JP2009061585A - キャリブレーションデバイスによるロボットキャリブレーションのための方法及び装置 - Google Patents

キャリブレーションデバイスによるロボットキャリブレーションのための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ロボットコンポーネントのキャリブレーションを実施する方法及びシステムを開示する。
【解決手段】一実施形態において、ロボットキャリブレーションを実施する方法には、ターゲット(例えば、ウェハチャック)を横断してキャリブレーションデバイスを動かすことが含まれる。更に、この方法は、センサからの光点とターゲットの周囲の間の距離を、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて測定することが含まれる。更に、この方法は、ターゲットの中心に対するキャリブレーションデバイスの変位を求めることが含まれる。この方法は、ターゲットの座標系に対するキャリブレーションデバイスの回転角度を求めることが含まれる。更に、この方法は、ターゲットに対するキャリブレーションデバイスの変位及び回転角度に基づいて、ロボットのロボット位置をキャリブレーションすることが含まれる。
【選択図】図1

Description

関連出願
本出願は、2007年8月30日に、「キャリブレーションデバイスによるロボットキャリブレーションのための方法及び装置」の名称で出願された米国特許仮出第60/969,123号に基づく優先権の利益を主張し、この出願は引用により本明細書に組込まれる。
本発明の実施形態はロボットキャリブレーションに関し、特に、ロボットキャリブレーションに感知性キャリブレーションデバイスを用いることに関する。
背景
多くの産業で、多数のセンサ、コントロール及びロボットコンポーネントを含む精密な製造設備が用いられており、これらは夫々、製品品質を確保するよう、処理中慎重にモニターされる。ロボットシステムの機構のプリセット位置を正確に定義して、システムが適切に機能するようにするため、ロボットコンポーネントにはキャリブレーションが必要である。ロボットの機械的機構をキャリブレーションすることによって、対象物の適正なハンドオフが、ロボットと製造設備コンポーネント(例えば、ローディングステーション、外部チャンバ、処理チャンバ)間に確立される。ロボットキャリブレーションは、様々な理由で必要である。例えば、初期設置後、コンポーネント修理後、予防保守、製造設備の再始動又はリキャリブレーション、ロボットの絶対的な位置決めを変更する時等である。
ある製造設備(例えば、半導体製造設備、自動車製造設備)については、キャリブレーションを実施するのに必要な時間にわたって、設備を完全にシャットダウンすることは費用と時間がかかることである。キャリブレーションを実施する従来の方法では、通常、設備の完全又は部分的なシャットダウンが必要とされる。例えば、半導体処理設備のロボットコンポーネントのキャリブレーションは、通常の製造操作から設備をオフラインにすることにより、通常、実施される。処理チャンバに出し入れするのにウェハを搬送するために、キャリブレーションの必要なロボットには、処理チャンバをオフラインとする(例えば、プロセスガスを除去する、圧力、電圧、磁場等を変更する)必要があり、処理チャンバを開けて、キャリブレーションを手動で実施する。典型的に、保守人員は、処理チャンバのコンポーネントにピンやジグを位置合わせして、ロボット取扱システムと処理チャンバの間でキャリブレーションを手動で実施する。キャリブレーションが完了した後、ピンやジグを物理的に取り外して、処理チャンバの蓋を閉める。製造人員は、チャンバをオンラインにする前に、処理チャンバの適性検査を実施する。
その他以前のやり方では、ロボットが、ディスクを様々なタイプの製造設備へロード及びアンロードできるよう、ウェハと同様のディスク形を用いて、製造設備をオフラインにする時間とコストを最小なものにしようとしてきた。しかしながら、このディスクでは、ロボットと様々なタイプの製造設備の間でキャリブレーションを実施するためのカメラ技術が必要である。カメラ技術を使う場合は、製造設備で使われる様々なタイプのターゲットに位置合わせするよう示さなければならず、ロボットキャリブレーションを実施するための時間、コスト、エンジニアリング及び/又は保守リソースに関して、更に複雑で高価なものとなっている。
概要
本明細書に記載されているのは、ロボットコンポーネントでキャリブレーションを実施する方法及びシステムである。一実施形態において、ロボットのキャリブレーションを実施する方法には、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて、ターゲットの出発点と終点をセンシングすることが含まれる。この方法には、更に、ターゲットの出発点と終点に基づいて、ターゲットの中心を計算することが含まれる。この方法には、更に、ターゲットの中心と、参照位置に配置されたロボットブレードの間のオフセットを求めることが含まれる。更に、この方法には、オフセットに基づいて、ロボット位置をキャリブレーションすることが含まれる。
他の実施形態において、ロボットキャリブレーションを実施する方法には、ターゲット(例えば、ウェハチャック)を横断してキャリブレーションデバイスを動かすことが含まれる。更に、この方法には、センサからの光点と、ターゲットの周囲の間の距離を、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて測定することが含まれる。更に、この方法には、ターゲットの中心に対するキャリブレーションデバイスの変位を求めることが含まれる。この方法には、ターゲットの座標系に対するキャリブレーションデバイスの回転角度を求めることが含まれる。更に、この方法には、ターゲットに対するキャリブレーションデバイスの変位及び回転角度に基づいて、ロボットのロボット位置をキャリブレーションすることが含まれる。
詳細な説明
本明細書に記載されているのは、ロボットコンポーネントでキャリブレーションを実施する方法及びシステムである。一実施形態において、ロボットのキャリブレーションを実施する方法には、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて、ターゲットの出発点と終点をセンシングすることが含まれる。この方法には、更に、ターゲットの出発点と終点に基づいて、ターゲットの中心を計算することが含まれる。この方法には、更に、ターゲットの中心と、参照位置に配置されたロボットブレードの間のオフセットを求めることが含まれる。この方法には、更に、オフセットに基づいて、ロボット位置をキャリブレーションすることが含まれる。
他の実施形態において、ロボットキャリブレーションを実施する方法には、ターゲット(例えば、ウェハチャック)を横断してキャリブレーションデバイスを動かすことが含まれる。更に、この方法には、センサからの光点と、ターゲットの周囲の間の距離を、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて測定することが含まれる。更に、この方法には、ターゲットの中心に対するキャリブレーションデバイスの変位を求めることが含まれる。この方法には、ターゲットの座標系に対するキャリブレーションデバイスの回転角度を求めることが含まれる。更に、この方法には、ターゲットに対するキャリブレーションデバイスの変位及び回転角度に基づいて、ロボットのロボット位置をキャリブレーションすることが含まれる。
一実施形態において、ターゲットは、処理チャンバに配置された基板チャックである。処理チャンバの蓋は、ロボットのキャリブレーション中、閉じられたままである。他の実施形態において、キャリブレーション後、処理チャンバは、製造プロセスに即時に戻ることができる。キャリブレーション中、処理条件は変わらず、キャリブレーションデバイスは、処理ガスに晒されて、真空下高温で機能できる低パーティクルの複合材料であるためである。処理チャンバの蓋を閉じたままのキャリブレーションプロセスにより、保守時間と製造装置のダウンタイムが短縮される。
以下の説明は、製造デバイスで実施されるプロセスをモニターする製造装置の詳細である。一実施形態において、製造装置は、デバイス(例えば、半導体ウェハ、基板、液晶ディスプレイ、レチクル)の製造に用いられる。かかる装置の製造には、通常、異なるタイプの製造プロセスを伴う多数の製造工程が必要である。例えば、エッチング、スパッタリング及び化学蒸着が、3つの異なるタイプのプロセスであり、夫々が、同じ装置、或いは、異なるタイプの装置で実施される。
図1に、製造装置の一実施形態を示す。製造装置100(例えば、プロセスクラスターツール)は、処理ユニット182、ソフトウェア184及びメモリ186を含むコンピューティングデバイス180を含む。一実施形態において、製造装置100は、ローディングステーション112、ロボットコントローラ188、搬送チャンバ114及び処理チャンバ140、150及び160に結合したチャンバポート142、152及び162を含む。搬送チャンバに結合した処理チャンバの数は変えることができる。搬送チャンバ114は、ロボット120、ロボットブレード122及びロボットキャリブレーションのためのキャリブレーションデバイス130を含む。搬送チャンバ114は、典型的に、加圧下に保持される。ロボットコントローラ188は、ロボット120の動作をコントロールし、コンピューティングデバイス180に、別個のコンポーネント又はロボット120と一体化されて配置してよい。データ通信リンク170は、通常の通信リンクを含み、ワイヤ又はワイヤレスであってよい。データは、搬送チャンバ114、処理チャンバ140、150及び160、キャリブレーションデバイス130、ロボットコントローラ188及びコンピューティングデバイス180間で、生又は処理済みフォーマットで伝達される。
ロボット120は、ロードステーション112と、処理チャンバ間でデバイス(例えば、半導体ウェハ、基板、液晶ディスプレイ、レチクル)を搬送する。ロボット120は、予防保守、製造設備100の再始動又はリキャリブレーション、製造設備100の様々なコンポーネントの交換をはじめとする様々な理由のためにキャリブレーションする必要がある。
一実施形態において、ロボット120は、複数のセンサ132、134及び136を有するキャリブレーションデバイス130を、処理チャンバの蓋を閉じて、少なくとも1つの処理チャンバに搬送する。キャリブレーションデバイス130は、デバイス130を、ロボットブレード122の位置合わせ点138に適正に位置合わせするためのノッチを含んでいる。位置合わせ点138は、穴、ノッチ又は刻み目であり、ロボットブレード122のポケット又は凹部の中心にある。キャリブレーションデバイス130の複数のセンサ132、134及び136が、キャリブレーションデバイス130がターゲット190を横断して直線的に動くと、処理チャンバに配置されたターゲット190(例えば、ウェハ又は基板チャック)の出発点及び終点をセンシングする。ロボットブレード122及びキャリブレーションデバイス130は、チャンバの蓋を閉じたまま、スリットバルブ(図示せず)を通して、処理チャンバ150に入る。処理チャンバは、実際のオンライン処理条件に匹敵する同様のレベルの処理ガス、温度、磁場及び圧力を含んでいてよい。
一実施形態において、キャリブレーションデバイス130は、出発点及び終点の生データ測定値を記録し、それらは、ワイヤレス又はワイヤリンクを介して、ロボットコントローラ188又はコンピューティングデバイス180に送信される。ロボットコントローラ188は、ターゲット190の出発点及び終点の座標と、ロボットブレード122の参照位置(例えば、ゼロ位置)に対するターゲットの中心192を求める。或いは、コンピューティングデバイス180が、ロボットブレード122の参照位置に対する、ターゲット190の出発点及び終点の座標を求める。コンピューティングデバイス180は、キャリブレーションデバイス130によりセンシングされたターゲット190の出発点及び終点に基づいて、ターゲットの中心192を計算する。コンピューティングデバイス180は、ターゲット190の中心192と、参照位置にあるロボットブレード122の位置合わせ点138又は中央線124の間のオフセットを求める。コンピューティングデバイス180は、オフセットに基づいて、ロボット120をキャリブレーションする。
他の実施形態において、ロボットコントローラ188は、処理ユニットを含み、これは、ロボット120をキャリブレーションするのに必要な上述の測定及び計算の一部又は全てを実行する。例えば、ロボットコントローラ188は、出発点及び終点に基づいて、ターゲット190の中心192を求める。
図2Aは、一実施形態によるキャリブレーションデバイスの平面図を示す。キャリブレーションデバイス200は、ロボットブレード240により操縦される。キャリブレーションデバイス200は、ノッチ202により、又はその他位置合わせ手段を用いて、ロボットブレード240に位置合わせされる。キャリブレーションデバイス200は、製造装置により通常、処理されるデバイス(例えば、ウェハ、基板、液晶ディスプレイ)のような形状である。キャリブレーションデバイス200は、円形、四角形、三角形又はその他の形状である。キャリブレーションデバイス200の重量は、100グラム〜350グラムの範囲である。一実施形態において、キャリブレーションデバイスの厚さは、0.25インチ未満であり、閉じた位置で、製造装置に搬送される。キャリブレーションデバイス200は、増幅器210、光ファイバー220、222、224及び光ファイバーセンサ230、232及び234を含む。増幅器210は、電源212及びワイヤレスモジュール214を含有している、又は、別個に配置された電源及び/又はワイヤレスモジュールを有している。ワイヤレスモジュール214は、キャリブレーションデバイス200と、ロボットコントローラ又はコンピューティングデバイスの間でデータを送受信する。
一実施形態において、光ファイバー220、222及び224は、光ファイバー内側の光を反射する。センサは、光エネルギーを放出、受信及び電気信号に変換し、これを、図1のコンピューティングデバイス180やロボットコントローラ188のような処理ユニットへ伝達することができる。センサは、拡散反射体、スルービーム及び再帰反射体をはじめとする様々なセンシングモード用に構成されている。
図2Bに、一実施形態によるキャリブレーションデバイスの底面図を示す。センサ230、232および234及びロボットブレード240を、キャリブレーションデバイス200の底部から見ることができる。他の実施形態において、3つのセンサ230、232及び234は、キャリブレーションデバイス200の異なる位置に配置されている。他の実施形態において、2つ、3つ、4つ又はそれ以上のセンサが、キャリブレーションデバイス200の異なる位置に配置されている。図2A及び2Bに示す様々なコンポーネントは、キャリブレーションデバイス200の異なる側に配置されていても、又はキャリブレーションデバイス200内に配置されていてもよい。
図3A〜3Cに、処理チャンバに搬送されているキャリブレーションデバイスの一実施形態を示す。ロボットブレード340は、ロボットブレード340に位置合わせしておいたキャリブレーションデバイス350をサポートする。ロボットブレード340は、処理チャンバ310のスリットバルブ360を開いて、チャンバ310の開口部を通して、キャリブレーションデバイス350を搬送する。スリットバルブ360を制御して、閉鎖位置に動かし、蓋312の閉じたチャンバ310をシールする。処理チャンバ310は、蓋312を閉じて、実際のオンライン処理条件に匹敵する同様のレベルの処理ガス、温度、磁場及び圧力を含んでいてよい。キャリブレーションデバイス350は、静電チャック320を横断して通過し、キャリブレーションデバイス350に配置されたセンサは、図3B及び3Cに示す通り、チャック320の出発点322及び終点324をセンシングする。センサはまた、リング370等の他の対象物もセンシングする。センサから受信されたデータに、後述するようにフィルタをかけ、チャック320の出発点及び終点を計算し、リング370やその他対象物でなく、チャックの中心330を求める。
図4Aは、一実施形態によるターゲットと位置合わせされたキャリブレーションデバイスの概略図を示す。キャリブレーションデバイス410(例えば、ウェハ、ディスク又はその他対象物)は、一実施形態においては静電チャックであるターゲット450を横断してロボットブレード420により動かされている。キャリブレーションデバイス410は、3つのセンサ430、432及び434を含む。これらのセンサは、ロボットブレード420に基づいて、出発点及び終点460、462、464、466及び468をセンシングする。キャリブレーションデバイス410は、ターゲット450を横断して、直線的に動く。一実施形態において、終点462及び466が、出発点468との組み合わせにおいてセンシングされると、キャリブレーションデバイス410は、ターゲット450を横断して直線的に動くのを止める。これらのセンサ430、432及び434は、反射光の強度の変化のために、センサの位置からターゲットまでの距離の変化をセンシングする。出発点及び終点を用いて、ターゲット450の中心座標490を計算することができる。一実施形態において、ターゲットの中心座標490は、参照位置にあるロボットブレード420の中心線412と比べられる。ロボットブレードの中心線412と、ターゲットの中心座標490の間のセンサ測定からずれたオフセットを用いて、ロボット位置がキャリブレーションされる。
他の実施形態において、ターゲットの中心座標490は、参照位置にあるロボットブレード420の位置合わせ点411と比べられる。ロボットブレードの位置合わせ点411と、ターゲットの中心座標490の間のセンサ測定からずれたオフセットを用いて、ロボット位置がキャリブレーションされる。
一実施形態において、ターゲットの中心座標490は、点460、462及び466からの三角形を形成することにより計算される。出発点及び終点のうち任意の3点を用いて三角形を形成することができる。次に、垂直二等分線484及び486を、三角形の辺480及び482に形成する。二等分線484及び486の交点は、ターゲット450の中心又は中心座標490を表す。オフセット488は、ターゲットの中心線414と、参照位置(例えば、搬送チャンバに対してロボットブレードのゼロ位置)にあるロボットブレード420の中心線412の間の差を表す。他の幾何学的方法を利用しても、オフセット488、即ち、ターゲットの中心線414と位置合わせ点411の間のオフセットの計算を行うことができる。
他の実施形態において、複数の光ファイバーセンサが、キャリブレーションデバイスに装着されている。キャリブレーションデバイスには、電源が設けられている。キャリブレーションデバイスは、ロボットブレードにより搬送可能で、センサは、夫々、カメラ機能なしで、複数の光ファイバーセンサの配置に基づいて、キャリブレーションデバイスに対して、任意のターゲットの出発点及び終点をセンシングする。任意のターゲット450は、任意の対象物であってよい。キャリブレーションデバイスに設けられたワイヤレスモジュールが、出発点及び終点を処理ユニットに伝達し、ターゲット450の出発点及び終点に基づいて、ターゲット450の中心座標490を計算する。処理ユニットは、更に、ターゲットの中心線414とゼロ位置にあるロボットブレードの中心線412の間のオフセット488を求め、オフセット488に基づいてロボット位置をキャリブレーションする。或いは、処理ユニットは、更に、ターゲットの中心線414とゼロ位置にあるロボットブレードの位置合わせ点411の間のオフセットを求め、オフセットに基づいてロボット位置をキャリブレーションする。
ソフトウェアプログラムを実行する処理ユニットは、目的のターゲット450に関係しないセンシングされたデータにフィルタをかけることができる。例えば、図4Bは、ターゲット450及びプロセスリング440を横断して直線的に動き、これらをセンシングするキャリブレーションデバイス410を示す。キャリブレーションデバイス410は、プロセスリング440の外側端部の出発点及び終点442、444、445、446及び448、プロセスリング440の内側端部の出発点及び終点452、454、456、457及び458、並びにターゲット450の出発点及び終点460、462、464、466及び468をセンシングする。
様々な基準を用いて、プロセスリング440に関する出発点及び終点にフィルタをかけることができる。一実施形態において、センサは、スパイク、出発点及び終点をセンシングする。これは、パーツの組み立てのためであり、つまり、直径の大きなパーツ(プロセスリング440)を、直径の小さなパーツ(ターゲット450)の前にセンシングするためである。ターゲット450が、最も内側の円形パーツの場合には、ターゲット450の中心線416の前のセンサによりセンシングされた最後のスパイクが、ターゲット450の正しい出発点である。同様に、ターゲット450の中心線416の後のセンサによりセンシングされた第1のスパイクは、ターゲット450の正しい終点である。
他の実施形態において、リング440の外側端部、リング440の内側端部及びターゲット450の出発点及び終点を用いて、夫々の円の直径を計算することができる。最も小さな直径の円は、ターゲット450の円である。例えば、出発点及び終点460、462及び466を用いて、ターゲット450の直径を計算することができる。或いは、出発点及び終点460、462及び464を用いて、ターゲット450の直径を計算することができる。
他の実施形態において、ターゲット450とセンサの間の距離は、プロセスリング440とセンサの間の距離に加えて既知である。センサからターゲット450までの距離周囲の狭い領域まで、センシングされた距離にフィルタをかけることができる。
図4Cは、他の実施形態によるキャリブレーションデバイスの概略図を示す。キャリブレーションデバイス、即ち、キャリブレーションデバイス491は、センサ492、493及び494を含む。これらのセンサを用いて、図4Aで記載したのと同様のやり方で、ターゲット495をセンシングすることができる。これらのセンサ492、493及び494は、ターゲット495を横断するキャリブレーションデバイス491を動かすロボットブレードに基づいて、ターゲット495の出発点及び終点をセンシングする。図1を参照すると、ソフトウェアプログラム184を、処理ユニット182により実行して、図4Bに示す通り、ターゲットの出発点及び終点に基づいて、ターゲット495の中心座標を求めることができる。
図5は、ロボットキャリブレーションを行う方法の一実施形態の詳細なフロー図である。この方法500には、ブロック502で、ロボットブレードの水平、搬送チャンバに対するロボットブレードのホーム位置及び処理チャンバに対するロボットブレードのゼロ位置をキャリブレーションすることが含まれる。一実施形態において、ロボットブレードの水平をキャリブレーションすることにより、ロボットブレードが、搬送チャンバ及び/又はロードステーションのスリットバルブを基準にして水平であることが確認される。ホーム位置は、搬送チャンバに対して定義される。ホーム位置は、ロボット内部のセンサを用いて繰り返し得られる出発位置である。格納式ホームセンサを、ロボットの内側シャフトに装着することができる。これらのセンサは、ロボットのブレードに付随したロボットフラグが、搬送チャンバ内側にある時にセンシングする光学センサであり、ロボットとブレードが安全に回転する。ロボットをホーム位置まで動かすと、製造装置は、ロボットの位置が確実に分かる。ホーム位置は各ロボットに固有のものである。
ゼロ位置は、その他全ての位置が定義される参照点である。ホーム位置になると、ロボットは、ユーザーによりゼロ位置の場所を指示される。システムソフトウェアが、後で用いるために、ホーム位置とゼロ位置の間のオフセットをストアする。ゼロ位置は各ロボットに固有のものではない。
ロボットキャリブレーションを実施する方法500には、ブロック504で、センサを有するキャリブレーションデバイスを、ファクトリーインターフェースからロードロックまでローディングすることが更に含まれる。方法500には、ブロック506で、キャリブレーションデバイスを、ロードロックから搬送チャンバまで搬送することが更に含まれる。方法500には、ブロック508で、キャリブレーションデバイスを、ターゲット(例えば、ウェハチャック)を横断して処理チャンバへ動かすことが更に含まれる。方法500には、ブロック510で、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて、キャリブレーションデバイスからターゲットの出発点及び終点をセンシングすることが更に含まれる。方法500には、ブロック512で、ターゲットの出発点及び終点の座標を求めることが更に含まれる。
一実施形態において、ロボットコントローラは、センサをターゲットの出発点及び終点により始動させると、ステップカウントに関して、現在のロボット位置をストアする。ステップは、ロボットが動くことのできる最低量である。出発点及び終点の座標は、出発点及び終点と関してストアされたロボット位置に基づいて求めることができる。
方法500には、ブロック514で、ターゲットの出発点及び終点座標に基づいて、ターゲットの中心座標を計算することが更に含まれる。例えば、図4Aで前述及び図示した通り、円形ターゲットの周囲に配置された3つの出発点及び終点を用いて、円形ターゲットの中心座標を計算することができる。
方法500には、ブロック516で、ターゲットの中心座標と参照位置にあるロボットブレードの中心線又は位置合わせ点の間のオフセットを求めることが更に含まれる。一実施形態において、ロボットブレードの参照位置はゼロ位置である。方法500には、ブロック518で、オフセットに基づいて、ロボットのロボット位置をキャリブレーションすることが更に含まれる。一実施形態において、ターゲットは、処理チャンバに配置されていて、ロボット位置は、処理チャンバのターゲットに対してキャリブレーションされる。
図6に、製造装置の他の実施形態を示す。製造装置600は、図1に関して説明した製造100と同様である。ただし、キャリブレーションデバイス630は、センサ132、134及び136を有するキャリブレーションデバイス130に比べ、複数のセンサ672、674、676及び678を含んでいる。本明細書に記載したキャリブレーションデバイスは、任意の配列のセンサ及び任意の数のセンサを有していてよい。製造装置600はまた、ローカルセンターファインド(LCF)操作のためのセンサ621〜623のバンクも含み、位置合わせ点623(例えば、穴、ノッチ、インデント)又はロボットブレード622の中心線624に対して、ウェハ、基板又はキャリブレーションデバイスの位置を求める。位置合わせ点623は、ロボットブレード622のポケットに形成されていて、ウェハ、基板又はキャリブレーションデバイスを搬送するよう設計されている。
図7は、キャリブレーションデバイスによるロボットキャリブレーションを実施するためのシステムアーキテクチャの一実施形態を示す。キャリブレーションデバイス720は、ロボットブレード122によりターゲット710(例えば、静電ウェハチャック)を横断してスキャンされ、ターゲット710の周囲(例えば、出発点及び終点1〜4)をセンシングすることによりターゲット710の中心を位置づける。出発点及び終点データ測定値は、通信リンク722(例えば、ワイヤレスRF)を介して、コンピュータ730に結合されたトランシーバ724に送信される。或いは、トランシーバは、レシーバに換えてもよい。コンピュータ730は、ターゲット710を横断してスキャンされる際、キャリブレーションデバイス720の反射光強度データ等の出発点及び終点測定値を処理する。キャリブレーションデバイス720から受け取られた測定値は、運動コントローラ750からのロボットモータ位置情報と同期されて、ターゲット710の周囲がセンシングされた時、ロボット120の位置を決める。運動コントローラ750は、コントローラ740及びネットワーク742(例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク)を介して、コンピュータ730に結合されていてもよい。リモート位置にある他のコンピュータを、ネットワーク742に接続して、ロボットキャリブレーションをモニター及び分析し、他の操作を実施することができる。運動コントローラ750は、異なるタイプのデバイスに結合されている。例えば、プライマリバッファドライバ752、補助バッファドライバ754、プライマリ搬送ドライバ756、補助搬送ドライバ758及びローカルセンターファインドユニット760であり、ローカルセンターファインドユニット760は、ロボットブレード622に対する基板、ウェハ及び/又はキャリブレーションデバイスの位置を決める。ドライバは、サーボモータを駆動し、ロボット位置情報を生成する。
キャリブレーションプロセスでは、既存のキャリブレーション位置に、一定の速度(高速モード)で、ロボットを動かす必要がある。ターゲット710のスキャニング中だけは、低速モードで、短い距離前後に動かさなければならない。スキャンコードは、約2ミリ秒毎にカウントするクロックを用いる。動きが遅いと、ロボット位置の検出精度が確実に上がる。一実施形態において、端部スキャン中のロボットの推奨速度は、5mm/sに固定されている。ロボット位置と端部検出信号(時間に対するロボットの位置及び時間に対する端部検出信号)のタイムスタンプデータを相互に関連付けると、ターゲット710の中心を計算するための座標が得られる。
ローカルセンターファインドユニット760は、ローカルセンターファインド(LCF)印刷回路基板(PCB)770、バッファモジュール780及び搬送モジュール790、並びに、センサ782及び792(例えば、光ファイバーセンサ)を含む。LCF PCB770は、LCF信号を集め、それらを運動コントローラ750に伝達し、運動ソフトウェアが実行されて、ドライバに送信されている運動信号により運動情報を計算する。LCF PCB770は、バッファモジュール780及び搬送モジュール790からLCF信号を受信する。これらのモジュールは、センサ782及び792(例えば、光ファイバー)から受信した光信号を、デジタル電気信号に変換する。一実施形態において、センサ782及び792は、狭いビームの光信号を送受信する。センサは、拡散反射スルービーム及び再帰反射を含む様々なセンシングモード用に構成されていてもよい。
一実施形態において、センサ782及び792は、図6に示すLCFセンサ626〜629である。ロボットブレードに対するキャリブレーションデバイスの配置は、LCF操作により実行される。スルービームセンサ782及び792は、各チャンバ位置で、搬送蓋の上下に配置されている。キャリブレーションデバイスによるこれらのスルービーム光の乱れは、各チャンバ位置のブレードに、キャリブレーションデバイスが存在していることを示している。パススルーチャンバ以外の全てのチャンバがLCF操作を行う。
LCFは、キャリブレーションデバイス検出及びセンタリングという2倍の利点を与える。センタリングによって、キャリブレーションデバイスを、処理チャンバに、より正確に配置することができる。ブレード及びキャリブレーションデバイスは、センサのバンクを通して動く。キャリブレーションデバイス端部点は、センサバンクにおいて各センサの前縁移行部及び後縁移行部で、ロボットモータ位置をラッチすることにより配置される。LCFは、伸長と収縮の間、2つのセンサバンクを通過する。運動位置は、運動コントローラ750にラッチされる。運動モジュールソフトウェアが、2つの運動位置を、回転及び伸長座標に変換する。図7に示す通り、LCF操作中、センサは、光学信号を送信し、光ファイバーモジュール又は増幅器に接続する。これらのモジュールは、光学LCF信号を、デジタル信号に変換し、LCF PCB770及び運動コントローラ750に通信して戻す。LCF操作及び配置に関する詳細は、ここに参考文献として組み込まれる米国特許第6,556,887号に開示されている。
LCF操作をキャリブレーションする時は、特別なキャリブレーションウェハをロボットブレードに載せる。このウェハを、センタリングピンによりロボットブレードの中心に配置する。キャリブレーション中、このウェハを、センサバンクを通して移動し、キャリブレーション補正値を計算する。補正値は、ロボット形状、センサバンク形状、LCF回転から計算された予想値とラッチ値間で、LCFについての伸長ステップにおける差である。キャリブレーション値は、各センサの各移行部について保存される。伸長及び収縮ロボットパスについては、別の値を用いる。二重ブレードロボットにおいては各ブレードについて、やはり別個の値を用いる。
ソースチャンバからウェハ、基板又はキャリブレーションデバイスを縮めながら、LCF補正は計算される。回転/伸長補正が、最大設定値を超えた場合には、ソースチャンバの前部に欠陥が生じる。回転/伸長補正が、許容可能な場合には、キャリブレーションデバイスを行き先チャンバのキャリブレーション位置まで回転する。キャリブレーションデバイスは、まず、ソースチャンバから計算されたLCF補正(回転/伸長)を用いて、行き先チャンバへ伸長される。キャリブレーションデバイスが、行き先チャンバLCFバンクを通ると、LCF補正が計算され、移動の終わりに適用される。搬送チャンバの蓋が開いている時は、リキャリブレーションの必要はない。キャリブレーションデバイス運動が、回転/伸長中に生じる場合には、LCFがキャリブレーションデバイス配置を補正する。
ターゲットウェハのターゲット、例えば、静電チャック/台座、への通常のウェハ搬送を行い、キャリブレーションによりスキャニングして、ターゲット上のターゲットウェハのオフセットを測定することにより、キャリブレーション精度の改善が期待される。これによって、ブレード傾き、LCFキャリブレーション、センサ位置のキャリブレーション、ソフトウェアによる端部選択等のために、エラー等、大半のエラー寄与因子が排除される。
基板、ウェハまたはキャリブレーションデバイスは、ロボットブレードと基板、ウェハ又はキャリブレーションデバイス間にロッキングハードウェアを必要とすることなく、様々なロボットブレードに適切に配置することができる。
図8に、キャリブレーションデバイス及びレシーバのブロック図の一実施形態を示す。トランシーバであってもよいレシーバ810は、マイクロコントローラ820、USBインタフェース822、ミニUSBコネクタ824、DC電圧レギュレータ826、DC電力ジャック828、SPIリンク830、超高周波(UHF)パケットラジオ832及び外部ホイップルアンテナであってもよいUHFアンテナ834を含む。一実施形態において、レシーバ810の寸法は、31×60×112ミリメートル(mm)で、80mmの外部アンテナを備えている。
キャリブレーションデバイス840は、マイクロコントローラ850、バッテリー852、バッテリー854、光源856、受光器858、860、862、864、加速度計866、温度センサ868、パワーアップ回路870、UHFパケットラジオ872、内側セラミックアンテナであってよいアンテナ876を含む。キャリブレーションデバイス840及びトランシーバとすることのできるレシーバ810は、アンテナ834及び876を介して互いに通信する。バッテリーは、1〜8分という短い時間、摂氏450度のチャンバ温度に露出することのできるリチウムイオン等の任意のタイプの高温(例えば、摂氏125度まで)バッテリーである。
一実施形態において、キャリブレーションデバイスは、レシーバ810及びコンピュータ730と共に、二方向スロー通信モードに入る。キャリブレーションデバイス840は、リードスイッチ上の磁石であるパワーアップ回路870によりパワーアップされる。キャリブレーションデバイス840は、最初は、RFリスニングが約300ミリ秒(ms)毎に生じる、低出力モードである。次に、キャリブレーションデバイス840は、トランシーバからウェークアップ信号を受ける。或いは、ウェークアップ信号は、コンピュータ730から直接受信してもよい。ウェークアップ信号は、初期化パラメータの一部又は全てを含む。キャリブレーションデバイス840は、ウェークアップ信号を受信する際に、マイクロコントローラ850及びラジオ874を両方実行する時、短い間入力され、ラジオ874は、連続受信モードにあって、同期信号を待つ。かかる信号が、短い時間の間隔内に何らかの理由により受信されない場合は、キャリブレーションデバイス840は、スロー受信モードに戻る。コンピュータ730からのパラメータ、例えば、取得時間、光レベル、キャリブレーションデバイスモード(光学又は加速度計)等が初期化される。次に、モード、温度、バッテリー状態及びユーザープログラム可能な変数(例えば、光学センサ、キャリブレーション位置エラー/ポインティングエラー)等の現在の状況のレポートが、ウェークアップ信号/構成パケットに応答して、承認パケットとして送信される。次に、コンピュータ730からの受信同期信号が、レポートクロック信号として受信される。第2の同期パケットをコンピュータ730から受信した後、キャリブレーションデバイス840は、その内部クロックにレストして、他の承認パケットで、レシーバ810に応答する。次に、即時に、メインループに入り、要求されたデータ(光又は加速読み取り値)を、予めプログラムされた回数、送信する。光学センシングモードの場合には、キャリブレーションデバイス840がLEDを、プログラムされた光レベルまで、オンにする。キャリブレーションデバイス840は、高速モードで、4x振幅信号レベル(明るい−暗い)を出力する。内側温度を確認し、警告レベル(75℃)と比べ、サービスビット(閾値より上か下)の形態でいくつかの、又は各メッセージに挿入される。内部温度が、最大温度レベル(85℃)を超えた場合には、第2のサービスビットを設定し、コンピュータ730のソフトウェアに、キャリブレーションデバイス840をチャンバから取り出すよう指示する。10分程度の、ある長さの時間後、活動のないパワーダウンが生じる。この時間は、コンピュータ730により設定することができる。
キャリブレーションデバイス840は、加速度計モードと同様の機能を有する。キャリブレーションデバイス840が、「オフ」コマンドを受けると、パワーダウンが生じる。これは、遅い受信モードから可能であり、操作の実行中は、キャリブレーションデバイス840は、レシーバ810をリッスンしないためである。
加速度計866は、三次元(例えば、X、Y、Z)で加速度を測定及び記録し、二乗平均平方根(RMS)表示を与える。加速度計866は、±3gの最低フルスケール範囲で、加速度を測定することができる。gは、シールレベルで、地球の重力の公称加速度に等しく、9.80665m/秒(32.174ft/s)と定義される。加速度計866は、傾斜センシング用途における重力の静的加速度、及び運動、衝撃又は振動から得られる動的加速度を測定することができる。加速度計866は、±0.01g以上の分解能を有している。ソフトウェアグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)は、ロボット位置に関して、振動データを示す。加速度計866は、キャリブレーションデバイス840の操作温度範囲と同様の操作温度範囲を有しており、一実施形態によれば、摂氏0〜125度、他の実施形態によれば摂氏0〜200度である。
一実施形態により、複合材料で形成されたキャリブレーションデバイスの平面図を図9Aに、側面図を図9Bに示す。キャリブレーションデバイス900の平面図には、外側リング910、センサ取り付け具920、922、924及び926、取り外し可能なバッテリーカバー930及び外側カバー940が示されている。外側リング910又は外側部分は、軽量、高温、低パーティクル材料(例えば、アルミニウム)であってよい。取り外し可能なバッテリーカバー930及び外側カバー940は、軽量、高温、低パーティクル、平坦材料又は複合材料(例えば、アルミニウム、カーボン強化ポリマー)から形成された内側部分を形成する。この材料又は複合材料は、プリアライナーでの適切なチャックを確保するために、Ra16以上の平坦度を有する必要がある。材料の表面の谷と山の個々の変動を平均化して、Ra読み取り値を得る。Raが16の表面は、ある距離について、平均16マイクロインチ以下の谷と山からなる。
キャリブレーションデバイスの側面図は、キャリブレーションデバイスの様々な厚さの部分を示す。一実施形態において、厚さ972は約4.7ミリメートル(mm)であり、厚さ974は約7.5mmであり、厚さ976は約5mmであり、厚さ978は約4mmであり、厚さ980は約0.7mmである。
一実施形態において、カーボン強化ポリマーは、オキシ−1,4−フェニレン−オキシ−1,4−フェニレン−カルボニル−1,4−フェニレンポリマー、例えば、ビクトレックス(Victrex)PEEK(商標名)を含む。この鎖状芳香族ポリマー材料は、半結晶であり、大きくは、広い周波数及び温度範囲を備えた高性能熱可塑性材料として広く認められている。ピュリティビクトレックス(PURITY VICTREX)PEEK(商標名)材料は、低レベルのイオン性抽出物があることを除けば、本来純粋なものであり、優れた脱ガス特性を備えている。
図10Aに、一実施形態による複合キャリブレーションデバイスの断面図を示す。キャリブレーションデバイス1010は、取り外し可能なバッテリーカバー1012、バッテリーカバーシール1014、外側カバー1016、1つ以上のバッテリー1018、バッテリー印刷回路基板(PCB)1019、メインPCB1020及びファイバールーティングポケット/サポートリブ1022を含む。
一実施形態において、取り外し可能なバッテリーカバー1012及び外側カバー1016は、カーボン強化ポリマーで形成されており、ファイバールーティングポケット/サポートリブ1022は、アルミニウムで形成されている。他の実施形態において、取り外し可能なバッテリーカバー1012、外側カバー1016及びファイバールーティングポケット/サポートリブ1022は、アルミニウムで形成されている。他の実施形態において、取り外し可能なバッテリーカバー1012、外側カバー1016及びファイバールーティングポケット/サポートリブ1022は、カーボン強化ポリマーで形成されている。
図10Bに、一実施形態による、バッテリーカバー1012が取り外されたキャリブレーションデバイス1010の平面図を示す。バッテリー1018は、バッテリーをスライド1032し、持ち上げる1034ことにより取り外すことができる。
図10Cに、一実施形態による、バッテリーカバー1012及び外側カバー1016が取り外されたキャリブレーションデバイス1010の平面図を示す。
図11に、ロボットキャリブレーションを行う方法の一実施形態のフロー図を示す。この方法には、ブロック1102で、ロボットブレードの水平、搬送チャンバに対するロボットブレードのホーム位置及び処理チャンバに対するロボットブレードのゼロ位置をキャリブレーションすることが含まれる。一実施形態において、ロボットブレードの水平をキャリブレーションすることにより、ロボットブレードが、搬送チャンバ及び/又はロードステーションのスリットバルブに対して水平であることが確認される。ホーム位置は、搬送チャンバに対して定義される。ホーム位置は、ロボット内部のセンサを用いて繰り返し得られる出発位置である。格納式ホームセンサを、ロボットの内側シャフトに装着することができる。これらのセンサは、ロボットのブレードに付随したロボットフラグが、搬送チャンバ内側にある時にセンシングする光学センサであり、ロボットとブレードが安全に回転する。ロボットをホーム位置まで動かすと、製造装置は、ロボットの位置が確実に分かる。ホーム位置は各ロボットに固有のものである。
更に、ロボットキャリブレーションを実施する方法には、ブロック1104で、ファクトリーインターフェースからロードロックまで、センサを有するキャリブレーションデバイスをロードすることが含まれる。更に、この方法には、ブロック1106で、ロードロックから搬送チャンバへ、キャリブレーションデバイスを搬送することが含まれる。更に、本方法には、ブロック1108で、ターゲット(例えば、ウェハチャック)を横断して処理チャンバへキャリブレーションデバイスを動かすことが含まれる。ロボットは、キャリブレーションデバイスが、ターゲットの端部に達した時、又は前にキャリブレーションした位置を、遅い速度で、繰り返し前後にスキャンする時、ロボットはスロースキャンモードに入る。更に、この方法には、ブロック1110で、キャリブレーションデバイスに配置されたセンサを用いて、センサとターゲットの周囲の間の距離を測定することが含まれる。更に、この方法には、ブロック1112で、キャリブレーションデバイスの、ターゲットの中心に対する変位を求めることが含まれる。更に、この方法には、ブロック1114で、ターゲットの座標系に対するキャリブレーションデバイスの回転角度を求めることが含まれる。
更に、この方法には、ブロック1116で、ターゲットに対するキャリブレーションデバイスの変位及び回転角度に基づいてロボット位置をキャリブレーションすることが含まれる。一実施形態において、ターゲットは処理チャンバに配置され、ロボット位置は、処理チャンバにおいてターゲットに対してキャリブレーションされる。
図12Aに、一実施形態による第1の座標系1210におけるキャリブレーションデバイス1200の平面図を示す。キャリブレーションデバイス1200は、複数のセンサを含み、図12Aに示す構成をはじめとし、任意の構成とすることができる。一実施形態において、4つの端部センサ1212、1214、1216及び1218は、夫々、座標(x、y)、(x、y)、(x、y)、(x、y)を有している。センサのこれらの座標は、キャリブレーションデバイス1200の中心に対してであることが知られている。キャリブレーションデバイスは、固定された寸法(例えば、直径300mm)を有しているためである。この場合、センサの座標は、(x、y)で表わされる。1<=i<=4は、キャリブレーションデバイス1200の光学センサの指数である。第2の座標系、例えば、図12Bに示すターゲット座標系1260、に対する第1の座標系(例えば、キャリブレーションデバイス座標系)における、キャリブレーションデバイス1200の回転角度シータθ(図12C参照)、及びターゲット1250に対するキャリブレーションデバイス1200の変位に応じて、ターゲット座標系1200における、センサの光点の座標は以下の通りである。
式中、x、yは、x及びy方向におけるターゲット1250の中心に対するキャリブレーションデバイス1200の変位であり、θは、回転角度である。ターゲット座標系1260は、ターゲット1250の中心1270の中心にあると推定され、Y軸は、ロボット運動の方向を指している。キャリブレーションデバイス1200は、Y方向に前後に動いて、光点とターゲット1250の境界の間のd−>距離を測定する。光点とターゲットの境界の交差座標は、次の通り定義される。
ターゲット1250が円形の場合、各光学センサについてx”とy”の座標の二乗の合計は、全てのiとjについて等しくなければならない(例えば、i=1及び2<=j<=4)。
上述した3つの式は、独立しており、3つの未知の変数x、y及びθのある3つの非線形式の系となる。これらの非線形式は、非線形式を解くための公知のデジタル的な方法を用いて解くことができる。すると、ブロック1116で述べた通り、ロボットのロボット位置は、ターゲットに対するキャリブレーションデバイスの変位(x、y)及び回転角度θに基づいて、キャリブレーションされる。
図13に、装置に、ここで述べた手順の1つ以上を実施させるための一組の命令が実行されるコンピュータシステム1300の例証の形態にある装置の図を示す。変形実施形態において、装置は、LAN、イントラネット、エクストラネット又はインターネットで、他の装置に接続(例えば、ネットワーク接続)されていてもよい。装置は、クライアント−サーバーネットワーク環境においては、サーバー又はクライアント装置の容量内で、或いは、ピア・トゥ・ピア(又は分散)ネットワーク環境においては、ピア装置として操作される。装置は、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレットPC、セットトップボックス(STB)、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、携帯電話、ウェブアプライアンス、サーバー、ネットワークルーター、スイッチ又はブリッジ、或いは、その装置により採られる動作を指定する一組の命令を(順次又はその他)実行できる装置である。更に、1つの装置のみが図示されているが、「装置」という用語には又、一組(又は複数組)の命令を別個又は結合して実行して、ここで述べた手順の1つ以上を実行する装置の集合も含まれるものとする。
例示のコンピュータシステム1300は、処理装置(プロセッサ)1302、メインメモリ1304(例えば、リード・オンリーメモリ(ROM))、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、例えば、同期DRAM(SDRAM)又はランバスDRAM(RDRAM)等)、スタティックメモリ1306(例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)等)及び互いにバス1330を介して通信するデータ記憶デバイス1318が含まれる。
プロセッサ1302は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット等といった1つ以上の汎用処理デバイスを表す。より具体的には、プロセッサ1302は、複合命令セットコンピューティング(CISC)マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング(RISC)マイクロプロセッサ、超長命令語(VLIW)マイクロプロセッサ、他の命令セットを実行するプロセッサ又は命令セットの組み合わせを実行するプロセッサである。プロセッサ1302は又、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ネットワークプロセッサ等のような1つ以上の専用処理デバイスであってもよい。プロセッサ1302は、処理論理1326を実行して、ここに述べた、操作とステップを実行するように構成されている。
コンピュータシステム1300は更に、ネットワークインターフェースデバイス1308を含んでいてもよい。コンピュータシステム1300はまた、ビデオディスプレイユニット1310(例えば、液晶ディスプレイ(LCD)や陰極線管(CRT))、英数字入力デバイス1312(例えば、キーボード)、カーソル制御デバイス1314(例えば、マウス)及び信号生成デバイス1316(例えば、スピーカー)を含んでいてもよい。
データ記憶装置1318は装置アクセス可能な記憶媒体1331を含み、これに、ここで述べた手順又は機能の1つ以上を実行する1つ以上の組の命令(例えば、ソフトウェア1322)がストアされる。ソフトウェア1322はまた、メインメモリ1304内且つ/又はプロセッサ1302内に、コンピュータシステム1300、メインメモリ1304及びプロセッサ1302によるその実行中、完全に、又は少なくとも部分的に存在していてもよく、装置アクセス可能な記憶媒体も構成する。ソフトウェア1322は更に、ネットワークインターフェースデバイス1308を介して、ネットワーク1320で送受信される。
装置アクセス可能な記憶媒体1331を用いて、ユーザー識別状態及びユーザープロフィールを定義するユーザーの好みを定義するデータ構造セットをストアしてもよい。データ構造セット及びユーザープロフィールはまた、スタティックメモリ1306のようなコンピュータシステム1300の他のセクションにストアされてもよい。
装置アクセス可能な記憶媒体1331を、例示の実施形態においては、単一媒体として示したが、「装置アクセス可能な記憶媒体」という用語は、1つ以上の組の命令をストアする単一の媒体又は複数の媒体(例えば、集中又は分散データベース及び/又は関連キャッシュ及びサーバー)を含むものとする。「装置アクセス可能な媒体」という用語は、装置により実行される一組の命令をストア、エンコード又は伝えることができ、装置に本発明の1つ以上の手順を実行させる媒体を含むものとする。従って、「装置アクセス可能な媒体」という用語は、これらに限られるものではないが、ソリッドステートメモリ、光学及び磁気媒体並びに搬送波信号が含まれるものとする。
以下の説明において、数多くの詳細が規定されている。しかしながら、当業者であれば、これらの具体的な詳細がなくても、本発明は実施されることは明白であろう。場合によっては、周知の構造及びデバイスは、本発明を不明瞭にしないために、詳細ではなく、ブロック図形態で示されている。
以降の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットの動作のアルゴリズム及び象徴的な図で示されている。これらのアルゴリズムの説明及び図は、データ処理業界の当業者により用いられる手法であり、その作業の本質を他の当業者に最も効率的に伝えるものである。ここで、アルゴリズムは、概して、所望の結果を導くステップの自己無撞着シーケンスと考えられる。ステップは、物理量の物理的処理を必要とするようなものである。通常、必ずしもではないが、これらの量は、ストア、伝達、結合、比較その他処理することのできる電気又は磁気信号の形態を採る。これらの信号は、ビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字等として参照するのが、主に、共通使用の理由から、時には便利であることが証明されている。
しかしながら、これら及び同様の用語は全て、適切な物理量と関連付けるべきであり、これらの量に適用された便利なラベルに過ぎないことに留意する。以降より明らかな通り、特に断りのない限り、明細書全体にわたって、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「求める」、「表示する」等といった用語を用いた記述は、コンピュータシステム又は同様の電子コンピューティングデバイスの動作及びプロセスのことを指すものと考えられ、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(例えば、電子)量として表わされるデータを操作し、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又はその他かかる情報記憶、伝達又は表示デバイス内で物理量として表わされる同様のその他のデータへと変換するものである。
本発明はまた、本明細書の操作を実行する装置にも関する。この装置は、特に、必要な目的のために構築されていて、コンピュータにストアされたコンピュータプログラムにより選択的に始動又は再構成される汎用コンピュータを含んでいてよい。かかるコンピュータプログラムは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体、例えば、これらに限られるものではないが、フロッピー(商標名)ディスク、光学ディスク、CD−ROM及び光−磁気ディスクをはじめとする任意のタイプのディスク、リード・オンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気又は光学カード、又は電子命令をストアするのに好適なその他タイプの媒体にストアされる。
ここに示されたアルゴリズムと表示は、特定のコンピュータ又はその他装置に本質的に関連するものではない。様々な汎用システムを、ここに記した教示に従って、プログラムと共に用いてよく、必要な方法ステップを実施するための特に専門の装置を構築するのに便利なことが分かった。これらの様々なシステムに必要な構造は、後述から分かるであろう。更に、本発明は、特定のプログラミング言語を参照して説明されていない。様々なプログラミング言語を用いて、ここに述べた本発明の教示を実施してよい。
装置読取り可能な媒体は、装置(例えば、コンピュータ)により読み取り可能な形態で情報をストア又は伝達する機構を含んでいる。例えば、装置読取り可能な媒体としては、装置読取り可能な記憶媒体(例えば、リードオンリーメモリ(「ROM」)、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス等)が挙げられる。
上記の説明は、例示的であり限定的であると解釈されない。多くのその他の実施形態は、上記の説明を読み、理解することにより、当業者に明白である。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及び特許請求の範囲の均等の全範囲に基づいて定められる。
本発明は、例示の、これらに限定されるものではない添付図面により説明される。
製造装置の一実施形態を示す図である。 一実施形態によるキャリブレーションデバイスの平面図である。 一実施形態によるキャリブレーションデバイスの底面図である。 処理チャンバに搬送されているキャリブレーションデバイスの一実施形態を示す図である。 一実施形態によるターゲットと位置合わせされたセンサウェハの概略図である。 一実施形態によるターゲット及びプロセスリングと位置合わせされたセンサウェハの概略図である。 一実施形態によるターゲットと位置合わせされたセンサウェハの概略図である。 ロボットキャリブレーションを提供する実施形態のフロー図である。 製造装置の他の実施形態を示す図である。 キャリブレーションデバイスのためのシステムアーキテクチャの一実施形態を示す図である。 キャリブレーションデバイス及びレシーバのブロック図の一実施形態を示す図である。 一実施形態によるキャリブレーションデバイスの平面図である。 一実施形態によるキャリブレーションデバイスの側面図である。 一実施形態によるキャリブレーションデバイスの断面図である。 一実施形態による、除去されたバッテリーカバーを有するキャリブレーションデバイスの平面図である。 一実施形態による、除去されたバッテリーカバー及び外側カバーを有するキャリブレーションデバイスの平面図である。 ロボットキャリブレーションを行う他の実施形態のフロー図をである。 一実施形態による第1の座標系におけるキャリブレーションデバイスの平面図である。 一実施形態による第2の座標系におけるキャリブレーションデバイスの平面図である。 一実施形態による第2の座標系に対する第1の座標系の回転角度シータθを示す図である。 装置に、ここで述べた手順の1つ以上を実施させるための一組の命令が実行されるコンピュータシステムの例示の形態の装置の図である。

Claims (17)

  1. キャリブレーションデバイスに配置された複数のセンサを用いて、ターゲットの複数の出発点と終点をセンシングする工程と、
    前記出発点と前記終点に基づいて、前記ターゲットの中心を計算する工程と、
    前記ターゲットの前記中心と、参照位置にあるロボットブレード間のオフセットを求める工程とを含む方法。
  2. 前記オフセットに基づいて、ロボット位置をキャリブレーションする工程を含む請求項1記載の方法。
  3. 前記ターゲットの前記中心を計算する工程が、ロボット位置に関連する前記出発点と前記終点に基づいて、前記ターゲットの出発点及び終点座標を求める工程を含む請求項1記載の方法。
  4. 前記ロボットブレードの水平をキャリブレーションする工程と、
    前記ロボットブレードのホーム位置を、搬送チャンバに対してキャリブレーションする工程と、
    前記ロボットブレードのゼロ位置をキャリブレーションする工程とを含む請求項1記載の方法。
  5. 前記ターゲットが、処理チャンバに配置された静電ウェハチャックであり、前記ロボット位置のキャリブレーション中、前記処理チャンバの蓋が閉じている請求項1記載の方法。
  6. キャリブレーションデバイスを、ロボットによりターゲットを横断して動かす工程と、
    前記キャリブレーションデバイスに配置されたセンサと、ターゲットの周囲の間の距離を測定する工程と、
    前記ターゲットの中心に対する前記キャリブレーションデバイスの変位を求める工程と、
    前記ターゲットの座標系に対する前記キャリブレーションデバイスの回転角度を求める工程とを含む方法。
  7. 前記キャリブレーションデバイスの前記変位と回転角度に基づいて、前記ターゲットに対してロボット位置をキャリブレーションする工程を含む請求項6記載の方法。
  8. 前記キャリブレーションデバイスに配置されたセンサとターゲットの周囲の間の距離を測定する工程が、前記ターゲットの前記座標系において前記センサの座標を求める工程を含む請求項6記載の方法。
  9. 前記センサが、前記キャリブレーションデバイスの周囲に配置されている請求項6記載の方法。
  10. 前記ターゲットが処理チャンバに配置された静電ウェハチャックであり、前記ロボット位置のキャリブレーション中、前記処理チャンバの蓋が閉じている請求項6記載の方法。
  11. 複合材料を含むキャリブレーションデバイスに装着された複数の光ファイバーセンサと、
    前記キャリブレーションデバイスに配置された電源とを含み、前記キャリブレーションデバイスが、ロボットブレードにより搬送可能で、センサが、前記複数の光ファイバーセンサの位置に基づいて、ターゲットの出発点及び終点をセンシングする装置。
  12. 前記出発点及び終点を処理ユニットに伝達する、前記キャリブレーションデバイスに配置されたワイヤレスモジュールを含み、前記出発点及び終点に基づいて、前記ターゲットの中心座標を計算し、前記ターゲットの前記中心座標と、ゼロ位置にあるロボットブレードの中心線間のオフセットを求め、前記オフセットに基づいてロボット位置をキャリブレーションするものである請求項11記載の装置。
  13. 前記処理ユニットと前記キャリブレーションデバイス間で通信されたデータを増幅する、前記キャリブレーションデバイスに配置された増幅器と、
    三次元で加速を測定する、前記キャリブレーションデバイスに配置された加速度計とを含む請求項11記載の装置。
  14. 前記複合材料が、アルミニウムと炭素強化ポリマーを含み、前記複合材料は、処理ガスに露出されて真空下で高温で機能できるものである請求項11記載の装置。
  15. 前記キャリブレーションデバイスが、100グラム〜350グラムの重量の半導体ウェハ状の形状で、厚さが0.25インチ以下である請求項11記載の装置。
  16. 複数の処理チャンバと、
    搬送チャンバであって、ロボットに、前記搬送チャンバと前記処理チャンバ間でデバイスを搬送させる搬送チャンバと、
    データを処理する処理ユニットとを含み、キャリブレーションデバイスを搬送する前記ロボットが、複合材料を含み、前記キャリブレーションデバイスが、前記処理チャンバの蓋を閉じた状態で、少なくとも1つの処理チャンバに複数のセンサを有し、前記複数のセンサがターゲットの周囲をセンシングする製造装置。
  17. 前記ウェハチャックの前記周囲に関連するデータを処理ユニットに伝達する、前記キャリブレーションデバイスに配置されたワイヤレスモジュールを含み、前記キャリブレーションデバイスに配置された前記センサと、前記ターゲットの前記周囲の間の距離を計算し、前記ターゲットの前記中心に対する前記キャリブレーションデバイスの変位を求め、前記ターゲットの座標系に対する前記キャリブレーションデバイスの回転角度を求めるものである請求項16記載の製造装置。
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