(57)【要約】  半導体ワークピース加工処理システムは、少なくとも１つの加工処理ツールと、コンテナと、第１輸送セクションと、第２輸送セクションと、からなる。加工処理ツールは導体ワークピースを加工処理するために使用される。該コンテナは加工処理ツールへの往復輸送用に少なくとも１つの半導体ワークピースをその中に保持するように用いられる。該第１輸送セクションは加工処理ツールに接続されてコンテナを加工処理ツールに往復輸送する。第２輸送セクションは第１輸送セクションに接続されてコンテナを加工処理ツールに往復輸送する。第１輸送セクションは車両ベースであって、コンテナを保持することが可能であって第１輸送セクションの第１軌道に沿って移動する輸送車両を有している。第２輸送セクションは車両ベースではなくて第２軌道を有し、その上に少なくとも１つの支持要素を備えている。該支持要素はコンテナと連絡し、第２軌道からコンテナを移動自在に支持してコンテナが第１軌道に対して移動することを可能にする。第１軌道と第２軌道とは互いに近接して配置されており、よってコンテナがその間を１つの動作で移動することを可能にする。【選択図】図２
2007521662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ワークピースの加工処理システムであって、
半導体ワークピースを加工処理する少なくとも１つの加工処理ツールと、
前記加工処理ツールへの往復輸送用に少なくとも１つの半導体ワークピースをその中に保持するコンテナと、
前記加工処理ツールに接続されて前記コンテナを前記加工処理ツールに往復輸送する第１輸送セクションと、
前記第１輸送セクションに接続されて前記コンテナを前記加工処理ツールに往復輸送する第２輸送セクションと、からなり、
前記第１輸送セクションは車両ベースのセクションであって、前記コンテナを保持することが可能であって前記第１輸送セクションの第１軌道に沿って移動する輸送車両を有し、前記第２輸送セクションは車両ベースのセクションではなくて第２軌道を有し、前記第２軌道は前記コンテナと連絡する前記第２軌道の少なくとも１つの支持要素を備え、前記支持要素は前記第２軌道から前記コンテナを移動自在に支持して前記コンテナが前記第１軌道に対して移動することを可能にし、前記第２輸送セクションは、前記第２軌道上の前記コンテナを前記第１軌道上の前記輸送車両に位置合せする前記第２軌道に接続したモータを有していることを特徴とする加工処理システム。
【請求項２】
前記モータは前記コンテナを前記第２軌道に沿って駆動せしめるべく前記第２軌道に結合しており、前記モータの少なくとも一部分が前記コンテナに搭載されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記コンテナは一体もののフレームアセンブリを有し、前記モータの前記少なくとも一部分は前記コンテナの前記フレームアセンブリに組み入れられていることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記モータの少なくとも一部分は前記フレームアセンブリの一部に成形されていることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項５】
前記モータの少なくとも一部分が取り外し自在に前記フレームアセンブリに搭載されていることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項６】
前記モータの少なくとも他の部分が前記軌道に固着していることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項７】
前記モータがリニアモータであることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項８】
前記モータがブラシレスモータであることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項９】
前記モータが可動部のないソリッドステート構造のモータであることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項１０】
前記コンテナに搭載されている前記モータの前記少なくとも一部分が前記コンテナに搭載されている永久磁石を含んでいることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項１１】
前記コンテナに搭載されている前記モータの前記少なくとも一部分は少なくとも２つの永久磁石を含んでおり、前記永久磁石は前記コンテナ上に配置されており、よって前記２つの磁石のうちの一方の極に結合している軸が前記２つの磁石のうちの他方の極に結合している他の軸に対して所定の角度に指向していることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項１２】
前記モータが前記コンテナを前記第２軌道に沿って双方向に駆動することを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項１３】
前記モータが前記コンテナを双方向に駆動せしめ、よって前記コンテナが２つの異なる軸に沿って双方向に移動することが可能であることを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項１４】
前記２つの異なる軸が交差する軸であることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記第２軌道が少なくとも１つの分路部を備えた長手部を有し、前記分路部は前記長手部に対して横方向に延在することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの分岐部が軌道バッファを提供することを特徴とする請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１輸送セクションの少なくとも一部分が前記少なくとも１つの加工処理ツールと前記第２輸送セクションとの間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１８】
前記第２輸送セクションの前記第２軌道の少なくとも一部分が前記第１輸送セクションの前記第１軌道の一部分に実質的に沿って延在していることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１９】
前記第２輸送セクションの前記第２軌道の少なくとも一部分が前記第１輸送セクションの前記第１軌道の少なくとも２つの部分の間に亘っていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１軌道と第２軌道とが互いに隣接して配置されており、よって前記コンテナがその間を１つの動きで移動することが可能であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項２１】
半導体ワークピースコンテナ輸送システムであって、
一体ものフレームアセンブリを有し、少なくとも１つの半導体ワークピースを内部に保持する少なくとも１つの半導体ワークピースコンテナと、
前記少なくとも１つの半導体ワークピースコンテナが軌道に沿って移動可能となるように、前記少なくとも１つの半導体ワークピースコンテナを移動自在に支持する軌道と、
前記少なくとも１つのコンテナを前記軌道に沿って駆動せしめる前記軌道に接続するモータと、からなり、前記モータの少なくとも一部分が前記少なくとも１つのコンテナの前記フレームアセンブリに搭載されていることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
前記フレームアセンブリは加工処理ツールのロードポートセクションと係合するインターフェースセクションを有し、よって前記少なくとも１つの半導体ワークピースが前記少なくとも１つのコンテナとロードポートセクションとの間を搬送されることが可能となることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
前記モータは前記軌道に結合された主コイルアセンブリを有するリニアモータであり、前記フレームアセンブリに搭載されている前記モータの前記少なくとも一部は、前記少なくとも１つのコンテナを前記軌道に沿って駆動すべく前記主コイルアセンブリに作用する前記リニアモータの反作用部であることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【請求項２４】
前記リニアモータの前記反作用部は前記フレームアセンブリに搭載されている反作用プレートを備え、前記反作用プレートは前記主コイルアセンブリに作用することが可能な磁性プレートを含んでいることを特徴とする請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記リニアモータの前記反作用部は前記フレームアセンブリに搭載されている永久磁石を備えていることを特徴とする請求項２３記載のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのコンテナを２つの交差する軸に沿って双方向に駆動するように前記反作用プレートが配置されていることを特徴とする請求項２３記載のシステム。
【請求項２７】
他の軌道及び前記他の軌道上を移動せしめて前記少なくとも１つのコンテナをその上に保持する車両を更に備え、前記車両は前記コンテナを前記軌道と前記他の軌道との間で輸送する輸送機構を有していることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【請求項２８】
半導体ワークピース搬送コンテナであって、
少なくとも１つの半導体ワークピースをその中に保持するチャンバを画定するフレームと、
前記フレームに搭載されたモータ部と、からなり、
前記チャンバは前記少なくとも１つの半導体ワークピースが前記チャンバと加工処理ツールとの間で搬送され得るように半導体ワークピース加工処理ツールのインターフェース部と連絡する大きさ及び形状を有し、前記フレームは輸送システムの軌道に対して載置されて前記コンテナを前記加工処理ツールと他の位置との間で搬送する少なくとも１つの表面を画定し、前記モータは前記コンテナを前記軌道に沿って駆動せしめる前記輸送システムの他のモータ部と協働することを特徴とするコンテナ。
【請求項２９】
前記モータ部は前記他のモータ部と協働し、前記コンテナを前記軌道に沿って反対方向に駆動せしめることを特徴とする請求項２８記載のコンテナ。
【請求項３０】
前記モータ部は前記他のモータ部と協働し、前記コンテナを前記軌道に対して交差する方向に駆動せしめることを特徴とする請求項２８記載のコンテナ。
【請求項３１】
前記フレーム及びそこに搭載されている前記モータ部が一体ものアセンブリを形成することを特徴とする請求項２８記載のコンテナ。
【請求項３２】
前記モータ部がリニアモータの反作用部であり、前記他のモータ部が前記軌道に結合している前記リニアモータのコイルアセンブリであることを特徴とする請求項２８記載のコンテナ。
【請求項３３】
前記フレームは、輸送車両が前記コンテナを前記軌道から掴んで運搬することが可能な係合表面を含んでいることを特徴とする請求項２８記載のコンテナ。
【請求項３４】
半導体ワークピースの加工処理システムであって、
半導体ワークピースを加工処理する少なくとも１つの加工処理ツールと、
前記加工処理ツールに接続されて半導体ワークピースを保持するコンテナを前記加工処理ツールに往復輸送する第１輸送セクションと、
前記第１輸送セクションに接続されて前記コンテナを前記加工処理ツールに往復輸送する第２輸送セクションと、からなり、
前記第１輸送セクションは車両ベースのセクションであって、少なくとも１つの前記コンテナを保持することが可能であって前記第１輸送セクションの第１軌道に沿って移動する輸送車両を有し、前記第２輸送セクションは車両ベースのセクションではなくて第２軌道を有し、前記第２軌道はその上に前記コンテナと連絡する支持要素を備え、前記支持要素は前記第２軌道から前記コンテナを移動自在に支持して前記コンテナが前記軌道に対して双方向に移動することを可能にし、前記第２輸送セクションは、前記コンテナを前記第２軌道の少なくとも１部においてほぼ同時に双方向に駆動せしめることが可能な前記第２軌道に接続したモータを有していることを特徴とする加工処理システム。
【請求項３５】
前記第２軌道の前記少なくとも１部は、前記第２軌道の端部から離間した前記第２軌道の中間部であることを特徴とする請求項３４記載の加工処理システム。
【請求項３６】
前記少なくとも１部は前記第２軌道の任意の部分であることを特徴とする請求項３４記載の加工処理システム。
【請求項３７】
前記モータがリニアモータであることを特徴とする請求項３４記載の加工処理システム。
【請求項３８】
前記モータは前記コンテナの少なくとも１つに搭載されている少なくとも１つのモータ部を含んでいることを特徴とする請求項３４記載の加工処理システム。
【請求項３９】
半導体ワークピースの加工処理システムであって、
半導体ワークピースを加工処理する少なくとも１つの加工処理ツールと、
前記加工処理ツールへの往復輸送用に少なくとも１つの半導体ワークピースをその中に保持するコンテナと、
第１軌道と前記第１軌道から移動自在に支持され前記コンテナを拾い上げるのが可能な輸送車両とを有し、前記加工処理ツールに接続されて前記コンテナを前記加工処理ツールに往復輸送する第１輸送セクションと、
前記コンテナに連絡する軌道表面を備えたコンベア軌道と前記コンテナを前記コンベア軌道上で移動せしめる前記コンベア軌道に接続されたモータとを有し、前記第１輸送セクションに接続されて前記コンテナを前記加工処理ツールに往復輸送する第２輸送セクションと、からなり、
前記モータは前記コンベア軌道の一部に沿った任意の位置に前記コンテナを停止せしめ、よって前記コンテナは前記輸送車両に対して所定の位置にあって前記車両が前記コンテナを拾い上げる拾い上げ位置を提供することを特徴とする加工処理システム。
【請求項４０】
前記コンベア軌道の前記一部は前記第１軌道に沿って延在していることを特徴とする請求項３９記載のシステム。
【請求項４１】
前記コンベア軌道は前記コンベア軌道の中間結合部において互いに結合する軌道セグメントを有して前記コンベア軌道を形成し、前記軌道セグメントは前記コンベア軌道の設置の際に互いに結合されることを特徴とする請求項３９記載のシステム。
【請求項４２】
前記第２輸送セクションに接続する位置センサを更に有し、前記位置センサは前記コンベア軌道に沿った任意の位置の前記コンテナの前記位置を検出することを特徴とする請求項３９記載のシステム。
【請求項４３】
前記モータの少なくとも一部分が前記位置センサを提供することを特徴とする請求項４３記載のシステム。
【請求項４４】
少なくとも１つのワークピースを保持し得るコンテナを搬送し、前記少なくとも１つのワークピースをワークピース加工処理ツールと他の位置との間において制御された条件下で搬送するマテリアル・ハンドリングシステムであって、
前記システムは前記コンテナを駆動する駆動軌道を含んだコンベア輸送セクションを備え、前記軌道は前記コンテナを駆動する前記コンテナと連絡する軌道要素を有し、前記駆動軌道は駆動軌道の設置の際にモジュール同士が結合されて伸長した前記駆動軌道を形成するモジュールを備えたモジュール式であり、各モジュールがその上に少なくとも１つの前記軌道要素を有することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマテリアル・ハンドリングシステムに関し、特に処理工程設備においてキャニスタすなわちコンテナを保持する半導体ワークピース（workpiece）を輸送する自動マテリアル・ハンドリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
消費者は現モデルよりもサイズが小さくて安価なより最新式の電子装置や電気装置を求め続けている。よって、マイクロ電子デバイスの製造業者には、デバイスのコストを低減しながら同時により高い性能をデバイスに備えることが要求されている。マイクロ電子デバイスの製造に用いる材料のコストすなわちデバイスの実際の製造に関するコストを低減する可能性は限られている。しかしながら、全製造プロセスの効率を高めることによって顕著にコストを低減することは可能である。図1を参照すると、従来の典型的な半導体製造設備1の斜視図が示されている。製造若しくは加工施設1は、設備内に所望の配列に並べられた数多くの加工ベイ2を有している。加工ベイ2は半導体デバイスの製造が行なわれる真空及び大気圧下での加工処理ツール3、4を有している。加工施設1には更に半導体デバイスに向けて若しくは半導体デバイスから半導体材料を輸送する自動マテリアル・ハンドリングシステムが設置されている。図1に示す加工施設における従来のマテリアル・ハンドリングシステムは、全体として通常ストッカ5と、ベイ間（interbay）輸送システム6と、ベイ内（intrabay）輸送システム7とを有している。かかる配置においては、種々の加工処理工程の間にある半導体デバイスを保管するために用いられるストッカ5が、加工ベイ2につながる共通通路上の加工ベイ2の開口部に隣接して配置されている。ベイ間輸送システム6は共通通路内に設置されており、ストッカ5に接続している。これによって、ストッカ5同士の間のベイ間輸送システム6上を移動する好適な車両（vehicle）によって半導体デバイスを輸送することが可能となる。かかるベイ内輸送システム7は、図1から判るように、ストッカ5につながる加工ベイ内に配置されたセクション7A乃至7Bを有しており、所定のベイにおけるそのベイの加工処理ツール3、4への開口部に隣接している。従って、半導体デバイスは、ベイ内輸送システムの対応するセクション7A乃至7F上を移動する好適な車両によって、ベイのストッカ5とそのベイの加工処理ツールとの間を輸送されることが可能となる。
【０００３】
図1から判るように、自動マテリアル・ハンドリングシステムは加工施設内での効果的な製造プロセスにおける重要な要因の内の１つである。かなり多くの時間が、加工処理ツールを往復するマテリアル・ハンドリングシステムによる半導体材料の移動に消費される。実際に、スケールメリットを達成すべく加工処理設備を大きくするにつれて、設備内の加工処理ツールを往復するマテリアル・ハンドリングシステムによる半導体材料の移動により多く時間が消費される。従って、設備それ自体のサイズは、マテリアル・ハンドリングシステムが加工処理用の加工処理ツールに半導体材料を搬送したり、加工処理された半導体製品を最終製品として出荷のためにストッカに移動したりすることが可能な時間及び効率によって制限される。移動時間を削減することによって効率を高める試みがなされており、成功した場合もある。例えば、ブルックス・オートメーション社（Brooks Automation Inc.）によるアエロローダ（Aeroloader、登録商標）という自動マテリアル・ハンドリングシステムは、オーバーヘッド式軌道上のオーバーヘッド式輸送車両すなわちシャトルを採用しており、これにより加工処理ツールのインターフェース間での半導体ワークピースのコンテナの輸送を行なっている。設備周辺において半導体ワークピースが輸送される際の更なる速度の増加、若しくは効率の増加が追求されてきた。いくつかの従来のマテリアル・ハンドリングシステムはコンベアや大量輸送システムを単独で若しくはシステムの一部として用いてきた。図1Aは、従来のコンベアシステム部の部分斜視図であり、これは例えば国際特許公開公報第WO 03／038,869号に開示されており、従来の半導体ワークピースコンテナを輸送するものである。図1Aに示すコンテナFは従来のコンテナであり、例えば従来のFOUPやSMIFコンテナである。上述したように、図1Aは従来のシステムのコンベア軌道CTの一部を示している。図1Aの軌道CTは図1のシステムの１以上の軌道7A乃至7Fの代表例である。図1Aの従来のコンベア軌道CTは一対のレールR1、GRからなる。従来のコンベアシステムは図示の如きパレットPを使用しており、これにより従来のコンテナFをコンベア軌道CT上に支持している。パレットPは支持領域を有しており、その上にコンテナFが搭載されている。パレットPは更にランナP1、P2を有しており、これによりパレットPがコンベアレールR1、GR上に乗ることが可能となる。一方のランナP1は平坦であり、レールR1内のローラRRの回転面を画定する。他方のランナP2は、レールGRに係合する案内スロット若しくは案内キーを有しており、これにより輸送の際にパレットPをレールに沿って案内する。図1Aに示す従来のコンベア軌道のレールR1は電動ローラRRを含んでも良く、これによってパレットPをレール上で移動せしめる。ローラRRは、エンドレスベルト等の好適な伝動装置によってローラを回転せしめることが可能な駆動モータに結合されている。パレットP、従ってそこに搭載されているコンテナを移動せしめるべく、図lAに示す従来のシステムにおいては、モータがローラRRを回転せしめ、ローラとパレットランナP1との間の摩擦接触によってパレットが移動する。レールGRに摺動自在に係合しているパレットPの他方のランナP2は、パレットがレールを移動する際にパレットを案��し、よってパレットランナP1と駆動ローラRRとの間の位置関係を維持する。図1Aから判るように、パレットランナと、従ってレールGRと、レールR1におけるローラRRの列の接触ラインとの間の位置合せは、パレットを軌道通りに駆動せしめるために従来の機械駆動コンベア軌道においては高精度に保たれなければならない。従来のシステムは位置合せのずれに対する許容度が低い。位置合せのずれは軌道に対して直角の力をパレットに生じ、結果的に望まない摩擦や、ランナP2とレールGRとの間の湾曲の可能性や、コンテナにおいて粒子による汚染の可能性を増大する。更に、ローラとランナP1との間の軌道に対して偏向している接触／駆動ラインを回避すべくレールR1上のローラRR間の位置合せも正確でなければならない。従って、従来のシステムにおいてはレールR1とGRとの間の正確な位置合せは、加工処理設備に設置する前に治具において軌道CTに延長したセクションを製造することよって行なわれていた。しかしながら、かかる延長した軌道のセクションは、加工処理設備においては設置が困難であって時間を消費するものであった。従来のコンベアシステムの更なる欠点はコンテナを軌道に沿って所望の位置に設置する能力が劣っていることである。従来のコンベアシステムはパレットの位置特定システムを有している。従来の位置特定システムはレールR1の1つにセンサ（例えば電子式や電気光学式）を備えており、これはパレットがセンサに対して所定の領域に存在したときにパレットP上の特徴を検出することが可能である。かかるセンサはレールに沿って均等に配置されている。ローラRRは、単独若しくは駆動モータと協働してローラの回転を認識するエンコーダを有しても良い。任意の時間におけるパレットPの位置がレールセンサ及びローラからのデータの組合せを用いて定められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここから判るように、従来の位置特定システムは不正確である。なぜならば、加速や減速の際にローラRRとパレットとの間にすべりが生じ、また、センサ間でのパレット位置の特定はローラ回転数を積算することに依存しているに過ぎないからである。摩擦駆動による制限と従来の位置特定システムによる制限とが合わさっているため、従来のコンベア軌道では効率良く精密に位置制御するのは不可能である。従来のコンベアシステムの更なる問題は輸送システム上での半導体材料のコンテナの移動が輸送パレットの使用状況に依存していることである。本発明はマテリアル・ハンドリングシステムに所望の効率を提供しており、以下に詳細に説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１実施例によれば、半導体ワークピースの加工処理システムが提供される。該システムは、半導体ワークピースを加工処理する少なくとも１つの加工処理ツールと、コンテナと、第１輸送セクションと、第２輸送セクションと、からなる。該コンテナは加工処理ツールへの往復輸送用に少なくとも１つの半導体ワークピースをその中に保持するように用いられる。該第１輸送セクションは加工処理ツールに接続されてコンテナを加工処理ツールに往復輸送する。第２輸送セクションは第１輸送セクションに接続されてコンテナを加工処理ツールに往復輸送する。第１輸送セクションは車両ベースのセクションであって、コンテナを保持することが可能であって第１輸送セクションの第１軌道に沿って移動する輸送車両を有している。第２輸送セクションは車両ベースのセクションではなくて第２軌道を有し、その上に少なくとも１つの支持要素を備えている。該支持要素はコンテナと連絡し、第２軌道からコンテナを移動自在に支持してコンテナが第１軌道に対して移動することを可能にする。第１軌道と第２軌道とは互いに近接して配置されており、よってコンテナがその間を１つの動作で移動することを可能にする。
【０００６】
他の実施例においては、半導体ワークピースコンテナ輸送システムが提供される。該システムは、少なくとも１つの半導体ワークピースコンテナと、少なくとも１つの半導体ワークピースコンテナを移動自在に支持する軌道と、モータと、を有している。該半導体ワークピースコンテナはその中に少なくとも１つの半導体ワークピースを保持する。半導体ワークピースコンテナは一体もののフレームアセンブリである。該軌道は半導体ワークピースコンテナを移動自在に支持し、よってコンテナは軌道に沿って移動可能となる。該モータは軌道に接続し、コンテナを軌道に沿って駆動せしめる。モータの少なくとも一部分がコンテナのフレームアセンブリに搭載されている。
【０００７】
更に他の実施例においては、半導体ワークピース輸送コンテナが提供される。該コンテナは、フレームと、該フレームに搭載されたモータ部と、からなる。該フレームは少なくとも１つの半導体ワークピースをその中に保持するチャンバを画定する。該フレームは少なくとも１つの半導体ワークピースがチャンバと加工処理ツールとの間で搬送され得るように半導体ワークピース加工処理ツールのインターフェース部と連絡する大きさ及び形状を有している。フレームは輸送システムの軌道に対して載置されてコンテナを加工処理ツールと他の位置との間で搬送する少なくとも１つの表面を画定する。フレームに取り付けられているモータ部はコンテナを軌道に沿って駆動せしめる輸送システムの他のモータ部と協働する。
【０００８】
更に他の実施例においては、半導体ワークピース加工処理システムが提供される。該システムは、少なくとも１つの加工処理ツールと、第１輸送セクションと、第２輸送セクションと、からなる。該加工処理ツールは半導体ワークピースを加工処理する。該第１輸送セクションは加工処理ツールに接続されて半導体ワークピースを保持するコンテナを加工処理ツールに往復輸送する。該第２輸送セクションは第１輸送セクションに接続されてコンテナを加工処理ツールに往復輸送する。第１輸送セクションは車両ベースのセクションであって、少なくとも１つのコンテナを保持することが可能であって第１輸送セクションの第１軌道に沿って移動する輸送車両を有している。第２輸送セクションは車両ベースのセクションではなくて第２軌道を有し、第２軌道はその上にコンテナと連絡する支持要素を備え、該支持要素は第２軌道からコンテナを移動自在に支持してコンテナを軌道に対して双方向に移動することを可能とする。第２輸送セクションは、コンテナを第２軌道の少なくとも１部においてほぼ同時に双方向に駆動せしめることが可能な第２軌道に接続したモータを有している。
【実施例】
【０００９】
図2を参照すると、本発明の特徴部分及び加工処理設備内での加工処理ツールPが組み入れられた自動マテリアル・ハンドリングシステム10の略平面図が示されている。本発明は図示している1つの実施例を参照して説明が行なわれるが、本発明は数多くの代替例によっても実施され得ることを理解すべきである。更に、構成要素や材料には任意の好適なサイズ、形状若しくはタイプを使用することが可能である。
【００１０】
自動マテリアル・ハンドリングシステム10は第１輸送システムセクション12と第２輸送システムセクション14とを通常備えている。自動マテリアル・ハンドリングシステム10の輸送システムセクション12、14は、半導体ワークピース、例えば200 mmウエハ、300 mmウエハ、フラットディスプレイパネル若しくはそれらに類似する物品を搬送して加工処理設備内の加工処理ツールPに往復搬送せしめることが可能となるように全体として配置されている。加工処理ツールP及び該設備は全体として図1に示す前述した設備1及びツール4に類似している。図2に示す自動マテリアル・ハンドリングシステム10の構成は代表的な構成であり、よって加工処理設備において任意の所望するプロセスツールのレイアウトを収容すべく、自動マテリアル・ハンドリングシステム10は任意の好適な構成として配置することが可能である。自動マテリアル・ハンドリングシステム10の輸送システムセクション12の１つに車両ベースのシステムがある。該輸送システムセクション12は軌道16と輸送車両200（図4も参照）とからなる。輸送車両200は、以下に詳細に説明するように、半導体ワークピースコンテナ（図1には図示せず）を保持して輸送セクション12の軌道16に沿って移動することが可能である。従って輸送車両200は、ワークピースコンテナを軌道16に沿って加工処理ツール同士の間、若しくは加工処理ツールと図1に示すストッカ5と同様のストッカ（図示せず）との間を移動せしめる。自動マテリアル・ハンドリングシステム10の他方の輸送システムセクション14は車両ベースの輸送システムではない。輸送システムセクション14はコンベアベース若しくは高速（車両ベースのシステムに比べて）の大量輸送システムである。輸送システムセクション14は、以下に詳細に説明するように、介在する輸送車両を使用しない直接的運送が可能な軌道若しくは走行路（run）18と、高速の半導体ワークピースコンテナとからなる。図2において概略で示されている軌道18は、他方の輸送システムセクション12の軌道16の少なくともいくつかの部分に沿って延在している。輸送システムセクション14の軌道18は、更に輸送システムセクション12の軌道16の異なる部分の間に亘っていても良い。半導体ワークピースコンテナは、セクション14の軌道18とセクション12の軌道16上の輸送車両200（図3参照）との間で要望通りに搬送される。自動マテリアル・ハンドリングシステム10は、半導体ワークピースコンテナの加工処理ツールへの最も効率的な配送及び返送を達成すべく、第１及び第２輸送システムセクション12、14の任意の所望の組合せを用いて半導体ワークピースコンテナを搬送する。図2から判るように、好適なコントローラCが第１及び第２輸送システムセクション12、14に接続しており、よってセクションの運転を制御している。第２輸送システムセクション14は自動マテリアル・ハンドリングシステム用の分散した貯蔵部すなわちバッファを備えても良く、これについては以下により詳細に説明する。
【００１１】
ここで図3及び4を参照しつつ詳細に説明すると、自動マテリアル・ハンドリングシステム10の第１システムセクション12は全体として上述したように軌道16及び輸送車両200を有している。システムセクション12は、本願の開示に組み入れられる2003年3月21日出願の米国特許出願第10／393,728号に記載されている自動マテリアル・ハンドリングシステムに全体として類似している。図2から判るように、システムセクション12の軌道16はベイ間20、22、24及びベイ内26、28、30の部分若しくは枝部に配置されている。軌道のベイ内枝部26、28、30は加工施設の個々の製造ベイ（図1に示すベイと同様）内に延在している。ベイ間枝部20、22、24は製造ベイを接続する廊下すなわち通路内に延在しており、２つ以上のベイ内枝部26、28、30を互いに相互結合している。図2に示す実施例においては、３つのベイ内枝部26、28、30及び３つのベイ間部分20、22、24が存在している。３つのベイ間枝部20、22、24の各々は延在して３つのベイ内枝部26、28、30の全てに接続している。代替実施例においては、自動マテリアル・ハンドリングシステムの第１システムセクションは任意の好適な数のベイ間及びベイ内搬送部分を有しても良い。
【００１２】
図3に示す実施例のベイ間搬送枝部20、22、24は互いにほぼ平行であるが、代替実施例においては異なるベイ間枝部は平行でなくても良い。実際に、ベイ間搬送枝部は加工ベイの全てに接続しないで任意の形状を有していても良い。本発明は任意の所望の数の加工ベイに任意の所望の方法で接続するように配置された任意のベイ間輸送システムを包含している。本実施例においては、ベイ間搬送枝部20、22、24は全体として互いに類似しているので、以下においては中央部分20を特に参照しながら説明を行なう。ベイ間搬送枝部20はベイ間搬送セグメントすなわち構成要素20A及び20Bで構成されている。図2に示す実施例においては、例示目的用として２つのセグメント20A及び20Bが存在しており、代替実施例においてはベイ間搬送枝部は任意の所望の数のセグメントを有しても良い。各セグメント20A及び20Bは２つの隣接する加工ベイ間、特に、隣接するベイ内輸送システムの部分間に延びるべく十分な長さを有している。例えば、セグメント20Aは隣接するベイ内部分26、28間に亘って延びている。代替実施例においては、各セグメントの長さは別々であっても良い。
【００１３】
図2から判るように、各セグメント20A及び20Bは、輸送車両（図示せず）用の任意の好適なテーブル手段（以下に説明を行なう）によって提供される多数の搬送路19A乃至21A、19B乃至21B、19C乃至21Cを有しており、これによって車両のセグメントの移動が可能となる。各セグメントの搬送路は、セグメント上で輸送車両がほぼ同時に双方向に移動することが可能となるように配置されている（矢印X1、X2によって示される方向）。本実施例においては、各セグメント20A及び20Bは、セグメントの末端間に延びる２つの搬送路19A及び21A、19B及び21Bを有している。一方の路、例えば19A及び19Bは輸送車両の一方向の移動用に用いられ（矢印X1によって示される）、他方の路21A及び21Bは反対方向（矢印X2によって示される）の移動用に用いられる。移動路は所定の方向の移動に専用的に用いられるか若しくは移動の方向は搬送アルゴリズムに従って要望通りに切り替えられて搬送積載条件に適応させられる。例えば、非専用的な場合においては、セグメント20Aの搬送路19Aは図2において矢印X1で示される方向の車両の移動に先ず用いられる。この時、路21AはX2の方向の移動を提供する。しかしながら、もしある時間経過後に所定の場所に移動せしめるべきいくつかの数の輸送車両が設備内に存在し、このとき輸送車両は路19A上をX2の方向に移動するのがより効率的であれば、路19Aの移動方向はX2の方向に変えられ、よって路21AはX1の移動に使用されることになる。なお本実施例においては、各セグメントの同様な路19A乃至19B、21A乃至21Cの移動方向は同等である必要はない。例えば、搬送路21Aは移動方向X2用に使用されても良く、搬送路21Bは反対方向X1用に使用されていても良い。かかる機能が、本実施例のベイ間搬送セグメント22A乃至22Cによって提供される。なぜならば、図2に示されるように各セグメントの対応する搬送路は、各セグメント20A及び20Bの両端部32A及び32B並びに32C及び32Dにおいて互いに合流しているからである。図2から判るように、各セグメント20A及び20Bは、セグメントの対応する両末端部に分岐部分34、36、38を有している。例えば、図2に示す実施例においては、セグメント20Aは一方の末端32Aに分岐部分34を有し、反対の末端32Bに他の分岐部分36を有している。各セグメント20A及び20Bの移動路19A乃至19B、21A乃至21Bはそれぞれ実質的に対応する各分岐部分34、36、38において交差している。図2から判るように、セグメント間の分岐部分36は隣接するセグメントを互いに結合すべく用いられている。分岐部分36はセグメント20A、20Bの隣接する末端32B乃至32Cを結合する。分岐部分36は更に結合されたセグメントの同等の若しくは異なる搬送路間の結合を可能にする。例えば、分岐部分36はセグメント20Aの搬送路19Aをセグメント20Bの搬送路21Bに結合すべく用いられ、よって輸送車両が隣接するセグメントの路21B及び19Aの間を横断することが可能となる。代替実施例においては、任意の他の好適な構造のセグメントやセグメントを相互連結する分岐部分を用いても良い。
【００１４】
本実施例においては、ベイ内枝部26、28、30とベイ間枝部20、22、24とはほぼ同様である。上述した図2を更に参照すると、ベイ内搬送は例示目的として３つの枝部から構成されている。各枝部は単一の搬送セグメントすなわち構成要素からなるか、または数多くの相互連結したセグメントからなる。図2に示す実施例においては、各枝部は２つのセグメント26A及び26B、28A及び28B、30A及び30Bを有している。各枝部セグメント26A乃至30Bは単一の加工ベイ内に延在しているか、若しくは他の加工ベイに向けて更に枝分かれしている。ベイ内搬送セグメント26A及び26B、28A及び28B並びに30A及び30Bは全体として互いに同様であり、よって図2において略同等に示されている。セグメント26A及び26B、28A及び28B、30A及び30Bは各々多数の搬送路を有しており、それは既述したベイ間セグメント20A、20Bと同様であり、よって各セグメントに沿った輸送車両の双方向のほぼ同時移動が可能となる。各セグメントの搬送路、例えば、セグメント26Aの路25A、27Aはセグメントの両端部40A、42Aに向けて互いに合流している。近い方の端部40Aにおいて、搬送路は分岐部分34で終わっている。上述したように、分岐部分34はベイ間搬送セグメント20Aのベイ間搬送路19A、21Aの終点である。従って、ベイ間搬送路19A、21Aはベイ内搬送セグメント26Aのベイ内搬送路25A、27Aに統合する。本実施例においては、搬送路、例えばセグメント26Aの路26A、27Aは、遠い方の末端42Aにおいて分岐部分44で終わっている。分岐部分44は搬送路においてベイ間搬送セグメント22Aに結合している。同様に、分岐部分はベイ内セグメント26B乃至30Bの搬送路を外部ベイ間搬送セグメント24A乃至24Bに結合している。代替実施例においては、ベイ内搬送セグメントは任意の他の好適な配置を有している。
【００１５】
第１輸送システム12のベイ間及びベイ内枝部が図2に示されており、任意の数の好適なタイプのマテリアル・ハンドリングシステムが提供され得る代表的な構造を上記の如く説明してきた。図4はベイ間若しくはベイ内搬送枝部の代表的な部分の部分斜視図であり、自動マテリアル・ハンドリングシステム10に使用されるハンドリングシステム材料のタイプの１つの好適な例を示している。図4から判るように、ベイ間搬送セグメント20A及び20B（例示目的としてセグメント20A、20Bの一部分のみが図4に示されている）が、ブルックス・オートメーション社（Brooks Automation, Inc）から入手可能なアエロローダ（AeroloaderTM、登録商標）システムの如きオーバーヘッド式レールシステムを用いて形成されている。この場合は、各搬送路19A及び19B、21A及び21Bは対応するレールすなわち軌道を有している。軌道はオーバーヘッド式の加工施設に搭載されても良い。図6A及び6Bをも参照すると、各々軌道20A及び輸送車両200の部分的正面図及び側面図が示されている。
【００１６】
図4 には各セグメント（簡潔のため図2には図示せず）の第３軌道23A、23Bが示されており、これにより各セグメントに高速すなわち「フライスルー（fly-through）」搬送路が提供される。既述したように、軌道は隣接するセグメント間の分岐部分36において合流している。図4に示す実施例においては、分岐部分36はターンテーブル202を含んでいるが、任意の好適な軌道切り替え装置を使用しても良い。この場合は、ターンテーブルは３つの位置を有しており、ここにおいて各々の搬送路21A及び19B、23A及び23B、19A及び21Bの正反対の軌道の端部を結合している。ターンテーブルがこれらの位置のうちの１つに位置した時、ターンテーブルを動かすことなく輸送車両200は正反対の軌道端部の間を横断する。他の方法では、輸送車両はターンテーブル上に位置し、ターンテーブルは要望通り回転することによって輸送車両が１つのセグメントの任意の軌道19A、23A、21Aから接続したセグメントの任意の他の軌道19B、23B、21Bに移動するこが可能となる。ターンテーブルの運動は自動化して、システムの中央プロセスから好適なプログラムによって制御されても良い。
【００１７】
自動化したオーバーヘッド式輸送車両200（例えば図4及び6A乃至6Bには１つのみが示されている）、例えばアエロローダ（AeroloaderTM、登録商標）システムシャトル、が軌道の１つに搭載されている。輸送車両200は自己推進式であっても良く、よって各移動路を形成する対応するレール上を自立的に移動する。各車両は搬送アルゴリズムに従って所望の搬送路を移動し、該アルゴリズムは車両メモリ（図示せず）に予めプログラムされるか、若しくは自動マテリアル・ハンドリングシステムを操作する中央プロセッサ（図示せず）からロードされる。本実施例においては、任意の他の好適なタイプの輸送車両を使用しても良い。輸送車両200は輸送セクション204（図6A及び6Bを参照）とペイロードセクション206とを有している。輸送セクション240は好適な車輪／ローラ（図示せず）を有しており、よって軌道上で車両を支持して移動せしめる。輸送セクションは軌道に沿って車両を駆動する電源及びモータを更に有しても良い。ペイロードセクション206は輸送セクションに搭載されるか若しくは別の方法では輸送セクションから支持されており、本実施例においては輸送セクションの下部に吊るされている（図6A及び6Bを参照）。ペイロードセクション206はホイスト208を含んでいても良く、本実施例においては、ワークピース把持コンテナ151を掴んで上げ下げすることが可能な把持アームを有するように大概示されている。図6A及び6Bには代表的なワークピース保管コンテナ151が示されており、該コンテナ151はハンドリングシステム10と共に用いられ、輸送車両のホイスト208がコンテナ151に係合可能となる場所に位置している（以下に詳細に説明する）。保管コンテナ151は例えば均一に分散された保管領域等の保管領域（図示せず）であって且つ任意の所望のベイ間若しくはベイ内搬送セグメントの軌道の下に存在しているか（例示として代表的なセグメント22Aが示されている）、若しくは軌道の下に位置する加工処理ツールPのインターフェース（図2参照）に存在している。図2から判るように、ベイ間及びベイ内枝部の軌道は加工処理ツールPのツールインターフェースの上方に位置している。従って、輸送車両200はワークピースコンテナを加工処理ツールPから直接搬送したり拾い上げたりすることが可能である。
【００１８】
再度図2を参照すると、既述の輸送システムセクション14はコンベアベースのシステムであり、輸送システムセクション12と異なって、ワークピース保持コンテナを保持及び搬送する輸送車両を使用していない。それどころか、輸送システムセクション14は以下に詳細に説明するようにコンベア走行路に配置されたコンベア若しくは大量配送システムを有し、これによりワークピース保持コンテナをコンベア走行路に沿って効果的に直接搬送する。以下に更に詳細に説明するように、ワークピース保持コンテナはコンベア走行路の上に直接設置されて、保持コンテナと走行路との間を結びつける輸送車両若しくは台車（carriage）を使用することなく走行路に沿って搬送される。図2から判るように、本実施例においては、輸送システムセクション14は４つの走行路52乃至58を有している。本実施例においては、コンベア走行路52乃至58は輸送システムセクション12の周囲に位置している。代替実施例においては、コンベア走行路は任意の好適な構造で配置されても良い。本実施例においては、２つのコンベア走行路52、54がベイ内搬送枝部26、30に沿って延在しており、２つのコンベア走行路56、58がベイ間搬送枝部22、24に沿って延在している。コンベア走行路52、54はベイ間枝部22、24の間に亘っており、コンベア走行路56、58はベイ内枝部26、30の間に亘っている。図2から判るように、コンベア走行路52乃至58の各々はベイ間若しくはベイ内搬送枝部の軌道に隣接している。本実施例においては、コンベア走行路52乃至58の各々は対応するベイ間若しくはベイ内搬送枝部22、24、26、30にほぼ平行している。従って、例えば、コンベア走行路52は、枝部26の実質的な長さに亘ってベイ内枝部26の軌道27A、27Bに隣接している。コンベア走行路54乃至58は対応する搬送枝部に対して同様に位置している。コンベア枝部52乃至58は図2において、ベイ間／ベイ内枝部の各々の最も外側の軌道に隣接する位置に示されているが、代替実施例においては、コンベア走行路は任意の所望のベイ間／ベイ内搬送枝部の任意の好適な軌道に隣接しても良い。他の代替実施例においては、コンベア走行路はベイ間／ベイ内搬送枝部の任意の所望の長さに亘って延在しても良い。代替実施例においては、輸送システムセクションは、輸送システムセクション内において短絡する効果を有するコンベア走行路等のベイ間／ベイ内搬送枝部に並行しないコンベア走行路を有しても良い。図2から判るように、コンベア走行路52乃至58は各々末端部において相互接続されており、よってワークピース保持コンテナを走行路間で直接通過させることが可能な好適な分岐部分装置によってコンベア走行路を横断する。 例えば、コンベア走行路52の一方の末端部52Tはコンベア走行路58の末端部58Rに分岐部分61Aによって結合されている。コンベア走行路52の他方の末端部52Bはコンベア走行路56の末端部56Rに分岐部分61Bによって結合されている。輸送システムセクション14の他のコンベア走行路も同様に相互結合している。図2から判るように、セクション14のコンベア走行路52乃至58は、輸送システムセクション12に隣接する任意の位置からセクション12の任意の他の所望の位置に至るワークピース保持コンテナの高速移送を可能にするサーキットを形成する。これは従来の輸送システムと比較すれば非常に有���である。
【００１９】
自動マテリアル・ハンドリングシステム10の輸送システムセクション14が図2に示されており、任意の数の好適なタイプのコンベアシステムを備え得る代表的な構造として今まで説明してきた。ここで図3及び5をも参照すると、輸送システムセクション12の搬送枝部22Aの一部及び輸送システムセクション14のコンベア走行路56の一部の部分斜視図、並びにコンベア走行路56の一部の他の部分斜視図がそれぞれ示されている。搬送枝部22A及びコンベア走行路56の一部は輸送システムセクション12、14の代表的な搬送枝部及びコンベア走行路である。図3においては、例示目的として枝部セグメント22Aのただ１つの軌道23A（図2も参照）が示されている。図3から判るように、コンベア走行路56には、ベイ間枝部セグメント22Aを構成する軌道23Aのオーバーヘッド式架台（mount）300に至る搭載システム64が取り付けられている（これについては以下において詳細に説明する）。コンベア走行路52、54、及び58も隣接するベイ間／ベイ内搬送枝部のオーバーヘッド式架台から同様の方法によって取り付けられている。コンベア走行路56は全体としてレールシステム60からなる。該レールシステム60はワークピース保持コンテナ151を支持し、走行路56の長さに亘ってコンテナが自由に移動することを可能にしている。コンベア走行路56は更に、コンテナ151をレールシステム60上でレールに沿って前後（図3において矢印X3、X4によって示される方向）に駆動せしめるモータ62を有している。本実施例においては、モータ62は無限の行程を伴うリニアモータである。
【００２０】
図5において最もよく判るように、本実施例におけるレールシステム60は２つの外側走行路66O、 66I及び中央レールを有している。代替実施例においては、コンベア走行路のレールシステムは任意の他の好適なレール構造を有していても良い。外側レール66O、66Iは類似しているが対称の関係にある。従って、外側レール66O、66Iを特にレール66Iを参照しながら説明する。レール66Iは全体的にアングル構造部材70を有しているが、任意の好適な形状の構造部材を使用しても良い。アングル70は水平及び垂直フランジ70H、70Vを有している。アングル70は水平フランジ70Hが底部にあって垂直フランジ70Vが上方に延びるように配置されている。水平フランジ70Hはコンベア走行路上に設置されているワークピース保持コンテナ151用の支持表面を画定している。垂直フランジ70Vはレール66の外側縁部61Eを画定し、よってレールシステムを画定している。垂直フランジはコンテナ151の側面を収容するレール66の案内表面66Gをも画定しており、コンテナ151が図5において矢印X3、X4によって示される方向にレール66O、66Iに沿って移動する際の指向安定性を提供する。従って、対向する案内表面66Gは、コンテナ151がレール66O、66I上を移動する際に安定的にコンテナ151を案内する。図5から判るように、各レール66O、66Iはローラベアリング若しくはブッシング72を備えており、それらはレールに搭載されており、よってコンテナが滑動するレール表面に滑動性を促進せしめる。一例として、コンベア走行路56上に位置したとき、コンテナ151はローラベアリング72上に位置し、よって実質的な抵抗を受けることなくローラ上を移動する。代替実施例においては、レール表面の滑動性は任意の他の好適な手段によって促進されても良く、それには例えばボールベアリング（フランジの片方若しくは両方に搭載されている）、若しくはレール部材のフランジに付着した潤滑表面が含まれる。ローラベアリング72は、コンテナ151がローラ上を矢印X3、X4に示す方向に移動する際に更なる指向安定性を提供すべく傾斜していても良い。
【００２１】
レールシステム60の中央レール68はコンベア走行路56のリニアモータ62の一部を形成している。上述したように、リニアモータ62は、コンテナ151をレール66O、66I上でX3、X4の方向にコンベア走行路の末端部まで移動せしめることが可能な無限行程を備えた任意の好適なタイプのリニアモータであっても良い（図2参照）。リニアモータ62は一般的に可動部のないソリッドステート構造のモータである。例えば、リニアモータ62はブラシ若しくはブラシレスAC若しくはDCリニアモータ、リニア誘導モータ、又はリニアステッパモータである。好適なリニアモータがバルドー・モーション・プロダクツ社（Baldor Motion Products）若しくはマグネ・モーション社（Magne Motion Inc）から入手可能である。リニアモータ62は一般的に２つの構成要素を有しており、それらは第１若しくは作用（forcer）構成要素と、第２、反作用（reaction）若しくはプラテン構成要素と、からなる。本実施例においては、作用構成要素74はコンベア走行路56の中央レール68にあり、反作用コンポーネント76は以下に詳細に説明するようにワークピース保持コンテナ151内に組み込まれている。代替実施例においては、反作用コンポーネントがコンベアレールに搭載されており、作用構成要素がコンテナに組み込まれていても良い。一例として、リニア誘導モータが図3及び5に示す実施例のリニアモータ62に使用されていた場合は、中央レール68は溝部69を画定する全体としてＵ形状の構造部材からなる。モータ62の作用構成要素74は溝部内に位置している。リニア誘導モータの場合は、作用部74は鋼板と相巻線とからなるコイルアセンブリである。作用部74は好適な配線（図示せず）によって電源（図示せず）及びコントローラC（図2参照）に接続されており、該コントローラCは作用部74によって生成される移動する磁界を制御する。モータ62は好適な整流装置74Cを備えた閉ループモータであり、例えば整流装置74CはコントローラCと連絡する例えばレール68上に搭載されたホール効果装置である。以下に更に説明するように、整流装置74Cは位置センサの役割を担い、コンテナ151のコンベア走行路56上の正確な位置を検出する。
【００２２】
図5から判るように、レールシステム60のレール66I、66O、68はモジュール構造であっても良い。例えば、レール660はモジュール6601、6602を含んでいる（例示目的としてレールモジュール6601、6602のみが図5に示されている）。レールモジュール6601、6602は中間結合部660Iにおいて結合している。レールモジュール6601、6602は任意の好適な係合手段を備えていても良く（例えば連動面、機械的、留め具）、よって図5に示すようにモジュールを末端同士結合することが可能となる。中央レール68、及び外側レール66Iは同様なモジュール式構造を有している。モジュール6601、6602と同様のレールモジュールは任意の好適な長さを有しており、例えば数フィートであり、設置の際のハンドリングが容易になる。レールモジュールは設置の際に結合され、これによりコンベア走行路56のレールシステムのレール66O、661、68が形成する。一例として、モジュール6601、6602に類似するレールモジュールが設備内に設置の際に組み立てられて走行路56の一方の末端56L（図2参照）から他方の末端56Rまでのレール66が形成される。中央レール68、及び他の外側レール66Iが同様に設置されてコンベア走行路56が形成される。例えばモジュール6601、6602等のレールモジュールは、別の方法においてはモジュール方式によってコンベア走行路56が設置される。例えば、全レール66I、66O、68用のモジュールが設置されて１以上のコンベア走行路モジュール56M1、56M2が形成される（図2参照）。コンベア走行路56の設置はその後モジュール毎に行なわれていく。上記においては、コンベア走行路56のモジュール56M1、56M2が単なる例示目的として最初に設置されるように記載されているが、代替実施例においてはコンベア走行路の中央モジュールが最初に設置されても良い。コンベアモジュール56M1、56M2は中間走行路結合部56Iにおいて結合される。一旦設置されれば各コンベア走行路モジュール56M1、56M2は全走行路56を完成する前であっても所望であればすぐに操作し得る。これは１つにはソリッドステート構造のモータ62を使用することによって可能となっており、従来のコンベアシステムとは異なり、該モータ62はコンベア走行路において操作可能となる前に全ての駆動ローラに結合される機械的伝動装置を採用していない。更に、以下から判るように従来のシステムと異なり、モータ62はコンベア走行路56によって搬送されるコンテナを、正確に始動したり停止したりすることが可能である。ソリッドステート構造のモータを使用する輸送システムセクション14によって生じる他の利点は、リニアモータ62と同様、ソリッドステート構造のモータのまさに本質そのものによって、顕著な性能劣化を生じることなく、容易にレールモジュール間の位置のずれを調整することが可能なことである。セクション14のリニアモータ62は、モジュール式構造アセンブリの現場条件下での許容誤差に相応した中央レール68のモジュール間の位置のずれを有したまま運転することが可能である。好対照としては、従来の機械的コンベア駆動システム（例えば図1Aに示されている）は、駆動においてより厳しい機械的許容誤差の制限がある。その結果、従来のコンベア走行路の駆動レールは、走行路のほぼ全長に亘って工場（offsite）において一体もの（one piece）として製作して、その後一体ものとして設備に設���しなければならない。従って、輸送システムセクション14は、従来のシステムに比べて据付け及びスタートアップ時の使用の両方の面においてより高い柔軟性を有している。
【００２３】
上述したように、リニアモータのプラテン76の反作用コンポーネントがワークピース保持コンテナ151に組み入れられている。ここで図7をも参照すると、コンテナ 151の底面図が示されており、ワークピース保持コンテナ151がフロント・オープニング・ユニファイド・ポッド（FOUP）コンテナとして示されているが、SMIFポッド若しくはボトム・オープニングコンテナ等の任意の好適なコンテナであっても良い。FOUPコンテナ151は、例えば200 mm、300 mmウエハやフラットパネルディスプレイや任意の他の所望の種類のワークピース等の数多くの半導体ワークピースを保持し得る大きさのコンテナハウジング154（図5参照）を有している。ハウジング154は加工処理ツールPのインターフェースに直接関わることが可能である（図2参照）。ハウジング154は係合表面156を有し、それは例えばつめ（detents）若しくは凹部であって、これにより輸送車両200のホイスト206（図6A及び6B参照）がコンテナ151を掴んで保持することが可能となる。例えば、ホイスト206のキャプチャ・アーム208がいずれかの側面154R、154F若しくは前方／後方側面154R、154Lからコンテナを拾い上げることが可能な係合表面156が配置されている（図5参照）。従って、車両200のホイスト206は、ホイストの下のコンテナの向きに関係なくコンテナ151を拾い上げることが可能である。
【００２４】
ここで図7を参照すると、コンテナ151の分解斜視図が示されている。図7から判るように、コンテナハウジング154は上部154Uと下部154Lとを有している。コンテナドア155は取り外し自在にハウジングにラッチされており、ハウジングの前方154Fの開口部を覆うように示されている。ハウジングの上部154Uは一体ものの成形品であり、半導体ワークピースを汚染することなく保持すべく使用することが可能なプラスチック若しくは任意の他の好適な材料から作られている。ハウジングの材料は、コンテナの定期的洗浄の際に浸漬バスに完全に浸ることが可能なものである。ハウジングの下部154Lもまたプラスチック成形品である。図7に示す実施例においては、ハウジング下部154Lは、コンテナの底部を形成する全体的に平坦な形状を有している。下部154Lは例えば化学的結合、超音波溶接等の任意の好適なプロセスを用いて上部154Uに結合されており、よってハウジング下部と上部ハウジング部との間は、ほぼ継目のないインターフェースとなる。図7に示す実施例においては、リニアモータ62の反作用コンポーネント76は（以下により詳細に説明する）下部154L内に成形されている。
【００２５】
ハウジング下部154Lは、図7Aに示すように下部表面152を有している。下部表面152には座面158、160が下部表面上において双軸状に配置されている。本実施例においては、座面158、160は下部表面152の周囲に配置されており、よってコンテナがレール66O、66Iのローラ72に対して座することが可能となる（図6参照）。座面の双軸状配置によって、軸A、Bどちらかがレールを向いてコンテナがレール上に適切に座することが可能となる。図7Aは更に本実施例のリニアモータ62の反作用コンポーネント76の例示的な配置を示している。上述したように、反作用コンポーネント76は下部コンテナハウジング成形品154L内に成形される。従って、反作用コンポーネント76はハウジング下部154L内に密封される。これによって反作用コンポーネントと周囲のハウジング構造との間の継目がなくなり、よって汚染物が集まる領域がなくなる。更に、反作用コンポーネント76をハウジング内に封じ込めることによって反作用コンポーネントと洗浄バスとの間の不都合な相互作用が回避される。反作用コンポーネント76は、本実施例においては、図7Aに概略で示されている反作用構成要素162、164、166、168からなる。反作用構成要素162、164、166、168もコンテナハウジング154に双軸状に配置されている。反作用構成要素は、作用部74によって生じる磁界に作用することが可能な永久磁石若しくは磁性材料から作られた板であっても良く、これによりコンテナをレール66O、66Iに沿って駆動すなわち押し付ける。反作用構成要素162、164（２つの構成要素は、各々下位構成要素から作られることも可能であり、例示目的として下部表面の両側に示されているが、代替実施例においては任意の好適な数の反作用構成要素が任意の好適な配置によって提供されていても良い）が、軸B方向に駆動力（作用部74若しくは軸Bに並んだ他の作用部と協働して）を提供すべく軸Bに沿って並べられている。反作用構成要素166、168が同様にA軸に沿った駆動力を提供すべく配置されている。レール66O、66I上に設置されたコンテナ151は、軸A（図7も参照）が作用部74に並んだ向きで図5に示されている。ここから判るように、コンテナ151はレール上に図5に示されている方向から90°回転して設置されても良い。その場合は、コンテナ151の軸Bが作用部74に並ぶことになる。双軸状の駆動構造は、従来の輸送システムに比べて、コンテナを設置したりコンベア走行路56から拾い上げたりすることに要する時間を効果的に減少する（すなわち従来のシステムに比べてより小さな回転で使用可能な駆動軸を見つけ出す）。
【００２６】
図7Bは、他の実施例のハウジング下部154L'の底部の斜視図である。本実施例においては、ハウジング下部154L’は全体的に図7乃至7Aに示されている既述のハウジング下部154Lと類似しており、同様の特徴部分には同様の符号が付されている。ハウジング下部154L'は、反作用コンポーネント76'をコンテナハウジングに搭載すべく凹部167’、169'を有している。図7Bに示す実施例においては、２つの凹部167’、169’が例示目的で示されており、全体として対称軸A'に並んでいる。凹部167’、169’が底面152’に形成されている。よって設置された際に反作用コンポーネントの構成要素の底面が露出する。代替実施例においては、凹部はハウジング下部の上面152U'内に形成されても良く、よって設置された際に反作用コンポーネントの構成要素はハウジングの外表面に露出しない。凹部169’、167’は図示の如くブラインドされておりハウジング下部を貫通してないが、代替実施例においては凹部の替わりに下部を貫くアパチャとしても良い。凹部169’、167'はハウジング下部154L'の成形時に形成しても良いし、ハウジング部の製造後にハウジング下部に機械加工しても良い。凹部169’、167’は反作用コンポーネントの構成要素とほぼ一致しており（例示目的として反作用コンポーネントの構成要素168'のみが示されている）、且つ十分な深さを有している。よって対応する凹部内に設置された際、反作用コンポーネントの構成要素の底面はほぼ同一平面上となるか、若しくはハウジングの底面152’から幾分内側に位置する。反作用コンポーネントの構成要素168'は、任意の好適な結合若しくは機械的留め具を含む固定手段を用いてハウジング下部に搭載される。汚染物質を集め得る隙間／裂け目を回避すべく好適なシール（図示せず）を使用しても良い。他の代替実施例においては、ハウジングの底部は凹部やくぼみを含んでいなくても良く、反作用コンポーネントの構成要素が底部の表面に搭載されても良い。更に他の代替実施例においては、反作用コンポーネントの構成要素はフレーム内に組み立てられても良く、該フレームはコンテナハウジングの底部に取り付けられるか、ハウジングの凹部内に設置されても良い。この場合は、反作用コンポーネントは取替え可能となる。
【００２７】
ここで図7Cをも参照すると、更に他の実施例におけるコンテナハウジングの下部154L’’の他の底部の斜視図が示されている。特に記載がなければ、ハウジング下部154L"は図7に示されている既述のハウジング部154Lに全体として類似している。同様の特徴部分には同様の符号が付されている。本実施例においては、反作用コンポーネント76"がターンテーブルアセンブリ170"に搭載されている。ターンテーブルアセンブリ170"はハウジング下部の底部152"に機械的に搭載されているか別の方法によって結合している。アセンブリ170"は表面に搭載されるか、若しくは図7Cに示すように凹部167"内に設置されても良い。所望であれば、ターンテーブルアセンブリ170"は交換可能であっても良い。ターンテーブル170"は任意の好適な構造であっても良いが、一般的にベース部172’’及び旋回部174’’を含んでいる。ベース部172"はターンテーブル170"をハウジング部154L"に付着せしめるインターフェースを備えている。旋回部174’’は任意の好適な手段によって移動自在にベース部172’’に搭載されており、よって旋回部174’’がベース部に対して矢印Rに示す方向に回転することが可能となる。代表的な構成要素166"、168’’を有している図7Cに概略で示されている反作用コンポーネント76’’は、旋回部174"に付着している。従って、旋回部174"を旋回することによって、反作用コンポーネント76"の向きを所望の方向に変え得る。例えば、ターンテーブルを回転することによって、最初に軸A"に沿って向いている構成要素を軸B"に並ぶように任意の所望の向きに動かし得る。ターンテーブルにはターンテーブルを任意の向きに固定すべく適切なインターロック（図示せず）が備わっていても良い。該インターロックはリニアモータの作用部74によって起動されても良い。ターンテーブルを回転せしめるべくリニアモータの作用部が更に反作用コンポーネント76"と協働して使用されるものでも良い。
【００２８】
コンテナ151がコンベア走行路56上に設置される場合は、コンテナを所望するように移動せしめるべくコントローラC（図2参照）が作用部74によって生じる移動磁界を制御する。コントローラCは、例えば整流センサ74Cを介してコンベア走行路56の移動の際のコンテナ151の位置を登録する。リニアモータがブラシモータの場合は、コントローラはモータの直接的な整流を検出することによってコンテナの位置を登録する。コントローラCは、図3の矢印X3、X4に示すどちらかの方向に任意の所望の速度で任意の所望の位置に向けてコンテナ151をコンベア走行路56に沿って移動せしめる。コントローラCはコンテナ151を走行路56に沿った任意の所望の位置に正確に位置決めすることが可能である。これは従来のコンベアシステムとは異なり輸送セクション14の全てのコンベア走行路52、54、56、58において可能である。なぜならば、センサ74Cが走行路52、54、56、58に沿った任意の場所でコンテナの正しい位置を検知し、データをコントローラCに送信してコンテナの正しい位置を示すからである。更に、リニアモータの作用部74と反作用コンポーネント76’との間の直接的相互作用は高品位制御（high fidelity control）によりコンテナを移動せしめる。従って、コントローラCはコンテナが正確に停止するようにモータに対して指令することが可能となり、実際に指令した正確な位置にコンテナが存在しているか否かを正確に検知できる。これは図1Aに示すような従来のコンベアシステムでは不可能である。なぜならば、コンテナと駆動部との間の滑りの影響を受け易い摩擦駆動システムによって生じる不正確さ、及びコンテナの位置をデータ点の間で実際には推定する従来のセンサシステムの不一致があるからである。例えば、 従来の駆動部におけるローラの駆動ライン（平面に並んだ）とコンテナの概略移動方向との間の任意の逸脱は、結果的に駆動ローラとコンテナの接触面との間に多少の滑りを生じる。これは従来のシステムにおいてコンテナ位置の決定に使用するローラの回転距離とコンベア上のコンテナの実際の移動との間の不一致を順々に生じる。従来のシステムにおいては、加速／減速の際に生じる更なる滑りが実際の位置と計算した位置との間の誤差マージンを増加する。図3の輸送セクション14のコンベア走行路52、54、56、58は従来のシステムのこれらの問題を回避する。コンテナ151をコンベア走行路上に位置決めする際の構造上の許容範囲は駆動速度や精度に影響しない。最大の加速度や減速度を達成することが可能であり（加速度や減速度が滑りによって制限される従来のシステムと異なる）、よって輸送セクション14ひいては全ハンドリングシステムの効率が向上する。更に、コンベア走行路56に沿った任意の数のコンテナを駆動すべくコントローラCは作用部74を制御することが可能である。コントローラはまた、同じコンベア走行路上のコンテナをほぼ同時に反対の向きに移動せしめるべく作用部74を制御することが可能である。例えば、図3から判るように、コンテナ151をリニアモータによって方向X3に移動させ、一方コンテナ151Aを方向X4に移動させることが可能である。
【００２９】
コンテナのコンベア走行路52、54、56、58上での動き及び位置の制御が正確であることにより、コンベア走行路上での任意の位置を輸送車両200がコンテナ15’をコンベア走行路から離して拾い上げ得る拾い上げ位置Oにすることが可能になる。一例としては、再度図6A及び6Bを参照すると、輸送車両200が輸送システムセクション12の軌道22A上の所定位置αに存在している。例えば、輸送車両は、コンテナをコンベア走行路56上に放出したばかりの位置αに存在している。位置αは軌道22Aに沿った任意の位置であって良い。車両ホイストは図6A及び6B において収縮位置で示されているが、ホイストは伸長位置にあっても良く（図示せず）、このときホイストは走行路56からコンテナ151を拾い上げるか若しくは放出することが可能となる。伸長位置の場合は、ホイスト208は図6Bに示す向きにあり、図6Aに示す向きから90°回転している。図6Bにおいては、ホイストの把持アームは走行路56のレールをまたいで配置されている。コントローラC（図2参照）はリニアモータを制御し、よって所望のコンテナ151を走行路56に沿わせる。コントローラは輸送車両200の軌道22A上の位置αを登録してコンテナ151の位置Oに適合させ、よってこの場合は車両200の下にコンテナが並べられる。コントローラCは走行路56上の位置Oを制御し、よって車両ホイスト208を単に伸長して軌道22A上に車両200を再度位置決めすることなくコンテナ151を拾い上げる。ホイスト208が伸長している場合は（図6Bに示す位置E1）、コンテナは走行路56上を位置Oまで駆動せしめられて、そこにおいてコンテナ151のグリップ位置がホイスト208のグリップアームの間に来る。拾い上げるために、ホイスト208のグリップアームが単に閉じられる。この輸送システムセクション14による「押し込み（drive in）」機能により、セクション14に最多数の拾い上げ位置が設けられる。よってハンドリングシステム10の効率が顕著に向上する。上記においては車両200が静止位置αにあるときについて説明したが、同様のプロセスは車両200が動的位置にある場合にも採用され得る。この場合は、コンテナ151は走行路56に沿って駆動され、よって軌道22A上の車両200に対して位置及び速度の両方が整合する。
【００３０】
図2から判るように、コンベア走行路、例えば輸送システムセクション14の走行路52、56は分岐部（shunt）すなわち走行路バッファセクション52B、56Bを備えている。該走行路バッファセクション52B、56Bは図2に概略でコンベア走行路の一方の側面上に示されているが、走行路のいずれの側面に位置しても良い。図5には走行路56上の代表的なバッファセクション56Bの一部が示されている。バッファセクションは支持プラットフォーム90を有し、該支持プラットフォーム90は例えば１以上のレール92から作られ得る。支持プラットフォーム90は少なくとも１つのコンベア走行路レール66Oと交差する。コンベア走行路レール66Oの垂直フランジ66Vはプラットフォーム90の近くで局所的に取り除かれる。支持プラットフォーム90はボールベアリング93等の全方向性の支持部を有しており（図5参照）、よってコンテナ151は支持部の上で任意の所望の方向に自由に移動することが可能となる。バッファセクション56Bは更にコンテナ151上の反作用構成要素162、164、166、168と協働することが可能な好適なリニア作用構成要素94を有しても良く（図7参照）、よってコンテナを図5において矢印X5、X6で示す方向に移動せしめてバッファセクション56Bに出入りせしめる。図5及び7から判るように、コンテナの方向を再設定することなく、コンテナ151はコンベア走行路56からバッファセクション56Bに向けてまたはその反対に移動することが可能である。例えば、図5に示す方向においては、コンテナ151は方向X4にバッファセクション56Bにほぼ並ぶまで移動する。その位置においては、コンテナの軸Bに沿って操作されるように配置されている反作用構成要素164、162は作用部94と協働することが可能である。従って、所望であれば（例えば、あるコンテナがコンベア走行路56上を反対方向に移動している場合）、コントローラC（図2も参照）は作用部94を起動せしめ、よってコンテナ151を方向X5にバッファセクション56Bの中へ移動せしめる。コンテナ151をコンベア走行路56に戻すことを希望する場合は、作用部94 を操作してコンテナを方向X6に移動せしめてレール66O、66I上に載せる。コンテナ151はその後、コンベア走行路56に沿った任意の所望の方向に殆ど即座に移動する。コンテナをコンベア走行路の間の分岐部分において移動せしめるべく同様の方法が採用される。代替実施例においては、例えばターンテーブルを用いる任意の好適なタイプの分岐部分装置が使用されて、コンテナをコンベア走行路からバッファセクション内に向ける。図5から判るように、コンベア走行路とバッファセクションとの間のコンテナの移送が可能な切替システムが、任意の結合したコンベア走行路の間の移送に同様に適用可能である（図2参照）。
【００３１】
図5を参照すると、バッファセクション56Bは所望する数のコンテナ151を保持する大きさになっている。１つのコンテナバッファセクションの場合は、単一のリニア作用構成要素94は一対の支持レール92を備えている。バッファセクションを拡張するためには、更なるリニア作用部レール94L及び支持レール92Lが図5に示すような全体的な格子パターンで追加される。外側に延びるレール92、94及び横に伸びるレール92L、94Lのパターンが格子パターンを形成し、該格子パターンがバッファセクション56B内の任意の位置へのコンテナの２次元移動（矢印X5、X6、X7で示す方向）を可能にする。図5においては、単一セットの外側レール92、94と単一セットの横レール92L、94Lが例示目的で示されている。図示されている該レールパターンは、任意の所望の大きさのバッファセクションを提供するために所望であれば反復可能である。
【００３２】
再度図3を参照すると、 対応するベイ間若しくはベイ内搬送枝部の軌道23Aのほぼ下のコンベア走行路56のレール66O、66I、68を支持すべく、搭載システム64は任意の好適な構造部材を有しても良い。これによってベイ間若しくはベイ内枝部の少なくともある場所の軌道上の輸送車両200は、コンベア走行路上のコンテナ151を直接的に拾い上げたり放出したりすることが可能となる。従来のシステムと異なり、輸送車両200によってコンベア走行路上に任意の時間にコンテナ151が設置され、その直後にコンベア走行路上を移動することが可能となる。従って、輸送システムセクション12と輸送システムセクション14との間はとぎれのない一体化となる（従来のコンベアシステムにおいて使用していた搬送パネルのシステムセクション12上の輸送車両200同士の間での調整の時間を損失しないため）。これは言い換えると自動マテリアル・ハンドリングシステム10ではワークピース移動密度及び信頼性が増加する（欠点のあるコンテナはシステムから容易に除去され、パレタイズシステムと異なり、システム搬送能力のいかなる損失を生ずることなく影響はそのコンテナのみに限られている）。なお、上記の説明は本発明の単なる例示である。種々の代替例や変形例が本発明の主旨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、本発明は添付する特許請求の範囲に含まれる代替例、変形例及び相違点を全て包含することを企図している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のマテリアル・ハンドリングシステムを伴う半導体製造設備の略斜視図である。
【図１Ａ】図1の従来のハンドリングシステムの一部の部分斜視図である。
【図２】本発明の特徴及び加工処理設備内での加工処理ツールPが組み入れられた自動マテリアル・ハンドリングシステムの略平面図である。
【図３】図1の自動マテリアル・ハンドリングシステムの一部の部分斜視図であり、自動マテリアル・ハンドリングシステムの軌道セクションと、輸送車両と、半導体ワークピースコンテナとが示されている。
【図４】図3の軌道セクションのうちのある一部分及び自動マテリアル・ハンドリングシステムの輸送車両の更なる部分斜視図である。
【図５】図3の軌道セクションのうちの他の部分及び自動マテリアル・ハンドリングシステムの半導体ワークピースコンテナの部分斜視図である。
【図６Ａ】図3の軌道セクションと、自動マテリアル・ハンドリングシステムの輸送車両及び半導体ワークピースコンテナと、の正面図である。
【図６Ｂ】図3の軌道セクションと、自動マテリアル・ハンドリングシステムの輸送車両及び半導体ワークピースコンテナと、の側面図である。
【図７】ワークピースコンテナの分解斜視図である。
【図７Ａ】ワークピースコンテナの底面図である。
【図７Ｂ】他の実施例によるワークピースコンテナ容器の下方部の底面の斜視図である。
【図７Ｃ】他の実施例によるワークピースコンテナ容器の下方部の底面の斜視図である。
【図１】
2007521662.tif 000003
【図１Ａ】
2007521662.tif 000004
【図２】
2007521662.tif 000005
【図３】
2007521662.tif 000006
【図４】
2007521662.tif 000007
【図５】
2007521662.tif 000008
【図６Ａ】
2007521662.tif 000009
【図６Ｂ】
2007521662.tif 000010
【図７】
2007521662.tif 000011
【図７Ａ】
2007521662.tif 000012
【図７Ｂ】
2007521662.tif 000013
【図７Ｃ】
2007521662.tif 000014