TWI577513B - 用於機器人之磁性旋轉強制止停裝置 - Google Patents

用於機器人之磁性旋轉強制止停裝置 Download PDF

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TWI577513B
TWI577513B TW099113557A TW99113557A TWI577513B TW I577513 B TWI577513 B TW I577513B TW 099113557 A TW099113557 A TW 099113557A TW 99113557 A TW99113557 A TW 99113557A TW I577513 B TWI577513 B TW I577513B
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Description

用於機器人之磁性旋轉強制止停裝置
在各種應用中(包含在半導體處理中之晶圓轉移系統中)，使用圓柱機器人以揀取且放置物體。此等機器人之軸形成一圓柱座標系統，該等機械臂具有徑向、旋轉及垂直運動。具有大於360°旋轉之機器人藉由允許使用比以具有360°或更小運動範圍之機器人需要之一最小或減小數量的移動被揀取物體且放置而改良處理量。
連續旋轉功能較好地用於最佳化機器人運動及處理量但需要一電氣且氣動滑環總成。亦不可使用通過肩部之標準纜線，當旋轉超過360°時，將導致該等纜線之破壞及/或扭結。強制止停裝置總成係用於防止該臂之過度旋轉，使得通過該肩部之纜線及管材不過度旋轉超出其等功能限制。為了防止旋轉超過360°，提供一結構特徵以與另一結構特徵嚙合，該另一結構特徵與該臂一起旋轉。藉由嚙合，防止該臂在任一方向上的過度旋轉。因此，可能必須反轉行程且行進更長路徑(例如從260°至10°，必須行進250°，而非110°)。此亦限制一機器人在一環境內之可接達範圍。移動強制止停裝置可用於提供超過360°之非連續旋轉。
提供為旋轉機構提供大於360°非連續旋轉之旋轉強制止停裝置總成。在某些實施例中，一總成係用於為例如一晶圓轉移機器人之一機器人之肩軸線提供360°與720°之間的旋轉。該等旋轉強制止停裝置總成包含相對磁鐵。根據各種實施例，該等相對磁鐵提供非接觸嚙合且不產生接觸噪音亦不具有任何隨時間之磨損。該等旋轉強制止停總成提供從一機器人圓柱座標系統之任一旋轉方向接達位置之能力。
本發明之一態樣係關於用於限制具有繞一Z軸線之θ旋轉運動之一機構中之旋轉之裝置。在某些實施例中，該等裝置包含一靜止構件，其具有安裝於其上之一靜止磁性總成，該靜止磁鐵總成包括縱向配置的一或多個磁鐵使得一第一磁極係在該總成之一第一末端且一第二磁極係在該總成之一第二末端；及鄰近於該靜止構件之一可旋轉停止構件，其具有安裝於其上之一可旋轉磁性總成，該可旋轉磁鐵總成包括縱向配置的一或多個磁鐵使得一第三磁極係在該可旋轉總成之一第一末端且一第四磁極係在該可旋轉總成之一第二末端；其中該可旋轉磁性總成可與該靜止磁性總成嚙合且其中當未藉由該靜止構件嚙合時，該可旋轉停止構件係經組態以與該機構旋轉。
該靜止構件可為一機器人驅動器之部分，諸如一肩部。該靜止構件具有一圓形內部及/或外部表面。該靜止磁性總成係安裝於該靜止構件上，使得任一末端上之磁極係經暴露以與該可旋轉總成上之一磁極相碰。當未藉由該靜止磁性總成嚙合時，該靜止構件及靜止磁性總成係經組態以為該可旋轉磁性總成提供一清晰路徑以旋轉。在某些實施例中，該靜止磁性總成從該靜止構件之一內部表面突出。在其他實施例中，該靜止磁性總成可從一外部表面突出或安裝於該靜止構件之一表面上方或下方。在某些實施例中，該靜止構件界定其中安置該靜止磁性總成之一環狀凹部或其他環狀路徑且該旋轉磁性總成可圍繞該環狀凹部旋轉。其中例如對於在一方向上之旋轉僅暴露一磁極或其中該等磁極係未實體暴露但具有足夠力以充當非接觸彈簧之實施例亦在本發明之範疇內。該靜止磁鐵總成可具有一或多個磁鐵。
當未藉由該靜止構件而嚙合時，該可旋轉停止構件係經組態以與該機構旋轉。在某些實施例中，其係安裝於該機構上(例如在定位於該可旋轉停止構件與該機構之間的一軸承上)。該可旋轉構件可為一環狀構件。該可旋轉停止構件包含一可旋轉磁性總成。
該靜止磁鐵總成可與該可旋轉磁鐵總成嚙合以暫停該可旋轉停止構件超過一選擇旋轉位置之旋轉。在某些實施例中，該裝置係經組態使得該第三磁極係接近於在一選擇旋轉位置之該第一磁極，因而暫停該可旋轉停止構件超過該選擇旋轉位置之旋轉。該第四磁極可接近於在一選擇旋轉位置之該第二磁極，因而暫停該旋轉停止構件在該反轉方向上之旋轉。
該可旋轉磁性總成係安裝於該可旋轉停止構件上，使得任一末端上之該等磁極係經暴露以與該靜止總成上之一磁極相碰。該可旋轉停止構件及靜止構件係經組態使得其等各自磁性總成之排斥極係在嚙合部接近(例如南-南或北-北)。在某些實施例中，該裝置包含一額外停止結構以暫停該機構超過一選擇旋轉位置之旋轉。此可為凹痕、銷或任何其他停止結構。在某些實施例中，可使用額外磁鐵總成。
在某些實施例中，該機構為能夠θ旋轉運動之一機械臂機構或為能夠θ旋轉運動之一機械臂機構之部分。該機械臂機構亦能夠徑向且垂直移動。
在某些實施例中，該靜止磁鐵總成及旋轉磁鐵總成之該一或多個磁鐵為弧形使得該靜止磁性總成之該(等)磁鐵之曲面匹配該可旋轉磁性總成之該(等)磁鐵之該曲面。此允許該等磁鐵之間的該可能的完全相對力用於嚙合。
在某些實施例中，該靜止構件與該可旋轉停止構件之間的嚙合為非接觸嚙合。當該可旋轉磁性總成之一極係旋轉於接近於該靜止磁性總成之一位置中時，嚙合發生。該相對磁力(兩個南極之間或兩個北極之間)係足以克服允許該可旋轉停止構件與該旋轉機構旋轉之該軸承或其他力。
本發明之另一態樣係關於使用一靜止構件及鄰近於該靜止構件之一可旋轉停止構件用於旋轉具有繞一Z軸線之θ旋轉運動之一機構之方法，該靜止構件具有安裝於其上之一靜止磁性總成，且鄰近於該靜止構件之該可旋轉停止構件具有安裝於其上之一可旋轉磁性總成。根據各種實施例，該等方法涉及在一第一旋轉方向上旋轉該機構及可旋轉停止構件；在一選擇旋轉位置，嚙合該可旋轉停止構件與該靜止構件，因而暫停該可旋轉停止構件之旋轉且使其靜止，其中該嚙合為非接觸性；且在該第一旋轉方向上旋轉該機構超出該可旋轉停止構件。
在某些實施例中，該等方法可涉及在一第二選擇旋轉位置停止該機構，且接著在一第二旋轉方向上旋轉該機構，該第二旋轉方向係與該第一旋轉方向相反。接著該可旋轉停止構件及該旋轉機構可在一第二旋轉方向上旋轉。在某些實施例中，接著該可旋轉停止構件係與在一第三選擇旋轉位置之該靜止構件嚙合。接著該旋轉機構在該第二旋轉方向上旋轉超出該可旋轉停止構件。
根據各種實施例，該等方法可用於從一第一位置揀取一基板且放置該基板在一第二位置及/或放置一基板在一第三位置且從一第四位置揀取一晶圓。
本發明之一進一步態樣係關於用於基板轉移之系統。根據各種實施例，該系統包含複數個揀取及放置位置；及一基板轉移機器人，其包含a)經組態用於大於360°之非連續旋轉之一機械臂及b)一磁性旋轉強制止停裝置總成。該等複數個揀取及放置位置可包含基板儲存容器、真空進樣室(loadlock)及/或處理站之一些組合。該磁性旋轉強制止停裝置總成可經組態以提供該機器人之一可旋轉停止構件與一肩部之間的非接觸嚙合。
本發明之此等及其他特徵及優點將參考以下該等關聯圖式更詳細描述。
在本發明之以下詳細描述中，許多特定實施例係經闡述以便提供本發明之一徹底理解。然而，如熟習此項技術者將瞭解，本發明可不以此等特定細節實踐或藉由使用另外元件或製程。在其他實例中，熟知製程、步驟及組件未經詳細描述以便必須使本發明之態樣模糊不清。
本文所描述之該等裝置及方法可用於提供一可旋轉構件或機構繞一Z軸線之大於360°之旋轉。為了討論之目的，以下描述意指該機構為一可旋轉機械臂。然而，熟習此項技術者之一者將理解該等描述旋轉磁性強制止停裝置總成係不如此限制，但可用於提供大於任何可旋轉機構之大於360°之非連續旋轉。
如所指示，本文所描述之該等裝置及方法可用於提供一機械臂繞一Z軸線之大於360°(在θ方向上大於360°)。在某些實施例中，該等裝置及方法係用於移動處理站、真空進樣室、儲存單元(例如前開口式通用容器(Front Opening Unified Pod)或FOUP)等等之間的半導體晶圓。圖1繪示根據本發明之一實施例之一晶圓處理系統100之一平面視圖。系統100包含一機器人150、一或多個真空進樣室102(亦即102A、102B)及一或多個晶圓儲存單元170(亦即170A、170B)。
機器人150為適於處置一晶圓處理系統中之晶圓之一多鏈接機器人。機器人150係經組態以使晶圓移動於真空進樣室102與儲存單元170之間。機器人150包含一機械臂130及用於支撐一或多個晶圓之一末端受動器(end effector)160。(該機器人亦可具有多個末端受動器；為了易於描述僅描繪一者)。機器人150係經組態以賦予臂130及末端受動器160旋轉(θ或theta)。該機器人亦可經組態以賦予末端受動器160徑向(「R」；自機器人150之中央之徑向)及垂直(「Z」；高度)運動。因此，可從一揀取位置拾取一晶圓，其係藉由旋轉以面向該揀取位置，下降至低於該晶圓之一位置，延伸至拾取位置，且上升以拾取該晶圓該晶圓。接著該末端受動器160可收縮，且該機械臂130及末端受動器160旋轉以面向一放置位置，延伸至該放置位置且下降以放置該晶圓。該系統100僅為其中可使用本文所描述該等裝置及方法之一晶圓轉移系統之一實例。舉例而言，在某些實施例中，可於一系統中採用本文所描述該等裝置及方法以用於在真空進樣室與處理模組之間轉移。
機器人150係經組態以賦予臂130具有大於360°範圍之非連續旋轉。一般言之，一機械臂之旋轉可經由許多方法而完成。連續旋轉功能較好地用於最佳化機器人運動及處理量但需要一電氣且氣動滑環總成。亦不可使用通過該肩部之標準纜線，當旋轉超過360°時，將導致該等纜線之破壞及/或扭結。強制止停裝置總成係用於防止該臂之過度旋轉，使得通過該肩部之纜線及管材不過度旋轉超出其等功能限制。為了防止旋轉超過360°，提供一結構特徵以與另一結構特徵嚙合，該另一結構特徵與該臂一起旋轉。藉由嚙合，防止該臂在任一方向上的過度旋轉。因此，可能必須反轉行程且行進更長路徑(例如從260°至10°，必須行進250°，而非110°)。此亦限制一機器人在例如圖1中所描繪之一環境內之可接達範圍。典型地，一機器人僅具有小於360°之非連續旋轉之完全範圍之約270°。大於360°之旋轉可使用如以下進一步描述之一移動強制止停裝置完成。然而，若軟材料係用於吸收該旋轉強制止停裝置之碰撞，則在快速移動期間該等停止結構不能吸收慣性，若移動太快，則建立一喀嚓聲。亦磨損軟材料且可引起一過早故障。
圖2A及圖2B繪示根據某些實施例之一機器人250之視圖，圖2A繪示具有驅動總成外殼210、機械臂230及末端受動器260之一機器人250之一側視圖，且圖2B繪示包含外殼210及可連接至一末端受動器之機械臂230之機器人250之一透視圖。本文所描述之該等旋轉強制止停裝置總成及方法允許該機械臂旋轉超過360°，不限制長θ移動速率。此允許從不具有一連續旋轉設計之任一旋轉方向接達處理站、真空進樣室或其他揀取/放置位置之能力，該連續旋轉設計將需要複雜滑環總成且將禁止使用待通過肩軸線使用的標準高撓曲纜線及管材。該旋轉強制止停裝置總成提供高達720°之一旋轉角(僅由該總成之尺寸所限制)且防止過度旋轉。該強制止停裝置總成包含充當止動器之非接觸彈簧之磁鐵。該等磁鐵不產生噪音亦不具有任何隨時間之磨損。
圖3A及圖3B繪示根據本發明之一實施例之機器人總成之分解視圖。肩部320為該驅動器之部分且為靜止。該肩部大體上為一管狀構件。靜止磁鐵總成365係安裝於肩部320之內部以與該旋轉磁鐵總成355嚙合。在一外殼367中，靜止磁鐵總成365可包含一或多個條磁鐵366，該或該等條磁鐵之一極暴露在該總成之各端。
可旋轉凸緣330係連接至一驅動軸且圍繞該肩(Z)軸線旋轉。該機械臂(圖中未繪示)附接至凸緣330。移動強制止停裝置340係安裝於一軸承360上且包含一可旋轉磁鐵總成355。在一外殼357中，可旋轉磁鐵總成355包含一或多個條磁鐵356，該或該等條磁鐵之一極暴露在該總成之各端。該靜止磁鐵總成及可旋轉磁鐵總成包含條磁鐵且係經組態使得面向靜止磁鐵末端之極性與面向可旋轉磁鐵末端之極性為相同。當該等總成足夠接近時，所得排斥力係足以克服軸承上之拖曳阻力。
該移動強制止停裝置為一可旋轉構件，該可旋轉構件經組態以與該可旋轉臂旋轉直到該可旋轉磁鐵總成355係藉由該靜止磁鐵總成365而嚙合。該軸承360與該可旋轉凸緣330之間的摩擦係足以使得移動強制止停裝置340與可旋轉凸緣330旋轉直到嚙合。在嚙合之後，係藉由磁力而克服軸承360之摩擦。接著該可旋轉凸緣臂能夠繼續旋轉直到該設計限制。在描繪之總成中，一合模銷(dowel pin)370作為用於該設計限制之一停止結構。當旋轉超出一嚙合靜止強制止停裝置時，該合模銷370在該強制止停裝置之該環狀凹部375中行進。可使用適當的感測器機構、控制電路及馬達以偵測該臂之旋轉位置及在該設計限制之反轉行程。
圖4繪示描繪不具有一臂之一驅動器410之一剖面圖。驅動軸405旋轉可附接至該臂之可旋轉凸緣430。肩部420具有環狀凹部425，安裝於移動強制止停裝置440上之該可旋轉磁鐵總成(圖中未繪示)通過該環狀凹部425，在旋轉期間當未與佔有該環狀凹部425之一部分之該靜止磁鐵總成(圖中未繪示)嚙合時，該可旋轉磁鐵總成行進通過該環狀凹部425。軸承460保持移動強制止停裝置440與可旋轉凸緣430旋轉直到該等磁鐵總成係足夠接近以嚙合且克服移動強制止停裝置440與可旋轉凸緣430之間的摩擦。
圖5A及圖5B繪示說明在機械臂移動期間的靜止肩部、移動強制止停裝置及機械臂之示意圖。首先在510，指示在一初始位置的一機械臂501、一移動強制止停裝置503及一靜止肩部505。凹痕係經繪示(此處在12點鐘位置)以指示各組件之相對位置。如在520所指示，在一第一運動中，接著該可旋轉臂501與強制止停裝置503一起旋轉至一第二位置，在該點，安裝於該可移動強制止停裝置上之該可旋轉磁鐵總成(圖中未繪示)與安裝於該肩部上之該靜止磁鐵總成(圖中未繪示)嚙合。如在530所指示，在一第二運動中，該強制止停裝置503保持靜止，同時該可旋轉臂501繼續至第三位置。
以上所描述之該第一運動之範圍(亦即當該移動強制止停裝置旋轉時發生之旋轉運動)係僅由該等磁鐵總成之尺寸及其等佔用的旋轉度數所限制。根據各種實施例，該第一運動之範圍為0°至350°、0°至340°、0°至330°或0°至320°，該等嚙合磁鐵總成佔用不多於10°、20°、30°、40°、50°等等。當該等磁鐵總成係經嚙合且該強制止停裝置係與該肩部靜止時，以上所描述之該第二運動之範圍係僅由銷總成或其他停止結構之尺寸所限制，且可為與0°至355°一樣大。因此，該機械臂之完全範圍係高達720°減去該等停止結構所佔用之物理空間(例如630°、640°或更高)。在其他實施例中，可使用額外移動強制止停裝置以實現一更大運動範圍。在某些實施例中，使用額外旋轉磁性強制止停裝置。
圖5B繪示說明在機械臂以反轉(逆時針)方向之移動期間的靜止肩部、移動強制止停裝置及機械臂之示意圖。在540，可旋轉臂501已從在圖5A中之530所指示之第三位置旋轉至第二旋轉位置，該可旋轉強制止停裝置503係在第二旋轉位置嚙合。該強制止停裝置503脫離該臂501且與該臂501以一逆時針方向旋轉至一第四位置，在該點該可移動強制止停裝置之該可旋轉磁鐵總成與該肩部之該靜止磁鐵總成嚙合。此係在550指示。如在560所指示，該強制止停裝置503保持靜止，同時在一第二運動中，該可旋轉臂501繼續至一第五位置。
為了獲得該最大相對力，在某些實施例中，該等相對磁鐵係經組態以置中且在嚙合部上互相相對平坦。圖6A及圖6B係繪示弧形靜止磁鐵665及旋轉磁鐵655之圖式，圖6A說明在順時針旋轉期間藉由該機械臂之嚙合且圖6B說明在逆時針旋轉期間之嚙合。
如以上所指示，該等磁鐵係足夠堅固以克服允許該移動強制止停裝置旋轉之力，在以上該實例中，該力為一軸承。可使用的磁鐵之實例為釹(ND)磁鐵。在一特定實例中，使用ND 35或ND磁鐵。一軸承之一實例為一KA薄系列軸承(Kaydon,Chicago,Illinois)。
根據各種實施例，本文所描述之該等機械臂之旋轉速率係高達150 rpm(例如120 rpm或更高)。此係與具有其中與強制止停裝置嚙合關聯之一喀嚓噪音之強制止停裝置之在30 rpm之機器人相比較。
以上所呈現之該等圖式及描述僅為如何可使該等旋轉強制止停裝置總成組態且實施之實例。
100．．．晶圓處理系統
102A．．．真空進樣室
102B．．．真空進樣室
130．．．機械臂
150．．．機器人
160．．．末端受動器
170A．．．儲存單元
170B．．．儲存單元
210．．．驅動總成外殼
230．．．機械臂
250．．．機器人
260．．．末端受動器
320．．．肩部
330．．．可旋轉凸緣
340．．．移動強制止停裝置
355．．．可旋轉磁鐵總成
356．．．條磁鐵
357．．．外殼
360．．．軸承
365．．．靜止磁鐵總成
366．．．條磁鐵
367．．．外殼
370．．．合模銷
375．．．環狀凹部
405．．．驅動軸
410．．．驅動器
420．．．肩部
425．．．環狀凹部
430．．．可旋轉凸緣
440．．．移動強制止停裝置
501．．．機械臂
503．．．移動強制止停裝置
505．．．靜止肩部
655．．．旋轉磁鐵
665．．．弧形靜止磁鐵
圖1繪示根據本發明之實施例之一晶圓處理系統之一平面視圖；
圖2A繪示根據本發明之實施例之一圓柱座標型機器人之一側視圖；
圖2B繪示根據本發明之實施例之一圓柱座標型機器人之一透視圖；
圖3A及圖3B繪示包含具有一靜止磁鐵總成之一肩部及具有一可旋轉磁鐵總成之一移動強制止停裝置之根據本發明之一實施例之機器人總成之分解視圖；
圖4繪示根據本發明之實施例之一驅動器之一剖面圖；
圖5A繪示說明在機械臂以順時針方向之移動期間的一靜止肩部、移動強制止停裝置及機械臂之示意圖；
圖5B繪示說明在機械臂以逆時針方向之移動期間的一靜止肩部、移動強制止停裝置及機械臂之示意圖；
圖6A及圖6B係說明根據各種實施例在順時針旋轉期間靜止磁鐵總成與可旋轉磁鐵總成藉由該機械臂之嚙合(見圖6A)及在逆時針旋轉期間靜止磁鐵總成與可旋轉磁鐵總成之嚙合(見圖6B)。
320．．．肩部
330．．．可旋轉凸緣
340．．．移動強制止停裝置
355．．．可旋轉磁鐵總成
356．．．條磁鐵
357．．．外殼
360．．．軸承
365．．．靜止磁鐵總成
366．．．條磁鐵
367．．．外殼
370．．．合模銷
375．．．環狀凹部

Claims (10)

  1. 一種用於限制具有繞一Z軸線之θ旋轉運動之一機構中之旋轉之裝置，該裝置包括：一靜止構件；一可旋轉凸緣(flange)，其包含一第一停止結構；及一軸承，其具有一旋轉拖曳阻力，其特徵在於：該靜止構件包含具有一第一磁極及一第二磁極之一靜止磁性總成，該裝置進一步包含一可旋轉停止構件，該軸承將該可旋轉停止構件安裝(mount)至該可旋轉凸緣，該可旋轉停止構件包含一環狀凹部(recess)，置於該環狀凹部中之一第二停止結構、及具有一第三磁極及一第四磁極之一可旋轉磁性總成；該可旋轉停止構件及該可旋轉凸緣經組態以相對於彼此繞該Z軸線相對旋轉運動，該第一停止結構及該第二停止結構經組態以嚙合彼此以避免該可旋轉停止構件及該可旋轉凸緣相對於彼此旋轉超過360°，該靜止構件及該可旋轉凸緣經組態以相對於彼此繞該Z軸線相對旋轉運動，且該靜止磁性總成及該可旋轉磁性總成經組態以：使該第一磁極及該第三磁極具有相同之極性，且當透過該靜止構件及該可旋轉停止構件之間繞該Z 軸線以一第一旋轉方向之相對旋轉而非接觸性、接近彼此時，產生一第一相對磁力(opposing magnetic force)，使該第二磁極及該第四磁極具有相同之極性，且當透過該靜止構件及該可旋轉停止構件之間繞該Z軸線以一相反於該第一旋轉方向之第二旋轉方向之相對旋轉而非接觸性、接近彼此時，產生一第二相對磁力，且該第一相對磁力及該第二相對磁力係皆足以克服該旋轉拖曳阻力且引起該可旋轉停止構件相對於該可旋轉凸緣之旋轉。
  2. 如請求項1之裝置，其中該靜止磁性總成及該可旋轉磁性總成經組態以嚙合彼此以避免該可旋轉停止構件及該靜止構件相對於彼此旋轉超過360°。
  3. 如請求項1之裝置，其中該可旋轉磁性總成可與該靜止磁性總成以非接觸嚙合方式嚙合。
  4. 如請求項1之裝置，其中該靜止磁性總成及該可旋轉磁性總成皆包括一或多個磁鐵。
  5. 如請求項4之裝置，其中該一或多個磁鐵中之至少一者係成弧形以匹配至該可旋轉停止構件之一曲率。
  6. 如請求項1之裝置，其中該機構包含能夠徑向且θ旋轉運動之一機械臂機構。
  7. 一種用於使用位於一靜止構件和一可旋轉凸緣之間的一可旋轉停止構件使繞一Z軸具有θ旋轉運動的該可旋轉凸 緣旋轉的方法，該可旋轉停止構件、該靜止構件和該可旋轉凸緣都被配置以繞該Z軸做相對旋轉運動，並且該可旋轉停止構件藉由具有一旋轉拖曳阻力的一軸承而安裝到該可旋轉凸緣，該方法包括：使得該可旋轉凸緣與該可旋轉停止構件一起沿一第一旋轉方向旋轉到如下的一位置：在該位置，安裝於該靜止構件上的一靜止磁性總成與安裝於該可旋轉停止構件上的一可旋轉磁性總成嚙合，其中：在旋轉至該位置的過程中，由於該軸承與該可旋轉凸緣之間的該旋轉拖曳阻力的作用，該可旋轉停止構件與該可旋轉凸緣一起旋轉；該嚙合是由該靜止磁性總成及該可旋轉磁性總成之間的一相對磁力提供的非接觸嚙合；及該嚙合停止該可旋轉停止構件的旋轉且使其成為靜止的：及使該可旋轉凸緣沿該第一旋轉方向旋轉越過該位置到達一第二位置，其中在旋轉至該第二位置的過程中，該靜止磁性總成與該可旋轉磁性總成之間的該相對磁力足以克服該旋轉拖曳阻力。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含使該可旋轉凸緣沿該第一旋轉方向旋轉至超過該第二位置的一第三位置，其中，在該第三位置，該可旋轉凸緣上的一第一停止結構和位於該可旋轉停止構件的一環狀凹部內的一第二停止結構嚙合。
  9. 一種機械臂系統，該機械臂系統包含：一機械臂，其經組態用於繞一Z軸線之θ旋轉運動；一裝置，其用於限制該機械臂之旋轉，該裝置包括：一靜止構件；一可旋轉凸緣，其包括一第一停止結構；及一軸承，其具有一旋轉拖曳阻力，其特徵在於：該靜止構件包含具有一第一磁極及一第二磁極之一靜止磁性總成；該裝置進一步包含一可旋轉停止構件，該軸承將該可旋轉停止構件安裝至該可旋轉凸緣，該可旋轉停止構件包含一環狀凹部，置於該環狀凹部中之一第二停止結構、及具有一第三磁極及一第四磁極之一可旋轉磁性總成，該可旋轉停止構件及該可旋轉凸緣經組態以相對於彼此繞該Z軸線相對旋轉運動，該第一停止結構及該第二停止結構經組態以嚙合彼此以避免該可旋轉停止構件及該可旋轉凸緣相對於彼此旋轉超過360°，該靜止構件及該可旋轉凸緣經組態以相對於彼此繞該Z軸線相對旋轉運動，且該靜止磁性總成及該可旋轉磁性總成經組態以：使該第一磁極及該第三磁極具有相同之極性，且當透過該靜止構件及該可旋轉停止構件之間繞該Z軸線以一第一旋轉方向之相對旋轉而非接觸性、接 近彼此時，產生一第一相對磁力，使該第二磁極及該第四磁極具有相同之極性，且當透過該靜止構件及該可旋轉停止構件之間繞該Z軸線以一相反於該第一旋轉方向之第二旋轉方向之相對旋轉而非接觸性、接近彼此時，產生一第二相對磁力，且該第一相對磁力及該第二相對磁力係皆足以克服該旋轉拖曳阻力且引起該可旋轉停止構件相對於該可旋轉凸緣之旋轉。
  10. 如請求項9之機械臂系統，該機械臂系統進一步包含複數個取放(pick-and-place)位置，其中該機械臂經組態以在該等取放位置之每一者間移動半導體晶圓。
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