(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送装置の駆動システムであって、
前記搬送装置に接続されている複数の永久マグネットと、
前記複数の永久マグネットのうちの少なくとも１つの磁界に曝されている複数の固定巻線と、
前記固定巻線に電圧を加えて前記搬送装置に磁力を提供する制御システムと、
前記搬送装置の少なくとも片側に近接して設けられて、前記固定巻線によって提供されかつ前記搬送装置に対しその浮揚の方向において作用する前記磁力から独立して前記搬送装置の浮揚、ピッチ及びロールの受動的安定化をもたらす強磁性コンポーネントと、を含むことを特徴とする搬送装置の駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動システムであって、前記強磁性コンポーネントは、前記複数の固定巻線が曝されている磁界の前記複数の永久マグネットの少なくとも１つとは別の前記複数の永久マグネットの少なくとも１つの磁界と相互作用する前記１または複数の強磁性エレメントを含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動システムであって、前記１または複数の強磁性エレメントが、前記複数の固定巻線の鉄芯または鉄バッキングの一部として形成されていることを特徴とする駆動システム。
【請求項４】
請求項１に記載の駆動システムであって、前記固定巻線が前記搬送装置の片側に近接していることを特徴とする駆動システム。
【請求項５】
請求項１に記載の駆動システムであって、前記固定巻線が前記搬送装置の互いに反対にある側部に近接していることを特徴とする駆動システム。
【請求項６】
請求項１に記載の駆動システムであって、前記複数の永久マグネットは、前記搬送装置の互いに反対にある第１及び第２の対向側部に配されている磁性プラテンを含んでいることを特徴とする駆動システム。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動システムであって、前記複数の永久マグネットが、前記巻線と向き合っている交互に配された磁極を有するマグネットの配列を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項８】
請求項６に記載の駆動システムであって、前記固定巻線が、
前記搬送装置の前記第１及び第２の対向側部に近接した推進巻線と、
前記搬送装置の前記第１及び第２の対向側部に近接した浮揚巻線と、を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項９】
請求項８に記載の駆動システムであって、前記搬送装置の前記第１の対向側部に近接している前記推進及び浮揚巻線が、前記搬送装置の前記第２の対向側部に近接している推進及び浮揚巻線の各々から垂直方向にオフセットしていることを特徴とする駆動システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の駆動システムであって、前記制御システムが、前記推進巻線を駆動して前記搬送装置の前記互いに反対にある側部に平行な推進力を生成し、かつ前記浮揚巻線を駆動して前記推進力と垂直な浮揚力を生成する制御電子機器を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項１１】
請求項８に記載の駆動システムであって、前記制御システムが、前記推進巻線を駆動して前記推進及び浮揚力と直交している第１の案内力を生成し、かつ前記浮揚巻線を駆動して前記第１の案内力と反対方向の第２の案内力を生成する制御電子機器を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項１２】
請求項８に記載の駆動システムであって、前記制御システムが、前記推進巻線を駆動して前記推進及び浮揚力と直交する第１及び第２の対向する案内力を生成する制御電子機器を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項１３】
請求項８に記載の駆動システムであって、前記制御システムが、前記推進及び浮揚巻線を駆動して、ローレンツ力として推進及び浮揚力を生成する制御電子機器を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項１４】
請求項８に記載の駆動システムであって、前記制御システムが、前記推進及び浮揚巻線を駆動して、マクスウェル力として案内力を生成する制御電子機器を含むことを特徴とする駆動システム。
【請求項１５】
処理装置であって、
搬送チャンバと、
前記搬送チャンバと連通結合している少なくとも１つの処理モジュールと、
前記搬送チャンバと前記処理モジュールとの間でワークピースを搬送する搬送装置と、
前記搬送チャンバを通して前記搬送装置を移動させるために磁力を提供する駆動システムと、を含み、
前記駆動システムが、
前記搬送装置に接続されている複数の永久マグネットと、
前記複数の永久マグネットのうちの少なくとも１つの磁界に曝されている複数の固定巻線と、
前記固定巻線に電圧を加えて前記搬送装置に磁力を提供する制御システムと、
前記搬送装置の少なくとも片側に近接して設けられて、前記固定巻線によって提供されかつ前記搬送装置に対しその浮揚の方向において作用する前記磁力から独立して前記搬送装置の浮揚、ピッチ及びロールの受動的安定化をもたらす強磁性コンポーネントと、を含むことを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６０／３９７，８９５号の利益を主張する米国特許出願第１０／６２４，９８７号（出願日２００３年７月２２日）の一部継続出願であり、これら両方の全体が参照することによって本明細書に含まれている。
【背景技術】
【０００２】
本明細書に記載されている実施例及び方法は、基板処理装置に関し、特に、直交（cartesian）配置で相互接続されているチャンバを有する基板処理装置に関する。
【０００３】
新しい電子デバイスへの消費者の欲求に必然的に影響を与える要因の１つは、デバイスの値段である。反対に、新しいデバイスのコストが安くなることでその値段が下がり得る場合、新しい電子デバイスに対する消費者の欲求において、有益な効果が達成されるだろう。電子デバイスの製造コストの重要な部分は、電子部品の製造において使用されるような半導体基板、またはディスプレイの製造に使用されるパネルの製造及び処理から始まる電子機器の製造のコストである。基板処理のコストは、処理装置のコスト、処理装置が置かれる設備のコストによって部分的に影響を受け、処理装置のスループット（単価に大きな影響を与える）によって大部分の影響を受ける。すぐに理解されるように、処理装置のサイズ自体が上述の要因の全てに影響する。しかし、従来の処理装置は、サイズ低減に関して限界に達していた。さらに、従来の処理装置は、単位毎のスループットの増加に対しても限界に達していた。例えば、従来の処理装置は、放射状の処理モジュール配置を使用していた。従来の基板処理装置の平面略図が、図１に示されている。見てわかるように、図１の装置の処理モジュールは、処理装置の搬送チャンバの周りに放射状に配されている。従来の２または３軸の移動装置（例えば、Ｚ、θ、Ｔ軸）である搬送装置が搬送チャンバの中央に配されて、処理モジュール間で基板が搬送される。図１から理解されるように、従来の処理装置のスループットは、搬送装置のハンドリングレート（handling rate）によって制限されていた。換言すれば、従来の装置によれば、スループットは、単に装置に処理モジュールを追加することだけでは向上させられないのである。なぜならば、搬送装置がハンドリングレートの限界に達すると、これがスループットの律速因子になるからである。本開示の実施例の構造及び技術は、以下でさらに説明される従来技術の問題を克服する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの実施例によれば、搬送装置の駆動システムは、搬送装置に接続された複数の永久マグネット、複数の永久マグネットのうちの少なくとも１つの磁界に曝されている複数の固定巻線、固定巻線に電圧を加えて搬送装置上に磁力をもたらす制御システム、及び搬送装置の少なくとも一方の側部に近接しており、搬送装置の浮揚、ピッチ及びロールの受動的安定化をもたらす強磁性コンポーネント配列（すなわち群）を含む。
【０００５】
他の実施例によれば、処理装置は、搬送チャンバ、搬送チャンバに連通結合されている少なくとも１つ処理チャンバ、搬送チャンバと処理モジュールとの間でワークピースを搬送する搬送装置、及び搬送チャンバの中を通って搬送装置を移動させるために磁力をもたらす駆動システムを含む。駆動システムは、搬送装置に接続されている複数の永久マグネット、当該複数の永久マグネットの少なくとも１つの磁界に曝されている複数の固定巻線、固定巻線に電圧を加えて搬送装置に磁力をもたらす制御システム、及び搬送装置の少なくとも一方の側部に近接しており、搬送装置の浮揚、ピッチ及びロールの受動的安定化をもたらす強磁性コンポーネントの配列を含む。
【０００６】
本開示の実施例の上述の態様及び他の特徴は、添付の図面とともに理解される以下の記述においてに説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、従来技術による基板処理装置の平面略図である。
【図２】図２は、第１の実施例による基板処理装置の平面略図である。
【図３】図３は、他の実施例による基板処理装置の平面略図である。
【図４】図４は、さらに他の実施例による基板処理装置の平面略図である。
【図５】図５は、さらに他の実施例による基板処理装置の平面略図である。
【図６】図６は、さらに他の実施例による基板処理装置の平面略図である。
【図７】図７は、他の実施例による２つの基板処理装置を有する基板処理システムの平面略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、さらに他の実施例による基板処理システムの平面略図である。
【図８】図８は、他の従来の基板処理装置の平面略図である。
【図９】複数の従来の処理装置及びストッカーを含む従来の基板処理システムの平面略図である。
【図１０】図１０は、基板処理装置のプラテン駆動システムの端面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、基板処理装置の他のプラテン駆動システムの端面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、基板処理装置の他のプラテン駆動システムの断面図（図１１Ａの１１Ｂ−１１Ｂ線に沿った断面）である。
【図１２】図１２は、装置の他の実施例による基板処理装置の例示のカートの上面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、図１２の例示のカートの伸張状態の他の上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２に示された例示のカートの装置のチャンバの一部内での端面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、装置の他の実施例による駆動システム及び搬送カートを有する装置のチャンバの一部の上面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、チャンバ及びカートの図１３Ａの１３Ｂ−１３Ｂ線に沿った断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、チャンバ及びカートの図１３Ｂ内の１３Ｃ−１３Ｃ線に沿った他の断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、装置の例示の駆動システムの回路図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図２の装置に使用されるカートの他の実施例の端面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、駆動システムの軸の偏向Ｚと復元力Ｆとの間の関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、他の実施例による装置の半導体ワークピース搬送カートの斜視図を示している。
【図１６】図１６は、他の実施例による装置の半導体ワークピース搬送カートの分解立面図である。
【図１７】図１７は、他の実施例による搬送カートの斜視図である。
【図１８】図１８は、図２の搬送装置の一部及び装置のワークピースチャック回転デバイスの断面図である。
【図１９】図１９は、ワークピースチャック回転デバイス及び搬送カートを有する装置の搬送カートの立面図である。
【図２０】図２０は、図１９と異なった状態におけるワークピースチャック回転デバイス及び搬送カートを有する装置の搬送カートの立面図である。
【図２１】図２１は、さらに他の実施例によるチャック回転デバイスの他の立面略図である。
【図２２】図２２は、装置の搬送カートのさらに他の実施例の上面略図である。
【図２３】図２３は、装置の搬送カートのさらに他の実施例の立面略図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、２つの異なった状態のうちの一方の状態における搬送アームを伴う図２２の搬送カートの他の上面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、２つの異なった状態のうちの他方の状態における搬送アームを伴う図２２の搬送カートの他の上面図である。
【図２４】図２４は、搬送カートの他の実施例の立面略図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、３つの状態のうちの１の状態におけるカートの搬送アームリンケージを伴う図２４の搬送カートの平面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、３つの状態のうちの１の状態におけるカートの搬送アームリンケージを伴う図２４の搬送カートの平面図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、３つの状態のうちの１の状態におけるカートの搬送アームリンケージを伴う図２４の搬送カートの平面図である。
【図２５】図２５は、搬送カートのさらに他の実施例の立面略図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、３つの状態のうちの１の状態におけるカートの搬送アームリンケージを伴う図２５の搬送カートの平面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、３つの状態のうちの１の状態におけるカートの搬送アームリンケージを伴う図２５の搬送カートの平面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、３つの状態のうちの１の状態におけるカートの搬送アームリンケージを伴う図２５の搬送カートの平面図である。
【図２６】図２６は、装置のコントローラ内のシステム制御ソフトウェアを示す図である。
【図２７】図２７は、搬送装置の駆動システムの実施例を示す図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、搬送装置の片側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、搬送装置の片側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、搬送装置の片側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図２８Ｄ】図２８Ｄは、搬送装置の片側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、搬送装置の両側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、搬送装置の両側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図２９Ｃ】図２９Ｃは、搬送装置の両側に沿った推進巻線を有する駆動システムの実施例を示す図である。
【図３０】図３０は、推進巻線のセット及びリフト巻線のセットを有する実施例を示す図である。
【図３１】図３１は、異なった増幅器構成によって駆動される推進巻線のセット及びリフト巻線のセットを有する他の実施例を示す図である。
【図３２】図３２は、異なった増幅器構成によって駆動される推進巻線のセット及びリフト巻線のセットを有するさらに他の実施例を示す図である。
【図３３】図３３は、推進巻線の２つのセット及びリフト巻線の３つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、推進巻線の２つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、推進巻線の２つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３４Ｃ】図３４Ｃは、推進巻線の２つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３４Ｄ】図３４Ｄは、推進巻線の２つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３５Ａ】図３５Ａは、推進巻線の４つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、推進巻線の４つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３６】図３６は、推進巻線の４つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３７】図３７は、個別の増幅器チャンネルによって駆動される推進巻線の４つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３８】図３８は、個別の増幅器チャンネルによって駆動される推進巻線の４つのセット及びリフト巻線の４つのセットを使用する実施例を示す図である。
【図３９Ａ】図３９Ａは、搬送装置上のデバイスの作動をもたらす磁力プラテン配列を示す図である。
【図３９Ｂ】図３９Ｂは、搬送装置上のデバイスの作動をもたらす磁力プラテン配列を示す図である。
【図３９Ｃ】図３９Ｃは、搬送装置上のデバイスの作動をもたらす磁力プラテン配列を示す図である。
【図４０】図４０は、ロータのペアを含む実施例を示す図である。
【図４１】図４１は、搬送装置上の受動的な力をもたらす強磁性レールのグリッドを示す図である。
【図４２】図４２は、搬送装置上の受動的な力をもたらす他の機構を示す図である
【図４３Ａ】図４３Ａは、一緒に使用される様々な巻線及びマグネットパターンを示す図である。
【図４３Ｂ】図４３Ｂは、一緒に使用される様々な巻線及びマグネットパターンを示す図である。
【図４３Ｃ】図４３Ｃは、一緒に使用される様々な巻線及びマグネットパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図２を参照すると、開示される実施例の特徴を包含する基板処理装置１０の平面略図が示されている。開示される実施例は、図面を参照して説明されるが、この開示される実施例は多くの代替態様の実施例を含んでいることが理解されるべきである。さらに、任意の適切なサイズ、形状またはタイプのエレメントまたは材料が使用され得る。
【０００９】
基板処理装置１０は、図２に示されているように多数のロードポート１２を有するＥＦＥＭ（environmental front end module）１４に接続されている。ロードポート１２は、従来のＦＯＵＰキャニスタ等の多数の基板格納キャニスタを支持可能である（任意の他の適切なタイプのキャニスタも提供され得る）。ＥＦＥＭ１４は、以下でさらに説明される処理装置に接続されているロードロック１６を介して処理装置と連通している。ＥＦＥＭ１４（大気中に開放されていてもよい）は、ロードポート１２からロードロック１６に基板を搬送可能である基板搬送装置（図示せず）を有する。ＥＦＥＭ１４は、基板アラインメント機能、バッチハンドリング機能、基板及びキャリア識別機能、または他の機能をさらに含んでいてもよい。代替実施例において、ロードロック１６は、ロードロックがバッチハンドリング能力を有している場合かまたはロードロックがＦＯＵＰから当該ロックに直接ウェハを搬送する機能を有している場合等に、ロードポート１２と直接連結していてもよい。このような装置のいくつかの例は、米国特許第６，０７１，０５９号、第６，３７５，４０３号、第６，４６１，０９４号、第５，５８８，７８９号、第５，６１３，８２１号、第５，６０７，２７６号、第５，６４４，９２５号、第５，９５４，４７２号、第６，１２０，２２９号、及び米国特許出願シリアル番号第１０／２００，８１８号（出願日２００２年７月２２日）に開示されており、これらの全ては、全体を参照することによって本明細書に包含されている。代替実施例において、他のロックが選択されてもよい。
【００１０】
図２を引き続き参照すると、上述のように半導体基板（例えば、２００／３００ｍｍウェハ）、フラットパネルディスプレイのためのパネル、または任意の他の所望の種類の基板の処理に使用されてもよい処理装置１０は、通常、搬送チャンバ１８、処理モジュール２０、及び少なくとも１つの基板搬送装置２２を含んでいる。示された実施例における基板搬送装置２２は、チャンバ１８と一体化されている。この実施例において、処理モジュールは、チャンバの両側に設けられている。他の実施例において、処理モジュールは、例えば、図４に示されている様にチャンバの片側に設けられていてもよい。図２に示されている実施例において、処理モジュール２０は、列Ｙ１、Ｙ２または垂直平面において互いに対向して設けられている。他の代替実施例において、処理モジュールは、搬送チャンバの互いに反対にある側部において交互に（ジグザグに）配されるか、または互いに対して垂直方向に積み重ねられてもよい。搬送装置２２は、チャンバ内を移動させられてロードロック１６及び処理チャンバ２０との間で基板を搬送させられるカート２２Ｃを有する。示されている実施例においては、カート２２Ｃのみが提供されているが、代替実施例においては、複数のカートが提供されてもよい。図２に見られるように、搬送チャンバ１８（内部が、真空もしくは不活性雰囲気、もしくは単に清浄環境、またはこれらの組み合わせにされている）は、１つの配置を有しており、実質的に平行垂直平面または列にて配されているモジュールを使用する新規の直交配置で、処理モジュールがチャンバ１８に設けられることを可能とする新規の基板搬送装置２２を使用する。このことは、図１及び図２から明らかなように、比較対象の従来の処理装置（すなわち、同数の処理モジュールを有する従来の処理装置）よりもコンパクトな設置面積（footprint）の処理装置１０をもたらす。さらに、搬送チャンバ１８は、任意の所望の長さで提供されて、任意の所望の数の処理モジュールが追加され、以下にさらに詳細に説明されるように、スループットが増加させられることが可能であってもよい。搬送チャンバは、その内部に、任意の所望の数の搬送装置を支持可能であってもよく、搬送装置が互いに干渉することなく搬送チャンバにおける任意の所望の処理チャンバに到達することを可能にしてもよい。このことは、実際、搬送装置のハンドリング能力から処理装置のスループットを切り離すので、処理装置のスループットは、ハンドリングによって制限されるよりも処理によって制限されるようになる。従って、スループットは、処理モジュール及び同一のプラットフォームにおいて対応するハンドリング能力を追加することによって、要望通りに増加させられ得る。
【００１１】
引き続き図２を参照すると、この実施例において、搬送チャンバ１８は、全体として矩形状であるが、代替実施例において、搬送チャンバは他の適切な形状でもよい。チャンバ１８は、細長い形状（すなわち、長さが幅よりも非常に長い）であり、その中に全体として直線の搬送経路を有している。チャンバ１８は、長手方向側壁１８Ｓを有している。側壁１８Ｓは、それを通り抜けて形成されている搬送開口部すなわち搬送ポート１８０を有している。搬送ポート１８０は、基板が搬送チャンバの中へかつその外へ当該ポートを通り抜けることを許容する（バルブを通り抜けるのを可能とする）のに十分な大きさにされている。図２に見られるように、この実施例における処理モジュール２０は、側壁１８ｓの外側に設けられ、処理モジュールの各々は、搬送チャンバ内の対応する搬送ポートにアラインメントされている。理解されるように、処理モジュール２０の各々が対応する搬送開口部の周辺部の周りでチャンバ１８の側部１８Ｓに対して封止されて、搬送チャンバ内の真空が維持されている。処理モジュールの各々はバルブを有し、当該バルブは、必要な場合には、任意の適切な手段によって制御されて搬送ポートを閉鎖する。搬送ポート１８０は、同一の水平面に配されていてもよい。従って、チャンバにおける処理モジュールも、同一の水平面内にアラインメントされる。代替実施形態において、搬送ポートは、異なった水平面内に配されていてもよい。図２に見られるように、この実施例において、ロードロック１６は、２つの最前面の搬送ポート１８０において、チャンバ側部１８Ｓに設けられている。このことは、ロードロックを処理装置の前面にてＥＦＥＭ１４に近接させることを可能にする。代替実施例において、ロードロックは、例えば、図４に示されているような搬送チャンバの他の搬送ポートのいずれに配されてもよい。搬送チャンバの６面体形状は、チャンバの長さが要求通りに選択されて、要求通りの数の処理モジュールの列が設けられることを可能にする（例えば、図３、５、６−７Ａは、搬送チャンバ長さが任意の数の処理モジュールが設けられるようになされている他の実施例を示している）。
【００１２】
上述のように、図２に示されている搬送チャンバ１８は、単一のカート２２Ｃを有する１つの基板搬送装置を有している。搬送装置２２は、カート２２Ｃをチャンバ内において前部１８Ｆと後部１８Ｂとの間で前後に並進移動させるためにチャンバと一体化されている。搬送装置２２は、１または複数の基板を保持するエンドエフェクタを有するカート２２Ｃを有している。搬送装置２２のカート２２Ｃは、エンドエフェクタを伸展及び格納する多関節アームまたは可動搬送機構２２Ａを有して、処理モジュールまたはロードロック内で基板を取り上げるかまたは解放する。処理モジュール／ロードポートから基板を取り上げるかまたはそこで解放するために、搬送装置２２は、所望のモジュール／ポートとアラインメントされて、アームが対応するポート１８０を通って伸展／格納されて、エンドエフェクタが基板の取り上げ／解放のためにモジュール／ポート内部で位置決めされてもよい。
【００１３】
図２に示されている搬送装置２２は、代表的な搬送装置であり、直線支持／駆動レールによって支持されているカート２２Ｃを含んでいる。搬送装置は、以下でさらに詳細に説明される。直線支持／駆動レールは、搬送チャンバの側壁１８Ｓ、床部、または搬送チャンバの天井部に設けられていてもよく、チャンバの長さだけ伸張していてもよい。このことは、カート２２Ｃ、すなわち装置がチャンバの長さだけ往復することを可能にする。カートは、アームを支持するフレームを有する。フレームは、キャスターマウントまたはプラテン２２Ｂも支持し、これらはフレームと共にまたはフレームと相対的に移動する。以下にさらに説明するように、シーケンシャルシンクロナスリニアモータ（sequential synchronous linear motor）３０は、プラテン２２Ｂを駆動し、従ってレールに沿ってカート２２Ｃを駆動する。リニアモータ３０は、搬送チャンバの床部または側壁１８Ｓに配されてもよい。以下でわかるように、バリアがモータの巻線とプラテンの動力部との間に配されて、チャンバの内部から巻線が隔離されてもよい。全体として、リニアモータは、多数の駆動ゾーンを含んでいてもよい。この駆動ゾーンは、搬送チャンバに沿っており、アーム２２Ａが伸展／格納される位置に配されている（すなわち、この実施例にモジュール／ポートにおける列Ｙ０−Ｙ２に配されている）。駆動ゾーンの数及び密度は、カート毎のプラテンの数、チャンバ毎のモータの数、処理モジュールの数または交換位置の数等に基づいている。この実施例において、アームは、適切なリンケージ／伝達機構によってプラテン２２Ｂに動作可能に接続されているので、プラテンが駆動モータによって互いに相対的に移動させられると、アームが伸展されるかまたは格納される。例えば、プラテンがレールに沿って離れるように移動させられるとアームが左に伸展し、互いに近づくように逆に移動させられるとアームは左から格納されるように伝達機構が構成されてもよい。プラテンは、アーム２２Ａが右へ伸展／右から格納されるように、リニアモータによって適切に動作させられてもよい。リニアモータを使用したスライドレールに亘ったプラテンの移動の制御、及び、プラテン及びカート並びにアームの伸展／格納位置の位置検出は、国際公開公報第ＷＯ９９／２３５０４号、９９／３３６９１号、０１／０２２１１号、０１／３８１２４号、及び０１／７１６８４によってなされ、これらは全体を参照することによって本明細書に包含されている。理解されるように、プラテンは、搬送チャンバの内部の長手方向にカート／装置全体を移動させるために、１つの方向に一体的に駆動されてもよい。
【００１４】
図３は、全体として装置１０と同様の他の実施例の処理装置１０′を示している。この実施形態において、搬送チャンバ１８′は、２つの搬送装置１２２Ａ、１２２Ｂを有している。搬送装置１２２Ａ、１２２Ｂは、上述の実施例の装置２２と実質的に同一である。搬送装置１２２Ａ、１２２Ｂの両方は、上述のように、長手方向スライドレールの共通セットによって支持されていてもよい。各々の装置に対応しているカートのプラテンは、同一のリニアモータ駆動装置によって駆動されてもよい。リニアモータの異なった駆動ゾーンが各々のカート上の個別のプラテンの独立した駆動を可能にするので、個別のカート１２２Ａ、１２２Ｂの各々の独立駆動も可能にされる。従って、理解されるように、各々の装置のアームは、上述の態様と同様の態様にて、リニアモータを使用して独立的に伸展／格納されることが可能である。しかし、この場合、基板搬送装置１２２Ａ、１２２Ｂは、分離したスライドシステムが使用されない限り、搬送チャンバ内で互いにすれ違うことができない。従って、搬送装置が互いに干渉することを回避する順序で処理モジュールにおいて処理されるように基板が搬送され得るよう、処理モジュールが搬送チャンバの長さに沿って配される。例えば、コーティングのための処理モジュールが加熱モジュールの前に配されてもよく、冷却モジュール及びエッチングモジュールが最後に配されてもよい。
【００１５】
しかし、搬送チャンバ１８′は、２つの搬送装置が互いにすれ違うことを可能にする他の搬送ゾーン１８Ａ、１８Ｂ（サイドレール、バイパスレール、またはレールを必要としない磁気的に支持されるゾーンと同種のもの）を有してもよい。この場合、他の搬送ゾーンは、処理モジュールが配されている水平面（１または複数）の上または下に配されてもよい。この実施例において、搬送装置は、搬送装置の各々に対する２つのスライドレールを有している。一方のスライドレールが搬送チャンバの床部または側壁に配されていてもよく、他方のスライドレールがチャンバの天井部に配されていてもよい。代替実施例において、カートを駆動すると同時に支持するリニア駆動システムが使用されてもよく、カートは、水平方向及び垂直方向に独立的に移動可能であり、互いに独立してすれ違うかまたは基板を搬送することが可能にされる。電気巻線を使用する全ての実施例において、これらの巻線は、例えば、水蒸気を除去する場合のようにガス抜きのためにチャンバが加熱されることが必要な場合、抵抗ヒータとして使用されてもよい。この場合、搬送装置の各々は、専用の駆動モータ、または上述と同様にカートが存在する専用の駆動ゾーンによって駆動されてもよい。
【００１６】
図６及び図７を参照すると、他の実施例による他の基板処理装置が示されている。図６及び図７に見られるように、これらの実施例の搬送チャンバは、追加の処理モジュールが提供されるように伸長させられる。図６に示されている装置は、搬送チャンバに接続された１２個の処理モジュールを有しており、図７（２つの装置が示されている）に示されている装置の各々は、搬送チャンバに接続されている２４の処理モジュールを有する。これらの実施例に示されている処理モジュールの数は単なる例示であり、装置は、上述のように、任意の他の数の処理モジュールを有していてもよい。これらの実施例の処理モジュールは、上述の配置と同様の直交配置にて搬送チャンバの側面に沿って配されている。しかし、この場合の処理モジュールの列の数は、大きく増加させられている（例えば、図６の装置においては６列、図７の装置の各々においては１２列）。図６の実施例においては、ＥＦＥＭが除去され、ロードポートは、ロードロックに直接結合されていてもよい。図６及び７の装置の搬送チャンバは、複数の搬送装置を有して（すなわち、図６の場合では３つの装置、図７の場合では６つの装置）、ロードロックと処理チャンバとの間で基板をハンドルしている。示されている搬送装置の数は、単に例示であり、さらに多いかまたはさらに少ない装置が使用されてもよい。これらの実施例の搬送装置は、上述の装置と全体として同様であり、アーム及びカートを含んでいる。しかし、この場合、カートは、搬送チャンバの側壁のゾーン分けされたリニアモータ駆動装置によって支持されている。この場合のリニアモータ駆動装置は、２つの直交軸内（すなわち、搬送チャンバの長手方向かつ搬送チャンバの垂直方向）のカートの並進移動を提供する。従って、搬送装置は、搬送チャンバ内で互いに通り過ぎることが可能である。搬送チャンバは、処理モジュールの平面（１または複数）の上及び／または下にある「通過」または搬送領域を有していてもよく、当該領域を用いて、搬送装置は、静止した搬送装置（すなわち、処理モジュール内で基板を取り上げ／解放している搬送装置）または逆方向に移動している搬送装置を避けるような経路を通されてもよい。理解されるように、基板搬送装置は、複数の基板搬送装置の移動を制御するコントローラを有する。
【００１７】
引き続き図７を参照すると、この場合、基板処理装置１８Ａ及び１８Ｂは、ツール３００に直接結合されていてもよい。
【００１８】
図３、５及び６−７から理解されるように、搬送チャンバ１８は、処理設備全体を移動する要求の通りに伸張させられていてもよい。図７に見られかつ以下にさらに詳細に説明されるように、搬送チャンバは、処理設備Ｐ内の保管室、リソグラフィツール、金属付着ツール、または任意の他の適切なツールベイ等の様々なセクションまたはベイ１８Ａ、１８Ｂに接続かつ連通させられていてもよい。搬送チャンバ１８によって相互に接続されているベイは、処理ベイとしてまたは処理装置１８Ａ、１８Ｂとして構成されていてもよい。ベイの各々は、所望のツールを有し、半導体ワークピースにおいて製造処理をなす所望のツール（例えば、リソグラフィツール、金属付着ツール、加熱ツール、洗浄ツール）を有する。どの場合においても、搬送チャンバ１８は、上述のように、搬送チャンバ１８に連通結合されている製造ベイ内の様々なツールに対応する処理モジュールを有し、チャンバと処理モジュールとの間での半導体ワークピースの搬送を可能にする。従って、搬送チャンバは、搬送チャンバに接続されている様々な処理モジュールの環境に対応する、大気、真空、超高真空、不活性ガス、または任意の他の条件等の異なった環境条件を、その長さに亘って内包し得る。従って、所定の処理装置もしくはベイ１８Ａ、１８Ｂ内またはベイの一部内のチャンバのセクション１８Ｐ１が、例えば、１つの環境条件（例えば、大気環境）を有してもよく、チャンバの他のセクション１８Ｐ２、１８Ｐ３が、異なった環境条件を有してもよい。上述のように、異なった環境を内包しているチャンバのセクション１８Ｐ１、１８Ｐ２、１８Ｐ３は、設備の異なったベイの中にあってもよく、全てが設備の１つのベイの中にあってもよい。図７は、異なった環境を有する３つのセクション１８Ｐ１、１８Ｐ２、１８Ｐ３を有するチャンバ１８を、例示のみの目的で示している。この実施例において、チャンバ１８は、所望数の異なった環境を有する所望数のセクションを有していてもよい。
【００１９】
図７に見られるように、装置１２２Ａと同様の、チャンバ１８内の搬送装置は、異なった環境を包含しているチャンバのセクション１８Ｐ１、１８Ｐ２、１８Ｐ３の間を移動可能である。従って、図７から理解されるように、搬送装置１２２Ａは、処理設備の１つのプロセスまたはベイ１８Ａ内のツールから、処理設備の他のプロセスまたはベイ１８Ｂ内の異なった環境を有する他のツールまで半導体ワークピースを、ワンピック（one pick）で移送する。例えば、搬送装置１２２Ａは、搬送チャンバ１８のセクション１８Ｐ１内の大気環境モジュール、リソグラフィ、エッチングまたは任意の他の所望の処理モジュールでもよい処理モジュール３０１内で基板を取り上げてもよい。その後、搬送装置１２２Ａは、図７の矢印Ｘ３によって示された方向に、チャンバのセクション１８Ｐ１からセクション１８Ｐ３まで移動してもよい。セクション１８Ｐ３において、搬送装置１２２Ａは、任意の所望の処理モジュールあってもよい処理モジュール３０２内に基板を配置してもよい。
【００２０】
図７から理解されるように、搬送チャンバはモジュール式であり、チャンバモジュールは、要求に応じて接続されてチャンバ１８が形成される。モジュールは、図２の壁１８Ｂ、１８Ｆと同様の内部壁１８Ｉを含んで、チャンバのセクション１８Ｐ１、１８Ｐ２、１８Ｐ３、１８Ｐ４を分離してもよい。内部壁１８Ｉは、スロットバルブ、または任意の他の適切なバルブであって、チャンバの１つのセクション１８Ｐ１、１８Ｐ４が１または複数の隣接しているセクションと連通することを可能にするバルブを含んでもよい。スロットバルブ１８Ｖは、１または複数のカートがバルブを通過して一方のセクション１８Ｐ１、１８Ｐ４から他方のセクションに移動可能であるようにサイズ決めされてもよい。このようにして、カート１２２Ａは、チャンバ１８全体の任意の位置に移動してもよい。バルブが閉じられてチャンバのセクション１８Ｐ１、１８Ｐ２、１８Ｐ３、１８Ｐ４が隔離されてもよいので、異なったセクションは、上述の様に異なった環境を包含してもよい。さらに、チャンバモジュールの内部壁は、図７に示されているようにロードロック１８Ｐ４を形成するように配されてもよい。ロードロック１８Ｐ４（例示のために図７に１つだけ示されている）は、要求通りにチャンバ１８内に配されてもよく、その中に任意の所望の数のカート１２２Ａを保持してもよい。
【００２１】
図７に示されている実施例において、処理装置１８Ａ及び１８Ｂは、エッチング等の同一の処理装置であってもよく、処置装置１８Ａ及び１８Ｂは、ストッカーであるツール３００と組み合わせて、ＡＭＨＳを介してストッカーから個別の処理ツールまでＦＯＵＰを搬送すること及びＥＦＥＭを介して処理ツールの各々に個別のウェハを搬送することに関連する材料ハンドリングオーバーヘッド（material handling overhead）無しに、同数の基板を処理可能である。代わりに、ストッカー内にあるロボットがＦＯＵＰを直接ロードポート（ツール毎に３つ示されているが、スループット要求に応じてさらに多くのまたはさらに少ないロードポートが提供されてもよい）に搬送する。ここで、ウェハは、所望の処理及び／またはスループット要求に応じてロック内に移動されて、それらの処理モジュール（１または複数）の各々に送り出されるバッチである。この態様にて、定常状態様式で、図７の装置及び図９の装置は同一のスループットを有するが、図７の装置は、より低いコスト、より小さな設置面積、より少ないＷＩＰ（処理中の作業）要求（従って、より少ないインベントリ（inventory））及び（単一のキャリアロット（すなわち「ホットロット」）を処理するための時間をみた場合の）より迅速なターンアラウンド（turnaround）で同一のスループットを有し、設備のオペレータに著しい利益をもたらす。ツール１８Ａ及び１８Ｂまたはストッカー３００は、要求に応じて、計量機能、ソート機能、材料識別機能、テスト機能、検査機能（箱を置く・・・（put boxes..））等をさらに有して、基板を効果的に処理及びテストしてもよい。
【００２２】
図７に示されている実施例において、より多いかまたはより少ない処理装置１８Ａ及び１８Ｂが提供されてもよく、これらは、エッチング、ＣＭＰ、銅付着、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の異なった処理装置であり、ここで、処置装置１８Ａ、１８Ｂ等は、フォトリソグラフィセル等であるツール３００と組み合わせられて、ＡＭＨＳを介してＦＯＵＰをストッカーから個別の処理ツールベイ及びリソグラフィベイに搬送すること及びＥＦＥＭを介して個別のウェハを処理ツールの各々に搬送することに関連する材料ハンドリングオーバーヘッドなしに、図９に示されている例示の複数の装置と同数の基板を処理可能である。代わりに、リソグラフィセル内の自動化は、ＦＯＵＰ、基板または材料をロードポート（処理タイプ毎に３つ示されているが、スループット要求に応じてさらに多くまたはさらに少ないロードポートが提供され得る）に直接搬送し、ここで、基板は、所望のプロセス及び／または要求されたスループットに応じた処理の各々に送られる。このような代替例は、図７Ａに示されている。この態様にて、図７の装置は、より少ないコスト、より小さい設置面積、より少ないＷＩＰ要求（従って、より少ないインベントリ（inventory））、（単一のキャリアロット（すなわち「ホットロット」）を処理するための時間をみた場合の）より迅速なターンアラウンド（turnaround）、及びより高い汚染防止度を有し、設備のオペレータに著しい利益をもたらす。ツール１８Ａ、１８Ｂまたはツールもしくはセル３００は、計量機能、ソート機能、材料識別機能、テスト機能、検査機能（箱を置く・・・（put boxes..））等を要求に応じてさらに有して、基板を効果的に処理しかつテストしてもよい。図７から理解されるように、処理装置１８Ａ、１８Ｂ、及びツール３００は、共通のコントローラ環境（例えば、不活性雰囲気、または真空）を共有するように組み合わせられてもよい。このことは、基板がツール３００から及び装置１８Ａ、１８Ｂ内の処理全体に亘って１つの制御された環境内にとどまることを保証する。このことは、図８に示されている従来の装置構成におけるような、ＦＯＵＰの特別な環境制御の使用を除外する。
【００２３】
ここで図７Ａを参照すると、図７に示されている実施例の特徴を含む、例示の製造設備レイアウト６０１が示されている。カート２２Ａ、１２２Ａと同様のカート４０６は、基板またはウェハを、生産設備内の処理ステップを通して、搬送チャンバ６０２、６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０、６２４、６２６の中を通り抜けて搬送する。処理ステップは、エピタキシャルシリコン６３０、誘電体堆積６３２、フォトリソグラフィ６３４、エッチング６３６、イオン注入６３８、急速熱処理６４０、計量６４２、誘電体堆積６４４、エッチング６４６、金属付着６４８、電気メッキ６５０、化学機械研磨６５２を含んでもよい。代替実施例において、さらに多いかまたはさらに少ない処理（エッチング、金属付着、加熱及び冷却等）が、同一のシーケンス内に含まれるかまたは組み合わされてもよい。上述のように、カート４０６が同一のモジュールにおいて処理後のウェハを取り上げて未処理のウェハを配置する場合におけるように、カート４０６は、単一のウェハまたは複数のウェハを担持可能であってもよく、搬送能力を有していてもよい。カート４０６は、直接的なツール間搬送、ベイ間搬送、または処理装置間搬送のために、隔離バルブ６５４を通り抜けて移動可能であってもよい。バルブ６５４は、所定のバルブ６５４の両側の圧力差、ガス種の差異に応じて、封止バルブまたは単純なコンダクタンスバルブであってもよい。この態様にて、ウェハまたは基板は、１つの処理ステップから次の処理ステップに、単一のハンドリングステップまたは「ワンタッチ」で搬送されてもよい。結果として、ハンドリングの故の汚染が最小化される。このような圧力またはガス類の相違の例は、一方が清浄な空気で他方が窒素、一方が粗真空であり他方が高真空、または一方が真空であり他方が窒素、等である。図７のチャンバ１８Ｐ４と同様のロードロック６５６は、一方の環境と他方の環境との間、例えば、真空と窒素またはアルゴンとの間、の移送のために使用される。代替実施例において、他の圧力またはガス種が、様々な組み合わせで提供される。ロードロック６５６は、単一のキャリアまたは複数のキャリアの移送が可能であってよい。代替的に、カートがバルブを通過することが望まれていない場合、基板（１または複数）は、シェルフ上のロードロック６５６内へ搬送されてもよいかまたは別の方法がとられてもよい。アラインメントモジュール、計量モジュール、洗浄モジュール、処理モジュール（エッチング、付着、研磨等）、熱調整モジュール他のような追加の機構６５８は、ロック６５６または搬送チャンバ内に組み込まれていてもよい。サービスポート６６０は、ツールからカートまたはウェハを除去するために提供されてもよい。ウェハまたはキャリアストッカー６６２、６６４は、ウェハを保存並びにバッファ処理及び／またはテストするために提供されてもよい。代替実施例において、カートがリソグラフィツールに直行する等の場合、ストッカー６６２、６６４は提供されなくともよい。他の例は、インデクサまたはウェハ保管モジュール６６６がツールセット上に提供される場合である。再循環ユニット６６８は、ツールセクション等の所定のセクションにおいて、空気またはガスを循環及び／または濾過するために提供されてもよい。再循環ユニット６６８は、ガスパージ（gas purge）、粒子フィルタ、化学フィルタ、温度制御部、湿度制御部、または他の機構を有して、処理されるガスを調整してもよい。所定のツールセクションにおいて、さらに多くのまたはさらに少ない循環及び／もしくはフィルタユニット、または調整ユニットが提供される。隔離ステージ６７０は、異なった処理またはツールセクションからカート及び／またはウェハを隔離するために提供され、カート及びまたはウェハは二次汚染され得ない。ロックまたは相互接続部６７２は、カートがジェネリックなワークスペース（generic workspace）内で、方位変更することなく取り上げまたは配置をしてもよい場合、カートの方位または方向を変更するために提供されてもよい。代替実施例または代替方法において、処理シーケンスまたは構成の任意の適切な組み合わせが提供され得る。
【００２４】
図１０を参照すると、１つの実施例による例示の単一軸プラテンドライブシステム３２０の端面図が示されている。駆動システム３２０は、図２、３及び７−７Ａに示されている搬送装置またはカート２２Ａ、１２２Ａ、４０６を駆動するために適切な駆動部の一例である。システム３２０は、プラテン３２４を駆動する固定巻線セットを有する。プラテン３２４は、レール３２８上をスライド可能なスライドブロック３２６上に支持されていてもよい。レール３２８は、搬送チャンバのベース３３０または側壁に結合されている。ベース３３０は、巻線３２２とプラテン３２４との間のバリア３３２を提供する。理解されるように、バリア３３２は、チャンバの内部環境から巻線３２２を隔離してもよい。巻線３２２は、ベース３３０に結合されている。プラテン３２４は、プラテン３２４と巻線３２２とを相互作用させるために、プラテン３２４に結合されているマグネット３３４を有してもよい。センサ３３６は、磁歪式ホール効果センサ（magneto-restrictive type hall effect sensor）であってもよく、プラテン３２４内のマグネットの存在を検出しかつ適切なコミュテーション（commutation）を判定するために提供されてもよい。さらに、センサ３３６は、プラテン３２４の精度の高い位置判定のために使用されてもよい。位置フィードバッグデバイス３４０は、正確な位置フィードバックのために提供されてもよい。デバイス３４０は、例えば、誘導式または光学式でもよい。例えば誘導式の場合、励磁源３４２が提供されてもよく、励磁源３４２は、巻線またはパターン３４６を励磁し、パターン３４６間のカップリングを介してレシーバ３４４と誘導的に元通りに結合する。相対位相及び増幅の関係は、プラテン３２４の位置の判定に使用されてもよい。ＩＲタグ等のカート識別タグ３４７は、ステーションによってカートｉｄが判定されるように適切なステーションに提供されるリーダ３４８と共に提供されてもよい。
【００２５】
ここで図１１Ａを参照すると、他の実施例によるプラテン駆動システム４００の端面図が示されている。図１１Ｂも参照すると、図１１Ａの１１Ｂ−１１Ｂ線に沿った駆動システム４００の断面図が示されている。以下にさらに説明されるように、システム４００は、プラテンまたはカート４０６の移動に影響を与えることが可能である（カート４０６は、上述のカートまたは搬送装置２２、１２２Ａと同様であってもよい）。システム４００は、対向する固定巻線セット４０２、４０４を有し、当該固定巻線セットがカート４０６を駆動する。巻線セット４０２、４０４は、二次元駆動アレイ（垂直方向４０８及び水平方向４１０）で巻かれている。代替実施例において、システム４００をシステム４００に対して９０°傾いている他の同様のシステムに結合することによって、追加のアレイが異なった方向で、例えば４２７、駆動カート４０６に提供され得る。このアレイは、複数のカートが独立して駆動可能なように、複数のゾーンにおいて駆動される。例として、ゾーン４２４が供給ゾーンであり得、ゾーン４２６が搬送ゾーンであり得、ゾーン４２８が返却ゾーンであり得る。ゾーンの各々にはサブゾーンがあり得、サブゾーンは、ゾーンの各々内で複数のカートを駆動可能にする。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないゾーンまたはサブゾーンが、任意の多数の組み合わせにて提供されてもよい。カート４０６は、巻線セット４０２、４０４によって生成された磁界によって支持され、巻線セット４０２と４０６との間の磁界をバイアスすることによって非接触の態様で位置決めされることが可能である。チャンバ４１２は、巻線セット４０２、４０４とカート４０６との間のバリア４１４として提供されてもよい。示されているように、巻線はゾーン４１６内に存在する。カート４０６は、巻線を有するプラテン４１８、４２０を有していてもよい。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないプラテンが提供されてもよい。センサのアレイは、プラテンまたはカート内のマグネットの存在を検出するために提供されてもよい、すなわち、プラテンに提供されて、適切なコミュテーション及び位置が判定されかつプラテン及びカートの高精度な位置判定がなされる。カート識別タグは、ステーションによってカートｉｄを判定するために、適切なステーションにおいて提供されるリーダと共に提供されてもよい。
【００２６】
図１２を参照すると、装置の他の実施例による処理装置１０のための例示のカート２２９の上面図が示されている。カート２２９は、上述されかつ図２、３及び７−７Ａに示されている搬送装置２２またはカート１２２Ａ、４０６と同様であってもよい。カート２２９は、軸方向経路１５０及び／またはラジアル経路１５２に沿って基板１４８を搬送可能であるとして示されている。カート２２９は、図１２に示されている経路１５４に沿って基板を移動することも可能である。カート２２９は、単純化のために二次元システムとして示されているが、代替実施例においては、例えば、ｚ動作（図示せず。紙面の内外にある。）または角度動作１５４等の追加の動作軸が提供され得る。カート２２９は、単純化のために単一の基板１４８をハンドリング可能であるとして示されている。しかし、代替実施例において、追加のハンドリング機能が提供され得る。例えば、カートは、基板が処理モジュールにおいて交換される（すなわち、第１の処理済み基板が取り上げられ、その後、第２の未処理基板が同一のカート２２９から同一の処理モジュールに配置される）ことが望まれる場合、第２の基板をハンドリングする機能を含んでいてもよい。
【００２７】
カート２２９は、フレーム１５６、エンドエフェクタ１５８及び第２のフレーム１６０を有している。スライド１６２は、フレーム１５６、エンドエフェクタ１５８、及び第２のフレーム１６０を拘束し、図示されているように、エンドエフェクタ１５８、及び第２のフレーム１６０は、フレーム１５６の左へまたは右へ直線経路１５２に沿って互いに相対的にスライド可能である。直線機構が示されているが、代替実施例において、任意の適切なアームシステム、例えば、図１７に示されて以下にさらに詳細に説明されるフレーム１５６に結合されたスカラタイプアーム、が使用されてもよい。基板１４７は、エンドエフェクタ１５８上に支持される。
【００２８】
ここで図１２Ａを参照すると、チャンバ（チャンバ１８及び６０２−６２６（図２−３及び７−７Ａ参照）と同様）の一部内の例示のカート２２９の上面図が示されている。カートは、例示のモジュール１６６内に伸展させられているエンドエフェクタ１５８を有する。モジュール１６６は、搬送チャンバに接続されているとして上述されたモジュールと同様であってもよい。カート２２９は、軸方向経路１５０及び／またはラジアル経路１５２に沿って基板１４８を搬送可能であるとして示されている。カート２２９は、フレーム１５６、エンドエフェクタ１５８及び第２のフレーム１６０を有する。スライド１６２は、フレーム１５６、エンドエフェクタ１５８、及び第２のフレーム１６０を拘束し、図示されているように、エンドエフェクタ１５８、及び第２のフレーム１６０は、フレーム１５６の左へまたは右へ直線経路１５２に沿って互いに相対的にスライド可能である。フレーム１５６は、その下面に、シンクロナスモータ１７０と相互作用する磁力プラテン１６８を有する。駆動プラテン１７２は、シンクロナスモータと相互作用する。駆動プラテン１７２は、フレーム１５６の下面に設けられ、ベアリング１７８を使用することによって、方向１５０と実質的に平行な方向１７６に沿ってフレーム１５６に対してスライド可能である。方向１５０にそったプラテン１６８及び１７２の同時動作は、カートが、方向１５２における動作無しに方向１５０における移動することを可能とする。フレーム１５６に対して方向１７６に沿ってプラテン１７２を移動させている際に、同時にプラテン１６８を固定することは、基板及びエンドエフェクタ１４８、１５８の方向１５２に沿ったラジアル動作を生起する。
【００２９】
方向１７６におけるプラテン１７２の直線動作は、第２のフレームの方向１５２に沿った直線動作に変換される。プーリ１８６は、フレーム１５６に回転自在に結合されており、プーリ１８８及び１８２を有する。プーリ１８２は、バンド１８４を用いてプラテン１７２に結合されているので、方向１８０に沿ったプラテン１７２の移動は、プーリ１８２を方向１９０に回転させ、逆方向の移動は逆方向の回転をもたらす。プーリ１９２及び１９４は、フレーム１５６に回転自在に結合されている。ケーブル１９６は、位置１９８においてプーリ１８８と結合されており、図示されているようにプーリ１９２の周りに巻き付けられ、かつ第２のフレーム上の２００において終端している。ケーブル２０２は、位置１９８においてプーリ１８８に結合されており、プーリ１８８の周りに反時計回りに巻き付けられており、図示されているようにプーリ１９４の周りに巻き付けられており、かつ第２のフレーム１６０上の２０４において終端している。この態様にて、方向１７６におけるプラテン１７２の直線動作が、方向１５２に沿った第２のフレーム１６０の直線動作に変換される。
【００３０】
方向１７６におけるプラテン１７２の直線動作及び方向１５２に沿った第２のフレーム１６０の変換された直線動作は、図示されているように、エンドエフェクタ１５８を方向１５２においてさらに伸展させる。プーリ２１０及び２１２は、第２のフレーム１６０に回転自在に結合されている。ケーブル２１４は、位置２１６においてエンドエフェクタ１５８に結合され、図示されているようにプーリ２１０の周りに巻き付けられ、かつフレーム１５６上の２１８において終端している。ケーブル２２０は、位置２２２においてエンドエフェクタ１５８に結合され、プーリ２１２の周りに巻き付けられ、かつフレーム１５６の２２４において終端している。この態様にて、方向１７６におけるプラテン１７２の直線動作は、方向１５２に沿った第２のフレーム１６０の直線動作に変換され、この動作が、図示されているように、方向１５２におけるエンドエフェクタ１５８のさらなる伸展にさらに変換される。ケーブルプーリの代わりに、プラテンとエンドエフェクタとの間の伝達機構は、任意の適切な材料によって形成されたベルト、バンドまたは任意の他の適切な伝達手段を使用してもよい。代替実施例において、適切なリンケージシステムがケーブルプーリの代わりに使用されて、プラテンからエンドエフェクタに動作が伝達されてもよい。図１２に実質的に示されている位置へのエンドエフェクタ１５８の格納は、同様であるが逆方向の態様にてなされる。さらに、図１２Ｂに示されている位置と反対方向の同様の位置へのエンドエフェクタ１５８の伸展は、プラテン１６８、１７２を、上述の移動と反対の態様で移動することによってなされる。
【００３１】
図１２Ｂを参照すると、例示の処理モジュール内に伸展させられる前のカート２２９の端面図が示されている。スライド２４０は、フレーム１５６を拘束して、図示されているように直線経路１５０に沿ってスライド可能にしている。フレーム１５６は、シンクロナスモータ１７０と相互作用する磁力プラテン１６８をフレーム１５６の下面に有する。駆動プラテン１７２は、シンクロナスモータ１７４と相互作用する。駆動プラテン１７２は、フレーム１５６の下面に設けられ、矢印１５０によって示されている方向（図１２参照）と実質的に平行な方向に沿って、フレーム１５６に対してスライド可能である。方向１５０に沿ったプラテン１６８及び１７２の同時移動は、カートに、方向１５２における動作無しに、矢印１５０によって示される方向における移動を可能にさせる。プラテン１６８を固定し、それと同時にプラテン１７２を方向１７６に沿ってフレーム１５６に対して移動させることは、基板及びエンドエフェクタ１４８、１５８の、方向１５２に沿ったラジアル動作をもたらす。プラテン１７２及び１６８は、モータ１７０及び１７４と相互作用するマグネットであってもよい。チャンバ２４４は、非磁性ステンレス鋼等の非磁性材料で形成され、モータ巻線とプラテンの各々との間のバリア２４６、２４８をもたらしてもよい。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないリニア駆動部またはカートが提供されてもよい。例えば、追加の駆動ゾーンを有する単一の駆動モータが提供されてもよく、この場合、プラテン１６８及び１７２は、同一の駆動モータと相互作用するが、異なったゾーンによって独立して駆動可能である。さらなる例として、追加のカートは、チャンバの床部２５０内、スロット開口部の上にあるか、スロット開口部と並んでいるかもしくはスロット開口部の下にある壁部２５２、２５４内、またはカバー２５６内に設けられている別の駆動システムによって駆動されてもよい。
【００３２】
図１３Ａを参照すると、装置１０のチャンバ７１６の一部、及び当該装置と共に使用され得る例示のカート７００を有する例示の駆動システム７０１の上面図が示されている。チャンバ７１６は、装置のチャンバ１８またはチャンバ６０２−６２４（図２−３、及び図７−７Ａ参照）の他の代表的な部分である。カート７００は、軸方向経路７０４及び／もしくはラジアル経路７０６に沿って、またはＺ動作（図示せず。紙面の内外にある。）において基板７０２Ａ、７０２Ｂを搬送可能として示されている。代替実施例において、角度動作が提供され得る。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ない基板のハンドリングが提供され得る。カート７００は、搬送機構７２４Ａ及び７２４Ｂを有し、この搬送機構は直線機構であり得、スカラタイプアーム等の任意の適切なアームシステムが使用されてもよい。代替実施例においては、アームが提供されなくともよい。搬送機構７２４Ａ及び７２４Ｂは、図１２Ａに示されているのと同様の態様にて、上述の処理モジュールまたは他のモジュール内に伸展してもよい。カート７００は、その側部にプラテン７２２、７２０、７１０及び７１２を有し、これらのプラテンは、搬送チャンバ７１６の壁部内にあるシンクロナスモータと相互作用する。駆動プラテン７１２は、カート７００の側部に設けられ、方向７０４に沿ってカート７００に対してスライド可能である。プラテン７１２は、機構７２４Ａを駆動し、方向７０４（場所７１２Ａから７１２Ｂへの方向、図１３Ａ参照）に沿ったカート７００に対するプラテン７１２の移動は、機構７２４Ａが、スロット７１８Ａ及び７１８Ｂを介して場所７０８Ａと７０８Ｂとの間で基板７０２Ａを搬送することを可能にする。同様に、駆動プラテン７１０は、カート７００の側部に設けられ、方向７０４に沿ってカート７００に対してスライド可能である。プラテン７１０は、機構７２４Ｂを駆動し、方向７０４（場所７１０Ａから７１０Ｂへの方向、図１３Ａ参照）に沿ったカート７００に対するプラテン７１０の移動は、機構７２４Ｂが、スロット７１８Ａ及び７１８Ｂを介して場所７０８Ａと７０８Ｂとの間で基板７０２Ｂを搬送することを可能にする。プラテン７２２、７２０は、カート７００に対して固定されている。プラテン７２０、７２２を固定して維持し、それと同時に方向７０４に沿ってプラテン７１２を移動することは、方向７０６に沿ったラジアル搬送動作をもたらす。プラテン７２０、７２２を固定して維持し、それと同時に方向７０４に沿ってプラテン７１０を移動することは、方向７０６に沿った別個のラジアル搬送動作をもたらす。方向７０４に沿ってプラテン７２０、７２２、７１０及び７１２を移動することは、カート７００を方向７０４に沿って移動させ、例えば、カート７００が処理場所から処理場所までバルブ７１４を通り抜けるように移動することを可能にする。
【００３３】
ここで図１３Ｂを参照すると、例示の駆動システム７０１及びカート７００の、図１３Ａの１３Ｂ−１３Ｂ線に沿った断面図が示されている。図１３Ｃも参照すると、図１３Ｂの例示の駆動システム７０１の他の側断面図が示されている．システム７０１は、カート７００を駆動する、対向している固定巻線セット７２７、７２９を有している。巻線セット７２７、７２９は、垂直方向７０５及び横方向７０４等の一次元及び二次元駆動アレイの組み合わせで巻かれている。駆動アレイは、一次元または二次元アレイのリニアモータまたはリニアステッピングモータであってもよい。このような駆動アレイは、米国特許第４，９５８，１１５号、第５，１２６，６４８号、第４，５５５，６５０号、第３，３７６，５７８号、第３，８５７，０７８号、第４，８２３，０６２号に記載され、これらは全体を参照することによって本明細書に包含されている。代替実施例において、組み合わせられた二次元巻線セットは、二次元マグネットまたはパターンを有しているプラテンと共に使用され得る。他の代替実施例において、他のタイプの一次元または二次元駆動システムが使用され得る。代替実施例において、追加のアレイが提供されて、例えば、システム７０１に、システム７０１から９０°傾けられた他の同様のシステムを結合させることで、異なった方向にカート７００が駆動され得る。これらのアレイは、複数のゾーンにおいて駆動され、複数のカートが独立して駆動されることが可能にされる。１つの例として、ゾーン６８５が供給ゾーン、ゾーン６８３が搬送ゾーン、ゾーン６８１が折り返しゾーンになり得る。各々ゾーン内には、ゾーンの各々内で複数のカートを駆動可能にするサブゾーンがあってもよい。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないゾーンまたはサブゾーンが、多くの組み合わせのうちの任意の組み合わせで提供されてもよい。カート７００は、巻線のセット７２７、７２９によって生成された磁界によって支持され、巻線のセット７２７と７２９との間の磁界をバイアスすることで、浮揚非接触態様で位置決め可能である。図１３Ｃは、図１３Ｄに示されているシステムによって駆動されて浮揚カート７００に使用され得る１つの可能な巻線の組み合わせを示している（図１４Ａを参照して以下でさらに説明される例として、または複数軸のアクティブな浮揚の例として）。一次元巻線セットが、巻線ゾーン７３２Ａ−Ｃ、７３０Ａ−Ｃ、７３４Ａ−Ｃ、７４２Ａ−Ｂ、及び７４０Ａ−Ｂ内に設けられる。二次元巻線セットは、巻線ゾーン７３６Ａ−Ｅ及び７３８Ａ−Ｃ内に設けられる。代替実施例において、巻線セットの適切な組み合わせが提供されるか、または完全な２−Ｄアレイもしくは別のものが提供され得る。カート７００は、プラテン７２０及び７１０を有し、これらは、プラテン７２０のためのアレイ７３８Ｂ及びプラテン７１０のためのアレイ７３６Ｂ，Ｃ及びＤと組み合わせて使用されてもよい。方向７０４においてプラテン７１０を移動させ（図１３Ａ参照）、プラテン７２０を固定保持することによって、ウェハがスロット７１８Ａを介してラジアル方向に移動させられてもよい。７１０及び７２０を同時に方向７０５において移動する（図１３Ｂ参照）ことに���って、ウェハが取り上げられるかまたは配置されてもよい。ゾーン間の巻線のコミュテーション及び巻線のスイッチングを調整（coordinate）することによって、カート７００が、異なった巻線及び駆動ゾーンを通って垂直方向に及び／または横方向に選択的に移動させられてもよい。チャンバ７１６は、巻線のセット７２７、７２９とカート７００との間のバリアとして提供されてもよい。代替実施例においては、巻線のセット７２７、７２９が、清浄空気環境または窒素環境等の環境である筐体７１６の内部にある等の場合は、バリアの必要が無い。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないプラテンまたは巻線が提供されてもよい。センサ７４６、７４７、７４８のアレイは、プラテン内のマグネット、またはプラテンもしくはカート（１または複数）の存在を検出して、適切なコミュテーション及び位置を判定しかつプラテン及びカートの高精度な位置判定をするか、またはプラテンと巻線との間のギャップ等の位置を判定するために提供されてもよい。上述のカート識別タグが適切なステーションに設けられるリーダと共に提供されて、ステーションによってカートのｉｄが判定されてもよい。
【００３４】
ここで、図１４Ａを参照すると、さらに他の実施例による他の例示のカート７６０の端面図が示されおり、このカート７６０は、単一軸リニアモータ巻線セット７６２、７６４によって生成される磁界によって支持されている。例示のカート７６０は、非接触態様で、巻線セット７６２と７６４との間の磁界のバイアス手段７７６によって位置決め可能である。位置センサ７６６、７６８が、バイアス手段７７６と閉ループを形成するように提供され、カート７６０が浮揚させられる。図１４Ｂに示されているように、Ｚ方向においてカートが受動的に安定化させられる場合、浮揚はこの単純な態様にて実現させられてもよい。カート７６０は、その側部に磁性プラテン７７２及び７７４を有し、磁性プラテン７７２及び７７４は、巻線セット７６２、７６４と相互作用するマグネットを有しているか、または磁性材料もしくは導電性材料から形成されていてもよい。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないプラテンが提供されて、アームが駆動される等してもよい。チャンバ７７０（図２−３及び７−７Ａにみられる装置のチャンバ１８、６０２―６２４の典型的な部分と同様である）は、非磁性ステンレス鋼等の非磁性材料から形成されていてもよく、上述のように、モータ巻線及びそれらのプラテンの各々との間のバリアをもたらしてもよい。代替実施例において、さらに多くのまたはさらに少ないリニア駆動部またはカートが提供されてもよい。例えば、追加の駆動ゾーンを有する駆動モータが提供されてもよく、当該追加の駆動ゾーンにおいて、プラテンが同一の駆動モータと相互作用するが、異なったゾーンによって独立して駆動可能であってもよい。他の例として、カートは、チャンバの床部内、スロット開口部の上にあるか、スロット開口部と並んでいるか、もしくはスロット開口部の下にある壁部内、またはチャンバのカバー内の異なった駆動システムによって駆動され得る。
【００３５】
図１４Ｂにおいて、受動的復元力Ｆとカート７６０の所望に位置からの軸偏位との間の関係がグラフで示されている。受動的復元力は、通常は、カート７６０の一部、巻線セット７６２、７６４等としての強磁性材料の存在に起因する。正の軸方向または負の軸方向（ｚ方向）の各々において、受動的復元力は、最初に、最大偏位ＺＭＡＸまたは−ＺＭＡＸの各々に至るまで、値ＦＭＡＸまたは−ＦＭＡＸまで力の大きさが増加し、これらの偏位を超えると減少する。従って、（カート重量、または同一のプラテンまたは他のプラテンを駆動する他の巻線セット他からの外力等）ＦＭＡＸを上回る偏位力がカート７６０に加えられる場合、カートは巻線セット７６２、７６４から逃れ得る。そうでない場合、カート７６０は、磁界が与えられる限り磁界内に留まる。参考文献の米国特許（これらは参照することによって全体が本明細書に包含されている）第６，４８５，５３１号、６，５５９，５６７号、６，３８６，５０５号、６，３５１，０４８号、６，３５５，９９８号に記載されている回転デバイスに関するこの原理が、本明細書に記載されている装置の駆動システム７００に直線態様にて適用されて、例示のカート７６０が浮揚させられる。代替実施例において、他の駆動システムまたは浮揚システムが使用されてもよい。
【００３６】
図１３Ｄを再度参照すると、図１３Ａのカート／プラテン駆動システム７０１と共に使用するのに適した例示の巻線駆動システム７９０の図が示されている。巻線駆動システム７９０は、巻線７９２、マルチプレクサ７９３、増幅モジュール７９４を有している。巻線７９２は、巻線、並びに／またはホールセンサ、位置センサ、誘導センサ、キャリア識別センサ、状態及び障害検知ロジック及び回路他等のセンサを有していてもよい。増幅モジュール７９４は、単相または多相増幅器、位置及び／または存在センサ入力または出力、ＣＰＵ及び／またはメモリ、ＩＤ（identification）リーダ入力または出力、状態及び障害検知ロジック及び回路他を有していてもよい。増幅モジュール７９４は、巻線７９２に直接接続されているかまたはマルチプレクサユニット７９３を介していてもよい。マルチプレクサユニット７９３を使用する場合、増幅器Ａｌ−Ａｍは、任意の巻線ｗ１−Ｗｎに選択的に接続されていてもよい。ＣＰＵは、この選択的接続を調整し、デバイスの状態を監視する。この態様にて、ＣＰＵは、ツールをシャットダウンすることなく、増幅モジュールまたは巻線を、サービスに対して選択的にオフラインにしてもよい。
【００３７】
上記のように、搬送チャンバ１８、６０２−６２４（例えば、図２−３、及び７−７Ａ参照）内で使用するのに適した搬送装置またはカートは、カートと装置内の所望の場所との間で半導体ワークピースを搬送するための搬送アームを有するかまたは有しないカートを含んでもよい。図１２及び１３は、上述のように、装置内で半導体ワークピースをハンドリングする搬送アームを有する搬送カート２２９、７００の２つの実施例を各々示している。前もって図２２及び２３を参照すると、装置１０のチャンバ内で使用するのに適した搬送カート機構１５５７の他の実施例が示されている。カート１５５７は、ベースセクションまたはベースプレート１５５８、及びベースプレートに設けられた搬送アーム１５７７を含んでいてもよい。図２２に示されているように、カート機構ベースプレート１５５８は、プレートの互いに反対にある側部に２つの結合マグネットアレイ有するが、２つの側部はプレートの互いに反対にある角部に限定されない。ロボットベースプレート１５５８の互いに反対にある角部において、２つの追加のマグネットアレイ１５０２がリニアベアリングキャリッジ１５６０に結合され、マグネットアレイ１５０２は、リニアベアリングレール１５６２上をスライドするように形成されている。これらのリニアベアリングレール１５６２は、ベースプレート１５５８に結合されている。駆動ベルト１５６４または直線動作を回転動作に変換する他の手段は、リニアベアリングキャリッジ１５６０に取り付けられている。示された場合において、駆動ベルト１５６４は、アイドルプーリ１５６６に巻き付けられ、その後プーリテンショナ１５６８に巻き付けられ、駆動プーリ１５７０に取り付けられている。マグネットアレイ１５０４を介してベアリングキャリッジ１５６０に与えられる直線動作は、駆動プーリ１５７２の回転運動をもたらす。２段階の自由度の適用の場合において、上述の機構の冗長版がロボットカート機構の互いに反対にある側部に加えられ、専用の回路が駆動プーリ１５７２に取り付けられる。この組み合わせは、集中的なプーリアセンブリをもたらす。固定マグネットアレイ１５０２と、組み合わせられたマグネットアレイ１５０２と、リニアベアリングキャリッジ１５６０と、の間の相対動作は、搬送アームリンケージを駆動する手段を提供する。ロボットキャリッジを直線搬送する場合において、リニアベアリング／マグネットアレイ  １５６０／１５０２、及び結合されたマグネットアレイ／カートベースプレート１５０２／１５５８は、固定されたセットとして駆動され、駆動プーリ１５７０及び１５７２の回転は見られない。ベースプレート１５５８の駆動機構は、他の適切な搬送アームリンケージの動作のために使用されてもよい（いくつかの例は、２４−２４Ｃ、２５−２５Ｃに示されている）。図２３に示されている実施例における搬送アーム１５７７は、通常の単一のＳＣＡＲＡアーム構成を有している。駆動プーリ１５７２は、下部リンク１５７４に結合されており、駆動プーリ１５７０は、前方アーム駆動プーリ１５８６に結合させられている。前方アームプーリ１５８６の回転動作は、駆動ベルト１５８２及び肘部プーリ１５７６を介して前方アーム１５７８と���続されている。リスト肘部プーリ１５８０が下部リンクアーム１５７４に固定されている場合、リスト／エンドエフェクタ１５８４は、結果として生じたリスト肘部プーリ１５８０に対する前方アーム１５７８の相対回転動作によって駆動される。通常は、この動作は、プーリ１５７２及び１５７０の入力駆動比に対する結合部の各々におけるプーリ比によって達成される。図２３Ａ−２３Ｂも参照すると、搬送アームリンケージ１５７７は、格納された状態及び伸展させられた状態で各々示されている。格納された状態と伸展させられた状態との間の動作は、（上述の態様にて）移動自在なマグネットアレイ１５０２を要求通りにベースプレートに対して移動させることによってもたらされる。アームリンケージの動作は、搬送チャンバに対して固定されているかまたは移動するカートを用いて行われてもよい。図２３Ａ―２３Ｂは、位置決めされた搬送アーム１５７７を示しており、伸展させられる際、アーム１５７７はカートの側方１５７６Ｒ（すなわちチャンバ壁部に面しているカートの側部方向）に伸展する。これは、図１３Ａのカート７００の搬送機構７２４Ａ、Ｂの伸展／格納と動作と同様である。理解されるように、カート１５５７上の搬送アーム１５７７は、（移動自在マグネットアレイを使用して）ユニットとして、カートベースプレートに対する所望の方位に回転軸Ｓ（図２２参照）周りに回転させられてもよい。例えば、図２３Ａ−２３Ｂに示されている方位から約１８０°回転させられた場合、搬送アーム１５７７は、図２３Ｂに示されているのと逆の側方１５７５Ｌまで伸展させられてもよい。さらに、搬送アームが約９０°回転させられて、アームの伸展がチャンバの直線方向に沿うようになされてもよい（図２２の矢印１５Ｘによって示されている）。任意の数のリンケージが、このようなカートと共に使用されてもよい。カートと使用されてもよい適切なアームリンケージの他の例は、米国特許第５，１８０，２７６号、５，６４７，７２４号、５，７６５，９８３号、及び６，４８５，２５０号に記載されており、これらの文献は、全体が参照されることによって本明細書に包含されている。
【００３８】
図２４は、カートベースプレート１５５８′に設けられている２つの回転エンドエフェクタを有するカート機構１５５７′の他の実施例の立面図である。その他の点について、カート１５５７′は、上述されかつ図２２−２３に示されたカート１５５７と同様である。同様の特徴は、同様に符号付けされている。図２４Ａ−２４Ｃは、カートが移動する際のベアリングキャリッジアレイの直線搬送及び組み合わせ相対動作の両方の使用を示している。図２２を参照して上述されたように、プーリ１５７０′及び１５７２′の回転は、カートのベースプレートに結動されている固定マグネットアレイと相対的に移動するベアリングキャリッジ及びマグネットアレイからもたらされる。組み合わされた場合において、ロボットカート搬送部は、直線チャンバに沿って、矢印１５Ｘ′によって示される方向に移動し、ベアリングキャリッジ及びマグネットアレイは、接地固定（grounded）されたアレイに対して移動する。この動作は、エンドエフェクタ（１または複数）１５８８′、１５９０′が回転して、ロボットエンドエフェクタが、上述した図２３Ａ−２３Ｂと同様のカートの直線方向と実質的に直角に伸張することを可能とする。図２４Ａ−２４Ｃは、例示のために、一方の側に伸展させられたエンドエフェクタ１５８８′及び１５９０′を示している。しかし、理解されるように、エンドエフェクタ１５８８′、１５９０′は、ベースプレートの任意の側に伸展させられてもよい。さらに、エンドエフェクタ１５８８′、１５９０′は、図２４Ａ−２４Ｃに示されているように、エンドエフェクタが約９０°より大きいかまたはそれよりも小さい角度に配向されている位置に伸展させられてもよい。
【００３９】
図２５は、カート１５５７″のさらに他の実施例の立面略図であり、カート１５５７″は、図２３に示されているのと同様のアームリンケージを有している。この場合、駆動プーリ１５７０″は、下部リンクアーム１５９２″に取り付けられている。駆動プーリ１５７０″は、エンドエフェクタ駆動プーリ１６００″に結合され、かつ駆動ベルト１５９８″を介して肘部プーリ１５９６″に結合されている。肘部プーリは、ロボットエンドエフェクタ１５９４″に取り付けられており、駆動プーリ１５７０″の回転を駆動されるエンドエフェクタ１５９４″に伝送する手段を提供する。図２５Ａ−２５Ｃは、３つの異なる状態のアームリンケージを有するカートを示している。図２５Ａ−２５Ｃは、例示の目的のみで、カートのベースプレート１５５８″の１つの側方に伸展させられているエンドエフェクタ１５９４″を示している。図２２−２３及び２４に示されている搬送アームと同様に、搬送アーム１５７７″が軸Ｓ″周りに回転させられて、エンドエフェクタが、カート１５５７″のベースプレート１５５８″に対する任意の方向に伸展／格納させられてもよい。ここで、図２−７Ａも参照すると、関節搬送アームを有するカート（図１２、１３Ａ、２２、２３、２４及び２５に示されている、カート２２、１２２Ａ、４０６、２２９、７００、１５５７、１５５７′、１５５７″等）の使用の著しい利点は、搬送アームの所定のリーチに対する利点であり、搬送チャンバは、最小限の幅で提供されてもよい。異なったカートの実施例における搬送アームの多軸関節は、関節カートの経路に対するカートの実質的に独立した配置を可能にし、結果として、搬送チャンバ１８の幅を最小値まで減らすことを可能にする。同様に、保管処理モジュールを搬送チャンバに接続するスロットバルブ及び経路の幅は、最小限のサイズに減少させられる。
【００４０】
ここで、図１５を参照すると、装置１０と共に使用する例示のウェハアライナ５００が示されている。ウェハアライナキャリア５００は、通常は、２つのパーツ、ウェハチャック５０４及びウェハ搬送キャリア５０２を含んでいてもよい。アライナは、直線直交搬送ツール内のウェハのアラインメント及び移動をもたらす。アライナは、装置内の搬送カート（１または複数）（カート２２、１２２Ａ、４０６、７００、１５５７等）と連動するように形成されるか、またはいくつかの場合、直線処理ツールアーキテクチャのロボットカート内に含まれていてもよい。
【００４１】
図１６を参照すると、ウェハチャック５０４が、ウェハ搬送キャリア５０２から分離可能に示されている。摩擦パッドは、直線直交装置に亘る搬送中に２つのデバイスと結合させられていてもよい。分解の際、ウェハチャック５０４は、ウェハ搬送キャリア５０２に対して回転自在である。ウェハチャック５０４は、基板（ウェハ）５０６に対して角度傾斜を付けられているウェハエッジパッド５０８を使用することによって。受動的ウェハエッジ支持手段を提供する。ウェハチャック５０４の一部として追加の特徴は、ウェハキャリア５００上からウェハを除去しかつそこにウェハを配置するロボットアームカートの機能に関する、ウェハ５０６の真下にあるレリーフ（relief）である。これは、ウェハ除去クリアランスゾーン５１０として認識される。
【００４２】
この直線搬送カートに対するウェハの回転方法は、ロボットのエンドエフェクタに直接適用されてもよい。この方法は、図１７に示されている。ロボットアームカート５３４は、ウェハチャック５０４がロボットエンドエフェクタ５３６から取り外し可能であるように構成されている。この場合、チャックは、処理モジュールまたはロードロック内で発見される配置場所の変更に基づくウェハノッチ配向要求に対して修正を行うために回転自在である。
【００４３】
図１８を参照すると、ウェハチャック回転デバイス５３２が示されている。直線搬送ツール内の複数の位置において、これらの回転ウェルが配され得る。このデバイスは、全体を参照することにより本明細書に包含されている米国特許第５，７２０，５９０号内に記載されているモータ隔離技術に基づいている。代替実施例において、従来のモータ及びシールの組み合わせが使用されてもよい。固定モータ５２２は、直線搬送チャンバのベース５３０に設けられている。真空隔離バリア５２０は、モータアーマチュア５４０とマグネットアレイ５２４との間に配されている。マグネットアレイは、回転シャフト５４２に直接設けられている。このことは、真空システム内に結合される直接駆動部を許容する。使用され得る支持ベアリング５１８が必要とされてもよいが、理想的には磁気サスペンションが使用される。光学エンコーダディスク５２６は、回転シャフト５４２に取り付けられ、リードヘッド５２８が回転シャフト５４２の角度に関するコントローラに位置フィードバックを提供するような位置に配される。アライナチャック５０４は、摩擦パッドまたはキネマティックピン（kinematics pin）（１または複数）５１６の下にある。これらのパッド／ピンは、ウェハチャック５０４がウェハキャリア５０２またはロボットのエンドエフェクタ５３６から一度切り離されると、ウェハチャック５０４の回転の手段を提供する。この回転を提供する手段と同一の手段は、図１７に示されているロボットアームキャリアの一部として適用されているロボットアームリンク５３８の回転位置の制御に適用され得る。
【００４４】
図１９を参照すると、ウェハ搬送キャリア５００がウェハチャック５０４を含んでおり、ウェハ搬送キャリアが、ウェハチャック回転デバイス５３２上の位置に移動させられている。図２０において、ウェハ搬送キャリアが降下させられ、ウェハチャック５０４が搬送キャリア５０２上に離昇させられる。搬送チャンバ蓋５４６内に配されているカメラ５４４は、ウェハの画像を検証してウェハのｘ−ｙ位置及びウェハのノッチの位置角度を認識可能である。その後、ウェハキャリアは、ウェハ搬送キャリア５０２に対するウェハチャック５０４のｘ−ｙ位置変更、及びノッチアラインメントのための修正のために提供され得る回転をもたらすべく移動させられ得る。ロボットアームキャリアデバイスの方法として使用される場合のウェハチャック回転デバイスの他のオプションは、ロボットリンクアームを伸展させておりかつ処理モジュールまたはロードロックから基板またはウェハが降下／上昇させられることを可能とするために垂直軸動作を要求している間に回転結合を許容することである。この方法は、図２１に概略的に示されている。固定モータ５２２は、案内されたプレート５４８に設けられている。案内されたプレートは、金属ベロー５５０または他の直線隔離シール（リップシール（lip seal）、Ｏリング等）を介して、直線搬送チャンバのベース５３０に取り付けられている。真空隔離バリア５２０は、モータアーマチュア５４０とマグネットアレイ５２４との間に配されている。マグネットアレイは、回転シャフト５４２に直接設けられている。このことは、真空システム内に結合される直接駆動部を許容する。使用され得る支持ベアリング５１８が必要とされてもよいが、理想的には磁気サスペンションが使用される。光学エンコーダディスク５２６が回転シャフト５４２に取り付けられ、リードヘッド５２８が、回転シャフト５４２の角度のコントローラに位置フィードバックを提供するような位置に配される。移動ストッパ５５６の端部を伴う追加のガイドローラ５５２及び支持構造５５４は、駆動デバイスとして直線ウェアは搬送キャリア５００を使用よりむしろ、回転駆動部が要求された位置に維持されて、ウェハチャックまたはロボットアームに結合されることを可能にする。搬送チャンバが加圧されてロボット駆動部が上の位置に持ち来される状態がもたらされる場合、ベローの力はばねとして作用し、実際の制限された直線移動範囲に亘って、回転デバイスが様々な直線ロボットアームカートの直線上昇（取り上げまたは配置の間等）に対して結合されることが可能とされる。一度、デバイスが摩擦パッドまたはキネマティックピン（１または複数）５１６に係合させられる。これらのパッド／ピンは、図２０に示されているように、ウェハチャック５０４がウェハキャリア５０２またはロボットエンドエフェクタ５３６から切り離されると、ウェハチャック５０４回転手段を提供する。回転を提供するこの手段と同一の手段は、図１７に示されているロボットアームキャリアの一部として適用されるロボットアームリンク５３８の回転位置を制御するために適用され得る。
【００４５】
図２−７に示されたようなシステムは、コントローラＣに保存されている設定可能かつスケーラブル（scaleable）なソフトウェアによって制御されてもよい。ここで図２６を参照すると、処理システムに通信可能に接続されているコントローラＣ内に提供されてもよい生産実行システム（ＭＥＳ）ソフトウェアが示されている。ＭＥＳシステム２０００は、ソフトウェアモジュール２００２−２０１６、またはＭＥＳの機能を向上させるオプションを含んでいる。モジュールは、材料制御システム（ＭＣＳ）２００２、リアルタイムディスパッチャ（ＲＴＤ）２００４、ワークフローまたはアクティビティマネージャ（ＡＭ）２００６、エンジニアリングデータマネージャ（ＥＤＡ）２００８、及びコンピュータメンテナンスマネージメントシステム（ＣＭＭＳ）２０１０を含んでいる。
【００４６】
ＭＥＳ２００２は、製造者に、工場資源及び処理プランを構成すること、全商品及び注文を追跡すること、製造データを収集して分析すること、装置を監視すること、製造オペレータに作業命令を送ること、及び完成された製品への部品の消費を追跡することを可能にする。ＭＣＳソフトウェアモジュール２００２は、製造者が、システム全体の効率を最大限にするように処理ツールに到着するように個別のカート（例えば、図２−３、７−７Ａ、１２、１３Ａ及び２２のカート２２、１２２Ａ、４０６、２２８、７００、１５５７）をスケジューリングすることを可能にする。ＭＣＳは、個別のカートが特定の処理ツール（例えば、図７の処理装置１８Ａ、１８Ｂ及び図７Ａのモジュール６０２−６２６）に到着及びそこから出発する際にスケジューリングを行う。ＭＣＳは、処理ツールの各々における任意のキューイング（queuing）及びルーティング（routing）要求を管理し、システムの生産量を最適化しつつ。カート搬送サイクル時間を最小化する。
【００４７】
ＲＴＤ２００４は、製造者に、リアルタイムで、処理ツールの健常度からのフィードバックに基づいて、カートのルーティング判断をなすことを可能にする。追加的に、カートのルーティング判断は、ＭＥＳオペレータによってなされてもよい。ＭＥＳオペレータは、特定の製品の製造される必要性の優先度を変更してもよい。
【００４８】
ＡＭ２００６は、製造者に、１または複数の基板を保持する所定のカートの、製造プロセス全体を通しての進捗を監視することを可能にする。処理ツールがエラーを引き起こすと、ＡＭ２００６は、処理ツールにおいて処理されている全ての基板に対して残っている最良のルートを判定する。ＥＤＡ２００８は、製造者に、製造データを分析し、当該データにおける統計的処理制御アルゴリズムを実行して、処理ツールの効率を向上することを可能にする。ＣＭＭＳ２０１０システムは、製造者に、個別の処理ツールにおいて保守点検が必要とされるのがいつかを予測することを可能とする。処理ツールの処理における変化が監視されて既知の処理結果と比較され、処理の変更または処理ツールのスケジューリングされた修理の変更が予測される。
【００４９】
搬送装置２２の移動を制御する例示の駆動システムがここで説明される。搬送装置２２Ａは、上述の搬送装置１２２Ａ、１２２Ｂ、カート４０６、及びカート２２９、７００と同様であってもよい。駆動システムは、電磁石の原理を使用して搬送装置２２の様々な自由度に影響を与え、推進力を提供し、浮揚及び案内制御を提供し、ヨー、ピッチ及びロール安定化を提供し、かつアームを作動させるリニアモータとして取り入れられる。
【００５０】
例示の駆動システムは、リニアモータ３０（図２）及び上述のゾーン化モータ駆動装置
の実施例である。この実施例は、少なくとも作動部分（モータ巻線及び制御電子部品等）の数を最小化することによって、複雑さの減少、コストの低減及び信頼性の向上を提供する。特に、アクティブかつ閉ループ制御を必要とする自由度の数が最小化され、個別の専用の案内巻線が除去され、制御が分離されるので、この実施例は、従来の２チャンネルモータ増幅器を用いて実施されてもよい。さらに、システムの効率は、いくつかの実施例において受動的磁力の使用の故に向上させられるので、冷却の必要及び操作のコストが減少する。
【００５１】
図２７の実施例を参照すると、本明細書に記載されている駆動システムは、全体として、搬送装置２２に結合されている少なくとも１つの永久マグネット２７００、永久マグネットの磁界と相互作用する固定巻線２７１０、及び駆動固定巻線２７１０の制御電子機器２７１５を含む。
【００５２】
制御電子機器２７１５は、制御電子機器２７１５を制御するプログラムを有する少なくとも１つのコンピュータ可読媒体２７２５を有するＣＰＵ２７２０を含んでいてもよい。固定巻線を駆動する増幅器を含むマルチプレクサ２７３０及び他の駆動電子機器２７３５が使用されてもよい。インタフェース２７４５は、搬送装置の位置または加えられるべき力に関する命令を受信するために含まれていてもよい。命令は、ユーザから、基板処理装置のコントローラから、または多数の基板処理装置を制御する制御システムから受信されてもよい。
【００５３】
制御電子機器２７１５は、固定巻線２７１０を駆動し、永久マグネット２７００及びそれに応じて搬送装置２２への力の付加をもたらす。従って、制御電子機器２７１５は、固定巻線を駆動して、搬送装置２２の開ループ及び閉ループ座標制御のための所望の推進力、上昇力及び案内力をアクティブに生成する。加えられた力は、搬送装置２２を搬送チャンバ１８内で移動させるか、または搬送装置２２を固定位置に維持させてもよい。本明細書内に記載されている駆動システムは、搬送チャンバ１８、６０２−６２４、７１６または任意の他の搬送チャンバと使用するのにも適している。
【００５４】
駆動システム電子機器は、搬送装置２２の位置を検出するセンサを含んでいてもよい。このセンサは、少なくとも１つの永久マグネット２７００の近接度を検出するか、または搬送チャンバ１８内の搬送装置２２の位置を判定する他の位置フィードバックデバイスを含んでもよい。
【００５５】
駆動システムの実施例は、固定強磁性エレメント及び永久マグネット２７００を含んでいる強磁性コンポーネントを含んでいてもよく、固定強磁性エレメントと永久マグネット２７００の磁界とが相互作用するように配されている。選択的な実施例において存在してもよい固定強磁性エレメントは、搬送装置２２の自由度のサブセットを完全に安定化するか、または搬送装置２２の重量のバランスを補助する受動的磁力を提供する。これらの受動的な力は、電源喪失における安全な着床の手段を提供してもよい。
【００５６】
搬送装置２２の位置または座標及び搬送装置２２に作用する力の少なくともいくつかは、３軸座標システム環境において規定されてもよく、ｘ軸は推進方向を示し、ｙ軸は推進方向と直角な案内方向を示し、ｚ軸は浮揚方向、通常は鉛直方向を示し、ｘ、ｙ及びｚ軸は全て互いに直交する。図２７において、ｘ及びｙ軸が示され、ｚ軸は紙面と直角に伸長している。
【００５７】
図２８Ａ−２８Ｄ及び図２９Ａ−２９Ｃは、図２７と同様の実施例であるが、異なった巻線構成を有している。
【００５８】
図２８Ａ−Ｄは、受動的上昇、ピッチ及びロール安定化、並びに閉ループ推進、案内及びヨー制御を提供する駆動システムの実施例とともに搬送装置２２を概略的に示している。図２８Ａは、搬送チャンバ１８内の搬送装置２２の断面図、図２８Ｂは、その前面図及び背面図を示している。アクティブな磁力は、例えば搬送チャンバ１８の表面２８１０と隣接する２つの場所内の独立した固定巻線２８００によって提供される。
【００５９】
位置及び力は、以下の名称及び測定単位を用いて記載される。
Ｘ＝ｘ軸に沿った搬送装置２２の位置（ｍ）
Ｙ＝ｙ軸に沿った搬送装置２２の位置（ｍ）
ＹF＝ｙ軸に沿った搬送装置２２の前部の位置（ｍ）
ＹR＝ｙ軸に沿った搬送装置２２の後部の位置（ｍ）
ｚ＝ｚ軸に沿った搬送装置２２の位置（ｍ）
ＦX＝搬送装置２２にかかるＸ方向の全ての力（Ｎ）
ＦY＝搬送装置２２にかかるＹ方向の全ての力（Ｎ）
ＦZ＝搬送装置２２にかかるＺ方向の全ての力（Ｎ）
ＭX＝ｘ軸周りのモーメント（Ｎｍ）
ＲX＝ｘ軸周りの回転（ｒａｄ）
ＭY＝ｙ軸周りのモーメント（Ｎｍ）
ＲY＝ｙ軸周りの回転（ｒａｄ）
【００６０】
搬送チャンバ１８の一側面として示されているが、表面２８１０は、搬送チャンバ１８の床部、側部、天井、または任意の表面であってもよい。搬送チャンバ１８は、ステンレス鋼等の非磁性材料から形成されてもよく、表面２８１０は、巻線２８００と搬送装置２２との間のバリアをもたらしてもよい。
【００６１】
マグネット２８１５、２８２０は、搬送装置２２の互いに反対にある側部２８２５、２８３０に各々配されていてもよい。固定強磁性エレメント２８３５、２８４０は、マグネット２８１５、２８２０に各々近接していてもよい。いくつかの実施例において、固定強磁性エレメント２８３５、２８４０は、巻線２８００の鉄芯または鉄バッキング（backing）の一部として形成されてもよく、または搬送チャンバ１８の構造の一部として組み込まれていてもよい。他の実施形態において、固定強磁性エレメント２８３５、２８４０は、搬送チャンバ１８の外部または内部に存在してもよい。固定強磁性エレメント２８３５、２８４０及びマグネット２８１５、２８２０を含む強磁性コンポーネントは、相互作用して、全体として、浮揚、ピッチ、ロール、案内、及びヨー力の１または複数を含む受動的安定化力を提供する。
【００６２】
搬送装置２２は、１または複数の位置フィードバックデバイス２８４５、２８５０を含んでもよく、搬送チャンバ１８は、１または複数のセンサ２８５５、２８６０を含んでもよい。位置フィードバックデバイス２８４５、２８５０は、上述の位置フィードバックシステム３４０（図１０）と同様でもよく、センサ２８５５，２８６０は、上述のセンサ３３６（図１０）と同様であってもよい。
【００６３】
この実施例及び本明細書において開示される実施例において、センサまたはセンサ２８８５、２８９０のアレイは、マグネット（様々な態様で搬送装置に結合されているマグネット２８１５、２８２０、またはマグネットまたは磁性プラテンの任意の配列）の存在を検出するために提供されてもよい。センサ２８８５、２８９０は、搬送装置自体、または搬送装置の一部であってもよい強磁性材料を検出してもよい。センサは、一次元、二次元、または三次元で場所を判定するために使用されてもよい。場所情報は、その後、搬送装置２２の巻線の適切なコミュテーションを判定するために使用されてもよい。
【００６４】
制御電子機器２７１５（図２７）は、搬送装置のｘ、ｙF、及びｙR座標の閉ループ制御をもたらす態様にて固定巻線２８００を駆動する。ここで、ｙFは、搬送装置２２の前部２８６５の位置を表し、ｙRは搬送装置２２の後部２８７０の位置を表す。マグネット２８１５、２８２０、及び固定強磁性エレメント２８３５、２８４０を含む強磁性コンポーネントの組み合わせは、ｚ、Ｒx及びＲy位置座標の受動的制御を提供する。
【００６５】
いくつかの実施例において、マグネット２８１５、２８２０、及び固定強磁性エレメント２８３５、２８４０を含む強磁性コンポーネントの組み合わせは、搬送装置２２に受動的力を加えるように作動させられ、固定巻線２８００を駆動する制御電子機器２７１５は、以下のように搬送装置２２にローレンツ力またはマクスウェル力を与えるように作動させられる。
【００６６】
ＦX＝ＦxRF＋ＦxRRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyLF＋ＦyRF、ＦyR＝ＦyLR＋ＦyRR；ここで、ＦyLF、ＦyLRは受動的力として与えられ、ＦyRF、ＦyRRは、マクスウェル及び／またはローレンツ力として与えられ；
Ｆz、Ｍx、Ｍyは、受動的力として与えられる。
【００６７】
図２８Ｃは、搬送装置２２の位置座標及び搬送装置に与えられる力のいくつかを示している。
【００６８】
図２８Ｄは、搬送装置が、例えば、上述のカート２２９（図１２Ａ）と同様の移動を行うための２つの部分を含む場合に、搬送装置２２の位置座標及び搬送装置に加えられる力のいくつかを示している。作動は、搬送装置２２の前部２８７５と後部２８８０との相対動作を個別にもたらす独立した巻線を駆動することによって行われてもよい。このことは、追加の増幅チャンネル無しに成し遂げられてもよい。
【００６９】
図２８Ａ−Ｄに示されている実施例において、ｚ方向動作は、追加のデバイスによってもたらされてもよい。
【００７０】
図２９Ａ−２９Ｃは、搬送装置２２の浮揚、ピッチ及びロールの受動的安定化を、閉ループ推進、案内及びヨー制御とともにもたらす駆動システムの実施例を示している。図２９Ａは、搬送チャンバ１８内の搬送装置２２の断面図であり、図２９Ｂは、その前面図または背面図である。閉ループ制御された力は、搬送装置２２の互いに反対にある側部に各々配されているマグネット２９２０及び２９２５と相互作用する、搬送装置２２の各々の側部にある１または複数の巻線２９１０、２９１５によってもたらされる。巻線２９１０、２９１５は、閉ループ案内制御及びヨー安定化をもたらしてもよい。浮揚、ピッチ、及びロールは、受動的力によって安定化されてもよい。この実施例に関するｚ方向における動作は、必要ならば、外部デバイスによって提供されてもよい。
【００７１】
独立した巻線２９１０、２９１５は、搬送装置２２の互いに反対にある側部に配されてもよく、かつ搬送チャンバ１８の互いに反対にある側部内に埋め込まれてもよく、搬送チャンバ１８の互いに反対にある側部の外側にあってもよく、または搬送チャンバ１８の内面に配されていてもよい。
【００７２】
浮揚、ピッチ及びロールの受動的安定化のために、この実施例は、各々互いに近接している固定強磁性エレメント２９３５、２９４０及びマグネット２９２０、２９２５を含む強磁性コンポーネントを含んでもよい。他の実施例と同様に、固定強磁性エレメント２９３５、２９４０は、巻線２９１０、２９１５の鉄芯または鉄バッキングの一部として形成されるか、または搬送チャンバ１８の構造の一部として含まれていてもよい。他の実施例において、固定強磁性エレメント２９３５、２９４０は、搬送チャンバ１８の内面または外面に存在していてもよい。
【００７３】
上述の実施例と同様に、搬送装置２２は、１または複数の位置フィードバックデバイス２９４５、２９５０を含んでもよく、搬送チャンバ１８は、１または複数のセンサ２９５５、２９６０を含んでもよい。位置フィードバックデバイス２９４５、２９５０は、上述の位置フィードバックデバイス３４０（図１０）と同様であってもよく、センサ２９５５、２９６０は、上述のセンサ３３６（図１０）と同様であってもよい。制御電子機器２７１５（図２７）は、位置フィードバックデバイス２９４５、２９５０及びセンサ２９５５、２９６０との接続を含んでいてもよく、デバイス及びセンサからの信号を用いて搬送装置２２の位置を判定してもよい。
【００７４】
制御電子機器２７１５（図２７）は、固定巻線２９１０、２９１５を駆動し、搬送装置２２のｘ、ｙF及びｙR座標の閉ループ制御をもたらす。ここで、ｙFは、搬送装置２２の前部２９６５の位置を表し、ｙRは、搬送装置２２の後部２９７０の位置を表す。マグネット２９２０、２９２５、及び固定強磁性エレメント２９３５、２９４０の組み合わせは、ｚ、Ｒx及びＲy位置座標の受動的制御をもたらす。
【００７５】
制御電子機器２７１５は、搬送装置２２にローレンツ力またはマクスウェル力を与える態様にて固定巻線２９１０、２９１５を駆動し、マグネット２９２０、２９２５、及び固定強磁性エレメント２９３５、２９４０は、以下のように搬送装置２２に受動的力が与えられるように作動する。
【００７６】
ＦX＝ＦxRF＋ＦxRRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyLF＋ＦyRF、ＦyR＝ＦyLR＋ＦyRRは、マクスウェル及び／またはローレンツ力として与えられ；
Ｆz、Ｍx、Ｍyは、受動的力として与えられる。
【００７７】
図２９Ｃは、搬送装置２２の位置座標及び搬送装置２２に与えられる力のいくつかを示している。
【００７８】
搬送装置２２は、例えば、上述のようなカート２２９と同様の動作を実行するために、２つの部分を含んでもよい。作動は、追加の増幅チャンネルの必要無しに、搬送装置２２の前部２９６５と後部２９７０との相対動作によって行われてもよい。
【００７９】
図３０−３３、３４Ａ、３５Ａ及び３６−３８は、複数の巻線セット及び増幅器チャンネルを有する例示の実施例を示している。搬送チャンバは、単純化のために示されていない。
【００８０】
図３０は、閉ループリフト安定化、開ループピッチ及びロール安定化、閉ループ推進及び案内制御、並びに開ループヨー制御をもたらす実施例を示している。
【００８１】
図３０の実施例は、搬送装置３００５の互いに反対にある側部に位置しており、互いに接続されている推進巻線３０１０、３０１５を含んでいる。この実施例において、制御電子機器２７１５（図２７）は、少なくとも２つの増幅器チャンネル３０２０、３０３５を含んでいる。推進巻線３０１０、３０１５は、単一の増幅チャンネル３０２０によって駆動される。同様に、浮揚巻線３０２５、３０３０は、搬送装置２２の互いに反対にある側部に位置しており、互いに接続されておりかつ単一の増幅器チャンネル３０３５によって駆動される。
【００８２】
推進巻線３０１５は、推進巻線３０１０が側部３０４５に生成するよりも大きなマクスウェル力を、搬送装置の互いに反対にある側部３０４０に生成するようになされ、浮揚巻線３０２５は、浮揚巻線３０３０が側部３０４０に生成するよりも大きなマクスウェル力を側部３０４５に生成する。ｙ軸に沿った案内力は、推進巻線セット３０１０、３０１５と、浮揚巻線セット３０２５、３０３０とによって生成された合計マクスウェル力の間の差として生成される。代替的に、巻線は、ｙ軸に沿った案内のためにローレンツ力を生成するように構成されて駆動される。両方の巻線セットは、位相コミュテーションを用いて制御されて、開ループのヨー、ピッチ及びロール安定化効果が生成される。
【００８３】
搬送装置３００５は、互いに反対にある側部３０４０、３０４５に、磁性プラテン３０５０、３０５５を各々含む。磁性プラテン３０５０、３０５５は、マグネットのアレイとして構成されてもよく、互いに反対にある側部３０４０、３０４５の長さに沿って伸長してもよい。１つの実施例において、マグネットのアレイは、巻線と向かい合っている交互のＮ極３０６０及びＳ極３０６５を用いて構成されていてもよい。他のマグネット構成が使用されてもよい。
【００８４】
磁性プラテン３０５０、３０５５、及び増幅器チャンネル３０２０及び３０３５の制御下にある巻線３０１５、３０３０、３０１０、３０２５は、閉ループ技術を用いて搬送装置３００５のｘ、ｙ、ｚ座標を制御するように、かつ開ループ技術を使用してＲx、Ｒy、ＲZを制御するように動作する。
【００８５】
磁性プラテン３０５０、３０５５と、増幅器チャンネル３０２０及び３０３５の制御下にある巻線３０１５、３０３０、３０１０、３０２５と、が相互作用して、搬送装置３００５に以下の力を与える。
【００８６】
ＦX＝ＦxL＋ＦxRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyL＋ＦyRは、マクスウェルまたはローレンツ力として与えられ、互いに反対にある側部にある推進巻線及び浮揚巻線によって生成された案相力の間の差として与えられ；
Ｆz＝ＦzL＋ＦzRは、ローレンツ力として与えられ；
Ｍx、Ｍy、Ｍzは、位相コミュテーションの開ループ安定化効果によって生成される。
【００８７】
図３１は、閉ループ浮揚安定化、開ループピッチ及びロール安定化、並びに閉ループ推進、案内及びヨー制御をもたらす駆動システムの実施例を示している。この構成において、推進力は、搬送装置３００５の互いに反対にある側部に位置している独立した推進巻線３１１０、３１１５によってもたらされる。この実施例において、制御電子機器２７１５（図２７）が単一チャンネル増幅器３１２０及び２チャンネル増幅器３１２５を含んでいるように示されているが、３つのチャンネルを提供する任意の適切な増幅器構成が使用可能であってもよいことが理解されるべきである。推進巻線３１１０、３１１５は、２チャンネル増幅器３１２５の個別のチャンネル３１３０及び３１３５によって各々駆動される。浮揚巻線３１４０、３１４５は互いに接続され、単一の増幅器チャンネル３１２０によって駆動される。浮揚巻線３１４０、３１４５は、位相コミュテーションを用いて制御され、搬送装置３００５の開ループピッチ及びロール安定化がなされる。ｙ軸に沿った案内力は、マクスウェルまたはローレンツの定理を用いて、推進巻線３１１０、３１１５によって生成される。
【００８８】
図３０の実施例を参照して上述されているように、搬送装置３００５は、磁性プラテン３０５０、３０５５を含んでいる。磁性プラテン３０５０、３０５５、及び増幅器チャンネル３１２０、３１３０及び３１３５の制御下にある巻線３１１０、３１１５、３１４０、３１４５は、閉ループ技術を用いてｘL、ｘR、ｙ、ｚ座標を制御するように、かつ開ループ技術を用いてＲx、Ｒyを制御するように動作する。
【００８９】
磁性プラテン３０５０、３０５５、及び増幅器チャンネル３１２０及び３１３５の制御下にある巻線３０１５、３０３０、３０１０．３０２５は、以下の力を搬送装置３００５に与えるように動作する。
【００９０】
ＦX＝ＦxL＋ＦxRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyL＋ＦyRは、推進巻線３１１０、３１１５によってのみ生成されたマクスウェルまたはローレンツ力として与えられ；
Ｆz＝ＦzL＋ＦzRは、ローレンツ力として与えられ；
Ｍx、Ｍyは、浮揚巻線３１４０、３１４５の位相コミュテーションの故の開ループ安定化によって生成される。
【００９１】
図３２は、閉ループ浮揚安定化、開ループピッチ安定化、閉ループロール安定化、並びに、推進、案内及びヨー制御をもたらす駆動システムの実施例を示している。
【００９２】
この構成において、推進力は、搬送装置３００５の互いに反対にある側部に位置している独立した推進巻線３２１０、３２１５によってもたらされ、浮揚は、搬送装置３００５の互いに反対にある側部に位置している独立した浮揚巻線３２２０、３２２５によってもたらされる。この実施例において、制御機器２７１５（図２７）は、２つのデュアルチャンネル増幅器３２３０、３２３５を含むように示されているが、４チャンネルを提供する任意の適切な増幅器構成が使用されてもよいことが理解されるべきである。推進巻線３２１０、３２１５は、２チャンネル増幅器３２３０の個別のチャンネル３２４０、３２４５によって各々駆動される。それに応じて、浮揚巻線３２２０、３２２５は、２チャンネル増幅器３２３５の個別のチャンネル３２５０、３２５５によって各々駆動される。浮揚巻線３２２０、３２３５は、位相コミュテーションを使用して制御され、搬送装置３００５の開ループピッチ安定化がもたらされる。ｙ軸に沿った案内力は、マクスウェルの定理を用いて、推進巻線３２１０、３２１５及び浮揚巻線３２２０、３２２５の両方によって生成される。
【００９３】
他の実施例を参照して上述されたように、搬送装置３００５は、磁性プラテン３０５０、３０５５を含んでいる。磁性プラテン３０５０、３０５５、及び各々が増幅器チャンネル３２４０、３２４５、３２５０及び３２５５の制御下にある巻線３２１０、３２１５、３２２０、３２２５は、閉ループ技術を用いてｘＬ、ｘＲ、ｙ、ｚＬ、ｚＲ座標を制御し、かつ開ループ技術を用いてＲｙ座標を制御するように動作する。
【００９４】
磁性プラテン３０５０、３０５５、及び各々が増幅器チャンネル３２４０、３２４５、３２５０及び３２５５の制御下にある巻線３２１０、３２１５、３２２０、３２２５は、搬送装置３００５に以下の力を与えるように動作する。
【００９５】
ＦX＝ＦxL＋ＦxRは、ローレンツ力として与えられ；
Ｆy＝ＦyL＋ＦyRは、推進巻線３２１０、３２１５及び浮揚巻線３２２０、３２２５の両方によって生成されたマクスウェル力として与えられ；
Ｆz＝ＦzL＋ＦzRは、ローレンツ力として与えられ；
Ｍyは、浮揚巻線３２２０、３２２５の位相コミュテーションの故の開ループ安定化によって生成される。
【００９６】
図３３、３４Ａ−３４Ｄ、及び３５から３８は、完全な閉ループ制御を用いる、すなわち座標または力の開ループ制御または受動的制御を全く用いない駆動システムの実施例を示している。これらの実施例は、搬送装置３３０５に結合されている多数の磁性プラテンと相互作用する固定巻線を使用して、搬送装置３３０５を浮揚及び推進するように動作する。この実施例は、例えば、搬送装置３３０５の角部の各々に１つ結合している４つの磁性プラテン３３７５、３３８０、３３８５、及び３３９０を示しているが、任意の数の磁性プラテンが、搬送装置３３０５に対して任意の配置で使用されてもよいことが理解されるべきである。この実施例は、Ｎ極Ｓ極が交互になっているパターンで配置されているマグネットを有する磁性プラテンを示しているが、任意の適切なマグネットのパターンが使用されてもよいことが理解されるべきである。
【００９７】
図３３を参照すると、各々が搬送装置３３０５の互いに反対にある側部３３２０及び３３２５にある推進巻線３３１０及び３３１５が、互いに接続されて単一の増幅チャンネル３３３０によって駆動されている。３つの独立した浮揚巻線３３３５、３３４０、及び３３４５は、３つの増幅器チャンネル３３６０、３３６５及び３３７０によって各々駆動されてもよい。３つの独立した浮揚巻線は、側部３３２５に作用する単一の巻線３３３５、及び側部３３２０に作用する巻線３３４０、３３４５を用いて浮揚力を生成するように動作する。この実施例において、巻線３３４５は、搬送装置３３０５の前部３３５０に、側部３３２０に沿って作用し、巻線３３４０は、搬送装置３３０５の後部３３５５に、側部３３２０に沿って作用する。従って、共通の浮揚力が、側部３３２５に与えられてもよいと同時に、同一または異なった独立した浮揚力が側部３３２０の前部及び後部に与えられてもよい。
【００９８】
磁性プラテン３３７５、３３８０、３３８５、３３９０及び各々が増幅器チャンネル３３３０、３３６０、３３６５及び３３７０の制御下にある巻線３３１０、３３１５、３３３５、３３４０及び３３４５は、閉ループ技術を使用して、ｘ、ｙＦ、ｙＲ、ｚＬ、ｚＲＦ、ｚＲＲ座標を制御するように動作する。
【００９９】
磁性プラテン３３７５、３３８０、３３８５、３３９０及び各々が増幅器チャンネル３３３０、３３６０、３３６５及び３３７０の制御下にある巻線３３１０、３３１５、３３３５、３３４０及び３３４５は、搬送装置３３０５に以下の力を与えるように動作する。
【０１００】
Ｆx＝ＦxL＋ＦxRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyL／２＋ＦyLR、ＦyR＝ＦyL／２＋ＦyRRは、浮揚巻線のみによって生成された  ローレンツまたはマクスウェル力として与えられ；
ＦzL、ＦzRF、ＦzRRは、ローレンツ力として与えられる。
【０１０１】
ここで図３４Ａを参照すると、４つの独立した浮揚巻線３４１０、３４１５、３４２０及び３４２５が、４つの増幅器チャンネル３４３０、３４３５、３４４０及び３４４５によって各々駆動されてもよい。この４つの独立した浮揚巻線は、搬送装置３３０５の各々の角部にある磁性プラテンにおいて浮揚力を生成するように動作し、巻線３４１０、３４１５、３４２０及び３４２５は、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５において浮揚力を各々生成する。従って、独立した浮揚力が、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５、すなわち搬送装置３３０５の角部の各々に与えられてもよい。
【０１０２】
この実施例において、推進巻線３４９０及び３４９５は、互いに接続されて単一の増幅チャンネル３４９７によって駆動される。
【０１０３】
磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５、並びに各々が増幅器チャンネル３４３０、３４３５、３４４０、３４４５及び３４９７の制御下にある巻線３４１０、３４１５、３４２０、３４２５、３４９０及び３４９５は、閉ループ技術を使用して、搬送装置３３０５のｘ、ｙＦ、ｙＲ、ｚＬ、ｚＲＦ、ｚＲＲ座標を制御するように動作する。
【０１０４】
磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５、並びに各々が増幅器チャンネル３４３０、３４３５、３４４０、３４４５及び３４９７の制御下にある巻線３４１０、３４１５、３４２０、３４２５、３４９０及び３４９５は、搬送装置３３０５に以下の力を与えるように動作する。
【０１０５】
Ｆx＝ＦxL＋ＦxRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyLF＋ＦyRF、ＦyR＝ＦyLR＋ＦyRRは、浮揚巻線のみによって生成されたローレンツまたはマクスウェル力として与えられ；
ＦzF＝ＦzLF＋ＦzRF、ＦzLR、ＦzRRは、ローレンツ力として与えられる。
【０１０６】
図３４Ａの駆動システムは、搬送装置３３０５の位置（搬送装置３３０５のいくつかの部分の位置を含んでもよい）を判定するセンサ３４１１のアレイを含んでいてもよい。例えば、センサアレイ３４１１は、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０、３４６５の各々の位置を感知、すなわち搬送装置の各々の角部、右前（ＲＦ）、左前（ＬＦ）、右後（ＲＲ）及び左後（ＬＲ）を各々感知可能であってもよい。この実施例において、制御電子機器２７１５は、センサアレイ３４１１に電力を提供しかつセンサアレイ３４１１と信号を交換するためのセンサ回路３４１７を含んでもよい。
【０１０７】
図３４Ｂ−Ｄは、搬送装置３３０５の前部３４０３及び後部３４０７の浮揚及び案内制御のため、及び搬送装置３３０５の推進制御のための例示の制御方法を示している。
【０１０８】
図３４Ｂは、搬送装置３３０５の前部３４０３に対する例示の浮揚及び案内制御方法を示している。搬送装置３３０５の左前ＬＦ及び右前ＲＦの、ｙ及びｚ軸に沿った実際の位置ｙLFact、ｚLFact、ｙRFact、ｚRFactは、センサアレイ３４１１によって提供されてもよい。ｚ軸における所望の位置ｚcmdは、制御電子機器２７１５のインタフェース２７３５（図２７）を介して提供されてもよい。実際の位置ｙLFact、ｚLFact、ｙRFact、ｚRFact及び所望の位置ｚcmdは、増幅器３４１９によって使用されて、上述のように、増幅器チャンネル３４３０及び３４３５を介して巻線３４１０及び３４１５に各々提供されるコミュテーション電流ｉAj及びｉBjが生成されてもよい。
【０１０９】
図３４Ｃは、搬送装置３３０５の後部３４０７に対する例示の浮揚及び案内制御方法を示している。センサアレイ３４１１は、搬送装置３３０５の左後ＬＲ及び右後ＲＲのｙ軸及びｚ軸に沿った実際の位置ｙLRact、ｚLRact、ｙRRact、ｚRRactを提供してもよい。ｚ軸における所望の位置ｚcmdは、制御電子機器２７１５のインタフェース２７３５（図２７）を介して提供されてもよい。実際の位置ｙLRact、ｚLRact、ｙRRact、ｚRRact及び所望の位置ｚcmdは、増幅器３４２２によって使用されて、上述のように、増幅器チャンネル３４４０及び３４４５を介して巻線３４２０及び３４２５に各々提供されるコミュテーション電流ｉAj及びｉBjが生成されてもよい。
【０１１０】
図３４Ｄは、搬送装置３３０５の例示の推進制御方法を示している。搬送装置のｘ軸に沿った実際の位置ｘactは、センサアレイ３４１１によって提供されてもよい。ｘ軸における所望の位置は、制御電子機器２７１５のインタフェース２７３５（図２７）を介して提供されてもよい。実際の位置ｘact及び所望の位置ｘcmdは、増幅器３４２７によって使用されて、上述のように、増幅器チャンネル３４９７を介して巻線３４９０及び３４９５に提供されるコミュテーション電流ｉjが生成されてもよい。
【０１１１】
図３５Ａ、３５Ｂ及び３６から３８は、完全な閉ループ制御を提供し、かつ搬送装置の１または複数のデバイスの動作に関する規定を含んでいる駆動システムの実施例を示している。
【０１１２】
図３５Ａに示されている実施例を参照すると、４つの推進巻線が提供されており、巻線３５１０及び３５２０は搬送装置３５０５の側部３５３０に、巻線３５１５及び３５２５は搬送装置３５０５の側部３５３５にある。互いに反対にある側部にある推進巻線は、互いに接続されて単一の増幅チャンネルによって駆動され、巻線３５１０及び３５１５は増幅チャンネル３５４０によって駆動され、巻線３５２０及び３５２５は増幅チャンネル３５４５によって駆動される。
【０１１３】
４つの独立した浮揚巻線３５５０、３５５５、３５６０及び３５６５は、４つの増幅チャンネル３５７０、３５７５、３５８０及び３５８５によって各々駆動されてもよい。この４つの独立した浮揚巻線は、搬送装置３５０５の角部の各々の磁性プラテンにおいて同一のまたは異なった独立した浮揚力を生成するように動作し、巻線３５５０、３５５５、３５６０及び３５６５が、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５において各々浮揚力を生成する。
【０１１４】
この実施例において上述された磁性プラテン及び増幅チャンネルの制御下にある巻線の組み合わせは、閉ループ技術を用いて搬送装置３５０５のｘ、ｙF、ｙR、ｚF、ｚLR、及びｚRR座標を制御するように動作する。この磁性プラテン、及び増幅チャンネルの制御下にある巻線の組み合わせは、搬送装置３５０５に以下の力を与えるようにも動作する。
【０１１５】
Ｆx＝ＦxLF＋ＦxRF＋ＦxLR＋ＦxRRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyLF＋ＦyRF、ＦyR＝ＦyLR＋ＦyRRは、ローレンツまたはマクスウェル力として与えられる。すなわち、マクスウェルの定理が使用される場合、これらの力は浮揚巻線によってのみ生成され、ローレンツの定理が使用される場合、これらの力は推進巻線及び浮揚巻線の組み合わせによって生成される；
ＦzF＝ＦzLF＋ＦzRF、ＦzLR、ＦzRRは、ローレンツ力として与えられる。
【０１１６】
図３５Ａの駆動システムは、搬送装置３５０５の位置（搬送装置３５０５のいくつかの部分の位置を含んでもよい）を判定するセンサ３５１１のアレイを含んでもよい。例えば、センサアレイ３５１１は、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０、３４６５の各々の位置を検知可能、すなわち搬送装置３５０５の角部の各々の位置、右前（ＲＦ）、左前（ＬＦ）、右後（ＲＲ）、左後（ＬＲ）を各々検出可能であってもよい。この実施例において、制御電子機器２７１５は、センサアレイ３５１１に電力を供給するため、かつセンサアレイ３５１１と信号を交換するためにセンサ回路３５１７を含んでいてもよい。
【０１１７】
この実施例は、図３４Ｂ及び３４Ｃに示されたのと同様の例示の浮揚及び案内制御方法を使用してもよい。
【０１１８】
この実施例において、搬送装置３５０５は、図２８Ｄに示されている例示の装置と同様に互いに対して移動自在な２以上の部分を含んでもよい。このタイプの搬送装置に関して、搬送装置上の動作デバイス、例えば、アームまたはエンドエフェクタは、搬送装置３５０５の前部３５８５と後部３５９０の相対的な動作によって駆動されてもよく、追加の増幅チャンネルは必要とされない。
【０１１９】
図３５Ｂは、搬送装置３５０５の例示の推進制御方法を示している。搬送装置の前部３５８５のｘ軸に沿った実際の位置ｘFact及び搬送装置３５０５の後部３５９０のｘ軸に沿った実際の位置ｘRactは、センサアレイ３４１１によって提供されてもよい。前部３５８５のｘ軸に沿った所望の位置ｘFcmd及び後部３５９０のｘ軸に沿った所望の位置ｘRcmdは、制御電子機器２７１５のインタフェース２７３５（図２７）を介して提供されてもよい。実際の位置ｘFact、ｘRact及び所望の位置ｘFcmd、ｘRcmdは、増幅器３５３７に使用されて、増幅器チャンネル３５４０を介して巻線３５１０及び３５１５に提供されるコミュテーション電流ｉAjが生成されてもよい。実際及び所望の位置が使用されて、上述のように、増幅チャンネル３５４５を介して巻線３５２０及び３５２５に提供されるコミュテーション電流ｉBjが生成されてもよい。
【０１２０】
図３６は、図３５Ａと同様であり、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０、３４６５の周囲にクラスタとして配されている巻線のセットを有している実施例を示している。
【０１２１】
この実施例は、図３４Ｂ及び３４Ｃに示されているのと同様の例示の浮揚及び案内制御方法を使用しても良く、図３５Ｂに示されている例示の推進制御方法を使用してもよい。
【０１２２】
この実施例は、搬送装置の座標全てで同一の制御を提供し、図３５Ａに示されている実施例のように、使用されない巻線の領域なしに同一の力を与える故に有利である。
【０１２３】
図３７に示されている実施例は、各々が独自の増幅器チャンネルによって駆動される４つの独立した推進巻線及び４つの独立した浮揚巻線を使用する。
【０１２４】
独立した推進巻線３７１０、３７１５、３７２０及び３７２５は、４つの増幅チャンネル３７３０、３７３５、３７４０及び３７４５によって各々駆動されてもよい。４つの独立した推進巻線は、搬送装置３５０５の角部の各々にある磁性プラテンにおいてｘ軸に沿った推進力を生成するように動作し、巻線３７１０、３７１５、３７２０及び３７２５は、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５において、同一かまたは異なってもよい独立した推進力を各々生成する。
【０１２５】
独立した浮揚巻線３７５０、３７５５、３７６０及び３７６５は、４つの増幅器チャンネル３７７０、３７７５、３７８０及び３７８５によって各々駆動されてもよい。４つの独立した浮揚巻線は、搬送装置３３０５の角部の各々にある磁性プラテンにおいて浮揚力を生成するように動作し、巻線３７５０、３７５５、３７６０、及び３７６５は、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５において、同一かまたは異なってもよい独立した浮揚力を各々生成する。
【０１２６】
図３４−３６の実施例と同様に、本実施例において説明された磁性プラテン、及び増幅器チャンネルの制御下にある巻線の組み合わせは、閉ループ技術を用いて、装置３３０５のｘ、ｙF、ｙR、ｚF、ｚLR及びｚRR座標を制御するように動作する。
【０１２７】
この磁性プラテン、及び増幅器チャンネルの制御下にある巻線の組み合わせは、搬送装置３３０５に以下の力を与えるように動作する。
【０１２８】
ＦX＝ＦxLF＋ＦxRF＋ＦxLR＋ＦxRRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyLF＋ＦyRF、ＦyR＝ＦyLR＋ＦyRRは。推進巻線及び浮揚巻線の組み合わせによってローレンツ力またはマクスウェル力として与えられ；
ＦzF＝ＦzLF＋ＦzRF、ＦzLR、ＦzRRは、ローレンツ力として与えられる。
【０１２９】
この実施例において、アームの駆動は、搬送装置３３０５の磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０及び３４６５の相対動作によって行われてもよく、追加の増幅チャンネルは必要とされない。
【０１３０】
図３８は、図３７と同様の実施例を示しており、磁性プラテン３４５０、３４５５、３４６０、３４６５の首位にクラスタ配置されており巻線セットを有している。
【０１３１】
この実施例は、搬送装置３００５の座標全てで同一の制御を提供し、かつ使用しない巻線の領域無しに図３７に示されている実施例と同一の力を与えることが可能である故に有利である。
【０１３２】
上記開示された実施例のほとんどは、搬送装置上のデバイス、例えば、アーム、エンドエフェクタ、または回転デバイスの駆動のために、搬送装置２２の前部と後部との相対動作を使用してもよい。この相対動作は、通常は、搬送装置の前部及び後部に結合されている磁性プラテンに与えられる相対的力に起因する。搬送装置の前部と後部との相対動作の代替例として、デバイスの駆動は、搬送装置上に配された相対移動を提供するための専用の磁性プラテンを使用することによってなされてもよい。この移動は、専用の磁性プラテンと専用の磁性プラテンに近接して配されている巻線との間の相互作用に起因してもよい。専用の磁性プラテンは、任意の方向において互いに相対的に移動自在であるように構成されてもよい。当該専用の磁性プラテンは、当該専用の磁性プラテンの相対移動をもたらすために特化した巻線と相互作用してもよいか、または、本明細書における上記開示のように、搬送装置に力、例えば、浮揚力、推進力または案内力を提供するために既に提供されている巻線と相互作用してもよい。
【０１３３】
図３９Ａ−図３９Ｃは、垂直方向に分割された２つの磁性プラテン、上部プラテン３９１０及び下部プラテン３９１５を含む実施例を示している。上部及び下部プラテン３９１０、３９１５は、開示された搬送装置、例えば搬送装置２２または３３０５のうちの任意の１つの側部に設けられていてもよい。代替的に、上部及び下部プラテン３９１０、３９１５は、搬送装置の任意の部分に設けられていてもよい。上部及び下部プラテン３９１０、３９１５は、適切な移動を保証するために、スライダまたはローラ上に設けられていてもよく、かつガイドまたはレールのセット内に拘束されていてもよい。
【０１３４】
図３９Ａは、中立位置に位置している上部及び下部プラテン３９１０、３９１５を示している。図３９Ｂに示されているように、下部プラテン３９１５が固定維持されているときに、上部プラテン３９１０が巻線によってもたらされた力によって駆動されてもよい。図３９Ｃにおいて、上部プラテン３９１０が固定維持されているときに、下部プラテン３９１５が巻線によってもたらされた力によって駆動されてもよい。
【０１３５】
いくつかの実施例において、例えば、図３０−３２に開示されていているように、専用の磁性プラテンうちの１つが搬送装置に固定されて、搬送装置自体の移動に使用されてもよい。これらの実施例において、他の専用磁性プラテンは、デバイスの駆動のために搬送装置に移動自在に設けられていてもよい。例えば、隣接するステーション内に他の搬送装置が存在する故に、ｘ方向に沿って使用可能な空間が限られている実施例において、専用磁性プラテンは、磁性プラテンのさらに広い移動の範囲をもたらし、力及び位置分解能（force and position resolution）の要求を緩和する。
【０１３６】
図４０は、回転する構成の駆動システムを示している。この実施例において、４つの独立した推進巻線が、図３７及び３８の実施例と同様に、４つの増幅器チャンネルによって各々駆動される。４つの独立した推進巻線は、４つのｘ方向の力（ＦxLF、ＦxRF、ＦxLR、ＦxRR）を生成する。
【０１３７】
この実施例において、搬送装置４００５は、独立して回転するが、中心で互いに結合されているロータ４０１０、４０１５のペアを含んでいてもよい。ｘ方向の力は、アームの駆動のためにロータ４０１０、４０１５のペアに作用するモーメントを生成し、追加の２つの自由度を提供する。さらに、推進巻線は、案内力を生成可能である。
【０１３８】
浮揚制御及びピッチ／ロール安定化は、浮揚巻線によってなされ、この浮揚巻線は、案内力を生成してもよい。浮揚制御及びピッチ／ロール安定化は、図３０−３８に示されている実施例のうちの任意の１つと同様な浮揚巻線を使用してもよい。搬送装置４００５は、上手く通り抜けることが可能であってもよい。
【０１３９】
巻線はロータと相互作用して、リフト巻線の構成に応じて、閉ループ、開ループまたはこれらの組み合わせを使用して搬送装置４００５のｘ、ｙF、ｙR、ＲzF、ＲzR座標を制御する。
【０１４０】
この巻線はロータとも相互作用し、以下の力を搬送装置４００５に与える。
【０１４１】
Ｆx＝ＦxLF＋ＦxRF＋ＦxLR＋ＦxRRは、ローレンツ力として与えられ；
ＦyF＝ＦyLF＋ＦyRF、ＦyR＝ＦyLR＋ＦyRRは、ローレンツまたはマクスウェル力として与えられ、
ＭzF＝ｒ（ＦxLF＋ＦxRF）、ＭzR＝（ＦxLR＋ＦxRR）、ｒ＝ｒａｄｉｕｓ
ＦzLF、ＦzRF、ＦzLR、ＦzRRは、ローレンツ力として与えられる。
【０１４２】
例えば、図２−７において説明された処理装置において使用される場合、搬送装置２２、２２Ａ、３００５、３３０５、４００５は、ステーションにおいて待機している間は固定維持されてもよい。いくつかの実施例において、これは、浮揚巻線が一定に電圧を掛けられることをもたらしてもよい。駆動システムの１または複数の実施例は、追加の強磁性エレメントを使用して、搬送装置が待機している間に浮揚巻線によって生成される継続的な力を減少させても良い。
【０１４３】
図４１の実施例は、搬送装置上の永久マグネットの磁界に曝される強磁性固定レール４１０５のグリッドを使用してもよい。１つの例として、搬送装置３３０５は、グリッド４１０５内の３つの異なった位置に示されている。この実施例は、任意の適切な搬送装置と共に使用されてもよい。この例において、グリッド４１０５は、磁性プラテン３４５０及び３４６０の磁界に曝されている。この実施例は単一のグリッドを示しているが、任意の適切な数のグリッドが使用されてもよい。他の実施例において、２つのグリッドが搬送装置３３０５の近接する互いに反対にある側部に配されて、搬送装置の互いに反対にある側部において磁性プラテンと相互作用してもよい。
【０１４４】
搬送装置３３０５が位置を維持する場合、磁性プラテン３４５０、３４６０と強磁性グリッド４１０５との間の受動的な力は、搬送装置３３０５の重量とバランスする。このグリッドは、強磁性材料をもたらす１つの軸に沿った多数の水平レール４１１０、４１２０を含んで、搬送装置が１つの経路を移動することを可能にしてもよい。グリッドを横切るスムーズな変更、例えば、ある垂直方向高さから他の垂直方向高さへの変更、を可能にするために、追加の強磁性レール４１１５、４１２５が提供されてもよい。位置Ａにおいて、水平レール４１２０を移動している搬送装置が示されている。位置Ｂは、グリッドがどのように構成されて、複数の高さ間の遷移が可能にされているかを示している。位置Ｃは、搬送装置３３０５がステーションにおいて待機していてもよい例示の維持位置であってもよい。
【０１４５】
磁性プラテン３４５０、３４６０とレール４１１０、４１１５、４１２０、４１２５との間の引力は、電源喪失事態における安全な降下・着床に使用され得る水平成分を含んでいる。
【０１４６】
代替実施例は、図４２Ａ及び図４２Ｂに示されているような磁気ラッチング機構４２０５を含んでいてもよい。この実施例において、搬送装置において上方に作用する受動的な力のピークＦｚｕｐは、磁気ラッチング機構によって生成される下方への受動的力Ｆｚｄよりも実質的に大きくてもよい。Ｆｚｄｎは、ラッチング機構無しの実施例と比較した増分力の増加（incremental force  increase）を表している。換言すれば、カートをより低い高さからより高い高さに移動させるのに必要なピーク力は、重力及びＦｚｄｎを加えたものを超えることを必要とし、いくつかの実施例において、カートを加速させるのに必要な力を含んでもよい。ラッチング機構の磁性プラテン３４５０、３４５５と強磁性エレメント４２１０、４２１５は、電源喪失において安全な降下・着床手段を提供してもよい。
【０１４７】
本明細書において開示されている実施例の各々は、固定巻線の１または複数のパターンを使用してもよく、この例は、図４３Ａに示されている。図４３Ａに示されているパターンは、使用されてもよい巻線の異なったアセンブリまたは構成を表し、巻線のセットは、１つのパターンまたはパターンの組み合わせを含んでもよい。
【０１４８】
開示された実施例は、磁性プラテンの１または複数のパターンを含んでいてもよく、これらの例は、図４３Ｂに示されている。磁性プラテンは、単一のパターンまたはパターンの組み合わせを含んでいてもよい。図４３Ｃにおいて、表１は、巻線パターンの各々の説明を含んでおり、表２は、磁性プラテンパターンの各々の説明を含んでいる。図３は、本明細書において説明されている駆動システムの実施例において共に使用されてもよい、巻線パターン及びマグネットパターンの様々な組み合わせの多数の非限定的な例を示している。
【０１４９】
従って、開示された実施例は、１または複数の実施例において、専用の案内巻線の必要なしに、案内のために使用される推進巻線及び浮揚巻線を提供してもよく、１または複数の実施例において、受動的磁力を使用する片側駆動構成、受動的磁力を使用する受動的浮揚並びにピッチ及びロール安定化を提供してもよい。開示された実施例は、位相コミュテーションを使用する開ループ浮揚、ピッチ及びロール安定化、デバイスを駆動するための垂直方向に分割されたマグネットを用いた駆動構成、及び直接回転アーム駆動のための、コーナーの通過性能を伴う駆動構成を提供してもよい。さらに、実施例は、強磁性レールを使用して受動的にバランスされている浮揚機能、磁気ラッチング機構に基づいて受動的にバランスされている浮揚機能、及び、例えば、従来のデュアルチャンネルモータ増幅器において実施されている場合の分離された閉ループ位置制御を含んでもよい。
【０１５０】
上述の説明は、開示された実施例の単なる例示であることが理解されるべきである。様々な代替例及び変形例は、本明細書において開示された実施例から逸脱することなく当業者によって考案され得る。従って、本開示の実施例は、添付の特許請求の範囲内にある全ての代替例、変形例及び変更例を包含することを目的としている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３４Ｃ】
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【図３４Ｄ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図３９Ｃ】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４３Ｃ】
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