TWI586500B - 機器人運送裝置及基板處理裝置 - Google Patents

Description

機器人運送裝置及基板處理裝置

本發明係概括的涉及用於機器人的驅動器，更具體的說，涉及用於機器人之密封式及非密封式驅動器。

用於傳統機器人致動器的鐵磁流體密封件(ferrofluidic seals)通常需具有整合式軸承組件用以在兩密封表面之間保持適當間隙。此種間隙之保持通常需要使驅動馬達總成機械的耦合於密封組件(seal modules)。除了密封組件外，亦通常需有適當之軸承使馬達總成的輸出軸安定，以利在兩密封表面間保持適當間隙。

將馬達總成致動器之輸出軸承作為密封之支承軸承(support bearing)運用係很有利的，此對於非密封式機器人驅動器(例如在無隔離的不同氣氛之密封下驅動機器人)言亦同樣有利。

【發明內容及實施方式】

以上所述之本發明的特徵及其他特徵將配合圖式詳細說明於下。

圖1所示為具有本發明揭示之一特徵之基板處理裝置的示意圖。雖然將參照附圖說明本發明實施例的特徵，但應知該特徵除可以許多變換形式同樣實現外，任何大小、形狀或型式之元件或材料均可用。

圖1所示之基板處理裝置100係一種備有本發明特徵之代表性基板處理裝置。如圖所示，該處理裝置100備有一通用批次式處理設備，但亦可備有任何所要的裝備，舉例而言，可使其適合執行基板的單一處理步驟或具備如圖2及3所示之線性或笛卡兒(或稱直角裝備(Cartesian arrangement))。又，該基板處理裝置可為任何一種型式，例如分類機(sorter)、堆垛機(stocker)、計量具(metrology tool)等。在裝置100上處理的基板S可為任何適當的基板，例如液晶顯示板、太陽板、半導體晶圓(例如直徑200mm、300mm、450mm晶圓)或其他適當直徑之基板以及具有適合由該裝置100處理之形狀、大小及厚度之其他型之基板，例如空基板，或具有與基板相同特性，例如特定尺寸或質量之物品。

上述之裝置100通常可具有前區105以形成小環境及相鄰氣氛可隔絕或密封之區域110，而此區域110與外界隔絕供保持被控制的密封氣氛，即此區域110具有如真空室的作用。上述密封氣氛區110可保持惰性氣體(如氮氣)或任何其他密封及/或被控制的氣體。

上述之前區105通常可備有一或多個基板支持匣115及一前端機器人120。該前區105亦可備有其他部分或區段，例如對準器162或配置於其中之緩衝器。上述之區域110可備有一或多個處理裝置125及一個真空機械臂(robot arm)130。上述處理裝置125可為任何型式之裝置，例如物料澱積、蝕刻、烤熔、拋光、離子移植淨化 等裝置。上述處理裝置125之每一個位置，即對所欲的基準框架(例如機器人基準框架)的位置係可藉控制器170對準設定。另外，一或多個處理裝置125可以所希望之方位(方向)處理基板S，例如使用對準儀(未圖示)於基板上。在處理裝置中之基板S的可取方位可藉控制器170對準設定。又，上述密封區域110亦可備有一或多個中間室，亦稱為裝載閘門(load locks)。圖1所示之裝置100備有二個裝載閘門135、140，這些閘門充當介面作用，允許基板S在不傷害可能存在於密封區110內的任何環境密封氣氛之完整性下通過前區105及密封區110之間。基板處理裝置100通常含有一用以控制該裝置100之操作的控制器170。在一實施例中，該控制器可為美國專利申請案第11/178,615(申請日2005年7月11日)中所述之簇狀控制構體之一部分，該專利文獻併入本案中供作參考。上述控制器170備有處理器173及記憶體178。除上述外，該記憶體178可含有飛擊式基板偏心率及對準誤差測定及修正所用之程式。該記憶體178更可包含如處理裝置的溫度及/或壓力及該裝置區域105、110的其他部分或裝備之處理參數，被處理之基板S的時間資訊及基板之度量資訊，以及算法等程式供應用裝置及基板之宇宙飛行器資料(ephemeris data)以決定該飛擊式基板偏心率。

上述之前端機器人120亦稱為ATM(氣氛)機器人，可具有驅動部150及一或多支之臂155，其至少一支 裝設於驅動部150，至少一支臂155裝設於軸(wrist)160，而此軸160則連接於一或多個末端作用器165，用以支持一或多個基板S。上述之末端作用器165可以可轉動的連接於軸160。前端機器人120可在區域105內任意位置移動基板，例如移動至支持匣125、裝載閘門115及裝載閘門140。前端機器人120亦可使基板S來回於對準器162。驅動部150可從控制器170接收指令而使前端機器人120作徑向、周向、水平、複合及其他多種運動。

真空機械臂130可裝設於密封區域110之中央室175內而控制器170可開閉開口180、185及協調真空機械臂130之操作使基板在處理裝置125、裝載閘門135及裝載閘門140間移動。上述真空機械臂130可含有一驅動部(容後詳述)及一或多個末端作用器195。上述之ATM機器人及真空機械臂130可為任何型之移送裝置，包括但不限定為滑動臂式機器人、SCARA型機器人、關節臂型機器人、蛙腿型或雙對稱型運送裝置。

圖2為備有本發明特徵之另一種基板處理裝置10的平面示意圖。該基板處理裝置10具有線性或笛卡爾(即直角)配備，基板S可經由長形轉移室在運送機器人間移動。在基板(或工件)處理裝置10通常具有一處理區13及介面區12。區12、13互相連接供工件在其間移動。處理區13可備處理裝置或處理室，類似參照圖1所描述者。處理裝置可藉工件運送室16連接以供工件依處理協 定(protocol)在所要的處理裝置間移動。運送室16設有可在室內移動工件及移動至處理裝置125之運送機器人20。該處理裝置125及運送室16可自動的與外界氣氛隔離而保持控制的氣氛，將室內之氣體保持相同於處理裝置或實質上如配合圖1所描述之方式適合在處理裝置間移送工件。工件(基板)處理裝置10的介面區12及處理區13之間設有裝卸工件的介面。適合之介面區的例子揭示於美國專利申請案第11/178,836號(申請日7/11/05)。此資料併入本案中供作參考。由於介面區12具有所述之構成，因此可將外面運來之工件卸下或將處理好之工件裝載運出。運送室可由運送室組件構成，而將其端對端連接而形成線性長形運送室。此運送室之長度由連接的組件數改變。上述運送室組件具有進/出閘閥，用以使所要的運送室由其他相鄰運送室隔離。裝置介面區12可沿著線性長形運送室設置於任何所要位置使在該位置實行工件裝載及卸下。處理裝置可沿運送室的長度方向設置亦可與運送室之長度方向成一角度的疊置設置。運送室組件可具有進/出閘閥，用以使所要的運送室由處理裝置隔離。運送裝置20係通過運送室設置。上述運送室組件之數個可各設具有固定介面而裝於組件上之整體型可動臂及可支持及沿著運送室及運送室與處理裝置之間線性的移動工件之可動式末端作用器(end effector)。設置於不同運送室組件內之運送臂可協同形成線性設置之運送裝置的至少一部分。運送裝置、處理裝置、處理 區、介面區及裝置之任何其他部分之操作均可用控制器400控制。此控制器400與上述之控制器170實質上相同。運送室及其內之運送裝置可設置成在運送室內形成多工件運送道。此運送道在運送室內可被極化或專屬化俾使工件前進及後退。該運送室亦可具有複數之中間裝載閘門使運送室之不同區保持不同氣氛而供工件在該運送室之不同氣氛區之間移動。該運送室可設一個進出處，供工件從運送室之所要位置插入或移走。舉例而言，該進出處可設在介面區12之對向端部或運送室之其他所要位置。上述運送室之進出處可與連繫運送室之進出處與工件處理裝置之介面區12之工件快速運送道相連通。該快速運送道可為獨立或由運送室16隔離。此快速運送道可與一或複數之介面區12連通，俾利工件在介面區及運送道之間移送。將工件快速的置放於處理裝置10之前部而在處理後經由運送道回到介面區12，其間不傷及運送室且不降低處理效率。上述之運送室可備有複數之中間進出處，令其中之數個與快速運送道連通以利工件在其間移動。於是可在不影響處理基板(工件)順利下，在處理工序的所要階段將工件插入或移除，此方法已揭示於美國專利申請案第11/442,511號(申請日11/11/2006)，該申請案的揭示內容併入本案中供作參考。

處理裝置之介面區12不經任何中間室(亦稱裝載閘門)而直接連接至運送室(如圖1所示)。另一情形為 在介面區12及運送室之間設置一中間室。圖1所示之介面區設有一工件運送機15用以從連接於裝載口(LP)之盒體115取出工件而送到運送室16。上述運送機15係設在介面區室14內。此運送機15可與上述之運送機150實質相同。又，上述介面區亦可設有工件處A，例如對準處、緩衝處、計量處、及任何其他用以操作工件S所需之處所。

雖然本發明揭示之實施例的一些特徵將配合圖3所示的運送機800等真空機器人或運送機在此描述，但應知所舉示之實施例可適用於任何適當之運送機或其他處理裝置(例如對準器等)應用於任何環境，例如氣氛環境、控制的氣氛環境及/或真空環境，但不限於這些。在一個實施例中，該運送機800可具備多獨立可動末端作用器供獨立移送多工件。例示於圖3之運送機為多關節連臂(link arm)，其可在例如轉動、伸展/縮退及/或提升(例如Z-軸動作)等具有適當之自由度。另外，應知備有本發明實施例所述特徵之運送機可具有任何適當之構造，不限定為滑臂式機器人、“蛙腿”式機器人手臂、選擇性順應關節型機器人手臂(SCARA arm)、關節臂機器人或雙-對稱運送機。在本案之實施例中可用於驅動裝置之機械臂可從下列美國專利：4,666,366；4,730,976；4,909,701；5,431,529；5,577,879，5,720,590；5,899,658；5,180,276；5,647,724及美國專利申請案11/148,871(申請日6/9/2005)；12/117,415 (申請日5/8/2008)；11/697,390(申請日4/6/2007)及11/179,762(申請日7/11/2005)中找到，這些案之揭示內容併入本案中供作參考。

現說明圖3-5，運送機可含有具有上臂810、前臂820及至少一末端作用器830之至少一臂裝置800。應知，在實施例中揭示之一些特徵係針對臂裝置800，但如上面所述之其他適當臂亦可裝設而藉本案所描述之驅動裝置驅動。上述之末端作用器830係可轉動的連接於前臂820，而此前臂820則又可轉動的連接於上臂810。此上臂810亦可轉動的連接於例如運送裝置之驅動區(drive section)840等。舉例而言，驅動區840可含一同軸驅動系統，其中之驅動軸桿含有任何適當數之同軸驅動軸桿(圖5中所示同軸驅動系統具有二個同軸軸桿，但亦可具更多或更少之軸桿)。上述之驅動區840可密封的裝設在環境凸緣(environmental flange)595上使運送室之內部及其他基板處理環境等，在其中機械臂800操作之密封控制環境SE可與氣氛或外部環境ATM以及驅動區的殼體840H內部隔離。於是該驅動殼體840H內部將由下述，呈氣氛狀態。

上述之驅動區840可構成諧和驅動區。舉例而言，該驅動區840可含任何適當數的諧和驅動馬達總成而且可具任何適當形狀及大小，使其在幾乎無需修改裝設有驅動區840之處理裝置下與非諧和型驅動區互相對調。圖5所示之驅動區840含有二個諧和式驅動馬達總成 208、209，其中之一為用以驅動外軸桿(outer shaft)211另一為用以驅動內軸桿212。應予一提的是，上述之驅動區840之另一特徵為含有相當於例如同軸驅動系統內之適當數之驅動桿的任何適當數之諧和驅動馬達總成。上述之諧和驅動馬達總成208、209可具有高能量輸出軸承使得鐵磁流體密封件(ferrofluidic seal)之組件(以下統稱為鐵磁流體密封件500)藉諧和驅動馬達總成208、209在機器人之機械臂的所要轉動T及伸展R動作期間至少部分穩定及間隙的被對準且被支持。上述鐵磁流體密封件500可含數個組件形成將由下面詳述之一種大致同心同軸密封件。在此實施例中驅動區840含有殼體840H，其中串聯的裝有2個驅動馬達總成208、209(例如線性的串聯或在一共同轉動軸上一個在上一個在下的配置，另外二個馬達總成可互相靠貼、偏位或經由適當連動件連接至其軸裝置之各軸)。上述裝配方式與美國專利第6,845,250；5,899,658；5,813,823；及5,720,590號中揭示者實質上相同。該等專利揭示內容併入本案供作參考。將複數個馬達總成配置，使最上面的馬達總成208具有穿通孔(例如將馬達總成裝在外軸桿上)於是下面馬達總成209(馬達總成如圖6所示者為三或更多同軸驅動軸桿)具有通過該通孔而到達殼體840H之驅動端之驅動軸桿212。上述之鐵磁流體密封件500可將同軸驅動系統中之每一驅動軸桿密封，關於這點將於下面進一步說明。另應一提的是，最內側驅動軸桿712亦可具空 心構造(例如沿驅動軸桿中心縱向形成之空心)以利穿通鐡線或其他適當物於同軸驅動軸桿裝置而連接至裝設於運送裝置之驅動部840。為了密封機械臂(arm)800操作之周遭氣氛與驅動部840之內部隔絕(驅動部則可在大氣壓氣氛中操作)，該驅動部可含絕緣連接線590使該機械臂在不傷害鐵線等之情況下轉動。適用之連接線揭示於美國專利6,265,803號中，此文獻併入本案供作參考。

現說明圖3及圖5，兩馬達總成208、209驅動機械臂800使其至少具二個自由度(即迴轉，通常稱為T動作，例如沿Z-軸轉動及向X-Y平面移動，此通常稱為R動作，如圖3所示)。驅動部840亦可含Z-軸馬達總成210，用以使該驅動部向箭頭210A所示方向移動使位在其上之例如機械臂800及末端作用器830等對基板運送面或基板保持部昇降。由上述可知，使用Z-軸馬達總成210之處該機械臂驅動系統(robot arm drive system)可例如在其殼體840H與環境凸緣595之間設置任何適當之可撓性連接具。此可撓性連接具可為伸縮軟管(bellows)670，但其他任何適當之連接具均可用。

雖然所示之同軸軸桿(coaxial shaft)為一種具有二個驅動軸桿211，212之同軸軸桿，但具有比二個多或少之其他適當之軸桿均可用。又，驅動軸桿可具任何適當之構造。在此實施例中，同軸驅動軸桿之外軸桿211係連接於上臂810而內軸桿212係連接於前臂820。又，在 此實施例中，末端作用器830可以“從動(slaved)”方式操作，但亦可如圖6所示，在驅動系統加設一驅動軸桿來操作末端作用器830。此驅動軸桿可構成具有一共臂介面(common arm interface)用來將不同構造之臂裝設於諧和驅動系統(harmonic drive system)。

如上所述，二個馬達總成208，209係以同心方式疊置設置而互相成線性排列。該等馬達總成可為任何適當型之交流(AC)或直流(DC)馬達總成，例如伺服馬達總成、步進馬達總成、交流電感應馬達總成、直流電無刷馬達總成、直流電無芯馬達總成或其他適合馬達總成。在此實施例中，馬達總成208可含一固定裝設於殼體840H內之定子208S及一可轉動的藉任何適當方式，例如用軸承208B等任何適當方式裝設於殼體840H內之轉子208R。可在該轉子208R上以任何方式裝設凸輪或通稱波發生器(wave generator)208W使其與轉子208R同步轉動。上述波發生器可包含裝設於大致橢圓形凸輸之外周內的球軸承208WB。此軸承之內座圈係固定於凸輪而其外座圈則經由球軸承208WB而受彈性變形。在殼體840H內可以任何適當方式固定一個第一塞縫片(spline member)208F使其可轉動的固定於殼體840H。此第一塞縫片可具有剛硬部208FR及可撓性部208FF，從而形成一大致扭轉剛性結構體。上述塞縫208F在受到凸輪作用時雖然會產生局部撓性變形，但仍可提供所要之整體剛硬性而在機械臂的R、T動作(例如圖3所示軸Z方向)範 圍內，確實的固定軸裝置的中心線位置，因此在鐵磁流體密封件內保持所要之間隙。上述之第一塞縫片208F可經由實質剛硬部208FR裝設於殼體。第二塞縫片208C可裝設於同軸軸桿之各個上。在實施例中該第二塞縫片208C係藉任何適當方式連接於外軸桿211使外軸桿211及第二塞縫片208C一體的轉動。第二塞縫片208C可與剛硬座圈具有大致相同形狀。第一塞縫片208F可具有齒輸齒，形成於第一塞縫片208F的可撓性部208FF之外周面。第二塞縫片208C亦可具有形成於其內周面之齒。當轉子208R轉動時，波發生器會使第一塞縫片208F的可撓性部208FF局部的偏轉使該第一塞縫片208F的齒輪齒嚙合於第二塞縫片208C之齒輪齒。但，由於該波發生器之橢圓狀凸輪，只有與該波發生器之主軸對準之第一塞縫片208F下的齒嚙合於第二塞縫片208C之齒而沿該波發生器之主軸之第一塞縫片208F的齒則幾乎完全由第二塞縫片208C的齒輪齒脫離(脫開嚙合)，但也許有少數之第二塞縫片208C或第一塞縫片208F的齒合使第二塞縫片208C對第一塞縫片208F或第一塞縫片對第二塞縫片產生轉動力引起驅動軸桿211的轉動。由諧和驅動提供之第一塞縫片之扭轉剛性及/或速度降低性可用以增進裝設於驅動系統之機械臂之連桿(links)的扭矩特性。上述驅動軸桿211可依任何適當方法在箭號210A方向軸支，即例如藉諧和驅動馬達總成208支持於箭號210A所示方向。另外，驅動軸桿211亦可藉任何適當軸承亦可藉驅 動馬達總成與適當之軸承之組合支持於箭號210A所示方向。

驅動馬達總成209與208在造型及操作上大致相同，即馬達總成209亦可包括定子209S，轉子209R、波發生器209W、第一塞縫片209F及第二塞縫片209C，這些均分別與馬達總成208之定子208S，轉子208S、波發生器208W、第一塞縫片208F及第二塞縫片208C相同。內側驅動軸桿212可以任何方式穩固地連接於第二塞縫片209C使兩者成一體的轉動。一如上述同樣方式驅動軸桿212可藉任何方式軸向支持於箭號210A所示方向。上述驅動軸桿212可藉驅動馬達總成209支持於箭號210A所示方向，亦可藉適當之軸承支持於箭號210A所示方向。另外，該驅動軸桿212亦可藉馬達總成209及適當之軸承的組合支持於箭號210A所示方向。

由實施例可知，內側及外側驅動軸桿211，212互相間之同心性(concentricity)以及利用鐵磁流體密封件500使軸及殼體由控制環境SE隔離係可通過諧和驅動馬達總成208、209之第一及第二密封片208F、208C、209F、209C之各齒輪間的互相作用維持以控制軸桿211、212及殼體的一部間的間隙而維持鐵磁流體密封件500(例如驅動馬達總成208、209使各驅動軸桿對殼體的至少一部實質上同心配置，使一或多個鐵磁流體密封件位置於複數軸之間及一或多個軸與殼體之間)。舉例而言，如上所述，各馬達總成208、209之第二密封片208C、209可 為一種剛性環，第一密封片208F、209F對第二密封片208C、209C之分別變形(引起齒之嚙合)可保持分別連接於第二密封片208C、209C之一之軸桿211、212互相大致同心及與殼體840H之至少一部大致同心。再說，軸承可例如配置於驅動軸桿與驅動軸桿之間或驅動系統內之其他適當位置，用以藉助諧和驅動馬達總成於驅動軸桿間保持大致同心。

如上所述諧和驅動馬達總成208、209可在驅動系統840中利用實質同軸的鐵磁流體密封件500(或其他適當密封件)來隔離一被密封的控制環境，在此環境內機械臂，例如機械臂800(此機械臂可裝在驅動系統840的驅動軸桿)，從驅動系統殼體840H內及其他外圍環境內之大氣壓環境操作。上述驅動系統840可構成得能大幅減少驅動軸桿之振擺(runnout)以緊密控制裝有密封件500之空隙。再參照圖5，例如在第二密封片208C及殼體840H之一部分之間可設置第一鐵磁流體密封件500A。在一實施例中，馬達總成208可含一配置面208CS，用以至少部分的保持該第一鐵磁流體密封件500A。第二鐵磁流體密封件500B可設在外驅動軸桿211及內驅動軸桿212之間，如此在該二軸桿之間即可形成氣氛屏障以利密封的隔離驅動系統840之輸出側的密封控制環境與驅動系統840內之氣氛環境。在此情況，驅動馬達總成208、209之輸出部與輸入部即由密封件500A、500B密封隔離。相反地，如上所述，射流密封係依附(至少部份) 於輸出部208CS，或一部分(例如內軸桿212的外面)係依附於驅動馬達總成之輸出部。雖然上面只描述有關於驅動系統840之二個密封件500A、500B，但亦可將更多或更少之該密封件設置於殼體840H內之適當位置以供由氣氛環境隔離形成密封之控制環境。上述密封件500A、500B可設置於殼體840H的介面，在此密封控制的環境與氣氛環境可互相作用，使得驅動系統840在殼體840H內產生之粒狀物無法逃離進入密封控制環境中。同時任何密封控制環境之腐蝕性物質無法進入殼體840H中，因此使用於真空環境時位於驅動系統840內之組件，例如殼體840H無需具抗真空性，因為密封件500可提供一種氣氛屏障。在此應予一提的是，驅動系統840的密封件500A、500B的配置只是實施例，其他任何適當之構成及配置均可用。

可於殼體內之任何適當處裝設一或數個適當之絕對或遞增式編碼器或任何其他適當之位置追蹤裝置以供追蹤各個馬達總成208、209之轉動情形，俾正確的使機械臂，例如機械臂800定位。在殼體840H內亦可設置一或多個編碼變換裝置208EC、209EC轉變來自各編碼器208E、209E之訊號供例如控制器170等任何適當之控制器使用。上述殼體840H可具有一或多個電線穿通道650供電連接至編碼器208E、209E及/或定子208S、209S或任何其他適用之電子組件。上面所述之各構件之配置只是一個實例，其他任何配置及/或構成均可用。

圖6所示為可併入於本發明實施例中之另一種諧和驅動系統，其驅動部840'包括三個軸桿，亦稱三軸式軸桿總成(triaxial shaft assembly)，備有三個諧和驅動馬達總成708、709、710，各馬達總成驅動內軸桿712、中間軸桿713及外軸桿711中之對應者。在此實施例中同軸驅動軸桿之外軸桿711可適當的連接於機械臂800的上臂810，內軸桿712連接於末端作用器830而中間軸桿713連接於前臂820，因此各個臂連桿(arm links)可獨立轉動。上述馬達總成708、709、710含有一定子708S、709S、710S，一轉子708R、709R、710R，一波發生器708W、709W、710W，一第一密封片708F、709F、710F及一第二密封片708C、709C、710C，而上述之各個構件實質上相同於參照馬達總成208、209所作之下述各構件，即定子208S、209S，轉子208R、209R，波發生器208W、209W，第一密封片208F、209F及第二密封片208C、209F。內軸桿712可為中空，其係與上面配合軸桿212所描述之實質相同方式，作為密封的通道供電線或任何適當之物品穿進例如機械臂800之一或多個連桿中。

上述之三個馬達總成中，馬達總成708驅動外軸桿711，馬達總成709驅動內軸桿712而馬達總成710驅動中間軸桿713，其操作方式實質上與上面配合圖6所作之說明相同。如上所述，各軸桿之互相及/或殼體840H'之同心性可藉諧和驅動馬達總成708、709、710保持。如上所述，第一及第二塞縫片708F/708C、709F/709C、 710F/710C間之相互作用可控制軸桿及殼體的一部分之間隙以保持鐵磁流體密封件500(例如馬達總成708、709、710可使其驅動軸桿分別實質上同心的定位，以便允許一或多個鐵磁流體密封件500位於軸桿及一或多個軸桿與殼體之間)。又，如上所述，可在驅動軸桿之間或殼體840H'內的任何適當位置設置適當之軸承以利在一或多個軸桿之間及/或殼體部及一或多個軸桿(連同馬達總成708、709、710)之間保持同心性。

上面雖然已對真空機器人及驅動系統之數項特徵說明，但所例示之驅動系統可同樣應用於常壓(大氣壓)機器人。再者，若是驅動系統殼體內部無需常壓環境，則鐵磁流體密封件可由其他適當之密封件等取代。

在此實施例中，鐵磁流體密封件500A可與上面所述相同方式配置於密封片及殼體之一部分之間。密封件500B可配置於外軸桿711及中間軸桿713之間，而另一密封件500C則可與上述密封件500B大致相同方式配置於中間軸桿713及內軸桿712之間。如此，各個馬達總成(諧和驅動器)708、709、710之輸出部可與輸入部密封式的隔開。

在殼體內之至少一部分可依上面所述實質相同方式設置例如編碼器708E、7089E、710E及編碼器變換具708EC、709EC、710EC(可與編碼器208E、209F及變換器實質相同)等適當位置追蹤器(tracking device)。上面所述之編碼器轉換具的配置位置只是一個例子而已， 它們可分別設置於任何適當位置以追縱各對應驅動馬達總成708、709、710的位置。

圖7A及圖7B所示為備有上面實施例的特徵之另一基板運送裝置1700。此運送裝置可用於在氣氛環境內操作，含有機械臂裝置1710及驅動部1720。上述機械臂裝置1710可具有無限Q轉動特徵且可形成適當大小以適應任何臂長之機器人。

圖8A~8C所示之驅動部1720包含一固定於裝設凸緣1810(實質上相同於參照圖5所述之凸緣595)之驅動系統的機殼1840。上述機殼1840亦可含一下支持板1840B用以支持該驅動系統之至少一部分。Z軸驅動器1823可至少部分的裝配於下支持板1840B，使滾珠螺桿1821向凸緣1810伸展而藉任何適當之支持軸承1820支持其非驅動端。上述Z軸驅動器1823可含轉動該滾珠螺桿1821之任何適當驅動馬達總成1823M。舉例而言，該驅動馬達總成1823M可為任何適當型之交流(AC)馬達總成或直流(DC)馬達總成，例如伺服馬達總成、步進馬達總成、AC誘導馬達總成、DC無刷馬達總成、DC無芯馬達總成或任何其他適當之馬達總成。又，上述Z軸驅動器1823亦可含任何適當之制動器1823B使滾珠軸桿1821停止轉動進而停止機手臂1710的Z軸向移動(機械臂1710連結於驅動器1800，容後說明)。另外，Z軸驅動器1823亦可含任何適當之位置‘追蹤器’例如任何適當之編碼器用以藉傳送適當之信號給控制器170(如圖1所示)追蹤機 械臂1310的Z軸位置。應知，雖然在此說明滾珠螺式Z軸驅動器且在圖8A~8C中顯示，但Z軸驅動器可包括流體驅動滑動機、螺線管(solenoid)，磁力驅動滑動機或其他任何適當之線性驅動器等任何適當型驅動系統。

圖8A~8C所示之驅動系統包括可動的裝設在機殼1840中之心軸總成(spindle assembly)1800S使此心軸總成的至少一部通過凸緣沿著X軸自由的移動。此心軸總成1800S包括一諧和式驅動系統1800，而此裝置與配合上面圖5所描述的諧和驅動系統840大致相同。另外在裝配二個以上之驅動軸桿時，該諧和驅動系統1800可為大致類似諧和驅動器840'。上述諧和驅動系統1800可藉任何適當方式固定裝設於心軸支持管1830A內。此支持管又可藉任何適當方式固定連接於Z軸托架(carriage)1830B。圖中雖然心軸支持管1830A及Z軸托架1830A係以分離單元表示，但可形成為單件構造。Z軸托架1830A可含一具備球螺帽1822之突起物1822P用以連接心軸總成1800S至Z軸驅動器1823而使該心軸總成1800S回應藉由Z軸驅動器之球螺桿1821而轉動沿Z軸移動。上述Z軸托架1830亦可含沿Z軸托架1830B的周邊配置之任何適當之突起物1860A、1860B。在此實施例中，該等突起物係大致180°隔離。但在其他實施例中，該等突起物可互相及與突起物1822P間具有任何角度關係。在上述之突起物1860A、1860B可分別設置一或多個導引件(guiding members)1865A、1865B，使其與例如導引軌條 1850A、1850B可滑動的協同合作導引心軸總成1800S在殼體1840內作Z軸移動。導引軌條1850A、1850B可具有任何適當構造且可以任何適當方式裝設於機殼1840內部。在其他實施例中亦可用任何適當之導引具導引心軸總成1800S。

在心軸總成1800S內部可設置任何適當之滑圈1815或其他適當之線通道(wire feedthrough)以利鐵線或其他適當之電纜、管等在實質上不阻礙機械臂1710之無限Q轉動下插通心軸總成1800S進入機械臂1710。

如圖9A、9B、及10所示，機械臂1900可包括具有底座構件1960、下殼體1900L及上殼體1900U的上臂部1901。該機械臂1900亦可含一移動框(travel frame)1910T及一末端作用器1905。底座構件1960係用以緊定於驅動器1800之外驅動軸桿211使該外驅動軸桿211轉動時該底座構件1960亦隨著轉動。又，該底座構件1960可藉機械鎖定具等任何適當方式連接於驅動軸桿211。上述移動框1910T可依任何方式裝設於底座構件1960，使該移動框1910T固定於該底座構件1960。例如，該移動框1910T可包含一或多個導軌1910A、1910B，每一導軌各藉其端部分別以適當方式連接於端板1900E1、1900E2。一或多個導件1930A、930B、1930C、1930D可滑動的連接於各導軌1910A、1910B。各導軌及/或端板1900E1、1900E2可含裝配用托座(bracket)或其他適當之裝配具，以供在不妨礙導件沿其 導軌滑動之下連接移動框1910T於底座構件1960。上及下殼體1900U、1900L可裝設於端板1900E1、1900E2之一或多個底座構件1960上以供連同該等端板，將導軌1910A、1910B，導件1930A~1930D及機械臂伸縮驅動組件(容後說明)容裝(包覆)於其內。上述之上及下殼體1900U、1900L可構成為當裝設於機械臂1900上時，在該上及下殼體之間形成有縫隙(slit)1999以利末端作用器1905及導件1930A~1930D間之連接。舉例而言，一或多個連接件1905C可伸透縫隙1999而將末端作用器1905連結於導件1930A~1930D(容後詳述)，因此沿著導軌1910A、1910B移動之導件會使該末端作用器1905沿著徑向軸R伸縮(參照圖7A)。

再參照圖10，導件1930A~1930D可藉驅動器1800之內部驅動軸桿212依任何方式驅動。例如，將驅動輪1920C裝設於內驅動軸桿212，使內驅動軸桿212轉動時該驅動輪也隨著轉動上述導軌1910A、1910B之一或多個可含位於導軌1910A、1910B各對向端之導輪1920A、1920B。在圖10中雖然只在導軌1910B上顯示導輪1920A、1920B，但該導輪亦可配置於導軌1910A上。在驅動輪1920C及各個導輪1920A、1920B的周面可繞掛例如皮帶、皮條、鐵線等適當傳動構件2010。於該傳動構件2010可連接一或數個導件(在此實施例為導件1930A、1930B及連接構件1905C)，使驅動輪1920C轉動時引起該傳動構件2010在導輪1920A、1920B之間作 線性移動。上述之線性移動引起末端作用器沿著徑向軸R伸縮。

本發明之一實施例為可在上述之縫隙1999裝設任何適當之密封件以阻止任何粒子從該縫隙跑出進入機械臂1990操作之室中。另外，在機械臂1900內可設置真空管或其他空氣循環/或除粒子裝置來去除例如在機械臂1900內之轉輪及傳送機等產生之任何粒子。

末端作用器1905可為任何適當之末端作用器，例如具有主動或被動夾緊功能的邊端夾緊末端作用器或底部夾緊末端作用器。末端作用器1905的一個特徵為含有底部1905B及夾緊部1905G。底部可連結於連接構件1905C之一個或多個(實施例所示為一個連接構件位於底座構件1965B之每一橫側邊1905BS)。連接構件1905C可連接於導引件1930A、1930B使底座構件1905B由移動框(travel frame)1910T穩定的支持。末端作用器1905之夾具部1905G在此實施例中係作為邊端來緊末端作用器，但如上所述，夾具部1905G可具有任何適當構形用以支持及夾緊基板S。即，夾具部可拆卸的裝設於底座構件1905B，亦可與底座構件構成一體。若為了控制主動夾緊功能或操作末端作用器上之基板感應器而希望備有電氣、氣動、真空、光學或其他方式之連線時，可使電線、管線、電纜等穿通心軸總成(spindle assembly)1800S進入可撓性通道1950而連接於末端作用器，此可撓通道1950可彎曲或變形使末端作用器在機械 臂1900內無需裝配可撓性通道下實行伸縮動作。

在上面所述之機械臂1900係具有“單段(single stage)”伸展形式者(例如底座構件及單一滑動構件)，但此機械臂1900可含如圖9C所示之“多段(multistage)”伸展形式者。例如，機械臂可含上臂件1901，而在此臂件上如上面對末端作用器1905所作說明同樣方式，可滑動的裝設一或多個中間臂1903。末端作用器1905則可滑動的裝設於中間臂1903之最末端，例如上述之在上臂1901上裝設末端作用器同樣方式。上述之機械臂1900可含任何適當之傳動裝置，用以通過末端作用器及任何數之中間臂兩者對上臂部1901之伸張引起末端作用器1905之伸張。另外，基板運送裝置1700可備有複數臂件或基板支持器，例如臂件/基板支持器，其可為上下方式疊置而藉由驅動系統之驅動軸桿驅動(作伸縮移動)。又上述之臂件/基板支持器可形成可向同一或相反方向伸張。

現參照圖11A~11C說明本發明運送裝置另一實施例。運送裝置2100除非另有註明，實質上與上述運送裝置1700相同。例如，臂2710與臂1710實質上相同，含有底座構件(base member)(未圖示)、下殼體2900L、上殼體2900U、移動框2910T及末端作用器2905。如上所述，底座構件係連接於驅動系統2720之外驅動軸桿211(圖12A~12C)，使外驅動軸桿轉動時該底座構件亦隨著轉動。上述底座構件可藉機械鎖定具等適當方式連接於驅動軸桿211。上述移動框2910T(包括端板2900E1、 2900E2)可實質上如同移動框1910T藉任何適當方式裝設固定於底座構件上。末端作用器2905包括底部2905B及夾緊部2905G，這些是與上述末端作用器1905之底部1905B及夾緊部1905G大致相同。上述末端作用器2905係通過連接構件2905C連接於移動框之導引件，使該末端作用器可沿徑向軸R伸縮。又，縫隙可包含密封件，用以阻止在機械臂2710之轉輪及傳送機等產生之粒子由該縫隙排出至機械臂2710操作之控制的氣氛中。

在此實施例中，運送裝置2100可構成用以在控制的氣氛(controlled atmosphere)中，使得機械臂2710操作之控制密封環境SE與驅動系統2720的內部氣氛環境(及例如驅動系統所位置之環境)隔離。驅動系統1720亦可包含適當的密封，用以密封控制的氣氛及驅動系統1720的內部之間。例如，該驅動系統2720可與上面所述的驅動系統1720實質上相同，即驅動系統2720含有機殼2840、底部2840B、Z驅動器2823、滾珠螺桿2821、滾珠螺帽2522、滾珠螺桿支持具2820以及含有心軸支持管2830A及Z軸載具2830B的心軸總成(spindle assembly)2800S。此支持管2830A及凸緣2810(此凸緣可與上述凸緣實質相同)之間有一縫隙G以利心軸總成2800S沿Z軸移動。封閉此縫隙G可用任何適當之可撓性密封材2610提供伸縮性使其一端密封的連接於例如凸緣2810而另一端密封的固定於心軸支持管2830A及Z軸載具2830B之一。適當之密封件2600(可與上述密封件500A、500B實質上相 同)亦可，依圖5所述方式設置於驅動軸桿211、212之間及驅動軸桿211及馬達總成殼體804(圖5)之間而在驅動器及殼體840H之間以及外軸桿211及內軸桿212之間形成氣牆，使驅動系統外側之控制環境SE與內側之氣氛環境ATM密封隔離。

供電線、管、電纜等插通而連接至末端作用器之通過內側驅動軸桿212的通道係可用不傷害電線、管、電纜等之下允許機械臂轉動之絕緣連接線590密封(如上配合圖4所述)。

圖13A~13C為顯示本發明另一實施例之運送裝置。此運送裝置包括一驅動部5300D及一臂部5300A。臂部包含一縱向伸展之基座5310及一或多個基板支持具5320、5322。此基板支持具可沿該基座5130長度的至少一部份伸縮方向R移動(參照圖14A及14B)。上述驅動部5300D包括一同軸驅動系統，而此同軸驅動系統含有一同軸驅動軸桿組件5371而此組件5371之每一驅動軸桿均藉任何適當方式分別連接於基座5310及基板支持具5320、5322。

如圖13B及15所示，驅動部5300D包括殼體5370，此殼體與上面圖12C中所述殼體2840實質上相同。在殼體5370中可依上述對圖12C所示實質上相同方式設置同軸心軸總成之至少一部分，而該軸心軸總成包括心軸支持管5530A及Z軸裝載具5530B。此Z軸裝載具可依上面對Z軸驅動系統2823所述同樣方式連接到任何適當之Z軸 驅動系統。Z軸驅動系統可使心軸總成對殼體5370移動，例如使臂裝置5300A沿著同軸驅動軸桿裝置5371之心軸5599(參照圖15)大致平行方向移動。在心軸支持管5530A與凸緣2810之間有一縫隙G以供心軸總成沒著Z軸移動。如圖上述，該縫隙G可藉任何適當之如伸縮軟管等可撓性密封片2610密封，即使密封片的一端密接於凸緣2810而另一端密接於例如心軸支持管5530A及Z軸載具5530B。

在一實施例中，心軸支持管5530係用以容裝一或數個馬達總成供分別轉動同軸驅動軸桿組件5371之對應驅動軸桿。在本實施例中，該同軸驅動軸桿組件包括三個驅動軸桿5511、5512、5513，但亦可包括三個以上或以下之驅動軸桿。第一或上側驅動馬達總成係用以驅動同軸驅動軸桿組件之外驅動軸桿5511且含有一個定子5560M及一個轉子5560R。該定子5560M係依任何適當方式固定於心軸支持管5530A內，而該轉子5560R係裝設於驅動軸桿5511，使該定子引發轉子5560R移動/轉動時，該驅動軸桿5511即隨轉子一起轉動而使該驅動軸桿5511繞著心軸5599轉動。在該定子5560M及轉子5560R之間可設置任何適當之密封構件5560S，例如靜態環境隔離物(如真空等)來密封該定子5560M於心軸支持管5530A內，使該定子5560與心軸支持管5530A內之環境分離或隔離。在上述心軸支持管5530A之內部與該臂裝置5300A操作之環境相連通時該臂裝置即操作，有關此 點容後再說明。第二或中間驅動馬達總成係用以驅動同軸驅動軸桿組件之中間驅動軸桿5513且含有一個定子5561M及一個轉子5561R。該定子5561M係依任何適當方式固定於心軸支持管5530A內，而該轉子5561R係裝設於驅動軸桿5513，使該定子引發轉子5561R移動/轉動時，該驅動軸桿5513即隨轉子一起轉動而使該驅動軸桿5513繞著心軸5599轉動。在該定子5561M及轉子5561R之間可設置任何適當之密封構件5561S，例如靜態環境隔離物(如真空等)來密封該定子5561M於心軸支持管5530A內，使該定子5561與心軸支持管5530A內之環境分離或隔離。(在上述心軸支持管5530A之內部與該臂裝置5300A操作之環境相連通時該臂裝置即操作)，有關此點容後再說明。第三及下側驅動馬達總成係用以驅動同軸驅動軸桿組件之外驅動軸桿5512且含有一個定子5562M及一個轉子5562R。該定子5562M係依任何適當方式固定於心軸支持管5530A內，而該轉子5562R係裝設於驅動軸桿5511，使該定子引發轉子5562R移動/轉動時，該驅動軸桿5512即隨轉子一起轉動而使該驅動軸桿5512繞著心軸5599轉動。在該定子5562M及轉子5562R之間可設置任何適當之密封構件5562S，例如靜態環境隔離物(如真空等)來密封該定子5562M於心軸支持管5530A內，使該定子5562與心軸支持管5530A內之環境分離或隔離。(在上述心軸支持管5530A之內部與該臂裝置5300A操作之環境相連通時該臂裝置即操作)，有 關此點容後再說明。在此應予一提的是，若是於氣氛環境中使用運送裝置5300時，可無需用上密封構件5560S、5561S、5562S，另外應予一提的是，心軸支持管5530A可具單件構造亦可由可疊式分離殼體組件或模件構成(例如單一殼體組件或各馬達總成)，其中該殼體組件可互相接合形成具有任何適當馬達總成數之心軸支持管。

驅動馬達總成軸可以任何適當方式支持於心軸支持管5530A內使分別接連於對應之驅動軸桿5511、5513之轉子5560R、5561R、5562R位置於可與各對應定子5560M、5561M、5562M互相作用。上述驅動軸桿可藉適當軸承支持於心軸支持管5530A內。例如，外側驅動軸桿5511可藉朝向該心軸支持管5530A頂部配置之一或多個適當軸承5550A支持(即同心及軸向的支持)。中間驅動軸桿5513則可藉朝向該心軸支持管5530A中央配置之一或多個適當軸承5550B支持(即同心及軸向的支持)。內側驅動軸桿5512可藉朝向該心軸支持管5530A之底部配置之一或多個適當軸承5550C支持(即同心及軸向的支持)。上述之心軸支持管5530A內的軸承配置位置只是一個例子，即可配置於心軸支持管之其他任何適當位置。軸承亦可配置於在真空環境內操作。使用靜態環境(如真空)隔離物5560S、5561S、5562S來密封時可不需用配置於同軸心軸總成5371及心軸支持管5530A之間以及各驅動軸桿5511、5512、5513之間之動 態環境密封且在驅動部5300D不用動態環境密封時，可讓運送裝置5300在例如高於真空水準之環境且比使用動態環境密封之運送裝置具有更為良好之防漏作用。上面已對三個不同靜態環境隔離物之設置加以說明，但亦可在心軸支持管內設置單一隔離物來密封定子，使其與心軸支持管之環境隔離。

驅動部5300D亦含有任何適當檢測器用以追蹤驅動軸桿5511、5512、5513之轉動。於一實施例中，可在心軸支持管5530A內之至少一部份的適當位置設置任何適當編碼器5540A、5540B供檢測各個驅動軸桿5511、5512、5513的轉動。

現說明圖13A~14B及圖16~19。臂裝置5300A可由驅動部5300D直接驅動。例如外側驅動軸桿5311可依任何適當方式連接於底座5310，使該驅動軸桿5311轉動時底座亦隨著轉動而改變臂裝置5300A之角位(即θ軸旋轉)。上述臂裝置5300A及驅動部5300D可依任何適當方式安排使能提供無限θ軸旋轉。又，第一或上側驅動滑輪5610及第二或下側驅動滑輪5611可至少部分的設置於底座5310內及與驅動軸桿裝置5371同軸。中間軸5513可藉任何適當方式連接於下驅動滑輪5611，使中間驅動軸桿5513轉動時下驅動滑輪5611隨著轉動。下驅動滑輪5611含有一孔供內驅動軸桿5512穿過該下驅動輪5611連接於上驅動輪5610，使該下驅動輪5611的轉動不受內側驅動軸桿5512或上驅動滑輪5610的阻礙。在上面雖然針 對同軸驅動部5300D說明臂裝置5300A，但應知該臂裝置5300A亦可依上面配合圖4~6，8A~8C所述同樣方式用於諧和式驅動部及同軸驅動部。同樣的，配合圖3、7A、7B及9A~11C所述之臂裝置可通過驅動軸桿及臂裝置間之適當連接用於同軸驅動部5300D。

在底座5310的第一端可設置導輪5720、5721而在第一端之對向之第二端可設置導輪5722、5723，設置方式與上述圖10所述者實質相同。又，導輪5720、5723可設置在與下驅動輪5611同一平面內，使得能在該等導輪周圍繞設任何適當之傳動帶5920以使基板支持具5320沿著伸縮軸R伸展及縮回。例如，可將導輪5720、5723設置使伸展於該等導輪間之傳動帶5920的部分大致與伸縮軸R成平行。又，導輪5721、5722可設置在與上驅動輪5610同一平面內，使得能在該等導輪周圍繞設任何適當之傳動帶5921以使基板支持具5322沿著伸縮軸R伸展及縮回。例如，可將導輪5721、5722設置使伸展於該等導輪間之傳動帶5921的部分大致與伸縮軸R成平行。

在操作時每一基板支持具5320、5322可獨立的伸縮，因而使一或多個支持具5320、5322同時藉由各個驅動軸桿5512、5513之轉動伸縮而將基板裝/卸，其間底座5310之驅動軸桿5511保持不動(固定)狀態。臂裝置5300A可例如藉轉動驅動軸桿5511、5512、5513，以軸5599為中心作同向同速之旋轉。

如上所述，臂裝置5300A之底座5310係縱向延伸形 成管狀構造，在其中包覆(設置)有驅動輪5610、5611，導輪5720~5723及傳動帶5920、5921之至少一部份。

如上所述，臂裝置5300A的底座5310係縱向延伸及可形成管狀構造且其內至少包覆驅動輪5610、5611、隋輪5720~5723及傳動器5920、5921的一部分。上述底座5310可包括蓋體(未圖示)或其他構體覆蓋管體防止驅動輪及傳動器產生之粒狀物從底座5310進入臂裝置5300A操作之環境中。底座可包括沿其縱向伸展且適當構造之一或多個軌道或軌條5701T、5702T、5703T，用以導引基板支持器5320、5322之徑向移動。上述軌道可與底座5310形成單件構造同時亦可藉任何適當方式固定於底座5310。

基板支持器5320、5322可以任何適當方式疊置，例如下基板支持器5322可包含具有任何適當形狀及大小之底座5322B及一或數個從底座5322B延伸之基板支持器5323或挾持具。上述之一或多個基板支持器5323可具有支持基板S2之任何適當構形且可連接於底座5322B之端部使其末端由底座5322B懸臂(cantilevered)。上述之底座5323亦可構成能積極挾持基板。下基板支持器5322可包括一或多個導引部件5703R、5704R及一個伸長構件5322E。上述之導引構件5703R、5704R可與底座5322B構成一體，亦可藉任何適當方式固定於基板。上述導引構件係分別連接於軌條5703T、5704T使得導引構件 5703R、5704R可沿著軌條滑動而令基板支持器5322徑向移動。又，上述導引部件及軌條亦可構成使得該基板支持器5322穩定保持於底座5310上，使其對底座5322B不發生傾斜及/或回轉。上述軌條及導引部件可以使用兩者間之摩擦及粒子產生最小的適當材料製作。上述伸長構件5322E可自底座5322B伸出通過連接部件5911使基板支持器5322連接於傳送器5921而由驅動輪5610之轉動引起基板支持器5322沿著伸縮軸R伸縮(伸長及縮回)。

基板支持器5320含有一具有任何適當形狀及大小之底座5320B，及一或數個基板支持器或挾持具5323。此基板支持器5323，與上述基板支持器5322大致相同且可與上述同樣方式連接於底座5320B。為了疊置基板支持器5320、5322，可將基板支持器5320的底座5320B構成伸展或包覆基板支持器5322，使該支持器5322至少部分通過由底座5320B形成的孔。例如，基板支持器5320的底座5320B包括一上構件5320E，基板支持器5323由此構件5320E伸出。在該上構件5320E的第一側固裝有第一隔離片5320A1，對向之第二側固裝有第二隔離片5320A2。上述第一及第二隔離片可以適當距離X互相隔開而跨接(straddle)該下基板支持器5322底座5322B。第一下構件5320B1之第一端係固定於第一隔離片5320A1且朝向底座5310伸展。在該第一下構件5320B1之第二端則裝有導引構件5701R(與上述導引構件5703R、5704R大致相同)供連接於底座5310之對應之軌條5701T(連 接方式與上述有關下基板支持器5322描述者實質上相同)。在第一下構件5320B1之第二端可裝設與伸長構件5322E實質相同之伸長構件5320E，供基板支持器5320通過連接構件5910連接於傳送器5920，使由驅動輪5611之轉動引起基板支持器5320沿著伸縮軸R伸縮。第二下構件5320B2係固定於第二隔離片5320A2且朝向底座5310伸展。在該第二下構件之第二端裝有導引構件5702R(與導引構件5703R、5704R實質上相同)供連接於底座5310之對應之軌條5702T。由圖示可知，上構件5320E、隔離構件5320A1、5320A2及下構件5320B1、5320B2形成一供基板支持器5322之至少一部分以不受阻擾方式通過之孔(aperture)。雖然在上面提到臂裝置5300A之複數基板支持器係向同一方向伸展，但亦可向相反方向伸展。

現說明圖20，所示底座5310亦可包含複數之與基板支持器5320'、5322'共同作用之密封片5380~5383，形成迷宮式密封件(labyrinth seals)防止軌條(軌道)及導引構件產生之粒子進入臂裝置操作之環境中。該等基板支持器及基板支持器可與上面所述之基板支持器5320、5322及底座5310實質上相同。在此實施例中，軌條5701T~5704T係設在底座5310'之兩側而不設在如上面配合圖16及17所述之底座之上(頂)面。基板支持器5322'含有從基板支持器5322'伸展及外包(包覆)底座5310'兩側之連接構件5392、5393。該等連接構件各含 有一個從底座5322'的基部5322B向外方向伸展之第一部分5393D；一個從該第一部分之一端部向基部5322B之對向伸展之第二部分5393H(從第一部分伸展之該第二部分5393H實質上與基部5322B平行且朝向底座5310'伸展)以及一個從該第二部分5393H朝向底座5322B伸展之第三部分5393U。因此由上述之第三部分5309U、第二部分5393H及第一部分5393D共同形成一袋部或凹部5393R。在第三部分5393U的每一個裝設有導引構件5703R、5704R以供通過導引構件5703R、5704R及各對應的軌條5703T、5704T可滑動的連接基板支持器5322'於底座5310'。由圖示可知，上述連接構件5392、5393之至少一個包含有連接於連接構件5911之延伸部5322E'以利連接運送器5921於基板支持器5322'。密封片5381、5382可裝在底座5310'之表面5310T且具有大致"U"字型形狀，且從底座5310'伸展環繞軌條5703T、5704T，導引構件5703R、5704R及第三部分5393U進入對應(特定)的凹部5393R而與連接構件5392、5393共同形成迷宮式密封件。上述連接構件5392、5393及密封片5381、5382之形狀只是一例，其他任何適當形狀均可用。

基板支持器5320'包括從基板支持器5320'伸展及外包底座5310'兩側之連接構件5390、5391，其方式與上面對基板支持器5322'所說明者實質上相同。上述連接構件5390、5391各含有從底座5320'的下構件5320B1、 5320B2向外方向伸展之第一部分5390D；從該第一部分之一端部向各下構件5320B1、5320B2之對向伸展之第二部分5290H以及從該第二部分向對應之下構件5320B1、5320B2伸展之第三部分5390U，從而由該3部分、第二部分及第一部分形成一袋部或凹部5390R。導引構件5701R、5702R係固定於第三部分5390U之對應部分通過導引構件5701R、5702R及對應之軌條5710T、5702T間的介面可滑動的連接基板支持器5320'於底座5310'。上述連接構件5390、5391之至少一個含有一伸展部5320E'，此伸展部連接於連接構件5910以供連接運送器5920於基板支持器5320'。密封片5380、5383可裝置於例如底座5310'的對應表面5310T1、5310T2且具有大致"L"字形狀，同時從該底座5310'環繞軌條5701T、5702T之導引構件5701R、5702R及第三部分5390U伸展進入各對應之凹部5390R而與對應之連接構件5390、5391形成迷宮式密封件。上面所述之連接構件5390、5391及密封片5380、5383只是一個例子而已，其他任何適當構形之連接構件及密封構件均可用。

如圖21所示，於底座5310'可裝設附加密封構件5383~5386以形成迷宮式密封件(labyrinth seals)。例如密封構件5385、5386可從底座5310'伸展且具有伸展至各軌條5703T、5704T之下方及周圍之"L"字狀構形，及具有導引構件5703R、5704R及連接構件5392、5393之至少一部分，使該密封構件5385、5386之自由端沿著且平 行於各第一部分5393D之方向伸展。同樣的，密封構件5384、5387可從底座5310'伸展且具有伸展至各軌條5701T、5702T之下方及周圍之"L"字形構形，及具有導引構件5701R、5702R及連接構件5390、5391之至少一部分，使該密封構件5384、5387之自由端沿著且平行於各第一部分5390D之方向伸展。上述密封構件5384~5387之構形只是一例，其他任何適當構形之密封構件亦可用於與對應之連接構件5390~5393形成迷宮式密封件。

上面雖對基板支持器5320'、5322'之密封構件5380~5383說明，但應知，基板支持器可含配合圖20說明之具有大致相同形狀之其他伸展或突出部且這些伸展或突出部與設置在底座5310上之密封構件共同作用在軌道5701T~5704T及導引構件5701R~5704R周圍形成適當之密封。

依上面揭露之實施例之第一方案，本發明提供一種具有驅動系統之機械臂。該驅動系統含有至少一個諧和馬達總成，在該諧和馬達總成連接有至少一個驅動軸桿及在該驅動軸桿裝有至少一個機械臂，而該機械臂係位置於密封之環境內部。在該驅動系統設置有形成氣氛屏障之至少一個鐵磁流體密封件，於是該至少一個驅動軸桿通過該氣氛屏障進入該密封之環境內，而該至少一個諧和馬達總成係位在該密封之環境外部。

依揭露之實施例的第一特徵，該諧和馬達總成之至少一部分係被構成為該至少一個鐵磁流體密封件之密封 面。

依該實施例的第一特徵，該至少一個諧和馬達總成之至少一輸出部係與該諧和馬達總成之輸入部密封的隔離。

依該實施例的又一特徵為該至少一個諧和馬達總成包括第一諧和馬達總成及第二諧和馬達總成，該馬達總成以線性配置且具有一共同旋轉軸線及含有第一及第二共同驅動軸桿之至少一驅動軸桿。

依該實施例之又一特徵，其第一及第二諧和馬達總成係構成為保持該第一及第二驅動軸桿之同心性，以提供一個供配置該至少一個鐵磁流體密封件之密封面之間隙。

依該實施例之又一特徵，為含有一個與第一及第二驅動軸桿同心的配置之第三驅動軸桿及一個連接於該第三之諧和馬達總成。

上述之特徵中，該至少一個驅動軸桿包括一供電線通過同軸驅動軸桿之饋入通道(feedthrough)。

依該實施例之第一特徵，該機械臂含有一滑動式末端作用裝置。

依該實施例之第一特徵，該驅動軸桿裝置含有一個Z軸驅動馬達總成。

依揭露之實施例的第二特徵，係提供一個備有驅動系統之機器人運送裝置，該驅動系統包括曝露於密封環境之一殼體及至少一個同軸馬達總成。該同軸馬達總成 含有至少二個驅動軸桿，每一個驅動軸桿含有一個定子及一個轉子及至少一個靜態隔離屏障(isolation barrier)，而在該至少二個驅動軸桿上裝有至少一個機械臂，此機械臂位置於該密封環境內，而該至少一個靜態隔離屏障係用以在殼體內將該定子與密封的環境隔離，使該定子位置於該密封環境之外部。

依上述實施例的第二特徵，該至少一個機械臂含有一個滑動式末端作用器。

又，依上述實施例的第二特徵，該至少一個機械臂含有互相疊置設置之至少二個末端作用器及一底座，其中各該末端作用器係分別可滑動的裝設於該底座。

依上述之第二特徵，該機器人運送裝置進一步含有一個Z軸驅動馬達總成。

應知，在本說明書中揭露之實施例可個別或適當組合應用，同時所作之說明係針對代表性實施例，精於此項技術之人可在不背離本發明實施例及申請專利範圍內作多種變更及修改，而這些均屬於本發明之實施例範圍內。

10‧‧‧基板處理裝置

12‧‧‧介面區

13‧‧‧處理區

15‧‧‧工件運送機

16‧‧‧運送室

20‧‧‧運送機器人

100‧‧‧基板處理裝置

105‧‧‧前區

110‧‧‧區域

115‧‧‧盒體

120‧‧‧前端機器人、氣氛機器人

125‧‧‧處理裝置

130‧‧‧真空機械臂

135‧‧‧裝載閘門

140‧‧‧裝載閘門

150‧‧‧運送機

155‧‧‧臂

160‧‧‧軸

165、195、830‧‧‧末端作用器

170‧‧‧控制器

178‧‧‧記憶體

180‧‧‧開閉開口

185‧‧‧開閉開口

195‧‧‧末端作用器

208、209‧‧‧(驅動)馬達總成

208B‧‧‧軸承

208C、209C‧‧‧(第二)塞縫片、(第二)密封片

208CS‧‧‧配置面、輸出部

208E、209E‧‧‧編碼器

208EC、209EC‧‧‧編碼變換裝置

208F、209F‧‧‧(第一)塞縫片、(第一)密封片

208FR‧‧‧剛硬部

208FF‧‧‧可撓性部

208R‧‧‧轉子

208S‧‧‧定子

208W‧‧‧波發生器

208WB‧‧‧球軸承

209C‧‧‧第二密封片

209S‧‧‧定子

209R‧‧‧轉子

209W‧‧‧波發生器

210A‧‧‧箭號

210‧‧‧(Z軸)馬達總成

211‧‧‧(外)驅動軸桿、驅動軸桿、軸桿

212‧‧‧(內)驅動軸桿、驅動軸桿、軸桿

500‧‧‧鐵磁流體密封件、密封件

500A‧‧‧(第一)鐵磁流體密封件、密封件

500B‧‧‧(第二)鐵磁流體密封件、密封件

500C‧‧‧密封件

590‧‧‧絕緣連接線

595‧‧‧環境凸緣

650‧‧‧電線穿通道

670‧‧‧伸縮軟管

708、709、710‧‧‧馬達總成

708C、709C、710C‧‧‧(第二)塞縫片、(第二)密封片

708E、7089E、710E‧‧‧編碼器

708EC、709EC、710EC‧‧‧編碼器變換具

708F/708C、709F/709C、710F/710C‧‧‧(第一)塞縫片、(第一)密封片

708R、709R、710R‧‧‧轉子

708S、709S、710S‧‧‧定子

708W、709W、710W‧‧‧波發生器

711‧‧‧(外)軸桿

712‧‧‧(內)軸桿

713‧‧‧中間軸桿

800‧‧‧運送機、機械臂

810‧‧‧上臂

820‧‧‧前臂

830‧‧‧末端作用器

840、840'‧‧‧驅動部、驅動系統

840H‧‧‧殼體

1310‧‧‧機械臂

1700‧‧‧基板運送裝置

1710‧‧‧機械臂(裝置)

1720‧‧‧驅動部

1800‧‧‧驅動器、驅動系統

1800S‧‧‧心軸總成

1810‧‧‧凸緣

1815‧‧‧滑圈

1820‧‧‧支持軸承

1821‧‧‧滾珠螺桿

1822‧‧‧球螺帽

1822P‧‧‧突起物

1823‧‧‧Z軸驅動器

1823B‧‧‧制動器

1823M‧‧‧馬達總成

1823‧‧‧Z軸驅動器

1830A‧‧‧心軸支持管

1830B‧‧‧Z軸托架

1840‧‧‧機殼

1840B‧‧‧(下)支持板

1860A、1860B‧‧‧突起物

1850A、1850B‧‧‧導引軌條

1865A、1865B‧‧‧導引件

1900‧‧‧機械臂

1900E1、1900E2‧‧‧端板

1900L‧‧‧下殼體

1900U‧‧‧上殼體

1901‧‧‧上臂部

1905‧‧‧末端作用器

1905B‧‧‧底部

1905G‧‧‧夾緊部

1910A、1910B‧‧‧導軌

1910T‧‧‧移動框

1930A、930B、1930C、1930D‧‧‧導件

1960‧‧‧基部

2100‧‧‧運送裝置

2600‧‧‧密封件

2610‧‧‧密封材

2710‧‧‧機械臂、臂

2720‧‧‧驅動系統

2800S‧‧‧心軸總成

2810‧‧‧凸緣

2840‧‧‧機殼

2840B‧‧‧底部

2823‧‧‧Z驅動器

2821‧‧‧滾珠螺桿

2522‧‧‧滾珠螺帽

2820‧‧‧滾珠螺桿支持具

2830A‧‧‧心軸支持管

2830B‧‧‧Z軸載具

2900E1、2900E2‧‧‧端板

2900L‧‧‧下殼體

2900U‧‧‧上殼體

2905‧‧‧末端作用器

2905B‧‧‧底部

2905C‧‧‧連接構件

2905G‧‧‧夾緊部

2910T‧‧‧移動框

5300‧‧‧運送裝置

5300D‧‧‧驅動部

5370‧‧‧殼體

5530A‧‧‧心軸支持管

5530B‧‧‧Z軸裝載具

5300A‧‧‧臂裝置

5371‧‧‧驅動軸桿裝置

5599‧‧‧心軸

5530‧‧‧心軸支持管

5511、5512、5513‧‧‧驅動軸桿

5560M‧‧‧定子

5560R‧‧‧轉子

5560S、5561S、5562S‧‧‧密封構件

5380~5384‧‧‧密封構件

5310'‧‧‧底座

5390、5391‧‧‧連接構件

5701T、5702T‧‧‧軌條

5703T、5704T‧‧‧軌條

5703R、5704R‧‧‧導引構件

5390R‧‧‧凹部

圖1為具有本發明之一特徵之基板處理裝置之一部分的示意圖；圖2為具有本發明之一特徵之基板處理裝置之一部分的另一示意圖； 圖3為本發明之基板運送裝置的示意圖；圖4為圖3中所示驅動系統的示意圖；圖5為本發明之驅動系統的一例之示意圖；圖6為本發明之驅動系統的另一例之示意圖；圖7A及7B為本發明之基板運送裝置的示意圖；圖8A~8C為本發明之驅動系統之示意圖；圖9A及9B為圖7A及圖7B所示基板運送裝置的部分示意圖；圖9C為本發明之基板運送裝置之示意圖；圖10為圖7A及圖7B所示基板運送裝置的部分示意圖圖11A~11C為本發明之基板運送裝置之示意圖；圖12A~12C為本發明驅動系統之示意圖；圖13A~13C為本發明運送裝置之示意圖；圖14A及14B為圖13~13C所示運送裝置的示意圖，顯示在伸縮位置之狀態；圖15為本發明實施例之運送裝置驅動部的部分示意圖；圖16為圖13A~13C所示運送裝置的部分示意圖；圖17為圖13A~13C所示運送裝置的部分示意圖；圖18為圖13A~13C所示運送裝置的部分示意圖；圖19為圖13A~13C所示運送裝置的部分示意圖；圖20為圖13A~13C所示運送裝置的部分示意圖；圖21為圖13A~13C所示運送裝置的部分示意圖。

105‧‧‧前區

110‧‧‧區域

115‧‧‧盒體

125‧‧‧支持匣

120‧‧‧前端機器人

130‧‧‧真空機械臂

135、140‧‧‧裝載閘門

150‧‧‧驅動部

155‧‧‧臂

160‧‧‧軸

162‧‧‧對準器

165‧‧‧末端作用器

170‧‧‧控制器

173‧‧‧處理器

175‧‧‧中央室

178‧‧‧記憶體

180、185‧‧‧開閉開口

S‧‧‧基板

195‧‧‧末端作用器

Claims (25)

1. 一種機器人運送裝置，包括：驅動系統，包含至少一個諧和馬達總成；至少一個驅動軸桿，連接於至少一個該諧和馬達總成；至少一個機械臂，裝設於至少一個該驅動軸桿，而該機械臂係位於密封的環境內部；至少一個氣氛隔離密封件，設置於該驅動系統之輸出表面，使得該氣氛隔離密封件取決於該輸出表面而形成氣氛屏障，使得至少一個該驅動軸桿延伸通過該氣氛屏障而進入密封的該環境內部，而至少一個該諧和馬達總成則位在該密封的環境外部。
2. 如請求項1之機器人運送裝置，其中至少一個該諧和馬達總成之一部分被建構成至少一個該氣氛隔離密封件之配置面。
3. 如請求項1之機器人運送裝置，其中該氣氛隔離密封件為鐵磁流體密封件。
4. 如請求項1之機器人運送裝置，其中至少一個該諧和馬達總成之輸出部以密封方式與該諧和馬達總成之輸入部相隔離。
5. 如請求項1之機器人運送裝置，其中至少一個該諧和馬達總成包括第一諧和馬達總成及第二諧和馬達總成，該馬達總成以線性配置且具有一共同旋轉軸線，且至少一個該驅動軸桿包含同軸的第一及第二驅動軸桿。
6. 如請求項5之機器人運送裝置，其中該第一及第二諧和馬達總成被構成保持該第一及第二驅動軸桿之同心性，以提供間隙，其中配置著至少一個鐵磁流體密封件。
7. 如請求項5之機器人運送裝置，進一步包括第三驅動軸桿，與該第一及第二驅動軸桿同心地配置，及第三諧和馬達總成，連接於該第三驅動軸桿。
8. 如請求項1之機器人運送裝置，其中至少一個該驅動軸桿包括饋入通道，供電線穿通至少一個該驅動軸桿。
9. 如請求項1之機器人運送裝置，其中該機械臂包含滑動式末端作用器。
10. 如請求項1之機器人運送裝置，其中該驅動系統包括Z軸驅動馬達。
11. 一種機器人運送裝置，包括：驅動系統，包含至少一個同軸馬達總成，包含同軸驅動心軸，設有至少二個驅動軸桿；及至少一個線性滑動式運送臂，裝設於該同軸驅動心軸，其中該同軸馬達總成通過該同軸驅動心軸並被建構成實質上直接地驅動至少二個該驅動軸桿以直接驅動至少一個該線性滑動式運送臂的運動。
12. 如請求項11之機器人運送裝置，其中至少一個該線性滑動式運送臂包括一滑動式末端作用器。
13. 如請求項11之機器人運送裝置，其中至少一個該線性滑動式運送臂包含至少二個末端作用器，上下疊置，及一底座，其中該末端作用器之每一者獨立於其它該末端 作用器、可滑動地裝設於該底座。
14. 如請求項11之機器人運送裝置，其中該線性滑動式運送臂另包含Z軸驅動馬達。
15. 如請求項11之機器人運送裝置，其中該驅動系統包括：一殼體，對密封環境開放、一定子及一轉子，針對每一驅動軸桿而設，及至少一靜態隔離屏障，其中該定子、轉子及靜態隔離屏障係設在該殼體內，而至少一該靜態隔離屏障建構成在該殼體內使該定子與該密封環境隔離，使得該定子位於該密封環境之外部而該殼體之內部對密封環境維持開放。
16. 如請求項11之機器人運送裝置，其中該驅動系統係一同軸諧和驅動系統。
17. 如請求項16之機器人運送裝置，其中該同軸諧和驅動之輸出部形成氣氛隔離密封件之配置面，其中該氣氛隔離密封件密封該諧和驅動系統之輸入部，使其與其中有至少一個該線性滑動式運送臂操作之環境隔離。
18. 一種基板處理裝置，包括：一框架；一基板運送裝置，連接於該框架，而該基板運送裝置包括包含一同軸驅動系統，包含至少二個驅動軸桿；及一運送臂，連接於該驅動系統，該運送臂包含一底座構件及至少一個基板支持器，可滑動地裝設於該底座構件，使得至少一個該基板支持器可相對於該底座構件進行線性滑動，其中該運送臂及該驅動系統之連接是實質上直 接連接，使得該運送臂可執行轉動及伸展。
19. 如請求項18之基板處理裝置，其中該驅動系統係同軸驅動系統。
20. 如請求項19之基板處理裝置，其中該同軸驅動系統係諧和驅動系統。
21. 如請求項20之基板處理裝置，其中該同軸驅動系統之一輸出部形成氣氛隔離密封件之配置面，其中該氣氛隔離密封件密封該諧和驅動系統之輸入部，使其與其中有該運送臂操作之環境隔離。
22. 如請求項18之基板處理裝置，其中該驅動系統包括同軸驅動軸桿，其中該同軸驅動軸桿之一者實質上直接地連接於底座構件，使該底座構件繞著驅動旋轉軸線轉動，而該同軸驅動軸桿之其他者則實質上直接地連接於至少一個該基板支持器之個別者，使至少一個該基板支持器之個別者可獨立於至少一個該基板支持器之其它者而執行滑動運動。
23. 如請求項18之基板處理裝置，其中至少一個該基板支持器包括一支持器，可滑動地連接於該底座構件，而該支持器被建構成迷宮式密封件的至少一部分。
24. 如請求項23之基板處理裝置，進一步包括：屏蔽構件，連接於該底座構件，該屏蔽構件被建構成與該支持器界接該迷宮式密封件的至少一部分。
25. 如請求項18之基板處理裝置，其中該至少一個基板支持器係由疊置方式設置之至少二個基板支持器所構成。