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CN112602185A - 衬底输送设备 - Google Patents

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CN112602185A
CN112602185A CN201980032815.9A CN201980032815A CN112602185A CN 112602185 A CN112602185 A CN 112602185A CN 201980032815 A CN201980032815 A CN 201980032815A CN 112602185 A CN112602185 A CN 112602185A
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CN
China
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torsional motion
follower
component
interface
torque
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Application number
CN201980032815.9A
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English (en)
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C·A·巴西雷
B·R·塔什简
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Borucos Automation Usa Co ltd
Borukos Automation Holding Co ltd
Original Assignee
Brooks Automation Inc
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Publication date
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Abstract

一种衬底输送设备，其包括：扭转运动驱动器部件，其具有包绕扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到主体部分的轴承环，扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到扭转运动驱动器部件，其中轴承环与扭转运动驱动器部件的外周边分离，使得外周边整体上脱离轴承环。

Description

衬底输送设备
对相关申请的交叉引用
本申请是2018年3月16日提交的美国临时专利申请No. 62/644053的非临时申请，并要求其权益，该临时专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
示例性实施例大体上涉及自动化处理设备，并且更特别地涉及衬底输送设备。
背景技术
通常，在半导体处理中，衬底在预确定的位置中放置在处理位置处。衬底由衬底输送设备放置在预确定位置处。这些衬底输送设备构造有驱动系统(例如，马达、滑轮、皮带、带等)，其允许在预确定位置处可重复地放置衬底。例如，常规衬底输送设备通常以约100 µm的可重复性放置衬底。然而，随着技术进步和衬底上的特征变得越来越复杂，常规衬底输送设备的放置准确性可能不足以以对应于越来越复杂的特征的期望准确性将衬底重复地放置在处理位置中。
将有利的是，提供一种具有基本上不变的刚性扭矩联接器的衬底输送器，该联接器将衬底输送器的端部执行器与驱动器连接，以例如基本上限制驱动器和臂连杆之间的马达滞后的影响。
附图说明
在结合附图得到的以下描述中解释所公开的实施例的前述方面和其它特征，在附图中：
图1A至图1D是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示；
图1E和图1F是根据所公开的实施例的方面的图1A至图1D的衬底处理设备的部分的示意性图示；
图1G至图1M是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示；
图2A至图2D是根据所公开的实施例的方面的衬底输送驱动区段的部分的示意性图示；
图3A至图3E是根据所公开的实施例的方面的输送臂的示意性图示；
图4是根据所公开的实施例的方面的衬底输送设备的示意性图示；
图5是表示根据所公开的实施例的方面的在图1至图4中图示的衬底输送设备的多种方面的部分的示意性图示；
图6A至图6C分别是根据所公开的实施例的方面的在图4中图示的衬底输送设备的部分的示意性图示的透视图；
图7是根据所公开的实施例的方面的在图5中图示的衬底输送设备的部分的横截面正视示意性图示；
图8是根据所公开的实施例的方面的在图5中图示的衬底输送设备的部分的放大局部横截面正视示意性图示；
图9是根据所公开的实施例的方面的在图5中图示的衬底输送设备的部分的放大局部横截面正视示意性图示；
图10是表示根据所公开的实施例的方面的在图1至图4中图示的衬底输送设备的多种方面的部分的平面图示意性图示；
图11是根据所公开的实施例的方面的在图10中图示的衬底输送设备的部分的局部横截面正视示意性图示；
图12A至图12B是根据所公开的实施例的方面的在图5和图10中图示的衬底输送设备的部分的示意性图示；以及
图13是根据所公开的实施例的一个或多个方面的衬底输送器的操作方法的流程图。
具体实施方式
图1A至图1M是根据所公开的实施例的方面的衬底处理设备的示意性图示。尽管将参考附图描述所公开的实施例的方面，但是应当理解，所公开的实施例的方面可以以许多形式体现。另外，可使用任何合适的尺寸、形状或类型的元件或材料。
所公开的实施例的方面提供了实现衬底输送设备104A(图4)的高精度运动的方法和设备。高精度运动是如下的运动：其为衬底输送设备104A提供相比已知衬底输送设备改进的衬底放置可重复性，并且在一些具体情况下，提供优于约100微米的衬底放置可重复性，使得衬底输送设备104A的端部执行器和其上承载的衬底沿着晶片输送平面可重复地延伸以放置(或拾取)衬底。例如，如将在下文更详细描述的，所公开的实施例的方面将衬底输送设备104A设置成包括在衬底输送设备104A的扭矩联接器处的尺寸基本上不变的接口500(图5)。通过例如基本上消除可(不一致地)受到衬底输送设备104A的环境或其它操作条件的影响的驱动系统内的摩擦联接器(及其固有的不一致或不可重复的变化)，尺寸基本上不变的接口500显著地增加了衬底输送设备104A放置衬底的可重复性和准确性。
在常规的衬底输送设备中，由例如诸如膨胀和收缩的热效应、机器人构件的磨损、机器人构件移位、马达迟滞等引起的机器人性能的可变性可为在例如衬底S的放置和从例如处理站130的拾取中的可重复性误差的来源。例如，当机器人臂在处理期间经受温度变化时，机器人臂可经历热膨胀和收缩(以及其它热效应和/或其它可变性)。这些温度变化影响机器人臂的定位，使得端部执行器的中心位置(例如，预确定的衬底保持位置)偏移或具有位置偏差ΔPV。为了减小例如输送臂315'(图4)的这些可变性并增加可重复性和准确性，输送臂315'的衬底输送设备104A的旋转驱动器部件和旋转随动器部件之间的联接器(例如扭矩联接器)可与尺寸基本上不变的接口500(图5)联接，该接口500通过其在整个臂运动范围内(沿着所有路径和轨迹，其包括应用最大马达或具有开关式控制(“bang-bang” control)的额定马达τ的最佳轨迹)的基本上不变的接口来提供可重复性。在2016年12月13日公布的美国专利No. 9517558中描述了臂运动范围和轨迹的合适的示例，该专利的名称为“Time-optimal trajectories for robotic transfer devices”(其公开内容通过引用以其整体并入本文中)，然而所公开的实施例可应用于任何合适的轨迹。如下文将进一步描述的，尺寸基本上不变的接口500是刚性的、基本上不滑动的接口，以经由基本上无摩擦的扭矩传递来实现旋转驱动部件和旋转随动器部件之间的总扭矩(对于在臂运动控制期间的所有扭矩瞬态以及跨越所有扭矩瞬态)的扭矩传递。
根据所公开的实施例的方面，示出了处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H，诸如例如半导体工具站。尽管在附图中示出了半导体工具站，但是本文中所描述的所公开的实施例的方面可应用于任何工具站或采用扭矩联接器的应用。在一个方面，处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I示出为具有集群工具布置(例如，具有连接到中心室的衬底保持站)，而在其它方面，处理设备可为线性布置的工具100L、100M，如在2013年3月19日公布的名称为“Linearly Distributed SemiconductorWorkpiece Processing Tool”的美国专利No. 8398355(其公开内容通过引用以其整体并入本文中)中所描述的；然而，所公开的实施例的方面可应用于任何合适的工具站。设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I大体上包括大气前端101、至少一个真空装载锁102、102A、102B、102C和真空后端103。至少一个真空装载锁102、102A、102B、102C可以以任何合适的布置联接到前端101和/或后端103的任何合适的(一个或多个)端口或(一个或多个)开口。例如，在一个方面，一个或多个装载锁102、102A、102B、102C可在公共水平平面中布置成并排布置，如在图1B至图1D和图1G至图1K中可看到的。在其它方面，一个或多个装载锁可以以网格格式布置，使得至少两个装载锁102A、102B、102C、102D成行(例如，具有间隔开的水平平面)和成列(例如，具有间隔开的竖直平面)布置，如图1E中所示出的。在再一些其它方面，一个或多个装载锁可为如图1A中所示出的单个顺列装载锁102。在又一个方面，至少一个装载锁102、102E可布置成如图1F中所示出的堆叠顺列布置。应当理解，虽然装载锁被图示在输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F的端部100E1或小面100F1上，但是在其它方面，一个或多个装载锁可布置在输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F的任何数量的侧部100S1、100S2、端部100E1、100E2或小面100F1-100F8上。至少一个装载锁中的每个还可包括一个或多个晶片/衬底搁置平面WRP(图1F)，其中衬底被保持在相应装载锁内的合适支承件上。在其它方面，工具站可具有任何合适的构造。前端101、至少一个装载锁102、102A、102B、102C和后端103中的每个的构件可连接到控制器110，控制器110可为任何合适的控制架构(诸如例如集群架构控制)的部分。控制系统可为闭环控制器，其具有主控制器(在一个方面，其可为控制器110)、集群控制器和自主远程控制器，诸如在2011年3月8日公布的名称为“Scalable Motion Control System”的美国专利No. 7904182中公开的控制器，该专利的公开内容通过引用以其整体并入本文中。在其它方面，可利用任何合适的控制器和/或控制系统。
在一个方面，前端101大体上包括装载端口模块105和微环境106，诸如例如设备前端模块(EFEM)。装载端口模块105可为箱开启器/装载器至工具标准(BOLTS)接口，其符合用于300 mm的装载端口、前开口或者底部开口箱/舱和盒的SEMI标准E15.1、E47.1、E62、E19.5或E1.9。在其它方面，装载端口模块可构造为200 mm的晶片/衬底接口、450 mm的晶片/衬底接口或任何其它合适的衬底接口，诸如例如更大或更小的半导体晶片/衬底、用于平坦面板显示器的平坦面板、太阳能面板、分划板或任何其它合适的物体。尽管在图1A至图1D、图1J和图1K中示出了三个装载端口模块105，但是在其它方面，任何合适数量的装载端口模块都可并入前端101中。装载端口模块105可构造成从高架输送系统、自动导向车辆、人员导向车辆、轨道导向车辆或从任何其它合适的输送方法接收衬底载体或盒C。装载端口模块105可通过装载端口107与微环境106对接。装载端口107可允许衬底在衬底盒和微环境106之间通过。微环境106大体上包括任何合适的传递机器人108，其可并入本文中所描述的所公开的实施例的一个或多个方面。在一个方面，机器人108可为轨道安装的机器人，诸如在例如1999年12月14日公布的美国专利6002840、2013年4月16日公布的美国专利8419341和2010年1月19日公布的美国专利7648327中描述的机器人，这些专利的公开内容通过引用以其整体并入本文中。在其它方面，机器人108可基本上类似于本文中关于后端103描述的机器人。微环境106可为多个装载端口模块之间的衬底传递提供受控的清洁区。
至少一个真空装载锁102、102A、102B、102C可位于微环境106和后端103之间并连接到微环境106和后端103。在其它方面，装载端口105可基本上直接联接到至少一个装载锁102、102A、102B、102C或输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F，其中衬底载体C被抽吸至输送室125A、125B、125C、125D的真空，并且衬底直接在衬底载体C和装载锁或传递室之间传递。在该方面，衬底载体C可用作装载锁，使得输送室的处理真空延伸到衬底载体C中。如可认识到的，在衬底载体C通过合适的装载端口基本上直接联接到装载锁的情况下，任何合适的传递设备都可设置在装载锁内，或者以其它方式能够接近载体C，以用于将衬底传递到衬底载体C和从衬底载体C传递。注意，如本文中所使用的用语“真空”可表示在其中处理衬底的高真空，诸如10-5托或更低。至少一个装载锁102、102A、102B、102C大体上包括大气和真空槽阀。装载锁102、102A、102B(以及用于处理站130)的槽阀可提供环境隔离，该环境隔离用于在从大气前端装载衬底之后抽空装载锁，并且当利用诸如氮气的惰性气体对锁排气时保持输送室中的真空。如本文中将描述的，处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F(以及线性处理设备100G、100H)的槽阀可位于相同的平面、不同的竖直堆叠平面中，或者位于相同平面中的槽阀和位于不同竖直堆叠平面中的槽阀的组合(如上文关于装载端口描述的)，以适应衬底向处理站130和至少联接到输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F的装载锁102、102A、102B、102C的传递和从其的传递。至少一个装载锁102、102A、102B、102C(和/或前端101)还可包括对准器，其用于将衬底的基准对准到期望的位置以用于处理或任何其它合适的衬底计量设备。在其它方面，真空装载锁可位于处理设备的任何合适的位置中，并且具有任何合适的构造。
真空后端103大体上包括输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F、一个或多个处理站或模块130以及任何合适数量的衬底输送设备104，衬底输送设备104包括一个或多个输送机器人，输送机器人可包括本文中所描述的所公开的实施例的一个或多个方面。输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F可具有例如符合SEMI标准E72指南的任何合适的形状和尺寸。衬底输送设备104和一个或多个输送机器人将在下文描述，并且可至少部分地位于输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F内，以在装载锁102、102A、102B、120C和多种处理站130之间(或者位于装载端口处的盒C和多种处理站130之间)输送衬底。在一个方面，衬底输送设备104可作为模块化单元而能够从输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F移除，使得衬底输送设备104符合SEMI标准E72指南。
处理站130可通过多种沉积、蚀刻或其它类型的过程在衬底上操作，以在衬底上形成电路或其它期望的结构。典型的过程包括但不限于使用真空的薄膜过程，诸如等离子体蚀刻或其它蚀刻过程、化学气相沉积(CVD)、等离子体气相沉积(PVD)、诸如离子注入的注入、计量、快速热处理(RTP)、干剥离原子层沉积(ALD)、氧化/扩散、氮化物形成、真空光刻、外延(EPI)、引线键合机和蒸镀或使用真空压力的其它薄膜过程。处理站130以任何合适的方式(诸如通过槽阀SV)可连通地连接到输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F，以允许衬底从输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F传送到处理站130以及反过来。输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F的槽阀SV可布置成允许双(例如，位于公共外壳内的多于一个的衬底处理室)或并排的处理站130T1-130T8、单个处理站130S和/或堆叠的处理模块/装载锁的连接(图1E和图1F)。如下文进一步描述的，衬底输送设备在衬底输送设备经受的温度和压力/真空的整个范围和变化中实现可重复性和准确性，所述温度和压力/真空对应于相应处理设备内的过程。
注意，当衬底输送设备104的一个或多个臂沿着衬底输送设备104的延伸和缩回轴线R与预确定的处理站130对准时，可发生衬底向处理站130、联接到传递室125A、125B、125C、125D、125E、125F的装载锁102、102A、102B、102C(或盒C)的传递和从其的传递。根据所公开的实施例的方面，一个或多个衬底可单独地或基本上同时地传递到相应的预确定处理站130(例如，诸如当衬底从如图1B、图1C、图1D和图1G至图1K中所示出的并排或串联处理站拾取/放置时)。在一个方面，衬底输送设备104可安装在吊杆臂143上(参见例如图1D和图1G至图1I)，其中吊杆臂143具有单个吊杆连杆或多个吊杆连杆121、122或线性托架144，诸如在2013年10月18日提交并且名称为“Processing Apparatus”的美国临时专利申请No. 61/892849和2013年11月15日提交并且名称为“Processing Apparatus”的美国临时专利申请No. 61/904908以及2013年2月11日提交并且名称为“Substrate Processing Apparatus”的国际专利申请No. PCT/US13/25513中描述的，这些申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
现在参考图1L，示出了线性晶片处理系统100G的示意性平面图，其中工具接口区段2012安装到输送室模块3018，使得接口区段2012大体上面向(例如，向内)输送室3018的纵向轴线X但是偏离输送室3018的纵向轴线X。如在先前通过引用并入本文中的美国专利No. 8398355中描述的，通过将其它输送室模块3018A、3018I、3018J附接到接口2050、2060、2070，输送室模块3018可在任何合适的方向上延伸。每个输送室模块3018、3018A、3018I、3018J包括任何合适的晶片输送装置2080，其可包括本文中所描述的所公开的实施例的一个或多个方面，以用于在整个处理系统100G中以及向例如处理模块PM中和其外输送晶片。如可认识到的，每个室模块可能够保持隔离或受控的气氛(例如，N2、清洁空气、真空)。
参考图1M，示出了诸如可沿着线性输送室416的纵向轴线X截取的示例性处理工具100H的示意性正视图。在图1M中所示出的所公开的实施例的方面，工具接口区段12可代表性地连接到输送室416。在该方面，接口区段12可限定工具输送室416的一端。如在图1M中看到的，输送室416可具有例如在与接口站12相反的端部处的另一个工件入口/出口站412。在其它方面，可提供用于插入工件/从输送室移除工件的其它入口/出口站。在一个方面，接口区段12和入口/出口站412可允许从工具装载和卸载工件。在其它方面，工件可从一端装载到工具中，并从另一端移除。在一个方面，输送室416可具有一个或多个传递室模块18B、18i。每个室模块可能够保持隔离或受控的气氛(例如，N2、清洁空气、真空)。如前面所注意到的，图1M中所示出的形成输送室416的输送室模块18B、18i、装载锁模块56A、56和工件站的构造/布置仅仅是示例性的，并且在其它方面，输送室可具有以任何期望的模块化布置设置的更多或更少的模块。在所示出的方面，站412可为装载锁。在其它方面，装载锁模块可位于端部入口/出口站(类似于站412)之间，或者邻接的输送室模块(类似于模块18i)可构造成作为装载锁操作。
如前面还注意到的，输送室模块18B、18i具有位于其中的一个或多个对应的衬底输送设备26B、26i，其可包括本文中所描述的所公开的实施例的一个或多个方面。相应的输送室模块18B、18i的衬底输送设备26B、26i可协作以在输送室中提供线性分布的工件输送系统420。在该方面，衬底输送设备26B可具有一般的SCARA臂构造(然而在其它方面，输送臂可具有如下文所描述的任何其它期望的布置)。
在图1M中所示出的所公开的实施例的方面，输送设备26B的臂和/或端部执行器可布置成提供可被称为快速交换布置的装置，其允许输送设备从拾取/放置位置迅速交换晶片。衬底输送设备26B可具有任何合适的驱动区段(例如，同轴布置的驱动轴、并排的驱动轴、水平相邻的马达、竖直堆叠的马达等)，其用于为每个臂提供任何合适数量的自由度(例如，围绕肩关节和肘关节的独立旋转以及Z轴线运动)。如在图1M中看到的，在该方面，模块56A、56、30i可填隙地位于传递室模块18B、18i之间，并且限定合适的处理模块、(一个或多个)装载锁、(一个或多个)缓冲站、(一个或多个)计量站或(一个或多个)任何其它期望的站。例如，诸如装载锁56A、56和工件站30i的间隙模块各自具有固定的工件支承件/搁架56S1、56S2、30S1、30S2，它们与衬底输送设备协作，以实现工件沿着输送室的线性轴线X通过输送室的长度的输送。通过示例的方式，(一个或多个)工件可通过接口区段12装载到输送室416中。(一个或多个)工件可利用接口区段的衬底输送设备15定位在装载锁模块56A的(一个或多个)支承件上。装载锁模块56A中的(一个或多个)工件可通过模块18B中的衬底输送设备26B在装载锁模块56A和装载锁模块56之间移动，并且以类似且连续的方式利用衬底输送设备26i(在模块18i中)在装载锁56和工件台30i之间移动，并且利用在模块18i中的衬底输送设备26i在站30i和站412之间移动。该过程可全部或部分颠倒，以在相反方向上移动(一个或多个)工件。因此，在一个方面，工件可沿着轴线X在任何方向上移动，并且沿着输送室移动到任何位置，并且可装载到与输送室连通的任何期望的模块(处理模块或其它模块)和从其卸载。在其它方面，具有静态工件支承件或搁架的间隙输送室模块可不设置在输送室模块18B、18i之间。在这样的方面，邻接的输送室模块的衬底输送设备可将工件直接从一个端部执行器或一个输送臂传送到另一个衬底输送设备的端部执行器或输送臂，以移动工件通过输送室。处理站模块可通过多种沉积、蚀刻或其它类型的过程在晶片上操作，以在晶片上形成电路或其它期望的结构。处理站模块连接到输送室模块，以允许晶片从输送室传送到处理站以及反过来。具有与图1D中所描绘的处理设备类似的总体特征的处理工具的合适示例在美国专利No. 8398355中描述，该专利先前通过引用以其整体并入。
现在参考图2A、图2B、图2C、图2D，在一个方面，衬底输送设备104包括至少一个驱动区段200、200A、200B、200C和至少一个机器人臂，诸如下文描述的机器人臂314、315、316、317、318。注意，所图示的衬底输送设备104是示例性的，并且在其它方面可具有基本上类似于美国申请No. 14/568742中所描述的构造的任何合适的构造，该申请名称为“Substratetransport apparatus”并且提交于2014年12月12日，其公开内容通过引用以其整体并入本文中。一个或多个机器人臂314、315、316、317、318可在任何合适的连接CNX处联接到如本文中所描述的驱动区段200、200A-200C中的一个的相应驱动轴，使得(一个或多个)驱动轴的旋转实现(一个或多个)相应输送臂314、315、316、317、318的移动。如下文将描述的，在一个方面，输送臂314、315、316、317、318能够从多个不同的可互换输送臂314、315、316、317、318互换，以便在与驱动区段的连接CNX处从一个输送臂换成另一个输送臂。
至少一个驱动区段200、200A、200B、200C安装到处理设备100A-100H的任何合适的框架。在一个方面，如上文所注意到的，衬底输送设备104可以以任何合适的方式安装到线性滑动件144或吊杆臂143(注意吊杆臂也可包括如本文中所描述的本公开的一个或多个方面)，其中线性滑动件和/或吊杆臂143具有基本上类似于本文中所描述的驱动区段200、200A、200B、200C的驱动区段。至少一个驱动区段200、200A、200B、200C可包括公共驱动区段，该公共驱动区段包括容纳Z轴线驱动器270和旋转驱动区段282中的一个或多个的框架200F。框架200F的内部200FI可以以任何合适的方式密封，如下文将描述的。在一个方面，Z轴线驱动器可为任何合适的驱动器，其构造成沿着Z轴线移动输送臂314、315、316、317、318。在图2A中，Z轴线驱动器图示为螺旋型驱动器，但是在其它方面，驱动器可为任何合适的线性驱动器，诸如线性致动器、压电马达等。旋转驱动区段282可构造为任何合适的驱动区段，诸如例如谐波驱动区段。例如，旋转驱动区段282可包括任何合适数量的同轴布置的谐波驱动马达280，诸如在图2B中可看到的，其中驱动区段282包括例如三个同轴布置的谐波驱动马达280、280A、280B。在其它方面，驱动区段282的驱动器可并排和/或以同轴布置定位。在一个方面，图2A中所示出的旋转驱动区段282包括用于驱动轴280S的一个谐波驱动马达280，然而，在其它方面，驱动区段可包括任何合适数量的谐波驱动马达280、280A、280B(图2B)，其对应于例如同轴驱动系统中的任何合适数量的驱动轴280S、280AS、280BS(图2B)。
谐波驱动马达280可具有高容量输出轴承，使得磁流体密封件276、277的组成件至少部分地由谐波驱动马达280在衬底输送设备104的期望旋转T和延伸R移动期间以足够的稳定性和间隙居中和支承。注意，磁流体密封件276、277可包括若干部分，这些部分形成基本上同心的同轴密封件，如下文将描述的。在该示例中，旋转驱动区段282包括容纳一个或多个驱动马达280的外壳281，该驱动马达280可基本上类似于上文所描述和/或美国专利6845250、5899658、5813823和5720590中所描述的驱动马达，这些专利的公开内容通过引用以其整体并入本文中。磁流体密封件276、277可被公差设计成密封驱动轴组件中的每个驱动轴280S、280AS、280BS。在一个方面，可不提供磁流体密封件。例如，驱动区段282可包括具有定子的驱动器，该定子基本上相对于输送臂在其中操作的环境密封，而转子和驱动轴共享臂在其中操作的环境。不具有磁流体密封件并且可在所公开的实施例的方面采用的驱动区段的合适示例包括来自Brooks Automation, Inc.的MagnaTran® 7和MagnaTran® 8机器人驱动区段，其可具有密封的罐布置，如下文将描述的。注意，(一个或多个)驱动轴280S、280AS、280BS也可具有中空构造(例如，具有沿着驱动轴的中心纵向延伸的孔)，以允许线290或任何其它合适的物品穿过驱动组件，以用于连接到例如安装到驱动区段200、200A、200B、200C的另一驱动区段(如在2016年7月7日提交并于2016年11月10日作为US 2016/0325440公布的美国专利申请No. 15/110130中描述的，该申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中)、任何合适的位置编码器、控制器和/或至少一个传递臂314、315、316、317、318。如可认识到的，驱动区段200、200A、200B、200C的驱动马达中的每个可包括任何合适的编码器，该编码器构造成检测相应马达的位置，以用于确定每个输送臂314、315、316、317、318的端部执行器314E、315E、316E、317E1、317E1、318E1、318E2的位置。
在一个方面，外壳281可安装到托架270C，托架270C联接到Z轴线驱动器270，使得Z轴线驱动器270沿着Z轴线移动托架(以及位于其上的外壳281)。如可认识到的，为了将输送臂314、315、316、317、318在其中操作的受控气氛相对于驱动区段200、200A、200B、200C(其可在大气压ATM环境中操作)的内部200FI密封，驱动区段200、200A、200B、200C可包括波纹管密封件275和上文所描述的磁流体密封件276、277中的一个或多个。波纹管密封件275可具有联接到托架270C的一端和联接到框架200F的任何合适部分的另一端，使得框架200F的内部200FI与输送臂314、315、316、317、318在其中操作的受控气氛隔离。
在其它方面，如上文所注意到的，可在托架270C上提供驱动器，诸如来自BrooksAutomation, Inc.的MagnaTran® 7和MagnaTran® 8机器人驱动区段，该驱动器具有在没有磁流体密封件的情况下相对于输送臂在其中操作的气氛密封的定子。例如，还参考图2C和图2D，旋转驱动区段282构造成使得马达定子相对于输送臂在其中操作的环境密封，而马达转子共享输送臂在其中操作的环境。参考图2C，图示了三轴旋转驱动区段282。在该方面，存在三个马达280'、280A'、280B'，其各自具有联接到相应驱动轴280A、280AS、280BS的转子280R'、280AR'、280BR'。每个马达280'、280A'、280B'还包括相应的定子280S'、280AS'、280BS'，这些定子可通过相应的罐密封件280SC、280ACS、280BCS来相对于(一个或多个)输送臂在其中操作的气氛密封。如可认识到的，可提供任何合适的编码器/传感器，以用于确定驱动轴(和(一个或多个)驱动轴操作的(一个或多个)臂)的位置。如可认识到的，在一个方面，图2C中所图示的马达的驱动轴可不允许线290馈通，而在其它方面，可提供任何合适的密封件，使得线可穿过例如图2C中所图示的马达的中空驱动轴。
图2D中所图示的驱动区段200C包括四马达嵌套或同心构造，使得四个驱动轴126S1-126S4同轴布置，并且四个马达126M1-126M4布置成嵌套同轴布置。例如，马达126M1嵌套在马达126M2内(例如，被马达126M2径向地包围)，并且马达126M3嵌套在马达126M4内。嵌套马达126M1、126M2相对于嵌套马达126M3、126M4同轴布置，使得嵌套马达126M1、126M2同轴设置在嵌套马达126M3、125M4上方。然而，应当理解，马达126M1-126M4可具有任何合适的布置，诸如堆叠布置、并排布置或如图2D中所示出的同心布置。在其它方面，马达可为低轮廓平面或“煎饼”式机器人驱动构造，其中马达以基本上类似于下列文献中所描述的方式的方式同心地嵌套在彼此内：2011年8月30日公布的名称为“Substrate ProcessingApparatus with Motors Integral to Chamber Walls”的美国专利No. 8008884；以及2012年10月9日公布的名称为“Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings”的美国专利No. 8283813，这些专利的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
虽然马达图示为旋转马达，但是在其它方面，可使用任何合适的(一个或多个)马达和/或合适的(一个或多个)驱动传动装置，诸如例如直接驱动线性马达、线性压电电动马达、线性电感马达、线性同步马达、有刷或无刷线性马达、线性步进马达、线性伺服马达、磁阻马达等。合适的线性马达的示例在例如下列文献中描述：序列号为13/286186的美国专利申请，其名称为“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm”，提交于2011年10月31日；序列号为13/159034的美国专利申请，其名称为“Substrate ProcessingApparatus”，提交于2011年6月13日；以及美国专利No. 7901539，其名称为“Apparatus andMethods for Transporting and Processing Substrates”，公布于2011年3月8日；美国专利No. 8293066，其名称为“Apparatus and Methods for Transporting and ProcessingSubstrates”，公布于2012年10月23日；美国专利No. 8419341，其名称为“Linear VacuumRobot with Z Motion and Articulated Arm”，公布于2013年4月16日；美国专利No.7575406，其名称为“Substrate Processing Apparatus”，公布于2009年8月18日；以及美国专利No. 7959395，其名称为“Substrate Processing Apparatus”，公布于2011年6月14日，这些专利的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
现在参考图3A至图3E，吊杆臂143和/或衬底输送设备104可包括任何合适的(一个或多个)臂连杆机构。臂连杆机构的合适示例可在下列文献中找到：例如，2009年8月25日公布的美国专利No. 7578649、1998年8月18日公布的美国专利No. 5794487、2011年5月24日公布的美国专利No. 7946800、2002年11月26日公布的美国专利No. 6485250、2011年2月22日公布的美国专利No. 7891935、2013年4月16日公布的美国专利No. 8419341以及名称为“Dual Arm Robot”且提交于2011年11月10日的美国专利申请No. 13/293717和名称为“Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm”且提交于2013年9月5日的美国专利申请No. 13/861693，这些专利的公开内容全都通过引用以其整体并入本文中。在所公开的实施例的方面，每个衬底输送设备104的至少一个传递臂、吊杆臂143和/或线性滑动件144可源自常规的SCARA臂315(选择性柔顺铰接机器人臂)(图3C)类型的设计，其包括上臂315U、带驱动前臂315F和带约束端部执行器315E，或者源自伸缩臂或任何其它合适的臂设计，诸如笛卡尔线性滑动臂314(图3B)。输送臂的合适示例可在例如2008年5月8日提交的名称为“Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing aMechanical Switch Mechanism”的美国专利申请No. 12/117415和2010年1月19日公布的美国专利No. 7648327中找到，这些专利的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
传递臂的操作可彼此独立(例如，每个臂的延伸/缩回独立于其它臂)，可通过空动开关操作，或者可以以任何合适的方式可操作地连结，使得臂共享至少一个公共驱动轴线。在再一些其它方面，输送臂可具有任何其它期望的布置，诸如蛙腿臂316(图3A)构造、跳蛙臂317(图3E)构造、双对称臂318(图3D)构造等。输送臂的合适示例可在下列文献中找到：2001年5月15日公布的美国专利6231297、1993年1月19日公布的美国专利5180276、2002年10月15日公布的美国专利6464448、2001年5月1日公布的美国专利6224319、1995年9月5日公布的美国专利5447409、2009年8月25日公布的美国专利7578649、1998年8月18日公布的美国专利5794487、2011年5月24日公布的美国专利7946800、2002年11月26日公布的美国专利6485250、2011年2月22日公布的美国专利7891935以及名称为“Dual Arm Robot”且提交于2011年11月10日的美国专利申请No. 13/293717和名称为“Coaxial Drive VacuumRobot”且提交于2011年10月11日的美国专利申请No. 13/270844，这些专利的公开内容全都通过引用以其整体并入本文中。注意，吊杆臂143可具有基本上类似于输送臂314、315、316、317、318的构造，其中衬底输送设备104安装到吊杆臂143，代替端部执行器315E、316E、317E1、317E1、318E1、318E2。如可认识到的，根据所公开的实施例的方面，(一个或多个)输送臂314、315、316、317、318可旋转地联接到相应的驱动区段200、200A、200B、200C，使得相应的驱动区段200、200A、200B、200C实现从驱动区段200、200A、200B、200C到输送臂314、315、316、317、318的基本上无摩擦的扭矩传递，以实现输送臂314、315、316、317、318相对于框架(诸如框架200F或处理工具100A-100H的任何合适的框架)的铰接运动。如下文将更详细描述的，诸如控制器110的任何合适的控制器以任何合适的方式联接到驱动区段200、200A、200B、200C，以驱动驱动区段200、200A、200B、200C，以便实现输送臂314、315、316、317、318的铰接。
现在参考图4，根据所公开的实施例的方面，图示了示例性衬底输送设备104A。衬底输送设备104A基本上类似于上文关于图1A至图1D和图1G至图1K描述的衬底输送设备104，并且可在任何合适的大气或真空环境(诸如上文关于处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H描述的环境)中采用。在一个方面，衬底输送设备104A可至少部分地设置在示例性输送室125'中，该输送室125'可基本上类似于上文所描述的输送室125A、125B、125C、125D、125E、125F中的任何一个。
衬底输送设备104A包括具有设置在其中的驱动区段200'的基座400BA。衬底输送设备104A进一步包括可旋转地联接到驱动区段200'的输送臂315'。输送臂315'包括上臂401、前臂402和端部执行器403。注意，尽管驱动区段200'被描绘和描述为三轴线驱动区段(基本上类似于上文关于图2C描述的驱动区段282)，但是驱动区段200'可具有任何合适的驱动区段构造，诸如上文关于图2A、图2B和图2D描述的构造。此外，虽然输送臂315'被描绘和描述为具有与上文关于图3C描述的常规SCARA臂315基本上类似的构造，但是输送臂315'可具有任何合适的臂构造，诸如上文所描述的臂构造314、316、317、318。如可认识到的，衬底输送设备104A可为任何其它合适的衬底输送设备，其在驱动旋转随动器部件的旋转驱动部件之间具有至少一个扭矩联接器。
如可认识到的，衬底输送设备104A连接到任何合适的控制器(诸如上文所描述的控制器110)并与其通信，使得控制器110可控制输送臂315'的移动。更具体地，控制器110包括控制器模块110M，该控制器模块110M配置成以已知和受控的方式命令衬底输送设备104A的位置移动，以将输送臂315'的端部执行器403移动到处理设备100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H内的任何期望位置(即，在衬底输送设备104A的范围内)。例如，输送臂315'可联接到驱动区段200'，并且可包括具有用于实现衬底输送设备104A的操作的任何合适的非暂时性程序代码的控制器模块110M，该驱动区段200'可为诸如先前描述的驱动区段(即，谐波驱动、固定基座驱动、三轴线驱动等)的任何合适的驱动区段。在一个方面，控制器110可配置为开关式控制器，其用于使用驱动区段200'的最大扭矩τmax来产生衬底输送设备104A的至少部分(诸如端部执行器403)的时间最优运动。驱动区段200'可包括任何期望的位置确定装置(例如，诸如位置或马达编码器296；图2A)，其连接到控制器110的控制器模块110M。编码器296向控制器模块110M发送任何合适的(一个或多个)信号，从而使得控制器模块110M能够确定输送臂315'上的预确定点(诸如端部执行器中心或任何其它合适的位置)相对于输送室125'的位置。
在图4中所示出的示例性实施例中，驱动区段200'设置在基座400BA中，基座400BA容纳多轴线驱动主轴组件410和三个马达420、421、422。多轴线驱动主轴组件410具有三个驱动轴410A、410B、410C，这些驱动轴布置成例如同轴构造。在该方面，驱动轴410A、410B、410C由不锈钢构成，但是可为任何其它合适的材料。如上文所注意到的，在其它方面，驱动区段可具有多于或少于三个马达以及多于或少于三个驱动轴。
三个马达420、421、422各自包括定子420ST、421ST、422ST和转子420RT、421RT、422RT，它们联接到内驱动轴410A、中间驱动轴410B和外驱动轴410C中相应的一个。每个定子420ST、421ST、422ST大体上包括电磁线圈，并且在沿着基座400BA的不同竖直高度或位置处固定地附接到基座400BA。每个转子420RT、421RT、422RT由永磁体构成，但是可备选地包括磁感应转子，该磁感应转子不具有永磁体，并且可根据本文中所描述的所公开的实施例的方面而可旋转地联接到每个相应的驱动轴410A、410B、410C。可围绕驱动轴410A、410B、410C和基座400BA提供多种轴承，以允许每个驱动轴410A、410B、410C能够相对于彼此和基座400BA独立地旋转。每个驱动轴410A、410B、410C可设置有合适的位置传感器/编码器，以向控制器110提供针对相应驱动轴410A、410B、410C的位置信号，以用于确定驱动轴410A、410B、410C相对于彼此和/或相对于基座400BA的旋转位置。可使用任何合适的传感器/编码器，诸如光学或感应传感器。
仍然参考图4，输送臂315'的上臂401通过尺寸基本上不变的接口在衬底输送设备104A的肩部404处联接到驱动区段200'的外驱动轴410C，使得外驱动轴410C和上臂401作为单元以如下文进一步描述的可重复性和准确性围绕肩部旋转轴线Z1一起旋转。上臂401大体上包括上臂外壳401H和上臂轴承环401BC。
前臂402经由肘部驱动轴组件430在衬底输送设备104A的肘部405处联接到上臂401。前臂402大体上包括前臂外壳402H和前臂轴承环402BC(以类似于下文将更详细描述的方式的方式从前臂外壳402H悬垂并且独立于外壳内的肘部驱动轴组件430)。内驱动轴410A可操作地联接到上臂401中的第一传动装置470。第一传动装置470包括驱动滑轮471、惰轮472和驱动带473。驱动滑轮471通过尺寸基本上不变的接口联接到内驱动轴410A(如下文将进一步描述的)，并通过驱动带473连接到惰轮472。惰轮472通过尺寸基本上不变的接口联接到肘部驱动轴组件430的肘部外驱动轴431(也如下文将进一步描述的)，使得惰轮472和肘部外驱动轴431作为单元准确地且可重复地旋转。将前臂402连接到上臂401的肘部驱动轴组件430由合适的轴承从上臂401可旋转地支承，该轴承允许肘部驱动轴组件430相对于上臂401围绕肘部旋转轴线Z2旋转。前臂402通过尺寸基本上不变的接口联接到肘部驱动轴组件430的肘部外驱动轴431，使得肘部外驱动轴431和前臂402作为单元围绕轴线Z2准确地且可重复地旋转。当上臂401中的第一传动装置470的驱动滑轮471通过驱动区段200'的内驱动轴410A旋转时，前臂402围绕轴线Z2旋转。因此，驱动区段200'的内驱动轴410A用于相对于上臂401独立地旋转前臂402。
端部执行器403通过在衬底输送设备104A的腕部406处的腕部驱动轴440联接到前臂402。中间驱动轴410B可操作地联接到上臂401中的第二传动装置480。上臂401中的第二传动装置480包括驱动滑轮481、惰轮482和驱动带483。驱动滑轮481通过尺寸基本上不变的接口联接到驱动区段200'中的多轴线驱动主轴组件410的中间驱动轴410B。惰轮482通过尺寸基本上不变的接口联接到肘部驱动轴组件430的肘部内驱动轴432(将前臂402连接到上臂401)。驱动带483将驱动滑轮481连接到惰轮482。肘部驱动轴组件430的肘部内驱动轴432可操作地连接到前臂402中的第三传动装置490。前臂402中的第三传动装置490包括驱动滑轮491、惰轮492和驱动带493。驱动滑轮491通过尺寸基本上不变的接口联接到肘部驱动轴组件430的肘部内驱动轴432。惰轮492通过尺寸基本上不变的接口联接到腕部驱动轴440。驱动带493将驱动滑轮491连接到惰轮492。腕部驱动轴440由合适的轴承从前臂402可旋转地支承，该轴承允许腕部驱动轴440相对于前臂402围绕腕部旋转轴线Z3旋转。端部执行器403通过尺寸基本上不变的接口联接到腕部驱动轴440，以便作为单元围绕轴线Z3准确地且可重复地旋转。当第三传动装置490的惰轮492通过驱动滑轮491旋转时，端部执行器403围绕轴线Z3旋转。驱动滑轮491继而通过肘部轴组件430的肘部内驱动轴432旋转。当上臂401中的第二传动装置480的惰轮482通过驱动区段200'的中间驱动轴410B旋转时，肘部内驱动轴432旋转。因此，端部执行器403可如下文进一步描述的那样以可重复性和准确性围绕轴线Z3相对于前臂402和上臂401独立地旋转。
衬底输送设备104A的可旋转联接器中的每个由旋转或扭转运动驱动器部件530(即，参考驱动部件中的每个，例如，驱动轴410A、410B、410C、431、432、440；转子420RT、421RT、422RT；以及惰轮472、482、492)与旋转或扭转运动随动器部件535(即，参考从动部件中的每个，例如，臂连杆401、402、403；滑轮471、481、491；以及驱动轴410A、410B、410C、431、432、440)之间的扭矩联接器限定。注意，在一些情况下，扭转运动驱动器部件也可为扭转运动随动器部件。例如，肘部内驱动轴432是相对于肘部内驱动轴432和惰轮482之间的扭矩联接器的扭转运动随动器部件，同时也是相对于肘部内驱动轴432和驱动滑轮491之间的扭矩联接器的扭转运动驱动器部件。在一个方面，旋转随动器部件535至少部分地位于旋转驱动部件530内部，使得旋转驱动部件530围绕旋转随动器部件535的至少部分设置(例如，肘部内驱动轴432至少部分地位于惰轮482内部)。在另一方面，旋转驱动器部件530至少部分地位于旋转随动器部件535内部，使得旋转随动器部件535围绕旋转驱动部件530的至少部分设置(例如，肘部内驱动轴432至少部分地位于驱动滑轮491内部)。每个扭转运动驱动器部件530和相应的扭转运动随动器部件535联接在一起，以利用尺寸基本上不变的接口500、500'(图5和图10)经由基本上无摩擦的扭矩传递在彼此之间传递扭矩。
例如，参考图5至图9，将根据所公开的实施例的方面描述扭转运动驱动器部件530(例如，肘部内驱动轴432)和扭转运动随动器部件535(例如，驱动滑轮491)之间的扭矩联接器499(图4)。注意，尽管仅为了方便起见，本文中具体参考例如肘部内驱动轴432和驱动滑轮491之间的扭矩联接器499来描述所公开的实施例的方面，但是衬底输送设备104A的一个或多个其它扭矩联接器可具有基本上类似的特征，并且以与先前所注意到的方式基本上相同的方式联接。
如上文所注意到的，扭转运动随动器部件535联接到扭转运动驱动器部件530。更具体地，扭转运动随动器部件535利用尺寸基本上不变的接口500(也被称为接触扭矩传递接口)联接到扭转运动驱动器部件530，以将扭矩从扭转运动驱动器部件530传递到扭转运动随动器部件535。在一个方面，尺寸基本上不变的接口500是刚性的、基本上不滑动的接口。尺寸基本上不变的接口500构造成使得刚性的、基本上不滑动的接口在尺寸基本上不变的接口500处具有预确定的可重复的双向刚性和基本上不滑动的接触。预确定的可重复的双向刚性和基本上不滑动的接触实现经由基本上无摩擦的传递从例如扭转运动驱动器部件530到扭转运动随动器部件535的扭矩的扭矩传递。如上文所注意到的，控制器110可为开关式控制器，其配置成向衬底输送设备104A施加最大扭矩τmax。尺寸基本上不变的接口500构造成对于施加到扭矩联接器的扭矩的每个方向(即，双向)来说是刚性的且基本上不变的(关于产生相比已知的衬底输送设备改进的运动可重复性，并且在一些具体情况下，在瞬态的整个运动范围内，优于约100微米的运动可重复性)。例如，尺寸基本上不变的接口500从施加的零扭矩到施加的最大扭矩+τmax以及两者之间的每个瞬态都是刚性的且基本上不变的。此外，尺寸基本上不变的接口500在整个扭矩瞬态期间都是刚性的且基本上不变的，其中所施加的扭矩的方向被切换到相反的方向(即，从+τmax到-τmax，诸如当衬底输送设备104A完全延伸并且扭矩被切换以缩回衬底输送设备104A时)。尺寸基本上不变的接口500在每个瞬态扭矩(即，从-τmax到+τmax)的整个施加过程中都是刚性的且基本上不变的。在一个方面，注意，τmax是最大额定马达扭矩，诸如将由实现衬底输送设备运动轨迹的最优(即，时间最优的)“开关”式控制的控制器施加的最大额定马达扭矩。在一个方面，尺寸基本上不变的接口500还构造成在所有时间(包括在教导/设置衬底输送设备104A以在稳态操作条件下(包括在真空和任何温度下)操作期间)都是刚性的且基本上不变的。尺寸基本上不变的接口500构造成在例如处理站130中的操作期间对于所有温度范围来说都是刚性的且基本上不变的，处理站130可在约400℉或更高的温度下操作。尺寸基本上不变的接口500构造成在“冷”温度下(即，在初始预热期间或当不操作时)和操作温度(例如，处理站130或输送室125A-F的操作温度)下都是刚性的且基本上不变的。
在该方面，扭转运动驱动器部件530具有外周边530E(图6B)，该外周边包绕肘部旋转轴线Z2。扭转运动驱动器部件530包括驱动器部件位置基准表面699和安置表面698(图6B)。驱动器部件位置基准表面699部分地限定尺寸基本上不变的接口500，如将在下文进一步描述的。
扭转运动随动器部件535包括主体部分510和可旋转地联接到主体部分510的轴承环511。扭转运动随动器部件535的主体部分510包括随动器部件位置基准表面599和随动器接合表面910(图9)。在一个方面，扭转运动随动器部件535进一步包括至少一个轴承512(图8)，该轴承将主体部分510安置在轴承环511上。轴承环511包括螺纹511T(图8)，螺纹511T构造成与例如臂连杆外壳402H(例如，前臂402)的螺纹402T联接。如在图7和图8中可最佳地看到的，在一个方面，至少一个轴承512的轴承座圈512A、512B独立于扭转运动驱动器部件530而从例如扭转运动随动器部件535悬垂，使得轴承环511独立于扭转运动驱动器部件530(即，轴承环511不直接联接到扭转运动驱动器部件530，使得扭转运动驱动器部件530的外周边530E整体上脱离轴承环511(例如，当与常规的SCARA扭矩联接器相比时，在常规的SCARA扭矩联接器中，轴承环从摩擦联接器中的驱动轴悬垂或直接安置在驱动轴上或抵靠驱动轴安置)。在一个方面，轴承环511也与尺寸基本上不变的接口500分离。轴承环511可由不锈钢或任何其它合适的材料构成，并且可具有低热膨胀系数。例如，轴承环511可由17-H900不锈钢构成，该不锈钢具有例如在-100 - 70℉ (-73 - 21℃)的温度范围下的5.8×106 in/in/℉ (10.4 µm/m·K)的平均热膨胀系数、在70 - 200℉ (21 - 93℃)的温度范围下的6.0×106 in/in/℉(10.8 µm/m·K)的平均热膨胀系数、在70 - 600℉ (21 - 316℃)的温度范围下的6.3×106 in/in/℉ (11.3 µm/m·K)的平均热膨胀系数或在70 - 800℉ (21 - 427℃)的温度范围下的6.5×106 in/in/℉ (11.7 µm/m·K)的平均热膨胀系数。在一个方面，轴承环511包括驱动特征。
扭转运动驱动器部件530的驱动器部件位置基准表面699和扭转运动随动器部件535的主体部分510的随动器部件位置基准表面599设置成预确定的对准状态，该对准状态设定扭转运动驱动器部件530和扭转运动随动器部件535相对于彼此的预确定位置。在一个方面，尺寸基本上不变的接口500具有补充扭转运动驱动器部件530的驱动器部件位置基准表面699和扭转运动随动器部件535的随动器部件位置基准表面599的构造。利用这种构造，与驱动器部件位置基准表面699和随动器部件位置基准表面599接合的尺寸基本上不变的接口500实现尺寸基本上不变的接口500相对于扭转运动随动器部件535和扭转运动驱动器部件530两者的可重复的预确定同心位置。
仍然参考图5至图9，在一个方面，衬底输送设备104A进一步包括扭矩杆550(也被称为旋转扭矩传递联接器)、第一偏压部件560和第二偏压部件565。在一个方面，扭矩杆550包括具有设置在其上的第一楔形表面551的第一端部550E1、具有设置在其上的第二楔形表面552的第二端部550E2、设置在第一端部550E1和第二端部550E2之间的推力面555以及至少一个扭矩杆附接部件553、554。扭矩杆550构造成坐置在(或被安置在)扭转运动驱动器部件530的安置表面698上，并经由扭矩杆附接部件553、554(例如，螺纹间隙盖螺栓，其设置成基本上仅用于来自与扭转运动驱动器部件530和扭矩杆550的接合的轴向加载)联接到扭转运动驱动器部件530。至少一个扭矩杆附接部件553、554构造成相对于扭转运动驱动器部件530预加载扭矩杆550，并且可为例如螺母和螺栓、螺钉或任何其它合适的紧固件部件。扭矩杆550进一步构造成联接到扭转运动随动器部件535(如本文中所描述的)，从而实现扭转运动随动器部件535到扭转运动驱动器部件530的联接。在其它方面，扭转运动驱动器部件和扭矩杆元件可形成为单件单元(例如，整体的)，使得扭转运动驱动器部件和扭矩杆限定单件单元。如图5和图9中所图示的，扭转运动驱动器部件和扭矩杆的这样的一体式单件单元类似地利用第一偏压部件560和第二偏压部件565联接到扭转运动随动器部件535。
在一个方面，扭矩杆550部分地限定尺寸基本上不变的接口500。例如，在一个方面，尺寸基本上不变的接口500设置在扭矩杆550上并且同时接合扭转运动驱动器部件530和扭转运动随动器部件535。扭矩杆550与扭转运动驱动器部件530和扭转运动随动器部件535的这种接合同时实现了旋转运动/扭转(或扭矩)从扭转运动驱动器部件530到扭转运动随动器部件535的传递。在一个方面，扭矩杆550的推力面555构造成接合扭转运动驱动器部件530的驱动器部件位置基准表面699并限定尺寸基本上不变的接口500的至少部分。推力面555与驱动器部件位置基准表面699的接合限定受控的分布式接触推力接口800(图5)，该接口构造成从扭转运动驱动器部件530将基本上均匀的推力载荷跨越尺寸基本上不变的接口500的面分布到扭矩杆550。扭矩杆550的相应推力面555和扭转运动驱动器部件530的位置基准表面699之间的预载荷如所描述的那样被施加(经由附接部件553、554)，使得在τmax和中间的瞬态处跨越接口产生基本上均匀的推力载荷。在形成为单件单元的一体式扭转运动驱动器部件和扭矩杆的方面，消除了推力接口，并且扭矩杆部分可在平面和横截面中成形，以实现与均匀传递载荷相称的基本上均匀的扭矩和运动传递载荷分布。如可认识到的，扭转运动随动器部件535与一体式整体扭转运动驱动器部件和扭矩杆之间的接合保持与一体式整体扭转运动驱动器部件和扭矩杆的外周边表面分离，该外周边表面定向成与扭转运动驱动器部件550和扭转运动随动器部件535的旋转相切。
如在图6B和图6C中最佳地看到的，在一个方面，第一偏压部件560和第二偏压部件565中的每个分别包括主体561、566、楔形接合表面560WS、565WS、销562、567和附接部件563、568。第一偏压部件560和第二偏压部件565构造成接合扭矩杆550的相应的第一端部550E1和第二端部550E2。更具体地，第一偏压部件560和第二偏压部件565的楔形接合表面560WS、565WS构造成接合扭矩杆550的第一楔形表面551和第二楔形表面552中的限定压力表面的相应的一个。每个偏压部件560、565与相应的第一端部550E1和第二端部550E2之间的接合构造成将安置在驱动器部件位置基准表面699上的扭矩杆550(以及尺寸基本上不变的接口500)相对于随动器部件位置基准表面599安置。尽管所公开的实施例的方面在本文中描述为具有楔形表面，但是在其它方面，扭矩杆550可以以任何合适的方式安置，诸如如下文所描述的那样机加工通过扭转运动随动器部件的侧部，或者以任何其它合适的方式安置。
在一个方面，销562、567构造成将每个相应的偏压部件560、565销接(或在位置上固定就位)到扭转运动随动器部件535，使得扭矩载荷930通过销562、567从扭转运动驱动器部件530传递到扭转运动随动器部件535(例如，如图9中所示出的，扭矩载荷在随动器接合表面910处反作用)。如可认识到的，偏压部件限定沿着楔形接口并由楔形接口定向的连杆，并且在销联接器处预加载(以完全旋转)，使得偏压部件与尺寸基本上不变的接口500刚性地对准。偏压部件构造成同时销接到扭转运动随动器部件535，并与扭矩杆550的相应第一端部550E1和第二端部550E2接合，以将扭矩载荷930从扭转运动驱动器部件530通过扭矩杆550传递到扭转运动随动器部件535的随动器接合表面910。
附接部件563、568可基本上类似于上文所描述的扭矩杆紧固件部件553、554。附接部件563、568构造成将相应的第一偏压部件560和第二偏压部件565紧固并刚性地锁定就位，从而基本上同时与扭矩杆550的第一端部550E1和第二端部550E2接合，其中销562、567将相应的第一偏压部件563和第二偏压部件568销接到扭转运动随动器部件535。附接部件563、568迫使第一偏压部件563和第二偏压部件568的楔形接合表面560WS、565WS与扭矩杆550的第一楔形表面551和第二楔形表面552接合，使得扭矩杆550抵靠驱动器部件位置基准表面699和随动器部件位置基准表面599而被推/压。在第一偏压部件560和第二偏压部件565被紧固的情况下，预载荷被施加到在扭矩杆550的每个端部550E1、550E2处的每个偏压部件560、565的端部控制表面920(图9)。在一个方面，附接部件563、568进一步构造成在紧固时像弹簧一样起作用，使得任何热增长变化都被连接的弹性吸收。
在一个方面，处于紧固位置的第一偏压部件560和第二偏压部件565保持与扭转运动随动器部件535基本上分开(即，在第一偏压部件560和第二偏压部件565中的每个与扭转运动随动器部件535的主体部分510之间存在间隙GAP(图9))。偏压部件560、565保持扭转运动随动器部件535的主体部分510之间的间隙GAP允许扭矩从扭转运动驱动器部件530到扭转运动随动器部件535的基本上无摩擦的传递。
在一个方面，扭矩杆550在第一端部550E1和第二端部550E2中的每个处限定端部受控推力接口900。推力或扭矩载荷930从端部受控推力接口900中的每个传递到扭转运动随动器部件535的相应随动器接合表面910。在一个方面，从端部受控推力接口900中的每个到相应随动器接合表面910的推力载荷扭矩传递是基本上无摩擦的传递。在一个方面，端部受控推力接口900设置成相对于扭转运动随动器部件535和受控的分布式接触推力接口800(图5)具有预确定的基本上恒定的位置。在一个方面，压缩载荷从扭转运动驱动器部件530传递到尺寸基本上不变的接口500的推力面555，并且从扭矩杆550的第一端部550E1和第二端部550E2中的每个的端部受控推力接口900传递到扭转运动随动器部件535，以便实现扭转运动和总扭矩从扭转运动驱动器部件530跨越尺寸基本上不变的接口500的传递，其中压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
在一个方面，扭转运动随动器部件535进一步包括连接到扭转运动随动器部件535的预加载带至滑轮联接器515。预加载带至滑轮联接器515构造成将驱动带593联接到扭转运动随动器部件535。预加载带至滑轮联接器515包括附接部件518、带附接部件519(图6C)和偏压部件570(图6C)。附接部件518构造成将预加载带至滑轮联接器515联接到扭转运动随动器部件535的主体部分510。带附接部件519构造成将带593附接到预加载带至滑轮联接器515。偏压部件570基本上类似于上文所描述的第一偏压部件560和第二偏压部件565，并且包括附接部件517和基本上类似于上文所描述的销562、567的销516，销516用以将预加载带至滑轮联接器515销接到扭转运动随动器部件535的主体部分510。偏压部件570构造成使得来自带593的推力载荷600在销516处被扭转运动随动器部件535反作用，基本上类似于上文所描述的那样。
在另一个示例中，参考图10、图11和图12A至图12B，扭转运动随动器部件535'(例如，上臂401)利用尺寸基本上不变的接口500'联接到扭转运动驱动器部件530'(例如，外驱动轴410C)，以将扭矩从扭转运动驱动器部件530'传递到扭转运动随动器部件535'。尺寸基本上不变的接口500'基本上类似于上文所描述的尺寸基本上不变的接口500。在该方面，扭转运动驱动器部件530'具有包绕肩部旋转轴线Z1的外周边530E'以及通道1000，通道1000构造成使得中间驱动轴410B和内驱动轴410A可穿过扭转运动驱动器部件530'的中心。扭转运动驱动器部件530'包括驱动器部件位置基准表面699'。驱动器部件位置基准表面699'部分地限定尺寸基本上不变的接口500'，如将在下文进一步描述的。
上臂401包括主体部分510'和可旋转地联接到主体部分510'(图11)的轴承环511'，基本上类似于上文关于扭转运动随动器部件535所描述的那样。上臂401的主体部分510'包括随动器部件位置基准表面599'。基本上类似于扭转运动驱动器部件530，扭转运动驱动器部件530'的外周边530E'是完全自由的表面(即，轴承环511'不直接联接到扭转运动驱动器部件530')。另外，轴承环511'也与尺寸基本上不变的接口500'分离。
扭转运动驱动器部件530'的驱动器部件位置基准表面699'和上臂401的主体部分510'的随动器部件位置基准表面599'设置成预确定的对准状态，该对准状态设定扭转运动驱动器部件530'和上臂401相对于彼此的预确定位置。尺寸基本上不变的接口500'具有补充扭转运动驱动器部件530'的驱动器部件位置基准表面699'和上臂401的随动器部件位置基准表面599'的构造，并且实现尺寸基本上不变的接口500'相对于上臂401和扭转运动驱动器部件530'两者的可重复的预确定同心位置。
仍然参考图10、图11和图12A至图12B，扭矩杆550'包括第一端部550E1'、第二端部550E2'、设置在第一端部550E1'和第二端部550E2'之间的推力面555'以及扭矩杆附接部件553'、554'。基本上类似于上文所描述的扭矩杆550，扭矩杆550'构造成经由扭矩杆附接部件553'、554'联接到扭转运动驱动器部件530'，以将扭矩杆相对于扭转运动驱动器部件530'预加载。扭矩杆550'进一步构造成联接到上臂401，从而实现上臂401到扭转运动驱动器部件530'的联接。在该方面，当扭矩杆550'联接到扭转运动驱动器部件530'时，扭矩杆550'限定通道1000的部分。
在一个方面，扭矩杆550'部分地限定尺寸基本上不变的接口500'。例如，在一个方面，尺寸基本上不变的接口500'设置在扭矩杆550'上并且同时接合扭转运动驱动器部件530'和上臂401。扭矩杆550'与扭转运动驱动器部件530'和上臂401的这种接合同时实现了从扭转运动驱动器部件530'到上臂401的扭转传递。在一个方面，扭矩杆550'的推力面555'构造成接合扭转运动驱动器部件530'的驱动器部件位置基准表面699'并限定尺寸基本上不变的接口500'的至少部分。推力面555'与驱动器部件位置基准表面699'的接合限定受控的分布式接触推力接口800'，该接口构造成从扭转运动驱动器部件530'将基本上均匀的推力载荷跨越尺寸基本上不变的接口500'的面分布到扭矩杆550'。
第一偏压部件560'和第二偏压部件565'可基本上类似于上文所描述的偏压部件560、565操作。在另一方面，如图12B中所图示的，扭矩杆550''可通过上臂401的一个或多个侧部401S1、401S2销接到上臂401。销1010插入到扭矩杆550”的每个端部550E1''、550E2''处的凹陷孔1020中。凹陷孔1020内的渐缩表面1021构造成与销1010的渐缩表面1011对接，以类似于上文关于偏压部件560、565描述的那样定位扭矩杆550''。
在一个方面，扭矩杆550'在第一端部550E1'和第二端部550E2'中的每个处限定端部受控推力接口。推力载荷从端部受控推力接口中的每个传递到上臂401的相应随动器接合表面。在一个方面，从端部受控推力接口900'中的每个到相应随动器接合表面910'的推力载荷扭矩传递是基本上无摩擦的传递。在一个方面，端部受控推力接口设置成相对于上臂401和受控的分布式接触推力接口800'具有预确定的基本上恒定的位置。
在一个方面，压缩载荷以类似于上文所描述的方式的方式从扭转运动驱动器部件530'传递到尺寸基本上不变的接口500'的推力面555'，并且从扭矩杆550'的第一端部550E1'和第二端部550E2'中的每个的端部受控推力接口传递到上臂401，以便实现扭转运动和总扭矩从扭转运动驱动器部件530'跨越尺寸基本上不变的接口500'的传递，其中，压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
现在参考图13，将描述所公开的实施例的方面的示例性操作。在一个方面，方法1300包括提供扭转运动随动器部件(图13，框1201)，诸如扭转运动随动器部件535，其包括轴承环511和主体部分510。该方法进一步包括经由尺寸基本上不变的接口500来将扭转运动随动器部件535联接到扭转运动驱动器部件，诸如扭转运动驱动器部件530(图13，框1202)。轴承环511与扭转运动驱动器部件530的外周边410BE分离，使得外周边410BE整体上脱离轴承环511。扭转运动驱动器部件530通过第二传动装置480旋转，第二传动装置480由驱动区段200'的中间驱动轴410B驱动。由第二传动装置480提供给扭转运动驱动器部件530的扭矩经由尺寸基本上不变的接口500传递到扭转运动随动器部件535。
在一个方面，该方法进一步包括利用扭矩杆550来将扭转运动随动器部件535联接到扭转运动驱动器部件530。扭矩杆550同时接合扭转运动驱动器部件530和扭转运动随动器部件535并实现扭转从扭转运动驱动器部件530到扭转运动随动器部件535的传递(图13，框1203)。在一个方面，扭矩杆550在第一端部550E1和第二端部550E2中的每个处限定端部受控推力接口900。推力载荷从端部受控推力接口900中的每个传递到扭转运动随动器部件535的相应随动器接合表面910。在一个方面，该方法进一步包括将压缩载荷从扭转运动驱动器部件530传递到尺寸基本上不变的接口500的推力面555并且从第一端部550E1和第二端部550E2中的每个的端部受控推力接口900传递到扭转运动随动器部件535，以便实现扭转运动和总扭矩从扭转运动驱动器部件530跨越尺寸基本上不变的接口500的传递，其中，压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供了一种衬底输送设备。衬底输送设备包括：扭转运动驱动器部件，其具有包绕扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到主体部分的轴承环，扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到扭转运动驱动器部件，其中，轴承环与扭转运动驱动器部件的外周边分离，使得外周边整体上脱离轴承环。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环与定向成与扭转运动驱动器部件和扭转运动随动器部件的旋转相切的外周边表面分离，使得定向成与扭转运动驱动器部件和扭转运动随动器部件的旋转相切的外周边表面整体上脱离轴承环。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环与尺寸基本上不变的接口分离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件具有驱动器部件位置基准表面，并且扭转运动随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，驱动器部件位置基准表面和随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，该预确定的对准状态设定扭转运动驱动器部件和扭转运动随动器部件相对于彼此的预确定位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，尺寸基本上不变的接口具有补充扭转运动驱动器部件的驱动器部件位置基准表面和扭转运动随动器部件的随动器部件位置基准表面的构造，使得通过尺寸基本上不变的接口与驱动器部件位置基准表面和随动器部件位置基准表面的接合实现尺寸基本上不变的接口相对于扭转运动随动器部件和扭转运动驱动器部件两者的可重复的预确定位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，可重复的预确定位置是同心位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭矩杆构造成将扭转运动随动器部件联接到扭转运动驱动器部件，其中，尺寸基本上不变的接口设置在扭矩杆上，并且同时接合扭转运动驱动器部件和扭转运动随动器部件，并且实现从扭转运动驱动器部件到扭转运动随动器部件的扭转传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭矩杆包括第一端部、第二端部和设置在第一端部和第二端部之间的推力面，其中，推力面限定尺寸基本上不变的接口的至少部分，并且构造成接合扭转运动驱动器部件的驱动器部件位置基准表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，推力面与驱动器部件位置基准表面的接合限定受控的分布式接触推力接口，该接口构造成从扭转运动驱动器部件跨越尺寸基本上不变的接口的面分布基本上均匀的推力载荷。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭矩杆在第一端部和第二端部中的每个处限定端部受控推力接口，其中，推力载荷从端部受控推力接口中的每个传递到扭转运动随动器部件的相应随动器接合表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，从端部受控推力接口中的每个到相应随动器接合表面的推力载荷扭矩传递是基本上无摩擦的传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，端部控制推力接口设置成相对于扭转运动随动器部件和受控的分布式接触推力接口具有预确定的基本上恒定的位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，第一端部包括第一楔形表面，并且第二端部包括第二楔形表面，其中，第一楔形表面和第二楔形表面构造成与相应的第一偏压部件和第二偏压部件接合以将尺寸基本上不变的接口相对于随动器部件位置基准表面安置并预加载偏压部件的端部控制表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，第一偏压部件和第二偏压部件中的每个包括楔形接合表面，以接合第一楔形表面和第二楔形表面中的相应的一个，其中，每个偏压部件与第一端部和第二端部之间的接合安置并加强偏压部件。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，压缩载荷从扭转运动驱动器部件传递到尺寸基本上不变的接口的推力面，并且从第一端部和第二端部中的每个的端部控制推力接口传递到扭转运动随动器部件，以便实现扭转运动和总扭矩从扭转运动驱动器部件跨越尺寸基本上不变的接口的传递，其中，压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，每个偏压部件销接到扭转运动随动器部件，使得反作用载荷通过销传递到扭转运动随动器部件。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，尺寸基本上不变的接口是在扭转运动随动器部件和扭转运动驱动器部件之间的基本上无摩擦的联接器。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件的外周边完全是自由表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动随动器部件是滑轮。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，预加载带至滑轮联接器连接到滑轮。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动随动器部件是臂连杆。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件是驱动轴。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的驱动轴。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的内驱动轴或外驱动轴中的一个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，臂连杆外壳，其中，扭转运动随动器部件进一步包括将主体部分安置在轴承环上的至少一个轴承，其中，至少一个轴承的轴承座圈独立于扭转运动驱动器部件而从臂连杆外壳悬垂。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环独立于扭转运动驱动器部件而从臂连杆外壳悬垂。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动随动器部件包括不锈钢。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件包括不锈钢。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环具有低热膨胀系数。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环包括驱动特征。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，尺寸基本上不变的接口对于从扭转运动驱动器部件施加到扭转运动随动器部件的扭矩的每个方向来说都是刚性的且基本上不变的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在施加方向上的最大扭矩下和在整个扭矩瞬态期间，尺寸基本上不变的接口是刚性的且基本上不变的，其中，施加扭矩的方向在与另一最大扭矩相反的施加方向上切换。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，尺寸基本上不变的接口在最大扭矩和另一最大扭矩之间的每个扭矩瞬态的整个施加过程中都是刚性的且基本上不变的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供了一种方法。该方法包括提供包括轴承环和主体部分的扭转运动随动器部件，其中，扭转运动随动器部件经由尺寸基本上不变的接口联接到扭转运动驱动器部件，其中，轴承环与扭转运动驱动器部件的外周边分离，使得外周边整体上脱离轴承环。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环与尺寸基本上不变的接口分离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件具有驱动器部件位置基准表面，并且扭转运动随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，驱动器部件位置基准表面和随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，该预确定的对准状态设定扭转运动驱动器部件和扭转运动随动器部件相对于彼此的预确定位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，尺寸基本上不变的接口具有补充扭转运动驱动器部件的驱动器部件位置基准表面和扭转运动随动器部件的随动器部件位置基准表面的构造，使得通过尺寸基本上不变的接口与驱动器部件位置基准表面和随动器部件位置基准表面的接合实现尺寸基本上不变的接口相对于扭转运动随动器部件和扭转运动驱动器部件两者的可重复的预确定位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，可重复的预确定位置是同心位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供扭矩杆，该扭矩杆构造成将扭转运动随动器部件联接到扭转运动驱动器部件，从而同时将扭转运动驱动器部件和扭转运动随动器部件与设置在扭矩杆上的尺寸基本上不变的接口接合，并实现从扭转运动驱动器部件到扭转运动随动器部件的扭转传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭矩杆包括第一端部、第二端部和设置在第一端部和第二端部之间的推力面，其中，推力面限定尺寸基本上不变的接口的至少部分，该方法进一步包括将扭转运动驱动器部件的驱动器部件位置基准表面与推力面接合。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，将推力面与驱动器部件位置基准表面接合限定受控的分布式接触推力接口，该接口构造成从扭转运动驱动器部件跨越尺寸基本上不变的接口的面分布基本上均匀的推力载荷。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭矩杆在第一端部和第二端部中的每个处限定端部受控推力接口，该方法进一步包括将推力载荷从端部受控推力接口中的每个传递到扭转运动随动器部件的相应的随动器接合表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，将推力载荷从端部受控推力接口中的每个传递到相应的随动器接合表面是基本上无摩擦的传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，端部控制推力接口设置成相对于扭转运动随动器部件和受控的分布式接触推力接口具有预确定的基本上恒定的位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，第一端部包括第一楔形表面，并且第二端部包括第二楔形表面，该方法进一步包括将第一楔形表面和第二楔形表面与相应的第一偏压部件和第二偏压部件接合，以将尺寸基本上不变的接口相对于随动器部件位置基准表面安置并预加载偏压部件的端部控制表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，第一偏压部件和第二偏压部件中的每个都包括楔形接合表面，以接合第一楔形表面和第二楔形表面中的相应的一个，其中，每个偏压部件与第一端部和第二端部之间的接合安置并加强偏压部件。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，将压缩载荷从扭转运动驱动器部件传递到尺寸基本上不变的接口的推力面，并且从第一端部和第二端部中的每个的端部控制推力接口传递到扭转运动随动器部件，以便实现扭转运动和总扭矩从扭转运动驱动器部件跨越尺寸基本上不变的接口的传递，其中，压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，将每个偏压部件销接到扭转运动随动器部件，并且将反作用载荷通过销传递到扭转运动随动器部件。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，尺寸基本上不变的接口是在扭转运动随动器部件和扭转运动驱动器部件之间的基本上无摩擦的联接器。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件的外周边完全是自由表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动随动器部件是滑轮。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，预加载带至滑轮联接器连接到滑轮。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动随动器部件是臂连杆。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件是驱动轴。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的驱动轴。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的内驱动轴或外驱动轴中的一个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，利用至少一个轴承将主体部分安置在轴承环上，其中，至少一个轴承的轴承座圈独立于扭转运动驱动器部件而从臂连杆外壳悬垂。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环独立于扭转运动驱动器部件而从臂连杆外壳悬垂。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动随动器部件包括不锈钢。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，扭转运动驱动器部件包括不锈钢。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环具有低热膨胀系数。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环包括驱动特征。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，提供了一种衬底处理工具。衬底处理工具包括：工具框架；以及衬底输送器，其连接到工具框架并具有：旋转驱动部件，其可移动地连接，以便相对于工具框架旋转并产生扭矩；旋转随动器部件，其连接到旋转驱动部件，以便通过从旋转驱动部件施加到旋转随动器部件的扭矩而跟随相对于工具框架的旋转驱动部件运动；以及在旋转驱动部件和旋转随动器部件之间的具有接触扭矩传递接口的旋转扭矩传递联接器，该接触扭矩传递接口是刚性的、基本上不滑动的接口，该刚性的、基本上不滑动的接口构造成使得刚性的、基本上不滑动的接口在接触扭矩传递接口处具有预确定的可重复的双向刚性和基本上不滑动的接触，以便实现扭矩经由基本上无摩擦传递从旋转驱动部件跨越旋转扭矩传递联接器而到达旋转随动器部件的双向扭矩传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转随动器部件至少部分地位于旋转驱动部件内部，使得旋转驱动部件围绕旋转随动器部件的至少部分设置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动器部件至少部分地位于旋转随动器部件内部，使得旋转随动器部件围绕旋转驱动部件的至少部分设置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，衬底输送设备是高精度运动衬底输送设备。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，高精度运动衬底输送设备具有运动的可重复性优于约100微米的高精度运动。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动部件具有驱动器部件位置基准表面，并且旋转随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，驱动器部件位置基准表面和随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，该预确定的对准状态设定旋转驱动部件和旋转随动器部件相对于彼此的预确定位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，接触扭矩传递接口具有补充旋转驱动部件的驱动器部件位置基准表面和旋转随动器部件的随动器部件位置基准表面的构造，使得通过接触扭矩传递接口与驱动器部件位置基准表面和随动器部件位置基准表面的接合实现接触扭矩传递接口相对于旋转随动器部件和旋转驱动部件两者的可重复的预确定位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，可重复的预确定位置是同心位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，接触扭矩传递接口同时接合旋转驱动部件和旋转随动器部件，并且实现从旋转驱动部件到旋转随动器部件的扭转传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转扭矩传递联接器包括第一端部、第二端部和设置在第一端部和第二端部之间的推力面，其中，推力面限定接触扭矩传递接口的至少部分，并且构造成接合旋转驱动部件的驱动器部件位置基准表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，推力面与驱动器部件位置基准表面的接合限定受控的分布式接触推力接口，该受控的分布式接触推力接口构造成从旋转驱动部件跨越接触扭矩传递接口的面分布基本上均匀的推力载荷。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转扭矩传递联接器在第一端部和第二端部中的每个处限定端部受控推力接口，其中，推力载荷从端部受控推力接口中的每个传递到旋转随动器部件的相应的随动器接合表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，从端部受控推力接口中的每个到相应的随动器接合表面的推力载荷扭矩传递是基本上无摩擦的传递。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，端部控制推力接口设置成相对于旋转随动器部件和受控的分布式接触推力接口具有预确定的基本上恒定的位置。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，第一端部包括第一楔形表面，并且第二端部包括第二楔形表面，其中，第一楔形表面和第二楔形表面构造成与相应的第一偏压部件和第二偏压部件接合，以将旋转扭矩传递联接器相对于随动器部件位置基准表面安置并预加载偏压部件的端部控制表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，第一偏压部件和第二偏压部件中的每个都包括楔形接合表面，以接合第一楔形表面和第二楔形表面中的相应的一个，其中，每个偏压部件与第一端部和第二端部之间的接合安置并加强偏压部件。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，压缩载荷从旋转驱动部件传递到旋转扭矩传递联接器的推力面，并且从第一端部和第二端部中的每个的端部控制推力接口传递到旋转随动器部件，以便实现扭转运动和总扭矩从旋转驱动部件跨越接触扭矩传递接口的传递，其中，压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，每个偏压部件销接到旋转随动器部件，使得反作用载荷通过销传递到旋转随动器部件。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动部件的外周边完全是自由表面。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转随动器部件是滑轮。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，预加载带至滑轮联接器连接到滑轮。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转随动器部件是臂连杆。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动部件是驱动轴。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动部件是多轴线驱动主轴的驱动轴。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动部件是多轴线驱动主轴的内驱动轴或外驱动轴中的一个。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，臂连杆外壳，其中，旋转随动器部件进一步包括将主体部分安置在轴承环上的至少一个轴承，其中，至少一个轴承的轴承座圈独立于旋转驱动部件而从臂连杆外壳悬垂。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环独立于旋转驱动部件而从臂连杆外壳悬垂。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转随动器部件包括不锈钢。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，旋转驱动部件包括不锈钢。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环具有低热膨胀系数。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，轴承环包括驱动特征。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，接触扭矩传递接口对于从扭转运动驱动器部件施加到扭转运动随动器部件的扭矩的每个方向来说都是刚性的且基本上不变的。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，在施加方向上的最大扭矩下和在整个扭矩瞬态期间，接触扭矩传递接口是刚性的且基本上不变的，施加扭矩的方向在与另一最大扭矩相反的施加方向上切换。
根据所公开的实施例的一个或多个方面，接触扭矩传递接口在最大扭矩和另一最大扭矩之间的每个扭矩瞬态的整个施加过程中都是刚性的且基本上不变的。
应当理解，前面的描述仅是所公开的实施例的方面的说明。在不脱离所公开的实施例的方面的情况下，本领域技术人员可设计多种备选方案和修改。因此，所公开的实施例的方面旨在包含落入所附权利要求书的范围内的所有这样的备选方案、修改和变型。此外，在互不相同的从属权利要求或独立权利要求中叙述不同特征的纯粹事实并不指示不可有利地使用这些特征的组合，这样的组合仍在本发明的方面的范围内。

Claims (45)

1. 一种衬底输送设备，包括：
扭转运动驱动器部件，其具有包绕所述扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及
扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到所述主体部分的轴承环，所述扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的所述外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。
2.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述轴承环与所述尺寸基本上不变的接口分离。
3.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件具有驱动器部件位置基准表面，并且所述扭转运动随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，所述预确定的对准状态设定所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件相对于彼此的预确定位置。
4.根据权利要求3所述的衬底输送设备，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口具有补充所述扭转运动驱动器部件的所述驱动器部件位置基准表面和所述扭转运动随动器部件的所述随动器部件位置基准表面的构造，使得通过所述尺寸基本上不变的接口与所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面的接合实现所述尺寸基本上不变的接口相对于所述扭转运动随动器部件和所述扭转运动驱动器部件两者的可重复的预确定位置。
5.根据权利要求3所述的衬底输送设备，其特征在于，进一步包括扭矩杆，所述扭矩杆构造成将所述扭转运动随动器部件联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述尺寸基本上不变的接口设置在所述扭矩杆上，并且同时接合所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件，并且实现从所述扭转运动驱动器部件到所述扭转运动随动器部件的扭转传递。
6.根据权利要求5所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭矩杆包括第一端部、第二端部和设置在所述第一端部和所述第二端部之间的推力面，其中，所述推力面限定所述尺寸基本上不变的接口的至少部分，并且构造成接合所述扭转运动驱动器部件的所述驱动器部件位置基准表面。
7.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其特征在于，所述第一端部包括第一楔形表面，并且所述第二端部包括第二楔形表面，其中，所述第一楔形表面和所述第二楔形表面构造成与相应的第一偏压部件和第二偏压部件接合，以将所述尺寸基本上不变的接口相对于所述随动器部件位置基准表面安置并预加载所述偏压部件的端部控制表面。
8.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口是在所述扭转运动随动器部件和所述扭转运动驱动器部件之间的基本上无摩擦的联接器。
9.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件的所述外周边完全是自由表面。
10.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动随动器部件是滑轮。
11.根据权利要求9所述的衬底输送设备，其特征在于，进一步包括连接到所述滑轮的预加载带至滑轮联接器。
12.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动随动器部件是臂连杆。
13.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件是驱动轴。
14.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的驱动轴。
15.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件是多轴线驱动主轴的内驱动轴或外驱动轴中的一个。
16.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，进一步包括臂连杆外壳，其中，所述扭转运动随动器部件进一步包括将所述主体部分安置在所述轴承环上的至少一个轴承，其中，所述至少一个轴承的轴承座圈独立于所述扭转运动驱动器部件而从所述臂连杆外壳悬垂。
17.根据权利要求16所述的衬底输送设备，其特征在于，所述轴承环独立于所述扭转运动驱动器部件而从所述臂连杆外壳悬垂。
18.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口对于从所述扭转运动驱动器部件施加到所述扭转运动随动器部件的所述扭矩的每个方向来说都是刚性的且基本上不变的。
19.根据权利要求18所述的衬底输送设备，其特征在于，在所述施加方向上的最大扭矩下和在整个扭矩瞬态期间，所述尺寸基本上不变的接口是刚性的且基本上不变的，其中，所述施加扭矩的方向在与另一最大扭矩相反的施加方向上切换。
20. 一种衬底输送设备，包括：
扭转运动驱动器部件，其具有包绕所述扭转运动驱动器部件的旋转轴线的外周边；以及
扭转运动随动器部件，其包括主体部分和可旋转地联接到所述主体部分的轴承环，所述扭转运动随动器部件利用尺寸基本上不变的接口联接到所述扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的所述外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。
21.一种方法，包括：
提供包括轴承环和主体部分的扭转运动随动器部件；
其中，所述扭转运动随动器部件经由尺寸基本上不变的接口联接到扭转运动驱动器部件，其中，所述轴承环与所述扭转运动驱动器部件的外周边分离，使得所述外周边整体上脱离所述轴承环。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述轴承环与所述尺寸基本上不变的接口分离。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件具有驱动器部件位置基准表面，并且所述扭转运动随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，所述预确定的对准状态设定所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件相对于彼此的预确定位置。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口具有补充所述扭转运动驱动器部件的所述驱动器部件位置基准表面和所述扭转运动随动器部件的所述随动器部件位置基准表面的构造，使得通过所述尺寸基本上不变的接口与所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面的接合实现所述尺寸基本上不变的接口相对于所述扭转运动随动器部件和所述扭转运动驱动器部件两者的可重复的预确定位置。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，进一步包括提供扭矩杆，所述扭矩杆构造成将所述扭转运动随动器部件联接到所述扭转运动驱动器部件，从而同时将所述扭转运动驱动器部件和所述扭转运动随动器部件与设置在所述扭矩杆上的所述尺寸基本上不变的接口接合，并实现从所述扭转运动驱动器部件到所述扭转运动随动器部件的扭转传递。
26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述尺寸基本上不变的接口是在所述扭转运动随动器部件和所述扭转运动驱动器部件之间的基本上无摩擦的联接器。
27.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扭转运动驱动器部件的所述外周边完全是自由表面。
28.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，进一步包括利用至少一个轴承将所述主体部分安置在所述轴承环上，其中，所述至少一个轴承的轴承座圈独立于所述扭转运动驱动器部件而从臂连杆外壳悬垂。
29. 一种衬底处理工具，包括：
工具框架；以及
衬底输送器，其连接到所述工具框架并具有：
旋转驱动部件，其可移动地连接，以便相对于所述工具框架旋转并产生扭矩，
旋转随动器部件，其连接到所述旋转驱动部件，以便通过从所述旋转驱动部件施加到所述旋转随动器部件的所述扭矩来跟随相对于所述工具框架的旋转驱动部件运动，以及
在所述旋转驱动部件和所述旋转随动器部件之间的具有接触扭矩传递接口的旋转扭矩传递联接器，所述接触扭矩传递接口是刚性的、基本上不滑动的接口，所述刚性的、基本上不滑动的接口构造成使得所述刚性的、基本上不滑动的接口在所述接触扭矩传递接口处具有预确定的可重复的双向刚性和基本上不滑动的接触，以便实现所述扭矩经由基本上无摩擦传递从所述旋转驱动部件跨越所述旋转扭矩传递联接器而到达所述旋转随动器部件的双向扭矩传递。
30.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述旋转随动器部件至少部分地位于所述旋转驱动部件内部，使得所述旋转驱动部件围绕所述旋转随动器部件的至少部分设置。
31.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述旋转驱动器部件至少部分地位于所述旋转随动器部件内部，使得所述旋转随动器部件围绕所述旋转驱动部件的至少部分设置。
32.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述衬底输送设备是高精度运动衬底输送设备。
33. 根据权利要求32所述的衬底处理工具，其特征在于，所述高精度运动衬底输送设备的高精度运动具有约25 µm或小于25 µm的运动的可重复准确性。
34.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述旋转驱动部件具有驱动器部件位置基准表面，并且所述旋转随动器部件具有随动器部件位置基准表面，其中，所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面处于预确定的对准状态，所述预确定的对准状态设定所述旋转驱动部件和所述旋转随动器部件相对于彼此的预确定位置。
35.根据权利要求34所述的衬底处理工具，其特征在于，所述接触扭矩传递接口具有补充所述旋转驱动部件的所述驱动器部件位置基准表面和所述旋转随动器部件的所述随动器部件位置基准表面的构造，使得通过所述接触扭矩传递接口与所述驱动器部件位置基准表面和所述随动器部件位置基准表面的接合实现所述接触扭矩传递接口相对于所述旋转随动器部件和所述旋转驱动部件两者的可重复的预确定位置。
36.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述旋转扭矩传递联接器包括第一端部、第二端部和设置在所述第一端部和所述第二端部之间的推力面，其中，所述推力面限定所述接触扭矩传递接口的至少部分，并且构造成接合所述旋转驱动部件的所述驱动器部件位置基准表面。
37.根据权利要求36所述的衬底处理工具，其特征在于，所述第一端部包括第一楔形表面，并且所述第二端部包括第二楔形表面，其中，所述第一楔形表面和所述第二楔形表面构造成与相应的第一偏压部件和第二偏压部件接合，以将所述旋转扭矩传递联接器相对于所述随动器部件位置基准表面安置并预加载所述偏压部件的端部控制表面。
38.根据权利要求37所述的衬底处理工具，其特征在于，所述第一偏压部件和所述第二偏压部件中的每个都包括楔形接合表面，以接合所述第一楔形表面和所述第二楔形表面中的相应的一个，其中，在每个偏压部件与所述第一端部和所述第二端部之间的所述接合安置并加强所述偏压部件。
39.根据权利要求38所述的衬底处理工具，其特征在于，压缩载荷从所述旋转驱动部件传递到所述旋转扭矩传递联接器的所述推力面，并且从所述第一端部和所述第二端部中的每个的所述端部控制推力接口传递到所述旋转随动器部件，以便实现所述扭转运动和总扭矩从所述旋转驱动部件跨越所述接触扭矩传递接口的传递，其中，所述压缩载荷基本上与摩擦载荷分离。
40.根据权利要求39所述的衬底处理工具，其特征在于，每个偏压部件销接到所述旋转随动器部件，使得反作用载荷通过所述销传递到所述旋转随动器部件。
41.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述旋转驱动部件的所述外周边完全是自由表面。
42.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述旋转随动器部件是滑轮。
43.根据权利要求42所述的衬底处理工具，其特征在于，进一步包括连接到所述滑轮的预加载带至滑轮联接器。
44.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，所述接触扭矩传递接口对于从所述扭转运动驱动器部件施加到所述扭转运动随动器部件的所述扭矩的每个方向来说都是刚性的且基本上不变的。
45.根据权利要求29所述的衬底处理工具，其特征在于，在所述施加方向上的最大扭矩下和在整个扭矩瞬态期间，所述接触扭矩传递接口是刚性的且基本上不变的，其中，所述施加扭矩的方向在与另一最大扭矩相反的施加方向上切换。
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