在传输中自动晶圆定中方法及设备技术

一种基底处理设备，基底处理设备包括：具有传输臂的晶圆传输设备，传输臂包括端部执行器；臂姿态确定性特征，臂姿态确定性特征与基底传输设备构成整体并且被设置为使得基底处理设备的静态检测传感器在传输臂径向运动的情况下在传输中检测至少一个臂姿态确定性特征的至少一个边缘；以及控制器，控制器被配置为使得对边缘的检测实现对比例因子的确定，比例因子在传输中识别传输臂的至少热膨胀变化，并且包括运动效应解析器，运动效应解析器被配置为从在传输中对边缘的检测来确定所确定的比例因子和与传输臂的每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间的离散关系，从而在传输中确定传输臂的至少热膨胀变化。

Method and equipment for automatic wafer setting in transmission

A base processing device, which includes a wafer transmission device with a transmission arm, a transmission arm including an end actuator, a deterministic feature of the arm attitude, a deterministic feature of the arm posture and a base transmission device as a whole, and is set to make the static detection sensor of the base processing device radial in the transmission arm. At least one edge of at least one arm attitude determinate feature is detected in transmission, and the controller is configured so that the detection of the edge is made to determine the ratio factor, and the proportional factor recognising at least the thermal expansion change of the transmission arm in the transmission, and including the motion effect parser and motion. The effect parser is configured to determine the defined proportionate factor and the discrete relationship between each different discrete change corresponding to each different connecting rod of the transmission arm from the detection of the edge in the transmission, thus determining at least the thermal expansion change of the transmission arm in the transmission.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在传输中自动晶圆定中方法及设备相关申请的交叉引用本申请是在2015年7月13日提交的美国临时专利申请第62/191,863号、以及在2016年4月8日提交的美国临时专利申请第62/320,142号的非临时申请并且要求其权益，其公开内容通过引用的方式全部并入本文。
技术介绍
1.
示例性实施例一般地涉及基底处理系统，并且更加具体地涉及对基底处理系统的部件的校准和同步化。2.相关发展的简要描述基底处理装备通常能够在基底上执行多个操作。基底处理装备通常包括转移室和联接至该转移室的一个或多个处理模块。基底传输机械手在转移室内使基底在处理模块之间移动，在这里，不同的操作被执行，诸如，溅射、蚀刻、涂覆、浸泡等。例如，半导体装置制造商和材料生产商所使用的生产工艺常常需要将基底精确地定位在基底处理装备中。基底的精确定位通常通过将处理模块的位置教导给基底传输机械手来提供。为了教导处理模块的位置以及为了精确地将基底放置在基底保持位置处，必须知道基底的中心。通常，自动的基底或者晶圆定中算法需要使用基底中心固定装置，以便将参考基底位置限定在相对于例如用于保持基底的基底传输装置的端部执行器的零偏心率处，其中，零偏心率是基底中心的位置与端部执行器的预期中心一致的位置。通常，基底定中固定装置被手动地安装在端部执行器上并且用作参考表面以便将基底定位在限定作为零偏心率参考的位置处。基底定中固定装置的手动放置以及基底相对于基底定中固定装置的手动放置可能导致操作者误差并且导致在基底处理装备内产生颗粒（例如，污染物）。基底定中固定装置的使用也是在大气下执行的，这意味着基底处理装备内的环境受到干扰，因而减少生产时间。通常，基底传输机械手的教导包括：通过利用被添加至基底处理装备的专用教导传感器来检测机械手和/或由机械手承载的基底的位置；使用由基底传输机械手承载的仪器化基底（例如，包括车载传感器或者摄像机）；使用被放置在基底处理装备的处理模块或者其它基底保持站内的可移除固定装置；使用位于处理模块内或者能够从外部访问的晶圆定中传感器；使用设置在处理模块外的传感器（例如，摄像机）；或者通过使处理模块内的目标与基底传输机械手或者由基底传输机械手承载的物体接触。用于教导基底处理装备内的位置的这些方法可能需要将传感器放置在真空中，可能需要对客户处理装备和/或工具进行更改，可能不适合于用在真空环境或者高温下，可能需要将传感器目标、镜子或者固定装置放置在处理装备内，可能会破坏基底处理装备的真空环境，和/或可能需要对嵌入基底传输机械手的控制器和/或处理系统的控制器的代码进行软件更改。其它常规的臂温度补偿算法（诸如，在美国预授予公开文献第2013/0180448号和美国专利第6556887号中所描述的）可以使用在机械手端部执行器或者臂中/上的参考标记以便在传感器在参考温度与当前温度之间移动时通过比较机械手位置来估算热膨胀量。该常规方法固有地假定机械手操纵器的上臂和前臂处于稳态状态下，从而使得机械手能够被塑造为在恒定温度下具有一定的热膨胀系数的线性杆。通常，常规的臂温度补偿算法的限制在于：对于操纵器连杆处于温度瞬变（诸如，温度上升或者冷却）的情况，其不能准确地补偿位置误差。这样的温度瞬变情景表示更真实的客户使用情况，因为半导体集群工具能够具有处于基本上不同的操作温度下的处理模块和负载锁。这些常规的热补偿算法通常也没有考虑到由于其对连杆角度位置相对于端部执行器位置的非线性灵敏性所导致的臂运动的非线性效应。还要注意的是，在常规的实施方式中，被定义为（其中，R0是在参考温度下的臂位置，以及R1是通过控制软件计算的新位置）的所估算出的机械手操纵器的相对热膨胀被看作是具有线性行为并且用于在更加远离机械手中心定位的放置站位置处估算机械手传输位置校正。将有利的是，在不使用定中固定装置的情况下自动地定中基底，以便在不干扰处理装备内的环境或者在不需要额外仪器和/或改进基底处理装备的情况下实现在处理装备内将基底处理位置教导给基底传输机械手。附图说明结合附图在以下描述中对公开的实施例的前述方面和其它特征进行描述，在附图中：图1A至图1D是包含公开的实施例的方面的基底处理设备的示意图；图2A至图2E是根据公开的实施例的方面的传输臂的示意图；图3是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图4A是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图4B至图4F是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图5是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图6是根据公开的实施例的方面的流程图；图7是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图8是根据公开的实施例的方面的流程图；图9是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图10是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图11是根据公开的实施例的方面的流程图；图12是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图13是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图14是根据公开的实施例的方面的流程图；图15是根据公开的实施例的方面的图示随着时间变化的基底处理设备臂连杆热梯度的示例性图表；图16是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图17是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图18是根据公开的实施例的方面的图示了基底处理设备位置补偿数据的示例性图表；图19是根据公开的实施例的方面的位置计算的示例性框图；图20是根据公开的实施例的方面的流程图；图21是根据公开的实施例的方面的流程图；图22是根据公开的实施例的方面的流程图；图23是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图24是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图25是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图26是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图27是根据公开的实施例的方面的图示了在不同温度下的端部执行器偏移的示例性图表；图28是根据公开的实施例的方面的基底传输设备的一部分的示意图；图29是根据公开的实施例的方面的基底处理设备的一部分的示意图；图30和图31是根据公开的实施例的方面的基底传输设备的示例性端部执行器的示意图；以及图32是根据公开的实施例的方面的流程图。具体实施方式参照图1A至图1D，其示出了包括公开的实施例的方面的基底处理设备或者工具的示意图，如本文中将进一步描述的。尽管将参照附图对公开的实施例的方面进行描述，但应理解的是，公开的实施例的方面能够以许多形式实施。此外，可以使用任意合适大小、形状或者类型的元件或者材料。如下面将更详细地描述的，公开的实施例的方面提供基底或者晶圆相对于例如基底传输端部执行器的自动（例如，没有操作者介入）定中、基底处理设备的基底保持站的自动定位、以及将基底保持站的位置教导给基底传输设备。要注意的是，术语“基底”和“晶圆”在本文中可互换使用。同样，当在本文中使用时，术语“基底保持站”是处理模块内的基底保持站或者基底处理设备内的任何其它合适的基底保持站，诸如例如，负载端口（或者保持在其上的基底盒体）、负载锁、缓冲站，等。公开的实施例的方面利用基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基底处理设备，所述基底处理设备包括：基底传输设备，所述基底传输设备具有包括端部执行器的传输臂，所述端部执行器具有带有预定中心的参考特征，所述端部执行器被配置为基于所述预定中心保持晶圆并且在所述基底处理设备内传输所述晶圆；至少一个臂姿态确定性特征，所述至少一个臂姿态确定性特征与所述基底传输设备构成整体并且被设置为使得所述基底处理设备的静态检测传感器在所述传输臂径向运动的情况下在传输中检测所述至少一个臂姿态确定性特征的至少一个边缘；以及控制器，所述控制器可通信地联接至所述基底传输设备，所述控制器被配置为使得对所述至少一个边缘的检测实现对比例因子的确定，所述比例因子在所述传输臂径向运动的情况下在传输中识别所述传输臂的变化；其中，所述控制器包括运动效应解析器，所述运动效应解析器被配置为在所述传输臂径向运动的情况下在传输中通过所述静态检测传感器从对所述至少一个边缘的检测来确定所确定的比例因子和与所述传输臂的每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间的离散关系，从而在所述传输臂径向运动的情况下在传输中确定所述传输臂的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.13 US 62/191863;2016.04.08 US 62/3201421.一种基底处理设备，所述基底处理设备包括：基底传输设备，所述基底传输设备具有包括端部执行器的传输臂，所述端部执行器具有带有预定中心的参考特征，所述端部执行器被配置为基于所述预定中心保持晶圆并且在所述基底处理设备内传输所述晶圆；至少一个臂姿态确定性特征，所述至少一个臂姿态确定性特征与所述基底传输设备构成整体并且被设置为使得所述基底处理设备的静态检测传感器在所述传输臂径向运动的情况下在传输中检测所述至少一个臂姿态确定性特征的至少一个边缘；以及控制器，所述控制器可通信地联接至所述基底传输设备，所述控制器被配置为使得对所述至少一个边缘的检测实现对比例因子的确定，所述比例因子在所述传输臂径向运动的情况下在传输中识别所述传输臂的变化；其中，所述控制器包括运动效应解析器，所述运动效应解析器被配置为在所述传输臂径向运动的情况下在传输中通过所述静态检测传感器从对所述至少一个边缘的检测来确定所确定的比例因子和与所述传输臂的每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间的离散关系，从而在所述传输臂径向运动的情况下在传输中确定所述传输臂的变化。2.根据权利要求1所述的基底处理设备，其中，所述运动效应解析器被配置为使得在与所确定的比例因子的确定关系中实现在与每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间进行区分。3.根据权利要求1所述的基底处理设备，其中，所述运动效应解析器被配置为使得基于对所述至少一个边缘的检测来实现在每个不同离散变化之间进行区分。4.根据权利要求1所述的基底处理设备，其中，所述运动效应解析器被配置为在所述传输臂径向运动的情况下在传输中通过所述静态检测传感器从对所述至少一个边缘的检测来确定与所述传输臂的每个不同连杆相应的不同离散变化的非线性运动效应的贡献，从而在所述传输臂径向运动的情况下在传输中确定所述臂的变化。5.根据权利要求4所述的基底处理设备，其中，所述运动效应解析器被配置为使得在确定所述臂的变化的非线性运动效应的所确定的贡献中实现在与所述传输臂的每个不同连杆或者不同轮相应的不同贡献的非线性运动效应之间进行区分。6.根据权利要求4所述的基底处理设备，其中，所述运动效应解析器被配置为使得在确定所述臂的变化的非线性运动效应的所确定的贡献中实现在与所述传输臂的至少一个不同连杆或者不同轮的不同贡献的非线性运动效应之间进行区分。7.根据权利要求1所述的基底处理系统，其中，所述运动效应解析器被配置为使得基于对所述至少一个边缘的检测来实现在不同贡献的非线性运动效应之间进行区分。8.根据权利要求1所述的基底处理系统，其中，所述至少一个臂姿态确定性特征具有确定性配置，以便在与所确定的比例因子的确定关系中实现在与每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间进行区分。9.根据权利要求1所述的基底处理系统，其中，所述至少一个姿态确定性特征被配置为使得在所述至少一个边缘在传输中的传输臂径向运动中仅经过所述静态检测传感器一次的情况下实现在与所述传输臂的每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间进行区分，从而使得所述静态检测传感器在传输中检测所述至少一个边缘。10.根据权利要求1所述的基底处理系统，其中，所述传输臂是3连杆选择顺应性装配机械手臂，并且所述至少一个姿态确定性特征被配置为使得实现在与所述3连杆选择顺应性装配机械手臂的每个不同连杆相应的每个不同离散变化之间进行区分。11.根据权利要求1所述的基底处理系统，其中，所述端部执行器是具有晶圆保持站的自定中端部执行器，所述晶圆保持站具有预定中心，所述端部执行器被配置为将所述晶圆保持在所述晶圆保持站处并且在所述基底处理设备内传输所述晶圆。12.根据权利要求11所述的基底处理系统，其中，所述至少一个臂姿态确定性特征包括至少一个中心确定性特征，所述至少一个中心确定性特征在所述至少一个中心确定性特征仅经过所述静态检测传感器一次的情况下实现对所述端部执行器上的所述晶圆保持站的所述预定中心的确定。13.根据权利要求12所述的基底处理系统，其中，所述至少一个中...

【专利技术属性】
技术研发人员：B殷，JT穆拉，V曾，A高利克，N斯派克，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：美国,US