TW202219460A - 用於機器人系統之自動教學裝置及用於機器人系統之自動教學裝置的方法 - Google Patents

Abstract

一種基板處理裝置的自動教學系統，該自動教學系統包含：框架，具有工件裝載站，該工件裝載站具有預定裝載站參考位置；機器人運輸工具，被安裝到該框架上並具有：可移動運輸臂，具有末端執行器，該末端執行器具有預定末端執行器參考位置，以及驅動段，相對於該框架以至少一個自由度運動驅動該可移動運輸臂；機器視覺系統，包括至少一個固定成像感測器和可拆卸地連接到該框架並被配置為成像該機器視覺系統的至少一個目標的至少一個可移動成像感測器兩者；裝載夾具，設置為以該至少一個固定成像感測器和該至少一個可移動成像感測器兩者安裝到該裝載夾具與該工件裝載站可拆卸地接合，該固定成像感測器。

Description

用於機器人系統之自動教學裝置及用於機器人系統之自動教學裝置的方法

示例性實施例總體上關於半導體處理裝置，更具體地，關於半導體處理裝置的自動教學。

本申請是2020年6月30日提交的美國臨時專利申請第63/046,289號的非臨時申請，並要求其權益，其公開內容透過引用整體併入本文。

基板處理設備通常能夠在基板上執行多項操作。基板處理設備通常包括轉移室和耦合到轉移室的一個或多個處理模組。轉移室內的基板運輸機械手在處理模組之間移動基板，在這些處理模組中執行不同的操作，例如濺射、蝕刻、塗覆、浸泡等。例如，半導體裝置製造商和材料生產商使用的生產處理通常需要在基板處理設備中精確定位基板。

基板的精確位置通常透過將基板保持位置的位置教學給基板運輸機器人來提供。通常，基板處理裝置內的運輸機器人坐標系中的基板保持位置的教學是手動或自動執行的。常規地，在一些態樣中，基板保持位置的教學是透過機器人末端執行器的手動控制同時直接或遠端觀察末端執行器相對於基板保持站的位置(例如透過實時攝影機饋送)來執行的。在其他態樣中，末端執行器的移動可以是自動化的。用於教學基板保持位置的傳統方法包括將末端執行器與基板保持站特徵物理接觸並測量運輸機器人馬達的扭矩以檢測接觸，並透過使用末端執行器承載的對射式感測器來檢測基板保持站特徵。

以添加到基板處理裝置的專用教學感測器檢測機器人和/或機器人承載的基板的位置，利用透過基板運輸機器人承載的儀器化基板(例如，包括板載感測器或相機)，利用放置在處理模組或基板處理設備的其他基板保持站內的可拆卸固定裝置，利用位於處理模組內部或外部可存取的晶圓對中感測器，利用在處理模組的外部設置的感測器(例如相機)，或透過將處理模組內的目標與基板運輸機器人或由基板運輸機器人承載的物體接觸。這些在基板處理設備內教學位置的方法可能需要將感測器放置在真空中，可能需要更改客戶處理設備和/或工具，可能不適合在真空環境或高溫下使用，可能需要鏡子或固定裝置放置在處理裝置內，和/或可能破壞基板處理裝置的真空環境。

一種基板處理裝置的自動教學系統，該自動教學系統包含： 框架，具有工件裝載站，該工件裝載站具有預定裝載站參考位置； 機器人運輸工具，被安裝到該框架上並具有： 可移動運輸臂，具有末端執行器，該末端執行器具有預定末端執行器參考位置，以及 驅動段，相對於該框架以至少一個自由度運動驅動該可移動運輸臂； 機器視覺系統，包括至少一個固定成像感測器和可拆卸地連接到該框架並被配置為成像該機器視覺系統的至少一個目標的至少一個可移動成像感測器兩者； 裝載夾具，設置為以該至少一個固定成像感測器和該至少一個可移動成像感測器兩者安裝到該裝載夾具與該工件裝載站可拆卸地接合，該固定成像感測器相對於該預定裝載站參考位置具有預定姿態，其中該可移動運輸臂具有該至少一個目標的至少一個臂目標，在相對於該預定末端執行器參考位置的預定位置中並且在該固定成像感測器以該裝載夾具與該工件裝載站接合的視野中；以及 該可移動成像感測器在該可移動成像感測器的基部上具有對齊特徵，其在相對於該預定末端執行器參考位置的預定位置中對齊該可移動成像感測器。

圖1A-2D示出了根據本公開內容的態樣的示例性基板處理裝置。儘管將參考圖式描述本公開的態樣中，但是應當理解，本公開的態樣可以以多種形式實施。此外，可以使用任何合適尺寸、形狀或類型的元件或材料。

本公開的態樣提供了與基板處理裝置一起使用的自動教學裝置500(參見圖5A和5B)。本公開的各態樣使用軟體和硬體使基板處理裝置上的機器人教學自動化。本公開的態樣減少了基板處理裝置的設定時間/停機時間，同時最小化了由於手動教學造成的人為/操作員錯誤和可變性。如本文將描述的，本公開的各態樣採用具有視覺系統反饋和教學固定裝置/夾具的軟體來自動化教學過程並驗證教學過程的結果。本公開的態樣還用於設定和驗證機器人末端執行器相對於基板保持站(在本文中也稱為站固定裝置)的調平。雖然本文中關於半導體基板處理裝置描述了本公開的態樣，但是本公開的態樣可以用於任何合適的機器人系統中。

基板處理裝置包括用於將基板運輸到不同的基板保持站(例如，基板盒、對準器、處理模組等)和從不同的基板保持站運輸基板的機器人處理裝置。本公開的自動教學裝置500是一種組合教學系統，其被配置為自動向機器人處理裝置教學裝載埠模組(本文也稱為工件裝載站)位置和基板保持站(與裝載埠模組分開放置)中的一個或多個的位置。如將在本文中更詳細地描述的，簡要參考參照圖5A、5B和6A，自動教學裝置500包括模擬(例如，仿製)承載夾具510A、510B(在本文中也稱為裝載夾具)和可拆卸模組夾具600，每一個都具有形成機器視覺系統530A、530B的相應感測器。機器視覺系統530A、530B包括任何合適的感測器(如本文所述)，其中每一個感測器與相應目標配對。目標由相應機器視覺系統530A、530B感測，使耦合到機器視覺教學系統的控制器啟發式/漸進地(例如，自學)學習(如本文所述)位置(例如，教學位置/位置)，例如，基板保持站或裝載埠模組的六個自由度。在此，隨後的教學位置確定由透過先前教學位置的確定獲得的資訊通知。

在一態樣中，模擬載體夾具510A運輸或以其他方式承載(例如，埠)定位特徵(或目標)520-523，定位特徵(或目標)520-523由位於基板運輸裝置501(其出於示例性目的與運輸機器人11013或本文描述的任何其他基板運輸裝置實質上類似)上的視覺系統530A的一部分檢測，其中每一個目標520-523具有相對於裝載站參考位置11005L(例如裝載埠模組11005的參考位置)的預定位置並且被定位成以與模擬載體夾具510A接合的可拆卸模組夾具600在視覺系統530A的可移動成像感測器581-583(安裝到基板運輸裝置501)的視場。定位特徵或目標520-523在模擬載體夾具510A內相對於彼此定位，以便(透過視覺系統530A)識別基板運輸裝置501的基板保持末端執行器502在六個角度自由度(X, Y, Z, θ _X, θ _Y, θ _Z)的位置。在另一態樣中，模擬載體夾具510B運輸或以其他方式承載(例如，埠)視覺系統530B的一部分，該視覺系統530B檢測位於基板運輸裝置501上的位置特徵或目標540-542(本文也稱為臂目標)，其中每一個目標540-542具有相對於末端執行器參考位置479的預定位置，並且被定位為以與模擬載體夾具510B接合的可拆卸模組夾具600在固定成像感測器581-583的視場。定位特徵或目標540-542在基板運輸裝置501上相對於彼此定位，以相對於裝載埠模組11005的位置以六個自由度(X, Y, Z, θ _X, θ _Y, θ _Z)識別(透過視覺系統530B)基板運輸裝置501的基板保持末端執行器502。此處，自動教學裝置500被配置為教學盒保持位置的位置(例如在裝載埠模組或基板處理裝置的其他合適位置處)。

也參考圖6A和8A-8C，根據本公開的態樣中，可拆卸模組夾具600由模擬載體夾具510A、510B運輸(例如，移植)並與模擬載體夾具510A、510B一起運輸。可拆卸模組夾具600包括形成相應機器視覺系統530A、530B的一部分的成像感測器750-752。如本文所述，感測器750-752作為單個單元由可拆卸模組夾具600承載並與可拆卸模組夾具600一起移動。可拆卸模組夾具600由基板運輸裝置501的末端執行器502運輸到期望的一個或多個基板保持站，用於自動向基板運輸裝置501教學在基板運輸裝置的坐標系中的六個自由度(X, Y, Z, θ _X, θ _Y, θ _Z)中的基板站位置。在此，基板保持站包括位置特徵(類似於上述那些)，其在基板保持站上相對於彼此定位以便識別(透過機器視覺系統530A、530B的感測器750-752)六個自由度中的基板保持站。

如本文將描述的，視覺系統530A、530B包括任何合適的光學感測器，包括但不限於照相機、對射式感測器或其組合，其面向X、Y和Z方向(在笛卡爾坐標系或極坐標系R、θ、Z方向中)。如本文將更詳細描述的，視覺系統530A、530B中的每一個包括Y或R軸感測器、Z軸感測器和橫向X或θ軸感測器，其實現裝載埠模組的啟發式學習(例如，透過聚合和驗證從一個軸到另一軸的感測器資料)和基板保持站位置，基板保持站位置是其中來自一個感測操作的感測器資料通知自動教學程序中後續感測操作的定位。例如，面向前的感測器與相應目標配對，並被配置為提供末端執行器沿X(或θ)和Z軸相對於裝載埠模組(例如，盒保持位置)或基板保持站的初始對準。沿X(或θ)和Z軸的初始對準可以增加沿Y(或R)和Z軸的後續感測操作中的位置精度。垂直朝向的感測器與相應目標配對，並配置為驗證裝載埠模組和/或基板保持位置的初始教學X(或θ)軸位置，以及提供末端執行器沿相對於裝載埠模組和/或基板保持位置之Y(或R)軸的初始對準。沿Y(或R)軸的初始對準可進一步增加沿Z軸的後續感測操作中的定位精度。面向側的感測器與相應目標配對，並配置為驗證裝載埠模組和/或基板保持位置的初始教學Y(或R)軸位置，以及提供對齊和驗證末端執行器沿Z軸的初始教學位置。

再次參考圖1A-2D，應注意，雖然本文中關於半導體基板處理裝置描述了本公開的態樣中，但本公開的自動教學裝置可應用於使用機器人操縱器來拾取和放置對象來自和到達預定位置的任何合適的環境中。如本文將描述的，本公開的自動教學裝置500(參見圖5A和5B)在一態樣中，在大氣環境中使用，例如在裝置前端模組(equipment front end modules；EFEM)(例如，外殼具有至少一個裝載埠模組作為基本配置)和晶圓選別機，而在其他態樣中，自動教學裝置500在真空環境中使用，例如在集群工具的轉移室或線性工具的線性轉移室中，或它們的組合。在其他態樣中，自動教學裝置500用於任何合適的基板處理裝置，並且與任何合適的基板運輸裝置的任何合適的末端執行器(例如，主動邊緣夾具、真空夾具、被動/摩擦夾具支撐等)兼容(例如此處描述的那些)。

參考圖1A和1B，根據本公開的態樣示出了處理裝置，例如半導體工具站11090。儘管在圖式中示出了半導體工具站11090，但是這裡描述的本公開的態樣可以應用於採用機器人操縱器的任何工具站或應用。在該示例中，半導體工具站11090被示為集群工具，然而本公開的態樣可以應用於任何合適的工具站，例如線性工具站，例如圖1C和1D中所示的工具站並在2013年3月19日授權的題為“線性分佈式半導體工件處理工具”的美國專利No.8,398,355中進行了描述，其公開內容透過引用整體併入本文。半導體工具站11090通常包括大氣前端11000、真空裝載隔絕室11010和真空後端11020。在其他態樣中，工具站可以具有任何合適的配置。前端11000、真空裝載隔絕室11010和真空後端11020中的每一個的部件可以連接到控制器11091，該控制器可以是任何合適的控制架構的一部分，例如集群架構控制。

控制器11091可以是具有主控制器、集群控制器和自主遠端控制器的閉環控制器，例如在2011年3月8日發布的題為“Scalable Motion Control System”的美國專利號7,904,182中公開的那些，該專利的公開以引用的方式全文併入本文。在其他態樣中，可以使用任何合適的控制器和/或控制系統。如本文將描述的，控制器11091可通訊地連接到運輸機器人(例如本文描述的那些)的驅動段(例如，如驅動段389-見圖3)以移動運輸臂(例如運輸臂11013TA-參見圖3-或此處描述的任何其他運輸臂)。控制器11091也可通訊地連接到本文所述的機器視覺系統530A、530B的至少一個固定成像感測器581-583(見圖5B)或可移動成像感測器571-574(見圖5A)。控制器11091被配置為以運輸臂11013TA處於教學位置(如本文所述)利用至少一個固定成像感測器581-583(圖5B)(或至少一個可移動成像感測器571-574(圖5A))、本文所述的至少一個臂目標540-542(圖5B)(或至少一個固定目標520-523，如本文關於圖5A所述)，將運輸臂11013TA移動到相對於模擬載體夾具510A、510B的教學位置並成像，以便基於至少一個臂目標的至少一影像(或至少一個固定目標520-523的至少一影像)解析在末端執行器參考位置479和裝載站參考位置11005L(如本文所述)之間的偏移以及在末端執行器參考位置479和對齊至少一個可移動成像感測器750-752在相對於末端執行器參考位置479的預定位置(如本文所述)的至少一個可移動成像感測器750-752的基部或框架710的對齊特徵710F(參見圖8A和8C)之間的偏移。

在一態樣中，前端11000通常包括裝載埠模組(在本文中也稱為工件裝載站)11005和微型環境11060，如例如裝置前端模組(EFEM)(其在某些態樣包括晶圓分揀功能)。在其他態樣中，處理站包括晶圓緩衝器、晶圓反向器和晶圓混洗站(其可以位於真空後端11020、前端11000中和/或其可以將真空前端11000與真空後端11020連接(例如在裝載隔絕室中)。前端11000中和真空後端11020每一個都包括一個框架，當它們彼此耦合時形成半導體工具站11090的框架11090F。裝載埠模組11005可以是開箱器/裝載器工具標準(box opener/loader to tool standard；BOLTS)界面，其符合用於300 mm裝載埠、前開口箱或底開口箱/吊艙和盒的SEMI標準E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9。在其他態樣中，裝載埠模組可以配置為200毫米晶圓或450毫米晶圓界面或任何其他合適的晶圓界面，例如更大或更小的晶圓或用於平板顯示器的平板。雖然圖1A中示出了兩個裝載埠模組11005，在其他態樣中，任何合適數量的裝載埠模組可以併入前端11000。裝載埠模組11005可以被配置為從高架運輸系統、自動引導車輛、人員引導車輛、軌道引導車輛或從任何其他合適的運輸方法接收晶圓/基板載體或盒11050。裝載埠模組11005可以透過裝載埠11040與微型環境11060成為界面。基板盒11050被接收在預定裝載站參考位置11005L處的相應裝載埠模組11005上，該裝載站參考位置11005L在運動學上將基板盒11050定位在裝載埠模組11005。在一態樣中，裝載埠11040允許晶圓在基板盒11050和微型環境11060之間的通道。

在一態樣中，微型環境11060通常包括任何合適的運輸機器人11013，其結合了本文所述的自動教學裝置500的一個或多個態樣。在一個態樣中，運輸機器人11013可以是履帶式機器人，例如在美國專利號6,002,840和7,066,707中描述的，其公開內容透過引用整體併入本文或在其他態樣中，任何其他合適的具有任何合適配置的運輸機器人。微型環境11060可以用於多個裝載埠模組之間的晶圓轉移提供受控的清潔區。

真空裝載隔絕室11010可以位於微型環境11060和真空後端11020之間並連接到微型環境11060和真空後端11020。注意，本文所用的術語真空表示高真空，例如在晶圓被處理的10 ^-5托以下。真空裝載隔絕室11010通常包括大氣槽閥和真空槽閥。槽閥可提供環境隔離，用於在從大氣前端裝載晶圓之後抽空裝載隔絕室，並在用惰性氣體如氮氣排出鎖時保持運輸室中的真空。在一態樣中，真空裝載隔絕室11010包括對準器11011，用於將晶圓的基準點對準到處理所需的位置，而在其他態樣中，晶圓的對準透過如本文所述的運輸機器人實現。在其他態樣中，真空裝載隔絕室可以位於處理裝置的任何合適的位置中並且具有任何合適的配置和/或計量裝置。

真空後端11020通常包括運輸室11025、一個或多個處理站或模組11030和任何合適的運輸機器人11014。運輸機器人11014將在下面描述並且可以位於運輸室11025內以在真空裝載隔絕室11010和各種處理模組11030之間運輸晶圓。處理模組11030可以透過各種沉積、蝕刻或其他類型的處理在晶圓上操作以在晶圓上形成電路或其他所需結構。典型的處理包括但不限於使用真空的薄膜處理，例如電漿蝕刻或其他蝕刻處理、化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)、電漿氣相沉積(plasma vapor deposition；PVD)、注入如離子注入、計量、快速熱處理(rapid thermal processing；RTP)、乾式剝離原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)、氧化/擴散、形成氮化物、真空光刻、外延(epitaxy；EPI)、引線接合機和蒸發或其他使用真空壓力的薄膜處理。處理模組11030連接到運輸室11025以允許晶圓從運輸室11025傳遞到處理模組11030，反之亦然。在一態樣中，裝載埠模組11005和裝載埠11040實質上直接耦合到真空後端11020，使安裝在裝載埠上的基板盒11050(例如，在一態樣中，至少微型環境11060被省略，而同時在其他態樣中，真空裝載隔絕室11010也被省略，使基板盒11050以類似於真空裝載隔絕室11010的方式被抽真空到真空)實質上直接與運輸室11025的真空環境和/或處理模組11030的處理真空(例如處理真空和/或真空環境在處理模組11030和基板盒11050之間延伸並且在處理模組11030和基板盒11050之間是公共的)成為界面。

現在參考圖1C，示出了線性處理系統2099的示意性平面圖，其中工具界面段2012安裝到轉移室模組3018，使界面段2012大體上面向(例如向內)轉移室模組3018的縱軸X但與轉移室模組3018的縱軸X偏移。轉移室模組3018可以透過將其他轉移室模組3018A、3018I、3018J附接到界面2050、2060、2070而在任何合適的方向上延伸，如美國專利中所述第8,398,355號，之前透過引用併入本文。每一個轉移室模組3018、3018A、3018I、3018J包括任何合適的基板運輸器2080，其可以包括本文所述的本公開的一個或多個態樣中，用於運輸晶圓穿過整個線性處理系統2099並進出例如，處理模組PM。可以被實現，每一個腔室模組能夠保持隔離的或受控的氣氛(例如N2、清潔空氣、真空)。

參考圖1D，示出了示例性處理工具410的示意性正視圖，例如可以沿著線性運輸室416的縱軸X截取。在圖1D中所示的本公開的態樣中，工具界面段12可以代表性地連接到運輸室416。在這態樣中，界面段12可以定義工具運輸室416的一端。如圖1D中所見，運輸室416可以具有另一工件入口/出口站412例如在與界面站12相對的端部處。在其他態樣中，可以提供用於將工件從運輸室插入/拆卸的其他進入/退出站。在一態樣中，界面段12和進入/退出站412可以允許從工具裝載和卸載工件。在其他態樣中，工件可從一端裝入工具並從另一端拆卸。在一態樣中，運輸室416可具有一個或多個轉移室模組18B、18i。每一個腔室模組可能夠保持隔離或受控的氣氛(例如N2、清潔空氣、真空)。如前所述，圖1D中所示的運輸室模組18B、18i、裝載隔絕室模組56A、56和形成運輸室416的工件站的配置/佈置僅僅是示例性的，並且在其他態樣中，運輸室可以具有以任何所需的模組化佈置所設置更多或更少的模組。在所示態樣中，站412可以是裝載隔絕室。在其他態樣中，裝載隔絕室模組可以位於末端進入/退出站(類似於站412)之間或者相鄰的運輸室模組(類似於模組18i)可以被配置為作為裝載隔絕室操作。

還如前所述，運輸室模組18B、18i具有位於其中的一個或多個相應運輸裝置26B、26i，其可包括本文所述的本公開的一個或多個態樣。相應運輸室模組18B、18i的運輸裝置26B、26i可以協作以在運輸室中提供線性分佈的工件運輸系統400。在這態樣中，運輸裝置26B可以具有一般的SCARA臂配置(儘管在其他態樣中，運輸臂可以具有任何其他期望的佈置，例如，實質上類似於佈置圖1A和1B中所示的集群工具的運輸機器人11013、11014，圖2F中所示的線性滑動臂214或具有任何合適的臂連桿機構的其他合適的臂。臂連桿機構的合適示例可以在例如2009年8月25日的美國專利號7,578,649中找到，1998年8月18日頒發的美國專利號5,794,487，2011年5月24日頒發的美國專利號7,946,800，2002年11月26日頒發的美國專利號6,485,250，2011年2月22日頒發的美國專利號7,891,935，2013年4月16日頒發的美國專利號8,419,341，題為“Dual Arm Robot”並於2011年11月10日提交的美國專利申請13/293,717，題為“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm”並於2013年9月5日提交的美國專利申請13/861,693，所有公開內容在此全文引用。在本公開的態樣中，至少一個轉移臂可以源自傳統的選擇性順應性關節機器人臂(selective compliant articulated robot arm；SCARA)類型的設計，其包括上臂、帶驅動的前臂和帶約束的末端執行器，或來自伸縮臂或任何其他合適的臂設計，例如笛卡爾線性滑動臂，其中任何此類設計配置還包括滑動體420、對準系統499和末端執行器420A、420B...420n，如在此進一步所述。例如，在一態樣中，滑動體420安裝到任何合適的鉸接式運輸臂的臂連桿。運輸臂的合適示例可以在例如2008年5月8日提交的題為“具有多個可移動臂利用機械開關機構的基板運輸裝置”的美國專利申請號12/117,415和2010年1月19日美國專利號7,648,327中找到，其公開內容透過引用整體併入本文。轉移臂的操作可以彼此獨立(例如，每一個臂的伸展/縮回獨立於其他臂)，可以透過空動開關操作，或者可以以任何合適的方式可操作地鏈接，使臂共享至少一個公共驅動軸。在其他態樣中，運輸臂可以具有任何其他所需的佈置，例如蛙腿式臂216(圖2E)配置、蛙式臂217(圖2H)配置、雙對稱臂218(圖2G)配置等。運輸臂的合適示例可以在以下中找到：在2001年5月15日頒發的美國專利6,231,297、1993年1月19日頒發的美國專利5,180,276、2002年10月15日頒發的美國專利6,464,448、2001年5月1日頒發的美國專利6,224,319、1995年9月5日頒發的美國專利5,447,409、2009年8月25日頒發的美國專利7,578,649、1998年8月18日頒發的美國專利5,794,487、2011年5月24日頒發的美國專利7,946,800、2002年11月26日頒發的美國專利6,485,250、2011年2月22日頒發的美國專利7,891,935和題為“Dual Arm Robot”並於2011年11月10日提交的美國專利申請13/293,717、題為“Coaxial Drive Vacuum Robot”並於2011年10月11日提交的美國專利申請13/270,844，其公開內容透過引用整體併入本文。

在圖1D所示的本公開的態樣中，運輸裝置26B的臂和/或末端執行器可以被佈置成提供可以被稱為快速交換佈置的東西，允許運輸器快速交換來自拾取/放置位置的晶圓。運輸臂26B可具有任何合適的驅動段(例如同軸佈置的驅動軸、並排的驅動軸、水平相鄰的馬達、垂直堆疊的馬達等)，用於為每一個臂提供任何合適數量的自由度(例如以Z軸運動繞肩關節和肘關節獨立的旋轉)。如圖1D中所見，在該態樣中，模組56A、56、30i可以間隙地位於轉移室模組18B、18i之間並且定義合適的處理模組、裝載隔絕室、緩衝站、計量站或任何其他所需站。例如，間隙模組，如裝載隔絕室56A、56和工件站30i，每一個都具有固定的工件支撐件/擱板56S、56S1、56S2、30S1、30S2，它們與運輸臂配合以實現運輸或工件沿運輸室的線性軸X穿過運輸室整個長度。舉例來說，工件可以透過界面段12裝載到運輸室416中。工件可以透過界面段的運輸臂15定位在裝載隔絕室模組56A的支撐件上。裝載隔絕室模組56A中的工件可以透過模組18B中的運輸臂26B在裝載隔絕室模組56A和裝載隔絕室模組56之間被移動，並且在裝載隔絕室56和具有臂26i的工件站30i(在模組18i中)之間以類似和連續的方式被移動，並且在站30i和在模組18i中具有臂26i的站412之間被移動。該過程可以全部或部分顛倒以沿相反方向移動工件。因此，在一態樣中，工件可以沿軸線X在任何方向上移動並到沿運輸室的任何位置，並且可以從與運輸室連通的任何期望模組(處理或其他)裝載和卸載。在其他態樣中，在運輸室模組18B、18i之間可以不提供具有靜態工件支撐件或擱板的間隙運輸室模組。在這些態樣中，相鄰運輸室模組的運輸臂可以將工件直接從末端執行器或一個運輸臂傳遞到另一運輸臂的末端執行器以透過運輸室移動工件。處理站模組可以透過各種沉積、蝕刻或其他類型的處理在晶圓上操作以在晶圓上形成電路或其他所需結構。處理站模組連接到運輸室模組以允許晶圓從運輸室傳遞到處理站，反之亦然。在美國專利No.8,398,355中描述了具有與圖1D中所描繪的處理裝置類似的一般特徵的處理工具的合適示例，該專利之前透過引用整體併入。

現在參考圖2A-2D中，處理工具被圖示為線性處理工具3000、3000A、3000B、3000C，其具有多於一個集群工作站3010-3013，每一個集群工作站3010-3013具有一個或多個轉移室3001-3003和多個處理模組11030(例如組合線性集群工具)。在一態樣中，線性處理工具3000、3000A、3000B、3000C與2014年8月11日提交的題為“基板處理裝置”的美國專利申請號14/377,987中描述的那些實質上相似，其公開內容以引用方式併入本文整體而言。在一態樣中，集群工作站3010-3013實質上類似於上述真空後端11020。集群工作站3010-3013透過一個或多個轉移室3020、3021和一個或多個線性轉移隧道(本文也稱為真空隧道)3030彼此連接。如可以實現的那樣，轉移室3020、3021每一個包括運輸機器人3023。也可以實現，參考圖2E-2G，線性轉移隧道3030在一態樣中，由隧道模組形成，這些隧道模組彼此連接以形成公共隧道並且具有設置在其中的一個或多個運輸機器人3033並且被配置為橫穿公共隧道的長度。例如，線性轉移隧道3030是包括一個或多個真空隧道模組3030A-3030n的真空隧道，其可以密封地耦合在一起以形成具有任何合適長度的真空隧道。每一個真空隧道模組3030A-3030n包括在真空隧道模組3030A-3030n的每一個端的連接埠3090以允許真空隧道模組彼此連接和/或包括本文所述的處理工具的任何其他合適的模組。在這態樣中，每一個真空隧道模組3030A-3030n包括至少一個運輸車引導件3080和至少一個馬達部件3081，透過相應真空隧道模組3030A-3030n用於驅動至少一個運輸車2530(其包括本文所述的本公開的態樣)。應注意，連接埠3090的尺寸被設計成允許運輸車通過埠的通道。可以被實現，當兩個或更多個真空隧道模組3030A-3030n彼此耦合時，每一個真空隧道模組3030A-3030n的至少一個運輸車引導件3080形成延伸穿過真空隧道3030的實質上連續的運輸車引導件用於允許運輸車2530在真空隧道3030的縱向端部3030E1、3030E2之間的通道。真空隧道模組3030A-3030n中的每一個的至少一個馬達部件3081也形成允許實質上連續驅動的實質上連續的馬達部件運輸車在真空隧道3030的端部3030E1、3030E2之間的移動。

現在參考圖3、4A、4B、5A和5B，本公開的態樣將關於大氣運輸機器人11013(例如在上述基板處理系統或工具站中的任何一個或多個中發現，以及還此處稱為機器人運輸)，但應當理解，本公開的態樣同樣適用於真空運輸機器人26B、11014、11014A、11014B、2080、3023和2530，例如此處關於圖1A-2D描述的那些，其中大氣和/或真空機器人具有任何合適的轉移臂配置，包括但不限於SCARA臂、笛卡爾臂、線性滑動臂、蛙腿式臂、蛙跳臂和雙對稱臂。在一些態樣中，運輸機器人(例如本文描述的那些)安裝到線性滑軌(參見例如圖3，圖1B中的運輸機器人11013和圖2C)或懸臂BA(參見，例如，圖2A-2D中描述的美國專利申請號14/377,987之前以引用的方式整體併入本文)以便至少在X和/或Y方向上可移動，而在其他態樣中，運輸機器人(諸如本文所述的那些)被安裝成使運輸機器人的基部被固定以防止在X和/或Y方向上的運動(參見例如圖1C、1D和圖1B中的運輸機器人11014)。應當理解，圖中所示的運輸機器人和自動教學裝置500的配置僅用於描述目的，並且圖示部件的佈置、形狀和佈置可以根據需要變化而不偏離本發明的範圍。

如圖3所示，在一態樣中，運輸機器人11013可移動地安裝到微型環境11060的框架11060F，或者在其他態樣中，安裝到處理工具的任何合適模組的框架，例如作為真空隧道3030的框架和/或轉移室模組3018、3020、3021的框架。在這態樣中，運輸機器人11013包括驅動段389，其具有任何合適數量的驅動軸以沿著一個或多個X、Y、Z、θ和R(末端執行器延伸)軸移動晶圓或基板。例如，運輸機器人11013包括可移動運輸臂11013TA，在一態樣中，其安裝到托架363，使運輸臂11013TA可移動地安裝到框架11060F。在一態樣中，托架363安裝到滑動體或托架363S以便在X方向上可移動，而在其他態樣中，托架363S安裝到框架11060F以便固定在X方向(和/或Y方向)。在一態樣中，任何合適的驅動器367安裝到框架11060F並且透過任何合適的傳動裝置367T驅動地連接到托架363以用於在X方向上移動基部。在這態樣中，傳動裝置是皮帶和皮帶輪傳動裝置，並且驅動裝置是旋轉驅動裝置，但在其他態樣中，驅動裝置是線性致動器，其透過任何合適的傳動裝置驅動地連接到托架363或沒有傳動裝置(例如，在托架包括線性致動器的驅動段之處)。這裡運輸臂11013TA包括旋轉驅動器362、Z驅動柱380、滑動體420和一個或多個末端執行器。旋轉驅動器362是安裝到托架363上的任何合適的旋轉驅動器，並且Z驅動柱380安裝到旋轉驅動器362的輸出端以便圍繞θ軸(例如θ方向)在箭頭T的方向上旋轉。滑動體420可移動地安裝到Z驅動柱380，其中Z驅動柱380包括用於在Z方向上移動滑動體420的任何合適的驅動馬達380D和/或傳動裝置380T。如可被實現的，Z驅動柱380相對於滑動體420的相對位置提供足夠的間隙以用於末端執行器420A、420B和晶圓的充分橫越以透過一個或多個感測器450、451實現晶圓檢測如下所述。

也參考圖4A和4B中，一個或多個(例如至少一個)晶圓保持器或末端執行器420A、420B以任何合適的方式可移動地安裝到滑動體420以便在R方向上延伸和縮回。雖然僅出於示例性目的示出了兩個末端執行器420A、420B，但是應當理解，任何合適數量的末端執行器被安裝到滑動體420。例如，在一態樣中，存在安裝到滑動體420的單個末端執行器以用於以本文所述的方式實現晶圓的運輸和對準。在其他態樣中，有兩個以上的末端執行器安裝到滑動體420，用於以本文所述的方式實現晶圓的運輸和對準。每一個末端執行器具有預定末端執行器參考位置479(在圖4A中相對於末端執行器420B示出)。基板S以基板S的中心與預定末端執行器參考位置479重合而來由末端執行器420A、420B承載。

如可以被實現的，一個或多個末端執行器以運輸臂11013TA作為一個單元在相對於框架的第一方向(例如X、Y和Z方向中的一個或多個)上橫越並且在不同於第一方向的第二方向(例如，R方向)上相對於運輸臂11013TA線性橫越。滑動體包括一個或多個線性驅動器425，其被配置為在R方向上獨立地移動每一個末端執行器420A、420B。一個或多個線性驅動器425是具有任何合適的傳動裝置的任何合適的驅動器，所述傳動裝置在一態樣實質上類似於例如在2013年12月17日提交的美國專利申請案號61/917,056題為“Substrate Transport Apparatus”所描述的那樣，其公開內容透過引用整體併入本文。末端執行器420A、420B佈置在滑動體420上，使它們一個疊置在另一之上，從而具有延伸和縮回的公共軸線R。運輸機器人11013可以包括一個或多個感測器450、451(如2015年10月30日提交的名稱為“Wafer Aligner”的美國專利申請號14/928,352中所述，其公開內容透過引用整體併入本文)安裝到滑動體420並佈置成測量/檢測晶圓的邊緣以確定晶圓的一個或多個預定特性，例如晶圓直徑、晶圓徑向跳動、對準基準(alignment fiducial)FID的位置(例如凹口/平面、標記或其他特徵)位置、晶圓中心線的位置、晶圓中心的位置或與末端執行器420A、420B承載的晶圓有關的任何其他合適的資訊，例如晶圓標識。運輸機器人11013還可以包括連接到滑動體420的任何合適的旋轉卡盤或旋轉器(例如上述對準器)460，如在2015年10月30日提交的美國申請號14/928,352中所述。

參照圖5A、5B、6A和6B，如上所述，自動教學裝置500是組合教學系統，其被配置為自動教學裝載埠模組11005(或任何合適的工件裝載站)的位置和在真空和/或大氣環境中的基板處理工具內基板保持站(它們是與工件裝載站分開並遠離工件裝載站定位)的位置。如上所述，自動教學裝置500包括模擬載體夾具510A、510B和可拆卸模組夾具600。模擬(即，仿)載體夾具510A、510B模仿在任何合適的基板載體保持站(例如裝載埠11040)接收的(即，在形狀、尺寸和配置上)任何合適的基板載體(例如基板盒11050)。例如，模擬載體夾具510A、510B具有框架550，該框架550形成在前壁637(見圖6A)中具有開口636的內部腔室551，前壁637被佈置用於末端執行器入口以與基板盒11050的方式實質上相似的方式穿過前壁637進入模擬載體夾具510A、510B的內部腔室551。在一個或多個態樣中，開口636在運輸機器人11013的垂直平面(例如，X(或θ)-Z平面)中被定向；然而，在其他態樣中，開口636可以位於運輸機器人可存取的任何合適的平面中。任何合適的運動學耦合器627耦合到(或一體地形成)框架550以耦合模擬載體夾具510A、510B到裝載埠模組11005上的預定位置中的裝載埠模組11005。運動學耦合器627實質上類似於在基板盒11050上發現的運動學耦合器。在一些態樣中，框架550是可密封的並且模擬載體夾具510A、510B包括可拆卸的門552(圖6A-類似於基板盒11050的盒門)被配置為與框架550耦合並實質密封內部腔室551，其中門552被配置為以實質上類似於透過裝載埠模組從基板盒11050拆卸盒門的方式透過裝載埠模組11005從框架被拆卸。框架550被配置用於由人工操作員的運輸(例如具有手柄666和/或被配置用於使用任何合適的自動化設備進行自動處理，包括但不限於高架門架、移動/輪式運輸機等(例如具有自動化界面實質上類似於基板盒11050的自動化界面)。

參考圖5A，在一些態樣中，模擬載體夾具510A容納一個或多個檢測特徵或目標520-523，其被機器視覺系統530A的一個或多個成像感測器571-574感測，機器視覺系統530A由基板運輸裝置501(其實質上類似於這裡描述的那些基板運輸裝置)承載。以與本文關於模擬載體夾具510B描述的方式類似的方式，目標520-523包括多於一個的固定目標520-523，每一個具有不同的預定姿態，使每一個相應目標520-523的平面對應於不同的相應裝載埠模組參考平面(例如，Z-X(或θ)平面、R(或Y)-X(或θ)平面和Z-Y(或R)平面)(參見圖5A、5B、和10)，並且一個或多個感測器571-574具有對應於每一個相應固定目標520-523的定向，使每一個固定目標520-523與相應成像感測器571-574形成對應於並包括相應成像感測器571-574和臂目標520-523之不同的耦合。

在這一態樣中，模擬載體夾具510A被佈置用於與具有目標520-523和安裝在模擬載體夾具510A上的(可移動模組夾具600的)至少一個可移動成像感測器750-752兩者的裝載埠模組11005之可拆卸接合。這裡目標520-523中的至少一個面向模擬載體夾具510A的開口636。在這態樣中，模擬載體夾具510A容納至少一個面向後(例如，在Y或R方向)的目標521、522，至少一個垂直(例如，在Z方向)面向目標523，以及至少一個面向側的(例如，在X或θ方向)目標520。機器視覺系統同樣包括安裝到運輸臂11013TA的至少一個面向前(例如，在Y或R方向)的感測器571、572(成對與面向後的目標)，至少一個垂直(例如，在Z方向)面向感測器574(與垂直面向的目標配對)，和至少一個面向側的(例如，在Y或R方向)感測器573(與面向側的目標配對)。這裡成像感測器571-574中的至少一個在運輸臂11013TA接近時面對模擬載體夾具5110A的前壁637，沿著延伸穿過開口636的運動路徑到達裝載埠模組11005並進入模擬載體夾具510A。

如可以被實現的，至少一個面向前的感測器571、572以任何合適的方式安裝到基板運輸裝置501，以便感測面向後的目標521、522以建立在例如X-Z平面中模擬載體夾具510A相對於基板運輸裝置501的位置以提供末端執行器502的初始對準以用於如上所述的後續感測操作。在這態樣中，提供兩個面向後的目標521、522並且以預定特殊關係彼此垂直間隔開。在一個或多個態樣中，面向後的目標521、522由面向前的感測器571、572中的一個或多個感測以提供裝載埠模組的盒保持位置(例如，透過面向後的目標感測到的位置與面向後的目標的預期預定位置的比較)在X-Z平面中的初始對準和傾斜511(例如，在X-Y平面中)兩者和旋轉512(例如，在X-Z平面中)。至少一個垂直面對的感測器574以任何合適的方式(例如在末端執行器502上)安裝到基板運輸裝置501，以便感測垂直面對的目標523以建立在例如Y或R方向上模擬載體夾具510A相對於基板運輸裝置501的位置。在圖5A所示的態樣中，感測器574面朝下並且目標523面朝上，但是在其他態樣中，感測器574可以面朝上並且目標523可以面朝下。至少一個面向側的感測器573以任何合適的方式(例如在相應末端執行器502上)安裝到基板運輸裝置501，以便感測面向側的目標520並建立在例如，沿Z方向上模擬載體夾具510A相對於到相應末端執行器502的位置。在基板運輸裝置501包括多於一個的末端執行器的情況下，每一個末端執行器可以包括被配置為感測面向側的目標520的相應感測器。機器視覺系統530A的感測器571-573耦合到任何合適的控制器(例如控制器11091)使基板運輸裝置501的馬達編碼器位置被控制器11091讀取/確定，因為感測器571-573感測相應目標520-523用於教學模擬載體夾具510A對於基板運輸裝置501的位置(以及裝載埠模組11005經由運動學地位於裝載埠模組11005上的模擬載體夾具510A的位置)。

參考圖5B，在一些態樣中，機器視覺系統530B包括至少一個固定成像感測器581-583(固定到框架550)和至少一個可移動成像感測器750-752(見圖8A-8C)可拆卸地連接到框架11090F並且被配置為對機器視覺系統530B的至少一個目標成像。在一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器581-583(例如固定成像感測器581)被定位成在延伸穿過模擬載體夾具510B的開口636的方向上將至少一個臂目標540-542成像使被解析的偏移釋放末端執行器延伸穿過開口636進入模擬載體夾具510B的內部腔室551。在一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器581-583(例如固定成像感測器581)被定位成在延伸穿過模擬載體夾具510B的開口636的方向上將至少一個臂目標540-542成像使控制器11091基於被解析的偏移確認末端執行器502入模擬載體夾具510B的內部腔室551中的無障礙的臂延伸。

在一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器581-583(例如固定成像感測器582、583)被定位以在交叉方向(例如，X(或θ)和/或Z方向)與末端執行器502的延伸路徑555成交叉角延伸，該末端執行器502的延伸路徑555延伸穿過開口636進入模擬載體夾具510B的內部腔室551。如本文所述，基於至少一個臂目標540-542在延伸穿過開口636的方向上的影像(見圖10)的被解析的偏移操作以將至少一個臂目標540-542對準到另一漸進教學位置(例如，從先前教學位置漸進)使基於交叉方向上的至少一個臂目標540-542的影像的偏移解析漸進地解析已被解析的偏移。在一個或多個態樣中，至少一個固定影像感測器581-583(例如固定影像感測器582、583)被定位成在多於一個交叉方向上將至少一個臂目標540-542成像，每一個其以交叉角延伸至末端執行器502的延伸路徑555(例如，延伸穿過開口636進入模擬載體夾具510B中)並且延伸至彼此，每一個用於沿著對應於由驅動段389實現的臂運動的至少一個自由度的每一個自由度的相應軸漸進地解析已被解析的偏移。

如本文將描述的，在一些實施例中，至少一個固定成像感測器581-583包括多於一個的固定成像感測器581-583，每一個固定成像感測器具有不同的預定姿態，使每一個相應成像感測器750-752的成像感測器平面對應於不同的相應裝載埠模組參考平面(例如，Z-X(或θ)平面、R(或Y)-X(或θ)平面和Z-Y(或R)平面)(見圖5A、5B和10)，並且臂目標540-542具有對應於每一個相應固定成像感測器581-583的定向，使每一個固定成像感測器581-583與相應臂目標540-542形成對應於且包含相應固定成像感測器581-583及臂目標540-542之不同的耦合。如本文還將描述的，至少一個固定成像感測器581-583被定位以對設置在末端執行器420A、420B、502上的至少一個末端執行器目標540、541進行成像在由末端執行器420A、420B、502定義(並且由驗證基板699的表面699S形成)的晶圓平面WP上(參見圖5B)並且在相對於末端執行器參考位置479的預定位置中。這裡，基於來自使用末端執行器420A、420B、502將晶圓平面WP定位在至少一個模擬工件保持槽610、611、612中的每一個(或至少一個)內以對末端執行器目標影像進行成像的至少一個固定成像感測器的末端執行器目標影像(參見圖10)，控制器11091驗證或漸進地解析已被解析的偏移ΔX、Δθ、ΔY、ΔR、ΔZ(如本文所述)。

在這一態樣中，模擬載體夾具510B被設置為與裝載埠模組11005可拆卸地接合，以至少一個固定成像感測器581-583和至少一個可移動成像感測器750-752兩者安裝到模擬載體夾具510B，如將在本文中描述的。模擬載體夾具510B容納機器視覺系統530B的至少一個固定成像感測器581-583，而機器視覺系統530B的一個或多個檢測特徵或目標540-542(也參見圖6C-6E)由基板運輸裝置501承載和/或一個或多個檢測特徵或目標871、1120、1201、1202(也參見圖11-12B)由基板保持站承載，如本文將描述的。這裡，至少一個固定成像感測器視場面向模擬載體夾具510B的開口636。至少一個固定成像感測器具有相對於預定裝載站參考位置11005L的預定姿態，並且包括至少一個面向後(例如，在Y或R方向)的感測器581、至少一個垂直(例如，在Z方向)面向感測器583以及至少一個面向側的(例如，在X或θ方向)感測器582。在一個或多個態樣中，至少一個面向側的感測器582位於框架550內的Z高度位置對應於諸如圖1A中所示的常規25基板載體的第十三(13)號工件保持槽的Z高度位置(或任何合適的工件保持槽編號的任何其他合適的預定Z高度)。

在該態樣中，臂目標540-542中的至少一個佈置成在運輸臂11013TA接近時面向模擬載體夾具510B的前壁637和開口636，沿著延伸穿過開口636的運動路徑，到裝載埠模組11005並進入模擬載體夾具510B。一個或多個目標包括至少一個面向前(例如，在Y或R方向)的目標542(與面向後的感測器配對/形成耦合)，至少一個垂直(例如，在Z方向)面向目標540(與垂直面向感測器配對/形成耦合)，以及至少一個面向側的(例如，在Y或R方向上)目標541(與面向側的感測器配對/形成耦合)。

仍然參考圖5B，在一個或多個態樣中，至少一個面向後的感測器581以任何合適的方式安裝到框架550以便感測面向前的目標542以建立在例如X-Z平面中模擬載體夾具510B相對於基板運輸裝置501的位置以提供末端執行器502的初始對準以用於如上所述的後續感測操作。至少一個垂直面對的感測器574以任何合適的方式安裝到框架以感測垂直面對的目標540以建立模擬載體夾具510B相對於基板運輸裝置501在例如Y或R方向的位置。至少一個垂直面對的目標540以任何合適的方式安裝到基板運輸裝置501，以便由垂直面對的感測器583感測以建立模擬載體夾具510B相對於基板運輸裝置501在例如，Y或R方向的位置。在圖5B所示的態樣中，感測器583面朝下並且目標540面朝上，但是在其他態樣中，感測器583可以面朝上並且目標540可以面朝下。至少一個面向側的感測器582以任何合適的方式安裝到框架以感測面向側的目標520(例如，在相應末端執行器502上)以建立模擬載體夾具510B相對於相應末端執行器502在例如Z方向上的位置。在基板運輸裝置501包括多於一個的末端執行器的情況下，每一個末端執行器可以包括被配置為由面向側的感測器582感測的相應目標。機器視覺系統530B的感測器581-583耦合到任何合適的控制器(例如作為控制器11091)，使當感測器581-583感測相應目標540-542以教學模擬載體夾具510B的位置(和經由運動學上位於裝載埠模組11005上的模擬載體夾具510B之裝載埠模組11005的位置)到基板運輸裝置501。

參照圖6A-6D，將針對模擬載體夾具510B描述模擬載體夾具；然而，應當理解，模擬載體夾具510A實質上相似，但用於被定位在內部腔室551內的目標而不是感測器。在一態樣中，模擬載體夾具510B具有25個基板保持器載體(即，具有25個層疊在一起的基板保持位置的基板盒)的形狀和尺寸。模擬載體夾具的內部腔室551配置有至少一個模擬工件保持槽610、611、612，每一個模擬工件保持槽對應並代表工件載體(例如載體11050)在裝載埠模組11005處的不同工件保持槽，並定義了一個不同的裝載站參考位置11005L。例如，至少一個模擬工件保持槽610、611、612定位為鄰近內部腔室551的上表面615和/或鄰近內部腔室551的下表面616。如將更詳細地描述的下面，至少一個模擬工件保持槽610、611、612被配置為保持可拆卸模組夾具600和驗證晶圓或基板699中的一個或多個。這裡，每一個模擬工件保持槽610、611、612保持一個可拆卸模組夾具600和驗證基板699中的相應一個。在一些態樣中，模擬載體夾具的內部腔室551配置有一個模擬工件保持槽610，其被配置為保持可拆卸模組夾具600和至少兩個模擬工件保持槽611、612，鄰近上表面615和下表面616之一或兩者定位。模擬工件保持槽611與(例如，具有沿著從裝載埠模組的運動學基準的Z軸的高度，相同於)傳統的25基板保持載體的編號1槽(基板保持位置)對應，並且模擬工件保持槽612與(例如，具有沿著從裝載埠模組的運動學基準的Z軸的高度，相同於)傳統25基板保持載體的第25號插槽(基板保持位置)對應。

感測器581-583至少位於內部腔室551的中央部分(例如，在上表面615和下表面616之間，使模擬工件保持槽610、611位於感測器581-583上方或下方的一個或兩個。將感測器581-583定位在內部腔室551的中央部分中提供了將末端執行器420A、420B插入在模擬工件保持器槽610、611、612之間(或上方或下方)。感測器581-583被示為耦合到從內部腔室551的壁延伸的懸臂支架，但在其他態樣中，感測器581-583以任何其他合適的方式安裝並耦合到內部腔室551內的框架。在此態樣中，模擬載體夾具510B包括位於內部腔室551內的至少一個基板放置驗證感測器682、683，以感測/檢測被放置(保持在末端執行器502上或放置在框架550的基板支撐件上)的驗證基板699的位置在模擬工件保持槽610、611、612中的相應一個中。基板放置驗證感測器682、683的視場沿著Z軸延伸。還參考圖6F，驗證基板699在其他態樣與常規基板或教學基板相同，並且包括設置在驗證基板699的主要(例如，頂或底)表面中的至少一個上的一個或多個目標698，其中目標698與驗證基板699的中心(以及在一些態樣中驗證基板699的對準基準697)具有已知的預定關係。在一態樣中，目標698位於驗證基板699的中心。

在一些態樣中，模擬載體夾具510B包括傾斜計(或傾斜感測器)感測器681，其被配置為感測/確定模擬載體夾具510B的傾斜度，該模擬載體夾具510B相對於X-Y(或θ-R)平面和X-Z(或θ-Z)平面中的一個或多個被運動學地安置在/位於裝載埠模組11005上(參見，例如，圖1)。在圖6A-6D中所示的態樣，感測器581-583、682、683是被配置用於目標540-542、698的影像分析識別(例如透過與合適的控制器例如控制器11091耦合)的任何合適的照相機；然而，在一些態樣中，面向側的感測器582可以是被配置為感測末端執行器502的邊緣的對射式感測器。相機可以是電荷耦合裝置(charge coupled device；CCD)相機、互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide- semiconductor；CMOS)相機、飛行時間相機、立體/雙目相機或被配置為感測/檢測如本文所述的目標的位置的任何其他合適的相機。

模擬載體夾具510B包括任何合適的電源連接685，用於將模擬載體夾具510B的板載感測器(和其他合適的電子電路)連接到任何合適的電源(例如基板處理工具的電源或基板處理設施的主電源/線路電源)；然而，在其他態樣中，模擬載體夾具510B的板載感測器(和其他合適的電子電路)可以由位於模擬載體夾具510B上並由框架550承載的電池供電。模擬載體夾具510B包括任何合適的通訊連接686(例如，以太網連接、光纖連接、同軸連接或任何其他合適的物理運輸媒體)，被配置為將模擬載體夾具510B耦合到控制器(例如控制器11091)以實現讀取/檢測對應於感測目標/基板的馬達編碼器位置；然而，在其他態樣中，模擬載體夾具510B和控制器11091之間的通訊可以是任何合適的無線通訊。在一態樣中，來自例如電源和控制器11091的電纜手動耦合到通訊連接686和電源連接685以將模擬載體夾具510B耦合到電源和控制器11091；而在其他態樣中，裝載埠模組包括電力和通訊耦合，其在模擬載體夾具510B放置到裝載埠模組11005時自動耦合到通訊連接686和電源連接685。

注意到，在一些態樣中，模擬載體夾具510A不包括板載感測器/電子裝置(因為感測器位於基板運輸裝置501上並隨基板運輸裝置501移動(參見圖5A)。這裡，如上所述，為了確定/感測模擬載體夾具510A的傾斜度，目標521、522以已知的空間關係在公共(即，相同的)平面598中一個在另一之上，以便當被感測器571、572感測時在基板運輸裝置501上，一個目標521、522相對於另一目標521、522的偏移(例如，旋轉)被由控制器11091在X-Y(或θ-R)平面和X-Z(或θ-Z)平面確定，以確定運動學地安裝在裝載埠模組11005上的模擬載體夾具510A的傾斜/旋轉。在其他態樣中，模擬載體夾具510A包括紅外通訊(其耦合到控制器11091並透過類似模擬載體夾具510B的方式有線或無線連接被供電)用於與可拆卸模組夾具600通訊，其中使用可拆卸模組夾具600(例如具有傾斜感測器)來至少確定模擬載體夾具510A的傾斜度。

僅出於示例性目的，參考圖7，此處描述的目標與目標800實質上相似，並將相對於目標800進行描述。目標800(可稱為教學特徵)是可以由視覺系統530A、530B透過成像可被識別的基板運輸裝置工作空間。目標800是被設計到基板處理裝置的部件中的設計標記、基板處理裝置的物理特徵的影像、或它們的組合。出於示例性目的，目標800是設計標記，其具有僅出於說明目的的實質上正方形形狀，並且在其他態樣中，目標800可以具有任何合適的幾何配置(例如，三角形、矩形、六邊形、八邊形等)。在一態樣中，目標800與目標800所被設置的表面齊平，而在其他態樣中，目標800是或包括一個或多個孔(盲孔或通孔具有任何合適的形狀，包括但不限於圓形、環形和金字塔形，或一系列槽或“銷”孔，其尺寸適合本文所述的具有合適成像解析的成像感測器)、槽(具有任何合適的形狀，包括但不限於六面體)，以及類似的突出結構配置(從表面突出)，其具有預定特徵以告知和解析目標影像及其在教學影像中的位置。在一個或多個態樣中，目標800的特徵在臂結構中凸起或形成在校準浮雕中，和/或目標800(及其特徵)是臂結構的整體特徵，例如也用作目標的末端執行器結構的校準特徵(例如，末端執行器的角、末端執行器的深度特徵等)。在這裡所示的示例中，目標800具有體現預定特性的預定標記，描述至少一個目標平面(例如，Z-X(或θ)平面、R(或Y)-X(或θ)平面和Z-Y(或R)平面)，由固定成像感測器581-583(圖5B)、移動成像感測器571-574(圖5A)或移動成像感測器750-752(圖8A-8C)所成像，使距離偏移ΔX、Δθ、ΔY、ΔR、ΔZ(見圖10)基於影像部分地解析裝載埠模組11005的(例如，裝載站參考位置11005L或站固定裝置參考位置1199的)參考平面或站固定裝置870、11010、11030的參考平面。出於示例性目的，目標具有透過中間區域803在光學上彼此分離的外部區域801和內部區域802。例如，外部區域801和內部區域802各自具有與中間區域803不同的色調區域(即，對比色，例如黑色和白色)，使內部區域802和外部區域801之間的預定空間關係以及內部區域802和外部區域801中的每一個本身的空間特性被光學識別/由自動教學裝置500的感測器感測。例如，目標的外部區域801具有長度810、寬度811和厚度/距離820、822(其中長度、寬度和厚度具有任何合適的單位：例如英寸或毫米)。內部區域802具有長度812和寬度/距離813並且透過中間區域803的厚度/距離821、823與外部區域801分開。目標800被放置在任何合適的背景840上，使目標800在光學上分離(即對比)背景。例如，在一態樣中，中間區域803和背景840為白色，內部區域802和外部區域801為黑色；而在其他態樣中，中間區域803和背景840為黑色，內部區域802和外部區域801為白色。

在本文所述的示例中，運輸臂11013TA具有由固定成像感測器581-583成像的多於一個目標540-542(本文稱為臂目標)。目標540-542中的每一個特徵化不同的偏移態樣。不同的偏移態樣(例如，由此特徵化的目標和偏移態樣)中的每一個對應於彼此分別的不同的相應驅動軸對(例如，X(或θ)-Y(或R)驅動軸、Z-X(或θ)驅動軸，Z-Y(或R)驅動軸)實現運輸臂11013TA的自由度運動的至少一個。每一個驅動軸對對應於裝載埠模組11005的不同的相應平面Z-X(或θ)平面、R(或Y)-X(或θ)平面和Z-Y(或R)平面，使對應於不同的驅動軸對之每一個不同的偏移態樣由相應目標的分開的影像解析，並且距離偏移ΔX、Δθ、ΔY、ΔR、ΔZ由組合(或疊加或序列)整體實現如本文所述的解析的不同的偏移態樣的描述。如可以被實現的，對應於臂目標540-542中的第一個之不同驅動軸對(例如，X(或θ)-Y(或R)驅動軸、Z-X(或θ)驅動軸、Z-Y(或R)驅動軸)中的第一個與對應於臂目標540-542中的第二個之不同的驅動軸對(例如，X(或θ)-Y(或R)驅動軸、Z-X(或θ)驅動軸、Z-Y(或R)驅動軸)驅動軸共享驅動軸(X、θ、R、Y、Z)，其中不同的偏移態樣的第二個(與第二臂目標)的解析確認或服務相對於與共享驅動軸相對應並以第一臂目標解析的裝載站參考軸(X、θ、Y、R、Z)改良第一偏移態樣的一部分，如將在本文中描述的。

在一個或多個態樣中，運輸臂1103TA具有多於一個的臂目標540-542，其被設置為使由一個或多個固定成像感測器581-583成像的每一個臂目標540-542分別特徵化不同於偏移第一態樣，使臂目標540-542中的第一個特徵化第一偏移態樣並且臂目標540-542的第二個特徵化不同於第一偏移態樣的第二偏移態樣。分別由臂目標540-542中的第一個和第二個定義的不同特徵被安排成使不同的偏移態樣的第二個的解析(以臂目標540-542中的第二個分開地解析)確認或作為改良第一偏移態樣的一部分，相對於裝載站參考軸X、θ、Y、R、Z，其中第一偏移態樣以臂目標540-542中的第一個分開地被解析。在一個或多個態樣中，運輸臂11013TA具有多於一個的臂目標540-542，其被設置為使由一個或多個固定成像感測器581-583成像的每一個臂目標540-542特徵化不同的偏移態樣，其中每一個(例如，目標540-542和由此特徵化的偏移態樣)對應於(彼此不同)實現運輸臂11013TA的自由度運動的至少一個之不同的相應至少一個驅動軸X、θ、Y、R、Z，其中至少一個驅動軸X、θ、Y、R、Z對應於裝載埠模組11005的相應不同的參考軸X、θ、Y、R、Z，使每一個不同的偏移態樣(對應不同的至少一個驅動軸X、θ、Y、R、Z)由相應目標540-542的分開的影像解析，並且偏移解析由分開地被解析的不同的偏移態樣的組合(或序列)整體實現。

類似地，站固定裝置(例如站固定裝置870、11010、11030)每一個具有由可拆卸模組夾具600的可移動成像感測器750-752成像之多於一個的目標871、1120、1201、1202(見圖8D和11-12B)(在本文中稱為站目標)。目標871、1120、1201、1202中的每一個特徵化不同的偏移態樣。不同的偏移態樣(例如，由此特徵化的目標和偏移態樣)中的每一個彼此不同的耦合應於實現運輸臂11013TA的自由度運動的至少一個之不同的相應驅動軸對(例如，X(或θ)-Y(或R)驅動軸、Z-X(或θ)驅動軸，Z-Y(或R)驅動軸)。每一個驅動軸對對應於相應站固定裝置的不同的相應平面Z-X(或θ)平面、R(或Y)-X(或θ)平面和Z-Y(或R)平面，使每一個對應於不同驅動軸對的不同的偏移態樣由相應目標的分開的影像解析，並且距離偏移ΔX、Δθ、ΔY、ΔR、ΔZ由如本文所述的不同的偏移態樣的組合(或疊加或序列)整體實現解析。如可以被實現的，對應於站目標871、1120、1201、1202中的第一個之不同驅動軸對(例如，X(或θ)-Y(或R)驅動軸、Z-X(或θ)驅動軸、Z-Y(或R)驅動軸)中的第一個與對應於站目標871、1120、1201、1202中的第二個之不同的驅動軸對(例如，X(或θ)-Y(或R)、Z-X(或θ)驅動軸、Z-Y(或R)驅動軸)共享驅動軸(X、θ、R、Y、Z)驅動軸，其中不同的偏移態樣的第二個的解析(與第二站目標)確認或作為改良相對於與共享驅動軸相對應的站固定裝置參考軸(X、θ、Y、R、Z)的第一偏移態樣的一部分，並以第一個站目標解析在此加以說明。

在一個或多個態樣中，站固定裝置870、11010、11030具有站目標871、1120、1201、1202中的多於一個，其被佈置為使每一個站目標871、1120、1201、1202由可移動的成像感測器750-752分別特徵化不同的偏移態樣，使站目標871、1120、1201、1202中的第一個特徵化第一偏移態樣並且站目標871、1120、1201、1202的第二個特徵化不同於第一偏移態樣的第二偏移態樣。分別由第一和第二站目標871、1120、1201、1202定義的不同特徵被安排成使不同的偏移態樣的第二個的解析(以臂目標540-542中的第二個分開地解析)確認或用作於改良第一偏移態樣的部分，相對於裝載站參考軸X、θ、Y、R、Z，其中第一偏移態樣以第一站目標871、1120、1201、1202分開地解析。在一個或多個態樣中，站固定裝置870、11010、11030具有站目標871、1120、1201、1202中的多於一個，以便由可移動成像感測器750-752成像之每一個站目標871、1120、1201、1202特徵化不同的偏移態樣，其中每一個(例如，目標871、1120、1201、1202和由此特徵化的偏移態樣)對應(彼此不同)於實現運輸臂11013TA自由度運動的至少一個之不同的相應至少一個驅動軸X、θ、Y、R，Z，其中至少一個驅動軸X、θ、Y、R、Z對應於站固定裝置870、11010、11030的不同的相應參考軸X、θ、Y、R、Z，使每一個不同的偏移態樣(對應於不同的至少一個驅動軸X、θ、Y、R、Z)由相應站目標871、1120、1201、1202的分開的影像解析，並且偏移解析透過分開地被解析的不同的偏移態樣的組合(或序列)整體實現。

參考圖6A和8A-8C，由模擬載體夾具510A、510B在模擬工件保持槽610、611、612之一中移植的可拆卸模組夾具600被採用在基板處理裝置/工具站內以促進基板處理裝置/工具站的基板保持站(如上所述)的對準。可拆卸模組夾具600包括基部或框架710和感測器外殼720。可拆卸模組夾具600的框架710(以及因此至少一個可移動(經由透過可拆卸模組夾具600承載)成像感測器750-752)被保持在模擬載體夾具510A、510B中，並且被佈置用於承載和運輸到模擬載體夾具510A、510B以及具有末端執行器420A、420B、502的基板處理裝置的每一個站固定裝置870、11010、11030。例如，框架710具有的形狀和尺寸至少部分地對應於保持在基板盒11050中的基板S的形狀和尺寸(在圖8C中以虛線示出，用於與框架710的尺寸和形狀比較)並由基板處理裝置/工具站處理。在圖8A所示的示例中，框架具有圓角部分710R和截斷部分710T。圓角部分710R具有與保持在基板盒11050中並由基板處理裝置/工具站處理的基板對應的半徑。截斷部分710T截斷圓盤形狀(類似於基板S的圓盤形狀)，否則該圓盤形狀將由圓角部分形成，使可拆卸模組夾具600的一個或多個感測器不受框架710的阻礙；然而，在其他態樣中，框架710可以不被截斷並且具有圓盤形狀(類似於/相同於基板S的)並且包括對應於一個或多個感測器的合適的孔(類似於下面描述的孔736)，因此一個或多個感測器不受框架710的阻礙。框架710由任何合適的材料構成，包括但不限於碳纖維、金屬、陶瓷等。

至少一個可移動成像感測器750-752具有至少一個可移動成像感測器750-752，該至少一個可移動成像感測器750-752安裝到框架710以便設置在末端執行器420A、420B、502上，以框架710由末端執行器420A、420B、502承載在相對於預定末端執行器參考位置479的預定位置。至少一個可移動成像感測器750-752包括多於一個的可移動成像感測器750-752，每一個具有不同的預定姿態，使每一個相應可移動成像感測器750-752的影像感測器平面(參見圖8A-8F)對應於不同的相應保持站參考平面(例如，X(或θ)-Z平面、R(或Y)-X(或θ)平面、Z-Y(或R)平面)，且至少一個站目標871、1120、1201、1202具有對應於每一個相應可移動成像感測器750-752的定向，使每一個可移動成像感測器形成有對應和包含是相應固定影像感測器750-752和相應站目標871、1120、1201、1202之相應站目標不同的耦合。例如，框架710具有對齊特徵710F，其對齊框架710(以及安裝到框架的部件，例如至少一個可移動成像感測器750-752)在相對於末端執行器參考位置479(見圖4A)的預定位置中，以可拆卸模組夾具600位於末端執行器420A、420B上。框架710的對齊特徵710F具有接合末端執行器502、420A、420B的接合特徵(例如框架710的底部和/或外圍邊緣、對準基準、運動學定位特徵等，或其任何組合)並且相對於預定末端執行器參考位置479以預定姿勢對齊可拆卸模組夾具600的至少一個可移動成像感測器750-752。對齊特徵710F相對於末端執行器參考位置479以任何合適的方式(例如，在模擬載體夾具510A、510B內，例如透過對對齊特徵710F成像以確定可拆卸模組夾具600相對於末端執行器的定向或機械地以運動學定位特徵)對齊，使在就位在末端執行器上時，至少一個可移動成像感測器750-752的定向相對於末端執行器參考位置479在六自由度中是已知的。

感測器外殼720以任何合適的方式耦合到框架710(或以任何合適的方式與框架一體地形成)，使感測器外殼720和框架710作為單個單元被運輸。感測器外殼720具有任何合適的形狀和尺寸(即，感測器外殼720不需要與框架710具有相同的形狀)，用於容納一個或多個成像感測器750-752，該成像感測器750-752被配置為檢測基板保持站的一個或多個相應目標，如將在本文中描述的，其中感測器750-752和感測器/目標對的相應目標以類似於上文關於模擬盒式夾具510A-510B描述的方式。出於示例性目的，感測器外殼720包括從框架710的前部突出的懸臂、突出部或探針部分720B(本文稱為探針部分720B)。探針部分包括一個或多個感測器750、751(和一個或多個照明源750L、751L)，如本文所述並且被配置為被接納/插入(例如，透過末端執行器在延伸方向上的推進和/或機器人(R、θ、X、Y、Z)運動)進入半導體工具站的空間(例如本文所述的那些空間)，包括某些基板配置可能不允許的那些空間，用於檢測/感測本文所述的目標。一個或多個感測器750-752是任何合適的光學感測器，包括但不限於相機(例如在此描述的那些)，被配置用於如在此描述的目標的影像識別(使用任何合適的影像處理算法/過程)。在圖8A-8C中所示的態樣中，一個或多個感測器750-752包括一個面向前的感測器751和兩個面向下的感測器750、752(儘管在其他態樣中，感測器750、752可以是面向上的，以實質上以類似於本文關於面向下的感測器感測位於感測器下方的目標所描述的那些方式感測感測器上方的目標)。一個面朝下的感測器位於感測器外殼720的邊緣附近(例如在探針部分720B上)並且可以被稱為邊緣感測器750，而另一面朝下的感測器實質上位於框架710的中心798(例如，在對應於基板S的中心的位置處的圓角部分710R的中心處)並且可以被稱為中心感測器752。框架710包括孔736，中心感測器752的視場透過該孔736延伸使中心感測器752不受框架710的阻礙。在其他態樣中，可以存在多於或少於三個感測器。在一個或多個態樣中，可拆卸模組夾具600包括用於每一個感測器750-752(或至少一個感測器)的照明源750L-752L(例如，任何合適的光)，其中照明源750L-752L被配置為照明被相應感測器影像750-752感測/檢測的目標。如可以被實現的，感測器外殼720包括任何合適的板載記憶體733和處理器734，它們耦合到感測器750-752並且被配置為實現如本文所述的感測器750-752的操作。

可拆卸模組夾具600被配置為以任何合適的方式與控制器11091通訊，使當感測器750-752感測如本文所述的基板處理裝置/工具站的相應目標時，藉由控制器11091讀取/確定基板運輸裝置501的馬達編碼器位置。在一個或多個態樣中，可拆卸模組夾具600包括紅外收發器777(例如，發射器/接收器)，並且模擬載體夾具510A、510B包括相應紅外收發器(例如，發射器/接收器)647，被配置為透過紅外收發器777接收來自可拆卸模組夾具600的通訊和向可拆卸模組夾具600發送通訊。這裡，感測器資料透過模擬載體夾具510A、510B從可拆卸模組夾具600運輸到控制器11091。在其他態樣中，可拆卸模組夾具600包括用於與模擬載體夾具510A、510B或實質上直接與控制器11091通訊的任何合適的無線通訊模組(例如，Bluetooth ^®、ZigBee ^®或其他合適的射頻發射器/接收器/收發器)。

可拆卸模組夾具600包括任何合適的板載電池電源735，其被配置為向感測器750-752、記憶體733​​、處理器734和可拆卸模組夾具的任何其他板載電子裝置(例如任何合適的顯示器778和/或傾斜感測器779)提供電力。在一態樣中，提供顯示器778以向自動教學裝置500的使用者呈現任何合適的資訊。顯示器可以提供合適的資訊，包括但不限於可拆卸模組夾具600的剩餘電池壽命和電源狀態(例如，開/關)。傾斜感測器779被提供以感測/檢測基板保持站的基板安置表面的傾斜和/或可拆卸模組夾具600從末端執行器502到基板安置表面的交遞，將在本文中描述，例如當可拆卸模組夾具600放置在基板保持站時。

現在參照圖3、6A-6E、9A和10，將描述採用自動教學裝置500的示例教學方法，其中控制器11091被配置為以至少一個可移動成像感測器750-752移動運輸臂11013TA並運輸框架710到相對於站固定裝置(例如，站固定裝置870、11010、11030中的一個或多個)的站教學位置，並且以在末端執行器420A、420B、502上具有至少一個可移動成像感測器750-752成像，至少一個站目標871、1120、1201、1202具有相對於預定保持站參考位置1199的預定姿態，以便基於用至少一個可移動成像感測器750、752成像的至少一個站目標871、1120、1201、1202解析預定末端執行器參考位置479和預定保持站參考位置1199之間的站偏移。將關於模擬載體夾具510B描述該方法，但應當理解，該方法以與本文針對模擬載體夾具510B描述的方式實質上相似的方式與模擬載體夾具510A一起使用。根據本公開的態樣中，模擬載體夾具510B耦合到裝載埠模組11005(圖9，方塊901)。將模擬載體夾具510B耦合到裝載埠模組11005可以以任何合適的方式執行，例如手動或透過如本文所述的合適的自動化。模擬載體夾具510B耦合到裝載埠模組，以便在運動學上位於裝載埠模組11005並以類似於基板盒11050與裝載埠模組11005耦合的方式接合到開箱機/裝載機到工具標準(Box Opener/Loader to Tool Standard；BOLTS，由SEMI標準指定)界面。電源連接685和通訊連接686手動耦合到模擬載體夾具510B(或透過如本文所述的自動化來被耦合)。

如可以被實現的，基板處理裝置的部件具有從例如基板處理裝置的計算機輔助繪圖(computer aided drafting；CAD)模型確定的基線空間關係。控制器11091命令運輸機器人11013在X、Y、R、θ和Z方向中的一個或多個方向上橫移到裝載埠模組11005的基線空間位置，其位置被教學給運輸機器人11013。運輸機器人11013被命令相對於裝載埠模組11005移動以將目標800定位在視覺系統的視場FOV、FOV1或FOV2內(見圖10)。在圖中所示的例子中，運輸臂11013TA上的面向前的目標542被帶入面向後的感測器581的視場FOV(參見圖6C和10，其中圖10一般表示由本文所述的任何一個感測器捕獲的影像幀)。面向後的感測器581可被稱為X-Z或θ-Z平面相機/感測器。面向前方的目標542由面向後方的感測器(圖9A，方塊905)感測，並且控制器11091基於來自運輸機器人11013的馬達軸的編碼器資料記錄所感測的面向前方目標542的位置。感測到的面向前方的目標542的記錄的位置被或被用於確定沿著運輸機器人11013橫穿(或行進/移動)軌跡或路徑的教學點，以執行任何合適的期望的拾取和放置轉移操作。教學點是在運輸機器人11013參考坐標(即，馬達軸的坐標系)中定義的位置，其允許運輸機器人11013返回預定位置以執行例如拾取和放置運輸操作。可以採用/感測一個或多個教學特徵/目標來計算運輸機器人11013的複雜軌跡/路徑並且在基板處理裝置內的物體周圍導航運輸機器人11013。

如可以實現的那樣，由面向後的感測器581獲得的每一個影像幀(參見圖10)使用檢測到的目標542設置像素到毫米(或英寸)的參考因子。這裡，目標542(通常為在圖10中表示為目標800)具有控制器11091已知的尺寸(例如，以毫米和/或英寸為單位)。面向後的感測器581的像素尺寸也為控制器11091已知，使控制器11091確定像素尺寸和目標800的已知尺寸之間的關係以確定用於實現本文所述的教學操作的像素到毫米(或英寸)參考因子。

感測目標542(在圖10中一般示為目標800)包括以運輸機器人11013被保持在裝載埠模組11005的感測器581的基線高度處將運輸機器人11013移動到裝載埠模組11005的基線位置(其中感測器581與模擬載體夾具510B的運動學位置特徵具有預定空間關係，以肯定地識別裝載埠模組11005相對於運輸機器人11013的位置)。在一態樣中，感測器581在裝載埠模組處的基線位置與感測器581在裝載埠模組11005處的實際位置不同，當感測器581在裝載埠模組11005處的實際位置，其中目標800(為了說明目的，不參考圖10的通用目標)在Z和X方向中的一個或多個方向上偏離視場中心(參見視場FOV1、FOV2)(注意圖10是表示視場FOV、FOV1、FOV2在X-Z(θ-Z)平面、Z-Y(Z-R)平面和X-Y(θ-R)平面中的通用圖示)。基於目標800的感測影像，控制器11091確定在基於像素到毫米(或英寸)參考的Z和X(或θ)方向的一個或多個目標800從中心(見FOV1、FOV2的中心)的距離偏移ΔZ和/或ΔX(Δθ)。控制器11091命令運輸機器人11013移動以調整目標800的位置，使目標800位於視場的中心(見中心FOV)，以獲得裝載埠模組11005在X(或θ)和/或Z方向上相對於運輸機器人11013的初始教學位置。可以命令運輸機器人11013以任何合適的次數調整目標800的位置，直到距離偏移ΔZ和/或ΔX(Δθ)在預定容許誤差內。此處，至少一個教學位置(此處為目標542)包括一系列多於一個的位置(例如，兩個位置在圖中示出並在上文中描述；然而，也如上所述，可以存在任何合適數量的位置)，每一個位置沿著由運輸臂11013TA被移動的至少一個自由度之運輸臂運動所定義的(至少一個)目標542的運動路徑MP(圖10)彼此間隔預定距離。例如，在一個或多個態樣中，預定距離是基於末端執行器參考位置479(見圖4A)和裝載站參考位置11005L(或站固定裝置參考位置1199-見圖11和12B)之間的被解析的偏移來確定的。在一態樣中，預定距離是解析距離偏移ΔZ和/或ΔX(Δθ)，而在其他態樣中，預定距離是在多個自由度之一個中的預設移動量。(至少一個)目標542在一系列位置中的每一個位置處被成像，其中(至少一個)目標542的影像包括(至少一個)目標542沿著運動路徑MP的一系列的影像，並且偏移的解析(在該示例中距離偏移ΔZ和/或ΔX(Δθ))基於該系列的影像(例如，參見圖10中的不同視場)。這裡，偏移確定是啟發式/迭代方法，其中每一個後續移動量由先前解析的距離偏移通知。

控制器11091使用初始X(或θ)和Z教學位置命令運輸機器人11013啟發式地移動(例如，使用自學的初始X(或θ)和Z位置移動)在至少Z方向上到適合末端執行器420A(例如)延伸到模擬載體夾具510B中的位置，使佈置在末端執行器420A上的目標540被垂直(在這個例子中為向下)面向感測器583(其可被稱為X-Y或θ-R平面相機/感測器)感測(圖9A，方塊910)。以與上述類似的方式，由朝下感測器583獲得的每一個影像幀(見圖10)使用檢測到的目標540設定像素到毫米(或英寸)的參考因子。這裡，目標540(在圖10中一般表示為目標800)具有控制器11091已知的尺寸(例如，以毫米和/或英寸為單位)。面向下的感測器583的像素尺寸對於控制器11091也是已知的，使控制器11091確定像素尺寸和目標800的已知尺寸之間的關係以確定用於實現本文所述的教學操作的像素到毫米(或英寸)參考因子。

感測目標540(在圖10中一般示為目標800)包括以運輸機器人11013的末端執行器420A處於Z高度(基於初始Z教學位置)啟發式移動(即，使用自學初始X(和/或Z)教學位置的知識的移動)運輸機器人11013到裝載埠模組11005的初始X教學位置，其允許末端執行器延伸到在裝載埠模組11005處保持的感測器583的基線R或Y位置(其中感測器583具有與模擬載體夾具510B的運動學位置特徵預定空間關係，以肯定地識別裝載埠模組11005相對於運輸機器人11013的位置)。在一態樣中，感測器583在裝載埠模組處的基線位置與感測器583在裝載埠模組11005處的實際位置不同，其中在裝載埠模組11005處的實際位置，目標800在R(或Y)和X(或θ)方向的一個或多個(再次注意，圖10是一個通用圖示，表示X-Z(θ-Z)平面、Z-Y(Z-R)平面和X-Y(θ-R)平面中的視場FOV、FOV1、FOV2)偏離視場的中心(參見視場FOV1、FOV2)。基於目標800的感測影像，控制器11091基於像素到毫米(或英寸)參考確定目標800與中心(見FOV1和FOV2的中心)在Z和X(或θ)方向上的一個或多個距離偏移ΔR(或ΔY)和/或ΔX(Δθ)。應當理解，X(或θ)方向上的任何距離偏移用於驗證或進一步改良初始X教學位置。

控制器11091命令運輸機器人11013移動以調整目標800的位置，使目標800位於視場的中心(見中心FOV)以獲得運輸機器人11013在R(或Y)方向的初始教學位置和/或驗證X教學位置。可以命令運輸機器人11013以任何合適的次數調整目標800的位置，直到距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔX(Δθ)在預定容許誤差內。此處，以與上述類似的方式，至少一個教學位置(此處為目標540)包括一系列多於一個的位置(例如，兩個位置在圖中示出並在上文中描述；然而，也如所指出的上面可以有任何合適數量的位置)，每一個位置沿著由運輸臂11013TA被移動的至少一個自由度中的運輸臂運動定義的目標540的運動路徑MP(圖10)彼此間隔預定距離。例如，在一態樣中，預定距離是解析的距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔX(Δθ)，而在其他態樣中，預定距離是在多個自由度之一中的當前移動量。(至少一個)目標540在一系列位置中的每一個位置成像，其中(至少一個)目標540的影像包括(至少一個)目標540沿著運動路徑MP的一系列的影像，並且偏移的解析(在此示例中距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔX(Δθ))基於該系列的影像(例如，參見圖10中的不同視場)。這裡，如上所述，偏移確定是啟發式/迭代方法，其中每一個後續移動量由先前解析的距離偏移通知。

在教學過程中的這一點，裝載埠模組11005的X(θ)位置被驗證並且裝載埠模組11005的R(Y)和Z位置被初始教學但未被驗證。控制器11091使用驗證的X(或θ)位置和初始教學的R(y)和Z教學位置命令運輸機器人11013啟發式移動(例如，使用自學驗證的X(或θ)以及最初將R(或Y)和Z位置教學位置移動)到適合末端執行器420A(例如)延伸到模擬載體夾具510B中的位置，使設置在末端執行器420A上的目標541被面向側的感測器582(可稱為Y-Z或R-Z平面相機/感測器)感測(圖9A，方塊915)。在此，目標可以實質上類似於目標800，或者在其他態樣中，目標可以是在末端執行器420A本身的邊緣內形成的已知尺寸的狹槽或凹槽。

以與上述類似的方式，由面向側的感測器582獲得的每一個影像幀(見圖10)使用檢測到的目標541設定像素到毫米(或英寸)的參考因子。這裡，目標541(在圖10中一般表示為目標800)具有控制器11091已知的尺寸(例如，以毫米和/或英寸為單位)。面向側的感測器582的像素尺寸對於控制器11091也是已知的，使控制器11091確定像素尺寸和目標800的已知尺寸之間的關係，以確定用於實現這裡描述的教學操作的像素到毫米(或英寸)參考因子。

感測目標541(在圖10中一般示為目標800)包括以運輸機器人11013的末端執行器420A延伸到保持在裝載埠模組11005處(其中感測器581與模擬載體夾具510B的運動學位置特徵具有預定空間關係，以肯定地識別裝載埠模組11005相對於運輸機器人11013的位置)的感測器581初始教學Z位置處的初始教學R位置來啟發式移動(即，使用自學驗證的X(或θ)教學位置、最初教學的R(或Y)的知識移動位置和初始教學Z位置)運輸機器人11013到裝載埠模組11005的驗證X教學位置。在一態樣中，在裝載埠模組11005處感測器582的基線位置(在一個或多個態樣中，如本文所述，其位於與25基板盒的第十三(13)號模擬工件保持槽相同的高度)與感測器581在裝載埠模組11005處的實際位置不同，其中在裝載埠模組11005處的實際位置，目標800在R(或Y)和Z方向的一個或多個(再次注意，圖10是一個通用圖示，表示X-Z(θ-Z)平面、Z-Y(Z-R)平面和X-Y(θ-R)平面中的視場FOV、FOV1、FOV2)偏離視場的中心(參見視場FOV1、FOV2)。

基於目標800的感測影像，控制器11091確定基於像素到毫米(或英寸)參考的Z和R(或Y)方向的一個或多個中目標800距中心(見FOV1和FOV2的中心)距離偏移ΔR(或ΔY)和/或ΔZ。應當理解，R(或Y)方向上的任何距離偏移用於驗證或進一步改良初始Y教學位置。在一個或多個態樣中，控制器11091基於上述Z方向偏移來計算從末端執行器420A的頂部(即，在Z方向上)到突出槽14基板平面678的距離(槽14基板平面對應於25基板保持盒)，末端執行器420A的中心(即，在Z方向上)到突出槽13中心線679之間的距離，以及末端執行器420A(即，在Z方向)的底部到突出槽13基板平面678之間的距離。控制器11091命令運輸機器人11013移動以調整目標800的位置，使目標800位於場的中心視場(見中心FOV)以驗證運輸機器人11013在R(或Y)方向和Z方向上的初始教學位置。可以命令運輸機器人11013以任何合適的次數調整目標800的位置，直到距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔZ在預定容許誤差內。在其他態樣中，裝載埠模組的Z高度由對射式感測器確定(儘管R或Y可能無法用對射式感測器驗證)。在一個或多個態樣中，末端執行器420A在Z方向上的移動/行程被驗證是透過將末端執行器420A在負Z方向上(例如，向下)移動預定距離並驗證預定距離已經隨著面向側的感測器582並在正Z方向(例如，向上)移動末端執行器420A預定距離，並驗證預定距離已隨面向側的感測器582移動。這裡，以與上述類似的方式，至少一個教學位置(此處為目標541)包括一系列多於一個的位置(例如，兩個位置在圖中示出並在上文中描述；然而，也如上所述，可以存在任何合適數量的位置)，每一個位置沿著由運輸臂運動定義的(至少一個)目標541的運動路徑MP(圖10)在其中運輸臂11013TA被移動的至少一個自由度上彼此間隔預定距離。例如，在一態樣中，預定距離是解析的距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔZ，而在其他態樣中，預定距離是在多個自由度之一個中的當前移動量。(至少一個)目標541在一系列位置中的每一個位置成像，其中(至少一個)目標541的影像包括(至少一個)目標541沿著運動路徑MP的一系列的影像，並且偏移的解析(在該示例中距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔZ)基於該系列的影像(例如，參見圖10中的不同視場)。這裡，如上所述，偏移確定是啟發式/迭代方法，其中每一個後續移動量由先前解析的距離偏移所通知。

在一個或多個態樣中，裝載埠模組11005的R _{X( 或 θ)}、R _{y( 或 R)}、R _Z中的一者或多者中的節距利用以相應感測器581-583感測相應目標540-542來確定和/或驗證。例如，面向側的感測器582對末端執行器420A的頂部和/或底部(例如，從側面)成像。如上所述，面向側的感測器582與模擬載體夾具510B的運動學耦合特徵(並因此與模擬載體夾具510B位於其上的裝載埠模組11005)具有已知的空間關係。這裡，末端執行器540A在視場FOV、FOV1、FOV2內的任何傾斜度α(參見圖6E)對應於裝載埠模組11005的節距R _{X( 或 θ)}並且是裝載埠模組11005的節距R _{X( 或 θ)}的決定因素。類似地，作為目標800具有已知的尺寸和與運輸機器人11013的已知空間關係，感測器581-583感知到的目標800的任何變形可以指示R _{X( 或 θ)}、R _{y( 或 R)}、R _Z中的任何一個或多個。例如，參考圖7A和7B，圖7A示出了圍繞Z軸旋轉(即，在R _Z中旋轉)的目標800，其中距離811’、822’、823’、813’、822”、823”由控制器11091與距離811、822、823、813(見圖7)進行比較以確定裝載埠模組11005在R _Z中相對於運輸機器人11013的旋轉量。類似地，圖7B示出了圍繞X或Y軸(即，R _x或R _Y中的旋轉)旋轉的目標800，其中距離810’、820’、821’、812’、820”、821”由控制器11091與距離810、820、821、812(見圖7)進行比較，以確定裝載埠模組11005在R _x或R _Y中相對於運輸機器人11013的旋轉量。在其他態樣中，模擬載體夾具510B包括傾斜計(或傾斜感測器)681，用於確定模擬載體夾具510B(以及因此安裝模擬載體夾具510B的裝載埠模組11005)相對於運輸機器人11013的傾斜度。

還參考圖6F，在一些態樣中，該方法包括使用任何合適的驗證基板699來驗證裝載埠模組11005的驗證的X(或θ)、R(或Y)和Z教學位置(參見圖6F)(圖9A，方塊920)。例如，驗證基板699被保持在模擬工件保持槽611中(即，對應於25個基板保持盒的模擬工件保持槽1)。驗證基板699由運輸機器人11013末端執行器420A從模擬工件保持槽611拆卸並放置在模擬工件保持槽612中(即，對應於25基板保持盒的模擬工件保持槽25)。驗證基板699上的目標698由基板放置驗證感測器683(圖6B)感測以以上述方式驗證驗證基板699在模擬工件保持槽612中的放置位置。驗證基板699被運輸機器人11013末端執行器420A從模擬工件保持槽612拆卸並且返回到模擬工件保持槽611(即，對應於25個基板保持盒的模擬工件保持槽1)。驗證基板699上的目標698由基板放置驗證感測器682(圖6B)感測以以上述方式驗證驗證基板699在模擬工件保持槽611中的放置位置。如可以實現的，裝載埠模組11005相對於運輸機器人11013的教學位置可以基於放置在保持槽611、612中的驗證基板的目標698的感測/檢測位置進一步改良/調整。

根據基板處理裝置的其他裝載埠模組的需要，重複上述裝載埠模組教學方法。上述裝載埠模組教學方法也根據需要對運輸機器人11013的其他末端執行器(例如末端執行器420B)重複。

現在參考圖3、8A-8F、9B、10、11、12A、12B，在裝載埠模組11005向運輸機器人11013的教學之後，或獨立於裝載埠模組11005向運輸機器人11013的教學，任何合適的基板保持站/站固定裝置的位置使用可拆卸模組夾具600向運輸機器人教學。僅出於示例性目的，站固定裝置870是基板對準器；然而，本公開的態樣可以同等地應用於任何合適的站固定裝置。可拆卸模組夾具600是以例如運輸機器人11013的末端執行器420A從模擬載體夾具中拾取的(圖9B，方塊930)。控制器11091命令運輸機器人11013將可拆卸模組夾具運輸到站固定裝置870以使用面向前的感測器751感測站固定裝置的目標871，其可被稱為X-Z或θ-Z平面相機/感測器(圖9，方塊935)。

應注意，站固定裝置870、11010、11030在站固定裝置870、11010、11030的前壁中具有開口888，其被佈置用於末端執行器420A、420B、502透過前壁進入站固定裝置，並且至少一個可移動成像感測器750-752的視場FOV面向站固定裝置870、11010、11030的前壁中的開口888。在一個或多個態樣中，在可移動運輸臂11013TA沿著延伸穿過開口888的運動路徑到達站固定裝置接近時，至少一個站目標(例如站目標871、1201)設置為面對前壁和開口888。如本文所述，至少一個可移動成像感測器750-752(例如感測器751)被定位成在延伸穿過固定裝置870、11010、11030的開口888的方向上將至少一個站目標(例如站目標871、1201)成像，使被解析的偏移釋放末端執行器420A、420B、502穿過開口888的延伸(例如，定位末端執行器以穿過開口888)進入站固定裝置870、11010、11030的內部。至少一個可移動成像感測器750-752(例如感測器751)被定位以在延伸穿過站的開口888的方向上將至少一個站目標(例如站目標870、1201)成像固定裝置，使控制器11091基於被解析的偏移確認末端執行器420A、420B、502入站固定裝置內部中的無障礙的臂延伸。如可以被實現的，基於在延伸穿過開口888的方向上的至少一個站目標影像的影像的被解析的偏移操作以將至少一個站目標(例如目標871、1201)對準另一漸進的教學位置(如下文將針對目標1120、1202進行描述)，使基於至少一個站目標(例如目標1120、1202)的影像在與延伸穿過開口888的方向的交叉的方向上漸進地解析被解析的偏移。

這裡，目標871位於X-Z或θ-Z平面中，並且被用來以與上文關於上述描述的方式實質上相似的方式在X(或θ)和Z方向上獲得站固定裝置870的初始位置瞄準模擬盒式夾具510B的目標542和面向後的感測器581。例如，控制器11091命令運輸機器人11013在X、Y、R、θ和Z方向中的一個或多個方向上橫穿以相對於其位置被教學到運輸機器人11013的站固定裝置870的基線空間位置來定位可拆卸模組夾具600。運輸機器人11013被命令相對於站固定裝置870移動以將目標871定位在視覺系統的視場FOV、FOV1或FOV2內(見圖10)。在圖中所示的例子中，站固定裝置570上的面向後的目標871被帶入面向前的感測器751的視場FOV(參見圖8A、8B、8D和10，再次注意圖10一般表示由任何此處描述的感測器之一)。面向後的目標871由面向前的感測器751感測並且控制器11091基於來自運輸機器人11013的馬達軸的編碼器資料記錄感測到的面向後的目標871的位置。感測到的面向後的目標871的記錄位置是或用於確定沿如上所述之運輸機器人11013橫穿(或沿其行進/移動)以執行任何合適的期望拾取和放置轉移操作機器人軌跡或路徑的教學點。

以與上述類似的方式，由面向前的感測器751獲得的每一個影像幀(見圖10)使用檢測到的目標871以實質上與上述類似的方式設定像素到毫米(或英寸)的參考因子。感測目標871(在圖10中一般地示為目標800)包括以由運輸機器人11013保持在目標871的基線高度處的面向前的感測器751被定位在站固定裝置870上(其中目標871與站固定裝置870的基板保持特徵(例如，可旋轉卡盤1121的被動或主動夾具)具有預定空間關係將運輸機器人11013移動到站固定裝置870的基線位置，以肯定地識別站固定裝置870相對於運輸機器人11013的基板保持位置。在一態樣中，裝載埠模組處的目標871的基線位置與目標871在目標800(出於說明目的，現在指圖10中的通用目標)在Z和X方向中的一個或多個方向上從視場中心(參見視場FOV1、FOV2)偏移所在的站固定裝置的實際位置不同。基於目標800的感測到的影像，控制器11091確定在Z和X(或θ)基於像素到毫米(或英寸)參考的方向中的一個或多個上目標800的距離偏移量ΔZ和/或ΔX(Δθ)。控制器11091命令運輸機器人11013移動以調整末端執行器420A的位置，使目標800位於視場的中心(見中心FOV)中以獲得站固定裝置870的初始教學位置相對於在X(或θ)和/或Z方向上的運輸機器人11013。可以命令運輸機器人11013以任何合適的次數調整目標800的位置，直到距離偏移ΔZ和/或ΔX(Δθ)在預定容許誤差內。在一個或多個態樣中，運輸機器人11013的Z位置透過裝載埠模組11005的教學來驗證，其中站固定裝置870的Z位置和運輸機器人11013的驗證的Z位置兩者的位置相對於基板運輸裝置的基板運輸平面是已知的，使站固定裝置870的Z位置可不需要進一步教學。在此，至少一個教學位置包括一系列的教學位置，每一個教學位置沿著至少一個站目標871的運動路徑MP1(圖8D)彼此間隔預定距離(如視場FOV所示，例如，當可移動運輸臂11013TA沿著運動路徑MP1移動時，至少一個站目標移動穿過視場)，至少一個站目標871的運動路徑MP1由在至少一個自由度中的運動之可移動運輸臂11013TA(例如，相對於站固定裝置870)定義。預定距離基於預定末端執行器參考位置479和預定保持站參考位置1199之間的被解析的偏移確定。至少一個站目標871在一系列的教學位置的每一個教學位置處成像，其中影像至少一個站目標871的影像包括至少一個站目標871沿運動路徑MP1(見圖10)的一系列的影像，並且其中偏移解析是基於這一系列的影像。

控制器11091使用初始X(或θ)和Z教學位置命令運輸機器人11013啟發式地移動(例如，使用自學的初始X(或θ)和Z位置移動)在至少Z方向上至適合末端執行器420A(例如)延伸至站固定裝置870的基板保持位置(例如，可旋轉卡盤1121)的位置，使設置在可旋轉卡盤1121上的目標1120被邊緣感測器750(其可被稱為X-Y或θ-R平面相機/感測器)感測(圖9B，方塊940)。此處，至少一個可移動成像感測器750-752被定位成在與末端執行器420A、420B、502延伸穿過站固定裝置870、11010、11030的開口888進入站固定裝置870、11010、11030的內部的延伸路徑成交叉角延伸的交叉方向上將至少一個站目標(例如站目標1120、1202)成像。例如，目標1120位於預定保持站固定參考位置1199處的可旋轉卡盤上使目標1120(和站固定裝置參考位置1199)與可旋轉卡盤1121的基板保持特徵(被動夾具或主動夾具)1100-1102具有預定空間關係。以類似於上述的方式，由邊緣感測器750獲得的每一個影像幀(見圖10)使用檢測到的目標1120設定像素到毫米(或英寸)的參考因子。這裡，目標1120(一般表示為圖10中的目標800)具有控制器11091已知的尺寸(例如，以毫米和/或英寸為單位)。面向下的感測器583的像素尺寸對於控制器11091也是已知的，使控制器11091確定關係在像素尺寸和目標800的已知尺寸之間以確定用於實現這裡描述的教學操作之像素到毫米(或英寸)的參考因子。

感測目標1120(在圖10中一般示為目標800)包括以運輸機器人11013的末端執行器420A處於Z高度(基於初始Z教學位置)啟發式地移動(即，使用自學初始X和Z教學位置的知識移動)運輸機器人11013到初始X教學位置裝載埠模組11005，其Z高度允許末端執行器延伸到可旋轉卡盤1121上的目標1120的基線R或Y位置(其中目標1120具有與可旋轉卡盤1121的運動學位置特徵預定空間關係以肯定地識別站固定裝置870相對於運輸機器人11013的位置)。在一態樣中，目標1120在站固定裝置870處的基線位置與目標1120在站固定裝置870處的實際位置不同，目標1120在站固定裝置870處的實際位置其中目標1120偏離視場的中心(見視圖FOV1、FOV2)在R(或Y)和X(或θ)方向中的一個或多個。基於目標1120的感測影像，控制器11091確定在基於像素到毫米(或英寸)參考的Z和X(或θ)方向的一個或多個之目標1120與中心(見FOV1和FOV2的中心)距離偏移ΔR(或ΔY)和/或ΔX(Δθ)。應當理解，X(或θ)方向上的任何距離偏移用於驗證或進一步改良初始X教學位置。控制器11091命令運輸機器人11013移動以調整末端執行器420A的位置，使目標1120位於視場的中心(見中心FOV)以獲得站固定裝置870相對於運輸機器人11013在R(或Y)方向的初始教學位置和/或驗證X教學位置。可以命令運輸機器人11013以任何合適的次數調整目標800的位置，直到距離偏移ΔR(ΔY)和/或ΔX(Δθ)在預定容許誤差內。可以理解，目標1120被可旋轉卡盤1121定位在預定旋轉方向上(例如在可旋轉卡盤1121的原始位置)，以執行自動站固定裝置位置教學程序。

在教學過程中的這一點，站固定裝置870的X(θ)位置和站固定裝置的Z位置被驗證，並且站固定裝置870的R(Y)位置被初始教學但未驗證。控制器11091使用經驗證的X(或θ)和Z位置以及初始教學的R(或Y)位置命令運輸機器人11013啟發式移動(例如，使用自學驗證的X(或θ)和Z位置，以及最初教學的R(或Y)位置)到適合末端執行器420A(例如)延伸到站固定裝置870中的位置，使可拆卸模組夾具600的中心感測器752被定位以感測目標1120(圖9B，方塊945)。以與上述實質上類似的方式之控制器11091確定基於像素到毫米(或英寸)參考的R(或Y)和X(或θ)方向的一個或多個的目標1120與中心(見FOV1和FOV2的中心)的距離偏移ΔR(或ΔY)和/或ΔX(Δθ)。應理解，R(或Y)和/或X(或θ)方向上的任何距離偏移被用於驗證或進一步改良初始R(或Y)位置和/或進一步改良經驗證的X(或θ)教學位置。

控制器11091使用經驗證的X(或θ)和Z位置以及經驗證的R(或Y)位置命令運輸機器人11013啟發式移動(例如，使用自學驗證的X(或θ)、R(或Y)和Z位置移動)到適合末端執行器420A(例如)延伸到站固定裝置870中的位置，使可拆卸模組夾具600可以放置在可旋轉卡盤1121上，其中可拆卸模組夾具600的傾斜感測器779感測可拆卸模組夾具600從末端執行器420A到可旋轉卡盤1121的交遞(圖9B，方塊950)。資料從傾斜感測器799運輸到控制器11091，指示末端執行器420A和站固定裝置870的基板保持站(例如，可旋轉卡盤1121)之間的相對傾斜度(R _{X( 或 θ)}、R _{y( 或 R)})以便教學站固定裝置870的傾斜度。站固定裝置870圍繞至少Z軸(即，R _Z)的旋轉是使用目標871、1120的感知失真和/或目標1120與目標1120的預期旋轉定向的旋轉偏差，或以任何其他合適的方式從如上所述的視覺系統確定。在其他態樣中，驗證基板699可由運輸機器人11013從模擬載體夾具510A、510B運輸並放置到站固定裝置。運輸機器人11013然後可以從模擬載體夾具510A、510B中拾取可拆卸模組夾具600，用於對位於站固定裝置上的驗證基板699進行成像，以透過對在站固定裝置上的驗證基板699的至少一個影像的影像分析來確定站固定裝置的傾斜度。

圖12A和12B示出了具有目標1201(類似於目標871)和目標1202(類似於目標1120，其中目標1202位於預定保持站參考位置1299處，使得目標1202(和站參考位置1299)與處理模組11030(或真空裝載隔絕室11010))的基板保持特徵(例如，銷1260-1262，但在其他態樣中，可以採用任何合適的保持特徵，例如槽等)具有預定的空間關係。處理模組11030(或真空裝載隔絕室11010)的位置以與上文關於站固定裝置870描述的方式相似的方式利用可拆卸模組夾具600來教導，注意目標1202具有對於處理模組11030(或真空裝載隔絕室11010)的基板保持特徵1260-1262已知的空間關係。

在本文所述的態樣中，控制器11091命令運輸機器人11013在感測到每一個目標871、1120之後將可拆卸模組夾具600返回到模擬載體夾具510A、510B，使感測器資料從可拆卸模組夾具600透過這裡描述的紅外通訊發送到控制器11091。在其他態樣中，可拆卸模組夾具600在感測到每一個目標871、1120之後不需要返回到模擬載體夾具510A、510B，例如在射頻通訊被使用在可拆卸模組夾具600和控制器11091和/或模擬載體夾具510A、510B之間之處。

透過增加或降低視覺系統530A、530B的解析，用本文所述的自動教學裝置500獲得的教學位置的準確度可以被使達到所需的準確度。視覺系統530A、530B的解析和影像處理算法的調諧越大，確定教學位置的容許誤差越小。教學位置被儲存在可由控制器11091存取(或包括在其中)的任何合適的資料庫中，並且由控制器11091存取以用於命令運輸機器人拾取和放置操作。如可以被實現，教學位置可以是機器人軌跡的起點或終點或軌跡中的航路點(其中航路點被引入以繞過障礙物或出於任何其他合適的原因路由末端執行器)。如上所見，模擬載體夾具510A、510B和可拆卸模組夾具600的傾斜計感測器提供基板處理裝置的部件之間的平面性的自動驗證。

參照圖13-16，示出了另一示例性可拆卸模組夾具1300。可拆卸模組夾具1300可與上述可拆卸模組夾具600實質上相似；然而，在這態樣中，可拆卸模組夾具包括視覺系統1301和任何合適的運動感測器系統1310。這裡視覺系統1301包括面向前的感測器1302、1302和面向下的感測器1304(它們實質上類似於感測器571-574和581-583如上所述)。面朝下的感測器1304可以設置在框架710上與感測器752的位置相似的位置處。感測器1302設置在框架710的前緣處或附近，而感測器1303設置在框架710的後緣處或後緣附近。運動感測器系統1310包括任何合適的運動感測器，其被配置為確定可拆卸模組夾具1300的振動、加速度和角動量中的一個或多個(以及可拆卸模組夾具1300所在其上的物體，例如，末端執行器或工作站固定裝置)。可拆卸模組夾具1300的操作實質上類似於上述的可拆卸模組夾具600，其中在框架710的前緣處的感測器1302用於將運輸機器人11013引導至至少X-Z或θ-Z平面(見圖14)的教學位置，並且感測器1304將運輸機器人11013引導到X-Y或θ-R平面(見圖15)中的教學位置；然而，在這態樣中，框架710的後緣處的感測器1303透過可拆卸模組夾具1300的結構與站固定裝置的結構的比較(例如，透過控制器11091)實現可拆卸模組夾具1300放置在工作站夾具上的驗證(圖示為處理模組11030-參見圖16)。當可拆卸模組夾具1300被運輸到並放置在教學位置時，運動感測器系統1310向控制器11091提供運動資料(例如，振動、加速度和角動量)驗證反饋以用於運輸機器人11013的運動。

在本公開的一個或多個態樣中，模擬載體夾具510A、510B被配置為插入式模組，該插入式模組被插入並從基板處理裝置的裝載隔絕室拆卸。可在2020年6月11日提交的題為“基板處理裝置”的美國專利申請號16/899,151中找到插入式模組的合適示例，其公開內容透過引用整體併入本文。在此，透過配置為插入式模組的模擬載體夾具510A、510B，裝載隔絕室的位置以實質上類似於上面描述的方式被自動教學到位於基板處理裝置(如本文所述)的真空段內的真空基板運輸器。此外，透過將模擬載體夾具510A、510B配置為嵌入式模組，耦合到真空段的處理模組的位置以實質上類似於上述方式的方式自動教學給真空基板運輸器。

在本文描述的本公開的態樣中，一個目標被示出在X-Y(或θ-R)平面、X-Z(或θ-Z)平面和Y(或R)-Z平面中的每一個中了用於每一個運輸臂11013TA和每一個站固定裝置；然而，在其他態樣中，任何合適數量的目標被提供在X-Y(或θ-R)平面、X-Z(或θ-Z)平面和Y(或R)-Z平面中的一個或多個中，其中每一個平面上的多個目標用於驗證先前感應到的目標的位置，提高自動教學過程的準確性。

現在參考圖17A-19E，根據本公開的一個或多個態樣中，視覺系統，例如視覺系統530A(見圖5A)、530B(見圖5B)包括至少一個距離測量感測器1700。雖然距離測量感測器1700是關於視覺系統530A描述的，應該理解的是，至少一個距離測量感測器1700和附加的成像感測器可以安裝到運輸臂11013TA以與視覺系統530B一起使用，以便附加的成像感測器和距離測量感測器1700形成視覺系統530B的一部分。在又一態樣中，至少一個距離測量感測器安裝在可拆卸模組夾具600的框架710上，以便由保持框架710的末端執行器420A、420B、502承載和運輸。至少一個距離測量感測器1700在與至少一個可移動成像感測器571-574、750-752的視場FOV實質上對準的距離感測方向1777上感距離測量離，使視場FOV和距離感測方向實質上與相對於彼此(參見圖17A-19E)準直。這裡，在一個或多個態樣中，視場FOV和距離感測方向1777相對於彼此在末端執行器420A、420B、502之前的垂直平面VP(圖18A、18B)中觀察和感測實質上準直。在一個或多個態樣中，視場FOV’和距離感測方向1777’(參見圖19D)相對於彼此在到臂運動路徑的切線方向(參見圖19D，其中例如，切線方向在X方向上)中觀察和感測實質上準直，該臂運動路徑沿著工件運輸路徑從裝載埠模組11005朝向站固定裝置870、11010、11030延伸可移動運輸臂。

在一態樣中，距離測量感測器1700與感測器571、572、751中的至少一個整合，例如其中感測器571、572、751中的至少一個是飛行時間相機；而在其他態樣中，距離測量感測器1700與感測器571、572、751分開並且包括任何合適的雷射和/或超音波(聲波)距離測量系統或任何其他合適的距離測量系統，包括但不限於超音波感測器、紅外感測器、飛行時間感測器和光達(Light Detection and Ranging；LIDAR)感測器。距離測量感測器1700用於在找到站固定裝置870、11010、11030的位置時驗證至少站固定裝置870、11010、11030的位置。距離測量感測器1700也被採用，在一個或更多態樣中，解析運輸臂11013TA軌跡/路徑規劃中的障礙物，使運輸臂11013TA能夠繞過運輸機器人工作空間內的任何障礙物。本公開的該態樣向基板處理裝置的控制器11091和/或操作員提供關於運輸機器人工作空間和任何運輸機器人11013移動和/或其中運輸機器人11013的命令的反饋。

在這態樣中，具有距離測量感測器1700的視覺系統530B(圖17A-19E中僅示出了其中的一部分)形成了尋路系統1710，其可以與所描述的感測器-目標耦合結合使用或獨立於感測器-目標耦合使用。尋路系統1710被配置為利用控制器11091將運輸機器人工作空間內的運輸機器人11013從一個教學位置引導至另一教學位置。如圖17A-18B中所示，距離測量感測器1700與面向前的感測器571、572中的一個或多個配對；然而，在其他態樣中，距離測量感測器1700(可以有多個)與成像感測器571-574、750-752中的任何一個或多個配對以提供Z-X(或θ)平面、R(或Y)-X(或θ)平面和Z-Y(或R)平面中的任何一個或多個的感測器配對。尋路系統1710可以安裝到運輸機器人11013和/或可拆卸模組夾具600的任何合適的位置。例如，如圖18A所示，尋路系統1710以任何合適的方式安裝到運輸臂11013TA上，以便面向前方(例如，沿著運輸臂11013TA的延伸軸)；而在其他態樣中，尋路系統1710以任何合適的方式安裝到Z驅動柱380以面向向前方向(例如，沿著運輸臂11013TA的延伸軸Y或R)。如上所述，在其他態樣中，可以沿著運輸機器人11013的其他運動軸提供附加的距離測量裝置和成像感測器對/耦合。

在一態樣中，控制器11091用於操作員提供對尋路系統1710的感興趣區域1800(例如，在視場FOV內)的一個或多個選擇。感興趣區域1800可以以任何合適的方式選擇以對應於例如不被運輸臂11013TA阻擋的視場FOV的區域、對應於末端執行器延伸透過的處理站的槽閥的Z高度，等。感興趣區域的選擇還可以減少影像處理時間。

還參照圖20，控制器11091可通訊地連接到至少一個距離測量感測器1700並且被配置為經由來自至少一個距離測量感測器1700的距離測量來以在運動中的可移動運輸臂11013TA檢測站固定裝置870、11010、11030的開口888，使末端執行器420A、420B、502能夠相對於到站教學位置的開口888的控制器運動，或者末端執行器420A、420B、502的運動路徑中的障礙物的控制器運動。在操作中，運輸機器人11013被告知基板處理裝置特徵/部件的基線位置(例如儲存在控制器11091的記憶體1915中的或可由控制器11091存取並從基板處理系統的CAD模型獲得的)。控制器11091命令運輸機器人11013在運輸機器人工作空間1900內移動，使運輸機器人11013利用尋路系統1710掃描運輸機器人工作空間1900以創建運輸機器人工作空間1900的地圖1910(圖19A)(圖20，方塊2000)。此處，任何合適的影像識別算法藉由控制器11091被採用來確定處理裝置特徵/部件(例如裝載埠模組11005、真空裝載隔絕室11010和處理模組11030)相對於運輸機器人11013驅動器367、362、380D、425的編碼器(參見例如圖3)位置的空間位置。在一態樣中，站固定裝置870、11010、11030和/或裝載埠模組11005的數量(圖20，方塊2010)透過運輸機器人工作空間1900的掃描被驗證。每一個處理裝置特徵/部件的空間位置的地圖1910被儲存在控制器11091的記憶體1915中或控制器11091可存取的記憶體1915中，其中地圖1910可以由控制器11091檢索，例如在控制器11091向運輸機器人11013發出移動命令的情況下(例如，用於路徑/軌跡規劃)。地圖1910的準確度可以根據需要透過增加距離測量感測器1700的解析和調諧來增加，其中尋路系統1710的解析越大，計算地圖1910的容許誤差越小。

在一個或多個態樣中，地圖1910用於至少部分地向運輸機器人11013教學處理裝置特徵/部件的位置。例如，運輸機器人11013被控制器11091命令移動到基線位置(如本文所述)或所需處理裝置特徵/部件的映射位置(如包括在地圖1910中)，例如圖19A中所示的站固定裝置(真空裝載隔絕室)11010，以驗證該位置站固定裝置11010相對於站固定裝置11010的基線位置和/或站固定裝置11010在地圖1910中的位置(圖20，方塊2020)的定位。在運輸機器人11013的指令位置與站固定裝置11010的實際位置不對應的情況下，如由來自尋路系統1710的資訊所確定的，控制器命令運輸機器人11013移動，使尋路系統1710掃描轉移機器人工作空間在命令位置附近以檢測站固定裝置11010的實際位置。在一個或多個態樣中，來自尋路系統1710的資訊由控制器11091實質上實時地處理(例如，在30毫秒或更短)。例如，參考在圖19A和19B中，控制器11091命令運輸機器人11013在X方向上移動以掃描站固定裝置11010的開口(或門/狹縫閥)888，其可以在視場中被部分地檢測到(並且被識別作為尋路系統1710在命令位置(見圖19)中的“潛在站”(圖19A))。運輸機器人11013在X方向上移動直到站固定裝置11010的開口888實質上在如圖19B所示在X方向上的視場FOV(或感興趣區域1800)內以提供更新的(校正的)站固定裝置11010的X位置資訊。運輸機器人11013也在Z方向上被命令(見圖19C和19D)，使站固定裝置11010在Z方向上的開口888在視場FOV內(或感興趣區域1800)以提供站固定裝置11010的更新(校正)Z位置資訊。校正的X和Z位置被控制器11091使用來更新地圖1910。

在一個或多個態樣中，採用站固定裝置11010的映射位置、模擬載體夾具510A、510B和可拆卸模組夾具600中的一個或多個被用於進一步向運輸機器人教學站固定裝置11010的位置11013並進一步改良地圖1910。在該示例中，模擬載體夾具510A、510B在一個或多個裝載埠模組11005處被採用以實質上類似於本文所述的方式改良相應裝載埠的映射位置(至少參見圖9A)(圖20，方塊2030)。可拆卸模組夾具600從模擬載體夾具510A、510B拆卸並且被用於以與本文所述的方式實質上相似的方式進一步改良站固定裝置11010(或基板處理工具的任何其他站固定裝置)的映射位置(至少參見圖9B)(圖20，方塊2030)。

如圖19A-19E所示，尋路系統1710為運輸機器人11013的運動(圖20，方塊2040)提供實時感測反饋，例如運輸機器人11013到和從處理裝置特徵/部件拾取和放置基板的位置。例如，尋路系統1710在運輸機器人11013移動期間可操作以檢測可能存在於計劃路徑/軌跡內的障礙物。障礙物的檢測使控制器11091修改路徑/軌跡以避免障礙物。在圖19A-19E中所示的例子中，障礙物是微型環境11060的牆壁。從圖19A到圖19E的機器人移動的進展可以看出，運輸機器人11013沿著機器人路徑/軌跡移動，該路徑/軌跡由尋路系統(至少在Y(或R)方向到教學位置(圖19E)驗證，該教學位置提供末端執行器420A、420B延伸透過站固定裝置11010的開口888以拾取或放置基板。機器人路徑/軌跡的校正到教學位置可以由控制器11091基於由尋路系統1710檢測到的物體/障礙物在運行中做出。

根據本公開的一個或多個態樣中，提供了一種用於基板處理裝置的自動教學系統。自動教學系統包括：具有工件裝載站的框架，工件裝載站具有預定裝載站參考位置；機器人運輸裝置安裝在框架上，並具有：可移動運輸臂，其末端執行器具有預定末端執行器參考位置，以及驅動段，驅動可移動運輸臂相對於框架進行至少一個自由度運動；一種機器視覺系統，包括至少一個固定成像感測器和至少一個可移動地連接到框架並被配置為對機器視覺系統的至少一個目標成像的可移動成像感測器；裝載夾具設置為與工件裝載站可拆卸接合，至少一個固定成像感測器和至少一個可移動成像感測器都安裝到裝載夾具上，固定成像感測器相對於預定裝載體有預定姿態站參考位置，其中可移動運輸臂具有至少一個臂目標，該至少一個目標位於相對於預定末端執行器參考位置的預定位置，並且鑑於固定成像感測器與裝載夾具接合工件裝載站；並且其中可移動成像感測器在可移動成像感測器的基部上具有對齊特徵，該對齊特徵使可移動成像感測器在相對於預定末端執行器參考位置的預定位置對齊。

根據本公開的一個或多個態樣中，框架具有與裝載站分開的另一工件保持站，用於將工件保持在其上，另一工件保持站具有預定保持站參考位置。

根據本公開的一個或多個態樣中，自動教學系統還包括控制器，該控制器可通訊地連接到驅動段以移動可移動運輸臂並且可通訊地連接到至少一個固定成像感測器，該控制器是被配置為將可移動運輸臂移動到相對於裝載夾具的至少一個教學位置，並且利用至少一個固定成像感測器，在可移動運輸臂處於至少一個教學位置的情況下將至少一個臂目標成像，以便基於至少一個臂目標的影像，解析預定末端執行器參考位置和預定裝載站參考位置之間的偏移以及預定末端執行器參考位置之間的偏移。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個教學位置包括一系列的教學位置，每一個教學位置沿著至少一個臂目標的運動路徑彼此間隔預定距離由至少一個自由度的可移動運輸臂運動定義。

根據本公開的一個或多個態樣中，基於預定末端執行器參考位置和預定裝載站參考位置之間的被解析的偏移來確定預定距離。

根據本公開的一個或多個態樣中，在該系列的教學位置的每一個教學位置處將至少一個臂目標成像，其中該至少一個臂目標的影像包括沿著運動路徑的至少一個臂目標，並且其中偏移解析基於該系列的影像。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個臂目標具有體現預定特徵的預定標記，該預定特徵描述至少一個目標平面，由至少一個固定成像感測器成像，使偏移解析部分地基於至少一個臂目標的影像在工件裝載站的參考平面中。

根據本公開的一個或多個態樣中，可移動運輸臂具有多於一個的臂目標，其設置為使由至少一個固定成像感測器成像的每一個臂目標特徵化不同的偏移態樣，每一個臂目標對應於實現可移動運輸臂的至少一個自由度運動的驅動段的不同的相應驅動軸對，它們對應於工件裝載站的相應不同的參考平面，從而每一個不同的偏移態樣透過相應臂目標的分開的影像，並且偏移解析受已解析的不同的偏移態樣的組合的整體實現。

根據本公開的一個或多個態樣中，對應於至少一個臂目標中的第一個的不同的相應驅動軸對中的第一個與對應於至少一個臂目標中的第二個之不同的相應驅動軸對中的第二個共享驅動軸，其中不同的偏移態樣的第二個的解析確認或作為改良相對於對應於共享驅動軸的裝載站參考軸並且以至少一個臂目標中的第一個解析的第一偏移態樣的一部分。

根據本公開的一個或多個態樣中，可移動運輸臂具有設置的至少一個臂目標中的多於一個，使由至少一個固定成像感測器成像的每一個臂目標分別特徵化不同的偏移態樣，使至少一個臂目標中的第一個特徵化第一偏移態樣，並且至少一個臂目標中的第二個特徵化與第一偏移態樣不同的第二偏移態樣，並且其中分別由至少一個臂目標中的第一個和至少一個臂目標中的第二個定義的不同的特徵化被佈置為使第二偏移態樣的解析確認或作為改良第一偏移態樣的一部分，相對於裝載站參考軸，第一偏移態樣以至少一個臂目標中的第一個分開地被解析。

根據本公開的一個或多個態樣中，可移動運輸臂具有至少一個臂目標中的多於一個設置，使由至少一個固定成像感測器成像的每一個臂目標特徵化不同的偏移態樣，不同的偏移態樣的每一個驅動軸對應於實現可移動運輸臂的至少一個自由度運動的不同的相應至少一個驅動軸，其對應於工件裝載站的不同的相應參考軸，使每一個不同的偏移態樣是由相應臂目標的分開的影像解析，並且偏移解析透過分開地被解析的不同的偏移態樣的組合而整體實現。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器包括多於一個的固定成像感測器，每一個固定成像感測器具有不同的預定姿態，使每一個相應固定成像感測器的影像感測器平面對應於不同的相應裝載站參考平面，並且至少一個臂目標具有對應於每一個相應固定成像感測器的定向，使每一個固定成像感測器與相應臂目標形成對應於並包括相應固定影像感測器和相應臂的不同耦合目標。

根據本公開的一個或多個態樣中，裝載夾具被配置為模擬基板載體，其中模擬基板載體的前壁中的開口被佈置用於末端執行器透過前壁進入模擬基板載體，且所述至少一個固定成像感測器的視場面向所述裝載夾具前壁的開口。

根據本公開的一個或多個態樣中，當可移動運輸臂沿著延伸穿過開口的運動路徑工件裝載站並進入模擬基板載體接近時，至少一個臂目標設置為面向前壁和開口。

根據本公開的一個或多個態樣中，裝載夾具的開口定向在垂直平面中。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器被定位成在延伸穿過裝載夾具的開口的方向上將至少一個臂目標成像，使被解析的偏移釋放末端執行器穿過開口延伸到裝載夾具的內部。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器被定位成在延伸穿過裝載夾具的開口的方向上將至少一個臂目標成像，以便控制器基於被解析的偏移確認末端執行器入裝載夾具中的無障礙的臂延伸。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個固定成像感測器被定位成在與末端執行器穿過開口延伸到裝載夾具的內部的延伸路徑成交叉角延伸的交叉方向上將至少一個臂目標成像。

根據本公開的一個或多個態樣中，基於在延伸穿過開口的方向上的至少一個臂目標影像的影像，被解析的偏移操作以將至少一個臂目標對準另一漸進的教學位置，使基於交叉方向上的至少一個臂目標的影像的偏移解析漸進地解析已被解析的偏移。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個固定影像感測器被定位成在多於一個交叉方向上將至少一個臂目標成像，每一個交叉方向以交叉角延伸至末端執行器的延伸路徑以及延伸至彼此，每一個延伸路徑都用於沿著對應於由驅動段實現的臂運動的至少一個自由度的每一個自由度的相應軸漸進地解析被解析的偏移。

根據本公開的一個或多個態樣中，基部的對齊特徵具有接合特徵，該接合特徵接合末端執行器並且將至少一個可移動成像感測器相對於預定末端執行器參考位置對齊為處於預定姿勢中。

根據本公開的一個或多個態樣中，裝載夾具具有至少一個模擬工件保持槽，每一個模擬工件保持槽對應並代表工件裝載站處的工件載體的不同工件保持槽，並且定義了不同的預定裝載站參考位置中的一個。

根據本公開的一個或多個態樣中，該至少一個固定成像感測器被定位以將被設置在該末端執行器上、在由該末端執行器定義的晶圓平面上並在相對於預定末端執行器參考位置的預定位置中的至少一個末端執行器目標成像。

根據本公開的一個或多個態樣中，控制器基於來自至少一個固定成像感測器的末端執行器驗證或漸進地解析被解析的偏移，該至少一個固定成像感測器以末端執行器定位在至少一個模擬工件保持槽中的每一個內的晶圓平面將末端執行器目標影像進行成像。

根據本公開的一個或多個態樣中，所述至少一個可移動成像感測器的基部被保持在裝載夾具中並且被佈置用於承載和運輸至或從裝載夾具和具有末端執行器的框架的每一個保持站，並且至少一個可移動成像感測器具有至少一個可移動成像感測器，該至少一個可移動成像感測器安裝到基部，以便設置在末端執行器上，並且基部由末端執行器承載，並且位於相對於預定末端執行器參考位置的預定位置。

根據本公開的一個或多個態樣中，控制器被配置為移動可移動運輸臂並將基部與至少一個可移動成像感測器一起運輸到相對於另一工件保持站的站教學位置，並且利用末端執行器上的至少一個可移動成像感測器將具有相對於預定保持站參考位置的預定姿態的至少一個站目標成像，以基於以至少一個可移動成像感測器成像的至少一個站目標解析預定末端執行器參考位置和預定保持站之間的站偏移。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個教學位置包含一系列的教學位置，每一個教學位置沿著由在該至少一個自由度中的可移動運輸臂運動所定義的該至少一個站目標的運動路徑彼此間隔預定距離。

根據本公開的一個或多個態樣中，預定距離是基於該預定末端執行器參考位置和該預定保持站參考位置之間的該被解析的偏移確定的。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個站目標被成像在該系列的教學位置的每一個教學位置，其中該至少一個站目標的該影像包含沿該運動路徑的該至少一個站目標的一系列的影像，並且其中該偏移解析基於該系列的影像。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個站目標具有體現預定特性的預定標記，該預定特性描述至少一個目標平面，由該至少一個可移動成像感測器成像，使該偏移基於該至少一個站目標的該影像在該另一工件保持站的參考平面中部分地解析。

根據本公開的一個或多個態樣中，另一工件保持站具有所設置該站目標中的多於一個，使由該至少一個固定成像感測器成像的每一個站目標特徵化不同的偏移態樣，每一個偏移態樣對應於實現該可移動運輸臂的該至少一個自由度運動的該驅動段的不同的相應驅動軸對，該不同的相應驅動軸對對應於該另一工件保持站的不同的相應參考平面，使每一個不同的偏移態樣透過該相應站目標的分開的影像被解析，並且偏移解析透過被解析的該不同的偏移態樣的組合整體實現。

根據本公開的一個或多個態樣中，對應於至少一個站目標中的第一個的不同的相應驅動軸對中的第一個與對應於至少一個站目標中的第二個的不同的相應驅動軸對中的第二個共享驅動軸，其中不同的偏移態樣的第二個的解析確認或作為改良相對於對應於共享驅動軸的保持站參考軸並且以至少一個站目標中的第一個解析的第一偏移態樣的一部分。

根據本公開的一個或多個態樣中，另一工件保持站具有設置的至少一個站目標中的多於一個，使由至少一個可移動成像感測器成像的每一個站目標分別特徵化不同的偏移態樣，使至少一個站目標中的第一個特徵化第一偏移態樣，並且至少一個站目標中的第二個特徵化與第一偏移態樣不同的第二偏移態樣，並且其中分別由至少一個站目標中的第一個和至少一個站目標中的第二個定義的不同的特徵化被佈置為使第二偏移態樣的解析確認或作為改良第一偏移態樣相對於保持站參考軸的一部分，第一偏移態樣以至少一個站目標中的第一個分開地解析。

根據本公開的一個或多個態樣中，另一工件保持站具有所設置該至少一個站目標中的多於一個，使由該至少一個可移動成像感測器成像的每一個站目標特徵化不同的偏移態樣，每一個偏移態樣對應於實現該可移動運輸臂的該至少一個自由度運動的不同的相應至少一個驅動軸，該不同的相應至少一個驅動軸對應於該另一工件保持站的不同的相應參考軸，使每一個不同的偏移態樣透過相應站目標的分開的影像被解析，並且偏移解析透過分開地被解析的該不同的偏移態樣的組合整體實現。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個可移動成像感測器包括多於一個的可移動成像感測器，每一個可移動成像感測器具有不同的預定姿態，使每一個相應可移動成像感測器的影像感測器平面對應於不同的相應保持站參考平面，並且至少一個站目標具有對應於每一個相應可移動成像感測器的定向，使每一個可移動成像感測器與相應站目標形成不同的耦合，所述不同的耦合對應並包括相應固定影像感測器和相應站目標。

根據本公開的一個或多個態樣中，另一工件保持站在另一工件保持站的前壁中具有開口，該開口被佈置用於末端執行器透過前壁進入另一工件保持站，所述至少一個可移動成像感測器的視場面向另一工件保持站的前壁中的開口。

根據本公開的一個或多個態樣中，當可移動運輸臂沿著延伸穿過開口到另一工件保持站的運動路徑接近時，至少一個站目標設置為面向前壁和開口。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個可移動成像感測器被定位成在延伸穿過另一工件保持站的開口的方向上成像至少一個站目標，使被解析的偏移穿過開口釋放末端執行器的延伸到另一工件保持站的內部中。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個可移動成像感測器被定位成在延伸穿過另一工件保持站的開口的方向上成像至少一個站目標，使控制器根據被解析的偏移，確認末端執行器入另一工件保持站的內部的無障礙的臂延伸。

根據本公開的一個或多個態樣中，至少一個可移動成像感測器被定位成在與末端執行器穿過開口延伸到另一工件保持站的內部的延伸路徑成交叉角延伸的交叉方向上將至少一個站目標成像。

根據本公開的一個或多個態樣中，基於在延伸穿過開口的方向上的至少一個站目標影像的影像，被解析的偏移操作以將至少一個站目標對準另一漸進的教學位置，使基於交叉方向上的至少一個站目標的影像的偏移解析漸進地解析已被解析的偏移。

根據本公開的一個或多個態樣中，自動教學系統還包括安裝在基部上的至少一個距離測量感測器，以便由保持基部的末端執行器承載和運輸，其中至少一個距離測量感測器在與至少一個可移動成像感測器的視場實質對準的距離感測方向上感距離測量離，使視場和距離感測方向相對於彼此實質準直。

根據本公開的一個或多個態樣中，視場和距離感測方向相對於在末端執行器前方的垂直平面中觀察和感測的彼此實質準直。

根據本公開的一個或多個態樣中，在與沿從裝載站朝向另一工件保持站的工件運輸路徑延伸可移動運輸臂的臂運動路徑相切的方向上觀察和感測，視場和距離感測方向相對於彼此實質準直。

根據本公開的一個或多個態樣中，控制器可通訊地連接到至少一個距離測量感測器並且被配置為經由來自至少一個距離測量感測器的距離測量以在運動中運輸臂來檢測，另一工件保持站的開口或者末端執行器的運動路徑中的障礙物，另一工件保持站使末端執行器能夠相對於到站教學位置的開口進行控制器運動。

根據本公開的一個或多個態樣中，距離測量感測器是超音波感測器、紅外感測器、飛行時間感測器和光達感測器中的至少一個。

應當理解，前述描述僅是對本公開內容的態樣的說明。在不脫離本公開的態樣的情況下，本領域技術人員可以設計各種替代和修改。因此，本公開的各態樣旨在包括落入所附的任何請求項的範圍內的所有此類替代、修改和變化。此外，在相互不同的從屬或獨立請求項中陳述不同特徵的僅僅事實並不表示不能有利地使用這些特徵的組合，這樣的組合仍在本公開的態樣的範圍內。

12:界面段 15:運輸臂 18B:運輸室模組 18i:運輸室模組 26B:運輸裝置 26i:運輸裝置 30i:工件站 30S1:工件支撐件/擱板 30S2:工件支撐件/擱板 56:裝載隔絕室定模組、裝載隔絕室 56A:裝載隔絕室定模組、裝載隔絕室 56S:工件支撐件/擱板 56S1:工件支撐件/擱板 56S2:工件支撐件/擱板 214:線性滑動臂 216:蛙腿式臂 217:蛙式臂 218:雙對稱臂 362:驅動器 363:托架 363S:滑動體或托架 367:驅動器 367T:傳動裝置 380:Z驅動柱 380D:驅動馬達 380T:傳動裝置 389:驅動段 380D:驅動器 412:站 416:運輸室 420:滑動體 420A:末端執行器 420B:末端執行器 425:驅動器 450:感測器 451:感測器 460:旋轉卡盤或旋轉器(對準器) 479:末端執行器參考位置 499:對準系統 500:自動教學裝置 501:基板運輸裝置 502:末端執行器 510A:模擬載體夾具 510B:模擬載體夾具 520:固定目標 521:固定目標 522:固定目標 523:固定目標 530A:視覺系統 530B:視覺系統 540:檢測特徵或目標 541:檢測特徵或目標 542:檢測特徵或目標 550:框架 551:內部腔室 552:可拆卸的門 555:延伸路徑 571:可移動成像感測器 572:可移動成像感測器 573:可移動成像感測器 574:可移動成像感測器 581:感測器 582:感測器 583:感測器 598:公共平面 600:可拆卸模組夾具 610:模擬工件保持槽 611:模擬工件保持槽 612:模擬工件保持槽 615:上表面 616:下表面 627:運動學耦合器 636:開口 637:前壁 647:紅外收發器 666:手柄 678:基板平面 679:中心線 681:傾斜計(或傾斜感測器)感測器 682:基板放置驗證感測器 683:基板放置驗證感測器 685:電源連接 686:通訊連接 697:對準基準 698:目標 699:驗證基板 699S:表面 710:框架 710F:對齊特徵 710R:圓角部分 710T:截斷部分 720:感測器外殼 720B:懸臂、突出部或探針部分 733:記憶體 734:處理器 735:電池電源 736:孔 750:可移動成像感測器 750L:照明源 751:可移動成像感測器 751L:照明源 752:可移動成像感測器 752L:照明源 777:紅外收發器 778:顯示器 779:傾斜感測器 798:中心 800:目標 801:外部區域 802:內部區域 803:中間區域 810:長度 810’:距離 811:寬度、距離 811’:距離 812:長度 812’:距離 813:寬度/距離 813’:距離 820:厚度 820’:距離 820”:距離 821:厚度 821’:距離 821”:距離 822:距離 822’:距離 822”:距離 823:距離 823’:距離 823”:距離 840:背景 870:站固定裝置 871:檢測特徵或目標 888:開口 901:方塊 905:方塊 910:方塊 915:方塊 920:方塊 930:方塊 935:方塊 940:方塊 945:方塊 950:方塊 1100:基板保持特徵(被動夾具或主動夾具) 1101:基板保持特徵(被動夾具或主動夾具) 1102:基板保持特徵(被動夾具或主動夾具) 1120:檢測特徵或目標 1121:可旋轉卡盤 1199:站固定裝置參考位置 1201:檢測特徵或目標 1202:檢測特徵或目標 1300:可拆卸模組夾具 1301:視覺系統 1302:感測器 1303:感測器 1304:感測器 1310:運動感測器系統 1700:距離測量感測器 1710:尋路系統 1777:距離感測方向 1777’:距離感測方向 1800:感興趣區域 1900:運輸機器人工作空間 1910:地圖 1915:記憶體 2000:方塊 2010:方塊 2012:工具界面段 2020:方塊 2030:方塊 2040:方塊 2050:界面 2530:運輸車 2060:界面 2070:界面 2099:線性處理系統 3000:線性處理工具 3000A:運輸室 3000B:運輸室 3000C:運輸室 3001:線性處理工具 3002:線性處理工具 3003:線性處理工具 3010:集群工作站 3011:集群工作站 3012:集群工作站 3013:集群工作站 3018:轉移室模組 3018A:轉移室模組 3018I:轉移室模組 3018J:轉移室模組 3020:轉移室模組、運輸室 3021:轉移室模組、運輸室 3023:運輸機器人 3030:真空隧道 3030A-3030n:真空隧道模組 3030E1:端部 3030E2:端部 3033:運輸機器人 3080:運輸車引導件 3081:馬達部件 3090:連接埠 11000:大氣前端 11005:裝載埠模組(工件裝載站) 11005L:預定裝載站參考位置 11010:真空裝載隔絕室、站固定裝置 11011:對準器 11013:運輸機器人 11014:運輸機器人 11013TA:可移動運輸臂 11020:真空後端 11025:運輸室 11030:處理模組、站固定裝置 11040:裝載埠 11050:基板盒 11060:微型環境 11060F:框架 11090:半導體工具站 11091:控制器 FOV:視場 FOV’:視場 PM:處理模組 R:延伸軸 S:基板 VP:垂直平面 Y:延伸軸

結合圖式在以下描述中解釋本公開的上述態樣和其他特徵，其中：

[圖1A、1B、1C和1D]是結合本公開的態樣的基板處理裝置的示意圖；

[圖2A、2B、2C和2D]是結合本公開的態樣的基板處理裝置的示意圖；

[圖2E、2F、2G和2H]是根據本公開的態樣的圖1A-2D的基板處理裝置的基板運輸機器人的示例性運輸臂的示意圖；

[圖3]是圖1A-2D結合了本公開的態樣的基板處理裝置的一部分的示意圖；

[圖4A和4B]是結合本公開內容的態樣的圖3中所示的基板處理裝置的一部分的示意圖。

[圖5A]是根據本公開的態樣並與本文所述的基板處理裝置一起使用的自動教學裝置的示意圖；

[圖5B]是根據本公開的態樣並與本文所述的基板處理裝置一起使用的自動教學裝置的示意圖；

[圖6A、6B、6C、6D和6E]是根據本公開的態樣的圖5B的自動教學裝置的部分的示意圖；

[圖6F]是根據本公開的態樣的圖5A和5B的自動教學裝置的一部分的示意圖；

[圖7、7A和7B]是根據本公開的態樣的圖5A和5B的自動教學裝置的示例性目標的示意圖；

[圖8A、8B、8C、8D、8E和8F]是根據本公開的態樣的圖5A和5B的自動教學裝置的一部分的示意圖；

[圖9A]是根據本公開的態樣的方法的流程圖；

[圖9B]是根據本公開的態樣的方法的流程圖；

[圖10]是根據本公開的態樣的相對於目標的感測器視場的示意圖；

[圖11]是結合本公開的態樣的本文所述的基板處理裝置的站固定裝置的一部分的示意圖。

[圖12A和12B]是結合本公開的態樣的本文所述的基板處理裝置的站固定裝置的部分的示意圖；

[圖13、14、15和16]是根據本公開的態樣的圖5A和5B的自動教學裝置的一部分的示意圖；

[圖17A、17B、18A、18B]是根據本公開的態樣的圖5A和5B的自動教學裝置的一部分的示意圖；

[圖19A、19B、19C、19D和19E]是結合本公開的態樣的本文所述的基板處理裝置的一部分的示意圖；和

[圖20]是根據本公開的態樣的方法的流程圖。

500:自動教學裝置

501:基板運輸裝置

502:末端執行器

510A:模擬載體夾具

511:傾斜

512:旋轉

520:固定目標

521:固定目標

522:固定目標

523:固定目標

530A:視覺系統

550:框架

551:內部腔室

555:延伸路徑

571:可移動成像感測器

572:可移動成像感測器

573:可移動成像感測器

574:可移動成像感測器

598:公共平面

636:開口

Claims (46)

1. 一種基板處理裝置的自動教學系統，該自動教學系統包含： 框架，具有工件裝載站，該工件裝載站具有預定裝載站參考位置； 機器人運輸工具，被安裝到該框架上並具有： 可移動運輸臂，具有末端執行器，該末端執行器具有預定末端執行器參考位置，以及 驅動段，相對於該框架以至少一個自由度運動驅動該可移動運輸臂； 機器視覺系統，包括至少一個固定成像感測器和可拆卸地連接到該框架並被配置為成像該機器視覺系統的至少一個目標的至少一個可移動成像感測器兩者； 裝載夾具，設置為以該至少一個固定成像感測器和該至少一個可移動成像感測器兩者安裝到該裝載夾具與該工件裝載站可拆卸地接合，該固定成像感測器相對於該預定裝載站參考位置具有預定姿態，其中該可移動運輸臂具有該至少一個目標的至少一個臂目標，在相對於該預定末端執行器參考位置的預定位置中並且在該固定成像感測器以該裝載夾具與該工件裝載站接合的視野中；以及 該可移動成像感測器在該可移動成像感測器的基部上具有對齊特徵，其在相對於該預定末端執行器參考位置的預定位置中對齊該可移動成像感測器。
2. 如請求項1之自動教學系統，其中該框架具有與該裝載站分開的另一工件保持站，用於將工件保持在其上，該另一工件保持站具有預定保持站參考位置。
3. 如請求項1之自動教學系統，更包含控制器，該控制器可通訊地連接到該驅動段以移動該可移動運輸臂並且可通訊地連接到該至少一個固定成像感測器，該控制器被配置為將該可移動運輸臂移動到相對於該裝載夾具的至少一個教學位置，並利用該至少一個固定成像感測器成像在該至少一個教學位置中具有該可移動運輸臂的該至少一個臂目標，以基於該至少一個臂目標的該影像解析在該預定末端執行器參考位置和該預定裝載站參考位置之間的偏移以及在該預定末端執行器參考位置和該可移動成像感測器的該基部的該對齊特徵之間偏移。
4. 如請求項3之自動教學系統，其中該裝載夾具被配置為模擬基板載體，在該模擬基板載體的前壁中具有開口，該開口被佈置用於穿過該前壁進入該模擬基板載體的末端執行器入口，以及該至少一個固定成像感測器面向該裝載夾具的該前壁中的該開口之視場。
5. 如請求項4之自動教學系統，其中當該可移動運輸臂沿著延伸穿過該開口到該工件裝載站和進入該模擬基板載體的入口之該運動路徑接近時，該至少一個臂目標被設置為面對該前壁和該開口。
6. 如請求項4之自動教學系統，其中該裝載夾具的該開口被定向在垂直平面中。
7. 如請求項4之自動教學系統，其中該至少一個固定成像感測器被定位以在延伸穿過該裝載夾具的該開口的方向上將該至少一個臂目標成像，使該被解析的偏移釋放穿過該開口入該裝載夾具的內部之末端執行器延伸。
8. 如請求項4之自動教學系統，其中該至少一個固定成像感測器被定位以在延伸穿過該裝載夾具的該開口的方向上將該至少一個臂目標成像，使該控制器基於該被解析的偏移確認該末端執行器入該裝載夾具的內部的無障礙的臂延伸。
9. 如請求項4之自動教學系統，其中該至少一個固定成像感測器被定位以在與延伸穿過該開口進入該裝載夾具的內部的該末端執行器的延伸路徑成交叉角延伸的交叉方向上將該至少一個臂目標成像。
10. 如請求項4之自動教學系統，其中基於該至少一個臂目標影像在延伸穿過該開口的該方向上的該影像，該被解析的偏移操作以將該至少一個臂目標對準另一漸進教學位置，使基於該交叉方向上的該至少一個臂目標的該影像的偏移解析漸進地解析該已被解析的偏移。
11. 如請求項3之自動教學系統，其中該至少一個固定成像感測器被定位以將被設置在該末端執行器上、在由該末端執行器定義的晶圓平面上並在相對於該預定末端執行器參考位置的預定位置中的至少一個末端執行器目標成像。
12. 如請求項11之自動教學系統，其中該控制器基於來自該至少一個固定成像感測器的該末端執行器目標影像驗證或漸進地解析該被解析的偏移，該至少一個固定成像感測器以該末端執行器定位在該至少一個模擬工件保持槽中的每一個內的該晶圓平面將該末端執行器目標影像成像。
13. 如請求項3之自動教學系統，其中該控制器被配置為移動該可移動運輸臂並將該基部與該至少一個可移動成像感測器一起運輸到相對於該另一工件保持站的站教學位置，並且利用該末端執行器上的該至少一個可移動成像感測器將具有相對於該預定保持站參考位置的預定姿態的至少一個站目標成像，以基於以該至少一個可移動成像感測器成像的該至少一個站目標解析該預定末端執行器參考位置和該預定保持站參考位置之間的站偏移。
14. 如請求項13之自動教學系統，其中該至少一個教學位置包含一系列的教學位置，每一個教學位置沿著由在該至少一個自由度中的可移動運輸臂運動所定義的該至少一個站目標的運動路徑彼此間隔預定距離。
15. 如請求項14之自動教學系統，其中該預定距離基於該預定末端執行器參考位置和該預定保持站參考位置之間的該被解析的偏移確定。
16. 如請求項14之自動教學系統，其中該至少一個站目標被成像在該系列的教學位置的每一個教學位置，其中該至少一個站目標的該影像包含沿該運動路徑的該至少一個站目標的一系列的影像，並且其中該偏移解析基於該系列的影像。
17. 如請求項13之自動教學系統，其中該至少一個站目標具有體現預定特性的預定標記，該預定特性描述至少一個目標平面，由該至少一個可移動成像感測器成像，使該偏移基於該至少一個站目標的該影像在該另一工件保持站的參考平面中部分地解析。
18. 如請求項13之自動教學系統，其中該另一工件保持站具有所設置該站目標中的多於一個，使由該至少一個可移動成像感測器成像的每一個站目標特徵化不同的偏移態樣，每一個偏移態樣對應於實現該可移動運輸臂的該至少一個自由度運動的該驅動段的不同的相應驅動軸對，該不同的相應驅動軸對對應於該另一工件保持站的不同的相應參考平面，使每一個不同的偏移態樣透過該相應站目標的分開的影像被解析，並且偏移解析透過被解析的該不同的偏移態樣的組合整體實現。
19. 如請求項18之自動教學系統，其中對應於該至少一個站目標中的第一個的不同的相應驅動軸對中的第一個與對應於該至少一個站目標中的第二個的該不同的相應驅動軸對中的第二個共享驅動軸，其中該不同的偏移態樣中的第二個的解析確認或作為改良相對於對應於共享的該驅動軸的保持站參考軸並以該至少一個站目標中的該第一個被解析之第一偏移態樣的一部分。
20. 如請求項13之自動教學系統，其中該另一工件保持站具有所設置該至少一個站目標中的多於一個，使由該至少一個可移動成像感測器成像的每一個站目標分別特徵化不同的偏移態樣，使該至少一個站目標中的第一個特徵化第一偏移態樣，並且該至少一個站目標中的第二個特徵化與該第一偏移態樣不同的第二偏移態樣，並且其中由該至少一個站目標中的該第一個和該至少一個站目標中的該第二個分別定義的不同的特徵化被佈置成使該第二偏移態樣的解析確認或作為改良相對於負載站參考軸的該第一偏移態樣的一部分，該第一偏移態樣以該至少一個站目標中的該第一個分開地被解析。
21. 如請求項13之自動教學系統，其中該另一工件保持站具有所設置該至少一個站目標中的多於一個，使由該至少一個可移動成像感測器成像的每一個站目標特徵化不同的偏移態樣，每一個偏移態樣對應於實現該可移動運輸臂的該至少一個自由度運動的不同的相應至少一個驅動軸，該不同的相應至少一個驅動軸對應於該另一工件保持站的不同的相應參考軸，使每一個不同的偏移態樣透過相應站目標的分開的影像被解析，並且偏移解析透過分開地被解析的該不同的偏移態樣的組合整體實現。
22. 如請求項13之自動教學系統，其中該至少一個可移動影像感測器包含多於一個的可移動影像感測器，每一個可移動影像感測器具有不同的預設姿態，使每一個相應可移動影像感測器的影像感測器平面對應不同的相應保持站參考平面，並且該至少一個站目標具有對應於每一個相應可移動成像感測器的定向，使每一個可移動成像感測器與相應站目標形成對應並包含該相應固定影像感測器和該相應站目標之不同的耦合。
23. 如請求項13之自動教學系統，其中該另一工件保持站在該另一工件保持站的前壁中具有開口，該開口被佈置用於穿過該前壁進入該另一工件保持站的末端執行器入口，以及該至少一個可移動成像感測器面向該另一工件保持站的該前壁中的該開口之視場。
24. 如請求項23之自動教學系統，其中當該可移動運輸臂沿著延伸穿過該開口到該另一工件保持站的運動路徑接近時，該至少一個站目標被設置為面對該前壁和該開口。
25. 如請求項23之自動教學系統，其中該至少一個可移動成像感測器被定位以在延伸穿過該另一工件保持站的該開口的方向上將該至少一個站目標成像，使該被解析的偏移釋放穿過該開口入另一工件保持站的內部之末端執行器延伸。
26. 如請求項23之自動教學系統，其中該至少一個可移動成像感測器被定位以在延伸穿過該另一工件保持站的該開口的方向上將該至少一個站目標成像，使該控制器基於該被解析的偏移確認該末端執行器進入該另一工件保持站的內部的無障礙的臂延伸。
27. 如請求項23之自動教學系統，其中該至少一個可移動成像感測器被定位以在與延伸穿過該開口進入該另一工件保持站的內部的該末端執行器的延伸路徑成交叉角延伸的交叉方向上將該至少一個站目標成像。
28. 如請求項23之自動教學系統，其中基於該至少一個站目標影像在延伸穿過該開口的該方向上的該影像，該被解析的偏移操作以將該至少一個站目標對準另一漸進教學位置，使基於該交叉方向上的該至少一個站目標的該影像的偏移解析漸進地解析該已被解析的偏移。
29. 如請求項1之自動教學系統，其中該至少一個教學位置包含一系列的教學位置，每一個教學位置沿著由在該至少一個自由度中的可移動運輸臂運動所定義的該至少一個臂目標的運動路徑彼此間隔預定距離。
30. 如請求項29之自動教學系統，其中該預定距離基於該預定末端執行器參考位置和該預定裝載站參考位置之間的該被解析的偏移確定。
31. 如請求項29之自動教學系統，其中該至少一個臂目標被成像在該系列的教學位置的每一個教學位置處，其中該至少一個臂目標的該影像包含沿該運動路徑的該至少一個臂目標的一系列的影像，並且其中該偏移解析基於該系列的影像。
32. 如請求項1之自動教學系統，其中該至少一個臂目標具有體現預定特性的預定標記，該預定特性描述至少一個目標平面，由該至少一個固定成像感測器成像，使該偏移基於該至少一個臂目標的該影像在該工件裝載站的參考平面中部分地解析。
33. 如請求項1之自動教學系統，其中該可移動運輸臂具有所設置該臂目標中的多於一個，使由該至少一個固定成像感測器成像的每一個臂目標特徵化不同的偏移態樣，每一個偏移態樣對應於實現該可移動運輸臂的該至少一個自由度運動的該驅動段的不同的相應驅動軸對，該不同的相應驅動軸對對應於該工件裝載站的不同的相應參考平面，使每一個不同的偏移態樣透過該相應臂目標的分開的影像被解析，並且偏移解析透過被解析的該不同的偏移態樣的組合整體實現。
34. 如請求項33之自動教學系統，其中對應於該至少一個臂目標中的第一個的不同的相應驅動軸對中的第一個，與對應於該至少一個臂目標中的第二個的該不同的相應驅動軸對中的第二個共享驅動軸，其中該不同的偏移態樣中的第二個的解析確認或作為改良相對於對應於共享的該驅動軸的裝載站參考軸並以該至少一個臂目標中的該第一個被解析之第一偏移態樣的一部分。
35. 如請求項1之自動教學系統，其中該可移動運輸臂具有所設置該至少一個臂目標中的多於一個，使由該至少一個固定成像感測器成像的每一個臂目標分別特徵化不同的偏移態樣，使該至少一個臂目標中的第一個特徵化第一偏移態樣，並且該至少一個臂目標中的第二個特徵化與該第一偏移態樣不同的第二偏移態樣，並且其中由該至少一個臂目標中的該第一個和該至少一個臂目標中的該第二個分別定義的不同的特徵化被佈置成使該第二偏移態樣的解析確認或作為改良相對於負載站參考軸的該第一偏移態樣的一部分，該第一偏移態樣以該至少一個臂目標中的該第一個分開地被解析。
36. 如請求項1之自動教學系統，其中該可移動運輸臂具有所設置該至少一個臂目標中的多於一個，使由該至少一個固定成像感測器成像的每一個臂目標特徵化不同的偏移態樣，每一個偏移態樣對應於實現該可移動運輸臂的該至少一個自由度運動的不同的相應至少一個驅動軸，該不同的相應至少一個驅動軸對應於該工件裝載站的不同的相應參考軸，使每一個不同的偏移態樣透過相應臂目標的分開的影像被解析，並且偏移解析透過分開地被解析的該不同的偏移態樣的組合整體實現。
37. 如請求項1之自動教學系統，其中該至少一個固定成像感測器包含多於一個固定成像感測器，每一個固定成像感測器具有不同的預定姿態，使每一個相應固定成像感測器的影像感測器平面對應不同的相應裝載站參考平面，並且該至少一個臂目標具有對應於每一個相應固定成像感測器的定向，使每一個固定成像感測器與相應臂目標形成對應於並且包含該相應固定影像感測器和該相應臂目標之不同的耦合。
38. 如請求項1之自動教學系統，其中該至少一個固定影像感測器被定位以在多於一個交叉方向上將該至少一臂目標成像，每一個交叉方向以一交叉角延伸至該末端執行器和彼此的延伸路徑，每一個都用於沿著對應於由該驅動段實現的臂運動的該至少一個自由度的每一個自由度的相應軸漸進地解析該被解析的偏移。
39. 如請求項1之自動教學系統，其中該基部的對齊特徵具有接合特徵，該接合特徵接合該末端執行器並且將該至少一個可移動成像感測器相對於該預定末端執行器參考位置對齊在預定姿勢中。
40. 如請求項1之自動教學系統，其中該裝載夾具具有至少一個模擬工件保持槽，每一個模擬工件保持槽對應並代表在該工件裝載站的工件載體的不同工件保持槽，並定義該預定裝載站參考位置其中的不同的一個。
41. 如請求項1之自動教學系統，其中該至少一個可移動成像感測器的該基部被保持在該裝載夾具中，並被佈置成用於以該末端執行器到和從該裝載夾具和該框架的每一個保持站之承載和運輸，並且該至少一個可移動成像感測器具有安裝到該基部的至少一個可移動成像感測器，以在相對於該預定末端執行器參考位置的預定位置中以該基部由該末端執行器承載而被設置在該末端執行器上。
42. 如請求項1之自動教學系統，其中更包含安裝在該基部上的至少一距離測量感測器，以由保持該基部的該末端執行器承載和運輸，其中該至少一個距離測量感測器在與該至少一個可移動成像感測器的視場實質對準的距離感測方向上感測距離，使該視場和距離感測方向相對於彼此實質準直。
43. 如請求項42之自動教學系統，其中該視場和距離感測方向相對於彼此實質準直以在該末端執行器前方的垂直平面中觀察和感測。
44. 如請求項42之自動教學系統，其中該視場和距離感測方向相對於彼此實質準直以在與臂運動路徑相切的方向上觀察和感測，該臂運動路徑沿著從該裝載站朝向該另一工件保持站的工件運輸路徑延伸該可移動運輸臂。
45. 如請求項42之自動教學系統，更包含控制器，其中該控制器可通訊地連接到該至少一個距離測量感測器並且被配置為經由來自該至少一個距離測量感測器的距離測量以在運動中的該運輸臂來檢測該另一工件保持站的開口，使該末端執行器能夠相對於到該站教學位置的該開口或者在該末端執行器的該運動路徑中的障礙物進行控制器運動。
46. 如請求項42之自動教學系統，其中該距離測量感測器是超音波感測器、紅外感測器、飛行時間感測器和光達(Light Detection and Ranging；LIDAR)感測器中的至少一個。

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