JP2023062050A - 基板搬送装置の位置補償のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板搬送装置が処理装置内の所定の場所へと伸長および収縮する際の、エンドエフェクタおよびその上の基板の垂直方向変位を最小化するレジストレーションシステム及び装置を提供する。【解決手段】基板搬送経験的アーム垂下マッピング装置において、駆動部200Aは、関節式であり、基板保持部を有する基板搬送アーム315と、アーム垂下距離レジスタに、第1アーム位置と、第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間のアーム垂下の変化による実証アーム垂下距離DRPを記録するように、レジストレーションシステムが、基板搬送アーム315および少なくとも1つの基準特徴部に対して配置され、基板保持部が、少なくとも1つの運動軸Rに沿って搬送スペース内で移動される。【選択図】図4D
Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、2017年1月26日に出願された米国仮特許出願第62/450,818号の利益を主張する通常出願であって、その開示内容の全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2017年1月26日に出願された米国仮特許出願第62/450,818号の利益を主張する通常出願であって、その開示内容の全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
[技術分野]
例示的実施形態は、概して、ロボットシステム、より詳細には、ロボット搬送装置に関する。
例示的実施形態は、概して、ロボットシステム、より詳細には、ロボット搬送装置に関する。
たとえば半導体基板処理においては、基板の位置決めに関するより正確な再現性が望ましい。たとえば、半導体基板搬送装置の設計は、スループット要求が増加し続け、処理モジュール温度がより高く、処理装置の処理モジュール間の搬送開口部のより小さい適用へと発展している。ある態様では、特に、より小さな搬送開口部は、エンドエフェクタが搬送開口部を通過して処理モジュールに出入りする際の、搬送装置エンドエフェクタの可能な垂直方向の変位を制限する。結果として、基板搬送装置の機械設計は、個々のアームリンクおよびエンドエフェクタの静的剛性および動的剛性を最大化する材料およびアームリンクの幾何構造の選択を課題とする。材料およびアームリンクの幾何構造の選択は、高コストにつながり、目標垂直方向変位を達成しない可能性がある。
基板搬送装置が処理装置内の所定の場所へと伸長および収縮する際に、エンドエフェクタおよびその上の基板の垂直方向変位を最小化するという上記課題を克服する基板搬送装置を提供することは有利となる。
開示される実施形態の、前述の態様および他の特徴を、添付の図面に関連して、以下の記載において説明する。
図1A~1Mは、開示される実施形態の態様による基板処理装置の概略図である。開示される実施形態の態様を図面に関連して説明するが、開示される実施形態の態様は、様々な形態で具体化され得ることが理解されるべきである。さらに、任意の適切なサイズ、形状または種類の要素または材料が使用されてもよい。
開示される実施形態の態様は、搬送アームが伸長される際に、搬送アームのエンドエフェクタおよびその上で運搬される基板が、実質的にウェハ搬送平面に沿って、実質的にウェハ搬送平面から逸脱することなく伸長するように、搬送アームの位置補償をもたらす方法および装置を提供する。たとえば、図4Dも参照すると、基板Sは、基板処理装置内で、本明細書においては移送平面TPと呼称される、所定の基準平面に沿って移動される。一態様では、移送平面TPは、たとえば、基板Sが、収縮した状態の搬送アームにより保持される平面に一致する水平面であるが、他の態様では、搬送平面TPは、スロットバルブまたは基板処理装置内の任意の適切な基板保持位置を通過する経路に一致してもよい。一態様では、搬送平面TPは、たとえば、搬送アームが内部に位置する基板搬送チャンバの全体を延びる、または全体に亘る。
一態様では、移送平面TPは、基板搬送チャンバのスロットバルブSVに位置合わせされ、基板SがスロットバルブSVを通過して基板処理ツールの様々な部分へと移動する平面を、少なくとも部分的に画定する。たとえば、搬送アーム315(および本明細書において説明する他の搬送アーム)が伸長して基板Sを、スロットバルブSVを通過して搬送すると、基板Sの位置が、搬送平面から垂下距離DRPだけ逸脱するように、搬送アームが屈曲または垂下する。なお、「垂下」という用語は、便宜上、ウェハ移送平面TPなどの基準平面からの、搬送アームの一部の非命令全体/非付勢Z方向の変位または「たるみ」を説明するために使用される。
搬送アーム315の垂下距離DRPは、多くの要因に依存する。たとえば、垂下距離DRPは、ばね付きアーム部品、駆動部200および/または搬送アームペイロードに作用する負荷(たとえば基板および/またはアームリンクの重量)により引き起こされる屈曲や、搬送アーム315の関節の回転軸T1、T2、T3などの、水平面(移送平面TPなど)に対する非直交度の変動、および/または駆動部200の駆動スピンドルの、互いに対する、および移送平面TPに対する非直交度による駆動負荷および運動学的効果により、搬送アームに作用する屈曲および捻じれによる搬送アーム315のリンクの撓みのうちの1つまたは複数の組み合わせであり得る。
理解できるように、結果として生じる垂下距離DRPは、伸長軸Rに沿った搬送アーム315の伸長位置と、軸θを中心とする搬送アームの方向Tの回転と、Z軸に沿った搬送アームのリフトまたはZ位置と、アームの温度などの他の環境要因(アームリンク、および駆動部を含む搬送アームの他の構成要素の熱膨張および熱収縮等)とともに変化する。既に説明したように、処理装置100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hなどの基板処理装置のスループットの増加には、許容可能な垂下に対する寸法上の制約が要求される。たとえば、スループットを増加させるためには、スロットバルブを開閉する時間を短縮するために、スロットバルブSV開口部の高さSVHが小さくされてもよい。高さSVHが減少すると、特に、処理モジュール配置および搬送アーム/エンドエフェクタ構成による場合(たとえば手首部Wの一部がスロットバルブを通過して伸長する、エンドエフェクタ手首部Wからパンまでの距離が短い構成、ここでは、手首部Wは、エンドエフェクタが搬送アームの残りの部分に連結される関節である)、搬送装置315のエンドエフェクタとスロットバルブSVとの間の間隔(たとえばエンドエフェクタ上で保持される基板とスロットバルブとの間の間隔、エンドエフェクタの手首部関節とスロットバルブとの間の間隔など)の量が減少する。別の態様では、基板受け渡し時間を短縮するために、エンドエフェクタと基板保持ステーションとの間のZストロークが減少することが望ましい。このZストロークの減少には、エンドエフェクタおよびその上の基板を基板保持ステーションにより近く設置することが要求される。
既に説明したように、垂下距離DRPは、線形または高度に非線形の因子の組み合わせにより定義されるので、伝統的な分析手段による垂下距離DRPの予測が不十分である。開示される実施形態の態様は、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000(図4A~4C参照)を提供し、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000は、搬送アーム315が動作する処理装置100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hの別々の伸長および収縮軸に沿ったT方向におけるアームの回転方位と組み合されて、搬送アーム315のR方向への伸長の間に垂下距離DRPをマッピングするように構成される。開示される実施形態の態様は、また、搬送装置の動作中にアーム垂下を補償するように構成される搬送装置、および内部にその搬送装置が配置される基板処理装置を提供する。開示される実施形態の態様は、また、基板処理装置と、アーム垂下を補償するためにその内部に配置される搬送装置とを動作させる方法を提供する。開示される実施形態の態様は、基板処理装置のスループットが向上するように、搬送装置エンドエフェクタおよびその上の基板の設置の精密性の向上を提供する。
たとえば、半導体ツールステーションなどの、開示される実施形態の態様による処理装置100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hが示される。半導体ツールステーションが図中に示されるが、本明細書において説明する、開示される実施形態の態様は、ロボットマニピュレータを使用する任意のツールステーションまたは応用例に適用されてもよい。一態様では、処理装置100A、100B、100C、100D、100E、100Fは、クラスタツール配置を有して示され(たとえば、基板保持ステーションが中央チャンバに接続されている)、一方、他の態様では、処理装置は、(その開示内容の全ては、参照により本明細書に組み込まれる)2013年3月19日に発行された、「Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool」と題される米国特許第8,398,355号明細書に記載されるもののような線形に配置されたツール100G、100Hであってもよいが、開示される実施形態の態様は、任意の適切なツールステーションに適用されてもよい。装置100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hは、概して、大気フロントエンド101、少なくとも1つの真空ロードロック102、102A、102B、102Cおよび真空バックエンド103を含む。少なくとも1つの真空ロードロック102、102A、102B、102Cは、任意の適切な配置で、フロントエンド101および/またはバックエンド103の任意の適切な(1つまたは複数の)ポートまたは(1つまたは複数の)開口部に連結されてもよい。たとえば、一態様では、1つまたは複数のロードロック102、102A、102B、102Cは、図1B~1Dおよび1G~1Kに見られるように、共通の水平面上において横並び配置で配置されてもよい。他の態様では、1つまたは複数のロードロックは、少なくとも2つのロードロック102A、102B、102C、102Dが、図1Eに示すように、行(たとえば互いに離間した水平面)および列(たとえば互いに離間した垂直面)をなして配置されるように、グリッド形式で配置されてもよい。さらに他の態様では、1つまたは複数のロードロックは、図1Aに示すような、単一の一列のロードロック102であってもよい。さらに別の態様では、少なくとも1つロードロック102、102Eは、図1Fに示すような、積層された一列の配置で配置されてもよい。ロードロックは、搬送チャンバ125A、125B、125C、125Dの端部100E1または面100F1上で図示されているが、他の態様では、1つまたは複数のロードロックは、搬送チャンバ125A、125B、125C、125Dの、任意の数の側部100S1、100S2、端部100E1、100E2または面100F1~100F8上に配置されてもよいことが理解されるべきである。少なくとも1つロードロックのそれぞれは、また、1つまたは複数のウェハ/基板載置平面WRP(図1F)を含んでもよく、載置平面にて、基板は、それぞれのロードロック内で適切な支持部上に保持される。他の態様では、ツールステーションは、任意の適切な構成を有してもよい。フロントエンド101、少なくとも1つのロードロック102、102A、102B、102C、およびバックエンド103のそれぞれの構成要素は、たとえば、クラスタ型アーキテクチャ制御などの任意の適切な制御アーキテクチャの一部であってもよい制御装置110に接続されてもよい。制御システムは、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、2011年3月8日に発行された、「Scalable Motion Control System」と題される米国特許第7,904,182号明細書に記載されるものなどの、主制御装置(一態様では制御装置110であってもよい)、クラスタ制御装置、および自律型遠隔制御装置を有する閉ループ制御装置であってもよい。他の態様では、任意の適切な制御装置および/または制御システムが利用されてもよい。
一態様では、フロントエンド101は、概して、ロードポートモジュール105、および、たとえば、イクイップメントフロントエンドモジュール(EFEM)などのミニエンバイロメント106を含む。ロードポートモジュール105は、300mmロードポートのSEMI規格E15.1、E47.1、E62、E19.5またはE1.9、前開き型または底開き型ボックス/ポッドおよびカセットに適合した、ボックスオープナー/ローダーツール標準(BOLTS)インターフェースであってもよい。他の態様では、ロードポートモジュールは、200mmウェハ/基板インターフェース、450mmウェハ/基板インターフェース、または、たとえば、より大型もしくはより小型の半導体ウェハ/基板、平面パネルディスプレイのための平面パネル、ソーラパネル、焦点板、他の任意の適切な物体のような、他の任意の適切な基板インターフェースとして構成されてもよい。図1A~1D、1J、および1Kには3つのロードポートモジュール105が示されているが、他の態様では、任意の適切な数のロードポートモジュールが、フロントエンド101に組み込まれてもよい。ロードポートモジュール105は、オーバーヘッド型搬送システム、無人搬送車、有人搬送車、レール型搬送車、または他の任意の適切な搬送手段から、基板キャリアまたはカセットCを受容するように構成されていてもよい。ロードポートモジュール105は、ロードポート107を通じて、ミニエンバイロメント106と接合してもよい。一態様では、ロードポート107は、基板カセットとミニエンバイロメント106との間で、基板の通過を可能にしてもよい。ミニエンバイロメント106は、概して、本明細書において説明する1つまたは複数の開示される実施形態の態様を組み込んでもよい、任意の適切な移送ロボット108を含む。一態様では、ロボット108は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、1999年12月14日に発行された米国特許第6,002,840号明細書、2013年4月16日に発行された米国特許第8,419,341号明細書、および2010年1月19日に発行された米国特許第7,648,327号明細書に記載されるもののようなトラック搭載ロボットであってもよい。他の態様では、ロボット108は、バックエンド103に対して本明細書において説明するものに実質的に類似であってもよい。ミニエンバイロメント106は、複数のロードポートモジュール間での基板移送のための、制御されたクリーンゾーンを提供してもよい。
少なくとも1つの真空ロードロック102、102A、102B、102Cは、ミニエンバイロメント106とバックエンド103との間に位置してもよく、ミニエンバイロメント106およびバックエンド103に接続されてもよい。他の態様では、ロードポート105は、少なくとも1つロードロック102、102A、102B、102C、または搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fに実質的に直接連結されてもよく、基板キャリアCは、搬送チャンバ125A、125B、125C、125Dの真空へと真空引きされ、基板は、基板キャリアCと、ロードロックまたは移送チャンバとの間で直接移送される。この態様では、基板キャリアCは、搬送チャンバの処理真空が基板キャリアC内へと延びるように、ロードロックとして機能してもよい。理解できるように、基板キャリアCが、適切なロードポートを通してロードロックに実質的に直接連結される場合、基板を基板キャリアCへ、および基板キャリアCから移送するために、任意の適切な移送装置が、ロードロック内に設けられてもよい、またはキャリアCへのアクセスを有してもよい。なお、本明細書において使用される真空という用語は、基板が処理される、10-5Torr以下のような高真空を意味してもよい。少なくとも1つのロードロック102、102A、102B、102Cは概して、大気および真空スロットバルブを含む。ロードロック102、102A、102Bの(および処理ステーション130のための)スロットバルブは、大気フロントエンドから基板を搭載した後に、ロードロック内を排気するために使用され、窒素などの不活性ガスを用いてロック内に通気するときに、搬送チャンバ内の真空を維持するために使用される環境隔離を提供してもよい。本明細書において説明するように、処理装置100A、100B、100C、100D、100E、100F(および線形の処理装置100G、100H)のスロットバルブは、少なくとも処理ステーション130、および搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fに連結されるロードロック102、102A、102B、102Cへの、ならびにそれらからの基板の移送に対応するために、同一平面上に、もしくは垂直方向に積み重なった別々の平面上に位置してもよく、または、(ロードポートに関して既に説明したように)同一平面上に位置するスロットバルブおよび垂直方向に積み重なった別々の平面上に位置するスロットバルブの組合せであってもよい。少なくとも1つのロードロック102、102A、102B、102C(および/またはフロントエンド101)は、また、基板の基準を、処理のための所望の位置に位置合わせするためのアライナ、または他の任意の適切な基板測定機器を含んでもよい。他の態様では、真空ロードロックは、処理装置の任意の適切な場所に設置されていてもよく、任意の適切な構成を有していてもよい。
真空バックエンド103は、概して、搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125F、1つまたは複数の処理ステーションまたはたモジュール130、および本明細書において説明する、1つまたは複数の開示される実施形態の態様を含んでもよい1つまたは複数の搬送ロボットを含む任意の適切な数の搬送ユニットモジュール104を含む。搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fは、たとえば、SEMI規格E72ガイドラインに準拠する任意の適切な形状およびサイズを有してもよい。(1つまたは複数の)搬送ユニットモジュール104および1つまたは複数の搬送ロボットは、以下において説明され、ロードロック102、102A、102B、120Cと(またはロードポートに位置するカセットCと)、様々な処理ステーション130との間で基板を搬送するために、少なくとも部分的に、搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125F内に位置してもよい。一態様では、搬送ユニットモジュール104は、搬送ユニットモジュール104がSEMI規格E72ガイドラインに準拠するように、モジュラユニットとして搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fから取り外されてもよい。
処理ステーション130は、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、基板上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、基板に対して動作してもよい。典型的な処理は、限定されないが、プラズマエッチングまたは他のエッチング処理、化学蒸着(CVD)、プラズマ蒸着(PVD)、イオン注入などの注入、測定、急速熱処理(RTP)、乾燥細片原子層成膜(ALD)、酸化/拡散、窒化物の形成、真空リソグラフィ、エピタキシ(EPI)、ワイヤボンダ、および蒸発のような、真空を使用する薄膜処理、または他の真空圧を使用する薄膜処理を含む。搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fから処理ステーション130に、またはその逆に、ウェハを通過させることを可能にするために、処理ステーション130は、搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fに、スロットバルブSVを通過してなど、任意の適切な方法で伝達可能に接続される。搬送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125FのスロットバルブSVは、対の(共通ハウジング内に位置するたとえば2つ以上の基板処理チャンバ)または横並びの処理ステーション130T1~130T8、単一の処理ステーション130Sおよび/または積み重ねられた処理モジュール/ロードロック(図1Eおよび1F)の接続を可能にするように配置されてもよい。
なお、移送チャンバ125A、125B、125C、125D、125E、125Fに連結される処理ステーション130、ロードロック102、102A、102B、102C(またはカセットC)への、およびそれらからの基板の移送は、搬送ユニットモジュール104の1つまたは複数のアームが、搬送ユニットモジュール104の伸長および収縮軸Rに沿って、所定の処理ステーション130と位置合わせされるときに、行われてもよい。開示される実施形態の態様によると、1つまたは複数の基板は、個別に、または略同時に(たとえば、図1B、1C、1Dおよび1G~1Kに示すように、基板が横並びまたは縦並びの処理ステーションから取得/設置されるときなど)それぞれの所定の処理ステーション130に移送されてもよい。一態様では、搬送ユニットモジュール104は、ブームアーム143(たとえば図1Dおよび1G~1I参照)上に取り付けられてもよく、ブームアーム143は、単一のブームリンクもしくは複数のブームリンク121、122、または、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、「Processing Apparatus」と題され、2013年10月18日に出願された米国仮特許出願第61/892,849号明細書、「Processing Apparatus」と題され、2013年11月15日に出願された米国仮特許出願第61/904,908号明細書、「Substrate Processing Apparatus」と題され、2013年2月11日に出願された国際出願第PCT/US13/25513号明細書などに記載される線形キャリッジ144を有する。
次に図1Lを参照すると、ツールインターフェースセクション2012が、概して搬送チャンバ3018の長手方向軸Xに(たとえば内向きに)向くが、長手方向軸Xからずれるように、ツールインターフェースセクション2012が搬送チャンバモジュール3018に取り付けられている、線形ウェハ処理システム100Gの概略平面図が示されている。搬送チャンバモジュール3018は、すでに参照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たように、他の搬送チャンバモジュール3018A、3018I、3018Jを接続部2050、2060、2070に取り付けることによって、任意の適切な方向に延長されてもよい。各搬送チャンバモジュール3018、3018A、3018I、3018Jは、ウェハを、処理システム100Gの全体に亘って、および、たとえば、処理モジュールPMの内外へ搬送するために、本明細書において説明する、開示される実施形態の1つまたは複数の態様を含んでもよい、任意の適切なウェハ搬送部2080を含んでいる。理解できるように、各チャンバモジュールは、隔離された、または制御された雰囲気(たとえば、N2、清浄空気、真空)を維持することが可能であってもよい。
図1Mを参照すると、線形搬送チャンバ416の長手方向軸Xに沿った、例示的な処理ツール100Hの概略的な立面図が示されている。図1Mに示される、開示される実施形態の態様では、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に接続されてもよい。この態様では、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の一方の端部を画定してもよい。図1M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から反対の端部に、別のワークピース進入/退出ステーション412を有していてもよい。他の態様では、搬送チャンバからワークピースを挿入/除去するための、他の進入/退出ステーションが設けられてもよい。一態様では、インターフェースセクション12および進入/退出ステーション412は、ツールからのワークピースの搭載および取出しを可能にしてもよい。他の態様では、ワークピースは、一方の端部からツールに搭載され、他方の端部から取り除かれてもよい。一態様では、搬送チャンバ416は、1つまたは複数の搬送チャンバモジュール18B、18iを有してもよい。各チャンバモジュールは、隔離された、または制御された雰囲気(たとえば、N2、清浄空気、真空)を保持することが可能であってもよい。既に述べられたように、図1Mに示される搬送チャンバ416を形成す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、およびワークピースステーションの構成/配置は例示的なものに過ぎず、他の態様では、搬送チャンバは、任意の望ましいモジュール配置で配置された、より多くのまたはより少ないモジュールを有してもよい。示される態様では、ステーション412はロードロックであってもよい。他の態様では、ロードロックモジュールは、(ステーション412に類似の)端部進入/退出ステーションの間に設置されてもよく、または、隣の(モジュール18iに類似の)搬送チャンバモジュールは、ロードロックとして動作するように構成されてもよい。
既に述べられたように、搬送チャンバモジュール18B、18iは、搬送チャンバモジュール18B、18iに設置され、本明細書において説明する、開示される実施形態の1つまたは複数の態様を含んでもよい1つまたは複数の対応する搬送装置26B、26iを有してもよい。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、搬送チャンバ内に線形に分散されたワークピース搬送システム420を提供するために連携してもよい。この態様では、搬送装置26Bは、一般的なSCARAアーム構成を有してもよい(他の態様では、搬送アームは、以下において説明するような、他の任意の所望の配置を有してもよい)。
図1Mに示される、開示される実施形態の態様では、搬送装置26Bのアームおよび/またはエンドエフェクタは、取り出し/配置場所から素早くウェハを交換する搬送を可能にする、いわゆる迅速交換配置(fast swap arrangement)を提供するように配置されてもよい。搬送装置26Bは、任意の適切な数の自由度(たとえば、Z軸運動を伴う、肩および肘関節部の周りの独立回転)を各アームに提供するために、任意の適切な駆動部(たとえば、同軸配置駆動シャフト、並置駆動シャフト、水平方向に隣接するモータ、垂直方向に積み重ねられたモータなど)を有してもよい。図1Mに見られるように、この態様では、モジュール56A、56、30iは、搬送チャンバモジュール18Bと18iとの間に介在して設置されてもよく、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)測定ステーション、または他の任意の望ましい(1つまたは複数の)ステーションを画定してもよい。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などの中間モジュールはそれぞれ、搬送チャンバの線形軸Xに沿った搬送チャンバの全長に亘って、ワークピースの搬送を可能にするために搬送アームと連携する静止型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)ワークピースが、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に搭載されてもよい。(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を用いて、ロードロックモジュール56Aの(1つまたは複数の)支持部上に位置決めされてもよい。ロードロックモジュール56A内で、(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てもよく、同様の連続的な方法で、(モジュール18i内の)アーム26iを用いて、ロードロック56とワークピースステーション30iとの間で、モジュール18i内のアーム26iを用いて、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てもよい。(1つまたは複数の)ワークピースを反対の方向に移動させるために、この処理は全体的に、または部分的に逆行されてもよい。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、および搬送チャンバに沿って任意の位置に移動させられてもよく、搬送チャンバと通信する、望ましいモジュール(処理モジュール、あるいは別のモジュール)に、または望ましいモジュールから、搭載または取り出されてもよい。他の態様では、静止型ワークピース支持部または棚を有する中間搬送チャンバモジュールは、搬送チャンバモジュール18Bと18iの間には設けられない。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、搬送チャンバを通してワークピースを移動させるために、ワークピースを、エンドエフェクタまたは1つの搬送アームから直接、別の搬送アームのエンドエフェクタへ受け渡してもよい。処理ステーションモジュールは、様々な、成膜、エッチング、または他の種類の処理を通じて、ウェハ上に電気回路または他の望ましい構造体を形成するために、ウェハに対し動作してもよい。ウェハが、搬送チャンバから処理ステーションに、またはその逆に、受け渡されることを可能にするために、処理ステーションモジュールは、搬送チャンバモジュールに接続される。図1Mに示された処理装置と類似の一般的特徴を有する処理ツールの適切な例は、既に参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第8,398,355号明細書に記載されている。
次に、図2A、2B、2C、2Dを参照すると、一態様では、搬送ユニットモジュール104は、少なくとも1つの駆動部200、200A、200B、200C、および以下において説明する搬送アーム314、315、316、317、318などの、少なくとも1つの搬送アームを有する少なくとも1つの搬送アーム部を含む。搬送アーム314、315、316、317、318は、本明細書において説明するように、駆動シャフトの回転が、搬送アーム314、315、316、317、318の移動をもたらすように、任意の適切な接続部CNXにて任意の適切な方法で、駆動部200、200A~200Cの駆動シャフトに連結されてもよい。以下において説明するように、一態様では、搬送アーム314、315、316、317、318は、駆動部との接続部CNXにて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アーム314、315、316、317、318から交換可能であり、交換可能アーム314、315、316、317、318のそれぞれは、異なる垂下特性を有し、それに関連付けられ、関連の搬送アーム314、315、316、317、318のアーム垂下距離を記述する、対応する垂下距離レジスタ700(図7参照)を有する。
少なくとも1つの駆動部200、200A、200B、200Cは、処理装置100A~100Hの任意の適切なフレームに取り付けられる。一態様では、上記のように、搬送ユニットモジュール104は、任意の適切な方法で、リニアスライド144またはブームアーム143に取り付けられてもよく、リニアスライドおよび/またはブームアーム143は、本明細書において説明する駆動部200、200A、200B、200Cに実質的に類似である駆動部を有する。少なくとも1つの駆動部200、200A、200B、200Cは、Z軸駆動部270および回転駆動部282のうちの1つまたは複数を収容するフレーム200Fを含む共通の駆動部を含んでもよい。フレーム200Fの内部200FIは、以下において説明するように任意の適切な方法で密閉されてもよい。一態様では、Z軸駆動部は、少なくとも1つの移送アーム300、301をZ軸に沿って移動させるように構成される任意の適切な駆動部であってもよい。Z軸駆動部は、図2Aでは、スクリュー型駆動装置として図示されるが、他の態様では、駆動装置は、リニアアクチュエータ、ピエゾモータなど任意の適切なリニア駆動装置であってもよい。回転駆動部282は、たとえばハーモニック駆動部のような、任意の適切な駆動部として構成されてもよい。たとえば、回転駆動部282は、駆動部282が、3つの同軸配置されるハーモニック駆動モータ280、280A、280Bを含んでいる図2Bに見られるもののような、任意の適切な数の、同軸配置されるハーモニック駆動モータ280を含んでもよい。他の態様では、駆動部282の駆動装置は、横並びで位置してもよい、および/または共軸配置であってもよい。一態様では、図2Aに示す回転駆動部282は、駆動シャフト280Sのための1つのハーモニック駆動モータ280を含むが、しかし、他の態様では、駆動部は、たとえば、共軸駆動システムにおいて任意の適切な数の駆動シャフト280S、280AS、280BS(図2B)に対応する、任意の適切な数のハーモニック駆動モータ280、280A、280B(図2B)を含んでもよい。ハーモニック駆動モータ280は、磁性流体シール276、277の構成部品が、搬送ユニットモジュール104の望ましい回転Tおよび伸長R移動の間、十分な安定性および間隔で、中心に配置され、少なくとも部分的にハーモニック駆動モータ280により支持されるように、高容量出力軸受けを有してもよい。なお、磁性流体シール276、277は、以下において説明するように略同心の同軸シールを形成する複数の部分を含んでもよい。この例では、回転駆動部282は、上で説明したもの、および/またはその開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,845,250号明細書、米国特許第5,899,658号明細書、米国特許第5,813,823号明細書、および米国特許第5,720,590号明細書に記載されるものに実質的に類似であってもよい、1つまたは複数の駆動モータ280を収容するハウジング281を含む。磁性流体シール276、277は、駆動シャフト組立体の中の各駆動シャフト280S、280AS、280BSを密閉するような耐性を有し得る。一態様では、磁性流体シールは、設けられなくてもよい。たとえば、駆動部282は、搬送アームが動作する環境から実質的に密閉されるステータを有する駆動装置を含んでもよく、一方で、ロータおよび駆動シャフトは、アームが動作する環境を共有する。磁性流体シールを有しておらず、開示される実施形態の態様に利用されてもよい駆動部の適切な例には、以下において説明するような密閉キャン配置(sealed can arrangement)を有し得るBrooks Automation、Inc.製のMagnaTran(登録商標)7およびMagnaTran(登録商標)8ロボット駆動部が含まれる。なお、(1つまたは複数の)駆動シャフト280S、280AS、280BSは、また、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、2016年7月7日に出願され、2016年11月10日に米国特許第2016/0325440号明細書として公開された米国特許出願第15/110,130号明細書に記載されるもののような別の駆動部、任意の適切な位置エンコーダ、制御装置、および/または駆動部200、200A、200B、200Cに取り付けられる少なくとも1つの移送アーム314、315、316、317、318への接続のために駆動部組立体を、ワイヤ290または他の任意の適切なアイテムが通過することを可能にするために、中空構造(たとえば、駆動シャフトの中心に沿って長手方向に延びる孔を有する)を有してもよい。理解できるように、駆動部200、200A、200B、200Cの駆動モータのそれぞれは、各搬送アーム314、315、316、317、318のエンドエフェクタ314E、315E、316E、317E1、317E1、318E1、318E2の位置を判定するために、それぞれのモータの位置を検出するように構成される任意の適切なエンコーダを含んでもよい。
一態様では、ハウジング281は、キャリッジ270Cに取り付けられてもよく、キャリッジ270Cは、Z軸駆動部270が、キャリッジ(およびその上に位置するハウジング281)をZ軸に沿って移動させるように、Z軸駆動部270に連結される。理解できるように、少なくとも1つの移送アーム300、301が動作する制御雰囲気を、(気圧ATM環境内で動作してもよい)駆動装置200、200A、200B、200Cの内部から密閉するために、上記の磁性流体シール276、277のうちの1つまたは複数、およびベローシール275を含んでもよい。ベローシール275は、フレーム200Fの内部200FIが、少なくとも1つの移送アーム300、301が動作する制御雰囲気から隔離されるように、キャリッジ270Cに連結される一端部、およびフレーム200FIの任意の適切な部分に結合される他端部を有してもよい。
他の態様では、上記のように、Brooks Automation、Inc.製のMagnaTran(登録商標)7およびMagnaTran(登録商標)8ロボット駆動部など、搬送アームが磁性流体シールなしで動作する雰囲気から密閉されるステータを有する駆動装置が、キャリッジ270C上に設けられてもよい。たとえば、図2Cおよび2Dも参照すると、回転駆動部282は、モータのステータが、ロボットアームが動作する環境から密閉されるように構成され、一方で、モータのロータは、ロボットアームが動作する環境を共有するように構成される。図2Cは、第1駆動モータ280’および第2駆動モータ280A’を有する共軸駆動部を図示する。第1駆動モータ280’は、ステータ280S’およびロータ280R’を有し、ロータ280R’は、駆動シャフト280Sに連結される。キャンシール280CSは、ステータ280S’をロボットアームが動作する環境から密閉するように、ステータ280S’とロータ280R’との間に位置決めされ、任意の適切な方法でハウジング281に接続されてもよい。同様に、モータ280A’は、ステータ280AS’およびロータ280AR’を含み、ロータ280AR’は、駆動シャフト280ASに連結される。キャンシール280ACSは、ステータ280AS’とロータ280AR’との間に配置されてもよい。キャンシール280ACSは、ロボットアームが動作する環境からステータ280AS’を密閉するように、任意の適切な方法でハウジング281に接続されてもよい。理解できるように、駆動シャフト(および(1つまたは複数の)駆動シャフトが動作させる(1つまたは複数の)アーム)の位置を判定するために、任意の適切なエンコーダ/センサ268A、268Bが設けられてもよい。図2Dを参照すると、3軸回転駆動部282が図示される。3軸回転駆動部は、図2Cに関して上で説明した同軸駆動部に実質的に類似であってもよいが、この態様では、駆動シャフト280A、280AS、280BSのそれぞれに連結されるロータ280R’、280AR’、280BR’をそれぞれ有する3つのモータ280’、280A’、280B’が存在する。各モータは、また、それぞれのキャンシール280SC、280ACS、280BCSにより、(1つまたは複数の)ロボットアームが動作する雰囲気から密閉される、それぞれのステータ280S’、280AS’、280BS’を含む。理解できるように、図2Cに関して上で説明したように、駆動シャフト(および(1つまたは複数の)駆動シャフトが動作させる(1つまたは複数の)アーム)の位置を判定するために、任意の適切なエンコーダ/センサが設けられてもよい。理解できるように、一態様では、図2Cおよび2Dに図示されるモータの駆動シャフトは、ワイヤ290フィードスルーを可能にしなくてもよく、一方で、他の態様では、ワイヤが、たとえば、図2Cおよび2Dに図示されるモータの中空の駆動シャフトを通過されてもよいように、任意の適切なシールが設けられてもよい。
次に図3A~3Eを参照すると、ブームアーム143および/または搬送ユニットモジュール104は、(1つまたは複数の)任意の適切なアームリンク機構を含んでもよい。アームリンク機構の適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、2009年8月25日に発行された米国特許第7,578,649号明細書、1998年8月18日に発行された米国特許第5,794,487号明細書、2011年5月24日に発行された米国特許第7,946,800号明細書、2002年11月26日に発行された米国特許第6,485,250号明細書、2011年2月22日に発行された米国特許第7,891,935号明細書、2013年4月16日に発行された米国特許第8,419,341号明細書、「Dual Arm Robot」と題され、2011年11月10日に出願された米国特許出願第13/293,717号明細書、および「Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm」と題され、2013年9月5日に出願された米国特許出願第13/861,693号明細書に見られる。開示される実施形態の態様では、各搬送ユニットモジュール104、ブームアーム143および/またはリニアスライド144の少なくとも1つの移送アームは、アッパーアーム315U、バンド駆動フォアアーム315Fおよびバンド拘束エンドエフェクタ315Eを含む従来のSCARAアーム315(水平多関節ロボットアーム)(図3C)型設計より、または伸縮式アーム設計もしくはデカルト線形スライドアーム314(図3B)など、他の任意の適切なアーム設計より導出され得る。搬送アームの適切な例は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、「Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism」と題され、2008年5月8日に出願された米国特許出願第12/117,415号明細書、および2010年1月19日に発行された米国特許第7,648,327号明細書に見られる。移送アームの動作は、互いに独立してもよく(たとえば各アームの伸長/収縮が他のアームから独立している)、ロストモーションスイッチにより動作されてもよく、またはアームが少なくとも1つの共通駆動軸を共有するように、任意の適切な方法で動作可能にリンクされてもよい。さらに他の態様では、搬送アームは、フロッグレッグアーム316(図3A)構成、リープフロッグ317(図3E)構成、左右対称アーム318(図3D)構成など、他の任意の望ましい配置を有してもよい。搬送アームの適切な例は、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、2001年5月15日に発行された米国特許第6,231,297号明細書、1993年1月19日に発行された米国特許第5,180,276号明細書、2002年10月15日に発行された米国特許第6,464,448号明細書、2001年5月1日に発行された米国特許第6,224,319号明細書、1995年9月5日に発行された米国特許第5,447,409号明細書、2009年8月25日に発行された米国特許第7,578,649号明細書、1998年8月18日に発行された米国特許第5,794,487号明細書、2011年5月24日に発行された米国特許第7,946,800号明細書、2002年11月26日に発行された米国特許第6,485,250号明細書、2011年2月22日に発行された米国特許第7,891,935号明細書、「Dual Arm Robot」と題され、2011年11月10日に出願された米国特許出願第13/293,717号明細書および「Coaxial Drive Vacuum Robot」と題され、2011年10月11日に出願された米国特許出願第13/270,844号明細書に見られる。なお、ブームアーム143は、搬送モジュールユニット104がエンドエフェクタ315E、316E、317E1、317E1、318E1、318E2の代わりにブームアームに取り付けられる、搬送アーム314、315、316、317、318に実質的に類似である構成を有してもよい。理解できるように、(1つまたは複数の)搬送アーム314、315、316、317、318は、それぞれの駆動部200、200A、200B、200Cに、任意の適切な方法で、動作可能に連結され、それによって、フレーム200Fに対する少なくとも1つの運動軸に沿った、搬送アーム314、315、316、317、318の関節運動により画定される搬送スペースTSP(図4Aおよび4B参照)内において、それぞれの駆動部200、200A、200B、200Cは、第1アーム位置2030A(たとえば、搬送アームの収縮位置など、図4A参照)と、第1アーム位置2030Aと異なる第2アーム位置2030B(たとえば、搬送アームの伸長位置など、図4B参照)との間で、フレーム200Fまたは処理ツール100A~100Hの任意の適切なフレームなどのフレームに対する、搬送アーム314、315、316、317、318の関節運動をもたらす。以下においてより詳細に説明するように、制御装置110などの任意の適切な制御装置は、搬送アーム314、315、316、317、318の関節運動をもたらすように、駆動部200、200A、200B、200Cを駆動させるために、任意の適切な方法で駆動部200、200A、200B、200Cに連結される。制御装置110は、以下においてより詳細に示すように、第1アーム位置2030Aと第2アーム位置2030Bとの間の搬送アームの垂下による搬送アーム314、315、316、317、318のアーム垂下距離DRP(図4D)を解決するように構成される垂下補償装置110DCを含む。
次に図4A~4Dを参照すると、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000の概略図が図示されている。一態様では、マッピング装置2000は、搬送装置2004の搬送アーム315~318が、本明細書において説明するように、移動可能に配置されるように、任意の適切な方法で搬送装置2004を受容するように構成されるフレーム2000Fを含む。一態様では、搬送装置2004は、たとえば、搬送装置モジュール104(1つまたは複数の搬送アーム314、315、316、317、318および駆動部200、200A~200Cを含む)に実質的に類似であるか、または、他の態様では、上記の、ブームアーム143もしくはリニアスライド144上に取り付けられる搬送装置モジュール104に実質的に類似である。一態様では、フレーム2000Fは、たとえば、フロントエンドモジュール101の移送チャンバ、または任意の適切な処理ツール100A~100Hの移送チャンバ125A~125F、3018、3018A、416の適切な参照基準特徴部に対応し、参照基準特徴部を表す任意の適切な参照基準特徴部を画定する。
一態様では、フレーム2000Fは、搬送装置2004の取付けフランジ200Fが接続される基準参照表面を形成する取付け表面2010を含む。一態様では、取付けフランジ200Fが取付け表面2010と係合することで、移送平面TPの垂直またはZ位置が確立される。他の態様では、取付け表面2010は、搬送装置2004のZ軸レール2007に係合する基準参照表面を形成する。一態様では、Z軸レール2007が取付け表面2010と係合することで、移送平面TPの垂直またはZ位置が確立される。一態様では、取付け表面2010により形成される基準参照表面が、処理装置100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100Hの基板搬送システムにより画定される、処理ツール(フロントエンドモジュール101または移送チャンバ125A~125F、3018、3018A、416など)中の基板搬送スペースTSPを表す、フレーム2000Fと搬送装置2004との間のインターフェースを形成する。一態様では、基板搬送システムは、処理ツール100A~100Hの搬送装置2004、基板保持位置(たとえば処理モジュール、アライナ、バッファなど)、基板/カセット昇降機およびスロットバルブSVのうちの1つまたは複数を含む。
一態様では、搬送装置2004は、駆動部200、200A~200C、および基板保持部SHを有するエンドエフェクタ314E、315E、316E、317E1、317E2、318E1、318E2を含む多関節アーム314、315、316、317、318(上で説明したものなど)を有する。例示目的のために、エンドエフェクタ315Eおよびアーム315が、開示される実施形態の態様を説明するために用いられるが、開示される実施形態の態様は、アーム314、315、316、317、318、およびエンドエフェクタ314E、316E、317E1、317E2、318E1、318E2に等しく適用されることが理解されるべきである。搬送装置2004は、搬送アーム315に、本明細書において説明するように、搬送アーム315の垂下距離DRPを判定するため、少なくとも1自由度での移動のための少なくとも1つの運動軸(θ、R、Z)を提供するために、それぞれの駆動部200、200A、200B、200Cによりフレーム2000Fに取り付けられてもよい。一態様では、搬送装置2004は、フレーム2000Fの少なくとも1つの基準特徴部2000DFに対し所定の関係を有するように、フレーム2000Fに取り付けられる。たとえば、一態様では、搬送装置2004の駆動部200、200A、200B、200Cの取付けフランジ200Fおよび/またはZ軸レール2007は、搬送アーム315のホームまたは原点位置に対し配置されてもよい。たとえば、取付けフランジ200F(または駆動部200のハウジング)および/またはZ軸レールは、搬送アーム315~318の回転位置を、軸θを中心としてT方向に向ける、任意の適切な基準参照特徴部200DFを含んでもよい。たとえば、基準参照特徴部200DFは、0度の伸長および収縮の回転角(図4Cの伸長軸R1および対応する角度θ1参照)に対応する、軸θの周りのアームの回転方向を画定してもよい、または回転方向を示してもよい。マッピング装置2000のフレーム2000Fは、搬送アーム315の垂下距離DRPのマッピングが、基準特徴部200DFに対し、処理装置100A~100H内の搬送装置2004の方向に対応する所定の向きで行われ得るように、搬送装置2004の基準参照特徴部200DFとインターフェースで接続または連結するように構成される任意の適切な基準または参照特徴部2000DFを含む。たとえば、基準参照特徴部200DF、2000DFのインターフェース接続または連結は、0度の伸長および収縮の回転角(たとえば伸長軸R1)が、フレーム2000Fに対して既知の所定の位置にあるように、基板搬送装置2004を、フレーム2000内で軸θの周りでT方向に回転して位置決めする。理解できるように、搬送装置2004を既知の位置にあるフレーム2000F内に取り付けることにより、搬送アームの伸長および収縮の実質的にすべての角度θ1~θ8にて、ならびに伸長R1~R8の別々の軸に沿ったアームの伸長のすべての距離DEXT(たとえば到達位置)に対し、垂下距離DRPのマッピングがもたらされる。
一態様では、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000は、また、レジストレーションシステム2020を含み、レジストレーションシステムは、第1アーム位置2030Aと第2アーム位置2030Bとの間のアーム垂下の変化によるアーム垂下距離DRPを記録するように、基板搬送アーム315および少なくとも1つの基準特徴部200DF、2000DFに対して配置され、エンドエフェクタ315E(基板保持部SHを含む)は、搬送スペースTSP内で少なくとも1つの運動軸(たとえばR、θ、Z)に沿って移動させられる。一態様では、レジストレーションシステム2020は、本明細書において説明する基板搬送アーム垂下マッピング装置2000の動作をもたらすために、記憶装置2020CM、および任意の適切な固定コンピュータプログラムコードを含む処理装置2020CPを含む任意の適切な制御装置2020Cを含む。基板搬送アーム垂下マッピング装置2000は、エンドエフェクタ315Eが、搬送スペースTSP内で基板搬送アーム315~318の1つまたは複数の伸長および収縮の経路R1~R8に沿って進行する際に、少なくともエンドエフェクタ315Eの位置を感知または検出するように構成される少なくとも1つの感知装置2021をさらに含む。他の態様では、少なくとも1つの感知装置2021は、基板搬送アーム315の任意の適切な部分(軸T3に対応する手首部関節、エンドエフェクタ315E上で保持される基板Sなど)の位置を感知または検出するように構成される。一態様では、少なくとも1つの感知装置2021は、(1つまたは複数の)モーショントラッキングカメラもしくは全通ビームセンサなどの少なくとも1つの光学センサ、または搬送スペースTSP内における、少なくともエンドエフェクタ315Eの位置を感知/検出するように構成される他の任意の適切なセンサ(たとえば、近接センサ、容量センサ、レーザセンサ、共焦点センサ、またはレーダ、LIDAR、もしくはエコロケーションを使用するセンサなど)を含む。一態様では、少なくとも1つの感知装置2021は、基板移送平面TPを表す所定の参照基準と比較して、または参照基準に対するZ方向における特徴部の位置など、搬送アーム315の特徴部の位置を特定するように、エンドエフェクタ315E、エンドエフェクタ上に配置される基板Sおよび/または搬送アーム315の他の任意の適切な特徴部などの、搬送アーム315の任意の適切な特徴部と共に配置される、またはそれらとインターフェース接続される。
一態様では、制御装置2020Cは、制御装置2020が、搬送装置2004を、本明細書において説明するように任意の適切な数の自由度の運動で、1つまたは複数の伸長および収縮の経路R1~R8に沿って伸長させるように、制御するように構成される点において、制御装置110に実質的に類似であり得る。制御装置2020Cは、任意の適切な有線または無線接続を通してなど任意の適切な方法で、少なくとも1つの感知装置2021に連結される。少なくとも1つの感知装置2021は、任意の適切な信号を送信するように構成され、制御装置2020Cは、少なくとも1つの感知装置2021から、搬送スペースTSP内における、搬送平面TPに対するエンドエフェクタ315Eの位置ロケーション(たとえばθ、RおよびZ)、または基板搬送アーム315~318の他の任意の適切な特徴部(その上に保持される基板Sを含む)を具体化する任意の適切な信号を受け取るように構成される。たとえば、図4A~4Dおよび5を参照すると、垂下距離DRPの概略図は、基板搬送アーム315などの基板搬送アームに対し図示される。この態様では、垂下距離DRPは、基板搬送アーム315のエンドエフェクタ315E上で運搬される基板Sに沿った3つの点で測定されて示されている。たとえば、移送平面TPに対する垂下距離DRP(たとえば、エンドエフェクタ315Eおよびその上に保持される基板のZ位置の変化)は、基板Sが伸長および収縮軸R1~R8に沿って搬送される際に、基板Sの前縁SLT、基板Sの中心SCおよび/または基板Sの後縁SLTにて測定されてもよい。本明細書において説明するように、基板Sが第1位置2030Aにある場合など、搬送アーム315が収縮構成である場合に、移送平面TPは、(たとえば、アームが収縮構成の状態で、基板Sの中心SCにおいてなど)基板Sまたはエンドエフェクタ315Eの位置に基づき画定されてもよい。他の態様では、移送平面TPは、任意の適切な基板保持ステーション(たとえば処理モジュール、バッファ、アライナ、ロードロックなど)の位置に基づいて画定されてもよい。また、本明細書において説明するように、搬送アーム315の非線形因子は、搬送アーム315の特定の構成に大きく依存して、たとえば、搬送平面TPなどの任意の適切な参照基準に対するZ位置の変化(たとえば垂下距離DRP)をもたらし、垂下DRPは、各アーム314、315、316、317、318により個別に異なる。
図4A~4Dおよび図5をさらに参照して、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000の例示的な動作を説明する。一態様では、フレーム2000Fは、半導体製造設備工場の床の上、または基板搬送部104および/または移送アーム315の製造設備など、任意の適切な位置に提供される(図6、ブロック600)。既に説明したように、フレームは、フレーム上に、たとえば上記の参照基準特徴部2000DFなどのインターフェースを含み、参照基準特徴部2000Fは、基板搬送スペースTSPを表している。基板搬送アーム315は、上記のような任意の適切な方法で、基準特徴部2000DFの少なくとも1つに対し所定の関係でフレーム2000Fに取り付けられる(図6、ブロック610)。一態様では、駆動部200、200A~200Cが、少なくとも1つの基準特徴部2000DFに対する搬送アーム315の伸長をもたらすように、駆動部200、200A~200Cは、フレーム2000Fに取り付けられ、搬送アーム315は、駆動部200、200A~200Cに取り付けられる。図4Cにみられるように、駆動部200、200A~200C、およびそれに取り付けられる搬送アーム315は、搬送装置2004の参照基準特徴部200Fが、フレーム2000Fの参照基準特徴部2000DFに対し、所定の向きで位置する(たとえば任意の適切な方法で位置合わせされる)ように、フレーム2000Fに取り付けられる。ここでは、参照基準特徴部200DF、2000DFの位置合わせは、搬送アーム315の原点またはホーム位置を、伸長および収縮軸R1に対応する角度θ1で方向付ける。一態様では、角度θ1ならびに伸長および収縮軸R1は、搬送装置2004が、移送チャンバ(任意の適切な処理装置100A~Hのフロントエンドモジュール101または移送チャンバ125A~125F、3018、3018A、416など)の内部に位置する場合、搬送装置2004のホームまたは原点位置に対応する。一態様では、角度θ1ならびに伸長および収縮軸R1、他のそれぞれの角度θ2~θ8ならびに伸長および収縮軸R2~R8は、搬送装置104または搬送アーム315が取り付けられる移送チャンバ125A~125F、3018、3018A、416のそれぞれの伸長および収縮軸に対応し得る。
一態様では、駆動部200、200A~200Cに取り付けられる搬送アーム315は、共通駆動部200、200A~200Cに取り付けられる複数の搬送アーム315~318から選択されてもよい。たとえば、駆動部200は、上記のようなフレーム2000Fに取り付けられてもよい。アーム314、315、316、317、318は、アーム314、315、316、317、318のいずれか1つが選択され、駆動部200に取り付けられ得るように、互いに交換可能であってもよい。ここでは、搬送アーム315は、フレーム2000F内の駆動部200への取り付けのために、複数の交換可能搬送アーム314、315、316、317、318から選択される。
既に説明したように、制御装置2020Cは、搬送アーム315の移動をもたらすように構成される。制御装置2020Cは、搬送スペースTSP内において、第1アーム位置2030Aと第2アーム位置2030Bとの間の、少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アーム315の移動をもたらす(図6、ブロック620)。本明細書において説明するように、第1アーム位置2030Aは、搬送アーム315の収縮位置であってもよく、第2アーム位置2030Bは、スロットバルブSVの位置、または任意の適切な基板処理装置100A~100Hの任意の適切な基板保持ステーション(たとえばロードロック、バッファ、処理モジュールなど)の基板保持位置であってもよい。例示目的のみのため、搬送アームは、伸長および収縮軸R1に沿って角度θ1で伸長される。搬送アーム315のアーム垂下距離DRPは、レジストレーションシステム2020を用いて任意の適切な方法で記録される(図6、ブロック630)。たとえば、一態様では、垂下距離DRPは、(たとえば搬送アームが、伸長および収縮軸R1に沿って角度θ1で第1位置2030Aへと収縮されるときに)基板Sの収縮されたホーム/原点位置から確立され得る移送平面TPから測定されてもよい。移送平面TPは、参照基準を画定してもよく、その参照基準から、垂下距離DRPが、すべての角度θ1~θ8ならびにすべての伸長および収縮の軸R1~R8に対し測定される。ここでは、8つの伸長および収縮の軸R1~R8ならびに対応する8つの角度θ1~θ8が存在するが、他の態様では、8つよりも多い、または少ない伸長および収縮の軸ならびに8つよりも多い、または少ない角度が存在してもよい。
図5にみられるように、搬送平面TPは、搬送アーム315のエンドエフェクタ315E上に保持される基板Sの中心SCに対応してもよい。たとえば、レジストレーションシステム2020は、基板S上の任意の適切な点(基板Sの前縁SLE、中心SCおよび/または後縁SLTなど)にて、基板のZ位置を検出するように構成される。ここでは、便宜上、基板のZ位置が用いられ、他の態様では、搬送アーム315の垂下距離DRPは、任意の適切な参照フレームの任意の適切な軸に沿ってもよい。図5では、たとえば、搬送アーム315が、軸R1に沿って第1位置2030Aから第2位置2030Bへと伸長されると、基板Sの前縁SLE、中心SCおよび後縁SLTの補償されていないZ位置が、アームの伸長DEXTに対しマッピングされる。図5にみられるように、位置2030Aにおいては、基板Sの後縁SLTは、基板の前縁SLEよりも下方にあるが、第2位置2030Bにおいては、基板の後縁SLTは、基板の前縁SLEよりも上方にある。また、図5にみられるように、搬送アーム315の伸長をもたらす線形および非線形因子により、基板Sの中心SCの補償されていないZ位置は、約2.5距離単位だけ移送平面TPよりも下方にある。
一態様では、レジストレーションシステム2020は、伸長および収縮軸R1に沿った任意の適切な増分距離にて、基板のZ位置をサンプリングするように構成される。たとえば、基板のZ位置は、エンドエフェクタ315Eが伸長および収縮軸R1に沿って進行する際に、ΔR距離単位の増分ごとにサンプリングまたは測定されてもよい。一態様では、図5にて、例示目的のみのため、垂下距離DRPは(伸長および収縮軸R1に沿った距離により変動する)略線形として図示されるが、全体の非線形変動が明白である場合など、垂下距離は、線形的に変動しなくてもよいことが理解されるべきである。垂下距離が線形でない場合は、伸長および収縮軸R1に沿った基板のZ位置または垂下距離DRPのマッピングの精細度を増加させるために、基板のZ位置は、基板Sが、伸長および収縮軸R1に沿って移動される際に、より頻繁に(たとえば、サンプリング間のより小さいΔR距離単位の増分で)測定されてもよい。
基板Sが、第1位置2030Aと第2位置2030Bとの間で、伸長および収縮軸R1に沿って様々なΔR距離単位の間隔で移動する際に取得される垂下距離DRPの測定値は、たとえば、制御装置2020Cの記憶装置2020CM、または他の任意の適切な記憶装置に記録される。一態様では、垂下距離DRPの測定値は、搬送アーム315を含む搬送装置2004のプログラム制御に適した、ルックアップテーブルまたは任意の適切なアルゴリズムの形式など、任意の適切な形式/方法で保存される。一態様では、垂下距離DRPの測定値は、ルックアップテーブルの形態のアーム垂下距離レジスタ700に保存されてもよく、その例を図7に図示する。一態様では、アーム垂下距離レジスタ700は、搬送アーム315の伸長角度θ1-nに対しプロットされる、たとえばエンドエフェクタ315E上で運搬される基板Sの中心SCにおける、搬送アーム315の伸長位置Rext1-mを含む(他の態様では、搬送アーム315の伸長位置は、搬送アーム315または基板Sの任意の適切な特徴部から判定されてもよい)。一態様では、Rext1は、それぞれの角度θ1-nにおける搬送部の収縮位置に対応し、一方で、Rmは、第2位置2030Bにおける搬送アーム315の位置(またはアームの収縮位置とは異なる、その後の位置)に対応する。ここでは、各伸長位置Rext1~Rm(任意の適切な数の伸長位置が存在してもよい)は、垂下測定値DRPのサンプリング位置に対応する。一態様では、伸長位置Rext1~Rmの間のΔR距離単位の増分(図4C)は、略一定であってもよいが、他の態様では、ΔR距離単位の増分は、たとえば、垂下のマッピングの所定の領域中に(たとえば、伸長および収縮軸R1~R8の所定の領域に沿って)より高い精細度を提供するために可変であってもよい。一態様では、角度θ1-nは、別々の基板保持位置への伸長および収縮の軸R1~R8に対応するが、他の態様では、垂下DRPがそれに沿って測定される任意の適切な数の角度が存在してもよい。
一態様では、制御装置2020Cは、任意の適切な方法で駆動部200を駆動することによって、搬送アーム315を、伸長および収縮軸R1に沿って角度θ1で伸長するように構成される。搬送アーム315が伸長すると、感知装置2021は、たとえば伸長位置Rext1~Rmにある基板SのZ位置ΔZ1-1~ΔZ1-mを測定する。アーム垂下DRPの距離ΔZ1-1~ΔZ1-mが、任意の適切な方法で、アーム垂下距離レジスタ700内など、制御装置内に記録される(図6、ブロック630)。制御装置2020Cは、エンドエフェクタ315Eが、別の伸長および収縮軸R2に沿って角度θ2で伸長するように位置決めされるように、搬送アーム315を回転させるようにさらに構成され、垂下DRPの距離ΔZ2-1~ΔZ2-mを取得してアーム垂下距離レジスタ700に記録するために、図6のブロック620および630が繰り返される。垂下距離の測定値が、上記の方法で、各角度θ1-nにて、およびすべての伸長位置Rext1-mに対し取得され、それによって、対応する垂下DRPが測定され、アーム垂下距離レジスタ700内で、たとえば、角度θ1に対するΔZ1-1~ΔZ1-mから角度θnに対するΔZn-1~ΔZn-mまでとして表される。ここでは、アーム垂下距離レジスタ700は、第1アーム位置2030A、第2アーム位置2030Bおよび第3アーム位置2030C(そしてその後のアーム位置2030D~2030P)におけるアーム垂下距離DRPを記述し、第3アーム位置2030C(そしてその後のアーム位置2030D~2030P)は、第1アーム位置2030Aおよび第2アーム位置2030Bの両方と異なり、エンドエフェクタ315Eは、少なくとも1つの運動軸(この例では伸長運動軸Rだが、他の態様では、θ運動軸に沿ったおよび/またはZ運動軸に沿ったT方向)に沿って移動させられる。なお、アーム垂下距離レジスタ700は、基板Sの中心SCに対応し得る単一の垂下距離の測定値(角度θ1に対するΔZ1-1~ΔZ1-mから角度θnに対するΔZn-1~ΔZn-mまで)で図示されているが、他の態様では、アーム垂下距離レジスタ700は、基板Sの前縁SLEおよび/または後縁SLTに対する垂下距離の測定値を含んでもよいということが理解されるべきである。
図7にみられるように、アーム垂下距離レジスタ700は、垂下距離DRPを伸長距離Rext1~Rmに関係付ける二次元アレイであってもよいだけでなく、搬送装置104が動作する様々な環境条件(たとえば様々な動作温度THなど)を補償するように、および/またはZ軸に沿った搬送アーム315の様々な高さにおけるアームの伸長を補償するように構成され得る。たとえば、図6のブロック620および630は、任意の適切な数の異なる温度THinitial~THinitial+yにおいて繰り返されてもよく、それによって、アーム垂下距離レジスタ700により記述される垂下の補償、および(本明細書において説明する)そのようにもたらされるアーム垂下の補償が、たとえば、アーム構成部品(たとえばアームリンク、プーリ、ベルト、エンドエフェクタなど)の熱膨張および熱収縮に適応する。図6のブロック620および630は、また、任意の適切な数の異なるZ高さZinitial~Zinitial+xに対し繰り返されてもよく、それによって、アーム垂下距離レジスタ700および(本明細書において説明する)それにもたらされる垂下の補償が、たとえば、搬送装置104のZ軸と駆動部200の共軸スピンドルとの間のミスアライメント、および/または搬送アーム315が連結される同軸駆動部200、200A~200Cの駆動シャフト間のミスアライメントに適応する。搬送装置104が交換可能アーム314、315、316、317、318を含むさらなる態様では、アーム垂下距離レジスタ700、700’~700n’は、上記の方法で、交換可能アーム314、315、316、317、318のそれぞれのために作製されてもよい。
理解できるように、アーム垂下距離レジスタは、搬送アーム2004がブームアーム143またはリニアスライド144に取り付けられる態様に関する上記のものに類似の方法で作製されてもよい。ここでは、ブームアーム143またはリニアスライド144は、そこに取り付けられる搬送アーム2004と共に上記のものに実質的に類似の方法で、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000のフレーム2000Fに取り付けられてもよく、レジストレーションシステム2020は、図1Cおよび1Dに示すもののような伸長および収縮の軸Rに関する上記のものに類似の方法で、ブームアーム143またはリニアスライド144に取り付けられる搬送アーム2004の垂下距離を判定し、それによって、搬送アーム2004およびブームアーム143またはリニアスライド144の両方によりもたらされる垂下距離DRPが、アーム垂下レジスタ700内に記録される。
図7にみられるように、アーム垂下距離レジスタ700は、エンドエフェクタ315Eが1つまたは複数の運動軸R、θ、Zに沿って移動される場合でのアーム位置Rext1~Rm、θ1~θnに対するアーム垂下距離DRPの変化を記述する曲線599A~Cなどの曲線を画定するように(たとえば画定する形状を有して)具現化される。一態様では、1つまたは複数の運動軸R、θ、Zは、移送平面TPまたは基板搬送スペースTSP中の移送体積TSVを画定する。図7にみられるように、各曲線599A~Cは、1つまたは複数の運動軸R、θ、Zのそれぞれに沿ったエンドエフェクタ315Eの運動における、アーム位置(伸長距離Rext1~Rmを参照)に対する個別のアーム垂下距離の変動を記述する。
一態様では、図4A~4D、5および7、ならびに図1A~1Mおよび2A~2Dをさらに参照すると、(1つまたは複数の)アーム垂下距離レジスタ700は、それぞれの搬送装置2004(および、備える場合には様々な選択可能アーム314、315、316、317、318)とともに移動する。一態様では、搬送装置2004のための(1つまたは複数の)アーム垂下距離レジスタ700は、搬送装置2004が使用される処理装置100A~100Hのための制御装置110の垂下補償装置110DCへと移送される(たとえば任意の適切な方法で搭載される)。一態様では、垂下補償装置110DCは、本明細書において説明するように、アーム垂下の補償をもたらすために、駆動部200、200A~200Cのハウジング内に配置されてもよく、任意の適切な方法で制御装置110に連結されてもよい。そして、制御装置110は、搬送装置2004の駆動部200、200A~200Cを用いて、搬送アーム315などの搬送アーム2004の補償運動をもたらすように構成され、補償運動は、搬送アーム315の垂下距離DRPの略全体を補償および解決する大きさおよび方向を有する。一態様では、図1Aの処理装置100Aを例として用いると、制御装置110の垂下補償装置110DCは、任意の適切な方法で、(1つまたは複数の)垂下距離レジスタ700から、第1位置2030Aと、この例においてはスロットバルブSVの位置である第2位置2030Bとの間の搬送アーム315の垂下距離DRPを判定するように構成される。一態様では、補償運動の大きさおよび方向は、(1つまたは複数の)垂下距離レジスタ700から判定される。
図5に図示するように、制御装置110は、たとえば、搬送装置2004(図1Aでは搬送装置104として図示される)の駆動部200、200A~200CのZ軸駆動部を、(1つまたは複数の)垂下距離レジスタ700から判定される補償運動の大きさおよび方向に従い駆動し、それによって、軸R1などの伸長および収縮軸に沿ったエンドエフェクタ315Eの移動の間、基板Sが、移送平面TPに実質的に沿って移動する。この態様では、補償運動は、方向586を向き、図4Dおよび図5に図示される補償されていない垂下(たとえば垂下距離DRP)の量に実質的に対応する大きさを有する。そのようにして、搬送アーム315の補償運動は、(たとえば、移送平面TPが基板Sを移送するための所定の参照基準を形成する)移送平面TPに対する、搬送アーム315の垂下距離DRPの略全体の相殺を引き起こし、それによって、搬送スペースTSP内において第2位置2030Aにあるエンドエフェクタ315Eが、アーム垂下が顕在化される方向(ここではZ方向)で、アーム垂下と無関係である(たとえば、移送平面TPの上下の逸脱が実質的になく移送平面TPに沿った)ネットポジションNPにある。なお、第2位置2030Bは、スロットバルブSVの位置として図示されるが、他の態様では、第2位置2030Bは、処理装置100A~100H内の任意の適切な所定の基板送り先場所(たとえばアライナ、バッファ、処理モジュールなどの保持位置)であってもよい。
図9を参照すると、制御装置110は、エンドエフェクタ315EがネットポジションNPにて第2位置2030Bに到達する運動を完了するように、搬送アーム315の補償運動をもたらすように構成される。図9にみられるように、エンドエフェクタは、第1位置2030Aに対応してもよい収縮位置DRXTに位置する。制御装置110は、エンドエフェクタ315EがネットポジションNPにて第2位置2030Bに到達する運動を完了するように、たとえば、搬送アーム315の運動900(この例では方向586方向のZ軸運動)を制御する。理解できるように、ネットポジションNPに到着することで、たとえば、基板Sの中心SC(または、エンドエフェクタ、もしくはエンドエフェクタを搬送アームのリンクに連結する手首部関節の底部などの、搬送アーム315の他の任意の適切な特徴部)が、アーム垂下と実質的に無関係の所望の位置に設置され、それによって、上記のように、移送時間(たとえば取り出しおよび設置時間)および処理時間(たとえばスロットバルブを閉鎖する時間)を短縮することにより、処理スループットを向上させる。本明細書において説明するように、アーム垂下と実質的に無関係に搬送アーム315を位置決めすることにより、また、搬送スペースTSP内の所定の場所にて、基板保持ステーションとエンドエフェクタとのインターフェース位置(たとえばエンドエフェクタ315と基板保持ステーションの基板保持位置との間の受け渡し/移送位置)の位置決めが提供され、それによって、(たとえば第2位置2030Bに対応する)基板保持ステーションとエンドエフェクタとのインターフェース位置の位置決めが、アーム垂下と実質的に無関係にもたらされる。実際には、開示される実施形態の態様は、搬送アーム315、エンドエフェクタ315Eと相互作用し、相互作用がアーム垂下と無関係にもたらされるように配置される所定の構造を有する基板処理ツール100A~100Hを提供する。
運動900を略線形運動として図示しているが、他の態様では、運動は、任意の適切な運動プロファイルを有してもよい。たとえば、運動900’は、エンドエフェクタ315EのZ位置を、運動900’の開始に向けて大きく増加させ、一方で、運動900’’は、エンドエフェクタ315EのZ位置を、運動900’の終了に向けて大きく増加させる。一態様では、制御装置110は、たとえば、その開示内容の全てが、参照により本明細書に組み込まれる、2016年12月13日に発行された米国特許第9,517,558号明細書、2001年4月10日に発行された米国特許第6,216,058号明細書、および2003年11月4日に発行された米国特許第6,643,563号明細書に記載されるもののような時間最適軌道を有する最適経路に沿って、エンドエフェクタ315を第1位置2030Aと第2位置2030Bの間で移動させるアーム運動を用いて補償運動をもたらすように構成される。
本明細書において説明するように、駆動部200、200A~200Cおよび搬送アーム315(ならびにアーム314、316~318)は、搬送アーム315などの搬送アームの運動が2以上の自由度であるように、多自由度(たとえばZ軸運動、各々がそれぞれの自由度を有する複数の駆動シャフトなど)を有して構成される。アーム垂下レジスタ700は、既に説明したように、一態様では、2以上の自由度の搬送アーム315のアーム運動により形成される搬送スペースTSPに亘るアーム垂下距離DRPを記述する。たとえば、既に説明したように、一態様では、アーム垂下レジスタ700は、搬送スペースTSPを画定するために、搬送アーム315の各回転角度θおよび搬送アーム315の各Z軸高さに対するアーム垂下距離DRPを含む。
図8も参照して、(搬送装置モジュール104および/またはブームアーム143もしくはリニアスライド144に取り付けられる搬送装置モジュール104に対応する)搬送装置2004の例示的動作を説明する。一態様では、基板搬送装置2004が提供される(図8、ブロック800)。基板搬送装置2004は、基板処理装置100A~100Hのフレームに接続される駆動部200、200A~200C、および搬送アーム314、315、316、317、318を含む。既に説明したように、搬送アーム314、315、316、317、318は、関節式であり、その上に基板Sを担持する基板保持部SHを備えるエンドエフェクタ314E、315E、316E、317E1、317E2、318E1、318E2を有する。エンドエフェクタ314E、315E、316E、317E1、317E2、318E1、318E2は、既に説明したように、フレームに対し、少なくとも1つの運動軸Rに沿った、搬送アーム314、315、316、317、318の関節運動により画定される搬送スペースTSP内において、第1位置2030Aと、第1位置2030Aとは異なる第2位置2030Bとの間で移動可能である。搬送装置2004が、複数の選択可能搬送アーム314、315、316、317、318を含む一態様では、1つの搬送アーム314、315、316、317、318は、駆動部200、200A~200Cとの連結のために、複数の選択可能搬送アーム314、315、316、317、318から選択される(図8、ブロック805)。
第1位置2030Aと第2位置2030Bとの間の搬送アーム314、315、316、317、318の垂下距離DRPが解決される(図8、ブロック810)が、そこでは、第1位置2030Aと第2位置2030Bとの間の搬送アーム314、315、316、317、318の垂下距離DRPは、たとえば、搬送装置2004構成(たとえば駆動部、および駆動部との連結のために選択され、ブームアーム143またはリニアスライド144を含んでもよいアーム)に対応するアーム垂下レジスタ700から垂下補償装置110DCにより判定される。既に説明したように、アーム垂下補償装置10DCは、処理装置100A~100Hの制御装置110内に存在してもよい、または駆動部200、200A~200C内に存在してもよく、搬送アームの関節運動をもたらすように、任意の適切な方法で制御装置110に接続されてもよい。
一態様では、制御装置は、駆動部200、200A~200Cを用いて、搬送アーム2004の垂下距離DRPの略全体を補償および解決する大きさおよび方向586を有する、第1位置2030Aと第2位置2030Bとの間の、搬送アーム2004の補償運動900、900’、900’’(たとえば図5および図9参照)をもたらす(図8、ブロック820)。既に説明したように、搬送アーム314、315、316、317、318の補償運動900、900’、900’’は、移送平面TPなどの任意の適切な所定の参照基準に対する垂下距離DRPの略全体の相殺を引き起こし、それによって、搬送スペースTSP内の所定の場所(第2位置2030Bなど)にある基板保持部SHが、アーム垂下が顕在化される方向(たとえばZ方向)で、アーム垂下と無関係であるネットポジションNPにある。一態様では、制御装置110は、第1位置2030Aと第2位置2030Bとの間の搬送アーム314、315、316、317、318のアーム運動を完了させ、それによって、エンドエフェクタ314E、315E、316E、317E1、317E2、318E1、318E2の基板保持部SHは、実質的にネットポジションNPにて第2位置2030Bに到達する運動を完了させる。一態様では、制御装置110は、エンドエフェクタ314E、315E、316E、317E1、317E2、318E1、318E2の基板保持部SHを、第1位置2030Aと第2位置2030Bとの間で、時間最適軌道を有する最適経路に沿って移動させるアーム運動を用いて、補償運動900、900’、900’’をもたらす。
上記説明によると、開示される実施形態の態様は、交換可能アーム314、315、316、317、318のための、対応するアーム垂下レジスタ700が、搬送装置104、2004の移動を制御する制御装置110に搭載されることにより、共通の駆動部200、200A~200C上で、互いに、真にスワップ可能/交換可能である搬送アーム314、315、316、317、318を有する搬送装置104、2004を提供する。さらに、開示される実施形態の態様を上で説明したが、開示される実施形態の態様は、ロボットアーム上の任意の所与の点(たとえばエンドエフェクタ上の基板保持位置、手首部関節、肘部関節など)を、本明細書において説明するように、位置補償なしの、結果として生じる運動経路と比較して、より厳密な所定の運動経路公差の範囲内に維持するために利用され得るということが理解されるべきである。たとえば、開示される実施形態の態様は、搬送スペースTSP内の一般三次元経路に基づいてもよく、その一般三次元経路は、上記のように、基板搬送アーム垂下マッピング装置を用いて判定され、その一般三次元経路は、制御装置110などの制御装置により提供される搬送アームのコマンドロジックの一部として組み込まれる。開示される実施形態の態様は、駆動部200、200A~200Cなどの、ロボット制御システムから利用可能である自由度を利用する。たとえば、(搬送アームが、ブームアームもしくはリニアスライドに取り付けられる、またはブームアームもしくはリニアスライドを含むときなどに)径方向、接線方向、垂直方向およびエンドエフェクタの方向に沿った運動を可能にする場合、これらの自由度のすべては、搬送スペースTSP内の機械的誤差軌道を補償するために使用されてもよい。
概して、搬送スペースTSPの4次元軸(R、θ、Z、TH)におけるアーム垂下(ΔZ)の経験的因子に基づき、軌道補償のために説明したシステムおよびプロセスは、搬送スペースTSP内の所与の軌道の、任意の(およびすべての)所望の点における搬送アーム315の任意の所与の点(たとえば、回転軸T1、回転軸T2、回転軸T3、または第1アーム位置2030Aもしくは他の任意のアーム位置における中心SC)に対する軌道補償に同様に適用されてもよい。このアプローチは、搬送アーム315における任意の所与の点を、結果として生じる、補償されていない機械的経路以外の任意の所望の(たとえばより厳密な)運動経路公差の範囲内に維持するために適用可能である。つまり、提案される補償アプローチは、経験に基づいて、実験測定により予め決定され得る、およびアルゴリズム入力の一部として組み込まれ得る空間中の一般三次元経路(R、θ、Z)に基づき得る。補償アルゴリズムは、ロボット制御システムから利用可能である(3、4、5、6、またはそれ以上の)自由度を利用する。たとえば、マニピュレータが、径方向、接線方向、垂直方向およびエンドエフェクタの向きの方向に沿った運動を可能にする場合、これらすべての自由度は、搬送スペースTSP内の機械的軌道誤差を補正するために用いられ得る。それに応じて、アーム垂下という用語は、(前述の特定の説明では、Z方向における非命令変位、または「たるみ」を指すために用いられるが、)本明細書においては、(X、Y)垂下(または極変換(R、θ)垂下)などの、対応する運動軸または自由度における屈曲からの搬送アーム315の非命令変位を意味すると理解される。
さらなる例として、次に図7Aを参照すると、アーム垂下距離レジスタ700Aが設けられる。一態様では、経験的垂下距離DRPの測定値は、既に説明したものと類似のルックアップテーブルの形態であるアーム垂下距離レジスタ700Aに記憶されてもよい。図7Aに示す(1つまたは複数の)ルックアップテーブルは、アームの各自由度のための複合型三次元空間アーム垂下アルゴリズムを形成するために、図7の(1つまたは複数の)ルックアップテーブルと組み合されてもよい、または結合されてもよい。一態様では、アーム垂下距離レジスタ700Aは、搬送アーム315の伸長角度θ1-nに対しプロットされる、たとえばエンドエフェクタ315E上で運搬される基板Sの中心SCにおける、搬送アーム315の伸長位置Rext1-m、搬送アーム315の手首部Wの回転軸T3、搬送アーム315の肘部の回転軸T2、を含む(他の態様では、搬送アーム315の伸長位置は、搬送アーム315または基板Sの他の任意の適切な特徴部から判定されてもよい)。一態様では、Rext1は、それぞれの角度θ1-nにおける搬送部の収縮位置に対応し、一方で、Rmは、第2位置2030Bにおける搬送アーム315の位置(またはアームの収縮位置とは異なる、その後の位置)に対応する。ここでは、各伸長位置Rext1~Rm(任意の適切な数の伸長位置が存在してもよい)は、経験的垂下測定値DRPのサンプリング位置に対応する。一態様では、伸長位置Rext1~Rmの間のΔR距離単位の増分(図4C)は、略一定であってもよいが、他の態様では、ΔR距離単位の増分は、たとえば、垂下のマッピングの所定の領域中に(たとえば、伸長および収縮軸R1~R8の所定の領域に沿って)より高い精細度を提供するために可変であってもよい。一態様では、角度θ1-nは、別々の基板保持位置への伸長および収縮の軸R1~R8に対応するが、他の態様では、任意の適切な数の角度が存在してもよく、それに沿って経験的垂下DRPが測定されてもよい。
一態様では、制御装置2020Cは、任意の適切な方法で駆動部200を駆動することによって、搬送アーム315を、伸長および収縮軸R1に沿って角度θ1で伸長させるように構成される。搬送アーム315が伸長すると、感知装置2021は、たとえば、基板Sの中心SC、手首部Wの回転軸T3、肘部の回転軸T2、または伸長位置Rext1~Rmにおける搬送アーム315もしくは基板Sの他の任意の適切な特徴部の、R、θの位置ΔR、θ1-1~ΔR、θ1-mを測定する。経験的アーム垂下DRP距離ΔR、θ1-1~ΔR、θ1-mは、任意の適切な方法で、アーム垂下距離レジスタ700A内など、制御装置内に記録される(図6、ブロック630)。制御装置2020Cは、エンドエフェクタ315Eが別の伸長および収縮軸R2に沿って角度θ2で伸長するように位置決めされるように、搬送アーム315を回転させるようにさらに構成され、経験的垂下DRP距離ΔR、θ2-1~ΔR、θ2-mを取得してアーム垂下距離レジスタ700Aに記憶するために、図6のブロック620および630が繰り返される。垂下距離の測定値が、上記の方法で、各角度θ1-nにて、およびすべての伸長位置Rext1-mに対し取得され、それによって、対応する経験的垂下DRPが測定され、アーム垂下距離レジスタ700A内で、たとえば、角度θ1に対するΔR、θ1-1~ΔR、θ1-mから角度θnに対するΔR、θn-1~ΔR、θn-mまでとして表される。ここでは、アーム垂下距離レジスタ700Aは、第1アーム位置2030A、第2アーム位置2030Bおよび第3アーム位置2030C(そしてその後のアーム位置2030D~2030P)における経験的アーム垂下距離DRPを記述するが、ここでは、第3アーム位置2030C(そしてその後のアーム位置2030D~2030P)は、第1アーム位置2030Aおよび第2アーム位置2030Bの両方と異なり、エンドエフェクタ315Eは、少なくとも1つの運動軸(この例では伸長運動軸Rだが、他の態様では、θ運動軸に沿ったおよび/またはZ運動軸に沿ったT方向)に沿って移動させられる。なお、アーム垂下距離レジスタ700Aは、基板Sの中心SC、搬送アーム315の手首部Wの回転軸T3、搬送アーム315の肘部の回転軸T2に対応し得る垂下距離の測定値(角度θ1に対するΔR、θ1-1~ΔR、θ1-mから角度θnに対するΔR、θn-1~ΔR、θn-mまで)と共に図示されているが、他の態様では、アーム垂下距離レジスタ700Aは、また、基板Sの前縁SLEおよび/もしくは後縁SLT、または搬送アーム315の他の任意の適切な特徴部に対する垂下距離の測定値を含んでもよいということが理解されるべきである。
図7Aにみられるように、アーム垂下距離レジスタ700Aは、経験的垂下距離DRPを伸長距離Rext1~Rmに関係付ける二次元アレイであってもよいだけでなく、搬送装置104が動作する様々な環境条件(たとえば様々な動作温度THなど)を補償するように、および/またはZ軸に沿った搬送アーム315の様々な位置におけるアームの伸長を補償するように構成され得る。たとえば、図6のブロック620および630は、任意の適切な数の異なる温度THinitial~THinitial+yにおいて繰り返されてもよく、それによって、アーム垂下距離レジスタ700Aにより記述される垂下の補償、および(本明細書において説明する)そのようにもたらされるアーム垂下の補償が、たとえば、アーム構成部品(たとえばアームリンク、プーリ、ベルト、エンドエフェクタなど)の熱膨張および熱収縮に適応する。図6のブロック620および630は、また、任意の適切な数の異なるZ高さZinitial~Zinitial+xに対し繰り返されてもよく、それによって、アーム垂下距離レジスタ700Aおよび(本明細書において説明する)そのようにもたらされる垂下の補償が、たとえば、搬送装置104のZ軸と駆動部200の共軸スピンドルとの間のミスアライメント、および/または搬送アーム315が連結される同軸駆動部200、200A~200Cの駆動シャフト間のミスアライメントに適応する。搬送装置104が交換可能アーム314、315、316、317、318を含むさらなる態様では、アーム垂下距離レジスタ700A、700A’~700An’は、上記の方法で、交換可能アーム314、315、316、317、318のそれぞれのために作製されてもよい。
理解できるように、アーム垂下距離レジスタ700A~700An’は、搬送アーム2004がブームアーム143またはリニアスライド144に取り付けられる態様に関する上記のものに類似の方法で作製されてもよい。ここでは、ブームアーム143またはリニアスライド144は、そこに取り付けられる搬送アーム2004と共に上記のものに実質的に類似の方法で、基板搬送アーム垂下マッピング装置2000のフレーム2000Fに取り付けられてもよく、レジストレーションシステム2020は、図1Cおよび1Dに示すもののような伸長および収縮の軸Rに関する上記のものに類似の方法で、ブームアーム143またはリニアスライド144に取り付けられる搬送アーム2004の垂下距離を判定し、それによって、搬送アーム2004およびブームアーム143またはリニアスライド144の両方によりもたらされる経験的垂下距離DRPが、アーム垂下レジスタ700A内に記録される。
一態様では、図4A~4Dおよび7A、ならびに図1A~1Mおよび2A~2Dを参照すると、(1つまたは複数の)アーム垂下距離レジスタ700Aは、既に説明したように、それぞれの搬送装置2004(および、備える場合には様々な選択可能アーム314、315、316、317、318)とともに移動する。一態様では、(1つまたは複数の)アーム垂下距離レジスタ700Aは、搬送装置2004が使用される処理装置100A~100Hのための制御装置110の垂下補償装置110DCへと移送される(たとえば任意の適切な方法で搭載される)。一態様では、垂下補償装置110DCは、駆動部200、200A~200Cのハウジング内に配置されてもよく、本明細書において説明するように、アーム垂下の補償をもたらすために、任意の適切な方法で制御装置110に連結されてもよい。そして、制御装置110は、搬送装置2004の駆動部200、200A~200Cを用いて、搬送アーム315などの搬送アーム2004の補償運動をもたらすように構成され、補償運動は、搬送アーム315の経験的垂下距離DRPの略全体を補償および解決する大きさおよび方向を有する。一態様では、図1Aの処理装置100Aを例として用いると、制御装置110の垂下補償装置110DCは、任意の適切な方法で、(1つまたは複数の)垂下距離レジスタ700Aから、第1位置2030Aと、この例においてはスロットバルブSVの位置である第2位置2030Bとの間の搬送アーム315の経験的垂下距離DRPを判定するように構成される。一態様では、補償運動の大きさおよび方向は、(1つまたは複数の)垂下距離レジスタ700Aから判定される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、処理ツールの基板搬送システムのための基板搬送アーム経験的垂下マッピング装置が提供される。マッピング装置は、以下を含む。
フレームと、
基板搬送システムにより画定される、処理ツール内の基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成する、フレーム上に配置されるインターフェースと、
関節式であり、基板保持部を有する基板搬送アームであって、基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係でフレームに取り付けられる基板搬送アームと、
レジストレーションシステムであって、レジストレーションシステムが、アーム垂下距離レジスタに、第1アーム位置と、第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間のアーム垂下の変化による経験的アーム垂下距離を記録するように、レジストレーションシステムが、基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置され、基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って搬送スペース内で移動される、レジストレーションシステム。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下距離レジスタは、第1アーム位置および第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における経験的アーム垂下距離を記述し、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下距離レジスタは、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述し、基板保持部は、基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別のアーム垂下距離の変動を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下距離レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つの運動軸は、基板搬送アームを囲む基板搬送スペースの少なくとも各象限中の基板搬送アームの伸長軸、少なくとも基板搬送アームの回転軸、または少なくとも基板搬送アームのリフト軸である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送アームは、複数の別個の交換可能搬送アームから選択可能であり、交換可能搬送アームのそれぞれは、装置のレジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下距離レジスタを有し、レジスタのそれぞれは、対応する搬送アームに固有の経験的アーム垂下距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、方法は、以下を含む。
フレーム上に配置されるインターフェースを有するフレームを提供するステップであって、インターフェースは、処理ツール内で、処理ツールの基板搬送システムにより画定される基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成している、ステップと、
多関節アームであり、基板保持部を有する基板搬送アームを、基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係でフレームに取り付けるステップと、
基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置されるレジストレーションシステムを用いて、第1アーム位置と、第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間のアーム垂下の変化による経験的アーム垂下距離をアーム垂下レジスタに記録するステップであって、基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って搬送スペース内で移動される、ステップ。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下距離レジスタは、第1アーム位置および第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における経験的アーム垂下距離を記述し、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下距離レジスタは、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述し、基板保持部は、基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別のアーム垂下距離の変動を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下距離レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つの運動軸は、基板搬送アームを囲む基板搬送スペースの少なくとも各象限中の基板搬送アームの伸長軸、少なくとも基板搬送アームの回転軸、または少なくとも基板搬送アームのリフト軸である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、方法は、複数の別個の交換可能搬送アームから基板搬送アームを選択するステップであって、基板搬送アームのそれぞれは、レジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下距離レジスタを有し、各レジスタは、対応する搬送アームに固有の経験的アーム垂下距離を記述する、ステップをさらに含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、以下を含む。
フレームと、
フレームに接続される駆動部と、
駆動部に動作可能に接続される搬送アームであって、搬送アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、第1位置と異なる第2位置との間で、フレームに対し移動可能である、搬送アームと、
搬送アームの関節運動をもたらすように駆動部に動作可能に接続される制御装置であって、制御装置は、第1位置と第2位置との間の搬送アーム垂下による搬送アームの経験的垂下距離を解決するように構成されるアーム垂下補償装置を備える、制御装置。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、搬送アームの経験的垂下距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償装置は、アーム垂下距離レジスタを有し、アーム垂下補償装置は、アーム垂下距離レジスタから、第1位置と第2位置との間の搬送アームの経験的垂下距離を判定する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、アーム垂下距離レジスタから判定される搬送アームの経験的垂下距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償運動は、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部が、アーム垂下が顕在化される方向で、搬送アーム垂下と無関係であるネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する搬送アームの経験的垂下距離の略全体の相殺を引き起こす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部が実質的にネットポジションにて所定の場所に到達する運動を完了するように、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、第1位置と第2位置との間で最適経路に沿って、時間最適軌道で基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、駆動部および搬送アームは、搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、アーム垂下距離レジスタは、2以上の自由度の搬送アームの運動により形成される搬送スペースに亘る経験的アーム垂下距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、搬送アームは、駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、交換可能アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応する垂下距離レジスタを有し、垂下距離レジスタは、関連するアームの経験的アーム垂下距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理ツールには、本明細書において説明する基板搬送装置が設けられ、基板処理ツールは、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部上の基板とインターフェース接続するように配置される基板保持ステーションを有し、基板保持ステーションは、インターフェース接続が搬送アーム垂下と無関係にもたらされるように位置決めされる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理ツールには、本明細書において説明する基板搬送装置が設けられ、基板処理ツールは、搬送アームまたは基板保持部と相互作用する所定の構造を有し、所定の構造は、相互作用が搬送アーム垂下から独立してもたらされるように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理ツールは、以下を含む。
フレームと、
フレームに接続される駆動部と、
駆動部に動作可能に接続される搬送アームであって、アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、第1位置と異なる第2位置との間で、フレームに対し移動可能である、搬送アームと、
搬送アームの関節運動をもたらすように駆動部に動作可能に接続される制御装置であって、制御装置は、駆動部を用いて、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に、第1位置と第2位置との間のアーム垂下による、所定の参照基準に対する経験的アーム垂下距離の全体を実質的に相殺するように、アーム垂下を補償するアームの運動をもたらすように構成される、制御装置。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、アーム垂下距離レジスタを有し、制御装置は、アーム垂下距離レジスタから、第1位置と第2位置との間の搬送アームの経験的アーム垂下距離を判定する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、駆動部および搬送アームは、搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、アーム垂下距離レジスタは、2以上の自由度の搬送アームの運動により形成される搬送スペースに亘る経験的アーム垂下距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、搬送アームは、駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、交換可能アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下距離レジスタを有し、アーム垂下距離レジスタは、関連するアームの経験的アーム垂下距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償運動は、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部が、アーム垂下が顕在化される方向で、アーム垂下と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する搬送アームの経験的アーム垂下距離の略全体の相殺を引き起こす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部が実質的にネットポジションにて所定の場所に到達する運動を完了するように、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に搬送アームの運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、第1位置と第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に搬送アームの運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、方法は、以下を含む。
フレームに接続される駆動部、および駆動部に動作可能に接続される搬送アームを有する基板搬送装置を提供するステップであって、アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、第1位置と異なる第2位置との間で、フレームに対し移動可能である、ステップと、
第1位置と第2位置との間の搬送アーム垂下による搬送アームの経験的垂下距離を解決するステップであって、第1位置と第2位置との間の搬送アームの経験的垂下距離は、搬送アームの関節運動をもたらすように駆動部に接続される制御装置内に存在するアーム垂下補償装置のアーム垂下距離レジスタから判定される、ステップ。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、搬送アームの経験的垂下距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下補償装置は、アーム垂下距離レジスタを有し、方法は、アーム垂下補償装置を用いて、アーム垂下距離レジスタから、第1位置と第2位置との間の搬送アームの経験的垂下距離を判定することをさらに含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、アーム垂下距離レジスタから判定される搬送アームの経験的垂下距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償運動は、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部が、搬送アーム垂下が顕在化される方向で、搬送アーム垂下と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する搬送アームの経験的垂下距離の略全体の相殺を引き起こす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部が実質的にネットポジションにて所定の場所に到達する運動を完了するように、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、第1位置と第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、駆動部および搬送アームは、搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、方法は、アーム垂下距離レジスタを用いて、2以上の自由度の搬送アームの運動により形成される搬送スペースに亘る経験的アーム垂下距離を記述するステップをさらに含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、搬送アームは、駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、交換可能アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下距離レジスタを有し、アーム垂下距離レジスタは、関連するアームの経験的アーム垂下距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、処理ツールの基板搬送システムのための基板搬送アーム垂下マッピング装置が提供される。マッピング装置は、以下を備える。
フレームと、
基板搬送システムにより画定される、処理ツール内の基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成する、フレーム上に配置されるインターフェースと、
関節式であり、基板保持部を有する基板搬送アームであって、基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係でフレームに取り付けられる基板搬送アームと、
レジストレーションシステムであって、レジストレーションシステムが、アーム垂下レジスタに、第1アーム位置と、第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間の非命令アーム幾何構造変化による非命令アーム変位距離を記録するように、レジストレーションシステムが、基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置され、基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って搬送スペース内で移動される、レジストレーションシステム。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、経験的アーム垂下距離は、第1アーム位置および第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における非命令アーム変位距離を記述し、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下レジスタは、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述し、基板保持部は、基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別の非命令アーム変位距離の変動を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つの運動軸は、基板搬送アームを囲む基板搬送スペースの少なくとも各象限中の基板搬送アームの伸長軸、少なくとも基板搬送アームの回転軸、または少なくとも基板搬送アームのリフト軸である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送アームは、複数の別個の交換可能搬送アームから選択可能であり、交換可能搬送アームのそれぞれは、装置のレジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下レジスタを有し、各レジスタは、対応する搬送アームに固有の非命令アーム変位距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、方法は、以下を含む。
フレーム上に配置されるインターフェースを有するフレームを提供するステップであって、インターフェースは、処理ツール内で、処理ツールの基板搬送システムにより画定される基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成している、ステップと、
多関節アームであり、基板保持部を有する基板搬送アームを、基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係でフレームに取る付けるステップと、
基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置されるレジストレーションシステムを用いて、アーム垂下レジスタに、第1アーム位置と、第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間の非命令アーム幾何構造変化による非命令アーム変位距離を記録するステップであって、基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って搬送スペース内で移動される、ステップと、
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下レジスタは、第1アーム位置および第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における非命令アーム変位距離を記述し、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下レジスタは、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、基板保持部は、少なくとも1つの運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述し、基板保持部は、基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、曲線は、2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別の非命令アーム変位距離の変動を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、少なくとも1つの運動軸は、基板搬送アームを囲む基板搬送スペースの少なくとも各象限中の基板搬送アームの伸長軸、少なくとも基板搬送アームの回転軸、または少なくとも基板搬送アームのリフト軸である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、複数の別個の交換可能搬送アームから基板搬送アームを選択するステップであって、交換可能搬送アームのそれぞれは、レジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下レジスタを有し、各レジスタは、対応する搬送アームに固有の非命令アーム変位距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板搬送装置は、以下を備える。
フレームと、
フレームに接続される駆動部と、
駆動部に動作可能に接続される搬送アームであって、アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、第1位置と異なる第2位置との間で、フレームに対し移動可能である、搬送アームと、
搬送アームの関節運動をもたらすように駆動部に動作可能に接続される制御装置であって、制御装置は、第1位置と第2位置との間の非命令アーム幾何構造変化による搬送アームの非命令アーム変位距離を解決するように構成されるアーム垂下補償装置を備える、制御装置。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償装置は、アーム垂下レジスタを有し、アーム垂下補償装置は、アーム垂下レジスタから、第1位置と第2位置との間の搬送アームの非命令アーム変位距離を判定する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、アーム垂下レジスタから判定される搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償運動は、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部が、非命令アーム変位が顕在化される方向で、非命令アーム幾何構造変化と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体の相殺を引き起こす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部が実質的にネットポジションにて所定の場所に到達する運動を完了するように、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、第1位置と第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、駆動部および搬送アームは、搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、アーム垂下レジスタは、2以上の自由度の搬送アームの運動により形成される搬送スペースに亘る非命令アーム変位距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、搬送アームは、駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、交換可能アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応する垂下レジスタを有し、垂下レジスタは、関連するアームの非命令アーム変位距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理ツールには、本明細書において説明する基板搬送装置が設けられ、基板処理ツールは、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部上の基板とインターフェース接続するように配置される基板保持ステーションを有し、基板保持ステーションは、インターフェース接続が非命令アーム幾何構造変化と無関係にもたらされるように位置決めされる。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理ツールには、本明細書において説明する基板搬送装置が設けられ、基板処理ツールは、搬送アームまたは基板保持部と相互作用する所定の構造を有し、所定の構造は、相互作用が非命令アーム幾何構造変化と無関係にもたらされるように配置される。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、基板処理ツールは、以下を備える。
フレームと、
フレームに接続される駆動部と、
駆動部に動作可能に接続される搬送アームであって、アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、第1位置と異なる第2位置との間で、フレームに対し移動可能である、搬送アームと、
搬送アームの関節運動をもたらすように駆動部に動作可能に接続される制御装置であって、制御装置は、駆動部を用いて、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に、第1位置と第2位置との間の非命令アーム幾何構造変化による、所定の参照基準に対する非命令アーム変位距離の全体を実質的に相殺するようにアーム垂下を補償するアームの運動をもたらすように構成される、制御装置。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、アーム垂下レジスタを有し、制御装置は、アーム垂下レジスタから、第1位置と第2位置との間の搬送アームの非命令アーム変位距離を判定する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、駆動部および搬送アームは、搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、アーム垂下レジスタは、2以上の自由度の搬送アームの運動により形成される搬送スペースに亘る非命令アーム変位距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、搬送アームは、駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、交換可能アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下レジスタを有し、アーム垂下レジスタは、関連するアームの非命令アーム変位距離を記述する。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償運動は、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部が、アーム垂下が顕在化される方向で、アーム垂下と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体の相殺を引き起こす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部が実質的にネットポジションにて所定の場所に到達する運動を完了するように、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に搬送アームの運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部を第1位置と第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って移動させるアーム運動を用いて、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に搬送アームの運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、方法は、以下を含む。
フレームに接続される駆動部、および駆動部に動作可能に接続される搬送アームを有する基板搬送装置を提供するステップであって、アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、第1位置と異なる第2位置との間で、フレームに対し移動可能である、ステップと、
第1位置と第2位置との間の非命令アーム幾何構造変化による搬送アームの非命令アーム変位距離を解決するステップであって、第1位置と第2位置との間の搬送アームの非命令アーム変位距離は、搬送アームの関節運動をもたらすように駆動部に接続される制御装置内に存在するアーム垂下補償装置のアーム垂下レジスタから判定される、ステップ。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、アーム垂下補償装置は、アーム垂下レジスタを有し、方法は、アーム垂下補償装置を用いて、アーム垂下距離レジスタから、第1位置と第2位置との間の搬送アームの非命令アーム変位距離を判定するステップをさらに含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、駆動部を用いて、アーム垂下レジスタから判定される搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の搬送アームの補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、補償運動は、搬送スペース内の所定の場所にある基板保持部が、非命令アーム幾何構造変化が顕在化される方向で、非命令アーム幾何構造変化と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する搬送アームの非命令アーム変位距離の略全体の相殺を引き起こす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、基板保持部が実質的にネットポジションにて所定の場所に到達する運動を完了するように、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、制御装置は、第1位置と第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、補償運動をもたらす。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、駆動部および搬送アームは、搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、方法は、アーム垂下レジスタを用いて、2以上の自由度の搬送アームの運動により形成される搬送スペースに亘る非命令アーム変位距離を記述するステップをさらに含む。
開示される実施形態の1つまたは複数の態様によると、搬送アームは、駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、交換可能アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下レジスタを有し、アーム垂下レジスタは、関連するアームの非命令アーム変位距離を記述する。
上記の記載は、開示される実施形態の態様の例示にすぎないことを理解されるべきである。当業者によって、様々な代替例および修正例が、開示される実施形態の態様から逸脱することなく案出され得る。したがって、開示された実施形態の態様は、添付の請求項の範囲に該当する、そのような代替例、修正例、および変形例のすべてを含むことを意図している。さらに、異なる特徴が、相互に異なる従属または独立請求項に詳述されるという一事実は、これらの特徴の組み合わせを有利に使用することが出来ないということを意味せず、そのような組み合わせは、本発明の態様の範囲内に留まる。
Claims (64)
- 処理ツールの基板搬送システムのための基板搬送経験的アーム垂下マッピング装置であって、前記マッピング装置は、
フレームと、
前記基板搬送システムにより画定される、前記処理ツール内の基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成する、前記フレーム上に配置される搬送装置取付けインターフェースと、
関節式であり、基板保持部を有する基板搬送アームであって、前記基板搬送アームが、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の空間関係にあるように前記搬送装置取付けインターフェースで前記フレームに取り付けられ、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つが、前記基板搬送スペースにおける基板搬送装置の空間的な向きをもたらす、基板搬送アームと、
レジストレーションシステムであって、前記レジストレーションシステムが、アーム垂下距離レジスタに、第1アーム位置と、前記第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間のアーム垂下の変化による経験的アーム垂下距離を記録するように、前記レジストレーションシステムが、前記基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置され、前記基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って前記搬送スペース内で移動される、レジストレーションシステムと
を備える、
装置。 - 前記アーム垂下距離レジスタは、前記第1アーム位置および前記第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における前記経験的アーム垂下距離を記述し、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項1記載の装置。
- 前記アーム垂下距離レジスタは、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項1記載の装置。
- 前記曲線は、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述し、前記基板保持部は、前記基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される、請求項3記載の装置。
- 前記曲線は、前記2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別のアーム垂下距離の変動を記述する、請求項4記載の装置。
- 前記アーム垂下距離レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される、請求項3記載の装置。
- 前記少なくとも1つの運動軸は、前記基板搬送アームを囲む前記基板搬送スペースの少なくとも各象限中の前記基板搬送アームの伸長軸、少なくとも前記基板搬送アームの回転軸、または少なくとも前記基板搬送アームのリフト軸である、請求項1記載の装置。
- 前記基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる、請求項1記載の装置。
- 前記基板搬送アームは、複数の別個の交換可能搬送アームから選択可能であり、交換可能搬送アームのそれぞれは、前記装置の前記レジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下距離レジスタを有し、レジスタのそれぞれは、対応する搬送アームに固有の経験的アーム垂下距離を記述する、請求項1記載の装置。
- フレーム上に配置される搬送装置取付けインターフェースを有するフレームを提供するステップであって、前記搬送装置取付けインターフェースは、処理ツール内で、前記処理ツールの基板搬送システムにより画定される基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成している、ステップと、
多関節アームであり、基板保持部を有する基板搬送アームを、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係にあるように前記搬送装置取付けインターフェースで前記フレームに取り付けるステップであって、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つが、前記基板搬送スペースにおける前記基板搬送アームの空間的な向きをもたらす、ステップと、
前記基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置されるレジストレーションシステムを用いて、第1アーム位置と、前記第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間のアーム垂下の変化による経験的アーム垂下距離をアーム垂下距離レジスタに記録するステップであって、前記基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って前記搬送スペース内で移動される、ステップと
を含む方法。 - 前記アーム垂下距離レジスタは、前記第1アーム位置および前記第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における前記経験的アーム垂下距離を記述し、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項10記載の方法。
- 前記アーム垂下距離レジスタは、アーム位置に対するアーム垂下距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項10記載の方法。
- 前記曲線は、アーム位置に対する前記アーム垂下距離の変動を記述し、前記基板保持部は、前記基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される、請求項12記載の方法。
- 前記曲線は、前記2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別のアーム垂下距離の変動を記述する、請求項13記載の方法。
- 前記アーム垂下距離レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される、請求項12記載の方法。
- 前記少なくとも1つの運動軸は、前記基板搬送アームを囲む前記基板搬送スペースの少なくとも各象限中の前記基板搬送アームの伸長軸、少なくとも前記基板搬送アームの回転軸、または少なくとも前記基板搬送アームのリフト軸である、請求項10記載の方法。
- 前記基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる、請求項10記載の方法。
- 複数の別個の交換可能搬送アームから前記基板搬送アームを選択するステップであって、交換可能基板搬送アームのそれぞれは、前記レジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下距離レジスタを有し、各レジスタは、対応する搬送アームに固有の経験的アーム垂下距離を記述する、ステップをさらに含む、請求項10記載の方法。
- フレームに接続される駆動部、および前記駆動部に動作可能に接続される搬送アームを有する基板搬送装置を提供するステップであって、前記搬送アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、前記フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った前記搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、前記第1位置と異なる第2位置との間で、前記フレームに対し移動可能である、ステップと、
前記第1位置と前記第2位置との間の搬送アーム垂下による前記搬送アームの経験的アーム垂下距離を解決するステップであって、前記第1位置と前記第2位置との間の前記搬送アームの前記経験的アーム垂下距離は、前記搬送アームの関節運動をもたらすように前記駆動部に接続される制御装置内に存在するアーム垂下補償装置のアーム垂下距離レジスタから判定される、ステップと
を含む方法。 - 前記制御装置は、前記駆動部を用いて、前記搬送アームの前記経験的アーム垂下距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の前記搬送アームの補償運動をもたらす、請求項19記載の方法。
- 前記アーム垂下補償装置は、アーム垂下距離レジスタを有し、前記方法は、前記アーム垂下補償装置を用いて、前記アーム垂下距離レジスタから、前記第1位置と前記第2位置との間の前記搬送アームの前記経験的アーム垂下距離を判定することをさらに含む、請求項19記載の方法。
- 前記制御装置は、前記駆動部を用いて、前記アーム垂下距離レジスタから判定される前記搬送アームの前記経験的アーム垂下距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の前記搬送アームの補償運動をもたらす、請求項21記載の方法。
- 前記補償運動は、前記搬送スペース内の所定の場所にある前記基板保持部が、搬送アーム垂下が顕在化される方向で、前記搬送アーム垂下と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する前記搬送アームの前記経験的アーム垂下距離の略全体の相殺を引き起こす、請求項22記載の方法。
- 前記所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である、請求項23記載の方法。
- 前記制御装置は、前記基板保持部が実質的に前記ネットポジションにて前記所定の場所に到達する運動を完了するように、前記補償運動をもたらす、請求項23記載の方法。
- 前記制御装置は、前記第1位置と前記第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って前記基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、前記補償運動をもたらす、請求項23記載の方法。
- 前記駆動部および前記搬送アームは、前記搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、前記方法は、前記アーム垂下距離レジスタを用いて、前記2以上の自由度の前記搬送アームの前記運動により形成される前記搬送スペースに亘る前記経験的アーム垂下距離を記述するステップをさらに含む、請求項21記載の方法。
- 前記搬送アームは、前記駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、前記交換可能搬送アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下距離レジスタを有し、アーム垂下距離レジスタは、関連するアームの経験的アーム垂下距離を記述する、請求項21記載の方法。
- 処理ツールの基板搬送システムのための基板搬送アーム垂下マッピング装置であって、前記マッピング装置は、
フレームと、
前記基板搬送システムにより画定される、前記処理ツール内の基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成する、前記フレーム上に配置される搬送装置取付けインターフェースと、
関節式であり、基板保持部を有する基板搬送アームであって、前記基板搬送アームが、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係にあるように前記搬送装置取付けインターフェースで前記フレームに取り付けられ、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つが、前記基板搬送スペースにおける基板搬送装置の空間的な向きをもたらす、基板搬送アームと、
レジストレーションシステムであって、前記レジストレーションシステムが、アーム垂下レジスタに、第1アーム位置と、前記第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間の非命令アーム幾何構造変化による非命令アーム変位距離を記録するように、前記レジストレーションシステムが、前記基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置され、前記基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って前記搬送スペース内で移動される、レジストレーションシステムと
を備える、
装置。 - 経験的アーム垂下距離は、前記第1アーム位置および前記第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における前記非命令アーム変位距離を記述し、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項29記載の装置。
- 前記アーム垂下レジスタは、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項29記載の装置。
- 前記曲線は、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述し、前記基板保持部は、前記基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される、請求項31記載の装置。
- 前記曲線は、前記2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別の非命令アーム変位距離の変動を記述する、請求項32記載の装置。
- 前記アーム垂下レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される、請求項31記載の装置。
- 前記少なくとも1つの運動軸は、前記基板搬送アームを囲む前記基板搬送スペースの少なくとも各象限中の前記基板搬送アームの伸長軸、少なくとも前記基板搬送アームの回転軸、または少なくとも前記基板搬送アームのリフト軸である、請求項29記載の装置。
- 前記基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる、請求項29記載の装置。
- 前記基板搬送アームは、複数の別個の交換可能搬送アームから選択可能であり、交換可能搬送アームのそれぞれは、前記装置の前記レジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下レジスタを有し、各レジスタは、対応する搬送アームに固有の非命令アーム変位距離を記述する、請求項29記載の装置。
- フレーム上に配置される搬送装置取付けインターフェースを有するフレームを提供するステップであって、前記搬送装置取付けインターフェースは、処理ツール内で、前記処理ツールの基板搬送システムにより画定される基板搬送スペースを表す基準特徴部を形成している、ステップと、
多関節アームであり、基板保持部を有する基板搬送アームを、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つに対し所定の関係にあるように前記搬送装置取付けインターフェースで前記フレームに取る付けるステップであって、前記基準特徴部のうちの少なくとも1つが、前記基板搬送スペースにおける前記基板搬送アームの空間的な向きをもたらす、ステップと、
前記基板搬送アームおよび少なくとも1つの基準特徴部に対して配置されるレジストレーションシステムを用いて、アーム垂下レジスタに、第1アーム位置と、前記第1アーム位置と異なる第2アーム位置との間の非命令アーム幾何構造変化による非命令アーム変位距離を記録するステップであって、前記基板保持部が、少なくとも1つの運動軸に沿って前記搬送スペース内で移動される、ステップと
を含む方法。 - 前記アーム垂下レジスタは、前記第1アーム位置および前記第2アーム位置における、ならびに第1アーム位置および第2アーム位置の両方と異なる第3アーム位置における前記非命令アーム変位距離を記述し、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項38記載の方法。
- 前記アーム垂下レジスタは、アーム位置に対する非命令アーム変位距離の変動を記述する曲線を画定するように具現化され、前記基板保持部は、前記少なくとも1つの運動軸に沿って移動される、請求項38記載の方法。
- 前記曲線は、アーム位置に対する前記非命令アーム変位距離の変動を記述し、前記基板保持部は、前記基板搬送スペース中の移送平面または移送体積を画定する2つ以上の異なる運動軸に沿って移動される、請求項40記載の方法。
- 前記曲線は、前記2つ以上の異なる運動軸のそれぞれに沿った基板保持部の運動についての、アーム位置に対する個別の非命令アーム変位距離の変動を記述する、請求項41記載の方法。
- 前記アーム垂下レジスタは、データルックアップテーブルまたはアルゴリズムとして具現化される、請求項40記載の方法。
- 前記少なくとも1つの運動軸は、前記基板搬送アームを囲む前記基板搬送スペースの少なくとも各象限中の前記基板搬送アームの伸長軸、少なくとも前記基板搬送アームの回転軸、または少なくとも前記基板搬送アームのリフト軸である、請求項38記載の方法。
- 前記基板搬送アームには、アーム運動を駆動する共軸駆動スピンドルを有する駆動部が取り付けられる、請求項38記載の方法。
- 複数の別個の交換可能搬送アームから前記基板搬送アームを選択するステップであって、交換可能搬送アームのそれぞれは、前記レジストレーションシステムにより記録される別個の対応するアーム垂下レジスタを有し、各レジスタは、対応する搬送アームに固有の非命令アーム変位距離を記述する、ステップをさらに含む、請求項38記載の方法。
- 基板処理ツールであって、
フレームと、
前記フレームに接続される駆動部と、
前記駆動部に動作可能に接続される搬送アームであって、前記搬送アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、前記フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った前記搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、前記第1位置と異なる第2位置との間で、前記フレームに対し移動可能である、搬送アームと、
前記搬送アームの関節運動をもたらすように前記駆動部に動作可能に接続される制御装置であって、前記制御装置は、前記駆動部を用いて、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に、前記第1位置と前記第2位置との間の非命令アーム幾何構造変化による、所定の参照基準に対する経験的非命令アーム変位距離の全体を実質的に相殺するように、前記アーム垂下を補償するアームの運動をもたらすように構成される、制御装置と
を備える基板処理ツール。 - 前記制御装置は、アーム垂下レジスタを有し、前記制御装置は、前記アーム垂下レジスタから、前記第1位置と前記第2位置との間の前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離を判定する、請求項47記載の基板搬送ツール。
- 前記駆動部および前記搬送アームは、前記搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、前記アーム垂下レジスタは、前記2以上の自由度の前記搬送アームの前記運動により形成される前記搬送スペースに亘る前記経験的非命令アーム変位距離を記述する、請求項48記載の基板搬送ツール。
- 前記搬送アームは、前記駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、前記交換可能搬送アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下レジスタを有し、アーム垂下レジスタは、関連するアームの前記経験的非命令アーム変位距離を記述する、請求項48記載の基板搬送ツール。
- 前記補償運動は、前記搬送スペース内の所定の場所にある前記基板保持部が、前記アーム垂下が顕在化される方向で、前記アーム垂下と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離の略全体の相殺を引き起こす、請求項47記載の基板搬送ツール。
- 前記所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である、請求項51記載の基板搬送ツール。
- 前記制御装置は、前記基板保持部が実質的に前記ネットポジションにて前記所定の場所に到達する運動を完了するように、前記アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に前記搬送アームの前記運動をもたらす、請求項51記載の基板搬送ツール。
- 前記制御装置は、前記基板保持部を前記第1位置と前記第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って移動させるアーム運動を用いて、アーム垂下が顕在化される方向の反対の方向に前記搬送アームの前記運動をもたらす、請求項47記載の基板搬送ツール。
- フレームに接続される駆動部、および前記駆動部に動作可能に接続される搬送アームを有する基板搬送装置を提供するステップであって、前記搬送アームは、関節式であり、基板保持部を備えるエンドエフェクタを有し、前記フレームに対する少なくとも1つの運動軸に沿った前記搬送アームの関節運動により画定される搬送スペース内において、第1位置と、前記第1位置と異なる第2位置との間で、前記フレームに対し移動可能である、ステップと、
前記第1位置と前記第2位置との間の非命令アーム幾何構造変化による前記搬送アームの経験的非命令アーム変位距離を解決するステップであって、前記第1位置と前記第2位置との間の前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離は、前記搬送アームの関節運動をもたらすように前記駆動部に接続される制御装置内に存在するアーム垂下補償装置のアーム垂下レジスタから判定される、ステップと
を含む方法。 - 前記制御装置は、前記駆動部を用いて、前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の前記搬送アームの補償運動をもたらす、請求項55記載の方法。
- 前記アーム垂下補償装置は、アーム垂下距離レジスタを有し、前記方法は、前記アーム垂下補償装置を用いて、前記アーム垂下距離レジスタから、前記第1位置と前記第2位置との間の前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離を判定するステップをさらに含む、請求項55記載の方法。
- 前記制御装置は、前記駆動部を用いて、前記アーム垂下距離レジスタから判定される前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離の略全体を補償および解決する大きさおよび方向の前記搬送アームの補償運動をもたらす、請求項57記載の方法。
- 前記補償運動は、前記搬送スペース内の所定の場所にある前記基板保持部が、前記非命令アーム幾何構造変化が顕在化される方向で、前記非命令アーム幾何構造変化と無関係のネットポジションにあるように、所定の参照基準に対する前記搬送アームの前記経験的非命令アーム変位距離の略全体の相殺を引き起こす、請求項58記載の方法。
- 前記所定の場所は、基板処理ツール内の基板送り先場所である、請求項59記載の方法。
- 前記制御装置は、前記基板保持部が実質的に前記ネットポジションにて前記所定の場所に到達する運動を完了するように、前記補償運動をもたらす、請求項59記載の方法。
- 前記制御装置は、前記第1位置と前記第2位置との間で時間最適軌道を有する最適経路に沿って前記基板保持部を移動させるアーム運動を用いて、前記補償運動をもたらす、請求項59記載の方法。
- 前記駆動部および前記搬送アームは、前記搬送アームの運動が2以上の自由度を有するように構成され、前記方法は、前記アーム垂下距離レジスタを用いて、前記2以上の自由度の前記搬送アームの前記運動により形成される前記搬送スペースに亘る前記経験的非命令アーム変位距離を記述するステップをさらに含む、請求項57記載の方法。
- 前記搬送アームは、前記駆動部との接続部にて交換されるように、複数の別個の交換可能搬送アームから交換可能であり、前記交換可能搬送アームのそれぞれは、異なるアーム垂下特性、およびそれに関連する、対応するアーム垂下レジスタを有し、アーム垂下レジスタは、関連するアームの前記経験的非命令アーム変位距離を記述する、請求項57記載の方法。
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