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KR20100056468A - 챔버 벽들에 일체화된 모터들을 갖는 기판 처리 장치 - Google Patents

챔버 벽들에 일체화된 모터들을 갖는 기판 처리 장치 Download PDF

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KR20100056468A
KR20100056468A KR1020107003353A KR20107003353A KR20100056468A KR 20100056468 A KR20100056468 A KR 20100056468A KR 1020107003353 A KR1020107003353 A KR 1020107003353A KR 20107003353 A KR20107003353 A KR 20107003353A KR 20100056468 A KR20100056468 A KR 20100056468A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chamber
rotors
rotor
transfer
stator module
Prior art date
Application number
KR1020107003353A
Other languages
English (en)
Inventor
알렉산더 쿠르피셰브
크리스토퍼 호프메이스터
Original Assignee
브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 filed Critical 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
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Abstract

기판 이송 장치는, 단절된 분위기를 유지할 수 있는 기판 이송 챔버를 한정하는 내부 표면을 갖는 외주 벽; 상기 외주 벽의 상기 내부 표면과 인접한 외부 표면 사이에, 상기 외주 벽 내에 배치된 적어도 하나의 고정자 모듈, 및 상기 이송 챔버 내에서 실질적으로 접촉하지 않고 부양되는 적어도 하나의 회전자를 갖는 적어도 하나의 실질적으로 링 모양의 모터로서, 상기 링 모양의 모터에 의해 둘러싸인 상기 외주 벽의 표면은 소정의 장치가 상기 외주 벽의 표면에 부착되도록 구성되는 링 모양의 모터; 및 상기 적어도 하나의 회전자에 연결되고 적어도 하나의 기판을 보유하도록 구성된 적어도 하나의 엔드 이펙터(end effector)를 가지는 적어도 하나의 기판 이송 암;을 포함한다.

Description

챔버 벽들에 일체화된 모터들을 갖는 기판 처리 장치{Substrate processing apparatus with motors integral to chamber walls}
예시적인 실시예들은 일반적으로 기판 이송 시스템들에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 기판 이송 로봇들에 관한 것이다.
<관련 출원(들)의 상호 참조>
본 출원은 2007년 5월 18일에 출원된 미국 가특허출원 제60/938,913호의 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
종래 기판 처리 장치는 격리된 분위기(예컨대, 진공 또는 비활성 가스)를 갖는 챔버들을 갖는 하나 이상의 섹션들(sections)을 포함할 수 있다. 또한, 종래 처리 장치는 처리 장치의 다양한 스테이션들 사이에서 기판들을 이송하기 위해 상기 격리된 분위기의 챔버들 내에 배치되는 기판 이송 시스템을 포함할 수 있다. 종래 이송 시스템은 하나 이상의 암들(arms) 및 상기 암들에 동력을 제공하는 모터들을 갖는 구동부(drive section)를 포함할 수 있다. 상기 모터들 또는 이들의 일부들은 상기 격리된 분위기 내에 배치될 수 있으며, 상기 종래 구동부는 상기 암들에 동력을 제공하는 샤프트들(shafts)을 지지하는 종래 베어링들을 포함할 수 있다. 상기 종래 베어링들은, 예컨대, 진공에서 가스를 새게 할 수 있는 윤활유의 사용 및 베어링 콘택으로 인하여, 상기 격리된 분위기 안으로 원하지 않는 오염원들이 주입되는 문제를 야기할 수 있다. 또한, 종래 구동부들은 상기 격리된 분위기 또는 진공 챔버들의 벽들 외부에 배치되며, 상기 챔버들과 연결된 상기 구동부의 격리된 부분은 상기 챔버들 안쪽의 상기 암들과의 연결을 달성한다. 따라서 종래 장치에서, 상기 구동부는 상기 격리된 분위기 또는 진공 챔버에 추가적인 부피를 차지할 수 있으며, 그에 따라, 상기 챔버의 상기 격리된 분위기 또는 진공을 펌핑하는데 걸리는 시간의 증가를 초래할 수 있다. 또한, 종래 이송 시스템의 상기 암부(arm section)들은 상기 처리 장치 전체에 걸쳐 이송을 담당하기 위해 중앙에 위치될 수 있다. 따라서 종래 시스템들에서 상기 구동부는 상기 격리된 분위기 또는 진공 챔버들의 바닥 아래에서 중앙에 배치될 수 있으며, 따라서 상기 격리된 분위기의 챔버들의 바닥에 다른 시스템들이 연결되기 위한 접근을 제한 또는 한정할 수 있다. 본 명세서에 개시되는 예시적인 실시예들은 상기 종래 시스템의 문제점들을 극복하며, 아래에서 더욱 자세히 설명될 것이다.
일 예시적인 실시예에 있어서, 기판 이송 장치가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는, 단절된 분위기를 유지할 수 있는 기판 이송 챔버를 한정하는 내부 표면을 갖는 외주 벽(peripheral wall); 상기 외주 벽의 상기 내부 표면과 인접한 외부 표면 사이에, 상기 외주 벽 내에 배치된 적어도 하나의 고정자 모듈, 및 상기 이송 챔버 내에서 실질적으로 접촉하지 않고 부양되는(suspended) 적어도 하나의 회전자를 갖는 적어도 하나의 실질적으로 링 모양의 모터(ring shaped motor)로서, 상기 링 모양의 모터에 의해 둘러싸인 상기 외주 벽의 표면은 소정의 장치가 상기 외주 벽의 표면에 부착되도록 구성되는 링 모양의 모터; 및 상기 적어도 하나의 회전자에 연결되고 적어도 하나의 기판을 보유하도록 구성된 적어도 하나의 엔드 이펙터(end effector)를 가지는 적어도 하나의 기판 이송 암;을 포함한다.
다른 예시적인 실시예에 있어서, 기판 이송 장치가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는, 챔버를 형성하는 프레임(frame); 상기 챔버의 외주 벽 안으로 적어도 부분적으로 내장되는 다수의 고정자 모듈 세트들로서, 각각의 고정자 모듈 세트는 각각의 모터의 일부분을 형성하며, 상기 다수의 고정자 모듈 세트들의 각각은 상기 다수의 고정자 모듈 세트들 중 나머지 다른 고정자 모듈 세트들로부터 방사상으로 이격되는, 다수의 고정자 모듈 세트들; 각각이 실질적으로 접촉 없이 상기 고정자 모듈 세트들의 각각에 의해 지지되는 다수의 회전자들; 및 상기 다수의 회전자들의 각각에 연결되고, 각각이 기판을 지지하도록 구성되는 적어도 하나의 엔드 이펙터;를 포함하며, 상기 고정자 모듈 세트들의 각각 및 각각의 회전자는 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터의 각각의 연장 및 후퇴에 작용하도록 구성된다.
또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 기판 이송 장치가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는, 소정의 분위기를 유지할 수 있는 적어도 하나의 단절 가능한 챔버(isolatable chamber)를 갖는 프레임; 및 상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 적어도 하나의 기판을 이송하도록 구성되는 기판 이송기(substrate transport); 를 포함하며, 상기 기판 이송기는, 상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버의 외주 벽 안에 분리가능하게 내장되는 적어도 2개의 네스트 고정자 모듈들(nested stator modules); 상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버 내에 배치되는 적어도 2개의 회전자들로서, 상기 적어도 2개의 회전자들의 각각은 실질적으로 접촉 없이 상기 적어도 하나의 고정자의 각각에 의해 지지되어 적어도 2개의 네스트 모터들을 형성하며, 상기 적어도 2개의 네스트 모터들 중 하나는 상기 적어도 2개의 네스트 모터들 중 다른 하나에 의해 둘러싸이는, 적어도 2개의 회전자들; 및 상기 적어도 2개의 회전자들에 결합되고 기판들을 지지하기 위한 적어도 하나의 엔드 이펙터를 갖는 적어도 하나의 이송 암; 을 포함하며, 상기 적어도 2개의 네스트 모터들은 상기 적어도 하나의 이송 암에 적어도 2자유도 운동을 제공한다.
또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 기판 이송 장치는, 기판 이송 챔버를 형성하는 프레임; 상기 기판 이송 챔버의 외주 벽 상에 원주 상에 분포되는 고정자 모듈들의 세트를 포함하는 적어도 하나의 모터로서, 상기 고정자 모듈들의 각각은 상기 외주 벽에 독립적으로 장착가능하고, 상기 적어도 하나의 모터는 상기 고정자 모듈들의 각각과 작동하는 적어도 하나의 공통 링 회전자(common ring rotor)를 더 포함하는, 적어도 하나의 모터; 및 상기 적어도 하나의 공통 링 회전자에 연결되고 각각이 기판을 지지하도록 구성되는 적어도 하나의 엔드 이펙터;를 포함하며, 상기 고정자 모듈들의 세트 및 상기 적어도 하나의 공통 링 회전자는 적어도 1자유도로 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터의 모터 운동에 작용하도록 구성된다.
개시되는 실시예들의 전술한 측면들 및 다른 특징들은 첨부한 도면과 함께 후술하는 설명에서 설명된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따라서 기판 처리 장치의 개념적인 평면도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 챔버부의 개념적인 상부 사시도, 측단면도 및 개념적인 하부 사시도를 각각 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 장치의 개념적인 사시도, 개념적인 부분 사시도 및 측단면도를 각각 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 장치의 개념적인 사시도, 개념적인 부분 사시도 및 측단면도를 각각 도시한다.
도 5는 예시적인 실시예에 따라서 구동부의 개념적인 사시도를 도시한다.
도 6은 도 5의 구동부의 고정자 세그먼트(stator segment) 및 회전자들의 부분 사시도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 챔버부의 개념적인 상부 사시도, 측단면도 및 개념적인 하부 사시도를 각각 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 장치의 개념적인 사시도, 개념적인 부분 사시도 및 측단면도를 각각 도시한다.
도 9는 도 8a의 이송 장치의 대표적인 회전자의 단면을 도시한다.
도 10은 예시적인 실시예에 따라서 모터의 일부분을 도시한다.
도 11은 예시적인 실시예에 따라서 도 9에 일부가 도시된 이송 장치를 도시한다.
도 12a 내지 도 12c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 장치의 개념적인 상부 사시도, 측단면도 및 하부 사시도를 각각 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 예시적인 실시예에 따라서 이송 장치의 개념적인 사시도, 개념적인 부분 사시도 및 측단면도를 각각 도시한다.
도 14는 예시적인 실시예에 따라서 구동부의 개념적인 사시도를 도시한다.
도 15는 다른 예시적인 실시예들에 따라서 기판 처리 툴(substrate processing tool) 및 이에 연결된 캐리어들(carriers)의 개념적인 평면도이다.
도 16은 다른 예시적인 실시예들에 따라서 기판 처리 툴(substrate processing tool) 및 이에 연결된 캐리어들(carriers)의 개념적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 특징들을 포함하는 기판 처리 장치(10)의 개념적인 평면도가 도시된다. 예시적인 실시예들은 도면들에 도시된 실시예들을 참조로 설명될 것이지만, 상기 예시적인 실시예들은 많은 대안적인 형태들로 구체화될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 임의의 적절한 크기, 모양 또는 타입의 요소들 또는 물질들이 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 처리 장치(10)는 대표적인 구성을 가지며, 대안적인 실시예들에 있어서 상기 장치는 임의의 다른 원하는 구성을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 처리 장치는 오로지 예시적인 목적으로 클러스터 툴(cluster tool)로서 도시된다. 상기 예시적인 실시예들은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 선형 처리 시스템들(linear processing systems)을 포함하는 이송 장치를 갖는 임의의 다른 적절한 타입의 기판 처리 시스템에도 동등하게 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 상기 예시적인 실시예들이 포함될 수 있는 적절한 처리 시스템들은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 2006년 5월 26일에 출원된 "Linearly distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool"이란 제목의 미국 특허 출원 제11/442,511호를 포함하며, 이의 모든 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
도 1에 도시된 예시적인 처리 장치(10)는 일반적으로 인터페이스 섹션(interface section)(12)을 가질 수 있으며, 인터페이스 섹션(12)은 예컨대 프론트 엔드 모듈(front end module)로도 지칭될 수 있다(이해할 수 있다시피, 본 설명에 사용되는 기준 프레임(reference frame)은 예시적이며, 대안적인 실시예들에 있어서 임의의 원하는 기준 프레임이 사용될 수 있으며, 예컨대, 상기 인터페이스 섹션은 상기 장치의 후방 또는 측면들에 배치될 수 있다). 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 장치(10)는 인터페이스 섹션(12)에 연결된 처리 섹션(14)을 포함할 수 있다. 예시적인 목적으로, 인터페이스 섹션(12)은 기판들 또는 다른 원하는 워크피스들이 장치(10)에 로딩되고 언로딩될 수 있도록 배열될 수 있다(예컨대, 하나 이상의 로드 포트들(load ports)(12L) 및 적절한 이송 시스템(12T)을 가질 수 있으며, 또한 적절하게 환경적으로 제어되는 모듈(12M) 내에 배치될 수 있다). 인터페이스 섹션(12)의 이송 시스템(12T)은 모듈(12M)의 적절하게 제어되는 환경 내에서, 예컨대, 상기 인터페이스 섹션의 로딩 스테이션들(loading stations)의 카세트들(cassettes)과 처리 섹션(14) 사이에 기판들을 이송할 수 있다.
본 예시적인 실시예에 있어서, 처리 섹션(14)은 일반적으로 다수의 이송 챔버들(14T1, 14T2)(예시적인 목적으로 도 1에는 2개의 이송 챔버들이 도시되지만, 대안적인 실시예들에 있어서는 2개 이상 또는 이하의 챔버들이 존재할 수 있다), 및 이송 챔버들(14T1, 14T2)에 전달가능하게 연결되는 다수의 처리 모듈들(14M)을 가질 수 있다. 처리 모듈들(14M)은 상기 기판들에 임의의 원하는 공정들, 예컨대, 진공을 사용하는 박막 공정들, 예컨대, 플라즈마 식각 또는 다른 식각 공정들, 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 기상 증착(PVD), 이온 주입과 같은 임플란테이션(implantation), 계측(metrology), 급속 열 공정(RTP), 건식 스트립 원자층 증착(dry strip atomic layer deposition(ALD), 산화/확산, 질화물 형성, 진공 리소그래피, 에피텍시(EPI), 와이어 본딩 및 기화(evaporation) 또는 진공 압력들을 사용하는 다른 박막 공정들 또는 임의의 다른 원하는 공정들을 수행하도록 구성될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 외부 분위기로부터 단절될 수 있는 단절가능한 분위기를 유지하도록 배열될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 진공 분위기를 유지할 수 있다(반면에, 대안적인 실시예들에 있어서 상기 이송 챔버는 비활성 가스(N2, Ar 등)와 같은 임의의 다른 원하는 단절된 분위기를 유지할 수 있다). 따라서, 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 적절한 진공 펌핑 시스템 및 배기 시스템을 포함할 수 있으며, 아래에서 더욱 자세히 설명될 것이다. 양보(compromise) 없이 상기 단절된 분위기를 유지하기 위해서, 처리 섹션(14)의 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)는 로드락(들)(16)을 통해 인터페이스 섹션(12)과 연결될 수 있다. 이해할 수 있다시피, 처리 모듈(들)(14M)은 적절한 슬롯 밸브들(slot valves)에 의해 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)로부터 단절될 수 있다.
도시된 예시적인 실시예에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 서로 단절될 수 있다. 예를 들면, 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 상기 장치의 프론트(front) 또는 인터페이스 섹션(12)에 대해 일렬로 배열될 수 있으며, 중간 로드락들(intermediate loadlocks)(14LL)은 도 1에 도시된 바와 같이 이송 챔버들(14T1, 14T2) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 상이한 단절된 분위기들, 예컨대 상이한 레벨의 진공을 유지할 수 있으며, 따라서, 각각의 이송 챔버들(14T1, 14T2)에 연결된 처리 모듈들(14M)은 상이한 기본 압력들을 갖는 각각의 공정들을 수행할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2)은 상이한 분위기들을 가지지 않을 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 이송 챔버들(14T1, 14T2) 사이의 중간 챔버들(14LL)은 기판 버퍼들(buffers), 얼라이너들(aligners) 또는 계측 섹션들(metrology sections)과 같이 구성될 수도 있다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 각각의 이송 챔버(14T1, 14T2)는 내부에 각각 장착되는 이송 장치(20, 20)를 가질 수 있다. 이해할 수 있다시피, 챔버(14T1)에 배치된 이송 장치(20)는 이송 챔버(14T1)에 연결된 로드락들(16)과 처리 모듈들(14M) 또는 중간 로드락들(14LL) 사이에서 기판들을 이송할 수 있으며, 이송 장치(22)는 이송 챔버(14T2)에 연결된 중간 로드락들(14LL)과 처리 모듈들 사이에서 기판들을 이송할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 처리 섹션의 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)는 더 많거나 더 적은 개수의 이송 장치를 가질 수 있다. 기판 처리 장치(10) 및 이의 서브섹션들(subsections)(예컨대, 인터페이스 섹션(12), 처리 섹션(14), 이송 장치(20, 22))은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 200 mm, 300 mm, 450 mm 또는 (예컨대, 반도체 제조에 사용될 수 있는) 임의의 다른 원하는 직경의 기판을 포함하는 임의의 원하는 기판, 레티클(reticle) 또는 펠리클(pellicle), 및 (예컨대, 평판 디스플레이 제조에 사용될 수 있는) 평판들(flat panels)을 처리하도록 적절하게 구성될 수 있다.
이제, 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 이송 챔버부(14T)의 개념적인 상부 및 하부 사시도 및 측단면도가 도시된다(도 2a에서 폐쇄(closure) 요소들이 생략되어 챔버 내부의 세부 사항들이 도시된다). 앞에서 설명한 바와 같이, 이송 챔버(14T1, 14T2) 섹션은 이송 시스템, 본 예시적인 실시예에서는 장치(20, 22)를 포함하여, 이송 챔버들(14T1, 14T2)을 통해서 로드락들(16)(도 1을 참조) 및 처리 섹션(14)의 처리 모듈들(14M)로 그리고 이로부터 기판들을 이송할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 장치(20, 22)는 다수의 독립적인 회전축들을 가지며 회전 구동기들(rotary drives)에 의해 동력을 받는 일반적으로 관절이 있거나(articulated) 이동가능하게 접합되는(movably jointed) 암들이며, 이송 장치의 엔드 이펙터들(end effectors)의 원하는 반경(R) 및 회전(T) 운동(예컨대, 도 2a에 화살표(R, T)에 의해 각각 표시됨)을 생성하며, 이에 대해서는 아래에서 더욱 자세히 설명될 것이다. 회전 구동기들은, 설명을 위한 목적으로서 코일들을 갖는 링 모터들로 지칭될 수 있는 것을 가지며, 상기 코일들은 각각의 이송 챔버들(14T1, 14T2)을 한정하는 벽들 내에 통합될 수 있으며, 그에 따라 상기 코일들을 챔버 분위기로부터 단절시킬 수 있으며, 이에 대해서도 아래에서 추가로 설명될 것이다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 구동부 모터들의 배열은 상기 이송 챔버의 하부 표면에 아무 것도 없거나 또는 진공 펌핑 시스템(100)(도 2b, 2c 참조) 또는 다른 원하는 시스템들을 장착하거나 이의 인터페이스를 위해 접근 가능하도록 할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 암들 및 상기 이송 장치 암들의 구동기는 상기 챔버 분위기 내에 입자들이 생성될 가능성을 제거하거나 실질적으로 감소시키는 셀프 베어링 모터들(self bearing motors)을 이용하여 자기적으로(magnetically) 부양(levitate)되고 센터링(centering)될 수 있다.
계속하여 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 예시적인 실시예에 있어서, 각각의 이송 챔버들(14T1, 14T2) 내의 이송 장치(20, 22)는 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 이송 장치는 설명을 위한 목적으로 쌍-대칭(bi-symmetric) 암 배열로 지칭될 수 있는 것을 가질 수 있으며, 이송 장치(22)는 대칭 암 배열을 가질 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 기판 이송 장치는 임의의 다른 원하는 배열, 예컨대 스카라(scara) 배열을 가질 수 있다. 다른 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 이송 챔버들 내의 상기 이송 장치는 유사할 수 있다. 이송 암들의 적절한 예들은 2008년 5월 8일에 출원된 "Substrate Transport Apparatus"이란 제목의 미국 특허 출원 제12/117,355호에서 찾을 수 있으며, 이의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 이송 장치(20)의 개념적인 사시도 및 부분 사시도가 각각 도시된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 장치(20)는, 예컨대, 2개의 암 어셈블리들(arm assemblies)(24, 26)을 갖는 쌍-대칭 암 배열을 가질 수 있다(그러나, 대안적인 실시예들에 있어서, 더 많거나 더 적은 개수의 암 어셈블리들이 존재할 수 있다). 암 어셈블리들(24, 26)은 서로 실질적으로 유사할 수 있으며, 본 예시적인 실시예에 있어서, 도 3a에 가장 잘 도시된 바와 같이 일반적으로 서로 대향하도록 배열됨으로써, 상기 암들이 실질적으로 반대 방향으로 연장되고 후퇴될 수 있다. 암(24)은 (상부에 원하는 개수의 기판들을 보유할 수 있는) 하나(또는 그 이상)의 엔드 이펙터들(24E) 및 상기 엔드 이펙터들(24E)이 이동 가능하게 장착되는 한 쌍의 암 링크들(30R, 30L)을 가질 수 있다(암 어셈블리(26)는 유사하며, 따라서 상기 암 어셈블리들은 여기에 설명되는 것을 제외하고 예시적인 목적으로 암 어셈블리(24)에 대한 특정 참조로서 아래에 설명될 것이다). 이해할 수 있다시피, 암 링크들(30R, 30L)의 구부러진 모양은 예시적이며, 대안적인 실시예들에 있어서 상기 암 링크들은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 직선 및 활 모양을 포함하는 임의의 적절한 모양을 가질 수 있다. 암 링크들(30R, 30L)의 일 단부는 임의의 적절한 방식으로 피벗들(pivots)(32L, 32R)에서 각각의 베이스 부재들(base members)(34, 36)에 피벗 가능하게 장착될 수 있다. 암 링크들(30R, 30L)의 다른 대향 단부는 리스트 조인트(wrist joint)(들)(35R, 35L)에서 엔드 이펙터(24E)에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 암 링크들(30R, 30L)은 상기 암 링크들을 따라 임의의 적절한 위치에서 상기 베이스 부재들 및 엔드 이펙터에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 암 어셈블리들(24, 26) 모두는 공통 베이스 부재들(34, 36)에 장착되거나 결합되며, 상기 베이스 부재들(34, 36)을 통해 구동부(28)에 장착되거나 결합된다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 구동부(28)는 2개의 독립 회전축들(T1, T2)을 제공하며, 그에 따라 암 어셈블리들(24, 26)의 2자유도 운동(R, T)을 제공하는 네스트 모터(nested motor)(들)를 가질 수 있다. 이해할 수 있다시피, 암 어셈블리들(24, 26)의 암 링크들의 쌍-대칭 기하구조는 암 어셈블리들 간의 R 운동의 일반적인 디커플링을 달성한다(예컨대, 배터리(battery) 또는 후퇴된 위치로부터, 예컨대, 회전축들(T1, T2)의 반대 회전에 의해 작용 받아, 어느 하나의 암 어셈블리가 연장 및 후퇴(R 운동)하더라도, 상기 배터리 위치에서 다른 암 어셈블리의 대응하는 R 운동을 거의 야기하지 않는다). 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 암 어셈블리들은 상기 구동부에 독립적으로 결합될 수 있으며, 그에 따라 각각의 암 어셈블리들은 R 방향으로 개별적으로 이동 가능할 수 있다. 베이스 부재들(34, 36)은 암 링크들(30L, 30R)의 외측 피벗 조인트들(outer pivot joints)(32L, 32R)을 상기 구동부 모터들의 회전자들에 결합시킬 수 있는 임의의 원하는 모양을 가질 수 있다(도 3a 내지 도 3b에 도시된 베이스 부재들(34, 36)의 구성은 오로지 예시적이며, 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 부재들은 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다).
앞에서 설명한 바와 같이, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 구동부(28)는 (회전축들(T1, T2)을 정의하는) 네스트 링 모터들(nested ring motors)(40, 42)을 가질 수 있으며, 베이스 부재들(34, 36)은 실질적으로 샤프트리스(shaftless) 또는 허브리스(hubless) 방식으로 대응하는 구동 모터들(40, 42)에 각각 연결될 수 있다. 도 3a 내지 도 3b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 베이스 부재(34, 36)는 일반적인 테두리 섹션(hoop section)(34R, 36R), 및 상기 테두리 섹션(34R, 36R)로부터 암 어셈블리들(24, 26)의 대응하는 피벗 조인트들(32L, 32R)까지 연장되는 연장부들(extensions)(34E, 36E)을 가질 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 베이스 부재들은, 예컨대 시트 금속 스탬핑(sheet metal stamping)과 같이 실질적으로 평평할 수 있지만, 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 부재는 임의의 적절한 물질들로부터 임의의 다른 원하는 방식으로 형성될 수 있다. 폐쇄되거나 개방될 수 있는 테두리 섹션들(34R, 36R)은 각각 모터들(40, 42)의 대응하는 링 회전자들에 결합된다. 상기 베이스 부재들의 테두리 섹션들은 임의의 적절한 방식(예컨대, 기계적 고정, 화학적 본딩 등)으로 상기 모터 회전자들에 고정(fasten)될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 모터 회전자들은 상기 베이스 부재들에 통합될 수 있다(예를 들면, 상기 베이스 부재는 모터 회전자로 동작할 수 있도록 구성된 자기 물질로 통합적으로 형성된 링을 가질 수 있다). 상기 베이스 부재들의 테두리 섹션들은 원하는 길이만큼 회전자 원주의 섹션 둘레에 연장될 수 있으며 이에 고정될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 네스트 모터들(40, 42)은 동심으로 배치되어(이들 각각의 회전축들(T1, T2)이 동축임), 상기 모터들 중 하나가 상기 모터들 중 다른 하나를 둘러쌀 수 있으며, 베이스 부재들(34, 36)은 서로 간섭하지 않고 이들이 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 부재들 및 베이스 부재들과 구동부(T1 및 T2) 모터들 간의 결합은 임의의 다른 원하는 방식으로 구성될 수 있으며, 하나 이상의 샤프트(shaft)(들) 또는 허브(hub)(들)를 포함할 수 있다.
이제 다시 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 예시적인 실시예에 있어서, 구동부(28)의 모터들(40, 42)은 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)를 한정하는 하부 벽(14B)에 통합된다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 구동부 모터들은 상기 이송 챔버들을 한정하는 임의의 다른 벽들, 예컨대, 측벽(들) 또는 상부 벽(들)에 통합될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 구동부의 링 모터들(40, 42)은 진공 펌프 시스템(100)(예컨대, 도 2b 및 도 3b를 참조) 및 분위기 제어를 위한 관련 요소들(예컨대, 도시되지는 않았지만, 압력 게이지들, 센서들, 배기 시스템 배관)과 같은 다른 요소들을 배치 또는 하우징하기 위해 상기 모터들 내부에 (구동 시스템 요소들에 의해 방해되지 않는) 깨끗한 또는 실질적으로 빈 공간(44)을 한정하도록 배열될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 분위기 제어 요소들은 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)의 임의의 적절한 위치(들)에 배치될 수 있다. 이제 도 5를 참조하면, 구동부(28)와 실질적으로 유사한 구동부(128)의 개념적인 사시도가 도시된다(도시되는 본 예시적인 실시예에 있어서 구동부(128)는 4개의 독립적인 회전축들(T1 내지 T4)을 정의하는 모터들을 가질 수 있으며, 앞에서 설명한 바와 같은 구동부(28)는 2개의 독립적인 회전축들을 가질 수 있다). 본 예시적인 실시예에 있어서, 구동부(28)의 동심으로 배치된 모터들(40, 42 (T1, T2))은 실질적으로 유사할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 구동부는 상이한 타입들의 모터들을 포함할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 모터들(40, 42)은 브러쉬리스 DC 모터들(brushless DC motors)과 같은 동기형 모터들(synchronous motors)일 수 있다. 브러쉬리스 DC 모터들의 적절한 예들은, 2007년 6월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제11/769,688호, 2007년 6월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제11/769,651호, 및 2008년 6월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제12/163,996호에 설명되며, 이들 모두의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 본 예시적인 실시예에 있어서, 모터들(40, 42)은 유사할 수 있으며, 따라서 다르게 설명하는 것을 제외하고는 모터(40)에 대한 특정 참조로 아래에서 설명될 것이다.
도 3b에서 알 수 있다시피, 모터 권선들(motor windings)은 고정자(40S)에 배치될 수 있으며, 회전자(40R)는 원하는 피치(pitch)로 교호하는 극(pole) 시퀀스로 원주에 배열된 영구 자석들을 가질 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 회전자(40R)는 상기 영구 자석들을 위한 강자성 백킹(ferromagnetic backing)(또는 임의의 다른 적절한 자성 물질들로 이루어진 백킹)을 가질 수 있다. 고정자(40S)는 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4), 예컨대 도 3a에서 가장 잘 도시된 바와 같이 4개의 고정자 세그먼트들로 배열될 수 있지만, 대안적인 실시예들에 있어서는 더 많거나 더 적은 개수의 고정자 세그먼트들이 존재할 수 있다. 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)은 상기 회전자에 원하는 합력들(resultant forces)을 생성하기 위해서 서로에 대해 기하학적으로 오프셋(상기 회전자 둘레에서 이격됨)되고 전기적으로 오프셋될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 고정자 권선들 및 회전자 자석들은 도 3a 및 도 5에서 화살표(τ) 방향으로 표시된 접선 힘들(tangential forces) 및/또는 방사상 힘들(r)(도 5 참조)을 생성할 수 있으며, 실질적으로 독립적으로 제어 가능한 토크(T1, T2) 및 셀프 베어링 센터링 힘들(self bearing centering forces)을 제공할 수 있다. 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)의 하나 이상의 권선들은 서로 커플링되어 독립적으로 제어 가능한 권선 세트(winding set)(들)를 형성할 수 있으며, 본 예시적인 실시예에 있어서, 모터(40)는 적어도 2개의 독립적으로 제어 가능한 권선 세트들을 가질 수 있다(그러나, 대안적인 실시예에서는 더 많거나 더 적은 권선 세트들이 존재할 수 있다). 원하는 토크와 독립적인 회전자 센터링을 제공하기 위한 세그먼트들(40S1 내지 40S4)의 상기 권선들의 정류(commutation)는 컨트롤러(미 도시)에서 적절한 알고리즘들을 통해 제어될 수 있다. 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)의 권선들을 정류하기 위한 적절한 정류 프로그램들의 예는, 앞에서 참조로서 포함된 미국 특허 출원 제11/769,688호 및 제11/769,651호에서 설명된다. 이해할 수 있다시피, 본 예시적인 실시예에 있어서, 회전자 센터링 힘들(예컨대, 방사상 및/또는 접선 힘들)은 회전자(40R, 42R)에 작용하여 암 어셈블리(24, 26)가 X, Y 방향(2개의 모터들로부터의 2개의 회전축들(T1, T2) 외에 2개 이상의 자유도)으로 운동하도록 제어될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 회전자는, 예컨대 기계적 접촉(예컨대, 샤프트들, 베어링들 등) 또는 자기식 비접촉 센터링과 같은 적절한 수동 센터링을 가질 수 있다.
본 예시적인 실시예에 있어서, 동심으로 결합될 수 있는 모터들(40, 42)은, 예컨대, 상기 회전자들 사이에 배치되는 공통 또는 결합된 고정자 세그먼트들을 사용 또는 공유하도록 구성될 수 있다. 이것은, 예컨대, 구동부(128)의 회전자들(142R, 140R), 및 고정자 세그먼트(140S1)와 같은 고정자 세그먼트의 부분 사시도를 도시하는 도 6에서 가장 잘 도시된다. 고정자 세그먼트(140S1) 및 회전자 섹션들(140R, 142R)은 적절한 고정자 세그먼트의 대표적인 예이다. 구동부(28)의 회전자들(40R, 42R) 및 고정자 세그먼트들(40S1)은 유사하다(도 3a 참조). 도 6에서 알 수 있다시피, 본 예시적인 실시예에 있어서, 고정자 세그먼트(140S1)는, 예컨대, 적절한 자성 물질로 만들어진 코어 섹션(140C)을 가질 수 있다. 도 6에 도시된 코어 섹션(140C)의 구성은 예시적이며, 대안적인 실시예들에 있어서 상기 코어 섹션은 임의의 원하는 구성을 가질 수 있다. 코어 섹션(140C)은 모터들(40, 42)(도 3b 참조)과 유사한 양 모터들(140, 142)의 양 권선들(140W, 142W)을 위한 권선 슬롯(winding slots) 또는 티스(teeth)를 포함할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 코어 섹션(140C)은 단일 구성(unitary construction)으로 이루어질 수 있으며, 대안적인 실시예들에 있어서 상기 코어 섹션은 결합된 어셈블리일 수 있다. 권선 슬롯들(140W, 142W)은 이들의 대응하는 모터 회전자들(140R, 142R)과 마주하도록 코어(140C)의 대향 면들 상에 각각 배치될 수 있다. 코어(140C) 내의 권선 슬롯들(140W, 142W)은 오로지 예시적인 목적으로 실질적으로 대칭인 것으로 도시되며, 대안적인 실시예들에 있어서, 각 모터 고정자를 위한 상기 코어 내의 상기 권선 슬롯들은 (예컨대, 구성 및 주어진 모터의 동작 파라미터들에 따라서) 상이할 수 있다. 다른 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 코어에 원하는 자성 구성을 제공하기 위해서, (예컨대, 상기 코어의 면(face)들과 동심으로 연장되는) 하나 이상의 슬롯들 또는 갭들(gaps)이 상기 코어 섹션 내에 형성될 수 있다. 고정자 세그먼트들의 적절한 예들은 2008년 6월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제12/163,993호에 설명되며, 이의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 도 6에 도시되고 이해할 수 있다시피, 결합된 고정자 세그먼트(140S1)와 함께 동작하는 (도 3b에 도시된 회전자(40R, 42R)와 유사한) 회전자들(140R, 142R)은 상응하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 회전자들(140R, 142R)은 회전자들(140R, 142R) 사이에 배치되는 결합된 코어 섹션(140C) 상의 대응하는 권선들을 마주하도록 배치된 영구 자석들을 가질 수 있다. 따라서, 각각의 회전자들(140R, 142R) 상의 영구 자석들은 서로 마주볼 수 있다(이해할 수 있다시피, 회전자들 간의 자기 유도를 피하기 위해 회전자들 사이의 갭은 적절한 크기를 가질 수 있으며, 및/또는 적절한 물질들이 상기 챔버 벽 내에 배치될 수 있다). 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 영구 자석들은 서로에 대해 임의의 적절한 방향을 가질 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 모터 고정자들 및 회전자들은 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다.
토크(τ) 및 센터링(r) 힘들 외에, 본 예시적인 실시예에 있어서, 모터들(40, 42)은 접촉 없이 양력들(lift forces)(예컨대, Z 힘들, 도 3a 참조)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 회전자 자석들 및 고정자 코어는 수동 양력(passive lift)을 생성하도록 배치될 수 있으며, 그에 따라, 예컨대, 자기 부양(magnetic levitation)을 통해 Z 방향으로 상기 회전자를, 그리고 그에 따라 상기 암 어셈블리들을 안정적으로 고정시킬 수 있다. 모터들(40, 42)의 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4) 및 회전자들(40R, 42R)의 구성은 Z 방향으로 회전자(들)(40R, 42R)의 원하는 강성도(stiffness) 및 피치(pitch)와 롤(roll)(각각 Y 및 Z 축을 중심으로 하는 상기 회전자의 회전)을 위한 회전자 강성도를 생성하도록 설정될 수 있다. Z 방향 및 피치 및 롤에 대한 원하는 회전자 강성도를 가지며 수동 Z 양력(lift)을 갖는 회전자 및 고정자 구성의 적절한 예는 앞에서 참조로 포함된 미국 특허 출원 제12/163,993호에서 설명된다. 일 실시예에 있어서, 구동부(28)와 같은 구동부는 상기 암 어셈블리들에게 Z 축 운동을 제공할 수 있다. 일 예시적인 실시예에 있어서, 예를 들어, 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)은 제어 가능한 Z 이동을 갖는 작동 가능한(actuable) 플랫폼 또는 카트리지(미 도시) 상에 배치될 수 있다. 이해할 수 있다시피, 상기 작동 가능한 플랫폼 또는 카트리지는, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 셀프 베어링 액추에이터들 및 스크류 드라이브들(screw drives)을 포함하는 임의의 적절한 모터에 의해 구동될 수 있다. 적절한 밀봉재(seal)가 상기 작동 가능한 플랫폼과 상기 이송 챔버의 내부 공간 사이에 제공되어, Z-구동기로부터 생성될 수 있는 미립자들이 상기 이송 챔버 안으로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 모터 회전자 및/또는 고정자는 고정자(들)(40S1 내지 40S4)에 대한 회전자(들)(40R, 42R)의 Z 이동을 가능하게 하며, 그에 따라 이송 챔버(들)(14T1, 14T2) 내에서 암 어셈블리들(24, 26)의 Z 이동을 가능하게는 능동 Z 힘들(active Z forces)을 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 대안적인 실시예들에 있어서, 구동부(28)는 상기 암 어셈블리들의 Z-이동을 생성하지 못할 수도 있다.
다시 도 6을 참조하면, (세그먼트들(40S1 내지 40S4)(도 3b 참조)과 유사한) 고정자 세그먼트들(140S1)은 안티-코깅 피처들(anti-cogging features)(140G1, 140G2, 142G1, 142G2)을 가질 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 결합된 고정자 세그먼트(140S1)는 모터들(140, 142)의 양 회전자들(140R, 142R)을 위해 안티-코깅 피처들을 가질 수 있다. 일부의 또는 모든 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)의 (피처들(140G1, 140G2, 142G1, 142G2)과 유사한) 상기 안티-코깅 피처들의 결합된 또는 집합된(collective) 효과뿐만 아니라, (예컨대, 세그먼트들(40S1 내지 40S4)과 같은) 각각의 고정자 세그먼트의 상기 안티-코깅 피처들은, 모토 동작 동안 적어도 Z 방향, 방사상(r) 방향 및 (T1, T2 축들에 대한) 회전방향으로, 상기 이송 장치와의 적절한 기판 포지셔닝을 위해, 모터 코깅(motor cogging)을 소정의 수준으로 감소시키거나 제거한다. 모터 고정자 세그먼트들의 안티-코깅 피처들의 적절한 예들은 앞에서 참조로서 포함된 미국 특허 출원 제12/163,993호에 설명된다.
예컨대 도 3c를 참조하면, 본 예시적인 실시예에 있어서, 모터들(40, 42)은 적절한 위치 피드백 시스템들(position feedback systems)(50, 52)을 가질 수 있다. 위치 피드백 시스템들(50, 52)은 상기 이송 챔버 내의 단절된 분위기에 대해 비-침습성(non-invasive) 일 수 있으며, 아래에서 설명될 것이다. 모터들(40, 42)을 위한 피드백 시스템(50, 52)은 도 6에 도시된 피드백 시스템(150, 152)과 일반적으로 유사할 수 있다. 각 회전자를 위한 피드백 시스템들(150, 152)은 서로 유사할 수 있으며, 회전자(140R, 142R)의 방사상 또는 센터링된 위치뿐만 아니라, 절대 및 증분(incremental) 회전 위치를 설정하기 위해 센서들(150A, 150G, 150I) 및 타겟 인덱싱(target indexing)을 일반적으로 포함할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 센서들(150A, 150G, 150I)은 상기 절대 및 증분 회전 위치 및 상기 방사상 위치 중 임의의 하나 이상에 대한 피드백 정보를 제공할 수 있다. 예를 들면, 센서들(150A, 150G, 150I)은 홀 효과 센서(Hall effect sensor)와 같은 전자기 센서들일 수 있거나, 광학 또는 다른 빔 센서들(beam sensors)일 수 있다. 다른 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 센서들은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 유도성 센서들(inductive sensors)을 포함하는 임의의 적절한 센서들일 수 있다. 상기 센서들은 상기 챔버 바깥에 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 아래에서 추가로 설명될 것이다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 센서들은 모터들(40, 42)에 대하여 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 회전자 백킹은 이의 상부에 배치되는 타겟 인덱싱 또는 임의의 적절한 위치 눈금을 가질 수 있으며, 이것은 앞에서 설명한 바와 같이 상기 회전자 위치를 확인하기 위해 대응하는 센서들(150A, 150G, 150I)에 의해 감지되거나 판독된다. 도 6에 도시된 예에 있어서, 센서들(150A)(예시적인 목적으로 8개의 센서들이 도시되지만, 8개보다 많거나 적은 개수의 센서들이 존재할 수도 있다)은 회전자(140R)의 절대 회전 위치를 확인하기 위해 인덱싱된 상기 회전자 백킹 상의 대응하는 타겟 인덱스 트랙(target index track)을 감지할 수 있다. 센서들(150I)(예시적인 목적으로 2개의 센서들이 도시되지만, 2개보다 많거나 적은 개수의 센서들이 존재할 수도 있다)은 상기 회전자의 증분 회전 위치를 확인하기 위해 인덱싱된 상기 회전자 백킹 상의 대응하는 타겟 인덱스 트랙을 감지할 수 있으며, 센서(150G)(예시적인 목적으로 1개의 센서가 도시되지만, 1개보다 많은 개수의 센서들이 존재할 수도 있다)는 회전자(140R)의 방사상 갭 위치를, 그리고 그에 따라 센터링 위치를 감지하기 위해 상기 회전자 백킹 상의 대응하는 타겟 트랙을 감지할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 더 많거나 더 적은 개수의 센서들이 존재할 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 센서들로부터의 센서 데이터가 상기 회전자의 하나 이상의 위치 파라미터를 확인하는데 사용될 수 있다). 이해할 수 있다시피, 3가지 다른 타겟 인텍스 트랙들이 위에서 설명되었지만, 대안적인 실시예들에 있어서, 임의의 적절한 구성을 갖는 3개보다 많거나 적은 개수의 타겟 인텍스 트랙들이 존재할 수 있으며, 그에 따라, 예컨대 상술된 것들과 같은, 상기 모터들의 임의 개수의 피드백 특성들을 감지할 수 있게 한다. 위치 피드백 센서 시스템(50, 52)의 적절한 예는 2008년 6월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제12/163,984호에서 설명되며, 이의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 센서들(150A, 150I, 150G)과 유사한 센서들이 상기 회전자(들)에 대해 소정의 위치들에 필요에 따라 배치될 수 있으며, 이에 대해서는 아래에서 추가로 설명될 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 예시적인 실시예에 있어서, 구동부(28)는 상기 이송 챔버의 하부 벽(14B) 내에 통합될 수 있다(예컨대, 도 2b를 참조). 도 2b 내지 도 2c에서 알 수 있다시피, 상기 하부 멱의 후부 또는 외부 표면에는 구동부 요소들이 실질적으로 없다. 앞에서 설명한 바와 같이, 모터 고정자(40S, 42S) 및 피드백 위치 시스템(50, 52)(도 3c를 참조)은 이송 챔버(14T1)의 내부 분위기로부터 단절될 수 있다. 더구나, 도 2b로부터 이해할 수 있다시피, (상기 단절된 분위기 내의 회전자들(40R, 42R)뿐만 아니라) 단절된 모터 고정자들(40S, 42S) 및 피드백 시스템들(50, 52)은 상기 이송 챔버의 SEMI 명기된 높이 내에, 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 도 2b 및 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 고정자들 및 피드백 시스템 센서들은 단절 케이스(case) 또는 커버(cover)(14H) 내부에 배치될 수 있으며, 상기 커버(14H)는 상기 챔버의 하부 벽(14B)에 장착되며 커버(14H) 내의 상기 고정자들 및 피드백 센서들을 이송 챔버(14T1, 14T2)의 내부로부터 단절시키는 벽(14P)을 갖는다. 커버(14H)는 상기 고정자들을 위한 하우징 채널들(housing channels) 및 (예컨대, 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이) 상기 각각의 모터들의 회전자들을 위한 그루브들(grooves)을 갖도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 상기 고정자들 및 회전자들은, 설명을 위한 목적으로, 상기 이송 챔버의 외주 벽(peripheral wall)으로 언급될 수 있는 것의 내부에 적어도 부분적으로 내장될 수 있다.
본 예시적인 실시예에 있어서, 커버(14H)는 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)과 일반적으로 일치하는 커버 세그먼트들(14H1 내지 14H4)(도 3a 및 도 5 참조)로 분할될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 커버 세그먼트들은 서로 유사할 수 있으며, 커버 세그먼트(14H1)에 대한 특정 참조로서 아래에서 추가로 설명될 것이다. 커버 세그먼트(14H1)는 단일 구성으로 이루어질 수 있으며, 임의의 적절한 물질(예컨대, 알루미늄 또는 다른 비-자성 물질)로 이루어질 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 커버 세그먼트(14H1)는 단일 구성을 가지지 않을 수 있다. 커버 세그먼트(14H1)는 상기 이송 챔버 내부를 폐쇄하고 단절시키기 위해 상기 이송 챔버 벽(예컨대, 하부 벽(14B)에 꼭 맞기(seating) 위해 플랜지(flange)(14F)(예컨대, 도 5 참조) 또는 시팅 표면(seating surface)을 형성하기 위한 모양을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 커버 세그먼트(14H)는 모터 고정자 세그먼트들을 위한 리세스 섹션들(recess sections)(14S0, 14S1)을 가질 수 있다(예컨대, 고정자 세그먼트들(40S1 내지 40S4)은 상기 커버 세그먼트의 리세스(14S0) 안에 배치될 수 있다). 도 5는 커버 리세스(14S0) 안에 배치된 (고정자 세그먼트(40S1)과 유사한) 고정자 세그먼트(140S1)를 도시하는 커버 세그먼트(14H1)의 일부분을 도시한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 커버의 벽(14P)은 상기 고정자와 상기 이송 챔버의 내부 사이에 배치되며, 따라서, 상기 고정자를 상기 이송 챔버 내부의 단절된 분위기로부터 단절시킨다.
또한, 본 예시적인 실시예에 있어서, 상기 커버 세그먼트는 리세스 섹션들(14FI, 14FN, 14FO)을 포함할 수 있으며, 상기 커버 세그먼트의 대응하는 리세스 섹션들(14FN, 14FO) 내부에 배치되는 피드백 시스템들(50, 52)의 센서들(150A, 150G, 150I)과 같은 센서들에 대해 도시된다(각각 피드백 시스템들(150, 152)의 센서 부분들을 도시하는 도 6을 참조). 따라서, 본 예시적인 실시예에 있어서, 커버 세그먼트(14H)의 리세스 섹션들은, 상기 이송 챔버의 분위기로부터 (사이에 배치되는 커버 세그먼트 벽에 의해) 여전히 단절되는 상기 이송 챔버의 하부 벽 내에, 내부에 배치되는, 상기 고정자 세그먼트들 및 위치 피드백 시스템들을 위치시킨다. 센서들(150A, 150I, 150G)은 커버 벽(14P)을 통해 상기 타겟 인덱스들을 감지할 수 있다. 광학 센서들을 갖는 실시예들에 있어서, 커버 벽(14P)은 챔버 내부와 센서 사이의 단절을 유지하면서 센서가 판독할 수 있게 하는 투명 섹션들 또는 윈도우들을 포함할 수 있다. 고정자 세그먼트들(14S1 내지 14S4) 및 피드백 시스템 센서들(50, 52)은 이들 각각의 커버 세그먼트(14H1 내지 14H4)에 장착될 수 있으며, 그에 따라, 상기 커버된 고정자 세그먼트 및 대응하는 피드백 시스템 부분은 단위 모듈(unit module)로서 상기 이송 챔버에 설치되고 이로부터 제거될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 고정자 커버, 고정자들 및 피드백 시스템 센서들의 각각은 개별적으로 설치 및 제거될 수 있다.
도 2c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)의 하부 벽(14B)은 커버 세그먼트들(14H1 내지 14H4)을 하부 벽(14B)안으로 설치할 수 있게 하기 위한 개구부들(openings)(200)을 가질 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 개구부들은 커버 세그먼트들(14H1 내지 14H4)의 설치를 위해 이송 챔버(들)(14T1, 14T2)의 임의의 적절한 면에 배치될 수 있다. 도 2c에도 도시된 바와 같이, 진공 펌프(및/또는 배기) 시스템(100)은 하부 벽(14B)의 외부 표면에 장착될 수 있다. 펌프 시스템(100)은 앞에서 설명된 바와 같이 상기 구동부 내에 정의되는 액세스 공간(access space)(44)을 통해 챔버 내부에 접근할 수 있다.
이제, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 다른 예시적인 실시예에 따른 이송 장치(22)가 도시된다. 앞에서 설명된 바와 같이, 장치(22)는, 도시된 본 예에 있어서, 실질적으로 동일한 방향을 향하는 2개의 대칭적인 암 어셈블리들(22U, 22L)을 갖는 대칭적인 암 배열을 가질 수 있다. 암 어셈블리들(22U, 22L)은, 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 4개의 회전축들(T1, T2, T3, T4)을 생성하도록 배열된 모터를 이용하여 구동부(128)에 결합될 수 있다. 일 예시적인 실시예에 있어서, 암 어셈블리들(22U, 22L)의 운동은 독립적으로 제어될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 암 어셈블리들의 운동은 임의의 적절한 방식으로 제어될 수 있다. 암 어셈블리들(22U, 22L)은 서로 실질적으로 유사하며, 앞에서 설명된 암 어셈블리들(24, 26)과 실질적으로 유사한다. 대안적인 실시예들에 있어서, 암 어셈블리들(22U, 22L)은 서로 유사하지 않을 수 있다. 본 예에 있어서, 유사한 특징들에는 유사한 번호가 매겨진다. 하부 암 어셈블리(22L)는 각각의 엔드 이펙터(124E)를 베이스 부재들(134, 136)에 연결하는 대칭적인 암 링크들(130LR, 130LL)을 가질 수 있다. 베이스 부재들(134, 136)은 (암(22L)의 T 및 R 운동을 위한) 회전축들을 생성하는 구동부(128)의 모터들(140, 142)에 연결될 수 있다. 모터들(140, 142, 144, 146)은 서로 실질적으로 유사할 수 있으며, 앞에서 설명된 바와 같은 구동부(28)의 모터들과 실질적으로 유사할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 모터들(140, 142, 144, 146) 중 하나 이상은 서로 상이할 수 있다. 상기 상부 암 어셈블리는 각각의 엔드 이펙터(124E)를 베이스 암들(122L, 122R)에 연결하는 대칭적인 암 링크들(130UL, 130UR)을 가질 수 있다. 도 4a 내지 도 4b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 베이스 암 링크들(122L, 122R)은 베이스 부재들(164, 166)에 각각 고정될 수 있으며, 다시, 베이스 부재들(164, 166)은 (암(22U)의 T 및 R 운동을 위한) 회전축들(T3, T4)을 생성하는 대응하는 모터들(144, 146)에 각각 결합된다. 베이스 부재들(164, 166)은 베이스 부재들(34, 36)과 일반적으로 유사할 수 있지만, 베이스 암들(122R, 122L)과 교접(mate)하도록 일반적으로 위쪽으로 연장되는 연장 부재들(164E, 166E)을 가질 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 연장 부재들(164E, 166E)은 동축일 수 있으며, 필요에 따라, 도 3b에 도시된 액세스 영역(44)과 유사하게 구동부(128) 내에 실질적으로 개방된 영역을 유지하기 위해서 상기 모터 회전자들로부터 수직으로 오프셋될 수 있다. 이해할 수 있다시피, 상기 베이스 부재들은 도 4b에서 알 수 있다시피 회전자들(144R, 146R)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회전자들(144R, 146R)은 실질적으로 동일한 방식으로 베이스 부재들(164, 166)에 장착될 수 있으며, 도 6에 관하여 위에서 설명된 회전자들(140R, 142R)과 실질적으로 유사할 수 있다. 암 어셈블리들(22U, 22L) 및 구동부(128)는 앞에서 설명된 암 어셈블리(24, 26) 및 구동부(28)와 실질적으로 유사한 방식으로, 예컨대, 상기 이송 챔버의 하부 벽(14B)과 교접할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 암 어셈블리들(22U, 22L) 및 구동부(128)는 임의의 적절한 방식으로 상기 이송 챔버의 임의의 적절한 벽에 교접될 수 있다.
이제, 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 다른 예시적인 실시예에 따른 처리 장치의 이송 챔버부(714T)의 개념적인 상부 사시도, 측단면도 및 하부 사시도가 도시된다. 이송 챔버(714T1, 714T2) 내의 이송 장치(722, 723)는 쌍-대칭 암 어셈블리들(724, 726) 및 대칭 암 어셈블리들(722U, 722L)을 포함할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 암 어셈블리들(724, 726, 722U, 722L)은 상기 이송 챔버의 원주 측벽들(714W) 안에 통합될 수 있는 이들 각각의 구동부들(728, 728U, 728L)에 의해 동력을 받는다. 일 실시예에 있어서, 구동부들(728, 728U, 728L)은 벽(714W) 안에 내장되거나 벽(714W)의 표면 상에 장착될 수 있으며, 이송 챔버(들)(714T1, 714T2)의 내부 분위기로부터 단절되거나 단절되지 않을 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 쌍-대칭 이송 장치(723)가 도시된다. 이송 장치(723)는 다르게 설명되지 않는 한, 예컨대, 도 2a 내지 도 2c에 관하여 위에서 설명된 이송 장치(20)와 실질적으로 유사할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 암 어셈블리들(724, 726)의 암 링크들(730L, 730R)은 각각 베이스 부재들(734, 736)에 피벗가능하게 연결될 수 있다. 베이스 부재들(734, 736)은 (T1, T2 회전을 생성하기 위한) 구동부(728)의 모터들의 회전자 테두리들(hoops)(740R, 742R)에 결합될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 회전자 테두리들(740R, 742R)은 암 링크들(730L, 730R)의 피벗들(732L, 732R)의 외부로 연장될 수 있으며, 그에 따라 베이스 부재들(734, 736)은 상기 회전자 테두리들의 내부 면들에 매달릴 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 베이스 부재들은 상기 회전자 테두리들의 (예컨대, 상부, 하부 및 외부면을 포함하는) 임의의 적절한 면에 매달릴 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 회전자 테두리들(740R, 742R)은 일반적인 스택 구성(stacked configuration)으로 배열될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 회전자 테두리들은 서로에 대해 임의의 적절한 공간 관계를 가질 수 있다. 이해할 수 있다시피, 암 어셈블리들(724, 726)의 암 링크들의 쌍-대칭 기하구조는 암 어셈블리들 간의 R 운동의 일반적인 디커플링에 작용한다(예컨대, 배터리(battery) 또는 후퇴된 위치로부터, 예컨대, 회전축들(T1, T2)의 반대 회전에 의해 작용 받아, 어느 하나의 암 어셈블리가 연장 및 후퇴(R 운동)하더라도, 상기 배터리 위치에서 다른 암 어셈블리의 대응하는 R 운동을 거의 야기하지 않는다.) 대안적인 실시예들에 있어서, 2개의 암들(724, 726)의 암 링크들의 각각은 이들 각각의 모터에 독립적으로 결합될 수 있으며, 그에 따라 각각의 암 어셈블리는 R 방향으로 개별적으로 이동 가능할 수 있다.
본 예시적인 실시예에 있어서, 회전자 테두리들(740R, 742R)은 앞에서 설명된 회전자들(40R, 42R)과 일반적으로 유사할 수 있다. 이제, 도 9를 참조하면, 대표적인 회전자 테두리(742R)의 단면도가 더욱 상세히 도시된다. 회전자 테두리(742R)는 강자성 백킹 링(ferromagnetic backing ring)(742B)에 장착된 영구 자석들(742M), 및 회전자 위치 결정을 위해 적절히 인덱싱된 센서 타겟 트랙들(742T)을 일반적으로 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 예시적인 실시예들에 있어서, 영구 자석들(742M) 및 센서 타겟들(742T)은 바깥을 향하도록 배치된다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 영구 자석들 및 센서 타겟들은 상기 회전자 테두리에 대하여 임의의 적절한 방향을 향할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 회전자 테두리(742R)는, 테두리 지지 섹션(742H1) 상에 장착된 회전자 백킹(742B)과 영구 자석들(742M), 및 테두리 지지 섹션(742H2) 상에 장착된 센서 트랙(742T)와 함께 조립체일 수 있으며, 이들은 적절한 패스너들을 사용하여 모터 테두리(motor hoop)(742R)를 형성하도록 연결될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 테두리 지지 섹션들(742H1, 742H2)은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 임의의 적절한 또는 화학적 패스너들을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 함께 결합될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 테두리 지지 섹션들(742H1, 742H2)은, 이들로 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 알루미늄 합금들을 포함하는 비-자성 금속과 같은 임의의 적절한 물질로부터 형성될 수 있다. 도 10에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 모터 고정자들(740S, 742S)은 (예컨대, 도 5 및 도 6에 관하여) 앞에서 설명된 것과 유사하게 임의의 적절한 개수의 고정자 세그먼트들(예시적인 목적으로 6개가 도시됨)로 배열될 수 있으며, 이들은, 예컨대, 상기 위치 피드백 시스템의 센서들과 함께 단절 케이스(714HU, 714HL)에 하우징될 수 있다. 도 10에서 오로지 예시적인 목적으로 2 세트의 모터 고정자들(710S1, 710S2)가 도시된다는 것에 주의하여야 한다. 도 10으로부터 이해할 수 있다시피, 상기 이송 장치는, 예컨대, 일반적인 스택 구성으로 배열된 임의의 적절한 개수의 고정자 세트들을 가질 수 있다.
도 11은 구동부(728U, 728L)의 (회전축들(T1, T2, T3, T4)을 생성하기 위한) 각각의 회전자 테두리들(740R, 742R, 744R, 746R)에 연결된 대칭 암 어셈블리들(722U, 722L)을 갖는 이송 장치(722)를 도시한다. 도 9 내지 도 10으로부터 이해할 수 있다시피, 본 예시적인 실시예에 있어서, 구동부(728L, 728U)는 이송 암 어셈블리들(722L, 722U) 아래에 배치된 모터들(740, 742), 및 상기 암 어셈블리들 위에 배치된 모터들(744, 746)과 함께 배열되며, 상기 암들이 연장되고 후퇴됨에 따라 이들은 상기 모터들(740, 742 및 744, 746) 사이를 지나간다. 상부 구동부(728U)의 모터들(744, 746)(T3, T4 회전)은 상부 암 어셈블리(722U)에 동력을 제공하며, 하부 구동부(728L)의 모터들(740, 742)(T1, T2 회전)은 하부 암 어셈블리(722L)에 동력을 제공한다. 또한, 상부 회전자 테두리들(744R, 746R)은 도 10에 도시된 바와 같이 고정자들(740S)에 의해 구동될 수 있다. 고정자들(7420S)의 각각은 이송 챔버(714T)에 개별적으로 설치되거나 이송 챔버(714T)로부터 개별적으로 제공될 수 있는 모듈 유닛(modular unit)들일 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 다수의 고정자들은 서로 결합되거나 단일 구성을 가질 수 있으며, 예컨대, 서로 인접하여 배열된 (예컨대, 고정자들(740S1, 740S2)과 같이 서로의 위에 적층된) 고정자들은 결합될 수 있으며, 따라서 이들은 유닛(unit)으로서 제거되거나 설치될 수 있다. 도 7a 및 도 7c로부터 이해할 수 있다시피, 액세스 슬롯들(access slots)(714SU, 714SL)은 상부 및 하부 구동부들(728U, 728L)을 위한 각각의 고정자 케이스들(714HU, 714HL)을 설치하기 위해 외주 챔버 벽들(714W)의 상부 및/또는 하부 표면들 내에 형성될 수 있다.
이제, 도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 다른 예시적인 실시예에 따라서 이송 챔버부(1114T)의 상부 사시도, 측단면도 및 하부 사시도가 도시된다. 이송 챔버부(1114T)는 다르게 설명하는 것을 제외하고는 이송 챔버부(714T)와 유사할 수 있다. 섹션(1114T)은 암 어셈블리들(1122U, 1122L 및 1124, 1126)을 갖는 이송 장치를 포함할 수 있다. 암 어셈블리들(1124 및 1126)은 앞에서 설명되고 도 7a에 도시된 암 어셈블리들(724, 726)과 실질적으로 유사하며, 앞에서 설명된 구동부(728)와 실질적으로 유사한 구동부(1128)에 결합된다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 암 어셈블리들(1122U, 1122L)은 암 어셈블리들(722U, 722L)과 일반적으로 유사하며, 축들(T1, T2, T3, T4)을 중심으로 회전을 생성하기 위해 모터들(1240, 1242, 1244, 1246)을 갖는 구동부(1228)에 연결된다.
도 13b 및 도 14에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 구동부(1228)의 모터들(1240, 1242, 1244, 1246)은 일반적인 스택 구성을 가지며, 모두 암 어셈블리들(1122U, 1122L)의 일 측(예컨대, 아래)에 배치된다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 암 어셈블리(1122U)는 도 13a에 가장 잘 도시된 바와 같이 관절형 브릿지 섹션(articulated bridge section)(1123)에 의해 회전자 테두리들(1244R, 1246R)에 결합될 수 있다. 도 13b에서 알 수 있다시피, 관절형 브릿지 섹션(1123)은 제 1 브릿지 섹션(1131) 및 제 2 브릿지 섹션(1130)을 포함한다. 상기 제 1 브릿지 섹션은 서로 샤프트(shaft)(1131S)에 의해 결합되는 상부 베이스 부재 연장부(1132EU) 및 하부 베이스 부재 연장부(1132EL)를 포함한다. 제 2 베이스 부재 섹션(1130)은 샤프트(1130S)에 의해 결합되는 상부 베이스 부재 연장부(1134EL) 및 하부 베이스 부재 연장부(1134EL)를 포함한다. 도 13a에서 알 수 있다시피, 브릿지 섹션들(1131, 1130)은 이들 각각의 샤프트 섹션들(1131S, 1130S)에 의해 서로 피벗 가능하게 결합된다. 본 예에 있어서, 샤프트 섹션들(1131S, 1130S)은 동심으로 배치되어, 샤프트(1131S)가 샤프트(1130S)를 통과하거나 이의 내부를 지나간다. 관절형 브릿지 섹션들(1131, 1130)은 서로에 대해 축방향으로 고정되도록(상기 샤프트들의 상대 운동) 서로 결합될 수 있다.
본 예에 있어서, 암 어셈블리(1122L)는 회전자 테두리들(1240R, 1242R)에 결합될 수 있으며, 암 어셈블리(1122U)는 회전자 테두리들(1244R, 1246R)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 암(1122L)의 암 링크(1122LR)는 일 단부에서 각각의 엔드 이펙터(24E)에 피벗 가능하게 결합되고 다른 타 단부에서 회전자(1240R)의 베이스 부재(1132BU)에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 암(1122L)의 암 링크(1122LL)는 일 단부에서 각각의 엔드 이펙터(24E)에 피벗 가능하게 결합되고 다른 타 단부에서 회전자(1242R)의 베이스 부재(1134BU)에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 암(1122U)의 암 링크(1122UR)는 일 단부에서 각각의 엔드 이펙터에 피벗 가능하게 결합되고 다른 타 단부에서 브릿지 섹션(1123)의 베이스 부재 연장부(1132EU)에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 암(1122U)의 다른 암 링크(1122UL)는 일 단부에서 각각의 엔드 이펙터에 피벗 가능하게 결합되고 다른 타 단부에서 브릿지 섹션(1130)의 베이스 부재 연장부(1134EU)에 피벗 가능하게 결합될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 암 어셈블리들은 임의의 다른 원하는 방식으로 상기 회전자 테두리들에 연결될 수 있다. 본 예에 있어서, 상기 엔드 이펙터들은 상기 회전자 테두리들 위에서 연장되고 후퇴되지만, 대안적인 실시예들에 있어서 상기 이송 암들은 상기 엔드 이펙터들이 연장 및 후퇴 동안 상기 회전자 테두리들 아래를 지나가도록 구성될 수 있다.
이제, 도 14를 참조하면, 고정자들(1240S, 1242S, 1244S, 1246S)이 제공되며, 이들 각각의 회전자들(1240R, 1242R, 1244R, 1246R)을 구동하기 위해 (예컨대 도 5 및 도 6에 관하여) 앞에서 설명된 것과 유사하게 고정자 세그먼트들(예시적인 목적으로 6개가 도시됨)로 배열될 수 있다. 고정자들(1240S, 1242S, 1244S, 1246S)은 서로 실질적으로 유사할 수 있으며, 또한, 예컨대, 도 10에 관하여 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사할 수 있다. 도 10에서 알 수 있다시피, 상기 고정자들은 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사한 방식으로, 예컨대, 상기 위치 피드백 시스템의 센서들과 함께 단절 케이스(1414)에 하우징될 수 있다. 도 12c로부터 이해할 수 있다시피, 액세스 슬롯들(1414S)은, 예컨대, 도 7c에 관하여 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 각각의 고정자 케이스들(1414)을 설치하기 위해 상기 외주 챔버 벽들의 하부 표면들 내에 형성될 수 있다.
이제, 도 15를 참조하면, 이송 장치(2004R) 및 처리 툴(2002)의 다른 예시적인 실시예가 도시된다. 툴(2002)은 처리 모듈들(2006, 2006A), 및 원하는 제어된 분위기(예컨대, 비활성 가스 또는 매우 청정한 공기)를 갖는 프론트 엔드 모듈(FEM)(front end module)(2004)을 가질 수 있다. 처리 모듈들(2006) 중 하나 이상은 상기 FEM에 연결될 수 있으며, FEM 이송 로봇(2004R)은 상기 처리 모듈 내의 기판들을 픽업(pick)/위치시킬 수 있다. 처리 모듈들(2006, 2006A)(하나의 처리 모듈이 도시되었지만, 대안적인 실시예들에 있어서는 처리 모듈들의 스택이 상기 FEM에 또는 상기 하나 이상의 이송 모듈들의 각각에 결합될 수 있다)은 FEM(2004)와 공통 분위기를 공유할 수 있다. FEM(2004)은 압에서 설명된 것과 유사한 통합 방식(integral manner)으로 캐리어(2100)를 상기 툴에 로딩(loading) 및 인터페이스(interfacing)하기 위한 로딩 인터페이스(loading interface) 또는 로드 포트(load port)를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서 FEM 이송 로봇(2004R)이 SCARA 로봇으로 도시되며, 2008년 5월 19일에 출원된 미국 특허 출원 제12/123,391호에 설명된 것과 실질적으로 유사한 클린 터널(clean tunnel)을 통해 캐리어(2100)와 하나 이상의 처리 모듈(들)(2006) 사이에서 직접 기판들을 픽업/위치시킬 수 있다. 오로지 예시적인 목적으로, SCARA 로봇(2004R)은 직렬로 서로 회전가능하게 연결된 상부 암(2004RU), 포어암(forearm)(2004RF) 및 엔드 이펙터(2004RE), 및 오로지 예시적인 목적으로 도 4a 및 도 13a에 관하여 위에서 도시된 것들과 실질적으로 유사한 네스트 구동 모터들을 가질 수 있다. 로봇(2004R)의 상부 암(2004RU)은 상기 네스트 구동기의 회전자들 중 브릿지 스패닝하는 것(bridge spanning one)에 연결되거나 이와 통합될 수 있다. 일 예시적인 실시예에 있어서, 포어암(2004RF) 및 엔드 이펙터(2004RE)는 상기 상부 암에 종속(slave)될 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 포어암(2004RF)은 상기 네스트 모터들 중 하나에 의해 구동될 수 있으며, 그에 따라 포어암(2004RE)은 종속될 수 있으며, 그에 따라 상기 암이 연장될수록, 포어암(2004RE)은 연장 경로와 실질적으로 세로 방향으로 정렬된 상태를 유지한다. 또 다른 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 구동기는 로봇(2004R)의 상기 상부 암, 포어암 및 엔드 이펙터가 각각의 모터에 의해 개별적으로 구동되도록 3개의 네스트 모터들을 가질 수 있으며, 이 경우, 임의의 적절한 전달 부재들은 상기 로봇 암 링크들을 상기 네스트 모터들의 각각에 연결시킨다. 로봇(2004R)은 도 4a 및 도 13a에 관하여 위에서 설명된 바와 같이 다수의 암들을 갖도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 상기 다수의 암들은 하나의 경로가 다른 경로의 위에 수직으로 스택되는 다수의 이송 경로들을 제공할 수 있다. 스택된 이송 경로들은 기판들이 처리 모듈들 및/또는 캐리어에 제공되고 이들로부터 제거되거나, 또는 동일한 또는 상이한 이송 방향으로 서로의 위를 지나치면서 터널(2005)을 통해 이송될 수 있게 한다. 수직으로 스택된 이송 경로들은 터널(2005)을 따라서 이송 모듈(2008)로부터 이송 모듈(2008A)까지일 수 있으며, 및/또는 상기 이송 모듈들로부터 처리 모듈들(2006) 및 캐리어(들)(2100)의 각각까지일 수 있다.
도 15에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, FEM 인터페이스(201)를 통해 캐리어 내부 안에 한정되고 처리 모듈들(2006, 2006A) 안으로 연장되는 클린 터널(2005)은 길이 또는 구성이 (예컨대, 2006년 5월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제11/422,511호, 2003년 7월 22일에 출원된 미국 특허 출원 제10/624,987호, 2004년 10월 9일에 출원된 미국 특허 출원 제10/962,787호, 2006년 5월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제11/442,509호, 및 2006년 5월 26일에 출원된 미국 특허 출원 제11/441,711호와 유사한 방식으로) 바뀔 수 있다(상기 미국 특허 출원들의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다). 본 예시적인 실시예에 있어서, 이송 모듈(들)(2008)은 상기 FEM에 연결될 수 있으며, 상기 FEM 로봇은 상기 이송 모듈 안으로 기판들을 픽업/위치시킬 수 있다. 상기 이송 모듈(들)의 위치는 오로지 예시적이다. 이해할 수 있다시피, 상기 클린 터널은 상기 FEM으로부터 상기 이송 모듈을 통과하여 연장되도록 구성될 수 있다. 더 많거나 더 적은 이송 모듈(들)(2008, 2008A)이 서로 (예컨대, 도 15에 팬텀(phantom)으로 도시된 바와 같이 직렬로) 연결되어, 필요에 따라 상기 클린 터널의 길이 및 구성을 바꿀 수 있다. (모듈들(2006, 2006A)과 유사한) 처리 모듈들은 상기 클린 터널에 결합될 수 있으며, 그에 따라 기판들은 상기 클린 터널을 통해, 예컨대, 캐리어(2010) 및 임의의 원하는 처리 모듈로/로부터, 또는 임의의 원하는 처리 모듈들 사이에 이송될 수 있다. 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 이송 모듈(2008)은, 예컨대, 기판들을 처리 모듈들(2006A)로/로부터, 또는 인접한 이송 모듈/챔버(2006A)로 이송할 수 있도록, 상기 모듈 내부에 이송 로봇을 가질 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 상기 이송 모듈은 내부에 로봇을 가지지 않을 수 있으며, 상기 기판들은 클린 터널(2005)의 인접한 모듈들 내부의 로봇들에 의해 그곳으로부터 픽업/위치될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 이송 모듈은 임의의 적절한 길이를 가질 수 있으며, 임의의 적절한 기판 이송 장치를 포함할 수 있다.
도 15에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, 툴(2002) 내의 상기 클린 터널의 이송 모듈(들)(2008, 2008A)은 상기 FEM의 공통 제어된 분위기(예컨대, 비활성 가스, 매우 청정한 공기)를 공유할 수 있다. 대안적인 실시예들에 있어서, 이송 모듈(들)(2008, 2008A)의 하나 이상은 로드 락(load lock)으로서 구성될 수 있으며, 그에 따라, 상기 클린 터널의 일부분들은 상이한 분위기들을 보유할 수 있다(예를 들면, 상기 FEM 내에 한정된 상기 클린 터널 일부분은 N2 환경을 가질 수 있고, 모듈(2008A) 내의 일부분은 진공 환경을 가질 수 있으며, 이송 모듈(2008)은 상기 FEM의 비활성 가스 분위기와 모듈(2008A) 내의 진공 분위기 사이에서 기판들을 순환시키는 로드 락일 수 있다). 이해할 수 있다시피, FEM과 인터페이스할 수 있다는 것 외에, 미국 특허 출원 제12/123,391호에 설명된 바와 같이, 상기 캐리어는 처리 툴의 진공 부분과도 직접 인터페이스될 수 있다.
도 16을 참조하면, 다른 예시적인 실시예에 따른 다른 처리 툴(4002)의 평면도가 도시된다. 도 16에 도시된 예시적인 실시예에 있어서 툴(4002)은 처리 모듈들(4006, 4006A), 및, 예컨대, 진공 분위기(또는 대안적인 실시예들에 있어서는 비활성 가스 또는 매우 청정한 건조한 공기)를 갖는 FEM(4004)를 가질 수 있다. (예컨대, 수직으로 스택되거나 오프셋 배열된) 처리 모듈들의 하나 이상은 상기 진공 FEM에 연결될 수 있으며, 그에 따라 진공 이송 로봇(4004R)은 도 16에 도시되고 도 15에 도시된 실시예와 유사한 처리 모듈 내에 기판을 픽업/위치시킬 수 있다. 처리 모듈들(4006, 4006a)은 로딩 섹션(4004)과 공통 처리 진공을 공유할 수 있다. FEM(4004)는 앞에서 설명된 것과 유사한 통합 방식으로 캐리어(4100)를 상기 툴에 로딩 및 인터페이스하기 위한 인터페이스 또는 로드 포트를 가질 수 있다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 진공 이송 로봇(4004R)은 도 15에 관하여 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사할 수 있으며, 앞에서 참조로서 포함된 미국 특허 출원 제12/123,391호에 설명된 것과 유사한 클린 터널을 통해 캐리어(4100) 및 하나 이상의 처리 모듈(들)(4006, 4006A) 사이에서 직접 기판들을 픽업/위치시키도록 구성될 수 있다. 도 16에 도시된 예시적인 실시예에 있어서, FEM 인터페이스(4010, 4012)를 통해서 캐리어 내부로 한정되고 처리 모듈들(4006, 4006A) 안으로 연장되는 클린 터널(4005)은 길이 또는 구성이 바뀔 수 있다.
본 명세서에 설명된 예시적인 실시예들은 개별적으로 또는 이들의 임의의 조합으로서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 전술한 설명은 오로지 실시예들을 설명하기 위한 것임을 이해하여야 한다. 상기 실시예들로부터 벗어남 없이 다양한 변경 및 수정들이 본 기술분야의 당업자들에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 본 실시예들은 첨부된 청구범위에 속하는 이러한 변경, 수정 및 변화들 모두를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (31)

  1. 단절된 분위기를 유지할 수 있는 기판 이송 챔버를 한정하는 내부 표면을 갖는 외주 벽(peripheral wall);
    상기 외주 벽의 상기 내부 표면과 인접한 외부 표면 사이에, 상기 외주 벽 내에 배치된 적어도 하나의 고정자 모듈, 및 상기 이송 챔버 내에서 실질적으로 접촉하지 않고 부양되는(suspended) 적어도 하나의 회전자를 갖는 적어도 하나의 실질적으로 링 모양의 모터(ring shaped motor)로서, 상기 링 모양의 모터에 의해 둘러싸인 상기 외주 벽의 표면은 소정의 장치가 상기 외주 벽의 표면에 부착되도록 구성되는 링 모양의 모터; 및
    상기 적어도 하나의 회전자에 연결되고 적어도 하나의 기판을 보유하도록 구성된 적어도 하나의 엔드 이펙터(end effector)를 가지는 적어도 하나의 기판 이송 암;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회전자는 상기 이송 챔버 내에서 실질적으로 접촉 없이 자기적으로 부양되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 장치는 상기 이송 챔버 내의 진공을 제어하도록 구성된 유체 유동 장치(fluid flow device)인 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실질적으로 링 모양의 모터는 상기 유체 유동 장치를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정자 모듈은 상기 외주 벽의 측면 또는 저면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 유동 장치는 진공 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 이송 암은 실질적으로 반대 방향으로 연장될 수 있는 2개의 이송 암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 이송 암은 실질적으로 동일한 방향으로 연장될 수 있는 2개의 이송 암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기판 이송 암은, 각각이 상기 적어도 하나의 회전자의 각각의 회전 중심 주위를 회전할 수 있는, 2개의 개별적으로 회전가능한 이송 암들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정자 모듈은 상기 외주 벽에 분리가능하게(removably) 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 고정자 모듈 내에 배치된 적어도 하나의 센서 및 상기 적어도 하나의 회전자 상에 배치되는 센서 트랙(sensor track)을 포함하는 위치 피드백 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  12. 챔버를 형성하는 프레임(frame);
    상기 챔버의 외주 벽 안으로 적어도 부분적으로 내장되는 다수의 고정자 모듈 세트들로서, 각각의 고정자 모듈 세트는 각각의 모터의 일부분을 형성하며, 상기 다수의 고정자 모듈 세트들의 각각은 상기 다수의 고정자 모듈 세트들 중 나머지 다른 고정자 모듈 세트들로부터 방사상으로 이격되는, 다수의 고정자 모듈 세트들;
    각각이 실질적으로 접촉 없이 상기 고정자 모듈 세트들의 각각에 의해 지지되는 다수의 회전자들; 및
    상기 다수의 회전자들의 각각에 연결되고, 각각이 기판을 지지하도록 구성되는 적어도 하나의 엔드 이펙터;
    를 포함하며, 상기 고정자 모듈 세트들의 각각 및 각각의 회전자는 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터의 각각의 연장 및 후퇴에 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 고정자 모듈 세트들의 각각 및 상기 다수의 회전자들의 각각은 실질적으로 링 모양의 모터를 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 고정자 모듈 세트들은 상기 챔버의 측벽 안에 적어도 부분적으로 내장되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 고정자 모듈 세트들은 상기 챔버의 저벽(botoom wall) 안에 적어도 부분적으로 내장되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 고정자 모듈 세트들의 각각은 적어도 하나의 권선 세트(winding set) 및 상기 적어도 하나의 권선 세트를 상기 챔버의 분위기로부터 단절시키도록 구성된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 권선 세트의 각각은 상기 적어도 하나의 권선 세트 중 나머지 다른 권선 세트들과 원주 상에서 이격되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  18. 제 12 항에 있어서,
    일 단부에서 상기 다수의 회전자들의 각각과 회전가능하게 연결되고 타 단부에서 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터에 회전가능하게 결합(couple)되는 적어도 하나의 암 링크(arm link)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 암 링크는 관절형 브릿지(articulated bridge)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 회전자들은 일반적인 스택 배열(general stacked arrangement)을 갖는 적어도 2개의 회전자들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 적어도 2개의 회전자들 사이의 공간을 지나가도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 회전자들은 일반적인 스택 배열을 갖는 적어도 2개의 회전자들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터는 상기 적어도 2개의 회전자들 위 또는 아래를 지나도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  22. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 회전자들은 적어도 2개의 동심으로(concentrically) 배열된 회전자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 회전자들 및 상기 다수의 고정자 모듈 세트들은 상기 프레임 및 챔버의 바닥을 가로막는 것이 없도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  24. 제 12 항에 있어서,
    위치 피드백 시스템을 더 포함하며, 상기 위치 피드백 시스템은 상기 다수의 고정자 모듈 세트들 내에 배치되는 적어도 하나의 센서 및 상기 다수의 회전자들 상에 배치되는 적어도 하나의 센서 트랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  25. 소정의 분위기를 유지할 수 있는 적어도 하나의 단절 가능한 챔버(isolatable chamber)를 갖는 프레임; 및
    상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되며, 적어도 하나의 기판을 이송하도록 구성되는 기판 이송기(substrate transport);
    를 포함하며, 상기 기판 이송기는,
    상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버의 외주 벽 안에 분리가능하게 내장되는 적어도 2개의 네스트 고정자 모듈들(nested stator modules);
    상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버 내에 배치되는 적어도 2개의 회전자들로서, 상기 적어도 2개의 회전자들의 각각은 실질적으로 접촉 없이 상기 적어도 하나의 고정자의 각각에 의해 지지되어 적어도 2개의 네스트 모터들을 형성하며, 상기 적어도 2개의 네스트 모터들 중 하나는 상기 적어도 2개의 네스트 모터들 중 다른 하나에 의해 둘러싸이는, 적어도 2개의 회전자들; 및
    상기 적어도 2개의 회전자들에 결합되고 기판들을 지지하기 위한 적어도 하나의 엔드 이펙터를 갖는 적어도 하나의 이송 암;
    을 포함하며,
    상기 적어도 2개의 네스트 모터들은 상기 적어도 하나의 이송 암에 적어도 2자유도 운동을 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버의 가로막는 것이 없는 하부를 통해 상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버에 결합된 진공/배기 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 네스트 고정자 모듈들은 상기 적어도 하나의 이송 암의 운동에 작용하기 위해 각각의 회전자에 토크 및 셀프 베어링 힘들을 가하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버는 상기 적어도 하나의 고정자 모듈을 상기 외주 벽 안으로 삽입하기 위해 상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버의 적어도 한 면 상의 적어도 하나의 개구부(opening)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단절 가능한 챔버는 일렬 구성(serial configuration)으로 배열된 적어도 2개의 단절 가능한 챔버들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 단절 가능한 챔버들 중 하나는 대칭 기판 이송기(symmetric substrate transport)를 포함하며, 상기 적어도 2개의 단절 가능한 챔버들 중 다른 하나는 쌍-대칭 기판 이송기(bi-symmetric substrate transport)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  31. 기판 이송 챔버를 형성하는 프레임;
    상기 기판 이송 챔버의 외주 벽 상에 원주 상에 분포되는 고정자 모듈들의 세트를 포함하는 적어도 하나의 모터로서, 상기 고정자 모듈들의 각각은 상기 외주 벽에 독립적으로 장착가능하고, 상기 적어도 하나의 모터는 상기 고정자 모듈들의 각각과 작동하는 적어도 하나의 공통 링 회전자(common ring rotor)를 더 포함하는, 적어도 하나의 모터; 및
    상기 적어도 하나의 공통 링 회전자에 연결되고 각각이 기판을 지지하도록 구성되는 적어도 하나의 엔드 이펙터;
    를 포함하며, 상기 고정자 모듈들의 세트 및 상기 적어도 하나의 공통 링 회전자는 적어도 1자유도로 상기 적어도 하나의 엔드 이펙터의 모터 운동에 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.

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