KR20210129122A - 로봇 시스템을 위한 라이다 기반의 위치 측정 - Google Patents

로봇 시스템을 위한 라이다 기반의 위치 측정 Download PDF

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KR20210129122A
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transmitter
receiver
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KR1020217029699A
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스콧 윌카스
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퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

본 발명에 의하여, 에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기(emitter); 및 방출된 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기;를 포함하는 장치가 제공되는바, 상기 적어도 하나의 발신기는, 로봇 아암(robot arm), 로봇 아암 상의 단부 조작기(end effector), 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈(substrate process module) 중 적어도 하나에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는, 로봇 아암, 로봇 아암 상의 단부 조작기, 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된다.

Description

로봇 시스템을 위한 라이다 기반의 위치 측정
하기 예 및 비제한적인 실시예들은 일반적으로 로봇에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 로봇을 위한 위치선정 시스템에 관한 것이다.
미국 특허 제9,196,518호에는 기판 이송 로봇을 위한 어댑티브 배치(adaptive placement) 시스템 및 방법이 개시되어 있는바, 이 문헌은 그 전체가 참조로서 여기에 포함된다.
본 발명은 종래 기술에 비하여 개선된 로봇 시스템을 위한 라이다 기반의 위치 측정을 제공함을 목적으로 한다.
아래에 기재된 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서 의도된 것으로서, 청구범위의 범위를 제한하려고 의도된 것이 아니다.
본 발명의 일 형태에 따라 제공되는 예시적인 일 실시예로서, 에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기(emitter); 및 방출된 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기;를 포함하는 장치가 제공되는바, 상기 적어도 하나의 발신기는, 로봇 아암(robot arm), 로봇 아암 상의 단부 조작기(end effector), 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈(substrate process module) 중 적어도 하나에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는, 로봇 아암, 로봇 아암 상의 단부 조작기, 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된다.
본 발명의 다른 일 형태에 따라 제공되는 예시적인 일 실시예로서, 에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착함; 및 방출된 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착함;을 포함하는, 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 형태에 따라 제공되는 예시적인 일 실시예로서, 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 발신기로부터 에너지를 방출함; 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 수신기에 의하여 상기 방출된 에너지를 수신함; 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 수신기에 의하여 수신된 에너지에 기초하여, 상기 기판 처리 모듈, 또는 상기 로봇 아암 및/또는 단부 조작기 상의 기판의 위치에 대한, 상기 기판의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 상기 로봇 아암의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 및 상기 단부 조작기의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도 중 적어도 한 가지를 판별함;을 포함하는, 방법이 제공된다.
전술된 내용들 및 다른 특징들은 다음과 같은 첨부 도면들을 참조로 하는 아래의 상세한 설명에서 상세히 설명된다.
도 1 에는 여기에서 설명되는 특징들을 포함하는 예시적인 실시예가 도시된 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 2a 에는 도 1 에 도시된 로봇의 일부분의 측면도가 도시되어 있다.
도 2b 에는 도 2a 에 도시된 로봇의 개략적 단면도가 도시되어 있다.
도 3 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 4 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 5 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 6 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 7 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 8 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 9 에는 도 1 에 도시된 실시예에서 사용되는 예시적인 일 시스템의 개략적 평면도가 도시되어 있다.
도 1 을 참조하면, 여기에는 예시적인 일 실시예의 특징들을 포함하는 기판 처리 장치(30)의 개략적 평면도가 도시되어 있다. 특징들은 도면들에 도시된 예시적 실시예들을 참조로 하여 설명될 것이지만, 그 특징들은 많은 대안적인 형태의 실시예들로 구현될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다. 또한, 임의의 적합한 크기, 형상, 또는 유형의 구성요소 또는 재료가 사용될 수 있다.
기판 처리 장치(30)는 일반적으로, 기판 이송 챔버(32), 기판 처리 모듈(16)들, 로드 락(load lock)(18')들, 기판 카세트 엘리베이터(22)들을 구비한 장비 전방 끝 모듈(Equipment Front End Module; EFEM)(20), 및 2-링크 아암(two-link arm)(36) 및 로봇 구동부(38)를 구비한 리니어 로봇(34)을 포함한다 (도 2a 내지 도 2b 참조). 기판 처리 장치(30)는, 컴퓨터 프로그램 코드(46)를 포함하는 적어도 하나의 메모리(44)와 적어도 하나의 프로세서(42)를 포함하는 콘트롤러(40)에 연결된다. 도 1 에는 콤팩트한 후퇴 위치에 있는 2-링크 아암을 구비한 리니어 로봇의 일 예가 도시되어 있다.
도 2a 내지 도 2b 를 참조하면, 2-링크 아암(36)은 일반적으로 상측 아암(90) 및 조인트(94)에서 상측 아암(90)에 회전가능하게 연결된 단부 조작기(92)를 포함한다. 로봇 구동부(38)는 제1 모터(52) 및 제2 모터(54)를 포함하는데, 제1 모터(52) 및 제2 모터(54)는 대응되는 제1 인코더(56) 및 제2 인코더(58)를 포함하며, 제1 인코더(56) 및 제2 인코더(58)는 각각 제1 구동 샤프트(62) 및 제2 구동 샤프트(64)와 하우징(60)에 연결된다. 여기에서, 제1 구동 샤프트(62)는 풀리(66)에 연결될 수 있고, 제2 구동 샤프트(64)는 상측 아암(90)에 연결될 수 있으며, 제1 구동 샤프트(62)와 제2 구동 샤프트(64)는 동심적으로 또는 다른 방식으로 배치될 수 있다. 대안적으로서, 임의의 적합한 구동부가 제공될 수 있다. 하우징(60)은 챔버(68)와 연통될 수 있고, 하우징(60)의 내부 부분, 챔버(68), 및 벨로우즈(70)는 진공 환경(72)을 대기 환경(74)으로부터 격리시킨다. 하우징(60)은 슬라이드(76) 상에서 캐리지(carriage)로서 Z방향으로 슬라이딩할 수 있는바, 하우징(60) 및 이에 연결된 2-링크 아암(36)를 Z방향(80)으로 선택적으로 이동시키기 위하여 리드 스크류 또는 다른 적합한 수직 또는 선형의 Z 구동부(78)가 제공될 수 있다. 도 1 에 화살표(100)에 의하여 표시된 바와 같이 로봇(36)을 챔버(32) 내의 선형 경로를 따라서 이동시키도록 구성된 리니어 이송 장치(98)에는 로봇(34)이 장착된다. 여기에는 예를 들어 레일 또는 자기부상(maglev) 수단이 이용될 수 있다.
현대의 반도체 처리 기술은 더 작은 패키지 내에 더 많은 소자를 설치하기 위하여 지속적인 노력을 기울이고 있다. 더 작은 소자를 처리함에는, 웨이퍼 취급 장비에 있어서 보다 우수한 위치 반복가능성 및 정밀성을 필요로 한다. 전통적인 웨이퍼 취급 로봇에서는 기계적 아암 링크 또는 트랜스미션의 입력측의 위치를 추적하기 위하여 위치 피드백 기반의 인코더를 이용하였으나, 반복가능하고 정밀한 위치에서 상기 링크 또는 트랜스미션의 출력측에 작업대상물(payload)을 전달함에 있어서는 기계 트랜스미션의 반복가능성에 주로 의존하였다. 일부 시스템에서는 지시된 로봇 위치에 대한 웨이퍼 위치를 측정하는 외부 센서가 사용되었으나, 이 방법도 기계 트랜스미션(mechanical transmission)의 정밀도에 의존하였다.
여기에서 설명되는 특징들을 가진 예시적인 일 실시예에서는 상기 링크 또는 기계 트랜스미션의 출력측에 센서가 배치될 수 있는바, 상기 센서는 로봇의 실제 단부 조작기에 대해 상대적인 작업대상물(예를 들어, 기판)의 위치를 측정하고, 그리고/또는 전달 지점 주위의 특징부들에 대한 로봇의 위치를 측정하고, 그리고/또는 웨이퍼 배치가 로봇 제어 시스템으로 하여금 초기 웨이퍼 위치, 웨이퍼 미끄러짐, 또는 기계적 마모, 열팽창, 또는 작업대상물 하중으로 인한 휘어짐과 같은 시간 경과에 따른 메카니즘의 변화에 대해 적응함을 가능하게 한 이후에 전달 지점에 대한 웨이퍼 배달 위치를 인증(validate)하도록 구성된다. 이와 같은 유형의 센싱을 위한 일 방법은 로봇의 작업대상물 또는 로봇 환경을 감지하거나 볼 수 있는 로컬 라이다 시스템(local radar system)을 로봇 베이스, 아암, 또는 단부 조작기에 장착하여 이용하는 것일 수 있다. 다른 예시적인 방법으로서는, 상기 라이다른 시스템에 장착하고 로봇 또는 기판 위치를 측정하는 방안이 있다.
도 3 에는 예시적인 일 실시예를 도시하는 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 로봇 아암(36)은 단부 조작기(92) 상에 기판(14)을 유지하고 있으며 또한 기판(14)을 처리 모듈(16) 안에 배치시키고 있는 것으로 도시되어 있다. 로봇 아암(36)은 로봇 아암(36) 상에 라이다 발신 및 수신기(200)를 포함한다. 라이다 발신 및 수신기(200)는 "202"로 도시된 바와 같이 라디오 전파를 방출한 다음에 기판(14)으로부터의 반사파(204)와 처리 챔버(16)로부터의 반사파(206)를 검출하도록 구성된다. 라이다 발신 및 수신기(200)에 의하여 검출된 반사파(204) 및 반사파(206)는 기판(14) 및 처리 챔버의 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 이것은 로봇 아암(36)에 대하여 상대적인 것이고, 그리고/또는 서로에 대해 상대적인 것일 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
도 4 를 참조하면, 도 3 에 도시된 시스템에 대한 대안예로서 또는 도 3 에 도시된 시스템에 추가한 것으로서, 처리 모듈(16)이 처리 모듈(16)의 내부 벽에 하나 이상의 라이다 발신 및 수신기(200)를 포함할 수 있다. 도 4 에는 처리 모듈(16)의 내부 벽에 3개의 라이다 발신 및 수신기(200)가 구비된 것으로 도시되어 있다. 라이다 발신 및 수신기(200)들은 "202"로 도시된 바와 같이 라디오 전파를 방출한 다음에 기판(14)(그리고 아마도 단부 조작기(92))으로부터의 반사파(204)를 검출하도록 구성된다. 라이다 발신 및 수신기(200)에 의하여 검출된 반사파(204) 및 반사파(206)는 처리 챔버(16)에 대한 기판(14)(그리고 단부 조작기(92))의 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
도 5 에는 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 도 3 내지 도 4 에 도시된 실시예들과 별도로 이용되거나 또는 그 실시예들의 특징에 부가하여 이용될 수 있다. 로봇 아암(36)은 단부 조작기(92) 상에 기판(14)을 유지하고 있으며 또한 기판(14)을 처리 모듈(16) 안에 배치시키고 있는 것으로 도시되어 있다. 로봇 아암(36)은 로봇 아암(36) 상에 라이다 발신기(208)를 포함한다. 라이다 발신기(208)는 "202"로 도시된 바와 같이 라디오 전파를 방출하도록 구성된다. 전파(202)는 처리 모듈(16)의 벽들에 있는 수신기(210)들에 의해 검출된다. 전파(202)는 기판(14) 및 단부 조작기(92)의 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
도 6 에는 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 도 3 내지 도 5 에 도시된 실시예들과 별도로 이용되거나 또는 그 실시예들의 특징에 부가하여 이용될 수 있다. 로봇 아암(36)은 단부 조작기(92) 상에 기판(14)을 유지하고 있으며 또한 기판(14)을 처리 모듈(16) 안에 배치시키고 있는 것으로 도시되어 있다. 로봇 아암(36)은 로봇 아암(36) 상에 라이다 수신기(212)를 포함한다. 처리 모듈(16)은 처리 모듈(16)의 벽들 상에 라이다 전송기(214)를 포함한다. 라이다 전송기(214)들은 "202"로 표시된 라디오 전파를 방출하도록 구성된다. 전파(202)는 수신기(212)에 의해 검출된다. 전파(202)는 기판(14) 및 단부 조작기(92)의 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
도 7 에는 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 도 3 내지 도 6 에 도시된 실시예들과 별도로 이용되거나 또는 그 실시예들의 특징에 부가하여 이용될 수 있다. 로봇 아암(36)은 단부 조작기(92) 상에 기판(14)을 유지하고 있으며 또한 기판(14)을 처리 모듈(16) 안에 배치시키고 있는 것으로 도시되어 있다. 이 도면에는 기판 또는 고정물(fixture)에서 발원(source)하고 끝 지점 위치(end point position)가 측정되는 모습이 도시되어 있다. 라이다 발신 및 수신기(200)들은 로봇 아암(36)에 보유되는 기판 또는 고정물 상에 위치될 수 있다. 라이다 발신 및 수신기(200)는 "202"로 표시된 라디오 전파를 방출한 다음에 처리 챔버(16)로부터의 반사파(206)를 검출하도록 구성된다. 라이다 발신 및 수신기(200)에 의하여 검출된 반사파(206)는 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
도 8 에는 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 도 3 내지 도 7 에 도시된 실시예들과 별도로 이용되거나 또는 그 실시예들의 특징에 부가하여 이용될 수 있다. 로봇 아암(36)은 단부 조작기(92) 상에 기판(14)을 유지하고 있으며 또한 기판(14)을 처리 모듈(16) 안에 배치시키고 있는 것으로 도시되어 있다. 이 도면에는 기판 또는 고정물에서 발원(source)하고 시스템 또는 로봇에서 끝 지점 위치가 측정되는 모습이 도시되어 있다. 라이다 발신기(208)(들)은 로봇 아암에 보유되는 기판 또는 고정물 상에 위치되고, 수신기(210)(들)은 처리 모듈(16) 상에 위치하며, 수신기(212)들은 로봇 아암(36) 상에 위치한다. 전파(202) 및 반사파(206)는 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
도 9 에는 다른 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예는 도 3 내지 도 8 에 도시된 실시예들과 별도로 이용되거나 또는 그 실시예들의 특징에 부가하여 이용될 수 있다. 로봇 아암(36)은 단부 조작기(92) 상에 기판(14)을 유지하고 있으며 또한 기판(14)을 처리 모듈(16) 안에 배치시키고 있는 것으로 도시되어 있다. 이 도면에는 시스템 또는 로봇에서 발원하고 기판 또는 고정물에서 끝 지점 위치가 측정되는 모습이 도시되어 있다. 라이다 수신기(230)(들)은 로봇(36)에 보유되는 기판 또는 고정물 상에 위치하고, 발신기(200)(들)은 로봇 또는 시스템 상에 위치한다. 전파(202)는 위치, 범위, 각도, 또는 속도를 판별하는데 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서는 라이다 대신에, 광학 시스템 또는 소나(sonar system) 시스템이 이용될 수 있다. 대안적으로는 이 시스템들의 조합 또는 임의의 다른 비접촉식 감지 시스템이 이용될 수 있다.
로봇 시스템을 위한 라이다 기반의 위치 측정은 다음과 같은 사항들을 위해 이용될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
* 기판 존재 검출
* 기판 파손 검출
* 로봇 아암 또는 시스템 특징물에 대해 상대적인 기판의 위치 측정
* 로봇 아암 또는 시스템 특징물에 대해 상대적인 기판의 위치 교정
* 시스템 특징물 또는 주위환경에 대한 로봇 끝 지점 위치 측정
* 로봇 위치, 속도, 가속도, 진동에 관한 시간 경과에 따른 성능 검출
* 환경, 물리적 치수, 형상, 또는 위치의 변화 검출
* 로봇의 기계적 설정 및 기준 위치들의 교시(teaching), 인증, 또는 조정
* 로봇의 전달 위치들의 교시, 인증, 또는 조정
* 로봇 작업공간 내의 장애물 검출
* 안전 인터락 인증(Safety interlock validation) (로봇 아암의 연장 전에 슬롯 밸브 도어의 개폐 인증)
* 오류 복구, 시스템 내 로봇의 위치, 작업대상물의 위치, 작업대상물 파손, 로봇 메카니즘 성능/충돌 후의 손상
* 로봇 작업공간 내의 인간 작업자, 유지보수 기술자, 협동 로봇/기계, 또는 AGV의 존재
센서 장착 구성형태는 다음과 같이 제공될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.
* 라이다 발신 및 수신기(들)이 로봇에 장착 (예를 들어, 도 3 참조)
* 라이다 발신 및 수신기(들)이 시스템에 장착 (예를 들어, 도 4 참조)
* 라이다 발신기(들)이 로봇에 장착되고, 수신기(들)이 시스템에 장착 (예를 들어, 도 5 참조)
* 라이다 발신기(들)이 시스템에 장착되고, 수신기(들)이 로봇에 장착 (예를 들어, 도 6 참조)
본 발명에 따라 제공되는 예시적인 일 장치는: 에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기(emitter); 및 방출된 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 발신기는, 로봇 아암(robot arm), 로봇 아암 상의 단부 조작기(end effector), 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈(substrate process module) 중 적어도 하나에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는, 로봇 아암, 로봇 아암 상의 단부 조작기, 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된다.
상기 방출되는 에너지는, 라디오 전파(radio wave), 광학 에너지, 및 음향 에너지 중 적어도 한 가지를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 방출되는 에너지를 방출하고 또한 반사된 에너지를 수신 에너지로서 수신함을 모두 하도록 구성된 트랜시버(transceiver)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 수신기는, 상기 방출된 에너지를 로봇 아암, 로봇 아암 상의 단부 조작기, 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나로부터 반사된 반사 에너지로서 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 발신기는 로봇 아암 상에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 로봇 아암 상에 장착될 수 있다.
상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함할 수 있고, 상기 복수의 발신기는 기판 처리 모듈의 챔버에 장착되며, 또한 상기 복수의 발신기는 상기 챔버 내의 중앙 기판 위치 영역을 향하는 개별의 상이한 에너지 전송 방향들을 갖는다.
상기 적어도 하나의 발신기는 로봇 아암에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 처리 모듈에 장착되며, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하고, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버(chamber)의 중앙에 대해 상대적인 상이한 각도 위치(angular position)들에 배치된다.
상기 적어도 하나의 발신기는 기판 처리 모듈에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 복수의 발신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 로봇 아암에 배치된다.
상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 상에 장착될 수 있다.
상기 적어도 하나의 발신기는 상기 기판 상에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하며, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치된다.
상기 적어도 하나의 발신기는 상기 로봇 아암 및 기판 처리 모듈에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 기판 처리 모듈 상의 복수의 발신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 다양한 각도 위치에 배치되며, 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 기판 상에 배치된다.
본 발명에 의하여 제공되는 예시적인 방법이 제공되는바, 상기 방법은:
에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착함; 및
방출되는 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착함;을 포함한다.
상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 방출 에너지를 방출함과 반사된 에너지를 수신 에너지로서 수신함을 모두 하도록 구성된 트랜시버를 포함할 수 있다.
상기 수신기는, 상기 방출된 에너지를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나로부터 반사된 반사 에너지로서 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 발신기는 로봇 아암 상에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 수신기는 로봇 아암 상에 장착된다. 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함할 수 있고, 상기 복수의 발신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버에 장착되며, 상기 복수의 발신기는 상기 챔버 내의 중앙 기판 위치 영역을 향하는 개별의 상이한 에너지 전파 방향들을 가진다. 상기 적어도 하나의 발신기는 상기 로봇 아암 상에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 처리 모듈 상에 장착되며, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하고, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치된다. 상기 적어도 하나의 발신기는 기판 처리 모듈에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 복수의 발신기는 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 로봇 아암 상에 배치된다. 상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 기판 상에 장착될 수 있다. 상기 적어도 하나의 발신기는 상기 기판 상에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하며, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치된다. 상기 적어도 하나의 발신기는 상기 로봇 아암 및 상기 기판 처리 모듈에 장착될 수 있고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 기판 처리 모듈 상의 복수의 발신기는 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 상에 배치된다.
본 발명에 따라 제공되는 방법은: 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 발신기로부터 에너지를 방출함; 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 수신기에 의하여 상기 방출된 에너지를 수신함; 적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 수신기에 의하여 수신된 에너지에 기초하여, 상기 기판 처리 모듈, 또는 상기 로봇 아암 및/또는 단부 조작기 상의 기판의 위치에 대한, 상기 기판의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 상기 로봇 아암의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 및 상기 단부 조작기의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도 중 적어도 한 가지를 판별함;을 포함한다.
본 발명에 따라 제공되는 예시적인 장치는: 적어도 하나의 프로세서 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 비휘발성(non-transitory) 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는 상기 프로세서와 함께 상기 장치가:
로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 발신기로부터 에너지를 방출함;
로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 수신기에 의하여 상기 방출된 에너지를 수신함; 및
적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 수신기에 의하여 수신된 에너지에 기초하여, 상기 기판 처리 모듈, 또는 상기 로봇 아암 및/또는 단부 조작기 상의 기판의 위치에 대한, 상기 기판의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 상기 로봇 아암의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 및 상기 단부 조작기의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도 중 적어도 한 가지를 판별함;을 수행하게끔 구성된다.
본 발명에 따라 제공되는 예시적인 장치는:
로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 발신기로부터 에너지를 방출하기 위한 수단;
로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 수신기에 의하여 상기 방출된 에너지를 수신하기 위한 수단; 및
적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 수신기에 의하여 수신된 에너지에 기초하여, 상기 기판 처리 모듈, 또는 상기 로봇 아암 및/또는 단부 조작기 상의 기판의 위치에 대한, 상기 기판의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 상기 로봇 아암의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 및 상기 단부 조작기의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도 중 적어도 한 가지를 판별하기 위한 수단;을 포함한다.
상기 설명은 단지 예시적인 것일 뿐이라는 점이 이해되어야 할 것이다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 대안예와 변형예를 고안할 수 있을 것이다. 예를 들어, 다양한 종속항에 기재된 특징들은 임의의 적합한 조합(들)로 서로 조합될 수 있을 것이다. 또한, 전술된 상이한 실시예들의 특징들은 선택적으로 조합되어 새로운 실시예가 도출될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 설명은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 대안예들, 변형예들, 및 변경예들 모두를 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (22)

  1. 에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기(emitter); 및
    방출된 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기;를 포함하는 장치로서,
    상기 적어도 하나의 발신기는, 로봇 아암(robot arm), 로봇 아암 상의 단부 조작기(end effector), 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈(substrate process module) 중 적어도 하나에 장착되고,
    상기 적어도 하나의 수신기는, 로봇 아암, 로봇 아암 상의 단부 조작기, 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방출되는 에너지는, 라디오 전파(radio wave), 광학 에너지, 및 음향 에너지 중 적어도 한 가지를 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 방출되는 에너지를 방출하고 또한 반사된 에너지를 수신 에너지로서 수신함을 모두 하도록 구성된 트랜시버(transceiver)를 포함하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수신기는, 상기 방출된 에너지를 로봇 아암, 로봇 아암 상의 단부 조작기, 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나로부터 반사된 반사 에너지로서 수신하도록 구성되는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 로봇 아암 상에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 로봇 아암 상에 장착되는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하고, 상기 복수의 발신기는 기판 처리 모듈의 챔버에 장착되며, 또한 상기 복수의 발신기는 상기 챔버 내의 중앙 기판 위치 영역을 향하는 개별의 상이한 에너지 전송 방향들을 갖는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 로봇 아암에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 처리 모듈에 장착되며, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하고, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버(chamber)의 중앙에 대해 상대적인 상이한 각도 위치(angular position)들에 배치되는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 기판 처리 모듈에 장착되고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 복수의 발신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 로봇 아암에 배치되는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 상에 장착되는, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 상기 기판 상에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하며, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되는, 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 상기 로봇 아암 및 기판 처리 모듈에 장착되고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 기판 처리 모듈 상의 복수의 발신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 다양한 각도 위치에 배치되며, 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 기판 상에 배치되는, 장치.
  12. 에너지를 방출하도록 구성된 적어도 하나의 발신기를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착함; 및
    방출된 에너지를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착함;을 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 방출 에너지를 방출함과 반사된 에너지를 수신 에너지로서 수신함을 모두 하도록 구성된 트랜시버를 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 수신기는, 상기 방출된 에너지를 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나로부터 반사된 반사 에너지로서 수신하도록 구성되는, 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 로봇 아암 상에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 로봇 아암 상에 장착되는, 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하고, 상기 복수의 발신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버에 장착되며, 상기 복수의 발신기는 상기 챔버 내의 중앙 기판 위치 영역을 향하는 개별의 상이한 에너지 전파 방향들을 가진, 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 상기 로봇 아암 상에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 처리 모듈 상에 장착되며, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하고, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되는, 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 기판 처리 모듈에 장착되고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 복수의 발신기는 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 로봇 아암 상에 배치되는, 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기 및 상기 적어도 하나의 수신기는 상기 기판 상에 장착되는, 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 상기 기판 상에 장착되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 복수의 수신기를 포함하며, 상기 복수의 수신기는 상기 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되는, 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발신기는 상기 로봇 아암 및 상기 기판 처리 모듈에 장착되고, 상기 적어도 하나의 발신기는 복수의 발신기를 포함하며, 상기 기판 처리 모듈 상의 복수의 발신기는 기판 처리 모듈의 챔버의 중앙에 대해 상이한 각도 위치들에 배치되고, 상기 적어도 하나의 수신기는 기판 상에 배치되는, 방법.
  22. 로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 발신기로부터 에너지를 방출함;
    로봇 아암, 상기 로봇 아암 상의 단부 조작기, 상기 로봇 아암 상의 기판, 및 기판 처리 모듈 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 수신기에 의하여 상기 방출된 에너지를 수신함;
    적어도 부분적으로 상기 적어도 하나의 수신기에 의하여 수신된 에너지에 기초하여,
    상기 기판 처리 모듈, 또는 상기 로봇 아암 및/또는 단부 조작기 상의 기판의 위치에 대한,
    * 상기 기판의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도,
    * 상기 로봇 아암의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도, 및
    * 상기 단부 조작기의 위치 및/또는 범위 및/또는 각도 및/또는 속도
    중 적어도 한 가지를 판별함;을 포함하는, 방법.
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