(57)【要約】一般的は、処理システム内で画像を見るための方法及び装置が提供される。一実施態様においては、装置はカメラ、送信機、バッテリがそれに結合されたプレートを含んでいる。プレートは、基板搬送ロボットによって半導体処理システムの周りに運搬されるように適応され、よってシステム内の画像がシステムから遠隔で見ることができる。見られた画像は、他の使用の中でも、システム検査やロボット位置の調整に用いることができる。
2005525709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送ロボットによって半導体処理システムの周りに運搬されるように適合されたプレートと、
該プレートに結合されたカメラと、
該カメラから見た目的物を示す信号を生成するための該プレートの第一面に結合された送信機と、
該送信機に供給するために該プレートに結合されたバッテリと、
を含む装置。
【請求項２】
該バッテリ又はプレート上に配置され且つ該バッテリを充填器に結合するように適応された少なくとも１つのコンタクトパッド
を更に含んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項３】
該プレートが、該プレートの第二面から伸び且つ他の対象物に相対して該プレートを置くように適合された少なくとも２つのピンを含んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項４】
該パッテリに結合され且つ該プレートの該第二面に目的物を照射するように適応された光源を更に含んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項５】
該プレートが
該光源を受容するための穴を更に含んでいる、請求項４記載の装置。
【請求項６】
該光源が発光ダイオードである、請求項４記載の装置。
【請求項７】
該バッテリが真空環境に適している、請求項１記載の装置。
【請求項８】
該プレートの直径が標準的ウエハの直径にほぼ等しい、請求項１記載の装置。
【請求項９】
該プレートが、
該カメラがそれを通って対象物を見ることができるように適応された該プレートを通って形成されたアパーチャを更に含んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
該プレートが
該アパーチャ内に配置された透明な窓を更に含んでいる、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
該窓が指標を更に含んでいる、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
該送信機によって生成された該信号がワイヤレス信号である、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
該カメラが少なくとも第一軸の周りを旋回することができる、請求項１記載の装置。
【請求項１４】
該第一軸の周りに該カメラの向きを一時的に固定するロッキングメカニズムを更に含んでいる、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
該カメラが２つの軸の回りを旋回することができる、請求項１記載の装置。
【請求項１６】
半導体処理システムのための視覚システムであって、
半導体プロセスシステム内で用いるように適応された少なくとも１つのロボットと、
該ロボットに結合されたエンドエフェクタと、
該ロボットによって選択的に配置されたカメラと、
該カメラに結合された送信機と、
該カメラから送信された画像を受け取るための受信機と、
を含む、前記システム。
【請求項１７】
該ロボットが真空チャンバ内に収容されている、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
該カメラがそれに結合されたプレートを更に含んでいる、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
該プレートが
それを通って形成されたアパーチャと、
該アパーチャを通って画像を得るように適応された該カメラと、
を更に含んでいる、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
該ロボットの該エンドエフェクタが
それを通って該カメラが見ることができるように適応されたそれを通って形成された穴
を更に含んでいる、請求項１８記載のシステム。
【請求項２１】
該プレートが、
そこから伸び且つ該エンドエフェクタ内に形成された穴の中に受容された少なくとも１つの位置決めピンを更に含んでいる、請求項１８記載のシステム。
【請求項２２】
該カメラが該エンドエフェクタの上の画像を捉えるように向けられている、請求項１６記載のシステム。
【請求項２３】
該カメラが該エンドエフェクタの下の画像を捉えるように向けられている、請求項１６記載のシステム。
【請求項２４】
該ハウジングに結合された１つ以上の処理チャンバであって、該処理チャンバ内の画像を該カメラが捉えるように適応されている、前記処理チャンバを更に含んでいる、請求項１６記載のシステム。
【請求項２５】
ファクトリ・インタフェース、ロードロックチャンバ、基板貯蔵カセットかなる群より選ばれた少なくとも１つのシステム部品を更に含んでいる、請求項１６記載のシステム。
【請求項２６】
該送信機に結合されたバッテリを更に含んでいる、請求項１６記載のシステム。
【請求項２７】
該エンドエフェクタによって運搬されない場合に該支持プレートを支持するためのドッキングステーション
を更に含んでいる、請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
該ドッキングステーションが、
該バッテリを再充電するための装置を更に含んでいる、請求項２６記載のシステム。
【請求項２９】
該ドッキングステーションが
該プレート又は該バッテリ内に形成された電気的コンタクトに対して配置された少なくとも１つの電気的コンタクトであって、該電気的コンタクトが該バッテリを再充電するために電流経路を備えている、前記電気的コンタクトを更に含んでいる、請求項２８記載のシステム。
【請求項３０】
該カメラを支持するためのプレートと、
該送信機を起動させるための該プレートに結合されたスイッチと、
を更に含んでいる、請求項１６記載のシステム。
【請求項３１】
該エンドエフェクタの接近に応答して該スイッチが状態を変える、請求項３０記載のシステム。
【請求項３２】
使用中でないときに該プレートを支持するドッキングステーションの接近に応答して該スイッチが状態を変える、請求項３０記載のシステム。
【請求項３３】
該エンドエフェクタ上に配置されたプレートと、
該カメラが該カメラの視野の外側の画像を見ることができる該プレートに結合された反射器と、
を更に含んでいる、請求項１６記載のシステム。
【請求項３４】
該カメラが少なくとも第一軸の周りを旋回することができる、請求項１６記載の装置。
【請求項３５】
該第一軸の周りに該カメラの向きを一時的に固定するようにロッキングメカニズムを更に含んでいる、請求項３４記載の装置。
【請求項３６】
該カメラが２つの軸の周りを旋回することができる、請求項１６記載の装置。
【請求項３７】
半導体処理システム内の視野を得るためのシステムであって、
本体とエンドエフェクタがリンケージによって結合されたロボットと、
該リンケージに結合されたカメラと、
該エンドエフェクタに結合され且つ該カメラで得られた視野を進めるように適応された反射器と、
を含む、前記システム。
【請求項３８】
該反射器が該ブレードにほぼ垂直に視野を得るように構成されている、請求項３７記載の装置。
【請求項３９】
該視野が上に又は下に進められる、請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
該反射器が少なくとも第一軸の周りを旋回することができる、請求項３７記載の装置。
【請求項４１】
該第一軸の周りを旋回することができる該反射器の向きを一時的に固定するためにロッキングメカニズムを更に含んでいる、請求項４０記載の装置。
【請求項４２】
該反射器が２つの軸の周りを旋回することができる、請求項３７記載の装置。
【請求項４３】
半導体処理システムの内部の視野を得る方法であって、
半導体処理システム内に配置されたロボットを用いてカメラを移動させるステップと、
該カメラで捉えた画像を送信するステップと、
捉えた該画像を遠隔で受信するステップと
を含む、前記方法。
【請求項４４】
前記移動させるステップが、
該カメラをロードロックアセンブリへ挿入する工程を更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
前記移動させるステップが、
該カメラをファクトリ・インタフェースを通って搬送する工程を更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
前記移動させる該が、
１つ以上の処理チャンバがそれに結合した搬送チャンバを通って該カメラを搬送させるステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項４７】
前記移動させるステップが、
該カメラを処理チャンバへ挿入する工程を更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項４８】
前記移動させるステップが、
基板貯蔵カセットへ該カメラを挿入する工程を更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項４９】
前記送信するステップが、
該カメラで見た該画像をディスプレイへ送信させる工程を更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項５０】
該カメラで見た該画像に応答して該ロボットを移動させるステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項５１】
該カメラで見た該画像に基づいて該ロボットの基準位置を記録するステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項５２】
ドッキングステーション上に該カメラを載置するステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項５３】
前記ドッキングステーション上に該カメラを載置するステップが、
該カメラに結合された電源を充填する工程を更に含んでいる、請求項５２記載の方法。
【請求項５４】
ドッキングステーションからの該カメラを該ロボットのエンドエフェクタに搬送するステップと、
該搬送に応答して送信機を起動させるステップと、
を更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項５５】
前記該送信機を起動させるステップが、
該エンドエフェクタ又はドッキングステーションの存在に応答してセンサの状態を変える工程を更に含んでいる、請求項５４記載の方法。
【請求項５６】
該カメラが上方に向けられている、請求項４３記載の方法。
【請求項５７】
該カメラが下方に向けられている、請求項４３記載の方法。
【請求項５８】
該カメラの視野の外側で画像を捉えるステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項５９】
前記捉えるステップが、
該視野内に反射器を配置する工程を更に含んでいる、請求項５８記載の方法。
【請求項６０】
該カメラに相対して該反射器の向きを制御するステップを更に含んでいる、請求項５９記載の方法。
【請求項６１】
該ロボットに相対して該カメラの向きを制御するステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項６２】
該カメラの視野内の対象物を該ロボットに結合された光源で照射するステップを更に含んでいる、請求項４３記載の方法。
【請求項６３】
半導体処理システム内に配置されたロボットの基準座標を得る方法であって、
ロボット上にカメラを配置するステップと、
カメラで目標物を見るステップと、
該目標物の画像と予め決められた位置との間の相対距離を求めるステップと、
を含む、前記方法。
【請求項６４】
前記求めるステップが、
該目標物を指標と比較する工程を更に含んでいる、請求項６３記載の方法。
【請求項６５】
前記求めるステップが、
該目標物の該画像を該コントローラ内に記憶された基準画像と比較するステップを更に含んでいる、請求項６４記載の方法。
【請求項６６】
処理システムの内部を見るための方法であって、
カメラをロボット上に配置するステップと、
該処理システム内に該カメラを移動させるステップと、
該カメラで見た画像をコントローラに送信するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項６７】
前記該カメラを配置するステップが、
上方を見るように該カメラを向けるステップを更に含む、請求項６６記載の方法。
【請求項６８】
前記該カメラを配置するステップが、
下方を見るように該カメラが向けるステップを更に含んでいる、請求項６６記載の方法。
【請求項６９】
前記該カメラを配置するステップが、
該ロボットのエンドエフェクタ上に配置された反射器を見るように該カメラを向ける工程を更に含んでいる、請求項６６記載の方法。
【請求項７０】
該反射器が該カメラの視野の外側で対象物を反射させるように向けられている、請求項６９記載の方法。
【請求項７１】
該カメラに相対して該反射器の向きを制御するステップを更に含んでいる、請求項７０記載の方法。
【請求項７２】
該コントローラのモニタ上に画像を表示するステップを更に含んでいる、請求項６６記載の方法。
【請求項７３】
該ロボットに相対して該カメラの向きを制御するステップを更に含んでいる、請求項６６記載の方法。
【請求項７４】
半導体処理システムの内部の視野を得るための方法であって、
半導体処理システム内に配置されたロボットを用いてカメラを移動させるステップと、
１つ以上の画像を該カメラで捉えるステップと、
捉えた該画像を送信するステップと、
捉えた該画像を受信するステップと、
捉えた該画像を解釈するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項７５】
前記捉えた該画像を解釈するステップが、
該半導体処理システムの内部を検査する工程を更に含んでいる、請求項７４記載の方法。
【請求項７６】
前記該カメラを移動させるステップが、
該カメラを真空環境にさらす工程を更に含んでいる、請求項７４記載の方法。
【請求項７７】
該カメラを移動させつつ該処理システム内で基板を処理するステップを更に含んでいる、請求項７４記載の方法。
【請求項７８】
該ロボットに相対して該カメラの向きを制御するステップを更に含んでいる、請求項７４記載の方法。
【請求項７９】
前記捉えるステップが、
反射器から捉えるべき画像を該カメラに反射させるステップと、
該カメラに相対して該反射器の向きを制御するステップと、
を更に含んでいる、請求項７４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容】
【０００１】
本出願は、２００２年４月１９日出願の米国特許出願第１０/１２６,４９３号の優先権を主張し、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【開示の背景】
【０００２】
本発明の分野
本発明の実施態様は、一般的には、視覚システム、処理システムを検査する方法及び処理システム内の対象物の位置を決定する方法に関する。
発明の背景
自動処理システムにおけるロボットの使用は、ますます普及されてきた。ロボットは、人間の労働力の使用によっては到底達成し得ない正確さと効率で反復作業をしばしば行うことができる。更に、移動する部品又は鋭敏な環境へ接近するそのような望まれない場所で人間の労働力を使っている場所でロボットを用いることができる。
【０００３】
このことは、置き違い又は位置からはずれた基板によってコスト的損害及び/又は予定されていないシステムメンテナンスを生じる半導体処理システムにおいては特に重要である。誤整列した基板は、しばしば損傷し、他の基板又は装置を損傷させ、誤整列によりきちんと処理されず廃棄されてしまうこともある。例えば、半導体処理システムのロボットのエンドエフェクタ上に配置された基板は、ロボットに固定されている基板移動の間、誤整列した基板と接触することがある。基板が他の基板と接触するならば、一方又は双方の基板が損傷することになってしまう。更に、一方又は双方の基板が取り除かれるならば、処理が更に起こり得る前に、基板の除去のためにそのシステムは閉鎖しなければならない。取り外された基板の回復が、真空中で動作するシステムの内部に接近することを必要とするならば、生産時間の数時間が汚染除去と影響したチャンバ内の真空環境の回復のために失われる。
【０００４】
ロボットによって移動される基板の正確な配置を行わせるために、ロボットのエンドエフェクタの所望の又は所定の位置の基準点又は座標が検定手順の一部としてロボットコントローラのメモリ内に典型的には入力されている。基準座標を得ることは、一般的には、典型的には手動又は自動シーケンスによって所定の位置へエンドエフェクタを揺り動かすことを含んでいる。所定の位置にロボットのエンドエフェクタが到達することは、エンドエフェクタの位置を主導で観察すること、又はエンドエフェクタ（又はロボットの他の部品）トリガーがリミットスイッチのようなセンサーをもつことによって確認することができる。システム全体のロボットの運動範囲内で各臨界位置の基準座標がすべて設定される（少なくともロボットのメモリ又はロボットコントローラのメモリ内に入力される）までこのシーケンスは典型的には繰り返される。一旦基準座標が設定されると、ロボットは基準座標へ戻ることにより臨界位置へ正確且つ精密にエンドエフェクタを移動させることができる。
【０００５】
多くの半導体処理システムにおいては、ロボットのエンドエフェクタの揺り動かしと基準座標でのエンドエフェクタの到達確認が手動で行われている。オペレータは、エンドエフェクタの位置を肉眼で測るために処理システム内の対象物又は目標物に相対してエンドエフェクタの位置を観察しなければならない。この仕事を行うときのエンドエフェクタが十分に見られるように、処理システムは、典型的には周囲の環境に開放されている。このことにより、オペレータがロボットの運動範囲にさらされた位置に置かれ、人の負傷又はシステム損傷が生じてしまう。従って、オペレータへの可能な負傷を防止するために、偶然にオペレータと接触しないように、たぶん製品、機械設備、又はオペレータを損傷しないように、通常は処理システムを閉鎖する。システムが周囲の環境にさらされているので、汚染除去手順が処理に先立って行わなければならない。更に、長時間の排気がシステムを動作圧力に戻すために行わなければならない。システムが閉鎖している間、ウエハは処理されず、有効な生産時間が失われる。このことによりすべて再検定が必要とされるところであれば繰り返されなければならない生産能力の望ましくない損失が生じる。
【０００６】
それ故、対象物の位置を決定するための改善された調整及び方法が求められている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様は、一般的には、半導体処理システム内の画像を見るための装置を提供する。一実施態様においては、装置はカメラ、送信機、それに結合したバッテリを持ったプレートを含んでいる。プレートは基板搬送ロボットによって半導体処理システムの周りに運搬されるよう適用され、よってシステム内の画像がシステムから遠隔で見ることを可能になる。見られた画像は、特にシステムの検査やロボット位置の調整に用いることができる。
【０００８】
本発明の他の態様においては、半導体処理システムのための視覚システムが提供される。一実施態様においては、視覚システムには、エンドエフェクタを持った半導体処理システム内で用いるように適応された少なくとも１つのロボットが含まれている。カメラは、ロボット上に配置され、送信機がそれに結合されている。カメラから送信された画像は、受信機によって受信される。任意により、画像はモニタ上に表示することができる。
【０００９】
本発明の他の態様においては、半導体処理システムの内部の視野を得るための方法が提供される。一実施態様においては、半導体処理システムの内部の視野を得るための方法は、半導体処理システム内に配置されたロボットを用いてカメラを移動させるステップと、カメラで捉えた画像を送信するステップと、捉えた画像を遠隔で受信するステップとを含んでいる。
【００１０】
他の実施態様においては、半導体処理システムの内部の視野を得るための方法は、半導体処理ステム内に配置されたロボットを用いてカメラを移動させるステップと、カメラで捉えた画像を送信するステップと、捉えた画像を遠隔で受信するステップと、捉えた画像を解釈するステップとを含んでいる。
【００１１】
他の実施態様においては、半導体処理システム内に配置されたロボットの基準座標を得るための方法は、ロボット上にカメラを配置するステップと、カメラで目標物を見るステップと、目標物の画像と所定の位置の間の相対距離を求めるステップとを含んでいる。
【００１２】
上で簡単に纏められた本発明の更に詳細な説明は、添付図面に示される実施態様によって行われるものである。しかしながら、添付図面が本発明の典型的な実施態様のみを示しているので、本発明が他の同様に有効な実施態様を許容することができることからその範囲を制限するとみなされるべきでないことは留意すべきである。
【００１３】
理解を容易にするために、可能な場合には、図に共通である同じ要素を示すために同じ符号を用いた。
【詳細な説明】
【００１４】
本発明は、一般的には、半導体処理システム及び関連装置の内に画像を捉えるための視覚システムを提供する。画像は、ロボットのエンドエフェクタの位置を調整するために、また、システム検査のために用いることができる。本発明は、半導体処理システム又はクラスタツール内のロボットのエンドエフェクタの位置を決定することによって以下で具体的に記載される。しかしながら、周囲（即ち、取り囲んでいる）環境にシステムを開放することなく半導体処理システム内における種々の検査及び/又は調整機能を行うために本発明が利用されてもよいことは理解されるべきである。更に、本発明は、可動カメラから得られた画像が所望される他の半導体処理システム構造、例えば、化学機械的研磨システム、電気化学的堆積又は研磨に利用する。
【００１５】
図１は、処理システム内に画像を捉えるために使うことができる視覚システム１５０を含む例示的な処理システム１９０の一実施態様である。視覚システム１５０は、一般的には、カメラアセンブリ１００とカメラアセンブリ１００によって見た画像を処理及び/又は表示するためのコントローラ１４０を含んでいる。カメラアセンブリ１００は、システム１９０の１つ以上の基板搬送ロボットによってシステム１９０の周りに搬送されるよう適応される。従って、コントローラ１４０にカメラアセンブリ１００で供給される画像は、調整のために及び/又は取り囲んでいる環境にシステム１９０の内部をさらさずに視覚チャンバ検査のためにロボットの位置を決定するのに使うことができる。カメラアセンブリ１００によって得られる画像は、他のために使うこともできる。
【００１６】
図１に示された例示的処理システム１９０は、一般的には、複数の処理チャンバ１９２がそれに結合された中央搬送チャンバ１９４を含んでいる。処理チャンバ１９２は、特に化学気相堆積チャンバ、原子層堆積チャンバ、物理気相堆積チャンバ、配向チャンバ、脱ガスチャンバ、プレクリーンチャンバ、エッチングチャンバ、熱処理チャンバが含まれるがこれらに限定されない半導体処理と関連があるあらゆるタイプの処理チャンバであってもよい。そのような処理チャンバの例は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から入手することができ、アプライドマテリアルズ社から入手することができる搬送チャンバ、例えば、処理プラットフォームのＰＲＯＤＵＣＥＲ(登録商標)、ＥＮＤＵＲＡ(登録商標)、ＣＥＮＴＵＲＡ(登録商標)系と用いることができる。
【００１７】
ポート１８８は、処理チャンバ１９２から基板（及びカメラアセンブリ１００）が入り出ることができるように各処理チャンバ１９２と搬送チャンバ１９４との間に画成される。ポート１８８は、スリットバルブ（明瞭にするために図１から省略した）によって選択的に密封されている。エンドエフェクタ１９８を持つ搬送ロボット１９６は、取り囲んでいる処理チャンバ１９２に基板（及びカメラアセンブリ１００）を搬送することを容易にするために搬送チャンバ１０４内の中央に配置される。使うことができる搬送ロボットの一例は、アプライドマテリアルズ社から入手できるＶＨＰ(登録商標)ロボットである。他のロボットも用いることができる。
【００１８】
１つ以上のロードロックチャンバ１８４は、搬送チャンバ１０４とファクトリ・インタフェース１８０との間に結合される。２つのロードロックチャンバ１８４が、図１に示された実施形態内に示されている。ロードロックチャンバ１８４は、搬送チャンバ１９４の真空環境とファクトリ・インタフェース１８０の実質的な周囲環境との間の基板搬送を容易にする。使うことができるロードロックチャンバの一例は、Ｒivkinの２００１年８月７日発行の米国特許第６,２７０,５８２号に記載され、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【００１９】
ファクトリ・インタフェース１８０は、インタフェース・ロボット１８２を持ち、基板貯蔵カセット１７４を受容するように適応された複数のベイ１７８を含んでいる。各カセット１７４は、その中に複数の基板１７４を貯蔵するように構成されている。ファクトリ・インタフェース１８０は、一般的には、大気圧に又はほぼ大気圧に維持される。一実施態様においては、ろ過された空気はファクトリ・インタフェース内のパーティクルの濃度を最小にするために、対応して基板の清浄のためにファクトリ・インタフェース１８０に供給される。本発明からの利点に適応することができるファクトリ・インタフェースの一例は、Ｋroekerの１９９８年９月２８日出願の米国特許出願第０９/１６１,９７０号に記載され、この開示内容は本明細書に全体で援用されている。
【００２０】
インタフェース・ロボット１８２は、上記搬送ロボット１９６と大体似ている。インタフェース・ロボット１８２は、搬送ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８と同様のエンドエフェクタを含み、従って、同じ符号で表される。インタフェース・ロボット１８２は、カセット１７６とロードロックチャンバ１８４との間に基板を搬送するよう適応されている。
【００２１】
ドッキングステーション１７２は、ファクトリ・インタフェース１８０内に配置することができる。ドッキングステーション１７２は、システム１９０内にカメラアセンブリ１００の貯蔵領域を備えているので、カセット１７４又は他のアクセスポートを通ってシステム１９０へ導入されるカメラアセンブリ１００を必要とせずに調整、再調整又は検査手順が容易である。或いは、ドッキングステーション１７２は、システム１９０内の他の場所に位置してもよい。他の実施態様においては、カメラアセンブリ１００は、システム１９０から導入又は除去することができるようにカセット１７４内に貯蔵されてもよい。或いは、カメラアセンブリ１００は、使用していないときにはシステム１９０から取り出すことができる。ドッキングステーション１７２の一実施態様は、下で図３Ａ-図３Ｂによって記載される。
【００２２】
カメラアセンブリ１００は、ロボット１９６、１８２によって運搬されるように適応されているので、エンドエフェクタ１９８の位置の調整は、処理システム１９０内のあらゆる位置に得ることができる。例えば、カメラアセンブリ１００は、処理チャンバ１９２、搬送チャンバ１９４又はロードロックチャンバ１８４のいずれか１つにおいて搬送ロボットの位置を調整してその中の基板の正確かつ反復可能な配置を確実にするために用いることができる。カメラアセンブリ１００は、基板貯蔵カセット１７６、ロードロックチャンバ１８４又はドッキングステーション１７２のいずれか１つにおいてファクトリ・インタフェース・ロボット１８２のエンドエフェクタ１９８の位置を調整するために用いることができる。基板誤整列のために基板と装置に対する損傷を減少させつつ、基板の正確な配置によってプロセス反復性が高められる。更に、カメラアセンブリ１００の移動度は、搬送チャンバと処理チャンバ１９４、１９２内の真空の低下、又は人の負傷の危険がなく生じる処理システム１９０の内部の調整及び目視検査を可能にする。更に、検査/調整が行われる間、処理は継続してもよいので、生産性が向上する。
【００２３】
カメラアセンブリ１００は、一般的には、カメラ１０４、電源１３８、及び位置決めプレート１０６上に配置された送信機１５６を含んでいる。カメラアセンブリ１００は、高さがシステム１９０内の様々なスリットバルブとポートを通って搬送することができなければならず、また、そこに載置されたとき、ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８を過度に垂れ下がらないように重さが基板と同様でなければならない。
【００２４】
位置決めプレート１０６は、典型的には、アルミニウム、ステンレス鋼、プラスチック又は他の剛性材料から構成される。カメラアセンブリ１００が高温に供される実施態様においては、例えば、約３５０℃より高い温度で化学気相堆積を行う処理チャンバ１９２においては、位置決めプレート１０６は熱膨張係数の低い非導電材料から構成されることが好ましい。位置決めプレート１０６は、一般的には、搬送ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８上にあるとともにカメラ１０４を支持するように構成される。
【００２５】
装填プレート１０６は、搬送中にロボットから離れる傾向がなくエンドエフェクタ１９８上にカメラ１０４を支持するのに十分ないかなる形状であっても幾何学的形であってもよい。一実施態様においては、位置決めプレート１０６の周囲の少なくとも一部は、従来の基板を複製する（即ち、それとほぼ同一である）ように構成された半径を持っている。例えば、位置決めプレート１０６は、３００ｍｍ、２００ｍｍ又は１００ｍｍ基板のサイズを複製するために約１５０ｍｍ、約１００ｍｍ又は約５０ｍｍ半径を持った周囲の少なくとも一部を含むことができる。位置決めプレート１０６の代替的構造は、多角形のフラットパネルを含む他の標準的な大きさ、従来の大きさ又は慣用の大きさの基板を複製することができる。
【００２６】
カメラ１０４は、処理システム１９０内の画像を捉えるために適用されている。カメラ１０４は、単一画像又はビデオ画像を与える。一実施態様においては、カメラは、ニュージャージー州バーリントンにあるエドモンドインダストリアルオプティクスから入手できるカメラを取り付けた単色ボードである。
【００２７】
電源１３８は、一般的には、カメラ１０４への出力と送信機１５６を備えている。電源１３８は、設備出力のように遠隔であってもバッテリのようにカメラアセンブリ１００上に内臓されていてもよい。
【００２８】
一実施態様において、電源１３８は、真空環境で用いるのに適したバッテリである。好ましくは、電源１３８は、約２００℃より高い温度で断続的な使用に適している。一電源１３８は、サウスウェストエレクトロニクスエネルギーコーポレーションから入手できるバッテリモデルＮo.３Ｓ１Ｐである。
【００２９】
送信機１５６は、カメラ１０４によって見た画像を表示する信号を作成する。送信機１５６は、ロボットを通じて流れているコントロールワイヤを通ってコントローラに信号を又は放送信号（即ち、ワイヤレス信号）で与えることができる。使うことができる一送信機は、スーパーサーキットから入手できるＭＶＴ-１０である。
【００３０】
コントローラ１４０は、送信機１５６からカメラ１０４によって見た画像を受信するように適応されている。コントローラ１４０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１４４、支持回路１４６、メモリ１４２を含んでいる。ＣＰＵ１４４は、様々なチャンバやサブプロセッサを制御するために工業用設定で使用し得るいかなる形のコンピュータプロセッサの一種であってもよい。メモリ１４２は、ＣＰＵ１４４に結合されている。メモリ１４２、又はコンピュータ読取可能媒体は、１種以上の容易に用いうるメモリ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はディジタル記憶、ローカル又はリモートの他の任意の形であってもよい。支持回路１４６は、従来の方法でプロセッサを支持するためにＣＰＵ１４４に結合されている。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力/出力回路、サブシステム等を含んでいる。
【００３１】
受信機１５４は、コントローラ１４０への送信機１５６によって生成される信号の転送を容易にするためにコントローラ１４０に結合されている。使うことができる一受信機は、Ｓupercircuitsから入手できるＭＶＲ−１０である。場合によっては、モニタ１４８はカメラ１０４からの画像を見るためにコントローラ１４０に結合することができる。
【００３２】
図２Ａは、位置決めプレート１０６の下に配置されたエンドエフェクタ１９８によって支持されたカメラアセンブリ１００を示す平面図である。図２Ａに示されるように、位置決めプレート１０６は、ロボットのエンドエフェクタ１９８を持つ位置決めプレート１０６間の位置の正確さを高めるためにロボットのエンドエフェクタ１９８内に形成されたそれぞれの穴２０４と接続する一つ以上の位置決めピン２０２を含んでいる。ピン２０２はエンドエフェクタ１９８に面している位置決めプレート１０６の第一面から伸び、プレート１０６の反対の第二面２０２は、送信機１５６を支持している。
【００３３】
位置決めプレート１０６は、それを通って配置されたアパーチャ２１０を更に含み、これはエンドエフェクタ１９８を通って形成された対応するアパーチャ２２２と整列している。アパーチャ２１０は、カメラ１０４と反対側のプレート１０６の第一面２０６上の対象物を見ることを容易にするプレート１０６内に形成された穴又はプレート１０６の透明な部分であってもよい。図２Ａに示された実施態様においては、アパーチャ２１０によって、カメラ１０４のレンズ２１６が第一面２０６より下の位置に位置決めプレート１０６を通って伸びることができる。レンズ２１６は、カメラで見るべき対象物の焦点が合うように、被写界深度２１８を持つように選択される。一実施態様においては、レンズ２１６は、４.７ｍｍ焦点距離レンズを持ち、エドモンドインダストリアルオプティクスから入手することができる。
【００３４】
図２Ｂに示されたカメラアセンブリ１００の他の実施態様においては、アパーチャ２１０はアクリル、石英又はポリカーボネートのような透明材料の窓２１２で充填されている。或いは、位置決めプレート１０６全体が透明材料を含むことができる。
【００３５】
カメラ１０４は、窓２１２の上にレンズ２１６を配置するために位置決めプレート１０６の第二面上に位置している。この位置において、カメラ１０４は、システム１９０内のエンドエフェクタ１９８の位置を示す画像を得るためにアパーチャ２１０/窓２１２を通って、図１に見られる基板支持１８６のような対象物を見ることができる。場合によっては、カメラ１０４は、位置決めプレート１０６の第二面２０８上の画像を見るために反対方向を向いている位置決めプレート１０６に取り付けられてもよく、よって処理システム１９０の上領域を様々なチャンバリッドを取り外さずに検査することができる。
【００３６】
窓２１２は、場合によっては指標２１４を含んでもよい。指標２１４は、アパーチャ２１０と窓２１２を通してカメラ１０４から撮られた画像に基準又は“十字線”を与える。指標２１４は、円形、十字又は基準点を示すのに適した他のマークであってもよい。指標２１４は、画像が比較されてもよい基準を与えるように用いられてもよい。指標２１４がアパーチャに用いられる実施態様においては、レンズ２１６が指標２１４を含んでいる被写界深度２１８を与えるように選択すべきである。
【００３７】
図２Ａに戻って参照すると、電源１３８によって出力されたライト２２０は、プレート１０６の第一面２０６より下の対象物を照射するために位置決めプレート１０６に結合することができる。ライト２２０によって生成したビームがアパーチャ２１０の下の対象物又は表面を照射することができるようにライト２２０は典型的にはアパーチャ２１０の側面に配置されている。一実施態様においては、光２２０は、位置決めプレート１０６において穴２２４を通って伸びる発光ダイオードである（図２Ｃに示されたエンドエフェクタ１９８の一実施態様の平面図に見られるように）。光２２０は、エンドエフェクタ１９８の外側に配置されるか又はエンドエフェクタ１９８内に形成される穴２２６を通過してエンドエフェクタ１９８の下に伸びるように構成されてもよい。
【００３８】
スイッチ１４０は、カメラアセンブリ１００が起動することができるように位置決めプレート１０６に結合されている。スイッチ１４０は、手動、オン/オフスイッチであるか、又はコントローラ又は他の手段によって自動的にスイッチされてもよい。一実施態様においては、スイッチ１４０は、近接センサ、光学センサ、リミットスイッチ、又はエンドエフェクタ１９８がカメラアセンブリ１００より下に配置されるときに位置決めプレート１０６の第一面に対してエンドエフェクタ１９８の存在を感知するか又は最も近づく他のセンサ/スイッチである。このことは、カメラアセンブリ１００がロボットのエンドエフェクタ１９８によって支持されるときにスイッチ１４０がライト２２０、カメラ１０４、送信機１５６を起動させることができ、よってバッテリ電源を節約している。
【００３９】
図３Ａ-図３Ｂは、電源１３８のバッテリ寿命を延ばすように適応されるドッキングステーション１７２の一実施態様を示している。ドッキングステーション１７２は、使用中ではない間、カメラアセンブリ１００を支持するように適応され、一般的には、クレードル３０２と充電メカニズム３２０を含んでいる。クレードル３０２は、その上にカメラアセンブリを支持するように構成されている。クレードル３０２の形は位置決めプレート１０６のために選ばれた構造に非常に依存しているので、クレードル３０２はインタフェース・ロボット１８２のエンドエフェクタ１９８がカメラアセンブリ１００を置いたりそこから取り出したりしつつ、カメラアセンブリ１００を固定して保持するあらゆる数の態様で構成されてもよい。
【００４０】
一実施態様においては、クレードル３０２は、アルミニウム、ステンレス鋼又はポリマーのような剛性材料から作られ、取り付け部３０４と及び取り付け部３０４からカンチレバ取付けの支持部３０６を含んでいる。取り付け部３０４は、複数のファスナ３０８によってファクトリ・インタフェース１８０に結合されている。
【００４１】
支持部３０６は、使用中でないとき、カメラアセンブリ１００を支持するために隔置された関係で、取り付け部３０４から伸びている第一アーム３１０と第二アーム３１２を含んでいる。アーム３１０、３１２は、ロボット１８２のエンドエフェクタ１９８がそれらの間を通ることができるように隔置され、よってエンドエフェクタ１９８がクレードル３０２と接触せずに支持部３０６のアーム３１０、３１２からカメラアセンブリ１００を入れたり取り出したりすることができる。
【００４２】
各アーム３１０、３１２は、一組の支持ポスト３１４を含んでいる。各支持ポスト３１４は、カメラアセンブリ１００を支持するためのシート３１６とシート３１６上のカメラアセンブリ１００を保持するためにカメラアセンブリ１００を止めるリップ３１８を含んでいる。
【００４３】
場合によっては、クレードル３０２は、充電メカニズム３２０を含んでもよい。充電装置３２０は、使用の間、クレードル３０２上に貯蔵されるカメラアセンブリ１００の電源１３８を再充電するように適応される。一実施態様においては、充電メカニズム３２０は、システム１９０の外部に配置された充電器３２４に結合された一組のコンタクトピン３２２を含んでいる。コンタクトピン３２２は、アクチュエータ３２６によって取り付け部３０４から伸びているタブ３２８に結合されている。
【００４４】
近接センサ又はリミットスイッチのようなセンサ３３０は、カメラアセンブリ１００の存在を検出するためにクレードル３０２に結合されている。カメラアセンブリ１００が検出されるとき、アクチュエータ３２６は、カメラアセンブリ１００上に配置された一組の導電性コンタクトパッド３３２と接触してコンタクトピン３２２を移動させる。コンタクトパッド３３２は、電源１３８のそれぞれのポールに結合されているので、使用の間、電源１３８を再充電するためにコンタクトピン３２２によって電源１３８を充電器３２４に電気的に結合している。一旦電源１３８が十分に充電されると、又はコントローラ１４０がカメラアセンブリ１００を取り出すようにロボット１８２に指示すると、アクチュエータ３２６は、ピン３２２と接触させずにロボット１８２がドッキングステーション１７２からカメラアセンブリ１００を持ち上げすることができるカメラアセンブリ１００を除いてピン３２２を持ち上げる。
【００４５】
一旦電源１３８が所定の充電レベルに回復すると充電が終わるように、コントローラ１４０は電源１３８の充電を監視するように構成されてもよい。或いは、ドッキングステーション１７２に局部的に取り付けられた専用論理回路（図示されてはいない）のような他の手段が、コンタクトピン３２２の作動制御に沿って、充電を制御及び/又は監視するために用いることができる。
【００４６】
図１に戻って参照すると、コントローラ１４０は、カメラ１０４で見た画像情報を受け取る。画像情報は、エンドエフェクタの位置を決定するために及び/又は処理システムの部分を見るためにコントローラ１４０によって処理することができる。図１に示された実施態様においては、コントローラ１４０は、オペレータによって画像１５２を見ることを容易にするためにモニタ１４８上に画像１５２、例えば、処理チャンバ１９２の１つに配置された基板支持体１８６の画像を表示する。
【００４７】
動作一方式においては、モニタ上に表示された画像１５２は、例えば、基板支持体１８６内に形成された真空口の上に、所定の位置又は目標物にエンドエフェクタ１９８を置くためにロボット１９６を手動で動かすために用いることでき、その画像は、ポート画像１７０としてモニタ１４８上に表示される。エンドエフェクタ１９８を移動させるために必要とされる距離が役立つように、ディスプレイ１５０は、場合によってはグリッド１５８を投影することができる。グリッド１５８は、目標物の画像、例えば、ポート画像１７０と、指標の画像１６０との間の距離を、各軸に沿ったポート画像１７０と指標の画像１６０との間のグリッドラインの数を計数することによって分割することができるように構成される。
【００４８】
図４は、予め決められた位置にエンドエフェクタを置くロボットの基準座標を見つけるために用いることができる調整手順４００の一実施態様示すフローダイアグラムである。そのような位置は、基板がシステム１９０のロボットによって置かれ又は取り出されるあらゆる位置を含んでいるがこれに限定されない。手順４００は、搬送ロボット１９８のエンドエフェクタ１９８と処理チャンバ１９４の１つの基板支持体１８６とが整列しているように記載されているが、手順４００は、その位置でロボットの位置を調整するためにあらゆるシステムロボットの動作範囲内で他の位置にも用いることができる。ステップ４０２で、カメラアセンブリ１００は、搬送ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８上に位置する。このステップは、ロボット１９６に遠い位置からカメラアセンブリ１００を搬送することを含むことができる。ステップ４０４で、ロボット１９６が処理チャンバ１９２内の位置にＸ/Ｚ面で動かすので基板支持体１８６の画像１５２がモニタ１４８上に表示される。ステップ４０６で、指標２１４を画像１５２又は目標物、例えば、ポート画像１７０の所定の部分と整列するようにロボット１９６がＸ/Ｚ面に手動で動かされる。ステップ４０８で、整列したエンドエフェクタ１９８の位置は、Ｘ/Ｚ面の基準座標として記録される。
【００４９】
一旦ポート画像１７０と指標が調整されると、エンドエフェクタ１９８の上昇によって、ステップ４１０でｙ軸に沿ってロボット１９６のエンドエフェクタ１９８を動かすことにより所定の位置に移動される。所定の位置の到達は、ステップ４１２で指標１５２とポート画像１７０の相対サイズの比較によって求めることができる。ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８が適切な上昇であるとき、この比較は、目標物（即ち、ポート画像１７０）のサイズ及び/又は形と適合する指標２１２を用いることにより容易になることができる。ステップ４１４で、エンドエフェクタ１９８の上昇は、ｙ軸に沿って基準座標として記録される。
【００５０】
図５は、予め決められた位置にエンドエフェクタを置くロボットの基準座標を見つけるために用いることができる調整手順５００の他の実施態様を示すフローダイアグラムである。手順５００は搬送ロボット１９８のエンドエフェクタ１９８と処理チャンバ１９４の１つの基板支持体１８６とが整列しているように記載されているが、手順５００は、その場所でロボットの位置を調整するあらゆるシステムロボットの運動範囲内の他の位置に用いることができる。ステップ５０２で、カメラアセンブリ１００は、搬送ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８上に位置する。ステップ５０４で、コントローラ１４０がロボット１９６を処理チャンバ１９２内の位置に送るので、基板支持体１８６の画像１５２がカメラ１０４によって見られる。ステップ５０６で、コントローラ１４０は、カメラ１０４によって見られる画像１０４とコントローラ１４０のメモリ１４２に記憶される基準画像とを比較する。ステップ５０８で、コントローラ１４０は、ロボット１９６の現在位置とＸ/Ｚ面での所定の位置との間の距離を分割し、それに応じてエンドエフェクタ１９８を移動させる。エンドエフェクタ１９８のＸ/Ｚ基準座標が、ステップ５１０でコントローラ１４０によって記録される所定の位置にロボット１９６のエンドエフェクタ１９８が到着するまで、ステップ５０６と５０８は反復して繰り返される。
【００５１】
一旦エンドエフェクタ１９８のＸ/Ｚ基準座標が得られると、エンドエフェクタ１９８の上昇は、ステップ５１２でｙ軸に沿ってロボット１９６のエンドエフェクタ１９８を移動することにより所定の位置に移動される。所定の位置の到達は、カメラ１０４で見られた相対サイズの画像をステップ５１４での基準情報と比較することにより求めることができる。例えば、カメラ１０４の上昇は、所定の数と等しい目標画像の多数のピクセルまで調整することができる。代替的一例においては、目標画像の相対面はカメラ１０４で見られた指標２１２と比較することができる。ロボット１９６のエンドエフェクタ１９８が予め決められたＹ軸の位置に到達したとき、エンドエフェクタ１９８のＹ基準座標は、ステップ５１６でコントローラ１４０によって記録される。Ｘ、Ｙ及びＺ基準座標は、同時に含んでいるいかなる順序で得られてもよいことが企図される。
【００５２】
図６は、本発明が用いることができる他の方法６００を示している。ステップ６０２で、カメラアセンブリ１００は、搬送ロボット１９６（又はシステム１９０の他のロボット）のエンドエフェクタ１９８上に位置する。ステップ６０４で、コントローラ１４０は、ロボット１９６をシステム１９０を通って所定の位置に及び/又は所定のルートに沿ってカメラアセンブリ１００を移動させる。ステップ６０６で、画像はコントローラ１４０に送信される。ステップ６０８で、送信された画像は、コントローラ１４０によって解釈される。例えば、画像は、システム１９０の内部の視覚検査のためにモニタ１４８上に表示することができる。或いは、画像は、コントローラ１４０のメモリ１４２に記憶された基準画像と比較することができる。画像は、他のために、例えば、販売又は技術的デモンストレーションに使うことができる。
【００５３】
図７は、処理システム７５０の画像を得るために使うことができる視覚システム７００を示す他の実施態様である。処理システム７００は、図１によって記載された処理システム１９０に本質的に同様である。従って、搬送ロボット７５６がその中に配置された搬送チャンバ７５４に結合した単一処理チャンバ７５２だけが簡潔にするために示されている。
【００５４】
視覚システム７００は、一般的には、コントローラ７０２、カメラ７０４、反射器７０６を含んでいる。反射器７０６は、典型的には、カメラの視野領域外にある画像をカメラ７０４で見ることができる向きにエンドエフェクタ７５８に結合している。反射器７０６は、エンドエフェクタ７５８に固定され、結合され或いは装着されてもよい。或いは、反射器７０６（及び位置決めプレート）は、使用中でないときはエンドエフェクタから取り外すことができるように上記位置決めプレート１０６と同様に構成される位置決めプレート７１０に結合することができる。
【００５５】
図７に示された実施態様においては、反射器７０６は、エンドエフェクタ７５８の下側７２０に結合され、反射面７０８を含んでいる。反射面７０８は、典型的には、研磨したステンレス鋼又は光学的性質の反射を与える他の材料から作られる。反射面７０８は、カメラ７０４の視野領域に相対して約４５度で置かれている。従って、エンドエフェクタ７５８の下でカメラの視野領域の外側の対象物の画像は、処理チャンバ７５２から遠隔に配置されたカメラ７０４で捉えることができる。捉えられた画像は、上記の検査又は調整に用いることができる。
【００５６】
反射器７０６は、反射面７０８の角度の向きを変えることによりシステム７５０内の予めきめられた位置でカメラ７０４が対象物を見ることができるように構成されてもよい。反射器７０６は、エンドエフェクタ７５８の上の画像、下の画像又は側面に沿った画像を与えるために構成されてもよい。或いは、反射器７０６は、プリズム、レンズ又はカメラの視野の外側の画像を与えるように適応される他の光学デバイスであってもよい。
【００５７】
反射器７０６は、或いは、反射器７０６をエンドエフェクタ７５８に関連して移動させることができ、より多くの対象物を固定した視線であるカメラ７０４によって見ることができる方法で位置決めプレートに結合することができる。制御可能に配置した反射器は、下記図１１によって記載される。
【００５８】
コントローラ７０２とカメラ７０４は、上記コントローラ１４０とカメラ１０４とほぼ同様である。ロボット７５６のエンドエフェクタ７５８が処理チャンバ７５２内に挿入される場合、カメラ７０４は、典型的には、処理チャンバ７５２の外部に残っている（例えば、搬送チャンバ７５４に残っている）搬送ロボット７５６の一部に取り付けられる。処理チャンバ７５２に入らない位置でのカメラ７０４を取り付けは、カメラに損傷を与えることがあるより熱い環境における視覚システム７００の使用を容易にする。従って、冷却を待たずに熱い処理チャンバにおいて画像を得ることができる。
【００５９】
ファクトリ・インタフェース・ロボット、例えば、図１に示されたロボット１８２に結合された視覚システム７００の実施態様においては、インタフェース・ロボットによって接近した環境が搬送ロボットのエンドエフェクタがさらされる環境より一般的には適しているので、カメラ７０４はカメラの視野内に反射器７０６を維持するインタフェース・ロボットのあらゆる部分に結合することができる。
【００６０】
一実施態様においては、カメラ７０４は、エンドエフェクタ７５８を搬送ロボット７５６のリンケージ７６２に結合するリスト７６０に結合されている。或いは、カメラ７０４はリンケージ７６２を結合することができ、搬送チャンバ７６０内に静的に位置することもできる。カメラ７０４は搬送ロボット７５６によってシステム７５０に結合されるので、カメラ７０４がロボット７５６と搬送チャンバ７５４によってコントローラ７０２と電気的に接続することができる局部的電源７１２と送信機７１４は必要とされない。或いは、上記電源１３８と送信機１５６と同様の電源と送信機は、ロボット７５６上又はシステム７５０の近くでカメラ７０４に結合することができる。
【００６１】
図８は、カメラアセンブリ８００の他の実施態様の平面図である。カメラアセンブリ８００は、カメラアセンブリ８００のカメラ１０４がカメラアセンブリ８００に移動可能に取り付けられていることを除いて、上記カメラアセンブリ１００と同様である。カメラ１０４は、カメラ１０４を支持する位置決めプレート１０６に相対してカメラ１０４の視野限界を変えることによりロボット又はエンドエフェクタ（図示されていない）を移動せずに対象物を見ることができる。位置決めプレート１０４に相対するカメラ１０４の運動は、ジンバルアセンブリ８０２によって容易になされる。ジンバルアセンブリ８０２は、カメラ１０４の向きを変えることができるあらゆるデバイス、例えば、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント又は少なくとも１つの面を通ってカメラ１０４の視野を変えることができるあらゆる装置であってもよい。
【００６２】
図８に示された実施態様においては、ジンバルアセンブリ８０２は、ピボットアセンブリ８０６がそれに結合されたターンテーブルアセンブリ８０４を含んでいる。ピボットアセンブリ８０６は、カメラ１０４がそれに取り付けられ、位置決めプレート１０６に平行に配置された軸８０８に相対してカメラ１０４を回転させるように適応される。ターンテーブルアセンブリ８０４は、軸８０８に垂直で位置決めプレート１０６を通って配置されたアパーチャ２１０と同心である軸８１０の周りを回転するように適応される。ターンテーブル８０４は、軸８１０の周りにカメラ１０４を回転させるように適応される。
【００６３】
図９の断面図を更に参照すると、ターンテーブルアセンブリ８０４は、ターンテーブル８１６を保持するレース８１４を含んでいる。ターンテーブル８１６は、駆動モータ８２０とかみ合う歯付きペリメータ８１８を持っている。駆動モータ８２０は、ターンテーブル８１６の回転方向を制御するためにモータ８２０に命令を与えるコントローラ１４０に結合される。
【００６４】
ターンテーブル８１６は、ペリメータ８１８に最も近いそれに結合されたタブ８２２を含んでいる。タブ８２２は、位置決めプレート１０６に結合されたアクチュエータ８２６のピストン８２８と接続されるように適応されることによって少なくとも部分的に形成された穴８２４がある。ターンテーブル８１６が所定の角度の向きにあるとき、ピストン８２８は、穴８２４と係合するように作動させることができ、よって軸８１０の周りのターンテーブル８１６の位置が留められ又は固定される。
【００６５】
ピボットアセンブリ８０６は、位置決めプレート１０６のアパーチャ２１０と整列するターンテーブル８１６の中央に形成されたアパーチャ８３８をまたぐ一組のブラケット８３０を持っている。カメラ１０４は、軸８０８に沿って配置されたシャフト８３２によってブランケット８３０の間にピボット支持される。シャフト８３２の一端は、ターンテーブル８１６に結合したドライブモータ８３６と接続するギア８３４を含んでいる。ドライブモータ８３６は、軸８０８の周りのブラケット８３０に相対してカメラ１０４の回転方向を制御するためにモータ８３６に命令を与えるコントローラ１４０に結合される。従って、ターンテーブルアセンブリ８０４とピボットアセンブリ８０４は、画像えることができる上半球視野領域（ＵＶＯＦ）と下円錐視野（ＬＦＯＶ）を持つようにカメラ１０４を合わせることができる。
【００６６】
図１０を更に参照すると、ギア８３４は、少なくとも部分的にそれを通って形成された少なくとも第一位置決め穴１００２を含んでいる。穴１００２は、ターンテーブル８１６に結合したアクチュエータ１００６のピストン１００４と接続するように適応される。ギア８３４が所定の角度に向いている場合、例えば、カメラ１０４が位置決めプレート１０６でアパーチャ２１０を通って軸８１０に沿って捉えている（例えば、直面している）場合、ピストン１００４は、穴１００２と係合するように動かすことができ、よって軸８０８の周りにカメラ１０４の向きが留められ又は固定される。ギア８３４をより固定して保持するようにギア８３４の穴１００２を通過した後、ピストン１００４を受け取るためにブラケット８３０に穴１００８が設けられてもよい。或いは（又は更に）、第二穴１０１０は、上方を見る位置にカメラ１０４を向かせるために第一穴１００２に相対して軸８０８の周りに１８０度回転させた場所にギア８３４を通って少なくとも部分的に形成されてもよい。
【００６７】
一実施態様においては、アパーチャ２１０を通る軸８１０に沿って見る向きにカメラ１０４を保持するようにピストン８２８、１００４を作動させることによりジンバルアセンブリ８０２を固定することができる。この固定された状態で、ロボットの位置の調整は、上記方法によって正確に得ることができる。更に、固定されない位置で、実質的に全システムからの視界を得るために、そのロボットが静止していても動いていてもいずれも様々な向きにカメラ１０４を旋回させることができ、通常の処理経路を妨害せず、また、検査されるシステムの領域内の真空を低下させずに、実質的にシステムの検査に有利に使うことができる。
【００６８】
図１１は、上で図７によって記載された視覚システム７００における反射器７０４の代わりに使うことができる反射器アセンブリ１１００を示している。反射器アセンブリ１１００のジンバルアセンブリ８０２が反射器１１０２の向きを制御することを除いて、反射器アセンブリ１１００はカメラアセンブリ８００とほぼ同様である。従って、カメラ７０４（図７に示されている）は、矢印１１０６によって示されるようにカメラ１０４に相対して反射器１１０２の角度/向きを変えることによりロボット又は（図示されていない）エフェクタを移動するカメラの視線の外側である反射器１１０２に反射した対象物の画像を見ることができる。
【００６９】
図１１に示された実施態様においては、ジンバルシステムアセンブリ８０２は、位置決めプレート１０６上に配置され、それに結合したピボットアセンブリ３０６を持ったターンテーブルアセンブリ８０４を含んでいる。ピボットアセンブリ８０６は、それに取り付けられた反射器１１０２を持ち、位置決めプレート１０６に平行に配置された軸８０８に相対する反射器１１０２を回転させるように適応される。ターンテーブルアセンブリ８０４は、軸８０８に垂直に軸８１０を回転させるように適応される。ターンテーブルアセンブリ８０４とピボットアセンブリ８０６間の動きの組合わせは、軸８１０の周りに反射器１１０２を回転させるように適応される。ターンテーブルアセンブリ８０４とピボットアセンブリ８０６間の動きの組合わせによって、反射器１１０２の向きがコントローラ１４０によって命令されるように位置するのでカメラ７０４が位置決めプレート１０６の上で、下で、側面に沿って対象物の画像を捉えることができるように反射器１１０２の反射面１１０４を向けることができる。
【００７０】
このように、半導体処理システム内の画像を捉えることを容易にする視覚システムが提供される。視覚システムは、調整手順と検査手順が最小限のオペレータの相互作用と、周囲環境にシステムの内部をさらさずに行うことができる。更に、視覚システムは、基板処理を中断せずに得ることができるロボットの位置のより正確なデータを与えるように、真空条件下、動作温度又はほぼ動作温度でインサイチュ検査と調整を与える。
【００７１】
本発明の教示を組込んでいる様々な実施態様を本明細書に図示し詳述してきたが、当業者は、これらの教示を組込んでいる他の多くの様々な実施態様を容易に講じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】クラスタツールと視覚システムを示す簡易平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ロボットのエンドエフェクタ上に配置されたカメラアセンブリの一実施態様を示す正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ロボットのエンドエフェクタ上に配置されたカメラアセンブリの代替実施態様の正面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、エンドエフェクタの一実施態様の正面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ドッキングステーションの一実施態様の正面断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ドッキングステーションの一実施態様の正面断面図である。
【図４】図１の視覚システムの一動作方式を示すフローダイアグラムである。
【図５】図１の視覚システムの他の動作方式を示すフローダイアグラムである。
【図６】図１の視覚システムの他の動作方式を示すフローダイアグラムである。
【図７】視覚システムを示す他の実施態様である。
【図８】ジンバルシステムを持ったカメラアセンブリの一実施態様の平面図である。
【図９】図８の切断線９-９に沿って切ったジンバルシステムの断面図である。
【図１０】図８の切断線１０-１０に沿って切ったジンバルシステムの断面図である。
【図１１】カメラアセンブリの他の実施態様の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００…カメラアセンブリ、１０４…搬送チャンバ、カメラ、１０６…位置決めプレート、１３８…電源、１４０…コントローラ、スイッチ、１４２…メモリ、１４４…ＣＰＵ、１４６…支持回路、１４８…モニタ、１５０…視覚システム、１５２…画像、１５６…送信機、１７０…ポート画像、１７２…ドッキングステーション、１７４…基板貯蔵カセット、１７８…ベイ、１８０…ファクトリ・インタフェース、１８２…インタフェース・ロボット、１８４…ロードロックチャンバ、１８８…ポート、１９０…処理システム、１９２…処理チャンバ、１９４…処理チャンバ、１９６…搬送ロボット、１９８…エンドエフェクタ、２０２…位置決めピン、２０６…第一面、２０８…第二面、２１０…アパーチャ、２１２…窓、２１４…指標、２１６…レンズ、２１８…被写界深度、２２０…光線、２２２…アパーチャ、２２４…穴、２２６…穴、３０２…クレードル、３０４…取り付け部、３０６…支持部、３１６…シート、３２０…充電メカニズム、３２２…コンタクトピン、３２４…充電器、３２６…アクチュエータ、３２８…タブ、３３０…センサ、３３２…コンタクトパッド、７００…視覚システム、７０２…コントローラ、７０４…カメラ、７０６…反射器、７０８…反射面、７５０…処理システム、７５２…処理チャンバ、７５４…搬送チャンバ、７５６…搬送ロボット、７５８…エンドエフェクタ、７６２…リンケージ、８００…カメラアセンブリ、８０２…ジンバルアセンブリ、８０４…ターンテーブルアセンブリ、８０６…ピボットアセンブリ、８０８…軸、８１０…軸、８１４…レース、８１６…ターンテーブル、８１８…歯付きペリメータ、８２０…駆動モータ、８２８…ピストン、８３２…シャフト、８３４…ギア、８３６…駆動モータ、８３８…アパーチャ、１００２…穴、１００４…ピストン、１００８…穴、１０１０…穴、１１００…反射器アセンブリ、１１０２…反射器、１１０４…反射面。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月11日(2005.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬送ロボットによって半導体処理システムの周りに運搬されるように適合されたプレートと、
該プレートに結合されたカメラと、
該カメラから見た目的物を示す信号を生成するための該プレートの第一面に結合された送信機と、
該送信機に供給するために該プレートに結合されたバッテリと、
を含む半導体処理システム用視覚システム。
【請求項２】
該バッテリ又はプレート上に配置され且つ該バッテリを充填器に結合するように適応された少なくとも１つのコンタクトパッド
を更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
該プレートが、該プレートの第二面から伸び且つ他の対象物に相対して該プレートを置くように適合された少なくとも２つのピンを含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
該パッテリに結合され且つ該プレートの該第二面に目的物を照射するように適応された光源を更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
該プレートが
該光源を受容するための穴を更に含んでいる、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
該光源が発光ダイオードである、請求項４記載のシステム。
【請求項７】
該バッテリが真空環境に適している、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
該プレートの直径が標準的ウエハの直径にほぼ等しい、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
該プレートが、
該カメラがそれを通って対象物を見ることができるように適応された該プレートを通って形成されたアパーチャを更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
該プレートが
該アパーチャ内に配置された透明な窓を更に含んでいる、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
該窓が指標を更に含んでいる、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
該送信機によって生成された該信号がワイヤレス信号である、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
該カメラが少なくとも第一軸の周りを旋回することができる、請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
該第一軸の周りに該カメラの向きを一時的に固定するロッキングメカニズムを更に含んでいる、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
該カメラが２つの軸の回りを旋回することができる、請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
該ロボットが真空チャンバ内に収容されている、請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
該ロボットの該エンドエフェクタが、
それを通って該カメラが見ることができるように適応された該ロボットの該エンドエフェクタを通って形成された穴を更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項１８】
該プレートが、
そこから伸び且つ該エンドエフェクタ内に形成された穴の中に受容された少なくとも１つの位置決めピンを更に含んでいる、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
該ロボットによって運搬されない場合に該支持プレートを支持するためのドッキングステーションを更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項２０】
該ドッキングステーションが、
該バッテリを再充電するための装置を更に含んでいる、請求項１９記載のシステム。
【請求項２１】
該ドッキングステーションが、
該プレート又は該バッテリ内に形成された電気的コンタクトに対して配置された少なくとも１つの電気的コンタクトであって、該電気的コンタクトが該バッテリを再充電するために電流経路を備えている、前記電気的コンタクトを更に含んでいる、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
該送信機を起動させるための該プレートに結合されたスイッチと、
を更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項２３】
ロボットのエンドエフェクタの接近に応答して該スイッチが状態を変える、請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
使用中でないときに該プレートを支持するドッキングステーションの接近に応答して該スイッチが状態を変える、請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
該エンドエフェクタ上に配置されたプレートと、
該カメラが該カメラの視野の外側の画像を見ることができる該プレートに結合された反射器と、
を更に含んでいる、請求項１記載のシステム。
【請求項２６】
ロボットの動きを修正する方法であって、
半導体処理システム内に配置されたロボットを用いてカメラを移動させるステップと、
該カメラで捉えた画像を送信するステップと、
捉えた該画像を遠隔で受信するステップと、
該ロボットの動きを修正する為に該捉えた画像を処理するステップと、
を含む、前記方法。
【請求項２７】
前記移動させるステップが、
該カメラをロードロックアセンブリへ挿入する工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記移動させるステップが、
該カメラをファクトリ・インタフェースを通って搬送する工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記移動させるステップが、
１つ以上の処理チャンバがそれに結合した搬送チャンバを通って該カメラを搬送させるステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
前記移動させるステップが、
該カメラを処理チャンバへ挿入する工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３１】
前記移動させるステップが、
基板貯蔵カセットへ該カメラを挿入する工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
前記送信するステップが、
該カメラで見た該画像をディスプレイへ送信させる工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３３】
該カメラで見た該画像に応答して該ロボットを移動させるステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３４】
該カメラで見た該画像に基づいて該ロボットの基準位置を記録するステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３５】
ドッキングステーション上に該カメラを載置するステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３６】
前記ドッキングステーション上に該カメラを載置するステップが、
該カメラに結合された電源を充填する工程を更に含んでいる、請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
ドッキングステーションからの該カメラを該ロボットのエンドエフェクタに搬送するステップと、
該搬送に応答して送信機を起動させるステップと、
を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項３８】
前記該送信機を起動させるステップが、
該エンドエフェクタ又はドッキングステーションの存在に応答してセンサの状態を変える工程を更に含んでいる、請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
該カメラが上方に向けられている、請求項２６記載の方法。
【請求項４０】
該カメラが下方に向けられている、請求項２６記載の方法。
【請求項４１】
該カメラの視野の外側で画像を捉えるステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項４２】
前記捉えるステップが、
該視野内に反射器を配置する工程を更に含んでいる、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
該カメラに相対して該反射器の向きを制御するステップを更に含んでいる、請求項４２記載の方法。
【請求項４４】
２６記載の方法。
【請求項４５】
該カメラの視野内の対象物を該ロボットに結合された光源で照射するステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項４６】
該システム内に配置された目標物の該画像と予め決められた位置との間の相対距離を求めるステップと、
を含む、請求項２６記載の方法。
【請求項４７】
前記求めるステップが、
該目標物を指標と比較する工程を更に含んでいる、請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
前記求めるステップが、
該目標物の該画像を該コントローラ内に記憶された基準画像と比較するステップを更に含んでいる、請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
前記捉えた該画像を解釈するステップが、
該半導体処理システムの内部を検査する工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項５０】
前記該カメラを移動させるステップが、
該カメラを真空環境にさらす工程を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項５１】
該カメラを移動させつつ該処理システム内で基板を処理するステップを更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【請求項５２】
前記捉えるステップが、
反射器から捉えるべき画像を該カメラに反射させるステップと、
該カメラに相対して該反射器の向きを制御するステップと、
を更に含んでいる、請求項２６記載の方法。
【国際調査報告】
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