(57)【要約】【課題】  半導体基板、ガラスプレート等の基板を製造するための製造設備における基板キャリア搬送システムを提供する。【解決手段】  半導体製造設備において、コンベアは基板キャリアを搬送する。基板キャリアは、コンベアを停止せずに、コンベアからアンロードされると共に、コンベアにロードされる。ロード及び／又はアンロードメカニズムは、アンロード操作中に、コンベアの水平速度に一致しながら、コンベアから基板キャリアを持ち上げる。同様に、ロード操作中にも、ロード／アンロードメカニズムは、コンベアの水平速度に一致しながら、基板キャリアを下げてコンベアに係合させる。キャリアなしに、個々の基板を、同様に、コンベアにロードし及び／又はそこからアンロードすることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板キャリアを搬送するためのコンベアと、
上記コンベアで上記基板キャリアを移動している間に上記コンベアから上記基板キャリアをアンロードするためのアンロードメカニズムと、
を備えた基板搬送システム。
【請求項２】
上記アンロードメカニズムに結合され、上記基板キャリアが上記コンベアにより搬送される速度に上記アンロードメカニズムの速度を実質的に一致させながら上記アンロードメカニズムを上昇させるためのコントローラを更に備えた、請求項１に記載の基板搬送システム。
【請求項３】
上記コントローラは、更に、上記基板キャリアが上記コンベアにより搬送されるときに垂直方向に実質的にゼロ速度以下で上記アンロードメカニズムを上記基板キャリアに接触させる、請求項２に記載の基板搬送システム。
【請求項４】
上記コンベアは、各基板キャリアを上記コンベアから各々懸架するための複数の懸架アッセンブリを備えた、請求項２に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項５】
上記アンロードメカニズムは、それが上昇されているときに上記懸架アッセンブリの１つから上記基板キャリアを解離する、請求項４に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項６】
上記アンロードメカニズムは、上記基板キャリアが上記コンベアにより搬送されているときに垂直方向に実質的にゼロ速度以下で上記基板キャリアに接触される、請求項１に記載の基板搬送システム。
【請求項７】
上記アンロードメカニズムは、円経路を経て移動される、請求項２に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項８】
上記円経路は、垂直平面内に定義される、請求項７に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項９】
上記アンロードメカニズムは、４バーメカニズムを含む、請求項２に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項１０】
上記基板キャリアは、単一基板キャリアである、請求項１に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項１１】
上記アンロードメカニズムは、上記コンベアが移動しているときに上記基板キャリアを上記コンベアにロードもする、請求項１に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項１２】
上記アンロードメカニズムは、非回転経路で移動される、請求項２に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項１３】
コンベアを使用して基板キャリアを移動するステップと、
上記基板キャリアが上記コンベアに沿って移動している間に上記基板キャリアを上記コンベアからアンロードするステップと、
を備えた基板キャリア搬送システムを動作する方法。
【請求項１４】
上記基板キャリアを上記コンベアからアンロードする上記ステップは、アンロードメカニズムが上記基板キャリアに接触するときに、そのアンロード部材の速度が、上記基板キャリアが上記コンベアに沿って移動する速度に実質的に一致するように、上記アンロードメカニズムを移動させる段階を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
上記アンロードメカニズムは、実質的にゼロ加速度以下で上記基板キャリアに接触する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記コンベアが移動している間に基板キャリアを上記コンベアにロードするステップを更に備えた、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
上記基板キャリアを上記コンベアにロードする上記ステップは、ロードメカニズムによって搬送されている基板キャリアが上記コンベアに接触するときに、上記基板キャリアの速度が上記コンベアの移動速度に実質的に一致するように、上記ロードメカニズムを移動させる段階を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上記基板キャリアは、実質的にゼロ加速度以下で上記コンベアに接触する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
単一のメカニズムが上記ロードメカニズム及び上記アンロードメカニズムとして機能する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
上記基板キャリアが上記コンベアから解離された後に上記基板キャリアを半円形路で移動させるステップを更に備えた、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
上記半円形路は、垂直平面内で定義される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
上記コンベアから上記基板キャリアをアンロードする間に上記基板キャリアを非回転路に沿って移動させるステップを更に備えた、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
基板キャリアを搬送するためのコンベアと、
上記コンベアが移動している間に上記コンベアに上記基板キャリアをロードするためのロードメカニズムと、
上記基板キャリアが上記コンベアに沿って移動している間に上記コンベアから上記基板キャリアをアンロードするためのアンロードメカニズムと、
を備えた基板キャリア搬送システム。
【請求項２４】
上記ロードメカニズム及び上記アンロードメカニズムは、上記基板キャリアと上記コンベアとの間、及び上記基板キャリアと上記アンロードメカニズムとの間で、接触時に、各々、速度を実質的に一致させる、請求項２３に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項２５】
ロード中に、上記基板キャリアは、実質的にゼロ加速度以下で上記コンベアに接触し、更に、
アンロード中に、上記アンロードメカニズムは、実質的にゼロ加速度以下で上記基板キャリアに接触する、請求項２４に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項２６】
基板キャリアを搬送するためのコンベアと、
上記基板キャリアが上記コンベアに沿って移動している間に上記コンベアから上記基板キャリアをアンロードすると共に、上記コンベアが移動している間に上記コンベアに上記基板キャリアをロードするためのロード／アンロードメカニズムと、
を備えた基板キャリア搬送システム。
【請求項２７】
上記ロード／アンロードメカニズムは、上記基板キャリアと上記コンベアとの間、及び上記基板キャリアと上記ロード／アンロードメカニズムとの間で、接触時に、各々、速度を実質的に一致させる、請求項２６に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項２８】
ロード中に、上記基板キャリアは、実質的にゼロ加速度以下で上記コンベアに接触し、更に、
アンロード中に、上記ロード／アンロードメカニズムは、実質的にゼロ加速度以下で上記基板キャリアに接触する、請求項２７に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項２９】
上記コンベアは、各基板キャリアを上記コンベアから各々懸架するための複数の懸架アッセンブリを備えた、請求項２３に記載の基板キャリア搬送システム。
【請求項３０】
基板を処理ツールへロードしたり処理ツールからロードしたりするところのロードポートと、
基板キャリアをファクトリ搬送メカニズムへロードしたりそこからアンロードしたりするロード／アンロードメカニズムであって、該ロード／アンロードメカニズムが上記基板キャリアに最初に接触するときに上記ファクトリ搬送メカニズムに沿って移動している上記基板キャリアの速度に実質的に一致させるためのロード／アンロードメカニズムと、
上記ロード／アンロードメカニズムと上記ロードポートとの間で上記基板キャリアを搬送するための装置と、
を備えた基板ロードステーション。
【請求項３１】
上記基板キャリアを保管するための少なくとも１つの保管棚を更に備え、上記ロード／アンロードメカニズムと上記ロードポートとの間で上記基板キャリアを搬送するための上記装置は、更に、上記基板キャリアを上記少なくとも１つの保管棚へ搬送すると共にそこからも搬送する、請求項３０に記載の基板ロードステーション。
【請求項３２】
基板キャリアを搬送するための上記装置は、エンドエフェクターを有する基板キャリアハンドラーと、該基板キャリアハンドラーを垂直方向及び水平方向に移動できるようにする複数の直線ガイドとを備えた、請求項３１に記載の基板ロードステーション。
【請求項３３】
上記ロード／アンロードメカニズムは、回転可能な部材を含む請求項３０に記載の基板ロードステーション。
【請求項３４】
上記ロード／アンロードメカニズムは、実質的にゼロ加速度以下で上記基板キャリアに接触される、請求項３０に記載の基板ロードステーション。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容】
【０００１】
本出願は、参考としてその全体をここに援用する２００２年８月３１日出願の米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，４５１号から優先権を請求するものである。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、一般に、半導体デバイス製造システムに係り、より詳細には、半導体基板、ガラスプレート等の基板を製造するための製造設備内での半導体キャリアの搬送に関する。
【関連出願のクロスレファレンス】
【０００３】
本出願は、各々参考としてその全体をここに援用する以下の共通に譲渡された出願中の米国特許出願に関連している。
【０００４】
２００２年８月３１日出願の「Method and Apparatus for Using Wafer Carrier Movement to Actuate Wafer Carrier Door Opening/Closing」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，３３９号（代理人Docket No. 6976/L）；
２００２年８月３１日出願の「Method and Apparatus for Unloading Wafer Carriers from Wafer Carrier Transport Systems」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，４７４号（代理人Docket No. 7024/L）；
２００２年８月３１日出願の「Method and Apparatus for Supplying Wafers to a Processing Tool」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，３３６号（代理人Docket No. 7096/L）；
２００２年８月３１日出願の「End Effector Having Mechanism For Reorienting A Wafer Carrier Between Vertical And Horizontal Orientations」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，４５２号（代理人Docket No. 7097/L）；
２００２年８月３１日出願の「Wafer Loading Station with Docking Grippers at Docking Stations」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，３３７号（代理人Docket No. 7099/L）；
２００２年８月３１日出願の「Wafer Carrier having Door Latching and Wafer Clamping Mechanism」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４０７，３４０号（代理人Docket No. 7156/L）；
２００２年８月３１日出願の「Wafer Carrier Handler That Unload Wafer Carriers Directly From a Moving Conveyor」と題する米国特許出願第６０／４０７，４６３号（代理人Docket No. 7676/L）；
２００３年１月２７日出願の「Wafer Carrier Handler That Unload Wafer Carriers Directly From a Moving Conveyor」と題する米国特許出願第６０／４４３，００４号（代理人Docket No. 7676/L2）；
２００３年１月２７日出願の「Method and Apparatus for Transporting Wafer Carriers」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４４３，０８７号（代理人Docket No. 7163/L）；
２００３年１月２７日出願の「Overhead Transfer Flange and Support for Suspending Wafer Carrier」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４４３，１５３号（代理人Docket No. 8092/L）；
２００３年１月２７日出願の「Systems and Methods for Transferring Wafer Carriers Between Processing Tools」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４４３，００１号（代理人Docket No. 8201/L）；及び
２００３年１月２７日出願の「Apparatus and Method for Storing and Loading Wafer Carriers」と題する米国プロビジョナル特許出願第６０／４４３，１１５号（代理人Docket No. 8202/L）。
【発明の背景】
【０００５】
半導体デバイスの製造は、典型的に、シリコン基板やガラスプレート等の基板に対して一連の手順を遂行することを伴う（このような基板は、パターン化されるか非パターン化であるかに関わりなく、ウェハとも称される）。これらのステップは、研磨、付着、エッチング、ホトリソグラフィー、熱処理等を含む。通常、複数の処理チャンバーを含む単一の処理システム即ち「ツール」において多数の異なる処理ステップが実行される。しかしながら、一般的なケースでは、製造設備内の他の処理位置で他のプロセスを実行することも必要とされ、従って、基板を製造設備内で１つの処理位置から別の処理位置へ搬送することが必要となる。製造されるべき半導体デバイスの形式に基づき、製造設備内の著しい数の異なる処理ツール／位置で比較的多数の処理ステップを実行することが必要となる。
【０００６】
従来、密封されたポッド、カセット、容器、或いはオープントレー又はカセット等の基板キャリアにより、１つの処理位置から別の処理位置へ基板が搬送される。又、従来、自動誘導ビヒクルやオーバーヘッド搬送システムや基板キャリア取り扱いロボット等の自動基板キャリア搬送装置を使用して、基板キャリアを製造設備内のツールからツールへ移動するか、或いは基板キャリアを基板キャリア搬送装置へ移送したり又はそこから移送したりしている。
【０００７】
個々の基板については、基板の形成から、個々の半導体デバイスを出来上がった基板から切断するまでの全デバイス製造プロセスに、数週間又は数ヶ月と測定される経過時間が必要となる。従って、非付加価値時間を減少する努力において基板移送時間を短縮することが望まれる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、基板キャリアが基板キャリア搬送システムに沿って移動している間に基板キャリア（又はそれに支持された基板）をその基板キャリア搬送システムからアンロードすると共に基板キャリア（又はそれに支持された基板）をそこにロードする。従って、搬送システムを連続運転することができ、基板製造設備を改善された効率で運転することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、基板キャリア搬送システムが提供される。本発明のこの態様に基づく搬送システムは、基板キャリアを搬送するためのコンベアと、コンベアが基板キャリアを移動している間に基板キャリアをコンベアにロードし／そこからアンロードするためのロード／アンロードメカニズムとを備えている。
【００１０】
少なくとも１つの実施形態では、アンロードメカニズムは、基板キャリアがコンベアにより搬送される速度に実質的に一致するようにされる。ここで使用する「実質的に一致する」とは、基板キャリア内に収容された基板にダメージを及ぼすことなく又は潜在的にダメージを及ぼす粒子を発生することなく、基板キャリアを移動中のコンベア（又はそのキャリア係合部材）からアンロードしたり及び／又はそこにロードしたりすることができるに充分な一致を意味する。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、基板キャリア搬送システムを運転する方法が提供される。本発明のこの態様に基づく本発明の方法は、コンベアを使用して基板キャリアを移動するステップと、基板キャリアがコンベアに沿って移動している間に、基板キャリアをコンベアからアンロードするステップとを含む。両方の態様を同様に使用して、個々の基板（キャリアを伴わない）移動中のコンベアにロードし及び／又はそこからアンロードすることができる。
【００１２】
本発明の更に別の態様は、基板又は基板キャリアがコンベアに沿って移動している間に基板又は基板キャリアをコンベアへ移送し及びコンベアから移送するのに使用される特定のメカニズムを含む。
【００１３】
本発明の他の特徴及び態様は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面から完全に明らかとなろう。
【詳細な説明】
【００１４】
本発明によれば、基板キャリアは、個々の基板又は基板キャリアのアンロード及びロード動作中に移動し続ける基板キャリア搬送システム（例えば、コンベア）により搬送される。ロード／アンロードメカニズムが製造ツール又は製造ツールのグループに関連され、搬送システムが移動している間に基板又は基板キャリアを搬送システムにロードし及び／又はそこからアンロードするように動作する。各ロード／アンロードメカニズムは、ロード／アンロード部材を備え、このロード／アンロード部材は、これが基板又は基板キャリアを移動中の搬送システムから解離し又はそこに係合する間に搬送システムが基板又は基板キャリアを搬送する速度に実質的に一致するようにロード又はアンロード動作中に移動される。従って、ロード及び／又はアンロード部材は、穏やかな基板／基板キャリア取り扱いを確保する。更に、ロード及び／又はアンロード部材は、正確で且つ再現性のある基板／基板キャリア配置を行うことができる。
【００１５】
図１は、本発明の１つの態様に基づいて設けられた基板キャリア搬送システムの一部分を示す上面図である。参照番号１０は、基板キャリア搬送システムを全体的に示す。この基板キャリア搬送システム１０は、基板キャリア１４を搬送するオーバーヘッド搬送システム即ちコンベア１２を備えている。図１には、コンベア１２の経路の一部分しか示されていない。コンベア１２は、製造設備内の各処理位置を越えて延びる広範囲で且つおそらく曲がりくねった経路を効果的にたどることを理解されたい。
【００１６】
基板キャリア１４は、密閉されたポッド、オープンカセット、或いは基板の搬送中に１つ以上の基板を保持する装置を含む任意の形式の基板キャリアでよい。本発明の１つの実施形態では、各基板キャリア１４は、単一基板キャリア、即ち一度に１つの、唯一の基板を保持する基板キャリアである。基板キャリア１４は、一般に、参考としてその全体をここに援用する例えば２００１年１月５日出願の共通に譲渡された出願中の特許出願第０９／７５５，３９４号（代理人Docket No. 5092）、又は２００２年８月３１日出願の共通に譲渡された特許出願第６０／４０７，３４０号（代理人Docket No. 7156/L）に開示された基板キャリアの一方又は他方と同様に構成することができる。
【００１７】
例えば、図３（ａ）及び３（ｂ）に概略的に示されたように、各基板キャリア１４は、その側面１８（一方しか示されていない）に取り付けられたハンドル１６（１つしか図示されていない）を有し、これは、下方を向いたＶ字型ノッチ２０を含む。このＶ字型ノッチ２０は、バー形状のエンドエフェクター２２によって係合され、このエンドエフェクターは、コンベアシステムの一部分であって、懸架アッセンブリ２４によりコンベア１２に結合される。各懸架アッセンブリ２４は、２つのエンドエフェクター２２を備え、その一方だけが図示されている。２つのエンドエフェクターの各々は、基板キャリア１４のハンドル１６の一方に各々係合する。従って、コンベア１２は、基板キャリア１４が懸架アッセンブリ２４及びハンドル１６を経てコンベア１２から懸架された状態で基板キャリア１４を搬送することができる。
【００１８】
或いは又、上記‘３９４号特許出願から明らかなように、基板キャリア１４は、その基板キャリア１４の側面１８から外方に突出するバー形状のハンドルが設けられてもよく、更に、コンベアシステムは、この別の設計に基づいて基板キャリアのバー形状のハンドルに係合するように上向きのノッチが形成されたエンドエフェクターを有してもよいが、これは、図示されていない。
【００１９】
又、図示されていないが、コンベア１２の懸架アッセンブリ２４は、基板キャリアがコンベア１２から懸架されて搬送されている間に基板キャリア１４の揺動を最小にするように下方に延びる制限器具を含んでもよい。このような制限器具は、上記‘３９４号特許出願に開示されている。他の基板キャリア設計を使用してもよい。例えば、基板キャリアを懸架するオーバーヘッド移送フランジ又は他のメカニズムを有する基板キャリアが使用されてもよい。
【００２０】
図１を再び参照すれば、コンベア１２は、基板ロードステーション２６の近傍を通過する。この基板ロードステーション２６は、製造ツール２８の前方に配置され、その一部分しか図示されていない。より詳細には、製造ツール２８のロードロック３０しか示されていない。製造ツール２８は、例示に過ぎないことを理解されたい。他の製造ツールは、ロードロックを含まなくてもよいし、又はより多数の又は少数のロードロックを含んでもよい。又、図１に示すように、処理ツールは、ファクトリインターフェイスチャンバー３１として知られているものも含む。従来、このファクトリインターフェイスチャンバーは、基板キャリア又は基板支持体から１つ以上の基板を抽出してそれら基板を（個々に又はグループで）処理ツール（例えば、ロードロック又は処理チャンバー）へ搬送する１つ以上の基板ハンドラーを備えている。全ての製造ツールがファクトリインターフェイスチャンバーを使用する／備えているのではないことに注意されたい。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態では、基板ロードステーション２６及び製造ツール２８は、コンベア１２によりサービスされる製造設備内の多数の基板処理位置の１つを表わすに過ぎない。
【００２２】
基板ロードステーション２６に隣接して（その付近に又は好ましくはそのフットプリント内に）取り付けられるのは、以下に詳細に説明するロード／アンロードメカニズムである。各ロード／アンロードメカニズムは、コンベア１２が移動している間に基板キャリア１４をコンベア１２にロードし及び／又はそこからアンロードするためのものである。
【００２３】
基板ロードステーション２６は、個々の基板又は基板キャリアが処理ツールへの及び／又は処理ツールからの基板移送のために配置される１つ以上のロードポート又は同様の位置を含む（例えば、１つ以上のドッキングステーションであるが、ドッキング／アンドッキング移動を使用しない移送位置が使用されてもよい）。ロードポートは、密封された基板キャリアのドアを開放するための自動ドアオープン装置を含むのも任意である。又、基板ロードステーション２６は、基板キャリアを保管するための１つ以上の保管位置も含む。１つの態様において、基板ロードステーション２６は、図７Ａに示されてこれを参照して説明するように、個々の基板又は基板キャリアを支持するためのエンドエフェクターが結合される水平及び垂直の直線ガイドを含む基板ハンドラーを備えている。基板ロードステーション２６は、複数の垂直にスタックされたドッキングステーション及び／又は保管位置を備えているのが好ましい。
【００２４】
基板ロードステーションは、基板キャリアが、コンベア１２と基板ロードステーションとの間、及び複数の垂直にスタックされたドッキングステーション及び／又は保管位置の間で移送されて、複数の垂直にスタックされたドッキングステーション及び／又は保管位置のフットプリント、並びにそれに隣接する垂直方向移送チャンネルにより画成されたツール包囲体内に保持されるよう構成されるのが好ましい。更に別の態様において、基板保管位置は、移送チャンネルを間に有する一対の垂直にスタックされたドッキングステーション及び／又は保管位置を含み、基板キャリアが、コンベア１２と基板ロードステーションとの間及び複数の垂直スタックの間で移送されて、一対の垂直スタック及びそれらの間の移送チャンネルにより画成されたツール包囲体内に保持されるようにしてもよい。
【００２５】
基板又は基板キャリアをコンベアにロードし／コンベアからアンロードするためのメカニズムは、著しく異なるものであっても、基板キャリアに接触するポイントにおいてコンベア１２の速度に実質的に一致する機能を依然達成できることが理解されよう。ロード／アンロードメカニズムは、ドッキングステーション（１つ又は複数）及び／又は保管位置（１つ又は複数）のフットプリント内（或いはツール包囲体内）で動作するのが好ましいが、移動中のコンベアと速度が実質的に一致して基板キャリアをそこにロードし／そこからアンロードするものであれば、いずれのメカニズムも、本発明の範囲内に包含される。ここに述べるロード／アンロードメカニズムは、単なる例示に過ぎない。例えば、１つの態様において、ロード／アンロードメカニズムは、ロータリー型メカニズムでもよい（例えば、図１ないし６を参照して更に説明するように、又は本発明と一緒に出願された参考としてその全体をここに援用する「Method And Apparatus For Unloading Substrate Carriers From Substrate Carrier Transport System」と題する共通に譲渡された出願中の特許出願（AMAT No. 7024）に開示されたように、回転経路に沿って移動する回転プラットホーム又はアーム）。更に別の態様では、ロード／アンロードメカニズムは、図７Ａ−１３Ｄを参照して更に説明するように、基板ロード装置２６の基板ハンドラーで構成されてもよい。
【００２６】
図２は、ロータリー型ロード／アンロードメカニズムを有する例示的基板ロードステーション２６をコンベア１２が通過する位置におけるコンベア１２の概略側面図である。図２には、基板ロードステーション２６の前部３４が概略的に示されている。図２及び図３（ａ）において明らかなように、この態様では、各ロード／アンロードメカニズム３２は、２本のバー３８だけが示された４バーメカニズム３７に取り付けられたロード／アンロード部材３６を備えている。（図示簡略化のために、コンベア１２は、図２では、矢印１２で概略的に示され、懸架アッセンブリ２４（図３（ａ））は、省略してある。）４バーメカニズム３７は、ロード／アンロード部材３６を、図３（ａ）に４０で示す円経路において移動させることができる。この円経路４０は、垂直平面内に画成されることが明らかである。
【００２７】
図２には、複数の基板又は基板キャリア保管棚及び複数のドッキングステーションも示されている。図２には示されていないが、ロードステーション２６は、基板又は基板キャリアハンドラーも備えている。好ましい態様では、基板／基板キャリアハンドラーは、図７Ａに示したものと同様であり、この場合に、基板／基板キャリアハンドラーは、垂直及び水平の直線状ガイドと、これらの垂直及び水平ガイドに沿って直線的に移動されるエンドエフェクターとを備えている。
【００２８】
図３（ａ）は、コンベア１２の概略側面図で、ロード／アンロードメカニズム３２に接近しているコンベア１２の懸架アッセンブリ２４により係合された基板キャリア１４を示している。図３（ａ）は、ロード／アンロードメカニズムをそのホーム位置で示している。ロード／アンロードメカニズム３２は、ロード／アンロード部材３６を上方に移動し、次いで、円経路４０をたどりながら、ロード／アンロード部材３６が基板キャリア１４（この例では、基板キャリア１４の下面４２）に接触するポイントにおいて、基板キャリア１４（及びコンベア１２）の水平速度に実質的に一致する水平速度成分を有するように移動し、基板キャリア１４を持ち上げて、コンベア１２の懸架アッセンブリ２４との係合を解除させるように動作する。従って、ロード／アンロード部材３６が基板キャリア１４に係合したときに、ロード／アンロード部材３６に対する基板キャリア１４の移動は、ほぼ完全に垂直方向となる。従って、コンベア１２への基板キャリア１４のロードは、基板キャリア１４を実質的にゆさぶることなく行われる。
【００２９】
ロード／アンロードメカニズム３２は、４バーメカニズム３７を駆動するためのモータを含むが、図示されていない。このモータは、４バーメカニズム３７、ひいては、ロード／アンロード部材３６を、円経路４０を通るロード／アンロード部材３６の移動コース上で変化する回転速度で駆動させるようにプログラムされたコントローラＣにより制御される。１つの別の態様では、カム構成体（図示せず）が４バーメカニズム３７及びロード／アンロード部材３６を可変回転速度で駆動することができる。或いは又、コンベア１２に結合されて駆動される駆動メカニズムによってロード／アンロードメカニズムが駆動されることも意図される。
【００３０】
ロード／アンロード部材３６は、衝撃吸収材を含むプレートの形態である。しかしながら、ロード／アンロード部材の構造において重量を節減するために、リフトフレーム形態であってもよく及び／又は基板キャリア１４の下面４２に接触するための空気ソレノイドのピンを有してもよい。
【００３１】
図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様であるが、ロード／アンロードメカニズム３２が再びそのホーム位置にあって基板キャリア１４を保持しているところを示しており、この基板キャリア１４は、最初コンベア１２の懸架アッセンブリ２４により係合されていたが、ロード／アンロードメカニズム３２により懸架アッセンブル２４から持ち上げられたものである。又、図３（ｂ）は、懸架アッセンブリ２４が移動し続けて、ロード／アンロードメカニズム３２から離れるところも示している。
【００３２】
図４（ａ）−４（ｆ）は、ロード／アンロードメカニズム３２が基板キャリア１４をコンベア１２からアンロードする動作を更に詳細に示す一連の図である。（図示簡略化のため、図４（ａ）−４（ｆ）には、コンベア１２が示されていない。）
図４（ａ）は、ロード／アンロードメカニズム３２をそのホーム位置で示しており、ロード／アンロードメカニズム３２は、これによりコンベア１２からアンロードされるべき基板キャリア１４が接近するのを待機している。基板キャリア１４が接近すると、ロード／アンロードメカニズム３２は、ここに示す例では、図４（ａ）のホーム位置から、図４（ｂ）に示す位置へと移動され、この位置は、ホーム位置と、ロード／アンロードメカニズム３２の円経路４０の頂点との間の中間である。
【００３３】
図４（ｃ）は、ロード／アンロードメカニズム３２が基板キャリア１４に接触して基板キャリア１４を下から持ち上げてコンベア１２から解離させるサイクル内のポイントにおいてロード／アンロードメカニズム３２を示している。図４（ｃ）に示された時点では、ロード／アンロード部材３６は、基板キャリア１４の速度に実質的に一致する（即ち、コンベア１２の速度に実質的に一致する）速度でロード／アンロード部材３６の水平方向変位を生じさせる回転速度で移動される。従って、図４（ｃ）に示された時点では、ロード／アンロード部材３６と基板キャリア１４との間に相対的な水平方向移動は実質的に存在しない。従って、ロード／アンロード部材３６は、基板キャリア１４をゆさぶることなく、基板キャリア１４を持ち上げて、コンベア１２との係合を解除させる。本発明の一実施形態では、ロード／アンロード部材３６は、基板キャリア１４に与える上方加速度が約１Ｇ以下であり、粒子の発生及び／又は基板キャリア１４内に収容される基板（図示せず）へのダメージを回避する。
【００３４】
図４（ｄ）に示されたアンロード動作の次の段階では、ロード／アンロードメカニズム３２は、そのサイクルの頂点にあって、基板キャリア１４をコンベア１２との係合から外すように持ち上げている。本発明の一実施形態では、図４（ｃ）及び４（ｄ）に示す位置間の垂直距離は、０．５インチ程度である。基板キャリア１４は、例えば、基板キャリア１４の下面４２によりロード／アンロード部材３６に支持され、ここで、水平方向に減速され、コンベア１２の懸架アッセンブリ２４（図３（ａ））のエンドエフェクター２２（図３（ａ））が基板キャリア１４の前方に移動できるようにする。
【００３５】
図４（ｅ）は、基板キャリア１４が支持されたロード／アンロードメカニズム３２がその頂点とホーム位置との間の中間点にあるようなアンロードサイクルの次の段階を示す。次いで、図４（ｆ）は、ロード／アンロードメカニズムがそのホーム位置へ戻って、アンロードされた基板キャリア１４を支持している状態を示す。
【００３６】
図５（ａ）−５（ｆ）は、図４（ａ）−４（ｆ）と同様の一連の図であるが、基板キャリア１４をコンベア１２にロードするための動作を示している。図４（ａ）−４（ｆ）の場合と同様に、図示簡略化のために、図５（ａ）−５（ｆ）にもコンベア１２は示されていない。
【００３７】
図５（ａ）は、ロード／アンロードメカニズム３２がそのホーム位置にあって、コンベア１２へロードされるべき基板キャリア１４を支持している状態を示す。コンベア１２の空き懸架アッセンブリ２４が接近すると、ロード／アンロードメカニズム３２は、図５（ｂ）に示す位置、即ちホーム位置と頂点との間の中間へ移動され、更に、図５（ｃ）に示すその頂点まで移動され続ける。ロード／アンロードメカニズム３２は、その円経路４０（図３（ａ））に沿って移動され続けて、図５（ｄ）に示すサイクル内のポイントへ至る。図５（ｄ）は、ロード／アンロードメカニズム３２が基板キャリア１４を下げてコンベア１２のエンドエフェクター２２と係合させる位置を示す。図５（ｄ）に示す位置では、ロード／アンロードメカニズム３２は、コンベア１２の速度（例えば水平スピード）に一致する水平スピード成分を生じる回転速度で回転される。従って、エンドエフェクター２２が基板キャリア１４に係合するときにコンベア１２のエンドエフェクター２２に対する基板キャリア１４の移動は、実質的に完全に垂直方向となり、これにより、基板キャリア１４を実質的にゆさぶることなく、コンベア１２へ基板キャリア１４をロードする。
【００３８】
図５（ｅ）は、ロード／アンロードメカニズム３２がその頂点とホーム位置との間の中間点にあって、コンベア１２へロードされた基板キャリア１４をもはや支持していない状態を示す。図５（ｆ）は、ロード／アンロードメカニズム３２が基板キャリア１４を伴わずにそのホーム位置へ戻った状態を示す。
【００３９】
上記‘３９４特許出願に開示された装置と同様に、センサ（図示せず）を使用して、基板キャリア１４の位置を追跡することができる。上記‘３９４特許出願の開示から明らかなように、１つのこのようなセンサは、コンベア１２が基板キャリア１４を搬送する経路の両側に配置された光ビーム送光器及び光ビーム受光器を含むスルービームセンサである。このスルービームセンサを使用して、基板キャリア１４の先縁及び後縁の通過を追跡することができる。基板キャリア１４の中心を追跡することが望まれる場合には、基板キャリア１４の表面（例えば、下面４２）に反射板（図示せず）が配置されると共に、基板キャリア搬送経路の同じ側に送光器及び受光器の両方を有するセンサが設けられる。センサの受光器からの信号は、基板キャリア搬送システム１０のコントローラ（図示せず）へ供給される。
【００４０】
基板キャリア１４は、その前側がその搬送方向を向くようにして搬送されることが明らかである。「前側」とは、１つ又は複数の基板を基板キャリア１４から抽出することのできる開口（図示せず）を有する基板キャリア１４の側である。基板キャリア１４の前側がその搬送方向を向いた状態で基板キャリア１４がコンベア１２により搬送される場合には、基板キャリア１４の前側が製造ツール２８のロードロック３０を向くようにするのに、基板キャリア１４を回転させる必要がある（図１で見て反時計方向に９０°）。基板キャリア１４をこのように回転させる目的で、ロード／アンロードメカニズム３２は、上記‘３９４特許出願に開示された形式の回転可能なプラットホーム（図示せず）に取り付けられる。
【００４１】
このように基板キャリア１４を回転するのとは別に、図６に示すような本発明の実施形態も提供される。図６は、図１と同様の上面図であるが、コンベア１２の移動経路に対して垂直に延びるように設置された基板ロードステーション２６’を示す。図２と同様のロード／アンロードメカニズムが使用される場合には、４つのバーが、図２に示す方向から９０°回転され、コンベア１２の走行方向において回転できるようにされる。
【００４２】
図６の実施形態では、製造ツール２８は、基板キャリア１４がコンベア１２により搬送されてくる方向をそのロードロック３０が向くようにして設置されることに注意されたい。従って、基板キャリア１４が、その前側が搬送方向を向くようにして搬送されると仮定すれば、図６の実施形態では、ロードロック３０又はその前方で基板キャリア１４から１つ又は複数の基板を抽出できるように基板キャリア１４を回転する必要はない。
【００４３】
図６には１つの製造ツール２８しか示されていないが、２０００年３月２日出願の共通に譲渡された出願中の米国特許出願第０９／５１７，２２７号（代理人Docket No. 3945）の教示に基づき、基板ロードステーション２６’をコンベア１２から更に延長させて、図６に示す製造ツール２８に平行に且つコンベア１２から更に離れて設置された１つ以上の付加的な製造ツール２８を受け入れることも更に意図される。上記’２２７特許出願は、その全体を参考としてここに援用する。
【００４４】
運転中に、コンベア１２は、基板キャリア１４を製造設備内の位置から位置へ連続的に搬送する。基板キャリア１４は、コンベア及び基板キャリアが移動している間に、基板ロードステーション２６又は２６’のロード／アンロードメカニズム３２によりコンベア１２からアンロードされる。基板キャリア１４は、その開口が製造ツール２８を向くように必要に応じて回転されるか、さもなければ、方向付けし直され、次いで、基板ロード装置に関連した基板キャリアハンドラー（例えば、図７Ａに示すような）が、基板キャリア１４をロード／アンロードメカニズム３２から取り出す。基板キャリアハンドラーロボットは、基板キャリア１４を製造ツール２８のためのドッキングステーション（図７Ａを参照して更に説明する）に配置するか、又は基板キャリア１４を基板ロードステーション２６の保管棚に配置して、基板キャリアハンドラー（例えば、図７Ａに示すような）により製造ツールのドッキングステーションへその後に移送されるのを待機するようにする。１つの態様において、基板ロードステーション２６は、米国特許第６，２８３，６９２号に開示された「応用材料の湾曲分布ストッカー(Applied Materials’ Bay Distributed Stocker)」のような１つ以上の垂直にスタックされた保管棚を有する装置を備えてもよい。図７Ａ−１３Ｄを参照して別の基板ロードステーションも説明する。
【００４５】
ロードポートに来ると、基板キャリアは、開放され、従来のやり方で製造ツール２８にインターフェイスされる。図１のファクトリインターフェイスチャンバー３１を使用しない態様では、１つ又は複数の基板が基板キャリアから抽出されて、ロードロック３０を経て製造ツール２８へ運ばれ、ロードロックは、大気圧において１つ以上の基板を受け取った後に閉じて、真空圧力へとポンピングされる。次いで、１つ又は複数の基板は、この技術で知られたように抽出され、製造ツールの１つ以上の処理チャンバー（図示せず）へ移送されて、処理される。処理の後に、１つ又は複数の基板は、ロードロックへ返送され、ロードロックは、大気圧力へ通気される。その後、１つ又は複数の基板は、基板キャリア１４へロードされて戻され、基板キャリアが閉じられる。おそらく、基板キャリアが基板ロードステーション２６の保管棚に保管された後に、基板キャリアハンドラーロボットが基板キャリアをロード／アンロードメカニズム３２へ移送する。
【００４６】
上述したように、ロード／アンロードメカニズムは、コンベアが移動している間に、コンベア１２の空き懸架アッセンブリ２４に基板キャリアをロードする。コンベア１２は、基板キャリアを基板ロード装置から離れて別の処理位置へ搬送し、そこで、基板キャリアは、コンベアを停止することなく再びアンロードされる。
【００４７】
基板ロードステーションの基板ハンドラーをロード／アンロードメカニズムとして使用する基板ロードステーションの別の実施形態を、図７Ａ−１３Ｅを参照して以下に説明する。図２−６のロータリー型ロード／アンロードメカニズムは、図７Ａの基板ロードステーション内では、ロード及び／又はアンロード動作のための基板ハンドラーの使用に加えて又はそれに代わって使用できることに注意されたい。それ故、ロード／アンロードメカニズム３２は、図７Ａでは仮想線で示されている。
【００４８】
図７Ａは、本発明により設けられた基板ロードステーション２０１の前面図である。図７Ａには示されていないが、本発明の基板ロードステーション２０１は、図１を参照して上述した種類の処理ツール及び／又はファクトリインターフェイスに組み合わされることを理解されたい。
【００４９】
基板ロードステーション２０１は、処理ツールへ及び／又はそこから移送するために基板又は基板キャリアが配置される１つ以上のロードポート又は同様の位置を備えている（例えば、１つ以上のドッキングステーション２０３であるが、ドッキング／アンドッキング運動を使用しない移送位置が使用されてもよい）。図７Ａに示す特定の実施形態では、基板ロードステーション２０１は、各々４個のドッキングステーションが２列２０５に配置された全部で８個のドッキングステーション２０３を備えている。他の個数の列及び／又はドッキングステーションを使用してもよい。各ドッキングステーション２０３は、そのドッキングステーション２０３において基板キャリア２０７を支持及び／又はドッキングすると共に、そのドッキングステーション２０３において基板キャリア２０７から基板（図示せず）を抽出して図１の処理ツール１１３のような処理ツールへ移送することができる（例えば、図１のファクトリインターフェイスロボット３１ａのようなファクトリインターフェイスロボットにより）。本発明の一実施形態において、基板キャリア２０７は、単一基板キャリアである。「単一基板キャリア」とは、一度に１枚の基板しか含まない形状及びサイズにされた基板キャリアを意味するものと理解されたい。２枚以上の基板を保持する基板キャリアも使用できる（例えば、２５枚又は他の数）。（或いは又、１つ以上のドッキングステーション２０３が、基板キャリアなしに基板を直接支持するようにしてもよい。）各ドッキングステーション２０３は、例えば、２００２年８月３１日出願の「Wafer Loading Station with Docking Grippers at Docking Stations」と題する上記で取り上げた米国特許出願第６０／４０７，３３７号（代理人Docket No. 7099）に開示されたように構成される。他のドッキングステーション構成も使用できる。
【００５０】
各ドッキングステーション２０３は、ポート２０９を含み、これを通して基板をファクトリインターフェイス（例えば、図１のファクトリインターフェイス３１ａ）に移送することができる。各ポート２０９に隣接してドッキンググリッパー２１１があり、これは、基板キャリア２０７を懸架すると共に、その懸架された基板キャリアをドッキング位置と非ドッキング位置との間で移動する。或いは又、可動段又は他の支持体（図示せず）を使用して、各ドッキングステーション２０３において各基板キャリア２０７を支持し（例えば、下から又は他のやり方で）及び／又はドッキング／アンドッキングすることができる。又、各ポート２０９は、基板キャリアオープン装置２１３も含み、これは、上記で取り上げた２００２年８月３１日出願の「Method and Apparatus for Using Wafer Carrier Movement to Actuate Wafer Carrier Door Opening/Closing」と題する米国特許出願第６０／４０７，３３９号（代理人Docket No. 6976）に開示されたように、１つの態様において、基板キャリア２０７が非ドッキング位置からドッキング位置へ移動するときに、基板キャリア２０７のドッキング移動を使用して、基板キャリア２０７をオープンするものである。各基板キャリア２０７は、例えば、上記で取り上げた２００２年８月３１日出願の「Wafer Carrier having Door Latching and Wafer Clamping Mechanisms」と題する米国特許出願第６０／４０７，３４０号（代理人Docket No. 7156）に開示されたキャリアドアラッチング及び／又は基板クランピング特徴を有する。他の基板キャリアオープン装置、ドアラッチング及び／又は基板クランピング構成も使用できる。
【００５１】
又、基板ロードステーション２０１は、本発明の態様に基づいて動作する基板キャリアハンドラー２１５も備えている。本発明の１つ以上の実施形態において、この基板キャリアハンドラー２１５は、一対の垂直ガイド２１７、２１９と、これら垂直ガイド２１７、２１９上を垂直に移動するように取り付けられた水平ガイド２２１とを備えている。水平ガイド２２１を垂直ガイド２１７、２１９に沿って垂直方向に移動するために、駆動ベルト又はリードスクリュー及びそれに関連した１つ又は複数のモータ（図示せず）或いは他の適当なメカニズムが設けられる。支持体２２３が水平ガイド２２１に沿って水平に移動するように水平ガイド２２１に取り付けられる。支持体２２３を水平ガイド２２１に沿って水平に移動するために、駆動ベルト又はリードスクリュー及びそれに関連した１つ又は複数のモータ（図示せず）或いは他の適当なメカニズムが設けられる。
【００５２】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、垂直ガイド２１７、２１９は、各々、ボッシュ・インクから入手できる部品Ｎｏ．１１４０−２６０−１０、１７６８ｍｍのような一体化型のガイド／ドライブメカニズムである。同様に、水平ガイドも、ボッシュ・インクから入手できる部品Ｎｏ．１１４０−２６０−１０、１４６８ｍｍのような一体化型のガイド／ドライブメカニズムである。他のガイド／ドライブメカニズムシステムも使用できる。
【００５３】
支持体２２３には、エンドエフェクター２２５が取り付けられる。このエンドエフェクター２２５は、例えば、基板キャリア（例えば、基板キャリア２０７の１つ）を支持するための水平に向けられたプラットホーム２２７の形態である。少なくとも１つの実施形態では、プラットホーム２２７は、運動学的ピン又は他の運動学的位置決め特徴部２２９を有する。（図７Ａには２つの運動学的特徴部２２９しか示されていないが、３以上のような他の数の運動学的ピン又は特徴部がプラットホーム２２７に設けられてもよい。）運動学的特徴部２２９は、基板キャリア２０７の底面に設けられた凹形又は他の形状の特徴部（図７Ａには示さず）と協働して、基板キャリア２０７をプラットホーム２２７の正しい（正の）位置に誘導する。本発明の少なくとも１つの実施形態では、エンドエッフェクター２２５は、上記で取り上げた２００２年８月３１日出願の「End Effector Having Mechanism For Reorienting A Wafer Carrier Between Vertical And Horizontal Orientations」と題する米国特許出願第６０／４０７，４５２号（代理人Docket No. 7097）に開示されたように、例えば、基板キャリアの方向を垂直から水平へ及びその逆に変更することのできるエンドエフェクターである。又、他の適当なエンドエッフェクターも使用できる。
【００５４】
矢印２３１で概略的に示された連続的に又は他の仕方で移動するコンベアが、基板ロードステーション２１０及び基板キャリアハンドラー２１５の上に配置される。コンベア２３１は、基板キャリア２０７のような基板キャリアを基板ロードステーション２０１へ搬送し及びそこから搬送する。本発明の一実施形態では、連続的に移動するコンベア２３１は、上記で取り上げた２００３年１月２７日出願の米国特許出願第６０／４４３，０８７号（代理人Docket No. 7163/L）に開示されたように、ステンレススチール又は同様の材料のリボンとして実施される。本発明は、連続的に又は他の仕方で移動する他の形式のコンベアでも同様に使用できる。
【００５５】
基板ロードステーション２０１は、１つ以上のセンサ２３３、２３５を備え、これは、（１）コンベア、（２）コンベア２３１の部品（例えば、図９Ａ−９Ｅ、図１１Ａ−１１Ｅ及び図１２Ｃ−１２Ｄを参照して以下に詳細に述べるようにコンベア２３１により搬送される基板キャリアを支持するのに使用される部品）、及び／又は（３）コンベア２３１により搬送される基板キャリア、の移動及び／又は位置を検出する。例えば、センサ２３３は、基板ロードステーション２０１に取り付けられ、センサ２３５は、エンドエフェクター２２５に取り付けられる。他のセンサ位置を使用できると共に、いかなる適当なセンサ（例えば、スルービームセンサ、反射ベースのセンサ等）も使用できる。
【００５６】
図７Ｂは、基板ロードステーション２０１の一部分を示す側面図で、センサ２３３の実施形態を説明するのに有用な図である。図７Ｂを参照すれば、センサ２３３は、コンベア２３１のスピード及び／又は位置、及び／又は基板キャリアの位置（及び／又は以下に詳細に述べるように基板キャリア２０７がコンベア２３１により搬送されるところのスピード）を検出するための第１センサ対２３３ａ、２３３ａ’を備えている。又、センサ２３３は、基板キャリア２０７がコンベア２３１により搬送されているかどうか検出するための第２センサ対２３３ｂ、２３３ｂ’も備えている。例えば、図２Ｂに示すように、第１センサ対２３３ａ、２３３ａ’は、コンベア２３１の高さに取り付けられ、第２センサ対２３３ｂ、２３３ｂ’は、基板キャリアがコンベア２３１により搬送されるところの高さに取り付けられる（例えば、基板ロードステーション２０１のフレームＦに結合された取り付けブラケットＢ、又は別の適当な取り付けメカニズムを介して）。各センサ対は、例えば、バナー・インクから入手できるモデルＮｏ．Ｍ１２６Ｅ２ＬＤＱの光源及びモデルＮｏ．Ｑ２３ＳＮ６ＲＭＨＳＱＤＰの受光器である。他のセンサ構成／形式も使用できる。センサ２３５の実施形態は、図７Ｃ−Ｅ及び図８を参照して以下に詳細に説明する。
【００５７】
コントローラ２３７（図７Ａ）は、センサ２３３、２３５に接続されると共に、基板キャリアハンドラー２１５に接続されて、センサ２３３、２３５から入力を受け取り、以下に述べるように基板キャリアハンドラー２１５の動作を制御する。２つより多数又は少数のセンサ２３３、２３５が設けられてもよく、これらセンサ２３３、２３５は、図７Ａ及び７Ｂに示すものとは異なる位置に取り付けられてもよい。コントローラ２３７は、基板ロードステーション２０１がサービスする処理ツールの動作を制御するのに使用されるコントローラと同じでもよいし、又は個別のコントローラでもよい。
【００５８】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、コンベア（及び／又はコンベアにより搬送される基板キャリア）のスピードは、直接測定することができる（センサ２３３を使用してコンベアのスピードを間接的に測定するのではなく）。例えば、図７Ａに示すように、１つ以上のエンコーダ２４０ａ、２４０ｂ（以下に述べる）をコンベア２３１に接続して、コンベア２３１（及びそれにより搬送される基板キャリア）のスピードを直接測定し、スピード情報をコントローラ２３７に与えることができる。２つより多数の、又は少数のエンコーダを使用してもよい。各エンコーダは、例えば、Ｕ．Ｓ．デジタルエンコーダ（例えば、ＨＤＳ６直角エンコーダ）であるか又は他の適当なエンコーダである。又、線型エンコーダ、分析装置又は他の位置決め装置を使用して、コンベアのスピード及び／又は位置を測定することができる。
【００５９】
図８は、基板キャリア２０７をコンベア２３１からアンロードするために本発明による基板ロードステーション２０１によって実行されるプロセスを例示するフローチャートである。図９Ａ−９Ｅは、図８のプロセスの段階を示す概略側面図である。
【００６０】
基板キャリア２０７をコンベア２３１からアンロードするための動作を実行すべきときには、基板キャリアハンドラー２１５の水平ガイド２２１が垂直ガイド２１７、２１９の上端２１７ａ、２１９ａの付近に配置されると共に、支持体２２３が水平ガイド２２１の上流側２２１ａの付近に配置される（図７Ａで見ると、左側であるが、コンベア２３１が右から左へ移動する場合には、右から左への移動が使用されてもよい）。
【００６１】
図８のプロセスは、ステップ３０１でスタートし、ステップ３０３へと続く。ステップ３０３では、コンベア２３１により搬送されていて基板ロードステーション２０１によりコンベア２３１からアンロードされるべきである基板キャリア２０７（ターゲット基板キャリア２０７）の存在を指示するための信号（例えば、センサ２３３又は２３５からの）をコントローラ２３７が受け取る。例えば、図２Ｂを参照すれば、センサ対２３３ｂ、２３３ｂ’は、そのセンサ対２３３ｂ、２３３ｂ’に関連した光ビームＬがターゲット基板キャリア２０７により阻止されたときに、ターゲット基板キャリア２０７を検出する。センサ信号を受け取ると、コントローラ２３７は、支持体２２３（エンドエフェクター２２５が取り付けられた）をコンベア２３１と同じ移動方向（例えば、図７Ａにおいて右）に加速させて、ターゲット基板キャリア２０７の位置及びスピードに実質的に一致させるように、基板キャリアハンドラー２１５を制御する（図８のステップ３０５）。図９Ａは、図８のプロセスのこの段階を示している。
【００６２】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、ターゲット基板キャリア２０７の位置及びスピードに実質的に一致させるようにエンドエフェクター２２５を加速する（ステップ３０５）前に、コントローラ２３７は、センサ２３３（又は１つ以上のエンコーダ２４０ａ、２４０ｂ）を使用して、コンベア２３１のスピードを決定する。コンベア２３１の位置を決定することもできる。上述したように、センサ２３３は、コンベア２３１のスピード（及び／又は基板キャリア２０７がコンベア２３１により搬送されるところのスピード）を検出するための第１センサ対２３３ａ、２３３ａ’（図７Ｂ）と、基板キャリア２０７がコンベア２３１により搬送されているかどうか検出するための第２センサ対２３３ｂ、２３３ｂ’とを備えている。このようなスピード及び／又は位置の決定は、各ターゲット基板キャリア２０７をアンロードする前又はその間に、周期的に、連続的に又は他の何らかの間隔で行われる。
【００６３】
コンベア２３１のスピードに基づき、コントローラ２３７は、エンドエフェクター２２５の運動プロフィールを決定すると共に、この運動プロフィールに基づいてエンドエフェクター２２５の運動を指令し、エンドエッフェクター２２５及びターゲット基板キャリア２０７のスピード及び位置を実質的に一致させる。この運動プロフィールは、コンベア２３１のスピードが所定のスピード範囲（例えば、エンドエフェクター２２５が所定の運動プロフィールに従って加速され、移動され及び／又は配置された場合に、エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７と適切に整列されることを保証する範囲）内にある場合に、エンドエフェクター２２５がアンロード操作の実行を開始する（例えば、加速を開始する）ことだけをコントローラ２３７が許し、さもなければ、図８のプロセスを終了するように、「予め決定」される。このような所定の運動プロフィールは、コンベア２３１のスピードが測定されない場合にも使用できる（例えば、エンドエフェクター２２５が所定の運動プロフィールに従って加速された場合に、エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７と適切に整列されることを保証する所定のスピード範囲内にコンベア２３１のスピードが維持されると仮定する）。
【００６４】
コントローラ２３７は、例えば、所定の運動プロフィールのルックアップテーブルや、運動プロフィールを計算するためのアルゴリズム等を使用することにより、コンベア２３１のスピードを使用してエンドエフェクター２２５の運動プロフィールを決定する。コンベアのスピードではなく、基板キャリアのスピードを測定し、これを使用して、運動プロフィールを決定できるし、又はエンドエフェクター２２５に対して所定の運動プロフィールを使用すべきかどうかも決定できることが理解されよう。各運動プロフィールは、アンロード操作中にエンドエフェクター２２５により使用される加速、減速、上昇及び下降（以下に述べる）の全てを含む。
【００６５】
上述したように、本発明の少なくとも１つの実施形態では、コンベア２３１は、上記で取り上げた２００３年１月２７日出願の米国特許出願第６０／４４３，０８７号（代理人Docket No. 7163/L）に開示されたように、リボン形状のバンド（例えば、ステンレススチール又は別の適当な材料の）で構成される。このような実施形態では、コンベア２３１は、このコンベア２３１に沿って所定の間隔でスロット又は他の開口（例えば、図７Ｂのスロット２３１ａ）が設けられ、コンベア２３１のこれらスロットがセンサ対２３３ａ、２３３ａ’（図７Ｂ）の近傍を移動するときに、センサ対２３３ａ、２３３ａ’の光ビームがこれらスロットを通過する。センサ対２３３ａ、２３３ａ’の光ビームがコンベア２３１を（コンベアの２つの次々のスロットを経て）次々に２回透過する間の時間を測定することにより、２つの次々のスロット間の距離が分かっているので、コンベア２３１の速度を決定することができる。又、各基板キャリア２０７（図７Ｃ）の上のスロット２３１ａの位置は、コントローラ２３７に、コンベア２３１及び／又は基板キャリア２０７の位置情報を与える。
【００６６】
本発明のもう１つの実施形態では、エンコーダ２４０ａ、２４０ｂ（図７Ａ）を使用して、コンベアのスピードが直接読み取られる。例えば、各エンコーダ２４０ａ、２４０ｂは、コンベアのスピード情報をコントローラ２３７に与え、次いで、コントローラ２３７は、エンコーダ２４０ａ、２４０ｂから受け取った情報を、エラーチェック又は機密ルーチンの一部分として比較する。このようなスピードの監視は、周期的に、連続的に又は他の何らかの間隔で行われる。コンベアスピードを直接測定し（例えば、１つ以上のエンコーダ又は他の位置決め装置により）、更に、センサ２３３（及び例えばスロット２３１ａ）によりバンドの位置を決定することにより、コンベア２３１が移動している間にエンドエフェクター２２５とコンベア２３１との間での基板キャリアの引き渡しを、以下に詳細に述べるように、正確に実行することができる。
【００６７】
図９Ａでは、ターゲット基板キャリア２０７が、その上部フランジ４０２に係合するキャリア係合部材４０１により、コンベア２３１で搬送されて示されている。基板キャリア２０７を支持するための他の構成（例えば、基板キャリア２０７をその側面、下面等で支持するための１つ以上のメカニズム）も使用できる。キャリア係合部材４０１に対する１つのこのような構成が、上記で取り上げられた２００３年１月２７日出願の米国特許出願第６０／４４３，１５３号（代理人Docket No. 8092/L）に開示されている。
【００６８】
矢印４０３は、コンベア２３１の移動方向を示す。基板キャリアハンドラー２１５のエンドエフェクター２２５は、図９Ａでは、ターゲット基板キャリア２０７の下の位置に示されており、ターゲット基板キャリア２０７のスピードに実質的に一致するスピードでコンベア２３１と同じ方向に移動される（矢印４０５で示すように）。従って、エンドエフェクター２２５は、ターゲット基板キャリア２０７の速度（例えば、スピード及び方向）に実質的に一致する。更に、エンドエフェクター２２５は、ターゲット基板キャリア２０７の位置にも実質的に一致する。より一般的には、エンドエフェクター２２５は、ターゲット基板キャリア２０７の運動（速度及び／又は位置）に実質的に一致する。ここで使用する「実質的に一致する」とは、基板キャリア内に収容された基板にダメージを及ぼすことなく且つ潜在的にダメージを及ぼす粒子を発生することなく、基板キャリアを移動中のコンベア及び／又はキャリア係合部材からアンロードしたり及び／又はそこにロードしたりするに充分な一致を意味する。
【００６９】
図９Ａに示す実施形態では、ターゲット基板キャリア２０７がコンベア２３１と共に移動する。従って、エンドエフェクター２２５も、コンベア２３１のスピード、速度、運動及び／又は位置に実質的に一致される。コンベア２３１がターゲット基板キャリア２０７に対して異なる速度で移動するか又は全く移動しない実施形態も考えられる。例えば、キャリア係合部材４０１それ自体が、ターゲット基板キャリア２０７をコンベア２３１に沿って移動してもよい。この後者の実施形態では、エンドエフェクター２２５は、コンベア２３１のスピード、速度及び／又は位置に実質的に一致しない。
【００７０】
本発明の１つ以上の実施形態では、エンドエフェクター２２５は、コンベア２３１上にターゲット基板キャリア２０７が存在するのを検出するトリガー（又は発進）センサ（例えば、図２Ｂのセンサ対２３３ｂ、２３３ｂ’）と同じ位置に配置されなくてもよい。このような場合には、ステップ３０５におけるエンドエフェクター２２５の加速を遅らせて、エンドエフェクター２２５とトリガーセンサとの位置の相違を補償することが必要になる。この「発進オフセット」は、例えば、エンドエフェクター２２５とトリガーセンサとの間の距離、コンベア２３１のスピード、等に依存する。この発進オフセットは、エンドエフェクター２２５に対する運動プロフィールとは個別であってもよいし、又はそれに組み込まれてもよい。
【００７１】
再び図３を参照すると、ステップ３０７において、エンドエフェクター２２５に対するターゲット基板キャリア２０７の位置が検出される（例えば、センサ２３５（図７Ａ）からの１つ又は複数の信号により）。例えば、センサ２３５が、バナー・インクから入手できるモデルＮｏ．ＱＳ３０センサシステム等の光源／検出器対で構成される場合に、センサ２５３は、ターゲット基板キャリア２０７に向って光ビームを放射し、これは、エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７に対して適切に配置されている場合だけセンサ２３５により検出される（例えば、エンドエフェクター２２５が基板キャリア２０７に対して適切に配置されたときだけセンサ２３５に向けて光を反射する角度の付いたノッチのような適当な反射面及び／又は表面トポロジーを基板キャリア２０７に設けることにより）。図７Ｃは、エンドエフェクター２２５の一部分の斜視図であり、エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７に対して適切に配置されたときにターゲット基板キャリア２０７の一部分に形成されたノッチ２４３から反射される光ビーム２４１（図７Ｄ）を検出するように配置された例示的センサ２３５を示している。図７Ｄは、図７Ｃの一部分の拡大斜視図である。図７Ｃ−７Ｄに示されたように、センサ２３５は、適当なブラケット又は他の支持構造体２４７を経てエンドエフェクター２２５に結合される。他の構成も使用できる。
【００７２】
本発明の少なくとも１つの実施形態において、エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７に対して適切に配置されない場合には、図８のプロセスが終了となる。或いは又、本発明の別の実施形態では、ターゲット基板キャリア２０７に対するエンドエフェクター２２５の必要な位置の調整を行うことができる（ステップ３０９）。例えば、コントローラ２３７は、適切な整列信号がセンサ２３５から受け取られるまでエンドエフェクター２２５を加速及び／又は減速し、運動学的ピン２２９（図９Ａ）が、ターゲット基板キャリア２０７の整列特徴部（例えば、凹状又は他の形状の特徴部４０７）の下に適切に配置されるよう確保する。ステップ３０７及び３０９は、ターゲット基板キャリア２０７及びエンドエフェクター２２５が移動中である間に実行されると共に、エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７の下に配置されて、それとスピードを実質的に一致させるように実行される。従って、エンドエフェクター２２５は、ターゲット基板キャリア２０７が移動中である間にターゲット基板キャリア２０７に隣接し且つその下に保たれるように移動される。ターゲット基板キャリア２０７とエンドエフェクター２２５の相対的な位置は、何回も（又は連続的に）検出及び調整することができ、更に、フィードバック制御ループ（図示せず）を使用して、エンドエフェクター２２５のスピード及び／又は位置をターゲット基板キャリア２０７と実質的に一致した状態に保つよう確保できることが理解されよう。本発明の更に別の実施形態では、ステップ３０７及び３０９を排除してもよい（例えば、コンベア２３１のスピード及びエンドエフェクター２２５の発進時間／位置に相関された所定の運動プロフィールが使用される場合）。このような実施形態では、センサ２３５を排除できる。
【００７３】
センサ２３５に代わって又はそれに加えて、エンコーダ２４０ａ及び／又は２４０ｂを使用して、アンロード操作中にコンベアのスピードを監視することができる。アンロード操作中のコンベア速度の全体的な逸脱に応答して、コントローラ２３７は、アンロード操作を中断することができる（例えば、エンドエフェクター２２５がコンベア２３１又はそれにより搬送されている基板キャリアを妨げないことを保証する別の運動プロフィールを使用することにより）。或いは又、コンベア速度の変動が小さい場合には、コントローラ２３７は、適切なアンロード（又はロード）操作を確保するようにエンドエフェクターの位置を調整することができる（例えば、加速又は減速により）。従って、エンドエフェクター２２５、センサ２３３、エンコーダ２４０ａ及び／又は２４０ｂ、及び／又はコントローラ２３７を含む閉ループシステムは、コンベアスピードに変動があっても適切なアンロード（又はロード）操作を確保することができる。
【００７４】
エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７に対して適切に配置されたと仮定すれば、図３のプロセスのステップ３０７及び／又はステップ３０９に続いて、ステップ３１１が実行される。ステップ３１１では、コントローラ２３７は、エンドエフェクター２２５の水平スピード（及び／又は瞬時位置）をターゲット基板キャリア２０７のスピード（及び／又は瞬時位置）に実質的に一致させ続けながら、エンドエフェクター２２５を上昇させる（例えば、水平ガイド２２１を垂直ガイド２１７、２１９上で上昇させて、エンドエフェクター２２５を上昇させる）ように基板キャリアハンドラー２１５を制御する。エンドエフェクター２２５が上昇すると、その運動学的ピン２２９が、ターゲット基板キャリア２０７の底面の凹状特徴部４０７と係合状態になる。従って、エンドエフェクター２２５は、コンベア２３１が基板キャリア２０７を搬送する高さまで移動される。このようにして、エンドエフェクター２２５は、ターゲット基板キャリア２０７の底面に接触する（図５Ｂに示すように）。本発明の１つ以上の実施形態では、エンドエフェクター２２５は、図１３Ａ−Ｄを参照して以下に詳細に述べるように、実質的にゼロ速度及び／又は加速度でターゲット基板キャリア２０７に接触するのが好ましい。エンドエフェクター２２５が上昇を続けるにつれて（エンドエフェクターがターゲット基板キャリア２０７と水平スピード及び／又は位置を実質的に一致し続けながら）、ターゲット基板キャリア２０７（及び特にその上部フランジ４０２）は、図９Ｃに示されたように、コンベア２３１のキャリア係合部材４０１との係合が外れるように持ち上げられる。
【００７５】
次いで、図８のステップ３１３において、コントローラ２３７は、エンドエフェクター２２５の水平移動を減速して、ターゲット基板キャリア２０７を減速するように、基板キャリアハンドラー２１５を制御する。減速の程度は、ターゲット基板キャリア２０７が、コンベア２３１より低速であるが、矢印４０３で指示された方向に移動を続けるというものである。これは、キャリア係合部材４０１（ターゲット基板キャリア２０７のフランジ４０２に係合した）が、図９Ｄに示すように、フランジ４０２より先に移動するのを許す。キャリア係合部材４０１がフランジ４０２の下から外れると（図９Ｄに示すように）、エンドエフェクター２２５が再び加速され、エンドエフェクター２２５と、そこに支持されたターゲット基板キャリア２０７の水平スピードがコンベア２３１の水平スピードと再び実質的に一致され、コンベア２３１により搬送されている別の基板キャリア（例えば、図９Ｄの基板キャリア４０９）がターゲット基板キャリア２０７に衝突するのを防止する。
【００７６】
図３のステップ３１５では、エンドエッフェクター２２５を下降し（例えば、垂直ガイド２１７、２１９に沿って水平ガイド２２１を下げることにより）、ターゲット基板キャリア２０７をコンベア２３１から離すように下げる。ターゲット基板キャリア２０７の下降が図９Ｅに示されている。ターゲット基板キャリア２０７が支持されたエンドエフェクター２２５は、次いで、減速され（図８のステップ３１７）、停止される。上述したように、本発明の少なくとも１つの実施形態では、上記エンドエフェクター２２５の加速、減速、上昇及び／又は下降が、エンドエフェクター２２５に対して決定された運動プロフィールによって定義される。（運動プロフィールの例は、図１３Ａ−８Ｄを参照して以下に説明する。）
ステップ３１９では、基板キャリアハンドラー２１５は、エンドエフェクター２２５に支持されたターゲット基板キャリア２０７をドッキングステーション２０３（図７Ａ）の１つへ搬送する。或いは又、ロードステーション２０１が１つ以上の保管棚又は他の保管位置（例えば、基板キャリアを保管するための図７Ａに仮想線で示された保管棚２３９）を含む場合には、基板キャリアハンドラー２１５は、ターゲット基板キャリア２０７を保管位置の１つへ搬送する。（他の及び／又はより多くの保管位置が使用されてもよい。）図８のプロセスは、次いで、ステップ３２１で終了する。
【００７７】
ターゲット基板キャリア２０７がドッキングステーション２０３の１つへ運ばれたと仮定すれば、ターゲット基板キャリア２０７は、基板キャリアハンドラー２１５により、各ドッキングステーション２０３のドッキンググリッパー２１１へ引き渡される。次いで、ターゲット基板キャリア２０７は、ドッキングステーション２０３においてドッキングされ、ドッキングステーション２０３の基板キャリアオープン装置２１３により開放され、ターゲット基板キャリア２０７からターゲット基板を抽出することができる（例えば、図１のＦＩロボット３１Ａのような基板ハンドラーにより）。抽出された基板は、基板ロードステーション２０１に関連した処理ツール（例えば、図１の処理ツール）へ移送され、１つ以上の製造プロセスが処理ツールによって基板に施される。処理ツールにおいて処理が完了すると、基板は、ドッキングステーション２０３においてターゲット基板キャリア２０７へ戻され、次いで、ターゲット基板キャリア２０７が閉じられて、ドッキングステーション２０３からドッキング解除される。次いで、基板キャリアハンドラー２１５は、ターゲット基板キャリア２０７をドッキングステーション２０３から離して、コンベア２３１の真下の位置へ搬送する（例えば、基板キャリア２０７を、保管位置２３９のような保管位置に保管するのではなく、コンベア２３１へ返送すべきと仮定すれば）。即ち、基板キャリア２０７がエンドエフェクター２２５に支持された状態で、水平ガイド２２１が垂直ガイド２１７、２１９の上端２１７ａ、２１９ａ付近に移動され、次いで、支持体２２３が水平ガイド２２１の上流端２２１ａへ移動される。次いで、基板キャリア２０７は、図１０−１１Ｅを参照して説明するように、コンベア２３１へ移送されて戻される。
【００７８】
図１０−１１Ｅを参照し、ターゲット基板キャリア２０７をコンベア２３１にロードするために本発明により実行されるプロセスの一例を以下に説明する。図１０は、本発明の基板キャリアロードプロセスを示すフローチャートである。図１１Ａ−Ｅは、図１０のプロセスの種々の段階を示す概略側面図である。
【００７９】
図５のプロセスは、ステップ５０１でスタートし、ステップ５０３へと続く。ステップ５０３において、コントローラ２３７は、コンベア２３１の空のキャリア係合部材４０１の存在を指示する信号（例えば、センサ２３３又は２３５からの）を受け取る。この信号に応答して、ステップ５０５において、コントローラ２３７は、エンドエフェクター２２５（コンベア２３１へ移送されるべきターゲット基板キャリア２０７が載せられた）を水平ガイド２２１に沿って加速して空のキャリア係合部材４０１（及び／又はコンベア２３１）の移動に実質的に一致させるように、基板キャリアハンドラー２１５を制御する。例えば、エンドエフェクター２２５は、水平方向における空のキャリア係合部材４０１のスピード及び位置に実質的に一致する。上述したように、１つ以上の実施形態において、エンドエフェクター２２５は、トリガーセンサ（例えば、図７Ｂのセンサ対２３３ｂ、２３３ｂ’）と同じ位置に配置されなくてもよい。このような場合に、ステップ５０５におけるエンドエフェクター２２５の加速を遅らせて、エンドエフェクター２２５及びトリガー（又は発進）センサの位置の相違を補償することが必要である。
【００８０】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、空のキャリア係合部材４０１の位置及びスピードに実質的に一致するようにエンドエフェクター２２５を加速する（ステップ５０５）前に、コントローラ２３７は、コンベア２３１に結合されたセンサ２３３又は１つ以上のエンコーダ２４０ａ、２４０ｂを使用して、コンベア２３１のスピードを決定する。コンベア２３１の位置を決定することもできる。コンベア２３１のスピードに基づいて、コントローラ２３７は、エンドエフェクター２２５の運動プロフィールを決定すると共に、この運動プロフィールに基づいてエンドエフェクター２２５の運動を指令し、エンドエッフェクター２２５（ターゲット基板キャリア２０７が載せられた）のスピード及び位置を、そのターゲット基板キャリア２０７をロードすべき空のキャリア係合部材４０１に実質的に一致させる。この運動プロフィールは、コンベア２３１のスピードが所定のスピード範囲（例えば、エンドエフェクター２２５が所定の運動プロフィールに従って加速された場合に、エンドエフェクター２２５が空のキャリア係合部材４０１と適切に整列されることを保証する範囲）内にある場合に、エンドエフェクター２２５がロード操作の実行を開始する（例えば、加速を開始する）ことだけをコントローラ２３７が許し、さもなければ、図１０のプロセスを終了するように、「予め決定」される。
【００８１】
或いは又、コントローラ２３７は、例えば、所定の運動プロフィールのルックアップテーブルや、運動プロフィールを計算するためのアルゴリズム等を使用することにより、コンベア２３１のスピードを使用してエンドエフェクター２２５の運動プロフィールを決定してもよい。コンベアのスピードではなく、キャリア係合部材のスピードを測定し、これを使用して、運動プロフィールを決定できるか、又はエンドエフェクター２２５に対して所定の運動プロフィールを使用すべきかどうか決定できることも理解されよう。各運動プロフィールは、ロード操作中にエンドエフェクター２２５により使用される加速、減速、上昇及び下降（以下に述べる）の全てを含む。（図１３Ａ−Ｄを参照して、運動プロフィールの例を以下に説明する。）
図１１Ａに示すように、エンドエフェクター２２５は、コンベア２３１と実質的に一致する速度で移動されており、ターゲット基板キャリア２０７のフランジ４０２は、ターゲット基板キャリア２０７をロードすべきキャリア係合部材４０１の下で且つ若干後方にある。このように、以下に述べるようにコンベア２３１へターゲット基板キャリア２０７を移送する間に、キャリア係合部材４０１によりフランジ４０２が妨げられないようにしてターゲット基板キャリア２０７を持ち上げることができる。一般に、ターゲット基板キャリア２０７のフランジ４０２は、ターゲット基板キャリア２０７をロードすべきキャリア係合部材４０１と、このターゲット基板キャリア２０７をロードすべきキャリア係合部材４０１に続くキャリア係合部材（及び／又はそこに配置された基板キャリア）とに接触しないようにして、ターゲット基板キャリア２０７を持ち上げることのできるいかなる位置に配置することもできる。
【００８２】
ステップ５０５に続いて、ステップ５０７において、ターゲット基板キャリア２０７及びキャリア係合部材４０１の相対的な水平位置が感知される（例えば、図７Ａのセンサ２３５により）。例えば、センサ２３５が、光源／検出器対で構成される場合に、センサ２５３は、空のキャリア係合部材４０１（又はコンベア２３１）に向って光ビームを放射し、これは、エンドエフェクター２２５が空のキャリア係合部材４０１に対して適切に配置されている場合だけセンサ２３５により検出される（図７Ｃ−Ｄを参照して上述したように）。
【００８３】
図７Ｅは、エンドエフェクター２２５の一部分の斜視図で、キャリア係合部材４０１をコンベア２３１に結合するキャリア係合部材４０１の部分２４９を検出するように配置されたセンサ２３５を示している。より詳細には、キャリア係合部材４０１のこの部分２４９は、エンドエフェクター２２５がロード操作に対してキャリア係合部材４０１の下に適切に配置されたときに光ビーム２４１（センサ２３５により放射された）をセンサ２３５に反射して戻すような角度にされたノッチ２５１を含む。他の構成が使用されてもよい。例えば、１つ以上のエンコーダ２４０ａ、２４０ｂ、又はコンベアのスピードを直接測定する他の位置決め装置がこのような情報をコントローラ２３７に与え（例えば、連続的に）、コントローラ２３７がロード（又はアンロード）操作中にコンベアの位置を追跡するようにしてもよい。
【００８４】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、エンドエフェクター２２５が空のキャリア係合部材４０１に対して適切に配置されない場合には、図１１のプロセスが終了となる。或いは又、本発明の別の実施形態では、ステップ５０９において、ターゲット基板キャリア２０７とキャリア係合部材４０１との水平方向の相対的な位置決めの際に必要な調整が行われる（例えば、以下に述べるようにターゲット基板キャリア２０７が持ち上げられるときにフランジ４０２がキャリア係合部材４０１に接触しないよう確保するために）。例えば、コントローラ２３７は、センサ２３５から適切な整列信号が受け取られるまでエンドエフェクター２２５を加速及び／又は減速する。このような位置調整中に、ターゲット基板キャリア２０７の水平スピードと、コンベア２３１及び／又はキャリア係合部材４０１の水平スピードは、実質的に一致した状態に保たれる。本発明の更に別の実施形態では、ステップ５０７及び５０９が排除されてもよい（例えば、コンベア２３１のスピード及び／又はエンドエフェクター２２５の発進時間／位置に相関された所定の運動プロフィールが使用される場合）。このような実施形態では、センサ２３５が排除されてもよい。
【００８５】
エンドエフェクター２２５が空のキャリア係合部材４０１に対して適切に配置されたと仮定すれば、ステップ５１１において、図１１Ｂに示すように、垂直ガイド２１７、２１９（図７Ａ）に沿って水平ガイド２２１を上昇させることによりエンドエフェクター２２５が上昇されて、ターゲット基板キャリア２０７及び特にそのフランジ４０２がキャリア係合部材４０１のレベルまで持ち上げられる。図１１Ｂに示すように、フランジ４０２は、キャリア係合部材４０１の若干上に配置される（例えば、以下に述べるように、そこにロードするために）。
【００８６】
次いで、ステップ５１３で表わされ、図１１Ｃに示されたように、ターゲット基板キャリア２０７が加速されて、ターゲット基板キャリア２０７のフランジ４０２がコンベア２３１のキャリア係合部材４０１の上にもっていかれる。次いで、ターゲット基板キャリア２０７が減速されて、ターゲット基板キャリア２０７の水平速度が再びコンベア２３１の水平速度に実質的に一致するようにされる。その後、図１１Ｄに示され、ステップ５１５で表わされたように、エンドエフェクター２２５が下降されて（コンベア２３１の水平速度と実質的に一致し続けながら）、ターゲット基板キャリア２０７のフランジ４０２をコンベア２３１のキャリア係合部材４０１と係合状態にもっていき、ターゲット基板キャリア２０７をキャリア係合部材４０１へ引き渡す。本発明の１つ以上の実施形態では、ターゲット基板キャリア２０７は、図１３Ａ−１３Ｂを参照して以下に述べるように、実質的にゼロ速度及び／又は加速度でキャリア係合部材４０１に接触するのが好ましい。基板キャリアハンドラー２１５は、コントローラ２３７の制御のもとで、エンドエフェクター２２５を下降し続け（例えば、コンベア２３１の水平速度と実質的に一致し続けながら）、エンドエフェクター２２５の運動学的ピン２２９がターゲット基板キャリア２０７の底面の特徴部４０７から解離されるようにする。ステップ５１７の結果の一例が図１１Ｅに示されている。
【００８７】
エンドエフェクター２２５がターゲット基板キャリア２０７から解離された後に、ステップ５１９において、エンドエフェクター２２５が減速され（例えば、停止され）、図５のプロセスが終了となる（ステップ５２１）。その間、フランジ４０２を介してコンベア２３１のキャリア係合部材４０１に支持されたターゲット基板キャリア２０７は、コンベア２３１によりロードステーション２０１から離れるように搬送される。上述したように、本発明の少なくとも１つの実施形態では、上記エンドエフェクター２２５の加速、減速、上昇及び／又は下降は、エンドエフェクター２２５に対して決定された運動プロフィールによって定義される。
【００８８】
従って、本発明により設けられた基板ロードステーション２０１、特に、コントローラ２３７の制御のもとで動作する基板キャリアハンドラー２１５は、移動中のコンベアから基板キャリアをアンロードし、移動中のコンベアに基板キャリアをロードするように機能する。このように、本発明の基板ロードステーション及び基板キャリアハンドラーは、製造設備内での基板休止時間、進行中ワーク、並びに稼働資本及び製造コストを減少することができる。
【００８９】
本発明によれば、コントローラ２３７は、図８及び１０のプロセスの一方又は両方を実行するようにプログラムできる。又、図８及び１０のプロセスは、１つ以上のコンピュータプログラム製品において実施されてもよい。各コンピュータプログラム製品は、コンピュータにより読み取り可能な媒体により保持される（例えば、搬送波信号、フロッピーディスク、ハードドライブ、ランダムアクセスメモリ、等）。
【００９０】
本発明の少なくとも１つの実施形態では、本発明の基板ロードステーション２０１は、停電や非常停止等の場合にエンドエフェクター２２５をコンベア２３１から自動的に引っ込めるように構成される。例えば、コントローラ２３７は、停電や非常停止等の所定の中断に応答してコンベア２３１から離れるようにエンドエフェクター２２５（及び／又は水平ガイド２２１）を自動的に引っ込めるエンドエフェクター引っ込めルーチンを含む。更に、エンドエフェクター２２５（及び／又は水平ガイド２２１）は、基板ロードステーション２０１から電力が除去されたときにエンドエフェクター２２５（及び／又は水平ガイド２２１）が自動的に引っ込むようにバイアスされてもよい。スプリング、重力、エアシリンダー、ボールスクリュー、リードスクリュー等の適当なバイアスメカニズムを使用することができる。上述したエンドエフェクター引っ込めルーチンは、例えば、１つ以上のコンピュータプログラム製品として実施されてもよい。
【００９１】
基板ロードステーション２０１の設計に作用するパラメータは、例えば、（１）コンベアのスピード、（２）基板キャリアハンドラー２１５がエンドエフェクター２２５を移動できる水平及び／又は垂直のスピード、（２）基板キャリアハンドラー２１５のエンドエフェクター２２５に適用される水平及び／又は垂直の加速度及び減速度、（４）基板キャリアハンドラー２１５のエンドエフェクター２２５の水平及び垂直の移動範囲、（５）コンベア２３１により搬送される隣接基板キャリア２０７間の距離、（６）コンベア２３１が基板キャリア２０７を搬送する高さ、（７）基板キャリア２０７を搬送するのに使用されるコンベア２３１のキャリア係合部材４０１を越えるために基板キャリア２０７を持ち上げねばならない垂直距離、（８）各基板キャリア２０７の高さ（例えば、垂直方向寸法）、（９）キャリア係合部材４０１から解除した後に、コンベア２３１により搬送されている基板キャリアを、その解除された基板キャリア２０７に当たることなく、その解除された基板キャリア２０７の上を通せるようにするために、基板キャリア２０７を下げねばならない距離、（１０）使用するキャリア係合部材の形式、及び／又は（１１）他の同様のパラメータを含む。
【００９２】
例えば、本発明の少なくとも１つの実施形態において、本発明の基板キャリアハンドラー２１５は、（１）エンドエフェクター２２５の最大水平速度をコンベア２３１の水平速度以上とすることができ、（２）基板キャリア２０７をコンベアのキャリア係合部材４０１から解離してそれを越えるに充分な高さまでエンドエフェクター２２５を持ち上げることができ、（３）コンベアのスピードに一致させるための第１水平速度、及び基板キャリア２０７をドッキングステーション２０３へ移送し及びそこから移送するための第２水平速度といった２つ以上の水平速度で移動することができ、（４）基板キャリア２０７をコンベア２３１から解離し又は基板キャリア２０７をコンベア２３１へ引き渡すための第１垂直速度、及び基板キャリア２０７をドッキングステーション２０３へ移送し及びそこから移送するための第２垂直速度といった２つ以上の垂直速度で移動することができ、及び／又は（５）基板キャリア２０７に収容された１つ又は複数の基板にダメージを及ぼすことなくエンドエフェクター２２５に支持された基板キャリア２０７の全ての加速及び減速（基板キャリアをコンベア２３１に係合させ又はそこから解離させるために必要な）を実行できねばならない。
【００９３】
同様に、基板キャリアハンドラー２１５は、そのエンドエフェクター２２５を、最も下のドッキングステーション２０３にサービスするに充分な低いレベルまで下げるように動作できねばならない。（最も下のドッキングステーション２０３より下に保管棚又は他の保管位置が存在する場合には、基板キャリアハンドラー２１５は、エンドエフェクター２２５を更に下げてその最も下の保管棚／位置にサービスするように動作できねばならない。）水平ガイド２２１に設けられたエンドエフェクター２２５の水平移動範囲と、エンドエフェクター２２５を移動するメカニズムは、エンドエフェクター２２５が、コンベアスピードに実質的に一致する水平スピードまで加速し、基板キャリア２０７をコンベア２３１から解離し及び／又は基板キャリア２０７をコンベア２３１に係合し（コンベア２３１で搬送されている他の基板キャリアとの衝突を回避しながら）、更に、停止状態まで減速することができ、これらが全て、水平ガイド２２１により与えられる使用可能な水平移動範囲内で行われるというものでなければならない。
【００９４】
本発明の基板ロードステーションの１つ以上の実施形態において上述した特徴／パラメータの幾つか又は全部を包含することが意図される。
【００９５】
本発明の基板ロードステーション２０１の特定の実施形態を設計し及び／又はコントローラ２３７（図７Ａ）をプログラミングする上で考慮される種々のファクタ及びパラメータについて、図１２Ａ−Ｄを参照して以下に説明する。図１２Ａ及び１２Ｂは、図７Ａと同様に、本発明の基板ロードステーション２０１を示す簡単な前面図である。図１２Ｃ−Ｄは、図９Ａ−Ｅ及び図１１Ａ−Ｅと同様に、コンベア２３１との係合中及び／又はコンベア２３１からの解離中の基板キャリアを示す簡単な側面図である。
【００９６】
基板キャリアハンドラー２１５のエンドエフェクター２２５の水平範囲が図１２Ａに示されている。エンドエフェクター２２５及び支持体２２３は、７０１において、基板キャリアハンドラー２１５の水平ガイド２２１に沿ったエンドエフェクター２２５の上流移動限界の位置に実線で輪郭が示されている。又、エンドエフェクター２２５及び支持体２２３は、７０２において、水平ガイド２２１に沿ったエンドエフェクター２２５の下流移動限界の位置に仮想線で示されている。図１２Ａに示す距離ＤＨＲは、エンドエフェクター２２５の最大水平移動距離を表わす。
【００９７】
この水平移動距離ＤＨＲの選択は、上記設計ファクタにより影響されるのに加えて、ドッキングステーション２０３又は棚２３９の位置（例えば、ドッキングステーション又は棚の数及び／又は水平スパン）、基板ロードステーション２０１に対する希望のフットプリント、基板ロードステーション２０１に結合されるファクトリインターフェイス又は処理ツールのサイズ、等々によっても影響される。
【００９８】
エンドエフェクター２２５の垂直移動範囲が図１２Ｂに示されている。エンドエフェクター２２５、支持体２２３及び水平ガイド２２１は、７０３において、エンドエフェクター２２５の垂直移動範囲の上限に実線で輪郭が示されている。この位置では、エンドエフェクター２２５は、コンベア２３１のキャリア係合部材４０１から基板キャリア２０７のフランジ４０２を越えさせるに充分な高である高さＥＨにある（図９Ｂ−Ｄを参照）。
【００９９】
図１２Ｂを参照し続けると、エンドエフェクター２２５、支持体２２３及び水平ガイド２２１は、７０４において、エンドエフェクター２２５の垂直移動範囲の下限に仮想線で示されている。この位置では、エンドエフェクター２２５は、基板ロードステーション２０１の最も下のドッキングステーション（又は保管位置）にサービスするのに必要な最低高さである高さＥＬにある。図１２Ｂに示された距離ＤＶＲは、エンドエフェクター２２５の最大垂直移動範囲（例えば、ＤＶＲ＝ＥＨ−ＥＬ）を表わす。他の垂直移動範囲を使用してもよい。
【０１００】
基板キャリア２０７をコンベア２３１に係合し又はそこから解離する操作に影響するパラメータが図１２Ｃ−Ｄに示されている。図１２Ｃは、コンベア２３１により搬送されている２つの隣接する基板キャリア２０７を分離する距離ＤＳを示す。この分離距離ＤＳは、キャリア係合部材４０１間の距離ＤＣＥＭに関係しているがそれより短く、又、基板キャリア２０７の水平距離にも関係している。距離ＤＳを長くすると、ロード及びアンロード操作中に基板キャリア２０７を上昇し、下降し、加速し及び／又は減速するためのスペース及び／又は時間周期が大きくなることにより、ロード及びアンロード操作を容易にする。しかしながら、距離ＤＳを長くすると、一般に、コンベア２３１により搬送することのできる基板キャリアの数が減少する。
【０１０１】
図１２Ｄに示すように、本発明の少なくとも１つの実施形態において、基板キャリア２０７をコンベア２３１から解離するために、エンドエフェクター２２５は、運動学的特徴部２２９を、基板キャリア２０７の底面の高さＥＣＢに少なくとも等しい高さまで上昇させる。より詳細には、運動学的特徴部２２９は、この高さＥＣＢと、基板キャリア２０７を支持するキャリア係合部材４０１のシートの高さＨＣＥＭとの和に等しいか又はそれより大きい高さまで上昇される（例えば、キャリア係合部材４０１から基板キャリア２０７のフランジ４０２を越えさせるために）。解離された基板キャリア２０７を下げる前に、エンドエフェクター２２５が減速され、キャリア係合部材４０１が、フランジ４０２の長さＬＦより大きい全距離だけ基板キャリア２０７の前方へ移動できるようにする。本発明の基板ロードステーション２０１及び基板ハンドラー２１５の設計に影響するパラメータは、他にも多数ある。
【０１０２】
以上の説明は、本発明を例示する実施形態のみを開示したが、当業者であれば、本発明の範囲内に入る上記装置及び方法の変更が容易に明らかであろう。例えば、上記の基板キャリアハンドラーに２つの垂直ガイドを使用するのではなく、１つの垂直ガイドだけを使用してもよい。又、基板キャリアハンドラーは、水平ガイドが垂直ガイドに沿って垂直方向に移動するように結合されるのではなく、垂直ガイドが水平ガイドに沿って水平方向に移動するように結合されて構成されてもよい。
【０１０３】
基板キャリアハンドラーが水平ガイドに沿って移動するように取り付けられた垂直ガイドを含むときには、エンドエフェクターを上昇させて基板キャリアをコンベアから解離したり又はエンドエフェクターを下降させて基板キャリアをコンベアに引き渡したりすることは、エンドエフェクターを垂直ガイドに沿って上昇又は下降させることにより達成される（例えば、一対の垂直ガイドに対して水平ガイドを上昇させるのではなく）。基板キャリアハンドラー２１５の支持体２２３にアクチュエータ（図示されない駆動ベルト又はリードスクリュー等の）を設けて、水平ガイド２２１に対してエンドエフェクター２２５を上昇させコンベア２３１から基板キャリアを解離するか、又は水平ガイド２２１に向ってエンドエフェクター２２５を下降させてコンベア２３１に基板キャリアを引き渡してもよい（１つ又は複数の垂直ガイドに沿って水平ガイド２２１を上昇／下降するのに加えて又はそれに代わって）。
【０１０４】
本発明は、基板キャリアを垂直方向に搬送するコンベアから基板キャリアをアンロードしたりそこに基板キャリアをロードしたりするのにも使用できる。このような場合には、エンドエフェクター２２５は、上記で取り上げた２００２年８月３１日出願の「End Effector Having Mechanism For Reorienting a Wafer Carrier Between Vertical and Horizontal Orientations」と題する米国特許出願第６０／４０７，４５２号（代理人Docket No. 7097）に開示されたように、垂直の向きと水平の向きとの間で基板キャリアを再方向付けするための再方向付けメカニズムを含む。
【０１０５】
本発明は、単一基板キャリアについて説明するが、２つ以上の基板を保持する基板キャリア、又はキャリアにより搬送されない個々の基板にも使用することができる。
【０１０６】
ここに説明する基板ロードステーションの特定実施形態は、複数の垂直スタックに配列されたドッキングステーションを備えている。しかしながら、上述した基板ロードステーションは、ドッキングステーションの１つの垂直スタックだけを備えてもよいし、１つのドッキングステーションだけを備えてもよいし、又はドッキングステーションの３つ以上の垂直スタックを備えてもよい。又、基板ロードステーションは、１つ以上の保管棚を備えてもよいし、及び／又は保管棚ではない１つ以上の他の基板キャリア保管設備を備えてもよい。
【０１０７】
図７Ａに示す基板ロードステーションでは、ドッキングステーションは、基板キャリアを懸架してそれをドッキング位置と非ドッキング位置との間で移動するドッキンググリッパーを備えるものとして示された。或いは又、ドッキングステーションは、基板キャリアをドッキング位置と非ドッキング位置との間で移動する間に、基板キャリアの底面又は側面等を経て下から基板キャリアを支持するドッキング用そり又はプラットホームを含んでもよい。
【０１０８】
本発明は、垂直及び水平ガイドが結合されたフレームを備えた基板ロードステーションに使用されるのが好ましい。このように、好ましい基板ロードステーションは、モジュラーであり、素早く設置して校正することができる。基板ロードステーションが１つ以上の保管棚（例えば、図２Ａの保管棚２３９）を含む場合には、各保管棚もフレームに取り付けられる。基板キャリアハンドラー及び保管棚（１つ又は複数）の両方をフレームに取り付けることにより、基板キャリアハンドラー及び保管棚は、互いに所定の位置をもつ。これは、設置及び校正を更に容易にし、モジュラー基板ロードステーションを使用する別の利点である。同様に、オーバーヘッドファクトリ搬送システムに基板キャリアをロードし及び／又はそこからアンロードするための専用メカニズムのような他のメカニズムを、図２を参照して述べたようにフレームに効果的に取り付けることができる。或いは又、このフレームを２つ以上の個別のフレームで構成し、例えば、基板又は基板キャリアハンドラーをフレームの１つに結合し、棚を他のフレームに結合するようにしてもよい。このようなフレームは、２つ以上のフレーム部分の整列を容易にするために整列特徴部を含んでもよい。
【０１０９】
１つの態様において、フレームは、クリーンルーム壁、又はチャンバー（例えば、ファクトリインターフェイスチャンバー）の前壁の所定取り付け位置（例えば、予め設けられたボルト穴等）に取り付けられる。又、この壁は、ドッキンググリッパー又はドッキングプラットホームが取り付けられる所定取り付け位置も有するのが好ましい。更に、この壁は、基板キャリアオープンメカニズムが取り付けられる所定取り付け位置を有してもよい。フレーム、ドッキングメカニズム及び基板キャリアオープンメカニズムが同じ表面上の所定の位置に各々取り付けられるときには、各々の相対的な位置が予め決定され、基板ロードステーションの設置及び校正が容易にされる。
【０１１０】
ここに述べたコンベアは、基板ロードステーション２０１の上に配置されるものとして説明したが、コンベアは、基板ロードステーションの高さ又はそれより下に配置されてもよいし、或いは基板ロードステーションに隣接する別の位置に配置されてもよいことが意図される。
【０１１１】
ここに述べた基板ロードステーションは、基板を処理ツール、計測位置、又は基板が搬送される他の位置へ供給するのに使用することができる。
【０１１２】
以上の説明から、本発明の基板ロードステーションは、その基板ロードステーションのドッキングステーションから処理ツール（図１のシステムの場合のような）のロードロックチャンバーへ基板を移送するＦＩロボットを有するファクトリインターフェイス（ＦＩ）に関連して設置できることを理解されたい。或いは又、ファクトリインターフェイスを排除し、ロードロックチャンバーが、基板ロードステーションのドッキングステーションから基板を直接移送する基板ハンドラーを含むようにしてもよい。別の態様として、処理ツールが真空下以外の大気圧で動作するようにして、ロードロックチャンバーを排除してもよい。
【０１１３】
図１３Ａ−Ｄは、エンドエフェクター２２５に対する運動プロフィールの例を示す。本発明の少なくとも１つの実施形態において、このような運動プロフィールが使用されるときには、センサ２３３（例えば、「発進」センサ）を使用するだけでよい（例えば、センサ２３５は、排除してもよい）。図１３Ａを参照すれば、曲線Ｃ１は、ロード操作中のｘ軸（コンベア２３１が移動する水平方向）に沿ったエンドエフェクターの速度を示す。曲線Ｃ２は、ロード操作中のｚ軸（垂直方向）に沿ったエンドエフェクターの速度を示す。曲線Ｃ３は、エンドエフェクターのｚ軸の位置を示し、曲線Ｃ４は、ロード操作中のエンドエフェクターのｘ軸の位置を示す。図１３Ｂは、図１３Ａと同様であるが、ｚ軸の位置データを拡大して示す。図１３Ｃ−Ｄは、図１３Ａ−Ｂと同様であるが、アンロード操作中のエンドエフェクター２２５に対するｘ軸速度（曲線Ｃ１’）、ｚ軸速度（曲線Ｃ２’）、ｚ軸位置（曲線Ｃ３’）、及びｘ軸位置（曲線Ｃ４’）を示す。図１３Ａ−Ｂは、基板キャリアロード操作の開始中の低いｚ位置におけるｚ軸位置データ（曲線Ｃ３）を示すことに注意されたい（例えば、基板キャリアのサイズを補償するために）。
【０１１４】
図１３Ａ−Ｂ及び曲線Ｃ１−Ｃ４を参照すれば、エンドエフェクター２２５は、ロード操作中に図１０を参照して述べたものと同様の上昇、下降及び加速を実行することができる。例えば、図１０及び１１Ａ−Ｅを更に参照すれば、ロード操作のためのトリガー信号を受信した後（ステップ５０３）、エンドエフェクター２２５は、時間Ｔ１とＴ２との間にｘ方向にコンベア２３１の速度に一致するように加速する（曲線Ｃ１）（ステップ５０５及び図１１Ａ）。その後、時間Ｔ３とＴ４との間に、エンドエフェクター２２５（曲線Ｃ３）は、コンベア２３１のレベルへ上昇され（ステップ５１１及び図１１Ｂ）、例えば、コンベア２３１へロードされるべき基板キャリア２０７のフランジ４０２が、その基板キャリア２０７を受け取るべきキャリア係合部材４０１の上に来るようにする。
【０１１５】
時間Ｔ５とＴ６との間に、エンドエフェクター２２５は、コンベア２３１のスピード以上に加速され（曲線Ｃ１）（次いで、コンベア２３１の速度に減速され）、基板キャリア２０７のフランジ４０２がキャリア係合部材４０１の上に配置される（ステップ５１３及び図１１Ｃ）。時間Ｔ７に、基板キャリア２０７のフランジ４０２がキャリア係合部材４０１の上に配置された状態で、エンドエフェクター２２５が下降し（曲線Ｃ３）、フランジ４０２がキャリア係合部材４０１に接触したときに停止する（時間Ｔ８に示すように）。次いで、エンドエフェクター２２５は、時間Ｔ９まで下降し、基板キャリア２０７は、キャリア係合部材４０１上に保持される。従って、基板キャリア２０７は、実質的にゼロの速度及び／又は加速度でコンベア２３１へ移送される（例えば、時間Ｔ８に）（ステップ５１５、５１７及び図１１Ｄ−Ｅ）。例えば、エンドエフェクター２２５は、フランジ４０２がキャリア係合部材４０１に係合したときに停止するので、基板キャリア２０７の移送は、ｚ方向に実質的にゼロの速度及び加速度で行われる。同様に、ｘ方向におけるエンドエフェクターの速度は一定であり、キャリア交換中にコンベア２３１の速度に一致されるので（曲線Ｃ１）、基板キャリア２０７の移送は、ｘ方向に実質的にゼロの加速度で行われる。更に、少なくとも１つの実施形態では、基板キャリア移送中にｙ方向に運動は発生しない。従って、基板キャリアの移送は、３つの方向に実質的にゼロの加速度で且つ少なくとも２つの方向に実質的にゼロの速度で実行される。時間Ｔ９に続いて、エンドエフェクター２２５は、減速される（ステップ５１９及び曲線Ｃ１）。
【０１１６】
図１３Ｃ−Ｄ及び曲線Ｃ１−Ｃ４を参照すれば、エンドエフェクター２２５は、アンロード操作中に図８を参照して述べたのと同様の上昇、下降及び加速を実行することができる。例えば、図８及び９Ａ−Ｅを更に参照すれば、アンロード操作のためのトリガー信号を受信した後（ステップ３０３）、エンドエフェクター２２５は、時間Ｔ１とＴ２との間にｘ方向にコンベア２３１の速度に一致するように加速する（曲線Ｃ１’）（ステップ３０５及び図９Ａ）。その後、時間Ｔ３とＴ４との間に、エンドエフェクター２２５は上昇され（曲線Ｃ３’）、運動学的特徴部２２９が、コンベア２３１からアンロードされるべき基板キャリア２０７の凹状特徴部４０７に係合するようにされる（ステップ３１１及び図９Ｂ）。時間Ｔ４において、エンドエフェクター２２５は、運動学的特徴部２２９が、凹状特徴部４０７に係合したときに上昇を停止する（曲線Ｃ２’及びＣ３’）。時間Ｔ４とＴ５との間に、エンドエフェクター２２５は、更に上昇され、基板キャリア２０７のフランジ４０２をキャリア係合部材４０１から離すように持ち上げる（ステップ３１１及び図９Ｃ）。従って、基板キャリア２０７は、実質的にゼロの速度及び／又は加速度で（例えば、ｘ、ｙ及び／又はｚ方向において、基板キャリア２０７をキャリア係合部材４０１から持ち上げる前に時間Ｔ４にｚ軸の運動が停止し、且つエンドエフェクター２２５とコンベア２３１との間にスピードの一致があるために）、キャリア係合部材４０１からアンロードされる。時間Ｔ５に続き、エンドエフェクター２２５は、上述され且つ図１３Ｃ−Ｄに示したように、減速され、再加速され（ステップ３１３及び曲線Ｃ１’）、次いで、下降されて（ステップ３１５及び曲線Ｃ３’）、キャリア係合部材４０１を越える。
【０１１７】
従って、移動中のコンベアから基板キャリアをアンロードしたりそこにロードしたりすることは、１つ以上の方向に、より好ましくは２つの方向に、最も好ましくは全ての方向に、実質的にゼロの速度及び／又は加速度で行われる。垂直方向に実質的のゼロの速度及び加速度であるのが好ましく、更に、アンロード／ロード中には実質的にゼロの速度及び／又は加速度ではなくて、ゼロの速度及び／又は加速度であるのが更に好ましい。ここで使用する「ゼロの速度」又は「ゼロの加速度」とは、コンベアの高さ、コンベアのスピード、アクチュエータの再現性等のシステム変動や、コントローラの分解能、アクチュエータの分解能、エンドエフェクターの位置の公差等のシステム制約、等々が与えられたときに、できるだけゼロに近いことを意味する。「実質的にゼロの速度」又は「実質的にゼロの加速度」とは、基板キャリア内に収容された基板にダメージを及ぼしたり及び／又は潜在的にダメージを与える粒子を発生したりすることなく、基板キャリアを移動中のコンベア及び／又はキャリア係合部材からアンロードし及び／又はそこにロードすることができるに充分なほどゼロに近いことを意味する。例えば、基板キャリアは、比較的小さな速度で接触される。一実施形態において、エンドエフェクターは、垂直方向に急速に上昇され、次いで、比較的小さな又は実質的にゼロの速度に低速化された後、基板キャリアに接触される。同様に小さな（又は実質的にゼロの）加速度も使用できる。同様のロード操作を実行することができる。一実施形態では、基板又は基板キャリアが垂直方向に約０．５Ｇ未満の力で接触され、別の実施形態では、約０．１５Ｇ未満の力で接触される。他の接触力の値を使用してもよい。
【０１１８】
本発明は、主として、単一ウェハキャリアのみを含む基板キャリアを移動中のコンベアからアンロードしたりそこにロードしたりすることについて説明したが、多数の基板を含む基板キャリアも同様に移動中のコンベアからアンロードしたりそこにロードしたりできることが理解されよう。更に、本発明は、単一基板キャリア及び多基板キャリア（例えば、２５基板キャリア前面開放一体化ポッド）の両方を搬送するシステム内に使用することもできる。同様に、本発明は、個々の基板（例えば、閉じた基板キャリア内に収容されない基板）を移動中のコンベアからアンロードしたりそこにロードしたりするのにも使用できる。例えば、基板は、オープン基板キャリア、基板支持体、基板トレー、又は別の基板搬送装置を使用してコンベアを経て搬送することができ、この場合、エンドエフェクター２２５（又はその変形形態）が、同様のエンドエフェクター移動及び／又は運動プロフィールを使用してコンベアの基板搬送装置に基板を直接配置したりそこから基板を除去したりすることができる。従って、このような個々の基板は、ドッキングステーション又は他のロードポートへ移送することもできるし、もし必要であれば、ロードロックチャンバー及び／又は処理ツールへ直接移送することもできる。例えば、基板は、エンドエフェクター２２５からファクトリインターフェイス及び／又は処理ツールの基板取り扱いロボットへ直接移送することができる（例えば、直接的な「ブレード対ブレード」移送によるか又は中間移送位置を経て）。多数の個々の基板を同様に移動中のコンベアからアンロードしたり／そこにロードしたりすることができる。
【０１１９】
本発明は、コンベアを停止せずに、個々の基板及び／又は基板キャリアをコンベアからアンロードし、又、個々の基板及び／又は基板キャリアをコンベアにロードすることができる。従って、コンベアは、製造設備の運転中に連続的に走行することができる。これは、各基板を製造するための合計経過時間の短縮、基板の所与のレベルに対する進行中ワークの減少、及び製造設備で生産される半導体デバイス当たりの製造コストの低下を含む製造設備のより効率的な運転をもたらす。
【０１２０】
基板キャリア搬送システム１０は、１つの製造ツールに関連して説明したが、この基板キャリア搬送システム１０を、複数の製造ツール、複数の種類の真空又は非真空製造ツール、及び／又は例えば、清掃、研磨又は計測ツールのような他の基板処理装置に関連して設置することも意図される。
【０１２１】
更に、各ロード／アンロードメカニズム３２は、基板キャリアをコンベア１２にロードすることだけを専用に行うか又は基板キャリアをコンベア１２からアンロードすることだけを専用に行うことも意図され、或いは又、ロード／アンロードメカニズム３２の幾つか又は全部を使用して、基板キャリアをコンベア１２にロードしたりそこからアンロードしたりの両方を行うことも意図される。
【０１２２】
更に、図１の実施形態は、基板ロードステーション２６に関連した２つのロード／アンロードメカニズム３２を有するとして示したが、１つのロード／アンロードメカニズム３２のみ、又は３つ以上のロード／アンロードメカニズム３２が単一基板ロードステーション２６に関連されることも意図される。
【０１２３】
本発明は、基板キャリア１４が、コンベア１２から懸架されながらコンベア１２によって搬送される実施形態について説明したが、基板キャリアがコンベアから懸架されない（例えば、その上部に載せられる）コンベアに関連して本発明を適用することも意図される。
【０１２４】
図２−５Ｆの実施形態では、ロード／アンロードメカニズム３２は、ロード／アンロード部材３６が回転式に移動するように取り付けられた４バーメカニズム３７を含むものとして示した。１８０°以上に回転する４バーリンケージが使用される本発明の実施形態では、単独動作を防止するためにバンド又は他の同様のメカニズムを経てリンケージの４つのバーを結合することができる。
【０１２５】
４バーメカニズムに加えて、他の形式の回転可能な取り付けメカニズム（例えば、垂直の向きにされるか又は水平の向きにされた個々の基板、或いは単一又は複数の基板を支持する基板キャリアをアンロードするための回転アーム又は他の回転可能なプラットホーム）を使用することも意図される。更に、ロード／アンロード部材３６の移動経路は、円以外の曲線をたどることも意図される。例えば、楕円の移動経路が使用されてもよい。
【０１２６】
ロード／アンロードメカニズムは、回転経路をたどるものも非回転経路をたどるものも、図１３Ａ−Ｄを参照して述べたように、１つ以上の方向においてゼロ又は実質的にゼロの速度及び／又は加速度で個々の基板又は基板キャリアに同様に接触することができる（好ましくは接触の直前に垂直方向の移動を停止又は実質的に停止する）。例えば、回転型のロード／アンロードメカニズムは、基板又は基板キャリアに接触する前に１つ以上の方向において加速を瞬時に又は瞬間的に実質的に停止する（例えば、上昇を停止する）ことができる。更に、回転及び非回転部品の両方を有するロード／アンロードメカニズム（例えば、リフトピンが結合された回転する４バープラットホーム）を使用して、ロード／アンロード部材と基板／キャリアとの間、又は基板／キャリアとファクトリ搬送エージェント／システムとの間に接触が生じるとき又はその直前に、１つ以上の方向においてゼロ又は実質的にゼロの速度及び／又は加速度を示すことができる。
【０１２７】
ロード／アンロードメカニズム３２は、基板ロードステーションに関連するものとして図示して上述した。しかしながら、それとは別に、ロード／アンロードメカニズム３２は、基板ロード装置（即ち基板ハンドラー及び任意の保管棚）をもたない製造ツール又は他の基板処理装置のためのロードポート又はドッキングステーションに関連されることも意図される。
【０１２８】
従って、本発明をその実施形態について開示したが、特許請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲内で他の実施形態も考えられることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明により設けられた基板キャリア搬送システムの一部分を示す概略上面図である。
【図２】図１の基板キャリア搬送システムの一部分であるロード／アンロードメカニズムを示す概略側面図である。
【図３（ａ）】図１の基板キャリア搬送システムの一部分であるコンベアから基板キャリアをアンロードする動作を概略的に示す側面図である。
【図３（ｂ）】図１の基板キャリア搬送システムの一部分であるコンベアから基板キャリアをアンロードする動作を概略的に示す側面図である。
【図４（ａ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアアンロード動作を示す概略側面図である。
【図４（ｂ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアアンロード動作を示す概略側面図である。
【図４（ｃ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアアンロード動作を示す概略側面図である。
【図４（ｄ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアアンロード動作を示す概略側面図である。
【図４（ｅ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアアンロード動作を示す概略側面図である。
【図４（ｆ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアアンロード動作を示す概略側面図である。
【図５（ａ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアロード動作を示す概略側面図である。
【図５（ｂ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアロード動作を示す概略側面図である。
【図５（ｃ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアロード動作を示す概略側面図である。
【図５（ｄ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアロード動作を示す概略側面図である。
【図５（ｅ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアロード動作を示す概略側面図である。
【図５（ｆ）】図２のロード／アンロードメカニズムの１つにより実行される基板キャリアロード動作を示す概略側面図である。
【図６】図１と同様であるが、本発明の基板キャリア搬送システムの別の実施形態を示す概略上面図である。
【図７Ａ】本発明により設けられた基板ロードステーションの前面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの基板ロードステーションの一部分を示す側面図で、基板ロードステーションの第１センサの実施形態を説明するのに有用な図である。
【図７Ｃ】図７Ａのエンドエフェクターの一部分を示す斜視図で、図７Ａの基板ロードステーションの第２センサを例示する図である。
【図７Ｄ】図７Ｃの一部分の拡大斜視図である。
【図７Ｅ】図７Ａのエンドエフェクターの一部分を示す斜視図で、キャリア係合部材の一部分を検出するように配置された第２センサを示す図である。
【図８】移動中のコンベアから基板キャリアをアンロードするために本発明により実行されるプロセスを例示するフローチャートである。
【図９Ａ】図８のプロセスのある段階を示す概略側面図である。
【図９Ｂ】図８のプロセスの別の段階を示す概略側面図である。
【図９Ｃ】図８のプロセスの更に別の段階を示す概略側面図である。
【図９Ｄ】図８のプロセスの更に別の段階を示す概略側面図である。
【図９Ｅ】図８のプロセスの更に別の段階を示す概略側面図である。
【図１０】移動中のコンベアに基板キャリアをロードするために本発明により実行されるプロセスを例示するフローチャートである。
【図１１Ａ】図１０のプロセスのある段階を示す概略側面図である。
【図１１Ｂ】図１０のプロセスの別の段階を示す概略側面図である。
【図１１Ｃ】図１０のプロセスの更に別の段階を示す概略側面図である。
【図１１Ｄ】図１０のプロセスの更に別の段階を示す概略側面図である。
【図１１Ｅ】図１０のプロセスの更に別の段階を示す概略側面図である。
【図１２Ａ】図７Ａと同様の本発明の基板ロードステーションの簡単な前面図である。
【図１２Ｂ】図７Ａと同様の本発明の基板ロードステーションの簡単な前面図である。
【図１２Ｃ】図９Ａ−９Ｅ及び図１１Ａ−１１Ｅと同様の移動中のコンベアを示す簡単な側面図である。
【図１２Ｄ】図９Ａ−９Ｅ及び図１１Ａ−１１Ｅと同様の移動中のコンベアを示す簡単な側面図である。
【図１３Ａ】本発明のエンドエフェクターの運動プロフィールを例示する図である。
【図１３Ｂ】本発明のエンドエフェクターの運動プロフィールを例示する図である。
【図１３Ｃ】本発明のエンドエフェクターの運動プロフィールを例示する図である。
【図１３Ｄ】本発明のエンドエフェクターの運動プロフィールを例示する図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０・・・基板キャリア搬送システム、１２・・・コンベア、１４・・・基板キャリア、１６・・・ハンドル、２０・・・ノッチ、２２・・・エンドエフェクター、２４・・・懸架アッセンブリ、２６・・・基板ロードステーション、２８・・・製造ツール、３０・・・ロードロック、３２・・・ロードロックメカニズム、３６・・・ロード／アンロード部材、３７・・・４バーメカニズム、４０・・・円経路、２０１・・・基板ロードステーション、２０３・・・ドッキングステーション、２０７・・・基板キャリア、２０９・・・ポート、２１１・・・ドッキンググリッパー、２１３・・・基板キャリアオープン装置、２１５・・・基板キャリアハンドラー、２１７、２１９・・・垂直ガイド、２２１・・・水平ガイド、２２３・・・支持体、２２５・・・エンドエフェクター、２２７・・・プラットホーム、２２９・・・運動学的位置決め特徴部、２３１・・・コンベア、２３３、２３５・・・センサ、２３７・・・コントローラ、２４０ａ、２４０ｂ・・・エンコーダ、４０１・・・キャリア係合部材、４０２・・・フランジ。
【図１】
2004266242.tif 000003
【図２】
2004266242.tif 000004
【図３（ａ）】
2004266242.tif 000005
【図３（ｂ）】
2004266242.tif 000006
【図４（ａ）】
2004266242.tif 000007
【図４（ｂ）】
2004266242.tif 000008
【図４（ｃ）】
2004266242.tif 000009
【図４（ｄ）】
2004266242.tif 000010
【図４（ｅ）】
2004266242.tif 000011
【図４（ｆ）】
2004266242.tif 000012
【図５（ａ）】
2004266242.tif 000013
【図５（ｂ）】
2004266242.tif 000014
【図５（ｃ）】
2004266242.tif 000015
【図５（ｄ）】
2004266242.tif 000016
【図５（ｅ）】
2004266242.tif 000017
【図５（ｆ）】
2004266242.tif 000018
【図６】
2004266242.tif 000019
【図７Ａ】
2004266242.tif 000020
【図７Ｂ】
2004266242.tif 000021
【図７Ｃ】
2004266242.tif 000022
【図７Ｄ】
2004266242.tif 000023
【図７Ｅ】
2004266242.tif 000024
【図８】
2004266242.tif 000025
【図９Ａ】
2004266242.tif 000026
【図９Ｂ】
2004266242.tif 000027
【図９Ｃ】
2004266242.tif 000028
【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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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１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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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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【外国語明細書】
2004266242000001.pdf