(57)【要約】  直接ロードシステムが、容器を垂直の向きでコンベヤの近くの下方位置とロードポートドアに近接した上方位置との間で動かすロードポートを有する。ロードポートは、支持体を垂直の形態で動かす単一のアームを有し、単一のアームを動かすことにより支持体をコンベヤのビーム相互間の格納場所でコンベヤまで下降させることかできるようになっている。コンベヤは、ビームに設けられていて、単一アームを通過させることができる単一のスロットを有する。単一アームは、格納場所から上昇してコンベヤから離れ、ロードポートドアに至る。単一アーム及びコンベヤスロットとのインターフェイスは、他のツール、例えばストッカ又は容器（例えばウェーハ等）を製造設備の種々の場所／ツールまで搬送するために用いられるコンベヤに直接アクセスすることを必要とするツールによって利用できる。
2011525053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接装填ツールであって、
（ａ）所与の方向に沿って差し向けられたコンベヤを有し、前記コンベヤは、第１の位置の近くに一体化され、前記コンベヤは、
（ｉ）第１のビーム及び第２のビームを有し、前記第１及び前記第２のビームの各々は、第１のベルト及び第２のベルトをそれぞれ動かすホイールを支持し、前記第１のビームと前記第２のビームは、平行な向きで互いに間隔を置いて位置し、第１のビームは、単一のスロットを有し、
（ｂ）前記コンベヤの前記第１のビームに隣接して差し向けられたロードポートを有し、前記ロードポートは、
（ｉ）第２の位置の近くに設けられたロードポート開口部を有し、
（ｉｉ）前記コンベヤの前記第１の位置と前記第２の位置との間で垂直方向に沿って設けられた軌道を有し、
（ｉｉｉ）前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記軌道に沿って動くよう構成された単一のアームを有し、前記単一のアームは、前記第１の位置に位置決めされると前記単一スロットを通って動くよう構成され、
（ｉｖ）前記単一アームに連結された支持体を有し、前記支持体は、前記単一アームが前記第１の位置で前記単一スロット内に位置したとき、前記支持体を前記第１のビームと前記第２のビームとの間に配置するよう前記垂直方向に動かされる、直接装填ツール。
【請求項２】
前記第１の位置は、フロアに隣接して位置し、前記第２の位置は、前記フロアから遠ざかって位置する、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項３】
前記第１及び前記第２のベルトは、ベルト経路高さのところに設けられ、前記支持体は、前記第１のビームと前記第２のビームとの間に配置されると、前記経路高さの下に位置する、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項４】
容器が前記コンベヤの前記第１のベルト及び前記第２のベルトによって支持される、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項５】
前記支持体は、キネマチックプレートを有し、前記キネマチックプレートは、前記第１の位置にあるときに前記第１及び前記第２のベルトの高さ位置よりも下に配置される、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項６】
前記支持体の前記キネマチックプレートは、前記容器のベースに結合され、前記単一アームは、前記容器を持ち上げて前記第１及び前記第２のベルトから離し、前記容器を前記第２の位置に近接して位置決めするよう構成されている、請求項４記載の直接装填ツール。
【請求項７】
前記単一アームは、前記第２の位置にあるときに前記単一アームを水平に動かす水平リンクを有する、請求項６記載の直接装填ツール。
【請求項８】
前記第１のビーム及び前記第２のビームは、コンベヤセグメントを構成し、複数個のコンベヤセグメントが前記コンベヤを構成するよう互いに結合されている、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項９】
前記コンベヤセグメントのうちの或る特定のものが、前記単一のスロットを有する、請求項８記載の直接装填ツール。
【請求項１０】
前記第１及び前記第２のベルトは、無端ベルトである、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項１１】
前記第１及び前記第２のベルトは各々、支持面及び隆起ガイドを有する、請求項１０記載の直接装填ツール。
【請求項１２】
前記支持面は、連続面、平坦面、リブ付き面、じゃり肌面、又は不連続面である、請求項１１記載の直接装填ツール。
【請求項１３】
前記隆起ガイドは、連続ガイド、平坦ガイド、リブ付きガイド、じゃり肌ガイド、又は不連続ガイドである、請求項１１記載の直接装填ツール。
【請求項１４】
前記第１及び前記第２のベルトの各々を動かす前記ホイールは、カートリッジモジュールに一体化されている、請求項８記載の直接装填ツール。
【請求項１５】
各コンベヤセグメントは、前記カートリッジモジュールのうちの少なくとも２つを有する、請求項１４記載の直接装填ツール。
【請求項１６】
各コンベヤセグメントに設けられた少なくとも１つのカートリッジモジュールは、モータを有する、請求項１５記載の直接装填ツール。
【請求項１７】
各コンベヤセグメントに設けられた少なくとも１本の駆動シャフトを更に有する、請求項１６記載の直接装填ツール。
【請求項１８】
前記ロードポートは、半導体処理ツールにインターフェイスされている、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項１９】
前記第１のビームと前記第２のビームとの間に位置する前記支持体は、前記支持体を前記コンベヤの前記ベルト相互間に嵌合配向状態で配置し、前記嵌合配向状態は、容器が妨害なしに前記ベルト上を走行するための隙間を提供する、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項２０】
前記軌道は、単一直線リニア軸受を備えている、請求項１記載の直接装填ツール。
【請求項２１】
直接装填ツールであって、
（ａ）所与の方向に沿って差し向けられたコンベヤを有し、前記コンベヤは、第１の位置の近くに一体化され、前記コンベヤは、
（ｉ）第１のビーム及び第２のビームを有し、前記第１及び前記第２のビームの各々は、それぞれ運搬ホイールを動かすホイールを支持し、前記第１のビームと前記第２のビームは、平行な向きで互いに間隔を置いて位置し、第１のビームは、単一のスロットを有し、
（ｂ）前記コンベヤの前記第１のビームに隣接して差し向けられたロードポートを有し、前記ロードポートは、
（ｉ）第２の位置の近くに設けられたロードポート開口部を有し、
（ｉｉ）前記コンベヤの前記第１の位置と前記第２の位置との間で垂直方向に沿って設けられた軌道を有し、
（ｉｉｉ）前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記軌道に沿って動くよう構成された単一のアームを有し、前記単一のアームは、前記第１の位置に位置決めされると前記単一スロットを通って動くよう構成され、
（ｉｖ）前記単一アームに連結された支持体を有し、前記支持体は、前記単一アームが前記第１の位置で前記単一スロット内に位置したとき、前記支持体を前記第１のビームと前記第２のビームとの間に配置するよう前記垂直方向に動かされる、直接装填ツール。
【請求項２２】
前記第１のビームと前記第２のビームとの間に位置する前記支持体は、前記支持体を前記コンベヤの前記運搬ホイール相互間に嵌合配向状態で配置し、前記嵌合配向状態は、容器が妨害なしに前記ベルト上を走行するための隙間を提供する、請求項２１記載の直接装填ツール。
【請求項２３】
前記軌道は、単一直線リニア軸受を備えている、請求項２１記載の直接装填ツール。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体ウェーハ容器を半導体製造施設（「ファブ」）内で搬送する方法が数通り存在する。容器を搬送するシステムは、自動材料搬送システム（“ＡＭＨＳ”）を意味し又は単に材料搬送システムを意味するに過ぎない場合がある。材料搬送システムは、システム全体の一部又は全てを意味する場合がある。ファブは、ファブ全体を通じて一形式のＡＭＨＳしか使用しない場合があり、或いは、或る特定の領域に互いに異なる形式のＡＭＨＳが設けられる場合があり又は互いに異なる搬送機能について互いに異なる形式のＡＭＨＳが設けられる場合がある。これらＡＭＨＳ形式の中には、車両、例えばレール案内車両（ＲＧＶ）又は自動案内車両又は自動搬送車両（ＡＧＶ）が容器を搬送しているときに容器を保持するものがある。ＲＧＶ又はＡＧＶを利用する材料搬送システムでは、空の車両を管理して容器がピックアップされるべき現場にこれらを到着させるよう準備することが必要である。かかる車両の到着の待機により、ＡＭＨＳの遅れが生じ、車両の動きの管理により、ＡＭＨＳの複雑さは増す。同じ問題は、天井ホイスト形搬送（ＯＨＴ）システムを用いて容器を動かす際に存在する。
【０００２】
コンベヤシステムは、車両の遅れが全くない状態で又は最小限に抑えられた状態で容器をファブ内で移動させるのに効率的であり、空の車両を管理する必要がない。コンベヤは、コンベヤ表面とコンテナ表面との間に来る材料又はメカニカルインターフェイスなしで容器を直接動かす。コンベヤが満杯でなければ、コンベヤは、容器を搬送のために即座に受け取ることができる。これらの理由で又は他の理由で、コンベヤは、非常に高いスループットをＡＭＨＳに提供することができる。
【０００３】
コンベヤシステムの一例が米国特許第６，２２３，８８６号明細書（発明の名称：Integrated Roller Transport Pod and Asynchronous Conveyor）に開示されており、この米国特許は、アシスト・テクノロジーズ・インコーポレイテッド（Asyst Technologies, Inc. ）により所有されていて、この米国特許を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。駆動レール１２は、図１Ａにおいて全体が参照符号を３８で示されていて、容器２をレール１２に沿って推進する駆動システムを有している。駆動システム３８は、複数個の別々の駆動組立体４０を有している。各駆動組立体４０は、容器２を特定ゾーンＺについて駆動レール１２に沿って推進するよう容器２の下面に摩擦係合する複数個の駆動ホイール４２を有している。図１Ａに示されているように、駆動組立体４０は、隣り合う駆動組立体４０の最も外側の駆動ホイール４２相互間の離隔距離が個々の駆動組立体４０の駆動ホイール４２相互間の間隔に実質的に等しいようにレールに沿って配置されている。駆動ホイール４２は、搬送容器２を直接支持するのがレール１２の駆動ホイール４２であるように駆動レールハウジングから上方に突き出ている。ホイール４２は、好ましくは、容器２をレール１２に沿って動かしているときに容器２の傾斜又は揺動を最小限に抑えるようほぼ同一高さのところに設けられる。また、当業界では、受動式ホイール４３を各駆動ホイール４２（図１Ａに示されている）相互間に個々に取り付けることが知られている。
【０００４】
種々の形式のコンベヤシステムは、物体の運動を提供するが、コンベヤシステムと他の機器との間のインターフェイスは、効率の向上を依然として必要としている。コンベヤのインターフェイス取りの例が米国特許第６，４８１，５５８号明細書に示されており、かかるインターフェイスは、良好に働くが、このインターフェイスにより、フロントオープニングユニファイドポッド（Front Opening Unified Pods（全部開放式統一型ポッド）：ＦＯＵＰ）がコンベヤとインターフェイスを通っている間、待機する場合がある。この米国特許を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，２２３，８８６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４８１，５５８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
この背景技術を考慮して、本発明の実施形態を提供する。
【０００７】
直接装填システム及びコンベヤに係る発明が提供される。本明細書で用いられる「直接装填」という用語は、材料をコンベヤシステムからコンベヤに実質的に隣接して配置されたツールに直接装填することを意味している。装填は、一実施形態では、ロードポートモジュールによって行われる。ロードポートモジュールは、単一ロードポートモジュールであっても良く、マルチロードポートシステムの一部であっても良い。いずれの形態でも、ロードポートモジュールは、支持体を保持するアームを備えている。さらに別の実施形態では、アームは、単一のアームである。単一アームが垂直方向上下に動くことができるようにする軌道がロードポートの垂直の向きに沿って設けられている。アームが下方に動くと、アームは、コンベヤシステムの方向に動く。コンベヤシステムは、製造設備のフロア上に、フロアの上方に設けられたプラットホーム上に又はフロアに組み込まれた区分内に設置されるのが良い。
【０００８】
アームは、アームによって保持された支持体を下方に動かしてコンベヤシステムの空間内に嵌まり込むよう構成されている。空間は、コンベヤセグメントの２本のビーム相互間に設けられる。一実施形態では、２つ又は３つ以上のコンベヤセグメントがコンベヤを構成する。したがって、ロードポートは、単一アームを用いて、支持体を運搬経路（コンベヤのベルトによって定められる）の下に位置する場所にコンベヤ内に下降させることができ、コンベヤ上を移動している材料がロードポートの場所に達すると（この材料がその特定のロードポート行きである場合）、コンベヤは、この材料を持ち上げてロードポートの上方位置に上昇させることができる。上方位置では、ロードポートは、この材料をロードポートが受け持つ（例えば、材料を提供する）ツールとのインターフェイス取りを可能にする場所を提供する。特定の一実施形態では、ロードポートは、ロードポートの側に（例えば、ロードポート下方領域の近くに）配置されたコンベヤ内に下降するよう構成され、コンベヤは、容器（例えば、ＦＯＵＰ）をロードポートの場所まで動かす。次に、単一アームは、支持体を上昇させると共に容器を持ち上げてコンベヤから離して上方位置に移す。コンベヤは、容器をロードポートの前に停止させることはなく、ロードポートの支持体（下方位置にある場合）は、コンベヤに沿う容器の輸送を妨げず、その邪魔にならず、阻止せず又は妨害しない。ロードポートが容器を上昇させてコンベヤから離した場合、容器が上方位置にあるので、コンベヤ（ロードポートの側に位置している）上を移動する他の容器は、妨害されない状態で動くことができるようになる。かくして、上方位置は、ロードポートが容器をコンベヤから離して上方位置に既に直接装填している場合であっても移動することができるほど十分に高いところにある。本明細書における説明は、移動中の容器に関して行われる。
【０００９】
一実施形態では、直接装填ツールが開示される。このツールは、所与の方向に沿って差し向けられたコンベヤを有し、コンベヤは、第１の位置の近くに一体化される。コンベヤは、第１のビーム及び第２のビームを有し、第１及び第２のビームの各々は、第１のベルト及び第２のベルトをそれぞれ動かすホイールを支持する。第１のビームと第２のビームは、平行な向きで互いに間隔を置いて位置し、第１のビームは、単一のスロットを有する。ロードポートがコンベヤの第１のビームに隣接して差し向けられている。ロードポートは、第２の位置の近くに設けられたロードポート開口部と、コンベヤの第１の位置と第２の位置との間で垂直方向に沿って設けられた軌道とを有する。単一のアームが第１の位置と第２の位置との間で軌道に沿って動くよう構成され、単一のアームは、第１の位置に位置決めされると単一スロットを通って動くよう構成されている。支持体が単一アームに連結され、支持体は、単一アームが第１の位置で単一スロット内に位置したとき、支持体を第１のビームと第２のビームとの間に配置するよう垂直方向に動かされる。
【００１０】
別の実施形態では、コンベヤは、ロードポートインターフェイスセグメントを備えている。ロードポートインターフェイスセグメントは、少なくとも２つのビームセグメントを有する。ビームセグメントの一方の側は連続しており、他方のビームセグメントは、そうではない。一般的に言って、連続状態にないビームセグメントは、ロードポートの片側に位置している。スロットが連続状態ではないビームセグメントに設けられる。スロットは、ロードポートの単一アームをスロット内に下降させることができるよう構成され、かくして、ロードポートの支持体をロードポートインターフェイスセグメントの２つのビームセグメント相互間に配置することができる。ロードポートが配置されていない区分にはスロットが設けられておらず、コンベヤセグメントの両方のビームは、互いに同一である。以下に、図面を参照して詳細な説明を行う。
【００１１】
コンベヤに関し、カートリッジモジュールがコンベヤセグメントのビームに取り付けて用いられる。コンベヤは、多数のセグメントにより構成されるが、長いビームを用いることができ、他方、長いビームに沿って多数のコンベヤカートリッジを依然として用いることが想定される。長いビームが用いられる場合、スロットがロードポートの場所でビームに設けられる。スロットは、上述したように、ロードポートのアームが支持体をコンベヤ経路平面の下に下降することができるよう設けられている。ロードポートが容器を持ち上げる場合、単一アームは、上方に動き、容器を上方位置まで持ち上げる。
【００１２】
一実施形態では、カートリッジは、多数のホイールを有し、これらホイールは、コンベヤ区分のためのユニットとして設計され、カートリッジのホイールは、ベルトを保持するよう設計されている。他の実施形態では、ホイールは、カートリッジの一部である必要はなく、かかるホイールを個々に追加して必要な支持体をベルトに提供するのが良い。コンベヤ区分は、オプションとしての一実施形態では、容器（例えば、ＦＯＵＰ）の存在を検出する一体形センサを有する。各コンベヤ区分は、高速ＦＯＵＰ搬送を容易にする高精度シート状金属レールを備えるのが良い。一実施形態では、各コンベヤ区分は、２つの側部を有する。各側部は、ベルトを備えたカートリッジを有する。特定の実施形態では、コンベヤ区分の一方の側は、コンベヤを駆動する駆動モータを含む。他の実施形態では、両方の速度は、これら自体のモータを有するのが良く、かくして駆動シャフトが不用になる。
【００１３】
駆動シャフトが設けられる場合、駆動装置は、急速脱着式駆動シャフトを用いて駆動区分の他方の側に連結される。駆動シャフトは、一実施形態では、コンベヤ区分の２本のベルトの各々について実質的に上述の速度を提供する。特定の実施形態では、コンベヤ区分が融通性のあるモジュール式なので、取り外し中又は点検整備中の隣接の区分を妨害する必要なく特定の区分を分解することができる。幾つかの場合において、点検整備又は調節のために取り外しが必要になろう。材料を半導体ハブで取り扱うために必要なコンベヤシステムには高い信頼性が必要であり、それと同時に、故障及び／又は保守の場合に補修のための迅速な接近が必要である。両方の問題に取り組むため、コンベヤシステムの実施形態は、基本要素に分解可能な真っ直ぐな区分を提供する。これら要素の例としては、支持構造体、一体形センサを備えた駆動システム、ベルトを支持すると共にこれを駆動するホイールローダを保持するためのモジュラーカートリッジが挙げられる。支持構造体は、構造的支持体及びモジュラーカートリッジの正確な配設場所を提供する目的で金属フレーム（例えば、シート状金属製のチャネル）であるのが良いが、これには限定されない。一実施形態では、カートリッジシステムは、ポッド位置センサ、アイドラーホイールを備えた駆動システム、搭載型診断ディスプレイ及びベルト調節具を備えた相互接続ボードを有する。
【００１４】
一変形実施形態では、ベルトを省いても良く、これに替えて、ローラを用いても良い。ローラの例が図１Ａに示されている。かくして、図１Ａは、単一アーム３０６による支持体の嵌合又は入れ子状収納が可能ではない先行技術の形態を示しており、図１Ａのローラは、ベルト構成に替えて用いられる場合がある。ローラを用いる場合、ローラにより提供される搬送高さ位置は、キネマチックプレート３０４の高さ位置の上方に位置すべきである。その結果は、本明細書において提供する実施形態の全ては、第２の実施形態を構成するようベルトが置き換えられる場合に良好に働く。
【００１５】
従来型材料搬送の性能を向上させ、ＡＭＨＳのコストを減少させ、更に動的形態を提供する直接ロード及びコンベヤシステムを提供すれば有利である。
【００１６】
本発明は、添付の図面と関連して行われる以下の詳細な説明により容易に理解されよう。この説明を容易にするため、同一の参照符号は、同一の構造的要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】先行技術のコンベヤシステムを示す図である。
【図１Ｂ】ロードポート及び処理ツールに隣接して配置されているコンベヤ区分を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に従ってコンベヤのベルトを用いてＦＯＵＰを所与の方向に沿って動かすコンベヤを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に従ってベルトを動かすために用いられるカートリッジモジュールの詳細図である。
【図３Ａ−３Ｋ】本発明の一実施形態としての種々の形式のベルト形態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に従ってコンベヤセグメントに設けられたスロットの一例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとインターフェイスするロードポートの例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとインターフェイスするロードポートの例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとインターフェイスするロードポートの例を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとインターフェイスするロードポートの例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に従って嵌合配向状態でコンベヤ内に下降したロードポートアームの詳細図である。
【図７Ａ】本発明の一実施形態としてのマルチロードポートシステムの例を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態としてのマルチロードポートシステムの例を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとロードポートとの間で受け渡しされる直接ロード相互間のインターフェイスの例を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとロードポートとの間で受け渡しされる直接ロード相互間のインターフェイスの例を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとロードポートとの間で受け渡しされる直接ロード相互間のインターフェイスの例を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の一実施形態に従ってコンベヤとロードポートとの間で受け渡しされる直接ロード相互間のインターフェイスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
広義に言って、本発明は、直接ロード及びコンベヤシステムを提供する。このシステムは、容器をコンベヤに直接装填したりこれから直接取り出したりすることができるようにする。コンベヤは、装填システムに隣接して位置決めされる。一実施形態では、装填システムは、ロードポートである。ロードポートは、単一アームを備え、単一アームは、支持体を垂直方向上下に動かすよう構成されている。単一アームは、下方に移動し、次にコンベヤのビーム相互間に嵌り込むよう構成され、容器は、コンベヤに沿って妨害されない状態で依然として移動することができる。コンベヤビームがロードポートに隣接して定置するスロットを有するよう構成され、その結果、ロードポートの単一アームは、スロット内に嵌り込むことができ、そして支持体をコンベヤ内の嵌り込み位置に下降させることができる。容器がロードポートに割り当てられている場合、単一アームは、支持体を上昇させて容器に係合させることができる。次に、容器を上方に動かしてコンベヤから離すことができる。上方位置では、容器は、ロードポートのドアとインターフェイスするよう構成されているのが良い。次に、ロードポートのドアは、容器の容器ドアに係合し、容器ドアを取り外し、それによりロボットが材料容器に出し入れすることができる。
【００１９】
本明細書において説明するカートリッジモジュールは、迅速な点検整備性及びオフライン試験／較正を提供する。モータ、ベルト又はアイドラープーリが故障した場合、小さな区分をユニットとして交換し、オフラインで補修することができる。カートリッジモジュールは、これをドライバ又はフォロアユニットにするために種々のコンポーネントを備えるのが良い。
【００２０】
これら実施形態のスケール変更は、半導体ウェーハポッド（ＦＯＵＰ）には限定されず、これは、大型フラットパネルディスプレイカセット、ソーラーパネル又はＰＣＢ組立体コンベヤシステムを取り扱うようスケール変更可能である。本願において開示するカートリッジの概念は、多くの材料及び製造方法を用いて部品を一段と集積すると共にそのモジュール式であるという特徴を強めるよう構成できる。
【００２１】
一体形システムを備えた直接駆動モジュラーベルト型コンベヤカートリッジは、モータを複数個のアイドラーホイールを備えた駆動プーリに結合する直接駆動システムを有する。一実施形態では、ベルト張力は、アイドラーホイールを押すばね押しシャフトによって提供される。アイドラーホイールは、必要なベルト張力を提供する。フォロアカートリッジは、駆動区分を被駆動カートリッジに連結する駆動シャフトにより動力供給される。駆動シャフトは、両方の区分相互間に存在するバックラッシ条件が緩和されるよう設計されている。上述したように、駆動シャフトの一実施形態は、迅速な取り外し及び取り付けを可能にする急速脱着式である。依然として、一実施形態と合致して、ベルトが故障したかどうかを検出するために両方のカートリッジの互いに反対側のアイドラーホイールにホールセンサを取り付けるのが良い。ポッドの位置をモニタするために用いられるセンサは、カートリッジに取り付けられると共に小型回路板に接続されるのが良い。回路板は、センサの状態をオペレータに提供するようＬＥＤ灯を用いるのが良い。一実施形態では、回路板は、駆動カートリッジに設けられても良い。
【００２２】
図１Ｂは、本発明の一実施形態による処理領域１００の例示の図である。処理領域１００は、例えば、製造設備、クリーンルーム等であるのが良い。処理領域１００は、多数のコンベヤセグメント１０４で構成されたコンベヤ１０２を有するのが良い。コンベヤ１０２は、床接地用に設計されているが構成部品は、天井吊下げ型コンベヤシステムに同じように利用できる。コンベヤ１０２は、材料をツール１１２及びツール１０８に受け渡しするよう構成されているのが良い。一実施形態では、半導体基板がＦＯＵＰ（図示せず）内に入れられた状態でコンベヤ１０２に沿って搬送される。コンベヤ１０２に沿って移動するＦＯＵＰをロードポート１０６又はロードポート１１０内に装填するのが良く、半導体基板をツール１０８又はツール１１２内でそれぞれ処理することができる。
【００２３】
この図は、説明を容易にするために提供されているが、ロードポートとコンベヤ１０２との関係を示すようにはなっていない。以下に提供される詳細な具体例では、ロードポートは実際には、ロードポートの下に且つこの側に位置するコンベヤ１０２に密接して位置することが示される。図８Ａ〜図８Ｄは、向きを示している。密接して隣接する形態により、コンベヤ１０２からロードポート及びツールへの直接的な容器の効率的装填が可能である。
【００２４】
フルスケール具体化例では、コンベヤを製造設備のフロア全体にわたって引き回すのが良い。製造設備は、単床式建物内に組み込まれ又は大きな建物の多数のフロア上に設置されるのが良い。製造にあたり、コンベヤシステムは、何メートルにもわたって延び、場合によっては数マイルにわたって延びるのが良い。設備内のツールの数は、１本のツールであっても良く、数千個のツールであっても良い。
【００２５】
一実施形態では、ツール１０８及びツール１１２は、半導体基板の処理で用いられる機械であるのが良い。ツール１０８及びツール１１２は、ほぼ同じ機能又は互いに異なる機能を実行する同一のツール又は全く異なるツールである場合がある。これら製造機能としては、例えば、エッチング、成膜、フォトリソグラフィー、洗浄、計測等が挙げられる。図１Ｂに示されている実施形態では、各ツール１０８／１１２は、３つのロードポート１０６／１１０を備えている。これは、一実施形態の例示に過ぎず、他の実施形態では、これよりも多い又は少ない数のロードポートを各ツールにそれぞれ関連させても良い。
【００２６】
一実施形態では、コンベヤセグメント１０４は、コンベヤ１０２の迅速な点検整備及び保守を可能にするモジュール式組立体である。迅速な点検整備及び保守を容易にするため、各コンベヤセグメント１０４は、コンベヤ１０２の作動停止時間を最小限に抑えるために容易に取り外して交換できるベルトモジュール又はベルトカートリッジを有するのが良い。各コンベヤセグメント１０４は、ベルトモジュールをモータを作動させたり作動を停止させたりするコンピュータ制御装置と共に駆動するモータを更に有するのが良い。一実施形態では、コンベヤセグメント１０４のためのコンピュータ制御装置は、電力を提供すると共に個々のコンベヤセグメント相互間を連絡又は通信させることができるようバスシステムを用いてネットワーク化されるのが良い。コンベヤ１０２への連絡又は通信は、コンピュータ１１８が個々のコンベヤセグメント１０４をモニタすると共にこれを制御することができるようにするネットワーク１１４を用いて実施されるのが良い。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態による処理領域１００の例示の図である。この例示の実施形態では、４つのコンベヤセグメント１０４がコンベヤ１０２を構成している。コンベヤ１０２の長さを延長するため、コンベヤセグメント１０４を追加することができる。コンベヤセグメントの方向転換を可能にするディレクタ区分（図示せず）を用いてコンベヤの方向を変え又は容器を一コンベヤ１０２から別のコンベヤに移動させるのが良い。例示の具体例では、ＦＯＵＰ２０６がコンベヤ１０２上に位置した状態で示されており、ＦＯＵＰは、コンベヤ１０２内でカートリッジモジュール２０４のベルトに沿って動くことができる。一実施形態では、駆動モータがコンベヤセグメント１０４の一方の側のベルトに運動を提供し、駆動シャフト２０２が運動をコンベヤセグメント１０４の他方の側のベルトに伝達するために用いられている。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態に従ってカートリッジモジュール２０４の特徴を示したコンベヤセグメント１０４の詳細図である。カートリッジモジュール２０４は、コンベヤセグメント１０４を形成しているレールの一部分に取り付けられた状態で示されている。コンベヤセグメント１０４は、位置センサ２０１を更に有し、これら位置センサは、ＦＯＵＰ２０６が位置センサ２０１の付近を移動している時点を測定するようコンベヤ１０４全体にわたって配置されている。したがって、位置センサ２０１は、ＦＯＵＰ２０６が所与の方向に移動していることを種々のコンベヤセグメント１０４に知らせ、ＦＯＵＰ２０４の現在位置から見て下流側に位置するコンベヤセグメント１０４は、ＦＯＵＰ２０６をコンベヤ１０２に沿って下って実質的に現在の速度で移動させるよう働くことができる。他の実施形態では、互いに異なるコンベヤセグメント１０４の速度をＦＯＵＰ２０６が局所ロードポート領域でまさに停止しようとしているかどうか又はＦＯＵＰ２０６がコンベヤ１０２を下ってより遠くの場所行きであるかどうかに応じて調節することができる。
【００２９】
カートリッジモジュール２０４は、図示の詳細として、駆動プーリホイール２２６とプーリホイール２２７との間に設けられた複数個のアイドラーホイール２２８を有する。アイドラーホイール２２８は、ＦＯＵＰがベルト２０５上を走行しているときにベルト２０５の支持体となる。駆動プーリホイール２２６は、直接駆動モータ２２０に連結された被駆動ホイールを示されている。したがって、直接駆動モータ２２０は、駆動プーリホイール２２６を回転させ、それによりベルト２０５は、プーリホイール２２７回りに回転すると共にアイドラーホイール２２８の運動が生じる。他の実施形態では、アイドラーホイール２２８は、動かない場合があり、これらアイドラーホイールは、受動型ホイールであるのが良いが、かかるアイドラーホイールは、ベルト２０５に載せて搬送されている物体の重量又は接触がベルト２０５上で重量又は接触を送り出しているときに回るようになるのが良い。
【００３０】
駆動プーリホイール２２６は又、駆動シャフト２０２に連結された状態で示されている。カートリッジ２０４も又、図示のカートリッジモジュール２０４のベルト２０５に実質的に平行にベルト２０５を提供するよう駆動シャフト２０２と反対側に配置されている。したがって、２つの互いに平行なベルトにより、物体が種々のコンベヤセグメント１０４を通過しているときにコンベヤ２０２を下って物体を搬送することができる。一実施形態では、図示のカートリッジモジュール２０４と反対側のカートリッジモジュール２０４（図示せず）は、直接駆動モータ２２０を備えていない場合がある。かかる場合、直接駆動モータ２２０は、駆動シャフト２０２を介して反対側のカートリッジモジュール２０４を駆動するよう働く。さらに別の実施形態では、駆動シャフト２０２を省いても良く、かくして、独立駆動モータ２２０がコンベヤレールの各側のベルト２０５を駆動することができる。
【００３１】
したがって、カートリッジモジュール２０４をコンベヤビーム部分１０４ａに取り付けることができ、カートリッジプレート２４２を壁又はビームから単に取り外すだけでカートリッジモジュールをコンベヤビーム部分１０４ａから取り外すことができる。カートリッジモジュール２０４を取り外す場合、全ての備品は、カートリッジプレート２４２に連結されたままである。したがって、カートリッジモジュール２０４をコンベヤの一部分からこの部分の片側又は両側で素早く且つ迅速に取り外すことが可能である。注目されるように、カートリッジモジュール２０４の取り外しは、保守、補修又は作動停止時間を極めて少なくした状態での新たなカートリッジモジュール２０４の取り付けにとって必要な場合がある。加うるに、特定のカートリッジモジュール２０４を取り外し又は交換している場合、コンベヤシステムの残りのカートリッジモジュールの作動上の使用を続ける一方で、特定の部分が供用中であり又はこれを迅速に交換することが可能である。
【００３２】
図示のように、次に、カートリッジモジュール２０４（及びコンベヤセグメント１０４）をコンベヤシステムの互いに異なる部分について何度も繰り返して用いることができ、カートリッジモジュールの各々は、コンベヤシステムのビームへの連結時又は連結解除時にユニットとして効率的に取り付けたり取り外したりすることが可能である。カートリッジモジュール２０４は、その作動又は形態に応じて種々の長さを取ることができる。一例としての長さは、その用途に応じて、約０．２５メートル、約０．５メートル、約０．７５メートル、約１．０メートル、約１．５メートル、約２メートル等である場合がある。
【００３３】
図３Ａは、コンベヤビーム３５０ａ，３５０ｂがホイールを支持し、従ってベルト２０５を支持したカートリッジモジュール２０４を受け入れるよう設けられた具体例を示している。この場合、ベルト２０５は、ＦＯＵＰ２０６をコンベヤ１０２に沿って移動させるようカートリッジモジュール２０４のホイールに沿って回転することができる。図３Ｂ〜図３Ｈは、ベルト２０５の具体例を示すために提供されている。ベルト２０５は、互いに反対側に位置する２本のベルト２０５がＦＯＵＰ２０６をコンベヤ１０２に沿って搬送するよう回転する際にＦＯＵＰ２０６をコンベヤ１０２内に維持するよう隆起ガイド２９０を備えている。図３Ｂには、ベルト２０５‐１を備えたホイール及び隆起ガイド２９０‐１が示されている。隆起ガイド２９０‐１は、ホイールＡの外縁部のところに設けられている。ホイールＡは、左側ホイールとして図３Ａに示され、ホイールＢは、右側ホイールとして示されている。
【００３４】
個々の無端ベルト２０５は、コンベヤの左側及び右側に沿ってホイールＡに掛けられると共にホイールＢに掛けられてＦＯＵＰ２０６を支持するようになっている。したがって、図３Ｂ〜図３Ｈに示されているベルト２０５は、ホイールＡに関する全てであり、ＦＯＵＰは、図３Ｂに示されている左側縁部の右側に位置することになる。図３Ｃでは、ベルトは、隆起ガイド２９０‐２を有し、隆起部分がベルト２０５‐２を構成するよう縁部から見て遠くに位置している。隆起ガイド２９０‐３が図３Ｄのベルト２０５‐３について示されている。隆起ガイド２９０‐４が図３Ｅにベルト２０５‐４について示されている。隆起ガイド２９０‐５が図３Ｆにベルト２０５‐５について示されている。図３Ｆは、ベルト２０５‐５の一部がホイールＡのスロット内に嵌り込む別の特徴を示している。図３Ｇでは、２つのスロットがホイールＡに設けられ、ベルト２０５‐６がホイールＡ内に嵌った状態で案内される（滑りが減少した状態で）と共に支持可能である。図３Ｈは、多数のガイドがホイールＡに設けられ、ベルト２０５‐７がベルト２０５‐７をホイールＡ上に維持するようガイドと嵌合する別の実施形態を示している。図３Ｈのガイド２９０‐７は、ベルト２０５‐７の表面上に更に別の位置に位置した状態で示されている。
【００３５】
図３Ｉ‐１及び図３Ｉ‐２は、本発明の一実施形態に従って実施形態としてのベルト２０５‐８を示している。ベルト２０５‐８は、例えばＦＯＵＰ２０６を支持する支持面２９８を有している。ベルト２０５‐８も又、隆起ガイド２９０‐８を有している。この実施形態の断面図が図３Ｉ‐２に示されている。図３Ｊ‐１及び図３Ｊ‐２は、別の実施形態としてのベルト２０５‐９を示している。ベルト２０５‐９は、支持面２９８及び隆起ガイド２０５‐９を有している。この実施形態では、支持面２９８は又、ベルト２０５‐９をセグメント化にするスロットを備えている。隆起ガイド２０５‐９も又、図３Ｉの隆起ガイド２９０‐８と同様セグメント化されている。セグメント化隆起ガイドを提供することにより、追加の柔軟性をベルト２０５に与えることが可能であり、それにより作動中におけるベルトの寿命を延ばすことができる。一実施形態では、不連続ベルトは又、ベルトに加わる曲げ力を減少させ、かくして駆動状態及び効率を向上させる。
【００３６】
図３Ｋ‐１及び図３Ｋ‐２は、更に別の実施形態としてのベルト２０５‐１０を示している。ベルト２０５‐１０は、大きな隆起ガイド２９０‐１０及び支持面２９８の大きなセグメント化状態を示している。加うるに、図３Ｋ‐２は、ベルト表面２９８の縁部から間隔を置いて位置した隆起ガイド２９０‐１０を有するベルト２０５‐１０を示している。隆起ガイド２９０‐１０を或る程度だけ間隔を置いて設けることにより、追加の安定性を隆起ガイド２９０‐１０に与えると共にコンベヤシステムに沿うその使用中における追加の寿命を与えることができる。
【００３７】
図４は、コンベヤ１０２及びコンベヤセグメント１０４の詳細図である。この例では、ロードポートインターフェイスセグメント１０３が設けられ、これは、ロードポートモジュールとインターフェイスするよう設計されている。ロードポート（図示せず）は、コンベヤ１０２に実質的に隣接して配置されるよう設計されている。図示のように、コンベヤビームのスロット１０７は、サブセグメント１０４ａ及びサブセグメント１０４ｂを構成し、かかるスロットは、直接ロードシステムのアームがこれら相互間を通ることができるようにする経路を提供する。ロードポートシステムのアームは、コンベヤセグメント１０４ａ／１０４ｂのスロット１０７を通過する際、ロードポートシステムのアームにより、支持プレートは、コンベヤ１０２のビーム相互間に位置すると共に嵌り込むことができる。したがって、ロードポートシステムの支持体をコンベヤセグメント１０４を構成するビーム相互間の空間中に下降させる。
【００３８】
コンベヤ１０２のビーム相互間の支持ビームプレートは、ＦＯＵＰが妨害されない状態でコンベヤ１０２に沿ってベルト２０５上で移動することができるようにする。具体的に説明すると、アームをスロット１０７から下降させて支持体がコンベヤセグメントのビーム相互間の空間内に入ることができるようにすると、ベルト２０５の頂部上を走行すると共に／或いは位置しているＦＯＵＰは、支持体の配設場所を通過するのが妨げられることはなく、かくして、コンベヤ１０２を下って移動することができる。スロット１０７の機能に関するこれ以上の詳細は以下に提供される。
【００３９】
しかしながら、コンベヤセグメント１０４がモジュール式であり、各コンベヤセグメントがコンベヤセグメント１０４を構成するビームのフレームに取り付けられたこれら自体のカートリッジモジュール２０４を有することが本発明の一観点である。立体的に分かり易くするよう図示されていないが、カートリッジモジュール２０４は、矢印で示されているようにコンベヤセグメント１０４の両側に配置されている。したがって、ベルト２０５は、ＦＯＵＰ２０６がコンベヤ１０２を下って移動することができる表面を提供するようコンベヤセグメント１０４の両側に位置決めされる。
【００４０】
また、駆動シャフト２０２が示されており、これら駆動シャフトは、互いに反対側に位置するカートリッジモジュール２０４のホイールを互いに連結し、それによりベルト２０５を実質的に同一の速度で駆動することができる。駆動シャフト２０２を提供することにより、各コンベヤセグメント１０４について単一の駆動モータを提供することも可能になる。駆動モータは、駆動シャフト２０２を駆動することができるので単一モータを提供すれば良く、それにより、同一の回転量が互いに反対側のカートリッジモジュール２０４に伝えられ、かくしてベルト２０５は、実質的に同期した速度で動く。上述したように、変形実施形態では、コンベヤセグメント１０４の各側にモータを設けることが可能であり、かくして駆動シャフト２０２が不用になる。
【００４１】
ロードポートインターフェイスセグメント１０３内には、コネクタ１０７ａが更に示されている。コネクタ１０７ａは、この実施形態では、サブセグメント１０４ａをサブセグメント１０４ｂに連結するよう構成されている。また、コネクタ１０７ａは、Ｕ字型の形態を提供してロードポートのアームが、小部分１０４ｂの小部分１０４ａを構成するビームの高さ位置よりも下に下降することができる。他の実施形態では、底部のところにＵ字型曲り部を設けないで真っ直ぐなコネクタ１０７ａを提供すれば十分な場合がある。さらに別の実施形態では、コネクタ１０７ａは、全てなくしてこれらに代えてサブセグメント１０４ａ及びサブセグメント１０４ｂの一体形連結部品を用いても良い。コネクタ１０７ａがサブセグメント１０４ａ及びサブセグメント１０４ｂの一体部品である場合、スロット１０７は、Ｕ字型コネクタがセグメントを結合する際に提供される深さよりも小さい深さのものであるのが良い。さらに別の実施形態では、深いサブセグメントの壁を提供することによりサブセグメント１０４ａ，１０４ｂを互いに連結することが可能な場合がある。したがって、理解されるべきこととして、コネクタ１０７ａは、コンベヤ１０２の側壁に設けられたスロット１０７を備えている部分を連結する仕方の一例に過ぎない。
【００４２】
図５Ａに示されているように、コンベヤ１０２は、複数個のコンベヤセグメント１０４を備えている。コンベヤセグメント１０４は、ＦＯＵＰ２０６が第１の箇所から第２の箇所まで移動するための経路を提供するようコンベヤ経路に沿って整列し又は位置合わせされている。ＦＯＵＰ２０６は又、コンベヤ１０２に沿って移動し、ロードポート３００のところで停止するよう構成されているのが良い。図示のように、ロードポート３００は、ＦＯＵＰ２０６がコンベヤ１０２に載った状態で直接ツール３６０まで移動することができるＦＯＵＰ２０６の装填を可能にするシステムである。
【００４３】
ＦＯＵＰ２０６は、アーム３０６によって保持されたキネマチックプレート３０４に載るよう構成されている。アーム３０６が軌道３０８に沿って垂直の方向でコンベヤ経路の下方に位置した箇所からロードポートドア３０２に向かって上方に移動するよう構成されている。ロードポートドア３０２は、ＦＯＵＰ２０６がキネマチックプレート３０４上に支持されると、ＦＯＵＰ２０６のドアと嵌合するよう構成されている。キネマチックプレート３０４は、支持体３０３に結合され又はこれに一体化され、この支持体も又、アーム３０６に連結されると共にこれによって支持される。アーム３０６を支持体３０３又は支持体をキネマチックプレート３０４に一体化する部品に直接結合するのが良い。
【００４４】
アーム３０６は、軌道３０８に沿って移動して支持体３０３をビームセグメント３５０ａ，３５０ｂ相互間に配置する。また、ビームセグメント３５０ａにスロット１０７が設けられている。スロット１０７が設けられたコンベヤセグメントは、図４を参照して説明したようにロードポートインターフェイスセグメント１０３であるように構成されている。種々のコンベヤセグメント１０４も又、ベルト２０５を保持すると共にこれを動かしてコンベヤ１０２に沿うＦＯＵＰの搬送及び運動を可能にするためのカートリッジモジュール２０４を有している。
【００４５】
アーム３０６は、ロードポート３００のボックス・オープナ／ローダ‐ツー‐ツール標準（box opener/loader-to-tool standard：ＢＯＬＴＳ）インターフェイス３０１に連結された状態で示されており、このアームは、単純な上下運動行うと共に床の近くの場所からロードポートドア３０２の場所への垂直方向上方の向きを呈している。軌道３０８に沿う単純な上下運動を提供することにより、アーム３０６は、支持体３０３及びキネマチックプレート３０４をコンベヤ１０２のビームセグメント３５０ａ，３５０ｂ相互間の領域中に下降させることができる。支持体３０３は、キネマチックプレート３０４をベルト２０５の高さ位置よりも少なくとも下の位置まで下降させるようビームセグメント３５０相互間に下降するよう構成されている。キネマチックプレート３０４をベルト２０５の高さ位置よりも下に下降させることによりコンベヤ１０２を用いてロードポート３００行きではないＦＯＵＰ２０６を搬送することが可能である。
【００４６】
したがって、コンベヤ１０２に沿って移動しているＦＯＵＰは、単にロードポート３００が下降位置に置いて支持体３０３を有しているので、ロードポート３００に隣接して位置するシステムに沿って搬送されることが妨げることはない。支持体３０３及び関連のキネマチックプレート３０４が隆起位置（現時点において示されている）にあるとき、コンベヤ１０２に沿って移動するＦＯＵＰは、支持体３０３によって妨げられることなく引き続き移動することができる。したがって、支持体３０３がビームセグメント３５０ａ，３５０ｂ相互間の下降位置にある場合かアーム３０６が支持体３０３及びキネマチックプレート３０４を隆起位置（ロードポートドア３０２の近くに位置する又はこのロードポートドアのところに位置する）に配置するよう支持体３０３が隆起位置にある場合かのいずれにおいてもＦＯＵＰをコンベヤ１０２に沿って搬送することが可能である。
【００４７】
図５Ｂは、キネマチックプレート３０４がコンベヤ１０２内でベルト２０５の高さ位置よりも下に位置する下降位置に配置さているアーム３０６を示している。図５Ｃは、一例としてのキネマチックプレート３０４の詳細図であり、キネマチックピン３０４ａが支持体３０３及びアーム３０６によって下降位置に配置されている。図示のように、キネマチックピン３０４ａは、ベルトの高さ位置のすぐ下の位置に配置されている。したがって、ベルトの位置３７０は、最小離隔距離３７４だけキネマチックピンの位置３７２から離された状態で示されている。最小離隔距離３７４は、ベルト２０５の考えられる運動又はベルト２０５上の材料がベルト上で移動しているＦＯＵＰを邪魔することがないようなものである。一実施形態では、キネマチックピン位置３７２のところに配置されたキネマチックピン３０４ａとの接触が移動中のＦＯＵＰを妨害することがないようにすることが望ましい。また、図５Ｃには、スロット１０７を貫通して配置されたときのアーム３０６の位置が示されている。キネマチックピンの別な例が米国特許第６，４３５，３３０号明細書に記載されており、この米国特許を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【００４８】
一変形実施形態では、ベルトを省いても良く、これに代えてローラを用いても良い。ローラの具体例が図１Ａに示されている。かくして、図１Ａは、単一アーム３０６による支持体の嵌合を可能にしない先行技術の形態を示しているが、図１Ａのローラ（例えば、運搬ホイール）をベルト構成に代えて用いることができる。ローラが用いられる場合、ローラにより提供される搬送高さ位置は、キネマチックプレート３０４の高さ位置よりも上に位置すべきである。その結果、本明細書において提供される実施形態の全ては、ベルトを第２の実施形態を構成するよう交換した場合に良好に働く。追加のローラコンベヤ具体例（例えば、運搬ホイールを有する）が米国特許第６，４３５，３３０号明細書に提供されており、この米国特許を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。加うるに、米国特許出願第１１／４８４，２１８号明細書（ＡＳＴＧＰ１３５）に示されると共に用いられるローラも又ベルト実施形態の代替手段として用いられ、この米国特許出願を参照により引用し、その記載内容を本明細書の一部とする。
【００４９】
したがって、本発明の一実施形態によれば、ロードポート３００の一部をなす単一の軌道３０８上で移動する単一のアーム３０６によりキネマチックプレート３０４を下降させる。さらに図示されているように、単一アーム３０６は、支持体３０３の１箇所で支持体３０３に連結されている。支持体３０３へのアーム３０６の連結は、キネマチックプレート３０４がＦＯＵＰ２０６を受け取り、これをロードポートドア３０２と図５Ｃに示されている下方位置との間で下降させ又は上昇させているときに十分な重量を安定し且つ正確な動作で昇降させることができるようなものである。
【００５０】
一実施形態では、軌道３０８は、単一のスライダ機構体を具体化するのが良い。例えば、単一スライダ機構体は、アーム３０６が上下に滑動する際にアーム３０６の滑らかな支持体となるよう単一のリニア軸受を有するのが良い。一実施形態では、単一のリニア軸受は、ボール要素の回転運動を利用した直線運動機構体を用いる。
【００５１】
幾つかの実施形態では、軸受は、玉軸受であるのが良い。玉軸受の目的は、回転摩擦を減少させると共に半径方向及び軸方向荷重を支持することにある。玉軸受は、ボールを収容すると共にボールを介して荷重を伝達する少なくとも２つのレースを用いることによりこれを達成する。通常、レースのうちの一方が固定状態に保持される。軸受レースのうちの一方が回転すると、それによりボールが同様に回転する。ボールが転動するので、これらボールは、２つの平らな表面が互いに当接した状態で回転する場合よりも摩擦係数が極めて小さい。
【００５２】
単一のアームを設けることは、一実施形態では、多くの理由で極めて有益であり、多くの問題を解決する。例えば、１つのスロット及び１つのアームをロードポート内に設けるだけで、可動部品の数を減少させることができる。また、クリーンな環境中において粒子発生の恐れを減少させることが可能である。さらに、コンベヤセグメント１０７に設けられるスロット１０７の数を減少させることができる。１つのスロット１０７しか設けないことにより、単純な設計が可能であり、かくして、嵌合配向状態で支持体３０３を簡単に下降させることができる。したがって、設計の単純性、一体化の容易さ及びクリーンルームの適合性は、複雑なロードポート設計に直面する問題のうちの多くを解決する。
【００５３】
図５Ｄに示されている上方位置では、上昇させてロードポートドア３０２に隣接した位置にあるＦＯＵＰ２０６は、コンベヤ１０２を下ってベルト２０５に載って移動しているＦＯＵＰ２０６′に当たることはない。図示のように、ビームセグメント３５０ｂ及びビームセグメント３５０ａは、１つのＦＯＵＰ２０６が上方位置にあるとき、ベルト２０５がコンベヤ１０２を下ってＦＯＵＰ２０６′を動かすことができるようカートリッジモジュール２０４を受け入れるように構成されている。
【００５４】
図５Ｄは又、アーム３０６及び支持体３０３が水平運動３９２並びにトラック３０８を介してアーム３０６を移動させる垂直運動３９１を行うことができることを示している。水平運動３９２を利用すると、ＦＯＵＰをロードポートドアの近くに配置することができ、それによりインターフェイスを取ることが可能である。他の実施形態では、垂直運動３９１のみを提供することが可能な場合がある。
【００５５】
図６は、本発明の一実施形態に従ってロードポートインターフェイスセグメント１０３を詳細に示している。図示のように、スロット１０７がコンベヤセグメント１０４ａ，１０４ｂに設けられている。ロードポートインターフェイスセグメント１０３内には、ビームセグメント３５０ａ及びビームセグメント３５０ｂが位置する側の両方におけるベルト２０５の回転を可能にするよう第１の駆動シャフト２０２‐１及び第２の駆動シャフト２０２‐２が設けられている。かくして、ベルト２０５がＦＯＵＰ２０６を製造設備の互いに異なる場所相互間で搬送することができるよう互いに実質的に平行な向きでベルト２０５が各ビームセグメントに設けられている。一実施形態では、モータ２２０がロードポートインターフェイスセグメント１０３を駆動するよう設けられている。モータ２２０は、コンベヤ１０２のビームセグメント３５０ｂ側に設けられている。したがって、モータ２２０は、ホイール２２７を移動させるようベルトをベルトケーブル２０５′に沿って回す。すると、ホイール２２７の回転により、駆動シャフト２０２‐２が側部Ａへのベルト経路２０５′と同一方向に沿って回る。駆動シャフト２０２‐２は、側部Ｂのホイール２２７を回転させる。したがって、ホイール２２７の回転により、ベルト２０５は、側部Ｂのベルト経路２０５′に沿って回る。加うるに、側部Ａのモータ２２０により、駆動シャフト２０２‐１も又、ビームセグメント３５０ａの側のホイール２２７′を移動させるよう回転する。
【００５６】
さらに別の実施形態では、図６を参照すると、モータ２２０を駆動シャフト２０２‐２を備えた端部に連結することが可能である。これが行われる場合、駆動シャフト２０２‐１をなくすことが可能である。これを行うことにより、ホイール２２７′は、駆動されず、ホイール２２７′及びホイール２３０の駆動は、オプションである。
【００５７】
また、サブセグメント１０４ｂには受動型ホイール３２０が設けられた状態で示されており、かかる受動型ホイールは、ホイール２２７′と整列している。一実施形態では、ホイール３２０は、受動型ホイール（例えば、非駆動型ホイール）である。他の実施形態では、ホイール３２０を駆動させることができ又はこれを所望ならばベルトに連結することができる。例えば、ちょうど２つのホイール３２０の周りに又は２つのホイール３２０，３２７の周りにベルトが掛けられるのが良く、それにより３つのホイールによって構成されるベルト経路が得られる。他の実施形態では、ホイール３２０，３２７′の各々にはベルトが設けられず、その代わり、ホイールは、ＦＯＵＰを載せて移動させることができる単純な表面を備える。ホイールの表面は、サブセグメント１０４ｂにベルトが設けられていない場合、ベルト２０５によって提供される表面とほぼ同じゴム引き表面であるのが良い。
【００５８】
この実施形態では、軌道３０８は、アーム３０６がスロット１０７と下側キネマチックプレート３０４とビームセグメント３５０ａ，３５０ｂ相互間の支持体３０３との間で滑動することができるようスロット１０７に隣接すると共にこれに実質的に整列した状態で示されている。図５Ａ〜図５Ｄを参照して上述したように、下降位置により、コンベヤ１０２に沿って移動しているＦＯＵＰは、キネマチックプレート３０４又はキネマチックピン３０４ａによる妨害を受けない状態で移動することができる。
【００５９】
依然として図６を参照すると、ロードポートインターフェイスセグメント１０３が、この実施形態では、ロードポートインターフェイスが設けられていないコンベヤセグメント１０４とは異なっていることが注目される。ロードポートインターフェイスが特定のコンベヤセグメント１０４に設けられていない場合、スロット１０７は、このコンベヤセグメントには設けられない。コンベヤセグメントがロードポートインターフェイスセグメント１０３ではない場合、コンベヤは、コンベヤセグメント１０４の各側にカートリッジモジュール及び単一の駆動シャフト２０２を備える。単一駆動シャフト２０２は、モータを備えていない反対側を駆動するよう構成される。しかしながら、上述したように、駆動シャフト２０２がコンベヤセグメント１０４に一体化されず、個々のモータがベルト２０５をそれぞれ駆動するよう各カートリッジモジュール２０４のために設けられるシステムを提供することが可能である。別々のモータが用いられ、駆動シャフト２０２が用いられない場合、コンベヤベルトのエレクトロニクスを接続して速度、作動及び関連の運動をモニタする適当なプログラムによってモータを同期させるのが良い。
【００６０】
この詳細な説明において、カートリッジモジュール２０４の各々は、カバー２０４′を更に備えている。カバー２０４′は、各カートリッジモジュール２０４内のベルト２０５を支持する種々のホイールを包囲するのに役立つ。また、カートリッジモジュール２０４（図３に細部が示されている）は、ベルト２０５を支持する経路に沿って多い又は少ないアイドラーホイール２２８を有しても良いことが注目される。アイドラーホイールの個数は、特定の形態、ＦＯＵＰ（ウェーハが装填されたり取り出されたりする）の予想待ち時間又は搬送されるべき材料の種類で決まる。
【００６１】
特定の具体例を半導体ウェーハに関連して説明したが、材料の形式は、様々であって良く、半導体ウェーハ以外の材料をコンベヤ１０２に沿って搬送することができるということは理解されるべきである。したがって、コンベヤ１０２は、ベルト２０５上に位置決め可能な材料を、これらを製造設備内の或る場所から別の場所に動かすように移動させるコンベヤシステムを提供する。上述したように、幾つかの実施形態では、ベルト２０５は、隆起ガイドを有するのが良く、かかる隆起ガイドは、ベルト２０５の頂部上におかれた材料がベルトの各々の隆起ガイド相互間で支持されると共に維持されるようにする。さらに別の実施形態では、ベルト２０５の表面は、種々の形態を取ることができ、連続した表面、リブ付き表面、不連続表面等のいずれをも有することができるということが想定される。加うるに、ベルト２０５の隆起ガイドも又、隆起ガイドが物体（例えば容器）をベルト２０５相互間に整列させた状態で維持するのに役立つ限り、連続した形態、不連続の形態、スロット付きの形態、間欠的スロットギャップの形態、支柱の形態、壁（連続又は互いに間隔を置いた壁）形態、トレッドの形態又は任意他の形態であっても良い。
【００６２】
図７Ａは、本発明の一実施形態に従って４つのロードポートユニット３００′を有するマルチロードポートシステム４００を示している。ロードポートユニット３００′は、ロードポートユニット３００′の上方部分がハウジング４０２に一体化されていることを除き、図５Ａに示されている単一ロードポート３００に似ている。ハウジング４０２は、高スループットツールが配置される或る特定の場所で多くの材料を処理するようロードポートユニット３００′の一体化制御を可能にする。ハウジング４０２は、複数個のロードポート開口部４０６を備えた状態で示されている。図示されていないが、ロードポート開口部４０６は、現時点においてハウジング４０２内の下方位置にあるロードポートドアを有する。
【００６３】
ハウジング４０２は、材料と連絡可能な（例えば、半導体ウェーハをロードポートユニット３００′の各々に装填された容器に受け渡しする）エンドエフェクタを更に有する。この例では、ハウジング４０２は、ハウジング４０２の上方部分に位置するフィルタ４０３を更に有する。一実施形態では、フィルタ４０３は、ハウジング４０２内に注入された空気流がクリーンであるようにし、粒子を除去するＨＥＰＡフィルタであるのが良い。フィルタ４０３の上方にはシェル４０４が設けられ、このシェルは、複数個のファンブロワ４１０を収容している。ファンブロワ４１０は、シェル４０４に単純化された円を描くことによって示されており、シェル４０４中への空気流、フィルタ４０３を通る空気流及びハウジング４０２中への空気流の経路を示している。
【００６４】
ハウジング４０２は、アクセスパネル開口部４０８を更に有し、この開口部が、ドアなしで示されている。ドアは、一般に、作動中にアクセスパネル開口部４０８に取り付けられるが、マルチロードポートシステム４００の保守を行う手だてを提供する。この具体化例では、コンベヤ１０２は、複数個のコンベヤセグメント１０４を有する。ロードポートユニット３００′の各々の前に位置するコンベヤセグメント１０４は、ロードポートインターフェイスセグメント１０３でもある。ロードポートセグメントの各々は、ロードポートセグメント１０３として構成されることにより、ロードポートユニット３００′の各々の近くに位置するスロット１０７を更に有することになる。スロット１０７は、上述したように、アーム３０６が軌道３０８を通ってスロット１０７内に下方に滑動する際にアーム３０６のための接近手段となる。
【００６５】
図７Ｂは、コンベヤセグメント１０４のビーム相互間の収納位置で支持体３０３及びキネマチックプレート３０４を有するロードポートユニット３０８を下方位置で示している。ロードポートユニット３００′が下方位置に置いて支持体及びキネマチックプレート３０４を有する場合、キネマチックプレート３０４は、コンベヤ１０２のベルト２０５によって提供される経路の邪魔にならない。一実施形態では、キネマチックプレート３０４及びキネマチックピン３０４ａは、ベルト２０５上で転動する容器を妨害しないことが望ましい。
【００６６】
この例では、マルチロードポートシステム４００は、４つのロードポートユニット３００′を有しているが、容器（例えば、半導体ウェーハ）をマルチロードポートシステム４００の受け持つツールに装填したりこれから取り出したりする必要性に応じて、これよりも多い数の又は少ない数のロードポートユニットをマルチロードポートシステム４００の一部としてまとまって配置しても良い。加うるに、ロードポートユニット３００′の各々が別個独立に稼働することができ、全て上方に動き又は全て下方に動くことが必要ではないということが理解されるべきである。別の実施形態では、ロードポートユニット３００′は、一緒になって上下に動くことができる。一般的に、容器を上方位置に配置して半導体ウェーハをハウジング４０２のロードポート開口部４０６を通って容器に出し入れするために、ロードポートユニット３００′各々は、支持体３０３及びキネマチックプレート３０４を上下位置で互いに別個独立に動かすことができる別個独立の稼働を行うことができる。さらに理解されるべきこととして、ロードポートユニット３００′は又、容器をコンベヤ１０２から貯蔵施設に直接搬入するためにも使用できる。貯蔵施設は、容器を製造設備に沿う互いに異なる場所に貯蔵して他の製造機器が手いっぱいである間に材料の一時的な順番待ちを可能にするための専用ハウジングを有するのが良い。したがって、コンベヤ１０２からの直接装填能力を有するロードポートユニット３００′は、ロードポート能力を提供するかストッカシステム内への容器の完全な輸送を可能にするかのいずれかの互いに異なる形式のハウジングに融通性を持って一体化することができる。
【００６７】
図８Ａは、本発明の一実施形態によるロードポート３００の断面図である。ロードポート３００は、コンベヤ１０２の横に一体化されている。この具体例では、コンベヤ１０２は、カートリッジモジュール２０４を保持したビームセグメント３５０ａ，３５０ｂを有している。カートリッジモジュール２０４は、コンベヤ１０２に沿うＦＯＵＰ２０６の搬送を可能にするベルト２０５を保持している。アーム３０６が下方位置にあるとき、支持体３０３及びキネマチックプレート３０４は、ＦＯＵＰ２０６を搬送する平面の下に配置される。アーム３０６は、支持体３０３がベルト２０５の高さ位置よりも下に下降した状態を示す波線で示されている。図５Ｃは、上記において図示したように、軌道３０８を通過するとアーム３０６を挿通下降させるスロット１０７を示している。正しいＦＯＵＰ２０６がロードポート３００にいったん到達すると、特定の製造設備で稼働するコンピュータシステム及びプログラムは、ロードポート３００に命じてアーム３０６を上昇させる。アーム３０６を上昇させることにより、ＦＯＵＰ２０６は、上昇してベルト２０５を離れてロードポートドア３０２に隣接した場所に到達するようになる。
【００６８】
図８Ｂは、ＦＯＵＰ２０６をロードポートドア３０２に隣接した上方位置まで上昇させた支持体３０３を示している。ロードポートドア３０２は、容器ドア５１０に設けられたキーホールと嵌合するよう構成されたラッチキー５０６を更に有している。アーム３０６は、いったん上方位置に位置しているとき、図８Ｃに示されているようにラッチキー５０６に向かって水平に動くよう構成されている。この時点において、ポートドア５０２内に設けられている歯車又は他の機構体がラッチキー５０６を回し、次に容器ドア５１０をロードポートドア３０２に向かって下に引く。容器ドア５１０を延長部５０４及び他の機構体によってロードポートドア３０２にいったん連結すると、ロードポートドア３０２は、ＦＯＵＰ２０６から水平方向に離れ、下方に動いてＦＯＵＰ２０６の開口部を通過する。
【００６９】
図８Ｄは、ウェーハをＦＯＵＰ２０６と処理ツール５３０との間で受け渡しするようＦＯＵＰ２０６から出入りすることができるロボット５２０を示している。図８Ｂ〜図８Ｄに示されているように、ＦＯＵＰ２０６がロードポートとインターフェイスされ／結合されている間、もう１つのＦＯＵＰ２０６がコンベヤ１０２に沿って移動することができる。したがって、アーム３０６は、コンベヤ１０２からロードポートの開口部の近くの位置までの垂直方向上下運動を可能にする。ＦＯＵＰ２０６は、上方位置にあるとき、コンベヤ１０２に載った状態で妨害されることなく引き続き移動することができる。支持体及びキネマチックプレート３０４は、特定のＦＯＵＰ２０６が特定のロードポート３００行きでない場合にＦＯＵＰ２０６が移動することができるようにするコンベヤベルトの平面の下の嵌合位置に留まることができる。
【００７０】
上述したように、コンベヤは、一体形ネットワーク化通信を含むのが良い。これら通信により個々のコンベヤセグメントは、ネットワークを介してコンピュータシステムにより制御可能である。コンピュータシステムは又、個々のＦＯＵＰを搬送してロードポートのところ、ストッカ又はコンベヤ上に載せた状態で停止させることができるソフトウェアを実行することができる。
【００７１】
また、キネマチックプレートを備えたＯＨＴを設け、キネマチックプレート（延長部を備えている）をコンベヤセグメント１０３まで下降させることが可能であることが想定される。この実施形態では、ＯＨＴは、容器をコンベヤ経路に沿う所々でコンベヤからピックアップすることが可能である。次に、ＯＨＴは、容器をコンベヤ１０２の別の場所上に又は製造設備内の別のベイに落下させることができる。ＯＨＴは又、容器をＯＨＴ軌道上に持ち上げ、容器を格納し若しくは貯蔵し、次に容器をＯＨＴ軌道上の別の場所又はコンベヤ１０２上の別の場所に送り出すことができる。次に、容器をロードポート又は貯蔵装置による移載のために所望の場所まで動かすのが良い。容器は、半導体ウェーハを運搬するＦＯＵＰを意味しているが、他の基盤も又コンベヤに載せて搬送し、ロードポートによって持ち上げることができる。かくして、容器ではなく、ベルト、ローラ又はスライダ上で移動するのに十分偏平である他の材料も又搬送できることが想定される。加うるに、特定の実施形態は「ロードポート」を備えているが、コンベヤから直接装填する他のシステムも又使用できることが理解されるべきである。単一のアームを用いてコンベヤから装填することができる他のシステムとしては、一例を挙げると、ストッカ、ローダ、プロセスツール、格納装置、天井搬送車等が挙げられるがこれらには限定されない。
【００７２】
単一アーム３０６を用いることにより多くの利点が得られる。これら利点は又、多くの問題を解決する。例えば、単一アーム３０６により、システムは、ロードポートの前に１つしか軌道を備えなくても良い。これにより、可動部品の数、非常にクリーンな環境品質を必要とする場所の数が削減される。かくして、粒子発生が減少する。さらに、コンベヤセグメント１０４のスロット１０７の数を減少させることができる。１つのスロット１０７を設けるだけで、より単純な設計が可能であり、かくして、嵌合配向状態での支持体３０３の単純な下降が可能である。したがって、設計の単純性、一体化の容易さ、クリーンルーム適合性は、複雑なロードポート及びコンベヤ設計に直面している問題のうちの多くを解決する。
【００７３】
本発明は、コンピュータ処理装置、手持ち型装置、マイクロプロセッサシステム、マイクロプロセッサを利用した又はプログラム可能なコンシューマエレクトロニクス、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ等を含む形態の他のコンピュータシステムで実施できる。本発明は又、タスクがネットワークを介して結合された遠隔処理装置によって実行される分散型コンピュータ処理環境で実施できる。例えば、オンラインゲーミングシステム及びソフトウェアも又利用できる。
【００７４】
上述の実施形態を念頭に置いて、本発明は、コンピュータシステムへのデータの格納を含むコンピュータにより実行される種々の作業を採用することができることが理解されるべきである。これら作業は、物理的量の物理的作業を必要とする作業である。通常、必ずしも必要ではないが、これらの量は、格納可能であり、伝達可能であり、組み合わせ可能であり、比較可能であり及び違ったやり方で操作可能な電気的又は磁気的信号の形態を取っている。さらに、実行される操作は、例えば生成、識別、決定又は比較という用語で呼ばれる場合が多い。
【００７５】
本発明の一部をなす本明細書において説明した作業はどれも、有用な機械作業である。本発明は又、これら作業を実施する器具又は装置に関する。かかる装置は、特に、所要の目的、例えば上述したキャリヤネットワーク向きに特別に構成されても良く、或いは、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に作動され又は構成される汎用コンピュータであっても良い。特に種々の汎用機械を本明細書における教示に従って記載されたコンピュータプログラムと共に用いることができ又は所要の作業を実施するために特殊化された装置を構成することが好都合な場合がある。
【００７６】
本発明は又、コンピュータにより読み取り可能な媒体上のコンピュータにより読み取り可能なコードとしても具体化できる。コンピュータにより読み取り可能な媒体は、データを格納することができる任意のデータ格納装置であって良く、データは、その後、コンピュータシステムによって読み取り可能である。コンピュータによって読み取り可能な媒体の例としては、ハードドライブ、ネットワーク・アタッチド・ストレージ（network attached storage：ＮＡＳ）、読み取り専用記憶装置、読み取り書き込み記憶装置、FLASH型メモリ、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＣＤ‐Ｒ、ＣＤ‐ＲＷ、ＤＶＤ、磁気テープ並びに他の光学式及び非光学式データ格納装置が挙げられる。コンピュータにより読み取り可能な媒体は又、ネットワーク結合コンピュータシステム上に分散配置でき、従って、コンピュータにより読み取りの可能なコードを分散方式で記憶することができると共に実行することができる。
【００７７】
本発明を幾つかの好ましい実施形態により説明したが、当業者であれば、上述の説明を読むと共に図面を検討すると、かかる実施形態の種々の変形例、追加例、置換例及び均等例を想到できることが理解されよう。したがって、本発明は、本発明の真の精神及び範囲に属するかかる全ての変形例、追加例、置換例及び均等例を含むものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ−１】
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【図３Ｉ−２】
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【図３Ｊ−１】
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【図３Ｊ−２】
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【図３Ｋ−１】
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【図３Ｋ−２】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【国際調査報告】
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