KR102587203B1 - 온 더 플라이 자동 웨이퍼 센터링 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
기판 처리 장치는 엔드이펙터를 가지는 이송 아암을 구비한 웨이퍼 이송 장치를 포함하고, 기판 이송 장치에 일체로 형성되는 아암 포즈 결정 특징부를 포함하고, 배치되어 기판 처리 장치의 정적 탐지 센서가 이송 아암의 반경 방향 운동 중에 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 검출하고, 및 컨트롤러는 구비되어 에지의 검출은 이송 중에 적어도 이송 아암의 열적 팽창 변화를 인식하는 비례 인자의 결정 영향을 미치고, 이송 중 이송 아암의 적어도 열적 팽창 변화를 결정하는 이송 아암의 각 다른 링크에 대해서 결정된 비례 인자와 각 다른 구별 변화 사이의 구별된 관계를 이송 중에 에지의 검출로부터 결정하도록 구성되는 운동학적 영향 리졸버를 구비한다.
Description
본 출원은 가출원이 아니며, 미국 특허 가출원 No.62/191,863(2015.7.13 출원), 미국 특허 가출원 No. 62/320,142(2015.4.8)을 이익으로 청구하고, 상기 개시는 전문이 여기에서 참조로 인용된다.
예시적인 실시예는 일반적으로 기판 처리 시스템, 특히 기판 처리 시스템의 구성요소의 교정 및 동기화에 관한 것이다.
기판 처리 장치는 일반적으로 기판 상에 다양한 작동을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치는 일반적으로 이송 챔버와, 이송 챔버에 연결된 하나 이상의 처리 모듈을 구비한다. 이송 챔버 내의 기판 이송 로봇은 처리 모듈에 기판을 이동 시키고, 스퍼터링(sputtering), 에칭(etching), 코팅(coating), 침액(soaking) 등과 같은 다른 구동이 행해진다. 반도체 장치 제조장치 및 재료 생산장치와 같은 장치를 사용하는 생산 과정은 보통 기판 처리 장치에서 기판을 정교하게 위치시키는 것을 포함한다.
기판의 정교한 위치는 기판 이송 로봇에 처리 모듈의 위치를 교시하는 것으로 구비될 수 있다. 처리 모듈의 위치를 교시하고, 기판 홀딩 위치에 기판을 정확하게 배치하기 위해서, 기판의 중심은 인식되어야 한다. 기판을 홀딩하는 기판 이송 장치의 엔드이펙터에 대해서 0인 이심률을 가지도록 기준 기판 위치를 정의하기 위해서, 일반적으로 자동 기판 또는 웨이퍼 센터링 알고리즘은 기판 중심 구조의 활용을 요구한다 이심률이 제로는 기판 중심의 위치가 엔드이펙터의 예상 중심과 일치한다. 일반적으로 기판 센터링 구조는 엔드이펙터에 수동으로 장착되고, 제로 이심률 레퍼러스로 정의된 위치에 기판을 위치하기 위해서 레퍼런스 표면으로 사용된다. 기판 센터링 구조의 수동 배치와 기판 센터링 구조에 대한 기판의 수동 배치는 기판 처리 장치에서 구동자의 에러, 파티클(예 오염)의 생성을 초래할 수 있다. 기판 센터링 구성의 사용은 또한 대기에서 행해지고, 이는 기판 처리 장치 내에의 환경이 생산 시간을 줄어들게 하는 것을 의미한다.
일반적으로 기판 이송 로봇의 교시는 로봇의 위치와 기판 처리 장치에 더해진 교시 센서를 갖춘 로봇에 의해 이송되는 기판의 위치를 탐지하는 것을 포함하고, 기판 이송 로봇에 의햇 이송된 전장화된 기판(예, 온-보드, 센서나 카메라 포함)을 활용하는 것을 포함하고, 기판 처리 장치의 처리 모듈 또는 다른 기판 홀딩 스테이션에 배치된 제거 가능한 구조를 활용하는 것을 포함하고, 처리 모듈에 내적 또는 외적으로 접근하도록 위치된 웨이퍼 센터링 센서를 활용하는 것을 포함하고, 처리 모듈에 외부에 부착되거나, 기판 이송 로봇으로 처리 모듈 내에 타겟에 접촉되게 부착하거나, 기판 이송 로봇에 의해 처리된 대상물에 부착된 센서(예, 카메라)를 활용하는 것을 포함한다. 기판 처리 장치 내에 위치를 교시하기 위한 이러한 접근은 진공 내에 위치한 센서를 필요로 하고, 사용자 처리 장치 및/또는 툴을 변화시키는 것을 요구하고, 진공 환경이나 고온에서의 사용이 적절하지 않을 수 있으며, 처리 장치 내에 위치한 센서 타겟, 미러 또는 구조가 필요하고, 기판 처리 장치의 진공 환경을 방해할 수 있고, 및/또는 코드를 기판 이송 로봇의 컨트롤러 및/또는 처리 시스템의 컨트롤러로 임베디드하도록 소프트웨어 변화가 필요할 수 있다.
미국 출원공개 No.2013/0180448, 미국 등록특허 6556887호에서 기재된 바와 같은, 다른 종래의 아암 온도 보상 알고리즘은 기준 온도와 현재 온도 사이에서 센서가 측정시에, 로봇 위치를 비교하여 열적 팽창량을 예측히기 위해서 로봇 엔드이펙터나 아암 의 기준 플래그(flag)를 사용할 수 있다. 상기 종래의 접근은 본질적으로 로봇 매니퓰레이터의 상부 아암과 포어 아암이 정상 상태 조건에 있고, 로봇은 특정한 열적 팽창 계수를 가지는 일정한 온도에서 선형적 바(bar)로 모델링 된다. 일반적으로, 종래의 아암 온도 보상 알고리즘의 한계는 매니퓰레이터 링크가 온도 상승 및 하강과 같은 온도 전이 구간과 같은 경우에 위치 에러를 위해서 정확하게 보상하지 않는 점이다. 반도체 크러스터 툴은 실질적으로 다른 구동 온도에서 처리 모듈과 로드 락을 가질 수 있기 때문에, 상기와 같은 온도 전이 시나리오는 더 현실적인 사용자 사용 케이스를 표현한다. 이러한 종래의 열적 보상 알고리즘은 엔드이펙터 위치에 링크 앵귤러 위치에 대한 비선형적 민감도에 기인한 아암 운동학의 비선형 효과를 설명할 수 없다.
로봇 매니퓰레이터의 예측된 상대적인 열적 팽창은 Ks=R0/R1(R0은 기준 온도에서 아암 위치이고, R1은 제어 소프트웨어에 의해서 계산된 새로운 위치)로 정의되고, 선형적으로 행동하는 것으로 예상되고, 로봇 센터에서 더 떨어져서 위치한 배치 스테이션 위치에서 로봇 이송 위치의 보정을 측정할 수 있다.
일반적으로 기판 처리 시스템, 특히 기판 처리 시스템의 구성요소의 교정 및 동기화에 관한 것이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션을 가지는 자체 센터링 엔드이펙터를 가지는 기판 처리 장치, 기판 처리 장치 내에서 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고, 웨이퍼를 이송하는 엔드이펙터, 및 기판 이송 장치에 일체로 배치된 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 포함하고, 기판 처리 장치에 통합되고 배치되는 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 가져서, 기판 처리 장치의 정적 탐지 센서는 기판 운송 장치의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 탐지하며, 정적 탐지 센서에 의해 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 하나의 경로를 가지는 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 주는 적어도 하나의 가장자리 탐지하는 것을 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 중심 결정 특징부에 의해 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 웨이퍼 홀딩 스테이션에 의해서 웨이퍼에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 결정 특징부는 기판 이송 장치와 분리되어 별개로 기한 운송 장치 상에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이 방향의 중심 라인을 포함하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이방향의 대향하는 측면상에 배치된 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이 방향의 중심라인을 가지고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이방향 중심 라인의 공통 측면상에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 대향하게 배치된 중심 결정 특징부를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 중심 결정 특징을 포함하고, 적어도 2개의 중심 결정 특징부 중 적어도 하나는 최소 2개의 중심 결정 특징부의 다른 하나에 대해서 보충적이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 각각은 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 독립적으로 해결할 수 있다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 중심 결정 특징부의 각각은 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 가지는 기 설정된 관계식을 가지는 대응하는 형상을 가지고, 각 대응하는 형상은 독립적으로 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 필수적이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서부터 연장된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에 의존한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 배치되어 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지는 엔드이펙터에 독립적인 기판 이송 장치의 치수 변화를 형성한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 치수 변화는 열적 효과에 기인한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 정적 탐지 센서로부터 센서 데이터를 전달 받고, 센서 데이터에서 결정된 기판 이송 장치의 열적 치수 변화에 기초한 기 설정된 중심의 위치를 조절하기 위해서 기판 이송 장치를 제어하는 컨트롤러를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지로부터 기판 처리 장치의 기판 처리 스테이션의 중심 위치를 학습하는 컨트롤러를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 정적 탐지 센서는 자동 웨이퍼 센터링 센서를 포함한다.
적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 센서 데이터에서 기판 처리 장치의 기판 처리 스테이션의 중심 위치를 식별하고 학습 할 수 있는 컨트롤러를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션의 자체 센터링 엔드이펙터를 가지는 기판 이송 장치 제공하고, 엔드이펙터는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송하고, 및 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 기판 이송 장치에 통합되고; 및 기판 처리 장치의 정적 탐지 센서를 이용하여 운동에 대하여 즉각적으로 기판 이송 장치의 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 에지를 탐지하고, 적어도 하나의 에지의 탐지는 정적 탐지 센서에 의해 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 엔드이펙터 상에 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 준다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 중심 결정 특징부에 의해 방해받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 홀딩된 웨이퍼에 의해 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 정적 탐지 센서가 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심에 대한 엔드이펙터에 의해 홀딩된 웨이퍼의 이심률을 결정하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터에서의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심과 이심률은 정적 탐지 센서에 의해 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 즉각적으로 결정된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 정적 탐지 센서는 웨이퍼의 에지를 탐지한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 정적 탐지 센서로부터 적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하여 컨트롤러로 센서 데이터를 전달 받는 것; 및 센서 데이터로부터 결정된 기판 이송 장치의 열적 치수 변화에 기초한 기 설정된 중심의 위치를 조절하기 위해서 컨트롤러로 기판 이송 장치를 제어하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지의 탐지에서 기판 처리 장치의 웨이퍼 처리 스테이션의 중심 위치를 컨트롤러로 인식하고 학습하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지의 탐지에서 엔드이펙터에 독립적으로 기판 이송 장치의 치수 변화를 컨트롤러로 정의하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 치수적 변화는 열적 효과에 기인한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 처리 장치는 프레임; 프레임에 연결되고, 기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션의 엔드이펙터를 가지는 기판 이송 장치, 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고, 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송하는 엔드이펙터; 프레임에 연결되고 기판 이송 장치의 운동에 대하여 즉각적으로 엔드이펙터에 홀딩된 웨이퍼의 에지를 탐지하는 자동 웨이퍼 센터링 센서; 및 기판 이송 장치에 통합되어 배치되는 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 포함하여, 자동 웨이퍼 센터링 센서는 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 즉각적으로 탐지하고, 적어도 하나의 에지의 탐지는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 준다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 중심 결정 특징부에 의해 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 의해 고정된 웨이퍼로 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 결정 특징부는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 분리되고 이격된 기판 이송 장치에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이 방향 중심선을 가지고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이 방향 중심라인의 대향하는 측면에 배치된 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이방향 중심선을 구비하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이방향의 중심라인의 공통측면에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 반대측에 배치된 중심 결정 특징부를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 구비하고, 적어도 2개의 중심 결정 특징부의 적어도 하나는 적어도 2개 중심 결정 특징부의 다른 하나에 대해서 보충적이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 각각은 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 독립적으로 해결할 수 있다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 중심 결정 특징부의 각각은 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심에 관한 기 설정된 관계에 대한 대응하는 형상을 가지고, 각 대응하는 형상은 독립적으로 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 통합된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 이송 장치는 엔드이펙터에 연결된 아암을 포함하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 기판 이송 장치의 아암에 통합된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 이송 장치는 기계적 인터페이스에서 엔드이펙터에 커플링된 아암을 구비하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 기계적 인터페이스에 통합된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서 연장된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서 의존한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 배치되어, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지는 엔드이펙터에 독립적인 기판 이송 장치의 치수 변화를 정의한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 치수의 변화는 열적 효과에 기인된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 자동 웨이퍼 센터링 센서로부터의 센서 데이터를 전달받고, 센서 데이터에서 결정된 기판 이송 장치의 열적 치수 변화에 기초한 기 설정된 중심의 위치를 조정하도록 기판 이송 장치를 제어하는 컨트롤러를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지로부터 기판 처리 장치의 기판 처리 스테이션의 중심 위치를 학습하는 컨트롤러를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 처리 장치는 프레임; 프레임에 연결되고, 홀딩 스테이션을 가지는 엔드이펙터를 구비한 기판 이송 장치를 포함하고, 엔드이펙터는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고, 기판 처리 장치 내로 웨이퍼를 이송하며; 프레임에 연결되는 자동 웨이퍼 센터링 센서; 및 기판 이송 장치에 통합되고 배치되는 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 구비하여, 자동 웨이퍼 센터링 센서는 기판 이송 장치의 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 기판 결정 특징부를 탐지하고, 자동 웨이퍼 센터링 센서에 의해 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 주는 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 중심 결정 특징부에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부은 엔드이펙터에 의해 홀딩된 웨이퍼에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 결정 특징부는 기판 이송 장치에 배치되고, 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 구별된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이방향의 중심라인을 가지고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이 방향의 중심의 대향하는 측면에 배치된 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 구비한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이방향의 중심라인을 구비하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이 방향의 중심의 공통 측면에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 대향하게 배치된 중심 결정 특징부를 구비한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 구비하고, 적어도 2개의 중심 결정 특징부의 적어도 하나는 2개의 중심 결정 특징부의 다른 하나에 대해서 보충적이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 각각의 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 독립적으로 해결한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 각각의 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 센터링에 대한 관계식을 가지는 대응 형상을 가지고, 각 대응하는 형상은 독립적으로 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 통합된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서 연장한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서 의존한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부가 배치되고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지는 엔드이펙터에 독립적인 기판 이송 장치의 치수 변화를 형성한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 치수적 변화는 열적 효과에 기인한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 자동 웨이퍼 센터링 센서로부터 센서 데이터를 전달받고, 결정된 센서 데이터로부터 기판 이송 장치의 열적 치수 변화에 기초한 기 설정된 중심의 위치를 조정하도록 기판 이송 장치를 제어하는 컨트롤러를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지로부터 기판 처리 장치의 기판 처리 스테이션의 중심 위치를 학습하는 컨트롤러를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 처리 장치는 포함한다:
기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션의 자체 센터링 엔드이펙터를 가지는 기판 이송 장치, 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송하는 엔드이펙터;
기판 이송 장치에 통합되고 배치되는 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 가지고 그리하여, 기판 처리 장치의 정적 탐지 센서는 기판 이송 장치의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 탐지하고; 및
기판 이송 장치에 연결되도록 커플링되는 컨트롤러가 구비되어, 적어도 하나의 에지의 탐지는 기판 이송 장치의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 기판 이송 장치의 아암의 변화를 인식하는 비례 인자의 결정에 영향을 미친다.
컨트롤러는 적어도 하나의 에지의 탐지로부터 비례 인자 변화와, 기판 이송장치의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 기판 이송 장치의 정적 탐지 센서로 적어도 하나의 에지의 탐지 사이의 관계를 결정하는 운동학적 영향 리졸버를 구비한다. 또한 리졸버는 아암의 변화를 결정하는 비례 인자상의 결정된 비례 인자 변화의 효과를 해결한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 미치는 적어도 하나의 에지의 탐지는 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 발생한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 중심 결정 특징부에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 웨이퍼 홀딩 스테이션에 의해 홀딩된 웨이퍼에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 분리되고 구별되게 기판 이송 장치에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이방향의 중심라인을 구비하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이방향 중심라인의 대향하는 측면에 배치되는 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 구비한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 길이 방향의 중심라인을 구비하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 길이 방향 중심라인의 공통 측면에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 대향하도록 배치된 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 적어도 2개의 중심 결정 특징부를 구비하고, 적어도 2개의 중심 결정 특징부의 적어도 하나는 적어도 2개의 중심 결정 특징부의 다른 하나에 보충적이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 각각의 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 독립적으로 해결한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 각각의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심에 대한 기 설정된 관계식을 가지는 대응 형상을 가지고, 각 대응 형상은 독립적으로 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심을 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 통합된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서 연장한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터의 측면에서 의존한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부가 배치되어, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지는 엔드이펙터의 독립적인 기판 이송 장치의 치수 변화를 형성한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 치수의 변화는 열적 효과에 기인한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 하기를 구성하고:
적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 센서 데이터를 정적 탐지 센서에서 전달 받고,
센서 데이터에서 결정된 기판 이송 장치의 열적 치수 변화에 기초하여 기 설정된 중심의 위치를 조정하기 위해서 기판 이송 장치를 제어한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지로부터 기판 처리 장치의 기판 처리 스테이션의 중심 위치를 학습할 수 있다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 정적 탐지 센서는 자동 웨이퍼 센터링 센서를 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 센서 데이터로부터 기판 처리 장치의 기판 처리 스테이션의 중심 위치를 인식하고 학습한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 하기를 구성하고:
적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지에 대응한 센서 데이터를 정적 탐지 센서로부터 전달 받고,
센서 데이터에 기초하여 기판 이송 장치의 치수 변화를 인식하고, 기판 이송 장치의 치수의 변화와 관련된 비례 인자를 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 기판 이송 장치의 운동학적으로 정의된 아암의 치수와 비례 인자 및 변화 사이의 관계를 해결할 수 있다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 비례 인자의 필터를 구비한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 포함한다:
기판 이송장치를 구비하고,
이는 기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션에 자체 센터링 엔드이펙터를 구비하고, 엔드이펙터는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고, 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송하며, 및
적어도 하나의 중심 결정 특징부는 기판 이송 장치에 통합되고;
기판 처리 장치의 정적 탐지 센서로, 기판 이송 장치의 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 탐지하고, 기판 이송 장치의 운동에 대하여 즉각적으로 기판 이송 장치의 아암의 변화를 인식하는 영역(portion) 인자의 결정에 영향을 주는 적어도 하나의 에지의 탐지이며,
비례 인자 변화와 정적 탐지 센서에 의해 적어도 하나의 탐지 사이의 관계를 적어도 하나의 에지의 탐지로부터 운동학적 영향 리졸버로 결정하고, 아암의 변화를 결정하는 비례 인자 상의 결정된 비례 인자 변화의 효과를 해결한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 에지의 탐지는 정적 탐지 센서에의한 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 중심 결정 특징부에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 의해 홀딩된 웨이퍼에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심에 대한 엔드이펙터에 의해 홀딩된 웨이퍼의 이심률을 정적 탐지 센서로 결정하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심과 이심률은 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로 중에 즉각적으로 결정된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 정적 탐지 센서는 웨이퍼의 에지를 탐지한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 더 포함한다:
적어도 하나의 에지의 탐지에 대응하는 센서 데이터를 정적 탐지 센서로부터 컨트롤러에 전달하고; 및
센서 데이터로부터 결정된 기판 이송 장치의 열적 치수 변화에 기초한 기 설정된 중심의 위치를 조정하기 위해서 컨트롤러로 기판 이송 장치를 제어한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지의 탐지로부터 기판 처리 장치의 웨이퍼 처리 스테이션의 중심 위치를 컨트롤러로 인식하고 학습하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 적어도 하나의 에지의 탐지로부터 엔드이펙터의 독립된 기판 이송 장치의 치수 변화를 컨트롤러로 정의하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 치수 변화는 열적 효과에 기인한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 처리 장치는 포함한다:
기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션을 가지는 엔드이펙터를 구비한 기판 이송 장치, 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송하는 엔드이펙터;
기판 이송 장치 상에 배치된 적어도 하나의 구성으로, 그리하여 기판 처리장치의 정적 탐지 센서는 기판 이송 장치의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 각각의 적어도 하나 이상의 구성의 적어도 하나의 에지를 검출한다.
컨트롤러는 기판 이송 장치에 연결되도록 커플링되고, 컨트롤러는 구비되어, 적어도 하나의 에지의 각 검출은 기판 이송 장치의 공통된 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 기판 이송 장치의 공통 아암의 다른 변화를 식별하는 다른 비례 인자를 결정하는데 영향을 준다.
컨트롤러는 운동학적 영향 리졸버를 구비하고, 리졸버는 다른 결정된 비례 인자로부터 기판 이송 장치의 공통 운동에 대하여 즉각적으로 공통 아암의 다른 대응하는 링크의 각 변화를 해결하고, 웨이퍼 위치의 공통 아암의 효과가 있는 차이를 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 아암의 효과적 변화에 대한 다른 영역 이자 변화의 효과를 해결한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 주는 적어도 하나의 에지의 탐지는 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 구성의 일 경로에서 발생한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 적어도 하나의 구성에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나 이상의 구성은 웨이퍼 홀딩 스테이션으로 홀딩된 웨이퍼에 의해서 방해 받지 않는다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나 이상의 구성은 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 분리되고 구별되게 기판 이송 장치에 배치된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 처리 장치는 포함한다:
이송 아암을 가진 기판 이송 장치는 기 설정된 중심을 가지는 기준 특징부를 구비한 엔드이펙터를 포함하고, 엔드이펙터는 웨이퍼를 홀딩하고, 기 설정된 중심에 기초하여 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송시킨다.
적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부는 기판 이송 장치에 통합되고 배치되고, 기판 처리 장치의 정적 탐지 센서는 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 탐지한다.
컨트롤러는 기판 이송 장체이 연결되도록 커플링되고, 컨트롤러는 구성되어, 적어도 하나의 에지의 검출은 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화를 인식하는 비례 인자의 결정에 영향을 미친다.
컨트롤러는 운동학적 영향 리졸버를 구비하고, 이는 정적 탐지 센서에 의해 적어도 하나의 에지의 검출로부터 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로, 결정된 비례 인자와, 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화를 결정하는 이송 아암의 각 다른 링크에 대한 각 다른 별개의 변화 사이의 별개의 관계를 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 구성되어, 결정된 비례 인자의 결정된 관계에서, 각 다른 링크에 대해서, 각 별개의 변화 사이의 차이에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 적어도 하나의 에지의 검출에 기초하여 각각 다른 별개의 변화 사이의 차이에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 이송아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 정적 탐지 센서로 적어도 하나의 에지의 탐지로부터, 이송 아암의 각 다른 링크에 대한 다른 별개의 변화와 비선형적 운동학적 영향의 기여를 결정하고, 이송 아암의 반경방향의 운동에 대하여 즉각적으로 아암의 차이를 결정한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 구성되어, 아암의 변화를 결정하는 비선형적 운동학적 영향의 결정된 기여에서, 이송 아암의 각 다른 링크나 다른 풀리에 대해서, 다르게 기여하는 비선형 운동학적 영향 사이의 차이에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 구성되어, 아암의 변화를 결정하는 비선형적 운동학적 영향의 결정된 기여에서, 적어도 하나의 다른 링크나 이송 아암의 다른 풀리에 다르게 기여하는 비선형적 운동학적 영향 사이의 차이에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버는 적어도 하나의 에지의 검출에 기초한 상이하게 기여하는 비선형적 운동학적 영향 사이의 차이에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부는 결정 배치를 가지고, 결정된 비례 인자에 관한 결정된 관계에서, 각 다른 링크에 대한 각각 다른 별개의 변화 사이의 차이에 영향을 준다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 포즈 결정 특징부는 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 에지의 이송하는 이송 아암의 반경방향 운동의 경로에서 이송 아암의 각 다른 링크에 대한 각각 상이한 구별되는 변화 사이의 차이에 영향을 미치고, 그리하여 정적 탐지 센서는 적어도 하나의 에지를 즉각적으로 탐지한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 이송 아암은 3개의 링크 SCARA 아암이고, 적어도 하나의 포즈 결정 특징부를 구비하여, 3개 링크 SCARA 아암의 각 다른 링크에 대해서 각 상이한 구별되는 변화 사이의 차이에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 엔드이펙터는 기 설정된 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 자체 센털이 엔드이펙터며, 웨이퍼 홀딩 스테이션은 기 설정된 중심을 가지고, 엔드이펙터는 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 웨이퍼를 홀딩하고 웨이퍼를 기판 처리 장치 내에 이송시킨다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부는 정적 탐지 센서에 의해서 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 미치는 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 의해 홀딩된 웨이퍼에 의해서 방해 받지 않고, 배치되어 정적 탐지 센서가 기판 이송 장치의 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 탐지하고, 이는 정적 탐지 센서에 의해서 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로에서 엔드이펙터 상에 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 미치는 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 적어도 하나의 에지의 탐지에 기초하여, 실질적으로 동시에 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화의 결정을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션의 기 설정된 중심의 결정에 영향을 미친다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 적어도 하나 이상의 공통적으로 종속된 엔드이펙터는 독립적인 자유도를 가지고, 적어도 하나 이상의 공통적으로 종속된 엔드이펙터는 공통 상부 아암 링크와 전와 링크에 대해서 독립적으로 이동 가능 한다. 또한 적어도 하나의 공통적으로 종속된 다른 엔드이펙터에 대응하는 다른 아암 포즈 결정 특징부과 다른 대응하는 아암 포즈 결정 특징부를 가진다. 그리하여 정적 탐지 센서에 의해서 적어도 하나의 독립적으로 이동가능한 엔드이펙터의 대응하는 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 센징하는 것에 기초하여 적어도 하나의 독립적으로 이동가능한 엔드이펙터에 대한 이송 아암의 변화는 적어도 하나 이상의 공통적으로 종속된 다른 엔드이펙터에 대해서 이송 아암의 변화로부터 분리되도록 결정된다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 이송 아암은 SCARA 아암이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 컨트롤러는 이송 아암의 결정된 변화를 보상하는 이송 아암 및 엔드이펙터의 레퍼런스 구성을 위치할 수 있다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 기판 처리 방법은 처리한다:
기 설정된 중심을 가지는 레퍼런스 구성을 가지는 엔드이펙터를 포함하는 이송 아암을 구비한 기판 이송 장치를 가지는 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송시키고, 웨이퍼는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 엔드이펙터에 고정되고;
이송 아암의 반경 방향의 운동에 대하여 즉각적으로 기판 이송 장치에 통합되는 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 정적 탐지 센서로 탐지하고;
적어도 하나의 에지의 검출에 기초하여, 기판 이송 장치에 연결되도록 커플링된 컨트롤러를 가진 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화를 확인하는 비례 인자를 탐지하고,
컨트롤러의 운동학적 영향 리졸버로, 적어도 하나의 에지의 검출로부터, 정적 탐지 센서에 의해, 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로, 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화를 결정하는 이송 아암의 각 다른 링크에 대해서, 결정된 비례 인자와 각각 상이한 별개의 변화 사이의 별개의 관계를 검출한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 결정된 비례 인자를 가지는 결정된 관계에서, 운동학적 영향 리졸버로, 각 다른 링크에 대해서 각 상이한 별개 변화 사이의 차이에 영향을 미치는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 운동학적 영향 리졸버로, 적어도 하나의 에지의 탐지에 기초하여 각 다른 별개 변화 사이의 차이에 영향을 미치는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 운동학적 영향 리졸버로, 적어도 하나의 에지의 검출로부터, 정적 탐지 센서에 의해서 이송 아암의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로, 이송 아암의 반경방향으로의 이송 중에 즉각적으로 아암의 변화를 결정하는 비선형적 운동학적 영향의 기여와 이송 아암의 각 다른 링크에 대한 상이한 별개 변화의 기여를 결정하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 이송 아암은 SCARA 아암이다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 컨트롤러로 엔드이펙터의 이송 아암과 기준 특징부로 위치하기 위해서 이송 아암의 기 설정된 변화를 보상하는 것을 더 포함한다.
개시된 실시예의 하나 이상의 유형을 따르면, 방법은 엔드이펙터와 적어도 하나 이상의 아암 링크를 공유하는 다른 별개의 엔드이펙터의 컨트롤러와의 기 설정된 변화를 보상하는 것을 더 포함하고, 다른 별개의 엔드이펙터는 엔드이펙터에 대해서 적어도 하나의 독립적인 자유도를 가진다.
전술 한 설명은 개시된 실시 형태의 양상을 설명하기 위한 것임을 이해해야 한다. 개시된 실시 형태의 유형들로부터 벗어나지 않고 다양한 대체예 및 변형예가 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 고안 될 수 있다. 따라서, 개시된 실시예의 유형들은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 그러한 모든 대체, 변형 및 변경을 포함하도록 의도된다. 또한, 상이한 특징들이 서로 다른 의존적이거나 독립된 청구항들에 인용된다는 단순한 사실은 이들 특징들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지는 않으며, 이러한 조합은 본 발명의 유형들의 범위 내에 남아있다.
처리 장치 내의 환경을 방해하지 않고, 기판 처리 장치에 대해 추가 계측 및/또는 변형이 필요하지 않으면서, 처리 장치 내의 기판 처리 위치를 기판 이송 로봇이 교시하도록 센터링 구조를 사용없이 기판을 자동적으로 센텅링하는 점에서 유리하다.
개시된 실시예의 전술한 유형 및 다른 특징은 첨부된 도면과 관련된 아래의 상세한 설명에서 설명된다:
도 1a 내지 도 1d는 개시된 실시예의 유형들을 포함하는 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2a 내지 도 2e는 개시된 실시예의 유형에 따른 이송 아암의 개략도이다.
도 3은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 4a는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 4b내지 도 4f는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 5는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 6은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 7은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 8은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 9는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 10은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 11은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 12는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 13은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 14는 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 15는 개시된 실시예의 유형에 따른 시간에 대한 기판 처리 장치의 아암 링크 열적 구배를 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 16은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 17은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 18은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 위치 보정 데이터를 도시한 그래프이다.
도 19는 개시된 실시예의 유형에 따른 위치 계산의 예시적인 블록도이다.
도 20은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 21은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 22는 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 23은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 24는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 25는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 26은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 27은 개시된 실시예의 유형에 따른 상이한 온도에서 엔드이펙터 오프셋을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 28은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 이송 장치의 일부의 개략도이다.
도 29는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 30 및 도 31은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 이송 장치의 예시적인 엔드이펙터의 개략도이다.
도 32는 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 1a 내지 도 1d는 개시된 실시예의 유형들을 포함하는 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 2a 내지 도 2e는 개시된 실시예의 유형에 따른 이송 아암의 개략도이다.
도 3은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 4a는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 4b내지 도 4f는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 5는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 6은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 7은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 8은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 9는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 10은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 11은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 12는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 13은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 14는 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 15는 개시된 실시예의 유형에 따른 시간에 대한 기판 처리 장치의 아암 링크 열적 구배를 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 16은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 17은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 18은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 위치 보정 데이터를 도시한 그래프이다.
도 19는 개시된 실시예의 유형에 따른 위치 계산의 예시적인 블록도이다.
도 20은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 21은 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 22는 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 23은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 24는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 25는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 26은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 27은 개시된 실시예의 유형에 따른 상이한 온도에서 엔드이펙터 오프셋을 도시하는 예시적인 그래프이다.
도 28은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 이송 장치의 일부의 개략도이다.
도 29는 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 처리 장치의 일부의 개략도이다.
도 30 및 도 31은 개시된 실시예의 유형에 따른 기판 이송 장치의 예시적인 엔드이펙터의 개략도이다.
도 32는 개시된 실시예의 유형에 따른 흐름도이다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본원에서 더욱 개시되는 바와 같이 기재된 실시예의 유형들을 가지는 기판 처리 장치 또는 기구의 개략도를 도시한다. 개시된 실시예의 유형들이 도면을 참조하여 기재되더라도, 개시된 실시예의 유형들은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 임의의 적절한 크기, 요소나 재료의 형상 또는 타입이 사용될 수 있다.
하기에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 개시된 실시예의 유형들은 예를들어, 기판 이송 엔드이펙터, 기판 처리 장치의 기판 홀딩 스테이션의 자동(예를 들어 오퍼레이터의 개입 없이) 위치 설정 장치에 대해서 기판이나 웨이퍼를 자동으로 센터링(centering)하는 것과 기판 이송 장치에 기판 홀딩 스테이션의 위치를 교시(teaching) 한다. 기판 및 웨이퍼라는 용어는 본원에서 교체하여 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기판 홀딩 스테이션라는 용어는 프로세스 모듈 내의 기판 홀딩 위치 또는 기판 처리 장치 내의 다른 적절한 기판 홀딩 위치이다. 예를 들어, 로드 포트(또는 그 위에 장착된 기판 카세트), 로드락, 버퍼 스테이션 등이 있다. 개시된 실시예의 유형들은 기판 처리 센서와 같은 기판 처리 장치에 적용된 기존의 장비 및 장치를 이용한다. 본 명세서에서 사용되는 기판 처리 센서는 자동 웨이퍼 센터링(AWC), 기판 정렬기(aligners) 및/또는 기판 처리 동안 기판의 정렬 및/또는 센터링에 사용되는 다른 적절한 기판 편심(예를 들어 엔드이펙터 상의 기 설정된 기판 홀딩 위치에 대한) 검출 유닛에 영향을 미치는 액티브 웨이퍼 센터링 센서이다. 즉, 개시된 실시예의 유형들에 따른 자동화된 센터링(centering) 및 교시된 사항(teaching)이 설치되면, 실질적으로 추가적인 기기 장치 비용은, 예를 들어 소비자가 기판 처리 장치의 초기의 구매/환경 설정 이후에 발생되지 않는다.
개시된 실시예의 유형들 또한 기판 이송 장치 및/또는 기판 처리 장치 시스템 컨트롤러에 내장된 프로그래밍 코드에 대한 소프트웨어의 변경 없이 실질적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 개시된 실시예의 유형들은 “픽 앤 플레이스(pick and place)” 명령 및/또는 “기판 정렬” 명령과 같은 기판 이송 장치와 관련된 기존의 명령을 이용할 수 있다. 또한 개시된 실시예의 유형들은 처리 환경 내에 사용 환경 내에 위치하는 전자 부품(케이블, 인쇄 회로 기판 등)이 없으므로, 진공 환경(뿐 만 아니라 대기 환경, 예컨대 불활성 가스, 여과된 클린 공기)과 호환 가능한 작동 환경이다. 실현될 수 있는 바와 같이, 대기 처리 환경에서, AWC 센터들은 대기 처리 환경 내에 위치될 수 있다. 따라서, 개시된 실시예의 유형들은 기판 처리 장치 내에 이미 설정된 처리 환경(예컨대 진공 또는 대기)을 실질적으로 방해하지 않으면서 기판 이송 장치의 자동 센터링 및/또는 교시된 사항 중에 기계 정지 시간(machine down time)을 감소 시킨다(예컨대 기판 처리 장치 및 그 구성요소는 자동 교시-프로세스 동안 외부 환경으로부터 밀봉 또는 분리된다).
하기 기재된 바와 같이, 개시된 실시예의 유형들은 편심을 0이 되게 기판 위치의 기준을 정의하는 종래의 자동 웨이퍼 또는 기판 센터링 방법(예컨대 센터링 고정 기구를 사용)에 의해서 일반적으로 발생되는 에러를 제거할 수 있다. 또한, 개시된 실시예의 유형들은 예를 들어, 각각의 처리 모듈 내의 온도가 약 200 °C 에서 약 850 °C 범위인 기판 운송 장치와 기판 홀딩 스테이션 사이의 열 효과에 대한 에러를 보상한다. 일 실시예에서 각각의 처리 모듈의 온도는 약 850 °C보다 크지만, 다른 실시예에서 각각의 처리 모듈의 온도는 약 200 °C 미만이다. 개시된 실시예의 유형들은 또한 예를들어, 센서 에러나 지연으로 인한 히스테리시스(hysteresis) 효과를 자동적으로 보상한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 개시된 실시예의 유형에 따라 예를 들어, 반도체툴 스테이션(11090)과 같은 처리 장치가 도시된다. 도면에 반도체 툴(11090)이 도시되어 있지만, 본 명세서에 기재된 실시예의 유형들은 로봇 매니퓰레이터를 가지는 임의의 툴 스테이션이나 어플리케이션에 적용될 수 있다. 이러한 예시에서, 툴(11090)은 클러스터 툴로 도시되어 있으나, 개시된 실시예의 유형은 예컨대 도 1c, 도 1d 및 미국특허No. 8,398,355에 도시된 선형 툴 스테이션과 같은 임의의 적절한 툴 스테이션에 적용될 수 있다. 미국특허No. 8,398,355는 “선형적으로 분배되는 반도체 오크피스(orkpiece) 프로세싱 툴”로 2013년 3월 19일자로 발행되었으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다. 툴 스테이션(11090)은 일반적으로 대기(atmospheric) 전단(11000), 진공 로드락(11010) 및 진공 후단(11020)을 구비하고, 다른 유형으로 상기 툴스테이션은 임의의 적합한 배열을 가질 수 있다. 전단(11000), 로드락(11010) 및 후단(11020)의 각 구성요소는 예를 들어, 클러스터된 제어구조(a clustered architecture control)와 같은 임의의 적합한 제어 구조의 일부일 수 있는 컨트롤러(11091)에 연결될 수 있다. 제어 시스템은 미국 특허No. 7,904,182에 개시된 마스터 컨트롤러, 클러스터 컨트롤러 및 자율 원격 컨트롤러를 가지는 폐루프 컨트롤러일 수 있다. 미국 특허No. 7,904,182는 “확장 가능한 모션 제어 시스템”으로 2011년 3월 8일에 발행되었으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 인용된다. 다른 유형에서, 임의의 적합한 컨트롤러 및/또는 제어시스템이 이용될 수 있다. 컨트롤러(11091)는 자동 기판 센터링 및/또는 기판 처리 장치의 기판 홀딩 스테이션의 자동 위치 설정을 위해서 본원에 기재된 처리 장치의 구동을 하고, 본원에서 기재된 바와 같이 기판 홀딩 스테이션 의 기판 이송 장치의 위치를 교시하는 일시적인 프로그램 코드를 포함하는 임의의 적합한 메모리 및 프로세서를 포함한다. 예를 들어, 일 유형에서, 컨트롤러(11091)는 위치 설정 명령이 엠베디드된 기판을 구비할 수 있다(예를 들어, 기판과 기판 이송 장치의 엔드이펙터 사이의 편심을 결정하기 위한). 일 유형에서, 기판 위치 설정 명령은 기판을 이동시키는 임베디드된 픽/플레이스(pick/place) 명령, 및 기판이 유지되는 엔드이펙터일 수 있고, 하나 이상의 자동 기판 센터링 센서를 통과할 수 있다. 컨트롤러는 기판의 중심 및 엔드이펙터의 기준 위치를 결정할 수 있고, 엔드이펙터의 기준 위치에 대한 기판의 편심을 결정할 수 있다. 일 유형에서, 컨트롤러는 엔드이펙터의 하나 이상의 특징에 대응한 검출 신호를 수신하고, 및/또는 기판 이송 장치/로봇의 암을 이동하고, 기판 이송 장치나 기판 이송 장치의 구성요소 예를 들어, 처리 모듈 내의 온도에 의한 열팽창 또는 수축을 결정할 수 있다.
구현될 수 있고, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 일 유형에서, 기판 스테이션은 내부에 위치되고 본 명세서에 기재된 자동 교시(auto-teaching)은 내부에서 발생하며, 처리 장치는 내부에 진공 압력 환경을 가진다. 일 유형에서, 진공압력은10-5토르(Torr)나 그 이하와 같은 높은 진공을 가진다. 일 유형에서, 본 명세서에 설명된 자동 센터링 및/또는 교시는은 예를 들어, 프로세스 보안(예를 들어, 기판 처리용) 상태의 프로세스 모듈 내에 위치한 기판 스테이션 특징 내에서 발생한다. 처리 기판을 위한 보안을 처리하는 상태는 처리 모듈의 조건이며, 처리 모듈은 진공이나 대기로 프로세스 모듈로 도입할 준비된 클린 상태 또는 제조 웨이퍼를 처리 모듈로 도입할 준비된 상태로 밀봉된다.
일 유형에서, 전단(11000)은 일반적으로 로드 포트 모듈(11005)과, 예컨대 장비 전단 모듈(equipment front end module, EFEM)과 같은 미니 환경(11060)을 포함한다. 로드 포트 모듈(11005)는 300mm 로드 포트, 전방 또는 후방 개구 박스/공간(pod) 및 카세트용인 SEMI 표준 E15.1, E47.1, E62, E19.5 또는 El.9에 부합하는 표준(볼트) 인터페이스에 맞는 박스 오프너/로더(opener loader)일 수 있다. 다른 유형으로, 로드, 포트 모듈은 200mm 또는 450mm 웨이퍼로 구비될 수 있다. 웨이퍼 또는 다른 임의의 적합한 기판은 예컨대, 더 크거나 적은 웨이퍼나 평판 패널 디스플레이용 평판 패널과 인터페이스 할 수 있다. 도 1a에는 2개의 포트 모듈(11005)가 도시되어 있으나, 다른 유형으로 임의의 적절한 개수의 포트 모듈이 전단(11000)에 설치될 수 있다. 로드 포트 모듈(11005)는 기판 캐리어 또는 카세트(11050)를 오버헤드(overhead) 운송 시스템, 자동 안내 차량, 운전자 안내 차량, 레일 안내 차량 또는 다른 임의의 적절한 운송 방법으로부터 전달 받을 수 있다. 로드 포트 모듈(11005)는 로드 포트(11040)을 통해서 미니 환경(11060)에 접속될 수 있다. 일 유형에서, 로드 포트(11040)는 기판 카세트(11050)과 미니 환경(11060) 사이에서 기판 이동을 허용한다.
일 유형에서, 미니 환경(11060)은 일반적으로 본원에서 기재된 실시예에 개시된 하나 이상의 유형을 가지는 임의의 적합한 트랜스퍼 로봇(11013)을 구비한다. 일 유형에서, 로봇(11013)은 예컨데 본원에서 전체로 참조되는 미국 특허 6,002,840호에 기재된 바와 같은 트랙 장착 로봇, 적절한 구성을 가지는 다른 적절한 트랜스퍼 로봇일 수 있다. 미니 환경(11060)은 복수개의 로드 포트 모듈 사이에서 기판을 운반하기 위해 제어된 클린 존(clean zone)을 구비할 수 있다.
진공 로드 락(11010)은 미니 환경(11060)과 후단(11020) 사이에 위치하여 이를 연결한다. 본 명세서에서 사용되는 진공이라는 용어는 기판이 처리시의 10-5 토르(Torr)나 그 이하와 같은 높은 진공으로 정의된다. 로드 락(11010)은 일반적으로 대기 및 진공 슬롯 밸브를 구비한다. 슬롯 밸브는 대기 전단으로부터 기판을 로딩한 후에 로드 락을 비우기 위해서 그리고 질소와 같은 불활성 기체로 락(lock)에서 배기할 때 이송 챔버에서 진공을 유지하기 위해서 환경적인 격리를 제공할 수 있다. 일 유형에서, 로드 락(11010)은 처리를 위해서 설정된 위치에 기판의 기점을 정렬하기 위한 정렬기(11011)를 구비한다. 다른 유형으로, 진공, 로드 락은 처리 장치의 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있으며, 임의의 적절한 구성 및/또는 계측 장비를 가질 수 있다.
진공 후단(11020)은 일반적으로 이송 챔버(11025), 하나 이상의 처리 스테이션이나 모듈(11030) 및 임의의 적절한 트랜스퍼 로봇이나 장치(11014)를 구비한다. 트랜스퍼 로봇(11014)는 하기에서 설명되며, 로드 락(11010)과 복수개의 처리 스테이션(11030) 사이에서 기판을 운반하기 위해서 이송 챔버(11025) 내에 배치될 수 있다. 처리 스테이션(11030)은 기판상에 전기 회로 또는 다른 원하는 구조를 형성하기 위해서 다양한 증착, 에칭 또는 다른 유형의 처리를 통해 기판을 작동할 수 있다. 통상적인 처리는 플라즈마 에칭 이나 다른 에칭 처리, 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 기상 증착(PVD), 이온 주입과 같은 주입, 계측, 급속 열처리(RTP), 드라이 스트립 원자층 증착(ALD), 산화/확산, 질화물 형성, 진공 리소그래피, 에피택시(epitaxy), 와이어 본더(wire bonder) 및 증발과 같은 진공을 사용하는 박막 필름 처리 또는 진공 처리를 사용하는 다른 박막 필름 처리를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 서리 스테이션(11030)은 기판이 이송 챔버(11025)에서 처리 스테이션(11030) 또는 그 반대로 이동되도록 이송 챔버(11025)와 연결된다. 일 유형에서, 로드 포트 모듈(11005)과 로드 포트(11040)는 실질적으로 진공 후단(11020)에 직접적으로 결합되어, 로드 포트 상에 장착된 카세트(11050)가 실질적으로 (예컨대 일 유형에서 적어도 미니 환경(11060)은 생략되고, 반면에 다른 유형에서 진공 로드 락(11010)은 또한 생략되어 카세트(11050)은 진공 로드 락(11010)과 유사한 방식으로 진공으로 압력강하 된다.) 직접 이송 챔버(11025)의 진공 환경 및/또는 처리 스테이션(11030)의 처리 진공에 접속한다 (예컨대, 처리 챔버 및/또는 진공 환경은 처리 스테이션(11030)과 카세트(11050) 사이에 연장되는 것이 통상이다.).
도 1c를 참조하면, 선형 기판 처리 시스템(2010)의 개략적인 평면도는 툴 인터페이스 섹션(2012)이 이송 챔버 모듈(3018)에 장착되어 인터페이스 섹션(2012)이 일반적으로 (예컨대 내측을 향하도록) 이송 챔버(3018)의 길이방향 축(X)을 향하나 오프셋 되도록 도시한다. 이송 챔버 모듈(3018)은 본원에 참고로 인용된 미국 특허 No. 8,398,355호에 기재된 바와 같이 인터페이스(2050, 2060, 2070)에 다른 운송 챔버 모듈(3018A, 3018I, 3018J)을 부착함으로써 임의의 적절한 방향이 연장될 수 있다. 각각의 이송 챔버 모듈(3018, 3019A, 3018I, 3018J)은 예컨대, 처리 모듈(PM)과 같은 처리 시스템(2010)으로 기판을 유입, 배출 및 통과하도록, 본 원에서의 기재된 실시예의 하나 이상의 유형을 가지는 임의의 적절한 기판 운송(2080)을 구비한다. 실현될 수 있는 바와 같이, 각 챔버 모듈은 격리되거나 제어되는 대기(예컨대 N2, 청정 공기, 진공)를 유지할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 선형 이송 챔버(416)의 길이 방향 축(X)을 따라 취할 수 있는 예시적인 처리 툴(410)의 개략적인 정면도를 도시한다. 도1d에서 도시되는 실시예의 유형에서, 툴 인터페이스 섹션(12)은 이송 챔버(416)에 대표적으로 연결될 수 있다. 상기 유형에서, 인터페이스 섹션(12)는 툴 이송 챔버(416)의 일단을 정의할 수 있다. 도1d에서 도시된 바와 같이 이송 챔버(416)은 예컨대, 인터페이스 섹션(12)에서 반대의 단부에 또 다른 워크피스 출입(entry/exit) 스테이션(412)을 구비할 수 있다. 다른 유형으로, 이송 챔버에서 워크 피스를 삽입/제거하기 위한 다른 출입 스테이션이 구비될 수 있다. 일 유형으로, 인터페이스 섹션(12)와 출입 스테이션(412)는 툴로부터 워크피스를 로딩 및 언로딩 할 수 있다. 다른 유형으로, 워크피스는 일단부에서 툴로 로딩될 수 있으며, 타단부에서 제거될 수 있다. 일 유형에서, 이송 챔버(416)은 하나 이상의 이송 챔버 모듈(18B, 18i)를 구비할 수 있따. 각 챔버 모듈은 격리 및 제어되는 대기(예컨대, N2, 청정 공기, 진공)를 유지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이송 챔버 모듈(18B, 18i), 로드 락 모듈(56A, 56) 및 도 1d에 도시된 이송 챔버(416)를 형성하는 워크 피스 스테이션의 구성/배치는 단지 예시적인 것이고, 운송 챔버의 다른 유형은 이송 챔버는 임의의 적절한 모듈식 배열로 위치하는 많거나 적은 모듈을 가질 수 있다. 도시된 유형에서, 스테이션(412)는 로드 락 일 수 있다. 다른 유형에서, 로드 락 모듈은 단부 출입 스테이션(스테이션(412)과 유사함) 사이에 배치될 수 있거나, 인접한 이송 챔버 모듈(모듈(18i)과 유사함)은 로드 락으로 작동할 수 있다.
전술한 바와 같이, 운송 챔버 모듈(18B, 18i)은 내부에 위치된 하나 이상의 상응하는 운송 장치(26B, 26i)를 구비할 수 있으며, 상기 운송 장치는 본원에 기재된 실시예의 하나 이상의 유형을 구비한다. 각각의 이송 챔버 모듈(18B, 18i)의 이송 장치(26B, 26i)는 이송 챔버 내의 선형적으로 분산된 워크피스 이송 시스템을 제공할 수 있다. 상기 유형에서 이송 장치(26B)(도 1a 및 도1b에 도시된 클러스터 툴의 이송 장치(11013, 11014)와 실질적으로 유사할 수 있음) 일반적인 스카라(SCARA) 아암 구조를 가질 수 있다. 다른 유형에서 이송 아암은 임의의 다른 요구되는 배치, 예컨대 도 2b에 도시된 선형 슬라이딩 아암(214)이나 임의의 적절한 아암 링키지 메커니즘을 가지는 다른 적절한 아암을 가질 수 있다. 아암 링키지 메커니즘의 적절한 예들은 미국 특허 등록 No. 7,578,649(2009.08.25 발행), No. 5,794,487(1998.08.18 발행), No. 7,946,800(2011.05.24 발행), No. 6,485,250(2002.11.26 발행), No. 7,891,935(2011.02.22 발행), No. 8,419,341(2013.04.16 발행) 및 미국 특허 출원 No. 13/293,717(듀얼 아암 로봇, 2011.11.10 출원), No. 13/861,693(Z 모션 및 다관절 아암이 있는 리니어 진공 로봇, 2013.09.05 출원)의 개시 내용 전부가 본 명세서에서 참조로 포함된다. 개시된 실시예의 유형에서, 적어도 하나의 이송 아암은 상부 아암, 밴드 구동 포어 아암(forearm), 밴드 구속 엔드이펙터를 포함하는 종래의 SCARA 타입(선택적으로 순응하는 관절식 로봇 아암) 디자인이나 텔레스코핑 아암이나 다른 임의의 적절한 아암 디자인으로부터 도출될 수 있다. 이송 아암의 적절한 예시들은 미국 특허 출원 No. 12/117,415(기계적 스위치 메커니즘을 이용하는 다중 이동식 아암을 가지는 기판 운반 장치, 2008.05.08 출원) 미국 등록 특허 No. 7,648,327(2010.01.19 발행)의 개시 내용 전부가 본 명세서에서 참조로 포함된다. 이송 아암의 구동(예컨대 각 아암의 연장/수축은 다른 아암에서 독립적임)은 서로 독립적일 수 있다. 이송 아암의 구동은 손실 모션 스위치에 의해 구동될 수 있거나, 다른 임의의 적절한 방법으로 연결되어 구동될 수 있으며, 그리하여 아암은 적어도 하나의 공통 구동 축을 공유한다. 또 다른 유형에서, 이송 아암은 개구리 다리 아암(216, 도 2a) 배치, 도약 개구리 아암(217, 도 2d) 배치, 한 쌍의 대칭 아암(218, 도 2c) 배치 등과 같은 다른 임의의 적합한 배열을 가질 수 있다. 또 다른 유형으로, 도2e를 참조하면, 이송 아암(219)는 적어도 제1 다관절 아암(219A), 제2 다관절 아암(219B)을 포함하고, 각 아암(219A, 219B)은 적어도 2개의 기판(S1, S2)을 공통 이송 평면(common transfer plane)에 나란히 유지하도록 구성된 엔드이펙터(219E)를 포함한다. 공통 이송 평면(엔드이펙터(219E)의 각 기판 홀딩 위치는 기판(S1, S2)을 픽업 및 배치하기 위한 공통 구동을 공유함)에서 기판(S1, S2) 사이의 간격(DX)은 나란한 기판 홀딩 위치 사이의 고정된 간격에 대응한다. 이송 아암의 적절한 예시들은 미국 등록 특허 No. 6,231,297(2001.05.15 발행), No. 5,180,276(1993.01.19 발행), No. 6,464,448(2002.10.15 발행) No. 6,224,319(2001.05.01 발행), 5,447,409(1995.09.05 발행), 7,578,649(2009.08.25 발행), 5,794,487(1998.08.18 발행), 7,946,800(2011.05.24 발행), 6,485,250(2002.11.26 발행), 7,891,935(2011.02.22 발행), 및 미국 특허 출원 No. 13/293,717(듀얼 아암 로봇, 2011.11.10 출원), 13/270,844(동축 구동 진공 로봇, 2011.10.11)의 개시내용 전부가 본 명세서에서 참조로 포함된다. 개시된 실시예의 유형은 일 예에서, 미국 등록 특허 8,293,066 및 7,988,398에 개시된 바와 같은 선형 이송 셔틀의 이송 아암에 포함되고, 이는 본 명세서에 참조로 포함된다.
도 1d에 도시된 실시예의 유형에서, 이송 장치(26B)의 아암은 이송장치가 픽/플레이스(pick/place) 위치로부터 신속하게 웨이퍼를 교환(예컨대, 기판을 홀딩하는 위치에서 웨이퍼를 픽업한 다음 즉시 동일한 기판 홀딩 위치에 웨이퍼를 위치시킴)할 수 있도록 하는 고속 교환(swap) 장치로 언급될 수 있도록 제공할 수 있다. 이송 아암(26B)은 임의의 적절한 구동 섹션(예컨대, 동축으로 배열된 구동 샤프트, 나란하는 구동 샤프트, 수평적으로 인접한 모터, 수직적으로 적층된 모터 등)을 가질 수 있으며, 각 아암이 임의의 적절한 자유도(예컨대, 숄더 및 Z축 모션을 가지는 엘보 조인트에 대한 독립적인 회전)를 가지도록 한다. 도 1d에서 도시된 바와 같이, 상기 유형에서 모듈(56A, 56, 30i)는 이송 챔버 모듈(18B, 18i) 사이 틈에 배치될 수 있으며, 적절한 처리 모듈, 로드 락(LL), 버퍼 스테이션, 계측 스테이션 또는 임의의 다른 적절한 스테이션을 정의할 수 있다. 예를 들어, 로드 락(50A, 56) 및 워크피스 스테이션(30i)와 같은 사이 모듈(interstitial modules)은 각각 고정식 워크피스 지지대/선반(56S1, 56S2, 30S1, 30S2)을 가질 수 있으며, 고정식 워크피스 지지대/선반은 이송 챔버의 직선 축(X)을 따라 이송 챔버의 길이를 통과하여 운송 또는 워크피스를 운반하기 위해 이송 아암과 협력할 수 있다. 워크피스는 인터페이스 섹션의 이송 아암(15)를 가지는 로드 락 모듈(56A)의 지지대 상에 위치할 수 있다. 로드락 모듈(56A)에서 워크 피스는 로드 락 모듈(56A)과 로드 락 모듈(56) 사이를 모듈(18B)내의 이송 아암(26B)에 의해서 이동될 수 있다. 그리고 유사하고 연속된 방식으로, 로드 락(56)과 아암(26i)(모듈(18i) 내부)워크피스 스테이션(31i) 사이와, 스테이션(30i)와 모듈(18i) 내부의 아암(26i)을 가지는 스테이션(412) 사이를 이동될 수 있다. 상기 공정은 반대 방향으로 워크피스를 이동시키기 위해서 전부 또는 일부가 전환될 수 있다. 그러므로, 일 유형에서, 워크 피스는 축(X)을 따르는 임의의 방향 및 이송 챔버를 따르는 임의의 위치로 이동될 수 있으며, 이송 챔버와 연결되는 임의의 적절한 모듈(처리 또리 그렇지 않으면)에서 로딩 및 언로딩 될 수 있다. 다른 유형에서, 고정식 워크피스 지지대나 선반을 가지는 사이의(interstitial) 이송 챔버 모듈은 이송 챔버 모듈(18B, 18i) 사이에 구비되지 않을 수 있다. 이러한 유형에서, 인접한 이송 챔버 모듈의 이송 아암은 이송 챔버를 통과하도록 워크피스를 이동시키기 위해서 엔드이펙터 또는 하나의 이송 아암으로부터 다른 이송 아암의 엔드이펙터로 직접 워크피스를 통과시킬 수 있다. 처리 스테이션 모듈은 기판상에 전기 회로 또는 다른 원하는 구조를 형성하기 위해서 다양한 증착, 에칭 또는 다른 유형의 공정을 기판상에 수행할 수 있다. 처리 스테이션 모듈은 이송 챔버 모듈과 연결되어, 기판이 이송 챔버에서 처리 스테이션으로 또는 그 반대로 이송 될 수 있게 한다. 도 1d에 도시된 처리 장치의 유사한 일반적인 특징을 가지는 치리 툴의 적절한 예는 미국 등록 특허 No.8, 398, 355에 기재되고, 그 전체가 참고 문헌으로 포함된다.
도 3을 참조하면, 임의의 처리 툴(390)의 일부를 개략적으로 도시한다. 여기에서 처리 툴(390)은 상술한 하나 이상의 처리 툴과 실질적으로 유사하다. 처리 툴(390)은 일반적으로 이송 로봇(130), 적어도 하나의 정적 검출 센서(예컨대, 자동 웨이퍼 센터링(AWC) 센서(199A, 199B)) 및 로봇 컨트롤러(일유형은 컨트롤러(11091))를 포함하고, 이는 예컨대 자동 기판 센터링 및 스테이션 교시 장치(300)를 형성한다. 예시적인 목적으로, 2개의 센서(199A, 199B)가 도3에 도시되나, 다른 유형에서 처리 툴은 2개 보다 더 많거나 적은 센서를 가질 수 있다. 또한, 도3은 처리 툴(390)의 예시적인 처리 모듈(325)를 도시한다. 도 3 에서, 이송 로봇(330)은 완전하게 개략적으로 도시되고, 앞서 언급한 바와 같이 로봇(330)은 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다. 로봇(330)은 처리 모듈(325)(전술한 처리 스테이션(110302, PM)과 실질적으로 유사함)로 운반을 위해 기판(S)을 그 위에 홀딩하는 로봇(330)이 도시된다. 처리 모듈(325)는 중심 위치(SC)를 정의하는 기판 홀딩 스테이션(315)을 가진다. 홀딩 스테이션(315)에 위치 시에, 기판(S)의 중심은 스테이션 중심(SC)과 실질적으로 일치하는 것이 바람직하다. 다른 유형에서, 기판 스테이션은 기판이 로봇에 의해 위치 될 수 있는 처리 장치의 임의의 적절한 영역으로 정의될 수 있다. 도 3에 도시된, 기판 위치 및/또는 로봇(330)에 대한 홀딩 스테이션(315) 및 센서(199A, 199B)는 단순히 예시적인 것이다. 다른 유형에서, 기판 홀딩 스테이션 및 센서는 이송 로봇에 대해 적절하게 위치될 수 있다. 도3 에서, 기판 이송 로봇(330), 센서(199A, 199B) 및 컨트롤러(11091)는 후술하는 바와 같이, 적어도 기판(S)의 편심을 결정할 수 있고, 로봇 엔드이펙터(395) 위에 웨이퍼 또는 기판 홀딩 스테이션(395S)(도 4a) 유지하도록 즉각적으로(온 더 플라이(on the fly) 방식으로)(예컨대, 기판 이송 동안) 기판 센터링 시스템을 형성하도록 연결된 것으로 도시되고, 로봇이 기판을 이송 경로(P)를 따라 홀딩 스테이션(315)에 이동시키고, 로봇이 기판 스테이션 센터(SC) 상에 기판(S)을 놓을 수 있도록 이송 로봇(330)의 위치 조절을 위한 센터링 팩터를 생성한다. 본 명세서에 기술 된 바와 같이, 기판 (S)의 센터링이 적어도 로봇 (330)의 열팽창 및/또는 수축에 기초하여 수행되도록, 로봇 (330)의 열팽창 및/또는 수축도 또한 결정된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 유형에서, 처리 툴(390)은 정렬기 또는 자동 웨이퍼 센터링 스테이션(362)을 포함 할 수 있다. 일 유형에서, 컨트롤러(11091)는 플라이 자동 기판 센터링에 영향을 주기 위해 정렬기(362)에 의해서 제공되거나 유도된 정보 또는 데이터 (예를 들어, 기판 직경, 기준 F위치 등)를 사용할 수 있다.
구현될 수 있는 바와 같이, 주지의 제어 방법으로 로봇 엔드이펙터(395)를 처리 툴(390)의 임의의 설정 위치로 특히, 기 설정된 엔드이펙터 센터나 엔드이펙터(395)의 기준 위치(395C)로 가져오기 위해서, 기판 이송 로봇(330)은 컨트롤러(11091)와 연결 및 접속하여, 컨트롤러(11091)는 기판 이송 로봇(330)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 로봇(330)은 설정된 장치(위치 또는 모터 엔커더(331)를 가질수 있으며, 상기 장치는 컨트롤러(11091)과 연결되고, 위치 좌표계와 모멘텀을 컨트롤러(11091)이 제어하는 적절한 신호를 컨트롤러(11091)에 전송한다. 상기 모멘텀은 로봇(330)과 관련된 임의의 설정된 기준 시스템에서 엔드이펙터 중심(395C)의 파라미터를 정의한다. 예를 들어, 로봇(330)은 회전의 숄더 축(Z)에 대한 전체 바디의 회전을 허용하도록 피벗되게 고정될 수 있고, 회전의 숄더 축(Z)에 대한 적어도 반경 방식에서 엔드이펙터(395C)를 이동하도록 연결될 수 있다. 기판 이송 로봇(330)의 엔코더(331)은 이동에 영향을 주는 로봇 모터의 절대 또는 상대 운동을 확인하기 위해서, 컨트롤러(11091)와 연결된다. 게다가, 컨트롤러(11091)는 엔코더 데이터(로봇의 기하학적 정보와 합쳐지고, 컨트롤러에 프로그램화됨)를 변환하고, 엔드이펙터의 중심(395C)의 위지 좌표와 관성 파라미터를 생성하기 위해서 프로그램화 될 수 있다. 그러므로, 컨트롤러(11091)는 임의의 주어진 시간에서 엔드이펙터의 중심(395C)의 위치 좌표(설정된 기준 좌표 프레임 내에)와 엔드이펙터의 임의의 목적 좌표(예, 기판 스테이션의 중심(SC))를 인식한다.
일 유형에서, 정렬기(362)는 임의의 적절한 기판 정렬기일 수 있다. 일 유형에서, 정렬기(362)는 장치의 전단 또는 대기 섹션(11000) 내에 위치되고(도1 참조), 다른 유형에서 정렬기는 장치내의 임의의 설정된 위치에 위치된다. 예를 들어, 적절한 정렬기는 미국 등록 특허 8,545,165호 “고속 정렬기”에 개시되고, 전문이 본원의 참조로 인용된다. 전술한 바와 같이, 정렬기(362)는 기판(S)상의 기준점(F)를 탐지할 수 있는 관통 빔 센서와 같은 적절한 센서를 구비할 수 있다. 구현 될 수 있는 바와 같이, 기준점(F)은 하나 이상의 처리 모듈의 특징을 처리하는 것과 관련된 기판(S)의 설정된 정렬을 인식하는 것을 제공한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 처리 모듈(325)는 특정 방향을 가지는 기판을 요구된 기판(S) 상에 주어진 처리를 수행할 수 있다. 정렬기(362)는 예를 들어, 정렬기 내에서 기판(S)을 위치하게 할 수 있으며, 그리하여 기판 홀딩 스테이션(315)에서 기판 이송 로봇(330)에 의해 연속적으로 이송 및 배치될 때, 기판(S)은 설정된 방향을 가진다. 다른 유형에서, 정렬기(165)는 컨트롤러(11091)에 위치 정보를 인식하게 하며, 컨트롤러(11091)는 설정된 방향을 가지도록 처리 모듈(325) 내에서 기판(S)을 배치하기 위해서 기판 이송 로봇(330)을 제어할 수 있다. 정렬기(362)에 의해서 설정된 기판의 방향은 인식된 위치 내에서 기판의 기준점(F)으로 위치한다. 기판을 위한 기준점의 인식 위치는 컨트롤러(11091)과 연결된다. 기판이 엔드이펙터(395)에 의해서 정렬기(362)에서 제공된 기준 위치 정보에서 이송시에, 컨트롤러(11091)은 엔드이펙터(395)에 대한 기준점(F)의 예상 위치를 설정하도록 프로그램화 된다. 적어도 기판(S) 상의 2개 지점에서 확인하는 센서(199A, 199B)를 사용하는 자동 웨이퍼 센터링에 영향을 미치기 위해서, 엔드이펙터(395) 상의 예상 기준 위치는 컨트롤러(11091)을 사용할 수 있다.
일 유형에서, 컨트롤러(11091)은 자동 웨이퍼 센터링을 수행하는데 사용되는 처리 툴(390)의 다양한 일시적 데이터와 기판(S)를 모니터링 및 등록하도록 프로그램화 될 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 기판(S)의 치수 특성은 환경적인 조건, 특히 온도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 기판(315)는 처리 중에 온도 변화를 받으면 열 팽창 및 수축을 겪을 수 있다. 일 유형에서, 컨트롤러(11091)는 기판의 가장자리를 따라 충분한 개수의 지점(예, 3개 이상)을 검출하여, 기판(S)의 이전 위치와 온도에 관한 데이터로부터 실질적으로 자유로운 임의의 적절한 방식으로 기판의 중심을 결정할 수 있다. 다른 유형에서, 컨트롤러(11091)는 기판의 이전 위치에 대한 정보, 이전 위치에서 받게 되는 환경 온도와 노출시간에 대한 정보, 및 임의의 다른 관련 정보를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판(S)은 소정의 온도에서 운송 컨테이너에 위치된 브레이크 모듈로부터 소정의 이전 시간에 제거될 수 있고, 이전 시간 동안 유지되고, 그 뒤 특정한 전단(front end) 온도를 가지는 처리 툴(390)로 로드될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(11091)의 메모리는 기판(S)이 운반되거나 기판(S)이 머무를 수 있는 처리 툴(390)의 다양한 영역에 온도에 관한 데이터뿐 만 아니라 반도체 제조 설비의 다른 원하는 부분의 온도에 관한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 온도 정보는 기판이 장치로 운송되는 이송 컨테이너(11050, 도1)에 대한 컨트롤러(11091)에 저장될 수 있따. 온도 정보는 전방 섹션(11000)(도 1 참조), 로드 락(11010), 및 기판이 버퍼될 수 있는 임의의 버퍼 스테이션(미도시)에 저장될 수 있다. 진공 섹션(11090)과 유사하게, 방사 표면 이나 열 흡수 표면(예, 가열 플레이트, 냉각 플레이트 등)의 온도와 같은 열 정보는 구현될 수 있는 바와 같이 컨트롤러(11091)에 저장된다. 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(170)은 또한 위치 및 시간과 같은 기판의 일시적인 정보를 모니터링하고 저장할 수 있다. 그러므로, 예시적인 실시예에서 컨트롤러(11091)는 센서(199A, 199B)를 통과할와 같은 설정된 시간 주기에서 기판(S)의 열적 상태를 충분하게 정의하기 위한 설정 파라미터에 대한 데이터를 그 메모리에 저장할 수 있다. 예를 들어, 정렬기(362)에 의한 반경의 측정시와 센서(199A, 199B)를 통과시에, 컨트롤러는 기판을 열적 상태(예, 온도)를 적절하게 설정하기 위해서 적절한 열적 평형 알고리즘을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 기판의 열적 상태를 식별하기 위한 데이터는 설정된 외부 메모리 위치로부터 컨트롤러에 의해 연결될수 있다. 또 다른 실시예에서 기판의 열적 상태는 광학 온도계와 같은 적절한 장치에 의해서 직접 측정될 수 있다. 기판의 온도에 관한 데이터는 기판의 열적 상태에 기인한 기판(S)의 치수 변화를 결정하는데 사용되기 위해서 컨트롤러와 연결될 수 있다. 다른 유형에서, 기판(S)의 중심은 예컨대 센서(199A, 199B)로 기판의 가장자리의 적어도 3개 지점을 탐지하고, 적어도 탐지된 3개 지점에 기초하여 센터를 결정함으로써, 기판의 온도에 관계없이 결정될 수 있다.
다시 도3을 참조하면, 센서(199A, 199B)는 기판 이송 로봇(330)에 의해 센서를 통과하도록 기판이 이동시에 기판(315)의 존재를 탐지할 수 있는 관통 빔(through beam)이나 반사 센서와 같은 임의의 적절한 유형일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 센서(199A, 199B)는 각각 빔 소스와 상기 빔을 탐지하거나 오탐지 시에 적절한 신호를 생성하는 탐지기를 가질 수 있다. 센서(199A, 199B)는 기판의 이송 경로(P)에 대해서 오프셋되게 우치할 수 있으며, 그리하여 기판의 에지는 센서(199A, 199B)의 센싱 영역을 통과하고, 하나 이상의 센서(199A, 199B)에 의해서 탐지된다. 기판(S)의 이송 경로(P)는 예시적인 목적으로 실질적으로 반경형 경로(예컨대, 경로는 기판 이송 로봇(330)의 회전의 숄더 축(Z)을 따라 연장됨)로 도 3에 도시된다. 다른 유형은, 기판(S)은 임의의 적절한 이송 경로를 가질 수 있다. 예를 들어, 경로는 오프셋된 직성형 경로이나 반경형 경로(P)에 실질적으로 평행할 수 있으며, 반면에 다른 유형은 경로는 아치형 경로일 수 있다. 다른 유형에서, 경로는 반경형 경로(P)에 대해서 적절한 각도를 가지고 오프셋 될 수 있다. 센서(199A, 199B)는 대상체의 에지를 결정하도록 향상된 민감성을 가지도록 최적화되게 배치될 수 있으며, 이는 미국 등록 특허 No.6,990,430에 기재되고 전문이 본원의 참조로 인용된다.
일 유형에서, 이송 경로(P)에 대한 하나 이상의 센서(199A, 199B)의 위치는 엔드이펙터(395) 상의 기판(315)의 예상 방향(예컨대, 기준점(F)의 예상 방향)과, 기판이 이송되는 처리 모듈(325)에 관련되는 기판 방향 파라미터에 기초한다. 소정의 처리 모듈로 이송되는 기판의 예상 방향은 처리 모듈 및 로봇이 설치시에 장치를 셋업할 때 결정될 수 있다. 즉각적인(온 더 플라이(on the fly) 방식인) 자동 기판 센터링 센서(199A, 199B)는 로봇 엔드이펙터(395) 상의 예상 기판 방향 아래에서, 소정의 처리 모듈과 관련된 방향 파라미터에 의존하며, 기준점(F)은 센서에 의해 정의된 배제 영역 내에 예상되지 않는 것을 보장하기 위해서 이송 경로(P)를 따라서 위치될 수 있다.
일 유형에서, 컨트롤러(11091)는 하나 이상의 센서(199A, 199B)를 이용하는 엔드이펙터(395)의 기준 위치(395C)에 대한 기판(S)의 중심 위치를 결정할 수 있다. 이는 예컨대, 미국 등록 특허 No. 6,990,430(2006,01,24 발행), No. 7,925,378(2011.04.12 발행)에 개시된 방법으로 전문이 본원의 참조로 인용된다. 다른 유형에서, 컨트롤러(11091)는 임의의 적절한 방식으로 엔드이펙터(395)의 기준 위치(395C)에 대한 기판(S)의 중심 위치를 결정할 수 있다. 이러한 방식은 미국 등록 특허 No. 4,819,167(1989.04.04 발행), No.5,980,194(1999.11.01 발행)에 개시되고, 전문이 본원의 참조로 인용된다.
상술한 바와 같이, 기판 홀딩 스테이션(315)에서 기판을 픽업하고 배치하기 위해서 기판을 자동적으로 센터링시에, 컨트롤러(11091)는 또한 기판 이송 장치(395)의 열적 팽창 및/또는 수축을 결정할 수 있다. 일 유형에서, 도 4a를 참조하면, 엔드이펙터(395)는 하나 이상의 데이텀(datum) 또는 결정 특징부(401, 402)을 제공하는 자체 센터링(self-centering) 엔드이펙터다. 결정 특징부는 엔드이펙터 기준점의 위치의 결정에 영향을 주는 임의의 적절한 방식으로 엔드이펙터에 통합(하나의 일체형으로 형성)되거나 장착된다. 데이텀 구성(datum features)(401, 402)이 엔드이펙터와 관련하여 본 명세서에 기재되지만, 다른 유형에서 데이텀 구성은 아암 링크와 같은 기판 이송 로봇(330)의 임의의 적절한 영역상에 위치할 수 있다. 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)은 엔드이펙터(395)의 기준 위치(395C) (또한 도 4a에서 Xc, Yc 위치로 기재됨) 및 엔드이펙터의 모든 공간 위치 대해서 결정론적이다. 예를 들어, 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)는 본 명세서에서 더 상세히 기재되는 엔드이펙터(395) 및 데이텀 구성(401, 402)의 온도에 관계없는 기준 위치(395c)를 가지는 고정된 기 설정된 관계식을 가진다. 일 유형에서, 엔드이펙터(395)(하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)를 포함)는 예컨대 전술한 온도 범위(예컨대 850°C 또는 그 이상)와 같은 고온에서 치수안정성을 가지고, 엔드이펙터(395)의 재료는 열적 팽창 및 수축을 실질적으로 제한한다. 일 유형에서, 엔드이펙터(395) 및 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402) 는 알루미나 또는 고온에서 열 팽창 및 수축량을 상당히 제한하는 안정한 재료를 포함한다. 또한, 엔드이펙터와 데이텀 구성 재료는 약 850°C도 아래의 온도에서 치수적으로 안정하다. 엔드이펙터(395)의 고온 및 열팽창이 기재되었지만, 개시된 실시예의 유형은 예를 들어, 약 500 °C의 적절한 기판 처리 온도와 약 200 °C 낮은 처리 온도에 적용할 수 있는 실시예를 개시한다.
일 유형에서 도 3 및 도 4a를 참조하면, 센서(199A, 199B)를 통과하는 기판 이송 장치(330)와 이송 아암(330A)의 하나 이상의 센서(199A, 199B 및 이동중 모션(499)(예컨대 온 더 플라이 방식)와 같은 자동 기판 또는 웨이퍼 센터링 센서에 의해 검출되기 위해서, 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)은 예를 들어엔드이펙터(284) 또는 기판 이송 장치(330)의 임의의 다른 적절한 위치에 형성되어 배치된다. 모션은 하나 이상의 반경 팽창/수축 모션(예, R모션), 회전 모션(예, θ모션) 또는 적절한 직선 또는 곡선 모션이다. 일유형에서, 데이텀 구성(401, 402)은 또한 엔드이펙터(395) 상에 위치한 기판(S)에 대해 위치하며, 기판(S)가 엔드이펙터(395)에 의해서 고정 또는 이동시에 센서(199A, 199B) 에 의해서 감지된다. 예를 들어, 엔드이펙터(395)의 기판 홀딩 스테이션(395C)은 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)은 엔드이펙터(395)에 의해서 방해되지 않는다. 또한, 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)은 엔드이펙터(395)에 의해 고정된 기판(S)에 의해 방해되지 않는다. 일 유형에서, 데이텀 특징(401, 402)은 기판 홀딩 스테이션(395S)에서 분리 및 이격된 기판 이송 로봇(330)에 위치한다. 일 유형에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 데이텀 구성(401')은 기판 이송 장치(330)의 아암(330A)에 위치한다. 예를 들어, 일 유형에서 엔드이펙터(395)는 손목(wrist) 블레이드(395WR)이나 엔드이펙터에서 아암(330A)의 링크를 커플링하는 다른 적절한 기계적 인터페이스에 의해서 아암(330A)에 연결된다. 일 유형에서, 손목 블레이드(395WR)은 기판 이송 장치 아암(330A)의 손목 축을 정의하고, 엔드이펙터(395)를 연결하기 위한 커플링 서포트 또는 시트를 포함한다.
구현되는 바와 같이, 기판(S)은 센터링된 위치(예컨대 기판의 중심이 엔드이펙터 기준점(395C)과 일치) 또는 편심 위치(예컨대 기판이 엔드이펙터 기준점과 불일치)에서의 엔드이펙터에 위치될 수 있다. 센서(199A, 199B)는 엔드이펙터(395)의 이동중 모션(499) 중에 즉각적으로 각각의 센서(199A, 199B)를 통과하는 데이텀 구성의 이송(425-428)과 각각의 센서(199A, 199B)를 통과하는 기판의 이송(421-422)을 탐지할 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 기판(S은 기판 중심(WC)과 엔드이펙터의 기준점(395C) 사이의 임의의 이심률(e)로 엔드이펙터(395) 상에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 기재된 바와 같이 데이텀 구성(401, 402)과 엔드이펙터(395)의 기준점(395C) 사이의 기 설정된 결정론적 관계는 임의의 교시 기구(teaching fixtures)에서 이격된 기판 중심 오프셋(예컨대 이심률(e))의 식별과, 기판 이송 로봇(330)(예컨대 적어도 로봇의 아암(330A))이 열적 변형(예, 팽창 또는 수축)될 때 임의의 교시 엔드이펙터 중심 또는 기준 위치(395C)의 식별과, 엔드이펙터의 중심 또는 센서(199A, 199B)에 대한 기준 위치(395C)의 식별을 제공한다. 그리하여, 스테이션 홀딩 위치(SC)는 인식 및 교시될 수 있고, 히스테리시스(hysteresis)의 최소화(예, 센서의 대기시간)는 각 센서 이송(421-428)과 관련된 로봇(395) 위치의 검출에 영향을 준다.
각각의 데이텀 구성(401, 402)은 알려진 기 설정된 형상을 가진다. 상기 형상은 엔드이펙터의 기준점(395C)에 대한 센서(199A, 199B)에 의해 스캐닝된 각각의 에지 또는 전이점(425, 426, 427, 428)의 검출을 위한 고유의 결정론적인 솔루션(deterministic solution)을 정의한다. 상기 알려진 기 설정된 형상은 센서(199A, 199B)에 의해 탐지 또는 감지되어 열 팽창/수축 이전의 엔드이펙터 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)와, 열 팽창/수축 이후의 엔드이펙터 기준점(395)의 위치를 결정한다. 일 유형에서, 센서(199A, 199B)는 처리 툴(390)내에 위치하고, 각 센서는 엔드이펙터가 센서(199A, 199B)를 통과하여 이동시에 엔드이펙터(395)의 길이방향 중심라인(CL)에서 오프셋된다. 여기서, 센서(199A, 199B)는 중심라인(CL)의 반대 측면에 위치하고, 다른 유형에서 중심라인(CL)의 공통 측면 상에 위치하는 하나 이상의 센서가 있을 수 있다.
도 4a에서 도시된 유형에서, 엔드이펙터(395)의 대향 측면(일반적으로 측면은 x방향이고, 길이방향축은 엔드이펙터의 중심라인(CL)에 의해 정의됨)에서 연장되거나 종속되는 2개의 데이텀 구성(401, 402)이 있으며, 다른 유형에서 2개의 데이텀 구성(401, 402)보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 도 4b를 참조한 일유형에서, 엔드이펙터(395)의 일측면에 배치(연장 또는 의존되는)되는 단일 데이텀 구성(401)이 있다. 다른 유형에서, 엔드이펙터(395)는 공통 측면이나 대향 측면에 배치되는 보충적인 데이텀 구성을 구비한다. 예를 들어, 도 4c를 참조하면, 기준 데이텀(401, 402')는 엔드이펙터(395)의 공통 측면에 위치한다. 데이텀 구성(401, 402')는 각 쌍의 전이점(425', 426', 427, 428)을 사용하는 보충적인 엔드이펙터 기준점(395C)의 위치 결정을 제공한다. 각각의 보충적인 데이텀 구성(401, 402')는 다른 데이텀 구성에 보충적이고, 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)를 결정하기 위한 독특한 결정론적 솔루션을 제공한다. 상기 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치는 위치 결정의 정확성을 향상시키기 위해서 본원에서 기재된 바와 결합되고 평균화될 수 있다. 다른 유형에서 보충적인 기준 데이텀 구성(401, 402')이 엔드이펙터(395)의 공통 측면에 설명되나, 보충적인 데이텀 구성은 엔드이펙터의 대향 측면상에 배치될 수 있다. 다른 유형에서, 도4d 및 도 4e를 참조하면, 엔드이펙터(395)는 하나 이상의 데이텀 구성(403)을 포함한다. 데이텀 구성(403)은 엔드이펙터(395)내에 개구(예, 슬롯이나 홀)과 같은 내부 데이텀 구성으로 형성된다. 하나 이상의 데이텀 구성(403)은 본원에서 실질적으로 유사한 방식으로 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)의 결정에 영향을 끼치는 임의의 적절한 형상 및 구성을 가진다. 예를 들어, 하나 이상의 데이텀 구성(403)은 단일 구성 또는 복수개의 구성(403A, 403B)일 수 있다. 이는 구성의 위치와 크기를 결정하기 위해서 하나 이상의 방향으로 스캔된다. 이후 형상과 크기는 엔드이펙터의 열 팽창 또는 수축, 및 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)를 결정하기 위해서 컨트롤러에 의해 사용된다. 일 유형에서, 하나 이상의 데이텀 구성(403)은 기판 이송 로봇(330)의 이동 중에 스캐닝 되기 위한 형상 및 사이즈를 가지고, 이는 데이텀 구성(401, 402)에 대한 본원에 기재된 바와 유사하다. 일 유형에서, 본원에서 기재된 열적 효과는 웨이퍼의 이심률의 결정에 독립적으로 결정되고, 아암(330A), 엔드이펙터(395) 및/또는 손목 블레이드(395WR)위에 임의로 배치되는 다른 데이텀 구성을 가지도록 감지된다. 예를 들어, 일 유형에서, 하나 이상의 내부 데이텀 구성(403, 403A, 403B)의 적어도 일 영역은 엔드이펙터(395)의 에지(395EG)와 같은 외부 데이텀 구성에 대응한다. 예를 들어, 데이텀 구성(403A, 403B)의 에지(403E)는 에지(395EG)와 기 설정된 관계식을 가지고, 그리하여 에지(403E, 395EG)는 적어도 엔드이펙터의 기준점(395C)의 결정에 영향을 미치기 위해서 데이텀 구성(401, 402)의 에지에 대해 기재되는 방식으로 감지/탐지된다. 데이텀 구성(403, 403A, 403B)의 형상 및 개수는 대표적인 것이고, 다른 유형에서 각각 임의의 적절한 형상을 가지는 데이텀 구성의 임의의 적절한 숫자를 구비한다. 다른 유형에서, 도 4f를 참조하면, 데이텀 구성(401”, 402”)은 엔드이펙터(395)의 하나 이상의 에지와 일치한다. 예를 들어, 엔드이펙터는 손목부(395W)와 기판 홀딩부(395H)를 포함한다. 상기 유형에서, 손목부(395W) 또는 엔드이펙터(395)의 임의의 적절한 부분은 형성되어, 손목부(395W)의 에지는 손목부(395W)의 에지와 일치하는 데이텀 구성(401”, 402”)에 통합적으로 형성된다. 다른 유형에서, 본원에서 기재되는 데이텀 구성은 기판 이송 장치(330)의 아암(330 A)의 하나 이상과, 엔드이펙터(395)와 아암(330A) 사이의 기계적인 인터페이스(예컨대, 손목부(395W)와 유사한 손목 플레이트)와 통합된다.
도 4a에 도시된 유형에서, 데이텀 구성(401, 402)는 곡선 형상을 가지며, 각각의 데이텀 구성(401, 402)의 선단 및 후단 에지(전이 425-428 대응)는 실질적으로 일정한 곡률을 가지며, 전이부(425-428)에서 선단 및 후단 에지의 검출은 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)의 위치를 설정하기 위한 컨트롤러(11091)에 의해서 해결된다(예컨대, 엔코더(331)에서의 데이터 위치). 다른 유형에서, 데이텀 구성(401, 402)는 엔드이펙터의 기준점(395C)에 대한 특이한 솔루션을 가지는 임의의 적절한 형상을 가지며, 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc,Yc)를 인식할 수 있다. 예를 들어, 일 유형으로 도 5를 참조하면, 데이텀 구성(501, 502)은 기 설정된 오프셋(FS1, FS2)를 가지는 직선 에지 및 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)에 대한 각도(α)를 포함한다. 일 유형에서, 본원에 개시된 각각의 데이텀 구성은 기판 홀딩 스테이션(395S)의 엔드이펙터의 기준점(395C)를 독립적으로 해결할 수 있다. 일유형에서, 본원의 데이텀 구성은 엔드이펙터(395) 배치되거나 기판 이송 로봇(330)의 다른 적절한 위치에 배치되고, 데이텀 구성의 검출은 엔드이펙터(395)에 관계없이 기판 이송 로봇(330)의 크기 변화를 정의하고, 일 유형에서 상기 변화는 기판 이송 로봇(330) 상에 열적 효과를 야기한다.
일 유형에서, 도4a를 참조하면, 복수의 데이텀 구성(401, 402)는 엔드이펙터의 기준점(395C)의 기준 위치(Xc, Yc) 결정의 정확성을 향상시키기 위해서 엔드이펙터 상에 구비된다. 예를 들어, 데이텀 구성(401, 402)는 서로 실질적으로 유사하고, 서로에 대해서 반대로 배치되고, 데이텀 구성(401, 402)의 각 형상은 예컨대, 제1 서클 VRW1(전이부(425, 427)에 대응) 및 제2 서클 VRW2(전이부(426, 428)에 대응)과 같은 하나 또는 그 이상의 보통 가상 기준 특징부에 나란하다. 두개의 서클이 기재되나, 다른 유형에서 전이부는 단일 서클 또는 2개 이상의 서클에 대응될 수 있다. 다른 유형에서, 데이텀 구성(401, 402)는 예를 들어 엔드이펙터의 기준점(395C)과 기 설정된 관계를 가지는 임의의 적절한 기하학적(geometric) 구성을 가질 수 있다. 각각의 서클 VRW1, VRW2는 알려진 직경을 가지고, 또한 각 서클 VRW1, VRW2(및 각 서클과 전이부(425, 427, 및 426, 428)에 대응되는 데이텀 구성(401, 402)의 에지)는 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)를 결정하는 각각의 결정론적 솔루션(deterministic solution)을 가진다. 일 유형에서, 서클 VRW1, VRW2의 각 솔루션, 전이부(425, 427 및 426, 428)에 대응하는 엔코더(331)에서의 위치 데이터는 제어부(11091)에 의해 통합 또는 평균화 되고, 제어부는 예를 들어 센서(119A, 119B) 신호 및 로봇 엔코더 데이터의 노이즈 변동을 실질적으로 제공하는 임의의 적절한 방식을 가진다. 단일 데이텀 구성과 같은 각 데이텀 구성의 솔루션 다른 유형에서, 엔드이펙터의 반대 측면에 배치되는 데이텀 구성 및/또는 엔드이펙터의 공통 측면에 배치되는 데이텀 구성(보충적인 구성 또는 비보충적인 구성 여부)은 센서 및 엔코더 데이터에서의 노이즈 변동을 제거하기 위해서 통합 및 평균화 될 수 있다.
실현할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 전이부(421-428)을 예컨대 검출시에 이송되는 아암(330A) 및 엔드이펙터(395)의 속도 효과에서 유래되는 히스테리시스(hysteresis) 효과가 있다. 예를 들어, 이송 아암(330A)의 높은 속도는 적어도 하나 이상의 전이부(425-428)을 측정하는 센서(199A, 199B)의 시간과 컨트롤러(11091)에서 받는 센서 신호 시간 사이의 지연시간에 기이한 더 큰 변동 효과를 초래한다. 일 유형에서 히트테리시스 효과는 예컨대 다른 속도에서 각각의 전이부(425-428)의 검출 신호에 대응하는 이송 아암(330A)의 반경방향으로의 엔코더 위치 연장 수치를 통합하여 해결된다. 예를 들어, 반경방향의 아암(330A)의 연장을 사용되고, 다른 유형에서 엔코더(331)에서 획득된 아암(330A)의 위치 정보는 임의의 적절한 좌표계에 대응하는 임의의 적절한 위치 데이터일 수 있다. 예를 들어, 이송 아암(330A) 이송은 기판(S)을 배치하기 위한 제1 속도에서 기판 홀딩 스테이션으로 연장되고, 기판 홀딩 스테이션(315)에서 들어간다. 기판(S)을 배치되는 것은 제1 속도와 다른 제2 속도에서 진행된다. 전이(425-428) 데이터는 이송 아암(330A)의 연장 및 수축 경로에서 컨트롤러(11091)에서 전달받는다. 예를 들어, 센서(199A, 199B)와 엔코더(331)에 의한 엔드이펙터의 경로는 전이(425-428) 데이터에 대응되는 컨트롤러(11091)에 위치 값/데이터를 전달한다. 컨트롤러(11091)는 엔코더(331)로부터 위치 값/데이터를 통합 및 평균화 할 수 있다. 위치 값/데이터는 히스테리시스 효과를 보상하기 위해서 연장 및 수축 경로를 위한 전이(425-428) 데이터에 대응된다. 실현될 수 있는 바와 같이, 다양한 연장 및 수축 경로는 히스테리시스 효과를 실질적으로 줄이거나 제거하기 위해서 통합되고 평균화 될 수 있다. 아암(330A)의 반경 방향 연장은 예시적으로 전술한 히스테리시스 보상에 대해서 설명되지만, 다른 유형에서, 아암(330A)은 상이한 속도에서 다수의 방향으로 임의의 적절한 경로를 따라 센서를 통과할 수 있으며, 센서 전이에 대응하는 위치 데이터는 히스테리시스 효과를 보상하기 위해서 병합 및 평균화 된다.
도 4a를 참조하면, 개시된 실시예의 유형의 예시적인 구동이 설명된다. 상술한 바와 같이, 종래의 자동 웨이퍼나 기판 센터링 알고리즘은 이심률을 제로인 기준 웨이퍼 위치로 정의하기 위해서 기판 센터링 기구를 이용한다. 개시된 실시예의 일 유형에서, 데이텀 구성(401, 402)은 이심률이 제로인 웨이퍼 위치(예컨대 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치)에 관한 기 설정된 결정론적 관계를 가진다.
이와 같이, 데이텀 구성(401, 402)에서 획득된 측정값은 엔드이펙터 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)를 정의한다. 각 센서(199A, 199B)를 통과하는 데이텀 구성(401, 402)과 같이, 각각 하나 이상의 센서(199A, 199B)에 의해서 측정된 전이부(425-428)는 각각의 센서(199A, 199B)가 각 전이부(425-428)를 탐지하는 순간에 기판 이송 로봇(330)와 엔코더(331)에서 제공된 엔드이펙터의 위치로 측정된다. 일 유형에서, 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)는 엔드이펙터(395)에 위치한 기판(s)의 이심률 결정과 실질적으로 동시에 결정된다(예컨대, 동일 경로상에 상에서 또는 엔드이펙터, 데이텀 구성 및/또는 기판이 센서(199A, 199B)를 통하는 단일 경로에서).
일 유형에서, 데이텀 구성(401-402)이 하나 이상의 센서(199A, 199B)를 통과시에, 본원의 자동 기판 센터링 및 스테이션 교시 장치(300)는 기판이송 로봇(300)의 적어도 엔코더 데이터가 엔드이펙터의 기준점(395C)과 연관되도록 기 설정된 캘리브레이션 또는 기준 온도(TREP)에서 측정된다. 캘리브레이션 온도는 예컨대, 기판 이송로봇(330)이 온도 팽창 또는 수축에 자유로운 온도 및/또는 기판 홀딩 스테이션(315)가 기판 이송 장치(330)을 교시하는 온도와 같은 임의의 적절한 온도일 수 있다. 다른 유형에서, 캘리브레이션 온도는 기판 이송 장치(330)에 대한 열 팽창 또는 수축량이 알려진 온도이다. 일 유형에서, 자동 기판 센터링 및 스테이션 교시 장치(300)을 캘리브레이션하기 위해서, 기판 이송장치의 환경은 캘리브레이션 온도가 된다(도 6, 블록600). 기판 이송 로봇(330)은 예를 들어, 기판 홀딩 스테이션(315)의 위치로 이송 챔버를 이동시킨다. 기판 이송 로봇(330)이 기판 홀딩 스테이션(315)로 이동시에, 엔드이펙터(395)(예, 데이텀 구성)은 하나 이상의 센서(199A, 199B)를 통과한다(도6, 블록 605). 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 예컨대, 전이부(425-428)에서 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)의 선단 및 후단 에지를 검출한다(도6, 블록 610). 각각의 전이부(425-428)에서, 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 발생된 각각의 전이부(425-428)를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)로 보내고(도6, 블록615), 상기 신호에 응답하여 기판 이송 로봇(330)의 엔코더는 기판 이송 로봇(330)의 위치를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)로 보낸다(예컨대 컨트롤러(11091)은 전이부 검출에 응답하여 엔코더 데이터를 전달받음)(도 6, 블록 620). 컨트롤러는 전이부(425-428)에 대응하는 엔코더 데이터에 기초하여 엔드이펙터 기준 위치(395C)의 위치(예, 기판의 위치는 제로 이심률임)와, 임의의 적절한 방식으로 데이텀 구성(401, 402)과 엔드이펙터의 기준점(395C) 사이의 알려진 결정론적 관계를 결정한다. 그리하여 기판 이송 로봇(330)의 엔코더 데이터(예, 반경방향 연장 위치)는 기판 이송 로봇(330)이 엔드이펙터의 기준점(395c)에 일치된다(예컨대, 엔드이펙터의 기준점의 위치(Xc, Yc)는 컨트로러에 의해 인식됨) (도 6, 블록 625). 일 유형에서, 컨트롤러(11091)은 예컨대, 전이점(427, 428) 및 기준 데이텀(401)에 대한 하기의 관계식을 이용하여 위치(Xc, Yc)를 결정한다. 도 4a 및 7을 참조하면:
r1 및 r2는 각각 데이텀 구성(401, 402)에 의해서 정의되는 가상 서클 VRW1, VRW2의 반지름이며; γ1 및 γ2는 가상 서클 VRW1, VRW2 상의 전이점(427, 428)에 대한 각도이며; 및 ΔR은 전이점(427)과 전이점(428)에서의 아암의 반경방향의 연장의 차이이다. 기준 데이텀(402)에 대한 전이부(425, 426)의 유사한 계산은 수행되고, 이는 전이부(427, 428)의 계산 결과와 평균화되어 캘리브레이션의 정확성을 향상시킨다.
다시, 다른 솔루션/방정식은 데이텀 구성(401, 402)의 기하학적 구성에 의존하여 적용될 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 자동 기판 센터링 및 스테이션 교시 장치(300)의 캘리브레이션은 예컨대, 툴의 셋업시에 또는 기판 이송이 대체시에 수행되고, 기판 처리 장치가 보안 처리 상태에 있게 되면 수행될 필요가 없다(예컨대, 밀봉된 처리 장치 내의 온도가 기판 처리 온도가 됨). 게다가, 캘리브레이션 온도에서 기판 이송 아암(330A)의 반경방향의 연장(RCT)는 적어도 하나의 전이부(425-428)에서 결정된다. 그러나 다른 유형에서, 기판 이송아암의 연장은 반경방향이 아니며, 전이부(425-428)의 X,Y좌표(또는 임의의 다른 적절한 좌표시스템 내의 기판 이송 장치의 좌표)는 컨트롤러(11091)에 의해 기록되고, 전이부(425-428)에 연관된다.
전술한 바와 같이, 예컨대 기판 이송 로봇(330)와 같은 기판 처리 장치에서의 온도 효과는 예를 들어, 기판 홀딩 스테이션(315)에서 기판(S)을 배치 및 픽업하는 것에서의 정확성의 오류에 대한 원인이 될 수 있다. 예를 들어, 기판 이송 로봇(330)의 열 팽창 및/또는 수축은 즉각적으로(온 더 플라이(on the fly) 방식으로) 보상되고, 일 유형에서 기판 처리와 상당히 동시적이며, 기판 홀딩 스테이션(315)와 같은 기판 홀딩 스테이션에서 또는 스테이션으로의 기판(S)을 픽업 및 배치하는 중에, 데이텀 구성(401, 402)의 전이부 데이터에 대응하는 기판 처리 로봇(330)의 아암(330A)의 위치상 데이터를 가진다(도 3). 일 유형에서, 또한 기판 처리 모듈(325)(및 기판 홀딩 스테이션(315)와 같은 구성)의 열적 효과는 예를 들어, 기판 처리 모듈(325)에서 기판 처리 모듈(325)에 기판 처리 모듈(325)의 열 팽창/수축을 기판 이송 장치(330)의 열 팽창/수축에 관련시키는 컨트롤러(11091) 내에 구성 가능한 스케일을 저장하여 보상된다. 일 유형에서, 기판 처리 모듈(325)의 열적 팽창/수축 값은 본원의 기판 이송 장치(330)의 열 팽창/수축의 알려진 수치에 기초하여 컨트롤러에 의해서 측정된다. 예를 들어, 아암(330A)의 열 팽창/수축은 기판 처리 모듈(325)의 팽창/수축을 측정하기 위한 온도 센서로 기능을 하고, 이러한 관련성은 구성 가능한 스케일에서 나타나진다.
구현될 수 있는 바와 같이, 기판 처리 장치의 처리 온도가 변화함에 따라, 이송 아암(395)와 같은 기판 이송 장치(330)의 열 팽창 또는 수축의 결과로써, 데이텀 구성(401, 402)의 검출된 전이부(425-428)는 기판 운송 로봇(330)의 위치에 대하여 변화한다. 이와 같이, 기판 이송 장치(330)의 위치 데이터를 캘리브레이션 온도(TREF)에서의 상대 값과 비교하여, 결과적인 열 팽창 또는 수축 효과를 측정하는 것이 가능하다. 도 9를 참조하면, 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치는 예를 들어 온도 영향에 의한 왜곡이 있을 때를 제외하고 유일해야 한다. 설정된다면, 예컨대 기판 이송 아암(330A)의 온도 왜곡효과를 정량화하기 위해서, 캘리브레이션 온도(TREF)에서 위치(Xc, Yc)를 측정하고, 캘리브레이션 과정(전술한 바와 같이)의 일부로 위치를 저장할 수 있다. 임의의 온도(T)에서 기판 이송 로봇이 기판 처리 모듈(325)의 기판 홀딩 스테이션(315)에서 또는 이로부터 연장 또는 수축시에, 온도 효과는 아래와 같이 계산된다:
측정된 왜곡은 웨이퍼 오프셋 측정값과 임의의 적절한 방식으로의 정정을 포함하여, 웨이퍼 중심(WC)은 스테이션 위치(SC)를 따라 배치된다. 일 유형에서, ΔX(T), ΔY(T)는 본원에 기재되는 바와 같이 기판 처리 모듈(325) 상에 열적 효과를 결정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 유형에서, 기판 이송 로봇(330)은 엔드이펙터(395)를 가지는 임의의 적절한 기판 홀딩 스테이션에서 기판(S)을 픽업한다(도 8, 블록800). 일 유형에서, 열적 보상은 기판을 홀딩하는 엔드이펙터 없이 수행되고(예, 도 8의 블록 800은 선택적임), 기판 처리 이전에 또는 그 동안에 수행될 수 있다. 기판 이송 로봇(330)은 예컨대 이송 챔버나 다른 제어된 환경에서 기판 홀딩 스테이션(315)의 위치로 이동한다. 기판 이송 로봇(330)이 기판 처리 모듈(325)의 기판 홀딩 스테이션(315)를 향하여 이동하면(예, 기판(S)를 두거나, 센서(199A, 199B)를 통과하여 데이텀 구성(401, 402)을 이동하기 위해서), 기판(S) 및/또는 엔드이펙터(395)(예, 데이텀 구성(401, 402))는 하나 이상의 센서(199A, 199B)를 통과한다(도 8, 블록 805). 엔드이펙터(395)가 기판을 홀딩하는 측면에서, 하나이상의 센서(199A, 199B)는 전이부(421-424)에서 예컨대 기판(S)의 선단 및 후단 에지의 이송을 즉각적으로 감지한다(도 8, 블록 810). 일 유형에서, 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 예를 들어, 전이부(425-428)의 검출을 추가하거나 그 대신에(도 8의 블록 810에서 기판의 검출은 일 실시예에서 선택적임) 전이부(421-424)에서 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)의 선단 및 후단 에지의 이송을 즉각적으로 감지한다(도 8, 블록 815). 각 전이부(421-428)에서, 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 발생된 각 전이부(421-428)를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)로 전송하고(도 8, 블록 820 및 821은 엔드이펙터가 기판을 홀딩시에만 블록 820이 발생), 상기 신호에 응답하여 기판 운송 로봇(330)의 엔코더는 기판 이송 로봇(330)의 위치를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)로 전송한다(예, 컨트롤러(11091)는 전이부 감출에 응답하여 엔코더 데이터를 수신)(도8, 블록825). 일 유형에서, 예컨대 전이부(428)과 같은 하나 이상의 전이부(425-428)에서 기판 이송 로봇(330)의 반경방향 연장 위치(RΔT)에 기초하여, 처리 온도(예, ΔT)에서 엔드이펙터의 기준점(395C)의 열적 보상은 결정된다. 예를 들어, 센서(119A)가 전이부(428)을 검출하고, 기판 이송 장치(330)의 엔코더(331)가 기판 이송 장치(330)의 위치를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)로 전송시에, RΔT은 컨트롤러(11091)에 의해 결정된다. RΔT은 예를 들어 열 팽창 또는 수축에 의한서 센서(199A)에서 숄더 축(Z)으로의 기판 이송 장치(330)의 아암(330A)의 치수 변화에 상응하거나 반영한다. 그리하여, 처리 온도에서 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(XCΔT, YCΔT)는 예컨대 실질적으로 기판 처리와 동시에 결정되고(도 8, 블록835), 하기의 방정식을 따른다:
예컨대 엔드이펙터(395)의 재료의 열적 안정성에 의해서, r2 cos γ2의 캘리브레이션 값에서 r2 cos γ2은 변화하지 않는다. 또한 엔드이펙터(395)의 재료의 열적 안정성에 의해서, XCΔT 은 실질적으로 일정(예, Xc와 동일)하다. 일 유형에서, 처리 모듈의 치수 요소(예, 열적 효과에 기인함)는 설정된 바와 같이 기판(S)을 처리 모듈 스테이션(315)에 위치시키기 위해 이송 로봇의 정류(commutation)를 위한 프로세스 모듈(325)과 스테이션(315)의 치수 변화와 효과를 통합하기 위해서 YCΔT와 XCΔT의 합으로 병합될 수 있다. 일 유형에서, 처리 온도의 실제값은 기판 이송 아암(330A)의 열 팽창을 보상하기 위해 알려질 필요는 없으며, 온도 보상 효과는 예컨대 보정 온도에서 전이부(425-428)의 대응 위치값으로부터 처리 온도에서 전이부(425-428)의 상대 편차를 자연스럽게 검출하여 달성될 수 있다. 컨트롤러(11091)는 기판 이송 로봇(330)의 열 팽창 및/또는 수축을 즉각적으로(온 더 플라이(on the fly) 방식으로) 보상하기 위해서, 처리 온도에서 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(XCΔT, YCΔT) 에 기초하여 기판 이송 장치(330)의 이동을 제어한다. 예컨대, 위치(Xc, Yc)는 처리 온도에서 RΔT에 기초하여 즉각적으로(온 더 플라이(on the fly) 방식으로) 보정된다.
처리 온도에서 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(XCΔT, YCΔT) 결정은 전이부(428)에서부터 상부로 결정되고, 다른 유형에서 위치(XCΔT, YCΔT)는 예컨대 제1 서클 VRW1 및 제2 서클 VRW2와 같은 하나이상의 지점을 이용하여 결정된다. 복수의 지점은 제1 서클 VRW1 및 제2 서클 VRW2 중 하나와 공통으로 대응된다. 예를 들어, 전이부(426, 428)와 같은 2 지점(또는 다른 유형에서 전이부(425, 427)이 사용됨)은 위치(XCΔT, YCΔT)를 결정하기 위해서 사용된다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 위치(XCΔT, YCΔT)는 예컨대 하기의 관계식을 이용한 전이부(426, 428)을 감지하여 도출할 수 있다:
상기 방정식은 엔드이펙터(395)에 의해 위치되는 센터링된 기판을 나타내는 하나 이상의 가상 서클 VRW1, VRW2을 사용하기 위하여 단부 이펙터의 기준점(395C)를 위치시킨다. 구현되는 바와 같이, 서클 위의 2 지점을 사용하는 방정식은 양 서클(VRW1, VRW2)에 적용될 수 있다. 엔드이펙터의 기준점(395C)의 각각의 결과 위치는 위치(XCΔT, YCΔT) 결정의 정확성을 향상시키기 위해서 평균화된다. 이때, 개시된 실시예의 다른 유형에 따라, 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치는 엔드이펙터(395) 상에 위치한 기판(S)의 위치에 관계없이 결정된다. 각 시간 및 전체 시간에서 기판 이송 장치(330)의 아암(330A)을 기판 처리 모듈/스테이션(325)로 또는 이로부터 연장한다. 다시 일 유형에서, 처리 모듈(325)의 치수 변화는 본원에 개시된 바와 같이 처리 모듈 스테이션(315)에서 기판(S)의 배치를 수행하기 위해서 위치(XCΔT, YCΔT)의 결정과 결합될 수 있다.
일 유형에서, 엔드이펙터가 기판(S)을 홀딩하는 경우, 처리 온도에서의 전이부(421-424)의 기판 센서 전이 데이터와 엔드이펙터 기준점(395C)의 위치(XCΔT, YCΔT)에 기초하여 원한다면(도 8, 블록 840) 컨트롤러(11091)는 이심률(e)을 결정할 수 있다. 일 유형에서, 기판(S)의 이심률(e)은 임의의 적절한 방식으로 예컨대, 전문이 본원의 참조로 인용되는 미국 등록 특허 No. 6,990,430; 7,925,378; 4,819,167; 및 5,980,194호에 개시된 방법으로 즉각적으로 결정된다. 예를 들어, 도 4a를 참조하면, 기판 중심(WC)의 위치(Xw, Yw), 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc) 및 기판(S)의 이심률(e)이 설명된다. 기판 중심(WC)의 위치(Xw, Yw), 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(Xc, Yc)는 캘리브레이션 온도나 처리 온도(ΔT)에서의 위치이고, 위치(Xw, Yw, Xc, Yc(XCΔT, YCΔT))은 본원에 기재된 바와 같이 결정된다. 일 유형에서, 이심률(e)은 하기의 방정식을 사용하여 결정될 수 있다:
기판 홀딩 스테이션(315)의 위치는 캘리브레이션 온도에서 기판 이송 로봇(330)에 교시(taught)되는 반면에, 일 유형에서 기판 홀딩 스테이션(315)의 위치는 처리 온도에서 기판 이송 로봇에 임의의 적절한 방식으로 재교시(re-taught)된다(또는 캘리브레이션 온도에서 교시 대신 교시됨)(도 8, 블록 845). 이는 예컨대, 처리 온도에서 결정되는 기판의 기준점 위치(XCΔT, YCΔT) 및/또는 이심률(e)에 기초한다. 예를 들어, 컨트롤러(11091)는 본원에서 기재된 데이텀 구성의 탐지로부터 기판 처리 툴(390)의 기판 처리 모듈/스테이션(325)의 중심위치(SC)를 습득할 수 있다. 일 유형에서, 컨트롤러(11091)는 적어도 하나의 데이텀 구성의 적어도 하나의 가장자리를 탐지에 대응하는 센서 데이터로부터 기판 처리 툴(390)의 기판 처리 모듈(325)의 중심 위치(SC)를 인식하고 습득할 수 있다. 기판 홀딩 스테이션(315)의 위치는 처리 온도에서 기판 처리 로봇(330)에 교시되고, 이는 본 명세서에 전문이 참조로 인용된 미국 특허 출원 번호 No. 14/937,676(대리인 관리번호 390P015016-US (PAR), 툴 자동 교시 방법 및 장치, 2015.11.10 출원)와 유사한 방식으로 개시된다.
일 유형에서, 도 4a 및 도 10을 참조하면, 기판 이송 로봇(330)의 엔드이펙터(395)의 위치(395c)는 결정되고, 스테이션 중심(SC)은 교시 웨이퍼 없이 하나의 패스 또는 스텝으로 기판 운송 장치(330)에 교시된다. 예를 들어, 센서(199A, 199B)(중신라인(CL)에 서로 반대측면에 마주보도록 배치되나 대칭될 필요는 없음)는 스테이션 센터(SC)의 기 설정된 공간 관계를 가지므로, 데이텀 구성(401, 402)과 같은 데이텀 구성을 센싱하는 것은 엔드이펙터의 중심이나 기준 위치(395C)를 결정하는 것과 스테이션 센터(SC)를 학습하는 것을 제공한다. 예를 들어, 스테이션 센터(SC)의 교시는은 엔드이펙터(395)의 데이텀 구성(401, 402)에 의해 정의된 가상 서클 VRW1을 참조하여 기재될 것이나, 스테이션 센터(SC)는 데이텀 구성 및/또는 기판(S)에 의해 정의된 서클 VRW2를 이용하는 유사한 방식으로 교시될 수 있다. 일 유형에서 웨이퍼(S) 및/또는 데이텀 구성(401, 402)는 엔드이펙터(395)에 의해서 센서(199A, 199B)를 향하여 이동될 수 있다(도 11, 블록1100). 웨이퍼(S) 및/또는 데이텀 구성(401, 402)는 센서에 의해서 감지되고(도 11. 블록 1110), 하나 이상의 웨이퍼 센터(WC) 및 기판 이송 장치의 위치(예, 기준 위치(395C))의 결정이 정해진다(도 11, 블록 1120). 예를 들어, 기준 위치(395C)는 본원에서 개시된 바와 같이 서클 VRW1을 이용하여 결정된다. 구현될 수 있는 바와 같이, 스테이션 센터(SC)에 대한 센서(199A, 199B)의 위치는 인식되기 때문에, 웨이퍼 센터(WC)가 엔드이펙터의 기준점(395C)과 상당히 일치하기 때문에, 기판 홀딩 스테이션의 위치는 또한 엔드이펙터 센터의 기준점(395C)에 대해서도 인식되고, 기판 이송 장치에 교시된다. 웨이퍼(S) 및/또는 데이텀 구성(401, 402)를 센싱하는 것은 센서(199A, 199B)에 의해서 엔드이펙터의 하나의 패스(또는 스텝)에서의 스테이션 센터와 관련된 엔드이펙터 센터 기준점(395C)(즉, 기판 이송 장치의 위치)의 기재에 영향을 준다(도 11, 블록1130).
일 유형에서, 도 1a 및 도 3을 참조하면, 컨트롤러는 운동학적 모델 및/또는 아암(330A)의 위치(또는 예컨대 엔드이펙터(395)/ 기판(S)의 센터(395C)(Xc, Yc)와 같은 아암(330A)상의 기 설정된 기준 점의 위치 또는 다른 적절한 기준점)와, 기준 프레임에서 이송 모듈(11025)이나 처리 스테이션(11030)으로 아암(330A)의 모션과 관련되거나 기술하는 알고리즘으로 프로그램화 된다. 일 유형에서, 운동학적 모델 및/또는 알고리즘은 아암(330A)의 치수(도 13 참조, 각각의 아암 링크(330AU, 330AF)의 치수(LUi, LFi))와, 아암(330A)의 지오메트릭(예, 고정된 피봇, SCARA, 개구리 다리 구조, 펼쳐진 개구리 암 구조, 대칭 아암, 선형 슬라이딩 등)에 기초한다. 일 유형에서, 운동학적 모델 또는 알고리즘은 아암의 기준점 또는 엔드이펙터(395)의 중심(395C)과 같은 엔드이펙터(395)의 위치에 대한 데이텀(예, 데이텀 구성 (401, 402))과 관련되고, 도 4a, 9, 12, 13에서 설명되는 바와 같이 숄더축(Z)에서 엔드이펙터(395)의 중심(395C)이나 아암 기준점 또는 데이텀(센터 결정론적/데이텀 구성(401, 402)) 사이의 거리는 일반적으로 아암(330A)의 반경방향 위치나 거리(R)와 관련된다.
도 12를 참조하면, 예시적인 목적을 위해서 SCARA 아암(양 대칭 아암 구성에도 적용됨)의 개략도가 도시된다. 다른 유형에서, 아암은 도 2a-2e에 대한 상기 설명된 아암 중 하나의 아암, 또는 임의의 다른 로봇 아암일 수 있다. 도 12 에서 설명된 SCARA 아암에 대해서, 상부 아암(330AU)는 LUi 길이를 가지고, 포어 아암(forearm)은 LFi 길이를 가지고, 엔드이펙터(395)는 하나 이상의 기준점 치수(LEi)를 가진다. 예를 들어, 상기 기준점 치수는 SCARA 아암의 손목(wrist)의 치수(LEWi), 하나 이상의 데이텀 또는 중심 결정 특징부(401, 402)(도 4a-4c에 도시된 구성(401, 402) 및/또는 상술한 도4d-5에서 도시된 중심 결정 특징부)까지의(예, 손목에서부터) 치수(LEFi), 및/ 또는 엔드이펙터(395) 또는 기판(S)의 중심까지의(예, 손목에서부터) 치수(LECi)가 있다. 상부 아암(330AU) 및 포어 아암(forearm)(330AF) 링크는 또한 링크 각도(εi, βi)를 가지고, 엔드이펙터(395)의 각도는 대략 SCARA 아암(330A)의 반경방향으로 연장에 대해서 제로(0)와 일치한다(예, 피봇축(Z)을 관통하여 연장되는 Y축을 따라서).
운동학적 모델 및/또는 알고리즘은 치수가 스카라 아암(330 A)의 반경방향 위치(R)의 값을 생성하여 SCARA 아암(330A) 상의 기 설정된 기준점 또는 데이데이텀의 연장/수축 위치를 설명한다. 예를 들어, 도 4 및 7을 참조하면, 처리 온도에서 아암(330A)의 반경방향 위치(RΔT)와 캘리브레이션 온도(TREF)에서 아암(330A)의 반경방향 위치(RCT)는 로봇의 엔드이펙터(395) 상의 하나 이상의 데이텀 또는 중심 결정 특징부(401, 402)에 결정되고, 도 9에서 처리 온도에서 아암(330A)의 반경방향 위치(RΔT)와 캘리브레이션 온도(TREF)에서 아암(330A)의 반경방향 위치(RCT)는 엔드이펙터(395)의 중심(395C)에 결정된다. 그러므로, SCARA 아암(330A)(또는 각 아암이 양 대칭임)(Ri)는 LUi, LFi, LEi, εi, βi 의 함수이고 예컨대, Ri = ∫(LUi, LFi, LEi, εi, βi)이다. 캘리브레이션 온도(TREF)에서 SCARA 아암(330A)의 반경방향 위치(RCT)에서, 상부 아암(LUi)의 길이(LUT)와 포어 아암(LFi)의 길이(LFi)는 알려지고, 링크 각도(εi, βi)는 알려진 최초 값과 함께 모터 엔코더 데이터(각 아암에서)로부터 결정된다. 엔드이펙터 기준점 치수(LEi)(손목(LEWi)에 있는지, 하나 이상의 데이텀 또는 중심 결정 특징부(401, 402)(LEFi)에 있는지, 또는 엔드이펙터나 기판(LECi)의 중심에 있는지)는 전술한 바와 같이 일정할 수 있다. 그러므로, 아암(330A)의 동작 중에, 처리 온도에서 아암(330A)의 반경방향 위치(RΔT) 및 캘리브레이션 온도(TREF)에서 아암(330A)의 반경방향 위치(RCT)는 임의의 기 설정된 위치에서 운동학적 모델 및/또는 알고리즘에 의해 생성된다. 하나 이상의 자동 웨이퍼 센터링(AWC) 센서(199A, 199B)로부터, 및 아암 링크(330AU, 330AF, 395)와 아암(330A)상의 기 설정된 기준점의 기하학적 관계로부터 센서 신호가 아암(330 A) 구성이나 기판 구성(도 3, 4a-4f, 5, 7, 9와 관련된 상기 서술과 같이)을 탐지한다. 일 유형에서, 아암 위의 기 설정된 기준점은 아암(330A) 기준 프레임에 대해서(예, 회전(R, θ)좌표계)와, 이송 또는 처리 챔버 기준 프레임(예, 데카르트 좌표계 시스템)에 대해서 결정된다.
도 3, 9,13을 참조하면, 예를 들어, 운동학적 모델 및/또는 알고리즘에서 아암(330A)의 반경방향 연장 위치(R)는 엔드이펙터(395)의 중심 위치로 설정된다. 여기에,
Dc는 센서(199A, 199B) 사이의 치수는 알려진 치수이고, Y3, Y2, Y1, X2, X1 는 전술한 것과 유사하다.
게다가, 본원에서 전술한 바와 같이, 아암(330A)의 반경 방향 위치는 이송 챔버(11025) 및/또는 처리 스테이션(11030)의 열적 변화로 변화하고, 전술한 바와 같이 열적 변화에 따른 반경방향 위치(RΔT)는 센서(199A, 199B)에 의해서 검출되고, 운동학적 모델 및/또는 알고리즘으로 들어간다. 그리하여, 처리 온도에서 아암(330A)의 반경방향의 위치(R(y)ΔT)(예, 운동학적 모델이나 알고리즘에 의해 결정되는 바와 같이 축을 따른 운동범위에 걸친 반경방향 아암의 위치)는 본원에서 전술한 바와 같이 캘리브레이션 온도(TREF)에서 아암의 반경방향 위치(R(y)CT)로부터 수정된다. 일반적으로, 하기에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 처리 온도와 캘리브레이션 온도에서 아암의 반경방향 위치(RΔT, RCT)은 아암(330A)의 반경방향 위치(R(y)ΔT)를 설정하는 운동학적 모델 또는 알고리즘에 적용되는 비율 또는 팽창 인자(Ks)를 정의한다.
일 유형에서, 컨트롤러(11091)은 운동학적 모델 및/또는 알고리즘 민감도의 효과를 해결하는 운동학적 영향 리졸버(resolver)(11091R)(도 3)를 포함한다. 민감도는 이송 챔버(11025) 및/또는 처리 스테이션(11030)의 온도 변화(ΔT)의 함수이다. 일 유형에서, 리솔버(11091R)는 중심 결정 특징부(401, 402)의 적어도 하나의 에지의 검출로부터 팽창 인자의 변화와, 운동(예, 반경 방향의 운동) 중에 즉각적으로 기판 이송 로봇이 센서(199A, 199B)에 의한 적어도 하나의 에지의 검출 사이의 관계를 결정한다. 게다가, 아암의 변화를 결정하는 팽창 인자에서 팽창 인자 변화를 결정한다. 예를 들어, 리졸버(11091R)는 아래에서 기재되는 바와 같이 운동학적으로 정의된 아암(330A)의 치수(예, RΔT), 팽창 인자(Ks) 및 아암(330A) 치수의 변화(열적 효과에서 초래된) 사이의 관계식을 해결한다. 예를 들어, 리졸버(11091R)는 운동학적 모델 및/또는 알고리즘에 의해서 처리 온도에서 SCARA 아암의 반경방향 위치(RΔT)와 캘리브레이션 온도(TREF)에서 SCARA 아암의 반경방향 위치(RCT)와 관련된(예, 팽창 또는 비례 인자(Ks)를 통해서) 인수분해(factorization)에 영향을 줄 수 있고, Ks는 일반적으로 다음과 같이 표현된다:
일 유형에서, 팽창 인자(Ks)는 아암(330A)의 반경방향 이동 범위에 대한 운동학적 모델 및/또는 알고리즘에서, 처리 온도에서나 임의의 다른 온도에서 반경방향 위치(R(y)ΔT)와 같은 아암(330A)의 반경방향 위치(R)을 수정하기 위해서, 캘리브레이션 온도(TREF)에서 아암(330A)의 반경방향의 위치(R(y)CT)(예, 캘리브레이션 온도(TREF)에서 Y축을 따르는 아암(330A)의 반경 방향 위치, 즉 열효과 없음)에 대한 값을 일정하게 적용할 수 있다.
다른 유형에서, 팽창 인자(Ks)는 아암(330A)의 열적 효과에 대한 무시할 수 있는 기여를 가지는 아암 부재의 효과를 제거하기 위해서 결정될 수 있다. 이는 본원에서 기재되는 바와 같이 엔드이펙터(395)는 열적으로 안정되고, XCΔT와 YCΔT(도 4a 참조)는 실질적으로 일정하다. Ks는 아암(330A)의 열적 효과에 대한 무시할 수 있는 기여를 가지는 아암 부재의 효과를 제거하기 위해서 결정되고, Ks는 아래와 같이 표현된다:
도 9, 12, 13에서 같이, 아암(330A)의 반경방향 위치(R)은 엔드이펙터의 중심(395C, (Xc, Yc))으로 설정되고, LEi는 LECi와 같다.
일 유형에서, 리졸버(11091R)은 아암(330A)의 치수(LUi, LFi)에서의 열적 변화의 비선형적 효과를 필터링 하거나 보상하기 위해서 운동학적 모델 및/또는 알고리즘에 직접적에서 직접적으로 팽창 계수(Ks)에 적용될 수 있다. 이는 아암(330A) 및 기판 처리 시스템에서 비선형적 차이 및 다른 비선형성에 의해 발생된다. 다음에 한정되지 않으나, 비선형적 차이는 아암(330A)의 각 아암 링크에서 가변 팽창(상부아암(330AU)과 포어 아암(330AF)이 다른 비율로 팽창)과, 보통 기판 이송 장치의 다른 아암(216A, 216B, 218A, 218B, 219A, 219B)의 가변 팽창(개구리 다리형상 로봇 구성, 양 대칭 로봇 구성 또는 기판 이송 장치가 복수의 독립적인 아암을 구비하는 구성, 도 2a, 2c 및 2e 참조), 및 다른 아암 링크나 기판 이송 장치의 다른 아암 링크 또는 다른 아암이 받는 가변온도(예, 아암(또는 제1아암)의 일부분은 아암의 또 다른 부분(또는 제2 아암) 보다 다른 온도를 받음)를 포함한다. 하나의 아암이 기판 이송 로봇의 다른 아암과 다른 온도를 받을 수 있는 일예는 기판 이송 장치가 서로의 위에 적층된 복수개의 아암을 가지는 경우이며, 그리하여 최상단의 아암은 최하단의 아암보다 높은 온도(예, 열적 구배)를 받는다. 복수아암 기판 이송 장치의 하나의 아암이 또 다른 아암과 다른 온도를 받을 수 있다는 다른 예는 하나의 아암은 고온 기판을 픽업하는데 일정하게 사용되고, 다른 아암은 저온 기판을 픽업하는데 일정하게 사용하는 경우이다. 또 다른 예는 상부 아암(330UA)는 이송 챔버 내에 머무르는 중에, 포어 아암(330AF)이 처리 모듈로 연장되는 것이며, 그리하여 포어 아암(330AF)가 상부 아암(330AU)보다 높은 온도를 받는다.
일 유형에서, 리졸버(11091R)는 히스토리 기반 일 수 있고, 아암(330A) 치수(LUi, LFi)의 열적 비선형적 효과를 보상하는 유한 임펄스 필터(a finite impulse filter)나 러닝 에버리지 필터(a runningaverage filter)와 같은 필터에 적용될 수 있다. 치수(LUi, LFi)의 열적 변화는 기판 처리 시스템에 비선형적 변화로 생성되고, 결과적으로 운동학적 모델이나 알고리즘을 가지는 아암(330 A)의 반경방향의 치수(R(y)ΔT)를 설정하는 연관 비선형 효과를 생성한다. 일 유형에서, 리졸버(11091R)은 가열 및 냉각 환경에서 직접적으로 팽창 인자(Ks)에 적용될 수 있다.
팽창 인자(Ks(t)i)는 열적 전이 과정에서 아암(330A)(또는 본원에 기재된 기 설정된 기준점/데이텀과 같은 기 설정된 영역)이 센서(199A, 199B)를 통과하는 각 경로로 결정된다. 각 경로에서 팽창 인자(Ks(t)i)의 값은 리졸버(11091R)에 들어가고, 팽창 인자(Ks (t))는 각 경로 이후에 업데이트되고, 컨트롤러(11091)에 의해서 아암(330A)의 이동에 적용된다. 해결된 팽창 인자(Ks (t))는 일반적으로 하기의 형태를 가지는 유한 임펄스 피터로 표현된다:
순차적인 아암(330a)사이의 i=Δt는 변화하고, n은(임의의 적절한 정수값과 같은) 임의의 적절한 측정 윈도우 값이다. 해결된 팽창 계수(Ks (t))는 보다 상세하게 다음과 같이 표현된다:
NSAMPLES 은 Ks가 샘플링된 횟수이다.
그러므로, (기 설정된 캘리브레이션 온도(TREF)에서 교정된 후에 임의의 소정의 이동 횟수(i=1, 2, 3 …)) 아암(330A)의 반경방향의 이동 범위에서, 아암(330A)의 운동학적 모델과 알고리즘에 의해 결정된 반경방향 운동에 대한 반경 치수(R(y)ΔT)는 아래와 같이 표현된다:
RCTK는 기 설정된 캘리브레이션 온도(TREF)에서, 운동학적 모델 또는 알고리즘에 의해서 결정된 아암(330A)의 반경방향의 이동에 대응하고, G는 아암(330A)의 각 위치에서 인식된 기 설정된 바이어스(bias)(예, 정상상태 바이어스)를 보상하기 위한 게인 또는 스켈링 팩터이다(예, 기판 홀딩 스테이션, 처리 모듈 등). 그러므로, Ri는 열 변화 효과(아암의 다른 링크들이 일정한 정상 상태 온도가 아닐 시에)를 보상하는 운동학적 모델로부터 반경방향 거리(R)이고, 전술한 내용이나 다른 알려진 바와 같이 자동 웨이퍼 센터링(AWC)와 기판 홀딩/처리 스테이션 위치를 결정하는데 적용될 수 있다.
일 유형은, 팽창 인자(Ks)는 역치를 가질 수 있다. Ks가 상기 기설기설 역치값일 때, 컨트롤러(11091)의 리졸버(11091R)는 연속적으로 러닝 에버리지 필터에 적용될 수 있다. Ks가 기 설정된 역치값 아래이면, 아암(330A)의 상부 아암(330AU)와 포어 아암(330AF)의 열적 팽창에 기인한 아암(330A) 모션의 에러는 정상 상태로 고려되고, 러닝 에버리지 필터는 팽창 인자(Ks)가 적용되지 않을 수 있다. 그리하여 팽창 인자(Ks)는 실질적으로 필터링 없이 컨트롤러(11091)에 의해서 운동학적 모델 또는 알고리즘 내에서 아암 모션에 적용된다. 일 유형에서, 리졸버(11091R)는 설정된 초기 역치값(Ks(t-i))에 기초한 해결된 팽창 인자(Ks(t))을 시작 및/또는 적용할 수 있다(예, 초기 역칙값은 Ks=1.0001 일 수 있음).
운동학적 모델 또는 알고리즘의 민감도를 위한 리졸버(11091R)는 아암(330A)의 미가동 시간의 동안 백필(backfill) 값(Ks(B))을 적용할 수 있다. 예를 들어, 리졸버(11091R)는 필터링되지 않은 측정 윈도우에서 초기 팽창 인자(Ks (B)) 값으로 아암(330A)의 하나 이상의 이전의 픽업 및 배치(pick/place) 운동(예, 아암이 미가동 되기 전에 아암 운동의 앞선 구동)의 필터링된 팽창값(Ks(t))을 사용할 수 있다. 일 유형에서, 백필 값(Ks (B))은 적어도 아암(330A) 이동의 구동 및 아암(330A)이동의 재구동 사이의 미구동 기간에 의존된다. 일 유형에서, 임의의 적절한 백필 값(Ks (B))은 미가동 시간에 기초한 기 설정된 감쇄 함수(decay function)를 포함하도록 사용된다. 리졸버는 구성될 수 있으며, 그리하여 해결된 팽창 인자(Ks (t))는 각 아암, 각 AWC 센서(예, 각 센서(199A, 199B) 또는 각 기판 홀딩/처리 스테이션(11030)에 대응되는 각 센서 그룹(199A1-199A7), 도1b 참조), 하나이상의 아암(330A)의 열적 성장, 및 하나 이상의 아암(330A)의 열적 수축과 독립되어 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 해결 및 미해결된 팽창 인자의 실행의 예시로, 일 유형에서, 기판 이송 로봇(330)은 기판(S)을 자체 센터링 엔드이펙터(395)를 가지는 임의의 기판 홀딩 스테이션으로부터 픽업한다(도 14, 블록 1400). 상술한 바와 같이, 열적 보상은 기판(S)을 홀딩하는 엔드이펙터 없이 수행되고(예, 도 14의 블록 1400는 선택적임), 기판 처리 이전이나 과정에서 수행될 수 있다. 다른 유형에서, 열적 보상은 기판 이송로봇(330)이 엔드이펙터(395)의 하나 이상의 기판(S)을 이송시킬시에 즉각적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 기판 이송 로봇(330)은 이송 챔버 또는 다른 제어된 환경내에서 기판 홀딩 스테이션(315) 위치로 이동한다. 기판 이송 로봇(330)이 기판 처리 모듈(325)의 기판 홀딩 스테이션(315)을 향하여 이동시에(예, 기판(S)을 배치하거나 데이텀 구성(401, 402)이 센서(119A, 119B)를 통과하도록 이동하기 위해서), 기판(S) 및/또는 엔드이펙터(395)(예, 데이텀 구성(401, 402))는 하나 이상의 센서(199A, 199B)를 통과하여 이동된다(도 14, 블록 1405). 도 4a를 다시 참조하면, 엔드이펙터(395)는 기판(S)을 홀딩하고, 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 즉각적으로 예컨대 전이부(421-424)에서 기판(S)의 선단 및 후단 에지를 검출한다(도 14, 블록 1410). 일 유형에서, 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 즉각적으로, 예컨대 추가적으로나 전이부(421-424)의 검출을 대신하여(예, 도14의 블록1410에서 기판의 검출은 일유형에서 선택적임) 전이부(425-428)에서의 하나 이상의 데이텀 구성(401, 402)의 선단 및 후단 에지를 검출한다. 각 전이부(421-428)에서, 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 발생한 각 전이부(421-428)를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)로 전송한다(도 14, 블록 1420 및 1421은 블록 1420이 엔드이펙터가 기판을 홀딩시에 발생한다고 나타냄). 그리고 사기 신호에 대응하여, 기판 이송 로봇(330)의 엔코더는 기판 이송 로봇(330)의 위치를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)에 전송한다(예, 컨트롤러(11091)은 전이부 검출에 대응한 엔코더 데이터를 전달 받음)(도 14, 블록 1425). 이는 엔드이펙터의 센터 위치와 아암 치수의 열적 변화 효과 모두에 동시에 영향을 미친다. 컨트롤러(11091)은 엔코더 데이터에 기초하여 기판 이송 로봇(330)의 아암(330A)의 치수변화를 인식할 수 있고, 아암(330A)의 치수 변화에서 치수 변화와 관련된 팽창 인자(Ks)를 결정할 수 있다. 일 유형에서, 처리 온도(예, ΔT)에서 엔드이펙터(395)의 중심(395C)인 엔드이펙터의 기준점의 열적 보상이나 팽창 인자(Ks)는 예컨대, 전이부(428)와 같은 하나 이상의 전이부(425-428)에서 기판 이송 로봇(330)의 반경방향 연장 위치(RΔT)에 기초하여 결정된다. 예를 들어, RΔT는 센서(119A)가 전이부(428)을 검출하고, 기판 이송 장치(330)의 엔코더(331)이 기판 이송 장치(330)의 위치를 나타내는 신호를 컨트롤러(11091)에 전송시에 컨트롤러(11091)에의해 결정된다(도 14, 블록 1430). 상술한 바와 같이, RΔT는 예컨대 열적 팽창이나 수축에 기인하여 센서(199A)에서 숄더 축(Z)으로 기판 이송 로봇(330)의 아암(330A)의 치수 변화에 대응하거나 이를 반영한다. 엔드이펙터의 기준점(395C)의 위치(XCΔT,YCΔT)나 처리 온도에서의 RCΔT는 예컨대 전술한 바와 같이 기판 처리와 상당히 동시에 결정된다(도14, 블록 1435). 컨트롤러(11091)는 또한 팽창 인자(Ks)를 기 설정된 역치값과 비교할 수 있고, 팽창 인자(Ks)의 값이 기 설정된 역치값을 넘으면, 전술한 방식으로 아암(330A) 모션이 결정시에, 전술한 러닝 에버리지 필터(the runningaverage filter)는 직접적으로 팽창 인자(Ks)에 적용될 수 있다(도 14, 블록 1440). Ks의 수치가 기 설정된 역치값보다 낮으면, 아암(330A) 모션이 결정시에, 팽창 인자(Ks)는 실질적으로 필터링 없이 적용된다.
본원에서 기재된 시스템 및 방법의 다른 유형은 본원에 기재된 이송 로봇의 각 개별적 매니퓰레이터/아암 링크의 각각의 온도와 열적 팽창을 측정하는 접근을 제공하고 기판 이송로봇 아암의 운동학을 설명한다. 실시예로, 상기 접근은 보다 정확하게 이송 로봇 아암의 위치를 제공하기 위해서 기판 로봇 아암의 운동학적 방정식을 분명하게 수정한다. 게다가, 이송 로봇이 정상상태에 해당하면, 아래에서 상세히 설명되는 이러한 접근은 실제 실행에 유사한 결과를 보고한다.
전술한 바와 같이, 개시된 실시예의 예시적인 유형은, 도 12 및 13을 참조하면, 컨트롤러(11091)은 열적 효과 관계 모델엣 비선형 효과를 인식하게 한다:
Ks 파라미터는 링크 각도(예, 도 12에 도시된 εi, βi)에 관련된다.
상부 아암 및 포어 아암의 온도는 다를 수 있고(도 15 참조), 계산된 Ks와 다른 비율로 시간을 지나서 변경될 수 있다.
도 15를 또한 참조하면, 시간에 대한 대표적인 상부 아암 온도 프로파일(1500)과 시간에 대한 대표적인 포어 아암 온도 프로파일(1501)이 도시된다. 대표적인 상부 아암과 포어 아암 온도 프로파일(1500, 1501)은 고온 처리 모듈를 가지는 대표적인 고객 어플리케이션(an exemplary customerapplication)에서 관측된다(예, 처리 모듈은 구동 온도에 있음). 도 15에 도시될 수 있는 바와 같이, 이송 로봇이 정상 상태(예, 열적으로)에 도달하면, 이송 아암(예, 도 12의 이송 아암(330A))의 상부 아암과 포어 아암 사이의 온도구배가 있게 된다.
개시된 실시예의 유형에 따르면, 도 16은 엔드이펙터(395)의 다른 실시예를 설명한다. 예를 들어, 엔드이펙터는 엔드이펙터(395) 위의 구별되는 운동학적 위치에 배치된 2개의 데이텀 구성(1600, 1601)(전술한 엔드이펙터와 유사)를 구비한다. 전술한 바와 같이, 데이텀 구성(1600, 1601)은 대표적인 구성을 가지고 예시적인 목적으로 엔드이펙터(395)의 일유형에 보여진다. 그러나, 다른 유형에서, 데이텀 구성은 전술한 Ks값을 평균화 하기 위해서 엔드이펙터(395)의 반대 측면에 배치될 수 있다(전술한바와 같이). 또한, 다른 유형에서, 하나 또는 둘의 데이텀 구성(1600, 1601)은 결정된 특징인 중심 위치(Xc, Yc)일 수 있으며, 전달 아암의 임의의 적절한 위치를 결정하기 할 수 있다(전술한 바와 같이). 다른 유형에서, 데이텀 구성(1600, 1601)은 예컨대, 중심 위치(Xc, Yc)(또는 이송 아암의 다른 위치)를 결정하는 다른 데이텀 구성을 제공할 수 있다. 일 유형에서, 데이텀 구성(1600, 1601)은 반경방향의 연장/수축의 탐지(499)를 따라 선형적으로 배치될 수 있으며, 각 데이텀 구성(1600, 1601)의 대응하는 Ks 값은 소정의 설정온도 동안에 전술한 상부 아암과 포어 아암 사이의 비선형적인 효과 기여 사이를 결정한다. 센서(199A, 199B)에 의해서 동일한 경로에서 데이텀 구성(1600, 1601)을 탐지하는 센서(199A, 199B)와 각각 관련된 KS1, KS2와 같은 개별 KS 값은(예, 센서를 통과한 공통 연장 또는 수축) 각 데이텀 구성(1600, 1601)이 탐지시에, 예컨대 각 데이텀 구성(1600, 1601)의 다른 운동학에 의해서 상당히 다르다. 따라서, KS1, KS2와 같은 각 KS 값은 상부 아암과 포어 아암 링크 사이의 온도 구배의 표시를 제공하도록 사용될 수 있다. 그 결과, 이송 로봇 운동학은 종래의 열적 보상 알고리즘에 비해서 정확성이 향상된 엔드이펙터(395)의 위치를 기록하기 위해서 수정될 수 있다.
일 유형에서, 도 16 및 17을 참조하면,(예시적인 목적으로 개구리 다리 구성을 설명하나, 개시된 실시예의 유형은 SCARA 아암 구성,양 대칭적 아암 구성 및 도 2a-2e에서 전술한 다른 아암 구성에 동일하게 적용할수 있다) 즉 KS1:KS2로 표현되는 KS1과 KS2사이의 관계는(KS1 및 KS2는 전술한 데이텀 구성(1600, 1601)에 관련된 각 Ks 값이다) 상부 아암 링크(330AU)(LUi 참조)의 열적 팽창/수축과 포어 아암 링크(300AF)(LFi 참조)의 열적 팽창/수축의 각 효과에 의존한다. 상부 아암 링크(LUi)와 포어 아암 링크(LFi)의 열적 수축/팽창 사이의 차이와, 그에 따라 팽창/수축 차이를 초래하는 상부 아암 링크와 포어 아암 링크 사이의 임의의 온도차이는 KS1:KS2의 대응되는 변화로부터 반영되고 인식된다. 그러므로, 아암(330A)이 열적 전이구간 동안에 다른 경로에서 순환하면, 서로 관련시에 각 경로(i)에서 대응되는 데이텀 구성(1600, 1601)와 관련된 각 상대적인 열적 팽창 값(KSI (i))은 소정의 경로(i)동안 상부 아암 링크 온도(TUi)와 포어 아암 링크 온도(TFi) 사이의 열적 차이(ΔTU/Ai)를 결정한다. 각 아암 온도(TUi, TFi)는 각 아암 링크(LUi, LFi)의 대응되는 길이(L1, L2)를 평균화하도록 고려된다. 다른 유형에서, 각 아암 온도(TUi, TFi)는 대응되는 아암 상의 소정의 기 설정된 위치와 관련된다(아암의 단부 지점, 아암 링크의 중간 또는 임의의 다른 위치나 각 아암 링크(LUi, LFi)의 길이(L1, L2)를 따른 위치). 또한, 차이로 설명되는 각 아암 온도(TUi, TFi) 사이의 관계를 통해서, 각 아암 온도(TUi, TFi) 사이의 임의의 적절한 관계(예, TUi:TFi)가 사용된다.
개시된 실시예의 다른 유형을 따라, 상부 아암 링크(LUi)와 포어 아암 링크(LFi)의 상이한 각 아암 온도(TUi, TFi)와 (각 데이텀 구성(1600, 1601)과 관련된)상이한 각 팽창 인자(KSi1, KSi2) 사이의 독특한 관계식은 색인표(look up table)에 표시되거나 컨트롤러(11091)에 저장된 임의의 적절한 알고리즘으로 표현될 수 있다(예, 도 1 및 3 참조). 색인표/알고리즘에 의해 구현된 관계식은 경험적으로나 적절한 모델링이나 이들의 조합으로 인식될 수 있다.
또한, 도 19를 참조하면, 개시된 실시예의 유형을 따라 수정된 로봇 위치의 결정을 위해서 리졸버(1950)의(컨트롤러(11091)의 일부일수 있음) 비선형 변화를 도시한다. 개시된 실시예의 유형을 따라, KS1 및 KS2의 값은 도 12 및 13과 관련된 개시에 따라 각 데이텀 구성(1600, 1601)에서 산출된다(도 120, 블록 2000). 일 유형에서, KS1 및 KS2값은 예를들어 색인표나 임의의 적절한 알고리즘(1900)에 삽입된다(도20, 블록 2005). 이는 상부 아암 링크(330AU, LUi)와 포어 아암 링크(330AF, LFi)의 모델링된 온도(TUi, TFi)를 산출한다. 이때, 상부 아암 링크(330AU, LUi)와 포어 아암 링크(330AF, LFi)는 기 설정된 캘리브레이션 온도에서 각각 링크 길이(L1i, L2i)를 가진다. 일 유형에서, 모델링된 온도범위는 연장(또는 수축)된 링크 길이(예, L1i+ΔL1i, L2i+ΔL2i, 도 17에서 링크(330AU', 330AF')로 표시, 열적 효과에 기인함)를 예상하는 열적 팽창 모델(1910)으로의 입력값이다(도 20, 블록 2015). 수정된 이송 로봇 위치는 연장된 링크 길이(L1i+ΔL1i, L2i+ΔL2i)로 수정된 운동학적 모델(1920)을 사용하여 산출된다(도 20, 블록2020). 엔드이펙터(395)의 길이(L3)는 실질적으로 전술한 바와 같이 일정하다.
개시된 실시예의 일 유형에서, 전술한바와 유사한 방식으로, 도16을 다시 참조하면, 데이텀 구성(1600, 1601)은 센서(199A, 199B)에의해 기판/엔드이펙터의 하나의 경로에서, 기판(S)의 중심 결정(도 4a)과 엔드이펙터(395)의 중심 결정(예, 스테이션 센터에 대한 엔드이펙터의 중심을 기록하는 교시 웨이퍼 없이- 스테이션 센터(SC)는 기판 이송 장치(330)에 교시됨)을 제공한다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 센서(199A, 199B)(도4 참조- 엔드이펙터의 중심라인(CL)의 반대측 상에 대향하도록 배치되나 대칭될 필요는 없음)는 스테이션 중심(SC)(도 4참조)을 가지는 기 설정된 공간적 관계를 가진다. 데이텀 구성(1600, 1601)과 같은 데이텀 구성을 측정하는 것은 엔드이펙터 중심이나 기준 위치(395C), 기판/웨이퍼 중심(WC) (도 4 참조)를 결정할 수 있고, 스테이션 센터(SC)를 학습할 수 있다. 예를 들어, 스테이션 중심(SC) (및 웨이퍼 중심의 결정)의 교시는 엔드이펙터(395)의 데이텀 구성(1600, 1601)의 기준으로 기재될 수 있으나, 기판 중심(SC)는 기판/웨이퍼(S)를 이용하여 유사한 방식으로 교시된다. 일 유형에서, 엔드이펙터(395)는 기판(S) 및/또는 데이텀 구성(1600, 1601)이 센서(199A, 199B)를 향하도록 이동된다(도 21, 블록 2100). 기판(S)는 센서로 감지되고(도 21, 블록 2105), 기판 중심(WC)의 결정과 기판 이송 장치의 위치(예, 기준점(395C))은 전술한바와 같이(예, 본원에 기재된 서클 VRW1을 이용하는 것) 임의의 적절한 방식으로 결정된다(도 21, 블록 2115, 2120). 실현될 수 있는 바와 같이, 스테이션 중심(SC)에 대한 센서(199A, 199B)의 위치는 알려지고, 기판 중심(WC)은 엔드이펙터의 중심 기준점(395C)과 실질적으로 일치하므로, 기판 홀딩 스테이션의 위치는 또한 엔드이펙터 중심 기준점(395C)에 대해서 인식되고, 기판 이송 장치에 교시된다. 기판(S) 및/또는 데이텀 구성(1600, 1601)을 측정하는 것은 센서(199A, 199B)에 의해 엔드이펙터의 일 경로(또는 스텝)에서 스테이션 중심에 대한 엔드이펙터의 중심 기준점(395C)(예, 기판 이송 장치의 위치)의 기록에 영향을 준다(도 21, 블록 2125).
다른 유형에서, 스테이션 중심(SC)를 가지는 엔드이펙터의 중심(395C)의 기록과, 기판 중심(WC)의 결정은 하나의 경로나 복수의 경로를 가지도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 16을 또 참조하면, 기판 중심(395C)와 스테이션 위치(SC)는 모두 엔드이펙터(395)가 기판(S) 및 데이터 구성(1600, 1601)을 센서(199A, 199B)를 향하도록 이동시키도록 이동된다(도 22, 블록 2200)는 것이 교시된다.기판(S)은 센서로 측정되고(도22, 블록 2205), 데이텀 구성(1600, 1601)은 센서로 측정되고(도 22, 블록2215), 기판 중심(WC)의 결정과 기판 이송장치의 위치(예, 기준점(395C))는 전술한 임의의 적절한 방식(예, 본원에서 설명된 서클 VRW1을 이용하여)으로 결정된다(도 22, 블록 2220, 2225). 스테이션 중심(SC)에 대한 엔드이펙터의 중심 기준점(395C)의 기록은 전술한 방식으로 영향을 받는다(도 22, 블록 2230).
기판 중심(395C)이 이동된 엔드이펙터로 결정되므로(도22, 블록 2200), 기판은 센서(199A, 199B)를 향하여 이동하고, 기판은 전술한 바와 같이 센싱된다(도22, 블록 2205). 기판의 중심은 결정되고(도 22, 블록 2212), 기판은 스테이션 위치(SC)에 배치될 수 있다. 일 유형에서, 임의의 적절한 개수의 기판은 다시 교시된 스테이션 위치(SC) 이전에 스테이션 위치에 또는 이로부터 이송된다(엔드이펙터(395)에 기판이 고정 또는 고정 없이). 예를 들어, 스테이션 위치(SC)는 예컨대 10개 기판, 20개 기판 또는 다른 적절한 임의의 개수의 기판이 배치된 이후에 교시될 수 있다. 다른 유형에서, 스테이션 위치(SC)는 임의의 기 설정된 시간 간격(예, 30분, 60분 또는 다른 적적한 밍의의 시간 간격) 후에 교시될 수 있다. 기판 스테이션(SC)는 엔드이펙터를 센서(119A, 199B)를 향해 이동함으로 교시될 수 있고(도 22, 블록 2200), 데이텀 구성(1600, 1601)은 센싱된다(도22, 블록 2215). 엔드이펙터의 중심(395C)는 전술한 방식으로 결정되고(도22, 블록 2220), 엔드이펙터의 중심은 전술한 방식으로 스테이션 중심에 기록된다(도 22, 블록 2230). 스테이션 중심(SC)이 교시 중에, 엔드이펙터가 기판을 홀딩한다면, 기판의 중심(WC)은 센서(199A, 199B)에 의해서 엔드이펙터의 동일 경로나, 다른 경로로 교시되는 기판 중심(WC)와 스테이션 위치(SC)와 같은 센서(199A, 199B)를 통과하는 엔드이펙터의 제2 경로 내에 결정된다.
다시, 도 18을 참조하면, 예시적인 그래프는 개시된 실시예의 유형에 따른 이송 아암(본원에서의 이송 아암과 같음)의 열적 보상(1801)과 종래 기술의 열적 보상 알고리즘에 따른 이송 아암의 보상(1800) 사이의 비교를 설명한다. 도 18의 예시적인 그래프에서, 이송 아암의 위치 에러는 시간에 대해서 도시되고, 개시된 실시예의 유형을 따르는 열적 보상은 종래의 열적 보상 알고리즘과 비교하면, 향상된 위치 정확성을 제공한다.
도 23을 참조하면, 개시된 실시예의 일유형에서, 아암이 온도에 도달을 위한 전이구간 동안과 아암이 정상 상태 온도 조건에 도달할 때까지, 이송 아암의 열적 보상은 전술한 바와 유사한 방식으로 제공되며, 온도 함수(예, Li (ΔTi))로써 길이 변화의 분리 효과는 각 아암 링크의 다른 온도에 기인한 이송 로봇의 각 아암 링크에 해결/결정된다. 개시된 실시예의 상기 유형은 SCARA 아암(2300A)을 가지는 이송 장치(2300)의 열적 변화를 결정하고 보상하는 것과 관련되어 개시된다. 그러나, 개시된 실시예의 상기 유형은 임의의 적절한 이송 아암에 동일하게 적용될 수 있다. 적절한 이송 아암은 전술한 기술 구성과, 도약 개구리 아암(Leap Frog arm) 배치, 양 대칭적 아암 배치 및 관절식 손목 배치을 포함하나 한정되지 않는다. 일반적으로, 이송 로봇(2300)은 상부 아암(23201), 포어 아암(23202), 기판 홀더(23203) 및 구동부(23204)를 가지는 SCARA 아암(23000A)를 포함한다. 컨트롤러(11091)은 SCARA 아암(2300A)의 아암부를 원하는 곳으로 이동시키기 위해서 이송 장치(2300)에 연결될 수 있다.
기판 홀더(23203)은 이송 로봇(2300)의 손목(23755)에 샤프트 어셈블리(23754)에 의해서 포어 아암(23203)에 회전 가능하게 연결된다. 기판 홀더(23203)은 서포트 샤프트(23698)에 의해서 포어 아암(23202)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일 유형에서, 기판 홀더(23203)은 포크형상(forked) 엔드이펙터 일 수 있다. 기판 홀더(23203)은 액티브 기계부품(active mechanical)이나 패시브 에지 그립핑(passive edge gripping)일 수 있다. 다른 유형에서, 기판 홀더(23202)는 진공척을 구비한 패들식 엔드이펙터일 수 있다. 포어 아암(23202)는 이송 장치(2300)의 엘보(23646)에서 동축 샤프트 어셈블리(23675)에 의해서 상부 아암(23201)에 회전 가능하게 연결된다. 기판 홀더(23203)은 기 설정된 중심을 가지고, 엔드이펙터는 기판을 홀딩할 수 있으며, 그리하여 기판의 중심은 본원에 기재된 바와 같은 기판 처리 장치 내에서 기판을 이송하기 위해서 엔드이펙터의 기 설정된 중심과 일치한다. 상부 아암(23201)은 숄더(23652)에서 구동부(23204)에 회전가능하게 연결된다. 상기 유형에서 상부 아암(23201) 및 포어 아암(23202)는 동일한 길이를 가지나, 다른 유형에서 상부 아암(23201)은 예컨대 포어 아암(23202)보다 더 짧은 길이거나 그 반대 일수 있다.
도시된 유형에서, 구동부(23204)는 동축 샤프트 어셈블리(23660), 3개의 모터(23662, 23664, 23666)을 감싸는 위부 하우징(23634H)를 구비할 수 있다. 다른 유형에서, 구동부는 3개 모터보다 더 많거나 더 적을 수 있다. 구동 샤프트 어셈블리(23660)은 3개의 구동 샤프트(23668a, 23668b, 23668c)를 가진다. 다른 유형에서, 3개의 구동 축보다 더 많거나 더 적게 제공될 수 있다. 제1 모터(23662)는 고정자(23678a)와 내부 샤프트(23668a)에 연결된 로터(23980a)를 포함한다. 제2 모터(23662)는 고정자(23678b)와 중간 샤프트(23668b)에 연결된 로터(23680b)를 포함한다. 제3 모터(23666)은 고정자(23678c)와 외부 샤프트(23668c)에 연결된 로터(23680c)를 포함한다. 3개의 고정자(23687a, 23687b, 23687c)는 하우징을 따른 다른 수직 높이나 위치로 하우징(23634H)에 고정되게 부착된다. 상기 유형에서 제1 고정자(23687a)는 하부 고정자이고, 제2 고정자(23687b)는 중간 고정자이고, 제3 고정자(23687c)는 상부 고정자이다. 각 고정자는 일반적으로 전자기적 코일을 포함한다. 3개의 샤프트(23668a, 23668b, 23668c)는 동축 샤프트로 배열된다. 3개 로터(23680a, 23680b, 23680c)는 적절하게 연구자석이 포함되나, 대안적으로 영구 자석을 구비하지 않는 자기 유도 로터를 포함할 수 있다. 이송 장치(2300)이 진공 환경에 배치된 구동 샤프트 어셈블리(23660)와 진공 환경의 외부에 배치된 고정자(23678)을 가지는 진공 환경에 사용될 수 있도록 허용하기 위해서, 슬리브(23663)은 로터(23680)와 고정자(23678) 사이에 배치된다. 그러나, 이송 장치(2300)가 단지 대기 환경에서의 사용을 의도하는 경우에 슬리브(23663)가 제공될 필요는 없다.
제1 샤프트(23668a)는 내부 샤프트이고, 하부 고정자(23678a)에서 연장된다. 내부 샤프트는 하부 고정자(23678a)와 나란한 제1 로터(23680a)를 가진다. 중간 샤프트(23668a)는 중간 고정자(23678b)에서 상부로 연장된다. 중간 샤프트는 제2 고정자(23678b)와 나란한 제2 로터(23680b)를 가진다. 외부 샤프트는 상부 고정자(23678c)와 나란한 제3 로터(23680c)를 가진다. 다양한 베어링은 각 샤프트가 서로 다른 샤프트와 하우징(23634H)에 대해서 독립적으로 회전하도록 샤프트(23668) 및 하우징(23634H)를 구비한다. 각 샤프트(23668)은 서로 다른 샤프트 및/또는 하우징(23634H)와 관련된 샤프트(23668)의 회전 위치를 컨트롤러(11091)에 전송하기 위해서, 적절한 위치 센서를 구비될 수 있다.
외부 샤프트(23668c)는 고정적으로 상부 아암(23201)에 연결되고, 샤프트(23668c) 및 상부 아암(23201)은 유닛으로 축(Z1)에 대해서 함께 회전한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 중간 샤프트(23668b)는 상부 아암(23201)에서 제1 트랜스미션(23620)에 연결되고, 내부 샤프트(23668a)는 상부 아암(23201)에서 제2 트랜스미션(23610)에 연결된다. 제1 트랜스미션(23620)은 적절하게 구동 풀리(23622), 아이들러 풀리(23624) 및 구동 케이블이나 벨트(23626)를 구비한다. 구동 풀리(23622)는 중간 샤프트(23624)의 상단에 고정되게 장착되고, 구동 벨트(23626)에 의해서 아이들러 풀리(23624)에 연결된다. 아이들러 풀리(23624)는 포어 아암(23202)을 상부 아암(23201)에 연결하는 동축 샤프트 어셈블리(23675)의 내부 샤프트(23672)의 하부에 고정적으로 장착된다. 상부 아암(23201)에서 제2 트랜스미션(23610)은 적절하게 구동 풀리(23612), 아이들러 풀리(23614) 및 구동 벨트나 케이블(23616)을 포함한다. 구동 풀리(23612)는 구동부(23204)내의 동축 샤프트 어셈블리(23660)의 내부 샤프트(23668a)의 상단에 고정되게 장착된다. 아이들러 풀리(23614)는 포어 아암(23202)을 상부 아암(23201)에 연결하는 동축 샤프트 어셈블리의 외부 샤프트(23674)의 하단에 고정적으로 장착된다. 구동 벨트(23616)은 구동 풀리(23612)를 아이들러 풀리(23614)에 연결한다. 제1 트랜스미션(23626)의 아이들러 및 구동 풀리(23624, 23622) 사이의 직경비(예, 풀리 비)와, 제2 트랜스미션(23610)의 아이들러 및 구동 풀리(23614, 23612) 사이의 직경비는 본원에 서술한 바와 같은 임의의 적절한 구동비 일수 있다. 구동 벨트(23614, 23612)는 대응하는 구동 풀리(23612, 23622)와 동일 방향으로 각 아이들러 풀리(23614, 23624)를 회전할 수 있다(구동 풀리(23612, 23622)의 시계방향 회전은 아이들러 풀리(23614, 23624)의 시계방향 회전을 야기함).
포어 아암(23202)을 상부 아암(23201)에 연결하는 동축 샤프트 어셈블리(23675)는 적절한 베어링에 의해서 상부 아암(23201)에서 회전가능하게 지지된다. 베어링은 다른 샤프트와 상부 아암(23201)에 관한 축(Z2)에 대해서 회전하는 샤프트 어셈블리의 외부 및 내부 샤프트(23674, 23672)를 허용한다. 동축 샤프트 어셈블리(23675)의 외부 샤프트(23674)는 포어 아암(23202)에 고정적으로 연결되어, 샤프트(23674) 및 포어 아암(23202)는 유닛으로 Z2축에 대해서 함께 회전한다. 포어 아암(23202)은 상부 아암(23201)에서 제2 트랜스미션(23610)의 아이들러 풀리(23614)가 구동부(23204)의 내부 샤프트(23668a)에 의해 회전시에 Z2축에 대해서 회전된다. 그러므로, 구동부(23204)의 내부 샤프트(23668a)는 상부 아암(23201)에 대해서 포어 아암(23202)이 독립적으로 회전하도록 한다.
동축 샤프트 어셈블리의 내부 샤프트(23672)는 포어 아암(23202)내의 제3 트랜스미션(23752)의 구동 풀리(23753)에 고정되게 부착된다. 포어 아암(23750)에서 제3 트랜스미션(23752)는 적절하게 구동 풀리(23753), 아이들러 풀리(23750) 및 구동 벨트 및 케이블(23751)을 포함한다. 이이들러 풀리(23750)은 샤프트(23698)에 고정되게 부착된다. 구동 벨트(23751)은 구동 풀리(23753)를 아이들러 풀리(23750)에 연결한다. 샤프트(23698)는 적절한 베어링에 의해서 포어 아암(23202)에서 회전가능하게 지지된다. 베어링은 샤프트(23698)이 포어 아암(23202)에 관한 축(Z3)에 대해서 회전하도록 허용한다. 상기 유형에서 제3 트랜스미션(23752)의 아이들러와 구동 풀리(23750, 23753) 사이의 직경비는 본원에서 개시된 임의의 적절한 구동비이다. 구동 벨트(23751)은 구동 풀리(23753)과 같이 같은 방향으로 아이들러 풀리(23750)을 회전시킨다(예, 구동 풀리(23753)의 시계방향 회전은 아이들러 풀리(23750)의 시계방향 회전을 야기함).
샤프트(23698)은 기판 홀더(23203)에 고정되게 장착된다. 그러므로, 샤프트(23698)과 기판 홀더(23203)은 Z3축에 대해서 유닛으로 함께 회전한다. 기판 홀더(23203)은 제3 트랜스미션(23752)의 아이들러 풀리(23750)이 구동 풀리(23753)에 의해서 회전시에, 축(Z3)에 대해서 회전된다. 회전하는 구동 풀리(23753)는 동축 샤프트 어셈블리(23675)의 내부 샤프트(23672)에 의해 회전된다. 상부 아암(23201)에서 제1 트랜스미션(23626)의 아이들러 풀리(23624)가 구동부(23204)의 중간 샤프트(23268b)에 의해 회전시에, 내부 샤프트(23672)는 회전된다. 이때, 기판 홀더(23203)은 Z3축에 대해서 포어 아암(23202) 및 상부 아암(23201)에 대해서 독립적으로 회전될 수 있다.
도 24를 참조하면, 일 유형에서, 이송 장치(2300)은 나란하게 배치된 2개의 엔드이펙터(23203A, 23203B)를 포함할 수 있으며, 기판(S)는 실질적으로 동시에 나란하게 배치된 처리 모듈(PM)로부터 이송되고 제거된다. 일 유형에서, 2dro의 엔드이펙터(23203A, 23203B)는 손목 축(Z3)에 대한 다른 하나에 대해서 독립적으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 구동부(23204)는 다른 엔드이펙터(23203A, 23203B)에 대한 하나의 엔드이펙터(23203A, 23203B)의 이동에 영향을 주는 추가적인 구동 샤프트 및 모터를 포함할 수 있다.
도 25를 참조하면, 일 유형에서, 이송 장치(2300)은 실질적으로 아암(2300A)와 유사한 2개의 SCARA 아암(25155A, 25155B)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 SCARA 아암(25155A, 25155B)은 상부 아암 링크(25155UA, 25155UB), 포어 아암 링크(25155FA, 25155FB), 및 엔드이펙터(25155EA, 25155EB)를 포함한다. 상기 유형에서, 엔드이펙터(25155EA, 25155EB)는 상부 아암에 종속되나, 다른 유형에서 엔드이펙터는 독립적으로 구동된다. 아암(25155A, 25155B)은 3개의 SCARA 아암 링크로 도시되고, 구동부(23204)에 동일축으로 커플링될 수 있고, 독립적인 세타 모션(예, 4개의 구동축 사용-구동축(23668d)참조)이나 커플링된 세타 모션(예, 3개의 구동축을 사용하여)을 허용하기 위해서 서로 다른 상부에 수직적으로 적층될 수 있다. 커플링된 세타 모션은 실질적으로 연장이나 수축없이 유닛으로 숄더 축(Z1)에 대한 로봇 아암의 회전이다. 각 아암(25155A, 25155B)은 한쌍의 모터에 의해서 구동되고, 임의의 적절한 구동 풀리 배치를 가질 수 있다. 일 유형에서, 각 아암에 대한 숄더 풀리, 엘보 풀리와 손목 풀리사이의 직경비는 비제한적이고 예시적인 목적으로, 1:1:2 비, 2:1:2비 일 수 있다. 각 아암을 연장하기 위해서, 한쌍의 모터에서 예컨대 각 모터의 1:1:2비를 사용하는 것은 실질적으로 동일 및 반대 방향으로 회전된다. 각 아암을 연장하기 위해서, 숄더 풀리에 예컨대 2:1:2 비를 사용하는 것은 실질적으로 고정되고(예, 실질적으로 비회전), 상부 아암에 커플링된 모터는 아암에 연장되기 위해서 회전된다. 세타 모션은 실질적으로 동일한 속도로 같은 방향으로 회전하는 모터에 의해서 제어된다. 엔드이펙터는 동일한 평면에 배치되고, 각 아암의 세타 모션은 다른 아암에 대해서 제한되나, 아암이 함께 이동된다면, 아암은 세타에서 무한하게 이동할 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 엔드이펙터는 동일 평면에 있지 않으며, 각 아암이 4개의 구동축을 사용하여 다른 아암에 독립적으로 구동되면, 각 아암은 세타에서 무한하게 이동할 수 있다.
전술한 바와같이, 상기 유형에서, 아암이 온도에 도달을 위한 전이구간 동안과 아암이 정상 상태 온도 조건에 도달할 때까지, 온도 함수(예, Li (ΔTi))로써 길이 변화의 분리 효과는 각 아암 링크의 다른 온도에 기인한 도 23-25에서 설명된 SCARA 아암의 각 아암 링크에 해결/결정된다. 이때, 온도 구배는 각 SCARA 아암을 따라 존재할 수 있다. 엔드이펙터의 온도(TEE)(및 손목 축(TW))은 포어 아암 링크의 온도(TF)(및 엘보 축의 온도(TEL))보다 크다. 포어 아암 링크의 온도(TF)(및 엘보 축의 온도(TEL))는 상부 아암 링크의 온도(TU)(및 숄더 축의 온도(TS))보다 크다(예, TEE/TW>TF/TEL>TU/TS). 온도 구배는 각 아암 링크에 존재할 수 있고, 아암 링크의 원단부(예, 숄더 축(Z1)에서 가장 먼 아암 링크의 단부)는 동일한 아암 링크의 근단부보다 높은 온도이다. 도 26 및 27을 참조하면, 엔드이펙터의 웨이퍼 중심 중심점(EEC)에서 시뮬레이션된 오프셋의 그래프는 개시된 SCARA 아암에 대한 반각(half angle)에 대해서 도 27에 도시된다. 도 27의 그래프는 X축 및 Y축에 따른 에러를, 특히 위치를 트리거링하는 센서 주변을 설명한다(예, 대략 100도의 각도를 포함함).
상기 유형에서, 엔드이펙터의 길이 변화(ΔLEE)와 손목 축(Z3)에서 온도 효과가 설명된다. 또한 상기 유형에서, 예를 들어, 아암 링크 길이의 변화(ΔLi)의(여기서 i=상부 아암 링크, 포어 아암 링크, 엔드이펙터) 합산에 인한 엔드이펙터의 중심 위치(ΔX, ΔY)에서 비선형적 효과를 생성하는 풀리 효과(∇V) 및 풀리 효과(∇Vi)(여기서 i=숄더 풀리, 엘보 풀리, 손목 풀리)(예, ∑ ΔLi ∇Vi)가 설명된다. 상기 유형에서, 도 26을 참조하면, 예컨대 SCARA 아암의 구성요소의 열적 팽창에 기인한 숄더 축(Z1)(X-Y평면에 고정됨)과 단 작동기 웨이퍼 중심점(EEC) 사이의 SCARA 아암 변화는 SCARA 아암 링크(예, 상부 아암, 포어 아암 및 엔드이펙터)의 열적 선형 팽창에서부터, 및 다른 SCARA 아암 링크의 일정하지 않은 열적 분배로부터 이다. 예시적으로, 다른 SCARA 아암 링크의 불균일한 열적 분배는 엔드이펙터에서 숄더축(Z1)으로 약화된 하나 이상의 열적 조건 경로와, SCARA 아암 링크에 의해 행해진 불균일한 온도에 기인한다. 예를들어, 엔드이펙터는 포어 아암 및 상부 아암보다 높은 온도에 노출된다. 게다가, SCARA 아암의 숄더, 엘보 및 손목 풀리 사이의 풀리 구동비는 대표적인 SCARA 아암 링크에 의해 행해진 불균일한 온도로부터 풀리의 열적 팽창에 기인한 각 풀리의 직경 변화에 의해서 변한다.
도 26을 참조하면, 상기 유형에서, 적어도 하나의 SCARA 아암(2300A)은 적어도 하나의 SCARA 아암(2300A)에 통합되는 자세 결정 특징부 또는 플래그(flag)(F1-F4)(또한 본원에서 데이텀 구성으로 참조될 수 있고, 일유형은 전술한 플래그와과 유사할 수 있거나 일 유형에 엔드이펙터의 일부 에지나 SCARA아암의 다른 링크를 허용한다)을 포함한다. 각 플래그(F1-F4)는 SCARA 아암 링크(23201)에서 하나 이상의 센서(199)에 의해 적어도 하나의 플래그(F1-F4)의 측정하는 것(도 24 참조)과, SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203) 길이(ΔLi)의 별개의 변화와, 각 대표적인 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 온도 변화에 기인한 풀리 효과(ΔVi)를 결정하는 구성을 가진다. 예를 들어, 적어도 하나의 플래그(flag)(F1-F4)은 SCARA 아암에 배치되고, 기판 처리 장치의 센서(199)와 같은 정적 탐지 센서(센서(199A, 199B)와 유사함)는 SCARA 아암(2300)의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 플래그(F1-F4)의 적어도 하나의 에지를 탐지한다. 여기에서, 플래그(F1-F4)의 구성은 각 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)에서 온도 변화 차이(ΔTi)에 기인한, 각 다른 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 각 다른 별개의 변화(예, ΔLi) 사이의 차이를 결정한다. 그러므로 이는 별개로 각 풀리 변화(ΔVi)와 SCARA 아암의 변화에 대한 대응하는 비선형 효과(기여)를 결정하기 위해서 각 다른 별개의 변화를 적용한다. 전술한 바와 같이 별개의 변화는 전술 및 후술하는 기 설정된 데이텀 구성(예, 기준 온도에서 기준 온도(TREF) 및 최초 링크 길이(Li))에 관련된, 대응 비율 또는 팽창 인자(KS(i))로 표현될 수 있다.
플래그(F1-F4)의 구성은 상부 아암 링크(23201), 포어 아암 링크(23202) 및 엔드이펙터(23203)을 가지는 3 링크 SCARA 아암(2300A)의 차이(또는 각각 다른 별개 변화 사이의 식별 결정)에 결정론적이다. 그러나, 다른 유형에서 플래그(F1-F4)은 N-링크 아암(예, 아암은 임의의 적절한 개수의 아암 링크를 가짐)의 차이를 결정하기 위한 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다. 플래그(F1-F4)의 구성은 다른 별개의 변화(ΔLi, ΔVi)의 차이, 및 각 방정시([1]-[4])에 대해서 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이, 단일 센서(199)의 일 경로내에서 즉각적으로 적어도 하나 이상의 플래그(F1-F4)를 센싱으로부터의 팽창 인자(Ks(i))의 차이를 결정한다.
일 유형에서, 즉각적으로 센서(199)에의한 플래그(F1-F4)의 적어도 하나의 에지를 탐지로부터, 컨트롤러(11091)는 각 아암 링크(23201, 23202, 23203)에 대한 다른 별개의 변화를 결정할 수 있고, 숄더 축(Z1)에서 엔드이펙터(23203)의 기준 위치(EEC)(예, 웨이퍼/엔드이펙터의 중심 위치)까지의 SCARA 아암 변화(예, 적용되는 좌표 시스템에 따라 ΔX, ΔY 또는 R, θ)를 결정하는 것에서 다른 개별 변화 사이를 식별할 수 있다. 각 아암 링크(23201, 23202, 23203)에 대응하는 팽창 인자(Ks(i))로 표현되는 차이로 전술한 바와 같이, 컨트롤러(11091)는 즉각적으로 플래그(F1-F4)의 탐지로부터, 각 대응하는 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 다른 팽창 인자(Ks(i)) 사이의 개별 관계와, 엔드이펙터(23203)의 기준 위치(EEC)에서 차이를 결정하는 중에서 다른 대응하는 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 다른 팽창 인자(Ks(i)) 사이를 식별하는 것을 결정할 수 있다. 즉, SCARA 아암(2300)의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 정적 탐지 센서(199)에 의해서 적어도 하나의 플래그(F1-F4)의 에지를 탐지로부터 별개의 관계식을 결정되는 운동학적 영향 리졸버를 구비할 수 있다. 별개의 관계식은 결정된 비례 인자(Ks(i))와 각각 다른 별개의 변화(ΔLi) 사이와 관련되고, 이는 SCARA 아암(2300A)의 반경방향 운동에 대하여 즉각적으로 SCARA 아암의 변화를 결정하는 스카라 아암(2300A)의 각 다른 아암 링크(23201, 23202, 23203)에 대한 것이다. 하나 이상의 플래그(F1-F4)의 적어도 하나의 에지의 탐지로부터, 컨트롤러(11091)은 센서(199)로 SCARA 아암(2300)의 하나의 경로에서 SCARA 아암(2300A)의 변화(ΔX, ΔY)를 결정할 수 있다. 게다가, 컨트롤러(11091)(또는 운동학적 리졸버(11091K))는 온도 변화(ΔTi)에 따른 각 풀리(예, 도23에서 풀리(23750, 23753, 23264, 23612, 23622)의 비선형 운동학적 영향을 해결할 수 있다. 온도 변화(ΔTi)는 아암 조인트나 풀리축(Z1, Z2, Z3)에서 다른 온도에 의한 각 풀리의 각각 다른 비선형적 운동학적 영향(ΔVi) 사이를 식별한다. 비선형 운동학적 영향(ΔVi)에 대응하는 풀리 변화는 각각의 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 반대 단부에서 풀리 사이의 풀리 구동비로 표현될 수 있다.
도 26을 참조하면, 예시적인 목적과 편의를 위해서, 이송 장치는 단일 SCARA 아암을 가지는 것으로 설명되고, SCARA 아암(2300A)의 상부 아암 및 포어 아암 링크(23201, 23202)는 기준 운도(TREF)에서 동일한 길이(L)을 가지는 것으로 설명된다. 그러나 다른 유형에서 상부 아암 및 포어 아암 링크는 다른 길이를 가질 수 있다. 다른 유형에서 개시된 실시예는 도 24에 개시된 도 25에 개시된 멀티-아암 이송 로봇의 각 아암 및/또는 멀티-엔드이펙터의 각 엔드이펙터에 적용될 수 있다. 게다가, 예시적인 목적과 편의를 위해서, SCARA 아암 링크는 유사한 재료로 형성되어 유사한 열팽창 계수를 가진다. 그러나 다른 유형에서, 아암 링크는 다른 재료로 형성되어 다른 열팽창 계수를 가진다. 일 유형에서, 예시적인 목적으로 오직 상부 아암 링크(23201) 및 포어 아암 링크(23202)는 당부 작동기(23203)이 상부 아암 링크(23201)에 종속시에 각각의 모터 축에 의해서 구동된다. 도 26에서 SCARA 아암(2300A)는 열적 팽창 전후에서 동일한 모터 위치에 있는 것으로 설명된다(열적 팽창된 아암은 가상 라인으로 도시된다). 일반적인 SCARA의 운동역학은 다음과 같이 기재될 수 있다:
기준 온도에서
온도 상승 및 온도 팽창 이후:
여기서,
G1 및 G2는 상부 아암에서 엘보와 손목에서 엘보의 풀리 기어 비이다.
보정 온도(TREF)에서, 상부 아암 링크(23201) 및 포어 아암 링크(23202)는 각각 길이(L)을 가진다. 온도 변화 이후에, 상부 아암 링크(23201)의 길이는 L1으로 표시되고, 전와 아암 링크(23202)의 길이는 L2로 표시된다.
동일한 모터 위치에서, 상부 아암 온도가 ΔT1 변화되는 것으로 가정하고, 및 포어 아암 온도가 ΔT2 변화되는 것으로 가정하고, 및 상부 아암 링크(23020)의 열팽창 계수는 α1, 포어 아암 링크(23020)의 열팽창 계수는 α2, 상부 아암 길이는 L2, 포어 아암의 길이는 L2로 가정되고, 열팽창 이후는 아래와 같다:
팽창 인자는 다음과 같이 정의 된다:
특히 온도가 정상 상태로 상승하는 동안에 온도가 엔드이펙터(23203)에서 SCARA 아암(2300A)의 숄더 축(Z1)으로 분산되므로, 분산된 온도는 다른 비율로 풀리의 열적 팽창에 기인한 SCARA 아암 조인트(예, 축(Z1, Z2, Z3)에서 풀리의 풀리비의 변화시킨다. 상기 풀리의 열적 팽창은 포함된 각도와 엔드이펙터의 방향을 변화시킬 수 있다. 도 27을 다시 참조하면, 풀리의 구동비의 영향을 보여주는 시물레이션의 예시는 풀리는 다른 온도에 있으나 링크 길이는 변하지 않는다고 가정하면, 엔드이펙터의 중심(EEC)에서 변한다.
하기의 표는 SCARA 아암(2300A)의 풀리에 대한 풀리 구동비를 예시적으로 설명한다. 풀리의 위치는 인식되고, 직경은 측정의 일반단위로 표시된다.
| 위치 | 직경 |
| UA 숄더(Shoulder) | 2 |
| UA 엘보(Elbow) | 1 |
| FA 엘보(Elbow) | 1 |
| FA 손목(Wrist) | 3 |
SCARA 아임(2300A)에 대해서, 숄더 축(Z1)은 2:1의 구동비를 가지는 풀리를 포함하는 트랜스미션으로 엘보 축(Z2)에 연결된다. 손목 축(Z3)는 2:1의 구동비를 가지는 풀리를 포함하는 트랜스미션으로 엘보축(Z2)에 연결된다.
숄더 축(Z1)에서 온도변화가 ΔT1, 엘보 축에서 온도 변화를 ΔT2, α를 아암 링크 재료의 열적 계수라고 가정하면, 엘보축(Z2)에 대한 숄더 축(Z1)의 풀리비는 아래와 같이 표현된다:
방정식 [3], [4]를 사용하면,
풀리비에서 변화 이후에 각도는 다음과 같다:
엔드이펙터에서의 온도 변화를 ΔT3로 가정하면, 손목 축(Z3)와 포어 아암 축(Z2) 사이의 풀리비는 다음과 같이 표현된다:
팽창 인자는 다음과 같이 정의된다:
그리고:
엔드이펙터(23203)의 각도 변화는 다음과 같이 표현된다:
일유형에서, 아암 포즈 결정 특징부가나 플래그(F1-F4)는 엔드이펙터(23203)에 통합되고, 전술한 바와 같이 엔드이펙터(23203)의 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 또한 전술한 바와 같이, 플래그(F1-F4)는 다른 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 다른 구별되는 변화(ΔLi)와, SCARA 아암(2300A)의 다른 풀리 사이를 구별하기 위한 결정적인 요소이다. 또한, 적어도 3개의 링크 SCARA 아암(2300A)을 위한 각각의 아암 링크 및/또는 풀리의 각각 다른 팽창 인자(Ks(i))를 결정하고 식별하기 위한 결정적인 요소이다. 도 28을 참조하면, 예시적인 엔드이펙터(23203)이 설명된다. 일 유형에서, 엔드이펙터(23203)의 열적 팽창을 설명하기 위해서, 엔드이펙터는 몇 개의 세그먼트(L3-L7)에 의해서 구성될 수 있다. 각 세그먼트(L3-L7)는 엔드이펙터(23203)의 다른 세그먼트(L3-L7)와 같거나 다른 재료로 구성될 수 있다. 상기 유형에서, 엔드이펙터(23203)은 4개의 플래그(F1-F4)를 포함하나, 다른 유형에서 엔드이펙터(23203)은 아암 포즈 결정 특징부의 임의의 적절한 개수를 가질 수 있다. 아래는 각 세그먼트(L3-L7)의 길이와 열팽창 계수를 설명하는 예시적인 표이다. 그러나 다른 유형에서, 세그먼트는 임의의 적절한 길이 및 열팽창 계수를 가지고, 플래그(F1-F4)는 엔드이펙터(23203)에 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
| 세그먼트 | 열적 팽창 계수 (㎛/(m.K)) |
길이(mm) | 코멘트 |
| L3 | α2 | 약 220 | 클램프 위에 마지막 ATEC 플래그로 손목 |
| L4 | α1 | 약 40 | 티타늄 클램프 위에 ATEC 플래그 |
| L5 | α3 | 약 110 | EE 위의 경사 에지 |
| L6 | α3 | 약 50 | EE 위의 제1 플랫 에지 |
| L7 | α3 | 약 130 | EE 센터 |
엔드이펙터는 각각 다른 열팽창 계수를 가지는 다른 물질의 세그먼트로 구성되는 것으로 가정되고, 아래와 같이 제공된다:
엔드이펙터923203)의 각 세그먼트의 열적 팽창은 다음과 같다:
플래그(F1-F4)의 에지의 조합은 동일한 플래그의 다른 에지(도 29의 플래그(F3, F3')는 2개의 경사진 가장자리를 가짐)나 다른 플래그(F1-F4)에 대해서 적어도 하나가 경사진다(예, 0이 아닌 각도, 도 29-31에서 각도(β2)를 가지는 플래그(F2, F2', F3, F3', F4, F4')의 에지를 참조, 플래그의 각 경사진 에지는 동일하거나, 각도(β2)와 다를 수 있는 대응하는 각도를 알림). 플래그(F1-F4)의 에지의 조합은 각 SCARA 아암 링크의 다른 별개의 변화(ΔLi) (및 풀리의 ΔVi)의 양향을 미치는 아암 포즈 결정 특징부가나 플래그(F1-F4)의 결정 특징부를 정의한다. 본원에 도시된 임의의 플래그(도 4a-5에 대해서 설명하고 기재된 구성을 포함함)는 공통 로봇 아암(예, 엔드이펙터(23203)) 상의 임의의 명령으로 조합될 수 있다. 그리하여 엔드이펙터는 경사지고(예, 제로가 아닌 각도에서) 직선형(예, 아암의 연장/수축 방향에 실질적으로 직교하는 플래그, 도 29-31에서 플래그(F1, F1', F4, F4') 참조)의 조합을 포함한다. 각 SCARA 아암 링크의 다른 구별되는 변화의 차이와, 각 SCARA 아암 링크/풀리의 각각 다른 개별적 팽창 인자(Ks(i))의 차이(예, 각 SCARA 아암의 링크/풀리의 온도 변화(ΔTi)에 기인함)은 풀리 변화로부터의 비선형적 효과를 포함하는 SCARA 아암의 변화를 결정한다. 여기에서, 전술한 바와 같이, 도 26에 도시된 아암 구성은 3개의 SCARA 아암 링크(예, 상부 아암(23201), 포어 아암(23202) 및 엔드이펙터(23203)), 정적 탐지 센서(199)에 의해서 탐지될 수 있는 적어도 하나의 에지를 가지는 각 플래그(F1-F4)를 포함한다. 플래그(F1-F4) (또는 적어도 하나의 플래그(F1-F4))의 적어도 하나의 에지는 불필요할 수 있고, 정적 검출 센서(199)에 의해 제공된 센서 신호 노이즈를 필터링 또는 “부드럽게(smooth)”하고, 경로(예, R 또는 SCARA 아암의 반경 방향의 운동)의 “흔들림(wobble)”을 해결한다.
도 1a, 26, 27을 참조하면, 전술한 바와 같이, 컨트롤러(11091)은 SCARA 아암 링크 및 풀리의 온도 변화(ΔTi)에 기인한 아암 변화(ΔLi))(및 ΔVi)를 해결할 수 있다. 예를 들어, 전체 오프셋 또는 열적 팽창에 의한 SCARA 아암(2300A)의 변화를 결정하기 위해서, 로컬 X-Y 좌표 프레임은 로봇 프레임의 회전 변화(예, R-θ)로 정의되고, Y축은 공간(room)의 온도(TREF)에서 팽창 및 수축의 반경 방향을 따른다. 공간의 온도(TREF)에서 엔드이펙터(23203)의 위치에 관한 방정식은 아래와 같이 표현된다:
LEEO는 손복 Z3에서 엔드이펙터의 중심(EEC)까지의 팬(pan) (팬의 용어는 여기에서 편의를 위해서 사용되고, 엔드이펙터의 구조체 구성을 설명하거나 제한하지 않고, 임의의 적절한 구성을 가질 수 있다) 오프셋이고, θ는 모터(T1, T2) 위치(예, 상부 아암(23201)과 포어 아암(23203)을 구동하는 구동 샤프트의 위치이고, 엔드이펙터(23203)은 상부 아암(23201)에 종속된다)에 의해서 결정되는 구비된 각도의 반(half)이다. Y 위치는 반경방향 좌표계(R-θ)에서 R위치와 동일한다.
온도가 상승한 후에, 손목 조인트(Z3) 위치에 대한 방정식은 아래와 같이 표현될 수 있다:
팽창 인자(Ks (i)) 값의 용어, 손목 조인트(Z3) 위치는 아래와 같이 표현될 수 있다:
열적 팽창에 의한 엔드이펙터(23203)의 전체 팽창은 아래와 같이(방정식[15]를 사용) 표현될 수 있다:
X-Y 좌표계에 회전된 프레임은 아래와 같이 표현될 수 있다:
팽창 인자(Ks (i)) 값을 상기 방정식에 확장하면:
Ks 인자(또는 전체 SCARA 아암 링크의 온도)를 인식하여, 열적 팽창에 의한 웨이퍼 및 엔드이펙터(23203)의 오프셋은 임의의 소정의 반정도 포함된(half-included) 각도(θ)에 대한 상기 방정식을 사용하여 산출될 수 있다.
이제 도 29-31을 참조하면(각 도면은 개시된 실시예의 다른 유형에 따라 적절한 플래그 구성의 다른 예를 도시함, 즉 도 26 및 28은 개략도를 도시함), 플래그(F1-F4)의 에지를 탐지하는 것과, 다른 팽창 인자(Ks(i))를 결정하는 것과, 다른 팽창 인자(Ks (i))를 차이는 기재될 것이다. 일 유형에서, 열적 오프셋을 계산하기 위해서, 방정식 [24]와 [25]에서의 팽창 인자(Ks (i))는 결정된다. 이는 이전에 기재된 바와 같이 엔드이펙터(23203)의 에지와 손목 플래그(F1-F4)의 위치 변화의 트리거를 탐지하기 위해서 정적 탐지 센서(199)를 사용하여 달성될 수 있다. 이는 시스템에 알려진 타겟을 배치하고, 팽창 인자(Ks (i))의 값의 역산을 위한 신호 변화를 측정하는 것이다. 일 유형에서, 신호 변화는 예를 들어 불균일한 온도 분배에서 조인트 팽창에 의해서 발생되는, SCARA 아암 풀리에서 링크비, 풀리비 변화의 열적 선형적 팽창, 및/또는 풀리비의 변화에 의해서 발생되는 플래그/엔드이펙터 에지의 정렬 변화에 의해 야기될 수 있다.
아암(2300A)와 같은 SCARA 아암에서의 열적 팽창은 선형적 팽창과 풀리비의 변화를 야기하고, 위치 캡쳐(플래그가 감지되거나 엔드이펙터의 에지가 감지되면)와 열적 팽창 사이의 복잡한 비선형 방정식을 생성한다. 그러므로, 플래그(F1-F4)의 구성은 각각의 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)에 대한 다른 팽창 인자(Ks(i))를 결정하고, 정적 탐지 센서(199)에의한 엔드이펙터(23203)의 하나 이상(또는 하나) 경로에서 즉각적으로 탐지되는 전체 아암 팽창을 해결한다.
대표적인 센서(199) 및 손목 플래그 구성은 도 29에 도시되나, 센서(199) 및 플래그(F1-F4)는 도 30, 31에서 설명된 구성을 포함하는 임의의 적절한 배치를 가질 수 있다. 상기 유형에서, 전술한 바와 같이, 플래그(F1-F5)는 엔드이펙터(23203)을 따라 배치되고, 플래그(F1-F4)는 정적 웨이퍼 탐지 센서(199A, 199B) 중 하나인 센서(199)에 의해서 플래그(F1-F5)가 통과하는 SCARA 아암(2300A) 위치를 캡쳐하기 위한 트리거 지점을 생성한다. 센서(199A, 199B) 중 하나에 의해서 감지되는 플래그(F1-F4)의 위치는 전술한 바와 같이 각각의 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 관련된 열적 팽창을 결정하기 위해서 SCARA 아암 운동학에서 분석적 방정식에 입력 값으로 사용된다. 일 유형에서, 플래그(F1-F4)의 형상은 알려지지 않은 변수를 해결하는데 필요한 방정식의 최소한의 세트를 제공하기 위해서 센서/플래그 전이부의 적절한 개수를 생성하기 위해서 선택될 수 있다. 즉, 각 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)에 구별되는 팽창 인자(Ks (i))이다(예, 상부 아암 링크(23201)의 팽창 인자(KS1), 포어 아암에 대한 팽창 인자(KS2), 엔드이펙터(23203)에 대한 팽창 인자(KS3)). 방정식의 예시적인 세트는 하기에 설명되는 방정식 [34], [36], [39]에서 도시된다. 상기 유형에서, 도 4, 5a, 및 5b에서 플래그(F1-F3)의 플래그 전이부는 상기 방정식을 생성하도록 사용될 수 있다.
일 유형에서, 도 5b를 참조하면, 곡선형으로 가로지르는 플래그(F5, F6)의 센서 전이부는 플래그(F5, F6)의 반경 중심이 엔드이펙터의 중심(EEC)에 일치한다. 상기 유형에서, 적어도 플래그(F5, F6)에 의해서 제공된 센서 전이부는 도 4a-4c, 4f, 7에서 전술한 유사한 방식으로 엔드이펙터의 중심(EEC)에서 센터링된 기준 웨이퍼(엔드이펙터의 중심(EEC)에서 제로 오프셋의 중심을 가짐)를 모방하도록 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 엔드이펙터의 중심(EEC)를 가지는 플래그(F5, F6)의 중심을 함께 위치시키는 것은 액티브 웨이퍼 센터(AWC) 조정에 제로 오프셋 구성에 대한 필요를 제거할 수 있다. 도 29-31에 도시된 플래그(F1-F5)의 형상은 예시적이고, 전술한 구성과 같은 플래그 형상이 사용될 수 있다. 게다가, 본원에서 설명된 플래그의 형상은 도 30 및 31에서 설명된 유사한 방식으로 단일 엔드이펙터 상에 조합될 수 있다. 이는 SCARA 아암의 열적 팽칭 및/또는 정적 탐지 센서(199)를 지나는 엔드이펙터(23203)의 일 경로를 가지는 자동 웨이퍼 센터링(AWC)의 결정에 영향을 준다.
일 유형에서, 플래그(F1-F6)(또는 본원에서 기재된 다른 데이텀 구성)은 예컨대 엔드이펙터(23203)이나 상부 아암(23201) 또는 포어 아암(23202)과 같은 SCARA 아암 상의 임의의 다른 적절한 위치에 통합적으로 형성될 수 있다. 다른 유형에서, 하나 이상의 플래그(F1-F6)는 임의의 적절한 위치에 적절한 방법으로 엔드이펙터(23203(또는 SCARA 아암의 다른 영역)에 장착될 수 있고, 플래그(F1-F6)는 하나의 정적 탐지 센서(199)에 의해 감지될 수 있다(또는 적어도 하나의 정적 탐지 센서에 의해 전술한 바와 같이).
전술한 바와 같이, 개시된 실시예의 유형과 본원에서 개시된 플래그(F1-F6) 컨셉은 하나의 정적 탐지 센서(199)를 사용될 수 있다. 그러나, 다른 유형에서 하나 이상의 센서(199A, 199B)는 불필요한 정보를 생성하고, 전술한 노이즈 비율에 대한 신호를 향상할 수 있다. 일 유형에서, 센서(199A, 199B)는 SCARA 아암(2300)이 위치된 이송 챔버(11025)에, 처리 챔버(PM) 상에, 이송 챔버(11025)와 처리 챔버(PM) 사이나, 처리 시스템의 임의의 적절한 위치에 장착되고(도 1a, 24 참조), 위치를 트리거하는 센서는 SCARA 아암 기준 프레임(예, R-θ, X-Y)내의 고정된 위치로 고려된다. 일 유형에서, 양 센서(199A, 199B)에서 트리거되는 전이부는 알려진 기준 위치로 센서 조정 중에 저장된다.
일 유형에서, 센서(199A)로 플래그(F1)(예, 엔드이펙터(23203)의 손목상의 플랫한 에지)의 탐지를 사용하여, 손목 조인트(Z3) 위치([20]-[21] 방정식을 사용함)는 아래와 같이 표현된다:
일유형에서, θ는 전술한 오리지날 운동학의 반정도 포함된(half included) 각도이다. 이는 SCARM 아암(2300A)의 모션 계획에 대한 오리지널 운동학과 대응하는 기록에 대한 플래그(F1)의 위치 켭쳐에서 획득될 수 있다.
R은 위치 캡쳐의 반경방향의 값(플래그(F1)이 감지되는 반경방향 연장축을 따르는 위치)이다:
Y 방향으로 트리거링 에지의 방향 변화에 따른 이동(shift)는 아래와 같이 표현된다:
캘리브레이션 중에 플래그(F1)의 플랫 에지의 트리거 위치를 s4이면, 열적 팽창 이후에, 플래그(F1)의 플랫 에지의 트리거 위치는 아래와 같이 표현된다:
여기에서(방정식 [7] 사용):
열적 팽창 이후에 플래그 상의 반경방향 위치 캡쳐를 R4라고 하면, 반정도 포함된(half-included) 각도는 다음과 같이 표현된다:
방정식 [32] 사용하고,
동일한 방법을 사용하면, 센서(199A)를 지나는 플래(F1)의 플랫 에지의 전이부는 아래와 같이 표현된다:
여기에서, d1은 엔드이펙터의 센터(EEC)에서 센서(199A)로 γ 거리이다.
플래그(F1)의 반경방향 위치 캡쳐가 R1이면, 반정도 포함된(half-included) 각도는 다음과 같다:
방정식 [35]를 확장하면:
플래그(F2)의 경사 에지에서 X방향으로 열적 팽창에 의한 Y축 방향으로 추가 이동(shift)이 있고:
β2는 도 29에 도시된 에지 각도이다. β2는 에지(F2')에 대해서 설명되고, 도 29-31에서 설명된 플래그(F2, F2',F3, F3')의 임의의 경사진 에지의 각도가 사용될 수 있다. 전술한 유사한 방법으로, 저장된 트리거 값을 사용하여, s2는 다음과 같이 표현된다:
플래그(F2)의 반경방향 위치 캡쳐를 R2라고 하면, 반정도 포함된(half-included) 각도는 다음과 같이 표현된다:
방정식 [38]을 확장하면:
방정식 [34], [36], [39]는 3개의 링크 SCARA 아암의 열적 팽창에 따른 변화를 기재하는 3개의 변수(KS1, KS2, KS3)를 가지는 3개의 비선형 방정식이다. 다른 유형에서, 추가적인 플래그/에지는 4개의 SCARA 아암이나 임의의 적절한 링크 개수를 가지는 SCARA아암(예, N링크 SCARA 아암)의 팽창 인자(KS(i))를 식별/해결하도록 구비된다. 일 유형에서, 비선형 방정식 세트는 예컨대 Newton-Raphon 방식을 사용하여 풀수 있고, 다른 유형에서 임의의 적절한 방식이 비선형 방정식을 풀기 위해서 사용될 수 있다. 일 유형에서, 임의의 적절한 Newton-Raphon 알고리즘은 전방의 운동학에서 반정도 포함된(half-included) 각도(θ)를 찾기 위해서 사용될 수 있다. Newton-Raphon 방법은 초기값이 솔루션에 클로즈되면 빨리 변환하고, 다른 유형에서 정적 탐지 센서(199)를 통과하는 엔드이펙터(23203)의 단일 경로와 일치하는 솔루션 결정에 영향을 미칠 수 있다. 센서(199)는 적어도 하나의 플래그(F1-F4)의 적어도 하나의 에지를 탐지/센싱한다. 오리지날 변환 운동학은 적절한 시작점을 제공한다. 원한다면 마지막 솔루션은 저장되고, 동일한 타겟 위치를 위해 다음 시간에 최초 값으로 사용된다 예시적인 Newton-Raphon 방법에서, 예컨대 3개의 변수가 정의된다:
대응하는 함수가 정의된다:
비선형 시스템이 생성된다:
부분적 파생의 Jacobian 매트릭스:
비선형 방정식 세트의 솔루션은 하기의 반복을 통해서 산출될 수 있다:
일 유형에서, 낮은 온도에서, 열적 팽창에 따른 풀리비의 변화는 예컨데 상기 방정식에서 각 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 선형적 팽창의 우세로 인해서 시스템에 작은 변화로 처리될 수 있다. 높은 온도에서, 마지막 솔루션값은 예컨대 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)의 느린 열적 팽창 처리 때문에 동일한 타겟 위치에 시작값으로 사용될 수 있다.
풀리비의 변화 없이, 열적 팽창은 3개의 선형 방정식에 줄어들 수 있다. 풀리비가 일정하다고 가정하면, 방정식 [34]는 다음과 같이 변형될 수 있다:
방정식[36]도 다음과 같이 변형될 수 있다:
방정식[39]는 아래와 같다:
선형 방정식 [41]. [42], [43]이 닫힌 형태의 해석적 솔루션을 가질 수 있기 때문에, 이는 고속 반복동안(예, 비선형 방정식 세트의 솔루션은 적어도 플래그(F1-F6)를 즉각적으로 센싱하는 센서(199)의 하나의 경로에서 발견될 수 있다) 비선형 방정식[40]에 대입하는 시작값을 제공한다. 고속 반복은 비선형 방정식 세트에 적어도 하나의 에지/플래그(F1-F6)에서 즉각적인 센싱/탐지하는 일 경로에서 비선형적 효과를 가지는 가용 솔루션을 구한다. KS(i) 값은 각각의 SCARA 아암 링크에 대해서 알려지면, 열적 팽창 오프셋은 예컨대 방정식 [24], [25]를 사용하는 SCARA 아암의 소정의 위치를 위해서 계산될 수 있다. 아암의 전체 모션 범위에서 아암 모션을 제공하는 제어 운동학은 아암 모션의, 특히 엔드이펙터의 센터 전체 범위에서 열적 팽창 오프셋을 보상하도록 변형된다. 구현될 수 있는 바와 같이, 오프셋/변화의 결정과 보상은 센서(199)에 따른 아암의 하나 이상의(또는 즉, 하나의 경로) 경로의 즉각적인, 실질적으로 실시간으로 아암에 영향을 미친다.
기판 중심(EEC)는 이동하는 엔드이펙터를 결정하고(도 32, 블록 3200), 전술한 바와 같이 기판은 적어도 하나의 센서(199A, 199B)를 향하여 이동되고, 기판은 센싱된다(도 32, 블록 3205). 기판의 중심은 결정되고(도 32, 블록 3210), 기판은 스테이션 위치(SC)에 배치되 수 있다. 일 유형에서, 기판의 임의의 적절한 개수는 스테이션 위치(SC)가 다시 교시 전에(엔드이펙터(23203)에 홀딩된 기판을 가지고 또는 없이) 스테이션 위치(SC)에나 이로부터 이송될 수 있다. 예를 들어, 스테이션 위치(SC)는 10개의 기판, 20개의 기판이나 임의의 다른 적절한 개수의 기판의 배치 후에 교시될 수 있다. 다른 유형에서, 스테이션 위치(SC)는 임의의 적절한 기 설정된 시간 간격(예, 30분, 60분 또는 임의의 다른 적절한 시간 간격) 이후에 교시될 수 있다. 기판 스테이션(SC)는 적어도 하나의 센서(199A, 199B)를 향하여 엔드이펙터(23203)를 이동하는 것에 의해서 교시될 수 있다(도 32, 블록 3200)(다시, 단지 단일 센서가 사용될 수 있다). 그리하여 적어도 하나의 플래그(F1-F4)가 센싱된다(도 32, 블록 3215). 엔드이펙터의 중심(EEC)은 전술한 방식과 같이 결정되고(도 32, 블록 3220), 엔드이펙터의 중심은 전술한 방식으로 스테이션 중심(SC)을 등록된다(도 32, 블록 3230). 스테이션 중심(SC)가 교시되고 엔드이펙터는 기판을 홀딩하면, 기판의 중심(WC)는 센서(199A, 199B)에 의해 엔드이펙터의 동일 경로(예, 하나의 경로)에서나, 센서(199A, 199B)를 지나는 엔드이펙터의 제2 경로에 결정될 수 있다. 그리하여, 기판 중심(WC)과 스테이션 위치(SC)는 다른 경로에서 교시된다.
일 유형에서, 도 29를 참조하면, 스테이션 중심(SC)을 가진 엔드이펙터의 중심(EEC)의(실질적으로 엔드이펙터의 중심(395C)와 유사함) 등록, 및 기판 중심(WC)의(도 29에서 엔드이펙터의 중심(EEC)에서 오프셋으로 도시됨) 결정은 센서(199A, 199B)의 하나를 통과하는 엔드이펙터의 일 경로를 가지면서 결정될 수 있다. 그러나, 소정의 아암에 있지 않는 주변에 위치하는 구성을 포함하고, 적어도 하나의 센서(199A, 199B)를 통과하는 엔드이펙터의 복수의 경로는 전문이 본원의 참조로 인용되는 미국 특허 출원 No.14/937,676(“툴 자동-교시 방법 및 장치”, 2015. 11.10일 출원)에 개시된 유사한 방식으로 가진다. 예를 들어, 기판 중심(EEC)와 스테이션 위치(SC) 모두는 이동된 엔드이펙터(23203)가 적어도 하나의 센서(199A, 199B)를 향하여 기판(S) 및/또는 플래그(F1-F4)(예, 데이텀 구성)을 이동하는 것(도 32, 블록 3200)을 교시한다. 기판(S)은 적어도 하나의 센서(199A, 199B)로 측정되고(도 32, 블록 3205), 플래그(F1-F4)는 적어도 하나의 센서(199A, 199B)로 측정되고(도32, 블록 3215), 다시 싱글 센서(199A)와 하나 이상의 경로는 스테이션 중심(SC)에 대한 엔드이펙터의 중심(EEC)을 기재하는데 충분하다. SCARA 아암의 변화(ΔLi)(및 ΔVi)는 예를 들어 도 23-31에 대해서 개시된 바와 같은 선형 및 비선형 효과의 열적 팽창의 차이를 가지는 SCARA 아암 링크(23201, 23202, 23203)(및 SCARA 아암 풀리)를 결정한다(도 32, 블록 3216). 기판 중심(WC)와 기판 이송 장치의 위치(예, 기준 위치(EEC)) 사이의 차이는 전술한 바와 같이(예, 곡선 또는 다른 형상의 구성(예, 도 31의 플래그(F5, F5', F6, F6') 참조, 전술한 엔드이펙터의 중심에 대한 알려진 관계식을 가지고, 플래그(F5, F5', F6 및/또는 F6')로 정의된 서클 VRW1(도 10 참조)와 유사하며, 및/또는 상기 방정식 [24], [25]를 사용하여) 임의의 적절한 방법으로 각 링크의 팽창 인자(KS(i))를 사용하여 결정된다(예, 도 32, 블록 3220 및 32225). 스테이션 중심(SC)에 대한 엔드이펙터의 중신 기준점(EEC)의 등록은 전술한 방식으로 영향 받는다(도32, 블록 3230).
도 29-31을 다시 참조하면, 일 유형에서,컨트롤러(11091)(또는 컨트롤러(11091)의 운동학적 리졸버(11091K))는 R 축에서 흔들리거나(wobble) 바이어스(bias)로 언급되는(예, 조인트의 비선형 효과, 풀리, 구동 밴드 마찰력, 피봇과 피봇 베어링을 가로지르는 불균일한 열적 분산에 기인한 scara 아암 링크와 풀리의 피봇축의 장동(nutation)모션, 등) SCARA 아암(2300A)의 반경방향 축(R)에서 효과 변화 및/또는 변화를 유발하는 전이를 해결한다.구현될 수 있는 바와 같이, R축의 변화나 흔들림은 컨트롤러(110910)에 연결된 반경방향 위치 신호(si) (아암 모션 중에 플래그(F1-F6)를 센싱하는 센서에 의해서 영향을 받는)로 초래된 비열적 변화 요소, 및 SCARA 아암(2300A)의 다른 링크와 풀리의 열적 변화 차이를 야기한다. 일 유형에서, 전술한 잘못된 효과(예, 바이어스 또는 흔들림)는 도 29에서 도시된 SCARA 아암(2300A)의 반대 또는 거울 이미지 측에서 불필요한 플래그(F1-F6) 및 센서(199A, 199B)로부터 평균화(또는 다른 적절한 가중된 조합)된 적절한 신호에 의해서 해결(또는 이의 기여를 최소화)될 수 있다(도 29는 엔드이펙터(23203)의 반대측 상에 센서(199A, 199B)를 도시하고, 도 30 및 31은 대칭적인 엔드이펙터를 도시함). 도시된 유형에서, 센서(199A, 199B) 및 플래그(F1-F6)는 SCARA 아암(2300A)의 대칭 축에 대해서 대칭적으로 구비되고(이는 오작동 이외에 실질적으로 R 축에 정렬됨), 반대측에 대응하는 플래그(플래그(F1-F6, F1'-F6'참조)를 센싱하는 대향하는 센서(199A, 199B)로부터 s1신호(운동학적으로 표현됨)를 평균화 하는 것은 R축의 바이어스나 흔들림으로 인한 잘못된 구성을 해결한다. 다른 유형에서, 컨트롤러(11091)는 후속 경로(도 27에 도시된 것과 유사한 곡선에서의 예시의 결과로, 컨트롤러(11091)의 프로세서 및 메모리에 적절한 형태로 기록되는)의 캘리브레이션 온도(TREF)와 정상 상태 구동 온도 사이의 열적으로 전이되는 SCARA 아암(2300A)에 따른 s1신호(운동학적으로 표현됨)를 선형화 할 수 있다. 커브(예, 도 27의 도시된 것과 유사)는 센서(199A, 199B)를 통과하는 엔드이펙터(23203)과 플래그(F1-F6, F1'-F6')의 각 경로에 대해서 s1 신호를 조절하도록 적용될 수 있고, 각 s1 신호는 소정의 경로의 대응하는 커브를 따른다. 따라서, 전술한 바와 같은 센서로부터의 s1 신호와 곡선 플롯 사이의 불일치에 의한 잘못된 구성요소는 예컨대 하나 이상의 센서(199A, 199B)로부터 해결될 수 있다. 게다가, 각 경로의 커브는 축 바이어스와 흔들림을 나타내는 트랜드를 인식하면서 이전의 경로의 이전의 커브에 연속적으로 비교될 수 있다.
앞에서 도시될 수 있는 바와 같이, 개시된 실시예의 유형은 이송 아암과 엔드이펙터(23203, 23203A, 25155EA, 25155EB)의 기준 특징부나 플래그(F1-F6, F1'-F6')를 위치하기 위해서, 컨트롤러를 구비한 것으로 도 23, 24, 25에서 기재된 이송 아암의 결정된 변화를 보상한다. 게다가, 개시된 실시예의 유형은 엔드이펙터(23203A, 23203B, 25155EA)의 적어도 하나 이상의 아암 링크(23201, 23202)에서 엔드이펙터(23203A)에 대한 적어도 하나의 독립적인 자유도를 가지는 다른 독립적인 엔드이펙터(23203B)를 공유하면서, 컨트롤러와 함께 다른 독립적인 엔드이펙터(23203B)의 결정된 변화를 보상한다(도 24 참조).
130: 이송로봇
165: 정렬기
170: 컨트롤러
199A, 199B: 센서
219, 2300:이송 아암
165: 정렬기
170: 컨트롤러
199A, 199B: 센서
219, 2300:이송 아암
Claims (25)
- 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리 장치는,
소정의 중심을 구비하는 기준 특징부(reference feature)를 가지는 엔드이펙터를 가진 이송 아암을 구비한 기판 이송 장치로서, 상기 엔드이펙터는 소정의 중심에 기초하여 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 홀딩하고 이송하도록 된, 기판 이송 장치;
기판 이송 장치에 일체로 된 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부(arm pose deterministic feature)로서, 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부는 상기 기준 특징부에서 독립되어 기준 특징부와는 별도인 적어도 하나의 아암 포즈를 결정하고 기판 처리 장치의 정적 탐지 센서가 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로(on the fly) 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 탐지하도록 배치된, 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부; 및
기판 이송 장치에 통신 가능하게 커플링된 컨트롤러로서, 상기 컨트롤러는 적어도 하나의 에지의 검출이 웨이퍼에 독립적인 이송 아암의 비례 인자의 결정에 영향 주도록 되고, 상기 비례 인자는 이송 아암의 반경 방향의 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화를 식별하는, 컨트롤러;를 포함하되,
상기 컨트롤러는 운동학적 영향 리졸버(kinematic effects resolver)를 포함하고, 상기 운동학적 영향 리졸버는 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 에지의 즉각적인 검출에서 결정된 비례 인자와 이송 아암의 각각의 상이한 링크에 대한 각각의 상이한 개별 변화(discrete variance) 사이의 개별 관계(discrete relation)를 결정하고, 상기 개별 관계는 이송 아암의 운동역학(kinematics)에 영향을 미치며, 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로(on the fly) 이송 아암의 변화를 결정하는 것에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 운동학적 영향 리졸버는 결정된 비례 인자에 대한 결정된 개별 관계(discfrete relation)에서, 각각의 상이한 링크에 대한 각각의 상이한 개별 변화 간의 차이(discrimination)에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 운동학적 영향 리졸버는 적어도 하나의 에지의 탐지에 기초하여 각각의 상이한 개별 변화 간의 차이에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 운동학적 영향 리졸버는 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 에지의 검출에서 상기 이송 아암의 각각의 상이한 링크에 대한 상이한 개별 변화의 비선형 운동학적 영향의 기여(contribution)를 결정하도록 되고, 상기 비선형 운동학적 영향의 기여는 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로 아암의 변화를 결정하도록 적어도 부분적으로 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 운동학적 영향 리졸버는 아암의 변화를 결정하는데 있어서의 비선형 운동학적 영향의 결정된 기여에서, 이송 아암의 각각의 상이한 링크나 상이한 풀리에 대하여, 상이하게 기여하는 비선형 운동학적 영향 사이의 차이에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 운동학적 영향 리졸버는 아암의 변화를 결정하는데 있어서의 비선형 운동학적 영향의 결정된 기여에서, 이송 아암의 적어도 하나의 다른 링크나 다른 풀리의 상이하게 기여하는 비선형 운동학적 영향 사이의 차이에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 운동학적 영향 리졸버는 적어도 하나의 에지의 검출에 기초하여, 상이하게 기여하는 비선형 운동학적 영향 사이의 차이에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
적어도 하나의 상기 아암 포즈 결정 특징부는 결정된 비례 인자에 대한 결정된 개별 관계에서, 각각의 상이한 링크에 대한 각각의 상이한 개별 변화 사이의 차이에 영향을 미치도록 결정되는 구성을 가지는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
적어도 하나의 상기 아암 포즈 결정 특징부는 정적 탐지 센서가 적어도 하나의 에지를 즉각적으로 탐지하도록, 정적 탐지 센서에 의해서 적어도 하나의 에지의 이송 아암의 반경 방향 통과 중에 이송 아암의 각각의 상이한 링크에 대해서 각각의 상이한 개별 변화 사이의 차이에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이송 아암은 3개 링크 SCARA 아암이고, 적어도 하나의 포즈 결정 특징부는 3개의 링크 SCARA 아암의 각각의 상이한 링크에 대해서 각각의 상이한 개별 변화 사이의 차이에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 엔드이펙터는 소정의 중심을 가지는 웨이퍼 홀딩 스테이션을 구비한 자체 센터링 엔드이펙터이며, 상기 엔드이펙터는 웨이퍼 홀딩 스테이션에 웨이퍼를 홀딩하고, 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송하는, 기판 처리 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부는 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 소정의 중심의 결정에 영향을 미치는 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 포함하나, 엔드이펙터는 정적 탐지 센서에 의해서 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로를 가지는, 기판 처리 장치. - 제12 항에 있어서,
적어도 하나의 중심 결정 특징부는 엔드이펙터에 의해 홀딩된 웨이퍼에 의해서 방해받지 않고 배치되어, 정적 탐지 센서는 기판 이송 장치의 운동에 대하여 즉각적으로 적어도 하나의 중심 결정 특징부를 탐지하고, 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 탐지는 정적 탐지 센서에 의해 적어도 하나의 중심 결정 특징부의 일 경로를 가지는 엔드이펙터 상의 웨이퍼 홀딩 스테이션의 소정의 중심의 결정에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 적어도 하나의 에지의 검출에 기초하여, 이송 아암의 반경 방향의 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화의 결정과 실질적으로 동시에 웨이퍼 홀딩 스테이션의 소정의 중심의 결정에 영향을 미치는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
이송 아암은 상부 아암 링크, 포어 아암(forearm) 링크 및 상기 상부 아암 링크와 상기 포어 아암 링크에 공통적으로 종속되는 둘 이상의 엔드이펙터를 구비하고, 상기 상부 아암 링크 및 상기 포어 아암 링크는 둘 이상의 각 엔드이펙터에 공통되는, 기판 처리 장치. - 제15 항에 있어서,
둘 이상의 공통적으로 종속되는 엔드이펙터의 적어도 하나는 독립적인 자유도를 가지고, 둘 이상의 공통적으로 종속되는 엔드이펙터 중 적어도 하나는 공통 상부 아암 링크와 포어 아암 링크에 대해서 독립적으로 이동 가능하고, 둘 이상의 공통적으로 종속되는 엔드이펙터 중 다른 엔드이펙터에 대응하는 다른 아암 포즈 결정 특징부와 다른 대응하는 아암 포즈 결정 특징부를 가지며, 정적 탐지 센서에 의해서 적어도 하나의 독립적으로 이동 가능한 엔드이펙터의 대응하는 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 센싱하는 것에 기초하여, 적어도 하나의 독립적으로 이동하는 엔드이펙터에 대한 이송 아암의 변화는 적어도 둘 이상의 공통적으로 종속된 엔드이펙터 중 다른 엔드이펙터에 대해서 이송 아암의 변화로부터 분리되도록 결정되는, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이송 아암은 SCARA 아암인, 기판 처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 이송 아암의 결정된 변화를 보상하도록 이송 아암 및 엔드이펙터의 기준 특징부를 위치시키는 기판 처리 장치. - 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판 처리 방법은,
소정의 중심을 가지는 기준 특징부를 가지는 엔드이펙터를 포함하는 이송 아암을 구비한 기판 이송 장치를 가지는 기판 처리 장치 내에 웨이퍼를 이송시키는 단계로서, 상기 웨이퍼는 엔드이펙터의 웨이퍼 홀딩 스테이션에서 엔드이펙터에 고정되는, 웨이퍼를 이송시키는 단계;
정적 탐지 센서를 이용하여, 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로, 기판 이송 장치에 통합되는 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부의 적어도 하나의 에지를 탐지하는 단계로서, 적어도 하나의 아암 포즈 결정 특징부는 상기 기준 특징부로부터 독립되어 기준 특징부와는 별도인 적어도 하나의 아암 포즈를 결정하는, 에지를 탐지하는 단계;
적어도 하나의 에지의 검출에 기초하여, 웨이퍼에 독립적인 이송 아암의 비례 인자를 탐지하는 단계로서, 비례 인자는 기판 이송 장치에 통신가능하도록 커플링된 컨트롤러를 가진 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로 이송 아암의 변화를 식별하는, 비례 인자를 탐지하는 단계; 및
컨트롤러의 운동학적 영향 리졸버를 이용하여, 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로, 정적 탐지 센서에 의한 적어도 하나의 에지의 검출로부터, 결정된 비례 인자와 이송 아암의 각각의 상이한 링크에 대한 각각의 상이한 개별 변화(discrete variance) 사이의 개별 관계(discrete relation)를 결정하는 단계로서, 상기 개별 관계는 이송 아암의 운동역학에 영향을 미치고, 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적인 이송 아암의 변화의 결정에 영향을 미치는, 개별 관계를 결정하는 단계;를 포함하는, 기판 처리 방법. - 제19 항에 있어서,
결정된 비례 인자에 대한 결정된 개별 관계(discrete relation)에서, 운동학적 영향 리졸버를 이용하여, 각각의 상이한 링크에 대한 각각의 상이한 개별 변화 간의 차이에 영향을 미치는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법. - 제19 항에 있어서,
운동학적 영향 리졸버를 이용하여, 적어도 하나의 에지의 탐지에 기초하여 각각의 상이한 개별 변화 사이의 차이에 영향을 미치는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법. - 제19 항에 있어서,
운동학적 영향 리졸버를 이용하여, 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적으로, 정적 탐지 센서에 의한 에지의 검출로부터, 상기 이송 아암의 각각의 상이한 링크에 대한 상이한 개별 변화의 비선형 운동학적 영향의 기여를 결정하는 단계로서, 상기 비선형 운동학적 영향의 기여는 이송 아암의 반경 방향 운동에 대하여 즉각적인 이송 아암의 변화의 결정에 적어도 부분적으로 영향을 미치는, 비선형 운동학적 영향의 기여를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법. - 제19 항에 있어서,
상기 이송 아암은 SCARA 아암인, 기판 처리 방법. - 제19 항에 있어서,
컨트롤러를 이용하여, 이송 아암과 엔드이펙터의 기준 특징부를 위치 결정하기 위하여 이송 아암의 소정의 변화를 보상하는 단계를 추가로 포함하는, 기판 처리 방법.
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