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KR20200131894A - 기판 이송 장치 - Google Patents

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KR20200131894A
KR20200131894A KR1020207029876A KR20207029876A KR20200131894A KR 20200131894 A KR20200131894 A KR 20200131894A KR 1020207029876 A KR1020207029876 A KR 1020207029876A KR 20207029876 A KR20207029876 A KR 20207029876A KR 20200131894 A KR20200131894 A KR 20200131894A
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KR
South Korea
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torsional motion
driven member
interface
torque
drive
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KR1020207029876A
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크리스토퍼 에이. 뷔씨에르
블레이크 알. 타쉬지안
Original Assignee
브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드
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Publication date
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Abstract

기판 이송 장치(substrate transport apparatus)는, 비틀림 모션(torsional motion) 구동 부재의 회전축을 둘러싸는 외부 주변부를 가지는 비틀림 모션 구동 부재, 및 몸체부와 상기 몸체부에 회전 가능하게 결합된 베어링 칼라(bearing collar)를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재(follower member)를 포함하며, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합되고, 상기 베어링 칼라는, 상기 외부 주변부가, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 자유롭도록 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부로부터 분리된다.

Description

기판 이송 장치
관련 출원의 상호 참조
이 출원은 2018년 3월 16일자로 출원된 미국 임시특허출원번호 제62/644,053호의 정규 출원이며 그 이익을 주장하고, 그 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로 통합된다.
예시적인 실시예들은 일반적으로 자동화 처리 장비에 관한 것으로, 더 구체적으로는 기판 이송 장치(substrate transport apparatus)에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 처리에 있어서 기판들은 미리 결정된 위치에서 처리 장소들에 배치된다. 기판들은 기판 이송 장치에 의해 미리 결정된 위치들에 배치된다. 이 기판 이송 장치는 미리 결정된 위치들에 기판들의 반복적인 배치를 허용하는 구동 시스템들(예컨대, 모터, 풀리, 벨트, 밴드, 등)과 함께 구성된다. 예를 들어, 종래의 기판 이송 장치는 일반적으로 대략 100㎛의 반복성(repeatability)으로 기판을 배치한다. 그러나, 기술이 진보하고 기판상의 피처들(features)이 점차 복잡해지기 때문에, 종래의 기판 이송 장치의 배치 정확도는 처리 위치들 내에 기판을 점차 복잡해지는 피처들에 대응되는 원하는 정확도로 반복적으로 배치하기에 충분하지 않을 수 있다.
예를 들어, 구동장치(drive)와 아암 링키지(arm linkage) 사이의 모터 이력현상(hysteresis)의 영향을 실질적으로 제한하기 위해, 기판 이송 장치의 엔드 이펙터를 구동장치와 연결하는 실질적으로 불변의(invariant), 강성 토크 커플링(rigid torque coupling)을 가진 기판 이송 장치를 제공하는 것이 유리할 것이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 기판 이송 장치(substrate transport apparatus)가 제공된다. 상기 기판 이송 장치는, 비틀림 모션(torsional motion) 구동 부재의 회전축을 둘러싸는 외부 주변부를 가지는 비틀림 모션 구동 부재, 및 몸체부와 상기 몸체부에 회전 가능하게 결합된 베어링 칼라(bearing collar)를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재(follower member)를 포함하며, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합되고, 상기 베어링 칼라는, 상기 외부 주변부가, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 자유롭도록 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부로부터 분리된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재의 회전에 대해 접선 방향으로 지향된 외부 주변부 표면으로부터 분리됨으로써, 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재의 회전에 대해 접선 방향으로 지향된 외부 주변부 표면은, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 자유롭다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스로부터 분리된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 부재 위치 기준 표면을 가지고, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 종동 부재 위치 기준 표면을 가지며, 상기 구동 부재 위치 기준 표면과 종동 부재 위치 기준 표면은 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재의 서로에 대해 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스에 의한 상기 구동 부재 위치 기준 표면 및 종동 부재 위치 기준 표면과의 맞물림(engagement)이 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 둘 다에 대한 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스의 반복 가능한 미리 결정된 위치를 실행하도록, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면과 상기 비틀림 모션 종동 부재의 종동 부재 위치 기준 표면을 보완하는 구성을 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 반복 가능한 미리 결정된 위치는 동심 위치이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재를 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합시키도록 구성된 토크 바(torque bar)를 더 포함하며, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 토크 바에 배치되고 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재에 동시에 맞물리며 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 비틀림의 전달을 실행한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 토크 바는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 배치된 스러스트 면(thrust face)을 포함하며, 상기 스러스트 면은 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스의 적어도 부분을 형성하고, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물리도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물린 스러스트 면은 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스를 형성하며, 이 인터페이스는 비틀림 모션 구동 부재로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 스러스트 부하(thrust load)를 토크 바에 분배시키도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 토크 바는 제1 단부와 제2 단부 각각에서 단부 제어 스러스트 인터페이스를 형성하며, 스러스트 부하들은 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 비틀림 모션 종동 부재의 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로 전달된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로의 토크의 스러스트 부하 전달은 실질적으로 비-마찰 전달이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 단부 제어 스러스트 인터페이스들은 비틀림 모션 종동 부재와 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스에 대하여 미리 결정된 실질적으로 일정한 위치를 가지도록 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 제1 단부는 제1 웨지 표면(wedge surface)을 포함하고, 상기 제2 단부는 제2 웨지 표면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 웨지 표면들은 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(biasing member)와 맞물림으로써 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 상기 종동 부재 위치 기준 표면에 대하여 안착시키고 상기 바이어싱 부재의 단부 제어 표면에 사전부하(preload)를 가하도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 제1 및 제2 바이어싱 부재 각각은 상기 제1 및 제2 웨지 표면들 중 각개의 하나에 맞물리기 위해 웨지 맞물림 표면을 포함하며, 각각의 바이어싱 부재와 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 맞물림은 상기 바이어싱 부재들을 안착시키고 보강한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 실질적으로 치수 불변의 전달 인터페이스를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 압축 부하들은 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스의 스러스트 면으로 그리고 상기 제1 및 제2 단부들 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 전달된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 각각의 바이어싱 부재는 상기 비틀림 모션 종동 부재에 핀으로 고정됨으로써, 반작용 부하들(reaction loads)은 상기 핀들을 통해 상기 비틀림 모션 종동 부재로 전달된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 사이의 실질적으로 마찰이 없는 커플링이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부는 전적으로 자유 표면이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 풀리(pulley)이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 풀리에 연결되는 사전부하 밴드(preloaded band) 풀리 커플링을 더 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 아암 링크이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 샤프트이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 구동 샤프트이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 내부 구동 샤프트 또는 외부 구동 샤프트 중 하나이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 아암 링크 하우징을 더 포함하며, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 상기 몸체부를 상기 베어링 칼라에 안착시키는 적어도 하나의 베어링을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 베어링의 베어링 레이스들(bearing races)은 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 스테인리스 강을 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 스테인리스 강을 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 낮은 열팽창 계수를 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 구동 피처를 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 강성이고(rigid), 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 적용되는 토크의 각각의 방향에 대해 실질적으로 불변이다(invariant).
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 강성이고(rigid), 적용된 방향으로 최대 토크에서 그리고 토크 전이들(torque transients)에 걸쳐서 실질적으로 불변이며, 적용된 토크의 방향은 반대 적용 방향으로 다른 최대 토크(another max torque)로 전환된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 강성이고(rigid), 최대 토크와 다른 최대 토크 사이의 각각의 토크 전이의 적용 전체에 걸쳐 실질적으로 불변이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 방법이 제공된다. 상기 방법은, 베어링 칼라와 몸체부를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)를 통해 비틀림 모션 구동 부재에 결합되고, 상기 베어링 칼라는, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부가, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 자유롭도록 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부로부터 분리된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스로부터 분리된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 부재 위치 기준 표면을 가지고, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 종동 부재 위치 기준 표면을 가지며, 상기 구동 부재 위치 기준 표면과 종동 부재 위치 기준 표면은 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재의 서로에 대해 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스에 의한 상기 구동 부재 위치 기준 표면 및 종동 부재 위치 기준 표면과의 맞물림(engagement)이 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 둘 다에 대한 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스의 반복 가능한 미리 결정된 위치를 실행하도록, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면과 상기 비틀림 모션 종동 부재의 종동 부재 위치 기준 표면을 보완하는 구성을 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 반복 가능한 미리 결정된 위치는 동심 위치이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재를 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합시키도록 구성된 토크 바(torque bar)를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 토크 바는 상기 토크 바에 배치된 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재에 동시에 맞물리며 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 비틀림의 전달을 실행한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물린 스러스트 면은 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스를 형성하며, 이 인터페이스는 비틀림 모션 구동 부재로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스의 면 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 스러스트 부하(thrust load)를 분배시키도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 토크 바는 제1 단부와 제2 단부 각각에서 단부 제어 스러스트 인터페이스를 형성하며, 상기 방법은 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 비틀림 모션 종동 부재의 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로 스러스트 부하들을 전달하는 단계를 더 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로의 토크의 스러스트 부하 전달은 실질적으로 비-마찰 전달이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 단부 제어 스러스트 인터페이스들은 비틀림 모션 종동 부재와 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스에 대하여 미리 결정된 실질적으로 일정한 위치를 가지도록 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 제1 단부는 제1 웨지 표면(wedge surface)을 포함하고, 상기 제2 단부는 제2 웨지 표면을 포함하며, 상기 방법은, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 상기 종동 부재 위치 기준 표면에 대하여 안착시키고 상기 바이어싱 부재의 단부 제어 표면에 사전부하(preload)를 가하기 위해, 상기 제1 및 제2 웨지 표면들을 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(biasing member)와 맞물리게 하는 단계를 더 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 제1 및 제2 바이어싱 부재 각각은 상기 제1 및 제2 웨지 표면들 중 각개의 하나에 맞물리기 위해 웨지 맞물림 표면을 포함하며, 각각의 바이어싱 부재와 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 맞물림은 상기 바이어싱 부재들을 안착시키고 보강한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 실질적으로 치수 불변의 전달 인터페이스를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 압축 부하들을 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스의 스러스트 면으로 그리고 상기 제1 및 제2 단부들 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 전달한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 각각의 바이어싱 부재를 상기 비틀림 모션 종동 부재에 핀으로 고정시키고, 반작용 부하들(reaction loads)을 상기 핀들을 통해 상기 비틀림 모션 종동 부재로 전달한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 사이의 실질적으로 마찰이 없는 커플링이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부는 전적으로 자유 표면이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 풀리이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 풀리에 연결된 사전부하 밴드 풀리 커플링이 더 제공된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 아암 링크이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 샤프트이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 구동 샤프트이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 내부 구동 샤프트 또는 외부 구동 샤프트 중 하나이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 몸체부를 적어도 하나의 베어링에 의해 상기 베어링 칼라에 안착시키는 단계를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 베어링의 베어링 레이스들(bearing races)은 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 아암 링크 하우징에 의지한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 스테인리스 강을 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 비틀림 모션 구동 부재는 스테인리스 강을 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 낮은 열팽창 계수를 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 구동 피처를 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 기판 처리 툴(substrate processing tool)이 제공된다. 상기 기판 처리 툴은 툴 프레임; 및 상기 툴 프레임에 연결된 기판 이송장치;를 포함하며, 상기 기판 이송장치는: 상기 툴 프레임에 대하여 회전하도록 움직일 수 있게 연결되며 토크를 발생시키는 회전 구동 부재(rotary drive member), 상기 회전 구동 부재로부터 회전 종동 부재로 전달되는 토크로부터 상기 툴 프레임에 대한 회전 구동 부재 모션을 따라가도록 상기 회전 구동 부재에 연결되는 회전 종동 부재(rotary follower member), 및 상기 회전 구동 부재와 회전 종동 부재 사이의, 접촉 토크 전달 인터페이스를 가진 회전 토크 전달 커플링을 구비하며, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 강성의(rigid), 실질적으로 논-슬립(non-slip) 인터페이스이며, 실질적으로 비-마찰 전달을 통해 상기 회전 구동 부재로부터 상기 회전 토크 전달 커플링을 가로질러 상기 회전 종동 부재로 토크의 2-방향 토크 전달을 실행하기 위해, 상기 강성의, 실질적으로 논-슬립 인터페이스는 미리 결정된 반복 가능한 2-방향 강성(rigidity)과 상기 접촉 토크 전달 인터페이스에서 실질적으로 논-슬립 접촉을 가지도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 종동 부재는 적어도 부분적으로 상기 회전 구동 부재의 내부에 배치됨으로써, 상기 회전 구동 부재는 상기 회전 종동 부재의 적어도 부분의 둘레에 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재는 적어도 부분적으로 상기 회전 종동 부재의 내부에 배치됨으로써, 상기 회전 종동 부재는 상기 회전 구동 부재의 적어도 부분의 둘레에 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 기판 이송 장치는 고정밀 모션 기판 이송 장치이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 고정밀 모션 기판 이송 장치는 대략 100㎛보다 우수한 반복 가능한 모션을 가진 고정밀 모션을 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재는 구동 부재 위치 기준 표면을 가지고, 상기 회전 종동 부재는 종동 부재 위치 기준 표면을 가지며, 상기 구동 부재 위치 기준 표면과 종동 부재 위치 기준 표면은 상기 회전 구동 부재와 회전 종동 부재의 서로에 대해 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스에 의한 상기 구동 부재 위치 기준 표면 및 종동 부재 위치 기준 표면과의 맞물림(engagement)이 상기 회전 종동 부재와 회전 구동 부재 둘 다에 대한 상기 접촉 토크 전달 인터페이스의 반복 가능한 미리 결정된 위치를 실행하도록, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 상기 회전 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면과 상기 회전 종동 부재의 종동 부재 위치 기준 표면을 보완하는 구성을 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 반복 가능한 미리 결정된 위치는 동심 위치이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 상기 회전 구동 부재와 회전 종동 부재에 공시에 맞물리며 상기 회전 구동 부재로부터 상기 회전 종동 부재로 비틀림의 전달을 실행한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 토크 전달 커플링은 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 배치된 스러스트 면(thrust face)을 포함하며, 상기 스러스트 면은 상기 접촉 토크 전달 인터페이스의 적어도 부분을 형성하고, 상기 회전 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물리도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물린 스러스트 면은 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스를 형성하며, 이 인터페이스는 회전 구동 부재로부터 접촉 토크 전달 인터페이스의 면 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 스러스트 부하(thrust load)를 분배시키도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 토크 전달 커플링은 제1 단부와 제2 단부 각각에서 단부 제어 스러스트 인터페이스를 형성하며, 스러스트 부하들은 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 회전 종동 부재의 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로 전달된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로의 토크의 스러스트 부하 전달은 실질적으로 비-마찰 전달이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 단부 제어 스러스트 인터페이스들은 회전 종동 부재와 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스에 대하여 미리 결정된 실질적으로 일정한 위치를 가지도록 배치된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 제1 단부는 제1 웨지 표면(wedge surface)을 포함하고, 상기 제2 단부는 제2 웨지 표면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 웨지 표면들은 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(biasing member)와 맞물림으로써 상기 회전 토크 전달 커플링을 상기 종동 부재 위치 기준 표면에 대하여 안착시키고 상기 바이어싱 부재의 단부 제어 표면에 사전부하(preload)를 가하도록 구성된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 제1 및 제2 바이어싱 부재 각각은 상기 제1 및 제2 웨지 표면들 중 각개의 하나에 맞물리기 위해 웨지 맞물림 표면을 포함하며, 각각의 바이어싱 부재와 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 맞물림은 상기 바이어싱 부재들을 안착시키고 보강한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 상기 회전 구동 부재로부터 상기 접촉 토크 전달 인터페이스를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 압축 부하들은 상기 회전 구동 부재로부터 상기 회전 토크 전달 커플링의 스러스트 면으로 그리고 상기 제1 및 제2 단부들 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스로부터 상기 회전 종동 부재로 전달된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 각각의 바이어싱 부재는 상기 회전 종동 부재에 핀으로 고정됨으로써, 반작용 부하들(reaction loads)은 상기 핀들을 통해 상기 회전 종동 부재로 전달된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재의 외부 주변부는 전적으로 자유 표면이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 종동 부재는 풀리이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 풀리에 연결되는 사전부하 밴드(preloaded band) 풀리 커플링을 더 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 종동 부재는 아암 링크이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재는 구동 샤프트이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 구동 샤프트이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 내부 구동 샤프트 또는 외부 구동 샤프트 중 하나이다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 아암 링크 하우징을 더 포함하며, 상기 회전 종동 부재는 상기 몸체부를 상기 베어링 칼라에 안착시키는 적어도 하나의 베어링을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 베어링의 베어링 레이스들(bearing races)은 상기 회전 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 상기 회전 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 종동 부재는 스테인리스 강을 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 회전 구동 부재는 스테인리스 강을 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 낮은 열팽창 계수를 가진다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 베어링 칼라는 구동 피처를 포함한다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 접촉 전달 인터페이스는 강성이고(rigid), 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 적용되는 토크의 각각의 방향에 대해 실질적으로 불변이다(invariant).
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 강성이고(rigid), 적용된 방향으로 최대 토크에서 그리고 토크 전이들(torque transients)에 걸쳐서 실질적으로 불변이며, 적용된 토크의 방향은 반대 적용 방향으로 다른 최대 토크(another max torque)로 전환된다.
개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들에 따르면, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 강성이고(rigid), 최대 토크와 다른 최대 토크 사이의 각각의 토크 전이의 적용 전체에 걸쳐 실질적으로 불변이다.
개시된 실시예의 전술한 측면들 및 다른 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 아래의 설명에서 설명된다.
도 1a-1d는 개시된 실시예의 측면들에 따른 기판 처리 장치의 개략도들이며;
도 1e와 1f는 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 1a-1d의 기판 처리 장치의 부분 개략도들이며;
도 1g-1m은 개시된 실시예의 측면들에 따른 기판 처리 장치의 개략도들이며;
도 2a-2d는 개시된 실시예의 측면들에 따른 기판 이송 구동부의 부분 개략도들이며;
도 3a-3e는 개시된 실시예의 측면들에 따른 이송 아암들의 개략도들이며;
도 4는 개시된 실시예의 측면들에 따른 기판 이송 장치의 개략도이며;
도 5는 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 1-4에 도시된 기판 이송 장치의 다양한 측면들을 나타내는 부분 개략도이며;
도 6a-6c는 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 4에 도시된 기판 이송 장치의 개략적인 부분 사시도들이며;
도 7은 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 5에 도시된 기판 이송 장치의 개략적인 부분 단면도이며;
도 8은 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 5에 도시된 기판 이송 장치의 개략적인 부분 확대 단면도이며;
도 9는 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 5에 도시된 기판 이송 장치의 개략적인 부분 확대 단면도이며;
도 10은 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 1-4에 도시된 기판 이송 장치의 다양한 측면들을 나타내는 부분 개략도이며;
도 11은 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 10에 도시된 기판 이송 장치의 개략적인 부분 단면도이며;
도 12a-12b는 개시된 실시예의 측면들에 따른 도 5와 10에 도시된 기판 이송 장치의 부분 개략도들이며;
도 13은 개시된 실시예의 하나 이상의 측면들에 따른 기판 이송 장치의 작동 방법의 흐름도이다.
도 1a-1m은 개시된 실시예의 측면들에 따른 기판 이송 장치의 개략도들이다. 개시된 실시예의 측면들이 도면들을 참조하여 설명될 것이지만, 개시된 실시예의 측면들은 많은 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 덧붙여, 임의의 적합한 크기, 형상 또는 유형의 요소들 또는 재료들이 사용될 수 있을 것이다.
개시된 실시예의 측면들은 기판 이송 장치(104A)(도 4)의 고정밀 모션(high precision motion)을 실행하는 방법과 장치를 제공한다. 고정밀 모션은, 기판을 적재한 기판 이송 장치(104A)의 엔드 이펙터가 기판을 배치(또는 픽킹)하기 위해 웨이퍼 이송 평면을 따라서 반복적으로 신장되도록, 알려진 기판 이송 장치 이상으로 개선된 기판 배치의 반복성(repeatability)을 기판 이송 장치(104A)에 제공하는 모션이며, 몇몇의 특정 사례들에서, 대략 100㎛보다 우수한 기판 배치의 반복성을 기판 이송 장치(104A)에 제공하는 모션이다. 예를 들어, 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 개시된 실시예의 측면들은 기판 이송 장치(104A)의 토크 커플링들(torque couplings)에서 실질적으로 치수 불변의(dimensionally substantially invariant) 인터페이스(500)(도 5)를 포함하는 기판 이송 장치(104A)를 제공한다. 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는, 예를 들어, 기판 이송 장치(104A)의 환경 또는 다른 작동 조건들에 의해 (일관성 없이) 영향을 받을 수 있는 구동 시스템 내부의 마찰 커플링들(friction couplings)(및 여기에 내재된 일관성이 없거나 반복될 수 없는 변화)을 실질적으로 제거함으로써, 기판을 배치하는 기판 이송 장치(104A)의 반복성과 정확도를 실질적으로 증가시킨다.
종래의 기판 이송 장치에서, 예컨대, 팽창 및 수축과 같은 열적 효과들, 로봇 구성요소들의 마모, 로봇 구성요소의 이동, 모터 이력현상, 등에 의해 초래된 로봇 성능에서의 변동성은 예컨대, 처리 스테이션(130)으로부터 기판들(S)의 배치와 픽킹(picking)에서의 반복성 오차의 원인일 수 있다. 예를 들어, 로봇 아암은 처리 중에 온도 변화를 겪기 때문에 (다른 열적 효과들 및/또는 다른 변동성들 중에서도 특히) 열 팽창 및 수축을 겪을 수 있다. 이러한 온도 변화는 로봇 아암의 배치에 영향을 미쳐서 엔드 이펙터의 중심 위치(예컨대, 미리 결정된 기판 홀딩 위치)가 오프셋되거나 위치 변화(ΔPV)를 가지게 된다. 예컨대, 이송 아암(315')(도 4)의 이러한 변동성들을 감소시키고 반복성과 정확도를 증가시키기 위해, 이송 아암(315')의 기판 이송 장치(104A)의 회전 구동 부재와 회전 종동 부재(rotary follower member) 사이의 커플링들(예컨대, 토크 커플링들)은, ("뱅-뱅(bang-bang)" 제어를 가진 정격 모터(rated motor)(τ), 또는 최대 모터(max motor)의 애플리케이션들에 의한 최적의 궤적들을 포함하는 모든 경로들과 궤적들을 따라서) 아암 모션의 전 범위를 통해 실질적으로 불변의 인터페이스에 의해 반복성을 제공하는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)(도 5)와 결합될 수 있다. 개시된 실시예는 임의의 적합한 궤적에 적용될 수 있다 하더라도, 아암 모션 범위와 궤적의 적합한 예는 2016년 12월 13일에 등록된 "TIME-OPTIMAL TRAJECTORIES FOR ROBOTIC TRANSFER DEVICES"라는 명칭의 미국 특허번호 9,517,558호(그 개시 내용은 전체가 여기에 참조로서 통합된다)에서 설명된다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는, 실질적으로 비-마찰(non-friction) 토크 전달을 통해, 회전 구동 부재와 회전 종동 부재 사이에서 (아암 모션 제어 중에 모든 토크의 전이를 위해 그리고 모든 토크 전이에 걸쳐서) 전체 토크(total torque)의 토크 전달을 실행하기 위해 강성이며(rigid), 실질적으로 논-슬립(non-slip) 인터페이스이다.
예를 들어 반도체 툴 스테이션과 같은 처리 장치(processing apparatus)(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H)가 개시된 실시예의 측면들에 따라 도시된다. 도면들에 반도체 툴 스테이션이 도시되어 있지만, 여기서 설명되는 개시된 실시예의 측면들은 토크 커플링들을 채용한 임의의 툴 스테이션 또는 애플리케이션에 적용될 수 있다. 일 측면에서, 상기 처리 장치(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)는 클러스터 툴 배치(cluster tool arrangements)(예를 들어, 중심 챔버에 연결된 기판 홀딩 스테이션들)를 가진 것으로 도시되지만, 다른 측면들에서, 상기 처리 장치는 직선으로 배치된 툴(100L, 100M)일 수 있으며, 이는 "Linearly Distributed Semiconductor Workpiece Processing Tool"이라는 명칭으로 2013년 3월 19일에 등록된 미국 특허번호 8,398,355호에 개시되며(그 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합됨); 그러나, 개시된 실시예의 측면들은 임의의 적합한 툴 스테이션에 적용될 수 있다. 상기 장치(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, 100I)는 일반적으로 대기 전단부(101), 적어도 하나의 진공 로드 록(load lock)(102, 102A, 102B, 102C) 및 진공 후단부(103)를 포함한다. 상기 적어도 하나의 진공 로드 록(102, 102A, 102B, 102C)은 임의의 적합한 배치로 전단부(101) 및/또는 후단부(103)의 임의의 적합한 포트(들) 또는 개구(들)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 일 측면에서, 하나 이상의 로드 록들(102, 102A, 102B, 102C)은, 도 1b-1d와 1g-1k에 도시된 바와 같이, 나란한 배치로 공통 수평 평면(common horizontal plane)에 배치될 수 있다. 다른 측면들에서, 하나 이상의 로드 록들은, 적어도 두 개의 로드 록들(102A, 102B, 102C, 102D)이 도 1e에 도시된 바와 같이 (예컨대, 이격된 수평면들을 가진) 열들과 (예컨대, 이격된 수직면들을 가진) 행들로 배치된 것과 같이 그리드 포맷(grid format)으로 배치될 수 있다. 또 다른 측면들에서, 하나 이상의 로드 록은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 단일의 인-라인(single in-line) 로드 록(102)일 수 있다. 또 다른 측면들에서, 적어도 하나의 로드 록(102, 102E)은 도 1f에 도시된 바와 같이 적층된 인-라인 배치로 배치될 수 있다. 상기 로드 록들이 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)의 단부(100E1) 또는 패싯(facet)(100F1)에 있는 것으로 도시되어 있지만, 다른 측면들에서 하나 이상의 로드 록은 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)의 임의의 수의 측면들(sides)(100S1, 100S2), 단부들(100E1, 100E2), 또는 패싯들(facets)(100F1-100F8)에 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 적어도 하나의 로드 록 각각은, 하나 이상의 웨이퍼/기판 정지 평면들(WRP)(도 1f)을 포함할 수 있으며, 여기서 기판들이 각개의 로드 록 내부의 적합한 지지체들 상에 홀딩된다. 다른 측면들에서, 툴 스테이션은 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다. 상기 전단부(101), 적어도 하나의 로드 록(102, 102A, 102B, 102C) 및 후단부(103) 각각의 구성 요소들은 제어기(110)에 연결될 수 있으며, 상기 제어기(110)는, 예를 들어, 클러스터 아키텍처 제어와 같은 임의의 적합한 제어 아키텍처의 부분일 수 있다. 상기 제어 시스템은 (일 측면에서 제어기(110)일 수 있는) 마스터 제어기, 클러스터 제어기 및 자율 원격 제어기를 가진 폐루프 제어기일 수 있으며, 이들은 2011년 3월 8일에 등록된 "Scalable Motion Control System"이라는 명칭의 미국 특허번호 7,904,182호에 개시된 것들과 같으며, 그 개시 내용은 전체가 여기에 참조로서 통합된다. 다른 측면들에서, 임의의 적합한 제어기 및/또는 제어 시스템이 이용될 수 있다.
일 측면에서, 전단부(101)는 일반적으로 예를 들어 장비 전단부 모듈(EFEM)과 같은 미니-환경(mini-environment)(106)과 로드 포트 모듈(load port module)(105)을 포함한다. 상기 로드 포트 모듈(105)은 300mm 로드 포트에 대한 SEMI 표준 E15.1, E47.1, E62, E19.5 또는 E1.9를 따르는 툴 표준 (BOLTS) 인터페이스에 대한 박스 오프너/로더(loader), 전면 개방 또는 하부 개방 박스/포드(pod), 및 카세트일 수 있다. 다른 측면들에서, 상기 로드 포트 모듈들은, 200mm 웨이퍼/기판 인터페이스, 450mm 웨이퍼/기판 인터페이스, 또는 예를 들어 더 크거나 더 작은 반도체 웨이퍼/기판, 평판 디스플레이용 평판 패널, 태양 전지 패널, 레티클 또는 다른 적합한 물체와 같은, 임의의 다른 적합한 기판 인터페이스로서 구성될 수 있다. 도 1a-1d, 1j 및 1k에 세 개의 로드 포트 모듈들(105)이 도시되어 있지만, 다른 측면들에서, 임의의 적절한 수의 로드 포트 모듈들이 전단부(front end)(101)에 통합될 수 있다. 상기 로드 포트 모듈들(105)은 오버헤드 이송 시스템, 자동 유도 차량, 사람 유도 차량, 레일 유도 차량으로부터 또는 임의의 다른 적합한 이송 방법으로부터 기판 캐리어 또는 카세트(C)를 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 로드 포트 모듈들(105)은 로드 포트들(107)을 통해 미니-환경(106)과 인터페이스 할 수 있다. 상기 로드 포트들(107)은 기판 카세트와 미니-환경(106) 사이에서 기판의 통과를 허용할 수 있다. 상기 미니-환경(106)은 일반적으로 여기에 기술된 개시된 실시예의 하나 이상의 측면들을 포함할 수 있는 임의의 적합한 이송 로봇(108)을 포함한다. 일 측면에서, 상기 로봇(108)은, 예를 들어, 1999년 12월 14일에 등록된 미국 특허 6,002,840호; 2013년 4월 16일에 등록된 8,419,341호; 및 2010년 1월 19일에 등록된 7,648,327호에 기술된 것과 같은 트랙 장착 로봇일 수 있으며, 이들 특허의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다. 다른 측면들에서, 상기 로봇(108)은 후단부(back end)(103)에 관하여 여기서 설명된 것과 실질적으로 유사할 수 있다. 상기 미니-환경(106)은 다수의 로드 포트 모듈들 사이의 기판 이송을 위해 제어되는 클린 존(clean zone)을 제공할 수 있다.
상기 적어도 하나의 진공 로드 록(102, 102A, 102B, 102C)은 미니-환경(106)과 후단부(103) 사이에 배치되어, 이들에 연결될 수 있다. 다른 측면들에서, 상기 로드 포트들(105)은 적어도 하나의 로드 록(102, 102A, 102B, 102C) 또는 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)에 실질적으로 직접 결합될 수 있으며, 여기서 상기 기판 캐리어(C)는 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D)의 진공으로 펌핑되고, 기판들은 기판 캐리어(C)와 로드 록 또는 이송 챔버 사이에서 직접 이송된다.
이 측면에서, 기판 캐리어(C)는 이송 챔버의 처리 진공(processing vacuum)이 기판 캐리어(C) 내로 신장되도록 로드 록으로서 기능할 수 있다. 실현될 수 있는 바와 같이, 기판 캐리어(C)가 적합한 로드 포트를 통해 로드 록에 실질적으로 직접 결합되는 경우, 임의의 적합한 이송 장치가 로드 록 내에 제공될 수 있거나, 그렇지 않을 경우 기판 캐리어(C)로 그리고 기판 캐리어(C)로부터 기판을 이송하기 위해 캐리어(C)에 액세스할 수 있다. 여기서 사용되는 진공이라는 용어는 기판이 처리되는 10-5 Torr 이하와 같은 고진공을 언급할 수 있다. 상기 적어도 하나의 로드 록(102, 102A, 102B, 102C)은 일반적으로 대기 및 진공 슬롯 밸브들(slot valves)을 포함한다. 상기 로드 록들(102, 102A, 102B)의 (그리고 처리 스테이션들(130)을 위한) 슬롯 밸브들은 대기 전단부로부터 기판을 로딩한 후 로드 록을 진공으로 만들고, 로드 록을 질소와 같은 불활성 가스로 배기할 때 이송 챔버 내의 진공을 유지하기 위해, 채용된 환경 차단을 제공할 수 있다. 여기에서 설명되는 바와 같이, 상기 처리 장치(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F)(및 선형 처리 장치(100G, 100H))의 슬롯 밸브들은, 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)에 결합된 적어도 처리 스테이션들(130)과 로드 록들(102, 102A, 102B, 102C)로 그리고 이들로부터 기판들의 이송을 수용하기 위해, 동일한 평면에, 수직으로 적층된 다른 평면들에, 또는 (로드 포트들에 대하여 위에서 설명된 바와 같이) 동일한 평면에 배치된 슬롯 밸브들과 수직으로 적층된 다른 평면들에 배치된 슬롯 밸브들의 조합으로 배치될 수 있다. 적어도 하나의 로드 록(102, 102A, 102B, 102C)(및/또는 전단부(101))은 기판의 기준(fiducial)을 원하는 처리 위치에 정렬하기 위한 정렬기(aligner) 또는 임의의 다른 적합한 기판 계측 장비를 포함할 수 있다. 다른 측면들에서, 진공 로드 록은 처리 장치의 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있으며 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다.
상기 진공 후단부(vacuum back end)(103)는 일반적으로 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F), 하나 이상의 처리 스테이션(들) 또는 모듈(들)(130), 및 임의의 적절한 수의 기판 이송 장치(104)를 포함하며, 상기 기판 이송 장치(104)는 여기에 기술된 개시된 실시예들의 하나 이상의 측면들을 포함할 수 있는 하나 이상의 이송 로봇들을 포함한다. 상기 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)는, 예를 들어, SEMI 표준 E72 가이드라인을 준수하는 임의의 적합한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 상기 기판 이송 장치(104)와 하나 이상의 이송 로봇은 이하에서 설명될 것이며, 로드 록(102, 120A, 102B, 120C)(또는 로드 포트에 위치한 카세트(C))과 다양한 처리 스테이션들(130) 사이에서 기판들을 이송하기 위해 상기 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F) 내부에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 일 측면에서, 상기 기판 이송 장치(104)는 기판 이송 장치(104)가 SEMI 표준 E72 가이드라인을 준수하도록 모듈형 유닛으로서 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)로부터 제거 가능하다.
상기 처리 스테이션들(130)은 기판상에 전기 회로 또는 다른 원하는 구조를 형성하기 위해 다양한 증착, 에칭 또는 다른 유형의 공정을 통해 기판상에서 작동할 수 있다. 전형적인 공정들은 진공을 사용하는 박막 공정들, 예컨대 플라즈마 에칭 또는 다른 에칭 공정, 화학 증기 증착(CVD), 플라즈마 증기 증착(PVD), 이온 주입과 같은 주입, 계측, 급속 열처리(RTP), 건식 스트립 원자층 증착(ALD), 산화/확산, 질화물의 형성, 진공 리소그라피, 에피택시(EPI), 와이어 본더 및 증발 또는 진공 압력을 사용하는 다른 박막 공정들을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 상기 처리 스테이션들(130)은, 기판이 슬롯 밸브들(SV)을 통해 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)로부터 처리 스테이션들(130)로 그리고 그 반대로 통과할 수 있도록 하는 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)에 연통 가능하게 연결된다. 상기 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)의 슬롯 밸브들(SV)은 트윈(예를 들어, 공통 하우징 내부에 위치한 하나 이상의 기판 처리 챔버) 또는 나란한 처리 스테이션들(130T1-130T8), 단일 처리 스테이션들(130S) 및/또는 적층된 처리 모듈들/로드 록들(도 1e와 1f 참조)의 연결을 허용하도록 배치될 수 있다. 아래에서 더 설명하는 바와 같이, 상기 기판 이송 장치는 각개의 처리 장치 내부의 공정들에 대응하여 기판 이송 장치가 겪게 되는 온도와 압력/진공의 범위와 변화에 걸쳐서 반복성과 정확도를 실행한다.
상기 이송 챔버(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F)에 결합된 처리 스테이션(130), 로드 록들(102, 102A, 102B, 102C)(또는 카세트(C))로의 기판의 이송 및 이들로부터의 기판의 이송은, 상기 기판 이송 장치(104)의 하나 이상의 아암들이 기판 이송 장치(104)의 인장 및 수축 축(R)을 따라서 미리 결정된 처리 스테이션(130)과 정렬된 때, 발생한다는 것이 주목된다. 개시된 실시예의 측면들에 따르면, 하나 이상의 기판들은 개별적으로 또는 실질적으로 동시에 (예를 들어, 기판들이 도 1b, 1c, 1d 및 1g - 1k에 도시된 바와 같이 나란한 또는 탠덤 처리 스테이션들로부터 피킹(picking)/배치될 때와 같이) 각개의 미리 결정된 처리 스테이션(130)으로 이송될 수 있다. 일 측면에서, 상기 이송 장치(104)는 붐 아암(boom arm)(143)(예컨대, 도 1d 및 1g-1i 참조)에 장착될 수 있으며, 여기서 상기 붐 아암(143)은, 2013년 10월 18일에 출원된 "Processing Apparatus"라는 명칭의 미국 임시특허출원번호 61/892,849호, 2013년 11월 15일에 출원된 "Processing Apparatus"라는 명칭의 미국 임시특허출원번호 61/904,908호, 및 2013년 2월 11일에 출원된 "Substrate Processing Apparatus"라는 명칭의 국제특허출원 PCT/US13/25513호에 개시된 서술된 바와 같이, 단일의 붐 링크 또는 다수의 붐 링크들(121, 122) 또는 선형 캐리지(144)를 가지며, 이 특허출원들의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.
이제, 도 1l을 참조하면, 선형 웨이퍼 처리 시스템(100G)의 개략적인 평면도가 도시되는데, 여기서 툴 인터페이스 섹션(2012)은, 인터페이스 섹션(2012)이 일반적으로 (예를 들어 안쪽으로) 향하지만, 이송 챔버(3018)의 길이 방향 축(X)으로부터 오프셋 되도록, 이송 챔버 모듈(3018)에 장착된다. 상기 이송 챔버 모듈(3018)은 이전에 여기에 참조로서 통합된 미국특허번호 8,398,355호에 서술된 바와 같이 다른 이송 챔버 모듈들(3018A, 3018I, 3018J)을 인터페이스들(2050, 2060, 2070)에 부착함으로써 임의의 적합한 방향으로 신장될 수 있다. 각각의 이송 챔버 모듈(3018, 3018A, 3018I, 3018J)은 임의의 적합한 웨이퍼 이송 수단(2080)을 포함하며, 상기 웨이퍼 이송 수단은, 처리 시스템(100G) 전체에 걸쳐서, 예를 들어, 처리 모듈들(PM) 내부로 또는 밖으로 웨이퍼들을 이송하기 위해, 여기에서 서술된 개시된 실시예의 하나 이상의 측면들을 포함할 수 있다. 실현될 수 있는 바와 같이, 각각의 챔버 모듈은 격리된 또는 제어된 분위기(예컨대, N2, 청정 공기, 진공)를 유지할 수 있다.
도 1m을 참조하면, 선형 이송 챔버(416)의 길이 방향 축(X)을 따라 취해질 수 있는 예시적인 처리 툴(processing tool)(100H)의 개략적인 측면도가 도시된다. 도 1m에 도시된 개시된 실시예의 측면에서, 툴 인터페이스 섹션(12)은 대표적으로 이송 챔버(416)에 연결될 수 있다. 이 측면에서, 인터페이스 섹션(12)은 툴 이송 챔버(416)의 일 단부를 형성할 수 있다. 도 1m에 도시된 바와 같이, 상기 이송 챔버(416)는 예를 들어 인터페이스 섹션(12)으로부터 반대쪽 단부에 또 다른 작업대상물 입구/출구 스테이션(412)을 가질 수 있다. 다른 측면들에서, 이송 챔버로부터 작업대상물을 삽입/제거하기 위한 다른 입구/출구 스테이션들이 제공될 수 있다. 일 측면에서, 인터페이스 섹션(12) 및 입구/출구 스테이션(412)은 툴로부터 작업대상물의 로딩 및 언로딩을 허용할 수 있다. 다른 측면들에서, 작업대상물은 일단부로부터 툴 내부로 로딩되고 타단부로부터 제거될 수 있다. 일 측면에서, 상기 이송 챔버(416)는 하나 이상의 이송 챔버 모듈(들)(18B, 18i)을 가질 수 있다. 각각의 챔버 모듈은 격리된 또는 제어된 분위기(예컨대, N2, 청정 공기, 진공)를 유지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 1m에 도시된 이송 챔버(416)를 형성하는 이송 챔버 모듈들(18B, 18i), 로드 록 모듈들(56A, 56) 및 작업대상물 스테이션들의 구성/배치는 단지 예시적인 것이며, 다른 측면들에서 상기 이송 챔버는 임의의 원하는 모듈 배치로 배치된 더 많거나 더 적은 모듈들을 가질 수 있다. 도시된 측면에서, 스테이션(412)은 로드 록일 수 있다. 다른 측면들에서, 로드 록 모듈은 단부 입구/출구 스테이션(스테이션(412)과 유사) 사이에 배치될 수 있으며, 또는 인접한 이송 챔버 모듈(모듈(18i)과 유사)이 로드 록으로서 작동하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 이송 챔버 모듈들(18B, 18i)은 내부에 배치된 하나 이상의 대응되는 기판 이송 장치(26B, 26i)을 가지며, 이는 여기에 기술된 개시된 실시예의 하나 이상의 측면들을 가질 수 있다. 각개의 이송 챔버 모듈들(18B, 18i)의 기판 이송 장치(26B, 26i)는 상기 이송 챔버 내에 선형으로 분포된 작업대상물 이송 시스템(420)을 제공하도록 협력할 수 있다. 이 측면에서, 상기 기판 이송 장치(26B)는 일반적인 스카라(SCARA) 아암 구성을 가질 수 있다(다른 측면들에서, 이송 아암들은 아래에서 설명되는 바와 같이 임의의 다른 원하는 배치를 가질 수 있다).
도 1m에 도시된 개시된 실시예의 측면에서, 상기 이송 장치(26B)의 아암들 및/또는 엔드 이펙터들(end effectors)은, 이송 수단이 픽킹/배치 위치로부터 웨이퍼들을 신속하게 교환할 수 있도록 하는 신속 교환 장치(fast swap arrangement)로 언급될 수 있는 것을 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 기판 이송 장치(26B)는, 임의의 적합한 수의 자유도(예컨대, Z축 모션으로 어깨와 엘보우 관절들을 중심으로 한 독립적인 회전, 등)를 제공하기 위해, 임의의 적합한 구동부(drive section)(예컨대, 동축으로 배치된 구동 샤프트들, 나란한 구동 샤프트들, 수평으로 인접한 모터들, 수직으로 적층된 모터들, 등)를 가질 수 있다. 도 1m에 도시된 바와 같이, 이 측면에서, 모듈들(56A, 56, 30i)은 이송 챔버 모듈들(18B, 18i) 사이에 배치될 수 있으며, 적합한 처리 모듈들, 로드 록(들), 버퍼 스테이션(들), 계측 스테이션(들) 또는 임의의 다른 원하는 스테이션(들)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 로드 록(56A, 56) 및 작업대상물 스테이션(30i)과 같은 중간 모듈들(interstitial modules)은, 각각 이송을 실행하기 위해 기판 이송 장치와 협동하거나 또는 이송 챔버의 선형 축(X)을 따라 이송 챔버의 길이를 통해 작업대상물과 협동하는 고정된 작업대상물 지지대들/선반들(56S, 56S1, 56S2, 30S1, 30S2)을 가진다. 예로서, 작업대상물(들)은 인터페이스 섹션(12)에 의해 이송 챔버(416) 내로 로딩될 수 있다. 작업대상물(들)은 인터페이스 섹션(12)의 기판 이송 장치(15)에 의해 로드 록 모듈(56A)의 지지대(들) 상에 배치될 수 있다. 로드 록 모듈(56A) 내의 작업대상물(들)은 모듈(18B) 내의 기판 이송 장치(26B)에 의해 로드 록 모듈(56A)과 로드 록 모듈(56) 사이에서 이동될 수 있으며, (모듈(18i) 내의) 아암(26i)에 의해 로드 록(56)과 작업대상물 스테이션(30i) 사이에서 그리고 모듈(18i) 내의 기판 이송 장치(26i)에 의해 스테이션(30i)과 스테이션(412) 사이에서 유사하고 연속적인 방식으로 이동할 수 있다. 이러한 공정은 작업대상물(들)을 반대 방향으로 이동시키기 위해 전체적으로 또는 부분적으로 반대로 진행될 수 있다. 따라서, 일 측면에서, 작업대상물은 축(X)을 따라서 임의의 방향으로 그리고 이송 챔버를 따라서 임의의 위치로 이동될 수 있으며, 이송 챔버와 연통되는 임의의 원하는 (처리 또는 다른) 모듈에 로딩 및 이로부터 언로딩될 수 있다. 다른 측면들에서, 고정 작업대상물 지지대들 또는 선반들을 가진 중간 이송 챔버 모듈들은 이송 챔버 모듈들(18B, 18i) 사이에 제공되지 않을 수 있다. 이러한 측면들에서, 인접한 이송 챔버 모듈들의 기판 이송 장치는 작업대상물을 이송 챔버를 통해 이동시키기 위해 작업대상물을 하나의 엔드 이펙터 또는 하나의 이송 아암으로부터 다른 기판 이송 장치의 엔드 이펙터 또는 이송 아암으로 직접 전달할 수 있다. 처리 스테이션 모듈들은 기판들 상에 전기적 회로 또는 다른 원하는 구조를 형성하기 위해 다양한 증착, 에칭, 또는 다른 유형의 공정을 통해 기판들에 대해 작용할 수 있다. 상기 처리 스테이션 모듈들은 이송 챔버 모듈들에 연결되어 기판들이 이송 챔버로부터 처리 스테이션들로 그리고 반대로 전달되도록 한다. 도 1d에 도시된 처리 장치에 유사한 일반적인 특징들을 가진 처리 툴의 적합한 예는 미국 특허 번호 8,398,355호에 서술되어 있으며, 이는 이미 그 전체가 참조로서 통합되었다.
이제, 도 2a, 2b, 2c, 2d를 참조하면, 일 측면에서, 상기 기판 이송 장치(104)는 적어도 하나의 구동부(drive section)(200, 200A, 2000B, 200C)와 적어도 하나의 로봇 아암, 예컨대 아래에서 설명되는 로봇 아암들(314, 315, 316, 317, 318)을 포함한다. 도시된 기판 이송 장치(104)은 예시적인 것이며, 다른 측면들에서 2014년 12월 12일에 출원된 "Substrate transport apparatus"라는 명칭의 미국 특허출원 번호 14/568,742호에 개시된 것과 실질적으로 유사한 임의의 적합한 구성을 가질 수 있으며, 이 특허출원의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.
하나 이상의 로봇 아암들(314, 315, 316, 317, 318)은, 구동 샤프트(들)의 회전이 각개의 이송 아암(들)(314, 315, 316, 317, 318)의 움직임을 실행하도록, 여기서 설명되는 바와 같이 임의의 적합한 연결부(CNX)에서 구동부들(200, 200A-200C) 중 하나의 각개의 구동 샤프트들에 결합될 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 일 측면에서, 상기 이송 아암들(314, 315, 316, 317, 318)은, 구동부와의 연결부(CNX)에서 하나의 이송 아암이 다른 이송 아암으로 교환되도록 하기 위해, 다수의 상이한 교체 가능한 이송 아암들(314, 315, 316, 317, 318)로부터 교체 가능하다.
상기 적어도 하나의 구동부(200, 200A, 200B, 200C)는 상기 처리 장치(100A-100H)의 임의의 적합한 프레임에 장착될 수 있다. 일 측면에서, 위에서 언급한 바와 같이, 상기 기판 이송 장치(104)는 임의의 적합한 방식으로 선형 슬라이드(linear slide)(144) 또는 붐 아암(143)에 장착될 수 있으며(붐 아암은 여기서 설명된 본 발명의 하나 이상의 측면들을 포함할 수 있다), 선형 슬라이드 및/또는 붐 아암(143)은 여기서 설명된 구동부(200, 200A, 200B, 200C)와 실질적으로 유사한 구동부를 가진다. 상기 적어도 하나의 구동부(200, 200A, 200B, 200C)는, Z축 구동장치(270)와 회전 구동부(282) 중 하나 이상을 수용하는 프레임(200F)을 포함하는 공통 구동부를 포함할 수 있다. 상기 프레임(200F)의 내부(200FI)는 아래에서 설명되는 바와 같이 임의의 적합한 방식으로 밀봉될 수 있다. 일 측면에서, 상기 Z축 구동장치는 이송 아암들(314, 315, 316, 317, 318)을 Z축을 따라서 이동시키도록 구성된 임의의 적합한 구동장치일 수 있다. 상기 Z축 구동장치는 도 2a에 나사형 구동장치로서 도시되지만, 다른 측면들에서 상기 구동장치는 선형 액추에이터, 압전 모터(piezo motor), 등과 같은 임의의 적합한 선형 구동장치일 수 있다. 상기 회전 구동부(282)는, 예를 들어, 하모닉 구동부(harmonic drive section)와 같은 임의의 적합한 구동부로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 구동부(282)는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 임의의 적합한 수의 동축으로 배치된 하모닉 구동 모터들(280)을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 구동부(282)는, 예를 들어, 세 개의 동축으로 배치된 하모닉 구동 모터들(280, 280A, 280B)을 포함한다. 다른 측면들에서, 구동부(282)의 구동장치들은 나란한 및/또는 동축 배치로 배치될 수 있다. 일 측면에서, 도 2a에 도시된 회전 구동부(282)는 구동 샤프트(280S)를 위한 하모닉 구동 모터(280)를 포함하지만, 다른 측면들에서, 상기 구동부는, 예를 들어, 동축 구동 시스템 내의 임의의 적합한 수의 구동 샤프트들(280S, 280AS, 280BS)(도 2b)에 대응되는 임의의 적합한 수의 하모닉 구동 모터들(280, 280A, 280B)(도 2b)을 포함할 수 있다.
상기 하모닉 구동 모터(280)는, 자성유체 씨일(ferrofluidic seal)(276, 277)의 구성 요소들이 기판 이송 장치(104)의 원하는 회전(T) 및 신장(extension)(R) 움직임 중에 충분한 안정성과 간격(clearance)을 갖고 하모닉 구동 모터(280)에 의해 적어도 부분적으로 센터링되고 지지되도록, 고용량 출력 베어링들(high capacity output bearings)을 가질 수 있다. 상기 자성유체 씨일(276, 277)은 아래에서 설명되는 바와 같이 실질적으로 동심의 동축 씨일을 형성하는 몇몇의 부품들을 포함할 수 있다. 이 예에서, 상기 회전 구동부(282)는 하나 이상의 구동 모터(280)를 수용하는 하우징(281)을 포함하며, 이는 미국 특허 번호 6,845,250호; 5,899,658호; 5,813,823호; 및 5,720,590호에 개시된 것과 실질적으로 유사할 수 있으며, 이 특허들의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다. 상기 자성유체 씨일(276, 277)은 구동 샤프트 조립체 내의 각각의 구동 샤프트(280S, 280AS, 280BS)를 밀봉하도록 공차를 가질 수 있다. 일 측면에서, 자성유체 씨일은 제공되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 구동부(282)는 회전자들과 구동 샤프트들은 이송 아암들이 작동하는 환경을 공유하는 반면에 이송 아암들이 작동하는 환경으로부터 실질적으로 밀봉되는 고정자들을 가진 구동장치들을 포함할 수 있다. 자성유체 씨일들을 가지지 않으면서 개시된 실시예의 측면들 내에 채용될 수 있는 구동부들의 적합한 예들은 Brooks Automation, Inc.의 MagnaTran® 7과 MagnaTran® 8 로봇 구동부를 포함하며, 이들은 설명되는 바와 같이 밀봉된 캔 배치(selaed can arrangement)를 가질 수 있다. 또한, 구동 샤프트(들)(280S, 280AS, 280BS)은, 예를 들어, 2016년 7월 7일에 출원되어 2016년 11월 10일에 US 2016/0325440호로 공개된 미국 특허출원번호 15/110,130호(이 특허출원의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합됨)에 서술된 바와 같은 다른 구동부 및/또는 상기 구동부(200, 200A, 200B, 200C)에 장착된 적어도 하나의 이송 아암(314, 315, 316, 317, 318)에 연결하기 위해 와이어들(290) 또는 임의의 다른 아이템들이 구동 조립체의 통과를 허용하기 위해(예컨대, 구동 샤프트의 중심을 따라서 길이방향으로 진행되는 구멍을 가지는) 중공형 구조를 가질 수 있다는 것이 주목된다. 구현될 수 있는 바와 같이, 구동부(200, 200A, 200B, 200C)의 구동 모터들 각각은, 각각의 이송 아암(314, 315, 316, 317, 318)의 엔드 이펙터(314E, 315E, 316E, 317E1, 317E2, 318E1, 318E2)의 위치를 결정하기 위한 각개의 모터의 위치를 검출하도록 구성된 임의의 적합한 인코더들(encoders)을 포함할 수 있다.
일 측면에서, 상기 하우징(281)은 Z축 구동장치(270)에 결합된 캐리지(270C)에 장착될 수 있으며, Z축 구동장치는 캐리지(및 여기에 배치된 하우징(281))를 Z축을 따라서 이동시킨다. 구현될 수 있는 바와 같이, (대기압 ATM 환경에서 작동할 수 있는) 이송 아암들(314,315, 316, 317, 318)이 작동하는 제어된 분위기를 상기 구동부(200, 200A, 200B, 200C)의 내부(200FI)의 내부로부터 밀봉하기 위해, 상기 구동부(200, 200A, 200B, 200C)는 위에서 설명된 자성유체 씨일(276, 277)과 벨로우즈 씨일(275) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 벨로우즈 씨일(275)은, 프레임(200F)의 내부(200FI)가 이송 아암들(314, 315, 316, 317, 318)이 작동하는 제어된 분위기로부터 격리되도록, 캐리지(270C)에 결합된 일단부와 프레임(200F)의 임의의 적합한 부분에 결합된 타단부를 가질 수 있다.
다른 측면들에서, 위에서 언급한 바와 같이, 자성유체 씨일 없이 이송 아암들이 작동하는 대기로부터 밀봉된 고정자들을 가지는 구동장치, 예컨대 Brooks Automation Inc.의 MagnaTran® 7과 MagnaTran® 8 로봇 구동부는 캐리지(270C)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 추가로 도 2c와 2d를 참조하면, 상기 회전 구동부(282)는, 모터 고정자들은 이송 아암들이 작동하는 환경으로부터 밀봉되는 반면에 모터 회전자들은 이송 아암들이 작동하는 환경을 공유하도록 구성된다. 도 2c를 참조하면, 3-축 회전 구동부(282)가 도시된다. 이 측면에서, 3 개의 모터들(280', 280A', 280B')이 있으며, 그 각각은 각개의 구동 샤프트(280A, 280AS, 280BS)에 결합된 회전자(280R', 280AR', 280BR')를 가진다. 각각의 모터(280', 280A', 280B')는 또한 각개의 고정자(280S', 280AS', 280BS')를 포함하며, 이들은 각개의 캔 씨일(can seal)(280CS, 280ACS, 280BCS)에 의해 이송 아암(들)이 작동하는 대기로부터 밀봉될 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 구동 샤프트(및 구동 샤프트(들)이 작동시키는 아암(들))의 위치를 결정하기 위해 임의의 적합한 인코더들/센서들이 제공될 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 일 측면에서, 도 2c에 도시된 모터들의 구동 샤프트들은 와이어(290)의 관통을 허용하지 않을 수도 있으며, 다른 측면들에서, 와이어들이, 예를 들어, 도 2c에 도시된 모터들의 중공형 구동 샤프트들을 통과할 수 있도록 임의의 적합한 씨일들이 제공될 수 있다.
도 2d에 도시된 구동부(200C)는, 4개의 구동 샤프트들(126S1-126S4)이 동축으로 배치되고 4개의 모터들(126M1-126M4)이 중첩된 동축 배치(nested coaxial arrangement)로 배치되도록, 중첩된 또는 동심형 구성의 4개의 모터를 포함한다. 예를 들어, 모터(126M1)는 모터(126M2) 내부에 중첩되고(예컨대, 모터(126M2)에 의해 반경 방향으로 둘러싸이며), 모터(126M3)는 모터(126M4) 내부에 중첩된다. 상기 중첩된 모터들(126M1, 126M2)이 중첩된 모터들(126M3, 126M4) 위에 동축으로 배치되도록, 상기 중첩된 모터들(126M1, 126M2)은 중첩된 모터들(126M3, 126M4)에 대하여 동축으로 배치된다. 그러나, 모터들(126M1-126M4)은 적층 배치, 나란한 배치, 또는 도 2d에 도시된 바와 같은 동심 배치와 같은 임의의 적합한 배치를 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 다른 측면들에서, 모터들은 낮은 프로파일의 평면 또는 "팬케이크" 스타일의 로봇 구동 구성일 수 있으며, 여기서 모터들은, 2011년 8월 30일에 등록된 "Substrate Processing Apparatus with Motors Integral to Chamber Walls"라는 명칭의 미국 특허 번호 8,008,884호 및 2012년 10월 9일에 등록된 "Robot Drive with Magnetic Spindle Bearings"라는 명칭의 미국 특허 번호 8,283,813호에 서술된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 서로의 내부에 동심으로 중첩되며, 이 특허들의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.
상기 모터들은 회전 모터로서 도시되어 있지만, 다른 측면들에서, 예를 들어, 직접 구동 선형 모터, 선형 압전 모터들, 선형 인덕턴스 모터들, 선형 동기 모터들, 브러시 또는 브러시리스 선형 모터들, 선형 스텝퍼 모터들, 선형 서보 모터들, 릴럭턴스 모터, 등과 같은 임의의 적합한 모터(들) 및/또는 적합한 구동 전달장치(들)(transmission(s))이 사용될 수 있다. 적합한 선형 모터들의 예들은, 예를 들어, 2011년 10월 31일에 제출된 "Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm"이라는 명칭의 미국 특허출원 번호 13/286,186호; 2011년 6월 13일에 제출된 "Substrate Processing Apparatus"라는 명칭의 미국 특허출원 번호 13/159,034호, 및 2011년 3월 8일에 등록된 "Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates"라는 명칭의 미국 특허 번호 7,901,539호; 2012년 10월 23일에 등록된 "Apparatus and Methods for Transporting and Processing Substrates"라는 명칭의 미국 특허 번호 8,293,066호; 2013년 4월 16일에 등록된 "Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm"라는 명칭의 미극 특허 번호 8,419,341호; 2009년 8월 18일에 등록된 "Substrate Processing Apparatus"라는 명칭의 미국 특허 번호 7,575,406호; 및 2011년 6월 14일에 등록된 "Substrate Processing Apparatus"라는 명칭의 미국 특허 번호 7,959,395호에 서술되어 있으며, 이들의 개시 내용은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.
이제, 도 3a-3e를 참조하면, 붐 아암(143) 및/또는 기판 이송 장치(104)는 임의의 적합한 아암 연결 메커니즘(들)을 포함할 수 있다. 아암 연결 메커니즘의 적합한 예들은, 예를 들어, 2009년 8월 25일에 등록된 미국 특허 번호 7,578,649호, 1998년 8월 18일에 등록된 5,794,487호, 2011년 5월 24일에 등록된 7,946,800호, 2002년 11월 26일에 등록된 6,485,250호, 2011년 2월 22일에 등록된 7,891,935호, 2013년 4월 16일에 등록된 8,419,341호, 및 2011년 11월 10일에 출원된 "Dual Arm Robot"이라는 명칭의 미국 특허출원 번호 13/293,717호, 2013년 9월 5일에 출원된 "Linear Vacuum Robot with Z Motion and Articulated Arm"이라는 명칭의 13/861,693호에서 찾을 수 있으며, 이들의 개시 내용들은 모두 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다. 개시된 실시예의 측면들에서, 각각의 기판 이송 장치(104)의 적어도 하나의 이송 아암, 붐 아암(143) 및/또는 선형 슬라이드(linear slide)(144)는, 상부 아암(315U)과 밴드-구동형(band-driven) 포어아암(forearm)(315F)과 밴드-구속형(band-constrained) 엔드-이펙터(315E)를 포함하는 종래의 스카라 아암(315)(SCARA: selective compliant articulated robot arm)(도 3c) 유형의 디자인으로부터 유래되거나, 또는 신축형 아암(telescoping arm) 또는 임의의 다른 적합한 아암 디자인, 예컨대 직교좌표 선형 슬라이딩 아암(314)(도 3b)으로부터 유래될 수 있다. 이송 아암들의 적합한 예들은, 예를 들어, 2008년 5월 8일에 출원된 "Substrate Transport Apparatus with Multiple Movable Arms Utilizing a Mechanical Switch Mechanism"이라는 명칭의 미국 특허출원 번호 12/117,415호와 2010년 1월 19일에 등록된 미국 특허 번호 7,648,327호에서 찾을 수 있으며, 이들의 개시 내용들은 그 전체가 여기에 참조로서 통합된다.
상기 이송 아암들의 작동은 서로 독립적일 수 있으며(예컨대, 각각의 아암의 신장/수축은 서로 독립적임), 로스트 모션 스위치(lost motion switch)를 통해 작동되거나 또는 아암들이 적어도 하나의 공통 구동축을 공유하는 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 작동 가능하게 연결될 수 있다. 다른 측면들에서, 상기 이송 아암들은 임의의 다른 원하는 배치, 예컨대 프로그-레그(frog-leg) 아암(316)(도 3a) 구성, 리프 프로그 아암(leaf frog arm)(317)(도 3e) 구성, 이중-대칭 아암(bi-symmetric arm)(318)(도 3d) 구성, 등을 가질 수 있다. 이송 아암들의 적합한 예들은, 2001년 5월 15일에 등록된 미국 특허 6,231,297호, 1993년 1월 19일에 등록된 5,180,276호, 2002년 10월 15일에 등록된 6,464,448호, 2001년 5월 1일에 등록된 6,224,319호, 1995년 9월 5일에 등록된 5,447,409호, 2009년 8월 25일에 등록된 7,578,649호, 1998년 8월 18일에 등록된 5,794,487호, 1998년 8월 18일에 등록된 5,794,487호, 2011년 5월 24일에 등록된 7,946,800호, 2002년 11월 26일에 등록된 6,485,250호, 2011년 2월 22일에 등록된 7,891,935호 및 2011년 11월 10일에 출원된 "Dual Arm Robot"라는 명칭의 미국 특허출원 번호 13/293,717호와 2011년 10월 11일에 출원된 "Coaxial Drive Vacuum Robot"라는 명칭의 13/270,844호에서 찾을 수 있으며, 이들의 개시 내용은 그 전체가 모두 여기에 참조로서 통합된다. 상기 붐 아암(143)은 이송 아암들(314, 315, 316, 317, 318)과 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있으며, 상기 기판 이송 장치(104)는 엔드 이펙터(315E, 316E, 317E1, 317E2, 318E1, 318E2)를 대신하여 상기 붐 아암(143)에 장착된다. 구현될 수 있는 바와 같이, 상기 이송 아암(들)(314, 315, 316, 317, 318)은, 프레임, 예컨대 프레임(200F) 또는 처리 툴(100A-100H)의 임의의 적합한 프레임에 대하여 이송 아암(314, 315, 316, 317, 318)의 관절 운동을 실행하기 위해, 구동부(200, 200A, 200B, 200C)로부터 이송 아암(314, 315, 316, 317, 318)으로 실질적으로 비-마찰 토크 전달을 실행하도록 개시된 실시예의 측면들에 따라 각개의 구동부(200)에 회전 가능하게 결합된다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 임의의 적합한 제어기, 예컨대 제어기(110)는 이송 아암(314, 315, 316, 317, 318)의 관절 운동을 실행하도록 구동부(200, 200A, 200B, 200C)를 구동시키기 위해 구동부(200, 200A, 200B, 200C)에 임의의 적합한 방식으로 결합된다.
이제, 도 4를 참조하면, 예시적인 기판 이송 장치(104A)는 개시된 실시예의 측면들에 따라 도시된다. 상기 기판 이송 장치(104A)는 도 1a-1d 및 1g-1k에 관련하여 위에서 설명된 기판 이송 장치(104)와 실질적으로 유사하며 처리 장치(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H)에 관하여 위에서 설명된 것과 같은 임의의 적합한 대기 또는 진공 환경에 채용될 수 있다. 일 측면에서, 상기 기판 이송 장치(104A)는 위에서 설명된 이송 챔버들(125A, 125B, 125C, 125D, 125E, 125F) 중 어느 하나에 실질적으로 유사할 수 있는 예시적인 이송 챔버(125') 내에 적어도 부분적으로 배치된다.
상기 기판 이송 장치(104A)는, 내부에 배치된 구동부(200')를 가진 베이스(base)(400BA)를 포함한다. 상기 기판 이송 장치(104A)는 구동부(200')에 회전 가능하게 결합된 이송 아암(315')을 더 포함한다. 상기 이송 아암(315')은 상부 아암(401), 포어아암(forearm)(402), 및 엔드 이펙터(403)를 포함한다. 상기 구동부(200')가 (도 2c에 관련하여 위에서 설명된 구동부(282)와 실질적으로 유사한) 3-축 구동부로서 묘사되고 설명된다고 할지라도; 상기 구동부(200')는 도 2a, 2b, 및 2d에 관련하여 위에서 설명된 것과 같은 임의의 적합한 구동부 구성을 가질 수 있다. 또한, 상기 이송 아암(315')은 도 3c에 관련하여 위에서 설명된 종래의 스카라(SCARA) 아암(315)과 실질적으로 유사한 구성을 가지는 것으로 묘사되고 설명되지만, 상기 이송 아암(315')은 임의의 적합한 아암 구성, 예컨대, 위에서 설명된 아암 구성들(314, 316, 317, 318)을 가질 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 상기 기판 이송 장치(104A)는 회전 구동 부재와 회전 종동 부재(rotary follower member) 사이에 적어도 하나의 토크 커플링을 가지는 임의의 적합한 기판 이송 장치일 수 있다.
구현될 수 있는 바와 같이, 상기 기판 이송 장치(104A)는 임의의 적합한 제어기, 예컨대 위에서 설명된 제어기(110)에 연결되어 그 제어기(110)와 통신함으로써, 상기 제어기(110)는 이송 아암(315')의 움직임을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제어기(110)는, 이송 아암(315')의 엔드 이펙터(403)를 알려지고 제어되는 방식으로 (기판 이송 장치(104A)가 닿는 범위 내에 있는) 처리 장치(100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H) 내부의 임의의 원하는 위치로 이동시키기 위해 상기 기판 이송 장치(104A)의 위치 이동을 명령하도록 구성된 제어기 모듈(110M)을 포함한다. 예를 들어, 상기 이송 아암(315')은 이전에 설명된 것과 같은 임의의 적합한 구동부(즉, 하모닉 구동장치, 고정 베이스 구동장치, 3축, 등)일 수 있는 구동부(200')에 결합될 수 있으며, 기판 이송 장치(104A)의 작동을 실행하기 위한 임의의 적합한 비-일시적(non-transitory) 프로그램 코드를 가진 제어기 모듈(110M)을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 제어기(110)는 구동부(200')의 최대 토크(τmax)를 사용하여 기판 이송 장치(104A)의 적어도 부분, 예컨대 엔드 이펙터(403)의 시간-최적 모션들을 발생시키기 위한 뱅-뱅 제어기로서 구성될 수 있다. 상기 구동부(200')는 상기 제어기(110)의 제어기 모듈(110M)에 연결된 임의의 원하는 위치 결정 장치들(예컨대, 위치 또는 모터 인코더(296); 도 2a)을 포함할 수 있다. 상기 인코더(296)는 이송 챔버(125')에 대한 이송 아암(315') 상의 (엔드 이펙터 중심 또는 임의의 다른 적합한 위치와 같은) 미리 결정된 지점의 위치를 결정하기 위해 제어기 모듈(110M)을 인에이블링 시키는 임의의 적합한 신호(들)를 상기 제어기 모듈(110M)로 전송한다.
도 4에 도시된 예시적인 실시예에서, 상기 구동부(200')는 다축 구동 스핀들 조립체(410)와 3개의 모터들(420, 421, 422)을 수용하는 베이스(400BA) 내에 배치된다. 상기 다축 구동 스핀들 조립체(410)는 예컨대 동축 구성으로 배치된 3개의 구동 샤프트들(410A, 410B, 410C)을 가진다. 이 측면에서, 상기 구동 샤프트들(410A, 410B, 410C)은 스테인리스 강으로 구성되지만, 임의의 다른 적합한 재료로 구성될 수도 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 다른 측면들에서, 상기 구동부는 3개보다 많거나 적은 모터들과 3개보다 많거나 적은 구동 샤프트들을 가질 수 있다.
상기 3개의 모터들(420, 421, 422) 각각은 고정자(420ST, 421ST, 422ST)와, 내부 구동 샤프트(410A), 중간 구동 샤프트(410B), 및 외부 구동 샤프트(410C) 중 각개의 하나에 결합되는 회전자(420RT, 421RT, 422RT)를 포함한다. 각각의 고정자(420ST, 421ST, 422ST)는 일반적으로 전자기 코일을 포함하며, 베이스(400BA)를 따라서 상이한 수직 높이들 또는 위치들에서 베이스(400BA)에 고정적으로 부착된다. 각각의 회전자(420RT, 421RT, 422RT)는 영구자석들로 구성되지만, 대안으로서 영구자석들을 가지지 않으며 여기서 설명되는 개시된 실시예의 측면들에 따라 각개의 구동 샤프트(410A, 410B, 410C)에 회전 가능하게 결합될 수 있는 자기 유도 회전자를 포함할 수 있다. 각각의 구동 샤프트(410A, 410B, 410C)가 서로에 대하여 그리고 베이스(400BA)에 대하여 독립적으로 회전 가능하도록 허용하기 위해 구동 샤프트들(410A, 410B, 410C)과 베이스(400BA) 둘레에 다양한 베어링들이 제공될 수 있다. 각각의 구동 샤프트(410A, 410B, 410C)는, 서로에 대한 그리고 베이스(400BA)에 대한 구동 샤프트들(410A, 410B, 410C)의 회전 위치를 결정하기 위해, 각개의 구동 샤프트(410A, 410B, 410C)를 위한 위치 신호들을 상기 제어기(110)에 제공하기 위해 적합한 위치 센서/인코더를 구비할 수 있다. 광학 또는 유도 센서와 같은 임의의 적합한 센서/인코더가 사용될 수 있다.
도 4를 계속 참조하면, 상기 이송 아암(315')의 상부 아암(401)은, 아래에서 더 설명되는 바와 같이 반복성과 정확도를 갖고 외부 구동 샤프트(410C)와 상부 아암(401)이 함께 일체로(as a unit) 어깨 회전축(Z1) 둘레로 회전하도록, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)를 통해, 기판 이송 장치(104A)의 어깨부(shoulder)(404)에서 상기 구동부(200')의 외부 구동 샤프트(410C)에 결합된다. 상부 아암(401)은 일반적으로 상부 아암 하우징(401H)과 상부 아암 베어링 칼라(collar)(401BC)를 포함한다.
상기 포어아암(402)은, 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)를 통해, 기판 이송 장치(104A)의 엘보우(405)에서 상부 아암(401)에 결합된다. 상기 포어아암(402)은 일반적으로 포어아암 하우징(402H)과 (아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 유사한 방식으로 하우징 내부의 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)와는 독립적이고 포어아암 하우징(402H)에 의지하는) 포어아암 베어링 칼라(402BC)를 포함한다. 상기 내부 구동 샤프트(410A)는 상부 아암(401) 내의 제1 전달장치(transmission)(470)에 작동 가능하게 결합된다. 상기 제1 전달장치(470)는 구동 풀리(471), 아이들러 풀리(idler pulley)(472) 및 구동 밴드들(473)을 포함한다. 상기 구동 풀리(471)는, (아래에서 더 설명되는 바와 같이) 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해 내부 구동 샤프트(410A)에 결합되며, 구동 밴드들(473)에 의해 아이들러 풀리(472)에 연결된다. 상기 아이들러 풀리(472)는, 아이들러 풀리(472)와 엘보우 외부 구동 샤프트(431)가 일체로서 정확하고 반복적으로 회전하도록, (아래에서 더 설명되는 바와 같이) 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)의 엘보우 외부 구동 샤프트(431)에 결합된다. 상기 포어아암(402)을 상부 아암(401)에 연결하는 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)는 적합한 베어링들에 의해 상부 아암(401)으로부터 회전 가능하게 지지되며, 상기 베어링들은 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)가 상부 아암(401)에 대하여 엘보우 회전축(Z2) 둘레로 회전하도록 허용한다. 상기 포어아암(402)은, 엘보우 외부 구동 샤프트(431)와 포어아암(402)이 일체로서 축(Z2) 둘레로 정확하고 반복적으로 회전하도록, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)의 엘보우 외부 구동 샤프트(431)에 결합된다. 상부 아암(401) 내의 제1 전달장치(470)의 구동 풀리(471)가 구동부(200')의 내부 구동 샤프트(410A)에 의해 회전될 때, 상기 포어아암(402)은 축(Z2) 둘레로 회전된다. 따라서, 상기 구동부(200')의 내부 구동 샤프트(410A)는 상부 아암(401)에 대해 포어아암(402)을 독립적으로 회전시키기 위해 사용된다.
상기 엔드 이펙터(403)는 기판 이송 장치(104A)의 손목부(wrist)(406)에서 손목 구동 샤프트(wrist drive shaft)(440)에 의해 포어아암(402)에 결합된다. 상기 중간 구동 샤프트(410B)는 상부 아암(401) 내의 제2 전달장치(480)에 작동 가능하게 결합된다. 상기 상부 아암(401) 내의 제2 전달장치(480)는 구동 풀리(481), 아이들러 풀리(482) 및 구동 밴드들(483)을 포함한다. 상기 구동 풀리(481)는, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, 상기 구동부(200') 내의 다축 구동 스핀들 조립체(410)의 중간 구동 샤프트(410B)에 결합된다. 상기 아이들러 풀리(462)는, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, (포어아암(402)을 상부 아암(401)에 연결하는) 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)의 엘보우 내부 구동 샤프트(432)에 결합된다. 상기 구동 밴드들(483)은 구동 풀리(481)를 아이들러 풀리(482)에 연결한다. 상기 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)의 엘보우 내부 구동 샤프트(432)는 포어아암(402) 내의 제3 전달장치(490)에 작동 가능하게 연결된다. 상기 포어아암(402) 내의 제3 전달장치(490)는 구동 풀리(491), 아이들러 풀리(492) 및 구동 밴드들(493)을 포함한다. 상기 구동 풀리(491)는, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, 엘보우 구동 샤프트 조립체(430)의 엘보우 내부 구동 샤프트(432)에 결합된다. 상기 아이들러 풀리(492)는, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, 손목 구동 샤프트(440)에 결합된다. 상기 구동 밴드들(493)은 구동 풀리(491)를 아이들러 풀리(492)에 연결한다. 상기 손목 구동 샤프트(440)은 적합한 베어링들에 의해 포어아암(402)으로부터 회전 가능하게 지지되며, 상기 베어링들은 손목 구동 샤프트(440)가 포어아암(402)에 대하여 손목 회전축(Z3) 둘레로 회전하도록 허용한다. 상기 엔드 이펙터(403)는, 일체로서 축(Z3) 둘레로 정확하고 반복적으로 회전하도록, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 통해, 손목 구동 샤프트(440)에 결합된다. 제3 전달장치(490)의 아이들러 풀리(492)가 구동 풀리(491)에 의해 회전될 때, 상기 엔드 이펙터(403)는 축(Z3) 둘레로 회전된다. 상기 구동 풀리(491)는 결국 엘보우 샤프트 조립체(430)의 엘보우 내부 구동 샤프트(432)에 의해 회전된다. 상기 엘보우 내부 구동 샤프트(432)는, 상부 아암(401) 내의 제2 전달장치(480)가 구동부(200')의 중간 구동 샤프트(410B)에 의해 회전될 때, 회전된다. 그러므로, 상기 엔드 이펙터(403)는 아래에서 더 설명하는 바와 같이 반복성과 정확도를 갖고 포어아암(402)과 상부 아암(401)에 대하여 독립적으로 축(Z3) 둘레로 회전될 수 있다.
상기 기판 이송 장치(104A)의 회전 가능한 커플링들 각각은 회전 또는 비틀림 모션 구동 부재(530)(즉, 구동 부재들, 예컨대, 구동 샤프트들(410A, 410B, 410C, 431, 432, 440); 회전자들(420RT, 421RT, 422RT); 및 아이들러 풀리들(472, 472, 482, 492) 각각을 지침함)와 회전 또는 비틀림 모션 종동 부재(follower member)(535)(즉, 종동 부재들, 예컨대 아암 링크(401, 402, 403); 풀리(471, 481, 491); 및 구동 샤프트들(410A, 410B, 410C, 431, 432, 440) 각각을 지칭함) 사이의 토크 커플링(torque coupling)에 의해 형성된다. 몇몇의 예들에서, 비틀림 모션(torsional motion) 구동 부재는 비틀림 모션 종동 부재일 수도 있다는 것을 주목한다. 예를 들어, 상기 엘보우 내부 구동 샤프트(432)는 엘보우 내부 구동 샤프트(432)와 아이들러 풀리(482) 사이의 토크 커플링에 관해서는 비틀림 모션 종동 부재이지만, 엘보우 내부 구동 샤프트(432)와 구동 풀리(491) 사이의 토크 커플링에 관해서는 비틀림 모션 구동 부재이다. 일 측면에서, 상기 회전 종동 부재(535)는 적어도 부분적으로 회전 구동 부재(530) 내부에 위치함으로써, 회전 구동 부재(530)는 회전 종동 부재(535)의 적어도 부분의 둘레에 배치된다(예컨대, 엘보우 내부 구동 샤프트(432)는 적어도 부분적으로 아이들러 풀리(482) 내부에 위치한다). 다른 측면에서, 상기 회전 종동 부재(535)는 적어도 부분적으로 회전 구동 부재(530) 내부에 위치함으로써, 회전 종동 부재(535)는 회전 구동 부재(530)의 적어도 부분의 둘레에 배치된다(예컨대, 엘보우 내부 구동 샤프트(432)는 적어도 부분적으로 구동 풀리(491) 내부에 배치된다). 각각의 비틀림 모션 구동 부재(530)와 각개의 비틀림 모션 종동 부재(535)는 서로의 사이에서 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500, 500')(도 5와 10)에 의한 실질적으로 비-마찰 토크 전달을 통해 토크를 전달하기 위해 함께 결합된다.
예를 들어, 도 5-9를 참조하면서, 비틀림 모션 구동 부재(530)(예컨대, 엘보우 내부 구동 샤프트(432))와 비틀림 모션 종동 부재(535)(예컨대, 구동 풀리(491)) 사이의 토크 커플링(499)(도 4)이 개시된 실시예들의 측면들에 따라 설명될 것이다. 비록 여기서는 편의를 위해 개시된 실시예의 측면들이 오직, 예컨대, 엘보우 내부 구동 샤프트(432)와 구동 풀리(491) 사이의 토크 커플링(499)만 참조하여 설명되더라도, 상기 기판 이송 장치(104A)의 하나 이상의 다른 토크 커플링들은 전술한 것과 실질적으로 유사한 특징들을 가질 수 있으며 실질적으로 동일한 방식으로 결합될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 상기 비틀림 모션 종동 부재(535)는 비틀림 모션 구동 부재(530)에 결합된다. 더욱 구체적으로, 비틀림 모션 구동 부재(630)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 토크를 전달하기 위해, 상기 비틀림 모션 종동 부재(535)는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)(접촉 토크 전달 인터페이스로 언급되기도 함)에 의해 비틀림 모션 구동 부재(530)에 결합된다. 일 측면에서, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 강성이며, 실질적으로 논-슬립(non-slip) 인터페이스이다. 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는, 강성의 실질적으로 논-슬립 인터페이스가 미리 결정된 반복 가능한 2-방향 강성(rigidity)과 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)에서 실질적으로 논-슬립 접촉을 가지도록 구성된다. 상기 미리 결정된 반복 가능한 2-방향 강성과 실질적으로 논-슬립 접촉은, 실질적으로 비-마찰 전달을 통해, 예를 들어, 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 토크의 토크 전달을 실행한다. 위에서 언급한 바와 같이, 상기 제어기(110)는 최대 토크(τmax)를 기판 이송 장치(104A)에 적용하도록 구성된 뱅-뱅 제어기일 수 있다. 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 토크 커플링들에 적용된 토크의 각각의 방향(즉, 2-방향)에 대해 (알려진 기판 이송 장치보다 개선된 모션 반복성을 생성하는 것에 관하여 그리고, 몇몇의 특정 예에서, 전이(transient)의 모션의 전체 범위에 걸쳐서 대략 100㎛보다 우수한) 강성이며(rigid) 실질적으로 불변이도록(invariant) 구성된다. 예를 들어, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 적용되는 제로 토크로부터 적용되는 최대 토크(+τmax)까지 그리고 이들 사이의 각각의 전이에서 강성이며 실질적으로 불변이다. 또한, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 적용되는 토크의 방향이 반대 방향으로 전환되는 (즉, 기판 이송 장치(104A)가 완전히 신장되고 기판 이송 장치(104A)를 수축시키기 위해 토크가 전환될 때와 같이, +τmax로부터 -τmax로 전환되는) 토크 전이들에 걸쳐서 강성이며 실질적으로 불변이다. 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 각각의 전이 토크의 적용에 걸쳐서(즉, -τmax로부터 +τmax까지) 강성이며 실질적으로 불변이다. 일 측면에서, τmax는, 예컨대 기판 이송 장치 모션 궤적의 최적의(예컨대, 시간-최적의) "뱅-뱅" 제어를 실행하는 제어기에 의해 적용될 수 있는, 최대 정격 모터 토크이다. 일 측면에서, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 또한 진공 및 임의의 온도를 포함하는 정상 상태 작동 조건에서의 작동으로 기판 이송 장치(104A)를 교시(teaching)/설정(setup)하는 동안을 포함하는 모든 시간에서 강성이며 실질적으로 불변이도록 구성된다. 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는, 예를 들어, 대략 400℉ 이상의 온도로 작동될 수 있는 처리 스테이션들(130)에서, 작동 중 모든 온도 범위에 대해 강성이며 실질적으로 불변이도록 구성된다. 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)는 "저온(cold temperature)"(즉, 초기 웜업(warm-up) 중과 작동하지 않을 때)과 작동 온도(예컨대, 처리 스테이션(130) 또는 이송 챔버(125A-F)의 작동 온도) 둘 다에서 강성이며 실질적으로 불변이도록 구성된다.
이 측면에서, 상기 비틀림 모션 구동 부재(530)는 엘보우 회전축(Z2)을 둘러싸는 외부 주변부(exterior perimeter)(530E)(도 6b)를 가진다. 상기 비틀림 모션 구동 부재(530)는 구동 부재 위치 기준 표면(699)과 시트 표면(seat surface)(698)(도 6b)을 포함한다. 상기 구동 부재 위치 기준 표면(699)은, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 부분적으로, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)를 형성한다.
상기 비틀림 모션 종동 부재(535)는 몸체부(body portion)(510)와, 상기 몸체부(510)에 회전 가능하게 결합된 베어링 칼라(collar)(511)를 포함한다. 상기 비틀림 모션 종동 부재(535)의 몸체부(510)는 종동 부재 위치 기준 표면(599)과 종동 부재 맞물림 표면(follower engagement surface)(910)(도 9)을 포함한다. 일 측면에서, 상기 비틀림 모션 종동 부재(535)는 몸체부(510)를 베어링 칼라(511)에 안착시키는 적어도 하나의 베어링(512)(도 8)을 더 포함한다. 상기 베어링 칼라(511)는, 예컨대, 포어아암(402)의, 예컨대, 아암 링크 하우징(402H)의 나사부(402T)와 결합되도록 구성된 나사부(511T)(도 8)를 포함한다. 도 7과 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일 측면에서, 적어도 하나의 베어링(512)의 베어링 레이스들(bearing races)(512A, 512B)은, 베어링 칼라(511)가 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 독립되도록, 예를 들어, 비틀림 모션 종동 부재(535)에 의지하고 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 독립된다(즉, 베어링 칼라(511)는, 비틀림 모션 구동 부재(530)의 외부 주변부(530E)가 전체로서 베어링 칼라(511)로부터 자유롭도록, 비틀림 모션 구동 부재(530)에 직접 결합되지 않는다(예컨대, 베어링 칼라가 마찰 커플링에서 구동 샤프트에 의지하거나 또는 구동 샤프트에 직접 안착되거나 또는 구동 샤프트에 기대어 안착되는 종래의 SCARA 토크 거플링과 비교된다). 일 측면에서, 상기 베어링 칼라(511)는 또한 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)로부터 분리된다. 상기 베어링 칼라(511)는 스테인리스 강 또는 임의의 적합한 재료로 구성될 수 있으며, 낮은 열팽창계수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 베어링 칼라(511)는 17-H900 스테인리스 강으로 구성될 수 있으며, 이는 예를 들어 -100 ~ 70℉(-73 ~ 21℃)의 온도 범위에서 5.8 x 106 in/in/℉(10.4 ㎛/m·k)의 평균 열팽창계수, 70 ~ 200℉(21 ~ 93℃)의 온도 범위에서 6.0 x 106 in/in/℉(10.8 ㎛/m·k)의 평균 열팽창계수, 70 ~ 600℉(21 ~ 316℃)의 온도 범위에서 6.3 x 106 in/in/℉(11.3 ㎛/m·k)의 평균 열팽창계수, 또는 70 ~ 800℉(21 ~ 427℃)의 온도 범위에서 6.5 x 106 in/in/℉(11.7 ㎛/m·k)의 평균 열팽창계수를 가진다. 일 측면에서, 상기 베어링 칼라(511)는 구동 피처(feature)를 포함한다.
상기 비틀림 모션 구동 부재(530)의 구동 부재 위치 기준 표면(699)과 상기 비틀림 모션 종동 부재(535)의 몸체부(510)의 종동 부재 위치 기준 표면(599)은, 비틀림 모션 구동 부재(530)와 비틀림 모션 종동 부재(535)의 서로에 대한 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치된다. 일 측면에서, 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)는 비틀림 모션 구동 부재(530)의 구동 부재 위치 기준 표면(699)과 비틀림 모션 종동 부재(535)의 종동 부재 위치 기준 표면(599)을 보완하는 구성을 가진다. 이러한 구성에 의해, 구동 부재 위치 기준 표면(699) 및 종동 부재 위치 기준 표면(599)과 결합되는 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)는 비틀림 모션 종동 부재(535)와 비틀림 모션 구동 부재(530) 둘 다에 대한 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)의 반복 가능한 미리 결정된 동심 위치를 실행한다.
도 5-9를 계속 참조하면, 일 측면에서, 상기 기판 이송 장치(104A)는 토크 바(torque bar)(550)(회전식 토크 전달 커플링으로 언급되기도 함), 제1 바이어싱(biasing) 부재(560), 및 제2 바이어싱 부재(565)를 더 포함한다. 일 측면에서, 상기 토크 바(550)는 제1 웨지 표면(wedge surface)(551)을 가지는 제1 단부(550E1), 제2 웨지 표면(552)을 가지는 제2 단부(550E2), 상기 제1 단부(550E1)와 제2 단부(550E2) 사이에 배치된 스러스트 면(thrust face)(555), 및 적어도 하나의 토크 바 부착 부재(553, 554)를 포함한다. 상기 토크 바(550)는 상기 비틀림 모션 구동 부재(550)의 시트 표면(698) 상에 안착되어 토크 바 부착 부재(553, 554)(예컨대, 비틀림 모션 구동 부재(530) 및 토크 바(550)와의 맞물림으로부터 실질적으로 오직 축방향 로딩을 위해 배치된 나사가 형성된 클리어런스 캡 볼트(clearance cap bolt))를 통해 비틀림 모션 구동 부재(530)에 결합되도록 구성된다. 상기 적어도 하나의 토크 바 부착 부재(553, 554)는 토크 바(550)를 비틀림 모션 구동 부재(530)에 대하여 사전부하(preload)를 가하도록 구성되며, 예컨대, 너트 및 볼트, 나사, 또는 임의의 다른 적합한 고정 부재일 수 있다. 상기 토크 바(550)는 (여기서 설명된 바와 같은) 비틀림 모션 종동 부재(535)에 결합되도록 더 구성되며, 이에 의해 비틀림 모션 종동 부재(535)를 비틀림 모션 구동 부재(530)에 결합한다. 다른 측면들에서, 상기 비틀림 모션 구동 부재와 토크 바 요소는 일체형 유닛(예컨대, 일체형)으로 형성될 수 있으며, 이에 의해 비틀림 모션 구동 부재와 토크 바는 일체형 유닛을 형성한다. 이러한 비틀림 모션 구동 부재와 토크 바의 통합된 일체형 유닛은 제1 및 제2 바이어싱(biasing) 부재들(560, 565)에 의해, 도 5와 9에 도시된 바와 같이, 비틀림 모션 종동 부재(535)에 유사하게 결합된다.
일 측면에서, 상기 토크 바(550)는, 부분적으로, 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)를 형성한다. 예를 들어, 일 측면에서, 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)는 토크 바(550)에 배치되고, 비틀림 모션 구동 부재(530)와 비틀림 모션 종동 부재(535)에 동시에 맞물린다. 상기 비틀림 모션 구동 부재(530) 및 비틀림 모션 종동 부재(535)와 토크 바(550)의 동시 맞물림은, 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 회전 모션/비틀림(또는 토크)의 전달을 실행한다. 일 측면에서, 상기 토크 바(550)의 스러스트 면(555)은 비틀림 모션 구동 부재(530)의 구동 부재 위치 기준 표면(699)에 맞물리도록 구성되며 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)의 적어도 부분을 형성한다. 상기 구동 부재 위치 기준 표면(699)에 맞물린 스러스트 면(555)은 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스(800)(도 5)를 형성하며, 이 인터페이스(800)는 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500) 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 스러스트 부하(thrust load)를 토크 바(500)에 분배시키도록 구성된다. 상기 토크 바(550)의 각개의 스러스트 면(555)과 상기 비틀림 모션 구동 부재(530)의 위치 기준 표면(699) 사이의 사전부하(preload)는 설명된 바와 같이 (부착 부재(553, 554)를 통해) 적용되며, 이에 의해 최대 토크(τmax)와 중간의 전이들에서 인터페이스 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 스러스트 부하가 생성된다. 통합된 비틀림 모션 구동 부재와 토크 바가 일체형 유닛으로서 형성된 측면에서, 상기 스러스트 인터페이스는 제거되며, 토크 바 부분은 균일한 전달 부하들과 상응하는 실질적으로 균일한 토크와 모션 전달 부하 분배를 실행하도록 평면과 단면에서 형상화될 수 있다. 구현될 수 있는 바와 같이, 통합된 일체형 비틀림 모션 구동 부재(530) 및 토크 바와 비틀림 모션 종동 부재(535) 사이의 맞물림은, 비틀림 모션 구동 부재(530)와 비틀림 모션 종동 부재(535)의 회전에 대해 접선 방향으로 지향되는, 통합된 일체형 비틀림 모션 구동 부재(530) 및 토크 바의 외부 주변부 표면으로부터 분리된 상태로 유지된다.
도 6b와 6c에 가장 잘 도시된 바와 같이, 일 측면에서, 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560, 565) 각각은 몸체(561, 561), 웨지 맞물림 표면(wedge engagement surface)(560WS, 565WS), 핀(pin)(562, 567), 및 부착 부재(563, 568)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560, 565)은 상기 토크 바(550)의 제1 및 제2 단부(550E1, 550E2)와 각각 맞물리도록 구성된다. 더욱 구체적으로, 상기 제1 및 제2바이어싱 부재들(560, 565)의 웨지 맞물림 표면(560WS, 565WS)은 압력 표면을 형성하는 상기 토크 바(550)의 제1 및 제2 웨지 표면들(551, 552) 중 각개의 하나에 맞물리도록 구성된다. 각각의 바이어싱 부재(560, 565)와 각개의 제1 및 제2 단부들(550E1, 550E2) 사이의 맞물림은 구동 부재 위치 기준 표면(699) 상에 안착된 토크 바(550)(및 실질적 치수 불변의 인터페이스(500))를 종동 부재 위치 기준 표면(599)에 대하여 안착시키도록 구성된다. 개시된 실시예의 측면들이 여기서 웨지 표면들을 가지는 것으로 설명되더라도, 다른 측면들에서, 토크 바(550)는 임의의 적합한 방식으로, 예컨대 아래에서 설명되는 바와 같이 비틀림 모션 종동 부재의 측면을 관통하여 가공하거나, 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 안착될 수 있다.
일 측면에서, 상기 핀들(562, 567)은 각개의 바이어싱 부재(560, 565) 각각을 비틀림 모션 종동 부재(535)에 핀으로 고정시키도록(또는 제자리에 위치 고정시키도록) 구성되며, 이에 의해 토크 부하들(torque loads)(930)은 핀들(562, 567)을 통해 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 비틀림 모션 종동 부대(535)로 전달된다(예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이 토크 부하들은 종동 부재 맞물림 표면(910)에서 반작용한다). 구현될 수 있는 바와 같이, 바이어싱 부재들은, 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)와 견고하게 정렬되도록, 웨지 인터페이스를 따라서 지향되며 웨지 인터페이스에 의해 링크들을 형성하고 핀 커플링에서 (완전히 회전하기 위해) 사전부하를 형성한다. 상기 바이어싱 부재들은, 토크 부하들(930)을 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 토크 바(550)를 통해 비틀림 모션 종동 부재(535)의 종동 부재 맞물림 표면(910)으로 전달하기 위해, 동시에 비틀림 모션 종동 부재(535)에 핀으로 고정되고 토크 바(550)의 제1 및 제2 단부들(550E1, 550E2) 각각과 맞물리도록 구성된다.
상기 부착 부재들(563, 568)은 위에서 설명된 토크 바 고정 부재들(553, 554)과 실질적으로 유사하다. 상기 부착 부재들(563, 568)은 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(560, 565)를 토크 바(550)의 제1 및 제2 단부들(550E1, 550E2)과 실질적으로 동시에 맞물리는 위치에 고정시키고 견고하게 잠그도록 구성되며, 여기서 상기 핀들(562, 567)은 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(563, 568)를 비틀림 모션 종동 부재(535)에 고정시킨다. 상기 부착 부재들(563, 568)은, 토크 바(550)가 구동 부재 위치 기준 표면(699)과 종동 부재 위치 기준 표면(599)에 대하여 밀려지도록/강제되도록, 제1 및 제2 바이어싱 부재들(563, 568)의 웨지 맞물림 표면(560WS, 565WS)과 토크 바(550)의 제1 및 제2 웨지 표면들(551, 552)의 맞물림을 강제한다. 고정된 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560, 565)에 의해, 토크 바(550)의 각각의 단부(550E1, 550E2)에서 각각의 바이어싱 부재(560, 565)의 단부 제어 표면(end control surface)(920(도 9)에 사전부하가 적용된다. 일 측면에서, 상기 부착 부재들(563, 568)은 고정된 때, 임의의 열적 성장 변화가 연결부의 탄성에 의해 흡수되도록, 스프링들처럼 작용하도록 더 구성된다.
일 측면에서, 상기 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560, 565)은, 고정된 위치에서, 실질적으로 비틀림 모션 종동 부재(535)로부터 분리된 상태로 유지된다(즉, 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560, 565) 각각과 비틀림 모션 종동 부재(535)의 몸체부(510) 사이에 간격(GAP)(도 9)이 있다). 상기 비틀림 모션 종동 부재(535)의 몸체부(510)와의 사이에 간격(GAP)을 유지하는 바이어싱 부재들(560, 565)은 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 실질적으로 토크의 비-마찰 전달을 허용한다.
일 측면에서, 상기 토크 바(550)는 제1 단부(550E1)와 제2 단부(550E2) 각각에서 단부 제어 스러스트 인터페이스(900)를 형성한다. 스러스트 또는 토크 부하들(930)은 단부 제어 스러스트 인터페이스들(900) 각각으로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)의 각개의 종동 부재 맞물림 표면(910)으로 전달된다. 일측면에서, 단부 제어 스러스트 인터페이스들(900) 각각으로부터 각개의 종동 부재 맞물림 표면(910)으로의 토크의 스러스트 부하 전달은 실질적으로 비-마찰 전달이다. 일 측면에서, 단부 제어 스러스트 인터페이스들(900)은 비틀림 모션 종동 부재(535)와 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스(800)(도 5)에 대하여 미리 결정된 실질적으로 일정한 위치를 가지도록 배치된다. 일 측면에서, 실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 비틀림 모션 구동 부재(550)로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 압축 부하들은 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)의 스러스트 면(555)으로 그리고 토크 바(550)의 제1 및 제2 단부들(550E1, 550E2) 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스(900)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 전달된다.
일 측면에서, 비틀림 모션 종동 부재(535)는 비틀림 모션 종동 부재(535)에 연결되는 사전부하 밴드(preloaded band) 풀리 커플링(515)을 더 포함한다. 상기 사전부하 밴드 풀리 커플링(515)은 구동 밴드들(593)을 비틀림 모션 종동 부재(535)에 결합하도록 구성된다. 상기 사전부하 밴드 풀리 커플링(515)은 부착 부재(518), 밴드 부착 부재(519)(도 6c), 및 바이어싱 부재(570)(도 6c)를 포함한다. 상기 부착 부재(518)는 사전부하 밴드 풀리 커플링(515)을 비틀림 모션 종동 부재(535)의 몸체부(510)에 결합시키도록 구성된다. 상기 밴드 부착 부재(519)는 밴드들(593)을 사전부하 밴드 풀리 커플링(515)에 부착시키도록 구성된다. 상기 바이어싱 부재(570)는 위에서 설명된 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560, 565)과 실질적으로 유사하며, 부착 부재(517)와, 사전부하 밴드 풀리 커플링(515)을 비틀림 모션 종동 부재(535)의 몸체부(510)에 핀으로 고정시키기 위해 핀(516)을 포함하며, 상기 핀(516)은 위에서 설명된 핀들(562, 567)과 실질적으로 유사하다. 상기 바이어싱 부재(570)는, 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사하게 밴드들(593)로부터의 스러스트 부하들이 핀(516)에서 비틀림 모션 종동 부재(535)에 의해 반작용하도록 구성된다.
다른 예에서, 도 10, 11 및 12a-12b를 참조하면, 비틀림 모션 구동 부재(530')로부터 비틀림 모션 종동 부재(535')로 토크를 전달하기 위해, 비틀림 모션 종동 부재(535')(예컨대, 상부 아암(401))는 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')로 비틀림 모션 구동 부재(530')(예컨대, 외부 구동 샤프트(410C))에 결합된다. 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')는 위에서 설명된 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)과 실질적으로 유사하다. 이 측면에서, 상기 비틀림 모션 구동 부재(530')는 어깨 회전축(Z1)을 둘러싸는 외부 주변부(exterior perimeter)(530E')를 가지며, 중간 및 내부 구동 샤프트들(410B, 410A)이 비틀림 모션 구동 부재(530')의 중심을 통과할 수 있도록 관통구멍(pass-through)(1000)을 가진다. 상기 비틀림 모션 구동 부재(530')는 구동 부재 위치 기준 표면(699')을 가진다. 상기 구동 부재 위치 기준 표면(699')은, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 부분적으로, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500')를 형성한다.
상부 아암(401)은 몸체부(510')와, 상기 몸체부(510')에 회전 가능하게 결합된 베어링 칼라(511')를 포함하며, 이는 비틀림 모션 종동 부재(535)에 대해 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사하다. 상부 아암(401)의 몸체부(510')는 종동 부재 위치 기준 표면(599')을 포함한다. 비틀림 모션 구동 부재(530)와 실질적으로 유사하게, 상기 외부 주변부(530E')는 완전한 자유 표면이다(즉, 베어링 칼라(511')는 비틀림 모션 구동 부재(530')에 직접 결합되지 않는다). 추가적으로, 상기 베어링 칼라(511')도 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500')로부터 분리된다.
상기 비틀림 모션 구동 부재(530')의 구동 부재 위치 기준 표면(699')과 상부 아암(401)의 몸체부(510')의 종동 부재 위치 기준 표면(599')은, 비틀림 모션 구동 부재(530')와 상부 아암(401)의 서로에 대한 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치된다. 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')는 비틀림 모션 구동 부재(530')의 구동 부재 위치 기준 표면(699')과 상부 아암(401)의 종동 부재 위치 기준 표면(599')을 보완하는 구성을 가지며, 상부 아암(401)과 비틀림 모션 구동 부재(530') 둘 다에 대한 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')의 반복 가능한 미리 결정된 동심 위치를 실행한다.
도 10, 11, 및 12a-12b를 계속 참조하면, 토크 바(550')는 제1 단부(550E1'), 제2 단부(550E2'), 상기 제1 단부(550E1')와 제2 단부(550E2') 사이에 배치된 스러스트 면(thrust face)(555'), 및 '토크 바 부착 부재(553', 554')를 포함한다. 위에서 설명된 토크 바(550)와 실질적으로 유사하게, 상기 토크 바(550')는, 비틀림 모션 구동 부재(530')에 대하여 토크 바에 사전부하를 가하기 위해, 토크 바 부착 부재들(553', 554')을 통해 비틀림 모션 구동 부재(530')에 결합되도록 구성된다. 상기 토크 바(550')는 상부 아암(401)에 결합되도록 더 구성되며, 이에 의해 비틀림 모션 구동 부재(530')에 상부 아암(401)의 결합을 실행한다. 이 측면에서, 상기 토크 바(550')는 비틀림 모션 구동 부재(530')에 결합된 때 상기 관통구멍(1000)의 부분을 형성한다.
일 측면에서, 상기 토크 바(550')는, 부분적으로, 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500')를 형성한다. 예를 들어, 일 측면에서, 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')는 토크 바(550')에 배치되고 비틀림 모션 구동 부재(530')와 상부 아암(401)에 동시에 맞물린다. 상기 비틀림 모션 구동 부재(530') 및 상부 아암(401)과 토크 바(550')의 동시 맞물림은, 비틀림 모션 구동 부재(530')로부터 상부 아암(401)으로 비틀림의 전달을 실행한다. 일 측면에서, 상기 토크 바(550')의 스러스트 면(555')은 비틀림 모션 구동 부재(530')의 구동 부재 위치 기준 표면(699')에 맞물리도록 구성되며 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')의 적어도 부분을 형성한다. 상기 구동 부재 위치 기준 표면(699')과 맞물린 스러스트 면(555')은 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스(800')를 형성하며, 이 인터페이스(800')는 비틀림 모션 구동 부재(530')로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')의 면 전체에 걸쳐 실질적으로 균일한 스러스트 부하(thrust load)를 토크 바(500')에 분배시키도록 구성된다.
상기 제1 및 제2 바이어싱 부재들(560', 565')은 위에서 설명된 바이어싱 부재들(506, 565)과 실질적으로 유사하게 작동할 수 있다. 다른 측면에서, 도 12b에 도시된 바와 같이, 토크 바(550')는 상부 아암(401)의 하나 이상의 측면들(401S1, 401S2)을 통해 상부 아암(401)에 핀으로 고정될 수 있다. 핀들(1010)은 토크 바(550')의 각각의 단부(550E1', 550E2')에서 오목한 구멍들(1020) 내부로 삽입된다. 상기 오목한 구멍들 내부의 테이퍼진 표면(1021)은, 바이어싱 부재들(560, 565)에 관하여 위에서 설명된 것과 유사하게 토크 바(550')를 배치하기 위해, 핀들(1010)의 테이퍼진 표면(1011)과 접속하도록 구성된다.
일 측면에서, 상기 토크 바(550')는 제1 단부(550E1')와 제2 단부(550E2') 각각에서 단부 제어 스러스트 인터페이스(end controlled thrust interface)를 형성한다. 스러스트 부하들은 단부 제어 스러스트 인터페이스들 각각으로부터 상부 아암(401)의 각개의 종동 부재 맞물림 표면으로 전달된다. 일측면에서, 단부 제어 스러스트 인터페이스들(900') 각각으로부터 각개의 종동 부재 맞물림 표면(910')으로의 토크의 스러스트 부하 전달은 실질적으로 비-마찰 전달이다. 일 측면에서, 단부 제어 스러스트 인터페이스들은 상부 아암(401)과 제어되는 분배된 접촉 스러스트 인터페이스(800')에 대하여 미리 결정된 실질적으로 일정한 위치를 가지도록 배치된다.
일 측면에서, 실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 비틀림 모션 구동 부재(550)로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 압축 부하들은 비틀림 모션 구동 부재(530')로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500')의 스러스트 면(555')으로 그리고 토크 바(550')의 제1 및 제2 단부들(550E1', 550E2') 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스로부터 상부 아암(401)으로 전달된다.
이제, 도 13을 참조하면서 개시된 실시예의 측면들의 예시적인 작동이 설명될 것이다. 일 측면에서, 방법(1300)은 비틀림 모션 종동 부재, 예컨대 베어링 칼라(511)와 몸체부(510)를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재(535)를 제공하는 단계(도 13, 블록 1201)를 포함한다. 상기 방법은 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)를 통해 비틀림 모션 종동 부재(535)를 비틀림 모션 구동 부재, 예컨대, 비틀림 모션 구동 부재(530)에 결합하는 단계(도 13, 블록 1202)를 더 포함한다. 상기 베어링 칼라(511)는 비틀림 모션 구동 부재(530)의 외부 주변부(410BE)로부터 분리됨으로써, 외부 주변부(410BE)는, 전체로서, 베어링 칼라(511)로부터 자유롭다. 상기 비틀림 모션 구동 부재(530)는 구동부(200')의 중간 구동 샤프트(410B)에 의해 구동되는 제2 전달장치(400)에 의해 회전된다. 제2 전달장치(480)에 의해 비틀림 모션 구동 부재(530)에 제공된 토크는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)를 통해 비틀림 모션 종동 부재(535)로 전달된다.
일 측면에서, 상기 방법은 토크 바(550)에 의해 비틀림 모션 종동 부재(535)를 비틀림 모션 구동 부재(530)에 결합시키는 단계를 더 포함한다. 상기 토크 바(550)는 비틀림 모션 구동 부재(530)와 비틀림 모션 종동 부재(535)에 동시에 맞물리며, 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 비틀림의 전달을 실행한다(도 13, 블록 1203). 일 측면에서, 토크 바(550)는 제1 단부(550E1)와 제2 단부(550E2) 각각에서 단부 제어 스러스트 인터페이스들(900)을 형성한다. 스러스트 부하들은 단부 제어 스러스트 인터페이스들(900) 각각으로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)의 각개의 종동 부재 맞물림 표면(910)으로 전달된다. 일 측면에서, 상기 방법은, 실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 비틀림 모션 구동 부재(550)로부터 실질적 치수 불변의 인터페이스(500)를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 비틀림 모션 구동 부재(530)로부터 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(500)의 스러스트 면(555)으로 그리고 제1 및 제2 단부들(550E1, 550E2) 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스(900)로부터 비틀림 모션 종동 부재(535)로 압축 부하들을 전달하는 단계를 더 포함한다.
전술한 설명은 오직 개시된 실시예의 측면들을 보여주기 위한 것이라는 것을 이해하여야 한다. 다양한 대안들과 수정들이 개시된 실시예의 측면들로부터 벗어나지 않고서도 본 기술 분야의 기술자에 의해 고안될 수 있다. 따라서, 개시된 실시예의 측면들은 첨부된 청구항들의 범위 내에 들어가는 이러한 모든 대안들, 수정들 및 변형들을 포괄하도록 의도된다. 또한, 상이한 특징들이 서로 다른 종속항 또는 독립항에 기재된다는 단순한 사실은 이러한 특징들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않으며, 이러한 조합은 본 발명의 측면들의 범위 내에 유지된다.

Claims (45)

  1. 기판 이송 장치(substrate transport apparatus)로서:
    비틀림 모션(torsional motion) 구동 부재의 회전축을 둘러싸는 외부 주변부를 가지는 비틀림 모션 구동 부재; 및
    몸체부와, 상기 몸체부에 회전 가능하게 결합된 베어링 칼라(bearing collar)를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재(follower member);를 포함하며,
    상기 비틀림 모션 종동 부재는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합되고, 상기 베어링 칼라는, 상기 외부 주변부가, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 자유롭도록 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부로부터 분리되는, 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베어링 칼라는 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스로부터 분리되는, 기판 이송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 부재 위치 기준 표면을 가지고, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 종동 부재 위치 기준 표면을 가지며, 상기 구동 부재 위치 기준 표면과 종동 부재 위치 기준 표면은 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재의 서로에 대해 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치되는, 기판 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스에 의한 상기 구동 부재 위치 기준 표면 및 종동 부재 위치 기준 표면과의 맞물림(engagement)이 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 둘 다에 대한 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스의 반복 가능한 미리 결정된 위치를 실행하도록, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면과 상기 비틀림 모션 종동 부재의 종동 부재 위치 기준 표면을 보완하는 구성을 가지는, 기판 이송 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 종동 부재를 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합시키도록 구성된 토크 바(torque bar)를 더 포함하며, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 토크 바에 배치되고 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재에 동시에 맞물리며 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 비틀림의 전달을 실행하는, 기판 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 토크 바는 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 배치된 스러스트 면(thrust face)을 포함하며, 상기 스러스트 면은 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스의 적어도 부분을 형성하고, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물리도록 구성되는, 기판 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 단부는 제1 웨지 표면(wedge surface)을 포함하고, 상기 제2 단부는 제2 웨지 표면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 웨지 표면들은 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(biasing member)와 맞물림으로써 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스를 상기 종동 부재 위치 기준 표면에 대하여 안착시키고 상기 바이어싱 부재의 단부 제어 표면에 사전부하(preload)를 가하도록 구성되는, 기판 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 사이의 실질적으로 마찰이 없는 커플링인, 기판 이송 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부는 전적으로 자유 표면인, 기판 이송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 종동 부재는 풀리(pulley)인, 기판 이송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 풀리에 연결되는 사전부하 밴드(preloaded band) 풀리 커플링을 더 포함하는, 기판 이송 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 종동 부재는 아암 링크인, 기판 이송 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 샤프트인, 기판 이송 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 구동 샤프트인, 기판 이송 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재는 다축 구동 스핀들의 내부 구동 샤프트 또는 외부 구동 샤프트 중 하나인, 기판 이송 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    아암 링크 하우징을 더 포함하며, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 상기 몸체부를 상기 베어링 칼라에 안착시키는 적어도 하나의 베어링을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 베어링의 베어링 레이스들(bearing races)은 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지하는, 기판 이송 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 베어링 칼라는 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 상기 아암 링크 하우징에 의지하는, 기판 이송 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 강성이고(rigid), 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 적용되는 토크의 각각의 방향에 대해 실질적으로 불변인(invariant), 기판 이송 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 강성이고(rigid), 적용된 방향으로 최대 토크에서 그리고 토크 전이들(torque transients)에 걸쳐서 실질적으로 불변이며, 적용된 토크의 방향은 반대 적용 방향으로 다른 최대 토크(another max torque)로 전환되는, 기판 이송 장치.
  20. 기판 이송 장치로서:
    비틀림 모션(torsional motion) 구동 부재의 회전축 둘레에 외부 주변부를 가지는 비틀림 모션 구동 부재; 및
    몸체부와, 상기 몸체부에 회전 가능하게 결합된 베어링 칼라(bearing collar)를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재(follower member);를 포함하며,
    상기 비틀림 모션 종동 부재는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합되고, 상기 베어링 칼라는, 상기 외부 주변부가, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 해제되도록, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부로부터 자유로운, 기판 이송 장치.
  21. 베어링 칼라와 몸체부를 포함하는 비틀림 모션 종동 부재를 제공하는 단계;를 포함하는 방법으로서,
    상기 비틀림 모션 종동 부재는 실질적으로 치수 불변의 인터페이스(dimensionally substantially invariant interface)를 통해 비틀림 모션 구동 부재에 결합되고, 상기 베어링 칼라는, 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부가, 전체로서, 상기 베어링 칼라로부터 자유롭도록 상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부로부터 분리되는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 베어링 칼라는 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스로부터 분리되는, 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재는 구동 부재 위치 기준 표면을 가지고, 상기 비틀림 모션 종동 부재는 종동 부재 위치 기준 표면을 가지며, 상기 구동 부재 위치 기준 표면과 종동 부재 위치 기준 표면은 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재의 서로에 대해 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치되는, 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스에 의한 상기 구동 부재 위치 기준 표면 및 종동 부재 위치 기준 표면과의 맞물림(engagement)이 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 둘 다에 대한 상기 실질적 치수 불변의 인터페이스의 반복 가능한 미리 결정된 위치를 실행하도록, 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면과 상기 비틀림 모션 종동 부재의 종동 부재 위치 기준 표면을 보완하는 구성을 가지는, 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 종동 부재를 상기 비틀림 모션 구동 부재에 결합시키도록 구성된 토크 바(torque bar)를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 토크 바는 상기 토크 바에 배치된 상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스에 의해 상기 비틀림 모션 구동 부재와 비틀림 모션 종동 부재에 동시에 맞물리며 상기 비틀림 모션 구동 부재로부터 상기 비틀림 모션 종동 부재로 비틀림의 전달을 실행하는, 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 실질적으로 치수 불변의 인터페이스는 상기 비틀림 모션 종동 부재와 비틀림 모션 구동 부재 사이의 실질적으로 마찰이 없는 커플링인, 방법.
  27. 제21항에 있어서,
    상기 비틀림 모션 구동 부재의 외부 주변부는 전적으로 자유 표면인, 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 몸체부를 적어도 하나의 베어링에 의해 상기 베어링 칼라에 안착시키는 단계를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 베어링의 베어링 레이스들(bearing races)은 상기 비틀림 모션 구동 부재와는 독립적인 아암 링크 하우징에 의지하는, 방법.
  29. 기판 처리 툴(substrate processing tool)으로서:
    툴 프레임; 및
    상기 툴 프레임에 연결된 기판 이송장치;를 포함하며,
    상기 기판 이송장치는:
    상기 툴 프레임에 대하여 회전하도록 움직일 수 있게 연결되며 토크를 발생시키는 회전 구동 부재(rotary drive member),
    상기 회전 구동 부재로부터 회전 종동 부재로 전달되는 토크로부터 상기 툴 프레임에 대한 회전 구동 부재 모션을 따라가도록 상기 회전 구동 부재에 연결되는 회전 종동 부재(rotary follower member), 및
    상기 회전 구동 부재와 회전 종동 부재 사이의, 접촉 토크 전달 인터페이스를 가진 회전 토크 전달 커플링을 구비하며,
    상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 강성의(rigid), 실질적으로 논-슬립(non-slip) 인터페이스이며, 실질적으로 비-마찰 전달을 통해 상기 회전 구동 부재로부터 상기 회전 토크 전달 커플링을 가로질러 상기 회전 종동 부재로 토크의 2-방향 토크 전달을 실행하기 위해, 상기 강성의, 실질적으로 논-슬립 인터페이스는 미리 결정된 반복 가능한 2-방향 강성(rigidity)과 상기 접촉 토크 전달 인터페이스에서 실질적으로 논-슬립 접촉을 가지도록 구성되는, 기판 처리 툴.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 회전 종동 부재는 적어도 부분적으로 상기 회전 구동 부재의 내부에 배치됨으로써, 상기 회전 구동 부재는 상기 회전 종동 부재의 적어도 부분의 둘레에 배치되는, 기판 처리 툴.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 회전 구동 부재는 적어도 부분적으로 상기 회전 종동 부재의 내부에 배치됨으로써, 상기 회전 종동 부재는 상기 회전 구동 부재의 적어도 부분의 둘레에 배치되는, 기판 처리 툴.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 고정밀 모션 기판 이송 장치인, 기판 처리 툴.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 고정밀 모션 기판 이송 장치는 대략 25㎛ 이하의 반복 가능한 모션 정확도를 가진 고정밀 모션을 가지는, 기판 처리 툴.
  34. 제29항에 있어서,
    상기 회전 구동 부재는 구동 부재 위치 기준 표면을 가지고, 상기 회전 종동 부재는 종동 부재 위치 기준 표면을 가지며, 상기 구동 부재 위치 기준 표면과 종동 부재 위치 기준 표면은 상기 회전 구동 부재와 회전 종동 부재의 서로에 대해 미리 결정된 위치를 설정한 미리 결정된 정렬(alignment)로 배치되는, 기판 처리 툴.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 접촉 토크 전달 인터페이스에 의한 상기 구동 부재 위치 기준 표면 및 종동 부재 위치 기준 표면과의 맞물림(engagement)이 상기 회전 종동 부재와 회전 구동 부재 둘 다에 대한 상기 접촉 토크 전달 인터페이스의 반복 가능한 미리 결정된 위치를 실행하도록, 상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 상기 회전 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면과 상기 회전 종동 부재의 종동 부재 위치 기준 표면을 보완하는 구성을 가지는, 기판 처리 툴.
  36. 제29항에 있어서,
    상기 회전 토크 전달 커플링은 제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에 배치된 스러스트 면(thrust face)을 포함하며, 상기 스러스트 면은 상기 접촉 토크 전달 인터페이스의 적어도 부분을 형성하고, 상기 회전 구동 부재의 구동 부재 위치 기준 표면에 맞물리도록 구성되는, 기판 처리 툴.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제1 단부는 제1 웨지 표면(wedge surface)을 포함하고, 상기 제2 단부는 제2 웨지 표면을 포함하며, 상기 제1 및 제2 웨지 표면들은 각개의 제1 및 제2 바이어싱 부재(biasing member)와 맞물림으로써 상기 회전 토크 전달 커플링을 상기 종동 부재 위치 기준 표면에 대하여 안착시키고 상기 바이어싱 부재의 단부 제어 표면에 사전부하(preload)를 가하도록 구성되는, 기판 처리 툴.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 바이어싱 부재 각각은 상기 제1 및 제2 웨지 표면들 중 각개의 하나에 맞물리기 위해 웨지 맞물림 표면을 포함하며, 각각의 바이어싱 부재와 상기 제1 및 제2 단부들 사이의 맞물림은 상기 바이어싱 부재들을 안착시키고 보강하는, 기판 처리 툴.
  39. 제38항에 있어서,
    실질적으로 마찰 부하들로부터 분리된 압축 부하들(compression loads)에 의해 상기 회전 구동 부재로부터 상기 접촉 토크 전달 인터페이스를 가로질러 비틀림 모션과 전체 토크의 전달을 실행하기 위해, 압축 부하들은 상기 회전 구동 부재로부터 상기 회전 토크 전달 커플링의 스러스트 면으로 그리고 상기 제1 및 제2 단부들 각각의 단부 제어 스러스트 인터페이스로부터 상기 회전 종동 부재로 전달되는, 기판 처리 툴.
  40. 제39항에 있어서,
    각각의 바이어싱 부재는 상기 회전 종동 부재에 핀으로 고정됨으로써, 반작용 부하들(reaction loads)은 상기 핀들을 통해 상기 회전 종동 부재로 전달되는, 기판 처리 툴.
  41. 제29항에 있어서,
    상기 회전 구동 부재의 외부 주변부는 전적으로 자유 표면인, 기판 처리 툴.
  42. 제29항에 있어서,
    상기 회전 종동 부재는 풀리인, 기판 처리 툴.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 풀리에 연결되는 사전부하 밴드(preloaded band) 풀리 커플링을 더 포함하는, 기판 처리 툴.
  44. 제29항에 있어서,
    상기 접촉 전달 인터페이스는 강성이고(rigid), 상기 회전 구동 부재로부터 상기 회전 종동 부재로 적용되는 토크의 각각의 방향에 대해 실질적으로 불변인(invariant), 기판 처리 툴.
  45. 제29항에 있어서,
    상기 접촉 토크 전달 인터페이스는 강성이고(rigid), 적용된 방향으로 최대 토크에서 그리고 토크 전이들(torque transients)에 걸쳐서 실질적으로 불변이며, 적용된 토크의 방향은 반대 적용 방향으로 다른 최대 토크(another max torque)로 전환되는, 기판 처리 툴.
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