TW202110602A

TW202110602A - 機器人內嵌之視覺設備

Info

Publication number: TW202110602A
Application number: TW109125812A
Authority: TW
Inventors: 傑羅摩拉
Original assignee: 美商布魯克斯自動機械公司
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本發明揭露一種基板運輸設備，其包括運輸室、驅動區段、機器手臂、成像系統，其通過該驅動區段之安裝介面在相對於該運輸室之預定位置中安裝有攝影機，以成像部分的該手臂，以及連接到成像系統之控制器，該控制器經組態以使用攝影機成像移動到或在該預定位置中的該手臂，該控制器在該手臂接近或在該預定位置上對準時，實現該手臂之第一成像的捕獲，該控制器經組態以從第一成像與手臂之校準影像進行比較來計算出手臂之位置變異數，並判定改變該手臂之延伸位置的運動補償因子。各實現第一成像之捕獲的攝影機被設置在安裝介面之周邊內部。

Description

機器人內嵌之視覺設備

本發明例式性實施例一般相關於基板處理設備，且更明確是相關於基板運輸設備。

一般而言，半導體自動化運行在真空環境下，真空環境具有由各種處理模組站施加之未知與高溫度變化，諸如耦合到或形成集群工具。習知半導體自動化設計(諸如，機器人設計)倚賴內嵌位置回饋裝置，其定位遠離其中基板被固持在空間中之位置的。舉例而言，運用類比或數位旋轉或線性編碼器來檢測馬達致動器之位置，並且此資訊被用於經由機械臂之假定運動模型來計算空間中機器人末端執行器之預期位置。由於機器手臂操作的環境(例如熱效應)在機器手臂連桿中造成的維度變化大，因此連桿和末端執行器的實際位置可能未知。

一般而言，已提出針對基板處理精確性之不同解決方案。作為實例，已經在處理模組站中使用視覺系統，以能夠提供附加位置回饋迴路。其他類型之機器人位置感測(諸如基於GPS)亦已經被提出，作為不僅在空間中定位機器人亦得以找出各別處理模組站之方式。其他方法運用定位在處理模組站之閘閥鄰近的反射或穿透光束雷射感測器，以校正相對於末端執行器之晶圓/基板偏位。此等解決方法可以被稱作具有熱補償之主動晶圓置中(A ctiveW aferC entering，AWC)。若干種版本之AWC亦補償機器手臂連桿由於熱效應造成之維度變化，補償方法諸如包括當手臂維度在熱度上改變時，使用AWC感測器追蹤端部執行器或機器手臂之手腕之特徵，該AWC感測器諸如設置在處理模組站或閘閥處。

上述基板處理精確性之習知解決方案可能是不足，因為例如需要對集群工具(或其他處理設備組態)進行不期望的改變(例如，由於成本、停機時間等)，以支援附加的位置或溫度回饋資訊。感測技術在嚴峻環境(諸如，高溫或銹蝕氣體)附近可能不能良好地運作。感測技術可能無法提供足夠的資訊以正確預測熱增長(或收縮)。

及

圖1A-1D描繪根據本揭露態樣的基板處理設備之例式性示意圖式。儘管將參考圖式描述本揭露的各態樣，但是應當理解，本揭露的各態樣可以以多種形式體現。此外，可使用任何適當尺寸、形狀或類型之元件或材料。

高精確性基板處理之概念源自於無視環境改變而能夠在最小位置變化下將基板置於期望位置之想法。如將在下文更加清楚描述者，本揭露之態樣提供一種設備與方法，可以在封閉或密封環境(諸如在圖1A-1D之基板處理設備中可找到的封閉或密封環境或任何其他適當基板處理設備/室)內改善基板運輸放置精確性。本揭露之態樣提供一種採用基於視覺(及/或其他非接觸式)的感測系統的獨立解決方案，而無需對基板處理設備及其室進行修改。本揭露之態樣提供一種基板運輸設備在空間中位置(例如，機械臂或末端執行器之位置)的高精確性回饋與熱補償，其無須對基板處理設備之結構進行修改，無對真空環境新增電子設備，以及具有最小或沒有對基板運輸設備手臂及/或機械臂機械設計之衝擊。

根據本揭露之態樣，提供一種基板運輸設備基於視覺感測器系統/定位在處理系統之常壓側(例如，在其中基板運輸設備之手臂進行操作的真空室/環境之外部)，以使用手臂之連桿來量測在空間中一或多手臂連桿位置中的基板運輸設備之手臂上至少一點或指標之位置。一手臂連桿之例式性位置是機器人頂部中央姿勢(或手臂完整的縮回位置/定向)或任何其他適當的手臂之預定姿勢。機器人頂部中央姿勢(或其他預定手臂姿勢)在製造手臂時被設定或校準(例如，在馬達編碼器的原始位置或歸零位置)。

基於視覺感測器系統在傳送室的基線溫度對手臂上的至少一個點或指標進行成像，以建立參考位置和溫度(例如，基線量測值)。當手臂操作並且運輸室內的溫度相對於基線測量值改變時，可以用新的測量值來更新手臂運動，以便為在基板傳輸設備的控制器內運行的機器人運動模型提供準確的調整。本揭露提供之基於視覺感測器系統不會干涉基板運輸設備之手臂或干涉客戶之半導體製程。

參照圖1A與1B，根據揭露實施例之態樣示出處理設備(諸如半導體工具站11090)。雖然半導體工具11090在圖式中被描繪，但本文所述揭露實施例之態樣可以被應用到任何工具站或採用機械臂之應用。在本實例中，工具11090被示出是集群工具，然而揭露實施例之態樣可應用到任何適當的工具站，諸如圖1C與1D所示以及在美國專利公告案號8,398,355(2013年3月19日公告，標題“Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool”)中所述之線性工具站，透過對其揭露引用而將其全文併入本文中。工具站11090一般包括常壓前端11000、真空負載鎖11010與真空後端11020。在其他態樣中，工具站可具有任意適當的組態。前端11000、負載鎖11010與後端11020中各者之組件可以連接到控制器11091，其可以任何適當控制架構(例如集群結構之控制)之部分。該控制系統可以是具有主控制器、集群控制器和自動化遠端控制器的閉合迴路控制器，例如在2011年3月8日發布的題為“Scalable Motion Control System”的美國專利公告案號7,904,182中揭露者，透過對其揭露引用而將其全文併入本文中。在其他態樣中，可以運用任何適當的控制器及/或控制系統。控制器11091包括任何適當的記憶體與處理器，其包括非暫態性程式碼，用於運行本文所述處理設備，以實現自動化基板置中及/或基板處理設備之基板固持站之自動位置，並教示基板運輸設備有關如本文所述基板固持站之位置。舉例而言，在一態樣中，控制器11091包括內嵌基板定位指令(例如，用於判定基板與基板運輸設備的末端執行器之間的偏心率)。在一態樣中，基板定位指令可以是內嵌拾取/放置指令，用於移動基板，以及在固持基板上之末端執行器通過或超過一或多自動基板置中感測器。控制器經組態以判定基板之中心與末端執行器之參考位置，以及判定基板相對於末端執行器的參考位置之偏心率。在一態樣中，控制器經組態以接收對應於末端執行器及/或基板運輸設備/機器人之運輸手臂的一或多特徵之檢測訊號，並判定由於例如處理模組內溫度所造成之基板運輸設備或者基板運輸設備之組件的熱膨脹或收縮。

如可實現且將在本文中描述的，在一態樣中，基板站位於其內具有真空壓力環境之處理模組內部且本文所述自動導正(auto-teaching)是在該處理模組內發生。在一態樣中，真空壓力是諸如10^-5 托或以下之高真空。在一態樣中，本文所述自動置中及/或導正發生在位於例如處於處理安全狀態(例如用於處理基板)的處理模組內的基板站特徵中。用於處理基板之處理安全狀態是處理模組之一種狀態，其中處理模組被密封在清潔狀態下，用於準備將處理真空或大氣引入到處理模組中，或在準備將生產晶圓引入處理模組中的一種狀態。

在一態樣中，前端11000一般包括負載端口模組11005以及微環境11060(諸如例如設備前端模組(EFEM))。負載端口模組11005可以是符合SEMI標準E15.1，E47.1，E62，E19.5或E1.9的300mm裝載端口、前開口或底開口盒/匣與片匣之盒開啟器/裝載器到工具標準(BOLTS)介面。在其他態樣中，負載端口模組可經組態成200 mm晶圓或450 mm晶圓介面，或任何其他適當基板介面(諸如較大或較小的晶圓、或用於平面板顯示器之平面板)。雖然在圖1A中示出兩個負載端口模組11005，但在其他態樣中，任何適當數量之負載端口模組可以被結合到前端11000中。負載端口模組11005可經組態成從高架運輸系統、自動引導車輛、人員引導車輛、軌道引導車輛或任何其他合適的運輸方法，承接基板載體或片匣11050。負載端口模組11005可通過負載端口11040來與微環境11060介接。在一態樣中，負載端口11040允許基板在基板片匣11050與微環境11060之間通過。

在一態樣中，微環境11060通常包括任何適當的傳送機器人11013，其結合有本文所述揭露實施例之一或多態樣。在一態樣中，機器人11013可以是例如在美國專利公告案號6,002,840中描述之履帶式機器人，其全部公開內容或其他態樣透過引用而併入本文中，任何其他合適的運輸機器人具有任何事當的組態。微環境11060可為多負載端口模組之間的基板傳送提供一受控、乾淨區。

真空負載鎖11010可連接到並定位在微環境11060與後端11020之間。再次註明，本文所用之術語真空可指稱高真空(諸如10^-5 托或以下)，基板在其中被進行處理。負載鎖11010通常包括常壓與真空槽閥。槽閥可提供環境隔離，該環境隔離用於在從常壓前端加載基板之後排空負載鎖，並在用惰性氣體(例如氮氣)排氣時，在運輸室中保持真空。在一態樣中，負載鎖11010包括對準器11011，用於將基板之基標對準到期望位置，以用於進行處理。在其他態樣中，真空負載鎖可定位在處理設備之任何適當位置中，並具有任何適當的組態及/或計量設備。

真空後端11020一般包括運輸室11025、一或多處理站或模組11030、以及任何適當的傳送機器人或設備11014。將在下文中描述傳送機器人11014，並且該機器人可定位在運輸室11025內，以在負載鎖11010與各處理站11030之間運輸基板。處理站11030可透過各種沉積、蝕刻、或其他類型之處理來對基板進行操作，以在基板上形成電性電路或其他期望結構。典型處理包括但不限於使用真空之薄膜處理，諸如電漿蝕刻或其他蝕刻處理，化學氣相沉積(CVD)，電漿氣相沉積(PVD)，注入(例如離子注入)，計量學，快速熱處理(RTP)，乾式剝離原子層沉積(ALD)，氧化/擴散，氮化物形成，真空光刻，磊晶(EPI)，引線鍵合和蒸發或其他使用真空壓力的薄膜處理。處理站11030可連接到運輸室11025，以允許基板可以從運輸室11025傳遞到處理站11030，且反之亦然。在一態樣中，負載端口模組11005與負載端口11040實質上直接耦合到真空後端11020，以使得安裝在負載端口上之片匣11050實質上(例如，在一態樣中，至少省略了微環境11060，而在其他態樣中，也省略了真空負載鎖11010，以便以類似於真空負載鎖11010之方式將片匣11050抽真空至真空狀態)與處理站11030之處理真空及/或傳送室11025之真空環境(例如，處理真空及/或真空環境在其間延伸並且在處理站11030與片匣11050之間是共同的)直接介接。

現在參照圖1C，示出線性基板處理系統2010之示意平面圖，其中工具介面區段2012被安裝到運輸室模組3018，使得介面區段2012一般面對朝著(例如向內)但自運輸室3018之縱向X軸偏位。運輸室模組3018可以在任何適當方向中延伸，其延伸方式是透過將其他運輸室模組3018A、3018I、3018J附接到介面2050、2060、2070，如美國專利公告案號8,398,355中所述者，先前已透過對其引用而併入本文中。各運輸室模組3018、3019A、3018I、3018J包括任何適當的基板運輸2080，其可包括本文所述之揭露實施例之一或多態樣，用於將基板運輸通過處理系統2010並進入與離開例如處理模組PM(其在一態樣中是與上述處理站11030實質上相似)。如可思及，各室模組可能夠固持隔離或控制大氣(例如，N2，乾淨空器，真空)。

參照圖1D，示出例示性處理工具410之示意立面圖，諸如其可以是沿著線性運輸室416之縱向X軸所擷取。在圖1D所示之揭露實施例之態樣中，工具介面區段12可代表性的連接到運輸室416。在本態樣中，介面區段12可界定工具運輸室416之一端部。如圖1D所示，運輸室416可例如具有另一工件入口/出口站412在介面站12之對立端部。在其他態樣中，可提供其他的入口/出口站，用於***/移除工件到/自運輸室。在一態樣中，介面區段12與入口/出口站412可允許從工具加載與卸載工件。在其他態樣中，工件可以從一端部加載到工具中並從另一端部移除。在一態樣中，運輸室416可具有一或多傳送室模組18B、18i。各室模組可能夠固持隔離或控制大氣(例如，N2，乾淨空器，真空)。如前述，如圖1D中所示形成運輸室416之運輸室模組18B、18i、負載鎖模組56A、56與工件站的組態/配置僅是例示性，並且在其他態樣中，運輸室可具有更多或更少設置在任意期望模組配置中的模組。在所示態樣中，站412可以是負載鎖。在其他態樣中，負載鎖模組可定位在端部入口/出口站(與站412相似)之間或接合運輸室模組(與模組18i相似)可經組態以如負載鎖般操作。

亦如先前所述，運輸室模組18B、18i在其內具有一或多對應的運輸設備26B、26i，其可包括本文所述揭露實施例之一或多態樣。各別運輸室模組18B、18i之運輸設備26B、26i可協作以在運輸室中提供該線性分佈的工件運輸系統。在本態樣中，運輸設備26B(其可實質上與圖1A與1B中所描繪的集群工具之運輸設備11013、11014相似)可具有一般SCARA手臂組態(儘管在其他態樣中，運輸手臂可以具有任何其他期望的配置，例如，如圖2B所示的線性滑動臂214或具有任何適當的手臂連桿機構的其他適當的手臂)。手臂連桿機構的合適實例可以在例如2009年8月25日授權的美國專利公告案號7,578,649、1998年8月18日授權的5,794,487、2011年5月24日授權的7,946,800、2002年11月26日授權的6,485,250 ，於2011年2月22日授權的7,891,935、於2013年4月16日授權的美國專利8,419,341和分別於2011年11月10日提交的題為“Dual Arm Robot(雙手臂機器人)”的美國專利申請案號13/293,717和於2013年9月5日提交的題為“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm(帶有Z軸運動和關節式手臂的線性真空機器人)”的美國專利申請案號13/861,693中找到，其全部公開內容通過引用整體併入本文中。在揭露實施例之態樣中，至少一傳送手臂可以源自常規的SCARA (選擇性順應的關節式機器手臂)型設計，其包括上手臂，帶驅動的前臂和帶約束的末端執行器，或伸縮臂或任何其他合適的手臂設計。傳送手臂的合適例子可以在例如2008年5月8日提交的題為“Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism(利用機械式開關機構的具有多個可動手臂的基板運輸設備)”的美國專利申請案號第12/117,415號和於2010年1月19日發布的美國專利案號第7,648,327號中找到，其全部內容通過引用整體併入本文中。傳送手臂之操作可彼此獨立(例如，各手臂之延伸/縮回是與其他手臂獨立)，可透過空轉運動開關來操作傳送手臂，或者可以以任何合適的方式可操作地連接手臂，使得該手臂共享至少一個共用驅動軸。仍在其他態樣中，運輸手臂可具有其他期望配置，諸如蛙腿臂216(圖2A)組態、跳蛙臂217(圖2D)組態、雙對稱手臂218(圖2C)組態等。在另一態樣中，參照圖2E，傳送手臂219包括至少第一與第二關節式手臂219A、219B，其中各手臂219A、219B包括末端執行器219E，其經組態以在共用傳送平面上邊對邊並排固持至少兩個基板(S1、S2)(末端執行器219E的每個基板固持位置共享一個公共驅動器，用於拾取和放置基板S1，S2)，其中基板S1，S2之間的間隔DX對應於並排的基板固持位置之間的固定間隔。運輸手臂的適當實例可以在2001年5月15日授權的美國專利公告案號6,231,297、1993年1月19日授權的5,180,276、2002年10月15日授權的6,464,448、2001年5月1日授權的6,224,319、1995年9月5日授權的5,447,409、2009年8月25日授權的7,578,649、1998年8月18日授權的5,794,487、2011年5月24日授權的7,946,800、2002年11月26日授權的6,485,250、2011年2月22日授權的7,891,935和於2011年11月10日提交的提交的題為“Dual Arm Robot(雙手臂機器人)”的美國專利申請案號第13/293,717號與於2011年10月11日提交的題為“Coaxial Drive Vacuum Robot(共軸驅動真空機器人)”的美國專利申請案號13/270,844中找到，其全部公開內容通過引用整體併入本文中。在一個態樣中，所揭露之實施例的各態樣被結合到諸如在例如美國專利公告號8,293,066和7,988,398中描述的那些線性運輸梭的運輸手臂之中，其公開內容通過引用整體併入本文中。

在圖1D揭露實施例之態樣中，運輸設備26B之手臂可以被配置以提供可以被稱做「快速交換(fast swap)」之配置，其允許從拾起/放置位置處快速交換晶圓(例如，從基板固持位置拾起晶圓並接著快速放置另一晶圓在該相同基板固持位置上)之運輸。運輸手臂26B可具有任何適當的驅動區段(例如，共軸排列的驅動軸，並排驅動軸，水平相鄰的馬達，垂直堆疊的馬達等)，用於對各手臂提供任何適當量之自由度(例如，繞肩部和手肘關節之Z軸運動的獨立旋轉)。如參見圖1D，在本態樣中，模組56A、56、30i可定位在傳送室模組18B、18i之間隙中，並且可以界定合適的處理模組、負載鎖LL、緩衝站、計量站或任何其他期望的站。舉例而言，間隙模組(諸如，負載鎖56A、56與工件站30i)各可具有靜態工件支撐/軸56S1、56S2、30S1、30S2，其可與運輸手臂協作以透過沿著運輸室之線性X軸的運輸室長度來實現工件之傳輸。透過實例，工件可以透過介面區段12被加載到運輸室416中。使用介面區段之運輸手臂15，工件可被設置在負載鎖模組56A之支撐件上。負載鎖模組56A中的工件可透過模組18B中的運輸手臂26B在負載鎖模組56A與負載鎖模組56之間移動，以及以相似與連續之方式使用手臂26i(在模組18i中)在負載鎖56與工件站30i之間移動，以及使用模組18i中的手臂26i在站30i與站412之間移動。此處理可整個或部分反轉，以將工件移動於相反方向中。因此，在一態樣中，可沿著X軸在任意方向中移動工件，以及工件可移動到沿著運輸室之任何位置，且工件可以從與運輸室連通之任何期望模組(處理或其他者)卸載或加載到任何期望模組。在其他態樣中，具靜態工件支撐件或架之間隙運輸室模組可能不會被設置在運輸室模組18B與18i之間。在此種態樣中，接合運輸室模組之運輸手臂可直接從末端執行器或一個運輸手臂接過工件後帶到另一運輸手臂之末端執行器，以使工件移動通過運輸室。處理站模組可透過各種沉積、蝕刻、或其他類型之處理來對基板進行操作，以在基板上形成電性電路或其他期望結構。處理站模組可連接到運輸室模組，以允許基板可以從運輸室傳遞到處理站，且反之亦然。在美國專利公告案號第8,398,355號中描述了具有與圖1D中所示的處理設備類似的一般特徵之處理工具的合適實例，該美國專利先前已在此全文引入作為參考。

參照圖3，將描述基板運輸設備2300(諸如上述者)成具有至少一多連桿或SCARA手臂2300A，然而，本揭露之此態樣也同樣可應用到任何適當的運輸手臂，諸如上述者且包括但不限於跳蛙臂組態、雙對稱手臂組態與關節式手腕組態。一般而言，運輸設備2300包括SCARA手臂2300A(一般稱作手臂2300A)，其具有上手臂23201、前臂23202、基板固持器或末端執行器23203(其上具有基板固持站)、以及驅動區段23204。控制器11091可以連接到運輸設備2300，以視需求移動SCARA手臂2300A之手臂區段。在其他態樣中，手臂總成可具有任何其他期望之一般SCARA組態。舉例而言，總成可具有多前臂及/或多基板固持器。

基板固持器23203透過軸總成23754在運輸設備2300之手腕23755處可旋轉連接到前臂23202。基板固持器23203可以是透過支撐軸23698旋轉連接到前臂23202。在一態樣中，基板固持器23203可以是分叉末端執行器。基板固持器23203可具有主動機械或被動邊緣夾具。在其他態樣中，基板固持器23202可以是具有真空吸盤之槳式末端執行器。前臂23202透過共軸的軸(coaxial shaft)總成23675在運輸設備2300之手肘23646處可旋轉連接到上手臂23201。基板固持器23203具有預定中心，其中末端執行器經組態以固持基板，以使得基板中心與末端執行器預定中心重合，用於如本文所述般在基板處理設備內運輸基板。上手臂23201在肩部23652可旋轉連接到驅動區段23204。在本態樣中，上手臂23201與前臂23202具有相等長度，但在其他態樣中，上手臂23201例如可能長度短於前臂23202，或反之亦然。

在所示出態樣中，驅動區段23204可具有外部殼體23634H，該殼體容納共軸的軸組裝23660以及三個馬達23662、23664、23666或驅動軸，各具有各別編碼器570、571、572，以例如用於判斷各別定子23678a-23678c之旋轉位置(以及各別與定子耦合之驅動軸23668a-23668c)。在其他態樣中，驅動區段可具有多於或少於三個的馬達。驅動軸總成23660具有三個驅動軸23668a、23668b與23668c。在其他態樣中，可設置多於或少於三個的驅動軸。第一馬達23662包含定子23678a以及與內軸23668a連接的轉子23680a。第二馬達23662包含定子23678b以及與中軸23668b連接的轉子23680b。第三馬達23666包含定子23678c以及與外軸23668c連接的轉子23680c。三個定子23678a、23678b、23678c是在沿殼體之不同垂直高度或位置靜態附接到殼體23634H。在本態樣中，第一定子23678a是底部定子、第二定子23678b是中間定子、以及第三定子23678c是頂部定子。各定子一般包含電磁線圈。三個軸23668a、23668b與23668c被配置成共軸的軸。三個轉子23680a、23680b、23680c較佳包含永久磁鐵，但可替代地包含不具有永久磁鐵之磁感應轉子。套筒23663位於轉子23680與定子23678之間，以允許運輸設備2300可以在真空環境中使用，其中驅動軸總成23660位於真空環境中，而定子23678位於真空環境外部。然而，若運輸設備2300僅目的在於用於常壓環境下，則不需要設置套筒23663。

第一軸(shaft)23668a是內軸並從底部定子23678a延伸。內軸具有與底部定子23678a對準之第一轉子23680a。中軸23668b從中間定子23678b向上延伸。中軸具有與第二定子23678b對準之第二轉子23680b。外軸23668c從頂部定子23678c向上延伸。外軸具有與上定子(upper stator)23678c對準之第三轉子23680c。各種軸承被設置繞著軸23668以及殼體23634H，以允許各軸可相對於彼此以及相對於殼體23634H獨立旋轉。各軸23668可設置具有適當位置感測器(例如，諸如各別編碼器570-572)，以向控制器11091發訊有關軸23668相對於彼此及/或相對於殼體23634H之旋轉位置。可使用任何適當的感測器，諸如光學或電感感測器。

外軸23668c經固定連接到上手臂23201，以使得軸23668c與上手臂23201如一單元繞Z1軸一起旋轉。中軸23668b連接到上手臂23201中的第一傳動裝置23620，以及內軸23668a連接到上手臂23201中的第二傳動裝置23610，如圖23所示。第一傳動裝置23620較佳包含驅動滑輪23622、惰滑輪23624以及驅動纜線或皮帶23626。驅動滑輪23622是固定安裝到中軸23668b頂部並透過驅動皮帶23626連接到惰滑輪23624。惰滑輪23624是固定安裝到共軸的軸總成23675的內軸23672底部，該軸總成將前臂23202連接到上手臂23201。在上手臂23201中的第二傳動裝置23610較佳包含驅動滑輪23612、惰滑輪23614以及驅動纜線或皮帶23616。驅動滑輪23612是固定安裝到驅動區段23204裡共軸的軸總成23660之內軸23668a頂部。惰滑輪23614是固定安裝到共軸的軸總成的外軸23674底部，該軸總成將前臂23202連接到上手臂23201。驅動皮帶23616將驅動滑輪23612連接到惰滑輪23614。第一傳動裝置23626之惰與驅動滑輪23624、23622之間的直徑比率(例如，滑輪比率)，以及第二傳動裝置23610之惰與驅動滑輪23614、23612之間的直徑比率可以為任何適當的驅動比率，如本文所述者。驅動皮帶23616、23626經組態使各別惰滑輪23614、23624以與對應驅動滑輪23612、23622相同的方向(例如，驅動滑輪23612、23622之順時針旋轉將導致惰滑輪23614、23624順時針旋轉)旋轉。

將前臂23202連接到上手臂23201之共軸的軸總成23675是從上手臂23201透過適當軸承來可旋轉的支撐，該軸承允許軸總成之外軸與內軸23674、23672可以繞Z2軸相對於彼此與相對於上手臂23201旋轉。共軸的軸總成23675之外軸23674是固定安裝到前臂23202，以使得軸23674與前臂23202可以如一單元繞Z2軸一起旋轉。當上手臂23201中的第二傳動裝置23610之惰滑輪23614透過驅動區段23204之內軸23668a進行旋轉時，前臂23202是繞Z2軸旋轉。因此，驅動區段23204之內軸23668a是用於使前臂23202相對於上手臂23201獨立旋轉。

共軸的軸總成之內軸23672是固定附接到前臂23202中第三傳動裝置23752之驅動滑輪23753。在前臂23202中的第三傳動裝置23752較佳包含驅動滑輪23753、惰滑輪23750以及驅動纜線或皮帶23751。惰滑輪23750經固定安裝到軸23698。驅動皮帶23751將驅動滑輪23753連接到惰滑輪23750。軸23698由合適的軸承從前臂23202可旋轉地支撐，該軸承允許軸23698繞Z3軸相對於前臂23202旋轉。在此方面，第三傳動裝置23752之惰與驅動滑輪23750、23753之間的直徑比率可以為任何適當的驅動比率，如本文所述者。驅動皮帶23751經組態使惰滑輪23750以與驅動滑輪23753相同的方向(例如，驅動滑輪23753之順時針旋轉將導致惰滑輪23750順時針旋轉)旋轉。

軸23698經固定安裝到基板固持器23203。因此，軸23698與基板固持器23203繞Z3軸如一單元一起旋轉。當第三傳動裝置23752之惰滑輪23750是透過驅動滑輪23753旋轉時，基板固持器23203是繞Z3軸旋轉。驅動滑輪23753進而由共軸的軸總成23675之內軸23672旋轉。當上手臂23201中的第一傳動裝置23626之惰滑輪23624透過驅動區段23204之中軸23268b進行旋轉時，內軸23672旋轉。因此，基板固持器23203可以相對於前臂23202與上手臂23201繞著Z3軸獨立旋轉。

參照圖4，在一態樣中，運輸設備2300可包括兩個SCARA手臂25155A、25155B，其與手臂2300A實質相似。舉例而言，各SCARA手臂25155A、25155B包括上手臂連桿25155UA、25155UB，前臂連桿25155FA、25155FB，以及末端執行器25155EA、25155EB。在本態樣中，末端執行器25155EA、25155EB從動於上手臂，但在其他態樣中，末端執行器可以被獨立驅動。手臂25155A、25155B(示出為三個連桿SCARA手臂)可共軸耦合到驅動區段23204，並且可垂直堆疊在彼此頂部上以允許獨立的theta運動(使用例如四個軸驅動－請見驅動軸23668d)或耦合的theta運動(使用例如三個軸驅動)，其中耦合的theta運動是機器手臂繞著肩軸Z1如一單元般之旋轉且無延伸或縮回。各手臂25155A、25155B是由一對馬達驅動且可具有任何適當的驅動滑輪配置。在一態樣中，針對各手臂之肩部滑輪、手肘滑輪、與手腕滑輪之間的直徑比率可以(作為非限定性目的)是1:1:2比率或2:1:2比率。為延伸各例如使用1:1:2比率之手臂，該對馬達中各馬達以實質相等且相反的方向旋轉。為延伸各例如使用2:1:2比率之手臂，肩部滑輪固持成實質上固定的(例如，實質上不旋轉)，且與上手臂耦合之馬達被旋轉以延伸該手臂。theta運動是透過在相同方向上以實質相同速度來旋轉馬達來控制。其中在末端執行器是在相同平面上之情況下，各手臂相對於彼此之theta運動是受限制，然而若手臂一起移動則手臂可在theta方面無限的移動。如可實現，當各手臂相較於其他手臂獨立驅動時諸如當使用四個軸驅動時，在末端執行器不在相同平面上之情況下，各手臂可在theta方面無限移動。

參照圖5，驅動區段23204被示出是耦合到真空室599之真空室壁500(諸如本文所述基板處理設備之任何適當的運輸室)。應註明，雖然描述真空室，但室599可具有任何適當的處理環境在其中。在此，驅動區段23204包括與真空室壁500密封耦合之安裝介面510，以形成實質上將真空室599內真空環境隔離(或密封)自在真空室599外周圍之常壓環境的隔離障。舉例而言，該安裝介面510將該驅動區段23204安裝到該真空室599並形成周邊，其將在該周邊外部的該真空室599之內部分離自該周邊510P內部的該真空室599之外部。應註明，機器手臂2300A之延伸與縮回是與位於周邊510P內部之肩軸Z1相關。在此，至少一部分的驅動區段23204被設置在常壓環境內。安裝介面510經組態以使得一部分511之安裝介面510被暴露到真空環境，以及另一部分512之安裝介面510被設置在常壓環境下。

參照圖6，運輸設備2300被描繪成具有安裝在真空室599內部的手臂2300A。如上述，手臂2300A包括在手臂2300A遠端端部處之末端執行器23203，經組態以在其上支撐基板。手臂2300A可操作連接到驅動區段23204，該驅動區段利用該至少一獨立驅動軸(上述)，以至少產生沿徑向方向R的手臂運動(請見圖7)，以使該手臂2300A延伸和縮回，並使該末端執行器23203從縮回位置(例如，在圖7中所描繪之機器人頂部中央姿勢)沿該徑向方向R移動到延伸位置。運輸設備2300包括成像系統600，其通過該安裝介面510在相對於該真空室599之預定位置中安裝有至少一成像感測器601，該成像感測器被設置以成像至少部分的手臂2300A。各成像感測器601相對於該延伸機器手臂2300A的機器手臂2300A末端執行器23203之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。在一態樣中，成像感測器601被設置在感測器殼體610中或否則耦合到該感測器殼體，該感測器殼體包括窗口605，成像感測器601透過該窗口後其視野延伸到真空室599內部中。窗口605可以由玻璃建構或由其他適當透明材料建構，且可取決於要由控制器11091承接的基於視覺之資訊的類型來選定該窗口材料(例如，窗口提供的光學屬性可允許由成像感測器所檢測到的波長之傳輸，並在真空和常壓環境之間傳播)。在一態樣中，窗口605之透明度可形成透鏡(亦即，具有一體的鏡片形狀)，該透鏡經組態為一或多聚焦(例如，在特定部分之真空室599內及/或運輸機器人)在成像感測器601視野、放大成像感測器601視野、以及改變成像感測器601視野的方向以觀看到各種/不同部分之真空室599內，或至少部分界定成像感測器601之成像特性的視野。在其他態樣中，窗口605可經組態以承接透鏡(亦即，透鏡可耦合到窗口)，其中該(耦合到窗口605之)透鏡是經組態以一或多聚焦在成像感測器601視野、放大成像感測器601視野、以及以與上述方式類似方法改變成像感測器601視野的方向(例如，透鏡可以是廣角透鏡，其相對於窗口605固定或具有可變/可調觀看特性，其中透鏡調整系統可以被設置在真空室外部之窗口605上)。窗口605經組態以形成跨真空室599內真空環境與真空室599外部常壓環境之間的壓力差動器之邊界。窗口605可以與安裝介面510之開口606對準，以及感測器殼體610及/或窗口605是在安裝介面510暴露於常壓環境下之部分512上相對於安裝介面510密封。在一態樣中，窗口605(以及開口606)之尺寸並不受限於成像感測器601之開口尺寸，以使得窗口可以比成像感測器601開口更大以提供成像感測器601往真空室599內之不受限視野。在其他態樣中，窗口605與窗口605之透明度相對於安裝介面510是尺寸過大，以及成像感測器601具有開口，以令窗口605設定真空室599內的成像感測器視野(例如，設成廣視野或具有任意適當尺寸之視野)。仍在其他態樣中，感測器殼體610可以省略，以使得其中窗口605透過窗口夾環615或由任何適當材料(例如，乙縮醛均聚物樹脂)所建構之其他適當的緊固件而被固定抵著安裝介面510之安裝部512。成像感測器601可以是任何適當成像感測器，諸如CCD或CMOS感測器、紅外線感測器及/或紅外線攝影機，該感測器經安裝到安裝介面510或否則以任何適當方式設置，以使得成像感測器601視野延伸穿透窗口605與開口606並進入真空室599內部。

控制器11091是通訊連接到成像系統600(例如，透過適當的有線及/或無線連接)並且經組態以使用成像感測器601成像至少部分的手臂2300A(或至少部分的手臂2300A上設置之一組一或多標記，如上述)，該手臂移動到或在由至少一獨立驅動軸所界定之預定可重複位置/姿勢(例如，機器人頂部中央姿勢或其他預定姿勢)中移動，或者在其他態樣中，使用成像感測器601成像該至少部分的機器手臂2300A(或至少部分的手臂上設置之一組一或多標記，如上述)，該手臂沿著由至少一獨立驅動軸界定路徑移動或在預定位置中。該控制器經組態以從該第一或接續影像與該至少部分的機器手臂2300A之校準影像，或至少部分的該多連桿機器手臂2300A上該組一或多標記701-702(如本文所述)之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該機器手臂2300A之位置變異數，或該多連桿機器手臂2300A的該末端執行器23203的基板固持站之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該機器手臂2300A之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一或接續影像之捕獲的該各成像感測器601-603經設置在該安裝介面510之該周邊內部。在該第一或接續影像中捕獲到的該至少部分的該組一或多標記701-702決定了該末端執行器23203的該基板固定站的該位置變異數。由該控制器從該第一或接續影像與該至少部分的該機器手臂2300A之校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：該徑向方向上的位置變異數分量；以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該機器手臂2300A之該延伸位置(請至少參見本文所述圖10A與10B)。該第一或接續影像中捕獲到的該至少部分的該機器手臂2300A包括其上有基板的該末端執行器23203，其中具有基板之該末端執行器23203被成像於該第一或接續影像中，以及該控制器11091判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率，該判定方式為類似於在2019年1月25日提交的題為“Automatic wafer centering method and apparatus(自動晶片定心方法和裝置)”的美國專利申請號16/257,595中描述的方式，其公開內容通過引用整體結合於此。

控制器，在該手臂2300A接近或在該預定可重複位置上或鄰近處或在預定位置上對準時，實現捕獲至少部分的手臂2300A之第一影像。手臂2300A的對準可以在將手臂2300A安裝到至少一個獨立驅動軸時發生，其中至少一個驅動軸處於預定定向中，從而使得該至少一驅動軸之編碼器570-572(也參見圖5)能夠在原始位置或歸零位置(例如，原始位置或歸零位置是從中測量至少一個驅動軸的旋轉度(和手臂延伸)的位置)。如上述，該至少一驅動軸之此原始位置或歸零位置在一態樣中是對應於機器人頂部中央姿勢。如將在本文所述者，透過簡單參閱圖7，該機器手臂2300A之至少一連桿具有相對於預定平面描述位置之線性與旋轉特性的特徵，其中該控制器11091根據使用該成像系統捕獲的該特徵之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。在一態樣中，描述或否則特徵化手臂位置(或相對於徑向(延伸/縮回)方向的多連桿機器手臂2300A之至少一連桿)之線性與旋轉特性兩者之特徵，包含由成像感測器601所成像的手臂2300A上一組一或多指標或標記701-702，其用以判定對手臂2300A造成之熱與其他效應。在手臂2300A對準時(在預定註冊/校準溫度)，成像感測器601成像手臂2300A與指標701-702，以校準手臂2300A並判定手臂2300A之基線量測值(例如，在被稱做校準影像中判定)。

應註明，若手臂2300A被移除並替換成一不同手臂，則可以通過以下方式簡化對不同手臂的校準：透過在原始位置或歸零位置對至少一驅動軸成像不同手臂的(一或多)指標，並將該不同手臂的影像與校準影像進行比較。如此，成像感測器601可以被預校準到驅動區段23204/手臂2300A，並安裝成與驅動區段23204實質上為一單元模組。儘管本文針對例解決如由於熱效應對運輸手臂造成的影響而描述了本揭露的各態樣，但是本揭露的各態樣也可以用於監測手臂連桿的溫度，例如透過包括如上所述的非接觸式熱感測器(例如，紅外線感測器，紅外線攝影機等)代替或結合成像感測器601，以本文所述的方式透過安裝介面/凸緣510來安裝，而無侵入真空室599的處理環境中。

參照圖7，描繪例示性成像感測器601(或其他適當感測器)位置。在圖7中，有三個以本文所述方式耦合到安裝介面510之成像感測器601-603。在示出的例示性位置處，三個成像感測器601-603可以被採用以量測可以使用任何適當指標來識別的手臂2300A上之點/位置。舉例而言，亦參照圖8A與8B，標的700-702可以位於沿著手臂2300A之任何適當位置處，諸如沿上手臂22301、前臂23202、以及末端執行器23203。舉例而言，指標700被設置在上手臂23201上。指標701可以被設置在前臂23202之手腕軸承位置處(例如，在手腕之旋轉軸處，該手臂將末端執行器23203耦合到前臂23202)。指標702可以被設置在末端執行器23203之手腕板23203P上。標的700-702被設置在手臂上並經組態以當由一或多成像感測器601-603進行成像時，提供沿著空間中預定平面的各別手臂連桿之各別位置與定向(例如，諸如基板運輸平面或其中手臂連桿操作之平面)。透過機器加工/蝕刻/雕刻處理，指標700-702被內嵌到手臂2300A之各別連桿中，或者以任何適當方式被耦合到手臂2300A。

如圖8B所示，指標700-702可具有任何適當組態，諸如十字組態700A、圓形組態700B、以及雙十字準心組態700C。標的700-702可以經組態以使得當各別手臂連桿延伸與收縮時，當例如與基線量測值進行比較，成像系統600可以檢測出指標700-702形狀中的可識別變化(例如，變長或變短)。舉例而言，亦參照圖16，手臂2300A移動到預定可重複位置中，例如到(完整的)縮回機器人頂部中央姿勢(或其他預定位置，請見圖7、8A與8C) (圖16，區塊1601)。當在預定可重複位置中時，成像感測器601成像且控制器11091捕獲手臂2300A上指標700-704之至少一接續成像(圖16，區塊1602與1603)。接續影像與校準影像進行比較(圖16，區塊1604)。位置變異數是根據該兩影像之比較而判斷的(圖16，區塊1605)。

在其他態樣中，在各別成像感測器601-603之視野中的指標700-704之位置可能相較於基線量測值會有所改變。控制器11091可識別出/檢測到指標700-702之此形狀或位置之變化，並判定手臂連桿之熱膨脹/收縮，用於修改手臂2300A用於拾起與放置基板之控制運動。可同時測量或在不同時刻測量一或多指標位置之量測值。舉例而言，參照圖8A與8C，由於手臂運動之緣故，可能無法同時獲得所有的指標量測值。然而，可以在不同手臂位置處測量量測值，以適應手臂2300A之機構及/或運動限制(相較於圖8A與8C，其中手臂2300A延伸以量測位於手腕軸承位置處之指標701)。對於其中此等量測值備用於總體末端執行器23203位置之熱膨脹補償之應用，可以在不同時刻測量來自不同位置之量測值，其中從手臂2300A上的不同位置進行的量測之間的時間間隔被限制為手臂/晶圓熱系統的時間常數的一部分。

為了在空間(例如，在手臂處理環境中)中精確追蹤手臂位置，成像系統600可以被控制器11091使用以獲得資訊，以實現相對於參考或基線量測值之手臂2300A中的追蹤變化。在已知位置處(例如，由諸如編碼器570-572等適當位置回饋裝置回報)與條件下(例如，諸如環境溫度)，參考或基線可界定成量測值(例如，影像及/或溫度)。例如，參照圖5，編碼器570-572可為旋轉(或其他適當)編碼器，其提供各手臂驅動軸23668a-23668c之絕對位置給控制器11091。僅為了例示性目的，在室溫，手臂可位於圖7所示之位置處。在圖7示出之手臂2300A位置中以及量測到環境溫度條件下，如圖所示，驅動軸編碼器位置與與上手臂23201和末端執行器23203重疊的成像感測器600-602所記錄的指標影像唯一相關。此等影像被控制器11091用作「參考或基線量測值」。由於手臂2300A被使用一段時間且執行高溫度晶圓處理操作，故手臂2300A與末端執行器23203之溫度會上升，且會導致連桿長度會相對於參考或基線條件而改變。控制器11091經組態(例如，程式化)以當驅動軸23668a-23668c位置到達預定參考位置時，啟動成像感測器601-603，以捕獲標的700-702之影像。由於手臂2300A之熱膨脹，在位置及/或定向方面，影像內指標700-702之位置及/或指標700-702之形狀會改變。

再次參照圖9，控制器11091經組態以計算「新」或接續影像901中指標700-702相對於參考/基線影像902之平移、變形、及/或旋轉量，該變化量各由向量 DP 與旋轉 Rz 進行指示。可對各指標700-702執行平移、變形及/或旋轉量之計算，該計算是透過其各別成像感測器所進行。根據本揭露之態樣，可以由控制器11091(諸如由控制器11091之運動解算器11091K(請見圖1A))使用透過手臂2300A上/中的各指標「 i 」所回報的各量測變化之 DPi 與旋轉 Rzi 量，以計算出更精確之基板運輸設備2300之運動模型(與不考慮手臂2300A之熱效應運動模型相比)。亦參照圖10A、10B與11，描繪基於熱效應之運動模型的例示性修改。在本實例中，描繪二連桿手臂，但在其他態樣中，機器手臂可具有多於或少於兩個的連桿。在此，各手臂連桿(例如，諸如上手臂23201與前臂23202)受相對於參考環境溫度之熱膨脹影響。圖10A描繪由控制器11091在無熱膨脹情況下(例如，基線運動模型)使用之運動模型(例如，手臂長度L1、L2，手臂角度θ1、θ2等)。圖10B描繪受熱膨脹影響下之運動模型(其中，dL1與dL2代表相較於基線維度下各別手臂連桿之長度中的變化，以及DP1與DP2表示上手臂23201與前臂23202中指標700與704之位置的變化)。指標DP1、DP2之位置中的變化是使用控制器11091基於來自成像系統600之資訊所判定，該改變值被使用以估計連桿熱膨脹dL1與dL2，使得運動模型可以被校正以較佳判定空間中的手臂位置。舉例而言，參照圖11，控制器11091經組態以具有補償演算法1100，其使用輸入(例如，L1、L2、θ1、θ2、DP1與DP2)以判定dL1與dL2，並產生校正運動模型1101以補償對手臂2300A之熱效應。控制器11091在運動控制演算法1102中使用校正的運動模型1101以產生用於拾起與放置基板在基板處理系統之基板固持位置處的手臂2300A運動(諸如本文所述者)。

參照圖12，手臂2300A中由於熱膨脹緣故所造成之變化的例示性判定將在下文中更詳細描述。如在前文所述，指標700-704各具有一組態，例如當由成像系統600感測到至少一個指標700-704時，可判定由於各SCARA手臂連桿23201、23202、23203之溫度中的變化所造成之SCARA手臂連桿23201、23202、23203長度ΔL_i 中離散變異數與滑輪效應ΔV_i 。舉例而言，至少一指標700-704被設置在SCARA手臂2300A上，以使得成像系統600在預定位置檢測指標(例如，在一態樣中，隨著SCARA手臂2300之徑向運動即時偵測)。在此，指標700-704判定由於在各SCARA手臂連桿23201、23202、23203之不同的溫度變化ΔT_i 所造成在各不同的SCARA手臂連桿23201、23202、23203之不同離散變異數(例如，ΔL_i )各者之間的區別，並因此區別性施加該各別不同的離散變異數以判定各別滑輪變異數ΔV_i 以及對SCARA手臂變異數之對應的非線性效應(貢獻)。離散變異數可以使用對應比例或膨脹因子(K_S(i) )來表示，其方式類似於2016年7月13日提交的題為“On the fly automatic wafer centering method and apparatus(即時自動化晶圓置中方法和裝置)”的美國專利申請案號15/209,497中所述(其公開內容通過引用整體併入本文)，將變異數與預定基準(datum)參考(例如，參考溫度T_REF 和參考溫度下的初始連桿長度L₁ )相關。

指標700-704的配置是確定性的(或根據以上確定性的區別，在每個不同離散變異數之間的確定性區分)，以區分其具有上手臂連桿23201、前臂連桿23202和末端執行器23203之三連桿SCARA手臂2300A，但是在其他態樣，指標700-704可以具有用於確定性區分n連桿手臂(例如，具有任何合適數量的手臂連桿的手臂)的任何合適的組態。指標700-704之組態是有確定性的，以從感測指標700-704之位置來區分不同的離散變異數(ΔL_i , ΔV_i )或膨脹因子K_S(i) ，將在下文中相關於等式[1]-[4]做更詳細說明。

在一態樣中，控制器11091(或控制器之運動解算器11091K)經組態以從至少指標700-704的檢測中判定與每個手臂連桿23201、23202、23203相對應的不同離散變異數ΔLi，並且在從肩軸Z1到末端執行器23203之參考位置EEC(即，晶圓/末端執行器中心位置)判定SCARA手臂變異數(例如，取決於所使用的座標系的ΔX，ΔY或R，θ)時在不同的離散變異數間做出區別。如先前所述，在將變異數表示為與各手臂連桿23201、23202、23203相對應的膨脹因子K_S(i) 的情況下，控制器11091被組態以根據指標的檢測來確定每個對應的手臂連桿23201、23202、23203之不同膨脹因子K_S(i) 之間的離散關係、透過判定對末端執行器23203之參考位置EEC的變異數以在不同的對應手臂連桿23201、23202、23203之不同膨脹因子K_S(i) 之間進行區分。換言之，控制器包括運動效應解算器，其經組態以從透過成像系統600進行之至少一指標700-704之檢測，來判定判定比例因子K_S(i) 與相對於SCARA手臂2300A之各不同手臂連桿23201、23202、23203之各不同離散變異數ΔL_i 間的離散關係，以隨著SCARA手臂2300A之徑向運動快速判定SCARA手臂之變異數。從至少一指標700-704之檢測，控制器11091經組態以透過成像系統600之各別成像感測器601掃描一次SCARA手臂2300來判定SCARA手臂2300A之變異數ΔX、ΔY。此外，控制器11091(或運動解算器11091K)經組態以解算由於溫度變化ΔT_i 造成之各別滑輪(請見例如圖3之滑輪)之非線性運動效應ΔV_i ，其由於在手臂關節或滑輪軸Z1，Z2，Z3處的溫度不同，從而區分各個滑輪的不同的各個非線性運動效應ΔVi。對應於非線性運動效應ΔV_i 之滑輪變異數可以表示成在各個別手臂連桿23201、23202、23203對立端部處滑輪之滑輪驅動比率。

參照圖12，為了例示性目的與方便性，運輸設備被描繪成具有單一SCARA手臂，其中在SCARA手臂2300A之上手臂與前臂連桿23201、23202被描繪成在參考溫度T_REF 具有相同的長度L，然而在其他態樣中，上手臂與前臂連桿可具有不相等的長度。在其他態樣中，本揭露之態樣可應用到任何適當的手臂。此外，為了例示性目的與方便性，SCARA手臂連桿被建構成具有相似材料，以具有相似熱膨脹係數，但在其他態樣中，手臂連桿可由不同材料製成，以為了具有不同的熱膨脹係數。在一態樣中，僅為了例示性目的，上手臂連桿23201與前臂連桿23202是由各別馬達軸驅動，而末端執行器23203從動於上手臂連桿23201。在圖12中描繪，在相同馬達位置下，SCARA手臂2300A在熱膨脹之前與之後(該熱膨脹手臂是以虛線描繪)。SCARA手臂之一般運動可撰寫成：

在參考溫度：

溫度加熱與熱膨脹後：

其中：

以及G₁ 與G₂ 為針對上手臂對手肘以及手腕對手肘之滑輪齒輪比率。

在校準溫度T_REF ，上手臂連桿23201與前臂連桿23202各具有長度L。在溫度改變之後，上手臂連桿23201之長度標記為L1，以及前臂連桿23202之長度標記為長度L2。

在相同的馬達位置處，假設上手臂溫度改變了ΔT₁ ，前臂溫度改變了ΔT₂ ，以及針對上手臂連桿23201之熱膨脹係數是α₁ 以及針對前臂連桿23020之熱膨脹係數是α₂ ，則上手臂長度L1與前臂長度L2在熱膨脹後為：

其中，膨脹因子被界定成：

由於溫度是從末端執行器23203往SCARA手臂2300A之肩軸Z1分佈，因此特別在溫度提高到穩定狀態期間，分佈溫度改變了在SCARA手臂接合處(例如，Z1、Z2、Z3軸)之滑輪的滑輪比率，這是因為該等滑輪以不同速度熱膨脹。此滑輪之熱膨脹將改變所包括的角度與末端執行器定向。再次參照圖27，用以顯示滑輪驅動比率的變化對末端執行器中心EEC造成之衝擊的模擬結果之實例假定滑輪是處於不同的溫度但是連桿長度維持不變。

以下表描繪針對SCARA手臂2300A之滑輪的例式性滑輪驅動比率，其中識別滑輪之位置且以通用測量單位表示直徑。

位置	直徑
UA肩	2
UA手肘	1
FA手肘	1
FA手腕	2

針對SCARA手臂2300A，肩軸Z1透過包括驅動比率為2：1之滑輪的傳動裝置來與手肘軸Z2連接，而手腕軸Z3透過包括驅動比率為2：1之滑輪的傳動裝置來與手肘軸Z2連接。

假定在肩軸Z1處之溫度變化為ΔT1，且在手肘軸處之溫度變化為ΔT2，以及α是手臂連桿材料之熱係數，則肩軸Z1對手肘軸Z2之滑輪比率可表示成：

使用等式[3]與[4]：

因此，在滑輪比率之變化後，角度為：

假定在末端執行器上之溫度變化為ΔT₃ ，則手腕軸Z3與前臂軸Z2之間的滑輪比率可表示成：

並且，膨脹因子可被界定成：

則：

其中，末端執行器23203之角度變化可以表示成：

諸如上述「補償演算法」與圖11描繪者，可透過分析導出或機器學習方式來實現，其中透過外部量測值裝置之輔助可實作訓練格(training grid)，外部測量裝置可精確的監控機器人末端執行器在空間中實際的位置。圖13示出相關於獲得訓練格資料以開發用於機器手臂誤差補償的基於機器學習模型之實例。給定環境條件與可用測量值後，針對各種輸入條件可使用外部裝置1300(例如，諸如攝影機或其他適當的感測器)來量測實際的末端執行器位置，以為了提供資料以適當訓練基於機器學習的模型。

在另一態樣，圖14A與14B示出分析導出之實例，其有關如何根據成像感測器量測值DP1、DP2來計算上手臂230201與前臂23202之連桿熱膨脹。應註明，分析導出可採用計算出的連桿熱膨脹dL1與dL2，來校正機器人運動模型以精確地判定機器人末端執行器在空間中的位置。

現在參照圖15，將描述本揭露之態樣的例示性操作。在一態樣中，方法1300包括設置基板運輸設備(諸如上述者)之運輸室(諸如上述者)(圖15，區塊1301)。運輸室具有基板運輸開口125OP，其與基板站模組(諸如真空室或其他適當的基板固持位置)連通。該方法更包含設置驅動區段23204，其具有連接到該運輸室(圖15，區塊1302)之安裝凸緣或介面承載(interface mount)510，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達(諸如上述者)，該安裝凸緣510將該驅動區段23204安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部。方法1300更包括設置機器手臂2300A，其具有安裝在運輸室內部之末端執行器23203(圖15，區塊1303)。機器手臂2300A可操作連接到驅動區段23204，其利用該至少一獨立驅動軸，以至少產生沿徑向方向R的手臂運動，以使該機器手臂2300A延伸和縮回，並使該末端執行器23203從縮回位置沿該徑向方向R移動到延伸位置。當機器手臂2300A是在本文所述之預定可重複位置(由至少一獨立驅動軸來界定)中之一者處，成像系統600使用透過安裝凸緣510所安裝之一或多成像感測器601-603來成像至少部分的機器手臂2300A(圖15，區塊1304)。成像系統600在相對於運輸室的預定位置中被承載在安裝介面510上，以及對機器手臂2300A成像，使其移動到預定可重複位置(中)或者移動到預定位置(中)。控制器11091在該機器手臂2300A接近或在該預定可重複位置上或鄰近處或在預定位置上對準時，捕獲至少部分的機器手臂2300A之接續影像(圖15，區塊1305)。透過使用接續成像，從接續影像與校準影像之間的比較可以識別出位置變異數Δ_PV (圖15，區塊1306)，以判定運動補償因子，該因子改變機器手臂2300A之延伸位置，其中實現第一成像之捕獲的各成像感測器被設置在安裝凸緣的周邊內部，如上述。

應註明，雖然本揭露之態樣是相關於縮回或在縮回位置中的手臂2300A來描述，但本揭露之態樣也可用於手臂2300A之延伸的情況。舉例而言，手臂2300A可具有可重複延伸位置，該可重複延伸位置是在手臂2300A校準期間所選定。該可重複延伸位置可以是例如在處理模組中的基板固持位置處，該基板固持位置具有相較於驅動軸編碼器基準已知的預定旋轉位置(驅動軸之θ旋轉)。當編碼器到達已知預定的旋轉位置時，控制器11091從編碼器接收訊號，以指示手臂2300A是在可重複延伸位置中。一旦在可重複延伸位置中，與以上相對於在縮回位置中的手臂2300A(亦即，捕獲影像並與預程式化之校準影像進行比較)實質相似方式判定運動補償。

根據本揭露一或多態樣，基板運輸設備包含：

運輸室，其具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；

驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝介面，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達，該安裝介面將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部；

機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該機器手臂遠端端部具有末端執行器，該機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段，該驅動區段利用該至少一獨立驅動軸，以至少產生沿徑向方向的手臂運動，以使該機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；

成像系統，其通過該安裝介面在相對於該運輸室之預定位置中安裝有攝影機，該攝影機被設置以成像至少部分的該機器手臂；以及

控制器，其與該成像系統可通訊連接並組態以使用該攝影機成像該至少部分的該機器手臂，該機器手臂沿著由該至少一獨立驅動軸界定之路徑移動或者在該預定位置中，該控制器在該至少部分的該機器手臂接近或在該預定位置上對準時，進行捕獲該至少部分的該機器手臂的第一影像，

其中，該控制器經組態以從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該機器手臂之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的該各攝影機經設置在該安裝介面之該周邊內部。

根據本揭露一或多態樣，由該控制器從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：該徑向方向上的位置變異數分量；以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該機器手臂之該延伸位置。

根據本揭露一或多態樣，該第一影像中捕獲到的該至少部分的該機器手臂包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，以及該控制器判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。

根據本揭露一或多態樣，該機器手臂之至少一連桿具有相對於預定平面描述位置之線性與旋轉特性的特徵，其中該控制器根據使用該成像系統捕獲的該特徵之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。

根據本揭露一或多態樣，該機器手臂相對於該機器手臂之肩軸延伸與縮回，該肩軸位於該周邊內部。

根據本揭露一或多態樣，該各攝影機相對於該延伸機器手臂的機器手臂末端執行器之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。

根據本揭露一或多態樣，方法包含：

設置基板運輸設備之運輸室，該運輸室具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；

設置驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝凸緣，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達，該安裝凸緣將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部；

設置機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該機器手臂遠端端部具有末端執行器，該機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段；

利用該至少一獨立驅動軸，以至少產生沿徑向方向的機器手臂運動，以使該機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；

使用通過該安裝凸緣在相對於該運輸室之預定位置中安裝的成像系統之攝影機，來將沿著由該至少一獨立驅動軸所界定之路徑移動到達或在由該至少一獨立驅動軸所界定之該預定位置中的至少部分的該機器手臂成像；

使用與該成像系統可通訊連接之控制器，以在該至少部分的該機器手臂接近或在該預定位置上對準時，捕獲該至少部分的該機器手臂的第一影像；以及

使用該控制器，以從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該機器手臂之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的該各攝影機經設置在該安裝凸緣之該周邊內部。

根據本揭露一或多態樣，該方法進一步包含：使用該控制器從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：比較該徑向方向上的位置變異數分量以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該機器手臂之該延伸位置。

根據本揭露一或多態樣，該第一影像中捕獲到的該至少部分的該機器手臂包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，該方法進一步包含使用該控制器來判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。

根據本揭露一或多態樣，該機器手臂之至少一連桿具有相對於預定平面描述位置之線性與旋轉特性的特徵，該方法進一步包含使用該控制器以根據使用該成像系統捕獲的該特徵之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。

根據本揭露一或多態樣，基板運輸設備包含：

運輸室，其具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；

驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝介面，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達；

多連桿機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該多連桿機器手臂遠端端部具有末端執行器，該多連桿機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段，該驅動區段利用該至少一獨立驅動軸，以至少產生沿徑向方向的手臂運動，以使該多連桿機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；

在該多連桿機器手臂上之一組一或多標記，其將該多連桿機器手臂的至少一連桿相對於該徑向方向之線性與旋轉特性兩者特徵化；

成像系統，其通過該安裝介面在相對於該運輸室之預定位置中安裝有至少一成像感測器，該成像感測器被設置以成像至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記；以及

控制器，其與該成像系統可通訊連接並組態以使用該至少一成像感測器成像該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記，該多連桿機器手臂沿著由該至少一獨立驅動軸界定之路徑移動或者在該預定位置中，該控制器在該至少部分的該多連桿機器手臂接近或在該預定位置上對準時，進行捕獲該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記的第一影像，

其中，該控制器經組態以從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之校準影像進行比較，來計算該多連桿機器手臂的該末端執行器的基板固持站之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該多連桿機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的該至少一成像感測器各經設置在該安裝介面之該周邊內部。

根據本揭露一或多態樣，該安裝介面將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部。

根據本揭露一或多態樣，在該第一影像中捕獲到的該至少部分的該組一或多標記決定了該末端執行器的該基板固定站的該位置變異數。

根據本揭露一或多態樣，由該控制器從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：該徑向方向上的位置變異數分量；以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該多連桿機器手臂之該延伸位置。

根據本揭露一或多態樣，該第一影像中捕獲到的該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，以及該控制器判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。

根據本揭露一或多態樣，該多連桿機器手臂上該組一或多標記相對於預定平面描述位置之線性與旋轉特性，其中該控制器根據使用該成像系統捕獲的該組一或多標記之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。

根據本揭露一或多態樣，該多連桿機器手臂相對於該多連桿機器手臂之肩軸延伸與縮回，該肩軸位於該周邊內部。

根據本揭露一或多態樣，該至少一成像感測器各相對於該延伸多連桿機器手臂的機器手臂末端執行器之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。

根據本揭露一或多態樣，方法包含：

設置驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝凸緣，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達；

設置多連桿機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該多連桿機器手臂遠端端部具有末端執行器，該多連桿機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段；

利用該至少一獨立驅動軸，以至少產生沿徑向方向的多連桿機器手臂運動，以使該多連桿機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；

在該多連桿機器手臂上設置一組一或多標記，其將該多連桿機器手臂的至少一連桿相對於該徑向方向之線性與旋轉特性兩者特徵化；

使用通過該安裝凸緣在相對於該運輸室之預定位置中安裝的成像系統之至少一成像系統，來將沿著由該至少一獨立驅動軸所界定之路徑移動到達或在該預定位置中的至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記成像；

使用與該成像系統可通訊連接之控制器，以在該至少部分的該多連桿機器手臂接近或在該預定位置上對準時，捕獲該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記的第一影像；以及

使用該控制器，從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該多連桿機器手臂之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該多連桿機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的該至少一成像感測器各經設置在該安裝凸緣之該周邊內部。

根據本揭露一或多態樣，該安裝凸緣將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部。

根據本揭露一或多態樣，該方法進一步包含：使用該控制器從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：比較該徑向方向上的位置變異數分量以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該多連桿機器手臂之該延伸位置。

根據本揭露一或多態樣，該第一影像中捕獲到的該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，該方法進一步包含使用該控制器來判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。

根據本揭露一或多態樣，該多連桿機器手臂上該組一或多標記相對於預定平面描述位置之線性與旋轉特性，該方法更包含使用該控制器根據使用該成像系統捕獲的該組一或多標記之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。

應瞭解，前述說明僅是例示化本揭露態樣。可由在該技術領域中具有通常知識者思及各種替代方案與修改而未背離本揭露之態樣。據此，本揭露之態樣目的在於涵蓋所有此等落在本文隨附申請專利範圍之範疇內的替代方案、修改與變體。此外，在相互不同的附屬項或獨立項中記載不同特徵之純粹事實並不表示不能有利地使用該等特徵的組合，此種組合仍維持在本揭露之態樣的範疇內。

12:介面區段 15:運輸手臂 18B:運輸室模組 18i:運輸室模組 26B:運輸手臂 26i:運輸手臂 30i:工件站 30S1:靜態工件支撐/軸 30S2:靜態工件支撐/軸 56A:負載鎖模組 56S1:靜態工件支撐/軸 56S2:靜態工件支撐/軸 56:負載鎖模組 199A1:介面區段 199A2:介面區段 199A3:介面區段 199A4:介面區段 199A5:介面區段 199A6:介面區段 199A7:介面區段 214:線性滑動臂 216A:蛙腿臂 216B:蛙腿臂 216:蛙腿臂 217:跳蛙臂 218A:雙對稱手臂 218B:雙對稱手臂 218:雙對稱手臂 219A:第一關節式手臂 219B:第二關節式手臂 219E:末端執行器 219:傳送手臂 410:處理工具 412:入口/出口站 416:運輸室 500:真空室壁 510P:周邊 510:安裝介面 511:安裝介面之一部分 512:安裝介面之一部分 570:編碼器 571:編碼器 572:編碼器 599:真空室 600:成像系統 601:成像感測器 602:成像感測器 603:成像感測器 605:窗口 606:開口 610:感測器殼體 615:窗口夾環 700A:十字組態 700B:圓形組態 700C:雙十字準心組態 700:指標 701:指標 702:指標 901:影像 902:基線影像 1100:補償演算法 1101:校正運動模型 1102:運動控制演算法 1300:外部裝置 1301:區塊 1302:區塊 1303:區塊 1304:區塊 1305:區塊 1306:區塊 1601:區塊 1602:區塊 1603:區塊 1604:區塊 1605:區塊 2010:線性基板處理系統 2012:介面區段 2050:介面 2060:介面 2070:介面 2080:基板運輸 2300A:手臂 2300:基板運輸設備 3018A:運輸室模組 3018I:運輸室模組 3018J:運輸室模組 3018:運輸室模組 11000:常壓前端 11005:負載端口模組 11010:真空負載鎖 11011:對準器 11013:運輸設備 11014:運輸設備 11020:真空後端 11025:運輸室 11030:處理站 11040:負載端口 11050:片匣 11060:微環境 11090:工具站 11091K:運動解算器 11091:控制器 23000:運輸設備 23201:上手臂 23202:前臂 23203P:手腕板 23203:末端執行器 23204:驅動區段 23598:軸 23610:第二傳動裝置 23612:驅動滑輪 23614:惰滑輪 23616:皮帶 23620:第一傳動裝置 23622:驅動滑輪 23624:惰滑輪 23626:皮帶 23634H:殼體 23646:手肘 23652:肩部 23660:共軸的軸組裝 23662:馬達 23663:套筒 23664:馬達 23666:馬達 23668a:內軸 23668b:中軸 23668c:外軸 23668d:驅動軸 23672:內軸 23674:外軸 23675:共軸的軸組裝 23678a:定子 23678b:定子 23678c:定子 23680a:轉子 23680b:轉子 23680c:轉子 23698:軸 23750:惰滑輪 23751:皮帶 23752:第三傳動裝置 23753:驅動滑輪 23754:惰滑輪 23755:皮帶 25115A:SCARA手臂 25115B:SCARA手臂 25115EA:末端執行器 25155EB:末端執行器 25155FA:前臂連桿 25155FB:前臂連桿 25155UA:上手臂連桿 25155UB:上手臂連桿 dL1:長度變化 dL2:長度變化 DP:向量 DP1:位置變化 DP2:位置變化 θ1:手臂角度 θ2:手臂角度 L:手臂長度 L1:手臂長度 L2:手臂長度 LL:負載鎖 PM:處理模組 R:徑向方向 R1:徑向方向 Rz:旋轉 S1:基板 S2:基板 X:軸 Y:軸 Z:軸 Z1:軸 Z2:軸 Z3:軸

將於下文說明中結合所附圖式以描述本揭露實施例之前述態樣及其他特徵，該等圖式中：

[圖1A-1D]為併入有本揭露態樣的基板處理設備之示意圖式；

[圖2A-2E]為具有本揭露態樣的運輸手臂之示意圖式；

[圖3]為根據本揭露態樣的一部分基板處理設備之示意圖式；

[圖4]為根據本揭露態樣的一部分基板處理設備之示意圖式；

[圖5]為根據本揭露態樣的一部分基板處理設備之示意圖式；

[圖6]為根據本揭露態樣的一部分基板處理設備之示意圖式；

[圖7]為根據本揭露態樣的基板處理設備的基板運輸之示意圖式；

[圖8A]為根據本揭露態樣的基板處理設備的基板運輸之示意圖式；

[圖8B]為根據本揭露態樣的基板運輸之例式性指標(target)之示意圖式；

[圖8C]為根據本揭露態樣的基板處理設備的基板運輸之示意圖式；

[圖9]為根據本揭露態樣的由於熱效應造成指標位置轉換之示意圖式；

[圖10A]為根據本揭露態樣在基線條件之基板運輸手臂的運動模型之示意圖式；

[圖10B]為根據本揭露態樣在非基線條件之基板運輸手臂的運動模型之示意圖式；

[圖11]為根據本揭露態樣的用於運動模型校正之例式性示意控制器流程圖；

[圖12]為根據本揭露態樣的基板運輸的手臂連桿的膨脹(expansion)之示意圖式；

[圖13]為根據本揭露態樣的用於機器學習熱補償模型之訓練資料蒐集的例式性圖式；

[圖14A與14B]為根據本揭露態樣用於取決於攝影機量測以導出連桿長度膨脹之例式性圖式；

[圖15]為根據本揭露實施例之一或多態樣的基板運輸設備之操作方法的流程圖；以及

[圖16]為根據本揭露實施例之一或多態樣的基板運輸設備之操作方法的流程圖。

500:真空室壁

510:安裝介面

511:安裝介面之一部分

512:安裝介面之一部分

570:編碼器

571:編碼器

572:編碼器

599:真空室

600:成像系統

601:成像感測器

605:窗口

606:開口

610:感測器殼體

615:窗口夾環

2300A:手臂

11091:控制器

23000:運輸設備

23201:上手臂

23202:前臂

23203:末端執行器

23204:驅動區段

Claims

一種基板運輸設備，其包含：運輸室，其具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝介面，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達，該安裝介面將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部；機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該機器手臂之遠端端部具有末端執行器，該機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段，利用該至少一獨立驅動軸，以產生至少沿徑向方向的手臂運動，以使該機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；成像系統，其通過該安裝介面在相對於該運輸室之預定位置中安裝有攝影機，該攝影機被設置以成像至少部分的該機器手臂；以及控制器，其與該成像系統可通訊連接並組態以使用該攝影機成像該至少部分的該機器手臂，該機器手臂沿著由該至少一獨立驅動軸界定之路徑移動或者在該預定位置中，該控制器在該至少部分的該機器手臂接近或在該預定位置上對準時，進行捕獲該至少部分的該機器手臂的第一影像，其中，該控制器經組態以從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該機器手臂之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的各該攝影機經設置在該安裝介面之該周邊內部。
如請求項1所述之基板運輸設備，其中由該控制器從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算出的該位置變異數包括：該徑向方向上的位置變異數分量；以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該機器手臂之該延伸位置。
如請求項1所述之基板運輸設備，其中該第一影像中捕獲到的該至少部分的該機器手臂包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，以及該控制器判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。
如請求項1所述之基板運輸設備，其中該機器手臂之至少一連桿具有相對於預定平面來描述位置之線性與旋轉特性的特徵，其中該控制器根據使用該成像系統捕獲的該特徵之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。
如請求項1所述之基板運輸設備，其中該機器手臂相對於該機器手臂之肩軸延伸與縮回，該肩軸位於該周邊內部。
如請求項5所述之基板運輸設備，其中該各攝影機相對於該延伸機器手臂的機器手臂末端執行器之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。
一種方法，其包含：提供基板運輸設備之運輸室，該運輸室具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；提供驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝凸緣，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達，該安裝凸緣將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部；提供機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該機器手臂之遠端端部具有末端執行器，該機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段；利用該至少一獨立驅動軸，以產生至少沿徑向方向的機器手臂運動，以使該機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；使用通過該安裝凸緣在相對於該運輸室之預定位置中安裝的成像系統之攝影機，來將沿著由該至少一獨立驅動軸所界定之路徑移動到達或在該預定位置中的至少部分的該機器手臂成像；使用與該成像系統可通訊連接之控制器，以在該至少部分的該機器手臂接近或在該預定位置上對準時，捕獲該至少部分的該機器手臂的第一影像；以及使用該控制器，以從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該機器手臂之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的各該攝影機經設置在該安裝凸緣之該周邊內部。
如請求項7所述之方法，進一步包含：使用該控制器從該第一影像與該至少部分的該機器手臂之校準影像進行比較，來計算出的該位置變異數包括：比較該徑向方向上的位置變異數分量以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該機器手臂之該延伸位置。
如請求項7所述之方法，其中該第一影像中捕獲到的該至少部分的該機器手臂包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，該方法進一步包含使用該控制器來判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。
如請求項7所述之方法，其中該機器手臂之至少一連桿具有相對於預定平面來描述位置之線性與旋轉特性的特徵，該方法進一步包含使用該控制器以根據使用該成像系統捕獲的該特徵之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。
如請求項7所述之方法，其中該機器手臂相對於該機器手臂之肩軸延伸與縮回，該肩軸位於該周邊內部。
如請求項11所述之方法，其中該各攝影機相對於該延伸機器手臂的機器手臂末端執行器之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。
一種基板運輸設備，其包含：運輸室，其具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝介面，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達；多連桿機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該多連桿機器手臂之遠端端部具有末端執行器，該多連桿機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段，利用該至少一獨立驅動軸，以產生至少沿徑向方向的手臂運動，以使該多連桿機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；在該多連桿機器手臂上之一組一或多標記，其將該多連桿機器手臂的至少一連桿相對於該徑向方向之線性與旋轉特性兩者特徵化；成像系統，其通過該安裝介面在相對於該運輸室之預定位置中安裝有至少一成像感測器，該成像感測器被設置以成像至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記；以及控制器，其與該成像系統可通訊連接並組態以使用該至少一成像感測器成像該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記，該多連桿機器手臂沿著由該至少一獨立驅動軸界定之路徑移動或者在該預定位置中，該控制器在該至少部分的該多連桿機器手臂接近或在該預定位置上對準時，進行捕獲該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記的第一影像，其中，該控制器經組態以從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之校準影像進行比較，來計算該多連桿機器手臂的該末端執行器的基板固持站之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該多連桿機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的該至少一成像感測器各經設置在該安裝介面之該周邊內部。
如請求項13所述之基板運輸設備，其中該安裝介面將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部。
如請求項13所述之基板運輸設備，其中在該第一影像中捕獲到的該至少部分的該組一或多標記決定了該末端執行器的該基板固定站的該位置變異數。
如請求項13所述之基板運輸設備，其中由該控制器從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之該校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：該徑向方向上的位置變異數分量；以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該多連桿機器手臂之該延伸位置。
如請求項13所述之基板運輸設備，其中該第一影像中捕獲到的該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，以及該控制器判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。
如請求項13所述之基板運輸設備，其中該多連桿機器手臂上該組一或多標記相對於預定平面來描述位置之線性與旋轉特性，其中該控制器根據使用該成像系統捕獲的該組一或多標記之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。
如請求項13所述之基板運輸設備，其中該多連桿機器手臂相對於該多連桿機器手臂之肩軸延伸與縮回，該肩軸位於該周邊內部。
如請求項19所述之基板運輸設備，其中該至少一成像感測器各相對於該延伸多連桿機器手臂的機器手臂末端執行器之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。
一種方法，其包含：提供基板運輸設備之運輸室，該運輸室具有配置以與基板站模組連通之基板運輸開口；提供驅動區段，其具有連接到該運輸室之安裝凸緣，以及具有界定至少一獨立驅動軸之馬達；提供多連桿機器手臂，其安裝在該運輸室內部，並在該多連桿機器手臂之遠端端部具有末端執行器，該多連桿機器手臂經組態以支撐基板於其上並可操作以連接到該驅動區段；利用該至少一獨立驅動軸，以產生至少沿徑向方向的多連桿機器手臂運動，以使該多連桿機器手臂延伸和縮回，並使該末端執行器從縮回位置沿該徑向方向移動到延伸位置；在該多連桿機器手臂上設置一組一或多標記，其將該多連桿機器手臂的至少一連桿相對於該徑向方向之線性與旋轉特性兩者特徵化；使用通過該安裝凸緣在相對於該運輸室之預定位置中安裝的成像系統之至少一成像系統，來將沿著由該至少一獨立驅動軸所界定之路徑移動到達或在該預定位置中的至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記成像；使用與該成像系統可通訊連接之控制器，以在該至少部分的該多連桿機器手臂接近或在該預定位置上對準時，捕獲該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記的第一影像；以及使用該控制器，從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之校準影像進行比較，來計算該至少部分的該多連桿機器手臂之位置變異數，以及從該位置變異數判定將該多連桿機器手臂之該延伸位置予以改變的運動補償因子，其中進行該第一影像之捕獲的該至少一成像感測器各經設置在該安裝凸緣之該周邊內部。
如請求項21所述之方法，其中該安裝凸緣將該驅動區段安裝到該運輸室並形成周邊，其將在該周邊外部的該運輸室之內部分離自該周邊內部的該運輸室之外部。
如請求項21所述之方法，其中在該第一影像中捕獲到的該至少部分的該組一或多標記決定了該末端執行器的該基板固定站的該位置變異數。
如請求項21所述之方法，進一步包含：使用該控制器從該第一影像與該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記之該校準影像進行比較，來計算出的位置變異數包括：比較該徑向方向上的位置變異數分量以及在與該徑向方向呈非零交叉角的方向上的另一變異數分量；以及該運動補償因子改變在該徑向方向與該角度方向中至少一方向上的該多連桿機器手臂之該延伸位置。
如請求項21所述之方法，其中該第一影像中捕獲到的該至少部分的該多連桿機器手臂上該組一或多標記包括其上有基板的該末端執行器，其中具有基板之該末端執行器被成像於該第一影像中，該方法進一步包含使用該控制器來判定相對於該末端執行器之預定基板固持位置的基板偏心率。
如請求項21所述之方法，其中該多連桿機器手臂上該組一或多標記相對於預定平面來描述位置之線性與旋轉特性，該方法更包含使用該控制器根據使用該成像系統捕獲的該組一或多標記之影像來記錄該位置的線性與旋轉特性。
如請求項21所述之方法，其中該多連桿機器手臂相對於該多連桿機器手臂之肩軸延伸與縮回，該肩軸位於該周邊內部。
如請求項27所述之方法，其中該至少一成像感測器各相對於該延伸多連桿機器手臂的機器手臂末端執行器之遠端位置定位在該肩軸鄰近處。