CN117637564A - 具有单独附件馈通的衬底运输装置 - Google Patents

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CN117637564A CN202311681466.8A CN202311681466A CN117637564A CN 117637564 A CN117637564 A CN 117637564A CN 202311681466 A CN202311681466 A CN 202311681466A CN 117637564 A CN117637564 A CN 117637564A
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S.E.普莱斯特
L.F.沙罗克
C.艾特肯
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Abstract

一种衬底运输装置包括：框架；连接到所述框架的衬底运输臂，所述衬底运输臂具有末端执行器；以及驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的至少一个电机，其中所述至少一个电机限定所述驱动区段的运动学部分，所述驱动区段的运动学部分被构造成实现所述衬底运输臂的运动学运动，并且所述驱动区段包括与所述运动学部分相邻的附件部分，其中所述附件部分具有不同且区别于所述至少一个电机的另一电机，所述附件部分的所述另一电机可操作地联接到一个或多个附件设备并且被构造成独立于所述衬底运输臂的所述运动学运动驱动一个或多个附件设备。

Description

具有单独附件馈通的衬底运输装置
相关申请的交叉引用
本发明是中国专利申请201880078979.0的分案申请。此非临时专利申请要求于2017年10月5日提交的的美国临时专利申请第62/568,541号的优先权和权益，所述美国临时专利申请的公开内容以全文引用方式并入本文中。
背景技术
1.技术领域
示例性实施例总体涉及衬底加工装置，并且更具体地涉及衬底运输装置。
2.相关发展的简要描述
用于半导体集成电路的常规制造技术可以包括在全自动真空工具中对硅晶片(通常称为衬底)的加工。典型工具可以包括群集真空室或线性真空室(两者都通常称为传送室)，其具有连接到相应传送室的周界的负载锁(load lock)和加工模块(两者都通常称为站)。所述工具通常由位于传送室内的真空环境衬底运输装置服务，并且例如在负载锁与加工模块之间运输衬底。所述工具还可以包括联接到传送室的大气区段。大气区段可以包括在盒(也称为站)与负载锁之间运输衬底的大气衬底运输装置。
在典型自动衬底处理过程中，衬底首先由衬底运输装置拾取用于从一个站传送到另一站。在传送期间，衬底相对于衬底运输装置的衬底保持器经受移位/滑动。通常采用主动/被动抓握末端执行器来减轻/基本上消除滑动。还采用衬底对准设备来确定在衬底放置在站处之前由衬底运输装置保持的衬底的滑动/偏心度的量。通常，主动抓握末端执行器(active grip end effector)和对准器采用动力和控制源来进行操作，该动力和控制源由真空和/或通过衬底运输装置的臂连杆馈送到末端执行器的电缆提供。电缆因衬底运输装置的铰接所致的挠曲可能产生污染颗粒，绝缘件可能在真空中释放不想要的气体，并且电缆通道必须充分密封以维持其中设置有衬底运输装置的传送室内的受控气氛的隔离。
为最小化电缆延伸的长度以及与其相关联的问题，一些常规运输装置可以在铰接接头处采用滑环，所述滑环转而也经受沿着滑环接触表面的微粒污染产生。此外，滑环昂贵，衬底运输装置的成本相当地增加。此外，向位于可隔离传送室中的常规运输装置的末端执行器提供动力和控制的电缆和/或管道形成物理联结，从而将常规运输装置联结到传送室的以其他方式固定的电源或控制源。
由真空和/或电气馈通(electrical feedthrough)提供动力的主动抓握器和对准器到衬底加工系统的添加可以帮助增加衬底加工系统的产出量，但是这些真空和/或电气馈通可能增加成本、复杂性以及到衬底加工系统的颗粒的产生。
将有利的是，提供带有动力附件的衬底运输装置来增加衬底处理可靠性和/或产出速度，或者在不利用真空和/或在不受控环境与衬底运输装置操作所在的受控环境之间延伸的电气馈通的情况下在衬底运输装置中产生动力。
附图说明
在结合附图考虑的以下描述中解释所公开实施例的前述方面和其他特征，在附图中：
图1A-图1H是包含所公开实施例的方面的衬底加工装置构造的示意性图解；
图2A-图2E是根据所公开实施例的方面的衬底运输臂的示意性图解；
图3是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的示意性图解；
图3A是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图4是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图5是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图6是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图7是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图8是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图9是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图10是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图11是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图12是根据所公开实施例的方面的衬底运输装置的一部分的示意性图解；
图13是根据所公开实施例的一个或多个方面的衬底运输装置的操作方法的流程图；以及
图14是根据所公开实施例的一个或多个方面的衬底运输装置的操作方法的流程图。
具体实施方式
参考图1A-图1D，示出包含所公开实施例的方面的衬底加工装置或工具的示意图，如本文中将进一步描述的。虽然将参考附图描述所公开实施例的方面，但是应理解的是，所公开实施例的方面可以以多种形式实施。另外，可以使用任何合适大小、形状或类型的元件或材料。
如下文将更详细描述的，所公开实施例的方面提供一种衬底运输装置，其包括用于对安装到衬底运输装置100的附件的控制的单独馈通驱动器。在所公开实施例的方面中，将电力和/或原动力机械地提供到安装/联接到衬底运输装置100的一个或多个附件，而无穿透衬底运输装置100所位于的传送室(诸如真空传送室)的外部环境与隔离/封闭内部环境之间的隔离或密封屏障的任何馈通。例如，衬底运输装置100的驱动区段125包括运动学部分125KP和附件部分125AP，如下文将描述的。附件部分125AP从隔离内部环境内提供电力和/或原动力。
参考图1A和图1B，根据所公开实施例的方面示出衬底加工装置11090，诸如例如半导体工具站。虽然在附图中示出半导体工具站，但是本文中所描述的所公开实施例的方面可以应用于采用机器人操纵器的任何工具站或应用。在此示例中，半导体工具站11090示出为群集工具，然而，所公开实施例的方面可以适用于任何合适工具站，诸如例如，诸如在图1C和图1D中示出并且在于2013年3月19日授权的题为“Linearly DistributedSemiconductor Workpiece Processing Tool(线性分布的半导体工件加工站”的美国专利第8,398,355号(所述美国专利的公开内容以全文引用方式并入本文中)中描述的线性工具站。
半导体工具站11090通常包括大气前端11000、真空负载锁11010和真空后端11020。在其他方面中，半导体工具站可以具有任何合适的构造。大气前端11000、真空负载锁11010和真空后端11020中的每一者的部件可以连接到控制器11091，控制器11091可以是任何合适控制架构(诸如例如，群集架构控制件)的一部分。控制系统可以是具有主控制器、群集控制器和自主远程控制器的闭环控制器，诸如在于2011年3月8日授权的题为“Scalable Motion Control System(可缩放运动控制系统)”的美国专利第7,904,182号中公开的那些，所述美国专利的公开内容以全文引用方式并入本文中。在其他方面中，可以利用任何合适的控制器和/或控制系统。控制器11091包括任何合适的存储器和处理器，其包括用于操作半导体工具站11090以实现如本文中所描述的对衬底S的处理(参见图1C)的非暂时性程序代码。控制器11091被构造成确定衬底相对于末端执行器和/或衬底保持站的位置以实现对衬底S的拾取和放置(图1C)。在一个方面中，控制器11091被构造成接收对应于衬底运输装置/机器人的末端执行器和/或运输臂的一个或多个特征的检测信号，并且确定衬底相对于末端执行器和/或衬底保持站的位置以实现对衬底的拾取和放置和/或一个或多个末端执行器尖齿的位置。
在一个方面中，大气前端11000通常包括装载端口模块11005和微环境11060，诸如例如设备前端模块(EFEM)。装载端口模块11005可以是到符合SEMI标准E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9的用于300mm装载端口、前部开口或底部开口的箱子/舱和盒的工具标准(BOLTS)接口的开箱器/箱装载器。在其他方面中，装载端口模块11005可以被构造为200mm衬底接口或450mm衬底接口或任何其他合适衬底接口，诸如例如更大或更小衬底或用于平板示出器的扁平面板。虽然在图1A中示出两个装载端口模块11005，但是在其他方面中，任何合适数量的装载端口模块11005可以被包含到大气前端11000中。装载端口模块11005可以被构造成从高架运输系统、自动导引车辆、人导引车辆、轨道导引车辆或者从任何其他合适运输方法接收衬底载架或盒11050。装载端口模块11005可以通过装载端口11040与微环境11060接口连接。在一个方面中，装载端口11040允许衬底在衬底盒11050和微环境11060之间的通过。
在一个方面中，微环境11060通常包括并入本文中所描述的所公开实施例的一个或多个方面的任何合适衬底运输装置11013。在一个方面中，衬底运输装置11013可以是诸如例如在美国专利6,002,840(其公开内容以其全文引用方式并入本文中)中所描述的轨道安装式机器人，或者在其他方面中，具有任何合适构造的任何其他合适衬底运输装置11013。微环境11060可以为多个装载端口模块与真空后端11020之间的衬底传送提供受控清洁区。
真空负载锁11010可以位于微环境11060和真空后端11020之间，并且连接到微环境11060和真空后端11020。应注意的是，如本文中所使用的术语真空可以表示其中加工衬底的高真空，诸如10-5托或以下。真空负载锁11010通常包括大气和真空槽阀。所述槽阀可以提供环境隔离，所述环境隔离用于在从大气前端11000装载衬底之后抽空负载锁并且在用惰性气体(诸如氮气)为所述负载锁排气时维持运输室中的真空。在一个方面中，负载锁11010包括对准器11011，用于将衬底的基准对准到用于加工的所期望位置。在其他方面中，真空负载锁11010可以位于衬底加工装置11090的任何合适位置中，并且具有任何合适构造和/或计量装备。
真空后端11020通常包括运输室11025、一个或多个加工站或模块11030以及任何合适运输机器人或装置11014。衬底运输装置11014将在下文被描述，并且可以位于运输室11025内以在真空负载锁11010与各种加工站11030之间运输衬底。加工站11030可以通过各种沉积、蚀刻或其他类型的工艺在衬底上操作以在衬底上形成电路系统或其他所期望结构。典型工艺包括(但不限于)使用真空的薄膜工艺，诸如等离子体蚀刻或其他蚀刻工艺、化学气相沉积(CVD)、等离子气相沉积(PVD)、注入(诸如离子注入)、计量、快速热处理(RTP)、干法剥离原子层沉积(ALD)、氧化/扩散、氮化物的形成、真空光刻、外延(EPI)、引线接合器以及蒸镀或使用真空压力的其他薄膜工艺。加工站11030连接到运输室11025以允许衬底从运输室11025传递到加工站11030，反之亦然。在一个方面中，装载端口模块11005和装载端口11040大致直接联接到真空后端11020，使得安装在装载端口上的盒11050与传送室11025的真空环境和/或加工站11030的加工真空(例如加工真空和/或在加工站11030与盒11050之间延伸并且在加工站11030与盒11050之间共用的真空环境)大致直接接口连接(例如在一个方面中，省略至少微环境11060，而在其他方面中，还省略真空负载锁11010，使得盒11050按类似于真空负载锁11010的方式抽至真空)。
现在参考图1C，示出了线性衬底加工系统2010的示意性平面图，其中工具接口区段2012安装到运输室模块3018，使得工具接口区段2012大致面向(例如向内)运输室模块3018，但从运输室模块3018的纵向轴线LXA偏移。运输室模块3018可以通过将其他运输室模块3018A、3018I、3018J附接到接口2050、2060、2070而沿任何合适方向延伸，如在先前以引用方式并入本文中的美国专利第8,398,355号中所述。每一运输室模块3018、3018A、3018I、3018J包括任何合适衬底运输器2080(其可以包括本文中描述的所公开实施例的一个或多个方面)，用于在整个线性衬底加工系统2010中运输衬底S，并且运输衬底S进出例如加工模块PM(其在一个方面中大致类似于上文所述的加工站11030)。如可以认识到的，每一运输室模块3018、3018A、3018I、3018J可能能够保持隔离或受控气氛(例如N2、清洁空气、真空)。
参考图1D，示出了诸如可以沿着线性运输室416的纵向轴线LXB截取的示例性加工工具410的示意性正视图。在图1D中所示的所公开实施例的方面中，工具接口区段12可以代表性地连接到线性运输室416。在此方面中，工具接口区段12可以限定线性运输室416的一端。如图1D中所见，线性运输室416可以例如在与工具接口站12相对的端部处具有另一衬底进入/离开站412。在其他方面中，可以提供用于插入衬底/从线性运输室416去除衬底的其他进入/离开站。在一个方面中，工具接口区段12和进入/离开站412可以允许衬底从加工工具410的装载和卸载。在其他方面中，衬底可以从一端装载到加工工具410中，并且从另一端移除。在一个方面中，线性运输室416可以具有一个或多个传送室模块18B、18i。每一传送室模块18B、18i可能能够保持隔离或受控气氛(例如N2、清洁空气、真空)。如前所述，形成图1D中所示的线性运输室416的运输室模块18B、18i、负载锁模块56A、56和衬底站的构造/布置仅是示例性的，并且在其他方面中，运输室可以具有按任何所期望模块化布置设置的更多或更少的模块。在所示方面中，衬底进入/离开站412可以是负载锁。在其他方面中，负载锁模块可以位于端部进入/离开站(类似于站412)之间，或者邻接运输室模块(类似于模块18i)可以被构造成充当负载锁。
还如前所述，运输室模块18B、18i中定位有一个或多个对应衬底运输装置26B、26i，其可以包括本文中描述的所公开实施例的一个或多个方面。相应运输室模块18B、18i的衬底运输装置26B、26i可以协作以在线性运输室416中提供线性分布的衬底运输系统。在此方面中，衬底运输装置26B、26i(其可以大致类似于图1A和图1B中示出的群集工具的衬底运输装置11013、11014)可以具有一般SCARA臂构造(尽管在其他方面中，所述衬底运输装置可以具有任何其他所期望布置，诸如例如，如图2B中所示的线性滑动臂214或具有任何合适臂联动机构的其他合适臂。可以例如在于2009年8月25日授权的美国专利第7,578,649号、于1998年8月18日授权的美国专利第5,794,487号、于2011年5月24日授权的美国专利第7,946,800号、于2002年11月26日授权的美国专利第6,485,250号、于2011年2月22日授权的美国专利第7,891,935号、于2013年4月16日授权的美国专利第8,419,341号以及题为“DualArm Robot(双臂机器人)”并且于2011年11月10日提交的美国专利申请第13/293,717号和题为“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm(一种具有Z向运动和铰接臂的线性真空机器人)”并且于2013年9月5日提交的第13/861,693号中找到臂联动机构的合适示例，这些专利的公开内容全部以其全文引用方式并入本文中。
在所公开实施例的方面中，所述至少一个衬底运输装置可以具有称为SCARA(选择性顺应式铰接机器人臂)类型设计的一般构造，其包括上臂、前臂和末端执行器，或者形成伸缩臂或任何其他合适臂设计。在一个方面中，所述臂可以具有带驱动的构造、连续回路构造或任何其他合适构造，如下文将进一步描述的。可以例如在于2008年5月8日提交的题为“Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing aMechanical Switch Mechanism(具有利用机械开关机构的多个可移动臂的衬底运输装置)”的美国专利申请第12/117,415号和于2010年1月19日授权的美国专利第7,648,327号中找到传送臂的合适示例，这些美国专利的公开内容以其全文引用方式并入本文中。传送臂的操作可以彼此独立(例如每一臂的伸出/缩回与其他臂无关)，可以通过空动开关(lostmotion switch)操作，或者可以按任何合适方式可操作地连接，使得所述臂共享至少一个共用驱动轴线。SCARA臂可以具有一个连杆、两个连杆或任何合适数量的连杆，并且可以具有任何合适驱动滑轮布置，诸如2:1肩部滑轮与肘部滑轮布置以及1:2肘部滑轮与腕部滑轮布置。在再其他方面中，衬底运输装置可以具有任何其他所期望布置，诸如蛙腿臂216(图2A)构造、跳蛙臂217(图2D)构造、双对称臂218(图2C)构造或任何其他合适构造。
在另一方面中，参考图2E，传送臂219包括至少第一和第二铰接臂219A、219B，其中每一臂219A、219B包括被构造成将至少两个衬底S1、S2并排保持在共用传送平面中的末端执行器219E(末端执行器219E的每一衬底保持位置共享用于拾取和放置衬底S1、S2的共用驱动器)，其中衬底S1、S2之间的间距DX对应于并排衬底保持位置之间的固定间距。可以在于2001年5月15日授权的美国专利6,231,297、于1993年1月19日授权的美国专利5,180,276、于2002年10月15日授权的美国专利6,464,448、于2001年5月1日授权的美国专利6,224,319、于1995年9月5日授权的美国专利5,447,409、于2009年8月25日授权的美国专利7,578,649、于1998年8月18日授权的美国专利5,794,487、于2011年5月24日授权的美国专利7,946,800、于2002年11月26日授权的美国专利6,485,250、于2011年2月22日授权的美国专利7,891,935以及题为“Dual Arm Robot(双臂机器人)”并且于2011年11月10日提交的美国专利申请第13/293,717号和题为“Coaxial Drive Vacuum Robot(同轴驱动真空机器人)”并且于2011年10月11日提交的美国专利申请第13/270,844号中找到衬底运输装置的合适示例，这些美国专利的公开内容均以其全文引用方式并入本文中。在一个方面中，所公开实施例的方面并入到线性运输梭的衬底运输装置中，诸如例如在美国专利第8,293,066号和第7,988,398号中描述的那些，这些美国专利的公开内容以其全文引用方式并入本文中。
在图1D中所示的所公开实施例的方面中，衬底运输装置26B、26i的臂可以被布置成提供可以称为快速交换布置的东西，从而允许运输器迅速地从拾取/放置位置交换衬底(例如从衬底保持位置拾取衬底，并且然后立即将衬底放置到相同衬底保持位置)。衬底运输装置26B、26i可以具有任何合适驱动区段(例如同轴布置的驱动轴、并排驱动轴、水平相邻电机、竖直堆叠的电机)，用于按任何合适数量(N)的自由度(DOF)为每一臂提供运动学运动(例如表现为臂连杆(例如，上部/前臂)的单独运动轴线(诸如Ri、Φi)和臂110的每一末端执行器的单独运动轴线，并且由每一臂连杆(上部、前臂、末端执行器)围绕其对应支撑接头的每一单独旋转轴线限定)。如图1D中所见，在此方面中，模块56A、56、30i可以间隙地位于传送室模块18B、18i之间，并且可以限定合适加工模块、负载锁LL、缓冲站、计量站或任何其他所期望站。例如，间隙模块(诸如负载锁56A、56以及衬底站30i)可以均具有固定衬底支撑件/架子56S1、56S2、30S1、30S2，其可以与衬底运输装置协作以实现沿着线性运输室416的纵向轴线LXB运输衬底通过线性运输室416的长度。
举例来说，衬底可以由工具接口区段12装载到线性运输室416中。衬底可以借助接口区段的运输臂15定位在负载锁模块56A的支撑件上。负载锁模块56A中的衬底可以通过模块18B中的衬底运输装置26B在负载锁模块56A与负载锁模块56之间移动，并且借助衬底运输装置26i(模块18i中)按类似且连续方式在负载锁56与衬底站30i之间移动，并且借助模块18i中的衬底运输装置26i在站30i与站412之间移动。此过程可以全部或部分颠倒以沿相反方向移动衬底。因此，在一个方面中，衬底可以沿着纵向轴线LXB沿任何方向移动，并且沿着运输室416移动到任何位置，并且可以装载到与运输室416连通的任何所期望模块(加工或以其他方式)和从所述模块卸载。在其他方面中，具有静态衬底支撑件或架子的间隙运输室模块可以不提供在运输室模块18B、18i之间。在此类方面中，邻接运输室模块的运输臂可以直接从末端执行器或一个运输臂向另一运输臂的末端执行器传递衬底以移动衬底通过运输室416。
加工站模块可以通过各种沉积、蚀刻或其他类型的工艺在衬底上操作以在衬底上形成电路系统或其他所期望结构。加工站模块连接到运输室模块以允许衬底从运输室416传递到加工站，反之亦然。在先前以全文引用方式并入的美国专利第8,398,355号中描述了具有与图1D中绘示的加工装置类似的一般特征的加工工具的合适示例。
图1E是半导体工具站11090A的示意性图解，其可以大致类似于上述半导体工具站。此处，半导体工具站11090A包括连接到共用大气前端11000的单独/不同直列式加工区段11030SA、11030SB、11030SC。在此方面中，直列式加工区段11030SA、11030SB、11030SC中的至少一者被构造成加工衬底S1、S2、S3，衬底S1、S2、S3具有与在其他直列式加工区段11030SA、11030SB、11030SC中加工的衬底不同的预先确定的特性。例如，所述预先确定的特性可以是衬底的大小。在一个方面中，仅出于示例性目的，直列式加工区段11030SA可以被构造成加工200mm直径衬底，直列式加工区段11030SB可以被构造成加工150mm衬底，并且直列式加工区段11030SC可以被构造成加工300mm衬底。在一个方面中，衬底运输装置11013、11014中的至少一者被构造成借助共用末端执行器运输不同大小的衬底S1、S2、S3。在一个方面中，装载端口模块11050中的每一者可以被构造成在共用装载端口模块上保持盒11050并且与其接口连接，盒11050保持不同大小的衬底S1、S2、S3。在其他方面中，每一装载端口模块11050可以被构造成保持对应于预先确定的大小的衬底的预先确定的盒。相对于单个衬底分批加工，借助至少一个共用衬底运输装置11013、11014加工不同大小的衬底可以增加产出量，并且减少机器停机时间。
图1F是半导体工具站11090B的示意性图解，其大致类似于半导体工具站11090。然而，在此方面中，加工模块11030和装载端口模块11005被构造成加工具有不同大小的衬底，如上文关于半导体工具站11090A所述。在此方面中，加工模块11030可以被构造成加工具有不同大小的衬底，或者在其他方面中，加工模块可以提供成对应于在半导体工具站11090B中加工的不同大小衬底。
参考图1G和图1H，所公开实施例的方面可以被包含到分拣机和/或储料器中。在一个方面中，可以使用分拣机和/或储料器来分拣或储存衬底(诸如上文所述的那些)。作为一示例，图1G和图1H示出操纵设备12000，其大致类似于在于2010年4月20日授权的美国专利第7,699,573号中描述的操纵设备，所述美国专利的公开内容以其全文引用方式并入本文中。此处，操纵设备12000可以被构造成操纵衬底(诸如光刻版(reticle))，但是在其他方面中，操纵设备12000可以被构造成操纵任何合适衬底。操纵设备12000可以是模块化设备，其具有壳体12200，用于维持壳体12200内的洁净室环境。操纵设备12000包括输入/输出站12700，输入/输出站12700集成到包括面板12600的壳体12200中。每一面板12600属于也是模块化的输入/输出单元12800。相应面板12600的开口12900的一个边缘设置有至少大致对应于待由操纵设备12000加工的每一类型的衬底(诸如例如，光刻版运输箱)的外轮廓的轮廓。开口12900被构造成使得衬底可以通过开口12900输入到操纵设备12000/从操纵设备12000输出。在一个方面中，操纵设备12000还包括抽屉12170、12160，抽屉12170、12160是输入/输出站12700的额外输入/输出单元12800的部件。抽屉12170、12160可以具有不同结构高度，并且可以被拉出以容纳较大运输箱，例如，可以容纳多于一个衬底的那些运输箱，即，较大运输箱可以通过抽屉12160、12170引入到操纵设备12000中。操纵设备12000还包括至少一个衬底运输装置11014，其大致类似于本文中描述的那些衬底运输装置。至少一个衬底运输装置11014被构造成在操纵设备12000内运输一个或多个衬底以进行分拣、储存或者用于任何其他加工操作。应注意，本文中描述的操纵设备12000的构造是示例性的，并且在其他方面中，操纵设备12000可以具有任何合适构造，用于按任何合适方式分拣和/或储存衬底。
在一个方面中，操纵设备12000可以包括在上述图1A-图1F的半导体工具站中。例如，在一个方面中，操纵设备12000可以被包含在半导体工具站/系统11090、2010、11090A、11090B的大气前端11000中作为装载端口和/或大气传送室；而在其他方面中，操纵设备12000可以被包含在半导体工具站/系统11090、2010、11090A、11090B的真空后端11020中作为加工模块和/或传送室。在一个方面中，操纵设备12000可以代替真空后端11020联接到大气前端11000。可以认识到，包含所公开实施例的方面的操纵设备12000可以使用共用末端执行器将大量不同形状和/或大小的衬底存储在共用壳体中。
现在参考图3和图3A，根据所公开实施例的方面示出示例性衬底运输装置100。衬底运输装置100大致类似于上文参考图1A-1H所述的衬底运输装置，并且可以包括上文参考图2A-2E所述的臂构造中的一者或多者。衬底运输装置100可以用于任何合适大气或真空环境中，诸如上文关于半导体工具站描述的那些大气或真空环境。如图3中可见，在一个方面中，衬底运输装置100包括框架106、至少一个衬底运输臂110以及安装到框架106并且联接到衬底运输臂110的基座/壳体120。在一个方面中，基座120包括设置在其中并且联接到衬底运输臂110的驱动区段125。任何合适控制器(诸如上述控制器11091)可以连接到驱动区段125，并且包括用于实现如本文中所述的衬底运输装置100的操作的任何合适程序代码。
在一个方面中，驱动区段125是四轴线式驱动区段，而在其他方面中，驱动区段125可以包括任何合适数量的驱动轴线，例如，两个、三个或者多于四个轴线。在一个方面中，驱动区段125通常包括同轴驱动轴组件126以及多于一个电机125M1-125M4。可以认识到，多于一个电机125M1-125M4可以具有任何合适布置(诸如水平相邻、竖直堆叠或任何其他合适布置(如本文中将描述的))，并且可以位于共用壳体(即，基座/壳体120)中。还应注意的是，本文中描述的驱动电机可以是永磁电机、可变磁阻电机(具有带有对应线圈单元的至少一个凸极以及具有导磁材料的至少一个凸极的至少一个相应转子)或任何其他合适驱动电机。
如图中3A示出，根据所公开实施例的方面示出驱动区段125。在此方面中，驱动区段125具有同轴驱动布置，然而，其他方面可以具有任何合适驱动布置。在此方面中，驱动区段125设置在至少部分容纳驱动轴组件126的共用壳体120中，其中驱动区段125包括四个驱动轴126S1-126S4和四个电机125M1-125M4。虽然衬底运输装置100的驱动区段125在图3和图3A中示出为具有四个电机和四个驱动轴，但是图4-7中绘示的其他示例性驱动区段构造可以具有任何合适数量的电机和驱动轴以及任何合适构造。
例如，图4中示出的驱动区段125'包括两电机离轴构造(two motor off axisconfiguration)，使得两个驱动轴126S1、126S2同轴布置，并且两个电机125M1、125M2从同轴驱动轴126S1、126S2交错/离轴布置。在此方面中，任何合适传动装置127T1、127T2将电机125M1、125M2联接到相应驱动轴126S1、126S2。图5中示出的驱动区段125”包括三电机同轴构造，使得三个驱动轴126S1-126S3同轴布置，并且三个电机125M1-125M3在同轴布置中竖直堆叠。图6中示出的驱动区段125”'包括四电机嵌套或同心构造，使得四个驱动轴126S1-126S4同轴布置，并且四个电机125M1-125M4按嵌套同轴布置来布置。例如，电机125M2嵌套在电机125M1内(例如，由电机125M1径向环绕)，并且电机125M3嵌套在电机125M4内。嵌套电机125M1、125M2相对于嵌套电机125M3、125M4同轴布置，使得嵌套电机125M1、125M2同轴设置在嵌套电机125M3、125M4上方。图7中示出的驱动区段125””包括三个同轴驱动轴126S1-126S3和三个电机125M1-125M3。电机中的两者125M1、125M2按上文参考图6所述的方式，并且堆叠在第三电机125M3上方或下方。应注意的是，在例如图6和图7中绘示的具有沿着竖直轴线在不同高度L1、L2处一个堆叠在另一个上方的嵌套电机的电机构造中，电机的不同高度小于由电机限定的自由度的单独个数，并且驱动/电机组件相对于臂110设置在半导体工具站内，使得臂100设置在地板上方预先确定的标准高度H处。在美国专利第6,485,250号、第5,720,590号、第5,899,658号和第5,813,823号中描述驱动区段布置的其他合适示例，而驱动系统布置的其他合适示例包括在题为“Robot Drive with Magnetic SpindleBearings(具有磁主轴轴承的驱动器)”并且于2008年6月27日提交的美国专利申请序列号12/163,996中描述的驱动区段布置，这些美国专利申请的公开内容以其全文引用方式并入本文中。
再次参考图3A，驱动区段125的第一电机125M1包括连接到外部驱动轴126S1的定子125ST1和转子125RT1。驱动区段125的第二电机125M2包括连接到内部驱动轴126S2的定子125ST2和转子125RT2。驱动区段125的第三电机125M3包括连接到驱动轴126S3的定子125ST3和转子125RT3。驱动区段125的第四电机125M4包括连接到第四驱动轴126S4的定子125ST4和转子125RT4。四个电机125M1-125M4的四个定子125ST1-125ST4在共用壳体120内的不同竖直高度或位置处固定地附接到共用壳体120。虽然电机125M1-125M4示出为电机125M1在共用壳体120的顶部部分处、后跟直接位于电机125M1下方的电机125M3、直接位于电机125M3下方的电机125M4，并且电机125M2位于共用壳体120的底部部分处，但是可以利用电机125M1-125M4的任何合适布置以用于驱动相应驱动轴126S1-126S4。
在一个方面中，四个电机125M1-125M4的定子125ST1-125ST4可以位于“外部”或“非密封”环境中，所述“外部”或“非密封”环境通过采用任何合适隔离壁或屏障300而与一气氛隔离，衬底运输臂110在所述气氛中操作(衬底运输臂操作所在的气氛在本文中称为“密封”环境，其可以是真空或任何其他合适环境)，而转子125RT1-125RT4位于密封环境内。应注意的是，如本文中所使用的术语“隔离壁”可以是指由任何合适非铁磁材料制成的壁，其可以设置在驱动区段和/或传感器(与驱动器相关联)的移动部分与驱动区段和/或传感器的对应固定部分之间。在一个方面中，屏障300可以是“罐头密封件”，其是为驱动区段125的电机125M1-125M4所共用的一个大致连续密封件以经由气密密封的非磁性壁使电机转子与对应电机定子隔离。可以例如在于2014年11月13日提交的并且题为“Sealed RobotDrive(密封机器人驱动器)”的美国申请第14/540,072号中找到“罐密封件”的合适示例。应该认识到，如果衬底运输装置100仅打算用于大气环境中(诸如衬底加工装置11090的大气前端11000内)(图1)，则无需提供隔离壁或屏障300。如上所述，电机125M1-125M4的转子125RT1-125RT4中的每一者连接到相应驱动轴126S1-126S4，并且通常包括永磁体，但是可以替代性地包括并不具有永磁体的磁感应转子。
在一个方面中，驱动轴126S1-126S4可以由任何合适轴承BR机械地支撑在共用壳体/基座120内。在其他方面中，驱动轴126S1-126S4可以按诸如在于2012年10月9日授权的题为“Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings(具有磁主轴轴承的机器人驱动器)”的美国专利第8,283,813号以及于2011年8月30日授权的题为“Substrate ProcessingApparatus with Motors Integral to Chamber Walls(具有集成到室壁的电机的衬底加工装置)”的美国专利第8,008,884号中描述的任何合适方式磁悬浮(例如基本上无接触)例如在基座120内，这些美国专利的公开内容以其全文引用方式并入本文中。驱动区段125的每一驱动轴126S1-126S4由其相应电机125M1-125M4驱动，如下文将进一步描述的。
仍参考图3和图3A，在一个方面中，驱动区段125包括运动学部分125KP和附件部分125AP。例如，多于一个电机125M1-125M4中的至少一者限定驱动区段125的运动学部分125KP(例如，电机125M1-125M3限定图3和图3A中的运动学部分125KP)，并且多于一个电机125M1-125M4中的至少另一者限定驱动区段125的附件部分125AP(例如，电机125M4限定图3和图3A中的附件部分125AP)。附件部分125AP与运动学部分125KP相邻地例如位于基座120中。虽然运动学部分125KP和附件部分125AP绘示为位于基座120中，但是运动学部分125KP和附件部分125AP可以彼此相邻地位于衬底运输装置100的肩关节111J、肘关节112J或任何其他合适位置上，诸如位于上臂连杆111或前臂连杆112内。
可以认识到，运动学部分125KP可以包括多于一个电机125M1-125M4中的N个电机，而附件部分125AP包括多于一个电机125M1-125M4中的至少另一电机，其不同且区别于运动学部分125KP的N个电机。例如，在具有两个电机125M1、125M2的驱动区段中，诸如图4中示出的驱动区段125'，所述N个电机是一个电机(例如，电机125M1)，使得运动学部分125KP包括两个电机125M1、125M2中的一者，而两个电机125M1、125M2中的其他电机(例如，125M2)限定附件部分125AP。在另一示例中，在具有三个电机125M1-125M3的驱动区段中，诸如图5和图7中示出的驱动区段125”和125””，所述N个电机是两个电机(例如，125M1、125M2)，使得运动学部分125KP包括三个电机125M1-125M3中的两者，而三个电机125M1-125M3中的其他电机(例如，125M3)限定附件部分125AP。在另一示例中，在具有四个电机125M1-125M4的驱动区段中，诸如图3A和图6中示出的驱动区段125和125”'，所述N个电机是三个电机(例如，125M1-125M3)，使得运动学部分125KP包括四个电机125M1-125M4中的三者，而四个电机125M1-125M4中的其他电机(例如，125M4)限定附件部分125AP。通常，运动学部分125KP的N个电机中的每一电机被提供成独立地(单独或组合)驱动并且实现衬底运输臂110的运动学运动，使得N个电机中的每一电机提供单独驱动轴线T1、T2、…Tn，所述单独驱动轴线在每一臂连杆关节(111J、112J)和腕关节113J处实现为对应单独旋转轴线，其单独或组合地产生衬底运输臂110的可以被描述为(R、θ、Φ)的运动。可以认识到，在运动学部分125KP中具有N＝3个电机的衬底运输臂110具有三个自由度(R、θ、Φ)的运动学运动。具有N＝2个电机的衬底运输臂110，运动学部分125KP具有两个自由度(R、θ)或(R、Φ)的运动学运动。具有N＝4个电机的衬底运输臂110，运动学部分125KP具有四个自由度(R1、R2、θ、Φ)的运动学运动。在图3中所示的示例中，描述臂连杆111、112的从衬底运输臂110的肩部到腕部和末端执行器113的运动路径MP(例如，所述运动路径可以从一个站到另一站-参见图1B)的自由度将在下文被进一步描述。通常，运动学运动包括衬底运输臂110沿着运动路径MP相对于框架的移位。另外，应理解的是，虽然在以上示例中，附件部分125AP被描述为具有一个电机，但是在其他方面中，附件部分125AP可以包括任何合适数量的电机，用于驱动设置在例如衬底运输臂110上的任何合适数量的附件/给所述附件提供动力。
现在参考图3-3A以及图8-9，如上所述，衬底运输装置100包括至少一个衬底运输臂110，其安装到基座120并且联接到驱动区段125。应注意的是，使用图3-3A的四电机驱动系统作为一示例，并且下文描述的所公开实施例的方面同样适用于图4-7中示出的驱动区段构造或任何其他合适驱动区段。在一个方面中，至少一个衬底运输臂110可以是任何合适铰接臂。在一个方面中，至少一个衬底运输臂110可以是SCARA臂。在其他方面中，衬底运输臂110可以具有大致类似于先前参考图2A-2E所述的臂中的任一者或多者的构造，所述臂是诸如蛙腿臂216构造、跳蛙臂217构造、双对称臂218构造或任何其他合适构造。如图8中所见，所述衬底运输装置包括一个衬底运输臂110，而在图9中，衬底运输装置100包括两个衬底运输臂110A、110B。除非另有说明，否则每一衬底运输臂110A、110B可以大致类似于图8中绘示的臂。在一个方面中，每一臂110A、110B可以可单独地操作，其中每一臂独立于其他臂延伸和缩回，而在其他方面中，臂110A、110B可以共享共用电机，使得所述共用电机基本上一致地延伸和缩回臂110A、110B。在一个方面中，每一臂连杆111、112、113可以由驱动区段125的相应自由度驱动，而在其他方面中，连杆111、112、113中的一者或多者可以如下文将进一步描述的那样是从动的。在一个方面中，至少一个衬底运输臂110包括上臂连杆111、前臂连杆112和至少一个末端执行器113。上臂连杆111围绕肩关节111J的肩旋转轴线111SA在上臂连杆111的近侧端部处可旋转地连接到基座120。前臂连杆112围绕肘关节112J的肘旋转轴线112EA在前臂连杆112的近侧端部处可旋转地连接到上臂连杆111的远侧端部。末端执行器113围绕腕关节113J的腕旋转轴线113WA可旋转地联接到前臂连杆112的远侧端部。虽然仅单个末端执行器113被示出为联接到腕关节113J，但是在其他方面中，任何合适数量的末端执行器可以联接到腕关节113J以实现衬底的批量传送或衬底的快速交换。在一个方面中，在衬底运输臂110的每一连杆被单独驱动的情况下，衬底运输臂110的每一连杆(即，上臂连杆111、前臂连杆112和末端执行器113)借助相应传动装置127T1-127T3联接到相应驱动轴126S1-126S3，如下文将进一步描述的。
在其他方面中，衬底运输臂110的一个或多个连杆可以从动于另一臂连杆或基座120，使得衬底运输臂110借助比具有遵循预先确定的运动路径MP的末端执行器113的臂连杆(参见图1B)少的电机延伸和缩回。例如，参考图9，驱动区段125的运动学部分125KP可以包括电机125M1-125M4，而附件部分125AP包括电机125M5、125M6。运动学部分125KP的电机联接到相应驱动轴126S1-126S4以驱动衬底运输臂110A、110B。可以认识到，电机125M1联接到驱动轴126S1以驱动衬底运输臂110B的上臂连杆111B，并且电机125M2联接到驱动轴126S2以驱动衬底运输臂110B的前臂连杆112B。末端执行器113B经由传动装置127TB从动于上臂连杆111B。电机125M3联接到驱动轴126S3以驱动衬底运输臂110A的上臂连杆111A。电机125M4联接到驱动轴126S4以驱动衬底运输臂110A的前臂连杆112A。大致类似于臂110B，末端执行器113A经由传动装置127TA从动于上臂连杆111A。附件部分125AP的电机125M5、125M6联接到相应衬底运输臂110A、110B上的相应附件设备130。例如，电机125M5联接到驱动轴126S5。传动装置127T5联接到驱动轴126S5并且通过衬底运输臂110B馈送到肘关节112JB，在肘关节112JB处，将动力提供到附件设备130B。衬底运输臂110A具有与衬底运输臂110B大致类似的附件馈通，使得电机125M6联接到驱动轴126S6。传动装置127TA联接到驱动轴126S6并且馈通到肘关节112JA，在肘关节112JA处，将动力提供到附件设备130A。
在一个方面中，衬底运输臂110具有运动学部分125KP的由多于一个驱动电机125M1-125M4中的N个限定的N个自由度。例如，如图3、图3A和图8中所示，上臂连杆111、前臂连杆112和末端执行器113经由驱动轴126S1-126S3联接到驱动区段125的运动学部分125KP的相应电机125M1-125M3。可以认识到，第一驱动轴126S1驱动地连接到电机125M1，用于驱动上臂连杆111围绕肩关节111J的肩旋转轴线111SA的旋转。第二驱动轴126S2(其在此方面中与第一驱动轴126S1同心/同轴)驱动地连接到电机125M2，用于驱动前臂连杆112围绕肘关节112J的肘旋转轴线112EA的旋转。第三驱动轴126S3(其在此方面中与第一和第二驱动轴126S1、126S2同心/同轴)驱动地连接到电机125M3，用于驱动末端执行器113围绕腕关节113J的腕旋转轴线113WA的旋转。
参考图3、图3A和图8，如上所述，驱动区段125的运动学部分125KP联接到衬底运输臂110并且被构造成驱动相应驱动轴126S1-126S3，使得运动学部分125KP实现衬底运输臂110的运动学运动。在一个方面中，衬底运输臂110的运动学运动路径由N个自由度中的至少一者描述。为了驱动每一连杆111、112、113，如上所述，衬底运输臂110包括一个或多个传动装置127T1-127T3。例如，第一传动装置127T1包括使驱动轴126S1驱动地联接到上臂连杆111的联接件306。第二传动装置127T2包括滑轮301、303和传动构件304，用于使驱动轴126S2驱动地联接到前臂连杆112。第三传动装置127T3包括滑轮305、307、311、320、传动构件309、310和柱308，用于使驱动轴126S3驱动地联接到末端执行器113。
上臂连杆111经由第一传动装置127T1固定地附接到外部驱动轴126S1，使得上臂连杆111与驱动轴126S1一起作为一单元围绕肩旋转轴线111SA旋转。第二传动装置127T2的滑轮301固定地附接到驱动轴126S2，以便与驱动轴126S2一起作为一单元围绕肩旋转轴线111SA旋转。第二传动装置127T2的滑轮303围绕肘旋转轴线112EA安装到上臂连杆111的内表面。传动构件304在滑轮301与滑轮303之间延伸。应该认识到，可以使用任何合适类型的传动构件来联接滑轮301、303，诸如例如，皮带、带或链条，并且此外，传动构件可以具有任何合适构造，诸如分叉带传动装置或连续回路传动装置。可以例如在题为“SubstrateTransport Apparatus(衬底运输装置)”并且于2014年8月26日提交的美国专利申请第14/469,260号以及于2016年1月5日授权的美国专利第9,230,841号中找到分叉带传动装置和连续回路传动装置的合适示例，这些美国专利的公开内容以其全文引用方式并入本文中。还应该认识到，虽然示出一个传动构件联接滑轮301、303，但是可以使用任何合适数量的传动构件来联接滑轮301、303(例如多于一个)。前臂连杆112固定地附接到滑轮303，以便与滑轮303一起围绕肘旋转轴线112EA旋转。如此，当驱动轴126S2旋转时，前臂连杆112围绕肘旋转轴线112EA旋转。
第三传动装置127T3的滑轮305固定地联接到驱动轴126S3，以便与驱动轴126S3一起作为一单元围绕肩旋转轴线111SA旋转。滑轮307安装到上臂连杆111的内表面，并且滑轮320安装到前臂连杆112的内表面，两个滑轮307、320围绕肘旋转轴线112EA安装，并且柱308延伸跨越联接两个滑轮307、320的铰接肘关节112J，使得滑轮307、320作为一单元围绕肘旋转轴线112EA旋转。传动构件309在滑轮305与滑轮307之间延伸。滑轮311围绕腕旋转轴线113WA安装到前臂连杆112的内表面。传动构件310在滑轮311与滑轮320之间延伸。末端执行器113固定地附接到滑轮311，以便与滑轮311一起围绕腕旋转轴线113EA旋转。如此，当驱动轴126S3旋转时，末端执行器113围绕腕旋转轴线113WA旋转。可以认识到，在此方面中，衬底运输臂110具有由三个电机125M1-125M3限定的3个自由度。在其他方面中，诸如在运动学部分125KP具有一个电机的情况下，衬底运输臂110可以具有从动构造，使得单个电机驱动可操作地联接到上臂连杆111、前臂连杆112和末端执行器113中的每一者的传动装置。
仍参考图3、图3A和图8，在一个方面中，驱动区段125的附件部分125AP可操作地联接到一个或多个附件设备130并且被构造成驱动所述一个或多个附件设备。在一个方面中，驱动区段125的附件部分125AP可操作地联接到一个或多个附件设备130，以便给一个或多个附件设备130提供动力和/或驱动所述一个或多个附件设备。在一个方面中，一个或多个附件设备130具有附属于衬底运输臂110的每一运动路径的自由度运动轴线。如上所述，驱动区段125的附件部分125AP具有与运动学部分125KP不同和有区别的电机。具有不同和有区别电机的附件部分125AP使得一个或多个附件设备130独立于衬底运输臂110的运动学运动(以及从而提供的每一运动路径)被驱动。
如图3、图3A和图8中所示，驱动区段125的附件部分125AP包括例如联接到驱动轴126S4的电机125M4。在一个方面中，衬底运输臂110进一步包括可移动地安装在衬底运输臂110内的至少另一传动装置127T4，其从基座120延伸穿过衬底运输臂110到达例如腕关节113J。至少另一传动装置127T4被构造成经由由附件部分125AP的电机125M4产生的驱动转矩驱动一个或多个附件设备130/给一个或多个附件设备130提供动力。如上所述，至少另一传动装置127T4独立于衬底运输臂110的运动学运动的自由度中的N个实现一个或多个附件设备130的驱动动力。在一个方面中，至少另一传动装置127T4包括滑轮312、313、317、321、传动构件312、316以及柱314、318。应注意的是，至少另一传动装置127T4可以包括或多或少的滑轮、传动构件以及柱，诸如在附件部分125AP并不从基座120一直延伸到腕关节113J的情况下。例如，在其他方面中，附件部分125AP的至少另一传动装置127T4可以从基座120部分延伸穿过衬底运输臂110到达例如肘关节112J或者例如前臂连杆112或上臂连杆111的任何其他部分。
仍参考图8，如图示出，至少另一传动装置127T4的滑轮312固定地联接到驱动轴126S4以便与驱动轴126S4一起作为一单元围绕肩轴线111SA旋转。滑轮313安装到上臂连杆111的内表面，并且滑轮321安装到前臂连杆112的内表面，两个滑轮313、321借助延伸跨越铰接肘关节112J并且联接两个滑轮313、321的柱314围绕肘旋转轴线112EA安装，使得滑轮313、321作为一单元围绕肘旋转轴线112EA旋转。传动构件315在滑轮313与滑轮321之间延伸。滑轮317围绕腕旋转轴线113WA安装到前臂连杆112的内表面。传动构件316在滑轮316与滑轮321之间延伸。柱318联接到滑轮317并且沿着腕关节113J延伸，其中一个或多个附件设备130附接到柱308以便被驱动/提供动力，如下文将进一步描述的。如此，至少另一传动装置127T4将驱动区段125的附件部分125AP可操作地联接到一个或多个附件设备130。应注意的是，至少另一传动装置127S4的部件被定大小或以其他方式被构造成为运动学部分125KP和附件部分125AP提供足够运动，使得附件部分125AP具有足够运动自由度来没有约束地容纳衬底运输臂110的运动学运动，并且在整个衬底运输臂110运动范围内提供驱动转矩。例如，在传动构件315、316包括带的情况下，滑轮可以被定大小，并且带可以缠绕在滑轮周围达足以允许一个或多个附件设备130的操作、而不约束衬底运输臂110的移动的量。
在一个方面中，柱318可以包括附件驱动输出端口115，如下文将进一步描述的。如上所述，附件部分125AP的至少另一传动装置127T4可以不一直延伸穿过衬底运输臂110到达末端执行器113，并且可以部分延伸到例如前臂连杆112或上臂连杆111的例如肘关节112J或者任何其他部分。可以认识到，在附件部分125AP并不一直延伸穿过末端执行器113的情况下，驱动轴126S1-126S4和滑轮301、313、305、307、311、312、312、317、320、321的构造可以改变。
如上所述，附件部分125AP被构造成驱动一个或多个附件设备130或为其提供动力。在一个方面中，末端执行器113和/或衬底运输臂110可以包括联接到末端执行器113或在衬底运输臂110的任何合适位置处的一个或多个附件设备130。一个或多个附件设备130可以包括抓握机构130GM、衬底对准器130WA、发电机130PG和/或任何其他合适附件设备。如上所述可以利用分叉带传动装置或连续回路传动装置的驱动区段125的附件部分125AP被构造成给相应附件设备130GM、130WA、130PG的每一相应特性(例如，抓握、对准、发电或任何其他合适操作特性)提供动力和/或驱动所述每一相应特性。
仍参考图8，在一个方面中，一个或多个附件设备130中的每一者可以容易地与具有不同预先确定的特性的另一附件设备130PG、130WA、130GM交换。例如，衬底运输臂110可以是模块化臂，使得各自具有不同于其他附件设备130PG、130WA、130GM的预先确定的特性的相应预先确定的特性的不同附件设备130PG、130WA、130GM可以互换并且安装在模块化衬底运输臂上。在一个方面中，如图8中所见，所述模块化臂包括附件驱动输出端口115，其可以大致类似于动力输出装置。例如，在一个方面中，附件驱动输出端口115可以是释放联接件。在一个方面中，附件驱动输出端口115可以是具有内部花键的传动联接件(诸如例如柱318)中的一者的滑轮，末端执行器113或者一个或多个附件设备130插入到所述内部花键中或者联接到所述内部花键。在其他方面中，附件驱动输出端口115可以是用以将末端执行器113或者一个或多个附件设备130联接到衬底运输臂110的任何合适装置。
虽然如上所述示出为位于腕关节113J处，但是附件驱动输出端口115可以位于肘关节112J处、前臂连杆112上、上臂连杆111上或任何合适位置中。在一个方面中，附件驱动输出端口115被构造成接收末端执行器113或者一个或多个附件设备130，并且将末端执行器113或者一个或多个附件设备130与附件部分125AP的电机集成在一起，如本文中所述。
现在参考图10，抓握机构130GM按任何合适方式安装到末端执行器113，以便与由末端执行器113的衬底支撑表面601支撑的衬底S接口连接。抓握机构130GM包括可移动边缘抓握器602、603和604，其在附件部分125AP的电机125M4的原动力下朝向衬底S移动。例如，电机125M4通过传动装置127T4联接到抓握机构130GM以便驱动边缘抓握器602、603、604的移动。在一个方面中，传动装置127T4通过抓握机构130Gm的传动装置600联接到抓握机构130Gm的线性致动器606。在一个方面中，线性致动器606可以是螺杆或皮带驱动器，并且传动装置600可以是被构造成将柱318(以及附件驱动输出端口115)的旋转运动(参见图8)转变成驱动线性致动器606的运动的任何合适齿轮传动或其他传动装置。此处，线性致动器606的线性移动致使相应接触垫607、608和609接合衬底S的边缘。接触垫607、608和609可以均包括上唇部和下唇部，其间形成夹角，衬底边缘保持在所述夹角内。传动装置127T4通过衬底运输臂110馈送到位于腕关节113J处的附件驱动输出端口115，如上所述。驱动区段125的附件部分125AP的电机125M4(运动学部分125KP未示出)向附件驱动输出端口115提供驱动动力以使传动装置600转动。传动装置600致使线性致动器606致动抓握机构130GM抓握衬底S。在借此以其全文引用方式并入的美国专利申请序列号10/196,679(于2002年7月15日提交的)中描述可以应用所公开实施例的方面的主动抓握机构的另一合适示例。在其他方面中，末端执行器可以具有任何其他合适主动边缘抓握机构(诸如竖直抓握机构)来抓握衬底S的顶侧和/或背侧。
图11示出由发电机130PG供电的衬底映射/存在传感器。例如，末端执行器113包括定位在末端执行器113上的衬底存在传感器701，用于检测衬底S在末端执行器113上的存在或不存在。末端执行器113还可以包括映射传感器700，用于映射加工工具内的衬底(诸如堆叠在盒或缓冲器中的衬底)。在一个方面中，传感器700是透照传感器(through beamsensor)，其具有光束发射器700A和光束接收器700B。来自传感器700、701的信号可以按任何合适方式(诸如通过无线通信)传输到任何合适控制器，诸如控制器11091。传感器700、701由发电机130PG供电，在此方面中，发电机130PG位于腕关节113J上并且连接到附件驱动输出端口115。驱动区段125的附件部分125AP的电机125M4(运动学部分125KP未示出)向附件驱动输出端口115提供机械动力/原动力。附接到附件驱动输出端口115的发电机130PG由电机125M4驱动以产生电力来为传感器700、701和联接到传感器700、701的任何无线发射器供电。发电机130PG经由电力传输管道703连接到传感器700、701，电力传输管道703提供来自发电机130PG的电力以为传感器供电。
现在参考图12，衬底对准器130WA附件设备示出为按任何合适方式附接到末端执行器113，使得衬底对准器130WA将衬底S支撑在末端执行器113上。在此方面中，附件部分125AP包括两个电机(例如，125M4、125M5-应注意，驱动区段125的运动学部分125KP未示出)用于给衬底对准器130WA提供动力/驱动所述衬底对准器。衬底对准器130WA包括基座1200、卡盘1201以及电机1202。基座1200通常被构造成安装到衬底传送臂110的末端执行器113。卡盘1201可旋转地支撑在基座1200上。卡盘1201具有用于例如通过被动地边缘抓握衬底来保持衬底S的结构。电机1202至少部分设置在基座1200内，并且连接到卡盘1201以使卡盘1201相对于基座1200旋转。电机1202具有运动轴线R，当衬底被卡盘1201保持时，运动轴线R基本上延伸穿过衬底S的中心C。衬底对准器130WA进一步包括可提升支撑件1205，其从基座1200的上表面(沿由箭头Z指示的方向)升高或提升以从卡盘1201抬起衬底S。
电力由电机1202例如从发电机130PG接收，发电机130PG如上所述由附件部分125AP的电机125M4驱动。发电机130PG定位在前臂连杆112上，并且连接到也沿着前臂连杆112的长度设置的附件驱动输出端口115'(大致类似于附件驱动输出端口115)。传动装置127T4通过衬底运输臂110馈送到位于前臂连杆112处的附件驱动输出端口115'。附接到附件驱动输出端口115'的发电机130PG由电机125M4驱动以产生电力来经由电力传输管道703为电机1202供电以使卡盘1201旋转到所期望取向。
提供可提升支撑件1205用于在使用电机1202将卡盘1201重设到例如起始位置或调零位置以使卡盘1201与末端执行器113对准以便放置衬底S的同时使衬底S在衬底的旋转对准之后位于提升位置中。可以降低可提升支撑件1205以使衬底S返回到卡盘1201。因此，在重设卡盘1201位置的同时维持衬底S的取向。可提升支撑件1205由驱动区段125的附件部分125AP的第二电机125M2驱动/提供动力。传动装置127T5通过衬底运输臂110馈送到位于例如腕关节113J处的附件驱动输出端口115。可以利用任何合适传动装置1204(其可以大致类似于上文参考图10所述的传动装置600)来将机械原动力从附件驱动输出端口115提供到可提升支撑件1205。如上所述，衬底对准器130WA还可以被构造成用于检测缺失的衬底S和/或检测衬底厚度中的一者或多者。
在其他方面中，附件部分125AP的电机125M4可以用于经由来自附件部分125AP的电机125M4的反馈监测原位移动。例如，可以例如通过测量从电机125M4汲取的电流经由监测电机的转矩来实现原位移动监测。可以监测转矩以检测例如衬底S的抓握以确定衬底是否由抓握器机构130GM接合。可以认识到，在衬底与抓握器接合时，电机125M4的电流消耗将增加。如果衬底脱离接合，则电机125M4的电流消耗将减小。在其他方面中，编码器500(图5)可以包括在附件部分125AP的电机125M4上以通过经由编码器500监测电机的移位(即，旋转和移动)来识别衬底运输臂110的移位。
现在参考图13，示出包括用于驱动附件设备的单独机械馈通的衬底运输装置100的示例性操作的方法1000。在一个方面中，方法1000包括：提供衬底运输装置100的框架106(图13，框1001)。所述方法进一步包括：提供连接到框架106的衬底运输臂110，衬底运输臂110具有末端执行器113(图13，框1002)。方法1000进一步包括：提供驱动区段125，驱动区段125具有联接到衬底运输臂110的至少一个电机。驱动区段125的至少一个电机125M1-125M3限定驱动区段125的运动学部分125KP，并且与至少一个电机125M1-125M3相邻的另一电机125M4限定驱动区段125的附件部分125AP。另一电机125M4不同且区别于至少一个电机125M1-125M3(图13，框1003)。方法1000进一步包括：借助所述至少一个电机驱动衬底运输臂110的运动学运动以使衬底运输臂110沿着运动路径MP(参见图1B)相对于框架106移位(图13，框1003)。方法1000进一步包括：借助另一电机125M4独立于衬底运输臂110的运动学运动驱动一个或多个附件设备130(图13，框1004)。
现在参考图14，示出包括用于驱动附件设备的单独机械馈通的衬底运输装置100的示例性操作的方法1400。在一个方面中，方法1400包括：借助衬底运输装置100的衬底运输臂110从例如真空中的站拾取衬底(图14，框1401)。可以从任何合适站拾取衬底，诸如上文参考图1A-1H所述的那些站(即，装载端口、加工站、缓冲器等等)。方法1400进一步包括：沿着站之间的运动路径MP使衬底S和附件设备130与驱动区段125的附件部分125AP接口连接，并且借助任何合适传感器(例如，晶片定中心传感器或者用于感测可以例如定位在衬底运输臂110上或站中的任一者处的位置的任何其他合适传感器)从附件部分125AP感测衬底的位置(图14，框1402)。在感测所述位置时，驱动区段125的附件部分125AP的运动学部分125KP可以例如借助先前参考图12所述的衬底对准器WA设备调整所述位置(图14，框1403)。将衬底放置在另一站处，所述另一站可能不同于拾取所述衬底的站或者可能是相同站(图14，框1404)。
根据所公开实施例的一个或多个方面，提供一种衬底运输装置。所述衬底运输装置包括：框架；连接到所述框架的衬底运输臂，所述衬底运输臂具有末端执行器；以及驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的至少一个电机，其中所述至少一个电机限定所述驱动区段的运动学部分，所述驱动区段的运动学部分被构造成实现所述衬底运输臂的运动学运动，并且所述驱动区段包括与所述运动学部分相邻的附件部分，其中所述附件部分具有不同且区别于所述至少一个电机的另一电机，所述附件部分的所述另一电机可操作地联接到一个或多个附件设备并且被构造成独立于所述衬底运输臂的所述运动学运动驱动一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述附件部分的所述另一电机经由至少一个运动学传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述衬底运输臂是铰接臂，并且所述至少一个运动学传动联接件延伸跨越所述铰接臂的至少一个铰接接头。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述一个或多个附件设备包括抓握器机构、衬底对准器或发电机中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述抓握器机构被构造成抓握衬底的边缘或竖直地抓握衬底的顶侧和背侧。
根据所公开实施例的一个或多个方面，衬底对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈检测缺失的衬底、检测衬底厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述至少一个电机是给所述衬底运输臂提供N个自由度的N个电机。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述至少一个电机包括三个电机，所述三个电机中的每一电机被构造成驱动所述衬底运输臂的竖直、旋转或水平平面运动中的相应一者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述衬底运输装置包括用于加工装置的至少一个工具。
根据所公开实施例的一个或多个方面，提供一种方法。所述方法包括：提供衬底运输装置的框架；提供连接到所述框架的衬底运输臂，所述衬底运输臂具有末端执行器；提供驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的限定所述驱动区段的运动学部分的至少一个电机以及与所述至少一个电机相邻的另一电机，所述另一电机不同且区别于所述至少一个电机并且限定附件部分；借助所述至少一个电机驱动所述衬底运输臂的运动学运动；以及借助所述另一电机独立于所述衬底运输臂的所述运动学运动驱动一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括：借助所述附件部分的所述另一电机的至少一个运动学传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述衬底运输臂是铰接臂，并且所述至少一个运动学传动联接件延伸跨越所述铰接臂的至少一个铰接接头。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述一个或多个附件设备包括抓握器机构、衬底对准器或发电机中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括：借助所述抓握器机构抓握衬底的边缘或竖直地抓握衬底的顶侧和背侧。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括：经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈借助衬底对准器检测缺失的衬底、衬底厚度和/或监测原位移动。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述至少一个电机是给所述衬底运输臂提供N个自由度的N个电机。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述至少一个电机包括三个电机，所述方法进一步包括：借助所述三个电机中的每一电机驱动所述衬底运输臂的竖直、旋转或水平平面运动中的相应一者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括：将所述衬底运输臂上的所述一个或多个附件设备操作成运动。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括：在衬底保持站处操作所述衬底运输臂上的所述一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，提供一种衬底运输臂。所述衬底运输臂包括：多连杆臂组件，所述多连杆臂组件具有末端执行器；以及驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的至少一个电机，其中所述至少一个电机限定所述驱动区段的运动学部分，所述驱动区段的运动学部分被构造成实现所述衬底运输臂的运动学运动，并且所述驱动区段包括与所述运动学部分相邻的附件部分，其中所述附件部分具有不同且区别于所述至少一个电机的另一电机，所述附件部分的所述另一电机可操作地联接一个或多个附件设备到并且被构造成独立于所述衬底运输臂的所述运动学运动驱动一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述附件部分的所述另一电机经由至少一个运动学传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述多连杆臂组件是铰接臂，并且所述至少一个运动学传动联接件延伸跨越所述铰接臂的至少一个铰接接头。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述一个或多个附件设备包括抓握器机构、衬底对准器或发电机中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述抓握器机构被构造成抓握衬底的边缘或竖直地抓握衬底的顶侧和背侧。
根据所公开实施例的一个或多个方面，衬底对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈检测缺失的衬底、检测衬底厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述至少一个电机是给所述衬底运输臂提供N个自由度的N个电机。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述至少一个电机在共用壳体中。
根据所公开实施例的一个或多个方面，提供一种工件运输装置。所述工件运输装置包括：框架；基座驱动区段，所述基座驱动区段连接到所述框架并且具有多于一个驱动电机；铰接臂，所述铰接臂具有其上带有至少一个工件保持站的至少一个末端执行器，并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述多于一个驱动电机中的N个被构造成以N个自由度同时驱动和实现所述铰接臂的运动学运动，所述N个自由度由所述多于一个驱动电机中的所述N个限定，从而使所述工件保持站相对于框架沿着由所述N个自由度中的至少一个自由度描述的运动路径移位；以及附件设备，所述附件设备连接到所述铰接臂并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述基座驱动区段具有所述多于一个驱动电机中的是附件驱动电机的至少一个驱动电机，其不同且区别于所述多于一个驱动电机中的所述N个中的限定所述N个自由度中的每一自由度的每一驱动电机，每一自由度描述每一工件保持站的每一运动路径，所述附件驱动电机可操作地联接到所述附件设备以便给所述附件设备提供动力。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述多于一个驱动电机在共用壳体中。
根据所公开实施例的一个或多个方面，附件设备具有附属于每一工件保持站的每一运动路径的自由度运动轴线。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括附件运动学传动装置，所述附件运动学传动装置可操作地联接所述附件驱动电机和附件设备，并且具有可移动地安装在所述铰接臂的铰接臂部分内的至少一个运动学传动构件，通过所述运动学传动构件，由所述附件驱动电机产生的驱动转矩传送到所述附件设备，以便独立于所述铰接臂的所述运动学运动的N个自由度实现所述附件设备的驱动动力。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述附件设备包括抓握器机构、衬底对准器或发电机中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述抓握器机构被构造成抓握衬底的边缘或竖直地抓握衬底的顶侧和背侧。
根据所公开实施例的一个或多个方面，衬底对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈检测缺失的衬底、检测衬底厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述多于一个驱动电机包括三个驱动电机，所述三个驱动电机中的每一驱动电机被构造成驱动所述铰接臂的竖直或旋转运动中的相应一者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述工件运输装置包括用于加工装置的至少一个工具。
根据所公开实施例的一个或多个方面，提供一种工件运输装置。所述工件运输装置包括：框架；基座驱动区段，所述基座驱动区段连接到所述框架并且具有多于一个驱动电机；铰接臂，所述铰接臂具有其上带有至少一个工件保持站的至少一个末端执行器，并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述多于一个驱动电机中的N个被构造成以N个自由度同时驱动和实现所述铰接臂的运动学运动，所述N个自由度由所述多于一个驱动电机中的所述N个限定，从而使所述工件保持站相对于框架沿着由所述N个自由度中的至少一个自由度描述的运动路径移位；以及附件驱动输出端口，所述附件驱动输出端口连接到所述铰接臂并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述基座驱动区段具有所述多于一个驱动电机中的是附件驱动电机的至少一个驱动电机，其不同且区别于所述多于一个驱动电机中所述N个中的限定所述N个自由度中的每一自由度的每一驱动电机，每一自由度描述每一工件保持站的每一运动路径，所述附件驱动电机可操作地联接到所述附件驱动输出端口以便向所述附件驱动输出端口提供动力。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述多于一个驱动电机在共用壳体中。
根据所公开实施例的一个或多个方面，附件设备具有附属于每一工件保持站的每一运动路径的自由度运动轴线。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括附件运动学传动装置，所述附件运动学传动装置可操作地联接所述附件驱动电机和附件驱动输出端口，并且具有可移动地安装在所述铰接臂的铰接臂部分内的至少一个运动学传动构件，通过所述运动学传动构件，由所述附件驱动电机产生的驱动转矩传送到所述附件驱动输出端口，以便独立于所述铰接臂的所述运动学运动的N个自由度实现所述附件驱动输出端口的驱动动力。
根据所公开实施例的一个或多个方面，其进一步包括附件设备，所述附件设备包括抓握器机构、衬底对准器或发电机中的一者或多者，其中所述附件驱动输出端口被构造成接收所述附件设备并且为所述附件设备提供动力。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述抓握器机构被构造成抓握衬底的边缘或竖直地抓握衬底的顶侧和背侧。
根据所公开实施例的一个或多个方面，衬底对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈检测缺失的衬底、检测衬底厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
根据所公开实施例的一个或多个方面，所述一个或多个驱动电机包括三个电机，所述三个电机中的每一电机被构造成驱动所述铰接臂的竖直或旋转运动中的相应一者。
应理解的是，前述描述仅是对所公开实施例的方面的说明。本领域的技术人员可以设想出各种替代物和修改，而不背离所公开实施例的方面。因此，所公开实施例的方面旨在包括落入所附权利要求的范围内的所有这种替代物、修改和变型。此外，在相互不同的从属或独立权利要求中叙述不同特征的这一事实并不指示无法有利地使用这些特征的组合，这种组合仍然在本发明的方面的范围内。

Claims (58)

1.一种衬底运输装置，其包括：
框架；
连接到所述框架的衬底运输臂，所述衬底运输臂具有多于一个铰接连杆，其铰接描述所述衬底运输臂相对于所述框架的每一个运动学运动；以及
驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的至少一个电机，其中所述至少一个电机限定所述驱动区段的运动学部分，所述驱动区段的运动学部分被构造成实现所述衬底运输臂的每一个运动学运动，并且所述驱动区段包括与所述运动学部分相邻的附件部分，其中所述附件部分具有不同且区别于所述至少一个电机的另一电机，所述附件部分的所述另一电机可操作地联接到一个或多个附件设备并且被构造成独立于所述衬底运输臂的每一个运动学运动驱动一个或多个附件设备，并且被设置成所述至少一个电机与所述衬底运输臂的每一个连杆分开并分隔开，使得所述另一电机不依赖于所述衬底运输臂的每一个连杆。
2.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述附件部分的所述另一电机经由至少一个运动学传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
3.根据权利要求2所述的衬底运输装置，其中，所述至少一个运动学传动联接件延伸跨越所述衬底运输臂的至少一个铰接接头。
4.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述一个或多个附件设备包括抓握器机构、晶片对准器或发电机中的一者或多者。
5.根据权利要求4所述的衬底运输装置，其中，所述抓握器机构被构造成抓握晶片的边缘或竖直地抓握所述晶片的顶侧和背侧。
6.根据权利要求4所述的衬底运输装置，其中，所述晶片对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈来检测缺失的晶片、检测晶片厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
7.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述至少一个电机是给所述衬底运输臂提供N个自由度的N个电机。
8.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述至少一个电机包括三个电机，所述三个电机中的每一电机被构造成驱动所述衬底运输臂的竖直、旋转或水平平面运动中的相应一者。
9.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述衬底运输装置包括用于加工装置的至少一个工具。
10.一种方法，其包括：
提供衬底运输装置的框架；
提供连接到所述框架的衬底运输臂，所述衬底运输臂具有多于一个铰接连杆，其铰接描述所述衬底运输臂相对于所述框架的每一个运动学运动；
提供驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的限定所述驱动区段的运动学部分的至少一个电机，以及与所述至少一个电机相邻的另一电机，所述另一电机不同且区别于所述至少一个电机并且限定附件部分，所述另一电机设置成所述至少一个电机与所述衬底运输臂的每一个连杆分开并分隔开，使得所述另一电机不依赖于所述衬底运输臂的每一个连杆；
借助所述至少一个电机驱动所述衬底运输臂的每一个运动学运动；以及
借助所述另一电机独立于所述衬底运输臂的每一个运动学运动驱动一个或多个附件设备。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：借助所述附件部分的所述另一电机的至少一个运动学传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个运动学传动联接件延伸跨越所述衬底运输臂的至少一个铰接接头。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述一个或多个附件设备包括抓握器机构、晶片对准器或发电机中的一者或多者。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：借助所述抓握器机构抓握晶片的边缘或竖直地抓握所述晶片的顶侧和背侧。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈借助所述晶片对准器来检测缺失的晶片、晶片厚度和/或监测原位移动。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个电机是给所述衬底运输臂提供N个自由度的N个电机。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个电机包括三个电机，所述方法进一步包括：借助所述三个电机中的每一电机驱动所述衬底运输臂的竖直、旋转或水平平面运动中的相应一者。
18.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：将所述衬底运输臂上的所述一个或多个附件设备操作成运动。
19.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：在晶片保持站处操作所述衬底运输臂上的所述一个或多个附件设备。
20.一种工件运输装置，其包括：
框架；
基座驱动区段，所述基座驱动区段连接到所述框架并且具有多于一个驱动电机；
铰接臂，所述铰接臂具有多于一个铰接连杆，其铰接描述所述衬底运输臂相对于所述框架的每一个运动学运动，并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述多于一个驱动电机中的N个被构造成以N个自由度(DOF)同时驱动和实现所述铰接臂的每一个运动学运动，所述N个DOF由所述多于一个驱动电机中的所述N个限定，所述铰接臂的每一个运动学运动沿着由所述N个DOF中的至少一个描述的运动路径；以及
附件设备，所述附件设备连接到所述铰接臂并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述基座驱动区段具有所述多于一个驱动电机中的是附件驱动电机的至少一个驱动电机，使得所述附件驱动电机不依赖于所述铰接臂的每一个连杆，所述附件驱动电机不同且区别于所述多于一个驱动电机中的所述N个中的限定所述N个DOF中的每一DOF的每一驱动电机，所述每一DOF描述每一运动路径，所述附件驱动电机可操作地联接到所述附件设备以便给所述附件设备提供动力。
21.根据权利要求20所述的工件运输装置，其中，所述多于一个驱动电机在共用壳体中。
22.根据权利要求20所述的工件运输装置，其中，所述附件设备具有附属于每一运动路径的DOF运动轴线。
23.根据权利要求20所述的工件运输装置，其进一步包括附件运动学传动装置，所述附件运动学传动装置可操作地联接所述附件驱动电机和附件设备，并且具有可移动地安装在所述铰接臂的铰接臂部分内的至少一个运动学传动构件，通过所述运动学传动构件，由所述附件驱动电机产生的运动学传动构件驱动转矩传送到所述附件设备，以便独立于所述铰接臂的所述运动学运动的所述N个DOF实现所述附件设备的驱动动力。
24.根据权利要求20所述的工件运输装置，其中，所述附件设备包括抓握器机构、晶片对准器或发电机中的一者或多者。
25.根据权利要求24所述的工件运输装置，其中，所述抓握器机构被构造成抓握晶片的边缘或竖直抓握所述晶片的顶侧和背侧。
26.根据权利要求24所述的工件运输装置，其中，所述晶片对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈来检测缺失的晶片、检测晶片厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
27.根据权利要求20所述的工件运输装置，其中，所述多于一个驱动电机包括三个驱动电机，所述三个驱动电机中的每一驱动电机被构造成驱动所述铰接臂的竖直或旋转运动中的相应一者。
28.根据权利要求20所述的衬底运输装置，其中，所述工件运输装置包括用于加工装置的至少一个工具。
29.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述驱动区段的至少一个电机和另一电机联接到同轴驱动轴布置，以便驱动所述一个或多个附件设备中的相应的一个和所述衬底运输臂的运动学运动。
30.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述一个或多个附件设备设置在所述衬底运输臂上。
31.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述驱动区段的另一电机设置成直接邻近所述驱动区段的所述至少一个电机中的一个。
32.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述另一电机通过延伸穿过所述衬底运输臂的传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
33.根据权利要求1所述的衬底运输装置，其中，所述至少一个电机和所述另一电机中的一个或多个包括设置在所述衬底运输臂在其中运行的隔离环境内的转子和设置在所述隔离环境外的定子。
34.一种衬底运输臂，其包括：
多连杆臂组件，所述多连杆臂组件具有末端执行器，包括所述末端执行器的所述多连杆臂组件的铰接描述所述多连杆臂组件贯穿所述多连杆臂组件的运动学运动的整个范围内的每一个运动学运动，所述运动学运动表征衬底转移，并由包括实现所述衬底转移的所述末端执行器在内的多于一个铰接连杆中的每一个的每一个运动学运动描述；以及驱动区段，所述驱动区段具有联接到所述衬底运输臂的至少一个电机，其中所述至少一个电机限定所述驱动区段的运动学部分，所述驱动区段的运动学部分被构造成实现所述衬底运输臂贯穿所述多连杆臂组件的运动学运动的整个范围内的每一个运动学运动，并且所述驱动区段包括与所述运动学部分相邻的附件部分，其中所述附件部分具有不同且区别于所述至少一个电机的另一电机，所述附件部分的所述另一电机可操作地联接到一个或多个附件设备并且被构造成独立于所述衬底运输臂的每一个运动学运动驱动一个或多个附件设备。
35.根据权利要求34所述的衬底运输臂，其中，所述附件部分的所述另一电机经由至少一个运动学传动联接件驱动所述一个或多个附件设备。
36.根据权利要求35所述的衬底运输臂，其中，所述多连杆臂组件是铰接臂，并且所述至少一个运动学传动联接件延伸跨越所述铰接臂的至少一个铰接接头。
37.根据权利要求34所述的衬底运输臂，其中，所述一个或多个附件设备包括抓握器机构、晶片对准器或发电机中的一者或多者。
38.根据权利要求37所述的衬底运输臂，其中，所述抓握器机构被构造成抓握晶片的边缘或竖直地抓握所述晶片的顶侧和背侧。
39.根据权利要求37所述的衬底运输臂，其中，所述晶片对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈来检测缺失的晶片、检测晶片厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
40.根据权利要求34所述的衬底运输臂，其中，所述至少一个电机是给所述衬底运输臂提供N个自由度的N个电机。
41.根据权利要求34所述的衬底运输臂，其中，所述至少一个电机在共用壳体中。
42.一种工件运输装置，其包括：
框架；
基座驱动区段，所述基座驱动区段连接到所述框架并且具有多于一个驱动电机；
铰接臂，所述铰接臂具有其上带有至少一个工件保持站的至少一个末端执行器，并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述多于一个驱动电机中的N个被构造成以N个DOF同时驱动和实现所述铰接臂的每一个运动学运动，所述N个DOF由所述多于一个驱动电机中的所述N个限定，从而使所述工件保持站相对于所述框架沿着由所述N个DOF中的至少一个DOF描述的运动路径移位，其中包括所述末端执行器的所述铰接臂的铰接描述所述铰接臂相对于所述框架的贯穿所述铰接臂的运动学运动的整个范围内的每一个运动学运动，所述运动学运动表征衬底转移，并由包括实现所述衬底转移的所述末端执行器在内的多于一个铰接连杆中的每一个的每一个运动学运动描述；以及
附件设备，所述附件设备连接到所述铰接臂并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述基座驱动区段具有所述多于一个驱动电机中的是附件驱动电机的至少一个驱动电机，其不同且区别于所述多于一个驱动电机中的所述N个中的限定所述N个DOF中的每一DOF的每一驱动电机，所述每一DOF描述每一工件保持站的每一运动路径，所述附件驱动电机可操作地联接到所述附件设备以便给所述附件设备提供动力。
43.根据权利要求42所述的工件运输装置，其中，所述多于一个驱动电机在共用壳体中。
44.根据权利要求42所述的工件运输装置，其中，所述附件设备具有附属于每一工件保持站的每一运动路径的DOF运动轴线。
45.根据权利要求42所述的工件运输装置，其进一步包括附件运动学传动装置，所述附件运动学传动装置可操作地联接所述附件驱动电机和附件设备，并且具有可移动地安装在所述铰接臂的铰接臂部分内的至少一个运动学传动构件，通过所述运动学传动构件，由所述附件驱动电机产生的驱动转矩传送到所述附件设备，以便独立于所述铰接臂的每一个运动学运动的所述N个DOF实现所述附件设备的驱动动力。
46.根据权利要求42所述的工件运输装置，其中，所述附件设备包括抓握器机构、晶片对准器或发电机中的一者或多者。
47.根据权利要求46所述的工件运输装置，其中，所述抓握器机构被构造成抓握晶片的边缘或竖直抓握所述晶片的顶侧和背侧。
48.根据权利要求46所述的工件运输装置，其中，所述晶片对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈来检测缺失的晶片、检测晶片厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
49.根据权利要求42所述的工件运输装置，其中，所述多于一个驱动电机包括三个驱动电机，所述三个驱动电机中的每一驱动电机被构造成驱动所述铰接臂的竖直或旋转运动中的相应一者。
50.根据权利要求42所述的衬底运输装置，其中，所述工件运输装置包括用于加工装置的至少一个工具。
51.一种工件运输装置，其包括：
框架；
基座驱动区段，所述基座驱动区段连接到所述框架并且具有多于一个驱动电机；
铰接臂，所述铰接臂具有其上带有至少一个工件保持站的至少一个末端执行器，并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述多于一个驱动电机中的N个被构造成以N个DOF同时驱动和实现所述铰接臂的每一个运动学运动，所述N个DOF由所述多于一个驱动电机中的所述N个限定，从而使所述工件保持站相对于所述框架沿着由所述N个DOF中的至少一个DOF描述的运动路径移位，其中包括所述末端执行器的所述铰接臂的铰接描述所述铰接臂相对于所述框架的贯穿所述铰接臂的运动学运动的整个范围内的每一个运动学运动，所述运动学运动表征衬底转移，并由包括实现所述衬底转移的所述末端执行器在内的多于一个铰接连杆中的每一个的每一个运动学运动描述；以及
附件驱动输出端口，所述附件驱动输出端口连接到所述铰接臂并且可操作地联接到所述基座驱动区段，其中所述基座驱动区段具有所述多于一个驱动电机中的是附件驱动电机的至少一个驱动电机，其不同且区别于所述多于一个驱动电机中的所述N个中的限定所述N个DOF中的每一DOF的每一驱动电机，所述每一DOF描述每一工件保持站的每一运动路径，所述附件驱动电机可操作地联接到所述附件驱动输出端口以便向所述附件驱动输出端口提供动力。
52.根据权利要求51所述的工件运输装置，其中，所述多于一个驱动电机在共用壳体中。
53.根据权利要求51所述的工件运输装置，其中，所述附件设备具有附属于每一工件保持站的每一运动路径的DOF运动轴线。
54.根据权利要求51所述的工件运输装置，其进一步包括附件运动学传动装置，所述附件运动学传动装置可操作地联接所述附件驱动电机和附件驱动输出端口，并且具有可移动地安装在所述铰接臂的铰接臂部分内的至少一个运动学传动构件，通过所述运动学传动构件，由所述附件驱动电机产生的驱动转矩传送到所述附件驱动输出端口，以便独立于所述铰接臂的所述运动学运动的所述N个DOF实现所述附件驱动输出端口的驱动动力。
55.根据权利要求51所述的工件运输装置，其进一步包括附件设备，所述附件设备包括抓握器机构、晶片对准器或发电机中的一者或多者，其中所述附件驱动输出端口被构造成接收所述附件设备并且为所述附件设备提供动力。
56.根据权利要求55所述的工件运输装置，其中，所述抓握器机构被构造成抓握晶片的边缘或竖直地抓握所述晶片的顶侧和背侧。
57.根据权利要求55所述的工件运输装置，其中，所述晶片对准器被构造成用于经由来自所述附件部分的所述另一电机的反馈来检测缺失的晶片、检测晶片厚度以及监测原位移动中的一者或多者。
58.根据权利要求51所述的工件运输装置，其中，所述多于一个驱动电机中的N个电机包括三个电机，所述三个电机中的每一电机被构造成驱动所述铰接臂的竖直或旋转运动中的相应一者。
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