CN102027568B - 用于校准等离子体处理***中的末端执行器对准的***和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理***中的卡盘的对准的方法。该方法包括将该末端执行器定位在该卡盘上方并拍摄该卡盘和该末端执行器的静止图像。该方法包括处理该静止图像以确定该卡盘的中心和由该末端执行器限定的末端执行器限定中心。该方法包括确定该末端执行器限定中心和该卡盘的该中心之间的位置差异。该方法还包括向机械控制器提供该位置差异以使该机械控制器能够控制机械机构以在该末端执行器传送晶圆时调整该位置差异。

Description

用于校准等离子体处理***中的末端执行器对准的***和方法
背景技术
在半导体衬底(例如晶圆)处理中，经常使用等离子体。在等离子体处理中，晶圆是使用等离子体处理***处理的，等离子体处理***通常包括多个处理模块。在等离子体处理过程中，衬底(例如晶圆)被置于处理模块内部的卡盘上。
为了将晶圆移入和移出处理模块，晶圆通常被放置在一个末端执行器上并被传送到卡盘上。末端执行器是一种被配置为在晶圆传送过程中支撑晶圆的结构元件。末端执行器通常被配置在机械臂上。图1显示了用于在晶圆传送过程中支撑晶圆104的典型的现有技术末端执行器102。为了进行说明，图中还显示了机械臂106的一部分。
一般而言，在晶圆传送序列过程中，机械臂首先移动该末端执行器以从晶圆存储箱或台上拾取该晶圆。一旦晶圆被置于该末端执行器上后，该机械臂会通过处理模块中的门将该晶圆移动到等离子体处理模块中。然后机械臂将该末端执行器和晶圆定位在卡盘上方，然后将晶圆放在卡盘上以进行等离子体处理。
为了保证晶圆被适当处理(由此保证得到可控制和可重复的处理结果)，在等离子体处理过程中晶圆必须被定心(centered)在该卡盘上。如果该末端执行器相对于该卡盘完美地定心，而该晶圆相对于该末端执行器完美地定心，那么当该机械臂将该晶圆放在该卡盘上时该晶圆会相对于该卡盘完美地定心。
从机械控制器的角度看，重要的是知道该卡盘的中心以使该机械控制器将该末端执行器定心在该卡盘上方以进行晶圆放置。相应地，对于任何给定的等离子体处理模块，该机械控制器需要被教导该卡盘和卡盘中心的位置。换句话说，该机械控制器必须在它自己的坐标系中确定该卡盘和该卡盘中心的精确位置，因为每个卡盘可能在每个处理模块中被稍有不同地定位(例如，由于机械加工和/或制造和/或总成容差)。
为了弥补该末端执行器/卡盘的误对准，校准过程中典型的策略包括移动该机械臂到一个位置，在该位置处由该末端执行器限定的中心(此处称为该“末端执行器中心”或该“末端执行器限定中心”)实际上与该卡盘的中心对准。为了完成末端执行器校准，操作者能够确定实际的末端执行器/卡盘对准位置是必要的。在现有技术中，末端执行器中心到该卡盘中心的对准是使用制造的机械夹具完成的，该机械夹具装配在该卡盘边缘上或附着于该处理模块的内部。该机械夹具具有关键特征(基本上是用于该末端执行器的位于中心的突起)，该关键特征允许该末端执行器正对着停在该校准夹具的该关键特征上。因为该夹具是相对于该卡盘定心的，所以当该末端执行器对着该夹具的该关键特征停放时，该末端执行器中心会定心在该卡盘上。通常，对着该关键特征定位该末端执行器伴随有操作者对着该关键特征拉或推该末端执行器，以便该末端执行器对着该关键特征停放。
在操作者对着该关键特征定位该末端执行器后，然后该操作者使该机械臂的位置与该自动控制***配准(register)以便该机械控制***能够在该机械控制的坐标系中记录该机械臂的位置，该位置能够实现这种实际的末端执行器/卡盘对准。
在生产过程中，该机械臂将该末端执行器移动到与这个执行器/卡盘对准位置相关联的坐标上。如果晶圆是相对于该末端执行器定心的，该末端执行器中心现在实际与该卡盘中心对准的这个事实会使得当晶圆被机械臂放置在该卡盘上以进行晶圆处理时该晶圆相对于该卡盘定心。
然而，为了校准的目的而相对于卡盘定心末端执行器的现有技术方案有一些缺点。首先，有许多种类型的处理模块存在。因此，为了使用机械夹具方式来执行校准，必须制造并库存许多不同的机械夹具。而且，在卡盘上固定物理机械夹具(它可能有一个或多个硬的金属边或金属表面)有可能损坏卡盘。另外，如果校准在处理模块中已经执行一些等离子循环之后实地进行(例如，因为担心末端执行器在后面的制造中可能没有设在相对该卡盘的中心)，物理校准夹具在卡盘上的附着可能导致卡盘上或卡盘附近沉积的微粒剥落到处理室中。在后续的处理周期中，这些微粒形成微粒污染物，这是我们不希望的。
而且，因为校准是在大气压下执行的，现有技术校准方案可能不能有效地复制生产过程中存在的条件。这是因为在生产过程中，该处理模块的各元件可以被放置在真空下，使得一个或多个元件由于真空环境和环境大气间的压力差而移位。因为校准条件没有准确地复制生产条件，精确的校准是不可能的。
而且，如果末端执行器在末端执行器/卡盘对准位置的定位是人工执行的(例如，包括操作者拉或推末端执行器以正对该机械夹具的关键特征停放)，当操作者放开该机械臂并将这个末端执行器/卡盘对准位置与机械控制器配准时，机械臂位置可能有移位。这种移位可能因为许多理由而发生，包括例如该机械马达被断开的事实。当机械臂拉远时，即便拉远一个机械操作者难以察觉的很少的量，这种移位也可能导致校准过程的不精确。如果校准过程不精确，生产过程中不精确的晶圆放置可能出现，带来更少的良率和制成的产品的拒绝和/或故障率的增加。
发明内容
在一个实施方式中，本发明涉及一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理***中的卡盘的对准的方法。该方法包括将该末端执行器定位在该卡盘上方并拍摄该卡盘和该末端执行器的静止图像。该方法包括处理该静止图像以确定该卡盘的中心和由该末端执行器限定的末端执行器限定中心。该方法包括确定该末端执行器限定中心和该卡盘的该中心之间的位置差异。该方法还包括向机械控制器提供该位置差异以使该机械控制器能够控制机械机构以在该末端执行器传送晶圆时调整该位置差异。
上述概要只涉及此处披露的本发明的许多实施方式之一，而不是为了限制本发明的范围，该范围在权利要求中阐明。下面在本发明的实施方式部分，结合附图，对本发明的这些及其他特征进行更详细的描述。
附图说明
在附图的各图中，本发明是以示例的方式进行描绘的，而不是通过限制的方式，其中类似的参考标号指示类似的元件，其中：
图1显示了一种用于在晶圆传送过程中支撑晶圆的典型现有技术末端执行器。
图2显示了，依照本发明的一个实施方式，一个等离子体处理***的示意图，其描绘了用于原地校准该末端执行器的原地光学末端执行器校准***的至少一部分的俯视图。
图3显示了，依照本发明的一个实施方式，原地光学末端执行器校准方法的直观流程图。
具体实施方式
现在会参考附图中所示的一些实施方式详细地描述本发明。在下面的描述中，阐明了许多具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，显然，对于本领域的技术人员来说，本发明没有这些具体细节中的一些或全部仍可以实现。在其它情况下，没有对熟知的工艺步骤和/或结构进行详细描述，以免不必要地模糊本发明。
本文描述了各种实施方式，包括方法和技术。应当记住，本发明还可以涵盖制造品，包括存储有计算机可读指令的计算机可读介质，该计算机可读指令用于执行本发明技术方案的各实施方式。计算机可读介质可包括，例如，半导体、磁的、电磁的、光学的或其它形式的计算机可读介质，以存储计算机可读代码。进一步，本发明还可涵盖用于实现本发明的实施方式的装置。这样的装置可包括用以执行与本发明的实施方式有关的任务的专用的或可编程的电路。这样的装置的例子包括恰当编程过的通用计算机和/或专用计算装置，也可包括适于执行与本发明的实施方式有关的计算机/计算装置和专用的/可编程的电路的结合。
本发明的实施方式涉及用于执行末端执行器校准原地方法和装置，而不是用机械夹具也没有与现有技术末端执行器校准方式有关的缺点。如前所述，为了执行末端执行器校准，该末端执行器中心或该末端执行器限定中心(即，由该末端执行器限定/确定的中心，它可能或可能不一定是该末端执行器的质量或几何中心)需要与该卡盘中心对准。为了确定实际的末端执行器/卡盘对准，现有技术使用机械夹具，如前所述，机械夹具涉及许多缺点。
在本发明的一个或多个实施方式中，使用原地光学技术以确定实际的末端执行器/卡盘对准位置。这个确定过程产生数据，该数据使该机械控制器能够将该机械臂在生产过程中移动所需的量以体现末端执行器/卡盘的误对准。
在本发明的一个或多个实施方式中，该原地光学末端执行器校准技术涉及当末端执行器和卡盘在它们的理论末端执行器/卡盘对准(也就是说，当该机械控制器相信该末端执行器相对于该卡盘理论上定心时，该末端执行器相对于该卡盘所占据的位置)时拍摄该末端执行器和该卡盘的静止图像。该末端执行器具有一个或多个可视指示符，该可视指示符使得该处理单元能够从所拍摄的静止图像中确定该末端执行器限定中心。类似地，该卡盘具有一个或多个可视指示符(比如该卡盘边缘的大体呈圆形的轮廓)以使得该处理单元能够确定该卡盘的中心。
一旦该末端执行器中心和该卡盘中心由该处理单元确定后，这两个中心之间的偏移(即，“delta”)被计算出来。然后使该末端执行器从该理论末端执行器/卡盘对准位置移动到实际的末端执行器/卡盘对准位置所需的位置矢量被计算出来。然后这个位置矢量被提供到该机械控制器以使该机械控制器能够弥补末端执行器/卡盘的误对准。
在一个或多个实施方式中，该原地光学技术使用图像获取器件(例如，照相机和/或镜头)，该图像获取器件能够获得在生产条件下该末端执行器和该卡盘位于该等离子体处理室中时该末端执行器和该卡盘的光学图像。换句话说，在该末端执行器校准过程中，该等离子体处理室可以被放置在基本上类似于生产过程中存在的真空状态下。照相机和/或镜头可以被放置在该等离子体处理室的内部或优选地在该等离子体处理室的外面，但是具有对包含上述可视指示符的该末端执行器和该卡盘的一个区域的光学通路(例如，通过适当设计的窗或孔)。
在本发明的一个或多个实施方式中，该末端执行器具有刻痕(scribe)线。该刻痕线被定位在该末端执行器上从而在原地光学校准过程中，可以拍摄该刻痕线的静止图像。在一个实施方式中，该末端执行器上的刻痕线被配置为是一个圆周的弧，其中心与该末端执行器限定中心重合。通过确定该弧和该圆周(该刻痕线/弧是其一部分)的中心，可以确定该末端执行器限定中心。然而，在其它的实施方式中，可以想到，也可以使用任何可以用于推导出该末端执行器限定中心的替代参考标记。
而且，在原地光学校准过程中，该图像获取装置(照相机和/或镜头)被这样定位，即该图像还拍摄到该卡盘边缘的部分或全部或该卡盘的或该卡盘上的可视指示符，其可用于推出该卡盘的中心。跟该末端执行器的情况一样，可以为该卡盘提供一个或多个可视指示符以允许处理单元确定该卡盘的中心。在一个实施方式中，该卡盘自身的外部边缘组成这样的一个所需的可视指示符。
通过确定由该卡盘可视指示符所描述的圆周(例如，在一个实施方式中，该卡盘的圆形边缘)，在一个实施方式中可以确定该卡盘的中心。如同提到过的，一旦该末端执行器中心和该卡盘中心被确定，该差(“delta”)可以被确定并且作为校正因子被提供到机械控制***以弥补末端执行器/卡盘的误对准。
参考下面的附图和讨论，可以更好地理解本发明的特征和优点。
图2显示了，依照本发明的一个实施方式，等离子体处理***220的示意图，其描绘了用于原地校准该末端执行器(例如，在半导体器件生产条件下在等离子体处理***220中)而无需机械夹具的原地光学末端执行器校准***200的至少一部分的俯视图。如图2所示，该原地光学末端执行器校准***200包括末端执行器202，末端执行器202上有划痕标记204。在图2的实施例中，该划痕标记204是代表圆周的一部分的弧，其中心与由末端执行器202限定的中心重合。该圆周的中心的确定和与该圆周相关的弧的划线是本领域技术人员所掌握的。
图2还显示了卡盘206，表示处理模块内的卡盘。该原地光学末端执行器校准技术被配置为使用原地光学方法确定该卡盘的中心和该末端执行器限定中心以为机械臂控制***222产生所需的校正矢量。在校准过程中，图像获取器件250(例如，置于末端执行器202和卡盘206上方的照相机)可以拍摄末端执行器202(包括划痕标记204)的至少一部分以及卡盘206的至少一部分的至少一个静止图像。注意，如果该图像是从头顶从照相机和/或镜头装置拍摄的，那么卡盘206的一部分可以是隐藏在末端执行器202下方的。
虽然如此，处理单元224(例如，逻辑模块210中所包括的)能够重建由卡盘206的圆形边缘形成的圆，以及确定该圆的中心(其代表卡盘202的中心)。同样地，处理单元224(例如，逻辑模块210中所包括的)能够重建该圆(其中刻痕线/弧204是该圆周的一部分)以及确定那个圆的中心。这个圆在图2中用虚线圆212表示。
图2还显示了末端执行器中心214，表示由上述处理单元224确定的末端执行器限定中心202。还显示了卡盘中心216，表示卡盘206的中心。然后产生从末端执行器中心214到卡盘中心216的差异矢量218。因为末端执行器中心214表示理论上的末端执行器/卡盘对准位置而卡盘中心216表示实际的末端执行器/卡盘对准位置，所以位置差异矢量218表示要使末端执行器中心214与卡盘中心216对准所需要的校正量。当末端执行器214被与卡盘中心216对准时，实现了实际的末端执行器/卡盘对准。通过向机械控制***222提供这个差异矢量218，在生产过程中，机械控制***222能够使该机械从末端执行器中心214移动由该位置差异矢量218提供的距离和方向，从而有效地对该末端执行器/卡盘误对准进行校正。
图3显示了，依照本发明的一个实施方式，该原地光学末端执行器校准方法的直观流程图。该方法可以通过，例如，使用所讨论的一个或多个元件执行。
在步骤306中，采用图像处理以获得该末端执行器上的可视指示符(例如，上述刻痕标记)并确定由该卡盘的外部边缘所形成的圆。为了协助该处理单元，该照相机和/或镜头可以这样配置，即光频、照明条件、光圈、焦距和/或观察区域等对于该处理单元获得该可视指示符是最佳的，该可视指示符提供用于确定该末端执行器中心和该卡盘中心的数据。
在一个实施方式中，步骤308涉及沿着该图像中的反差像素生成多个数据点并执行曲线拟合以重新产生期望的圆。这样的图像处理技术和曲线拟合技术对精通其它领域的本技术的人员来说是熟知的并且可以使用许多市售的处理单元套件(比如，例如，与CV-3002系列控制器CV-H3N一起使用的Keyence通信软件，可以从WoodcliffLake的Keyence公司得到)来完成。
在步骤310中，该末端执行器限定中心是从由该处理单元从该末端执行器可视指示符(例如，该刻痕线)重新产生的圆确定的。
在步骤312中，该卡盘的中心是从由该处理单元从该卡盘可视指示符(例如，该卡盘的外部边缘)重新产生的圆确定的。在步骤314中，确定从该末端执行器中心到该卡盘中心的差异矢量。在步骤316中，向该机械控制***提供这个差异矢量以使得该机械控制***在生产过程中移动该机械臂以弥补该末端执行器/卡盘误对准。
从上文可以看出，本发明的实施方式完成了末端执行器校准，所采取的方式是基本上没有与现有技术机械夹具校准方式有关的缺点的。通过原地执行该校准，生产过程中的条件被忠实再现，带来了更精确的校准过程。这些条件包括，例如，类似的真空条件和类似的机械随动***参数。因为没有使用机械夹具，所以消除了与针对不同等离子体处理模块的大存量的不同的机械校准夹具的制造和保存有关的成本。而且，非接触的、非物理的校准技术的使用消除了与校准相关的卡盘损伤和与校准相关的微粒污染的可能性，使得更频繁执行校准和/或在生产运行过程中执行校准成为可能，同时又没有损害室和/或制造器件的危险。尽管本发明是依据几个优选实施方式描述的，然而有落入本发明范围的变更、置换和等同。尽管此处提供了各种实施例，但是这些实施例意在对本发明进行说明而非限制。
而且，此处提供的名称和发明内容是为了方便，不应当被用于解释此权利要求的范围。而且，摘要是以高度浓缩的形式写成的，在这里提供是为了方便，因此不应当被用于解释或限制整个发明，该发明用权利要求来表述。如果此处使用了术语“组”，这种术语意在具有其通常理解的数学含义，涵盖零、一或一个以上成员。应当注意，有许多实现本发明的方法和装置的替代方式。因此，意图是所附权利要求被解释为包括所有这些变更、置换和等同均落入本发明的真实精神和范围。

Claims (20)

1.一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理***中的卡盘的对准的方法，所述方法包含：
将所述末端执行器定位在所述卡盘上方，其中所述卡盘位于所述等离子体处理***内部，且所述等离子体处理***被配置为处理至少一个晶圆，在处理时所述晶圆被置于所述卡盘上；
在所述定位以后，拍摄所述卡盘和所述末端执行器的静止图像；
处理所述静止图像以确定所述卡盘的中心和由所述末端执行器限定的末端执行器限定中心；
确定所述末端执行器限定中心和所述卡盘的所述中心之间的位置差异；以及
向机械控制器提供所述位置差异以使所述机械控制器能够控制机械机构以在所述末端执行器传送所述晶圆时调整所述位置差异。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在所述末端执行器上提供第一可视指示符以使处理单元能够从所述静止图像确定所述末端执行器限定中心，所述第一可视指示符代表用于推出所述末端执行器限定中心的参考标记。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一可视指示符是刻痕线，所述刻痕线被配置为圆周的弧从而所述圆周的中心与所述末端执行器限定中心重合。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在所述卡盘上提供第一可视指示符以使处理单元能够从所述静止图像确定所述卡盘的所述中心，所述第一可视指示符用于确定由所述第一可视指示符描述的圆周，从而使所述卡盘的所述中心能够被确定。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一可视指示符是所述卡盘的外部边缘。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包含使用图像获取器件拍摄所述卡盘和所述末端执行器的静止图像从而使所述末端执行器和所述卡盘在生产条件下被校准。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述图像获取器件的至少一部分是在等离子体处理室内部实现的。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包含通过光学通路获得所述静止图像，该光学通路允许所述静止图像包括所述末端执行器的第一可视指示符的图像的至少一部分和所述卡盘的第一可视指示符的图像的至少一部分两者，所述末端执行器的所述第一可视指示符代表用于推出所述末端执行器限定中心的参考标记而所述卡盘的所述第一可视指示符用于确定由所述卡盘的所述第一可视指示符描述的圆周。
9.一种用于校准末端执行器相对于等离子体处理***中的卡盘的对准的末端执行器校准***，所述***包含：
图像获取器件，所述图像获取器件被配置为拍摄至少所述卡盘和所述末端执行器两者的一个或多个静止图像，其中所述卡盘位于所述等离子体处理***内部，且所述等离子体处理***被配置为处理至少一个晶圆，在处理时所述晶圆被置于所述卡盘上；
用于执行至少如下处理的处理单元：
处理至少所述卡盘和所述末端执行器两者的所述一个或多个静止图像以确定由所述末端执行器限定的末端执行器限定中心和所述卡盘的中心；
确定所述末端执行器限定中心和所述卡盘的所述中心之间的位置差异；以及
机械控制器，所述机械控制器被配置为使用所述位置差异以使机械臂能够调整所述位置差异。
10.根据权利要求9所述的***，其中所述末端执行器具有第一可视指示符，从而使所述处理单元能够从所述一个或多个静止图像确定所述末端执行器限定中心，所述第一可视指示符表示用于推出所述末端执行器限定中心的参考标记。
11.根据权利要求10所述的***，其中所述第一可视指示符是刻痕线，所述刻痕线被配置为圆周的弧从而所述圆周的中心与所述末端执行器限定中心重合。
12.根据权利要求9所述的***，其中所述卡盘具有第一可视指示符，从而使所述处理单元能够从所述一个或多个静止图像确定所述卡盘的所述中心，所述第一可视指示符号用于确定由所述第一可视指示符确定的圆周，从而使所述卡盘的所述中心能够被确定。
13.根据权利要求12所述的***，其中所述第一可视指示符是所述卡盘的至少一个的外部边缘。
14.根据权利要求9所述的***，其中所述图像获取器件的至少一部分是在等离子体处理室内部实现的。
15.根据权利要求9所述的***，其中所述一个或多个静止图像是通过光学通路获得的，该光学通路允许所述一个或多个静止图像包括所述末端执行器的第一可视指示符的图像的至少一部分和所述卡盘的第一可视指示符的图像的至少一部分两者；所述末端执行器的所述第一可视指示符代表用于推出所述末端执行器限定中心的参考标记而所述卡盘的所述第一可视指示符用于确定由所述卡盘的所述第一可视指示符描述的圆周。
16.一种用于执行末端执行器相对于卡盘的对准的校准的等离子体处理***，其中所述末端执行器被配置为可以在所述卡盘上方移动，所述等离子体处理***包含：
被置于所述末端执行器和卡盘上方的光学成像***，所述光学成像***被配置为获得至少所述卡盘和所述末端执行器两者的一个或多个静止图像，其中所述卡盘位于所述等离子体处理***内部，且所述等离子体处理***被配置为处理至少一个晶圆，在处理时所述晶圆被置于所述卡盘上；
处理单元，所述处理单元被配置为根据至少所述卡盘和所述末端执行器两者的所述一个或多个图像确定所述卡盘的中心和由所述末端执行器限定的末端执行器限定中心；
逻辑模块，所述逻辑模块被配置为确定所述末端执行器限定中心和所述卡盘的中心之间的位置差异；以及
机械控制器，所述机械控制器被配置为使用所述位置差异以使机械臂能够调整所述位置差异。
17.根据权利要求16所述的***，其中所述末端执行器具有第一可视指示符，从而使所述处理单元能够从所述一个或多个静止图像确定所述末端执行器限定中心，所述第一可视指示符表示用于推出所述末端执行器限定中心的参考标记。
18.根据权利要求16所述的***，其中所述卡盘具有第一可视指示符，从而使所述处理单元能够从所述一个或多个静止图像确定所述卡盘的所述中心，所述第一可视指示符用于确定由所述第一可视指示符确定的圆周，从而使所述卡盘的所述中心能够被确定。
19.根据权利要求16所述的***，其中所述光学成像***的至少一部分是在等离子体处理室内部实现的。
20.根据权利要求16所述的***，其中所述一个或多个静止图像是通过光学通路获得的，该光学通路允许所述一个或多个静止图像包括所述末端执行器的第一可视指示符的图像的至少一部分和所述卡盘的第一可视指示符的图像的至少一部分两者；所述末端执行器的所述第一可视指示符代表用于推出所述末端执行器限定中心的参考标记而所述卡盘的所述第一可视指示符用于确定由所述卡盘的所述第一可视指示符描述的圆周。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5841139B2 (ja) * 2010-06-22 2016-01-13 シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレーテッドＳｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ． エンドエフェクタ及び位置センサ間の位置オフセットの較正のための方法、システム、及び装置
JP2012121680A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Yaskawa Electric Corp 基板搬送用ハンド、基板搬送用ロボットシステム、基板位置ずれ検出方法、及び基板位置補正方法
US10522380B2 (en) 2014-06-20 2019-12-31 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for determining substrate placement in a process chamber
KR20230145534A (ko) 2015-07-13 2023-10-17 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 온 더 플라이 자동 웨이퍼 센터링 방법 및 장치
US9405287B1 (en) 2015-07-22 2016-08-02 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for optical calibration of wafer placement by a robot
CN107324041B (zh) * 2016-04-29 2019-11-26 上海微电子装备（集团）股份有限公司 用于片盒夹持的机械手及自动片盒搬运装置
JP6741537B2 (ja) * 2016-09-28 2020-08-19 川崎重工業株式会社 ロボット、ロボットの制御装置、及び、ロボットの位置教示方法
JP6741538B2 (ja) * 2016-09-28 2020-08-19 川崎重工業株式会社 ロボット、ロボットの制御装置、及び、ロボットの位置教示方法
US10585360B2 (en) * 2017-08-25 2020-03-10 Applied Materials, Inc. Exposure system alignment and calibration method
CN108502433A (zh) * 2018-04-16 2018-09-07 辽宁大学 一种自动定位抓取方法
KR102673033B1 (ko) * 2019-05-14 2024-06-07 매슨 테크놀로지 인크 포커스 링 조정 조립체를 갖는 플라즈마 처리 장치
CN110379741A (zh) * 2019-07-23 2019-10-25 沈阳拓荆科技有限公司 一种应用于调整两个件同心的工装
US11589474B2 (en) 2020-06-02 2023-02-21 Applied Materials, Inc. Diagnostic disc with a high vacuum and temperature tolerant power source
US11924972B2 (en) 2020-06-02 2024-03-05 Applied Materials, Inc. Diagnostic disc with a high vacuum and temperature tolerant power source
US11263755B2 (en) * 2020-07-17 2022-03-01 Nanya Technology Corporation Alert device and alert method thereof
US11284018B1 (en) 2020-09-15 2022-03-22 Applied Materials, Inc. Smart camera substrate

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1668424A (zh) * 2002-07-17 2005-09-14 株式会社安川电机 搬运用机器人***和搬运用机器人的控制方法

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055376A (en) * 1975-10-02 1977-10-25 Rockwell International Corporation Calibration reticle for measuring microscopes
US4819167A (en) * 1987-04-20 1989-04-04 Applied Materials, Inc. System and method for detecting the center of an integrated circuit wafer
US4971443A (en) * 1987-12-25 1990-11-20 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Optical position detecting method and apparatus therefor
CA2044649A1 (en) 1990-06-19 1991-12-20 Masanori Nishiguchi Method and apparatus for packaging a semiconductor device
US5530548A (en) * 1994-11-07 1996-06-25 Automotive Systems Laboratory, Inc. Calibratable optical distance sensing system and method
US5675407A (en) * 1995-03-02 1997-10-07 Zheng Jason Geng Color ranging method for high speed low-cost three dimensional surface profile measurement
US5822213A (en) 1996-03-29 1998-10-13 Lam Research Corporation Method and apparatus for determining the center and orientation of a wafer-like object
US5905850A (en) * 1996-06-28 1999-05-18 Lam Research Corporation Method and apparatus for positioning substrates
EP0837333A3 (en) * 1996-10-18 1999-06-09 Tokyo Electron Limited Apparatus for aligning a semiconductor wafer with an inspection contactor
WO1999002996A2 (en) 1997-07-11 1999-01-21 Genmark Automation Multiple point position scanning system
US6114705A (en) * 1997-09-10 2000-09-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. System for correcting eccentricity and rotational error of a workpiece
BE1011535A3 (nl) * 1997-11-05 1999-10-05 Framatome Connectors Belgium Werkwijze en inrichting voor het opmeten van de positie van een reeks contactpennen en voor het aanbrengen van deze reeks in een plaat met gedrukte schakelingen.
US6126382A (en) * 1997-11-26 2000-10-03 Novellus Systems, Inc. Apparatus for aligning substrate to chuck in processing chamber
US6244121B1 (en) * 1998-03-06 2001-06-12 Applied Materials, Inc. Sensor device for non-intrusive diagnosis of a semiconductor processing system
JP3957413B2 (ja) * 1998-10-08 2007-08-15 松下電器産業株式会社 ウェーハ位置検出方法及びその検出装置
US6188323B1 (en) * 1998-10-15 2001-02-13 Asyst Technologies, Inc. Wafer mapping system
US6275742B1 (en) 1999-04-16 2001-08-14 Berkeley Process Control, Inc. Wafer aligner system
US6191851B1 (en) * 1999-04-28 2001-02-20 Battelle Memorial Institute Apparatus and method for calibrating downward viewing image acquisition systems
US6195619B1 (en) * 1999-07-28 2001-02-27 Brooks Automation, Inc. System for aligning rectangular wafers
JP4389305B2 (ja) * 1999-10-06 2009-12-24 東京エレクトロン株式会社 処理装置
JP4942129B2 (ja) 2000-04-07 2012-05-30 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド ＧａＡｓウエハ用のウエハ方向センサー
US6856863B1 (en) 2000-07-27 2005-02-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for automatic calibration of robots
JP4740405B2 (ja) * 2000-11-09 2011-08-03 東京エレクトロン株式会社 位置合わせ方法及びプログラム記録媒体
US6591160B2 (en) * 2000-12-04 2003-07-08 Asyst Technologies, Inc. Self teaching robot
JP3920587B2 (ja) * 2001-04-16 2007-05-30 東京エレクトロン株式会社 基板搬送手段のティーチング方法
US6747746B2 (en) * 2001-07-16 2004-06-08 Therma-Wave, Inc. System and method for finding the center of rotation of an R-theta stage
US7106490B2 (en) * 2001-12-14 2006-09-12 Micronic Laser Systems Ab Methods and systems for improved boundary contrast
TWI274393B (en) 2002-04-08 2007-02-21 Acm Res Inc Electropolishing and/or electroplating apparatus and methods
US7233841B2 (en) * 2002-04-19 2007-06-19 Applied Materials, Inc. Vision system
JP4260423B2 (ja) 2002-05-30 2009-04-30 ローツェ株式会社 円盤状物の基準位置教示方法、位置決め方法および搬送方法並びに、それらの方法を使用する円盤状物の基準位置教示装置、位置決め装置、搬送装置および半導体製造設備
US6900877B2 (en) * 2002-06-12 2005-05-31 Asm American, Inc. Semiconductor wafer position shift measurement and correction
AU2003301074A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-22 Brooks Automation, Inc. System and method for on-the-fly eccentricity recognition
JP2004288792A (ja) 2003-03-20 2004-10-14 Lintec Corp アライメント装置及びアライメント方法
US6748293B1 (en) 2003-03-24 2004-06-08 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Methods and apparatus for high speed object handling
US6952255B2 (en) * 2003-08-06 2005-10-04 Lam Research Corporation System and method for integrated multi-use optical alignment
JP2005068502A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Sharp Corp 気相成長装置
JP4501103B2 (ja) 2003-10-17 2010-07-14 株式会社安川電機 半導体ウェハ搬送ロボットのキャリブレーション方法およびそれを備えた半導体ウェハ搬送ロボット、ウェハ搬送装置
US7319920B2 (en) * 2003-11-10 2008-01-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for self-calibration of a substrate handling robot
US20050137751A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-23 Cox Damon K. Auto-diagnostic method and apparatus
KR100577582B1 (ko) * 2004-06-09 2006-05-08 삼성전자주식회사 반도체 포토 스피너 설비 및 이를 이용한 웨이퍼 티칭불량방지방법
US20060009047A1 (en) 2004-07-09 2006-01-12 Wirth Paul Z Modular tool unit for processing microelectronic workpieces
US20060045666A1 (en) 2004-07-09 2006-03-02 Harris Randy A Modular tool unit for processing of microfeature workpieces
US7352440B2 (en) 2004-12-10 2008-04-01 Asml Netherlands B.V. Substrate placement in immersion lithography
US7197828B2 (en) * 2005-05-31 2007-04-03 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing FPD chuck Z position measurement
WO2007008939A2 (en) * 2005-07-11 2007-01-18 Brooks Automation, Inc. Apparatus with on-the-fly workpiece centering
US20070177963A1 (en) 2006-02-01 2007-08-02 Tang Chee W End effector for transferring a wafer
JP4887913B2 (ja) * 2006-06-02 2012-02-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
KR20080023890A (ko) * 2006-09-12 2008-03-17 삼성전자주식회사 반도체 제조설비의 웨이퍼 정렬장치
JP2008251968A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Hitachi High-Technologies Corp ウエハ処理装置の運転方法
US8099192B2 (en) * 2007-11-06 2012-01-17 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for teaching a workpiece transfer robot

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1668424A (zh) * 2002-07-17 2005-09-14 株式会社安川电机 搬运用机器人***和搬运用机器人的控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-114347A 2000.04.21
JP特开2002-313872A 2002.10.25

Also Published As

Publication number Publication date
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US8751047B2 (en) 2014-06-10
TWI514503B (zh) 2015-12-21

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