TWI631639B - 位置感受性基板裝置 - Google Patents

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伊爾 珍森
凱文 歐布里恩
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美商克萊譚克公司
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Abstract

本發明之一些態樣係關於具有一基板裝置、一基板支撐表面，及定位該基板裝置於該基板支撐表面上之一基板處置器之一系統。該基板裝置及該基板支撐表面可具有配對粗略位置單元及精細位置單元。該系統可量測第一與第二粗略位置單元之間的粗略位置偏移、基於該等粗略位置偏移來重新定位該基板裝置於該基板支撐表面上，且隨後量測第一與第二精細位置單元之間的精細位置偏移。在一些實施方案中，該基板裝置係經由一無線通信鏈路一體地耦合至該基板處置器，以傳遞位置資訊作為用於進一步放置之回饋。

Description

位置感受性基板裝置 [相關申請案之交叉參考]
本申請案係一非臨時申請案，其主張Earl Jensen等人在2013年12月21日申請之名為「POSITION SENSITIVE SENSOR WAFER WITH WIRELESS CAPABILITY AND VIBRATION LOGGING」之美國臨時申請案第61/919,707號(代理人案號第P4301號)之優先權權利，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
本申請案係一非臨時申請案，其亦主張Earl Jensen等人在2014年7月25日申請之名為「POSITION SENSITIVE SENSOR WAFER WITH WIRELESS CAPABILITY AND VIBRATION LOGGING」之美國臨時申請案第62/029,306號(代理人案號第P4301號)之優先權權利，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明係關於基板處理與分析及相關聯的系統及方法。
使用於半導體裝置及其他電子器件之製造中之基板處理係一經仔細控制之程序，該程序通常涉及嚴密監測及後處理檢查及分析以最佳化製造程序且改良產量。製造程序及廠房級(fab level)自動化材料處理系統(AMHS)中之進步已導致一高程度自動化，該高程度自動化已改良基板程序之許多態樣中之效率。材料處理系統通常包含在專用載體(通常為前開式單一化晶閘(FOUP))之不同工具之間自動地傳輸大 量基板之系統，且機器人處置器可使用於該等工具處以將個別基板自該等載體裝載至一載物台用於處理或後處理檢視。
有時，非所要粒子及其他污染物可對製造具有不利影響且後處理檢視(例如，檢查、度量或其他分析)通常用於收集關於處理條件之資訊及其他有用資訊。為對付此問題且收集更多有用資訊，特殊的類基板感測器裝置(在用於半導體晶圓處理之背景中時有時被稱為「感測器晶圓」)通常與普通生產基板(例如，製造於操作電子裝置中之生產晶圓)一起使用以收集關於處理條件之資訊。通常，此等基板裝置經設計以具有類似於所關注之生產基板之尺寸及其他物理參數以接近地近似於生產基板上之處理條件之效應，然而通常此等基板裝置亦包含用於提取額外資料之額外專用電子器件。此等感測器晶圓可與其他生產基板一起放置於一FOUP中且依一類似於其他基板之方式放置於一生產腔室中。通常隨後在相關處理階段之後提取資料以獲取關於處理條件之額外有用資訊。
在與基板處理及後處理檢查有關之許多情境中，精確定位及位置資訊係至關重要的。例如，一檢查工具可具有能夠解析一非常小的微米級或奈米級之特徵之一電子顯微鏡或其他電子束系統，但相反地具有一非常窄的視域，其要求基板相對於工具精確地定位以判明基板上的特定粒子或缺陷且收集有用資料。因此，關於基板相對於工具之位置之精確資訊對判明基板上之一特定小尺度缺陷、粒子或所關注之其他區域而言變得至關重要。在此等情境中，通常使用要求手動干預之一耗時程序。此通常涉及手動地安裝光學器件、(使用晶圓目標)瞄準晶圓及手動地輸入位置偏移至晶圓處置器。
102‧‧‧基板裝置
104‧‧‧組件/粗略位置單元/十字目標/粗略目標
105a‧‧‧粗略位置單元
105b‧‧‧粗略位置單元
106a‧‧‧組件/粗略位置單元/光學偵測器/位置感受性偵測器/線相機
106b‧‧‧組件/粗略位置單元/光學偵測器/位置感受性偵測器/線相機
107a‧‧‧精細位置單元
107b‧‧‧精細位置單元
108a‧‧‧組件/精細位置單元/精細目標
108b‧‧‧組件/精細位置單元/精細目標
110‧‧‧基板支撐表面/載物台
112‧‧‧照明器/光源
113‧‧‧磷光體
114‧‧‧外殼
115‧‧‧孔
116‧‧‧被動背光照明單元
118‧‧‧光罩
120‧‧‧中心
122‧‧‧條/向外延伸元件
124‧‧‧光電二極體/精細偵測器
136‧‧‧基板處置器
138‧‧‧通信鏈路
142‧‧‧基板
144‧‧‧顆粒單元
145‧‧‧粒子計算器
146‧‧‧振動單元
147‧‧‧運動、定向或加速感測器
150‧‧‧控制模組
160‧‧‧資料匯流排
162‧‧‧電能儲存
164‧‧‧功率控制模組
166‧‧‧太陽能電池
168‧‧‧資料儲存模組
170‧‧‧控制模組
174‧‧‧溫度感測器
176‧‧‧通信
500‧‧‧系統
700‧‧‧方法
800‧‧‧二維(2D)位置感受性偵測器
800B‧‧‧位置感受性偵測器
800C‧‧‧2D四邊形位置感受性偵測器
801‧‧‧照明點/光點/入射光
802‧‧‧層狀半導體
804‧‧‧電極
806‧‧‧電極
808‧‧‧電極
810‧‧‧電極
I 1 ‧‧‧電流
I 2 ‧‧‧電流
I 3 ‧‧‧電流
I 4 ‧‧‧電流
I a ‧‧‧電流
I b ‧‧‧電流
I c ‧‧‧電流
I d ‧‧‧電流
藉由結合隨附圖式考慮下列詳細描述可容易地理解本發明之教示，其中： 圖1A至圖1C係描繪根據本發明之某些態樣之一實例基板裝置及一實例基板支撐表面之一平面圖(俯視圖)之示意圖。圖1A描繪一實例基板裝置、圖1B描繪一實例基板支撐表面及圖1C描繪定位於圖1B之基板支撐表面上之圖1A之基板裝置。
圖2係描繪根據本發明之某些態樣之粗略量測期間的上覆一基板支撐表面之一基板裝置之一剖面圖(前視圖或側視圖)之一示意圖。
圖3係描繪根據本發明之某些態樣之精細量測期間的上覆一基板支撐表面之一基板裝置之一剖面圖(前視圖或側視圖)之一示意圖。
圖4係描繪根據本發明之某些態樣之一粗略目標之一實例之一示意圖。
圖5係根據本發明之某些態樣之一系統之一方塊圖。
圖6係根據本發明之某些態樣之一基板裝置之電子組件之一方塊圖。
圖7係根據本發明之某些態樣之一方法之一流程圖。
圖8A係根據本發明之某些態樣之具有一基板裝置及一基板支撐之一替代系統之一示意圖。
圖8B係根據本發明之某些態樣之具有一基板裝置及一基板支撐之另一替代系統之一示意圖。
圖8C係繪示一二維粗略位置感測器之一可行實施方案之一示意圖，該二維粗略位置感測器可結合圖8A或圖8B中所展示之系統使用。
圖8D係繪示一二維粗略位置感測器之一替代可行實施方案之一示意圖，該二維粗略位置感測器可結合圖8A或圖8B中所展示之系統使用。
雖然下列詳細描述為了繪示之目的含有許多特定細節，但是一 般技術者將瞭解下列細節之許多變化及變更在本發明之範疇內。因此，下文描述之本發明之實例性實施例在不失所主張之發明的一般性且不對所主張之發明強加限制的情況下闡述。
本發明之一些態樣係關於具有物理參數之一基板裝置，該等物理參數近似於使用於積體電路或其他電子器件之製造中之一生產基板(諸如一矽晶圓)之物理參數。在一些實施方案中，該基板裝置包含具有安置於該基板上之電子器件及/或位置目標之一基板(諸如，一晶圓基板)，該基板可使用於(視需要)量測該基板裝置相對於一基板支撐表面(諸如，一晶圓載物台)之一位置。
本發明之一些進一步態樣係關於量測一基板裝置與一基板支撐表面之間的一相對位置。根據一些態樣，此可包含粗略位置量測及精細位置量測兩者。根據一些額外態樣，可使用近接光學器件進行相對位置量測。根據又進一步態樣，該基板裝置可經由一通信鏈路操作地耦合至該基板處置器，且關於相對位置之位置資訊可經由該通信鏈路自該基板裝置傳達至一處置器作為用於進一步放置之回饋。
根據一些進一步態樣，上述基板裝置能夠收集運動、定向或加速資訊。根據本發明之一些態樣，此資訊可在基板裝置藉由一機器人處置器傳輸期間用於記錄基板裝置之振動。此在基板藉由一機器人處置器處置期間可用於確定安全速度分佈。
根據又額外態樣，上述基板裝置亦能夠收集關於周圍空氣中之顆粒物質之顆粒資訊。
圖1A至圖3描繪繪示本發明之一些態樣之系統之一實例。該實例系統具有一基板裝置102及接納該基板裝置之一支撐表面110。支撐表面110可係一裝置(例如，一卡盤)之部分，該卡盤具有相對於該支撐表面固定該基板裝置於適當位置中之一些機構。藉由實例且非限制之方式，此一卡盤可係一機械卡盤、一真空卡盤、一磁性卡盤、一靜電 卡盤。此等卡盤通常用於固定基板(諸如，半導體晶圓)於基板處理工具中。圖1A僅描繪基板裝置102、圖1B僅描繪基板支撐表面110及圖1C描繪定位於基板支撐表面110上之基板裝置102。圖2至圖3描繪上覆一基板支撐表面110之基板裝置102之一剖面圖(前視圖或側視圖)。圖2不同於圖3，此乃因圖2突顯上文實例之粗略量測特徵而圖3突顯上文實例之精細量測特徵。
如圖1A至圖3中所展示，在該繪示性系統中，基板裝置102及下伏支撐表面110兩者可各包含位置單元以便於判定基板裝置相對於支撐表面之位置。位置單元可彼此配對使得兩個位置單元(即，基板裝置中之位置單元及基板支撐表面中之位置單元)之間的一關係可用於收集關於基板裝置102與支撐表面110之間的相對位置之資訊。在一些實施方案中，位置單元係光學單元且配對關係涉及該等單元在基板裝置102適當地定位於下伏支撐表面110上時對準，從而允許使用近接光學器件量測該等單元之間的位置偏移以獲取用於基板裝置之準確定位資訊。此外，在一些實施方案中，基板裝置102及支撐表面110包含配對粗略位置單元及配對精細位置單元兩者。
在圖1A至圖1C之所繪示實例中，基板裝置102之粗略位置單元由組件106a、106b共同表示，而支撐表面110之配對粗略位置單元由組件104共同表示。類似地，基板裝置102之精細位置單元由組件108a共同表示，而基板支撐表面110之精細位置單元由組件108b共同表示。
根據本發明之一些態樣，基板裝置102可係類基板且具有近似使用於積體電路或其他電子器件之製造中之一生產基板之物理參數之物理參數。此一生產基板之一實例係一半導體晶圓(較佳地由單晶矽製成但可由另一半導體材料(諸如，一化合物半導體)製成)。生產晶圓可係一圓形晶圓，其較佳地具有100mm與450mm之間的一直徑，且更佳地具有300mm或450mm之一直徑。生產基板亦可具有525微米(針 對一100mm矽晶圓)與925微米(針對一450mm矽晶圓)之間的一厚度。
在本發明之一些實施方案中，基板裝置102可具有近似上述生產基板之參數之物理參數。例如，類似於由許多半導體製造設施(fab)現在最常用或預期在將來最常用之彼等生產晶圓，基板裝置102可具有100mm至450mm之範圍內之一直徑，且更佳地約300mm或約450mm之一直徑。雖然基板裝置102可稍微厚於一對應生產基板以容納該基板裝置中之額外電子器件及/或其他組件，但基板裝置102亦可具有近似生產基板之對應厚度之一厚度。例如，基板裝置可具有500微米與1000微米之間的一厚度。另外，基板裝置102可由一複合材料(例如，結合在一起之兩種或多種材料層或互混於一單層或多個層中之兩種或多種材料)。為供給比矽晶圓在機械上更耐用的基板，該基板亦可係一複合材料(諸如，石墨/環氧樹脂)或甚至係由矽、石墨/環氧樹脂、矽組成之一疊層。此組合了相容之單晶矽之乾淨表面及一石墨複合材料之韌性之最佳性質。
在一些實施方案中，為近似一生產基板之物理參數，基板裝置102可包含一基板(諸如，由矽或另一半導體材料製成之一晶圓基板)，且一或多個額外組件可安置於該基板上以提供其他功能。此等額外組件可包含根據本文中所描述之某些態樣之各種電子器件及/或位置單元。與諸如金屬或石墨複合物之材料相比，使用矽或一類似基板於基板裝置102係有利的，因為其更充分確保表面係乾淨的且避免基板裝置之周圍環境的污染。在一些實施方案中，安置於該基板上之至少一些額外組件可包含於一或多個外殼114內，外殼114可保護電子器件或其他組件免受周圍環境影響。較佳地，該外殼係一或多個「圓盤」之形式，該等「圓盤」具有一低輪廓以使該基板裝置之質量及厚度(即，輪廓或殼層)最小化。
根據本發明之一些態樣，基板支撐表面110可係經組態以接納基 板之任何支撐表面。例如，在一些實施方案中，基板支撐表面係經組態以接納半導體晶圓之一晶圓載物台之一表面。在其他實施方案中，支撐表面110係一機器人晶圓處置器之一末端效應器之一支撐表面。在又進一步實施方案中，支撐表面可係接納基板之某個其他表面。在其他替代實施方案中，該系統可經組態以相對於處置器而非支撐表面110定位基板。
在本發明之一些實施方案中，基板裝置102經組態以與一基板處置器即時通信以基於粗略位置單元104與106a、106b之間的粗略量測及精細位置單元108a與108b之間的精細量測，重新定位基板裝置102於支撐表面110上，使得基板裝置可同時收集位置量測且基於量測定位於支撐基板上至一所要精確度內。為促進此做法，基板裝置102可具有電子器件，該等電子器件包含一通信鏈路、較佳地包含一無線通信鏈路(諸如，藍牙)以傳達位置資訊至處置器以用於回饋，該回饋可由處置器使用以基於位置資訊即時調整基板裝置102在支撐表面110上之位置。據此，基板裝置與處置器之間的通信鏈路可有利地提供基板裝置與處置器之間的一可操作耦合。
在本發明之一些實施方案中，粗略位置單元104、106a、106b，精細位置單元108a、108b，或這兩種位置單元係光學位置單元，其等依靠近接光學器件以進行關於配對單元之相對定位的量測。一般而言，粗略位置單元可包含提供比精細位置單元寬之一視域的特徵，而精細位置單元可提供比粗略位置單元高之一精確度。利用粗略位置量測及精細位置量測兩者可比單獨使用精細位置量測或粗略位置量測有助於一更寬範圍及一更高精確度的量測。
(例如)宜使用如上文所描述之基板裝置與處置器之間之一操作性通信鏈路，結合粗略及精細位置量測兩者與傳遞位置資訊至基板處置器，使得該系統一開始可使用粗略位置資訊作為進一步放置之回饋， 緊接著為後續精細定位。此可允許使用具有兩個主要步驟(一初始粗略量測及定位步驟，及一後續精細量測及定位步驟)之一程序精確地定位基板裝置102。當使要求精確定位以判明一基板之一粒子或其他態樣之某些工具(諸如，一電子顯微鏡或其他電子束系統)的使用自動化時，此可係高度有利的。
根據本發明之一些態樣，使用配對粗略位置單元104及106a、106b、配對精細位置單元108a及108b(或較佳地兩種位置單元組)收集偏移量測，該等偏移量測包含參考一X-Y座標平面而界定之X方向偏移及Y方向偏移兩者，諸如圖1C中所展示。應注意，雖然一X-Y座標平面使用於繪示之目的，但應瞭解，可使用等效軸及/或方向偏移而不背離本文中所描述之原則。除X-Y偏移外，該系統可量測基板裝置102相對於支撐表面110之旋轉偏移(θ)。在本發明之一些實施方案中，粗略位置單元及精細位置單元可各包含至少兩個間隔分開之組成單元以獲取包含粗略旋轉偏移及精細旋轉偏移兩者之旋轉偏移量測。例如，各粗略位置單元可包含圖1A至圖1C中所展示之相對於基板之區域之間隔分開位置中之兩個相異間隔分開的組成單元，作為基板裝置102之兩個相異組的組件106a、106b及基板支撐表面110之兩個相異組的組件104，且各精細位置單元亦可包含圖1A至圖1C中所展示之兩個相異間隔分開的組成單元，作為基板裝置102之兩個相異組的組件108a及基板支撐表面110之兩個相異組的組件108b。該系統可接著基於兩個相異組的量測，判定基板裝置102之一旋轉力矩，其提供關於一相對旋轉偏移(例如，沿圖1C中之θ方向)之資訊，若僅使用一單一位置，則該相對旋轉偏移可不存在。
重要的是應注意，為繪示之目的且為區別示意圖中之粗略及精細位置單元兩者，在圖1A至圖1C中，描繪粗略位置單元104及106分別與精細位置單元108a及108b遠遠地分開。然而，在本發明之一些實 施方案中，粗略及精細位置單元可安置成彼此非常緊密接近或相鄰以提供有效及準確量測。此外，雖然該等位置單元之各者中之兩個組成組描繪為彼此相當遠地間隔分開(例如，粗略位置單元106a、106b之兩個間隔分開組描繪成基板之區域之近似相對端，且針對104之兩個間隔分開組、精細位置單元108a之兩個間隔分開組及精細位置單元108b之兩個間隔分開組之各者類似地描繪)，但此等可間隔分開於基板之區域內之任意位置中，只要基板裝置102中之該等位置單元之各者應放置於對應於其等在基板支撐表面110中之配對之位置中。一般而言，角度旋轉之判定隨著粗略位置單元對106a、106b之間的間隔及隨著精細位置單元108a、108b之間的間隔的增加而改良。
參考圖1A至圖1C及圖2，支撐表面110可包含粗略位置單元104之一者而基板裝置102可包含一配對粗略位置單元106a、106b以便量測其間之位置偏移。在一些實施方案中，此等定位單元之各者係一專用光學單元，該專用光學單元提供位置感受性能力於基板裝置102中。
根據本發明之一些態樣，兩個配對粗略位置單元之一者可包含一粗略目標104，而另一配對粗略位置單元包含一光學偵測器106a、106b。當基板裝置102上覆載物台110時，可使用光學偵測器偵測相對於目標之偏移。在圖1A至圖3之所繪示實例中，具有粗略目標之粗略位置單元包含兩個相異十字目標104，而具有光學偵測器之粗略位置單元包含兩個相異組的偵測器，其中各組包含實質上垂直於彼此而定向之一對位置感受性偵測器106a及106b。各對中之兩個垂直偵測器可便於偵測在相對於十字目標104之對應垂直條之X方向及Y方向上的偏差。在一些實施方案中，各位置感受性偵測器可係具有一線性陣列之光敏像素之一線相機。在所繪示之實例中，線相機106a可便於判定X方向偏移，而線相機106b可便於判定Y方向偏移。據此，在此等實施方案中，光學偵測器106a、106b無需呈現一完整影像且嘗試處理全影 像以判明一目標或粒子，而可簡單地偵測相對於目標104(其對應於X定向及Y定向線性偵測器)之X方向及Y方向之各者上之一線性偏移。此可有利地簡化該系統之操作且改良與處理經收集之位置資料以判定偏移相關聯之計算效率。
圖4描繪根據本發明之某些額外態樣之一十字目標104之一實例。在某些實施方案中，十字104可包含以實質上垂直條122之形式之相交元件，其可對應於一對應組之配對粗略位置單元中之垂直定向之位置感受性偵測器對106a、106b。該系統可經組態以使用線性偵測器之一各自者藉由偵測十字中之條122之各者之一相對位置量測偏移。在圖4之所繪示實例中，十字目標104包含額外特徵以便於相對於目標之一中心120之更準確的偏移量測。明確言之，在此實例中，十字104包含向外延伸元件122，其中該等向外延伸元件包含當其等延伸遠離目標104之中心120時在寬度上增加之加寬部分。據此，若兩個線性偵測器106a、106b之一者斷開，則此特徵允許其等基於被偵測之該等條之厚度提取關於其等斷開之一程度之額外資訊。更重要地，若該等線性偵測器之輸出反映十字之寬度上的改變，則可自此等改變判定該等線性偵測器沿x及y方向係移動朝向中心120或遠離中心120。圖4中所展示之「雙領結」十字104給予一區域中係本質上一厚十字偏移之XY偏移。替代實施方案可使用與一單一感測器(例如，一線相機)結合之代替雙領結104之一單領結目標以使用一單一感測器提供X及Y兩者之位置，儘管在一方向上的精確度較小及範圍較小。
較佳地，粗略位置單元能夠解析下至約50微米之一精確度之位置。例如，在一些實施方案中，偵測器106a、106b包含能夠量測對應於+/-63.5微米之+/-1像素之位置之線性二極體陣列。為促進此類無近接光學器件之效能，線性二極體陣列可與具有粗略目標之一光罩隔開小於25微米。在一些實施方案中，各粗略位置目標104可具有約10 mm之一直徑。在其他實施方案中，粗略位置目標104可具有5mm與25mm之間的一直徑。在又進一步實施方案中，可使用其他大小。目標104之最佳尺寸部分取決於偵測器106a、106b之尺寸及所要求之擷取範圍。例如，若感測器係約8毫米(mm)長且擷取範圍係約9mm，則最小目標大小將係約10mm。在此一案例中，目標104之大小範圍可係約10mm至約20mm。應強調，圖4中所描繪之十字僅係一粗略目標之一實例之一示意性繪示，且可根據本發明使用其他形式、形狀及大小。
較佳地，具有光學偵測器106a、106b之粗略位置單元包含於基板裝置102中，而具有粗略目標之粗略位置單元包含於安置於支撐表面110上之一支撐表面光罩118中，但在顛倒此等粗略位置單元的情況下仍可藉由使用支撐表面上之偵測器偵測基板裝置上之粗略目標而量測偏移。在此等實施方案中，光學器件及電子器件可整合至支撐表面110中且基板裝置102將變成目標。當與基板裝置與基板處置器之間之操作性通信鏈路耦合時，基板裝置102可經組態以使用其粗略位置單元之光學偵測器收集偏移量測且接著經由一無線通信鏈路傳達關於此等偏移之位置資訊至一處置器，處置器可接著後續使用偏移量測以自動地重新定位基板裝置102於支撐表面110上。此回饋可允許該系統自動地且即時準確地定位基板裝置於一支撐表面上至一高精確度內。
參考圖2，粗略目標104可包含於安置於支撐表面上之一光罩118(例如，用於一晶圓載物台之一載物台光罩)內。在一些實施方案中，該光罩可在其背側上包含一被動背光照明單元116使得當其安置於基板支撐表面110上時，目標104之可視性增強且一較高品質信號可由配對位置單元之一對應偵測器106a、106b獲取。在所繪示之實例中，基板裝置102包含一照明器112，該照明器經組態以照明光罩118之被動背光照明單元116。
在一些實施方案中，被動背光照明單元116可係一磷光體，該磷光體由一或多個光源(例如，一或多個LED(發光二極體))激發。例如，基板裝置102可具有一照明器112，該照明器具有經組態以激發該磷光體之一或多個藍光LED。在其他實施方案中，被動背光照明單元116可具有一結構化表面，該結構化表面透過散射均勻地散佈光。例如，其可具有一微結構化表面，該微結構化表面透過散射自一邊緣光LED漫射光。較佳地，在其中基板裝置具有一照明器之實施方案中，照明器具有配置於光罩118之相對周邊端上之至少兩個LED以提供邊緣光照明至被動背光照明單元(例如，一磷光體或微結構化表面)。雖然將照明器描繪為自前側(即，自基板裝置102)提供照明至一磷光體背光照明器，但本發明之態樣不受限於此等實施方案。在替代實施方案中，照明器112可整合至支撐表面110且可(例如)以使用於LCD顯示器中之照明單元之方式自背面或諸側提供照明至一非磷光體背光照明單元116。
參考圖1A至圖1C及圖3，本發明之一些態樣係關於使用精細位置單元之精細量測及定位。支撐表面110可包含精細位置單元之一者108b而基板裝置102可包含另一精細位置單元108a，精細位置單元108a係基板支撐表面之精細位置單元之一配對，如所繪示實例中所展示。在一些實施方案中，此等定位單元之各者係一專用光學單元，該專用光學單元提供位置感受性能力於基板裝置102中。
在一些實施方案中，該等精細位置單元之兩者(例如，基板裝置102之精細位置單元108a及基板支撐表面110之精細位置單元108b兩者)包含至少一個目標，當基板裝置102放置於基板支撐表面110上時其等可彼此面對。較佳地，精細位置單元124之各者包含至少兩個間隔分開之目標，其出於類似於上文關於粗略旋轉偏移所描述之原因，對計算基板裝置與支撐表面之間的精細旋轉偏移(θ)而言，其可係有利的。
根據本發明之一些態樣，精細位置單元亦可依靠近接光學器件以偵測基板裝置與基板支撐表面中之配對之間的一相對位置。在一些實施方案中，基板裝置102及基板支撐表面110之精細位置單元包含互補游標圖案108a及108b，當基板裝置放置於基板支撐表面上時，其等可彼此面對。例如，互補游標圖案之一者可包含一重複正規化圖案之形式之一遞增游標尺，而互補游標圖案可包含具有稍微較小週期或相位偏移之一重複正規化圖案之形式之一互補遞增游標尺，使得兩個游標圖案彼此互補。一相位偏移允許相位偵測，其可係特別有用的。當基板裝置上覆支撐表面時，可使用近場光學偵測自相對干預圖案偵測互補游標圖案108a與108b之間的精細位置偏移。
在一些實施方案中，可使用具有光電二極體組124之一精細位置偵測器偵測基板裝置102與基板支撐表面110之各自游標圖案108a及108b之間的相對偏移。更明確言之，可使用複數個光電二極體(例如，用於互補游標圖案之各組之三個或多個光電二極體)，其等可偵測自背光照明單元116之照明，該照明通過游標圖案108a及108b至光電二極體124。該光電二極體函數之輸出可(例如)經由一類比至數位轉換器(ADC)而轉換至一數位值。通過兩個游標圖案之照明量取決於兩個圖案之相對對準。因此，光電二極體124產生一輸出作為一位置函數，當兩個游標圖案經對準以允許最大照明通過該光電二極體時，該位置函數具有一峰值。兩個游標圖案108a及108b可經定位使得當基板裝置102相對於支撐表面110完全位在中心或完全對準時，出現自光電二極體124之信號之峰值。在一些實施方案中，光電二極體組包含X方向及Y方向之一相異光電二極體組，以及用於參考之至少一個光電二極體。藉由實例且非限制之方式，在一些實施方案中，光電二極體組可包含X方向上之三個光電二極體、Y方向上之三個光電二極體及使用為一參考之至少一個光電二極體。在一些實施方案中，此允許 精細位置單元之偵測器能夠解析小於約2微米。較佳地，具有偵測器部分之精細位置單元(例如，光電二極體組124)包含於基板裝置102中，如圖2中所展示，且基板裝置經組態以傳達所偵測之精細位置資訊至處置器。
雖然可使用一單一光電二極體實施本發明之態樣，但使用兩個或多個通常係有利的。使用一個光電二極體，吾人可偵測當相對位置在目標之間改變時之一改變。一或多個參考光電二極體之添加允許設備正規化信號使得可判定絕對偏移。鑒於該等圖案在±1週期內，具有更多游標圖案組但偏移±1/2週期允許量值及方向偵測。
在圖8A中所展示之另一實施方案中，基板裝置102可包含一二維(2D)位置感受性偵測器(一PSD)800之形式的粗略位置感測器，例如，一2D光電二極體可提供一照明點之質心至PSD。在圖8A中所展示之實例中，基板支撐110可包含一光源112，該光源經組態以照明在一光罩118後面之一被動背光照明單元116之一磷光體113。一照明點801可投射通過光罩118中之一孔115，該光罩係相對於基板支撐110固定地安裝。該光罩孔洞優先地具有一圓形形狀。在圖8B中所展示之又另一實施方案中，PSD 800及照明點801可經安置於基板支撐上，且磷光體113、孔115、照明單元116、光罩118可經安置於基板裝置102上。事實上，可期望該孔(且因此照明點801)的大小小於PSD 800之一光感受性部分的面積。
照明單元116可包含一光學元件，該光學元件引導光自光源112至磷光體113。照明單元116亦可包含光學元件，該光學元件漫射自該磷光體之光，以提供均勻照明至孔115，使得照明點801係均勻的。藉由實例且非限制之方式，光學元件可包含一光學擴散材料，該光學擴散材料散射自磷光體113之光。照明點801充當粗略位置目標104。自2D PSD 800之信號可經分析以依類似於上文所描述之雙線相機之一方式 提供照明點801與PSD 800之間之未對準之一粗略估計。
術語2D位置感受性裝置及/或位置感受性偵測器(PSD)係指一光學位置感測器(OPS)，其可量測一感測器表面上之一維或二維中之一光點之一位置。2D PSD包含感測器，該等感測器具有：具有供應連續位置資料之一類光柵結構之一各向同性感測器表面；以及具有該感測器表面上之離散感測器的裝置，該等離散感測器提供局部離散資料。各向同性感測器之實例包含基於一所謂PIN二極體之設計。如本文中所使用且由熟悉本技術者大體上瞭解，一PIN二極體係具有一p型半導體與一n型半導體區域之間之一寬、輕摻雜「較近」本質半導體區域之一二極體。p型及n型區域可經重摻雜而用作歐姆接觸。在一PIN二極體中，空乏區域幾乎完全存在於本質區域內。當一足夠能量之光子進入二極體之空乏區域時，其產生一電子-電洞對。反向偏壓場將載子掃出空乏區域，從而產生一電流。
根據一第一非限制實例，PSD 800可係基於經組態如圖8C中所展示之一PIN二極體之一PSD 800B。在此實例中，一PIN二極體形成於一層狀半導體802上。該PIN二極體經暴露至一小光點801。此暴露導致局部電阻中之一改變，且因此導致四個電極804、806、808及810中之電子流。兩個電極804、806位於平行於一x軸之層狀半導體802之一側之相對邊緣附近，且其他兩個電極808、810位於沿平行於一y軸之兩個邊緣之層狀半導體之一相對側上。可使用下列方程式分別自電極804、806、808及810中之電流I a 、I b 、I c 及I d ，計算光點801之質心的位置。
及 kx及ky係簡單比例因數，其等允許變換至座標。
此類型之2D PSD可以高達超過100kHz之量測速率連續地量測光點801之位置。當光點801落在一個面或另一者之中心附近時，位置量測係幾乎線性的，但在邊緣附近變成非線性。位置量測亦在某種程度上取決於光點801之形式及大小。此以及非線性連接可藉由電極804、806、808及810之形狀之適當組態部分地補償。
根據一第二非限制實例，粗略位置PSD可係一2D四邊形PSD 800C，如圖8D中所展示。此類型之PSD能夠提供二維中之入射光點之連續位置量測。其包含具有一電阻層之一單一方形PIN二極體。當感測器之主動區域上存在一入射光時，產生光電流且自沿一方形側層狀半導體802之各邊緣放置之四個電極811、812、813、814收集光電流。可基於分別自電極811、812、813及814收集之電流I 1 、I 2 、I 3 及I 4 估計入射光801之位置：
及
2D四邊形PSD 800C具有快速回應、較低暗電流、容易偏壓施加及較低製造成本之優點。位置量測精度及解析度與入射光點形狀及大小無關。然而，其仍遭受非線性。雖然當該點位於PSD之中心區域時位置估計相對於真實位置近似線性，但當光點遠離中心時該關係變成非線性。
為減少非線性，x及y位置可藉由替代方程式估計：
及
其中：I 0=I 1 +I 2 +I 3 +I 4 ，及：k x1 、k y1 係比例因數。
圖5及圖6描繪根據本發明之一些態樣之一系統之一方塊圖。特定言之，圖5描繪一系統500之一方塊圖，該系統具有一基板裝置102、一基板支撐表面110及經組態以定位基板裝置102於基板支撐表面110上之一基板處置器136。圖6更詳細描繪基板裝置102之一方塊圖。應注意，圖5及圖6中所描繪之系統可具有與上文所描述之圖1至圖4中所繪示之系統相同之一些元件。據此，已包含相同元件符號以識別不同圖中之此等元件，其中若其等已在上文中詳細描述，則已自此等額外圖之描述省略關於此等相同元件之適當及某些細節。
如上文所描述，基板裝置102及基板支撐表面110可包含配對位置單元，其等可包含配對粗略位置單元105a、105b及配對精細位置單元107a、107b。一般而言，粗略位置單元105a、105b可提供小於精細位置單元107a、107b之精確度，但提供一較寬視域。在圖5之所繪示之實例中，基板裝置102經組態以量測配對位置單元之間的位置偏移(例如，X、Y及/或θ偏移)，且基板裝置包含一通信鏈路以即時傳達關於此等偏移之位置資訊至基板處置器。
在圖5所描繪之系統中，通信鏈路138可操作地將基板裝置102耦合至基板處置器136使得基板裝置可即時傳達關於此等偏移之位置資訊至基板處置器136，且基板處置器136可基於偏移資訊重新定位基板裝置102於支撐表面110上。基板處置器136之一控制模組150可經組態以基於經由與基板裝置之一通信鏈路138接收之位置資訊中之偏移而定位基板裝置於基板支撐表面上。例如，在一些實施方案中，機器人處置器136可經組態以一開始定位基板裝置於基板支撐表面110上、基於粗略偏移資訊重新定位基板裝置102、接收額外精細偏移資訊及隨後基於精細偏移資訊重新定位基板裝置。
圖5中所描繪之處置器136可包含一末端效應器及相關聯機器人 機構以及可操作地耦合至末端效應器之一計算系統。應瞭解，處置器之計算系統可具有控制模組150及通信鏈路138且計算系統可或可不實體地包裝在相同裝置內，該相同裝置具有末端效應器及實體地放置基板裝置之機械聯動裝置。因此，傳達位置資訊可涉及對處置器之任何操作性通信，其允許處置器利用資訊於定位基板。
為收集偏移資料，在圖5及圖6之系統中，基板裝置102之粗略位置單元105a及精細位置單元107a分別包含對應粗略偵測器106a、106b及精細偵測器124，而基板支撐表面之配對粗略位置單元105b及精細位置單元107b包含對應粗略目標104及精細目標108b。基板裝置102之精細位置單元107a亦包含精細目標108a，其與基板支撐表面110之精細目標(例如，如上文所描述之互補游標圖案)互補。
較佳地，配對位置單元各者包含至少兩個間隔分開組以便於判定除X方向及Y方向偏移外之旋轉偏移。基板支撐表面110中之粗略及精細位置單元之目標104、108b可包含於用於支撐表面之一光罩118中。在一些實施方案中，光罩118有利地具有塗佈在其背側上之一被動背光照明單元116。在一些實施方案中，基板裝置102可經組態以使用一照明器112照明光罩118之被動照明單元116。替代地，在其他實施方案中，可使用非基板裝置102之部分之一照明器照明被動背光照明單元116，在該案例中，可自基板裝置省略照明器112。
根據本發明之一些態樣，當基板裝置上覆基板支撐表面時，系統500之基板裝置102可經組態以使用近接光學器件量測配對位置單元之間的偏移。圖6之所繪示之實例描繪額外電子器件以促進本發明之一些實施方案中之裝置之功能(諸如，藉由基板裝置102之量測、計算及/或資料感測功能)。
如圖6中所展示，基板裝置102可包含一或多個資料匯流排160以允許基板裝置之各種電子組件以及一控制模組170之間的通信，控制 模組170可控制裝置之各種功能。基板裝置可包含一功率控制模組164，該功率控制模組可管理用於操作裝置102中之各種處理電路及其他電子器件之功率。在一些實施方案中，該等電子器件可自一或多個太陽能電池166、一或多個電能儲存模組162或兩者取得電能。電能儲存模組162可包含一或多個電池，其等可視需要地與太陽能電池166結合使用作為太陽能電池之次要備用電源。
基板裝置亦可包含一資料儲存模組168，其可包含一或多個記憶體單元，其等用於儲存可藉由感測器裝置收集之資料及/或用於儲存執行裝置中之一些功能之軟體程式。該等記憶體單元之各者可係經組態以儲存資料及/或處理器可執行指令之一非暫時性電腦可讀取媒體。
圖6亦描繪根據本發明之一些實施方案之一粗略位置單元105a及一精細位置單元107a之一些電子組件。粗略位置單元105a可包含具有一或多個線性位置感受性偵測器之一光學偵測器，該等線性位置感受性偵測器經繪示為此實例中之複數個線相機。可使用該等線相機之各者收集相對於一基板支撐表面上之一配對目標之近接資料。藉由線相機收集之信號可藉由一信號調節模組而調節且可轉換至用於由一類比至數位轉換器(ADC)處理之數位形式。數位信號資料可藉由一處理節點處理以判定自經量測之原始粗略偏移資料之粗略位置偏移。粗略位置單元105a之一通信模組與資料匯流排160介接(例如)以經由無線通信鏈路138傳達至資料儲存168或至一基板處置器。在一些實施方案中，除無線通信鏈路138外，其可使用於與一基板處置器之即時通信，基板裝置亦可包含一額外通信模組，其可與一RFID線圈介面介接。
在一些實施方案中，精細位置單元107a亦可包含一精細偵測器，在所繪示之實例中，該精細偵測器包含複數個游標感測器，該等游標 感測器之各者可包含複數個光電偵測器(例如，光電二極體、光敏電阻、光電晶體、光伏電池、CMOS影像感測器及其類似者)，其等可經組態為上文中所描述。藉由該等游標感測器而收集之原始精細偏移資料亦可通過精細位置單元107a之一信號調節模組、一ADC及一處理節點，且精細位置單元之一通信模組亦可與資料匯流排160介接。
除粗略位置單元105a及精細位置單元107a外，基板裝置102亦可有利地包含本發明之一些實施方案中之其他感測單元。所繪示之基板裝置包含一振動單元，其可包含一或多個運動、定向或加速感測器147。較佳地，該(等)運動、定向或加速感測器經組態以量測三個互補軸上之運動、定向或加速(或此等兩個或多個之某個組合)。此允許基板裝置在傳輸期間量測機器人處置器之平滑度且特性化移動輪廓及機械功效。適當感測器之實例包含3軸加速度計、3軸陀螺儀及3軸羅盤(磁場)感測器。藉由實例且非限制之方式，一加速輪廓(包含振動，其僅僅係加速之較高頻率內容)可提供一「特點」，其可指示機構及/或運動控制器是否表現異常。異常表現之偵測(例如，藉由控制模組170)可觸發基板處置器之一維護循環。在所繪示之實例中，基板裝置102亦包含一顆粒單元144，其包含一粒子計算器145之形式之一顆粒偵測器，該顆粒偵測器可經組態以量測周圍空氣中之顆粒。包含一或多個溫度感測器174使得基板裝置102可收集關於一處理環境中之溫度及/或濕度之資料，其亦係高度有利的。
此等模組之多者可實施於硬體、軟體或其之某個組合中。藉由實例且非限制之方式，在一些實施方案中，前述模組之多者可實施作為一或多個專用積體電路(ASIC)或場可程序閘陣列(FPGA)之形式之硬體模組。藉由進一步非限制實例之方式，在一些實施方案中，上述模組之多者可實施作為可由一處理器單元執行之軟體指令。
現轉向圖7，描繪根據本發明之一些實施方案之一方法700。方 法700可實施於一系統中，該系統具有一基板裝置、一基板支撐表面及定位該基板裝置於該支撐表面上之一處置器，其與上文參考圖1至圖6所描述之彼等之任一者類似。
如在750所指示，該方法可包含一開始使用一處置器將一基板裝置裝載至一支撐表面上。在一些實施方案中，基板支撐表面係一晶圓載物台之一支撐表面，該晶圓載物台係一工具之部分。藉由實例且非限制之方式，該工具可係用於檢視基板之一工具(諸如，一檢查或度量工具)，且該工具可包含一電子顯微鏡或其他電子束系統。更一般而言，該工具可係包含一載物台及一基板處置器之任何工具。基板裝置可被遞送至一基板載體(諸如，一FOUP)中之工具，且在750一開始裝載該基板可涉及自FOUP取出基板裝置且將其放置於基板支撐表面上。在一些實施方案中，基板裝置可一開始放置至一載物台上之一圓圈內，且該圓圈可具有約9mm之一直徑。
在一開始放置基板裝置後，可在基板裝置及基板支撐表面之粗略位置單元之間進行粗略偏移量測，如在752所指示。在一些例子中，需要額外計算以判定自原始量測之偏移資料之偏移。粗略偏移可包含X方向偏移、Y方向偏移及/或旋轉(θ方向)偏移，且其較佳地包含全部三個偏移。如在754所指示，接著將關於粗略偏移之粗略位置資訊傳達至基板處置器。如在756所指示，基板裝置可接著藉由處置器基於粗略位置資訊重新定位於基板支撐表面上。
一旦基板裝置已粗略定位於支撐表面上，則方法700可接著包含與精細位置單元相關聯之精細量測及定位程序。如在760、762及764所指示，精細定位與粗略定位可具有類似性，但此次可進行精細位置單元之間的量測且將其使用於進一步校正。在一些實施方案中，根據上文所描述之本發明之態樣，基板裝置及支撐表面之精細位置單元各包含具有互補游標圖案之相對光罩。可進行自游標感測器之量測以收 集精細偏移資料，如在760所指示。需要正規化精細偏移量測資料且需要執行進一步計算以判定配對精細位置單元之間的精細偏移。如在762所指示，可接著將關於量測之精細偏移之精細位置資訊傳達至處置器。基於精細位置資訊，可再次重新定位基板裝置至一新的精細位置，如764所指示。
在本發明之較佳實施方案中，粗略及精細偏移資訊藉由基板裝置量測且接著對應粗略及精細位置資訊自基板裝置傳達至處置器。在此等實施方案中，基板裝置可經由一無線通信鏈路可操作地耦合至處置器，且在754及762可經由無線通信鏈路自基板裝置傳達位置資訊。然而，在其他實施方案中，可藉由基板支撐表面或某個其他裝置中之偵測器量測偏移，其可接著傳達相關聯資訊至處置器用於進一步放置，在此案例中，基板裝置可不需要可操作地耦合至處置器。
應進一步注意，被傳達之粗略及精細位置資訊可係分別自粗略單元之間的粗略偏移量測及精細單元之間的精細偏移量測導出之任何資訊。例如，傳達之位置資訊可係基於對應偏移之最終位置校正、自原始偏移量測判定之經計算之偏移、原始量測之偏移資料或關於粗略偏移量測之一些其他位置資訊。
在一些實施方案中，該方法可涉及在量測步驟(例如，粗略及精細偏移量測)之至少各者期間同時照明基板支撐表面之一被動背光照明單元。
亦應注意，圖7中之該等步驟之各者藉由該系統自動地執行使得可有效地精確定位基板而無需人為干預。導致執行上述方法之一些或全部之邏輯可體現於硬體、軟體或其之某個組合中。例如，其可以一或多個ASIC或FPGA之形式體現於硬體中，作為儲存於一非暫時性電腦可讀取媒體中之處理器可執行指令，或其之某個組合，其導致具有基板裝置、基板支撐表面及處置器之一計算系統執行上述方法之一些 或全部。
雖然上文完整地描述本發明之較佳實施例，但是可使用各種替代、修改及等效物。因此，不應關於上文描述判定本發明之範疇，而反而應關於隨附申請專利範圍連同其等效物之全範疇一起判定本發明之範疇。本文中描述之任何特徵(無論是否較佳)可結合本文中描述之任何其他特徵(無論是否較佳)。在接下來的申請專利範圍中，除非另有明確陳述，否則不定冠詞「一」或「一個」指代該冠詞後面之一數量之一或多個物品。隨附申請專利範圍不得被解釋為包含構件加功能限制，除非在給定申請專利範圍中使用片語「之構件」明確引述此一限制。

Claims (43)

  1. 一基板裝置，其包括：一第一粗略位置單元，其係一基板支撐表面之一第二粗略位置單元之一配對，及一第一精細位置單元，其係該基板支撐表面之一第二精細位置單元之一配對，其中該基板裝置經組態以量測該等第一與第二粗略位置單元之間的粗略位置偏移，且其中該基板裝置經組態以量測該等第一與第二精細位置單元之間的精細位置偏移。
  2. 如請求項1之基板裝置，進一步包括一無線通信鏈路，其中該基板裝置經組態以經由該無線通信鏈路即時傳達關於該等粗略位置偏移及該等精細位置偏移的位置資訊。
  3. 如請求項1之基板裝置，其中該第一粗略位置單元包括至少一個光學偵測器，其中該基板支撐表面之該第二粗略位置單元包括至少一個粗略目標，其中該基板裝置經組態以經由該至少一個光學偵測器，藉由量測該至少一個粗略目標之一相對位置來量測該等粗略位置偏移。
  4. 如請求項3之基板裝置，其中該至少一個粗略目標係至少兩個間隔分開之十字目標。
  5. 如請求項4之基板裝置，其中該至少一個光學偵測器係至少兩個間隔分開之位置感受性偵測器組，其中該至少兩個組之各組包括一或多個光學偵測器。
  6. 如請求項4之基板裝置，其中該至少兩個十字目標之各十字目標包括一向外延伸部分，該向外延伸部分隨其延伸遠離該十字目標之一中心而增加寬度。
  7. 如請求項3之基板裝置，其中該至少一個光學偵測器係經組態以偵測來自該至少一個粗略目標之照明之一二維(2D)位置感受性偵測器。
  8. 如請求項1之基板裝置，其中該基板裝置之該第一精細位置單元包括至少一個第一游標圖案，該第一游標圖案與基板支撐表面之該第二精細位置單元中之至少一個第二游標圖案互補，其中該第一精細位置單元進一步包括一光電偵測器組，且其中該基板裝置經組態以經由該光電偵測器組，藉由量測該等互補第一與第二游標圖案之間的偏移來量測精細偏移。
  9. 如請求項8之基板裝置，其中該至少一個第一游標圖案係至少兩個間隔分開之第一游標圖案；且其中該基板支撐表面之該第二精細位置單元中之該至少一個第二游標圖案係與該至少兩個間隔分開之第一游標圖案互補之至少兩個間隔分開的第二游標圖案。
  10. 如請求項1之基板裝置，進一步包括經組態以照明該第二粗略位置單元及該第二精細位置單元之一背側上之一被動背光照明單元之至少一個照明器。
  11. 如請求項10之基板裝置，其中該基板支撐表面之該被動背光照明單元係一磷光體，且該至少一個照明器係經組態以提供照明至該磷光體之至少一個光源。
  12. 如請求項11之基板裝置，其中該被動背光照明單元包含經組態以引導來自該光源之光至該磷光體之一光學元件。
  13. 如請求項11之基板裝置，其中該被動背光照明單元包含經安置於該光源與該磷光體之間之一光學元件，其中該光學元件經組態以致使由該磷光體提供至一粗略目標的均勻照明。
  14. 如請求項10之基板裝置，其中該基板支撐表面之該被動背光照明單元係一非磷光體照明單元。
  15. 如請求項1之基板裝置，進一步包括經組態以量測三個互補軸上之該基板裝置之運動、定向或加速之一或多者的至少一個運動、定向或加速感測器。
  16. 如請求項1之基板裝置，進一步包括經組態以量測周圍空氣中之顆粒物質之一顆粒偵測器。
  17. 如請求項1之基板裝置，其中該基板裝置包括一晶圓基板及經安置於該晶圓基板上之電子器件，其中該第一粗略位置單元及該第一精細位置單元係安置於該晶圓基板上。
  18. 如請求項17之基板裝置，其中該晶圓基板係具有100毫米至450毫米之一直徑之一矽晶圓。
  19. 如請求項1之基板裝置，其中該等粗略位置偏移包含X方向粗略偏移、Y方向粗略偏移及旋轉粗略偏移，且其中該等精細位置偏移包含X方向精細偏移、Y方向精細偏移及旋轉精細偏移。
  20. 如請求項1之基板裝置，進一步包括：一無線通信鏈路，其中該基板裝置經組態以經由該無線通信鏈路即時傳達關於該等粗略位置偏移及該等精細位置偏移的位置資訊，其中該基板支撐表面之該第二粗略位置單元包括至少兩個間隔分開之十字目標，其中該第一粗略位置單元包括至少兩個間隔分開之位置感受性偵測器組，其中該至少兩個組之各組包括一對實質上垂直的位置感受性偵測器，其中該基板裝置經組態以經由該至少兩個間隔分開之位置感受性偵測器組之各者，藉由量測該至少兩個間隔分開之十字目標之各者之一相對位置來量測該等粗略位置偏移，其中該第一精細位置單元包括一光電二極體組及至少兩個間隔分開之第一游標圖案，其中該等第一游標圖案之各者與該基板支撐表面之該第二精細位置單元中之至少兩個間隔分開的第二游標圖案互補，其中該基板裝置經組態以經由該光電二極體組，藉由量測該等互補第一與第二游標圖案之間的偏移來量測該等精細偏移。
  21. 如請求項20之基板裝置，進一步包括：經組態以量測三個互補軸上之該基板裝置之運動、定向或加速之至少一者的至少一個運動、定向或加速感測器；經組態以量測周圍空氣中之顆粒物質之至少一個顆粒偵測器；及經組態以照明該基板支撐表面之該第二粗略位置單元及該第二精細位置單元之一背側上之一被動背光照明單元的至少一個照明器，其中該基板裝置包括一晶圓基板及經安置於該晶圓基板上之電子器件，其中該第一粗略位置單元、該第一精細位置單元、該至少一個運動、定向或加速感測器、該至少一個顆粒偵測器及該照明器係安置於該晶圓基板上。
  22. 一種使用如請求項1之基板裝置之方法，該方法包括：一開始使用一基板處置器將該基板裝置定位於基板支撐表面上；使用該基板裝置來量測第一與第二粗略位置單元之間的粗略位置偏移；將關於該等粗略位置偏移之粗略位置資訊自該基板裝置傳送至該基板處置器；使用該基板處置器，基於該粗略位置資訊將該基板裝置重新定位於該基板支撐表面上；在該重新定位後，量測第一與第二精細位置單元之間的精細位置偏移；且將關於該等精細位置偏移之精細位置資訊自該基板裝置傳送至該基板處置器。
  23. 一種用於一基板支撐表面之光罩，該基板支撐表面容納一基板裝置，該光罩包括：一第二粗略位置單元，其係該基板裝置之一第一粗略位置單元之一配對；及一第二精細位置單元，其係該基板裝置之一第一精細位置單元之一配對，其中該第二粗略位置單元包括至少一個粗略目標，其中該第二精細位置單元包括至少一個精細目標，且其中該第二粗略位置單元及該第二精細位置單元經組態以收集關於該基板裝置與該基板支撐表面之間的一相對位置之資訊。
  24. 如請求項23之光罩，其中該至少一個粗略目標係至少一個十字目標，且其中該至少一個精細目標係至少一個第二游標圖案，該至少一個第二游標圖案與該基板裝置之該第一精細位置單元之至少一個第一游標圖案互補。
  25. 如請求項24之光罩，其中該至少一個十字目標係至少兩個間隔分開之十字目標，其中該至少一個第二游標圖案係至少兩個間隔分開之第二游標圖案，且其中該基板裝置之該第一精細位置單元中之該至少一個第一游標圖案係與該至少兩個間隔分開之第二游標圖案互補之至少兩個間隔分開的第一游標圖案。
  26. 如請求項25之光罩，其中該至少兩個十字目標之各十字目標包括一向外延伸部分，該向外延伸部分隨其延伸遠離該十字目標之一中心而增加寬度。
  27. 如請求項23之光罩，其中該支撐表面係一晶圓載物台，且該光罩係用於該晶圓載物台之一載物台光罩。
  28. 如請求項23之光罩，進一步包括：該光罩之背側上之一被動背光照明單元。
  29. 如請求項28之光罩，其中被動背光照明單元係一磷光體或一微結構化表面。
  30. 如請求項28之光罩，其中該基板支撐表面之該被動背光照明單元係一非磷光體照明單元。
  31. 一種用於基板處理之系統，其包括：a)一基板裝置；b)一基板支撐表面；及c)經組態以將該基板裝置定位於該基板支撐表面上之一基板處置器，其中該基板裝置包括：i)一第一粗略位置單元，及ii)一第一精細位置單元，其中該基板支撐表面包括：i)一第二粗略位置單元，其係該第一粗略位置單元之一配對，及ii)一第二精細位置單元，其係該第一精細位置單元之一配對，其中該系統經組態以量測該等第一與第二粗略位置單元之間的粗略位置偏移，基於該等粗略位置偏移將該基板裝置重新定位於該基板支撐表面上，且隨後量測該等第一與第二精細位置單元之間的精細位置偏移。
  32. 如請求項31之系統，其中該基板裝置包括一無線通信鏈路，其中該基板裝置經組態以量測該等粗略位置偏移及該等精細位置偏移，其中在藉由該基板處置器將該基板裝置定位於該基板支撐表面上期間，該基板裝置經組態以經由該無線通信鏈路即時傳達該等粗略位置偏移及該等精細位置偏移至該基板處置器。
  33. 如請求項31之系統，其中該基板裝置之該第一粗略位置單元包括至少一個光學偵測器，其中該基板支撐表面之該第二粗略位置單元包括至少一個粗略目標。
  34. 如請求項33之系統，其中該至少一個粗略目標係至少兩個間隔分開之十字目標，其中該至少一個光學偵測器係至少兩個間隔分開之位置感受性偵測器組，其中該至少兩個組之各組包括一或多個光學偵測器。
  35. 如請求項34之系統，其中該至少一個粗略目標係一照明點，且其中該至少一個光學偵測器係經組態以偵測來自該照明點之照明之一二維(2D)位置感受性偵測器。
  36. 如請求項31之系統，其中該第一精細位置單元包括至少一個第一游標圖案，且該第二精細位置單元包括與該第一游標圖案互補之至少一個第二游標圖案。
  37. 如請求項34之系統，其中該至少一個第一游標圖案係至少兩個間隔分開之第一游標圖案，且其中該至少一個第二游標圖案係與該至少兩個間隔分開之第一游標圖案互補之至少兩個間隔分開的第二游標圖案。
  38. 如請求項37之系統，其中該第一精細位置單元包括一光電二極體組，且其中該基板裝置經組態以經由該光電二極體組，藉由量測該等互補第一與第二游標圖案之間的偏移來量測精細偏移，其中該第一精細位置單元進一步包括一光電偵測器組，且其中該基板裝置經組態以經由該光電偵測器組，藉由量測該等互補第一與第二游標圖案之間的偏移來量測該等精細偏移。
  39. 如請求項31之系統，其中該基板支撐表面包括具有該第二粗略位置單元及該第二精細位置單元之一光罩，且其中該基板支撐表面包括該光罩之一背側上之一被動背光照明單元。
  40. 如請求項39之系統，其中該基板裝置包括經組態以照明該基板支撐表面之該被動背光照明單元之至少一個照明器。
  41. 如請求項31之系統，其中該基板裝置進一步包括經組態以量測三個互補軸上之該基板裝置之運動、定向或加速之一或多者的一或多個運動、定向或加速感測器。
  42. 如請求項31之系統，其中基板裝置進一步包括經組態以量測周圍空氣中之顆粒物質之一顆粒偵測器。
  43. 如請求項31之系統，其中該基板裝置包括一晶圓基板及經安置於該晶圓基板上之電子器件，其中該第一粗略位置單元及該第一精細位置單元係安置於該晶圓基板上。
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