CN111902245A - 自动晶片定心方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种衬底输送设备包括：输送室；驱动区段；机器人臂，其在远端处具有被构造成支撑衬底的端部执行器并连接到驱动区段，从而产生沿径向方向使臂延伸和缩回的至少臂运动；成像系统，其具有相机，该相机安装在预定位置中以使机器人臂的至少部分成像；以及控制器，其连接到成像系统以便使移动到预定可重复位置的臂成像，该控制器实现对紧邻可重复位置的机器人臂的第一图像的捕获，这与驱动轴线的编码器数据脱钩，其中，控制器根据第一图像与校准图像的比较来计算机器人臂的位置差异、以及根据该位置差异来确定改变机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。

Description

自动晶片定心方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请是在2018年1月30日提交的美国临时专利申请号62/623,843的非临时申请并且要求其权益，所述专利申请的公开内容通过引用整体地并入本文中。
技术领域
示例性实施例总体上涉及衬底处理设备，且更特别地涉及衬底输送设备。
背景技术
转移室内的衬底输送机器人使衬底在执行不同操作（诸如，蚀刻、涂布等）的不同工艺模块当中移动。例如，由半导体装置制造商和材料生产商使用的生产过程常常需要在衬底处理装备中精确定位衬底。衬底的准确放置可受到各种因素的阻碍，诸如例如热效应。例如，衬底输送机器人的热膨胀和收缩可经由例如机器人部件的热膨胀或收缩来使衬底的位置从期望位置移位。不考虑影响输送机器人的这些各种因素的处理系统可充斥着衬底的不准确放置。
已利用了若干种方法和设备来为衬底和衬底输送机器人的各种部件提供位置补偿。在一种方法中，光学传感器安置在例如转移室中。当输送机器人或衬底经过光学传感器时，系统可以使用例如输送机器人的马达上的编码器数据来确定衬底相对于输送机器人的端部执行器的位置。基于检测到的位置，系统可以校正衬底位置误差。基于编码器数据来确定位置的过程是困准且麻烦的，并且可能减慢处理时间。
随着半导体装置尺寸已减小，提高的处理精度是期望的，因此提供一种衬底处理设备将是有利的，该衬底处理设备提供具有与编码器数据无关的位置补偿的提高的精度。
附图说明
在以下描述中，结合附图解释了所公开的实施例的前述方面和其他特征，其中：
图1A-1D是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示；
图1E和图1F是根据所公开的实施例的方面的图1A-1D的衬底处理设备的部分的示意性图示；
图2A-2D是根据所公开的实施例的方面的衬底输送设备的示意性图示；
图2E是根据所公开的实施例的方面的驱动区段的示意性图示；
图2F-2J是根据所公开的实施例的方面的输送臂的示意性图示；
图2K是根据所公开的实施例的方面的驱动区段的示意性图示；
图3A-3E是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图3F和图3G是根据所公开的实施例的方面的驱动区段的示意性图示；
图4A-4B是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图5是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图6是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图7是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图8是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图9是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图10是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图11是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图12是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图13是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图14是根据所公开的实施例的方面的图2A-2D中所图示的衬底输送设备的一部分的示意性图示；
图15是图示与常规方法相比所公开的实施例的一个或多个方面的使用的示例性图；
图16是根据所公开的实施例的一个或多个方面的衬底输送设备的操作方法的流程图；以及
图17是根据所公开的实施例的一个或多个方面的衬底输送设备的操作方法的流程图。
具体实施方式
图1A-1D以及图5是根据所公开的实施例的各方面的衬底处理设备的示意性图示。尽管将参考附图来描述所公开的实施例的各方面，但应理解，所公开的实施例的各方面可以以许多形式体现。另外，可使用任何合适的尺寸、形状或类型的元件或材料。
如下文将更详细描述的，所公开的实施例的各方面提供了衬底输送设备125A-D（图1A-1D）、510（图5），该衬底输送设备包括成像系统500（图5）以用于校正由于例如至少一个机器人臂210、210A、211、211A、212、213、214、215、216、217、218的热效应（膨胀/收缩）而引起的至少一个机器人臂210、210A、211、211A、212、213、214、215、216、217、218的位置误差。在所公开的实施例的方面中，成像系统500的相机501（图8-9）捕获被定位在预定可重复位置650、650’（图6）中的机器人臂210、210A、211、211A、212、213、214、215、216、217、218的至少部分580（图6）的第一图像570（图10），并且将第一图像570与存储在例如控制器110中的校准图像590（图10）进行比较以确定在第一图像570和校准图像590之间的任何位置差异ΔPV（图10）。例如，衬底输送设备125A-D、510的机器人臂210A、211A（或本文中描述的其他机器人臂中的任一者）在预定可重复位置650、650’处进行工厂设置或‘调零’，使得机器人臂210A、211A可一致地返回到‘调零’位置以用于确定位置差异ΔPV，如将在本文中进一步描述的。
示出了根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备100A、100B、100C、100D，诸如例如半导体工具台。尽管在附图中示出了半导体工具台，但本文中描述的所公开的实施例的方面可以应用于采用机器人操纵器的任何工具台或应用。在一个方面中，处理设备100A、100B、100C、100D被示为具有群集工具布置（例如，具有连接到中央室的衬底保持台），而在其他方面中，处理设备可以是线性布置的工具，然而，所公开的实施例的方面可应用于任何合适的工具台。设备100A、100B、100C、100D一般包括大气前端101、至少一个真空负载锁102、102A、102B、以及真空后端103。至少一个真空负载锁102、102A、102B可以以任何合适的布置联接到前端101和/或后端103的任何合适的（一个或多个）端口或开口。例如，在一个方面中，所述一个或多个负载锁102、102A、102B可以以并排布置而布置在共同的水平平面中，如在图1B-1C中可以看到的。在其他方面中，所述一个或多个负载锁可以以网格形式来布置，使得至少两个负载锁102A、102B、102C、102D布置成行（例如，具有间隔开的水平平面）和列（例如，具有间隔开的竖直平面），如图1E中所示。在再其他方面中，所述一个或多个负载锁可以是单个直线式（in-line）负载锁102，如图1A中所示。在又一方面中，至少一个负载锁102、102E可以以堆叠的直线式布置来布置，如图1F中所示。应理解，虽然在输送室125A、125B、125C、125D的端部100E1或刻面100F1上图示了负载锁，但是在其他方面中，所述一个或多个负载锁可布置在输送室125A、125B、125C、125D的任何数量的侧面100S1、100S2、端部100E1、100E2或者刻面100F1-100F8上。至少一个负载锁中的每个还可包括一个或多个晶片/衬底搁置平面WRP（图1F），其中衬底被保持在相应的负载锁内的合适支撑件上。在其他方面中，工具台可具有任何合适的构型。前端101、至少一个负载锁102、102A、102B和后端103中的每个的部件可连接到控制器110，该控制器可以是任何合适的控制架构（诸如例如，群集化架构控制）的一部分。控制系统可以是闭环控制器，其具有主控制器、群集控制器以及自主远程控制器，诸如在2011年3月8日公布的标题为“Scalable Motion ControlSystem”的美国专利号7,904,182中公开的那些控制器，该专利的公开内容通过引用整体地并入本文中。在其他方面中，可利用任何合适的控制器和/或控制系统。
在一个方面中，前端101一般包括负载端口模块105和微环境106，诸如例如，装备前端模块（EFEM）。负载端口模块105可以是工具标准（BOLTS）接口的开箱器/装载器，所述BOLTS接口符合用于300 mm的负载端口、前开口或者底开口箱/舱（pod）以及盒体（cassette）的SEMI标准E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9。在其他方面中，负载端口模块可被构造为200 mm晶片/衬底接口、450 mm晶片/衬底接口或者任何其他合适的衬底接口，诸如例如，更大或更小的半导体晶片/衬底、用于平板显示器的平面板、太阳能面板、标线片或任何其他合适的物体。尽管在图1A-1D中示出了三个负载端口模块105，但在其他方面中，任何合适数量的负载端口模块可被并入到前端101中。负载端口模块105可被构造成接收来自高架输送系统、自动引导车辆、人引导车辆、导轨引导车辆、或者来自任何其他合适的输送方法的衬底载体或者盒体C。负载端口模块105可通过负载端口107与微环境106对接。负载端口107可允许衬底在衬底盒体和微环境106之间通过。微环境106一般包括任何合适的转移机器人108，该转移机器人可并入本文中描述的所公开的实施例的一个或多个方面。在一个方面中，机器人108可以是轨道安装的机器人，诸如，在例如1999年12月14日公布的美国专利号6,002,840；2013年4月16日公布的美国专利号8,419,341；以及2010年1月19日公布的美国专利号7,648,327中描述的轨道安装的机器人，以上各专利的公开内容通过引用整体地并入本文中。在其他方面中，机器人108可与本文中关于后端103描述的机器人基本上类似。微环境106可在多个负载端口模块之间提供用于衬底转移的受控清洁区。
至少一个真空负载锁102、102A、102B可位于微环境106和后端103之间并且连接到微环境106和后端103。在其他方面中，负载端口105可基本上直接联接到至少一个负载锁102、102A、102B或输送室125A、125B、125C、125D，其中衬底载体C被抽空到输送室125A、125B、125C、125D的真空，并且衬底直接在衬底载体C和负载锁或转移室之间进行转移。在该方面中，衬底载体C可充当负载锁，使得输送室的处理真空延伸到衬底载体C中。如可认识到的，在衬底载体C通过合适的负载端口基本上直接联接到负载锁的情况下，可在负载锁内提供任何合适的转移设备，或者任何合适的转移设备可以以其他方式接近载体C，以用于将衬底转移到衬底载体C以及从衬底载体C转移衬底。应注意，如本文中使用的术语真空可表示衬底在其中被处理的高真空，诸如10-5托或以下。至少一个负载锁102、102A、102B一般包括大气槽阀和真空槽阀。负载锁102、102A、102B（以及用于衬底台模块130）的这些槽阀可提供环境隔离，环境隔离被采用来在从大气前端装载衬底之后排空负载锁并且在使锁用惰性气体（诸如，氮气）通气时维持输送室中的真空。如本文中将描述的，处理设备100A、100B、100C、100D的槽阀可位于同一平面中、不同的竖直堆叠平面中、或者槽阀位于同一平面中和槽阀位于不同的竖直堆叠平面中的组合（如上文关于负载端口描述的），以适应衬底去往和来自至少衬底台模块130和联接到输送室125A、125B、125C、125D的负载锁102、102A、102B的转移。至少一个负载锁102、102A、102B（和/或前端101）还可包括对准器以用于使衬底的基准点对准到用于处理的期望位置或任何其他合适的衬底度量装备。在其他方面中，真空负载锁可位于处理设备的任何合适位置中并且具有任何合适的构型。
真空后端103一般包括输送室125A、125B、125C、125D、一个或多个衬底台模块130、以及任何合适数量的衬底转移机器人104，所述衬底转移机器人包括一个或多个转移机器人并且可包括本文中描述的所公开的实施例的一个或多个方面。输送室125A、125B、125C、125D可具有例如遵从SEMI标准E72准则的任何合适的形状和尺寸。衬底转移机器人104和所述一个或多个转移机器人将在下文进行描述并且可至少部分地位于输送室125A、125B、125C、125D内以在负载锁102、102A、102B和各种衬底台模块130之间（或在位于负载端口处的盒体C和各种衬底台模块130之间）输送衬底。在一个方面中，衬底转移机器人104可以是作为模块化单元可从输送室125A、125B、125C、125D移除的，使得衬底转移机器人104遵从SEMI标准E72准则。
衬底台模块130可通过各种沉积、蚀刻、或者其他类型的工艺对衬底进行操作以在衬底上形成电路或者其他期望的结构。典型的工艺包括但不限于使用真空的薄膜工艺，诸如等离子蚀刻或其他蚀刻工艺、化学气相沉积（CVD）、等离子气相沉积（PVD）、植入（诸如，离子植入）、度量、快速热处理（RTP）、干式剥离原子层沉积（ALD）、氧化/扩散、氮化物的形成、真空光刻、外延（EPI）、导线接合器和蒸发、或者使用真空压力的其他薄膜工艺。衬底台模块130以任何合适的方式（诸如，通过槽阀SV）可连通地连接到输送室125A、125B、125C、125D，以允许将衬底从输送室125传递到衬底台模块130，反之亦然。输送室125的槽阀SV可布置成允许连接两个（例如，位于共同壳体内的多于一个的衬底处理室）或并排的衬底台模块130T1、130T2、单个衬底台模块130S和/或堆叠的工艺模块/负载锁（图1E和图1F）。
应注意，当衬底转移机器人104的一个或多个臂与预定衬底台模块130对准时，可发生衬底去往和来自衬底台模块130、联接到转移室125A、125B、125C、125D的负载锁102、102A、102B（或盒体C）的转移。根据所公开的实施例的方面，一个或多个衬底可被独立地或基本上同时地转移到相应的预定衬底台模块130（例如，诸如当从并排或串联的处理台拾取/放置衬底时，如图1B、图1C和图1D中所示）。在一个方面中，衬底转移机器人104可安装在吊臂143（见例如图1D）或线性托架144上，诸如在标题为“Processing Apparatus”且在2013年10月18日提交的美国临时专利申请号61/892,849和标题为“Processing Apparatus”且在2013年11月15日提交的美国临时专利申请号61/904,908、以及标题为“SubstrateProcessing Apparatus”且在2013年2月11日提交的国际专利申请号PCT/US13/25513中描述的那些，以上专利文件的公开内容通过引用整体地并入本文中。
现在参考图2A-2D，在一个方面中，衬底转移机器人104包括至少一个驱动区段200、201和至少一个机器人臂210、211、212、213。应注意，所图示的衬底转移机器人104是示例性的，并且在其他方面中可具有与标题为“Substrate transport apparatus”且在2014年12月12日提交的美国申请号14/568,742中描述的构型基本上类似的任何合适的构型，该申请的公开内容通过引用整体地并入本文中。至少一个驱动区段200、201可包括共同驱动区段200，该共同驱动区段包括容纳Z轴线驱动器270和旋转驱动区段282中的一者或多者的框架200F。框架200F的内部200FI可以以任何合适的方式密封，如下文将描述的。在一个方面中，Z轴线驱动器可以是任何合适的驱动器，其被构造成使至少一个机器人臂210、211、212、213沿着Z轴线移动。Z轴线驱动器在图2E中被图示为螺旋型驱动器，但在其他方面中，驱动器可以是任何合适的线性驱动器，诸如线性致动器、压电马达等。旋转驱动区段282可被构造为任何合适的驱动区段，诸如例如谐波驱动区段、直接驱动区段等。在一个方面中，图2E中所示的旋转驱动区段282包括用于驱动轴280S的一个谐波驱动马达280，然而，在其他方面中，驱动区段可包括对应于例如同轴驱动系统中的任何合适数量的驱动轴的任何合适数量的谐波驱动马达。如果驱动区段282是直接驱动构型，则驱动区段中不包括谐波驱动，在该示例中，旋转驱动区段282包括壳体281，该壳体以与美国专利号6,845,250；5,899,658；5,813,823；以及5,720,590（以上专利文件的公开内容通过引用整体地并入本文中）中描述的方式基本上类似的方式来容纳驱动马达280。应注意，驱动轴280S还可具有中空构造（例如，具有沿着驱动轴的中心纵向地延伸的孔），以允许导线290或任何其他合适的物品穿过驱动组件以用于连接到例如另一个驱动区段（例如，诸如驱动区段201）和/或安装到驱动器200的至少一个机器人臂210、211、212、213。
在另一个方面中，参考图2K，驱动区段282’可以是具有一个或多个自由度的直接驱动系统以用于驱动衬底输送机器人104的任何合适的驱动轴。在一个方面中，驱动区段282’例如可以是一个轴线（例如，一个自由度）驱动区段，或者可包括任何合适数量的驱动轴线。在一个方面中，驱动区段282’一般包括用于驱动该驱动轴280S的马达244。如可认识到的，驱动系统可不限于一个马达。马达244包括定子248A和连接到驱动轴280S的转子260A。定子248A固定地附接到壳体281’。定子248A一般包括电磁线圈。转子260A包括永磁体，但可替代地包括不具有永磁体的磁感应转子。如果需要，套筒或薄罐形密封件262位于转子260A和相应的定子248A之间，以将定子248A密封而与至少一个机器人臂210、211、212、213操作于其中的操作环境隔绝。然而，如果输送设备机器人104打算在大气环境中使用，则不需要提供套筒262。在一个方面中，驱动轴280S可设置有位置传感器264（例如，位置编码器）。位置传感器264用于将轴280S相对于例如框架281’的旋转位置发信号给控制器110。可使用任何合适的传感器，诸如光学或感应传感器。驱动区段282’还可包括一个或多个合适的Z轴线驱动器190，以沿与肩轴线基本上平行（例如，沿着肩轴线）的方向作为一个单元来驱动至少一个机器人臂210、211、212、213。
虽然马达被图示为旋转马达，但是在其他方面中，可使用任何合适的（一个或多个）马达和/或合适的（一个或多个）驱动传动装置，诸如例如，直接驱动线性马达、线性压电马达、线性电感马达、线性同步马达、有刷或无刷线性马达、线性步进马达、线性伺服马达、磁阻马达等。在以下专利文件中描述了合适的线性马达的示例：例如，在2011年10月31日提交的标题为“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm”的美国专利申请序列号13/286,186；在2011年6月13日提交的标题为“Substrate ProcessingApparatus”的美国专利申请序列号13/159,034和在2011年3月8日公布的标题为“Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates”的美国专利号7,901,539；在2012年10月23日公布的标题为“Apparatus and Methods forTransporting and Processing Substrates”的美国专利号8,293,066；在2013年4月16日公布的标题为“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm”的美国专利号8,419,341；在2009年8月18日公布的标题为“Substrate Processing Apparatus”的美国专利号7,575,406；以及在2011年6月14日公布的标题为“Substrate ProcessingApparatus”的美国专利号7,959,395，以上专利文件的公开内容通过引用整体地并入本文中。
在一个方面中，壳体281、281’可安装到托架270C，该托架联接到Z轴线驱动器270，使得Z轴线驱动器使托架（以及位于其上的壳体281）沿着Z轴线移动。如可认识到的，为了密封至少一个机器人臂210、211、212、213从驱动器200（其可在大气压ATM环境中操作）的内部操作于其中的受控气氛，驱动马达280可包括铁磁流体密封件276、277和波纹管密封件275中的一者或多者。波纹管密封件275可具有联接到托架270C的一端和联接到框架200FI的任何合适部分的另一端，使得框架200F的内部200FI与至少一个机器人臂210、211、212、213操作于其中的受控气氛隔离。
在该方面中，驱动轴280S可联接到驱动区段201以用于使驱动区段201沿箭头T的方向绕共同轴线CAX旋转，该共同轴线对于至少一个机器人臂210、211、212、213中的每个可以是共同的。此处，驱动区段201可包括基部构件250和至少一个驱动部分251、252。在该方面中，存在两个驱动部分251、252，但是在其他方面中，可提供任何合适数量的驱动部分。基部构件250包括形成内室250P的框架。每个驱动部分251、252还包括形成内室300P的框架251F、252F，该内室与基部构件250的内室250P密封式连通。如可认识到的，每个驱动部分251、252可包括可由例如任何合适的盖子250C密封的任何合适的接近开口。如在图2B中可以看到，基部构件250可包括第一端部和第二端部，使得驱动部分251、252密封地联接到端部中的相应一个。这些驱动部分可相对于彼此以任何合适的角度β（或间距）布置，使得安装在其上的（一个或多个）臂的延伸/缩回轴线能够延伸穿过所述（一个或多个）臂位于其中的转移室125A、125B、125C、125D的端口。例如，在一个方面中，角度β（其可对应于驱动部分251、252的延伸/缩回轴线之间的角度/间距）可与转移室125A（图1A）的刻面100F1-100F8的角度α基本上相同或相等。在其他方面中，角度β可以是大约0°，使得驱动部分（以及安装在其上的臂）的延伸/缩回轴线基本上彼此平行，以用于延伸穿过例如转移室125B（图1B）、125C（图1C）和125D（图1D）的并排的端口。在再其他方面中，角度β可以是可调整的（手动地抑或通过自动化，如下文将描述的），使得驱动部分251、252的延伸/缩回轴线可相对于彼此具有任何合适的角度β。例如，角度β可在0°的角度和θ之间调整，以用于延伸穿过转移室125C（图1C）的端口和/或用于自动工件定心，如下文将描述的。在又其他方面中，驱动部分之间的角度β和/或间隔（间距）PT（见图1C）可以是固定的，使得衬底转移机器人104的臂可通过共同驱动轴线CAX的旋转和每个驱动部分251、252的独立延伸或操作而延伸穿过具有成角度的刻面的转移模块的端口。基部构件250可具有任何合适的长度L1，使得每个驱动部分251、252的延伸和缩回轴线R1、R2隔开固定距离，其中该固定距离可对应或以其他方式匹配由系统工具构型强加的需求（例如，在衬底转移机器人104位于其中的模块的各端口之间的距离）。
还参考图3A-3G，将关于驱动部分251来描述驱动部分251、252。应理解，驱动部分252可与驱动部分251基本上类似。如上所述，驱动部分251包括框架251F，该框架可由以任何合适的方式彼此密封地联接的第一框架构件251F1和第二框架构件251F2构造。在其他方面中，框架可具有任何合适的构型并且由任何合适数量的框架构件组成。框架251F可包括孔口或开口251M，该孔口或开口被构造成用于以任何合适的方式将框架251F安装到基部构件250，使得驱动部分251的内室300P与基部构件250的内室250P密封式连通，从而使得在内室250P、300P和驱动区段200的壳体281的内部之间共享共同的大气环境。在该方面中，驱动部分251可被构造成支撑和驱动两个机器人臂212、213，但是在其他方面中，驱动部分251可被构造成支撑和驱动任何合适数量的机器人臂。驱动部分251可包括第一线性导轨或滑动件310A、310B（总的为线性导轨或滑动件310）和第二线性导轨或滑动件311A、311B（总的为线性导轨或滑动件311），所述第一线性导轨或滑动件和第二线性导轨或滑动件被构造成限定延伸和缩回相应的机器人臂212、213中的每个的独立驱动轴线的自由度。在该方面中，驱动部分包括第一驱动马达320和第二驱动马达321，以用于通过例如带和滑轮驱动传动装置来驱动相应的臂212、213。
第一驱动马达320和第二驱动马达321（图3D和图3E）可以是与驱动马达280基本上类似的谐波或直接驱动器，而在其他方面中，驱动马达320、321可以是任何合适的驱动马达。每个驱动马达320、321可具有相应的密封件320S、321S，诸如用于密封框架251中的孔口的铁磁流体密封件，马达320、321的驱动轴370延伸穿过该孔口，以用于以任何合适的方式联接到相应的驱动滑轮332B、333A。驱动滑轮332B、333A可以以任何合适的方式联接到相应的从动滑轮332A、333B，诸如通过一个或多个带。例如，驱动滑轮332B可通过带330A、330B联接到从动滑轮332A。驱动滑轮333A可通过带331A、333B联接到从动滑轮333B。带330A、330B、331A、331B可以是任何合适的带，诸如例如，在标题为“Substrate Transport Apparatus”且在2013年8月26日提交的美国临时专利申请号61/869,870中描述的带，该申请的公开内容通过引用整体地并入本文中。如何认识到的，本文中描述的驱动轴线可具有任何合适的编码器，诸如编码器296、371，用于检测相应的驱动马达的位置，并将一个或多个信号发送到任何合适的控制器，诸如例如，控制器110，用于控制衬底转移机器人104。如还可认识到的，驱动部分251、252和基部构件250的密封的内部允许每个驱动部分251、252的驱动马达320、321位于这样的大气环境中，该大气环境与机器人臂210-213操作于其中的环境分开或以其他方式被密封而与机器人臂210-213操作于其中的环境隔绝。驱动部分251、252和基部构件250的密封的内部还可允许从驱动区段200到驱动区段201的导线或软管布线。在机器人臂和驱动区段全部都位于大气环境（诸如，大气模块）中的这样的方面中，如先前描述的，驱动内部可不被密封。
再次参考图2A-2D和图4A-4B，将根据所公开的实施例的方面相对于驱动部分252来描述机器人臂210-213。在该方面中，机器人臂210-213具有伸缩构型，但是在其他方面中，机器人臂210-213可具有任何合适的构型。而且，在该方面中，每个驱动部分251、252包括两个伸缩臂210-213，但在其他方面中，可在每个驱动部分251、252上提供任何合适数量的机器人臂。在该方面中，每个机器人臂210-213包括基部构件210B、211B以及可移动地联接到相应的基部构件210B、211B的端部执行器210E、211E。每个基部构件210B、211B可具有内部，任何合适的传动装置均可安置在该内部中以用于沿着延伸/缩回轴线来驱动端部执行器。应注意，本文中描述的每个端部执行器包括当衬底由该端部执行器保持时该衬底位于其中的端部执行器座落平面SP（图2D）。基部构件210B可通过线性导轨310A、310B可移动地联接到驱动部分252，以便可相对于驱动部分252移动。基部构件211B可通过线性导轨311A、311B联接到驱动部分252，以便可相对于驱动部分252移动。每个臂210、211具有由相应的导轨限定的自由度，使得由线性导轨限定的机器人臂210和211中的每个的自由度彼此平行（例如，端部执行器的转移平面是一个位于另一个上方的）。如可认识到的，机器人臂212、213具有类似的平行自由度。如还可人识到的，由臂211的线性导轨限定的自由度可与由机器人臂212的线性导轨限定的自由度共面（例如，每个机器人臂211、212的端部执行器位于同一平面中），而由臂210的线性导轨限定的自由度可与由机器人臂213的线性导轨限定的自由度共面（例如，每个机器人臂210、213的端部执行器位于同一平面中）。
基部构件210B、211B可并排安置在驱动部分252上，使得基部构件210B联接到带330A、330B中的至少一个，从而使得当带330A、330B由马达320驱动时，基部构件210B与带330A、330B中的至少一者一起沿延伸/缩回方向R移动。基部构件211B联接到带331A、331B中的至少一者，使得当带331A、331B由马达321驱动时，基部构件211B与带331A、331B中的至少一者一起沿延伸/缩回方向R移动。在其他方面中，基部构件可相对于彼此具有任何合适的空间布置。
基部构件210B可包括线性导轨或滑动件410A、410B，所述线性导轨或滑动件至少部分地安置在基部构件的内部内，端部执行器210E可移动地安装到该基部构件以用于相对于基部构件210B和驱动部分252相对旋转。滑轮410、411、420、421可在端部处或在任何其他合适位置处可旋转地安装在相应的基部构件210B、211B的内部内。一个或多个带（与上文描述的那些带类似）、单个连续环带/皮带或任何其他合适的传动构件412、422可将滑轮410、411、420、421中的对应滑轮彼此联接。在一个方面中，每个传动构件412、422可设置到驱动部分252的框架252F上，使得基部构件210B、211B和框架252F之间的相对移动驱动了相应的传动构件412、422。端部执行器211E可联接到传动构件412，使得当基部构件211B沿箭头R的方向移动时，端部执行器也根据由例如滑轮410、411限定的任何合适的传动比沿箭头R的方向相对于基部构件211B移动。类似地，端部执行器210E可联接到传动构件412，使得当基部构件210B沿箭头R的方向移动时，端部执行器也通过由例如滑轮420、421限定的任何合适的传动比沿箭头R的方向相对于基部构件210B移动。如可认识到的，桥构件400可设置在端部执行器（诸如，端部执行器211E、212E）中的一者上，使得端部执行器211E、212E可以被定位在相应的驱动部分251、252的另一端部执行器210E、213E之上，同时允许端部执行器在彼此上方/下方通过。
如上所述，出于示例性目的，本文中描述的机器人臂被图示为伸缩臂（或如下文描述的滑动臂）。然而，在其他方面中，机器人臂可以是任何合适的机器人臂，诸如，如图2G中所示的线性滑动臂214。在其他方面中，臂可以是SCARA臂215（图2H）或具有任何合适的臂连杆机构的其他合适的臂。臂连杆机构的合适示例可以例如在以下专利文件中找到：2009年8月25日公布的美国专利号7,578,649、1998年8月18日公布的美国专利号5,794,487、2011年5月24日公布的美国专利号7,946,800、2002年11月26日公布的美国专利号6,485,250、2011年2月22日公布的美国专利号7,891,935、2013年4月16日公布的美国专利号8,419,341、以及标题为“Dual Arm Robot”且在2011年11月10日提交的美国专利申请序列号13/293,717和标题为“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm”且在2013年9月5日提交的美国专利申请序列号13/861,693，以上专利文件的公开内容全部通过引用整体地并入本文中。在所公开的实施例的方面中，至少一个机器人臂可源自常规的SCARA（选择性兼容铰接式机器人臂）类型设计，其包括上臂、带驱动的前臂和带约束的端部执行器，或者源自伸缩臂或任何其他合适的臂设计。机器人臂的合适示例可以例如在以下专利文件中找到：标题为“Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizinga Mechanical Switch Mechanism”且在2008年5月8日提交的美国专利申请序列号12/117,415、以及在2010年1月19日公布的美国专利号7,648,327，以上专利文件的公开内容通过引用整体地并入本文中。机器人臂的操作可彼此独立（例如，每个臂的延伸/缩回独立于其他臂）、可通过空转开关而操作，或者可以以任何合适的方式可操作地链接，使得臂共享至少一条共同的驱动轴线。在再其他方面中，输送臂可具有任何其他期望的布置，诸如蛙腿臂216（图2F）构型、跳蛙臂217（图2J）构型、双对称臂218（图2I）构型等。输送臂的合适示例可以在以下专利文件中找到：2001年5月15日公布的美国专利号6,231,297、1993年1月19日公布的美国专利号5,180,276、2002年10月15日公布的美国专利号6,464,448、2001年5月1日公布的美国专利号6,224,319、1995年9月5日公布的美国专利号5,447,409、2009年8月25日公布的美国专利号7,578,649、1998年8月18日公布的美国专利号5,794,487、2011年5月24日公布的美国专利号7,946,800、2002年11月26日公布的美国专利号6,485,250、2011年2月22日公布的美国专利号7,891,935号、以及标题为“Dual Arm Robot”且在2011年11月10日提交的美国专利申请序列号13/293,717和标题为“Coaxial Drive Vacuum Robot”且在2011年10月11日提交的美国专利申请序列号13/270,844号，以上专利文件的公开内容全部通过引用整体地并入本文中。
现在参考图5，根据所公开的实施例的各方面图示了示例性衬底输送设备510。衬底输送设备510与上文参考图2A-4B描述的衬底输送设备125A-D基本上类似，并且可包括上文描述的臂构型中的一者或多者。衬底输送设备510可在任何合适的大气或真空环境中被采用，诸如上文关于处理设备100A、100B、100C、100D描述的那些大气或真空环境。如在图5中可以看到，在一个方面中，衬底输送设备510包括输送室125B’和至少部分地安置在输送室125B’中的衬底输送机器人104A（与上文描述的衬底输送机器人104基本上类似）。输送室125B’包括：至少一个衬底输送开口125OP（在输送室125B’的至少一个侧面125S1-S4上）；以及至少一个机器人臂210A、211A，其具有安置在机器人臂210A、211A的远端210DE、211DE处的至少一个端部执行器210E、211E。任何合适的控制器，诸如上文描述的控制器110，可连接到衬底输送设备510的驱动区段200’，并且包括控制器模块110M，该控制器模块具有如本文中描述的用于实现衬底输送设备510的操作的任何合适的非暂时性程序代码。至少一个机器人臂210A、211A被示为将衬底S保持在其上，用于在径向方向R上沿着输送路径P将衬底S输送到例如衬底台模块130（图1A）。如本文中描述的，至少一个机器人臂210A、211A上的热效应（诸如，膨胀、收缩、扭曲、下垂/松垂）以及机器人性能的其他变化性（例如，由制造变化性、机器人部件的磨损、机器人部件的移位、滞后等引起）可以是例如在从任何合适的衬底保持台（诸如，衬底台模块130）放置或拾取衬底S中的精度误差来源。例如，可利用由成像系统500提供的或源自成像系统500的位置数据来补偿至少一个机器人臂210A、211A的热效应和其他变化性，以实现对例如在衬底台模块130中或在任何其他合适的衬底保持台处的至少衬底S放置的运动补偿。
参考图5-7，如可认识到的，衬底输送机器人104A连接到控制器110并与其通信，使得控制器110可控制至少一个机器人臂210A、211A的移动。控制器被构造成命令衬底输送机器人104A驱动轴线的位置移动，使得端部执行器210E、211E以已知和受控的方式移动到处理设备100A、100B、100C、100D中的任何期望位置（在衬底输送设备510的可及范围内）。例如，至少一个机器人臂210A、211A可联接到驱动区段200’，该驱动区段可以是任何合适的驱动区段，诸如，先前描述的那些驱动区段，并且可包括任何期望的位置确定装置（例如，诸如位置或马达编码器296、371；图2E和图3G），所述位置确定装置连接到控制器110的控制器模块110M。编码器296、371将任何合适的信号发送到控制器模块110M，从而使得控制器模块110M能够相对于输送室125B’来确定在至少一个机器人臂210A、211A上的预定点（请如，端部执行器中心或任何其他合适位置）的位置（例如，诸如当至少一个机器人臂210A、211A处于缩回位置600中时）。
在一个方面中，控制器110可用至少一个机器人臂210A、211A的沿着R、θ、Z轴线中的一者或多者的预定可重复位置650、650’被编程，被配置成在没有驱动轴线编码器数据的实时输入的情况下实现运动补偿以促进使运动补偿的确定与编码器数据脱钩。在一个方面中，控制器110被构造成基于与驱动轴线基准位置的已知关系来确定至少一个机器人臂210A、211A何时处于预定可重复位置650、650’中。在一个方面中，驱动区段200’（例如，用于驱动R和θ运动）中的每个马达320’、321’、244’（也见图3D和图3E中的马达320、321以及图2E和图2K中的280、244）或驱动轴线具有设定的基准位置（其可被称为0°位置），该基准位置提供马达转子和马达定子之间的参考。马达320’、321’、244’的基准位置进行工厂设置并且基本上是恒定的，而不是由于马达滞后（随时间）而变化ΔRV（图12）（如果需要，可从解析器（诸如，如下文进一步描述的相机501R）解析ΔRV）。
至少一个机器人臂210A、211A连接到驱动区段200’（更具体地，连接到相应驱动轴线的（一个或多个）转子），并且具有（即，每个臂连杆/关节具有）由基准位置建立的对应的预定可重复位置650（相对于整体参考系—例如，输送室框架125F’）。例如，基准位置可以是至少一个机器人臂210A、211A处于（完全）缩回位置600（图6）。缩回位置600可被称为顶部中心位置，其中臂运动不再能够进一步缩回（即，臂运动受到臂几何形状和/或机器人臂210A、211A的关系的限制，并且从该位置的任何进一步臂运动均可以是机器人臂210A、211A的延伸）。
在另一个方面中，预定可重复位置650’（图7）可基于至少一个机器人臂210A、211A的最佳（例如，时间）的或期望的运动轮廓来选择（或以其他方式不受机械几何学的约束），以用于将衬底S输送到任何合适模块，诸如，衬底台模块130。在此，至少一个机器人臂210A、211A被构造成使得至少一个机器人臂210A、211A相对于输送室125B’不会缩回得比延伸超过（完全）缩回位置600的预定可选择点650更远，并且从预定可选择点650的任何进一步的臂运动均可以是机器人臂210A、211A的延伸（即，预定可重复的缩回位置650可从缩回位置的机械约束沿着R、θ偏移）。
每个预定可重复位置650、650’（可存在多于一个的可重复的缩回位置）可以以任何合适的方式沿着臂运动轴线R、θ被教导给控制器110，并且与基准位置600具有已知的预定关系。相对于衬底放置校正/补偿，两个预定可重复位置650、650’关于如何在运动轮廓延展范围中由控制器110应用它们的方面都是基本上类似的。在两个方面中，控制器110都接收至少一个机器人臂210A、211A处于预定可重复位置650、650’（与基准位置重合，抑或具有已知的预定旋转）中的信号。因此，臂缩回位置（诸如，位置650、650’）在本文中既是出于方便而被使用，而且由与在预定可重复位置650、650’处的机器人臂210A、211A通信的控制器110接收的位置的信号足以在没有驱动轴线编码器数据的实时输入的情况下用于机器人臂210A、211A的位置确定以及用于臂位置的补偿，这可促进基于已知的可重复位置信号而使对位置补偿的确定与编码器数据脱钩。在其他方面中，驱动轴线编码器数据可用于机器人臂210A、211A的位置确定和臂210A、211A的位置补偿。
现在参考图5、图6和图8-13，如可认识到的并且如上所述，至少一个机器人臂210A、211A的尺寸特性可随环境条件（尤其是温度）而变化。例如，至少一个机器人臂210A、211A可在处理期间经受温度变化时经历热膨胀和收缩（以及如上所述的其他热效应和/或其他变化性）。这些温度变化影响至少一个机器人臂210A、211A的定位，使得端部执行器210E、211E的被定心位置（例如，端部执行器的预定衬底保持位置，诸如参考点1000WC），或者在端部执行器210E、211E上的任何其他合适部分（诸如，在端部执行器210E、211E的梢端上的点1010（见图10和图11））是偏移的或具有位置差异ΔPV，如下文进一步描述的。为了校正位置差异ΔPV，衬底输送设备510进一步包括成像系统500。
成像系统500包括至少一个相机501F、501R（总的被称为相机501），所述相机相对于输送室125B’安装在预定位置中并且安置成以便使机器人臂210A、211A的至少部分580成像。相机501被构造成使至少一个机器人臂210A、211A的一个或多个特征（诸如，端部执行器210E、211E、或者臂210A、211A的任何其他部分）成像。相机501（其可在输送室125B’内部或外部）被安装成使得相机501的视野FOV被定位成捕获至少一个机器人臂210A、211A的（一个或多个）期望特征。例如，视野FOV可被定位成捕获端部执行器210E、211E与其上的衬底S，以用于相对于端部执行器210E、211E的预定衬底保持位置确定衬底偏心率ΔWC。在其他方面中，至少一个相机501可被定位成以便使机器人臂210A、211A的远端210DE、211DE的任何合适部分（例如，端部执行器210E、211E或其上的某个特征、腕关节、或它的在机器人臂210A、211A的远端210DE、211DE处连接端部执行器210E、211E和臂连杆的特征）或任何其他合适特征（诸如，机器人臂210A、211A的后部210R、211R）成像。
相机501可以以任何合适的方式安装到输送设备510，诸如通过机械紧固件。在图8和图9中所示的实施例中，相机501相对于输送设备510和系统/部件的位置仅仅是示例性的，并且在替代性实施例中，相机501可安装在输送设备510上的任何其他合适位置中。例如，相机501可朝向输送室125B’的前部125FE（如通过臂端部执行器的延伸运动方向参照）（例如，前相机501F）或输送室125B’的后部125RE（例如，后相机501R）安装，以在机器人臂210A、211A延伸/缩回或安置在预定可重复位置650、650’中时捕获机器人臂210A、211A的期望部分580。应注意，本文中出于方便性而使用术语前部和后部，并且可使用任何合适的空间参考术语；进一步注意到，输送室125B’的前部和后部与机器人臂210A、211A进入处理室130中的延伸方向相对应，使得前方向和后方向可取决于衬底输送机器人104A相对于输送室125B’的θ取向而改变。附加地，相机501在图8和图9中被示意性地图示为两个相机501F（前部）、501R（后部），然而，相机501可包括分布在输送室125B’上/中的不同位置处的多于或少于两个相机（诸如，四个相机（图6）），以便在至少一个机器人臂210A、211A被定位成用于通过输送室125B’的任何侧面（在该示例性中，图示了4个侧面125S1-S4，但在其他方面中，输送室125B’可具有多于或少于4个侧面）拾取和放置衬底S时使至少一个机器人臂成像。
相机501包括任何合适的光学器件以用于从相机501的视野FOV生成合适的图像。相机光学器件可包括例如任何合适的透镜、滤光器、镜、光圈（未示出），以用于引导和控制被引导到相机501的光的量。视野FOV布置成供相机501使空间（即，图像覆盖范围）成像，该空间可涵盖基本上整个机器人臂210A、211A和衬底S或其任何期望部分。例如，相机501可被定位成捕获至少一个机器人臂210A、211A的部分580，该部分紧邻将机器人臂210A、211A联接到驱动区段（即，肩轴线）的关节。在一个方面中，相机501可通过合适的伺服马达被万向连接来旋转视野FOV，以提供机器人臂210A、211A的任何期望的图像覆盖范围。
参考图8-13，相机501联接到控制器110的图像处理模块110IP。控制器110的图像处理模块110IP可包括用于根据需要操作相机501以捕获图像的任何合适的非暂时性程序代码。例如，图像处理模块110IP可将生成的图像命令发送到相机501并就哪些图像要被传输到控制器110来指示相机501。图像处理模块110IP被构造成从相机501接收图像并从图像识别机器人臂210A、211A的至少部分580的位置差异ΔPV。为了识别位置差异ΔPV，图像处理模块110IP包括机器人臂210A、211A在预定可重复位置650、650’、600或机器人臂210A、211A的任何其他合适位置中的校准图像590（或存储在控制器110中的其他数据，以便描述校准实像或虚像/设计图像的决定性特征）。可以以许多种方式生成校准图像590。例如，可根据设计信息生成校准图像590，该设计信息呈现了有意地安置在相机501视野FOV中的机器人臂210A、211A的至少部分580的虚拟表示。在另一个方面中，校准图像590可由控制器110的图像处理模块110IP生成，该控制器利用相机501实现对臂的至少部分580的校准图像590的捕获，其中该臂紧邻预定可重复位置650、650’、600或在预定可重复位置650、650’、600或任何其他合适位置中。
如在图10-13和图17中所见，示出了重叠在校准图像590上的在相机501视野FOV中的机器人臂210A（其中该臂紧邻预定可重复位置650、650’、600或处于预定可重复位置650、650’、600或任何其他合适位置中）的部分580的示例性第一图像570的图形表示（该校准图像以实线示出，而机器人臂210A的部分580的第一图像以虚线示出）。例如，校准图像590包括在放置到衬底台模块130中之前处于预定可重复位置650、600中的端部执行器1000。如可认识到的且在图7中示出的，预定可重复位置（或多于一个）650’可定位成沿延伸方向（R、θ）从预定可重复的缩回位置650、600进一步偏移，以便提供一系列或至少一对（650、600）预定可重复位置（650’、600）。如可认识到的，可在臂处于位置600/650处的情况下生成第一图像570。可在臂处于位置650’/650处的情况下生成第二图像，等等。在臂处于不同的预定可重复位置中的情况下生成的系列中的第一图像、第二图像和每个其他图像与在臂处于该预定位置中的情况下的对应的校准图像进行比较。在输送室125B’中的至少一个机器人臂210A、211A的操作期间、以及在衬底处理装备的处理温度改变时，机器人臂210A、211A的径向过渡部可漂移（例如，成像的端部执行器的位置及因此点1010以及与点1010具有固定关系的中心点1000WC将从校准中的位置变化并且如在由控制器110配准的校准图像中限定的那样）。因而，通过将校准图像590的位置数据与它们的在一系列预定可重复位置650、650’、600的至少第一图像570中的相对值进行比较，有可能测量所得热效应和/或其他变化性。因此，如可认识到的，尽管臂的远端特征在尺寸上变化，但是预定可重复位置650’、650、600基本上是恒定的并且由控制器110这样配准（除了如进一步描述的已解析的马达滞后之外），使得可独立于增量编码器数据通过利用预定可重复位置信号来确定尺寸差异。
第一图像570可描绘端部执行器210E的在被放置到输送室125B’中之后（即，被缩回或在缩回到预定可重复位置650、600期间）的参考点（诸如，点1010）。可以通过比较至少第一图像570和校准图像590之间的位置差异ΔPV来计算热效应和/或其他变化性（位置差异ΔPV可通过驻留在控制器110中的合适的算法来执行，以识别例如至少一个机器人臂210A、211A的膨胀、收缩、扭曲、或下垂/松垂；合适的算法可例如在标题为“ON THE FLYAUTOMATIC WAFER CENTERING METHOD AND APPARATUS”且在2016年7月13日提交的美国申请号15/209,497中找到，该申请的公开内容通过引用整体地并入本文中）。例如，在一个方面中，至少一个机器人臂210A、211A利用端部执行器210E、211E从任何合适的衬底保持位置来拾取衬底S。至少一个机器人臂210A、211A移动到预定可重复位置650、650’、600中，例如，在（完全）缩回位置600中（图17，框1601）。当在预定可重复位置650、650’中时，相机501成像并且控制器110捕获至少一个机器人臂210A、211A的部分580的至少第一图像570（图17，框1602和1603）。将第一图像570与校准图像590进行比较（图17，框1604）。基于这两个图像的比较来确定位置差异ΔPV（图17，框1605）。在至少一个机器人臂210A、211A朝向衬底台模块130移动（例如，以便放置衬底S）时，控制器110基于所确定的位置差异ΔPV来执行运动补偿。在其他方面中，控制器110可被构造成：在至少第一图像570中确定成像的衬底S的中心1001WC（即，普通的成像操作，其中图像识别位置差异角度），或使用补充的第一图像确定该中心，该补充的第一图像是在衬底处于端部执行器上且臂处于预定可重复位置650、650’中的情况下拍摄的；并且根据成像的衬底的所确定的中心1001WC与在校准图像590中的预定衬底保持位置1000WC的比较来确定位置差异ΔWC并相应地调整衬底的放置位置。应进一步注意，可为机器人臂210A、211A和衬底S的任何合适部分拍摄任何合适数量的图像，并且可使用任何合适数量的校准图像来比较位置差异，诸如，用于端部执行器位置差异的一个校准图像和用于衬底定心的一个校准图像。
再次参考图6，在一个方面中，控制器110可被构造成利用成像系统500使同一个臂上的至少不同特征或至少一个机器人臂210A、211A的不同部分601（诸如，机器人臂210A、211A的腕部）（相对于至少一个机器人臂210A、211A的至少部分580具有预定位置）成像。例如，如上所述，前相机501F可被构造成捕获例如将端部执行器联接到机器人臂210A、211A的关节的至少第二图像。如可认识到的，控制器110实现对至少一个机器人臂210A、211A的不同部分601的第二图像的捕获，至少一个机器人臂移动到或处于不同的预定可重复径向位置，诸如，位置650’或与位置650’类似的沿着运动轴线（R、θ）的其他位置，并且如果需要，其中端部执行器完全或至少部分地位于工艺模块130内，并且可被利用来计算至少一个机器人臂210A、211A的另一个位置差异ΔRV（图12）。
在进一步的方面中，现在参考图12，控制器110可被构造成利用成像系统500使至少一个机器人臂210A、211A的至少不同部分700（诸如，机器人臂210A、211A的后部）（相对于至少一个机器人臂210A、211A的至少部分580具有预定位置）成像。例如，如上所述，解析器（即，后相机501R）可被构造成捕获例如将机器人臂210A、211A联接到驱动区段200’的关节或机器人臂210A、211A的后部210R、211R的至少第二图像710（见例如图6、图8和图9）。如可认识到的，控制器110实现对至少一个机器人臂210A、211A的不同部分700的第二图像710的捕获，至少一个机器人臂移动到或处于不同的预定径向位置中，并且可被利用来计算至少一个机器人臂210A、211A的另一个位置差异ΔRV（图12）。
如上所述，机器人臂210A、211A的位置可受到驱动轴线滞后和非命令性机械差异（与关节和传动装置磨损、变形/反射等有关）的影响。可利用例如后相机501R（也被称为解析器）来解析这些差异。后相机501R可被定位成使得视野FOVR捕获机器人臂210A、211A的不同部分700（该部分紧邻将机器人臂210A、211A（或任何期望的臂连杆/关节）联接到驱动区段200’或驱动轴线的关节的位置）的图像（即，后相机501R被定位成基本上与端部执行器210E、211E相对地使机器人臂210A、211A（连杆）的后部210R、211R成像，但是相机201可根据需要被定位。例如，在另一个方面中，输送室125B’可以是紧凑的输送室（就机器人臂210A、211A占用空间而言—最小间隙），并且解析器可以是基本上紧邻输送开口125OP的相机位置。相机501R使机器人臂210A、211A的紧邻或处于预定可重复位置650、650’处的后部210R、211R成像（所述后部可具有放置在其上的参考标记，如下文进一步描述的，或者在图像中可以是结构边缘（诸如，机器人臂210A的结构边缘））。将至少第二图像710与不同的校准图像720（或包括关于校准的机器人臂750的位置信息的数据）进行比较，以从机器人臂210A、211A在第二图像710中的位置与校准图像720的比较来识别位置差异ΔRV。在一个方面中，控制器110可被构造成将从第二图像710确定的位置差异ΔRV与从至少第一图像570（即，从机器人臂210A、211A的具有端部执行器210E、211E的端部）确定的位置差异数据ΔPV组合，并向臂运动控制器模块110M教导/更新可重复的缩回和延伸位置（换句话说，数据用于将可重复的缩回/延伸位置归零）。在另一个方面中，ΔPV和ΔRV可被组合用于拾取和放置衬底的位置补偿。
现在参考图13，在一个方面中，第一图像570可包括臂特征1100，该臂特征相对于端部执行器210E、211E的预定衬底保持位置（诸如，1000WC）具有预定的基本上稳态尺寸。一般地，基本上稳态尺寸具有与径向方向R对准的尺寸分量以及沿方向N的另一个尺寸分量，该方向N与径向方向R以非零交叉角度α而成角度。
由控制器110根据至少一个机器人臂210A、211A的至少部分580的第一图像570和校准图像590的比较而计算出的位置差异包括沿径向方向R的位置差异分量以及沿方向N的另一个差异分量，该方向N与径向方向R以非零交叉角度
Figure 896359DEST_PATH_IMAGE001
而成角度，并且运动补偿因子改变在径向方向和该成角度方向中的至少一个方向上臂的延伸位置。
现在参考图14，在一个方面中，在第一图像570中捕获的至少一个机器人臂210A、211A的至少部分580包括标记图案1200，诸如条形码。在一个方面中，标记图案1200的标记增量分布1200I安置在至少一个机器人臂210A、211A的至少部分580上。在该方面中，控制器110根据在第一图像570中成像的标记增量分布1200I与校准图像1201中的标记校准分布1202的比较来确定由于例如热变化所引起的位置差异ΔPV。在一个方面中，标记图案1200沿径向方向R和方向M具有平面分布，该方向M与径向方向R以非零交叉角度γ而成角度。
现在参考图15，图示了示出以下情况的图：相比于使用常规方法的晶片初始偏移1401，利用本文中描述的衬底输送设备的方面对晶片放置的晶片放置校正1400。在此，可以看出，（相比于没有运动补偿的常规方法）由成像系统500提供的运动补偿向衬底输送设备510提供小于或等于约± 4.5 mm至小于或等于约± 0.025 mm的放置校正。例如，相比于不具有运动补偿的常规衬底设备，本公开的方面可向衬底输送设备510提供更好的晶片放置精度。
现在参考图16，将描述所公开的实施例的方面的示例性操作。在一个方面中，方法1300包括提供衬底输送设备510的输送室125B’（图16，框1301）。输送室125B’具有与衬底台模块130连通的衬底输送开口125OP。该方法进一步包括提供连接到输送室125B’的驱动区段200’（图16，框1302），该驱动区段200’具有限定至少一条独立驱动轴线的马达125M。方法1300进一步包括提供具有安装在输送室125B’内部的端部执行器210E、211E的机器人臂210A、211A（图16，框1303）。机器人臂210A、211A可操作地连接到驱动区段200’，关于至少一条独立驱动轴线产生沿径向方向R使机器人臂210A、211A延伸和缩回的至少臂运动并使端部执行器210E、211E沿径向方向R从缩回位置移动到延伸位置。当机器人臂210A、211A处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的预定可重复位置650、650’中时，成像系统500利用相机使机器人臂210A、211A的至少部分成像（图16，框1304）。成像系统500相对于输送室125B’安装在预定位置中，并且机器人臂210A、211A在移动到或处于预定可重复位置650、650’中时被成像。控制器110在紧邻或处于预定可重复位置650、650’中的机器人臂210A、211A进行配准时捕获机器人臂210A、211A的至少部分580的第一图像570（图16，框1305），该配准与至少一个驱动区段200’的编码器数据脱钩（即，独立于编码器数据）。利用第一图像570，根据第一图像570与校准图像590的比较来识别位置差异ΔPV（图16，框1306）以确定改变机器人臂210A、211A的延伸位置的运动补偿因子。
应注意，尽管关于正在缩回或处于缩回位置中的至少一个机器人臂210A、211A描述了本实施例的方面，但是本实施例的方面也可用于机器人臂210A、211A的延伸。例如，机器人臂210A、211A可具有在机器人臂210A、211A的校准期间选择的可重复延伸位置。可重复延伸位置可例如处于处理模块130中的衬底保持位置，该衬底保持位置根据驱动轴线编码器数据具有已知的预定旋转位置（轴线驱动器的θ旋转）。当编码器到达已知的预定旋转位置时，控制器从编码器接收信号以指示机器人臂210A、211A处于可重复延伸位置中。一旦在可重复延伸位置中，就与上文关于在缩回位置中的机器人臂210A、211A基本上类似地确定运动补偿（即，图像被捕获并与预编程的校准图像进行比较）。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供了一种衬底输送设备。该衬底输送设备包括：输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；驱动区段，其连接到输送室并具有限定至少一条独立驱动轴线的马达；机器人臂，其安装在输送室内部并在机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，该机器人臂可操作地连接到驱动区段，关于所述至少一条独立驱动轴线产生沿径向方向使机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使端部执行器沿径向方向从缩回位置移动到延伸位置；成像系统，其具有相机，该相机相对于输送室安装在预定位置中并且安置成以便使机器人臂的至少部分成像；以及控制器，其可通信地连接到成像系统并且被构造成利用相机使机器人臂的所述至少部分成像，该机器人臂移动到或处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的预定可重复位置中，该控制器在紧邻或处于预定可重复位置中的机器人臂进行配准时实现对机器人臂的所述至少部分的第一图像的捕获，该配准与所述至少一条驱动轴线的编码器数据脱钩（即，独立于编码器数据），其中，该控制器被构造成：根据机器人臂的所述至少部分的第一图像与校准图像的比较来计算机器人臂的所述至少部分的位置差异；以及根据该位置差异来确定改变机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，由控制器计算的确定的运动补偿因子是独立于识别机器人臂的位置的编码器数据的控制器配准的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在第一图像中捕获的机器人臂的所述至少部分包括在第一图像中成像的机器人臂特征，该机器人臂特征相对于端部执行器的预定衬底保持位置具有预定的基本上稳态尺寸。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，基本上稳态尺寸具有与径向方向对准的尺寸分量以及沿与径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个尺寸分量。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，由控制器根据机器人臂的所述至少部分的第一图像与校准图像的比较而计算出的位置差异包括沿径向方向的位置差异分量以及沿与径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个差异分量，并且运动补偿因子改变机器人臂沿径向方向和成角度的方向中的至少一者的延伸位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在第一图像中捕获的机器人臂的所述至少部分包括其上具有衬底的端部执行器，该端部执行器与衬底一起在该第一图像中成像，并且控制器相对于端部执行器的预定衬底保持位置确定衬底偏心率。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，控制器被编程为以便确定在第一图像中成像衬底的中心以及根据成像衬底的确定的中心与在机器人臂的至少部分的校准图像中的预定衬底保持位置的比较来确定位置差异。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，控制器根据在第一图像中成像的机器人臂特征与在机器人臂的所述至少部分的校准图像中的机器人臂特征的校准图像的比较来确定由于机器人臂的热变化所引起的位置差异。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在第一图像中捕获的机器人臂的所述至少部分包括在机器人臂的所述至少部分上具有标记增量分布的标记图案，该标记增量分布在第一图像中成像，并且控制器根据在第一图像中成像的标记增量分布与标记校准分布的比较来确定由于机器人臂的热变化所引起的位置差异。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，标记图案沿径向方向以及与径向方向以非零交叉角度而成角度的方向具有平面分布。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，根据设计信息生成校准图像（或存储在控制器中的数据，以便描述校准图像的决定性特征），该设计信息呈现了有意地安置在相机视野中的机器人臂的所述至少部分的虚拟表示。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，通过控制器利用相机实现对机器人臂的所述至少部分的校准图像的捕获，生成校准图像，其中臂位置紧邻或处于预定可重复位置中。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，控制器被构造成利用相机使机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少不同部分（相对于机器人臂的所述至少部分具有预定位置）成像，该机器人臂移动到或处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的不同的预定径向位置中，控制器实现对机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，该机器人臂移动到或处于所述不同的预定径向位置中，并且其中，控制器被构造成：根据第二图像与对应于所述不同的预定径向位置的机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异；以及根据该另一个位置差异来确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与所述运动补偿距离组合以便限定改变机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，所述另外的运动补偿距离限定对运动补偿距离的校正因子，以确定改变机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供了一种衬底输送设备。该衬底输送设备包括：输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；驱动区段，其连接到输送室并具有限定至少一条独立驱动轴线的马达；机器人臂，其安装在输送室内部并在机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，该机器人臂可操作地连接到驱动区段，关于所述至少一条独立驱动轴线产生沿径向方向使机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使端部执行器沿径向方向从缩回位置移动到延伸位置；成像系统，其具有相机，该相机相对于输送室安装在预定位置中并且安置成以便使机器人臂的至少部分成像；以及控制器，其可通信地连接到成像系统并且被构造成利用相机使机器人臂的所述至少部分成像，该机器人臂缩回到或处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的预定可重复的缩回位置中，该控制器在紧邻或处于预定可重复的缩回位置中的机器人臂缩回进行配准时实现对机器人臂的所述至少部分的第一图像的捕获，其中，该控制器被构造成：根据机器人臂的所述至少部分的第一图像与校准图像的比较来识别机器人臂的所述至少部分的位置差异；以及根据该位置差异来确定改变机器人臂的延伸位置的运动补偿距离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，由控制器计算的运动补偿距离是独立于识别机器人臂的位置的编码器数据的控制器配准的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，紧邻或处于预定可重复的缩回位置中的臂位置的控制器配准与由控制器对所述至少一条驱动轴线的编码器数据的接收脱钩（独立）。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，控制器被构造成利用相机使机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少不同部分（相对于机器人臂的所述至少部分具有预定位置）成像，该机器人臂延伸到或处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的预定延伸位置中，控制器实现对机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，该机器人臂延伸到或处于预定延伸位置中，并且其中，控制器被构造成：根据第二图像与机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异；以及根据该另一个位置差异来确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与运动补偿距离组合以便限定改变机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，运动补偿距离和另外的运动补偿距离至少被组合为向量分量距离以限定改变机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供了一种方法。该方法包括：提供衬底输送设备的输送室，该输送室具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；提供驱动区段，该驱动区段连接到输送室并具有限定至少一条独立驱动轴线的马达；提供机器人臂，该机器人臂安装在输送室内部并在机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，该机器人臂可操作地连接到驱动区段，关于所述至少一条独立驱动轴线产生沿径向方向使机器人臂延伸和缩回的至少机器人臂运动并使端部执行器沿径向方向从缩回位置移动到延伸位置；利用成像系统的相对于输送室安装在预定位置中的相机，使机器人臂的至少部分成像，该机器人臂移动到或处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的预定可重复位置中；利用可通信地连接到成像系统的控制器，在紧邻或处于预定可重复位置中的机器人臂进行配准时捕获机器人臂的所述至少部分的第一图像，该配准与所述至少一条驱动轴线的编码器数据脱钩；以及利用控制器，根据机器人臂的所述至少部分的第一图像与校准图像的比较来计算机器人臂的所述至少部分的位置差异、以及根据该位置差异来确定改变机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，确定由控制器计算的运动补偿因子是独立于识别机器人臂的位置的编码器数据的控制器配准的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在第一图像中捕获的机器人臂的所述至少部分包括在第一图像中成像的机器人臂特征，该机器人臂特征相对于端部执行器的预定衬底保持位置具有预定的基本上稳态尺寸。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，基本上稳态尺寸具有与径向方向对准的尺寸分量以及沿与径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个尺寸分量。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，利用控制器根据机器人臂的所述至少部分的第一图像与校准图像的比较来计算位置差异包括：将沿径向方向的位置差异分量和沿与径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个差异分量进行比较，并且运动补偿因子改变机器人臂沿径向方向和成角度的方向中的至少一者的延伸位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在第一图像中捕获的机器人臂的所述至少部分包括其上具有衬底的端部执行器，该端部执行器与衬底一起在该第一图像中成像，该方法进一步包括：利用控制器相对于端部执行器的预定衬底保持位置确定衬底偏心率。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，对控制器进行编程以便确定成像的衬底在第一图像中的中心，并且利用控制器根据成像的衬底的确定的中心与机器人臂的所述至少部分的校准图像中的预定衬底保持位置的比较来确定位置差异。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，利用控制器根据在第一图像中成像的机器人臂特征与在机器人臂的所述至少部分的校准图像中的机器人臂特征的校准图像的比较来确定由于机器人臂的热变化所引起的位置差异。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在第一图像中捕获的机器人臂的所述至少部分包括在机器人臂的所述至少部分上具有标记增量分布的标记图案，该标记增量分布在第一图像中成像，该方法进一步包括：利用控制器根据在第一图像中成像的标记增量分布与标记校准分布的比较来确定由于机器人臂的热变化所引起的位置差异。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，标记图案沿径向方向以及与径向方向以非零交叉角度而成角度的方向具有平面分布。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，根据设计信息生成校准图像，该设计信息呈现了有意地安置在相机视野中的机器人臂的所述至少部分的虚拟表示。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，利用控制器，通过利用相机实现对机器人臂的所述至少部分的校准图像的捕获，来生成校准图像，其中臂位置紧邻或处于预定可重复位置中。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，利用相机使机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少不同部分成像，该机器人臂移动到或处于由所述至少一条独立驱动轴线限定的不同的预定径向位置中；利用控制器实现对机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，该机器人臂移动到或处于该不同的预定径向位置中；利用控制器，根据第二图像与对应于该不同的预定径向位置的机器人臂的所述至少部分和/或机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异，并且确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与运动补偿距离结合以便限定改变机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，另外的运动补偿距离限定了对运动补偿距离的校正因子，以确定改变机器人臂的延伸位置的总运动补偿。

Claims (33)

1.一种衬底输送设备，其包括：
输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；
驱动区段，其连接到所述输送室并具有限定至少一个独立驱动轴线的马达；
机器人臂，其安装在所述输送室内部并在所述机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，所述机器人臂可操作地连接到所述驱动区段，从而关于所述至少一个独立驱动轴线产生沿径向方向使所述机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使所述端部执行器沿所述径向方向从缩回位置移动到延伸位置；
成像系统，其具有相机，所述相机相对于所述输送室安装在预定位置中并且安置成以便使所述机器人臂的至少部分成像；以及
控制器，其可通信地连接到所述成像系统并且被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分成像，所述机器人臂移动到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的预定可重复位置中，所述控制器在紧邻或处于所述预定可重复位置中的所述机器人臂进行配准时实现对所述机器人臂的所述至少部分的第一图像的捕获，所述配准与所述至少一个驱动轴线的编码器数据脱钩，
其中，所述控制器被构造成：根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的位置差异；以及根据所述位置差异来确定改变所述机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。
2.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，由所述控制器计算的所确定的运动补偿因子是独立于识别所述机器人臂的位置的所述编码器数据的控制器配准的。
3.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，由所述控制器根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较而计算出的所述位置差异包括沿所述径向方向的位置差异分量以及沿与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个差异分量，并且所述运动补偿因子改变所述机器人臂沿所述径向方向和所述成角度的方向中的至少一者的延伸位置。
4.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括其上具有衬底的所述端部执行器，所述端部执行器与衬底一起在所述第一图像中成像，并且所述控制器相对于所述端部执行器的预定衬底保持位置确定衬底偏心率。
5.根据权利要求4所述的衬底输送设备，其中，所述控制器被编程以便确定在所述第一图像中成像的衬底的中心并且根据所述成像的衬底的确定的中心与在所述机器人臂的所述至少部分的校准图像中的预定衬底保持位置的比较来确定所述位置差异。
6.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括在所述第一图像中成像的机器人臂特征，所述机器人臂特征相对于所述端部执行器的预定衬底保持位置具有预定的基本上稳态尺寸。
7.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其中，所述基本上稳态尺寸具有与所述径向方向对准的尺寸分量以及沿与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个尺寸分量。
8.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其中，所述控制器根据在所述第一图像中成像的所述机器人臂特征与在所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像中的所述机器人臂特征的校准图像的比较来确定由于所述机器人臂的热变化所引起的所述位置差异。
9.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括在所述机器人臂的所述至少部分上具有标记增量分布的标记图案，所述标记增量分布在所述第一图像中成像，并且所述控制器根据在所述第一图像中成像的所述标记增量分布与标记校准分布的比较来确定由于所述机器人臂的热变化所引起的所述位置差异。
10.根据权利要求9所述的衬底输送设备，其中，所述标记图案沿所述径向方向以及与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向具有平面分布。
11.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，根据设计信息生成所述校准图像，所述设计信息呈现有意地安置在相机视野中的所述机器人臂的所述至少部分的虚拟表示。
12. 根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，通过所述控制器利用所述相机实现对所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像的捕获，来生成所述校准图像，其中所述臂位置紧邻或处于所述预定可重复位置中。
13.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，所述控制器被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少不同部分成像，所述机器人臂移动到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的不同的预定径向位置中，所述控制器实现对所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，所述机器人臂移动到或处于所述不同的预定径向位置中，并且
其中，所述控制器被构造成：根据所述第二图像与对应于所述不同的预定径向位置的所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异；以及根据所述另一个位置差异来确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与所述运动补偿距离组合以便限定改变所述机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
14.根据权利要求13所述的衬底输送设备，其中，所述另外的运动补偿距离限定对所述运动补偿距离的校正因子，以确定改变所述机器人臂的延伸位置的所述总运动补偿。
15.一种衬底输送设备，其包括：
输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；
驱动区段，其连接到所述输送室并具有限定至少一个独立驱动轴线的马达；
机器人臂，其安装在所述输送室内部并在所述机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，所述机器人臂可操作地连接到所述驱动区段，从而关于所述至少一个独立驱动轴线产生沿径向方向使所述机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使所述端部执行器沿所述径向方向从缩回位置移动到延伸位置；
成像系统，其具有相机，所述相机相对于所述输送室安装在预定位置中并且安置成以便使所述机器人臂的至少部分成像；以及
控制器，其可通信地连接到所述成像系统并且被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分成像，所述机器人臂缩回到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的预定可重复的缩回位置中，所述控制器在紧邻或处于所述预定可重复的缩回位置中的所述机器人臂缩回进行配准时实现对所述机器人臂的所述至少部分的第一图像的捕获，
其中，所述控制器被构造成：根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较来识别所述机器人臂的所述至少部分的位置差异；以及根据所述位置差异来确定改变所述机器人臂的延伸位置的运动补偿距离。
16.根据权利要求15所述的衬底输送设备，其中，由所述控制器计算的所述运动补偿距离是独立于识别所述机器人臂的位置的编码器数据的控制器配准的。
17. 根据权利要求15所述的衬底输送设备，其中，紧邻或处于所述预定可重复的缩回位置中的臂位置的控制器配准与由所述控制器对所述至少一个驱动轴线的编码器数据的接收脱钩。
18.根据权利要求15所述的衬底输送设备，其中，所述控制器被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少不同部分成像，所述机器人臂延伸到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的预定延伸位置中，所述控制器实现对所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，所述机器人臂延伸到或处于所述预定延伸位置中，并且
其中，所述控制器被构造成：根据所述第二图像与所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异；以及根据所述另一个位置差异来确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与所述运动补偿距离组合以便限定改变所述机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
19.根据权利要求18所述的衬底输送设备，其中，所述运动补偿距离和另外的运动补偿距离至少被组合为向量分量距离以限定改变所述机器人臂的延伸位置的所述总运动补偿。
20.一种方法，其包括：
提供衬底输送设备的输送室，所述输送室具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；
提供驱动区段，所述驱动区段连接到所述输送室并具有限定至少一个独立驱动轴线的马达；
提供安装在所述输送室内部的机器人臂，所述机器人臂在所述机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，所述机器人臂可操作地连接到所述驱动区段；
关于所述至少一个独立驱动轴线产生沿径向方向使所述机器人臂延伸和缩回的至少机器人臂运动并使所述端部执行器沿所述径向方向从缩回位置移动到延伸位置；
利用成像系统的相对于所述输送室安装在预定位置中的相机，使所述机器人臂的至少部分成像，所述机器人臂移动到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的预定可重复位置中；
利用可通信地连接到所述成像系统的控制器，在紧邻或处于所述预定可重复位置中的所述机器人臂进行配准时捕获所述机器人臂的所述至少部分的第一图像，所述配准与所述至少一个驱动轴线的编码器数据脱钩；以及
利用所述控制器，根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的位置差异、以及根据所述位置差异来确定改变所述机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，确定由所述控制器计算的所述运动补偿因子是独立于识别所述机器人臂的位置的所述编码器数据的控制器配准的。
22.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：利用所述控制器根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较来计算所述位置差异包括：将沿所述径向方向的位置差异分量和沿与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个差异分量进行比较，并且所述运动补偿因子改变所述机器人臂沿所述径向方向和所述成角度的方向中的至少一者的延伸位置。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括其上具有衬底的所述端部执行器，所述端部执行器与衬底一起在所述第一图像中成像，所述方法进一步包括：利用所述控制器相对于所述端部执行器的预定衬底保持位置确定衬底偏心率。
24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括：对所述控制器进行编程以便确定在所述第一图像中成像的衬底的中心，并且利用所述控制器根据所述成像的衬底的确定的中心与所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像中的预定衬底保持位置的比较来确定所述位置差异。
25.根据权利要求20所述的方法，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括在所述第一图像中成像的机器人臂特征，所述机器人臂特征相对于所述端部执行器的预定衬底保持位置具有预定的基本上稳态尺寸。
26.根据权利要求25所述的方法，其进一步包括：所述基本上稳态尺寸具有与所述径向方向对准的尺寸分量以及沿与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个尺寸分量。
27.根据权利要求25所述的方法，其进一步包括：利用所述控制器根据在所述第一图像中成像的所述机器人臂特征与在所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像中的所述机器人臂特征的校准图像的比较来确定由于所述机器人臂的热变化所引起的所述位置差异。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括在所述机器人臂的所述至少部分上具有标记增量分布的标记图案，所述标记增量分布在所述第一图像中成像，所述方法进一步包括：利用所述控制器根据在所述第一图像中成像的所述标记增量分布与标记校准分布的比较来确定由于所述机器人臂的热变化所引起的所述位置差异。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述标记图案沿所述径向方向以及与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向具有平面分布。
30.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：根据设计信息生成所述校准图像，所述设计信息呈现有意地安置在相机视野中的所述机器人臂的所述至少部分的虚拟表示。
31. 根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：通过利用所述相机实现对所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像的捕获，利用所述控制器，生成所述校准图像，其中所述臂位置紧邻或处于所述预定可重复位置中。
32.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括：利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少不同部分成像，所述机器人臂移动到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的不同的预定径向位置中；利用所述控制器实现对所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，所述机器人臂移动到或处于所述不同的预定径向位置中；以及
利用所述控制器，根据所述第二图像与对应于所述不同的预定径向位置的所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异、以及确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与所述运动补偿距离组合以便限定改变所述机器人臂的延伸位置的总运动补偿。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述另外的运动补偿距离限定对所述运动补偿距离的校正因子，以确定改变所述机器人臂的延伸位置的所述总运动补偿。
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