JP2024511791A - 非接触式の搬送装置 - Google Patents

Abstract

１つ又は複数の有効積荷、特にウェーハを搬送体によって搬送するように設計されている搬送装置が開示される。搬送体は、ステータの搬送表面上で浮上して、運動可能かつ位置決め可能である。好適には、６個全ての自由度に関して運動及び位置決めが行われる。搬送体は、運動可能なブーム又は運動可能なマニピュレータ又は運動可能なロボットアームを有している。そのエンドエフェクタに有効積荷を置く又は固定することが可能である。発展形態においては、有効積荷を処理及び／又は検査することもできる。この処理及び／又は検査を、同一の搬送装置の別の搬送体のエンドエフェクタによって実行することもできる。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の非接触式の搬送装置に関する。特に本発明に係る搬送装置は、組付け技術、生物学的産業、化学的産業、医薬品産業及び食品産業における産業的な用途、並びに、太陽電池製造／ディスプレイ製造、医療技術、ラボラトリオートメーション及びロジスティクスにおける産業的な用途に適している。特に好ましくは、搬送装置は半導体産業において使用される。

技術的な製造の範囲においては、しばしば、材料、ワークピース、ツール又は成果物のような有効積荷が搬送又は位置決めされなければならない。このために、たとえば機械構築及びシステム構築において使用される、接触式の搬送装置も、非接触式の搬送装置も公知であり、これらは、たとえば包装機械における有効積荷の搬送、機械要素の位置決め又はワークピースに対するツールの可能な限り精密な配向のために、たとえばレーザ処理のために、又は、半導体産業においてはウェーハクラスタシステム若しくはステッパシステムにおける基板のコーティング、露光若しくは構造化のために使用される。この場合、磁気浮上システムを使用することができる。

磁気浮上における課題は、磁場において安定的に浮上する構造体を作ることにある。他の課題は、浮上している構造体を、目標設定に相応に、自動的に、６個全ての自由度（並進及び回転におけるそれぞれ３個の自由度）において位置決めすること及び／又は運動させることにあり、これは完全な磁気浮上とも称される。

独国特許出願公開第１０２０１６２２４９５１号明細書によれば、有効積荷を支持する搬送体の、ステータに対して相対的な、所定の方式のコントロールされた搬送及び位置決めが、以下のことによって可能になる。すなわち、２つの要素のうちの一方の要素が、少なくとも部分的に可動に配置された複数の位置磁石を有しており、これらの位置磁石の各位置及び／又は方向付けが、この要素に対して相対的に、位置要素を介して、コントロールされて設定可能であり、２つの要素のうちの他方の要素が、この要素に不動に結合された少なくとも２つの定置磁石を有しており、これらの定置磁石が、位置磁石に磁気的に連結されていることによって可能になる。搬送装置は搬送体を、複数の位置磁石のコントロールされた位置決め及び／又は方向付けによって、ステータに対して相対的に搬送するように構成されている。ここで搬送体はまた、ステータに対して相対的な所望の位置及び／又は方向付けに運動させられ、保持される。

独国特許出願公開第１０２０１６２２４９５１号明細書は、ステータに対して相対的な、搬送体の浮上及び／又は前進運動が、各位置要素による、位置磁石の相応の位置決め及び／又は方向付けによって可能になるという利点を提供する。これによって、ソレノイドの複雑な配置及び駆動制御の提供を省略することができる。これによって、搬送装置の複雑性、ひいては製造コストが低減するだけでなく、しばしば、このような目的に使用可能なソレノイドの場合よりも著しく大きい磁束密度を提供することができる永久磁石の使用も可能になる。同様に、これによって、ステータと搬送体との間のより大きい上昇高さ又はより大きいギャップが可能になり、これによって、Ｚ方向、及び／又は、傾動角度範囲及び回転角度範囲における移動の際のより大きい移動余地が得られる。さらに、これによって、電気エネルギの供給の中断も、必ずしも機能エラーを引き起こし得ない、ましてや損傷の原因を引き起こし得ないという利点が得られる。特に、電力供給の中断は、ステータと搬送体との間の磁場又は磁気的な連結の喪失を引き起こさない。たとえば、電力供給の中断の際には、位置磁石の位置及び／又は方向付けが定置磁石の引き付ける力の作用に従っている限りは、位置磁石と定置磁石との間の連結力が増加するものとしてよく、これに続いて、搬送体がステータへと引っ張られて、コントロール下にない落下に抗して保護される。ステータと搬送体との間の磁気的な連結によって、搬送体の浮上、すなわち、ステータ上方へのリフトが引き起こされ、さらに、ステータに対して相対的な搬送体の前進運動、すなわち、搬送が引き起こされ、この際に、このためにさらに別の接触式のシステム又は非接触式のシステムは、必ずしも必要ではない。

したがって、非接触式の搬送が可能であるので、開示された搬送装置を、高度の清潔要件を伴う環境においても使用することができる。たとえば、搬送体を、高度の清潔要件を伴う環境において搬送することができ、他方で、ステータは、外側の、比較的低度の清潔要件を伴う環境に配置されている。種々の清潔領域を分離するために、分離要素が、ステータと搬送体との間のギャップを通って延在するものとしてよい。したがって、開示された搬送装置は、生物学的な手法、化学的な手法及び／又は薬学的な手法における使用、並びに、たとえば気密領域、液密領域及び／又はカプセル封入された領域における使用にも適している。

典型的な半導体製造ラインにおいては、ウェーハは、製造システム（たとえばクラスタツール）において処理される。通常、ウェーハは、標準圧力下で、搬送容器内で、複数の製造システム間で搬送され、この搬送は、２５個の典型的なロットサイズを有するロットとして行われる。製造システム内においては、ウェーハは、通常、超高真空（ＵＨＶ）下で処理され、搬送される。製造システムは、ウェーハを処理するための少なくとも１つのプロセスステーションと、冒頭で述べた、真空内でウェーハを搬送するための搬送装置と、処理されていないウェーハ及び処理されたウェーハを貯蔵するための貯蔵領域とを含む。少なくとも１つのプロセスステーション、搬送装置及び貯蔵領域は真空密閉されたチャンバ内に封入されており、ＵＨＶまで真空化され得る。これらのチャンバは、側方に互いに隣接して配置されており、場合によっては真空密閉された門を介して、互いに結合されている。

搬送容器と製造システムとの間でウェーハを引き渡し、真空領域内に複数のウェーハを貯蔵するために、製造システムには、いわゆる真空ロードロックが設けられている。搬送容器が標準圧力下で真空ロードロックに挿入され、次いで真空ロードロックが真空化される。次いで、真空ロードロックと製造システムの搬送領域との間の真空門が開放され、ウェーハが搬送装置から、この門を通って、搬送容器の外に取り出され、又は、搬送容器内に挿入される。

全てのウェーハを搬送容器から取り出し、処理し、再び搬送容器内に置いた後に、真空門が閉鎖され、真空ロードロックに空気が通される。次いで搬送容器が、標準圧力下で、真空ロードロックから取り出され、たとえば次の製造システムに搬送される。

独国特許出願公開第１０２０１６２２４９５１号明細書

本発明の課題は、複雑かつ効率的な運動フローを可能にする搬送装置を提供することである。搬送体の機能範囲は、搬送体上又は搬送体の周囲に位置する有効積荷を操作する機能、位置決めする機能、固定する機能、たとえば緊締する機能、処理する機能及び／又は検査する機能まで拡張可能であるべきである。技術的な製造又はロジスティクスにおいて、高い自動化レベル、高い効率及び高い経済性を伴う新しい機能及びフローが実現されるべきである。

上述の課題は、請求項１の特徴を備えた搬送装置によって解決される。本発明の他の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る搬送装置は、マニピュレータを備えている少なくとも１つの搬送体（ムーバ）を非接触式で運動させるように設計されている。マニピュレータは、搬送体に、より厳密に言うと搬送体のハウジングに、交換可能なモジュールとして、又は、搬送体の固定された構成部分として結合されており、搬送体と共に運動する。結合されたマニピュレータを備えている搬送体は、ステータの磁場によって、ステータに関して、自身の６個の運動自由度において位置決め可能である。さらにマニピュレータは、搬送体の浮上動作時に、搬送体のハウジングに関して位置決め可能な少なくとも１つの別の運動自由度を有している。

ハウジング及びマニピュレータの自由度を同期させて運動制御することによって、複雑かつ効率的な運動フローが可能となる。マニピュレータは、搬送体の機能範囲を、搬送体上又は搬送体の周囲に位置する有効積荷を操作する機能、位置決めする機能、固定する機能、たとえば緊締する機能、処理する機能及び／又は検査する機能まで拡張する。マニピュレータを備えている搬送体は、本発明に係る搬送装置の多数の新しい使用分野を開発する。これは、技術的な製造又はロジスティクスにおいて、高い自動化レベル、高い効率及び高い経済性を伴う新しい機能及びフローを可能にする。

本発明に対応して、搬送体上で共に運動させられるマニピュレータは、搬送体が固有の操作機能を有していない場合に、積載箇所及び目標箇所において提供されなければならない定置マニピュレータの代用になる。アプローチされるべき位置の数が多ければ多いほど、定置コンポーネントの削減はますます大きくなり、ひいてはシステム全体の複雑性及びコストが低減する。

典型的な使用では、マニピュレータは、有効積荷を、積載箇所において搬送体に積載し、目標箇所において降ろすエンドエフェクタを有する。マニピュレータは、搬送中に有効積荷を搬送体上に確実に保持する緊締機能も有するものとしてよい。さらに、マニピュレータは、有効積荷を目標箇所において、付加的な時間コストをかけることなく正しい方向付けで引き渡すために、搬送中に有効積荷の再度の方向付けを行うように設けられるものとするとよい。

他の使用では、マニピュレータは、エンドエフェクタ、たとえばプロセスツール又は検査手段をガイドする運動機構である。このように装備が施された搬送体は、共に運動させられる有効積荷又は自身の周囲における有効積荷を、このツールによって処理することができ、又は、検査手段によって検査することができる。この場合、これは、高い運動フレキシビリティを有する。さらなる時間的な利点又は経済的な利点は、搬送タスクとマニピュレーションタスクとを同時に実行する際の複数のフローの並列化から得られる。さらに、複数の機能（たとえば、操作及び検査）を実行するためにマニピュレータに装備が施されるものとするとよい。さらに、複数のマニピュレータが１つの搬送体上に設けられるものとしてよい。

最後に、共に１つのタスクを実行する複数の搬送体が設けられるものとしてよい。たとえば、ワークピースは、マニピュレータを備えていない第１の搬送体上に固定されて、搬送される。マニピュレータを備えている第２の搬送体は第１の搬送体に付随し、このマニピュレータによって、搬送されるワークピースにおいて、操作タスク、処理タスク又は検査タスクが実行される。

有効積荷の上述の再度の方向付けは、本発明に係る搬送装置の複数の搬送体によっても実現可能である。

特別な利点は、半導体産業において本発明に係る搬送装置を使用する際に、ワークピースがたとえばウェーハである場合に生じる。有利には、搬送体は、製造システムの真空搬送空間における半導体ウェーハの搬送のために使用される。ステータは、真空搬送空間の下に配置されている。このような製造システム（クラスタツール）における典型的な搬送タスクは、ウェーハを１つのプロセスステーションのプロセスネストから取り出し、別のプロセスステーションのプロセスネストへと搬送することである。プロセスステーションは、製造システムにおいて、搬送空間の側方近傍に配置されており、したがって、搬送体は、直接的に到達することができないので、本発明に係るマニピュレータが、プロセスネストから搬送空間への搬送区間を橋絡する。本発明に係るマニピュレータは、搬送空間又は搬送装置に対して空間的にずらしたウェーハの受容及び載置を可能にし、この際にウェーハの重心は、搬送体に対し離間して位置するものとすることができる。

マニピュレータは、少なくとも１つの自由度を有しており、これは、（たとえばプロセスネストからの）移動軌道上で、場合によっては有効積荷（ウェーハ）が積載されているエンドエフェクタを搬送体へと運ぶ。この際に運動機構が収縮し、搬送体及び有効積荷（ウェーハ）と共にコンパクトなユニットを形成する。このコンパクトなユニットは、剛性のエンドエフェクタを備えている同等の搬送体と比較して約２分の１乃至４分の１の搬送表面を占める。マニピュレータは、たとえば積載及び荷下ろしのために、プロセスネストの前に出される。搬送中、マニピュレータは、搬送体がより良好に操縦可能であるように、収縮状態にある。削減された搬送表面を、（搬送空間における）ステータ上の搬送体の数を多くするために、ひいては（製造システムの）搬送装置の処理量及び経済性を高めるために利用することができる。マニピュレータを可変に位置決めすることができる。搬送表面上の搬送体の位置が等しい場合、搬送体は有効積荷（ウェーハ）を、自身の終端位置間の任意の中間位置へ移動させることができる。したがって、ウェーハ用の製造システムのケースにおいては、プロセスネストは、ステータの搬送表面に対して様々な間隔において装填され得る。

収縮運動に加えて、マニピュレータは、さらなる自由度を有し得る。たとえば、２個の自由度を有するマニピュレータが設けられるものとしてよく、この場合、第１の自由度は、上述した収縮運動を搬送表面に対して平行な面において実行し、第２の自由度は、搬送表面に対して垂直なリフト運動を実行する。リフト運動が既に、搬送体の自由度として位置決めされている場合があるが、調節範囲は浮上手法によって狭く制限されている。マニピュレータを、比較的大きいリフト領域に合わせて設計することができる。このようなマニピュレータを備えた搬送体は、様々な高さに配置されたプロセスネストにウェーハを装填することができる。ロードロックにおけるウェーハカセットの装填も可能であり、この場合、鉛直方向で互いに上下に配置された、ウェーハカセットの複数のコンパートメントのうちの１つのコンパートメントの所期のような装填が可能である。

マニピュレータを備えていない搬送体とは異なり、次の利点が得られ、又は、好ましい構成によって達成可能である。
ａ）拡張された作業領域：マニピュレータは、自身の自由度の範囲内で、搬送体の境界を越えて広がって、マニピュレータを備えていない搬送体の作業領域の外側に位置する箇所に到達する運動機構を有することができる。たとえば、搬送表面の側方近傍の箇所に到達し、又は、搬送表面上の種々の高さにある箇所に到達する。
ｂ）システム全体の低減された複雑性：マニピュレータは、種々の提供箇所において有効積荷を受容し、搬送体上へ搬送し、目標箇所において再び降ろすことができる。この際に、別の定置操作装置は不要である。したがって、移動マニピュレータは、場合によっては複数の定置マニピュレータの代用になり得る。これによってシステム全体の複雑性及びコストが低減される。
ｃ）低減された搬送表面：マニピュレータと有効積荷とを備えている搬送体の外寸を小さく保つために、マニピュレータは有効積荷を、特にそのハウジングを介して、搬送体の中心へと搬送することができる。したがって、搬送中に、搬送体によって覆われる搬送表面は、剛性のエンドエフェクタを備えた搬送体と比較して、たとえば２分の１乃至４分の１小さくなる。これは、ｄ）乃至ｆ）に記載されている複数の有利な効果を有している。
ｄ）より高い処理量：ｃ）に記載されたアプローチによって、予め定められた搬送表面により多くの搬送体を収容することができ、これによって処理量が高まる。
ｅ）小さいシステムサイズ：予め定められた数の搬送体の場合、ｃ）に記載されアプローチによって、搬送表面を低減することができ、これによって、たとえば半導体製造における高い動作コストを備える真空搬送空間において、著しいコスト上の利点が得られる。
ｆ）より良好な操縦性：ｃ）に記載されたアプローチによって、搬送体は小さい外寸をとることができ、この場合、搬送体はより容易に操縦可能になる。補償運動が不要となり、移動軌道が短くなり、操縦が加速され、反転操縦がこの箇所において、他の搬送体を妨害することなく、小さい寸法を有する搬送空間においても実行され得る。
ｇ）時間及び効率の獲得：有効積荷における操作タスク、処理タスク又は検査タスクを、有効積荷が搬送されている間に実行することができる。複数のフローをこのように並列化することによって、処理のサイクル時間が短縮される。
ｈ）純粋に機械的な構造：搬送体とマニピュレータとから成る装置が、電気的又は電子的なコンポーネントを伴わずに、純粋に機械的に構築されるものとしてよい。ステータは、正確な位置決めを担い、搬送体の前進運動及びマニピュレータの駆動のための機械的なエネルギを提供する。エネルギは、磁場によって、ステータから搬送体又は搬送体のマニピュレータに伝達される。これによって構造は、極めて省スペースに、軽量に、かつ、安価になる。エネルギ蓄積器を伴う必要がないので、エネルギ蓄積器を電気的に充電するための時間及び面積も想定する必要がない。電子装置がない場合には、熱損失が生じず、冷却の必要性がなくなる。これは、浮上装置からの熱の排出がわずかな範囲でしか、放射によって可能ではない真空において特に有利である。純粋に機械的な構造を、格段に高い動作温度に合わせて設計することが可能になる。なぜなら、電子装置及びエネルギ蓄積器を保護するための通常の温度制限がなくなるからである。純粋に機械的な装置は、特別な条件下での使用のために最適化されるものとしてよく、特に真空における使用（真空に浸漬可能な材料を使用する場合）、爆発の危険がある領域における使用（電気的な火花形成のリスクが生じないため）、ガス雰囲気下での使用又は液体中での使用のために、及び、極めて高い周囲圧力下での使用のためにも最適化され得る。
ｉ）モジュール性によるフレキシビリティ：搬送体とマニピュレータとの間の機械的なインタフェースは、クイック緊締装置とカップリングとを有するものとしてよく、それにより、様々な形式のマニピュレータを、様々な形式の搬送体において交換して使用することができる。新しい用途に向けて搬送体を装備するために、マニピュレータの交換を、迅速かつ容易に、手動で又は自動で実行することができる。

好適には、搬送体及び割り当てられている有効積荷は、密閉されている搬送空間において受容されている。ステータは、密閉されている搬送空間の下方に配置されている。好適には、搬送体の各ハウジングは同様に密閉されている。したがって、様々なプロセスステーションにおいて、通常条件下ではなく、特別な環境下で処理され得る有効積荷、特にウェーハのための搬送装置が実現される。本発明に係る搬送装置の搬送体による有効積荷の搬送は同様に、通常条件ではなく、特別な環境において行われる。

好適には、密閉されている搬送空間内に、ガス（たとえば、保護ガス、窒素若しくは不活性ガス）又はガス混合物（たとえば、清浄空気）又は真空若しくは超高真空（たとえば、１０^－７バールまで若しくは１０^－８バールまで）又は無菌領域若しくはＡＢＣ保護領域又は液体（たとえば、２バールまで）が設けられている。

搬送体の様々な実施例を備えた、本発明に係る搬送装置の様々な実施例が図示されている。

本発明に係る搬送装置の実施例を示す図である。 本発明に係る搬送装置の実施例を示す図である。 本発明に係る搬送装置の実施例を示す図である。 図１の搬送体の磁石アレイの実施例を示す図である。 図１の搬送体の磁石アレイの実施例を示す図である。 図１の搬送体の磁石アレイの実施例を示す図である。 図１ａ又は図１ｂの搬送体のハウジングにおける磁石アレイの配置の実施例を示す図である。 図１ａ又は図１ｂの搬送体のハウジングにおける磁石アレイの配置の実施例を示す図である。 図１ｃの搬送体のハウジングにおける磁石アレイの配置の実施例を示す図である。 図１ａ又は図１ｂの搬送体のハウジングにおける磁石アレイの配置の実施例を示す図である。 図１ｃの搬送体のハウジングにおける磁石アレイの配置の実施例を示す図である。 図３ａの磁石アレイを有するハウジングを示す図である。 テレスコープ型マニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 テレスコープ型マニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 テレスコープ型マニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 テレスコープ型マニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 屈曲可能なマニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 屈曲可能なマニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 屈曲可能なマニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 屈曲可能なマニピュレータを備えた、図３ａ及び図４のハウジングに相当するハウジングを備えた搬送体を示す図である。 図５によるテレスコープ型マニピュレータを備えている搬送体を備えた搬送装置を示す図である。 マニピュレータを備えている搬送体の移動軌道を制御するための方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置を備えた、半導体産業のための製造システムを示す図である。 本発明に係る搬送装置による、プロセスステーションにおけるウェーハの迅速な交換のための方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置による、プロセスステーションにおけるウェーハの迅速な交換のための方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置による、プロセスステーションにおけるウェーハの迅速な交換のための方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置による、プロセスステーションにおけるウェーハの迅速な交換のための方法を示す図である。 中間置き場を用いずに、本発明に係る搬送装置の一方の搬送体から他方の搬送体にウェーハを引き渡す方法を示す図である。 中間置き場を用いずに、本発明に係る搬送装置の一方の搬送体から他方の搬送体にウェーハを引き渡す方法を示す図である。 中間置き場を用いずに、本発明に係る搬送装置の一方の搬送体から他方の搬送体にウェーハを引き渡す方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置によって、ウェーハの角度位置を３６０°の全範囲で変更することができる、ウェーハを引き渡す方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置によって、ウェーハの角度位置を３６０°の全範囲で変更することができる、ウェーハを引き渡す方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置によって、ウェーハの角度位置を３６０°の全範囲で変更することができる、ウェーハを引き渡す方法を示す図である。 本発明に係る搬送装置によって、ウェーハの角度位置を３６０°の全範囲で変更することができる、ウェーハを引き渡す方法を示す図である。

本発明に係る搬送装置の３つの変化態様が、図１ａ乃至図１ｃに概略的に示されている。これらは、それぞれ１つのステータ３と、コントロールされて、ステータ３に対して相対的に非接触に搬送される少なくとも１つの搬送体２とを含む。このために、ステータ３は可動に配置された位置磁石３１（図７を参照）を面状の配置で有しており、位置磁石の方向付けはアクチュエータによって変更可能である。全ての位置磁石３１の磁場の重畳によって、ここでは浮上場と称される磁場が生じる。これは、ステータ３のカバープレートを貫通して上方に向かって突出している。カバープレートは同時に搬送表面３３を形成しており、この搬送表面３３を介して、磁石アレイを備えた搬送体２が非接触式に搬送される。

センサシステムは、周期的に、高い頻度及び精度で、各搬送体２の位置、より厳密に言うと搬送体２のハウジング２１の位置を、搬送表面３３にわたる、自身の６個の運動自由度において検出する。各剛体の場合と同様に、これは、ハウジング２１の並進における３個の自由度Ｘ，Ｙ，Ｚ及び回転における３個の自由度ｒＸ，ｒＹ，ｒＺである。制御装置はここから、予め定められた目標位置又は目標軌道に対する位置偏差を計算し、制御偏差が最小になるように磁石角度を制御する。このようにして、搬送体２のハウジング２１は、目標軌道に対する外力に対して安定し、かつ、ロバストにガイドされる。

図１ａ及び図１ｂの実施例においては、搬送体２は、ハウジング２１のための駆動ユニット２３を有しており、この駆動ユニット２３は、少なくとも１つの、ハウジングに固定された磁石アレイ２３１（図２を参照）を含む。動作中、磁石アレイ２３１は浮上場において力とモーメントを受けて、これらは、堅固に連結されたハウジング２１に伝達され、このハウジング２１を運動させる。このようにして、磁石アレイ２３１は、ハウジング２１のための駆動ユニット２３として作用する。

制御下でこの駆動を行うことができるように、駆動ユニット２３には、ハウジング２１の位置検出のための手段が属している。位置検出は、ステータ３に関して、２つの構成部材のうちの一方の構成部材に位置センサが取り付けられ、他方の構成部材に、位置センサによって検出されるコード配列２３３が取り付けられることによって行われる。たとえば、ハウジング２１に取り付けられたカメラモジュール３２がステータ３上のコード配列２３３を検出することによって、カメラに基づく、位置検出のための方法を使用することができる。図１ａ及び図１ｂにおいては、ステータ３に組み込まれたカメラモジュール３２（図７を参照）が、ハウジング２１におけるコード配列２３３を検出する。

本発明によれば、搬送体２は、（図１に図示されていない）有効積荷のための可動かつ制御可能なマニピュレータ２２を伴い、マニピュレータ２２はハウジング２１に取り付けられている。マニピュレータ２２は、エンドエフェクタ２２２を備えた運動機構２２１を含み、エンドエフェクタ２２２は、タスクに応じて、置き場、グリッパ、緊締装置、ツール又は検査手段として構成されている。

好適には、エンドエフェクタ２２２は、迅速に交換可能なコンポーネントとして運動機構２２１に取り付けられており、及び／又は、運動機構２２１は、迅速に交換可能なコンポーネントとしてハウジング２１に取り付けられており、したがって、マニピュレータ２２又はエンドエフェクタ２２２を手動で又は自動で交換することによって、搬送体２に、新たなタスクのために迅速に装備をすることができる。これは構造部材及びジョイントを含み、これらはエンドエフェクタ２２２に、ハウジング２１に関する少なくとも１つの運動自由度を与える。ジョイントはたとえば、ピボット軸受、リニアガイド、フレクシャジョイントを備えたガイド又はこれらの組合せである。

運動機構２２１を自身の少なくとも１つの自由度において制御下で又は調整下で運動させるために、マニピュレータ２２は、カップリング２６を介して駆動ユニット２４に結合されている。駆動ユニット２４は、運動エネルギを運動機構２２１に伝達し、コントロールされた位置決めを可能にする。複数の自由度を有する運動機構２２１を制御するために、複数の自由度を有する１つの駆動ユニット２４が設けられるものとしてよく、又は、全体で運動機構２２１の全ての自由度を操作する複数の駆動ユニットが設けられるものとしてよい。

図１ｂには、マニピュレータ２２のための機械的な駆動ユニット２４を備えた、純粋に機械的に構築された搬送体２が示されている。これは、軸受２４４を介して搬送体２のハウジング２１に結合されている磁石アレイ２４１を含む。軸受２４４によって、磁石アレイ２４１は、ハウジング２１に関して少なくとも１つの自由度で運動することができる。磁石アレイ２３１，２４１は、搬送体２の下面に、側方に離間して配置されているので、両者は、浮上場の作用領域に位置し、両者の間に作用する力及びモーメントは、これらが浮上場において受ける力及びモーメントと比較して小さい。

ステータ３の浮上場は、可動の磁石アレイ２４１にベクトル力とベクトルモーメントとを加える。力ベクトルとモーメントベクトルとは、軸受２４４のガイド方向に沿って２つのベクトル成分に分割され、これらのうちの一方は、軸受２４４のガイド方向において作用し、他方は、ガイド方向に対して直交する。ガイド方向における成分は、可動の磁石アレイ２４１から、被駆動部２４５、たとえばシャフト又はプッシュロッドと、カップリング２６とを介して運動機構２２１に伝達され、運動機構２２１を運動させることができる。被駆動部の回転数を運動機構２２１の回転数に適合させるために、伝動装置も設けられるものとしてよい。ガイド方向に対して横方向の成分は、磁石アレイ２４１から軸受２４４を介してハウジング２１に伝達され、別の磁石アレイと共にハウジング２１の運動に影響を及ぼす。

可動の磁石アレイ２４１上のコード配列２４３によって、ハウジング２１に関する、磁石アレイ２４１の位置を検出することができる。このようにして、磁石アレイ２４１の位置を制御することができる。磁石アレイ２４１がカップリング２６及び運動機構２２１を介してエンドエフェクタ２２２に堅固に連結されている場合には、マニピュレータ２２の数学的モデルによって、磁石アレイ２４１の位置をエンドエフェクタ２２２の位置に変換することができ、また逆も同様である。この変換を使用することによって、エンドエフェクタ２２２の位置も、制御の目標量として設定可能である。

特別な環境条件、たとえば、
・搬送体２の清掃（外側での湿り／内側での乾燥の分離）、
・真空下での使用（外側での真空／内側でのガス充填の分離）、
・食品領域又は医薬品領域（外側での無菌性／内側での非無菌性の分離）、
・防爆された領域
の下での使用の場合には、搬送体２のための、シールされたハウジング２１が有意である。この場合、搬送体２の被駆動部とマニピュレータ２２との間のカップリング２６は、非接触式のトルク伝達を伴う磁気カップリングとして構成されるものとしてもよい。たとえば、搬送体２のハウジング２１は、真空下での使用時には、密閉されており、これによって、搬送体２内の雰囲気を、周囲の真空から分離することができる。ハウジング壁内の機械的な回転実行は密閉性を破壊し得るので、磁気カップリングを有利に使用することができる。

他の発展形態においては、駆動ユニット２４は、マニピュレータ２２と共に１つの構成群を形成するものとしてよい。たとえば磁石アレイ２４１及びコード配列２４３が、運動機構２２１のジョイントに組み込まれるものとしてよく、この場合、軸受２４４及びカップリング２６は、省略される。磁石アレイ２４１が浮上場の作用領域に位置する場合、磁石アレイ２４１にステータ３を介して力及びモーメントを加えることができ、次いでこれらの力及びモーメントは運動機構２２１に直接的に伝達される。マニピュレータ２２の交換時に、駆動ユニット２４も必然的に交換される。

図１ａに示したマニピュレータ２２は、選択的に、電気モータによって電気的に又は駆動ユニット２４によって機械的に駆動され得る。前者の場合（電気的な駆動）には、電子ユニット２５を介して電気モータに電気エネルギが供給され、目標位置に関するデータが供給される。後者の場合（機械的な駆動）には、たとえばハウジング２１内に収容されている位置センサに電流を供給するために、電子ユニット２５がハウジング２１内に設けられるものとしてもよい。

電子ユニット２５は、任意選択的に搬送体２内に設けられている次の電気的又は電子的なコンポーネントを含み、すなわち、電気エネルギを提供するためのエネルギ蓄積器２５１、たとえば蓄電池又はコンデンサ、及び、負荷、たとえば、
・ステータ３内のベースユニットと通信するための無線通信インタフェース２５２、
・搬送体２及びマニピュレータ２２の自由度を検出するためのセンサシステム、
・マニピュレータ２２のための電気的な駆動ユニット２４、
・搬送体２上の付加的な用途固有のユニットのためのエネルギ供給及びデータ供給をユーザに提供するユーザインタフェース２５３
を含む。

図１ｂによる好ましい変化態様においては、搬送体２はマニピュレータ２２と共に、純粋に機械的に又は受動的に構築されている。電子ユニット２５は、省略される。このことは、利点、即ち、
・搬送体２の構造サイズ、重量及び複雑性の低減、
・エネルギ蓄積器２５１を充電するために必要な時間及び面積の削減、
・極端な環境条件（たとえば、高い温度、真空、高い圧力、湿度）下での使用の可能化又は容易化
を有している。

図１ｃには、ハウジング２１及びマニピュレータ２２のための組み合わせられた駆動ユニット２４が使用される、搬送体２の純粋に機械的な構造の１つの変化態様が示されている。図１ａ及び図１ｂの実施例とは異なり、磁石アレイ２４１のいずれも、ハウジング２１には固定的に結合されておらず、それぞれ、固有の軸受２４４及び固有の運動自由度を有している。

軸受２４４は、ハウジング２１に関して、６個全ての自由度においてハウジング２１のコントロールされた運動が常に可能であるように設計・配置されている。磁石アレイ２４１がハウジング２１の自由度を駆動制御できない場合、この自由度を操作する少なくとも１つの別の磁石アレイ２４１が設けられている。ハウジング２１及び軸受２４４の適当な構造によって、ハウジング２１が５個以下の自由度においてのみ制御可能な磁石アレイ２４１の特異なセッティングは排除される。

図２には、ハウジングに固定された磁石アレイ２３１として、及び、ハウジング２１に対して可動の磁石アレイ２４１として使用することが可能な永久磁石を備えた例示的なリング状の磁石アレイが示されている。

図３には、搬送体２のハウジング２１において軸受２４４を有している磁石アレイ２３１，２４１及び軸受２４４を有してない磁石アレイ２３１，２４１の５つの種々の配置が例示的に示されている。

図３ａ：ハウジング２１が、堅固に連結された磁石アレイ２３１と、ｒＺにおいて回転可能に支持された磁石アレイ２４１とを支持している。自由度ｒＺがマニピュレータ２２のための駆動部として使用可能であるのに対して、磁石アレイ２４１の残余の５個の自由度Ｘ，Ｙ，Ｚ，ｒＸ，ｒＹは、軸受及びハウジング２１を介して磁石アレイ２３１に堅固に連結されている。したがって、これらは、ハウジング２１の駆動のために付加的に使用可能であり、ハウジング２１に加えることができる力及びモーメントの動作領域を拡張することができる。

図３ｂ：２つの磁石アレイ２３１及び２４１が同心的に配置されている、図３ａと同様の図である。磁石アレイ２３１，２４１間の磁気的な連結を最小化するために、磁石アレイ２３１の内径を磁石アレイ２４１の外径よりも格段に大きく設計することによって、それらの間隔が最大になる。

図３ｃ：それぞれｒＺにおいて回転可能に支持された２つの磁石アレイ２４１ａ及び２４１ｂを備えたハウジング２１を示す図である。したがって、ハウジング２１上には、マニピュレータ２２を駆動するための２個の自由度が提供されている。図１ｃに対応して、磁石アレイ２４１のいずれも、ハウジング２１に堅固に結合されていない。それにもかかわらず、ハウジング２１は６個全ての自由度において制御可能である。特に、これを、ｒＺにおいて、１つの共通の回転中心を中心にした２つの磁石アレイ２４１の回転運動によって運動させることができる。

図３ｄ：この配置は、図３ｃの場合と同様に、ｒＺにおいて回転可能に支持された２つの磁石アレイ２４１ａ及び２４１ｂを有するが、これらは同心的に配置されている。付加的に、固定された磁石アレイ２３１が設けられている。固定された磁石アレイ２３１がなければ、ハウジング２１を、ｒＺにおいて制御することはできないだろう。なぜなら、２４１ａの回転軸線と２４１ｂの回転軸線とは一致しているので、ハウジング２１にトルクＭｚを加えることができないからである。同心的に配置された磁石アレイ２４１ａ及び２４１ｂのための被駆動部として、たとえば同心的に支持された２つの中空シャフトを使用することができる。

図３ｅ：３個の自由度を有するマニピュレータ２２を駆動するためのハウジング２１。図３ｃと同様の構造であるが、ｒＺにおいて回転可能に支持された３つの磁石アレイ２４１ａ，２４１ｂ及び２４１ｃを有している。

図４は、図３ａのハウジング２１の構造を側面図によって詳細に示している。これは、シャフトとして形成されている被駆動部２４５をガイドする回転軸受２４４を示している。これは、ハウジング２１内で、磁石アレイ２４１を支持する磁石支持体に結合されている。Ｚ軸線を中心とした磁石アレイ２４１の回転は、被駆動部２４５を介してハウジング２１に提供され、又は、ハウジング２１の上面に伝達される。

シャフトは、カップリング２６を介してマニピュレータ２２に結合され得る。その隣に、磁石アレイ２３１が位置しており、この磁石アレイ２３１は、磁石支持体２３２を介してハウジング２１に固定的に結合されている。２つの磁石アレイ２３１，２４１の下面には、それぞれ１つのコード配列２３３，２４３が取り付けられている。透明なハウジング底部２１２を通して、コード配列２３３，２４３はステータ３におけるカメラモジュール３２によって読み取り可能である（図７を参照）。

図５には、図４のハウジング２１が、１つの自由度を有する２段式リニアマニピュレータ２２との関連で示されている。より厳密に言うと、図５ａはリニアマニピュレータ２２の収縮状態を上から見た図で示し、図５ｂはリニアマニピュレータ２２の展開状態を上から見た図で示し、図５ｃはリニアマニピュレータ２２の収縮状態を側面図で示し、図５ｄはリニアマニピュレータ２２の展開状態を側面図で示す。

図５に示されたリニアマニピュレータ２２は、第１の段２２１１としてのリニアガイドと、第１の段２２１１に取り付けられた、第２の段２２１２としてのリニアガイドとを有している。第２の段２２１２には、ここでは半導体産業の場合のウェーハが図示されている有効積荷４を受容するためのエンドエフェクタ２２２が取り付けられている。磁石アレイ２４１の、シャフトとして形成された被駆動部２４５にはベルトプーリ２６１が装着されており、ベルトプーリ２６１は伝送ベルト２６２を介して２段式リニアマニピュレータ２２の駆動を行う。収縮状態においては、有効積荷４を備えた搬送体２は、極めてコンパクトな外寸を有しており、他方で、マニピュレータ２２は、拡張状態において、ステータ３に対し離間して位置する、プロセスステーションＰＭ（図９又は図１０を参照）におけるプロセスネストに到達することができ、これにウェーハ４を積載することができ、又は、ここからウェーハ４を取り出すことができる。

マニピュレータ２２は、自身の自由度において自由に位置決め可能であるので、エンドエフェクタ２２２は、エンドエフェクタ２２２の２つの終端位置間の中間位置におけるプロセスネストにも到達することができる。たとえば真空におけるウェーハ４の操作のような、極めて高度の清潔要件を有する用途の場合には、好ましくは、少なくとも部分的にセラミックから成るリニアガイド若しくは転がり軸受、又は、フレクシャジョイントが使用される。

図６には、図４の搬送体２が、１つの自由度を有する屈曲アームマニピュレータ２２との関連で示されている。より厳密に言うと、図６ａは屈曲アームマニピュレータ２２の収縮状態を上から見た図で示し、図６ｂは屈曲アームマニピュレータ２２の展開状態を上から見た図で示し、図６ｃは屈曲アームマニピュレータ２２の収縮状態を側面図で示し、図６ｄは屈曲アームマニピュレータ２２の展開状態を側面図で示す。

図５のマニピュレータ２２のように、図６の屈曲アームマニピュレータ２２は、有効積荷４をリニア軌道上でガイドし、収縮状態においては、コンパクトな外寸をとる。このマニピュレータ２２も自由に位置決め可能であり、搬送体２からの種々の間隔のプロセスネストに到達することができる。ここでも、極めて高度の清潔要件が満たされるべき場合には、好ましくはセラミックの軸受又はフレクシャジョイントが使用される。運動機構２２１は、組付けフランジ２２３を介してハウジング２１に結合されている。

図７には、ステータ３上に、図５の搬送体２を備えている、本発明に係る搬送装置の一実施例が示されている。ステータ３は、ここでは３つの同種のステータモジュールから形成されている。断面図においては、ステータ３における位置磁石３１及びアクチュエータの規則的な配置が見て取れ、さらに、磁石アレイ２３１，２４１上に取り付けられているコード配列２３３，２４３を読み取るカメラモジュール３２の規則的な配置が見て取れる。これらのコード配列２３３，２４３は、位置情報だけでなく、識別コードも含み、この識別コードを介して、これらのコード配列２３３，２４３を、特定の搬送体２における磁石アレイ２３１，２４１に一義的に割り当てることができる。状況に応じて、１つのコード配列２３３，２４３が同時に複数のカメラモジュール３２によって検出され、これによって、各磁石アレイ２３１，２４１が複数回、位置特定される。平均化によってコード配列２３３，２４３の位置検出の精度を高めるために、この冗長性を利用することができる。カメラモジュール３２は、検出されたコード配列２３３，２４３の位置データ及び識別データをシステム制御部に供給し、システム制御部はここから、搬送体２及びマニピュレータ２２の実際位置を求める。

マニピュレータ２２を備えている、本発明に係る搬送体２の運動制御は、自由度の数に関して、ステータ３における位置磁石３１の制御に高い要求を課す。従来技術から公知の搬送体２は通常、６個の運動自由度を有しているが、マニピュレータ２２を備えている、提案された機械的な搬送体２は６個よりも多くの自由度を有している。この数は、ハウジング２１の自由度と、マニピュレータ２２の自由度との総計から得られる。たとえばマニピュレータ２２が１つの自由度を有している場合、搬送体２は全体として７（＝６＋１）の自由度を有している。

図８には、マニピュレータ２２を備えている搬送体２の移動軌道を制御するための方法が示されている。この方法は、アルゴリズムとしてシステム制御部に実装されている。次のステップａ）乃至ステップｅ）は、約１００Ｈｚ乃至１０，０００Ｈｚの範囲の固定周波数で周期的に、プログラムループにおいて実行される：
ａ）搬送体２の位置が、全ての自由度において、分配された位置センサによって、特にカメラモジュール３２によって、ステータ３において又は搬送体２において検出される。これらのセンサは、磁石アレイ２３１，２４１又は他の可動部品上のコード配列２３３，２４３を観察し、そこから位置センサとコード配列２３３，２４３との間の相対的な位置を導出する。全ての位置情報がシステム制御部に伝達される。
ｂ）システム制御部には、搬送装置の運動学的モデルが格納されており、このモデルには、構成要素の幾何学形状、並びに、ジョイント、軸受、位置センサ及びコード配列２３３，２４３の箇所が記載されている。幾何学的変換を用いて、モデル及び位置センサのデータから、ステータ座標系における全ての磁石アレイ２３１，２４１の実際位置が計算される。
ｃ）磁石アレイ２３１，２４１の位置偏差が、全ての自由度における予め定められた目標位置からの磁石アレイ２３１，２４１の実際位置の差として計算される。マニピュレータ２２によって搬送体２を目標軌道上で動的にガイドするために、各ループサイクルにおける目標位置が、目標軌道に応じて増分的に変えられる。
ｄ）位置制御装置が、位置偏差を各磁石アレイ２３１，２４１に対するベクトル目標力及びベクトル目標トルクに移行させる。これはたとえば、関与する自由度の各々に対して適用されるＰＩＤアルゴリズムを用いて達成される。
ｅ）力制御／モーメント制御が、ステータ３における位置磁石３１の目標位置を、全ての磁石アレイ２３１，２４１のベクトル目標力及び目標モーメントと、全ての磁石アレイ２３１，２４１の実際位置と、ステータ３における全ての位置磁石３１の実際位置と、全ての磁石アレイ２３１，２４１の幾何学的モデルと、磁気相互作用の物理的モデルとから求める。目標位置は、モデル内の全ての位置磁石３１の目標位置が調整される場合に、全ての磁石アレイ２３１，２４１に作用する予測されたベクトル力及びベクトルモーメントが、目標力及び目標モーメントと可能な限り最良に一致するように最適化される。このために、誤差関数を用いて、目標力及び目標モーメントからの、モデリングされた力及びモデリングされたモーメントの偏差を数値として表現する尺度が計算される。この誤差関数は、関与する全ての磁石アレイ２３１，２４１及びその全ての自由度に及ぶ。誤差関数を最小化するために、たとえば、最適化アルゴリズム又はニューラルネットワークが使用される。
ｆ）目標角度を、位置磁石３１のアクチュエータに出力する。

図９には、半導体産業の場合の製造システムが概略的に示されている。真空搬送空間ＶＫは、ガラス底部を備えており、ステータ３のモジュールは、真空領域の外側で搬送空間ＶＫの下に取り付けられているので、浮上場は、ガラス底部を通って搬送空間ＶＫ内に進入する。搬送空間ＶＫにおいては、３つの搬送体２ａ，２ｂ及び２ｃが浮上場において浮上し、搬送体２ａ及び搬送体２ｂは収縮状態にあり、これに対して搬送体２ｃは、プロセスステーションＰＭの円弧状のプロセスネストの装填のために拡張状態にある。種々のプロセスステーションＰＭにおいて複数の搬送体２を同時に動作させることによって、高いウェーハ処理量が達成される。さらに、ウェーハ４を個別の順序で、プロセスステーションＰＭを通して搬送することができるので、多様な生産において、製造システムにおいて種々のプロセスフローを実現することができる。

図１０には、４つの時間的なステップ１乃至ステップ４において、プロセスステーションＰＭの円弧状に示されたプロセスネストにおけるウェーハ４の迅速な交換方法が示されており、これによってプロセスステーションＰＭにおける、連続する２つのプロセスフローの間のプロセス休止が最小化される。このために、２つの搬送体２ａ及び２ｂが、プロセスステーションＰＭの前に相並んで位置している。ステップ２とステップ３との間で、搬送体２ａは、処理されたウェーハ４ａをプロセスステーションＰＭから取り出し、自身のハウジング２１を越えた自身のマニピュレータ２２の収縮によって、これを搬送する。搬送体２ａの収縮運動中に、搬送体２ｂは拡張運動を実行し、これによって、処理されるべき次のウェーハ４ｂをプロセスステーションＰＭに導入することができる。

この場合、これらのウェーハ４の輪郭は、Ｘ面／Ｙ面において一時的に重畳し得る。衝突を回避するために、２つの搬送体２ａ，２ｂのエンドエフェクタ２２２は、異なる高さで又は異なる傾斜でガイドされる。

図１１ａには、中間置き場を用いずに、一方の搬送体２ａから他方の搬送体２ｂにウェーハ４を引き渡す方法が示されている。

図１１ｂの描写においては、図１１ａの方法の第１の変化態様に対応して、対称に構築されたエンドエフェクタ２２２ａによってウェーハ４が搬送され、ここで、ウェーハの中心は、エンドエフェクタ２２２ａの対称線の側方近傍に位置している。第２の、同種のエンドエフェクタ２２２ｂは１８０°回転させられており、反対側から接近し、ウェーハ４の下を通ってガイドされる。これら２つのエンドエフェクタ２２２ａ，２２２ｂのフィンガ対は、側方にずらされており、したがって、これらは衝突しない。エンドエフェクタ２２２ｂの対称線に関して、ウェーハ中心は、側方にずらされている。引き渡しは、エンドエフェクタ２２２ｂの上昇運動とエンドエフェクタ２２２ａの下降運動とによって行われる。

図１１ｃの描写においては、図１１ａの方法の第２の変化態様に対応して、各フィンガは、エンドエフェクタ２２２ａ，２２２ｂにわずかに非対称に取り付けられており、したがって、１８０°互いに対してずらされた２つのエンドエフェクタ２２２ａ，２２２ｂは、仮想の中心線に沿って、衝突することなく互いに向かって運動することができる。

図１２には、ウェーハ４を引き渡す方法が示されており、このウェーハ４の角度位置は、３６０°の全範囲において変更可能である。このために、マニピュレータ２２を備えている第１の搬送体２ａから、円形ディスクとして形成されている、又は、ハウジングが自身の上面において円形の面を有している第２の搬送体２ｂへの引き渡しが行われる。第２の搬送体２ｂは、ウェーハ４を中央で受容する（ステップ２）。第２の搬送体２ｂは、ウェーハ４の中間置き場として用いられる。ここで、ウェーハ４の回転が、Ｚ軸線を中心として予め定められた角度だけ行われる（ステップ３）。その後、マニピュレータ２２を備えている第３の搬送体２ｃが、ウェーハ４を新たな配向において引き受ける（ステップ４）。

単一の搬送体２によってウェーハ４の回転位置を配向するための他の変化態様を以下に説明する。搬送体２には、２つのマニピュレータ２２が組み込まれている。第１のマニピュレータ２２は、２個の自由度を有しており、半径方向における（上述したような）エンドエフェクタ２２２の収縮／拡張のための１つの自由度と、Ｚ方向におけるエンドエフェクタ２２２のリフトのための別の１つの自由度とを有している。第２のマニピュレータ２２は、ウェーハ４の回転位置の配向を担う。これは、自由度と、搬送面に対して垂直なＺ軸線を中心とした回転と、ウェーハ４を中央で受容するためのエンドエフェクタ２２２とを有する。これによって、エンドエフェクタ２２２上に位置するウェーハ４を、自身の中心点を中心に回転させることができる。この配置によって、単一の搬送体２で、ウェーハ４をプロセスネストから取り出し、搬送し、搬送中に回転位置を配向し、ウェーハ４を目標箇所において、予め規定された回転位置に置くことができる。このために、次の運動フローが設けられている。
ａ）プロセスネストからのウェーハ４の取り出し：提供箇所において、第１のマニピュレータ２２は、自身のエンドエフェクタ２２２を、プロセスネストに位置するウェーハ４の下に移動させる。リフト運動後、ウェーハ４は、エンドエフェクタ２２２上に位置する。
ｂ）第１のマニピュレータ２２の収縮運動：次いで、ウェーハ４は、搬送体２の上方に位置し、ウェーハ４の下方には、この時点で第２のマニピュレータ２２がセンタリングされて位置している。
ｃ）第１のマニピュレータ２２の下降運動による、第１のマニピュレータ２２から第２のマニピュレータ２２へのウェーハ４の引き渡し
ｄ）第２のマニピュレータ２２の回転による、ウェーハ４の回転位置の配向：ウェーハ４（ノッチ）の縁部における刻み目に関する配向のためにセンサが設けられるものとしてよく、このセンサは、回転運動中、この刻み目の位置を監視する。
ｅ）第１のマニピュレータ２２のリフト運動による、第２のマニピュレータ２２から第１のマニピュレータ２２へのウェーハ４の引き渡し：この時点で、ウェーハ４は、予め規定された回転位置で第１のマニピュレータ２２上に位置している。
ｆ）第１のマニピュレータ２２による、目標箇所におけるウェーハ４の載置。

１つ又は複数の有効積荷４、特にウェーハを搬送体２によって搬送するように設計されている搬送装置が開示されている。搬送体２は、ステータ３の搬送表面３３上で浮上して、運動可能かつ位置決め可能である。好適には、６個全ての自由度に関して運動及び位置決めが行われる。搬送体２は、運動可能なブーム又は運動可能なマニピュレータ２２又は運動可能なロボットアームを有している。そのエンドエフェクタ２２２に有効積荷４を置く又は固定することが可能である。発展形態においては、有効積荷４を処理及び／又は検査することもできる。この処理及び／又は検査を、同一の搬送装置の別の搬送体２のエンドエフェクタ２２２によって実行することもできる。

２ 搬送体
２１ ハウジング
２１２ ハウジング底部
２２ マニピュレータ
２２１ 運動機構
２２１１ 第１の段
２２１２ 第２の段
２２２ エンドエフェクタ
２２３ 組付けフランジ
２３ （ハウジングのための）駆動ユニット
２３１ ハウジングに固定された磁石アレイ
２３２ 磁石支持体
２３３ （ハウジングのための）コード配列
２４ （マニピュレータのための）駆動ユニット
２４１ 磁石アレイ（ハウジングに対して可動）
２４３ （マニピュレータのための）コード配列
２４４ （ハウジングに対する磁石アレイのための）軸受
２４５ 被駆動部
２５ 電子ユニット
２５１ エネルギ蓄積器
２５２ 通信インタフェース
２５３ ユーザインタフェース
２６ カップリング
２６１ ベルトプーリ
２６２ 伝送ベルト
３ ステータ
３１ 位置磁石
３２ カメラモジュール
３３ 搬送表面
４ 有効積荷／ウェーハ
ＬＬ ロードロック
ＰＭ プロセスステーション
ＶＫ 搬送空間

Claims (15)

1. 少なくとも１つの有効積荷（４）を搬送するための搬送装置であって、
   各有効積荷（４）に少なくとも１つの搬送体（２，２ａ，２ｂ）が割り当てられており、前記搬送体（２，２ａ，２ｂ）は、ステータ（３）の搬送表面（３３）上で浮上して、運動可能かつ位置決め可能であり、
   前記搬送体（２）のエンドエフェクタ（２２２）とハウジング（２１）との間に、ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームが延在しており、
   前記エンドエフェクタ（２２２）を、前記有効積荷（４）と作用結合させることが可能である、搬送装置において、
   前記ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームは、前記ハウジング（２１）に対する前記エンドエフェクタ（２２２）の少なくとも１つの第１の運動自由度を実現しかつ制御する、
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記第１の運動自由度は、前記搬送表面（３３）に沿った又は前記搬送表面（３３）に対して平行な前記ハウジング（２１）に対する前記エンドエフェクタ（２２２）の可変の間隔である、請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記作用結合は、前記有効積荷（４）において前記エンドエフェクタ（２２２）によって実行可能な、支持及び／又は操作及び／又は位置決め及び／又は固定及び／又は処理及び／又は検査である、請求項１又は２に記載の搬送装置。
4. 前記ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームは、少なくとも２つの段（２２１１，２２１２）又は区間を備える運動機構（２２１）を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の搬送装置。
5. 前記段（２２１１，２２１２）又は区間は、互いに対して直線的に変位可能又は旋回可能である、請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記搬送表面（３３）に対して側方近傍に、前記有効積荷（４）を処理する複数のプロセスステーション（ＰＭ）が配置されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の搬送装置。
7. 前記プロセスステーション（ＰＭ）にプロセスネストが配置されており、前記プロセスネストは、前記搬送表面（３３）に対して側方に離間しており、
   前記離間は、前記ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームによって、当該ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームの展開状態において橋絡可能である、請求項２及び６に記載の搬送装置。
8. 前記ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームの収縮状態において、前記有効積荷（４）の中心点が、又は、前記有効積荷（４）が部分的に、又は、前記有効積荷（４）が完全に、前記搬送体（２）の前記ハウジング（２１）上に配置される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の搬送装置。
9. 前記搬送体（２）の前記ハウジング（２１）内に、少なくとも１つの磁石アレイ（２３１）が受容されておりかつ取り付けられており、前記少なくとも１つの磁石アレイ（２３１）は、前記ステータ（３）と磁気相互作用させることが可能であり、かつ、前記ステータ（３）によって運動させること可能である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の搬送装置。
10. 前記搬送体（２）の前記ハウジング（２１）内に、少なくとも１つの磁石アレイ（２４１）が可動に受容されており、前記少なくとも１つの磁石アレイ（２４１）は、前記ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームに機械的に連結されており、
    前記少なくとも１つの磁石アレイ（２４１）は、前記ステータ（３）と磁気相互作用させることが可能であり、かつ、前記ステータ（３）によって運動させることが可能である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の搬送装置。
11. 前記磁石アレイ（２４１）は、回転可能に軸受（２４４）において支持されており、
    前記磁石アレイ（２４１）に相対回動不能にベルトプーリ（２６１）が取り付けられており又は連結されており、前記ベルトプーリ（２６１）は、伝送ベルト（２６２）を介して前記ブーム又はマニピュレータ（２２）又はロボットアームに機械的に連結されている、請求項１０に記載の搬送装置。
12. 前記搬送装置は、２つの搬送体（２）を有しており、前記２つの搬送体（２）の、好適には対称のエンドエフェクタ（２２２ａ，２２２ｂ）は、側方にずらされて、互いに向かって運動可能である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の搬送装置。
13. 前記搬送装置は、２つの搬送体（２）を有しており、前記２つの搬送体（２）のエンドエフェクタ（２２２ａ，２２２ｂ）は、２つの非対称のフィンガを有している、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の搬送装置。
14. 前記搬送装置は、付加的な搬送体（２ｂ）を有しており、前記付加的な搬送体（２ｂ）のハウジング（２１）は、回転可能なディスクであり又は回転可能なディスクを有している、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の搬送装置。
15. 前記搬送表面（３３）上に搬送空間（ＶＫ）が形成されており、前記搬送空間（ＶＫ）内に、ガス若しくはガス混合物又は液体又は真空若しくは超高真空又は無菌領域又はＡＢＣ保護領域が設けられており、
    前記少なくとも１つの搬送体（２）は、前記搬送空間（ＶＫ）に受容される、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の搬送装置。

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