TW202400493A - 基板輸送設備及方法 - Google Patents

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Abstract

一種基板輸送設備，包含輸送室、驅動部，機器手臂，該機器手臂在遠端具有末端效應器，該末端效應器配置成支撐基板並且連接到該驅動部，該驅動部在使該臂延伸和收縮的徑向方向上至少產生臂運動、一種成像系統，其具有安裝在預定位置的相機，以對該機器手臂的至少一部分成像，以及連接到該成像系統的控制器，以使移動到預定可重複位置的該臂成像，該控制器影響接近與該驅動軸的編碼器資料去耦的該可重複位置的該機器手臂的第一影像的拍攝，其中該控制器根據該第一影像與校準影像的比較來計算該機器手臂的位置變化，並且根據該位置變化來確定改變該機器手臂的該延伸位置的運動補償因子。

Description

基板輸送設備及方法
範例性實施例一般關於基板處理設備，並且更具體地，關於基板輸送設備。 相關申請案的交叉參照
本申請案是非臨時申請的，並請求2018年1月30日提交的美國臨時專利申請案第62/623,843號的優先權，其揭露內容藉由參照的方式整體併入本文中。
輸送室內的基板輸送機器人將基板在執行不同操作(如蝕刻、塗層等)的不同處理模組之間移動。例如，半導體裝置製造商和材料生產商使用的生產程序通常需要在基板處理設備中精確定位基板。基板的精確載置可能受到各種因素的阻礙，諸如，例如，熱效應。例如，基板輸送機器人的熱膨脹和收縮可以藉由例如機器人部件的熱膨脹或收縮來使基板的位置從所需位置移位。不考慮影響輸送機器人的這些各種因素的處理系統可能被基板的不準確載置所淹沒。
許多方法和設備已被用於為基板和基板輸送機器人的各種部件提供位置補償。在一種方法中，光學感測器被設置在，例如，輸送室中。當輸送機器人或基板經過光學感測器時，系統可以使用例如輸送機器人的馬達上的編碼器資料來確定相對於輸送機器人的末端效應器的基板的位置。基於檢測到的位置，系統可以校正基板位置誤差。基於編碼器資料來確定位置的程序是困難且麻煩的，並且可能使處理時間變慢。
隨著半導體裝置尺寸已經減少，增加的處理精確度是需要的，因此，提供一種基板處理設備，其提供具有與編碼器資料無關的位置補償的提高的精確度將是有利的。
及
圖1A-1D和5係根據所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意圖。儘管將參照圖式來描述所揭露實施例的各態樣，但是應當理解，所揭露實施例的各態樣可以用多種形式實施。此外，可以使用任何合適的尺寸、形狀或類型的元件或材料。
如下面將更詳細描述的，所揭露實施例的各態樣提供了包含成像系統500(圖5)的基板輸送設備125A-D(圖1A-1D)、510(圖5)，以供校正由於，例如，至少一個機器手臂210、210A、211、211A、212、213、214、215、216、217、218的熱效應(膨脹/收縮)的至少一個機器手臂210、210A、211、211A、212、213、214、215、216、217、218的位置誤差。在所揭露實施例的各態樣中，成像系統500的相機501(圖8-9)拍攝位於預定可重複位置650、650’(圖6)中的機器手臂210、210A、211、211A、212、213、214、215、216、217、218的至少部分580(圖6)的第一影像570(圖10)，並將第一影像570與儲存在，例如，控制器110中的校準影像590(圖10)進行比較，以確定在第一影像570和校準影像590之間的任何位置變化Δ PV(圖10)。例如，基板輸送設備125A-D、510的機器手臂210A、211A(或本文所述的任何其它機器手臂)是在預定可重複位置650、650’的工廠設定設置或「歸零」，以使機器手臂210A、211A可以一致地返回到「歸零」位置以位置變化Δ PV，如將在本文中進一步描述的。
基板處理設備100A、100B、100C、100D(諸如，例如半導體工具站中)係根據所揭露實施例的態樣顯示。儘管在圖式中顯示了半導體工具站，但是本文描述的揭露實施例的各態樣可以施加於採用機器人操縱器的任何工具站或應用。在一個態樣中，處理設備100A、100B、100C、100D被顯示為具有群集工具安排(例如，具有連接到中央室的基板保持台)，而在其它態樣中，該處理設備可以是線性排列的工具，然而，所揭露實施例的各態樣可以應用於任何合適的工具站。設備100A、100B、100C、100D通常包含大氣壓的前端101、至少一個真空裝載鎖102、102A、102B和真空後端103。至少一個真空裝載鎖102、102A、102B可以用任何合適的佈置連接到前端101和/或後端103的任何合適的埠或開口。例如，在一個態樣中，一或多個裝載鎖102、102A、102B可以用如圖1B-1C中可見的以並排佈置的方式佈置在共同的水平平面中。在其它態樣中，一或多個裝載鎖可以用網格形式來佈置，使得至少兩個裝載鎖102A、102B、102C、102D被排列成行(例如，具有間隔開的水平平面)和列(例如，具有間隔開的垂直平面)，如圖1E所示。在又其它態樣中，一或多個裝載鎖可以是如圖1A中所示的單一在線裝載鎖102。在又另一態樣中，至少一個裝載鎖102、102E可以以如圖1F中所示的在直線排列堆疊的佈置。應當理解的是，雖然在輸送室125A、125B、125C、125D的端部100E1或刻面100F1上顯示了裝載鎖，但是在其它態樣中，一或多個裝載鎖可以佈置在輸送室125A、125B、125C、125D的任意數量的側面100S1、100S2、端部100E1、100E2或者刻面100F1-100F8上。至少一個裝載鎖中之各者也可以包含一或多個晶圓/基板擱置平面WRP(圖1F)，其中該基板被保持在各裝載鎖內的合適支撐。在其它態樣中，工具站可以具有任何合適的配置。前端101、至少一個裝載鎖102、102A、102B和後端103中之各者的部件可以連接到控制器110，控制器110可以是任何合適的控制架構(諸如，例如，集群架構控制)的一部分。控制系統可以是封閉迴路控制器，其具有主控制器、集群控制器和自主遠端控制器，諸如2011年3月8日公告、標題為「Scalable Motion Control System」的美國專利號7,904,182中揭露的那些，其揭露內容藉由引用的方式整體併入本文。在其它態樣中，可以使用任何合適的控制器和/或控制系統。
在一個態樣中，前端101通常包含裝載埠模組105和微型環境106，諸如，例如，設備前端模組(EFEM)。裝載埠模組105可以是用於300 mm裝載埠、前開口或底部開口盒/艙和卡匣，符合SEMI標準E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9的工具標準(BOLTS)介面的開箱器/裝載器。在其它態樣中，裝載埠模組可以配置成200 mm晶圓/基板介面、450 mm晶圓/基板介面或任何其它合適的基板介面，諸如，例如，更大或更小的半導體晶圓/基板、用於平板顯示器的平板、太陽能板、十字線或任何其它合適的物體。雖然在圖1A-1D中顯示有三個裝載埠模組105，在其它態樣中，任何合適數量的裝載埠模組可以結合到前端101中。裝載埠模組105可以配置成從高架輸送系統、自動引導車輛、人類引導車輛、導軌導引車輛或從任何其它合適的輸送方法接收基板支架或卡匣C。裝載埠模組105可以透過裝載埠107與微型環境106連接。裝載埠107可以允許基板盒和微型環境106之間的基板通道。微型環境106通常包含任何合適的輸送機器人108，其可以包含本文所述的揭露實施例的一或多個態樣。在一個態樣中，機器人108可以是導軌安裝的機器人，諸如，例如，1999年12月14日公告的美國專利號6,002,840；2013年4月16日公告的美國專利號8,419,341；以及2010年1月19日公告的美國專利號7,648,327中所述的，其揭露內容藉由引用的方式整體併入本文。在其它態樣中，機器人108可以基本上類似於本文關於後端103描述的機器人。微型環境106可以提供受控的清潔區域供多個裝載埠模組之間的基板輸送。
至少一個真空裝載鎖102、102A、102B可以位於微型環境106和後端103之間並且連接到微型環境106和後端103。在其它態樣中，裝載埠105可以基本上直接耦接到至少一個裝載鎖102、102A、102B或輸送室125A、125B、125C、125D，其中基板支架C被泵送到真空的輸送室125A、125B、125C、125D，而基板直接在基板支架C和裝載鎖或輸送室之間輸送。在此態樣中，基板支架C可以用作裝載鎖，使得輸送室的處理真空延伸到基板支架C中。可以理解，在基板支架C透過合適的裝載埠基本上直接耦接到裝載鎖的情況下，可以在裝載鎖內提供任何合適的輸送設備，或者接近支架C，以將基板輸送到基板支架C和從基板支架C輸送基板。應注意，本文所用的用語「真空」可表示高真空，諸如10〜5托或更低，其中基板被處理。至少一個裝載鎖102、102A、102B通常包含大氣和真空槽閥。裝載鎖102、102A、102B的槽閥(以及用於基板站模組130)可以提供環境隔離，以用於在從大氣前端裝載基板之後撤離裝載鎖並且在放開鎖時，利用諸如氮氣的惰性氣體來保持輸送室中的真空。如本文將描述的，處理設備100A、100B、100C、100D的槽閥可以位於同一平面中，不同的垂直堆疊平面或位於同一平面中的槽閥的組合和位於不同垂直堆疊平面的槽閥(如上面關於裝載埠所述的)，以適應基板至少往來基板站模組130和耦接到輸送室125A、125B、125C、125D的裝載鎖102、102A、102B的輸送。至少一個裝載鎖102、102A、102B(和/或前端101)還可以包含對準器，以用於將基板的基準對準到用於處理的所需位置或任何其它合適的基板計量設備。在其它態樣中，真空裝載鎖可以位於處理設備的任何合適的位置並且具有任何合適的配置。
真空後端103通常包含輸送室125A、125B、125C、125D、一或多個基板站模組130和任何合適數量的基板輸送機器人104，其包含一或多個輸送機器人，並且可包含本文所述的揭露實施例的一或多個態樣。輸送室125A、125B、125C、125D可具有任何合適的形狀和尺寸，其例如，符合SEMI標準E72準則。基板輸送機器人104和一或多個輸送機器人將在下面進行描述，並且可以至少部分地位於輸送室中125A、125B、125C、125D，以在裝載鎖102、102A、102B(或位於裝載埠處之間的卡匣C)和各種基板站模組130之間輸送基板。在一個態樣中，基板輸送機器人104可以是從輸送室125A、125B、125C、125D移除，作為模組化單元，使得該基板輸送機器人104符合SEMI標準E72準則。
基板台模組130可以透過各種沉積、蝕刻或其它類型的處理來操作基板，以在基板上形成電子電路或其它所需的結構。一般的程序包含但不限於使用真空的薄膜程序，諸如電漿蝕刻或其它蝕刻程序、化學氣相沉積(CVD)、電漿氣相沉積(PVD)、諸如離子佈植的佈植、計量、快速熱處理(RTP)、乾帶原子層沉積(ALD)、氧化/擴散、氮化物的形成、真空微影、磊晶(EPI)、引線鍵合和蒸發或使用真空壓力的其它薄膜程序。基板台模組130以任何合適的方式通訊地連接到輸送室125A、125B、125C、125D，諸如透過槽閥SV，以允許基板從輸送室125被傳遞到基板台模組130，反之亦然。可佈置輸送室125的槽閥SV，以允許雙生的連接(例如位於共同殼體內的多於一個的基板處理腔室)或並肩基板站模組130T1、130T2、單一基板台模組130S和/或堆疊的程序模組/裝載鎖(圖1E和1F)。
應注意，當基板輸送機器人104的一或多個臂與預定的基板站模組130對準時，可以發生基板往來基板台模組130、耦接到輸送室125A、125B、125C、125D的裝載鎖102、102A、102B(或卡匣C)的輸送。根據所揭露的實施例的態樣，一或多個基板可被單獨地或基本上同時地輸送到對應的預定基板站模組130(例如，諸如，如圖1B、1C和1D所示，當基板從並肩或串聯處理站被拾取/載置。在一個態樣中，基板輸送機器人104可以被安裝在懸臂143(參見例如，圖1D)或線性滑架144，諸如標題為「Processing Apparatus」且於2013年10月18日提交的美國臨時專利申請案第61/892,849號，以及標題為「Processing Apparatus」且於2013年11月15日提交的美國臨時專利申請案第61/904,908號，以及標題為「Substrate Processing Apparatus」且於2013年2月11日提交的國際專利申請案第PCT/US13/25513號中揭露的那些，其揭露內容藉由引用的方式整體併入本文。
現在參照圖2A-2D，在一個態樣中，基板輸送機器人104包含至少一個驅動部200、201和至少一個機器手臂210、211、212、213。應注意，所示的基板輸送機器人104是範例性的，並且在其它態樣中可以具有基本上類似於標題為「Substrate transport apparatus」且於2014年12月12日提交的美國申請案第14/568,742號(其揭露內容藉由引用的方式整體併入本文)中描述的任何合適的配置。至少一個驅動部200、201可以包含共同驅動分200，該共同驅動部200包含框架200F，框架200F容納Z軸驅動器270和旋轉驅動部282中的一或多個。如下述，框架200F的內部200FI可以用任何合適的方式密封。在一個態樣中，Z軸驅動器可以是任何合適的驅動器，其配置成使至少一個機器手臂210、211、212、213沿Z軸移動。Z軸驅動器係作為螺旋式驅動器顯示在圖2E中，但在其它態樣中，驅動器可以是諸如線性致動器的任何合適的線性驅動器、壓電馬達等。旋轉驅動部282可以配置成任何合適的驅動部，諸如，例如諧波驅動部、直接驅動部等。在一個態樣中，圖2E中所示的旋轉驅動部282包含用於驅動軸280S的一個諧波驅動馬達280，然而，在其它態樣中，驅動部可包含任何合適數量的諧波驅動馬達，其對應於(例如)同軸驅動系統中的任何合適數量的驅動軸。如果驅動部282是直接驅動配置，則驅動部中不包含諧波驅動，在此範例中，旋轉驅動部282包含殼體281，其以與美國專利號6,845,250；5,899,658；5,813,823；以及5,720,590(其揭露內容藉由引用的方式整體併入本文)中描述的方式基本上類似的方式來容納驅動馬達280。值得注意的是，驅動軸280S也可以具有中空結構(例如，具有沿著該驅動軸的中心縱向運行的孔)，以允許導線290或任何其它合適的物品穿過用於連接到(例如)另一個驅動部(例如，諸如驅動器部分201)和/或安裝到驅動器200的該至少一個機器手臂210、211、212、213的驅動組件的通道。
在另一態樣中，參照圖2K，驅動部282’可以是具有一或多個自由度的直接驅動系統，以供驅動基板輸送機器人104的任何合適的驅動軸。在一個態樣中，驅動部282’，例如，可以是一個軸(例如，一個自由度)驅動部，或者可以包含任何合適數量的驅動軸。在一個態樣中，驅動部282’通常包含馬達244，以供驅動該驅動軸280S。可以理解，驅動系統可以不限於一個馬達。馬達244包含定子248A和連接到驅動軸280S的轉子260A。定子248A固定地附接到殼體281’。定子248A通常包含電磁線圈。轉子260A由永磁體構成，但也可以包含不具有永磁體的磁感應轉子。如果需要，套筒或薄罐密封件262係位於轉子260A和對應的定子248A之間，以將定子248A與至少一個機器手臂210、211、212、213操作中的操作環境密封。然而，如果輸送裝置機器人104意於在大氣環境中使用，則不需要提供套筒262。在一個態樣中，驅動軸280S可以設置有位置感測器264(例如，位置編碼器)。位置感測器264係用於向軸280S相對於例如框架281’的旋轉位置的控制器110發訊號。可以使用任何合適的感測器，諸如光學或感應。驅動部282’還可以包含一或多個合適的Z軸驅動器190，以在與肩部軸基本平行的方向上作為一個單元來驅動至少一個機器手臂210、211、212、213。
雖然將馬達顯示為旋轉馬達，但是在其它態樣中，可以使用任何合適的馬達和/或合適的驅動傳動裝置，諸如，例如直接驅動線性馬達、線性壓電馬達、線性電感馬達、線性同步馬達、有刷或無刷線性馬達、線性步進馬達、線性伺服馬達、磁阻馬達等。合適的線性馬達的範例描述於例如標題為「Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm」且於2011年10月31日提交的美國申請案第13/286,186號；標題為「Substrate Processing Apparatus」且於2011年6月13日提交的美國申請案第13/159,034號，以及標題為「Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates」且於2011年3月8日公告的美國專利第7,901,539號；標題為「Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates」且於2012年10月23日公告的美國專利第8,293,066號；標題為「Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm」且於2013年4月16日公告的美國專利第8,419,341號；標題為「Substrate Processing Apparatus」且於2009年8月18日公告的美國專利第7,575,406號；以及標題為「Substrate Processing Apparatus」且於2011年6月14日公告的美國專利第7,959,395號(其揭露內容藉由引用的方式整體併入本文)中描述的任何合適的配置。
在一個態樣中，殼體281、281’可以安裝到托架270C，托架270C耦接到Z軸驅動器270，使得Z軸驅動器使托架(以及位於其上的殼體281)沿著Z軸移動。可以理解，為了密封，至少一個機器手臂210、211、212、213從驅動器200的內部(其可以在大氣壓ATM環境中操作)操作於其中的受控大氣，驅動馬達280可以包含鐵磁流體密封件276、277和波紋管密封件275中的一或多個。波紋管密封件275可以具有耦接到托架270C的一端和耦接到框架200FI的任何合適部分的另一端，使得框架200F的內部200F1與至少一個機器手臂210、211、212、213操作於其中的受控大氣隔離。
在此態樣中，驅動軸280S可以耦接到驅動部201，以使驅動部201在箭頭T的方向上大約繞共同軸CAX旋轉，共同軸CAX對於至少一個機器手臂210、211、212、213中之各者可以是共用的。在此，驅動部201可包含基部構件250和至少一個驅動部251、252。在此態樣中，存在兩個驅動部251、252，但是在其它態樣中，可以提供任何合適數量的驅動部。基部構件250包含形成內腔室250P的框架。每個驅動部251、252還包含框架251F、252F，框架251F、252F形成內腔室300P，內腔室300P與基部構件250的內腔室250P密封連通。如可以理解的，每個驅動部251、252可以包含任何合適的存取開口，其可以例如由任何合適的蓋子250C密封。如圖2B所示，基部構件250可包含第一和第二端部，使得驅動部251、252密封地耦接到端部中的對應一者。驅動部可以相對於彼此以任何合適的角度β(或間距)佈置，使得安裝在其上的臂的延伸/收縮軸能夠延伸穿過臂位於其中的輸送室125A、125B、125C、125D的埠。例如，在一個態樣中，角度β(其可以對應於驅動部251、252的延伸/收縮軸之間的角度/間距)可以與輸送室125A的刻面100F1-100F8的角度α基本上相同或相等(圖1A)。在其它態樣中，角度β可以是大約0°，使得驅動部(以及安裝在其上的臂)的延伸/收縮軸基本上彼此平行，以便延伸穿過並排的埠，例如，輸送室125B(圖1B)、125C(圖1C)和125D(圖1D)。在又其它態樣中，角度β可以是可調節的(手動或藉由自動化，如下述)，使得驅動部251、252的延伸/收縮軸可以相對於彼此具有任何合適的角度β。例如，角度β可在0°與θ之間的角度調整，以供延伸穿過輸送室125C(圖1C)的埠和/或用於自動工件定心，如下面將要描述的。在又其它態樣中，可以固定驅動部之間的角度β和/或間隔(間距)PT，參見圖1C，使得基板輸送機器人104的臂可以透過共同驅動軸CAX的旋轉和每個驅動部251、252的獨立延伸或操作來延伸穿過具有傾斜的刻面的輸送模組的埠。基部構件250可具有任何合適的長度L1，以使每個驅動部251、252的延伸和收縮的軸R1、R2係隔開的固定距離，其中該固定距離可對應或匹配由系統工具配置施加的需求(例如在基板輸送機器人104所在的模組的埠之間的距離)。
也參照圖3A-3G，將關於驅動部251來描述驅動部251、252。應當理解，驅動部252可以基本上類似於驅動部251。如上所述，驅動部251包含框架251F，框架251F可以由以任何合適的方式彼此密封地耦接的第一框架構件251F1和第二框架構件251F2構成。在其它態樣中，框架可以具有任何合適的配置並且由任何合適數量的框架構件組成。框架251F可包含孔或開口251M，其配置成以任何合適的方式將框架251F安裝到基部構件250，使得驅動部251的內腔室300P與基部構件250的內腔室250P密封連通，從而在內腔室250P、300P和驅動部200的殼體281的內部之間共享共同的大氣環境。在此態樣中，驅動部251可以配置成支撐和驅動兩個機器手臂212、213，但是在其它態樣中，驅動部251可以配置成支撐和驅動任何合適數量的機器手臂。驅動部251可包含第一線性導軌或滑動件310A、310B(通常為線性導軌或滑動件310)和第二線性導軌或滑動件311A、311B(通常為線性導軌或滑動件311)，其配置成定義延伸和收縮每個對應的機器手臂212、213的獨立的驅動軸的自由度。在此態樣中，驅動部包含第一驅動馬達320和第二驅動馬達321，以供透過例如帶和滑輪驅動傳動裝置來驅動對應的臂212、213。
第一和第二驅動馬達320、321(圖3D和3E)可以是基本上類似於驅動馬達280的諧波或直接驅動，而在其它態樣中，驅動馬達320、321可以是任何合適的驅動馬達。每個驅動馬達320、321可以具有各自的密封件320S、321S，諸如用於密封框架251中的孔的鐵磁流體密封件，其中馬達320、321的驅動軸370藉由該孔延伸，以用任何合適的方式耦接到對應的驅動滑輪332B，333A。驅動滑輪332B、333A可以用任何合適的方式耦接到對應的從動滑輪332A、333B，諸如藉由一或多個帶。例如，驅動滑輪332B可以藉由帶330A、330B耦接到從動滑輪332A。驅動滑輪333A可以藉由帶331A、333B耦接到從動滑輪333B。帶330A、330B、331A、331B可以是任何合適的帶，諸如，例如，標題為「Substrate Transport Apparatus」且於2013年8月26日提交的美國臨時專利申請案第61/869,870號(其揭露內容藉由參照的方式整體併入本文)中描述的那些。可以理解，本文中描述的驅動軸可以具有任何合適的編碼器，諸如編碼器296、371，以供檢測對應驅動馬達的位置並將一或多個訊號發送到任何合適的控制器，諸如控制器110，以供控制基板輸送機器人104。還可以理解，驅動部251、252和基部構件250的密封內部允許每個驅動部251、252的驅動馬達320、321位於與機器手臂210-213操作於其中的環境去耦或以其它方式密封的大氣環境中。驅動部251、252和基部構件250的密封內部還可以允許從驅動部200到驅動部201的佈線或軟管路由。在機器手臂和驅動部都位於大氣環境中的這些態樣中，諸如大氣模組，如前述，驅動內部可以不被密封。
再次參照圖2A-2D和4A-4B，將根據所揭露實施例的態樣相對於驅動部252描述機器手臂210-213。在此態樣中，機器手臂210-213具有伸縮式配置，但是在其它態樣中，機器手臂210-213可以具有任何合適的配置。同樣此態樣中，每個驅動部251、252包含兩個伸縮臂210-213，但在其它態樣中，可以在每個驅動部251、252上設置任何合適數量的機器手臂。在此態樣中，每個機器手臂210-213包含基部構件210B、211B和可移動地耦接到對應的基部構件210B、211B的末端效應器210E、211E。每個基部構件210B、211B可以具有內部，其中可以設置任何合適的傳動裝置，以供沿著延伸/收縮軸來驅動末端效應器。應當注意的是，本文描述的每個末端效應器包含，基板被末端效應器保持時所在的端部效應器座落平面SP(圖2D)。基部構件210B可以透過線性導軌310A、310B可移動地耦接到驅動部252，以便可相對於驅動部252移動。基部構件211B可以透過線性導軌311A、311B耦接到驅動部252，以便可相對於驅動部252移動。每個臂210、211具有由各導軌定義的自由度，使得由線性導軌定義的機器手臂210和211中之各者的自由度是彼此平行的(例如，末端效應器的轉移面係位於另一個之上)。可以理解的，機器手臂212、213具有相似的平行自由度。也可以理解，由臂211的線性導軌定義的自由度可以與由機器手臂212的線性導軌定義的自由度共面(例如，每個機器手臂211、212的末端效應器都位於同一平面中)，而藉由臂210的線性導軌定義的自由度可以與由機器手臂213的線性導軌定義的自由度共面(例如，每個機器手臂210、213的末端效應器都位於同一平面中)。
基部構件210B、211B可以並排佈置在驅動部252上，使得基部構件210B耦接到帶330A、330B中的至少一者，使得當帶330A、330B由馬達320驅動時，基部構件210B連同帶330A、330B中的至少一者在延伸/收縮方向R上一起移動。基部構件211B耦接到帶331A、331B中的至少一者，使得當帶331A、331B由馬達321驅動時，基部構件211B連同帶331A、331B中的至少一者在延伸/收縮方向R上一起移動。在其它態樣中，基部構件可以具有相對於彼此的任何合適的空間佈置。
基部構件210B可以包含線性導軌或滑動件410A、410B，其設置在至少部分地在末端效應器210E可移動地安裝以供對於基部構件210B和驅動部252相對轉動之基板部件的內部之內。滑輪410、411、420、421可以可旋轉地安裝在對應的基部構件210B、211B的內部之內的端部或任何其它合適的位置處。一或多個帶(類似於上述的那些)、單一連續環帶/帶或任何其它合適的傳動構件412、422可以將滑輪410、411、420、421中的對應一個彼此耦接。在一個態樣中，每個傳動構件412、422可以接地到驅動部252的框架252F，使得基部構件210B、211B和框架252F之間的相對運動驅動對應的傳動構件412、422。末端效應器211E可以耦接到傳動構件412，使得當基部構件211B沿箭頭R的方向移動時，末端效應器也藉由例如，由滑輪410、411定義的任何合適的驅動比率，在箭頭R的方向上相對於基部構件211B移動。類似地，末端效應器210E可以耦接到傳動構件412，使得當基部構件210B沿箭頭R的方向移動時，末端效應器也藉由例如，由滑輪420、421定義的任何合適的驅動比率，在箭頭R的方向上相對於基部構件210B移動。如可以理解的，橋部件400可以設置在末端效應器(諸如末端效應器211E、212E)中的一者，以使末端效應器211E、212E可以被定位在對應的驅動器部分251、252的其它末端效應器210E、213E之上，同時允許末端效應器彼此通過之上/之下。
如上所述，本文所述的機器手臂針對範例性目的顯示為可伸縮臂(或如下述的滑動臂)。然而，在其它態樣中，機器手臂可以是任何合適的機器手臂，諸如，如圖2G中所示的線性滑動臂214。在其它態樣中，所述臂可以是SCARA臂215(圖2H)或具有任何合適的臂連桿機構的其它合適的臂。臂連桿機構的合適範例可以例如在2009年8月25日公告的美國專利第7,578,649號、1998年8月18日公告的美國專利第5,794,487號、2011年5月24日公告的美國專利第7,946,800號、2002年11月26日公告的美國專利第6,485,250號、2011年2月22日公告的美國專利第7,891,935號、2013年4月16日公告的美國專利第8,419,341號，以及標題為「Dual Arm Robot」且於2011年11月10日提交的美國專利申請案第13/293,717號，以及標題為「Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm」且於2013年9月5日提交的美國專利申請案第13/861,693號(其揭露內容皆藉由參照的方式整體併入本文中)中找到。在所揭露實施例的各態樣中，至少一個機器手臂可以源自傳統的SCARA(選擇性兼容鉸接式機器手臂)類型設計，其包含上臂、帶驅動前臂和帶約束末端效應器，或者來自伸縮臂或任何其它合適的臂設計。機器手臂的合適範例可以例如在標題為「Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism」且於2008年5月8日提交的美國專利申請案第12/117,415號，且於2010年1月19日公告的美國專利申請案第7,648,327號(其揭露內容藉由參照的方式整體併入本文中)中找到。機器手臂的操作可彼此獨立(例如，每個臂的延伸/收縮係獨立於其它臂)、可以透過空轉開關被操作，或者可以用任何合適的方式可操作地連接，使得臂共用至少一個共同的驅動軸。在又其它態樣中，輸送臂可以具有任何其它所需的佈置，如蛙腿臂216(圖2F)配置、跳蛙臂217(圖2J)配置、雙對稱臂218(圖2I)配置等。輸送臂的合適範例可以在2001年5月15日公告的美國專利申請案第6,231,297號、1993年1月19日公告的美國專利申請案第5,180,276號、2002年10月15日公告的美國專利申請案第6,464,448號、2001年5月1日公告的美國專利申請案第6,224,319號、1995年9月5日公告的美國專利申請案第5,447,409號、2009年8月25日公告的美國專利申請案第7,578,649號、1998年8月18日公告的美國專利申請案第5,794,487號、2011年5月24日公告的美國專利申請案第7,946,800號、2002年11月26日公告的美國專利申請案第6,485,250號、2011年2月22日公告的美國專利申請案第7,891,935號，以及標題為「Dual Arm Robot」且於2011年11月10日提交的美國專利申請案第13/293,717號，以及標題為「Coaxial Drive Vacuum Robot」且於2011年10月11日提交的美國專利申請案第13/270,844號(其揭露內容藉由參照的方式整體併入本文中)中找到。
現在參照圖5，範例性基板輸送設備510係根據所揭露的實施例的各態樣顯示。基板輸送設備510基本上類似於上面參照圖2A-4B描述的基板輸送設備125A-D，並且可以包含上述臂配置中的一或多個。基板輸送設備510可以在任何合適的大氣壓或真空環境中使用，諸如，上面關於處理設備100A、100B、100C、100D描述的那些。如圖5所示，在一個態樣中，基板輸送設備510包含輸送室125B’和基板輸送機器人104A(基本上類似於上述的基板輸送機器人104)，其至少部分地設置在輸送室125B’中。輸送室125B’包含至少一個基板輸送開口125OP(在輸送室125B’的至少一側125S1-S4上)，以及至少一個機器手臂210A、211A，其具有至少一個設置在機器手臂210A、211A的遠端210DE、211DE處的末端效應器210E、211E。任何合適的控制器(諸如上述的控制器110)可以連接到基板輸送設備510的驅動部200’，並包含控制器模組110M，其具有如本文所述的用於實現基板輸送設備510的操作的任何合適的非暫態程式碼。至少一個機器手臂210A、211A係顯示為保持基板S在其上，以供沿徑向方向R的輸送路徑P來輸送基板S到(例如，)基板台模組130(圖1A)。如本文所述，至少一個機器手臂210A、211A上的熱效應，諸如，膨脹、收縮、扭曲、下垂/下陷以及機器人性能的其它變異性(例如，由製造變異性、機器人部件的磨損、機器人部件的移位、滯後等致使的)可能是例如來自任何合適的基板保持站(諸如基板台模組130)的基板S的載置和拾取中的準確度誤差的來源。例如，至少一個機器手臂210A、211A的熱效應和其它變異可以被補償為利用由成像系統500提供或源自成像系統500的位置資料來影響至少用於例如基板台模組130或在任何其它合適的基板保持台中的基板S載置的運動補償。
參照圖5-7，如可以理解的，基板輸送機器人104A係連接至控制器110，並與之通訊，以使控制器110可以控制至少一個機器手臂210A、211A的移動。控制器係配置成命令基板輸送機器人104A驅動軸的位置移動，使得末端效應器210E、211E以已知和受控的方式移動到處理設備100A、100B、100C、100D中的任何所需位置(在基板輸送設備510可及的範圍內)。例如，至少一個機器手臂210A、211A可以耦接到驅動部200’，其可以是諸如先前描述的任何合適的驅動部，並且可以包含任何所需的位置確定裝置(例如，諸如位置或馬達編碼器296、371；圖2E和3G)，其連接至控制器110的控制器模組110M。編碼器296、371發送任何適當的訊號至控制器模組110Ｍ致使控制器模組110M用以確定相對於輸送室125B’(例如，諸如，當至少一個機器手臂210A、211A係處於收縮位置600時)的至少一個機器手臂210A、211A上的預定點的位置(諸如，末端效應器中心或任何其它合適的位置)。
在一個態樣中，控制器110可以用沿著R、θ、Z軸中的一或多個的至少一個機器手臂210A、211A的預定可重複位置650、650’來程式化，其配置成在沒有驅動軸編碼器資料的即時輸入的情況下影響運動補償，以促進來自編碼器資料的運動補償的確定的去耦。在一個態樣中，控制器110係配置成基於與驅動軸基準位置的已知關係來確定何時至少一個機器手臂210A、211A處於預定可重複位置650、650’。在一個態樣中，驅動部200’中的每個馬達320’、321’、244’(還參照圖3D和3E中的馬達320、321和圖2E和2K中的280、244)(例如，用於驅動R和θ運動)或驅動軸具有一組基準位置(其可以稱為0°位置)，其提供馬達轉子和馬達定子之間的參照。馬達320’、321’、244’的基準位置是工廠設定，並且是基本上恆定的，而不是(隨時間)跟著馬達滯後而變化Δ RV(圖12)(如果需要的話，Δ RV可從分相器(諸如，例如，如下文進一步描述的相機501R)解析)。
至少一個機器手臂210A、211A係連接到驅動部200’(更具體地，連接到對應驅動軸的轉子)並且具有(即，每個臂連桿/接頭具有)由該基準位置產生的相對應預定可重複的位置650(相對於全局參照訊框，例如，輸送室框架125F’)。例如，基準位置可以是處於(完全)收縮位置600(圖6)中的至少一個機器手臂210A、211A。收縮位置600可以被稱為頂部中心位置，其中臂運動不再能夠進一步收縮(即，臂運動受到臂幾何形狀和/或機器手臂210A、211A的關係的限制，並且其上的任何額外地的臂運動可以是機器手臂210A、211A的延伸)。
在另一個態樣中，預定可重複位置650’(圖7)可以基於用於將基板S輸送到任何合適模組(諸如，基板台模組130)的至少一個機器手臂210A、211A的最佳(例如，時間)或所需運動輪廓來選擇(或不受機械幾何限制)。在此，至少一個機器手臂210A、211A係配置成使得至少一個機器手臂210A、211A相對於輸送室125B’不超過延伸超過(完全)收縮位置600的預定可選擇點650收縮，並且來自預定可選擇點650的任何進一步的臂運動可以是機器手臂210A、211A的延伸(即，預定的可重複收縮位置650可以沿R、θ從收縮位置的機械約束偏移)。
各個預定可重複位置650、650’(可存在多於一個可重複的收縮位置)可以用任何合適的方式來教示控制器110沿著運動R、θ的臂軸，並且具有與基準位置600的已知預定關係。相對於基板載置校正/補償，預定可重複位置650、650’皆是基本上類似關於它們如何在運動輪廓延伸中由控制器110施加。在兩個態樣中，控制器110接收至少一個機器手臂210A、211A係在預定可重複位置650、650’(與基準位置重合，或具有已知的預定旋轉)的訊號。因此，臂收縮位置(諸如位置650、650’)皆是為了方便起見在本文中被使用，並且由在預定可重複位置650、650’與機器手臂210A、211A通訊的控制器110接收的位置的訊號足以供機器手臂210A、211A的位置確定，並且用於補償臂位置，而無需驅動軸編碼器資料的即時輸入，其可以有助於基於已知可重複位置將位置補償的確定與編碼器資料解耦。在其它態樣中，驅動軸編碼器資料可以用於機器手臂210A、211A的位置確定和臂210A、211A的位置補償。
現在參照圖5、6和8-13，如可理解的和上面所指出的，至少一個機器手臂210A、211A的尺寸特性可隨著環境條件(特別是溫度)變化。例如，至少一個機器手臂210A、211A可以在處理期間經受溫度變化時，經歷熱膨脹和收縮(以及如上所述的其它熱效應和/或其它可變性)。這些溫度變化影響至少一個機器手臂210A、211A的定位，使得末端效應器210E、211E的中心位置(例如，末端效應器的預定基板保持位置，如參考點1000WC)或在末端效應器210E、211E上的任何其它合適的部分，諸如在末端效應器210E、211E的末端上的點1010(參見圖10和11))，如下面進一步描述的，係偏移或具有位置變化Δ PV。為了校正位置變化Δ PV，基板輸送設備510還包含成像系統500。
成像系統500包含至少一個相機501F、501R(通常稱為相機501)，相對於輸送室125B’安裝在預定位置，並且設置成至少對機器手臂210A、211A的部分580成像。相機501係配置成對至少一個機器手臂210A、211A的一或多個特徵成像，如末端效應器210E、211E或臂210A、211A的任何其它部分。相機501(其可以在輸送室125B’內部或外部)被安裝以使相機501的視野FOV被定位，以拍攝至少一個機器手臂210A、211A的(一或多個)所需特徵。例如，視野FOV可以被定位成拍攝末端效應器210E、211E與在其上的基板S，以供測定相對於末端效應器210E、211E的預定基板保持位置之基板的偏心Δ WC。在其它態樣中，可以定位至少一個相機501，以便對機器手臂210A、211A的遠端210DE、211DE的任何合適部分成像(例如，末端效應器210E、211E或在其上的某些特徵、腕關節、或其在機器手臂210A、211A的遠端210DE、211DE處的接合末端效應器210E、211E和臂連桿特徵)，或任何其它合適的特徵，諸如機器手臂210A、211A的後部210R、211R。
相機501可用任何合適的方式被安裝到輸送設備510，如藉由機械緊固件。相機501相對於圖8和9中所示實施例中的輸送設備510和系統/部件的位置僅是範例性的，並且在替代實施例中，相機501可被安裝到輸送設備510上的任何合適位置。例如，相機501可以朝向輸送室125B’(例如，前相機501F)的前部125FE(如由臂末端效應器參照的運動延伸方向)或輸送室125B’的後部125RE(例如，後相機501R)安裝，以在機器手臂210A、211A延伸/收縮或設置在預定可重複位置650、650’時，拍攝機器手臂210A、211A的所需部分580。應注意，為方便起見，本文使用前部和後部之用語，並且可使用任何合適的空間參照用語；進一步注意到，輸送室125B’的前部和後部對應於機器手臂210A、211A進到處理室130的延伸方向，使得前與後方向可根據基板輸送機器人104A相對於輸送室125B’的θ方向改變。此外，在圖8和9中，相機501係示意性地顯示為兩個相機501F(前部)、501R(後部)，然而相機501可包含分布在輸送室125B’上/中的不同位置處的多於或少於兩個相機(諸如四個相機(圖6))，以便在透過輸送室125B’的任何側面(在此範例中，顯示了4個側面125S1-S4，但在其它態樣中，輸送室125B’可以具有多於或少於4個側面)定位以供拾取和載置基板S時，對至少一個機器手臂210A、211A成像。
相機501包含任何合適的光學裝置，以供從相機501的視野FOV產生合適的影像。相機光學裝置可包含例如任何合適的透鏡、濾光器、反射鏡、光圈(未顯示)，以供引導和控制指向相機501的光量。視野FOV係佈置為供相機501拍攝的空間(即，影像覆蓋範圍)，其可基本上包含整個機器手臂210A、211A和基板S或其任何所需的部分。例如，相機501可以被定位成拍攝靠近耦接機器手臂210A、211A與驅動部的關節(即，肩部軸)的至少一個機器手臂210A、211A的部分580。在一個態樣中，相機501可以由合適的伺服馬達萬向轉接來旋轉視野FOV，以提供機器手臂210A、211A的任何所需的影像覆蓋範圍。
參照圖8至13，相機501係耦接到控制器110的影像處理模組110IP。控制器110的影像處理模組110IP可以包含用於操作相機501以拍攝所需影像的任何合適的非暫態程式代碼。例如，影像處理模組110IP可以發送產生影像命令到相機501並且指示相機501關於哪些影像要發送到控制器110。影像處理模組110IP係配置成從相機501接收影像，並且跟具影像識別機器手臂210A、211A的至少一部分580的位置變化Δ PV。為了識別位置變化Δ PV，影像處理模組110IP包含校準影像590(或儲存在控制器110中的其它資料，以便描述處於預定可重複位置650、650’、600或機器手臂210A、211A的任何其它合適位置的機器手臂210A、211A的校準真實或虛擬/設計影像的決定性特徵)。校準影像590可以用多種方式來產生。例如，校準影像590可以從呈現由在相機501的視野FOV中設計設置的機器手臂210A、211A的至少該部分580的虛擬表示的設計資訊產生。在另一個態樣中，校準影像590可以藉由影響利用相機501拍攝臂的至少一部分580具有鄰近於預定可重複位置650、650’、600或在預定可重複位置650、650’、600或任何其它合適位置的臂之校準影像590的控制器110的影像處理模組110IP來產生。
如圖10至13和17所示，其顯示了覆蓋在校準影像590(校準影像以實線顯示，而機器手臂210A的部分580的第一影像以虛線顯示)上的相機501的視野FOV中的機器手臂210A(其具有與預定可重複位置650、650’、600鄰近或在預定可重複位置650、650’、600或任何其它合適位置的臂)的部分580的範例性第一影像570的圖形表示。例如，校準影像590包含在載置到基板台模組130之前位於預定可重複位置650、600的末端效應器1000。如可以理解且在圖7中顯示的，預定可重複位置(或多於一個)650’可以在預定的可重複收縮位置650、600的延伸方向(R, θ)上進一步偏移，以便提供一系列或至少一對(650、600)預定可重複位置(650’、600)。可以理解的，可以利用在位置600/650處的臂產生第一影像570。系列中的第二張圖片係利用在位置650’/650處的臂產生，依此類推。利用在不同的預定可重複位置的臂產生的系列中的第一、第二和每個其它影像與具有在預定位置的臂的對應校準影像進行比較。在輸送室125B’中的至少一個機器手臂210A、211A的操作期間，以及當基板處理設備的處理溫度改變，機器手臂210A、211A的徑向轉換可以漂移(例如，成像末端效應器的位置，從而點1010以及與點1010具有固定關係的中心點1000WC將隨著校準中的位置變化，並且如由控制器110 對準的校準影像中所定義)。因此，藉由將校準影像590的位置資料與一系列預定可重複位置650、650’、600的至少該第一影像570中的其相對值進行比較，可以測量所得的熱效應和/或其它可變性。因此，可以理解的，儘管臂的遠端特徵在尺寸上變化，但是預定可重複位置650、650’、600基本上是恆定的，並且由控制器110這樣對準(除了如進一步描述的那樣解決馬達滯後)，使得可以藉由獨立於增量編碼器資料來利用預定可重複位置訊號來確定尺寸變化。
第一影像570可以在被放入輸送室125B’之後(即，收縮或在收縮到預定可重複位置650、600期間)描繪末端效應器210E的參考點(諸如點1010)。熱效應和/或其它可變性可以藉由比較至少第一影像570和校準影像590之間的位置變化Δ PV來計算(位置變化Δ PV可以藉由駐留在控制器110中的合適演算法來執行，以識別例如至少一個機器手臂210A、211A的膨脹、收縮、扭曲或下垂/下陷；合適的演算法可以例如在標題為「ON THE FLY AUTOMATIC WAFER CENTERING METHOD AND APPARATUS」且於2016年7月13日提交的美國申請案第15/209,497號(其揭露內容藉由參照的方式整體併入本文中)中找到。舉例來說，在一個態樣中，至少一個機器手臂210A、211A從具有末端效應器210E、211E的任何合適的基板保持位置拾取一基板S。至少一個機器手臂210A、211A移動到預定可重複位置650、650’，600，例如，在(完全)收縮位置600(圖17：方塊1601)。當在預定可重複位置650、650’時，相機501成像，並且控制器110至少拍攝至少一個機器手臂210A、211A中的部分580的第一影像570(圖17：方塊1602和1603)。第一影像570係與校準影像590進行比較(圖17：方塊1604)。位置變化Δ PV係基於兩個影像的比較來確定(圖17：方塊1605)。當至少一個機器手臂210A、211A朝向基板台模組130(例如，用以載置基板S)移動，則控制器110基於所確定的位置變化Δ PV來進行運動補償。在其它態樣中，控制器110可以配置成至少在第一影像570中或利用在末端效應器上的基板採取的補充第一影像與在預定可重複位置650、650’中的臂來確定成像基板S的中心1001WC(即，具有影像識別位置變化角度的共同影像操作)，並根據成像基板的確定中心1001WC與校準影像590中的預定基板保持位置1000WC的比較來確定位置變化Δ WC，並對應地調整基板的載置位置。還應注意，可以從機器手臂210A、211A和基板S的任何合適部分拍攝任何合適數量的影像，並且可以使用任何合適數量的校準影像來比較位置變化，諸如用於末端效應器位置變化的一個校準影像與用於基板定心的一個校準影像。
再次參照圖6，在一個態樣中，控制器110可配置成利用成像系統500拍攝相同臂上的至少一個不同的特徵或(具有相對於至少一個機器手臂210A、211A的至少一個部分580的預定位置的)至少一個機器手臂210A、211A的不同部分601(如機器手臂210A、211A的腕部)。例如，如上面所指出的，前相機501F可以配置成至少拍攝例如，將末端效應器耦接到機器手臂210A、211A的關節的第二影像。如可以理解的，控制器110影響至少一個機器手臂210A、211A(其移動到或在不同的預定可重複徑向位置，如位置650’或沿著運動軸(R, θ)類似於位置650’的其它位置，並且如果需要，具有位於處理模組130中的全部或至少一部分的末端效應器之內)的不同部分601的第二影像的拍攝，並且可以用於計算至少一個機器手臂210A、211A的另一個位置變化Δ RV(圖12)。
在進一步的態樣中，現在參照圖12，控制器110可以配置成利用成像系統500使(相對於至少一個機器手臂210A、211A的至少部分580具有預定位置的)至少一個機器手臂210A、211A的至少不同部分700(如機器手臂210A、211A的後部)成像。例如，如上所述，分相器(即，後相機501R)可以配置成至少拍攝例如將機器手臂210A、211A耦接到驅動部200’或機器手臂210A、211A的後部210R、211R的關節的第二影像710(參見，例如圖6、8和9)。如可以理解的，控制器110影響(移動到或在不同的預定徑向位置中的)至少一個機器手臂210A、211A的不同部分700的第二影像710的拍攝，並且可以用於計算至少一個機器手臂210A、211A的另一個位置變化Δ RV(圖12)。
如上所述，機器手臂210A、211A的位置可以藉由驅動軸滯後和(與關節和輸送磨損、變形/反射等相關的)非指令性機械差異被影響。可以用例如後相機501R(也稱為分相器)來解決這些變化。後相機501R可以定位成使得視野FOVR拍攝接近將機器手臂210A、211A(或任何所需的臂連桿/關節)耦接到驅動部200’或驅動軸的關節的位置的機器手臂210A、211A的不同部分700的影像(即，後相機501R定位成使基本上相對於末端效應器210E、211E的機器手臂210A、211A(鏈路)的後部210R、211R成像)，但是相機201可以係根據需要定位的。例如，在另一個態樣中，輸送室125B’可以是緊湊的輸送室(關於機器手臂210A、211A足跡-最小遊隙)，並且分相器可以是基本上靠近輸送開口125OP的相機位置。相機501R拍攝靠近或在預定可重複位置650、650’的機器手臂210A、211A的後部210R、211R(如下面進一步描述的，其可以具有載置在其上的參照標記，或者可以是諸如影像中的機器手臂210A的結構邊緣)。至少第二影像710係與不同的校準影像720(或包含在校準機器手臂750的位置資訊之資料)比較，以相較於校準影像720，在第二影像710中從機器手臂210A、211A的位置來識別位置變化Δ RV。在一個態樣中，控制器110可以配置成組合從第二影像710確定的位置變化Δ RV與從至少第一影像570確定的位置變化資料Δ PV(即，從具有末端效應器210E、211E的機器手臂210A、211A的端部)，並且對於臂運動控制器模組110M教示/更新可重複的收縮和延伸位置(換言之，資料被用於將可重複的收縮/延伸位置清出「零」)。在另一個態樣中，Δ PV和Δ RV可以組合位置補償以供拾取和載置基板。
現在參照圖13，在一個態樣中，第一影像570可包含臂特徵1100，其相對於末端效應器210E、211E的預定基板保持位置(諸如1000WC)具有預定的基本上穩態的尺寸。通常，基本上穩態的尺寸具有與徑向方向R對準的尺寸分量，以及與徑向方向R以非零交叉角度α傾斜的另一尺寸分量。
基於第一影像570與至少一個機器手臂210A、211A的至少一部分580和校準影像590的比較，由控制器110計算出的位置偏差包含在徑向方向R上的位置變化分量，以及與徑向方向R以非零交叉角度ø傾斜的另一變化分量，並且運動補償因子在徑向方向和傾斜方向中的至少一個方向上改變臂的延伸位置。
現在參照圖14，在一個態樣中，在第一影像570中所拍攝的至少一個機器手臂210A、211A的至少部分580包含標記圖案1200，諸如條碼。在一個態樣中，標記圖案1200的標記1200I的增量分布設置在至少一個機器手臂210A、211A的至少部分580上。在此態樣中，控制器110確定由於，例如，來自在第一影像570中成像的標記的增量分布1200I與校準影像1201中的標記的校準分布1202的比較的熱變化的位置變化Δ PV。在一個態樣中，標記圖案1200具有在徑向方向R上的平面分布，和在與徑向方向R以非零交叉角度γ傾斜的方向M。
現在參照圖15，顯示了顯示相較於使用傳統方法的晶圓初始偏移1401，使用本文描述的基板輸送設備的各態樣的晶圓載置的晶圓載置校正1400的圖。這裡可以看出，(相較於沒有運動補償的傳統方法，)由成像系統500提供的運動補償為基板輸送設備510提供了小於或等於約±4.5mm到小於或等於約±0.025mm的載置校正。例如，與不具有運動補償的傳統基板設備相比，本揭露的態樣可以為基板輸送設備510提供更好的晶圓載置精確度。
現在參照圖16，將說明所揭露實施例的態樣的範例性操作。在一個態樣中，方法1300包含提供基板輸送設備510的輸送室125B’(圖16：方塊1301)。輸送室125B’具有與基板站模組130連通的基板輸送開口125OP。所述方法還包含提供連接到輸送室125B’的驅動部200’(圖16：方塊1302)，驅動部200’具有定義至少一個獨立的驅動軸的馬達125M。方法1300還包含提供具有安裝在輸送室125B’內的末端效應器210E、211E的機器手臂210A、211A(圖16：方塊1303)。機器手臂210A、211A係可操作地連接到驅動部200’，其利用至少一個獨立的驅動軸至少產生在徑向方向R延伸和收縮機器手臂210A、211A，並且使末端效應器210E、211E在徑向方向R從收縮位置移動到延伸位置的臂運動。當機器手臂210A、211A係在由至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複位置650、650’時，成像系統500利用相機至少使機器手臂210A、211A的部分成像(圖16：方塊1304)。成像系統500被安裝在相對於輸送室125B’和機器手臂210A、211A被成像移動到或在預定的可重複的位置650、650’的預定位置。控制器110拍攝對準於機器手臂210A、211A接近或在預定可重複位置650、650’與至少一個驅動部200’的編碼器資料去耦(即，無關)處的機器手臂210A、211A的至少部分580的第一影像570(圖16：方塊1305)。利用第一影像570，位置變化Δ PV係根據第一影像570與校準影像590的比較來識別(圖16：方塊1306)，以確定運動補償因子改變機器手臂210A、211A的延伸位置。
應注意，儘管關於至少一個機器手臂210A、211A收縮或處於收縮位置描述了本實施例的各態樣，但是本實施例的各態樣也可用於機器手臂210A、211A的延伸。例如，機器手臂210A、211A可以具有在機器手臂210A、211A的校準期間選擇的可重複延伸位置。可重複延伸位置可以例如是在處理模組130中的基板保持位置處，其具有來自驅動軸編碼器資料的已知預定旋轉位置(軸驅動器的θ旋轉)。當編碼器到達已知的預定旋轉位置時，控制器接收來自編碼器的訊號，以指示機器手臂210A、211A係處於可重複的延伸位置。一旦在可重複的延伸位置時，運動補償被確定基本上類似於上文相對於在收縮位置的機器手臂210A、211A的運動補償(即，影像被拍攝，並用預先程式化的校準影像進行比較)。
根據所揭露實施例的一或多個態樣，提供了一種基板輸送設備。該基板輸送設備包含輸送室，其具有佈置為與基板台模組連通的基板輸送開口、驅動部，其連接到該輸送室，並且具有定義至少一個獨立的驅動軸之馬達、機器手臂，其安裝在該輸送室內部，並且在該機器手臂的遠端具有配置成支撐在其上的基板的末端效應器，該機器手臂可操作地利用該至少一個獨立的驅動軸連接到至少產生在使該機器手臂延伸和收縮的徑向方向上的臂運動並且將該末端效應器在該徑向方向上從收縮位置移動到延伸位置的該驅動部、成像系統，其具有安裝在相對於該輸送室的預定位置，並且設置成使該機器手臂的至少部分成像之相機，以及控制器，其可通訊地連接到該成像系統，並且配置成利用該相機對移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複位置的該機器手臂的該至少部分進行成像，該控制器影響對準於該機器手臂接近或在該預定可重複位置與該至少一個驅動軸的編碼器資料去耦(無關)處的該機器手臂的該至少部分的第一影像的拍攝，其中該控制器係配置成根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的比較來計算該機器手臂的該至少部分的位置變化，並且根據該位置變化來確定改變該機器手臂的該延伸位置的運動補償因子。
根據揭露實施例的一或多個態樣，由該控制器所計算的該確定的運動補償因子係與識別該機器手臂的位置的該編碼器資料的控制器對準無關。
根據揭露實施例的一或多個態樣，在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含在該第一影像中成像的機器手臂特徵，其相對於該末端效應器的預定基板保持位置具有預定的大致上穩態尺寸。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該大致上穩態尺寸具有與該徑向方向一致的尺寸分量以及在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一尺寸分量。
根據揭露實施例的一或多個態樣，利用該控制器根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的該比較所計算的該位置變化包含在該徑向方向上的位置變化分量和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一變化分量，以及該運動補償因子在該徑向方向和該斜角方向中的至少一個方向上改變該機器手臂的該延伸位置。
根據揭露實施例的一或多個態樣，在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含其上具有基板的該末端效應器，該末端效應器連同基板在該第一影像中成像，該方法還包含利用該控制器確定相對於該末端效應器的預定基板保持位置的基板偏心率。
根據所揭露實施例的一或多個態樣，將該控制器程式化，以便確定在該第一影像中的該成像基板的中心並且利用該控制器根據該成像基板的該確定中心與該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該預定基板保持位置的比較來確定該位置變化。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該控制器根據在該第一影像中成像的該機器手臂特徵與在該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該機器手臂特徵的校準影像之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
根據揭露實施例的一或多個態樣，在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含具有該機器手臂的該至少部分上的標記並且在該第一影像中成像的增量分布的標記圖案，以及該控制器根據在該第一影像中成像的標記的該增量分布與標記的校準分布之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該標記圖案在該徑向方向上和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上具有平面分布。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該校準影像(或儲存在控制器以描述該校準影像的決定性特徵的資料)係根據由在相機視野中的設計設置的該機器手臂的該至少部分的設計資訊轉列虛擬表示來產生。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該校準影像係藉由該控制器利用該相機影響具有接近或在該預定可重複位置的該手臂位置的該機械手臂的該至少部分的該校準影像的拍攝來產生。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該控制器係配置成利用該相機對該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸所定義的不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少不同部分(相對於該機器手臂的該至少部分具有預定位置)進行成像，該控制器影響該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的第二影像的拍攝，以及其中該控制器係配置成根據該第二影像與該機器手臂的該至少部分的另一校準影像和/或該機器手臂的至少該不同部分的比較來計算該機器手臂的該至少部分的其它位置變化，並且根據該其它位置變化來確定與該運動補償距離結合的額外運動補償距離，以便定義改變該機器手臂的該延伸位置的總運動補償。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該額外運動補償距離定義對該運動補償距離的校正因子，以確定改變該機器手臂的該延伸位置的該總運動補償。
根據揭露實施例的一或多個態樣，提供了一種基板輸送設備。該基板輸送設備包含輸送室，其具有佈置為與基板台模組連通的基板輸送開口、驅動部，其連接到該輸送室，並且具有定義至少一個獨立的驅動軸之馬達、機器手臂，其安裝在該輸送室內部，並且在該機器手臂的遠端具有配置成支撐在其上的基板的末端效應器，該機器手臂可操作地利用該至少一個獨立的驅動軸連接到至少產生在使該機器手臂延伸和收縮的徑向方向上的臂運動並且將該末端效應器在該徑向方向上從收縮位置移動到延伸位置的該驅動部、成像系統，其具有安裝在相對於該輸送室的預定位置，並且設置成使該機器手臂的至少部分成像之相機，以及控制器，其可通訊地連接到該成像系統，並且配置成利用該相機對該機器手臂的該至少部分收縮到或在由該至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複收縮位置進行成像，該控制器影響對準於該機器手臂收縮接近或在該預定可重複收縮位置的該機器手臂的該至少部分的第一影像的拍攝，其中該控制器係配置成根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的比較來識別該機器手臂的該至少部分的位置變化，並且根據該位置變化來確定改變該機器手臂的該延伸位置的運動補償距離。
根據揭露實施例的一或多個態樣，由該控制器所計算的該運動補償距離係與識別該機器手臂的位置的該編碼器資料的控制器對準無關。
根據揭露實施例的一或多個態樣，接近或在該預定可重複收縮位置的臂位置的控制器對準係與該至少一個驅動軸的編碼器資料的該控制器的接收去耦(無關)。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該控制器係配置成利用該相機對該機器手臂的該至少部分和/或延伸到或在由該至少一個獨立的驅動軸所定義的預定延伸位置的該機器手臂的至少不同部分(相對於該機器手臂的該至少部分具有預定位置)進行成像，該控制器影響該機器手臂的該至少部分和/或延伸到或在該預定延伸位置的該機器手臂的至少該不同部分的第二影像的拍攝，以及其中該控制器係配置成根據該第二影像與該機器手臂的該至少部分的另一校準影像和/或該機器手臂的至少該不同部分的比較來計算該機器手臂的該至少部分的其它位置變化，並且根據該其它位置變化來確定與該運動補償距離結合的額外運動補償距離，以便定義改變該機器手臂的該延伸位置的總運動補償。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該運動補償距離和該額外運動補償距離至少結合為向量分量距離以定義改變該機器手臂的該延伸位置的該總運動補償。
根據揭露實施例的一或多個態樣，提供了一種方法。該方法包含提供基板輸送設備的輸送室，該輸送室具有佈置為與基板台模組連通的基板輸送開口、提供連接到該輸送室的驅動部，並且具有定義至少一個獨立的驅動軸之馬達、提供安裝在該輸送室內部的機器手臂，並且在該機器手臂的遠端具有配置成支撐在其上的基板的末端效應器，該機器手臂可操作地利用該至少一個獨立的驅動軸連接到至少產生在使該機器手臂延伸和收縮的徑向方向上的機器手臂運動並且將該末端效應器在該徑向方向上從收縮位置移動到延伸位置的該驅動部、利用安裝在相對於該輸送室的預定位置的成像系統的相機，對移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複位置的該機器手臂的至少一部分進行成像、利用可通訊地連接到該成像系統的控制器對接近或在與該至少一個驅動軸的編碼器資料去耦的該預定可重複位置的該機器手臂的對準上的該機器手臂的該至少部分的第一影像進行拍攝，以及利用該控制器根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的比較來計算該機器手臂的該至少部分的位置變化，並且根據該位置變化來確定改變該機器手臂的該延伸位置的運動補償因子。
根據揭露實施例的一或多個態樣，由該控制器所計算的該確定的運動補償因子係與識別該機器手臂的位置的該編碼器資料的控制器對準無關。
根據揭露實施例的一或多個態樣，在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含在該第一影像中成像的機器手臂特徵，其相對於該末端效應器的預定基板保持位置具有預定的大致上穩態尺寸。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該大致上穩態尺寸具有與該徑向方向一致的尺寸分量以及在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一尺寸分量。
根據揭露實施例的一或多個態樣，利用該控制器根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的該比較所計算的該位置變化包含比較在該徑向方向上的位置變化分量和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一變化分量，以及該運動補償因子在該徑向方向和該斜角方向中的至少一個方向上改變該機器手臂的該延伸位置。
根據揭露實施例的一或多個態樣，在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含其上具有基板的該末端效應器，該末端效應器連同基板在該第一影像中成像，該方法還包含利用該控制器確定相對於該末端效應器的預定基板保持位置的基板偏心率。
根據揭露實施例的一或多個態樣，將該控制器程式化，以便確定在該第一影像中的該成像基板的中心並且利用該控制器根據該成像基板的該確定中心與該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該預定基板保持位置的比較來確定該位置變化。
根據揭露實施例的一或多個態樣，利用該控制器根據在該第一影像中成像的該機器手臂特徵與在該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該機器手臂特徵的校準影像之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
根據揭露實施例的一或多個態樣，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含具有該機器手臂的該至少部分上的標記並且在該第一影像中成像的增量分布的標記圖案，以及該方法還包含利用該控制器根據在該第一影像中成像的標記的該增量分布與標記的校準分布之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該標記圖案在該徑向方向上和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上具有平面分布。
根據揭露實施例的一或多個態樣，根據由在相機視野中的設計設置的該機器手臂的該至少部分的設計資訊轉列虛擬表示來產生該校準影像。
根據揭露實施例的一或多個態樣，藉由該控制器利用該相機影響具有接近或在該預定可重複位置的該手臂位置的該機械手臂的該至少部分的該校準影像的拍攝來產生該校準影像。
根據揭露實施例的一或多個態樣，利用該相機對該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸所定義的不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少不同部分進行成像，利用該控制器影響該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的第二影像的拍攝，以及利用該控制器根據該第二影像與該機器手臂的該至少部分的另一校準影像和/或對應於該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的比較來計算該機器手臂的該至少部分的其它位置變化，並且確定與該運動補償距離結合的額外運動補償距離，以便定義改變該機器手臂的該延伸位置的總運動補償。
根據揭露實施例的一或多個態樣，該額外運動補償距離定義對該運動補償距離的校正因子，以確定改變該機器手臂的該延伸位置的該總運動補償。
100A:基板處理設備 100B:基板處理設備 100E1:端部 100E2:端部 100F1:刻面 100F2:刻面 100F3:刻面 100F4:刻面 100F5:刻面 100F6:刻面 100F7:刻面 100F8:刻面 100S1:側面 100S2:側面 101:前端 102:裝載鎖 102A:裝載鎖 102B:裝載鎖 102E:裝載鎖 103:後端 104:基板輸送機器人 105:裝載埠模組 106:微型環境 107:裝載埠 108:機器人 110:控制器 125A:輸送室 125B:輸送室 130:基板台模組 130S:單一基板台模組 130T1:並肩基板站模組 130T2:並肩基板站模組 WRP:晶圓/基板擱置平面 100C:基板處理設備 100D:基板處理設備 125C:輸送室 125D:輸送室 200:驅動部 201:驅動部 210:機器手臂 211:機器手臂 212:機器手臂 213:機器手臂 250C:蓋子 300P:內腔室 250:基部構件 251:驅動部 252:驅動部 212E:末端效應器 213E:末端效應器 125B’:輸送室 R1:延伸的軸 R2:收縮的軸 251F:框架 252F:框架 L1:長度 CAX:共同軸 SP:端部效應器座落平面 250P:內腔室 200F:框架 200FI:內部 270:Z軸驅動器 270C:托架 275:波紋管密封件 276:鐵磁流體密封件 277:鐵磁流體密封件 280:驅動馬達 280S:驅動軸 281:殼體 282:旋轉驅動部 296:編碼器 214:線性滑動臂 215:SCARA臂 216:蛙腿臂 S:基板 217:跳蛙臂 218:雙對稱臂 244:馬達 248A:定子 260A:轉子 262:套筒 264:位置感測器 281’:框架 190:Z軸驅動器 300P:內腔室 310A:第一線性導軌或滑動件 310B:第一線性導軌或滑動件 311A:第二線性導軌或滑動件 311B:第二線性導軌或滑動件 332A:從動滑輪 332B:驅動滑輪 333A:驅動滑輪 333B:從動滑輪 251F1:第一框架構件 251M:孔或開口 330A:帶 330B:帶 320:驅動馬達 321:驅動馬達 331A:帶 331B:帶 320S:密封件 321S:密封件 251F2:第二框架構件 370:驅動軸 371:編碼器 210B:基部構件 210E:末端效應器 211B:基部構件 211E:末端效應器 400:橋部件 410:滑輪 410A:線性導軌或滑動件 410B:線性導軌或滑動件 411:滑輪 412:傳動構件 420:滑輪 421:滑輪 422:傳動構件 104A:基板輸送機器人 125F’:輸送室框架 125S1:側面 125S2:側面 125S3:側面 125S4:側面 125OP:輸送開口 210A:機器手臂 210E:末端效應器 210R:後部 211A:機器手臂 211R:後部 211DE:遠端 200’:驅動部 244’:馬達 320’:馬達 321’:馬達 110M:臂運動控制器模組 110IP:影像處理模組 500:成像系統 510:基板輸送設備 FOV:視野 580:部分 600:收縮位置 601:不同部分 650:預定可重複位置 700:不同部分 650’:預定可重複位置 125FE:前部 501F:相機 501R:相機 125RE:後部 570:第一影像 590:校準影像 1000:末端效應器 1000WC:預定基板保持位置 1001WC:中心 1010:點 710:第二影像 720:校準影像 750:校準機器手臂 FOVR:視野 210DE:遠端 1100:臂特徵 1200:標記圖案 1201:校準影像 1202:標記的校準分布 1200I:標記的增量分布 1400:晶圓載置校正 1401:晶圓初始偏移 1300:方法 1301-1306:方塊 1601-1605:方塊 R:徑向方向
在以下的描述中，結合圖式解釋了所揭露實施例的前述態樣和其它特徵，其中：
[圖1A-1D]係根據所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意圖；
[圖1E和1F]係根據所揭露實施例的態樣的圖1A-1D的基板處理設備的部分的示意圖；
[圖2A-2D]係根據所揭露實施例的態樣的基板輸送設備的示意圖；
[圖2E]係根據所揭露實施例的態樣的驅動部的示意圖；
[圖2F-2J]係根據所揭露實施例的態樣的輸送臂的示意圖；
[圖2K]係根據所揭露實施例的態樣的驅動部的示意圖；
[圖3A-3E]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖3F和3G]係根據所揭露實施例的態樣的驅動部的示意圖；
[圖4A-4B]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖5]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖6]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖7]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖8]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖9]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖10]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖11]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖12]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖13]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖14]係根據所揭露實施例的態樣的圖2A-2D中所示的基板輸送設備的一部分的示意圖；
[圖15]是顯示相較於傳統方法，根據所揭露實施例的一或多個態樣的使用的範例圖；
[圖16]係根據所揭露實施例的一或多個態樣的基板輸送設備的操作方法的流程圖；以及
[圖17]係根據所揭露實施例的一或多個態樣的基板輸送設備的操作方法的流程圖。
104A:基板輸送機器人
110:控制器
110M:臂運動控制器模組
110IP:影像處理模組
125B’:輸送室
125F’:輸送室框架
125S1:側面
125S2:側面
125S3:側面
125S4:側面
125OP:輸送開口
200’:驅動部
210A:機器手臂
210E:末端效應器
210R:後部
210DE:遠端
211A:機器手臂
211E:末端效應器
211R:後部
211DE:遠端
244’:馬達
320’:馬達
321’:馬達
500:成像系統
510:基板輸送設備

Claims (33)

  1. 一種基板輸送設備，包含： 輸送室，其具有佈置為與基板台模組連通的基板輸送開口； 驅動部，其連接到該輸送室，並且具有定義至少一個獨立的驅動軸之馬達； 機器手臂，其安裝在該輸送室內部，並且在該機器手臂的遠端具有配置成支撐在其上的基板的末端效應器，該機器手臂可操作地利用該至少一個獨立的驅動軸連接到該驅動部，該驅動部至少產生使該末端效應器相對於該輸送室從第一位置移動到不同於該第一位置的第二位置的臂運動； 成像系統，其具有安裝在相對於該輸送室的預定位置，並且設置成使該機器手臂的至少部分成像之相機；以及 控制器，其可通訊地連接到該成像系統，並且配置成利用該相機對移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複位置的該機器手臂的該至少部分進行成像，該控制器影響對準於該機器手臂接近或在該預定可重複位置與該至少一個驅動軸的編碼器資料去耦處的該機器手臂的該至少部分的第一影像的拍攝， 其中該控制器係配置成根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的比較來計算該機器手臂的該至少部分的位置變化，並且根據該位置變化來確定運動補償因子，該運動補償因子改變由該驅動部的該馬達至少經由該機器手臂的延伸在手臂延伸方向上實現的該機器手臂的延伸位置。
  2. 如請求項1的基板輸送設備，其中由該控制器所計算的該確定的運動補償因子係與識別該機器手臂的位置的該編碼器資料的控制器對準無關。
  3. 如請求項1的基板輸送設備，其中由該控制器根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的該比較所計算的該位置變化包含在該徑向方向上的位置變化分量和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一變化分量，以及該運動補償因子在該徑向方向和該斜角方向中的至少一個方向上改變該機器手臂的該延伸位置。
  4. 如請求項1的基板輸送設備，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含在其上具有基板的該末端效應器，該末端效應器連同基板在該第一影像中成像，以及該控制器確定相對於該末端效應器的預定基板保持位置的基板偏心率。
  5. 如請求項4的基板輸送設備，其中該控制器被程式化，以便確定在該第一影像中的該成像基板的中心並且根據該成像基板的該確定中心與該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該預定基板保持位置的比較來確定該位置變化。
  6. 如請求項1的基板輸送設備，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含在該第一影像中成像的機器手臂特徵，其相對於該末端效應器的預定基板保持位置具有預定的大致上穩態尺寸。
  7. 如請求項6的基板輸送設備，其中該大致上穩態尺寸具有與該徑向方向一致的尺寸分量以及在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一尺寸分量。
  8. 如請求項6的基板輸送設備，其中該控制器根據在該第一影像中成像的該機器手臂特徵與在該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該機器手臂特徵的校準影像之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
  9. 如請求項6的基板輸送設備，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含具有該機器手臂的該至少部分上的標記並且在該第一影像中成像的增量分布的標記圖案，以及該控制器根據在該第一影像中成像的標記的該增量分布與標記的校準分布之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
  10. 如請求項9的基板輸送設備，其中該標記圖案在該徑向方向上和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上具有平面分布。
  11. 如請求項1的基板輸送設備，其中該校準影像係根據由在相機視野中的設計設置的該機器手臂的該至少部分的設計資訊轉列虛擬表示來產生。
  12. 如請求項1的基板輸送設備，其中該校準影像係藉由該控制器利用該相機影響具有接近或在該預定可重複位置的該手臂位置的該機械手臂的該至少部分的該校準影像的拍攝來產生。
  13. 如請求項1的基板輸送設備，其中該控制器係配置成利用該相機對該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸所定義的不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少不同部分進行成像，該控制器影響該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的第二影像的拍攝，以及 其中該控制器係配置成根據該第二影像與該機器手臂的該至少部分的另一校準影像和/或對應於該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的比較來計算該機器手臂的該至少部分的其它位置變化，並且根據該其它位置變化來確定與該運動補償距離結合的額外運動補償距離，以便定義改變該機器手臂的該延伸位置的總運動補償。
  14. 如請求項13的基板輸送設備，其中該額外運動補償距離定義對該運動補償距離的校正因子，以確定改變該機器手臂的該延伸位置的該總運動補償。
  15. 一種基板輸送設備，包含： 輸送室，其具有佈置為與基板台模組連通的基板輸送開口； 驅動部，其連接到該輸送室，並且具有定義至少一個獨立的驅動軸之馬達； 機器手臂，其安裝在該輸送室內部，並且在該機器手臂的遠端具有配置成支撐在其上的基板的末端效應器，該機器手臂可操作地利用該至少一個獨立的驅動軸連接到該驅動部，該驅動部至少產生使該末端效應器相對於該輸送室從第一位置移動到不同於該第一位置的第二位置的臂運動； 成像系統，其具有安裝在相對於該輸送室的預定位置，並且設置成使該機器手臂的至少部分成像之相機；以及 控制器，其可通訊地連接到該成像系統，並且配置成利用該相機對該機器手臂的該至少部分收縮到或在由該至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複第一位置進行成像，該控制器影響對準於該機器手臂收縮接近或在該預定可重複第一位置的該機器手臂的該至少部分的第一影像的拍攝， 其中該控制器係配置成根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的比較來識別該機器手臂的該至少部分的位置變化，並且根據該位置變化來確定運動補償距離，該運動補償距離改變由該驅動部的該馬達至少經由該機器手臂的延伸在徑向方向上實現的該機器手臂的延伸位置。
  16. 如請求項15的基板輸送設備，其中由該控制器所計算的該運動補償距離係與識別該機器手臂的位置的該編碼器資料的控制器對準無關。
  17. 如請求項15的基板輸送設備，其中接近或在該預定可重複第一位置的臂位置的控制器對準係與該至少一個驅動軸的編碼器資料的該控制器的接收去耦。
  18. 如請求項15的基板輸送設備，其中該控制器係配置成利用該相機對該機器手臂的該至少部分和/或延伸到或在由該至少一個獨立的驅動軸所定義的預定第二位置的該機器手臂的至少不同部分進行成像，該控制器影響該機器手臂的該至少部分和/或延伸到或在該預定第二位置的該機器手臂的至少該不同部分的第二影像的拍攝，以及 其中該控制器係配置成根據該第二影像與該機器手臂的該至少部分的另一校準影像和/或該機器手臂的至少該不同部分的比較來計算該機器手臂的該至少部分的其它位置變化，並且根據該其它位置變化來確定與該運動補償距離結合的額外運動補償距離，以便定義改變該機器手臂的該延伸位置的總運動補償。
  19. 如請求項18的基板輸送設備，其中該運動補償距離和該額外運動補償距離至少結合為向量分量距離以定義改變該機器手臂的該延伸位置的該總運動補償。
  20. 一種方法，包含： 提供基板輸送設備的輸送室，該輸送室具有佈置為與基板台模組連通的基板輸送開口； 提供連接到該輸送室的驅動部，並且具有定義至少一個獨立的驅動軸之馬達； 提供安裝在該輸送室內部的機器手臂，並且在該機器手臂的遠端具有配置成支撐在其上的基板的末端效應器，該機器手臂係可操作地連接到該驅動部； 利用該至少一個獨立的驅動軸至少產生使該末端效應器相對於該輸送室從第一位置移動到不同於該第一位置的第二位置的機器手臂運動； 利用安裝在相對於該輸送室的預定位置的成像系統的相機，對移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸定義的預定可重複位置的該機器手臂的至少一部分進行成像； 利用可通訊地連接到該成像系統的控制器對接近或在與該至少一個驅動軸的編碼器資料去耦的該預定可重複位置的該機器手臂的對準上的該機器手臂的該至少部分的第一影像進行拍攝；以及 利用該控制器根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的比較來計算該機器手臂的該至少部分的位置變化，並且根據該位置變化來確定運動補償因子，該運動補償因子改變由該驅動部的該馬達至少經由該機器手臂的延伸在徑向方向上實現的該機器手臂的延伸位置。
  21. 如請求項20的方法，其中由該控制器所計算的該確定的運動補償因子係與識別該機器手臂的位置的該編碼器資料的控制器對準無關。
  22. 如請求項20的方法，還包含利用該控制器根據該第一影像與該機器手臂的該至少部分的校準影像的該比較所計算的該位置變化包含比較在該徑向方向上的位置變化分量和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一變化分量，以及該運動補償因子在該徑向方向和該斜角方向中的至少一個方向上改變該機器手臂的該延伸位置。
  23. 如請求項20的方法，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含其上具有基板的該末端效應器，該末端效應器連同基板在該第一影像中成像，該方法還包含利用該控制器確定相對於該末端效應器的預定基板保持位置的基板偏心率。
  24. 如請求項23的方法，還包含將該控制器程式化，以便確定在該第一影像中的該成像基板的中心並且利用該控制器根據該成像基板的該確定中心與該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該預定基板保持位置的比較來確定該位置變化。
  25. 如請求項20的方法，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含在該第一影像中成像的機器手臂特徵，其相對於該末端效應器的預定基板保持位置具有預定的大致上穩態尺寸。
  26. 如請求項25的方法，還包含該大致上穩態尺寸具有與該徑向方向一致的尺寸分量以及在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上的另一尺寸分量。
  27. 如請求項25的方法，還包含利用該控制器根據在該第一影像中成像的該機器手臂特徵與在該機器手臂的該至少部分的該校準影像中的該機器手臂特徵的校準影像之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
  28. 如請求項25的方法，其中在該第一影像中所拍攝的該機器手臂的該至少部分包含具有該機器手臂的該至少部分上的標記並且在該第一影像中成像的增量分布的標記圖案，以及該方法還包含利用該控制器根據在該第一影像中成像的標記的該增量分布與標記的校準分布之比較來確定由於該機器手臂的熱變化的該位置變化。
  29. 如請求項28的方法，其中該標記圖案在該徑向方向上和在與該徑向方向成非零交叉角度之斜角方向上具有平面分布。
  30. 如請求項20的方法，還包含根據由在相機視野中的設計設置的該機器手臂的該至少部分的設計資訊轉列虛擬表示來產生該校準影像。
  31. 如請求項20的方法，還包含藉由該控制器利用該相機影響具有接近或在該預定可重複位置的該手臂位置的該機械手臂的該至少部分的該校準影像的拍攝來產生該校準影像。
  32. 如請求項20的方法，還包含利用該相機對該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在由該至少一個獨立的驅動軸所定義的不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少不同部分進行成像，利用該控制器影響該機器手臂的該至少部分和/或移動到或在該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的第二影像的拍攝，以及 利用該控制器根據該第二影像與該機器手臂的該至少部分的另一校準影像和/或對應於該不同的預定徑向位置的該機器手臂的至少該不同部分的比較來計算該機器手臂的該至少部分的其它位置變化，並且確定與該運動補償距離結合的額外運動補償距離，以便定義改變該機器手臂的該延伸位置的總運動補償。
  33. 如請求項32的方法，其中該額外運動補償距離定義對該運動補償距離的校正因子，以確定改變該機器手臂的該延伸位置的該總運動補償。
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