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TWI626705B - 具有使用機械轉換機構之複數可動臂的基板運送裝置 - Google Patents

具有使用機械轉換機構之複數可動臂的基板運送裝置 Download PDF

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TWI626705B
TWI626705B TW106113108A TW106113108A TWI626705B TW I626705 B TWI626705 B TW I626705B TW 106113108 A TW106113108 A TW 106113108A TW 106113108 A TW106113108 A TW 106113108A TW I626705 B TWI626705 B TW I626705B
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arms
rotation
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TW106113108A
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TW201731008A (zh
Inventor
克利斯多華 荷菲尼斯達
Christopher Hofmeister
亞力山大 庫魯比雪夫
Alexander Krupyshev
阿里色吉爾 基士德
Ulysses Gilchrist
馬丁 赫士楷
Martin Hosek
吉拉曼 克利莎米
Jayaraman Krishasamy
克利斯 馬吉察
Kris Majczak
Original Assignee
布魯克斯自動機械公司
Brooks Automation, Inc.
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Publication date
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Abstract

本發明係關於一種基板運送裝置，包括一機架，旋轉自如地連接於機架之一個上臂部，及旋轉自如地聯結於上臂部之至少二個前臂，各該至少二個前臂具有附屬形成之至少一個基板支承，其中上臂部係由第一電動機予以旋轉自如地驅動，而至少二前臂係由第二電動機予以旋轉自如地驅動，使該二電動機提供具有至少三向自由度之基板運送裝置。

Description

具有使用機械轉換機構之複數可動臂的基板運送裝置
本發明係關於一種基板運送裝置，更詳細而言，係關於具有使用機械轉換機構之複數可動臂的基板運送裝置。
傳統之多臂式基板運送裝置，運送裝置之臂部或連桿係由三個或更多的電動機之複雜配置所操縱，諸如可設計為共軸式及通過同心配置中空軸柄聯結於連桿以提供運送裝置三向自由度之移動。一般上最外側軸柄係聯結於輪轂以使複數個臂部沿着諸如一中央旋轉軸旋轉。二個內側軸柄係通過獨立之傳動帶與滾輪配置連接於相對之複數個臂部之其中一個。由此可知，用以啟動運送裝置移動之電動機數目愈多，控制運送裝置活動之控制系統之負荷愈大。此外，採用之電動機數目愈多將增加電動機失效之潛在機率及運送裝置之成本。
傳統之多臂式運送裝置可應用於運送艙室或其他基板加工裝備，其中運送裝置及其驅動系統係設置於艙室/裝 備之內部及/或局部下側，於是供給其他基板加工組件(例如真空泵等)之空間係有限或在某方面有所侷限。在傳統系統中此舉將增加運送艙室之尺寸以供安裝諸如真空泵於艙室/裝備底部以外之位置。如此將導致成本增加。
傳統之非同軸並排雙SCARA(雙選擇性順應關節式機器人手臂)臂式機器人係由數家生產商所製售；例如MECS韓國公司之UTW與UTV系列機器人，Rorze自動化公司之RR系列機器人，及JEL公司之LTHR，STHR與SPR系列機器人等。並排雙臂式SCARA移送裝置之一實例係見述於美國專利第5,765,444號。
傳統非同軸並排雙臂式機器人之實例構造係示於第1及1A圖。該機器人係設在載有二個選擇性順應關節式機器人手臂或連桿組之樞軸輪轂上。左側連桿具有上臂部，前臂部及末端作用器，通過繞轉關節予以串聯。利用傳動帶與滾輪裝配以限制左側臂之活動，使上臂部相對於輪轂之旋轉可產生前臂部之相反方向之旋轉(例如順時鐘方向上臂部旋轉可導致逆時鐘方向前臂部旋轉)。利用另一傳動帶與滾輪裝配以維持末端作用器之徑向定向。右側連桿係左側連桿之鏡射構造。左臂部與右臂部之末端作用器係沿着不同水平面移動藉以提供機器人之二連桿組之無限制性活動。由第1B-1D圖可見，旋轉左側與右側上臂部時，相對應之連桿組將可沿着與輪轂樞轉點之共同徑向方向作獨立伸展。
如第1圖及第1A-1D圖所示之傳統並排機器人中， 機器人臂部或連桿係由三組(或更多)電動機之複雜裝配予以啟動，可用共軸方式構成，通過中空軸柄聯結於機器人。一般上最外側軸柄係直接聯結於輪轂而二內側軸柄係通過獨立傳動帶與滾輪裝配聯結於左側與右側連桿之上臂部。由此可知，用以啟動機器人臂部移動之電動機之數目愈多，控制系統控制機器人活動之負荷愈大。此外，所採用之電動機數目愈多將增加電動機失效之機率及機器人之成本。
傳統如第1A-D圖所示之並排機器人係用以運送艙室，其中機器人與驅動部係設在艙室內部藉以大致防止或阻礙及限制用以安裝其他組件於艙室之空間圍封，諸如大氣控制系統(例如真空泵安裝於運送艙室之底部)。在傳統系統中此舉可能導致運送艙室尺寸增大以供安裝真空泵於艙室底部以外之其他位置。如此將導致成本增加。
最好具有較低複雜度之獨立可動臂及增進機器人系統之可靠性與潔淨度之機器人操作裝置。
12‧‧‧介面站
18B、18i‧‧‧運送艙模組
26B、26i、300‧‧‧運送裝置
30、130‧‧‧運送艙
30i‧‧‧工件站
32、132、232‧‧‧末端作用器
34‧‧‧腕關節
36、136‧‧‧前臂部
40、140‧‧‧上臂部
42‧‧‧共同基座轉子
44、50、103、104‧‧‧電動機
46‧‧‧臂肩部關節
48‧‧‧曲柄連桿
52、152‧‧‧回轉關節
56A、56B‧‧‧裝載鎖模組
56S、56S1、56S2、30S1、30S2‧‧‧工件支承/支架
100‧‧‧驅動系統
100H‧‧‧罩箱
101、102‧‧‧驅動軸
103R、104R‧‧‧轉子
103S、104S‧‧‧定子
134‧‧‧腕/樞轉關節
138‧‧‧肘/樞轉關節
142‧‧‧共同基座
146‧‧‧肩關節
147‧‧‧伸展臂部
148‧‧‧曲柄連桿
238‧‧‧肘關節
247、248‧‧‧連桿
302‧‧‧共同部
351‧‧‧旋轉軸
352‧‧‧樞轉關節
380‧‧‧基板運送裝置
401、402‧‧‧回轉關節
410‧‧‧加工工具
412‧‧‧入口/出口站
435‧‧‧滾輪
440‧‧‧傳動帶/帶狀物
445‧‧‧第二滾輪
548‧‧‧連桿組
580‧‧‧支承平台
600‧‧‧末端作用器臂部
601、602‧‧‧共軸環圈
603‧‧‧主連桿組
605‧‧‧次連桿組
608‧‧‧帶狀物配置
610‧‧‧關節
621、622‧‧‧共軸環圈
700‧‧‧雙末端作用器配置
711、712‧‧‧驅動滾輪
721、722‧‧‧環圈
1000‧‧‧大氣前端部
1005‧‧‧裝載埠模組
1010‧‧‧真空裝載鎖
1011‧‧‧對準器
1013‧‧‧運送機器人
1014‧‧‧轉移機器人
1020‧‧‧真空後端部
1025‧‧‧運送艙
1030‧‧‧加工站
1060‧‧‧微型氛圍
1090‧‧‧半導體工具站
1091‧‧‧控制器
2010‧‧‧基板加工系統
2012‧‧‧工具介面部
2080‧‧‧基板運送裝置
2880‧‧‧轉移艙罩箱
2891L、2891R‧‧‧第一/第二臂部
2899L、2899R‧‧‧連接連桿
3018‧‧‧運送艙模組
3820‧‧‧肩部
3822‧‧‧腕關節
3931‧‧‧聯結器
3960‧‧‧圓盤狀構件
4005‧‧‧機械轉換機構
4021‧‧‧樞轉平台
4024‧‧‧滾輪
4105‧‧‧機械活動轉換裝置
4555‧‧‧傳動帶
第1圖及第1A-D圖係顯示一具有複數可動臂之傳統基板運送裝置；第2A-2D圖係顯示具有實施例特徵之加工裝置；第3A-B圖係第2圖所示加工裝置之運送裝置之驅動部之示意圖，其中係顯示不同狀態下之實施例之運送裝置； 第4A-C圖係顯示運送艙模組與第3A-B圖所示之具有驅動部之基板運送裝置之示意圖，第4D圖係運送艙與運送裝置之局部立面圖；第4E圖係實施例之驅動部之局部之示意斷面圖；第5A-D圖係顯示第4A-4C圖所示之基板運送裝置在四種不同伸展狀態下之示意圖；第6A-C圖顯示基板運送裝置在另外三種不同伸展狀態下之另一示意圖；第7A-E圖顯示基板運送裝置在另外五種不同旋轉狀態下之另一示意圖；第8A-C圖係基板運送裝置之相對臂部之示意圖，顯示相對臂部之三種不同對應伸展/收縮狀態；第9A-D圖顯示基板運送裝置不同狀態下之臂部之另一示意圖；第10A-B圖顯示另一實施例之基板運送裝置之示意圖；第11A-D圖顯示第10A-10B圖所示之基板運送裝置之二臂部在四種不同伸展狀態下之示意圖；第12A-B圖分別顯示另一實施例之基板運送裝置之另一部份之示意圖，及顯示運送裝置之活動之圖；第13A-C圖顯示第12A-B圖之運送艙模組與基板運送裝置之示意圖；第14A-C圖顯示基板運送裝置在三種不同伸展狀態下之示意圖； 第15A-C圖顯示基板運送裝置在另外三種不同伸展狀態下之示意圖；第16A-D圖顯示基板運送裝置在另外四種不同伸展狀態下之示意圖；第17A-C圖顯示運送艙模組與基板運送裝置之另一示意圖；第18A-D圖顯示運送艙模組與基板運送裝置之另一示意圖，其中該二臂部之其中一者係顯示於四種不同伸展狀態；第19A-C圖係另一實施例之具有雙兩側對稱SCARA臂之基板運送裝置之另一示意圖，其中該二臂部之其中一者係顯示於三種不同伸展狀態；第20A-20L圖係顯示運送艙模組與基板運送裝置之另一示意圖，其中各該二臂部係顯示於五種不同伸展狀態；第21A圖係顯示一種傳統運送裝置；第21B圖係另一運送艙模組與另一實施例之基板運送裝置之示意圖；第22A-B圖係第20A-B圖所示之基板運送裝置在八種不同旋轉狀態下之示意圖；第23A-B圖係單一末端作用器臂部之動能圖與相位活動徑向伸展圖，其中該末端作用器臂部具有由連桿驅動之獨立啟動共軸環；第24A-B圖係單一末端作用器臂部之動能圖與相位活動徑向伸展圖，其中該末端作用器臂部具有由直線帶狀物 驅動之獨立啟動共軸環；第25A-B圖係單一末端作用器臂部之動能圖與相位活動徑向伸展圖，其中該末端作用器臂部具有由交叉帶狀物驅動之獨立啟動共軸環；第26A-C圖係單一末端作用器臂部之動能圖與相位活動徑向伸展圖，其中該末端作用器臂部具有由磁性聯結驅動之獨立啟動共軸環；第27A-B圖係雙末端作用器臂部之動能圖與相位活動徑向伸展圖，其中該末端作用器臂部具有由連桿驅動之獨立啟動共軸環；第28A-B圖係雙末端作用器臂部之動能圖與相位活動徑向伸展圖，其中該末端作用器臂部具有由不同幾何構造之連桿驅動之獨立啟動共軸環；第29A-29G圖係顯示不同構造之實施例之運送裝置；第30A及30B圖係顯示實施例之運送裝置之示意圖；第31A-31C圖係一實施例之運送裝置之聯結系統之示意圖；第32A-32D，33A-33D，34A~34D，35A-35D及36A-36D圖係一實施例之運送裝置之實例操作示意圖；第37圖係一實施例之機械活動轉換之操作示意圖；第38A-38E圖係一實施例之運送裝置之實例操作之示意圖； 第39圖係另一實施例之運送裝置之一部份之示意圖；第40A-40C圖係一實施例之機械活動轉換之示意圖；第41圖係一實施例之運送裝置之實例活動樣式之示意圖；第42A-42D，43及44圖係一實施例之運送裝置之實例操作之示意圖；第45A-45C圖係一實施例之機械活動轉換之示意圖；第46A-46D圖係一實施例之運送裝置之實例操作之示意圖。
【發明內容與實施方式】
本發明提供一種具有使用機械轉換機構之獨立可動臂之操作器之基板運送裝置，利用二個獨立控制性電動機即可允許二個以上臂部之組合旋轉及獨立抓取/放置活動(例如各臂具有二向自由度以上，各臂具有至少一向自由度而大致與另一臂之自由度不互影響)。該二個以上臂部之驅動器係諸如與真空運送艙壁為一體成型，可供真空系統組件(真空泵，量度計及閥)一體成型於艙室底部。於一實施例中，臂部之肩部係設置偏離中心(偏近加工站)而導致關節臂具有機器人之SEMI(半導體裝備及材料國際)範圍，但稍小於傳統臂部設計。
第2A-2D圖顯示具有實施例特徵之基板加工裝置或工具之示意圖。
參照第2A及2B圖係顯示實施例之諸如半導體工具站1090等之加工裝置。雖然圖中係顯示一半導體工具，所述之實施例亦可應用於採用機器人操作器之任何工具站或應用。於此實施例中之工具1090係示為一群組工具，然而該實施例可適用於任何適當之工具站，諸如顯示於第2C及2D圖之線性工具站，及2006年5月26日提出申請之美國專利申請案第11/442,511號，“線性分佈半導體工作件加工工具”一案，以下援引作為本案參考。工具站1090一般係包括有一大氣前端部1000，一真空裝載鎖1010及一真空後端部1020。變更態樣中之工具站可具有任何適當構造。前端部1000，裝載鎖1010及後端部1020係連接至控制器1091，係諸如群組設計控制等任何適當控制設計之一部份。該控制系統係具有主控制器，群組控制器及自動化遙控器之閉式迴路控制器，諸如2005年7月11日提出申請之美國專利申請案第11/178,615號，“可量測性活動控制系統”一案，以下援引作為本案參考。變更態樣中可採用任何適當之控制器及/或控制系統。
實施例中之前端部1000一般係包括有裝載埠模組1005及諸如裝備前端部模組(EFEM)等之微型環境1060。裝載埠模組1005係300mm裝載埠，前端開口或底端開口箱盒/容器及匣盒之符合SEMI標準E15.1，E47.1，E62，E19.5或E1.9等之工具標準(BOLTS)介面之盒式開啟器/加載器。變更態樣中之裝載埠模組可設計成200mm晶圓介面或任何其他適當基板介面，諸如平面屏幕顯示器之較大 或較小晶圓或平面屏幕。雖然在第2A圖中係顯示有二個裝載埠模組，在變更態樣中可將任何適當數目之裝載埠模組加入前端部1000中。裝載埠模組1005係經設計可承接來自高架運送系統，自動導引機動車，人員導引機動車，軌道導引機動車或任何其他適當運送方式之基板裝載器或匣盒。裝載埠模組1005可通過裝載埠1040與微型環境1060產生介面。裝載埠1040可允許基板通過基板匣盒1050與微型環境1060之間。該微型環境1060一般係包括有一轉移機器人1013，以下將予詳述。於一實施例中之機器人1013係諸如美國專利案第6,002,840號所揭示之追蹤安裝機器人，以下援引作為本案參考。該微型環境1060可提供基板在多個裝載埠模組之間轉移之一受控制及清淨之區域。
真空裝載鎖1010係設置及連接於微型環境1060與後端部1020之間。裝載鎖1010一般係包括大氣及真空槽口閥。該槽口閥係提供環境隔離用以將裝載來自大氣前端部之基板後之裝載鎖抽成真空，及用以在排出諸如氮氣等之惰氣於裝載鎖時維持運送艙中之真空。該裝載鎖1010亦包括一對準器1011用以對準基板之基準於預期位置以供進行加工。變更態樣中，真空裝載鎖係設置於加工裝置上之任何適當位置，並具有任何適當構造。
真空後端部1020一般係包括有運送艙1025，一或多個加工站1030及一轉移機器人1014。該轉移機器人1014將容後說明，並設在運送艙1025內以將基板運送於裝載 鎖1010與多個加工站1030之間。加工站1030係通過鍍積，蝕刻，或其他類型之加工在基板上形成電子電路或其他預期結構。典型加工包括(但不限於)採用諸如電漿蝕刻或其他蝕刻加工等之薄膜加工，化學蒸鍍(CVD)，電漿蒸鍍(PVD)，諸如離子植入等之植入，量測，快速熱加工(RTP)，乾剥離原子層鍍積(ALD)，氧化/滲濾，氮化物形成，真空平版印刷，晶體衍生(EPI)，引線接合及蒸發或採用真空壓之其他薄膜加工等。加工站1030係連接至運送艙1025以允許基板從運送艙1025通過至加工站1030或逆向。
第2C圖係顯示一種線性基板加工系統2010之示意平面圖，其中係將工具介面2012安裝於運送艙模組3018使介面部2012係大致面向(向內)但偏離運送艙3018之縱軸X。運送艙模組3018係利用其他運送艙模組3018A，3018I，3018J附接於介面2050，2060，2070之方式作任何適當方向之延伸，如前所援引作為參考之美國專利申請案第11/442,511號所揭述。各運送艙模組3018，3018A，3018I，3018J係包括有一基板運送裝置2080(以下將予詳述)用以在加工系統2010及在加工模組PM上運送基板。由此可知，各運送艙模組可保持在隔離或受控制之氛圍(例如在N2，清淨空氣或真空)。
參照第2D圖係顯示實施例加工工具410之示意立面圖，諸如沿着線性運送艙416之縱軸X所作之剖視。於第2D圖所示之實施例中，工具介面部12係代表性連接於運 送艙416。於此實施例中之介面部12係形成工具運送艙416之一端。如第2D圖所示，運送艙416具有例如在介面站12另一端之另一工件入口/出口站412。另一變更態樣中可提供其他入口/出口站以供將工件嵌入/移出運送艙。實施例中之介面部12及入口/出口站412可用以裝卸工件於工具。變更態樣中之工件係從一端裝載入工具及從另一端移出。實施例中之運送艙416具有一個以上轉移艙模組18B，18i。各個艙模組可用以保持隔離或受控制氛圍(例如N2，清淨空氣或真空等)。如前所述，運送艙模組18B，18i，裝載鎖模組56A，56B及工件站之構造/配置所構成如第2D圖所示之運送艙416僅作為實例說明，而在變更態樣中之運送艙可具有作任何預期模組配置之更多或更少之模組。圖示實施例中之站412係一裝載鎖。變更態樣中設置於端部入口/出口站(類似站412)或毗連運送艙模組(類似模組18i)之間之裝載鎖模組可設計作為裝載鎖操作。同時如前所述，運送艙模組18B，18i具有設在其內之一或多個對應運送裝置26B，26i。相對運送艙模組18B，18i之運送裝置26B，26i可協作以提供運送艙內之線性分佈工件運送系統420。於此實施例中之運送裝置26B具有一般之SCARA臂構造(而在變更態樣中之運送臂具有任可其他預期配置)。第2D圖所示之實施例中，運送裝置26B之臂部係用以提供所謂快速調動配置以供運送裝置將晶圓快速調動於抓取/放置位置，以下將予詳述。運送臂26B具有適當驅動部以比較傳統驅動系統而從簡化驅 動系統提供各臂部之三(3)向自由度(例如沿着肩部及肘部關節所作之Z軸活動之獨立旋轉)。如第2D圖所示，本實施例中之模組56A，56，30i係間隙式設置於運送艙模組18B，18i之間，並可形成適當之加工模組，裝載鎖，緩衝站，量測站或任何其他預期站。舉例而言，諸如裝載鎖56A，56及工件站30i等之間隙式模組可具有靜止工件支承/支架56S，56S1，56S2，30S1，30S2等可與運送臂合件以通過運送艙長度以沿着運送艙之X軸運送工件。舉例說明，可利用介面部12將工件裝載入運送艙416。可利用介面部之運送臂15以將工件設置於裝載鎖模組56A之支承上。裝載鎖模組56A中之工件可利用模組18B中之運送臂26B以移動於裝載鎖模組56A與裝載鎖模組56之間，並以類似及連續方式利用臂部26i(在模組18i內)移動於裝載鎖56與工件站30i之間，及利用在模組18i內之臂部26i移動於站30i與站412之間。此項程序可作全面或部份逆轉以作反方向之工件移動。因此實施例中之工件可沿着X軸移動及沿着運送艙被移動至任何位置，並可被裝載及卸下自與運送艙連通之任何預期模組(加工或其他者)。變更態樣中具有靜止工件支承或支架之間隙式運送模組可能不設在運送艙模組18B，18i之間。於該實例中，毗連運送艙模組之運送臂可將工件從一運送臂之末端作用器直接傳遞至另一運送臂之末端作用器，藉此將工件移動於運送艙上。加工站模組可通過在基板上操作各種鍍積，蝕刻，或其他類型程序以在基板上形成電子電路或其 他預期結構。加工站模組係連接於運送艙模組以供基板通過運送艙至加工站，反之亦然。具有第2D圖所示之加工裝置特徵之加工工具之一適當實例係見述於前所援引作為參考之美國專利申請案第11/442,511號。
參照第4A-C圖所示具有諸如同側雙SCARA臂及加入機械轉換機構(亦見第3A-B圖)之基板運送裝置300。運送艙30係大致類似第2圖所示之艙模組18B，18i。如第4B及C圖所示，運送裝置包括獨立關節臂A及B，設在運送艙30內。第4B圖所示，同側雙SCARA臂係示為臂部A 41及臂部B 43，而運送艙未予圖示。待運送之基板係示為S及設在叉狀末端作用器32上。末端作用器可具備變更形狀，包括(但不限於)槳狀。圖示之一個末端動件器僅作為實例說明，而在變更態樣中之臂部可具有任何數目之末端作用器。圖示基板S僅作為代表，並具有諸如200mm，300mm，450mm或更大之任何尺寸與形狀之平面螢幕顯示器之半導體晶圓，光柵或半透膜或屏幕等。如前所述，各臂部具有諸如一SCARA配置，而變更態樣中之運送臂可具有任何其他預期配置。實施例中之運送臂係大致類似，而變更態樣中之臂部可能不同。末端作用器32係樞接於腕關節34至各臂部A 41及B 43之前臂部36。前臂部36係樞接於肘關節38至各臂部A 41及B 43之上臂部40。實施例中之臂部A 41及B 43之上臂部40則係通過臂肩關節46安裝於T2電動機42之共同底座轉子42R。
第4D圖係運送裝置300之運送艙30與驅動部之示意局部立面圖。如第4D圖所示，實施例中之T1，T2電動機係任何適當類型之電動機，並設在艙室30之壁結構體內側。舉例而言，T1，T2電動機係無刷DC電動機(但任何其他適當類型之電動機均可採用)，轉子線圈係合併於壁體及與艙室30之內部氛圍隔離。其他實施例之驅動器係如第4E圖所示至少局部設在艙室30下側之支承驅動系統，以下將予詳述。變更態樣之驅動器係支承驅動系統與設在艙壁內之驅動器之組合。其他變更態樣之驅動器係所述驅動系統與任何適當之傳統驅動系統之組合。
再參照第4D圖，電動機係被罩封於可作Z軸活動之共同部件302內，藉此提供臂部之Z軸活動。利用適當彈性密封SC(諸如波形密封)將驅動部連接至毗連壁體以維持運送艙模組內之隔離氛圍。如第4D圖所示之驅動部可操作性連接於適當之Z-驅動T3。Z-驅動係任何適當類型者，諸如定子內之線圈(未予圖示)等可使轉子42R，50R作Z軸方向移動者。Z-驅動線圈亦可提供Z-位置控制以外之電動機轉子與支持轉子與臂部在預期Z-位置之臂部之Z-軸穩定性。電動機係自行支承於徑向及Z-方向，或具有諸如永久性磁鐵或機械軸承之被動式徑向及Z支承系統，或Z-與徑向支承之組合。變更態樣中之Z-驅動可包括提供連接至部件302之導引螺栓之動力以啟動運送臂之Z活動之Z-驅動電動機。實施例中之臂部41，43之肩關節46係共軸，相對之上臂部40A，40B係樞接於共同軸 柄24並偏離轉子旋轉軸22。變更態樣中，臂部係安裝於偏離肩關節，各沿着大致互相平行之旋轉軸旋轉。實施例中之電動機轉子42R，50R係如圖示設置於艙室30之一側，諸如設在底壁部30L，而在變更態樣中之轉子係設置於一或多個運送艙壁內，例如一轉子設在頂部(位於運送臂上側)而另一轉子設在底部(位於運送臂下側)。實施例中之轉子係大致中空之環狀結構體以減輕重量。變更態樣之轉子係具有任何其他適當形狀及構造者。
如第4A，4B，4D圖所示，係利用一曲柄連桿48A，48B將各臂部A 41及B 43之上臂部40A，B連接至T1電動機50之轉子50R上之回轉關節52。如第4A-D圖所示，二個曲柄連桿48A，48B係共用電動機T1之轉子50R上之共同會聚或樞軸(例如軸柄)。第4A及4B圖所示之平面圖清楚顯示，各連桿48A，48B相對於各上臂部40A，40B之回轉關節20A，20B之位置係諸如在X軸之相對側，在該位置可供各臂部之末端作用器32作伸展/收縮動作。為了啟動臂部A 41或B 43之伸展(例如用以抓取及放置基板S於末端作用器32上)，T1電動機50可旋轉而同時T2電動機42係靜定。當T1電動機沿着一方向旋轉時，其中一臂部係伸展或收縮而第二臂部係大致不會移動，仰賴所謂之機械轉換或失效活動系統發展由共同電動機所產生之其中一臂部之活動而不會使臂部與電動機脫接(亦見第3A-B圖)。第4C圖顯示臂部A 41伸展超出運送艙30之限制而臂部B係收縮於運送艙30內。此項臂部 A 41之移動可供基板S被抓取及放置於儲存艙或加工站。為了啟動臂部之旋轉，該二T2電動機42與T1電動機50係作同等向度之旋轉。T1電動機50與T2電動機42具有獨立驅動軸柄，而T1之旋轉中心係偏離T2者。
爰參照第3A-B圖，將採用同側雙臂構造說明臂部活動之機械轉換機構10之操作原理。第3A-B圖顯示第4A-4D圖所示之同側雙SCARA臂構造之機械轉換機構10。由此可知，相對臂部40A，40B及共同電動機T1，轉子50R之線條及連接係大致為彼此之鏡射影像，並示於第3A-3B圖中用以闡明其操作。如前所述，機械轉換機構10係包括上臂部40A，40B，於實施例中係共用共同回轉關節24，但圖示為在相對回轉關節24，24’，T1電動機轉子50R之圓形構件(直徑14)，及圖示為在(共同)旋轉軸22上之具有直徑12之相對圓形構件。該構件係利用曲柄連桿48A，48B連結於連桿48A，48B各側之回轉關節18，18’關節20A，20B(於相對之上臂部)。非限制性實例軸承18，20包括針型，球型軸承或襯套軸承。實施例中轉子50R，50R’之旋轉中心22及(上臂部)圓體40A，40B，24，24’之旋轉中心(例如肩關節)係互相偏離。如第3A圖中所詳示，實施例中各臂部41，43具有對應曲柄連桿48A，48B聯結代表電動機轉子50R，50R’之圓體(T1)與代表對應臂部之上臂部40A，40B之較小圓體(T2)。變更態樣中之連桿聯結電動機與關節臂可連結於任何其他預期臂部份。
由電動機T1(50)通過機械轉換10所啟動之臂部A，B(41，43)之活動係大致示於第3B圖作為實例，當T1旋轉介於0至-135度(逆時鐘方向)時，臂部A(41)將改變伸展角度或旋轉(沿着肩部24)。反之，臂部B(43)實際上不會移動。然而當T1旋轉介於0至+135度(順時鐘方向)時，臂部B將改變伸展角度或旋轉(沿着肩部24)而臂部A係不會移動。相對活動係顯示實施例中之轉換之操作，亦示於第3B圖，其中係顯示臂部A與B之伸展角度相對於T1之旋轉角度與方向。如前所述，實施例中之二曲柄連桿48A，48B係連接於對稱軸之對側，因此當T1作一方向之旋轉時，一連桿與臂組合係大致鎖止，導致臂部對T1旋轉而另一連桿與臂組合係大致鬆脫或自由因此不會隨着T1移動。相對之下，當T1作相反方向旋轉時，前所鎖止之臂部將鬆脫以對T1旋轉，而前項自由之臂部將鎖止隨T1旋轉。此舉可允許二臂部對一電動機T1之獨立伸展(取決於旋轉方向及角度)。以下將予詳述，當T1與T2一起旋轉時，該二臂部將相對於運送艙30(例如沿着旋轉中心22)作為一單元旋轉。
由第3A及4A-D圖所示，實施例中之T1，T2電動機42，50係旋轉式電動機(諸如前述之無刷DC電動機)，係通過所謂無軸驅動聯結系統聯結於相對之臂部A，B(41，43)。圖示實施例中，T1，T2電動機之定子50S，42S係大致作拱形直線分佈於運送艙30之周邊及近處。T1，T2電動機之直徑係相對於運送艙之空間圍封作最大化，並相 對於臂部A，B及在臂部之一或多個末端作用器上之晶圓之活動之淨空周圍之空間圍封作最小化。由此可知，實施例中之T1電動機係操作以施加與肩部旋轉軸(例如回轉關節24)呈偏心之作用力於臂部A，B，因此T1電動機50輸出將施加槓桿作用力於臂部A，B而使臂部沿着肩關節24所形成之支軸樞轉。包括前述機械轉換10之設在臂部與電動機50之間之聯結系統將導致電動機50產生與肩部旋轉軸呈偏心之作用力施加於臂部。變更態樣中，傳送動力自電動機至臂部之電動機與聯結器可具有任何其他適當配置。
爰參照第5A-D圖，臂部A 41之伸展動作係顯示於具有本案所揭述之同側隻SCARA臂之基板運送裝置300之四種不同伸展狀態。第5A圖中，將T2電動機安裝板44上之臂部肩關節46連接於T1電動機50上之二曲柄連桿48係大致會聚於前述T1 50周緣之回轉關節62(類似第4D圖之關節50)，而變更態樣中之連桿係連結T1電動機轉子於偏離回轉關節。當T1電動機50之轉子50R作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48A，48B亦沿着T1周緣從位置62旋轉至第5B圖之點B 64，於是導致臂A 41朝右向外伸展而臂部B 43保持固定於收縮狀態。當T1 50進一步作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48進一步沿着T1周緣旋轉至第5C圖之點C 66，於是導致臂部A 41進一步朝右向外伸展而臂部B 43仍然保持固定於收縮狀態。當T1 50進一步作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48進一步沿着 T1周緣旋轉至第5D圖之點D 68，於是導致臂部A 41進一步朝右向外伸展而臂部B 43仍然保持固定於收縮狀態。收縮臂部A 41時，T1 50之方向係沿着點C 66，B 64，及A 62逆轉。變更態樣中，二臂部41，43之二曲柄連桿48不需會聚於T1 50之周緣上之相同點。
參照第6A-C圖，臂部B 43之伸展動作係顯示於具有本案所揭述之同側隻SCARA臂之基板運送裝置300之三種不同伸展狀態。第6A圖中，將臂部肩關節46(支承於T2電動機轉子42R上)連接於T1電動機50上之二曲柄連桿48A，48B係設在前述T1 50周緣之位置點E 72。當T1電動機50作逆時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48A，48B亦沿着T1周緣旋轉至第6B圖之點F 74，於是導致臂B 43朝右向外伸展而臂部A 41保持固定於收縮狀態。當T1 50進一步作逆時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48A，48B進一步沿着T1周緣旋轉至第6C圖之點G 76，於是導致臂部B 43進一步朝右向外伸展而臂部A 41仍然保持固定於收縮狀態。收縮臂部B 43時，T1 50之方向係沿着點F 74及E 72逆轉。
參照第7A-E圖，臂部A 41與臂部B 43之旋轉動作係顯示於基板運送裝置300之五種不同旋轉狀態。第7A圖中，末端作用器32係指向正X軸。當T1及T2電動機50，42兩者作相同方向之等量旋轉時，臂部A及B，41，43將作為一單元沿着第7B，7C，7D及7E圖所示之連續體之相同方向沿着旋轉軸22作對應旋轉。
爰參照第8A-C圖，臂部B 43之伸展/收縮動作係連同臂部A 41之對應狀態顯示於三種不同實施例狀態。由此可知，第8A圖所示之實施例中之臂部B係處於伸展狀態而第8C圖中之臂部8係收縮。第8A圖中，將T2電動機安裝板44上之臂部肩部46連接於T1電動機50之二曲柄連桿48A，48B之回轉關係位於T1電動機50周緣之點H 82。當T1電動機50作諸如順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48A，48B亦沿着T1周緣旋轉至第8B圖之點I 84，於是導致臂部B 43朝左向內收縮而臂部A 41保持靜定於收縮狀態。當T1 50進一步作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿48A，48B將沿着T1周緣進一步旋轉至第8C圖之點J 86，於是導致臂部B 43進一步朝右向內收縮而臂部A 41仍然保持固定於收縮狀態。
第5A-D，6A-C，7A-E及8A-C圖顯示二電動機(T1及T2)啟動各臂部之大致獨立伸展/收縮及通過本案所揭述之機械轉換機構使同側雙SCARA臂旋轉之操作。相比之下，標準同側雙SCARA臂需要三(3)個電動機啟動二臂部之伸展/收縮及旋轉。因此本文所揭述之機械轉換機構可允許減少一(1)個電動機及相應之成本節省與空間減低效益。
由此可知，末端作用器，前臂部及上臂部係利用同步隨動系統連結使上臂部沿着肩部之回轉關節所作之旋轉將產生上臂部與前臂部之間及前臂部與末端作用器之間之移動，使臂部伸展收縮導致末端作用器沿着諸如第9A圖所 示之P軸等之行進軸行進。第9A-C圖顯示同側雙SCARA臂或臂裝配之同步隨動系統實施例之三種不同伸展狀態，以下將予詳述。基板運送裝置300包括一驅動部(T1及T2電動機未予圖示)，驅動部之間之一聯結系統，及臂部或臂裝配491L，491R。本實施例中之基板運送裝置300係顯示為具有二個SCARA臂裝配，而變更態樣中之基板運送裝置可具有任何適當構造及具有任何適當數目及/或構造之臂裝配。前述第3-8圖所示之驅動部及聯結系統係包括機械轉換機構，可供驅動部之二驅動電動機(T1及T2)使超過一個SCARA臂作大致互不影響之伸展/收縮及旋轉。T1及T2電動機係由一體成型於運送艙壁體之聯結定子線圈之二堆疊環(轉子)所構成，外側係真空，可供安裝真空系統組件於運送艙底部。除此之外，使上臂肩部設置偏離運送艙中心將提供相對於先行技術SCARA臂設計之明顯較小臂部之SEMI方法。
再參照第9A-C圖，實施例中之臂部491L，491R係大致類似於運送裝置300之臂部A，B 41，43，並包括上臂構件490L，490R，前臂構件460L，460R及末端作用器430L，430R，通過相對之回轉關節492，493，494，495互相連接。變更態樣中之臂部可具有更多或更少關節。實施例中之上臂部490L，490R係沿着回轉關節402，401(例如肩關節24，見第4A-4D圖)樞轉。上臂部490L，490R之近端係通過前述回轉關節404，406樞轉式連結於聯結系統之連桿422L，422R。上臂部490L，490R之遠端 係通過回轉關節492，493樞轉式連結於前臂部460L，460R之相對近端。實施例中前臂部460L，460R之相對遠端係通過回轉關節494，495樞轉式連結於末端作用器460L，460R。末端作用器460L，460R具有從末端作用器前側延伸至末端作用器背側之縱軸。末端作用器之縱軸係對準臂部前述參照第3-8圖之伸展與收縮路徑P。變更態樣中之臂部具有相對於伸展/收縮軸P之任何預期構造。
本實施例中聯結系統之連桿48A，48B(見第3-8圖)係加入或作為各上臂部490L，490R之一部份，於是連桿423L，423R將構成如前述之相對臂部之一部份或延伸。變更態樣中，臂部係作成包括任何適當方式之上臂部423L，423R。同時如前所述，回轉關節402，401(安裝於電動機T2)係相對之上臂部490L，490R之樞轉點。另一變更態樣中之上臂部423L，423R係連接於安裝在上臂部之滾輪或圓盤使相對圓盤沿着點402或401旋轉時可導致相對之上臂部491L，491R之旋轉。再一變更態樣中，上臂部係附生於臂部之任何部份以施加扭矩予上臂部。由此可知，上臂部423L，423R相對於第9A-C圖所示之其餘上臂部之關係或定向僅作為實例說明，而上臂部423L，423R可具有與上臂部之任何適當關係/定向。
圖示實施例中，臂部491L，491R亦包括用以驅動前臂部之傳動帶與滾輪系統。舉例而言，滾輪435L，435R可聯結於關節402，401之(靜定)固定部或輪轂(例如固定於柱體24；見第4D圖)使上臂部旋轉時，其相對滾輪 435L，435R保持相對於裝置機架之靜定(例如上臂部活動導致上臂與對應滾輪之間之相對移動)。第二(空轉)滾輪445L，445R係聯結於關節492，493之前臂部460L，460R。滾輪435L，445L及435R，445R係利用任何適當傳動帶或帶狀物440L，440R予以連接使當上臂部旋轉490L，490R時，與滾輪435L，435R之相對活動將導致滾輪445L，445R通過傳動帶予以驅動旋轉。變更態樣中之滾輪係由銷釘或其他方式固定於滾輪之一或多個金屬帶予以連接。另一變更態樣係利用任何適當撓性帶狀物以連接滾輪。再一變更態樣中之滾輪係採用任何適當方式或任何其他適當傳動系統予以連接。該滾輪435L，435R，445L，445R係經設計使臂構件之移動受到限制而使上臂部490L，490R沿着關節402，401之旋轉將產生相對前臂部460L，460R之相反方向之預期旋轉。舉例而言，為了達至此項旋轉關係，滾輪450L，450R與滾輪445L，445R之半徑比例為2：1。
實施例中，可提供第二傳動帶與滾輪配置(包括滾輪450L，450R，465L，465R及傳動帶455L，455R)以驅動末端作用器430L，430R使臂部491L，491R伸展及收縮時，末端作用器430L，430R沿着共同行進路徑P之徑向定向或縱軸係保持不變。滾輪450L，450R係沿着關節492，493聯結於相對之上臂部490L，490R，而滾輪465L，465R係沿着關節494，495聯結於相對之末端作用器430L，430R。本實施例中滾輪450L，450R與滾輪 465L，465R之比例為1：2。如第9A-C圖可見，實施例中之滾輪450L，450R係沿着關節492，493同排安裝於相對其中一個滾輪445L，445R，於是當滾輪445L，445R連同前臂部460L，460R旋轉時，滾輪450L，450R係保持相對於其上臂部490L，490R之靜定。可採用任何適當傳動帶455L，455R連接相對之一對滾輪使前臂部460L，460R在旋轉時可驅動性旋轉滾輪465L，465R。變更態樣中，可藉助銷定或其他方式固定於滾輪之一或多個金屬帶狀物連接滾輪。另一變更態樣可藉助任何適當撓性帶狀物連接滾輪。再一變更態樣係以任何適當方式連接滾輪。
末端作用器430L，430R係聯結於相對前臂部於回轉關節494，495。末端作用器430L，430R係驅動式聯結於相對之其中一個滾輪465L，465R使當臂部伸展或收縮時，末端作用器430L，430R係保持縱向對準共同行進路徑P，如第9B，9C圖所示。由此可知所述之傳動帶與滾輪系統係被罩封於臂裝配491L，491R中使所產生之任何微粒均被罩封於臂裝配內。在臂裝配中可採用適當排氣/真空系統以進一步防止微粒污染基板。變更態樣中之同步系統係設置於臂裝配之外側。另一變更態樣中之同步系統設在任何適當位置。
再參照第9A-C圖，基板運送裝置300係以前述第3-8圖所述之方式利用機械轉換機構進行操作。如第9A圖所示，基板運送裝置300係位於初始或中性狀態，二臂部491L，491R係處於收縮狀態。聯結系統與臂部之一部份 係設在適當設計之罩箱中以防止基板運送裝置之移動組件所產生之微粒污染基板。例如可在罩箱上開設槽口以供臂部通過，而槽口與臂部之間之任何開口係以彈性密封物予以密封。變更態樣中之罩箱係具有任何適當構造以防止基板受到運送裝置之移動組件所產生之微粒所污染。另一變更態樣中之聯結系統係不設置於罩箱內。第9B圖中，臂部491L係處於伸展狀態而臂部491R係處於收縮狀態。第9C圖中，臂部491R係處於伸展狀態而臂部491L係處於收縮狀態。臂部491L，491R之伸展與收縮係利用前述第3-8圖所示之驅動器與機械轉換聯結系統予以啟動。
參照第9C-D圖，上臂部490L之旋轉導致靜定滾輪435L通過傳動帶440L驅動滾輪445L，於是當臂部伸展時前臂部430L將沿着回轉關節492作大致等量之相反方向之旋轉。而前臂部490L之旋轉則將導致滾輪450L通過傳動帶455L驅動滾輪465L而使末端作用器沿着點494旋轉。末端作用器沿着點494之旋轉將使臂部491L伸展及收縮時末端作用器430L之徑向定向或縱軸係保持於共同行進路徑P。因此，如前參照第9A-C圖所述，前臂部430L之旋轉係從動於上臂部490L沿着點492之旋轉，而末端作用器430L之旋轉係從動於前臂部460L沿着點494之旋轉。結果臂部491L係作徑向伸展而臂部491R係保持大致靜定於其收縮狀態。臂部491L之收縮係發生於大致相反方式。
上臂部490R之旋轉導致靜定滾輪435R通過傳動帶 440R驅動滾輪445R，於是當臂部伸展時前臂部460R係沿着回轉關節493作等量之相反方向之旋轉。前臂部460R之旋轉則將導致滾輪450R通過傳動帶455R驅動滾輪465R而使末端作用器430R沿着點495旋轉。末端作用器430R沿着點495之旋轉將使臂部491R伸展及收縮時末端作用器430R之徑向定向或縱軸係保持於共同行進路徑P。因此，如前參照臂部491L所述，前臂部460R之旋轉係從動於上臂部490R沿着點493之旋轉，而末端作用器430R之旋轉係從動於前臂部460R沿着點495之旋轉。結果臂部491R係作徑向伸展而臂部491L係保持大致靜定於其收縮狀態。臂部491R之收縮係發生於大致相反方式。
由此可知，實施例中之末端作用器430L，430R可沿着共同行進路徑P行進，末端作用器係經設計處於行進路徑P之不同平面上。變更態樣中之臂部491L，491R係經設計在不同高度使末端作用器可沿着共同路徑P行進。另一變更態樣中之運送裝置具有任何適當設計以供複數個末端作用器可沿着共同行進路徑行進。再一變更態樣中之末端作用器可沿着互相平行或呈角度之不同路徑行進。該路徑可設在相同平面。有關聯結系統之連桿之活動僅作為實例說明，而在變更態樣中之連桿可設計以提供驅動互相獨立之臂部任何範圍之轉換活動。
根據另一實施例，具有同側雙SCARA臂及機械轉換機構之基板運送裝置係利用具有共軸驅動軸柄裝配之驅動 部予以提供動力。舉例而言，如第4E圖所示，驅動系統100具有分別由電動機104，103所驅動之共軸內側與外側驅動軸柄101，102。電動機103，104各具有附接於其相對驅動軸柄102，101之轉子103R，104R，及用以驅動轉子之定子103S，104S，該定子103S，104S係靜定連接於驅動系統100之罩箱100H中。變更態樣中之驅動系統可能並非共軸。須知驅動系統100之罩箱100H可聯結於艙室30(第4A圖)使驅動系統罩箱100H之至少一部份係構成艙室30內部之一部份。一實施例中之轉子103R，104R係設置於艙室30圍氛內而定子103S，104S係適當地與艙室圍氛隔離。共軸驅動器100之適當實例係大致類似於美國專利案第5,720,590，4,899,658，5,813,823及6,485,250號及/或專利公開公報第2003/0223853號所揭述者，以下將援引作為本案參考。變更態樣中，諸如非共軸驅動裝配或磁性驅動裝配等任何適當驅動部均可採用。
驅動部係被罩封在基板運送裝置之罩箱中以防止驅動部之活動組件所產生之任何微粒污染或損壞基板。如前所述，本實施例中之共軸驅動裝配可具有一內側與外側驅動軸柄101，102。外側驅動軸柄102係連接於基板運送裝置之罩箱中使當外側驅動軸柄102旋轉時基板運送裝置之臂部491L，491R係沿着外側驅動軸柄102之旋轉軸旋轉。內側驅動軸柄101係連接於在旋轉點46之聯結系統使內側驅動軸柄101旋轉時聯結系統將沿着內側驅動軸柄101之旋轉軸(即旋轉點46)旋轉或樞轉。實施例中之外側 驅動軸柄102係連接於基板運送裝置之電動機轉子(一般係類似T1電動機動力臂之伸展/收縮)，於是當外側驅動軸柄旋轉時雙臂部係以前述參照第3-8圖所述之類似方式作獨立伸展/收縮。由此可知，共軸驅動裝配之內側驅動軸柄101亦以相同方向及與外側驅動軸柄大致相同之速度旋轉以在基板運送裝置之臂部係作為一單元旋轉時保持運送裝置之臂部之伸展或收縮。內側驅動軸柄101係通過在旋轉點42之聯結系統連接至輪轂裝配(某種程度上與電動機T2類似)，於是當內側驅動軸柄101旋轉時該聯結系統將沿着內側驅動軸柄之旋轉軸(即旋轉點46)旋轉或樞轉。
爰參照第10A-B圖所顯示之具有共軸驅動裝配之機械轉換機構之同側雙SCARA臂之基板運送裝置310。第10A圖中之運送裝置具有包括設在運送艙130內之臂部A141與臂部B 143之共軸驅動裝配。第10B圖顯示同側雙SCARA臂係臂部A 141與臂部B(僅顯示一部份作為闡述)連同運送艙(亦未予圖示)。臂部與運送艙係大致類似前述在運送艙30內之臂部A，B。類似特徵係以類似編號表示。運送裝置310之基板係未予圖示，但係設在末端作用器132上。本實施例中之末端作用器132係呈叉狀，而變更態樣中之末端作用器係呈替代形狀，包括但不限於槳狀。末端作用器132係樞接於腕部或樞轉關節134，而該樞轉關節係連接於各臂部A 141及B 143之前臂部136。前臂部136係樞轉式連接於肘部或樞轉關節138，而該樞轉關節係連接於各臂部A 141及B143之上臂部140。臂 部A 141及B143之上臂部140則係通過其相對之臂肩部關節146安裝於T1及T2電動機150，144之共同底座或安裝板142上。T1及T2電動機之共軸驅動裝配之中心亦為共同底座或安裝板142之中心。本實施例中之伸展臂部147係從T1電動機150之共軸驅動軸柄向外徑向伸展。除此之外，利用曲柄連桿148連接各臂部A 141及B143之臂肩部關節146至伸展臂147或電動機T1上之回轉關節152。如第10A-B圖所示，實施例中之二曲柄連桿148係共用偏離共軸驅動裝配142中心之共同樞轉點152，而變更態樣中之連桿係連結於在偏位回轉關節上之電動機T1。
再參照第10A-B圖，為了啟動臂部A 141或臂部B 143伸展以抓取及放置基板S於末端作用器132上，T1電動機150係旋轉而T2電動機144係靜定。當T1電動機以一方向旋轉時，其中一臂部係伸展或收縮而第二臂部將不會以前述參照第3A-B圖所述之類似方式移動。第10A圖顯示臂部A 141係處於伸展狀態，例如超出運送艙130之範圍，而臂部B係收縮於運送艙130內。此項臂部A 141之移動可供抓取基板S及將其放置於一儲存艙或加工站內。為了啟動臂部之單純旋轉，將T2電動機144與T1電動機150作相同角度之旋轉。此舉可使臂部A 141與B之曲柄連桿148保持互相靜定而不致施加扭矩於二臂部之其中一個以啟動伸展或收縮。本實施包括一共軸驅動裝配，T1及臂肩部關節146係沿着共同旋轉軸旋轉。
參照第11A-D圖，顯示具有本文所述之共軸驅動裝配之機械轉換機構之同側雙SCARA臂之基板運送裝置310之四種不同伸展狀態。第11A圖中，將T2電動機安裝板144上之臂肩部關節146連接於T1電動機150之二曲柄連桿148及伸展臂147係會聚在T1 150周邊之點A 162上。當T1 150作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿148與伸展臂147亦沿着T1周邊旋轉至第11B圖中之點B 164，於是導致臂部A 141朝右(P方向)向外伸展而臂部B 143保持大致固定於收縮狀態。當T1 150係進一步作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿148與伸展臂147進一步沿着T1 150周邊旋轉至第11C圖之點C 166，並導致臂部A 141進一步朝右向外伸展而臂部B 143仍然保持固定於收縮狀態。當T1 150進一步作順時鐘方向旋轉時，曲柄連桿148與伸展臂147進一步沿着T1周邊旋轉至第11D圖之點D 168，於是導致臂部A 141進一步朝右向外伸展而臂部B 143仍然保持固定於收縮狀態。為了收縮臂部A 141，T1 150之方向係沿着點C 166，B 164及A 162逆轉。變更態樣中之二臂部141，143之二曲柄連桿148不需會聚於伸展臂147至T1 150之相同點。
根據基板運送裝置之另一實施例，可採用第12A-12B圖及第13A-13C圖所示之兩側對稱SCARA臂驅動配置以取代前述第3-11圖所述之同側雙SCARA臂驅動配置。兩側對稱SCARA臂驅動配置中，基板運送裝置之二個以上臂部係彼此互相配置及/或定向於不同或相反方向。具有 兩側對稱SCARA臂設計之基板運送裝置係採用與前述類似之機械轉換機構以將臂部A及B設置於相同平面上及相對應具有較小活動範圍。同時此舉可使運送艙體積減為最小，將使基板交互污染之可能性減低。與前述同側雙臂之實施例類似，採用機械轉換機構之兩側對稱臂配置時，利用少至二個電動機(T1及T2)即可啟動臂部A與B之獨立伸展/收縮及旋轉。T1及T2電動機亦可由聯結着與運送艙壁體一體成型之定子線圈之二堆疊環圈(轉子)所構成，外側面向真空，可供安裝真空系統組件於運送艙底部。除此之外，將上臂部肩部定位於偏離運送艙中心將可提供SEMI方式，比先行技術之SCARA臂設計有顯著較小之臂部。
再參照第12A-B圖顯示為兩側對稱SCARA臂配置及機械轉換機構之實例作為大致獨立之臂活動之運送裝置320之示意平面圖及代表相對臂活動與電動機位移之間之關係之圖。該機械轉換機構係類似前述者，並包括分別由回轉關節連接於對應臂部(例如SCARA臂之上臂部)之二個以上連桿247，248。實施例中諸如T1電動機250與T2電動機244之各電動機具有樞轉式連接之連桿247，248(例如連桿248至T1電動機而連桿247至T2電動機)。圖示實施例中，一曲柄連桿247係連接臂部B 241肘關節238至T2 244。另一曲柄連桿248係連接臂部A 244肘關節238至T1 250。T1及T2 250，244係類似前述第4D圖所示之電動機。實施例中各SCARA臂係通過諸 如在肩關節之對應回轉關節246A，246B連結至T1，T2電動機之相對轉子。如第12A圖所詳示，實施例中之回轉關節246A(臂部A者)係固定於T2電動機轉子，而一端連結於上臂部240A(臂部A者)之連桿248係連結於T1電動機轉子。反之，臂部B之肩關節246B係固定於T1電動機轉子，而連桿247係銷定於T2電動機轉子。
第12A圖所示之實施例中，兩側對稱雙SCARA臂係示為臂部A 241及臂部B 243，運送艙未予圖示。運送裝置320之基板係示為S並設置於末端作用器232上。末端作用器係任何適當形狀者，包括但不限於叉狀及槳狀。末端作用器232A，B係樞轉式連接於腕關節234 A，B，而該腕關節234 A，B係連接於各臂部A 241與B 243之前臂部236 A，B。前臂部236係樞轉式連接於肘關節238，而肘關節238係連接於各臂部A 241與臂部B 243之上臂部240。如前所述，臂部A 241與B 243之上臂部240 A，B係通過相對之臂肩關節246 A，B分別安裝於T1，T2電動機之對應轉子244，250上。如前所述，其中一曲柄連桿247係將臂部B 243肘關節238連接至T2 244。另一曲柄連桿248將臂部A 241肘關節238連接至T1 250。
為了啟動臂部A 241或臂部B 243之伸展以抓取及放置基板S於末端作用器232上，T1電動機250係旋轉而T2電動機244係靜定。採用此類型之轉換類型機構時，當T1 250作一方向旋轉而T2 244係靜定時，將啟動一臂部之伸展與收縮。更詳細而言，當T1或T2電動機旋轉時 導致T1與T1電動機單一方向之相對移動，由於機械轉換機構之作用使其中一臂部伸展或收縮而第二臂部保持不動。當T2 244與T1 250電動機之相對移動係在相反方向時，將啟動在第一臂部對側之另一臂部之伸展。更詳細而言，當T2電動機以相反方向旋轉時，基於機械轉換機構之操作原理，第二臂部係伸展或收縮而第一臂部係保持不動。圖示實施例中，在對應轉子250，244上之相對回轉關節(例如肩部關節246 A，B及連桿樞軸)係示為大致共軸以作為實例說明，而變更態樣中各轉子之肩關節與連桿樞軸可能係互相偏離。為了使臂部241，243作為單一單元旋轉，該二T2電動機244與T1電動機250係作相同角度旋轉。
第12B圖係說明機械轉換機構之操作原理，顯示臂部A與B之伸展角度及T1與T2之間之旋轉角度差異之關係。伸展/收縮之臂部之臂部伸展角度及T1與T2之間之差異之間之關係係呈線性。當一臂部伸展/收縮時，另一臂部係不會伸展/收縮。應用兩側對稱雙SCARA臂之機械轉換機構，二曲柄連桿247，248係附接於對稱軸之對側，當T1作一方向旋轉時，其中一臂部係實質性鎖死而另一臂部係自由旋轉於T1。對應之下，當T1以相反方向旋轉，之前鎖死之臂部將解脫及自由旋轉於T1，而之前自由之臂部係實質上被鎖死。此舉可供二臂部取決於T1旋轉方向與角度之獨立伸展。除此之外，當該二T1與T2一起旋轉時，該二臂部係作相反於伸展時之旋轉。
再參照第13A-C圖顯示具有第12A-B圖所示之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置320。第13A及C圖中，具有臂部A與B之運送裝置係設置於運送艙230內。第13B圖中，兩側對稱雙SCARA臂係示為臂部A 241及臂部B 243，運送艙未予圖示。
第14A-C圖係顯示具有所述之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置320之三種不同伸展狀態。第14A圖中，臂部B 243係稍為伸展而臂部A 241係完全收縮，曲柄連桿248啟動臂部B 243在點A 262沿着T1 250之移動。如第14B圖所示，當T1 250作順時鐘方向旋轉時(相對於T2電動機轉子244)，連接於T1轉子250之曲柄連桿248係連同T1轉子250之周邊移動，於是導致臂部B 243朝右向外伸展而臂部A 241保持收縮狀態(但在轉子250旋轉時可能旋轉)。對應之下，曲柄連桿247(用以啟動臂部A 241移動)係解脫於回轉關節240 A使上臂部240A不會相對於肩關節246A旋轉。如第14C圖所示，當T1 250進一步作順時鐘方向旋轉時，連接於T1轉子250之曲柄連桿248將進一步沿着T1 250移動，使臂部B 243進一步朝右向外伸展而臂部A 241仍然保持固定於收縮狀態。對應之下，啟動臂部B 243移動之曲柄連桿248將從點B 264沿着T1 250移至點C 266。為了收縮臂部B 243，使T1 250之方向沿着點C 266，B 264及A 262逆轉。
第15A-C圖係顯示具有所述之機械轉換機構之兩側對 稱雙SCARA臂之基板運送裝置320之三種不同伸展狀態。由此可知，第15A-15C圖所示之運送裝置可從第14A-14C圖所示之裝置之方位作180度旋轉(例如啟動從基板抓持站進行交換)。第15A圖中，臂部A 241係稍為伸展而臂部B 243係完全收縮使曲柄連桿247啟動臂部A 241在點D 272沿着T1 250之移動。如第15B圖所示，當T2轉子244相對於T1轉子250作逆時鐘方向旋轉時，連接於T2轉子244之曲柄連桿247亦沿着T2轉子244之周邊移動，於是導致臂部A 241朝右向外伸展而臂部B 243保持固定於收縮狀態(曲柄連桿248係解脫)。相對之下，曲柄連桿247啟動臂部A 241沿着T2 244從點D 272移動至點E 274。如第15C圖所示，當T2轉子244進一步作逆時鐘方向旋轉時，連接於T2轉子244之曲柄連桿247亦沿着T2轉子244之周邊進一步移動，於是導致臂部A 241進一步朝右向外伸展而臂部B 243仍然保持固定於收縮狀態。對應之下，曲柄連桿247將啟動臂部A 241沿着T2 244從點E 274移至點F 276。收縮臂部A 241時，T2 244之方向係沿着點F 276，E 274，及D 272逆轉。
第16A-D圖係顯示具有所述之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置320之臂部A 241及臂部B 243之旋轉移動之四種不同伸展狀態。第16A圖中，該二臂部241，243係沿着P指向相反方向。當該二T1與T2電動機250，244係作等量之相同方向之旋轉時(例如 作逆時鐘方向)，臂部A及B，241，243將對應沿着第16B，16C，及16D圖所示連續線之逆時鐘方向旋轉(取決於T1及T2之旋轉方向)。另一實施例中，T1及T2係作等量之順時鐘方向旋轉，臂部A及B，241，243將相應作第16B，16C，及16D圖所示之逆時鐘方向之相反方向之等量之順時鐘方向旋轉(即旋轉順序係從第16D圖至第16A圖而非從第16A圖至第16D圖)。
具有所述之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置之另一實施例中，可利用一共軸驅動軸柄裝配將T1及T2電動機聯結至SCARA臂與機械轉換。因此於本實施例中，T1與T2之旋轉中心係大致相同。共軸驅動器係大致類似前述參照第4E圖所述者。外側驅動軸柄102係連接於基板運送裝置之T1電動機轉子，當外側驅動軸柄102旋轉時該雙臂部係根據第12-16圖所述之機械轉換之操作原理作獨立伸展/收縮。由此可知，共軸驅動器之內側驅動軸柄101亦以外側驅動軸柄102之相同方向及相同速度旋轉以使基板運送裝置之臂部旋轉時，運送裝置之臂部保持伸展或收縮。內側驅動軸柄101係通過在旋轉點242之聯結系統連接至T2輪轂裝配，當內側驅動軸柄101旋轉時該聯結系統將沿着內側驅動軸柄101之旋轉軸(即旋轉點242)旋轉或樞轉以啟動T2之旋轉。
第17A-B圖顯示一種具有共軸驅動裝配之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置380。第17A-B圖中，具有共軸驅動裝配之運送裝置380包括有設在運 送艙330內之臂部A 341及臂部B 343。於此實施例中，共軸驅動裝配包括與前述第3A及4A-D圖所述與艙室330壁體一體成型之定子。其他實施例中之共軸驅動器係類似第4E圖所示者。第17C圖中，兩側對稱雙SCARA臂係示為臂部A 341與臂部B(未予圖示)連同運送艙(亦未予圖示)。運送裝置之基板S係於第17A圖顯示設置於叉狀末端作用器332上，而在第17B-17C圖中則未顯示。末端作用器332亦可具有替代形狀，包括(但不限於)槳狀。末端作用器332係樞轉式連接於腕或樞轉關節334，而該腕關節係連接於各臂部A 341與B 343之前臂部336。前臂部336係樞轉式連接於肘或樞轉關節338，而該肘關節係連接於各臂部A 341與B 343之上臂部340。臂部A 341與B 343之上臂部340係通過相對臂肩部關節346安裝於T1及T2電動機350，344之共同底座或安裝板342上。T1及T2電動機之共軸驅動裝配之中心亦為共同底座或安裝板342之中心。於此實施例中，二伸展臂349a，349b係從T1及T2電動機350，444之共軸驅動軸柄向外徑向伸展。除此之外，利用二曲柄連桿347，348連接各臂部A 341及B 343之臂肩部關節346至伸展臂349a，349b上之樞轉點352(第17C圖中之虛線所示)。伸展臂349a，349b係將臂肩部346連接至T1 350及T2 444之旋轉軸351中心。如第17B-C圖所示，該二伸展臂係從不同軸柄上伸出，但具有相同旋轉軸351。該二曲柄連桿347，348並不共用一共同會聚或樞轉點，但係偏離共軸驅動裝配 351之中心。
再參照第17B-C圖，為了啟動臂部A 341及B 343之伸展以抓取及放置基板S在末端作用器332上，T1電動機350係旋轉而T2電動機344係靜定。當T1電動機係作一方向旋轉時，其中一臂部係伸展或收縮而第二臂部係基於前述第12A-B圖所述之操件原理而大致固定不動。更詳細而言，伸展臂部A341時，T1 350係作逆時鐘方向旋轉而導致曲柄連桿348旋轉臂部A 341之上臂部340作逆時鐘方向旋轉，於是導致臂部A 341伸展。第17B圖顯示臂部A 341伸展超出運送艙330之範圍而臂部B 343係收縮於運送艙330內。此項臂部A 341之移動可供基板S被抓取及放置於儲存艙或加工站。為了啟動臂部作為一單元之旋轉，該T1電動機344與T1電動機350兩者係作相同方向及相同角度之旋轉。此舉可保持曲柄連桿347，348及臂部A 341及臂部B 343之伸展臂349a，b保持互相靜定以不會施加扭矩予二臂部之其中一者以啟動伸展或收縮。本實施例包括沿着共同旋轉軸351旋轉之共軸驅動裝配，T1及T2。
第18A-D圖顯示一種具有所述之共軸驅動裝配之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置380之臂部A 341之四種不同收縮狀態(A至D)之收縮移動。
具有第17-18圖所述之共軸驅動裝配之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置380之操作原理係根據二曲柄連桿係附接對稱軸之相反側使T1作一方向 旋轉時，其中一臂部係鎖死而另一臂部係相對於T1自由旋轉。對應之下，當T1作相反方向之旋轉時，前述鎖死之臂部將解脫及相對T1自由旋轉，而前述自由臂部係被鎖死。此舉可供二臂部取決於T1之旋轉方向與角度作獨立伸展。除此之外，當T1與T2一起旋轉時，該二臂部係作為與伸展相反之單一單元一起旋轉。因此，具有第17-18圖所述之共軸驅動裝配之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置380之操作原理係與具有T1及T2之獨立驅動裝配之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置320(第13-16圖)者相同。
第19A-C圖顯示一種具有所述之共軸驅動裝配之機械轉換機構之兩側對稱雙SCARA臂之基板運送裝置380之臂部A 341之三種不同收縮狀態(A至C)之收縮移動。臂部B 343係示於圖中左側而臂部A 341係示於圖中右側。第19A圖中，臂部A 341係伸展而臂部B 343係完全收縮，曲柄連桿347啟動臂部A 341在點A 382沿着T1 350移動。如第15B圖所示，當T1 350作順時鐘方向旋轉時，連接於T1 350周邊及臂部A 341之肘關節338之曲柄連桿347亦沿着T1 350周邊沿着T1 350作順時鐘方向旋轉至點B 384。此舉將導致臂部A 341沿着P方向朝內收縮而臂部B 343保持固定於收縮狀態。沿着T1周邊連接臂部B 343之肘關節338之曲柄連桿348保持固定於T1周邊之點D 388上，將此臂部鎖死在位。如第15C圖所示，當T1 350進一步作順時鐘方向旋轉時，沿着T1 350周邊及臂部A 341之肘關節338之曲柄連桿347將進一步沿着T1 350周邊作順時鐘方向旋轉至T1 350上之點C 386。於是導致臂部A 341進一步沿着P方向完全朝內收縮而臂部B 343保持固定於完全收縮狀態。再次，沿着T1周邊連接至臂部B 343之肘關節338之曲柄連桿348保持固定於T1周邊之點D 388，保持此臂部鎖死在位。
第20A-20L圖係顯示另一基板運送裝置2800之一實施例。此實施例中之運送裝置2800包括第一及第二臂部2891L，2891R，各具有上臂部2840L，2840R，前臂部2855L，2855R，及末端作用器2830L，2830R。臂部2891L，2891R係大致類似第9A-9B圖所述者。變更態樣中之臂部2891L，2891R可具有任何適當構造。各臂部之肩部2802L，2802R係旋轉自如地聯結於安裝平台2801或任何其他適當安裝結構體上。如第20A圖所示，肩部係以並排方式安裝於平板2801上。變更態樣中之肩部2802L，2802R係作共軸方式安裝。安裝平台2801係固定聯結於驅動電動機T2使驅動電動機T2作順時鐘方向或逆時鐘方向旋轉(沿着驅動電動機T1)時，臂部2891L，2891R連同電動機T2係大致作為一單元將改變相對於諸如轉移艙罩箱2880之伸展與收縮路徑之角度定位。各臂部2891L，2891R之上臂部2840L，2840R係通過連接連桿2899L，2899R連接於驅動電動機T1。於此實施例中，連接連桿2899L，2899R係顯示具有曲線形狀而在變更態樣中之連接連桿2899L，2899R可具有任何適當形狀以將 臂部2891L，2891R連接至驅動電動機T1。臂部2891L，2891R可藉任何適當方式連接至驅動電動機T1以提供各臂部之伸展及收縮。電動機T1，T2係任何適當類型之電動機，並可設在前述第4D圖所示艙室30之壁體結構中。變更態樣中之驅動部可採用共軸驅動軸柄裝配。另一變更態樣中之電動機T1，T2可具有任何適當構造，諸如非共軸驅動裝配或磁性驅動裝配。
第20A-20F圖顯示同側雙SCARA臂之另一實施例。臂部2891L，2891R係大致類似於第4A-4C圖所述者。然而在本實施例中臂部與驅動部之間之聯結包括關節式連桿2899L，2899R，一端係聯結於相對之臂部2891L，2891R而另一對端係聯結於驅動部之一驅動電動機T1。本實施例中之驅動電動機T1，T2係與第4D圖所述之艙室壁體一體成型之無軸式驅動器，而在變更態樣中之驅動器係包括(但不限於)本文所述之任何適當驅動器。
如第20A-20F圖所示，臂部2891L之伸展係顯示於數種伸展狀態。如圖所示，當T1電動機從第20A圖所示之中性狀態作逆時鐘方向旋轉時，臂部2891L係伸展而臂部2891R保持收縮狀態。當電動機T1如第20B-20F圖所示作逆時鐘方向(箭頭2870之方向)時，連接連桿2899L推向上臂部2840L導致上臂部沿着其肩部軸之逆時鐘方向旋轉。連接連桿2899L對上臂部2899L之推動作用係利用連接連桿2899L之形狀之功效。變更態樣中連接連桿2899L之推動作用係以任何適當方式提供。由於前臂部2855L與 末端作用器2830L係從動於上臂部2840L，當上臂部旋轉時前臂部2855L與末端作用器2830L係沿着路徑P伸展。由圖中可見，當電動機T1作逆時鐘方向旋轉時連接連桿2899R係連同上臂部2840R沿着其聯結2880R作逆時鐘方向樞轉而不會施加任何顯著活動予上臂部2840R(即臂部2891R保持在收縮狀態)。臂部2891L之收縮係以大致與前述者相反之方式進行，使連接連桿2899L以順時鐘方向推動上臂部2840L而使臂部2891L從第20F圖所示狀態收縮至第20A圖所示狀態。
參照第20G-20J圖，臂部2891R之伸展係以類似臂部2891L之伸展方式進行。舉例而言，當臂部2891R收縮而電動機T1係作順時鐘方向(箭頭2871方向)旋轉至第20G圖所示之中性狀態時，連接連桿2899R開始推向上臂部2840R而連接連桿2899L開始連同上臂部2840L沿着其聯結2880L旋轉。當電動機T1持續作順時鐘方向旋轉時，臂部2891R係從第20G圖所示之收縮狀態伸展至第20L圖所示之伸展狀態。由於連接連桿2899L係可沿着聯結2880L自由旋轉，電動機T1可旋轉以伸展臂部2891R而不會施加任何顯著移動予臂部2891L。臂部2891L之收縮係以與前述參照其伸展之大致相反之方式進行。
如前所述，當僅有T1電動機作順時鐘方向或逆時鐘方向旋轉時，其中一個臂部2891L，2891R係伸展或收縮。當該二T1及T2電動機係作相同方向以相同速率旋轉時，該二臂部2891L，2891R係作為單一單元旋轉以改變 臂部相對於諸如轉移艙罩箱2880之伸展與收縮方向P。
第21A圖顯示具有二乘二個同側SCARA臂構造之傳統運送裝置之示意平面圖。由此可知，於此傳統構造中可採用三或多個電動機以啟動各臂部之獨立伸展/收縮及四個SCARA臂之旋轉。設在第21A圖所示之各臂部之雙末端作用器可併入上述參照第4A-4B圖所示之運送裝置以使具有最少驅動電動機數目之機械轉換可應用於二乘二同側SCARA臂構造。
第21B圖顯示具有利用本文所述之機械轉換機構之雙向同側雙SCARA臂(例如二乘二個SCARA臂，總數為四個臂部之裝配)之基板運送裝置之另一實施例。因此總數為四個臂部可設在基板運送裝置500內。與第21A圖所示之傳統裝置相比之下，第21B圖所示利用本文所述之機械轉換機構之基板運送裝置500之二乘二同側SCARA臂構造之實施例係應用二個電動機以啟動各對臂部之獨立伸展/收縮及四個SCARA臂之旋轉作用。第21B圖中，臂部1A 541係通過任何適當傳輸器541TA(諸如傳動帶/滾輪系統)聯結於臂部2A 542，而臂部1B 543係通過另一適當傳輸器(未予圖示)以聯結於臂部2B 544。運送裝置至少部份係被罩封於運送艙530內。SCARA臂與機械轉換係大致類似前述參照第3-11圖所示之同側雙臂構造(類似特徵係作類似編號，而臂部活動係以前述類似方式進行。T1及T2電動機係大致類似具有二堆疊環圈(轉子)550R，544之T1及T2電動機，分別聯結與運送艙530一體成型之定子 線圈，其外側為真空或艙室氛圍。變更態樣中之雙向SCARA臂之驅動部可採用共軸驅動軸柄裝配。另一變更態樣中，可採用諸如非共軸驅動裝配或磁性驅動裝配等任何適當之驅動部。驅動部係被罩封於基板運送裝置之罩箱內以防止驅動部之活動組件所產生之任何微粒污染或損壞基板。與第21A圖之傳統設計相比之下，利用第21B圖所示之機械轉換機構之雙向SCARA臂驅動器可提供上臂肩部之定位，諸如偏離運送艙之中心，相對應提供顯著較小及較輕之站台方法。
如第21B圖所示，實施例中之連桿組548A，548B可用以構成類似前述機械轉換之機械轉換機構。如前所述，各對臂部(例如臂部A 541，542，臂部B 543，544)係聯結在一起，因此以下說明係概述各對臂部之一臂部(例如臂部A 541，臂部B 543)。如第21B圖所示，實施例中對應之該對臂部541，544，542，543安裝時肩部關係彼此互相偏離，而在變更態樣中之肩部關節係共軸。實施例中之該對臂部係安裝於固定在一電動機(例如T2電動機轉子544)之一支承平台580。圖示之支承平台具有實施例之構造，而在變更態樣中之支承平台具有任何適當形狀，例如可與電動機轉子一體成型。可藉前述方式提供Z-支承及活動。如第21B圖所示，連桿組548A，548B係由回轉關節(實施例中顯示該關節係偏離而在變更態樣中之關節係具有共同旋轉軸)連接於T1電動機之轉子。實施例中，連桿組548A，548B係活節式具有由回轉關節連結之第一及 第二或曲柄連桿。實施例中之連桿組548A，548B之曲柄連桿部係藉回轉關節541R，543R連接至支承平台580。連桿之曲柄連桿部係分別與適當傳動器541T，543T(諸如傳動帶/滾輪系統)聯結於對應臂部541，543之上臂部。因此連桿組548A之曲柄連桿係通過傳動器541T聯結於臂部A 541之上臂部，而連桿組548B之曲柄連桿係通過傳動器543T聯結於臂部B 543之上臂部。連桿組548A，548B之曲柄連桿係分別沿着對應之回轉關節541R，543R作自由旋轉。舉例而言，實施例中T1轉子550R之逆時鐘方向旋轉將導致連桿組548A作活節回轉而使連桿組548A之曲柄連桿沿着回轉關節541R旋轉，於是導致臂部A 541，542通過傳動器541T伸展/收縮。另一連桿組548B係大致鬆脫而使活節回轉對對應之曲柄連桿沿着回轉關節545R產生很小或大致零旋轉，因此臂部B 543大致沒有移動。相反之下，T1電動機轉子550R從初始狀態之順時鐘方向活動將促使臂部B 543，544從各該對臂部伸展而出。
第22A圖顯示具有所述之機械轉換機構之雙向(二乘二)同側雙SCARA臂之基板運送裝置之四個臂部之伸展與收縮活動之七種不同伸展狀態。參照第22A圖之示意圖之底排，二個臂部(臂部1A 541及臂部2A 542)沿着方向P之伸展活動係示為曲柄連桿548A，548B根據T1 550之逆時鐘方向沿着T1 550作逆時鐘方向移動之點595。當T1 550作逆時鐘方向旋轉時，連桿組548A之活節回轉導致 連桿599A沿着回轉關節541R旋轉。而連桿599A沿着回轉關節541R之旋轉則將導致傳動器541T之旋轉以伸展臂部541。如前所述，臂部541係通過傳動器541TA聯結於臂部542，使臂部541伸展/收縮時，臂部542將連同臂部541作伸展/收縮。如第22A圖所示，當臂部541，542伸展時，連桿組548B之連桿保持大致旋轉式固定於諸如支承平台580使臂部543，544保持大致收縮狀態。參照第22A圖之頂排，另二臂部(臂部1B 543及臂部2B 544)沿着方向P之伸展活動係示為曲柄連桿548A，548B根據T1 550之順時鐘方向沿着T1 550作順時鐘方向移動之點595。當T1 550作順時鐘方向旋轉時，連桿組548B之活節回轉導致連桿599B沿着回轉關節543R旋轉。而連桿599B沿着回轉關節543R之旋轉則將導致傳動器543T之旋轉以伸展臂部543。如前所述，臂部543係通過適當傳動器聯結於臂部544，使臂部543伸展/收縮時，臂部544將連同臂部543作伸展/收縮。同時亦如第22A圖所示，當臂部543，544伸展時，連桿組548A之連桿599A保持大致旋轉式固定於諸如支承平台580使臂部541，542保持大致收縮狀態。
第22B圖顯示具有所述之機械轉換機構之雙向(二乘二)同側雙SCARA臂之基板運送裝置500之四個臂部541-544之逆時鐘方向旋轉活動之八種不同旋轉狀態。作為實例說明，第22B圖左上角所示之運送裝置500係代表相對於臂部541-544之旋轉之啟始狀態。變更態樣中，臂部之 旋轉啟始狀態係裝置之任何適當旋轉定向。如第22B圖所示，藉由T1及T2電動機之操作使運送臂作為單一單元作相同方向以大致相同速率之旋轉。於此實施例中該T1及T2電動機係作逆時鐘方向旋轉(即箭頭563之方向)。當電動機T1，T2係以相同方向及大致相同速率旋轉時，在支承平台580與連桿組548A，548B之間將不會產生相對活動。於是當臂部541-544作為單一單元旋轉時，連桿組548A，548B保持大致相同定向，不會施加任何臂部541-544之伸展或收縮。
須知利用所述機械轉換機構之基板運送裝置並不限於應用諸如包括上臂部，帶狀物驅動前臂部及帶狀物驅動末端作用器之SCARA臂。而上述之同側或兩側對稱SCARA臂可具有替代設計及構造。
根據另一實施例，運送裝置可具有通用之SCARA臂配置，具有一對獨立傳動共軸環體曝現於運送艙周邊。舉例而言，上臂部之結構作用係由其中一個傳動環體(類似第4D圖所示之電動機214，50R之電動機轉子)直接承担。第二獨立傳動共軸環圈係利用聯結機構聯結於臂部。實施例之聯結於臂部之第二獨立傳動共軸環圈之聯結機構包括一機械連桿(包括一或多個回轉關節)，一帶狀物驅動器，一交叉帶驅動器，及一磁性聯結器。獨立傳動共軸環圈係諸如彼此同心之二獨立電動機轉子環圈。利用一或多個銷釘接合各該共軸環圈以附接連接於二共軸環圈之連桿組之回轉關節。臂部之旋轉及伸展係由一共軸環圈相對於 另一個聯結共軸環圈之相對活動所啟動。此項構造在此作為實例說明係代表具有傳動環圈之臂部。具有傳動環圈之臂部之設計係包括連結於一共軸環圈周邊之一或二個臂部。具有傳動環圈設計之臂部之各種實施例係通過傳動其餘臂部連桿組之不同機械設計所提供。單臂實施例係提供臂部之左側構造與右側構造。該對獨立傳動共軸環圈具有相同或不同直徑。該對獨立傳動共軸環圈亦沿着第23-28圖所示之相同水平平面旋轉或沿着彼此毗鄰之二個不同水平平面旋轉(例如在彼此上側或彼此並排)。該二獨立傳動共軸環圈之間之連桿組類型及構造將隨着二共軸環圈之相對直徑及相對位置而改變。
具有傳動環圈設計之臂部可提供以下一或多項非限制性效益：減低複雜度，降低成本，減小尺寸，改良扭矩應用及改良解晰度。具有傳動環圈設計之臂部可省略一個連桿及關節，包括各末端作用器之二滾輪與帶狀物。具有傳動環圈設計之臂部亦允許臂部伸展時臂部之肘關節保留在真空艙內，於是末端作用器或末端作用器及腕關節可通過槽口閥以提供預期方法予SEMI標準。具有傳動環圈設計之臂部可提供1：1滾輪比例，雖然它可採用任何適當滾輪比例。具有傳動環圈設計之臂部之各項實施例可通過用以傳動該單一及雙末端作用器之其餘臂部連桿組之不同機械設計所提供，以下將予詳細說明。須知用以密封第23A-28B圖所示之下列運送裝置之諸如真空或轉移艙罩箱之罩箱係省略於圖中僅作為澄清。
第23A圖顯示具有至少部份由諸如連桿組所驅動之傳動環圈之單一末端作用器臂部600。本實施例中，臂部600係安裝於一對獨立傳動共軸環圈601及602上。該臂部600包括一主連桿組603，一末端作用器604及一次連桿組605。該二連桿組603，605係對稱或非對稱，取決於其長度及沿着共軸環圈601，602之周邊之位置。在末端作用器604上設有一基板S作為實例說明。主連桿組603係通過回轉關節606聯結於一共軸環圈601。末端作用器604係通過回轉關節607聯結於主連桿組603，並限制沿着帶狀配置608之伸展/收縮路徑P之徑向之點。該帶狀配置係包括第一滾輪608A及第二滾輪608B與帶狀物608C。第一滾輪608A係驅動固定聯結於關節606之第一共軸環圈之滾輪，於是當環601旋轉時，滾輪沿着環圈旋轉而兩者之間不會有任何相對活動。第二滾輪608B係固定聯結於關節610之末端作用器604之驅動滾輪，於是當滾輪608旋轉時末端作用器604將隨之旋轉。由第23A圖可見，滾輪608A，608B可具有諸如1：2之比例，於是當臂部600伸展/收縮時末端作用器604係縱向保留在行進路徑P上。變更態樣中，滾輪可具有取決於基板及/或末端作用器之預期行進路徑之任何適當比例。連接二滾輪608A，608B之帶狀物608C係任何適當之帶狀配置，包括(但不限於)聯結於各滾輪(例如利用銷釘或其他適當固定裝置)之一或多個金屬帶狀物及鋸齒狀帶狀物。變更態樣中之帶狀配置係具有任何適當構造者。另一變更態樣中 之末端作用器604係以任何適當方式被限制沿着諸如路徑P之預定路徑移動。次連桿組605係分別通過回轉關節609及610聯結於另一共軸環圈602及末端作用器604。
臂部600可作為單一單元沿着共軸環圈601及602作相同方向之旋轉。臂部600利用共軸環圈601及602同時作相反方向之移動即可作徑向伸展。主連桿組與次連桿組603，605之對稱將決定臂部600之旋轉或伸展相對於二共軸環圈601，602之旋轉量。參照第23B圖，具有由設有基板S之連桿組所驅動之傳動環圈之單一末端作用器600之徑向伸展係顯示於沿着P方向之六種不同狀態之相位形式。以第23B圖之左上側圖作為開始，當共軸環圈601作順時鐘方向旋轉而共軸環圈602作逆時鐘方向之等量旋轉時，連桿組603將推動回轉關節607上之末端作用器而連桿組605係推動回轉關節610上之末端作用器，導致臂部600之徑向伸展。當共軸環圈持續以相反方向旋轉時，連桿組603將抵達一點並開始推向回轉關節607之末端作用器，如第23B圖之右上側圖所示，於是在剩餘之伸展活動期間，該二連桿組603，605將推動末端作用器沿着第23B圖下排所示之伸展路徑。如前所述，末端作用器之移動係受帶狀物配置608之侷限使在伸展及收縮期間係縱向對準路徑P。舉例而言，當共軸環圈602作順時鐘方向旋轉時，連桿組603係相對於其樞轉點606及環圈601作逆時鐘方向旋轉。於是帶狀物配置608將導致滾輪608B作順時鐘方向旋轉(根據連桿組603與環圈601之間 之相對活動)而使末端作用器保持縱向對準行進路徑P(例如末端作用器沿着關節607之旋轉導致連桿組603相對於關節606之逆向旋轉)。由此可知臂部600之收縮可以前述有關臂部600之伸展之大致逆向方式進行。
第24A圖顯示具有由諸如直式帶狀物局部驅動之傳動環圈之單一末端作用器臂部620。本實施例中，臂部620係再度被安裝於一對獨立傳動共軸環圈621及622上。如第24圖所示，該二傳動環圈621，622係彼此同心。該臂部包括一連桿組623，一末端作用器624及一直帶型驅動器625。基板S係顯示於末端作用器624上作為實例說明。連桿組623之一端係通過回轉關節606連接於共軸環圈621及通過帶狀物驅動器625連接於另一共軸環圈622。本實施例中，直帶型驅動器625包括有第一驅動滾輪625A，第二驅動滾輪625B及一傳動帶625C。該傳動帶係大致類似前述參照第23A圖之傳動帶。本實施例中之滾輪625A，625B具有1：1之比例使共軸環圈622之旋轉係轉移至臂連桿組623而不會有任何旋轉速度之增減。驅動滾輪625A係固定安裝於共軸環圈622使當共軸環圈旋轉時滾輪625A隨着旋轉。於此實施例中，驅動滾輪625A係大致安裝於呈輪式形態之內側傳動環圈622之中心。變更態樣中之驅動滾輪625A係安裝於內側傳動環圈622中心以外之位置。驅動滾輪625B係沿着回轉關節628固定安裝於臂連桿組623上。
末端作用器624係通過回轉關節627聯結於連桿組 623，並受帶狀物配置628侷限於徑向點。該帶狀物配置628係包括第一驅動滾輪628A，第二驅動滾輪628B及帶狀物628C。帶狀物配置628係大致類似前述參照第23A圖所示之帶狀物配置608。變更態樣中之帶狀物配置可具有任何適當構造。另一變更態樣中之末端作用器624係以任何適當方式被侷限沿着諸如路徑P之預定路徑移動。
臂部620可藉共軸環圈621及622之相同方向之等量旋轉而作為單一單元予以旋轉(例如環圈621，622之順時鐘方向旋轉產生臂部620沿着環圈621，622旋轉中心之順時鐘方向旋轉)。臂部620之徑向伸展可藉同時移動共軸環圈621及622於相反方向予以控制。於此實施例中，伸展臂部620時環圈621，622係作等量相反方向之旋轉而帶狀物驅動器625係具有1：1之滾輪比例。由此可知，變更態樣中之環圈621，622係作相反方向之不等量旋轉以伸展臂部620，取決於滾輪625A，625B之間之比例。參照第24B圖，顯示由直式帶所驅動之傳動環圈621，622之臂部620之徑向伸展沿着方向P之六種不同狀態之相位形態。從第24B圖左上側圖作為開始，臂部620係顯示為大致收縮構造。當環圈621作順時鐘方向旋轉而環圈622作逆時鐘方向旋轉時，臂部將沿着路徑P伸展。如第24B圖所示，環圈621之旋轉導致回轉關節628沿着環圈周邊行進而不會導致環圈621與驅動滾輪628A之間之任何相對活動。環圈622之逆時鐘方向之旋轉將導致帶狀物配置625促使臂部連桿部623作逆時鐘方向之旋 轉。環圈621(移動回轉關節)及環圈622(旋轉臂部連桿組623)之組合移動將導致臂部連桿組623之伸展。如前所述，末端作用器624係受侷限在伸展及收縮期間係縱向對準行進路徑P。環圈621，622之相反方向之組合旋轉將產生連桿組623與驅動滾輪628之間之相對移動而使連桿組623沿着關節628作逆時鐘方向旋轉。此相對移動導致帶狀物配置628使末端作用器624作順時鐘方向旋轉，而在臂部620之伸展與收縮期間末端作用器624保持縱向對準路徑P。
第25A圖顯示具有至少部份由諸如交叉帶驅動之傳動環圈之單一末端作用器臂部640。本實施例中之臂部640係再度連接於一對獨立傳動共軸環圈641及642。如第25A圖所示，該二傳動環圈641，642係彼此同心。臂部640包括有一連桿組643，一末端作用器644，一交叉帶驅動器645及一末端作用器帶狀物配置648。變更態樣中之臂部640可具有任何適當構造。基板S係示於末端作用器644上作為實例說明。連桿組643之一端係通過回轉關節646連接至共軸環圈641及通過交叉帶驅動器645連接至另一共軸環圈642。驅動滾輪645B係固定聯結於連桿組643使滾輪645B旋轉時連桿組643將沿着關節646隨着旋轉。本實施例中之內側共軸環圈645可作成驅動滾輪，於是交叉帶驅動器645可沿着內側共軸環圈642之周邊設置。變更態樣中之交叉帶驅動器645係被設置於可供利用共軸環圈642之輪配置之另一位置。另一變更態樣 中，共軸環圈642與連桿組驅動滾輪645B之間之驅動聯結可能不是交叉帶驅動器。舉例而言，驅動帶可採用前述參照第24A圖關於帶狀物625C之大致類似方式聯結環圈642與驅動滾輪645B。末端作用器644係通過回轉關節647聯結於連桿組643之另一端，並受帶狀物配置648侷限於徑向點使當臂部伸展/收縮時該末端作用器644係保持縱向對準行進路徑P。本實施例中之末端作用器係通過帶狀物配置648予以侷限。帶狀物配置648可包括一驅動滾輪648A，一驅動滾輪648B及帶狀物648C。該帶狀物配置648係大致類似參照第23A圖所述之帶狀物配置608。
臂部640可藉共軸環圈641及642之相同方向之等量旋轉而作為單一單元予以旋轉(例如環圈641，642之順時鐘方向旋轉產生臂部640沿着環圈641，642旋轉中心之順時鐘方向旋轉)。臂部640之徑向伸展可藉共軸環圈641及642於相同方向不等量之同時移動予以控制。參照第25B圖，顯示由交叉帶所驅動之傳動環圈之單一末端作用器臂部之徑向伸展沿着方向P之六種不同狀態之相位形態。從第25B圖左上側圖作為開始，臂部640係顯示為大致收縮構造。當該二環圈641，642作相同方向之不等量同時旋轉(本實施例中之環圈係作順時鐘方向旋轉)時，回轉關節646將沿着環圈641之周邊行進。以與環圈641之不同速率旋轉環圈642時，交叉帶645將導致臂部連桿組643作相對於回轉關節646之逆時鐘方向旋轉。環圈 641，642之組合旋轉導致臂部伸桿組643沿着行進路徑P之伸展與旋轉。如前所述，末端作用器644係受帶狀物配置648所侷限使當連桿組643伸展時，末端作用器以類似前述參照第23A圖所述之方式保持縱向對準行進路徑。舉例而言，當臂部連桿組643作相對於回轉關節646之逆時鐘方向旋轉時，帶狀物配置648係設計以使末端作用器644作相對於回轉關節647之順時鐘方向旋轉。如第25B圖所示，前臂部644之旋轉促使連桿組643之逆向旋轉而前臂部保持縱向對準行進路徑P。
第26A圖顯示具有至少部份由諸如磁性聯結器驅動之傳動環圈之單一末端作用器臂部660。本實施例中之臂部660係連接於一對獨立傳動共軸環圈661及662。如第25圖所示，該二傳動環圈661，662係彼此同心。臂部660包括有一連桿組663，一末端作用器664，一帶狀物配置668及一磁性聯結器665。連桿組663係通過回轉關節666旋轉自如地聯結於環圈661。利用一滾輪666P固定聯結於關節666之連桿組663使滾輪666P旋轉時連桿組663將隨着旋轉，以下將予詳述。末端作用器664係利用回轉關節667旋轉式聯結於連桿組663。末端作用器係受帶狀物配置668之侷限沿着行進路徑(例如伸展/收縮)行進。帶狀物配置係包括固定聯結於環圈661之驅動滾輪668A，固定聯結於末端作用器664之驅動滾輪668B，及一帶狀物668C。該帶狀物配置668係大致類似前述參照第23A圖所述之帶狀物配置608。在末端作用器664上示 有一基板S作為實例說明。
本實施例中，內側共軸環圈622包括有沿着周邊設置之磁鐵662M。變更態樣中之磁鐵662M可設置於另一位置，例如可運用內側共軸環圈662之輪配置。如前所述，連桿組663係通過回轉關節666連接於共軸環圈661。同時可對關節666旋轉自如之滾輪666P可將連桿組663磁性聯結於內側共軸環圈662。例如固定聯結於連桿組663之滾輪666P可包括沿着周邊設置之磁鐵666M。磁鐵之設置使各磁鐵具有不同極性。舉例而言，如第26C圖所示，在滾輪666P上之磁鐵666M係經設計使其極性作北-南-北-南之替變，如圖示之666MS，666MN所示。由第26C圖亦可見，內側共軸環圈662上之磁鐵亦以類似方式替變，如磁鐵662MN，662MS所示。由此可知，滾輪666P上之磁鐵及環圈662上之磁鐵係經過排列，如第26C圖所示，滾輪666P上具有“北”極性之磁鐵係與環圈662上具有“南”極性之磁鐵相配合以形成磁性聯結665。變更態樣中之磁鐵可具有任何適當構造以在環圈662與連桿組663之間構成磁性聯結。
臂部660可利用共軸環圈661及662以大致等量之相同方向之旋轉而作為單一單元旋轉。臂部660之徑向伸展係由共軸環圈661及662以相同方向之不等量之同時旋轉予以控制(例如環圈641，642之順時鐘方向旋轉使臂部640沿着環圈之旋轉中心作順時鐘方向旋轉)。參照第26B圖，顯示具有由磁性聯結器所驅動之傳動環圈之單一末端 作用器臂部660之徑向伸展之沿着方向P之六種不同狀態之相位形態。從第26B圖左上側圖作為開始，臂部640係顯示為大致收縮構造。當該二環圈661，662作相同方向之不等量同時旋轉(本實施例中之環圈係作順時鐘方向旋轉)時，回轉關節666將沿着環圈661之周邊行進。以與環圈661之不同速率旋轉環圈662時，磁性聯結665將導致臂部連桿組663作相對於回轉關節666之逆時鐘方向旋轉。環圈661，662之組合旋轉導致臂部伸桿組663沿着行進路徑P之伸展與旋轉。如前所述，末端作用器664係受帶狀物配置668所侷限使當連桿組663伸展時，末端作用器664以類似前述參照第23A圖所述之方式保持縱向對準行進路徑。舉例而言，當臂部連桿組663作相對於回轉關節666之逆時鐘方向旋轉時，帶狀物配置668係設計以使末端作用器664作相對於回轉關節667之順時鐘方向旋轉。如第26B圖所示，前臂部664之旋轉促使連桿組663之逆向旋轉而前臂部保持縱向對準行進路徑P。
參照第27A圖係顯示一種具有至少部份由諸如三角多連桿所驅動之傳動環圈之雙末端作用器臂部700。本實施例中之雙末端作用器臂部700係連接於一對獨立傳動共軸環圈701及702。左側臂部700L包括有一主連桿組703L，一末端作用器704L及一次連桿組705L。在末端作用器704L上設有一基板S以作為實例說明。主連桿組703L係通過回轉關節706L聯結於環圈701。第27A圖所示之三角連桿組703L之配置僅作為實例說明，而變更態 樣中之連桿組可具有任何其他適當形狀。末端作用器704L係通過回轉關節707L聯結於主連桿組703L，並由帶狀物配置708L侷限於徑向點。帶狀物配置708L包括有固定聯結於環圈701之驅動滾輪711L，於是當環圈701旋轉時滾輪711L將隨着旋轉而兩者之間沒有任何相對活動。驅動滾輪712L係固定聯結於末端作用器704L，於是當末端作用器704L旋轉時滾輪712L將隨着旋轉。滾輪711L，712L係利用帶狀物713L聯結在一起。該帶狀物配置與傳動帶係大致類似前述參照第23A圖所述之帶狀物配置608，並以類似方式操作，因此當臂部伸展時末端作用器704L之旋轉係從動於環圈711L並於臂部700L伸展及收縮時保持大致縱向對準於路徑P。變更態樣中之末端作用器712L係以任何適當方式從動於環圈711L。次連桿組705L之一端係通過回轉關節709L聯結於共軸環圈702而另一端係通過回轉關節710L聯結於主連桿組703L。
同理，右側臂部700R包括有一主連桿組703R，一末端作用器704R，一帶狀物配置708R及一次連桿組705R。主連桿組703R係通過回轉關節706R聯結於共軸環圈701。末端作用器704R係通過回轉關節707R聯結於主連桿組703R，並由帶狀物配置708R侷限於徑向點。帶狀物配置708R包括有固定聯結於環圈701之驅動滾輪711R，固定聯結於末端作用器704R之驅動滾輪712R，及聯結滾輪711R，712R之帶狀物713R。該帶狀物配置708R係大致類似前述之帶狀物配置708L。次連桿組705R 之一端係通過回轉關節709R聯結於共軸環圈702而另一端係通過回轉關節710R聯結於主連桿組703R。
本實施例中，當其中一個臂部700L或700R作徑向伸展時，另一臂部700R或700L係以接近其收縮構造之特定搖擺半徑旋轉。由此可知，臂部700作藉旋轉共軸環圈701，702於相同方向及大致相同旋轉速度而作為單一單元旋轉(例如環圈701，702之順時鐘方向旋轉使臂部700L，700R沿着環圈之旋轉中心作順時鐘方向旋轉)。其中一個臂部700L或700R係旋轉環圈701以伸展，而環圈702係作最小量之旋轉。變更態樣中之環圈702係保持大致靜定或作任何適當之移動量以伸展其中一個臂部。臂部700L，700R係取決於環圈701從臂部700R，700L之收縮或中性狀態之旋轉方向而伸展。舉例而言，本實施例中如果該二臂部700R，700L係收縮而環圈701係作順時鐘方向旋轉，臂部700L將伸展而臂部700R係在預定搖擺半徑內之大致收縮構造中旋轉。如果環圈701係從臂部700R，700L之收縮狀態作逆時鐘方向旋轉，臂部700R將伸展而臂部700L係在預定搖擺半徑內之大致收縮構造中旋轉。
第27B圖顯示具有至少部份由設有基板S之三角複數連桿組所驅動之傳動環圈之雙末端作用器之左臂部700L之徑向伸展沿着P方向之六種不同狀態之相位形式。從第27B圖左上側圖作為開始，左臂部與右臂部700L，700R係顯示為大致收縮構造。本實施例中，為了伸展臂部 700L，環圈701係作順時鐘方向旋轉(箭頭A1方向)使回轉關節沿着環圈701之周邊行進。環圈702初始時可作逆時鐘方向旋轉(箭頭A2方向)使次連桿組705L拉動及使主連桿組沿着回轉關節706L作逆時鐘方向旋轉。環圈702可持續作逆時鐘方向旋轉直至環圈701可通過其本身之順時鐘方向旋轉以保持主連桿組703L之逆時鐘方向旋轉。當環圈701可促使主連桿組703L作逆時鐘方向之充份旋轉時，環圈702可作順時鐘方向旋轉(沿着箭頭A3方向)以取得臂部700L之最大伸展。須知次連桿組705L限制主連桿組703L於回轉關節710L以局部促成臂部700L之伸展與收縮期間主連桿組703L沿着回轉關節706L之旋轉。如前所述，末端作用器704L之旋轉係以類似前述參照第23A圖及23B圖所述之方式通過配置708L從動於環圈701，於是當臂部伸展時末端作器704L係保持大致縱向對準伸展路徑P。
再參照第27A及27B圖顯示大致呈現收縮構造(在臂部700L伸展期間)之臂部700R之旋轉。當回轉關節706R係沿着環圈701周邊移動時，主連桿組703R係受次連桿組705R之侷限使次連桿組705R推動主連桿組703R於回轉關節710R。次連桿組703R通過環圈701(及環圈702)之推動作用將導致主連桿組703R沿着回轉關節706R之順時鐘方向之旋轉，於是在主連桿組703R與環圈701之間僅有很小甚至大致沒有相對移動。由於主連桿組703R與環圈701之間僅有很小甚至大致沒有相對移動，臂部 700R之從動末端作用器704R保持大致收縮狀態而臂部係沿着環圈701，702之旋轉中心作預定搖擺半徑內之旋轉(順時鐘方向)。
如前所述，環圈701，702從第27B圖左上側圖所示之臂部收縮狀態之旋轉方向將決定何者臂部之伸展。如前所述，環圈701沿着方向A1及環圈702沿着方向A2從中性狀態之同時旋轉將導致臂部700L伸展。反之，環圈701，702從中性狀態之相反方式之旋轉將導致臂部700R伸展。臂部700R之伸展而臂部700L以大致收縮狀態之旋轉係以與前述參照臂部700L之伸展及臂部700R之旋轉之相同方式進行。於是，第27A，27B圖所示之連桿係設計以將伸展活動從一臂部轉移至在中性或收縮狀態之另一臂部。舉例而言，參照第27B圖右下側圖所示，臂部700L係顯示為大致收縮構造。為了收縮臂部700L，環圈701係沿着方向A2(逆時鐘方向)旋轉而環圈702係沿着方向A1(順時鐘方向)旋轉。如第27B圖所示，臂部700L之收縮係以前述參照臂部700L之伸展之相反方式進行。當臂部700L收縮至中性狀態時，環圈701，702可持續旋轉，例如在快速基板轉換期間。當環圈701，702作相反方向之持續旋轉時，連桿703L，705L，703R，705R導致伸展活動之轉移，使臂部700R伸展而臂部700L以大致收縮構造在預定搖擺半徑內旋轉。由此可知，臂部700R伸展而臂部700L以大致收縮狀態旋轉係由參照臂部700L之伸展及臂部700R之旋轉之相同方式進行。
第28A圖顯示具有由參照第27A-B圖所示之不同幾何構造之三角複數連桿組所驅動之傳動環圈之雙末端作用器臂配置720。此項幾何構造造成機構之大致不同之動能特性。本實施例中之雙末端作用器臂配置720係連接於一對獨立傳動共軸環圈721及722。左側臂部720L包括有一主連桿組723L，一末端作用器724L及一次連桿組725L。基板S係示於末端作用器724上作為實例說明。第28A圖所示之三角連桿組723L之配置僅作為實例說明，而變更態樣中之連桿組可具有任何其他適當形狀。主連桿組723L係通過回轉關節726L聯結於一共軸環圈721。末端作用器724L係通過回轉關節727L聯結於主連桿組723L，並受帶狀物配置728L侷限於徑向點。該帶狀物配置728L包括有一驅動滾輪742L，一驅動滾輪741L及傳動帶742L。驅動滾輪740L係固定聯結於環圈721使環圈721旋轉時滾輪742L將隨着旋轉而兩者之間大致沒有任何相對活動。驅動滾輪741L可固定聯結於末端作用器724L使末端作用器724L旋轉時滾輪741L將隨着旋轉。滾輪740L，741L係利用帶狀物742L聯結在一起。帶狀物配置與傳動帶係大致類似第23A圖所示之帶狀物配置，並以類似方式操作，於是當臂部伸展時末端作用器724L之旋轉係從動於環圈721L，並在臂部720L伸展與收縮時保持大致縱向對準路徑P。變更態樣中之末端作用器724L係以任何適當方式從動於環圈721。次連桿組725L之一端係通過回轉關節729L聯結於另一個共軸環圈722而另 一相對端係通過回轉關節730L聯結於主連桿組723L。
同理，右側臂部720R包括有一主連桿組723R，一末端作用器724R及一次連桿組725R。主連桿組723R係通過回轉關節726R聯結於共軸環圈721。末端作用器724R係通過回轉關節727R聯結於主連桿組723R，並受帶狀物配置728R侷限於徑向點。該帶狀物配置728R包括有固定聯結於環圈721之一驅動滾輪740R，固定聯結於末端作用器724R之一驅動滾輪741R及聯結滾輪740R，741R之傳動帶742R。該帶狀物配置728R係大致類似於前述之帶狀物配置728L。次連桿組725R之一端係通過回轉關節729R聯結於共軸環圈722，而另一相對端係通過回轉關節730R聯結於主連桿組723R。
本實施例中，當其中一個臂部720L或720R作徑向伸展時，另一臂部720R或720L係在其折合或收縮構造之特定搖擺半徑內旋轉。第28B圖顯示具有基板S之三角複數連桿組所驅動之傳動環圈之雙末端作用器臂部之左側臂720L之徑向伸展沿着方向P之六種不同狀態之相位形態。本實施例中之雙臂配置720可藉該二共軸環圈之等量相同方向之同時旋轉而作為單一單元旋轉(即該二臂部沿着環圈721，722之旋轉中心旋轉)。其中一個臂部720R，720L可藉環圈721，722之不等量相同方向之旋轉而伸展。由此可知，環圈721，722之旋轉方向將決定那一個臂部將伸展，以下將予詳述。
本實施例中將說明臂部720R在P方向之徑向伸展。 從第28B圖左上側圖作為開始，臂部720L，720R係顯示為大致收縮或中性構造。本實施例中，為了伸展臂部720R，環圈721，722係作不等量之逆時鐘方向旋轉。由第28B圖可見，環圈722係以比環圈721更大之角度旋轉以伸展臂部720R。變更態樣中之臂部721係經過設計使環圈721係以比環圈722更大距離旋轉以伸展臂部720R。由於環圈721，722係以不等量之相同方向旋轉，回轉關節726R沿着環圈721之周邊行進藉此使主伸桿組723R沿着伸展方向移動。此外，環圈722之較大旋轉速度促使次連桿組725R推動在回轉關節730R之主連桿組723R。由次連桿組725R施加在主連桿組723R之推動作用力將導致主連桿組723R沿着回轉關節726R作順時鐘方向旋轉而進一步伸展主連桿組723R。如前所述，帶狀物配置將侷限末端作用器之移動，於是當主連桿組723R沿着回轉關節726R旋轉時，末端作用器724R保持縱向對準行進路徑P以抓取或放置基板S在預定位置。
由第28B圖可見，當臂部720R伸展時臂部720L將在其收縮狀態下之特定搖擺半徑內旋轉。當環圈721作逆時鐘方向旋轉時回轉關節726L將沿着環圈721之周邊行進。環圈722之較快速旋轉速率將導致次連桿組725L稍為推向在回轉關節730L之主連桿組723L。由次連桿組725L所提供之推動作用力將導致主連桿組沿着回轉關節726L作順時鐘方向之旋轉。如第28B圖所示，主連桿組與次連桿組723L，725L之構造可促使主連桿組723L之 旋轉最小化，於是臂部720L將在收縮狀態之預定搖擺半徑內沿着環圈721，722中心旋轉。
如前所述，如第28B圖左上圖所示之環圈從臂部收縮狀態之旋轉方向將決定那一個臂部將伸展。如前所述，環圈721，722從中性狀態之逆時鐘方向旋轉將導致臂部720R伸展。反之，環圈721，722從中性狀態之順時鐘方向旋轉將導致臂部720L伸展。臂部720L伸展而臂部720R在大致收縮狀態之旋轉係以前述參照臂部720R之伸展與臂部720L之旋轉所述之大致相同方式進行。於是，第28A，28B圖所示之連桿係經設計以將其中一臂部之伸展活動轉移至中性狀態之另一臂部。舉例而言，參照第28B圖右下側之圖，臂部720R係顯示為大致伸展構造。收縮臂部720R時，環圈721，722係作不等量之順時鐘方向旋轉。第28B圖所示之臂部720R之收縮係以前述參照臂部720R之伸展之大致相反方式進行。當臂部720R收縮成中性狀態時，環圈721，722將持續作順時鐘方向旋轉，諸如在快速基板轉換期間。在環圈721，722在順時鐘方向之持續旋轉期間，連桿723R，725R，723L，725L將導致伸展活動之轉移而使臂部720L伸展而臂部720R在預定搖擺半徑內作大致收縮狀態之旋轉。
前述及參照第23A-28B圖所示之單或雙末端作用器臂部具有變更態樣。例如圖示左側構造之各個末端作用器臂部亦可以其右側版本予以說明。另一方面，曝露在艙室周邊用以裝載臂部之該對獨立傳動共軸環圈可具有不同直徑 並以第23A-28B圖所示之水平平面上旋轉。另一方面，該對獨立傳動共軸環圈可具有相同直徑及以彼此同心之相反之二平行水平平面上在彼此頂面操作。
第29A-29D圖顯示一實施例之基板運送裝置3800之示意圖。該運送裝置3800具有半徑臂部構造(例如各臂部之上臂部份係沿着一軸作為單一單元旋轉)及包括具有聯結至機械轉換機構之活動臂部3801，3802之操縱器，可供二個以上臂部具有組合旋轉及獨立抓取/放置活動(例如各臂部具有二向度以上自由度及各臂部之至少一向度自由度係與另一臂部之自由度互相獨立)及具有少至二個獨立控制式電動機，以下將予詳細說明。
機械活動轉換裝置可由諸如運送裝置之上臂部3810等運送裝置3800之任何適當部件或部份一體成型或予以罩封。機械活動轉換裝置之至少一部份及/或臂部之一部份可設置在適當設計之罩箱內以防止基板運送裝置3800之活動部件所產生之微粒構成對基板S1，S2之污染。例如可在罩箱上設有槽口以供臂部3801，3802通過，而槽口與臂部3801，3802之間之任何縫隙開口係以彈性密封物質予以密封。變更態樣中之罩箱可具有任何適當構造以防止運送裝置3800之活動部件所產生之微粒構成基板污染。另一變更態樣中之運送裝置3800可括適當真空系統以收集運送裝置3800移動時所產生之任何微粒。再一變更態樣中之機械活動轉換裝置係不設置於罩箱內。須知圖中顯示之運送裝3800具有二臂部，而變更態樣中之運送 裝置3800可具有超過二個臂部。
在其中一實施例中之運送裝置3800係包括有具有二驅動電動機以驅動相對之驅動軸T1，T2之一驅動部3806(第30A圖)。適當之驅動部3806之實例包括(但不限於)前述參照第3-8圖及第10圖所述者。變更態樣中之運送裝置可包括具有多或少於二個驅動軸/電動機之任何適當驅動部，並可適用於任何適當之失效活動驅動機構或機械活動轉換裝置。
以下將予詳述，驅動軸T1，T2之相同方向及大致相同速度之旋轉將導致運送裝置3800沿着旋轉中心軸3805作為單一單元旋轉(例如該二臂部3801，3802一起旋轉以改變臂部之伸展及收縮方向)。驅動軸T1，T2之相反方向之旋轉將導致運送裝置3800之其中一個臂部3801，3802之伸展或收縮而另一臂部3801，3802沿着軸3805旋轉於第29B及29C圖所示之大致收縮狀態。僅只利用二個驅動軸T1，T2以進行臂部3801，3802之伸展/收縮及運送裝置3800作為單一單元之旋轉除了可提升運送裝置之可靠度，亦將降低成本。舉例而言，僅只利用二驅動軸T1，T2可使驅動電動機，編碼器及電動機控制之數目最少化。變更態樣中之運送裝置3800可具有多過或少過二個驅動軸及任何適當數目之編碼器及/或電動機控制。
如前所述，可採用少至二個獨立控制式電動機作為運送裝置3800之驅動軸T1，T2。其中一實施例之電動機具有任何適當構造，包括(但不限於)共軸或並排配置。共軸 電動機之適當實例係見述於美國專利案第5,720,590，5,899,658，5,813,823，及6,485,250號及/或專利公開公報第2003/0223853號，將援引作為本案參考。另一實施例中，運送裝具有無軸柄共軸驅動系統，其中驅動電動機係與諸如運送裝置或真空艙之壁部一體成型，如第3A圖及4A-4D圖所示。舉例而言，T1，T2驅動軸之定子一般係以大致拱形方式線性分佈於運送艙3900之周邊及附近。對應於T1，T2驅動軸之電動機直徑係相對於運送艙3900之空間圍封而最大化，並被最小化至臂部3801，3802之活動及基板S1，S2在臂部之一或多個末端作用器上之活動之淨空間周圍之空制圍封。由此可知，實施例中之T1(或T2)驅動軸係操作以施加作用力予與肩部旋轉軸(例如回轉關節3805)同心之臂部3801，3802，於是T1驅動軸輸出將施加槓桿作用力予臂部3801，3802，使臂部沿着肩部關節3805所構成之支點樞轉。將驅動系統與運送裝置或真空艙之壁部一體成型將允許真空系統或其他組件(例如真空泵，量計，閥等)一體成型在艙室底部。
可知運送裝3800之驅動器係前述之軸柄驅動器與無軸驅動系統之組合。在其中一實施例中之驅動電動機係與其相對驅動軸T1，T2共軸。另一實施例中之驅動電動機可偏離其相對驅動軸T1，T2，其中驅動系統(例如齒輪傳動裝置，傳動帶及滾輪或其他適當驅動構件)係將電動機扭矩轉移至相對之驅動軸T1，T2。
參照第30A及30B圖，運送裝置3800之各臂部 3801，3802包括有一上臂部3810L，3810R，一前臂部3811L，3811R及一基板支承部或末端作用器3812L，3812R。變更態樣之臂部可具有更多或更少活節部。本實施例中之末端作用器3812L，3812R係示為叉狀末端作用器用以運送任何尺寸及諸如200mm，300mm，450mm或更大半導體晶圓，平面屏幕顯示器之光柵或液面膜或屏幕等之基板。變更態樣之末端作用器係諸如(但不限於)槳狀等之替代形狀。如圖示各臂部具有一末端作用器僅作為實例說明，變更態樣中各臂部可具有任何數目之末端作用器，以並排或互相堆疊之方式排列。本實施例中之上臂部3810L，3810R係樞轉式連結於設在中央旋轉軸3805之肩關節3820上之驅動部3806。變更態樣之肩部3820係設置偏離基板支承3800之旋轉軸3805之中心(例如偏向加工站)以提供具有比傳統臂部更小之臂部可達至半導體設備與材料國際(SEMI)之指定方法。
本實施例中上臂部3810L，3810R將構成大致剛固之上臂部構件3810。其中一實施例中之上臂部3810具有如第29B圖所示之大致V-形或飛鏢形狀。變更態樣之上臂部3810L，3810R可構成諸如(但不限於)U-形及長方形等之任何適當形狀。上臂部3810L，3810R之尺寸及由上臂部3810L，3810R所構成之角度α(第30B圖)係可供臂部3801，3802相容性容納於運送艙3900(第29圖)內並可提供臂部之最大伸展空間(例如臂部之伸展與容納比例最高)之任何適當尺寸及角度。另一實施例之上臂部及其相對臂 部構成以下將述之雙SCARA臂配置。如第30B圖所詳示，上臂部3810係樞轉式聯結於軸3805之驅動軸T2使驅動軸T2旋轉時上臂部3810將隨着旋轉。上臂部3810與驅動軸T2之間之驅動軸聯結係設在臂部3810上介於肘關節3821L，3821R之間之任何適當位置。如第30B圖所示，肘關節3821L，3821R係設在臂部3810之相對端。如前所述，上臂部3810與驅動軸係連結在肩關節3820上以沿着軸3805旋轉。變更態樣中之肘關節3821L，3821R可設在上臂部3810上之任何適當位置。
在一實施例中，上臂部構件3810係單體構造(例如部件3810L，3810R係一體成型)使肘關節3821L，3821R係彼此互相隔距固定。另一實施例中之上臂部3810L，3810R係利用任何適當固定方式(例如焊接，銅焊，螺固，黏合，或任何其他適當機械或化學固定方式)予以固定連結在一起之個別連桿，以沿着旋轉中心3805作為單一單元旋轉。另一實施例中之上臂連桿3810L，3810R係調整式連結使其角度α可依據以下專利案所揭述方式予以調整，即2005年6月9日提出申請之美國專利申請案第11/148,871號，“雙SCARA臂”，並援引作為本案參考。舉例而言，可藉沿着肩關節3820旋轉其中一臂部連桿3810L，3810R相對於另一臂部連桿3810L，3810R以調整角度α，其中當達至預定角度α時臂部連桿3810L，3810R可適當地鎖合在一起作為單一單體沿着肩部3820旋轉。本實施例中之上臂部構件3810係由驅動部電動機 對應於驅動軸T2沿着軸3805旋轉。
前臂部3811L係在肘關節3821L樞轉式聯結於上臂部3810L而前臂部3811R係在肘關節3821R樞轉式聯結於上臂部3810R。末端作用器3812L係在腕關節3822L樞轉式聯結於前臂部3811L而末端作用器3812R係在腕關節3822R樞轉式聯結於前臂部3811R。各個末端作用器3812L，3812R具有從末端作用器(腕關節3822L，3822R之遠端)之前側延伸至末端作用器(腕關節3822L，3822R之近端)之背側之縱軸。一實施例中之各臂部3801，3802可包括用以驅動其相對末端作用器3812L，3812R之末端作用器聯結或驅動系統。該末端作用器聯結系統係任何適當聯結系統。例如末端作用器聯結系統係一從動系統，於是末端作用器3812L，3812R沿着相對之腕關節3822L，3822R之旋轉係至少部份從屬於其相對上臂部3810L，3810R之旋轉，類似前述參照第9A-9D圖所述之方式。
參照第31A-31C圖，作為實例說明，將說明末端作用器聯結系統之從動構造。第31A-31C圖所示之臂部3801，3802具有個別上臂部係僅作為實例說明。實施例中之臂部3801，3802係包括有傳動帶與滾輪系統以驅動末端作用器3812L，3812R。該傳動帶與滾輪系統包括傳動帶4555L，4555R及滾輪4550L，4550R，4565L，4565R。滾輪4550L，4550R係沿着肘關節3821L，3821R固定安裝於相對之上臂部3810L，3810R。當上臂部3810沿着軸3805旋轉及前臂部3811L，3811R係沿着其相對 肘關節3821L，3821R旋轉(取決於那一個臂部伸展)，滾輪4550L，4550R將通過傳動帶4555L，4555R驅動式旋轉相對之滾輪4565L，4565R以驅動末端作用器3812L，3812R使臂部3801，38021在伸展與收縮時末端作用器3812L，3812R沿着共同行進路徑P1之徑向定向或縱軸係保持不變。
滾輪4565L，4565R在沿着腕關節3822L，3822R固定聯結於其相對末端作用器3812L，3812R之同時，係旋轉式聯結於其相對之前臂部3811L，3811R。本實施例中滾輪4550L，4550R與滾輪4565L，4565R之比例係1：2，於是當前臂部3811L，3811R旋轉時其相對末端作用器將作預定量之相反方向旋轉。變更態樣之滾輪可具有任何適當比例以取得末端作用器相對於前臂部及/或上臂部之任何適當旋轉特性。作為實例說明，末端作用器對腕關節之旋轉係與前臂部對肘關節之旋轉之相等量及相反方向。變更態樣之前臂部與末端作用器可具有任何適當旋轉關係。如第31A-31C圖所示，滾輪4550L，4550R係安裝於肘關節3821L，3821R上使前臂部3811L，3811R旋轉時滾輪4550L，4550R保持固定相對於其上臂部3810L，3810R。可利用任何適當傳動帶4555L，4555R連接相對之一對滾輪使前臂部2811L，2811R旋轉時滾輪4565L，4565R係被驅動旋轉。變更態樣中，滾輪可利用銷定或其他固定方式固定於滾輪之一或多個金屬帶予以連接。另一變更態樣係利用任何適當撓性帶狀物以連接滾輪。再一變 更態樣中，滾輪係以任何適當方式或任何其他適當傳動系統予以連接。
末端作用器3812L，3812R係在回轉關節3822L，3822R聯結於相對之前臂部。末端作用器3812L，3812R係被驅動式聯結於相對之其中一個滾輪4565L，4565R，於是當其中一臂部3801，3802伸展或收縮時相對之末端作用器3812L，3812R保持縱向對準共同行進路徑P1，如第31B，31C圖所示，而另一臂部係保持大致收縮狀態，以下將予詳細說明。在此所述之傳動帶與滾輪系統係被罩封於臂組裝3801，3802內，於是所產生之任何微粒可被容納在臂組裝內。可在臂組裝內採用適當排氣/真空系統以進一步防止微粒污染基板。變更態樣可採用設在臂組裝外側之同步系統。另一變更態樣之同步系統係設在任何適當位置。
由此可知，實施例之末端作用器3812L，3812R可沿着共同行進路徑P1行進，並經設計可在行進路徑P1之不同平面上行進。變更態樣之臂部3801，3802係設計於不同高度使末端作用器可沿着共同路徑P1行進。另一變更態樣之運送裝置具有任何適當構造以供複數末端作用器沿着共同行進路徑行進。再一變更態樣之末端作用器可沿着一般為平行或互呈角度之不同路徑行進。該路徑係設在相同平面上。聯結系統之連桿組之圖示動作僅作為實例說明，而變更態樣之連桿組可提供在獨立驅動臂部之間轉換之任何預期範圍之動作。
如前所述，臂部驅動部包括可供各臂部3801，3802伸展與收縮同時使用最少數目之驅動軸T1，T2之機械動作轉換裝置。須知本實施例係參照共軸驅動系統(即T1與T2之旋轉中心係大致互相對齊)予以說明，而變更態樣之驅動軸T1，T2係以並排或任何其他適當空間構造而設置。須知軸T1，T2之驅動電動機亦可共軸或並排設置及以任何適當方式連接於驅動軸T1，T2。舉例而言，驅動軸T2可設在旋轉軸3805中心而驅動軸T1可設在旋轉軸3940上(見第32B圖)。當驅動軸T1通過適當齒輪，凸輪及/或傳動帶及滾輪系統設置於旋轉軸3940上時可達至驅動連桿T1A，T1B之旋轉，於是連桿T1A，T1B可利用單一驅動電動機予以旋轉。
第29D及第32A-32D圖顯示一機械運動轉換裝置之實施例。第32A-32D所示之實施例之機械轉換裝置包括第一驅動連桿T1A，T1B，第二驅動連桿3910，3911及連接連桿3920，3921。變更態樣之機械轉換裝置係包括以任何適當方式及/或構造互相聯結及/或聯結於運送臂之任何數目之連桿。
第一驅動連桿T1A，T1B係以下列說明方式連接於驅動軸T1。各驅動連桿T1A，T1B之第一端係以任何適當方式樞轉式連接於旋轉軸3940，使連桿T1A，T1B可沿着軸3940樞轉自如。本實施例中之軸3940係以任何適當距離D偏離運送裝置3800之旋轉中心3805。本實施例中之軸3940係位於行進路徑P1上。變更態樣中機械轉換裝 置之軸3940可能不位於行進路徑P1上。另一變更態樣中之機械轉換裝置係經設計使連桿T1A，T1B可沿着諸如(但不限於)軸3805之任何適當軸樞轉。該軸3940係設在諸如運送裝置3800底座上使臂部3801，3802在伸展及收縮時該軸保持旋轉式固定或靜定於軸3805，同時可在運送裝置3800作為單一單元沿着箭頭R方向旋轉時可沿着軸3805旋轉。
如前所述，機械轉換裝置亦包括第二驅動連桿3910，3911驅動連桿3910之第一端係樞轉式聯結於驅動連桿T1B之回轉關節3931。驅動連桿3911之第一端可樞轉式聯結於驅動連桿T1A之回轉關節3930。各驅動連桿3910，3911之第二端係以任何適當方式樞轉式聯結於驅動軸T1。例如在實施例中，驅動連桿3910，3911係樞轉式聯結於具有任何適當形狀與構造之驅動平台。該驅動平台在第32B圖中係示為聯結於驅動軸T1之盤狀構件3960及在第29D圖中係示為三角形構件3960’。變更態樣中之驅動連桿3910，3911係通過任何適當形狀構件聯結於驅動軸以將驅動軸T1所產生之扭矩轉移至驅動連桿3910，3911之第二端而使第二端沿着軸3805旋轉。驅動連桿T1A，T1B，3910，3911可具有任何適當尺寸(例如長度，斷面等)以啟動所述之臂部3801，3802之移動。如第32B及32D圖所示，第二驅動連桿3910，3911係彼此交疊。取決於驅動軸T1，T2之旋轉方向，此種交疊構造可允許其中一個驅動連桿3910，3911推動相對之其中一驅動連 桿T1A，T1B而另一個驅動連桿3910，3911將旋轉而不會施加任何移動予另一相對之驅動連桿T1A，T1B，以下將予詳細說明。變更態樣中之驅動連桿3910，3911可具有任何其他適當構造及空間關係。
驅動連桿T1A，3911係以任何適當方式適當地連接於臂部3801之任何適當部位。在一實施例中，連接連桿3921之第一端係樞轉式連結於回轉關節3930而其第二端係樞轉式連結於前臂部3811L，如第32D圖所示。同理，驅動連桿T1B，3911係通過連接連桿3920連接於臂部3802。連接連桿3920之第一端係樞轉式連結於回轉關節3931而其第二端係樞轉式連結於前臂部3811R。如圖所示之驅動連桿T1A，3910與T1B，3911與其相對臂部3801，3802之間之連接僅作為實例說明，任何適當形狀與尺寸之任何適當連接連桿均可採用。變更態樣之一或多個驅動連桿T1A，T1B，3910，3911係以諸如傳動帶與滾輪等任何適當方式連接於其相對臂部。
第29E及29F圖將顯示機械運動之另一實例。本實施例中轉換裝置係被罩封於上臂部或罩箱3810內。該機械運動轉換裝置包括聯結於驅動軸T1及驅動連桿3910’，3911’之驅動平台3960”。驅動連桿3910’之第一端係旋轉式聯結於回轉關節3965上之驅動平台之第一端。驅動連桿3910’之第二端係以任何適當方式連接於前臂部驅動滾輪3970R。如第29F圖所示，驅動滾輪3970R可包括從滾輪伸展之臂部3970RA，使驅動連桿3910’聯結於回轉關節 3966之臂部。驅動連桿3911’之第一端係旋轉式聯結於回轉關節3967之驅動平台之第一端。驅動連桿3911’之第二端係以任何適當方式連接於前臂部驅動滾輪3970L。舉例而言，如第29F圖所示，驅動滾3970L亦包括從滾輪伸展之臂部3970LA，使驅動連桿3911’係聯結於回轉關節3968之臂部。前臂部驅動滾輪3970R，3970L係利用諸如沿着相對軸CL1，CL2之軸承3980A，3980B等任何適當方式旋轉式支承於上臂部3810。前臂部驅動滾輪3970R，3970L可利用傳動帶/帶狀物3981，3982聯結於相對之前臂部滾輪3971R，3971L以驅動前臂部3811R，3811L之旋轉。變更態樣之滾輪3970R，3971R及3970L，3971L可以任何適當方式聯結以驅動前臂部。
第29G圖顯示機械運動轉換裝置之另一實施例。本實施例中之運動轉換裝置係大致類似前述參照第29F圖所示者，然而本實施例之前臂部滾輪3970R，3970L係通過連接構件3990R，3990L直接聯結於其相對前臂部3811R，3811L。由第29G圖亦可見，末端作用器滾輪3995R，3995L係連接於上臂部2810以如前述般從動式驅動末端作用器。
第32A-36D圖顯示運送裝置3800之操作。如前所述，驅動軸T1及T2之相同方向與相同速度之旋轉將導致運送裝置3800作為單一單元沿着箭頭R方向之軸3805作順時鐘或逆時鐘方向之旋轉。如第33A圖所示驅動軸T1，T2以相反方向之旋轉將使二臂部3801，3802之其中 一個伸展。舉例而言，本實施例係參照臂部3801之伸展予以說明，其中T1係作逆時鐘方向旋轉而T2係作順時鐘方向旋轉。臂部3802係以下列類似方式伸展，其中T2係作逆時鐘方向旋轉而T1係作順時鐘方向旋轉。
實施例中，沿着箭頭R2方向旋轉之T2將對應使上臂部構件3810沿着軸3805旋轉。同時沿着箭頭R1方向旋轉之T1將使驅動連桿3910，3911之第二端沿着軸3805旋轉。比較第32B圖及33B圖可見，當T1旋轉時驅動連桿T1A，T1B，3910，3911之配置使驅動連桿3911推動臂連桿T1A以使連桿T1A沿着軸3940作逆時鐘方向旋轉。當T1沿着方向R1旋轉時，驅動連桿係進一步配置使驅動連桿3910沿着回轉關節3931旋轉，於是比較第32C，33C，34C，35C，36C圖可見，連桿T1B保持大致旋轉式固定於軸3940。由諸如驅動連桿T1B，3910與連接連桿3920所構成之三連桿構造之二連桿(例如連桿T1B與3920)係至少部份侷限回轉關節3931以供驅動連桿3910旋轉而不會施加任何活動予連桿T1B及/或3920。
第32C，33C，34C，35C及36C圖係顯示驅動連桿T1A，T1B沿着軸3940之角向旋轉相對於驅動軸T1，T2之角向旋轉。如第32C，33C，34C，35C及36C圖所示，T1A，T1B之角向旋轉係沿着圖中垂直軸方向而T1之角向旋轉係沿着圖中水平軸方向。第32C，33C，34C，35C及36C圖係“分離式”圖式其中向着水平軸之零值左側之值係對應於連桿T1A之旋轉而向着零值右側之值係對應於 連桿T1B之旋轉。T1與連桿T1A，T1B之角向旋轉可由T1，T1A，T1B在第32A及32B圖之收縮狀態之位置測出。當T1之旋轉角度增加時(沿着負值或逆時鐘方向)，T1A之旋轉角度亦作相同方向之增加。由比較第32C，33C，34C，35C及36C圖可見，當T1之旋轉角度作逆時鐘方向增加時，T1B之旋轉角度大致保持為零。
參照第33A-D圖，利用前述連接連桿3921至連桿3911，T1A以驅動式侷限前臂部3811L。當驅動連桿3911推向驅動連桿T1A時，導致連桿連桿3921推向前臂部3811L，並促使前臂部3811L沿着肘關節3821L旋轉。連接連桿3921持續利用驅動軸T1與T2之組合旋轉推動前臂部3811L直至前臂部3811L越過上臂部3810L，於此處連接連桿3921開始推向前臂部3811L，如第34A-D圖所示。如第35A-D圖及第36A-D圖所示，驅動軸T1，T2分別持續沿着相反方向R1，R2旋轉直至臂部3801伸展而使末端作用器3812L定位於預定位置以抓取或放置基板S2。由此可知，由於末端作用器3812L係從動於上臂部，上臂部3810沿着R2方向之旋轉及前臂部3811L沿着相反逆時鐘方向旋轉將導致臂部伸展而末端作用器3812L保持縱向對準行進路徑X1。舉例而言，當上臂部3810沿着R2方向作順時鐘方向旋轉而前臂部3811L沿着R1方向作逆時鐘方向旋轉時，滾輪4550L(固定連接於上臂部3810者)係相對於前臂部3811L作順時鐘方向旋轉。滾輪4550L以順時鐘方向驅動式旋轉滾輪4565L使末端作用器 3812L之旋轉係大致與前臂部3811L之旋轉相等及相反，而在伸展(及收縮)期間末端作用器保持縱向對準行進路徑X1。
再參照第32A-36D圖，當臂部3801伸展時，臂部3802大致保持收縮及沿着軸3805旋轉。如前所述，當驅動軸T1沿着箭頭R1方向旋轉時，驅動連桿3910之第二端將沿着相同方向旋轉。本實施例中，如第32D圖之實施例所示，驅動連桿T1B係通連接連桿3920聯結於前臂部3811R。此項前臂部3811R與由連接連桿3920構成之連桿T1B之間之聯結可侷限回轉關節3931，使驅動連桿3910沿着回轉關節3931旋轉而致構成驅動連桿T1B或回轉關節3931之移動。如第32D，33D，34D，35D及36D圖所示，連桿T1B，3910，3920係經設計使臂部3801伸展時回轉關節3931係位於上臂部3810之旋轉軸3805之近處。回轉關節3931設在旋轉軸3805近處將使臂部3802沿着軸3805旋轉而在臂部3801伸展與收縮時不會有任何顯著收縮或伸展移動。
啟動第二臂部3802之伸展時，第一臂部3801係以前述臂部3801之伸展之大致相反方式收縮。當臂部3801收縮至預定程度或狀態(如第29A，30A及32A圖所示之中性狀態)時機械轉換裝置將使驅動系統之活動轉換至臂部3802而使臂部3802伸展而臂部3801保持大致收縮構造。臂部3802之伸展係類似前述參照臂部3801之方式進行。由此可知，當T1之旋轉角度超過如第37圖所示之零 度時，機械活動轉換將開始操作。第37圖顯示當臂部3801，3802伸展時連桿T1A，T1B之角向旋轉相對於T1之角向旋轉之關係。在第37圖中連桿T1A，T1B之角向旋轉之值係示為正值而不管連桿T1A，T1B之旋轉為順時鐘方向或逆時鐘方向，臂部3801，3802均係伸展。
第38A-38E圖將說明運送裝置3800’之另一實施例。本實施例中之運送裝置3800’係大致類似於前述參照第29A-37圖所示之運送裝置3800，不同處將另行註明。本實施例中之運送裝置3800’具有雙SCARA臂配置而各臂部之上臂部3810R’，3810L’係獨立旋轉。臂部3800’之機械活動轉換裝置係大致類似前述運送裝3800之轉換裝置，而該轉換裝置包括類似平台3960之驅動平台3960’。該驅動平台3960’係連接於諸如驅動軸T1。驅動連桿3910，3911係旋轉式聯結於驅動平台之第一端及旋轉式聯結於相對連接連桿(未予圖示)。該連接連桿係大致類似前述連桿T1A，T1B，但在本實施例中之連接連桿係將各驅動連桿3910，3911之第二端直接聯結於相對之上臂部3810R’，3810L’。連接連桿可旋轉式聯結於相對上臂部之任何適當位置。變更態樣中之機械轉換裝置可包括以任何適當方式及/或構造彼此聯結及/或聯結於運送臂之任何適當數目之連桿。
如第38A-38C圖所示，當驅動軸T1使平台作逆時鐘方向旋轉時，驅動平台將促使驅動連桿3910，3911之第一端以逆時鐘方向沿着驅動平台作拱形路徑行進。驅動連 桿3911促使其連接連桿推動上臂部3810R’使上臂部3910R’亦作逆時鐘方向之旋轉。本實施例中之臂部連桿係如前述方式從動，於是當上臂部3910R’作逆時鐘方向旋轉時，前臂部3811R’將作順時鐘方向旋轉而末端作用器3812R’之縱軸係保持沿着臂部3801’之伸展與收縮路徑上。如第38A-38C圖所示，當驅動軸T1作逆時鐘方向旋轉時，驅動連桿3910係旋轉而使其第二端3910E保持大致靜定，於是臂部3802’保持大致為收縮構造而臂部3801’係伸展以抓取/放置基板於一位置點3870。由此可知臂部3801’之收縮係以相對於前述臂部3801’之伸展之大致相反方式進行。由第38D圖及38E圖所示，臂部3802’係藉順時鐘方向旋轉驅動軸T1而伸展，於是驅動平台將促使驅動連桿3910，3911之第一端沿着驅動平台作順時鐘方向之拱形路徑行進。驅動連桿3910將促使其連接連桿推動上臂部3810L’以使上臂部3810’作順時鐘方向旋轉。如前所述，臂部3802’之連桿係從動性，於是前臂部3811L’作逆時鐘方向而末端作用器3812L’之縱軸係保持沿着伸展及收縮路徑。同時亦如第38D圖及38E圖所示，當驅動軸T1作順時鐘方向旋轉時，驅動連桿3910將旋轉而使其第二端3910E保持大致靜定，於是臂部3801’保持大致為收縮構造而臂部3802’係伸展以抓取/放置基板於一位置點3870。由此可知臂部3802’之收縮係以相對於前述臂部3802’之伸展之大致相反方式進行。
第39圖顯示具有半徑臂構造及加入機械活動轉換裝 置之運送裝置4000之另一實施例。本實施例中之運送裝置包括有一並排驅動滾輪配置，可產生運送裝置臂部之高度/厚度減少或最小化，及使驅動運送裝置之臂連桿之傳動帶/帶狀物長度較短或最小化。最小化之臂部尺寸及最小化之傳動帶長度將促使臂部所處之真空/運送艙之深度/體積之相應減少，而基於運送裝置之改良結構特性將提供臂部之改良或最大化控制，性能及速度。
本實施例中之運送裝置包括有一罩箱或上臂部4001。上臂部4001具有任何適當構造及尺，如圖示可罩封機械轉換裝置4005。變更態樣之上臂部4001可能沒有罩封機械轉換裝置4005或僅局部罩封機械轉換裝置4005。上臂部4001亦設計成可支承一或多個運送臂4055A，4055B。變更態樣之臂部4055A，4055B係以任何適當方式支承，諸如利用分離但連接至罩箱4000之臂支承。在此圖示有二個運送臂4055A，4055B然而在變更態樣之運送裝置4000可包括任何適當數目之運送臂。上臂部4001係具有頂部與底部(底部係示於第39圖)之配置。變更態樣之罩箱可具有任何適當組件及/或特徵(蓋體，門等)以供運送裝置4000之配置進入設在上臂部4001(諸如機械轉換裝置4005之組件)內之運送裝置4000之組件中。
本實施例之運送裝置4000可包括任何適當之驅動部(未予圖示)，諸如前述參照第3-8圖及第10圖所述之驅動部。其中一實施例之驅動部係具有諸如二驅動軸T1，T2 之共軸驅動部。變更態樣之驅動部具有多或少於二個驅動軸。另一實施例之驅動部亦包括Z-軸驅動器以調整運送裝置相對於伺服運送裝置4000之諸如基板加工站，裝載鎖，或其他基板抓持區/裝置等之高度。本實施例之驅動軸T1係聯結於罩箱而驅動軸T2係聯結於機械活動轉換裝置4005以使運送裝置4000及臂部作為單一單元旋轉及/或伸展與收縮臂部4055A，4055B，以下將予詳細說明。
如第39及40A-C圖所示，各臂部4055A，4055B包括一前臂部4055L，4055R，一端係通過肩關節4055SR，4055SL旋轉式聯結於上臂部4001，而另一相對端係通過相對腕關節4055W旋轉式聯結於相對之末端作用器4056L，4056R。驅動軸T2與肩關節4055S之間之距離LH係大致相等於上臂部4055R，4055L從關節中心至關節中心之長度LA(例如肩關節之中心至腕關節之中心)(亦見第43C圖)。變更態樣之長度LH，LA係不相等及具有任何適當長度者。末端作用器4056L，4056R係從動於上臂部4001，於是末端作用器4056L，4056R之縱軸係大致跟隨其相對臂部4055A，4055B之伸展及收縮路徑。變更態樣之末端作用器並不一定從動於上臂部4001，並可藉任何適當方式予以旋轉式驅動。前臂部4055L，4055R係固定聯結於相對之滾輪4051L，4051R以驅動前臂部4055L，4055R，以下將予說明。
第39圖及40A-C圖所示實施例之機械活動轉換裝置4005包括有一樞轉平台4021，二連接連桿4022L，4022R 及二驅動連桿4023L，4023R。樞轉平台4021係以任何適當方式聯結於諸如驅動部之驅動軸T2，包括(但不限於)直接聯結或通過滾輪系統之傳動聯結等方式。該樞轉平台4021可具有任何適當形狀及如圖所示具有飛鏢或大致V-形構造。變更態樣之平台4021具有大致為直長形，三角形，圓形或適合促成運送臂伸展及收縮之任何其他形狀。本實施例中，平台4021包括有從旋轉軸CL(可能相同於驅動軸T2)以第一方向朝外延伸之第一部份或側面，及從旋轉軸CL以與第一方向不同之第二方向朝外延伸之第二部份或側面。連接連桿4022L之第一端係在回轉關節4010旋轉式聯結於第一部份。連接連桿4022L之第二端係在回轉關節4012旋轉式聯結於驅動連桿4023L。本實施例中之連接連桿4022L係示為大致直長形連桿，而變更態樣之連接連桿4022L可具有任何適當形狀及/或構造。驅動連桿4023L可包括滾輪部4024L，以諸如利用適當軸承等任何適當方式旋轉式聯結於諸如上臂部4001之旋轉軸CL1，而臂部4024LA係從滾輪部4024L朝外延伸以聯結連接連桿4022L。其中一實施例之滾輪部4024L及驅動連桿4023L之臂部4024LA係單體構造。變更態樣之滾輪部4024L及臂部2024LA係一組裝或具有任何其他適當構造以使臂部4024LA可促成滾輪部4024L之旋轉。另一變更態樣之驅動連桿係旋轉式直接聯結於滾輪4024L。驅動連桿4023L係利用諸如傳動帶或帶狀物4050L聯結於前臂部滾輪4051L以驅動式旋轉滾輪4051L及前臂部4055L。 變更態樣之驅動連桿4023L係以任何適當方式聯結於前臂部4055L。同理，連接連桿4022R之第一端係在回轉關節4011旋轉式聯結於平台4021之第二部份。連接連桿4022R之第二端係在回轉關節4013旋轉式聯結於驅動連桿4023R。連接連桿4022R係大致類似連接連桿4022L。驅動連桿4023R係大致類似前述驅動連桿4023L。舉例而言，驅動連桿4023R可包括滾輪部4024R，以諸如利用適當軸承等任何適當方式旋轉式聯結於諸如上臂部4001之旋轉軸CL2，而臂部4024RA係從滾輪部4024R朝外延伸以聯結連接連桿4022R。驅動連桿4023R係利用諸如傳動帶或帶狀物4050R聯結於前臂部滾輪4051R以驅動式旋轉滾輪4051R及前臂部4055R。變更態樣之驅動連桿4023R係以任何適當方式聯結於前臂部4055R。如第39圖所示，連桿4022L，4022R，4023L，4023R將構成一對四條狀機構通過樞轉平台4021予以聯結。由此可知，旋轉軸CL，CL1，CL2彼此相對之位置僅作為實例說明，而變更態樣之旋轉軸CL，CL1，CL2可具有任何適當之空間相對關係。
第40A-44圖將顯示運送裝置4000之操作實例。第40A-40C圖將詳示機械轉換機構4005。本實施例中之平台4021之旋轉軸CL係設在如第41A圖所示當轉換機構處於中性或初始狀態/構造時回轉關節4010，4011之旋轉軸CL1，CL2之對側。連桿4021，4022L，4022R，4023L，4023R之幾何形狀可予以選擇使平台4021從中性狀態作 順時鐘方向旋轉時可產生連桿4023L之角向定向之改變，而連桿4023R如第41B圖所示保持大致靜定於其收縮狀態。第41A-41C圖所示之實施例中，機械活動轉換機構4005係設計使平台4021之大約90度旋轉將促使連桿4023L(或4024L，取決於平台4021之旋轉方向)之180度活動。變更態樣之連桿4021，4022L，4022R，4023L，4023R可設計使平台4021之任何預期旋轉角度將促成連桿4023L，4023R之任何預期角向改變。由此可知，當平台4021作逆時鐘方向旋轉時，如第40C圖所示，連桿4023R之角向定向將改變而連桿4023L保持大致靜定於其收縮狀態。
連桿4023L，4023R之角向定向作為平台4021之角向位置之函數關係被示於第41圖，其中θ1代表平台4021之角向位置，θ3L及θ3R係分別代表連桿4023L，4023R之角向定向。由此可知θ1，θ3L及θ3R係相對第40A圖所示之連桿之初始狀態予以測量，θ1及θ3R係逆時鐘方向之正值而θ3L係順時鐘方向之正值。當另一個連桿4023R，4023L移動時靜定連桿4023R，4023L之剩餘活動量可由諸如L2與L1之比例予以控制，其中L1係平台4021與將連桿4022L，4022R聯結於平台之回轉關節4010，4011之樞轉點(CL軸)之間之距離，而L2係連桿4022L，4022R從關節中心至關節中心之長度，如第40B圖所示。由第41圖可見，當L2/L1比例趨近1之值時，剩餘活動之量將隨着減少。
參照第42A-42D，43及44圖所示之基板交換順序中，空臂部4055B係從第39圖(亦參照第42A圖)之收縮狀態作徑向伸展至諸如工作站或第43圖所示之其他適當基板抓持位置(未予圖示)以抓取一加工基板S2，並收縮回返第39圖所示之折合狀態。臂部之垂直位置係經過調整(或基板垂直位置係經過調整其中運送裝置不會有Z-軸活動驅動)使另一臂部4055A可進入工作站。由此可知，Z-軸活動驅動可補償彼此層疊於不平面上之末端作用器4056L，4056R。變更態樣之末端作用器可並排設在相同平面上。臂部4055A係如第44圖所示載着一未經處理或加工之基板S1而進行徑向伸展，將基板放置於工作站上然後回返第39圖所示之收縮狀態。臂部4055A之伸展係詳示於第42A-42D圖。由第42B圖可見，該二驅動軸T1及T2係以不同速率旋轉以促成臂支承(未予圖示，係大致類似上臂部4001)之間之相對移動，承載着臂部4055A，4055B及平台4021以促成其中一臂部之伸展。本實施例中，為了伸展臂部4055A，如第42B圖所示，平台4021與臂支承係初始作相反方向旋轉(臂支承係沿着箭頭4200方向作逆時鐘方向旋轉而平台係沿着箭4201方向作順時鐘方向旋轉)，隨後則如第42C及42D圖所示作相同方向旋轉(本實施例中係沿着箭頭4200方向作逆時鐘方向旋轉)。驅動軸T1，T2以大致相同速度作相同方向之旋轉將使運送裝置4000作為單一單體沿着諸如CL軸旋轉。其中，臂支承之旋轉將使臂部4055A之肩關節4055S沿着 拱形路徑朝向工作站4070作逆時鐘方向移動。平台4021之旋轉將促使連接連桿4022R推動驅動連桿4023R而使驅動連桿4023R作順時鐘方向旋轉。變更態樣之平台4021可促使連接連桿推向驅動連桿4023R。另一變更態樣之平台4021可促使驅動連桿4021R以任何適當方式移動以伸展臂部4055A。驅動連桿4023R可促成前臂部4055R作順時鐘方向之旋轉(通過傳動帶4050R，驅動滾輪4024R及上臂部滾輪4051R)以伸展臂部4055A。如前所述，末端作用器4056R，4056L係從動於由諸如傳動帶/帶狀物與滾輪等任何適當傳動器予以支承之臂部，於是當前臂部4055R作順時鐘方向旋轉時，末端作用器4056R係縱向對準及沿着路徑4090伸展。臂部4055A之收縮係以前述之相反方式進行。同時臂部4055B之伸展與收縮係以大致類似前述參照臂部4055A之方式進行。由第42A-42D圖所示，當臂部4055A伸展時，臂部4055B係大致保持收縮狀態並沿着CL軸旋轉，反之亦然。本實施例中之機械活動轉換機構4005可允許該二連接連桿4022L，4022R由單一電動機驅動，藉此簡化運送裝置驅動系統以減低電動機編碼器組裝及對應電子組件之成本及複雜度。
第45A-46D圖將顯示另一運送裝置4100實施例。運送裝置4100係大致類似運送裝置4000，然而其機械活動轉換機構4105具有如下所述之不同構造。如第45A圖所示，樞轉平台4131之旋轉軸CL’及將平台4131連接至連接連桿4132L，4132R之回轉關節4110，4111係設在軸 CL1’，CL2’之同側。本實施例中之平台4131可藉類似第39及40圖所示之方式聯結於驅動軸T2，於是當驅動軸T2旋轉時平台4131將隨着旋轉。在其中一實施例中驅動軸T2(及/或T1)可與旋轉軸CL’共軸。平台4131具有第一部份及第二部份，以類似前述參照平台4021之類似方式從其旋轉軸CL’朝外伸展。平台4131之第一部份係通過回轉關節4111聯結於連接連桿4132L之第一端部，而第二部份係通過回轉關節4110聯結於連接連桿4132R之第一端部。連接連桿4132L，4132R之第二對端係分別通過回轉關節4113，4112聯結於驅動連桿4133L，4133R。如第45A圖所示，當機械活動轉換裝置4105係在初始或中性狀態時，連接連桿4132L，4132R係互相交疊。連接連桿4132L，4132R係大致類似前述連接連桿4022L，4022R。驅動連桿4133L，4133R亦類似前述參照第39圖及40圖所述之驅動連桿4023L，4023R。舉例而言，驅動連桿4133L，4133R各包括有一驅動滾輪4134L，4134R以驅動相對之前臂部滾輪4151L，4151R以促成前臂部4155L，4155R之旋轉。如參照第39圖及第40圖之前述說明，驅動連桿4133L，4133R可藉傳動帶4150L，4150R聯結於前臂部滾輪4151L，4151R。變更態樣中之驅動連桿4133L，4133R可藉任何適當方式驅動式連接於前臂部4155L，4155R。如第45B圖所示，當平台4131作逆時鐘方向(例如沿着箭頭4600之方向)旋轉時，驅動連桿4133R亦作逆時鐘方向旋轉而驅動連桿4133L保持大致如第45A 圖所示之初始狀態。同理，如第45C圖所示，當平台4131作順時鐘方向(例如沿着箭頭4601之方向)旋轉時，驅動連桿4133L亦作順時鐘方向旋轉而驅動連桿4133R保持大致如第45A圖所示之初始狀態。機械活動轉換裝置4105之活動樣式係大致類似第41圖所示者。
以下將參照第46A-46D圖說明運送裝置4100之臂部4155A之伸展。本實施例在伸展臂部4155A時，驅動軸可促成臂支承(大致類似前述上臂部4001)作逆時鐘方向(例如沿着箭頭4600之方向)旋轉。其中，臂支承之旋轉將使臂部4155A之肩關節4155S沿着拱形路徑作逆時鐘方向朝向工作站4070移動。驅動軸T2開始時可促使樞轉平台4131作順時鐘方向(例如箭頭4601之方向)旋轉，然後再作逆時鐘方向旋轉。平台4131相對於臂支承之旋轉可促使平台4131通過連接連桿4132L推動驅動連桿4133L以促使前臂部4155L作順時鐘方向旋轉，如第46A-46D圖所示般伸展臂部4155A。變更態樣中之平台4131可促成對驅動連桿4133L之推動。在另一變更態樣中之平台4131可促使驅動連桿4131L作任何適當方式之移動以伸展臂部4155A。驅動軸T1，T2沿着相同方向以大致相同速度旋轉將可使運送裝置4100作為單一單體旋轉以改變運送裝置4100之徑向伸展與收縮之路徑之角向定向。如前述之大致類似方式，驅動連桿滾輪4134L可通過諸如傳動帶/帶狀物4150L以驅動前臂部滾輪4151L。末端作用器4156L可通過諸如傳動帶與滾輪4159L，4157L等適當 傳動系統以類似前述參照第42A-42D圖所之方式從動於臂支承，於是末端作用器4156L之縱軸係保持大致沿着臂部4155A之伸展與收縮軸4610(見第46C圖)。由此可知，臂部4155A之收縮係以相對於臂部4155A之伸展之大致相反方式進行。同時臂部4155B(包括前臂部4155R，末端作用器4156R及滾輪4151R，4159R，4157R)之伸展與收縮係大致類似前述參照臂部4155A所述者。
第39-46D圖所示之實施例中，前臂部係由相對驅動連桿通過傳動帶及滾輪予以驅動。然而在變更態樣中之運送裝置係經設計使前臂部係由相對驅動連桿以大致類似前述參照第29G圖所述方式直接予以驅動。
本文所述之機械活動轉換裝置可提供最少數目之驅動器之快速基板轉換功能。機械活動轉換裝置之設計亦可提供具有在密實運送艙內使用之最少化容積之密實運送裝置，同時可減少運送裝置成本及增加其可靠度。
須知實施例可單獨或以任何組合方式予以運用。須知前述說明僅用以闡述實施例。精於此藝者當可在不脫離本實施例之情況下作成多項替代及變更態樣。因此本實施例擬用以涵蓋在本案申請專利範圍內之所有替代，改良及變更態樣。

Claims (9)

  1. 一種基板運送裝置，包含：一驅動部，其具有至少一第一及一第二獨立控制式電動機；一第一關節式手臂，其具有一第一臂連桿及一連接至該第一臂連桿的第一末端作用器，用來將一基板固持於其上；一第二關節式手臂，其具有一第二臂連桿及一連接至該第二臂連桿的第二末端作用器，用來將一基板固持於其上；及該第一和第二臂連桿的每一者被可旋轉地接合至該第一及該第二獨立控制式電動機這兩者的轉子，使得該第一及該第二獨立控制式電動機的同步運動實施該第一及該第二關節式手臂的一者的伸展，而該第一及該第二關節式手臂的另一者則以一實質收縮的狀態被旋轉。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板運送裝置，其中：該第一臂連桿被可旋轉地耦接(couple)至該第一獨立控制式電動機的一驅動件且經由一第一連桿件被連接(connect)至該第二獨立控制式電動機，該第一連桿件的一端被可旋轉地耦接至該第一臂連桿且一相反的第二端被可旋轉地耦接至該第二獨立控制式電動機；及該第二臂連桿被可旋轉地耦接至該第一獨立控制式電動機的該驅動件且經由一第二連桿件被連接至該第二獨立控制式電動機，該第二連桿件的一端被可旋轉地耦接至該第二臂連桿且一相反的第二端被可旋轉地耦接至該第二獨立控制式電動機。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板運送裝置，其中當該第一及該第二臂連桿被伸展時，該第一及該第二連桿件分別造成該第一臂連桿和該第二臂連桿繞著各自與該第一獨立控制式電動機的耦接旋轉。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板運送裝置，其中當該第一及該第二獨立控制式電動機轉動於相反方向上時，該第一和該第二關節式手臂的一者伸展而該第一和該第二第二關節式手臂的另一者則以一實質收縮的狀態被旋轉。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板運送裝置，其中當該第一及該第二獨立控制式電動機轉動於相同方向上時，該第一和該第二關節式手臂的一者伸展而該第一和該第二第二關節式手臂的另一者則以一實質收縮的狀態被旋轉。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板運送裝置，其中該第一及該第二末端作用器被耦接至該第一及該第二獨立控制式電動機的一者，使得當它們各自的關節式手臂被伸展時，該等末端作用器維持著和一伸展路徑實質縱長向地對準。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板運送裝置，其更包含一外殼，當該第一和該第二關節式手臂處於實質縮回的狀態時，該外殼包圍該第一和該第二關節式手臂，其中該第一及該第二獨立控制式電動機的每一者被整合至該外殼中且包括一定子，其被拱形地分布在周圍且鄰近該外殼的周邊。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板運送裝置，其中該第一及該第二獨立控制式電動機的定子具有一堆疊式配置。
  9. 一種基板運送裝置，包含：一驅動部，其具有至少一第一及一第二獨立控制式電動機；一第一關節式手臂，其具有一第一臂連桿及一連接至該第一臂連桿的第一末端作用器，用來將一基板固持於其上；一第二關節式手臂，其具有一第二臂連桿及一連接至該第二臂連桿的第二末端作用器，用來將一基板固持於其上；以及該第一和第二臂連桿的每一者被可旋轉地接合至該第一及該第二獨立控制式電動機這兩者的轉子，使得該第一及該第二獨立控制式電動機的同步運動：在該第二關節式手臂以一實質收縮的狀態被旋轉的同時，實施由該第一及該第二獨立控制式電動機的該同步運動所產生的該第一關節式手臂的伸展，及在該第一關節式手臂以一實質收縮的狀態被旋轉的同時，實施由該第一及該第二獨立控制式電動機的該同步運動所產生的該第二關節式手臂的伸展。
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