(57)【要約】  本発明は、容器輸送システム(160)と処理ツール(10)の間で容器を移送するためのツール搭載装置に関する。ツール搭載装置は、単一又は複数の搭載ポート(12)を使用する。ツール搭載装置は、処理ツール(10)の搭載ポート(12)と処理ツールを通る容器輸送システム(160)の部分との間に配置される。ツール搭載装置は、従来の搭載ポート(12)と、例えばコンベヤ(160)との間で容器を移動させる改良方法を提供する。別の実施形態では、ツール搭載装置は、搭載ポート(12)の前を通る容器輸送システム(160)に実質的に平行である経路に沿ってツール搭載装置を移動させるｘ方向駆動アセンブリに連結され、ツール搭載装置が複数の搭載ポート(12)を使用することを可能にする。
2008546180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を容器移送システムと処理ツールの間で移送するための装置であって、
第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部と前記第２の端部の間を実質的に垂直方向に移動するように構成された駆動機構を実質的に包囲するハウジングと、
第１の幅を有する基部と、前記基部の第２の幅よりも小さい第２の幅を有する遠位端部とを有し、前記駆動機構に連結されたアーム支持体と、
前記アーム支持体の遠位端部に回転可能に連結された近位端部と、遠位端部とを有するアームと、
前記アームの遠位端部と回転可能に連結された把持器と、を有する装置。
【請求項２】
前記アームの近位端部は、前記アーム支持体の遠位端部と前記ハウジングの間に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アーム支持体の基部は、前記駆動機構と連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記駆動機構は、リードネジを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記把持器は、容器を前記容器の上部ハンドルのところで保持する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記容器移送システムは、前記処理ツールの前に配置され且つｘ方向を定める、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
更に、前記ハウジングを実質的に前記ｘ方向に沿って移動させるためのｘ方向駆動アセンブリを有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ｘ方向駆動アセンブリは、前記ハウジングを前記容器移送システムと前記処理ツールの間でｘ方向に移動させる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
処理ツールを通る部分を有する容器輸送システムを含む設備における、容器を容器輸送システムと処理ツールの間で移動させるためのツール搭載装置であって、
駆動アセンブリを包囲する本体と、
前記本体に関して垂直方向に移動することができるように前記駆動アセンブリと連結されたショルダ部と、
前記ショルダ部に回転可能に連結された近位端と、遠位端とを有するアームと、
前記アームの前記遠位端に回転可能に連結された把持器と、
を含み、
前記本体及び前記ショルダ部は、処理ツールとそれを通る容器輸送システムの部分との間に配置される、装置。
【請求項１０】
ウェーハ輸送システムであって、
搭載ポートを有する処理ツールと、
前記搭載ポートを通る部分を有する材料輸送システムと、
前記搭載ポートと前記材料輸送システムとの間に配置され、容器を前記搭載ポートと前記材料輸送システムの間で移送するためのツール搭載装置と、を有するウェーハ輸送システム。
【請求項１１】
前記材料輸送システムは、コンベヤを有する、請求項１０に記載のウェーハ輸送システム。
【請求項１２】
前記コンベヤは、前記搭載ポートの搭載高さレベルよりも下に配置される、請求項１１に記載のウェーハ輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年５月１６日に米国特許商標局に出願の「コンベヤと半導体処理ツール搭載ポートの間のインタフェース」という名称の米国特許仮出願出願番号第６０／６８１、３５４号に対して３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に従って優先権を請求するものである。
【０００２】
本発明は、一般的に、材料取扱システムと処理ツールとの間で容器を移送するための移送機構を含む。
【背景技術】
【０００３】
「前開き統合ポッド（ＦＯＵＰ）」及び「標準機械的インタフェース（ＳＭＩＦ）」ポッドのような容器を半導体製造設備内の処理ツール及び搭載ポートまで配送することは高価である。処理ツール間でＦＯＵＰ又は底開き容器を配送する１つの方法は、オーバーヘッド輸送（ＯＨＴ）システムである。ＯＨＴシステムは、ＦＯＵＰを製造設備の床から約９００ｍｍの高さレベルで搭載ポートの移動プレートの上に下降させる。ＯＨＴシステムは、ＦＯＵＰを例えば処理ツールの搭載ポートまで配送する高性能の天井据え付けトラック及びケーブル巻き上げ車両を用いる。水平移動、ケーブル巻き上げ延長、及び一方向作動の組合せは、処理ツール間でＦＯＵＰを迅速に輸送するために調整する必要がある。輸送車両は、最良の効率を得るには、処理ツールを搭載するか又は取出す必要がある瞬間に利用可能であるべきである。
【０００４】
ＯＨＴシステムは、多くの場合、設備天井の一部分上に装着され、従って、処理ツール及び搭載ポートの上方に配置される。処理ツールが典型的に床据え付け機器であるので、ＯＨＴシステムは、製造設備内の自由空間を利用する。天井据え付けＯＨＴシステムは、ＯＨＴトラックと、単に一例として、搭載ポートとの間のかなりの距離で容器を上げたり又は下げたりする必要がある。ＯＨＴシステムは、トラックに沿ったＦＯＵＰの移動から生じるいかなる粒子も下に配置されるツールセクション上に落ちて潜在的にウェーハに損傷を与える場合があるので、好ましくは、非常に高い清浄度性能を有する。
【０００５】
軌道搬送車（ＲＧＶ）及び自動搬送車（ＡＧＶ）は、多くの場合、容器を処理ツール間で設備の床に沿って移動させるために半導体製造設備で使用される。ＲＧＶ及びＡＧＶは、ＯＨＴシステムよりも保守目的でアクセスするのが容易であり、一般的に天井据え付けＯＨＴシステムよりも費用がかからない。ＲＧＶ又はＡＧＶによって発生する粒子が搭載ポートの基準面の下に留まるので、粒子制御も簡素化される。しかし、ＲＧＶ及びＡＧＶは、半導体製造設備で非常に高価な価値のある床空間を占め、安全面の問題を呈する（例えば、ツールオペレータ及びＲＧＶが、同じ空間で作業する）。
【０００６】
半導体製造設備内の「自動材料取扱システム（ＡＭＨＳ）」コンベヤと処理ツールの間のインタフェースの例は、「Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．」に譲渡され「直接ツール搭載法」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０６４、８８０号に説明され、この米国特許出願を本明細書に援用する。例えば、「直接ツール搭載法」の発明の１つの実施形態は、半導体材料容器を処理ツールまで配送するコンベヤを含む。コンベヤは、好ましくは、搭載ポートの移動プレートの下に配置される。好ましい実施形態では、移動プレートは、実質的に垂直方向に移動して、容器をコンベヤと、処理ツールが容器に配置される材料にアクセスすることができる位置との間で移動する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
全ての処理ツールが「直接搭載」ポートを用いることができるか、又はその使用を必要とすることになるとは限らない。実際に、単に一例として、「Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ」に譲渡された「整列ピンなしＦＩＭＳインタフェース装置」という名称の米国特許第６、４１９、４３８号に開示された搭載ポートのような従来の搭載ポートに対して、床据え付けコンベヤをインタフェース装置で接続する必要性があることになる可能性が高く、この米国特許出願を本明細書に援用する。標準的な搭載ポートは、「ＳＥＭＩ  ＢＯＬＴＳ」インタフェース規格に適合することができるが、単体の前面据え付けプレートのような全てのＢＯＬＴＳ要件によっては制限されない。この説明で参照した標準的搭載ポートは、ポートドア、ドアリフト、又は移動プレートアセンブリに対して別々のモジュールを有することができると考えられる。重要な要件は、搭載ポートの移動プレートがＳＥＭＩ規格によって説明した方法で容器を受け取ることができるということである。
【０００８】
本明細書は、上述のコンベヤから処理ツール上の標準搭載ポートへの容器の搭載を容易にする本発明の説明である。コンベヤはまた、本発明では床の少し上方又は床の少し下方に据え付けることができると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面は、材料輸送システムと従来の搭載ポートの間に置くことができるツール搭載装置を提供することである。１つの実施形態では、ツール搭載装置は、床据え付けコンベヤと処理ツールの搭載ポートとの間に配置される。別の実施形態では、ツール搭載装置は、ＡＧＶの経路と処理ツールの搭載ポートとの間に配置される。別の実施形態では、ツール搭載装置は、ＲＧＶのレールと処理ツールの搭載ポートとの間に配置される。
【００１０】
本発明の別の側面は、単一搭載ポート又は複数の搭載ポートを使用することができるツール搭載装置を提供することである。１つの実施形態では、ツール搭載装置の本体は、静止しており、単一の搭載ポートだけを使用できる。別の実施形態では、ツール搭載装置が複数の搭載ポート間を横方向に移動することができるように、ツール搭載装置の本体がｘ方向駆動アセンブリと連結される。
【００１１】
本発明の更に別の側面は、容器を搭載ポートと材料輸送システムの間で効率的に移動させるツール搭載装置を提供することである。１つの実施形態では、ツール搭載装置は、実質的にｚ軸及びθ軸に沿った移動だけによって容器を搭載ポートとコンベヤの間で移送する単一剛性構造体を含む。別の実施形態では、ツール搭載装置は、垂直に調節可能なショルダ部に対して回転することによって、容器を搭載ポートと材料輸送システムとの間で移動させるアームを含む。
【００１２】
本発明の更に別の側面は、既存の材料輸送システムと容易に統合するツール搭載装置を提供することである。１つの実施形態では、ツール搭載装置は、材料輸送システムの部分を支持するｘ方向駆動アセンブリに連結され、ツール搭載装置の容易な設置を提供する。例えば、ｘ方向駆動アセンブリは、ｘ方向駆動アセンブリの上を移動する材料輸送システムを支持するハウジング内に包囲される。
【００１３】
本発明の別の側面は、ＯＨＴシステム又は他の材料輸送システムが容器をツール搭載装置に配置／除去することを可能にするツール搭載装置を提供することである。例えば、ツール搭載装置は、容器の底面によって容器を支持することができ、それによってＯＨＴシステムは、容器をツール搭載装置上の待機位置に置くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
「半導体製造装置材料協会（ＳＥＭＩ）」は、半導体ウェーハ製造装置に対する規格を作成した（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅｍｉ．ｏｒｇ参照）。「ＳＥＭＩ規格」は、半導体製造装置に対する許容できる公差及びインタフェースを規定するものである。本明細書に説明する本発明は、ＦＯＵＰを取り扱うための半導体製造装置に限定されない。
【００１５】
単なる一例として、本発明の様々な実施形態はまた、ＳＭＩＦポッド、レチクル容器、フラットパネルディスプレイ輸送装置、又は任意の他の前開き又は底開き容器又は処理ツールを処理するためのシステムに用いることができ、及び／又はそれに適応させすることができる。容器は、以下に制限されるものではないが、半導体基板を含む物品を支持するための任意の種類の構造体として定義される。単に一例として、容器は、物品にアクセス可能な開放容積を含む構造体（例えば、ＦＰＤ輸送）、又は機械的に開放可能なドアを有する容器（例えば、底開きＳＭＩＦポッド及びＦＯＵＰ）を含む。搭載ポートは、容器を取り扱うインタフェース機器として定義される。しかし、本発明を説明する目的のために、ＦＯＵＰ及び底開き容器を取り扱うための搭載ポートだけを本明細書で以下に参照する。
【００１６】
図１〜図３は、容器を床据え付けコンベヤと処理ツールの搭載ポートとの間で移動させるための様々なシステムを概略的に示している。図１〜図３の各システムは、容器を４つの主な箇所、即ち、位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの間で移動させることを例示している。これらの箇所は、本発明の様々な実施形態を説明するために本出願を通じて用いられる。
【００１７】
図１は、ＦＯＵＰ２を示し、ＦＯＵＰ２は、コンベヤ１６０の上に着座し（位置Ａ）、搭載ポート１２の移動プレート１６の上に着座し（位置Ｃ）、オーバーヘッド輸送（ＯＨＴ）車両２２によって把持される（位置Ｄ）。位置Ｂは、コンベヤ１６０と搭載ポート１２との間の中間移送段階、又は、ＦＯＵＰ格納箇所のいずれかを表す（図１０参照）。後に説明する単一の容器移送装置、例えばロボットは、好ましくは、ＦＯＵＰ２を位置Ａ、Ｂ及びＣの間で移動させる（図４〜図７参照）。
【００１８】
この実施形態では、処理ツール１０及びコンベヤ１６０は各々、床ベース要素である。図１に示すコンベヤ１６０は、代表例に過ぎない。床ベースコンベヤは、一般的に、処理ツール１０のための搭載高さレベルよりも低い高さレベルで容器を輸送する任意の容器輸送システム（例えば、コンベヤ、ＡＧＶ、ＲＧＶ）を表している。従来の搭載ポート１２は、処理ツール１０に取付けられている。また、これらの要素の各々は、設備内の他の位置に配置されてもよく、例えば、コンベヤ１６０は、設備の床１８の下に配置されていてもよいし、床よりも上に上昇させられていてもよい。ＯＨＴ車両２２は、好ましくは、設備の天井２０に固定された駆動レール２４に沿って移動する。図１は、この実施形態のＯＨＴ駆動レール２４がｘ方向、例えば、コンベヤ１６０と平行な方向に沿う向きに配置されていることを示す。ＯＨＴ車両２２は、ＦＯＵＰ２をその上部ハンドル６のところで保持するための把持機構３０を有している。例えば、ＦＯＵＰを、その側面ハンドル４又は下部フランジによって保持することも本発明の範囲内である。ＯＨＴ車両２２は、把持機構３０を格納式懸架ケーブル１８によって垂直方向に移動させる。本発明を説明する目的だけのために、格納式ケーブルは、ケーブル、ベルト、バンド、又はこれらの品目の任意の組合せを含むが、それに限定されるわけではない。
【００１９】
従来の搭載ポート１２は、しばしば、移動プレート１６を含み、移動プレート１６は、その上にＦＯＵＰを整列させる移動ピンを有している。これらの移動ピンは、移動プレート１６から上方に延びている。ＦＯＵＰの底面は、ＦＯＵＰ２が移動プレート１６上に位置決めされた時に移動ピンを受入れる３つの整列用受け部を有している。従って、ＦＯＵＰ２が移動プレート１６上に位置決めされる前に、ＦＯＵＰ２を移動ピンとほぼ整列させる必要がある。ＦＯＵＰ２を移動ピンのところに配置したり、ＦＯＵＰ２を移動ピンから取外したりするために、ＦＯＵＰ移送装置は、位置Ｃに配置されたＦＯＵＰ２を垂直方向に移動させるように構成されている。
【００２０】
各ＦＯＵＰ移送装置はまた、ＦＯＵＰ２を任意の数の移動経路に沿って位置Ｂと位置Ｃの間を移動させる。例えば、移動経路は、非直線弧（図５参照）であってもよいし、実質的に直線の経路（図６参照）に沿っていてもよい。いずれにせよ、ＦＯＵＰ移送装置は、ＦＯＵＰ２を、単なる例示としては、ＦＯＵＰの上部ハンドル６、側面ブラケット２２、ＦＯＵＰの下部プレートの側縁、又はＦＯＵＰの下部を、例えば移動ピン支持体の領域の外側の側縁に隣接して保持するのがよい。ＦＯＵＰ２を保持する各方法は、好ましくは、ＦＯＵＰをコンベヤ１６０から搭載ポート１２の移動プレート１６まで直接移送することができるように、ＦＯＵＰの底面の整列形態を妨げず、ＦＯＵＰは、その底面で支持された状態で静止している。
【００２１】
容器移送装置はまた、待機位置、例えば位置Ｂを有し、待機位置において、容器移送装置はＦＯＵＰなしに待機し、例えば、容器移送装置は、容器を位置Ａ、Ｂ、Ｃの間で移動させない。この待機位置は、オペレータ又は配送車両が、ＦＯＵＰをコンベヤの上方の便利な箇所にある移送装置の上に配送することを可能にする。例えば、ＦＯＵＰを搭載ポート１２上に配置するために、オペレータは、コンベヤ１０上に手を伸ばす必要はない。その代わりに、オペレータは、ＦＯＵＰを、コンベヤ１６０の真上に配置された格納棚又は容器搭載装置の上に配置する。
【００２２】
ＯＨＴシステム２２は、ＦＯＵＰを処理ツール１０の搭載ポート１２に配送する追加の方法を提供し、この方法は、設備の処理量を増大させる。図１は、処理ツールの搭載ポート１２と実質的に垂直方向に整列したＯＨＴ車両２６を示している。ＯＨＴシステム２２は、設備天井２０に固定されたレール２４と、レール２４に沿って移動するＯＨＴ車両２６と、ケーブル２８によって上げ下げされる把持器３０とを有している。ＯＨＴシステム２２を搭載ポート１２と整列させることにより、ＯＨＴシステム２２が、ＦＯＵＰ２を移動プレート１６上に直接下降させ且つ／又はＦＯＵＰ２を移動プレート１６から取出すことを可能にする。
【００２３】
処理ツールが、「Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．」に譲渡された「直接搭載ツール」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０６４、８８０号に開示された搭載ポートと類似の搭載ポートを含むことも本発明の範囲内であり、かかる米国特許を本明細書に援用する。「直接搭載ツール」が用いられる場合、ＯＨＴシステム２２が、「直接搭載ツール」のＦＯＵＰ前進プレートを使用してもよい。
【００２４】
図２は、本発明で作動させることができるＯＨＴシステム２２の別の実施形態を示している。この実施形態では、ＯＨＴシステム２２は、ＯＨＴ車両２６を位置Ｅと位置Ｆの間で移動させるＹ軸方向駆動装置３２を有している。ＯＨＴシステム２２は、ＯＨＴ車両２６が位置Ｅに配置されている間、コンベヤ１６０上のＦＯＵＰ２を取出したりＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０の上に配置したりするように位置決めされる。ＯＨＴシステム２２は、ＯＨＴ車両２６が位置Ｆに配置されている間、搭載ポート１２上のＦＯＵＰ２を取出したりＦＯＵＰ２を搭載ポート１２の上に配置したりするように位置決めされる。
【００２５】
作動時、ＯＨＴシステム２２は、位置ＡのＦＯＵＰ２を持上げ、それを位置Ｂまで更に持上げ、次いでＦＯＵＰ２を位置Ｃまで水平方向に移動させ、最後にＦＯＵＰ２を搭載ポート１２（位置Ｄ）の上に下降させることによって、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０と処理ツール１０との間で移動させる。これらの位置Ａ〜Ｄは、代表的なものに過ぎない。実際の位置Ａ〜Ｄは、変更されてもよく、例えば、最初に容器をコンベヤから図２に示す高さレベルよりも高い高さレベルの位置Ｂまで上昇させてもよい。逆の移動シーケンス（例えば、位置Ｄから位置Ｃ及び位置Ｂを通って位置Ａまで）により、ＦＯＵＰ２を搭載ポート１２からコンベヤ１６０まで移送して戻す。これらの位置の間の経路は、当業技術で知られている任意の方法で達成される。例えば、移動経路のいくつか又は全てが重なってもよいし、位置Ａから位置Ｄまでの湾曲した移動経路を構成してもよい。各移動経路は、異なる別々の経路である必要はない。実際、上記位置の間の移動経路を重ねることにより、搭載ポート１２とコンベヤ１６０との間の全体の移送時間を短縮させる。
【００２６】
図２は、好ましい実施形態において、位置Ｂ又は位置Ｃのいずれかに配置されるＦＯＵＰ２の底面が、位置Ｄに配置されるＦＯＵＰ２の上部ハンドル６よりも高い高さレベルに配置されることを示している。しかしながら、この特徴は、ＦＯＵＰ２を搭載ポート１２とコンベヤ１６０との間で移送させるのに必要ない。実際、ＦＯＵＰ２を位置Ｃから位置Ｄまで移動させる間、ＦＯＵＰの底面の高さレベルは、移動プレート上の任意の障害物、例えば移動ピン（図示せず）又はその他の整列要素の上を通過するのに十分な高さレベルが必要であるに過ぎない。
【００２７】
図３は、ＯＨＴ車両２６が、格納式ケーブル３２を支持するための片持ち機構３６を有していることを示す。片持ち機構３６は、ＯＨＴ車両２６に取付けられ、ｙ軸に沿った移動に制限される。このＯＨＴシステム２２は、例えば、天井に取付けられた容器格納棚にアクセスするのに、又は、搭載ポートにおける整列のための僅かな調節を行うのに用いられる。従来のＯＨＴ巻上げ機は、ＯＨＴ巻上げ機を専用のｘ方向駆動機構に取付けること、又は、それをベイ又は半導体製造設備（ｆａｂ）幅のＯＨＴシステムの一部として取付けることのいずれかによって構成される。従来のＯＨＴ車両の多くは、ＦＯＵＰをコンベヤと搭載ポートとの間で移送させる目的には必要ない追加の特徴及び複雑性を含むｙ方向駆動機構を有している。これらの特徴は、費用を増大させて信頼性を低下させる可能性があるが、暫定的搭載方法として受入れられる。
【００２８】
図４、図５、図６及び図７は、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０と搭載ポート１２との間で輸送するための容器移送装置１００のいくつかの実施形態を示している。図４は、容器移送装置１００の第１の実施形態を示している。容器移送装置１００は、とりわけ、本体１０１と、アーム１０２と、把持器１０４とを有している。アーム１０２の近位端部は、本体１０１に回転可能に取付けられ、θ2軸を中心に回転する。把持器１０４は、アーム１０２の遠位端部に回転可能に取付けられ、θ1軸を中心に回転する。容器移送装置１００は、アーム１０２のｚ軸に沿う垂直方向移動と、θ1軸及びθ2軸を中心とする回転移動とを協動させることにより、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０と搭載ポート１２の間で移動させる。
【００２９】
説明目的だけのために、容器移送装置１００の実施形態は、ＦＯＵＰを処理ツール１０とコンベヤ１６０との間で移動させる。当業技術で知られているその他の輸送システム（例えば、ＲＧＶ、ＡＧＶ等）によって、ＦＯＵＰを設備全体に輸送することも本発明の範囲内である。図４は、第１のレール１６２及び第２のレール１６４を有するコンベヤ１６０を示している。限定するわけではないが、ベルトコンベヤ等のその他の種類のコンベヤを用いることも本発明の範囲内である。いずれにせよ、コンベヤは、図４の矢印によって指示するように、ＦＯＵＰ２を上流方向及び下流方向の両方向に移動させることが好ましい。
【００３０】
ＦＯＵＰ移送装置１００は、コンベヤ１６０に沿い且つ取出し及び配置のための装置を必要とする任意の箇所に配置され、例えば、貯蔵器、測定ツール、格納棚、その他に隣接して配置される。本体１０１は、好ましくは、搭載ポート１２とコンベヤ１６０との間に配置される。１つの実施形態では、ＦＯＵＰ移送装置１００の本体１０１は、３つの移動プレート１３Ａ〜１３Ｃの全てを使用するために、ｘ軸に沿って（例えば、コンベヤ１６０と平行に）コンベヤ１６０と搭載ポート１２との間を上流方向と下流方向の両方向に移動するのがよい。本体１０１はまた、設備の床に取付けられ、単一の移動プレート１３を使用するだけの移送装置を構成してもよい。容器移送装置１００はまた、レール１６２に隣接してコンベヤ１６０の両側に配置されてもよい。容器移送装置１００がコンベヤ１６０と搭載ポート１２との間に配置される場合、容器移送装置１００は、搭載ポート１２をコンベヤ１６０から離して位置決めする距離を最小にするために、できるだけ小型であることが好ましい。
【００３１】
図４に示すアーム１０２は、単一の剛性構造体で構成される。しかしながら、アーム１０２はまた、２つ以上の要素を有していてもよく、これらの要素は、均一な高さレベルを有していてもよいし、有していなくてもよい。好ましい実施形態では、把持器１０４は、アーム１０２の遠位端部１０６に回転可能に取付けられる。把持器１０４は、アーム１０２の他の部分に固定されてもよい。移送装置１００がＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０と搭載ポート１２との間で移動させるときに、把持器１０４を回転させることにより、移送装置１００がＦＯＵＰのドアを処理ツールの前面と実質的に平行に維持することを可能にする。回転式の把持器はまた、ＦＯＵＰ２を移動プレート１３の上に下降させて位置決めする前、移送装置１００により、ＦＯＵＰ２を移動ピンと整列させることを可能にする。例えば、ＦＯＵＰ２は、移動方向に面するＦＯＵＰのドアと共にコンベヤ１６０に沿って移動する。この場合、移送装置１００がＦＯＵＰ２を搭載ポート１２の上に位置決めする前にＦＯＵＰドアがポートドアに面するように、ＦＯＵＰ移送装置１００は、ＦＯＵＰを９０°回転させなければならない。
【００３２】
ＦＯＵＰ２は、例えば、ｘ軸方向移動、ｚ軸方向移動、並びにθ1及びθ2軸を中心とする回転を協動させることによって、例えば、各箇所の間（例えば、位置Ａから位置Ｂを通って位置Ｃまで）の流体弧（例えば、非直線経路）又は直線移動に沿ってコンベヤ１６０と搭載ポート１２の間を移動する。容器移送装置１００は、単一の搭載ポートだけを使用してもよいし、複数の搭載ポートを使用してもよい。多数の搭載ポートを使用するために、容器移送装置１００は、ｘ軸方向駆動装置（図示せず）に取付けられ、その結果、本体１００が搭載ポートとコンベヤとの間に位置する空間内をコンベヤと実質的に平行に移動する。容器移送装置１００がこのようなｘ軸方向駆動装置に取付けられている場合、容器移送装置１００は、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０と任意の移動プレート１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃとの間で移動させてもよい。容器移送装置１００はまた、限定するわけではないが、ＲＧＶ、ＡＧＶ、ＰＧＶ等のその他の輸送装置にＦＯＵＰを搭載したりそれから取出したりしてもよい。
【００３３】
図５は、容器移送装置２００を示している。この実施形態では、容器移送装置２００は、１対の垂直支持体２０６と、１対のアーム２０２と、把持器２０４とを有し、各アーム２０２は、垂直支持体２０６に回転可能に取付けられている。この実施形態では、把持器２０４は、各アーム２０２の遠位端部２０８に回転可能に取付けられ、θ3軸を中心に回転する。各アーム２０２は、垂直支持体２０６に対してθ4軸２１２を中心に回転する。アーム２０２は、単なる一例としてリードネジによって、垂直支持体２０６を垂直方向に上下移動させる。把持器２０４を上昇及び下降させるその他の機構も本発明の範囲内である。回転アーム及び垂直支持体の数は、変更することができ、図５に示す実施形態に制限されない。
【００３４】
把持器２０４によって保持されたＦＯＵＰ２は、弧２１４（点線によって示す）に沿ってコンベヤ１６０と搭載ポート１２との間で移送される。ｚ軸に沿った協動移動及びθ軸を中心とする回転移動により、コンベヤと搭載ポートの間の移動の任意の数の弧又は経路を構成することができる。この移動は、アーム２０２の垂直方向移動と、θ3軸及びθ4軸を中心として回転する回転支持体２０２及び把持器２０４との組合せによって達成される。単一のモータ機構がθ3軸及びθ4軸を中心とする移動を制御すること、即ち、θ3軸及びθ4軸を制御する単一モータを有することも本発明の範囲内である。
【００３５】
図６は、容器移送装置３００を示している。この実施形態では、移送機構３３４は、「Ａｓｙｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．」に譲渡された「直接搭載ツール」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０６４、８８０号に開示された搭載ポートの実施形態に組み込まれ、かかる米国特許出願を本明細書に援用する。容器移送装置３００は、「直接搭載ツール」搭載ポートの多くの特徴を有し、かかる特徴は、移動プレート３１２と、それをコンベヤ１６０とプレート３１６内の開口３１４との間で垂直方向に移動させるための駆動アセンブリ３２０である。摺動機構３３４が、単なる例示として、把持器３０４を移動させるためのリードネジ、プーリ、ベルト駆動装置等を有している。
【００３６】
直接搭載ツールと同様、プレート３１６は、実質的に、コンベヤ１６０と搭載ポート１２の間の垂直平面内に配置されている。移動プレート３１２は、それが図６に示すように下降位置まで移動させられているとき、コンベヤレール１６２とコンベヤレール１６４との間に入る。図６に示す実施形態は、片持ちアーム３２６を有し、この片持ちアーム３２６は、コンベヤ１６０に沿って移動するＦＯＵＰが容器移送装置３００によって妨げられずに通ることを防止する。しかしながら、アーム３２６が、コンベヤ１６０に沿って移動するＦＯＵＰ２が移動プレート３１２の上を妨げられずに通過することを可能にする構成（例えば、アーム３２６が、コンベヤ１６０のレール１６４を貫くように通る）を有することができることも本発明の範囲内である。
【００３７】
移送機構３３４は、開口３１４を貫いて延びるプレート３１６に取付けられている。移送機構３３４は、とりわけ、移動プレート３１２と移動プレート１３との間のトラック又は軌道３３６に沿って摺動する把持器３０４を有している。把持器３０４は、ＦＯＵＰ２をその上部ハンドル６のところで保持する。ＦＯＵＰ２はまた、ＦＯＵＰの側面ハンドル４又は底面を含むその他のＦＯＵＰの構成のところで把持器３０４によって保持されてもよい。把持器３０４はまた、ＦＯＵＰを垂直方向に上昇させたりそれを移動プレートの上に下降させたりしてもよい。
【００３８】
作動時、駆動アセンブリ３２０は、最初、移動プレート３１２をコンベヤ１６０まで下降させる。ＦＯＵＰを移動プレート３１２の上に載せたら、駆動アセンブリ３２０は、移動プレート３１２を上昇させ、移動プレート３１２は、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０から引離すように開口３１４まで持上げる。次に、把持器３０４は、僅かに下方へ移動し、ＦＯＵＰの上部ハンドル６を把持する。次に、把持器３０４は、上方へ移動してＦＯＵＰ２を移動プレート３１２から引離すように持上げる。次に、把持器３３２は、ＦＯＵＰを移動プレート１３の上の位置まで水平方向に移動させ、ＦＯＵＰを移動プレートの上に下降させる。
【００３９】
プレート３１６は、３つの移動プレート１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てを使用するために、ＦＯＵＰ移送装置３００全体をｘ軸に沿って（例えば、コンベヤと平行に）移動させる機構に取付けられるのがよい。又は、プレート３１６は、単一の移動プレート１３を使用するだけの静止構造体を有していてもよい。
【００４０】
図７は、ＦＯＵＰ移送装置４００を示している。この実施形態では、ＦＯＵＰ移送装置４００は、ｚ軸方向摺動機構４０２と、ｙ軸方向摺動機構（図示せず）と、ＦＯＵＰ支持体４０４を有している。この実施形態では、各ＦＯＵＰ支持体４０４は、ＦＯＵＰ支持体４０４がＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０から引離して持上げるときにＦＯＵＰ２の底面に係合する位置決めピンを有している。ｚ軸方向摺動機構４０２は、ＦＯＵＰ支持体４０４を、ＦＯＵＰ支持体４０４がコンベヤ１６０に収容される位置と上昇高さレベルとの間で移動させる。ｙ軸方向摺動機構は、ＦＯＵＰ２を搭載ポート１２に搭載し及び／又はそれから取出すことができるように、ＦＯＵＰ支持体４０４を上昇位置と搭載ポートとの間で移動させる。
【００４１】
作動時、ｚ軸方向摺動機構４０２は、ＦＯＵＰ支持体４０４を下降位置まで移動させ、それにより、コンベヤ１６０上を移動するＦＯＵＰ２は、ＦＯＵＰ支持体４０４の上を妨害なしに通過する。１つの実施形態では、コンベヤレール１６４は、それを通過させるように各ＦＯＵＰ支持体４０４を収容する切欠きを含む。ＦＯＵＰ２がＦＯＵＰ支持体４０４上で停止した後、ｚ駆動機構は、ＦＯＵＰ支持体４０４を上昇させ、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０から第１の高さレベルまで垂直方向に持上げる。上昇位置は、好ましくは、ＦＯＵＰを移動プレート１３の真上の箇所まで移動させたときにＦＯＵＰ２の底部が移動ピン１８と接触しない位置である。次に、ｙ軸方向摺動機構は、ＦＯＵＰ２を処理ツール１０に向かって水平方向に移動させ、ＦＯＵＰ２を移動プレート１３の真上に配置する。ＦＯＵＰ支持体４０４は、ＦＯＵＰ２を移動プレート１３の上に搭載した後にｙ軸方向摺動機構４０４が容易に引っ込むことができるように、好ましくは、移動プレート１３よりも広く離間している。図７に示すインタフェース機構４００はまた、コンベヤ１６０と平行にインタフェース機構４００全体を移動させ、複数の搭載ポート及び／又は単一搭載ポートの複数の移動プレートを使用するようにｘ軸方向駆動機構に取付けられていてもよい。
【００４２】
図８、図９及び図１０は、容器移送装置によってアクセス可能な格納棚の様々な配置を示している。説明目的のために、図４に示す容器移送装置１００だけを説明する。しかし、本出願に開示されたその他の移送機構又はそれらと同等の機構を用いることも本発明の範囲内である。図８〜図１０は、格納棚が、移動ピンを有する移動プレートと同様であることを示している。しかしながら、格納棚は、容器を支持する任意の形態を有していてもよい。
【００４３】
図８は、格納棚４５０〜４６２を示し、格納棚４５０〜４６２の各々は、処理ツール１０の正面に取付けられている。格納棚４５０〜４６０は、処理ツール１０の開口の上方及び移動プレート１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの上方に配置されている。格納棚４６２は、移動プレート１３Ｃと隣接して配置されている。容器移送機構１００は、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０から取出してそれを任意の格納棚４５０〜４６２の上に配置するように、好ましくは、ｘ方向及びｚ方向の移動範囲を有している。処理ツール１０は、任意の数の格納棚を有する。更に、格納棚は、この処理ツール又は設備内の任意その他の処理ツールに用いられるＦＯＵＰを受入れる。
【００４４】
図９は、ＦＯＵＰ移送装置１００が、処理ツール１０に隣接して配置された格納棚５０１〜５１６にアクセス可能なことを示している。格納棚５０１〜５１６は、処理ツール１０に特に関連した容器格納のために又は一般の格納に用いられる。容器移送機構１００はが、格納棚の任意の１つに格納されたＦＯＵＰ２にアクセスすることができてもよいし、別々の移送機構が、ＦＯＵＰＳを格納棚に入れたりそれから出したりするように専用化されていてもよい。専用搭載機構は、独立の格納システムとして、ＦＯＵＰをコンベヤ１６０と格納棚５０１〜５１６の任意の１つとの間を移送するに過ぎない。
【００４５】
図１０は、格納棚６０１及び６０２がコンベヤ１６０の真上に配置されていることを示している。これらの格納棚６０１、６０２は、ＦＯＵＰを手作業で搭載するオペレータ、又は、ＦＯＵＰを搭載するＯＨＴシステムのいずれかのための搭載ステーション、且つ／又は、緩衝及び格納のための搭載ステーションを提供する。格納棚６０１、６０２は、搭載ポート１２の直ぐ前に配置されるのがよい。しかしながら、コンベヤ１６０から搭載ポート１２へのアクセスのいくつかの組合せは、制限される場合がある。例えば、処理ツール１０は、例えば格納棚６０１、６０２と類似の３つの手動搭載ステーションを有し、各手動搭載ステーションは、移動プレート１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ等の移動プレートの前に配置される。この場合、移動プレート又は搭載ステーションのいずれかの上に配置されるＦＯＵＰの上に別のＦＯＵＰを持上げることができない移送装置１００は、ＦＯＵＰが第１の移動プレート１３Ａ及び最後の移動プレート１３Ｃの上に配置され且つ第１の搭載ステーション６０１及び最後の搭載ステーション６０３の上に配置されると、中間の搭載ステーションにアクセスすることはできない。しかしながら、このことは決して起こり得ない。と言うのは、搭載ステーションの前に配置され且つＦＯＵＰに対応する移動プレートが空いているときにだけ、ＦＯＵＰが手動搭載ステーションの上にしばしば配置されるからである。
【００４６】
図１１Ａ〜図１１Ｃの各々は、ツール搭載装置５００を示している。ツール搭載装置５００は、とりわけ、ハウジング５０１に包囲されたｚ駆動アセンブリと、ショルダ部５０３と、アーム５０２と、把持器５０４とを有している。この実施形態では、ショルダ部５０３は、細長い構造体であり、ｚ方向駆動アセンブリと連結された基部５１０と、遠位端部５１２とを有している。ｚ方向駆動機構は、単なる例示として、リードネジ、ラック及びピニオン装置、又はベルト駆動装置を有している。ショルダ部５０３は、ハウジング５０１の基部５１６と遠位端部５１８との間を実質的に垂直方向に移動する。
【００４７】
アーム５０２の近位端部５０５は、ショルダ部５０３の遠位端部５１２と回転可能に連結され、θ6軸を中心に回転する。ショルダ部５０３は、例えば、アーム５０２の回転移動を制御するためのハーモニック駆動装置又はギヤ駆動装置を有している。アーム５０２の近位端部５０５をショルダ部５０３の遠位端部５０８に取付けることにより、ショルダ部５０３が図１１Ａに示す最も低い下降位置に配置されるとき、θ6軸（又は手首継手）を所定の高さレベルに予め位置決めする。かくして、ツール搭載装置５００は、例えば搭載ポート棚の９００ｍｍの高さレベルよりも低い、高さレベルを低くしたハウジング５０１を有する。ショルダ部５０３の基部５１０は、ショルダ部５０３の遠位端部５１２よりも広く、それにより、アーム５０２の近位端部５０５がショルダ部５０３とハウジング５０１との間で回転する。この特徴は、ツール搭載装置５００の幅Ｗができるだけ小型になることを可能にする。アーム５０２はまた、ショルダ部５０３の外側（図１１Ａ〜図１１Ｃに示した側の反対側）に回転可能に取付けられてもよい。
【００４８】
アーム５０２の移動範囲は、好ましくは、図１１Ａに示す位置（ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０に対して搭載し／取出す）と、図１１Ｃに示す位置（ＦＯＵＰ２を処理ツール１０に対して搭載／取出しする）との間でアーム５０２を少なくとも移動させるのに十分大きい。１つの実施形態では、アーム５０２の好ましい移動範囲は、４５°〜１９０°であり、ここで、０°は、アーム５０２の遠位端部５０６を処理ツールに直接向けることであり、例えば、アーム５０２は、実質的に水平である。
【００４９】
把持器５０４は、アーム５０２の遠位端部５０６に回転可能に取付けられ、θ5軸を中心に回転する「肘」形継手を構成する。１つの実施形態では、θ5軸は、独立した軸ではなく、アーム５０２に直接関連して回転する把持器５０４を構成する。把持器５０４の回転は、例えば、アーム５０２の中を通って移動するベルト、チェーン又はバンドを介してアーム５０２の回転に直接リンクされるのがよい。把持器５０４はまた、アーム５０２を独立に回転させてもよい。いずれにせよ、θ5軸及びθ6軸を中心とする回転は、好ましくは、ＦＯＵＰ２内に格納されたウェーハが常に水平を維持することを保証するように調整される。
【００５０】
作動時、アーム５０２は、好ましくは、コンベヤ１６０の上を移動するＦＯＵＰ２がツール搭載装置５００によって妨げられずに通ることを可能にするアイドリング位置等の任意の位置に静止する。ＦＯＵＰ２がツール搭載装置５００の正面のコンベヤ１６０上で停止した後、アーム５０２を、下向きに回転させ、把持器５０４を、コンベヤ１６０上に着座したＦＯＵＰ２の上部ハンドル６と接触させる（図１１Ａ参照）。この実施形態では、次に、把持器５０４は、ＦＯＵＰ２の上部ハンドル６を把持する。把持器５０４は、限定するわけではないが、ＦＯＵＰ２の側面ハンドル又は底面等のＦＯＯＵＰ２のその他の部分を把持することも本発明の範囲内である。ショルダ部５０３による垂直方向移動とアーム５０２の回転との組合せにより、ツール搭載装置５００は、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０から引離すようにそれを移動させ始める（図１１Ｂ参照）。上述したように、この協働移動は、ウェーハの損傷を防止するために、好ましくは、ＦＯＵＰ内に配置されたウェーハを実質的に水平の向きに維持して、ウェーハの損傷を防止する。図１１Ｃは、ＦＯＵＰ２を搭載ポート又は処理ツール棚の上に配置するツール搭載装置５００を示している。ツール搭載装置５００は、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０とハウジング５０１の遠位端部５１８の上方の処理ツール１０との間で移動させる。ツール搭載装置５００はまた、ＦＯＵＰ２をＲＧＶ、ＡＧＶ、ＰＧＶ等のその他の輸送システムに搭載したりそれから取出したりするように構成されてもよい。
【００５１】
ツール搭載装置５００のハウジング５０１及びショルダ部５０３は、好ましくは、コンベヤ１６０と処理ツール１０との間に配置される。この配置であれば、ツール搭載装置５００は、ｘ軸に沿って、即ち、コンベヤ１６０と平行に移動するように構成されるのがよい。ｘ軸方向駆動機構（図１２〜図１３参照）は、限定するわけではないが、ラック及びピニオンシステム又はプラスチックタイヤ摩擦駆動装置等の当業技術で既知の任意の機構を有しているのがよい。
【００５２】
図１２〜図１３は、ｘ方向駆動アセンブリ５５０を示すと共に、ｘ方向駆動アセンブリ５５０とコンベヤ１６０との間の関係を示している。ｘ方向駆動アセンブリ５５０は、ハウジング５５２を有し、このハウジング５５２は、ツール搭載装置トラック５５４、様々なコンベヤ支持体及び／又は位置合わせ部５５６及び５５８を有している。ツール搭載装置５００が、例えば単一の搭載ポートを使用するだけの固定装置である場合、この実施形態では、搭載ポートを通るコンベヤ１６０の部分は、コンベヤ支持ブラケット５８０によって支持される（図１３Ｃ及び図１３Ｄ参照）。コンベヤ支持ブラケット５８０は、コンベヤ１６０を設備の床から離すように上昇させている。ツール搭載装置５００が複数の搭載ポートを使用する場合、ｘ方向駆動アセンブリ５５０は、これらの搭載ポートの各々を通り過ぎるコンベヤ１６０の部分の下に配置される。ｘ方向駆動アセンブリ５５０の長さは、変更してもよく、ツール搭載装置がｘ方向に移動しなければならない距離によって決定される。ｘ方向駆動アセンブリ５５０のハウジング５５２は、コンベヤの部分を支持し、コンベヤ１６０のこの特定の部分をコンベヤ支持ブラケット５８０に置換する。
【００５３】
ｘ方向駆動アセンブリ５５０のハウジング５５２は、コンベヤ１６０をチャンネル５５６及び支持面５５８等の適所に保持する位置合わせ部を含んでいる。ハウジング５５２の特定の形態は、変更することができ、特定の種類のコンベヤ１６０に依存する。この実施形態では、コンベヤ１６０は、ハウジング５５２上に着座し、その結果、ツール搭載装置５００のハウジング５５２及びｘ方向駆動アセンブリ５５０のハウジング５０１がコンベヤ１６０に隣接してスロット又はチャンネル５５４内をｘ方向に移動する。ツール搭載装置５００のハウジング５０１は、ｘ方向駆動アセンブリ５５０のハウジング５５２内に収容されたリードネジ等の駆動システムと連結される。限定するわけではないが、ベルト駆動又はラック及びピニオン歯車システム等の当該技術で既知のその他の機構も本発明の範囲内である。
【００５４】
以上の説明の全ては、床ベースコンベヤについて説明したものである。しかしながら、コンベヤ１６０を、軌道搬送車（シャトル）に置換してもよいと考えられる。コンベヤと搭載ポートとの間のＦＯＵＰ輸送のための上述した機構及び処理は、説明目的だけのものであり、本発明は、それによって限定されないことを認識すべきである。ＨＯＵＰ輸送のための方法及びシステムの好ましい実施形態を説明したが、当業者には、システムに一定の利点が達成されることが明らかなはずである。様々な修正例、適応例、及びその変形実施形態を、本発明の範囲及び精神の範囲内で実施することができることも認識すべきである。例えば、コンベヤの使用は、半導体製造設備内で示されたが、上述した本発明の概念の多くは、他の非半導体製造用途の使用に対して等しく適用可能であると考えられることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２】Ｙ軸方向に移動する巻上げ機を示す本発明の別の実施形態の概略図である。
【図３】片持ち式の第２の巻上げ機構を有する巻上げ機を示す本発明の更に別の実施形態の概略図である。
【図４】移送アーム機構の実施形態を示す本発明の実施形態の斜視図である。
【図５】移送アーム機構の別の実施形態を示す本発明の実施形態の斜視図である。
【図６】移送アーム機構の更に別の実施形態を示す本発明の実施形態の斜視図である。
【図７】移送アーム機構の更に別の実施形態を示す本発明の実施形態の斜視図である。
【図８】追加の格納棚を備えた処理ツールを有する図５に示す実施形態の斜視図である。
【図９】処理ツールに隣接した追加の格納箇所を有する図５に示す実施形態の斜視図である。
【図１０】実質的にコンベヤの上に配置された追加の格納棚を有する図５に示す実施形態の斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１１Ｃ】本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１２Ａ】ｘ軸方向駆動アセンブリを示す本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１２Ｂ】ｘ軸方向駆動アセンブリを示す本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１３Ａ】ｘ軸方向駆動アセンブリと容器輸送システムとの間の関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す本発明の様々な図の１つである。
【図１３Ｂ】ｘ軸方向駆動アセンブリと容器輸送システムとの間の関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す本発明の様々な図の１つである。
【図１３Ｃ】ｘ軸方向駆動アセンブリと容器輸送システムとの間の関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す本発明の様々な図の１つである。
【図１３Ｄ】ｘ軸方向駆動アセンブリと容器輸送システムとの間の関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す本発明の様々な図の１つである。
【図１３Ｅ】ｘ軸方向駆動アセンブリと容器輸送システムとの間の関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂに示す本発明の様々な図の１つである。
【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１１Ｃ】
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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１３Ｅ】
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【国際調査報告】
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