特許 7675113 ロボットシステム用自動教示装置およびそのための方法

(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】2025-04-30

(45)【発行日】2025-05-12

(54)【発明の名称】ロボットシステム用自動教示装置およびそのための方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20250501BHJP

   B25J 9/22 20060101ALI20250501BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B25J9/22 A

【請求項の数】 46

(21)【出願番号】P 2022581523

(86)(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-27

(86)【国際出願番号】 US2021039958

(87)【国際公開番号】W WO2022006313

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2024-06-28

(31)【優先権主張番号】63/046,289

(32)【優先日】2020-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/362,565

(32)【優先日】2021-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(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】グラシアーノ、フスト

(72)【発明者】

【氏名】ファン、ヘレン

(72)【発明者】

【氏名】パストール、エリック

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３０７３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５２２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－０１２５１５８（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／００５９３８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理装置のための自動教示システムであって、
所定のロードステーション基準位置を備えるワークピースロードステーションを有するフレームと、
前記フレームに取り付けられたロボット搬送装置であって、
所定のエンドエフェクタ基準位置を有するエンドエフェクタを備える可動搬送アーム、および
前記フレームに対して少なくとも１の自由度の運動で前記可動搬送アームを駆動する駆動セクション、を有するロボット搬送装置と、
マシンビジョンシステムであって、前記フレームに取り外し可能に接続され、前記マシンビジョンシステムの少なくとも１つのターゲットを撮像するように構成された少なくとも１つの固定撮像センサおよび少なくとも１つの可動撮像センサの両方を含む、マシンビジョンシステムと、
前記ワークピースロードステーションと取り外し可能に係合するように配置されたロードジグであって、前記少なくとも１つの固定撮像センサおよび前記少なくとも１つの可動撮像センサの両方が前記ロードジグに取り付けられ、前記固定撮像センサが前記所定のロードステーション基準位置に対して所定のポーズを有する、ロードジグと、を備え、
前記可動搬送アームが、前記所定のエンドエフェクタ基準位置に対して所定の位置で、前記ロードジグが前記ワークピースロードステーションに係合した状態で前記固定撮像センサの視野内に、前記少なくとも１つのターゲットの少なくとも１つのアームターゲットを有し、
前記可動撮像センサが、前記所定のエンドエフェクタ基準位置に対して所定の位置に前記可動撮像センサを位置調整する、前記可動撮像センサのベース上の位置調整特徴部を有する、自動教示システム。

【請求項2】

前記フレームが、ワークピースを上に保持するためのロードステーションとは別に、別のワークピース保持ステーションを有し、前記別のワークピース保持ステーションが所定の保持ステーション基準位置を有する、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項3】

前記可動搬送アームを移動させために前記駆動セクションに通信可能に接続された、および前記少なくとも１つの固定撮像センサに通信可能に接続されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、前記ロードジグに対する少なくとも１つの教示位置に前記可動搬送アームを移動させ、前記少なくとも１つのアームターゲットの画像に基づき、前記所定のエンドエフェクタ基準位置と前記所定のロードステーション基準位置との間および前記所定のエンドエフェクタ基準位置と前記可動撮像センサの前記ベースの前記位置調整特徴部との間のオフセットを解明するように、前記少なくとも１つの固定撮像センサを用いて、前記可動搬送アームが前記少なくとも１つの教示位置にある状態で前記少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように構成されている、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項4】

前記ロードジグが模擬基板キャリアとして構成され、前記模擬基板キャリアの前壁に、エンドエフェクタが前記前壁を通って前記模擬基板キャリアに入るように開口部が配置され、前記少なくとも１つの固定撮像センサの視野が前記ロードジグの前記前壁における前記開口部に面している、請求項３記載の自動教示システム。

【請求項5】

前記少なくとも１つのアームターゲットが、前記ワークピースロードステーションへの、前記開口部を通って延びる運動経路に沿った、前記可動搬送アームの接近および前記模擬基板キャリアへの進入時に、前記前壁および前記開口部に面して配置される、請求項４記載の自動教示システム。

【請求項6】

前記ロードジグの前記開口部が垂直面に配向される、請求項４記載の自動教示システム。

【請求項7】

解明された前記オフセットが、前記ロードジグの内部への前記開口部を通るエンドエフェクタの伸長を自由にするように、前記少なくとも１つの固定撮像センサが、前記ロードジグの前記開口部を通って延びる方向に前記少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項４記載の自動教示システム。

【請求項8】

前記コントローラが、解明された前記オフセットに基づいて、前記ロードジグの内部への前記エンドエフェクタの妨げられないアーム伸長を確認するように、前記少なくとも１つの固定撮像センサが、前記ロードジグの前記開口部を通って延びる方向に前記少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項４記載の自動教示システム。

【請求項9】

前記少なくとも１つの固定撮像センサが、前記ロードジグの内部への前記開口部を通って延びる前記エンドエフェクタの伸長経路に対して交差角で延びる交差方向に前記少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項４記載の自動教示システム。

【請求項10】

前記開口部を通って延びる方向での少なくとも１つのアームターゲット画像の画像に基づく、解明された前記オフセットは、交差方向での前記少なくとも１つのアームターゲットの画像に基づくオフセット解明が、前記解明されたオフセットを漸進的に解明するように、前記少なくとも１つのアームターゲットを別の漸進的な教示位置に整列させるように作用する、請求項４記載の自動教示システム。

【請求項11】

前記少なくとも１つの固定撮像センサが、前記エンドエフェクタによって画定されたウェハ平面上に、および前記所定のエンドエフェクタ基準位置に対して所定の位置に、前記エンドエフェクタ上に配置された少なくとも１つのエンドエフェクタターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項３記載の自動教示システム。

【請求項12】

前記コントローラは、前記エンドエフェクタが少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロットの各々内に前記ウェハ平面を位置づけた状態でエンドエフェクタターゲット画像を撮像する前記少なくとも１つの固定撮像センサからの前記エンドエフェクタターゲット画像に基づいて、解明された前記オフセットを確証するか、または漸進的に解明する、請求項１１記載の自動教示システム。

【請求項13】

前記フレームが、ワークピースを上に保持するためのロードステーションとは別に、別のワークピース保持ステーションを有し、前記別のワークピース保持ステーションが所定の保持ステーション基準位置を有し、
前記コントローラは、前記可動搬送アームを移動させ、別のワークピース保持ステーションに対するステーション教示位置に前記ベースを前記少なくとも１つの可動撮像センサとともに搬送し、前記少なくとも１つの可動撮像センサで撮像された少なくとも１つのステーションターゲットに基づいて前記所定のエンドエフェクタ基準位置と前記所定の保持ステーション基準位置との間のステーションオフセットを解明するように、前記エンドエフェクタ上の前記少なくとも１つの可動撮像センサを用いて、前記所定の保持ステーション基準位置に対して所定のポーズを有する前記少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように構成されている、請求項３記載の自動教示システム。

【請求項14】

前記少なくとも１つの教示位置が一連の教示位置を含み、各教示位置が、前記少なくとも１の自由度での前記可動搬送アームの運動によって画定された前記少なくとも１つのステーションターゲットの運動経路に沿って所定の距離だけ互いに離間している、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項15】

前記所定の距離が、前記所定のエンドエフェクタ基準位置と前記所定の保持ステーション基準位置との間の解明された前記オフセットに基づいて判定される、請求項１４記載の自動教示システム。

【請求項16】

前記少なくとも１つのステーションターゲットが、前記一連の教示位置の各教示位置で撮像され、前記少なくとも１つのステーションターゲットの画像が、前記運動経路に沿った前記少なくとも１つのステーションターゲットの一連の画像を含み、オフセット解明が前記一連の画像に基づいている、請求項１４記載の自動教示システム。

【請求項17】

前記少なくとも１つのステーションターゲットは、所定の特徴を具現化し、少なくともターゲット面を記述する所定の印を有し、前記所定の印は、前記オフセットが、前記少なくとも１つのステーションターゲットの画像に基づいて、部分的に前記別のワークピース保持ステーションの基準面で解明するように、前記少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像される、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項18】

前記別のワークピース保持ステーションは、前記ステーションターゲットの複数のステーションターゲットを有し、前記複数のステーションターゲットは、前記少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像された各ステーションターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、前記異なるオフセット態様の各々は、前記別のワークピース保持ステーションの異なるそれぞれの基準面に対応する、前記可動搬送アームの前記少なくとも１の自由度の運動をもたらす前記駆動セクションの異なるそれぞれの駆動軸のペアに対応し、各々の異なるオフセット態様が、それぞれのステーションターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項19】

前記少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットに対応する前記異なるそれぞれの駆動軸のペアの第１の駆動軸のペアが、前記少なくとも１つのステーションターゲットの第２のステーションターゲットに対応する前記異なるそれぞれの駆動軸のペアの第２の駆動軸のペアと駆動軸を共有し、前記異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明が、共有された前記駆動軸に対応する保持ステーション基準軸に関する、および前記少なくとも１つのステーションターゲットの前記第１のステーションターゲットで解明された第１のオフセット態様の一部を確認するか、または再構成するように働く、請求項１８記載の自動教示システム。

【請求項20】

前記別のワークピース保持ステーションは、前記少なくとも１つのステーションターゲットの複数のステーションターゲットを有し、前記複数のステーションターゲットは、前記少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像された各ステーションターゲットが、異なるオフセット態様を別個に特徴付け、それにより、前記少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットが、第１のオフセット態様を特徴付け、前記少なくとも１つのステーションターゲットの第２のステーションターゲットが、前記第１のオフセット態様とは異なる第２のオフセット態様を特徴付けるように配置され、前記少なくとも１つのステーションターゲットの前記第１のステーションターゲットおよび前記少なくとも１つのステーションターゲットの前記第２のステーションターゲットによってそれぞれ画定された異なる特徴付けは、保持ステーション基準軸に対して、前記第２のオフセット態様の解明が前記第１のオフセット態様の一部を確認する、または再構成するべく働くように調整され、前記第１のオフセット態様が、前記少なくとも１つのステーションターゲットの前記第１のステーションターゲットで別個に解明される、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項21】

前記別のワークピース保持ステーションは、前記少なくとも１つのステーションターゲットの複数のステーションターゲットを有し、前記複数のステーションターゲットは、前記少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像された各ステーションターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、前記異なるオフセット態様の各々は、前記別のワークピース保持ステーションの異なるそれぞれの基準軸に対応する、前記可動搬送アームの前記少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの少なくとも１つの駆動軸に対応し、それにより、各々の異なるオフセット態様が、それぞれのステーションターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、別個に解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項22】

前記少なくとも１つの可動撮像センサは、複数の可動撮像センサを含み、複数の可動撮像センサの各々は、各々のそれぞれの可動撮像センサの撮像センサ面が、異なるそれぞれの保持ステーション基準面に対応するように、異なる所定のポーズを有し、前記少なくとも１つのステーションターゲットは、各可動撮像センサが、それぞれのステーションターゲットとともに、それぞれの固定撮像センサおよびそれぞれのステーションターゲットに対応する、およびそれらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの可動撮像センサに対応する配向を有する、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項23】

前記別のワークピース保持ステーションは、前記別のワークピース保持ステーションの前壁に開口部を有し、前記開口部は、エンドエフェクタが前記前壁を通って前記別のワークピース保持ステーションに入るように配置され、前記少なくとも１つの可動撮像センサの視野が、前記別のワークピース保持ステーションの前記前壁における前記開口部に面している、請求項１３記載の自動教示システム。

【請求項24】

前記少なくとも１つのステーションターゲットが、前記別のワークピース保持ステーションへの、前記開口部を通って延びる運動経路に沿った、前記可動搬送アームの接近時に、前記前壁および前記開口部に面して配置される、請求項２３記載の自動教示システム。

【請求項25】

解明された前記オフセットが、前記別のワークピース保持ステーションの内部への前記開口部を通るエンドエフェクタの伸長を自由にするように、前記少なくとも１つの可動撮像センサが、前記別のワークピース保持ステーションの前記開口部を通って延びる方向に前記少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項２３記載の自動教示システム。

【請求項26】

前記コントローラが、解明された前記オフセットに基づいて、前記別のワークピース保持ステーションの内部への前記エンドエフェクタの妨げられないアーム伸長を確認するように、前記少なくとも１つの可動撮像センサが、前記別のワークピース保持ステーションの前記開口部を通って延びる方向に前記少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項２３記載の自動教示システム。

【請求項27】

前記少なくとも１つの可動撮像センサが、前記別のワークピース保持ステーションの内部への前記開口部を通って延びる前記エンドエフェクタの伸長経路に対して交差角で延びる交差方向に前記少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように位置づけられる、請求項２３記載の自動教示システム。

【請求項28】

前記開口部を通って延びる方向での少なくとも１つのステーションターゲット画像の画像に基づく、解明された前記オフセットは、交差方向での前記少なくとも１つのステーションターゲットの画像に基づくオフセット解明が、前記解明されたオフセットを漸進的に解明するように、前記少なくとも１つのステーションターゲットを別の漸進的な教示位置に整列させるように作用する、請求項２３記載の自動教示システム。

【請求項29】

少なくとも１つの教示位置が一連の教示位置を含み、各教示位置が、前記少なくとも１の自由度での前記可動搬送アームの運動によって画定された前記少なくとも１つのアームターゲットの運動経路に沿って所定の距離だけ互いに離間している、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項30】

前記所定の距離が、前記所定のエンドエフェクタ基準位置と前記所定のロードステーション基準位置との間の解明されたオフセットに基づいて判定される、請求項２９記載の自動教示システム。

【請求項31】

前記少なくとも１つのアームターゲットが、前記一連の教示位置の各教示位置で撮像され、前記少なくとも１つのアームターゲットの画像が、前記運動経路に沿った前記少なくとも１つのアームターゲットの一連の画像を含み、オフセット解明が前記一連の画像に基づいている、請求項２９記載の自動教示システム。

【請求項32】

前記少なくとも１つのアームターゲットは、所定の特徴を具現化し、少なくともターゲット面を記述する所定の印を有し、前記所定の印は、オフセットが、前記少なくとも１つのアームターゲットの画像に基づいて、部分的に前記ワークピースロードステーションの基準面で解明するように、前記少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像される、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項33】

前記可動搬送アームは、前記アームターゲットの複数のアームターゲットを有し、前記複数のアームターゲットは、前記少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像された各アームターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、異なるオフセット態様の各々は、前記ワークピースロードステーションの異なるそれぞれの基準面に対応する、前記可動搬送アームの前記少なくとも１の自由度の運動をもたらす前記駆動セクションの異なるそれぞれの駆動軸のペアに対応し、それにより、各々の異なるオフセット態様が、それぞれのアームターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項34】

前記少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットに対応する異なるそれぞれの駆動軸のペアの第１の駆動軸のペアは、前記少なくとも１つのアームターゲットの第２のアームターゲットに対応する異なるそれぞれの駆動軸のペアの第２の駆動軸のペアと駆動軸を共有し、前記異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明は、共有された前記駆動軸に対応するロードステーション基準軸に関する、および前記少なくとも１つのアームターゲットの前記第１のアームターゲットで解明された第１のオフセット態様の一部を確認するか、または再構成するように働く、請求項３３記載の自動教示システム。

【請求項35】

前記可動搬送アームは、前記少なくとも１つのアームターゲットの複数のアームターゲットを有し、前記複数のアームターゲットは、前記少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像された各アームターゲットが、異なるオフセット態様を別個に特徴付け、それにより、前記少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットが、第１のオフセット態様を特徴付け、前記少なくとも１つのアームターゲットの第２のアームターゲットが、前記第１のオフセット態様とは異なる第２のオフセット態様を特徴付けるように配置され、前記少なくとも１つのアームターゲットの前記第１のアームターゲットおよび前記少なくとも１つのアームターゲットの前記第２のアームターゲットによってそれぞれ画定された異なる特徴付けは、ロードステーション基準軸に対して、前記第２のオフセット態様の解明が前記第１のオフセット態様の一部を確認する、または再構成すべく働くように調整され、前記第１のオフセット態様が、前記少なくとも１つのアームターゲットの前記第１のアームターゲットで別個に解明される、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項36】

前記可動搬送アームは、前記少なくとも１つのアームターゲットの複数のアームターゲットを有し、前記複数のアームターゲットは、前記少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像された各アームターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、異なるオフセット態様の各々は、前記ワークピースロードステーションの異なるそれぞれの基準軸に対応する、前記可動搬送アームの前記少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの少なくとも１つの駆動軸に対応し、それにより、各々の異なるオフセット態様が、それぞれのアームターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、別個に解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項37】

前記少なくとも１つの固定撮像センサは、複数の固定撮像センサを含み、前記複数の固定撮像センサの各々は、各々のそれぞれの固定撮像センサの撮像センサ面が、異なるそれぞれのロードステーション基準面に対応するように、異なる所定のポーズをし、前記少なくとも１つのアームターゲットは、各固定撮像センサが、それぞれのアームターゲットとともに、それぞれの固定撮像センサおよびそれぞれのアームターゲットに対応する、およびそれらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの固定撮像センサに対応する配向を有する、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項38】

前記少なくとも１つの固定撮像センサが、複数の交差方向で前記少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられ、前記複数の交差方向の各々が、前記エンドエフェクタの伸長経路に対して、および互いに対して交差角で延び、各々は、前記駆動セクションによってもたらされるアーム運動の前記少なくとも１の自由度の各自由度に対応するそれぞれの軸に沿って、解明されたオフセットを漸進的に解明するように働く、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項39】

前記ベースの前記位置調整特徴部が、前記エンドエフェクタを係合する、および前記所定のエンドエフェクタ基準位置に対する所定のポーズで前記少なくとも１つの可動撮像センサを位置調整する係合特徴部を有する、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項40】

前記ロードジグが、少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロットを有し、前記模擬ワークピース保持スロットの各々は、前記ワークピースロードステーションでのワークピースキャリアの異なるワークピース保持スロットに対応し、前記ワークピースロードステーションでのワークピースキャリアの異なるワークピース保持スロットを表しており、前記所定のロードステーション基準位置の異なる１つを画定する、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項41】

前記少なくとも１つの可動撮像センサの前記ベースが、前記ロードジグにおいて保持され、前記エンドエフェクタを用いた前記ロードジグおよび前記フレームの各保持ステーションへの／からの運搬および搬送のために配置され、前記少なくとも１つの可動撮像センサは、前記所定のエンドエフェクタ基準位置に対する所定の位置に、前記エンドエフェクタによって運ばれる前記ベースを用いて前記エンドエフェクタ上に配置されるように前記ベースに取り付けられた少なくとも１つの可動撮像センサを有する、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項42】

前記ベースを保持する前記エンドエフェクタによって運ばれ、搬送されるように、前記ベースに取り付けられた少なくとも１つの距離測定センサをさらに備え、前記少なくとも１つの距離測定センサは、視野および距離感知方向が、互いに対して実質的にコリメートされるように、前記少なくとも１つの可動撮像センサの視野と実質的に整列された距離感知方向で距離を感知する、請求項１記載の自動教示システム。

【請求項43】

前記視野および前記距離感知方向が、互いに対して実質的にコリメートされて、前記エンドエフェクタの前方の垂直面内で見て感知する、請求項４２記載の自動教示システム。

【請求項44】

前記視野および前記距離感知方向が、互いに対して実質的にコリメートされて、ロードステーションから別のワークピース保持ステーションに向かってワークピース搬送経路に沿って前記可動搬送アームを伸長するアーム運動経路に接する方向で見て感知する、請求項４２記載の自動教示システム。

【請求項45】

コントローラをさらに備え、前記コントローラが、前記少なくとも１つの距離測定センサに通信可能に接続され、前記少なくとも１つの距離測定センサからの距離測定を介して、前記可動搬送アームの動作中に、ステーション教示位置への開口部に対する前記エンドエフェクタのコントローラ運動を可能にする別のワークピース保持ステーションの開口部を検出するか、または前記エンドエフェクタの運動経路における障害物を検出するように構成されている、請求項４２記載の自動教示システム。

【請求項46】

前記距離測定センサが、超音波センサ、赤外線センサ、飛行時間型センサ、およびＬＩＤＡＲセンサの少なくとも１つである、請求項４２記載の自動教示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願への相互参照］
本出願は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０２０年６月３０日に出願された米国仮特許出願第６３／０４６，２８９号の非仮出願であり、その利益を主張する。

【0002】

［技術分野］
例示的な実施形態は、概して、半導体処理装置に関し、より具体的には、半導体処理装置の自動教示に関する。

【背景技術】

【0003】

基板処理装置は、典型的に、基板に対して複数の操作を実施することができる。基板処理装置は、概して、移送チャンバと、移送チャンバに連結された１つまたは複数のプロセスモジュールとを含む。移送チャンバ内の基板搬送ロボットは、スパッタリング、エッチング、コーティング、ソーキングなどのさまざまな操作が実施されるプロセスモジュール間で基板を移動させる。たとえば、半導体デバイス製造業者および材料製造業者によって使用される製造プロセスは、しばしば、基板処理装置における基板の正確な位置づけを必要とする。

【0004】

基板の正確な位置は、概して、基板搬送ロボットへの基板保持位置の教示位置を介して提供される。概して、基板処理装置内の搬送ロボット座標系における基板保持位置の教示は、手動または自動で実施される。従来、いくつかの態様では、基板保持位置の教示は、基板保持ステーションに対するエンドエフェクタの位置を直接または遠隔で（ライブカメラフィードなどを介して）観察しながら、ロボットエンドエフェクタの手動制御によって実施される。他の態様では、エンドエフェクタの移動は自動化され得る。基板保持位置を教示するための従来の方法は、エンドエフェクタを基板保持ステーション特徴部に物理的に接触させ、搬送ロボットモータのトルクを測定して、エンドエフェクタによって運ばれる透過ビームセンサで基板保持ステーション特徴部を検出することによって接触を検出する工程を含む。

【0005】

概して、基板搬送ロボットの教示は、基板搬送ロボットによって運ばれる装着された基板（たとえば、搭載されたセンサまたはカメラを含む）を利用して、プロセスモジュールまたは基板処理装置の他の基板保持ステーション内に配置されている取り外し可能な固定具を利用して、プロセスモジュール内に配置されているまたはプロセスモジュールで外部からアクセス可能であるウェハセンタリングセンサを利用して、プロセスモジュールの外部に配置されたセンサ（たとえばカメラ）を利用して、またはプロセスモジュール内のターゲットを基板搬送ロボットまたは基板搬送ロボットによって運ばれるオブジェクトと接触させることによって、基板処理装置に追加された専用の教示センサでロボットおよび／またはロボットによって運ばれる基板の位置を検出することを含む。基板処理装置内の位置を教示するこれらのアプローチは、センサが真空に配置される必要があり得、顧客用処理装置および／またはツーリングへの変更が必要とされ得、真空環境または高温での使用に適していない場合があり、ミラーまたは固定具が処理装置内に配置される必要があり得、および／または基板処理装置の真空環境を乱し得る。

【発明の概要】

【0006】

本開示の前述の態様および他の特徴は、添付の図面に関連して得られる以下の記載において説明される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図1B】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図1C】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図1D】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図2A】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図2B】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図2C】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図2D】本開示の態様を組み込んだ基板処理装置の概略図である。

【図2E】本開示の態様による図１Ａ～２Ｄの基板処理装置の基板搬送ロボットの例示的な搬送アームの概略図である。

【図2F】本開示の態様による図１Ａ～２Ｄの基板処理装置の基板搬送ロボットの例示的な搬送アームの概略図である。

【図2G】本開示の態様による図１Ａ～２Ｄの基板処理装置の基板搬送ロボットの例示的な搬送アームの概略図である。

【図2H】本開示の態様による図１Ａ～２Ｄの基板処理装置の基板搬送ロボットの例示的な搬送アームの概略図である。

【図3】本開示の態様を組み込んだ図１Ａ～２Ｄの基板処理装置の一部の概略図である。

【図4A】本開示の態様を組み込んだ図３に例示される基板処理装置の一部の概略図である。

【図4B】本開示の態様を組み込んだ図３に例示される基板処理装置の一部の概略図である。

【図5A】本開示の態様による、および本明細書に記載される基板処理装置と共に利用される、自動教示装置の概略図である。

【図5B】本開示の態様による、および本明細書に記載される基板処理装置と共に利用される、自動教示装置の概略図である。

【図6A】本開示の態様による図５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図6B】本開示の態様による図５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図6C】本開示の態様による図５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図6D】本開示の態様による図５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図6E】本開示の態様による図５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図6F】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図7】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の例示的なターゲットの概略図である。

【図7A】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の例示的なターゲットの概略図である。

【図7B】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の例示的なターゲットの概略図である。

【図8A】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図8B】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図8C】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図8D】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図8E】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図8F】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図9A】本開示の態様による方法のフロー図である。

【図9B】本開示の態様による方法のフロー図である。

【図10】本開示の態様によるターゲットに対するセンサ視野の概略図である。

【図11】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置のステーション固定具の一部の概略図である。

【図12A】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置のステーション固定具の一部の概略図である。

【図12B】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置のステーション固定具の一部の概略図である。

【図13】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図14】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図15】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図16】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図17A】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図17B】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図18A】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図18B】本開示の態様による図５Ａおよび５Ｂの自動教示装置の一部の概略図である。

【図19A】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置の一部の概略図である。

【図19B】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置の一部の概略図である。

【図19C】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置の一部の概略図である。

【図19D】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置の一部の概略図である。

【図19E】本開示の態様を組み込んだ本明細書に記載される基板処理装置の一部の概略図である。

【図20】本開示の態様による方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１Ａ～２Ｄは、本開示の態様による例示的な基板処理装置を例示している。本開示の態様が、図面を参照して説明されるが、多くの形態で具体化され得ることを理解されるべきである。さらに、任意の適切なサイズ、形状、またはタイプの要素または材料が使用され得る。

【0009】

本開示の態様は、基板処理装置と共に利用される自動教示装置５００（図５Ａおよび５Ｂを参照）を提供する。本開示の態様は、ソフトウェアおよびハードウェアを使用して基板処理装置に対するロボットの教示を自動化する。本開示の態様は、手動教示による人間／オペレータのエラーおよびばらつきを最小限に抑えながら、基板処理装置のセットアップ時間／ダウン時間を短縮する。本明細書に記載されるように、本開示の態様は、ビジョンシステムフィードバックを備えたソフトウェアを利用し、固定具／ジグを教示して、教示プロセスを自動化し、教示プロセスの結果を確証する。本開示の態様はまた、基板保持ステーション（本明細書ではステーション固定具とも呼ばれる）に対するロボットエンドエフェクタのレベリングを設定および確証するために利用される。本開示の態様は、半導体基板処理装置に関して本明細書で説明されているが、本開示の態様は、任意の適切なロボットシステムで利用され得る。

【0010】

基板処理装置は、基板をさまざまな基板保持ステーション（たとえば、基板カセット、アライナ、処理モジュールなど）へ／から搬送するためのロボットハンドリング機器を含む。本開示の自動教示装置５００は、ロードポートモジュール（本明細書ではワークピースロードステーションとも呼ばれる）の位置および（ロードポートモジュールとは別個で離れて配置された）基板保持ステーションの１つまたは複数の位置をロボットハンドリング機器に自動的に教示するように構成された複合教示システムで利用される。本明細書でより詳細に説明されるように、図５Ａ、５Ｂ、および６Ａを参照すると、自動教示装置５００は、模擬（たとえば模造）キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂ（本明細書ではロードジグとも呼ばれる）および取り外し可能なモジュールジグ６００を含み、それらは各々、マシンビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂを形成するそれぞれのセンサを有する。マシンビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂは、（本明細書に記載されるような）任意の適切なセンサを含み、ここで、各センサはそれぞれのターゲットとペアになっている。ターゲットは、マシンビジョン教示システムに連結されたコントローラが、たとえば６自由度で、基板保持ステーションまたはロードポートモジュールの位置（たとえば、教示場所／位置）を（本明細書に記載されるように）ヒューリスティックに／進歩的に（たとえば、自己教示）学習するように、それぞれのマシンビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂによって感知される。ここで、続く教示位置の判定は、以前に教示された教示位置の判定を介して得られた情報によって通知される。

【0011】

一態様では、模擬キャリアジグ５１０Ａは、（例示目的で、搬送ロボットまたは本明細書に記載される他の基板搬送装置のいずれかに略類似している）基板搬送装置５０１に配置されたビジョンシステム５３０Ａの一部によって検出される位置決め特徴部（またはターゲット５２０～５２３）を搬送するか、またはそうでなければ運び（たとえば、移し）、ここで、ターゲット５２０～５２３の各々は、（ロードポートモジュール１１００５などの）ロードステーション基準位置１１００５Ｌに対する所定の位置を有し、模擬キャリアジグ５１０Ａに係合された取り外し可能なモジュールジグ６００を備えるビジョンシステム５３０Ａの（基板搬送装置５０１に取り付けられた）（１つまたは複数の）可動撮像センサ５８１～５８３の視野に入るように位置づけられる。位置決め特徴部またはターゲット５２０～５２３は、６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ_X、θ_Y、θ_Z）で基板搬送装置５０１の基板保持エンドエフェクタ５０２の位置を（ビジョンシステム５３０Ａを介して）特定するように、模擬キャリアジグ５１０Ａ内で互いに対して位置づけられる。別の態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂは、基板搬送装置５０１上に配置された位置決め特徴部またはターゲット５４０～５４２（本明細書ではアームターゲットとも呼ばれる）を検出するビジョンシステム５３０Ｂの一部を搬送するか、またはそうでなければ運び（たとえば、移し）、ここで、ターゲット５４０～５４２の各々は、エンドエフェクタ基準位置４７９に対する所定の位置を有し、模擬キャリアジグ５１０Ｂに係合された取り外し可能なモジュールジグ６００を備えた（１つまたは複数の）固定撮像センサ５８１～５８３の視野に入るように位置づけられる。位置決め特徴部またはターゲット５４０～５４２は、６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ_X、θ_Y、θ_Z）でロードポートモジュール１１００５に対する基板搬送装置５０１の基板保持エンドエフェクタ５０２の位置を（ビジョンシステム５３０Ｂを介して）特定するように、基板搬送装置５０１上で互いに対して位置づけられる。ここで、自動教示装置５００は、（ロードポートモジュールまたは基板処理装置の他の適切な位置などで）カセット保持位置の位置を教示するように構成されている。

【0012】

図６Ａおよび８Ａ～８Ｃも参照すると、本開示の態様によれば、取り外し可能なモジュールジグ６００は、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂによって、およびそれらと共に搬送される（たとえば、移される）。取り外し可能なモジュールジグ６００は、それぞれのマシンビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂの一部を形成する（１つまたは複数の）撮像センサ７５０～７５２を含む。本明細書に記載されるように、センサ７５０～７５２は、単一のユニットとして取り外し可能なモジュールジグ６００によって運ばれ、それと共に移動する。取り外し可能なモジュールジグ６００は、基板搬送装置の座標系において６自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θ_X、θ_Y、θ_Z）で基板搬送装置５０１に基板ステーション位置を自動的に教示するために、基板搬送装置５０１のエンドエフェクタ５０２によって、所望の１つまたは複数の基板保持ステーションに運ばれる。ここで、基板保持ステーションは、６自由度で基板保持ステーションの位置を（マシンビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂのセンサ７５０～７５２を介して）特定するように基板保持ステーション上で互いに対して位置づけられる（上記のものに類似した）位置決め特徴部を含む。

【0013】

本明細書に記載されるように、（１つまたは複数の）ビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂは、（デカルト座標系または極座標系のＲ、θ、Ｚ方向で）Ｘ、Ｙ、およびＺ方向の少なくとも各々で面する、限定されないが、カメラ、透過ビームセンサ、またはそれらの組み合わせを含む、任意の適切な光学センサを含む。本明細書でより詳細に説明されるように、ビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂの各々は、１つの感知操作からのセンサデータが自動教示手順での続く感知操作の位置づけを通知する、（たとえば、１つの軸から別の軸へのセンサデータの集約および確証を介する）ロードポートモジュールおよび基板保持ステーションの位置の発見的学習をもたらすＹまたはＲ軸センサ、Ｚ軸センサ、および横方向のＸまたはθ軸センサを含む。たとえば、前向きセンサは、それぞれのターゲットとペアになっており、ロードポートモジュール（たとえば、カセット保持位置）または基板保持ステーションに対するＸ（またはθ）およびＺ軸に沿ったエンドエフェクタの初期の位置合わせを提供するように構成されている。Ｘ（またはθ）およびＺ軸に沿った初期の位置合わせによって、Ｙ（またはＲ）およびＺ軸に沿った続く感知操作で位置精度が向上し得る。縦向きセンサは、それぞれのターゲットとペアになっており、ロードポートモジュールおよび／または基板保持位置の初期に教示されたＸ（またはθ）軸の位置を確証するだけでなく、ロードポートモジュールおよび／または基板保持位置に対するＹ（またはＲ）軸に沿ったエンドエフェクタの初期の位置合わせを提供するように構成されている。Ｙ（またはＲ）軸に沿った初期の位置合わせによって、Ｚ軸に沿った続く感知動作で位置精度がさらに向上し得る。横向きのセンサは、それぞれのターゲットとペアになっており、ロードポートモジュールおよび／または基板保持位置の初期に教示されたＹ（またはＲ）軸の位置を確証するだけでなく、Ｚ軸に沿ったエンドエフェクタの初期に教示された位置の位置合わせを提供し、確証するように構成されている。

【0014】

再び図１Ａ～２Ｄを参照すると、本開示の態様が、半導体基板処理装置に関して本明細書で説明されているが、本開示の自動教示装置は、オブジェクトを所定の位置間でピッキングおよび配置するためにロボットマニピュレータが利用される任意の適切な環境に適用され得ることが留意される。本明細書に記載されるように、本開示の自動教示装置５００（図５Ａおよび５Ｂを参照）は、一態様では、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）（たとえば、少なくとも１つのロードポートモジュールを基本構成として有する筐体）およびウェハ分類器内など、大気環境内で利用されるが、他の態様では、自動教示装置５００は、クラスタツールの移送チャンバまたは線形ツールの線形移送チャンバ内、またはそれらの組み合わせにおけるなど、真空環境内で利用される。さらに他の態様では、自動教示装置５００は、任意の適切な基板処理装置で利用され、（本明細書に記載されるものなどの）任意の適切な基板搬送装置の任意の適切なエンドエフェクタ（たとえば、アクティブエッジグリップ、真空グリップ、パッシブ／摩擦グリップ支持部など）と互換性がある。

【0015】

図１Ａおよび１Ｂを参照すると、たとえば半導体ツールステーション１１０９０などの処理装置が、本開示の態様に従って示されている。半導体ツールステーション１１０９０が図面に示されているが、本明細書に記載される本開示の態様は、任意のツールステーションまたはロボットマニピュレータを利用するアプリケーションに適用することができる。本例では、半導体ツールステーション１１０９０はクラスタツールとして示されているが、開示された実施形態の態様は、たとえば、図１Ｃおよび図１Ｄに示され、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１３年３月１９日に発行された「Ｌｉｎｅａｒｌｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｏｏｌ」と題された米国特許第８，３９８，３５５号明細書に記載されるものなどの、線形ツールステーションなどの任意の適切なツールステーションに適用され得る。半導体ツールステーション１１０９０は、概して、大気フロントエンド１１０００、真空ロードロック１１０１０、および真空バックエンド１１０２０を含む。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得る。フロントエンド１１０００、真空ロードロック１１０１０および真空バックエンド１１０２０の各々のコンポーネントは、たとえば、クラスタ化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り得るコントローラ１１０９１に接続され得る。

【0016】

コントローラ１１０９１は、開示全体が引用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号明細書に開示されるものなどの、マスタコントローラ、クラスタコントローラ、および自律リモートコントローラを有する閉ループコントローラであり得る。他の態様では、任意の適切なコントローラおよび／または制御システムが利用されてもよい。本明細書に記載されるように、コントローラ１１０９１は、搬送アーム（搬送アーム１１０１３ＴＡ（図３を参照）または本明細書に記載される他の搬送アームのいずれかなど）を移動させるために搬送ロボット（本明細書に記載されるものなど）の駆動セクション（たとえば、駆動セクション３８９など（図３を参照））に通信可能に接続されている。コントローラ１１０９１はまた、本明細書に記載されるマシンビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂの少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３（図５Ｂを参照）または可動撮像センサ５７１～５７４（図５Ａを参照）に通信可能に接続されている。コントローラ１１０９１は、搬送アーム１１０１３ＴＡを模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂに対する教示位置に移動させ、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３（図５Ｂ）（または少なくとも１つの可動撮像センサ５７１～５７４（図５Ａ））を用いて、少なくとも１つのアームターゲットの少なくとも１つの画像（または少なくとも１つの固定ターゲット５２０～５２３の少なくとも１つの画像）に基づいて、（本明細書に記載されるような）エンドエフェクタ基準位置４７９とロードステーション基準位置１１００５Ｌとの間および（本明細書に記載されるような）エンドエフェクタ基準位置４７９とエンドエフェクタ基準位置４７９に対する所定の位置で少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２を位置調整する少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２のベースまたはフレーム７１０の位置調整特徴部７１０Ｆ（図８Ａおよび８Ｃを参照）との間のオフセットを解明するように、搬送アーム１１０１３ＴＡが（本明細書に記載されるような）教示位置にある状態で、本明細書に記載されるような少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２（図５Ｂ）（または図５Ａに関して本明細書に記載されるような、少なくとも１つの固定ターゲット５２０～５２３）を撮像するように構成されている。

【0017】

一態様では、フロントエンド１１０００は、概して、ロードポートモジュール（本明細書ではワークピースロードステーションとも呼ばれる）１１００５、およびたとえば、（いくつかの態様ではウェハ分類機能を含む）機器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１１０６０を含む。他の態様では、処理ステーションは、（真空バックエンド１１０２０、フロントエンド１１０００に、および／または真空を有するフロントエンド１１０００を真空バックエンド１１０２０に接続して（たとえば、ロードロックなどに）配置され得る）ウェハバッファ、ウェハインバータ、およびウェハシャッフルステーションを含む。フロントエンド１１０００および真空バックエンド１１０２０は各々、互いに連結されたときに半導体ツールステーション１１０９０のフレーム１１０９０Ｆを形成するフレームを含む。ロードポートモジュール１１００５は、３００ｍｍのロードポート、前面開口部または底面開口のボックス／ポッドおよびカセットのためのＳＥＭＩ規格Ｅ１５．１、Ｅ４７．１、Ｅ６２、Ｅ１９．５またはＥ１．９に準拠する開梱機／装荷機－ツール標準（ＢＯＬＴＳ）インターフェースであり得る。他の態様では、ロードポートモジュールは、２００ｍｍのウェハまたは４５０ｍｍのウェハのインターフェース、または、たとえば、より大きいもしくはより小さいウェハまたはフラットパネルディスプレイ用のフラットパネルなどの任意の他の適切なウェハインターフェースとして構成されてもよい。図１Ａには２つのロードポートモジュール１１００５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１１０００に組み込まれてもよい。ロードポートモジュール１１００５は、オーバーヘッド搬送システム、無人搬送車、有人搬送車、有軌道式無人搬送車から、または任意の他の適切な搬送方法から、ウェハ／基板キャリアまたはカセット１１０５０を受けるように構成され得る。ロードポートモジュール１１００５は、ロードポート１１０４０を介してミニエンバイロメント１１０６０とインターフェース接続し得る。基板カセット１１０５０は、基板カセット１１０５０をロードポートモジュール１１００５上で運動学的に配置する所定のロードステーション基準位置１１００５Ｌにおいてそれぞれのロードポートモジュール１１００５上で受け取られる。一態様では、ロードポート１１０４０は、基板カセット１１０５０とミニエンバイロメント１１０６０との間のウェハの通過を可能にする。

【0018】

一態様では、ミニエンバイロメント１１０６０は、概して、本明細書に記載される自動教示装置５００の１つまたは複数の態様を組み込む任意の適切な搬送ロボット１１０１３を含む。一態様では、搬送ロボット１１０１３は、たとえば、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，００２，８４０号明細書および第７，０６６，７０７号明細書に記載されるものなどのトラック搭載型ロボットであり得るか、または他の態様では、任意の適切な構成を有する任意の他の適切な搬送ロボットであり得る。ミニエンバイロメント１１０６０は、複数のロードポートモジュール間のウェハ移送のための制御された清浄な区域を提供し得る。

【0019】

真空ロードロック１１０１０は、ミニエンバイロメント１１０６０と真空バックエンド１１０２０との間に配置され、それらに接続され得る。本明細書で使用されるような真空という用語が、ウェハが処理される１０^-5Ｔｏｒｒ以下などの高真空を意味することが留意される。真空ロードロック１１０１０は、概して、大気圧および真空スロットバルブを含む。スロットバルブは、大気フロントエンドからウェハを積載した後にロードロックを排気するために、および窒素などの不活性ガスを用いてロードロックを通気するときに搬送チャンバ内を真空に維持するために利用される環境分離を提供し得る。一態様では、真空ロードロック１１０１０は、基準のウェハを処理のために所望の位置に整列させるためのアライナ１１０１１を含むが、他の態様では、ウェハの整列は本明細書に記載されるような搬送ロボットで有効にされる。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位置に配置され、任意の適切な構成および／または計測機器を有してもよい。

【0020】

真空バックエンド１１０２０は、概して、搬送チャンバ１１０２５、１つまたは複数の処理ステーションまたは（１つまたは複数の）モジュール１１０３０、および任意の適切な搬送ロボット１１０１４を含む。搬送ロボット１１０１４は、以下で説明され、真空ロードロック１１０１０とさまざまな処理モジュール１１０３０との間でウェハを搬送するために搬送チャンバ１１０２５内に配置され得る。処理モジュール１１０３０は、さまざまな沈着、エッチング、または他のタイプのプロセスを介してウェハ上で動作して、ウェハ上に電気回路または他の所望の構造を形成し得る。典型的なプロセスは、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プロセスなどの真空を使用する薄膜プロセス、化学蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ蒸着（ＰＶＤ）、イオン注入などの注入、計測、ラピッドサーマルプロセス（ＲＴＰ）、ドライストリップ原子層蒸着（ＡＬＤ）、酸化／拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィー、エピタキシー（ＥＰＩ）、ワイヤボンダおよび蒸発、または真空圧を使用する他の薄膜プロセスを含む。処理モジュール１１０３０は、ウェハを、搬送チャンバ１１０２５から処理モジュール１１０３０に、またはその逆に通過させることを可能にするために、搬送チャンバ１１０２５に接続される。一態様では、ロードポートモジュール１１００５およびロードポート１１０４０は、ロードポートに取り付けられた基板カセット１１０５０が、搬送チャンバ１１０２５の真空環境および／またはプロセスモジュール１１０３０の処理真空（たとえば、処理真空および／または真空環境は、プロセスモジュール１１０３０と基板カセット１１０５０との間に広がり、それらの間で共通である）と実質的に直接インターフェース接続する（たとえば、一態様では、少なくともミニエンバイロメント１１０６０は省略されるが、他の態様では、真空ロードロック１１０１０も省略され、基板カセット１１０５０が真空ロードロック１１０１０に類似した方法で真空にポンプダウンされる）ように、真空バックエンド１１０２０に実質的に直接連結される。

【0021】

ここで図１Ｃを参照すると、線形処理システム２０９９の概略平面図が示され、ここでツールインターフェースセクション２０１２は、概して、移送チャンバモジュール３０１８の長手方向軸Ｘに向かって（たとえば、内側に）面しているが、そこからオフセットされるように、移送チャンバモジュール３０１８に取り付けられている。移送チャンバモジュール３０１８は、前に引用により本明細書に組み込まれた、米国特許第８，３９８，３５５号明細書に記載されるように、他の搬送チャンバモジュール３０１８Ａ、３０１８Ｉ、３０１８Ｊをインターフェース２０５０、２０６０、２０７０に取り付けることによって、任意の適切な方向に伸長させられ得る。各移送チャンバモジュール３０１８、３０１８Ａ、３０１８Ｉ、３０１８Ｊは、任意の適切な基板搬送装置２０８０を含み、これは、ウェハを線形処理システム２０９９全体にわたって、たとえば、処理モジュールＰＭへとおよびそこから搬送するための、本明細書に記載される本開示の１つまたは複数の態様を含み得る。理解され得るように、各チャンバモジュールは、隔離または制御された雰囲気（たとえば、Ｎ２、清浄な空気、真空）を保持することが可能であり得る。

【0022】

図１Ｄを参照すると、線形搬送チャンバ４１６の長手方向軸Ｘに沿って取られ得るものなどの典型的な処理ツール４１０の概略立面図が示されている。図１Ｄに示される本開示の態様では、ツールインターフェースセクション１２は、典型的に、搬送チャンバ４１６に接続され得る。本態様では、インターフェースセクション１２は、ツール搬送チャンバ４１６の一端を画定し得る。図１Ｄに見られるように、搬送チャンバ４１６は、たとえば、インターフェースステーション１２と対向する端部に、別のワークピース入口／出口ステーション４１２を有し得る。他の態様では、搬送チャンバからワークピースを挿入する／取り外すための他の入口／出口ステーションが提供されてもよい。一態様では、インターフェースセクション１２および入口／出口ステーション４１２は、ツールからのワークピースの積載および取り出しを可能にし得る。他の態様では、ワークピースは、一端からツールに積載され、他端から取り外され得る。一態様では、搬送チャンバ４１６は、１つまたは複数の移送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉを有し得る。各チャンバモジュールは、隔離または制御された大気（たとえば、Ｎ２、清浄な空気、真空）を保持することが可能であり得る。前に述べたように、図１Ｄに示される搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉ、ロードロックモジュール５６Ａ、５６、および搬送チャンバ４１６を形成するワークピースステーションの構成／配置は、単なる例示であり、他の態様では、搬送チャンバは、任意の所望のモジュール配置で配置されたモジュールを多かれ少なかれ有し得る。示される態様では、ステーション４１２はロードロックであり得る。他の態様では、ロードロックモジュールが、エンド入口／出口ステーション（ステーション４１２と同様）間に配置され得るか、または隣接する搬送チャンバモジュール（モジュール１８ｉと同様）が、ロードロックとして動作するように構成され得る。

【0023】

前にも述べたように、搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉは、その中に、本明細書に記載される本開示の１つまたは複数の態様を含み得る、１つまたは複数の対応する搬送装置２６Ｂ、２６ｉが配置されている。それぞれの搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉの搬送装置２６Ｂ、２６ｉは、協働して、搬送チャンバ内に線形に分配されたワークピース搬送システム４００を提供し得る。本態様では、搬送装置２６Ｂは、一般的なスカラアーム構成を有し得る（ただし、他の態様では、搬送アームは、たとえば、図１Ａおよび１Ｂに例示されるクラスタツールの搬送ロボット１１０１３、１１０１４に略類似した配置、図２Ｆに示されるような線形にスライドするアーム２１４、または任意の適切なアームリンケージ機構を有する他の適切なアームなどの、任意の他の所望の配置を有し得る）。アームリンケージ機構の適切な例は、たとえば、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、２０１１年１１月１０日に出願された「Ｄｕａｌ Ａｒｍ Ｒｏｂｏｔ」と題された米国特許出願番号１３／２９３，７１７および２０１３年９月５日に出願された「Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｃｕｕｍ Ｒｏｂｏｔ ｗｉｔｈ Ｚ Ｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ Ａｒｍ」と題された米国特許出願番号１３／８６１，６９３で見られ、これらの開示全体がすべて引用により本明細書に組み込まれる。本開示の態様では、少なくとも１つの移送アームは、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、従来のスカラ（選択的コンプライアント多関節ロボットアーム）タイプの設計から、または伸縮アーム、もしくはデカルトの線形にスライドするアームなどの、任意の他の適切なアーム設計から導出され得、ここで、任意のこのような設計構成はまた、本明細書でさらに説明されるようなスライド本体４２０、位置合わせシステム４９９、および（１つまたは複数の）エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ．．．４２０ｎを含む。たとえば、一態様では、スライド本体４２０は、任意の適切な多関節搬送アームのアームリンクに取り付けられる。搬送アームの適切な例は、たとえば、２００８年５月８日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｍｏｖａｂｌｅ Ａｒｍｓ Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ａ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」と題された米国特許出願第１２／１１７，４１５号および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、これらの開示全体が引用により本明細書に組み込まれる。移送アームの操作は、互いに独立し得る（たとえば、各アームの伸縮は他のアームから独立している）か、ロストモーションスイッチを介して行われ得るか、またはアームが少なくとも１つの共通の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得る。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２Ｅ）構成、リープフロッグアーム２１７（図２Ｈ）構成、双方向対称アーム２１８（図２Ｇ）構成などの、任意の他の所望の配置を有し得る。搬送アームの適切な例は、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、２０１１年１１月１０日に出願された「Ｄｕａｌ Ａｒｍ Ｒｏｂｏｔ」と題された米国特許出願第１３／２９３，７１７号および２０１１年１０月１１日に出願された米国特許出願第１３／２７０，８４４号で見られ、これらの開示全体がすべて引用により本明細書に組み込まれる。

【0024】

図１Ｄに示される本開示の態様では、搬送装置２６Ｂのアームおよび／またはエンドエフェクタは、搬送装置がピッキング／配置位置からウェハを迅速に交換することを可能にする高速交換配置と呼ばれるものを提供するように配置され得る。搬送アーム２６Ｂは、各アームに任意の適切な数の自由度（たとえば、Ｚ軸運動によるショルダおよびエルボ継ぎ手を中心とした独立した回転）を提供するための、任意の適切な駆動セクション（たとえば、同軸に配置された駆動シャフト、並んだ駆動シャフト、水平に隣接するモータ、垂直に積み重ねられたモータなど）を有し得る。図１Ｄに見られるように、本態様では、モジュール５６Ａ、５６、３０ｉは、移送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉ間の隙間に配置され得、適切な処理モジュール、（１つまたは複数の）ロードロック、（１つまたは複数の）バッファステーション、（１つまたは複数の）計測ステーション、または（１つまたは複数の）任意の他の所望のステーションを画定し得る。たとえば、ロードロック５６Ａ、５６およびワークピースステーション３０ｉなどの介在モジュールは、各々、搬送アームと協働して、搬送チャンバの直線軸Ｘに沿った搬送チャンバの長さにわたる搬送またはワークピースを有効にする固定ワークピース支持部／棚５６Ｓ、５６Ｓ１、５６Ｓ２、３０Ｓ１、３０Ｓ２を有する。例として、（１つまたは複数の）ワークピースは、インターフェースセクション１２によって搬送チャンバ４１６に積載され得る。（１つまたは複数の）ワークピースは、インターフェースセクションの搬送アーム１５でロードロックモジュール５６Ａの（１つまたは複数の）支持部上に位置づけられ得る。ロードロックモジュール５６Ａ内の（１つまたは複数の）ワークピースは、モジュール１８Ｂ内の搬送アーム２６Ｂによってロードロックモジュール５６Ａとロードロックモジュール５６との間で移動させられ得、類似したおよび連続した方法で、（モジュール１８ｉ内の）アーム２６ｉによりロードロック５６とワークピースステーション３０ｉとの間およびモジュール１８ｉ内のアーム２６ｉによりステーション３０ｉとステーション４１２との間で移動させられ得る。このプロセスは、全体的または部分的に逆にされて、（１つまたは複数の）ワークピースを反対方向に移動させ得る。したがって、一態様では、ワークピースは、軸Ｘに沿って任意の方向に、搬送チャンバに沿って任意の位置に移動させられ得、搬送チャンバと通信する任意の所望のモジュール（処理モジュールまたは他のモジュール）に積載され、そこから取り出され得る。他の態様では、静的なワークピース支持部または棚を備えた介在搬送チャンバモジュールは、搬送チャンバモジュール１８Ｂ、１８ｉ間に設けられないかもしれない。そのような態様では、隣接する搬送チャンバモジュールの搬送アームは、ワークピースを、直接エンドエフェクタまたは１つの搬送アームから別の搬送アームのエンドエフェクタに通過させて、ワークピースを搬送チャンバに通して移動させ得る。処理ステーションモジュールは、さまざまな沈着、エッチング、または他のタイプのプロセスを介してウェハ上で動作して、ウェハ上に電気回路または他の所望の構造を形成し得る。処理ステーションモジュールは、ウェハを搬送チャンバから処理ステーションに、またはその逆に通過させることを可能にするために、搬送チャンバモジュールに接続される。図１Ｄに示される処理装置に類似した一般的な特徴を有する処理ツールの適切な例は、前に全体が引用により組み込まれた、米国特許第８，３９８，３５５号明細書に記載されている。

【0025】

ここで図２Ａ～２Ｄを参照すると、処理ツールは、１つまたは複数の移送チャンバ３００１～３００３および複数の処理モジュール１１０３０（たとえば組み合わせ線形クラスタツール）を各々が有する複数のクラスタワークピース３０１０～３０１３を有する線形処理ツール３０００、３０００Ａ、３０００Ｂ、３０００Ｃとして例示されている。一態様では、線形処理ツール３０００、３０００Ａ、３０００Ｂ、３０００Ｃは、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１４年８月１１日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題された米国特許出願第１４／３７７，９８７号に記載されるものに略類似している。一態様では、クラスタワークステーション３０１０～３０１３は、上記の真空バックエンド１１０２０に略類似している。クラスタワークステーション３０１０～３０１３は、１つまたは複数の移送チャンバ３０２０、３０２１および１つまたは複数の線形移送トンネル（本明細書では真空トンネルとも呼ばれる）３０３０によって互いに接続される。理解され得るように、搬送チャンバ３０２０、３０２１の各々は、搬送ロボット３０２３を含む。また理解され得るように、図２Ｅ～２Ｇを参照すると、線形移送トンネル３０３０は、一態様では、互いに接続されているトンネルモジュールで形成されて、共通のトンネルを形成し、１つまたは複数の搬送ロボット３０３３が中に配置され、共通のトンネルの長さを通行するように構成されている。たとえば、線形移送トンネル３０３０は、一緒に密閉して連結されて、任意の適切な長さを有する真空トンネルを形成し得る、１つまたは複数の真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎを含む真空トンネルである。各真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎは、真空トンネルモジュールを互いにおよび／または本明細書に記載される処理ツールの任意の他の適切なモジュールに接続することを可能にするために、真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎの各端部に接続ポート３０９０を含む。本態様では、各真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎは、（本明細書に記載される本開示の態様を含む）少なくとも１つの搬送カート２５３０をそれぞれの真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎを介して駆動するための少なくとも１つの搬送カートガイド３０８０および少なくとも１つのモータコンポーネント３０８１を含む。接続ポート３０９０が、ポートを介する搬送カートの通過を可能にするようにサイズ合わせされることが留意される。理解され得るように、２つまたはそれ以上の真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎが互いに連結されると、各真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎの少なくとも１つの搬送カートガイド３０８０は、真空トンネル３０３０の縦方向端部３０３０Ｅ１、３０３０Ｅ２間の搬送カート２５３０の通過を可能にするために、真空トンネル３０３０を通って伸長する実質的に連続した搬送カートガイドを形成する。真空トンネルモジュール３０３０Ａ～３０３０ｎの各々の少なくとも１つのモータコンポーネント３０８１はまた、真空トンネル３０３０の端部３０３０Ｅ１、３０３０Ｅ２間の搬送カートの実質的に連続した駆動運動を可能にする実質的に連続したモータコンポーネントを形成する。

【0026】

ここで図３、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、および５Ｂを参照すると、本開示の態様は、（上記の基板処理システムまたはツールステーションのいずれか１つまたは複数に見られるものなどの、および本明細書ではロボット搬送装置とも呼ばれる）大気搬送ロボット１１０１３に関して説明されているが、本開示の態様が、図１Ａ～２Ｄに関して本明細書で説明されるものなどの真空搬送ロボット２６Ｂ、１１０１４、１１０１４Ａ、１１０１４Ｂ、２０８０、３０２３、および２５３０に等しく適用可能であり、ここで、大気ロボットおよび／または真空ロボットが、限定されないが、スカラアーム、デカルトアーム、線形スライドアーム、フロッグレッグアーム、リープフロッグアーム、および左右対称アームを含む、任意の適切な移送アーム構成を有することが理解されるべきである。いくつかの態様では、搬送ロボット（本明細書に記載されるものなど）は、少なくともＸ方向および／またはＹ方向に移動可能であるように線形スライド（たとえば図３、図１Ｂの搬送ロボット１１０１３、および図２Ｃを参照）またはブームアームＢＡ（たとえば、前に全体が引用により本明細書に組み込まれた、特許出願第１４／３７７，９８７号に記載されるような図２Ａ～２Ｄを参照）に取り付けられるが、他の態様では、搬送ロボット（本明細書に記載されるものなど）は、搬送ロボットのベースが、Ｘおよび／またはＹ方向の移動から固定されるように取り付けられる（たとえば、図１Ｃ、１Ｄ、および図１Ｂの搬送ロボット１１０１４を参照）。図面に示される搬送ロボットおよび自動教示装置５００の構成が、説明目的のみで表されており、例示された構成要素の配列、形状、および配置が、本発明の範囲から逸脱することなく、望まれるように変更されてもよいことが理解されるべきである。

【0027】

図３に見られるように、一態様では、搬送ロボット１１０１３は、ミニエンバイロメント１１０６０のフレーム１１０６０Ｆに、または他の態様では、真空トンネル３０３０および／または移送チャンバモジュール３０１８、３０２０、３０２１のフレームなどの、処理ツールの任意の適切なモジュールのフレームに移動可能に取り付けられる。本態様では、搬送ロボット１１０１３は、ウェハまたは基板をＸ、Ｙ、Ｚ、θ、およびＲ（エンドエフェクタの伸長）軸の１つまたは複数に沿って移動させるために、任意の適切な数の駆動軸を有する駆動セクション３８９を含む。たとえば、搬送ロボット１１０１３は、一態様では、搬送アーム１１０１３ＴＡがフレーム１１０６０Ｆに移動可能に取り付けられるようにキャリッジ３６３に取り付けられる可動搬送アーム１１０１３ＴＡを含む。キャリッジ３６３は、一態様では、Ｘ方向に移動可能であるようにスライドまたはキャリッジ３６３Ｓに取り付けられるが、他の態様では、キャリッジ３６３Ｓは、Ｘ（および／またはＹ）方向に固定されるようにフレーム１１０６０Ｆに取り付けられる。一態様では、任意の適切な駆動部３６７が、フレーム１１０６０Ｆに取り付けられ、ベースをＸ方向に移動させるために任意の適切なトランスミッション３６７Ｔによってキャリッジ３６３に駆動可能に接続される。本態様では、トランスミッションはベルトおよびプーリのトランスミッションであり、駆動部は回転駆動部であるが、他の態様では、駆動部は、任意の適切なトランスミッションを用いて、またはトランスミッションなしで（たとえば、キャリッジが線形アクチュエータの駆動部分を含む場合など）、キャリッジ３６３に駆動可能に接続されている線形アクチュエータである。ここで、搬送アーム１１０１３ＴＡは、回転駆動部３６２、Ｚ駆動部コラム３８０、スライド本体４２０、および１つまたは複数のエンドエフェクタを含む。回転駆動部３６２は、キャリッジ３６３に取り付けられた任意の適切な回転駆動部であり、Ｚ駆動部コラム３８０は、θ軸を中心に矢印Ｔの方向（たとえば、θ方向）に回転するように回転駆動部３６２の出力部に取り付けられる。スライド本体４２０は、Ｚ駆動部コラム３８０に移動可能に取り付けられ、ここで、Ｚ駆動部コラム３８０は、スライド本体４２０をＺ方向に移動させるための任意の適切な駆動モータ３８０Ｔおよび／またはトランスミッション３８０Ｔを含む。理解され得るように、スライド本体４２０に対するＺ駆動部カラム３８０の相対位置は、以下でさらに説明されるように、１つまたは複数のセンサ４５０、４５１によるウェハ検出をもたらすためにエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂおよびウェハの適切な横断のための十分なクリアランスを提供する。

【0028】

図４Ａおよび４Ｂも参照すると、１つまたは複数（たとえば少なくとも１つ）のウェハホルダまたはエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂが、Ｒ方向に伸縮するように任意の適切な方法でスライド本体４２０に移動可能に取り付けられる。２つのエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂが例示目的のみで例示されているが、任意の適切な数のエンドエフェクタがスライド本体４２０に取り付けられることが理解されるべきである。たとえば、一態様では、本明細書に記載される方法での（１つまたは複数の）ウェハの搬送および位置合わせをもたらすために、単一のエンドエフェクタがスライド４２０に取り付けられる。他の態様では、本明細書に記載される方法での（１つまたは複数の）ウェハの搬送および位置合わせをもたらすために、２つを超えるエンドエフェクタがスライド本体４２０に取り付けられる。各エンドエフェクタは、（エンドエフェクタ４２０Ｂに関して図４Ａに例示された）所定のエンドエフェクタ基準位置４７９を有する。基板Ｓは、基板Ｓの中心が所定のエンドエフェクタ基準位置４７９と一致した状態で、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂによって運ばれる。

【0029】

理解され得るように、１つまたは複数のエンドエフェクタは、搬送アーム１１０１３ＴＡをユニットとして、フレームに対した第１の方向（たとえば、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向の１つまたは複数）に横断し、第１の方向とは異なる第２の方向（たとえばＲ方向）に、搬送アーム１１０１３ＴＡに対して、直線的に横断する。スライド本体は、各エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０ＢをＲ方向に独立して移動させるように構成された１つまたは複数のリニア駆動部４２５を含む。１つまたは複数のリニア駆動部４２５は、一態様において、たとえば、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１３年１２月１７日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題された米国仮特許出願第６１／９１７，０５６号に記載されるものに略類似した任意の適切なトランスミッションを有する（１つまたは複数の）任意の適切な駆動部である。エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂは、伸縮の共通の軸Ｒを有するべく互いに積み重ねられるように、スライド本体４２０上に配置される。搬送ロボット１１０１３は、スライド本体４２０に取り付けられ、ウェハ直径、ウェハの外周の振れ、位置合わせ基準ＦＩＤ（たとえば、ノッチ／フラット、マークまたは他の特徴）の位置、ウェハ中心線の位置、ウェハ中心の位置、またはウェハ識別などの、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂによって運ばれる（１つまたは複数の）ウェハに関する任意の他の適切な情報などの、ウェハの１つまたは複数の所定の特性を判定するためにウェハの縁部を測定／検出するように配置された（開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１５年１０月３０日に出願された「Ｗａｆｅｒ Ａｌｉｇｎｅｒ」と題される米国特許出願第１４／９２８，３５２号に記載されるような）１つまたは複数のセンサ４５０、４５１を含み得る。搬送ロボット１１０１３はまた、２０１５年１０月３０日に出願された米国特許出願第１４／９２８，３５２号に記載されるような、スライド本体４２０に接続された任意の適切な回転チャックまたはスピナ（たとえば、上述のアライナなど）４６０を含んでもよい。

【0030】

図５Ａ、５Ｂ、６Ａおよび６Ｂを参照すると、上記のように、自動教示装置５００は、真空環境および／または大気環境の基板処理ツール内のロードポートモジュール１１００５（または任意の適切なワークピースロードステーション）の位置および（ワークロードステーションから分離し、そこから離れて配置されている）基板保持ステーションの位置を自動的に教示するように構成された組み合わされた教示システムである。上記のように、自動教示装置５００は、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂおよび取り外し可能なモジュールジグ６００を含む。模擬（すなわち模造）キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂは、任意の適切な基板キャリア保持ステーション（ロードポート１１０４０など）で受け取られる任意の適切な基板キャリア（基板カセット１１０５０など）を模倣する（すなわち、形状、サイズ、および構成で）。たとえば、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂは、前壁６３７において開口部６３６を有する内部チャンバ５５１を形成するフレーム５５０を有し（図６Ａを参照）、開口部６３６は、基板カセット１１０５０の場合と略類似した方法で、前壁６３７を通してエンドエフェクタを模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂの内部チャンバ５５１に入れるように配置されている。１つまたは複数の態様では、開口部６３６は、垂直面（たとえば、搬送ロボット１１０１３のＸ（またはθ）－Ｚ平面）に配向されるが、他の態様では、開口部６３６は、搬送ロボットによってアクセス可能な任意の適切な平面に配置され得る。模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂをロードポートモジュール１１００５上の所定の位置でロードポートモジュール１１００５に連結するために、任意の適切な運動学的連結部６２７がフレーム５５０に連結される（またはそれと一体的に形成される）。運動学的連結部６２７は、基板カセット１１０５０上に見られるものに略類似している。いくつかの態様では、フレーム５５０は密閉可能であり、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂは、フレーム５５０と連結し、内部チャンバ５５１を実質的に密閉するように構成された取り外し可能なドア５５２（（図６Ａ）基板カセット１１０５０のカセットドアに類似している）を含み、ここで、ドア５５２は、カセットドアがロードポートモジュールによって基板カセット１１０５０から取り外される方法に略類似した方法で、ロードポートモジュール１１００５によってフレームから取り外されるように構成されている。フレーム５５０は、（ハンドル６６６などを用いて）人間のオペレータによる搬送のために構成され、および／または（基板カセット１１０５０のものに略類似した自動インターフェースを用いるなど）、限定されないが、オーバーヘッドガントリー、移動式／車輪付き搬送装置などを含む、任意の適切な自動機器を用いる自動化されたハンドリングのために構成されている。

【0031】

図５Ａを参照すると、いくつかの態様では、模擬キャリアジグ５１０Ａは、（本明細書に記載される基板搬送装置に略類似した）基板搬送装置５０１によって運ばれるマシンビジョンシステム５３０Ａの１つまたは複数の撮像センサ５７１～５７４によって感知される１つまたは複数の検出特徴部またはターゲット５２０～５２３を収容する。模擬キャリアジグ５１０Ｂに関して本明細書に記載される方法に類似した方法で、（１つまたは複数の）ターゲット５２０～５２３は、各々のそれぞれのターゲット５２０～５２３の平面が、異なるそれぞれのロードポートモジュール基準面（たとえば、Ｚ－Ｘ（またはθ）平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面）に対応するように、各々が異なる所定のポーズを有する複数の固定ターゲット５２０～５２３を含み（図５Ａ、５Ｂ、および１０を参照）、１つまたは複数のセンサ５７１～５７４は、各固定ターゲット５２０～５２３が、それぞれの撮像センサ５７１～５７４とともに、それぞれの撮像センサ５７１～５７４およびアームターゲット５２０～５２３に対応する、およびそれらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの固定ターゲット５２０～５２３に対応する配向を有する。

【0032】

本態様では、模擬キャリアジグ５１０Ａは、ロードポートモジュール１１００５と取り外し可能に係合するように配置され、ターゲット５２０～５２３および（取り外し可能なモジュールジグ６００の）少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２の両方は模擬キャリアジグ５１０Ａに取り付けられている。ここで、ターゲット５２０～５２３の少なくとも１つは、模擬キャリアジグ５１０Ａの開口部６３６に面している。本態様では、模擬キャリアジグ５１０Ａは、少なくとも１つの後（たとえば、ＹまたはＲ方向）向きターゲット５２１、５２２、少なくとも１つの縦（たとえば、Ｚ方向）向きターゲット５２３、および少なくとも１つの横（たとえば、Ｘまたはθ方向）向きターゲット５２０を収容する。同様に、マシンビジョンシステムは、搬送アーム１１０１３ＴＡに取り付けられて、（（１つまたは複数の）後向きターゲットとペアになった）少なくとも１つの前（たとえば、ＹまたはＲ方向）向きセンサ５７１、５７２、（（１つまたは複数の）縦向きターゲットとペアになった）少なくとも１つの縦（たとえば、Ｚ方向）向きセンサ５７４、および（（１つまたは複数の）横向きターゲットとペアになった）少なくとも１つの横（たとえば、ＹまたはＲ方向）向きセンサ５７３を含む。ここで、撮像センサ５７１～５７４の少なくとも１つは、ロードポートモジュール１１００５への、開口６３６を通って延びる動作経路に沿った、搬送アーム１１０１３ＴＡの接近および模擬キャリアジグ５１０Ａへの進入時に、模擬キャリアジグ５１１０Ａの前壁６３７に面する。

【0033】

理解され得るように、少なくとも１つの前向きセンサ５７１、５７２は、たとえばＸ－Ｚ平面での基板搬送装置５０１に対する模擬キャリアジグ５１０Ａの位置を確定するために後向きターゲット５２１、５２２を感知するような任意の適切な方法で、基板搬送装置５０１に取り付けられ、上記のような続く感知動作のためのエンドエフェクタ５０２の初期の位置合わせを提供する。本態様では、２つの後向きターゲット５２１、５２２が設けられ、これらは、所定の特別な関係性で互いに垂直方向に離間されている。１つまたは複数の態様では、後向きターゲット５２１、５２２は、前向きセンサ５７１、５７２のうちの１つまたは複数によって感知され、（たとえば、後向きターゲットの感知された位置と後向きターゲットの予想される所定の位置との比較を介して）ロードポートモジュールのカセット保持位置のＸ－Ｚ平面および傾斜５１１（たとえば、Ｘ－Ｙ平面）における初期の位置合わせおよび（たとえば、Ｘ－Ｚ平面における）回転５１２の両方を提供する。少なくとも１つの縦向きセンサ５７４は、たとえばＹ方向またはＲ方向での基板搬送装置５０１に対する模擬キャリアジグ５１０Ａの位置を確定するために縦向きターゲット５２３を感知するような（エンドエフェクタ５０２上などの）任意の適切な方法で基板搬送装置５０１に取り付けられる。図５Ａに例示される態様では、センサ５７４は下向きであり、ターゲット５２３は上向きであるが、他の態様では、センサ５７４は上向きであり、ターゲット５２３は下向きであり得る。少なくとも１つの横向きセンサ５７３は、たとえばＺ方向でのそれぞれのエンドエフェクタ５０２に対する模擬キャリアジグ５１０Ａの位置を確定するために横向きターゲット５２０を感知するような（それぞれのエンドエフェクタ５０２上などの）任意の適切な方法で基板搬送装置５０１に取り付けられる。基板搬送装置５０１が複数のエンドエフェクタを含む場合、各エンドエフェクタは、横向きターゲット５２０を感知するように構成されたそれぞれのセンサを含み得る。マシンビジョンシステム５３０Ａのセンサ５７１～５７３は、模擬キャリアジグ５１０Ａの位置（およびロードポートモジュール１１００５上に運動学的に配置された模擬キャリアジグ５１０Ａを介したロードポートモジュール１１００５の位置）を基板搬送装置５０１に教示するために、センサ５７１～５７３がそれぞれのターゲット５２０～５２３を感知すると、基板搬送装置５０１のモータエンコーダの位置がコントローラ１１０９１によって読み取られる／判定されるように、任意の適切なコントローラ（コントローラ１１０９１など）に連結される。

【0034】

図５Ｂを参照すると、いくつかの態様では、マシンビジョンシステム５３０Ｂは、フレーム１１０９０Ｆに取り外し可能に接続され、マシンビジョンシステム５３０Ｂの少なくとも１つのターゲットを撮像するように構成された、（フレーム５５０に固定された）少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３および少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２（図８Ａ～８Ｃを参照）を含む。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３（固定撮像センサ５８１など）は、模擬キャリアジグ５１０Ｂの開口部６３６を通って延びる方向に少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２を撮像するように位置づけられ、それにより、解明されたオフセットは、模擬キャリアジグ５１０Ｂの内部チャンバ５５１への開口部６３６を通るエンドエフェクタの伸長を自由にする。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３（固定撮像センサ５８１など）は、模擬キャリアジグ５１０Ｂの開口部６３６を通って延びる方向に少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２を撮像するように位置づけられ、それにより、コントローラ１１０９１は、解明されたオフセットに基づいて、模擬キャリアジグ５１０Ｂの内部チャンバ５５１へのエンドエフェクタ５０２の妨害されないアーム伸長を確認する。

【0035】

１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３（固定撮像センサ５８２、５８３など）は、模擬キャリアジグ５１０Ｂの内部チャンバ５５１へと開口部６３６を通って延びるエンドエフェクタ５０２の伸長経路５５５に交差角で延びる交差方向（たとえば、Ｘ（またはθ）および／またはＺ方向）に少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２を撮像するように位置づけられる。本明細書に記載されるように、開口部６３６を通って延びる方向での少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２の画像（図１０を参照）に基づく、解明されたオフセットは、交差方向での少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２の画像に基づくオフセット解明が、解明されたオフセットを漸進的に解明するように、少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２を（たとえば、前の教示位置から漸進的である）別の漸進的な教示位置に整列させるように作用する。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３（固定撮像センサ５８２、５８３など）は、複数の交差方向で少なくとも１つのアームターゲット５４０～５４２を撮像するように位置づけられ、複数の交差方向の各々は、（たとえば、模擬キャリアジグ５１０Ｂへと開口部６３６を通って延びる）エンドエフェクタ５０２の伸長経路５５５に、および互いに対して交差角で延び、各々は、駆動セクション３８９によってもたらされるアーム運動の少なくとも１の自由度の各自由度に対応するそれぞれの軸に沿って、解明されたオフセットを漸進的に解明するように働く。

【0036】

本明細書に記載されるように、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３は、各々のそれぞれの撮像センサ７５０～７５２の撮像センサ面が、異なるそれぞれのロードポートモジュール基準面（たとえば、Ｚ－Ｘ（またはθ）平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面）に対応するように、各々が異なる所定のポーズを有する複数の固定撮像センサ５８１～５８３を含み（図５Ａ、５Ｂ、および１０を参照）、アームターゲット５４０～５４２は、各固定撮像センサ５８１～５８３が、（１つまたは複数の）それぞれのアームターゲット５４０～５４２とともに、それぞれの固定撮像センサ５８１～５８３および（１つまたは複数の）アームターゲット５４０～５４２に対応する、およびそれらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの固定撮像センサ５８１～５８３に対応する配向を有する。また本明細書に記載されるように、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３は、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２上に、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２によって画定された（および確証基板６９９の表面６９９Ｓによって形成された）ウェハ平面ＷＰ上に（図５Ｂを参照）、およびエンドエフェクタ基準位置４７９に対する所定の位置に配置された少なくとも１つのエンドエフェクタターゲット５４０、５４１を撮像するように位置づけられる。ここで、コントローラ１１０９１は、少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２の各々（または少なくとも１つ）内にウェハ平面ＷＰを位置づけるエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２で、エフェクタターゲット画像を撮像する少なくとも１つの固定撮像センサからのエンドエフェクタターゲット画像（図１０を参照）に基づいて、（本明細書に記載されるような）解明されたオフセットΔＸ、Δθ、ΔＹ、ΔＲ、ΔＺを確証するか、または漸進的に解明する。

【0037】

本態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂは、ロードポートモジュール１１００５と取り外し可能に係合するように配置され、少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３および少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２の両方は、本明細書に記載されるように模擬キャリアジグ５１０Ｂに取り付けられている。模擬キャリアジグ５１０Ｂは、本明細書に記載されるように、マシンビジョンシステム５３０Ｂの少なくとも１つの固定撮像センサ５８１～５８３を収容するが、マシンビジョンシステム５３０Ｂの１つまたは複数の検出特徴部またはターゲット５４０～５４２（図６Ｃ～６Ｅも参照）は基板搬送装置５０１によって担持され、および／または１つまたは複数の検出特徴部またはターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２（図１１～１２Ｂも参照）は基板保持ステーションによって担持される。ここで、少なくとも１つの固定撮像センサの視野は、模擬キャリアジグ５１０Ｂの開口部６３６に向けられている。少なくとも１つの固定撮像センサは、所定のロードステーション基準位置１１００５Ｌに対して所定のポーズを有し、少なくとも１つの後（たとえば、Ｙ方向またはＲ方向）向きセンサ５８１、少なくとも１つの縦（たとえば、Ｚ方向）向きセンサ５８３、および少なくとも１つの横（たとえば、Ｘまたはθ方向）向きセンサ５８２を含む。少なくとも１つの横向きセンサ５８２は、１つまたは複数の態様では、図１Ａに例示されるものなどの従来の２５基板キャリアのワークピース保持スロット番号１３のＺ高さ位置に対応するＺ高さ位置（または任意の適切なワークピース保持スロット番号の任意の他の適切な所定のＺ高さ）でフレーム５５０内に配置される。

【0038】

本態様では、アームターゲット５４０～５４２の少なくとも１つは、ロードポートモジュール１１００５への、開口部６３６を通って延びる動作経路に沿った、搬送アーム１１０１３ＴＡの接近および模擬キャリアジグ５１０Ｂへの進入時に、模擬キャリアジグ５１０Ｂの前壁６３６および開口部６３６に面して配置される。１つまたは複数のターゲットは、（（１つまたは複数の）後向きセンサとペアになった／対を形成する）少なくとも１つの前（たとえば、ＹまたはＲ方向）向きターゲット５４２、（（１つまたは複数の）縦向きセンサとペアになった／対を形成する）少なくとも１つの縦（たとえば、Ｚ方向）向きターゲット５４０、および（（１つまたは複数の）横向きのセンサとペアになった／対を形成する）少なくとも１つの横（たとえば、ＹまたはＲ方向）向きターゲット５４１を含む。

【0039】

依然として図５Ｂを参照すると、１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの後向きセンサ５８１は、たとえばＸ－Ｚ平面での基板搬送装置５０１に対する模擬キャリアジグ５１０Ｂの位置を確定するために前向きターゲット５４２を感知するような任意の適切な方法で、フレーム５５０に取り付けられ、上記のような続く感知動作のためのエンドエフェクタ５０２の初期の位置合わせを提供する。少なくとも１つの縦向きセンサ５７４は、たとえばＹ方向またはＲ方向での基板搬送装置５０１に対する模擬キャリアジグ５１０Ｂの位置を確定するために縦向きターゲット５４０を感知するような任意の適切な方法でフレームに取り付けられる。少なくとも１つの縦向きターゲット５４０は、たとえばＹ方向またはＲ方向での基板搬送装置５０１に対する模擬キャリアジグ５１０Ｂの位置を確定するために縦向きセンサ５８３によって感知されるような任意の適切な方法で基板搬送装置５０１に取り付けられる。図５Ｂに例示される態様では、センサ５８３は下向きであり、ターゲット５４０は上向きであるが、他の態様では、センサ５８３は上向きであり、ターゲット５４０は下向きであり得る。少なくとも１つの横向きセンサ５８２は、たとえばＺ方向でのそれぞれのエンドエフェクタ５０２に対する模擬キャリアジグ５１０Ｂの位置を確定するために横向きターゲット５２０を感知するような（それぞれのエンドエフェクタ５０２上など）任意の適切な方法でフレームに取り付けられる。基板搬送装置５０１が複数のエンドエフェクタを含む場合、各エンドエフェクタは、横向きセンサ５８２によって感知されるように構成されたそれぞれのターゲットを含み得る。マシンビジョンシステム５３０Ｂのセンサ５８１～５８３は、模擬キャリアジグ５１０Ｂの位置（およびロードポートモジュール１１００５上に運動学的に配置された模擬キャリアジグ５１０Ｂを介したロードポートモジュール１１００５の位置）を基板搬送装置５０１に教示するために、センサ５８１～５８３がそれぞれのターゲット５４０～５４２感知すると、基板搬送装置５０１のモータエンコーダの位置がコントローラ１１０９１によって読み取られる／判定されるように、任意の適切なコントローラ（コントローラ１１０９１など）に連結される。

【0040】

図６Ａ～６Ｄを参照すると、模擬キャリアジグは模擬キャリアジグ５１０Ｂに関して説明されるが、模擬キャリアジグ５１０Ａが略類似しているが、センサよりもむしろターゲットが内部チャンバ５５１内に位置づけられるためのものであることが理解されるべきである。模擬キャリアジグ５１０Ｂは、一態様では、２５基板ホルダキャリア（すなわち、上下に積み重ねられた２５基板保持位置を有する基板カセット）の形状およびサイズを有する。模擬キャリアジグの内部チャンバ５５１は、少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２を備えて構成され、その各々は、ロードポートモジュール１１００５でのワークピースキャリア（キャリア１１０５０など）の異なるワークピース保持スロットに対応し、それを表しており、ロードステーション基準位置１１００５Ｌの異なる１つを画定する。たとえば、少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２は、内部チャンバ５５１の上面６１５に隣接しておよび／または内部チャンバ５５１の下面６１６に隣接して位置づけられる。以下でより詳細に説明されるように、少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２は、取り外し可能なモジュールジグ６００および確証ウェハまたは基板６９９の１つまたは複数を保持するように構成されている。ここで、各模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２は、取り外し可能なモジュールジグ６００および確証基板６９９のそれぞれ１つを保持する。いくつかの態様では、模擬キャリアジグの内部チャンバ５５１は、１つの模擬ワークピース保持スロット６１０が取り外し可能なモジュールジグ６００を保持するように構成され、少なくとも２つの模擬ワークピース保持スロット６１１、６１２が上面６１５および下面６１６の１つまたは両方に隣接して位置づけられた状態で構成されている。模擬ワークピース保持スロット６１１は、従来の２５基板ホルダキャリアの１番スロット（基板保持位置）に対応し（たとえば、１番スロットと同じである、ロードポートモジュールの運動学的データムからのＺ軸に沿った高さを有し）、模擬ワークピース保持スロット６１２は、従来の２５基板ホルダキャリアの２５番スロット（基板保持位置）に対応する（たとえば、２５番スロットと同じである、ロードポートモジュールの運動学的データムからのＺ軸に沿った高さを有する）。

【0041】

センサ５８１～５８３は、（１つまたは複数の）模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１が、センサ５８１～５８３の上または下の１つまたは両方に配置されるように、内部チャンバ５５１の少なくとも中央部分（たとえば、上面６１５と下面６１６との間）に配置される。内部チャンバ５５１の中央部分にセンサ５８１～５８３を位置づけることによって、（１つまたは複数の）模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２間（またはそれらの上または下）にエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂが挿入される。センサ５８１～５８３は、内部空洞５５１の壁から延びる片持ちマウントに連結されているように例示されているが、他の態様では、センサ５８１～５８３は、任意の適切な方法で内部空洞５５１内のフレームに取り付けられ、連結される。本態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂは、（１つまたは複数の）模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２のそれぞれ１つに位置づけられた（エンドエフェクタ５０２上に保持されたか、またはフレーム５５０の基板支持部上に配置された）確証基板６９９の位置を感知／検出するために、内部チャンバ５５１内に位置づけられた少なくとも１つの基板配置確証センサ６８２、６８３を含む。（１つまたは複数の）基板配置確証センサ６８２、６８３の視野は、Ｚ軸に沿って拡張する。図６Ｆも参照すると、確証基板６９９は、他の方法で、従来の基板または教示基板と同じであり、確証基板６９９の主要な表面（たとえば、上面または底面）の少なくとも１つに配置された１つまたは複数のターゲット６９８を含み、ここで、（１つまたは複数の）ターゲット６９８は、確証基板６９９の中心（およびいくつかの態様では、確証基板６９９の位置合わせ基準６９７）と既知の所定の関係を有している。一態様では、ターゲット６９８は確証基板６９９の中心に配置される。

【0042】

いくつかの態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂは、Ｘ－Ｙ（またはθ－Ｒ）平面およびＸ－Ｚ（またはθ－Ｚ）平面の１つまたは複数に対して、ロードポートモジュール１１００５上に運動学的に着座／配置された（たとえば、図１を参照）模擬キャリアジグ５１０Ｂの傾斜を感知／判定するように構成された傾斜計（または傾斜センサ）センサ６８１を含む。図６Ａ～６Ｄに例示される態様では、センサ５８１～５８３、６８２、６８３は、（コントローラ１１０９１などの適切なコントローラとの連結などを介する）ターゲット５４０～５４２、６９８の画像分析認識のために構成された任意の適切なカメラであるが、いくつかの態様では、横向きセンサ５８２は、エンドエフェクタ５０２の縁部を感知するように構成された透過ビームセンサであってもよい。カメラは、本明細書に記載されるようにターゲットの位置を感知／検出するように構成された、電荷連結素子（ＣＣＤ）カメラ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラ、飛行時間型カメラ、ステレオ／双眼鏡カメラ、または他の適切なカメラであり得る。

【0043】

模擬キャリアジグ５１０Ｂは、模擬キャリアジグ５１０Ｂのオンボードセンサ（および他の適切な電子回路）を任意の適切な電源（基板処理ツールの電源または基板処理施設の主電源／ライン電源など）に接続するための任意の適切な電力接続部６８５を含むが、他の態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂのオンボードセンサ（および他の適切な電子回路）は、模擬キャリアジグ５１０Ｂに搭載され、フレーム５５０によって担持されるバッテリによって給電され得る。模擬キャリアジグ５１０Ｂは、感知されたターゲット／基板に対応するモータエンコーダ位置の読み取り／検出をもたらすために、模擬キャリアジグ５１０Ｂをコントローラ（コントローラ１１０９１など）に連結するように構成された任意の適切な通信接続部６８６（たとえば、イーサネット接続、光ファイバ接続、同軸接続、または任意の他の適切な物理伝送媒体）を含むが、他の態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂとコントローラ１１０９１との間の通信は、任意の適切な無線通信であってもよい。一態様では、たとえば電源およびコントローラ１１０９１からのケーブルは、模擬キャリアジグ５１０Ｂを電源およびコントローラ１１０９１に連結するために、通信接続部６８６および電力接続部６８５に手動で連結されるが、他の態様では、ロードポートモジュールは、ロードポートモジュール１１００５への模擬キャリアジグ５１０Ｂの配置で通信接続部６８６および電力接続部６８５に自動的に連結する電力および通信連結部を含む。

【0044】

いくつかの態様では、（センサが、基板搬送装置５０１上に配置され、それと共に移動するため（図５Ａ参照））模擬キャリアジグ５１０Ａがオンボードセンサ／電子機器を含まないことが留意される。ここで、上記したように、模擬キャリアジグ５１０Ａの傾斜を判定／感知するために、ターゲット５２１、５２２は、ロードポートモジュール１１００５上に運動学的に着座した模擬キャリアジグ５１０Ａの傾斜／回転を判定するために、基板搬送装置５０１に搭載されたセンサ５７１、５７２によって感知されたときに、一方のターゲット５２１、５２２の他方のターゲット５２１、５２２に対するオフセット（たとえば回転）が、Ｘ－Ｙ（またはθ－Ｒ）平面およびＸ－Ｚ（またはθ－Ｚ）平面の各々においてコントローラ１１０９１によって判定されるように、既知の空間関係で共通の（すなわち、同じ）平面５９８に上下に配置される。他の態様では、模擬キャリアジグ５１０Ａは、取り外し可能なモジュールジグ６００との通信のための（コントローラ１１０９１に連結され、模擬キャリアジグ５１０Ｂの方法と類似した方法で有線または無線接続で給電される）赤外線通信を含み、ここで、（傾斜センサを備えるものなどの）取り外し可能なモジュールジグ６００は、少なくとも模擬キャリアジグ５１０Ａの傾斜を判定するように利用される。

【0045】

例示目的のみで、図７を参照すると、本明細書に記載されるターゲットは、ターゲット８００に略類似しており、それに関して説明される。（教示特徴部と呼ばれ得る）ターゲット８００は、ビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂによる撮像を介して特定することができる基板搬送装置ワークスペース内の任意の特徴部である。ターゲット８００は、基板処理装置の構成要素、基板処理装置の物理的特徴部の画像、またはそれらの組み合わせへと操作された設計されたマークである。例示目的で、ターゲット８００は、例示目的のみで実質的に正方形を有する設計されたマークであるが、他の態様では、ターゲット８００は、任意の適切な幾何学的構成（たとえば、三角形、長方形、六角形、八角形など）を有し得る。一態様では、ターゲット８００は、ターゲット８００が配置される表面と同一平面にあるが、他の態様では、ターゲット８００は、１つまたは複数の穴（限定されないが、丸形、円形、および角錐形を含む、任意の適切な形状を有する止まり穴または貫通穴であるか、または本明細書に記載される撮像センサでの適切な解像度にサイズ合わせされた一連のスロットまたは「ピン」穴）、（限定されないが六面体を含む任意の適切な形状を有する）スロット、およびターゲット画像および教示画像内のその位置を通知して解明するための所定の特徴を有する（表面から突出する）同様の構成の突出構造のうちの１つまたは複数であるか、またはそれらを含む。１つまたは複数の態様では、ターゲット８００の特徴は、ボス加工されるか、またはアーム構造において較正された浮き彫り（in calibrated relief）で形成され、および／またはターゲット８００（およびその特徴）は、（１つまたは複数の）ターゲットとしても機能するエンドエフェクタ構造の較正された特徴（たとえば、エンドエフェクタの隅、エンドエフェクタの深度特徴など）など、アーム構造の一体的な特徴である。本明細書に例示される例では、ターゲット８００は、（１つまたは複数の）距離オフセットΔＸ、Δθ、ΔＹ、ΔＲ、ΔＺ（図１０を参照）が、画像に基づいて、ロードポートモジュール１１００５またはステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の（たとえば、ロードステーション基準位置１１００５Ｌまたはステーション固定具基準位置１１９９の）基準面を部分的に解明するように、固定撮像センサ５８１～５８３（図５Ｂ）、移動撮像センサ５７１～５７４（図５Ａ）、または移動撮像センサ７５０～７５２（図８Ａ～８Ｃ）によって撮像される、少なくとも１つのターゲット平面（たとえば、Ｚ－Ｘ（またはθ）平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面）を記述する、所定の特徴を具現化する所定の印を有する。例示目的で、ターゲットは、中間領域８０３によって互いに光学的に分離された外側領域８０１および内側領域８０２を有する。たとえば、外側領域８０１および内側領域８０２は各々、内側領域８０２と外側領域８０１との間の所定の空間的関係に加えて、内側領域８０２および外側領域８０１自体の各々の空間特性が、自動教示装置５００のセンサによって光学的に特定／感知されるように、中間領域８０３とは異なる色合い（すなわち、黒および白などの対比色）を有する。たとえば、ターゲットの外側領域８０１は、８１０の長さ、８１１の幅、および厚さ／距離８２０、８２２を有する（ここで、長さ、幅、および厚さは、インチまたはミリメートルなどの任意の適切な測定単位を有する）。内側領域８０２は、長さ８１２および幅／距離８１３を有し、中間領域８０３の厚さ／距離８２１、８２３によって外側領域８０１から分離される。ターゲット８００は、バックグラウンドから光学的に分離される（すなわち対比される）ように任意の適切なバックグラウンド８４０上に配置される。たとえば、一態様では、中間領域８０３およびバックグラウンド８４０は白であり、内側領域８０２および外側領域８０１は黒であるが、他の態様では、中間領域８０３およびバックグラウンド８４０は黒であり、内側領域８０２および外側領域８０１は白である。

【0046】

本明細書に記載される例では、搬送アーム１１０１３ＴＡは、固定撮像センサ５８１～５８３によって撮像される複数のターゲット５４０～５４２（本明細書ではアームターゲットと呼ばれる）を有する。ターゲット５４０～５４２の各々は、異なるオフセット態様を特徴付ける。異なるオフセット態様（たとえば、それによって特徴付けられるターゲットおよびオフセットの態様）の各々は、互いに別個に、搬送アーム１１０１３ＴＡの少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの駆動軸のペア（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｙ（またはＲ）駆動軸、Ｚ－Ｘ（またはθ）駆動軸、Ｚ－Ｙ（またはＲ）駆動軸）に対応している。駆動軸のペアの各々は、異なる駆動軸のペアに対応する、各々の異なるオフセット態様が、それぞれのターゲットの別個の画像によって解明され、距離オフセットΔＸ、Δθ、ΔＹ、ΔＲ、ΔＺが、全体的に、本明細書に記載されるように、解明された異なるオフセット態様の組み合わせ（または重ね合わせ、またはシーケンス）によってもたらされるように、ロードポートモジュール１１００５の異なるそれぞれの平面、Ｚ－Ｘ（またはθ）平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面に対応している。理解され得るように、アームターゲット５４０～５４２の第１のアームターゲットに対応する異なる駆動軸のペア（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｙ（またはＲ）駆動軸、Ｚ－Ｘ（またはθ）駆動軸、Ｚ－Ｙ（またはＲ）駆動軸）の第１の駆動軸のペアは、アームターゲット５４０～５４２の第２のアームターゲットに対応する異なる駆動軸のペア（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｙ（またはＲ）駆動軸、Ｚ－Ｘ（またはθ）駆動軸、Ｚ－Ｙ（またはＲ）駆動軸）の第２の駆動軸のペアと駆動軸（Ｘ、θ、Ｒ、Ｙ、Ｚ）を共有し、ここで、（第２のアームターゲットでの）異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明は、本明細書に記載されるように、共有された駆動軸に対応する、および第１のアームターゲットで解明されたロードステーション基準軸（Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚ）に関する第１のオフセット態様の一部を確認するか、または再構成する（refine）ように働く。

【0047】

１つまたは複数の態様では、搬送アーム１１０３ＴＡは、アームターゲット５４０～５４２のうちの複数のアームターゲットを有し、複数のアームターゲットは、固定撮像センサ５８１～５８３によって撮像された各アームターゲット５４０～５４２が、異なるオフセット態様を別個に特徴付け、それにより、アームターゲット５４０～５４２の第１のアームターゲットは、第１のオフセット態様を特徴付け、アームターゲット５４０～５４２の第２のアームターゲットは、第１のオフセット態様とは異なる第２のオフセット態様を特徴付けるように配置される。第１および第２のアームターゲット５４０～５４２によってそれぞれ確定された異なる特徴付けは、（第２のアームターゲット５４０～５４２で別個に解明された）異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明が、第１のオフセット態様が第１のアームターゲット５４０～５４２で別個に解明されている、ロードステーション基準軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対する、第１のオフセット態様の一部を確認する、または再構成するべく働くように調整される。１つまたは複数の態様では、搬送アーム１１０１３ＴＡは、アームターゲット５４０～５４２の複数のアームターゲットを有し、複数のアームターゲットは、固定撮像センサ５８１～５８３によって撮像された各アームターゲット５４０～５４２が、異なるオフセット態様を特徴付け、その各々（たとえば、ターゲット５４０～５４２およびそれによって特徴付けられたオフセット態様）が、搬送アーム１１０１３ＴＡの少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの少なくとも１つの駆動軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対応する（互いに異なる）ように配置され、ここで、少なくとも１つの駆動軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚは、ロードポートモジュール１１００５の異なるそれぞれの基準軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対応し、それにより、（異なる少なくとも１つの駆動軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対応する）各々の異なるオフセット態様は、それぞれのターゲット５４０～５４２の別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、別個に解明された異なるオフセット態様の組み合わせ（またはシーケンス）によってもたらされる。

【0048】

同様に、ステーション固定具（ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０など）は各々、取り外し可能なモジュールジグ６００の可動撮像センサ７５０～７５２によって撮像される（本明細書ではステーションターゲットと呼ばれる）複数のターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２（図８Ｄおよび１１～１２Ｂを参照）を有する。ターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の各々は、異なるオフセット態様を特徴付ける。異なるオフセット態様（たとえば、それによって特徴付けられるターゲットおよびオフセットの態様）の各々は、互いに別個に、搬送アーム１１０１３ＴＡの少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの駆動軸のペア（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｙ（またはＲ）駆動軸、Ｚ－Ｘ（またはθ）駆動軸、Ｚ－Ｙ（またはＲ）駆動軸）に対応している。駆動軸のペアの各々は、異なる駆動軸のペアに対応する、各々の異なるオフセット態様が、それぞれのターゲットの別個の画像によって解明され、距離オフセットΔＸ、Δθ、ΔＹ、ΔＲ、ΔＺが、全体的に、本明細書に記載されるように、解明された異なるオフセット態様の組み合わせ（または重ね合わせ、またはシーケンス）によってもたらされるように、それぞれのステーション固定具の異なるそれぞれの平面、Ｚ－Ｘ（またはθ）平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面に対応している。理解され得るように、ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の第１のステーションターゲットに対応する異なる駆動軸のペア（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｙ（またはＲ）駆動軸、Ｚ－Ｘ（またはθ）駆動軸、Ｚ－Ｙ（またはＲ）駆動軸）の第１の駆動軸のペアは、ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の第２のステーションターゲットに対応する異なる駆動軸のペア（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｙ（またはＲ）駆動軸、Ｚ－Ｘ（またはθ）駆動軸、Ｚ－Ｙ（またはＲ）駆動軸）の第２の駆動軸のペアと駆動軸（Ｘ、θ、Ｒ、Ｙ、Ｚ）を共有し、ここで、（第２のステーションターゲットでの）異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明は、本明細書に記載されるように、共有された駆動軸に対応する、および第１のステーションターゲットで解明されたステーション固定具基準軸（Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚ）に関する第１のオフセット態様の一部を確認するか、また再構成するように働く。

【0049】

１つまたは複数の態様では、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０は、ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の複数のステーションターゲットを有し、複数のステーションターゲットは、（１つまたは複数の）可動撮像センサ７５０～７５２によって撮像された各ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２が、異なるオフセット態様を別個に特徴付け、それにより、ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の第１のステーションターゲットが、第１のオフセット態様を特徴付け、ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の第２のステーションターゲットが、第１のオフセット態様とは異なる第２のオフセット態様を特徴付けるように配置される。第１および第２のステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２によってそれぞれ画定された異なる特徴付けは、（第２のアームターゲット５４０～５４２で別個に解明された）異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明が、第１のオフセット態様が第１のステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２で別個に解明されている、ロードステーション基準軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対する、第１のオフセット態様の一部を確認する、または再構成するべく働くように調整される。１つまたは複数の態様では、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０は、ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の複数のステーションターゲットを有し、複数のステーションターゲットは、固定撮像センサ７５０～７５２によって撮像された各ステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２が、異なるオフセット態様を特徴付け、その各々（たとえば、ターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２およびそれによって特徴付けられたオフセット態様）が、搬送アーム１１０１３ＴＡの少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの少なくとも１つの駆動軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対応する（互いに異なる）ように配置され、ここで、少なくとも１つの駆動軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚは、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の異なるそれぞれの基準軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対応し、それにより、（異なる少なくとも１つの駆動軸Ｘ、θ、Ｙ、Ｒ、Ｚに対応する）各々の異なるオフセット態様は、それぞれのステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２の別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、別個に解明された異なるオフセット態様の組み合わせ（またはシーケンス）によってもたらされる。

【0050】

図６Ａ、および８Ａ～８Ｃを参照すると、模擬ワークピース保持スロット６１０、６１１、６１２の１つにおいて模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂによって移される取り外し可能なモジュールジグ６００は、基板処理装置／ツールステーションの（上記されるような）基板保持ステーションの位置合わせを容易にするように基板処理装置／ツールステーション内で利用される。取り外し可能なモジュールジグ６００は、ベースまたはフレーム７１０およびセンサハウジング７２０を含む。取り外し可能なモジュールジグ６００のフレーム７１０（したがって、少なくとも１つの可動（取り外し可能なモジュールジグ６００によって運ばれることを介する）撮像センサ７５０～７５２）は、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂにおいて保持され、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２を用いた、基板処理装置の模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂおよび各ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０へ／からの運搬および搬送のために配置される。たとえば、フレーム７１０は、基板カセット１１０５０に保持される、および基板処理装置／ツールステーションによって処理される（フレーム７１０とのサイズおよび形状の比較のために図８Ｃに破線で例示された）基板Ｓの形状およびサイズに少なくとも部分的に対応する形状およびサイズを有する。図８Ａに示される例では、フレームは、円弧（radiused）部分７１０Ｒおよび切頭（truncated）部分７１０Ｔを有する。円弧部分７１０Ｒは、基板カセット１１０５０において保持される、および基板処理装置／ツールステーションによって処理される基板に対応する半径を有する。切頭部分７１０Ｔは、取り外し可能なモジュールジグ６００の１つまたは複数のセンサがフレーム７１０によって妨げられないように、他の方法で円弧部分によって形成される（基板Ｓのディスク形状に類似した）ディスク形状を切り取るが、他の態様では、フレーム７１０は、切り取られなくてもよく、（基板Ｓの形状に類似した／それと同じ）ディスク形状を有してもよく、１つまたは複数のセンサに対応する（以下に記載される開口７３６に類似した）適切な開口を含むため、１つまたは複数のセンサはフレーム７１０によって妨げられない。フレーム７１０は、限定されないが、炭素繊維、金属、セラミックなどを含む、任意の適切な材料で構築される。

【0051】

少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２は、所定のエンドエフェクタ基準位置４７９に対する所定の位置に、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２によって運ばれるフレーム７１０を用いてエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２上に配置されるように、フレーム７１０に取り付けられた少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２を有する。少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２は、各々のそれぞれの可動撮像センサ７５０～７５２の撮像センサ面（図８Ａ～８Ｆを参照）が、異なるそれぞれの保持ステーション基準面（たとえば、Ｘ（またはθ）－Ｚ平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面）に対応するように、各々が異なる所定のポーズを有する、複数の可動撮像センサ７５０～７５２を含み、少なくとも１つのステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２は、各可動撮像センサが、それぞれのステーションターゲットとともに、それぞれの固定撮像センサ７５０～７５２およびそれぞれのステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２に対応し、それらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの可動撮像センサ７５０～７５２に対応する配向を有する。たとえば、フレーム７１０は、取り外し可能なモジュールジグ６００がエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ上に着座した状態で、エンドエフェクタ基準位置４７９（図４Ａを参照）に対する所定の位置において、フレーム７１０（および少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２などの、フレームに取り付けられたコンポーネント）を位置調整する位置調整特徴部７１０Ｆを有する。フレーム７１０の位置調整特徴部７１０Ｆは、エンドエフェクタ５０２、４２０Ａ、４２０を係合する、および所定のエンドエフェクタ基準位置４７９に対する所定のポーズで取り外し可能なモジュールジグ６００の少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２を位置調整する係合特徴部（フレーム７１０の底部および／または周縁、位置合わせ基準、運動学的位置決め特徴部など、またはそれらの任意の組み合わせなど）を有する。位置調整特徴部７１０Ｆは、エンドエフェクタに着座したときに、少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２の配向が、６自由度でエンドエフェクタ基準位置４７９に対して既知であるように、（たとえば、位置調整特徴部７１０Ｆを撮像して、エンドエフェクタに対する取り外し可能なモジュールジグ６００の配向を判定することによって、または機械的に運動学的位置決め特徴部を用いてなど、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂ内で）任意の適切な方法でエンドエフェクタ基準位置４７９に対して位置調整される。

【0052】

センサハウジング７２０は、センサハウジング７２０およびフレーム７１０が単一のユニットとして搬送されるように、任意の適切な方法でフレーム７１０に連結される（または任意の適切な方法でフレームと一体的に形成される）。センサハウジング７２０は、本明細書に記載されるように、基板保持ステーションの１つまたは複数のそれぞれのターゲットを検出するように構成された１つまたは複数の撮像センサ７５０～７５２を収容するための任意の適切な形状およびサイズを有し（すなわち、センサハウジング７２０は、フレーム７１０と同じ形状である必要はない）、ここで、センサ／ターゲットのペアのためのセンサ７５０～７５２およびそれぞれのターゲットは、模擬カセットジグ５１０Ａ～５１０Ｂに関して上記した方法に類似した方法で配置される。例示目的で、センサハウジング７２０は、フレーム７１０の前部から突出するブーム、突起、またはプローブ部分７２０Ｂ（本明細書ではプローブ部分７２０Ｂと呼ばれる）を含む。プローブ部分は、本明細書に記載されるように１つまたは複数のセンサ７５０、７５１（および１つまたは複数の照明源７５０Ｌ、７５１Ｌ）を含み、本明細書に記載されるようにターゲットを検出／感知するために、特定の基板構成では許容できない可能性がある空間を含む、（本明細書に記載されるものなどの）半導体ツールステーションの空間へと（たとえば、伸長方向のエンドエフェクタの前進および／またはロボット（Ｒ、θ、Ｘ、Ｙ、Ｚ）運動によって）許容される／挿入されるように構成されている。１つまたは複数のセンサ７５０～７５２は、本明細書に記載されるように、ターゲットの（任意の適切な画像処理アルゴリズム／プロセスによる）画像認識のために構成された、限定されないがカメラ（本明細書に記載されるものなど）を含む、任意の適切な光学センサである。図８Ａ～８Ｃに例示される態様では、１つまたは複数のセンサ７５０～７５２は、前向きのセンサ７５１、および２つの下向きセンサ７５０、７５２を含む（しかし他の態様では、センサ７５０、７５２は、センサの下に位置づけられた下向きセンサが感知するターゲットに関して本明細書に記載される方法に略類似した方法で、センサの上のターゲットを感知するために上向きであってもよい）。下向きセンサの１つは、センサハウジング７２０の縁部に隣接して（プローブ部分７２０Ｂ上などに）配置され、エッジセンサ７５０と呼ばれ得るが、下向きセンサの別のものは、実質的にフレーム７１０の中心７９８に（たとえば、基板Ｓの中心に対応する位置における円弧部分７１０Ｒの中心に）配置され、中心センサ７５２と呼ばれ得る。フレーム７１０は、中心センサ７５２がフレーム７１０によって妨げられないように、中心センサ７５２の視野が通って拡張する開口７３６を含む。他の態様では、３つより多いまたは少ないセンサがあってもよい。１つまたは複数の態様では、取り外し可能なモジュールジグ６００は、センサ７５０～７５２（または少なくとも１つのセンサ）ごとに照明源７５０Ｌ～７５２Ｌ（たとえば任意の適切な光）を含み、ここで、照明源７５０Ｌ～７５２Ｌは、それぞれのセンサ画像７５０～７５２によって感知／検出されているターゲットを照明するように構成されている。理解され得るように、センサハウジング７２０は、本明細書に記載されるように、センサ７５０～７５２に連結された、およびセンサ７５０～７５２の動作をもたらすように構成された、任意の適切なオンボードメモリ７３３およびプロセッサ７３４を含む。

【0053】

取り外し可能なモジュールジグ６００は、本明細書に記載されるように、センサ７５０～７５２が基板処理装置／ツールステーションのそれぞれのターゲットを感知すると、基板搬送装置５０１のモータエンコーダ位置が、コントローラ１１０９１によって読み取られる／判定されるように、任意の適切な方法でコントローラ１１０９１と通信するように構成されている。１つまたは複数の態様では、取り外し可能なモジュールジグ６００は赤外線送受信機７７７（たとえば、送信機／受信機）を含み、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂは、赤外線送受信機７７７を介して、取り外し可能なモジュールジグ６００からの通信を受信し、取り外し可能なモジュールジグ６００に通信を送信するように構成された対応する赤外線送受信機（たとえば、送信機／受信機）６４７を含む。ここで、センサデータは、取り外し可能なモジュールジグ６００から模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂを介してコントローラ１１０９１に転送される。他の態様では、取り外し可能なモジュールジグ６００は、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂと通信するため、またはコントローラ１１０９１と実質的に直接通信するための、任意の適切な無線通信モジュール（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、または他の適切な無線周波数送信機／受信機／送受信機）を含む。

【0054】

取り外し可能なモジュールジグ６００は、センサ７５０～７５２、メモリ７３３、プロセッサ７３４、および取り外し可能なモジュールジグの任意の他の搭載電子機器（任意の適切なディスプレイ７７８および／または傾斜センサ７７９など）に電力を提供するように構成された任意の適切な搭載バッテリ電源７３５を含む。一態様では、ディスプレイ７７８は、自動教示装置５００のユーザに任意の適切な情報を提示するために設けられる。ディスプレイは、限定されないが、残りのバッテリ寿命および取り外し可能なモジュールジグ６００の電源状態（たとえば、オン／オフ）の１つまたは複数を含む適切な情報を提供し得る。傾斜センサ７７９は、取り外し可能なモジュールジグ６００が基板保持ステーションに配置されたときなどに、本明細書で説明されるように、基板保持ステーションの基板着座面の傾斜および／またはエンドエフェクタ５０２から基板着座面への取り外し可能なモジュールジグ６００のハンドオフを感知／検出するために設けられる。

【0055】

ここで図３、６Ａ～６Ｅ、９Ａ、および１０を参照すると、自動教示装置５００を利用する例示的な教示方法について説明され、ここで、コントローラ１１０９１は、搬送アーム１１０１３ＴＡを移動させ、少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２とともに、ステーション固定具（たとえば、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の１つまたは複数）に対するステーション教示位置にフレーム７１０を搬送し、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２上の少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２を用いて、少なくとも１つの可動撮像センサ７５０、７５２で撮像された少なくとも１つのステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２に基づいて所定のエンドエフェクタ基準位置４７９と所定の保持ステーション基準位置１１９９との間のステーションオフセットを解明するように、所定の保持ステーション基準位置１１９９に対して所定のポーズを有する少なくとも１つのステーションターゲット８７１、１１２０、１２０１、１２０２を撮像するように構成されている。当該方法は、模擬キャリアジグ５１０Ｂに関して説明されるが、模擬キャリアジグ５１０Ｂに関して本明細書に記載される方法に略類似した方法で模擬キャリアジグ５１０Ａと共に利用されることが理解されるべきである。本開示の態様によれば、模擬キャリアジグ５１０Ｂはロードポートモジュール１１００５に連結される（図９、ブロック９０１）。ロードポートモジュール１１００５への模擬キャリアジグ５１０Ｂの連結は、手動または本明細書に記載されるような適切な自動化などの任意の適切な方法で実施され得る。模擬キャリアジグ５１０Ｂは、基板カセット１１０５０のロードポートモジュール１１００５への連結に類似した方法で、ロードポートモジュール１１００５に運動学的に配置されるようにロードポートモジュールに連結され、ＢＯＬＴＳ（ＳＥＭＩ規格によって指定されるようなボックスオープナ／ローダ－ツールスタンダード）インターフェースに係合される。電力接続部６８５および通信接続部６８６は、模擬キャリアジグ５１０Ｂに手動で連結される（または本明細書で説明されるように自動化によって連結される）。

【0056】

理解され得るように、基板処理装置の構成要素は、たとえば基板処理装置のコンピュータ支援製図（ＣＡＤ）モデルから判定されたベースライン空間関係を有する。コントローラ１１０９１は、位置が搬送ロボット１１０１３に教示されているロードポートモジュール１１００５のベースライン空間位置まで、Ｘ、Ｙ、Ｒ、θ、およびＺ方向の１つまたは複数に横断するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、ターゲット８００をビジョンシステムの視野ＦＯＶ、ＦＯＶ１、またはＦＯＶ２内に位置づけるようにロードポートモジュール１１００５に対して移動するように命令される（図１０を参照）。図面に示される例では、搬送アーム１１０１３ＴＡ上の前向きターゲット５４２は、後向きセンサ５８１の視野ＦＯＶ内にもたらされる（図６Ｃおよび１０を参照し、ここで、図１０は、一般的に、本明細書に記載されるセンサのいずれか１つによって捕捉された画像フレームを表す）。後向きセンサ５８１は、Ｘ－Ｚまたはθ－Ｚ平面のカメラ／センサと呼ばれ得る。前向きターゲット５４２は後向きセンサによって感知され（図９Ａ、ブロック９０５）、コントローラ１１０９１は、搬送ロボット１１０１３のモータ軸からのエンコーダデータに基づいて、感知された前向きターゲット５４２の位置を記録する。感知された前向きターゲット５４２の記録された位置は、任意の適切な所望のピッキングおよび配置の移送動作を実施するために搬送ロボット１１０１３が横断する（または沿って移行／移動する）ロボット軌道または経路に沿った教示点であるか、またはそれを判定するために使用される。教示点は、たとえば、ピッキングおよび配置の搬送動作を実施するために搬送ロボット１１０１３が所定の位置に戻ることを可能にする、搬送ロボット１１０１３の基準フレーム（すなわち、モータ軸の座標系）において画定された位置である。搬送ロボット１１０１３の複雑な軌道／経路を計算し、搬送ロボット１１０１３を基板処理装置内のオブジェクトの周りでナビゲートするように、１つまたは複数の教示特徴部／ターゲットが利用／感知され得る。

【0057】

理解され得るように、後向きセンサ５８１によって取得された各画像フレーム（図１０を参照）は、検出されたターゲット５４２を使用してピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を設定する。ここで、（一般的に、図１０ではターゲット８００として表される）ターゲット５４２は、コントローラ１１０９１に既知の寸法（たとえば、ミリメートルおよび／またはインチ）を有する。コントローラ１１０９１が、本明細書に記載される教示動作をもたらすようにピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を判定するためにピクセルサイズとターゲット８００の既知の寸法との間の関係性を判定するように、後向きセンサ５８１のピクセルサイズもコントローラ１１０９１に既知である。

【0058】

（図１０でターゲット８００として一般的に例示されている）ターゲット５４２を感知することは、ロードポートモジュール１１００５に保持されたセンサ５８１のベースライン高さで搬送ロボット１１０１３を用いてロードポートモジュール１１００５のベースライン位置に搬送ロボット１１０１３を移動させることを含む（ここで、センサ５８１は、搬送ロボット１１０１３に対するロードポートモジュール１１００５の位置を確実に特定するために模擬キャリアジグ５１０Ｂの運動学的位置決め特徴部に対する所定の空間関係を有する）。一態様では、ロードポートモジュールでのセンサ５８１のベースライン位置は、ロードポートモジュール１１００５でのセンサ５８１の実際の位置と同じではなく、ここで、（例示目的で図１０の一般的なターゲットをここで参照する）ターゲット８００は、視野（視野ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を参照）の中心からＺおよびＸ方向の１つまたは複数にオフセットされている（図１０が、Ｘ－Ｚ（θ－Ｚ）平面、Ｚ－Ｙ（Ｚ－Ｒ）平面、およびＸ－Ｙ（θ－Ｒ）平面での視野ＦＯＶ、ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を表す一般的な図であることに留意）。ターゲット８００の感知された画像に基づいて、コントローラ１１０９１は、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準に基づくＺおよびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数での中心（ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の中心を参照）からのターゲット８００の（１つまたは複数の）距離オフセットΔＺおよび／またはΔＸ（Δθ）を判定する。コントローラ１１０９１は、Ｘ（またはθ）および／またはＺ方向の搬送ロボット１１０１３に対するロードポートモジュール１１００５の初期教示位置を取得するために、ターゲット８００が視野の中心（中心ＦＯＶを参照）に配置されるように、ターゲット８００の位置を調整するべく移動するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、（１つまたは複数の）距離オフセットΔＺおよび／またはΔＸ（Δθ）が所定の許容範囲内になるまで、任意の適切な回数、ターゲット８００の位置を調整するように命令され得る。ここで、（ここではターゲット５４２の）少なくとも１つの教示位置は、一連の複数の位置を含み（たとえば、２つの位置が図面に例示され、上記されているが、また上述されたように、任意の適切な数の位置が存在し得る）、各位置は、搬送アーム１１０１３ＴＡが移動させられる少なくとも１の自由度での搬送アームの運動によって画定された（少なくとも１つの）ターゲット５４２の運動経路ＭＰ（図１０）に沿って所定の距離だけ互いに離間している。たとえば、１つまたは複数の態様では、所定の距離は、エンドエフェクタ基準位置４７９（図４Ａを参照）とロードステーション基準位置１１００５Ｌ（またはステーション固定具基準位置１１９９（図１１および１２Ｂを参照））との間の解明されたオフセットに基づいて判定される。所定の距離は、一態様では、（１つまたは複数の）解明された距離オフセットΔＺおよび／またはΔＸ（Δθ）であるが、他の態様では、所定の距離は、１または複数の自由度での予め設定された移動量である。（少なくとも１つの）ターゲット５４２は、一連の位置における各位置で撮像され、ここで、（少なくとも１つの）ターゲット５４２の画像は、運動経路ＭＰに沿った（少なくとも１つの）ターゲット５４２の一連の画像を含み、オフセット（本例では（１つまたは複数の）距離オフセットΔＺおよび／またはΔＸ（Δθ））の解明は、一連の画像に基づいている（たとえば、図１０のさまざまな視野を参照）。ここで、オフセットの判定は、ヒューリスティック／反復アプローチであり、後続の各移動量は、以前に解明された距離オフセットによって通知される。

【0059】

コントローラ１１０９１は、エンドエフェクタ４２０Ａ上に配置されたターゲット５４０が、（Ｘ－Ｙまたはθ－Ｒ平面のカメラ／センサと呼ばれ得る）縦向き（本例では下向き）センサ５８３によって感知される（図９Ａ、ブロック９１０）ように、エンドエフェクタ４２０Ａが（たとえば）模擬キャリアジグ５１０Ｂに伸長するのに適した位置に少なくともＺ方向にヒューリスティックに移動する（たとえば、自己教示した初期のＸ（またはθ）およびＺ位置を使用して移動する）ように、初期のＸ（またはθ）およびＺの教示位置を使用して、搬送ロボット１１０１３に命令する。上記の方法に類似した方法で、下向きセンサ５８３によって取得された各画像フレーム（図１０を参照）は、検出されたターゲット５４０を使用して、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を設定する。ここで、（一般的に、図１０ではターゲット８００として表される）ターゲット５４０は、コントローラ１１０９１に既知の寸法（たとえば、ミリメートルおよび／またはインチ）を有する。コントローラ１１０９１が、本明細書に記載される教示動作をもたらすようにピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を判定するためにピクセルサイズとターゲット８００の既知の寸法との間の関係性を判定するように、下向きセンサ５８３のピクセルサイズもコントローラ１１０９１に既知である。

【0060】

（図１０でターゲット８００として一般的に例示されている）ターゲット５４０を感知することは、ロードポートモジュール１１００５で保持されたセンサ５８３のベースラインＲまたはＹ位置へのエンドエフェクタの伸長を可能にする（初期のＺ教示位置に基づく）Ｚ高さで、搬送ロボット１１０１３のエンドエフェクタ４２０Ａを用いてロードポートモジュール１１００５の初期のＸ教示位置に搬送ロボット１１０１３をヒューリスティックに移動させること（すなわち、（１つまたは複数の）自己教示した初期のＸ（および／またはＺ）の教示位置の知識を使用して移動させること）を含む（ここで、センサ５８３は、搬送ロボット１１０１３に対するロードポートモジュール１１００５の位置を確実に特定するために模擬キャリアジグ５１０Ｂの運動学的位置決め特徴部に対する所定の空間関係を有する）。一態様では、ロードポートモジュールでのセンサ５８３のベースライン位置は、ロードポートモジュール１１００５でのセンサ５８３の実際の位置と同じではなく、ここで、ターゲット８００は、視野（視野ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を参照）の中心からＲ（またはＹ）およびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数にオフセットされている（図１０が、Ｘ－Ｚ（θ－Ｚ）平面、Ｚ－Ｙ（Ｚ－Ｒ）平面、およびＸ－Ｙ（θ－Ｒ）平面での視野ＦＯＶ、ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を表す一般的な図であることに再び留意）。ターゲット８００の感知された画像に基づいて、コントローラ１１０９１は、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準に基づくＺおよびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数での中心（ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の中心を参照）からのターゲット８００の（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（またはΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ）を判定する。Ｘ（またはθ）方向の任意の距離オフセットが、初期のＸ教示位置を確証またはさらに再構成するために使用されることが理解されるべきである。

【0061】

コントローラ１１０９１は、Ｒ（またはＹ）方向の搬送ロボット１１０１３の初期の教示位置を取得するためにおよび／またはＸ教示位置を確証するために、ターゲット８００が視野の中心（中心ＦＯＶを参照）に配置されるように、ターゲット８００の位置を調整するべく移動するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ）が所定の許容範囲内になるまで、任意の適切な回数、ターゲット８００の位置を調整するように命令され得る。ここで、上記の方法に類似した方法で、（ここではターゲット５４０の）少なくとも１つの教示位置は、一連の複数の位置を含み（たとえば、２つの位置が図面に例示され、上記されているが、上述もされたように、任意の適切な数の位置が存在し得る）、各位置は、搬送アーム１１０１３ＴＡが移動させられる少なくとも１の自由度での搬送アームの運動によって画定された（少なくとも１つの）ターゲット５４０の運動経路ＭＰ（図１０）に沿って所定の距離だけ互いに離間している。たとえば、所定の距離は、一態様では、（１つまたは複数の）解明された距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ）であるが、他の態様では、所定の距離は、１または複数の自由度での現在の移動量である。（少なくとも１つの）ターゲット５４０は、一連の位置における各位置で撮像され、ここで、（少なくとも１つの）ターゲット５４０の画像は、運動経路ＭＰに沿った（少なくとも１つの）ターゲット５４０の一連の画像を含み、オフセット（本例では（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ））の解明は、一連の画像に基づいている（たとえば、図１０のさまざまな視野を参照）。ここで、上記のように、オフセットの判定は、ヒューリスティック／反復アプローチであり、後続の各移動量は、以前に解明された距離オフセットによって通知される。

【0062】

教示プロセスのこの点で、ロードポートモジュール１１００５のＸ（θ）位置が確証され、ロードポートモジュール１１００５のＲ（Ｙ）およびＺ位置が最初に教示されるが、確証されない。コントローラ１１０９１は、エンドエフェクタ４２０Ａ上に配置されたターゲット５４１が、（Ｘ－ＹまたはＲ－Ｚ平面のカメラ／センサと呼ばれ得る）縦向きセンサ５８２によって感知される（図９Ａ、ブロック９１５）ように、エンドエフェクタ４２０Ａが（たとえば）模擬キャリアジグ５１０Ｂに伸長するのに適した位置にヒューリスティックに移動する（たとえば、自己教示した確証されたＸ（またはθ）位置、ならびに初期に教示されたＲ（またはＹ）およびＺ位置を使用して移動する）ように、確証されたＸ（またはθ）位置、ならびに初期に教示されたＲ（ｙ）およびＺ教示位置を使用して、搬送ロボット１１０１３に命令する。ここで、ターゲットは、ターゲット８００に略類似し得るが、他の態様では、エンドエフェクタ４２０Ａ自体の縁部内に形成された既知の寸法のスロットまたは凹部であってもよい。

【0063】

上記の方法に類似した方法で、縦向きセンサ５８２によって取得された各画像フレーム（図１０を参照）は、検出されたターゲット５４１を使用して、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を設定する。ここで、（一般的に、図１０ではターゲット８００として表される）ターゲット５４１は、コントローラ１１０９１に既知の寸法（たとえば、ミリメートルおよび／またはインチ）を有する。コントローラ１１０９１が、本明細書に記載される教示動作をもたらすようにピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を判定するためにピクセルサイズとターゲット８００の既知の寸法との間の関係性を判定するように、縦向きセンサ５８２のピクセルサイズもコントローラ１１０９１に既知である。

【0064】

（図１０でターゲット８００として一般的に例示されている）ターゲット５４１を感知することは、ロードポートモジュール１１００５で保持されたセンサ５８１の初期に教示されたＺ位置で初期に教示されたＲ位置に伸長させられた搬送ロボット１１０１３のエンドエフェクタ４２０Ａを用いてロードポートモジュール１１００５の確証されたＸ教示位置に搬送ロボット１１０１３をヒューリスティックに移動させること（すなわち、自己教示した確証されたＸ（またはθ）位置、初期に教示されたＲ（またはＹ）位置、および初期に教示されたＺ位置の知識を使用して移動させること）を含む（ここで、センサ５８１は、搬送ロボット１１０１３に対するロードポートモジュール１１００５の位置を確実に特定するために模擬キャリアジグ５１０Ｂの運動学的位置決め特徴部に対する所定の空間関係を有する）。一態様では、ロードポートモジュール１１００５での（１つまたは複数の態様では、本明細書で述べられるように、２５基板カセットの模擬ワークピース保持スロット番号１３と同じ高さに位置する）センサ５８２のベースライン位置は、ロードポートモジュール１１００５でのセンサ５８１の実際の位置と同じではなく、ここで、ターゲット８００は、視野（視野ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を参照）の中心からＲ（またはＹ）およびＺ方向の１つまたは複数にオフセットされている（図１０が、Ｘ－Ｚ（θ－Ｚ）平面、Ｚ－Ｙ（Ｚ－Ｒ）平面、およびＸ－Ｙ（θ－Ｒ）平面での視野ＦＯＶ、ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を表す一般的な図であることに再び留意）。

【0065】

ターゲット８００の感知された画像に基づいて、コントローラ１１０９１は、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準に基づくＺおよびＲ（またはＹ）方向の１つまたは複数での中心（ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の中心を参照）からのターゲット８００の（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（またはΔＹ）および／またはΔＺを判定する。Ｒ（またはＹ）方向の任意の距離オフセットが、初期のＹ教示位置を確証またはさらに再構成するために使用されることが理解されるべきである。コントローラ１１０９１は、１つまたは複数の態様では、上述の（１つまたは複数の）Ｚ方向のオフセットに基づいて、エンドエフェクタ４２０Ａの上部（すなわち、Ｚ方向）から、投影されたスロット１４の基板面６７８までの距離（スロット１４の基板面は２５基板保持カセットに対応している）、エンドエフェクタ４２０Ａの中心（すなわち、Ｚ方向）から、投影されたスロット１３の中心線６７９までの距離、およびエンドエフェクタ４２０Ａの底部（すなわち、Ｚ方向に）と投影されたスロット１３の基板面６７８との間の距離を計算する。コントローラ１１０９１は、Ｒ（またはＹ）方向およびＺ方向の搬送ロボット１１０１３の初期の教示位置を確証するために、ターゲット８００が視野の中心（中心ＦＯＶを参照）に配置されるように、ターゲット８００の位置を調整するべく移動するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＺが所定の許容範囲内になるまで、任意の適切な回数、ターゲット８００の位置を調整するように命令され得る。他の態様では、ロードポートモジュールのＺ高さは透過ビームセンサで判定される（しかし、ＲまたはＹは透過ビームセンサで確証可能でなくてもよい）。１つまたは複数の態様では、Ｚ方向でのエンドエフェクタ４２０Ａの移動／ストロークは、エンドエフェクタ４２０ＡをマイナスＺ方向（たとえば、下向き）に所定の距離だけ移動させて、横向きセンサ５８２を用いて、所定の距離が移動させられたことを確証し、エンドエフェクタ４２０ＡをプラスＺ方向（たとえば上向き）に所定の距離だけ移動させて、横向きセンサ５８２を用いて、所定の距離が移動させられたことを確証することによって確証される。ここで、上記の方法に類似した方法で、（ここではターゲット５４１の）少なくとも１つの教示位置は、一連の複数の位置を含み（たとえば、２つの位置が図面に例示され、上記されているが、上述もされたように、任意の適切な数の位置が存在し得る）、各位置は、搬送アーム１１０１３ＴＡが移動させられる少なくとも１の自由度での搬送アームの運動によって画定された（少なくとも１つの）ターゲット５４１の運動経路ＭＰ（図１０）に沿って所定の距離だけ互いに離間している。たとえば、所定の距離は、一態様では、（１つまたは複数の）解明された距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＺであるが、他の態様では、所定の距離は、１または複数の自由度での現在の移動量である。（少なくとも１つの）ターゲット５４１は、一連の位置における各位置で撮像され、ここで、（少なくとも１つの）ターゲット５４１の画像は、運動経路ＭＰに沿った（少なくとも１つの）ターゲット５４１の一連の画像を含み、オフセット（本例では（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＺ）の解明は、一連の画像に基づいている（たとえば、図１０のさまざまな視野を参照）。ここで、上記のように、オフセットの判定は、ヒューリスティック／反復アプローチであり、後続の各移動量は、以前に解明された距離オフセットによって通知される。

【0066】

１つまたは複数の態様では、ロードポートモジュール１１００５のＲ_{X(またはθ)}、Ｒ_{y(またはR)}、Ｒ_Zの１つまたは複数におけるピッチは、それぞれのセンサ５８１～５８３を用いてそれぞれのターゲット５４０～５４２を感知することによって判定および／または確証される。たとえば、横向きセンサ５８２は、エンドエフェクタ４２０Ａの上部および／または底部を（たとえば側面から）撮像する。上述のように、横向きセンサ５８２は、模擬キャリアジグ５１０Ｂの運動学的連結特徴部との（したがって、模擬キャリアジグ５１０Ｂが着座するロードポートモジュール１１００５に対する）既知の空間関係を有する。ここで、視野ＦＯＶ、ＦＯＶ１、ＦＯＶ２内のエンドエフェクタ５４０Ａの任意の傾斜（図６Ｅを参照）は、ロードポートモジュール１１００５のピッチＲ_{X(またはθ)}に対応し、それを決定するものである。同様に、ターゲット８００は、既知の寸法および搬送ロボット１１０１３との既知の空間関係を有するため、センサ５８１～５８３による任意の知覚されたターゲット８００の歪みは、Ｒ_{X(またはθ)}、Ｒ_{y(またはR)}、Ｒ_Zのいずれか１つまたは複数を示唆し得る。たとえば、図７Ａおよび７Ｂを参照すると、図７Ａは、Ｚ軸を中心に回転させられる（すなわち、Ｒ_Zでの回転）ターゲット８００を例示しており、ここで、距離８１１’、８２２’、８２３’、８１３’、８２２”、８２３”は、コントローラ１１０９１によって距離８１１、８２２、８２３、８１３と比較されて（図７を参照）、搬送ロボット１１０１３に対するＲ_Zにおけるロードポートモジュール１１００５の回転量を判定する。同様に、図７Ｂは、Ｘ軸またはＹ軸を中心に回転させられる（すなわち、Ｒ_XまたはＲ_Yでの回転）ターゲット８００を例示しており、ここで、距離８１０’、８２０’、８２１’、８１２’、８２０”、８２１”は、コントローラ１１０９１によって距離８１０、８２０、８２１、８１２と比較されて（図７参照）、搬送ロボット１１０１３に対するＲ_XまたはＲ_Yにおけるロードポートモジュール１１００５の回転量を判定する。さらに他の態様では、模擬キャリアジグ５１０Ｂは、搬送ロボット１１０１３に対する模擬キャリアジグ５１０Ｂ（およびしたがって、模擬キャリアジグ５１０Ｂが着座するロードポートモジュール１１００５）の傾斜を判定するための傾斜計（または傾斜センサ）６８１を含む。

【0067】

図６Ｆも参照すると、いくつかの態様では、当該方法は、任意の適切な確証基板６９９（図６Ｆを参照）を使用して、ロードポートモジュール１１００５の確証されたＸ（またはθ）、Ｒ（またはＹ）、およびＺの教示位置を確証することを含む（図９Ａ、ブロック９２０）。たとえば、確証基板６９９は、模擬ワークピース保持スロット６１１（すなわち、２５基板保持カセットの模擬ワークピース保持スロット１に対応している）において保持される。確証基板６９９は、搬送ロボット１１０１３のエンドエフェクタ４２０Ａによって模擬ワークピース保持スロット６１１から取り外され、模擬ワークピース保持スロット６１２（すなわち、２５基板保持カセットの模擬ワークピース保持スロット２５に対応している）に配置される。確証基板６９９上のターゲット６９８は、基板配置確証センサ６８３（図６Ｂ）によって感知され、上記の方法で模擬ワークピース保持スロット６１２における確証基板６９９の配置位置を確証する。確証基板６９９は、搬送ロボット１１０１３のエンドエフェクタ４２０Ａによって模擬ワークピース保持スロット６１２から取り外され、模擬ワークピース保持スロット６１１（すなわち、２５基板保持カセットの模擬ワークピース保持スロット１に対応している）に戻される。確証基板６９９上のターゲット６９８は、基板配置確証センサ６８２（図６Ｂ）によって感知され、上記の方法で模擬ワークピース保持スロット６１１における確証基板６９９の配置位置を確証する。理解され得るように、搬送ロボット１１０１３に対するロードポートモジュール１１００５の教示位置は、保持スロット６１１、６１２に配置された確証基板のターゲット６９８の感知／検出された位置に基づいて、さらに再構成／調整され得る。

【0068】

上記のロードポートモジュール教示方法は、基板処理装置の他のロードポートモジュールのために必要に応じて繰り返される。上記のロードポートモジュール教示方法は、搬送ロボット１１０１３の他のエンドエフェクタ（エンドエフェクタ４２０Ｂなど）のためにも必要に応じて繰り返される。

【0069】

ここで図３、８Ａ～８Ｆ、９Ｂ、１０、１１、１２Ａ、１２Ｂを参照すると、搬送ロボット１１０１３へのロードポートモジュール１１００５の教示に従って、または搬送ロボット１１０１３へのロードポートモジュール１１００５の教示とは独立して、任意の適切な基板保持ステーション／ステーション固定具の位置は、取り外し可能なモジュールジグ６００を用いて搬送ロボットに教示される。例示目的のみで、ステーション固定具８７０は基板アライナであるが、本開示の態様は任意の適切なステーション固定具に等しく適用され得る。取り外し可能なモジュールジグ６００は、たとえば搬送ロボット１１０１３のエンドエフェクタ４２０Ａを用いて、模擬キャリアジグからピッキングされる（図９Ｂ、ブロック９３０）。コントローラ１１０９１は、Ｘ－Ｚまたはθ－Ｚ平面のカメラ／センサと呼ばれ得る前向きセンサ７５１を用いてステーション固定具のターゲット８７１を感知するために、取り外し可能なモジュールジグをステーション固定具８７０に搬送するように搬送ロボット１１０１３に命令する（図９、ブロック９３５）。

【0070】

ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０は、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２が前壁を通ってステーション固定具に入るために配置される、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の前壁に開口部８８８を有しており、少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２の視野ＦＯＶが、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の前壁の開口部８８８に面していることが留意される。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つのステーションターゲット（ステーションターゲット８７１、１２０１など）は、ステーション固定具への、開口部８８８を通って延びる運動経路に沿った、可動搬送アーム１１０１３ＴＡの接近時に、前壁および開口部８８８に面して配置される。本明細書に記載されるように、少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２（センサ７５１など）は、解明されたオフセットが、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の内部への開口部８８８を通るエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２の伸長を自由にする（たとえば、開口部８８８を通過するようにエンドエフェクタを位置づける）ように、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の開口部８８８を通って延びる方向に少なくとも１つのステーションターゲット（ステーションターゲット８７１、１２０１など）を撮像するように位置づけられる。少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２（センサ７５１など）は、コントローラ１１０９１が、解明されたオフセットに基づいて、ステーション固定具の内部へのエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２の妨害されていないアーム伸長を確認するように、ステーション固定具の開口部８８８を通って延びる方向に少なくとも１つのステーションターゲット（ステーションターゲット８７０、１２０１など）を撮像するように位置づけられる。理解され得るように、解明されたオフセットは、（ターゲット１１２０、１２０２に関して以下で説明されるように）開口部８８８を通って延びる方向での少なくとも１つのステーションターゲット画像の画像に基づいて、少なくとも１つのステーションターゲット（ターゲット８７１、１２０１など）を別の漸進的な教示する位置に整列させるように動作し、それにより、オフセット解明が、開口部８８８を通って延びる方向と交差する方向での少なくとも１つのステーションターゲット（ターゲット１１２０、１２０２など）の画像に基づいて、解明されたオフセットを漸進的に解明する。

【0071】

ここで、ターゲット８７１は、Ｘ－Ｚまたはθ－Ｚ平面に配置され、ターゲット５４２および模擬カセットジグ５１０Ｂの後向きセンサ５８１に関して上記した方法に略類似した方法で、Ｘ（またはθ）およびＺ方向のステーション固定具８７０の初期位置を取得するために利用される。たとえば、コントローラ１１０９１は、取り外し可能なモジュールジグ６００を、位置が搬送ロボット１１０１３に教示されているステーション固定具８７０のベースライン空間位置に対して位置づけるために、Ｘ、Ｙ、Ｒ、θ、およびＺ方向の１つまたは複数に横断するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、ターゲット８７１をビジョンシステムの視野ＦＯＶ、ＦＯＶ１、またはＦＯＶ２内に位置づけるようにステーション固定具８７０に対して移動するように命令される（図１０を参照）。図面に示される例では、ステーション固定具５７０上の後向きターゲット８７１は、前向きセンサ７５１の視野ＦＯＶ内にもたらされる（図８Ａ、８Ｂ、８Ｄ、および１０を参照し、図１０が、一般的に、本明細書に記載されるセンサのいずれか１つによって捕捉された画像フレームを表すことを再び留意）。後向きターゲット８７１は前向きセンサ７５１によって感知され、コントローラ１１０９１は、搬送ロボット１１０１３のモータ軸からのエンコーダデータに基づいて、感知された後向きターゲット８７１の位置を記録する。感知された後向きターゲット８７１の記録された位置は、上述したように、任意の適切な所望のピッキングおよび配置の移送動作を実施するために搬送ロボット１１０１３が横断する（または沿って移行／移動する）ロボット軌道または経路に沿った教示点であるか、またはそれを判定するために使用される。

【0072】

上記の方法に類似した方法で、前向きセンサ７５１によって取得された各画像フレーム（図１０を参照）は、上記の方法に略類似した方法で検出されたターゲット８７１を使用して、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を設定する。（図１０でターゲット８００として一般的に例示されている）ターゲット８７１を感知することは、ステーション固定具８７０に位置づけられたターゲット８７１のベースライン高さで搬送ロボット１１０１３によって保持された前向きセンサ７５１を用いてステーション固定具８７０のベースライン位置に搬送ロボット１１０１３を移動させることを含む（ここで、ターゲット８７１は、搬送ロボット１１０１３に対するステーション固定具８７０の基板保持位置を確実に特定するためにステーション固定具８７０の基板保持特徴部（たとえば、回転可能なチャック１１２１のパッシブまたはアクティブグリップ）に対する所定の空間関係を有する）。一態様では、ロードポートモジュールでのターゲット８７１のベースライン位置は、ステーション固定具でのターゲット８７１の実際の位置と同じではなく、ここで、（例示目的で図１０の一般的なターゲットをここで参照する）ターゲット８００は、視野（視野ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を参照）の中心からＺおよびＸ方向の１つまたは複数にオフセットされている。ターゲット８００の感知された画像に基づいて、コントローラ１１０９１は、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準に基づくＺおよびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数での中心（ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の中心を参照）からのターゲット８００の（１つまたは複数の）距離オフセットΔＺおよび／またはΔＸ（Δθ）を判定する。コントローラ１１０９１は、Ｘ（またはθ）および／またはＺ方向の搬送ロボット１１０１３に対するステーション固定具８７０の初期教示位置を取得するために、ターゲット８００が視野の中心（中心ＦＯＶを参照）に配置されるように、エンドエフェクタ４２０Ａの位置を調整するべく移動するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、（１つまたは複数の）距離オフセットΔＺおよび／またはΔＸ（Δθ）が所定の許容範囲内になるまで、任意の適切な回数、ターゲット８００の位置を調整するように命令され得る。１つまたは複数の態様では、搬送ロボット１１０１３のＺ位置は、ロードポートモジュール１１００５の教示によって確証され、ここで、ステーション固定具８７０のＺ位置および搬送ロボット１１０１３の確証されたＺ位置の両方の位置は、ステーション固定具８７０のＺ位置のさらなる教示が所望され得ないように、基板搬送装置の基板搬送面に対して既知である。ここで、少なくとも１つの教示位置は一連の教示位置を含み、各教示位置は、少なくとも１の自由度での（たとえば、ステーション固定具８７０に対する）可動搬送アーム１１０１３ＴＡの運動によって画定された少なくとも１つのステーションターゲット８７１（視野ＦＯＶで見られるように、たとえば、少なくとも１つのステーションターゲットは、可動搬送アーム１１０１３ＴＡが運動経路ＭＰ１に沿って移動するにつれて、視野にわたって移動する）の運動経路ＭＰ１（図８Ｄ）に沿って所定の距離だけ互いに離間している。所定の距離は、所定のエンドエフェクタ基準位置４７９と所定の保持ステーション基準位置１１９９との間の解明されたオフセットに基づいて判定される。少なくとも１つのステーションターゲット８７１は、一連の教示位置の各教示位置で撮像され、ここで、少なくとも１つのステーションターゲット８７１の画像は、運動経路ＭＰ１に沿った少なくとも１つのステーションターゲット８７１の一連の画像を含み（図１０を参照）、ここで、オフセット解明は一連の画像に基づいている。

【0073】

コントローラ１１０９１は、回転可能なチャック１１２１上に配置されたターゲット１１２０が、（Ｘ－Ｙまたはθ－Ｒ平面のカメラ／センサと呼ばれ得る）エッジセンサ７５０によって感知される（図９Ｂ、ブロック９４０）ように、エンドエフェクタ４２０Ａが（たとえば）ステーション固定具８７０の基板保持位置（たとえば、回転可能なチャック１１２１）に伸長するのに適した位置に少なくともＺ方向にヒューリスティックに移動する（たとえば、自己教示した初期のＸ（またはθ）およびＺ位置を使用して移動する）ように、初期のＸ（またはθ）およびＺの教示位置を使用して、搬送ロボット１１０１３に命令する。ここで、少なくとも１つの可動撮像センサ７５０～７５２は、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の内部へのステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の開口部８８８を通って伸長するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２の伸長経路に交差角で延びる交差方向に少なくとも１つのステーションターゲット（ステーションターゲット１１２０、１２０２など）を撮像するように位置づけられる。たとえば、ターゲット１１２０は、ターゲット１１２０（およびステーション固定具基準位置１１９９）が、回転可能なチャック１１２１の基板保持特徴部（パッシブグリップまたはアクティブグリップ）１１００～１１０２との所定の空間関係を有するように、所定の保持ステーション固定具基準位置１１９９で回転可能なチャック上に配置される。上記の方法に類似した方法で、エッジセンサ７５０によって取得された各画像フレーム（図１０を参照）は、検出されたターゲット１１２０を使用して、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を設定する。ここで、（一般的に、図１０ではターゲット８００として表される）ターゲット１１２０は、コントローラ１１０９１に既知の寸法（たとえば、ミリメートルおよび／またはインチ）を有する。コントローラ１１０９１が、本明細書に記載される教示動作をもたらすようにピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準係数を判定するためにピクセルサイズとターゲット８００の既知の寸法との間の関係性を判定するように、下向きセンサ５８３のピクセルサイズもコントローラ１１０９１に既知である。

【0074】

（図１０でターゲット８００として一般的に例示されている）ターゲット１１２０を感知することは、回転可能なチャック１１２１上のターゲット１１２０のベースラインＲまたはＹ位置へのエンドエフェクタの伸長を可能にする（初期のＺ教示位置に基づく）Ｚ高さで搬送ロボット１１０１３のエンドエフェクタ４２０Ａを用いてロードポートモジュール１１００５の初期のＸ教示位置に搬送ロボット１１０１３をヒューリスティックに移動させること（すなわち、自己教示した初期のＸおよびＺの教示位置の知識を使用して移動させること）を含む（ここで、ターゲット１１２０は、搬送ロボット１１０１３に対するステーション固定具８７０の位置を確実に特定するために回転可能なチャック１１２１の運動学的位置決め特徴部に対する所定の空間関係を有する）。一態様では、ステーション固定具８７０でのターゲット１１２０のベースライン位置は、ステーション固定具８７０でのターゲット１１２０の実際の位置と同じではなく、ここで、ターゲット１１２０は、視野（視野ＦＯＶ１、ＦＯＶ２を参照）の中心からＲ（またはＹ）およびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数にオフセットされている。ターゲット１１２０の感知された画像に基づいて、コントローラ１１０９１は、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準に基づくＺおよびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数での中心（ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の中心を参照）からのターゲット１１２０の（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（またはΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ）を判定する。Ｘ（またはθ）方向の任意の距離オフセットが、初期のＸ教示位置を確証またはさらに再構成するために使用されることが理解されるべきである。コントローラ１１０９１は、Ｒ（またはＹ）方向の搬送ロボット１１０１３に対するステーション固定具８７０の初期の教示位置を取得するためにおよび／またはＸ教示位置を確証するために、ターゲット１１２０が視野の中心（中心ＦＯＶを参照）に配置されるように、エンドエフェクタ４２０Ａの位置を調整するべく移動するように搬送ロボット１１０１３に命令する。搬送ロボット１１０１３は、（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（ΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ）が所定の許容範囲内になるまで、任意の適切な回数、ターゲット８００の位置を調整するように命令され得る。理解され得るように、ターゲット１１２０は、自動ステーション固定具位置教示手順を実施するために、回転チャック１１２１によって所定の回転配向に（回転チャック１１２１のホーム位置などに）位置づけられる。

【0075】

教示プロセスのこの点で、ステーション固定具８７０のＸ（θ）位置およびステーション固定具のＺ位置が確証され、ステーション固定具８７０のＲ（Ｙ）位置は初期に教示されるが、確証されない。コントローラ１１０９１は、取り外し可能なモジュールジグ６００の中央センサ７５２がターゲット１１２０を感知するべく位置づけられる（図９Ａ、ブロック９４５）ように、エンドエフェクタ４２０Ａが（たとえば）ステーション固定具８７０に伸長するのに適した位置にヒューリスティックに移動する（たとえば、自己教示した確証されたＸ（またはθ）およびＺ位置、ならびに初期に教示されたＲ（またはＹ）位置を使用して移動する）ように、確証されたＸ（またはθ）およびＺ位置、ならびに初期に教示されたＲ（またはＹ）位置を使用して、搬送ロボット１１０１３に命令する。コントローラ１１０９１は、上記の方法に略類似した方法で、ピクセルからミリメートル（またはインチ）の基準に基づくＲ（またはＹ）およびＸ（またはθ）方向の１つまたは複数での中心（ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の中心を参照）からのターゲット１１２０の（１つまたは複数の）距離オフセットΔＲ（またはΔＹ）および／またはΔＸ（Δθ）を判定する。Ｒ（またはＹ）および／またはＸ（またはθ）方向の任意の距離オフセットが、初期のＲ（またはＹ）位置を確証するまたはさらに再構成する、および／または確証されたＸ（またはθ）教示位置をさらに再構成するために使用されることが理解されるべきである。

【0076】

コントローラ１１０９１は、取り外し可能なモジュールジグ６００が回転可能なチャック１１２１上に配置され得、ここで、取り外し可能なモジュールジグ６００の傾斜センサ７７９が、エンドエフェクタ４２０Ａから回転可能なチャック１１２１への取り外し可能なモジュールジグ６００のハンドオフを感知する（図９Ｂ、ブロック９５０）ように、エンドエフェクタ４２０Ａが（たとえば）ステーション固定具８７０に伸長するのに適した位置にヒューリスティックに移動する（たとえば、自己教示した確証されたＸ（またはθ）、Ｒ（またはＹ）、およびＺ位置を使用して移動する）ように、確証されたＸ（またはθ）およびＺ位置、ならびに確証されたＲ（またはＹ）位置を使用して、搬送ロボット１１０１３に命令する。ステーション固定具８７０の傾斜を教示するようにエンドエフェクタ４２０Ａとステーション固定具８７０の基板保持ステーション（たとえば、回転可能なチャック１１２１）との間の相対傾斜（Ｒ_{X(またはθ)}、Ｒ_{y(またはR)}）を示すデータが、傾斜センサ７９９からコントローラ１１０９１に送信される。少なくともＺ軸（すなわち、Ｒ_Z）を中心とするステーション固定具８７０の回転は、ターゲット１１２０の予想される回転配向から、または任意の他の適切な方法で、ターゲット８７１、１１２０の知覚された歪みおよび／またはターゲット１１２０の回転偏差を使用して上記のようにビジョンシステムから判定される。他の態様では、確証基板６９９は、搬送ロボット１１０１３によって模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂから移送され、ステーション固定具に配置され得る。その後、搬送ロボット１１０１３は、ステーション固定具に着座した確証基板６９９を撮像して、ステーション固定具に着座した確証基板６９９の少なくとも１つの画像の画像分析を介してステーション固定具の傾斜を判定するために、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂから取り外し可能なモジュールジグ６００をピッキングすることができる。

【0077】

図１２Ａおよび１２Ｂは、（ターゲット８７１に類似した）ターゲット１２０１および（ターゲット１１２０に類似した）ターゲット１２０２を有する例示的な処理モジュール１１０３０（または真空ロードロック１１０１０）を例示しており、ここで、ターゲット１２０２（およびステーション基準位置１２９９）が、処理モジュール１１０３０（または真空ロードロック１１０１０）の基板保持特徴部（たとえば、ピン１２６０～１２６２であるが、他の態様では、スロットなどの任意の適切な保持特徴部が利用されてもよい）との所定の空間関係を有するように、ターゲット１２０２は所定の保持ステーション基準位置１２９９に配置される。処理モジュール１１０３０（または真空ロードロック１１０１０）の位置は、ステーション固定具８７０に関して上記した方法に略類似した方法で、取り外し可能なモジュールジグ６００を用いて教示され、ターゲット１２０２が、処理モジュール１１０３０（または真空ロードロック１１０１０）の基板保持特徴部１２６０～１２６２との既知の空間関係を有することに留意される。

【0078】

本明細書に記載される態様では、コントローラ１１０９１は、センサデータが、本明細書に記載される赤外線通信を介して取り外し可能なモジュールジグ６００からコントローラ１１０９１に送信されるように、各ターゲット８７１、１１２０を感知した後に、取り外し可能なモジュールジグ６００を模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂに戻すように搬送ロボット１１０１３に命令する。他の態様では、取り外し可能なモジュールジグ６００とコントローラ１１０９１および／または模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂとの間で無線周波数通信が使用される場合などに、取り外し可能なモジュールジグ６００は、各ターゲット８７１、１１２０を感知した後に模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂに戻される必要はない。

【0079】

本明細書に記載される自動教示装置５００で取得された教示位置の精度は、ビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂの解明を増減することによって所望の精度にすることができる。ビジョンシステム５３０Ａ、５３０Ｂの解明が増加され、画像処理アルゴリズムが調整されるほど、教示位置を判定する際の許容範囲がより小さくなる。教示位置は、コントローラ１１０９１によってアクセス可能な（またはそこに含まれる）任意の適切なデータベースに保存され、搬送ロボットのピッキングおよび配置の操作を命令するためにコントローラ１１０９１によってアクセスされる。理解され得るように、教示位置は、ロボット軌道の開始点もしくは終了点または軌道内のウェイポイントとすることができる（ここで、ウェイポイントは、エンドエフェクタを障害物の周りに、またはその他の適切な理由でルートを定めるために導入される）。上に見られるように、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂおよび取り外し可能なモジュールジグ６００の傾斜計センサは、基板処理装置の構成要素間の平面性の自動確証をもたらす。

【0080】

図１３～１６を参照すると、別の例示的な取り外し可能なモジュールジグ１３００が例示されている。取り外し可能なモジュールジグ１３００は、上記の取り外し可能なモジュールジグ６００に略類似し得るが、本態様では、取り外し可能なモジュールジグは、ビジョンシステム１３０１および任意の適切なモーションセンサシステム１３１０を含む。ここで、ビジョンシステム１３０１は、（上記のセンサ５７１～５７４および５８１～５８３に略類似した）前向きセンサ１３０２、１３０２および下向きセンサ１３０４を含む。下向きセンサ１３０４は、センサ７５２の位置に類似した位置でフレーム７１０上に配置され得る。センサ１３０２がフレーム７１０の前縁にまたは隣接して配置される一方で、センサ１３０３はフレーム７１０の後縁にまたは隣接して配置される。モーションセンサシステム１３１０は、取り外し可能なモジュールジグ１３００（およびエンドエフェクタまたはステーション固定具などの、取り外し可能なモジュールジグ１３００が着座するオブジェクト）の振動、加速度、および角運動量の１つまたは複数を判定するように構成された任意の適切なモーションセンサを含む。取り外し可能なモジュールジグ１３００の動作は、上記の取り外し可能なモジュールジグ６００に略類似しており、ここで、フレーム７１０の前縁におけるセンサ１３０２は、搬送ロボット１１０１３を少なくともＸ－Ｚ平面またはθ－Ｚ平面内の教示位置に方向づけるように利用され（図１４を参照）、センサ１３０４は、搬送ロボット１１０１３をＸ－Ｙまたはθ－Ｒ平面内の教示位置に方向づける（図１５を参照）が、本態様では、フレーム７１０の後縁におけるセンサ１３０３は、取り外し可能なモジュールジグ１３００の構造とステーション固定具の構造との（たとえば、コントローラ１１０９１による）比較を介して、（処理モジュール１１０３０として例示された（図１６を参照））ステーション固定具上の取り外し可能なモジュールジグ１３００の配置の確証をもたらす。取り外し可能なモジュールジグ１３００が教示位置に搬送されて配置されると、モーションセンサシステム１３１０は、搬送ロボット１１０１３の移動のためにコントローラ１１０９１に運動データ（たとえば、振動、加速度、および角運動量）の確証フィードバックを提供する。

【0081】

本開示の１つまたは複数の態様では、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂは、基板処理装置のロードロックに挿入され、そこから取り外されるドロップインモジュールとして構成されている。ドロップインモジュールの適切な例は、２０２０年６月１１日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題する米国特許出願第１６／８９９，１５１号に見られ、その開示全体が引用により本明細書に組み込まれる。ここで、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂがドロップインモジュールとして構成されることで、ロードロックの位置は、上記した方法に略類似した方法で（本明細書に記載されるように）基板処理装置の真空セクション内に配置された真空基板搬送装置に自動的に教示される。また、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂがドロップインモジュールとして構成されることで、真空セクションに連結されたプロセスモジュールの位置は、上記した方法に略類似した方法で真空基板搬送装置に自動的に教示される。

【0082】

本明細書に記載される本開示の態様では、各搬送アーム１１０１３ＴＡおよび各ステーション固定具のためのＸ－Ｙ（またはθ－Ｒ）平面、Ｘ－Ｚ（またはθ－Ｚ）平面、およびＹ（またはＲ）－Ｚ平面の各々に１つのターゲットが例示されているが、他の態様では、Ｘ－Ｙ（またはθ－Ｒ）平面、Ｘ－Ｚ（またはθ－Ｚ）平面、およびＹ（またはＲ）－Ｚ平面の１つまたは複数に任意の適切な数のターゲットが設けられ、ここで、各平面内の複数のターゲットは、以前に感知されたターゲットの位置を確証し、自動教示プロセスの精度を高めるために使用される。

【0083】

ここで図１７Ａ～１９Ｅを参照すると、本開示の１つまたは複数の態様によれば、ビジョンシステム５３０Ａ（図５Ａを参照）、５３０Ｂ（図５Ｂを参照）などのビジョンシステムは、少なくとも１つの距離測定センサ１７００を含む。距離測定センサ１７００はビジョンシステム５３０Ａに関して説明されているが、少なくとも１つの距離測定センサ１７００および（１つまたは複数の）追加の撮像センサは、追加の撮像センサおよび距離測定センサ１７００がビジョンシステム５３０Ｂの一部を形成するように、ビジョンシステム５３０Ｂと共に利用するために搬送アーム１１０１３ＴＡに取り付けることができることが理解されるべきである。さらに他の態様では、少なくとも１つの距離測定センサは、フレーム７１０を保持するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２によって運ばれ、搬送されるように、取り外し可能なモジュールジグ６００のフレーム７１０に取り付けられる。少なくとも１つの距離測定センサ１７００は、視野ＦＯＶおよび距離感知方向が、互いに対して実質的にコリメートされるように、少なくとも１つの可動撮像センサ５７１～５７４、７５０～７５２の視野ＦＯＶと実質的に位置合わせされた距離感知方向１７７７で距離を感知する（図１７Ａ～１９Ｅを参照）。ここで、１つまたは複数の態様では、視野ＦＯＶおよび距離感知方向１７７７は、互いに対して実質的にコリメートされて、エンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２の前方の垂直面ＶＰ（図１８Ａ、１８Ｂ）内で見て感知する。１つまたは複数の態様では、視野ＦＯＶ’および距離感知方向１７７７’（図１９Ｄを参照）は、互いに対して実質的にコリメートされて、ロードポートモジュール１１００５からステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０に向かってワークピース搬送経路に沿って可動搬送アームを伸長するアーム運動経路に接する方向（たとえば、接線方向がＸ方向である図１９Ｄを参照）で見て感知する。

【0084】

一態様では、センサ５７１、５７２、７５１の少なくとも１つが飛行時間カメラである場合などに、距離測定センサ１７００は、センサ５７１、５７２、７５１の少なくとも１つと一体的であるが、他の態様では、距離測定センサ１７００は、センサ５７１、５７２、７５１とは別個であり、任意の適切なレーザおよび／または超音波（音波）測距システム、または限定されないが、超音波センサ、赤外線センサ、飛行時間センサ、およびＬＩＤＡＲセンサを含む、任意の他の適切な測距システムを含む。距離測定センサ１７００は、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の位置を見つける時間に少なくともステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の位置を確証するように利用される。距離測定センサ１７００はまた、１つまたは複数の態様では、搬送アーム１１０１３ＴＡが搬送ロボットワークスペース内の任意の障害物の周りを移動することができるように、搬送アーム１１０１３ＴＡの軌道／経路計画において障害物を解明するように利用される。本開示の本態様は、コントローラ１１０９１および／または基板処理装置のオペレータに、搬送ロボットワークスペースおよびその中の任意の搬送ロボット１１０１３の移動および／または搬送ロボット１１０１３のコマンドに関するフィードバックを提供する。

【0085】

本態様では、距離測定センサ１７００を有するビジョンシステム５３０Ｂ（その一部のみが図１７Ａ～１９Ｅに例示される）は、上記したセンサ－ターゲットの対と組み合わせてまたはセンサ－ターゲットの対から独立して使用することができるウェイファインディングシステム１７１０を形成する。ウェイファインディングシステム１７１０は、コントローラ１１０９１を用いて、搬送ロボット１１０１３を搬送ロボットワークスペース内で１つの教示位置から別の教示位置まで誘導するように構成されている。図１７Ａ～１８Ｂに例示されるように、距離測定センサ１７００は、前向きセンサ５７１、５７２の１つまたは複数とペアにされるが、他の態様では、距離測定センサ１７００（複数存在し得る）は、Ｚ－Ｘ（またはθ）平面、Ｒ（またはＹ）－Ｘ（またはθ）平面、およびＺ－Ｙ（またはＲ）平面のいずれか１つまたは複数でセンサフィードバックを提供するために、撮像センサ５７１～５７４、７５０～７５２のいずれか１つまたは複数とペアにされる。ウェイファインディングシステム１７１０は、搬送ロボット１１０１３および／または取り外し可能なモジュールジグ６００の任意の適切な位置に取り付けることができる。たとえば、図１８Ａに例示されるように、ウェイファインディングシステム１７１０は、（たとえば、搬送アーム１１０１３ＴＡの伸長軸に沿って）前方向に面するように任意の適切な方法で搬送アーム１１０１３ＴＡに取り付けられるが、他の態様では、ウェイファインディングシステム１７１０は、（たとえば、搬送アーム１１０１３ＴＡの伸長軸ＹまたはＲに沿って）前向に面するように任意の適切な方法でＺ駆動部コラム３８０に取り付けられる。上述のように、他の態様では、追加の距離測定デバイスおよび撮像センサのペア／対を、搬送ロボット１１０１３の他の運動軸に沿って設けることができる。

【0086】

一態様では、コントローラ１１０９１は、ウェイファインディングシステム１７１０の（たとえば、視野ＦＯＶ内）１つまたは複数の対象領域１８００のオペレータ選択を提供する。対象領域１８００は、たとえば、搬送アーム１１０１３ＴＡによって妨げられない視野ＦＯＶの領域、エンドエフェクタが伸長する処理ステーションのスロットバルブに対応するＺ高さなどに対応するように、任意の適切な方法で選択され得る。対象領域の選択によって画像処理時間も短縮され得る。

【0087】

図２０も参照すると、コントローラ１１０９１は、少なくとも１つの距離測定センサ１７００に通信可能に接続され、少なくとも１つの距離測定センサ１７００からの距離測定を介して、動作中の可動搬送アーム１１０１３ＴＡを用いて、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０の開口部８８８を検出して、開口部８８８に対するエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２のステーション教示位置へのコントローラ運動を可能にするか、またはエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂ、５０２の運動経路における障害物を検出するように構成されている。動作時に、搬送ロボット１１０１３は、基板処理装置の特徴部／コンポーネント（コントローラ１１０９１の、またはコントローラ１１０９１によってアクセス可能であるメモリ１９１５に保存され、基板処理システムの（１つまたは複数の）ＣＡＤモデルから取得されたものなど）のベースライン位置が通知される。コントローラ１１０９１は、搬送ロボット１１０１３が、ウェイファインディングシステム１７１０を用いて、搬送ロボットワークスペース１９００をスキャンして、搬送ロボットワークスペース１９００のマップ１９１０（図１９Ａ）を作成するように、搬送ロボットワークスペース１９００内での搬送ロボット１１０１３の移動を命令する（図２０、ブロック２０００）。ここで、搬送ロボット１１０１３の駆動部３６７、３６２、３８０Ｄ、４２５のエンコーダ（たとえば、図３を参照）位置に対する処理装置の特徴部／コンポーネント（ロードポートモジュール１１００５、真空ロードロック１１０１０、およびプロセスモジュール１１０３０など）の空間位置を判定するために、コントローラ１１０９１によって（１つまたは複数の）任意の適切な画像認識アルゴリズムが利用される。一態様では、ステーション固定具８７０、１１０１０、１１０３０および／またはロードポートモジュール１１００５は、搬送ロボットワークスペース１９００のスキャンによって確証される（図２０、ブロック２０１０）。各処理装置の特徴部／コンポーネントの空間位置のマップ１９１０は、コントローラ１１０９１の、またはコントローラ１１０９１にアクセス可能であるメモリ１９１５に保存され、ここで、マップ１９１０は、コントローラ１１０９１が（たとえば、経路／軌道計画のために）搬送ロボット１１０１３に移動コマンドを発行する場合などに、コントローラ１１０９１によって検索することができる。マップ１９１０の精度は、距離測定センサ１７００の解像度および調整を増加させることによって所望に応じて増大させることができ、ここで、ウェイファインディングシステム１７１０の解像度が増加されるほど、マップ１９１０を計算する際の許容誤差は小さくなる。

【0088】

１つまたは複数の態様では、マップ１９１０は、処理装置の特徴部／コンポーネントの位置を搬送ロボット１１０１３に少なくとも部分的に教示するために使用される。たとえば、搬送ロボット１１０１３は、コントローラ１１０９１によって、図１９Ａに例示されるステーション固定具（真空ロードロック）１１０１０などの、所望の処理装置の特徴部／コンポーネントの（本明細書で記載されるような）ベースライン位置またはマップされた位置（マップ１９１０に含まれるような）に移動するように命令されて、ステーション固定具１１０１０のベースライン位置に対するステーション固定具１１０１０の位置および／またはマップ１９１０におけるステーション固定具１１０１０の位置を確証する（図２０、ブロック２０２０）。搬送ロボット１１０１３の命令された位置が、ウェイファインディングシステム１７１０からの情報によって判定されて、ステーション固定具１１０１０の実際の位置に対応しない場合、コントローラは、ウェイファインディングシステム１７１０が命令された位置の近傍の移送ロボットワークスペース１１０１０を走査するように、搬送ロボット１１０１３の移動を命令して、ステーション固定具の実際の位置を検出する。ウェイファインディングシステム１７１０からの情報は、１つまたは複数の態様では、コントローラ１１０９１によって実質的にリアルタイムで処理される（たとえば、３０ミリ秒以下で処理される）。たとえば、図１９Ａおよび１９Ｂを参照すると、コントローラ１１０９１は、命令された位置（図１９Ａを参照）におけるウェイファインディングシステム１７１０の視野内で部分的に検出され得る（および図１９Ａの「潜在的なステーション」として特定され得る）、ステーション固定具１１０１０の開口部（またはドア／スリットバルブ）８８８をスキャンするために、搬送ロボット１１０１３にＸ方向に移動するように命令する。搬送ロボット１１０１３は、ステーション固定具１１０１０の開口部８８８が、ステーション固定具１１０１０の更新された（補正された）Ｘ位置情報を提供するためにＸ方向の図１９Ｂに示されるような視野ＦＯＶ（または対象領域１８００）内に実質的に入るまで、Ｘ方向に移動する。搬送ロボット１１０１３はまた、Ｚ方向のステーション固定具１１０１０の開口部８８８が、ステーション固定具１１０１０の更新された（補正された）Ｚ位置情報を提供するために視野ＦＯＶ（または対象領域１８００）内にあるように、Ｚ方向に命令される（図１９Ｃおよび１９Ｄを参照）。補正されたＸおよびＺの位置は、コントローラ１１０９１によってマップ１９１０を更新するために使用される。

【0089】

１つまたは複数の態様では、ステーション固定具１１０１０のマッピングされた位置を利用して、ステーション固定具１１０１０の位置を搬送ロボット１１０１３にさらに教示する、およびマップ１９１０をさらに再構成するために、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂおよび取り外し可能なモジュールジグ６００の１つまたは複数が利用される。本例では、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂは、本明細書に記載される方法に略類似した方法でそれぞれのロードポートのマッピングされた位置を再構成するために１つまたは複数のロードポートモジュール１１００５で利用される（少なくとも図９Ａを参照）（図２０、ブロック２０３０）。取り外し可能なモジュールジグ６００は、模擬キャリアジグ５１０Ａ、５１０Ｂから取り外され、本明細書に記載される方法に略類似した方法でステーション固定具１１０１０（または基板処理ツールの任意の他のステーション固定具）のマッピングされた位置をさらに再構成するように利用される（少なくとも図９Ｂを参照）（図２０、ブロック２０３０）。

【0090】

図１９Ａ～１９Ｅに見られるように、ウェイファインディングシステム１７１０は、搬送ロボット１１０１３が、処理装置の特徴部／コンポーネントへ／から基板をピッキングおよび配置する場合などに、搬送ロボット１１０１３の移動のためのリアルタイムのセンサフィードバックを提供する（図２０、ブロック２０４０）。たとえば、ウェイファインディングシステム１７１０は、搬送ロボット１１０１３が移動している間に動作して、計画された経路／軌道内に存在し得る障害物を検出する。障害物が検出されると、コントローラ１１０９１は経路／軌道を修正して障害物を回避する。図１９Ａ～１９Ｅに示される例では、障害物はミニエンバイロメント１１０６０の壁である。図１９Ａから１９Ｅまでのロボットの移動の進行からわかるように、搬送ロボット１１０１３は、（少なくともＹ（またはＲ）方向の）ウェイファインディングシステムによって確証されるロボット経路／軌道に沿って、基板をピッキングまたは配置するためのステーション固定具１１０１０の開口部８８８を通るエンドエフェクタ４２０Ａ、４２０Ｂの伸長を提供する教示位置（図１９Ｅ）に移動する。教示位置へのロボット経路／軌跡の修正は、ウェイファインディングシステム１７１０によって検出されたオブジェクト／障害物に基づいて、オンザフライでコントローラ１１０９１によって行うことができる。

【0091】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、基板処理装置のための自動教示システムが提供される。自動教示システムは、所定のロードステーション基準位置を備えるワークピースロードステーションを有するフレームと、フレームに取り付けられたロボット搬送装置であって、所定のエンドエフェクタ基準位置を有するエンドエフェクタ備える可動搬送アーム、およびフレームに対して少なくとも１の自由度の運動で可動搬送アームを駆動する駆動セクション、を有するロボット搬送装置と、マシンビジョンシステムであって、フレームに取り外し可能に接続され、マシンビジョンシステムの少なくとも１つのターゲットを撮像するように構成された少なくとも１つの固定撮像センサおよび少なくとも１つの可動撮像センサの両方を含む、マシンビジョンシステムと、ワークピースロードステーションと取り外し可能に係合するように配置されたロードジグであって、少なくとも１つの固定撮像センサおよび少なくとも１つの可動撮像センサの両方がロードジグに取り付けられ、固定撮像センサが所定のロードステーション基準位置に対して所定のポーズを有する、ロードジグと、を備え、可動搬送アームは、所定のエンドエフェクタ基準位置に対して所定の位置で、ロードジグがワークピースロードステーションに係合した状態で固定撮像センサの視野内に、少なくとも１つのターゲットの少なくとも１つのアームターゲットを有し、可動撮像センサは、所定のエンドエフェクタ基準位置に対して可動撮像センサを所定の位置に位置調整する、可動撮像センサのベース上の位置調整特徴部を有する。

【0092】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、フレームは、ワークピースを上に保持するためのロードステーションとは別に、別のワークピース保持ステーションを有し、別のワークピース保持ステーションは所定の保持ステーション基準位置を有する。

【0093】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、自動教示システムは、可動搬送アームを移動させために駆動セクションに通信可能に接続された、および少なくとも１つの固定撮像センサに通信可能に接続されたコントローラをさらに備え、コントローラは、ロードジグに対する少なくとも１つの教示位置に可動搬送アームを移動させ、少なくとも１つのアームターゲットの画像に基づき、所定のエンドエフェクタ基準位置と所定のロードステーション基準位置との間および所定のエンドエフェクタ基準位置間のオフセットを解明するように、少なくとも１つの固定撮像センサを用いて、可動搬送アームが少なくとも１つの教示位置にある状態で少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように構成されている。

【0094】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの教示位置は一連の教示位置を含み、各教示位置は、少なくとも１の自由度で可動搬送アームの運動によって画定された少なくとも１つのアームターゲットの運動経路に沿って所定の距離だけ互いに離間している。

【0095】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、所定の距離は、所定のエンドエフェクタ基準位置と所定のロードステーション基準位置との間の解明されたオフセットに基づいて判定される。

【0096】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのアームターゲットは、一連の教示位置の各教示位置で撮像され、少なくとも１つのアームターゲットの画像は、運動経路に沿った少なくとも１つのアームターゲットの一連の画像を含み、オフセット解明は一連の画像に基づいている。

【0097】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのアームターゲットは、所定の特徴を具現化し、少なくともターゲット面を記述する所定の印を有し、所定の印は、オフセットが、少なくとも１つのアームターゲットの画像に基づいて、部分的にワークピースロードステーションの基準面で解明するように、少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像される。

【0098】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、可動搬送アームは、複数のアームターゲットを有し、複数のアームターゲットは、少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像された各アームターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、異なるオフセット態様の各々は、ワークピースロードステーションの異なるそれぞれの基準面に対応する、可動搬送アームの少なくとも１の自由度の運動をもたらす駆動セクションの異なるそれぞれの駆動軸のペアに対応し、それにより、各々の異なるオフセット態様は、それぞれのアームターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる。

【0099】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットに対応する異なるそれぞれの駆動軸のペアの第１の駆動軸のペアは、少なくとも１つのアームターゲットの第２のアームターゲットに対応する異なるそれぞれの駆動軸のペアの第２の駆動軸のペアと駆動軸を共有し、異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明は、共有された駆動軸に対応するロードステーション基準軸に関する、および少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットで解明された第１のオフセット態様の一部を確認するか、または再構成するように働く。

【0100】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、可動搬送アームは、少なくとも１つのアームターゲットの複数のアームターゲットを有し、複数のアームターゲットは、少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像された各アームターゲットが、異なるオフセット態様を別個に特徴付け、それにより、少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットは、第１のオフセット態様を特徴付け、少なくとも１つのアームターゲットの第２のアームターゲットは、第１のオフセット態様とは異なる第２のオフセット態様を特徴付けるように配置され、少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットおよび少なくとも１つのアームターゲットの第２のアームターゲットによってそれぞれ画定された異なる特徴付けは、ロードステーション基準軸に対して、第２のオフセット態様の解明が第１のオフセット態様の一部を確認する、または再構成すべく働くように調整され、第１のオフセット態様は、少なくとも１つのアームターゲットの第１のアームターゲットで別個に解明される。

【0101】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、可動搬送アームは、少なくとも１つのアームターゲットの複数のアームターゲットを有し、複数のアームターゲットは、少なくとも１つの固定撮像センサによって撮像された各アームターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、異なるオフセット態様の各々は、ワークピースロードステーションの異なるそれぞれの基準軸に対応する、可動搬送アームの少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの少なくとも１つの駆動軸に対応し、それにより、各々の異なるオフセット態様は、それぞれのアームターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、別個に解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる。

【0102】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの固定撮像センサは、複数の固定撮像センサを含み、複数の固定撮像センサの各々は、各々のそれぞれの固定撮像センサの撮像センサ面が、異なるそれぞれのロードステーション基準面に対応するように、異なる所定のポーズを有し、少なくとも１つのアームターゲットは、各固定撮像センサが、それぞれのアームターゲットとともに、それぞれの固定撮像センサおよびそれぞれのアームターゲットに対応する、およびそれらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの固定撮像センサに対応する配向を有する。

【0103】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、ロードジグは模擬基板キャリアとして構成され、模擬基板キャリアの前壁に、エンドエフェクタが前壁を通って模擬基板キャリアに入るように開口部が配置され、少なくとも１つの固定撮像センサの視野はロードジグの前壁における開口部に面している。

【0104】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのアームターゲットは、ワークピースロードステーションへの、開口部を通って延びる運動経路に沿った、可動搬送アームの接近および模擬基板キャリアへの進入時に、前壁および開口部に面して配置される。

【0105】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、ロードジグの開口部は垂直面に配向される。

【0106】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、解明されたオフセットが、ロードジグの内部への開口部を通るエンドエフェクタの伸長を自由にするように、少なくとも１つの固定撮像センサは、ロードジグの開口部を通って延びる方向に少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0107】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、コントローラが、解明されたオフセットに基づいて、ロードジグの内部へのエンドエフェクタの妨げられないアーム伸長を確認するように、少なくとも１つの固定撮像センサは、ロードジグの開口部を通って延びる方向に少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0108】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの固定撮像センサは、ロードジグの内部への開口部を通って延びるエンドエフェクタの伸長経路に対して交差角で延びる交差方向に少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0109】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、開口部を通って伸長する方向での少なくとも１つのアームターゲット画像の画像に基づく、解明されたオフセットは、交差方向での少なくとも１つのアームターゲットの画像に基づくオフセット解明が、解明されたオフセットを漸進的に解明するように、少なくとも１つのアームターゲットを別の漸進的な教示位置に整列させるように作用する。

【0110】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの固定撮像センサは、複数の交差方向で少なくとも１つのアームターゲットを撮像するように位置づけられ、複数の交差方向の各々は、エンドエフェクタの伸長経路に対して、および互いに対して交差角で延び、各々は、駆動セクションによってもたらされるアーム運動の少なくとも１の自由度の各自由度に対応するそれぞれの軸に沿って、解明されたオフセットを漸進的に解明するように働く。

【0111】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、ベースの位置調整特徴部は、エンドエフェクタを係合する、および所定のエンドエフェクタ基準位置に対する所定のポーズで少なくとも１つの可動撮像センサを位置調整する係合特徴部を有する。

【0112】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、ロードジグは、少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロットを有し、模擬ワークピース保持スロットの各々は、ワークピースロードステーションでのワークピースキャリアの異なるワークピース保持スロットに対応し、ワークピースロードステーションでのワークピースキャリアの異なるワークピース保持スロットを表しており、所定のロードステーション基準位置の異なる１つを画定する。

【0113】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの固定撮像センサは、エンドエフェクタによって画定されたウェハ平面上に、および所定のエンドエフェクタ基準位置に対する所定の位置に、エンドエフェクタ上に配置された少なくとも１つのエンドエフェクタターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0114】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、コントローラは、エンドエフェクタが少なくとも１つの模擬ワークピース保持スロットの各々内にウェハ平面を位置づけた状態でエフェクタターゲット画像を撮像する少なくとも１つの固定撮像センサからのエンドエフェクタターゲット画像に基づいて、解明されたオフセットを確証するか、または漸進的に解明する。

【0115】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの可動撮像センサのベースは、ロードジグにおいて保持され、エンドエフェクタを用いたロードジグおよびフレームの各保持ステーションへの／からの運搬および搬送のために配置され、少なくとも１つの可動撮像センサは、所定のエンドエフェクタ基準位置に対する所定の位置に、エンドエフェクタによって運ばれるベースを用いてエンドエフェクタ上に配置されるようにベースに取り付けられている少なくとも１つの可動撮像センサを有する。

【0116】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、コントローラは、可動搬送アームを移動させ、別のワークピース保持ステーションに対するステーション教示位置にベースを少なくとも１つの可動撮像センサとともに搬送し、少なくとも１つの可動撮像センサで撮像された少なくとも１つのステーションターゲットに基づいて所定のエンドエフェクタ基準位置と所定の保持ステーション基準位置との間のステーションオフセットを解明するように、エンドエフェクタ上の少なくとも１つの可動撮像センサを用いて、所定の保持ステーション基準位置に対して所定のポーズを有する少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように構成されている。

【0117】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの教示位置は一連の教示位置を含み、各教示位置は、少なくとも１の自由度での可動搬送アームの運動によって画定された少なくとも１つのステーションターゲットの運動経路に沿って所定の距離だけ互いに離間している。

【0118】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、所定の距離は、所定のエンドエフェクタ基準位置と所定の保持ステーション基準位置との間の解明されたオフセットに基づいて判定される。

【0119】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのステーションターゲットは、一連の教示位置の各教示位置で撮像され、少なくとも１つのステーションターゲットの画像は、運動経路に沿った少なくとも１つのステーションターゲットの一連の画像を含み、オフセット解明は一連の画像に基づいている。

【0120】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのステーションターゲットは、所定の特徴を具現化し、少なくともターゲット面を記述する所定の印を有し、所定の印は、オフセットが、少なくとも１つのステーションターゲットの画像に基づいて、部分的に別のワークピース保持ステーションの基準面で解明するように、少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像される。

【0121】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、別のワークピース保持ステーションは、複数のステーションターゲットを有し、複数のステーションターゲットは、少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像された各ステーションターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、異なるオフセット態様の各々は、別のワークピース保持ステーションの異なるそれぞれの基準面に対応する、可動搬送アームの少なくとも１の自由度の運動をもたらす駆動セクションの異なるそれぞれの駆動軸のペアに対応した、各々の異なるオフセット態様は、それぞれのステーションターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる。

【0122】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットに対応する異なるそれぞれの駆動軸のペアの第１の駆動軸のペアは、少なくとも１つのステーションターゲットの第２のステーションターゲットに対応する異なるそれぞれの駆動軸のペアの第２の駆動軸のペアと駆動軸を共有し、異なるオフセット態様の第２のオフセット態様の解明は、共有された駆動軸に対応する保持ステーション基準軸に関する、および少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットで解明された第１のオフセット態様の一部を確認するか、または再構成するように働く。

【0123】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、別のワークピース保持ステーションは、少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像された各ステーションターゲットが、さまざまなオフセット態様を別々に特徴付けるように配置された少なくとも１つのステーションターゲットの複数のステーションターゲットを有し、それにより、少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットは第１のオフセット態様を特徴付け、少なくとも１つのステーションターゲットの第２のステーションターゲットは第１のオフセット態様とは異なる第２のオフセット態様を特徴付け、ここで、それぞれ、少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットおよび少なくとも１つのステーションターゲットの第２のステーションターゲットによって定義された異なる特徴付けは、保持ステーション基準軸に対して、第２のオフセット態様の解明が第１のオフセット態様の一部を確認する、または再構成すべく働くように配置され、第１のオフセット態様は、少なくとも１つのステーションターゲットの第１のステーションターゲットで別々に解明される。

【0124】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、別のワークピース保持ステーションは、少なくとも１つのステーションターゲットの複数のステーションターゲットを有し、複数のステーションターゲットは、少なくとも１つの可動撮像センサによって撮像された各ステーションターゲットが異なるオフセット態様を特徴付けるように配置され、異なるオフセット態様の各々は、別のワークピース保持ステーションの異なるそれぞれの基準軸に対応する、可動搬送アームの少なくとも１の自由度の運動をもたらす異なるそれぞれの少なくとも１つの駆動軸に対応し、それにより、各々の異なるオフセット態様は、それぞれのステーションターゲットの別個の画像によって解明され、オフセット解明は、全体的に、別個に解明された異なるオフセット態様の組み合わせによってもたらされる。

【0125】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの可動撮像センサは、複数の可動撮像センサを含み、複数の可動撮像センサの各々は、各々のそれぞれの可動撮像センサの撮像センサ面が、異なるそれぞれの保持ステーション基準面に対応するように、異なる所定のポーズを有し、少なくとも１つのステーションターゲットは、各可動撮像センサが、それぞれのステーションターゲットとともに、それぞれの固定撮像センサおよびそれぞれのステーションターゲットに対応する、およびそれらを含む、異なる対を形成するように、各々のそれぞれの可動撮像センサに対応する配向を有する。

【0126】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、別のワークピース保持ステーションは、別のワークピース保持ステーションの前壁に開口部を有し、開口部は、エンドエフェクタが前壁を通って別のワークピース保持ステーションに入るように配置され、少なくとも１つの可動撮像センサの視野は、別のワークピース保持ステーションの前壁における開口部に面している。

【0127】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つのステーションターゲットは、別のワークピース保持ステーションへの、開口部を通って延びる運動経路に沿った、可動搬送アームの接近時に、前壁および開口部に面して配置される。

【0128】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、解明されたオフセットが、別のワークピース保持ステーションの内部への開口部を通るエンドエフェクタの伸長を自由にするように、少なくとも１つの可動撮像センサは、別のワークピース保持ステーションの開口部を通って延びる方向に少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0129】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、コントローラが、解明されたオフセットに基づいて、別のワークピース保持ステーションの内部へのエンドエフェクタの妨げられないアーム伸長を確認するように、少なくとも１つの可動撮像センサは、別のワークピース保持ステーションの開口部を通って延びる方向に少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0130】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、少なくとも１つの可動撮像センサは、別のワークピース保持ステーションの内部への開口部を通って延びるエンドエフェクタの伸長経路に対して交差角で延びる交差方向に少なくとも１つのステーションターゲットを撮像するように位置づけられる。

【0131】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、開口部を通って伸長する方向での少なくとも１つのステーションターゲット画像の画像に基づく、解明されたオフセットは、交差方向での少なくとも１つのステーションターゲットの画像に基づくオフセット解明が、解明されたオフセットを漸進的に解明するように、少なくとも１つのステーションターゲットを別の漸進的な教示位置に整列させるように作用する。

【0132】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、自動教示システムは、ベースを保持するエンドエフェクタによって運ばれ、搬送されるように、ベースに取り付けられた少なくとも１つの距離測定センサをさらに備え、少なくとも１つの距離測定センサは、視野および距離感知方向が、互いに対して実質的にコリメートされるように、少なくとも１つの可動撮像センサの視野と実質的に位置合わせされた距離感知方向で距離を感知する。

【0133】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、視野および距離感知方向は、互いに対して実質的にコリメートされて、エンドエフェクタの前方の垂直面内で見て感知する。

【0134】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、視野および距離感知方向は、互いに対して実質的にコリメートされて、ロードステーションから別のワークピース保持ステーションに向かってワークピース搬送経路に沿って可動搬送アームを伸長するアーム運動経路に接する方向で見て感知する。

【0135】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、コントローラは、少なくとも１つの距離測定センサに通信可能に接続され、少なくとも１つの距離測定センサからの距離測定を介して、可動搬送アームの動作時に、ステーション教示位置への開口部に対するエンドエフェクタのコントローラ運動を可能にする別のワークピース保持ステーションの開口部を検出するか、またはエンドエフェクタの運動経路における障害物を検出するように構成されている。

【0136】

本開示の１つまたは複数の態様によれば、距離測定センサは、超音波センサ、赤外線センサ、飛行時間型センサ、およびＬＩＤＡＲセンサの少なくとも１つである。

【0137】

前述の説明が、本開示の態様の例示にすぎないことが理解されるべきである。本開示の態様から逸脱することなく、当業者によってさまざまな代替および補正が企図され得る。したがって、本開示の態様は、本明細書に添付された任意の請求項の範囲内にあるすべてのそのような代替、補正、および変形を包含することを意図している。さらに、異なる特徴が相互に異なる従属請求項または独立請求項に記載されているという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが利点を有して使用することができず、そのような組み合わせが本開示の態様の範囲内にとどまることを示すものではない。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図2F】

【図2G】

【図2H】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図7】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図18A】

【図18B】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図19D】

【図19E】

【図20】