TWI556924B - 基板處理系統、基板處理方法及材料裝卸裝置用的驅動系統 - Google Patents

基板處理系統、基板處理方法及材料裝卸裝置用的驅動系統 Download PDF

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Description

基板處理系統、基板處理方法及材料裝卸裝置用的驅動系統
本發明係概括的關於自動控制系統(robotic systems)，尤其關於自動控制系統的裝備及操作。
裝配機械手(robotic manipulator)通常為耗時且又繁瑣的作業，不管藉人工或自動方式。靠人工裝配機械手多受裝配作業員主觀影響且通常為非可重複性。此種人工裝配的主觀性及非可重複性通常影響到裝配有機械手之系統之操作性。此外，人工裝配之完工耗時，以致裝配成本高昂(例如工資、工作時間等)，同時人工裝配時若是對粉粒敏感(如淨化室環境)之系統，則可引起污染且為害人體及設備的安全(例如使人曝露於有害化學物質或使機械手及該系統的其他部分因受碰撞而受傷之危險)。
機械手的自動裝配作業通常需使用昂貴的零組件及多種裝設於機械手上之感應器及/或與機械手互相作用之處理器(processing equipment)。上述感應器通常為磁性、光學的或觸覺式感應器，可供自動控制器(robot controller)感測出對準裝置(alignment fixture)的特定特徵或表示機械手已接觸到該裝置(fixture)或裝備(station)之馬達轉矩的增加情形。
因此，亟待有一種不需與系統之裝備(例如基板保持裝置或其他設備)互相作用之機械手即能自動的顯示自動控制系統內之各裝備(points)之自動顯示系統。設若自動顯示系統能提供超越下面所述自動裝備顯示之優點則更為可取。
 【發明內容及實施方式】
茲參照附圖詳述本發明之實施例於下。
圖1A~1C顯示本發明一實施例之操作(處理)環境。雖然所舉實施例係參照所示圖式描述，但應知所揭示之實施態樣可以許多修飾改變形式實施，且可使用任何適當大小、形狀或型式之元件或材料。
本發明之實施例的一個特徵乃在於空間定位系統(SPS)100可例如在撿起及放下(裝卸)應用上用於以如下所述之非接觸方式(例如不與夾具或與工作裝備接觸)自動的顯示機械手的位置，亦可用以顯著的減低在工件內之人工顯示機械手位置。此種自動顯示可有效率且以短時間提供機械手的可重複性建立。該自動顯示可在不引起淨化室環境(例如實驗室、操作室、半導體製造設備)之污染下進行，因為人與空間定位系統(設備)100之接觸已減到最小。
本發明實施例的另一個特徵乃在該空間定位系統100可如下所述用以在系統中對一共同基準點(common reference point)對準及/或調平各個裝備。該等裝備可為例如包括基板對準器、裝載口(loadports)及半導體基板處理裝置等適當裝備。這些裝備的對準及/或調平可在任何適當時候進行，例如組裝裝置時(例如裝置製造時)或在裝備的使用場所(例如維修等時)。舉例而言，例如在組裝裝備時，包括在處理器之製造期間，此可例如包括在自動供應處初步組裝材料處理台，隨後可將該組裝體部份的解體而運送至材料加工裝備製造廠，此加工裝備可在該材料加工裝備製造廠組入較大之設備(system)中，然後將該設備部份的解體後運送至最終使用者。另一組裝裝備之實施例乃包括在最終使用者組裝裝備(例如半導體製造設備或其他適當設備)。又一組裝設備則包括在使用者設備之維修或供應(例如機械手或處理器等組件的供應及更換等)。上面揭示之實施例可提供適當的空間資訊，例如有關裝備的對準、即包括使用既有之裝備調整特性(features)修正裝備位準偏差的調整量。
在又另一實施例中，空間定位100係可用以修正機械手在下述用途(例如飛擊式on-the-fly)時之定位錯誤。此種定位錯誤可由例如用於追蹤機械手的位置回饋裝置的不正確產生。此種定位偏差亦可由機械手機件的公差引致而此公差可由機械手機件的摩損或機械手的非線性機構擴大。依本發明之實施例不單可提高定位回饋裝置的裝卸(撿起及放下)操作的正確性及可重複性，同時對機械手的機件的製造公差及定位回饋裝置之定位正確性的要求放寬。
依所揭示之上述實施例之另一特徵為其空間定位系統100可用以提供如下所述用以控制及/或整流馬達之所有配位的大致同時非接觸測值。上述空間定位系統100可用以測定例如平面或線性馬達、球狀馬達及自軸承式馬達(例如自軸承旋轉馬達、磁力漂浮平台等)等任何適合馬達之軸向及/或轉動配位。這種適合馬達之例子描述於美國專利申請第11/769,651號(2007年6月27日申請)中，此文獻併入本說明書中供作參考。
現參照圖1A，所示實施例可為半導體處理裝置或系統之一部分。雖然在此針對半導體製造裝置說明，但應知所述實施例同樣適用於任何裝卸應用上及/或機器人系統，包括組裝廠、醫療裝置(例如自動手術器具等)及實驗裝置以提供對固定或移動的物體正確的定位。
圖1A為處理裝置10之實施例，所示為一種具有代表性結構的群集裝置(cluster tool)，此處理裝置10可具有任何其他適當之構造。該裝置10可形成適於處理半導體基板或直徑200mm、300mm、350mm、400mm甚至更大之晶圓之大小及形狀。該裝置10亦可用以處理其他所要的基板，例如平板顯示幕用基板。圖1A所示之裝置10可具一前段部12及一後段部14。該前段部12可配設提供一作為裝置10之其他構成部件(fabricating facility,FAB)之介面。舉例而言，該前段部12可為具有1或多個裝載口16(圖中顯示2個裝載口)之環境控制裝置，允許例如標準機械介面(SMIF)及FOUP等任何適當之基板裝載機停靠(docking)。裝載口16可位置於允許經由與FAB的自動材料裝卸裝置或車輛之介面，或經由人工手段自動裝卸裝載機C。上述處理裝置10的前段部12可備有任何適當之運送機11用以在裝置10及停靠在該裝置介面之裝載機C之間裝卸基板。適當之運送機包括但不限定為例如揭示於美國專利第6,002,540號之運送機，此文獻併入本說明書中供作參考。另一適用之運送機為如圖2所示之SCARA型運送機250，此運送機備有上臂251、前臂252及後部作用器253。裝置前段部的一個適當例，其相同於上述前段部12，係揭示於美國專利申請案第11/178,836號(2005年7月11日申請)，此文獻併入本說明書中供作參考。依其他實施態樣，該裝置之前段部可具有任何其他合適的構造。但，依其他實施例該裝置可不備有分離的或其他可辨別的前端部分，俾其後段部可在不受裝載閘(load lock)的干涉下直接與裝置的裝載介面相連通。
該後段部14可保持有與外部隔離之氣氛，例如與前段部隔離之氣氛，即該後段部14可保持有隋性氣體(如氮或氬氣)或真空。依本發明之另一實施例，該後段部14通常備有一裝載閘區20、一運送室22及複數之處理裝置24。上述裝載閘區20、運送室22及處理裝置24之一或數個可含有一或多個槽閥(slot valve)，用以隔離該後段部14及/或上述裝載閘區20、運送室22及處理裝置24之一或數個。槽閥可為具有適當構造之任何適當槽閥。該後段部14可為具有位於運送室22內之任何適當之基板運送系統23，用以在裝載閘及裝置的處理部之間運送基板。由於後段部14與前段部12之界面設有裝載閘區20，因此可不曝露於後段部14之隔離氣氛下，在該與大氣隔離的後段部14及前段部12之間運送基板。上述之處理裝置24可以配置成適於實行任何所要之基板處理(例如物質澱積、離子植入、淨化、蝕刻、拋光、計量等)。將於下面詳細說明，處理裝置10可與空間定位裝置100構成一體。
現說明圖1B。圖中所示為另一種處理裝置10'，此裝置10'為一種線狀配置的處理裝置，其包含複數之處理器24'、基板運送機11a~11c及裝載閘20a'、20b'。此種處理裝置之例子揭示於美國專利第11/442,511(2006年5月26日申請)。此文獻併入本說明書中供作參考，此種線狀配置的處理裝置可與空間定位裝置構成一體，對此容後詳述。
現說明圖1C。空間定位裝置100可構成得使構件在處理裝置內之任意部分配置，例如可將空間定位裝置100構成得使自動材料處理裝置60之高架運送車61自動地與該處理裝置10之裝載口16相配合。適合之高架運送系統見載於美國專利第7,165,927號中，此文獻併入本說明書中供作參考。上述之空間定位裝置100可構成得配置任何適當之自動材料處理裝置，包括但不限定為高架運送車及地面運送車，例如輸送機及或如美國專利第10/624,987號(2003年7月22日申請)揭示之車(carts)。此文獻併入本說明書中供作參考。
爰再說明圖2。現配合處理裝置290詳細說明空間定位裝置。在此實施例中該處理裝置290可與配合上面圖1A說明之後段部14及裝載閘區20實質上相同。例如，處理裝置PM1~PM4可與處理裝置24實質上相同而裝載閘LL1、LL2可與上面所述圖1A之裝載閘20實質上相同。空間定位裝置100可包含控制器270、一或多個發信器200A~200F及一或多個目標(targets)210A~210N、210P~210V。將於下面說明，該等目標可為被動目標，用以被動的從發信器回送訊號到接收元件(receiving element)，亦可為主動收信器，用以接收來自發信器的訊號。在圖中雖然表示許多發信器及目標，但其數目可依需要增減。控制器270可為含有處理機、記憶體(例如記憶體275)以及儲存於記憶體之電腦可讀程式碼而能夠執行在此描述之本發明實施例的特徵之任何適當的控制器。該控制器270可專用於空間定位裝置100，或其可為處理裝置290及/或製造設備操作所用之控制系統的一部分。
發信器200A~200F可為任何適當之發信器，例如光學、射頻、蜂巢及聽覺發信器。這些發信器可以任何適當方式，包括有線或無線接續方式連接至控制器270。發信器可發射具有任何可實行收信器210A~201N、210P~210V之檢測的適當特性之訊號，藉控制器270解讀而作為如下所述之位置決定(即定位)使用。該發信器可包含檢測用收信器(例如利用目標檢測反射回到發信器之訊號)。上述目標可包含位於任何適合從發信器收信訊號之位置之收信器。由每一發信器200A~200F發射之訊號可設計成例如能讓控制器270藉其發出之訊號辨別各該等發信器200A~200F。該等發信器亦可藉其他任何適當方法辨別。另外，目標及發信器的位置可反轉，只要能取得決定物體位置的同樣資訊。
收信器210A~201N、210P~210V可為任何能被發信器200A~200F檢測到之適當收信器，在此實施例中，該等收信器可為能被動的將來自發信器的訊號回送到該同一發信器。上述收信器可不必接到或與任何其他裝置，例如控制器270，共享資訊，但仍允許被例如發信器(或其他收信器)檢測到。依另一實施例，該等收信器可為主動收信器，例如處理來自發信器之訊號而將其傳送到該設備(system)的其他裝置，例如控制器70等。又依另一實施例，如該等收信器210A~201N、210P~210V為主動收信器，則可依對發信器200A~200F所述方式，將其適當的連接到控制器270。
依本發明之其他實施例，空間定位裝置100可包含基準資料收發器(此器可替代發信器200A~200F)及主動資料收信器(此器可替代收信器210A~201N、210P~210V)或反之亦然。基準資料收發器如上所述，可發送被該主動資料收發器接收之訊號。該主動資料收發器可發送該接收到之相同訊號或不同訊號回到該基準資料收發器。該基準資料收發器可解讀來自該主動資料收發器之訊號而將其傳送到控制器270以實行在此描述之決定/計算。
該等發信器200A~200F可配設於處理裝置290之周圍及/或內部等任何適當位置。如圖2所示，發信器200A~200F係配設在運送室265與處理裝置PM1~PM4及裝載閘LL1、LL2之每一個間之介面的每一側。收信器210A~201N、210P~210V可配設在處理裝置290之構件之內及/或周圍之任何適當位置。由實施例顯示，收信器的位置可選擇使該收信器之每一個能與發信器200A~200F之足夠數之發信器互動而法定收信器之位置。收信器之位置可在所指定之發信器的設定範圍內，使該發信器具有收信器之實質無障礙視界。上述之處理裝置290之構件可包括，但不限定，任何可與處理裝置PM1~PM4互動之適當構件，如裝載閘LL1、LL2及運送裝置250。在此實施例中處理裝置PM1~PM4及裝載閘LL1、LL2之每一個含有3個收信器(target)。在有些實施例中，上述之每一個可含有比3個多或少之收信器。由圖2亦可知，運送裝置250含有3個收信器210T~210V，但有些運送裝置可含比3個多或少之收信器。在此實施例中，收信器210T~210V係配設在末端作用機253上，但亦可配設在運送裝置250之任何適當位置。在本實施例中顯示3個收信器210T~210V係用在每一個處理裝置PM1~PM4、每一個裝載閘LL1、LL2及運送裝置250上。在圖中該等3個收信器之每一個收信器係以點表示其在所定空間之位置(例如從一基準點之該3個點的位置可決定3個座標x、y、z及3個轉軸Rx、Ry、Rz，以明確指出該等收信器附著之物體在空間中的位置)。
在其他實施例中，收信器210A~210S可組入能配設或固定於一或多個裝備(station)之裝置(fixture)中以供自動顯示或修正運送裝置250之位置。又在另一實施例中，收信器210T~210V可組入由運送裝置250載運的裝置中以實行運送裝置250之自動顯示(automatic teaching)。
現再說明圖2，將基準點配給(指定給)處理裝置之每一個構件，例如可將裝備基準點RSTN指定給處理裝置PM1。在一實施例中，基準點RSTN可相當於處理裝置內之設定基板位置(例如位於設定位置之基板中心)。該基準位置RSTN可相當於處理裝置PM1內之任何適當位置。該裝備基準點RSTN之位置可與例如位置於處理裝置PM1內之收信器210A~210C等收信器之一或多個一致。另外，基準點可依上述方式配給其他處理裝置PM2~PM4。
機械手基準點RRBT亦可與運送機250相關連。在此實施例中，RRBT係位於末端作用機253上且其位置在基板S載裝於該末端作用機253時，是與基板S之設定中心位置相一致。上述基準點RRBT亦可在運送機250上之任何適當位置。如上面配合裝備基準點RSTN已說明，機械手基準點RRBT的位置可與位置於機械手253上之收信器210T~210V等收信器之一或多個一致。上述運送機250亦可包含適當之位置回饋裝置，例如可與運送機250之運動方程式連用之編碼器以決定機械手基準點RRBT之位置。
裝備及機械手之基準位置RSTM及RRBT可分別代表在空間的位置(例如藉三個獨立座標，例如x、y、z界定)或可概括的藉由例如六個獨立座標，例如x、y、z、Rx、Ry、Rz(其中Rx、Ry、Rz分別代表對如x、y及z軸的旋轉)，代表基準座標系統。在其他實施例中，上述基準位置RSTM及RRBT可代表具有適當數之軸之任何適當座標系統之任何適當位置。與空間定位裝置100關連之座標系統，在此稱為全域座標系統而使用運送裝置定位回鐀器之座標系統在此則稱為機械手(robot)座標系統。將如下說明，該空間定位裝置100係用以在極短時間內同時顯示運送裝置250的所有自由度。圖2所示之運送裝置250(用以說明實施例)含有相當於上述六個獨立座標之六個自由度，但在其他實施例中，運送裝置可含有多或少於六個自由度。
現參照圖3A~3B說明處理器PM1及裝備ST1自動顯示動作，在此應知，處理裝置290之任何適當構件(或製造設備之任何構件)的位置係依實質相同方法設置。例如組入處理器PM1內的收信器210A~201C的位置可依任何適當方式得自空間定位裝置100(圖3A之區塊300)。舉例而言，由發信器200A、200B發出之訊號可以任何適當之方式定向或定時，使例如第1訊號來自發信器200A，而第2訊號來自發信器200B且由收信器在第1及第2時間(例如由收信器210A~210C各個收信器反射回來之後)分別接收。由發信器200A~200B發出之訊號亦可以任何適當之方式定向及定時，使例如第1訊號來自發信器200A，而第2訊號來自發信器200B且由收信器210A~210C之各個收信器在第1及第2時間分別接收。上述控制器270可用以例如根據第1及第2訊號之接收時間決定各收信器210A~210C對發送器200A、200B之位置。發送器200A、200B的位置可在空間座標系之預設位置，使控制器270可根據收信器對發送器之位置(圖3A之區塊310)決定各個收信器210A~210C在空間座標系的位置。在另一實施例中，收信器210A~210C在空間座標系的位置可依任何適當方法決定。
現參照圖5說明。控制器270可指令運送機250實行例如從其初始位置500R、500G(其中R代表機械人座標，G代表空間座標)向裝備(station)逐步移動(使用機械人座標內之裝備的理論座標，參照圖3A，方塊320)在另一實施例中，運送機250之初始或退回位置可當作裝備接近點(station approach point)的理論位置加以選擇。在又另一個實施例中，可將任何適當的位置(point)選作為裝備接近點。上述逐步移動之初始位置500R、500G及終點位置501R、501G可用控制器270記錄於全域及機械人雙方之座標系的記憶體275中。上述全域及機械人座標系中逐步移動的初始位置500R、500G及終點位置501R、501G可用以例如在運送裝置250(圖3A之方塊330)現位置附近的兩個座標系中，例如藉方向及距離的測定，量化兩座標系間的變換或關係。全域及機械人座標系的關係亦可由任何適當方式決定。
在方塊330中獲得之變換度(transformation)及空間座標系中之裝備對準點的位置可用以決定在機器人座標系中運送裝置250之次一逐步移動(例如從點501R、501G到502R、502G)的方向及距離。該控制器270可指令運送器250實行往裝備(station)方向逐步移動之另一動作(此動作係使用在方塊340(圖3B之方塊350)中決定之方向及距離顯示。假如運送器基準位置RRBT及裝備基準位置RSTN間的距離比設定之距離或準確度ε小(圖3B之方塊360)，該機器人座標系中之運送器的位置則指定給裝備ST1而用於隨後的裝貨作業(圖3B之方塊370)。假如運送器基準位置RRBT及裝備基準位置RSTM間的距離比設定之距離或準確度ε大(圖3B之方塊360)，則反覆方塊340及350(使用例如點502R~509R，502G~509G)直至在全域座標系統內的運送裝置及裝備基準位置RRBT，RSTN間的距離小於設定準確度ε。
只為舉例目的將上面對圖3A及3B所述之自動裝備顯示方法在下面以二自由度表示。但應知下示公式可以任何適當之自由度表示。
在此特殊的實施例中，該機器人位置回饋裝置之不準確度(偏差)及機械元件之容差(容許偏差)導致機器人及全域座標系統(如下式[1]、[2]所示)間之如偏移(offset)、旋轉(rotation)、定標係數(scaling factor)及非線性誤差形式之歪變(distortion)：
xSPS=xo+kxcos(θ)xRBT-kysin(θ)yRBT+xesin(πyRBT)　[1]
ySPS=yo+kxsin(θ)xRBT+kycos(θ)yRBT+yesin(πxRBT)　[2]
式中：xsps及ysps分別代表得自空間定位系統之RRBT的x及y座標(即代表在全域座標系統中之位置)。而xRBT及yRBT分別代表通過機器人位置回饋裝置測定之RRBT的x及y座標(即代表在機器人座標系統中之位置)。在式[1]及[2]中所用之常數之概略值係例如下表1中所界定，但亦可將任何其他值作為式[1]及[2]之常數使用。
在x及y軸方向發生之位置歪變分別示於圖4A及4B。在此應注意，在此實施例中所示之位置歪變並明顯超過典型機器人所期許之水準。對於此位置歪變放大敘述之目的係只為彰顯證明上述方法比起通過機器人位置回饋裝置獲得之測值縮小誤差(errors)幅度。
方塊320~350(參照圖3A、3B)之機器人的遞增運動(incremental motion)可由下面所示式[3]~[10]求得：
上式中，係由空間定位系統獲得之RRBT(機械手基準點)的x座標，係y座標，k表示步驟，xSTNSPS及ySTNSPS代表由空間定位系統獲得之RSTN(裝備基準點)的x及y座標(即在全域座標系統中之裝備位置)，k係約0及1之間之一常數(此常數決定自動教示程序之收斂速度)。在此實施例中，例如將k設為約0.5使初始遞增移動較短小俾能較易以圖表方式(參照圖5及6)表現自動教示程序。如上所述，若是運送裝置基準點RRBT及裝備基準點RSTN不在設定準確度ε內相符合(coincide)，裝備ST1自動教示動作將會例如繼續至達到所要的準確度ε而滿足下式條件：
在此實施例中，將ε設定為例如1μm並使用下示之初始條件開始自動教示程序：
但，在其他實施例中該準確度ε可設定為任何適當之值且可使用任何適當之初始條件。
在一實施例中，該空間定位裝置100亦可用以定位運送機250及對準裝備ST1等處理裝備，當該運送機250不備有足夠數之軸(axes)或自由度來顯示該裝備ST1的所有座標(配位)時。上述裝備ST1通常具有六個自由度，但亦可具有任何適當數之自由度。不能將處理裝備之六個自由度全部顯示之運送機(例如裝備ST1)含有二、三及四個備有可在平行水平面操作之平面臂機構(planar arm mechanisms)的軸自動機械手(axis robotic manipulators)。在此實施例中如圖7所示，上述之自動機器人顯示方法可藉任何適當裝置780~783完成而使運送端作用機253及/或裝備ST1~ST4及LL1、LL2對準共同水平基準面RHP。在圖7中雖然只表示裝備ST1，但在圖2中所示之裝備ST2~ST4及LL1、LL2均可同樣作用。
在此描述之空間定位裝置100可調整運送末端作用機253及裝備ST1~ST4及LL1、LL2對準共同水平基準面RHP，因此可將裝備ST1之RLP及運送機250之各個基準平面SLP、RLP定位在設定的準確度內。示於圖7之上述基準平面SLP、RLP只是例示性，即該等基準平面可互相配置於任何適當的位置。又，在圖中基準面係以水平面表示，但在其他實施例中SLP、RLP、RHP等面可具有任何適當之空間配向(spatial orientation)。在此實施例中，例示基準平面RLP及SLP分別與末端作用機253之平面及基板支持具785之平面一致。
參照圖2，7A及7B，在對準裝備ST1~ST4，LL1、LL2及末端作用機253時，從空間定位系統(圖7A之方塊700)可獲得組入該末端作用機253中之目標210T~210V的位置。此等目標210T~210V的位置可在全域座標系統中獲得。控制器270可用以計算末端作用機位準RLP對基準面(例如處理裝置290之水平基準面RHP)之偏差度(參照圖7A之方塊710)。若是末端作用機位準RLP與基塗面RHP之偏差度在設定範圍或準確度內時，對運送機250不必作位準之調整。但，若不在設定範圍內或準確度內時，則須計算運送機250之位準調整度(參照圖7A之方塊720)及進行調整(參照圖7A之方塊730)。
依另一實施例，可例如藉由控制器270轉換收信器210T~210V的全域座標，計算對準平面RHP之運送機250的位準調準實行座標系統轉換。上述之調整度可通過連於控制器及/或處理裝置290之任何適當的顯示器提供給操作員使其能夠調整運送機250。在一實施例中，位準調整機構或系統782、783可連接於運送機250，用以自動調整運送機對基準平面RHP之位準。圖7A中之方塊700~730可反覆至在末端作用機253及基準平面RHP間獲所要之對準準確度。
在處理裝置290中對基準平面RHP實行裝備之對準是與上述之對末端作用機253實行對準之場合實質上相同(參照圖7B之方塊740~770)。雖然圖7A、7B中只例示裝備ST1之對準是在運送機250之對準後實行。但應知處理裝置290之構件的對準可依任何順序或大玫同時的實行。
舉例而言，裝備ST1或運送機250，位準SLP、RLP對基準水平面RHP之偏差的計算用演算法中可使用由組入於裝備ST1中之收信器(targets)或末端作用機253之位置所構成之向量(vectors)，如圖8所示，其中：
式中v12代表從位置(點)1至位置2之向量；v13代表從位置1至位置3之向量；n代表垂直於平面(例如由點1、2及3界定的平面)之單位向量；u代表z-方向之單位向量；及α代表向量n及u間之角度。角度α亦可直接標明由點1、2及3界定之平面對x，y-平面(此平面可與基準水平面RHP一致)之角度偏差。
在一實施例中，在方塊720及760決定之調整可計算為例如符合標稱垂直位置或減小所要調整之總量至最小。
在另一實施例中，該空間定位系統100可用以使圖1A~1C及圖2所示之處理系統中之處理裝置290之一或多個構件或任何其他構件(例如運送機、自動化材料裝卸裝置、裝載埠、處理機、基板對準器等)對共同基準點對準。上述共同基準點可為位於處理裝置290之內或外之任何適當基準點。在此實施例中，該基準點CRP可為位於圖2之裝載埠LL1內部。又，上述之共同基準點CRP可位於或與可供該系統之其他構件連接之該系統的中央構件相關連。舉例而言，圖1A及2之中央構件可為運送室22(例如真空室)。該基準點可位於加工設備內之任何適當位置。該處理系統構件的對準可隨時實行，包括但不限定，系統之組裝期間或處理系統之使用場所。
例如圖9所示，用以組裝處理系統之構件，例如圖2所示裝備或處理器ST1可使用裝設及調整構件(adjustment features)之預設值安裝於初始或標稱(nominal)位置(圖9之方塊900)。上述標稱位置及預設值可由任何適當方法獲得，包括但不限為CAD設計(電腦輔助設計)或處理器等之佈局。收信器之位置(在此例中收信器為可組入裝備ST1中之收信器210A~210C)可得自空間定位系統(圖9之方塊910)。上面已說明過，收信器210A~210C與裝備基準點RSTN係具有習知關係，使得控制器270能計算出裝備ST1裝設位置及該裝備ST1已對準位置間之對於共同對準點CRP的偏差。若該裝設位置及ST1對準位置的偏差在設定量或準確度內，無需對裝備ST1作位置調整，否則就需要作調整。在一個實施例中，配位系統變換可例如藉控制器270，從收信器210A~210C之全域配位變換至處理裝置之其他適當配位系統或製造設備實行(參照圖9之方塊920)。該控制器270可使用該變換的配位(或使用無變換的配位，若是方塊910所獲得之配位為計算調整度所使用者時)來計算例如裝備ST1之各安裝及調整構件之調整度(量)而使該裝備對準共同對準點CRP。配位變換可將收信器之配位直接變換或調整，使變換後無需作額外(附加)的計算。上述各安裝及調整構件之調整度可通過連接於控制器及/或處理器290之任何適當顯示器提供予操作員，使其能調整裝備ST1(參照圖9、方塊930)。依本發明之另一實施例，可將對準調整機構或系統連接於裝備ST1，以供對共同基準點CRP自動調整及對準運送機。上述方塊910~930可反覆至在例如裝備ST1及共同基準點CRP間獲得所定之對準準確度止。
由於自動控制系統的準確性及可反覆性會因長期使用引起機件磨耗而導致動作機件或位置測定機件等之衰退。另外，由於正確位置回饋裝置之製造成本高或由於正確容差機件的製造困難亦導致獲取所要之準確性及反覆性之困難。在此揭露之空間定位裝置100可用於例如運送機250或處理裝置中之任何其他適當運送機之位置的高速修正(參照圖1A~1C及圖2)。藉此高速位置修正可使運送機250之末端作用器253定位於裝備內，而使待運送之基板或其他材料可以設定的準確度從該裝備裝卸於該裝備，不管定位回饋機引起之不正確性為因之定位錯誤及運送機250機件之容差。此種空間定位裝置100可用以修正在任何適當製造環境中之任何適當裝置之配位。
飛蠅式位置修正之一例將參照圖2及圖10說明。雖然運送機250及裝備ST1係用以描述位置修正，但位置修正可應用於任何適當之運送機及裝備。在裝卸等操作期間修正運送機250之末端作用機253之位置時，利用控制器270指令運送機移動末端作用機253至實行裝卸作業之地點ST1(參照圖10之方塊1000)。依本發明之一實施例，該末端作用機253之基準點可移動至其位置一與裝備基準點RSTN一致或大致對準。上述裝備基準點RSTN如上配合圖3A及3B所述係顯示於自動控制配位系統中。此運送機基準點RRBT可移動至任何適當的位置。
收信器210T~210V及未端作用機253之基準點RRBT配位置係由使用例如發信器200A、200B等任何適當的發信器之空間配位系統(spatial coordinate system)決定(參照圖10之方塊1010)。上述收信器210T~210V及基準點RRBT的位置可例如在全域配位系統(global coordinate system)內決定。在另一實施例中收信器210T~210V及基準點RRBT的位置可在任何適當之配位系統內決定。在此實施例中，運送(輸送)基準點RRBT之全域配位系統可與裝備基準點RSTN之全域配位系統比較而計算兩者間之距離(參照圖10之方塊1020)。若兩者間之計算距離在設定距離(例如準確值)內，即繼續實行裝卸作業(參照圖10之方塊1030)，而若不在設定距離或準確值內，則可將在上述方塊1000中所作之移動的始點及終點(在全域及自動控制配位系統內)用以決定位於末端作用機之現位置附近之自動控制及全域配係系間之變換(參照圖10之方塊1040)。在此實施例中，在方塊1000中之移動的起點可為圖2所示運送機250之退縮位置而終點可為運送機250之伸展位置(此時末端作用機253位於例如裝備ST1的附近)。其他任何適當之起點及終點可作為在方塊1000中之移動的起點及終點的使用。方塊1040之配位變換及與運送機基準點RRBT之現位置有關之例如全域配位系統內之裝備基準點RSTN係用以決末端作用機253在自動空制配位系統內之修正移動量(參照圖10之方塊1050)。此修正移動可包括使運送機250對裝備基準點RSTN能更正確的配置之方向及距離。運送機250受令朝向裝備基準點RSTM正確的移動(參照圖10之方塊1060)。圖10之方塊1020~1060可反覆實行直至運送機基準點RRBT對裝備基準點RSTN正確的位於設定之距離範圍內。應知，方塊1020所計算之距離可在運送機250實行之每一裝卸作業中檢測而記錄於記憶體275中。上述方塊1020所計算之距離可以任何適當之時間間隔周期性的檢測及記錄。此記錄之距離資訊可用於任何目的包括，但不限於處理系統之保健監測、故障診斷及/或定期檢修。
如上所述，空間定位系統100可用以充當例如驅動系統等之定位控制及/或轉換之位置回饋裝置。該驅動系統可含具有適當數之自由度之任何適當驅動系統(例如單一或多維致動器)，例如旋轉驅動系統、平面或線型驅動系統、球狀驅動系統或其組合系統。上述驅動系統亦可為軸承驅動器、自動軸承驅動器(例如磁力懸浮平台或軸)或其他適當驅動器。
圖11、12顯示本發明實施例之材料裝卸驅動系統。此材料裝卸驅動系統可同樣應用於任何適當驅動裝置之位置回饋及轉換。
圖11顯示七自由度平面驅動系統1100，包括例如藉由菱形聯結器1105等聯結一起之二個磁力懸浮平台1110A、1110B。此平面驅動系統1100可備有藉任何適當之聯結器聯結一起之具有任何適當自由度及任何適當數之平台。平台1110A、1110B可含有任何適當之磁體1104，用以與捲線1103A、1103B相互作用。適當之磁體/線圈揭示於美國專利申請第11/769,651(2007年6月27日申請)；此文獻併入本說明書中供作參考。在此實施例中，將固定SPS單元1101A~1101C組入或埋設於線圈1103A、1103B中。上述固定SPS單元可大玫類同配合圖2所說明之發送器/收發器200A~200F。
可動SPS單元1102A~1102C係組入或埋設於平台1110A、1110B中；此等單元可與上面參照圖2說明之被動/主動目標(targets)210A~210N、210P~210V實質相同。在另一實施例中，該可動SPS單元可配設在例如平台1110A、1110B等可動驅動構件的適當位置。在又一實施例中，固定及可動SPS單元可不需埋設於其各別的線圈及平台中。舉例而言，在其他實施例中該固定及可動SPS單元可為可折式(或固定)的裝設於線圈或平台中。在圖11中雖然為舉例只顯示三個固定及三個可動SPS單元，但需情況可將任何適當數之可動及固定SPS單元組入驅動系統1100中。再者，在圖11中只為舉例顯示固定及可動SPS單元，但應知這些單元可配設在驅動系統1100中之任何適當位置。
圖12所示為在另一實施例之八自由驅動系統1200。此驅動系統1200中，含有二個裝有磁體1204之磁力懸浮平台1210A、1210B，線圈1203A、1203B，固定SPS單元1201A~1201C及可動SPS單元1202A~1202D。上述磁體1204、線圈1203A、1203B、固定SPS單元1201A~1201C及可動SPS單元1202A~1202D可與圖11所示者實質相同。上述平台1201A、1201B可藉可動聯結器1206A、1206B及聯結構件1206C連結，使平台可至少向箭頭1220所示方向移動及沿各旋轉軸R1、R2旋轉。
現參照圖13說明圖11所示驅動系統1100之定位控制及轉換。圖12之驅動系統1200的定位控制及轉換可與驅動系統實質相同之方法實行。由下面的說明可知使用空間定位系統100之任何適當驅動系統之定位控制及轉換可與下述方法相同。為定位控制及轉換，與上面對圖2所述實質同樣方法獲得受轉換及控制之驅動構件的可動SPS單元1102A~1102C之位置(參照圖13，方塊1300)。在此實施例中，受轉換及控制的驅動構件可為平台1110A及/或平台1110B。在此實施例中，可動SPS單元1102A~1102C之位置可例如在控制環的頻率一般周期的獲得。在另一實施例中，此可動SPS單元1102A~1102B的位置可以任何適當時間間隔獲得。可動SPS單元1102A~110B的位置可例如儲存於記憶體275中作為對應於控制環之週期之位置資料組。在此實施例中，將配位轉換加於例如資料組中以轉換任何適當配位系統之可動SPS單元1102A~1102C之全域配位(參照圖13，方塊1310)。在此順便一提，配位轉換可提供與作用於驅動單元(例如驅動器的可動元件)之總合成力有關連的一般配位。在另一實施例中，位置控制及轉換可在全域配位系統中實行。在此配位轉換係實施於控制環的每一週期，但亦可在任何適當的時候實施。此可動SPS單元1102A~1102C的轉換配位可用以決定驅動系統1100之轉換及控制用之位置資訊。在一實施例中，可動SPS單元1102A~1102C之位置可被轉換成量(例如配位)而與例如作用於驅動系統1100之移動構件之總合成力相關連。在另一實施例中，可動SPS單元1102A~1102C之位置可被轉換成任何量(例如配位)，用以轉換及控制驅動系統1100。上述之有關方塊1310之定位資訊可輸進任何適當之轉換演算法及位置控制環中生產動作信號(包括但不限於電壓及/或電流)用以控制驅動系統(參照圖13，方塊1320)。適用之轉換演算法載於上述美國專利第11/769,651號及美國專利第11,769,688號(2007年6月27日申請)中，這些文獻併入本案中供作參考。在一實施例中，SPS 100可用以核槱自動控制機械手(例如上述之運送裝置)而映射(map)得自SPS 100對根據編碼器讀數所計算之機械手末端作用機的實際位置(從用以移動末端作用機之馬達)，進而將該映射儲存於自動控制機械手之控制器中。該映射可大減少該自動控制機械手的不正確度。該映射亦可大幅減少教示每一處理裝備位置給機械手，因為機械手可被指令正確的移動至作用位於處理裝備內之SPS目標210A~210N、210P~210V所獲得之裝備位置。應知，末端作用機之若干個位置可用以核對SPS 100之測值以鑑定對於SPS 100之配位框(coordinate frame)顯示反映自動控制機械手之位置之配位轉換。
在又一實施例中，SPS之目標210A~210N、210P~210V可例如埋設於在處理裝置10中被裝卸或處理之材料(例如半導體晶圓)中。在此實施例中，SPS 100係可用以在處理裝置10中大致連續的追蹤材料的位置且與例如運送系統23等分亨資訊。如此該運送系統23之運送機可撿起(pick)材料而將其正確的定位(若是圓型基板則對準中心配置)於運送機之末端作用機上。若是該材料不能被撿起，則將其在末端作用機上對準中心配置，或若是該材料在運送時會在末端作用機上滑動，該運送機會在放置材料時修正其對準誤差(偏差)。在此實施例中，SPS 100可免用對準器或有源基板定中心裝置等基板定中心器。
依另一實施例，前述之SPS 100可擴展為系統，使材料裝卸系統備有非固定裝備，一如輸送機型系統。在此實施例中，移動或裝備及自動控制機械手的末端作用機包含有實質相同於在此所述之目標(targets)210A~210N、210P~210V及/或上述之埋設於材料中而在系統中全面移動之目標。自動控制機械手可用以使用來自SPS 100的資訊使例如移動方向及速度吻合移動裝備俾能在裝備實行裝卸材料之作業。
在此描述之多種實施態樣可個別應用或任何組合應用於任何適當自動控制系統之自動顯示、對準及/或控制元件。應知，上面所舉示者只為實施範例，精於此項技術的人在不悖離所示實施例範圍內可作各種變改，這些變改應涵蓋於申請專利範圍內。
10．．．處理裝置
14．．．後段部
16．．．裝載口
20．．．裝載閘區
22．．．運送室
24．．．處理裝置
100．．．空間定位裝置
250．．．運送機
251．．．上臂
252．．．前臂
253．．．末端作用器
圖1A~1C為本發明處理系統之一實施例；
圖2為本發明之定位系統之一實施例；
圖3A、3B為本發明一實施例之流程圖；
圖4A、4B為本發明一實施例之位置歪變之曲線圖；
圖5顯示本發明一實施例之機械手的增量移動曲線圖；
圖6顯示本發明一實施例之自動顯示程序收斂情形曲線圖；
圖7為本發明一實施例之機械手及裝備之示意圖；
圖7A、7B顯示本發明實施例之另一特徵之流程圖；
圖8顯示對機械手及/或裝備之檢驗位準的基準平面產生之偏差之一例；
圖9為本發明實施例之又一特徵之流程圖；
圖10為本發明實施例之再一特徵之流程圖；
圖11為本發明七自由度驅動系統之示意圖；
圖12為本發明實施例之八自由度驅動系統之示意圖；及
圖13為本發明實施例之驅動系統之位置控制及轉換流程圖。
10‧‧‧處理裝置
11‧‧‧運送機
12‧‧‧前段部
14‧‧‧後段部
16‧‧‧裝載口
20‧‧‧裝載閘區
22‧‧‧運送室
23‧‧‧基板運送系統
24‧‧‧處理裝置

Claims (24)

  1. 一種基板處理系統，包括：一殼體，用以收容處理裝置之至少一部分；至少一個收信器，裝設於該處理裝置，該處理裝置具有第一處理裝置基準點，其與該至少一個收信器為習知關係；至少一個發信器，其係位在該殼體內，並用以將從另一個發信器識別出該至少一個發信器的一識別信號發送至該至少一個收信器；及一控制器，其與該至少一個收信器及該至少一個發信器可操作地連接，該控制器係用以根據該識別信號從該至少一個收信器及該至少一個發信器之兩者去接收資料信號，且該控制器係用以根據該資料信號去控制該處理裝置之操作特性。
  2. 如請求項1之基板處理系統，其中該控制器係進一步用以：根據該識別信號來決定該至少一個收信器相對於該至少一個發信器的位置，該識別信號係獨特地識別該至少一個發信器之每一個；及從該至少一個發信器發送至與該處理裝置基準點相關聯之該至少一個收信器之該識別信號來決定該第一處理裝置基準點的位置。
  3. 如請求項1之基板處理系統，其中該殼體包括一第一殼體及連接於該第一殼體之一第二殼體，該處理裝置 係位於該第一殼體內，而一第二處理裝置基準點係位於該第一殼體或該第二殼體內，該處理裝置係根據該第一處理裝置基準點及該第二處理裝置基準點之間的關係而被控制。
  4. 如請求項3之基板處理系統，其中：該處理裝置為一自動機械手；該操作特性為該第一處理裝置基準點的位置；該第二處理裝置基準點為裝備模組基準點；該控制器係進一步用以，依據該第一處理裝置基準點及該裝備模組基準點之間的相對位置，命令該自動機械手的動作，以使該第一處理裝置基準點落在該裝備模組基準點的一預定距離內；其中，當該第一處理裝置基準點落在該預定距離內時，該控制器係用以分配該自動機械手對該裝備模組基準點的位置，以供裝卸作業之用。
  5. 如請求項3之基板處理系統，其中：該處理裝置為一自動機械手或一裝備模組；該操作特性為該處理裝置之一調平平面；該第二處理裝置基準點為與該基板處理系統相關連之基準平面；及該控制器進一步用以，決定該調平平面之位置；決定該基準平面之位置及該調平平面之位置之間的偏差；及 若是該偏差超過一預定界限，即實行該調平平面之調整。
  6. 如請求項3之基板處理系統，進一步包括：該基板處理系統之一共同基準構件；其中，該處理裝置為一自動機械手或一裝備模組；該操作特性為該第一處理裝置基準點的位置；及該控制器係進一步用以，決定該第一處理裝置基準點相對於該共同基準構件的位置；決定該處理裝置之調整量；及實行該處理裝置之位置調整，使得該第一處理裝置基準點落在相對於該共同基準構件的一預定距離內。
  7. 如請求項1之基板處理系統，進一步包括：一裝備模組，其係連接於該殼體，該裝備模組具有一第二處理裝置基準點其中，該處理裝置為一自動機械手；該操作特性為該第一處理裝置基準點的位置，其中該第一處理裝置基準點係位於該自動機械手的一端接器上；以及其中，在裝卸作業期間，該控制器係進一步用以，實行該自動機械手的動作，使該第一處理裝置基準點被移動至該第二處理裝置基準點的位置；決定該第一處理裝置基準點的位置及該第二處理裝置 基準點之間的差距；以及若是該差距超過一預定距離，則使該自動機械手實行一修正動作，使該第一處理裝置基準點之該位置落在該預定距離內。
  8. 一種基板處理方法，包括：使用至少一個固定發信器決定一裝備模組基準點的位置，其中該至少一個固定發信器將從另一個發信器獨特地識別出該至少一個固定發信器的識別信號發送至一裝備模組的至少一個收信器，且該裝備模組基準點的位置決定係根據該識別信號的發送；使用該至少一個固定發信器決定一運送機基準點的位置，其中該至少一個固定發信器將從該另一個發信器識別出該至少一個發信器的該識別信號發送至該運送機之至少一個收信器，且該運送機基準點的位置決定係根據該識別信號的發送；及分配該運送機基準點對該裝備基準點的位置，以供裝卸作業之用。
  9. 如請求項8之基板處理方法，進一步包括：依該裝備模組基準點與該運送機基準點之間的距離朝向該裝備模組移動該運送機，直至該運送機基準點及該裝備模組基準點落在一預定距離內。
  10. 如請求項9之基板處理方法，其中，移動該運送機包括遞增地移動該運送機。
  11. 如請求項10之基板處理方法，進一步包括： 使用該運送機之遞增移動的其中之一的一起點及一終點來量化在一第一座標系統及一第二座標系統之間的座標系統變換，其中，使用該座標系統變換及該裝備模組基準點來決定該運送機之次一個遞增移動。
  12. 如請求項8之基板處理方法，其中：該裝備模組基準點及該運送機基準點相對於該至少一固定發信器之位置係根據該識別信號來決定；該裝備模組基準點與該裝備模組的該至少一個收信器係為習知關係；及該運送機基準點與該運送機的該至少一個收信器係為習知關係。
  13. 一種基板處理方法，包括：使用至少一個發信器來決定一裝備模組及一運送機之至少一個之操作特性，其中該至少一個發信器將從另一個發信器獨特地識別出該至少一發信器的一識別信號發送至該裝備模組及該運送機之至少一個之收信器；根據由該至少一個發信器發送至該裝備模組及該運送機之該至少一個的至少一收信器的該識別信號來決定界定出一處理裝置之與該裝備模組及該運送機之該至少一個之該操作特性相關的結構特性之參考資料之間的偏差，其中該處理裝置係連接於該裝備模組及該運送機之該至少一個；及若是該偏差超過一預定界限，則以一調整量來調整該操作特性。
  14. 如請求項13之基板處理方法，其中一座標變換係被應用來決定該調整量。
  15. 如請求項13之基板處理方法，其中：該操作特性為該裝備模組及該運送機之至少一個的一操作平面；該參考資料為該處理裝置之一基準平面；及調整該操作特性包括調整該操作平面的位準。
  16. 如請求項13之基板處理方法，其中：該操作特性為該裝備模組及該運送機之至少一個的基準點；該參考資料為該處理裝置的一共同參考資料；及調整該操作特性包括調整該基準點的位置。
  17. 如請求項13之基板處理方法，其中該識別信號係用以實行該收信器之每一個的位置決定，且該操作特性與該收信器係為習知關係。
  18. 一種基板處理系統，包括：一殼體；至少一個裝備模組，其連接於該殼體，該至少一個裝備模組具有一裝備模組基準點；一運送機，其至少部分配設於該殼體內，該運送機具有一運送機基準點；連接於該殼體之至少一個發信器；及一控制器，其可操作地連接於至少該運送機及該至少一個發信器，該控制器係用以， 實行該運送機的移動，使該運送機基準點被移動到該裝備模組基準點的位置；通過由該發信器所發送之一個或多個信號來決定該運送機基準點及該裝備模組基準點之間的相對位置；若該運送機基準點及該裝備模組基準點之間的位置差距超過一預定界限，即決定用來重新定位該運送機基準點之修正移動；及根據該修正移動，實行該運送機基準點相對於該裝備模組基準點之重新定位。
  19. 如請求項18之基板處理系統，其中該控制器係用以根據該裝備模組基準點的位置及在該運送機基準點的位置附近之座標變換來決定該修正移動。
  20. 如請求項18之基板處理系統，其中該運送機基準點係位在該運送機之一端接器上。
  21. 如請求項18之基板處理系統，其中該發信器係將該一個或多個信號發送至可操作地連接於該運送機及該裝備模組之每一個的收信器，其中該一個或多個信號為識別信號，用於實行該收信器之每一個的位置決定，該運送機基準點及該裝備模組基準點與其各自的收信器係為習知關係。
  22. 一種材料裝卸裝置用的驅動系統，該驅動系統包括：一固定驅動部；與該固定驅動部相連的一可動驅動部，該固定驅動部 係用以作用於該可動驅動部，以相對於該固定驅動部移動該可動驅動部；配設於該可動驅動部之至少一個收信器；配設於該固定驅動部之至少一個發信器，該至少一個發信器係用以將識別該至少一個發信器之識別信號發送至該至少一個收信器；及一控制器，其可操作地連接於至少該至少一個發信器及該固定驅動部，該控制器配置來，決定該至少一個收信器相對於該至少一個發信器的位置，以獲取一位置資料組，其中，該至少一個收信器之位置的決定係依據該識別信號的特性；將一座標變換應用到該位置資料組，以決定位置資訊；及根據該位置資訊產生用於操作該驅動系統之轉換及控制信號。
  23. 如請求項22之驅動系統，其中該位置資訊係表示為與作用於移動構件之力並列的量。
  24. 如請求項22之驅動系統，其中該控制器係用於以每一週期的位置資料組被決定的控制迴路之頻率來週期性地獲取該至少一個收信器的位置。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202203356A (zh) * 2012-02-10 2022-01-16 美商布魯克斯自動機械公司 基材處理設備
US10203683B2 (en) 2013-07-16 2019-02-12 Seagate Technology Llc Coordinating end effector and vision controls
CN103794525B (zh) * 2013-07-18 2016-04-06 北京中科信电子装备有限公司 一种可运动机械臂上判定晶片存在的方法
US10424498B2 (en) 2013-09-09 2019-09-24 Persimmon Technologies Corporation Substrate transport vacuum platform
JP2015201598A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 株式会社荏原製作所 基板処理装置
KR20230048568A (ko) 2014-11-10 2023-04-11 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 툴 자동-교시 방법 및 장치
CN107206588B (zh) * 2015-02-04 2021-04-30 川崎重工业株式会社 机械手的偏移自动调整装置及机械手的偏移自动调整方法
US20160378089A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Logical Position Sensor
CN106610265B (zh) * 2015-10-22 2019-08-02 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 圆心位置获取方法
US10624738B2 (en) * 2017-02-23 2020-04-21 Edwards Lifesciences Corporation Heart valve manufacturing devices and methods
US10903107B2 (en) * 2017-07-11 2021-01-26 Brooks Automation, Inc. Semiconductor process transport apparatus comprising an adapter pendant
JP7129788B2 (ja) * 2018-02-16 2022-09-02 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボットの補正値算出方法
KR101957096B1 (ko) * 2018-03-05 2019-03-11 캐논 톡키 가부시키가이샤 로봇 시스템, 디바이스 제조 장치, 디바이스 제조 방법 및 티칭 위치 조정방법
CN108398728A (zh) * 2018-05-07 2018-08-14 广东工业大学 一种设备之间配合误差的辅助标记装置
JP6773084B2 (ja) * 2018-07-02 2020-10-21 株式会社安川電機 動作教示装置、ロボットシステム及び動作教示方法
JP2020044610A (ja) * 2018-09-19 2020-03-26 株式会社デンソーウェーブ ロボットの制御方法
US11247330B2 (en) * 2018-10-19 2022-02-15 Asm Ip Holding B.V. Method for teaching a transportation position and alignment jig
KR20210136107A (ko) * 2019-03-11 2021-11-16 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 비대칭 듀얼 엔드 이펙터 로봇 아암
JP7390162B2 (ja) 2019-10-31 2023-12-01 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5740062A (en) * 1994-04-05 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Wafer positioning system
CN101305318A (zh) * 2005-07-11 2008-11-12 布鲁克斯自动化公司 具有自动化对准的衬底输送设备
CN101529555A (zh) * 2006-10-23 2009-09-09 赛博光学半导体公司 改进的衬底操作机械手校准
US20090259337A1 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Asml Holding N.V. Robot Position Calibration Tool (RPCT)

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3376578A (en) * 1966-05-31 1968-04-02 Bruce A. Sawyer Magnetic positioning device
DE69329269T2 (de) * 1992-11-12 2000-12-28 Applied Materials Inc System und Verfahren für automatische Positionierung eines Substrats in einem Prozessraum
SE504846C2 (sv) 1994-09-28 1997-05-12 Jan G Faeger Styrutrustning med ett rörligt styrorgan
US6360144B1 (en) * 1995-07-10 2002-03-19 Newport Corporation Self-teaching robot arm position method
US6366830B2 (en) * 1995-07-10 2002-04-02 Newport Corporation Self-teaching robot arm position method to compensate for support structure component alignment offset
US5980194A (en) * 1996-07-15 1999-11-09 Applied Materials, Inc. Wafer position error detection and correction system
US6002840A (en) 1997-09-30 1999-12-14 Brooks Automation Inc. Substrate transport apparatus
US6198976B1 (en) * 1998-03-04 2001-03-06 Applied Materials, Inc. On the fly center-finding during substrate handling in a processing system
DE69929168T2 (de) * 1998-10-13 2006-08-24 Arc Second, Inc. Optischer sender mit rotierendem kopf für positionsmesssystem
US6256555B1 (en) * 1998-12-02 2001-07-03 Newport Corporation Robot arm with specimen edge gripping end effector
US6242879B1 (en) * 2000-03-13 2001-06-05 Berkeley Process Control, Inc. Touch calibration system for wafer transfer robot
US6323616B1 (en) * 1999-03-15 2001-11-27 Berkeley Process Control, Inc. Self teaching robotic wafer handling system
US6075334A (en) * 1999-03-15 2000-06-13 Berkeley Process Control, Inc Automatic calibration system for wafer transfer robot
US6304051B1 (en) * 1999-03-15 2001-10-16 Berkeley Process Control, Inc. Self teaching robotic carrier handling system
US6327517B1 (en) * 2000-07-27 2001-12-04 Applied Materials, Inc. Apparatus for on-the-fly center finding and notch aligning for wafer handling robots
US6591160B2 (en) * 2000-12-04 2003-07-08 Asyst Technologies, Inc. Self teaching robot
US6533521B1 (en) * 2001-03-29 2003-03-18 Genmark Automation, Inc. Integrated substrate handler having pre-aligner and storage pod access mechanism
WO2003009347A2 (en) * 2001-07-16 2003-01-30 Asyst Technologies, Inc. Integrated system for tool front-end workpiece handling
US7233841B2 (en) * 2002-04-19 2007-06-19 Applied Materials, Inc. Vision system
US6900877B2 (en) * 2002-06-12 2005-05-31 Asm American, Inc. Semiconductor wafer position shift measurement and correction
US7165927B2 (en) * 2002-06-19 2007-01-23 Brooks Automation, Inc. Automated material handling system for semiconductor manufacturing based on a combination of vertical carousels and overhead hoists
US7988398B2 (en) * 2002-07-22 2011-08-02 Brooks Automation, Inc. Linear substrate transport apparatus
WO2004010476A2 (en) * 2002-07-22 2004-01-29 Brooks Automation, Inc. Substrate processing apparatus
US6996456B2 (en) * 2002-10-21 2006-02-07 Fsi International, Inc. Robot with tactile sensor device
US7107125B2 (en) * 2003-10-29 2006-09-12 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring the position of a semiconductor processing robot
US7458763B2 (en) * 2003-11-10 2008-12-02 Blueshift Technologies, Inc. Mid-entry load lock for semiconductor handling system
EP1684951B1 (en) * 2003-11-10 2014-05-07 Brooks Automation, Inc. System for handling workpieces in a vacuum-based semiconductor handling system
US8267636B2 (en) * 2007-05-08 2012-09-18 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus
US8099190B2 (en) * 2007-06-22 2012-01-17 Asm International N.V. Apparatus and method for transferring two or more wafers whereby the positions of the wafers can be measured
JP2009218622A (ja) 2009-06-29 2009-09-24 Canon Anelva Corp 基板処理装置及び基板処理装置における基板位置ずれ補正方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5740062A (en) * 1994-04-05 1998-04-14 Applied Materials, Inc. Wafer positioning system
CN101305318A (zh) * 2005-07-11 2008-11-12 布鲁克斯自动化公司 具有自动化对准的衬底输送设备
CN101529555A (zh) * 2006-10-23 2009-09-09 赛博光学半导体公司 改进的衬底操作机械手校准
US20090259337A1 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Asml Holding N.V. Robot Position Calibration Tool (RPCT)

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