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机器人手臂

阅读：243发布：2020-05-11

专利汇可以提供机器人手臂专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在一实施方式中，机器人手臂包含：基座；至少一固定在基座上的连杆；固定在至少一连杆的夹具，其中：夹具包含指状部；当至少一连杆在移动时，夹具是配置用以固定晶圆，且当至少一连杆停止时，夹具是配置用以释放晶圆。感测元件设置于指状部上。当晶圆通过使用指状部而被固定时，感测元件是配置用以收集表征机器人手臂与半导体处理腔室的相互作用的感测数据。，下面是机器人手臂专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种机器人手臂，其特征在于，包含：
一基座；
至少一连杆，固定于该基座；
一夹具，固定于该至少一连杆，其中：该夹具包含一指状部，当该至少一连杆移动时，该夹具是配置用以固定一晶圆，且当该至少一连杆停止时，该夹具是配置用以释放该晶圆；以及
一感测元件，设置于该指状部上，当该晶圆通过使用该指状部而被固定时，该感测元件是配置用以收集表征该机器人手臂与一半导体处理腔室的相互作用的感测数据。

说明书全文

技术领域

[0001] 关于一种机器人手臂、机器人手臂感测系统及机器人手臂感测方法。

背景技术

[0002] 现今的组装线生产流程通常是高度自动化以操作材料和装置并且形成成品。品管控制和维护流程常依赖人员技能、知识和专长来检查制造在生产过程以及成为成品中的产品。

[0003] 用于处理晶圆(例如，半导体元件或材料)的典型的组装线生产制程除了机器人手臂功能的人工检查之外，还可以在机器人手臂处采用不特定的检查技术。用于半导体元件处理的机器人手臂可操作(例如，移动)机器人手臂工作区域(例如，三维形状，其定义了机器人手臂可以触及并操控晶圆的边界)内的晶圆。典型的人工检测技术的性能可能是机器人手臂，也可能是机器人手臂所属的离线的组装线。这种检测技术需要大量的开销和昂贵的硬体设备，但仍不能产生令人满意的结果。因此，传统的检查技术并不完全令人满意。发明内容

[0004] 根据本揭露的一态样，一种机器人手臂包含：基座、至少一连杆、夹具以及感测元件。至少一连杆固定于基座。夹具固定于至少一连杆，其中：夹具包含指状部，当至少一连杆移动时，夹具是配置用以固定晶圆，且当至少一连杆停止时，夹具是配置用以释放晶圆。感测元件设置于指状部上。当晶圆通过使用指状部而被固定时，感测元件是配置用以收集表征机器人手臂与半导体处理腔室的相互作用的感测数据。附图说明

[0005] 当结合随附附图进行阅读时，本揭露发明实施例的详细描述将能被充分地理解。应注意，根据业界标准实务，各特征并非按比例绘制且仅用于图示目的。事实上，出于论述清晰的目的，可任意增加或减小各特征的尺寸。在说明书及附图中以相同的标号表示相似的特征。

[0006] 图1绘示了根据本揭露一些实施方式的机器人手臂上的夹爪感测元件的方块图；

[0007] 图2绘示了根据本揭露一些实施方式的机器人手臂上的夹爪感测元件的例证；

[0008] 图3绘示了根据本揭露一些实施方式的机器人手臂可以作用的传输模块的方块图；

[0009] 图4绘示了根据本揭露一些实施方式的夹爪感测元件功能模块的各种功能模块的方块图；

[0010] 图5绘示了根据本揭露一些实施方式的夹爪感测流程的流程图。

具体实施方式

[0011] 应理解，以下揭示内容提供许多不同实施例或实例，以便实施本揭露发明实施例的不同特征。下文描述组件及排列的特定实施例或实例以简化本揭露。当然，这些实例仅为示例性且并不欲为限制性。举例而言，可以理解的是，当一元件被称为“连接至”或“耦合至”另一元件时，其可以为直接连接或耦合至另一元件，又或者是两者之间有一或多个中间元件存在。

[0012] 再者，本揭露可以在各实例中重复元件符号及/或字母。重复为出于简单清楚的目的，且本身不指示所论述的各实施例及/或配置之间的关系。

[0013] 另外，为了便于描述，本文可使用空间相对性术语(诸如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”及类似者)来描述诸图中所图示的一元件或特征与另一元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。除了诸图所描绘的定向外，空间相对性术语意欲包含使用或操作中装置的不同定向。设备可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向上)且因此可同样解读本文所使用的空间相对性描述词。

[0014] 本揭露提供了在半导体元件处理期间用于机器人手臂的夹爪感测的各种实施例。机器人手臂可以是可程序化的机械手臂，以抓取、夹持和操控如晶圆的物体(例如载重)。机器人手臂的连杆可以通过允许旋转运动(例如在关节式机器人(articulated robot)中)或平移(线性)位移的接节点(joint)连接。机器人手臂的连杆可能形成运动链(kinematic chain)。运动链机器人手臂的末端可能是夹爪(gripper hand)。夹爪可以为通过机器人手臂抓取或夹持物体(如晶圆)的任何类型的动作器(effector)。

[0015] 机器人手臂的感测器可配置用以从夹爪的周围收集感测数据。举例来说，感测器可以安装在夹爪上或夹爪内，以便从夹爪的视角(perspective)来收集感测数据。机器人手臂可以执行自动化程序来作为半导体装配线流程的一部分。举例来说，机器人手臂可配置用以执行自动化机器人手臂程序，以自动化的方式将晶圆移入及移出半导体处理腔室(semiconductor processing chambers)、负载端(load ports)或自动化材料处理系统(automated material handling system)的组件。因此，当操作夹爪时，可以从夹爪视角收集的感测数据来查明是否存在不利的条件(adverse condition)，以改善(例如，中止)机器人手臂程序和/或执行半导体装配线流程的补救。不利的条件可以是任何希冀机器人手臂程序中止或修改的条件。举例来说，不利的条件可能是一个即将要发生夹爪与表面(例如，半导体处理腔室的墙壁)碰撞的预测(prediction)。这种不利的条件可以根据从夹爪周围收集的感测数据(例如，夹爪感测数据)来确定，其指示出夹爪已经移动到小于表面的最小距离。相应地，依据夹爪感测数据判定为不利的条件时，可以中止和/或修改机器人手臂程序以避免发生不利的状况，否则机器人手臂程序会造成夹爪与腔壁碰撞。

[0016] 再者，夹爪感测器(例如，感测器可以从夹爪的周围收集感测数据)可以通过从自动化机器人手臂程序的每次迭代中收集感测数据来评估夹爪随着时间的推移而相互作用的环境。举例来说，夹爪感测器可以收集夹爪将晶圆放入或取出的半导体处理腔室上的温度数据。再举例来说，夹爪感测器可以收集夹爪可处理的各种晶圆的重量数据。因此，通过分析来自机器人手臂程序的各种迭代(iterations)的汇总数据(aggregated data)，可从汇总数据中检测到异常值来确定不利的条件。在某些实施例中，这些异常值可以决定阈值(threshold values)以定义不利的条件。这些异常值可依据对异常值的常规统计分析来判定。举例来说，这些异常值可以定义太重或太轻的晶圆的阈值，这可能代表晶圆破损或不当的抓取或夹持。再举例而言，这些异常值可以为半导体处理腔室定义过热或过冷的阈值(这可能代表半导体处理腔室有故障的可能性)。

[0017] 图1绘示了根据本揭露一些实施方式的机器人手臂104上的夹爪感测元件102的方块图100。如上文所述，机器人手臂104可以为一可程序化的机械手臂用以抓取、夹持和操作物体。机器人手臂104可包含基座106、至少一连杆108以及夹爪110。夹爪110可以是通过机器人手臂104用以抓取或夹持物体(例如，晶圆)的任何类型的动作器。夹爪可以利用任何类型的夹持抓取机构来操纵如晶圆的物体。举例来说，夹持机构(gripping mechanism)可以是压力夹持器(pressure gripper)(例如，通过向物体施加压力来夹持，如用钳式运动)、包封夹持器(envelope gripper)(例如，通过围绕要被操作的物体来夹持)、真空夹持器(vacuum gripper)(例如，通过吸力来夹持)，以及磁力夹持器(magnetic gripper)(例如，通过使用电磁力来夹持)。在某些实施例中，夹爪可以利用至少两个指状部，其中一个指状部与另一个指状部相对。多个指状部可以用来施加压力作为压力夹持器和/或作为包封夹持器。

[0018] 基座106可以是机器人手臂末端的固定点。基座可以用来稳定机器人手臂。举例来说，基座106可以是机器人手臂的一部分，其与机器人手臂所在的表面112相互作用并将机器人手臂固定。表面112可以是各种半导体处理装置(例如，半导体元件处理腔室)可搁置在其上的地平面(ground)或平台(platform)。在某些实施例中，基座106可以通过将基座粘附至表面112的螺钉(screws)或其他机械粘着剂来固定。

[0019] 机器人手臂的至少一连杆108可以是将夹爪110与固定基座106连接的至少一部件。此至少一连杆可以通过接节点114相互连接，从而允许旋转运动(例如在关节式机器人中)或平移(线性)位移的。因此，机器人手臂的至少一连杆108可以在夹爪110或基座106处形成具有末端的运动炼。举例来说，机器人手臂104可包含在连杆与夹爪110和基座106之间具有两个接节点的单个连杆，或可包含多个连杆(例如，两个连杆108)，且这些连杆之间各自具有接节点114。接节点114可以通过各种方式而驱动，包含电动机。接节点可以提供机器人手臂自由度或者一定量的独立运动使得夹爪可以移动。

[0020] 夹爪感测元件102可以为安装在夹爪110上或内的感测器。夹爪感测元件102可以从夹爪110的视角收集感测数据。此感测数据可用于表征夹爪110所暴露的周边环境，例如夹爪110的周边环境、被夹爪110夹持的物体或触碰到夹爪110的一表面。将于下文进一步讨论，此感测数据可用于表征夹爪感测元件过程的性能，其可判定是否存在不利的条件。夹爪感测元件可以为任何类型用来收集感测数据的感测器。举例来说，夹爪感测元件可以是至少一雷达侦测器(例如，调频等幅波(frequency modulated continuous wave，FMCW)雷达侦测器)、影像感测器(image sensor)(例如，CCD影像感测器)、重量感测器(weight sensor)(例如，重量感测器)、电子鼻感测器(electronic nose sensor)(例如，气体分子侦测器)、红外线测距仪(infrared range finder)及/或红外线温度计(infrared thermometer)。在某些实施例中，可利用尽可能较小的夹爪感测元件，例如不会向可能干扰夹爪操作的夹爪增添不必要的体积。

[0021] 在各个实施例中，不同类型的夹爪感测元件可以针对不同用途收集不同类型的感测数据。举例来说，雷达侦测感测器可收集调频等幅波(FMCW)感测数据，其可用于例如确认空间关系、速率(velocity)、速度(speed)或移动速度以及与物体的距离。影像感测器可以收集影像数据，其可用于表征夹爪周围的影像或视频，用以确认半导体处理腔室是否有任何异常。重量感测器可收集即时重量感测数据，其可用于表征晶圆的重量以确认晶圆是否破裂或破损为目的。电子鼻感测器可收集气体分子感测数据(例如，特定气体分子的存在)，用以确认夹爪周围(例如，于半导体处理腔室内)是否有异常浓度的气体分子。举例来说，电子鼻感测器可收集气体分子感测数据，以确定在半导体处理期间是否发生晶圆释气(wafer outgassing)。测距仪(如红外线测距仪)可收集与表面距离(例如，从夹爪至腔室表面的距离)有关的红外线距离数据，以便控制机器人手臂水平校正。温度计(如红外线温度计)可用来确认夹爪的温度和/或在腔室内与夹爪相互作用的温度。

[0022] 此外，可便于收集感测数据的各种感测元件工具也可以并置或靠近夹爪感测元件。举例来说，如微型激光发光二极管(micro laser emitting diode(LED)light)之类的光源可以为影像感测器的感测元件工具，以照亮要收集感测数据的区域。因此，当影像感测器正在收集影像数据时，感测元件工具可以配置用以与相对应的感测器一起工作，例如提供照明的光源(如，闪光灯)。再举另一感测元件工具的例子，可以利用气体喷嘴和/或真空吸头来促进电子鼻感测器对气体分子的检测。举例来说，可以利用真空吸头对电子鼻感测器进行抽真空或者将气体分子带到电子鼻感测器，并且可以利用气体喷嘴将气体分子从电子鼻感测器中抽出。

[0023] 虽然图1仅绘示具有单一基座106和单一夹爪110的机器人手臂104，但根据各种实施例，机器人手臂可根据不同的应用需求具有任何数量的基座和/或夹爪。举例来说，机器人手臂可以具有单一基座以及两个或以上的夹爪。

[0024] 图2绘示了根据本揭露一些实施方式的机器人手臂204上的夹爪感测元件202的示意图。机器人手臂204可包含基座206、至少一连杆208以及夹爪210。基座206、至少一连杆208以及夹爪210可以经由相对应的接节点212互相连接。此外，至少一连杆208的各个连杆
208也可以经由相对应的接节点212互相连接。如上所述，接节点212可提供机器人手臂自由度或者一定量的独立运动使得夹爪可以移动。

[0025] 夹爪210可包含至少两组相对的指状物214。这组相对的指状物214可以用作钳式运动中的压力夹具，其划入晶圆中，然后施加压力以抓取晶圆使得当夹爪210在运动时晶圆是静止的。每组相对的指状物214可以通过两个指状物214之间的夹爪接节点216打开或闭合，这有利于夹具的指状物214的活动。

[0026] 连杆208和相关连的接节点212可配置用以对夹爪210提供旋转和/或横向移动。举例来说，每个接节点212可配置用以旋转定提供围绕夹爪210的旋转轴线的旋转/或夹爪的横向运动，使得夹爪210可以式到达和缩回运动的一部分。

[0027] 夹爪感测元件202可以是任何类型用于收集如上所述的感测数据的感测器。夹爪感测元件在夹爪210上尽可能占用越小的面积较佳，以便不干扰夹爪210的操作或在夹爪210操作期间不易损坏。夹爪感测元件202可以是任何类型的感测器，例如，如上所述的至少一感测器。虽然途中仅绘示单一夹爪感测元件202设置于一组相对的指状物214上，但夹爪感测元件202可依据各种实施例的不同需求设置于任何位置或任何数量。举例来说，夹爪感测元件202可以嵌埋于夹爪210内，而非设置于夹爪210上。而且，只有一个夹爪感测元件202可以用于多组相对指状物214中的其中一个。此外，多个夹爪感测元件202可以放置在相同的地方(例如，作为具有多个感测功能的集成感测器)，或者可以放置在不同的地方(例如，在一组相对的指状物214的相对的指状物214上)。另外，在某些实施例中，夹爪210可以具有铰接指状物，其中铰接指状物的一部分是通过至少一夹爪接节点连接，且感测器安装在铰接指状物的一个部分上或与夹爪接节点相连接。

[0028] 图3绘示了根据本揭露一些实施方式的机器人手臂304可以作用的传输模块302的方块图。传输模块302可包含多个半导体处理腔室306，且各个半导体处理腔室306是配置用以接收半导体处理的晶圆308。某些半导体处理腔室306可以不包含晶圆308，而其他的半导体处理腔室306可以在某个时间点包含晶圆308。传输模块302还可以包含负载端310，负载端310与自动材料搬运系统312相互联系，使得自动材料搬运系统312可以将晶圆308引入和引出负载端310。传输模块302可以包含被配置在半导体处理腔室306与负载端310之间用以传送晶圆的机器人手臂304。

[0029] 腔室306可以包含用于接收和处理晶圆的半导体处理腔室或其他任何的半导体处理腔室。可以在这些半导体处理腔室中执行的示例性制程包含与物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、化学机械平坦化(chemical mechanical planarization，CMP)、扩散(diffusion，DIF)、湿式清洗(wet etching)、干式蚀刻(dry etching)、光刻(photolithography)、显影后校检(after developed inspection，ADI)、蚀刻后校检(after etched inspection，AEI)、关键尺寸(critical dimension，CD)校检、扫描式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)校检、关键尺寸扫描式电子显微镜(critical dimension scanning electron microscope，CD-SEM)校检、湿式清洗(wet cleaning)、干式清洗(dry cleaning)以及等离子蚀刻(plasma etching)有关的制程。

[0030] 图4绘示了根据本揭露一些实施方式的夹爪感测元件功能模块的各种功能模块402的方块图。夹爪感测元件功能模块402可以是机器人手臂系统的一部分，且机器人手臂系统包含如上讨论的机器人手臂。夹爪感测元件功能模块402可以包含处理器404。在进一步的实施例中，处理器404可以为一个或多个处理器。

[0031] 可操作处理器404以连接至计算机可读取存储器406(例如，记忆体和/或数据存储器)、网络连接模块408、使用者介面模块410、控制器模块412以及感测元件模块414。在一些实施例中，计算机可读取存储器406可包含夹爪感测元件处理逻辑，其可以配置于处理器404以执行本文所讨论的各种处理制程。计算机可读取存储器还可以存储数据(例如，从感测器收集的感测数据)、用于识别不利的条件的数据、晶圆的识别符、机器人手臂的识别符、夹爪的识别符、感测器的识别符以及可能存在以用于执行本文讨论的各种处理制程的任何其他参数或信息。

[0032] 网络连接模块408可便于机器人手臂系统与可在夹爪感测元件功能模块402的内部或外部的机器人手臂系统的各种装置和/或组件网络连接。在某些实施例中，网络连接模块408可以便于物理连接，例如线路或总线。在其他实施例中，网络连接模块408可以通过使用发射器、接收器和/或收发器来促进无线连接，例如通过无线区域网(wireless local area network，WLAN)进行无线连接。举例来说，网络连接模块408可促进与各种夹爪感测元件、处理器404及控制器模块412的无线或有线连接。

[0033] 夹爪感测元件功能模块402还可以包含使用者介面模块410。使用者介面可包含用于向机器人手臂系统的操作者输入和/或输出的任何类型的介面，包括但不限于监控器、膝上型电脑、平板、移动设备等。

[0034] 夹爪感测元件功能模块402可包含控制器模块412。控制器模块412可配置用以控制各种物理装置，其中各种物理装置是控制机器人手臂和/或机器人手臂的组件的运动或功能。举例来说，控制器模块412可配置用以控制至少一连杆、夹爪、指状部、夹爪感测元件、感测元件工具和/或接节点的运动或功能。举例来说，控制器模块412可以控制马达，其中马达可以移动机器人手臂的接节点、指状部、夹爪、感测元件、感测元件工具和/或连杆中的至少一个。控制器可以从处理器控制并且可以执行本文讨论的各种处理制程的各个方面。

[0035] 图5绘示了根据本揭露一些实施方式的夹爪感测流程的流程图。如上文所述，夹爪感测元件流程可由机器人手臂系统执行。值得注意的是，流程500仅是一个例子，并不意旨限制本揭露。因此，可以理解的是，可以在图5的流程500之前、期间和之后提供额外的操作，某些操作可以省略，某些操作可以与其他操作同时进行，而且某些其他的操作可能仅在本文中被简单地描述。

[0036] 在操作502中，可以在机器人手臂系统处启动机器人手臂程序。机器人手臂程序可以包含机器人手臂的任何一组预定操作。举例来说，机器人手臂程序可包含从第一位置向上拾起晶圆、移动晶圆至第二位置、在第二位置处放下晶圆以进行半导体处理(例如，在半导体处理腔室中)、在半导体处理之后从第二位置撷取晶圆，以及将晶圆回送至第一位置(例如，如负载端或自动化材料处理系统，以便传送晶圆以用于进一步的处理)的重复动作。通常，机器人手臂可以执行机器人手臂程序在进行半导体处理中的多次迭代。举例来说，机器人手臂系统的机器人手臂可以在不同的时间不同的位置之间传送多个晶圆，其中每个晶圆可以以相同的方式在相同的位置之间传送。这些位置中的每一个可以是晶圆在半导体处理过程中(例如，作为装配线的一站)定位和/或处理的位置。在某些实施例中，机器人手臂可以执行流程，而不是在半导体处理时的不同腔室或站之间的晶圆转移工具。

[0037] 在操作502中，感测数据可以收集在机器人手臂系统的夹爪感测元件上。收集感测数据可在机器人手臂程序执行的同时发生。此感测数据可用于分析是否存在不利的条件。在各种实施例中，可以将感测数据区域性地存储在收集感测数据的对应的感测器处和/或可以存储在上文讨论的计算机可读取存储器中。

[0038] 如上所述，夹爪感测元件可以是任何类型用于收集感测数据的感测器。举例来说，雷达侦测感测器可以收集调频等幅波(FMCW)感测数据，其可用于例如确认空间关系、速率、速度或移动速度以及与物体的距离。影像感测器可以收集影像数据，其可用于表征夹爪周围的影像或视频，用以确认半导体处理腔室是否有任何异常。重量感测器可收集即时重量感测数据，其可用于表征晶圆的重量以确认晶圆是否破裂或破损为目的。电子鼻感测器可以收集气体分子感测数据(例如，特定气体分子的存在)。测距仪(如红外线测距仪)可收集与表面距离(例如，从夹爪至腔室表面的距离)有关的红外线距离数据。温度计(如红外线温度计)可用来确认夹爪的温度。

[0039] 另外，可以方便收集感测数据的各种感测元件工具也可以并置或者靠近相对应的夹爪感测元件。举例来说，如微型激光发光二极管之类的光源可以为影像感测器的感测元件工具，以照亮要收集感测数据的区域。再举另一感测元件工具的例子，可以利用气体喷嘴和/或真空吸头来促进电子鼻感测器对气体分子的检测。举例来说，可以利用真空吸头对电子鼻感测器进行抽真空或者将气体分子带到电子鼻感测器，并且可以利用气体喷嘴将气体分子从电子鼻感测器中抽出。

[0040] 在操作506中，可以通过机器人手臂系统分析感测数据，以确认是否发生了不利的条件。特别的是，夹爪感测元件功能模块可根据由至少一个夹爪感测元件收集的感测数据进行分析。不利的条件可以是任何可能需要中止或修改机器人手臂程序的条件。举例来说，不利的条件可能是夹爪与表面(例如腔室的墙壁)即将发生碰撞的预测。这种类型的不利的条件可以通过测距仪或雷达监控器等感测器来检测，以确定在机器人手臂程序期间夹爪的接近度或轨迹，并且在当夹爪至表面(如半导体处理腔室的墙壁)的距离低于阈值(例如，夹爪(或夹爪感测元件)与表面之间的最小安全距离)时触发不利的条件。

[0041] 有关不利的条件的另一例子，可以收集并分析来自影像感测器的感测数据，以确定影像感测数据是否存在如火灾或其他异常的不利的条件。举例来说，夹爪感测元件功能模块可以通过传统的影像分析技术来分析火灾标记的影像感测数据。

[0042] 有关不利的条件的又一例子，来自重量感测器的感测数据可以收集表征晶圆重量的即时重量测量数据，以检测晶圆的破裂或断裂。举例来说，夹爪感测元件功能模块可以在晶圆重量低于最小重量阈值(其可以表示破裂、断裂或不完整的晶圆)或高于最大重量阈值(其可以指示其上具有不希望出现的人工制品(artifact)，例如另一晶圆或人工制品无意中落在上预定晶圆让夹爪运送)时侦测晶圆的重量感测数据并检测不利的条件。

[0043] 有关不利的条件的又一例子，可以分析来自电子鼻感测器的感测数据，以确定是否存在不期望出现的特定分子或特定分子的分子浓度。举例来说，如果来自电子鼻感测器的感测数据检测到特定气体的异常浓度，则可以确定此为不利的条件。

[0044] 有关不利的条件的又一例子，可以分析来自温度感测器的感测数据，以确定在半导体处理期间哪里存在异常的条件，例如当由温度感测器检测到的操作温度超过阈值或低于阈值时，则会过热或过冷。

[0045] 在操作508中，机器人手臂程序可由机器人手臂系统依据不利的条件的检测进行修改或调整。因此，当夹爪移动时，则可以从夹爪的视角收集感测数据，以确定是否存在不利的条件以便补偿检测到的不利的条件。在某些实施例中，一旦检测到不利的条件，机器人手臂程序可暂停和/或移动到重启位置。举例来说，当侦测到检测到不利的条件的机器人手臂程序(例如，夹爪至表面的距离低于阈值)时，可以中止机器人手臂程序并且使机器人手臂复位(例如，缩回)到更早的位置以重新启动或继续机器人手臂程序。

[0046] 在特定的实施例中，机器人手臂程序可能无限期的停止而不移动到更早的位置，直到检测到的不利的条件改善为止。举例来说，某些特定类型的不利的条件(例如，机器人手臂或半导体处理腔室的失效)可能无法通过重新启动或重启机器人手臂程序来解决。

[0047] 在进一步的实施例中，在检测到特定的不利的条件的情况下，可以调整机器人手臂程序，通过重新配置的机器人手臂系统来执行不同的或新的机器人手臂程序。举例来说，在特定的半导体处理腔室中检测到不利的条件的情况下，机器人手臂系统可以重新启动或继续执行不同的机器人手臂程序，以避免在半导体处理腔室内检测到不利的条件。

[0048] 虽然上文讨论了特定的不利的条件、感测数据及机器人手臂程序调整，但是其他不利的条件、感测数据及机器人手臂程序调整也可依据各个实施例的不同应用而执行所期望的夹爪感测元件流程。举例来说，可以收集并交叉参考不同感测数据的组合，以确定是否会发生不利的条件。

[0049] 在一实施例中，一种机器人手臂包含：基座、至少一连杆、夹具以及感测元件。所述至少一连杆固定于基座。所述夹具固定于至少一连杆，其中：夹具包含指状部，当至少一连杆移动时，夹具是配置用以固定晶圆，且当至少一连杆停止时，夹具是配置用以释放晶圆。感测元件设置于指状部上。当晶圆通过使用指状部而被固定时，感测元件是配置用以收集表征机器人手臂与半导体处理腔室的相互作用的感测数据。

[0050] 依据本揭露的一实施例，感测数据表征半导体处理腔室内的情况。

[0051] 依据本揭露的一实施例，感测元件是配置用以表征夹具与半导体处理腔室表面之间的空间关系。

[0052] 依据本揭露的一实施例，感测元件为下述中的至少一个：调频等幅波(FMCW)装置、感光耦合装置(CCD)、重量感测元件、电子鼻感测元件、红外线测距仪以及红外线温度计。

[0053] 依据本揭露的一实施例，夹具是配置用以到达半导体处理腔室内部。

[0054] 依据本揭露的一实施例，至少一连杆是配置用以在夹具与半导体处理腔室之间移动。

[0055] 在另一实施例中，一种系统包含：安定化基座、连杆、夹爪以及感测元件。连杆固定于安定化基座。夹爪固定于连杆，其中：当连杆移动时，夹爪是配置用以固定晶圆，而当连杆停止时，夹爪是配置用以释放晶圆。感测元件设置于夹爪上。

[0056] 依据本揭露的一实施例，夹爪包含一组指状部，其是配置用以固定晶圆或释放晶圆。

[0057] 依据本揭露的一实施例，感测元件设置于此组指状部的其中一个指状部上。

[0058] 依据本揭露的一实施例，这个指状部包含多个铰接头，且感测元件是多个铰接头中之一的一部分。

[0059] 依据本揭露的一实施例，感测元件除了设置于此组指状部上之外还设置于夹爪上。

[0060] 依据本揭露的一实施例，感测元件是配置用以收集表征半导体处理腔室的感测数据。

[0061] 依据本揭露的一实施例，感测元件是配置用以表征夹爪与半导体处理腔室表面之间的空间关系。

[0062] 依据本揭露的一实施例，感测元件为下述中的至少一个：调频等幅波(FMCW)装置、感光耦合装置(CCD)、重量感测元件、电子鼻感测元件、红外线测距仪以及红外线温度计。

[0063] 在另一实施例中，一种方法包含：从位于夹爪的感测元件收集感测数据，其中：感测数据表征半导体处理腔室与夹爪之间的关系，以及当夹爪在移动时，夹爪会固定晶圆。根据感测数据检测出不利的条件。控制夹爪以对检测出不利的条件做出回应。

[0064] 依据本揭露的一实施例，此方法更包含：执行机器人手臂程序，使其使用夹爪，以及修正机器人手臂程序以对检测出不利的条件做出回应。

[0065] 依据本揭露的一实施例，此方法更包含：将夹爪缩回至重启位置以对检测出不利的条件做出回应。

[0066] 依据本揭露的一实施例，感测数据为下述中的至少一个：图像数据、距离数据、温度数据、气体成分数据、晶圆重量数据以及夹爪移动速度。

[0067] 依据本揭露的一实施例，不利的条件包含超过阈值的感测元件的数值。

[0068] 依据本揭露的一实施例，不利的条件为检测感测元件与表面之间小于阈值距离。

[0069] 前述内文概述了许多实施例的特征，使本技术领域中具有通常知识者可以从各个方面更加地了解本揭露。本技术领域中具有通常知识者应可理解，且可轻易地以本揭露为基础来设计或修饰其他制程及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中具有通常知识者也应了解这些相等的结构并未背离本揭露的发明精神与范围。在不背离本揭露的发明精神与范围的前提下，可对本揭露进行各种改变、置换或修改。

[0070] 条件性语言，诸如尤其是“可以(can)”、“可能(could)”、“也许(might)”，或“可(may)”，除非以其他方式特别说明，否则在上下文中应理解为一般用于传达某些实施例包含某些特征、要素和/或步骤，而其他实施例则不包含。因此，此种条件性语言通常不意欲暗示特征，元素和/或步骤以任何方式对于一个或多个实施例是必需的，或者一个或多个实施例必然包含用于在有或者没有使用者输入或提示的情况下决定这些特征、要素和/或步骤是否包含在任何特定实施例中或将在任何特定实施例中执行。

[0071] 此外，在阅读本揭露之后，本领域技术人员将能够配置功能实体以执行本文描述的操作。这里关于指定的操作或功能使用的术语“配置(configured)”是指物理或虚拟构造、程序和/或排列成执行指定操作的系统、装置、组件、电路、结构、机器等的功能。

[0072] 除非另有特别说明，否则析取语言如用语“X、Y或Z中的至少一个”被结合一般使用的语境理解为表示项目、术语等可为X、Y或Z，或其任何组合(例如，X、Y和/或Z)。因此，此种析取语言通常不意欲并且不应暗示某些实施例要求各自存在至少一个X、至少一个Y或至少一个Z。

[0073] 应当强调的是，可以对上述实施例进行许多变化和修改，这些实施例中的要素将被理解为在其他可接受的实例中。所有此类修改和变化意欲在此被包含在本揭露的范畴内并由所附权利要求书保护。

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