JP2022551374A - ロボット埋め込み型視覚装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年7月30日に出願された米国仮特許出願第62/880,521号の非仮出願であり、その利益を主張し、その開示は全体が本明細書に組み込まれる。
例示的な実施形態は、概して、基板処理装置、より具体的には、基板搬送装置に関する。
Claims (28)
- 基板搬送装置であって、前記基板搬送装置が、
基板ステーションモジュールとの連通のために配置された基板搬送開口部を備えた搬送チャンバと、
前記搬送チャンバに接続された取り付けインターフェースを備え、少なくとも1つの独立した駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションであって、前記取り付けインターフェースが、前記駆動セクションを前記搬送チャンバに取り付け、周辺部を形成し、前記周辺部が、前記周辺部の外側の前記搬送チャンバの内部を前記周辺部の内側の前記搬送チャンバの外部から分離する、駆動セクションと、
前記搬送チャンバの内部に取り付けられたロボットアームであって、前記ロボットアームが、前記ロボットアームの遠位端にエンドエフェクタを有し、前記エンドエフェクタが、その上に基板を支持するように構成され、前記ロボットアームが、前記駆動セクションに動作可能に接続され、前記駆動セクションが、前記少なくとも1つの独立した駆動軸を用いて、半径方向において、収縮位置から伸長位置に、前記ロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを移動させる、半径方向における少なくともアーム運動を生成する、ロボットアームと、
前記取り付けインターフェースを介して前記搬送チャンバに対する所定の位置に取り付けられ、前記ロボットアームの少なくとも一部を撮像するように配置された、カメラを備えた撮像システムと、
前記撮像システムに通信可能に接続された制御装置であって、前記制御装置が、前記カメラを用いて、前記少なくとも1つの独立した駆動軸によって画定される経路に沿って前記所定の位置まで、または前記所定の位置において移動する前記ロボットアームの少なくとも一部を撮像するように構成され、前記制御装置が、前記所定の位置まで近接するか、または前記所定の位置における前記ロボットアームのレジストリでの前記ロボットアームの少なくとも一部の最初の画像の捕捉を有効にする、制御装置と、
を備え、
前記制御装置が、前記ロボットアームの少なくとも一部の前記最初の画像と較正画像との比較から前記ロボットアームの少なくとも一部の位置変量を計算し、前記位置変量から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更させる運動補償係数を判定するように構成され、前記最初の画像の捕捉を有効にする各カメラが、前記取り付けインターフェースの前記周辺部の内側に配置される、基板搬送装置。 - 前記制御装置によって前記ロボットアームの少なくとも一部の前記最初の画像と前記較正画像との前記比較から計算された前記位置変量が、前記半径方向での位置変量成分、および前記半径方向と非ゼロの交差角度で角度を付けられた方向での別の変量成分を含み、前記運動補償係数が、前記半径方向および前記角度を付けられた方向の少なくとも1つで前記ロボットアームの前記伸長位置を変更させる、請求項1記載の基板搬送装置。
- 前記最初の画像で捕捉された前記ロボットアームの少なくとも一部が、基板を上に備えた前記エンドエフェクタを含み、前記基板を備えた前記エンドエフェクタが、前記最初の画像で撮像され、前記制御装置が、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板の偏心を判定する、請求項1記載の基板搬送装置。
- 前記ロボットアームの少なくとも1つのリンクが、所定の平面に対する位置の線形および回転の特性を記述する特徴部を有し、前記制御装置が、前記撮像システムで捕捉された特徴部の画像に基づいた位置の線形および回転の特性を登録する、請求項1記載の基板搬送装置。
- 前記ロボットアームが、前記ロボットアームのショルダ軸に対して伸長および収縮し、前記ショルダ軸が、前記周辺部の内側に位置づけられている、請求項1記載の基板搬送装置。
- 各カメラは、前記ロボットアームが伸長された状態でロボットアームのエンドエフェクタの遠位位置に対して前記ショルダ軸に近接して位置づけられている、請求項5記載の基板搬送装置。
- 基板搬送装置の搬送チャンバを提供する工程であって、前記搬送チャンバが、基板ステーションモジュールとの連通のために配置された基板搬送開口部を有する、工程と、
前記搬送チャンバに接続された取り付けフランジを備え、少なくとも1つの独立した駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションを提供する工程であって、前記取り付けフランジが、前記駆動セクションを前記搬送チャンバに取り付け、周辺部を形成し、前記周辺部が、前記周辺部の外側の前記搬送チャンバの内部を前記周辺部の内側の前記搬送チャンバの外部から分離する、工程と、
ロボットアームを提供する工程であって、前記ロボットアームが、前記搬送チャンバの内部に取り付けられ、前記ロボットアームの遠位端にエンドエフェクタを有し、前記エンドエフェクタが、その上に基板を支持するように構成され、前記ロボットアームが、前記駆動セクションに動作可能に接続される、工程と、
前記少なくとも1つの独立した駆動軸を用いて、半径方向において、収縮位置から伸長位置に、前記ロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを移動させる、半径方向における少なくともロボットアーム運動を生成する工程と、
前記取り付けフランジを介して前記搬送チャンバに対する所定の位置に取り付けられた撮像システムのカメラを用いて、前記少なくとも1つの独立した駆動軸によって画定される経路に沿って、前記所定の位置まで、または前記所定の位置において移動する前記ロボットアームの少なくとも一部を撮像する工程と、
前記撮像システムに通信可能に接続された制御装置を用いて、前記所定の位置まで近接するか、または前記所定の位置における前記ロボットアームのレジストリで前記ロボットアームの少なくとも一部の最初の画像を捕捉する工程と、
前記制御装置を用いて、前記ロボットアームの少なくとも一部の前記最初の画像と較正画像との比較から前記ロボットアームの少なくとも一部の位置変量を計算し、前記位置変量から、前記ロボットアームの前記伸長位置を変更させる運動補償係数を判定する工程であって、前記最初の画像の捕捉を有効にする各カメラが、前記取り付けフランジの前記周辺部の内側に配置される、工程と、
を含む、方法。 - 前記制御装置を用いて、前記半径方向での位置変量成分、および前記半径方向と非ゼロの交差角度で角度を付けられた方向での別の変量成分を比較することを含む、前記ロボットアームの少なくとも一部の前記最初の画像と前記較正画像との比較から、位置変量を計算する工程をさらに含み、前記運動補償係数が、前記半径方向および前記角度を付けられた方向の少なくとも1つで前記ロボットアームの前記伸長位置を変更させる、請求項7記載の方法。
- 前記最初の画像で捕捉された前記ロボットアームの少なくとも一部が、基板を上に備えた前記エンドエフェクタを含み、前記基板を備えた前記エンドエフェクタが、前記最初の画像で撮像され、前記方法が、前記制御装置を用いて、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板の偏心を判定する工程をさらに含む、請求項7記載の方法。
- 前記ロボットアームの少なくとも1つのリンクが、所定の平面に対する位置の線形および回転の特性を記述する特徴部を有し、前記方法が、前記制御装置を用いて、前記撮像システムで捕捉された特徴部の画像に基づいた位置の線形および回転の特性を登録する工程をさらに含む、請求項7記載の方法。
- 前記ロボットアームが、前記ロボットアームのショルダ軸に対して伸長および収縮し、前記ショルダ軸が、前記周辺部の内側に位置づけられている、請求項7記載の方法。
- 各カメラは、前記ロボットアームが伸長された状態でロボットアームのエンドエフェクタの遠位位置に対して前記ショルダ軸に近接して位置づけられている、請求項11記載の方法。
- 基板搬送装置であって、前記基板搬送装置が、
基板ステーションモジュールとの連通のために配置された基板搬送開口部を備えた搬送チャンバと、
前記搬送チャンバに接続された取り付けインターフェースを備え、少なくとも1つの独立した駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションと、
マルチリンクロボットアームであって、前記マルチリンクロボットアームが、前記搬送チャンバの内部に取り付けられ、前記マルチリンクロボットアームの遠位端にエンドエフェクタを有し、前記エンドエフェクタが、その上に基板を支持するように構成され、前記マルチリンクロボットアームが、前記駆動セクションに動作可能に接続され、前記駆動セクションが、前記少なくとも1つの独立した駆動軸を用いて、半径方向において、収縮位置から伸長位置に、前記マルチリンクロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを移動させる、半径方向における少なくともアーム運動を生成する、マルチリンクロボットアームと、
前記半径方向に対する前記マルチリンクロボットアームの少なくとも1つのリンクの線形および回転の特性の両方を特徴付ける、前記マルチリンクロボットアーム上の1つまたは複数の印部のセットと、
前記取り付けインターフェースを介して前記搬送チャンバに対する所定の位置に取り付けられ、前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部を撮像するように配置された、少なくとも1つの撮像センサを備える撮像システムと、
前記撮像システムに通信可能に接続された制御装置であって、前記制御装置が、前記少なくとも1つの撮像センサを用いて、前記少なくとも1つの独立した駆動軸によって画定される経路に沿って前記所定の位置まで、または前記所定の位置において移動する前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部を撮像するように構成され、前記制御装置が、前記所定の位置まで近接するか、または前記所定の位置における前記マルチリンクロボットアームのレジストリでの前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部の最初の画像の捕捉を有効にする、制御装置と、
を備え、
前記制御装置が、前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部の前記最初の画像と較正画像との比較から前記マルチリンクロボットアームの前記エンドエフェクタの基板保持ステーションの位置変量を計算し、前記位置変量から、前記マルチリンクロボットアームの前記伸長位置を変更させる運動補償係数を判定するように構成され、前記最初の画像の捕捉を有効にする前記少なくとも1つの撮像センサが各々、前記取り付けインターフェースの周辺部の内側に配置される、基板搬送装置。 - 前記取り付けインターフェースが、前記駆動セクションを前記搬送チャンバに取り付け、周辺部を形成し、前記周辺部が、前記周辺部の外側の前記搬送チャンバの内部を前記周辺部の内側の前記搬送チャンバの外部から分離する、請求項13記載の基板搬送装置。
- 前記最初の画像で捕捉された前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部が、前記エンドエフェクタの前記基板保持ステーションの位置変量を決定するものである、請求項13記載の基板搬送装置。
- 前記制御装置によって前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部の前記最初の画像と前記較正画像との比較から計算された前記位置変量が、前記半径方向での位置変量成分、および前記半径方向と非ゼロの交差角度で角度を付けられた方向での別の変量成分を含み、前記運動補償係数が、前記半径方向および前記角度を付けられた方向の少なくとも1つで前記マルチリンクロボットアームの前記伸長位置を変更させる、請求項13記載の基板搬送装置。
- 前記最初の画像で捕捉された前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部が、基板を上に備えた前記エンドエフェクタを含み、前記基板を備えた前記エンドエフェクタが、前記最初の画像で撮像され、前記制御装置が、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板の偏心を判定する、請求項13記載の基板搬送装置。
- 前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットが、所定の平面に対する位置の線形および回転の特性を記述し、前記制御装置が、前記撮像システムで捕捉された前記1つまたは複数の印部のセットの画像に基づいた位置の線形および回転の特性を登録する、請求項13記載の基板搬送装置。
- 前記マルチリンクロボットアームが、前記マルチリンクロボットアームのショルダ軸に対して伸長および収縮し、前記ショルダ軸が、前記周辺部の内側に位置づけられている、請求項13記載の基板搬送装置。
- 前記少なくとも1つの撮像センサが各々、前記マルチリンクロボットアームが伸長された状態でロボットアームのエンドエフェクタの遠位位置に対して前記ショルダ軸に近接して位置づけられている、請求項19記載の基板搬送装置。
- 基板搬送装置の搬送チャンバを提供する工程であって、前記搬送チャンバが、基板ステーションモジュールとの連通のために配置された基板搬送開口部を有する、工程と、
前記搬送チャンバに接続された取り付けフランジを備え、少なくとも1つの独立した駆動軸を画定するモータを有する駆動セクションを提供する工程と、
マルチリンクロボットアームを提供する工程であって、前記マルチリンクロボットアームが、前記搬送チャンバの内部に取り付けられ、前記マルチリンクロボットアームの遠位端にエンドエフェクタを有し、前記エンドエフェクタが、その上に基板を支持するように構成され、前記マルチリンクロボットアームが、前記駆動セクションに動作可能に接続される、工程と、
前記少なくとも1つの独立した駆動軸を用いて、半径方向において、収縮位置から伸長位置に、前記マルチリンクロボットアームを伸長および収縮させ、前記エンドエフェクタを移動させる、半径方向における少なくともマルチリンクロボットアーム運動を生成する工程と、
前記半径方向に対する前記マルチリンクロボットアームの少なくとも1つのリンクの線形および回転の特性の両方を特徴付ける、前記マルチリンクロボットアーム上の1つまたは複数の印部のセットを提供する工程と、
前記取り付けフランジを介して前記搬送チャンバに対する所定の位置に取り付けられた撮像システムの少なくとも1つの撮像センサを用いて、前記少なくとも1つの独立した駆動軸によって画定される経路に沿って、前記所定の位置まで、または前記所定の位置において移動する前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部を撮像する工程と、
前記撮像システムに通信可能に接続された制御装置を用いて、前記所定の位置まで近接するか、または前記所定の位置における前記マルチリンクロボットアームのレジストリで前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部の最初の画像を捕捉する工程と、
前記制御装置を用いて、前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部の前記最初の画像と較正画像との比較から前記マルチリンクロボットアームの少なくとも一部の位置変量を計算し、前記位置変量から、前記マルチリンクロボットアームの前記伸長位置を変更させる運動補償係数を判定する工程であって、前記最初の画像の捕捉を有効にする前記少なくとも1つの撮像センサが各々、前記取り付けフランジの周辺部の内側に配置される、工程と、
を含む、方法。 - 前記取り付けフランジが、前記駆動セクションを前記搬送チャンバに取り付け、周辺部を形成し、前記周辺部が、前記周辺部の外側の前記搬送チャンバの内部を前記周辺部の内側の前記搬送チャンバの外部から分離する、請求項21記載の方法。
- 前記最初の画像で捕捉された前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部が、前記エンドエフェクタの基板保持ステーションの位置変量を決定するものである、請求項21記載の方法。
- 前記制御装置を用いて、前記半径方向での位置変量成分、および前記半径方向と非ゼロの交差角度で角度を付けられた方向での別の変量成分を比較することを含む、前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部の前記最初の画像と前記較正画像との比較から、位置変量を計算する工程をさらに含み、前記運動補償係数が、前記半径方向および前記角度を付けられた方向の少なくとも1つで前記マルチリンクロボットアームの前記伸長位置を変更させる、請求項21記載の方法。
- 前記最初の画像で捕捉された前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットの少なくとも一部が、基板を上に備えた前記エンドエフェクタを含み、前記基板を備えた前記エンドエフェクタが、前記最初の画像で撮像され、前記方法が、前記制御装置を用いて、前記エンドエフェクタの所定の基板保持位置に対する基板の偏心を判定する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
- 前記マルチリンクロボットアーム上の前記1つまたは複数の印部のセットが、所定の平面に対する位置の線形および回転の特性を記述し、前記方法が、前記制御装置を用いて、前記撮像システムで捕捉された前記1つまたは複数の印部のセットの画像に基づいた位置の線形および回転の特性を登録する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
- 前記マルチリンクロボットアームが、前記マルチリンクロボットアームのショルダ軸に対して伸長および収縮し、前記ショルダ軸が、前記周辺部の内側に位置づけられている、請求項21記載の方法。
- 前記少なくとも1つの撮像センサが各々、前記マルチリンクロボットアームが伸長された状態でロボットアームのエンドエフェクタの遠位位置に対して前記ショルダ軸に近接して位置づけられている、請求項27記載の方法。
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