497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 s、發明說明（ 發明領域 本發明大體μ an、λ '、：機械化的基板搬移系統。特別9 本發明係有關於一種嗜锯命 佇別疋 種，又備與一種方法，以利 器手臂搬移系統搬捸#老 极稭由機 死搬遷於處理室之間時可即時基板定位盘 中心點找爷。 ’、 發明背景： 在積體電路 表匕業中，半導體基板被載入進入到各式 各樣反應與其他製起_ 灰私處理至中處理’係使用了自動化的設 備。典型的自動仆—人 助化叹備包含了一種機械人，其可以從真空 處理至内卡匣搬遷一半導體基板’諸如矽晶圓，經由 一中央搬遷處理室，而進入到一個或更多個配置連接在該 搬遷處理1：的製程處理室。該機器手臂典型地配置在該搬 遷處理室的中央位置，以備進出所有連接到該搬遷處理室 的處理1： °得知該半導體基板相對於該製程處理室的精準 位置與方位是令人嚮往的，如此該基板可以準確地被放置 於該製程處理室内最理想的位置，以極大化該基板在準確 要求之表面區域上的製程效益。更佳地，決定該基板上的 中心點、刻痕或平面方位指標以放置該基板對準要求的製 程位置。同樣地，這也是令人嚮往的，該基板放置設備， 其被當作一個參考點且該基板在上面被轉運，若能例行性 地被校準，則放置誤差會極小化，如果未被排除。 一種現行的方法與系統用以定位該些半導體基板的 中心點與刻痕或平面方位指標，其提供一種”紡錘”型態的 第5頁 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公t ) (請先閱讀背面之洼意事項再填寫本頁) ▼ m IV n n n n n n 一eJ« n n n n n n flat i
497127 A7 B7 五、發明說明（） 定位/中心點找尋設備。一基板藉由一飛梭機器手臂搬遷 到該定位/中心找尋設備内的一紡錘，在此設備内該基板漸 進地轉動以決定該基板的中心與方位。該距離其介於該轉 動中心到該晶圓圓周之間，係藉由一種感應器工具方法沿 著一線性途徑而測得，而該晶圓中心點的位差係藉由該些 測量的幾何分析計算而得，且該晶圓藉由飛梭機器手臂置 中於該紡錘上。 利用該紡錘型態的方法與系統有幾個不利點。首先， 由製程系統來看，它是一個完全分離且與眾不同的設備。 擁有一分離的中心點找尋設備，在製造製程中需要一額外 的步驟，其增加了成本及複雜性且減少了寶貴的產能時 間。也就是說，該晶圓無法藉由機器手臂直接地從該晶圓 貯藏庫卡匣卸載且搬遷到一製程處理室，而不需先由該分 離的中心點找尋設備所操縱。因此，當它由晶圓貯藏庫卡 匣搬遷到製程處理室時，該紡錘型態的系統及方法並不有 利於該晶圓的直接移動。另外，假如該中心點找尋方法要 維持在精準的話，該飛梭機器手臂可能需要週期性地藉由 一分離的校準工具校準。此外，一旦該定位方法已被進 行，該晶圓將被搬遷到一分離的晶圓轉運臂上，其可能也 需要週期性的校準以維持該晶圓的準確放置。 另一種定位半導體基板中心點的系統，係被揭露於 Cheng et al·，所申請美國專利第 4，8 1 9，1 67號，名稱為 SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING THE CENTER OF AN INTEGRATED CIRCUIT WAFER，其領證於西元 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐) (請先閱讀背面之，注意事項再填寫本頁) 0 i I n n I n l^eJfl 審 # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497127 A7 B7 五、發明說明（） 1 9 8 9年四月四日，該專利在此併入參考以顧及其完整性’ 且該案被共同讓與 Applied Materials，Inc·，〇f Santa Clara’
California，本發明的受讓人。 在C h e n g e t a 1 ·專利案中，被揭露的系統與方法為一 種”光學感應陣列”型態，一半導體晶圓藉以移動沿著一線 性途徑跨越過一感應器陣列，其通常放置橫切於該晶圓支 撐葉片的線性途徑。藉由一製程系統機器手臂’且當有N 條路徑到一製程處理室時，這樣的中心點找尋方法被進行 在該晶圓由一貯藏庫卡匣的直接移除上。該機器手臂葉片 與該晶圓周圍的邊緣，藉由這些光學感應器分別地被偵 測，以計算該晶圓相對於該機器手臂葉片的座標中心位 置。藉由該機器手臂手臂/葉片的移動途徑（X)及該光學感 應器的中心點線（y)，一種χ-y座標系統被定義。藉由該中 心點感應器的位置，該y座標軸的原點（0)被定義。該機器 手臂葉片的偵測，提供了 一參考點及該x-y座標系統的原 點（〇,〇)，由此，而移動該晶圓到它的目標點。偵測一些沿 著晶圓前領與尾隨邊緣的點，提供了一些X軸上的點，其 通常平行於該晶圓移動的途徑且由此該晶圓的中心點可 以被幾何地決定出來。一旦該晶圓中心位置被幾何地決定 出來，該晶圓可以被移動且放置於目標位置上。 該Cheng et al.型態的中心找尋系統，克服了擁有一 分離且與眾不同的設備的不利點。該晶圓的中心點直接於 晶圓移動到目的位置期間決定。這尤其有利於單一晶圓製 程的系統裝配，其在一多處理室製程設備中，存在一 R- 第7頁 ^纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |裝---- 訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（）
Theta型態的機器手臂，包含一個別的真空處理室，如 Cheng et al.中所展示的。然而，該Cheng et al·型態的中 心找尋系統並不提供該晶圓的方位，以將該基板上的刻痕 或平面方位指標對齊到一特定的方位上。該基板的提供必 須在真空卡匣中以一方向放置，或必須在一分離的方位設 備中被指定方向。 因此，有需要尋求一種結合定位/中心點找尋的系 統，其於基板搬遷於連接中央搬遷處理室的一些處理室之 間時，提供即時基板定位與中心點找尋的特質。 發明目的及概述： 本發明大體上提供了 一種結合定位/中心點找尋的系 統，其當基板搬遷於連接一中央搬遷處理室的一些處理室 之間時，擁有即時（on-the_fly)基板定位以及中心點找尋的 特色。 本發明的一個觀點，提供了一套設備，其至少包含： 一機器手臂，其擁有一終端作用器配置以搬遷基板；一或 更多個發射體’其被配置以發射感應光束成一平面，貫穿 該基板被機器手臂搬遷的途徑；一或更多個接受器，其被 配置以接受感應光束而產生訊號給一處理器；一處理器， 其被配置以處理來自一或更多個接受器的訊號，以決定基 板的中心點與相對於一參考點的方位指標；及一控制器， 用以根據孩基板的中心點與方位指標控制該機器手臂的 動作。較佳的機器手臂至少包含一蛙腿式機器手臂或多連 第8頁 i紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐7 (請先閱讀背面之1意事項再填寫本頁) | n n II ·ϋ al ι ϋ 一 oy β ϋ I n n ·1 I ϋ <
497127 A7 B7 五、發明說明（） 結式機器手臂，其擁有一轉動式握爪，被配置於一終端作 用器上。 本發明的另一個觀點，提供了 一種方法以放置一基 板，根據本發明，該方法至少包含：沿著一貫穿感應光束 平面足途徑搬遷一基板；應用來自感應光束的訊號，決定該 基板的中心點與方位指標；以及依據該基板的中心點與方 位指標，放置一基板；較佳的是，該基板的中心點係以極 小化一組相當於該基板圓周資料點的誤差函數所決定，且 該方位指標係以比較一組超出半徑偏差範圍的數據點與 一組已被儲存的方位指標資料所決定。 放置該基板的步驟至少包含對齊該基板的中心點與 方位指標於一目標位置。一種放置該基板的方法至少包 含·在一機器手臂終端作用器上，轉動該基板到一要求的 方位’轉動該機器手臂用以插入放置該基板進入一處理室 内，然後，伸展該機器手臂以對齊該基板的中心點於處理 室中的一目標位置。另一種放置該基板的方法至少包含： 轉動一機器手臂用以插入放置該基板進入一處理室内；伸 展該機器手臂以對齊該基板的中心點於處理室中的一目 標位置。舉起該基板離開該機器手臂；放置一可轉動式機 奋手臂終端作用器對齊於該基板的中心點；降低該基板於 該可轉動式機器手臂終端作用器上；且轉動該基板到一要 求的方位。 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之>1意事項再疼寫本頁) 訂--------- % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497127 A7 五、發明說明（ 150，155，160，165 基板製程處理室 170 控制器 220 搬遷機器手臂 230 感應器組合 232 接收器 305 真空處理室 320 三臂機器手臂 3 2 3 終端作用器 302 基板 3 2 5 製程處理室 455第二製程處理室 446可轉動式握爪 21〇 202 23 1 204 325 322 306 330 450 445 447 真空處理室 開口 發射器 開口 製程處理室 可轉動式握爪 晶圓匣 感應器 第一製程處理室 蛙腿形式機器手 終端作用器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明詳細說明： 第1圖是一製程系統的示意视圖，其根據 包含-基板定位/中心點找尋設備。該製程系統 二階真空製程系統’其藉由—擁有複數個模組 接的主機或平臺102而定義。—個商業性二階 臺實施例的例子為Endura®平臺，其可由美國 拉應用材料有限責任公司購得，該平臺的說明 利第5’186,718號，Tepman et al，藉此併入 其完整性。 茲製程系統1 00包含真空真空處理室i 〇5 到第一階搬遷處理室115。當一些基板進入且 第11頁 本發明引述 1 0 0是—種 或處理室連 真空製程平 加州勝克拉 就在美國專 參考以顧及 與1 1 0連接 離開該製程 ------------裝--------訂--------- (請先閱邻背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐 497127 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 系統100時，該些真空處理室105與110在第一階搬遷處 理室115内維持真空狀態。第一個機器手臂120搬遷基板 於該些真空處理室105與11〇及一或更多基板製程處理室 1 2 5之間。製程處理室1 2 5與1 3 0可以被裝配以進行一些 基板的製程操作，諸如化學氣相沉積（CVD)，物理氣相沉 積（PVD),蚀刻，預洗，除氣，定位以及其他基板的製程。 第一機器手臂120也搬遷基板到/從一或更多個搬遷處理 室135配置介於第一階搬遷處理室115以及第二階搬遷處 理室140之間。 當允許基板被搬遷於第一階搬遷處理室115與第二階 搬遷處理室1 4 0之間時，該搬遷處理室1 3 5係被使用於維 持第二階搬遷處理室140中之超高真空狀態。第二機器手 臂145搬遷基板於該搬遷處理室135與複數個基板製程處 理室1 5 0，1 5 5，1 6 0及1 6 5之間。相似於製程處理室丨2 5與 130，每一個製程處理室150到165可以被裝配以進行多 變化的基版製程操作。例如，該製程處理室丨5〇可能為一 種CVD處理室裝配以沉積一介電質薄膜；該製程處理室 i55可能為一種蝕刻處理室裝配以於介電質薄膜中蝕刻孔 洞或開口 ’以利形成交互連接的特質；該製程處理室16〇 可能為- PVD處理室配置以沉積一阻障薄膜；且該製程 處理至165可能為一 PVD處理室裝配以沉積一金屬薄 膜。複數個製程系統可能需要推 而要進仃所有必要的製程，以完 成一積體電路或晶片的製造。 一控制器1 70可能控制製赶签Λ — 私·系統1 〇 〇及母一個於基板 第12頁 ‘紙張尺度適財國國家標準（CNS)A4麟（210 X $7^"^ ------------裝--------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再*寫本頁) 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（） 製程處理室中進行的獨特製程的全部操作。該控制器⑺ 可能包含-微處理器或電腦（未續出）以及—電腦程式，兑 執行藉由-微處理器或電腦。藉由一受控制於該控制器之 輸送帶或機器手臂系統（未檢出），今+甘 Μ木、，曰出），孩些基板被帶到真空隔 絕處理室105與110。該些機器手臂12〇肖145亦皆藉由 該控制器操作，以搬遷這些基板於製程系統ι〇〇各種不同 的製程處理室之間。同時，該控制器17〇可能控制且/或協 凋其他些電腦或系統，其連接到該製程系統i 〇〇。雖然 申請書中的發明係以一種階式真空製程系統說明，本案發 明人亦仔細考慮了需要基板中心找尋與定位的各種不同 基板製程系統發明申請書。這些製程系統的例子包括 Centura®、Endur，、Pr〇ducer®以及 p5〇〇〇⑧系統，該些系 統皆可由美國加州勝克拉拉應用材料有限貴任公司購 得。 第2圖為根據本發明之真空處理室21〇與搬遷機器手 臂220的透視圖。該真空處理室21〇(猶如，真空處理室 105，1 10之一）經由開口 202被連接到一搬遷處理室（猶 如，第一階搬遷處理室1 1 5 )，其係選擇性地藉由裂口閥（未 繪出）開啟及關閉。基板典型地儲存在晶圓g中，該晶圓 匣被載入到真空處理室202中以促進這些基板的引入，進 入到該製程系統中。該晶圓匣典型地藉由一步進馬達編定 索引，該步進馬達連接經由該真空處理室一較低的部分’ 以提供該晶圓匣中個別基板藉由搬遷機器手臂的存取。該 搬遷機器手臂220(猶如，第一機器手臂12〇)被配置在該搬 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝---- (請先閱讀背面冬注意事項再冰寫本頁) ·11111 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 遷處理室的中央，以提供 連繫而不相同的處理室間 該搬遷機器手臂的一個實施例’是一種三節（three_ joint)機器手|，就如帛丄圖與第2圖所圖解。該搬遷機 器手臂的每一個節都藉由—馬達控㈣，而Μ馬達就固定在 該機器手臂的基部。每—節都經由—皮帶或其他連結機制 被連接到它的控制馬達。較佳的是，這三個馬達被獨立地 控制以放置該三段連結分別於、、θ2及θ3。該機器手臂 典型地藉由一組程式化運動學方程式所控制，該方程式替 每一個馬達定義出馬達所需的步數，以利放置該三段連結 刀別於要求的、Θ2及㊀3。該程式化運動學方程式典型地 儲存於貝料记憶體貯藏庫，其連接到一微處理器以提供 訊號移動該機器手臂到特定的位置。該處理器也可使用該 機為手臂的反向運動學方程式計算該第一與第二連結節 的位置（θ! ’ Θ2)。以一給定的位置（例如，X彳座標）及第三 連結轉動軸的方位(θ3)’該第一與第二連結節的位置， ㊀2)可利用該機器手臂的反向運動學方程式計算。該機器手 者較佳地被校準以於該製程系統中各種不同處理室間，進 灯要求的基版搬遷功能。各種不同的機器手臂校準技術已 於技術領域中廣為人知，且可被使用於校準這些機器手 臂。 一感應器組合230被配置於一位置，其當該基板被搬 遷離開該真空處理室時，會與該基板的一路徑交叉。在一 個貫施例中，$亥感應器組合2 3 〇至少包含一發射器2 3 1與 於一些與該搬遷處理室 (請先閱讀背面之-注意事項再填寫本頁) -裝----
第u肓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公餐"" 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 一接收器232且連繫到該搬遷處理室的一内部表面，位於 一緊鄰該開口 204的位置，以避免與該裂口閥及與該開口 2 0 4開啟、關閉相關的相關裂口閥組合組件互相干擾。該 發射器23 1可被配置於一位置，上方於該開口 2〇4，而一 相對應的接受器2 3 2則被配置於一位置，下方於該開口 2 04，其位置即位於該發射器23 1的對面。另外，該發射 器可能至少包含一獨立發射器陣列，該陣列被配置上方於 該開口 204以投射一光線平面，交叉於該基板搬遷時的路 徑。該接受器232可能至少包含一單一的接受器或一接受 器陣列’其配置下方於該開口 2 0 4以偵測藉由該些發射器 發射的訊號。在另一個實施例中，其擁有一些發射器與接 受器陣列，該複數個發射器可能彼此互相重疊，且該複數 個接受器可能互相重疊以確定完整覆蓋該基板於搬遷進 入及離開該處理室時所經過的途徑。在一個實施例中，該 發射器2 3 1係一寬頻雷射發射器，發射光線其交叉於整個 晶圓輪廓，即使當該晶圓於基板搬遷時完全未對齊。 當該基板被搬遷離開該真空處理室時，該機器手臂手 臂的一部份與該基板阻斷了一部份由發射器23丨發射的光 線平面。該接收器232偵測由該發射器23 1所發射的光 線，且提供一些訊號對應該基板與該機器手臂手臂於基板 搬遷時所阻斷的部分。該接受器232提供這些訊號到一處 理為（猶如’控制器170)’且該處理器由這些訊號決定出 該基板的形狀。在一個實施例中，該感應器23〇提供一些 訊號相似於一掃瞄影像的資料，由此該處理器可決定該基 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公餐） ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之：注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497127 A7 --—------------ 五、發明說明（） 板的外型。 該基板的外型被決定，係藉由關聯該光線被阻斷的部 分與該基板相對該系統一參考點的動作。在一個實施例 中，該參考點是該機器手臂一個初始内定的位置。另外’ 其他參考點，諸如該搬遷處理室的中心，可被使用以有效 地對映該基板的相關位置。 在該機器手臂充分縮回該基板離開該卡匣且該基板 已被該些感應咨掃瞒之後，藉由該處理器，複數個對應该 基板圓周的點（Xi，yi)到（xn，yn)被產生。該基板的中心（a，b) 與該基板的半徑r即由這些資料點來決定，分別藉由極小 化一關於a，b及r的誤差函數。該誤差函數係藉由下列的 方程式所定義： E(a,b?r)= +(Yl-&)2+ [(x2 —a)2+(y2 一6)2-〆 +…+ (xn，a)2 + (yn^)2-r Γ "h =Σ - a)2 + (yi - bf - where i = 1 to n 方程式（1) a，b及r的的值係根據下列方程式藉由極小化該誤差 所決定： 5E/5a = 0 方程式（2) 5E/5b = 0 方程式（3) δΕ/δτ = 0 方程式（4) 上列的方程式被較佳地進行’係使用一些落在事先選 好的範圍内的點，該範圍排除了該些「不良點（bad 第16肓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公S ) 1·— ^^1 I ϋ en i.^— f·— ·· I An in Λ i fl— an I —ϋ 1· I 一 ¢, · n Ha n 1-B.i mmMmr _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) % 497127 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ points)」’諸如該些表示該晶圓刻痕或晶圓平面的點與該 些表示該機器手臂葉片的點。該些「不良點」（Xj，yj)可藉 由下列的方程式排除： \xx-a)2 ^r(y{ ^bf -r2]2 > amax 方程式（5) 其中amax是一事先選擇好的數字，相等於該基板半徑 所預期之最大偏差。例如，以200毫米的基板，其在基板 半徑内的偏差，典型地會小於0.5毫米，amax被選擇為0.25 平方毫米（也就是說，〇 · 5毫米X 0.5毫米）。因此一被偵測 點其位於這個事先選擇範圍的外面，是不能被使用以決定 該基板中心點的部分。 該些「不良點」被使用來決定該晶圓刻痕或晶圓平面 的位置。較佳的是，關於該晶圓刻痕或晶圓平面大小的資 訊，是被輸入進入該處理器/電腦的’且該電腦比較該組不 良點，以決定是否這些不良點有一些對應於晶圓刻痕或晶 圓平面。典型地，一群連續不斷的不良點指示出該晶圓刻 痕或晶圓平面。該處理器比較該群連續不斷的不良點與既 存的資料，以決定方位指標。 然而，有時該電腦/處理器會不能偵測一晶圓刻痕或 -晶圓平® ’因為該晶圓刻痕或該晶圓+面係#放置上方 於該機器手臂葉片，以致於該感應器與接受器都不能分辨 « L a a蓋别，該晶圓會被轉動以放
該晶圓與該機器手臂葉片間的盖另J &播器手臂葉片’而隨後該 置該晶圓刻痕或晶圓平面離開$ ^ , ^森笑。該晶圓較佳地被轉動 晶圓即可再一次被通過該些感I沖 第17貫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2W χ 297公餐） ------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之•注意事項再填寫本頁) 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 藉由一可轉動的握爪/吸盤，其被配置在該機器手臂的該終 端作用器上。該可轉動握爪/吸盤極小的角位移（angular displacements換言之，角度）是需要的，以確保該晶圓刻 痕或晶圓平面並未阻礙了偵測，由於該晶圓葉片取決於該 晶圓葉片寬度相對於該基板的大小。典型地，藉由該機器 手臂葉片一 45度的角位移，確保了該晶圓刻痕/平面被移 動到一可偵測而不受阻礙的位置。然而，該角位移可能被 選擇為小於45度，大小如同該角位移足夠轉動該基板以 放置該晶圓刻痕到一可偵測或不受阻礙的位置。在該基板 已被轉動之後，該機器手臂葉片完全地伸展且再一次縮回 以促進該基板一次新掃瞄以決定該基板的形狀。該中心與 該晶圓刻痕乃隨後被計算如同上述說明一般。 一旦該中心點（a，b)以及該基板方位指標位置已經被 決定，該些，如第5圖中所展示，向量a，B與C可被計 算。向量A意味著從該機器手臂一中心點到該握爪中心點 的向量。向量B意味著從該機器手臂上的握爪中心到該基 板中心點（a，b)的向量。向量c意味著從該基板中心點（a，b) 到該方位指標的向量。該處理器決定該機器手臂的必要動 作’其應用反向運動學方程式放置該基板進入下一個製程 處理A ’使传該基板對齊到正確的中心位置與方位，如第 ό圖所展示及這些向量a，，β，與C，。該機器手臂可隨後放 置該基板進入下一個製程處理室包括將該基板對齊到該 正確的中心位置與方位。 第〇A-3F圖圖解一基板搬遷的實施例。其根據本發 第18頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G x 297公餐） -----------·裝—— (請先閱讀背面之•注意事項再廣寫本頁) I 1 I ----丨丨丨丨麵丨丨. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 497127 A7 ___ B7 ' — 一 五、發明說明（） 明，係-應用三臂機器手臂之實施例。下列的說明關明一 典型的基板搬遷，從一真空處理室3〇5到一製程處理室 325，使用一三臂機器手臂32〇其擁有一可轉動式握爪 322,諸如一可轉動式真空握爪，當作該終端作用器323。 本發明可實施於基板搬遷介於該系統各種不同的處理室 之間。通常，該機器手臂320從一初始位置d，02a, θ3〇 開始，在該位置時，該機器手臂320完全地縮回且並未從 該參考方向轉動，如第3Α圖中所示。該機器手臂32〇隨 後轉動到位置（θ 1 b ’ Θ2 a ’ Θ3 a)，如第3 Β圖所展示，以對齊 該機器手臂終端作用器323到伸展進入該真空處理室3〇5 的位置。 該機器手臂320隨後伸展到位置（θι。，θ2。，θ3。），如 第3C圖所展示，放置該可轉動握爪3 22下方於一晶圓匣 3 0 6中一基板3 0 2的中央部分，以確保搬遷期間該可轉動 式握爪322能夠穩固地握緊該基板3〇2。另外，該機器手 臂320可能伸展，以放置該可轉動式握爪322的中心於一 位置’對應該晶圓匣中理想對齊基板的中心。典型地，該 晶圓Μ 306被編索引以安置基板3〇2於可轉動式握爪322 上。另外，該機器手臂320從晶圓匣306内一開口（sl〇t) 升起，以舉起該基板3〇2。該握爪322的一緊握機制，諸 如一真空機制，隨後被啟動以保全搬遷期間在該握爪上的 基板302。該機器手臂320隨後縮回離開該真空處理室3〇5 到位置（θ15，e〗a, θ^)，如第d圖所展示，連同保全在該 握爪322上的該基板302。 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------------------- (請先閱讀背面之•注意事項再康寫本頁) 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 當该機器手臂322縮回，一感應器330(例如，發射器 與接受器）’其被配置緊鄰在該處理室上的開口，偵測該 基板3 02的外型且傳送訊號到該處理器/控制器。該處理器 /控制器接受該些訊號且計算該基板3〇2的位置，包括中心 點與方位指標對應於該系統的一參考點。在一個實施例 中’孩初始位置（ela，Qh，θη)被選為該參考點以簡化為 搬遷於各種不同處理室間的計算。另外，該參考點係被選 為該機器手臂完全縮回的位置，之前（或之後）於該基板已 經被搬遷離開一處理室，例如此事例中為（01b，02a，03a)。 再一次地另外，該機器手臂320的中央點，其可能對應一 原點（0,0)，可能被選擇為該參考點。 該基板302已經縮回離開該真空處理室3〇5之後，該 處理器計算該基板3 0 2的位置，且該中心點的位置與該方 位指標已被知道有關於該參考點。該些向量A , B與C， 如第5圖所展示，及A，，B，與C，，如第6圖所展示，也 皆被計算，且隨後該處理器/控制器計算該機器手臂一些要 求的動作以放置該基板而該基板中心與該方位指標對齊 在要求的位置。而該些機器手臂動作的計算，係使用上述 反向運動學方程式的方法進行。 在一個實施例中，當該基板3 02被搬遷到製程處理室 325時，該機器手臂320轉動該基板302到一要求的方位， 且該機器手臂動作補償由於該握爪322在該機器手臂320 上轉動所造成的中心點位置改變。如第D圖所展示，可轉 動式握爪322轉動該基板302 0§度相當於該角所需的改 第20頁 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇 x 297公釐） - ---------裝----—丨丨—訂.丨—丨丨丨丨—· (請先閱讀背面之>i意事項再资寫本頁) 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 變’以放置基板3 02上的方位指標在要求的方位上。因為 該基板302中心點位置改變在該基板302被可轉動式握爪 轉動之後（除非該握爪的中心點對齊該機板的中心點），該 機器手臂320動作補償取決於確保該中心點將被對齊到製 程處理室3 2 5内該要求的中心點位置。 該機器手臂320隨後轉動到位置（0ld，Θ。，e3a)，如 弟3E圖所展示’在這裡該機器手臂320在插入該基板進 入該製程處理室325的位置。該機器手臂320隨後伸展到 位置（eld，㊀“，θη)，如第f圖所展示，以放置該基板302 置中且在該製程處理室325中正確地方向。在這個目的位 置，該握爪322的該真空機制被撤銷，且該基板3〇2可藉 由一晶圓舉升系統，在該製程處理室325中被舉離該機器 手臂終端作用器323。該機器手臂320縮回完全離開該製 程處理室到位置（Θη’ Θη，θ^)，與第3Ε圖所展示的機器 手臂位置相同，且該基板302已經準備好被安置在一基板 支撐架上，且被處理於製程處理室325中。該機器手臂320 可被轉動到另外的位置以開始另一序列的基板搬遷。 如另一個基板搬遷序列貫施例，其應用一擁有可轉動 式握爪當作終端作用器的三臂機器手臂，該機器手臂320 首先放置該基板302置中對齊於目標位置上，且隨後使該 基板3 0 2朝向該要求的方位。該搬遷序列相似於上述計算 基板位置的方法，包含該基板3 0 2的中心點與方位指標。 然而，在這個實施例中，該機器手臂完全地縮回並偕同一 來自第一處理室（猶如，真空處理室）的基板，機器手臂320 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------·裝--------訂--------- (請先閱讀背面之-注意事項再坎寫本頁) 497127 Α7 Β7 五、發明說明（） 由該完全縮回的位置（0ib，02a，03a)移動到（0if，02f，03f)， 在這裡基板3 02置中於製程處理室内該目標位置上。該動 作相當於第5圖所展示之向量B。該基板302隨後降低在 可轉動式握爪322上，其隨後轉動該基板以放置該基板在 正確的方位。該握爪3 2 2的真空機制被撤銷，且該基板3 0 2 被舉離該機器手臂終端作用器323。該機器手臂320隨後 縮回元全離開該製私處理室325且開始另一個基板搬遷序 列。 根據本發明第4A-4F圖圖解一基板搬遷，其利用一蛙 腿式機器手臂。下列的說明闡明一典型的基板搬遷，從第 一製程處理室450到第二製程處理室455使用一蛙腿形式 機器手臂445’其擁有一可轉動式握爪446當作終端作用 器447。該機器手臂445由一初始/參考位置（γ〇，θ〇)開始， 如第4Α圖所展示，在這裡該機器手臂445完全地縮回而 且並未從一參考方向轉動。該機器手臂445隨後轉動Θ! 度到位置（γ〇，θ〇，如第4Β圖所展示，以對齊該機器手臂 終端作用器447中央地在該第一製程處理室45〇的方向 上。該Θ i度的轉動係被校準於半徑軸對應第一製程處理室 4 5 0中一穿過對齊基板中心的軸線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該機器手臂445隨後伸展到一位置（Γι，θι)，如第4C 圖所展示，於此放置可轉動式握爪446下方於該基板402 一中央部分，以確保搬遷期間該可轉動式握爪446可以穩 固地緊握該基板4〇2。典型地，在該製程處理室内一基板 舉升系統舉起該基板到一基板搬遷位置，其促進該基板 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 497127 A7 B7 五、發明說明（） (請先閱讀背面之•注意r項再填寫本頁) 402放置在可轉動式握爪446上。該握爪446的真空機制 被啟動以於搬遷期間保全該基板402。該機器手臂445 P遺 後縮回離開該第一製程處理室445偕同該基板402被保全 在該握爪446上。該機器手臂445典型地縮回完全地而不 需要變更該轉動位置，換言之，該機器手臂縮回到位置 (r〇，Θ!)，如第4D圖所展示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當該機器手臂445縮回，一感應器43 0(例如，發射器 與接收器，其配置緊鄰在該處理室上的開口）偵測該基板 402的外型且傳送一些訊號到該系統的處理器/控制器。該 處理器/控制器接受該些訊號且計算該基板402的位置，包 含該中心點與該方位指標對應於一參考點。在一個實施例 中，該初始點（r〇，θ〇)係被選為該參考點以簡化於各種不 同處理室間搬遷的計算。另外，該參考點被選擇為在基板 已被搬遷離開處理室後，該機器手臂完全縮回時的位置， 在這個事例中例如（r〇，θ 1)。一旦該基板的位置，包含該 中心點與該方位指標，已被得知相關於一參考點，該處理 器/控制器將計算該機器手臂一些必要的動作，以放置該基 板並使該基板中心與該方位指標對齊在第二製程處理室 455内要求的位置上。該些機器手臂動作的計算，係以使 用上述反向運動學方程式來進行。該機器手臂445可能首 先轉動該基板4 0 2到要求的方位，且隨後補償由於轉動所 造成在中心點位置上的改變。如第4 D圖所展示，該可轉 動式握爪446轉動該基板402 0g’度相當於該角所需的改 變，以放置基板402上的方位指標在要求的方位上。因為 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 497127 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 基板中心點位置改變在基板被可轉動式握爪轉動之後（除 非該握爪中心點對齊該基板的中心點），該機器手臂的動 作係以補償之。該機器手臂445隨後轉動θ2度，如第4E 圖所展示，且伸展一距離η，機器手臂偕同位於位置（Γ2， Θ2)，如第4F圖所展示，以放置基板402的中心點在該基 板要求的目標位置，包括在製程處理室内正確的方位。在 這目標位置上’握爪4 4 6的真空機制被撤销，且該基板4 〇 2 可能被舉離該機器手臂終端作用器447。該機器手臂445 縮回完全離開該製程處理室到（r〇，㊀2)，且該基板402已 經準備好被安置在一基板支撐架上，及被處理於第二製程 處理室4 5 5。該機器手臂44 5可被轉動到另一位置已開始 另一序列的基板搬遷。 另一個基板搬遷序列的實施例，放置該基板在目標位 置上且隨後使該基板朝向要求的方位。該搬遷序列就如同 上述計算基板位置一般，其包含中心點與方位指標。然 而，在這個實施例中，該機器手臂首先轉動θ。度且伸展 一距離r2以放置該中心點於製程處理室内基板要求的目 標位置上。該基板隨後在處理室内藉由該晶圓舉升系統舉 離該機器手臂終端作用器，且該機器手臂移動以對齊可轉 動式握爪的中心與該基板的中心。該基板隨後被降下放在 該可轉動式握爪上，隨後轉動該基板以放置該基板在正確 的方向上。該握爪的真空機制被撤銷，且該基板被舉離該 機器手臂終端作用器。該機器手臂縮回完全地離開該製程 處理室，且該基板已經準備好被安置在一基板支撐架上， 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之•注意有項再求寫本頁) 497127 A7 _________Π7 —---- 五、發明說明（） 及被處理於該處理室中。該機器手臂可轉動到另一位置以 開始另一序列的基板搬遷。 本發明人亦仔細考慮使用其他機器手臂裝配應用此 發明’例如’一種不需要可轉動式握爪當作終端作用器配 置於第二臂末端的三臂機器手臂。然而，在一些例證中， 更複雜的機器手臂動作機制可能被渴望以克服該製程系 統物理上的限制所帶來的互相千擾問題。 雖然前述被指導為本發明較佳的實施例，其他以及該 發明更進一步的實施例可能被想出但皆不脫離本發明的 基本領域，且本發明的領域將藉由下列申請專利範圍來決 定0 ------------·裝------ (請先閱讀背面4注意•事項再炎寫本頁) 訂--- # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 207 ^7