(57)【要約】本発明は、ＥＦＥＭコンポーネント、例えばウェーハ取扱いロボット及びＳＭＩＦポッド前進組立体を取り付けることができる統一型スパイン構造体に関する。フレームは、上支持部材及び下支持部材に取り付けられた多数の垂直方向ストラットを有する。垂直方向ストラットを支持部材に構造的に結び付けることにより、ＥＦＥＭコンポーネントを支持する剛性本体が得られる。垂直方向ストラットは又、ＥＦＥＭコンポーネントを位置合わせできる共通基準となる。これにより、各ＥＦＥＭコンポーネントを互いに位置合わせする必要がなくなる。かくして、１つのＥＦＥＭコンポーネントを取り外しても、これによって残りの固定されたＥＦＥＭコンポーネントの位置合わせ状態及びキャリブレーションへの影響は生じない。統一型フレームは又、外部周囲条件から隔離された環境内にＳＭＩＦポッドドア及びポートドアの隔離された貯蔵領域を形成する。
2005525688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体フロントエンドコンポーネントを取り付けることができる統一型フレームであって、統一型フレームは、全てのコンポーネントを位置合わせするための単一の基準となり、前記統一型フレームは、各々が上方部分、下方部分、フロントフェース及びリヤフェースを備えた少なくとも２つの垂直方向ストラットと、各前記垂直方向ストラットの前記上方部分に固定された上支持部材と、各前記垂直方向ストラットの前記下方部分に固定された下支持部材とを有し、前記下支持部材は、前記フロントフェースに固定された前取付け面及び前記リヤフェースに固定された後取付け面を形成し、前記統一型フレームは、前記前及び後取付け面に取り付けられたフロントエンドロードコンポーネントを更に有していることを特徴とする統一型フレーム。
【請求項２】
前記下支持部材は、前記前取付け面と前記後取付け面との間に位置するポートドア／キャリヤドア貯蔵領域を更に形成することを特徴とする請求項１記載の統一型フレーム。
【請求項３】
前記上支持部材は、少なくとも１つの有孔面を有していることを特徴とする請求項１記載の統一型フレーム。
【請求項４】
前記下支持部材は、少なくとも１つの有孔面を有していることを特徴とする請求項１記載の統一型フレーム。
【請求項５】
各前記垂直方向ストラットは、互いに実質的に平行であることを特徴とする請求項１記載の統一型フレーム。
【請求項６】
半導体フロントエンドコンポーネントを取り付けることができる統一型フレームであって、統一型フレームは、全てのコンポーネントを位置合わせするための単一の基準となり、前記統一型フレームは、各々が上方部分、下方部分、フロントフェース及びリヤフェースを備えた少なくとも２つの垂直方向ストラットと、各前記垂直方向ストラットの前記上方部分に固定された上支持部材と、各前記垂直方向ストラットの前記下方部分に固定されていて、前記フロントフェースに固定された前取付け面を形成する下支持部材と、前記下支持部材の前記前取付け面及び前記垂直方向ストラットの前記リヤフェースに取り付けられたフロントエンドロードコンポーネントとを有していることを特徴とする統一型フレーム。
【請求項７】
前記上支持部材は、少なくとも１つの有孔面を有していることを特徴とする請求項６記載の統一型フレーム。
【請求項８】
前記下支持部材は、少なくとも１つの有孔面を有していることを特徴とする請求項６記載の統一型フレーム。
【請求項９】
各前記垂直方向ストラットは、互いに実質的に平行であることを特徴とする請求項６記載の統一型フレーム。
【請求項１０】
半導体フロントエンドコンポーネントを取り付けることができる統一型フレームであって、統一型フレームは、全てのコンポーネントを位置合わせするための単一の基準となり、前記統一型フレームは、各々が上方部分、下方部分、フロントフェース及びリヤフェースを備えた少なくとも２つの垂直方向ストラットと、各前記垂直方向ストラットの前記上方部分に固定された上支持部材と、各前記垂直方向ストラットの前記リヤフェースに固定された背骨支持部材と、各前記ストラットの前記フロントフェースに固定された前取付けプレートと、前記前取付けプレート及び前記背骨支持部材に取り付けられたフロントエンドロードコンポーネントとを有することを特徴とする統一型フレーム。
【請求項１１】
半導体フロントエンドコンポーネントを取り付けることができる統一型フレームであって、統一型フレームは、全てのコンポーネントを位置合わせするための単一の基準となり、前記統一型フレームは、各々が上方部分、下方部分、フロントフェース及びリヤフェースを備えた少なくとも２つの垂直方向ストラットと、Ｉ／Ｏポートを有し、各前記垂直方向ストラットの前記上方部分及び下方部分に固定されたコンポーネント取付け面と、前記コンポーネント取付け面及び前記垂直方向ストラットの前記リヤフェースに取り付けられたフロントエンドロードコンポーネントとを有することを特徴とする統一型フレーム。
【請求項１２】
半導体フロントエンドコンポーネントを取り付けることができる統一型フレームであって、統一型フレームは、全てのコンポーネントを位置合わせするための単一の基準となり、前記統一型フレームは、各々が第１の取付け面、第２の取付け面及び第３の取付け面を備えた少なくとも２つの垂直方向ストラットを有し、前記第１の取付け面、第２の取付け面及び第３の取付け面は、互いに平行であり、前記統一型フレームは、前記垂直方向ストラットの前記第１の取付け面、第２の取付け面及び第３の取付け面のうち少なくとも１つに取り付けられたフロントエンドロードコンポーネントを更に有していることを特徴とする統一型フレーム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
優先権主張
本願は、２００１年８月３１日に出願された米国仮特許出願第６０／３１６，７２２号（発明の名称：UNIVERSAL MODULAR PROCESSING INTERFACE SYSTEM ）の優先権主張出願であり、かかる米国特許出願明細書の記載内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【０００２】
関連出願の引照
１．２００２年３月１日に出願された米国特許出願第１０／０８７，６３８号明細書（発明の名称：UNIVERSAL FRAME FOR SEMICONDUCTOR MATERIAL HANDLING SYSTEM）
２．２００２年３月１日に出願された米国特許出願第１０／０８７，０９２号明細書（発明の名称：SEMICONDUCTOR MATERIAL HANDLING SYSTEM）
【０００３】
発明の分野
本発明は、一般にウェーハ移送システムに関する。特に、本発明は、装置フロントエンドモジュール（equipment front end module：ＥＦＥＭ）コンポーネントが取り付けられる統一型の拡大縮小可能なフレーム又は構造体及びウェーハを移送するウェーハエンジンに関する。
【０００４】
発明の背景
ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface ）ポッドは一般にウェーハを貯蔵したり移送できる密閉環境を提供するようポッドシェルとつがい又は組合せ関係をなすポッドドアで構成されている。ポッドの一形式は、ＦＯＵＰ１０と呼ばれている前部開放式統一型ポッドであり、かかるＦＯＵＰ１０では、ポッドドアは鉛直面内に設けられ、ウェーハはポッドシェル内に設けられたカセット又はポッドシェル内に設けられた２つのシェル内に支持される。
【０００５】
半導体ウェーハの製造中、ＳＭＩＦポッドは、加工物をウェーハ製造工場内の種々のツール相互間で搬送するのに用いられる。これらツールとしては、集積回路パターンをウェーハ上に形成するプロセス又は処理ツール、ウェーハを検査する計測ツール、ウェーハをソートして１以上のＳＭＩＦポッド内に再配置するソータ及びＳＭＩＦポッドの大量貯蔵のためのストッカが挙げられる。ツールは一般に、ウェーハ製造工場内で、２つの形態、即ち、ベイ及びチェイス形態又はバルルーム（ballroom）形態のうち一方の状態でレイアウトされる。前者の構成では、加工物Ｉ／Ｏポートを含むツールのフロントだけがクラス−１（Class-1 ）以上のクリーンルーム環境内に維持される。バルルーム構成では、ツールは、これらが実行する作業に応じてクラスタの状態に配列され、ツール全体は、クラス−１以上のクリーンルーム環境内に維持される。
【０００６】
ウェーハ製造工場内のツールは、加工物（即ち、ウェーハ）のポール相互間及びツールへの移送を容易にしたりモニタするコンポーネントを収容したフロントエンドインタフェースを有する。従来型フロントエンドユニット又は装置フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）２０が図１及び図２に示されている。ＥＦＥＭ２０は一般に、ツール製造業者のところで構成され、次にウェーハ製造工場に出荷される。
ＥＦＥＭ２０は、主要コンポーネントとして、ツールのフロントに固定されたハウジング２２及びハウジング内に設けられた加工物取扱いロボット２４を有し、加工物取扱いロボット２４は、加工物を加工物キャリヤ、ツール及び他のフロントエンドコンポーネント相互間で移送するようｘ軸、ｒ軸、θ軸、ｚ軸運動を行うことができる。ロボット２４は一般に、水平調節ねじを備えた状態で設けられ、この水平調節ねじは、ＥＦＥＭ２０を構成していったんツールに取り付けると、ロボット２４の平面度の調節を可能にする。
【０００７】
ロボット２４に加え、ＥＦＥＭ２０は主要コンポーネントとして、ウェーハセンタ識別、ノッチの向き及びインドシルマーク（indocil mark）読取り作業を行う１以上のプリアライナ（prealigner）２６を有する。プリアライナ２６は一般に、ハウジング２２内にボルト止めされ、水平調節ねじにより、ＥＦＥＭ２０を構成していったんツールに取り付けると、プリアライナの平面度を調節することができる。
ＥＦＥＭ２０は、加工物キャリヤを受け入れ、キャリヤを開き、そして加工物をキャリヤ相互間及び他の処理ツール相互間で移送可能にロボット２４に渡す１以上のロードポート組立体２８を更に有している。３００ｍｍウェーハ処理の場合、ＢＯＬＴＳインタフェース（Box Opener-Loader Tool Standard Interface ）と通称されている垂直方向に差し向けられたフレームが、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International ）によって開発された。ＢＯＬＴＳインタフェースは、ツールのフロントエンドに取り付けられ又はその一部として形成されており、ロードポート組立体がツールに取り付けられる標準型の取付け箇所となっている。米国特許第６，１３８，７２１号明細書（発明の名称：Tilt and Go Load Port Interface Alignment System）は、ロードポート組立体をＢＯＬＴＳインタフェースに隣接した正しい位置に調節し、次にロードポート組立体をこのインタフェースに取り付けるシステムを開示している。なお、この米国特許は、本出願人の所有者に譲渡されており、かかる米国特許明細書の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【０００８】
ロボット２４、プリアライナ２６及びロードポート組立体２８をいったんハウジング２２に取り付けると、ＥＦＥＭ２０は、ウェーハ製造工場に出荷され、工場内のツールに取り付けられる。ＥＦＥＭコンポーネントは、ツールに正しく固定された後、水平調節ねじによりハウジング２２内で水平調節され、次にロボット２４がロードポート組立体、プリアライナ及びツール相互間における加工物の移送を可能にするよう接近することが必要な取得及びドロップオフ（drop-off）位置が教示される。ツールフロントエンド内で種々の取得及びドロップオフ位置をロボットに教示するシステムが、米国特許出願第０９／７２９，４６３号明細書（発明の名称：Self Teaching Robot ）に開示されており、かかる米国特許出願は、本出願人の所有者に譲渡されており、かかる米国特許出願明細書の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。ロボット位置をいったん教示すると、サイドパネルをハウジング２２に取り付けて、ハウジングを周囲環境に対して実質的に密閉する。例えば、従来型ＥＦＥＭは、組立て状態のハウジング内に設けられた多くの互いに別個独立の加工物取扱いコンポーネントを有している。ハウジング２２は、フレームに取り付けられた複数のパネルの状態に互いにボルト止めされ、構築され又は溶接された構造用フレームを有している。ハウジング２２を組み立てた後、ＥＦＥＭコンポーネントを種々のパネルに固定する。システム全体の公差が各フレーム部材、パネル及びコンポーネント連結部と結合されることは従来型ＥＦＥＭにとって不都合である。その結果、組立て状態のＥＦＥＭコンポーネントの位置合わせ状態が不良になり、互いに対して正しい位置に合わせて調節することが必要となる。また、ロボット２４にはコンポーネントの相対位置を教示する必要があり、したがってＥＦＥＭコンポーネントが互いに相互作用をする場合がある。この位置合わせ及び教示プロセスは、ＥＦＥＭコンポーネントのうち１以上の調節を行う度に行われなければならない。
【０００９】
従来技術の別の欠点は、ＥＦＥＭコンポーネントが各々それ自体の制御装置及び通信プロトコルを備えた互いに異なる供給業者によって製造される場合が多いということである。ＥＦＥＭの組立て時に、各コンポーネントの制御装置が互いに連絡を取り合うことができ、コンポーネントが互いに相互作用できるよう作業を行わなければならない。別々の制御装置は又、保守を複雑にし、しかもＥＦＥＭ内に設けられている部品及び電気接続部を増やす。さらに、特にバルルーム構成では、従来型ＥＦＥＭは、スペースが貴重なクラス−１クリーンルーム環境内のスペースを広く占有している。
【００１０】
今日における３００ｍｍ半導体ＥＦＥＭは、ＳＥＭＩ・Ｅ１５．１準拠ロードポートモジュールを含む幾つかの主要なサブシステム（代表的には、ツール１つ当たり２〜４基）で構成されている。例えば、ＥＦＥＭは、ウェーハ取扱いロボット及び構造用鋼フレームに取り付けられたフアン／フィルタユニットから成る場合があり、しかも、ロードポートとプロセスツールとの間のウェーハ取扱い領域を密閉するパネルを有する場合がある。これらコンポーネントの組合せは、ウェーハをＦＯＵＰ１０に受け渡ししたり、ウェーハをＦＯＵＰとプロセスツールウェーハドック相互間で移送する手段となる。ＦＯＵＰ１０はオペレータにより手作業で装填が行われ又はロードポートに送られたりこれから取り出される自動化材料取扱いシステム（ＡＭＨＳ）により自動的に装填が行われる。多数の売り手がシステムとして一体化されるべきロードポート、ＦＯＵＰ１０又は他のＥＦＥＭコンポーネントを提供できるよう工業規格が創設された。
【００１１】
ロードポートコンポーネントは、ＥＦＥＭ内のＡＭＡＳとウェーハ取扱いロボットとの間の標準型インタフェースを構成する。これは、ＦＯＵＰ１０を設定し、ＦＯＵＰ１０をドッキングして、前面を密封し、そしてドアを開閉してＦＯＵＰ１０内のウェーハに接近できるようにする標準化の場所を提供する。このユニットの寸法形状は全て、ＳＥＭＩ・Ｅ１５．１で指定されている。
ロードポートは、ＳＥＭＩ・Ｅ−６３により規定されたＢＯＬＴＳインタフェースによりフロントエンドに取り付けられる。この規格は、ロードポートが取り付けられる表面及び取付け穴を定める。これが、製造工場のフロアのところで始まり、フロアから１，３８６ｍｍという高さに至るよう構成され、そしてロードポート１つ当たり幅が約５０５ｍｍである。その結果、ロードポートは工場内でのオペレータの通路からプロセスツールを完全に遮断する。ＳＥＭＩ・Ｅ−６３は又、種々のロボット製造業者との互換性を確保するようツール側のロードポート寸法形状を規定している。
【００１２】
ロードポートの主要な機能は、ＦＯＵＰ１０をＦａｂ・ＡＭＨＳへの受け渡しを行うこと、ＦＯＵＰ１０をポート密封面に近付けたり遠ざけること（ドッキング／ドッキング解除）及びＦＯＵＰドアを開閉することを含む。加うるに、ロードポートは、例えば、ＦＯＵＰ１０を前進プレートに係止すること、ＦＯＵＰドアを施錠したり解錠すること等の機能、及び多種多様なＩＤ及び通信機能を実行しなければならない。ＳＥＭＩ・Ｅ１５．１によれば、これら機能は全て、典型的にはユニット一式としてツールフロントエンドに付加され又は取り外される単一の一体式組立体内に組み込まれている。
【００１３】
ロードポートは、高精度でウェーハロボットに位置合わせされなければならない。システム内に多くのロードポートがある場合、これらロードポートは全て、ウェーハを互いに平行な水平平面内に提供しなければならない。典型的には、ロードポートは、ＦＯＵＰ１０内のウェーハをロボットで平坦化するための調整が数回行われる。ロボットをＦＯＵＰ１０の各々の中の２５箇所のウェーハ位置の各々に合わせて校正するのに費やす時間を最小限に抑えるために、調整の全てと関連して専用ツール及び位置合わせジグが用いられる。ロードポートを新しいものに入れ替える場合、校正作業は時間が極めて長い場合がある。
ロボットをウェーハ位置に位置合わせすることに加えて、ドア機構も又、ドアの開き及びドア密封フレームに位置合わせされなければならない。この場合も又、これは一般に、位置合わせジグ及びツールを用いてツールフロントエンド又はオフラインの何れかに対して行われる。
【００１４】
また、ロボットは、水平調節され、１以上のツールドロップオフ箇所に位置合わせされなければならない。これは一般に、ロボットに位置を教示し、フロントエンド又はツールの何れかに対して平面度調整を行うことにより手作業で行われる。
ツールフロントエンドのセットアップを行うのは、ツール、ロボット及びＦＯＵＰ１０相互間のこれら関係の全ての組合せなので、時間がかかる。コンポーネントは全て典型的には、比較的精度の低いフレームに取り付けられるので、これを補償するための調整が行われる。ロードポートは、前面に取り付けられ、ロボットはベースに取り付けられ、ファン／フィルタユニット（ＦＦＵ）は頂部に取り付けられ、外皮層が他の全ての開放表面に施されてミニエンバイロンメントエンクロージャが構成される。
コンポーネント相互間の調整を最小限に抑え、ロードポートを位置合わせするのに必要な総時間を減少させると有利である。本発明は、かかる利点をもたらす。
【００１５】
発明の概要
本発明の一特徴は、多くの重要なＥＦＥＭコンポーネントを互いに正確に結びつける統一型構造体又はフレームを提供することにある。一実施形態では、フレームは、内部及び外部ＥＦＥＭコンポーネントを位置合わせする単一の基準として役立つ。別の実施形態では、内部及び外部ＥＦＥＭコンポーネントは、フレームの各垂直方向ストラットに関して位置合わせされる。
本発明の別の特徴は、サイズが拡大縮小可能な統一型構造又はフレームを提供することにある。一実施形態では、統一型構造体は、上及び下支持部材に固定された垂直方向ストラットを有している。垂直方向ストラットの数並びに上及び下支持部材の長さは、ＥＦＥＭ内のＩ／Ｏポートの数で決まる。これと同様に、垂直方向ストラット及び支持部材のサイズ及び間隔は、２００ｍｍウェーハ、３００ｍｍウェーハ及び４００ｍｍウェーハに対応するよう様々であるのがよい。
【００１６】
本発明の更に別の特徴は、フロントロードコンポーネントを互いに対し正確且つ高精度に位置決めすることにある。好ましくは、この校正プロセスは、最小回数の調整で達成される。一実施形態では、内部及び外部ＥＦＥＭコンポーネントは全て、共通の基準点を共有するよう統一型フレームに正確に結び付けられている。
本発明の更に別の特徴は、ポートドア／キャリヤドア組立体を内部ＥＦＥＭコンポーネントの多くから分離して隔離する統合型フレームを提供することにある。一実施形態では、ポートドア／キャリヤドア組立体は、ミニエンバイロンメント内に位置する別個の空気流／貯蔵領域内へ降ろされる。貯蔵領域は、例えばウェーハ取扱いロボットにより生じた粒子が組立体を汚染するのを阻止する。
本発明の更に別の特徴は、ＥＦＥＭの内部への接近のためにＥＦＥＭから容易に取り外すことができるウェーハキャリヤドッキング／インタフェースプレートを提供することにある。本発明の一実施形態では、着脱自在なプレートは、ユーザがミニエンバイロンメント内で生じる問題／誤動作を観察できるよう透明な材料で作られている。
【００１７】
本発明の更に別の特徴は、ＥＦＥＭのフットプリントを減少させることにある。一実施形態では、ＥＦＥＭは、ＥＦＥＭの底面を持ち上げてウェーハ製造工場のフロアから離す転動架台によって支持される。ウェーハ製造工場のフロアとＥＦＥＭとの間の領域は、処理ツールへの保守用アクセスポートとして又は補助コンパートメントを配置する領域として役立ちうる。
本発明の更に別の特徴は、ウェーハを移送するウェーハエンジンを提供することにある。一実施形態では、ウェーハエンジンは、多くの検査、マーキング及び計測機能を行うことができ、別個の処理ステーションを不要にする。
本発明の更に別の特徴は、ウェーハをＥＦＥＭの減少したフットプリント内で移送できるウェーハエンジンを提供することにある。一実施形態では、ウェーハエンジンは、ウェーハをｚ軸に沿って移動させる直線駆動装置と、ウェーハをｚ軸に沿って移動させる垂直方向駆動装置と、ウェーハを半径方向軸に沿って移動させる半径方向駆動装置と、垂直方向及び半径方向駆動装置をシータ軸回りに回転させる回転駆動装置とを有している。
【００１８】
本発明の別の特徴は、ウェーハエンジンに設けられた種々の粒子発生機構の局所濾過手段を提供することにある。一実施形態では、ファン／フィルタユニットが、半径方向駆動装置に取り付けられて半径方向駆動装置によって生じた粒子を捕捉するようになっている。別の実施形態では、排気システムが、垂直方向駆動装置を通る空気流を生じさせて垂直方向駆動装置により生じた粒子を捕捉するようになっている。これら局所ファン／フィルタユニットは、ウェーハエンジンにより生じた粒子を「汚れ空気」環境中に排出し、又は最初に空気を濾過し、次にこれを「クリーン空気」環境内へ戻すことによりかかる粒子を制御するようになっている。
本発明の更に別の特徴は、デュアルスワップ（dual swap ）及びアラインオンザフライ（align-on-the-fly）機能を持つウェーハエンジンを提供することにある。一実施形態では、ウェーハエンジンは、２枚のウェーハの貯蔵と移送の両方を行うよう迅速スワップ半径方向駆動装置又はバッファ機能を有している。別の実施形態では、上エンドエフェクタは、第１のウェーハを回転させたり位置合わせすることができ、他方、下エンドエフェクタは、第２のウェーハを貯蔵すると共に（或いは）搬送する。
【００１９】
本発明の更に別の特徴は、着脱自在／互換性のあるスライダ本体機構を有するウェーハエンジンを提供することにある。一実施形態では、スライダ本体機構は、一体形処理ツール、例えばＯＣＲリーダ、アライナ、ＩＤリーダ又は計測ツールを有している。着脱自在なスライダ本体機構により、ウェーハ製造工場が完全に同一のウェーハエンジンを有することができ、それによりスライダ本体機構のみを個々の各プロセスステーションに合わせて注文製作すればよい。
本発明の更に別の特徴は、シータ駆動装置の上方に設けられた垂直方向駆動装置を有するウェーハエンジンを提供することにある。かかる垂直方向駆動装置は、実質的にＦＯＵＰ１０内に設置されていて、ウェーハエンジンのフットプリントを最小限に抑える。
本発明は、上記利点の全てをもたらす。
【００２０】
発明の詳細な説明
次に、一般にウェーハ移送システムに関する本発明を図４〜図３１を参照して説明する。本発明の好ましい実施形態は、３００ｍｍ半導体ウェーハ製造用に用いられる。本発明は又、半導体ウェーハ以外の加工物、例えばレチクル、フラットパネルディスプレイ及び磁気記憶ディスクの製造にも利用できる。本発明は又、３００ｍｍよりも大きな直径又はこれよりも小さな直径、例えば２００ｍｍ及び１５０ｍｍ加工物の製造にも利用できる。さらに、本発明は好ましくはＦＯＵＰシステム内で利用されるが、本発明は、開放式ウェーハカセットシステムを含む他の加工物搬送システムに利用できる。
【００２１】
統一型スパイン構造体
スパイン構造体１００は、単一の統一型フレーム又は構造体がＥＦＥＭの基礎又はベースファンデーションとして役立つという技術的思想には立脚していない。このファンデーションを、同様な仕方で繰り返し製造してシステムのコストを下げると共にＥＦＥＭコンポーネントをフレームに取り付けて位置合わせを単純化できるようにすることができる。構造体又はフレーム１００は、フロントエンドロードツールが必要とする空間の大きさを最小限に抑える。フレーム又は構造体は又、位置合わせ時間を最小限に抑え、必要な保守作業及び（又は）点検を行うことができるようフロントエンドツール内に設けられたコンポーネントへの接近を大幅に単純化する。
【００２２】
図４及び図５は、統一型スパイン構造体１００の好ましい実施形態を示している。スパイン１００は、上溝形材又は支持部材１０４及び下溝形材又は支持部材１０６によって互いに連結された多数の垂直方向ストラット１０２を有している。各垂直方向ストラット１０２は、内向きフェース１０８及び外向きフェース１１０を有している。図４〜図１０全体に示すように、各垂直方向ストラット１０２は好ましくは、実質的に矩形の断面をしている。矩形の断面は、各垂直方向ストラット１０２の外向きフェース１１０が垂直方向ストラット１０２に取り付けられたどのＥＦＥＭコンポーネントともシールを形成するので好ましい。各垂直方向ストラット１０２の矩形断面は又、上支持部材１０４と下支持部材１０６が各垂直方向ストラット１０２に固定されると、内向きフェース１０８及び外向きフェース１１０に対して面一をなすようにする。垂直方向ストラット１０２がこれとは異なる断面、例えば、円形又は長円形の断面（これには限定されない）をしていても本発明の範囲及び精神に含まれる。
【００２３】
好ましい実施形態では、スパイン構造体１００は、主として薄板金又はシート状金属コンポーネントで構成されており、高精度が必要な数個の機械的コンポーネントを更に有している。シート状金属は、この製造方法の幾つかの特徴から導き出すことができる高精度を利用する方法で具体化される。例えば、“Ｕ”字形を形成する上支持部材１０４及び下支持部材１０６に設けられた長い曲げ部は、垂直方向ストラット１０２を位置合わせする非常に直接的な基準となる。好ましい実施形態では、各垂直方向ストラット１０２と上及び下溝形材１０４，１０６との間の良好な穴と穴の位置合わせを更に保証するよう穴１２０，１２２が上溝形材１０４と下溝形材１０６にあけられている。
【００２４】
シート状金属コンポーネントは又、システム及び構造支持体に対する外皮層又は取付け面（以下に説明する）の役目も果たす。現行のＥＦＥＭシステムでは、シート状金属の使用が差し控えられ、うわべだけの仕上げ及び格納を提供するに過ぎない非構造的パネルが用いられるのが通例である。シート状金属を構造用コンポーネントの幾つかに組み込むことにより、ＥＦＥＭの材料費を劇的に軽減することができる。
【００２５】
上支持部材１０４は、各垂直方向ストラット１０２の頂部又は上方部分１１４に固定され、下支持部材１０６は、各垂直方向ストラット１０２の底部又は下方部分１１２に固定されている。したがって、スパイン１００は、フロントエンドロードシステムを構築するねじりと曲げの両方において非常に直接的且つ剛性の構造体となる。好ましい実施形態では、上支持部材１０４及び下支持部材１０６は、単一のシート状金属片から製造される。上支持部材１０４を形成するようシート状金属に曲げ部を設けられるかどうかは、各垂直方向ストラット１０２の上方部分１１４の幅によって決定され、“Ｕ”字形の上支持部材１０４の幅が各垂直方向ストラット１０２の上方部分１１４の幅と実質的に同一であるようになっている。これと同様に、下“Ｕ”字形支持部材１０６の幅は好ましくは、各垂直方向ストラット１０２の下方部分１１２の幅と実質的に同一である。各支持部材１０４，１０６は、各垂直方向ストラット１０２の内向きフェース１０８及び外向きフェース１１０に対し面一をなすようになっている。
【００２６】
好ましい実施形態では、各垂直方向ストラット１０２の下方部分１１２は、各垂直方向ストラット１０２の上方部分１１４よりも幅が広い。図４及び図５に最もよく示されているように、スパイン構造体１００は、各垂直方向ストラット１０２を垂直の向きに位置合わせして各垂直方向ストラット１０２が互いに実質的に平行になるようにする。各ストラット１０２は好ましくは、中心から中心までの距離が５０５ｍｍ離隔しており、この中心間距離は、ＳＥＭＩＥ−１５．１によれば隣り合うロードポートに関する最小許容間隔である。垂直方向ストラット１０２を種々の又は等しくない距離離隔させることは本発明の範囲及び精神に含まれる。
【００２７】
ねじり方向と横方向の両方向において剛性の構造体を構成するために、各垂直方向ストラット１０２は、上支持部材１０４と下支持部材１０６の両方に固定される。各垂直方向ストラット１０２は、図４に示すように上支持部材１０４と下支持部材１０６との間に位置決めされる。上述したように、各垂直方向ストラット１０２は、上支持部材１０４及び下支持部材１０６のそれぞれの取付け穴１２０及び取付け穴１２２と位置合わせされる。一例を挙げるに過ぎないが、各垂直方向ストラット１０２は、垂直方向ストラット１０２の上方部分１１４に固定されたボルト又はピン（例えば、取付け穴１２０を通して）及び前方フェース１１０又は後方フェース１０８に固定された少なくとも１本のボルト又はピンにより上支持部材１０４に固定されている。各垂直方向ストラット１０２は下支持部材１０６にも固定されなければならない。一例を挙げるに過ぎないが、ボルト又はピンが各垂直方向ストラット１０２の下方部分１１２に固定され（例えば、取付け穴１２２を通して）、少なくとも１本のボルト又はピンが、前方フェース１１０と後方フェース１０８の両方に固定される。
【００２８】
さらに、上支持部材１０４及び下支持部材１０６の“Ｕ”字形構成は、各垂直方向ストラット１０２が定位置で回転するのを阻止する。図４及び図５に示すような上溝形材１０４及び下溝形材１０６は、単一のシート状金属片から製造されるが、上支持部材１０４及び下支持部材１０６を多数の材料片から製造することは本発明の範囲及び精神に含まれる。好ましい実施形態では、図５に最もよく示されているように、上支持部材１０４及び下支持部材１０６は、有孔面を有している。上支持部材１０４及び下支持部材１０６の有孔面は、ファン／フィルタユニット１５０（ＦＦＵ）からの空気が流通できるようにする（図１０参照）。
【００２９】
下支持部材１０６は、垂直方向ストラット１０２に固定されると、種々のＥＦＥＭコンポーネントを取り付けることができる前取付け面１１８及び後取付け面１１６を形成する（図６〜図１０）。一般に、スパイン１００は、少なくとも３つの互いに平行で且つ同一直線上に位置する取付け面、即ち上方部分１１４の前向きフェース１１０、前取付け面１１８及び後取付け面１１６を形成する。以下に説明するように、ＥＦＥＭコンポーネントは、これら３つの表面のうちの１つに取り付けられる。これら３つの表面は、これらの間に既知の空間的関係を有し、かくしてこれら表面に取り付けられたコンポーネントは、最小限の調整で位置合わせ可能であり又は調整を全く必要としない。
下支持部材１０６は又、前取付け面１１８と後取付け面１１６との間に位置する空気流領域１２１を形成する。空気流領域１２１は、ポートドア開口部から遠ざかって案内され、空気流領域１２１内へ下降されたＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９を収容するよう設計されている。
【００３０】
ＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９をウェーハエンジン３００が稼働する領域から隔離することにより、多くの利点が得られる。例えば、ＦＦＵ１５０により得られた単一の空気流は、２つの隔離された空気流に分割される。一方の空気流は、ＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９に差し向けられ、もう一つの別個の空気流は、ウェーハエンジン領域中に差し向けられる。２つの隔離された空気流は、ウェーハエンジン領域とＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９の両方について単一の空気流を循環させる場合よりもクリーンな環境をＦＯＵＰ／ポートドア組立体１３９に提供する。ウェーハエンジン３００とＦＯＵＰ組立体１３０の両方について単一の空気流経路しかなければ、ウェーハエンジン３００により生じた粒子は、ＦＯＵＰ／ポートドア組立体１３９を汚染する場合がある。
【００３１】
下支持部材１０６の後取付け面１１６は又、ＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９とウェーハエンジン領域との間の保護バリヤとしても働く。後取付け面１１６は、ウェーハエンジン３００により生じた粒子が、ＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９を貯蔵している空気流領域１２１に入るのを阻止する。後取付け面１１６は又、ウェーハエンジン３００が、ＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９を汚染しないでウェーハ平面の下に位置する「汚れた」粒子含有空気を排出する局所濾過及び排出システムを有することができるようにする（以下に説明する）。
【００３２】
図４及び図５に示すようなスパイン構造体１００は、４ＦＯＵＰ・Ｉ／ＯポートＥＦＥＭとして構成されている。ＥＦＥＭが、任意の数のＩ／Ｏポートを有することは本発明の精神及び範囲に含まれる。加うるに、ＥＦＥＭは、ウェーハを通過させる各Ｉ／Ｏポート相互間に位置した空間又は空のＩ／Ｏポートを有するのがよい。上述したように、スパイン構造体１００は、拡大縮小可能である。垂直方向ストラット１０２の数並びに上支持体１０４及び下支持体１０６の長さは、ＥＦＥＭに必要なＩ／Ｏポートの構成にマッチするよう変更可能である。
【００３３】
各垂直方向ストラット１０２は、側面に機械加工により形成されたカムガイド１２４を更に有している。カム１２４は、ＦＯＵＰドア開／閉モジュール１３９をＦＯＵＰ１０から遠ざかって後方に案内し、次に空気流領域１２１内へ下方に案内する軌道又はチャネルとして働く。ポート／ポッドドア組立体１３９の運動は、処理ステーション内に設置されたモータ組立体（図示せず）によって制御するのがよい。かかるモータ組立体は、当該技術分野においては公知であり、これ以上の説明は不要である。ＦＯＵＰドア１２及びポートドア１４０を機械的に案内して貯蔵領域１２１内へ移動させることは本発明の範囲及び精神に含まれる。
図６及び図７に示すＦＯＵＰドッキングインタフェースは、スパイン構造体１００に取り付けられた幾つかのＥＦＥＭコンポーネントを示している。一例を挙げるに過ぎないが、コンポーネントとしては、ウェーハエンジン又はロボット３００、ＦＯＵＰ支持組立体１３０、ＦＯＵＰドッキング／隔離プレート１３８及びポートドア１４０が挙げられる。ＦＯＵＰ支持組立体１３０は、ＦＯＵＰ前進支持体１３２、ＦＯＵＰ前進モジュール１３３及びＦＯＵＰ支持プレート１３４を有している。
【００３４】
ＦＯＵＰ１０からの加工物をミニエンバイロンメント（図１０の「クラス−１エリヤ（Class-1 Area）」）内に移送するため、ＦＯＵＰ１０は手動又は自動的にポート前進プレート１３４上に載せられてＦＯＵＰドアがロードポートドア１４０に対面するようにする。従来型ロードポートドア１４０は、１対のラッチキーを有し、かかるラッチキーは、ＦＯＵＰドア内に設けられたドアラッチ止め組立体に設けられた対応関係をなす１対のスロット内に受け入れられる。かかるラッチキーを受け入れてこれと協働するようになったＦＯＵＰドア内のドアラッチの一例が、ローゼンクワイエット等に付与された米国特許第６，１８８，３２３号明細書（発明の名称：WAFER MAPPING SYSTEM）に開示されており、かかる米国特許は、本発明の所有者に譲渡されており、かかる米国特許明細書の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。ラッチキーを回転させると、ＦＯＵＰシェルからのＦＯＵＰドアの切り離しに加えて、キーがこれらと対応関係にあるＦＯＵＰドアスロット内に嵌まり込む。代表的には、２つのラッチキー及びスロットの対があり、各対は、構造及び作用が互いに同一である。
【００３５】
ポッド前進プレート１３４は代表的には、３つのキネマチックピン１３５又は他の或る位置合わせ特徴部を有し、これらは、前進プレート１３４上でのＦＯＵＰ１０の底面の一定の且つ再現可能な位置を構成するようＦＯＵＰ１０の底面に設けられた対応関係をなすスロットに嵌まりこむ。ＦＯＵＰ１０をポッド前進プレート１３４上でいったん検出すると、ＦＯＵＰ１０をＦＯＵＰドアがポートドア１４０と接触し又はその近くに位置するまでポートドア１４０に向かって送り進められる。対応関係をなすドアの前面を互いに接触させて粒子を捕捉すると共にポートドアラッチキーがＦＯＵＰドアキースロット内にぴったりと嵌まり込むようにすることが望ましい。ローゼンクワイエット等により出願された米国特許出願第０９／１１５，４１４号明細書（発明の名称：POD DOOR TO PORT DOOR RETENTION SYSTEM）及びホスナイト等によって出願された米国特許出願第０９／１３０，２５４号明細書（発明の名称：POD TO PORT DOOR RETENTION AND EVACUATION SYSTEM）は、ＦＯＵＰ１０とポートドアとの間にぴったりとしていてクリーンなインタフェースが得られるようにするシステムを開示している。これら米国特許出願は、本発明の所有者に譲渡されており、両方の米国特許出願明細書の記載内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【００３６】
ＦＯＵＰ１０とポートドアをいったん結合すると、ＥＦＥＭ内に設けられた直線及び（又は）回転駆動装置が、ＦＯＵＰ１０及びポートドアを一緒にＥＦＥＭの内部に移動させ、次にロードポート開口部から遠ざけて、次に加工物がウェーハエンジン３００に接近可能であるようにする。図１０に示すように、ポートドア１４０は、ＦＯＵＰドアに取り付けられており、制御装置が、スライダを作動させてキャリヤ及びポートドアを各垂直方向ストラット１０２内に設けられたカム１２４に沿って並進させる。カム１２４は、互いに係止された状態のキャリヤとポートドアを垂直方向に案内して下支持部材１０６の空気流領域１２１内へ入れる。上述したように、ポートドア１４０及びＦＯＵＰドアは、空気流領域１２１内に貯蔵された状態で、クラス−１エリヤ残部から隔離される。直線摺動及び回転駆動装置から成る構成（図示せず）は、当該技術分野においては公知であり、これ以上の説明は不要である。直線スライダは、直線軸受及び駆動機構で構成されたものであるのがよい。一例を挙げるに過ぎないが、直線軸受としては、玉軸受又エアベアリングが挙げられる。これと同様に、駆動機構としては、カム親ねじを備えたモータ、ベルトドライブ（伝動装置）又はリニアモータが挙げられる。回転駆動装置は、一例を挙げるに過ぎないが、歯車モータ、ダイレクトドライブ、ベルトドライブ又はこれらに類似した他の手段で構成されたものであるのがよい。
【００３７】
ＦＯＵＰ１０及びポートドアをドッキング／隔離プレート１３８から遠ざけた後、ウェーハエンジン又はロボット３００は、貯蔵状態のＦＯＵＰ１０及びポートドアからの干渉を受けることなく、加工物をツールフロントエンド内に移送することができる。ツールで加工物ドットに対する作業をいったん完了し、加工物をＦＯＵＰ１０に戻すと、制御装置は再び駆動装置及びスライダを作動させてドアをＩ／Ｏポート内に戻し、次にＦＯＵＰドアをＦＯＵＰ１０に移送してこれに固定する。
ドッキング／隔離プレート１３８は、各垂直方向ストラット１０２の前向きフェース１１０に取り付けられている。ドッキング／隔離プレート１３８は、ツールフロントエンドの内部領域（クラス−１又は「クリーン」エリヤ）を外部周囲又は外部領域から隔離する。ドッキング／隔離プレート１３８は又、ＦＯＵＰ１０を直ぐ近くの制御可能なところ（例えば、０〜５ｍｍの離隔距離）に向かって前進させるインタフェース平面となる。プレート１３８は、ＦＯＵＰ１０及びポートドア１４０と補助シールを形成する。補助シールにより、プレート１３８とＦＯＵＰ１０との間に間隔を存在させることができるが、依然としてプレート１３８とＦＯＵＰ１０との間に気密シールが形成される。プレート１３８とＦＯＵＰ１０との間の気密シールは、ガスがクラス−１エリヤから漏れ出ないようにし又はロードポートインタフェースの不活性環境を維持する上で望ましい。
【００３８】
ドッキング／隔離プレート１３８は好ましくは、単一の材料片から製造され、これには１以上のＦＯＵＰ開口部が機械加工により設けられる。ドッキング／隔離プレート１３８は、これを各垂直方向ストラット１０２に対し正確に位置決めする位置合わせ穴１４４を有している。これにより、ＥＦＥＭについて全てのＦＯＵＰ１０開口部相互間に機械加工された精度の高い関係が得られる。ドッキング／隔離プレート１３８は、同一の基準特徴を用いて各垂直方向ストラット１０２に取り付けられる個々の材料片から成っていてもよい。プレート１３８を例えばプラスチック、金属、シート状金属又はガラス（これらには限定されない）のような材料から製作できる。
【００３９】
好ましい実施形態では、ドッキング／隔離プレート１３８は、透明な材料、例えばポリカーボネートから機械加工により形成される。ドッキング／隔離プレート１３８を透明な材料から機械加工により作ることにより、ツールの作動中、ミニエンバイロンメント又はクラス−１エリヤの内部を見ることができるという追加の利点が得られる。現行のＥ１５ロードポート／ＳＥＭＩＥ６３ＢＯＬＴＳインタフェースは、この特徴をもたらさない。ドッキング／隔離プレート１３８は、構造的特徴部を全く備えていないので、僅か数本のボルト及び（又は）ピンでスパイン１００の各垂直方向ストラット１０２に固定できる。かくしてドッキング／隔離プレート１３８を容易に取り外すことができる。さらに、ＥＦＥＭコンポーネントの中でドッキング／隔離プレート１３８に対して位置合わせ状態になっているものは無いので、ドッキング／隔離プレート１３８をＥＦＥＭコンポーネント、例えばポートドア１４０、ＦＯＵＰ前進プレート１３４又はウェーハエンジン３００のセットアップ又は位置合わせ状態を損なわないで、ＥＦＥＭから取り外すことができる。これにより、点検整備、保守又はエラー回復のためにＥＦＥＭの「クリーン」領域（図１０のクラス−１エリヤ）への接近を可能にする簡単な方法が得られる。
【００４０】
図８は、スパイン構造体１００に取り付けられたウェーハエンジン３００を示している。この図から明らかに分かることとして、ウェーハエンジン３００は、直線移動してＥＦＥＭのＩ／Ｏポート全てに接近することができる。ウェーハエンジン３００は、下支持部材１０６の後取付け面１１６に取り付けられているレール組立体３０２に沿って移動する。この実施形態では、直線駆動装置３０２は、ベルトドライブとして示されている。直線駆動装置３０２が、他の駆動システム、例えばダイレクトドライブ、リニアモータ、ケーブルドライブ又はチェーンリンクドライブ（これらには限定されない）から成っていても本発明の範囲及び精神に含まれる。かかる駆動システムは、当該技術分野においては周知であり、これ以上の説明は不要である。
【００４１】
図９は、図８に示されていて、スパイン構造体１００に取り付けられたレールシステム３０２の細部を示している。レールシステム３０２は、上ｘレール３１０、下ｘレール３１２及びキャリジガイド３１１を有し、これらは全て下溝形材１０６の後取付けプレート１１８に取り付けられている。好ましい実施形態では、上ｘレール３１０及び下ｘレール３１２は、円形又は管状であり、互いに実質的に平行である。ｘキャリジ３０４が、上ｘレール３１０、下ｘレール３１２及びキャリジガイド３１１に係合している。上ｘレール３１０及び下ｘレール３１２は、ウェーハエンジン３００の主支持体としての役目も果たす。
【００４２】
図９は又、好ましくはＦＯＵＰ前進組立体１３０の下に設置された制御ボックス１４７を示している。ＥＦＥＭは、多くの電気的制御装置（例えば、制御配線類、ＰＣＢ等）を必要とする。これら装置に保守及び補修のために容易に接近できれば有利である。制御ボックス１４７は、電気装置の取付けのための領域となる。好ましい実施形態では、制御ボックス１４７は、電気コンポーネント（電気部品）内部への接近のために下降できる回動式フロントカバーを有している。制御ボックス内には、ＥＦＥＭコンポーネントに給電してこれを作動させるのに必要な電気コンポーネント及び制御システムのうち多くが設置されている。これら電気コンポーネントに保守目的で容易に接近できることが意図されており、したがって制御ボックス１４７の回動式フロントカバーは、取外し可能であって、フロントカバーが工場のフロアに向かって下方に回動できるようにする数本のボルト及び（又は）ピンによって固定されている。
【００４３】
図１０並びに図３０及び図３１に示すように、スパイン構造体１００のアーキテクチャは、ＥＦＥＭのフットプリントを最小限に抑え、システム全体の精度を維持しながらシステムのクリーンな容積部を密封する手段を提供する。ＦＦＵ１５０は、ＥＦＥＭの頂部を形成するよう上溝形材１０４及びツールインタフェースパネル１５４に取り付けられて、これらと密封関係となしている。前シールは、ドッキング／隔離プレート１３８を各垂直方向ストラット１０２の前向きフェース１１０に取り付けることによって得られる。好ましくは有孔表面材であるシート状金属パネル１５２が、ＥＦＥＭの底部を形成するよう下支持部材１０６に取り付けられている。パネル１５２は、ＦＦＵ１５０及びウェーハエンジン３００からの排出流が周囲環境中に出ることができるようにする排出プレートとしての役目も果たす。ＥＦＥＭの各側は、端プレート１５６によって密封され、これら端プレート１５６は、スパイン１００（図３０参照）、ツールインタフェースパネル１５４、パネル１５２及びＦＦＵ１５０に取り付けられて、これらと密封関係をなしている。図１０に示すように、ＦＦＵ１５０及びスライダ本体ＦＦＵ４２０からのクリーンな空気流は、ミニエンバイロンメント又はクラス−１エリヤを通って流れ、底パネル１５２及び下溝形材１０６を通って流出する。Ｚスロットファン１５４（これについては以下に説明する）から排出された空気流（これは、垂直方向駆動装置３８０により生じた粒子を含む）も又、底パネル１５２を通過する。Ｚスロットファン３５４からの空気流は、クリーンなミニエンバイロンメントに入ることはない。
【００４４】
一般に、スパイン１００は、ＥＦＥＭのコンポーネント、例えばウェーハエンジン３００及びＦＯＵＰ前進組立体１３０を校正してこれらを位置合わせする単一の基準システムを構成する。別々のＥＦＥＭコンポーネントは各々、互いに校正されて位置合わせされるのではなく、既知の固定された位置、例えば垂直方向ストラット１０２に対して校正可能である。この校正方法は、今日必要とされている従来型手順と比べて大幅に簡単になっている。
【００４５】
背骨を備えたスパイン構造体
図１１〜図１３は、スパイン構造体の別の実施形態を示している。この実施形態の主要な構造的要素としては、水平方向ビーム１７０、位置合わせストラット１７０及び前取付けプレート１７４が挙げられる。図１１に示すように、水平方向ビーム１７０は好ましくは、剛性フレームを形成するよう各位置合わせストラット１７２の底部に取り付けられる。前取付けプレート１７４も又、各位置合わせストラット１７２に取り付けられ、外部ＥＦＥＭコンポーネント（例えば、ＦＯＵＰ前進組立体１３０）が取り付けられる表面を提供する。水平方向ビーム１７０を、一例を挙げるに過ぎないが、アルミニウム押出品、鋼管、折り曲げ状態のシート状金属から作られた構造部材、平らなプレート、積層プレート又は多くの場合には上述のものの幾つかの組合せから製造されたものであるのがよい。水平方向ビーム１７０は又、直線駆動装置３０６（以下に説明する）が取り付けられる表面をも提供する。スパイン構造体１００と同様、この実施形態は、ＥＦＥＭコンポーネントを取り付けてこれらを位置合わせする単一の基準となる。
【００４６】
図１２は、ＦＯＵＰドア１２及びポートドア１４０が好ましくは、クラス−１エリヤ内の隔離された領域内に依然として貯蔵されていることを示している。したがって、ビーム１７０をＦＯＵＰドア１２及びポートドア１４０がビーム１７０と位置合わせストラット１７２との間に嵌まることができるのに十分遠く位置合わせストラット１７２から間隔を置いて位置しなければならない。図１２に示すように、セパレータ１７１が、貯蔵領域を形成するよう各位置合わせストラット１７２とビーム１７０との間に配置されている。他の手段により貯蔵領域を形成することは本発明の範囲及び精神に含まれる。ビーム１７０は、ウェーハエンジン３００により生じた粒子がＦＯＵＰドア１２又はポートドア１４０を汚染するのを阻止する保護バリヤとしての役目も果たす。
【００４７】
図１３は、支持構造体又はスパインが、ビーム１７０を有し、このビーム１７０が、これに取り付けられていて、ｘ軸レール３１０，３１２を支持するＣＮＣフライス加工アルミニウムプレート１７６を有していることを示している。この構造は、シート状金属Ｕ字形部分１７５によって一段と補剛される。部分１７５に取り付けられた垂直方向位置合わせストラット１７２は、先の実施形態では垂直方向ストラット１０２に同様に位置合わせされる。図１１に示すように、前取付けプレート１７２は、位置合わせストラット１７４に取り付けられている。ＥＦＥＭコンポーネント、例えばＦＯＵＰ前進組立体１３０は、前取付けプレート１７２に取り付けられている。
【００４８】
ビーム１７０をウェーハ取り扱い装置の作業空間の下でウェーハエンジン３００とポッドオープナとの間に位置決めするのがよい。しかしながら、ビーム１７０は、構成されると、ＥＦＥＭコンポーネントが正確に取り付けられる１つの構造的な共通要素となり、ＥＦＥＭを据え付け又は交換する際に現場での時間のかかる調整が不要になる。
【００４９】
単一フレーム／シェル
図１４〜図１６は、ＦＯＵＰドッキングステーションとして構成されたスパイン構造体の更に別の実施形態を示している。この実施形態では、ＥＦＥＭコンポーネントが取り付けられるスパイン構造体は、単一のフレーム又はシェル２０２である。フレーム２０２は、内部（例えば、エンジンウェーハ３００）及び外部コンポーネントをスパイン構造体１００に類似したコンポーネント（例えば、ＦＯＵＰ前進組立体１３０）と位置合わせした状態でこれに取り付けるための単一の基準として役立つ。
図１４に示すように、スパイン構造体２００は、フレーム２０２に取り付けられた３つのロードポート組立体２０４を有している。各ロードポート組立体２０４は、先の実施形態で示したロードポート組立体１３０に類似している。クラス−１エリヤを外部周囲条件から隔離するロードポートドア２０６は、ＦＯＵＰドアに係合してこれをＦＯＵＰシェルから取り外す各ロードポート組立体２０４に対応している。フレーム２０２がこれよりも多い又は少ないＩ／Ｏポートを有することは本発明の範囲及び精神に含まれる。これと同様に、フレーム２０２は、ウェーハを通過させるＩ／Ｏポート相互間に設けられた埋め込み又は中実Ｉ／Ｏポートを有するのがよい。
【００５０】
フレーム２０２は好ましくは、単一の材料片から形成される。一例を挙げるに過ぎないが、フレーム２０２を打抜きプレスによって作るのがよい。フレーム２０２を多くの互いに異なる材料から製造することができる。一例を挙げるに過ぎないが、フレーム２０２を例えばシート状金属、ポリプロピレン、複合材又はプラスチック（これらには限定されない）のような材料から製造することができる。フレーム２０２は、ガス発生を防止し又は減少させるよう陽極処理表面仕上げを更に有するのがよい。フレーム２０２を単一の材料片から製造しようと別々の部品から製造しようと、いずれにせよフレーム２０２は拡大縮小可能である。したがって、フレーム２０２を注文製作してＥＦＥＭに必要なほど多くのＦＯＵＰＩ／Ｏポートを作ることができる。
【００５１】
図１５は、フレーム２０２に取り付けられたＥＦＥＭコンポーネントの幾つかを示している。単一のステンレス鋼片から製造された好ましい実施形態としてのフレーム２０２は、可撓性である。一例を挙げるに過ぎないが、フレーム２０２をアルミニウムシートから製造してもよい。ＥＦＥＭは、ＥＦＥＭコンポーネントにとって正確な支持及び位置合わせ点となるほど十分剛性でなければならない。追加の支持体２１０が、コンポーネント、例えば直線駆動装置２５４、フィルタユニット２２０、ＦＯＵＰ前進組立体２０８及びツールインタフェース平面にとっての剛性且つ正確な支持箇所となるようフレーム２０２に取り付けられている。
【００５２】
ロードポートインタフェースを通る空気流を促進するため、フレーム２０２の頂面２０１及び底面２０３にはアパーチュアが設けられている。フレーム２０２を通る空気の速度及び量を制御するためにファン／フィルタユニット２２０がフレーム２０２の頂面２０１に取り付けられてこれとシールを形成するのがよい。かかるファン／フィルタユニット技術は、当該技術分野においては周知であり、これ以上の説明は不要である。単一のファン／フィルタユニット２２０は、所望の空気流量を達成するのに適したものであるのがよい。しかしながら、フレーム２０２のサイズ、かくして容積の増大につれ、フレーム２０２は、所望の環境条件を維持するために多数のファンを必要とする場合がある。ＥＦＥＭの内部が外部周囲条件（不活性環境ではない）から隔離されていない場合、空気はＦＦＵ２２０によりクリーンなミニバイロンメント内に引き込まれてフレーム２０２の底面２０３の穴２１２を通って抜き出される場合がある。
【００５３】
ＥＦＥＭが不活性システムである場合、流れ捕捉チャンバ２２４をフレーム２０２の底面２０３に取り付けてこれによって密閉するのがよく、したがってファン／フィルタユニット２２０によって得られた空気流は完全に閉じ込められて再循環するようになる。端キャップ２１０は、流れ捕捉プレナム２２４から出た空気を再循環のためにファン／フィルタユニット２２０に案内して戻す流れ戻り経路を更に有するのがよい。
【００５４】
フレーム２０２によって得られる最小密閉容積に起因して、本発明は、空気取り扱いの観点から非常に効率的なシステムである。制御及び濾過する空気の量が少ないミニエンバイロンメントにより、空気のクリーンさを維持するのは容易である。不活性システム又は多量の空気が押し込まれると性能低下する分子フィルタを必要とするシステムも又、少量のガスを収容したミニエンバイロンメントを利用すると益がある。一例を挙げるに過ぎないが、フィルタは、少量及び低速のガスをこれらフィルタに通過させる場合、交換の頻度は少なくてよい。
【００５５】
システムの容積スペース利用
上述したＥＦＥＭの全て（例えば、スパイン構造体、背骨及びフレーム）の重要な特徴の１つは、スペース利用方式の基本的な変更である。スペース利用に関する構造的特徴は、この構想が本願で開示した全ての実施形態にたとえ当てはまるとしても、スパイン構造体１００にのみ関係付けられるであろう。従来型ツールフロントエンドでは、フロントエンドは、ロードポートのフロント（ロードフェース平面）からプロセスツールフェースまで、そして工場のフロアからその最も高い箇所、代表的にはＦＦＵの頂部及びフロントエンドの幅全体までの全てのスペースを占める。
スパイン構造体１００から構成されたＥＦＥＭは、ロードポート１３０の下に相当広いスペースを作り、クリーンなウェーハエンジン領域をプロセス／計測ツールに戻してもよく、又は他の目的に用いてもよい。加うるに、密閉領域又はミニエンバイロンメントの深さ全体も又、従来型ＥＦＥＭ構成の必要とするものから見て減少する。ウェーハエンジン半径方向スライダ本体４００のフロントを回転させて一般に未使用の領域に入れるのがよい。というのは、ＦＯＵＰドア機構が垂直方向ストラット１０２相互間に位置しているからである。かかるスペースをプロセスツール及びツール全体についてゆるいフットプリント要件を実現できるエンドユーザに戻してもよい。ウェーハエンジン３００の構成は、これら新規且つゆるやかなスペース上の制約を利用している。例えば、半径方向スライダ４００は、非オフセット（ずれが無い）構成よりも更にプロセスツール内へ到達することができる。
【００５６】
システムの非常に小さなエンベロープの結果として、システムは、相当軽量のものであり、もし独立の転動フレームに取り付けられると、ツールへの直接的な接近が可能になるようプロセスツールから遠ざかって転動できる。システムは又、典型的なプロセスツールよりも短いので、その上のスペースを他の目的にも使用でき、例えば、ＡＭＨＳのための局所ＦＯＵＰ１０バッファリング（一時収納手段）として使用できる。従来型頭上ホイストＡＭＨＳシステムでは、局所バッファステーションをロードポート又はツール相互間に配置できるに過ぎない。というのは、かかる局所バッファステーションは、ロードポートへの障害物の無い状態の頭上経路を必要とするからである。スライドアウト（slide out
）方式シェルフ構造では、材料を統一型ＥＦＥＭの密閉領域の真上の使用されていない領域に貯蔵することができる。
【００５７】
図３０及び図３１に示すように、このシステムを幾つかの方法でプロセスツールと一体化できる。このシステムは、４箇所に支持体を必要とするよう設計されている。２つの外側垂直方向ストラットのベースのところでのフロントの２つの箇所は、取付け及び水平調節箇所となる。各端プレートの後下のコーナ部のところの２つの箇所は、後支持場所又は箇所となる。支持箇所をロールアウトフレームによって構成してもよく、このロールアウトフレームは、システムをプロセスツールから遠ざける容易な手段となる。このロールアウトフレームは、ツールから片持ちでき又はフロアから支持されるプロセスツールからのフレーム部材によって支持できる。これは又、ロールアウトフレームを用いてシステムをプロセスツールフレームにより得られたキネマチック箇所からシステムを持ち上げる２つの組合せであってもよい。
【００５８】
上述したような統一型ミニエンバイロンメントと構造体１００又は２００はいずれも半導体プロセスと関連したツールのフロントに取り付けられる。本明細書で用いるかかる「ツール」という用語は、集積回路パターンを半導体ウェーハ上に形成するプロセスツール、種々の特性及び加工物を検査する計測ツール及び加工物キャリヤを大規模に貯蔵するストッカを意味するが、これらには限定されない。本明細書で用いる「ツール」という用語は、以下に説明するようなプレートの後側で取り扱われる加工物を密閉スペースに入れて運搬できるような単なるエンクロージャであってもよい。一例を挙げるに過ぎないが、本発明の構造体１００は、加工物を整頓してこれらを１以上のキャリヤで移送するソータを有するのがよい。
【００５９】
変形例として、構造体１００は、ソータ又はスタンドアロン型プリアライナ（prealigner）を有していてもよい。ソータ及びスタンドアロン型プリアライナを用いる実施形態では、加工物に対する作業は、構造体１００に取り付けられたＥＦＥＭコンポーネントにより全て行われる。クラス−１エリヤを形成するエンクロージャも又、構造体１００が加工物の取扱いを可能にする密閉クリーン環境を提供するという技術に基づいている。本発明の幾つかの実施形態では、構造体１００は、ツールの一部であると考えることができる（図３参照）。本発明の他の実施形態では、システムをツールに取り付けることができるが、これとは別個であると考えられる（図２９Ａ〜図２９Ｄ）。
【００６０】
図１０に最もよく示されているように、ＦＯＵＰドッキングステーションは、スパイン１００の周りに形成されている。底パン１１８が、底支持部材１０６底支持部材１０６に固定されていて、これとシールを形成している。好ましい実施形態では、底パン１１８は、ＦＦＵ１５０からの空気を通過させることができる有孔表面である。ＦＦＵ１５０は、上支持部材１０４に固定されていて、これとシールを形成している。ウェーハ移送プレート１２２が、底パン１１８及びＦＦＵ１５０に固定されていて、これらとシールを形成している。ウェーハ移送プレート１２２は、ウェーハエンジン３００がウェーハをクラス−１エリヤとプロセスツールとの間で移送することができるようにする移送窓１２１を有するのがよい。
【００６１】
このシステムは、クラス−１環境を維持するよう気密シールを形成している。気密シールは、スパイン１００と底パン１１８の両方、ＦＦＵ１５０を備えたスパイン１００及びＦＦＵ１５０と底パン１１８の両方を備えたウェーハ移送プレート１２２との間に形成されている。一般的に言って、クラス−１エリヤ内の圧力は、クラス−１エリヤを包囲する雰囲気の圧力よりも高いレベルに維持される。この圧力差により、未濾過空気がクラス−１エリヤに入るのが阻止される。したがって、空気で運ばれる粒子又は汚染要因物が底パン１１８に設けられた開口部を通ってクラス−１エリヤから吹き出される。時々、ツールは悪環境、例えば純窒素環境中で稼働する。かかる環境では、クラス−１Ａでエリヤを外部周囲環境から完全に隔離することが必要である。プレナムを底パン１１８に固定してこれで密封するのがよく、したがって、構造体１００内のミニエンバイロンメントは大気条件から完全に隔離されるようになる。プレナム２２４（図１４参照）を底パン１１８に取り付けて空気を捕捉し、この空気を再循環させてスパイン１００に取り付けられているファン／フィルタユニット１５０に向かって戻すのがよい。
【００６２】
ウェーハエンジン
一般に、図１８〜図２３に示すウェーハエンジン３００は、使用頻度及びウェーハ移送サイクル時間の重要性に関して機械的な慣性を最小限に抑える。一例を挙げるに過ぎないが、このウェーハエンジン３００により得られる利点のうちの幾つかとしては、（１）迅速なウェーハスラップ時間が達成できること、（２）システムの総重量が軽いこと、（３）コンパクトで一体化されたパッケージが得られることが挙げられる。ウェーハエンジン３００は、本願において開示した統一型スパイン１００の実施形態のいずれでも動作でき、又はスタンドアロン型装置として動作できる。
【００６３】
ウェーハエンジン３００の好ましい実施形態が、図１８及び図１９に示されている。ウェーハエンジン３００は、ＥＦＥＭ内でのウェーハの移送を最適化する４つの主協調型駆動装置を有している。４つの駆動装置は、ウェーハをｘ軸、シータ（θ）軸、ｚ軸及び半径方向又はｒ軸に沿って移動させる。
ウェーハエンジン３００は、ウェーハエンジン３００をｘ軸に沿って移動させる直線駆動装置組立体３０２を有している。ｘ軸に沿う運動により、ウェーハエンジン３００は、各ＦＯＵＰＩ／Ｏポートに接近できる。直線駆動装置組立体３０２は、ｘ−キャリジ３０４及びレールシステム３０６を有している。ｘ−キャリジ３０４は、上ｘ−レール３１０及び下ｘ−レール３１２に摺動自在に係合する。レールシステム３０６は、後取付けプレート１１６に取り付けられ、上ｘ−レール３１０及び下ｘ−レール３１２を有している。上ｘ−レール３１０と下ｘ−レール３１２は、ｘ軸に沿って延びていて、互いに実質的に平行である。図１８に示すレール組立体３０６を通る破断線は、レール組立体３０６が任意長さのものであってよいことを示している。レール組立体３０６は、ウェーハエンジン３００が例えば各ＦＯＵＰ１０内に貯蔵されたウェーハに接近できるようレール組立体３０６に沿って走行できるよう拡大縮小可能である。ウェーハエンジン３００の回転駆動装置３５０も又、ｘ−キャリジ３０４に取り付けられている。かくして、ｘ−キャリジ３０４による運動により、ウェーハエンジン３００は、ｘ軸に沿って駆動される。
【００６４】
ウェーハエンジン３００も又、回転でき、θ軸回りに回動する。好ましい実施形態では、図１８に示すように、回転駆動装置３５０は、θ軸に沿って延び、ｚ軸支持体３７０に取り付けられた支持コラム３６４を有する。回転駆動装置３５０は、支持コラム３６４を駆動すると共に回転させるシータ（θ）モータ３６２を有する。回転駆動装置３５０は、時計回りと反時計回りの方向のいずれにも回転できる。回転駆動装置３５０も又、垂直駆動装置３８０に直接取り付けるのがよい。好ましくは、θ軸は、スライダ本体４００の中心を通らない。スライダ本体４００のこのオフセンタ構成の利点については後で説明する。
【００６５】
回転駆動装置３５０は、ファン延長プラットホーム３５２を更に有している。ウェーハエンジン３００の好ましい実施形態では、図２０に示すように、ｚスロットファン３５４が、ファンプラットホーム３５２の下面に取り付けられている。ウェーハエンジン３００のこの構成により、ｚスロットファン３５４は、シータ（θ）モータ３６２の近くに位置決めされ、ウェーハエンジン３００のｚコラム３８０を通って駆動された空気を排出する空気ベントが設けられる。ｚコラム３８０を通って流れる空気は、ウェーハエンジン３００により搬送されているウェーハから遠ざかって下方に流される（図２１参照）。変形例として、空気流を回転駆動装置３５０を通って、その底部から排出してもよい。
【００６６】
垂直方向駆動装置コラム３８０は、支持部材３７０に取り付けられていて、ｚ軸に沿って上方に延びている。駆動装置コラム３８０は、ウェーハエンジン３００のスライダ本体４００（以下に説明する）、かくしてウェーハをｚ軸に沿って上下に移動させる。一実施形態では、図１９に示すように、駆動装置コラム３８０は、支持部材３７０から実質的に垂直に延びる細長いコラムである。駆動装置組立体が、駆動装置コラム３８０内に設けられ、この駆動装置組立体は、ｚ駆動モータ３８０、ｚケーブル経路３８４、ｚ案内レール３８６及びｚボールねじ３８８を有している。かかる駆動手段は、当該技術分野においては周知であり、これ以上の説明は不要である。スライダ本体機構４００を他の手段で移動させることは本発明の範囲及び精神に含まれる。
【００６７】
スライダ本体４００は好ましくは、個々のウェーハをｒ軸に沿って迅速に入れ替える上エンドエフェクタ４０２及び下エンドエフェクタ４０４を有する。スライダ本体４００は、上及び下エンドエフェクタ４０２，４０４が各ＦＯＵＰ１０内に貯蔵されているウェーハに対して平行となるようこれらを支持する。図１９に示すように、上エンドエフェクタ４０２及び下エンドエフェクタ４０４は、同様な直線経路に沿って移動する。上エンドエフェクタ４０２と下エンドエフェクタ４０４は、下エンドエフェクタ４０４及び上エンドエフェクタ４０２がウェーハを同時に貯蔵できるのに十分な距離だけ離隔している。スライダ本体４００は、上エンドエフェクタ４０２及び下エンドエフェクタ４０４を半径方向又はｒ軸に沿って直線的に移動させる半径方向駆動モータ４１０を有している。
【００６８】
上エンドエフェクタ４０２は、第１の支持体４０６によって支持され、下エンドエフェクタ４０４は、第２の支持体４０８によって支持されている。上エンドエフェクタ支持体４０６及び下エンドエフェクタ支持体４０８は各々、スライダ本体４００の実質的に長さ全体にわたって延びる半径方向案内レール４１０に摺動自在に係合した状態でこの中で移動する。各半径方向駆動モータ４１０は、半径方向駆動ベルト４１４を駆動する。半径方向駆動ベルト４１４ａは、第１の支持体４０６に連結され、第２の半径方向駆動ベルト４１４ｂは、第２の支持体４０８に連結されている。半径方向駆動モータ４１０は、時計回り又は反時計回りの方向に回転して半径方向駆動ベルトを半径方向駆動プーリ４１６及び端アイドラプーリ４１４の回りに回転させると共にそれぞれのエンドエフェクタを伸長させたり引っ込めることができる。かかる駆動機構は、当該技術分野において周知であり、これ以上の説明は不要である。ウェーハを半径方向又はｒ軸に沿って移動させる他の手段を利用することは、本発明の範囲及び精神に含まれる。
【００６９】
ウェーハエンジン３００は、多くの可動部品を有している。可動部品は、粒子を生じさせる傾向がある。例えば、上エンドエフェクタ４０２及び下エンドエフェクタ４０４を連続して伸長させたり引っ込めると、粒子がミニエンバイロンメント内で生じることになる。粒子がいずれかのエンドエフェクタに載っているウェーハを汚染するのを阻止するため、スライダ本体ファン／フィルタユニット（ＦＦＵ）４２０が、スライダ本体４００の下面に取り付けられている。スライダ本体ＦＦＵ４２０は、スライダ本体スライドスロット４２０を通って空気を連続的に引き込み、空気をスライダ本体４００を通って引き、空気を濾過し、次に空気をクラス−１エリヤ内へ排出する。空気流のこの局所濾過により、クラス−１エリヤ内に入る粒子の量が大幅に減少する。
【００７０】
従来通り、大抵のミニエンバイロンメントは、ミニエンバイロンメントを通って空気を循環させ、空気がＥＦＥＭに流入すると空気流を濾過するのに過ぎない単一のファン／フィルタユニットを有している。ファン／フィルタユニットの下流側でミニエンバイロンメント内で生じる粒子は、ＥＦＥＭから排出されるまでクリーンな領域内に存在したままである。特に半導体製造における技術的動向では、ウェーハ上の粒子汚染の低い許容度がますます必要になっているので、ミニエンバイロンメント内の粒子の数を最小限に抑えることが望ましい。
【００７１】
ウェーハエンジン３００の局所濾過により、ウェーハエンジン３００に設けられた回転又は摺動機構により生じた粒子は、作られているときに除去される。好ましい実施形態では、図１９及び図２１に示すように、局所ファン／フィルタユニット又はファンシステムが、ｚコラム３８０の直線駆動装置とスライダ本体機構４００の両方の近くに設けられている。特に図２１に示すように、スライダ本体機構４００に取り付けられたファン／フィルタユニットは、濾過された空気をクリーンなミニエンバイロンメント内に排出し、垂直方向駆動装置３８０のｚスロットファンシステムは、未濾過空気をＥＦＥＭの底プレートを通って排出させる。ウェーハエンジン３００は、空気を濾過し、これをＥＦＥＭのクラス−１エリヤ内へ排出する。ウェーハエンジン３００がスライダ本体機構４００に取り付けられたファン／フィルタを備えていない場合、スライダ本体機構４００により生じた粒子は、クラス−１エリヤを通って移動し、いずれかのエンドエフェクタによって支持されているウェーハを汚染する。
【００７２】
図２０は、ウェーハエンジン３００の別の実施形態を示している。この実施形態では、スライダ本体４００は、ｚコラム３８０が実質的にｒ軸に沿って位置するようｚコラム３８０に係合する。ウェーハエンジン３００の先の実施形態と同様、この実施形態は、シータモータ３６２、垂直方向駆動装置コラム３８０及び半径方向スライダ本体４００を有している。シータモータは、ウェーハエンジンをθ軸回りに回転させ、ｚコラムは、半径方向スライダ本体４００をｚ軸に沿って直線移動させ、半径方向スライダ本体４００は、エンドエフェクタ４０１を半径方向又はｒ軸に沿って移動させる。したがって、ウェーハエンジン、かくしてウェーハは、シータモータ３６２が回転するといつでもθ軸回りに回転することになる。この実施形態は、ウェーハエンジン３００の先の実施形態と類似した部位スロットファン内の半径方向スライダ本体４００に取り付けられたファン／フィルタユニットを更に有するのがよい。
【００７３】
上述したように、ウェーハエンジン３００のスライダ本体４００は、互いに異なる構成のエンドエフェクタを有することができる。図１８及び図１９に示すように、上エンドエフェクタ４０２及び下エンドエフェクタ４０４は、受動式エッジ支持体を有するのがよい。かかる構成は、３００ｍｍウェーハ用受動式エッジグリップエンドエフェクタとして当業界では知られている。図２２は、上エンドエフェクタ４０２が能動式エッジグリップを有し、下エンドエフェクタ４０４が受動式エッジ支持体を有するのがよいことを示している。変形例として、エンドエフェクタ４０２，４０４は、例えば真空グリップと裏側接触方式の接触面積の小さな取外し自在なパッドの組合せを有してもよい。
【００７４】
これと同様に、半径方向駆動装置４００は、ウェーハを互いに異なるステージで取り扱うための種々の形式のエンドエフェクタを有するのがよい。例えば、１つのエンドエフェクタは、「汚れた」ウェーハだけを取り扱い、第２のエンドエフェクタは、「クリーンな」ウェーハだけを取り扱うのがよい。変形例として、第１のエンドエフェクタがプロセスツールへの移送前にウェーハＩＤを位置合わせしてこれを読み取るよう設計されたものであり、第２のエンドエフェクタが処理後の高温ウェーハを取り扱う高温パッドを有するものであってよい。
【００７５】
ウェーハエンジンの一体化ツール
従来型ウェーハ取扱いロボットは、個々のウェーハを例えばをＦＯＵＰ１０から別個の処理ステーションに搬送する。処理ステーションは、ウェーハを検査し又は位置合わせし、次にウェーハ取扱いロボットがウェーハを次のステーションに搬送することができる。多くの場合、ウェーハ取扱いロボットは、何もしない状態のままでなければならず、又はＦＯＵＰ１０に戻って処理ステーションの稼働中、第２のウェーハを搬送する。かかる動作により、システムの処理量が減少する。
【００７６】
一実施形態では、ウェーハエンジン３００は、別個の処理ステーションで通常行われるこれら機能のうち１又は幾つかを実行できるスライダ本体４００を有している。これら機能の１つ又は幾つかをスライダ本体４００に組み込むことにより、システムの処理量が増え、ＥＦＥＭのフットプリントが減少することになる。
図２２及び図２３は、スライダを本体４００に取り付けられたホイール付きアライナ４４０及びＩＤリーダ４３０を搭載したウェーハエンジン３００を示している。この実施形態は、図１８及び図１９に示すようなウェーハエンジン３００と似ているが、上エンドエフェクタ４０２に取り付けられたホイール付きアライナ４４０及びスライダ本体４００に取り付けられたＩＤリーダ４３０が追加されている。下エンドエフェクタ４０４がホイール付きアライナを有することは本発明の精神及び範囲に含まれる。
【００７７】
ＩＤリーダ４３０は、ウェーハの頂部又は底部の頂面及び（又は）底面に設けられたマークを読み取るために上又は下の視認が可能である。ＩＤリーダ４３０を垂直方向駆動装置３８０に取り付け又はウェーハエンジン３００上のどこか固定された場所に設けることは本発明の範囲及び精神に含まれる。好ましい実施形態では、迅速なＩＤ読取りのために頂部側ＩＤリーダ４３０をスライダ本体４００に取り付けると有利である。所望ならばウェーハＩＤの確認又は明確化のために底部側Ｔ７マークを読み取る別のＩＤリーダをＥＦＥＭ内のどこか一定の場所に設けるのがよい。ＩＤ読取りが必要であるが、ウェーハの向きは重要ではない場合、アライナを省き、ＩＤリーダ４３０がウェーハがエンドエフェクタに到達するどの場所でもＩＤマークを視認できるようにする。この作業を容易にするため、ＩＤリーダ４３０又は鏡組立体をウェーハの表面上で回転させてＩＤマークを視認するのがよい。これにより、ＩＤ読取りのためにウェーハを回転させる必要がなくなり、かくしてクリーンさ及び処理量が向上する。
【００７８】
アライナは、例えばホイール又は他の手段により軸線回りのウェーハの回転を制御する。図２３及び図２４は、ホイール付きアライナ４４０を備えたエンドエフェクタの一実施形態を示している。ホイール付きアライナ４４０は、駆動システム４４９及びパドルプレート４４２を有している。パドルプレート４４２は、ウェーハの主支持体である。２組の受動式チップホイール４４６及び２つのパッド４４８がパドルプレート４４２の端部に設けられている。ホイール４４６及びパッド４４８は、位置合わせ中、ウェーハを種々の時点で支持する。パドルプレート４４２の後端部のところに設けられた駆動ホイール４５０は、ウェーハを位置合わせしている間、第３の接触面に沿ってウェーハを支持する。
【００７９】
一実施形態では、ホイール付きエンドエフェクタ４４０は、ＦＯＵＰ１０内に位置したウェーハの下を摺動し、ウェーハがパッド４４８で支持されるまで持ち上げられる。パッド４４８は好ましくは、ウェーハをその底縁部に沿って支持するに過ぎない。ウェーハを位置合わせするため、ウェーハを駆動ホイール４５０で前方に押し、ホイール４４６上に押し上げる。ウェーハは、持ち上げられてパッド４４８から離れ、駆動ホイール４５０及びチップホイール４４６により完全に支持される。この時点で、駆動ホイール４５０は回転してウェーハを現場で回すことができる。この作業は、ウェーハエンジン３００がウェーハを搬送している間に実施できる。ウェーハエンジン３００は、ウェーハを位置合わせするために定位置に位置したままである必要は無い。
【００８０】
変形例として、図２６Ｂに示すように、スライダ本体４００は、真空チャック式アライナ４１１を有してもよい。持上げ及び回転軸線を含む真空チャック式アライナ４１１の駆動機構は、スライダ本体４００内に位置したままであってよい。センサ４０９をエンドエフェクタ４０３に取り付けてウェーハがエンドエフェクタ上に位置したままの状態でウェーハのエッジを位置決めするのがよい。センサ４０９をエンドエフェクタ４０３とは別個独立の構造体に取り付けてもよい。一般に、センサ４０９は、ウェーハの頂面を読み取るよう位置決めできる限り、種々の位置に配置できる。
【００８１】
エッジ位置を回転角に対しマップすると、ウェーハの中心及び向きが分かる。センサ４０９は、補助フィードバック装置として機能する。センサ４０９の配置場所は、ウェーハに対し常に分かっている。かくして、センサ４０９は、ウェーハが位置合わせされていないことを指示する誤差信号を送ることができる。アライナは、センサ４０９から追加のエラーデータを受け取るので、かかるセンサを備えたアライナは、アライナの精度を高めることになる。次に、チャック４１１によりウェーハの向きを変えてウェーハエンジン３００により次のドロップオフ（drop off）ステーションのところで中心上に配置できる。
【００８２】
センサ４０９は、ＥＦＥＭ内に別個独立に設けることができ、これはウェーハエンジン３００とは別個のコンポーネントであってよい。かかる構成では、ウェーハは回転可能なチャック４１１上に配置される。位置決め制御及び測定手段（図示せず）を備えた機構に設けられたセンサ４０９は、センサ信号が所定レベルになるまでウェーハエッジの近くに動かされる。次に、センサ機構がセンサ４０９からの信号を用いてセンサ４０９の位置をこの所望レベルに保っている間、ウェーハを回転させることができ、これによりセンサ４０９はウェーハエッジに対して同一の位置に効果的に保たれる。ウェーハを回転させているとき、センサ位置は、ウェーハの角度位置に対して記録される。このデータは、ウェーハ回転位置に対するウェーハエッジの半径方向位置の変化を表しており、このデータを用いるとウェーハチャックの中心に対するウェーハの中心及び基準の向きを計算することができる。センサ機構の位置と共にセンサ信号の大きさも記録すれば、これにより、ウェーハ中心の計算結果又は基準向きの精度を向上させることができる追加のエッジ位置情報を得ることができる。
【００８３】
ホイール付きエンドエフェクタアライナ４４０は、他のコンポーネント、例えば、ウェーハのエッジに沿って設けられたノッチ又は切欠きを検出する光学式ノッチセンサ４５２を有するのがよいが、これには限定されない。例えば、ノッチが光学式ノッチセンサ４５２によりウェーハのエッジに沿っていったん発見されると、駆動ホイール４５０は、ウェーハを所望位置まで回転させたり引っ込めることができ、それによりウェーハがパッド４４８上に落下して戻ることができる。この作業は、エンドエフェクタが定位置にある間又は動いている間に実行できる。ウェーハがＦＯＵＰ１０相互間又はＦＯＵＰ１０と処理ツールとの間で移送されている間にウェーハを位置合わせできることにより、エンドエフェクタが何もしないでいなければならない時間の長さが大幅に減少し又は無くなる。さらに、ウェーハエンジン３００がウェーハを「オンザフライ（on-the-fly）」で位置合わせできれば別個の処理ステーションは不要である。
【００８４】
スライダ本体４００は、種々の補助機能、測定及びセンサのための安定した取付けプラットホームが種々のウェーハデータを収集できるようにする。一例を挙げるに過ぎないが、ウェーハエッジを検出し、ウェーハのノッチ位置を検出し、ＯＣＲ／バーコードを読み取り、粒子のカウント（裏側又は表側）を行い、フィルム厚さ／一様性又は回路素子線幅を求め、抵抗率（接触プローブ又は非接触手段２６）及びウェーハ厚さを検出するコンポーネントをスライダ本体４００に組み込み又はこれに取り付けるのがよい。ウェーハを検査し、これをマーキングする当該技術分野において知られている他のプロセスをスライダ本体４００に組み込むことができる。
【００８５】
加工物をキャリヤから移送するために、エンドエフェクタ４０２，４０４は、移送され、次に上方に動かされるべき加工物の下で水平に動いて加工物を持ち上げ、これをその静止場所から離す。エンドエフェクタ４０２，４０４は、加工物をそのエッジのところで支持するエッジグリップを更に有するのがよい。変形例として、エンドエフェクタ４０２，４０４は、加工物をその底面で支持するブレード型エンドエフェクタであってもよい。かかる実施形態では、加工物取扱いロボットを通り、フレキシブル真空管を介してエンドエフェクタのブレードの表面に作用する負圧を生じさせる真空源（図示せず）をパドルプレート４４２に取り付け又はこれから遠くに設けるのがよい。真空源を作動させると、負圧がエンドエフェクタのブレードの表面のところに生じ、加工物をしっかりとその表面上に保持できる真空力が生じる。また、公知構造の真空センサ（図示せず）を真空システムと関連してロボットに設けて、加工物がエンドエフェクタに係合した時点を検出し、真空管を通る空気の引き込みを制限するのがよい。本発明は、上述したエンドエフェクタには限定されず、エンドエフェクタが加工物をピックアップしたりドロップオフできる限り、種々の設計のエンドエフェクタを利用できる。
【００８６】
また、スライダ本体４００は、ウェーハを処理し、ウェーハをクラス−１エリヤから環境的に隔離するよう改造できる。一例を挙げるに過ぎないが、スライダ本体４００は、ウェーハの表面を加熱し又は冷却し、或いは熱による表面処理を行うプロセスツールを有するのがよい。別の実施形態では、スライダ本体４００は、ウェーハエンジン３００がウェーハをプロセスツールから出して移送したりクラス−１エリヤ内で移送している間、ウェーハを引っ込めて一時的に貯蔵できるハウジング（図示せず）を有してもよい。このハウジングは、クラス−１エリヤ環境よりも良好な不活性又はクリーンな環境を提供する。かかるシステムは、ウェーハを搬送している間、ウェーハの表面上に浮動状態の酸素又は不活性ガスを有するのがよい。
【００８７】
二重スワップ機能
処理後のウェーハをプロセスステーションから取り出す時期と新しいウェーハをプロセスステーション内に配置する時期との間の時間は、「スワップタイム（入れ替え時間）」と呼ばれている。大抵のプロセスツールの場合、処理量は、処理時間＋スワップタイムによって定まる。いずれかを短くすると処理量が増大する。処理時間は、ツール製造業者の権限に属し、スワップタイムは、主ＥＦＥＭ製造業者の権限に属する。
【００８８】
ＥＦＥＭにおける従来型の単一エンドエフェクタウェーハ取扱いロボットの場合、スワップタイムは、ステーションの配置状態及びウェーハ取扱いロボットの速度に応じて８〜１６秒である。以下に記載する作業のシーケンスは一般に、ウェーハを処理ステーションのところで入れ替えるためにかかるロボットによって用いられている。スワップタイムの原因となる項目は、下線で示されている。処理量を定める重要な経路の外部に位置する項目は括弧（）に入れて示されている。
１．ウェーハを処理ステーションから受ける。
２．処理後ウェーハをロードポートに渡す。
３．位置合わせしたウェーハをアライナから受ける。
４．位置合わせしたウェーハを処理ステーションに渡す。
〔ウェーハの処理を開始する〕
５．（処理中、ロボットは新しいウェーハをロードポートから受ける。）
６．（処理中、ロボットは新しいウェーハをアライナに渡す。）
７．（処理中、アライナはウェーハを位置合わせする。）
〔繰り返す〕
【００８９】
迅速スワップロボット（例えば、ウェーハエンジン３００）は、２つのエンドエフェクタを有しているので、以下の省略したシーケンスを用いて上述したのと同一の機能を実行することによりスワップタイムを劇的に減少させることができる。
〔プロセス完了〕
１．ウェーハをパドル１で処理ステーションから受ける。
２．位置合わせしたウェーハをパドル２で処理ステーションに渡す。
〔ウェーハを処理する〕
３．（処理中、新しいウェーハをロードポートから受ける。）
４．（処理中、新しいウェーハをアライナに渡す。）
５．（処理中、アライナがウェーハを位置合わせする。）
６．（処理中、位置合わせしたウェーハをアライナから受ける。）
〔繰り返す〕
【００９０】
この場合、スワップタイムをロボットの速度に応じて３〜６秒だけ短くすることができる。ロボットがその動作の全てを完了する総時間も僅かに減少させることができる。総動作時間は、処理時間が非常に短いので上述の括弧に入れた項目が重要な経路又は処理量に当てはまるような用途では最も重要なものである。
ロボットがホイール付きエンドエフェクタアライナ４４０を備えたウェーハエンジン３００のようにアラインオンザフライ（align-on-the-fly）機能及び迅速スワップ機能を有していれば処理量に関する一段の向上及びロボット総動作数の減少を行うことができる。アラインオンザフライは、スワップタイムを減少させないが、ロボットの総動作時間を減少させるので、プロセス時間が短い場合又はロボットが多数の処理ステーションを受け持たなければならない場合、処理量が増加する。また、ロボットの動作数及びウェーハのハンドオフの回数を減少させることにより、アラインオンザフライ方式は、ロボットの寿命を長くし、クリーンさを向上させることができる。
【００９１】
アラインオンザフライ方式の迅速スワップウェーハエンジンの場合、上記に匹敵する動作のシーケンスは次のとおりである。
〔プロセス完了〕
１．ウェーハをパドル１で処理ステーションから受ける。
２．位置合わせしたウェーハをパドル２で処理ステーションに渡す。
〔ウェーハを処理する〕
３．（処理中、新しいウェーハをロードポートから受ける。）
４．（処理中、ウェーハを位置合わせすると同時にこれを次の迅速入れ替えのための位置に移動させる。）
〔繰り返す〕
【００９２】
無制限のｚ軸運動
図２５は、ホイール付きアライナ４５４及びＩＤリーダ４３０を備えたオフセンタスライド本体４００と、延長されたｚ軸駆動装置コラム３８０′を有するウェーハエンジン３００′を示している。ウェーハエンジンのこの実施形態は、ストッカ又はＦＯＵＰＩ／Ｏポートの上方に設置するのがよいロードポート又は処理ステーションに接近する延長ｚコラム３８０′を有している。基本的に、ｚ軸駆動装置コラム３８０又は３８０′の高さは、無制限である。ウェーハエンジン３００又は３００′は、上エンドエフェクタ４０２又は下エンドエフェクタ４０４を半径方向又はｒ軸に沿って移動させることによりＦＯＵＰ１０内に位置したウェーハに接近できる。上エンドエフェクタ４０２又は下エンドエフェクタ４０４がＦＯＵＰ１０内へ移動しなければならない距離は、短い距離であるよう設計されている。というのは、これは、ウェーハエンジン３００又は３００′の最も必要な動作であることが多いからである。垂直方向駆動装置コラム３８０又は３８０′の高さは、上エンドエフェクタ４０２又は下エンドエフェクタ４０４がいずれにおいても移動しなければならない距離に影響を及ぼさない。かくして、垂直方向駆動装置コラム３８０又は３８０′の高さは、半径方向又はｒ軸に沿う運動に影響を及ぼさない。
【００９３】
従来型ウェーハ取扱いロボットは、エンドエフェクタがウェーハに接近し、これをＦＯＵＰ１０から取り出すことができるようｚ駆動装置コラムをＦＯＵＰ１０に向かって直線的に移動させなければならない。したがって、かかるウェーハ取扱いロボットのための背の高い垂直方向駆動装置コラムでは、大形の垂直方向コラムをモータ又はベルトドライブにより移動させる必要がある。かかる慣性を移動させることにより、大きな歪がウェーハ取扱いロボットに加わる。本願において開示するウェーハエンジンは、かかるウェーハエンジン取扱いロボットの改良である。というのは、最も一般的に移動が行われる半径方向又はｒ軸に沿う運動軸も又、距離が最も短いからである。
【００９４】
図２７Ａは、従来型直線スライダロボットが、ウェーハをプロセスツールに受け渡しするためにプロセスツール内へ２５０ｍｍ入ることができることを示している。これと同様に、従来型ウェーハ取扱いロボットでは、ウェーハ取扱いロボットがＥＦＥＭ内で操作を行うことができるようＥＦＥＭ作業スペース内に５２０ｍｍの最小隙間が必要である。図２７Ｂは、オフセンタスライダ本体がシータ軸回りに回転する場合の到達距離及びスイング隙間上の利点を示している。好ましい実施形態では、図１９にシータ軸として示すオフセンタスライダ本体の回転軸線は、約５０ｍｍだけずれている。ウェーハエンジン３００のオフセンタ回転軸線は、２つの顕著な利点を有している。第１に、エンドエフェクタ（例えば、上エンドエフェクタ４０２又は下エンドエフェクタ４０４）のプロセスツール内への最大到達距離は、３５０ｍｍまで増大している。第２に、ＥＦＥＭ作業スペース内に必要な最小隙間は、４２０ｍｍまで減少している。最大到達距離及び最小隙間距離は一例であるに過ぎない。ウェーハエンジン３００がＥＦＥＭ内で操作を行うのに必要な最小隙間を減少させながらプロセスツール内へのエンドエフェクタの到達距離を増大させることにより、ＥＦＥＭの全体的なフットプリントが減少する。
【００９５】
図２８は、オフセンタ回転軸線を備えた迅速スワップスライダ本体４００を有するウェーハエンジン３００の例示の動作シーケンスを示している。一例を挙げるに過ぎないが、ステップ１は、ウェーハエンジン３００がロードポート領域１番のところで持ち上げている状態を示している。ステップ２は、ウェーハエンジン３００がウェーハをロードポート１番内から半径方向軸に沿って引っ込めている状態を示している。ステップ３は、ウェーハエンジン３００がシータ軸回りに回転し、それと同時にｘ軸に沿って戻り、ロードポート１番との衝突を回避している状態を示している。ステップ４は、ウェーハエンジン３００がｘ軸に沿って処理ステーションのＩ／Ｏポートに向かって移動している状態を示している。ステップ５は、ウェーハエンジン３００が引き続きシータ軸回りに回転し、ｘ軸に沿って動いてウェーハを処理ステーション内に導入できるよう位置決めしている状態を示している。ステップ６は、ウェーハエンジン３００がプロセスが完了するのを待っている状態を示している。ステップ７は、ウェーハエンジン３００が処理後のウェーハをいつでも処理ステーションに入ることができる状態にある新しいウェーハに入れ替えている状態を示している。最後に、ステップ８は、ウェーハエンジン３００が処理後のウェーハを半径方向軸線に沿って引っ込めると同時にｘ軸及びシータ軸に沿って動いて処理後のウェーハをロードポート１番、２番又は３番内へ戻している状態を示している。
【００９６】
上述のウェーハエンジン３００，３００′は、従来型ウェーハ取扱いロボットと比べて幾つかの利点をもたらす。大抵のウェーハ取扱い用途に関し、ウェーハをＦＯＵＰ１０又は処理ステーションに挿入したり、これから取り出すのに必要な半径方向運動は、最も高いデューティサイクル及び最も長い総移動距離を有している。ウェーハエンジン３００は、ウェーハに接近しようとする前に、半径方向駆動装置４００をできるだけウェーハに近づけて配置する。この配置により、上エンドエフェクタ４０２及び下エンドエフェクタ４０４の移動質量及び運動時間並びに摩耗が減少する。
【００９７】
ｚ駆動装置コラム３８０は、ウェーハエンジン３００が回転しているときにウェーハにより掃過される同一のスペース量を占有する。駆動装置コラム３８０は又、ウェーハ平面の下には延びない。従来型ウェーハ取扱いロボットは、ウェーハ平面の下に位置した領域を利用してＦＯＵＰ１０内のウェーハの幾つかに接近しなければならない。典型的には、エンドエフェクタは、ｚ軸に沿って上下するコラムの頂部に取り付けられている。コラムは、もしそうしなければ他の目的に使用できるスペースを占めている。これと同様に、コラムがｘ軸に沿って水平に移動すると、ウェーハ平面の下に位置する領域は、コラムが入り込んで障害物を損傷させることがないように実質的に空でなければならない。
【００９８】
上述した特徴的な要素及び利点を依然として有するウェーハエンジン３００の幾つかの変形例及び（又は）改造例がある。一例を挙げるに過ぎないが、或る用途ではｘ軸駆動装置３００を不要にできる。これと同様に、単一の半径方向軸で十分である。さらに、或る用途に関し（例えば、ソータ）、回転駆動装置は不要な場合がある。その代わり、ｚ軸駆動装置３８０は、ｘ−キャリジ３０８に取り付けられる。例えば、ソータ用途は、全て同一方向に向いて設けられたロードポートを有するのがよく、位置合わせ及びＩＤ読取りがウェーハエンジン３００に組み込まれていれば、回転させることは不要である。
【００９９】
図２９〜図３１は、一体形システムの幾つかの構成例を示している。図２９Ａは、ロードアウトフレームに取り付けられた一体形システムを示している。上述したように、従来型ＥＦＥＭは、ウェーハ製造工場のフロアまで下にずっと延びている。ＥＦＥＭをスパイン構造体１００から構成して得られるスペースの節約により、或いは本願で開示した他の実施形態では、一体形システムのフットプリントは大幅に減少する。図２９Ａに示すように、一体形システムは、ロードポート組立体が９００ｍｍのＳＥＭＩ規格高さのところに位置したままであるようロードアウトフレームに取り付けられている。この一体形システムを処理ツールのフロントエンドにボルト止めすると、好ましい実施形態では、一体形システム及びウェーハ製造工場のフロアの下に約２フィート（約０．６１ｍ）の開放スペースが存在することになる。このスペースは、従来のウェーハ製造工場では決して利用できなかったものである。かかるスペースにより、半導体製造業者は他のアイテム、例えば電気制御ボックスを一体形システムの下に配置できることになろう。
【０１００】
変形例として、処理ツールは今や、一体形システムの下を這うようにして進むことにより到達できる保守用接近部を有してもよい。ロードアウトフレームも又、一体形システムがボルト止めされる処理ツールの全体的な保守上の特徴を改善させる。一例を挙げるに過ぎないが、処理ツールに対し保守を行う必要がある場合、一体形システムを処理ツールからボルト外しし、ロードアウトフレームのホイールを外し、そして一体形システムを転動させて処理ツールのフロントエンドから遠ざけることができる。処理ツールにボルト止めされる従来型ＥＦＥＭは、ＥＦＥＭを転動させることができるホイールを備えておらず、２人以上の保守作業員がＥＦＥＭを持ち上げてプロセスツールから離すことが必要な重量のある装置である。上述したように、本発明の一体形システムの重さは、数百ポンドであるに過ぎず、かくしてかかる一体形システムを１人の保守作業員で処理ツールのフロントから容易に転動させて離すことができる。
【０１０１】
図３０は、プロセスツール内に組み込まれた一体形システムを示している。一例を挙げるに過ぎないが、本発明のシステムは、プロセスツールへの一体的な形成及び取付けが可能である。このシステムの１つの利点は、ウェーハ製造工場内の全てのプロセスツールがこれに取り付けられた一体形システムを有していれば、ウェーハ製造工場は、各プロセスツールの必要性に合わせて構成できるが、スペア部品をストックし、保守作業員を訓練する必要性を軽減する類似の環境を有するフロントアンドロードシステム（front and load system ）を有するということにある。
【０１０２】
電気制御システム
従来型ＥＦＥＭは、世界中の国々の電力要件と互換性のある配電方式を備えなければならない。したがって、大抵のＥＦＥＭは今日、１１０Ｖ又は２２０Ｖシステムに適合できなければならない。いずれの電力系統にも適合できなければならないことにより、ＥＦＥＭは、例えば降圧変圧器又は昇圧変圧器のような電力部品並びに他の電気コンポーネントを有することが必要である。かかる電気コンポーネントは、ＥＦＥＭ内に設けられなければならず、かくしてＥＦＥＭのフットプリントが増大する。
【０１０３】
本発明のＥＦＥＭは、全ての電気コンポーネント、例えばＦＯＵＰ前進プレート組立体、ウェーハエンジン３００及びファン／フィルタユニット１５０が全て４８Ｖシステムで動作するよう設計されている。一般に、本発明のＥＦＥＭは、上述の要素の全てを制御するよう４８Ｖまで降圧される１１０Ｖ又は２２０Ｖシステムのいずれにも電気的に接続可能である。ＥＦＥＭの配電系統を単純化することにより、従来型配電部品のうち多く、例えば昇圧変圧器が不要になり、かくして、本発明のＥＦＥＭのフットプリントが一段と減少する。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】従来技術における従来型フロントエンド組立体の斜視図である。
【図２】図１に示すフロントエンド組立体の平面図である。
【図３】従来技術における従来型フロントエンド組立体の側面図である。
【図４】本発明のスパイン構造体の実施形態の斜視図である。
【図５】図４に示すスパイン構造体の部分分解図である。
【図６】本発明のＦＯＵＰドッキングインタフェースの実施形態の斜視図である。
【図７】本発明のスパイン構造体及びフロントエンドロードコンポーネントの実施形態の部分分解斜視図である。
【図８】本発明のスパイン構造体に取り付けられたウェーハエンジンの実施形態の斜視図である。
【図９】本発明のスパイン構造体に取り付けられたウェーハエンジン駆動レールの実施形態の斜視図である。
【図１０】本発明のフロントエンドロードインタフェースの実施形態の側面図である。
【図１１】本発明の一体形ミニエンバイロンメント及び構造体の別の実施形態の部分分解図である。
【図１２】図１１に示す一体形ミニエンバイロンメント及び構造体の側面図である。
【図１３】本発明の背骨構造体の実施形態の部分斜視図である。
【図１４】本発明の一体形ミニエンバイロンメント及び構造体の更に別の実施形態の斜視図である。
【図１５】図１４に示す一体形ミニエンバイロンメント及び構造体の端面図である。
【図１６】図１５に示す一体形ミニエンバイロンメント及び構造体の統一型フレームの実施形態を示す部分分解図である。
【図１７Ａ】従来型ウェーハ取扱いロボットの一例の平面図であり、従来技術においてエンドエフェクタを伸長状態で示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示すウェーハ取扱いロボットの平面図である。
【図１８】本発明の迅速スワップ方式ウェーハエンジンの実施形態の斜視図である。
【図１９】図１８に示すウェーハエンジンの斜視図であり、駆動機構並びに垂直方向コラム及びスライダ本体機構のコンポーネントのうち幾つかを示す図である。
【図２０】本発明のウェーハエンジンの別の実施形態の斜視図である。
【図２１】図１８に示すウェーハエンジンの斜視図であり、ファン／フィルタユニットにより生じた空気流を示す図である。
【図２２Ａ】本発明のスライダ本体機構に設けられたホイール付きアライナ及びＩＤリーダを搭載したウェーハエンジンの更に別の実施形態の斜視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａに示すウェーハエンジンの平面図である。
【図２２Ｃ】図２２Ａに示すウェーハエンジンの側面図である。
【図２２Ｄ】図２２Ａに示すウェーハエンジンの背面図である。
【図２３】図２２Ａに示す上エンドエフェクタの実施形態の斜視図である。
【図２４Ａ】ホイール付きエンドエフェクタアライナの実施形態の切除図であり、パッドにより支持されたウェーハを示す図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａのホイール付きエンドエフェクタアライナの切除図であり、ウェーハが持ち上げられてパッドから離れていて、ホイールによって支持されている状態を示す図である。
【図２４Ｃ】図２４Ａに示すホイール付きエンドエフェクタアライナの切除図であり、ウェーハがホイールにより解除され、パッド上に後退下降されている状態を示す図である。
【図２５】本発明のウェーハエンジンの更に別の実施形態の斜視図である。
【図２６Ａ】半径方向駆動装置の別の実施形態の斜視図である。
【図２６Ｂ】半径方向駆動装置の更に別の実施形態を示す図である。
【図２７Ａ】本発明のウェーハエンジンの到達距離及びスウィング隙間に関する利点を示す平面図である。
【図２７Ｂ】従来型直線スライダロボットの平面図であり、必要な最小隙間及び最大到達距離を示す図である。
【図２８】本発明のオフセンタ回転軸線を備えた迅速スワップスライダ本体についての動作シーケンスの一例を示す図である。
【図２９Ａ】本発明のフロントエンドロードインタフェースの実施形態の斜視図である。
【図２９Ｂ】図２９Ａに示す一体形システムの正面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ａに示すフロントエンドロードインタフェースの実施形態の側面図である。
【図２９Ｄ】図２９Ａに示すフロントエンドロードインタフェースの実施形態の平面図である。
【図３０Ａ】処理ツールに取り付けられた一体形システムの実施形態の斜視図である。
【図３０Ｂ】図３０Ａに示す一体形システムの側面図である。
【図３１】図３０Ａ及び図３０Ｂに示す一体形システムの側面図であり、一体形システムが自動化材料取扱いシステム（ＡＭＨＳ）バッファリングのためのスペースをどのように空けるかを示す図である。
【図１】
2005525688.tif 000003
【図２】
2005525688.tif 000004
【図３】
2005525688.tif 000005
【図４】
2005525688.tif 000006
【図５】
2005525688.tif 000007
【図６】
2005525688.tif 000008
【図７】
2005525688.tif 000009
【図８】
2005525688.tif 000010
【図９】
2005525688.tif 000011
【図１０】
2005525688.tif 000012
【図１１】
2005525688.tif 000013
【図１２】
2005525688.tif 000014
【図１３】
2005525688.tif 000015
【図１４】
2005525688.tif 000016
【図１５】
2005525688.tif 000017
【図１６】
2005525688.tif 000018
【図１７Ａ】
2005525688.tif 000019
【図１７Ｂ】
2005525688.tif 000020
【図１８】
2005525688.tif 000021
【図１９】
2005525688.tif 000022
【図２０】
2005525688.tif 000023
【図２１】
2005525688.tif 000024
【図２２Ａ】
2005525688.tif 000025
【図２２Ｂ】
2005525688.tif 000026
【図２２Ｃ】
2005525688.tif 000027
【図２２Ｄ】
2005525688.tif 000028
【図２３】
2005525688.tif 000029
【図２４Ａ】
2005525688.tif 000030
【図２４Ｂ】
2005525688.tif 000031
【図２４Ｃ】
2005525688.tif 000032
【図２５】
2005525688.tif 000033
【図２６Ａ】
2005525688.tif 000034
【図２６Ｂ】
2005525688.tif 000035
【図２７Ａ】
2005525688.tif 000036
【図２７Ｂ】
2005525688.tif 000037
【図２８】
2005525688.tif 000038
【図２９Ａ】
2005525688.tif 000039
【図２９Ｂ】
2005525688.tif 000040
【図２９Ｃ】
2005525688.tif 000041
【図２９Ｄ】
2005525688.tif 000042
【図３０Ａ】
2005525688.tif 000043
【図３０Ｂ】
2005525688.tif 000044
【図３１】
2005525688.tif 000045
【国際調査報告】
2005525688.tif 000046
2005525688.tif 000047