(57)【要約】  製造設備用のワークフローセルが提供される。ワークフローセルは、半導体処理ツールと、半導体処理ツールの近くに配置されたフロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）保持用バッファリングステーションとを有する。バッファリングステーションは、製造設備のメインストッカからＦＯＵＰを受け入れる。バッファリングステーションは、ＦＯＵＰの一部分をメインストッカ内に貯蔵するよう構成されている。ワークフローセルは、半導体処理ツールとバッファリングステーションを連結する運搬機構体を更に有する。一実施形態では、運搬機構体は、ダイレクトツールロード機構体である。ワークフローセルを備えた製造設備及び搬送容器を移動させる方法も又、提供される。
2010538931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造設備のレイアウトであって、
半導体処理ツールを有し、
前記半導体処理ツールの近くに配置されたフロントオープニングユニファイドポッド（Front Opening Unified Pod：ＦＯＵＰ）保持用バッファリングステーションを有し、前記バッファリングステーションの頂部設置ポートは、天井搬送（ＯＨＴ）機構体から前記ＦＯＵＰを受け入れ、
前記バッファリングステーションの底部ポートを前記半導体処理ツールのロードポートに連結する運搬機構体を有する、レイアウト。
【請求項２】
前記運搬機構体は、ダイレクトロード（Direct Load）型機構体であり、前記ロードポートは、ダイレクトロード（Direct Load）型ロードポートである、請求項１記載のレイアウト。
【請求項３】
前記ＦＯＵＰは、前記処理ツールのためのあらかじめ位置合わせされた向きで貯蔵され、それにより、前記バッファリングステーションの外部での前記ＦＯＵＰの配向運動は生じない、請求項１記載のレイアウト。
【請求項４】
前記バッファリングステーションは、前記ＦＯＵＰを２つの軸線に沿って動かすよう構成されている、請求項１記載のレイアウト。
【請求項５】
前記バッファリングステーションの前記頂部設置ポートは、前記ＯＨＴ機構体に対して露出される、請求項１記載のレイアウト。
【請求項６】
前記バッファリングステーションの前記頂部設置ポートと前記バッファリングステーションの前記底部ポートは、前記運搬機構体から延びる平面に沿って位置合わせされる、請求項１記載のレイアウト。
【請求項７】
前記ＦＯＵＰを前記バッファリングステーションまで移動させたりこれから移動させたりするための前記製造設備用制御システムと、
前記バッファリングステーション、前記処理ツール、及び前記運搬機構体により定められたワークフローセル内の前記ＦＯＵＰの運動を取り扱うワークフローコントローラとを更に有する、請求項１記載のレイアウト。
【請求項８】
前記運搬機構体は、前記ＦＯＵＰを第１の方向で前記処理ツールから前記底部ポートに送り出したり前記ＦＯＵＰを第２の方向において前記処理ツールのために前記底部ポートからピックアップしたりするよう双方向である、請求項１記載のレイアウト。
【請求項９】
前記バッファリングステーションは、最大１５個の前記ＦＯＵＰを貯蔵する、請求項１記載のレイアウト。
【請求項１０】
前記ＯＨＴ機構体は、前記頂部設置ポートのところで前記ＦＯＵＰを落下させたり前記ＦＯＵＰをピックアップしたりする、請求項１記載のレイアウト。
【請求項１１】
前記運搬機構体は、単方向であり、前記バッファリングステーションは、前記処理ツールに対する前記ＯＨＴ機構体のための入力ポートとしての役目を果たし、別のバッファリングステーションは、前記処理ツールに対する前記ＯＨＴ機構体のための出力ポートとしての役目を果たす、請求項１記載のレイアウト。
【請求項１２】
半導体処理設備アーキテクチャであって、
前記設備中の全体にわたる搬送容器の運動を制御する第１の制御システムを有し、
複数個のワークフローセルを有し、前記ワークフローセルの各々は、
半導体処理ツールを有し、
前記半導体処理ツールの近くに配置された前記搬送容器貯蔵用バッファリングステーションを有し、前記バッファリングステーションの頂部設置ポートは、天井搬送（ＯＨＴ）機構体から前記ＦＯＵＰを受け入れ、
前記バッファリングステーションの底部ポートを前記半導体処理ツールのロードポートに連結する運搬機構体を有し、
前記第１の制御システムとは別個独立に前記ワークフローセル内の前記搬送容器の運動を制御する第２の制御システムを有する、設備アーキテクチャ。
【請求項１３】
前記運搬機構体は、ダイレクトロードツール（Direct Load Tool）機構体である、請求項１２記載の設備アーキテクチャ。
【請求項１４】
前記搬送容器は、前記処理ツールのためのあらかじめ位置合わせされた向きで貯蔵され、それにより、前記バッファリングステーションの外部での前記搬送容器の配向運動は生じない、請求項１２記載の設備アーキテクチャ。
【請求項１５】
前記バッファリングステーションは、前記搬送容器を２つの軸線に沿って動かすよう構成されている、請求項１２記載の設備アーキテクチャ。
【請求項１６】
前記バッファリングステーションの前記頂部設置ポートは、前記ＯＨＴ機構体に対して露出される、請求項１２記載の設備アーキテクチャ。
【請求項１７】
前記バッファリングステーションの前記頂部設置ポートと前記バッファリングステーションの前記底部ポートは、前記運搬機構体から延びる平面に沿って位置合わせされる、請求項１２記載の設備アーキテクチャ。
【請求項１８】
半導体処理設備において搬送容器を移動させる方法であって、
前記搬送容器を天井搬送機構体により、処理ツールの近くに配置されたバッファリングステーションまで搬送するステップを有し、前記搬送ステップは、第１の制御システムの指図の下に行われ、前記バッファリングステーションは、それぞれのワークフローセルの一部であり、前記バッファリングステーションのうちの１つ、前記処理ツールのうちの１つ、及び運搬機構体により構成された前記ワークフローセルは、前記バッファリングステーションのうちの前記１つと前記処理ツールのうちの前記１つとの間の搬送経路を提供し、
前記第１の制御システムとは別個独立の対応の第２の制御システムに従って前記バッファリングステーション及び前記それぞれのワークフローセル中を通って前記搬送容器を移動させるステップを有し、前記移動ステップは、
前記バッファリングステーション内における前記それぞれのワークフローセルの処理ツールのために前記搬送容器の向きを維持するステップと、
前記搬送容器を床利用型運搬機構体により前記処理ツールまで送り出すステップとを含み、前記バッファリングステーション内への前記搬送容器の送り出しポートと前記運搬機構体への前記搬送容器の送り出しポートは、前記処理ツールの前に延びる平面に沿って位置合わせされる、方法。
【請求項１９】
前記搬送容器を前記バッファリングステーションの頂部に送り出すステップと、
前記搬送容器を、前記バッファリングステーションから前記バッファリングステーションの底部を通って前記運搬機構体に送り出すステップとを更に有する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記バッファリングステーションは、最大１５個のＦＯＵＰを貯蔵する、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記バッファリングステーション内への前記搬送容器の前記送り出しポートと前記運搬機構体への前記搬送容器の前記送り出しポートは、前記搬送容器が互いに逆方向の各送り出しポートのところで前記運搬機構体上に落下されたりピックアップされたりするという理由で双方向である、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体製造設備において、容器、例えばフロントオープニングユニファイドポッド（Front Opening Unified Pod（前部開放式統一型ポッド）：ＦＯＵＰ）及びスタンダードメカニカルインタフェース（standard mechanical interface（標準機械的インタフェース）：ＳＭＩＦ）ポッドを処理ツール及びロードポートに送り出すのは費用がかかる。ＦＯＵＰ及びＳＭＩＦポッドを処理ツール相互間で送り出す一方法は、自動材料取り扱いシステム（automated material handling system：ＡＭＨＳ）である。ＡＭＨＳ又は搬送システムは、半導体ウェーハ又はフラットパネルの容器又はカセットを製造設備内で移動させる。製造設備内における容器の運動は、各ツールベイ内で且つ／或いはツールベイ相互間で行われる場合がある。製造設備は、容器を貯蔵するためのストッカを有する場合が多い。容器をできるだけ多く処理ツールから処理ツールへ直接送ることによりＡＭＨＳ移送における遅延を減少させることが望ましい。ＡＭＨＳのどこかの部分における不適切なスループット性能により、ＡＭＨＳの他の部分が、不適切なコンポーネントが他の部分に直接リンクされるので、潜在能力を下回るスループットを呈する場合がある。容器は、処理ステップが完了した後にストッカに送り出される場合が多く、次に後で、別のツールの準備ができると、取り出されてこのツールに送り出される。従来型ストッカのスループットの制限により、容器を送り出したり容器をストッカから取り出したりするシステムのスループット能力全体が制限される。かくして、ＡＭＨＳの全体的スループット能力は、ストッカスループットに制約される。本譲渡人は、米国特許出願第１１／０６４，８８０号明細書（発明の名称：Direct Loading Tool）に開示されたダイレクトツールローディングシステム（direct tool loading system：直接ツール装填又は取入れシステム））を含む種々の高いスループットシステムを製造している。ダイレクトツールローディングシステムも又、従来型ストッカとのスループットのミスマッチを生じる場合がある。この米国特許出願明細書に記載されているように、ダイレクトツールローディングシステムは、床を利用した容器搬送システム（即ち、容器を処理ツールローディング高さに等しい又はこれよりも低い高さ位置で搬送する容器搬送システム）である。ダイレクトツールローディングシステムのスループットの潜在的可能性を完全に利用するためには、超高スループットストッカと垂直容器搬送システムの組み合わせが必要とされる。従来型ストッカの問題点は、ＡＭＨＳそれ自体のスループットも又制限されているのでＡＭＨＳによっては容易には明白でない場合がある。
【０００２】
ＡＭＨＳ又は搬送システムの一形式は、天井搬送（ＯＨＴ）システムである。従来型ＯＨＴシステムでは、とりわけＯＨＴビークルが、製造設備床から高さ約９００ミリメートルのところに位置したロードポートのキネマチック（自動求心）板上にＦＯＵＰを下降させる。ＯＨＴシステムは、ＦＯＵＰをこれらロードポートに送り出すために複雑精巧な天井設置型軌道及びケーブルホイストビークルを用いている。水平運動とケーブルホイスト延長と単方向作動との組み合わせは、ＦＯＵＰを処理ツール相互間で迅速に搬送する上で協調されなければならない。ＯＨＴシステム内において最適の効率を得るためには、ＯＨＴビークルは、処理ツールのローディング（装填）又はアンローディング（取り出し）が行われることが必要な時点で利用できなければならない。本譲渡人のダイレクトツールローディングシステムは、高いスループットの工程内（ベイ内）ツール送り出し能力を得るためのＡＭＨＳ解決策を提供する。ダイレクトツールローディングシステムは、スループットを得るための幾つかの利点、例えば、ツールへの直接的な高スループットコンベヤＡＭＨＳの延長並びに個々のロードポートコンベヤロード（装填又は移載）／アンロード（取り出し）機構体に起因して、並行度の高いコンベヤインタフェースを提供する。任意所与の時点において、多くの容器が、相互に干渉のないコンベヤ上への落下中又はコンベヤからのピックアップ中にある場合がある。ＡＭＨＳは、そのスループット潜在的能力を完全に利用するためには、様々な製造形態に合った融通性のある形態で工程間（ベイ間）ＡＭＨＳに効率的に結合する高スループットストッカと垂直搬送システムの組み合わせを必要とする。
【０００３】
したがって、製造設備内における改良型の高スループット容器搬送システム及び貯蔵能力が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１１／０６４，８８０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
広義にいえば、本発明は、製造設備内における搬送システムのためのアーキテクチャを提供することによりこれら要望を満たす。理解されるべきこととして、本発明は、方法、システム又は装置を含む多くの仕方で具体化できる。本発明の幾つかの実施形態について以下に説明する。
【０００６】
一実施形態では、製造設備用のワークフローセルが提供される。ワークフローセルは、半導体処理ツールと、半導体処理ツールの近くに配置されたフロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）保持用バッファリングステーションとを有する。バッファリングステーションは、製造設備のメインストッカからＦＯＵＰを受け入れる。バッファリングステーションは、ＦＯＵＰの一部分をメインストッカ内に貯蔵するよう構成されている。ワークフローセルは、半導体処理ツールとバッファリングステーションを連結する運搬機構体を更に有する。一実施形態では、運搬機構体は、ダイレクトツールロードダイレクトロードツール（Direct Load Tool）機構体である。ワークフローセルを備えた製造設備も又、提供される。
【０００７】
別の実施形態では、半導体処理設備において搬送容器を移動させる方法が提供される。この方法は、第１の制御システムの指図の下に搬送容器を処理ツールの近くに配置されたバッファリングステーションまで搬送するステップを有する。バッファリングステーションは、それぞれのワークフローセルの一部である。この方法は、第１の制御システムとは別個独立の対応の第２の制御システムに従ってバッファリングステーション及びそれぞれのワークフローセル中を通って搬送容器を移動させるステップを有する。移動ステップは、バッファリングステーション内におけるそれぞれのワークフローセルの処理ツールのために搬送容器を位置合わせするステップを含む。搬送容器を床利用型運搬機構体により処理ツールまで送り出し、バッファリングステーション内への搬送容器の送り出しポートと運搬機構体への搬送容器の送り出しポートは、処理ツールの前に延びる平面に沿って位置合わせされる。
【０００８】
本発明の他の観点及び利点は、本発明の原理を例示的に示している添付の図面と関連して以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による製造アーキテクチャに組み込まれたミニストッカを示す単純化された略図である。
【図５】本発明の一実施形態のソータと関連して用いられるミニストッカを示す単純化された略図である。
【図６】本発明の一実施形態としてのツール相互間のミニストッカの配置場所を示す単純化された略図である。
【図７】本発明の一実施形態による互いに隣接して位置していて、貯蔵のために使用可能な複数個のミニストッカを示す単純化された略図である。
【図８】本発明の一実施形態によるミニストッカの細部を示す単純化された略図である。
【図９】本発明の一実施形態による図８のミニストッカの平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるツール相互間のミニストッカの配置場所を示す単純化された略図である。
【図１１】本発明の一実施形態による移動可能なモジュール化ミニストッカの単純化された略図である。
【図１２】本発明の一実施形態による本明細書に記載されたミニストッカを利用した設計レイアウトを示す単純化された略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
半導体製造作業に関与した半導体基板を取り扱うワークフローセルに関する本発明を説明する。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これら特定の細部のうちの幾つか又は全てがなくても実施できる。他の場合では、本発明の内容を不必要に分かりにくくしないようにするために周知のプロセス作業については詳細に説明することはしない。
【００１１】
本明細書において説明する実施形態は、半導体製造設備用のワークフローセルを備えたシステムを提供し、この場合、ミニストッカ又はバッファリングステーションが、製造設備中を加工物、例えば半導体基板を効率的に移動させるよう設けられている。一実施形態では、バッファリング能力を備えたミニストッカが、加工物に対して処理作業を実施するツールに近接して配置される。半導体製造に関し、加工物は、フロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）内に貯蔵される半導体基板であるのが良い。ＦＯＵＰは、運搬機構体、例えばダイレクトツールロード機構体によりミニストッカと処理ツールとの間で搬送される。ダイレクトツールロード機構体は、米国特許第７，４１０，３４０号明細書に詳細に説明されており、この米国特許を参照により引用し、全ての目的についてその記載内容全体を本明細書の一部とする。以下に説明するように、ミニストッカは、処理ツールへの送り出しにとって正しい向きにＦＯＵＰを配向することができる。加うるに、ミニストッカは、定位置で供用でき、コンベヤ、例えばダイレクトツールローディング機構体によるＦＯＵＰの搬送を可能にするよう処理ツールと位置合わせされる。一実施形態では、ワークフローセルは、材料（素材）を効率的に移動させるために製造設備用の材料取り扱いシステムと関連して動作する材料搬送機能を備えている。
【００１２】
図１〜図３は、本発明の一実施形態としてのダイレクトツールローディング装置の例示の実施形態を示している。図１〜図３は、本発明の一実施形態を示しており、この実施形態は、床設置型コンベヤ１６０と、垂直に動くことができるＦＯＵＰ前進板組立体１２２を備えたロードポート１００とを有している。コンベヤ１６０及びロードポート１００は、従来型ロードポート１０が単独で（例えば、Ｘ２）ツールから外方に延びる程度よりもツール１０１から更に外方に延びているわけではない。コンベヤ１６０がＦＯＵＰ前進板組立体１２２よりも更にツール１０１から外方に延びることは本発明の範囲に含まれる。「コンベヤ」という用語は、運搬する装置を意味し、例えば、材料、パッケージ又はアイテムを或る一つの場所から別の場所に搬送する機械的装置を意味している。一例を挙げるに過ぎないが、物品をローラ、エアトラック、線路、ベルト又は当該技術分野において知られている任意他の手段によりコンベヤ１６０に沿って移動させることができる。
【００１３】
ロードポート１００は、とりわけ、キネマチック（自動求心）板１１２、ポートドア１１４、取り付け板１１６及びＦＯＵＰ前進板組立体１２２を有している。取り付け板１１６は、好ましくは、ＢＯＬＴＳインタフェース又は提案されたＳＥＭＩ  ＢＯＬＴＳ‐光インタフェース（本願において後で説明する）かのいずれかによりツール１０１に固定され、この取り付け板は、開口部を備えている。キネマチック板１１２は、好ましくは、３本のキネマチックピン１１８及び能動的容器ホールドダウン機構体（ＳＥＭＩ規格Ｅ１５．１に準拠している）を有する。ポートドア１１４は、開放位置と閉鎖位置との間で動く。一例を挙げるに過ぎないが、ポートドア１１４は、フロントオープニングインタフェースメカニカルスタンダード（Front Opening Interface Mechanical Standard：ＦＩＭＳ）ドア組立体から成っている。この実施形態では、ＦＩＭＳドア１１４は、１対の真空カップ１１５及び１対のラッチキー１１７を有している。ラッチキー１１７は、ＦＯＵＰドアを開閉する。真空カップ１１５は、２つのドアが互いに結合されると、ＦＯＵＰドアとポートドアとの間の領域を排気する。ＦＩＭＳドア１１４は、図１に示されている例には限定されず、このＦＩＭＳドアは、他の特徴を有することができる。加うるに、ロードポート１００がポートドア１１４を備えないことは、本発明の範囲に含まれる。
【００１４】
ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、キネマチック板１１２を水平に動かす駆動装置１２６を有している。キネマチック板１１２は、ＦＯＵＰの底面を支持し、ＦＯＵＰを取り付け板１１６の開口部に対して位置合わせする。駆動装置１２６は、キネマチック板１１２を第１の位置（図２Ａ〜図２Ｄ参照）と第２の位置（図２Ｅ及び図２Ｆ参照）との間で移動させる。第１の位置では、ＯＨＴシステムは、ＦＯＵＰ２をキネマチック板１１２にローディングしたりこれからアンローディングしたりすることができる。第１の位置は又、キネマチック板１１２を、ＦＯＵＰ２をコンベヤ又は他の搬送装置上に配置したりＦＯＵＰ２をこれから取り出したりするロード／アンロード位置に配置する。ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、ｚ駆動装置１２０がＦＯＵＰ前進板１２２をコンベヤ１６０に下降する前に、キネマチック板１１２を第１の位置に動かすことができ又はキネマチック板１１２は、ＦＯＵＰ前進板１２２が垂直に動いている間に水平に動くことができる。
【００１５】
また、キネマチック板１１２が水平には全く動かないことは、本発明の範囲に含まれる。例えば、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２を垂直に持ち上げた後、ポートドア１１４は、ＦＯＵＰドアに向かって水平に動いてＦＯＵＰドアを結合解除してこれを取り外すことができる。あるいは、容器が機械的に開くことができるドアを備えていない場合、ポートドアは全く不要な場合がある。この場合、容器は、ツールが物品に接近できる高さまでコンベヤから持ち上げられるのが良い。
【００１６】
図２Ａは、一実施形態において、１対の支持体１２４がＦＯＵＰ前進板組立体１２２をｚ駆動機構体１２０に連結している状態を示している。本発明は、図２Ａに示されている支持体１２４には限定されない。事実、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２をｚ駆動機構体１２０に連結する支持機構体であればどのようなものでも間に合う。一例を挙げるに過ぎないが、単一の支持体が、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２をｚ駆動機構体１２０に連結することができる。支持体１２４は、当該技術分野において知られている任意の構造によりＦＯＵＰ前進板組立体１２２及びｚ駆動機構体１２０に連結可能である。ｚ駆動機構体１２０は、当該技術分野において知られている任意の駆動組立体から成ることができる。
【００１７】
ロードポート１００は、従来型ロードポートと同様にＦＯＵＰ前進板組立体１２２の下に設けられたハウジング（例えば、ロードポート１０のハウジング１１）を備えていない。したがって、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２と設備床４との間の領域には妨害となるコンポーネントがない。換言すると、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、取り付け板１１６に対して実質的に垂直に且つ水平に動くことができる。本発明の説明の目的上、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、最も上の高さ位置（図２Ａ参照）と最も下の高さ位置（図２Ｂ参照）との間で垂直に動く。ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、これら２つの高さ位置相互間の任意の位置に動くことができる。また、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２が他の高さ位置相互間で（例えば、取り付け板１１６の開口部の上方に）動くことは、本発明の範囲に含まれる。
【００１８】
ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０からピックアップするため、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、最も下の位置に配置される。そのようにするため、ｚ駆動機構体１２０は、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２を図２Ｂに示されている位置まで下降させる。ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、最も下の位置に配置されている間、好ましくは、コンベヤ１６０の第１のレール１６４と第２のレール１６６との間に位置する。ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、コンベヤ１６０に沿って走行するＦＯＵＰ２が妨げられない状態でキネマチック板１１２を通り過ぎることができるのに十分下降されなければならない。この実施形態では、キネマチック板１１２は、レール１６４，１６６相互間に嵌まるよう前方位置（ポートドアから遠ざかった位置）まで動かされる。
【００１９】
図２Ｃは、キネマチック板１１２上に位置した状態でコンベヤ１６０上で完全停止状態になったＦＯＵＰ２を示している。ＦＯＵＰ２は、好ましくは、キネマチックピン１１８がＦＯＵＰ２の底面に設けられたピン受け具と位置合わせしたとき、キネマチック板１１２上に載るようになる。ＦＯＵＰ２とキネマチック板１１２を互いに位置合わせしている間、ｚ駆動装置１２０は、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２を上昇させる。キネマチック板１１２は、最終的には、ＦＯＵＰ２の底面に接触し、ｚ駆動装置１２０が引き続きＦＯＵＰ前進板組立体１２２を最も上の位置（図２Ｄ参照）に向かって上昇させ続けているとき、ＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０から持ち上げる。ＦＯＵＰ内のウェーハに接近するためにＦＯＵＰ２とキネマチック板１１２との間でそれ以上調節を行う必要はない。
【００２０】
図２Ａ〜図２Ｃに示されているコンベヤ１６０は、ＦＯＵＰがロードポートに到達すると、ＦＯＵＰドアがロードポートに向くようＦＯＵＰ２を搬送する。ＦＯＵＰを他の向きでコンベヤに沿って搬送することは、本発明の範囲及び精神に含まれる。一例を挙げるに過ぎないが、ＦＯＵＰは、これが動いている方向にＦＯＵＰドアが向いた状態でコンベヤに沿って走行することができる。この状況において、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、これがＦＯＵＰ２をコンベヤ１６０からピックアップした後、ＦＯＵＰ２を９０°回転させてＦＯＵＰドアがロードポートに向くようにする。
【００２１】
この時点において、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２は、キネマチック板１１２をポートドア１１４に向かって動かす。ＦＯＵＰは、ポートドアがＦＯＵＰドアを結合解除してこれを取り外すのに足るほどＦＯＵＰドアに近づくまで前方に動かされる。一例を挙げるに過ぎないが、ＦＯＵＰドアをロック解除してこれを取り外し、ＦＯＵＰ及びポートドアをツール内で搬送することができるポートドアは、米国特許第６，４１９，４３８号明細書（発明の名称：FIMS Interface Without Alignment Pins）に記載されており、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.）に譲渡されており、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。図２Ｆは、キネマチック板１１２上に置かれたＦＯＵＰ２内のウェーハが処理されている間、製造設備内の追加のＦＯＵＰが妨げられない状態でコンベヤ１６０に沿って別の処理ツールに走行している状態を示している。
【００２２】
ＦＯＵＰ２は、コンベヤ１６０の第１のレール１６４及び第２のレール１６６に沿って走行する。図３は、レールが、好ましくは、レール相互間で最も下の位置に配置されている状態のＦＯＵＰ前進板組立体１２２を受け入れるよう互いに間隔を置いて位置している状態を示している。図１〜図３の実施形態では、ロードポート１００の前に配置されたコンベヤ１６０の各区分は、第１のレール１６４に設けられた２つのスロット１６２を含む。各スロット１６２により、支持体１２４は、ＦＯＵＰ前進板組立体１２２を最も下の位置（図２Ｂ参照）まで下降しているときに、第１のレール１６４を通過することができる。スロット１６２により、ｚ駆動装置１２０は、キネマチック板１１２をコンベヤ１６０に沿って走行しているＦＯＵＰ２が妨害されない状態でキネマチック板を通過することができる位置に下降させることができる。第１のレール１６４に施されて支持体１２４を受け入れる改造は、本発明の精神及び範囲に含まれる。同様に、ロードポート１００が１つの支持体１２４しか備えていない場合、レール１６４は、１つのスロット１６２を必要とするに過ぎない。
【００２３】
図１及び図２は、床設置型コンベヤ１６０の幾つかの特徴を示している。コンベヤを製造設備内の任意の高さ位置に配置することは、本発明の範囲に含まれる。一例を挙げるに過ぎないが、コンベヤ１６０を設備床４の下に（例えば図１１）、設備床４と面一をなして（例えば図１０）又はロードポートの上方に（図示せず）配置することができる。
【００２４】
ロードポートに対するコンベヤシステムの高さとは無関係に、各ＦＯＵＰ２は、好ましくは、ＦＯＵＰ２がロードポート１００に到達したとき、ＦＯＵＰドア６がポートドアに向くようコンベヤ１６０に沿って走行する。しかしながら、ＦＯＵＰは、他の向きでコンベヤに沿って走行しても良く、最終的に、ＦＯＵＰを回転させると、これがポートドアに向くことができる。いずれの場合においても、各ＦＯＵＰ２をコンベヤとロードポートとの間で取り扱う回数は、大幅に減少する。例えば、ＦＯＵＰをＦＯＵＰ前進板組立体によってコンベヤから持ち上げた後、ＦＯＵＰは、ウェーハへの接近に先立って再び位置合わせされる必要はない。ＦＯＵＰは、コンベヤから持ち上げられ、ＦＯＵＰは、ロボットアーム（例えば、ＲＧＶシステムでは必要である）による取り扱いを受ける必要はない。ロードポート１００は、この追加の取り扱いステップを不要にし、それにより、コンベヤ又は他の搬送装置からロードポートへのＦＯＵＰの迅速な移載が可能になると共にＦＯＵＰ２の取り扱いが最小限に抑えられる。
【００２５】
図４は、本発明の一実施形態に従って製造アーキテクチャ中に組み込まれたミニストッカを示す単純化された略図である。ＯＨＴ搬送システム３００が、ＦＯＵＰをミニストッカ３０２に提供し、このミニストッカは、ＦＯＵＰを入力ポート３０４に送り、これらＦＯＵＰをＤＴＬコンベヤによりツール３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃに分配することができる。ミニストッカ３０２は、後で説明する図に示されているようにスループットを向上させるためにＦＯＵＰをミニストッカ内で動かす専用材料ハンドラ３２０を有する。加うるに、ミニストッカ３０２は、一実施形態ではその定位置で供用できる。別の実施形態では、ミニストッカ３０２は、後で説明する図に示されているように接近を可能にするよう動くことができる。理解されるべきこととして、多くのミニストッカ３０２を本発明の一実施形態ではツール相互間に分布して配置することができる。理解されるべきこととして、ミニストッカは他のツール及び容器を２つのツール相互間で搬送することができる運搬機構体と組み合わせられると、これらをワークフローセルと称することができる。図４の実施形態は、ＦＯＵＰをミニストッカに送り出しているＡＭＨＳを示しており、ワークフローセルの補助搬送システムは、このＡＭＨＳのその責務を軽減するためにワークフローセル内におけるＦＯＵＰの運動を管理している。一実施形態では、ＦＯＵＰを処理ツールへの次の送り出しのためにＯＨＴ搬送システムから受け入れるために１つのミニストッカを用い、他方、ＦＯＵＰを処理ツールからＯＨＴ搬送システムに送り出すために別のミニストッカを用いるのが良い。かくして、ワークフローセルについて別々の入力及び出力が存在する。このように、運搬機構体は、単方向であっても良い。理解されるべきこととして、これは、本発明を限定するものではない。というのは、ミニストッカ及び運搬機構体は、図５を参照して説明したように双方向であるのが良いからである。
【００２６】
依然として図４を参照すると、一実施形態は、上述したような別々の入力ポート及び出力ポートを備えている。この実施形態では、入力ポートと出力ポートの両方は、ミニストッカであっても良く、或いは、入力ポート及び出力ポートのうちの一方だけがミニストッカであっても良い。さらに、例示の一実施形態では、ミニストッカ３０２は、処理ツール３０６ａ〜３０６ｃの各々を担当し、他方、処理ツールの近くに位置するステーション、即ち入力ポート３０４、Ｉ／Ｏポート及び出力ポートは、隣接の処理ツールのみを担当する。当業者であれば理解されるように、多くの形態が可能であり、入力ポート３０４、Ｉ／Ｏポート及び出力ポートは、オプションである。というのは、一実施形態では、出力ポートに代えてミニストッカを用いることができるからである。容器は、典型的には入力待ちであるが、これは、出力側にとって必要ではないということは注目されるべきである。かくして、入力側のミニストッカは、一実施形態では、出力側のミニストッカよりも大きな容量を有するのが良い。
【００２７】
図５は、本発明の一実施形態に従ってソータと関連して用いられるミニストッカを示す単純化された略図である。図５に示されているように、ミニストッカ３０２は、ソータ３１０に隣接して位置し、この場合、ＦＯＵＰは、床設置型コンベヤ３１２によってミニストッカ３０２とソータ３１０との間で移送可能である。当業者であれば理解されるように、ソータは、ウェーハの取り扱い、ウェーハの読み取り等を行うよう構成された任意のツールであって良い。幾つかの用途では、ソータは、ウェーハのうちの比較的ほんの僅かな部分がソータにより点検される高スループットシステムで働くよう構成されているのが良い。床設置型コンベヤ３１２は、本譲渡人により所有されているダイレクトロードツール（ＤＬＴ）アーキテクチャであるのが良い。当業者であれば理解されるように、ＦＯＵＰがミニストッカ３０２内に入ってソータ３１０に分配されるので、ミニストッカは、スループットを向上させるのを助ける。理解されるべきこととして、ミニストッカ３０２は、製造設備で通常用いられている大型貯蔵ユニットよりもタイムリーにＦＯＵＰをソータ３１０に提供する。一実施形態では、ミニストッカ及びソータにより構成されるワークフローセルは、ソータ３１０に隣接して位置するプロセスツールを有するのが良い。当業者であれば理解されるように、ＦＯＵＰは、処理ツールで用いられることができるよう位置合わせされるので、ＦＯＵＰは、製造設備において通常用いられている大型貯蔵ユニットの場合に必要であるような処理ツールで使用できるようにする高速回転が不要である。すなわち、ＦＯＵＰは、ツールローディングにとって正確な向きに配向される。当業者であれば理解されるように、現在プロセスツールへの最終的な供給のためにＦＯＵＰを貯蔵している大型貯蔵ユニットは、ツールローディングのためにＦＯＵＰを正確に配向することはできず、従って、或る時点で正確な向きにするためにＦＯＵＰを高速回転させなければならない。加うるに、ＯＨＴ３００は、ミニストッカ３０２、ソータ３１０及び任意他の隣接のツールへの接近が可能であるように位置合わせされる。この位置合わせにより、多くの手段が、ＦＯＵＰをピックアップしてミニストッカに落下させることができ、それにより、大型貯蔵ユニットからのＦＯＵＰの方向転換及び接近と比較して、ＦＯＵＰへの迅速な接近が可能である。多くの代替手段は、ミニストッカへの落下箇所又はソータ落下箇所のうちの任意の１つ及び／又はソータ又はストッカへの入力／ソータ又はストッカからの出力のための床の底部上のＤＬＴコンベヤを含む。本明細書において説明する実施形態により、製造設備のための制御システムは、ＦＯＵＰをミニストッカまで移動させる司令を提供し、ワークフローセルのためのコントローラは、ワークフローセル内における運動を取り扱うことができる。ワークフローセル内におけるこの局所制御により、ＦＯＵＰのスループットが向上する。ワークフローセル内における局所制御により、製造設備のＡＭＨＳ／ＯＨＴシステムの必要とする移動がなくなることは理解されるべきである。本明細書によって説明される形態では、ＦＯＵＰをストッカとソータとの間で移送するのに要するスループット時間は、ＡＭＨＳが製造設備において通常用いられている大型貯蔵設備からＦＯＵＰを供給するのに要する４分ちょっととは対照的に、約２０秒である。その結果、ストッカ又はソータが、４分ちょっとの接近時間のためにＦＯＵＰを取り扱わない時間の長さが、劇的に減少する。さらに、ＤＬＴとＯＨＴの位置合わせにより、ＤＬＴは、ソータ、ストッカ及びＤＬＴコンベヤと位置合わせされないＯＨＴにより必要とされる時間の約１０％〜２０％の時間でＦＯＵＰを提供することができる。さらに理解されるべきこととして、ミニストッカ３０２は、ＦＯＵＰをＯＨＴ３００から受け取ったりＦＯＵＰをＯＨＴ３００に送り出したりするよう働くことができる頂部設置ポートを有する。加うるに、床設置型コンベヤは、双方向であるのが良く、即ち、ＦＯＵＰをミニストッカの底部ポートからプロセスツールに送り出したりＦＯＵＰをプロセスツールからミニストッカの底部ポートに戻したりすることができる。ワークフローセル内におけるＦＯＵＰの運動は、ＡＭＨＳとは別個独立のワークフローコントローラ又は設備全体のコントローラにより制御できる。
【００２８】
図６は、本発明の一実施形態によるツール相互間のミニストッカ３０２の配置場所を示す単純化された略図である。この実施形態では、ミニストッカ３０２ａ〜３０２ｃは、それぞれ、プロセスツール３０６ａ〜３０６ｃに隣接して分布して配置されている。加うるに、ミニストッカ３０２のためのハンドラとプロセスツールのためのローディング／アンローディング機構体との間には直線的な関係が存在する。かくして、ＯＨＴ３００は、ミニストッカとプロセスツールの両方を担当することができる。
【００２９】
図７は、本発明の一実施形態による互いに隣接して位置していて、貯蔵のために使用可能な複数個のミニストッカを示す単純化された略図である。この実施形態では、各ミニストッカ３０２は、伝統的なストッカよりも非常に多くのＦＯＵＰを単位時間当たり出力することができる高効率システムを達成するために専用材料取り扱いシステム３２０と関連している。当業者であれば理解されるように、図６及び図７の材料取り扱いシステムは、互いに位置合わせされると共に図６のプロセスツールのためのＯＨＴ３００及び材料取り扱いシステムと位置合わせされる。かくして、この直線的アーキテクチャは、非常に効率が高く、１つのＯＨＴシステムは、ミニストッカ３０２とプロセスツール３０６の各々の両方の供給を取り扱うことができる。
【００３０】
図８は、本発明の一実施形態によるミニストッカ３０２の細部を示す単純化された略図である。図８に示されているように、ＦＯＵＰは、ＯＨＴシステム３００によりミニストッカ３０２内に送り込まれる。ミニストッカ３０２は、担当接近のための多数のドアを有する。アップ／ダウンレールが、ミニストッカ内でのＦＯＵＰの運動を取り扱う。ストッカの頂部は、図８に示されているように開いている。一実施形態では、ミニストッカ３０２は、図９を参照して更に説明するように容器をピックアップしたり落下したりするために垂直（鉛直）及び水平軸線を備えている。材料取り扱いシステム３２０は、ＦＯＵＰをそれに応じて移送するためにＯＨＴ３００及び適当なコントローラとインタフェースを取る。
【００３１】
図９は、本発明の一実施形態による図８のミニストッカの平面図である。図示のように、ＦＯＵＰは、多くのＦＯＵＰをミニストッカ内に貯蔵することができるよう２軸ストッカ上に載っている。２つの軸線は、ＦＯＵＰの垂直運動を可能にする垂直軸線と図９に矢印で示されているような水平軸線を含む。
【００３２】
図１０は、本発明の一実施形態によるツール相互間のミニストッカ３０２の配置状態を示す単純化された略図である。図１０では、ミニストッカ３０２は、ツール相互間の接近が厳しすぎる場合において取り扱いが必要とされる場合、通路内に引き出し可能である。ミニストッカ３０２のための材料取り扱いシステムとプロセスツール３０６のための材料取り扱いシステムとＯＨＴ３００の位置合わせの関係が直線状なので、単一のＯＨＴは、ミニストッカ及びプロセスツールに対応することができる。
【００３３】
図１１は、本発明の一実施形態において動くことができるモジュール化ミニストッカの単純化された略図である。ミニストッカ３０２は、ミニストッカの運動を可能にする車輪を有するのが良い。ミニストッカ３０２は、一実施形態では、カップ３４２と心出しコーン３４０の嵌合に従って位置決め可能である。当然のことながら、他の公知の位置合わせ技術をここに導入しても良い。
【００３４】
図１２は、本発明の一実施形態による本明細書に記載されたミニストッカを利用した設計レイアウトを示す単純化された略図である。最終的に共通のＵ字形トラック部分により接合可能なＯＨＴ３００ａ，３００ｂは、ＦＯＵＰをミニストッカ３０２とプロセスツール３０６との間で動かすために接近できる。コントローラ３５０は、ＦＯＵＰの移送を制御するために使用できるコードを実行するプロセッサ及びメモリを有している。以上要約すると、ワークフローセルの性状がモジュール式なので、ＦＯＵＰの移送は、効率的になる。加うるに、本明細書において説明したミニストッカは、大型ストッカで現在必要とされているような設備への設置を必要とすることなく、一体形ユニットとして製造設備に輸送できる。さらに、各ミニストッカは、材料取り扱いシステムを有しているので、単位時間当たりに移動されるＦＯＵＰの量がそれに応じて増大する。
【００３５】
上述の容器及び隔離システムは、説明の目的のためであるに過ぎず、本発明はこれによって限定されるものではないことは理解されるべきである。かくして、大面積基板又はウェーハを貯蔵し、搬送し、ローディングする容器及びシステムの好ましい実施形態を説明したが、本発明のシステムの利点が達成されていることは当業者には明白であるはずである。また、本発明の範囲及び精神の範囲内において種々の改造例、変更例及び変形実施形態を想到できることは理解されるべきである。例えば、容器及びシステムは又、他形式の基板を貯蔵するために使用でき又は、半導体製造設備内の他の機器と関連して使用できる。理解されるべきこととして、上述の本発明の技術的思想のうちの多くは、非半導体製造用途並びに半導体関連製造用途に同様に利用できる。本発明の技術的思想の例示の使用を、太陽電池製造及び関連製造技術、例えば単結晶シリコン、多結晶シリコン、薄膜及び有機プロセス等に向けることができる。
【００３６】
本発明の一部をなす本明細書において説明した作業のうちの任意のものは、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。この装置は、必要な目的のために特別に構成でき又はこの装置は、コンピュータに記憶されるコンピュータプログラムにより選択的に作動され、実行され又は構成された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の教示に従って記載されたコンピュータプログラムと併用することができ又は所要の作業を実施するためにより特殊化された装置を構成することが好都合である場合がある。
【００３７】
上述の発明を理解しやすくする目的で幾分詳細に説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で或る特定の変更及び改造を行うことができるということは明らかであろう。したがって、上述の実施形態は、本発明を限定するものではなく例示として考えられるべきであり、本発明は、本明細書において与えられた細部には限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及び均等範囲内で改造可能である。特許請求の範囲において、要素及び／又はステップは、特許請求の範囲において特段の指定がなければ、任意特定の動作順序を意味するものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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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１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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