TW202336896A - 基板處理設備 - Google Patents

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傑羅 摩拉
文森 曾
卡蘭吉特 賽尼
羅勃 卡維尼
羅勃 美伊
丹尼爾 巴比斯
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美商布魯克斯自動機械美國公司
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Abstract

一種線性電機，包含：框體，具有水平參考平面；電磁鐵陣列，連接到該框體及耦接到為各個電磁鐵供電的交流電源；至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板，被設置來與該電磁鐵陣列的該電磁鐵配合，使得由交流電激發該電磁鐵產生對於該反應台板的懸浮力和推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進；及控制器，操作性地耦接到該電磁鐵陣列及該交流電源，且被配置為由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得各個反應台板以多達六個自由度被懸浮及推進。

Description

基板處理設備
本例示實施例一般涉及基板處理器材，更具體言之，涉及基板處理器材的基板輸送。 [相關申請案交互參照]
本申請是2021年10月29日提交的美國臨時專利申請案63/273,579的非臨時申請案，其所揭露之內容均可加入本案作為參考資料。
半導體自動化一般包含一系列建構區塊，這些建構區塊是支持最終達成半導體晶片製造中的預定等級的品質及可重複性的處理的實現所需要的。半導體自動化的一個組成部分是晶圓(也稱為基板)操控器，它在裝載鎖及處理模組之間及/或在處理模組之間(例如，在連續性處理工具架構的情況下)輸送晶圓或基板。
在半導體自動化中使用的傳統晶圓操控器通常包含多連桿(multi-link)機械手臂。多連桿機械手臂具有終端效應器，其將晶圓或基板從一個位處固定並輸送至另一位處。為了決定終端效應器在空間的位置，採用了一組位置反饋感測器。這組位置反饋感測器通常至少部份安裝到驅動多連桿機械手臂的連桿的致動器的軸。機械的運動誤差，諸如機械滯後、震動、及熱膨脹，可以顯著地促進終端效應器在空間的實際位處方面的精度誤差。
作為上述晶圓操控器的替代方案，可採用磁懸浮晶圓輸送帶，其中提供一個交流電磁浮設備，用於在交流電磁鐵上方漂浮及運送導電浮體或順磁或非磁金屬材料。這些磁懸浮晶圓輸送帶的位置是由使用分佈在磁懸浮晶圓輸送帶所操作的工具內的分散式感測器的網路來決定。這種分散式感測器網路及分別的線路束具(wiring harnesses)與電磁鐵爭奪工具內的空間，至少增加了工具的覆蓋區域。這些感測器也至少部份地位於浮體移動的密封環境中，這可能導致在工具中採用特別加工的特徵，以使得於將感測器至少部份地置於密封環境中，或以其他方式使感測器的網路與工具整合在一起。需要進一步指出的是，專門用於浮體位置反饋的感測器的網路具有與之相關的成本，其增加工具的整體成本。
及
第1-14圖依照所揭露實施例的態樣，說明例示基板處理設備100、100A、200、300、400、500、800、900、1200、1300。雖然將參照附圖描述所揭露實施例的態樣，應了解的是，所揭露實施例的態樣可以以許多形式來體現。此外，可以使用任何適合的尺寸、形狀或類型的元件或材料。
基於上述傳統基板處理設備的問題及限制，期望有一種在在密封環境內操作的晶圓(基板)操控器1500，諸如本文所述的基板處理設備，其中晶圓(或基板)操控器1500的懸浮體或底座1510(也稱為反應台板)的絕對位置是用反饋設備來追蹤的，該反饋設備不具有在分佈在基板處理設備內的分散式感測器網路，不跟晶圓操控器1500的致動器元件爭奪在基板處理設備內的空間，缺少位於密封環境中的感測器，且與上述採用專用位置反饋感測器來追蹤晶圓操控器的位置基板處理設備相比，降低了晶圓操控器/基板處理設備的成本。如將在此描述的，本揭露的態樣提供晶圓操控器1500及基板處理設備，其被配置以用晶圓操控器1500的致動器線圈來追蹤晶圓操控器1500的底座1510的絕對位置。舉例來說，對致動器線圈的交流電壓及由此產生的交流電進行取樣，以引發底座1510的絕對位置決定，而無需採用專用位置反饋感測器及其相關聯的佈線、複雜性、及成本。還請參考第15A-15D圖，晶圓操控器1500是包括在第1-14圖的基板處理設備中的線性電氣(或電)機器1599(將在本文中更詳細地描述，且也被稱為電磁輸送帶基板輸送設備)的一部份。線性電機的適合範例可以在美國專利申請號17/180,298中找到，發明名稱「基板處理設備(Substrate Processing Apparatus)」，在2021年2月19日提交，其所揭露之內容均可加入本案作為參考資料。晶圓操控器1500包括順磁底座1510(也稱為反應台板，在其他態樣可以是逆磁底座，或非磁性導電材料底座，例如，由銅、鋁或其他適合的逆磁或非磁性材料製成，可以誘發渦電流)，它的形狀是為了沿著由至少一線性感應馬達定子1560(至少一線性感應定子由本文所述的電磁鐵陣列1700形成)所形成的線性軌道1550的方向來引發至少雙向的線性感應推進，及底座1510的獨立旋轉。晶圓操控器1500也包括終端效應器1520，它剛性地附接到底座1510(在此也稱為懸浮體)且被配置以穩定地保持基板，以使得在基板處理設備的個別腔室中進行輸送。
晶圓操控器1500是由致動器控制單元來控制，如將在此描述的，使得晶圓操控器1500的配置不依賴晶圓操控器1500可以涵蓋(或延伸)的行程距離。晶圓操控器1500配置的獨立性是由利用致動器1700的網路來引發的(如第17-28及40圖所示及更詳細地描述)，這些致動器至少沿著基板處理設備的長度(諸如沿著輸送腔室118的長度)進行物理分佈，如將在此描述的。在所揭露實施例的態樣中，致動器1700不與任何特定的基板操控器1500相連繫；相反的，相同的致動器1700(是共同的，且)可以同時控制多個基板操控器1500(及引發其位置決定)，這降低了基板操控器1500的擁有成本，因為基板操控器1500可以被添加到基板處理設備或從基板處理設備移除，而無需添加額外的致動器。具有共同致動器1700的多個基板操控器1500的並行控制及位置決定是由依照所揭露實施例的態樣(下文更詳細地描述)的控制系統來引發的，它被配置以在不同激發相位之間動態地分配共同致動器1700的每個致動器線圈單元(也稱為電磁鐵)的激發相位，其方式是在提供力向量的連續性，以在三維空間中施行晶圓操控器動作，從共同致動器1700(組)控制多達六個自由度。如將在此描述的，同時地控制的基板操控器1500可以在滾轉、俯仰、及/或偏擺中被控制，以允許兩個或多個獨立操作的基板操控器1500由將每個(或至少一者)基板操控器1500沿著實質地平行動作推力方向的旋轉軸傾斜來減少在基板操控器1500之間的距離(見，例如，第37圖)。
如上所述，傳統的具有關節式連桿的機械手臂需要實質地不同機械設計，因為為了達到更多的處理模組，機械手臂所需要的行程會增加，這就增加了機械手臂的成本，且可能縮短機械手臂的服務間隔。與傳統基板操控系統相反，與現有普遍接受的基板操控解決方案(諸如上述那些)相比，所揭露實施例的態樣具有高度的擴展性，而不會增加因為分佈在整個基板處理工具中用於決定晶圓操控器1500的位置的機械組件及/或感測器數量增加而產生的複雜性及可靠性問題。
將在本文中更詳細地描述，所揭露實施例的態樣提供基於線性感應技術的磁懸浮基板輸送設備，它被配置以向晶圓操控器1500提供抬升力、橫向穩定、及推進力，同時由採用晶圓操控器1500的電磁鐵(也稱為致動器線圈或線圈)進行位置決定而提供晶圓操控器1500的自決定性的絕對位置反饋。所揭露實施例的態樣也提供線性感應馬達定子，在其中操作及形成獨立控制的線性軌道，這些軌道是正交的或以其他方式在實質地平行及實質地正交之間的定向上傾斜，及/或在二維區域上形成弧形或旋轉路徑。如將在此描述的，這些軌道是由電磁鐵陣列(例如，致動器線圈網格或矩陣)1700(另見第18圖)形成的，被配置為既推進晶圓操控器1500進行晶圓輸送也引發晶圓操控器1500的位置決定。所揭露實施例的態樣提供線圈控制器，它被配置為以規定的頻率及振幅來為與分別的線性軌道1550相關聯的各線性感應馬達定子的各相位產生交流電。由線性軌道所提供的推進力被控制，以使得旋轉底座1510，與底座沿著軌道的線性移動無關，其中推進力產生圍繞底座1510的旋轉軸的力矩荷重。所揭露實施例的態樣也提供線圈控制器如將在此描述的那樣，被配置為至少對交流電流及交流電壓進行取樣，以決定本文所述的晶圓操控器的絕對位置。
所揭露實施例的態樣包括控制系統，它被配置以追蹤底座1510的位置及控制獨立線性軌道1550(例如，由電磁鐵陣列1700所形成)的相位電流，以控制底座1510沿著期望的推進方向沿著獨立線性軌道1550的動作。依照所揭露實施例的態樣，控制系統也提供底座1510在抬升方向的動作，同時保持底座1510的橫向穩定。控制系統被配置為利用線性軌道1550來產生推進力，以使得控制基板操控器1500的滾轉、俯仰、及偏擺，其中依據基板操控器1500在動作的線性及/或旋轉方向上期望的加速度，基板操控器1500的滾轉、俯仰、及偏偏擺作可由調整基板操控器1500的傾斜度(見，例如第21圖)而被採用以最大化基板生產量，以使得沿著基板操控器1500的推力方向增加加速度閥值。
參照第1A圖，顯示出結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備100的意平面圖。基板處理設備100被連接到環境前端模組(environmental front end module；EFEM)114，它具有多個裝載埠112，如第1A圖所示。裝載埠112能支撐多個基板儲存罐171，諸如，傳統FOUP罐；但可提供任何其他適合的類型。EFEM 114透過裝載鎖116連通處理設備，裝載鎖116連接到處理設備，如以下進一步所描述的。EFEM 114(可以是對大氣開放的)具有基板輸送設備(未顯示，但在一些態樣中類似於本文所述的線性電機1599，例如，本文所述的線性電機可在真空和大氣環境中使用)，能夠將基板從裝載埠112輸送到裝載鎖116。EFEM 114可進一步包括基板對準能力、批次操控能力、基板及載體識別能力或其他能力。在其他態樣中，當在裝載鎖具有批次操控能力的情況下，或在裝載鎖具有將晶圓從FOUP直接地傳送到鎖的情況下，裝載鎖116可直接地與裝載埠112對接。在美國專利號6,071,059、6,375,403、6,461,094、5,588,789、5,613,821、5,607,276、5,644,925、5,954,472、6,120,229、及6,869,263中揭露了這種設備的一些範例，所以這些專利的全文由引用併入本文。在其他態樣中，可提供其他裝載鎖選項。
仍參照第1A圖，處理設備100可被使用來處理半導體基板(例如，200mm、300mm、450mm、或其他適合尺寸的晶圓)、用於平板顯示器的面板、或任何其他期望類型的基板，處理設備100通常包含輸送腔室118(它在一個態樣中在當中保持密封大氣)、處理模組120、及至少一基板輸送設備或線性電機1599。在顯示的態樣中的基板輸送設備1599可被與腔室118整合或以任何適合的方式被耦接到腔室，如將在此描述的。在此態樣中，處理模組120被安裝在腔室118的兩側上。在其他態樣中，處理模組120可被安裝在腔室118的一側上，例如第2圖所示。在第1A圖所示的態樣中，處理模組120在列Y1、Y2或垂直平面中相對於彼此被安裝。在其他態樣中，處理模組120可在輸送腔室118的相反側上或相對於彼此在垂直方向被堆疊。也參照第15A-15C及18圖，輸送設備1599具有基板操控器1500，它在腔室118中被移動，以在裝載鎖116及處理腔室120之間輸送基板。在所顯示的態樣中，只有提供一個基板操控器1500；然而，在其他態樣中，可提供一個以上的基板操控器。如第1A圖所見，輸送腔室118(其內部經受真空或惰性大氣、或僅為清潔環境、或為其組合)具有配置，且採用基板輸送設備1599，它允許處理模組120以笛卡耳佈設被安裝到腔室118，且處理模組120在實質地平行的垂直平面或列中被排列。這使得處理設備100相較於傳統處理設備(諸如本文所述的那些)具有更緊湊的佔據面積。再者，輸送腔室118可為能夠具有任何期望的長度(亦即，長度是可擴展的)，以添加任何期望數量的處理模組120，如將在下文更詳細地描述，以增加生產量。輸送腔室118也可為能夠在其中支撐任何期望數量的輸送設備1599並允許輸送設備1599到達被耦接到輸送腔室118的任何期望的處理腔室120，而不會彼此干擾。這實際上使處理設備100的生產量與輸送設備1599的操控能力脫鈎，且因此，處理設備100的生產量成為處理(processing)上的限制而非操控(handling)上的限制。據此，如果想要的話，可以由在相同的平台上添加添加處理模組120及對應的操控能力來增加生產量。
仍參照第1A圖，在此態樣中的輸送腔室118具有大致矩形的形狀，雖然在其他態樣中，腔室可具有任何其他適合的形狀。腔室118具有細長的形狀(亦即，長度比寬度更長許多)及界定出大致線性的輸送路徑，用於其中的輸送設備1599。腔室118具有縱向側壁118S。側壁118S具有形成為從中通過的輸送開口或埠118O(也稱為基板通過開口)。輸送埠118O的尺寸為夠大，以允許基板通過埠(其可為由閥密封的)進出輸送腔室118。如第1A圖可見，在此態樣中的處理模組120被安裝在側壁118S外部，且各個處理模組120被與輸送腔室118中的對應輸送埠118O對準。如同可理解的，各個處理模組120可在對應的輸送孔口的周圍對於腔室118的側壁118S被密封，以維持輸送腔室中的真空。各個處理模組120可以具有閥，其由任何適合的手段來控制，諸如控制器199，以在希望時關閉輸送埠。輸送埠118O可被定位在相同的水平面。據此，腔室上的處理模組也在相同的水平面被對準。在其他態樣中，輸送埠118O可被設置在不同水平面中。如第1A圖所見，在此態樣中，裝載鎖116在最前面的兩個輸送埠118O處被安裝到腔室側118S。這允許裝載鎖116在處理設備的前方處與EFEM 114相鄰。在其他態樣中，裝載鎖116可位在輸送腔室118上的任何其他輸送埠118O處，諸如第2圖所示。輸送腔室118的六面體形狀允許根據期望所選擇的腔室的長度，以使得根據期望安裝盡可能多列的處理模組120(舉例來說，見第1B、3、4-7圖，其顯示其他態樣，其中，輸送腔室118的長度為能容納任何數量的處理模組120)。
如前所述，在第1A圖所顯示的態樣中的輸送腔室118具有基板輸送設備1599，它具有單一基板操控器1500。輸送設備1599被與腔室118整合，以在在前部118F及後部118R之間在腔室118中來回移動基板操控器1500。基板輸送設備1599的基板操控器1500具有至少一終端效應器1520，用於持定一或多個基板。
應了解的是，第1A圖中所顯示的輸送設備1599(也參照第44A-44C圖)是代表性的輸送設備，及包括基板操控器1500(為了清楚起見，在第44B、44C圖中說明了其中的一部份)，它從由電磁鐵陣列1700所形成的線性軌道1550中被磁性地支撐著。輸送設備1599將在下文中更詳細地描述。輸送腔室118可形成具有水平參考平面1299的框體118M(見第1A圖)，例如，它界定出或以其他方式對應(例如，實質地平行)於晶圓輸送平面1290(見第12B圖)。由電磁鐵陣列1700所形成的線性軌道1550可被安裝到輸送腔室118的側壁118S或地板118L(其中，地板118L在電磁鐵陣列170及晶圓操控器1500之間形成非磁性隔離牆)，且可以延伸腔室118的長度。這允許晶圓操控器1500橫越腔室118的長度。如同將在下文更詳細地描述，電磁鐵陣列1700(在此也稱為致動器1700)形成第1A圖的線性軌道1550，其中各個線性軌道1500包括分別的電磁鐵陣列或致動器1700A-1700n。電磁鐵陣列或致動器1700A-1700n在此被稱為致動器的網路，如第14A、15A、15B、16B、16C、17、及18圖(例如，它形成至少一線性感應馬達定子1560，應注意的是，在第14A-16C圖中，為了說明清楚，每條驅動線177-180有兩列電磁鐵被說明，但應了解的是，每條驅動線可以提供兩列以上的電磁鐵，如第18圖所示(另見第44A-44C圖)，其中，一或多個電磁鐵對於一個以上的驅動線是共同的)，被連接到輸送腔室118以相對於參考平面1299在預定高度H形成驅動平面1598，電磁鐵陣列1700(另見第18圖)被佈設為使得一系列的電磁鐵1700A-1700n在驅動平面1598內界定出至少一條驅動線，且在電磁鐵陣列1700中的各個電磁鐵1700A-1700n(見第15B圖)被耦接到對各個電磁鐵1700A-1700n供電的交流(AC)電源1585，其中在一個態樣中，交流電源是三相位(或更多)交流電源。如上所述(見第15A圖)，底座或反應台板1510由被設置來與電磁鐵陣列1700的電磁鐵1700A-1700n配合的順磁性、反磁性、或非磁性導電材料所形成，使得由交流電源1585的交流電激發電磁鐵1700A-1700n產生對於底座1510的懸浮力FZ及推進力FP(見第21圖)，其以相對於驅動平面1598的受控姿態沿著至少一條驅動線177-180可控地懸浮及推進底座1510(見，例如，第1-8圖)。
如上所述，腔室地板118L在電磁鐵陣列1700及晶圓操控器1500之間形成非磁性隔離牆4400(見第44A-44C圖)。在此，電磁鐵陣列1700被設置在大氣環境中，而晶圓操控器1500被設置在輸送腔室118的真空環境中。非磁性隔離牆4400(及腔室地板118L)被選擇以使得具有低導電性及高電阻率，以盡量減少渦電流的發生(並盡量減少由於渦電流造成的磁場損失)，同時允許磁場通過非磁性隔離牆4400，以在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵(例如，線圈/磁極)和晶圓操控器1500的底座1510之間建立磁性電路。非磁性隔離牆4400(及地板118L)的材料的適合範例包括與真空相容且具有高電阻率、高剛性、高屈服強度、及高導熱性的材料，諸如，舉例來說，符合上述電氣及磁性(例如，非磁性)性質的300系列不鏽鋼(300-Series Stainless Steel)。300系列不鏽鋼的適合的範例包括(但不限於)304不鏽鋼。於一個態樣中，腔室地板118L是與框體118M分開(亦即，不同)的材料，以使得降低輸送腔室118結構的成本。舉例來說，框體118M可由鋁(或其他適合的材料)構成，而地板118L由不鏽鋼(或其他適合的材料)構成。非磁性隔離牆4400(及地板118L)可由其構成的材料的其他適合的範例包括(但不限於)低導電性鋁，諸如6061系列鋁(例如，6061-F、6061-0、6061-O、6061-T4、6061-T6、及6061-T9)。
關於在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵(例如，線圈/磁極)及晶圓操控器1500的底座1510之間形成的磁性電路，底座1510是由任何適合的順磁材料構成。底座1510的順磁材料具有低電阻率(以使得最大限度地感應渦電流)、低質量密度(以盡量減少底座1510的重量)、及具有惰性(以使得在高溫(例如約100℃或更高)下具有真空相容性及抗性)。底座1510可採用的材料的適合範例可包括(但不限於)1100系列鋁合金(諸如1100、1100-O、及1100-H18鋁合金)、及6101系列鋁合金(諸如6101-T6、6101-T61、6101-T63、6101-T64、及6101-T65鋁合金)。應注意的是，對於本文所述的輸送工具的大氣應用，底座1510可以是由銅或本文所述的底座1510的任何其他材料構成。
電磁鐵及線圈底板的磁極4500P(見，例如，第45A-45C圖)是鐵磁性，且具有高磁導率、高磁飽和度、及高電阻率(例如，以使得最小化渦電流)，以使得最大化懸浮底座1510的懸浮效率。如本文所述，磁極及線圈底板可由任何適合的軟磁複合(soft magnetic composite；SMC)材料構成，其磁飽和度達到約2Tesla。軟磁複合材料的適合的範例是，但不限於，Hoganas的700HR 5P。
也參考第50圖，說明相對於渦電流損失，線圈電流對上頻率的例示圖表。圖表顯示幾個材料(例如，上述的SMC材料及不鏽鋼，諸如本文所述的不鏽鋼)的有限元電磁鐵模型分析，線圈底板及磁極4500P可由其構成。圖表說明渦電流在磁極關閉、渦電流在線圈底板關閉、渦電流在磁極及線圈底板都關閉、及渦電流在磁極及線圈底板都打開的建模條件。圖表說明，與由SMC材料構成的磁極及由不鏽鋼構成的線圈底板的模型條件相比，以及與由不鏽鋼構成的磁極及線圈底板的模型條件相比，由軟磁複合材料構成的磁極4500P及線圈底板的渦電流損失實質減少了。在這裡，用軟磁複合材料構成磁極及線圈底板兩者，可以在給定的預定電壓下實現線圈電流的最大化(例如，在此分析中，峰值(最大化)電流約是8.2A，電壓約是43.2V)。
參照第45A-45C圖，在一或多個態樣中，電磁鐵陣列1700可以是模組化的，且包括陣列模組1700M。陣列模組1700M包括電磁鐵元件4500，它們以任何適合的方式(諸如，例如，用任何適合的固定器/緊固件)模組化地耦接到線圈底板，如第45A圖所示。在其他態樣中，電磁鐵元件4500可以和線圈底板整合而形成。各個電磁鐵元件4500包括底座4500B、線圈4500C、及磁極4500P。磁極4500P可以是整塊的，或在其他態樣中，由一個以上的部件4500P1、4500P2構成，它們彼此耦接(如第45圖所示)以形成分別的磁極4500P。在電磁鐵元件4500之間可以透過在相鄰底座4500B之間的毗連接觸及/或透過線圈底板來引發電氣連續性。磁極4500P、底座4500B、及線圈底板可以由任何適合的材料構成，諸如任何適合的軟磁複合(SMC)材料。在這裡，各個(或一或多個)陣列模組1700M可以從輸送腔室118中移除以進行維護，而不會破壞在輸送腔室118內的真空完整性/環境，因為陣列模組被設置在非磁性隔離牆4400的大氣側(例如，腔室地板118L)。
第1B圖顯示基板處理設備100A的另一個態樣，它大致類似於設備100。在此態樣中，輸送腔室118具有電磁鐵陣列1700(如第16C圖)獨立地操作的兩個基板操控器1500A、1500B。基板操控器1500A、1500B是與先前所描述的基板操控器1500實質地相同的。基板操控器1500A、1500B兩者均可由共用電磁鐵陣列1700被支撐，如前所述。由獨立地控制各個線圈元件或電磁鐵1700A-1700n(如第15B圖)，可由相同的至少一線性感應馬達定子1560來驅動各個基板操控器1500A、1500B的底座1510，如將在此描述的。因此，如同可理解的，使用至少一線性感應馬達定子1560，各個基板操控器1500的終端效應器1520可以被以線性移動及/或旋轉而獨立地移動。然而，在此態樣中，因為輸送腔室118只包括一條驅動線177(相較於輸送腔室具有多條實質地平行的驅動線，如第8-10圖所示)，基板操控器1500A、1500B不能夠在輸送腔室118中相互通過。據此，沿著輸送腔室118的長度定位處理模組120，使得可按照避免基板操控器1500A、1500B相互干擾的順序輸送基板以在處理模組中進行處理。舉例來說，用於塗佈的處理模組可被定位在加熱模組之前，且及冷卻模組及蝕刻模組可被定位在最後。
然而，參照第8-10圖，輸送腔室118可具有任何適合的寬度，以用於兩條或更多條實質地平行的驅動線177、178(例如，由電磁鐵陣列1700形成)，其至少沿著輸送腔室118縱向長度的一部份延伸，使得兩個基板操控器1500A、1500B彼此相鄰地通過(類似於側軌或旁通軌)。在第8-10圖所示的態樣中，輸送設備1599具有兩條驅動線177、178，但在其他態樣中，可提供任何適合數量的實質平行縱向地延伸的驅動線。
依照所揭露實施例的一些態樣，當期望消除水蒸氣(例如，氣體)、或潛在地預熱在從，例如，裝載埠被拾取到處理模組的途中的晶圓/基板、或減少在處理模組及晶圓操控器終端效應器處的晶圓之間的熱梯度的情況下，電磁鐵陣列1700(或其至少一部份)也可被使用來作為用於晶圓操控器的加熱器(例如，以使得控制來將反應台板及/或晶圓加熱到期望的預定溫度及持續期望的預定時間)。晶圓操控器的加熱可在反應台板在運輸中或反應台板在預定位處/位置被保持靜止的情況下進行。又依照所揭露實施例的一些態樣，當期望的是，舉例來說，在消除水蒸氣的情況下對輸送腔室118進行加熱脫氣的情況下，電磁鐵陣列1700(或其至少一部份)也可被使用來作為加熱器。在反應台板靜止的情況下，可將輸送腔室118控制加熱到預定溫度並持續預定時間。
依照所揭露實施例的態樣，本文所述的基板處理設備的控制器199被配置為具有預定壓板溫度管理協定PTMP(見第1圖)，它引發晶圓操控器1500的底座1510的溫度控制(例如，熱管理)。在此，底座1510被熱管理，以使得保持預定懸浮效率。可以理解的是，隨著底座1510懸浮，在底座1510中誘發的渦電流將產生熱且底座1510的溫度將上升。底座1510溫度的升高會增加底座1510的電阻率，這反過來會降低渦電流的感應及電磁鐵陣列1700對底座1510施加的懸浮力。任何適合的控制器，諸如控制器199(本文所述的)被配置為具有預定壓板溫度管理協定PTMP，以引發底座1510的冷卻循環，使底座1510保持在預定溫度範圍內(諸如低約100℃)。舉例來說，預定壓板溫度管理協定PTMP經由(例如，用)從底座1510傳導冷源4444(見第44A圖，它可以是地板118L或隔離牆4400)來控制底座1510的溫度與底座1510(及其晶圓操控器1500)的至少晶圓互換操作相稱(例如，在時間上)。在此，控制器199以促動(或解除促動)電磁鐵陣列1700(或其部份)使得底座1510降低到坐在輸送腔室118的地板118L上(例如，落在地板上)，其中熱由地板181L從底座透過地板118L)(例如，隔離牆)向地板181L的大氣側傳導而從底座1510移除，其中線圈4500C、磁極4500P、及線圈底板被設置。
在一或多個態樣中，底座1510的冷卻可以適時地發生，諸如隨著晶圓交換操作(例如，如上所述，在晶圓持定站處互換或傳送一或多個晶圓)。舉例來說，在晶圓操控器1500至少包括兩個終端效應器1520的情況下，其中一個終端效應器1520等待或閒置，而至少兩個終端效應器1520中的另一個完成拾取/放置操作。隨著另一個終端效應器1520拾取/放置晶圓，閒置終端效應器1520坐在地板118L上，以冷卻底座1510。在其他態樣中，控制器199可以在任何適合的時間命令對晶圓操控器1500(具有一或多個終端效應器)的底座1510進行冷卻。
用於冷卻晶圓操控器1500的底座1510的其他熱管理解決方案可以與所揭露實施例的態樣一起採用，包括晶圓操控器取代(例如，晶圓操控器1500被整個取代)，而不破壞在輸送腔室118內的真空環境。舉例來說，「服務鎖(service lock)」SL(見第1圖)實質地相似於裝載鎖116，但其地板相似於輸送腔室118L(使得晶圓操控器在輸送腔室及服務鎖之間轉移)。服務鎖SL也具有可密封的開口1180T，它的形狀及尺寸可供晶圓操控器通過。
服務鎖SL具有框體SLF，它的形狀及尺寸使得一個晶圓輸送1500(及其反應台板或底座1510)可以被另一個晶圓輸送1500ALT(及其另一個反應台板或底座1510ALT)取代。在此，另一個底座1510ALT，是底座1510的替代物，相對於底座1510在其工作狀態中的溫度，它在服務鎖SL內保持不活動，以使得處於低溫狀態。在此，預定壓板溫度管理協定PTMP包括將另一個底座1510(及其晶圓操控器1500ALT)切換到工作狀態(使得底座1510被懸浮)，並在其溫度限制下取代底座1510(及其晶圓操控器1500)。舉例來說，晶圓操控器1500被命令移動到服務鎖SL內，並被置於不活動狀態(因此，底座1510坐在服務鎖SL的地板118L上。另一個晶圓操控器1500ALT被置於工作狀態，以使得懸浮，且被命令移動到輸送腔室118內來進行晶圓操控/傳送操作。
在其他態樣中，服務鎖SL可以被配置為將晶圓(及/或晶圓操控器)引入處理系統中。舉例來說，服務鎖SL可以包括一扇門，它的形狀及尺寸使得處理系統的操作人員可以將晶圓(用於放置在設置於服務鎖SL中的晶圓操控器上)及晶圓操控器(裝載有晶圓或未裝載)中的一或多個插入到服務鎖SL中/從服務鎖SL中移除。在此，晶圓可以被引入到處理系統中，而不需要在FOUP 171中將晶圓輸送到處理系統。
服務鎖SL可以被添加到輸送腔室118或以其他方式與之整合。在此，在服務鎖SL的隔離環境內的晶圓操控器1500也提供晶圓操控器1500被定期(或在任何適合的間隔，該間隔可以被預設或基於晶圓操控器的溫度來決定)移除，並用另一個晶圓操控器1500ALT取代，晶圓操控器1500ALT比被移除的晶圓操控器1500來得乾淨且溫度低。
第46圖說明晶圓操控器1500底座1510的例示真空溫度暫態對上時間的關係。第46圖說明底座1510(及晶圓操控器1500)可以在約90%以上的任務循環懸浮操作，同時將底座1510保持在約50℃到約100℃的溫度範圍內，這使得懸浮效率保持在預定範圍內。
現在參照第4及5圖，顯示出依照其他所揭露實施例的態樣的其他基板處理設備400、500。如第4及5圖所見，輸送腔室118、118A、118B、118C在這些態樣中被拉長以容納額外的處理模組120。第4圖中所顯示的設備具有被連接到輸送腔室118的十二個處理模組120。第5圖中的處理設備500被說明為具有由過渡腔室118C被相互耦接的兩個輸送腔室118A、118B，過渡腔室118C用於基板操控器1500在輸送腔室118A、118B之間的移動。在這裡，第5圖中的各個輸送腔室118A、118B具有24個處理模組120與之連接。顯示在這些態樣中的處理模組120的數量僅為例示性的，且基板處理設備可以具有任何其他數量的處理模組120，如同先前所描述的。在這些態樣中的處理模組120以類似於先前所描述的笛卡耳佈設被沿著分別的輸送腔室118A、118B的側壁設置。然而，在這些態樣中，處理模組120的列的數量已被大幅地增加(例如，在第4圖的設備中是六列，且在第5圖的設備中是十二列)。在第4圖所顯示的態樣中，EFEM可以被移除，且裝載埠112可以直接地匹配到裝載鎖116。在第4及5圖中的基板處理設備400、500的輸送腔室可以具有多個基板操控器1500，以操控在裝載鎖116及處理腔室120之間的基板。所顯示的基板操控器1500的數量僅為例示性的，且可使用更多或更少的設備。在這些態樣中的基板輸送設備1599(其一部份被顯示於第4及5圖中)為大致類似於先前所描述的那些基板輸送設備，包含線性軌道1550及基板操控器1500。在第4及5圖中所顯示的態樣中，雖然僅在各個腔室118、118A、118B、118C中顯示單一條縱向驅動線(例如，驅動線177、178、179)，應了解的是，在其他態樣中，以實質地類似於第8-10圖中所顯示的方式，多條驅動線可以沿著各個腔室118、118A、118B、118C縱向地延伸。如同可理解的，就像本文所述的其他基板輸送設備100、100A、200、300、800、900、1200、1300一樣，基板輸送設備400、500具有控制器199，用於控制基板輸送設備1599的一或多個基板操控器1500的移動。
仍參照第5圖，在此情形中的輸送腔室118A、118B可以直接地匹配到工具300(例如，貯藏庫、光刻槽、或其他適合的處理工具)，其中，基板透過腔室118C被遞送到工具300以及從工具300被移除。
如同可從第1B、3及4-5所理解的，輸送腔室118可以根據期望被延伸到整個處理設施P(見第5圖，第7圖中說明處理設施的範例)。如第5圖所見，且如同將在下文中進一步詳細描述的，輸送腔室(通常稱為輸送腔室118)可以連接並連通處理設施P中的各種部分或艙118P1-118P4，諸如，舉例來說，倉儲、光刻工具、金屬沈積工具、或任何其他適合的工具艙。由輸送腔室118互連的艙也可以被配置作為處理艙或製程118P1、118P3。各個艙具有期望的工具(例如，光刻、金屬沈積、耐熱測試(heat soaking)、清潔)，以在半導體工件中完成給定的製造處理。在任一情形中，輸送腔室118具有處理模組120，其對應於在設施艙中的各種工具，如同先前所描述的可連通地連接在其上，以允許在腔室118及處理模組120之間傳送半導體工件。因此，輸送腔室118可以含有不同的環境條件，諸如大氣、真空、超高真空(例如，10 -5Torr)、惰性氣體、或任何其他，在其整個長度上對應於連接到輸送腔室的各種處理模組的環境。據此，在給定的處理或艙中、或在艙的一部份內的腔室的部分118P1可以具有，舉例來說，一個環境條件(例如，大氣)，且腔室118的另一個部分118P2、118P3可以具有不同的環境條件。如前所述，當中具有不同環境的腔室118的部分118P1-118P4可以是處於設施的不同艙中，或可以是全部處於設施的一個艙中。第5圖顯示具有不同環境的四個部分118P1-118P4的腔室118，僅用於舉例目的。在此態樣中的腔室118根據期望可以具有盡可能多的部分，其具有盡可能多的不同環境。
由第5圖可見，輸送腔室118中的基板操控器1500能夠在其中具有不同環境的腔室118的部分118P1-118P4之間運輸。因此，如同可從第5圖理解的，各個基板操控器1500可以用一個拾取將半導體工件從處理設施的一個處理或艙中的工具移動到處理設施的不同處理或艙中具有不同環境的另一個工具。舉例來說，基板操控器1500A可以在處理模組301中拾取基板，處理模組301可以是在輸送腔室118的部分118P1中的大氣模組、光刻、蝕刻、或任何其他期望的處理模組。接著，基板操控器1500A可以沿著驅動線177(或在提供一個以上的縱向驅動線的情況下與之實質地平行的驅動線)從腔室118的部分118P1移動到部分118P3(例如，諸如本文所述的，其他基板操控器1500被控制以避免以任何適合的方式干擾基板操控器1500A)。在部分118P3中，基板操控器1500A可以將基板放置在處理模組302中，處理模組302可以是任何期望的處理模組。
如同可理解的從第5圖，輸送腔室118可以是模組化的，腔室模組根據期望被連接以形成腔室118(例如，由三個腔室部分118A、118B、118C形成，其中各個腔室部分118A、118B、118C也可以包括以任何適合的方式被相互耦接的括一或多個腔室模組)。也參照第1A圖，模組可以包括內壁118I，類似於第1A圖中的壁118F、118R，以隔絕腔室118的部分118P1-118P4。內壁118I可以包括槽閥，或任何其他適合的閥，以允許腔室118P1-118P4的一個部分與一或多個相鄰部分連通。槽閥118V可以具有允許一或多個基板操控器1500從一個部分118P1-118P4通過閥18V到另一個部分118P1-118P4的尺寸。依此方式，基板操控器1500可以在整個腔室118的任何地方移動。閥118V可以被關閉以隔離腔室118的部分118P1-118P4，使得不同的部分可以含有不同環境，如同前面所描述的。再者，腔室模組的內壁118I可以被定位以形成裝載鎖(見部分118P4)，如第5圖所示。裝載鎖118P4(在第5圖中為了例示的目的僅顯示一個)根據期望可以被定位在腔室118中且可以在其中保持任何期望數量的基板操控器1500。
在第5圖中顯示的態樣中，在腔室部分118A及118B內的處理可以是相同的處理，舉例來說，蝕刻，其中，包括工具300(諸如貯藏庫)的處理設備500能夠處理基板，而沒有任何與經由自動材料操控系統將FOUPS從貯藏庫輸送到各個處理模組120，及經由EFEM將各個晶圓輸送到分別的處理模組120相關聯的材料操控處置費用。取而代之的是，在貯藏庫內的機械手直接地將FOUPS 171傳送到裝載埠(每個腔室部分顯示三個裝載埠，依據生產量的需要可以提供更多或更少的裝載埠)，其中，晶圓被批次地移動到鎖內且依據期望的處理及/或需要的生產量而被分派到其分別的處理模組。腔室部分118A、118B或貯藏庫300根據需要還可以具有計量能力、分類能力、材料識別能力、測試能力、檢驗能力等，以有效地處理及測試基板。
在第5圖所顯示的所揭露實施例的態樣中，可以提供具有不同處理(舉例來說，蝕刻、CMP、銅沈積、PVD、CVD等)的更多或更少的腔室部分118A及118B，其中與工具300(舉例來說，光刻槽)結合的腔室部分118A、118B等能夠處理基板，而不需要與經由自動材料操控系統將FOUPs從貯藏庫輸送到各個處理工具艙及光刻艙、及經由EFEM將各個晶圓輸送到分別的處理工具相關聯的材料操控處置費用。取而代之的是，在光刻單元內的自動化將FOUPS、基板或材料直接地傳送到裝載埠112(同樣，每個腔室部分/處理類型顯示三個裝載埠，注意，可以依據生產量需要提供更多或更少的裝載埠)，其中，基板依據期望的處理及/或需要的生產量而被分派到其分別的處理。這種替代方案的範例顯示於第7圖中。依此方式，在第5圖中的設備處理以較少的成本、較少的佔據面積、較少的所需WIP(相較於本文所述的傳統處理系統)來處理基板，因此，在處理單一載體批次(或「熱批次」)時，庫存更少，周轉度更快，且具有較高程度的污染控制，從而為製造設施操作人員帶來顯著的優勢。腔室部分118A、118B(其各個可以被稱為工具或工具部分)或工具或單元300根據需要還可以具有計量能力、處理能力、分類能力、材料識別能力、測試能力、檢驗能力等，以有效地處理及測試基板。如同可從第5圖理解的，腔室部分118A、118B及工具300可以被耦接以共享共同控制環境(例如，惰性大氣、或真空)。這確保了基板保持在工具300及整個基板處理設備500的控制環境中。這消除了像在傳統基板處理設備中的FOUPs的特定環境控制的使用，諸如第37及38圖所顯示的那些傳統基板處理設備。
現在參照第7圖，顯示出例示製造設施佈局601，其中結合了在第5圖中顯示的所揭露實施例的態樣。類似於晶圓操控器1500的晶圓操控器406在製造設施601內的處理步驟中將基板或晶圓輸送通過輸送腔室602、604、606、608、610、612、614、616、618、620、624、626。處理步驟可以包括外延矽630、介電質沈積632、光刻634、蝕刻636、離子植入638、快速熱處理640、計量642、介電質沈積644、蝕刻646、金屬沈積648、電鍍650、化學機械拋光652。在其他態樣中，可能涉及或混合更多或更少的處理；諸如蝕刻、金屬沈積、按相同的順序進行的加熱及冷卻操作。如前所述，晶圓操控器406可能能夠攜帶單一個晶圓或多個晶圓且可以具有傳送能力，諸如在晶圓操控器406具有拾取已處理的晶圓及將未處理的晶圓放置在相同的模組的能力的情形中。晶圓操控器406可以行進通過隔離閥654，用於直接進行工具對工具或艙對艙的傳送或處理對處理傳送。取決於給定閥654的兩側上的壓力差或氣體種類差異，閥654可以是密封閥或簡單的電導型閥。依此方式，晶圓或基板可以由單一操控步驟或「一鍵式(one touch)」從一個處理步驟被傳送到下一個處理步驟。結果，由於操控所造成的污染被降到了最低。這種壓力或種類差異的範例可以是，舉例來說，乾淨空氣在一側上且氮氣在另一側上；或粗壓力真空水平在一側上且高真空在另一側上；或真空在一側上且氮氣在另一側上。類似於在第5圖中的腔室118P4的裝載鎖656可以被使用來在一個環境及另一個環境之間轉移；舉例來說，在真空及氮氣或氬氣之間。在其他態樣中，可以以任何數量的組合來提供其他壓力或種類。裝載鎖656可能能夠以實質地類似於本文所述的方式來轉移單一個晶圓操控器或多個晶圓操控器，其中，設置有單一條驅動線或多個實質地平行及/或正交的驅動線。可替代地，基板可以被傳送到架子(未顯示)上的裝載鎖656中，或在不期望晶圓操控器406通過閥的情況下被傳送到裝載鎖656中。額外的特徵658(諸如對準模組、計量模組、清潔模組、處理模組(如：蝕刻、沈積、拋光等)、熱調節模組或其他模組)可以被整合到鎖656或輸送腔室中。可以設置服務埠660以從工具移除晶圓操控器406或晶圓。晶圓或載體貯藏庫662、664可以被設置來儲存及緩衝處理及或測試晶圓。在其他態樣中，可以設置貯藏庫662、664，諸如在將台車直接引導到光刻工具的情況下。另一個範例是在工具組上設置分度器或晶圓倉儲模組666。再循環單元668可以被設置來循環及/或過濾在任何給定的部分(諸如工具部分612)中的空氣或氣體種類。再循環單元668可以具有氣體、粒子過濾、化學過濾、溫度控制、濕度控制或其他特徵，以調節被處理的氣體種類。在給定的工具部分中，可以設置更多或更少的循環及或過濾或調節單元。可以設置隔離台670以從不能被交叉污染的不同處理或工具部分隔離晶圓操控器406及/或晶圓。在晶圓操控器406能夠在不改變定向的情況下在通用工作空間內拾取或放置，可以設置鎖或互連672以改變晶圓操控器406定向或方向。在其他或方法態樣中，可以提供處理順序或組成的任何適合的結合。
現在參照第9圖，控制器199控制由電磁鐵陣列1700所產生的橫越底座1510的推進力，以使得對底座施加受控制的偏擺力矩，使底座1510繞著實質地與驅動平面1598正交的偏擺軸(例如，旋轉軸777)從相對於腔室118的框體的第一預定定向(諸如終端效應器1520實質地對準驅動線177之處)偏擺到相對於框體腔室118的不同的第二預定定向(諸如，終端效應器被延伸到處理模組120內之處)。如同可理解的，可以結合底座1510的推進動作(諸如，在腔室118中提供單一條驅動線)、或在底座位在預定位處下(諸如，底座1510被旋轉，同時保持沿著X及Y軸實質地靜止)來施行底座1510的偏擺。在一個態樣中，也參照第15C圖，控制器199控制由電磁鐵陣列1700所產生的推進力(例如，Fx right、Fx left)，以使得對底座1510施加力偶矩(顯示於第15C圖，基板操控器1500沿著X軸移動)，造成底座1510的受控制的偏擺，以使得引發底座1510上的基板(也稱為晶圓荷載或荷載)相對於腔室118的框體的預定基板持定位處(諸如裝載鎖、處理模組等)的定位及置中的至少一者。如同可理解的，在偏擺作抵銷動態力偶矩及保持在晶圓傳送平面中的晶圓保持器/反應台板的實質地平坦的偏擺的同時，可以由控制器199(控制橫越反應台板的抬升力Fz)來引發俯仰(繞著Y軸旋轉)及滾轉(繞著X軸旋轉)(見第15A及15B圖)控制。
在單一條驅動線177被設置在各個輸送腔室中(如第1A、1B、2、4、及5圖所示)的情況下，或在從最靠近處理模組120A的驅動線178進入處理模組的情況下，諸如處理模組120A(見第8圖)(諸如當設置多條實質地平行的縱向驅動線177、178時，見第8圖)，控制器199被配置為以偏擺、俯仰、滾轉、及推進中的兩者或多者同時驅動底座1510(如本文所述)，以從任何適合的基板持定站(例如，裝載鎖116、處理模組120等)拾取及放置基板。舉例來說，控制器199被配置以對電磁鐵陣列1700供電，如本文所述，使得底座沿著驅動線177移動及繞著底座旋轉軸777旋轉，使得基板操控器1520的基板支持面1520A進入處理模組120或其他適合的持定站，其中基板S沿著在預定晶圓/基板傳送平面中實質地筆直的線路徑790行進。參照第8-11圖，在其他態樣中，在輸送腔室118中設置多條縱向驅動線177、178的情況下，底座1510可以被旋轉，使得基板操控器1520在進入基板持定站之前與所期望的/預定基板持定站對準。舉例來說，底座1510可以被定位在驅動線178及179A之間的交會處，其中，驅動線179也提供用於基板操控器進入處理模組120B的基板持定站120BH的延伸及收回(例如，在實質地正交於(或任何適合的角度，使其能夠進入處理模組)沿著驅動線177、178的推進方向的推進方向上)。底座1510可以繞著旋轉軸777旋轉，使得基板操控器1520被與基板持定站120BH對準，且底座可以沿著驅動線179A被移動，以移動或延伸基板操控器1520到基板持定站120BH中，用於拾取/放置基板。
參照第14及14A-14C圖，雖然基板操控器1500已被描述為包括終端效應器1520，在其他態樣中，一或多個基板操控器可以被配置為台車1500C，其被配置以將一或多個基板支撐在底座1510上。舉例來說，底座1510可以包括一或多個基板支撐件1431-1433，其被配置以穩定地保持基板(例如，從底部或邊緣抓握處)，使得在，例如，裝載或其他基板持定站內的基板操控器1500、1500A、1500B或基板輸送器可以將基板輸送到基板支撐件1431-1433以及從基板支撐件1431-1433輸送基板。在一個態樣中，基板支撐件1431-1433可以被配置為使一或多個基板在底座1510上實質地居中(亦即，支撐件是自定居中的支撐件，其可以是被動支撐件或可以由在反應台板上被供電的適合的電源來致動(例如，壓電))，使得基板的中心與底座的旋轉軸777實質地一致。在一些態樣中，一或多個台車1500C可以包括用於將兩個或多個基板持定為堆疊的基板支撐架1440，其中，各個架水平包括分別的基板支撐件1431-1433、1431A-1433A。參照第14及14A圖，台車1500C可以提供在基板操控器1500A、1500B及裝載鎖116之間的介面，其中，裝載鎖的輸送設備116R(諸如SCARA臂、線性滑動臂等)將基板傳送到台車1500C，且基板操控器1500A、1500B從台車拾取基板，且反之亦然。在其他態樣中，在處理模組120包括輸送設備120R(諸如SCARA臂、線性滑動臂等)的情況下，台車1500C可以被採用來將基板傳送到處理模組120及從處理模組120傳送基板。雖然台車1500C(及基板的操控器1500、1500A、1500B)的底座1510被說明為具有從頂部觀看時的圓形形狀(見第14C圖)，在其他態樣中，底座1510可以具有任何適合的形狀(例如，從頂部觀看時的正方形、矩形、圓形等)，其以其他方式與電磁鐵陣列1700對接，用於引發底座1510的線性推進、抬升、偏擺、俯仰、滾轉、及旋轉控制中的一或多個。
參照第12A、12B、13A、13B圖，雖然輸送腔室118以在上面描述為縱向地延伸的腔室，其形成線性處理工具的一部分，在其他態樣中，輸送腔室可以具有群集工具配置。舉例來說，參照第12A及12B圖，傳送腔室118T1具有實質地正方形配置(雖然在其他態樣中，傳送腔室可以具有任何適合的形狀，諸如六邊形、八邊形等)。在此態樣中，電機1599R(實質地類似於線性電機1599)被配置作為並排的輸送設備，其包括並排的至少兩個基板操控器1500A、1500B，其實質地類似於本文所述的基板操控器1500。電磁鐵陣列1700在此態樣中被配置來移動基板操控器1500A、1500B，使得基板操控器1500A、1500B繞著共同旋轉軸1277(此軸類似於，舉例來說，傳統SCARA類型機械手的θ軸)旋轉，以改變並排的輸送設備的「延伸及收回」(為了方便起見，本文中使用語詞延伸及收回指的是由基板操控器1500、1500A、1500B沿著分別的驅動線的線性推進的移動來引發延伸及收回)的方向。舉例來說，電磁鐵陣列1700具有形成驅動線177、178、179、180的佈設。在此，驅動線177、178彼此間隔且實質地互相平行，以使得實質地對準分別的輸送開口1180A、1180F及1180B、1180E。驅動線179、180實質地與驅動線177、178正交且及彼此間隔且實質地互相平行，以使得實質地對準分別的輸送開口1180C、1180H及1180D、1180G。驅動線可以是任何適合的型樣(諸如具有恆定或變化的半徑之弧形或彎曲段)及定向，且以下的描述是用於例示目的。電磁鐵1700A-1700N(第12A圖中所示，但為了圖式的清楚起見未被標號)提供用於基板操控器1500A、1500B透過輸送開口1180A-1180H的至少線性推進。在此態樣中，電磁鐵陣列1700也包括旋轉電磁鐵子陣列1231-1234，其在控制器199的控制下與形成驅動線177-180的電磁鐵一起引發基板操控器1500A、1500B繞著共同旋轉軸1277的旋轉。替代地，電磁鐵可形成足夠密集及足夠大的網格，而無需專門指定用於推進或旋轉，且可以基於底座1510的位置及控制器199的控制定律來執行該功能。如同可理解的，雖然基板操控器1500A、1500B可以繞著共同旋轉軸1277同時旋轉，基板操控器1500A、1500B的延伸及收回可以獨立於另一個基板操控器1500A、1500B的延伸及收回。通常，基板操控器1500A、1500B的動作是彼此獨立的，且此動作的複雜度可以落在從一個自由度到六個自由度的範圍內。
參照第12B圖，在一個態樣中，電機1599R包括多個輸送水平1220A、1220B，其相互堆疊於其上。在此態樣中，各個水平1220A、1220B由分別的水平支撐件1221所形成，各個水平支撐件1221具有分別的參考平面1299R，其實質地平行輸送腔室118T1框體的水平參考平面1299。各個水平支撐件1221包括實質地類似於第12A圖說明的電磁鐵陣列的電磁鐵陣列1700，用於沿著驅動線177-180線性地驅動並排的基板操控器1500A、1500B，及使並排的基板操控器1500A、1500B繞著共同旋轉軸1277旋轉(例如，具有完全的六個自由度控制)。各個水平支撐件1221被耦接到共同Z軸驅動器1211，其在Z方向上使水平支撐件1221及其上的基板操控器1500A、1500B移動，以使得分別的水平支撐件1221上的基板操控器1500A、1500B的終端效應器1520與輸送腔室118T1的輸送開口1180的基板輸送平面1290對準。Z軸驅動器1211可以是任何適合的線性致動器，諸如螺旋驅動器、電磁鐵驅動器、氣動驅動器、液壓驅動器等。
在參照第13A及13B圖的另一個態樣中，傳送腔室118T2具有實質地六邊形配置(雖然在其他態樣中，傳送腔室可以具有任何適合的形狀，如同在本文中所述)。在此態樣中，電機1599R(實質地類似於第15C圖的線性電機1599)被配置作為徑向輸送設備，其包括具有雙端/側終端效應器1520D的基板操控器1500，如將在此描述的，(雖然在其他態樣中，可以採用單端/側終端效應器)。在此態樣中，電磁鐵陣列1700被配置以使基板操控器1500繞著旋轉軸1377(此軸類似於，舉例來說，傳統SCARA類型機械手的θ軸)旋轉，以改變並排的輸送設備的「延伸及收回」(為了方便起見，本文中使用語詞延伸及收回指的是由基板操控器1500沿著分別的驅動線的線性推進的移動來引發延伸及收回)的方向，並線性地推進基板操控器1500以使得其延伸通過輸送開口1180A-1180F。舉例來說，電磁鐵陣列1700具有佈設，其形成徑向地偏離的驅動線177、178、179，其中在相鄰驅動線之間的角度α是依據輸送開口1180A-1180F位於其上的輸送腔室118T2的側/小平面的數量。電磁鐵1700A-1700N(如第12A圖所示，但為了圖式的清楚起見未被標號)提供用於基板操控器1500透過輸送開口1180A-1180H的至少線性推進、及基板操控器1500以完全的六個自由度控制繞著旋轉軸1377的旋轉，以使得在俯仰及滾轉中以期望的姿態保持線性輸送及旋轉。
參照第13B圖，在一個態樣中，電機1599R包括多個輸送水平1320A、1320B，其以實質地類似於上面關於第12B圖所描述的方式被相互堆疊於其上。舉例來說，各個水平1320A、1320B由分別的水平支撐件1321所形成，各個水平支撐件1321具有分別的參考平面1299R，其實質地平行輸送腔室118T1框體的水平參考平面1299。各個水平支撐件1321包括實質地類似於第13A圖所示的電磁鐵陣列的電磁鐵陣列1700，用於線性地驅動(沿著驅動線177-179)及使基板操控器1500(繞著軸1377)旋轉。各個水平支撐件1321被耦接到共同Z軸驅動器1311(其實質地類似於Z軸驅動器1211)，其在Z方向上使水平支撐件1321及其上的基板操控器1500移動，以使得分別的水平支撐件1321上的基板操控器1500的各個終端效應器1520D與輸送腔室118T2的輸送開口1180的基板輸送平面1390對準。
參照第12B及13B圖，由Z致動器1211提供的垂直動作可以被使用來使晶圓操控器1220A或1220B能夠執行晶圓移交操作，諸如往來晶圓處理站的拾取或放置。支撐件1221、1321可以包括單一模組(水平)，且目的是對晶圓操控器1220A、1220B提供額外的升降能力，以在晶圓移交操作期間達成較大的垂直行程。舉例來說，在具有一個以上的堆疊的晶圓槽的處理模組或裝載鎖的情況下，有利的是具有諸如Z軸致動器1211、1311的垂直抬升設備，其能夠到達各個堆疊的晶圓槽，而不會增加由電機1599R所提供的被施加的懸浮力。
參照第12A及12B圖，在另一個態樣中，垂直抬升設備(或Z軸致動器)1211及水平1221具有雙重(或更多)分開及可獨立地操作的設備，例如，一個設備用於各個晶圓操控器1520。這將會賦予不同的晶圓操控器執行獨立垂直行程的能力，不同的晶圓操控器可以進入至少兩個獨立站(例如，處理模組、裝載鎖等)的不同槽。
現在參照第15A、15B、15C、16A、16B、16C、及18圖，將詳細地描述線性電機1599(再次注意的是，電機1599R是實質地類似於線性電機1599)。一般來說，線性電機1599包括結構(例如，晶圓操控器)1500，而沒有磁鐵及任何移動部分，諸如，軸承、旋轉或稜柱接頭、金屬帶、皮帶輪、鋼索或皮帶。如上所述，結構或晶圓操控器1500包括底座1510，其是由順磁材料、逆磁材料、或非磁性導電材料所形成。底座1510可以具有任何適合的形狀及尺寸，用於與電磁鐵陣列1700的電磁鐵1700A-1700n配合，以使得用本文所述的方式穩定地輸送基板S。在一些態樣中，如將在此描述的，諸如在採用多個晶圓操控器1500的情況下，底座1510的形狀及尺寸界定出獨特的識別特徵，其在以本文所述的方式決定晶圓操控器的絕對位置方面識別晶圓操控器1500。
在一個態樣中，如第9及11-16C圖所示，底座1510被顯示為具有截頭圓錐形狀，其中，錐台1510FR的錐形側面1510TS面對電磁鐵陣列1700(但其他適合的形狀也是可操作的)。在此，截頭圓錐形狀的錐形側面1510TS具有相對於平坦表面錐台1510FR的在約50˚及約60˚之間的角度λ(見第15B圖)；而在其他態樣中，角度λ可以大於約60˚或小於約50˚。在其他態樣中，底座可以具有截頭錐體形狀，如第8、8A、及10圖所示。在此，錐台1510FRP的每一側面1510TSP具有相對於平坦表面錐台1510FRP的在約50˚及約60˚之間的角度λ(見第8B圖)；而在其他態樣中，角度λ可以大於約60˚或小於約50˚。雖然截頭錐體形狀被顯示為具有四個側面，在其他態樣中，截頭錐體形狀可以具有任何適合的數量的側面，諸如，舉例來說，六或八個側面，或可以是圓形的或具有彎曲側面。在其他態樣中，底座1510可以不具有截頭圓錐或截頭錐體形狀，且其可以包含具有適當且不對稱的輪廓和尺寸的平坦形狀，以使得由電磁鐵1700適當地控制。
終端效應器1520、1520D可以是實質地類似於傳統終端效應器；然而，如本文所述，終端效應器被剛性地耦接到底座1510。作為範例，終端效應器可以是具有單一基板持定位處1520A的單一側/端(見終端效應器1520)終端效應器、具有兩個縱向地隔開的基板持定位處1520A、1520B的雙側/端(見終端效應器1520D)終端效應器、多個基板持定位處被佈設為並排(例如，橫向地隔開)且由共同底座所支撐以使得延伸通過並排的基板輸送開口的並排配置、多個基板持定位處被佈設為相互堆疊於其上且由共同底座所支撐以使得延伸通過垂直佈設的基板輸送開口的堆疊配置；而在其他態樣中，終端效應器可以具有任何適合的配置。終端效應器1520、1520D可以由能夠經受一或多個高溫、具有低質量密度、具有低熱膨脹、具有低熱導率、及具有低脫氣的材料所製成。儘管可以使用任何適合的材料，可以構成終端效應器1520、1520D的適合材料是Alumina Oxide(A1 2O 3)。
在一個態樣中，終端效應器1520、1520D由實質地剛性且未鉸接的支柱1510S被耦接到底座1510，以使得將終端效應器1520、1520D設定在相對於，舉例來說，水平參考平面1299的適合的標稱高度H2。如本文所述，基板操控器1500使用電動懸浮原理在空間中(以至少三個自由度)被移動。如第15A-15C、16B、16C、及18圖所顯示的致動元件(例如，電磁鐵陣列1700)包括獨立地控制的線圈或電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5(在此也稱為線圈段)，其在底座1510中產生誘發推力及抬升力向量所期望的磁場。如將在此描述的，獨立地控制線圈或電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5也對各個晶圓操控器1500產生自決定性的絕對晶圓操控器位置反饋。
在一或多個態樣中，也參照第47A、47B、及47C圖，晶圓操控器1500被配置為抑制來自底座1510激發正在持定基板或晶圓S的終端效應器1520的震動。舉例來說，被動震動補償器或吸收器4700A、4700B具有自然頻率模式，其自然頻率模式經過調整，以補償底座1510在懸浮推進力下的震動，以使得其引發相對於終端效應器自然震動頻率模式而言實質地無震動的終端效應器1520。在此，如本文所述，終端效應器1520由底座1510承載。底座1510上的激發力是渦電流的交流感應的結果，其產生排斥力，使底座1510保持在輸送腔室118的地板118L(見，例如，第44A及44C圖)之上的預定懸浮氣隙。震動抑制是由晶圓操控器1500的被動震動吸收器4700A、4700B引發的。被動震動吸收器被耦接到晶圓操控器1500的任何適合的部份，例如底座1510(見第47B及48A-48C圖)、支柱1510S(見第47A圖)、及終端效應器(見第47C及48B圖)中的一或多個。被動震動吸收器包括塊體4701及彈簧4702，其中塊體4701與彈簧4702懸臂相接。在其他態樣中，諸如第48A-48C圖所示，塊體4701可以被懸掛在可撓性薄膜或隔膜4800上/內。塊體4701、彈簧4702及隔膜4800由任何適合的惰性材料構成，諸如不鏽鋼。塊體4701可以具有任何適合的形狀，且為了例示目的，圖示為球狀物。在這裡，被動震動吸收器4700A、4700B的共振頻率被經過調整(例如，經由塊體的重量及彈簧的剛性)，從而使底座1510的震動被抑制，且終端效應器1520實質地保持無震動。
在一些態樣中，參照第10、10A、11、及11A圖，多個晶圓操控器可以相對於彼此被嵌套，以使得作為單一單元沿著驅動線177-180線性地行進，且被嵌套的基板操控器的終端效應器1520被設置為相互堆疊於其上。舉例來說，參照第10及10A圖，被嵌套的底座1510FP(可以是對稱的旋轉體、旋轉對稱的(例如，截頭圓錐)、或雙對稱的(例如，截頭錐體)、或通道形狀的截面，如第10A圖所示)被配置以使得一個底座1510FP可以被插入到另一個底座1510FP內，以使得用類似於將杯子彼此堆疊的方式的方式堆疊底座1510FP。底座1510FP可以被配置以使得當在終端效應器1520之間的垂直空間被堆疊時(例如，當終端效應器1520與水平參考平面1299實質地水平時)是與在堆疊的基板持定站之間的垂直空間實質地相同，以使得提供用於同時由被堆疊的終端效應器1520拾取及放置基板。在一個態樣中，依據由電磁鐵陣列1700所產生的懸浮力，底座1510FP的堆疊提供至少一底座1510FP(及底座為其一部份的相應的基板操控器1500A、1500B)的獨立垂直或Z軸的移動。在此範例中，最上方的基板操控器1500B可以在Z軸獨立於最下方的基板操控器1500A被移動；然而，當最上方的基板操控器1500B被抬升遠離最下方的基板操控器1500A時，最下方的基板操控器1500A也可以在Z軸方向獨立於最上方的基板操控器1500B被移動。在這裡，雙對稱的底座被互鎖，且基板操控器1500A、1500B的旋轉是由底座1510FP的形狀而被聯結，使得基板操控器1500A、1500B一致地旋轉。底座1510FP的可堆疊的配置提供用於任何適合數量的基板操控器的一個在另一個上方的的堆疊(在此範例中，顯示的是兩個堆疊在一起，但在其他態樣中，超過兩個的基板操控器可以堆疊在一起)。
參照第11及11A圖，旋轉對稱的底座1510FC可以被一個一個地堆疊起來，在推進方向上移動，並沿著Z軸相對移動，其方式實質地類似於上述有關截頭錐體底座1510FP的方式。然而，在此態樣中，底座1510FC的旋轉對稱的形狀不會互鎖，且提供用於各個基板操控器1500A、1500B繞著基板操控器旋轉軸相對於另一個基板操控器1500A、1500B的獨立旋轉。基於截頭圓錐的基板操控器1500A、1500B的獨立旋轉引發了來自單一基板持定站的基板的快速互換，諸如，基板操控器1500A的終端效應器1520被對準基板持定站120BH以拾取基板S1，基板操控器1500B的終端效應器1520被旋轉到不會延伸進入基板持定站120BH的位置。一旦從基板持定站120BH由基板操控器1500A移除基板S1，基板操控器的終端效應器1520的位置可以被互換，使得基板操控器1500B的終端效應器1520被對準基板持定站120BH以將基板S2放置在基板持定站120BH，而基板操控器1500A的終端效應器1520被旋轉到不會進入基板持定站120BH的位置。如同可理解的，基板操控器1500A、1500B可以沿著Z軸被移動，以適應終端效應器相對於基板持定站120BH的高度的堆疊高度。雖然已顯示對稱的(繞著一或多個軸旋轉)底座，在其他態樣中，一或多個底座可以是不對稱的或不具有任何對稱軸的。
如本文所述，通常由獨立地控制的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的一或多個線性軌道1550來提供線性推進。電磁鐵編號1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5。在有一個以上的線性軌道1550的情況下，線性軌道1550是實質地彼此平行的，且依據底座1510的尺寸而被相互隔開，以使得控制空間中的基板操控器的所有六個自由度(滾轉、俯仰、偏擺、及在X、Y、Z方向的各個上的平移)。舉例來說，如第15B及18圖所示，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5可以相互隔開，使得各個平行線性軌道1550的兩個或多個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5(其配合以使得形成馬達致動器(例如，主要馬達)1701並與底座(例如，次要馬達)1510馬達結合)底座1510的動作方向上始終被設置在底座1510下方，以使得穩定地懸浮及推進底座1510(如同可理解的，第15A、15B、及18圖示意性地顯示系統的代表性配置、且被提供以大致上顯示在底座1510及電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5之間的相互關係的例示性表示，且並非意圖以任何方式構成限制。
可能改變電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5在X及Y軸兩者上的尺寸、數量、及空間(例如，俯仰)，底座1510相對於電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的尺寸和形狀也可能改變。舉例來說，參照第6及18圖，在電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5之間的空間可以在俯仰PX1及俯仰PX2之間變化，其中俯仰PX2小於俯仰PX1，為底座1510及晶圓操控器1500的移動提供更大的界定。在這裡，較大的俯仰(或在電磁鐵之間的較大距離)諸如俯仰PX1被採用於晶圓操控器1500的長距離移動，其中晶圓操控器1500的位置位處將被大大地知道。在發生拾取及放置基板S(或其他區域需要知道晶圓操控器位置並提高位置界定/精度的區域)，諸如在處理模組120處，在電磁鐵之間的空間或俯仰PX2被減少，以提供更高的電磁鐵密度，從而對晶圓操控器1500的位置位處產生更大的界定(與由較大的隔開的俯仰PX1的電磁鐵所提供的位置位處相比)，以使得晶圓操控器1500在處理模組120處以次微米位置精度來拾取及放置基板S。在所說明的範例中，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的俯仰PX被顯示為沿著輸送腔室118的縱向長度在X方向上的變化，以提供不同程度的晶圓操控器位置精度；然而，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的俯仰也可以沿著輸送腔室118的橫向寬度在Y方向上變化(見俯仰PX3及PX4)，以使得提供與晶圓操控器1500旋轉及/或Z軸高度移動有關的更高的精度。舉例來說，在發生拾取及放置基板S的區域中(或其他要以更高的位置界定/精度來知道晶圓操控器位置的區域)，與不期望晶圓操控器旋轉及Z高度動作的長動作的區域(例如，在基板持定站之間的動作)的電磁鐵之間的俯仰相比，在電磁鐵之間的俯仰可以是減少的俯仰PX3。
在一個態樣中，如第8及18圖所示，電磁鐵陣列1700也可以包括穩定軌道1550S，其被設置在軌道1550的橫向外側。在第18圖中，穩定軌道1550S可以由一或多個列的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5形成。穩定軌道可以是實質地類似於軌道1550，且被配置以透過產生作用在底座1510上的額外的抬升及/或推進力(例如，除了由平行線性軌道1550的電磁鐵所產生的抬升及推進力以外)而對底座1510提供額外的穩定性。結果是基板操控器1500可以沿著軌道1550的方向(亦即，推進方向)移動，同時改變在滾轉、俯仰及偏擺中的一或多個的定向。根據磁感應原理，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5類似於「主要」，且底座1510對應於「次要」，其中，由渦電流效應來誘發電流。
第17及20圖說明依照所揭露實施例的態樣的致動器控制系統網路1799(其可以是控制器199的一部分或與控制器199可通訊地耦接)，其被配置以引發各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的各個控制，以提供關於第15A-16C圖所描述及顯示的所期望的力分量及自由度。在一個態樣中，致動器控制系統被配置以使得電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5形成馬達致動器單元(統稱為馬達致動器)，各個馬達致動器單元具有m個電磁鐵/線圈，其配合以形成馬達(其中，m是形成一或多個馬達致動器單元的兩個或多個電磁鐵的動態可選數量，如以下進一步所描述的)。致動器控制系統網路1799因此是可擴展的動作控制系統，其具有集群架構，集群架構具有至少一主控制器1760及分散式本地驅動控制器1750A-1750n，如將在下文更詳細地描述的。在此態樣中，電磁鐵群組1700G1-1700Gn被耦接到分別的本地驅動控制器1750A-1750n，其被配置以控制在分別的電磁鐵群組1700G1-1700Gn內的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的電流。本地驅動控制器1750A-1750n可以是被連接到主控制器1760的網路中的「從屬(slave)」，主控制器1760被配置以針對各個各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5指定所期望的力(例如，推力及抬升)，以引發晶圓操控器1500在空間中所期望的動作。驅動控制器1750A-1750n，在第20圖中通常說明為驅動控制器1750(其中，第20圖說明驅動控制器及其分別的電磁鐵群組1700G1-1700Gn)，由放大器驅動電路2010被耦接到分別的電磁鐵1700A-1700n，如將在此描述的。
如本文也將描述的，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5可以是物理電磁鐵/線圈，當涉及各個線圈的分別的「相位」界定相對於給定的馬達致動器單元的其他電磁鐵/線圈的「相位」界定時，可以動態地配置，使得雖然物理電磁鐵/線圈是被固定的(例如，靜止)，給定的馬達致動器單元的位置(由推進力下的馬達的配合的激發相位所形成)可以被視為實際上與底座推進一致地移動，如以下進一步所描述的。這提供了用於基板操控器的動作控制所期望的力向量的連續性。
依照所揭露實施例的態樣，及參照第18及19圖，控制器199可操作地耦接到電磁鐵陣列1700及交流電源1585，並被配置為以預定激發特性(諸如，例如，電感、相位時間落差(phase lag)/振幅、及/或功率因數，如將在此描述的，另見第23及25A圖)依序地激發電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的多相位交流電，使得(晶圓操控器1500或台車1500C的)各個反應台板或底座1510以多達六個自由度來懸浮及推進。在這裡，如將在本文中更詳細地描述的，控制器199被配置以使得在多達六個自由度中的至少一自由度中，從至少一電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的交流電的預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其引發底座1510的懸浮或推進。在預定激發特性中的變化界定出電磁鐵陣列1700的至少一電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5中各個電磁鐵的自決定性的反應台板位置反饋，引發了底座1510的懸浮或推進。
如本文所述的，電磁鐵陣列1700包括電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5，這些電磁鐵被配置為產生懸浮及推進力，在控制器199的控制下，驅動晶圓操控器1500沿著預定軌跡通過輸送腔室118。為了沿著預定軌跡驅動晶圓操控器1500，控制器199被配置為決定晶圓操控器1500的實時空間位置(例如，在多達六個自由度X、Y、Z、Rx、Ry、Rz中的一或多個)。在此，晶圓操控器1500的絕對位置反饋是由控制器199(或任何其他適合的控制器，諸如包括在致動器控制系統網路1799中的控制器)基於磁感應對於在晶圓操控器1500(或台車1500C)的底座1510及各個電磁鐵(例如，致動器)1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5之間的相互作用的引發來決定。舉例來說，由第19圖可見，底座1510及各個電磁鐵引起磁性電路1910(第19圖只顯示電磁鐵1700A，僅用於說明，且當底座1510經過其他電磁鐵並被其他電磁鐵驅動時，與其他電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5形成類似電路)，引發了電磁鐵1700A對底座1510的懸浮及推進。各個電磁鐵1700A(再次注意的是，電磁鐵1700A僅用於例示目的，且其他電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5是實質地類似的)具有電阻R及電感L。電磁鐵1700A的輸入電壓V，如本文所述，具有預定振幅及頻率的多相位交流電電壓，該電壓被施加到預定電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5，用於驅動底座1510，如本文所述，預定電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5在輸送腔室118內具有已知的位處。如同可理解的，透過電磁鐵1700A的結果電流I是由電路1910對輸入電壓的動態反應來決定的。對於在給定的時間t的給定的輸入電壓V，在電磁鐵1700A中的分別的電流I可以用以下方程式來決定：
V(t)= R I(t)+ L dI(t)/dt                  [方程式1]
其中，R是電磁鐵1700A的電阻且L是電磁鐵1700A的電感。
也參照第20圖，電磁鐵陣列1700的各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5可通訊地耦接到放大器驅動電路2010。放大器驅動電路2010包括場效電晶體2011，且被配置以提供流經分別的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5分別的電流I的反饋。
正如可以理解的那樣，流經電磁鐵1700A的電流I造成輸入電壓V(在時間上)的時間落差(例如，相位時間落差)。相位時間落差可以用在電磁鐵1700A的電感器L上的電壓降表示為：
dI(t)/dt                                      [方程式2]
參照第18、19、及21A-21C圖，相位時間落差的數量(例如，在激發電壓V及電磁鐵1700A的電流I之間)是依據磁性電路1910的電阻R及電感L。在第21A圖中說明電磁鐵1700A的電路表示，電磁鐵1700A在交變輸入電壓激發下，沒有設置與電磁鐵1700A相鄰的底座(亦即，第21A圖的左側)，而底座1510被設置與電磁鐵1700A相鄰(亦即，第21A圖的右側)。應注意的是，為了例示目的，底座1510以預定氣隙距離設置在電磁鐵1700A上方，但在其他態樣中，底座1510可以以任何適合的方式被電磁鐵磁懸浮。在這裡，交流電壓V產生分別的交流I，帶有反應時間落差(例如，在時間上落後電壓V)，是電磁鐵1700A的電感L的函數。透過電磁鐵1700A的週期性電壓V(t)可以表示如下：
V(t)= V 0sin(ωt)                            [方程式3]
其中，V 0是電壓振幅，且ω是角頻率。在沒有與電磁鐵1700A相鄰的底座1510存在的情形下，週期性電流I(t)可以表示如下：
I1(t)= I 01 sin(ωt + ϕ1)                    [方程式4]
及如下所示，底座1510存在於電磁鐵1700A附近：
I2(t)= I 02sin(ωt + ϕ2)                    [方程式5]
其中，I 0是電流振幅，且ϕ1及ϕ1是分別的磁通量。如同可理解的，在第21A圖左側的電路(例如，沒有與電磁鐵1700A相鄰的底座1510)及第21A圖右側的電路(例如，有與電磁鐵1700A相鄰的底座1510)之間的電流I響應有實質地不同，因為由於引發由電磁鐵1700A產生的磁場的渦電流的感應，電感L受底座1510的存在所引發。
參照第17及20圖，本地控制器1750、1750A-1750n命令用輸入電壓V激發電磁鐵1700A，且被配置為以任何適合的方式來決定由此產生的電磁鐵電流I(諸如由被程式化以執行上述方程式4及5或由被配置為以任何適合的方式來測量電磁鐵1700A中的電流)。知道了輸入電壓V及由此產生的電磁鐵電流I，本地控制器1750、1750A-1750n決定在電壓V及電流I之間的相位時間落差；且基於相位時間落差，本地控制器1750決定底座1510或其任何部份是否與電磁鐵1700A相鄰。在這裡，相位時間落差的數量被採用來量化底座1510與各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的相對位置。
第21B圖是底座在不同位處X1-X4相對於，例如，電磁鐵1700A沿著單維路徑2110(雖然在其他態樣中路徑可以是多維的)的例示說明。在第21B圖中提供了代表各個分別的位處X1-X4的電流I1(t)、I2(t)、I3(t)、I4(t)的方程式。為了例示的目的，輸入電壓V可以被視為實質地恆定。當底座1510相對於電磁鐵1700A移動時，分別的電流I響應至少在相位上改變(也可以在振幅上改變)。基於在電流I的相位上的改變，所測量的電流I響應及給定的輸入電壓V與底座1510沿著路徑2110的位置X1-X4相關聯。舉例來說，所測量的電流I響應及給定的輸入電壓V與底座1510的位置X1-X4的相關性可以用在電磁鐵1700A的互電感L中的改變來表示。在電磁鐵1700A及底座1710之間的互電感L可以如以下所示：
[方程式6]
其中，L s是電磁鐵自電感、I是電磁鐵電流、a是底座1510的一半長度、b是底座1510的一半寬度、x及y是底座1510在空間的位處、B c是電磁鐵處的磁通密度、及T(x, y)是基本函數的線性結合。
參照第21B圖，第21C圖說明在互電感L及底座1510的位置X之間的關係。應注意的是，第21B圖中的位處X=3(底座1510實質地位於電磁鐵1700A的正上方或完全覆蓋)在第21C圖中被說明為位處X=0。隨著底座1510的位處從X3改變為X1(底座在第21B圖中沿著路徑2111移動)，底座1510移動無法對準電磁鐵1700A，導致互電感L增加。當底座1510完全淨空電磁鐵1700A時，諸如當底座相對於電磁鐵1700A處於位處X1時(見第21B圖)，互電感L達到最大值。
如上所述，電感被用來識別底座1510在空間中的位處，這只是例示的目的。也參照第19、49A及49B圖，可以採用任何適合的變量來識別底座1510在空間的位處。舉例來說，在第19圖中的電路1910具有固有的特性，可以利用它來提供反應台板的自決定性的位置反饋解決方案。在這裡，由於電感器(線圈)所造成的無功負載，在電壓及電流之間的關係可以是不相稱的。如第49A圖所示，驅動電流透過線圈4500C的功率(例如，外表功率)高於透過線圈4500C本身耗散的功率(例如，真實功率)。外表功率是由電源(諸如電流放大電源供應單元3011或任何其他適合的電源)供應，以驅動預定交流透過線圈4500C。在第49A圖中顯示的真實功率是透過線圈電阻耗散的，且無功功率是從線圈4500C的電感抗產生的負載。
第49B圖說明在線圈電阻及電感抗之間的關係。阻抗Z是電源(諸如電流放大電源供應單元3011或任何其他適合的電源)上的等效負載。角度ɸ是在線圈AC電壓及分別的AC電流之間的相位差。當阻抗電抗是大於線圈電阻的情形中，角度ɸ可能靠近或接近約90˚，在這種情形中，基本上沒有電流通過線圈4500C，導致底座1510缺乏懸浮力。衡量這種效率的標準被稱為功率因數(power factor；PF)，它被界定為角度ɸ的餘弦(亦即，PF = cos ɸ)。
為了將懸浮效率最大化，功率因數被最大化為或接近約1(例如，僅可能接近1)，其中角度ɸ是(或接近)零。為了將懸浮效率最大化，可以在線圈4500C上串聯電容器CAP。電容器CAP具有電抗效應，可以抵消由線圈4500C所施加的電感抗。各個電容器CAP及線圈4500C的電抗是由電壓所施加的AC頻率的函數。在此，電容器CAP的電抗與線圈4500C分別的電感抗的大小是實質地相同的，以將底座1510的懸浮效率最大化。在電感抗X L及電容電抗X C之間的關係如下：
[方程式7]
[方程式8]
注意到，F是頻率，且由於電容選擇X C=X L，其中
[方程式9]
且 [方程式10]
其中，C是選擇的電容。如本文所述，各個線圈4500C的功率因數(PF)可以被使用來識別底座1510的絕對位置。可以採用於底座1510的絕對位置解碼的線圈變量的另一個範例是線圈阻抗Z(見第49B圖)，其中，阻抗可以被決定為各個分別的線圈4500C的AC電壓及AC電流的均方根(root mean square；RMS)比率，其中
[方程式11]
如上所述，線圈4500C的變量電感I、功率因數PF、及阻抗Z是決定底座1510的位置及界定出自決定性的反應台板或底座1510姿勢反饋的指標(例如，激發特性)的範例。也可以使用其他指標，諸如由機器學習及資料分析技術所界定出的那些指標，諸如類神經網路199N。
仍參照第21A-21C圖，所揭露實施例的態樣採用電磁鐵陣列1700，以電磁感應方式使晶圓操控器1500磁懸浮。如本文所述，所揭露實施例的態樣用非磁性隔離牆(諸如輸送腔室118的地板118L，或在電磁鐵陣列1700位於輸送腔室118的側面的情形中，側壁形成非磁性隔離牆)將電磁鐵陣列1700從晶圓操控器1500分開。構成非磁性隔離牆的適合材料的範例包括(但不限於)300系列不鏽鋼(如本文所述)、低導電性鋁，諸如6061系列鋁(如本文所述)、或任何其他適合的非磁性材料。在這裡，非磁性隔離牆有利於由電磁鐵陣列1700所產生的交變磁場在底座1510(位在輸送腔室118的密封環境內)感應出渦電流。施加到電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的電壓V及分別的電流I被本地控制器1750A-1750n(或控制器199)採用以決定晶圓操控器1700在參考框體(X、Y、Z，見例如第1A圖)的輸送腔室118的絕對位置，而不採用同時增加輸送腔室118的尺寸及成本的額外感測技術(例如，專用位置感測器)。如本文所述、且也參照第20圖，本地控制器1750由放大器驅動電路2010被耦接到分別的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5。此放大器驅動電路包括電流感測器(諸如在場效電晶體2011中)，其對在分別的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5中的電流I進行測量。據此，電壓V及電流I是已知的，且本地控制器1750A-1750n(或控制器199)可以引發如本文所述的晶圓操控器1500的絕對位置決定，而不需要整合專用位置感測器、相關聯的硬體、及輸送腔室118中(或上)的控制。在這裡，所揭露實施例的態樣支持晶圓操控器1500在線性工具(或群集工具)內的長時間動作中的絕對位置偵測，並由排除專用晶圓操控器位置感測器而節省成本。
參照第28圖以及第22-24圖，本地控制器1750A-1750n(或控制器199，諸如本地控制器將電壓V及電流I運送到控制器199以決定位置)被配置為具有任何適合的策略，以決定晶圓操控器1500在輸送腔室118內的位置。作為例示位置決定策略，控制器199或控制器1750A-1750n包括有限元模型(finite element model；FEA)，其被配置以基於晶圓操控器1510在輸送腔室118內的位置來提供線圈電感的矩陣。在此，產生多維表(被稱為正向位置電感表及在第28圖中表示為FEA模型2810)，該多維表有關於在電磁鐵陣列1700中的各個晶圓操控器1510的空間位置與在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵的分別的電感。在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵的分別的電感可以被稱為線圈電感矩陣，它與晶圓操控器1500的底座1510的給定六個自由度位置是相關聯的。從正向位置電感表2810產生反向電感表(在第28圖中表示為反向FEA模型2820)。反向電感表2820被配置為基於線圈感應矩陣來引發晶圓操控器1500的位置的決定。如上所述，除了線圈電感以外，還可以採用其他變量或其結合，諸如功率因數PF及阻抗Z。
為了決定晶圓操控器1500在輸送腔室118中的位置，控制器199(或本地控制器1750A-1750n)包括電感估計器2830，其被配置以基於在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵的電壓及電流來估計線圈感應矩陣元件的實時電感。電感估計器2830被配置以基於交流電壓V及電流I(由如本文所述的放大器驅動電路決定/測量)來估計在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵的實時電感L。作為範例，為了決定實時電感L，在電磁鐵陣列1700的各個電磁鐵中的電壓V及電流I可以表示為上述方程式1；然而，用流經電磁鐵陣列1700中的任何給定的電磁鐵的電壓V及電流I的均方(RMS)值來表示在電壓V及電流I之間的關係可能更實用，如下所示：
V RMS= Z I RMS[方程式12]
其中，V RMS是本地控制器1750、1750A-1750n在電磁鐵終端施加的交流電壓的RMS；I RMS是由本地控制器1750、1750A-1750n(諸如由放大器驅動電路2010，見第20圖)在分別的電磁鐵處所測量的交流電流的RMS；Z是電磁鐵阻抗，單位是ohms；R是電磁鐵的電阻，單位是ohms；X L等於2πfL，是電磁鐵的電感抗，單位是ohms；f是交流訊號的頻率，單位是Hertz；且L是電磁鐵的電感。據此，任何給定的電磁鐵的電感可以被測量或估計為：
[方程式13]
仍參照第22-24圖，如本文所述，可以採用所揭露實施例的態樣來定位在相同或共同輸送腔室118中的多個晶圓操控器1500A、1500B的位置。如本文第17及20圖所述，各個本地控制器1750A-1750n可通訊地耦接到電磁鐵陣列1700的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的分別的群組1700G1-1700Gn(圖中只說明了各個群組的一部份)。各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的位處相對於輸送腔室118(或輸送腔室118為其一部分的處理工具)的參考框體REF(X、Y、Z)是已知的。應注意的是，本地控制器1750A-1750n以任何適合的方式(例如，有線連接或無線連接)可通訊地耦接到(主/中央)控制器199，其中控制器199(或主分散式控制器1760)被配置以監測及控制電磁鐵陣列1700的各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的狀況(例如，供電狀態)。
作為範例，控制器199(或主分散式控制器1760)為電磁鐵陣列1700的電磁鐵界定出交流電壓V激發，同時從本地控制器1750A-1750n請求來自電磁鐵陣列1700的各個電磁鐵的電壓-電流相位測量結果。控制器199以上述方式從電壓-電流相位測量結果來決定晶圓操控器1500的底座1510在輸送腔室118內的位置，並決定控制命令，以引發晶圓操控器1500沿著預定軌跡的期望的懸浮及推進水平。在這裡，本地控制器1750A-1750n實質連續地測量至少分別的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的電壓-電流相位、及在一些態樣的振幅比。所測量的電壓-電流相位、及在一些態樣中的振幅比從本地控制器1750A-1750n傳輸到控制器199，使得控制器199建立反饋矩陣，該反饋矩陣可以被輸入到矩陣轉換內，其輸出可以是晶圓操控器1500在輸送腔室118內的六個自由度空間位置。
應注意的是，各個晶圓操控器1500的底座1510可以具有獨特的尺寸及形狀，在輸送腔室118內相對於整個電磁鐵陣列1700的給定的獨特的位置，產生獨特的電磁鐵測量結果矩陣。舉例來說，晶圓操控器1500A的底座1510可以具有一個基準點2210，而晶圓操控器1500B的底座1510具有兩個基準點2210A、2210B。不同數量的基準點(及基準點的位處)提供沿著，舉例來說，驅動平面1598(見至少第15A及16B圖)的各個晶圓操控器1500A、1500B的獨特識別，以及相對於電磁鐵陣列1700的分別的偏擺角度定向，基於各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5與底座1510的相互作用的相位時間落差。在這裡，為了引發各個晶圓操控器1500A、1500B的獨特的識別，底座1510與適合的數量的電磁鐵重疊，以使得為各個晶圓操控器1500A、1500B獲得電磁鐵測量結果的獨特的型樣(例如，電壓及/或電流大小及/或相位)，並與分別的晶圓操控器1500A、1500B的獨特的位置相關聯。僅用於例示目的，至少六個電磁鐵感測底座1510的位置，以使得與底座1510提供預定重疊，以使得獨特地識別底座1510並沿著(多維)驅動平面1598來提供動作連續性(見至少第15A及16B圖)。應了解的是，在其他態樣中，更多或更少於六個電磁鐵感測底座1510的位置，以使得提供與底座1510的預定重疊，並沿著(多維)驅動平面1598來提供動作連續性。
仍參照第22-24圖及第28圖，各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5所測量的相位時間落差(及在一些態樣中的振幅)與晶圓操控器1500的位置的轉換可以由機器學習演算法來引發，諸如用任何適合的機器學習技術設計和訓練的類神經網路。舉例來說，如本文所述，各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的互電感可以按照本文所述進行測量。類神經網路199N被訓練成能將線圈電感矩陣(見第28圖)與在輸送腔室118內的晶圓操控器1500的位置獨特地相關聯。第24圖是類神經網路將線圈電感矩陣(其可以包括線圈大小矩陣及線圈相位矩陣)轉換為晶圓操控器1500的位置的實施情形的例示說明。
參照第23圖，除了採用相位時間落差來引發晶圓操控器1500、1500A、1500B的位置決定以外，還可以採用在電磁鐵陣列1700中的各個電磁鐵的功率因數來決定晶圓操控器1500、1500A、1500B的位置。功率因數是測量在交流電路中的電感負載的效率，諸如在電磁鐵陣列1700的電磁鐵及晶圓操控器1500A、1500B的底座1510之間引起的電路。如本文所述，當底座1510接近電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5時，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的分別的電感L會因例如底座1510上的渦電流的感應等因素而改變。在電磁鐵電感L中的改變引發了在電磁鐵及底座1510之間形成的電路的相關聯的電抗及結果整體阻抗中的改變。此阻抗的改變直接地引發到與電磁鐵相關聯的分別的功率因數(或效率)。
在第23圖說明的態樣中，控制器199被配置為至少監測在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的功率因數，以產生代表整個電磁鐵陣列1700的空間效率的實時功率因數矩陣。如上所述，各個晶圓操控器1500A、1500B的底座1510的形狀/尺寸提供了獨特地識別(例如，透過分別的獨特的功率因數特徵，例如，獨特的電磁鐵功率因數型樣)晶圓操控器1500A、1500B的相對於在輸送腔室118內的電磁鐵陣列1700的位處。由第23圖可見，在電磁鐵陣列中的各個電磁鐵都具有功率因數，其中，分別的功率因數的矩陣(例如，分別的功率因數矩陣)被控制器199採用作為(例如，控制器199的，諸如本文所述的類神經網路)位置解碼演算法的輸入，以類似於上述的方式來決定晶圓操控器1500A、1500A的位處，其中在電磁鐵陣列的任何給定的電磁鐵中的功率因數的變化表明了底座1510相對於給定的電磁鐵的接近程度。僅用於例示目的，由第23圖可見，晶圓操控器1500A的功率因數矩陣包括對應於與晶圓操控器1500A的底座1510相互作用的電磁鐵陣列1700的電磁鐵22-25、31-36、42-45、及52-55的功率因數C22-C25、C31-C36、C41-C45、及C52-C55(例如，CXX，其中XX是電磁鐵的身份，作為非限制性範例，C22是用於電磁鐵22的功率因數)。晶圓操控器1500B的功率因數矩陣包括對應於與晶圓操控器1500B的底座1510相互作用的電磁鐵陣列1700的電磁鐵63-67、73-77、83-87、及93-97的功率因數C63-C67、C73-C77、C83-C87、及C93-C97。以類似於上述的方式，類神經網路199N被訓練成將電磁鐵陣列1700的電磁鐵的功率因數與分別的晶圓操控器1500A、1500B相對於電磁鐵陣列的位置相關聯，以使得決定分別的晶圓操控器1500A、1500B在輸送腔室118內的絕對位置。
參照第22及25圖，依照所揭露實施例的態樣，預定激發特性(諸如，例如，電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數如本文所述)可以由控制器從獨特的實質地恆定的交流電頻率來獲得，該交流電頻率與引發產生電磁鐵陣列1700的懸浮及推進力的基本交流電頻率不匹配。僅用於例示目的，電磁鐵陣列1700的電磁鐵以實質地固定的交流電頻率(約80Hz)操作，以引發晶圓操控器1500A、1500B的懸浮及推進。控制器199在一或多個態樣中被配置以基於用約80Hz頻率的交流電壓及交流電流所決定的電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數中的一或多個來決定晶圓操控器1500A、1500B的位置/位處；而在其他態樣中，控制器將第二頻率(諸如舉例來說，約1KHz的電壓及電流)疊加到約80Hz的基本頻率上，如第25圖所示，其中控制器199被配置以基於用約1KHz頻率的交流電壓及交流電流所決定的電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數中的一或多個來決定晶圓操控器1500A、1500B的位置/位處；而在其他態樣中，控制器199被配置以基於用約80Hz頻率及約1KHz頻率(例如，其中，在一個頻率下所做出的決定被使用來驗證在另一個頻率下所做出的決定)的交流電壓及交流電流所決定的電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數中的一或多個來決定晶圓操控器1500A、1500B的位置/位處。第二頻率與基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與本文所述的至少一底座1510(也稱為反應台板)的懸浮及推進脫鈎。
如第25圖可見，為約80Hz的頻率及約1KHz的頻率提供了例示功率因數決定。在這裡，在約80Hz頻率下的功率因數(PF 1)表示為：
PF 1= cos(ϕ 1)                               [方程式14]
及在約1KHz頻率下的功率因數(PF 2)表示為：
PF 2= cos(ϕ 2)                               [方程式15]
其中，ϕ 1及ϕ 2分別是約80Hz及約1KHz頻率的相位時間落差。應注意的是，可以採用任何適合的頻率來實現晶圓操控器1500A、1500B的懸浮/推進及晶圓操控器1500A、1500B的位置決定。將第二頻率疊加在用於晶圓操控器1500A、1500B的位置決定/反饋的基本頻率上，使位置決定/反饋與基本頻率脫鈎(亦即，位置決定/反饋與懸浮及推進脫鈎)。位置決定頻率(例如，疊加的頻率)可以被選擇為足夠高的頻率，使得該頻率提供位置反饋決定(例如，經由決定功率因數、電感、及/或相位時間落差/振幅)，與基本頻率相比具有較小的延遲(latency)/延滯(delay)。使用約80Hz的基本頻率及約1KHz的第二頻率的範例，功率因數計算(見上述方程式9及10)延遲將分別為約0.0125秒(例如，1/80Hz)及0.001秒(1/1000Hz)。
參照第26及27圖，提供了實驗資料集，說明在晶圓操控器1500的底座1510的位置及在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵的分別的功率因數之間的依賴關係。在這裡，電磁鐵被識別為M1C0-M1C2、M2C0-M2C2、及M3C0-M3C2，但在其他方面與本文所述的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5實質地類似。同樣的，電磁鐵陣列1700被說明為具有九個電磁鐵，這僅為例示目的，且可以具有多於(或少於)九個電磁鐵。從第26及27圖可見，在底座1510的各個X位置都有一組獨特的功率因數，與底座1510的X位置獨特地相關聯。舉例來說，當底座1510向第26圖所示的正X方向移動時，前(或領先)列的功率因數(例如，對應於第26圖所示X位置的電磁鐵M1C0-M1C2)減少，而後(或尾隨)列的功率因數(例如，對應於第26圖所示X位置的電磁鐵M3C0-M3C2)增加。前導列功率因數的減少及尾隨列功率因數的增加是基於電磁鐵M1C0-M1C2、M3C0-M3C2的改變而發生的，這些改變是從磁性電路的改變造成的，其中磁性電路的改變是由底座1510的存在及位置所引發的。控制器199(或控制器1750、1750A-1750n、1760中的一或多個)被配置為基於在電磁鐵陣列1700中的電磁鐵的功率因數的向量來決定/解碼底座1510(及晶圓操控器1500)沿著X軸的位處。如同可理解的，除了決定沿著X軸的位處以外，也可以採用功率因數的向量來決定底座1510(及晶圓操控器1500)的沿著Y軸的位處，或者代替決定沿X軸的位處(諸如在電磁鐵陣列1700提供底座1510的多維X-Y移動的情況下)。
以類似於本文所述的方式，控制器199(或控制器1750、1750A-1750n、1760中的一或多個)被配置為基於電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數中的改變來決定底座1510(及晶圓操控器1500)的Z位置(例如，懸浮或抬升量)。舉例來說，電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數的值是已知的，控制器與底座1510沿著驅動平面行進。隨著底座1510的抬升增加(在底座1510及電磁鐵之間在Z方向的距離增加)，底座1510對電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數的引發可能減少。同樣的，隨著底座1510的抬升減少(在底座1510及電磁鐵之間在Z方向的距離減少)，底座1510對電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數的引發可能增加。
在所揭露實施例的態樣中，控制器199以類似於本文所述的方式被配置為將電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數的增加或減少與底座1510(及晶圓操控器1500)的Z位置相關聯，以使得決定底座1510在Z方向的Z位置。以類似於本文所述的方式，當底座1510在Z方向進一步遠離任何給定的電磁鐵時，給定的電磁鐵的功率因數增加，而底座1510在Z方向上越靠近給定的電磁鐵，給定的電磁鐵的功率因數就越小。關於底座1510朝向和遠離電磁鐵陣列中的電磁鐵的運動，功率因數的這些改變可以與控制器199(及/或本文所述的其他控制器)中的底座1510在驅動平面1598上方的高度相關聯，其方式類似於上文所述關於底座1510沿著X(或Y)軸的移動。參照第18圖，應注意的是，在底座1510的邊緣之間的電磁鐵(亦即，實質地被底座1510涵蓋且不受底座邊緣轉移到電磁鐵上所誘發的改變所引發的電磁鐵)可以被採用於Z軸位置決定，而前導及尾隨電磁鐵可以被採用於X-Y位置決定(另見第26圖)，其中電磁鐵M2C1是實質完全地被底座1510覆蓋，以使得在驅動平面1598的預定高度H上行進時具有已知的功率因數、電感、及/或相位時間落差，該已知的功率因數、電感、及/或相位時間落差被採用作為Z高度決定的參考；然而，在其他態樣中，任何電磁鐵可以提供X及/或Y定位以及Z定位的綜合決定，其中控制器199被程式化為將引發底座1510的Z位置的電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數的增加或減少與底座1510的X及/或Y位置的電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數的增加或減少相關聯。
如上所述，所揭露實施例的態樣提供了由採用電磁鐵陣列1700的電磁鐵進行位置決定，在X、Y、及/或Z方向上對底座1510(及晶圓操控器1500)進行自決定性的底座(反應台板)絕對位置反饋/決定。所揭露實施例的態樣也提供了用電磁鐵陣列1700的電磁鐵決定底座1510(及晶圓操控器1500)的偏擺/角位置。在這裡，所揭露實施例的位置決定結構/特徵與懸浮及驅動電磁鐵同在一處(例如，與驅動電磁鐵是一體的)，以使得形成自決定性的反應台板(絕對)位置反饋系統，與採用專用感測器決定晶圓操控器的位置的基板/晶圓輸送系統相比，提供了更緊湊的輸送腔室118。
參照第40圖，將描述具有代表致動器控制系統網路1799的集群架構的控制系統網路3999。在第40圖說明的範例中，有三條驅動線177、179A、179B，各個具有分別的電磁鐵陣列，其形成分別的軌道1550A-1550F(雖然顯示為線形的，但可以是弧形的)。舉例來說，驅動線177是由具有電磁鐵177ER1-177ERn及177EL1-177ELn的軌道1550A及1550B所形成。驅動線179A是由具有電磁鐵179AER1-179AERn及179AEL1-179AELn的軌道1550C及1550D所形成。驅動線179B是由具有電磁鐵179BER1-179BERn及179BEL1-179BELn的軌道1550E及1550F所形成。第40圖所示的電機配置是例示性的及可以具有任何其他適合的配置。
在第40圖中，控制系統網路包括主控制器1760、群集控制器3950A-3950C及本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB。本地控制器1750DL對應到驅動線177、本地控制器1750DLA對應到驅動線179A、及本地控制器1750DLB對應到驅動線179B。本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB中的各個是實質地類似於分散式本地驅動控制器1750A-1750n，使得每一條驅動線177、179A、179B包括本地驅動控制器1750A-1750n的分散式佈設，如同上面關於第17圖所述，用於控制電磁鐵1700A-1700n的分別的群組1700G1-1700Gn。
在一個態樣中，如第40圖所示，本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB中的各個被連接(例如，透過無線及/或有線連接)到分別的群集控制器3950A-3950C。舉例來說，驅動線177的本地控制器1750DL中的各個被耦接到群集控制器3950B、驅動線179A的本地控制器1750DLA中的各個被耦接到群集控制器3950A、及驅動線179B的本地控制器1750DLB中的各個被耦接到群集控制器3950C。在其他態樣中，本地控制器可以被直接地連接(例如，透過無線或有線連接)到主控制器1760，如第17圖所示)。在又其他態樣中，本地控制器可以被連接(例如，透過無線或有線連接)到主控制器1760及分別的群集控制器3950A-3950C兩者，以為本地控制器提供冗餘的實質地故障安全控制。
群集控制器3950A-3950C中的各個被連接(例如，透過無線或有線連接)到主控制器1760。主控制器1760、群集控制器3950A-3950C、及本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB中的各個包括任何適合的處理器及非暫態電腦程式碼，以引發如本文所述的基板操控器1500的動作控制及/或位置決定。主控制器1760監督控制系統網路3999的整體操作，群集控制器3950A-3950C中的各個監督分別的本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB的操作，且各個本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB被運用來驅動電磁鐵及/或提供對應到分別的驅動線177、179A、179B的(基板的操控器1500的)位置反饋。
集群架構在網路拓樸內中在需要時提供集中控制網路的特徵及分散式控制網路的特徵。在此揭露的架構是有利的，因為在網路內的群集可以在需要時被分散，且各個群集控制器3950A-3950C能夠在其管理的群集內提供高度集中控制。與集中控制相關聯的網路流量通常被限制在各個群集內，且本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB，其中群集及本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB可以位於靠近其所控制的電磁鐵，減少與電源及訊號佈纜相關聯的問題。此外，集群架構在需要時允許由主控制器1760直接控制本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB。再者，因為密集的網路流量通常被限制在群集內，且群集具有較高的控制水平，架構可以適應大量的群集。因此，架構提供了高度的可擴展能力，並允許控制器的有效分佈。應注意的是，雖然上面描述了集群控制架構，集群架構僅為適合的控制架構的範例，也可以採用任何適合的控制架構。
在所揭露實施例的另一個態樣中，第40圖所示的本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB可以被直接地連接到主控制器1760。在此態樣中，主控制器軟體是負責(例如，主控制器被配置以控制)晶圓操控器的動作的實時控制的幾個態樣，且本地控制器將負責(例如，被配置為用於)控制架構的所有低水平反饋及致動態樣。
仍參照第40圖及第15A-16C圖，依照所揭露實施例的態樣，主控制器1760的處理器3901被以底座1510的動態模型3910(例如，動態模型被儲存在處理器3901可存取的任何適合的記憶體3902中)來程式化，底座1510上具有荷載(例如，基板S)或不具有荷載。處理器3901也以在基板S及終端效應器1520之間的摩擦力µ的動態模型3911來程式化。相對於底座1510的機器電子設備的形成因數3912(例如，電磁鐵的數量、在電磁鐵之間的空間、驅動線及其分別的定向的數量、推進對抬升的關係等)也可以被儲存在記憶體3902中，且可由處理器3901存取。
主控制器1760被程式化或以其他方式被配置來決定底座1510的從初始基板操控器姿勢到最終基板操控器姿勢的運動學動作。主控制器1760還被程式化或以其他方式配置來決定與所決定的運動學動作有關的姿態/偏擺控制(以三個自由度–俯仰、滾轉、偏擺)的運動學。在一個態樣中，使用動態模型3910、動態模型3911及形成因數3912中的一或多個結合預定基板處理配方(例如，基板被傳送到何處及何時被傳送，及在基板上施行哪一種處理)來決定運動學動作及姿態/偏擺的運動學。
用於控制機器(諸如本文所述的電機)的一個方法是計算針對推進(沿著X及/或Y軸)、抬升(沿著Z軸)、滾轉、俯仰、偏擺中的各個的軌跡。可以由將一系列的位置、速度及時間值分組成框體(稱為PVT框體)來方便地界定這種軌跡。
第41A圖顯示例示PVT框體4005。PVT框體4005包括位置資料4010(其可以包括開始位處(X、Y、Z)、結束位處(X、Y、Z)、及姿態(滾轉、俯仰、偏擺)、速度資料4015、及時間資料4020。在一個態樣中，資料是以二進制格式被分組在一或多個位元組中。在另一個態樣中，位置資料4010、速度資料4015、及時間資料4020中的各個佔用四個位元組(而在其他態樣中，位置資料4010、速度資料4015、及時間資料4020中的各個佔用比四個位元組更多或更少的位元組)。PVT框體4005可以選項地包括標頭資訊4025及尾隨資訊4030，兩者都可以包括識別、奇偶校驗、錯誤校正、或其他類型的資料。PVT框體4005可以包括在標頭、位置、速度、時間、及尾隨資料之間的變化長度或數量的額外資料。應注意的是，PVT框體4005不限制於任何特定的長度。在其他態樣中，PVT框體可簡化為PT框體或僅P框體。從主控制器1760到群集/本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB、1850DL、1850DLA、1850DLB的通訊可以包括不同組的值，其與期望的動作有外圍關係，舉例來說，這些值可以是電磁鐵/線圈在控制下的頻率、相位偏移、電流值及/或電壓值。主控制器1760實施期望的演算法轉換、經由動作網路計算及串流這些數量(透過群集及本地控制器的階層式方案有效地作用於各個線圈)。
所揭露實施例的態樣的特徵為使用這些系列的值作為用於控制電機的動態模型3910、3911的輸入，以計算將由預定電磁鐵1700A-1700n所施加的理論抬升力及推進力，使得底座1510遵循期望的軌跡。所揭露實施例的態樣的特徵還有使用動態模型3910、3911的元件來擴展由本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB所使用的在其控制下用於各個電磁鐵的反饋控制訊號。
抬升力、推進力、及擴展項可以有利地考量到非線性因素及在各條驅動線177、179A、179B之間的動態交叉耦合。抬升力、推進力可以在本文中被稱為前饋項，且擴展項可以被稱為增益項。
使用第40圖(也參照第15A-16C圖)所示的電機1599作為範例，主控制器1760可以產生每一條驅動線177、179A、179B的軌跡，基板操控器1500沿著此軌跡以命令的位置、速度及加速度行進。使用底座1510及/或摩擦力µ中的一或多個的反向運動學模型，主控制器1760可以利用軌跡資訊來產生對應的前饋及增益項。這些項可以與軌跡資訊一起被分組到指定給每一條驅動線177、179A、179B的框體中，稱為PVT-FG框體。第41B圖說明例示PVT-FG框體4095。類似於PVT框體4005，PVT-FG框體4095包括選項的標頭4025、位置資料4010、速度資料4015、時間資料4020、及選項的尾隨資訊4030。此外，PVT-FG框體4095包括至少一前饋項4050及至少一增益項4060。資料可以以二進制格式被分組在一或多個位元組中。在PVT-FG框體4095的一個態樣中，位置資料4010、速度資料4015、時間資料4020、前饋項4050、及增益項460各佔用四個位元組(而在其他態樣中，其各個可以各佔用比四個位元更多或更少的位元組)。類似於PVT框體4005，PVT-FG框體4095可以包括在各種項之間或當中分散的變化長度或數量的其他資料。
PVT-FG框體(或在其他態樣中，PVT框體)接著可以在控制系統網路3999上被分散。群集控制器3950A-3950C接收資料，且可以內插在兩個連續框體之間，以獲得即時的位置、速度、前饋項及增益值，且利用此資訊來引發基板操控器1500的控制。舉例來說，各個群集控制器3950A-3950C採用來自主控制器1760的PVT-FG框體(或在一些態樣中，PVT框體)或其他適合的資訊/命令，以產生推進力Fx(沿著X軸的推進力)、Fy(沿著Y軸的推進力)、及抬升力Fz(沿著Z軸)，以引發基板操控器1500及其底座1510的平移、推進、及三個自由度姿態控制(例如，滾轉、俯仰、偏擺)中的一或多個。在一些態樣中，機器電子設備的形成因數3912可以在群集控制器3950A-3950C水平進行程式化，而非或除了在主控制器1760中的程式化以外，其中形成因數被使用來建立抬升對推進的關係，並由主控制器1760所提供的資料來產生上述的抬升力及推進力。在其他態樣中，群集控制器3950A-3950C及本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB可以從主控制器1760接收對應的資料，並利用此資料來控制電磁鐵1700A-1700n及基板操控器1500沿著一條或多條驅動線177、179A、179B的移動。
群集控制器3950A-3950C(或替代地，本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB)命令電磁鐵1700A-1700n調變，此命令被發送到分別的本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB並由分別的本地控制器1750DL、1750DLA、1750DLB接收，以引發動態相位分配及虛擬多相位馬達致動器/位置單元的建立中的一或多個，如同在本文中詳細描述的。
第29A圖說明依照所揭露實施例的態樣，在攜帶基板S的同時相對於增加的基板操控器生產量的基板操控器1500的例示控制動作。在這裡，控制器199控制由電磁鐵陣列1700所產生的懸浮力(例如，FZ T、FZ L)，以使得施加橫越底座1510的不同懸浮力(如第21圖所示)，其引發底座1510相對於驅動平面1598的控制傾斜度(例如，e+或e-)，其以俯仰(第15B、29A及35圖所示)及滾轉(第15A及37圖所示)中的至少一者來控制預定反應台板姿態。在一個態樣中，控制器199控制由馬達致動器單元(其被虛擬地移動)的電磁鐵陣列1700所產生的懸浮力(例如，FZ T、FZ L)，以使得引發底座1510相對於驅動平面1598的預定偏置姿態BA+或BA-，其從底座荷載支持面(例如，諸如終端效應器1520的基板支持面1520SS(第31、33A、33B圖)或由台車1500C的基板支撐件1431-1433)所界定出的支持面)沿著抵銷荷載慣性力的方向施加偏置反應力F2(第31圖)到由底座支持面所支撐的基板S上，荷載慣性力來自於反應台板沿著驅動平面1598的加速度。控制器199被配置為至少從底座1510的位置的改變中來決定底座1510(及其基板操控器)沿著驅動平面1598的加速度，該加速度是基於預定激發特性(諸如，例如，電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數，如本文所述)的改變所決定，且反應於加速度的決定，控制底座1510的偏置姿態，以提供抵銷來自底座1510的加速度的荷載慣性力的預定偏置姿態。在其他態樣中控制器199可以從命令的軌跡施加預定加速度用於偏置姿態控制。在這裡，控制器199控制電磁鐵陣列1700的虛擬地移動的馬達致動器單元的電磁鐵1700A-1700n的激發，以使得設置偏置姿態BA+或BA-，用以對抗慣性力將底座1510偏置，其傾向沿著在基板S及底座1510之間的座部(見，例如，第23、25A、25B圖)將位靠該底座1510的基板S位移(例如在其終端效應器1502或其基板支撐件1431-1433上)。
作為抵銷荷載慣性力的範例，從第29A圖的左手側面開始，在第29A圖的方向2122中的動作起點處描繪出基板操控器1500(其可以是任何本文所述的基板操控器)。當基板操控器開始移動時，由控制系統(例如，致動器控制系統網路1799，其可為控制器199的一部分)產生成組的推進力向量FP及抬升力向量FZ，以使得造成基板操控器1500以增加的俯仰角度e+(例如，終端效應器1520在例如順時針方向上被傾斜)在動作方向上加速。為了引發增加的俯仰角度e+，產生抬升力向量FZ使得尾隨抬升力向量FZ T的大小大於前導抬升力向量FZ L的大小(其中，前導及尾隨是參考動作方向)。當基板操控器達到接近其朝向動作結束(例如，諸如基板操控器1500的加速度實質為零之處)的中間點時，俯仰角度e+的大小減少，使得終端效應器1520的傾斜定向從順時針定向被反轉為零(例如，實質地平行於水平參考平面1299–尾隨抬升力向量FZ T及前導抬升力向量FZ L實質相等)。在軌跡中的這個點處，基板操控器1500動作開始減速階段，其中，俯仰角度e-被減少，使得終端效應器1520俯仰到逆時針定向。為了引發減少的俯仰角度e-，產生抬升力向量FZ使得尾隨抬升力向量FZ T的大小少於前導抬升力向量FZ L的大小。當基板操控器1500達到其最終目的地時，俯仰角度e-被增加到零，使得終端效應器1520的傾斜定向實質地平行於水平參考平面1299，如同在動作開始時。
如同可理解的，在沿著實質地筆直/線性路徑(諸如沿著驅動線177-180)行進的同時，雖然終端效應器的俯仰被增加或減少以在基板S實質地未相對於終端效應器滑動的情況下考量基板操控器1500的加速度及減速度，在其他態樣中，基板操控器1500的滾轉r及/或俯仰e可以被增加或減少，以提供基板操控器1500的較高的旋轉加速度(諸如以實質地類似於上面相對於線性動作(見第29B圖，其說明終端效應器在第15A圖所顯示的滾轉控制下沿著旋轉方向的滾轉，其中，抬升力向量FZ left大於抬升力向量FZ right)所描述的方式之方式繞著一或多個軸777、1277、1377)。
當相較於傳統基板輸送(其中，終端效應器在整個終端效應器動作中均平行於晶圓傳送平面)時，第29A圖所顯示的動作控制引發實質地較快速的基板動作輸送(例如，在基板實質地未相對於終端效應器滑動的情況下，提供用於較高的加速度)。作為範例，如果第29A圖的俯仰角度在整個動作期間被設定為零(如同傳統基板輸送設備)，則最大允許推進加速度被限制於在基板S及終端效應器1520的接觸表面之間的摩擦靜態係數(μ)。這顯示於第30圖中，其構成傳統基板輸送中的典型使用情形，其中，基板S在其背側保持為與終端效應器接觸。如第30圖可見，在發生晶圓滑動之前，施加到基板S的最大加速度是μg。其中，「g」是重力加速度(約9.8m/S 2)、μ是摩擦係數、M是基板的質量、W是基板的重量、且N是正交力。
第31圖說明基板操控器1500在X方向上加速的同時的基板S(具有質量m)被基板操控器1500(具有質量M)以俯仰角度搬運的情形。第31圖的力圖說明基板S的動作及基板操控器1500的動態。在第31圖中，沿著推進方向X以加速度a加速基板操控器1500。結果，在基板操控器的力以變量Fl表示。沿著X方向的加速度a將反應(正交)力N施加到基板S上，以一旦添加到基板W的重量就產生合成晶圓力F2的方式。以基板S實質地未相對於基板操控器1500的終端效應器1520滑動的方式，可能使角度e及加速度a相關聯。為了實質地防止晶圓滑動，為了清楚起見，可考慮兩種情況。首先，假設在基板及終端效應器1520之間沒有摩擦力。第32A圖說明在沒有摩擦力μ的情況下的終端效應器1520上的基板S的自由體圖。由第32A圖可見，儘管沒有摩擦力μ，可以根據俯仰角度e來決定加速度a，使得基板質量m沿著X方向行進。此關係由下面的方程式16來表示：
a = g tan e                                   [方程式16]
其中，g是重力加速度(9.8m/s 2)。第32B圖說明根據俯仰角度e的晶圓滑動區域。應注意的是，如果俯仰角度e實質為零，基板S將在沒有摩擦力μ的情況下相對於終端效應器1520滑動。第32B圖所顯示的曲線表示保持基板S在未滑動的情況下以加速度「a」沿著X方向移動所期望的俯仰角度「e」。替代地，第32B圖的相同曲線可以被解釋為基板操控器1500的要求加速度「a」，以防止基板S在沿著X方向以俯仰角度「e」移動的同時滑動。從第32B圖所顯示的曲線的偏差將造成基板S依據加速度值相對於終端效應器1520「向下」或「向上」滑動(其中，為了方便起見，相對於俯仰使用語詞向下和向上)。
第33A及33B圖顯示非零靜止摩擦係數μ對於在加速度a及俯仰角度e之間的關係的引發。舉例來說，第33A圖顯示在基板S相對於終端效應器1520的滑動之前的最小推進加速度。在此情形中，摩擦力方向指向「向上」，以實質地防止晶圓質量m「向下」滑動(再次地，相對於俯仰方向)。在這裡，防止晶圓滑動的「最慢」預期加速度的計算公式為：
a min= [-μ + tan e]/[l + μ tan e]        [方程式17]
第33B圖顯示用於在基板S相對於終端效應器1520滑動之前的最大(例如，最快)預期推進加速度a的情況。在此情形中，摩擦力方向指向「向下」，以實質地防止晶圓質量m「向上」滑動(再次地，相對於俯仰方向)。在這裡，「最快」預期加速度的計算公式為：
a max= [μ + tan e]/ [1 - μ tan e]        [方程式18]
因此，在存在非零靜止摩擦係數μ的情況下，對於給定的俯仰角度，推進加速度a應保持在以下限制內，以防止基板S滑動：
a min＜ a ＜ a max[方程式19]
第34圖提供在加速度a及俯仰角度e之間的相依性的範例，用於約為0.1的μ的靜態係數，對於在高溫應用中所使用的基板操控器而言，其為典型值。在μ相當於大約零的情況下，第32B圖的曲線在第34圖中被重複。在頂部及底部曲線(μ相當於大約0.1)之間的區域表示非滑動區域(例如，對於給定的俯仰角度的加速度的區域，其中，基板相對於終端效應器的滑動實質地不會發生)。此區域外的區域，相對於基板操控器傾斜度(亦即，俯仰角度e)，可能有晶圓向上或向下的滑動。在第34圖的範例中，具有實質為零的俯仰角度的最大加速度為大約0.lg，其為傳統基板操控器為了典型的高溫應用所能夠提供的最快加速度。如果將俯仰角度e設定為約16度的傾斜度，可能使用相同的終端效應器材料(與傳統基板操控器相同)以高達0.4g的加速度輸送基板，這相較於傳統基板操控器構成實質上的生產量提昇。可根據預定加速度來設定俯仰角度e，以使生產量最大化，如第29A圖所示。
第35圖顯示在相對於基板站(諸如處理模組120)的基板操控器1500的對於基板操控器1500水平的滾轉、俯仰、及偏擺的定向的主動控制。機械偏轉提出了對於進入及離開處理模組開口2780的挑戰，由於需要優化處理模組120的處理時間，處理模組開口2780在高度H3上變得越來越小。由於存在具有軸承(其添加了重量並減少了剛性)的關節式連桿，傳統基板輸送通常受到機械偏轉的固有潛力的困擾，應注意的是，當晶圓正通過處理模組開口2780時對於終端效應器定向的補償可能是不實用的。在這些情況下，能夠滿足更限制性的機械偏轉限制條件變得越來月困難。所揭露實施例的態樣提供機械偏轉的解決方案，其由控制相對於水平參考平面的空間中的基板操控器定向(例如，由調整滾轉、俯仰及偏擺角度，如本文所述)動態地補償任何機械偏轉，使得在實質地沒有在基板S及開口2780之間的接觸及實質地沒有在終端效應器1520及開口2780之間的接觸的情況下，基板通過處理模組開口2780。
第15A-16C圖顯示除了俯仰角度以外，由本地驅動控制器1750A-1750n(及基於如本文所述的晶圓操控器1500的位置決定)對基板操控器1500的滾轉及偏擺角度的控制調整。也參照第35圖，滾轉、偏擺、及俯仰角度中的各個的控制調整(例如，由至少使作用在底座1510上的抬升力向量差別地改變，如本文所述)在任何適合的基板持定站(諸如處理模組120)引發對基板操控器1500的位置的整平，使得基板S的平面2770(及基板S被支撐於其上的終端效應器1520)實質地與由基板持定站120的基板支撐表面2760所界定出的平面2771相同。在一些態樣中，滾轉、偏擺、及俯仰角度相互獨立地被調整。基板操控器1500的定向角度(例如，滾轉、俯仰、及偏擺)的控制調整也提供對於端效應器1520的歸因於，舉例來說，基板負載以及基板操控器1500結構的重量的機械偏轉的補償。
如上所述，參照第8-11及36及37圖，在一些態樣中，多條驅動線177、178被設置以使得縱向地沿著輸送腔室118的長度延伸，以提供一個基板操控器1500沿著輸送腔室118的縱向方向通過另一個基板操控器的通道。第36圖顯示在基板操控器1500A沿著入站軌道1550A行進及基板操控器1500B沿著出站軌道1550B行進的情況下，兩個基板操控器1500A、1500B彼此通過的通道。在此，基板操控器1500A、1500B中的各個具有滾轉、俯仰、及偏擺角度，使得終端效應器1520的平面2770(及被保持於其上的基板S)相對於水平參考平面1299是實質地平行的(亦即，水平的)。在這裡，在終端效應器1520處於水平的情況下，輸送腔室118具有橫向寬度W1。然而，依照所揭露實施例的態樣，由調整基板操控器1500A、1500B在其沿著輸送腔室118的長度通過彼此時的滾轉、俯仰、及偏擺中的一或多個，輸送腔室118的寬度可以被最小化或以其他方式從橫向寬度W1減少到橫向寬度W2。舉例來說，如第37圖所示，各個基板操控器1500A、1500B的滾轉角度可以被調整為相對於水平參考平面1299的預定角度β，以在兩個基板操控器1500A、1500B將佔據相同空間的期間的過程中，在基板操控器1500A、1500B移動通過比此時避免基板操控器1500A、1500B之間的接觸。預定滾轉角度β可以依據終端效應器配置(例如，使得基板S不會相對於終端效應器滑動)。如同可理解的，有利的是具有對於各個基板操控器1500的滾轉、俯仰、及/或偏擺角度的控制，以降低輸送腔室118的佔據面積，輸送腔室118容納晶圓操控自動化，其中，降低的佔據面積至少增加製造設施地板上的工具密度，並減少了輸送腔室的泵回次數，這可能會導致生產量的增加。
現在參照第17及38圖，將描述電磁鐵陣列1700的例示控制，其中，動態相位分配被採用。如本文所述，控制器199(其在一個態樣中為如本文所述的集群或主控制器，見第40圖)被操作性地耦接到電磁鐵陣列1700及交流電源1585(電源可以是任何適合的類型，且在控制器驅動電路將調變到期望的頻率/相位的情況下可以是直接電流，用於所期望的盡可能多的交流電相位)，且被配置以使得由多相位交流電依序地激發電磁鐵1700A-1700n，使得基板操控器1500的底座1510由一組共用的電磁鐵1700A-1700n(諸如分別的驅動線177-180的那些電磁鐵)以姿態控制及偏擺控制中的至少一者被懸浮及推進。如上所述，控制器199被配置為依序地激發在多相位交流激發中合作的電磁鐵1700A-1700n，電磁鐵1700A-1700n形成與底座1510的位置相對應的馬達致動器單元1701，如本文所述基於激發特性(例如，電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數)的改變而被決定。各個馬達致動器單元1701的電磁鐵1700A-1700n的數量n(範例中是三個或多個的整數，雖然在其他態樣中可以是兩個或多個)以及各個馬達致動器單元1701的分別的n個電磁鐵1700A-1700n的位處(靜態)是由控制器199可動態地選擇的，以在整個馬達致動器的操作中的任何給定的時間引發底座(次要)1510的抬升及推進。各個電磁鐵1700A-1700n從由具有每相位的單一共同頻率的共同多相位交流電的激發產生對於底座1510的可獨立地控制的懸浮力及推進力兩者，以使得至少在底座1510被懸浮的情況下由多達六個獨立自由度來控制底座1510，多達六個獨立自由度姿態及偏擺中的至少一者。各個相位(在此，分別的相位A、B、C)的每相位的共同單一頻率為可從不同期望的激發頻率選擇性地變化的，使得由馬達致動器單元1701所產生的懸浮力及推進力能夠以多達六個獨立自由度中的各個自由度達成底座1510的實質地獨立控制。在一個態樣中，控制器199控制由佈設在分別的馬達致動器單元1701中的電磁鐵陣列1700A-1700n所產生的滾轉、俯仰、及偏擺角度，至少包括與底座1510懸浮及推進的姿態，以使得沿著至少一條驅動線177-180相對於電磁鐵陣列1700從相對於腔室118的框體的第一預定位置P1(見第1B圖)移動到相對於腔室118的框體的不同的第二預定位置P2(見第1B圖)。在一個態樣中，控制器199控制由電磁鐵陣列1700產生的滾轉、俯仰、及偏擺角度，至少包括底座1510的姿態及底座1510的偏擺，底座1510相對於電磁鐵陣列1700在預定位置(諸如第1B圖的位置P2)沿著至少一條驅動線177-180相對於腔室118的框體被懸浮和靜止。
第39A及39B圖顯示被分組以使得界定馬達致動器單元1701的各個電磁鐵(或線圈單元)1700A-1700n的範例，馬達致動器單元1701具有被動態地選擇數量的電磁鐵，舉例來說，三個電磁鐵(n=3)，且具有120˚之相位間的電氣角度的三個對應的相位(m=3)(另見第17圖)也被與三個不同相位A、B、C動態地相關聯，使得各個相位A、B、C與對應的靜態電磁鐵1700A-1700n的關聯性與馬達致動器單元1701的動態狀態相對應。據此，由馬達致動器單元1701的電磁鐵推進底座1510(及感測底座1510的位置)(例如，沿著方向3100)，各個相位A、B、C個別地從一個靜態電磁鐵改變或移動到另一個(亦即，滾轉)，對於連續的電磁鐵1700A-1700n指派或分配分別的相位，以使得產生動作3100的方向上進行的線性電機1599及電機1599R中的各個的虛擬(動作)的多相位致動器/位置感測單元3000、3000tP 1、3000tP 2，與由對應於虛擬動作多相位致動單元3000、3000tP 1、3000tP 2的電磁鐵1700A-1700n的激發所感生的底座1510的動作相對應。產生虛擬動作多相位致動器單元3000、3000tP 1、3000tP 2的在線圈單元及相位之間的此將動態關係或關聯性在此為了方便亦被稱為「動態相位分配」，其中，引發底座1510的推進的代表性的虛擬動作多相位致動器單元3000、3000tP 1、3000tP 2的虛擬動作被示意性地顯示於第38圖中(另見第17圖)。在此，虛擬動作多相位致動器/位置感測單元(或第17圖中的「MAU」)3000具有動態地選擇的三個電磁鐵及相關聯的相位A、B、C，其在時間時間t=t0時被顯示為在初始(代表)位置P=0。虛擬動作多相位致動器單元3000電磁鐵的分別的激發產生推進力，其使壓板/底座1510在t1及t2之間(另見第39A及39B圖)移動。在這裡，如同所顯示的，在P=0及t=t0時，電磁鐵1700A-1700C被分組以形成虛擬動作多相位致動器單元3000，且個別地與相位A、B、C相關聯。與推進力Fx的產生一致，虛擬動作多相位致動器單元3000電磁鐵1700A-1700C的分別的激發以相對於壓板/底座1510的控制變量高度產生可獨立控制的抬升力Fy，其與推進同時地抬升並引發壓板/底座1510的傾斜調整(見第39A及39B圖)。如同可理解的，在時間t=t0及位置P=0時，由虛擬動作多相位致動器單元3000的分別的電磁鐵1700A-1700C所施加的抬升力Fy及推進力Fx的作用下，壓板/底座1510以預定抬升及傾斜來移動(相對於傳送腔室及因此相對於靜態的電磁鐵1700A-1700C)。為了在動作遠離電磁鐵群組1700A-1700C期間維持壓板/底座1510的穩態傾斜(其在P=0及T=T0界定虛擬動作多相位致動器單元3000)，電磁鐵陣列1700A-1700n之分別的電磁鐵的控制器199及電路3050被配置為動態地「移動」(或「改變」)分別的相位A、B、C之分配(從在P=0及t=t0的初始虛擬動作多相位致動器單元3000)，其與在時間t=t1及位置P=1的壓板/底座1510行進至現界定在時間t=t1置於位置P=1的虛擬動作多相位致動器單元3000tP1的對應的電磁鐵1700B-1700D相當，且隨後「移動」(或「改變」)分別的相位A、B、C之分配(從在P=1及t=t1的虛擬動作多相位致動器單元3000tP1)，其與在時間t=t2及位置P=2的壓板/底座1510行進至現界定在時間t=t2置於位置P=2的虛擬動作多相位致動器單元3000tP2的對應的電磁鐵1700C-1700E相當，依此類推。動態相位分配是在整個壓板/底座1510動作中被重複，使得相對於壓板的相位分佈以及由分別的相位(在此處，相位A、B、C)的激發在整個壓板/底座1510的動作中保持實質地穩定狀態。
虛擬多相位致動器/位置感測單元3000、3000tP 1、3000tP 2可以包含至少被耦接到多相位交流電源1585的電磁鐵陣列1700的一系列電磁鐵1700A-1700n，其在驅動平面1598內界定出至少一條驅動線177-180，其中，在一系列電磁鐵1700A-1700n中的電磁鐵1700A-1700n被動態地分組成至少一多相位致動器單元DLIM1、DLIM2、DLIM3，且至少一多相位致動器單元DLIM1、DLIM2、DLIM3中的各個至少被耦接到多相位交流電源1585。在此情形中，在初始位置(P=0，t=0)處由馬達致動器單元的對應的電磁鐵群組的激發來開始推進(引發底座/次要的動作)，相位A、B、C的界定及相關聯的「馬達」(例如，DLIM1、DLIM2、DLIM3)正在空間及時間(Pi、ti)中變化，如上所述，以在正個動作的範圍內保持被施加到底座1510上的實質地穩定狀態的力向量FZ1、FZ2、FX1、FX2，其在整個動作的範圍內提供基板操控器1500的期望的實質地穩定狀態或恆定傾斜定向。應注意的是，關於第17圖，描述了被配置來引發動態相位分配的例示致動器控制系統網路1799。如同第39A及39B圖可見，由控制器199控制動態相位分配，使得被分組成由多相位交流電A、B、C供電的對應的馬達致動器單元(諸如本文所述的)的分別的電磁鐵1700A-1700n相對於底座1510(由前部份3110及後部份3111表示)呈現橫越虛擬地移動的至少一多相位致動器單元DLIM1、DLIM2、DLIM3的分別的電磁鐵1700A-1700n的實質地穩定狀態的多相位分佈。應注意的是，在分別的電磁鐵1700A-1700n內顯示了相位電流A、B、C，及橫越至少一多相位致動器單元DLIM1、DLIM2、DLIM3的相位電流分佈相對於底座1510保持為恆定或穩定狀態(例如，作為穩定狀態的範例，在整個底座1510及至少一(虛擬地移動)多相位致動器單元DLIM1、DLIM2、DLIM3沿著方向3100的移動中，相位電流A保持在後部份3111的後端，相位電流C保持在後部份3111的前端，及相位電流B保持在後部份3111的中間)。
在動態相位分配的更多細節中，第38圖描繪在時間t1時被個別地界定為相位A、B、C(第38及39A圖)的電磁鐵1700A、1700B、1700C，相位A、B、C產生空間力向量，為預定晶圓操控器1500(亦即，由電磁鐵的預定激發特性(諸如，例如，相位時間落差)決定並由控制器199選擇移動的晶圓操控器的獨特的特徵來識別)提供可獨立控制的抬升力及推進力。當基板操控器1500在空間中(例如，沿著與電磁鐵陣列1700相關聯的驅動線)移動時，在時間t2時，電磁鐵1700B、1700C、1700D個別地成為相位A、B、C(第38及39B圖)。當基板操控器1500連續地沿著驅動線(其在此範例中是第39A、39B、及39C圖所顯示的方向3100)行進時，在時間t3時，相位A、B、C被個別地與電磁鐵1700C、1700D、1700E相關聯。此動態相位分配引發力向量的連續空間及時間控制，其保持預定基板操控器1500的推進、抬升、及定向。在一個態樣中，交流電源1585透過任何適合的訊號調節電路3050被耦接到電磁鐵陣列1700中的各個電磁鐵1700A-1700n，訊號調節電路3050可以包括電流放大電源供應單元3011或任何其他適合的訊號處理。相位A、B、C電流被傳輸到本地驅動控制器1750A-1750n中的各個，在主控制器1760的控制下或反應於來自主控制器1760的指令，本地驅動控制器1750A-1750n以上述方式對分別的電磁鐵提供相位A、B、C電流中的特定一個，以引發動態相位分配。
如本文所述，基板操控器的底座1510(第16B圖)配合至少一多相位致動器單元(第39A圖)DLIM、DLIM2、DLIM3的電磁鐵1700A-1700n，使得用交流電激發電磁鐵1700A-1700n對底座1510產生懸浮力及推進力，其使底座1510以相對於驅動平面1598的受控姿態沿著至少一條驅動線177-180可控地懸浮及推進。控制器199(其在一些態樣中至少包括主控制器1760及從屬於主控制器的任何控制器，諸如本地驅動控制器1750A-1750n；然而，在其他態樣中，控制器可以具有任何適合的配置)被操作性地耦接到交流電源1585及電磁鐵陣列1700。交流電源1585可以包括任何適合的相關聯的電路3050，交流電源1585透過此相關聯的電路3050被連接到電磁鐵陣列1700。由本地驅動控制器或任何其他適合的控制器(諸如主控制器1760)來控制交流電源1585。用於交流電源的典型控制參數包含訊號振幅、訊號頻率、及相對於參考線圈單元的相位偏移。可以界定出其他類型的控制參數。如同在本文中所使用的，第38圖中所顯示的「相位」A、B、C類似於多相位電氣馬達中的特定線圈；然而，相位界定中的各個(諸如第38圖中的A、B、C)在物理上均未綁定到任何特定線圈。
如同前面所描述且現在參照第39C圖，在一個態樣中，可以由本文所述的動態相位分配的變體來引發同時且獨立地控制推進及懸浮(使得推進力及抬升力為可完全獨立地控制的，使得各個的控制可以被視為相互獨立的，儘管兩種力都是由以具有每相位的單一共同頻率的共同多相位交流電的激發來引發，每個相位的共同頻率為可從不同期望的頻率選擇性地變化的)，其中，一或多個動態線性馬達(DLIM)可以包括與界定的虛擬動作多相位致動器單元的電磁鐵相關聯的可選的n個相位，其中，n可以是大於三的整數。舉例來說，依據期望的移動的運動學特性動態地選擇界定虛擬動作多相位致動器單元的電磁鐵的數量n，用於引發壓板/底座1510的不同的移動。在此，由控制器199來選擇虛擬動作多相位致動器單元的每個相位共同施加的激發頻率，以使得產生壓板/底座1510的期望的運動學效能及控制。在這裡，相位控制演算法保持在相位(例如，馬達的電磁鐵)之間的相同的電氣相位角度差異，如第39C圖所示。相對於參考相位或相對於各個相位去計算電氣相位角度差異。在相位之間的電氣相位角度差異φ可以具有一個範圍，以使得在保持懸浮力的同時產生正及負值的推進力。依據電氣相位角度差異φ的值，分別的動態線性馬達內的電磁鐵的數量改變。在這裡，在如第32C圖所顯示的DLIM1(用於例示目的，使用六個電磁鐵)及DLIM2之間的邊界是動態的。在動態線性馬達電磁鐵/相位分配的另一個態樣中，並非動態線性馬達的所有電磁鐵都需要在相同的時間被供電。參照DLIM1，動態線性馬達DLIM1的所有n(在此範例中，n=6)個電磁鐵中只有m(在此範例中，m=4)個電磁鐵(其中，m是被底座(或次要)所覆蓋的電磁鐵的數量)被供電，以引發底座1510的抬升及推進，而動態線性馬達DLIM1的n個電磁鐵中的其他電磁鐵可以被關閉。
參照第1A-28及42圖，將描述一種用於線性電機(諸如那些本文所述的)的例示方法。依照該方法，線性電機1599具有一個框體118M(第42圖，方塊4200)，具有水平參考平面1299。在相對於水平參考平面1299的預定高度H處形成驅動平面1598，其中有一個連接到框體118M的電磁鐵陣列1700(第42圖，方塊4210)。電磁鐵陣列1700被佈設成使得電磁鐵陣列1700的一系列電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5在驅動平面1598內界定出至少一條驅動線(例如，諸如驅動線177-180中的一或多條)、且各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5被耦接到使各個電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5供電的交流電源1585。提供至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板1510(也稱為底座)(第42圖，方塊4220)，且被設置成與電磁鐵陣列1700的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5配合。電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5用交流電激發(第42圖，方塊4230)，對反應台板1510產生懸浮及推進力，可控地使反應台板1510沿著至少一條驅動線177-180懸浮及推進，以相對於驅動平面1598的受控姿態，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5 被依序地激發，控制器(諸如控制器199、1750、1750A-1750n中的一或多個或如本文所述的其他控制器)可操作性地耦接到電磁鐵陣列1700及交流電源，使用具有預定激發特性(例如，電感、相位時間落差/振幅、及/或功率因數，如本文所述)的多相位交流電，使得各個反應台板1510以多達六個自由度被懸浮及推進。如本文所述，至少一反應台板1510的震動用被動震動補償器或吸收器4700A、4700B進行補償。反應台板的位置反饋是用控制器(諸如本文所述的那些控制器中的一或多個)(第42圖，方塊4240)，從多達六個自由度中的至少一自由度決定的，從至少一電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的交流電的預定激發特性的變化中決定，其引發反應台板1510的懸浮或推進。預定特性的變化界定出電磁鐵陣列1700的至少一電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，引發了反應台板1510的懸浮或推進。如本文所述，底座1510的震動得到了補償(第42圖，方塊4260)，使得終端效應器(及其上的任何晶圓)實質地沒有由電磁鐵的激發及底座1510的懸浮所誘發的震動。反應台板1510的溫度控制也可以引發(第42圖，方塊4250)，其中，至少一反應台板1510坐在輸送腔室118的地板118L上及/或至少一反應台板1510經由服務鎖SL被取代成另一個反應台板1510ALT。
參照第1A-28及43圖，將描述一種用於線性電機(諸如那些本文所述的)的例示方法。依照該方法，電磁輸送帶基板輸送設備1599具有腔室118(第43圖，方塊4300)，其被配置為在其中保持密封的大氣。腔室118具有水平參考平面1299及至少一基板通過開口118O，用於將基板透過開口118O傳送進去腔室118及從腔室118傳送出來。形成驅動平面1598(第43圖，方塊4310)，其中電磁鐵陣列1700相對於水平參考平面1299的預定高度H連接到腔室118。電磁鐵陣列1700被佈設成使得電磁鐵陣列1700的一系列電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5在驅動平面1598內界定出至少一條驅動線(例如，諸如驅動線177-180中的一或多個)。該系列電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5 中的電磁鐵被分組成至少一多相位致動器單元，且至少一多相位致動器單元中的各個被耦接到多相位交流電源1585。提供至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板(第43圖，方塊4320)，且被設置成與至少一多相位致動器單元的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5配合。電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5用交流電激發(第43圖，方塊4330)，對反應台板1510產生懸浮及推進力，使反應台板1510沿著至少一條驅動線177-180以相對於驅動平面1598的受控姿態可控地懸浮及推進。電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5 被依序地激發，控制器(諸如本文所述的那些控制器)可操作性地耦接到電磁鐵陣列1700及交流電源1585，用具有預定激發特性的多相位交流電，使得至少一反應台板1510被懸浮及推進。如本文所述，至少一反應台板1510的震動用被動震動補償器或吸收器4700A、4700B進行補償。反應台板的位置反饋是用控制器(諸如本文所述的那些控制器)(第43圖，方塊4340)，從至少一多相位致動器單元的至少一電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5的交流電的預定激發特性的變化中決定，其引發至少一反應台板1510的懸浮及推進。預定特性的變化界定出至少一多相位致動器單元的電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，引發了至少一反應台板1510的懸浮或推進。如本文所述，底座1510的震動得到了補償(第43圖，方塊4360)，使得終端效應器(及其上的任何晶圓)實質地沒有由電磁鐵的激發及底座1510的懸浮所誘發的震動。反應台板1510的溫度控制也可以引發(第43圖，方塊4350)，其中，至少一反應台板1510坐在輸送腔室118的地板118L上及/或至少一反應台板1510經由服務鎖SL被取代成另一個反應台板1510ALT。
現在參照第51圖，並將描述例示基板S傳送操作。應注意的是，本文所述的基板傳送操作適用於上述所揭露實施例的態樣。在基板傳送操作中，電磁鐵1700A-1700n、1700A1-1700n1、1700A2-1700N2、1700A3-1700n3、1700A4-1700n4、1700A5-1700n5以上述相對於第42圖，方塊4230及/或第43圖，方塊4330的方式被激發(第51圖，方塊5100)，使得晶圓操控器1500-1500B的底座1510被懸浮。在晶圓操控器1500-1500B的底座1510被懸浮的情況下，由懸浮誘發的底座1510的震動被補償(第51圖，方塊5110)，如上述相對於第47A-48C圖中的任何一或多個(另見第42圖，方塊4260及第43圖，方塊4360)，使得終端效應器1520及其上容納的任何基板S實質地沒有震動。晶圓操控器1500-1500B沿著一或多個輸送路徑(如本文所述)移動，以使得從本文所述的任何適合的基板持定站中拾取一或多個基板S(第51圖，方塊5120)。晶圓操控器1500-1500B沿著一或多個輸送路徑移動，以定位基板S，以使得放置在相同或不同基板持定站(第51圖，方塊5130)。基板的放置可以透過晶圓操控器1500-1500B配置單一終端效應器1520(見，例如，僅用於例示目的，至少第1A圖)、雙面/端終端效應器1520(見，例如，僅用於例示目的，至少第13A及16A-16C圖)，或多個終端效應器1520A、1520B(見，例如，僅用於例示目的，至少第10A-11A圖)來實現。如本文所述，底座1510的溫度可以以任何適合的方式(例如，諸如用安裝在底座1510上的無線溫度感測器、定位為在晶圓操控器1500-1500B移動透過輸送腔室時偵測底座1510溫度的光學溫度感測器等)進行監測，以使得以上述相對於第46圖的方式對晶圓操控器1500-1500B的底座1510進行溫度控制(第51圖，方塊5140)(另見第42圖，方塊4250及/或第43圖，方塊4350)。底座1510的溫度控制可以在當晶圓操控器1500-1500B閒置時(例如，沒有持定基板，諸如在晶圓傳送之間或在快速互換基板期間)，或在晶圓操控器1500-1500B持定基板的其他態樣中進行。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，一種線性電機包含：框體，具有水平參考平面；電磁鐵陣列，連接到該框體，以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，且該電磁鐵中的各個電磁鐵被耦接到為各個電磁鐵供電的交流電源；至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板，被設置來與該電磁鐵陣列的該電磁鐵配合，使得由交流電激發該電磁鐵產生對於該反應台板的懸浮力和推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進；及控制器，操作性地耦接到該電磁鐵陣列及該交流電源，且被配置為由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得各個反應台板以多達六個自由度被懸浮及推進，其中該控制器被配置以在多達六個自由度中的至少一自由度中，從引發該反應台板懸浮或推進的至少一電磁鐵的交流電的預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中在該預定激發特性上的變化界定出該電磁鐵陣列的至少一電磁鐵之各者的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該反應台板的懸浮或推進。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該六個自由度包括姿態控制及偏擺控制中的至少一者，該姿態控制及該偏擺控制中的至少一者是受到該電磁鐵陣列中的一組共同的電磁鐵所引發，其中各電磁鐵自每個相位具有單一共同頻率的共同多相位交流電的激發，對該反應台板產生懸浮及推進力，以使得至少在該反應台板被懸浮的情況下，以多達六個自由度來控制該反應台板，包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺中的至少一者。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定激發特性是電感、功率因數、阻抗、及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該至少一反應台板包含一個以上的反應台板，而該多於一的反應台板之各者反應台板具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵；及該控制器被配置以基於該分別的功率因數特徵來決定各反應台板的位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，在由該交流電源產生的電壓的基本頻率上疊加頻率，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該框體的第一預定位置移動到相對於該框體的第二不同預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該框體的預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(從相對於該框體的第一預定定向，到相對於該框體的第二不同預定定向與該驅動平面實質地正交)。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該框體的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得在該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得使該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器被配置以至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部將位靠該反應台板的荷載位移。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，更包至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，更包括被動震動補償器，其自然頻率模式經過調整，以補償該至少一反應台板在懸浮推進力下的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，一種電磁輸送帶基板輸送設備包含：腔室，配置來在其中保持密封大氣，且具有水平參考平面、及至少一基板通過開口，用於透過該開口將基板傳送進及傳送出該腔室；電磁鐵陣列，被連接到該腔室，以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，且該系列電磁鐵中的電磁鐵被分組成至少一多相位致動器單元，且該至少一多相位致動器單元中的各個被耦接到多相位交流電源；至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板，被設置來與該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵配合，使得由交流電激發該電磁鐵產生對於該反應台板的懸浮力及推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮及推進；及控制器，操作性地耦接到該電磁鐵陣列及交流電源，且被配置為由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得該至少一反應台板被懸浮及推進，其中該控制器被配置以從引發該至少一反應台板懸浮及推進的至少一多相位致動器單元的至少一電磁鐵的交流電的該預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中該預定特性的變化界定出該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該至少一反應台板的懸浮及推進。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該多相位交流電的各個交流電相位在分別的電磁鐵之間進行動態分配，使得該至少一多相位致動器單元的電磁鐵群組的各個分別的電磁鐵的交流電相位從第一交流電相位改變為第二不同交流電相位，因此實際上該電磁鐵群組虛擬地移動且由該電磁鐵群組形成的該至少一多相位致動器單元經由動態相位分配沿著該驅動線虛擬地移動。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定激發特性是電感、功率因數、阻抗、及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該至少一反應台板包含一個以上的反應台板，而該多於一的反應台板之各者反應台板具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵；及該控制器被配置以基於該分別的功率因數特徵來決定各反應台板的位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，在由該多相位交流電源產生的電壓的基本頻率上疊加頻率，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該反應台板是用包括姿態及偏擺控制中的至少一者與虛擬地移動至少一多相位致動器單元的多達六個自由度來懸浮及推進。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該腔室的第一預定位置移動到相對於該腔室的第二不同預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該腔室的預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該動態相位分配被控制使得該虛擬地移動至少一多相位致動器單元沿著該驅動線虛擬地移動與由虛擬地移動至少一多相位致動器單元所推進的反應台板沿著該驅動線的移動實質地一致。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(與該驅動平面實質地正交，從相對於該腔室的第一預定定向，到相對於該腔室的第二不同預定定向)。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該腔室的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得在該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得使該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器被配置以至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部將位靠該反應台板的荷載位移。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該動態相位分配被控制使得由該多相位交流電供電的該分別的電磁鐵相對於該反應台板，在虛擬地移動至少一多相位致動器單元的分別的電磁鐵上呈現實質地穩定狀態多相位分佈。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，更包至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，更包括被動震動補償器，其自然頻率模式經過調整，以補償該至少一反應台板在懸浮推進力下的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，提供一種用於線性電機的方法。該方法包含：為該線性電機提供具有水平參考平面的框體；以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，電磁鐵陣列連接到該框體，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，且該電磁鐵中的各個電磁鐵被耦接到為各個電磁鐵供電的交流電源；提供被設置來與該電磁鐵陣列的該電磁鐵配合的至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板；用交流電激發該電磁鐵以對該反應台板產生懸浮及推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進，其中用控制器操作性地耦接到該電磁鐵陣列及該交流電源，且由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得各個反應台板以多達六個自由度被懸浮及推進；及用該控制器在多達六個自由度中的至少一自由度中從引發該反應台板懸浮或推進的至少一電磁鐵的交流電的預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中該預定特性的變化界定出該電磁鐵陣列的至少一電磁鐵中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該反應台板的懸浮或推進。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該六個自由度包括姿態控制及偏擺控制中的至少一者，該姿態控制及該偏擺控制中的至少一者是受到該電磁鐵陣列中的一組共同的電磁鐵所引發，其中各電磁鐵自每個相位具有單一共同頻率的共同多相位交流電的激發，對該反應台板產生懸浮及推進力，以使得至少在該反應台板被懸浮的情況下，以多達六個自由度來控制該反應台板，包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺中的至少一者。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定激發特性是電感、功率因數、阻抗、及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該至少一反應台板包含一個以上的反應台板且該一個以上的反應台板中的各個具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵，該方法更包含：用該控制器基於該分別的功率因數特徵來決定各個反應台板的位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：將頻率疊加在由該交流電源產生的電壓的基本頻率上，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該框體的第一預定位置移動到相對於該框體的第二不同預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該框體的預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(從相對於該框體的第一預定定向，到相對於該框體的第二不同預定定向與該驅動平面實質地正交)。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該框體的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得在該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得使該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部將位靠該反應台板的荷載位移。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包括用自然頻率模式經過調整的被動震動補償器來補償該至少一反應台板的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，提供一種用於電磁輸送帶基板輸送設備的方法。該方法包含：提供該電磁輸送帶基板輸送設備一腔室，該腔室配置來在其中保持密封大氣，且具有水平參考平面、及至少一基板通過開口，用於透過該開口將基板傳送進及傳送出該腔室；以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，電磁鐵陣列連接到該腔室，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，且該系列電磁鐵中的電磁鐵被分組成至少一多相位致動器單元，且該至少一多相位致動器單元中的各個被耦接到多相位交流電源；提供被設置來與該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵配合的至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板；用交流電激發該電磁鐵以對該反應台板產生懸浮及推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進，其中用控制器操作性地耦接到該電磁鐵陣列及該交流電源，且由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得該至少一反應台板被懸浮及推進；及用該控制器從引發該至少一反應台板懸浮及推進的至少一多相位致動器單元的至少一電磁鐵的交流電的該預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中該預定特性的變化界定出該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該至少一反應台板的懸浮及推進。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該多相位交流電的各個交流電相位在分別的電磁鐵之間進行動態分配，使得該至少一多相位致動器單元的電磁鐵群組的各個分別的電磁鐵的交流電相位從第一交流電相位改變為第二不同交流電相位，因此實際上該電磁鐵群組虛擬地移動且由該電磁鐵群組形成的該至少一多相位致動器單元經由動態相位分配沿著該驅動線虛擬地移動。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定激發特性是電感、功率因數及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該至少一反應台板包含一個以上的反應台板且該一個以上的反應台板中的各個具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵，該方法更包含：用該控制器基於該分別的功率因數特徵來決定各個反應台板的位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：將頻率疊加在由該多相位交流電源產生的電壓的基本頻率上，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該反應台板是用包括姿態及偏擺控制中的至少一者與虛擬地移動至少一多相位致動器單元的多達六個自由度來懸浮及推進。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該腔室的第一預定位置移動到相對於該腔室的第二不同預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該腔室的預定位置。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：控制該動態相位分配使得該虛擬地移動至少一多相位致動器單元沿著該驅動線虛擬地移動與由虛擬地移動至少一多相位致動器單元所推進的反應台板沿著該驅動線的移動實質地一致。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(與該驅動平面實質地正交，從相對於該腔室的第一預定定向，到相對於該腔室的第二不同預定定向)。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該腔室的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得在該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得使該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包含：用該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部將位靠該反應台板的荷載位移。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該動態相位分配被控制使得由該多相位交流電供電的該分別的電磁鐵相對於該反應台板，在虛擬地移動至少一多相位致動器單元的分別的電磁鐵上呈現實質地穩定狀態多相位分佈。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
依照所揭露實施例的一或多個態樣，該方法更包括用自然頻率模式經過調整的被動震動補償器來補償該至少一反應台板的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
應了解的是，上述描述僅是對所揭露實施例的態樣進行說明。所屬技術領域中具有通常知識者可以在不偏離所揭露實施例的態樣下做出各種替代方案和修改。據此，所揭露實施例的態樣旨在包括屬於本文所附任何申請專利範圍內的所有此替代方案、修改和變化。再者，不同特徵在相互不同的附屬項或獨立項中被提及這一個事實並不表示這些特徵的組合不能被有利地使用，這樣的組合仍然在本揭露的態樣的範疇內。
所請求的申請專利範圍是：
100:基板處理設備 100A:基板處理設備 112:裝載埠 114:環境前端模組 116:裝載鎖 116R:輸送設備 118:輸送腔室 118L:地板 118M:框體 118P1:艙 118P2:艙 118P3:艙 118P4:艙 118S:側壁 118T1:傳送腔室 118T2:傳送腔室 118V:槽閥 120:處理模組 120A:處理模組 120B:處理模組 120BH:基板持定站 120R:輸送設備 171:基板儲存罐 177:驅動線 177EL1:電磁鐵 177ELn:電磁鐵 177ER1:電磁鐵 177ERn:電磁鐵 178:驅動線 179:驅動線 179A:驅動線 179B:驅動線 179AEL1:電磁鐵 179AELn:電磁鐵 179AER1:電磁鐵 179AER2:電磁鐵 179AERn:電磁鐵 179BEL1:電磁鐵 179BELn:電磁鐵 179BER1:電磁鐵 179BERn:電磁鐵 180:驅動線 199:控制器 199N:類神經網路 200:基板處理設備 300:基板處理設備 301:處理模組 302:處理模組 400:基板處理設備 406:晶圓操控器 500:基板處理設備 601:製造設施 602:輸送腔室 604:輸送腔室 606:輸送腔室 608:輸送腔室 610:輸送腔室 612:輸送腔室 614:輸送腔室 616:輸送腔室 618:輸送腔室 620:輸送腔室 624:輸送腔室 626:輸送腔室 630:外延矽 632:介電質沈積 634:光刻 636:蝕刻 638:離子植入 640:快速熱處理 642:計量 644:介電質沈積 646:蝕刻 648:金屬沈積 650:電鍍 652:化學機械拋光 654:隔離閥 656:裝載鎖 658:額外的特徵 660:服務埠 662:貯藏庫 664:貯藏庫 666:晶圓倉儲模組 668:再循環單元 670:隔離台 672:互連 777:旋轉軸 790:線路徑 800:基板處理設備 900:基板處理設備 1180:輸送開口 1180A:輸送開口 1180B:輸送開口 1180C:輸送開口 1180D:輸送開口 1180E:輸送開口 1180F:輸送開口 1180G:輸送開口 1180H:輸送開口 1200:基板處理設備 1211:Z軸驅動器 1220A:晶圓操控器 1220B:晶圓操控器 1221:支撐件 1231:旋轉電磁鐵子陣列 1232:旋轉電磁鐵子陣列 1233:旋轉電磁鐵子陣列 1234:旋轉電磁鐵子陣列 1277:共同旋轉軸 1290:晶圓輸送平面 1299:參考平面 1299R:參考平面 1300:基板處理設備 1311:共同Z軸驅動器 1320A:輸送水平 1320B:輸送水平 1321:支撐件 1377:軸 1390:基板輸送平面 1431:基板支撐件 1431A:基板支撐件 1432:基板支撐件 1432A:基板支撐件 1433:基板支撐件 1433A:基板支撐件 1440:基板支撐架 1500:晶圓操控器 1500A:基板操控器 1500B:基板操控器 1500C:台車 1510:底座 1510FC:底座 1510FR:錐台 1510FRP:錐台 1510S:支柱 1510TS:錐形側面 1510TSP:側面 1520:終端效應器 1520A:基板持定位處 1520B:基板持定位處 1520D:終端效應器 1520SS:基板支持面 1550:線性軌道 1550A:入站軌道 1550C:軌道 1550D:軌道 1550E:軌道 1550F:軌道 1550S:軌道 1560:線性感應馬達定子 1585:交流電源 1598:驅動平面 1599:電機 1599R:電機 1700:電磁鐵陣列 1700A:電磁鐵 1700A1:電磁鐵 1700A2:電磁鐵 1700A3:電磁鐵 1700A4:電磁鐵 1700A5:電磁鐵 1700A6:電磁鐵 1700B:電磁鐵 1700C:電磁鐵 1700D:電磁鐵 1700E:電磁鐵 1700F:電磁鐵 1700G:電磁鐵 1700G1:電磁鐵群組 1700G2:電磁鐵群組 1700G3:電磁鐵群組 1700Gn:電磁鐵群組 1700M:陣列模組 1700n:電磁鐵 1700n1:電磁鐵 1700n2:電磁鐵 1700n3:電磁鐵 1700n4:電磁鐵 1700n5:電磁鐵 1701:馬達致動器 1750:驅動控制器 1750A:本地控制器 1750B:本地控制器 1750C:本地控制器 1750DL:本地控制器 1750DLA:本地控制器 1750DLB:本地控制器 1750N:本地控制器 1760:主控制器 1910:磁性電路 2010:放大器驅動電路 2011:場效電晶體 2110:單維路徑 2111:路徑 2122:方向 2210A:基準點 2210B:基準點 2760:基板支撐表面 2770:平面 2771:平面 2780:處理模組開口 2810:正向位置電感表 2820:反向FEA模型 2830:電感估計器 3000:虛擬動作多相位致動器單元 3000tP1:虛擬動作多相位致動器單元 3000tP2:虛擬動作多相位致動器單元 3011:電流放大電源供應單元 3050:訊號調節電路 3100:方向 3110:前部份 3111:後部份 3901:處理器 3902:記憶體 3910:動態模型 3911:動態模型 3912:形成因數 3950A:群集控制器 3950B:群集控制器 3950C:群集控制器 4005:PVT框體 4010:位置資料 4015:速度資料 4020:時間資料 4025:標頭資訊 4030:尾隨資訊 4050:前饋項 4060:增益項 4095:PVT-FG框體 4200:方塊 4210:方塊 4220:方塊 4230:方塊 4240:方塊 4250:方塊 4260:方塊 4300:方塊 4310:方塊 4320:方塊 4330:方塊 4340:方塊 4350:方塊 4360:方塊 4400:非磁性隔離牆 4444:傳導冷源 4500:電磁鐵元件 4500B:底座 4500C:線圈 4500P:磁極 4500P1:部件 4500P2:部件 4700A:被動震動吸收器 4700B:被動震動吸收器 4701:塊體 4702:彈簧 4800:隔膜 5100:方塊 5110:方塊 5120:方塊 5130:方塊 5140:方塊 CAP:電容器 DLIM1:多相位致動器單元 DLIM2:多相位致動器單元 DLIM3:多相位致動器單元 PTMP:壓板溫度管理協定 FX1:力向量 FX2:力向量 FZ1:力向量 FZ2:力向量 Fxleft:推進力 Fxright:推進力 P:處理設施 P1:第一預定位置 P2:第二預定位置 PX1:俯仰 PX2:俯仰 PX3:俯仰 PX4:俯仰 S:基板 S1:基板 SL:服務鎖 SLF:框體 X:軸 X1:位處 X2:位處 X3:位處 X4:位處 Y:軸 Z:軸
所揭露實施例的上述態樣及其他特徵在以下描述中結合附圖得到解釋，其中：
[第1A圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第1B圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第2圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第3圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第4圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第5圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理系統的示意平面圖；
[第6圖]是依照所揭露實施例的態樣，本文所述的基板處理設備的例示基板操控器動作；
[第7圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理系統的示意平面圖；
[第8圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第8A圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板操控器的一部份的示意透視圖；
[第9圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第10圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第10A圖]是依照所揭露實施例的態樣，第10圖的基板操控器的一部份的示意透視圖；
[第11圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第11A圖]是依照所揭露實施例的態樣，第11圖的基板操控器的一部份的示意透視圖；
[第12A圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第12B圖]是依照所揭露實施例的態樣，第12A圖的基板處理設備的示意立視圖；
[第13A圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第13B圖]是依照所揭露實施例的態樣，第13A圖的基板處理設備的示意立視圖；
[第14圖]是結合所揭露實施例的態樣的基板處理設備的示意平面圖；
[第14A圖]是依照所揭露實施例的態樣，第14圖的基板處理設備的一部份的示意平面圖；
[第14B圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板輸送台車的示意立視圖；
[第14C圖]是依照所揭露實施例的態樣，第14B圖中的基板輸送台車的示意平面圖；
[第15A圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板操控器的前立視圖；
[第15B圖]是依照所揭露實施例的態樣，第15A圖的基板操控器的示意側立視圖；
[第15C圖]是依照所揭露實施例的態樣，第15A圖的基板操控器的示意平面圖；
[第16A圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板操控器的示意平面圖；
[第16B圖]是依照所揭露實施例的態樣，第16A圖的基板操控器的示意側立視圖；
[第16C圖]是依照所揭露實施例的態樣，包括第16A圖的基板操控器的基板處理設備的一部份的示意平面圖；
[第17圖]是依照所揭露實施例的態樣，例示致動器控制系統網路的示意圖；
[第18圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板處理設備的一部份的示意透視說明；
[第19圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板處理設備的電磁鐵的例示示意電路圖；
[第20圖]是依照所揭露實施例的態樣，用於基板處理設備的電磁鐵的驅動電路的例示示意圖；
[第21A圖]是依照所揭露實施例的態樣，電磁鐵對在基板處理設備中晶圓操控器存在的反應的圖示說明；
[第21B圖]是依照所揭露實施例的態樣，電磁鐵對在基板處理設備中晶圓操控器存在的反應的圖示說明；
[第21C圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明電磁鐵/晶圓操控器底座電感對上晶圓操控器底座的位置的例示圖表；
[第22圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板處理設備的電磁鐵控制系統及電磁鐵陣列的圖示說明；
[第23圖]是依照所揭露實施例的態樣，對應分別的晶圓操控器，第22圖的電磁鐵陣列的功率因數型樣/矩陣的圖示說明；
[第24圖]是依照所揭露實施例的態樣，將第22圖的電磁鐵陣列的電磁鐵測量結果轉換為晶圓操控器的空間位置的例示說明；
[第25圖]是依照所揭露實施例的態樣，用於在電磁鐵陣列中引發晶圓操控器的位置決定、懸浮、及推進的電磁鐵的多頻率交流電流及交流電壓的圖示說明；
[第26及27圖]依照所揭露實施例的態樣個別地說明與電磁鐵陣列相鄰的晶圓操控器的底座和基於底座位置的電磁鐵陣列及功率因數變化；
[第28圖]是依照所揭露實施例的態樣，基於感應的位置決定的例示方塊圖；
[第29A圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板操控器的例示動作控制的圖示說明；
[第29B圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板操控器動作的示意透視說明；
[第30圖]是與傳統基板輸送設備的最大允許加速度有關的自由體力圖；
[第31圖]是依照所揭露實施例的態樣，與基板滑動有關，俯仰角度對基板操控器的加速度的引發的自由體力圖說明；
[第32A圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明在沒有摩擦的情況下，俯仰角度對基板滑動的引發的基板的自由體力圖；
[第32B圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明在沒有摩擦的情況下，與基板滑動有關，推進加速度與俯仰角度的關係的例示圖表；
[第33A圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明在有摩擦的情況下，俯仰角度對基板滑動的引發的基板的自由體力圖；
[第33B圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明在有摩擦的情況下，俯仰角度對基板滑動的引發的基板的自由體力圖；
[第34圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明在有摩擦的情況下，與基板滑動有關，加速度限制與俯仰角度的關係的例示圖表；
[第35圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明對基板操控器的俯仰控制的基板操控器的示意立視圖；
[第36圖]是依照所揭露實施例的態樣，一個基板操控器在輸送腔室內從另一個基板操控器旁經過的示意立視圖；
[第37圖]是依照所揭露實施例的態樣，一個基板操控器在輸送腔室內從另一個基板操控器旁經過的示意立視圖；
[第38圖]是依照所揭露實施例的態樣，顯示致動器控制系統網路的一部份的動態相位分配的圖示說明；
[第39A及39B圖]說明依照所揭露實施例的態樣，利用具有動態相位分配及虛擬多相位致動器單元的致動器控制系統網路，對基板操控器的一部份進行傾斜控制；
[第39C圖]說明依照所揭露實施例的態樣，使用致動器控制系統網路的電氣相位角度控制，以引發基板操控器的獨立推進及抬升控制；
[第40圖]是依照所揭露實施例的態樣，集群控制架構的圖示說明；
[第41A圖]是依照所揭露實施例的態樣，PVT框體的圖示說明；
[第41B圖]是依照所揭露實施例的態樣，PVT-FG框體的圖示說明；
[第42圖]是依照所揭露實施例的態樣，例示方法的流程圖；
[第43圖]是依照所揭露實施例的態樣，例示方法的流程圖；
[第44A、44B、及44C圖]是依照所揭露實施例的態樣，輸送腔室的部份的圖示說明；
[第45A、45B、45C、及45D圖]是依照所揭露實施例的態樣，輸送腔室的部份的圖示說明；
[第46圖]是依照所揭露實施例的態樣，晶圓操控器溫度循環的例示圖表；
[第47A、47B、及47C圖]是依照所揭露實施例的態樣，晶圓操控器的部份的圖示說明；
[第48A、48B、及48C圖]是依照所揭露實施例的態樣，晶圓操控器的部份的圖示說明；
[第49A及49B圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明在線圈變量之間的關係的例示圖表；
[第50圖]是依照所揭露實施例的態樣，說明線圈電流對上頻率的例示圖表；及
[第51圖]是依照所揭露實施例的態樣，基板傳送的例示流程圖。
100:基板處理設備
112:裝載埠
114:環境前端模組
116:裝載鎖
118:輸送腔室
118F:前部
118I:內壁
118L:地板
118M:框體
118S:側壁
118R:後部
120:處理模組
171:基板儲存罐
177:驅動線
199:控制器
199N:類神經網路
1180:輸送開口
1180T:開口
1500:晶圓操控器
1500ALT:晶圓操控器
1510:底座
1510ALT:底座
1520:終端效應器
1550:線性軌道
1599:電機
1700:電磁鐵陣列
PTMP:預定壓板溫度管理協定
REF:框體
SL:服務鎖
SLF:框體
X:軸
Y:軸
Z:軸

Claims (78)

  1. 一種線性電機，包含： 框體，具有水平參考平面； 電磁鐵陣列，連接到該框體，以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，且該電磁鐵中的各個電磁鐵被耦接到為各個電磁鐵供電的交流電源； 至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板，被設置來與該電磁鐵陣列的該電磁鐵配合，使得由交流電激發該電磁鐵產生對於該反應台板的懸浮力和推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進；及 控制器，操作性地耦接到該電磁鐵陣列及該交流電源，且被配置為由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得各個反應台板以多達六個自由度被懸浮及推進，其中該控制器被配置以在多達六個自由度中的至少一自由度中，從引發該反應台板懸浮或推進的至少一電磁鐵的交流電的預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中在該預定激發特性上的變化界定出該電磁鐵陣列的至少一電磁鐵之各者的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該反應台板的懸浮或推進。
  2. 如請求項1之線性電機，其中該六個自由度包括姿態控制及偏擺控制中的至少一者，該姿態控制及該偏擺控制中的至少一者是受到該電磁鐵陣列中的一組共同的電磁鐵所引發，其中各電磁鐵自每個相位具有單一共同頻率的共同多相位交流電的激發，對該反應台板產生懸浮及推進力，以使得至少在該反應台板被懸浮的情況下，以多達六個自由度來控制該反應台板，包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺中的至少一者。
  3. 如請求項1之線性電機，其中該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
  4. 如請求項1之線性電機，其中該預定激發特性是電感、功率因數及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
  5. 如請求項1之線性電機，其中： 該至少一反應台板包含一個以上的反應台板，而該多於一的反應台板之各者反應台板具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵；及 該控制器被配置以基於該分別的功率因數特徵來決定各反應台板的位置。
  6. 如請求項1之線性電機，其中在由該交流電源產生的電壓的基本頻率上疊加頻率，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與該至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
  7. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該框體的第一預定位置移動到相對於該框體的第二不同預定位置。
  8. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該框體的預定位置。
  9. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(從相對於該框體的第一預定定向，到相對於該框體的第二不同預定定向與該驅動平面實質地正交)。
  10. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該框體的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
  11. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得跨該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
  12. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
  13. 如請求項12之線性電機，其中該控制器被配置以至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
  14. 如請求項1之線性電機，其中該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部相對於該反應台板將位靠該反應台板的荷載位移。
  15. 如請求項1之線性電機，其中該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
  16. 如請求項15之線性電機，其中該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
  17. 如請求項15之線性電機，更包含至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
  18. 如請求項1之線性電機，更包含被動震動補償器，其自然頻率模式經過調整，以補償該至少一反應台板在懸浮推進力下的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
  19. 一種電磁輸送帶基板輸送設備，包含： 腔室，配置來在其中保持密封大氣，且具有水平參考平面、及至少一基板通過開口，用於透過該開口將基板傳送進及傳送出該腔室； 電磁鐵陣列，被連接到該腔室，以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，該系列電磁鐵中的電磁鐵被分組成至少一多相位致動器單元，且該至少一多相位致動器單元中的各個被耦接到多相位交流電源； 至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板，被設置來與該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵配合，使得由交流電激發該電磁鐵產生對於該反應台板的懸浮力及推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮及推進；及 控制器，操作性地耦接到該電磁鐵陣列及交流電源，且被配置為由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得該至少一反應台板被懸浮及推進，其中該控制器被配置以從引發該至少一反應台板懸浮及推進的至少一多相位致動器單元的至少一電磁鐵的交流電的該預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中該預定特性的變化界定出該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該至少一反應台板的懸浮及推進。
  20. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該多相位交流電的各個交流電相位在分別的電磁鐵之間進行動態分配，使得該至少一多相位致動器單元的電磁鐵群組的各個分別的電磁鐵的交流電相位從第一交流電相位改變為第二不同交流電相位，因此實際上該電磁鐵群組虛擬地移動且由該電磁鐵群組形成的該至少一多相位致動器單元經由動態相位分配沿著該驅動線虛擬地移動。
  21. 如請求項20之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該動態相位分配被控制使得該虛擬地移動至少一多相位致動器單元沿著該驅動線虛擬地移動與由虛擬地移動至少一多相位致動器單元所推進的反應台板沿著該驅動線的移動實質地一致。
  22. 如請求項20之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該動態相位分配被控制使得由該多相位交流電供電的該分別的電磁鐵相對於該反應台板，在虛擬地移動至少一多相位致動器單元的分別的電磁鐵上呈現實質地穩定狀態多相位分佈。
  23. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
  24. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該預定激發特性是電感、功率因數及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
  25. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中： 該至少一反應台板包含一個以上的反應台板，而該多於一的反應台板之各者反應台板具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵；及 該控制器被配置以基於該分別的功率因數特徵來決定各反應台板的位置。
  26. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中頻率被疊加在由該多相位交流電源產生的電壓的基本頻率上，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與該至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
  27. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該反應台板是用包括姿態及偏擺控制中的至少一者與虛擬地移動至少一多相位致動器單元的多達六個自由度來懸浮及推進。
  28. 如請求項27之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該腔室的第一預定位置移動到相對於該腔室的第二不同預定位置。
  29. 如請求項27之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該腔室的預定位置。
  30. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(與該驅動平面實質地正交，從相對於該腔室的第一預定定向，到相對於該腔室的第二不同預定定向)。
  31. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該腔室的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
  32. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得在該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
  33. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
  34. 如請求項33之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器被配置以至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
  35. 如請求項19之電磁輸送帶基板輸送設備，其中該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部相對於該反應台板將位靠該反應台板的荷載位移。
  36. 如請求項19之線性電機，其中該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
  37. 如請求項36之線性電機，其中該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
  38. 如請求項36之線性電機，更包含至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
  39. 如請求項19之線性電機，更包含被動震動補償器，其自然頻率模式經過調整，以補償該至少一反應台板在懸浮推進力下的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
  40. 一種用於線性電機的方法，該方法包含： 為該線性電機提供具有水平參考平面的框體； 以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，電磁鐵陣列連接到該框體，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，且該電磁鐵中的各個電磁鐵被耦接到為各個電磁鐵供電的交流電源； 提供被設置來與該電磁鐵陣列的該電磁鐵配合的至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板； 用交流電激發該電磁鐵以對該反應台板產生懸浮及推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進，其中用控制器操作性地耦接到該電磁鐵陣列及該交流電源，且由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得各個反應台板以多達六個自由度被懸浮及推進；及 用該控制器在多達六個自由度中的至少一自由度中從引發該反應台板懸浮或推進的至少一電磁鐵的交流電的預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中該預定特性的變化界定出該電磁鐵陣列的至少一電磁鐵中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該反應台板的懸浮或推進。
  41. 如請求項40之方法，其中該六個自由度包括姿態控制及偏擺控制中的至少一者，該姿態控制及該偏擺控制中的至少一者是受到該電磁鐵陣列中的一組共同的電磁鐵所引發，其中各電磁鐵自每個相位具有單一共同頻率的共同多相位交流電的激發，對該反應台板產生懸浮及推進力，以使得至少在該反應台板被懸浮的情況下，以多達六個自由度來控制該反應台板，包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺中的至少一者。
  42. 如請求項40之方法，其中該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
  43. 如請求項40之方法，其中該預定激發特性是電感、功率因數及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
  44. 如請求項40之方法，其中該至少一反應台板包含一個以上的反應台板且該一個以上的反應台板中的各個具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵，該方法更包含： 用該控制器基於該分別的功率因數特徵來決定各個反應台板的位置。
  45. 如請求項40之方法，更包含： 將頻率疊加在由該交流電源產生的電壓的基本頻率上，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與該至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
  46. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該框體的第一預定位置移動到相對於該框體的第二不同預定位置。
  47. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該框體的預定位置。
  48. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(與該驅動平面實質地正交，從相對於該框體的第一預定定向，到相對於該框體的第二不同預定定向)。
  49. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該框體的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
  50. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得跨該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
  51. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
  52. 如請求項51之方法，更包含： 用該控制器至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
  53. 如請求項40之方法，更包含： 用該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部相對於該反應台板將位靠該反應台板的荷載位移。
  54. 如請求項40之方法，其中該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
  55. 如請求項54之方法，其中該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
  56. 如請求項54之方法，其中至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
  57. 如請求項40之方法，更包含用自然頻率模式經過調整的被動震動補償器來補償該至少一反應台板在懸浮推進力下的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
  58. 一種用於電磁輸送帶基板輸送設備的方法，該方法包含： 提供該電磁輸送帶基板輸送設備一腔室，該腔室配置來在其中保持密封大氣，且具有水平參考平面、及至少一基板通過開口，用於透過該開口將基板傳送進及傳送出該腔室； 以在相對於該水平參考平面的預定高度處形成驅動平面，電磁鐵陣列連接到該腔室，該電磁鐵陣列被佈設為使得該電磁鐵陣列的一系列電磁鐵在該驅動平面內界定出至少一條驅動線，該系列電磁鐵中的電磁鐵被分組成至少一多相位致動器單元，且該至少一多相位致動器單元中的各個被耦接到多相位交流電源； 提供被設置來與該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵配合的至少一順磁性、反磁性、或非磁性導電材料的反應台板； 用交流電激發該電磁鐵以對該反應台板產生懸浮及推進力，其以相對於該驅動平面的受控姿態沿著該至少一條驅動線使該反應台板可控地懸浮和推進，其中用控制器操作性地耦接到該電磁鐵陣列及交流電源，且由多相位交流電以預定激發特性依序地激發該電磁鐵，使得該至少一反應台板被懸浮及推進；及 用該控制器從引發該至少一反應台板懸浮及推進的至少一多相位致動器單元的至少一電磁鐵的交流電的該預定激發特性的變化中決定反應台板位置反饋，其中該預定特性的變化界定出該至少一多相位致動器單元的該電磁鐵中的各個的自決定性的反應台板位置反饋，其引發該至少一反應台板的懸浮及推進。
  59. 如請求項58之方法，其中該多相位交流電的各個交流電相位在分別的電磁鐵之間進行動態分配，使得該至少一多相位致動器單元的電磁鐵群組的各個分別的電磁鐵的交流電相位從第一交流電相位改變為第二不同交流電相位，因此實際上該電磁鐵群組虛擬地移動且由該電磁鐵群組形成的該至少一多相位致動器單元經由動態相位分配沿著該驅動線虛擬地移動。
  60. 如請求項59之方法，更包含： 控制該動態相位分配使得該虛擬地移動至少一多相位致動器單元沿著該驅動線虛擬地移動與由虛擬地移動至少一多相位致動器單元所推進的反應台板沿著該驅動線的移動實質地一致。
  61. 如請求項59之方法，其中該動態相位分配被控制使得由該多相位交流電供電的該分別的電磁鐵相對於該反應台板，在虛擬地移動至少一多相位致動器單元的分別的電磁鐵上呈現實質地穩定狀態多相位分佈。
  62. 如請求項58之方法，其中該自決定性的反應台板位置反饋是絕對位置反饋。
  63. 如請求項58之方法，其中該預定激發特性是電感、功率因數及該多相位交流電的電壓及電流之間的時間落差中的一或多個。
  64. 如請求項58之方法，其中該至少一反應台板包含一個以上的反應台板，該一個以上的反應台板中的各個具有對應的形狀，其界定出分別的功率因數特徵，該方法更包含： 用該控制器基於該分別的功率因數特徵來決定各個反應台板的位置。
  65. 如請求項58之方法，更包含： 將頻率疊加在由該多相位交流電源產生的電壓的基本頻率上，該頻率與該基本頻率分開且不同，以使得將位置反饋決定與該至少一反應台板的懸浮及推進脫鈎。
  66. 如請求項58之方法，其中該反應台板是用包括姿態及偏擺控制中的至少一者與虛擬地移動至少一多相位致動器單元的多達六個自由度來懸浮及推進。
  67. 如請求項66之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態，該反應台板被懸浮及推進，以使得相對於該電磁鐵陣列沿著該至少一條驅動線從相對於該腔室的第一預定位置移動到相對於該腔室的第二不同預定位置。
  68. 如請求項66之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該多達六個自由度，至少包括該反應台板姿態及該反應台板偏擺，該反應台板相對於該電磁鐵陣列懸浮及靜止在沿著該至少一條驅動線相對於該腔室的預定位置。
  69. 如請求項58之方法，更包含： 用該控制器控制在該反應台板上由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得在該反應台板上施加受控制的偏擺力矩，使該反應台板圍繞偏擺軸偏擺(與該驅動平面實質地正交，從相對於該腔室的第一預定定向，到相對於該腔室的第二不同預定定向)。
  70. 如請求項58之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該推進力，以使得跨該反應台板上施加力偶矩，使該反應台板的偏擺受到控制，其引發該反應台板上的晶圓荷載相對於該腔室的預定晶圓持定位處的定位及置中的至少一者。
  71. 如請求項58之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得在該反應台板上施加不同的懸浮力，使該反應台板相對於該驅動平面的傾斜度受到控制，從而控制反應台板俯仰及反應台板滾轉中的至少一者預定反應台板姿態。
  72. 如請求項58之方法，更包含： 用該控制器控制由該電磁鐵陣列產生的該懸浮力，以使得該反應台板相對於該驅動平面引發預定偏置姿態，從反應台板荷載支持面向由該反應台板支持面支撐的荷載施加偏置反應力，其方向與該反應台板沿著該驅動平面的加速度所產生的荷載慣性力相反。
  73. 如請求項72之方法，更包含： 用該控制器至少從該預定激發特性的變化中決定該反應台板沿著該驅動平面的加速度，及反應於所決定的該加速度，控制該反應台板的偏置姿態，以提供該預定偏置姿態，其對立於從該反應台板的加速度產生的該荷載慣性力。
  74. 如請求項58之方法，更包含： 用該控制器控制該電磁鐵陣列的該電磁鐵的激發，以使得設置該反應台板姿態，用以對抗慣性力將反應台板偏置，其傾向沿著該荷載與該反應台板之間的座部相對於該反應台板將位靠該反應台板的荷載位移。
  75. 如請求項58之方法，其中該控制器被配置有預定反應台板溫度管理協定，引發該至少一反應台板的溫度控制。
  76. 如請求項75之方法，其中該預定反應台板溫度管理協定經由從該至少一反應台板傳導到至少與該至少一反應台板的晶圓互換操作相稱的冷源來控制該至少一反應台板的溫度。
  77. 如請求項75之方法，其中至少另一反應台板，其與該至少一反應台板交替使用，相對於處於其工作狀態中的至少一反應台板，保持不活動，以使得處於低溫狀態，且該預定反應台板溫度管理協定包括將該至少另一反應台板切換到工作狀態，並在其溫度限制用該至少另一反應台板取代該至少一反應台板。
  78. 如請求項58之方法，更包含用自然頻率模式經過調整的被動震動補償器來補償該至少一反應台板在懸浮推進力下的震動，以使得相對於該終端效應器自然震動頻率模式而言引發實質地無震動的終端效應器，其中該至少一反應台板包括分別的終端效應器。
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