TW202105573A - 基板搬運裝置 - Google Patents

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TW202105573A
TW202105573A TW109133389A TW109133389A TW202105573A TW 202105573 A TW202105573 A TW 202105573A TW 109133389 A TW109133389 A TW 109133389A TW 109133389 A TW109133389 A TW 109133389A TW 202105573 A TW202105573 A TW 202105573A
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亞瑟 吉爾克萊史特
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美商布魯克斯自動機械公司
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
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Abstract

一種基板處理裝置，其中，搬運臂具有複數個串聯連接的臂鏈路，其中一者具有預定的臂鏈路高度，第二滑輪固定至複數個串聯連接的臂鏈路中之一個臂鏈路，扭矩傳輸帶於第一滑輪及第二滑輪之間縱向延伸並耦接至第一滑輪及第二滑輪中之每一者，扭矩傳輸帶具有與預定的臂鏈路高度相應之帶高度及可變橫向厚度，使得扭矩傳輸帶包括對應於相應的帶高度之橫向增加截面之鏈段。

Description

基板搬運裝置
示例實施例大體上關於機器人搬運裝置，更特別地關於機器人驅動傳輸。
隨著半導體基板之尺寸增加，用以搬運基板之機器臂的尺寸/長度亦增加。機器臂可使用金屬帶以傳輸來自機器人驅動之扭矩及運動而結合機器臂。然而，臂鏈路之增加長度亦增加金屬帶之長度。通常，金屬帶薄以便例如最小化彎曲應力及維持金屬帶之功能壽命。如同可實現的，因為金屬帶薄，金屬帶之截面積小。此小截面積可影響帶之軸向剛度，可能導致動態驅動系統之低固有頻率而使伺服機構/驅動馬達難以調整，尤其是直接驅動系統。例如，伺服機構帶寬度可接近金屬帶之固有頻率，並可使其難以調除震動及可能因低伺服機構帶寬度而導致較低性能。在非直接驅動系統中，金屬帶之低固有頻率可能導致長安定時間及減少整體產出性能。
有利的是具有採用金屬帶而無以上性能問題之 驅動系統。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，基板處理裝置包括搬運臂，具有串聯連接的臂鏈路，至少一個該臂鏈路具有預定的臂鏈路高度；至少一個第一滑輪及至少一個第二滑輪，其中該第二滑輪固定至該串聯連接的臂鏈路之臂鏈路；以及至少一個扭矩傳輸帶，於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向延伸並耦接至該第一滑輪及該第二滑輪之每一者，該至少一個扭矩傳輸帶具有該預定的臂鏈路高度相應之帶高度及可變橫向厚度，使得該至少一個扭矩傳輸帶包括該相應帶高度之橫向增加截面的鏈段。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，基板處理裝置包括驅動段，驅動地連接至該第一滑輪，造成該串聯連接的臂鏈路之延伸及收縮。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該第一滑輪為驅動滑輪及該第二滑輪為從動滑輪。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，橫向增加截面之該鏈段為非彎曲帶鏈段。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該搬運臂包括第一臂鏈路，具有耦接至驅動段之近端；第二臂鏈路，於該第二臂鏈路之近端可旋轉地耦接至該第一臂鏈路之遠端；以及基板支座，連接至該第二臂鏈路之遠端。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該搬 運臂包含選擇性兼容關節機械臂(SCARA)。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該至少一個扭矩傳輸帶之每一者包括第一滑輪介面段及第二滑輪介面段，具有不同於該橫向增加截面之第一橫向截面；且該橫向增加截面之鏈段結合該第一滑輪介面段至該第二滑輪介面段。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該至少一個扭矩傳輸帶之每一者包括第一滑輪介面段及第二滑輪介面段；且該橫向增加截面之鏈段係設於該第一滑輪介面段及該第二滑輪介面段間之該至少一個扭矩傳輸帶上。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該橫向增加截面之鏈段固定至該至少一個扭矩傳輸帶。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該橫向增加截面之鏈段與該至少一個扭矩傳輸帶具有整體單件式結構。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該橫向增加截面之鏈段包含從該至少一個扭矩傳輸帶之一個或更多個橫向側橫向延伸之一個或更多個凸緣。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，基板處理裝置包括搬運臂，具有串聯連接的臂鏈路，每一該臂鏈路具有預定的臂鏈路高度；至少一個第一滑輪及至少一個第二滑輪，其中該第二滑輪連接至該串聯連接的臂鏈路之從動臂鏈路；以及至少一個扭矩傳輸帶，於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向延伸並耦接至該第一滑輪及該第二 滑輪之每一者，該至少一個扭矩傳輸帶具有關於該預定的臂鏈路高度之橫向帶厚度及預定的高度，以及耦接至該至少一個扭矩傳輸帶之至少一個橫向側的帶鏈段，該帶鏈段經組配以形成倍增器構件，於該至少一個扭矩傳輸帶之預定的長度上改變該至少一個扭矩傳輸帶之厚度。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，基板處理裝置進一步包括驅動段，驅動地連接至該第一滑輪，造成該臂鏈路之延伸及收縮。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該第一滑輪為驅動滑輪及該第二滑輪為從動滑輪。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該帶鏈段為非彎曲帶鏈段。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該搬運臂包括第一臂鏈路，具有耦接至該驅動段之近端；第二臂鏈路，於該第二臂鏈路之近端可旋轉地耦接至該第一臂鏈路之遠端；以及基板支座，連接至該第二臂鏈路之遠端。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該搬運臂包含SCARA臂。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該帶鏈段機械地固定或化學地黏合至該至少一個橫向側。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該帶鏈段包含從該至少一個橫向側橫向延伸之一個或更多個凸緣。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該帶鏈段包含設於該至少一個扭矩傳輸帶之第一橫向側的第一帶鏈段，及設於該至少一個扭矩傳輸帶之第二橫向側的第二帶鏈段，該第二橫向側與該第一橫向側相對。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，基板搬運裝置包括驅動段；SCARA臂，具有三個或更多個臂鏈路，其中至少一個臂鏈路具有預定的臂鏈路高度；至少一個第一滑輪及至少一個第二滑輪，其中該第二滑輪固定至該串聯連接的臂鏈路之臂鏈路；以及至少一個扭矩傳輸帶，於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向延伸並耦接至該第一滑輪及該第二滑輪之每一者，該至少一個扭矩傳輸帶具有該預定的臂鏈路高度相應之帶高度及可變橫向厚度，使得該至少一個扭矩傳輸帶包括該相應帶高度之橫向增加截面的鏈段。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該至少一個扭矩傳輸帶包括設於該至少一個扭矩傳輸帶之至少一個橫向側的帶鏈段，該帶鏈段經組配以針對該預定的高度於該至少一個扭矩傳輸帶之預定的長度上改變該帶鏈段之該截面。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該帶鏈段機械地固定或化學地黏合至該至少一個橫向側。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，該帶鏈段包含從該至少一個橫向側橫向延伸之一個或更多個凸緣。
依據揭露之實施例的一個或更多個觀點，基板處理裝置包括搬運臂，具有串聯連接的臂鏈路，至少一個該臂鏈路具有預定的臂鏈路高度；至少一個第一滑輪及至少一個第二滑輪，其中該第二滑輪連接至該串聯連接的臂鏈路之臂鏈路；以及至少一個扭矩傳輸帶，於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向延伸並耦接至該第一滑輪及該第二滑輪之每一者，該至少一個扭矩傳輸帶具有該預定的臂鏈路高度相應之帶高度，第一帶部分於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向延伸，及第二帶部分於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向延伸，其中該第二帶部分之厚度大於該第一帶部分之厚度。
1000:搬運臂鏈路
1001、1791、350、351、350’、351’、800:扭矩傳輸帶
1001P:板段
1010:線性導軌
1011:可動載具
1012:耦接構件
11000:大氣前端
11005:裝載埠模組
11010:真空裝載密封裝置
11011:校準器
11013:大氣運輸機器人
11014:真空運輸機器人
11020:真空後端
11025:搬運室
11030:處理站
11040:裝載埠
11050:基板匣
11060:迷你環境
11090:半導體工具站
11091:控制器
12:工具介面段
1203:Z軸驅動
1214:轉移臂
1260:外驅動軸
1261:中驅動軸
1262:內驅動軸
1270:內軸
1271:外軸
1700、2081:驅動段
1701:殼體
1720、2082B:基座臂
1721:第一臂鏈路
1722:第二臂鏈路
1763、1764、1765、354、354’、BX、S1、S2:軸
1780、342、342’:第一滑輪
1781、1782、780、783:滑輪
1783、344、344’:第二滑輪
1784、1785:惰性滑輪
1786、1787:第二惰性滑輪
1788、1789:肩滑輪
1790、1793、792、794:傳輸
1799:方向
18B、18i:運輸室模組
200、410:處理工具
2010:線性基板處理系統
2012:工具介面段
2025、2026、2040:處理工具模組
2030:自動化模組
2030P1-2030P6:埠
2050、2060、2070:介面
208:機器臂
2080:運輸機器人
2082:多鏈路臂
2083:基板夾具
231、PM:處理模組
232:線性搬運室
235:輸入/輸出模組
2400、2401:箭頭
241A、241B、324:搬運臂
243:線性軌道
245:驅動及支座機構
248:磁頭
26B、26i:搬運裝置
30i:工件站
3018、3018A、3018I、3018J:搬運室模組
320:機器人搬運裝置
322:基座
326:上臂
328:前臂
330:基板支座
330X、LA:縱軸
332:肩接合部
334:肘接合部
336:腕接合部
350IS:橫向厚度/截面
350PS1、350PS2:滑輪介面段
339、340:驅動軸
370M、371M:馬達
412:工件進入/退出站
416:線性搬運室
420:線性分佈工件搬運系統
550、551:定形部分
56:裝載密封裝置
56A、56B:裝載密封裝置模組
56S、56S1、56S2、30S1、30S2:固定工件支座/貯器
600、6130、700:驅動帶
601、602、701、702:滑輪介面鏈段
603、703、803:板鏈段
605:突出
609:隙孔
610:扣持構件
701E、702E:端部
703R:凹部
850:單片帶
ALH1、ALH2:臂鏈路高度
B1、B2、EXB:軸承
C1、C2:蓋部
E:彈性係數
EX:肘軸
f:頻率
H、HA1、HA2:高度
I:基板夾具及酬載慣性
K、K1、K2:剛度
Keq:相等剛度
L:自由長度
LS1、LS2、PLS1、PLS2:橫向側
P1:驅動滑輪
P2:從動滑輪
r:滑輪半徑
ROT:轉子
S:基板
STAT:定子
SX:肩軸
T、T’:厚度
TCH:搬運室的高度
在下列結合附圖之說明中將說明揭露之實施例的上述觀點及其他特徵，其中：
圖1A-1D示意描繪結合揭露之實施例之觀點的處理裝置；
圖2示意描繪結合揭露之實施例之觀點的處理裝置；
圖3A、3B、3C及3D示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運裝置部分；
圖4A及4B示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運臂部分；
圖5及5A示意描繪依據揭露之實施例之觀點 之機器人搬運臂部分；
圖6示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運臂部分；
圖7示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運臂部分；
圖8示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運臂部分；
圖9A-9K示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運臂部分；以及
圖10示意描繪依據揭露之實施例之觀點之機器人搬運臂部分。
參照圖1A-1D，如文中進一步揭露，顯示結合揭露之實施例之觀點之基板處理裝置或工具之示意圖。儘管將參照圖式說明揭露之實施例之觀點，應理解的是可以許多形式體現揭露之實施例之觀點。此外，可使用任何適當尺寸、形狀或類型之元件或材料。
參照圖1A及1B，顯示依據揭露之實施例之觀點的處理裝置，諸如半導體工具站11090。儘管圖式中顯示半導體工具，文中所說明之揭露之實施例之觀點可應用於採用機器人操縱器之任何工具站或應用。在此範例中，工具11090顯示為群聚工具，然而，揭露之實施例之觀點可應用於任何適當工具站，諸如圖1C、1D及2中所示之 線性工具站，如2013年3月19日發佈之美國專利編號8,398,355，標題「線性分佈半導體工件處理工具」(Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool)，及2011年3月8日發佈之美國專利編號7,901,539，標題「搬運及處理基板之裝置及方法」(Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates)中所說明，該揭露以提及的方式併入本文。工具站11090通常包括大氣前端11000、真空裝載密封裝置11010及真空後端11020。在其他觀點中，工具站可具有任何適當組態。前端11000、裝載密封裝置11010及後端11020之每一者的組件可連接至控制器11091，其可為任何適當控制架構之一部分，諸如群集架構控制。控制系統可為具有主控制器、群聚控制器及自主式遠程控制器之閉環控制器，諸如2011年3月8日發佈之美國專利編號7,904,182，標題「可擴縮運動控制系統」(Scalable Motion Control System)中所揭露，該揭露以提及的方式併入本文。在其他觀點中，可利用任何適當控制器及/或控制系統。
在一觀點中，前端11000通常包括裝載埠模組11005及迷你環境11060，諸如裝備前端模組(EFEM)。裝載埠模組11005可為起釘器/加載器工具標準(螺栓S)介面，其符合300mm裝載埠之SEMI標準E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9、450mm裝載埠之SEMI標準、前開口或底開口盒/箱及匣。在其他觀點中，裝載埠 模組可組配為200mm、300mm、及/或450mm基板或晶圓介面，或任何其他適當基板介面，諸如平板顯示器之較大或較小基板或平板。儘管圖1A中顯示二裝載埠模組，在其他觀點中，任何適當數量裝載埠模組可併入前端11000。裝載埠模組11005可經組配以接收來自高架搬運系統、自動導引車、人員導引車、軌道導引車或任何其他適當搬運方法之基板載具或匣11050。裝載埠模組11005可經由裝載埠11040而與迷你環境11060界接。裝載埠11040可允許基板通過基板匣11050及迷你環境11060之間。迷你環境11060通常包括任何適當大氣運輸機器人11013，其可結合文中所說明之揭露之實施例之一個或更多個觀點。在一觀點中，機器人11013可為軌道安裝機器人，諸如美國專利編號6,002,840中所說明，此揭露以提及的方式併入本文。迷你環境11060可為多裝載埠模組間之基板運輸提供受控制潔淨區。
真空裝載密封裝置11010可設於並連接至迷你環境11060及後端11020之間。請注意，文中所使用之真空用詞可表示諸如其中處理基板之10-5Torr或以下之高度真空。裝載密封裝置11010通常包括大氣及真空槽閥。槽閥可提供環境隔離用以在從大氣前端裝載基板之後撤離裝載密封裝置，及當以諸如氮之惰性氣體通氣密封裝置時維持搬運室中真空。裝載密封裝置11010亦可包括校準器11011，用於將基板之基標對準所欲處理位置。在其他觀點中，真空裝載密封裝置可設於處理裝置之任何適當位 置，並具有任何適當組態。
真空後端11020通常包括搬運室11025、一個或更多個處理站11030及任何適當真空運輸機器人11014，其可包括文中所說明之一個或更多個揭露之實施例之觀點。運輸機器人11014可設於搬運室11025內以於裝載密封裝置11010及各式處理站11030之間搬運基板。處理站11030可經由各式沉積、蝕刻、或其他類型處理在基板上操作，以於基板上形成電路或其他所欲結構。典型處理包括但不侷限於薄膜處理，其使用諸如電漿蝕刻或其他蝕刻處理之真空、化學蒸氣沉積(CVD)、電漿蒸氣沉積(PVD)、諸如離子植入之植入、計量、快速熱處理(RTP)、乾式剝離原子層沉積(ALD)、氧化/擴散、形成氮化物、真空微影、磊晶(EPI)、引線接合器及蒸發或使用真空/壓力之其他薄膜處理。處理站11030連接至搬運室11025以允許基板從搬運室11025傳遞至處理站11030，反之亦然。
現在參照圖1C，顯示線性基板處理系統2010之示意平面圖，其中工具介面段2012安裝至搬運室模組3018，使得介面段2012通常(例如朝內)但從搬運室3018之縱軸X偏移。如先前以提及之方式併入本文之美國專利No.8,398,355中所說明，藉由依附其他搬運室模組3018A、3018I、3018J至介面2050、2060、2070，搬運室模組3018可以任何適當方向延伸。每一搬運室模組3018、3018A、3018I、3018J包括任何適當基板搬運 2080，其可包括文中所說明之一個或更多個揭露之實施例之觀點，用於在處理系統2010各處搬運基板並進出例如處理模組PM。如同可實現的，每一室模組可保持隔離或控制之大氣(例如N2、清新空氣、真空)。
參照圖1D，顯示示例處理工具410之示意正視圖，諸如可沿線性搬運室416之長縱軸X。在圖1D中所示之揭露之實施例之觀點中，工具介面段12可代表性連接至搬運室416。在此觀點中，介面段12可定義工具搬運室416之一端。如圖1D中所件，搬運室416可具有另一工件進入/退出站412，例如在介面站12之相對端。在其他觀點中，可提供其他進入/退出站用於從搬運室插入/移除工件。在一觀點中，介面段12及進入/退出站412可允許從工具裝載及卸載工件。在其他觀點中，工件可從一端裝載至工具並從另一端移除。在一觀點中，搬運室416可具有一個或更多個運輸室模組18B、18i。每一室模組可保持隔離或控制之大氣(例如N2、清新空氣、真空)。如之前所注意，搬運室模組18B、18i、裝載密封裝置模組56A、56B及形成圖1D中所示之搬運室416之工件站的組態/配置僅為示例，且其他觀點中，搬運室可具有設於任何所欲模組配置之更多或更少模組。在所示觀點中，站412可為裝載密封裝置。在其他觀點中，裝載密封裝置模組可設於端進入/退出站(類似於站412)之間，或毗連搬運室模組(類似於模組18i)可經組配以操作為裝載密封裝置。亦如之前所注意，搬運室模組 18B、18i具有設於其中之一個或更多個相應搬運裝置26B、26i，其可包括文中所說明之揭露之實施例之一個或更多個觀點。搬運室模組18B、18i各自之搬運裝置26B、26i可合作以提供搬運室中之線性分佈工件搬運系統420。在此觀點中，搬運裝置26B可具有一般SCARA(選擇性兼容關節機械臂)臂組態(雖然在其他觀點中，搬運臂可具有任何其他所欲配置，諸如蛙腿組態、伸縮組態、雙向對稱組態等)。在圖1D中所示之揭露之實施例的觀點中，可配置搬運裝置26B之臂以提供所謂快速交換配置，其允許搬運從拾取/置放位置快速交換基板(例如第一臂或基板夾具從位置拾取基板，及第二臂或基板夾具實質上在拾取基板移除後立即置放基板至相同位置)。搬運臂26B可具有適當驅動段，諸如以下所說明，以提供每一臂任何適當數量之自由度(例如繞肩及肘獨立旋轉結合Z軸運動)。如圖1D中所見，在此觀點中，模組56A、56、30i可填隙地設於運輸室模組18B、18i之間，並可定義適當處理模組、裝載密封裝置、緩衝站、計量站或任何其他所欲站。例如填隙模組，諸如裝載密封裝置56A、56及工件站30i，可各具有固定工件支座/貯器56S、56S1、56S2、30S1、30S2，其可與搬運臂合作以沿搬運室之線性軸X經由搬運室之長度影響搬運或工件。例如，工件可藉由介面段12而裝載於搬運室416中。工件可以介面段之搬運臂15設於裝載密封裝置模組56A之支座上。在裝載密封裝置模組56A中，工件可藉由模組18B中之 搬運臂26B而於裝載密封裝置模組56A及裝載密封裝置模組56間移動，並以類似及連續方式，以臂26i(模組18i中)而於裝載密封裝置56及工件站30i間移動，及以模組18i中之臂26i而於站30i及站412間移動。此處理可全部或部分反向而以相對方向移動工件。因而，在一觀點中，工件可以任何方向沿軸X移動，沿搬運室至任何位置，並可從與搬運室相通之任何所欲模組(處理或其他)裝載及卸載。在其他觀點中，搬運室模組18B、18i之間無法提供具靜態工件支座或貯器之填隙搬運室模組。在該等觀點中，毗連搬運室模組之搬運臂可將工件直接從末端執行器或一搬運臂運至另一搬運臂之末端執行器，以經由搬運室移動工件。處理站模組可於基板上操作，經由各式沉積、蝕刻或其他類型處理，以於基板上形成電路或其他所欲結構。處理站模組連接至搬運室模組以允許將基板從搬運室運至處理站，反之亦然。具類似於圖1D中所描繪之處理裝置之一般部件之處理工具的適當範例係於先前以提及之方式併入本文之美國專利No.8,398,355中說明。
參照圖2，描繪具有線性搬運室232之另一線性示例處理工具200。處理工具200可實質上類似於先前以提及之方式併入本文之美國專利編號7,901,539中所說明者。此處，線性搬運室232具有連接處理模組231及/或輸入/輸出模組235(例如裝載密封裝置)之一個或更多個開口。在此觀點中，線性軌道243係設於搬運室232內。一個或更多個搬運臂241A、241B可行駛線性軌道 243用於在輸入/輸出模組235及處理模組231間搬運基板。搬運臂241A、241B可分別安裝至行駛線性軌道243之驅動及支座機構245，並包括至少部分驅動傳輸用於接合或其他，造成臂延伸及收縮以及臂沿線性軌道243移動。例如，在一觀點中，每一臂之至少一個線性及/或旋轉驅動可設於搬運室232之密封環境外部，使得至少一個線性及/或旋轉驅動(未顯示)磁性耦接至驅動及支座機構245之至少一個隨動件或磁頭248，使得至少一個線性及/或旋轉驅動及至少一個磁頭248間之磁性耦接，以實質上類似於2012年10月23日發佈之美國專利編號7,901,539以及美國專利編號8,293,066，標題「搬運及處理基板之裝置及方法」(Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates)，及2013年4月16日發佈之美國專利編號8,419,341，標題「具Z運動及接合臂之線性真空機器人」(Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm)中所說明之方式，影響搬運臂241A、241B之延伸及搬運臂241A、241B沿線性軌道243之線性移動，該些揭露以提及之方式併入本文。
如同可實現的，以上所說明之每一機器人搬運裝置可包括由至少一個扭矩傳輸帶驅動之至少一個臂鏈路。現在參照圖3A及3B，描繪依據揭露之實施例之觀點之示例扭矩傳輸帶組態，用於諸如文中所說明之機器人搬運裝置。如圖3A及3B中可見，機器人搬運裝置320包括安裝至任何適當基座或驅動殼體322之搬運臂324。在 一觀點中，搬運臂324可為SCARA臂，並可包括具有近及遠端之上臂326、具有近及遠端之前臂328及至少一個基板支座或末端執行器330，經組配以於其上持定一個或更多個基板。上臂326之近端可旋轉地於肩接合部332連接至基座322。前臂328之近端可旋轉地於肘接合部334連接至上臂326之遠端。一個或更多個基板支座330可旋轉地於腕接合部336連接至前臂328之遠端。除了此處所描繪之SCARA臂以外，在基於揭露之實施例之觀點可採用之臂組態的其他範例中，包括但不侷限於2008年5月8日提出申請之美國專利申請案編號12/117,415，標題「具利用機械切換機構之多可動臂的基板搬運裝置」(Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism)，及2013年2月11日提出申請之國際專利申請案編號PCT/US13/25513，標題「基板處理裝置」(Substrate Processing Apparatus)中所說明之臂組態，此揭露以提及之方式併入本文，或任何其他適當搬運臂，其使用帶及/或帶鏈將扭矩從一滑輪傳輸至另一滑輪，進行搬運臂作業，無關乎帶及/或帶鏈是否設於驅動段內(例如基於驅動軸配置之並排馬達)及/或臂鏈路內。
如同可實現的，搬運臂之每一臂鏈路326、328、330可具有個別臂鏈路高度ALH1、ALH2(基板夾具330之高度未顯示)。如同可實現的，每一臂鏈路ALH1、ALH2之高度及搬運臂(未顯示)之整體高度可由 其中搬運臂操作之搬運室的高度TCH限制(諸如以上所說明者)。同樣地，設於每一臂鏈路內用於驅動臂之每一扭矩傳輸帶的高度H可由個別臂鏈路高度限制。如同可實現的，其中多滑輪堆疊於臂鏈路內或每一滑輪傳輸利用多帶(如以下所說明)，因臂鏈路內多帶相互垂直堆疊，可進一步限制扭矩傳輸帶高度。然而，隨著搬運臂攜帶基板之尺寸增加，臂鏈路之長度亦增加，臂鏈路及/或運輸室之高度限制可不增加。如以下將說明，扭矩傳輸帶之厚度可增加或改變以提供扭矩傳輸帶之增加剛度，同時維持每一帶之厚度及個別臂鏈路之厚度間之關係，如以下將更詳細說明。例如，如以下將更詳細說明，扭矩傳輸帶可於例如二滑輪間縱向延伸，並至少具有具第一厚度之第一縱向延伸帶部分及具第二厚度之第二縱向延伸帶部分，其中第二厚度大於第一厚度。
基座322可包含一個或更多個伺服機構或馬達370M、371M，經組配以驅動各驅動軸。搬運基座或驅動322可用於任何適當大氣或真空機器人搬運，諸如以上所說明者。驅動可包括具有至少部分設於其中之至少一個驅動軸339、340的驅動殼體。如同可實現的，驅動軸可具有任何適當配置，諸如同軸或並排配置。儘管圖3A中描繪二驅動軸，在其他觀點中，驅動可包括任何適當數量之驅動軸。驅動軸339、340可於殼體內以任何適當方式機械支撐或磁性懸浮(例如實質上未接觸)，諸如2012年10月9日發佈之美國專利編號8,283,813，標題「具磁性 心軸軸承之機器人驅動」(Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings)，及2011年8月30日發佈之美國專利編號8,008,884「具結合至室壁之馬達的基板處理裝置」(Substrate Processing Apparatus with Motors Integral to Chamber Walls)中所說明，此揭露以提及之方式併入本文。基座322之每一驅動軸339、340可由各馬達370M、371M驅動，其中每一馬達包括定子STAT及轉子ROT。請注意，文中所說明之驅動馬達可為永久磁鐵馬達、可變磁阻馬達(具有具相應線圈單元之至少一個凸極及具有導磁材料之至少一個凸極的至少一個個別轉子)、或任何其他適當驅動馬達。定子可至少部分固定於殼體內，及轉子可以任何適當方式固定至個別驅動軸339、340。在一觀點中，定子STAT可設於從大氣密封之「外部」或「非密封」環境，其中機器臂208經由採用任何適當隔離壁或障壁而操作(其中機器臂操作之大氣，文中稱為「密封」環境，其可為真空或任何其他適當環境)同時轉子ROT係設於密封環境內。請注意，「隔離壁」用詞文中可指由任何適當非鐵磁材料製成之壁，其可設於機器人驅動及/或感測器(與驅動相關聯)之移動部及機器人驅動及/或感測器之相應固定部之間。此處，第一驅動軸339可驅動地連接至馬達370M、371M之一者，進行上臂326繞肩接合部332之驅動旋轉。第二驅動軸340(在此觀點中，其與第一驅動軸同心)可驅動地連接至馬達370M、371M之另一者，進行前臂328繞肘接合部334之驅動旋轉。請注 意，用於驅動每一臂鏈路(例如上臂、前臂及/或末端執行器)之馬達370M、371M可以任何適當方式連接至任何適當控制器，諸如用於控制機器人搬運裝置320之基板拾取及基板置放作業的控制器11091。
如圖3A中可見，第一滑輪342例如在肩軸332連接至驅動軸340，使得當驅動軸340旋轉時，第一滑輪342隨著驅動軸340旋轉。第二滑輪344可旋轉地於肘接合部334安裝至例如軸S1(例如使用任何適當軸承B1)，並以任何適當方式連接至前臂328，諸如藉由軸354(其可固定至上臂326)，使得當第二滑輪344旋轉時，前臂328隨著第二滑輪344旋轉。如同可實現的，第一滑輪及第二滑輪相對於彼此可具有任何適當直徑(例如驅動比)，使得在一觀點中，滑輪可具有相同直徑或不同直徑(例如驅動滑輪可小於從動滑輪，或反之亦然)。如同亦可實現的，第一及第二滑輪可分別為驅動及從動滑輪。第二滑輪344可以任何適當方式耦接至第一滑輪342，諸如藉由一個或更多個扭矩傳輸帶350(圖3中描繪二扭矩傳輸帶350、351)。扭矩傳輸帶可以可將扭矩從第一滑輪342傳輸至第二滑輪344之任何適當材料建構。在一觀點中，扭矩傳輸帶可為任何適當金屬建構之金屬帶。
扭矩傳輸帶350、351可不形成繞滑輪342、344之連續環形帶。而是，扭矩傳輸帶350之一端可至少部分纏繞(例如以順時針方向)並固定至第一滑輪342， 同時扭矩傳輸帶350之另一端可至少部分纏繞(例如以逆時針方向)並固定至第二滑輪344。扭矩傳輸帶350之端部可以任何適當方式固定至個別滑輪342、344，諸如以接腳或任何其他適當可移除或非可移除化學或機械緊固裝置。實質上類似於扭矩傳輸帶350之第二扭矩傳輸帶351可以實質上類似於以上相對於扭矩傳輸帶350所說明之方式於其端部固定至滑輪342、342，然而，扭矩傳輸帶351纏繞滑輪342、344之方向可相反(例如扭矩傳輸帶351之一端以逆時針方向纏繞滑輪342，扭矩傳輸帶351之另一端以順時針方向纏繞滑輪344)。此雙扭矩傳輸帶組態將二扭矩傳輸帶350、351設於恆定張力，使得無扭矩傳輸帶鬆弛。
如同可實現的，可役使基板支座330，例如使用任何適當傳輸，諸如文中所說明之扭矩傳輸帶及滑輪傳輸，使得基板支座330之縱軸330X保持對齊機器臂324之延伸及收縮軸。例如，參照圖3B，第一滑輪342’可固定至軸S1，並至少部分延伸進入前臂328。第二滑輪344’可旋轉地在腕接合部336使用任何適當軸承B2而安裝於諸如軸S2上(其可固定至前臂328)。第二滑輪344’可以任何適當方式連接至末端執行器330，諸如以軸354’，使得當第二滑輪344’旋轉時，末端執行器330隨著第二滑輪344’旋轉。扭矩傳輸帶350’、351’實質上類似於扭矩傳輸帶350、351，可將第一滑輪342’耦接至第二滑輪344’，使得前臂328及上臂326間之相對移動造成第二滑 輪344’之旋轉，其接著相對於上臂及前臂旋轉末端執行器330，使得末端執行器之縱軸330X保持對齊延伸及收縮軸。在其他觀點中，第三馬達及驅動軸可添加至機器人搬運320，用於以實質上類似於文中相對於前臂所說明之方式驅動基板支座330繞腕接合部336之旋轉。
如同可實現的，再次參照圖3A，雖然基板夾具330被描繪為雙面末端執行器(例如可將一個或更多個基板持定於旋轉或腕接合部之末端執行器軸相對側的末端執行器)，在其他觀點中，文中所說明之搬運臂的基板夾具可具有任何適當組態，諸如單面末端執行器、一組末端執行器(例如可以堆疊或並排持定一個以上基板)或其組合。如同亦可實現的，搬運臂324之上臂326及前臂328鏈路可具有任何適當蓋部C1、C2，用於密封或隔離臂鏈路內部與搬運臂操作之環境，使得帶及滑輪產生之任何粒子不會轉移至臂鏈路外部。
現在參照圖3C，如同可實現的，文中所說明之機器人搬運裝置的任何適當臂鏈路可由諸如文中所說明之扭矩傳輸帶役使及從動。例如，圖3C中所描繪之機器人搬運裝置包括臂1720，具有第一或上臂鏈路1721及可旋轉地安裝至第一臂鏈路1721之第二或前臂鏈路1722。臂鏈路可由任何適當驅動段1700驅動。在此觀點中，驅動段包括同軸驅動軸配置，具有各由個別驅動馬達(未顯示)驅動之內驅動軸1262、中驅動軸1261及外驅動軸1260。外驅動軸1260可繞旋轉X之驅動軸耦接至第一臂 鏈路1721，使得當外驅動軸1260旋轉時，第一臂鏈路1721便隨其旋轉。第二臂鏈路1722可從動至例如驅動段1700之殼體1701(或任何其他適當位置)，使得當基座臂1720延伸及收回時(例如單一驅動馬達致使臂1720之延伸及收縮)，限制第二臂鏈路1722之肩軸SX沿實質上線性路徑行進。例如，第一滑輪1780可經安裝而實質上與旋轉X之驅動軸同心並以任何適當方式接地至例如驅動段1700之殼體1701(或運輸裝置之任何其他適當部分)，使得第一滑輪1780相對於第一臂鏈路1721而旋轉地固定。在其他觀點中，第一滑輪1780可以任何適當方式旋轉地固定。從動或第二滑輪1783可以任何適當方式旋轉地安裝於臂1720之肘軸EX，諸如藉由任何適當軸承EXB。第二滑輪1783可藉由例如軸1763而耦接至第二臂鏈路1722，使得當第二滑輪1783旋轉時，第二臂鏈路1722隨其旋轉。滑輪1780、1783可以任何適當方式彼此耦接，諸如藉由文中所說明之扭矩傳輸帶1791。在一觀點中，滑輪1780、1783可基於終止於滑輪任一端之至少二扭矩傳輸帶而彼此耦接，接著彼此拉緊以實質上排除以上所說明之鬆弛及反彈。在其他觀點中，任何適當傳輸構件可用以耦接滑輪780、783。
在此觀點中，具有外軸1271及內軸1270之同軸心軸(驅動軸配置)可設於第二臂鏈路1722之肩軸SX。外軸1271可由例如中驅動軸1261以任何適當方式驅動。例如，滑輪1781可耦接至中驅動軸1261，使得當 驅動軸1261旋轉時，滑輪1781隨其旋轉。惰性滑輪1784可設於第一臂鏈路1721內，繞肘軸EX旋轉。惰性滑輪1784可耦接至軸1765，使得當惰性滑輪1784旋轉時，軸1765隨其旋轉。軸1765及滑輪1784可以任何適當方式支撐，諸如基於任何適當軸承EXB。惰性滑輪1784可以任何適當方式耦接至滑輪1781，諸如經由實質上類似於文中所說明之任何適當傳輸1790。第二惰性滑輪1787亦可耦接至第二臂鏈路1722內之軸1765，使得滑輪1784及1787一致旋轉。肩滑輪1789可耦接至軸1271，使得軸1271及肩滑輪1789一致旋轉。第二惰性滑輪1787可以任何適當方式耦接至肩滑輪1789，諸如經由實質上類似於文中所說明之任何適當傳輸794。
同軸心軸之內軸1270可以任何適當方式由例如內驅動軸1262驅動。例如，滑輪1782可耦接至內驅動軸1262，使得當驅動軸1262旋轉時，滑輪1782隨其旋轉。惰性滑輪1785可設於第一臂鏈路1721內，繞肘軸EX旋轉。惰性滑輪1785可耦接至軸1764，使得當惰性滑輪1785旋轉時，軸1764隨其旋轉。軸1764及滑輪1785可以任何適當方式支撐，諸如基於任何適當軸承EXB。惰性滑輪1785可以任何適當方式耦接至滑輪1782，諸如經由實質上類似於文中所說明之任何適當傳輸792。第二惰性滑輪1786亦可耦接至第二臂鏈路1722內之軸1764，使得滑輪1785及1786一致旋轉。肩滑輪1788可耦接至內軸1270，使得軸1270及肩滑輪1788一 致旋轉。第二惰性滑輪1786可以任何適當方式耦接至肩滑輪1788，諸如經由實質上類似於文中所說明之任何適當傳輸1793。如同可實現的，在一觀點中，任何適當基板夾具可以任何適當方式安裝至軸1270、1271。在另一觀點中，任何適當轉移臂1214(例如具有任何適當數量之臂鏈路及基板夾具)可安裝至軸1270、1271，使得臂1720組配為「吊桿」或「基座」型臂，用於經由例如2013年2月11日提出之國際專利申請案編號PCT/US13/25513，標題「基板處理裝置」(Substrate Processing Apparatus)中所說明之延伸運輸室而搬運轉移臂1214，此揭露以提及之方式併入本文。
例如，參照圖3D，描繪依據揭露之實施例之觀點的自動化或轉移模組2030，其中基板經由具基板之單一接觸的自動化模組2030而於處理工具模組2025、2026、2040之間轉移。處理工具模組可經由諸如自動化模組2030之埠2030P1-2030P6，而以任何適當方式(例如並排、相互堆疊及/或任何其他適當配置)耦接至自動化模組2030。自動化模組2030包括運輸機器人2080。在一觀點中，運輸機器人2080可包括驅動段2081，其可實質上類似於以上所說明者。吊桿或基座臂2082B可旋轉地安裝至驅動段2081，具有一個或更多個個別基板夾具2083之一個或更多個多鏈路臂2082可於肩軸SX旋轉地安裝至基座臂2082B。驅動段2081可經組配而繞肩軸SX旋轉臂2082及末端執行器2083，作為一單元，使得臂 2082可沿箭頭2400之方向運輸基板(例如沿自動化模組2030及/或真空隧道之縱軸)，以及沿箭頭2401之方向轉移基板至自動化模組2030之二橫向側。如同可實現的，基座臂2082B可繞軸BX旋轉以沿自動化模組2030之長度方向2400搬運一個或更多個多鏈路臂2082及其末端執行器。
再次參照圖3C，文中所說明之搬運裝置可包括任何適當Z軸驅動1203。Z軸驅動1203可經組配而以實質上垂直於搬運臂之延伸/收縮的方向1799移動轉移臂。
現在參照圖4A及4B，扭矩傳輸帶350、351剛度可影響機器臂性能連同一個或更多個末端執行器/酬載慣量及驅動扭轉固有頻率。例如，至少扭矩傳輸帶剛度可影響臂響應，其可為扭矩傳輸帶剛度之函數，諸如臂之加速、臂之急跳及急跳率、以及臂之最大速度。而且，較長搬運臂鏈路亦可影響扭矩傳輸帶之剛度，因為隨著臂長度增加，來自搬運臂中應變之帶的位移亦然。因搬運臂鏈路之增加長度造成之搬運臂鏈路之角速度的改變亦可於例如帶之固有頻率的第一模式中產生反應，諸如沿帶之縱軸及/或沿扭矩傳輸帶之橫軸。因為振動之扭矩傳輸帶頻率模式通常為機器臂中之最低振動模式，例如，當臂延伸至任何適當基板持定位置時，此振動之頻率模式亦可影響驅動馬達、定位準確性及機器臂之沈降性能。扭矩傳輸帶350、351之固有頻率可寫成：
Figure 109133389-A0101-12-0025-1
其中，r為滑輪半徑及I為基板夾具及酬載(例如基板S)慣性。K為每一扭矩傳輸帶之剛度(彈簧係數)，可寫成：
Figure 109133389-A0101-12-0025-2
其中，A為扭矩傳輸帶之截面積，E為彈性係數及L為沿扭矩傳輸帶之縱軸LA之扭矩傳輸帶的自由長度(例如與個別驅動及從動滑輪P1、P2接觸點間之扭矩傳輸帶的長度)。如方程式[2]中可見，每一扭矩傳輸帶之剛度與扭矩傳輸帶長度L成反比。因半導體基板之增加尺寸從300mm至450mm及以上，機器臂之臂鏈路(例如上臂、前臂、末端執行器)的長度亦必須增加。同樣地希望增加扭矩傳輸帶之剛度K及/或頻率f。
在一觀點中，頻率f可最大化使得扭矩傳輸帶之固有頻率不干擾機器臂馬達之調諧。在一觀點中，藉由增加特定扭矩傳輸帶高度之扭矩傳輸帶的截面積，可增加頻率。例如，仍參照圖4B及圖5，每一扭矩傳輸帶，諸如扭矩傳輸帶350，例如具有橫向側LS1、LS2、預定或固定高度H及厚度T。每一扭矩傳輸帶亦包括滑輪介面段350PS1、350PS2及一部分或一段增加之橫向厚度/截面350IS。請注意，至少在滑輪介面段350PS1、350PS2中之 扭矩傳輸帶的厚度T必須充分薄以允許彎曲，使得例如扭矩傳輸帶可纏繞滑輪P1、P2，同時扭矩傳輸帶之高度H由其中置放扭矩傳輸帶之個別臂鏈路326、328的高度HA1、HA2及/或輪廓(詳圖3B)所限制或固定。藉由將扭矩傳輸帶之厚度T(例如預定/限制高度H)以橫向方向增加至厚度T’，至少超越扭矩傳輸帶長度L之部分或鏈段350IS(例如使得扭矩傳輸帶具有可變橫向厚度)，可增加扭矩傳輸帶之截面積，以增加扭矩傳輸帶之剛度，使得每一扭矩傳輸帶之相等剛度Keq可寫成：
Figure 109133389-A0101-12-0026-3
其中，K1為具有厚度T之扭矩傳輸帶之每一部分的剛度，K2為具有增加厚度T’之扭矩傳輸帶之部分的剛度。如圖4B及5中可見，藉由例如以橫向方向沿鏈段350IS增加扭矩傳輸帶之截面積，使得帶之厚度T增加至厚度T’，可影響扭矩傳輸帶350之可變厚度。在一觀點中，扭矩傳輸帶350之鏈段350IS可為非彎曲帶鏈段，其中「非彎曲」用詞表示未預期增加截面/厚度T’之鏈段350IS因接觸或在滑輪P1、P2之影響下彎曲。在其他觀點中，鏈段350IS可允許若干預定的彈性程度。
仍參照圖5，可以任何適當方式提供扭矩傳輸帶350之增加厚度T’。在一觀點中，如圖5中所示，可以任何適當方式形成扭矩傳輸帶，使得以單一整體件建構滑輪介面段350PS1、350PS2及增加橫向厚度/截面 350IS之段。如同可實現的，帶之額外厚度可從扭矩傳輸帶350之一個或更多個橫向側LS1、LS2延伸或形成於其上。在此觀點中，增加厚度T’係顯示為從橫向側LS1延伸，但在其他觀點中，增加之厚度可從橫向側LS2或二橫向側LS1、LS2延伸(詳圖5A)。
參照圖6，在揭露之實施例之另一觀點中，驅動帶之部分/鏈段可為不同件，其機械地固定或結合在一起。例如，驅動帶600(其可實質上類似於以上所說明之驅動帶)可包括具有厚度T及高度H之滑輪介面鏈段601、602。驅動帶600亦可具有增加厚度之鏈段603(文中為予說明而稱為「板鏈段603」)，其具有厚度T’、高度H及相應於例如其中採用扭矩傳輸帶之臂鏈路之長度及/或帶之自由長度的任何適當預定的長度。板鏈段603可包括從板鏈段603之橫向側橫向延伸之凸塊或其他適當突出605。每一滑輪介面鏈段601、602可包括隙孔609，突出605經由此延伸。突出可適於任何適當凹部、槽、隙孔、螺紋等，經組配以與任何適當扣持構件610界接(例如任何適當夾部、螺帽、接腳等)，使得當組裝時，滑輪介面鏈段601、602被設於板鏈段603及個別扣持構件610之間。在此觀點中，板鏈段603及每一滑輪介面鏈段601、602間之突出605及隙孔609連接可允許當扭矩傳輸帶600在應力下時，板鏈段603及每一滑輪介面鏈段601、602之自對準。在其他觀點中，滑輪介面鏈段601、602可以任何適當方式化學地或機械地結合或固定至板鏈 段603，諸如藉由例如化學緊固裝置、焊接、硬焊、環氧樹脂，或任何其他適當機械緊固裝置，諸如螺絲、螺栓/螺帽、夾部、卡扣等。
參照圖7，描繪依據揭露之實施例之觀點的另一驅動帶700。驅動帶700可實質上類似於扭矩傳輸帶600，然而，在此觀點中，滑輪介面鏈段701、702可以任何適當方式化學地或機械地固定至板鏈段703。例如，板鏈段703可具有設於板鏈段703之每一縱端的一個或更多個凹部703R。凹部703R可塑形及調整尺寸以接收個別滑輪介面鏈段701、702之端部701E、702E。每一滑輪介面鏈段701、702之端部701E、702E可以任何適當方式化學地或機械地結合或固定至板鏈段703，諸如藉由例如化學緊固裝置、焊接、硬焊、環氧樹脂等。如可實現的，組裝期間可採用任何適當對齊夾具來對齊滑輪介面鏈段701、702及板鏈段703。
現在參照圖8，描繪依據揭露之實施例之觀點的扭矩傳輸帶800。扭矩傳輸帶800可實質上類似於以上所說明者，然而，在此觀點中，扭矩傳輸帶800包括單片帶850及固定至單片帶之板鏈段803，以形成帶倍增器(例如板鏈段沿帶之長度而縱向延伸，並實質上沿縱長度而與帶接觸)。板鏈段803可以任何適當方式化學地或機械地結合或化學地或機械地固定至單片帶800，諸如實質上類似於以上所說明之方式。如可實現的，組裝期間可採用任何適當對齊夾具來對齊單片帶850及板鏈段803。
在以上所說明之揭露之實施例之觀點中，整體形成之增加橫向厚度/截面350IS段及板鏈段603、703、803被描繪為具有實質上矩形截面。然而，在其他觀點中，板鏈段及/或整體形成之增加橫向厚度/截面段(為予說明，統稱為板段)可具有任何適當截面，諸如圖9A-9H中所說明者。例如，圖9A描繪具有「T」(或倒「T」)形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1、PLS2。圖9B描繪具有「I」形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1、PLS2。圖9C描繪具有「C」(或反向「C」)形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1、PLS2。圖9D描繪具有「L」(或倒「L」)形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1、PLS2。圖9E描繪具有挖空矩形截面(例如三角管)之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1、PLS2。圖9F描繪具有三角形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1。圖9G描繪具有挖空三角形截面(例如三角管)之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1。圖9H描繪具有側倒「T」形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側PLS1。圖9I描繪具有「Z」形截面之板段，其具有單片帶或滑輪介面鏈段可固定或整體形成之橫向側 PLS1、PLS2。如同可實現的，圖9A-9I中所描繪之一個或更多個板鏈段可整體形成(為整體單件式結構)、黏合至或固定至以上所說明之扭矩傳輸帶350、600、700、800之滑輪介面段的一個或更多個橫向側LS1、LS2。圖9J及9K描繪一個或更多個線鏈段WS，類似於以上所說明之板鏈段，可固定至(例如以任何適當方式，諸如機械地及/或化學地結合、焊接、壓接)至單片帶或滑輪介面鏈段之一個或更多個橫向側PLS1、PLS2，諸如以上所說明者，以形成帶倍增器。請注意，雖然每一橫向側描繪一線鏈段WS，在其他觀點中，一個以上線鏈段可固定至每一橫向側。
再次參照圖5，文中所說明之板鏈段可包括一個或更多個腹板或其他適當定形部分550、551以減少帶中之應力集中。例如，固定至單片帶或滑輪介面段之板段的端部於板段及單片帶或滑輪介面段間之過渡可具有錐形、嵌條或其他適當定形端部550、551。在其他觀點中，可以任何適當方式減少帶及/或板段中之應力集中。
參照圖10，為進一步增加帶之剛度，板段可連接至任何適當導件，經組配以限制及引導帶之移動。例如，圖10描繪示例臂鏈路，其中配置扭矩傳輸帶1001。扭矩傳輸帶1001可實質上類似於以上所說明者(請注意，為求清晰，省略與帶1001界接之滑輪)。線性導軌1010可設於搬運臂鏈路1000內。可動載具1011可經組配而與導軌1010界接並沿導軌1010行駛，使得實質上限 制載具1011沿搬運臂鏈路1000之縱軸(例如X方向)移動。耦接構件1012例如可將帶1001之板段1001P耦接或連接至載具1011，使得實質上亦限制帶1001之板段1001P以X方向移動。在其他觀點中，可提供任何適當導件組態以實質上限制板段1001P以X方向移動。
應理解的是以上說明僅描繪揭露之實施例的觀點。各式替代及修改可由熟悉本技藝之人士設計而未偏離揭露之實施例的觀點。因此，揭露之實施例的觀點係希望包含落入申請項之範圍的所有該等替代、修改及變化。此外，事實上於相互不同相依或獨立申請項中提及不同部件，並非表示該些部件之組合無法有利地使用，該等組合仍在本發明之觀點的範圍內。
320:機器人搬運裝置
322:基座
324:搬運臂
326:上臂
328:前臂
330:基板支座
330X:縱軸
332:肩接合部
334:肘接合部
336:腕接合部
339、340:驅動軸
342:第一滑輪
344:第二滑輪
350:扭矩傳輸帶
351:扭矩傳輸帶
354:軸
370M、371M:馬達
ALH1、ALH2:臂鏈路高度
H:高度
ROT:轉子
STAT:定子
TCH:搬運室的高度

Claims (20)

  1. 一種操作方法，用於基板處理裝置的基板搬運臂，該操作方法包括：
    提供該基板處理裝置中的該搬運臂，其中，該搬運臂具有
    串聯連接的臂鏈路，該等臂鏈路中的至少一者具有預定的臂鏈路高度；及
    至少一個第一滑輪及至少一個第二滑輪，其中，該第二滑輪被固定至該串聯連接的臂鏈路中的臂鏈路；以及
    以多帶扭矩傳輸將該第一滑輪耦接到該第二滑輪，該多帶扭矩傳輸具有超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向連續地延伸並獨立地耦接至該第一滑輪及該第二滑輪中之每一者，使得在從該第一滑輪延伸到該第二滑輪的該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者的跨距長度的範圍內，該第一滑輪及該第二滑輪之間的藉由該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者之每一個扭矩裝載傳輸在扭矩負載下連續地在該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的該相應的一者中施加恆定的單向且單軸張力負載，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者具有與該預定的臂鏈路高度相應之帶高度及可變橫向厚度，使得該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者包括用於該相應的帶高度之橫向增加截面之鏈段。
  2. 如請求項1之操作方法，還包括將驅動段驅動地耦接至該第一滑輪，以造成該串聯連接的臂鏈路之延伸及收縮。
  3. 如請求項1之操作方法，其中，該第一滑輪為驅動滑輪且該第二滑輪為從動滑輪。
  4. 如請求項1之操作方法，其中，該橫向增加截面之鏈段為非彎曲帶鏈段。
  5. 如請求項1之操作方法，其中，該搬運臂包括：
    第一臂鏈路，具有被耦接至驅動段之近端；
    第二臂鏈路，在該第二臂鏈路的近端處被可旋轉地耦接至該第一臂鏈路之遠端；以及
    基板支座，被連接至該第二臂鏈路之遠端。
  6. 如請求項1之操作方法，其中，該搬運臂包含選擇性兼容關節機械臂(SCARA)。
  7. 如請求項1之操作方法，其中，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中之每一者包括第一滑輪介面段及第二滑輪介面段，具有不同於該橫向增加截面之第一橫向截面，且該橫向增加截面之鏈段使該第一滑輪介面段結合至該第二滑輪介面段。
  8. 如請求項1之操作方法，其中，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中之每一者包括第一滑輪介面段及第二滑輪介面段，且該橫向增加截面之鏈段係在該第一滑輪介面段及該第二滑輪介面段之間被設置在該超過一 個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者上。
  9. 如請求項1之操作方法，其中，該橫向增加截面之鏈段被固定於該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者。
  10. 如請求項1之操作方法，其中，該橫向增加截面之鏈段與該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者為整體單件式結構。
  11. 如請求項1之操作方法，其中，該橫向增加截面之鏈段包括從該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者之一個或更多個橫向側橫向地延伸之一個或更多個凸緣。
  12. 一種基板處理裝置，包含：
    搬運臂，具有串聯連接的臂鏈路，該等臂鏈路中的至少一者具有預定的臂鏈路高度；
    至少一個第一滑輪及至少一個第二滑輪，其中，該第二滑輪被固定到該串聯連接的臂鏈路中的臂鏈路；以及
    多帶扭矩傳輸，具有超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者於該第一滑輪及該第二滑輪之間縱向連續地延伸並獨立地耦接至該第一滑輪及該第二滑輪中之每一者，使得在從該第一滑輪延伸到該第二滑輪的該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者的跨距長度的範圍內，該第一滑輪及該第二滑輪之間的藉由該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者之每一個扭矩裝載傳輸在扭矩負載下連續地在該超 過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的該相應的一者中施加恆定的單向且單軸張力負載，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的每一者具有與該預定的臂鏈路高度相應之帶高度、以及沿著該獨立的單向扭矩傳輸帶的長度之固定部分，板鏈段被固定到該固定部分以形成用於該相應的帶高度之橫向增加截面之鏈段。
  13. 如請求項12之基板處理裝置，還包括驅動段，該驅動段驅動地連接至該第一滑輪，用於造成該串聯連接的臂鏈路之延伸及收縮。
  14. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該第一滑輪為驅動滑輪且該第二滑輪為從動滑輪。
  15. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該橫向增加截面之鏈段為非彎曲帶鏈段。
  16. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該搬運臂包括：
    第一臂鏈路，具有被耦接至驅動段之近端；
    第二臂鏈路，在該第二臂鏈路的近端處被可旋轉地耦接至該第一臂鏈路之遠端；以及
    基板支座，被連接至該第二臂鏈路之遠端。
  17. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該搬運臂包含SCARA臂。
  18. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中之每一者包括第一滑輪介面段及第二滑輪介面段，且該橫向增加截面之鏈段係 在該第一滑輪介面段及該第二滑輪介面段之間被設置在該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者上。
  19. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該橫向增加截面之鏈段包括從該超過一個獨立的單向扭矩傳輸帶中的相應的一者之一個或更多個橫向側橫向地延伸之一個或更多個凸緣。
  20. 如請求項12之基板處理裝置，其中，該板鏈段具有T形截面、倒T形截面、I形截面、C形截面、反向C形截面、L形截面、倒L形截面、挖空矩形截面、三角形截面、挖空三角形截面、側倒T形截面、Z形截面。
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