正晶圓 在圖2中顯示自動校正晶圓200包含基板202，複數不同的感測器及其他電元件係安裝至基板202。如圖2中所示，雖然校正晶圓260、環形邊緣環262、及晶圓支撐件252並非自動校正晶圓200的一部分；但顯示此些額外的元件係與自動校正晶圓200同心設置，如同在正常使用之某些階段期間校正晶圓260、邊緣環262、晶圓支撐件252、及自動校正晶圓200皆相對於彼此置中。在所示的實例中，顯示自動校正晶圓200之直徑係大於晶圓支撐件252、邊緣環262、及校正晶圓260—在實際實施中，自動校正晶圓200的尺寸可能類似於校正晶圓260的尺寸。如前所述，晶圓支撐件252可包含複數元件如可略小於校正晶圓260直徑的ESC、及可延伸超過ESC並支撐邊緣環262的支撐結構。為了簡潔，未將此類分離結構顯示於圖2中。
被顯示作為圖2之例示性自動校正晶圓之部分的感測器可包含例如複數第一攝像感測器222，複數第一攝像感測器222可例如是CCD或CMOS裝置。第一攝像感測器222可用以與光學或其他聚焦系統一起使用，且其設置能提供向下觀察之視野。如圖2中所示，顯示第一攝像感測器222之視野228為，當自動校正晶圓200係置於校正晶圓260、邊緣環262、及晶圓支撐件252上方之預定高度處或高度範圍內(如當晶圓搬運機器人之末端執行器將晶圓輸送至晶圓支撐件252時正常所處的高度)時，橫跨校正晶圓260之外緣、邊緣環262之內緣與外緣、及晶圓支撐件252之外緣的長矩形面積。每一第一攝像感測器222的視野 228可為各種形狀中的任何者如圓形或橢圓形且亦可向外徑向延伸至比所示更少的程度。例如在某些實施例中，第一攝像感測器222的視野228可僅延伸至足以捕捉邊緣環262之內緣但無法捕捉邊緣環262之外緣的程度。藉著定位第一攝像感測器222使第一攝像感測器222大致上位於校正晶圓260之外緣及邊緣環262之內緣(若使用)的正上方，第一攝像感測器222之位置可獲得能精準反應影像中之各種基準如此類元件之邊緣之間可能存在之任何間隙之尺寸的影像數據。尤其，此類攝像感測器放置可減少高度不匹配在間隙尺寸判斷上可能所造成的效應，導致更精準的間隙尺寸估算。例如，若攝像感測器 沿著與自動校正晶圓之間有極窄角度的視線獲得間隙影像數據(如攝像感測器係安裝在自動校正晶圓之中心附近的情況)，則邊緣環或校正晶圓任一者之高度的任何細微變異皆可被放大而造成間隙尺寸以無法預測的方式擾動。使攝像感測器位於自動校正晶圓的外緣附近可大幅減少此類效應可造成的影響。
除了第一攝像感測器222之外，在某些情況中自動校正晶圓200可更包含攝像感測器如位於中心之面向下的第二攝像感測器224，第二攝像感測器224可用以獲得自動校正晶圓之中心之正下方的影像。在校正常式中可使用此類攝像感測器，其中欲被攝像之基準係位於半導體晶圓之中心常被放置之位置附近，例如用以接收晶圓之晶圓支撐件可具有位於晶圓支撐件之中心處的十字基準標記，十字基準標記可被第二攝像感測器攝像以協助晶圓支撐件的中心相對於自動校正晶圓的定位。例如，晶圓支撐件在中間處可具有基準，當晶圓搬運機器人之末端執行器將自動校正晶圓200 放置到晶圓支撐件上方時基準可被第二攝像感測器224 攝像，以促進教導晶圓搬運機器人晶圓支撐件的位置。亦可使用此類感測器使自動校正晶圓在晶圓搬運機器人之末端執行器上置中。例如，晶圓搬運機器人之末端執行器可包含基準，基準大致上位於當自動校正晶圓200係大致上置中於末端執行器上方時第二攝像感測器224可觀察到的位置。當致動晶圓搬運機器人以取回自動校正晶圓時，末端執行器可在自動校正晶圓下方移動，俾使基準係落在第二攝像感測器224的視野內。接著可使第二攝像感測器224獲得基準之影像，可分析基準之影像以判斷基準相對於自動校正晶圓200之中心偏離中心多遠。接著可使晶圓搬運機器人重新放置末端執行器，俾以將基準相對於自動校正晶圓200的偏中心度減少至可接受的界限。應瞭解，文中所討論之自動校正晶圓200之其他實施例可使用非攝像感測器的其他感測器，以獲得徑向間隙數據及/或中心度數據。例如，可使用超音波感測器獲得可顯示三維基準的輪廓地圖，自輪廓地圖判斷上述之距離與間隙的方式可類似於自攝像數據判斷此類距離與間隙的方式。應瞭解，可使用能用以評估上述之基準之間之間隙及/或自動校正晶圓200相對於晶圓支撐件之置中程度的任何感測器，取代上面討論的攝像感測器。
自動校正晶圓200的某些實施例亦可包含各種非攝像之感測器如一或多個震動感測器230、位向/傾斜感測器、或感測器232、及/或一或多個近接感測器234。
可使用震動感測器230偵測在各種操作如晶圓搬運機器人操作或舉升銷收回或延伸期間自動校正晶圓所經歷的震動。例如在某些晶圓站中，晶圓支撐件可為平台或類似的結構且可包含複數如三個舉升銷，舉升銷為可相對於靜電夾頭(ESC)或其他晶圓支撐結構垂直移動的薄銷。此類舉升銷通常在置中於晶圓支撐件上之半導體晶圓所定義之圓形邊界內以等邊三角形設置。是以，當舉升銷係相對於晶圓支撐件之表面位於延伸位置時，舉升銷能支撐任何存在於晶圓站處的晶圓。當使舉升銷收回至晶圓支撐件中時，藉此使受到支撐之晶圓與晶圓支撐件的上表面接觸。在此類舉升銷收回期間，晶圓可經歷小震動如設備磨耗損所造成的震動。可使用震動感測器或感測器評估此類震動的本質及提供舉升銷機構之健康狀態的指示。震動感測器可包含例如加速計、壓電震動感測器、光學距離量測感測器、或光學麥克風、及其他類型的感測器(例如，感測器可例如藉由量測自動校正晶圓之基板相對於晶圓支撐件的位移而偵測震動，藉此提供對所經歷之震動之程度的洞見)。
可使用位向/傾斜感測器或感測器232評估晶圓支撐件或其他元件是否以平準方式支撐自動校正晶圓(因此支撐其他晶圓)。例如，若晶圓支撐件之舉升銷中的一者變得比其他舉升銷更短或更長，則受到舉升銷支撐之晶圓會因此而呈現些微程度的傾斜。此類傾斜可造成晶圓之一側在晶圓之另一側之前接觸晶圓支撐件，這可造成晶圓如何被放置到晶圓支撐件上的些微變異且在某些情況中可造成放置到晶圓支撐件上之期間某些舉升銷與晶圓之間的滑動(這可能會損傷晶圓及/或造成粒子污染)。此外，可在將自動校正晶圓放置到晶圓支撐件上之後，使用此類感測器評估晶圓支撐件本身的平準度。是以，可利用具有位向感測器之自動校正晶圓評估晶圓支撐件與其他設備兩者的平準度。位向感測器可包含例如加速計及傾斜感測器或測斜儀。
圖3顯示具有經延伸之舉升銷372之晶圓支撐件352，圖中顯示舉升銷372支撐自動校正晶圓300。舉升銷372可向下收回(及/或晶圓支撐件352向上位移)，使自動校正晶圓300被放置在晶圓支撐件352上。
可使用近接感測器或感測器234評估晶圓站處之各種結構的高度。例如，可能期望評估沿著周長之邊緣環之高度或邊緣環位於晶圓支撐件如ESC上方之部分的高度(邊緣環之非均勻圓周高度可能會發展出或增加處理非均勻度)。若近接感測器係設置於自動校正晶圓中且其位置允許自動校正晶圓與邊緣環(或其他結構)之間之直接或間接的距離量測，則可使用所得之數據判斷邊緣環或其部分沿著其周長之高度有多均勻。
在自動校正晶圓的其他實施例中，可將自動校正晶圓放置到邊緣環上，使其受到邊緣環支撐。在某些此類實施例中，自動校正晶圓可具有一部分或複數部分延伸超過邊緣環之內直徑並座落於邊緣環之最上表面上(但欲與邊緣環一起使用的半導體晶圓通常完全被包含於邊緣環之內直徑內)。然而在其他此類實施例中，可調整自動校正晶圓的尺寸，使其直徑類似於欲與邊緣環一起使用之半導體晶圓。在某些此類實施例中，邊緣環可具有段差之內直徑，例如邊緣環之上表面所具有之直徑可略大於欲與邊緣環一起使用之半導體晶圓的直徑，而邊緣環之下表面所具有之直徑可略小於半導體晶圓的直徑。所得之幾何結構為邊緣環中的下凹環形表面，其可用以在處理期間支撐半導體晶圓。是以，此類邊緣環所支撐之自動校正晶圓在其與支撐自動校正晶圓之晶圓支撐件之間有小間隙。可使用近接感測器判斷沿著自動校正晶圓/邊緣環圓周之各種位置處之此間隙的尺寸。可分析所得之量測值以判斷晶圓支撐件與自動校正晶圓之間之邊緣環之部分中的平準度或厚度變異。
圖4顯示具有一組近接感測器之自動校正晶圓的側面圖，近接感測器可用以判斷邊緣環高度。在圖4中，邊緣環462係被置於晶圓支撐件452上。自動校正晶圓400係位於邊緣環462的圓周架上因此稍微懸置於晶圓支撐件452上方。如所見，邊緣環在非均勻之架區域中具有一高度—架之右側係高於左側，使自動校正晶圓400相較於晶圓支撐件452及邊緣環462有一傾斜角。可使自動校正晶圓400中的近接感測器434用以量測每一近接感測器434與最鄰近之面表面如晶圓支撐件452之上表面之間的距離。在此情況中，左近接感測器434已量測到距離
Figure 02_image045
而右近接感測器434已量測到距離
Figure 02_image047
。可相對於一或多個條件評估此些距離，以判斷邊緣環高度 是否超出可允許之值。例如，在某些實施例中，若
Figure 02_image049
或
Figure 02_image051
，則可將邊緣環視為是具有超出界限之邊緣環高度且可採取修正動作如必須安裝新的邊緣環。
在某些此類實施例中，在自動校正晶圓上提供兩組近接感測器—其中一組之位置係用以獲得自動校正晶圓與邊緣環之間的距離量測值而另一組之位置係用以獲得自動校正晶圓與非邊緣環之結構之間的距離量測值，非邊緣環之結構例如是被放置在邊緣環之中間或晶圓支撐件之表面的校正晶圓。在此類實施例中，自動校正晶圓可被放置在例如舉升銷或晶圓搬運機器人所撐之邊緣環的正上方位置處，且可使用近接感測器獲得自動校正晶圓與邊緣環之間以及自動校正晶圓與其他結構之間的距離量測值。在此類實施例中，可調整自動校正晶圓的尺寸，使其大於半導體處理設備中所用之典型半導體晶圓(或具有部分突出於半導體晶圓的直徑)，俾使其徑向重疊邊緣環且有充分的餘裕使安裝於其上的某些近接感測器能與邊緣環徑向重疊以判斷邊緣環之面向上表面與近接感測器之間的距離。其他近接感測器可位於自動校正晶圓上俾使其與邊緣環的中心開口徑向重疊，以使該些近接感測器能獲得自動校正晶圓與例如放置在邊緣環之中心中之校正晶圓、或晶圓支撐件之暴露表面(若類似晶圓並不存在)之間的距離量測值。
藉由自兩組近接感測器同時獲得量測值並自對應之自動校正晶圓/晶圓支撐件或自動校正晶圓/校正晶圓距離減去例如自動校正晶圓/邊緣環之距離，可決定每一近接感測器位置處之邊緣環高度的估算值。
圖5顯示具有兩組近接感測器之另一自動校正晶圓的側面圖，每一組近接感測器係沿著不同直徑的圓形路徑設置。在圖5中，晶圓搬運機器人之末端執行器558將自動校正晶圓500支撐於晶圓支撐件552及邊緣環562的上方。最外側的近接感測器534係位於當自動校正晶圓500名義置中於邊緣環562上方時與邊緣環562徑向重疊的徑向位置處，最內側的近接感測器534係位於與邊緣環562之內部徑向重疊的徑向位置處。可控制近接感測器534以同時判斷近接感測器534與近接感測器正方下之表面之間的距離如距離
Figure 02_image053
、
Figure 02_image055
、
Figure 02_image057
、及
Figure 02_image059
，可評估此些距離以判斷邊緣環之高度是否變化超出可接受的範圍。例如，若
Figure 02_image061
或
Figure 02_image063
、或若
Figure 02_image065
、或
Figure 02_image067
，則可將邊緣環之高度視為已超過可允許之閾值。在某些此類實施例中，可使用此量測值產生閉路系統，其中可致動邊緣環舉升銷以調整晶圓支撐件上方如ESC上方的邊緣環高度，以將晶圓支撐件上方如ESC上方的邊緣環高度維持在最佳值。可使用類似的技術初始校正邊緣環舉升銷，例如判斷為了使邊緣環相對於晶圓支撐件平準，每一邊緣環舉升銷必須處的各別高度。為了清楚明白應注意，晶圓支撐件可具有複數組舉升銷—例如一組可包含位於欲放置半導體晶圓之晶圓支撐件之區域內的舉升銷，而另一組可包含位於該區域外但落在邊緣環所佔據之晶圓支撐件之區塊內的舉升銷。每一組舉升銷可分別致動以舉升或下降半導體晶圓、或舉升及下降邊緣環。
可使用各種類型的近接感測器，包含例如電容式距離感測器、電感式距離感測器、光學式距離感測器等。在某些情況中，自動校正晶圓可包含 一或多個其他類型的感測器如溫度感測器、壓力感測器、濕度感測器、光感測器等。
包含在自動校正晶圓中的各種感測器可與可包含一或多個第一處理器210及一或多個第一記憶體212的第一控制器208通訊連接。該第一控制器208亦可與電源214如電池、電容性電池(capattery)、或其他電源電性連接。在某些實施例中，電源214可利用電接觸銷以可操作性之方式與充電特徵部連接，電接觸銷所處之位置與當自動校正晶圓200被放置於停靠站中時用以儲存自動校正晶圓200之停靠站處之充電特徵部對準。在圖2所示的實施例中顯示無線充電特徵部216，其可例如是電感式充電線圈如Qi可匹配之電感式充電線圈或其他適合的無線充電界面。在此類情況中，用以儲存自動校正晶圓200之停靠站可具有類似的無線充電界面，以在自動校正晶圓200被置於其中時對自動校正晶圓200充電。
第一控制器208 亦可與第一無線通訊介面如WiFi、藍牙、或其他無線通訊介面通訊連接，因此指令及/或數據可自第一控制器208發送及/或發送至第一控制器208因此可自自動校正晶圓200發送及/或發送至自動校正晶圓200。例如，與自動校正晶圓200交界的半導體處理設備可包含具有一或多個第二處理器及一或多個第二記憶體的第二控制器。第二控制器可與第二無線通訊介面通訊連接，因此可用以與自動校正晶圓的第一無線通訊介面交界。是以，自動校正晶圓200可能能與半導體處理設備無線通訊，允許自動校正晶圓200與半導體處理設備之間傳輸資訊、指令、及其他數據。
圖6為例示性自動校正晶圓的照片。自動校正晶圓600包含具有印刷電路線之基板602，印刷電路線提供各種元件(包含在此實例中為可重複充電之電池之電源614、處理器610、記憶體裝置612、及無線充電特徵部616)之間的電連接，無線充電特徵部616可用以在無線充電期間以感應方式將能量傳遞給可重複充電之電池。圖6中亦可見沿著基板602之周長安裝於等距位置處之三個第一攝像感測器622以及安裝於中心的第二攝像感測器224。位於每一第一攝像感測器622之大致附近的為對應的近接感測器634，在此實例中，近接感測器634為電容式近接感測器。
圖7為另一例示性自動校正晶圓700的平面圖。在此實例中，自動校正晶圓700具有大致上圓形的基板702，其具有沿著外圓周分散的三耳，每一耳容納對應的第一攝像感測器722。在此實例中，基板702大致上具有與典型半導體晶圓相同的直徑；該些耳延伸超過此直徑而使第一攝像感測器722之位置俾使第一攝像感測器722的感光區域可例如置中於半導體晶圓的外緣上方，半導體晶圓係被放置於自動校正晶圓700的下方並受到置中。在此實例中自動校正晶圓700亦包含兩個電源714如可利用無線充電特徵部716如電感式充電線圈而加以充電之重複充電的電池。電池可對自動校正晶圓700的各種電元件如處理器710、記憶體712、無線通訊介面718、第一攝像感測器722、第二攝像感測器724、近接感測器734、及加速計736(其可用以作為位向或傾斜感測器)供電。
圖8a至8i 顯示在使用自動校正晶圓之各種階段期間之半導體處理設備的概圖。在圖8a中顯示半導體處理設備的一部分。所示之半導體處理設備的部分包含 兩個晶圓站844a與844b，但設備亦可包含其他晶圓站。每一晶圓站係對應至在半導體處理設備所進行之各種操作期間可能放置一或多個晶圓的一位置。晶圓站可例如但不限於存在於設備的一處理室或複數處理室中、在用以於處理之前或之後儲存晶圓的緩衝位置中、在能使晶圓在不同壓力之環境之間傳送的氣鎖或加載互鎖裝置中、在加載接口中、在可停靠至加載接口之前開口統一艙(FOUP)中等。在圖8a中，晶圓站844a係由半導體處理室 850所提供；相對地，晶圓站844b係由專門用以儲存自動校正晶圓800的停靠站868(雖然在某些實施例中可不包含此類專門停靠站)所提供。停靠站868可具有可對自動校正晶圓800充電的特徵部(未顯示)或可以其他方式與自動校正晶圓800之各種態樣交界。在某些實施例中，停靠站可位於真空傳送模組(VTM)中(或附接至VTM)以使其可在真空傳送模組中受到晶圓搬運機器人接取，接著可利用自動校正晶圓訓練晶圓搬運機器人。在其他實施例中，停靠站可位於設備前端模組(EFEM)或其他大氣壓或接近大氣壓之位置中，在此情況中可先利用位於EFFM中的晶圓搬運機器人取回自動校正晶圓，然後傳送至位於VTM中的另一晶圓搬運機器人。
每一晶圓站844可具有一相關的晶圓支撐件852如晶圓站844a之晶圓支撐件852a/平台854(晶圓站844b中未顯示晶圓支撐件但其可具有能在自動校正晶圓800被置於晶圓站中接收自動校正晶圓800的晶圓支撐件)。在某些情況中，一晶圓站可與一主動晶圓置中(AWC)系統866相關，AWC可在將晶圓導入相關之晶圓站844、或自相關之晶圓站844移除晶圓時獲得晶圓中心位置的量測值。在此實例中，AWC系統866係與晶圓站844a相關且包含兩個垂直位向之光束感測器(由AWC系統866內的點表示)，光束感測器可偵測到晶圓邊緣何時跨過任一光束。如前所討論的，AWC系統866可用以判斷，受到設備之晶圓搬運機器人856之末端執行器858支撐之晶圓相對於特定已知之參考框架的中心位置，藉此能在將晶圓放置到一期望位置處之前判斷是否需要任何定位修正。
如圖8a中所示，在準備將邊緣環862放置到晶圓支撐件852a/平台854上時，晶圓搬運機器人856將邊緣環862支撐於末端執行器858上。在過渡期間自動校正晶圓800係位於晶圓站844b/停靠站868中的暫時儲存室中。
在圖8b中，已致動中晶圓搬運機器人856以將邊緣環862放置到名義上置中於晶圓支撐件852a/平台854上的位置處，且更進一步致動晶圓搬運機器人856以自晶圓站844b/停靠站868取回自動校正晶圓800。
在圖8c中，晶圓搬運機器人856已自晶圓站844b/停靠站868取回自動校正晶圓800並準備將自動校正晶圓放置到晶圓支撐件852a/平台854及邊緣環862上方。
在圖8d中 ，晶圓搬運機器人856已延伸末端執行器858俾以將自動校正晶圓800放置到晶圓支撐件852a/平台854及邊緣環862上方；是以自動校正晶圓800之放置俾使自動校正晶圓800之面向下之第一攝像感測器(以沿著自動校正晶圓800之外緣相距設置的三個矩形點所表示)的視野包含邊緣環862及晶圓支撐件852a/平台854的一或多個特徵部。接著第二控制器842可使自動校正晶圓800的第一控制器自第一攝像感測器獲得例如邊緣環862之內緣與晶圓支撐件852a/平台854之基準如晶圓支撐件852a之ESC之外緣之間之間隙的影像數據。如前所討論的，此些間隙可用以判斷邊緣環862相對於晶圓支撐件852a/平台854之中心的偏差；若此偏差超過可允許的閾值，則可重新放置邊緣環以減少偏差。在此實例中，已經以可接受的方式放置邊緣環且如圖8e中所示晶圓搬運機器人856可自晶圓站844a移除自動校正晶圓800並將自動校正晶圓800送回晶圓站844b。
在圖8f中，已致動晶圓搬運機器人以自下列位置取回校正晶圓860：可能儲存在停靠站868中及例如位於自動校正晶圓800之下方或上方、完全不同之位置如加載互鎖或氣鎖裝置。接著可將校正晶圓860放置到晶圓站844a/半導體處理站850中並傳送至晶圓支撐件852a/平台854，俾使其如圖8g中所示相對於邊緣環862的中心名義上置中。
在圖8h中，已致動晶圓搬運機器人以自晶圓站844b/停靠站868取回自動校正晶圓800；在圖8i中，已更進一步致動晶圓搬運機器人以將自動校正晶圓800放置到晶圓支撐件852a/平台854、校正晶圓860、及邊緣環862上方。類似於圖8d，接著可控制自動校正晶圓800 以獲得邊緣環862與校正晶圓860之間之間隙如間隙864的影像數據，藉此判斷校正晶圓的中心860與邊緣環862之中心之間之任何偏差。
下面將參考圖9至14更詳細探討可與自動校正晶圓一起實施之各種技術如上面討論之技術。
圖9顯示利用自動校正晶圓判斷晶圓站處之結構之參考點之位置之技術的流程圖。 此類技術可用以例如教導晶圓搬運機器人晶圓可能被放置(或被取回)的各種位置。在方塊902中，可利用晶圓搬運機器人之末端執行器取回自動校正晶圓；在方塊904中，可使自動校正晶圓置中於晶圓搬運機器人之末端執行器上(在某些實施例中可同時進行方塊902及904)。例如，可使自動校正晶圓被放置到末端執行器上，俾使自動校正晶圓之中心(或自動校正晶圓上之某些其他的已知參考點)置中於末端執行器之已知參考點上，藉此建立兩個參考點之間的空間關係並允許利用自動校正晶圓所獲得之量測值被映射至或轉換至晶圓搬運機器人所用的座標系統中。
此類將自動校正晶圓放置到末端執行器上可經由任何適合的機制完成，包含經由使用物理索引特徵或其他基於接觸之確保自動校正晶圓被適當地放置到末端執行器上的手段。然而，在某些情況中可替代性地使用自動校正晶圓本身的攝像特徵以確保自動校正晶圓在末端執行器上置中。例如，在自動校正晶圓被加載至末端執行器上之前，可將自動校正晶圓放置到末端執行器上方且可活化自動校正晶圓之複數攝像感測器中的一或多者以獲得末端執行器或其區域的影像。末端執行器被攝像之部分可包含例如一基準，此基準定義了末端執行器上的參考點如末端執行器上與完美地放置於末端執行器上之理論半導體晶圓的XY 中心點重合的位置。接著可分析此影像數據以判斷自動校正晶圓之參考點如自動校正晶圓之中心與末端執行器之參考點/基準的偏差程度。接著可致動晶圓搬運機器人，使末端執行器以能在自動校正晶圓被放置到末端執行器上之前減少或消除此偏差的方式移動，藉此使自動校正晶圓在末端執行器上置中。
在方塊906中，可選擇校正用之晶圓站，校正例如是判斷晶圓站之一結構如晶圓支撐件上之參考點，參考點例如是被輸送至晶圓站之晶圓之中心的意欲位置。在方塊908中，可致動晶圓搬運機器人以使末端執行器及自動校正晶圓被放置於經選定的晶圓站的上方，俾使自動校正晶圓大致上置中於例如經選定的晶圓站之晶圓支撐件的參考點上方。此類初始放置可基於例如晶圓支撐件參考點位置的預估且在大多數的情況中可大致上使放置精準度落在一毫米或數毫米內，此預估可基於系統中之各種元件在設計時的位置。
在方塊908中，可使自動校正晶圓獲得位於經選定之晶圓站處之目標結構之一基準或複數基準的影像數據；該基準或複數基準可與晶圓站之參考點相關，參考點例如是被輸送至晶圓站之晶圓之中心的意欲位置。例如，在經選定的晶圓站處之晶圓支撐件之ESC的外緣可具有基準的功能；此類基準可能不能直接指示晶圓站的參考點但可明確地定義參考點，例如ESC的圓形或弧形邊緣可定義具有參考點功能的中心點。在另一實例中，晶圓支撐件可包含某些類型的基準如經蝕刻之「+」或能直接標出參考點之其他標記，例如晶圓支撐件的中心可為參考點且在「+」中之兩線的交點可指示參考點。
在方塊912中，可基於基準之影像數據判斷與自動校正晶圓相關之經選定之晶圓站之結構如晶圓支撐件之參考點的位置。例如，影像數據可指示結構之參考點與自動校正晶圓之參考點之間有XY偏差，自動校正晶圓之參考點例如是在自動校正晶圓之座標系統中的自動校正晶圓之中心(0.3mm, 0.5mm)。
在方塊914中，接著可相對於晶圓搬運機器人座標系統判斷結構之參考點的位置。例如，相對於自動校正晶圓之座標系統在方塊912中所判斷出之XY偏差可受到座標系統轉換，以將其轉換為晶圓搬運機器人之座標系統中之相當座標，以表現出自動校正晶圓之座標系統與晶圓搬運機器人之座標系統之間的可能角失準。
若使用圖9之校正技術，在某些情況中可能期望在施行此校正技術之前先校正自動校正晶圓。例如，可能期望建立攝像感測器或用以獲得影像數據之感測器相對於參考點如自動校正晶圓之中心點的位置，以適當地處理自此類感測器所判斷出之位置資訊。每一攝像感測器可例如被認為是提供一座標系統中之XY位置數據(基於每一此類感測器可具有之像素之矩形或線性陣列)，此座標系統係特別每一攝像感測器且與自動校正晶圓之參考點偏差特定的XY距離及/或旋轉角度。校正自動校正晶圓能針對每一攝像感測器的座標系統判斷出此類XY及角偏差。後續由攝像感測器數據所判斷出的任何位置皆可被適當地轉換以精準地相對於自動校正晶圓之參考點之座標系統標記位置。
在此類校正的一實例中，可將自動校正晶圓放置在固定件中，該固定件可具有能接觸自動校正晶圓之外緣並實體限制自動校正晶圓被置中於基準上方的索引銷或其他對準特徵部，基準為固定件的一部分且已知相對於自動校正晶圓之受限外緣置中。一旦已將自動校正晶圓安裝至固定件中並於基準上方置中之後，可使已經中心安裝之攝像感測器獲得基準的影像，然後例如就哪一或哪些像素與基準所指示之中心點重合進行判斷，藉此提供後續可用以將自已經中心安裝之攝像感測器之影像所獲得之任何位置數據轉換至與參考點相關之座標系統中的資訊。在固定件中與其他攝像感測器之視野重合的位置處可提供類似的基準，以在使用攝像感測器之前校正所有的攝像感測器。
圖10顯示利用自動校正晶圓判斷晶圓站處之兩個結構之相對位置之技術的流程圖。圖10之技術始於方塊1002，利用半導體處理設備之晶圓搬運機器人自停靠站或用以儲存自動校正晶圓的其他容納區域取回自動校正晶圓。在方塊1004中，可選擇用於校正之半導體處理設備之晶圓站。假設欲判斷其相對放置位置的結構已位於經選定的晶圓站中，例如經選定的晶圓站可具有例如放置於晶圓支撐件(第二結構)上的邊緣環(第一 結構)。
在方塊1006中，可致動晶圓搬運機器人以將自動校正晶圓放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上方。晶圓搬運機器人之位置可俾使自動校正晶圓在名義上係置中於經選定之晶圓站之晶圓支撐件/邊緣環上方，藉此使沿著自動校正晶圓之外圓周設置的第一攝像感測器以能使第一攝像感測器獲得兩結構之基準(如邊緣環之內緣及晶圓支撐件之一特徵部的邊緣、如晶圓支撐件之ESC的外緣)之影像的方式位於邊緣環及晶圓支撐件的上方。在方塊1008中，可使自動校正晶圓獲得此類影像。在方塊1010中，可分析影像以判斷例如每一影像中基準之間的間隙尺寸。例如，可使用尋找邊緣之演算法以識別每一影像中之邊緣環的內緣與晶圓支撐件之邊緣以及所判斷出之每一對邊緣之間的間隙的相對距離。可基於第一攝像感測器與被攝像之結構之間的假設垂直距離，估計判斷出之每一對邊緣之間的間隙；此類估計值在某種程度上是不精準的但一般而言在每一影像中皆有類似的比例。在每一結構之基準係沿著一共同參考圓設置的情況中，例如邊緣環之彼此皆共徑向之外緣弧或內緣弧(或其單一圓形邊緣)可具有邊緣環之基準的功能，晶圓支撐件之彼此皆共徑向之緣弧(或其單一圓形邊緣)可具有晶圓支撐件之基準的功能。應瞭解，可使用具有類似效果的其他基準，且文中所討論的技術一般而言可應用至任何適當的基準且可應用至基於選定基準而判斷此類結構之間之相對偏差的演算法。
在方塊1010中，基於兩結構之受到攝像之基準之間的間隙尺寸，判斷參考點如兩結構之中心之間的偏差。可將此類偏差與偏差閾值比較，判斷兩結構之偏中心度是否落在可接受之界限內。可基於特定半導體處理技術之非均勻度需求來建立此類偏差閾值。若偏中心度之量測值並未落在可接受之界限內，可採取適當的動作如可基於量測到的中心偏差重新放置結構中的一者及重複程序直到偏中心度之量測值係落在可接受之界限內為止。
圖11顯示利用自動校正晶圓判斷晶圓支撐件之中心點之位置之技術的流程圖。在方塊1102中，可利用晶圓搬運機器人之末端執行器取回自動校正晶圓。在方塊1104中，可判斷自動校正晶圓相對於晶圓搬運機器人之末端執行器的位置。在某些情況中，方塊1102及1104前後進行，例如可控制晶圓搬運機器人以使末端執行器拾取自動校正晶圓(如前所討論的)，俾使自動校正晶圓係置中於末端執行器之參考點上，是以建立自動校正晶圓相對於末端執行器的位置。
在方塊1106中，可選擇晶圓站，以判斷其晶圓支撐件之中心點。在方塊1108中，可致動晶圓搬運機器人以使自動校正晶圓被放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件的上方如與該晶圓站相關之預設中心位置處。
在方塊1110中可利用自動校正晶圓之一或多個攝像感測器獲得例如晶圓支撐件之一基準或複數基準的影像數據。此類基準可例如為位於晶圓支撐件之中心處之經蝕刻的圖案。或者，基準可為晶圓支撐件之一部分的圓形邊緣如定義晶圓支撐件之中心點之作為晶圓支撐件之一部分之ESC的圓形邊緣。在前者中，可使用位於自動校正晶圓之中心附近或中心處的攝像感測器攝像基準。在後者中，可使用靠近自動校正晶圓之外緣的攝像感測器攝像基準。
在方塊1112中，可分析影像數據以判斷一參考點如自動校正晶圓之中心點與基準所定義之經選定的晶圓站之參考點之間的偏差。在方塊1114中，可將方塊1112中所判斷出之偏差轉換至晶圓搬運機器人的座標系統中。若期望，可更新對應至經選定之晶圓支撐件之中心點的「預設」位置以說明方塊1114中所判斷出之偏差(或者，可留下原本的預設位置然後基於在該晶圓站處之每一後續晶放置的偏差來調整)。在某些實施例中，接著可致動晶圓搬運機器人以使晶圓搬運機器人移動自動校正晶圓，俾使自動校正晶圓之中心位於晶圓支撐件之更新後的中心位置處 (類似於方塊1108)。在此類實施例中，若期望，可重複方塊1110至1114，以驗證更新後的置中位置係適當置中。若發現更新後的預設位置(或預設位置之修正)仍產生未落在可接受之界限內的中心到中心的偏差，則可重複處理一或多次。
雖然上面的討論側重於使用自動校正晶圓判斷晶圓支撐件或其他結構之中心之絕對位置相對於晶圓搬運機器人所用之座標系統，但如下面更將討論的，亦可使用自動校正晶圓判斷兩元件之間的相對位置。
圖12顯示校正邊緣環在晶圓支撐件上之放置之技術的流程圖。在方塊1202中，可致動半導體處理設備之晶圓搬運機器人以使晶圓搬運機器人自晶圓站取回邊緣環。在方塊1204中，可更致動晶圓搬運機器人以使邊緣環被放置到半導體處理設備之經選定之晶圓站的晶圓支撐件如平台上。由於邊緣環可能已被手動放置或安裝至晶圓支撐件上、或可能在例如操作的另一階段期間已被放置或安裝至晶圓支撐件上，因此方塊1202及1204可為選擇性的。
在方塊1206中，可控制晶圓搬運機器人以使晶圓搬運機器人自停靠站或其他位置取回自動校正晶圓。在方塊1208中，更可致動晶圓搬運機器人以使自動校正晶圓被放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件(及放置於其上之邊緣環)的上方位置處。
一旦自動校正晶圓被放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上方之後，可在方塊1210中利用自動校正晶圓之邊緣相機如第一攝像感測器，使自動校正晶圓獲得邊緣環之內緣與晶圓支撐件之一特徵部之外緣(或其他基準)如作為晶圓支撐件之一部分之ESC之外緣之間之間隙的影像數據。
在方塊1212中，可基於影像之基準之間之間隙的相對尺寸判斷邊緣環之中心與晶圓支撐件之中心之間的估算偏差。在方塊1214中，可判斷邊緣環/晶圓支撐件偏差是否超過一預定偏差閾值。若估算之邊緣環/晶圓支撐件偏差未超過預定偏差閾值，則技術可行進至方塊1216致動晶圓搬運機器人以自晶圓支撐件上方的位置移除自動校正晶圓並將自動校正晶圓送回例如停靠站(或某些其他的臨時容納位置)。接著在方塊1218中可致動晶圓搬運機器人以自經選定之晶圓站的晶圓支撐件取回邊緣環。例如，可使用舉升銷將邊緣環舉離晶圓支撐件，俾使晶圓搬運機器人之末端執行器可插入邊緣環下方，接著藉著將舉升銷收回至晶圓支撐件中以將邊緣環下降至末端執行器上。
在方塊1218中已使用晶圓搬運機器人自晶圓支撐件收回邊緣環之後，可更控制晶圓搬運機器人以使邊緣環被重新放置到晶圓支撐件上，俾使邊緣環的中心被置於能說明邊緣環偏差的新位置處，藉此使邊緣環及晶圓支撐件能更精準地彼此置中。在方塊1218之後，技術可回到方塊1206，獲得邊緣環/晶圓支撐件之中心偏差的更進一步評估。若有必要，可重複技術之此部分閾次、或直到估算出之邊緣環與晶圓支撐件之間之中心偏差係落在預定偏差閾值內為止。若在方塊1214中發現估算出之邊緣環/晶圓支撐件偏差係落在預定偏差閾值內，則技術可行進至方塊1222，將邊緣環放置校正視為完成。
應瞭解，使用自動校正晶圓評估兩結構之間之相對偏差可在毋須或不知悉相對於晶圓搬運機器人之末端執行器精準放置自動校正晶圓的情況下完成。尤其，文中所討論的技術可用於當自動校正晶圓係充分置中於末端執行器上俾使自動校正晶圓之第一攝像感測器之視野能夠攝像兩結構之基準之間之各種間隙時。亦應瞭解，可使用類似的技術使其他元件相對於晶圓支撐件置中例如使校正晶圓相對於晶圓支撐件置中。
對於邊緣環而言，一旦邊緣環被適當地放置到晶圓支撐件上，就大量的晶圓處理操作而言邊緣環可大致上維持在該位置處。然而對於校正晶圓置中而言，校正晶圓僅頂替或代表在未來操作中會受到放置的晶圓。是以，一旦利用文中所討論之自動校正晶圓技術將校正晶圓置中於期望結構如晶圓支撐件或邊緣環上後，可利用晶圓搬運機器人自置中位置移除校正晶圓然後將校正晶圓用於教導主動晶圓置中(AWC)系統，AWC系統接著可學習就特定晶圓搬運機器人之運動路徑而言校正晶圓相對於末端執行器之期望中心點；接著可利用主動晶圓置中系統評估晶圓在晶圓搬運機器人之末端執行器上的未來放置，以判斷此類晶圓之中心點與學習到之中心點之間的偏差。接著致動晶圓搬運機器人以能促進此判斷出之偏差的方式將晶圓放置到晶圓支撐件上。應瞭解，雖然就大量的處理操作而言邊緣環可大致上維持在一位置處，但仍可偶爾重置邊緣環；如前所討論的，可在此類後續的邊緣環放置期間進行類似的AWC技術以補償此類邊緣環與末端執行器之間的任何失準。
亦可使用文中所討論的技術判斷兩個可移動之元件如邊緣環與晶圓之間的相對偏差。例如，圖13顯示校正晶圓相對於晶圓支撐件上之邊緣環之放置之技術的流程圖。
在方塊1302中，可選擇半導體處理設備之晶圓站。類似於圖12之技術，在方塊1304中可將邊緣環放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上，並在方塊1306中使用例如上述針對圖12所討論的置中技術使邊緣環在晶圓支撐件上置中。方塊1304及1306可為選擇性的；亦可經由其他方式如手動放置將邊緣環放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上、或在選擇經選定之晶圓站之前邊緣環已位於晶圓支撐件上。
在方塊1308中，可使晶圓搬運機器人自儲存位置取回校正晶圓，校正晶圓例如是與欲處理之晶圓具有相同尺寸與厚度的未經處理晶圓或虛置晶圓。在方塊1310中，可使晶圓搬運機器人將校正晶圓傳送至經選定之晶圓站的晶圓支撐件，俾使校正晶圓的中心在形式上置中於邊緣環的中心上。
在方塊1312中，可控制晶圓搬運機器人以自晶圓搬運機器人可接取之儲存位置如停靠站或其他位置取回自動校正晶圓。在方塊1314中，可控制晶圓搬運機器人以將自動校正晶圓放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上方，俾使自動校正晶圓大致上置中於校正晶圓及/或邊緣環之中心點上方。在方塊1316中，可控制自動校正晶圓以使自動校正晶圓的邊緣相機如第一攝像感測器獲得邊緣環與校正晶圓之間之間隙的影像數據。
在方塊1318中，可分析影像數據，以基於影像中的相對間隙尺寸判斷邊緣環之內直徑與校正晶圓之外直徑之間之晶圓/邊緣環偏差。在方塊1320中，可判斷晶圓/邊緣環偏差是否超過一預定偏差閾值；若超過，則技術可行進至方塊1322致動晶圓搬運機器人以將自動校正晶圓送回停靠站(或某些其他的臨時容納位置)，接著行進至方塊1324更進一步致動晶圓搬運機器人以自經選定之晶圓站的晶圓支撐件收回校正晶圓。例如，可使用晶圓支撐件之舉升銷將校正晶圓舉離邊緣環，俾使晶圓搬運機器人之末端執行器可定位至校正晶圓下方。一旦如此定位之後，可更進一步控制舉升銷以將校正晶圓下降至末端執行器上。
在方塊1326中，可致動晶圓搬運機器人以將校正晶圓重新放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上，俾使校正晶圓中心被放置到能促進方塊1318中所判斷出之晶圓/邊緣環偏差的新位置處。接著技術可回到方塊1312以開始校正晶圓與邊緣環之間之間隙尺寸的更進一步自動校正晶圓攝像操作；可進行此重新放置及重新分析校正晶圓與邊緣環之置中程度數次，直到例如所判斷出之晶圓/邊緣環偏差低於預定閾值、或直到已進行此類重複的預定次數。在於方塊1320中判斷出晶圓與邊緣環係相對於彼此充分置中(即判斷出之晶圓/邊緣環偏差係落在預定閾值內)的情況下，技術可行進至方塊1328將晶圓/邊緣環放置校正視為完成。在此點處，可利用晶圓搬運機器人自晶圓站移除校正晶圓並將校正晶圓用於訓練例如主動晶圓置中系統—其方式係與例如經由固定件或其他機械置中系統手動使校正晶圓相對於晶圓支撐件的方式大為相同。基於經校正之晶圓中經置中之晶圓或以其他方式放置到晶圓搬運機器人之末端執行器上之晶圓訓練主動晶圓置中系統為此業界已知之技術，為了精簡不在說明書中深度說明。
應瞭解，可以各種不同的方式實施上述技術而達到類似的結果。例如，在具有包含雙臂/末端執行器之複數晶圓搬運機器人或晶圓搬運機器人的設備中，可使用一晶圓搬運機器人臂/末端執行器將物件如校正晶圓及/或邊緣環放置或重新定位到晶圓支撐件上，可使用另一晶圓搬運機器人臂/末端執行器支撐自動校正晶圓。是以例如，可使用第一臂 將邊緣環放置到晶圓支撐件上然後收回；接著第二臂可在已經放置之邊緣環上方移動自動校正晶圓以獲得邊緣環與晶圓支撐件之間之中心到中心的偏差的量測值。接著第二臂可收回，若有必要，可經由例如舉升銷將邊緣環舉離晶圓支撐件，且可使用第一臂將邊緣環重新定位以修正邊緣環與晶圓支撐件之間之中心到中心的偏差。接著可收回第一臂，第二臂可再次在邊緣環及晶圓支撐件上方移動自動校正晶圓以獲得中心到中心的偏差的第二量測值；可依需要重複此處理，直到達到邊緣環與晶圓支撐件之間之中心到中心的偏差的期望量為止。
更應瞭解，晶圓及/或邊緣環在晶圓支撐件上受到自動校正晶圓引導的放置可為重複性的處理，其中可利用自動校正晶圓獲得兩結構如晶圓與晶圓支撐件、邊緣環與晶圓支撐件、或邊緣環與晶圓之間之相對偏差的估算值然後使用估算值引導兩結構中之一結構相對於固定不動之另一結構的重新放置。一般而言可重複此類經自動校正晶圓協助的放置及評估，直到量測到的偏差係落在特定半導體處理設備之一組特定元件之預定最大可允許的偏差內。在邊緣環與校正晶圓皆受到使用自動校正晶圓之置中操作的某些情況中，更進一步的評估三個元件(邊緣環、晶圓支撐件、及校正晶圓)中相對於彼此並未直接置中之任一對元件之間的相對中心偏差。例如，若邊緣環相對於晶圓支撐件係置中且校正晶圓係相對於邊緣環置中，則校正晶圓並未相對於晶圓支撐件直接置中(僅藉由邊緣環置中而間接置中)。在此類實施例中，可使用自動校正晶圓額外評估校正晶圓相對於晶圓支撐件的置中程度。在某些此類實施例中，可選擇每一對結構之預定偏差閾值俾使三個中心到中心之偏差中的兩者可落在其各別的預定偏差閾值內但第三中心到中心之偏差可實際上超過其各別的預定偏差(當然，亦可選擇預定偏差閾值俾使此情況不發生，但在某些情況中這可能會在某些情況中允許不可接受之處理均勻度、或可能需要某些預定閾值低於一般必須的程度而可能增加必須進行之置中重複的次數)。一般而言，在此類實施例中，在大多情況中為了避免偏差閾值順從(compliance)通常可選擇偏差閾值俾使三次中的兩次為成功/三次中的一次為失敗的情況，但若例如邊緣環相對於晶圓支撐件被沿著一特定方向置於預定邊緣環/晶圓支撐件偏差之界限處且校正晶圓相對於邊緣環被沿著相同方式置於預定晶圓/邊緣環偏差之界限處，則校正晶圓會和晶圓支撐件相距最大之中心到中心的偏差(這可能會超過針對校正晶圓/晶圓支撐件所訂定之最大中心到中心的偏差)。
在此類實施例中，若發生三次中的兩次為成功/三次中的一次為失敗的情況，則半導體處理設備可採取各種修正動作。例如，在某些實施例中，半導體處理設備之控制器可使校正晶圓及邊緣環中的一者或兩者被晶圓搬運機器人移除然後利用與上述討論技術之類似技術以例如放置之更嚴格的各別預定偏差閾值重新放置。
亦應瞭解，某些半導體處理設備可藉由下列方式利用自動校正晶圓進行校正晶圓及邊緣環放置/置中操作兩者：將校正晶圓及邊緣環相對於晶圓支撐件置中(而非使邊緣環相對於晶圓支撐件置中而校正晶圓相對於邊緣環、或反之亦然)。
一旦校正晶圓已被置中於晶圓支撐件上或已置中於晶圓支撐件上之邊緣環上且被用以訓練主動晶圓置中系統之後，接著可選擇性地利用自動校正晶圓測試受過訓練之主動晶圓置中系統以確保受過訓練之主動晶圓置中系統能提供可靠的置中晶圓放置。圖14顯示驗證晶圓放置之重複性之此類技術的流程圖(圖14的技術意於主動晶圓置中系統已受過教導之後才實施)；此技術假設已利用相對於晶圓支撐件置中過之晶圓訓練主動晶圓置中系統，但亦可適當修改，如利用相對於邊緣環置中過之晶圓訓練主動晶圓置中系統。
在方塊1402中，可選擇半導體處理設備的晶圓站；經選定的晶圓站將具有利用上述討論之技術事先在其晶圓支撐件上置中的校正晶圓，且與該晶圓站相關的主動晶圓置中系統已基於校正晶圓的置中位置受到訓練。在方塊1404中，可藉由半導體處理設備之控制器使半導體處理設備之晶圓搬運機器人自半導體處理設備的容納站如緩衝件、FOUP、或其他位置取回校正晶圓。在方塊1406中可控制晶圓搬運機器人以使校正晶圓被放置到經選定之晶圓站的晶圓支撐件上。
在將校正晶圓放置到晶圓支撐件上之後，在方塊1408中可使晶圓搬運機器人自例如停靠站或其他儲存位置取回自動校正晶圓。在方塊1410中，可致動晶圓搬運機器人以使自動校正晶圓被放置到經選定之晶圓站之校正晶圓及晶圓支撐件的上方，俾使每一自動校正晶圓的第一攝像感測器在其視野內皆具有校正晶圓之邊緣及晶圓支撐件之邊緣。
在方塊1412中可使自動校正晶圓獲得校正晶圓之邊緣與晶圓支撐件之邊緣之間之間隙的影像數據，且在方塊1414中可針對晶圓支撐件的中心與校正晶圓的中心之間的偏差進行判斷；可儲存此偏差供後續參考。在方塊1416中計數X可增加至X+1，並在方塊1418中判斷X是否超過時定的閾值 Y。X可代表作為技術之一部分之已進行之測試放置的數目，而Y可代表作為技術之一部分之欲進行之測試放置的總數。
若在方塊1418中判斷出，X並非大於Y，則技術在返回方塊1404之前可行進至方塊1420。在方塊1420中，在晶圓搬運機器人於方塊1422中返回預設或「家」位置之前，校正晶圓可返回其在容納站中的原始位置、或具有隨機化偏差的其他位置。可選擇隨機化偏差，俾使其落在正常操作使用下之晶圓的典型期望偏差內如小於0.8mm之偏差。是以，當晶圓搬運機器人在方塊1404中再次取回校正晶圓(這通常會造成每一次返回相同位置取回校正晶圓)時，校正晶圓相對於晶圓搬運機器人之末端執行器將具有對應的隨機偏差位置。亦應瞭解，可在其他時間處如剛好在自容納站或其他位置取回校正晶圓之前發生晶圓放置的隨機化，可使晶圓搬運機器人經歷隨機放置俾使校正晶圓相對於末端執行器的位置係類似於隨機化的放置。此類隨機化具有能代表在正常操作期間被放置到容納站之晶圓之些微失準的功能。
若在方塊1418中判斷出，已進行了充分的測試晶圓放置，則技術可行進至方塊1424，可評估或分析Y晶圓放置的中心偏差。此類分析可包含各種類型之不同分析技術或測試中的任何者，例如可判斷經捕捉之測試晶圓偏差的群組的統計參數並將其與對應的閾值比較。例如，可判斷偏差的平均值、中位數、及標準差並將其與此類值的對應閾值比較，以判斷自測試技術所得到之晶圓放置是否有可接受的一致性。在方塊1426中，可將偏差與該些閾值比較(或更精確地說，可將自偏差所衍生的統計參數與其對應的閾值比較)，以判斷測試是否成功。若方塊1426的比較指示，超過一或多個允許的參數，則技術可行進至方塊1428產生錯誤條件。若方塊1426的比較指示，一或多個參數參數皆落在可接受之界限內，則技術可行進至方塊1430成功完成技術。
應瞭解，亦可使用邊緣環實施類似技術，例如進行重複之邊緣環放置並在每一放置之間隨機化末端執行器/邊緣環偏差，以評估邊緣環放置的重複性。
圖15顯示評估邊緣環之高度之技術的流程圖。在方塊1502中，可選擇半導體處理設備之晶圓站；經選定之晶圓站應已有邊緣環位於其晶圓支撐件上。例如，可利用在處理操作期間留在晶圓支撐件上之邊緣環於此類操作期間在規律的間隔處實施圖15之技術，以判斷邊緣環是否因暴露至重複之半導體晶圓處理循環而以非均勻的方式退化(或不論均勻性如何，退化至不可接觸的程度)。
在方塊1504中，可以晶圓搬運機器人取回自動校正晶圓，然後將自動校正晶圓傳送至經選定之晶圓站的晶圓支撐件。自動校正晶圓至晶圓支撐件的此類傳送可包含，例如藉由舉升銷將校正晶圓舉離晶圓搬運機器人然後藉由收回舉升銷將自動校正晶圓下降至邊緣環上，將自動校正晶圓直接放置到邊緣環上。
在方塊1508中，可利用自動校正晶圓之近接感測器使自動校正晶圓獲得自動校正晶圓與晶圓支撐件之間之距離量測值。在某些實施例中，可通常使用位於自動校正晶圓之圓周附近之至少三位置處的近接感測器獲得此類距離量測值，藉此可判斷自動校正晶圓所定義之平面相對於晶圓支撐件之上表面所定義之平面的位向；若在邊緣環之內直徑處或附近之置中於邊緣環之直徑之圓附近之任何點處之兩平面之間的距離超過特定閾值，則此可指示邊緣環的厚度超出容裕且應更換邊緣環。
在方塊1510中，可利用晶圓搬運機器人自晶圓支撐件移除自動校正晶圓，在方塊1512中可評估所獲得之距離量測值並可判斷量測到之距離是否指示邊緣環係落在可接受之高度界限內。例如，若任何之近接距離係低於(或高於)預定閾值，則此可指示邊緣環高度過小(或過大)。可用以評估邊緣環高度的另一度量為不同距離量測值之間的變異。例如，對於利用自動校正晶圓之一特定量測循環而言，可將邊緣環之最大距離量測值與邊緣環最短距離量測值之間的差異與另一預定閾值比較，以判斷邊緣環圓周附近之邊緣環高度是否變化至不可接受之量。若在方塊1512中判斷出距離量測值係落在可接受之界限內，則技術可行進至方塊1516判斷出成功條件。若在方塊1512中判斷出距離量測值未落在可接受之界限內，則技術可行進至方塊1514產生失敗或錯誤條件。此類條件可造成半導體處理設備停止在 晶圓站處的更進一步處理操作，直到新的邊緣環已被安裝、置中並進行高度量測為止。
如前所述，在某些實施例中，可使用自動校正晶圓判斷半導體處理設備的動態特性如舉升銷的震動及傾斜。圖16顯示評估舉升銷震動之技術之流程圖。
圖16之技術可始於方塊1602，選擇舉升銷震動評估用之晶圓站。在方塊1604中，可致動晶圓搬運機器人以自例如儲存位置如停靠站取回自動校正晶圓。在方塊1606中，可將自動校正晶圓放置於經選定之晶圓站的晶圓支撐件上方，然後可使晶圓支撐件之舉升銷將自動校正晶圓舉離晶圓搬運機器人之末端執行器。在方塊1608中，可使自動校正晶圓開始自自動校正晶圓之震動感測器獲得震動數據；應瞭解，在某些實施例中亦可更早前或連續獲得此類數據。在方塊1610中，可致動舉升銷以使自動校正晶圓例如相對於晶圓支撐件垂直移動。在某些實施例中，此類移動可包含將自動校正晶圓下降至晶圓支撐件上然後再次舉升，如同半導體晶圓在正常之晶圓放置操作通常會經歷的。在其他實施例中，可以特定方式致動舉升銷，使其不對應至正常的晶圓放置移動，而是被設計為更容易招致特定的震動響應。在任一情況中，經由致動舉升銷而將自動校正晶圓暴露至移動，在此類移動中可以震動感測器或感測器收集震動數據。
在方塊1612中，可控制晶圓搬運機器人以自舉升銷取回自動校正晶圓，並在方塊1614中分析震動數據以判斷其是否落在可接受之界限內。例如，若震動強度超過預定閾值、或若 震動之特定頻率分量的強度超過預定閾值，則可判斷出震動量測值係超出可接受之界限，則技術 可行進至方塊1618產生錯誤條件。亦可量測在移動之每一階段期間舉升銷移動的持續時間並將其與可接受的範圍比較，以判斷舉升銷機構中是否存在錯誤條件。在此類情況中，半導體處理設備 可例如暫停使用該晶圓處理站的晶圓處理操作，直到已服務舉升銷機構並解決問題為止。若藉由致動器控制舉升銷機構，可實施閉路系統以使用震動數據自動校正舉升銷機構。在某些實施例中，半導體處理設備可產生警告，告知舉升銷機構需要維護或修理，但可持續該晶圓站處(及使用舉升銷機構)的半導體處理操作，直到舉升銷的後續震動評估指示在舉升銷致動期間發生之震動已超過第二組可接受之界限。在某些此類實施例中，在遭遇錯誤條件之後，半導體處理設備可使舉升銷機構在較低效能位準(如低於正常舉升銷機構速度之較低速度)下操作，以潛在性地減少所經歷之震動強度。可持續此類較低產能的操作，直到已服務舉升銷機構並解決問題為止、或直到舉升銷機構之操作期間所產生的震動已退化至更進一步不可接受的位準為止，在後者之情況中可暫停使用該晶圓站及舉升銷機構直到可進行維護為止。可將舉升銷機構之震動數據發送至設備外之具有大數據及機器學習能力的數據中心，此數據中心可自大量類似的半導體處理設備接收震動數據以建立健康及不健康的舉升銷震動識別特徵。在此類情況中，可將原始的震動數據或震動識別特徵(在機器學習特徵擷取後)發送至數據中心。數據中心可使用一批半導體處理設備之接收到的震動數據以訓練機器學習模型如神經網路、張量流(tensor flow)等，以將舉升銷機構分類為健康或不健康。
可以自動校正晶圓進行的另一測試技術為評估晶圓支撐件(或其他設備如晶圓搬運機器人之末端執行器、舉升銷機構、裝載接口模組 (LPM)、晶圓支撐件、ESC等)之平準度。圖17 顯示評估晶圓支撐件之平準度之技術的流程圖，但技術可針對不同晶圓搬運元件實施。
在方塊1702中，可選擇晶圓支撐件之平準度量測值用之半導體處理設備之晶圓站。
在方塊1704中，可使半導體處理之晶圓搬運機器人自停靠站或其他儲存位置取回自動校正晶圓，且在方塊1706中可控制晶圓搬運機器人以將自動校正晶圓直接放置到晶圓支撐件上。若邊緣環已存在於晶圓支撐件上且會干擾自動校正晶圓被直接放置到晶圓支撐件上，則在將自動校正晶圓放置到晶圓支撐件上之前，可利用半導體處理設備之晶圓搬運機器人移除邊緣環。
一旦將自動校正晶圓放置到晶圓支撐件上之後，在方塊1708中可使用例如位向感測器如加速計或傾斜感測器，使自動校正晶圓獲得平準度量測值。在某些實施例中，可使用複數平準度感測器以獲得此類量測值。
在方塊1710中可利用晶圓搬運機器人自晶圓支撐件取回自動校正晶圓，並在方塊1712中可判斷晶圓支撐件之平準度量測值是否落在可接受之界限內。若否，則技術可行進至方塊1714產生錯誤條件。若是，則技術可行進至方塊1716產生成功條件。
應明白， 文中所述的各種技術可以各種方式結合以提供用以組態半導體處理設備的完全自動系統。例如，半導體處理設備之組態可具有「初始設定」模式，其可用於下列情況：設備可取回邊緣環並利用自動校正晶圓將邊緣環置中於半導體處理室中之每一晶圓支撐件上，然後針對每一晶圓支撐件利用自動校正晶圓使校正晶圓對相關的邊緣環置中，利用已置中之校正晶圓訓練主動晶圓置中系統及晶圓搬運機器人，然後驗證受過訓練之主動晶圓置中系統能產生可靠的晶圓放置。半導體處理設備亦可週期性地進行各種健康檢測，檢查邊緣環與校正晶圓之中心到中心的偏差是否已漂移至不可接受的距離、在預定的時間期間或晶圓處理操作次數之後檢查邊緣環高度是否仍落在可接受的範圍內、及/或檢查晶圓支撐件是否平準及/或舉升銷震動是否落在可接受的範圍內。
如上所述，控制器為系統的一部分，系統可包含半導體處理設備，其包含一處理工具或複數製程工具、一處理室或複數處理室、一處理平台或複數處理平台、及/或特定的處理元件(晶圓平台、氣體流動系統等)。此些系統係與一些電子裝置整合，此些電子裝置係用以在半導體晶圓或基板處理之前、期間及之後控制系統的操作。此些電子裝置可被稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的各種元件或子部件。取決於處理需求及/或系統類型，控制器可被程式化以控制文中所揭露的任何處理以及影響半導體處理的各種參數，包含輸送處理氣體、溫度設定(如加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置與操作設定、晶圓傳輸進入或離開設備與連接至特定系統或與特定系統交界的其他傳輸設備及/或裝載互鎖機構。
概括地說，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體及/或軟體的電子裝置，其可接收指令、發佈指令、控制操作、致能清潔操作、致能終點量測等。積體電路可包含儲存了程式指令之具有韌體形式的晶片、數位訊號處理器(DSP)、被定義為特定應用積體電路(ASIC)的晶片及/或能執行程式指令(如軟體)的一或多個微處理器或微控制器。程式指令可為與控制器通訊之具有各種獨立設定(或程式檔案)形式的指令，其定義為了在半導體晶圓上或針對半導體晶圓進行特定處理或對系統進行特定處理所用的操作參數。在某些實施例中，操作參數為製程工程師為了完成一或多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路及/或晶圓之晶粒之製造期間的一或多個處理步驟所定義之配方的一部分。
在某些實施例中，控制器為整合至系統、耦合至系統、藉由網路連接至系統、或其組合的電腦的一部分或控制器耦合至電腦。例如，控制器可位於「雲端」中或工廠主機電腦系統的全部或部分中，這允許使用者遠端接取晶圓處理。電腦可致能遠端接取系統以監控製造操作的目前進展、檢視過去製造操作的歷程、自複數製造操作檢視驅勢或效能度量、改變現有處理的參數、設定處理步驟以符合現有處理、或開始一新的處理。在某些實例中，遠端電腦(如伺服器)可經由網路對系統提供處理配方，網路包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，使用者介面讓使用者能進入或程式化參數及/或設定，然後自遠端電腦與系統通訊。在某些實例中，控制器接收數據形式的指令，指令指出在一或多個操作期間欲施行之每一處理步驟的參數。應瞭解，參數係特別針對欲施行之處理的類型及控制器用以交界或控制之設備的類型。因此如上所述，可分散控制器如藉著包含一或多個藉由網路互連並朝向共同目的如文中所述之處理及控制工作的離散控制器。為了此類目的的分散控制器的實例為處理室上的一或多個積體電路，其係與一或多個位於遠端(例如位於平台位準或遠端電腦的一部分)的積體電路通訊而共同控制處理室上的處理。
不受限地，例示性的系統可包含電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉沖洗室或模組、金屬鍍室或模組、清潔室或模組、邊緣蝕刻室或模組、物理氣相沉積(PVD)室或模組、化學氣相沉積(CVD)室或模組、原子層沉積(ALD)室或模組、原子層蝕刻(ALE)室或模組、離子植入室或模組、軌道室或模組、及和半導體晶圓之製造相關或用於製造的任何其他半導體處理系統。
如上所述，取決於設備所進行的處理步驟或複數步驟，控制器可與下列的一或多者通訊交流：其他設備的電路或模組、其他設備的元件、叢集設備、其他設備的界面、相鄰設備、鄰近設備、位於工廠內的設備、主電腦、另一控制器、或半導體製造工廠中用以將晶圓容器載入與載出設備位置及/或裝載接口的材料運輸用設備。
應瞭解，雖然上面的討論側重於通常具有複數攝像感測器作為特徵(在各種更進一步之實施例中具有一或多個額外之感測器)之自動校正晶圓系統，但某些實施例之特徵可能在於安裝於中心之單一攝像感測器且無位於邊緣之攝像感測器、或僅有位於邊緣之攝像感測器而無安裝於中心之攝像感測器；在某些情況中，此類實施例所提供之對應功能可能會少於具有安裝於中心及安裝於邊緣之攝像感測器的實施例，但也不必然。應明白，此說明書意在亦包含此類替代性實施例。
文中所用之「晶圓」可指半導體晶圓或基板、或其他類似類型之晶圓或基板。文中所用之晶圓站一詞可指在各種晶圓處理操作或晶圓傳送操作期間於半導體處理設備中可放置晶圓的任何位置。文中所用之晶圓支撐件係指晶圓站中用以接收及支撐半導體晶圓的結構如平台、靜電夾頭、晶圓支撐架等。
文中所用之「名義上置中」一詞係指兩或更多物件之相對放置俾使某些位置如中心點或類似的位置在XY平面上係彼此大致對準。此類對準可能因為各種原因如物件中的一者的滑動、感測器漂移等而並非是理想的，但在大部分的情況中，名義上置中的物件可落在理想置中物件的一或兩毫米內。
亦應瞭解，在文中使用順序性的指標如(a)、(b)、(c)等係僅用於組織性的目的，而非傳達與每一順序性指標相關之項目的任何特定順序或重要性。例如，「(a) 獲得與速度相關之資訊；及(b)獲得與位置相關之資訊」應包含在獲得與速度相關之資訊之前獲得與位置相關之資訊、在獲得與位置相關之資訊之前獲得與速度相關之資訊、及在獲得與速度相關之資訊之時同時獲得與位置相關之資訊。然而有某些情況中順序性指標相關的某些項目可能在本質上需要特定順序，例如「(a) 獲得與速度相關之資訊；(b)基於與速度相關之資訊判斷第一加速度；及(c)獲得與位置相關之資訊」；在此實例中，(a)必須在(b)之前進行，因為(b)仰賴於在(a)中所獲得的資訊—然而(c)可在(a)或(b)任一者之前或之後進行。
應瞭解，使用「每一」如在「針對一或多個(物件)中之每一(物件)」或「每一(物件)之…」中之「每一」應被理解為包含單一物件族群及多物件族群，意即，「針對…每一」用於程式語言中代表無論哪一個被指涉之物件群組中的每一物件。例如，若被指涉之物件的群組為單一物件，則「每一」係僅指該單一物件(即便字典定義「每一」通常指「兩或更多物件中的每一物件」而非暗示必須有至少兩個此類物件。類似地，當選定之物件可能具有一或多個子物件且選擇此些子物件中之一者時，應瞭解，在選定的物件僅具有單一子物件時，選擇物件本身在本質上為選擇此單一子物件。
亦應瞭解，提及用以共同進行各種功能的複數控制器意在包含下列情況：複數控制器中的單一者係用以進行所揭露或所討論之所有功能；及各種控制器中的每一者皆進行所討論之功能的子部。例如，自動校正晶圓可包含能包含用於下列者之控制器：控制自動校正晶圓上之各種感測器的操作並與半導體處理設備相關之另一控制器溝通來自感測器之數據；接著半導體處理設備控制器可分析此類數據以判斷與半導體處理設備一起使用的各種操作參數。
對於熟知此項技藝者當能輕易明白文中所揭露之實施例的各種修改，且文中所定義的上位原則可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下應用至其他實施例。是以，請求項意不在限制至文中所示之實施例而是根據與本發明相符的最廣範疇、文中所揭露的原理及新穎特徵。
說明書在分別實施例之背景下所揭露的某些特徵可在單一實施例中組合實施。相反地，在單一實施例的背景下所揭露的各種特徵可在多個實施例中分開實施或以任何適合之子組合的方式實施。又，雖然上述特徵可以特定組合方式及甚至初始主張的方式實施，但來自一主張之組合的一或多個特徵在某些情況中可脫離該組合實施，且該主張之組合可為一子組合或子組合的變化。
類似地，雖然圖示中的操作係以特定順序呈現，但這不應被理解為此類操作必須以所示的特定順序實施或所有所示的操作都必須被實施才能達到期望的結果。又，圖示可以流程圖形式概略呈現一或多個例示性處理。然而，可將未顯示的其他操作包含至概略呈現的例示性處理中。例如，在任何所示操作之前、之後、同時、或之間可進行一或多個額外操作。在某些情況中，多工及平行處理可能是有利的。又，在上述實施例中的各種系統元件的分離不應被理解為在所有實施例中皆需要此類分離，而應被理解為，所述的程式元件及系統可大致上整合在一單一軟體產品或包裝至複數軟體產品中。此外，其他實施例係落在下面的請求項的範疇中。在某些情況中，請求項中所載之動作可以不同順序實施而仍達到期望結果。
128:視野 160:校正晶圓 162:邊緣環 164:間隙 170:校正標記 200:自動校正晶圓 202:基板 208:第一控制器 210:第一處理器 212:第一記憶體 214:電池 216:無線充電特徵部 222:第一攝像感測器 224:第二攝像感測器 228:視野 230:震動感測器 232:位向/傾斜感測器 234:近接感測器 252:晶圓支撐件 260:校正晶圓 262:邊緣環 300:自動校正晶圓 352:晶圓支撐件 372:舉升銷 400:自動校正晶圓 434:近接感測器 452:晶圓支撐件 462:邊緣環 500:自動校正晶圓 534:近接感測器 552:晶圓支撐件 558:末端執行器 562:邊緣環 600:自動校正晶圓 602:基板 610:處理器 612:記憶體裝置 614:電源 616:無線充電特徵部 622:第一攝像感測器 634:近接感測器 700:自動校正晶圓 702:基板 710:處理器 712:記憶體 714:電源 716:無線充電特徵部 718:無線訊通介面 722:第一攝像感測器 724:第二攝像感測器 734:接近感測器 736:加速器 800:自動校正晶圓 844、844a、844b:晶圓站 850:半導體處理室 852、852a:晶圓支撐件 854:平台 856:晶圓搬運機器人 858:末端執行器 862:邊緣環 864:間隙 866:主動得邵置中(AWC)系統 868:停靠站 902:方塊 904:方塊 906:方塊 908:方塊 912:方塊 1002:方塊 1004:方塊 1006:方塊 1008:方塊 1010:方塊 1102:方塊 1104:方塊 1106:方塊 1108:方塊 1110:方塊 1112:方塊 1114:方塊 1202:方塊 1204:方塊 1206:方塊 1208:方塊 1210:方塊 1212:方塊 1214:方塊 1216:方塊 1218:方塊 1222:方塊 1302:方塊 1304:方塊 1306:方塊 1308:方塊 1310:方塊 1312:方塊 1314:方塊 1318:方塊 1320:方塊 1322:方塊 1324:方塊 1326:方塊 1328:方塊 1402:方塊 1404:方塊 1406:方塊 1408:方塊 1410:方塊 1412:方塊 1414:方塊 1416:方塊 1418:方塊 1420:方塊 1422:方塊 1424:方塊 1426:方塊 1428:方塊 1430:方塊 1502:方塊 1504:方塊 1508:方塊 1510:方塊 1512:方塊 1514:方塊 1516:方塊 1602:方塊 1604:方塊 1606:方塊 1608:方塊 1610:方塊 1612:方塊 1614:方塊 1702:方塊 1704:方塊 1706:方塊 1710:方塊 1712:方塊
以非限制性實例於附圖中說明文中所揭露的各種實施例，其中類似的參考標號係用以指涉類似的元件。
圖1顯示相對於邊緣環放置之校正晶圓的實例。
圖2 顯示例示性自動校正晶圓的概圖。
圖3顯示具有舉升銷之晶圓支撐件。
圖4顯示具有一組近接感測器之自動校正晶圓的側面圖，近接感測器可用以判斷邊緣環高度。
圖5顯示具有兩組近接感測器之另一自動校正晶圓的側面圖，每一組近接感測器係沿著不同直徑的圓形路徑設置。
圖6為例示性自動校正晶圓的照片。
圖7為另一例示性自動校正晶圓的平面圖。
圖8a至8i顯示在操作之各種階段期間之半導體處理設備的概圖。
圖9顯示利用自動校正晶圓判斷晶圓站處之結構之參考點之位置之技術的流程圖。
圖10顯示利用自動校正晶圓判斷晶圓站處之兩個結構之相對位置之技術的流程圖。
圖11顯示利用自動校正晶圓判斷晶圓支撐件之中心點之位置之技術的流程圖。
圖12顯示校正邊緣環在晶圓支撐件上之放置之技術的流程圖。
圖13顯示校正晶圓相對於晶圓支撐件上之邊緣環之放置之技術的流程圖。
圖14顯示驗證晶圓放置之重複性之技術的流程圖。
圖15顯示評估邊緣環之高度之技術的流程圖。
圖16顯示評估舉升銷震動之技術的流程圖。
圖17顯示評估平台平準之技術的流程圖。
文中之圖示大致上未依比例繪製，但圖示中如下面所討論的各種態樣可能依比例繪製。
200:自動校正晶圓
202:基板
208:第一控制器
210:第一處理器
212:第一記憶體
214:電池
216:無線充電特徵部
222:第一攝像感測器
224:第二攝像感測器
228:視野
230:震動感測器
232:位向/傾斜感測器
234:近接感測器
252:晶圓支撐件
260:校正晶圓
262:邊緣環

Claims (43)

  1. 一種用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，包含： 一自動校正晶圓，包含： 一基板，該基板之尺寸使其能被該晶圓搬運機器人載帶，該基板具有當該基板受到該晶圓搬運機器人載帶時用以與該晶圓搬運機器人之一末端執行器接觸的一第一側； 複數第一攝像感測器，受到該基板支撐且位於自基板之一共同點偏離的複數位置處，每一該第一攝像感測器具有當該基板係處於該第一側面向下時的一面向下之視野；及 一第一控制器，係與該複數第一攝像感測器的每一者通訊連接。
  2. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該複數第一攝像感測器係繞著該共同點以一圓形陣列排列。
  3. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該基板在名義上為圓形且具有與該半導體處理設備用以處理之半導體晶圓相同的一直徑。
  4. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該基板在名義上為圓形且具有與該半導體處理設備用以使用之一邊緣環相同的一直徑。
  5. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該基板在名義上為圓形且具有介於該半導體處理設備用以使用之一邊緣環之一外直徑與一內直徑之間的一直徑。
  6. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該基板在名義上為圓形且具有介於該半導體處理設備用以使用之一邊緣環之一外直徑與一內直徑之間之一平均值之±10%內的一直徑。
  7. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該基板在名義上為一圓碟，該圓碟具有選自由200mm、300mm、及450mm所組成之族群的一直徑。
  8. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該自動校正晶圓更包含用以將功率提供予至少該第一控制器及該複數第一攝像感測器的一電源。
  9. 如請求項8之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該電源為一可重複充電之電池，且 該自動校正晶圓更包含一無線充電特徵部，該無線充電特徵部係用以在該可重複充電之電池與一電磁場交界時對該可重複充電之電池充電。
  10. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該自動校正晶圓更包含一第一無線通訊介面，且 該第一無線通訊介面係與該第一控制器通訊連接。
  11. 如請求項10之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第一無線通訊介面包含選自由一藍牙傳感器或一WiFi傳感器所組成之族群的一或多個無線通訊介面。
  12. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該自動校正晶圓更包含一或多個位向感測器，且 該一或多個位向感測器係與該第一控制器通訊連接。
  13. 如請求項12之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中每一該位向感測器係選自由一測斜儀及一加速計所組成之族群。
  14. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該自動校正晶圓更包含一或多個震動感測器，且 該一或多個震動感測器係與該第一控制器通訊連接。
  15. 如請求項14之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中每一該震動感測器係選自由一加速計、一雷射麥克風、及一光學距離量測感測器所組成的族群。
  16. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該自動校正晶圓更包含一或多個近接感測器，每一該近接感測器係用以量測當該第一側係面向下時該第一側與位於該近接感測器下方之一物體之間的一距離，且 該一或多個近接感測器係與該第一控制器通訊連接。
  17. 如請求項16之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中每一該近接感測器係選自由一光學近接感測器、一電感式近接感測器、及一電容式近接感測器所組成的族群。
  18. 如請求項1之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該複數第一攝像感測器係繞著該共同點以一圓形陣列排列， 該基板在名義上為圓形且具有與該半導體處理設備用以處理之半導體晶圓相同的直徑， 該基板在名義上為一圓碟且該圓碟具有選自由200mm、300mm、及450mm所組成之族群的一直徑，且 該自動校正晶圓更包含： 一可重複充電之電池，係用以對至少該第一控制器及該複數第一攝像感測器提供功率； 一無線充電特徵部，係用以在該可重複充電之電池與一電磁場交界時對該可重複充電之電池充電； 一第一無線通訊介面，與該第一控制器通訊連接且包含選自由一藍牙傳感器或一WiFi傳感器所組成之族群的一或多個無線通訊介面； 一或多個震動感測器，係與該第一控制器通訊連接；及 一或多個近接感測器，每一該近接感測器係與該第一控制器通訊連接且用以量測當該第一側係面向下時該第一側與位於該近接感測器下方之一物體之間的一距離。
  19. 如請求項1至18中任一項之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，更包含該半導體處理設備，其中該半導體處理設備包含： 晶圓搬運機器人； 一或多個晶圓站；及 一第二控制器，其中： 每一該晶圓站包含一或多個對應的晶圓支撐件， 該晶圓搬運機器人與該第二控制器係通訊連接，且 該第二控制器及該第一控制器係共同用以： a)選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的一第一晶圓支撐件； b)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓站上方；及 c)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件上方時該第一晶圓支撐件之一基準的一對應第一影像。
  20. 如請求項19之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以基於該第一影像判斷該第一晶圓支撐件之一中心點的位置資訊。
  21. 如請求項19之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： d)使該晶圓搬運機器人取回一校正晶圓；及 e)使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓傳送至該第一晶圓支撐件，俾使當沿著一垂直軸觀看時該校正晶圓之一中心點係名義上置中於該第一晶圓支撐件之一中心點上。
  22. 如請求項21之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： f)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓支撐件與該校正晶圓上方； g)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件與該校正晶圓上方時該第一晶圓支撐件之一基準與該校正晶圓之一基準的一對應第二影像；及 h)基於在該第二影像之中該第一晶圓支撐件與該校正晶圓之基準之間的間隙尺寸判斷該校正晶圓之該中心點與該第一晶圓支撐件之該中心點之間的一晶圓/晶圓支撐件水平偏差。
  23. 如請求項22之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： i)比較該晶圓/晶圓支撐件水平偏差與一晶圓/晶圓支撐件水平偏差閾值；及 j)回應判斷出該晶圓/晶圓支撐件水平偏差係高於該晶圓/晶圓支撐件水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓相對於該第一晶圓支撐件重新放置以減少該晶圓/晶圓支撐件水平偏差。
  24. 如請求項23之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以重複(f)至(j)N次或直到該晶圓/晶圓支撐件水平偏差係處於或低於該晶圓/晶圓支撐件水平偏差閾值，視其中哪一者先發生。
  25. 如請求項19之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： d)使該晶圓搬運機器人取回一第一邊緣環；及 e)使該晶圓搬運機器人將該第一邊緣環傳送至該第一晶圓支撐件，俾使當沿著一垂直軸觀看時該第一邊緣環之一中心點係名義上置中於該第一晶圓支撐件之一中心點上。
  26. 如請求項25之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： f)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓支撐件與該第一邊緣環上方； g)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件與該第一邊緣環上方時該第一晶圓支撐件之一基準與該第一邊緣環之一基準的一對應第二影像；及 h)基於在該第二影像中該第一晶圓支撐件與該第一邊緣環之基準之間的間隙尺寸判斷該第一邊緣環之該中心點與該第一晶圓支撐件之該中心點之間的一邊緣環/晶圓支撐件水平偏差。
  27. 如請求項26之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： i)比較該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差與一邊緣環/晶圓支撐件水平偏差閾值；及 j)回應判斷出該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差係高於該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將該第一邊緣環相對於該第一晶圓支撐件重新放置以減少該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差。
  28. 如請求項27之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以重複(f)至(j)N次或直到該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差係處於或低於該邊緣環/晶圓支撐件水平偏差閾值，視哪一者先發生。
  29. 如請求項25之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： f)使該晶圓搬運機器人取回一校正晶圓；及 g)使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓傳送至該第一晶圓支撐件，俾使當沿著垂直軸觀看時該校正晶圓之一中心點係名義上置中於該第一邊緣環之該中心點上。
  30. 如請求項29之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： h)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓放置到該第一晶圓支撐件、該第一邊緣環、及該校正晶圓上方； i)使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置到該第一晶圓支撐件、該校正晶圓、及該第一邊緣環上方時該校正晶圓之一基準與該第一邊緣環之基準的一對應第二影像；及 j)基於在該第二影像中該校正晶圓與該第一邊緣環之基準之間的間隙尺寸判斷該校正晶圓之該中心點與該第一邊緣環之該中心點之間的一邊緣環/晶圓水平偏差。
  31. 如請求項30之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： k)比較該邊緣環/晶圓水平偏差與一邊緣環/晶圓水平偏差閾值；及 l)回應判斷出該邊緣環/晶圓水平偏差係高於該邊緣環/晶圓水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將該校正晶圓相對於該第一邊緣環重新放置以減少該邊緣環/晶圓水平偏差。
  32. 如請求項31之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以重複(h)至(l)M次或直到該邊緣環/晶圓水平偏差係處於或低於該邊緣環/晶圓水平偏差閾值，視哪一者先發生。
  33. 如請求項32之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： 使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓重新放置於該第一晶圓支撐件、該第一邊緣環、及該校正晶圓上方； 使每一該第一攝像感測器獲得當該自動校正晶圓被放置於該第一晶圓支撐件、該第一邊緣環、及該校正晶圓上方時該校正晶圓之該基準與該第一晶圓支撐件之該基準的一對應第三影像；及 基於在該第三影像中該第一晶圓支撐件與該校正晶圓之基準之間的間隙尺寸判斷該校正晶圓之該中心點與該第一晶圓支撐件之該中心點之間的一晶圓支撐件/晶圓水平偏差。
  34. 如請求項32之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器及該第一控制器共同更用以： 比較該晶圓支撐件/晶圓水平偏差與一晶圓支撐件/晶圓水平偏差閾值；及 回應判斷出該晶圓支撐件/晶圓水平偏差係高於該晶圓支撐件/晶圓水平偏差閾值，使該晶圓搬運機器人將至少一物件相對於該第一晶圓支撐件重新放置，該至少一物件係選自由該校正晶圓及該邊緣環所組成之族群。
  35. 如請求項34之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該半導體處理設備包含一半導體處理室， 該第一晶圓站係位於該半導體處理室中，且 該第一晶圓支撐件包含該半導體處理室中的一平台。
  36. 如請求項34之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該半導體處理設備包含用以在不同的壓力環境之間傳送晶圓的一加載互鎖裝置， 該第一晶圓站係位於該加載互鎖裝置中，且 該第一晶圓支撐件為該加載互鎖裝置中的一結構。
  37. 如請求項34之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該半導體處理設備包含用以在處理操作之前、之後、或之間儲存一或多片晶圓的一緩衝件， 該第一晶圓站係位於該該緩衝件中，且 該第一晶圓支撐件為該緩衝件中之複數晶圓支撐架中的一者。
  38. 如請求項34之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中： 該半導體處理設備包含用以在不同的壓力環境之間傳送晶圓的一加載互鎖裝置， 該第一晶圓站係位於該加載互鎖裝置中，且 該第一晶圓支撐件為該加載互鎖裝置中的一結構。
  39. 如請求項12或13之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，更包含該半導體處理設備，其中該半導體處理設備包含： 晶圓搬運機器人； 一或多個晶圓站；及 一第二控制器，其中： 每一晶圓站包含一或多個對應的晶圓支撐件， 該晶圓搬運機器人及該第二控制器係通訊連接，且 該第二控制器及該第一控制器共同用以： a)選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的一第一晶圓支撐件； b)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓傳送至該第一晶圓站；及 c)使該一或多個位向感測器獲得該基板的一傾斜量測值。
  40. 如請求項39之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中該第二控制器更用以在進行(b)之前自該第一晶圓支撐件移除一邊緣環。
  41. 如請求項14或15之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，更包含該半導體處理設備，其中該半導體處理設備包含： 晶圓搬運機器人； 一或多個晶圓站；及 一第二控制器，其中： 每一晶圓站包含一或多個對應的晶圓支撐件， 該晶圓搬運機器人及該第二控制器係通訊連接，且 該第二控制器及該第一控制器共同更用以： a)選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的一第一晶圓支撐件，其中該第一晶圓支撐件包含複數舉升銷； b)使該複數舉升銷與該第一晶圓支撐件之間發生相對位移俾使該複數舉升銷自該第一晶圓支撐件突出； c)使該晶圓搬運機器人將該自動校正晶圓傳送至該複數舉升銷； d)當該自動校正晶圓係受到該複數舉升銷支撐時，使該複數舉升銷與該第一晶圓支撐件之間發生更進一步的相對位移； e)在(d)期間自該一或多個震動感測器獲得震動數據； f)評估該震動數據以判斷該震動數據是否指示震動超過一預定閾值；及 g)當該震動數據超過該預定閾值時提供一通知。
  42. 如請求項41之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，其中作為(d)之一部分，該第二控制器係用以：使該複數舉升銷與該第一晶圓支撐件之間發生更進一步的相對位移，俾使該複數舉升銷不再自該第一晶圓支撐件突出且該自動校正晶圓座落於該第一晶圓支撐件的一上表面上。
  43. 如請求項16或17之用以協助半導體處理設備之晶圓搬運機器人之校正的系統，更包含該半導體處理設備，其中該半導體處理設備包含： 晶圓搬運機器人； 一或多個晶圓站；及 一第二控制器，其中： 該晶圓搬運機器人及該第二控制器係通訊連接，且 該第二控制器及該第一控制器共同更用以： a)至少一部分基於一邊緣環係受到該第一晶圓支撐件支撐的一指示，選擇該一或多個晶圓站之一第一晶圓站之該一或多個晶圓支撐件的第一晶圓支撐件； b)使該自動校正晶圓被放置到該邊緣環上； c)使每一近接感測器量測該第一晶圓支撐件及該自動校正晶圓之間的一距離； d)基於該一或多個距離判斷與該邊緣環相關的一或多個高度量測值； e)評估該一或多個高度量測值以判斷與該邊緣環相關的一高度是否超過一預定閾值；及 f)當與該邊緣環相關的該高度超過該預定閾值時提供一通知。
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