KR20240027022A - 기판 프로세싱 시스템의 부품 추적을 위한 인라인 머신 비전 시스템 (In-line Machine Vision System) - Google Patents
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Abstract
기판 프로세싱 시스템에서 소모성 부품을 추적하기 위한 시스템들은 내부에 소모성 부품을 저장하기 위해 사용된 소모성 부품 스테이션을 갖는 마운팅 인클로저를 포함한다. 마운팅 인클로저는 EFEM의 로봇으로 하여금 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 회수할 수 있게 하도록 EFEM을 향한 개구부를 갖는다. 이미지 캡처 시스템은 소모성 부품 상의 코드의 이미지를 캡처하도록 구성된다. 이미지 캡처 시스템은 카메라 및 광원을 포함한다. 이미지 캡처 시스템은 카메라 및 광원이 개구부를 향해 포인팅되도록, 마운팅 인클로저의 개구부 근방에 포지셔닝된다. 프로세서는 이미지 캡처 시스템 및 제어기에 통신 가능하게 연결된다. 제어기는 로봇으로 하여금 소모성 부품 스테이션으로부터 개구부를 통해 소모성 부품을 이동시키고 이미지 캡처 시스템의 시계 내에 소모성 부품 상의 코드를 포지셔닝시키게 한다. 제어기는 코드의 이미지를 캡처하고, 이미지를 프로세싱하고, 소모성 부품의 식별자를 생성하고, 식별자를 제어기로 포워딩하도록 광원 및 카메라를 활성화하도록 프로세서에 명령을 발행한다. 제어기는 소모성 부품이 후속 동작에 적합한 지 검증하기 위해 식별자를 사용하도록 구성된다.
Description
본 실시 예들은 반도체 웨이퍼 프로세싱에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈에 제공된 소모성 부품을 추적하는 것에 관한 것이다.
통상적인 제조 시스템은 복수의 클러스터 툴 어셈블리들 또는 프로세싱 스테이션들을 포함한다. 반도체 웨이퍼의 제작 프로세스에 사용된 프로세싱 스테이션 각각은 특정한 제작 동작을 수행하도록 사용된 프로세스 모듈 각각을 갖는 하나 이상의 프로세스 모듈들을 포함한다. 상이한 프로세스 모듈들 내에서 수행된 제작 동작들 중 일부는 세정 동작, 에칭 동작, 증착 동작, 린싱 동작, 건조 동작, 등을 포함한다. 이들 동작들을 수행하기 위해 프로세스 모듈들에서 사용된 프로세스 화학 물질들, 프로세스 조건들 및 프로세스들은 프로세스 모듈들 내의 독한 (harsh) 조건들에 지속적으로 노출되는 일부 하드웨어 컴포넌트들에 손상을 유발한다. 이들 손상되거나 마모된 하드웨어 컴포넌트들은 손상된 하드웨어 컴포넌트들이 프로세스 모듈들의 다른 하드웨어 컴포넌트들이 독한 조건들에 노출되지 않는다는 것을 보장하고, 그리고 반도체 웨이퍼의 품질을 보장하기 위해 주기적으로 신속하게 교체되어야 한다. 위치 및 프로세스 모듈 내에서 수행된 독한 화학 물질들에 대한 연속적인 노출로 인해 손상될 수도 있는 하드웨어 컴포넌트들 중 일부는 웨이퍼를 둘러싸는 에지 링들, 커버 링들, 등을 포함한다. 에지 링은 특정한 수의 프로세스 사이클들 후에 부식될 수도 있고 부식된 에지 링이 척, 접지 링, 등과 같은 아래에 놓인 (underlying) 하드웨어 컴포넌트들을 독한 프로세스 조건들에 노출시키지 않도록 즉시 교체되어야 한다. 교체될 수 있는 하드웨어 컴포넌트들은 본 명세서에서 소모성 부품으로 지칭된다.
에지 링들과 같은 소모성 부품은 프로세스 성능에 매우 중요하다. 이들 소모성 부품은 통상적으로 수동으로 교체되고 에지 링을 교환하기 위한 프로세스 모듈의 벤팅 (venting) 을 필요로 한다. 대안적으로, 소모성 부품들은 버퍼 스테이션 (예를 들어, 웨이퍼 버퍼링에 사용된 FOUP (Front Opening Unified Pod) 와 유사한 FORP (front opening ring pod) (웨이퍼 교환 스테이션)) 내로 새로운 에지 링들을 로딩하는 단계, FORP로부터 프로세싱 스테이션의 로드 포트로 에지 링을 이송하는 단계, 및 프로세스 모듈로부터 오래된 에지 링을 제거하고 새로운 에지 링을 설치하기 위해 시스템 로보틱스를 사용하는 단계를 수반하는 자동화된 방법을 사용하여 교체된다. 소모성 부품의 교체는 프로세스 모듈로 그리고 프로세스 모듈로부터 웨이퍼의 이송과 유사한 방식으로 진공 하에서 수행된다. 에지 링은 웨이퍼 교환 스테이션으로부터 웨이퍼를 이송하기 위해 사용되는 공장 AMHS (automatic material handling system) 를 통해 버퍼 스테이션으로부터 이송될 수 있다. 단일 버퍼 스테이션이 새로운 에지 링들 및 프로세스 모듈로부터 제거된 마모된 에지 링들 모두를 저장하도록 사용될 수도 있고 또는 상이한 버퍼 스테이션들이 새로운 에지 링들 및 사용된 에지 링들을 별도로 저장하기 위해 사용될 수도 있다. 마모된 에지 링들은 즉시 폐기되어야 하고, 완전히 소모되면 새로운 에지 링들이 로딩되어야 한다.
에지 링의 정확한 형상 및 높이는 프로세스 애플리케이션에 기초하여 최적화된다. 그 결과, 사용 중이고 효율적으로 관리되어야 하는 다수의 상이한 에지 링들이 있다. 상이한 타입들의 에지 링들의 차이들은 종종 매우 미미하고 눈으로 인식할 수 없다. 더욱이, 버퍼 스테이션에 있으면, 상이한 에지 링들 사이에서 구별하는 것이 거의 불가능해진다. 생산 환경에서, 에지 링 버퍼 스테이션들은 단일 타입의 에지 링들, 2 이상의 타입의 에지 링들, 또는 단일 타입 또는 다른 소모성 부품과 혼합된 복수의 타입들의 에지 링들을 포함할 수 있다. 에지 링들은 통상적으로 버퍼 스테이션들의 상이한 슬롯들 내로 수동으로 로딩되고 로딩된 에지 링들은 시스템 컴퓨터 상에 등록된다. 수동 로딩/등록 프로세스 동안 오류가 발생할 여지가 있다. 예를 들어, 사용자는 에지 링을 잘못된 슬롯 내로 로딩할 수도 있다 (예를 들어, 에지 링을 슬롯 1 대신 슬롯 2 내로 로딩). 대안적으로, 사용자는 버퍼 스테이션의 특정한 슬롯 내로 로딩된 에지 링에 대해 부정확한 정보 (일련 번호, 부품 번호, 슬롯 번호, 치수, 등) 를 입력할 수도 있다. 이러한 에러들은 잘못된 에지 링이 클러스터 툴 내의 프로세스 모듈로 전달되게 할 수도 있다. 예를 들어, 프로세스 모듈에 우발적으로 로딩된 부정확한 에지 링은 용인할 수 없는 웨이퍼 스크랩 이벤트들을 야기할 것이다. 이러한 문제들은 상당한 길이의 시간 동안 검출되지 않을 수도 있고, 프로세싱될 웨이퍼들의 품질에 상당한 영향을 줄 수도 있고, 이에 따라 반도체 제작사에 대한 이윤 마진에 심각한 영향을 준다. 현재, 정확한 (correct) 에지 링들이 FORP 내로 로딩되고 있다는 것을 자동으로 검증하거나 툴 내 이들의 위치 (즉, 슬롯 번호) 를 결정하는 효율적인 방법이 없다.
이러한 맥락에서 본 발명의 실시 예들이 발생한다.
본 개시의 실시 예들은 정확한 에지 링이 기판 프로세싱 시스템 내 정확한 프로세스 모듈로 전달될 수도 있도록 에지 링을 추적하고 (track) 에지 링의 아이덴티티를 검증하기 위한 시스템들 및 방법들을 포함한다. 추적은 기판 프로세싱 시스템 (즉, 클러스터 툴과 같은) 내에서 사용되는 로봇의 암 상에 배치된 (dispose) 정렬기 및 머신 비전 시스템 (machine vision system) 을 사용하여 행해진다. 기판 프로세싱 시스템 또는 클러스터 툴은 하나 이상의 로드 록들을 통해 진공 이송 모듈 (vacuum transfer module; VTM) 에 커플링된 대기 이송 모듈 (atmospheric transfer module ATM) 을 포함하고, VTM은 하나 이상의 프로세스 모듈들에 커플링된다. ATM의 로봇 및 VTM의 로봇은 웨이퍼 버퍼 스테이션과 하나 이상의 프로세스 모듈들 사이에서 웨이퍼들을 이동시키도록 사용된다. ATM의 로봇은 웨이퍼를 프로세스 모듈로 전달하기 전에 웨이퍼를 정렬하기 위해 사용되는 정렬기를 구비한다. 이어서 정렬된 웨이퍼는 프로세싱을 위해 기판 표면 위에 수용된다. ATM 및 VTM의 로봇들은 또한 소모성 부품을 저장하기 위해 사용되는 소모성 부품 스테이션과 프로세스 모듈 사이에서 소모성 부품을 이동시키도록 사용된다. 식별자 (identifier) 는 소모성 부품 각각에 배치된다. 일부 구현 예들에서, 식별자는 상단 표면 상, 하단 표면 상, 상단 표면 상 및 하단 표면 상 모두, 또는 소모성 부품의 상단 표면과 하단 표면 사이의 어딘가에 배치된 코드 (예를 들어, 머신 판독 가능 코드) 일 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 머신 비전 시스템은 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처하고 소모성 부품을 식별하기 위해 이미지를 프로세싱하도록 사용되고, 로봇의 정렬기는 코드의 이미지가 카메라 또는 머신 비전 시스템의 이미지 캡처링 디바이스에 의해 캡처될 수 있도록 머신 비전 시스템 위의 소모성 부품 상에 코드를 정렬하도록 사용된다. 일부 구현 예들에서, 코드의 이미지는 프로세스 모듈로의 전달을 위해 스케줄링된 소모성 부품이 프로세스 모듈에 적절한 지 여부를 결정하기 위해 소모성 부품 데이터베이스에 대해 검증된다. 일단 소모성 부품의 아이덴티티가 성공적으로 검증되면, 소모성 부품은 설치를 위해 프로세스 모듈로 전달된다.
머신 비전 시스템은 인간 도입된 에러들로 인해 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈에 부정확한 소모성 부품을 제공하는 것을 방지하기 위해 소모성 부품의 부가적인 검증을 제공한다. 상이한 프로세스 모듈들에서 이용 가능하고 사용되는 소모성 부품의 타입들의 큰 변동으로 인해, 상이한 프로세스 모듈들에서 사용된 상이한 타입들의 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링들) 을 추적하고 (to keep track of) 내부에서 수행된 프로세스들을 최적화하기 위해 상이한 프로세싱 스테이션들 내의 프로세스 모듈 각각에 대한 정확한 타입의 소모성 부품(들)을 전달하는 것이 중요하다. 머신 비전 시스템은 자동화된 검증을 수행하여 상당한 시간과 비용을 절약한다.
에지 링들과 같은 소모성 부품을 추적하는 것을 보조하기 위해, 일부 구현 예들에서, 코드가 소모성 부품 상에 규정되고 소모성 부품은 소모성 부품 데이터베이스에 대해 코드를 검증함으로써 추적된다. 소모성 부품이 프로세스 모듈로의 전달을 위해 회수될 (retrieve) 때, 소모성 부품은 먼저 식별되고 이어서 프로세스 모듈로 전달되기 전에 검증된다. 검증의 일부로서, 일부 구현 예들에서, 코드의 이미지는 머신 비전 시스템을 사용하여 캡처되고, 캡처된 이미지는 코드를 식별하고 소모성 부품에 대한 식별자를 생성하도록 프로세싱된다. 소모성 부품 식별자는 소모성 부품의 타입 각각을 사용하는 제조 설비 내에서 상이한 타입들의 소모성 부품 및 상이한 프로세스 모듈들과 관련된 정보를 포함하는 소모성 부품 데이터베이스에 대해 검증된다. 성공적인 검증시, 소모성 부품은 ATM 및 VTM의 로봇들에 의해 프로세스 모듈로 이송된다. 소모성 부품 각각을 추적하는 것은 정확한 소모성 부품이 프로세스 모듈 각각에 전달된다는 것을 보장하여, 임의의 로딩 에러 (예를 들어, 로딩 동안 소모성 부품에 대해 기록된 부정확한 정보 또는 소모성 부품 스테이션의 슬롯 내로 소모성 부품의 부정확한 로딩) 을 제거한다. 추적 및 검증은 부정확한 소모성 부품이 프로세스 모듈 내로 잘못 로딩되지 않는다는 것을 보장하여, 이러한 에러들로부터 불필요한 웨이퍼 스크랩을 방지한다.
일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템의 소모성 부품을 추적하고 검증하기 위한 머신 비전 시스템이 개시된다. 일부 구현 예들에서, 머신 비전 시스템은 마운팅 인클로저, 이미지 캡처 시스템, 프로세서 (예를 들어, 에지 프로세서) 및 제어기를 포함한다. 마운팅 인클로저는 내부에 소모성 부품을 저장하기 위한 소모성 부품 스테이션을 갖는다. 마운팅 인클로저는 EFEM (equipment front end module) 내의 로봇으로 하여금 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 회수할 수 있게 하도록 기판 프로세싱 시스템의 EFEM을 향한 개구부를 갖는다. 이미지 캡처 시스템은 소모성 부품 상의 코드의 이미지를 캡처하도록 구성된다. 이미지 캡처 시스템은 카메라 및 광원을 포함한다. 이미지 캡처 시스템은 마운팅 인클로저의 개구부 근방에 포지셔닝되고 개구부를 향해 포인팅되도록 배향된다. 프로세서는 이미지 캡처 시스템 및 기판 프로세싱 시스템의 제어기에 통신 가능하게 연결된다. 프로세서는 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지를 프로세싱 및 분석하고 제어기로 리턴되는 소모성 부품에 대한 식별자를 생성하도록 구성된다. 제어기는 로봇으로 하여금 이미지 캡처 시스템의 시계 (field of view) 내에 소모성 부품의 코드를 포지셔닝하도록, 마운팅 인클로저의 개구부를 통해 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 이동시키게 하는 명령을 발행하도록 구성된다. 제어기는 프로세서에 의해 제공된 식별자에 응답하여, 소모성 부품이 후속 동작에 적합한 지 검증하도록 더 구성된다.
일 구현 예에서, 프로세서는 (a) 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지를 향상시키기 위한 이미지 향상 모듈, (b) 향상된 이미지를 디코딩하고 소모성 부품을 식별하는 문자열 (string) 을 생성하기 위한 디코더 및 (c) 검증을 위해 제어기로 소모성 부품을 식별하는 문자열을 전달하기 위한 통신 모듈과 상호 작용하도록 구성된다.
일 구현 예에서, 제어기는 광원을 활성화하고 코드의 이미지를 캡처하도록 카메라를 개시하도록 프로세서에 신호들을 제공하고, 프로세서에 의해 포워딩된 (forward) 문자열을 사용하여 소모성 부품을 검증하도록 구성된다.
일 구현 예에서, 광원은 복수의 광 엘리먼트들을 포함하고, 복수의 광 엘리먼트들의 위치는 소모성 부품이 판독 배향으로 포지셔닝될 때 코드를 조사하고 (illuminate) 적어도 코드가 존재하는 소모성 부품의 표면 상의 영역을 커버하는, 오버랩 영역을 제공하도록 규정된다.
일 구현 예에서, 로봇은 소모성 부품을 판독 배향으로 정렬하도록 사용되는 정렬기를 포함한다.
일 구현 예에서, 정렬기는 소모성 부품 상에 배치된 기준 마커를 검출하도록 구성되고, 기준 마커는 소모성 부품의 코드로부터 미리 규정된 각도로 배치된다. 로봇은 제어기로부터의 인스트럭션에 기초하여 소모성 부품을 이동시키게 된다. 제어기로부터의 인스트럭션들은 광원에 의해 조사된 코드의 이미지를 캡처하기 위해 이미지 캡처 시스템의 카메라의 시계 내에 코드를 정렬시키도록 기준 마커에 대해 소모성 부품을 이동시키기 위해 미리 규정된 각도를 특정한다.
일 구현 예에서, 판독 배향은 이미지를 캡처하기 위한 카메라에 대한 코드의 방해받지 않는 뷰를 제공하도록 로봇의 엔드-이펙터에 의해 커버되지 않는 소모성 부품의 개방 영역에 대응하도록 규정된다.
일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템은 마운팅 인클로저의 개구부를 향하는 상단 부분에 규정된 투명한 커버를 포함한다. 투명 커버는 이미지 캡처 시스템의 광원 및 카메라를 차폐하도록 구성된다.
일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템의 카메라는 상부에 코드가 배치되는 소모성 부품의 표면으로부터 제 1 거리에 배치되고, 광원은 복수의 광 엘리먼트들을 포함하고, 복수의 광 엘리먼트들의 광 엘리먼트 각각은 제 2 거리만큼 또 다른 광 엘리먼트로부터 분리된다.
일 구현 예에서, 제 1 거리는 제 2 거리에 비례하고 약 1 : 1.3 내지 약 1 : 1.7로 규정된다.
일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템은 확산기들, 또는 편광기들 또는 확산기들 및 편광기들 모두를 포함한다. 광원은 한 쌍의 발광 다이오드들이다. 존재한다면, 확산기 각각은 미리 규정된 제 1 거리에서 발광 다이오드들의 쌍의 각각 또는 둘 다의 전면에 배치된다. 유사하게, 편광기 각각은 존재한다면, 미리 규정된 제 2 거리에서 발광 다이오드들의 쌍의 하나 또는 모두 전면에, 또는 미리 규정된 제 3 거리에서 카메라의 렌즈 전면에, 미리 규정된 제 2 거리에서 카메라의 렌즈 및 미리 규정된 제 3 거리에서 발광 다이오드들의 쌍의 하나 또는 둘 다, 모두의 전면에 배치된다.
일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션은 마운팅 인클로저의 개구부에 반대 방향으로 배향된 외측 벽을 갖는다. 외측 벽은 소모성 부품의 로딩 및 언로딩 (unload) 을 위해 소모성 부품 스테이션에 액세스하기 위한 제 2 개구부를 갖는다.
일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션의 소모성 부품은 2 개의 부품들로 이루어지고 코드는 2 개의 부품들의 각각의 부품의 표면 상에 배치된다. 2 개의 부품들의 제 1 부품의 제 1 코드는 제 2 부품의 제 2 코드로부터 미리 규정된 거리만큼 분리된다. 로봇은 제어기의 인스트럭션에 기초하여 소모성 부품을 이동시킨다. 로봇에 제공된 인스트럭션들은 제 1 부품 상에 배치된 제 1 코드를 이미지 캡처 시스템의 시계 내로 가져 오게 하고 그리고 제 1 코드를 조사하기 위해 광원 및 제 1 코드의 이미지를 캡처하기 위해 카메라를 동시에 활성화시키도록 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 1 세트의 인스트럭션들, 및 제 2 부품 상에 배치된 제 2 코드를 이미지 캡처 시스템의 시계 내로 가져 오게 하고 그리고 제 2 코드를 조사하기 위해 광원 및 제 2 코드의 이미지를 캡처하기 위해 카메라를 동시에 활성화시키도록 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 2 세트의 인스트럭션들을 포함한다.
일 구현 예에서, 광원은 코드를 접선으로 조사하도록 배치된 한 쌍의 발광 다이오드들이다.
일 구현 예에서, 2 개의 부품 소모성 부품의 제 1 부품 및 제 2 부품은 동일한 재료로 이루어지고, 재료는 석영 또는 실리콘 카바이드 중 하나이다.
일 구현 예에서, 2 개의 부품 소모성 부품의 제 1 부품은 제 2 부품과 상이한 재료로 이루어지고, 2 개의 부품 소모성 부품의 제 1 부품은 석영 재료로 이루어지고 제 2 부품은 실리콘 카바이드 재료로 이루어진다.
일 구현 예에서, 프로세서는 에지 프로세서이다. 에지 프로세서는 코드의 이미지를 저장하고, 이미지를 프로세싱하고, 이미지를 분석하고 소모성 부품을 식별하는 문자열을 생성하고, 검증을 위해 문자열을 제어기로 송신하도록 구성된다. 에지 프로세서는 이더넷 스위치를 통해 제어기에 연결된다.
일 구현 예에서, 소모성 부품은 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈 내 웨이퍼 지지 표면 상에 수용된 웨이퍼에 인접하게 배치되는 에지 링이다.
일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템에서 소모성 부품을 추적하기 위한 로봇이 개시된다. 로봇은 엔드-이펙터 및 정렬기를 포함한다. 엔드-이펙터는 로봇의 암 상에 규정되고 소모성 부품을 지지하기 위해 사용된 캐리어 플레이트를 지지하도록 설계된다. 정렬기는 암 상에 배치된다. 정렬기는 축을 따라 소모성 부품과 함께 캐리어 플레이트를 회전시키도록 구성된다. 정렬기는 소모성 부품의 표면 상에 규정된 기준 마커를 추적하고 기준 마커의 오프셋 좌표들을 기판 프로세싱 시스템의 제어기에 제공하기 위한 센서를 갖는다. 로봇은, 로봇으로 하여금 캐리어 플레이트 상에 지지된 소모성 부품을 소모성 부품 스테이션으로부터 그리고 기준 마커에 대해 판독 배향으로 이동시키게 하도록 제어기로부터의 인스트럭션들의 세트를 수신하도록 구성되고, 판독 배향은 이미지 캡처 시스템으로 하여금 코드의 이미지를 캡처하게 하도록 기판 프로세싱 시스템의 이미지 캡처 시스템의 시계 내에 소모성 부품의 표면 상에 배치된 코드를 배치하도록 규정된다. 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지는 소모성 부품에 대한 식별자를 생성하도록 프로세싱된다. 식별자는 소모성 부품의 검증을 위해 제어기에 의해 사용된다.
일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템은 제어기에 통신 가능하게 연결된다. 이미지 캡처 시스템은 제어기로부터 제 2 세트의 인스트럭션들을 수신한다. 제 2 세트의 인스트럭션들은 코드를 조사하기 위해 이미지 캡처 시스템 내에 배치된 광원을 활성화하기 위한 제 1 인스트럭션 및 코드의 이미지의 캡처를 개시하기 위해 이미지 캡처 시스템의 카메라를 활성화하기 위한 제 2 인스트럭션을 포함한다.
일 구현 예에서, 기준 마커는 코드로부터 미리 규정된 각도로 소모성 부품의 표면 상에 규정된 광학 마커이다. 판독 배향은 캐리어 플레이트의 암 연장부에 의해 커버된 영역 외부인 소모성 부품의 개방 영역에 대응하도록 규정된다.
일 구현 예에서, 정렬기의 센서는 레이저 센서 또는 섬유들 상에 라이너 커튼 헤드 (liner curtain head) 를 갖는 빔 투과 (through beam) LED 섬유 센서 중 하나이다.
일 구현 예에서, 로봇은 기판 프로세싱 시스템의 EFEM (equipment front end module) 내에 배치된다. EFEM은 기판 프로세싱 시스템의 마운팅 인클로저의 소모성 부품 스테이션에 저장된 소모성 부품에 대한 액세스를 제공한다. 소모성 부품에 대한 액세스는 EFEM을 향해 규정된 개구부를 통해 로봇에 제공된다.
일 구현 예에서, 기준 마커의 오프셋 좌표들 및 코드의 이미지는 제어기에 의해 프로세서를 통해 이미지 캡처 시스템으로 포워딩된다. 프로세서는 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지를 향상시키기 위해 이미지 향상 프로세서와 상호 작용하고, 코드의 이미지를 디코딩하고, 소모성 부품을 식별하는 문자열을 생성하도록 디코더와 상호 작용하고, 소모성 부품의 검증을 위해 제어기에 문자열을 전달하기 위해 통신 모듈과 상호 작용한다.
일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 이동시키도록 구성된 로봇의 엔드-이펙터는 또한 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈로의 전달을 위해 웨이퍼를 웨이퍼 스테이션으로부터 이동시키도록 구성된다. 로봇의 정렬기는 웨이퍼 내의 노치를 검출하고 프로세스 모듈로의 전달 전에 노치에 대한 웨이퍼의 배향을 제어하도록 구성된다.
일 구현 예에서, 소모성 부품은 제 1 부품 및 제 2 부품으로 이루어진다. 제 1 코드는 제 1 부품의 표면 상에 배치되고 제 2 코드는 제 2 부품의 표면 상에 배치된다. 제 1 부품의 제 1 코드는 제 2 부품의 제 2 코드로부터 미리 규정된 거리만큼 분리된다. 로봇에 제공된 인스트럭션들의 세트는 제 1 코드의 이미지의 캡처를 허용하도록 제 1 부품 상에 배치된 제 1 코드를 기준 마커에 대해 판독 배향으로 가져오게 하도록 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 3 인스트럭션, 및 제 2 부품 상에 배치된 제 2 코드의 이미지의 캡처를 허용하도록 제 2 부품 상에 배치된 제 2 코드를 기준 마커에 대해 판독 배향으로 가져오게 하도록 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 4 인스트럭션을 포함한다.
또 다른 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템의 소모성 부품을 추적하고 검증하기 위한 머신 비전 시스템이 개시된다. 머신 비전 시스템은 마운팅 인클로저, 제어기, 이미지 캡처 시스템 및 프로세서를 포함한다. 마운팅 인클로저는 내부에 소모성 부품을 저장하기 위한 소모성 부품 스테이션을 갖는다. 마운팅 인클로저는 EFEM (equipment front end module) 내의 로봇으로 하여금 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 회수할 수 있게 하도록 기판 프로세싱 시스템의 EFEM을 향한 개구부를 갖는다. 제어기는 EFEM의 로봇으로 하여금 마운팅 인클로저의 개구부를 통해 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 이동시키게 하고 이미지 캡처 시스템의 시계 내에 소모성 부품의 코드를 포지셔닝시키게 하도록 구성된다. 이미지 캡처 시스템은 소모성 부품 상의 코드의 이미지를 캡처하도록 구성된다. 이미지 캡처 시스템은 적어도 카메라 및 광원을 포함한다. 이미지 캡처 시스템은 마운팅 인클로저의 개구부 근방에 포지셔닝된다. 카메라 및 광원은 마운팅 인클로저의 개구부를 향해 포인팅되도록 배향된다. 프로세서는 이미지 캡처 시스템 및 제어기에 통신 가능하게 연결된다. 프로세서는 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지를 프로세싱 및 분석하고 소모성 부품이 후속 동작에 적합한 지 검증하도록 구성된다.
소모성 부품을 추적하는 것의 이점은 소모성 부품 스테이션으로부터 회수된 소모성 부품이 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈을 타깃팅하는 정확한 소모성 부품이라는 것을 보장하는 것이다. 추적으로부터 획득된 정보는 프로세스 모듈의 소모성 부품이 사용 수명의 끝에 도달하고 교체되어야 할 때를 결정하도록 소모성 부품이 프로세스 모듈에 제공된 때 및 소모성 부품의 사용 이력을 추적하도록 사용될 수 있다. 이들 및 다른 이점들은 이하에 논의될 것이고, 명세서, 도면들 및 청구항들을 읽으면 당업자에 의해 인식될 것이다.
도 1은 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 소모성 부품을 추적하기 위한 머신 비전 시스템을 채용하는 기판 프로세싱 시스템의 간략화된 블록도를 예시한다. 도 1a는 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 소모성 부품의 확대도를 예시한다.
도 2는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처하기 위한 이미지 캡처 시스템을 포함하는 머신 비전 시스템의 간략화된 표현을 예시한다.
도 3은 일 구현 예에서, 소모성 부품을 식별하도록 사용된 머신 비전 시스템의 프로세서의 다양한 컴포넌트들의 간략화된 표현을 예시한다.
도 4는 일 구현 예에서, 소모성 부품을 추적하는데 사용되는 머신 비전 시스템의 개요를 예시한다.
도 5a 내지 도 5d는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처하도록 사용된 이미지 캡처 시스템의 상이한 뷰들을 예시한다.
도 6은 일 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에 배치된 기준 마커를 검출하기 위해 사용된 정렬기 센서를 갖는 대기 이송 모듈에서 사용된 로봇의 암의 일부를 예시한다.
도 7a는 일 구현 예에서, 소모성 부품을 추적하기 위해 사용된 코드에 대한 기준 마커의 상대적인 포지션을 도시하는 소모성 부품의 평면도를 예시한다.
도 7b는 일 구현 예에서, 코드에 대한 기준 마커의 상대적인 포지션을 도시하는 소모성 부품의 저면도를 예시한다.
도 8a는 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템 위에 정렬하기 전에 소모성 부품 스테이션 내에서 로봇 암 상에 지지된 캐리어 플레이트 상에 밸런싱되는 소모성 부품을 예시한다.
도 8b는 일 구현 예에서, 코드의 캡처를 할 수 있게 하도록 이미지 캡처 시스템 위에 정렬되는 프로세스에 있는 코드를 갖는 소모성 부품을 예시한다.
도 9a는 일 구현 예에서, 한 쌍의 발광 다이오드들에 의해 조사되고 카메라 위에 정렬된 코드의 이미지를 캡처하는 이미지 캡처 시스템의 단순화된 표현 (rendition) 을 예시한다.
도 9b는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상의 코드를 조사하는 이미지 캡처 시스템의 발광 다이오드들의 쌍의 조사 영역들의 2 차원 표현을 예시한다.
도 9c는 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지로부터 검출된 소모성 부품 상의 코드의 샘플 부분을 예시한다.
도 9da는 일 구현 예에서, 코드가 제 1 재료로 이루어진 소모성 부품 상에 배치되는 표면 특성들의 변동을 예시하고 그리고 도 9db는 일 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에 배치된 샘플 코드를 예시한다.
도 9ea는 대안적인 구현 예에서, 코드가 제 2 재료로 이루어진 소모성 부품 상에 배치되는 표면 특성들의 변동을 예시하고 그리고 도 9eb는 대안적인 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에 배치된 샘플 코드를 예시한다.
도 10a는 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 소모성 부품의 표면 상의 코드의 위치 및 특정한 재료로 이루어진 소모성 부품의 예를 예시한다.
도 10ba 및 도 10bb는 일 구현 예에서, 제 1 부품의 표면 상에 제 1 코드 및 제 2 부품 상에 제 2 코드를 갖는, 제 1 부품 및 제 2 부품으로 이루어진 소모성 부품의 예를 예시하고, 제 1 부품 및 제 2 부품은 동일한 특정한 재료로 이루어진다.
도 10ca 및 도 10cb는 일 구현 예에서, 제 1 부품의 표면 상에 제 1 코드 및 제 2 부품의 표면 상에 제 2 코드를 갖는, 제 1 부품 및 제 2 부품으로 이루어진 소모성 부품의 예를 예시하고, 제 1 부품 및 제 2 부품은 상이한 재료들로 이루어지고 제 1 코드는 제 2 코드와 상이한 깊이에 배치된다.
도 10d는 일 구현 예에서, 코드가 배치될 수 있는 상이한 표면들을 도시하는 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링) 의 단면도를 예시한다.
도 10e는 일 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에서 검출된 기준 마커의 이미지의 평면도를 예시하고 그리고 도 10f는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상에 규정된 기준 마커의 이미지의 저면도를 예시한다.
도 11a는 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 소모성 부품을 버퍼링하도록 사용되는 소모성 부품 스테이션의 배면도 (즉, 후면도) 를 예시한다.
도 11b는 일 구현 예에서, 도 11a에 예시된 소모성 부품 스테이션의 평면도를 예시하고, 도 11c는 일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션의 내부의 뷰를 제공하는 소모성 부품 스테이션의 상단 표면 상에 규정된 상단 윈도우의 확대도를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 일 구현 예에서, 코드의 이미지의 캡처를 할 수 있게 하도록 기준 마커에 대해 캐리어 플레이트 상에 지지된 소모성 부품의 표면 상에 배치된 코드의 정렬을 예시한다.
도 2는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처하기 위한 이미지 캡처 시스템을 포함하는 머신 비전 시스템의 간략화된 표현을 예시한다.
도 3은 일 구현 예에서, 소모성 부품을 식별하도록 사용된 머신 비전 시스템의 프로세서의 다양한 컴포넌트들의 간략화된 표현을 예시한다.
도 4는 일 구현 예에서, 소모성 부품을 추적하는데 사용되는 머신 비전 시스템의 개요를 예시한다.
도 5a 내지 도 5d는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처하도록 사용된 이미지 캡처 시스템의 상이한 뷰들을 예시한다.
도 6은 일 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에 배치된 기준 마커를 검출하기 위해 사용된 정렬기 센서를 갖는 대기 이송 모듈에서 사용된 로봇의 암의 일부를 예시한다.
도 7a는 일 구현 예에서, 소모성 부품을 추적하기 위해 사용된 코드에 대한 기준 마커의 상대적인 포지션을 도시하는 소모성 부품의 평면도를 예시한다.
도 7b는 일 구현 예에서, 코드에 대한 기준 마커의 상대적인 포지션을 도시하는 소모성 부품의 저면도를 예시한다.
도 8a는 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템 위에 정렬하기 전에 소모성 부품 스테이션 내에서 로봇 암 상에 지지된 캐리어 플레이트 상에 밸런싱되는 소모성 부품을 예시한다.
도 8b는 일 구현 예에서, 코드의 캡처를 할 수 있게 하도록 이미지 캡처 시스템 위에 정렬되는 프로세스에 있는 코드를 갖는 소모성 부품을 예시한다.
도 9a는 일 구현 예에서, 한 쌍의 발광 다이오드들에 의해 조사되고 카메라 위에 정렬된 코드의 이미지를 캡처하는 이미지 캡처 시스템의 단순화된 표현 (rendition) 을 예시한다.
도 9b는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상의 코드를 조사하는 이미지 캡처 시스템의 발광 다이오드들의 쌍의 조사 영역들의 2 차원 표현을 예시한다.
도 9c는 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지로부터 검출된 소모성 부품 상의 코드의 샘플 부분을 예시한다.
도 9da는 일 구현 예에서, 코드가 제 1 재료로 이루어진 소모성 부품 상에 배치되는 표면 특성들의 변동을 예시하고 그리고 도 9db는 일 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에 배치된 샘플 코드를 예시한다.
도 9ea는 대안적인 구현 예에서, 코드가 제 2 재료로 이루어진 소모성 부품 상에 배치되는 표면 특성들의 변동을 예시하고 그리고 도 9eb는 대안적인 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에 배치된 샘플 코드를 예시한다.
도 10a는 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 소모성 부품의 표면 상의 코드의 위치 및 특정한 재료로 이루어진 소모성 부품의 예를 예시한다.
도 10ba 및 도 10bb는 일 구현 예에서, 제 1 부품의 표면 상에 제 1 코드 및 제 2 부품 상에 제 2 코드를 갖는, 제 1 부품 및 제 2 부품으로 이루어진 소모성 부품의 예를 예시하고, 제 1 부품 및 제 2 부품은 동일한 특정한 재료로 이루어진다.
도 10ca 및 도 10cb는 일 구현 예에서, 제 1 부품의 표면 상에 제 1 코드 및 제 2 부품의 표면 상에 제 2 코드를 갖는, 제 1 부품 및 제 2 부품으로 이루어진 소모성 부품의 예를 예시하고, 제 1 부품 및 제 2 부품은 상이한 재료들로 이루어지고 제 1 코드는 제 2 코드와 상이한 깊이에 배치된다.
도 10d는 일 구현 예에서, 코드가 배치될 수 있는 상이한 표면들을 도시하는 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링) 의 단면도를 예시한다.
도 10e는 일 구현 예에서, 소모성 부품의 표면 상에서 검출된 기준 마커의 이미지의 평면도를 예시하고 그리고 도 10f는 일 구현 예에서, 소모성 부품 상에 규정된 기준 마커의 이미지의 저면도를 예시한다.
도 11a는 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템에서 사용된 소모성 부품을 버퍼링하도록 사용되는 소모성 부품 스테이션의 배면도 (즉, 후면도) 를 예시한다.
도 11b는 일 구현 예에서, 도 11a에 예시된 소모성 부품 스테이션의 평면도를 예시하고, 도 11c는 일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션의 내부의 뷰를 제공하는 소모성 부품 스테이션의 상단 표면 상에 규정된 상단 윈도우의 확대도를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 일 구현 예에서, 코드의 이미지의 캡처를 할 수 있게 하도록 기준 마커에 대해 캐리어 플레이트 상에 지지된 소모성 부품의 표면 상에 배치된 코드의 정렬을 예시한다.
이하의 기술에서, 본 발명 특징들의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나, 본 발명이 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지의 프로세스 동작들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않았다.
본 개시의 실시 예들은 소모성 부품의 표면 상에 배치된 (dispose) 코드와 같은 식별자를 사용하여, 에지 링과 같은 소모성 부품을 추적하는 (track) 상세들을 제공한다. 코드는 소모성 부품의 하단 표면 또는 상단 표면 상에 배치될 수도 있고, 또는 하단 표면 상의 코드가 상단 표면 상의 코드와 오버랩하는 소모성 부품의 상단 표면 및 하단 표면 모두 상에 배치될 수도 있고, 또는 소모성 부품 내부에 임베딩될 (embed) 수도 있다. 코드는 QR (quick response) 코드와 같은 데이터 매트릭스 타입 코드일 수도 있고, 또는 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링) 을 식별하기 위해 사용될 수 있는 바코드 또는 인쇄된 캐릭터 코드 또는 임의의 다른 타입의 데이터 매트릭스 또는 식별 마커일 수도 있다. 추적은 코드를 조사하고 (illuminate) 코드의 이미지를 캡처하기 위한 이미지 캡처 시스템을 포함하는 머신 비전 시스템 및 이미지를 향상시키고 코드를 디코딩하고 소모성 부품을 식별하는 문자열 (string) 을 생성하는 프로세서를 사용하여 행해진다. 이어서 문자열 식별자는 검증을 위해 제어기로 포워딩된다. 제어기는 기판 프로세싱 시스템의 성공적인 기능을 위해 다양한 파라미터들을 제어하도록 사용된다. 제어기는 소모성 부품의 아이덴티티 (identity) 및 소모성 부품이 사용되는 프로세스 모듈들의 타입을 결정하기 위해 소모성 부품 데이터베이스에 대해 정보를 검증한다.
프로세스 모듈이 에지 링 교체를 필요로 할 때, 예를 들어, 기판 프로세싱 시스템의 로봇은 기판 프로세싱 시스템의 상이한 프로세스 모듈들에 사용된 소모성 부품을 저장하는 소모성 부품 스테이션으로부터 에지 링을 회수하도록 사용된다. 소모성 부품 스테이션은 소모성 부품에 대한 임시 저장 (즉, 프로세스 모듈로의 전달 전 저장 및 프로세스 모듈로부터 회수 후 저장) 을 제공하고, 따라서 이러한 저장은 본 명세서에서 "버퍼링"으로 대안적으로 지칭될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈들 및 제조 설비 내의 상이한 기판 프로세싱 시스템들 내의 프로세스 모듈들은 상이한 타입들의 소모성 부품을 사용할 수도 있고, 소모성 부품의 타입의 각각은 다른 타입들로부터 약간 또는 상당히 가변할 수도 있다. 일부 경우들에서, 소모성 부품은 복수-부품 (multi-part) 소모성 부품 (예를 들어, 스택된 소모성 부품) 일 수도 있고, 부품은 서로 인터로킹되거나 서로의 상단에 놓일 (rest) 수도 있다. 이러한 경우들에서, 복수-부품 소모성 부품의 부품 각각은 각각의 부품의 표면 상에 배치된 코드를 가질 수도 있고 머신 비전 시스템은 소모성 부품의 부품들의 수를 검출하고 소모성 부품을 전체로서 식별하기 위해 부품 각각의 코드의 이미지를 캡처하도록 구성된다.
일부 구현 예들에서, 기판 프로세싱 시스템의 로봇은 코드가 이미지 캡처 시스템으로 하여금 코드의 이미지를 캡처하게 하도록 이미지 캡처 시스템의 시계 (field of view) 내 및 피사계 심도 (depth of field) 로 정렬하여 포지셔닝되도록 소모성 부품을 이동시킨다. 머신 비전 시스템의 이미지 캡처 시스템은 소모성 부품 상의 코드의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 (렌즈 포함) 와 같은 이미지 캡처 디바이스, 및 적어도 카메라에 의해 캡처된 이미지가 선명하고 용이하게 해독될 수 있도록, 코드가 배치되는 소모성 부품의 영역을 조사하기 위한 발광 다이오드들과 같은 광원들을 포함한다. 이미지 캡처 시스템과 정렬된 소모성 부품을 검출하는 것에 응답하여, 제어기는 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처하도록 프로세서로의 신호를 생성한다. 프로세서는 이에 응답하여, (a) 이미지 캡처 시스템과 정렬된 소모성 부품 상의 코드를 갖는 영역을 조사하도록 광원 (예를 들어, 발광 다이오드들) 을 활성화하고 (b) 카메라가 소모성 부품 상에 배치된 코드의 이미지를 캡처할 수 있도록 카메라를 활성화하기 위한 신호들을 전송한다.
캡처된 이미지는 그 후 내부에 포함된 식별 정보를 결정하도록 분석되고 디코딩된다. 디코딩된 정보는 소모성 부품을 식별하는 문자열 (또한 "문자열 식별자"로 지칭됨) 을 생성하도록 사용된다. 문자열 식별자는 검증을 위해 제어기로 포워딩된다. 제어기는 소모성 부품의 아이덴티티 및 소모성 부품을 사용하는 프로세스 모듈들의 타입들을 결정하도록 소모성 부품 데이터베이스에 쿼리함 (query) 으로써 소모성 부품의 검증을 수행하도록 구성된 소프트웨어를 포함한다. 소프트웨어에 의한 소모성 부품의 성공적인 검증시, 소프트웨어는 이어서 프로세스 모듈로의 전달을 위해 소모성 부품을 이동시키도록 로봇에 지시한다. 소모성 부품의 추적 및 검증은 정확한 (correct) 소모성 부품이 적절한 프로세스 모듈로 전달된다는 것을 보장하여, 부정확한 (incorrect) 소모성 부품이 프로세스 모듈로 전달되는 것을 제거한다. 구현 예의 상기 일반적인 이해와 함께, 이제 다양한 도면들을 참조하여 다양한 특정한 상세들이 기술될 것이다.
도 1은 일 구현 예에서, 다양한 프로세스 모듈들 내에서 사용된 소모성 부품, 예컨대 에지 링들이 추적되는 예시적인 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 간략화된 블록도를 예시한다. 예시된 기판 프로세싱 시스템은 복수의 이러한 기판 프로세싱 시스템들이 채용될 수도 있는 제조 설비의 일부일 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 제어기 (108) 로부터의 신호들에 의해 제어되는, 복수의 모듈들, 예컨대 EFEM (equipment front end module-줄표-또한 본 명세서에서 대기 이송 모듈 또는 ATM (atmospheric transfer module) 으로 지칭됨) (102), 하나 이상의 로드 록들 (110), 진공 이송 모듈 (vacuum transfer module; VTM) (104), 및 하나 이상의 프로세스 모듈들 (112 내지 116) 을 포함한다. EFEM (102) 은 대기 조건으로 유지되고 제 1 측면 상에 규정되고 하나 이상의 웨이퍼 스테이션들을 수용하도록 구성된 하나 이상의 로드 포트들 (106) 을 포함한다. 로드 포트들 (106) 상의 웨이퍼 스테이션들은 하나 이상의 격리 밸브들에 의해 제어된 개구부를 통해 액세스된다. 웨이퍼 스테이션들은 반도체 디바이스들을 규정하도록 프로세싱을 위해 프로세스 모듈들 (112 내지 116) 에 제공되는 복수의 웨이퍼들 (즉, 반도체 기판들) 을 버퍼링한다. 웨이퍼들은 EFEM (102) 내의 로봇 (또한 ATM 로봇 (102a) 으로 지칭됨) 에 의해 웨이퍼 스테이션들로부터 회수된다. ATM 로봇 (102a) 은 엔드-이펙터가 배치된 암을 포함한다. 엔드-이펙터는 웨이퍼 스테이션들로부터 회수된 웨이퍼들을 지지하고 프로세스 모듈 (112 내지 116) 로의 계속 (onward) 전달을 위해 웨이퍼들을 로드 록 (110) 으로 전달하도록 구성된다. ATM 로봇 (102a) 은 또한 소모성 부품이 지지될 수 있는 캐리어 플레이트를 지지하도록 구성된다. 캐리어 플레이트의 사용은 웨이퍼들을 이송하는데 사용되는 ATM 로봇 (102a) 의 동일한 엔드-이펙터로 하여금 또한 엔드-이펙터의 재 설계를 요구하지 않고 프로세스 모듈들 (112 내지 116) 로의 계속 전달을 위해 소모성 부품을 로드 록 (110) 으로 이송하게 한다.
도 1에 예시된 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 일 측면 상의 EFEM (102) 및 다른 측면 상의 VTM (104) 에 커플링되는 한 쌍의 로드 록들 (110-L, 110-R) 을 포함한다. 로드 록들 (110-L, 110-R) 은 대기 조건으로 유지되는 EFEM (102) 과 진공으로 (즉, 제어된 분위기에서) 유지되는 VTM (vacuum transfer module) (104) 사이에서 중간 모듈들로서 작용한다. 로드 록들 (110-L, 110-R) 은 EFEM (102) 의 제 2 측면 상에 배치된다. 일 구현 예에서, 제 2 측면은 제 1 측면과 마주 보도록 규정된다. 대안적인 구현 예에서, 제 2 측면은 제 1 측면에 인접하도록 규정될 수도 있다. 로드 록들 (110-L, 110-R) 각각은 EFEM (102) 에 커플링되는 측면 상에 제 1 격리 밸브 (미도시) 및 VTM (104) 에 커플링되는 측면 상에 제 2 격리 밸브 (미도시) 를 포함한다. 웨이퍼 스테이션으로부터 웨이퍼가 로드 록 (예를 들어, 110-L) 으로 전달될 때, 로드 록 (110-L) 의 제 1 격리 밸브는 개방되고 제 2 격리 밸브는 폐쇄된 채로 유지된다. 일단 웨이퍼가 로드 록 (110-L) 으로 전달되면, 제 1 격리 밸브는 폐쇄된다. 로드 록은 제 1 격리 밸브 및 제 2 격리 밸브 모두가 폐쇄된 채로 유지되는 동안 진공으로 펌핑된다. 로드 록 (110-L) 이 진공에 도달하면, 제 2 격리 밸브가 개방되고 VTM (104) 의 VTM 로봇 (104a) 이 프로세싱을 위해 로드 록으로부터 적절한 프로세스 모듈 (112 내지 116) 로 웨이퍼를 이동시키도록 사용된다.
에지 링과 같은 소모성 부품 (122) 이 프로세스 모듈 (112 내지 116) 내에서 교체될 때, 웨이퍼 전달을 위해 사용된 프로세스와 유사한 프로세스가 이어진다. 소모성 부품 (122) 의 경우, 소모성 부품은 EFEM (102) 의 ATM 로봇 (102a) 에 의해 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 회수되고 프로세스 모듈 (112 내지 116) 로의 계속 전달을 위해 로드 록들 (110-L 또는 110-R) 중 하나로 전달된다. 일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션 (120) 은 로드 록들 (110-L, 110-R) 과 동일한 측면 상에 배치되고 로드 록들 (110-L, 110-R) 위에 규정된다. 소모성 부품 스테이션 (120) 은 소모성 부품 (122) 이 버퍼링되거나 저장되는 복수의 슬롯들을 포함할 수도 있다. ATM 로봇 (102a) 의 암 상에 배치된 엔드-이펙터는 먼저 캐리어 플레이트 (미도시) 를 회수하도록 소모성 부품 스테이션 (120) 내로 도달한다. 캐리어 플레이트를 회수한 후, ATM 로봇 (102a) 은 소모성 부품 스테이션 (120) 의 슬롯들 중 하나로부터 소모성 부품 (122) 을 회수하고 캐리어 플레이트 상의 소모성 부품 (122) 을 밸런싱한다. 이어서 소모성 부품 (122) 은 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 EFEM (102) 내로 이동된다.
프로세스 모듈에서 소모성 부품 (122) 을 교체하는 프로세스는 오퍼레이터로부터의 신호, 또는 기판 프로세싱 시스템의 다양한 파라미터들을 추적하는 제어기로부터의 신호, 또는 프로세스 모듈로부터의 신호에 기초하여 이루어질 수도 있다. 신호는 소모성 부품 상에 남아 있는 사용 수명에 기초하여 생성될 수도 있다. 예를 들어, 소모성 부품이 사용 수명의 끝에 도달했거나 프로세스 모듈 내에서 수행된 프로세스의 프로세스 사이클에 필요한 시간보다 더 짧은 사용 수명을 갖는다면, 신호는 프로세스 모듈에 의해 자동으로 생성될 수도 있다. 대안적으로, 신호는 제어기에 의해 생성될 수도 있고 또는 프로세스 모듈의 소모성 부품을 교체하도록 오퍼레이터에 의해 수동으로 개시될 수도 있다. 신호에 응답하여, 제어기는 소모성 부품 스테이션 (120) 에 저장된 소모성 부품을 회수하고 소모성 부품을 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 그리고 EFEM (102) 내로 이동시키도록 ATM 로봇 (102a) 에 인스트럭션들의 세트를 전송할 수도 있다. 일 구현 예에서, 제어기는 프로세스 모듈에서 사용되는 소모성 부품의 타입을 식별하기 위해 소모성 부품 데이터베이스에 쿼리할 수도 있다. 소모성 부품 데이터베이스는 기판 프로세싱 시스템이 위치되는 제조 설비 내의 다양한 툴들에서 사용된 모든 소모성 부품의 저장소이다. 사용된 소모성 부품의 타입에 더하여, 소모성 부품 데이터베이스는 상이한 프로세스 모듈들에서 사용된 상이한 타입들의 소모성 부품의 사용 이력을 유지할 수도 있다. 예를 들어, 소모성 부품 데이터베이스는 소모성 부품 스테이션의 상이한 슬롯들 내로 로딩되는 소모성 부품의 리스트 및 상태 (신규, 사용된, 남은 사용 수명, 타입, 소모성 부품의 타입 각각을 사용하는 프로세스 모듈, 등) 를 유지할 수도 있다. 소모성 부품의 리스트는 수동 로딩 동안 오퍼레이터에 의해 또는 소모성 부품 스테이션 내로 소모성 부품의 로딩 동안 자동화된 시스템에 의해 (예를 들어, 로봇 또는 자동화된 소모성 부품 핸들링 시스템에 의해) 제공될 수도 있다. 예를 들어, 새로운 소모성 부품은 오퍼레이터에 의해 또는 로봇에 의해 소모성 부품 스테이션의 슬롯 1 내지 슬롯 5 (예를 들어, 신규 부품 섹션 내의 슬롯들) 중 하나 내로 로딩될 수도 있고, 프로세스 모듈로부터 제거된 사용된 소모성 부품은 슬롯 6 내지 슬롯 10 (예를 들어, 사용된 부품 섹션 내의 슬롯들) 내로 로딩된다. 프로세스 모듈에서 소모성 부품을 교체하기 위한 신호에 응답하여, 제어기는 소모성 부품이 프로세스 스테이션으로의 전달을 위해 회수되어야 하는 슬롯 번호를 식별하도록 소모성 부품 데이터베이스에 쿼리할 수도 있다. 슬롯 번호는 제어기에 의해 ATM 로봇 (102a) 에 제공된 인스트럭션들의 세트에 제공될 수도 있다. 인스트럭션들에 응답하여, ATM 로봇 (102a) 의 엔드-이펙터는 소모성 부품 스테이션에 도달하고 식별된 슬롯으로부터 소모성 부품을 회수한다. 회수된 소모성 부품 (122) 은 소모성 부품을 프로세스 모듈로 전달하기 전에, 소모성 부품 데이터베이스에 등록된 소모성 부품 상세들이 식별된 슬롯으로부터 회수된 소모성 부품에 실제로 대응한다는 것을 보장하도록 검증된다. 본 출원에서 사용된 소모성 부품은 프로세스 모듈에서 사용된 임의의 교체 가능한 부품을 포함할 수 있다는 것을 주의해야 한다.
소모성 부품 스테이션 (120) 의 소모성 부품 (122) 각각은 QR 코드 (125) (도 1a) 와 같은 식별자를 구비한다. 일부 구현 예들에서, QR 코드 (125) 에 더하여, 기준 마커 (123) 가 또한 소모성 부품 (122) 상에 배치된다. 도 1a는 에지 링 (즉, 소모성 부품) (122) 이 기준 마커 (123) 및 QR 코드 (125) 를 포함하는 일 이러한 구현 예를 예시한다. 기준 마커 (123) 는 QR 코드 (125) 로부터 미리 규정된 각도로 배치되고 소모성 부품 (122) 을 정렬하기 위해 사용되는 광학 마커일 수도 있다. ATM 로봇 (102a) 의 엔드-이펙터가 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 소모성 부품 (122) 을 회수할 때, ATM 로봇 (102a) 의 암 상에 배치된 정렬기 (미도시) 는 QR 코드 (125) 가 EFEM (102) 내에 배치된 이미지 캡처 시스템 (130) 의 시계 및 피사계 심도 위에 정렬되도록 기준 마커를 추적하고 기준 마커 (123) 에 대해 소모성 부품 (122) 을 정렬함으로써 소모성 부품 (122) 을 정렬하도록 사용된다. 일 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템 (130) 은 소모성 부품 스테이션 (120) 내로 EFEM (102) 의 개구부 아래에 배치된다. 이미지 캡처 시스템 (130) 은 개구부 아래에 배치되는 것으로 제한되지 않고, 또한 개구부 위에 또는 소모성 부품 (122) 상의 QR 코드 (125) 의 또렷한 (clear) 이미지를 캡처할 수 있는 EFEM (102) 내의 임의의 다른 위치에 배치될 수 있다. 소모성 부품이 이미지 캡처 시스템 (130) 위에 정렬됨에 따라, 한 쌍의 발광 다이오드들과 같은 광원은 QR 코드로 소모성 부품 (122) 의 영역을 조사하도록 활성화되고, 이미지 캡처 디바이스 (예를 들어, 카메라) 는 QR 코드 (125) 의 이미지를 캡처하도록 활성화된다.
캡처된 이미지는 소모성 부품 (122) 의 식별 정보를 포함하는 QR 코드 (125) 와 관련된 정보를 획득하기 위해, 이미지 캡처 시스템 (130) 이 커플링된 프로세서 (128) 에 의해 프로세싱된다. 일 구현 예에서, 캡처된 이미지를 프로세싱하는 프로세서는 에지 프로세서이다. 에지 프로세서는 프로세스 네트워크의 에지에 있고 데이터가 생성/캡처되는 곳 근방에서 (즉, 프로세스 네트워크의 에지에서) 데이터를 캡처, 저장, 프로세싱 및 분석하는 동작들을 수행하도록 사용되는 컴퓨팅 디바이스로서 규정된다. 현재 구현 예에서, 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 이미지 데이터는 이미지 데이터가 캡처되는 (즉, 수집되는) 에지 프로세서에서 국부적으로 프로세싱, 저장 및 분석되고, 소모성 부품의 식별자를 나타내는 문자열이 생성된다. 에지 프로세서는 이미지 캡처 시스템에 의해 수집된 데이터의 기본적인 계산을 수행하고 최소 데이터 (즉, 계산의 결과-줄표-소모성 부품의 문자열 식별자) 를 제어기로 송신하도록 구성되고, 이에 따라 제어기 (즉, 중앙 집중식 컴퓨팅 디바이스) 로의 데이터 송신 동안 소비되는 대역폭의 양을 감소시킨다. 이는 대부분의 데이터가 프로세싱 및 저장을 위해 제어기 및/또는 중앙 집중식 컴퓨팅 디바이스로 송신되는 대신 에지 프로세서에서 국부적으로 프로세싱 및 필터링되기 때문에 최적의 대역폭 소비를 발생시킨다. 에지 프로세서 (즉, 에지 컴퓨팅) 를 사용하는 이점들은 데이터 프로세싱 속도 (즉, 더 많은 데이터가 국부적으로 프로세싱되고 더 적은 데이터가 다른 컴퓨팅 디바이스들로 전송됨), 최적의 대역폭 사용, 보안, 확장성, 다용도성 및 신뢰성을 포함한다. 애플리케이션 전반에 걸쳐, 이미지 데이터의 캡처, 저장 및 분석이 "에지 프로세서"를 사용하여 행해지도록 규정되지만, 다양한 구현 예들은 에지 프로세서의 사용으로 제한되지 않는다는 것을 주의한다. 대신, 다른 타입들의 프로세서들이 또한 구상될 수 있고, 프로세싱의 일부 부분은 국부적으로 수행되고 나머지 부분은 제어기 또는 (클라우드 컴퓨팅 디바이스를 포함하는) 다른 컴퓨팅 디바이스에서 행해진다.
이어서 문자열에 임베딩된 소모성 부품 (122) 의 식별 정보는 추가 프로세싱을 위해 소프트웨어 (126) 로 포워딩된다. 소프트웨어 (126) 는 제어기 (108) 에 커플링된 별도의 프로세서일 수도 있고 또는 제어기 (108) 상에 배치될 수도 있다. 제어기 (108) 는 기판 프로세싱 시스템 (100) 에 국부적인 컴퓨팅 디바이스의 일부일 수도 있고, 또는 인터넷 또는 와이파이와 같은 네트워크를 통해 클라우드 컴퓨팅 디바이스와 같은 원격 컴퓨팅 디바이스에 커플링된 컴퓨팅 디바이스일 수도 있다. 소프트웨어 (126) 는 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 회수된 소모성 부품 (122) 이 기판 프로세싱 시스템 (100) 내에서 사용된 유효한 소모성 부품이라는 것을 검증하기 위해 제어기 (108) 에 이용 가능한 소모성 부품 데이터베이스를 쿼리하기 위해 문자열에 포함된 소모성 부품 (122) 의 식별 정보 및 소모성 부품을 사용하는 프로세스 모듈(들) (112 내지 116) 의 사양을 사용한다. 성공적인 검증시, 소모성 부품 (122) 은 프로세스 모듈 (112 내지 116) 로의 계속 전달을 위해 로드 록 (110) 으로 이동된다. 소모성 부품 (122) 을 검증하는 것에 더하여, 소프트웨어 (126) 는 또한 프로세서 (128) 로 명령들을 발행할 수도 있다. 제어기 (108) 의 소프트웨어 (126) 로부터의 명령들에 응답하여, 프로세서 (128) 에 배치된 소프트웨어는 광원 (134) 의 활성화/비활성화, 광원 (134) 의 광 강도에 대한 조정, 카메라 (136) 의 활성화/비활성화, 카메라 (136) 에 의해 캡처된 코드의 이미지의 이미지 품질 향상, 코드의 캡처된 이미지의 디코딩, 소모성 부품 (122) 을 식별하는 문자열의 생성 및 검증을 위해 제어기 (108) 로의 소모성 부품 (122) 을 식별하는 문자열의 통신을 유발한다.
도 1은 기판 프로세싱 시스템 내에서 사용된 소모성 부품을 추적하고 검증하도록 이미지 캡처 시스템이 배치되는 기판 프로세싱 시스템의 일 예라는 것을 주의한다. 구현 예들은 도 1의 기판 프로세싱 시스템으로 제한되지 않고, 상이한 구성의 모듈들을 갖는 또는 상이한 모듈들을 갖는 다른 타입들의 기판 프로세싱 시스템이 또한 내부에서 사용된 소모성 부품을 추적하고 검증하기 위해 이미지 캡처 시스템을 배치하기 위해 고려될 수도 있다.
도 2는 일 구현 예에서, 프로세스 모듈로의 전달 전에 소모성 부품 (122) 을 추적하고 검증하도록 사용된 머신 비전 시스템 (132) 의 간략화된 블록도를 예시한다. 머신 비전 시스템 (132) 은 이미지 캡처 시스템 (130) 및 에지 컴퓨팅 (또는 에지 프로세서) (128) 을 포함한다. 이미지 캡처 시스템은 소모성 부품 (122) 상의 코드의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 (렌즈 포함) 및 관심의 대상의 이미지를 캡처하기 위한 카메라 (136) 에 대해 목표된 사이트 (site) 를 조사하는데 사용되는 한 쌍의 발광 다이오드들 (LED들) (134a, 134b) 을 포함한다. 본 구현 예에서, 목표된 사이트는 관심의 대상 (예를 들어, QR 코드와 같은 코드) (125) 이 규정되는 소모성 부품 (122) 의 표면 상의 영역일 수도 있다. 목표된 사이트를 조사하기 위해 사용된 LED들 (즉, 쌍) 의 수는 단순한 예로서 제공되고 3, 4, 5, 6, 8, 등과 같은 부가적인 수의 LED들을 포함할 수 있다. 코드 (125) 가 규정되는 소모성 부품 (122) 의 표면은 상단 표면 또는 하단 표면일 수도 있다. 일 구현 예에서, 소모성 부품 (122) 은 투명한 재료로 이루어질 수도 있고, QR 코드 (125) 는 상단 표면 및 하단 표면 상에 규정될 수도 있고, 상단 표면 상의 QR 코드 (125) 는 하단 표면 상의 QR 코드 (125) 와 오버랩한다. 카메라는 아래로부터 QR 코드 (125) 의 이미지를 캡처하기에 충분히 강력하다.
이미지 캡처 시스템 (130) 은 에지 프로세서 (128) 에 커플링된다. 이미지 캡처 시스템 (130) 에 의해 캡처된 코드의 이미지는 에지 프로세서 (128) 로 포워딩된다. 에지 프로세서 (128) 는 QR 코드 (125) 에 포함된 소모성 부품 (122) 의 식별 정보를 획득하도록 코드를 프로세싱한다. 소모성 부품 (122) 의 식별 정보는 소모성 부품을 식별하는 문자열 식별자를 생성하도록 사용된다. 문자열 식별자는 소모성 부품 (122) 을 검증하고 소모성 부분 (122) 을 사용하는 프로세스 모듈(들) (112 내지 116) 을 식별하는 제어기 (108) 로 포워딩된다. 성공적인 검증시, 소모성 부품 (122) 은 프로세스 모듈 (112 내지 116) 로 전달된다. 일 구현 예에서, 소모성 부품 (122) 이 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 프로세스 모듈에 사용된 소모성 부품이라는 것을 검증하는 것에 더하여, 식별 정보는 또한 소모성 부품 (122) 이 신규 소모성 부품인지 또는 사용된 소모성 부품인지 그리고/또는 소모성 부품 (122) 에 대해 남아 있는 사용 수명을 결정하도록 사용될 수도 있다. 통상적으로, 사용된 소모성 부품은 소모성 부품 (122) 이 사용 수명의 끝에 도달할 때 프로세스 모듈로부터 제거된다. 따라서, 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 회수된 소모성 부품이 신규라는 부가적인 검증을 수행하는 것은 프로세스 모듈 (112 내지 116) 을 위해 예정된 (slate) 소모성 부품이 충분한 사용 수명을 갖는다는 것을 보장한다.
도 3은 일 구현 예에서, 제어기 (108) 및 소모성 부품 (122) 을 추적하도록 사용된 에지 프로세서 (128) 의 일부 컴포넌트들을 도시하는 간략화된 블록도를 예시한다. 제어기 (108) 및 에지 프로세서 (128) 는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 일부이다. 제어기 (108) 는 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다양한 컴포넌트들의 동작을 제어하도록 사용되는 프로세서를 포함한다. 제어기는 독립 컴퓨팅 디바이스일 수도 있고 또는 컴퓨팅 디바이스들의 네트워크의 일부 (예를 들어, 클라우드 시스템의 일부) 일 수도 있다. 제어기 (108) 는 ATM (atmospheric transfer module) (102), ATM (102) 의 ATM 로봇 (102a), VTM (vacuum transfer module) (104), VTM (104) 의 VTM 로봇 (104a), 로드 록들 (110), 프로세스 모듈들 (112 내지 116), 로드 포트들 (106) 에 규정된 격리 밸브들 (미도시), 소모성 부품 스테이션 (120), 웨이퍼 스테이션들 (미도시), 로드 록들 (110), VTM (104), 등과 같은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다양한 컴포넌트들, 전력 소스(들), 화학 물질 소스(들) 등에 연결된다. 제어기 (108) 는 다양한 컴포넌트들의 동작들을 제어하기 위해 사용된 적절한 명령들을 생성하기 위해 필요한 로직을 제공하고 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 상이한 프로세스 모듈들 (112 내지 116) 내에서 다양한 프로세스들을 수행하도록 사용된 적절한 프로세스 파라미터들을 제공하도록 구성된 소프트웨어 모듈 (또는 단순히 "소프트웨어"로 지칭됨) (126) 을 포함한다. 소프트웨어 (126) 는 또한 소모성 부품 (122) 을 검증하고 소모성 부품 스테이션 (120) 내에 버퍼링된 모든 소모성 부품 (122) 이 사용된 프로세스 모듈 (112 내지 116) 을 식별하기 위해 소모성 부품 (122) 의 상세들을 획득하기 위해 제어기 (108) 가 사용 가능한 소모성 부품 데이터베이스 (108a) 에 쿼리하도록 구성된다.
기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다양한 컴포넌트들에 연결되는 제어기 (108) 에 더하여, 제어기 (108) 는 또한 에지 프로세서 (128) 에 연결된다. 일 구현 예에서, 에지 프로세서 (128) 의 제어기 (108) 로의 커플링은 스위치 (150) 를 통해 이루어지고 이러한 커플링은 유선 연결을 통해 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 케이블 (예를 들어, 이더넷 또는 EtherCAT 케이블, 또는 다른 타입들의 케이블) 이 제어기 (108) 를 스위치 (150) 에 연결하도록 사용될 수도 있고 제 2 유사하거나 상이한 타입의 케이블이 스위치 (150) 를 에지 프로세서 (128) 에 연결하는데 사용될 수도 있다. 대안적인 구현 예들에서, 제어기 (108) 와 에지 프로세서 (128) 사이의 연결은 무선 연결을 통해 이루어질 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 스위치 (150) 는 별도의 케이블들을 사용하여 복수의 에지 프로세서들 (예를 들어, EP1 (128a), EP2 (128b), EP3 (128c), EP4 (128d), 등) 에 커플링되고, 에지 프로세서 (EP1, EP2, EP3, EP4, 등) 각각은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 동작과 관련된 상이한 기능을 수행하도록 사용된다. 스위치 (150) 는 컴퓨팅 디바이스들의 네트워크 (예를 들어, LAN (local area network), WAN (wide area network), MAN (metropolitan area network), 또는 클라우드 시스템의 일부가 되는 등) 를 형성하도록 복수의 에지 프로세서들 (예를 들어, 128a 내지 128d) 을 함께 그리고 제어기 (108) 에 연결하는 이더넷으로서 작용한다. 일부 구현 예들에서, 스위치 (150) 는 제어기 (108) 및 에지 프로세서 (128) 를 클라우드 시스템에 연결할 수도 있다. 에지 프로세서 중 하나 EP1 (128a) 는 소모성 부품 (122) 을 추적하도록 구성된다. 추적은 소모성 부품 (122) 상에 배치된 코드 (125) 의 이미지를 캡처하고, 소모성 부품 (122) 을 식별하는 문자열을 생성하도록 코드 (125) 를 해독하도록 이미지를 프로세싱하고, 그리고 검증을 위해 제어기 (108) 로 생성된 문자열을 포워딩함으로써 행해진다.
소모성 부품 (122) 상의 코드 (125) 의 이미지의 캡처를 용이하게 하기 위해, 에지 프로세서 (128) 는 이미지 캡처 시스템 (130) 에 커플링되고, 커플링은 유선 (즉, 케이블) 또는 무선 수단을 통해 이루어진다. 일부 구현 예들에서, 프로세서 (예를 들어, 에지 프로세서) (128) 는 이미지 캡처 시스템 (130) 에 근접하게 위치되고 프로세서 (128) 내에 배치된 소프트웨어는 사용을 위해 상이한 프로세스 모듈들 (112 내지116) 로 소모성 부품을 포워딩하기 전에 검증을 위해 상이한 소모성 부품 (122) 의 코드 (125) 의 이미지들을 수신하고 대응하는 소모성 부품 (122) 을 식별하는 문자열들을 생성하고 소모성 부품 (122) 의 문자열 식별자들을 제어기 (108) 로 포워딩하도록 이미지들에 캡처된 코드를 해독하도록 구성된다. 이미지 캡처 시스템 (130) 과 함께 에지 프로세서(들) (128) 는 머신 비전 시스템 (132) 을 구성한다.
일부 구현 예들에서, 에지 프로세서 (128) 와의 커플링에 더하여, 제어기 (108) 는 또한 EFEM (102) 의 로봇 (본 명세서에서 "ATM 로봇" (102a) 으로 지칭됨) 에 커플링되고, 커플링은 유선 또는 무선 수단을 통해 이루어질 수도 있다. 제어기 (108) 는 EFEM (102) 내에서 ATM 로봇 (102a) 의 기능을 제어하기 위한 명령들을 생성한다. 제어기 (108) 에 의해 생성된 일부 예시적인 명령들은 몇 가지만 예를 들면, 웨이퍼 스테이션으로부터 웨이퍼를 페칭하고 (fetch) 프로세싱을 위해 프로세스 모듈 (112 내지 116) 로의 계속 전달을 위해 로드 록 (110) 으로 전달하기 위한 제 1 페치 명령, 로드 록 (110) 으로부터 프로세싱된 웨이퍼를 회수하고 웨이퍼 스테이션으로 다시 전달하기 위한 제 2 페치 명령, 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 신규 소모성 부품 (122) 을 페칭하고 프로세스 모듈에 설치하기 위해 로드 록으로 전달하기 위한 제 3 페치 명령, 로드 록으로부터 사용된 소모성 부품 (122) 을 회수하고 소모성 부품 스테이션 (120) 으로 다시 전달하기 위한 제 4 페치 명령을 포함할 수도 있다. 물론, 제어기 (108) 에 의해 생성된 ATM 로봇 (102a) 으로의 전술한 명령들의 리스트는 단순한 예로서 제공되고 포괄하는 (exhaustive) 것으로 간주되지 않아야 한다.
소모성 부품 (122) 이 추적되어야 할 때, 제어기 (108) 의 소프트웨어 (126) 는 소모성 부품 스테이션 (120) 의 슬롯으로부터 소모성 부품 (122) 을 회수하고 소모성 부품 스테이션 (122) 의 표면 상에 배치된 코드가 시계 및 일부 구현 예들에서, EFEM (102) 의 내측 측벽 상에 배치된 이미지 캡처 시스템 (130) 의 피사계 심도에 걸쳐 정렬되도록, 소모성 부품 (122) 을 판독 배향으로 정렬하도록 EFEM (102) 내의 ATM 로봇 (102a) 에 명령을 발행한다. 일부 구현 예들에서, 이미지 캡처 시스템 (130) 은 소모성 부품 스테이션을 갖는 마운팅 인클로저의 개구부 근방에 위치된다. 마운팅 인클로저의 개구부는 EFEM (102) 을 향하여 규정된다. 개구부는 EFEM (102) 의 로봇으로 하여금 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 소모성 부품을 회수하게 한다. 이미지 캡처 시스템은 광원 (예를 들어, LED들 (134)) 및 마운팅 인클로저의 개구부를 향해 포인팅되도록 배향되는 카메라 (136) 를 포함한다. 소모성 부품 스테이션 (120) 을 갖는 마운팅 인클로저는 EFEM (102) 의 외측 측벽 (또한 외측 벽으로 지칭됨) 상에 배치된다. 일부 구현 예들에서, 소모성 부품 스테이션 (120) 은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 EFEM (102) 과 진공 이송 모듈 (104) 사이에 규정된 로드 록들 (110) 의 쌍 및 동일한 측면 상에 배치된다. 일부 구현 예들에서, 로드 록들 (110) 의 쌍 및 소모성 부품 스테이션 (120) 이 EFEM (미도시) 에 커플링되는 측면은 복수의 로드 포트들 (미도시) 이 규정되는 제 1 측면과 반대이다. 로드 포트들은 EFEM의 제 1 측면 상의 외측 측벽 상에 규정되고 프로세스 모듈에서 프로세싱된 웨이퍼들을 저장하도록 사용되는 웨이퍼 스테이션들을 수용하도록 설계된다. 대안적인 구현 예들에서, 소모성 부품 스테이션 및 로드 록들이 규정되는 제 2 측면은 제 1 측면에 인접할 수도 있다. 소모성 부품 스테이션 (120) 의 위치 및 따라서 EFEM (102) 으로의 소모성 부품 스테이션 (120) 의 개구부는 예로서 제공되고 로드 록 (110) 위에 규정되도록 제한되지 않고 EFEM (102) 의 다른 측면들 상에 위치될 수 있다. 그 결과, 이미지 캡처 시스템 (130) 의 위치는 소모성 부품 스테이션 (120) 을 갖는 마운팅 인클로저의 개구부가 규정되는 EFEM (102) 의 측면에 종속될 수도 있다. 유사하게, 이미지 캡처 시스템 (130) 의 위치는 개구부 아래에 배치되는 것으로 제한되지 않고, 이미지 캡처 시스템 (130) 이 소모성 부품 (122) 상의 코드의 완전하고 또렷한 이미지를 캡처할 수 있는 한 개구부 위에 또는 개구부에 대해 임의의 다른 위치/방향으로 규정될 수 있다.
일부 구현 예들에 따라, 소프트웨어 (126) 로부터의 명령에 응답하여, ATM 로봇 (102a) 은 개구부를 통해 도달하고 소모성 부품 스테이션 (120) 내에 하우징된 캐리어 플레이트 (162) 를 회수하도록 ATM 로봇 (102a) 의 암 상에 규정된 엔드-이펙터를 연장한다. 지지된 캐리어 플레이트 (162) 를 갖는 엔드-이펙터는 이어서 소모성 부품 스테이션 (120) 의 슬롯 내로 도달하고 상부에 배치된 소모성 부품 (122) 을 회수한다. 일부 구현 예들에서, 소모성 부품이 회수되는 슬롯은 제어기로부터의 신호에 기초하여 제공될 수도 있다. 이어서 ATM 로봇 (102a) 은 소모성 부품 (122) 이 ATM 로봇 (102a) 의 암 상에 배치된 정렬기 (미도시) 를 사용하여 정렬되는 EFEM (102) 내로 엔드-이펙터를 후퇴시킨다 (retract). 소모성 부품 (122) 의 정렬은 코드 (125) 가 캐리어 플레이트 (162) 의 임의의 부분 (암 연장부들 포함) 에 의해 커버되지 않은 개방 섹션 내에 있도록 이루어진다. 소모성 부품 (122) 상에 규정된 기준 마커 (123) 는 소모성 부품 (122) 을 정렬하도록 사용될 수도 있다. 기준 마커 (123) 는 코드 (125) 로부터 분리되고 코드 (125) 로부터 미리 규정된 각도로 규정되고, 미리 규정된 각도는 직교 (즉, ± 90°) 또는 180° 또는 코드가 소모성 부품의 개방 섹션 내에 있고 캐리어 플레이트 (162) 의 암 연장부들에 의해 커버되지 않는 한, 그 사이의 어느 각도일 수도 있다. 개방 섹션에서 코드 (125) 의 위치는 이미지 캡처 시스템 (130) 의 LED들 (134) 및 카메라 (136) 로 하여금 코드 (125) 의 방해받지 않는 뷰 (view) 를 갖게 한다. LED들 (134) 은 코드를 조사하는데 사용되고 이미지 캡처 시스템 (130) 의 카메라 (136) 는 코드의 이미지를 캡처하는데 사용된다.
제어기 (108) 에 통신 가능하게 연결된 에지 프로세서 (128) 는 제어기 (108) 로부터 명령들을 수신한다. 제어기 (108) 로부터의 명령들에 응답하여, 다양한 에지 프로세서들 (128a 내지 128d) 에 배치된 상이한 소프트웨어 애플리케이션들은, 컴포넌트들로 하여금 상이한 기능들을 수행하고 관련 데이터 (존재한다면) 를 제어기 (108) 로 리턴하도록 지시하는, 에지 프로세서들 (128a 내지 128d) 내 또는 에지 프로세서들 (128a 내지 128d) 에 커플링된 상이한 컴포넌트들에 대한 관련 신호들을 생성한다. 도 3은 일 예시적인 구현 예에서, 소모성 부품 (122) 을 추적하기 위해 에지 프로세서 (128a) 내에 배치된 소프트웨어 애플리케이션에 의해 제어될 수도 있는 에지 프로세서 (128a) 의 컴포넌트들 중 일부를 도시한다. 대안적인 구현 예에서, 에지 프로세서 (128a) 는 다양한 컴포넌트들과 상호 작용하고 다양한 컴포넌트들로 하여금 상이한 기능들을 수행하게 하도록 필요한 신호들을 제공하도록 프로그래밍될 수도 있다. 에지 프로세서 (128a) 내에 배치된 소프트웨어 애플리케이션에 의해 또는 에지 프로세서 (128a) 내에 규정된 프로그램에 의해 생성된 신호들을 사용하여 제어될 수도 있는 컴포넌트들은 이미지 향상 모듈 (138), 통신 서버 (140), 카메라 드라이버 (142), 로거 (144), 디코더 (예를 들어, QR 디코더) (146) 및 LED 드라이버 (148) 를 포함할 수도 있다. 에지 프로세서 (128a) 에 의해 제어되는 컴포넌트들의 전술한 리스트는 예로서 제공되고 포괄하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 에지 프로세서 (128a) 는 소모성 부품 (122) 의 추적에 수반된 다양한 기능들을 수행하기 위해 부가적인 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 에지 프로세서 (128a) 에 배치된 소프트웨어 애플리케이션은 이미지 프로세싱 애플리케이션이고, 다양한 컴포넌트들 및 이들의 종속성들은 도커 컨테이너 (141) 와 같은 컨테이너에서 실행되고, 따라서 이미지 프로세싱 애플리케이션은 임의의 에지 프로세싱 플랫폼에서 자동으로 그리고 일관되게 론칭될 (launch) 수 있다.
에지 프로세서 (128a) 내의 통신 서버 (140) 는 제어기 (108) 의 소프트웨어 (126) 로부터 명령을 수신하고 명령을 소프트웨어 애플리케이션 (예를 들어, 이미지 프로세싱 애플리케이션) 으로 포워딩한다. 제어기로부터의 명령은 소모성 부품 (122) 의 표면 상에 배치된 코드 (125) 의 식별 정보를 캡처하고 제공하는 것일 수도 있다. 일 구현 예에서, 제어기로부터의 명령은 스캔 명령일 수도 있다. 스캔 명령은 ATM 로봇 (102a) 에 의해 (즉, 이미지 캡처 시스템의 시계 내에서) 판독 배향으로 이동된 표면 상에 규정된 코드를 갖는 소모성 부품에 응답하여 제어기에 의해 생성될 수도 있다. ATM 로봇 (102a) 은 제어기로부터 ATM 로봇 (102a) 으로의 명령에 응답하여 소모성 부품을 판독 배향으로 이동시킬 수도 있고, 명령은 소모성 부품의 남아 있는 사용 수명에 기초하여 또는 소모성 부품이 배치되는 프로세스 모듈로부터의 통신에 기초하여 제어기에 의해 자동으로 생성될 수도 있고 또는 ATM 로봇 (102a) 으로의 명령은 오퍼레이터로부터의 명령에 기초하여 생성될 수도 있다.
제어기 (108) 로부터의 스캔 명령에 응답하여, 예를 들어, 에지 프로세서 (128a) 에 배치된 소프트웨어 애플리케이션은 LED 드라이버 (148) 로 하여금 광원 (예를 들어, 한 쌍의 LED들 (134) 또는 임의의 다른 타입 또는 수의 광원) 을 활성화하도록 인스트럭팅하는 LED 드라이버 (148) 로의 제 1 신호, 및 카메라 드라이버 (142) 로 하여금 카메라 (136) 를 활성화하도록 인스트럭팅하는 카메라 드라이버 (142) 로의 제 2 신호를 생성한다. LED들 (134) 및 (렌즈 포함) 카메라 (136) 는 함께 이미지 캡처 시스템 (130) 을 나타낸다. 소프트웨어 애플리케이션으로부터의 신호들에 응답하여, 광원 (즉, LED들 (134)) 이 코드를 조사하도록 활성화되고 카메라가 활성화된다. 활성화된 카메라 (136) 는 ATM 로봇 (102a) 에 의해 판독 배향이 되게 하고 LED들 (134) 에 의해 조사된 코드 (125) 의 이미지를 캡처한다. 본 명세서에 논의된 다양한 구현 예들에서, 코드 (125) 는 QR 코드인 것으로 간주된다. 그러나, 구현 예들은 QR 코드로 제한되지 않고, 식별 정보를 획득하도록 이미지 내에서 캡처되고 식별될 수 있는 다른 타입들의 데이터 매트릭스 코드, 바코드, 인쇄된 문자 코드, 또는 임의의 다른 타입의 식별 마커들을 포함할 수도 있다.
카메라 (136) 에 의해 캡처된 이미지는 천연 재료 및 천연 재료에 에칭/조각된/인쇄된 코드 (예를 들어, QR 코드) (125) 를 포함하는 소모성 부품의 섹션을 캡처한다. 일부 구현 예들에서, 코드 (125) 는 레이저를 사용하여 소모성 부품의 상단 표면 또는 하단 표면 상에 에칭된다 (예를 들어, 레이저 에칭). 다른 구현 예들에서, 코드 (125) 는 다른 수단을 사용하여 규정될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 에칭된 코드 (125) 는 천연 재료와 코드를 포함하는 에칭된 표면 사이의 콘트라스트를 결정함으로써 식별된다. 콘트라스트가 매우 작기 때문에 에칭된 표면과 천연 재료를 갖는 표면 사이의 콘트라스트를 결정하는 것은 어려울 수도 있다. 코드를 정확하게 해독하기 위해, 에칭된 표면과 천연 재료 표면 사이의 콘트라스트가 증가되어야 한다. 콘트라스트를 개선하기 위해, 카메라에 의해 캡처된 이미지는 이미지의 품질을 향상시키기 위해 소프트웨어 애플리케이션에 의해 이미지 향상 모듈 (138) 로 포워딩된다. 이미지 향상 모듈 (138) 은 카메라 (136) 에 의해 제공된 미가공 이미지를 취하고, 이미지 노이즈를 제거하고, 콘트라스트를 증가시키고, 이미지의 품질을 전반적으로 개선하도록 이미지를 프로세싱한다. 이미지 향상 모듈 (138) 로부터의 향상된 이미지는 코드의 이미지를 분석하고, 이미지에 포함된 정보를 해독하고, 그리고 소모성 부품 (122) 을 식별하는 문자열 (즉, 문자열 식별자) 을 생성하도록 소프트웨어 애플리케이션에 의해 (QR 디코더와 같은) 디코더 (146) 로 포워딩된다. 이미지에 캡처된 코드 (125) 는 QR 코드, 데이터 매트릭스 코드, 인쇄 가능한 문자 코드, 바코드, 등일 수도 있다는 것을 주의한다. 그 결과, 일 구현 예에서, 단일 디코더는 소모성 부품 (122) 에 대한 적절한 문자열 식별자를 생성하도록 QR 코드를 포함하는 임의의 타입의 코드 (125) 의 이미지의 분석을 수행하도록 구성될 수도 있다. 대안적인 구현 예들에서, 에지 프로세서 (128) 는 소모성 부품 (122) 상에서 사용된 코드 (125) 각각을 분석하기 위한 대응하는 디코더를 포함할 수도 있고 코드 (125) 에 대한 적절한 문자열 식별자를 생성할 수도 있다. 분석의 일부로서, 디코더 (146) 는 코드 (125) 의 이미지에 포함된 상세들을 해독하고 소모성 부품을 식별하는 문자열 식별자를 생성한다. 디코더 (146) 에 의해 생성된 문자열 식별자는 검증을 위해 제어기 (108) 로의 계속 송신을 위해 소프트웨어 애플리케이션에 의해 에지 프로세서 (128) 의 통신 서버 (140) 로 포워딩된다. 부가적으로, 코드의 문자열 식별자 및 대응하는 향상된 이미지는 저장을 위해 로거 (144) 로 포워딩된다. 로거 (144) 는 디코더 (146) 에 의해 해독된, 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 상이한 코드들의 이미지, 및 상이한 소모성 부품의 대응하는 문자열 식별자들에 대응하는 디코딩된 QR 코드들, 소모성 부품 에러들, 등의 이력을 유지한다.
일 구현 예에서, 통신 서버 (140) 는 소모성 부품의 상세들과 함께 문자열 식별자를 제어기 (108) 의 소프트웨어 (126) 로 포워딩한다. 소프트웨어 (126) 는 소모성 부품의 문자열 식별자를 수신하고, 제어기 (108) 의 소프트웨어 (126) 에 이용 가능한 소모성 부품 데이터베이스 (108a) 에 저장된 소모성 부품의 상세들에 대해 문자열 식별자에 포함된 상세들을 검증한다. 소모성 부품 데이터베이스 (108a) 는 기판 프로세싱 시스템 (100) 이 배치되는 제조 설비에서 사용된 모든 타입의 소모성 부품의 상세 정보 및 타입 각각의 모든 소모성 부품의 아이덴티티를 저장하는 저장소이다. 검증은 이미지 캡처 시스템 (130) 의 카메라에 의해 스캐닝되고 캡처된 코드 (125) 와 연관된 소모성 부품 (122) 이 제조 설비의 하나 이상의 프로세스 모듈들에서 사용된 유효한 소모성 부품 (122) 임을 보장하고 소모성 부품을 사용하는 프로세스 모듈의 아이덴티티를 획득하기 위한 것일 수도 있다. 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 회수된 소모성 부품 (122) 의 성공적인 검증 후, 소프트웨어 (126) 는 검증이 성공적이라는 것을 나타내고 소모성 부품 (122) 을 소모성 부품이 설치되어야 하는 관련된 프로세스 모듈로 이동시키도록 ATM 로봇 (102a) 에 명령을 전송할 수도 있다. 한편, 검증이 성공적이지 않다면, 제어기와 연관된 디스플레이 스크린 상의 렌더링을 위해 에러 메시지가 생성된다. 에지 프로세서 (128a) 는 소모성 부품에 대한 문자열 식별자를 생성하도록 소모성 부품 상의 코드의 이미지의 캡처 및 프로세싱을 수행하고 검증을 위해 문자열 식별자만을 제어기 (108) 로 포워딩하여, 제어기 (108) 로 송신되는 데이터의 양을 감소시키거나 제한한다.
도 4는 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템 (100) 에서 사용된 소모성 부품을 추적하기 위해 고려되어야 하는 특정한 컴포넌트들과 연관된 다양한 파라미터들 및 머신 비전 시스템 (132) 의 특정한 컴포넌트들을 예시한다. 일 구현 예에서, 머신 비전 시스템 (132) 은 (렌즈 포함) 카메라 (136) 및 광원들 (예를 들어, LED들) (134) 을 갖는 이미지 캡처 시스템 및 에지 프로세서 (128) 를 포함한다. 머신 비전 시스템 (132) 은 이미지 캡처 시스템 및 에지 프로세서 (128) 에 더하여 부가적인 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 머신 비전 시스템 (132) 과 연관된 다양한 파라미터들은 에지 프로세서 (128) 가 이미지에 포함된 더 미세한 세부 사항들을 검출하고 소모성 부품 (122) 을 식별하기 위해 코드에 포함된 정보를 해독하기 위해 세부 사항들을 사용할 수 있도록 관심의 대상의 선명하고 또렷한 이미지 (예를 들어, 코드 (125) (즉, QR 코드)) 를 획득하기 위해 고려되어야 한다. 도 4에 예시된 구현 예에서, 머신 비전 시스템 (132) 의 5 개의 주요 컴포넌트들 및 주요 컴포넌트들 각각과 연관된 다양한 파라미터들이 도시된다. 예를 들어, 머신 비전 시스템의 5 개의 주요 컴포넌트들은 조명 소스 (134), 관심의 대상 (예를 들어, QR 코드 (125)), 렌즈 (136a), (이미지/비디오 프로세싱을 수행하도록 사용된) 에지 프로세서 (128), 및 카메라 (136) 를 포함할 수도 있다. 전술한 컴포넌트들은 예들로서 제공되고 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 머신 비전 시스템 (132) 을 설계할 때 더 적은 수 또는 더 많은 수의 컴포넌트들이 고려될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 렌즈 (136a) 는 카메라 (136) 로부터 분리되어 도시된다. 이러한 구현 예들에서, 초점 거리, 시계, 피사계 심도, 해상도 등과 같은 상이한 사양들을 갖는 상이한 렌즈들이 카메라 상에 마운팅되도록 사용될 수 있다. 일부 구현 예들에서, 렌즈 (136a) 는 카메라 (136) 의 일부일 수도 있다.
조명 소스 (134) 의 경우, 코드 (125) 의 또렷한 이미지를 캡처하기 위해 관련된 조명 소스 (134) 와 연관된 파라미터들 중 일부는 조명 소스의 위치, 입사각, 수량, 강도, 스펙트럼/컬러, 화각 (angle of view), 확산기 및/또는 편광기를 포함한다. 일 구현 예에서, 조명 소스는 LED들의 쌍으로 규정된다. LED들은 카메라가 음영가 없거나 눈부심이 없는 코드의 이미지의 더 미세한 세부 사항들을 캡처하기 위해, LED들로부터의 광이 코드를 포함하는 소모성 부품의 영역에 대해 최적의 조명을 제공하는 것을 보장하도록 카메라에 대한 위치들에 배치되어야 한다. 음영 또는 눈부심은 카메라에 의해 캡처된 코드의 세부 사항을 모호하게 할 수 있다. 일 구현 예에서, LED들의 쌍이 소모성 부품 상의 코드를 조사하도록 사용된다. LED들의 수 (즉, 수량) 는 코드가 충분히 조사된다는 것을 보장하도록 결정된다. 일부 다른 구현 예들에서, LED들의 쌍 대신, 소형 LED들의 링이 카메라 둘레에 배치될 수도 있다. 구현 예들은 LED들의 쌍 또는 링으로 제한되지 않고, 필요에 따라 부가적인 LED들 (예를 들어, 4, 6, 8 등 (즉, 2 쌍 이상)) 및 쌍에 대해 고려되어야 하는 다양한 파라미터들은 또한 단일 또는 부가적인 LED들과 관련된다. 일부 구현 예들에서, LED들은 코드를 조사하기 위해 충분한 광이 제공되고 이미지를 포화시키기에 너무 많지 않다는 것을 보장하도록, 컬러, 강도, 등의 면에서 프로그램 가능하다.
일부 구현 예들에서, 이미지 캡처 시스템 (130) 내 LED들의 위치는 예를 들어, 2 개의 LED들 사이의 분리 길이를 포함한다. LED들의 분리 길이에 더하여, 코드 (즉, 관심 대상) (125) 가 또한 규정되는 소모성 부품의 표면으로부터 LED들 및 카메라 유닛의 분리 높이 (시계의 깊이) 가 또한 규정된다. 일 구현 예에서, 2 개의 LED들의 분리 길이는 코드로부터 LED들의 쌍의 분리 높이에 비례한다. 일 예시적인 구현 예에서, 비는 코드가 배치되는 소모성 부품의 표면 영역을 커버하는 오버랩 조명 영역을 생성하도록 약 1 : 1.3 내지 약 1 : 1.7로 규정된다. 일부 구현 예들에서, 명시야, 암시야, 돔 광, 축상 광 (DOAL), 또는 백라이트와 같은 조명 기법은 소모성 부품의 코드의 모든 피처들을 명확하게 식별하기 위해 소모성 부품의 표면 마감 및 투명도에 따라 사용될 수 있다. 전술한 조명 기법들은 예로서 제공되었고 포괄하는 것으로 간주되지 않아야 하고 다른 타입들의 조명 기법들이 또한 인게이지될 (engage) 수도 있다는 것을 주의해야 한다. 조명의 강도 및 광의 오버랩 영역은 카메라에 의해 캡처된 이미지가 코드의 모든 더 미세한 상세들을 포함하도록 규정된다. 입사각은 코드가 위치되는 소모성 부품의 부분의 최적의 조사를 제공하도록 규정되어야 한다. LED들의 쌍을 사용하여, 입사각은 LED들의 쌍의 일 LED로부터 발생하는 광의 원뿔이 LED들의 쌍의 다른 LED의 다른 원뿔과 오버랩하고 오버랩 영역이 적어도 코드의 사이즈를 커버하도록 규정되어야 할 수도 있다. LED들의 수 (즉, 수량) 는 코드가 소모성 부품 상에 배치되는 영역이 충분히 조사된다는 것을 보장하도록 결정된다. LED들의 강도뿐만 아니라 스펙트럼/컬러는 또한 코드가 배치된 소모성 부품의 부분이 이미지가 어떠한 음영 또는 눈부심 없이 (또는 캡처된 이미지의 선명도를 방해하지 않는 적정하고 (reasonable)/용인할 수 있는 양의 음영 및/또는 눈부심으로) 캡처된다는 것을 보장하도록 충분히 조명된다는 것을 보장하도록 고려되어야 한다. 유사하게, LED들의 화각은 이미지를 캡처하기 위해 카메라에 대해 코드가 완전히 조사된다는 것을 보장하도록 고려되어야 한다. 일 구현 예에서, 확산기들 및/또는 편광기들은 이미지의 LED들에 의해 제공된 조사에 의해 유발된 이미지의 눈부심을 방지하도록 제공되어야 할 수도 있다. 일 구현 예에서, 확산기는 존재한다면 미리 규정된 거리에서 LED 각각의 전면에 배치될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 확산기에 부가하여 또는 대신하여, 하나 이상의 편광기들이 또한 제공될 수도 있다. 편광기들은 존재한다면, LED들 및/또는 렌즈로부터 미리 규정된 거리에서 카메라의 렌즈의 전면 및/또는 하나 이상의 LED들 전면에 제공될 수도 있다.
일 구현 예에서, 관심 대상와 관련된 속성들 및 파라미터들 (즉, 코드 (125) (예를 들어, QR 코드)) 은 머신 비전 시스템 (132) 의 다른 컴포넌트들의 다양한 파라미터들을 결정할 때 고려되어야 할 수도 있다. 예를 들어, 코드의 사이즈, 코드 내의 다양한 피처들의 사이즈, 코드의 기하 구조 및 코드 내의 피처들의 기하 구조는 모두 조명의 위치, 조명의 강도, 카메라 해상도 등을 결정할 때 고려되어야 할 것이다.
소모성 부품을 만들기 위해 사용된 재료는 또한 머신 비전 시스템의 컴포넌트들의 다양한 파라미터들을 규정할 때 고려되어야 할 수도 있다. 예를 들어, 표면 특성들로 인해, 상이한 재료들은 광을 상이하게 반사할 수도 있고 이미지는 소모성 부품의 표면 상의 상이한 부분들에 의해 반사된 광의 양에 기초하여 캡처된다. 결과적으로, 소모성 부품에 사용된 상이한 재료들에 의해 투과된 광의 양, 사용된 재료의 타입 (즉, 투명 또는 불투명 재료), 재료의 컬러, 표면 마감 (즉, 표면 텍스처), 등이 코드 (125) 의 이미지를 캡처하도록 사용되는, LED들의 피처들, 카메라의 피처들, 렌즈의 피처들, 등을 결정할 때 고려되어야 한다. 또한, 코드 (125), 예컨대 QR 코드는 소모성 부품 (122) 의 상단 표면 또는 하단 표면 상에 레이저 에칭될 수도 있다. 결과적으로, 소모성 부품의 표면 특성들은, 레이저 에칭된 코드를 포함하는 부분과 상이한 표면 특성들 (예를 들어, 광 반사율, 광 반사율) 을 나타내는 천연 재료를 포함하는 표면의 부분을 갖는 레이저 에칭으로 인해 코드가 규정되는 영역에서 가변할 수도 있다.
소모성 부품의 표면 상에 코드를 규정하는 것에 더하여, 기준 마커가 또한 소모성 부품 상에 규정될 수도 있다. 기준 마커는 소모성 부품의 상단 표면 또는 하단 표면 또는 상단 표면과 하단 표면 모두에 배치된 광학 마커일 수도 있다. 기준 마커가 상단 표면 및 하단 표면 모두 상에 있을 때, 상단 표면 상의 기준 마커는 하단 표면 상의 기준 마커와 오버랩하도록 규정된다. 기준 마커는 코드로부터 미리 규정된 거리에 규정된다. 기준 마커는 코드의 위치가 결정될 수 있는 기준 지점으로서 작용한다. 기준 마커는 ATM 로봇의 암 내에 배치된 센서에 의해 검출될 수 있는 상승된 마커 또는 에칭된 표면일 수도 있다. 센서는 레이저 센서일 수도 있고 ATM 로봇의 암 상에 규정된 정렬기의 일부일 수도 있다. 다른 구현 예들에서, 센서는 빔 투과 LED 센서일 수도 있다. 일 구현 예에서, 센서는 섬유 상에 선형 커튼 헤드를 갖는 아날로그 빔 투과 LED 섬유 센서일 수도 있다. 정렬기는 축 (예를 들어, 수평 축) 을 따라 소모성 부품을 회전시키도록 사용될 수도 있고, 센서는 ATM 로봇의 로봇 암 상에 배치된 정렬기 상의 특정한 지점과 관련하여 기준 마커의 위치 (즉, 좌표들) 를 검출하는데 사용될 수도 있다. 일단 기준 마커의 좌표들이 결정되면, 코드를 포함하는 소모성 부품의 영역을 조사하기 위한 LED들에 대한 이미지 캡처 시스템, 및 코드의 이미지를 캡처하기 위한 카메라의 시계 (field of view) 및 피사계 심도를 따라 코드를 포지셔닝하도록 정렬기는 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 미리 규정된 각도만큼 수평 축을 따라 소모성 부품을 회전시키도록 사용될 수도 있다. 코드는 소모성 부품이 수용되는 캐리어 플레이트의 개방 영역 내에 포지셔닝되어 카메라가 코드의 방해받지 않는 뷰를 가질 수 있는 방식으로 코드가 정렬된다.
카메라 (136) 에 사용된 렌즈 (136a) 의 다양한 특성들은 관심 대상 (예를 들어, 코드 125), LED들 (134), 및 카메라의 특성들에 의해 영향을 받을 수도 있다. 예를 들어, 렌즈의 초점 거리는 코드의 작은 피처들 (예를 들어, QR 코드) 을 캡처하는데 필수적이다. 예를 들어, QR 코드는 3 x 3 ㎜ 또는 4 x 4 ㎜ 사이즈일 수도 있고, 엘리먼트들 (예를 들어, 점들, 선들, 정사각형들, 직사각형들, 등) 각각은 사이즈가 약 100 ㎛일 수도 있고, 정확한 초점 길이는 카메라로 하여금 QR 코드의 작은 세부 사항들을 캡처할 수 있게 한다. 피사계 심도는 또한 적절한 렌즈를 선택할 때 고려해야 할 또 다른 파라미터이다. 예를 들어, ATM 로봇이 소모성 부품을 이미지 캡처 시스템으로 가져올 때, 코드를 갖는 소모성 부품이 배치되는 거리는 100% 정확하지 않을 수도 있고 정렬 깊이에 약간의 변동이 있을 수도 있다. 이러한 경우들에서, 더 높은 피사계 심도를 갖는 렌즈를 선택하는 것은 로봇의 이미지를 캡처하는 것을 보조할 수 있다. 일 구현 예에서, 카메라의 렌즈는 록킹 링을 사용하여 이미지 캡처 시스템의 하우징 내부에 고정될 수도 있다. 대안적인 구현 예들에서, 렌즈는 하우징 내에서 위아래로 이동하도록 설계될 수도 있다. 이 구현 예에서, EFEM의 제한된 공간으로 인해, 렌즈가 이동하도록 허용될 수도 있는 정도가 미리 규정될 수도 있다. 렌즈의 마운트 타입은 카메라의 렌즈를 결정할 때 고려되어야 한다. 렌즈에 대한 다양한 타입의 마운트들이 있고 올바른 마운트를 선택하는 것은 카메라의 렌즈에 중요하다. 예를 들어, 마운트들의 일부 타입들은 C-마운트, S-마운트 및 CS-마운트를 포함한다. S-마운트는 소형 렌즈들을 위한 것이고 C-마운트 및 CS-마운트는 대형 렌즈들을 위한 것이다. 렌즈들이 클수록 더 우수한 광학 성능을 제공할 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 공간 및 사이즈 제약들로 인해, S-마운트 렌즈들이 C-마운트 렌즈들 및 CS-마운트 렌즈들보다 사이즈가 상당히 더 작기 때문에 S-마운트가 렌즈들을 위해 고려될 수도 있다. 렌즈에 대한 효과적인 스캔 영역은 이미지의 상이한 섹션들에서 경험된 왜곡/수차의 양에 종속될 수도 있고, 이미지의 외측 에지들은 통상적으로 더 높은 왜곡/수차를 경험하고 이미지의 내측 섹션들은 왜곡/수차들을 거의 갖지 않는다. 따라서, 카메라를 위한 렌즈의 선택은 코드에 대해 존재할 수도 있는 왜곡의 양을 고려해야 하고, 왜곡은 소모성 부품의 재료, 소모성 부품 상에 코드를 규정하기 위해 사용된 기법의 타입 등에 기초할 수도 있다. 렌즈의 사이즈는 EFEM 내에서 이미지 캡처 시스템에 사용할 수 있는 공간의 양에 종속되는 마운트 타입에 종속된다.
이미지 캡처 시스템을 위해 카메라 (136) 를 선택할 때 고려되어야 할 특성들 중 일부는 프레임 레이트, 글로벌/롤링 셔터, 양자 효율, 인터페이스, 등에 더하여, 해상도, 센서 사이즈, 셔터 속도, 픽셀 사이즈, 다크 노이즈 (dark noise), 모노크롬/컬러, 사이즈 및 마운트를 포함한다. 일 구현 예에서, 1 메가픽셀 해상도를 갖는 카메라가 코드의 이미지를 캡처하기 위해 선택될 수도 있다. 대안적인 구현 예에서, 5 메가픽셀 해상도를 갖는 카메라가 코드의 이미지를 캡처하기 위해 선택될 수도 있다. 일 구현 예에서, 프레임 레이트는 캡처된 이미지가 비디오가 아니라 정적 이미지이기 때문에 중요하지 않을 수도 있다. 대안적인 구현 예에서, 프레임 레이트는 코드의 이미지를 캡처하기 위해 고려될 수도 있다. 유사하게, 글로벌/롤링 셔터가 동영상을 캡처하기 위해 사용될 수도 있지만, 캡처되는 이미지가 정지 이미지이기 때문에, 셔터 타입은 그렇게 중요하지 않을 수도 있다. 대안적인 구현 예들에서, 글로벌/롤링 셔터는 코드의 이미지를 캡처하기 위한 카메라의 파라미터들 중 하나로서 고려될 수도 있다.
이미지/비디오 프로세싱과 관련하여, 에지 프로세서 (128) 는 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 코드의 이미지들이 국부적으로 프로세싱될 수 있고, 프로세싱된 정보는 소모성 부품을 식별하는 문자열 생성하고, 그리고 소모성 부품 식별을 위해 기판 프로세싱 시스템의 제어기에 소모성 부품의 문자열 식별자를 제공하는 데 사용되도록 머신 비전 시스템 (132) 의 이미지 캡처 시스템에 근접하게 제공된다. 일 구현 예에서, 에지 프로세서 (128) 는 CPU (central processing unit) 기반일 수도 있다. 대안적인 구현 예에서, 에지 프로세서 (128) 는 GPU (graphics processing unit) 기반일 수도 있다. GPU는 통상적으로 CPU보다 더 빠르게 이미지를 프로세싱할 수 있다. 그러나, 하이 엔드 (high end) CPU는 로우 엔드 (low end) GPU보다 더 빠르게 이미지를 프로세싱할 수도 있다. 따라서, 이미지가 겪어야 (undergo) 하는 프로세싱의 타입 및 CPU 또는 GPU의 프로세싱 속도에 따라, 에지 프로세서는 CPU 기반이거나 GPU 기반일 수도 있다. 프로세서 타입과 무관하게, 에지 프로세서 (128) 는 컬러 필터링, 에지 검출, 배경 제거 (background subtraction), 콘트라스트 향상, 이진화, 형태적 변환, 등과 같은 병렬 컴퓨팅, 이미지 프로세싱을 수행하는 능력을 갖도록 선택된다. 유사하게, 제어기의 일부인 소프트웨어는 에지 프로세서에 의해 송신된 문자열 식별자를 수신하고, 프로세스 모듈로의 계속 전달을 위해 소모성 부품을 로드 록으로 이송하도록 ATM 로봇에 명령하기 전에 소모성 부품을 검증하기 위해 소모성 부품 데이터베이스를 쿼리하도록 구성된다. 도 4에서 식별된 바와 같이, 다양한 컴포넌트들은 검증된 소모성 부품들만이 기판 프로세싱 시스템 내부의 프로세스 모듈들로 전달되도록 소모성 부품을 정확하게 추적하고 검증하기 위해 상이한 컴포넌트들의 다양한 파라미터들을 고려함으로써 선택되거나 구성된다.
도 5a 내지 도 5d는 일부 구현 예들에서, 이미지 캡처 시스템 (130) 의 상이한 등각도들을 예시한다. 도 5a는 이미지 캡처 시스템 (130) 의 상단 등각도를 예시하고, 도 5b는 이미지 캡처 시스템 (130) 의 측면 등각도를 예시하고, 도 5c는 이미지 캡처 시스템 (130) 의 배면 등각도를 예시하고, 도 5d는 이미지 캡처 시스템 (130) 의 상단 사시도를 예시한다. 도 5a 내지 도 5d를 동시에 참조하면, 이미지 캡처 시스템 (130) 은 카메라 (136) 및 한 쌍의 LED들 (134a, 134b) 이 마운팅되는 하우징 (156) (도 5d) 을 포함한다. 카메라 (136) 및 LED들 (134a, 134b) 을 홀딩하는 하우징 (156) 은 한 쌍의 브래킷들을 사용하여 EFEM의 내측 측벽에 부착된다. 이미지 캡처 시스템은 카메라 (136) 의 양측 상에 배치된 한 쌍의 LED들 (134a, 134b) 을 갖는 것으로 도시된다. 한 쌍의 LED들 (134a, 134b) 은 길이 L1만큼 분리된 것으로 도시된다. 일 구현 예에서, 길이 L1은 약 70 ㎜ 내지 약 80 ㎜로 규정된다. 한 쌍의 브래킷들을 제외한 하우징은 길이 L2 동안 연장된다. 일 구현 예에서, 길이 L2는 약 90 ㎜ 내지 약 110 ㎜로 규정된다. 한 쌍의 브래킷들을 포함하는 하우징은 전체 길이 L3 동안 연장된다. 일 구현 예에서, 길이 L3는 약 130 ㎜ 내지 약 150 ㎜로 규정된다. 하우징은 폭 W1로 연장한다. 일 구현 예에서, 폭 W1은 약 32 ㎜ 내지 약 38 ㎜로 규정된다. 한 쌍의 브래킷들은 좌측 브래킷 (152-L) 및 우측 브래킷 (152-R) 을 포함하고, 좌측 브래킷 및 우측 브래킷 (152-L, 152-R) 각각은 이미지 캡처 시스템 (130) 을 EFEM (미도시) 의 내측 측벽에 부착하기 위한 패스닝/커플링 수단을 수용하기 위한 홀을 갖는다. 일 구현 예에서, 우측 브래킷 (152-R) 의 높이 H1은 약 50 ㎜ 내지 약 60 ㎜로 규정된다. 좌측 브래킷 (152-L) 의 높이 H2는 약 30 ㎜ 내지 약 40 ㎜로 규정된다. 일 구현 예에서, 하우징의 상단은 커버 (154) 를 포함한다. 커버 (154) 는 임의의 오염물들에 노출되는 것으로부터 이미지 캡처 시스템의 LED들 및 다른 컴포넌트들을 차폐하도록 사용될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 카메라 (136) 는 카메라의 하단 표면이 하우징 (156) 의 하단 표면으로부터 분리 거리 H3 (예를 들어, 피사계 심도) 만큼 분리되도록 배치될 수도 있다. 일 구현 예에서, 분리 거리 H3은 약 5 ㎜ 내지 약 9 ㎜로 규정될 수도 있다. 이미지 캡처 시스템 (130) 의 다양한 피처들에 제공된 치수들은 단순한 예로서 제공되고 다양한 치수들은 EFEM에 대한 소모성 부품 스테이션의 개구부 아래 측벽 상에서 이용 가능한 공간의 양에 기초하여 가변할 수도 있다는 것이 이해된다.
도 6은 일 구현 예에서 ATM과 소모성 부품 스테이션 사이에서 소모성 부품을 이동시키도록 사용된 ATM 로봇 (102a) 의 암 (166) 의 도면을 예시한다. ATM 로봇 (102a) 의 암 (166) 은 접힌 (fold) 포지션으로 도시되고 일 단부 상에서 ATM 로봇 (102a) 의 바디에 그리고 제 2 단부 상에서 엔드-이펙터 (164) 에 연결된다. 엔드-이펙터 (164) 는 소모성 부품 (122) 이 기판 프로세싱 시스템의 로드 록과 소모성 부품 스테이션 사이에서 이동되어야 할 때 캐리어 플레이트 (162) 및 소모성 부품 (122) 을 지지하도록 구성된다. 엔드-이펙터 (164) 는 또한 웨이퍼가 웨이퍼 스테이션과 기판 프로세싱 시스템의 로드 록 사이에서 이동되어야 할 때, 웨이퍼를 지지하도록 구성된다. ATM 로봇 (102a) 의 암 (166) 은 또한 정렬기 (158) 상에 배치된 정렬기 센서 (160) 가 소모성 부품 (122) 의 표면 상에 배치된 코드의 위치를 검출할 수 있도록 축 (예를 들어, 수평 축) 을 따라 소모성 부품 (122) 을 회전시키도록 사용되는 정렬기 (158) 를 포함한다. 소모성 부품 (122) 의 표면 상에 코드를 위치시키는 것을 보조하기 위해, 기준 마커 (123) 가 사용될 수도 있다. 기준 마커 (123) 는 코드 (125) 와 상이하고 코드 (125) 로부터 미리 규정된 각도로 규정된 광학 마커일 수도 있다. 엔드-이펙터는 캐리어 플레이트 (162) 상에 수용된 소모성 부품 (122) 을 가져오고, 로테이터 척 (미도시, 단순히 "로테이터"로 지칭됨) 이 엔드-이펙터로부터 소모성 부품을 갖는 캐리어 플레이트를 리프팅하도록 위로 이동한다. 일단 캐리어 플레이트가 위로 리프팅되면, 엔드-이펙터는 이동한다. 이어서 정렬기는 기준 마커가 정렬기 센서 (160) 아래를 통과할 때 정렬기 센서 (160) (예를 들어, 레이저 센서) 가 소모성 부품 상에 규정된 기준 마커 (123) 를 검출하는 동안 캐리어 플레이트와 함께 로테이터를 스피닝한다 (spin).
기준 마커 (123) 의 검출시, 정렬기 센서 (160) 는 기준 마커 (123) 의 좌표들을 식별한다. ATM 로봇의 암 (166) 에는 기준 마커 (123) 에 대한 코드 (125) 의 오프셋 좌표들이 제공되고, 오프셋 좌표들은 기준 마커의 좌표들 및 기준 마커 (123) 에 대한 코드의 미리 규정된 각도를 사용하여 계산된다. 이어서 정렬기 (158) 는 ATM 로봇 (102a) 의 암 (166) 이 소모성 부품 스테이션으로부터 후퇴될 때, 이미지 캡처 시스템의 시계 (field of view) 위에 있는 포지션에 코드 (125) 를 라이닝하도록 오프셋을 보상하기 위해 축을 따라 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 소모성 부품 (122) 을 회전시킨다. 정렬된 코드의 이미지는 이미지 캡처 시스템의 카메라에 의해 캡처되고 소모성 부품 (122) 의 문자열 식별자를 결정하도록 사용된다. 코드 (125) 는 QR 코드일 수도 있고, 따라서, 다양한 구현 예들에서, 코드 (125) 는 또한 QR 코드 (125) 로서 상호 교환 가능하게 지칭된다. 코드 (125) 는 QR 코드로 제한되지 않고 소모성 부품 (122) 을 식별하기 위해 바코드 또는 다른 타입들의 마커들을 또한 포함할 수 있다는 것을 주의해야 한다.
도 7a 및 도 7b는 소모성 부품의 표면 상에 규정된 기준 마커 (123) 에 대한 코드 (125) 의 위치의 일부 예들을 예시한다. 도 7a는 일 구현 예에서, 상단 표면 상에 규정된 기준 마커 (123) 및 코드 (125) 를 갖는 소모성 부품 (122) 의 평면도를 예시한다. 기준 마커가 규정되는 표면(들)은 소모성 부품에 사용된 재료의 타입에 기초할 수도 있다는 것을 주의해야 한다. 일부 구현 예들에서, 소모성 부품이 투명한 재료 (예를 들어, 석영) 로 제조될 때, 상단 표면 및 하단 표면은 LED들의 광을 분산시키기에 충분한 텍스처를 갖는다. 이러한 구현 예들에서, 기준 마커는 상단 표면 상에 규정된 기준 마커가 하단 표면 상에 규정된 기준 마커와 오버랩하도록, 레이저 폴리싱을 사용하여 하단 표면 및 상단 표면 모두에 규정될 수도 있다. 이러한 듀얼 표면 에칭은 기준 마커가 충분히 검출될 수 있다는 것을 보장하기 위한 것일 수도 있다. 소모성 부품이 상단 표면 상에 불꽃 폴리싱 (flame polish) 을 가질 때, (상단 표면이 이미 폴리싱되었기 때문에) 기준 마커는 하단 표면 상에 규정된다. 기준 마커가 규정되는 표면은 기준 마커가 천연 표면으로부터 구별될 수 있다는 것을 보장하도록 결정된다. 코드 (125) 는 시계 방향으로 기준 마커 (123) 에 직교하도록 규정되는 것으로 도시된다. 소모성 부품 (122) 의 일부의 확대도는 소모성 부품의 상단 표면 상에 규정된 기준 마커 (123) 및 코드 (예를 들어, QR 코드) (125) 의 상대적인 사이즈를 예시하기 위해 도 7a의 중심에 도시된다. 도 7b는 또 다른 구현 예에서, 기준 마커 (123) 에 대한 QR 코드 (125) 의 상대적인 포지션을 도시하는 소모성 부품 (122) 의 저면도를 예시한다. 이 구현 예에서, QR 코드 (125) 는 반 시계 방향으로 기준 마커 (123) 에 직교하여 규정된다. 정렬기는 QR 코드 (125) 가 이미지 캡처 시스템의 카메라의 시계 내에 정렬되도록 검출된 기준 마커 (123) 에 기초하여 QR 코드 (125) 를 정렬하도록 사용된다.
도 8a 및 도 8b는, 일 구현 예에서 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 EFEM (102) 으로 소모성 부품 (122) 의 회수 및 프로세스 모듈 (미도시) 에서 사용하기 전에 검증을 위해 이미지 캡처 시스템 (130) 위의 소모성 부품 (122) 상의 코드의 포지셔닝을 예시한다. ATM 로봇 (102a) 은 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 소모성 부품 (122) 을 회수하도록 사용된다. 일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션 (120) 은 복수의 소모성 부품을 위한 하우징 (즉, 버퍼) 을 제공하고 소모성 부품 (122) 을 수용하기 위해 수직 배향으로 배치된 복수의 슬롯들을 포함한다. 캐리어 플레이트 (162) 를 위해 별도의 하우징이 제공된다. 캐리어 플레이트 (162) 를 위한 하우징은 하단 표면의 상단 또는 상단 표면의 아랫면 또는 소모성 부품 스테이션 (120) 의 상단 표면과 하단 표면 사이에 규정된 분리 플레이트의 상단 상에 규정될 수도 있다. 일 구현 예에서, 기판 프로세싱 시스템의 제어기 (미도시) 는 소모성 부품 스테이션 (120) 내에 위치된 소모성 부품 (122) 을 회수하도록 ATM 로봇 (102a) 에 제 1 명령을 발행하고, 소모성 부품 (122) 을 식별하도록 에지 프로세서 (미도시) 로 제 2 명령을 발행한다. 제어기로부터의 제 1 명령에 응답하여, ATM 로봇 (102a) 은 슬롯으로부터 소모성 부품을 회수하기 위해 엔드-이펙터 (164) 를 구비한 암 (166) 을 전면 (120f) (즉, 개구부에서 EFEM (102) 에 커플링된 소모성 부품 스테이션 (120) 의 측면) 상의 개구부를 통해 소모성 부품 스테이션 (120) 내로 연장한다. ATM 로봇 (102a) 은 먼저 캐리어 플레이트 하우징 (미도시) 으로부터 캐리어 플레이트 (162) 를 회수하고 이어서 내부에 수용된 소모성 부품 (122) 을 회수하도록 소모성 부품 스테이션 (120) 의 슬롯으로 이동한다. 복수의 소모성 부품들은 소모성 부품 (122) 상에 규정된 기준 마커들 (123) 이 모두 서로 그리고 소모성 부품 스테이션 (120) 상에 규정된 특정한 마커들과 정렬되도록 후면에 규정된 외측 벽의 개구부 (120b) 로부터 소모성 부품 스테이션 (120) 내로 수동으로 로딩된다. 일 구현 예에서, 소모성 부품 (122) 은 소모성 부품 스테이션 (120) 의 상단 표면에 규정된 투명 윈도우의 중심과 정렬하도록 기준 마커들 (123) 을 배향시키도록 로딩된다. 코드 (예를 들어, QR 코드) (125) 는 시계 방향으로 기준 마커 (123) 에 직교하게 배치되는 것으로 도시된다. 회수된 소모성 부품은 이어서 이미지 캡처 시스템 (130) 에 대해 정렬된다. 또한, 소모성 부품 (122) 의 정렬은 기준 마커 (123) 및 QR 코드 (125) 가 캐리어 플레이트 (162) 의 암 연장부들 (163) 에 의해 커버된 영역 외부에 있도록 행해진다. 이러한 정렬은 QR 코드 (125) 가 카메라에 가시적이고 캐리어 플레이트 (162) 의 임의의 부분에 의해 방해받지 않는다는 것을 보장하기 위한 것이다. 도 8a 및 도 8b에 예시된 구현 예에서, 기준 마커 (123) 및 QR 코드 (125) 의 사이즈는 예시 목적들을 위해 과장된 반면, 실제로 사이즈는 훨씬 더 작다 (예를 들어, 약 80 내지 120 ㎛의 사이즈).
소모성 부품 (122) 은 슬롯으로부터 회수되고 엔드-이펙터 (164) 상에서 밸런싱된다. 캐리어 플레이트 (162) 상에 소모성 부품 (122) 을 갖는 엔드-이펙터 (164) 는 소모성 부품 (122) 이 EFEM (102) 내로 가져 오도록 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 후퇴된다. EFEM (102) 에서, ATM 로봇 (102a) 의 암 (166) 상에 배치된 (도 6의) 정렬기 (158) 는 소모성 부품 (122) 이 이미지 캡처 시스템 (130) 위에 포지셔닝될 때, 소모성 부품 (122) 의 코드 (125) 는 이미지 캡처 시스템 (130) 의 카메라의 시계 및 피사계 심도 (즉, 판독 포지션) 로 정렬되도록 소모성 부품 (122) 을 정렬하도록 사용된다. 도 8b는 엔드-이펙터를 갖는 암 (166) 이 이미지 캡처 시스템 (130) 위의 판독 포지션에 정렬된 소모성 부품 (122) 을 포지셔닝할 때 이미지 캡처 시스템 (130) 의 카메라 위에 규정된 시야 내에 정렬되는 QR 코드 (125) 를 도시한다.
이미지 캡처 시스템 (130) 위에 포지셔닝된 소모성 부품을 검출하면 (예를 들어, 제어기가 개구부 근방에 또는 개구부에 그리고/또는 이미지 캡처 시스템 (130) 내에 포지셔닝된 하나 이상의 센서들로부터 신호를 수신할 수도 있음), 제어기는 QR 코드 (125) 의 이미지를 캡처하도록 에지 제어기에 제 2 명령을 발행한다. 제 2 명령에 응답하여, 에지 제어기는 LED들을 활성화하기 위해 LED 드라이버로 제 1 신호를 발행하고 카메라를 활성화하기 위해 카메라 드라이버로 제 2 신호를 발행한다. 제 1 신호에 응답하여, LED 드라이버는 LED들 위에 정렬된 QR 코드 (125) 를 사용하여 소모성 부품의 영역을 조사하도록 LED들을 턴온한다. 유사하게, 제 2 신호에 응답하여, 카메라 드라이버는 QR 코드 (125) 가 존재하는 영역의 이미지를 캡처하도록 카메라를 턴온한다.
도 9a 내지 도 9c는 일 구현 예에서, LED들의 쌍들에 의해 조사된 영역들 및 카메라 (136) 의 렌즈의 시계를 예시한다. 도 9a는 이미지 캡처 시스템 (130) 위에 정렬된 QR 코드 (125) 를 갖는 소모성 부품의 일부의 등각도를 예시한다. 카메라 (136) 의 양측 상에 배치된 LED들 (134) 은 제 1 LED (134a) 로부터의 원뿔형 광의 일부 (즉, 조사 영역 (IA1)) 가 제 2 LED (134b) 로부터의 원뿔형 광의 일부 (즉, 조사 영역 (IA2)) 와 오버랩하도록 QR 코드 (125) 를 갖는 소모성 부품의 일부를 조사한다. 2 개의 LED들 (134a, 134b) 사이의 분리 거리는 L1로 규정된다. LED들 (134a, 134b) 사이의 분리 거리 L1은 IA1, IA2에 의해 규정된 오버랩 영역이 적어도 QR 코드 (125) 의 사이즈를 커버하도록 규정된다. 또한, 분리 거리 L1은 LED들로부터의 광이 음영를 생성하기에는 너무 작지 않거나 캡처되는 QR 코드 (125) 의 영역에서 눈부심을 유발하기에는 너무 많지 않다는 것을 보장하도록 규정된다. QR 코드 (125) 가 규정되는 소모성 부품 (122) 의 표면과 카메라 (136) 사이의 분리 거리는 SD1에 의해 규정된다. 분리 거리 SD1은 L1에 비례한다. 일부 구현 예들에서, 카메라가 QR 코드 (125) 의 이미지를 캡처하기 위한 가장 높은 유효 시계를 달성하기 위해, 최적의 L1 및 SD1 거리들은 약 1 : 1.3 내지 약 1 : 1.7 사이로 규정될 수도 있다. QR 코드 (125) 를 갖는 소모성 부품이 이미지 캡처 시스템의 시계 및 최적의 피사계 심도 내에 정렬될 때, 오버랩 영역 CA1은 QR 코드 (125) 가 배치되는 영역을 커버한다. 카메라 (136) 는 한 쌍의 LED들 (134a, 134b) 에 의해 조사된 QR 코드 (125) 의 이미지를 캡처한다. 도 9b는 QR 코드 (125) 와 관련하여 오버랩 영역 및 LED들의 쌍에 의해 조사된 영역들의 2 차원 표현 (representation) 을 예시한다. LED (134a) 의 조사 영역 (IA1) 은 QR 코드 (125) 가 배치되는 영역을 커버하는 커버리지 영역 (CA1) 을 규정하도록 LED (134b) 의 조사 영역 (IA2) 과 오버랩한다.
카메라 (136) 에 의해 캡처된 이미지는 추가 향상을 위해 이미지 향상 모듈 (도 3의 138) 에 의해 수신된다. 향상된 이미지는 디코더 (예를 들어, QR 디코더 (136)) 로 포워딩되고, QR 코드 (125) 의 모든 피처의 상세들을 식별하도록 분석되고 디코딩된다. QR 코드 (125) 의 모든 피처의 상세들은 소모성 부품에 대한 문자열 식별자를 생성하도록 사용된다. 도 9c는 QR 코드 (125) 의 향상된 이미지로부터 식별되는 피처 (125f1) 의 예를 예시한다. QR 코드 (125) 의 확대된 이미지로부터 알 수 있는 바와 같이, QR 코드 (125) 는 복수의 피처들을 포함하고, 피처들은 상이한 형상들 및 사이즈들이다. 피처들의 형상들 및 사이즈들은 QR 코드 (125) 의 상이한 상세들을 식별하기 위해 해석될 수 있다. QR 코드 (125) 의 상세들은 소모성 부품을 식별하는 문자열을 생성하도록 사용된다. 도 9da 내지 도 9eb는 일부 구현 예들에서, 소모성 부품 (122) 의 표면 상에 에칭된 QR 코드 (125) 의 표면 특성들을 예시한다. 도 9da는 일 구현 예에서, 도 9db에 도시된 QR 코드 (125) 가 일 표면 상에 레이저 에칭되는 석영 재료로 이루어진 소모성 부품의 일부의 표면 특성들을 예시한다. 도 9ea는 대안적인 구현 예에서, 도 9eb의 QR 코드 (125) 가 소모성 부품 (122) 의 표면 상에 레이저 에칭되는 실리콘 카바이드 재료로 이루어진 소모성 부품의 일부의 표면 특성들을 예시한다. 도 9da의 좌측 (LHS) 은 레이저 에칭된 표면을 도시하는 한편, 도 9da의 우측 (RHS) 은 천연 재료 (즉, 석영 재료) 를 도시한다. 레이저-에칭된 표면은 평활한 반면, 레이저-에칭되지 않은 (즉, 천연 재료를 갖는) 표면은 표면 특성들 (즉, 거친) 을 갖는다. 표면 텍스처의 변동으로 인해, LED들 (134) 로부터의 입사광은 상이하게 반사될 수도 있다.
에칭된 표면과 에칭되지 않은 표면 사이의 표면 텍스처 (즉, 상대적인 거칠기) 의 변동은 ㎛ 범위일 수도 있다. 상이한 표면으로부터 광 반사의 변동은 카메라에 의해 캡처되고, 광의 반사는 표면이 QR 코드 (125) 를 규정하도록 레이저 에칭된 섹션에서보다 거친 (즉, 텍스처를 갖는) 천연 재료의 섹션에서 훨씬 더 크다. 상이한 섹션들의 이미지는 이미지 향상 모듈 (138) 을 사용하여 향상되고 수 ㎛ 사이즈일 수 있는 피처 (125f1) (도 9c에 도시됨) 를 포함하여 상이한 피처들을 식별하는데 사용된다. 도 9ea의 LHS는 레이저-에칭된 표면을 도시하는 한편, 도 9eb의 RHS는 천연 재료를 도시한다. 실리콘 카바이드 재료로 이루어진 소모성 부품 (122) 의 에칭된 표면의 표면 텍스처는 석영 재료로 이루어진 소모성 부품의 에칭된 표면의 표면 텍스처와 상이하고 카메라는 상이한 표면들로부터 광 반사의 변동을 캡처할 수 있다. 에지 프로세서의 상이한 모듈들은 이미지를 향상시키고, 소모성 부품에 사용된 재료 및 소모성 부품의 표면 상에 코드를 규정하기 위해 사용된 기법의 타입에 기초하여 피처들을 식별하기 위해 이미지를 분석하도록 사용된다. QR 코드 (125) 의 다양한 피처들은 소모성 부품을 식별하는 문자열을 규정하도록 사용되는 소모성 부품 (122) 의 상세들을 결정하기 위해 결합된다. 소모성 부품의 문자열 식별자는 검증을 위해 제어기로 포워딩된다. 일단 소모성 부품 (122) 이 기판 프로세싱 시스템 내의 특정한 프로세스 모듈에서 사용될 유효한 소모성 부품으로서 검증되면, 제어기는 설치를 위한 특정한 프로세스 모듈로의 계속 전송을 위해 소모성 부품을 로드 록으로 이송하도록 ATM 로봇에 명령을 발행한다.
도 10a 내지 도 10c는 일부 구현 예들에서, 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈에서 사용될 수도 있는, 에지 링과 같은 소모성 부품의 상이한 설계들을 예시한다. 에지 링과 같은 소모성 부품은 단일 링일 수도 있고 또는 링들의 세트일 수도 있다. 링들의 세트의 경우, 링들은 서로 인터로킹될 수도 있고 또는 서로의 상단에 스택될 수도 있다. 링들의 세트의 링 각각은 단일 재료 또는 상이한 재료들로 이루어질 수도 있다. 소모성 부품에 사용된 재료의 타입에 따라, 코드는 하단 표면 상의 코드와 오버랩하는 상단 표면 상의 코드와 함께 하단 표면 또는 상단 표면 상의 링들 모두 또는 상단 표면 및 하단 표면들 모두에 규정된다. 도 10a는 일 구현 예에서, 석영 재료로 이루어진 원피스 (one piece) 소모성 부품인 소모성 부품 (122) 을 예시한다. 소모성 부품 (122) 에 대한 QR 코드 (125) 는 상단 표면 또는 하단 표면 또는 상단 표면과 하단 표면 모두에 규정될 수도 있다. 도 10a에서, QR 코드 (125) 는 소모성 부품 (122) 의 하단 표면 상에 규정된다. ATM 로봇의 정렬기에 의해 정렬될 때, QR 코드 (125) 는 QR 코드가 도 10a에서 CA1로 도시된 오버랩 영역에 떨어지도록 배향된다. 오버랩 영역 CA1은 LED (134a) 의 조사 영역 (IA1) 및 LED (134b) 의 조사 영역 (IA2) 으로부터 규정된다. 오버랩 영역 CA1은 이미지 캡처 시스템 (130) 의 카메라 (136) 로 하여금 QR 코드 (125) 의 이미지를 캡처하게 하도록 충분하지만, 눈부심을 유발하기에 너무 많은 광 또는 음영를 유발하기에 너무 적은 광을 제공하지 않는다. 소모성 부품을 제조하기 위해 사용된 재료는 석영으로 제한되지 않고 실리콘 카바이드 또는 다른 유사한 재료일 수 있다.
도 10ba 및 도 10bb는 소모성 부품이 링들의 쌍으로 이루어지고, 링들이 서로 인터로킹되는 대안적인 구현 예를 예시한다. 한 쌍의 링들의 링 각각은 동일한 재료 (예를 들어, 석영) 로 이루어지고 각각의 링의 표면 상에 배치된 별도의 코드를 갖는다. 링 각각의 코드는 상이한 위치에 규정된다. 도 10b의 구현 예에서, 링들의 인터로킹은 제 1 링 (122a) 의 상단 표면이 제 2 링 (122b) 의 상단 표면과 동일 평면 상에 있게 한다. 제 1 링 (122a) 의 제 1 코드 (125a) 및 제 2 링 (122b) 의 제 2 코드 (125b) 는 제 1 링 및 제 2 링의 하단 표면 상에 각각 규정된다. 이 구현 예에서, ATM 로봇은 제 1 코드 및 제 2 코드 (125a, 125b) 를 개별적으로 판독하도록 지시된다. 결과적으로, ATM 로봇은 도 10ba에 도시된 바와 같이 제 1 링 (122a) 의 제 1 코드 (125a) 를 카메라의 시계 내에 정렬시키기 위한 제 1 인스트럭션 및 제 2 링 (122b) 의 제 2 코드 (125b) 를 카메라와 정렬시키도록 소모성 부품을 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 이동시키기 위한 제 2 인스트럭션을 수신한다. 도 10bb에 예시된 예에서, 제 2 인스트럭션은 제 1 코드와 제 2 코드 사이의 분리 거리에 의해 구동되는 길이 동안 시계 방향으로 소모성 부품을 이동시키는 것이다. ATM 로봇의 정렬을 보조하기 위해, 제 1 링 (122a) 의 제 1 코드 (125a) 및 제 2 링 (122b) 의 제 2 코드 (125b) 의 좌표들은 에지 프로세서를 통해 제어기에 의해 제공된다. 유사하게, 제 1 코드 (125a) 를 갖는 소모성 부품의 영역을 조사하도록 LED들을 활성화하고 제 1 링 (122a) 의 제 1 코드 (125a) 의 이미지를 캡처하기 위해 카메라를 활성화하도록 에지 컴퓨터에 제 1 인스트럭션 (즉, 명령), 및 제 2 링 (122b) 의 제 2 코드 (125b) 의 영역을 조사하도록 LED들을 활성화하고 제 2 코드 (125b) 의 이미지를 캡처하기 위해 카메라를 활성화하기 위한 제 2 인스트럭션이 제공된다. 일부 구현 예들에서, 일단 카메라가 제 1 코드 (125a) 의 이미지를 캡처하면, 카메라 및 LED들은 제 2 인스트럭션에 의해 비활성화되고 재 활성화된다. 따라서 LED들은 한번에 하나의 코드 주변의 영역을 조사하도록 사용되고 동시에 두 코드들을 조사하는데 사용되지 않는다. 또한, LED들은 어떠한 음영도 드리우는 것을 방지하도록 코드를 접선으로 조사한다.
도 10ca 및 도 10cb는 소모성 부품이 2 개의 피스들 (즉, 한 쌍의 에지 링들) 로 이루어진 또 다른 대안적인 구현 예를 예시한다. 또한, 쌍의 피스 각각 (즉, 링 각각) 은 상이한 재료로 이루어진다. 예를 들어, 제 1 링 (즉, 제 1 피스) (122a) 은 석영 재료로 이루어지고 제 2 링 (즉, 제 2 피스) (122b) 은 실리콘 카바이드로 이루어진다. 또한, 제 2 링 (122b) 은 제 1 링 (122a) 의 상단에 스택된다. 그 결과, 제 1 링 (122a) 의 제 1 코드 (125a) 는 제 2 링 (122b') 의 제 2 코드 (125b') 와 상이한 깊이에 배치되고, 두 코드들은 링 (122a, 122b') 각각의 하단 표면 상에 규정된다. 도 10ba, 도 10bb를 참조하여 규정된 구현 예에서와 같이, ATM 로봇은 2 개의 코드들 (125a, 125b') 의 좌표들이 ATM 로봇이 이미지 캡처 시스템의 카메라의 시계 내에 2 개의 코드들을 개별적으로 정렬하는 것을 보조하도록 제공된다. 좌표들을 제공하는 것에 더하여, ATM 로봇은 또한 카메라로 하여금 2 개의 코드들의 이미지들을 순차적으로 캡처하게 하도록 2 개의 코드들 (125a, 125b') 의 깊이 상세들을 제공받을 수도 있다. 도 10ba, 도 10bb의 구현 예에서와 같이, ATM 로봇은 이미지 캡처 시스템의 카메라의 시계 내에 있도록 제 1 링 (122a) 의 제 1 코드 (125a) 를 정렬하고 LED들 및 카메라 모두 에지 프로세서를 통해 제어기로부터의 인스트럭션에 응답하여 활성화된다. 카메라는 도 10ca에 도시된 바와 같이 제 1 코드 (125a) 의 이미지를 캡처한다. 일단 제 1 코드 (125a) 의 이미지가 캡처되면, 제어기로부터의 제 2 명령은 ATM 로봇으로 하여금 제 2 링 (122b') 의 제 2 코드 (125b') 를 이미지 캡처 시스템의 카메라의 시계 내에 있도록 정렬하게 하고 그리고 LED들 및 카메라 모두 도 10cb에 도시된 바와 같이, 카메라로 하여금 제 2 코드 (125b') 의 이미지를 캡처하게 하도록 활성화된다. 도 10bb와 도 10cb 사이의 일 차이점은 카메라의 필드의 깊이와 LED들의 조사 영역이 도 10bb에서보다 도 10cb에서 더 크고 이는 코드들 (125b 및 125b') 의 깊이 차로 인한 것이다. 카메라에 사용된 렌즈는 제 1 깊이의 제 1 코드 및 제 2 깊이의 제 2 코드의 이미지를 캡처할 수 있도록 선택된다.
도 10d는 일 구현 예에서, 내경으로 규정된 포켓을 갖는 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링) 의 단면도를 예시한다. 이 구현 예에서, 소모성 부품의 상단 표면은 매우 폴리싱된다 (즉, 거의 광학적으로 투명한 표면). 결과적으로, 코드는 상단 표면과 상이한 표면 상에 규정되어야 한다. 이는 높은 폴리싱으로 인해 상단 표면의 반사율이 낮기 때문이다. 코드가 이러한 고도로 폴리싱된 표면 상에 규정될 때, 코드를 갖는 소모성 부품의 섹션 및 코드가 없는 섹션의 반사율의 변동은 매우 최소화될 수도 있다. 코드의 이미지가 적절히 캡처되고 판독될 수 있다는 것을 보장하기 위해, 코드는 하단 표면 (125-1) 또는 포켓의 내경의 바닥 (125-2) 상에 규정된다. 이러한 표면들 상에 규정된 코드는 이러한 표면들로부터 광의 반사율의 변동에 기초하여 용이하게 결정될 수 있다. 일부 구현 예들에서, 내경 포켓은 웨이퍼가 소모성 부품과 함께 프로세스 모듈 내에 수용될 때, 웨이퍼에 대한 지지를 제공하도록 소모성 부품 내에 규정된다. 소모성 부품을 정렬하기 위해 사용된 정렬기는 또한 기판 프로세싱 시스템 내에 수용될 때 웨이퍼를 정렬하기 위해 사용된다. 소모성 부품의 경우, 정렬기는 기준 마커를 검출하도록 구성된다. 웨이퍼의 경우, 정렬기는 웨이퍼가 프로세스 모듈로 전달되기 전에 웨이퍼를 정렬시키기 위해 웨이퍼 내의 노치를 검출하도록 구성될 수도 있다. 기준 마커는 웨이퍼가 소모성 부품 상에 수용되기 전에 소모성 부품 상에서 검출된다. 또한, 일부 구현 예들에서, 프로세스 모듈로의 전달을 위해 소모성 부품을 정렬하는 것은 웨이퍼의 노치와 소모성 부품의 기준 마커를 정렬하는 것을 포함한다.
도 10e 및 도 10f는 일부 구현 예들에서, 코드에 대한 기준 마커의 배향을 예시한다. 도 10e는 소모성 부품 상에 규정된 기준 마커의 평면도를 도시하고 도 10f는 저면도를 도시한다. 도 10e 및 도 10f에 캡처된 이미지로부터 도시된 바와 같이, 기준 마커가 하단 표면보다는 소모성 부품의 상단 표면 상에 만들어질 때 기준 마커가 더 분명하게 검출된다. 또한, 상단 표면 상의 마커는 소모성 부품 스테이션 내에서 소모성 부품이 적절히 정렬되도록 소모성 부품 스테이션으로부터 수동 로딩 및 언로딩 동안 오퍼레이터들에게 가시성을 제공한다. 도 10e의 평면도에서, 기준 마커가 규정되는 음영 영역이 도시된다. 평면도에 도시된 음영 영역은 소모성 부품의 특정한 깊이로만 연장되고, 음영 영역은 기준 마커의 존재의 지표로서 사용될 수도 있다. 기준 마커는 에칭된 부분으로서 규정될 수도 있고, 이 부분은 소모성 부품의 깊이를 완전히 에칭쓰루하지 (etch through) 않는다. 저면도 또한 음영을 도시한다. 그러나, 저면도에서 음영의 강도는 평면도에 도시된 음영의 강도보다 더 작다. 더 작은 음영의 강도는 기준 마커가 소모성 부품의 깊이를 완전히 관통하여 규정되지 않았다는 사실에 기인할 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 정렬기의 센서는, 일 구현 예에서, 섬유 상에 선형 커튼 헤드를 갖는 빔 투과 LED 섬유 센서 또는 소모성 부품 상에 기준 마커가 규정되는 위치를 결정하기 위해 음영의 강도를 검출할 수 있는 단순한 레이저 센서이다. 기준 마커가 존재하는 영역에서, 기준 마커가 존재하지 않는 영역보다 더 많은 광이 투과된다. 정렬기 센서는 이 변동을 검출할 수 있고 이 변동을 기준 마커의 존재에 연관시킬 수 있다. 기준 마커의 존재를 검출하면, ATM 로봇은 좌표들을 기준 마커에 연관시킨다. 기준 마커의 좌표들은 정렬기 상의 기준 지점과 관련된다. 이어서 기준 마커의 좌표들은 코드의 위치를 결정하는데 사용되고 또한 소모성 부품이 설치를 위해 프로세스 모듈로 전달될 때 소모성 부품을 정렬하는데 사용된다. 소모성 부품 상의 기준 마커의 검출은 프로세스 모듈들에서 사용된 웨이퍼 상의 노치의 검출과 유사한 방식으로 행해진다.
도 11a 내지 도 11c는 기판 프로세싱 시스템의 상이한 프로세스 모듈들에서 사용되는 소모성 부품을 버퍼링하도록 사용되는 소모성 부품 스테이션을 예시한다. 소모성 부품 스테이션 (120) 은 EFEM 내로 개방되는 전면 (120f) 상의 개구부를 포함한다. 소모성 부품 스테이션 (120) 은 한 쌍의 로드 록들이 규정되는 측면 상의 EFEM의 외측 측벽에 커플링될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 로드 록들은 EFEM과 진공 이송 모듈 사이에 규정된다. 일 구현 예에서, EFEM 및 로드 록들이 규정되는 측벽은 로드 포트들의 세트가 규정되는 제 2 측면에 반대될 수도 있다. 로드 포트들은 제 2 측면의 외측 측벽 상에 규정된다. 로드 포트들은 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈들에서 프로세싱된 웨이퍼들을 버퍼링하도록 사용되는 웨이퍼 스테이션들을 수용하도록 구성되고, 웨이퍼들의 웨이퍼 스테이션들 내외로의 이동을 허용하는 개구부들을 포함한다. 대안적인 구현 예들에서, 소모성 부품 스테이션은 로드 록들이 규정되는 측에 인접하거나 웨이퍼 스테이션들이 규정되는 측 상에 규정될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 소모성 부품 스테이션은 프로세스 모듈들에서 사용되는 소모성 부품을 수용하고 버퍼링하도록 구성된 수직 배향으로 규정된 복수의 슬롯들을 포함한다. 일부 구현 예들에서, 소모성 부품 스테이션은 또한 소모성 부품이 소모성 부품 스테이션과 프로세스 모듈 사이에서 이동되어야 할 때 소모성 부품을 지지하도록 사용되는 캐리어 플레이트 (162) 를 하우징한다. 캐리어 플레이트는 하단 표면 또는 상단 표면의 아랫면 상에 또는 상단 표면과 하단 표면 사이에 규정된 분리 플레이트 상에 하우징될 수도 있다. 소모성 부품 스테이션은 또한 소모성 부품을 소모성 부품 스테이션 내로 로딩하기 위해 외측 벽 (즉, 후면에 규정된 측벽) 내에 규정된 제 2 개구부를 포함한다. 도 11a는 제 2 개구부를 도시하기 위해 후면 도어가 제거된 소모성 부품 스테이션 (120) 의 내부의 등각도를 도시한다. 소모성 부품 스테이션 (120) 은 또한 소모성 부품 스테이션 (120) 의 내부로의 시야를 제공하기 위해 상단 표면 상에 투명 또는 투시 윈도우 (120W) 를 포함한다. 일 구현 예에서, 투명 윈도우 (120W) 는 플렉시 글라스 (plexiglass) 로 이루어진다. 일 구현 예에서, 소모성 부품은 ATM 로봇 상의 정렬기가 미세 정렬을 처리할 수 있도록 허용 오차 범위 (예를 들어, ± 5°) 내에 있도록 기준 마커들이 소모성 부품 스테이션의 후면에 정렬되도록 소모성 부품 스테이션 (120) 내로 로딩된다. 소모성 부품이 ATM 로봇에 의해 소모성 부품 스테이션으로부터 이동될 때, ATM 로봇은 소모성 부품 스테이션 (120) 의 전면 개구부 (미도시) 를 통해 도달하고 캐리어 플레이트 (162) 상에 지지된 소모성 부품 (122) 을 소모성 부품 스테이션으로부터 EFEM 내로 이동시킨다. 전면 개구부는 소모성 부품 스테이션 (120) 으로부터 이동될 때 전면 개구부의 에지와 소모성 부품 (122) 사이에 충분한 간격 (clearance) 이 있도록 설계된다. 일부 구현 예에서, 이 간격은 약 3 ㎜ 내지 약 7 ㎜이다. 대안적인 구현 예들에서, 이 간격은 전술한 범위보다 더 작거나 더 클 수도 있다.
도 11b는 일 구현 예에서, 소모성 부품 스테이션 (120) 의 상단 표면의 오버 헤드 뷰를 도시한다. 상단 표면은 소모성 부품 스테이션 내외로 소모성 부품의 로딩 및 언로딩을 위해 사용되는 후면 개구부 (즉, 소모성 부품 스테이션 (120) 의 후면에 규정된 외측 벽에 규정된 제 2 개구부) (120b) 에 근접하게 규정된 투명 (즉, 투시) 윈도우 (120W) 를 도시한다. 윈도우 (120W) 는 소모성 부품 스테이션 (120) 의 내부의 뷰를 제공하는 들여다 보는 (peep) 윈도우로서 작용한다. 기준 마커들이 윈도우 (120W) 의 후면 및 중심에 정렬되도록 소모성 부품이 로딩된다. 로딩 (예를 들어, 수동 로딩 또는 머신 로딩) 동안, 소모성 부품의 기준 마커들 (123) 은 모두 정확하게 정렬되지 않을 수도 있고 목표된 위치로부터 정렬 오프셋이 있을 수도 있다. 도 11c는 소모성 부품 스테이션에 수용된 10 개의 소모성 부품 (예를 들어, 에지 링들) 의 스택을 아래로 본 기울어진 도면을 도시한다. 소모성 부품은 소모성 부품이 소모성 부품 스테이션 내로 로딩될 때, 다양한 소모성 부품의 기준 마커들 (123) 이 용인 가능한 정렬 오프셋 허용 오차 내에 있도록 정렬된다. 일 구현 예에서, 정렬 오프셋의 용인 가능한 허용 오차는 윈도우 (120W) 의 중심으로부터 ± 5°일 수 있다. 용인 가능한 정렬 오프셋 허용 한계는 예로서 제공되고 다른 범위가 또한 고려될 수도 있다. 로딩 동안 소모성 부품의 정렬을 유지하는 것은 소모성 부품이 이미지 캡처 시스템 위로 이동할 때, 이미지 캡처 시스템에 대한 코드의 더 빠른 정렬을 보조한다. 더 빠른 정렬은 이미지의 더 빠른 캡처 및 프로세스 및 소모성 부품의 더 빠른 식별 및 검증을 발생시킨다.
도 12a 내지 도 12d는 일부 구현 예들에서, 소모성 부품 상의 코드에 대한 그리고 소모성 부품 스테이션에 대한 기준 마커의 정렬을 예시한다. 기준 마커는 캐리어 플레이트 (162) 및 캐리어 플레이트 (162) 의 암 연장부들에 의해 커버되는 소모성 부품의 영역의 외부에 있도록 정렬된다. 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 주지된 바와 같이, 소모성 부품을 소모성 부품 스테이션 내로 로딩할 때, 기준 마커들이 소모성 부품 스테이션의 후면에 규정된 미리 규정된 위치에 대해 정렬되도록 소모성 부품이 정렬된다. 일부 예들에서, 소모성 부품은 미리 규정된 위치와 모두 정렬되지 않을 수도 있지만 허용 오차 한계 (예를 들어, ± 5°) 내에서 오프셋될 수도 있다. 도 12a는 ATM 로봇의 엔드-이펙터 (미도시) 상에 지지되는 캐리어 플레이트 (162) 위에 수용된 소모성 부품의 오버 헤드 뷰를 예시한다. 도 12a는 또한 일 구현 예에서, 기준 마커 (123) 의 위치 및 기준 마커 (123) 에 대한 코드 (125) 의 위치를 도시한다. 이 구현 예에서, 코드 (125) 는 시계 방향으로 기준 마커 (123) 에 직교 (즉, 90°) 로 규정된다. 소모성 부품은 코드 및 기준 마커 모두가 암 연장부들 (163) 을 포함하는 캐리어 플레이트 (162) 의 임의의 부분들에 의해 커버되지 않는 영역들 내에 있도록 정렬되고, 이에 따라 코드의 이미지를 캡처하기 위해 카메라에 코드의 또렷한 뷰를 제공한다. 도 12b는 소모성 부품 스테이션 (120) 내 신탁 마커의 상대적인 배향을 예시한다. 주지된 바와 같이, 신탁 마커는 소모성 부품 스테이션 (120) 의 후면에 정렬되고 캐리어 플레이트 (162) 의 암 연장부들 (163) 이 위치되는 영역의 외부에 있도록 정렬된다. 도 12c는 기준 마커 (123) 에 대해 소모성 부품 (122) 상의 코드 (125) 의 대안적인 위치들을 예시한다. 코드 (125) 는 시계 방향 (위치 1) 또는 반 시계 방향 (위치 3) 으로 기준 마커 (123) 에 직교하게 배향될 수도 있고 또는 기준 마커로부터 직선을 가로질러 (위치 2) 배향될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 코드 (125) 는 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 미리 규정된 방사상 각도들 (예를 들어, 90°, 180°, 270°, 등) 만큼 기준 마커로부터 배향될 수도 있다. 일부 구현 예들에서, 코드 (125) 는 직교하거나 가로질러 배향되지 않지만, 코드 (125) 및 기준 마커 (123) 가 캐리어 플레이트 (162) 의 임의의 부분에 의해 가려지지 않는 소모성 부품 (122) 의 영역 내에 있는 각도로 배치된다. 도 12d는 코드 (125) 의 이미지를 캡처할 때 이미지 캡처 시스템의 카메라의 스캔 영역 (즉, 시계) 을 예시한다. QR 코드 (125) 는 사이즈가 작을 수 있고 (예를 들어, 약 3 내지 5 ㎜) 따라서 QR 코드 (125) 의 상세들을 캡처하기 위해 고정밀로 캡처되어야 한다. 그 결과, 카메라는 QR 코드를 포함하는 소모성 부품의 일부의 표면 상의 상세들을 캡처하도록 구성된다. 도 12d에 예시된 구현 예에서, QR 코드 위치 반경에 따라, 카메라는 QR 코드의 에지로부터 약 ± 3.5 ㎜ 마진으로 병진되는, 약 ± 1° 내지 약 ± 1.3°의 스캔 영역을 캡처한다. 예를 들어, QR 코드 (125) 의 사이즈가 약 4 ㎜ 정사각형이면, 이미지에 캡처된 스캔 영역은 약 11 ㎜의 총 스캔 영역에 대해 ± 3.5 ㎜를 포괄할 수도 있다. 도 12d는 QR 코드 (125) 에 의해 커버된 영역 및 QR 코드 (125) 를 둘러싸는 스캔 영역을 도시한다. 따라서, 소모성 부품 상의 QR 코드 (125) 의 위치에 기초하여, 카메라에 의해 캡처된 QR 코드의 이미지는 QR 코드의 영역뿐만 아니라 QR 코드 영역을 둘러싸는 영역을 포함한다. QR 코드의 피처들은 스캔 영역의 상이한 부분들의 표면 특성들의 차를 검출함으로써 결정될 수 있다.
본 명세서에 기술된 다양한 구현 예들은 프로세스 모듈로 이송하기 전에 소모성 부품을 추적하고 검증하는 방식을 제공한다. 검증은 잘못된 소모성 부품을 프로세스 모듈로 가져 오거나 소모성 부품을 잘못된 프로세스 모듈로 전달하는 것을 방지한다. 기판 프로세싱 시스템의 일부인 인라인 카메라 시스템 (즉, 이미지 캡처 시스템) 은 사용된 재료, 소모성 부품을 구성하는 피스들의 수, 소모성 부품 위에 규정된 코드의 사이즈 및 기하 구조, 등과 무관하게 소모성 부품의 표면 상에 규정된 QR 코드의 이미지를 캡처할 수 있다. 다양한 구현 예들은 QR 코드인 코드를 참조하여 논의되지만, 다른 타입들의 코드들 (예를 들어, 바코드, 다른 데이터 매트릭스 코드) 로 확장될 수 있다.
다양한 구현 예들의 전술한 기술은 예시 및 기술의 목적들을 위해 제공되었다. 이는 본 발명을 완전하거나 (exhaustive) 제한하도록 의도되지 않는다. 특정한 구현 예의 개별적인 엘리먼트들 또는 피처들은 일반적으로 특정한 구현 예로 제한되지 않고, 구체적으로 도시되거나 기술되지 않더라도, 적용 가능한 경우, 상호 교환 가능하고, 선택된 구현 예에서 사용될 수 있다. 동일하게 또한 많은 방식들로 가변될 수도 있다. 이러한 변형들은 본 발명으로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않고, 모든 이러한 수정들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
전술한 실시 예들이 이해의 명확성의 목적들을 위해 다소 상세히 기술되었지만, 특정한 변화들 및 수정들이 첨부된 청구항들의 범위 내에서 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 따라서, 본 실시 예들은 제한적이지 않고 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 실시 예들은 본 명세서에 제공된 상세들로 제한되지 않고, 청구항들의 범위 및 등가물 내에서 수정될 수도 있다.
Claims (27)
- 기판 프로세싱 시스템에서 소모성 부품을 추적하고 검증하기 위한 머신 비전 시스템 (machine vision system) 에 있어서,
내부에 소모성 부품들을 저장하기 위한 소모성 부품 스테이션을 갖는 마운팅 인클로저로서, 상기 마운팅 인클로저는 EFEM (equipment front end module) 내의 로봇으로 하여금 상기 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 회수할 수 있게 하도록 기판 프로세싱 시스템의 상기 EFEM을 향한 개구부를 갖는, 상기 마운팅 인클로저;
상기 소모성 부품 상의 코드의 이미지를 캡처하도록 구성된 이미지 캡처 시스템으로서, 상기 이미지 캡처 시스템은 카메라 및 광원을 포함하고, 상기 이미지 캡처 시스템은 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부 근방에 포지셔닝되고, 상기 카메라 및 상기 광원은 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부를 향해 포인팅되도록 배향되는, 상기 이미지 캡처 시스템;
상기 이미지 캡처 시스템 및 제어기에 통신 가능하게 연결된 프로세서로서, 상기 프로세서는 상기 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 상기 코드의 상기 이미지를 프로세싱 및 분석하고 상기 제어기로 리턴되는 상기 소모성 부품에 대한 식별자를 생성하도록 구성되는, 상기 프로세서; 및
상기 로봇으로 하여금 상기 소모성 부품 스테이션으로부터 상기 소모성 부품을 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부를 통해 이동시키고 상기 소모성 부품의 상기 코드를 상기 이미지 캡처 시스템의 시계 (field of view) 내에 포지션시키게 하고, 그리고 상기 프로세서에 의해 제공된 상기 식별자에 응답하여, 상기 소모성 부품이 후속 동작에 적합한 지 검증하도록 구성된 상기 제어기를 포함하는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 이미지를 향상시키기 위한 이미지 향상 모듈,
향상된 이미지를 디코딩하고 상기 소모성 부품을 식별하는 문자열 (string) 을 생성하기 위한 디코더;
상기 소모성 부품을 식별하는 상기 문자열을 검증을 위해 상기 제어기로 전달하기 위한 통신 모듈과 상호작용하도록 구성되는, 머신 비전 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 광원을 활성화하고 상기 코드의 상기 이미지의 캡처를 개시하도록 상기 프로세서에 신호들을 제공하고; 그리고
상기 프로세서에 의해 포워딩된 상기 문자열을 사용하여 상기 소모성 부품을 검증하도록 구성되는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 광원은 복수의 광 엘리먼트들을 포함하고, 상기 복수의 광 엘리먼트들의 위치는 상기 소모성 부품이 판독 배향으로 포지셔닝될 때 상기 코드를 조사하고 (illuminate) 적어도 코드가 존재하는 상기 소모성 부품의 상기 표면 상의 영역을 커버하는, 오버랩 영역을 제공하도록 규정되는, 머신 비전 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 로봇은 상기 소모성 부품을 상기 판독 배향으로 정렬시키도록 사용된 정렬기를 포함하는, 머신 비전 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 정렬기는 상기 소모성 부품 상에 배치된 기준 마커 (fiducial marker) 를 검출하도록 구성되고, 상기 기준 마커는 상기 소모성 부품의 상기 코드로부터 미리 규정된 각도로 배치되고 (dispose), 그리고 상기 로봇은 상기 제어기로부터의 인스트럭션들에 기초하여 상기 소모성 부품을 이동시키게 하고, 이 인스트럭션들은 상기 광원에 의해 조사된 상기 코드의 상기 이미지를 캡처하기 위한 상기 이미지 캡처 시스템의 상기 카메라의 상기 시계 내에 상기 코드를 정렬시키도록 상기 기준 마커에 대해 상기 소모성 부품을 이동시키기 위해 미리 규정된 각도를 특정하는, 머신 비전 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 판독 배향은 상기 이미지를 캡처하기 위한 상기 카메라에 대한 상기 코드의 방해받지 않는 뷰를 제공하도록 상기 로봇의 엔드-이펙터에 의해 커버되지 않는 상기 소모성 부품의 개방 영역에 대응하도록 규정되는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이미지 캡처 시스템은 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부를 향하는 상단 부분에 규정된 투명 커버를 포함하고, 상기 투명 커버는 상기 카메라 및 상기 이미지 캡처 시스템의 상기 광원을 차폐하도록 구성된, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이미지 캡처 시스템의 상기 카메라는 상부에 상기 코드가 배치되는 상기 소모성 부품의 상기 표면으로부터 제 1 거리에 배치되고, 그리고 상기 광원은 복수의 광 엘리먼트들을 포함하고, 상기 복수의 광 엘리먼트들의 광 엘리먼트 각각은 제 2 거리만큼 또 다른 광 엘리먼트로부터 분리되는, 머신 비전 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 거리는 상기 제 2 거리에 비례하고 약 1 : 1.3 내지 약 1 : 1.7로 규정되는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 이미지 캡처 시스템은 확산기들, 또는 편광기들, 또는 확산기들 및 편광기들 모두를 포함하고,
상기 광원은 한 쌍의 발광 다이오드들이고,
확산기 각각은 존재한다면, 미리 규정된 제 1 거리에서 상기 한 쌍의 발광 다이오드들 중 하나 또는 모두의 전면에 배치되고, 그리고
편광기 각각은 존재한다면, 미리 규정된 제 2 거리에서 상기 한 쌍의 발광 다이오드들 중 하나 또는 모두의 전면, 또는 미리 규정된 제 3 거리에서 상기 카메라의 렌즈의 전면, 또는 상기 미리 규정된 제 2 거리에서 상기 카메라의 상기 렌즈 모두 및 상기 미리 규정된 제 3 거리에서 상기 발광 다이오드들의 하나 또는 모두의 전면에 배치되는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 소모성 부품 스테이션은 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부에 반대 방향으로 배향된 외측 벽을 갖고, 상기 외측 벽은 상기 소모성 부품의 로딩 및 언로딩을 위해 상기 소모성 부품 스테이션에 액세스하기 위한 제 2 개구부를 갖는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 소모성 부품 스테이션의 소모성 부품은 2 개의 부품으로 이루어지고 그리고 상기 코드는 상기 2 개의 부품의 부품 각각의 표면 상에 배치되고, 상기 2 개의 부품 중 제 1 부품의 제 1 코드는 제 2 부품의 제 2 코드로부터 미리 규정된 거리만큼 분리되고, 그리고
상기 로봇은 상기 제어기로부터의 인스트럭션들에 기초하여 상기 소모성 부품을 이동시키고, 상기 인스트럭션들은 상기 제 1 부품 상에 배치된 상기 제 1 코드를 상기 이미지 캡처 시스템의 시계 내로 가져 오게 하고 그리고 상기 제 1 코드를 조사하기 위해 상기 광원 및 상기 제 1 코드의 이미지를 캡처하기 위해 상기 카메라를 동시에 활성화시키도록 상기 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 1 세트의 인스트럭션들, 및 상기 제 2 부품 상에 배치된 상기 제 2 코드를 상기 이미지 캡처 시스템의 상기 시계 내로 가져 오게 하고 그리고 상기 제 2 코드를 조사하기 위해 상기 광원 및 상기 제 2 부품 상에 배치된 상기 제 2 코드의 상기 이미지를 캡처하기 위해 상기 카메라를 동시에 활성화시키도록 상기 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 2 세트의 인스트럭션들을 포함하는, 머신 비전 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 2 개의 부품 소모성 부품의 상기 제 1 부품 및 상기 제 2 부품은 동일한 재료로 이루어지고, 상기 재료는 석영 또는 실리콘 카바이드 중 하나인, 머신 비전 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 2 개의 부품 소모성 부품의 상기 제 1 부품은 상기 제 2 부품과 상이한 재료로 이루어지고, 그리고 상기 2 개의 부품 소모성 부품의 상기 제 1 부품은 석영으로 이루어지고 그리고 상기 제 2 부품은 실리콘 카바이드로 이루어지는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 광원은 상기 코드를 접선으로 조사하도록 배치되는 (arrange), 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 에지 프로세서이고, 상기 에지 프로세서는 상기 코드의 상기 이미지를 저장하고, 상기 이미지를 프로세싱하고, 상기 이미지를 분석하고, 상기 소모성 부품을 식별하는 상기 문자열을 생성하고, 그리고 검증을 위해 상기 문자열을 상기 제어기로 송신하도록 구성되고, 그리고
상기 에지 프로세서는 이더넷 스위치를 통해 상기 제어기에 연결되는, 머신 비전 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 소모성 부품은 상기 기판 프로세싱 시스템의 프로세스 모듈 내의 웨이퍼 지지 표면 상에 수용된 웨이퍼에 인접하게 배치되는 에지 링인, 머신 비전 시스템. - 기판 프로세싱 시스템에서 소모성 부품을 추적하기 위한 로봇에 있어서,
암 상에 규정되고, 소모성 부품을 지지하기 위해 사용되는 캐리어 플레이트를 지지하도록 설계된 엔드-이펙터; 및
상기 암 상에 배치된 정렬기로서, 상기 정렬기는 축을 따라 상기 소모성 부품과 함께 상기 캐리어 플레이트를 회전시키도록 구성되고, 상기 정렬기는 상기 소모성 부품의 표면 상에 규정된 기준 마커를 추적하고 상기 기준 마커의 오프셋 좌표들을 상기 기판 프로세싱 시스템의 제어기에 제공하기 위한 센서를 갖는, 상기 정렬기를 포함하고,
상기 로봇은 상기 로봇으로 하여금 상기 캐리어 플레이트 상에 지지된 상기 소모성 부품을 소모성 부품 스테이션으로부터 그리고 상기 기준 마커에 대해 판독 배향으로 이동시키게 하도록 상기 제어기로부터의 인스트럭션들의 세트를 수신하도록 구성되고, 상기 판독 배향은 이미지 캡처 시스템으로 하여금 상기 코드의 이미지를 캡처하게 하도록 상기 기판 프로세싱 시스템의 상기 이미지 캡처 시스템의 시계 내에 상기 소모성 부품의 표면 상에 배치된 코드를 배치하도록 (place) 규정되고,
상기 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 상기 코드의 상기 이미지는 상기 소모성 부품에 대한 식별자를 생성하도록 프로세싱되고, 상기 식별자는 상기 소모성 부품의 검증을 위해 상기 제어기에 의해 사용되는, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 이미지 캡처 시스템은 상기 제어기에 통신 가능하게 연결되고, 상기 이미지 캡처 시스템은 상기 제어기로부터 제 2 세트의 인스트럭션들을 수신하고, 상기 제 2 세트의 인스트럭션들은 상기 코드를 조사하기 위해 상기 이미지 캡처 시스템 내부에 배치된 광원을 활성화하기 위한 제 1 인스트럭션, 및 상기 코드의 상기 이미지의 캡처를 트리거하기 위해 상기 이미지 캡처 시스템 내의 카메라를 활성화하기 위한 제 2 인스트럭션을 포함하는, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 기준 마커는 상기 코드로부터 미리 규정된 각도로 상기 소모성 부품의 상기 표면 상에 규정된 광학 마커이고, 그리고
상기 판독 배향은 상기 캐리어 플레이트의 암 연장부에 의해 커버된 영역 외부인 상기 소모성 부품의 개방 영역에 대응하도록 규정되는, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 정렬기의 상기 센서는 레이저 센서 또는 상기 섬유들 상에 라이너 커튼 헤드 (liner curtain head) 를 갖는 빔 투과 (through beam) LED 섬유 센서 중 하나인, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 로봇은 상기 기판 프로세싱 시스템의 EFEM (equipment front end module) 내에 배치되고, 상기 EFEM은 상기 기판 프로세싱 시스템의 마운팅 인클로저의 소모성 부품 스테이션에 저장된 상기 소모성 부품에 대한 액세스를 제공하고, 상기 마운팅 인클로저의 상기 소모성 부품 스테이션 내의 상기 소모성 부품으로의 상기 액세스는 상기 EFEM을 향하여 규정된 개구부를 통해 상기 로봇에 제공되는, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 기준 마커의 상기 오프셋 좌표들 및 상기 코드의 상기 이미지는 프로세서를 통해 상기 제어기에 의해 상기 이미지 캡처 시스템으로 포워딩되고, 상기 프로세서는 상기 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 상기 코드의 상기 이미지를 향상시키기 위해 이미지 향상 모듈과 상호 작용하고, 상기 이미지를 디코딩, 분석하고, 상기 소모성 부품의 상기 식별자를 나타내는 문자열을 생성하도록 디코더와 상호 작용하고, 그리고 상기 소모성 부품의 검증을 위해 상기 제어기에 상기 문자열을 전달하기 위해 통신 모듈과 상호 작용하는, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 소모성 부품 스테이션으로부터 상기 소모성 부품을 이동시키도록 구성된 상기 로봇의 상기 엔드-이펙터는 상기 기판 프로세싱 시스템 내의 프로세스 모듈로의 전달을 위해 웨이퍼를 웨이퍼 스테이션으로부터 이동시키도록 구성되고, 상기 로봇의 상기 정렬기는 상기 웨이퍼 내의 노치를 검출하고 상기 프로세스 모듈로의 전달 전에 상기 노치에 대한 상기 웨이퍼의 배향을 제어하도록 구성되는, 소모성 부품 추적 로봇. - 제 19 항에 있어서,
상기 소모성 부품은 제 1 부품 및 제 2 부품으로 이루어지고, 그리고 제 1 코드는 상기 제 1 부품의 표면 상에 배치되고 제 2 코드는 상기 제 2 부품의 표면 상에 배치되고, 상기 제 1 부품의 상기 제 1 코드는 상기 제 2 부품의 상기 제 2 코드로부터 미리 규정된 거리만큼 분리되고, 그리고
상기 로봇에 제공된 상기 인스트럭션들의 세트는 상기 제 1 코드의 이미지의 캡처를 허용하도록 상기 제 1 부품 상에 배치된 상기 제 1 코드를 상기 기준 마커에 대해 상기 판독 배향으로 가져오게 하도록 상기 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 3 인스트럭션, 및 상기 제 2 부품 상에 배치된 상기 제 2 코드의 이미지의 캡처를 허용하도록 상기 제 2 부품 상에 배치된 상기 제 2 코드를 상기 기준 마커에 대해 상기 판독 배향으로 가져오게 하도록 상기 소모성 부품을 이동시키기 위한 제 4 인스트럭션을 포함하는, 소모성 부품 추적 로봇. - 기판 프로세싱 시스템에서 소모성 부품을 추적하고 검증하기 위한 머신 비전 시스템 (machine vision system) 에 있어서,
내부에 소모성 부품들을 저장하기 위한 소모성 부품 스테이션을 갖는 마운팅 인클로저로서, 상기 마운팅 인클로저는 EFEM (equipment front end module) 내의 로봇으로 하여금 상기 소모성 부품 스테이션으로부터 소모성 부품을 회수할 수 있게 하도록 기판 프로세싱 시스템의 상기 EFEM을 향한 개구부를 갖는, 상기 마운팅 인클로저;
상기 EFEM의 상기 로봇으로 하여금 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부를 통해 상기 소모성 부품 스테이션으로부터 상기 소모성 부품을 이동시키게 하고 이미지 캡처 시스템의 시계 내에 상기 소모성 부품의 상기 코드를 포지셔닝시키게 하도록 구성된 제어기;
상기 소모성 부품 상의 코드의 이미지를 캡처하도록 구성된 상기 이미지 캡처 시스템으로서, 상기 이미지 캡처 시스템은 적어도 카메라 및 광원을 포함하고, 상기 이미지 캡처 시스템은 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부 근방에 포지셔닝되고, 상기 카메라 및 상기 광원은 상기 마운팅 인클로저의 상기 개구부를 향해 포인팅되도록 배향되는, 상기 이미지 캡처 시스템; 및
상기 이미지 캡처 시스템 및 상기 제어기에 통신 가능하게 연결된 프로세서로서, 상기 프로세서는 상기 이미지 캡처 시스템에 의해 캡처된 상기 코드의 상기 이미지를 프로세싱 및 분석하고 상기 소모성 부품이 후속 동작에 적합한 지 검증하도록 구성되는, 상기 프로세서를 포함하는, 머신 비전 시스템.
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