CN118140300A - 使用自动校准晶片及具有切口的校准晶片的适应性定位系统和例程 - Google Patents

Abstract

本文提供用于辅助校准半导体处理工具的晶片搬运机器人的装置和方法。一些实施方案包括具有标称圆盘形状的校准晶片，该标称圆盘形状具有标称直径为200mm±1mm、300mm±1mm或450mm±1mm的外边缘；沿外边缘布置的两个或更多切口；以及多个基准标记，其中每个切口至少部分地由一或更多个边缘限定，每个切口从该外边缘所限定的参考圆径向朝内延伸至少2mm，且一或更多个基准标记邻近每个切口。

Description

使用自动校准晶片及具有切口的校准晶片的适应性定位系统 和例程

相关申请

PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

背景技术

半导体处理工具利用晶片搬运机器人在多种晶片站之间移动半导体晶片。由于晶片搬运机器人通常从下方使用刀片或抹刀式末端执行器来拾取半导体晶片且半导体晶片并未绝对地(positively)固定至晶片搬运机器人末端执行器，因此末端执行器与置于其上的半导体晶片之间的相对定位经常有一些小程度的偏差。因半导体处理操作的敏感度，当使用晶片搬运机器人放置半导体晶片时，通常会修正这种偏差，以在所期望位置处的可接受容许范围内将半导体晶片置于其相应处理站中，例如，于处理站中大致居中。现代半导体处理工具利用主动晶片居中(AWC)系统来协助这种晶片放置。

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分中描述的范围内以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

发明内容

本说明书中描述的主题的一个或多个实现方案的细节在附图和下面的说明中阐述。其他特征、方面、以及优点将根据说明书、附图、以及权利要求变得显而易见。以下非限制性实现方案被认为是该公开内容的一部分；其他实现方案将根据本公开内容以及附图整体而变得显而易见。

在一些实施方案中，可提供用于半导体处理工具的校准晶片。校准晶片可包括具有标称直径为200mm±1mm、300mm±1mm或450mm±1mm的外边缘的标称圆盘形状、沿着外边缘布置的两个或更多切口、以及多个基准标记。每个切口可至少部分地由一或更多个边缘限定，每个切口可从外边缘所限定的参考圆径向朝内延伸至少2mm，且一或更多个基准标记可邻近每个切口。

在一些实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可延伸于切口的该一或更多个边缘的至少一个边缘周围。

在一些这样的实施方案中，每个切口可具有一定形状，且至少一个基准标记可具有与切口的形状基本上相似的形状。

在一些这样的实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可邻近切口的该至少一个边缘。

在一些实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可具有区段，其沿着切口的至少一个边缘的至少一部分延伸并以基本上恒定的偏移距离偏离该至少一个边缘。

在一些实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可设置于与对应切口的一边缘相距约5mm或更小的距离内。

在一些实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可具有介于约3mm与约0.01mm之间的宽度。

在一些实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可具有C形、L形、半圆形、部分长圆形、线形、多条线、非线形、或一或更多线性区段及一或更多非线性区段的形状。

在一些实施方案中，每个切口可包括形成图案的至少四个基准标记，图案可为多个圆形、多个三角形、多个正方形、多个矩形、多个菱形、至少两个正方形相互接触的多个正方形、棋盘格、或其组合。

在一些实施方案中，对于每个切口，至少一个基准标记可具有线形并且沿着与校准晶片的中心基本上相交的轴线定向。

在一些实施方案中，当沿着平行于校准晶片的中心轴的轴线观看时，每个切口可具有形状，该形状可为正方形、带圆角的正方形、矩形、带圆角的矩形、V形、圆形、半圆形、三角形、带圆角的三角形、长圆形、椭圆形、六边形、五边形、八边形、具有线性及非线性区段的形状、或具有多个线性区段的形状。

在一些实施方案中，当沿着平行于校准晶片的中心轴线的轴线观看时，每个切口可具有形状，且该形状具有小于或等于约10mm的宽度及小于或等于约10mm的长度。

在一些实施方案中，校准晶片可包括沿着外边缘布置的三个或更多切口。

在一些实施方案中，切口可布置成围绕校准晶片的中心点的圆形阵列。

在一些这样的实施方案中，切口可围绕中心点彼此基本上相等地间隔开。

在一些实施方案中，每个切口可为通孔。

在一些实施方案中，校准晶片可进一步包括顶表面和底表面，底表面相对于顶表面并至少部分地限定标称厚度，且顶表面可具有与底表面不同的表面粗糙度。

在一些这样的实施方案中，顶表面可为研磨(lapped)表面。

在一些进一步的这样的实施方案中，底表面可为抛光(polished)表面。

在一些这样的实施方案中，校准晶片可由硅构成。

在一些实施方案中，校准晶片可进一步具有介于约0.5mm与约1.5mm之间的标称厚度。

在一些实施方案中，可提供用于辅助校准半导体处理工具的晶片搬运机器人的系统。该系统可包括自动校准晶片，其包括尺寸适于晶片搬运机器人运送且具有第一侧的基板(第一侧配置成当晶片搬运机器人运送基板时接触晶片搬运机器人的末端执行器)、多个第一成像传感器(被基板支撑并定位于偏离基板共同点的位置处，当基板定向成第一侧朝下时，每一第一成像传感器具有朝下视野)、以及第一控制器(第一控制器与第一成像传感器的每一者通信连接)；任一上述实施方案的校准晶片；以及半导体处理工具，其包括晶片搬运机器人、一或更多个晶片站以及第二控制器。每一晶片站包括一或更多个对应的晶片支撑件，晶片搬运机器人与第二控制器通信连接，第二控制器与第一控制器共同配置成：a)使晶片搬运机器人将校准晶片转移至一或更多个晶片站的第一晶片站的一或更多个晶片支撑件的第一晶片支撑件，b)使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口的至少一部分处于对应的第一成像传感器的视野内，以及c)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件及校准晶片上方时，使每一第一成像传感器获得校准晶片上基准标记及校准晶片的对应切口内第一晶片支撑件的基准的对应的第一图像。

在一些实施方案中，第一晶片支撑件的基准可为第一晶片支撑件的边缘。

在一些实施方案中，每一第一成像传感器可具有视野，且对于校准晶片的每个切口，至少一个基准标记可具有介于小于或等于视野的大约40％之间的宽度。

在一些实施方案中，每一第一成像传感器可具有视野，且当沿着平行于校准晶片的中心轴线的轴线观看时，每个切口可具有形状，且该形状可具有小于或等于视野的大约50％的宽度及小于或等于视野的大约50％的长度。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器可共同进一步配置成d)基于第一图像中第一晶片支撑件与校准晶片的基准之间的间隔大小，确定校准晶片的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

在一些这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成e)比较校准晶片/晶片支撑水平偏移量与阈值校准晶片/晶片支撑水平偏移量，以及f)响应于确定校准晶片/晶片支撑件水平偏移量超过阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，致使晶片搬运机器人相对于第一晶片支撑件重新定位校准晶片，以降低校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

在一些进一步的这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成重复(a)至(f)达N次或直到校准晶片/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成d)在使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件之前，使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位在第一晶片站上方，以及e)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使每一第一成像传感器获取第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像。

在一些这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成至少部分基于第二图像来确定第一晶片支撑件的中心点。

在一些实施方案中，自动校准晶片可进一步包括居中定位的、朝下的第二成像传感器，且第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成d)在使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件之前，使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站上方，以及e)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使第二成像传感器获取第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像。

在一些这样的实施方案中，第二控制器及第一控制器共同可进一步配置成至少部分基于第二图像来确定第一晶片支撑件的中心点。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成d)在校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使晶片搬运机器人将第一边缘环转移至第一晶片支撑件，使得当沿着竖直轴线观察时，第一边缘环的中心点在第一晶片支撑件的中心点呈名义上居中。此外，a)可进一步包括在将第一边缘环转移至第一晶片支撑件之后，使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件，b)可进一步包括使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站、第一边缘环及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口处于对应的第一成像传感器的视野内，且c)可进一步包括在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件、校准晶片及第一边缘环上时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内第一晶片支撑件的基准、以及校准晶片切口内第一边缘环的基准的对应的第一图像。

在一些这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成e)基于第一图像中第一晶片支撑件与校准晶片的基准之间的间隔大小，确定校准晶片的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，f)响应于确定校准晶片/晶片支撑件水平偏移量高于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，使晶片搬运机器人相对于第一晶片支撑件重新定位校准晶片，以降低校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，g)至少部分基于第一图像中第一晶片支撑件与第一边缘环的基准之间的间隔大小，确定第一边缘环的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量，以及h)响应于确定边缘环/晶片支撑件水平偏移量超过阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，使晶片搬运机器人相对于第一晶片支撑件重新定位第一边缘环，以降低该边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些进一步的这样的实施方案中，(g)中的该确定可进一步基于第一图像中第一晶片支撑件、校准晶片与第一边缘环之间的间隔大小。

在一些进一步的这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成i)重复(a)至(c)、(e)及(f)达M次或直到校准晶片/晶片支撑水平偏移量处于或低于阈值校准晶片/晶片支撑水平偏移量，以先发生者为准，以及j)重复(a)至(d)、(f)及(h)达N次或直到边缘环/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

在一些这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成e)基于第一图像中第一晶片支撑件的基准与第一边缘环的基准之间的间隔大小，确定第一边缘环的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量，f)比较边缘环/晶片支撑件水平偏移量与阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，以及g)响应于确定边缘环/晶片支撑件水平偏移量超过阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，使晶片搬运机器人相对于第一晶片支撑件重新定位第一边缘环，以降低该边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些进一步的这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成重复(a)至(g)达N次或直到该边缘环/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成d)在校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使晶片搬运机器人将第一边缘环转移至第一晶片支撑件，使得当沿着竖直轴线观察时，第一边缘环的中心点在第一晶片支撑件的中心点上呈名义上居中，e)在将第一边缘环转移至第一晶片支撑件之后，使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件，f)使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站、第一边缘环及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口处于对应的第一成像传感器的视野内，以及g)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件、校准晶片及第一边缘环上方时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内第一晶片支撑件的基准、以及校准晶片切口内第一边缘环的基准的对应的第二图像。

在一些这样的实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成h)基于第二图像中第一晶片支撑件的基准与校准晶片的基准之间的间隔大小，确定校准晶片的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以及i)基于第二图像中第一晶片支撑件的基准与第一边缘环的基准之间的间隔大小，确定第一边缘环的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些进一步的这样的实施方案中，(i)中的该确定可进一步基于第二图像中第一晶片支撑件、校准晶片与第一边缘环之间的间隔大小。

在一些实施方案中，半导体处理工具可包括半导体处理室，第一晶片站可位于半导体处理室中，且第一晶片支撑件可包括在半导体处理室中的基座。

在一些实施方案中，半导体处理工具可包括用于在不同压力环境之间转移晶片的装载锁，第一晶片站可位于装载锁中，且第一晶片支撑件可为装载锁中的一结构。

在一些实施方案中，半导体处理工具可包括在处理操作之前、之后或之间存放一或更多个晶片的缓冲区，第一晶片站可位于缓冲区中，且第一晶片支撑件可为缓冲区中多个晶片支撑架中的一者。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成选择该一或更多个晶片站中的第一晶片站的该一或更多个晶片支撑件中的第一晶片支撑件，使晶片搬运机器人取回校准晶片，使晶片搬运机器人取回自动校准晶片，并使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件，使得当沿着竖直轴线观察时，校准晶片的中心点在第一晶片支撑件的中心点上呈名义上居中。

在一些实施方案中，(a)可在边缘环未定位于第一晶片支撑件上时执行。

在一些实施方案中，可提供用于辅助校准半导体处理工具的晶片搬运机器人的系统。该系统可包括自动校准晶片，其包括尺寸适于晶片搬运机器人运送并具有第一侧的基板(第一侧配置成当晶片搬运机器人运送基板时得以接触晶片搬运机器人的末端执行器)、多个第一成像传感器(被基板支撑并定位于偏离基板共同点的位置处，当基板定向成第一侧朝下时，每一第一成像传感器具有朝下视野)、以及第一控制器(第一控制器与第一成像传感器中的每一者通信连接)；任一上述实施方案的校准晶片；以及半导体处理工具(其包括晶片搬运机器人、一或更多个晶片站以及第二控制器)。每一晶片站包括一或更多个对应晶片支撑件，晶片搬运机器人与该第二控制器通信连接，以及第二控制器与第一控制器共同配置成a)在使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件之前，使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站上方，b)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使每一第一成像传感器获取第一晶片支撑件的基准的对应的第一图像、和/或在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使自动校准晶片的居中定位的、朝下的第二成像传感器获取第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像，c)至少部分基于第一图像和/或第二图像来确定第一晶片支撑件的中心点，d)在(a)及(b)之后，使晶片搬运机器人将校准晶片转移至该一或更多个晶片站中的第一晶片站的该一或更多个晶片支撑件中的第一晶片支撑件，e)在(d)之后，使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口的至少一部分处于对应的第一成像传感器的视野内，f)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件及校准晶片上方时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上基准标记及校准晶片的对应切口内第一晶片支撑件的基准的对应的第三图像，g)使晶片搬运机器人将校准晶片转移离开第一晶片支撑件，h)在校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使晶片搬运机器人将第一边缘环转移至第一晶片支撑件，使得当沿竖直轴线观察时，第一边缘环的中心点在第一晶片支撑件的中心点呈名义上居中，i)在第一边缘环转移至第一晶片支撑件之后，使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件，j)使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站、第一边缘环及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口处于对应的第一成像传感器的视野内，以及k)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件、校准晶片及第一边缘环上方，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内第一晶片支撑件的基准、以及校准晶片切口内第一边缘环的基准的对应的第四图像。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成l)在(f)之后且(h)之前，基于第三图像中第一晶片支撑件的基准与校准晶片的基准之间的间隔大小，确定校准晶片的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

在一些实施方案中，第二控制器与第一控制器共同可进一步配置成l)基于第四图像中第一晶片支撑件的基准与校准晶片的基准之间的间隔大小，确定校准晶片的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以及m)基于第四图像中第一晶片支撑件的基准与第一边缘环的基准之间的间隔大小，确定第一边缘环的中心点与第一晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些实施方案中，可提供一种方法。该方法可包括将具有一或更多个切口的校准晶片定位于晶片站的晶片支撑件上；定位自动校准晶片在校准晶片和晶片支撑件上方，使得每个切口的至少一部分处于对应的第一成像传感器的视野内，其中该自动校准晶片具有基板及设于偏离该基板的共同点的位置处的多个第一成像传感器，当基板定向成基板的第一侧朝下时，每一第一成像传感器具有朝下视野；在自动校准晶片定位于校准晶片上方时，通过自动校准晶片上的该多个第一成像传感器获取校准晶片上的一或更多个基准标记及校准晶片的对应的一或更多个切口附近晶片支撑件的一或更多个基准的对应的第一图像；以及基于对应的第一图像中校准晶片上的该一或更多个基准标记与晶片支撑件的该一或更多个基准点之间的一或更多个间隔大小，确定校准晶片的中心点与晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

在一些实施方案中，该方法可进一步包括比较校准晶片/晶片支撑件水平偏移量与阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以及响应于确定校准晶片/晶片支撑件水平偏移量超过阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，相对于第一晶片支撑件重新定位校准晶片，以降低校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

在一些实施方案中，该方法可进一步包括在将校准晶片定位于晶片支撑件上之前，将自动校准晶片定位于晶片站上方；在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，通过每一第一成像传感器获取第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像；以及至少部分基于第二图像来确定晶片支撑件的中心点。

在一些实施方案中，该方法可进一步包括在校准晶片定位于晶片支撑件上之前，将自动校准晶片定位于晶片站上方；在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，通过自动校准晶片的居中定位的、朝下的第二成像传感器获取第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像；以及至少部分基于第二图像来确定晶片支撑件的中心点。

在一些实施方案中，该方法可进一步包括在校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，将边缘环转移至晶片支撑件，使得当沿着竖直轴线观察时，边缘环的中心在晶片支撑件的中心点上呈名义上居中。此外，校准晶片的该定位可进一步包括在边缘环转移至晶片支撑件之后将校准晶片定位于晶片支撑件上，自动校准晶片在晶片站上方的该定位可进一步包括将自动校准晶片定位于晶片站、边缘环及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口处于对应的第一成像传感器的视野内，该获取可进一步包括在自动校准晶片定位于晶片支撑件、校准晶片及边缘环上方时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内晶片支撑件的基准、以及校准晶片切口内边缘环的基准的对应的第一图像，且该确定可进一步包括至少部分基于第一图像中晶片支撑件的基准与边缘环的基准之间的间隔大小，确定边缘环的中心点与晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些这样的实施方案中，该方法可进一步包括响应于确定校准晶片/晶片支撑件水平偏移量超过于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，相对于晶片支撑件重新定位校准晶片，以降低校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

在一些进一步的这样的实施方案中，该方法可进一步包括重复校准晶片的定位、自动校准晶片的定位、该获取、校准晶片/晶片支撑件水平偏移量的确定以及该重新定位达M次或直到校准晶片/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

在一些这样的实施方案中，该方法可进一步包括响应于确定边缘环/晶片支撑件水平偏移量超过阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，相对于晶片支撑件重新定位边缘环，以降低边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些进一步的这样的实施方案中，该方法可进一步包括重复边缘环的定位、校准晶片的定位、自动校准晶片的定位、该获取、该确定以及重新定位达N次或直到校准晶片/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

在一些这样的实施方案中，该确定可进一步基于第一图像中晶片支撑件、校准晶片与边缘环之间的间隔大小。

在一些实施方案中，可提供一种方法。该方法可包括在将任一上述实施方案的边缘环或校准晶片定位于晶片站的晶片支撑件上之前，将自动校准晶片定位于晶片站上方，该自动校准晶片具有基板及设于偏离该基板的共同点的位置处的多个第一成像传感器，当基板定向成基板的第一侧朝下时，每一第一成像传感器具有朝下视野；在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方时且校准晶片或边缘环未位于晶片支撑件上时，通过每一第一成像传感器获取晶片支撑件的基准的第一图像，和/或在自动校准晶片定位于晶片支撑件上方时且校准晶片或边缘环未位于第一晶片支撑件上时，通过自动校准晶片的居中定位的、朝下的第二成像传感器获取晶片支撑件的基准的对应的第二图像；至少部分基于第一图像和/或第二图像，确定晶片支撑件的中心点；在该确定之后，将校准晶片定位于晶片支撑件上；在将校准晶片定位于晶片支撑件上之后，将自动校准晶片定位于晶片站及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口的至少一部分处于对应的第一成像传感器的视野内；在自动校准晶片定位于晶片支撑件及校准晶片上方时，通过每一第一成像传感器获取校准晶片上基准标记及校准晶片的对应切口内晶片支撑件的基准的对应的第三图像；将校准晶片转移离开晶片支撑件；将边缘环定位至晶片支撑件，使得当沿着竖直轴线观看时，边缘环的中心点在晶片支撑件的中心点上呈名义上居中；在将边缘环转移至晶片支撑件之后，将校准晶片定位于晶片支撑件上；将自动校准晶片定位于晶片站、边缘环及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口处于对应的第一成像传感器的视野内；在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件、校准晶片及边缘环上方时，通过每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内晶片支撑件的基准及校准晶片切口内边缘环的基准的对应的第四图像；基于第四图像中晶片支撑件的基准与校准晶片的基准之间的间隔大小，确定校准晶片的中心点与晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量；以及基于第四图像中晶片支撑件的基准与边缘环的基准之间的间隔大小，确定边缘环的中心点与晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

在一些实施方案中，可提供用于半导体处理工具的校准晶片。校准晶片可包括：具有标称直径为200mm±1mm、300mm±1mm或450mm±1mm的外边缘的标称圆盘形状、位于校准晶片的内部区中的一或更多个通孔、以及多个基准标记。每一通孔可至少部分地由一或更多个边缘限定，且一或更多个基准标记可邻近每一通孔。

在一些实施方案中，一或更多个通孔可设置于校准晶片的中心，且至少一个基准标记可邻近校准晶片中心处的该一或更多个通孔。在一些实施方案中，该一或更多个通孔可设置于偏离校准晶片的中心。

在一些实施方案中，校准晶片可包括多个通孔，其各自与校准晶片的中心相距径向距离，该径向距离小于校准晶片的标称直径。

在一些这样的实施方案中，多个通孔可围绕校准晶片的中心呈基本上相等地间隔开。在一些实施方案中，多个通孔可未围绕校准晶片的中心呈相等地间隔开。

在一些实施方案中，校准晶片可进一步包括沿着外边缘布置的两个或更多切口以及第二多个基准标记，其中每个切口可至少部分地由一或更多个边缘限定，每个切口可从外边缘所限定的参考圆径向朝内延伸至少2mm，且第二多个基准标记中的一或更多个基准标记可邻近每个切口。在一些实施方案中，校准晶片可包括沿外边缘的一个切口或不包括切口。

在一些实施方案中，可提供用于辅助校准半导体处理工具的晶片搬运机器人的系统。该系统可包括自动校准晶片，其包括尺寸适于晶片搬运机器人运送且具有第一侧的基板(第一侧配置成当晶片搬运机器人运送基板时接触晶片搬运机器人的末端执行器)、第一成像传感器(被基板支撑，且当基板定向成第一侧朝下时，第一成像传感器具有朝下视野)、以及第一控制器，其中第一控制器与第一成像传感器通信连接；校准晶片，其具有一或更多个通孔及邻近每一通孔的一或更多个基准标记；以及半导体处理工具，其包括晶片搬运机器人、一或更多个晶片站、以及第二控制器。每一晶片站包括一或更多个对应的晶片支撑件，每一晶片支撑件具有在对应的晶片支撑件的晶片支撑区域上的一或更多个基准标记，晶片搬运机器人与第二控制器可通信连接，且第二控制器与第一控制器共同可配置成a)使晶片搬运机器人将校准晶片转移至一或更多个晶片站中的第一晶片站的一或更多个晶片支撑件中的第一晶片支撑件，b)使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站及定位于其上的校准晶片上方，使得通孔的至少一部分处于第一成像传感器的视野内，以及c)在自动校准晶片处于校准晶片上方时，使第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记及校准晶片的对应通孔内第一晶片支撑件的基准的对应的第一图像。

在一些实施方案中，自动校准晶片可包括多个第一成像传感器，校准晶片可包括多个通孔，b)可进一步包括使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站及定位于其上的校准晶片上方，使得每一通孔的至少一部分处于每一对应的第一成像传感器的视野内，且c)可进一步包括在自动校准晶片定位于第一成像传感器上方时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记及校准晶片的对应通孔内第一晶片支撑件的基准的对应的第一图像。

在一些实施方案中，第一晶片支撑件的基准可为第一晶片支撑件的晶片支撑区域上的基准标记。

在一些实施方案中，第一晶片支撑件的基准可为第一晶片支撑件的晶片支撑区域中心处的基准标记。

附图说明

本文公开的多种实现方案以示例方式而非以限定方式示于附图中，其中相似附图标记是指相似元件。

图1A描绘了晶片支撑区域与边缘环的顶视图。

图1B描绘了晶片和图1A的晶片支撑区域与边缘环的顶视图。

图2A描绘了校准晶片的顶视图。

在图2B中描绘了图2A校准晶片的一个切口的放大图。

图2C-2E描绘了图2B的校准晶片切口的示例性放大部分，其具有形成多种图案的基准标记。

图3A描绘了相对于晶片支撑区域放置的图2A的校准晶片。

图3B-3D描绘了图3A中的三个区域的放大图。

图3E-3G描绘了图3A中的三个区域的额外放大图。

图4A描绘了相对于晶片支撑区域放置的图2A的边缘环及校准晶片。

图4B-4D描绘了图4A中的三个区域的放大图。

图4E-4G描绘了图4A中的三个区域的额外放大图。

图5描绘了示例性自动校准晶片的示意图，其以虚线/阴影区域示出晶片支撑件、边缘环及定位于其下方的校准晶片。

图6为示例性自动校准晶片的照片。

图7描绘了另一示例性自动校准晶片700的线绘平面图。

图8A至8J描绘了使用自动校准晶片及具有多个切口的校准晶片的多个操作阶段期间的半导体处理工具示意图。

图9描绘了使用自动校准晶片确定晶片站处结构的参考点位置的技术流程图。

图10描绘了使用自动校准晶片确定晶片站处两结构的相对定位的技术流程图。

图11描绘了使用自动校准晶片确定晶片支撑件的中心点位置的技术流程图。

图12描绘了对校准晶片在晶片支撑件上的放置进行校准的技术流程图。

图13描绘了同时对校准晶片相对于晶片支撑件以及边缘环相对于晶片支撑件的放置进行校准的技术流程图。

图14描绘了验证晶片放置的可重复性的这种技术流程图。

图15描绘了具有设置于具有基准的晶片支撑件上的中心通孔的校准晶片。

图16描绘了具有多个通孔的校准晶片，其定位于具有多个基准的晶片支撑件上。

本文的附图通常未按比例绘制，尽管附图的各个方面(例如，如下文讨论)可按比例绘制。

具体实施方式

介绍和背景

在典型半导体处理系统中，为多种半导体处理操作和/或晶片搬运操作准备的准确晶片放置通过手动或半自动教导程序来实现，其通常需要技术人员或其他人参与监督以(1)“教导”晶片搬运机器人关于半导体晶片、边缘环和/或晶片支撑件(例如静电卡盘(ESC))相对于彼此或相对于晶片搬运机器人的末端执行器的所期望位置，(2)“教导”主动晶片居中(AWC)系统，以及(3)进行晶片放置重复性验证；一旦晶片搬运机器人已被教导这种位置，则可通过使用AWC来修正任何给定晶片的晶片放置与这种位置的任何潜在偏差(例如，在晶片转移至末端执行器期间，因晶片与末端执行器之间的稍微错位导致)。这种手动或半自动教导程序实施起来既费时又麻烦。

这种教导程序通常开始于对晶片搬运机器人训练半导体处理工具操作期间从中拾取或放置晶片的各种位置。一般来说，虽然晶片搬运机器人可能最初配置成对工具中每一这种位置的所在处有大致了解，但晶片搬运机器人将需要一定程度的定制以使其操作适应特定半导体处理工具(晶片搬运机器人安置于其中)的独有特性，例如，以配合不同组装公差或部件公差。为了实现这个，可将晶片搬运机器人置于教导模式，其中对于每一被“教导”的位置，晶片搬运机器人可被引导至对应于晶片搬运机器人将处于某些“理想”条件(对该位置而言)下的该位置或配置的位置—例如，当半导体晶片定位成处于下述情形时晶片搬运机器人所处的位置或配置：半导体晶片的中心在离晶片搬运机器人末端执行器上参考点的已知距离内(其一般可能希望降至最小或降至零)且还在例如该位置处离晶片支撑件中心的已知距离内(其一般也可能希望降至最小或降至零)。

在典型晶片搬运机器人训练中，可实现晶片搬运机器人对于每一位置的“理想”定位，例如，通过使用可与晶片搬运机器人末端执行器上的特征(作为参考点)及相对于目标位置固定的另一特征对接的一或更多个固定件或其他结构。例如，在一些晶片搬运机器人教导情况中，可使用例如穿过盘件中心及穿过末端执行器中参考特征(例如孔)的轴或销，将直径类似于半导体晶片直径的盘件固定至晶片搬运机器人的末端执行器上的位置。因此，盘件在末端执行器上预期的位置上居中，当晶片搬运机器人使用末端执行器运送半导体晶片时，半导体晶片将在该位置上居中。可有类似的销可安装在晶片支撑件的特征中，当末端执行器/盘件被推靠在这种销上时，其可接触盘件的边缘，因而导致盘件与末端执行器被引导至特定位置，例如，居中位置。在这种晶片搬运移动期间，晶片搬运机器人可被置于无动力状态，其允许晶片搬运机器人的关节/臂段可易于通过操作员的手动操作移动。一旦晶片搬运机器人被正确定位，晶片搬运机器人控制器可获得晶片搬运机器人的各种联动位置的测量值，例如，通过获得晶片搬运机器人的多种旋转关节相对或绝对角位移的测量值，以确定晶片搬运机器人在所期望位置时的相关运动学状态。一旦晶片搬运机器人已获得这种位置信息并将其与该位置相关联，则可视为已对晶片搬运机器人教导该位置。

一旦已教导晶片搬运机器人晶片将被传送到的各种位置(或将从其取回晶片)，晶片搬运机器人可被控制成在执行涉及该位置的未来晶片传送操作时进入针对该位置所教导的运动学状态。如果置于晶片搬运机器人末端执行器上的半导体晶片被放置成精确地在末端执行器的参考点上居中，在晶片搬运机器人返回至对该位置所教导的运动学状态之后，这些相同半导体晶片在通过晶片搬运机器人末端执行器放置时将在目标位置中类似地充分居中。然而，由于各种原因，置于晶片搬运机器人末端执行器上的半导体晶片可能无法精确地在末端执行器的参考点上居中。这种错位可能看起来相对较小，例如在几十微米的尺度上，但即使是这种微小的错位也可能不利于晶片处理操作。使用主动晶片居中(AWC)系统来修正这种末端执行器/晶片错位的情况在产业内已变得司空见惯。

在典型AWC配置中，光学AWC传感器及光束发射器被设置于半导体晶片处理室外部的固定位置，使得半导体晶片在被晶片搬运机器人传递至处理室中时行进穿过光束发射器所发射的两道或更多道光束。AWC传感器可检测每道光束何时遇到半导体晶片的边缘(如指向光学传感器中的一者的光束被遮挡或重建所显示的)。AWC系统可在半导体晶片边缘触发AWC光学传感器中的一者的每一瞬间从晶片搬运机器人的传感器获得晶片搬运机器人末端执行器上参考点的限定坐标位置，例如，在半导体晶片上名义上居中的点(这可能只是一个估计或期望的中心位置，因为半导体晶片在末端执行器上的精确放置可能是未知的)。对于圆形半导体晶片及在至少两个AWC光束传感器的情况下，所得的四个或更多坐标即足以(可使用少到三个坐标)确定半导体晶片中心点相对于半导体处理室的位置(AWC传感器及晶片搬运机器人基部均相对于半导体处理室固定安装)。一旦已获得这种晶片中心信息，其可用作未来晶片放置的参考位置或可用作可能需修正的当前晶片位置的测量值。

例如，为了训练AWC系统，可手动地将某类参考晶片在所期望目的地上(例如，半导体处理室中的基座)居中。这种手动居中可例如在引导参考晶片相对于基座正确居中的固定件或夹具的辅助下执行。一旦参考晶片被认定在基座上充分居中，则可控制晶片搬运机器人取回参考晶片并将其从半导体处理室中移除；当参考晶片从半导体处理室中被移除时，AWC系统可用于测量并确定参考晶片的中心。该信息(与来自晶片搬运机器人的信息相结合，其描述参考晶片从基座中心位置移动至AWC系统确定的中心位置时所经历的位移)允许调整未来的晶片放置以实现类似的晶片-基座居中。例如，如果将新晶片置于晶片搬运机器人上并以相同于参考晶片的方式穿过AWC传感器，则可能发现新晶片的中心有些偏离(例如，X方向0.5mm与Y方向0.25mm)参考晶片的先前确定的中心位置。为了修正这种差异，当将新晶片置于基座上时，可控制晶片搬运机器人通过在放置新晶片时应用修正位移来解决这种位移，例如，在新晶片位移之前、之后或期间，逆向于用于将参考晶片从基座带到AWC传感器并穿过AWC传感器的位移，通过以X方向上额外的-0.5mm及Y方向上-0.25mm来移动新晶片。

使用AWC系统的类似技术也可用于调整边缘环在晶片支撑件上的放置(例如，当边缘环穿过AWC系统的光束时，可使用AWC确定边缘环的中心点)以及这种边缘环中心点与例如AWC系统所使用的参考位置(为晶片或边缘环的“理想”中心放置)之间的任何偏移。在AWC系统与边缘环放置结合使用的实现方案中，由于边缘环具有内边缘及外边缘两者，因此与半导体晶片相比，可能有更多的边缘/光束交点(因此，当边缘环穿过AWC光学传感器时，可能有四个边缘/光束交点被每一光学传感器检测到，而非如半导体晶片穿过光束传感器时的情况一般仅有两个)。在这种实现方案中，可忽略一些边缘/光束交点所产生的数据，例如，光束与边缘环的外边缘的交点，并可基于剩余的边缘/光束交点来确定边缘环的中心，例如，光束与边缘环的内边缘的交点。AWC系统用来评估边缘环偏离晶片搬运机器人末端执行器上所期望位置的程度的参考点可为(在一些实现方案中)可用于半导体晶片AWC修正的相同参考点，即，基于使用AWC系统从半导体晶片获得的测量值而确定的参考点。在其他实现方案中，可基于使用AWC系统从边缘环获得的测量值来获得用于边缘环AWC修正的参考点，例如，AWC系统可利用边缘环进行训练，以获得未来边缘环放置的参考点。应理解，本文讨论的放置技术以及本文讨论的AWC训练与修正技术，一般可应用于半导体晶片放置操作及边缘环放置操作的背景下。

AWC系统广泛用于半导体处理产业且通常已提供良好的晶片居中性能。然而，训练程序是劳动密集型的，可能占用大量时间，且容易出现用户错误。虽然可以进行这种训练作为初始半导体处理工具设定的一部分，但这种训练可能需要在工具的整个使用寿命期间定期重复，例如，当半导体处理室、AWC传感器及晶片搬运机器人的相对位置有任何修改时，或者如果晶片处理操作开始呈现不均匀性，其表示半导体晶片在基座上的放置已漂离中心，或者一般如果对室进行任何维护，包括湿式清洁。应理解，在多种实现方案中，提及通过晶片搬运机器人将晶片或边缘环置于晶片支撑件、基座或其他设备上也可隐含包括晶片或边缘环间接置于晶片支撑件上。例如，在许多半导体处理机器中，设置于晶片支撑件中的竖直平移升降销可用于将晶片从晶片搬运机器人末端执行器上提起，接着允许末端执行器在不移动晶片下从晶片下方移出。接着可控制升降销以将晶片降至晶片支撑件上。可反向重复相同过程以从晶片支撑件上移除晶片或其他结构。

如本文所用的术语“晶片支撑件”可指配置成在半导体处理工具内支撑半导体晶片的各种结构中的任一者(晶片搬运机器人的末端执行器除外)。晶片支撑件可包括例如基座、ESC或可位于半导体处理室(或其他室)内且以分布方式总体上接触(例如，通过半导体晶片背侧与晶片支撑件顶表面之间的面对面接触)半导体晶片的其他大致圆形平台状结构，以及可通过更特定的接触来支撑半导体晶片的结构，例如，弧形支撑架，其可能仅在沿着半导体晶片外周缘的点处接触半导体晶片。晶片支撑件顶表面也可具有各种配置，例如平面式表面、或包括接触并支撑晶片的多个接触区域的非平面式表面，例如具有圆形表面的微接触区域或具有方形表面的台面。

晶片支撑件不仅可包括直接接触半导体晶片的构件，还可包括延伸超出半导体晶片外周缘的构件或部分，例如，可能延伸超出半导体晶片外周缘的基座或ESC的环形部分。在一些实例中，晶片支撑件可配备成提供其所支撑的半导体晶片的移动，例如，竖直移动和/或旋转移动。在一些实例中，晶片支撑还可包括升降销(例如以上讨论的那些)、或可导致相对于这种晶片支撑件的其余部分向上延伸的其他机构，因而将半导体晶片抬离晶片支撑件的其余部分。在一些实例中，晶片支撑件可包括各种可移除构件，例如边缘环。例如，一些晶片支撑件可配置成与可移除边缘环一起使用，可移除边缘环例如被设计成能够被半导体处理工具的晶片搬运机器人移除的边缘环，其可与一或更多不可移除的边缘环(例如，未设计成能够被半导体处理工具的晶片搬运机器人移除的边缘环)对接—这种不可移除的边缘环可能(当然)仍被技术人员移除，其为了本发明目的被视为晶片支撑件的一部分。

本公开内容构思出一种自动校准系统，例如，适应性定位系统，其可与AWC系统(或类似装置)和/或晶片搬运机器人结合使用，以尤其提供AWC系统和/或半导体处理工具的晶片搬运机器人的自动化教导；这种系统可用于在真空或大气压下对晶片搬运机器人进行自动化教导，因为其内进行教导的室可如同在正常半导体处理操作期间一样密封。这种自动校准系统还可允许根据需求对各种构件或晶片放置方面进行评估和/或修正，以符合工艺要求。

自动校准系统还可用于引导边缘环的放置，边缘环为名义上呈环形的结构，其内径尺寸通常比半导体处理晶片的外径稍大(或在一些示例中较小)，因而在处理期间有效地“延长”半导体晶片的直径。边缘环具有导致任何“边缘效应”(其可能降低晶片上工艺结果均匀性)发生在边缘环的外边缘(晶片均匀性大部分不受影响)而非半导体晶片本身的作用。

本文提供的自动校准系统使用自动校准晶片，其具有配置成收集图像的板载朝下成像(on-board downward facing imaging)传感器，结合具有多个切口的校准晶片，切口对自动校准晶片的成像传感器提供校准晶片下方结构(例如晶片支撑件和/或边缘环的边缘及表面)的可见性，否则当其被置于晶片支撑件上时会被晶片遮住。自动校准晶片的朝下成像传感器能够捕获其下方结构及特征的图像，但这些成像传感器通常受限于其视野及其视线。据此，它们一般无法看穿阻碍另一结构或特征的结构。例如，当晶片置于晶片支撑件上时，其可能会遮住部分或全部晶片支撑区域及其他特征(例如边缘环的一部分)，而自动校准晶片的成像传感器无法看到并捕获被晶片遮住的特征及结构的图像。

在进一步的示例中，一些晶片支撑区域具有小于放置在其上的晶片外径的外径，使得晶片可部分或完全覆盖并遮挡晶片支撑区域及其外径而无法被自动校准晶片的成像传感器看到。另外，当使用可选的边缘环时，边缘环可具有设置为靠近晶片支撑区域并于晶片置于晶片支撑区域上时设置于晶片下方的结构。由于该晶片支撑区域与边缘环的间距，晶片支撑区域上的晶片可能又部分或完全覆盖且遮挡晶片下方的边缘环结构，使其无法被自动校准晶片的成像传感器看到。

晶片的该遮挡示于图1A和1B中，其中图1A描绘了晶片支撑区域与边缘环的顶视图，而图1B描绘了晶片及图1A的晶片支撑区域与边缘环的顶视图。如图1A中可见，晶片支撑区域102具有带外边缘104的圆形区域，而边缘环106设置于晶片支撑区域102周围并在晶片支撑区域102径向外侧。边缘环106的内边缘108还设置为靠近晶片支撑区域102的外边缘104。在一些实现方案中，边缘环106的内边缘108及晶片支撑区域102的外边缘104都可小于晶片的外边缘。如图1B中所示，当晶片110(其外边缘112大于边缘环106的内边缘108及晶片支撑区102的外边缘104)置于晶片支撑区域102上时，晶片110可覆盖并至少部分地遮挡内边缘108及外边缘104而使其不可见，包括从上方为不可见，如以虚线描绘了的内边缘108及外边缘104所示，其表示它们从上方为不可见。

根据一些实施方案，公开了具有设置于校准晶片外边缘附近或周围的多个切口的校准晶片。在一些实施方案中，校准晶片可具有例如一个或更多切口、两个或更多切口、或三个或更多切口。校准晶片对校准晶片下方的本来会被不具这种切口的常规晶片覆盖而为不可见的各种结构有利地提供可见性及视线观看。校准晶片的切口因而使自动校准晶片的朝下成像传感器能够同时捕获与晶片支撑件、校准晶片和/或置于该晶片支撑件上的边缘环相关联的本来会被置于其上的校准晶片遮住的各种基准的图像。这些基准包括，例如，校准晶片、晶片支撑区域的外边缘、及边缘环的内边缘上的基准标记或结构。基准(如本文所使用的术语)是指假设为相对于特定结构一般为固定的特征，例如，构件的圆形边缘可用作该结构的中心点的基准(应理解，这种基准可能随着时间经过发生尺寸和/或形状的变化，例如，因晶片处理操作而引起的侵蚀或沉积；这种形状和/或尺寸的逐渐变化不应被视为改变本发明背景下这种基准的“固定”性质)。在本文讨论的示例中，所使用的基准为特征(例如半导体晶片的外边缘、边缘环的外边缘和/或内边缘、晶片支撑件的外边缘、或晶片支撑件的特征的边缘)、晶片支撑件中的表面不连续部(例如，晶片支撑件的上表面可能具有圆形凸台，其被从圆形凸台向下凹陷的环形表面包围；圆形凸台与环形表面之间的过渡部可为这种表面不连续部)、或适用于本文所讨论技术的任何其他特征。

校准晶片、系统及技术

本公开内容的方面涉及具有多个切口的校准晶片及具有朝下成像传感器的自动校准晶片，朝下成像传感器被配置成同时捕获校准晶片的基准及在每个切口内和/或邻近于每个切口为可见的其他结构的基准。如上所述，这些其他结构为通常会被置于晶片支撑件上的晶片覆盖的那些，例如晶片支撑区域的外边缘和/或边缘环的内边缘。除非另有说明，否则术语“校准晶片”用于描述具有多个切口的校准晶片，如下更详细解释及例如以下讨论的图2A及2B中所示。在一些实施方案中，校准晶片可具有例如一个或更多切口、两个或更多切口、或三个或更多切口。进一步地，本文所用的术语“自动校准晶片”是指“智能型”或以其他方式配有传感器及其他电子设备(其使这种自动校准晶片能够获取数据并测量与半导体处理工具性能相关的多种参数)的晶片。

关于自动校准晶片，一般来说，它可具有类似于晶片和/或边缘环(半导体处理工具被配置成对其进行处理)的尺寸及形状，因而允许半导体处理工具的晶片搬运机器人以与晶片搬运机器人在处理期间传送半导体晶片的大致相同的方式来传送自动校准晶片。因此，自动校准晶片的尺寸可设计为最大高度及直径小于半导体处理工具的通道(晶片搬运机器人可传送晶片穿过通道)的竖直和水平间隙。

如上所述，自动校准晶片可包括各种传感器—但传感器的数量及类型可根据自动校准晶片所提供的特定功能而变化。应理解，根据本发明的自动校准晶片可配置成提供本文所讨论的传感器/功能中的任一者、一些或全部。

除了自动校准晶片可包含的各种传感器之外，自动校准晶片还可包括用于控制这些传感器并从其获取数据、与其他构件(例如半导体处理工具的控制器)通信、和/或储存和/或运用从传感器收集到的数据的各种构件。这种自动校准晶片因此可链接至半导体处理工具的控制器、被引入半导体处理工具中，接着在半导体处理工具所执行的校准例程或放置例程的各种阶段期间，通过自动校准晶片的控制器(或多个控制器)与半导体处理工具的控制器(或多个控制器)中的一者或两者所引起的动作而使自动校准晶片执行各种感测及数据收集操作。如根据下文更详细讨论的示例显而易见的，这种校准例程或放置例程可在几乎无人监督下通过半导体处理工具来执行。

在一些实施方案中，自动校准晶片可具有整体形状类似于半导体晶片的基板，例如，大致圆形形状，但应知道在一些实例中自动校准晶片可能为不同形状—例如，基板中不用于支撑传感器或其他构件或不与例如末端执行器接触垫或基座升降销接触的部分可能会被省略，其可能导致自动校准晶片中有开口或凹口。此外，在一些实现方案中，自动校准晶片可具有沿着名义上圆形的外边缘的半岛部或其他凸部，例如，以在超出对应半导体晶片的标称外径的位置处支撑传感器。自动校准晶片还可包括沿着外边界的一或更多个转位特征(例如，平边、凹口等)，以提供用于辨识自动校准晶片方位的机制。本文可能提及自动校准晶片的“中心”，其将被理解成意指：当以半导体晶片或边缘环通常如何被传送或定位的类似方式将自动校准晶片传送或定位在半导体处理工具内时，自动校准晶片期望被定位在与定位半导体晶片或边缘环中心的位置相同的位置处的点。应理解，虽然自动校准晶片的中心可与基板的几何中心和/或自动校准晶片的质心一致，但这种对位并非必要条件。

如上所述，自动校准晶片可具有多个朝下成像传感器，例如，电荷耦合设备(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，其位于径向偏离自动校准晶片中心的各种位置处。这种偏移可选择成使得自动校准晶片例如设置于半导体晶片(其置于半导体处理工具的晶片支撑件上)上方时，每一成像传感器具有足够宽的视野以捕获半导体晶片边缘的一部分，以及晶片支撑件的一部分。如果半导体处理工具通常在晶片处理操作期间使用边缘环，则成像传感器可径向偏离自动校准晶片的中心，使得成像传感器的视野足够宽以便也捕获边缘环的一部分(当放置在晶片支撑件上时)。

在自动校准晶片的一些实现方案中，朝下成像传感器可沿着一个圆放置，该圆的直径有名义上与半导体晶片(半导体处理工具配置成处理该半导体晶片)相同的尺寸，例如，相差在±10％或±20％以内。在另外的其他实现方案中，朝下成像传感器可沿着一个圆放置，该圆的直径介于半导体晶片(半导体处理工具配置成处理该半导体晶片)与边缘环(半导体处理工具配置成使用该边缘环)之间。在一些这种实现方案中，朝下成像传感器可定位成沿着为边缘环标称外径与边缘环标称内径或半导体晶片标称外径的平均值或在例如与该平均值相差在±10％范围内的直径。这种定位可例如当自动校准晶片总体设置于晶片支撑件上方居中位置处时(且当半导体晶片和/或边缘环在晶片支撑件上居中时)使朝下成像传感器能够同时捕获晶片支撑件的外边缘(或晶片支撑件上特征的边缘，例如ESC)、边缘环的外边缘和/或内边缘、及其视野内的半导体晶片的外边缘。

如上所述，这种成像传感器放置允许自动校准晶片同时获得与晶片支撑件、具有多个切口的校准晶片和/或置于该晶片支撑件上的边缘环相关联的各种基准的图像。

接着可分析从校准晶片、边缘环或其他结构的给定基准组获得的图像，以确定与这些基准相关联的两个结构上的参考点之间的偏移量(或多个偏移量)。例如，如果所使用的基准为校准晶片及在校准晶片切口内看到的晶片支撑件外圆边缘上的基准标记，例如线条或形状，则可确定校准晶片与晶片支撑区域外圆边缘的基准之间径向间隔的相对大小，并用于产生对校准晶片中心偏离晶片支撑区域中心的程度评估。一般地，必须使用来自至少三个成像传感器的图像来进行这种确定(类似技术可利用仅来自两个成像传感器的图像来实行，但一般不会那么准确，因为必须对使用的基准的相对大小作假设)。在一些实例中，一些基准可能并非始终可见，在此例中可能需要中间基准。

在另一示例中，如果使用的基准为晶片支撑区域的外圆边缘与边缘环的内边缘(其在校准晶片的切口内皆可见)，则可确定晶片支撑区域与边缘环的基准之间的径向间隔相对大小，并用于产生边缘环中心偏离晶片支撑区域中心的程度评估。

进一步地，多个切口实现校准晶片及其基准、晶片支撑件的基准(例如晶片支撑区域的外边缘)及边缘环的基准(例如边缘环的内边缘)的同时成像。该同时成像进一步允许同时并直接确定校准晶片相对于晶片支撑件的相对偏移量，以及边缘环相对于晶片支撑件的相对偏移量。这些同时成像及确定可有利地在未使用中间或“代理”基准且不移除校准晶片来查看其下方结构下进行。

一旦两个结构的基准已被自动校准晶片成像并确定两结构之间的偏移量，可将偏移量与阈值偏移量进行比较，阈值偏移量可表示对正确操作半导体处理工具而言被认为可接受的这些结构之间的最大偏移量。如果偏移量超过阈值偏移量，则半导体处理工具可促使采取修正措施。

现将讨论校准晶片的多个方面。图2A根据一些实施方案描绘了校准晶片的顶视图。在图2A中，校准晶片214具有沿校准晶片214的外边缘218布置的多个切口216A、216B及216C；切口216A以虚线圆圈起来，而其他切口216B及216C在其相应中心具有标符。在一些实现方案中，校准晶片214可为名义上的圆形，而外边缘218可具有与工艺晶片相同或基本上相同(例如相差在±5％以内)的标称直径。在一些这种实现方案中，校准晶片214的外边缘218可具有200mm±1mm、300mm±1mm或450mm±1mm的直径。如本文所述，虽然校准晶片214包括三个切口，但校准晶片的一些实现方案可具有一个切口、两个切口、三个切口或更多。在一些这种实现方案中，校准晶片可在晶片的边缘中仅具有一个切口，且此切口不被视为与凹口或对位凹口相同的特征。

每个切口216A-C可由一或更多个边缘限定，且该一或更多个边缘可限定切口的形状。如图2A中可看出，每个切口216A-C具有大致矩形的形状。在图2B中，其描绘了图2A校准晶片的一个切口的放大图，切口216A以阴影方式来突显，且其具有带有两个圆角的大致矩形形状。在一些实施方案中，两个圆角可改为倒角。此切口216A可被认为由三个线性边缘217A-C与两个曲线边缘219A及B限定，或者具有三个线性边缘217A-C与两个曲线边缘219A及B。在一些实现方案中，切口形状可不相同且可为正方形、带圆角的正方形、矩形、带圆角的矩形、V形、圆形、半圆形、三角形、带圆角的三角形、长圆形、椭圆形、六边形、五边形、八边形、具有线性及非线性区段的形状、或具有多个线性区段的形状。在一些实现方案中，切口可被视为从校准晶片214去除的材料的一部分，其可包括被去除的校准晶片的边缘。在一些实例中，切口可为穿过校准晶片且使校准晶片边缘完好无缺的孔，即，通孔。例如，通孔切口可在其边缘与校准晶片214的外边缘218之间具有材料。如图2A所示，校准晶片214在每个切口216A-C处的边缘已被移除，而其余边缘218则完好无缺。

如图2A中进一步所示，每个切口216A-C从外边缘218朝中心轴线220(以“X”标记)径向朝内延伸径向距离RD1，其可被视为切口的长度。此径向距离可从由外边缘218限定并与外边缘218共半径的参考圆开始测量。切口还可具有宽度226，其也可被视为切线宽度，其垂直于径向距离RD1。在一些实现方案中，径向距离RD1可为至少2mm，而宽度226可为至少2mm。在一些实现方案中，径向距离RD1可小于或等于约10mm和/或宽度226可小于或等于约10mm。类似于上文，在一些实施方案中，宽度226可为成像传感器(例如相机)视野的函数。在一些实例中，成像传感器的视野可以将切口的径向距离RD1(例如，切口形状的长度)和/或宽度226限制成例如小于或等于约20mm、约15mm、约12mm、约10mm或约5mm、或例如小于或等于视野的约50％、约40％、约30％、或约20％。

切口216A-C可设置为沿着校准晶片214的外周缘或外边缘218，且可以某已知量间隔开，例如，在此示例中相隔120°。在一些实现方案中，切口216A-C也可彼此相等地或基本上相等地间隔开(例如，对于相等间距不会有约±10％的偏差)。可使自动校准晶片的朝下第一成像传感器定位成使得每个切口216A-C的至少一部分处于第一成像传感器的视野224内，其以虚线方框224表示。

校准晶片214也可包括一或更多组基准标记，例如基准标记222A-C及基准标记223A-C，其可设置为分别邻近每个切口216A-C，包括邻近切口的边缘。基准标记222A-C及223A-C也可设置成沿着校准晶片214的外周缘或外边缘218，且可以已知量间隔开，并且还设置成使得每一基准标记222A-C和/或223A-C的至少一些部分位于第一成像传感器的视野224内。在此示例中，基准标记222A-C和/或223A-C围绕校准晶片214的周缘以已知距离(例如120°)间隔开。

基准标记222A-C也可具有已知形状及尺寸，例如C形，而基准标记223A-C可为径向线，其在图像数据中可被辨识并用于在每一图像中建立方向向量。例如，如果基准标记222A为已知尺寸及形状，例如，具有三条2mm长的线性区段，该已知信息可用于确定成像特征的尺度。例如，如果校准晶片上的基准标记与晶片支撑件的基准之间的间隔大小为同一图像中基准标记(具有三条2mm线性区段)的边缘大小的0.34倍，则间隔的大小可被确定为0.34*2mm＝0.68mm。在一些实现方案中，这种计算可能会考虑(例如，使用机器视觉或光学图像修正技术)镜头效应所导致的图像变形(例如，使用例如棋盘图案)，并可使用例如与自动校准晶片相关联的校准数据来修正这种变形。

校准晶片214的基准标记在图2B中进一步示出；在此，切口216A的基准标记222A及223A更加清晰可见。基准标记222A围绕切口216A边缘或周边的至少一部分延伸，且如所示，其围绕基本上整个切口216A延伸。此基准标记222A也可被认为邻近切口216A的边缘。在一些实现方案中，基准标记222A具有三条线性区段，其每一者沿着切口216A边缘的至少一部分延伸。例如，基准标记222A的最左边线性区段231A沿着边缘217A与边缘219A的至少一部分延伸，而基准标记222A的水平或底部区段231B沿着边缘219A、217B与219B的至少一部分延伸，且基准标记222A的最右边线性区段231C沿着边缘217C与边缘219B的至少一部分延伸。

在一些实现方案中，基准标记可具有与其邻近的切口基本上相似的形状。例如，在图2B中，切口的边缘可被视为形成C形，且也可看到基准标记222A具有基本上相似(例如，相差在约20％以内)的C形。在一些其他实现方案中，基准标记可具有其他形状的样式，例如L形、半圆形、部分长圆形、线形、多条线、非线形、或一或更多个线性区段及一或更多个非线性区段。

基准标记222A也可具有已知厚度或宽度，例如介于约0.01mm与约1mm、约0.01mm与约2mm、约0.01mm与约3mm、或约0.01mm与约4mm之间作为示例。此厚度或宽度可例如被视为限定其形状的线的粗度，例如图2B中限定C形的线的宽度。在一些实施方案中，基准标记的宽度可为成像传感器(例如相机)视野的函数。在一些实例中，成像传感器的视野可能将基准标记的宽度限制成例如小于或等于约1mm、约2mm、约3mm或约5mm，或者例如小于或等于视野的约40％、约30％或约20％。如上所述，每个切口可具有邻近每个切口的至少一个基准标记。在一些实现方案中，此邻近度可量化为距切口边缘中的一者的距离；在一些实例中，其可被视为距切口标称中心的径向距离。在图2B中，确定此距离228，且在一些实施方案中，此距离可约5mm或更小、约4mm或更小、约3mm或更小、约2mm或更小、约1mm或更小、或约0.5mm或更小。

返回参考图2A，每个切口216A-C还可包括具有线性形状的基准标记223A-C(例如其为一条线)，其沿着与校准晶片214的中心220相交或基本上相交(例如，相差在约5％或约1％以内)的轴线定向。此线性基准标记223A-C可用于建立每一自动校准晶片的成像传感器所捕获的每一图像的方向或方位。这条线可用于将三个图像中的每一者转换成单个坐标系统。

在一些实施方案中，校准晶片可具有额外的基准标记，其形成具有多个形状的图案，例如多个圆形、多个三角形、多个正方形、多个矩形、多个菱形、至少两个正方形相互接触的多个正方形、棋盘格、或其组合。图2C-2E描绘了图2B的校准晶片切口的示例性放大部分，其具有形成多种图案的基准标记。这些基准标记可作为已讨论的那些基准标记的额外或替代使用；如本领域技术人员所知，这些基准标记及对应图案用于计算机视觉姿势操作以确定校准晶片、切口和/或其他基准标记的位置及方位。

在图2C中，校准晶片具有多个正方形，如图所示四个正方形225A-D，其形成邻近切口216及基准标记223的图案。在此，正方形225A与225B的边角相互接触，且正方形225C与225D的边角也相互接触，其实现更精确且准确的确定。在图2D中，校准晶片具有多个三角形，如图所示四个三角形227A-D，其形成邻近切口216及基准标记223的图案。在此，三角形227A与227B的边角相互接触，且三角形227C与227D的边角也相互接触。在图2E中，校准晶片具有多个圆圈，如所示四个圆圈229A-D，其形成邻近切口216及基准标记223并位于不同于图2C及2D的基准标记位置的图案。

校准晶片可具有利于实现其用于下述技术的多种特性。这可包括实现或改进校准晶片的成像及后续图像处理的特性及特征。例如，自动校准晶片的一些实现方案包括照射其下方结构(包括校准晶片、晶片支撑件及边缘环(当存在时))的光源。因此，校准晶片顶表面的反射率会影响自动校准晶片拍摄的图像以及校准晶片上基准的测量质量及准确度。例如，如果校准晶片的顶表面呈高度抛光(例如，光亮)，从校准晶片反射至成像传感器的光量可能会导致不可接受的失真量，其将可能导致特征的不准确的测量值。一示例为非常亮的反射可能导致校准晶片的基准(例如其基准标记及切口边缘)与晶片支撑件之间的对比度不足。据此，校准晶片的一些实现方案具有经研磨以降低其表面反射性的顶表面。该研磨可导致校准晶片的顶表面具有消光亮度(mat finish)。在一些这种实现方案中，校准晶片的底表面可为包括例如抛光硅之类的抛光表面。

在一些实施方案中，校准晶片也可由类似工艺晶片的材料(例如硅)构成。尽管无图案抛光硅有利于模拟工艺晶片与末端执行器的接触以及热膨胀及其他材料特性，但如上所述，在一些实现方案中，使用抛光硅会过分反射。据此，本公开内容中校准晶片的一些实现方案由具有研磨至第一表面粗糙度(例如，在微米等级)的顶表面及抛光至第二表面粗糙度(例如，在几埃等级)的底表面的硅所构成。在一些实施方案中，可使用具有较低固有反射性的非硅材料，例如，陶瓷。然而，一些非硅材料可能无法产生相对于基准标记的足够对比度来形成用于特征测量的精细图像。例如，激光标记、蚀刻或以其他方式应用于陶瓷校准晶片的基准标记可能在所捕获的图像中不够明显。

在一些其他实施方案中，使校准晶片由其他材料来构成可能是有利的，所述其他材料例如钛、铝或铝合金、和/或复合材料(例如碳纤维)。

校准晶片还具有与工艺晶片几乎相等的标称外径及厚度。校准晶片的形状、尺寸和/或材料与工艺晶片越相似，其对工艺晶片的性能就更准确，从而提供更准确的晶片测量及处理。进一步地，校准晶片可通过配置成处理正常晶片的现有硬件来操纵，因而无需用于操纵此校准晶片的特殊硬件、间隙(clearance)、狭缝阀宽度、机器人的动作路径的重新认证(requalifications)等。此可包括具有200mm±1mm、300mm±1mm或450mm±1mm标称外径及介于约0.5mm与约1.5mm之间的标称厚度的校准晶片。

虽然多种技术可用于确定两结构之间中心对中心的偏移量且被视为落于本公开内容的范围内，但在图3A至3D的背景下提供用于确定这种偏移量的示例性技术。如下更详细地解释的，校准晶片中心点与晶片支撑件中心点之间的校准晶片/晶片支撑件偏移量可基于晶片支撑件与校准晶片的基准之间的间隔大小。图3A描绘了相对于晶片支撑区域放置的图2A的校准晶片。在此，校准晶片214定位于具有外边缘104的晶片支撑区域102上，外边缘104的直径小于校准晶片214的外边缘218。校准晶片214覆盖除了切口216A-C之外的晶片支撑区域102，在切口216A-C处，晶片支撑区域102的一些部分(包括其外边缘104的一些部分)为可见且绘为实线；被校准晶片214覆盖且不可见的晶片支撑区域102外边缘104的所述区段则以虚线描绘。

校准晶片214及晶片支撑区域102在图3A中未按比例示出以更易看出例如包括校准晶片214与晶片支撑区域102的中心(以十字准线示出)之间的错位以及校准晶片214与晶片支撑区域102的基准之间的间隔。如上解释及图3A中所见，校准晶片214包括分别设置为邻近每个切口216A-C的一组基准标记222A-C。

在这种技术中，关于多种因素可作某些假设—例如，校准晶片的直径可假设为圆形，如果确实是，则其可提供沿其边缘测量偏差的必要信息以确定偏心度；在同一可替代示例中，校准晶片的直径可假设为已知量(例如300mm)和/或晶片支撑区域的直径也可假设为已知量(例如275mm)。因此，可将校准晶片214的中心点到校准晶片214的外边缘218的半径r_w假设为恒定，除了切口216A-C处以外。进一步地，也可将晶片支撑区域102的中心点到其外边缘104的半径r_wsa假设为恒定。也如上所述，切口216A-C被设置成使得其处于第一成像传感器的视野内。

如果假设校准晶片214的中心还作为坐标系的原点(将在该坐标系中确定晶片支撑区域102与校准晶片214之间的中心对中心偏移量)，则可通过确定沿晶片支撑区域102外边缘104的三个点的位置(其可被视为晶片支撑区域102的基准)而后确定这三个点所限定的圆的中心位置来求得晶片支撑区域102的中心位置。一旦晶片支撑区域102的中心位置在校准晶片214的坐标系中为已知，取得这两个构件之间中心对中心偏移量便是简单的过程。此中心对中心偏移量接着可用来确定对应修正偏移量，该修正偏移量将使用晶片搬运机器人来执行，以将校准晶片(以及未来工艺晶片)置于相对于晶片支撑区域102更居中的位置中。

如图3A中所示，晶片支撑区域102及其外边缘104的一些部分在每个切口216A-C内是可见的。进一步地，这些切口及晶片支撑区域102的一些部分处于每一成像传感器的视野224内，其被绘为虚线矩形。于图3B-3D中进一步示出切口(其各自处于虚线圆圈内)及切口内可见的晶片支撑件的所述部分，图3B-3D描绘了图3A中三个区域的放大图；图3A中的这些虚线圆圈代表图3B-3D中的视野。图3B描绘了切口216A及切口216A内可见的晶片支撑区域102的第一部分102A(用阴影显示)连同其外边缘104的区段104A，例如弧。

如上所述，可在校准晶片的基准与晶片支撑件的基准之间限定各种间隔。可进行这些各种间隔的测量并用于确定校准晶片与晶片支撑区域之间中心对中心偏移量。例如，晶片支撑区域102外边缘104A的该区段(例如，晶片支撑区域的基准)与校准晶片214外边缘218(例如，校准晶片的基准)之间存在间隔332A。间隔332A及校准晶片214的各种基准可用于确定晶片支撑区域102外边缘104A与校准晶片214外边缘218之间的距离δ₁。这些基准包括例如基准标记222A和/或223A(其可在包含它们的图像中提供尺寸、尺度和/或方位参考)、校准晶片214本身的可见外边缘218、和/或切口216A的一或更多个边缘。

在又一这种示例中，校准晶片基准可为切口边缘中的一者，例如图2B中切口216A的边缘217B，且校准晶片与晶片支撑区域之间的间隔为跨于校准晶片的切口边缘217B与晶片支撑区域的边缘104之间的间隔。在又一示例中，校准晶片基准可为基准标记222A-C或223A-C中的一者，例如图2B中切口216A的基准标记222A的底部区段231B，且校准晶片与晶片支撑区域之间的间隔为跨于校准晶片的基准区段231B与晶片支撑区域的边缘104之间的间隔。

在图3C及3D中，切口216B及216C分别与每一相应切口216B及216C内可见的晶片支撑区域102的所述部分102B和102C以及外边缘104区段104B和104C一起被示出。这些图中还示出间隔332B及332C，其于校准晶片214的外边缘218与晶片支撑件102的外边缘104之间具有距离δ₂及δ₃。如上所述，可使用校准晶片和/或晶片支撑区域的其他基准，例如基准标记222A-C或基准标记223A-C和/或校准晶片的切口的一或更多个边缘、或晶片支撑区域102上的外边缘104或其他基准标记。

间隔332A-C及距离δ₁至δ₃连同晶片支撑区域102的半径r_wsa及每一间隔332A-C所沿的角度可用于确定沿着晶片支撑区域102外边缘104的三个点的位置。例如，对于间隔332A及距离δ₁，距离δ₁可与半径r_wsa相加以获得晶片支撑区域原点/中心到校准晶片214的外边缘218的径向距离。间隔于校准晶片214外边缘218处终止的该点的XY坐标对可利用三角关系以基于从晶片支撑区域的中心延伸至间隔于校准晶片214外边缘218处终止的该点的半径角位置来确定。在此示例中，该半径的角位置为0度。因此，可根据以下来确定这种点的XY坐标：

X＝(r_wsa+δ_x)·sin(θ)

Y＝(r_wsa+δ_x)·cos(θ)

其中δ_x为相关间隔距离，r_wsa为晶片支撑区域半径，而θ＝从晶片支撑区域原点延伸至该间隔的半径与从原点延伸的极轴之间的角度。因此，例如，如果r_wsa＝145mm，δ₁＝22.823mm，δ₂＝17.338mm，且δ₃＝37.69mm，则：

间隔	δ	rwsa	θ	X	Y
						1	22.823mm	145mm	0°	0mm	167.823mm
2	17.338mm	145mm	120°	140.589mm	-81.169
						3	37.69mm	145mm	240°	-158.214mm	-91.345mm

应理解，以上提供的尺寸比图3A的比例更大，且对于典型半导体处理工具及晶片搬运机器人而言，δ的这种值大到不切实际。在实际实行中，可能获得的δ值经常于小于1mm(例如小于800μm)的等级。

一旦已知沿校准晶片外边缘的位置的三对XY坐标，即可利用以下方程式来确定校准晶片的中心相对于坐标系原点(晶片支撑区的中心)的位置：

其中(x₁,y₁)、(x₂,y₂)及(x₃,y₃)为各自坐标对，(x_c,y_c)为校准晶片中心的坐标对。因此，在本示例中，(x_c,y_c)＝(-11.65mm,36.0mm)。在建立晶片支撑区域与校准晶片之间的中心偏移量之后，可采取适当措施来减小该两个构件之间的中心偏移量。例如，在当前情况下，校准晶片可通过晶片搬运机器人取回，接着以偏移的反向移动，例如(11.65mm，-36.0mm)，以将校准晶片置于晶片支撑区域的中心上。如果自动校准晶片坐标系未对准于晶片搬运机器人所使用的坐标系，则在使用晶片搬运机器人来修正例如边缘环放置之前，可将使用自动校准晶片而获得的中心对中心偏移量转换为晶片搬运机器人所使用的坐标系中的等效偏移量。一旦校准晶片以可接受方式地居中，校准晶片接着便可用于训练半导体处理工具的AWC。以下进一步更详细地讨论涉及使用自动校准晶片来增强半导体处理工具中居中操作的多种技术。

尽管在以上示例中引用晶片支撑区域的半径，但可使用其他参考特征并具有类似结果，只要每一间隔被引用至相同等效特征即可。这可包括例如离具有已知距离的晶片支撑区域上的基准标记的距离。例如，在以上示例中，145mm可改为200mm，且应该产生相同的偏心率数据，但计算出的X-Y点将不同于如上所述的。

上述方程式及公式为示例性、说明性、非限定示例。使用获取的数据及测量值的其他技术可用于确定校准晶片、基板支撑件和/或边缘环之间的相对中心和/或偏移量。

在另一示例中，可使用基准标记222A-C与支撑区域102的基准标记(例如其外边缘104)之间的间隔。图3E-G描绘了图3A中三个区域的放大图；图3A中的这些虚线圆圈代表图3E-3G中的视野。这些图3E-3G类似于图3B-3D，除了此处指出的差异之外。图3E描绘了切口216A及切口216A内可见的晶片支撑区域102的第一部分102A(用阴影显示)连同其外边缘104的区段104A，例如弧。在此，间隔347A沿着线341A(其与基准标记223A共线)限定于外边缘104A与基准标记222A的底边缘231A之间，如图所示。间隔347A及其距离δ₄是在第一交点343A(线341A与基准标记222A的底边缘231A相交之处)与第二交点345A(线341A与外边缘104A相交之处)之间测得。

类似地，在图3F中，切口216B被绘成具有沿着线341B(其与基准标记223B共线)限定于外边缘104B与基准标记222B的底边缘231B之间的间隔347B。间隔347B及其距离δ₅是在第一交点343B(线341B与基准标记222B的底边缘231B相交之处)与第二交点345B(线341B与外边缘104B相交之处)之间测得。在图3G中，切口216C被绘成具有沿着线341C(其与基准标记223C共线)限定于外边缘104C与基准标记222C的底边缘231C之间的间隔347C。间隔347C及其距离δ₆是在第一交点343C(线341C与基准标记222C的底边缘231C相交之处)与第二交点345C(线341C与外边缘104C相交之处)之间测得。通过沿基准标记223A-C的方向测量这些间隔，间隔值能够收敛于同一坐标系上。在一些实施方案中，可相对于并沿着图3B-G中分别与基准标记223A-C共线的线(或轴)341A-C测量间隔及其他特征。

这些间隔347A-C及距离δ₄至δ₆可与本文提供的技术一起使用，以确定校准晶片中心相对于坐标系原点(例如，晶片支撑区域的中心)的位置。例如，类似于上文，这些间隔347A-C及距离δ₄至δ₆可结合晶片支撑区域102的半径r_wsa或其他参考特征来使用，且该角度(沿该角度测量每一间隔347A-C)可用于确定沿晶片支撑区域102外边缘104的三个点的位置。例如，对于间隔347A及距离δ₄，距离δ₄可从半径r_wsa中减去，以获得从晶片支撑区域原点/中心到校准晶片214的一点(例如第一交点343B)的径向距离。间隔347A在校准晶片214上终止的点的XY坐标对可利用三角关系以基于从晶片支撑区域中心延伸至间隔于校准晶片214上终止的该点的半径角位置来确定，如上所述。一旦确定XY坐标，则可确定校准晶片的中心相对于坐标系原点的位置，如本文所提供。

校准晶片的切口还实现其他元件及特征的可见性及测量，包括定位于晶片支撑件(例如，基座或ESC)上的边缘环的一或更多个基准。返回参考图1A和1B，一些实现方案使用具有一或更多个表面(包括内边缘108)的边缘环106，当将常规晶片置于晶片支撑区域102上(如图1B所示)时，边缘环106则被遮挡而呈不可见。然而，本文所述具有多个切口的校准晶片对晶片支撑区域与边缘环两者的一些部分提供同时可见性，其允许同时成像并确定相对于晶片支撑区域的校准晶片的中心，以及相对于晶片支撑区域的边缘环的中心。

图4A描绘了相对于晶片支撑区域102放置的图2A的边缘环406及校准晶片214。除了边缘环406也被示为定位于晶片支撑件上而围绕晶片支撑区域102并具有一或更多部分位于校准晶片214下方之外，图4A与图3A相同。在此，校准晶片214设置于晶片支撑区域102上，而外边缘104具有小于校准晶片214的外边缘218的直径。边缘环406具有大于晶片支撑区域102的外边缘104且小于校准晶片214的外边缘218的内边缘408。校准晶片214覆盖晶片支撑区域102及边缘环406的一些区段，除了切口216A-C处之外，晶片支撑区域102的一些部分(包括其外边缘104的一些部分)及边缘环406的一些部分(包括其内边缘408的一些区段)在切口216A-C处为可见并绘为实线；晶片支撑区域102的外边缘104中被校准晶片214覆盖的所述区段以虚线描绘，且边缘环406的内边缘408中被校准晶片214覆盖的所述区段以虚线描绘。

校准晶片214、边缘环406及晶片支撑区域102在图4A中未按比例示出，以更易看出例如校准晶片214、边缘环406(其中心以407标出)与晶片支撑区域102的中心(以十字准线示出)之间的错位以及校准晶片214、边缘环406与晶片支撑区域102的基准之间的间隔。在一些实现方案中，边缘环406的基准可被视为其内边缘408。

在这种技术中，如同图3A-D一般，关于多种因素可作某些假设—例如，校准晶片的直径可假设为已知量，例如，300mm，边缘环406的内边缘408的直径可假设为已知量，例如，小于300mm且大于275mm，例如285mm，而晶片支撑区域102的直径可假设为已知量，例如275mm。因此，可将校准晶片214的中心点到校准晶片214的外边缘218的半径r_w假设为恒定，除了切口216A-C处之外(沿着校准晶片的外边缘可能有一些部分处的半径可能较短，例如，如果沿着边缘有转位平面或凹口)。进一步地，也可将晶片支撑区域102的中心点到其外边缘104的半径r_wsa假设为恒定，且可将边缘环406的中心点到其内边缘408的半径r_er假设为恒定。

如上所述，如果假设校准晶片214的中心也作为坐标系的原点(将在该坐标系中确定晶片支撑区域102与边缘环406之间的中心对中心偏移量)，则可通过确定沿晶片支撑区域102外边缘104的三个点的位置(其可被视为晶片支撑区域102的基准)而后确定这三个点所限定的圆的中心位置来求得晶片支撑区域102的中心位置。一旦晶片支撑区域102的中心位置在校准晶片214的坐标系中为已知，取得晶片支撑区域102与边缘环406之间中心对中心偏移量便是简单的过程。

如图4A所示，晶片支撑区域102与其外边缘104的一些部分以及边缘环406与其内边缘408的一些部分在每个切口216A-C内是可见的。进一步地，这些切口、晶片支撑区域102的一些部分及边缘环406的一些部分处于自动校准晶片的成像传感器的视野224内(绘为虚线矩形)。切口及晶片支撑件与边缘环的一些部分进一步示于图4B-4D，其描绘了图4A中三个区域的放大图。图4B描绘了切口216A，且类似于图3B，示出切口216A内可见的晶片支撑区域102的第一部分102A(用浅色阴影显示)连同其外边缘104的区段104A。图4A中也描绘了切口216A内可见的边缘环406的第一部分406A(用深色阴影示出)连同其内边缘408的区段408A，例如弧。

如上所述，可在校准晶片的基准与晶片支撑件的基准之间以及边缘环的基准与晶片支撑件的基准之间限定多种间隔。可进行这些多种间隔的测量并用于确定校准晶片与晶片支撑区域之间以及边缘环与晶片支撑区域之间的中心对中心偏移量。

例如，外边缘的该区段104A与校准晶片214的外边缘218之间存在间隔332A(如图3B所示)，而边缘环的该区段406A与晶片支撑区的该区段102A之间存在另一间隔433A，包括外边缘104A与内边缘区段408A之间(如图4B所示)。间隔332A与433A以及校准晶片214的各种基准可用于确定晶片支撑区域102外边缘104A与校准晶片214外边缘218之间的距离δ₁，以及晶片支撑区域102外边缘104A与边缘环406内边缘408A之间的距离δ_A。这些基准包括例如基准标记222A和/或223A(其可提供尺寸、尺度和/或方位参考)、校准晶片214本身的可见外边缘218、和/或切口的一或更多个边缘216A。在一些实施方案中，可相对于并沿着图4B-G中分别与基准标记223A-C共线的线(或轴)341A-C测量间隔及其他特征。在此示例中，在不具校准晶片214的切口216A下，在晶片设置于晶片支撑区域上时，边缘环外边缘408的此区段408A将是不可见且无法测量，且将不可能直接测量晶片支撑区域与边缘环之间的间隔。

在图4C中，切口216B连同晶片支撑区域102的该部分102B与其外边缘104的该区段104B以及边缘环406的该部分406B与其内边缘408的该区段408B一起被示出。还可见校准晶片214与晶片支撑区域区段104B之间的间隔332B、校准晶片214外边缘218与晶片支撑区域102的该部分102B的该区段104B之间的距离δ₂、晶片支撑区域102的该部分102B的外边缘104的该区段104B与边缘环部分406B的内边缘区段408B之间的间隔433B、以及此两边缘之间的距离δ_B。在一些实现方案中，例如此示例，边缘环及校准晶片可定位成使得一些边缘环方面在校准晶片的切口内为不可见，但仍在自动校准晶片的成像传感器的视野内。在一些其他实现方案中，边缘环在全部校准晶片切口内可能是可见的。

类似地，在图4D中，切口216C连同晶片支撑区域102的该部分102C与其外边缘104的该区段104C以及边缘环406的该部分406C与其内边缘408的该区段408C一起被示出。还可见校准晶片214与晶片支撑区域区段104C之间的间隔332C、校准晶片214外边缘218与晶片支撑区域102的该部分102C的该区段104C之间的距离δ₃、晶片支撑区域102的该部分202C的外边缘104的该区段104C与边缘环部分206C的内边缘区段408C之间的间隔433C、以及此两边缘之间的距离δ_C。

间隔433A-C及距离δ_A至δ_C结合晶片支撑区域102的半径r_wsa及每一间隔433A-C所沿的角度可用于确定沿晶片支撑区域102外边缘104的三个点的位置。例如，对于间隔433A及距离δ_A，距离δ_A可与半径r_wsa相加以获得从晶片支撑区域原点/中心到边缘环406内边缘408的径向距离。该间隔于边缘环406内边缘408处终止的点的XY坐标对可利用三角关系以基于从晶片支撑区域中心延伸至间隔于边缘环406内边缘408处终止的该点的半径角位置来确定。在此示例中，此半径的角度位置为0度。因此，可根据以下来确定这种点的XY坐标：

X＝(r_wsa+δ_x)·sin(θ)

Y＝(r_wsa+δ_x)·cos(θ)

其中δ_x为相关间隔距离，r_wsa为晶片支撑区域半径，而θ＝从晶片支撑区域原点延伸至该间隔的半径与从原点延伸的极轴之间的角度。可再次利用上述相同方程式及关系来确定边缘环内边缘的XY坐标对。一旦已知沿边缘环内边缘的位置的三对XY坐标，即可利用以下方程式来确定边缘环的中心相对于坐标系原点(晶片支撑区的中心)的位置：

其中(x₁,y₁)、(x₂,y₂)及(x₃,y₃)为各自坐标对，而(xc,yc)为校准晶片中心的坐标对。在建立晶片支撑区域与边缘环之间的中心偏移量之后，可采取适当措施来减小这两个构件之间的中心偏移量。例如，在当前情况下，校准晶片可通过晶片搬运机器人取回，接着以偏移的反向移动，以将边缘环置于晶片支撑区域的中心上。如果自动校准晶片坐标系未对准于晶片搬运机器人所使用的坐标系，则在使用晶片搬运机器人来修正例如边缘环放置之前，可将使用自动校准晶片而获得的中心对中心偏移量转换为晶片搬运机器人所使用的坐标系中的等效偏移量。一旦校准晶片以可接受方式地居中，校准晶片接着便可用于训练半导处理工具的AWC。以下进一步更详细地讨论涉及使用自动校准晶片来增强半导体处理工具中居中操作的多种技术。

尽管在以上示例中引用晶片支撑区域的半径，但可使用其他参考特征并具有类似结果，只要每一间隔参考相同等效特征即可。这可包括例如离具有已知距离的晶片支撑区域上的基准标记的距离。例如，在以上示例中，145mm可改为200mm，且应该产生相同的偏心率数据，但计算出的X-Y点将不同于上述。

在另一示例中，类似于图3E-3G及4B-4D，可使用校准晶片214上的基准标记222A-C与边缘环的基准标记(例如其内边缘408)之间的间隔。图4E-4G描绘了图4A中三个区域的放大图；图4A中的这些虚线圆圈代表图4E-4G中的视野。这些图4E-4G类似于图4B-4D，除了此处指出的差异以外。类似于图4B，图4E描绘了切口216A、切口216A内可见的晶片支撑区域102的第一部分102A(用阴影显示)、其外边缘104的区段104A(例如弧)、以及切口216A内可见的边缘环406的第一部分406A(用深色阴影显示)连同其内边缘408的区段408A(例如弧)。

在此示例中，示出了间隔347A及第一交点343A(线341A与基准标记222A的底边缘231A相交之处)与第二交点345A(线341A与外边缘104A相交之处)之间所测得的距离δ₄。还示出了存在于校准晶片214上的基准标记222A与边缘环406的内边缘408A之间的另一间隔453A。此间隔453A沿着与基准标记223A共线的线341A限定于内边缘408A与基准标记222A的底部边缘231A之间，如图所示。间隔453A及其距离δ_D是在第一交点343A(线341A与基准标记222A的底边缘231A相交之处)与另一交点451A(线341A与内边缘408A相交之处)之间测得。

类似地，在图4F中，切口216B被绘成具有沿着线341B(其与基准标记223B共线)限定于外边缘104B与基准标记222B的底边缘231B之间的间隔347B。间隔347B及其距离δ₅是在第一交点343B(线341B与基准标记222B的底边缘231B相交之处)与第二交点345B(线341B与外边缘104B相交之处)之间测得。还示出了存在于校准晶片214上的基准标记222B与边缘环406的内边缘408B之间的间隔453B。此间隔453B及其距离δ_E是在第一交点343B(线341B与基准标记222B的底边缘231B相交之处)与另一交点451B(线341B与外边缘104B相交之处)之间测得。

在图4G中，切口216C被绘成具有沿着线341C(其与基准标记223C共线)限定于外边缘104C与基准标记222C的底边缘231C之间的间隔347C。间隔347C及其距离δ₆是在第一交点343CB(线341C与基准标记222C的底边缘231C相交之处)与第二交点345C(线341CB与外边缘104C相交之处)之间测得。还示出了存在于校准晶片214上的基准标记222C与边缘环406的内边缘408B之间的间隔453C。此间隔453C及其距离δ_F是在第一交点343C(线341C与基准标记222C的底边缘231C相交之处)与另一交点451C(线341C与内边缘408C相交之处)之间测得。通过沿基准标记223A-C的方向测量这些间隔，间隔值能够收敛于同一坐标系上。

这些间隔453A-C及距离δ_D至δ_F可与本文提供的技术一起使用，以确定校准晶片中心相对于坐标系原点(例如，晶片支撑区域的中心)的位置。例如，类似于上文，这些间隔453A-C及距离δ_D至δ_F可结合晶片支撑区域102的半径r_wsa或其他参考特征来使用，且该角度(沿该角度测量每一间隔453A-C)可用于确定沿晶片支撑区域102外边缘104的三个点的位置。例如，对于间隔453A和距离δ_D，距离δ_D可与半径r_wsa相加，以获得从晶片支撑区域原点/中心到边缘环406的一点(例如第二交点451A)的径向距离。间隔347A在边缘环406内边缘408处终止的该点的XY坐标对可利用三角关系以基于从晶片支撑区域中心延伸至间隔在边缘环406内边缘408处终止的该点的半径角位置来确定，如上所述。一旦确定XY坐标，则可确定边缘环的中心相对于坐标系原点的位置，如本文所提供的。

在一些实施方案中，额外地或可替代地，可使用图4E-4G的晶片支撑区域102与校准晶片214之间的间隔347A-C，以及可使用图4B-D的晶片支撑区域与边缘环406之间的间隔433A-C，以用于本文所进行的确定及技术。

如上所述，通过使用具有多个切口的校准晶片，校准晶片与晶片支撑区域之间、以及边缘环与晶片支撑区域之间中心对中心偏移量可利用同时获得的晶片支撑区域边缘、校准晶片和/或边缘环图像来确定。切口使自动校准晶片的成像传感器能够同时查看校准晶片及其下方的构件，包括晶片支撑区域、置于晶片支撑件上的边缘环、以及这些构件的一或更多个基准。这有利地允许相对于固定的晶片支撑件直接测量两个可移动结构(校准晶片及边缘环)，并同时而非依序地相对于晶片支撑件来测量这些可移动结构。这提供更准确、精确、有效率及便利的测量。

虽然以上讨论主要集中于校准晶片上，但现将讨论自动校准晶片的特征。图5描绘了示例性自动校准晶片的示意图，其以虚线/阴影区来显示定位于其下方的晶片支撑件、边缘环及校准晶片。在图5中，示出自动校准晶片500，其包括基板502，多个不同传感器及其他电子构件安装至基板502上。虽然不是自动校准晶片500的一部分，但也于图5中示出了如上所述并示于图2A中的校准晶片560(校准晶片560可与校准晶片214相同；切口在图5中为不可见，因为它们在成像传感器522下方并因此被成像传感器522遮住)、环形边缘环562、及晶片支撑件552(其可与上述晶片支撑区域102相同)；这些额外构件被示为布置成与自动校准晶片500同中心，如果校准晶片560、边缘环562、晶片支撑件552及自动校准晶片500均相对于彼此居中，则在正常使用的某些阶段会出现此情形。在所绘的示例中，自动校准晶片500被示为直径大于晶片支撑件552、边缘环562及校准晶片560—在实际实行中，自动校准晶片500尺寸可能与校准晶片560相似。如前所述，晶片支撑件552可包括多个构件，例如，直径可略小于校准晶片560的晶片支撑件，以及延伸超出晶片支撑件并支撑边缘环562的支撑结构。为简洁起见，图5中未示出这种单独结构。进一步地，图5是以比其他图(例如图1A至3D)更小的比例示出。

传感器(示为图5的示例性自动校准晶片的一部分)可包括例如多个第一成像传感器522，其可例如为CCD或CMOS设备。第一成像传感器522可配置有光学系统或其他聚焦系统并布置成提供朝下看的视野。如图5中所示(类似于图2A及3A)，当自动校准晶片500设置于校准晶片560、边缘环562及晶片支撑件552上方的预定高度或高度范围时(例如，晶片输送至晶片支撑件552时的晶片搬运机器人末端执行器通常所处的高度)，第一成像传感器522的视野528被显示为跨过校准晶片560外边缘的细长矩形区域，包括跨过并覆盖如图2A及3A所示的切口(但其在图5中为不可见)、边缘环562的内边缘与外边缘、以及晶片支撑件552的外边缘。

每一第一成像传感器522的视野528可为多种形状中的任一者，例如，也可为圆形或椭圆形，且还可径向朝外延伸至小于所示程度。例如，在一些实现方案中，第一成像传感器522的视野528可仅向外延伸远到足以捕获边缘环562内边缘而非边缘环562外边缘。通过将第一成像传感器522定位成使得第一成像传感器522总体位于校准晶片560外边缘及边缘环562(如果有使用的话)内边缘正上方及校准晶片560的切口216A-C(但在图2A中不可见)正上方，则可将第一成像传感器522定位成得以获得可更准确地反映图像中多种基准(例如这种构件的边缘)间可能存在的任何间隔的图像数据。尤其是，这种成像传感器放置可降低高度不匹配可能对间隔大小确定的影响，从而导致更准确的间隔大小估计。例如，如果成像传感器沿着相对于自动校准晶片呈非常小角度的视线(例如，对于安装在自动校准晶片中心附近的成像传感器，情况可能如此)获得间隔的图像数据，则边缘环或校准晶片中高度的任何微小变化都可能被放大并导致间隔大小以不可预测的方式波动。将成像传感器设置在自动校准晶片外围附近可用于显著降低这种作用可能具有的影响。

除了第一成像传感器522之外，在一些实例中，自动校准晶片500还可包括另外的成像传感器，例如居中定位、朝下的第二成像传感器524，其可配置成获得自动校准晶片正下方的图像。这种成像传感器可用于校准例程，其中待成像的基准位于半导体晶片中心通常放置的所在处附近，例如，用于接收晶片的晶片支撑件可具有位于晶片支撑件中心的十字线基准标记，其可通过第二成像传感器成像，以协助相对于自动校准晶片设置晶片支撑件的中心。例如，当通过晶片搬运机器人的末端执行器将自动校准晶片500设置于晶片支撑件上方时，晶片支撑件可在中间具有可通过第二成像传感器524成像的基准，以利于对晶片搬运机器人教导晶片支撑件的位置。这种传感器也可用于使自动校准晶片在晶片搬运机器人的末端执行器上居中。

例如，晶片搬运机器人的末端执行器可包括基准，该基准总体定位于自动校准晶片500在末端执行器上方大致居中时可被第二成像传感器524观察到的位置处。当致动晶片搬运机器人以取回自动校准晶片时，末端执行器可在自动校准晶片下方移动，使得该基准位于第二成像传感器524的视野内。接着可使第二成像传感器524获得该基准的图像，其可被分析以确定相对于自动校准晶片500中心该基准偏离中心多远。接着可使晶片搬运机器人重新定位末端执行器，使得该基准相对于自动校准晶片500的偏心度降低至可接受的限度。

应理解，本文讨论的自动校准晶片500的其他实现方案可使用不同于成像传感器的传感器来获得径向间隔数据和/或居中度(centeredness)数据。例如，超音波传感器可用于获得可显示三维基准的等高线图，并可从这些等高线图中以类似于如何从成像数据确定这种距离及间隔的方式来确定上述距离及间隔。因此应理解，可使用能够用于评估上述基准之间的间隔和/或自动校准晶片500相对于晶片支撑件的居中度的任何传感器来代替上述成像传感器。这些传感器可配置成通过校准晶片的切口来获得这种数据，以同时获得校准晶片、晶片支撑区域及边缘环(如果有使用的话)的数据。

自动校准晶片中所包括的多种传感器可与第一控制器508通信连接，第一控制器508可包括一或更多个第一处理器510及一或更多个第一存储器512。第一控制器508还可与功率源514，例如，电池、电容储能器(capattery)或其他功率源电连接。在一些实现方案中，功率源514可与充电特征(例如与电接触引脚)可操作地连接，当自动校准晶片500被置于对接站(docking station)中时，电接触引脚被置于对准于充电特征(位于例如用以存放自动校准晶片500的对接站中)的位置中。在图5所示的实现方案中，示出了无线充电特征516，其例如可为感应充电线圈，例如Qi兼容(Qi-compatible)感应充电线圈或其他合适的无线充电接口。在这种示例中，用于存放自动校准晶片500的对接站可具有类似的无线充电接口，其配置成当自动校准晶片500被放置在其中时对自动校准晶片500充电。

第一控制器508也可与第一无线通信接口(例如WiFi、蓝牙或其他无线通信接口)通信连接，使得第一控制器508(并因此自动校准晶片500)可发送或接收命令和/或数据。例如，与自动校准晶片500对接的半导体处理工具可包括第二控制器，其具有一或更多个第二处理器及一或更多第二存储器。第二控制器可与第二无线通信接口通信连接，第二无线通信接口又可配置成与自动校准晶片的第一无线通信接口对接。因此，自动校准晶片500能够与半导体处理工具无线通信，从而允许信息、命令及其他数据在自动校准晶片500与半导体处理工具之间传输。

图6为示例性自动校准晶片的另一示图。自动校准晶片600包括基板602，基板602具有提供各种构件之间电连接的印刷电路迹线，所述构件包括功率源614(其于此示例中为可充电电池)、处理器610、存储器设备612及无线充电特征616(其可用于在无线充电期间将功率以感应方式传输至可充电电池)。还在图6中可见三个第一成像传感器622(其围绕基板602周边安置于等距间隔的位置处)以及中心安置(centrally mounted)的第二成像传感器624。

图7描绘了另一示例性自动校准晶片700的线绘平面图(line drawing planview)。此示例中的自动校准晶片700具有大致圆形的基板702，其具有围绕外周缘间隔开的三个瓣部，每一瓣部容纳对应的第一成像传感器722。在此示例中，基板702一般具有与典型半导体晶片相同的直径；瓣部延伸超出此直径并允许第一成像传感器722定位成使得第一成像传感器722的感光区域可于例如半导体晶片外边缘上方居中，半导体晶片置于自动校准晶片700下方，并于自动校准晶片700下方居中。此示例中的自动校准晶片700还包括两个功率源714，例如，可使用无线充电特征716(例如，感应充电线圈)充电的可充电电池。电池可对自动校准晶片700的各种电构件(例如处理器710、存储器712、无线通信接口718、第一成像传感器722及第二成像传感器724)提供功率。

图8A至8J描绘了使用如本文所述的自动校准晶片及具有多个切口的校准晶片的多种阶段期间的半导体处理工具示意图。在图8A中，示出半导体处理工具的一部分。半导体处理工具的描绘部分包括两个晶片站844a和844b，但该工具还可以包括另外的晶片站。每一晶片站对应于半导体处理工具所执行的多种操作期间一或更多个晶片可放置的位置。晶片站可例如但不限于，存在于工具的一个处理室或多个处理室中、用于在处理之前或之后存放晶片的缓冲室中、允许晶片在不同压力的环境、装载端口、可停靠至装载端口的前开式晶片传送盒(FOUP)之间转移的气锁或装载锁中等。

在图8A中，晶片站844a是由半导体处理室850提供；对比之下，晶片站844b则由专用于储存自动校准晶片800和/或校准晶片814(示于晶片搬运机器人856的末端执行器858上)的对接站868提供(但一些实现方案中可能不包含这种专用对接站)。对接站868可具有用于对自动校准晶片800充电或以其他方式配置成与多种自动校准晶片800方面对接的特征(未示出)。在一些实现方案中，对接站可位于真空转移模块(VTM)中(或附接至其上)，以允许真空转移模块中的晶片搬运机器人访问对接站，接着可使用自动校准晶片来训练晶片搬运机器人。在其他实现方案中，对接站可能位于设备前端模块(EFEM)或其他大气压或接近大气压的位置，在此示例中，可以使用位于EFEM中的晶片搬运机器人先取回自动校准晶片，接着转移至位于VTM中的另一晶片搬运机器人。

每一晶片站844可具有相关联的晶片支撑件852，其具有上述的晶片支撑区域802。在此，晶片支撑区域802以深色阴影来突显，而围绕晶片支撑区域802延伸的晶片支撑件852的环形表面854则以浅色阴影显示。环形表面854可配置成接收并支撑如本文所述的边缘环。虽然为了简洁而显示为环形表面，但晶片支撑件852可配置有接收并支撑边缘环的其他特征或表面。在一些实例中，晶片站可与主动晶片居中(AWC)系统866相关联，AWC系统866可允许在晶片引入相关联晶片站844或从其移出时获得晶片中心位置的测量值。在此示例中，AWC系统866与晶片站844a相关联，并包括两个竖直定向的光束传感器(在AWC系统866中以点表示)，其可检测晶片的边缘何时穿过任一光束。如前所讨论的，在一些实例中，AWC系统866可用于确定相对于特定已知参考架构的晶片(被工具的晶片搬运机器人856末端执行器858支撑)的中心位置，因而允许在将晶片置于所期望位置之前确定可能需进行的任何定位修正。

也如图8A中所示，晶片搬运机器人856将本文所述的校准晶片814支撑在末端执行器858上，准备用于将校准晶片814置于晶片支撑件852的晶片支撑区域802上。在该过渡期间，自动校准晶片800暂时存放于晶片站844b/对接站868中。

在图8B中，已致动晶片搬运机器人856，将校准晶片814置于名义上居中于晶片支撑区域802上的位置中，并已进一步致动成从晶片站844b/对接站868取回自动校准晶片800。如图3A至3D中所示，在图8B中，可见校准晶片814下方的特征，包括晶片支撑区域802的外边缘及晶片支撑件852的环形表面854。为说明目的，自动校准晶片800为透明的以显示其下方特征。

在图8C中，晶片搬运机器人856已从晶片站844b/对接站868取回自动校准晶片800，并正准备将自动校准晶片800定位于基座/晶片支撑件852的晶片支撑区域802及校准晶片814上方。

在图8D中，晶片搬运机器人856已延伸末端执行器858，以将自动校准晶片800定位于校准晶片814、晶片支撑区域802及晶片支撑件852的环形表面854上方。自动校准晶片800因此被定位成使得自动校准晶片800的朝下第一成像传感器的视野(其以沿着自动校准晶片800外边缘间隔开的三个虚线矩形标示)位于校准晶片814及晶片支撑区域802(包括校准晶片814的切口的部分及晶片支撑区域802的一或更多个特征或基准)上方。例如，此包括如图3A至3D所示将自动校准晶片800定位成使得自动校准晶片800的第一成像传感器的视野包括基准标记222A-C与223A-C及校准晶片814的外边缘218，以及晶片支撑区域102的一或更多个基准(例如其外边缘104)，其于校准晶片下方并通过校准晶片的切口是可见的。

自动校准晶片800的第一控制器接着可被第二控制器842触发，以从第一成像传感器获得以下的图像数据：例如校准晶片814的基准标记222及223与外边缘218，以及晶片支撑区域102的一或更多个基准(例如其外边缘104)及这种特征之间的间隔和空间(包括晶片支撑区域外边缘与校准晶片之间的图3B-3D的间隔332A-C)。如先前讨论的，这些间隔可用于确定校准晶片814中心相对于晶片支撑区域802中心偏移的量。在一些实现方案中，也如上所讨论的，可使用校准晶片上的基准标记(例如其切口的边缘和/或邻近该切口的基准标记222)与晶片支撑件上的基准标记之间的间隔以进行中心对中心确定。如果该偏移量超过允许的阈值，则可重新定位校准晶片以降低偏移量。在此示例中，校准晶片814已被可接受地放置，且如图8E所示，晶片搬运机器人856可从晶片站844a移除自动校准晶片800及校准晶片814并将其返回至晶片站844b(为清晰起见，在此图中仅示出自动校准晶片800；自动校准晶片800及校准晶片814皆可存放于晶片站844b中)。

在图8F中，晶片搬运机器人856已取回边缘环806并将其支撑在末端执行器858上，准备将边缘环806置于晶片支撑件852的环形表面854上。在该过渡期间，自动校准晶片800及校准晶片814暂时存放于晶片站844b/对接站868中。

在图8G中，已致动晶片搬运机器人，其从对接站868取回校准晶片814，例如，从自动校准晶片800下方或上方、或可从完全不同的位置获得(例如从装载锁或气锁)。如上所述，包括在图8A及8B中，校准晶片814接着可被置于晶片站844a/半导体处理站850中并转移至晶片支撑件852的晶片支撑区域802，使其相对于晶片支撑区域呈名义上居中，如图8H所示。将边缘环及校准晶片设置于晶片支撑件852上的此定位可与以上关于图4A-D所提供的相同。例如，晶片支撑区域外边缘及边缘环内边缘在校准晶片的每个切口内可能是可见的。校准晶片814的这些切口实现校准晶片下方的晶片支撑件及边缘环特征的可见性，其实现校准晶片相对于晶片支撑件以及边缘环相对于晶片支撑区域的同时成像及测量，因而允许同时确定这些结构的中心。

在图8I中，已再次致动晶片搬运机器人，其从晶片站844b/对接站868取回自动校准晶片800。在图8J中，晶片搬运机器人已被进一步致动，以将自动校准晶片800定位于晶片支撑件852、校准晶片814及边缘环806上方。类似于图8D，接着可控制自动校准晶片800，以同时获取边缘环806与晶片支撑区域802之间以及校准晶片814与晶片支撑区域802之间的间隔的图像数据，例如分别在图4B-D的间隔332A-C和433A-C，因而允许确定校准晶片814中心与晶片支撑区域802之间以及边缘环806中心与晶片支撑区域802之间的任何偏移量。

以下参考图9至14更详细地探讨可利用如上所讨论的自动校准晶片及校准晶片而实行的多种技术。如本文所提供的，图9-14的这些技术至少部分通过使用具有切口的校准晶片来实现，其允许校准晶片及其基准、晶片支撑件的基准(例如，晶片支撑区域外边缘)、以及边缘环的基准(例如，边缘环内边缘)的同时成像。该同时成像进一步允许同时并直接确定校准晶片相对于晶片支撑件的相对偏移量及边缘环相对于晶片支撑件的相对偏移量。这些同时成像及确定可有利地在不使用中间或“代理”基准且不移除校准晶片以查看其下方结构下进行。

图9描绘了使用自动校准晶片以确定晶片站处结构的参考点位置的技术流程图。这种技术可用于例如对晶片搬运机器人教导可放置(或从中取回)晶片的不同位置。在方框902中，可使用晶片搬运机器人的末端执行器取回自动校准晶片；在方框904中，自动校准晶片可在晶片搬运机器人的末端执行器上居中(在一些实现方案中可同时执行方框902和904)。例如，可使自动校准晶片放置在末端执行器上，使得自动校准晶片的中心(或自动校准晶片上的一些其他已知参考点)在末端执行器的已知参考点上居中，因而在两参考点之间建立空间关系，并允许将使用自动校准晶片而获得的测量值映像或转换至晶片搬运机器人所使用的坐标系中。

自动校准晶片在末端执行器上的这种放置可通过任何合适的机制来实现，包括通过使用物理转位特征或其他基于接触的方法来确保自动校准晶片正确地定位在末端执行器上。然而，在一些实例中，可替代地使用自动校准晶片本身的成像特征，以确保末端执行器上适当的自动校准晶片居中。例如，就在将自动校准晶片装载至末端执行器上之前，可将自动校准晶片定位在末端执行器上方，并可启动自动校准晶片的一或更多个成像传感器以使末端执行器或其区域的图像能被获取。末端执行器的成像部分可例如包括限定末端执行器上的参考点的基准，例如，末端执行器上与理论半导体晶片(其完美置于末端执行器上)的XY中心点重合的位置。接着可分析此图像数据以确定自动校准晶片的参考点(例如，自动校准晶片的中心)偏离末端执行器的参考点/基准的程度。接着可致动晶片搬运机器人，以在自动校准晶片置于末端执行器上之前，使末端执行器以减少或抵消此偏移量的方式移动，因而使自动校准晶片在末端执行器上居中。

在方框906中，可选择晶片站用于校准，例如，确定晶片站的结构(例如，晶片支撑件)上的参考点，传送至晶片站的晶片的中心预计设置于该参考点。在方框908中，可致动晶片搬运机器人，以使末端执行器及自动校准晶片定位于所选晶片站上方，使得自动校准晶片例如在所选晶片站的晶片支撑件的参考点上方大致居中。这种初始定位可基于例如对晶片支撑件参考点位置的估计，晶片支撑件参考点位置是基于系统中各种构件的设计位置来确定，在多数示例中其一般可允许一毫米或几毫米内的放置准确度。

在方框910中，可使自动校准晶片获得位于所选晶片站处的目标结构上的基准或多个基准的图像数据；该基准或多个基准可与晶片站的参考点(例如传送至晶片站的晶片的中心预计位于此处)相关联。例如，所选晶片站处的晶片支撑区域的ESC外边缘可作为基准；这种基准可能不直接指示晶片站的参考点，但仍可明确地限定它，例如，ESC的圆形或弧形边缘可限定作为参考点的中心点。在另一示例中，晶片支撑件可包括直接标记参考点的某类型的基准(例如，蚀刻“+”或其他标记)，例如晶片支撑件的中心可以是参考点，而“+”中两条线的交点可指示参考点。在这种示例中，自动校准晶片中心处的成像相机(例如上述的成像传感器524)可用于捕获晶片支撑件中心处的基准。

在方框912中，所选晶片站的结构(例如，晶片支撑件)的参考点相对于自动校准晶片的位置可基于基准的图像数据来确定。例如，图像数据可指示结构的参考点相对于自动校准晶片的参考点(例如，自动校准晶片的中心)具有在自动校准晶片的坐标系中为(0.3mm，0.5mm)的XY偏移量。

在方框914中，接着可确定相对于晶片搬运机器人坐标系的结构参考点的位置。例如，相对于自动校准晶片坐标系的XY偏移量(在方框912中确定)可经过坐标系转换，以将其转成晶片搬运机器人的坐标系中的等效坐标，例如，考虑到自动校准晶片坐标系与晶片搬运机器人坐标系之间可能存在的角度错位。

如果使用图9的校准技术，在一些实例中可能需在实施该技术之前校准自动校准晶片。例如，可能需建立用于获得图像数据的一或更多个成像传感器相对于自动校准晶片的参考点(例如中心点)的位置，从而可适当地处理从这种传感器所确定的位置信息。每一成像传感器可例如被视为在坐标系中提供XY位置数据(基于每一这种传感器可能具有的矩形或线性像素阵列)，此XY位置数据是每一成像传感器所特有，并以特定XY距离和/或旋转角度偏离自动校准晶片的参考点。校准自动校准晶片允许对每一成像传感器的坐标系确定这种XY及角度偏移量。接着可适当地转换，随后根据成像传感器数据所确定的任何位置，以相对于自动校准晶片参考点的坐标系准确地定位。

在这种校准的示例中，自动校准晶片可放置于固定件中，该固定件具有接触自动校准晶片外边缘的转位销(indexing pin)或其他对位特征，并以物理方式将自动校准晶片限制于在基准上方居中，该基准为固定件的一部分且已知相对于自动校准晶片的受限外边缘居中。一旦将自动校准晶片安装在固定件中并在基准上方居中，即可使中心安置的成像传感器获取基准的图像，接着可进行确定例如哪个像素或哪些像素与基准指示的中心点重叠，因而提供随后可用于将任何位置数据(从中心安置的成像传感器的图像获得)转换成与参考点相关联的坐标系的信息。也可在与其他成像传感器的视野重叠的位置处提供类似基准于固定件中，从而允许在使用之前校准所有成像传感器。

图10描绘了使用自动校准晶片确定晶片站处两结构的相对定位的技术流程图。图10的技术开始于方框1002，其中可选择用于校准的半导体处理工具的晶片站。假设待确定其相对定位的结构已位于所选晶片站处，例如，所选晶片站可能具有例如校准晶片(第一结构)，其置于晶片支撑件(第二结构)上。在一些实例中，图10的技术可因此包括在方框1002之后且方框1004之前执行的方框1012和1014，其中校准晶片被定位在晶片支撑件上。在一些实现方案中，校准晶片可名义上定位于晶片支撑件的中心，且这种定位可基于图9技术所收集到的数据。在方框1012中，校准晶片(例如本文所述具有多个切口的校准晶片)被晶片搬运机器人取回，接着在方框1014中定位在晶片支撑件上。在方框1004中，使用半导体处理工具的晶片搬运机器人取回自动校准晶片，例如从对接站或用于存放自动校准晶片的其他保持区域取回。

在方框1006中，可致动晶片搬运机器人以将自动校准晶片定位在所选晶片站的晶片支撑件上方。晶片搬运机器人可例如被定位成使得自动校准晶片在选定晶片站的晶片支撑件/校准晶片上方名义上居中，因而使得沿着自动校准晶片外周边设置的第一成像传感器以允许第一成像传感器获取两种结构基准(例如，校准晶片的外边缘和/或校准晶片上的其他基准标志(例如图3A-4G中的基准标记222A-C和/或223A-C)和晶片支撑件的特征的边缘(例如，晶片支撑区域的外边缘)，其在校准晶片的切口内可见)图像的方式被定位在校准晶片及晶片支撑件上方。这可包括上文所述且如图3A-D所示相对于晶片支撑区域定位自动校准晶片以及校准晶片。

在方框1008中，可使自动校准晶片获得这种图像。在方框1010中，可分析图像以确定例如每一图像中基准之间的间隔大小。例如，边缘查找算法可用于辨识每一图像中校准晶片的外边缘及晶片支撑区域的边缘(例如，分别示于图3B-D中的项目218及104A-C)，以及确定的每对边缘之间的间隔的相对距离。可基于第一成像传感器与成像结构之间假定的竖直距离来估计每对基准(例如边缘)之间所确定的间隔；这种估计可能有些不准确，但一般将于每一图像中进行类似缩放。本文提供的基准标志或标记可提供例如对尺度、方位、方向或其组合的理解，以用于分析图像中的间隔。校准晶片的基准可包括上述基准标记(例如图2A-3D中的基准标记222A-C及223A-C)、校准晶片的外边缘218、或至少部分地限定每个切口216A-C的一或更多个边缘。在第一目标结构为具有切口的校准晶片下，第二目标结构的基准可包括晶片支撑区域的基准，例如，晶片支撑区域102的外边缘104。

例如，在每一结构的基准设置成沿着共同参考圆的情况下，例如，彼此都为共半径的校准晶片的多个切口的弧形外边缘或边缘(或其单个圆形边缘)可作为校准晶片的基准，以及彼此都为共半径的晶片支撑件的弧形边缘(或其单个圆形边缘)可作为晶片支撑件的基准。应理解，其他基准可用于类似效果，且本文所讨论的技术一般可能可应用于任何合适的基准及基于所选基准来确定这种结构之间相对偏移的可应用的算法。

在方框1010中，可基于两结构的成像基准之间的相对间隔大小来确定两结构的参考点(例如，中心)之间的偏移量。可将这种偏移量与阈值偏移量进行比较，以了解两结构的偏心度是否在可接受的限度内。这种阈值偏移量可基于特定半导体处理技术的非均匀性要求来建立。如果偏心度测量值不在可接受的限度内，则可采取适当措施，例如，所述结构中的一者可基于测得的中心偏移量被重新定位，且可重复该程序，直到偏心度测量值在可接受的限度内。

在一些实例中，图10的技术可利用晶片支撑件处的边缘环来执行。在一些这种实现方案中，结构的基准可包括校准晶片、晶片支撑件、边缘环或其组合的基准，如本文所提供的。此可包括，例如，仅使用校准晶片及晶片支撑件的这些基准，而不使用边缘环的基准。在一些其他实例中，可在晶片支撑件处不具边缘环下执行图10的技术。一些这样的实施方案中的基准可包括校准晶片及晶片支撑件的基准。

返回参考图8A-J，在一些实现方案中，这些图像可部分地说明图10技术的方面的实现方案。例如，图8A和8B可为方框1012和1014的部分图示，图8B可为方框1004的部分图示，而图8C和8D可为1006的部分图示。

图11描绘了使用自动校准晶片确定晶片支撑件的中心点位置的技术流程图。在方框1102中，可使用晶片搬运机器人的末端执行器取回自动校准晶片。在方框1104中，可确定相对于晶片搬运机器人末端执行器的自动校准晶片的位置。在一些实例中，方框1102和1104可同时执行，例如，可控制晶片搬运机器人，使末端执行器拾取自动校准晶片(如前文讨论)，使得自动校准晶片在末端执行器的参考点上居中，因而建立相对于末端执行器的自动校准晶片的位置。

在方框1106中，可选择用于确定其晶片支撑件中心点的晶片站。在方框1108中，可致动晶片搬运机器人以使自动校准晶片定位在所选晶片站的晶片支撑件上方，例如，在与该晶片站相关联的预定中心位置。

在方框1110中，可使用自动校准晶片的一或更多个成像传感器来获取例如晶片支撑件的一基准或多个基准的图像数据。这种基准例如可为位于晶片支撑件中心的蚀刻图案。替代地，基准可为晶片支撑件(例如，ESC)的一部分及其晶片支撑区域(其为晶片支撑件的一部分)的圆形边缘，其限定晶片支撑件的中心点；晶片支撑件的这些基准可在校准晶片切口内/通过校准晶片切口可见。在前者示例中，位于自动校准晶片中心附近或中心处的成像传感器可用于对基准进行成像。在后者示例中，位于自动校准晶片外边缘附近的成像传感器可用于对基准成像。

在方框1112中，可分析图像数据以确定自动校准晶片的参考点(例如中心点)与该基准所限定的所选晶片站参考点之间的偏移量。在方框1114中，方框1112中确定的偏移量可被转换至晶片搬运机器人的坐标系中。如果需要，可更新对应于所选晶片支撑件中心的“预定”位置以解决方框1114中所确定的偏移量(或者，预定位置可保持原样，但随后基于该晶片站处每一后续晶片放置的偏移量进行调整)。在一些实现方案中，可接着致动晶片搬运机器人以使晶片搬运机器人移动自动校准晶片，使得自动校准晶片中心定位于晶片支撑件的更新后的中心位置(类似于方框1108)。在这种实现方案中，可重复方框1110至1114(如果需要的话)，以验证更新后的居中位置充分居中。如果发现更新后的预定位置(或修正预定位置)仍产生不在可接受限度内的中心对中心偏移量，则可重复该过程一或更多次。

虽然以上讨论集中于使用自动校准晶片来确定晶片支撑件或其他结构中心相对于晶片搬运机器人所使用的坐标系的绝对位置，但自动校准晶片也可用于确定两个或更多构件之间的相对定位，如下文及上文进一步讨论的，包括图10。这包括例如校准晶片、晶片支撑件、边缘环(如果存在的话)或其任何组合之间的相对定位。

类似于图10，图12描绘了对校准晶片在晶片支撑件上的放置进行校准的技术流程图。在方框1202中，可致动半导体处理工具的晶片搬运机器人，以使晶片搬运机器人从晶片站或其他存放位置取回校准晶片。在方框1204中，可进一步致动晶片搬运机器人，以使校准晶片被放置在半导体处理工具的所选晶片站的晶片支撑件(例如基座)上。方框1202和1204在一些实现方案中可以是可选的，因为校准晶片可能先前(例如，在另一操作阶段)已放置或安装在晶片支撑件上。此外，在一些实现方案中，自动校准晶片可能已用于确定或估计晶片支撑件的中心或标称中心(nominal center)，且自动校准晶片未定位在晶片支撑件上，例如使用诸如图9的技术。

在方框1206中，可控制晶片搬运机器人以使晶片搬运机器人从对接站或其他位置取回自动校准晶片。在方框1208中，可进一步致动晶片搬运机器人，以使自动校准晶片定位在所选晶片站的晶片支撑件及定位于其上的校准晶片上方的位置处。这可能类似于上述图3A-D中所示的定位。

一旦定位在所选晶片站的晶片支撑件及校准晶片上方，在方框1210中，可使自动校准晶片获取校准晶片切口内及附近的基准和/或特征的图像数据。这包括(如上所述)例如校准晶片的基准与晶片支撑件的基准之间的间隔。这些间隔可包括校准晶片214外边缘218与晶片支撑区域的相应的外边缘104A-C(其在校准晶片的切口内、通过和/或邻近于切口为可见，如图3A-D所示)之间的间隔332A-C；这些间隔还可包括分别沿着与基准223A-C共线的线341A-C而处于相应的基准222A-C与晶片支撑区域102的相应的外边缘104A-C之间的间隔347A-C，分别如图3E-G所示。方框1210和技术12使用校准晶片以及在校准晶片切口内及通过校准晶片切口可见的晶片支撑区域的特征，例如基准。这也可包括晶片支撑区域的其他多种基准之间的间隔或空间，例如其外边缘104及图2A-3D中的基准标记222A-C及223A-C、校准晶片的外边缘218、或至少部分地限定每个切口216A-C的该一或更多个边缘、或任何这种特征的组合。

在方框1212中，可基于图像中基准之间的间隔相对大小来确定校准晶片中心与晶片支撑区域中心之间的估计偏移量。在方框1214中，可确定估计的校准晶片/晶片支撑件偏移量是否超过预定阈值偏移量。如果估计的校准晶片/晶片支撑件偏移量确实超过预定阈值偏移量，则该技术可进行至方框1216，其中可致动晶片搬运机器人，以将自动校准晶片从晶片支撑件上方的位置移走，并返回至例如对接站(或至其他一些暂时保持位置)。接着在方框1218中可致动晶片搬运机器人，以从所选晶片站的晶片支撑件上取回校准晶片。例如，升降销可用于将校准晶片抬离晶片支撑件，使得晶片搬运机器人的末端执行器可插于校准晶片下方，接着通过将升降销缩回晶片支撑件以使校准晶片降至末端执行器上。

在方框1218中已使用晶片搬运机器人从晶片支撑件取回校准晶片之后，可进一步控制晶片搬运机器人，以使校准晶片被重新放置在晶片支撑件上，使得校准晶片中心被置于解决校准晶片偏移的新位置处，因而使校准晶片及晶片支撑件更准确地相互居中。在方框1218之后，该技术可返回至方框1206，并可获得校准晶片/晶片支撑件中心偏移量的进一步评估。如果需要，该技术的该部分可重复阈值次数或直到校准晶片与晶片支撑件之间估计的中心偏移量在预定阈值偏移量内。如果在方框1214中发现估计的校准晶片/晶片支撑件偏移量在预定阈值偏移量内，则该技术可进行至方框1222，其中可视为完成校准晶片放置校准。

在一些实例中，图12的技术可利用晶片支撑件处的边缘环来执行。在一些这种实现方案中，结构的基准可包括校准晶片、晶片支撑件、边缘环或其组合的基准，如本文所提供的。这可包括，例如，仅使用校准晶片及晶片支撑件的这些基准，而不使用边缘环的基准。在一些其他实例中，可在晶片支撑件处不具边缘环下执行图12的技术。一些这样的实施方案中的基准可包括校准晶片及晶片支撑件的基准。

返回参考图8A-J，在一些实现方案中，这些图像可部分地说明图12的技术的方面的实现方案。例如，图8A及8B可为方框1202及1204的部分图示，图8B可为方框1006的部分图示，图8C和8D可为1208的部分图示，图8E可为方框1216的部分图示，图8A可为方框1218的部分图示，而图8B可为方框1220的部分图示。

应理解，使用自动校准晶片来评估两个结构之间的相对偏移量可在不需要自动校准晶片相对于晶片搬运机器人的末端执行器的精确定位或知识下完成。尤其是，当自动校准晶片于末端执行器上充分居中而使得自动校准晶片的第一成像传感器的视野能够对多个间隔(处于两个结构基准之间且在校准晶片切口内或附近为可见)成像时，可使用本文讨论的技术。还应理解，可使用类似技术以使其他构件相对于晶片支撑件居中，例如，使校准晶片相对于晶片支撑件居中。

对于校准晶片居中，除了对校准晶片下方特征提供可见性之外，校准晶片还作为将在未来操作中放置的晶片的替代物或代表物。如此，一旦使用本文讨论的自动校准晶片技术以在所期望的结构(例如，晶片支撑件或具有边缘环的晶片支撑件)上将校准晶片居中，校准晶片即可利用晶片搬运机器人而从居中位置移除，并用于教导例如主动晶片居中(AWC)系统、动态对位(“DA”)系统，其对于给定的晶片搬运机器人动作路径可接着进而“学习”相对于末端执行器的校准晶片的所期望的中心点；随后可使用主动晶片居中系统，对未来在晶片搬运机器人的末端执行器上放置晶片进行评估，以确定这种晶片的中心点与学习中心点之间的偏移量。接着可致动晶片搬运机器人，以解决该确定的偏移量的方式，将晶片放置在晶片支撑件上。应理解，虽然边缘环在大量处理操作中一般可保持在原位，但偶尔可能更换边缘环；类似的AWC及DA技术(如前文讨论)也可在这种后续边缘环放置期间执行，以补偿这种边缘环与末端执行器之间的任何错位。

本文讨论的技术也可用于确定两个可移动构件相对于相对静止构件之间的偏移量，例如，校准晶片(第一可移动构件)与晶片支撑件(相对静止构件)、以及边缘环(第二可移动构件)与晶片支撑件(同样，相对静止构件)之间。作为示例，图13描绘了同时对校准晶片相对于晶片支撑件以及边缘环相对于晶片支撑件的放置进行校准的技术流程图。

在方框1302中，可选择半导体处理工具的晶片站。在方框1304中，可将边缘环放置在所选晶片站的晶片支撑件上，使得边缘环的中心在晶片支撑件的中心呈名义上居中。方框1304可为可选的；边缘环也可通过其他方式置于所选晶片站的晶片支撑件上，例如，手动放置，或在选择所选晶片站之前可能已在晶片支撑件上就位。在一些实例中，方框1304可包括可使晶片搬运机器人取回边缘环并将其定位在晶片支撑件上。

在方框1306中，可使晶片搬运机器人取回具有多个切口的校准晶片，例如本文所述且例如图2A-2E中所示的校准晶片。在方框1308中，可使晶片搬运机器人将校准晶片转移至所选晶片站的晶片支撑件，使得校准晶片的中心在晶片支撑件的中心上呈名义上居中。在一些实现方案中，此居中可基于上述图10和/或12的技术。

在方框1310中，可控制晶片搬运机器人从存放位置(例如对接站或晶片搬运机器人可进入的其他位置)取回自动校准晶片。在方框1312中，可控制晶片搬运机器人将自动校准晶片定位在所选晶片站的晶片支撑件上方，使得自动校准晶片在校准晶片和/或边缘环的中心点上方大致居中，如图4A-D及8J所示。如下所述，方框1310还包括可选、可能的进一步操作，如果所确定的校准晶片/晶片支撑区域偏移量大于方框1318中的阈值以及所确定的边缘环/晶片支撑区域偏移量大于方框1320中的阈值，则将校准晶片重新放置于新位置处的晶片支撑区域上。

在方框1314中，可控制自动校准晶片以使自动校准晶片的边缘相机(例如，第一成像传感器)获取校准晶片、晶片支撑件、边缘环或其任何组合的特征和/或基准的图像数据。这包括(如上提供)例如校准晶片外边缘与晶片支撑区域外边缘之间的间隔(例如，图3B-D中的间隔332A-C)、边缘环与晶片支撑区域之间的间隔(例如，图4B-D中的间隔433A-C)、校准晶片基准标记与晶片支撑区域外边缘之间的间隔(例如，图3E-3G及4E-4G中所示的间隔347A-C)、校准晶片基准标记与边缘环内边缘之间的间隔(例如，图4E-4G中所示的间隔453A-C)、或其组合。类似于上文，方框1314及技术13成像并使用校准晶片切口内且通过切口可见的边缘环及晶片支撑区域的特征(例如基准)；如果不具有这些切口，则边缘环及晶片支撑区域的基准将不可见。尽管方框1314提及校准切口内可见的晶片支撑件与边缘环之间的间隔，但相对于边缘所测得且确定的间隔可为本文提供的那些中的任一者，包括图4B-4D中边缘环与晶片支撑件之间的间隔433A-C、和/或图4E-4G中所示的边缘环与校准晶片上的基准标记之间的间隔453A-C。

在方框1316中，可分析图像数据以确定在校准晶片与晶片支撑区域的中心之间的中心对中心校准晶片/晶片支撑区域偏移量(其于本文也可称为校准晶片/晶片支撑件偏移量)，并确定边缘环与晶片支撑区域的中心之间的中心对中心边缘环/晶片支撑区域偏移量(其于本文也可称为边缘环/晶片支撑件偏移量)。校准晶片与晶片支撑区域之间的中心对中心偏移量是基于校准晶片与晶片支撑件的基准之间(例如校准晶片外边缘与晶片支撑件外边缘之间)的偏移量及图像中的相对间隔大小；如上所述，晶片支撑区域的基准在校准晶片切口内/通过切口是可见的。边缘环与晶片支撑区域之间的中心对中心偏移量是基于边缘环与晶片支撑件的基准点之间(例如边缘环内边缘与晶片支撑件外边缘之间)的偏移量及图像中的相对间隔大小；如上所述，边缘环及晶片支撑区域的基准在校准晶片切口内/通过切口是可见的。接着可确定中心对中心偏移量中的一者或两者是否超过各种阈值。在方框1318中，可确定校准晶片/晶片支撑件偏移量是否超过第一预定阈值偏移量，且在方框1320中，可确定边缘环/晶片支撑件偏移量是否超过第二预定阈值偏移量。

如果在方框1318和1320中都确定校准晶片相对于晶片支撑件以及边缘环相对于晶片支撑件均在晶片支撑件上充分居中，即，所确定的校准晶片/晶片支撑件偏移量在第一预定阈值内且所确定的边缘环/晶片支撑件偏移量在第二预定阈值内，则该技术可进行至方框1328，其中校准晶片和边缘环放置校准可被视为完成。此时，可使用晶片搬运机器人将校准晶片从晶片站移除并将其用于训练例如主动晶片居中系统—与将使用相对于晶片支撑件手动居中(例如通过使用夹具或其他机械居中系统进行)的校准晶片的方式非常相似。在已校准的晶片中训练主动晶片居中系统(基于居中晶片或已通过其他方式放置于晶片搬运机器人末端执行器上的晶片)在产业中为众所周知而不在本公开内容中深入描述以利于简洁。在一些实例中，环位置可额外地或可替代地用于教导主动环居中系统。

如果方框1318与1320中的一者或两者为是，则可执行额外和/或重复的方框。例如，如果方框1318为是，则随后执行实线箭头之后的操作序列。此序列包括进行到方框1322，其中可致动晶片搬运机器人以将自动校准晶片返回至对接站(或其他一些暂时保持位置)，接着到方框1324，其中可进一步致动晶片搬运机器人以从所选晶片站的晶片支撑件取回校准晶片。例如，可使晶片支撑件的升降销将校准晶片抬离边缘环，使得晶片搬运机器人末端执行器可定位在校准晶片下方。一旦如此定位，即可进一步控制升降销将校准晶片降至末端执行器上。

在方框1318为“是”之后的该操作序列中，接着可执行方框1326，其中可致动晶片搬运机器人以将校准晶片重新放置于所选晶片站的晶片支撑件上，使得校准晶片中心被放置在解决校准晶片/晶片支撑件偏移量(在方框1318中确定)的新位置。该技术接着可返回至方框1310以对校准晶片与晶片支撑件之间的间隔大小启动进一步自动校准晶片成像操作；相对于晶片支撑件的校准晶片居中度的该重新放置及重新分析可执行多次，例如，直到所确定的校准晶片/晶片支撑件偏移量下降至低于第一预定阈值或直到已进行预定次数的这种重复。

返回参考方框1320，如果边缘环/晶片支撑件(“ER/WS”)偏移量大于第二阈值，则校准晶片及边缘环将均从晶片支撑件移除并返回定位至晶片支撑件上。取决于方框1318对于校准晶片/晶片支撑件的判定为是或为否，接着可执行不同组的额外操作。例如，在边缘环/晶片支撑件偏移量大于第二阈值的情况下，接着边缘环可能遵循虚线所指示的方框1320之后的操作序列，包括方框1322、1324，以及1324之后到方框1330、1332，并返回至1306。在方框1322及1324之后，在方框1330中，可致动晶片搬运机器人以从晶片支撑件取回边缘环；一般而言，在不移除校准晶片下，边缘环无法从晶片支撑件上移除；可同时移除边缘环及校准晶片，或者可在移除边缘环之前移除校准晶片。在方框1332中，可致动晶片搬运机器人以将边缘环重新放置于所选晶片站的晶片支撑件上，使得边缘环中心被放置在解决边缘环/晶片支撑件偏移量(在方框1320中确定)的新位置处。在方框1332之后，可重复方框1306至1316。

在一些实现方案中，可再次重复方框1318和1320，即使其之前的判定为“否”也如此。这可确保边缘环和/或校准晶片保持在其所期望的偏移阈值内并确保其对晶片支撑件的相应居中度。例如，在1320和1318支撑之后，可能在方框执行期间已使校准晶片和/或边缘环移动，而重新检查每一可移动构件的居中度确保它们在一者或两者被调整且更好地居中时保持充分居中。

如上所述，如果方框1320和1318均为“是”，则可执行方框1308，使得晶片搬运机器人可被致动成将校准晶片重新放置于所选晶片站的晶片支撑件上，使得校准晶片中心被放置在解决校准晶片/晶片支撑件偏移量(在方框1318中确定)的新位置。重新放置类似于将校准晶片定位在新位置的方框1326的操作。然而，如果方框1320为“是”但方框1318为“否”，则方框1308的重新执行可包括将校准晶片定位在先前位置，而非新位置，因为校准晶片的偏移量并未超过第一阈值。

在一些实施方案中，执行指令以执行本文技术(例如图13)的该一或更多控制器可配置成具有执行图13方框的单独指令，包括例如单独执行方框1304、1306及1308。在一些其他实施方案中，这些方框中的两者或更多者可组合成单个指令，例如方框1304及1306为单个指令的一部分，其中可使晶片搬运机器人将边缘环转移至所选晶片站上，接着使晶片搬运机器人将校准晶片转移至该所选晶片站上。类似地，方框1314可被单个指令所包含，以在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件、校准晶片及第一边缘环上方时，使自动校准晶片的每一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内第一晶片支撑件的基准、及校准晶片切口内第一边缘环的基准的对应的第一图像。

应理解，可以各种不同方式实行上述技术，以获得类似结果。例如，在具有多个晶片搬运机器人或具有双臂/末端执行器的晶片搬运机器人的工具中，一个晶片搬运机器人手臂/末端执行器可用于放置或重新定位对象(例如，晶片支撑件上的校准晶片和/或边缘环)，而另一晶片搬运机器人手臂/末端执行器可用于保持自动校准晶片。因此，例如，第一臂可用于将边缘环放置在晶片支撑件上而后缩回；第二臂可接着将自动校准晶片移至放置后的边缘环上方，以获取边缘环与晶片支撑件之间中心对中心偏移的测量值。第二臂可接着被缩回，且如果需要，可将边缘环抬离晶片支撑件(例如通过使用升降销)，而第一臂可用于重新定位边缘环以校准边缘环与晶片支撑件之间的中心对中心偏移量。第一臂可接着被撤回，而第二臂可再次将自动校准晶片移至边缘环及晶片支撑件上方，以获取中心对中心偏移的第二测量值；可根据需要重复该过程，直到边缘环与晶片支撑件之间实现所期望的中心对中心偏移量。

应进一步理解，晶片支撑件上的晶片和/或边缘环的自动校准晶片引导放置可为迭代过程(iterative process)，其中两个结构(例如，晶片与晶片支撑件、边缘环与晶片支撑件、或者边缘环与晶片)之间相对偏移量的估值可使用自动校准晶片来获得，接着用于指引两个结构中的一者相对于另一结构(其可保持静止)重新放置。一般可重复这种自动校准晶片辅助放置及估计，直到对于给定半导体处理工具的给定构件组所测得的偏移量在预定最大允许偏移量内。

一旦校准晶片或校准晶片与边缘环两者已在晶片支撑件上居中并接着用于训练主动晶片居中系统，可接着任选地使用自动校准晶片来测试训练后的主动晶片居中系统，以确保训练后的主动晶片居中系统将提供可靠居中的晶片放置。图14描绘了验证晶片放置的可重复性的这种技术流程图(图14的技术在一些实现方案中预计在已教导主动晶片居中系统之后来实行)；此技术假设主动晶片居中系统已使用相对于晶片支撑件居中的校准晶片进行训练，但也可经适当修改来使用。

在方框1402中，可选择半导体处理工具的晶片站；所选晶片站将使校准晶片预先在其晶片支撑件上居中(例如，使用以上讨论的技术，如图12所示)，而该晶片站相关联的主动晶片居中系统将基于该校准晶片的居中位置进行训练。在方框1404中，半导体处理工具的控制器可使半导体处理工具的晶片搬运机器人从保持站(例如，半导体处理工具的缓冲区、FOUP或其他位置)取回具有多个切口的校准晶片。在方框1406中，可控制晶片搬运机器人以使校准晶片被放置于所选晶片站的晶片支撑件上。

在将校准晶片放置于晶片支撑件上之后，在方框1408中，可使晶片搬运机器人从例如对接站或其他存放位置取回自动校准晶片。在方框1410中，可致动晶片搬运机器人以使自动校准晶片定位于校准晶片及所选晶片站的晶片支撑件上方，使得自动校准晶片的每一第一成像传感器使校准晶片的边缘(包括该多个切口中的一个切口)及通过该切口为可见的晶片支撑件边缘处于该成像传感器的视野内。这可能类似于以上讨论的图3A-D。

在方框1412中，可使自动校准晶片获取校准晶片的基准(例如以上关于图3A-D所讨论的那些，包括基准标记322A-C及323A-C、每个切口216A-C的一或更多个边缘、校准晶片的外边缘218、或其组合)以及晶片支撑件的一或更多个基准(例如在每个切口内可见的其外边缘104)的图像数据。在方框1414中，可确定晶片支撑件中心与校准晶片中心之间的偏移量；可储存此偏移量以供后续参考。在方框1416中，计数X可增量至X+1，且在方框1418中，可确定X是否超过给定阈值Y。X可表示已作为技术的一部分执行的测试放置的次数，而Y可表示将作为技术的一部分执行的测试放置的总次数。

如果在方框1418中确定X不大于Y，则该技术可在返回至方框1404之前进行至方框1420。在方框1422中晶片搬运机器人返回至预定或“原”位置之前，于方框1420中，校准晶片可返回至其在保持站中的原始位置或具有随机偏移量的其他位置。可选择随机偏移量处于正常操作使用下的晶片的典型预期偏移量内，例如小于0.8mm的偏移量。因此，当校准晶片在方框1404中再次被晶片搬运机器人取回时(一般将使晶片搬运机器人每次返回同一位置以取回校准晶片)，校准晶片相对于晶片搬运机器人的末端执行器将具有对应的随机偏移位置。还应理解，晶片放置的随机化可能反而发生在其他时间，例如，就在从保持站或其他位置取回校准晶片之前，可使晶片搬运机器人进行随机位移，使得校准晶片相对于末端执行器的位置类似地随机化。这种随机化可用来表示正常操作期间放置在保持站中的晶片的轻微错位。

如果在方框1418中确定已执行足够的测试晶片放置，则该技术可进行至方框1424，其中可估计或分析Y晶片放置的中心偏移量。这种分析可以包括各种不同分析技术或测试中的任一者，例如，可确定所获取的测试晶片中心偏移量的统计参数并将其与对应阈值作比较。例如，可确定偏移量的平均值、中值及标准偏差，并对照这种值的对应阈值进行评估，以确定测试技术是否产生可接受的晶片放置一致性。在方框1426中，可将偏移量对照这些阈值进行比较(或者，更准确地说，可将从偏移量导出的统计参数与其对应阈值进行比较)以确定测试是否成功。如果方框1426的比较指出超过一或更多个可允许的参数，则该技术可进行至方框1428，其中可产生错误条件。如果方框1426的比较指出一或更多个参数均在可接受的限度内，则该技术可进行至方框1430，其中可成功完成该技术。

应理解，还可使用边缘环来实行类似技术，例如，执行重复的边缘环放置并使每次放置之间的末端执行器/边缘环偏移量随机化，以评估边缘环放置的可重复性。

应理解，可以多种方式组合本文所述的各种技术，以提供用于配置半导体处理工具的完全自动化系统。例如，半导体处理工具可配置成具有其可能被安置成的“初始设定”模式，其中工具可取回校准晶片并使用自动校准晶片以使具有多个切口的校准晶片在半导体处理室中的每一晶片支撑件上居中，接着，对于每一晶片支撑件，使用自动校准晶片使边缘环及与边缘环相关联的校准晶片居中，利用居中的校准晶片来训练主动晶片居中系统及晶片搬运机器人，然后验证训练后的主动晶片居中系统产生可靠的晶片放置。半导体处理工具也可定期执行多种健康检查，例如检查以了解边缘环和/或校准晶片的中心对中心偏移量是否漂移至不可接受的距离。

例如，一操作序列可包括执行一项技术以使用自动校准晶片来确定晶片站的中心，而边缘环或校准晶片都不在晶片站，例如图9或11的技术。在此之后，校准晶片可用于确定并精细化其定位至所期望公差内，例如执行图10、12、14或其组合的技术，包括例如执行图12和14的技术。在执行这些技术之后，边缘环及校准晶片都可定位在晶片站，且边缘环与晶片站以及校准晶片与晶片站之间的相对偏移量可如图13所示来执行。据此，一些实现方案可执行图9或11的技术，接着是图10、12和/或14的技术，随后是图13的技术。

在一些实施方案中，这可包括执行以下操作：(a)在使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件之前，使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位在第一晶片站上方，(b)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使每一第一成像传感器获得第一晶片支撑件的基准的对应的第一图像，和/或在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件上方且校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使校准晶片的居中定位的、朝下的第二成像传感器获得第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像，(c)至少部分地基于第一图像和/或第二图像来确定第一晶片支撑件的中心点，(d)在(a)及(b)之后，使晶片搬运机器人将校准晶片转移至该一或更多个晶片站的第一晶片站的该一或更多个晶片支撑件的第一晶片支撑件，(e)在(d)之后，使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位在第一晶片站及定位于其上的校准晶片上方，使得每个切口的至少一部分处于对应的第一成像传感器的视野内，(f)在自动校准晶片定位在第一晶片支撑件及校准晶片上方时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记及校准晶片对应切口内第一晶片支撑件的基准的对应的第三图像，(g)使晶片搬运机器人将校准晶片转移离开第一晶片支撑件，(h)在校准晶片未定位于第一晶片支撑件上时，使晶片搬运机器人将第一边缘环转移至第一晶片支撑件，使得第一边缘环中心点在第一晶片支撑件中心点上呈名义上居中(当沿竖直轴线观看时)，(i)在将第一边缘环转移至第一晶片支撑件之后，使晶片搬运机器人将校准晶片转移至第一晶片支撑件，(j)使晶片搬运机器人将自动校准晶片定位于第一晶片站、第一边缘环及设置于其上的校准晶片上方，使得每个切口处于对应的第一成像传感器的视野内，以及(k)在自动校准晶片定位于第一晶片支撑件、校准晶片及第一边缘环上方时，使每一第一成像传感器获取校准晶片上的基准标记、校准晶片切口内第一晶片支撑件的基准、以及校准晶片切口内第一边缘环的基准的对应第二第四。

额外实施方案

尽管以上描述提及在校准晶片边缘处或附近具有切口的校准晶片，但一些实现方案可使用具有一或更多个通孔的校准晶片，其在校准晶片的内部区中具有对应基准标记，通孔对晶片支撑件的晶片支撑区域上的本来会被不具这种通孔的常规晶片遮住而看不到的各种基准(或位置/对位标识符)提供可见性及视线观看。作为以上提供的一些示例的替代或补充，这些通孔对晶片支撑区域(而非晶片支撑区域外边缘)上的基准(例如晶片支撑区域的中心区域或中心区中的基准)提供可见性。晶片支撑区域上的基准可包括基准标记、物理结构(例如晶片支撑区域上的特征的边缘(例如，隆起部、通道或凹槽作示例)、或其组合。校准晶片上通孔附近的基准标记与晶片支撑区域上可见且检测到的基准结合使用，以确定校准晶片相对于晶片支撑件的相对偏移量。在一些实现方案中，通孔可具有多种形状，例如圆形、正方形、矩形、长圆形、椭圆形、三角形或其他几何形状。

自动校准晶片还可设置有一或更多个成像传感器，当定位在校准晶片上方时，成像传感器与校准晶片的一或更多个通孔相对应或对其提供视野。例如，对于在其中心具有通孔的校准晶片，自动校准晶片可提供成具有图5及图6的居中定位的、朝下的第二成像传感器524或624，其对校准晶片的中心通孔提供视野。

在一些实施方案中，在校准晶片内部区中具有一或更多个通孔的这些校准晶片可用于未使用边缘环和/或在晶片支撑区域上具有基准的一些晶片支撑件。在一些实现方案中，校准晶片可具有一或更多个通孔及校准晶片边缘处的一或更多个边缘切口，类似于上文，以对边缘环的基准(例如其内边缘)及晶片支撑区域上的基准提供可见性。

图15描绘了具有设置于具有基准的晶片支撑件上的中心通孔的校准晶片。此处的校准晶片1514在校准晶片1514的中心处具有通孔1516。在此示例中，通孔1516设置于校准晶片1514的内部区域1595中，其具有小于校准晶片1514边缘1518外径的外边界(以点划线表示)，且也可以比边缘切口(当这种切口存在时)更接近校准晶片的中心点(或中心轴)。校准晶片1514还具有一或更多个基准标记1522A-D，其设置为邻近通孔1516。进一步地，在此示例中，这些基准标记1522A-D为对准于或收敛于校准晶片1514中心的线，且可用于确定各种定位，例如各种x轴或y轴偏移量和/或角定位及方位。基准标记1522A-D间隔开并设置于已知位置及距离处，例如在中心轴附近彼此正交。校准晶片还定位于晶片支撑区域1502上，晶片支撑区域1502包括位于晶片支撑区域的中心区处的一或更多个基准标记1591。校准晶片1514的通孔1516允许晶片支撑区域1502的一或更多个基准标记1591是可见的。为清晰起见，通过校准晶片1514的通孔1516可见的晶片支撑区域1502以淡阴影标出。晶片支撑区域1502上的基准标记可为各种配置、形状及尺寸，例如线、圆形、三角形、正方形或其组合。在此示例中，基准标记1591包括带圆圈的十字。在一些实施方案中，校准晶片1514可具有单个边缘切口或不具边缘切口(即不具1516A和1516B)。在一些实施方案中，在边缘环具有独特定位/设置/对位指示符或特征下，设置于这种指示符或特征上方的单个边缘切口可能足以正确地对准边缘环。在一些这样的实施方案中，定位指示符可示于边缘环的内径附近的顶表面上。在一些实施方案中，晶片支撑区域可具有用于对准于边缘环定位指示符的对应基准。例如，对应基准可为当正确安装边缘环时对准于边缘环的定位指示符的符号(在合理公差范围内)。

在一些示例中，晶片支撑件上的一或更多个基准可为多种结构性元件，例如凹槽、孔、线、通道、凸起结构。这些结构性元件的一或更多个边缘可用作晶片支撑件基准。例如，晶片支撑区域可具有穿过晶片支撑区域中心的通道，且此通道的边缘(类似于上述边缘)可用作基准标记。在一些实施方案中，可使用结构性元件与其他基准标记(例如印刷或蚀刻标记)的组合。

类似于上文，校准晶片上的基准标记与晶片支撑件上的基准标记之间可能存在一或更多个间隔，且可检测并测量这一或更多个间隔以确定校准晶片与晶片支撑件之间的相对偏移量。例如，在图15中，校准晶片上的基准标记1522C与晶片支撑区域1502上的基准标记1591A之间可能存在间隔1593，且此间隔可至少部分地用于确定校准晶片与晶片支撑件之间的相对偏移量。如上所述，本文提供的自动校准晶片配置成对应于校准晶片的通孔并捕获其图像。例如，在图15中，具有居中定位的朝下成像传感器的自动校准晶片(如图5和6的传感器524或624)对应于通孔1516，并配置成定位于校准晶片上方，使得成像传感器具有可捕获校准晶片1514的基准标记1522A-D及晶片支撑件1502上的基准标记1591的视野1524。在一些实施方案中，校准晶片1514的通孔1516可径向偏离校准晶片1514的中心，以对准于晶片支撑区域1502上也径向偏离晶片支撑区域1502中心的一或更多个基准(例如，参考图16，校准晶片仅具有通孔1616A但不具通孔1616B或1616C)。在一些这样的实施方案中，也可修改自动校准晶片的朝下成像传感器的位置，使得通孔位置可被正确地捕获并分析。

在一些实施方案中，如上所述，校准晶片也可具有一或更多个边缘切口(例如1516A和1516B)，其对边缘环1506的基准和/或在晶片支撑区域边缘处或附近的基准提供可见性。这些边缘切口1516A和1516B例如可与上文提供的那些切口相同，且可单独使用或与校准晶片1514的通孔及基准一起使用，以确定边缘环与晶片支撑件1502之间的偏移量。

在一些实现方案中，校准晶片可具有多个通孔。图16描绘了具有多个通孔的校准晶片，其定位于具有多个基准的晶片支撑件上。在此示例中，通孔设置于校准晶片1614的内部区域1695中，内部区域1695具有小于校准晶片1614边缘1618外径的外边界(以点划线表示)，且也会比边缘切口(当这种切口存在时)更接近校准晶片的中心轴。通孔1616A-C具有圆形形状并可在与校准晶片1614中心相距相同或基本上相同径向距离R1处围绕校准晶片1614的中心间隔开，例如围绕中心相等地或基本上相等地间隔开(例如120°)。校准晶片1614还具有设置为邻近每一通孔1616A-C的一或更多个基准标记，其中基准标记1622A1、1622B1、1622C1及1622D1邻近通孔1616A，基准标记1622A2、1622B2、1622C2及1622D2邻近通孔1616B，且基准标记1622A3、1622B3、1622C3及1622D3邻近通孔1616C。在该示例中，每一通孔的基准标记为收敛或对准于对应通孔的中心的线，且可用于确定各种定位，例如各种x轴或y轴偏移量和/或角定位及方位。对于每一通孔，基准标记间隔开并设置于已知位置及距离处，例如在对应通孔中心轴附近彼此正交。

在一些实施方案中，校准晶片可例如仅具有一个通孔、仅两个通孔、仅三个通孔、仅四个通孔或仅五个通孔。在校准晶片中加入过多的通孔(例如20个)可能导致不利作用，例如不希望发生的颗粒产生。在一些实现方案中，校准晶片在内部区中可具有图15中的一个中心通孔线以及一或更多其他通孔，例如图16中的一或更多个通孔1616A-C。

在图16中，校准晶片定位于晶片支撑区域1602上，晶片支撑区域1602包括围绕晶片支撑区域中心布置的多个基准标记1691A-C。如图所示，这些基准标记1691A-C设置于与晶片支撑区域中心相距相同径向距离处，并围绕中心轴相等地间隔开，例如120°。该定位及间距可能例如因某些制造公差而不准确，且可能相差在约+/-5％之内。通孔1616A-C允许晶片支撑区域1602的基准标记1691A-C是可见的。为清晰起见，通过校准晶片1614的通孔1616A-C可见的晶片支撑件1602以淡阴影标出。在一些实施方案中，晶片支撑区域上的基准标记并非围绕中心轴相等地间隔开，因此校准晶片上的通孔位置也非相等地间隔开。晶片支撑区域1602上的基准标记可为各种配置、形状及尺寸，例如线、圆形、三角形、正方形或其组合。在此示例中，基准标记1691A-C包括带圆圈的十字。类似于上文，晶片支撑件上的一或更多个基准的一些实现方案可诸如为各种结构性元件，例如凹槽、孔、线、通道、凸起结构。

类似于以上图15的公开内容，校准晶片上的基准标记与晶片支撑件上的基准标记之间可能存在一或更多个间隔，且可检测和测量这些间隔以确定校准晶片与晶片支撑件之间的相对偏移量。例如，在图16中，校准晶片1614上的基准标记1622C3与晶片支撑区域1602上的基准标记1691C1之间可能存在间隔1693，且该间隔可至少部分地用于确定校准晶片与晶片支撑件之间的相对偏移量。如上所述，本文提供的自动校准晶片配置成对应于校准晶片的通孔并捕获其图像。例如，在图16中，自动校准晶片可能具有三个朝下成像传感器，类似于传感器522或622，其各自定位成具有对应于相应通孔1616A-C的视野，例如图16中可捕获校准晶片1614的基准标记及晶片支撑件1602上的基准标记的视野1624A-C。

在一些实施方案中，如上所述，校准晶片还可具有一或更多个边缘切口，例如1616D和1616E，其对边缘环(未示出)的基准和/或晶片支撑区域1602边缘附近的基准(包括边缘，如上所述)提供可见性。这些边缘切口1616D和1616E例如可与上文提供的那些切口相同，且可单独使用或与校准晶片1614的通孔及基准一起使用，以确定边缘环与晶片支撑件1602之间的偏移量。在一些实施方案中，校准晶片1614可具有单个边缘切口或不具边缘切口(即不具切口1616D和1616E)。在一些实施方案中，在边缘环具有独特定位/设置/对准指示符或特征的情况下，设置于这种指示符或特征上方的单个边缘切口可能足以正确地对准边缘环。在一些这样的实施方案中，定位指示符可示于边缘环的内径附近的顶表面上。在一些实施方案中，晶片支撑区域可具有用于对准于边缘环定位指示符的对应基准。例如，对应基准可为当正确安装边缘环时对准于边缘环的定位指示符的符号(在合理公差范围内)。

以上提供的技术和系统还被配置成使用具有通孔的校准晶片。例如，一些上述技术提及使用自动校准晶片的边缘相机并获取校准晶片切口内可见的基准的图像可视为包括使用成像传感器来获取通孔附近、周围和/或其内可见的基准的图像，例如通孔内可见的晶片支撑区域上的基准以及通孔周围校准晶片的基准。

进一步地，尽管以上描述提及具有切口和/或通孔的校准晶片，但一些实现方案可使用不具切口但具有一或更多个基准标记或具有一或更多个透视窗的校准晶片。所述技术和实现方案因此可与校准晶片的基准以及晶片支撑件和/或边缘环(如果使用)的基准一起使用。这可通过以下方式实现，例如，校准晶片的尺寸小于工艺晶片，且基准靠近校准晶片的外边缘，使得晶片支撑区域的外边缘及边缘环(如果存在)位于校准晶片外边缘的径向外侧而因此可见。在一些这种实现方案中，校准晶片的顶表面可以是研磨表面，其可导致降低反射并允许校准晶片及校准晶片、晶片支撑件及边缘环(如果存在)的基准成像的消光表面亮度。

如上所述，控制器可以是系统的一部分，该系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺以及影响半导体处理的各种参数，例如处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。

从广义上讲，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或执行程序指令(例如，软件)的一个或多个微处理器或微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定工艺的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。

在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的工艺。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在室上的与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的工艺。

示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。

如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。

应理解，虽然上述讨论已集中于通常以多个成像传感器及一或更多个额外传感器(在各种进一步的实现方案中)为特征的自动校准晶片系统，但一些实现方案可以单个中心安置的成像传感器且无边缘设置的成像传感器或者仅有边缘设置的成像传感器而无中心安置的成像传感器为特征；相较于以中心安置及边缘安置的成像传感器为特征的实现方案，这种实现方案可能(在一些实例中)提供对应较少的功能，但不一定。本公开内容应被理解为也包含这种替代实现方案。

如本文所用的术语“晶片”可指半导体晶片或基板或其他类似类型的晶片或基板。如本文所用的术语，晶片站可指任何多种晶片处理操作或晶片转移操作期间可放置晶片的半导体处理工具中的任何位置。晶片支撑件在本文中用于指晶片站中配置成接收并支撑半导体晶片的任何结构，例如，基座、静电卡盘、晶片支撑架等。

如本文所用的术语“名义上居中”是指使得某些位置(例如，中心点或类似位置)在XY平面中大致相互对准的两个或更多个对象的相对放置。这种对准可能因各种原因(例如其中一对象滑动、传感器漂移等)而不完美，但在大多数示例中，名义上居中的对象可能与完美居中的对象相距一或两毫米。

还应当理解，本文使用序号指示符，例如(a)、(b)、(c)、…，仅用于组织目的，并不旨在传达任何特定顺序或相关于各个序号指示符的项目的重要性。例如，“(a)获得关于速度的信息及(b)获得关于位置的信息”将包括在获得关于速度的信息之前获得关于位置的信息，在获得关于位置的信息之前获得关于速度的信息，以及同时获得关于位置的信息及获得关于速度的信息。尽管如此，在某些情况下，与序号指示符相关的某些项目可能固有地需要特定的顺序，例如，“(a)获得有关速度的信息，(b)基于关于速度的信息而确定第一加速度，以及(c)获得关于位置的信息”；在此示例中，(a)将需要在(b)执行，因为(b)依赖于在(a)中获得的信息——但是，(c)可以在(a)或(b)之前或之后执行。

应当理解，例如词句“对于该一或更多＜项目＞中的每一＜项目＞”或“每一＜项目＞的(of each<item>)”中(如果用于本文中)词语“每一”的使用，应理解为包括单个项目组及多个项目组两者，即，使用词语“对...每一者(for…each)”的含义是，在程序语言中使用其来指称所指全部项目群中的每一项目。例如，如果所指的项目群是单个项目，则“每一”将仅指该单个项目(尽管事实上“每一”的字典定义经常是定义为指“两个或更多事物中的每一者”)，并不意味必须有这些项目中的至少两者。类似地，当所选项目可具有一或更多子项目并对这些子项目中的一者作出选择时，应理解的是，在所选项目具有一个且只有一个子项目的情况中，选择该一个子项目本来就是选择该项目本身。

还应理解，提及配置成共同执行多种功能的多个控制器意在包括仅一个控制器被配置成执行所公开或讨论的所有功能的情况，以及多种控制器各自执行所讨论功能的子部分的情况。例如，自动校准晶片可包括一控制器，其被配置成控制自动校准晶片上各种传感器的操作并将数据从其传输至与半导体处理工具相关联的另一控制器；半导体处理工具控制器接着可分析这种数据以确定与半导体处理工具一起使用的各种操作参数。

对在该公开内容中描述的实现方案的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离此公开内容的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实现方案。因此，权利要求不旨在限于本文所示的实现方案，而是要符合与本文公开的的本公开内容、原理、以及新颖特征一致的最宽范围。

本说明书中以多个独立实现方案的背景所描述的某些特征也可以在单一实现方案中组合实现。相反，以单一实现方案的背景所描述的各种特征也可以在多个实现方案中独立地或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管特征可能在以上描述为以某些组合起作用，且甚至最初也如此声明，但在某些情况下，所要求保护的组合的一个或多个特征可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变形。

类似地，虽然在图中以特定顺序描绘操作，但这不应理解为要求：以所示的特定顺序或按顺序执行此类操作，或者执行所有图示的操作以获得期望的结果。此外，附图可以流程图的形式示意性地描绘一个或多个示例性工艺。然而，未描绘的其他操作可并入示意性说明的示例性工艺中。例如，可以在任何所示操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个额外操作。在某些情况下，多任务作业和平行处理可能是有利的。此外，上述实现方案中的各个系统部件的分开不应理解为所有实现方案都需要这种分开，且应当理解，所描述的程序部件和系统通常可以整合在单一软件产品中或包装成多个软件产品。此外，其他实现方案也在随附权利要求的范围内。在某些情况下，权利要求中记载的动作可以不同的顺序执行，但仍能达到所期望的结果。

Claims (30)

1.一种用于半导处理工具的校准晶片，所述校准晶片包括：

具有外边缘的标称圆盘形状，所述外边缘具有标称直径，所述标称直径选自由以下项组成的群组：200mm±1mm、300mm±1mm及450mm±1mm；

沿着所述外边缘布置的两个或更多切口；以及

多个基准标记，其中：

每个切口至少部分地由一或更多个边缘限定，

每个切口从由所述外边缘限定的参考圆径向朝内延伸至少2mm，并且

一或更多个基准标记邻近每个切口。

2.根据权利要求1所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记围绕所述切口的所述一或更多个边缘中的至少一个边缘延伸。

3.根据权利要求2所述的校准晶片，其中：

每个切口具有形状，以及

至少一个基准标记具有与所述切口的所述形状基本上相似的形状。

4.根据权利要求2所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记邻近所述切口的所述至少一个边缘。

5.根据权利要求1所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记具有区段，该区段沿着所述切口的至少一个边缘的至少一部分延伸并以基本上恒定的偏移距离偏离所述至少一个边缘。

6.根据权利要求1所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记被设置在与所述对应切口的一个边缘相距约5mm或更小的距离内。

7.根据权利要求1所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记具有介于约3mm与约0.01mm之间的宽度。

8.根据权利要求1所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记具有C形、L形、半圆形、部分长圆形、线形、多条线、非线形、或一或更多线性区段和一或更多非线性区段的形状。

9.根据权利要求1所述的校准晶片，其中：

每个切口包括形成图案的至少四个基准标记，以及

所述图案为多个圆形、多个三角形、多个正方形、多个矩形、多个菱形、至少两个正方形相互接触的多个正方形、棋盘格、或其组合。

10.根据权利要求1所述的校准晶片，其中对于每个切口，至少一个基准标记具有线形并沿着与所述校准晶片的中心基本上相交的轴线定向。

11.根据权利要求1所述的校准晶片，其中：

当沿着平行于所述校准晶片的中心轴线的轴线观看时，每个切口具有形状，并且

该形状为正方形、带圆角的正方形、矩形、带圆角的矩形、V形、圆形、半圆形、三角形、带圆角的三角形、长圆形、椭圆形、六边形、五边形、八边形、具有线性和非线性区段的形状、或具有多个线性区段的形状。

12.根据权利要求1所述的校准晶片，其中：

当沿着平行于所述校准晶片的中心轴线的轴线观看时，每个切口具有形状，并且

该形状具有小于或等于约10mm的宽度以及小于或等于约10mm的长度。

13.根据权利要求1所述的校准晶片，其还包括沿着所述外边缘布置的三个或更多个切口。

14.根据权利要求1所述的校准晶片，其中所述切口布置成围绕所述校准晶片的中心点的圆形阵列。

15.根据权利要求13或14中任一项所述的校准晶片，其中所述切口围绕所述中心点彼此基本上相等地间隔开。

16.根据权利要求1所述的校准晶片，其中每个切口是通孔。

17.根据权利要求1所述的校准晶片，其进一步包括：

顶表面；以及

底表面，其与所述顶表面相对且至少部分地限定标称厚度，其中：

所述顶表面具有不同于所述底表面的表面粗糙度。

18.根据权利要求17所述的校准晶片，其中所述顶表面为研磨或抛光表面。

19.根据权利要求1所述的校准晶片，其还包括介于约0.5mm与约1.5mm之间的标称厚度。

20.根据权利要求1所述的校准晶片，其还包括：

一或更多个通孔，其在所述校准晶片的内部区中；以及

第二多个基准标记，其中：

每一通孔至少部分地由一或更多个边缘限定，以及

所述第二多个基准标记的一或更多个基准标记邻近每一通孔。

21.一种方法，其包括：

将具有一或更多个切口的校准晶片定位于晶片支撑件上；

将自动校准晶片定位在所述校准晶片和所述晶片支撑件上方，使得每个切口的至少一部分处于对应的第一成像传感器的视野内，其中所述自动校准晶片具有基板以及定位于偏离所述基板的共同点的位置处的多个第一成像传感器，且当所述基板定向成所述基板的第一侧朝下时，每一第一成像传感器具有朝下视野；

在所述自动校准晶片定位于所述校准晶片上方时，通过所述自动校准晶片上的所述多个第一成像传感器，获取所述校准晶片上的一或更多个基准标记以及所述校准晶片的对应的所述一或更多个切口附近所述晶片支撑件的一或更多个基准的对应的第一图像；以及

基于所述对应的第一图像中所述校准晶片上的所述一或更多个基准标记与所述晶片支撑件的所述一或更多个基准之间的一或更多个间隔大小，确定所述校准晶片的中心点与所述晶片支撑件的中心点之间的校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

22.根据权利要求21所述的方法，其还包括：

比较所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量与阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量；以及

响应于确定所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量超过所述阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，相对于所述晶片支撑件重新定位所述校准晶片，以降低所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

23.根据权利要求21所述的方法，其还包括：

在将所述校准晶片定位于所述晶片支撑件上之前，将所述自动校准晶片定位于晶片站上方；

在所述自动校准晶片定位于所述第一晶片支撑件上方时且所述校准晶片未定位于所述第一晶片支撑件上时，通过每一第一成像传感器获取所述第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像；以及

至少部分基于所述第二图像确定所述晶片支撑件的中心点。

24.根据权利要求21所述的方法，其还包括：

在将所述校准晶片定位于所述晶片支撑件上之前，将所述自动校准晶片定位于晶片站上方；

在所述自动校准晶片定位于所述第一晶片支撑件上方时且所述校准晶片未定位于所述第一晶片支撑件上时，通过所述自动校准晶片的居中定位的、朝下的第二成像传感器获取所述第一晶片支撑件的基准的对应的第二图像；以及

至少部分基于所述第二图像来确定所述晶片支撑件的中心点。

25.根据权利要求21所述的方法，其还包括：

在所述校准晶片未定位于所述第一晶片支撑件上时，将边缘环转移至所述晶片支撑件，使得当沿着竖直轴线观看时，所述边缘环的中心点在所述晶片支撑件的中心点上呈名义上居中，其中：

所述校准晶片的所述定位还包括在将所述边缘环转移至所述晶片支撑件之后将所述校准晶片定位于所述晶片支撑件上，

所述自动校准晶片在晶片站上方的所述定位还包括将所述自动校准晶片定位于所述晶片站、所述边缘环、及定位于其上的所述校准晶片上方，使得每个切口处于所述对应的第一成像传感器的所述视野内，

所述获取还包括在所述自动校准晶片定位于所述晶片支撑件、所述校准晶片和所述边缘环上方时，使每一第一成像传感器获取所述校准晶片上所述基准标记、所述校准晶片的所述切口内所述晶片支撑件的所述基准、以及所述校准晶片的所述切口内所述边缘环的基准的所述对应的第一图像，以及

所述确定还包括至少部分基于所述第一图像中所述晶片支撑件与所述边缘环的所述基准之间的间隔大小，确定所述边缘环的中心点与所述晶片支撑件的中心点之间的边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

26.根据权利要求25所述的方法，其还包括：

响应于确定所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量超过阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，相对于所述晶片支撑件重新定位所述校准晶片，以降低所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量。

27.根据权利要求26所述的方法，其还包括：

重复所述校准晶片的所述定位、所述自动校准晶片的所述定位、所述获取、所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量的所述确定以及所述重新定位达M次或直到所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

28.根据权利要求25所述的方法，其还包括：

响应于确定所述边缘环/晶片支撑件水平偏移量超过阈值边缘环/晶片支撑件水平偏移量，相对于所述晶片支撑件重新定位所述边缘环，以降低所述边缘环/晶片支撑件水平偏移量。

29.根据权利要求28所述的方法，其还包括：

重复所述边缘环的所述定位、所述校准晶片的所述定位、所述自动校准晶片的所述定位、所述获取、所述确定以及所述重新定位达N次或直到所述校准晶片/晶片支撑件水平偏移量处于或低于阈值校准晶片/晶片支撑件水平偏移量，以先发生者为准。

30.根据权利要求25所述的方法，其中所述确定进一步基于所述第一图像中所述晶片支撑件、所述校准晶片与所述边缘环之间的间隔大小。