▶ ブルックス オートメーション ユーエス、エルエルシーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-12
(45)【発行日】2023-06-20
(54)【発明の名称】自動ウェハセンタリング方法および装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/68 20060101AFI20230613BHJP
H01L 21/677 20060101ALI20230613BHJP
B25J 9/10 20060101ALI20230613BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 F
H01L21/68 A
B25J9/10 A
【請求項の数】
33
(21)【出願番号】P 2020541513
(86)(22)【出願日】2019-01-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-05-13
(86)【国際出願番号】 US2019015553
(87)【国際公開番号】W WO2019152360
(87)【国際公開日】2019-08-08
【審査請求日】2021-12-22
(31)【優先権主張番号】62/623,843
(32)【優先日】2018-01-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/257,595
(32)【優先日】2019-01-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】522041444
【氏名又は名称】ブルックス オートメーション ユーエス、エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クルフィシェフ、アレキサンダー
(72)【発明者】
【氏名】シャーロック、レイ
【審査官】中田 剛史
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００８／００７７２７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０００－２３２１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０１１５８１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０５６２５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０８０００１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０８６６５８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８
Ｈ０１Ｌ ２１／６７７
Ｂ２５Ｊ ９／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板ステーションモジュールとの連通のために配置される基板搬送開口部を有する搬送チャンバと、前記搬送チャンバに接続され、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションと、
前記搬送チャンバの内部に取り付けられるロボットアームであって、前記ロボットアームが、前記ロボットアームの遠位端部に、上に基板を支持するように構成されるエンドエフェクタを有し、前記ロボットアームが、前記少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、前記ロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを径方向に収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向のアーム運動を生じさせる前記駆動セクションに動作可能に接続される、ロボットアームと、
前記搬送チャンバに対して所定の位置に取り付けられ、前記ロボットアームの少なくとも一部を撮像するように配置されるカメラを有する撮像システムと、
前記撮像システムに通信可能に接続され、前記カメラを用いて、前記少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される所定の反復可能位置へと、または反復可能位置にて移動する前記ロボットアームの前記少なくとも一部を撮像するように構成される制御装置であって、前記制御装置が、少なくとも１つの駆動軸のエンコーダデータから分離して、前記所定の反復可能位置に近接する、または前記所定の反復可能位置にある前記ロボットアームのレジストリへの前記ロボットアームの前記少なくとも一部の第１画像の取り込みを行う、制御装置と
を備える基板搬送装置であって、
前記制御装置は、前記第１画像と前記ロボットアームの前記少なくとも一部の較正画像との比較から前記ロボットアームの前記少なくとも一部の位置変動を計算し、前記位置変動から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する動き補償係数を判定するように構成される、
基板搬送装置。
【請求項2】
前記制御装置によって計算される、判定された前記動き補償係数は、前記ロボットアームの位置を特定する前記エンコーダデータの制御装置レジストリとは無関係である、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項3】
前記第１画像と前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像との前記比較から前記制御装置によって計算される前記位置変動は、前記径方向の位置変動成分と、前記径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の変動成分とを含み、前記動き補償係数は、前記径方向および前記角度付けられた方向のうちの少なくとも１つの前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項4】
前記第１画像内に取り込まれた前記ロボットアームの前記少なくとも一部は、前記エンドエフェクタ上に基板を有する前記エンドエフェクタを含み、基板を有するエンドエフェクタは、前記第１画像内に撮像され、前記制御装置は、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板偏心度を判定する、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項5】
前記制御装置は、前記第１画像内に撮像された前記基板の中心を判定し、撮像された前記基板の判定された前記中心と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像内の前記所定の基板保持位置との比較から、前記位置変動を判定するようにプログラムされる、請求項４記載の基板搬送装置。
【請求項6】
前記第１画像内に取り込まれた前記ロボットアームの前記少なくとも一部は、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対して所定の実質的に安定状態の寸法を有する、前記第１画像内に撮像されたロボットアーム特徴部を含む、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項7】
前記実質的に安定状態の寸法は、前記径方向に位置合わせされた寸法成分と、前記径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の寸法成分とを有する、請求項６記載の基板搬送装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記第１画像内に撮像された前記ロボットアーム特徴部と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像内の前記ロボットアーム特徴部の較正画像との比較から、前記ロボットアームの熱変化による前記位置変動を判定する、請求項６記載の基板搬送装置。
【請求項9】
前記第１画像内に取り込まれた前記ロボットアームの前記少なくとも一部は、前記第１画像内に撮像された、前記ロボットアームの前記少なくとも一部に標識の増分分布を有する標識パターンを含み、前記制御装置は、前記第１画像内に撮像された前記標識の増分分布と標識の較正された分布との比較から、前記ロボットアームの熱変化による前記位置変動を判定する、請求項６記載の基板搬送装置。
【請求項10】
前記標識パターンは、前記径方向および前記径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向に平面分布を有する、請求項９記載の基板搬送装置。
【請求項11】
前記較正画像は、設計によりカメラの視野内に配置される前記ロボットアームの前記少なくとも一部の仮想表示をレンダリングする設計情報から生成される、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項12】
前記較正画像は、アームの位置が前記所定の反復可能位置に近接する、または前記所定の反復可能位置にある状態で、前記カメラを用いて、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像の取り込みを行う前記制御装置により生成される、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項13】
前記制御装置は、前記カメラを用いて、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される異なる所定の径方向位置へと、もしくは異なる所定の径方向位置にて移動する前記ロボットアームの少なくとも異なる一部を撮像するように構成され、前記制御装置は、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記異なる所定の径方向位置へと、もしくは前記異なる所定の径方向位置にて移動する前記ロボットアームの少なくとも前記異なる一部の第２画像の取り込みを行い、前記制御装置は、前記第２画像と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記異なる所定の径方向位置に対応する前記ロボットアームの少なくとも前記異なる一部の別の較正画像との比較から、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の別の位置変動を計算し、前記別の位置変動から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するように、前記動き補償係数と組み合わされるさらなる動き補償係数を判定するように構成される、請求項１記載の基板搬送装置。
【請求項14】
前記さらなる動き補償係数は、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する前記全体の動き補償を判定するために、前記動き補償係数に対する補正係数を画定する、請求項１３記載の基板搬送装置。
【請求項15】
基板ステーションモジュールとの連通のために配置される基板搬送開口部を有する搬送チャンバと、前記搬送チャンバに接続され、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションと、
前記搬送チャンバの内部に取り付けられるロボットアームであって、前記ロボットアームが、前記ロボットアームの遠位端部に、上に基板を支持するように構成されるエンドエフェクタを有し、前記ロボットアームが、前記少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、前記ロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを径方向に収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向のアーム運動を生じさせる前記駆動セクションに動作可能に接続される、ロボットアームと、
前記搬送チャンバに対して所定の位置に取り付けられ、前記ロボットアームの少なくとも一部を撮像するように配置されるカメラを有する撮像システムと、
前記撮像システムに通信可能に接続され、前記カメラを用いて、前記少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される所定の反復可能収縮位置へと、または反復可能収縮位置にて収縮する前記ロボットアームの前記少なくとも一部を撮像するように構成される制御装置であって、前記制御装置が、前記所定の反復可能収縮位置に近接する、または前記所定の反復可能収縮位置にある前記ロボットアームの収縮のレジストリへの前記ロボットアームの前記少なくとも一部の第１画像の取り込みを行う、制御装置と
を備える基板搬送装置であって、
前記制御装置は、前記第１画像と前記ロボットアームの前記少なくとも一部の較正画像との比較から前記ロボットアームの前記少なくとも一部の位置変動を識別し、前記位置変動から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する動き補償係数を判定するように構成される、
基板搬送装置。
【請求項16】
前記制御装置によって計算される前記動き補償係数は、前記ロボットアームの位置を特定するエンコーダデータの制御装置レジストリとは無関係である、請求項１５記載の基板搬送装置。
【請求項17】
前記所定の反復可能収縮位置に近接する、または前記所定の反復可能収縮位置にあるアーム位置の制御装置登録は、少なくとも１つの駆動軸のエンコーダデータの前記制御装置による受信から分離される、請求項１５記載の基板搬送装置。
【請求項18】
前記制御装置は、前記カメラを用いて、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される所定の伸長位置へと、もしくは所定の伸長位置にて伸長する前記ロボットアームの少なくとも異なる一部を撮像するように構成され、前記制御装置は、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記所定の伸長位置へと、もしくは前記所定の伸長位置にて伸長する前記ロボットアームの少なくとも前記異なる一部の第２画像の取り込みを行い、前記制御装置は、前記第２画像と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記ロボットアームの少なくとも前記異なる一部の別の較正画像との比較から、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の別の位置変動を計算し、前記別の位置変動から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するように、前記動き補償係数と組み合わされるさらなる動き補償係数を判定するように構成される、請求項１５記載の基板搬送装置。
【請求項19】
前記動き補償係数およびさらなる動き補償係数は、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する前記全体の動き補償を画定するために、少なくともベクトル成分距離として組み合わされる、請求項１８記載の基板搬送装置。
【請求項20】
基板搬送装置の搬送チャンバであって、基板ステーションモジュールとの連通のために配置される基板搬送開口部を有する搬送チャンバを提供することと、前記搬送チャンバに接続され、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションを提供することと、
前記搬送チャンバの内部に取り付けられるロボットアームであって、前記ロボットアームが、前記ロボットアームの遠位端部に、上に基板を支持するように構成されるエンドエフェクタを有し、前記ロボットアームが、前記駆動セクションに動作可能に接続される、ロボットアームを提供することと、
前記少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、前記ロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを径方向に収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向のロボットアーム運動を生じさせることと、
前記搬送チャンバに対して所定の位置に取り付けられる撮像システムのカメラを用いて、前記少なくとも１つの独立駆動軸により画定される所定の反復可能位置へと、または所定の反復可能位置にて移動する前記ロボットアームの少なくとも一部を撮像することと、
前記撮像システムに通信可能に接続される制御装置を用いて、少なくとも１つの駆動軸のエンコーダデータから分離して、前記所定の反復可能位置に近接する、または前記所定の反復可能位置にある前記ロボットアームのレジストリに、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の第１画像を取り込むことと、
前記制御装置を用いて、前記第１画像と前記ロボットアームの前記少なくとも一部の較正画像との比較から、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の位置変動を計算し、前記位置変動から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する動き補償係数を判定することと
を含む方法。
【請求項21】
前記制御装置により計算される前記動き補償係数を判定することは、前記ロボットアームの位置を特定する前記エンコーダデータの制御装置レジストリとは無関係である、請求項２０記載の方法。
【請求項22】
前記制御装置を用いて、前記第１画像と前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像との前記比較から前記位置変動を計算することが、前記径方向の位置変動成分、および前記径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の変動成分を比較することを含み、前記動き補償係数は、前記径方向および前記角度付けられた方向のうちの少なくとも１つの前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する、請求項２０記載の方法。
【請求項23】
前記第１画像内に取り込まれた前記ロボットアームの前記少なくとも一部は、前記エンドエフェクタ上に基板を有する前記エンドエフェクタを含み、基板を有するエンドエフェクタは、前記第１画像内に撮像され、前記方法は、前記制御装置を用いて、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板偏心度を判定することをさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項24】
前記第１画像内の撮像された前記基板の中心を判定するように前記制御装置をプログラムし、前記制御装置を用いて、撮像された前記基板の判定された前記中心と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像内の前記所定の基板保持位置との比較から、前記位置変動を判定することをさらに含む、請求項２３記載の方法。
【請求項25】
前記第１画像内に取り込まれた前記ロボットアームの前記少なくとも一部は、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対して所定の実質的に安定状態の寸法を有する、前記第１画像内に撮像されたロボットアーム特徴部を含む、請求項２０記載の方法。
【請求項26】
前記実質的に安定状態の寸法が、前記径方向に位置合わせされた寸法成分と、前記径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の寸法成分とを有する、請求項２５記載の方法。
【請求項27】
前記制御装置を用いて、前記第１画像内に撮像された前記ロボットアーム特徴部と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像内の前記ロボットアーム特徴部の較正画像との比較から、前記ロボットアームの熱変化による前記位置変動を判定することをさらに含む、請求項２５記載の方法。
【請求項28】
前記第１画像内に取り込まれた前記ロボットアームの前記少なくとも一部は、前記第１画像内に撮像された、前記ロボットアームの前記少なくとも一部に標識の増分分布を有する標識パターンを含み、前記方法は、前記制御装置を用いて、前記第１画像内に撮像された前記標識の増分分布と、標識の較正された分布との比較から、前記ロボットアームの熱変化による前記位置変動を判定することをさらに含む、請求項２５記載の方法。
【請求項29】
前記標識パターンは、前記径方向および前記径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向に平面分布を有する、請求項２８記載の方法。
【請求項30】
設計によりカメラ視野内に配置される前記ロボットアームの前記少なくとも一部の仮想表示をレンダリングする設計情報から前記較正画像を生成することをさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項31】
アームの位置が、前記所定の反復可能位置に近接する、または前記所定の反復可能位置にある状態で、前記カメラを用いて前記ロボットアームの前記少なくとも一部の前記較正画像の取り込みを行うことによって、前記制御装置を用いて前記較正画像を生成することをさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項32】
前記カメラを用いて、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記少なくとも１つの独立駆動軸により画定される異なる所定の径方向位置へと、もしくは異なる所定の径方向位置にて移動する前記ロボットアームの少なくとも異なる一部を撮像し、前記制御装置を用いて、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記異なる所定の径方向位置へと、もしくは前記異なる所定の径方向位置にて移動する前記ロボットアームの少なくとも前記異なる一部の第２画像の取り込みを行うことと、前記制御装置を用いて、前記第２画像と、前記ロボットアームの前記少なくとも一部、および／または前記異なる所定の径方向位置に対応する前記ロボットアームの少なくとも前記異なる一部の別の較正画像との比較から、前記ロボットアームの前記少なくとも一部の別の位置変動を計算し、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するように、前記動き補償係数と組み合わされるさらなる動き補償係数を判定することと
をさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項33】
前記さらなる動き補償係数は、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更する前記全体の動き補償を判定するために、前記動き補償係数に対する補正係数を画定する、請求項３２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／６２３，８４３号の利益を主張する通常出願であって、その開示内容の全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１８年１月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／６２３，８４３号の利益を主張する通常出願であって、その開示内容の全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
［技術分野］
例示的実施形態は、概して基板処理装置に関し、より具体的には基板搬送装置に関する。
例示的実施形態は、概して基板処理装置に関し、より具体的には基板搬送装置に関する。
【背景技術】
【0003】
移送チャンバ内の基板搬送ロボットは、エッチング、コーティングなど、異なる動作が行われる異なる処理モジュール間で基板を移動させる。たとえば、半導体装置製造業者および材料製造業者により用いられる製造工程には、基板処理装置内にて基板の精密な位置決めを求められることが多い。基板の正確な設置は、たとえば、熱効果など、様々な要因によって妨害され得る。たとえば、基板搬送ロボットの熱膨張および熱収縮は、たとえば、ロボット部品の熱膨張または熱収縮により、基板の位置を所望の位置からずらす可能性がある。搬送ロボットに影響を及ぼすこれらの様々な要因を考慮しない処理システムは、基板の不正確な設置で満たされる可能性がある。
【0004】
基板および基板搬送ロボットの様々な構成要素の位置補償を提供するために、いくつかの方法および装置が利用されている。あるアプローチでは、光学センサが、たとえば、移送チャンバ内に配置される。搬送ロボットまたは基板が光学センサを通過すると、システムは、たとえば、搬送ロボットのモータのエンコーダデータを用いて、搬送ロボットのエンドエフェクタに対する基板の位置を判定し得る。検出された位置に基づいて、システムは、基板位置誤差を補正し得る。エンコーダデータに基づいて位置を判定する処理は、困難かつ煩雑であり、処理時間を減速させる可能性がある。
【発明の概要】
【0005】
半導体装置の寸法が小さくなるにつれて、取り扱いの正確性が上昇することが望ましいため、エンコーダデータに依存しない位置補償により精密性の向上を提供する基板処理装置を提供することが有利となる。
【0006】
開示される実施形態の、前述の態様および他の特徴を、添付の図面に関連して、以下の記載において説明する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】開示される実施形態の態様による基板処理装置の概略図である。
【図1B】開示される実施形態の態様による基板処理装置の概略図である。
【図1C】開示される実施形態の態様による基板処理装置の概略図である。
【図1D】開示される実施形態の態様による基板処理装置の概略図である。
【図2A】開示される実施形態の態様による基板搬送装置の概略図である。
【図2B】開示される実施形態の態様による基板搬送装置の概略図である。
【図2C】開示される実施形態の態様による基板搬送装置の概略図である。
【図2D】開示される実施形態の態様による基板搬送装置の概略図である。
【図2E】開示される実施形態の態様による駆動セクションの概略図である。
【図2F】開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。
【図2G】開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。
【図2H】開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。
【図2I】開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。
【図2J】開示される実施形態の態様による搬送アームの概略図である。
【図2K】開示される実施形態の態様による駆動セクションの概略図である。
【図3F】開示される実施形態の態様による駆動セクションの概略図である。
【図3G】開示される実施形態の態様による駆動セクションの概略図である。
【図15】従来の方法と比較される、開示される実施形態の１つまたは複数の態様の使用を図示する例示的な図である。
【図16】開示される実施形態の１つまたは複数の態様による基板搬送装置の動作の方法のフローチャートである。
【図17】開示される実施形態の１つまたは複数の態様による基板搬送装置の動作の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図１Ａ～１Ｄ、および図５は、開示される実施形態の態様による基板処理装置の概略図である。開示される実施形態の態様を図面に関連して説明するが、開示される実施形態の態様は、様々な形態で具体化され得ることが理解されるべきである。さらに、任意の適切なサイズ、形状または種類の要素または材料が使用されてもよい。
【0009】
以下においてより詳細に説明するように、開示される実施形態の態様は、たとえば、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１０Ａ、２１１、２１１Ａ、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８の熱効果（膨張／収縮）による、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１０Ａ、２１１、２１１Ａ、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８の位置誤差を補正するための撮像システム５００（図５）を含む基板搬送装置１２５Ａ～Ｄ（図１Ａ～１Ｄ）、５１０（図５）を提供する。開示される実施形態の態様では、撮像システム５００のカメラ５０１（図８～９）が、所定の反復可能位置６５０、６５０’（図６）に位置決めされるロボットアーム２１０、２１０Ａ、２１１、２１１Ａ、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７、２１８の少なくとも一部５８０（図６）の第１画像５７０（図１０）を取り込み、第１画像５７０を、たとえば、制御装置１１０に保存される較正画像５９０（図１０）と比較して、第１画像５７０と較正画像５９０との間の位置変動ΔPV（図１０）を判定する。たとえば、基板搬送装置１２５Ａ～Ｄ、５１０のロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａ（または本明細書にて説明する他のロボットアームのいずれか）は、本明細書においてさらに説明するように、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、位置変動ΔPVの判定のために、一貫して「ゼロ化」位置に戻るように、所定の反復可能位置６５０、６５０’にて工場設定されるか、または「ゼロ化」される。
【0010】
たとえば半導体ツールステーションなどの基板処理装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを、開示される実施形態の態様に従い示す。半導体ツールステーションが図中に示されるが、本明細書において説明する、開示される実施形態の態様は、ロボットマニピュレータを使用する任意のツールステーションまたは応用例に適用されてもよい。一態様では、処理装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、クラスタツール配置を有して示され（たとえば、基板保持ステーションが中央チャンバに接続されている）、一方、他の態様では、処理装置は、線形に配置されたツールであってもよいが、開示される実施形態の態様は、任意の適切なツールステーションに適用されてもよい。装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、概して、大気フロントエンド１０１、少なくとも１つの真空ロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂおよび真空バックエンド１０３を含む。少なくとも１つの真空ロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂは、任意の適切な配置で、フロントエンド１０１および／またはバックエンド１０３の任意の適切な（１つまたは複数の）ポートまたは（１つまたは複数の）開口部に連結されてもよい。たとえば、一態様では、１つまたは複数のロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂは、図１Ｂ～１Ｃに見られるように、共通の水平面上において横並び配置で配置されてもよい。他の態様では、１つまたは複数のロードロックは、少なくとも２つのロードロック１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄが、図１Ｅに示すように、行（たとえば互いに離間した水平面）および列（たとえば互いに離間した垂直面）をなして配置されるように、グリッド形式で配置されてもよい。さらに他の態様では、１つまたは複数のロードロックは、図１Ａに示すような、単一の一列のロードロック１０２であってもよい。さらに別の態様では、少なくとも１つロードロック１０２、１０２Ｅは、図１Ｆに示すような、積層された一列の配置で配置されてもよい。ロードロックは、搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄの端部１００Ｅ１または面１００Ｆ１上で図示されているが、他の態様では、１つまたは複数のロードロックは、搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄの、任意の数の側部１００Ｓ１、１００Ｓ２、端部１００Ｅ１、１００Ｅ２または面１００Ｆ１～１００Ｆ８上に配置されてもよいことが理解されるべきである。少なくとも１つロードロックのそれぞれは、また、１つまたは複数のウェハ／基板載置平面ＷＲＰ（図１Ｆ）を含んでもよく、載置平面にて、基板は、それぞれのロードロック内で適切な支持部上に保持される。他の態様では、ツールステーションは、任意の適切な構成を有してもよい。フロントエンド１０１、少なくとも１つのロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、およびバックエンド１０３のそれぞれの構成要素は、たとえば、クラスタ型アーキテクチャ制御などの任意の適切な制御アーキテクチャの一部であってもよい制御装置１１０に接続されてもよい。制御システムは、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年３月８日に発行された、「Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ」と題される米国特許第７，９０４，１８２号明細書に記載されるものなどの、主制御装置、クラスタ制御装置、および自律型遠隔制御装置を有する閉ループ制御装置であってもよい。他の態様では、任意の適切な制御装置および／または制御システムが利用されてもよい。
【0011】
一態様では、フロントエンド１０１は、概して、ロードポートモジュール１０５、および、たとえば、イクイップメントフロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）などのミニエンバイロメント１０６を含む。ロードポートモジュール１０５は、３００ｍｍロードポートのＳＥＭＩ規格Ｅ１５．１、Ｅ４７．１、Ｅ６２、Ｅ１９．５またはＥ１．９、前開き型または底開き型ボックス／ポッドおよびカセットに適合した、ボックスオープナー／ローダーツール標準（ＢＯＬＴＳ）インターフェースであってもよい。他の態様では、ロードポートモジュールは、２００ｍｍウェハ／基板インターフェース、４５０ｍｍウェハ／基板インターフェース、または、たとえば、より大型もしくはより小型の半導体ウェハ／基板、平面パネルディスプレイのための平面パネル、ソーラパネル、焦点板、他の任意の適切な物体のような、他の任意の適切な基板インターフェースとして構成されてもよい。図１Ａ～１Ｄには３つのロードポートモジュール１０５が示されているが、他の態様では、任意の適切な数のロードポートモジュールが、フロントエンド１０１に組み込まれてもよい。ロードポートモジュール１０５は、オーバーヘッド型搬送システム、無人搬送車、有人搬送車、レール型搬送車、または他の任意の適切な搬送手段から、基板キャリアまたはカセットＣを受容するように構成されていてもよい。ロードポートモジュール１０５は、ロードポート１０７を通じて、ミニエンバイロメント１０６と接合してもよい。一態様では、ロードポート１０７は、基板カセットとミニエンバイロメント１０６との間で、基板の通過を可能にしてもよい。ミニエンバイロメント１０６は、概して、本明細書において説明する１つまたは複数の開示される実施形態の態様を組み込んでもよい、任意の適切な移送ロボット１０８を含む。一態様では、ロボット１０８は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、１９９９年１２月１４日に発行された米国特許第６，００２，８４０号明細書、２０１３年４月１６日に発行された米国特許第８，４１９，３４１号明細書、および２０１０年１月１９日に発行された米国特許第７，６４８，３２７号明細書に記載されるもののようなトラック搭載ロボットであってもよい。他の態様では、ロボット１０８は、バックエンド１０３に対して本明細書において説明するものに実質的に類似であってもよい。ミニエンバイロメント１０６は、複数のロードポートモジュール間での基板移送のための、制御されたクリーンゾーンを提供してもよい。
【0012】
少なくとも１つの真空ロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂは、ミニエンバイロメント１０６とバックエンド１０３との間に位置してもよく、ミニエンバイロメント１０６およびバックエンド１０３に接続されてもよい。他の態様では、ロードポート１０５は、少なくとも１つロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、または搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄに実質的に直接連結されてもよく、基板キャリアＣは、搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄの真空へと真空引きされ、基板は、基板キャリアＣと、ロードロックまたは移送チャンバとの間で直接移送される。この態様では、基板キャリアＣは、搬送チャンバの処理真空が基板キャリアＣ内へと延びるように、ロードロックとして機能してもよい。理解できるように、基板キャリアＣが、適切なロードポートを通してロードロックに実質的に直接連結される場合、基板を基板キャリアＣへ、および基板キャリアＣから移送するために、任意の適切な移送装置が、ロードロック内に設けられてもよい、またはキャリアＣへのアクセスを有してもよい。なお、本明細書において使用される真空という用語は、基板が処理される、１０-5Ｔｏｒｒ以下のような高真空を意味してもよい。少なくとも１つのロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂは概して、大気および真空スロットバルブを含む。ロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂの（および基板ステーションモジュール１３０のための）スロットバルブは、大気フロントエンドから基板を搭載した後に、ロードロック内を排気するために使用され、窒素などの不活性ガスを用いてロック内に通気するときに、搬送チャンバ内の真空を維持するために使用される環境隔離を提供してもよい。本明細書において説明するように、処理装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄのスロットバルブは、少なくとも処理ステーション１３０、および搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄに連結されるロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂへの、ならびにそれらからの基板の移送に対応するために、同一平面上に、もしくは垂直方向に積み重なった別々の平面上に位置してもよく、または、（ロードポートに関して既に説明したように）同一平面上に位置するスロットバルブおよび垂直方向に積み重なった別々の平面上に位置するスロットバルブの組み合せであってもよい。少なくとも１つのロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ（および／またはフロントエンド１０１）は、また、基板の基準を、処理のための所望の位置に位置合わせするためのアライナ、または他の任意の適切な基板測定機器を含んでもよい。他の態様では、真空ロードロックは、処理装置の任意の適切な場所に設置されていてもよく、任意の適切な構成を有していてもよい。
【0013】
真空バックエンド１０３は、概して、搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄ、１つまたは複数の基板ステーションモジュール１３０、ならびに１つまたは複数の移送ロボットを含み、および本明細書において説明する実施形態の１つまたは複数の態様を含んでもよい任意の適切な数の基板移送ロボット１０４を含む。搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄは、たとえば、ＳＥＭＩ規格Ｅ７２ガイドラインに準拠する任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。基板移送ロボット１０４および１つまたは複数の移送ロボットは、以下において説明され、ロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂと（またはロードポートに位置するカセットＣと）、様々な基板ステーションモジュール１３０との間で基板を搬送するために、少なくとも部分的に、搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄ内に位置してもよい。一態様では、基板移送ロボット１０４は、基板移送ロボット１０４がＳＥＭＩ規格Ｅ７２ガイドラインに準拠するように、モジュラユニットとして搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄから取り外されてもよい。
【0014】
基板ステーションモジュール１３０は、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、基板上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、基板に対して動作してもよい。典型的な処理は、限定されないが、プラズマエッチングまたは他のエッチング処理、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ蒸着（ＰＶＤ）、イオン注入などの注入、測定、急速熱処理（ＲＴＰ）、乾燥細片原子層成膜（ＡＬＤ）、酸化／拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィ、エピタキシ（ＥＰＩ）、ワイヤボンダ、および蒸発のような、真空を使用する薄膜処理、または他の真空圧を使用する薄膜処理を含む。搬送チャンバ１２５から基板ステーションモジュール１３０に、またはその逆に、ウェハを通過させることを可能にするために、基板ステーションモジュール１３０は、搬送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄに、スロットバルブＳＶを通過してなど、任意の適切な方法で伝達可能に接続される。搬送チャンバ１２５のスロットバルブＳＶは、対の（共通ハウジング内に位置するたとえば２つ以上の基板処理チャンバ）または横並びの基板ステーションモジュール１３０Ｔ１、１３０Ｔ２、単一の基板ステーションモジュール１３０Ｓおよび／または積み重ねられた処理モジュール／ロードロック（図１Ｅおよび１Ｆ）の接続を可能にするように配置されてもよい。
【0015】
なお、移送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄに連結される基板ステーションモジュール１３０、ロードロック１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ（またはカセットＣ）への、およびそれらからの基板の移送は、基板移送ロボット１０４の１つまたは複数のアームが、所定の基板ステーションモジュール１３０と位置合わせされるときに、行われてもよい。開示される実施形態の態様によると、１つまたは複数の基板は、個別に、または略同時に（たとえば、図１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄに示すように、基板が横並びまたは縦並びの基板ステーションモジュールから取得／設置されるときなど）それぞれの所定の基板ステーションモジュール１３０に移送されてもよい。一態様では、基板移送ロボット１０４は、ブームアーム１４３（たとえば図１Ｄ）上に取り付けられてもよい、または、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題され、２０１３年１０月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／８９２，８４９号明細書、「Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題され、２０１３年１１月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／９０４，９０８号明細書、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題され、２０１３年２月１１日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１３／２５５１３号明細書などに記載される線形キャリッジ１４４上に取り付けられてもよい。
【0016】
次に図２Ａ～２Ｄを参照すると、一態様では、基板移送ロボット１０４は、少なくとも１つの駆動セクション２００、２０１および少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３を含む。なお、図示される基板移送ロボット１０４は、例示的であり、他の態様では、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題され、２０１４年１２月１２日に出願された米国特許出願第１４／５６８，７４２号明細書に記載されるものと実質的に類似の任意の適切な構成を有してもよい。少なくとも１つの駆動セクション２００、２０１は、Ｚ軸駆動部２７０および回転駆動セクション２８２のうちの１つまたは複数を収容するフレーム２００Ｆを含む共通駆動セクション２００を含んでもよい。フレーム２００Ｆの内部２００ＦＩは、以下において説明するように任意の適切な方法で密閉されてもよい。一態様では、Ｚ軸駆動部は、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３をＺ軸に沿って移動させるように構成される任意の適切な駆動部であってもよい。Ｚ軸駆動部は、図２Ｅでは、スクリュー型駆動装置として図示されるが、他の態様では、駆動装置は、リニアアクチュエータ、ピエゾモータなど任意の適切なリニア駆動装置であってもよい。回転駆動セクション２８２は、たとえばハーモニック駆動セクション、直接駆動セクションなどの、任意の適切な駆動セクションとして構成されてもよい。一態様では、図２Ｅに示す回転駆動セクション２８２は、駆動シャフト２８０Ｓのための１つのハーモニック駆動モータ２８０を含むが、しかし、他の態様では、駆動セクションは、たとえば、共軸駆動システムにおいて任意の適切な数の駆動シャフトに対応する、任意の適切な数のハーモニック駆動モータを含んでもよい。駆動セクション２８２が直接駆動構成である場合、駆動セクション内にハーモニック駆動部は含まれず、この例においては、回転駆動セクション２８２は、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８４５，２５０号明細書、第５，８９９，６５８号明細書、第５，８１３，８２３号明細書、および第５，７２０，５９０号明細書に記載されるものと略類似の方法で駆動モータ２８０を収納するハウジング２８１を含む。なお、駆動シャフト２８０Ｓは、たとえば、別の駆動セクション（たとえば駆動セクション２０１など）および／または駆動部２００に取り付けられる少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３との接続のためにワイヤ２９０または他の任意の適切なアイテムが通過することを可能にするために、中空構造（たとえば、駆動シャフトの中心に沿って長手方向に延びる孔を有する）を有してもよい。
【0017】
別の態様では、図２Ｋを参照すると、駆動セクション２８２’は、基板搬送ロボット１０４の任意の適切な駆動シャフトを駆動するために、１またはそれ以上の自由度を有する直接駆動システムであってもよい。一態様では、駆動セクション２８２’は、たとえば、１軸（たとえば１自由度）駆動セクションであってもよい、または任意の適切な数の駆動軸を含んでもよい。一態様では、駆動セクション２８２’は、概して、駆動シャフト２８０Ｓを駆動するためのモータ２４４を備える。理解できるように、駆動システムは、１つのモータに限定されなくてもよい。モータ２４４は、ステータ２４８Ａ、および駆動シャフト２８０Ｓに接続されるロータ２６０Ａを備える。ステータ２４８Ａは、ハウジング２８１’に固定的に取り付けられる。ステータ２４８Ａは、概して、電磁コイルを備える。ロータ２６０Ａは、永久磁石を備えるが、代替的に、永久磁石を有さない磁気誘導ロータを備えてもよい。スリーブまたは薄肉キャンシール２６２は、必要であれば、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３が動作する動作環境からステータ２４８Ａを密閉するために、ロータ２６０Ａとそれぞれのステータ２４８Ａとの間に位置付けられる。しかし、搬送装置ロボット１０４が大気環境内での使用を目的とする場合、スリーブ２６２が設けられる必要はない。一態様では、駆動シャフト２８０Ｓには、位置センサ２６４（たとえば位置エンコーダ）が設けられてもよい。位置センサ２６４は、制御装置１１０に、たとえば、フレーム２８１’に対するシャフト２８０Ｓの回転位置を信号で知らせるために使用される。光学または誘導センサなど、任意の適切なセンサが使用され得る。駆動セクション２８２’は、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３を、肩軸と実質的に平行である（たとえば肩軸に沿った）方向に、一体として駆動するために、１つまたは複数の適切なＺ軸駆動部１９０を含んでもよい。
【0018】
モータは、回転モータとして図示されているが、他の態様では、たとえば、直接駆動リニアモータ、リニア圧電モータ、リニア誘導モータ、リニア同期モータ、ブラシまたはブラシレスリニアモータ、リニアステッパモータ、リニアサーボモータ、リラクタンスモータなど、（１つまたは複数の）任意の適切なモータおよび／または適切な（１つまたは複数の）駆動伝達装置が使用されてもよい。適切なリニアモータの例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年１０月３１日出願の、「Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ Ｚ Ｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ａｒｍ」と題される米国特許出願第１３／２８６，１８６号明細書、２０１１年６月１３日出願の、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題される米国特許出願第１３／１５９，０３４号明細書、２０１１年３月８日発行の、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」と題される米国特許第７，９０１，５３９号明細書、２０１２年１０月２３日発行の「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」と題される米国特許第８，２９３，０６６号明細書、２０１３年４月１６日発行の、「Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ Ｚ Ｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ａｒｍ」と題される米国特許第８，４１９，３４１号明細書、２００９年８月１８日発行の、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題される米国特許第７，５７５，４０６号明細書、および２０１１年６月１４日発行の、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題される米国特許第７，９５９，３９５号明細書に記載されている。
【0019】
一態様では、ハウジング２８１、２８１’は、キャリッジ２７０Ｃに取り付けられてもよく、キャリッジ２７０Ｃは、Ｚ軸駆動部が、キャリッジ（およびその上に位置するハウジング２８１）をＺ軸に沿って移動させるように、Ｚ軸駆動部２７０に連結される。理解できるように、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３が動作する制御雰囲気を、（気圧ＡＴＭ環境内で動作してもよい）駆動部２００の内部から密閉するために、駆動モータ２８０は、磁性流体シール２７６、２７７およびベローシール２７５のうちの１つまたは複数を含んでもよい。ベローシール２７５は、フレーム２００Ｆの内部２００ＦＩが、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３が動作する制御雰囲気から隔離されるように、キャリッジ２７０Ｃに連結される一端部、およびフレーム２００ＦＩの任意の適切な部分に連結される他端部を有してもよい。
【0020】
この態様では、駆動シャフト２８０Ｓは、少なくとも１つのロボットアーム２１０、２１１、２１２、２１３のそれぞれに共通であってもよい共通軸ＣＡＸの周りで、矢印Ｔの方向に駆動セクション２０１を回転させるために、駆動セクション２０１に連結されてもよい。ここでは、駆動セクション２０１は、ベース部材２５０および少なくとも１つの駆動部２５１、２５２を含んでもよい。この態様では、２つの駆動部２５１、２５２であるが、他の態様では、任意の適切な数の駆動部が設けられてもよい。ベース部材２５０は、内部チャンバ２５０Ｐを形成するフレームを含む。各駆動部２５１、２５２は、また、ベース部材２５０の内部チャンバ２５０Ｐと密閉連通している内部チャンバ３００Ｐを形成するフレーム２５１Ｆ、２５２Ｆを含む。理解できるように、各駆動部２５１、２５２は、たとえば、任意の適切なカバー２５０Ｃによって密閉されてもよい任意の適切なアクセス開口部を含んでもよい。図２Ｂにみられるように、ベース部材２５０は、第１および第２端部を含んでもよく、それによって、駆動部２５１、２５２が、端部のそれぞれの１つに密閉して連結される。駆動部は、駆動部に取り付けられる（１つまたは複数の）アームの伸長／収縮軸が、（１つまたは複数の）アームが位置する移送チャンバ１２５Ａ、１２５Ｂ、１２５Ｃ、１２５Ｄのポートを通過して伸長することが可能であるように、互いに対して任意の適切な角度β（またはピッチ）で配置されてもよい。たとえば、一態様では、（駆動部２５１、２５２の伸長／収縮軸間の角度／ピッチに対応してもよい）角度βは、移送チャンバ１２５Ａ（図１Ａ）の面１００Ｆ１～１００Ｆ８の角度αと実質的に同じまたは同等であってもよい。他の態様では、駆動部（およびそこに取り付けられる（１つまたは複数の）アーム）の伸長／収縮軸が、たとえば、移送チャンバ１２５Ｂ（図１Ｂ）、１２５Ｃ（図１Ｃ）および１２５Ｄ（図１Ｄ）の横並びのポートを通過して伸長するために、互いに略平行であるように、角度βは、約０°であってもよい。さらに他の態様では、角度βは、駆動部２５１、２５２の伸長／収縮軸が、互いに対して任意の適切な角度βを有するように、（以下において説明するように、手動で、または自動操作によって）調節可能であってもよい。たとえば、角度βは、移送チャンバ１２５Ｃ（図１Ｃ）のポートを通過して伸長するために、および／または、以下において説明するように、自動ワークピースセンタリングのために、０°～θの角度で調節されてもよい。さらに他の態様では、共通駆動軸ＣＡＸの回転、および各駆動部２５１、２５２の独立伸長または動作により、基板移送ロボット１０４のアームが、角度付けられた面を有する移送モジュールのポートを通過して伸長し得るように、駆動部間の角度βおよび／または間隔（ピッチ）ＰＴ（図１Ｃ参照）が固定されてもよい。ベース部材２５０は、各駆動部２５１、２５２の伸長および収縮軸Ｒ１、Ｒ２が一定の距離だけ離間するように、任意の適切な長さＬ１を有してもよく、一定の距離は、システムツール構成が課す要件（たとえば基板移送ロボット１０４が位置するモジュールのポート間の距離）に対応してもよい、またはその要件を満たしてもよい。
【0021】
図３Ａ～３Ｇも参照して、駆動部２５１、２５２を、駆動部２５１に関して説明する。駆動部２５２は、駆動部２５１に略類似であり得ると理解されるべきである。上記のように、駆動部２５１は、任意の適切な方法で互いに密閉連結される第１フレーム部材２５１Ｆ１および第２フレーム部材２５１Ｆ２で構成されるフレーム２５１Ｆを含む。他の態様では、フレームは、任意の適切な構成を有してもよく、任意の適切な数のフレーム部材で構成されてもよい。フレーム２５１Ｆは、任意の適切な方法でフレーム２５１Ｆをベース部材２５０に取り付けるように構成されるアパチャまたは開口部２５１Ｍを含んでもよく、それによって、駆動部２５１の内部チャンバ３００Ｐは、ベース部材２５０の内部チャンバ２５０Ｐと密閉連通し、共通雰囲気環境が、内部チャンバ２５０Ｐ、３００Ｐと、駆動セクション２００のハウジング２８１の内部との間で共有される。この態様では、駆動部２５１は、２つのロボットアーム２１２、２１３を支持および駆動するように構成されてもよいが、他の態様では、駆動部２５１は、任意の適切な数のロボットアームを支持および駆動するように構成されてもよい。駆動部２５１は、ロボットアーム２１２、２１３のそれぞれを伸長および収縮させる独立駆動軸の自由度を定めるように構成される第１リニアレールまたはスライド３１０Ａ、３１０Ｂ（概してリニアレールまたはスライド３１０）および第２リニアレールまたはスライド３１１Ａ、３１１Ｂ（概してリニアレールまたはスライド３１１）を含んでもよい。この態様では、駆動部は、たとえば、バンドおよびプーリ駆動伝達装置により、それぞれのアーム２１２、２１３を駆動するための第１駆動モータ３２０および第２駆動モータ３２１を含む。
【0022】
第１および第２駆動モータ３２０、３２１（図３Ｄおよび図３Ｅ）は、駆動モータ２８０に略類似のハーモニック駆動部または直接駆動部であってもよいが、他の態様では、駆動モータ３２０、３２１は、任意の適切な駆動モータであってもよい。各駆動モータ３２０、３２１は、モータ３２０、３２１の駆動シャフト３７０が、任意の適切な方法で、それぞれの駆動プーリ３３２Ｂ、３３３Ａに連結するために通過して伸長するフレーム２５１中のアパチャを密閉するために、磁性流体シールなどのシール３２０Ｓ、３２１Ｓを有してもよい。駆動プーリ３３２Ｂ、３３３Ａは、１つまたは複数のバンドなど、任意の適切な方法でそれぞれの従動プーリ３３２Ａ、３３３Ｂに連結されてもよい。たとえば、駆動プーリ３３２Ｂは、バンド３３０Ａ、３３０Ｂによって従動プーリ３３２Ａに連結されてもよい。駆動プーリ３３３Ａは、バンド３３１Ａ、３３３Ｂによって従動プーリ３３３Ｂに連結されてもよい。バンド３３０Ａ、３３０Ｂ、３３１Ａ、３３１Ｂは、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年８月２６日出願の、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題される米国仮特許出願第６１／８６９，８７０号明細書に記載されるもののような、任意の適切なバンドであってもよい。理解できるように、本明細書にて説明する駆動軸は、それぞれの駆動モータの位置を検出し、１つまたは複数の信号を、たとえば、基板移送ロボット１０４を制御するための制御装置１１０などの任意の適切な制御装置に送信するためのエンコーダ２９６、３７１などの、任意の適切なエンコーダを有してもよい。理解できるように、駆動部２５１、２５２およびベース部材２５０の密閉された内部によって、各駆動部２５１、２５２の駆動モータ３２０、３２１が、ロボットアーム２１０～２１３が動作する環境から分離または密閉される大気環境内に位置することが可能になる。駆動部２５１、２５２およびベース部材２５０の密閉された内部は、また、駆動セクション２００から駆動セクション２０１へのワイヤまたはホース配索を可能にしてもよい。すでに説明したように、ロボットアームおよび駆動セクションが、すべて、大気モジュールなどの大気環境中に位置するような態様では、駆動部の内部は、密閉されなくてもよい。
【0023】
再度図２Ａ～２Ｄおよび４Ａ～４Ｂを参照して、ロボットアーム２１０～２１３を、開示される実施形態の態様による駆動部２５２に関して説明する。この態様では、ロボットアーム２１０～２１３は、伸縮構成を有するが、他の態様では、ロボットアーム２１０～２１３は、任意の適切な構成を有してもよい。また、この態様では、各駆動部２５１、２５２は、２つの伸縮アーム２１０～２１３を含むが、他の態様では、任意の適切な数のロボットアームが各駆動部２５１、２５２に設けられてもよい。この態様では、各ロボットアーム２１０～２１３は、ベース部材２１０Ｂ、２１１Ｂ、およびそれぞれのベース部材２１０Ｂ、２１１Ｂに移動可能に連結されるエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを含む。各ベース部材２１０Ｂ、２１１Ｂは、伸長／収縮軸に沿ってエンドエフェクタを駆動するために任意の適切な伝達装置が配置され得る内部を有してもよい。なお、本明細書にて説明する各エンドエフェクタは、エンドエフェクタによって保持されるときに基板が位置するエンドエフェクタ着座平面ＳＰ（図２Ｄ）を含む。ベース部材２１０Ｂは、駆動部２５２に対して移動可能であるように、リニアレール３１０Ａ、３１０Ｂによって駆動部２５２に移動可能に連結されてもよい。ベース部材２１１Ｂは、駆動部２５２に対し移動可能であるように、リニアレール３１１Ａ、３１１Ｂによって駆動部２５２に連結されてもよい。各アーム２１０、２１１は、リニアレールによって定められるロボットアーム２１０および２１１のそれぞれの自由度が、互いに対して平行である（たとえば、エンドエフェクタの移送平面が、上下に位置する）ように、それぞれのレールにより定められる自由度を有する。理解できるように、ロボットアーム２１２、２１３は、類似の、平行の自由度を有する。理解できるように、アーム２１１のためのリニアレールによって定められる自由度は、ロボットアーム２１２のためのリニアレールによって定められる自由度と同一平面であってもよく（たとえば、各ロボットアーム２１１、２１２のエンドエフェクタは、同じ平面に位置する）、一方で、アーム２１０のためのリニアレールによって定められる自由度は、ロボットアーム２１３のためのリニアレールによって定められる自由度と同一平面であってもよい（たとえば、各ロボットアーム２１０、２１３のエンドエフェクタは、同じ平面に位置する）。
【0024】
ベース部材２１０Ｂ、２１１Ｂは、駆動部２５２上で横並びに配置されてもよく、それによって、ベース部材２１０Ｂは、バンド３３０Ａ、３３０Ｂがモータ３２０によって駆動されると、ベース部材２１０Ｂが、バンド３３０Ａ、３３０Ｂのうちの少なくとも１つと共に、伸長／収縮の方向Ｒに移動するように、バンド３３０Ａ、３３０Ｂのうちの少なくとも１つに連結される。ベース部材２１１Ｂは、バンド３３１Ａ、３３１Ｂがモータ３２１によって駆動されると、ベース部材２１１Ｂが、バンド３３１Ａ、３３１Ｂのうちの少なくとも１つと共に、伸長／収縮の方向Ｒに移動するように、バンド３３１Ａ、３３１Ｂのうちの少なくとも１つに連結される。他の態様では、ベース部材は、互いに対して任意の適切な空間配置を有してもよい。
【0025】
ベース部材２１０Ｂは、少なくとも部分的にベース部材の内部に配置されるリニアレールまたはスライド４１０Ａ、４１０Ｂを含んでもよく、エンドエフェクタ２１０Ｅは、ベース部材２１０Ｂおよび駆動部２５２に対する相対回転のために、ベース部材に取り付けられる。プーリ４１０、４１１、４２０、４２１は、それぞれのベース部材２１０Ｂ、２１１Ｂの内部の端部にて、または他の任意の適切な位置にて、回転可能に取り付けられてもよい。１つまたは複数のバンド（上記のものに類似）、単一の連続するループバンド／ベルト、または他の任意の適切な伝達部材４１２、４２２は、プーリ４１０、４１１、４２０、４２１のそれぞれを互いに連結してもよい。一態様では、各伝達部材４１２、４２２は、ベース部材２１０Ｂ、２１１Ｂとフレーム２５２Ｆとの相対移動が、それぞれの伝達部材４１２、４２２を駆動するように、駆動部２５２のフレーム２５２Ｆに接地されてもよい。エンドエフェクタ２１１Ｅは、ベース部材２１１Ｂが矢印Ｒの方向に移動すると、たとえば、プーリ４１０、４１１によって定められる任意の適切な駆動比で、エンドエフェクタもベース部材２１１Ｂに対して矢印Ｒの方向に移動するように、伝達部材４１２に連結されてもよい。同様に、エンドエフェクタ２１０Ｅは、ベース部材２１０Ｂが矢印Ｒの方向に移動すると、たとえば、プーリ４２０、４２１によって定められる任意の適切な駆動比で、エンドエフェクタもベース部材２１０Ｂに対して矢印Ｒの方向に移動するように、伝達部材４１２に連結されてもよい。理解できるように、架橋部材４００が、エンドエフェクタ２１１Ｅ、２１２Ｅなど、エンドエフェクタのうちの１つに設けられてもよく、それによって、エンドエフェクタ２１１Ｅ、２１２Ｅが、それぞれの駆動部２５１、２５２の他のエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１３Ｅの上に位置決めされ、同時に、エンドエフェクタを互いの上方／下方を通過させ得る。
【0026】
上記のように、本明細書にて説明するロボットアームは、例示目的で伸縮アーム（または、以下において説明する摺動アーム）として図示される。しかし、他の態様では、ロボットアームは、図２Ｇに示す線形摺動アーム２１４のような、任意の適切なロボットアームであってもよい。他の態様では、アームは、ＳＣＡＲＡアーム２１５（図２Ｈ）または任意の適切なアームリンク機構を有する他の適切なアームであってもよい。アームリンク機構の適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２００９年８月２５日に発行された米国特許第７，５７８，６４９号明細書、１９９８年８月１８日に発行された米国特許第５，７９４，４８７号明細書、２０１１年５月２４日に発行された米国特許第７，９４６，８００号明細書、２００２年１１月２６日に発行された米国特許第６，４８５，２５０号明細書、２０１１年２月２２日に発行された米国特許第７，８９１，９３５号明細書、２０１３年４月１６日に発行された米国特許第８，４１９，３４１号明細書、「Ｄｕａｌ Ａｒｍ Ｒｏｂｏｔ」と題され、２０１１年１１月１０日に出願された米国特許出願第１３／２９３，７１７号明細書、および「Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ Ｚ Ｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ａｒｍ」と題され、２０１３年９月５日に出願された米国特許出願第１３／８６１，６９３号明細書に見られる。開示される実施形態の態様では、少なくとも１つのロボットアームは、アッパーアーム、バンド駆動フォアアームおよびバンド拘束エンドエフェクタを含む従来のＳＣＡＲＡ（水平多関節ロボットアーム）型設計より、または伸縮式アーム設計もしくは他の任意の適切なアーム設計より導出され得る。ロボットアームの適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｍｏｖａｂｌｅ Ａｒｍｓ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」と題され、２００８年５月８日に出願された米国特許出願第１２／１１７，４１５号明細書、および２０１０年１月１９日に発行された米国特許第７，６４８，３２７号明細書に見られる。ロボットアームの動作は、互いに独立してもよく（たとえば各アームの伸長／収縮が他のアームから独立している）、ロストモーションスイッチにより動作されてもよく、またはアームが少なくとも１つの共通駆動軸を共有するように、任意の適切な方法で動作可能にリンクされてもよい。さらに他の態様では、搬送アームは、フロッグレッグアーム２１６（図２Ｆ）構成、リープフロッグアーム２１７（図２Ｊ）構成、左右対称アーム２１８（図２Ｉ）構成など、他の任意の望ましい配置を有してもよい。搬送アームの適切な例は、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、２００１年５月１５日に発行された米国特許第６，２３１，２９７号明細書、１９９３年１月１９日に発行された米国特許第５，１８０，２７６号明細書、２００２年１０月１５日に発行された米国特許第６，４６４，４４８号明細書、２００１年５月１日に発行された米国特許第６，２２４，３１９号明細書、１９９５年９月５日に発行された米国特許第５，４４７，４０９号明細書、２００９年８月２５日に発行された米国特許第７，５７８，６４９号明細書、１９９８年８月１８日に発行された米国特許第５，７９４，４８７号明細書、２０１１年５月２４日に発行された米国特許第７，９４６，８００号明細書、２００２年１１月２６日に発行された米国特許第６，４８５，２５０号明細書、２０１１年２月２２日に発行された米国特許第７，８９１，９３５号明細書、「Ｄｕａｌ Ａｒｍ Ｒｏｂｏｔ」と題され、２０１１年１１月１０日に出願された米国特許出願第１３／２９３，７１７号明細書および「Ｃｏａｘｉａｌ Ｄｒｉｖｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ」と題され、２０１１年１０月１１日に出願された米国特許出願第１３／２７０，８４４号明細書に見られる。
【0027】
次に図５を参照すると、例示的な基板搬送装置５１０は、開示される実施形態の態様に従い図示されている。基板搬送装置５１０は、図２Ａ～４Ｂに関して既に説明した基板搬送装置１２５Ａ～Ｄに略類似であり、既に説明したアーム構成のうちの１つまたは複数を含んでもよい。基板搬送装置５１０は、処理装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄに関して既に説明したもののような、任意の適切な大気または真空環境にて使用されてもよい。図５に見られるように、一態様では、基板搬送装置５１０は、搬送チャンバ１２５Ｂ’、および少なくとも部分的に搬送チャンバ１２５Ｂ’内に配置される（上記の基板搬送ロボット１０４に略類似の）基板搬送ロボット１０４Ａを含む。搬送チャンバ１２５Ｂ’は、（搬送チャンバ１２５Ｂ’の少なくとも１つの側面１２５Ｓ１～Ｓ４上の）少なくとも１つの基板搬送開口部１２５ＯＰ、およびロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの遠位端部２１０ＤＥ、２１１ＤＥに配置される少なくとも１つのエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを有する少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａを含む。上記の制御装置１１０のような、任意の適切な制御装置が、基板搬送装置５１０の駆動セクション２００’に接続されてもよく、本明細書にて説明する基板搬送装置５１０の動作を行うための、任意の適切な非一時的プログラムコードを有する制御装置モジュール１１０Ｍを含む。少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、基板Ｓを径方向Ｒに、搬送路Ｐに沿って、たとえば、基板ステーションモジュール１３０（図１Ａ）へと搬送するために、その上に基板Ｓを保持して示される。本明細書において説明するように、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａに対する熱効果、たとえば膨張、収縮、ねじれ、垂下／撓み、および（たとえば、製造ばらつき、ロボット部品の摩耗、ロボット部品ずれ、ヒステリシスなどに起因する）ロボット性能の他のばらつきが、たとえば、基板ステーションモジュール１３０などの任意の適切な基板保持ステーションへの基板Ｓの設置および任意の適切な基板保持ステーションからの取り出しにおける精度誤差の原因となり得る。たとえば、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの熱効果および他のばらつきは、たとえば、基板ステーションモジュール１３０内の、または他の任意の適切な基板保持ステーションにおける、少なくとも基板Ｓの設置の動き補償を行うために、撮像システム５００により提供される、または撮像システム５００から得られる位置データを用いて補償されてもよい。
【0028】
図５～７を参照すると、理解できるように、基板搬送ロボット１０４Ａは、制御装置１１０が少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの移動を制御するように、制御装置１１０に接続され、制御装置１１０と通信する。制御装置は、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅが、既知の制御された方法で、（基板搬送装置５１０の到達範囲内である）処理装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ内の任意の所望の位置へと移動させられるように、基板搬送ロボット１０４Ａの駆動軸の位置移動を命令するように構成される。たとえば、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、既に説明したもののような任意の適切な駆動セクションであってもよい駆動セクション２００’に連結されてもよく、制御装置１１０の制御装置モジュール１１０Ｍに接続される任意の所望の位置判定装置（たとえば、位置エンコーダまたはモータエンコーダ２９６、３７１など、図２Ｅおよび図３Ｇ）を含んでもよい。エンコーダ２９６、３７１は、任意の適切な信号を、制御装置モジュール１１０Ｍに送信し、制御装置モジュール１１０Ｍが、（たとえば、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが収縮位置６００にあるときなどに）搬送チャンバ１２５Ｂ’に対する、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａ上の所定の点（たとえばエンドエフェクタの中心または他の任意の適切な位置）の位置を判定することを可能にする。
【0029】
一態様では、制御装置１１０は、Ｒ軸、θ軸、Ｚ軸の１つまたは複数に沿った少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの所定の反復可能位置６５０、６５０’を用いてプログラムされ、動き補償の判定の、エンコーダデータからの分離を容易にするために、駆動軸エンコーダデータのリアルタイム入力なしで動き補償を行うように構成されてもよい。一態様では、制御装置１１０は、駆動軸基準位置との既知の関係に基づき、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、所定の反復可能位置６５０、６５０’にあるときを判定するように構成される。一態様では、（たとえばＲおよびθ運動を駆動するための）駆動セクション２００’または駆動軸内の各モータ３２０’、３２１’２４４’（図３Ｄおよび図３Ｅのモータ３２０、３２１および図２Ｅおよび図２Ｋのモータ２８０、２４４も参照のこと）は、モータロータとモータステータとの間に基準を設ける設定基準位置（０°位置と呼称されてもよい）を有してもよい。モータ３２０’、３２１’、２４４’の基準位置は、工場設定であり、モータヒステリシスによる（時間の経過に伴う）変化ΔRV（図１２）以外は略一定である（ΔRVは、必要に応じて、レゾルバ（たとえば、以下においてさらに説明するカメラ５０１Ｒ）から分解されてもよい）。
【0030】
少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、駆動セクション２００’に（より具体的には、それぞれの駆動軸の（１つまたは複数の）ロータに）接続され、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは（すなわち、各アームリンク／関節は）、基準位置により確立される、対応する（グローバル参照フレーム、たとえば、搬送チャンバフレーム１２５Ｆ’に対する）所定の反復可能位置６５０を有する。たとえば、基準位置は、（完全）収縮位置６００（図６）にある少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａであってもよい。収縮位置６００は、アームの動きが、これ以上さらに収縮することが可能でない（すなわち、アームの動きは、アームの幾何学的形状および／またはロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの関係によって制限され、それ以上のアームの動きは、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの伸長であってもよい）上部中心位置として知られてもよい。
【0031】
別の態様では、所定の反復可能位置６５０’（図７）は、基板Ｓを基板ステーションモジュール１３０などの任意の適切なモジュールに搬送するために、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの最適の（たとえば時間）または所望の動きプロファイルに基づいて選択されてもよい（または機械的幾何学形状に拘束されなくてもよい）。ここで、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、搬送チャンバ１２５Ｂ’に対して（完全）収縮位置６００を越えて伸長する所定の選択可能点６５０よりもさらに収縮しないように、および所定の選択可能点６５０からの任意のさらなるアームの動きが、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの伸長であり得る（すなわち、所定の反復可能収縮位置６５０は、収縮位置の機械的拘束から、Ｒ、θに沿ってオフセットしてもよい）ように構成される。
【0032】
各所定の反復可能位置６５０、６５０’（複数の反復可能収縮位置が存在してもよい）は、任意の適切な方法でアームの運動軸Ｒ、θに沿って制御装置１１０に知らされてもよく、基準位置６００に対して既知の所定の関係を有する。基板設置補正／補償に関して、所定の反復可能位置６５０、６５０’の両方は、いかに制御装置１１０によって動きプロファイルの伸長に適用されるかという点に関して、略類似である。両方の態様では、制御装置１１０は、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、（基準位置からの既知の所定の回転に一致して、または既知の所定の回転により）所定の反復可能位置６５０、６５０’にあるという信号を受信する。それに応じて、アーム収縮位置（たとえば位置６５０、６５０’）は、本明細書において、共に、利便性のために使用され、所定の反復可能位置６５０、６５０’にあるロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａと通信する制御装置１１０により受信される位置の信号は、駆動軸のエンコーダデータのリアルタイム入力なしでの、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの位置判定、およびアーム位置の補償に対し十分であり、リアルタイム入力なしでのアーム位置の判定およびアーム位置の補償は、既知の反復可能位置信号に基づき、位置補償の判定の、エンコーダデータからの分離を容易にし得る。他の態様では、駆動軸のエンコーダデータは、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの位置判定、およびアーム２１０Ａ、２１１Ａの位置補償のために使用されてもよい。
【0033】
次に図５、図６、および図８～１３を参照すると、理解できるように、および上記のように、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの寸法上の特徴は、環境条件、特に温度により変化し得る。たとえば、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、処理中に温度変化に曝されると、（上記の他の熱効果および／または他のばらつきのなかでも）熱膨張および熱収縮を受け得る。この温度変化は、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅの中心位置（たとえば、参照点１０００ＷＣなど、エンドエフェクタの所定の基板保持位置）、もしくはエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅの先端上の点１０１０など、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅ上の他の任意の適切な部分（図１０および図１１参照）がオフセットする、または以下において説明するような位置変動ΔPVを有するような、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの位置決めをもたらす。位置変動ΔPVを補正するために、基板搬送装置５１０は、撮像システム５００をさらに含む。
【0034】
撮像システム５００は、搬送チャンバ１２５Ｂ’対して所定の位置に取り付けられ、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０を撮像するように配置される少なくとも１つのカメラ５０１Ｆ、５０１Ｒ（概してカメラ５０１と呼称する）を含む。カメラ５０１は、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅ、またはアーム２１０Ａ、２１１Ａの他の任意の部分など、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの１つまたは複数の特徴部を撮像するように構成される。カメラ５０１は、搬送チャンバ１２５Ｂ’の内部にあっても、または外部にあってもよく、カメラ５０１の視野ＦＯＶが、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの（１つまたは複数の）所望の特徴部を撮像するように位置決めされるように、取り付けられる。たとえば、視野ＦＯＶは、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅの所定の基板保持位置に対する基板偏心度ΔWCの判定のために、上に基板Ｓを有するエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを撮像するように位置決めされてもよい。他の態様では、少なくとも１つのカメラ５０１は、遠位端部２１０ＤＥ、２１１ＤＥの任意の適切な部分（たとえば、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅまたはその上の何らかの特徴部、手首関節、またはエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅとアームリンクとをロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの遠位端部２１０ＤＥ、２１１ＤＥにて結合する手首関節の特徴部）、または、たとえばロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの後部２１０Ｒ、２１１Ｒなどの他の任意の適切な特徴部を撮像するように位置決めされてもよい。
【0035】
カメラ５０１は、機械的ファスナなどの任意の適切な方法で搬送装置５１０に取り付けられてもよい。図８および図９に示す実施形態における搬送装置５１０およびシステム／構成要素に対するカメラ５０１の位置は、単に例示的であり、代替的な実施形態では、カメラ５０１は、搬送装置５１０上の他の任意の適切な場所に取り付けられてもよい。たとえば、カメラ５０１は、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、所定の反復可能位置６５０、６５０’にて伸長／収縮される、または配置される際に、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの所望の一部５８０を取り込むために、搬送チャンバ１２５Ｂ’の（アームのエンドエフェクタ伸長の運動の方向を基準とする）前部１２５ＦＥ（たとえば、前部カメラ５０１Ｆ）、または搬送チャンバ１２５Ｂ’の後部１２５ＲＥ（たとえば、後部カメラ５０１Ｒ）の方向に取り付けられてもよい。なお、前部および後部という用語は、本明細書において、便宜のために用いられ、任意の適切な空間参照用語が用いられてもよく、さらには、搬送チャンバ１２５Ｂ’の前部および後部は、前方向および後方向が、搬送チャンバ１２５Ｂ’に対する基板搬送ロボット１０４Ａのθ配向に応じて変化し得るように、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの処理チャンバ１３０内への伸長方向に対応する。さらに、カメラ５０１は、図８および図９では、２つのカメラ５０１Ｆ（前部）、５０１Ｒ（後部）として概略的に図示されるが、カメラ５０１は、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、搬送チャンバ１２５Ｂ’の任意の側面（この例では、４つの側面１２５Ｓ１～Ｓ４が図示されているが、他の態様では搬送チャンバ１２５Ｂ’は、４つよりも多いまたは少ない側面を有してもよい）を通過して基板Ｓを取り出しおよび配置するために位置決めされるときに、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａを撮像するように、搬送チャンバ１２５Ｂ’上／内の様々な場所に分配される２つよりも多い、または少ないカメラ（たとえば４つのカメラ（図６））を備えてもよい。
【0036】
カメラ５０１は、カメラ５０１の視野ＦＯＶから適切な画像を生成するための任意の適切な光学系を備える。カメラ光学系は、たとえば、カメラ５０１に向けられる光の量をガイドおよび制御するための任意の適切なレンズ、フィルタ、ミラー、アパチャ（図示されず）を含んでもよい。視野ＦＯＶは、カメラ５０１が、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの略全体、および基板Ｓまたは基板の任意の所望の一部を包含し得る空間（すなわち、撮像範囲）を撮像するように配置される。たとえば、カメラ５０１は、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａを駆動セクションに連結する関節（すなわち肩軸）に近接する、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの一部５８０を取り込むために位置決めされてもよい。一態様では、カメラ５０１は、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの任意の所望の撮像範囲を提供するために視野ＦＯＶを回転させるために、適切なサーボモータによってジンバルされてもよい。
【0037】
図８～１３を参照すると、カメラ５０１は、制御装置１１０の画像処理モジュール１１０ＩＰに連結される。制御装置１１０の画像処理モジュール１１０ＩＰは、必要に応じて画像を取込むようにカメラ５０１を動作させるための任意の適切な非一時的プログラムコードを含んでもよい。たとえば、画像処理モジュール１１０ＩＰは、画像生成命令をカメラ５０１に送信し、どの画像を制御装置１１０に送信するかに関して、カメラ５０１に指示してもよい。画像処理モジュール１１０ＩＰは、カメラ５０１からの画像を受信し、画像からロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０の位置変動ΔPVを識別するように構成される。位置変動ΔPVを識別するために、画像処理モジュール１１０ＩＰは、所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００、またはロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの他の任意の適切な位置におけるロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの較正画像５９０（または制御装置１１０に保存される、較正用の実画像または仮想／設計画像の配置特徴部を描写するための他のデータ）を含む。較正画像５９０は、多数の方法で生成されてもよい。たとえば、較正画像５９０は、設計によりカメラ５０１の視野ＦＯＶ内に配置されるロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０の仮想表示をレンダリングする設計情報から生成されてもよい。別の態様では、較正画像５９０は、制御装置１１０の画像処理モジュール１１０ＩＰにより生成されてもよく、制御装置１１０の画像処理モジュール１１０ＩＰは、カメラ５０１を用いて、アームが、所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００に近接する、または所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００もしくは他の任意の適切な位置にある状態で、アームの少なくとも一部５８０の較正画像５９０の取り込みを行う。
【0038】
図１０～１３および図１７に見られるように、較正画像５９０（較正画像は実線で示されるが、ロボットアーム２１０Ａの一部５８０の第１画像は破線で示される）に重ねられたカメラ５０１の視野ＦＯＶ内の（アームが所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００に近接する、または所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００もしくは他の任意の適切な位置にある状態の）ロボットアーム２１０Ａの一部５８０の例示的第１画像５７０の図形表示が示されている。たとえば、較正画像５９０は、基板ステーションモジュール１３０への設置前の、所定の反復可能位置６５０、６００にあるエンドエフェクタ１０００を含む。理解できるように、図７に示すように、所定の反復可能位置（または複数）６５０’は、一連の、または少なくとも一対（６５０、６００）の所定の反復可能位置（６５０’、６００）を提供するように、所定の反復可能収縮位置６５０、６００から伸長の方向（Ｒ、θ）にさらにオフセットして位置してもよい。理解できるように、位置６００／６５０にあるアームを用いて第１画像５７０が生成されてもよい。一連からの第２画像が、位置６５０’／６５０などにあるアームを用いて生成される。異なる所定の反復可能位置にあるアームを用いて生成される一連の第１、第２およびそれぞれの他の画像は、所定の位置にあるアームを用いて較正された対応する画像と比較される。搬送チャンバ１２５Ｂ’内における少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの動作の間、および基板処理装置の処理温度が変化する際、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの径方向の移行は、ドリフトし得る（たとえば、撮像されたエンドエフェクタの位置、および点１０１０、ならびに点１０１０に対し固定の関係を有する中心点１０００ＷＣは、制御装置１１０により登録された較正画像内に定められる、較正の位置から変わる）。それにより、較正画像５９０の位置データを、一連の所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００の少なくとも第１画像５７０中のそれらの相対値と比較することによって、結果として生じる熱効果および／または他のばらつきを測定することが可能である。したがって、理解できるように、アームの遠位端部の特徴部が寸法的に変化するが、所定の反復可能位置６５０’、６５０、６００は、略一定であり、制御装置１１０によって記憶され（さらに説明する、分解されるモータヒステリシス以外）、それによって、寸法の変動が、増分エンコーダデータとは無関係の所定の反復可能位置信号を利用することによって判定され得る。
【0039】
第１画像５７０は、搬送チャンバ１２５Ｂ’内に設置された後の（すなわち、所定の反復可能位置６５０、６００に収縮された、または収縮中の）エンドエフェクタ２１０Ｅの参照点（たとえば点１０１０）を描写し得る。熱効果および／または他のばらつきは、少なくとも第１画像５７０と較正画像５９０との間の位置変動ΔPVを比較することによって計算され得る（位置変動ΔPVは、たとえば、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの膨張、収縮、捻じれ、または垂下／撓みを識別するために、制御装置１１０に常駐の適切なアルゴリズムにより実行されてもよい。適切なアルゴリズムは、たとえば、その開示内容の全てが参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年７月１３日出願の、「ＯＮ ＴＨＥ ＦＬＹ ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＷＡＦＥＲ ＣＥＮＴＥＲＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題される米国特許出願第１５／２０９，４９７号明細書に見られる）。たとえば、一態様では、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを用いて、基板Ｓを任意の適切な基板保持位置から取り出す。少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、所定の反復可能位置６５０、６５０’、６００へと、たとえば、（完全）収縮位置６００に移動する（図１７、ブロック１６０１）。所定の反復可能位置６５０、６５０’にある間に、カメラ５０１は撮像し、制御装置１１０は、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの一部５８０の少なくとも第１画像５７０を取り込む（図１７、ブロック１６０２およびブロック１６０３）。第１画像５７０は、較正画像５９０と比較される（図１７、ブロック１６０４）。位置変動ΔPVは、２つの画像の比較に基づいて判定される（図１７、ブロック１６０５）。少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、（たとえば基板Ｓを設置するために）基板ステーションモジュール１３０の方向に移動すると、制御装置１１０は、判定された位置変動ΔPVに基づいて動き補償を行う。他の態様では、制御装置１１０は、少なくとも第１画像５７０において（すなわち、位置変動角度を識別する画像を用いる共通画像動作）、または基板がエンドエフェクタ上にあり、アームが所定の反復可能位置６５０、６５０’にある状態で撮像された補助第１画像を用いて、撮像された基板Ｓの中心１００１ＷＣを判定し、撮像された基板の判定された中心１００１ＷＣと、較正画像５９０中の所定の基板保持位置１０００ＷＣとの比較から位置変動ΔWCを判定し、それに応じて基板の設置位置を調節するように構成されてもよい。なお、さらに、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａおよび基板Ｓの任意の適切な一部の任意の適切な数の画像が撮像されてもよく、たとえばエンドエフェクタの位置変動のための１つの較正画像、および基板のセンタリングのための１つの較正画像など、任意の適切な数の較正画像が、位置変動を比較するために使用されてもよい。
【0040】
再度図６を参照すると、一態様では、制御装置１１０は、撮像システム５００を用いて、同じアーム上の少なくとも異なる特徴部、または（少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０に対する所定の位置を有する）少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの異なる一部６０１（たとえばロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの手首）を撮像するように構成されてもよい。たとえば、上記のように、前部カメラ５０１Ｆは、たとえば、エンドエフェクタをロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａに連結する関節の少なくとも第２画像を取り込むように構成されてもよい。理解できるように、制御装置１１０は、必要であれば、エンドエフェクタが、内部に、全体的または少なくとも部分的に処理モジュール１３０内に位置する状態で、異なる所定の反復可能径方向位置、たとえば位置６５０’または位置６５０’に類似の運動軸（Ｒ、θ）に沿った他の位置へと、またはその位置にて移動する少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの異なる一部６０１の第２画像の取り込みを行い、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの別の位置変動ΔRV（図１２）を計算するために利用されてもよい。
【0041】
次に図１２を参照すると、さらなる態様では、制御装置１１０は、撮像システム５００を用いて、（少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０に対する所定の位置を有する）少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも異なる一部７００（たとえばロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの後部）を撮像するように構成されてもよい。たとえば、上記のように、レゾルバ（すなわち、後部カメラ５０１Ｒ）は、たとえば、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａを駆動セクション２００’に連結する関節またはロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの後部２１０Ｒ、２１１Ｒの少なくとも第２画像７１０を取り込むように構成されてもよい（たとえば図６、図８および図９参照）。理解できるように、制御装置１１０は、異なる所定の径方向位置へと、または異なる所定の径方向位置にて移動する少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの異なる一部７００の第２画像７１０の取り込みを行い、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの別の位置変動ΔRV（図１２）を計算するために利用されてもよい。
【0042】
上記のように、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの位置は、駆動軸ヒステリシスおよび（関節および伝達部の摩耗、変形／反射などに関連する）命令によるものでない機械的変動の影響を受け得る。これらの変動は、たとえば、後部カメラ５０１Ｒ（レゾルバとも呼称される）を用いて分解されてもよい。後部カメラ５０１Ｒは、視野ＦＯＶＲが、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａ（または任意の望ましいアームリンク／関節）を駆動セクション２００’または駆動軸に連結する関節の場所に近接する、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの異なる一部７００の画像を取り込むように位置決めされてもよい（すなわち、後部カメラ５０１Ｒは、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅの実質的に反対の、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａ（リンク）の後部２１０Ｒ、２１１Ｒを撮像するように位置決めされるが、カメラ２０１は、必要に応じて位置決めされてもよい）。たとえば、別の態様では、搬送チャンバ１２５Ｂ’は、（ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの設置面積、最小間隙に対して）小型搬送チャンバであってもよく、レゾルバは、搬送用開口部１２５ＯＰに略近接するカメラ位置であってもよい。カメラ５０１Ｒは、所定の反復可能位置６５０、６５０’に近接する、または所定の反復可能位置６５０、６５０’にある、（以下においてさらに説明するように、その上に参照標識が設置されてもよい、または、画像内のロボットアーム２１０Ａなどの構造上の縁部であってもよい）ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの後部２１０Ｒ、２１１Ｒを撮像する。少なくとも第２画像７１０は、較正画像７２０と比較される第２画像７１０内のロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの位置から位置変動ΔRVを識別するために、異なる較正画像７２０（または較正されたロボットアーム７５０の位置情報を含むデータ）と比較される。一態様では、制御装置１１０は、第２画像７１０から判定される位置変動ΔRVを、少なくとも第１画像５７０から（すなわち、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを有するロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの端部から）判定される位置変動データΔPVと組み合わせて、反復可能な収縮および伸長位置をアーム運動制御装置モジュール１１０Ｍへと知らせる／アップデートするように構成されてもよい（換言すると、データは、反復可能収縮／伸長位置を「ゼロ」設定するために使用される）。別の態様では、ΔPVおよびΔRVは、基板を取り出しおよび設置するための位置補償のために組み合わされてもよい。
【0043】
次に図１３を参照すると、一態様では、第１画像５７０は、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅの所定の基板保持位置（たとえば１０００ＷＣ）に対して所定の実質的に安定状態の寸法を有するアーム特徴部１１００を含んでもよい。概して、実質的に安定状態の寸法は、径方向Ｒに位置合わせされた寸法成分と、径方向Ｒに対し非ゼロの交差角度αで角度付けられた方向Ｎの別の寸法成分とを有する。
【0044】
少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０の第１画像５７０と較正画像５９０との比較から制御装置１１０によって計算される位置変動は、径方向Ｒの位置変動成分と、径方向Ｒに対し非ゼロの交差角度φで角度付けられた方向Ｎの別の変動成分を含み、動き補償係数は、径方向および角度付けられた方向のうちの少なくとも１つのアームの伸長位置を変更する。
【0045】
次に図１４を参照すると、一態様では、第１画像５７０にて取り込まれる、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０は、バーコードなどの標識パターン１２００を含む。一態様では、標識パターン１２００の標識１２００Ｉの増分分布が、少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０に配置される。この態様では、制御装置１１０は、第１画像５７０内に撮像される標識１２００Ｉの増分分布と、較正画像１２０１内の標識１２０２の較正された分布との比較から、たとえば熱変化による位置変動ΔPVを判定する。一態様では、標識パターン１２００は、径方向Ｒ、および径方向Ｒに対して非ゼロの交差角度γで角度付けられた方向Ｍに平面分布を有する。
【0046】
次に、図１５を参照すると、従来の方法を用いるウェハ初期オフセット１４０１と比較して、本明細書において説明する基板搬送装置の態様を利用するウェハ設置のウェハ設置補正１４００を示す図が示されている。ここから、撮像システム５００により提供される動き補償は（動き補償のない従来の方法と比較して）、基板搬送装置５１０に、約±４．５ｍｍよりも小さい、または約±４．５ｍｍに等しい設置補正から、約±０．０２５ｍｍよりも小さい、または約±０．０２５ｍｍに等しい設置補正までを提供することがわかる。たとえば、本開示の態様は、動き補償のない従来の基板装置と比較して、基板搬送装置５１０に、ウェハ設置における精度の向上を提供し得る。
【0047】
次に図１６を参照して、開示される実施形態の態様の例示的な動作を説明する。一態様では、方法１３００は、基板搬送装置５１０の搬送チャンバ１２５Ｂ’を提供することを含む（図１６、ブロック１３０１）。搬送チャンバ１２５Ｂ’は、基板ステーションモジュール１３０と連通する基板搬送開口部１２５ＯＰを有する。方法は、搬送チャンバ１２５Ｂ’に接続される駆動セクション２００’を提供すること（図１６、ブロック１３０２）をさらに含み、駆動セクション２００’は、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータ１２５Ｍを有する。方法１３００は、搬送チャンバ１２５Ｂ’内に取り付けられたエンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを有するロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａを提供すること（図１６、ブロック１３０３）をさらに含む。ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、駆動セクション２００’に動作可能に接続され、駆動セクション２００’は、少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａを伸長および収縮させ、エンドエフェクタ２１０Ｅ、２１１Ｅを径方向Ｒに収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向Ｒのアーム運動を生成する。ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが、少なくとも１つの独立駆動軸により画定される所定の反復可能位置６５０、６５０’にある間に、撮像システム５００が、カメラを用いてロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部を撮像する（図１６、ブロック１３０４）。撮像システム５００は、搬送チャンバ１２５Ｂ’に対して所定の位置に取り付けられ、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、所定の反復可能位置６５０、６５０’へと、または所定の反復可能位置６５０、６５０’にて移動して撮像される。制御装置１１０は、少なくとも１つの駆動セクション２００’のエンコーダデータから分離して（すなわち、無関係に）、所定の反復可能位置６５０、６５０’に近接する、または所定の反復可能位置６５０、６５０’にあるロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａのレジストリに、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの少なくとも一部５８０の第１画像５７０を取り込む（図１６、ブロック１３０５）。第１画像５７０を用いて、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの伸長位置を変更する動き補償係数を判定するために、第１画像５７０と較正画像５９０との比較から、位置変動ΔPVが識別される（図１６、ブロック１３０６）。
【0048】
なお、本実施形態の態様は、収縮する、または収縮位置にある少なくとも１つのロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａに関して説明されるが、本実施形態の態様は、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの伸長に使用されてもよい。たとえば、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａは、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａの較正の間に選択される反復可能伸長位置を有してもよい。反復可能伸長位置は、たとえば、駆動軸エンコーダデータから、既知の所定の回転位置（軸駆動部のθ回転）を有する処理モジュール１３０内の基板保持位置にあってもよい。制御装置は、ロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａが反復可能伸長位置にあることを示すために、エンコーダが既知の所定の回転位置に達したときにエンコーダからの信号を受信する。反復可能伸長位置にあると、収縮位置にあるロボットアーム２１０Ａ、２１１Ａに関して上記のものと実質的に同様に動き補償が判定される（すなわち、画像が取り込まれ、予めプログラムされた較正画像と比較される）。
【0049】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、基板ステーションモジュールとの連通のために配置される基板搬送開口部を有する搬送チャンバと、搬送チャンバに接続され、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションと、搬送チャンバの内部に取り付けられるロボットアームであって、ロボットアームが、ロボットアームの遠位端部に、上に基板を支持するように構成されるエンドエフェクタを有し、ロボットアームが、少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、ロボットアームを伸長および収縮させ、エンドエフェクタを径方向に収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向のアーム運動を生じさせる駆動セクションに動作可能に接続される、ロボットアームと、搬送チャンバに対して所定の位置に取り付けられ、ロボットアームの少なくとも一部を撮像するように配置されるカメラを有する撮像システムと、撮像システムに通信可能に接続され、カメラを用いて、少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される所定の反復可能位置へと、または反復可能位置にて移動するロボットアームの少なくとも一部を撮像するように構成される制御装置であって、制御装置が、少なくとも１つの駆動軸のエンコーダデータから分離して（無関係に）、所定の反復可能位置に近接する、または所定の反復可能位置にあるロボットアームのレジストリへのロボットアームの少なくとも一部の第１画像の取り込みを行う、制御装置とを備え、制御装置は、第１画像とロボットアームの少なくとも一部の較正画像との比較からロボットアームの少なくとも一部の位置変動を計算し、位置変動から、ロボットアームの伸長位置を変更する動き補償係数を判定するように構成される。
【0050】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置によって計算される、判定された動き補償係数は、ロボットアームの位置を特定するエンコーダデータの制御装置レジストリとは無関係である。
【0051】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、ロボットアームの少なくとも一部は、第１画像内に撮像され、エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対して所定の実質的に安定状態の寸法を有する、第１画像内に取込まれたロボットアーム特徴部を含む。
【0052】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、実質的に安定状態の寸法は、径方向に位置合わせされた寸法成分と、径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の寸法成分を有する。
【0053】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像とロボットアームの少なくとも一部の較正画像との比較から制御装置によって計算される位置変動は、径方向の位置変動成分と、径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の変動成分とを含み、動き補償係数は、径方向および角度付けられた方向のうちの少なくとも１つのロボットアームの伸長位置を変更する。
【0054】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像内に取り込まれたロボットアームの少なくとも一部は、エンドエフェクタ上に基板を有するエンドエフェクタを含み、基板を有するエンドエフェクタは、第１画像内に撮像され、制御装置は、エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板偏心度を判定する。
【0055】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置は、第１画像内に撮像された基板の中心を判定し、撮像された基板の判定された中心と、ロボットアームの少なくとも一部の較正画像内の所定の基板保持位置との比較から、位置変動を判定するようにプログラムされる。
【0056】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置は、第１画像内に撮像されたロボットアーム特徴部と、ロボットアームの少なくとも一部の較正画像内のロボットアーム特徴部の較正画像との比較から、ロボットアームの熱変化による位置変動を判定する。
【0057】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像内に取り込まれたロボットアームの少なくとも一部は、第１画像内に撮像された、ロボットアームの少なくとも一部に標識の増分分布を有する標識パターンを含み、制御装置は、第１画像内に撮像された標識の増分分布と標識の較正された分布との比較から、ロボットアームの熱変化による位置変動を判定する。
【0058】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、標識パターンは、径方向および径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向に平面分布を有する。
【0059】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、較正画像（または、較正画像の配置特徴部を記述するように制御装置に保存されるデータ）は、設計によりカメラの視野内に配置されるロボットアームの少なくとも一部の仮想表示をレンダリングする設計情報から生成される。
【0060】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、較正画像は、アームの位置が所定の反復可能位置に近接する、または所定の反復可能位置にある状態で、カメラを用いて、ロボットアームの少なくとも一部の較正画像の取り込みを行う制御装置により生成される。
【0061】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置は、カメラを用いて、ロボットアームの少なくとも一部、および／または少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される異なる所定の径方向位置へと、もしくは異なる所定の径方向位置にて移動する（ロボットアームの少なくとも一部に対して所定の位置を有する）ロボットアームの少なくとも異なる一部を撮像するように構成され、制御装置は、ロボットアームの少なくとも一部、および／または異なる所定の径方向位置へと、もしくは異なる所定の径方向位置にて移動するロボットアームの少なくとも異なる一部の第２画像の取り込みを行い、制御装置は、第２画像と、ロボットアームの少なくとも一部、および／または異なる所定の径方向位置に対応するロボットアームの少なくとも異なる一部の別の較正画像との比較から、ロボットアームの少なくとも一部の別の位置変動を計算し、別の位置変動から、ロボットアームの伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するように、動き補償距離と組み合わされるさらなる動き補償距離を判定するように構成される。
【0062】
さらなる動き補償距離は、ロボットアームの伸長位置を変更する全体の動き補償を判定するために、動き補償距離に対する補正係数を画定する。
【0063】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、基板搬送装置が提供される。基板搬送装置は、基板ステーションモジュールとの連通のために配置される基板搬送開口部を有する搬送チャンバと、搬送チャンバに接続され、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションと、搬送チャンバの内部に取り付けられるロボットアームであって、ロボットアームが、ロボットアームの遠位端部に、上に基板を支持するように構成されるエンドエフェクタを有し、ロボットアームが、少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、ロボットアームを伸長および収縮させ、エンドエフェクタを径方向に収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向のアーム運動を生じさせる駆動セクションに動作可能に接続される、ロボットアームと、搬送チャンバに対して所定の位置に取り付けられ、ロボットアームの少なくとも一部を撮像するように配置されるカメラを有する撮像システムと、撮像システムに通信可能に接続され、カメラを用いて、少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される所定の反復可能収縮位置へと、または反復可能収縮位置にて収縮するロボットアームの少なくとも一部を撮像するように構成される制御装置であって、制御装置が、所定の反復可能収縮位置に近接する、または所定の反復可能収縮位置にあるロボットアームの収縮のレジストリへのロボットアームの少なくとも一部の第１画像の取り込みを行う、制御装置とを備え、制御装置は、第１画像とロボットアームの少なくとも一部の較正画像との比較からロボットアームの少なくとも一部の位置変動を識別し、位置変動から、ロボットアームの伸長位置を変更する動き補償距離を判定するように構成される。
【0064】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置によって計算される動き補償距離は、ロボットアームの位置を特定するエンコーダデータの制御装置レジストリとは無関係である。
【0065】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、所定の反復可能収縮位置に近接する、または所定の反復可能収縮位置にあるアーム位置の制御装置登録は、少なくとも１つの駆動軸のエンコーダデータの制御装置による受信から分離される（無関係である）。
【0066】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置は、カメラを用いて、ロボットアームの少なくとも一部、および／または少なくとも１つの独立駆動軸によって画定される所定の伸長位置へと、もしくは所定の伸長位置にて伸長する（ロボットアームの少なくとも一部に対して所定の位置を有する）ロボットアームの少なくとも異なる一部を撮像するように構成され、制御装置は、ロボットアームの少なくとも一部、および／または所定の伸長位置へと、もしくは所定の伸長位置にて伸長するロボットアームの少なくとも異なる一部の第２画像の取り込みを行い、制御装置は、第２画像と、ロボットアームの少なくとも一部、および／またはロボットアームの少なくとも異なる一部の別の較正画像との比較から、ロボットアームの少なくとも一部の別の位置変動を計算し、別の位置変動から、ロボットアームの伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するように、動き補償距離と組み合わされるさらなる動き補償距離を判定するように構成される。
【0067】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、動き補償距離およびさらなる動き補償距離は、ロボットアームの伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するために、少なくともベクトル成分距離として組み合わされる。
【0068】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、方法が提供される。方法は、基板搬送装置の搬送チャンバであって、基板ステーションモジュールとの連通のために配置される基板搬送開口部を有する搬送チャンバを提供することと、搬送チャンバに接続され、少なくとも１つの独立駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションを提供することと、搬送チャンバの内部に取り付けられるロボットアームであって、ロボットアームが、ロボットアームの遠位端部に、上に基板を支持するように構成されるエンドエフェクタを有し、ロボットアームが、駆動セクションに動作可能に接続される、ロボットアームを提供することと、少なくとも１つの独立駆動軸を用いて、ロボットアームを伸長および収縮させ、エンドエフェクタを径方向に収縮位置から伸長位置へと移動させる少なくとも径方向のロボットアーム運動を生じさせることと、搬送チャンバに対して所定の位置に取り付けられる撮像システムのカメラを用いて、少なくとも１つの独立駆動軸により画定される所定の反復可能位置へと、または所定の反復可能位置にて移動するロボットアームの少なくとも一部を撮像することと、撮像システムに通信可能に接続される制御装置を用いて、少なくとも１つの駆動軸のエンコーダデータから分離して、所定の反復可能位置に近接する、または所定の反復可能位置にあるロボットアームのレジストリに、ロボットアームの少なくとも一部の第１画像を取り込むことと、制御装置を用いて、第１画像とロボットアームの少なくとも一部の較正画像との比較から、ロボットアームの少なくとも一部の位置変動を計算し、位置変動から、ロボットアームの伸長位置を変更する動き補償係数を判定することとを含む。
【0069】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置により計算される動き補償係数を判定することは、ロボットアームの位置を特定するエンコーダデータの制御装置レジストリとは無関係である。
【0070】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像内に取り込まれたロボットアームの少なくとも一部は、エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対して所定の実質的に安定状態の寸法を有する、第１画像内に撮像されたロボットアーム特徴部を含む。
【0071】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、実質的に安定状態の寸法が、径方向に位置合わせされた寸法成分と、径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の寸法成分とを有する。
【0072】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置を用いて、第１画像とロボットアームの少なくとも一部の較正画像との比較から位置変動を計算することは、径方向の位置変動成分、および径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向の別の変動成分を比較することを含み、動き補償係数は、径方向および角度付けられた方向のうちの少なくとも１つのロボットアームの伸長位置を変更する。
【0073】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像内に取り込まれたロボットアームの少なくとも一部は、エンドエフェクタ上に基板を有するエンドエフェクタを含み、基板を有するエンドエフェクタは、第１画像内に撮像され、方法は、制御装置を用いて、エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板偏心度を判定することをさらに含む。
【0074】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像内の撮像された基板の中心を判定するように制御装置をプログラムし、制御装置を用いて、撮像された基板の判定された中心と、ロボットアームの少なくとも一部の較正画像内の所定の基板保持位置との比較から、位置変動を判定する。
【0075】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、制御装置を用いて、第１画像内に撮像されたロボットアーム特徴部と、ロボットアームの少なくとも一部の較正画像内のロボットアーム特徴部の較正画像との比較から、ロボットアームの熱変化による位置変動を判定する。
【0076】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、第１画像内に取り込まれたロボットアームの少なくとも一部は、第１画像内に撮像された、ロボットアームの少なくとも一部に標識の増分分布を有する標識パターンを含み、方法は、制御装置を用いて、第１画像内に撮像された標識の増分分布と、標識の較正された分布との比較から、ロボットアームの熱変化による位置変動を判定することをさらに含む。
【0077】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、標識パターンは、径方向および径方向に対して非ゼロの交差角度で角度付けられた方向に平面分布を有する。
【0078】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、設計によりカメラ視野内に配置されるロボットアームの少なくとも一部の仮想表示をレンダリングする設計情報から較正画像を生成する。
【0079】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、アームの位置が、所定の反復可能位置に近接する、または所定の反復可能位置にある状態で、カメラを用いてロボットアームの少なくとも一部の較正画像の取り込みを行うことによって、制御装置を用いて較正画像を生成する。
【0080】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、カメラを用いて、ロボットアームの少なくとも一部、および／または少なくとも１つの独立駆動軸により画定される異なる所定の径方向位置へと、もしくは異なる所定の径方向位置にて移動するロボットアームの少なくとも異なる一部を撮像し、制御装置を用いて、ロボットアームの少なくとも一部、および／または異なる所定の径方向位置へと、もしくは異なる所定の径方向位置にて移動するロボットアームの少なくとも異なる一部の第２画像の取り込みを行い、制御装置を用いて、第２画像と、ロボットアームの少なくとも一部、および／または異なる所定の径方向位置に対応するロボットアームの少なくとも異なる一部の別の較正画像との比較から、ロボットアームの少なくとも一部の別の位置変動を計算し、ロボットアームの伸長位置を変更する全体の動き補償を画定するように、動き補償距離と組み合わされるさらなる動き補償距離を判定する。
【0081】
開示される実施形態の１つまたは複数の態様によると、さらなる動き補償距離は、ロボットアームの伸長位置を変更する全体の動き補償を判定するために、動き補償距離に対する補正係数を画定する。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2I】
【図2J】
【図2K】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】