(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア搬送の仕組みを改善して、基板処理のための総合経過時間を低減する。【解決策】キャリア・ハンドラにキャリアが到来する前に、キャリアの搬送命令を受信し、その先行する命令が取り消されるか、または、中断されることとなる終了命令を受信し、最も早く到来する輸送システムのキャリア支持体を利用するために、および/または、その命令を実行するに必要な予期される時間に基づいて、順序に関係ない命令実行のために、列に並べられた命令を選択し、関連する装置から空のキャリアを取り除き、失敗した場所を使用可能な場所のリストから取り除くことにより、保存場所に失敗があった搬送の後も、動作を継続し、搬送を試みる前に、センサによりキャリア及び搬送の目的地の状態データの完全性を確認し、センサを備えた較正用キャリアを用いて輸送システムとの間でのキャリアの引渡しを較正するキャリア・ハンドラを提供する。【選択図】図４
2005310112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア・ハンドラにおけるキャリアの予期される到来を判断し、
前記キャリアが前記キャリア・ハンドラに到来する前に、前記キャリア・ハンドラに予期されるキャリア搬送命令を送出する
ステップを含む方法。
【請求項２】
前記予期されるキャリア搬送命令は予期されるキャリアの情報を有する搬送命令を含む請求項１の方法。
【請求項３】
前記キャリア・ハンドラにおけるキャリアの到来に先立ち、前記キャリアのための前記予期されたキャリア搬送命令を前記キャリア・ハンドラにおいて受けるステップを更に含む請求項１の方法。
【請求項４】
前記キャリアが前記キャリア・ハンドラに到来するまで、前記予期されるキャリア搬送命令の処理を遅らせるステップを更に含む請求項３の方法。
【請求項５】
前記予期されるキャリアの搬送命令は、前記命令列内の優先順位に基づく順番により処理されるように、前記予期されるキャリアの搬送命令を前記命令列内に並べるステップを更に含む請求項４の方法。
【請求項６】
輸送システムからキャリアを取り出し、キャリア・ハンドラによりサービスされる処理装置のポート上にキャリアを装填するようにしたキャリア・ハンドラを設け、
前記キャリア・ハンドラへの前記キャリアの到来に先立ち、前記処理装置上への前記キャリアの装填のために、前記キャリア・ハンドラにおいて命令を受け取る
ステップを含む方法。
【請求項７】
第二の命令が動作している状態とは独立に、前記第二の命令を終了する関連機能を有するキャリア・ハンドラ命令を定義し、
前記キャリア・ハンドラ命令を送出する
ステップを含む方法。
【請求項８】
前記第二の命令は搬送命令を含み、前記搬送命令は待ち行列内に並んだ状態か、または、起動状態にある請求項７の方法。
【請求項９】
前記搬送命令が待ち行列内に並んだ状態であれば、前記キャリア・ハンドラ命令を送出することは前記搬送命令を取り消すことなり、前記搬送命令が起動状態であれば、前記キャリア・ハンドラ命令を送出することは前記搬送命令を中断することなる請求項８の方法。
【請求項１０】
キャリア・ハンドラに近づきつつあり、かつ、命令待ち行列中に並べられた搬送命令の一つ以上のを満たす、利用可能な最も早く到来するキャリア支持体を識別し、
前記最も早く到来するキャリア支持体の到来までの予期される時間に基づいて、前記列に並べられた搬送命令の中から、次に開始すべき列に並べられた搬送命令の一つを選択する
ステップを含む方法。
【請求項１１】
次に開始すべき列に並べられた搬送命令を選択することは、更に、前の搬送命令の実行を完遂するための予期される時間に基づいて行われる請求項１０の方法。
【請求項１２】
次に開始すべき列に並べられた搬送命令の一つを選択することは、更に、前記最も早く到来するキャリア支持体の到来までの予期される時間よりも短い、前記列に並べられた搬送命令の実行を準備するための予期される時間に基づいて行われる請求項１０の方法。
【請求項１３】
キャリア支持体は輸送システムの連続的に移動するコンベア上に到来する請求項１０の方法。
【請求項１４】
前記列に並べられた搬送命令は
キャリア支持体搬送命令からの装填キャリアと、
キャリア支持体搬送命令からの取出しキャリアと
との中の少なくとも一つを含む請求項１０の方法。
【請求項１５】
キャリア・ハンドラ命令の実行時間に関連する情報を保持し、
前記保持された情報に基づいて、複数の列に並べられた搬送命令の中から、次に開始すべき列に並べられた搬送命令の一つを選択する
ステップを含む方法。
【請求項１６】
前記選択された列に並べられた搬送命令が外部の出来事に関連して開始され、完遂される最も近い時点まで、前記選択された列に並べられた搬送命令を実行することを遅らせることを更に含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
外部の出来事は前記選択された列に並べられた搬送命令を満たすのに利用可能な、最も早く到来するキャリア支持体の到来を含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記選択された列に並べられた搬送命令が開始され、完遂される最も近い時点は前記保持された情報に基づいて決定される請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記キャリア・ハンドラ命令の実行時間に関連する、保持された情報は、動作を実行するための実際の時間及び動作を実行するための推定時間のうちの少なくとも一つを含む請求項１５の方法。
【請求項２０】
前記キャリア・ハンドラ命令の実行時間に関連する、保持された情報は、
保存場所とポートとの間の搬送時間と、  
保存場所と搬送システムとの間の搬送時間と、
搬送システムとの間での引き渡しのために準備するための時間  
の内、少なくとも一つを含む請求項１５の方法。
【請求項２１】
（１）キャリアが装置により処理すべき一以上の基板を持っているか否か、および（２）前記キャリアが空か、若しくは、前記装置により既に処理済の一以上の基板のみを持っているか否かを示す状態であって、前記装置に関連するポートにおける前記キャリアの内容の状態を表す第一の信号を受信し、
前記キャリアが前記ポートから取り除かれる準備ができていることを示す第二の信号を受信し、
前記第一及び第二の信号に基づいて、前記キャリアの搬送を実行する
ステップを含む方法。
【請求項２２】
基板が装置に到来したところの第一のキャリアとは異なる第二のキャリアにおいて、      前記基板は前記装置から取り除かれる請求項２１の方法。
【請求項２３】
搬送は前記第一および第二の信号を受信し、前記ポートを装填されたキャリアのために利用可能とするために空のキャリアを取り除くように動作可能なキャリア・ハンドラによって実行される請求項２１の方法。
【請求項２４】
キャリア・ハンドラのロボットによる、内部保存場所からの、または、内部保存場所へのキャリアの搬送が失敗したか否かを決定して、
前記内部保存場所が利用不可能であることを示す情報を保持し、
前記利用不可能な内部保存場所に代わる、別の保存場所を決定する
ステップを含む方法。
【請求項２５】
前記失敗した搬送の後、前記キャリアが前記ロボット上に留まっていれば、前記キャリアを前記別の保存場所に載置することを更に含む請求項２４の方法。
【請求項２６】
キャリア・ハンドラの領域内で、複数のキャリアの各々の場所を探知し、
前記キャリア・ハンドラの前記領域内で、前記キャリアのための複数の目的の場所の各々の状態を探知し、
目的の場所への搬送を実行する前に、少なくとも一つのセンサを用いて、前記領域内での、前記キャリアの場所および前記目的の場所の状態を確認する
ステップを含む方法。
【請求項２７】
少なくとも一つの前記センサは前記搬送を実行するようにしたロボットのエンド・エフェクタ上に搭載されている請求項２６の方法。
【請求項２８】
輸送システムの近傍にキャリア・ハンドラを設け、
前記キャリア・ハンドラを通って較正用キャリアを移動させ、
前記輸送システム上の前記キャリア・ハンドラを通過する前記較正用キャリアから決定される情報に基づいて、前記輸送システムに前記キャリア・ハンドラを較正する
ステップを含む方法。
【請求項２９】
前記キャリア・ハンドラを通過する前記較正用キャリアに応答して、前記キャリア・ハンドラと前記較正用キャリアとの間でのやりとりを開始する請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記キャリア・ハンドラを通過する前記較正用キャリアに応答して、前記キャリア・ハンドラと前記較正用キャリアとの間で交換される信号から決定される前記情報を保持するステップを更に含む請求項２９の方法。
【請求項３１】
前記輸送システムに前記キャリア・ハンドラを較正することは前記輸送システムとの間でのキャリアの引渡しを較正することを含む請求項２８の方法。
【請求項３２】
前記輸送システムに前記キャリア・ハンドラを較正することは輸送システムのコントローラとキャリア・ハンドラのコントローラとの間で、較正パラメータを取り決めることを含む請求項２８の方法。
【請求項３３】
前記較正用キャリアは、輸送システムのコントローラおよびキャリア・ハンドラのコントローラに認知されている、指定されたキャリア支持体上を、前記輸送システムによって、運ばれる請求項３２の方法。
【請求項３４】
前記較正用キャリアは、前記キャリア・ハンドラのロボットの位置を検出するようにした、一以上のセンサを含む請求項２８の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本件出願は、２００３年１１月６日に出願された米国仮特許出願（番号６０／５１８，５８３）から優先日を主張する、２００４年１１月４日に出願された米国特許出願（番号：１０／９８１，１３１）から優先日を主張すると共に、部分継続するものである。本件出願はまた、２００４年２月２８日に出願された米国仮特許出願（番号：６０／５４８，５８４）からも優先日の主張をするものである。上掲の特許出願のそれぞれの内容は、全体的に本明細書において引用され、組み込まれる。
【０００２】
本出願は、各々が本件において全体的に参照され組み込まれるところの、以下の共通に譲渡され、同時に出願継続中の米国出願に関係するものである。
２００５年２月２５日に出願された、「材料制御システム・インターフェースのための方法及び装置」と題される米国特許出願（アトニー・ドケット番号：９１４１）。
２００５年２月２５日に出願され、「電子デバイス製造設備内で基板キャリアを搬送するための方法及び装置」と題される米国特許出願（アトニー・ドケット番号：９１４２）。
２００５年２月２５日に出願され、「電子デバイス製造システムのモニタリング及び制御のための方法及び装置」と題された米国特許出願（アトニー・ドケット番号：９１４４）。
２００３年８月２８日に出願され、「基板キャリアを輸送するためのシステム」と題された米国特許出願（番号：１０／６５０，３１０）（アトニー・ドケット番号：６９００）。
２００４年１月２６日に出願され、「基板キャリアを輸送するための方法及び装置」と題された米国特許出願（番号：１０／７６４，９８２）（アトニー・ドケット番号：７１６３）。
２００３年８月２８日に出願され、「移動するコンベアから基板キャリアを直接取り出す基板キャリア・ハンドラ」と題された米国特許出願（番号：１０／６５０，４８０）（アトニー・ドケット番号：７６７６）。
２００４年１１月１２日に出願され、「コンベア・ベルトの曲がりを許容する分離型（BREAK-AWAY）位置決めコンベア・マウント」と題された米国特許出願（番号：１０／９８７，９５５）（アトニー・ドケット番号：８６１１）。
【発明の分野】
【０００３】
本発明は、主に電子デバイス製造システムに関し、特に、製造設備内で輸送システムと処理装置との間で基板キャリアを搬送することに関する。
【本発明の背景】
【０００４】
電子デバイスの製造課程には、主に、シリコン基板やガラス板などの基板（そのような基板はパターンが形成されているかもしれないし、形成されていないかもしれない。また、ウェハーと呼ばれるかもしれない）に関して、一連の手順を行うことを含む。これらのステップは、研磨、堆積、エッチング、フォトリソグラフィ、熱処理、などを含むかもしれない。通常、多くの異なる処理ステップは、単一の処理システムにおいて実行されるか、又は、複数の処理チャンパーを含む「装置」において実行される。しかしながら、製造設備内の他の処理の場所において行われるべきである他のプロセスがあるような場合があり、従って、製造設備内において、ある処理の場所から別の場所へ基板が搬送されることが必要な場合がある。製造されるべき電子デバイスのタイプによって、製造設備内において、多くの異なる処理の場所において行われる比較的大きな数の処理ステップがあり得る。
【０００５】
密封されたポッド（Pods）、カセット、コンテナなどのような基板キャリアを用いて、ある処理の場所から他の場所へ基板を搬送することは周知のことである。また、製造設備内において、場所から場所へと基板キャリアを運ぶために、又は、基板キャリア輸送装置から、若しくは、その装置へ基板を搬送するために、自動ガイド移動体、頭上の輸送システム、基板キャリア・ハンドリング・ロボットなどのような自動化された基板キャリア輸送装置を用いることも周知である。
【０００６】
１枚の基板について、処理前の基板の形成の後、若しくは、そのような基板を受け取った後、処理済みの基板からセミコンダクタ・デバイスを切断するまでの総合製造プロセスは、週単位、若しくは、月単位で計られる経過時間を必要とする。従って、典型的な製造設備において、多くの数の基板が「進行中の仕事」（ＷＩＰ：work in progress）として、いかなるときにも存在し得る。ＷＩＰとして製造設備内に存在する基板は運転資産のとても大きな部分を占め、１枚あたりの基板の製造コストを高くする傾向にある。従って、製造設備の基板のスループットのために、ＷＩＰの総量を低減することが望ましい。そのために、各基板を処理するための総合経過時間は低減されるべきである。
【発明の要約】
【０００７】
本発明の第一の特徴は、キャリア・ハンドラでの、キャリアの到来を予期し、キャリアがキャリア・ハンドラに到来する前に、キャリア・ハンドラに予期されるキャリア搬送命令が送出される方法にある。
【０００８】
本発明の第二の特徴は、輸送システムからキャリアを取り出し、キャリア・ハンドラによりサービスされる処理装置のポート上にキャリアを装填するようにしたキャリア・ハンドラが、処理装置上へのキャリアの装填のために、キャリア・ハンドラにおいて命令を受け取る方法にある。命令はキャリア・ハンドラにおける、キャリアの到来に先立ち受信される。
【０００９】
本発明の第三の特徴は、第二の命令が動作している状態とは独立に、第二の命令を終了する、関連機能を有するキャリア・ハンドラ命令が定義される方法にある。
【００１０】
本発明の第四の特徴は、キャリア・ハンドラに近づきつつあり、かつ、命令待ち行列中に並べられた搬送命令の一っ以上を満たす、利用可能な最も早く到来するキャリア支持体を識別する（見つける）方法にある。最も早く到来するキャリア支持体の到来までの予期される時間に基づいて、列に並べられた搬送命令の中から、次に開始すべき一つの搬送命令が選択される。
【００１１】
本発明の第五の特徴は、キャリア・ハンドラ命令の実行時間に関連する情報が保持され、保持された情報に基づいて、複数の列に並べられた搬送命令の中から、次に開始すべき一つの搬送命令が選択される方法にある。
【００１２】
本発明の第六の特徴は、装置に関連するポートにおけるキャリアの内容の状態を表す第一の信号が受信される方法にある。この状態は（a）キャリアが装置により処理されるべき一枚以上の基板を持っているか否か、または（ｂ）キャリアが空か、若しくは、装置により既に処理済の一枚以上の基板のみを持っているか否かを示す。キャリアがポートから取り除かれる準備ができていることを示す第二の信号が受信され、第一及び第二の信号に基づいて、キャリアの搬送が実行される。
【００１３】
本発明の第七の特徴は、キャリア・ハンドラのロボットによる、内部保存場所からの、または、内部保存場所へのキャリアの搬送が失敗したか否かが決定され、内部保存場所が利用不可能であることを示す情報が保持され、利用不可能な内部保存場所に代わる、別の保存場所が決定される方法にある。
【００１４】
本発明の第八の特徴は、キャリア・ハンドラの領域内での、複数のキャリアの各々の場所が探知され、キャリア・ハンドラの領域内で、キャリアのための複数の目的の場所の各々の状態が探知され、目的の場所への搬送を実行する前に、少なくとも一つのセンサを用いて、領域内での、キャリアの場所および目的の場所の状態が確認される方法にある。
【００１５】
本発明の第九の特徴は、輸送システムの近傍にキャリア・ハンドラが設けられ、キャリア・ハンドラを通って較正用キャリアが移動し、輸送システム上のキャリア・ハンドラを通過する較正用キャリアから決定される情報に基づいて、キャリア・ハンドラは輸送システムに較正される方法にある。
【００１６】
発明の他の特徴は以下の例示的実施例の詳細な説明、添付の請求項、および図面より十分に明白となるであろう。
【詳細な説明】
【００１７】
本発明の実施例は、材料制御システム（ＭＣＳ:material  control  system）の制御の下、基板キャリア・ハンドラを動作させるための方法及び装置を提供するものである。本発明の特徴は、特に、一枚サイズ、若しくは、少ない枚数のロット・サイズの基板キャリアとともに用いる際、効果的である。本明細書に用いられるように、「小さいロット・サイズ」の基板キャリア、若しくは、「小さいロット」の基板という語は、典型的には、１３枚または３５枚の基板を保持する従来の大きいロット・サイズのキャリアより、より少ない基板を保持するようにしたキャリアを意味する。例として、小さいロット・サイズのキャリアは、５枚若しくはそれ未満の基板を保持するようにしたものである。いくつかの実施例において、他の小さいロット・サイズのキャリアが用いられ得る（例えば、１、２、３、４、若しくは５枚以上の基板を保持する小さいロット・サイズのキャリア）。一般に、人によるキャリアの搬送が電子デバイス等の製造設備内において実行可能となるように、小さいロット・サイズのキャリアの各々は、より少ない基板を保持することとなる。本発明により改善されたキャリア・ハンドラは、キャリア・ハンドラの領域内で、キャリアが実際に到着する前にキャリアのための搬送命令を受けるようにしたものである。これにより、キャリア・ハンドラがキャリアが到着するまで待たなければならないことを避けることができ、且つ、キャリアの到着をＭＣＳに知らせた後、搬送命令を出すよう、ＭＣＳを待たなければならないことを避けることができる。このようにして、本発明を用いることにより、キャリア・ハンドラはキャリアの到着を予期することができ、改善された能力及びスケジューリングを実行することができる。
【００１８】
また、本発明のキャリア・ハンドラは中断命令を受け取るようになっており、これにより以前の搬送命令は前の命令の状態とは独立して、取り消されるか又は中断される。換言すると、搬送命令が起動状態であるか、若しくは、順番待ちであるかに関わらず、単一の中断命令が順番待ちの搬送命令を取り消すか、若しくは、起動状態の搬送を中断するのに用いられ得る。
【００１９】
更に、本発明によるキャリア・ハンドラは、使用可能状態であり、且つ、キャリア・ハンドラに到着する最も早いキャリア支持体によって、実行され得る列に並べられた命令を識別するようにしたものである。識別された命令は、実行のための命令の待ち行列から順序に関係なく選択され得る。本発明のこの特徴は、キャリアをより効率よく搬送することにより、且つ、キャリア支持体が製造設備内を不必要に回らなければならないことを回避することにより、輸送システム及びキャリア・ハンドラのスループットを改善することができる。同様に、スループットをより向上させるために、待ち行列にある命令は、選択された命令を実行するに必要とされる実際の、又は、予測される時間に基づく実行のために選択され得る。異なる搬送のそれぞれを実行するために必要とされる時間、及び／又は、キャリア・ハンドラが実行する命令を保持するためにデータベースが用いられてもよい。いくつかの実施例において、キャリア・ハンドラのためのスケジューラは、キャリア・ハンドラがデータベース内にある予測された／現実の時間に基づき、そのような一搬送のために準備を開始しなければならなくなる前の直前まで、輸送システムへの／輸送システムからの搬送命令の実行を留保することができる。
【００２０】
更に、本発明のキャリア・ハンドラは、ポートの利用可能性を改善するために、関連する装置から空のキャリアを取り除くようにすることもできる。このようにして本発明は、基板が装置に到着したキャリアとは異なるキャリアの装置から基板を取り除くことができる。本発明は、未処理状態の基板を保持する、新しく到着したキャリアのためにポートを利用できるようにしているため、装置の「空乏状態」は回避され得る。
【００２１】
いくつかの実施例において、キャリア・ハンドラは失敗した搬送の後もなお動作を継続することが本発明により可能となる。発明性のあるキャリア・ハンドラの内部の保存場所は、データベース、若しくは、他のメカニズムの使用により確認され得る。内部の保存場所への（若しくは、内部の保存場所からの）搬送が失敗したと判断すると、失敗した搬送に関連する内部の保存場所は使用不可能と印が付けられ、使用可能な場所のリストから取り除かれる。
【００２２】
本発明の選択的な、若しくは、付加的な実施例において、キャリア・ハンドラは実際の搬送を行う前に、搬送の目的地が利用可能であり、且つ、障害がないことを確認するためのセンサを含む。換言すると、搬送先の目的地の状態は、例えば、キャリア・ハンドラのエンド・エフェクタ上に載置された電子的な眼を利用して感知され得る。この実際の状態は、異常を検出するために、及び、衝突を回避するために、保存された状態と比較される。同様に、キャリアがキャリア・ハンドラによって適切に支持されているか、及び／又は、予定されている数の基板を含んでいるかどうかを判断するために、例えば、圧力センサ／重量変換器が用いられてもよい。
【００２３】
また、本発明のキャリア・ハンドラは、輸送システムへの／輸送システムからのキャリアの引渡し（ハンドオフ）を自己較正するようになっている。センサを備えた「較正のためのキャリア」、及び／又は、通信設備を用いて、キャリア・ハンドラは、例えば、較正用キャリアが輸送システム上のキャリア・ハンドラを通り過ぎて移動したなどの、ハンドオフのために較正する十分な情報がもたらされ得る。例えば、キャリア・ハンドラのエンド・エフェクタが最後に通った較正用キャリアの速度と一致しないこと較正用キャリア・ハンドラが検出したこと、および、エンド・エフェクタがより早く移動する必要があることを示す信号を較正用キャリアは送出する。
【００２４】
電子デバイス製造、若しくは、製作設備（Fab:  fabrication facility）は、設備内で１枚以上の基板キャリアを搬送するようにした、連続的に移動するコンベヤ・システムに接続された、複数のキャリア支持体、若しくは、「クレードル」を含む頭上の輸送システム(ＯＨＴ:
overhead transport system)を用いる。より詳細には、この移動コンベヤ・システムはバンド(band)、及び、このバンドを移動させるようにして、それに接続された複数の駆動モータを含む。
【００２５】
更に、そのような設備は電子デバイス製造の間、基板を処理するようにした装置、若しくは、複合装置を含み得る。各処理装置は、装置及び移動コンベヤ・システムとの間で基板キャリアを搬送するようにした基板ハンドラのそれぞれに接続される。より詳細には、各処理装置は処理装置のロード・ポートと連続的に移動するコンベヤ・システムのバンドに接続されたキャリア支持体との間で基板キャリアを搬送するようにしたキャリア・ハンドラのそれぞれと接続され得る。このようにして、基板キャリアは設備内を搬送され得る。
【００２６】
更に、輸送システムは、基板キャリアがそれらが必要とされるところへ移動するように、移動コンベヤ・システム及び複数のキャリア・ハンドラの制御動作と通信するようにした制御システムを含み得る。図１において、制御システム１００は、基板ローディング・ステーションの制御において、及び／又は、その制御の下に、複数の基板ハンドラのそれぞれのコントローラのそれぞれにおいて実行されるローディング・ステーションのソフトウェア（ＬＳＳ）１０４a−fと双方向の通信を行うＨＯＳＴ若しくはＭＣＳ１０２を含む。このＨＯＳＴは、ＭＣＳの動作を方向づける製造実行システム（ＭＥＳ）を含む。また、このＭＣＳ１０２は、駆動モータを含む輸送システム及びコンベヤの動作を維持する輸送システム・コントローラ（ＴＳＣ）１０６と双方向の通信を行う。いくつかの実施例において、ＬＳＳ１０４a−fのノード（nodes）の各々は、輸送システムの状態に関する情報を直接交換するためにＴＳＣ１０６と通信する。これらの構成部分及びその動作は、図２を参照して以下に詳細に説明される。
【００２７】
図２は、１枚の基板、または、２５枚の基板よりずっと少ない（例えば、５枚以下）の基板を保持する基板キャリアなどの、小さいロット・サイズの基板キャリアを用いるのに特に好適な例示のＦａｂＢ２０１の物理的構成の一実施例を示す概略図である。この図示されたＦａｂ２０１は、高速で、メンテナンスの少ない、常時移動するコンベヤ・システムと、このコンベヤを止めたり、若しくは、減速させる必要のないキャリア・ローディング／アンローディング機能と、一度に多くのキャリアを物理的に支持することができるコンベヤと、所要の搬送路に容易に適合し得る柔軟性のあるコンベヤと、処理装置の間での輸送及び搬送を効率的に管理するようにした制御ソフトウェアとを含む、特に小さいロットのキャリアのために好適ないくつかの特徴を備えた、高速輸送システムを含む。これらの特徴は、以下に更に説明される。
【００２８】
以前に引用され、本件出願に組み込まれた米国特許出願（番号：１０／６５０，３１０）であって、２００３年８月２８日に出願され、「基板キャリアを輸送するためのシステム」と題された米国特許出願（アトニー・ドケット番号：６９００）は、Fabが稼動している間、常に動作状態であるようにした基板キャリアのためのコンベヤを含む基板キャリア輸送システム、若しくは、同様の配達システムを開示する。この常時移動するコンベヤは、Fab内での各基板の滞留時間の合計を少なくするように、Fab内の基板の輸送を行うようにしたものである。
【００２９】
このようにFabを動作させるために、コンベヤが動作状態である間に、コンベヤから基板キャリアを取り出すための、及び、コンベヤに基板キャリアを載せるための方法及び装置が提供される。以前に引用され、本件出願に組み込まれた米国特許出願（番号：１０／６５０，４８０）であって、２００３年８月２８日に出願され、「移動するコンベヤから直接基板キャリアを取り外す基板キャリア・ハンドラ」と題された米国特許出願（アトニー・ドケット番号：７６７６）は、基板ローディング・ステーションにおける基板キャリア・ハンドラまたは移動コンベヤに関する装填（ローディング）／取出し（アンローディング）の動作を行う「ローディング・ステーション」を開示する。
【００３０】
図３において、キャリア・ハンドラ３０２を備えた基板ローディング・ステーション３００は、コントローラ３０４、フレーム３０７若しくはレールに沿って垂直方向に移動可能な水平方向のガイド３０６、及び水平方向のガイド３０６に沿って水平方向に移動可能なエンド・エフェクタ３０８を含む。搬送を実行するためにエンド・エフェクタ３０８を動かすために、他の構成（例えば、空間的に動くことができるロボット）が用いられ得る。キャリア・ハンドラ３０２／基板ローディング・ステーション３００は、基板キャリア３１２を一時的に保持するための、内部の保存場所３１０若しくは棚／ハンガーを含む。更に、処理装置（図示しない）に基板を載せるためのポート３１４は、キャリア・ハンドラ３０２にアクセス可能であるか、若しくは、キャリア・ハンドラ３００を収容する基板ローディング・ステーション３００の一部であってもよい。
【００３１】
コントローラ３０４は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ:
field programmable gate array）若しくは他の類似のデバイスを用いて実行され得る。いくつかの実施例において、ディスクリートな構成部品がコントローラ３０４を実現するために用いられてもよい。コントローラ３０４は、本明細書に記述される基板ローディング・ステーション３００及びこの基板ローディング・ステーション３００の１以上の様々な電気的及び機械的部品及びシステムの動作を制御及び／又はモニタするようにしたものである。コントローラ３０４は、上記に示したように、ローディング・ステーションのソフトウェアを実行するようにしたものである。いくつかの実施例において、コントローラ３０４は好適なコンピュータ若しくはコンピュータ・システムであってもよいし、いくつかのコンピュータ若しくはコンピュータ・システムを含んでもよい。
【００３２】
いくつかの実施例において、コントローラ３０４は１つのコンピュータ若しくはコンピュータ・システムにより一般的に用いられるか、又は、それらと関連して用いられる構成部品、若しくは、デバイスを含み得る。図３において明示的に図示されていないが、コントローラ３０４は１以上の中央処理ユニット、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）デバイス、及び／又は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）デバイスを含む。また、コントローラ３０４は、キーボード、及び／又は、マウス、又は、他のポインタ・デバイスなどの入力デバイスと、データ及び／又は情報が取り出されるプリンタ又は他のデバイスなどの出力デバイスと、及び／又は、ユーザ若しくはオペレータに情報を表示するためのモニタなどの表示デバイスを含む。また、コントローラ３０４は、他のシステム・コンポーネントとの間で、及び／又は、ネットワーク環境において、通信を行うための通信ＬＡＮアダプタ若しくは通信ポートなどの送信器及び又は受信器と、適切なデータ及び／又は情報を保持するための１以上のデータベースと、本発明の方法を実行するための１以上のプログラム若しくは命令セットと、及び／又は、周辺装置を含む他のコンピュータ・コンポーネント若しくはシステムとを含み得る。
【００３３】
本発明のいくつかの実施例によれば、プログラムの命令（例えば、コントローラのソフトウェア）は、ＲＯＭデバイスからＲＡＭデバイスへと、若しくは、ＬＡＮアダプタからＲＡＭデバイスへの読み込みのように、他の媒体からコントローラ３０４のメモリへ読み込まれ得る。本プログラムにおいて一連の命令の実行により、コントローラ３０４は以下に説明されるプロセス・ステップの１っ以上を実行する。選択的な実施例において、結線されたハード回路、若しくは、集積回路は本発明のプロセスの実施のためのソフトウェア命令に代えて、または、組み合わされて、用いられうる。このように、本発明の実施例はハードウェア、ファームウェア、および/または、ソフトウェアの特定の組み合わせに限定されるものではない。メモリは、ソフトウェアを実行し、これにより、本発明に従い、特に、以下に詳述される方法に従い、動作するようにしたコントローラのためのソフトウェアを保持できる。本発明の部分は、モジュラ・オブジェクトを備えた複雑システムのモデリングによって、現実世界、物理的対象、および、それらの相互関係を表す抽象概念をつくることができるオブジェクト・オリエンテッドな言語を用いて開発されたプログラムとして実現されうる。しかしながら、本明細書に記載される発明は、一般用途のハードウェア・サブシステム、または、専用のコントローラと同様、幅広い範囲のプログラム技術を用いて多くの異なる態様により、実行されうることは、この分野の熟練家であれば、理解するであろう。
【００３４】
本プログラムは圧縮されているか、解読されていない（uncompiled）か、および/または、暗号化されているフォーマットにより保持される。さらに、本プログラムは、コントローラがコンピュータ周辺デバイス、および、他の装置/コンポーネントとインターフェースできるように、オペレーティング・システム、データベース管理システムおよびデバイス・ドライバなどの、一般的には有用なプログラム要素も含みうる。適当な一般用途のプログラム要素は本分野の熟練家に知られており、本明細書において詳細に記述される必要はない。
【００３５】
上記のとおり、コントローラ３０４はキャリアの場所、命令の列、実際の、および/または、推定される命令実行時間、および/または、内部の保存場所に関するデータを含むデータベースを作り、受け取り、および/または、保持する。本分野の熟練家により理解されるとおり、本明細書において表されている概略図および添付の構造および関係の説明は例示的な構成にすぎない。提供された図により提案されるものの他、多くの他の構成が用いられうる。
【００３６】
動作状態において、基板キャリア３１２を搬送し、キャリア・ハンドラ３０２を通りすぎる移動コンベア（「基板キャリア・コンベア」３１６とも言われる）を含む輸送システム３１６から基板キャリア３１２を取り出すために、エンド・エフェクタ３０８は、基板キャリア３１２が基板キャリア・コンベヤにより搬送されているときの基板キャリア３１２の速度にほぼ一致する速度により（例えば、水平方向に基板キャリアの速度をほぼ一致させることにより）、水平方向に移動する。さらに、エンド・エフェクタ３０８は基板キャリア３１２が搬送されているとき、基板キャリア３１２の近傍の位置に保たれる。こうして、エンド・エフェクタ３０８は基板キャリア３１２の位置にほぼ一致すると共に、基板キャリア３１２の速度にほぼ一致する。同様に、コンベアの位置、および/または、速度もほぼ一致する。
【００３７】
エンド・エフェクタ３０８は基板キャリアの速度（および/または、位置）とほぼ一致する一方で、エンド・エフェクタ３０８が基板キャリア３１２に接触し、基板キャリア・コンベア３１６から基板キャリア３１２を取り出すように、エンド・エフェクタ３０８が上昇する。同様に、載置（ローディング）の間は、エンド・エフェクタ３０８およびコンベアの速度（および/または、位置）をほぼ一致させることにより、移動する基板キャリア・コンベア３１６上に基板キャリアは載置される。少なくとも一つの実施例において、エンド・エフェクタ３０８と基板キャリア・コンベヤ３１６との間の基板キャリアの受け渡し（ハンドオフ）は、エンド・エフェクタ３０８と基板キャリア・コンベヤ３１６との間のほぼゼロの速度、及び／又は、加速度の差において行われる。
【００３８】
以前に引用され、本件出願に組み込まれた米国特許出願（番号：１０／７６４，９８２）であって、２００４年１月２６日に出願され、「基板キャリアを輸送するための方法及び装置」と題された米国特許出願（アトニー・ドケット番号：７１６３）は、電子デバイス製造設備内の１以上の処理装置の間で、基板キャリアを輸送するために、上述された基板キャリア輸送システム３１６、及び／又は、キャリア・ハンドラ３０２とともに用いられるコンベヤ・システムを記述している。このコンベヤ・システムは、電子デバイス製造設備の少なくとも１部分内で閉じたループを形成し、その中で基板キャリアを輸送するリボン(ribbon)（又は「バンド」(band)）を含む。１以上の実施例において、そのリボン若しくはバンドはステンレス鋼材、ポリカーボネート(polycarbonate)、複合材料（例えば、カーボン・グラファイト、ファイバーグラスなど）、鋼鉄若しくは他の補強されたポリウレタン(Polyurethane)、エポキシ・ラミネート(epoxy  laminates)、ステンレス鋼材、（例えば、カーボン・ファイバー、ファイバーグラス、デュポン社から販売されているKevlar（R）、ポリエチレン、スチール・メッシュ(steel  mesh)などの）繊維、若しくは、他の硬化部材などを含む合成樹脂の(plastic)または重合体の(polymer)材料から形成される。リボンの厚い部分を垂直平面内となるように、且つ、リボンの薄い部分を水平面内に位置するようにリボンを方向づけることにより、リボンは水平平面内で柔軟なものとなり、垂直平面内で硬いものとなる。このような構成により、コンベヤは安価に構成され、実現され得る。例えば、このリボンは作るのにほとんど材料を必要とせず、作成が容易で、その垂直方向の硬さ／強さによって、（水平方向に方向づけられた、ベルトタイプの従来のコンベヤ・システムに用いられるローラ若しくは他の同様な機構などの）補足の支持構造なしに様々な基板のキャリアの重さを支持することができる。更に、リボンはその弾性の柔軟性により、様々な形状に曲げたり、反らせたりし得るので、コンベヤ・システムは高度に客先の仕様に合わせられる。
【００３９】
図２に戻ってみると、例示のFab２０１は、Fab２０１内で単一のループ２０５を形成するリボン若しくはバンド２０３を含む。例えば、リボン２０３は、以前に引用され、本件出願に組み込まれた米国特許出願（番号：１０／７６４，９８２）に記載されたリボンのうちの１つを含むものであってもよい。リボン２０３は、処理装置２０９の間で基板キャリア（図示せず）を輸送し、（閉じた）ループ２０５を形成するために直線状の部分２１１及び曲がった部分２１３を含む。他の処理装置２０９、及び／又は、ループ構成が用いられてもよい。
【００４０】
各処理装置２０９は、（以前に引用され、組み込まれた米国特許出願（番号：１０／６５０，４８０）に記述されるように）基板ローディング・ステーションの部位に基板キャリア・ハンドラを含んでもよいし、又は、リボン２０３がローディング・ステーション２１５を通過するときに、コンベヤ・システム２０７の移動リボン２０３から基板キャリアを取り出すための、又は、そこに基板キャリアを載せるための処理装置２０９の「ローディング・ステーション」２１５を含んでもよい。例えば、ローディング・ステーション２１５のエンド・エフェクタ３０８（図３）は、リボン２０３によって運ばれるときの基板キャリアの速度とほぼ一致する速度で水平方向に移動し、基板キャリアが輸送されるときに基板キャリアに隣接する位置に維持され、エンド・エフェクタが基板キャリアに接触し、コンベヤ・システム２０７から基板キャリアを取り外すように上昇する。同様に、基板キャリアは、装填（ローディング）のときには、エンド・エフェクタ３０８（図３）及びリボンの速度（及び／又は位置）にほぼ一致させることにより、移動リボン２０３上に装填される。
【００４１】
各ローディング・ステーション２１５は、処理装置２０９（ドッキング／アンドッキング(docking/undocking)の動きを用いない搬送場所が使われるかもしれないが、例えば、１以上のドッキング・ステーション）へ、及び／又は、処理装置２０９からの搬送のために、基板または基板キャリアが載置される１以上のポート（例えば、ロード・ポート）、または、類似の場所を含むかもしれない。様々な基板キャリアの保存場所、若しくは、棚が、処理装置２０９での基板キャリアの溜め込み（バッファリング）のために各ローディング・ステーション２１５において設けられるかもしれない。
【００４２】
コンベヤ・システム２０７は、リボン２０３の動作を制御するためのＴＳＣ２１７を含む。例えば、ＴＳＣ２１７は、リボン２０３の速度、及び／又は、状態を制御／監視し、基板キャリアを支持／輸送するために用いられるリボン２０３のキャリア支持体を割り当て、そのようなキャリア支持体の状態を監視し、そのような情報を各ローディング・ステーション２１５などに提供する。同様に、各ローディング・ステーション２１５は（例えば、コンベヤ・システム２０７への、及び／又は、コンベヤ・システム２０７からの基板キャリアの装填または取り出し、ローディング・ステーション２１５のロード・ポート若しくは保存場所への、及び／又は、ローディング・ステーション２１５のロード・ポート若しくは保存場所からの基板キャリアの輸送、及び／又は、ローディング・ステーション２１５により扱われる装置２０９を処理することなどの）キャリア・ハンドラの動作を制御するためのステーションのソフトウェア（ＬＳＳ）２１９を含む。ＭＣＳ２２１は、同じ動作を行うために、輸送システムのコントローラ２１７及び各ローディング・ステーション２１５のローディング・ステーション・ソフトウェア２１９と交信する。ＴＳＣ２１７、各ＬＳＳ２１９、及び／又は、ＭＣＳ２２１は、ＴＳＣ２１７，ＬＳＳ２１９、及び／又は、ＭＣＳ２２１により実行される動作のスケジューリングを制御するためのスケジューラ（図示せず）を含む。
【００４３】
処理の説明
上記のハードウェア及びソフトウェアのコンポーネンツを含む上述のシステムは、本発明の方法を実行するに有用である。しかしながら、上述のコンポーネントの全てが本発明の方法を実行するのに必要であると理解されるべきではない。事実、いくつかの実施例においては、上述のシステムのいずれもが本発明の方法を行うに必要とされるものではない。上述のシステムは、本発明の方法を行うにあたり有用なものであろうシステムの一例であり、１枚の基板、若しくは、２５枚の基板よりずっと少ない数の（例えば、５枚以下の）基板を保持する基板キャリアなどの小さいロット・サイズの基板キャリアを搬送するために特に好適である。
【００４４】
図４乃至図１１を見ると、上述のシステムを使って行われる本発明のいくつかの実施例を表すフローチャートが図示されている。本明細書において議論されている様々な方法のステップの例の、数及び順番と同様に、図４乃至図１１のフローチャート内の要素の特定の配置は、固定された順番、シーケンス、量、及び／又は、ステップへのタイミングを意味するものではなく、本発明の実施例は、実施可能ないかなる順序、シーケンス、及び／又は、タイミングにおいて実施され得ると理解されなければならない。
【００４５】
引き続くサブセクションにおいて、方法のステップが詳細に説明される。これらのステップの全てが本発明の方法を実行するに必要とされるわけではなく、付加的な、及び／又は、選択的なステップも以下に説明される。また、フローチャートに図示されている一般的なステップは、本発明の実施例のいくつかのみの特徴を表し、且つ、それらは本発明の方法がより多くの、若しくは、より少ない実際のステップを含むように異なった態様で再配置され、組み合わされ、及び／又は、分割され得ることに留意いただきたい。例えば、いくつかの実施例において、多くの付加的なステップが以下に記載されたデータベースを更新し、維持するために付加されるかもしれない。しかし、指摘したように、本発明の全ての実施例においてそのようなデータベースを使うことを必要とするものではない。言い換えると、本発明の方法は、本明細書に記載されるいくつかの異なる発明性のあるプロセスを実行するために実施可能ないかなる数のステップも含みうる。
【００４６】
上述したように、ＭＣＳ２２１は、基板ローディング・ステーション／キャリア・ハンドラ及び搬送ステーション（本明細書において図示しないが、コンベヤのバンドからバンドへの搬送を行う装置）を含む様々な装置に命令を送出することによって、ベイ(bay)内のキャリアの配達及び保管に対して対応するものである。いくつかの実施例において、キャリア・ハンドラのある特徴は従属デバイスの制御のための命令及びプロトコルを特に詳細に標準化する、ＳＥＭＩ  Ｅ８８−１１０３標準「ＡＭＨＳストレージ(Srorage)ＳＥＭのための標準（Stocker SEM）」と題される業界標準に従って実行され得る。同様に、コンベヤの動作を制御することに対して対応するＴＳＣ１１７は、ＳＥＭＩ  Ｅ８４−０７０３標準「インターベイ／イントラベイ(Interbay/Intrabay)ＡＭＨＳ ＳＥＭのための標準（ＩＢＳＥＭ）」に従って実行され得る。装置のポートとのやりとりは、ＳＥＭＩ  Ｅ８４−０７０３標準「改善されたキャリア・ハンドオフの平行Ｉ／Ｏインターフェースのための標準」に従って実行され、キャリアの取り扱いはＳＥＭＩ  Ｅ８７−０７０３標準「キャリア管理のための標準（ＣＭＳ）」に従って実行され得る。これらの４つの標準はカリフォルニア州サンノゼのセミコンダクタ・エクイップメント・マテリアルズ・インターナショナル（ＳＥＭＩ）の産業連合グループ（www.semi.org）によって発行されており、全ての目的のために本明細書の中で引用されて組み込まれる。
【００４７】
本発明の実施例は、上述のＳＥＭＩ標準に記載された機能を超えた特徴を実行するものである。より詳細には、本発明は小さいロット・サイズのキャリアを用いるFabの効率及びスロープットをより改善するために、ＳＥＭＩ  Ｅ８８標準に改善された機能を付加するものである。単一、若しくは、小さいロット・サイズの基板の処理における一般的な目標は、キャリア・ハンドラを伴った基板ローディング・ステーションのようなＳＥＭＩ  Ｅ８８に従うストッカー・タイプ(Stocker-type)のデバイスに到着するキャリアと、その到着を認知し、最終目的地へそのキャリアを運ぶための命令を送出するＭＣＳとの間の時間に起因する遅延を低減することである。１枚の基板を保持するよう設計されたキャリアについては、キャリア・ハンドラに到来するキャリアの数は、従来の配達システムのそれよりも２５倍であるかもしれないので、累積的な遅延は顕著なものとなり得る。ＳＥＭＩ  Ｅ８８標準によれば、ＨＯＳＴ／ＭＣＳは、キャリアが関連する基板ローディング・ステーションのロード・ポート（例えば、そこからキャリアが基板ローディング・ステーションによってサービスされる処理装置のポートに搬送されるところの基板ローディング・ステーションのシェルフもしくは類似の仲介保存場所）へのキャリアが到着した後のみに、キャリア・ハンドラ（例えば、ストック装置）に搬送命令を送出しなければならない。この要件により、キャリアを目的地のポートに動かすのに累積的な遅延が発生する。このＳＥＭＩ  Ｅ８８標準によれば、搬送命令がストッカーに出され、特定のキャリアがストッカーの領域内に存在しなければ、そのストッカーはエラーにより応答する。ストッカーは、ストッカーの領域にないキャリアに対して命令を実行することはできないので、このエラーはＳＥＭＩ  Ｅ８８標準に従って適切に発生される。
【００４８】
ＳＥＭＩ  Ｅ８８の改善
本発明の実施例は、ＳＥＭＩ  Ｅ８８標準を更に改善して、基板ローディング・ステーションが（例えば、特定のキャリアの存在を前もって知ることなく）、関連するキャリアの到着に先立ち、そのキャリアの到着を予期して、搬送命令を受けることができるようにしたものである。そのような改善された搬送命令は、命令内の追加的なパラメータを使用することにより「予期されるキャリア」の搬送として認識され得る。基板ローディング・ステーションは、指定されたキャリアが基板ローディング・ステーションの領域に入るまで、そのような搬送命令の処理を遅らせる。基板ローディング・ステーションの領域に入ると、予期されるキャリアの命令がキャリア・ハンドラの命令列における優先順位に従って処理される。
【００４９】
より詳細には、本発明の改善されたＥ８８標準の実行による、いくつかの実施例によれば、予期されるキャリアの搬送命令が受け取られると、基板ローディング・ステーションはその命令は後で行われるという応答をＭＣＳに送り返す。基板ローディング・ステーションは、そのキャリアが到着するまでキャリア・ハンドラの列内でその命令を保持し、キャリアが到着すると、その命令はＭＣＳの要求として実行される。キャリアが到着した後に、搬送命令を待つことによる遅延を引き起こすことを避けることに加えて、本発明は新しく到着したキャリアを一時的な保存場所に置かなければならないということの代わりに、例えば、輸送システムから直接に処理装置のポートへの、より効率的なキャリアの搬送のための計画を、基板ローディング・ステーションのスケジューラが行えるようにしたものである。
【００５０】
図４を見ると、キャリアがキャリア・ハンドラに到着する前に、搬送命令を受けるためのプロセス４００の一例が図示されている。プロセス４００はステップ４０２において開始する。ステップ４０４において、ＭＣＳは、例えば、発送元のキャリア・ハンドラがキャリアを輸送システム上に装填してしまった場合の結果として、キャリアが目的地のキャリア・ハンドラに輸送されていることを認知し、又は判断する。ステップ４０４において、キャリアが目的地のキャリア・ハンドラに到着する前に、ＭＣＳは目的地のキャリア・ハンドラに、「予期されるキャリア」のパラメータ・セットを備えた搬送命令を送出する。ステップ４０６において、目的地のキャリア・ハンドラは指定されたキャリア・ハンドラによる予期されるキャリアの搬送命令が、目的地のキャリア・ハンドラに未だ到着していないことを受け、認知する。ステップ４０８において、指定されたキャリアが目的地の基板ローディング・ステーションの領域内に現れる（例えば、目的地のキャリア・ハンドラに到着する）まで、予期されるキャリアの搬送命令の処理は遅らせられる。ステップ４１０において予期されるキャリアの搬送命令は、目的地のキャリア・ハンドラの命令の列に並べられ、それは列内の優先順位に基づく順番により処理される。ステップ４１２において、キャリアがキャリア・ハンドラに到着する前に搬送命令を受け取るための例示的なプロセス４００は終了する。
【００５１】
いくつかの選択的な実施例において、ステップ４０８において、予期されるキャリアの搬送命令は、受信されると、目的地のキャリア・ハンドラの命令の列に並べられ、ステップ４１０において、予期されるキャリアの搬送命令の実行はキャリアの期待される到着時間に基づいて開始されるようスケジュールされる。
【００５２】
ＳＥＭＩ  Ｅ８２及びＳＥＭＩ  Ｅ８８の標準は、遠隔操作のための多くの命令を定義している。特に、２つの遠隔命令は自動化された材料ハンドリング・システムにおいて、搬送命令を終了する際に用いられる中断及び取り消しのために定義されている。中断命令は、この命令が動作状態である間に、命令識別子に基づいて特定の搬送命令の動作を終了する。取り消し命令は、その命令が列に並んでいるか、若しくは、待ち受け状態にある間に、命令識別子に基づき特定の搬送命令の動作を終了させる。
【００５３】
本発明によるＳＥＭＩ  Ｅ８８及びＥ８２標準の追加的な改善は、異なる命令の実行状態に適用するようにした、関連する命令の併合することを含む。例えば、動作中の命令を終了するようにした中断命令と、列に並んだ命令を終了するようにした取り消し命令とは、１つの終了命令に合併される。１枚若しくは小さいロット・サイズの基板処理の一般的な目標は、ＨＯＳＴ／ＭＣＳと基板ローディング・ステーションのようなＳＥＭＩ  Ｅ８８に従うストッカー・タイプの装置との間でのメッセージの数を少なくすることである。上述したように、ＳＥＭＩ  Ｅ８８標準によれば、ＨＯＳＴ／ＭＣＳは、搬送命令が待ち状態にあれば、搬送を取り消す取り消し命令を送出し、搬送命令が動作状態であれば、搬送を中断する中断命令を送出しなければならない。この要件により、特に、ＨＯＳＴ／ＭＣＳが取り消し命令を送出した後すぐ、及び、ストッカーがこの命令を処理する直前に、搬送の状態が変化したときに、累積的な不必要な余分なメッセージを送ることになる。
【００５４】
本発明の一実施例は、ＳＥＭＩ  Ｅ８８標準を改善して、搬送命令が待ち行列内にあるか、若しくは、動作状態であるかによって、搬送を取り消すか、若しくは、中断する、新しい終了命令（例えば、AbortOrCancel）を可能とするものである。このようにして、新しい終了命令はコマンドの状態とは独立に、コマンドの識別子のみに基づいて、指定された搬送命令の動作を終了する。その結果、終了命令はコマンドの状態に関わらず、中断若しくは取り消しの命令に代わり用いられ得る。この使用方法により、いくつかの機能を実行するために必要とされるコードの数が少なくなる。
【００５５】
図５を見ると、命令の実行状態に関係なく、搬送命令を中断するためのプロセス５００の一例が図示されている。プロセス５００はステップ５０２において開始する。ステップ５０４において、当該搬送が動作状態であるか、待ち行列内にあるか、若しくは、待機中であるかに関わらず、搬送を中断するか、若しくは、取り消す終了命令が定義される。ステップ５０６において、終了命令はＭＣＳによって送出される。ステップ５０８において、基板ローディング・ステーションのコントローラは終了命令を受け、終了命令内に認識される搬送命令の状態を判断する。指定された搬送命令が待ち行列内にあるか、若しくは、待機中であるかであれば、搬送命令はステップ５１０において取り消される。指定された搬送命令が動作中であれば、搬送命令はステップ５１２において中断される。いずれの場合も、プロセス５００はステップ５１４において終了する。
【００５６】
基板ローディング・ステーションの先見スケジューリング
基板ローディング・ステーションのキャリア・ハンドラは、輸送システムの特定の場所（例えば、クレードル若しくは他の支持場所）に、または、そこからキャリアを積極的に載置するか、または、取り除く。輸送システムは、そのような搬送に対して基板ローディング・ステーションのところでは停止しないので、キャリア・ハンドラは（例えば、取り出される（アンロードされる）べきキャリアを支持するクレードル、若しくは、キャリアが装填される（ロードされる）べきクレードルが到来する前に）目的のキャリア支持体の到来に先立ち、そのような搬送を適切に行わなければならない。基板ローディング・ステーションのスケジューラの目的は、キャリア支持体が基板ローディング・ステーションを通過する最初のときに、輸送システム上のキャリア支持体へのキャリアの装填、若しくは、取り出しを確実ならしめることである。
【００５７】
この目的を達成する機会を改善するために、本発明は命令列の中の、どの命令が次に実行されべきかを決定するために、ロジックのなかに、先見(look-ahead)機能を備えたキャリア・ハンドラのスケジューラを提供するものである。この先見機能は、移動コンベアのキャリア支持体上にキャリアを装填（例えば、クレードル上への載置）するための、または、移動コンベヤのキャリア支持体からキャリアを取り出す（例えば、クレードルからの取り除きの）ための搬送を開始するために、キャリア支持体の最も早く来る到来の予定時間を考慮することである。例えば、基板ローディング・ステーションによりサービスされる処理装置のポートへの、および／または、そこからの搬送を実行する前に、基板ローディング・ステーションのスケジューラのロジックは、そのような搬送を実行するに必要な時間を考慮し、そのような搬送を実行し、最も早く到来するキャリア支持体を用いて輸送システムへの、および／または、そこからの搬送のために準備するのに十分な時間があるか否かを考慮する。  
【００５８】
図６を見ると、最も早く到来する使用可能なキャリア支持体を用いることができる命令を見つけるために、命令列を先見するためのプロセス６００の一例が図示されている。プロセス６００は、ステップ６０２において開始する。ステップ６０４において、キャリア・ハンドラ／基板ローディング・ステーションは、列に並べられた搬送命令を満たす、利用可能な、最も早く到来するキャリア支持体を決定し、識別する。キャリア・ハンドラが輸送システムへのキャリアを搬送することを指定する、列に並べられた搬送命令を持っているのであれば、キャリア・ハンドラは最も早く到来する空のキャリア・サポートを探す。同様に、キャリア・ハンドラは輸送システムからのキャリアを搬送することを指定する、列に並べられた搬送命令を持っているのであれば、キャリア・ハンドラは、そのキャリア・ハンドラのために予定されたキャリアを保持する最も早く到来するキャリア支持体を探す。
【００５９】
ステップ６０６において、ステップ６０４からの識別されたキャリアを用いることができる列に並べられた第１の命令が特定される。ステップ６０８において、キャリア・ハンドラは、ステップ６０６において決定された第１のコマンドの実行がステップ６０４において識別された最も早く到来するキャリア支持体を使うために開始されなければならない前に、他の命令を実行するのに時間があるかどうかを判断する。もし時間があれば、ステップ６１０において、キャリア・ハンドラは最も早く到来するキャリア支持体としてステップ６０４において識別されたキャリア支持体が実際に到来する前に、他のコマンドが完了するか否か判断する。もし時間内に完了し得る命令があれば、ステップ６１２においてこれらの命令は実行され、処理の流れはステップ６０８の判断に戻る。時間内に完了する命令がない場合、処理の流れは（１）ステップ６０６において決定された第１の命令が開始されなければならない前に、完了され得る命令列に追加されるべき新しい命令を待つか、あるいは、（２）時間が経過し、ステップ６０６において決定された第１の命令が、ステップ６０４において識別されたキャリア支持体に合致するように開始されなければならないときを待つかする。ステップ６０８及びステップ６１０との間のループをプロセスは流れる。ステップ６０８に戻ると、キャリア・ハンドラがステップ６０４において識別された最も早く到達するキャリア支持体を使うために、ステップ６０６において決定された第１の命令の実行が開始されなければならない前に、他の命令を実行するために残り時間がないと判断すると、第１の命令はステップ６１４において実行され、プロセス６００はステップ６１６において終了する。
【００６０】
搬送時間の保持
基板ローディング・ステーションのスケジューラのもう１つの、より一般的な目的は、装置が「空乏状態」とならない（例えば、装置が更なる基板の配達を待つために、処理を停止しなくてよい）ように、関連する処理装置のポートに配達され得るキャリアの数を最大化することである。スケジューラは、（輸送システム及びキャリア・ハンドラ経由で）ＨＯＳＴ／ＭＣＳによって装置に配達され得るキャリアの数を最大化するための条件によって、新しい基板を装置に供給する条件の調整を図るようにする。
【００６１】
スループットを最適化するために、スケジューラはキャリア・ハンドラが実行し得る動作、若しくは、キャリア・ハンドラが実行し得る命令の異なるタイプのものの各々に対して、推定され得る、及び、実際の時間を計測／決定及び探知する。開始されるべき、列に並んだ、次の搬送を選択するためのスケジューラのロジックは、例えば、保存場所と処理装置のポートとの間の搬送時間、保存場所と輸送システムとの間の搬送時間、輸送システム等を用いてハンドオフのための位置に動かすために必要な時間等を用いる。いくつかの実施例において、スケジューラは、時間追跡データベースに保持された予測／実際の時間に基づいて、受け渡し（ハンドオフ）のためにキャリア・ハンドラを所定位置に動かすに必要な時点まで、輸送システムへの、および／または、輸送システムからのハンドオフに関連する搬送をキャリア・ハンドラに実行させないかもしれない。より一般的に、スケジューラは、キャリア・ハンドラが外部の出来事に関連して命令の実行を開始しなければならない直前まで、外部の出来事（例えば、輸送システムとの受け渡し（ハンドオフ）、若しくは、処理装置内での基板処理の競合）に関連する命令をキャリア・ハンドラに実行させないかもしれない。言い換えると、キャリア・ハンドラ／基板ローディング・ステーションとは別の装置であって、これらのものの制御下にない装置と関係するか、若しくは、それらとやりとりする命令の実行は、その命令の実行がその外部装置の動作と適宜に一致するように、遅らせられるかもしれない。
【００６２】
図７を見ると、効率的に命令をスケジュールするために、実行時間を保持し、使用するためのプロセス７００の例が図示されている。プロセス７００は、ステップ７０２において開始する。ステップ７０４において、様々なキャリア・ハンドラの命令の実行時間に関する情報が保持される。この情報は、命令の前の実行の間に計測された実際の実行時間の記録であってもよい。いくつかの実施例において、この情報は計算された値に基づく実行時間の推定値、若しくは、実際に計測された時間の平均であるかもしれない。例えば、この情報は、様々な保存場所と様々な装置のポートとの間で、様々な保持場所と輸送システムとの間でキャリアを搬送するに必要な時間の総量、及び（例えば、輸送システムへの、若しくは輸送システムからのハンドオフのための準備に必要な時間）輸送システムとのハンドオフのためにキャリア・ハンドラを所定位置に動かすに必要な時間の総量を含むかもしれない。この情報は、データベース、テーブル、若しくは、他の構造若しくはフォーマットにより、（例えば、メモリ、ハードドライブなどの）保存デバイスに保持される。
【００６３】
ステップ７０６において、キャリア・ハンドラはステップ７０４に保持された情報に基づいて命令列の命令の中から、実行のための搬送命令を選択する。例えば、次のキャリア支持体がキャリア・ハンドラに到来する前に完了し得る最も優先順位の低い命令が選択されるかもしれない。なぜなら、そのような優先順位の低い命令は、（例えば、高い優先順位の命令を実行するため、キャリア支持体が到来するのを単に待つ代わりに）、その時点でのキャリア・ハンドラの効率的な使用をもたらすからである。
【００６４】
ステップ７０８において、選択された命令が外部の出来事に関連するのであれば、キャリア・ハンドラは選択された命令がその外部の出来事に関連して完了され得るであろう最後の時点まで（例えば、選択されたキャリア支持体が到来する前まで、若しくは他の命令が開始されなければならない前まで）、その選択された命令を現実に実行するのを遅らせる。最後の瞬間まで外部の出来事に関連する選択された命令を現実に実行するのを遅らせることにより、他の命令は選択された命令の前にスケジュールされ、こうして、スループットに悪い影響を与えるというリスクなしに、スループットは改善される。ステップ７１０においてプロセス７００は終了する。
【００６５】
ＳＥＭＩ  Ｅ８４／Ｅ８７の改善
ＳＥＭＩ  Ｅ８４標準によれば、処理装置のポートにキャリアが一旦、配達されると、装置は全ての基板が処理されてキャリアに戻されるまで、キャリアの制御を開放しない。ポートはキャリアのＳＥＭＩ  Ｅ８７の状態モデル及びそのポートに関連するキャリアのＳＥＭＩ  Ｅ８４信号を更新することによって、キャリアが除去のために準備できていることを示す。ＳＥＭＩ  Ｅ８７状態モデルにおける変化は、輸送システムがポートからキャリアを取り除くために急ぐべきであることを、ＨＯＳＴ／ＭＣＳに示す。このプロトコルは、１枚の、若しくは、小さいロット・サイズの基板のキャリア・システムのためには最適でないかもしれない。なぜなら、装置は空乏状態となり、このプロトコルはＨＯＳＴと装置との間でのやりとり及びＨＯＳＴ／ＭＣＳと基板ローディング・ステーションとの間でのやりとりを多くするかもしれないからである。１枚の基板のキャリアシステムにおいて、本装置は、装置が利用可能なポートの数以上の基板を処理することができるのであれば、空乏状態となるであろう。
【００６６】
本発明により、１つのキャリアにより配達された基板は異なるキャリアに戻されることができる。本発明において、キャリアが空になるとすぐにキャリアの除去を可能とするために、ＳＥＭＩ  Ｅ８４マシン状態は変化する。この結果、基板ローディング・ステーションがそれらの情報に基づいて自動的に動作できるように、マシン状態が十分な情報をもつこととなる。更に、ＳＥＭＩ  Ｅ８４の状態遷移の信号は、空／完了であるとして、キャリアの状態についての情報を含むよう変更され得る。また、この遷移は明示的にＳＥＭＩ  Ｅ８７状態モデルについての情報（例えば、キャリアの状態は「ロードの準備完了」、「搬送がブロックされている」、「空のものをアンロードする準備完了」、及び「アンロードする準備完了」である）を含みうる。本発明によれば、キャリアが「空のものをアンロードする準備完了」、若しくは、「処理済みのものをアンロードする準備完了」の状態のいずれかにあるときに、キャリア・ハンドラはポートからキャリアを取り除くためのＨＯＳＴ／ＭＣＳ命令を必要としない。
【００６７】
図８を見ると、処理装置からの空の基板キャリアを取り除くためのプロセス８００の一例が図示されている。プロセス８００は、ステップ８０２において開始する。ステップ８０４において、キャリア・ハンドラはそのキャリア・ハンドラが取り扱う処理装置のポートから状態信号を受ける。この状態信号は、Ａ）ポートでのキャリアが少なくとも１つの処理されていない基板を含むか、または、Ｂ）そのキャリアが空であるか、若しくは、処理された基板を含むのみであるか、を示す。ステップ８０６において、第２の状態信号がポートからキャリア・ハンドラによって受信される。この第２の信号は、キャリアがポートから取り除かれるように準備できていることを示す。ステップ８０８において、キャリア・ハンドラは第１の信号に基づいて、キャリアが空であるか、若しくは、処理された基板のみを含んでいるので、キャリアが取り除かれるべきかどうか判断される。もしそうでないなら、ステップ８１０において、キャリア・ハンドラはキャリアの内容が変化したことを示す新しい第１の信号を待つ。キャリアの内容がいったん、変化すると、プロセスはステップ８１０からステップ８０８に戻る。ステップ８０８において、キャリアが空であるか、若しくは、処理された基板を含むのみであると判断されるならば、キャリア・ハンドラはステップ８１２においてポートからキャリアを取り除く。プロセス８００は、ステップ８１４において終了する。
【００６８】
失敗した搬送からの回復
本発明によれば、キャリア・ハンドラのハードウェアが動作できなくなるような態様で失敗したのでなければ、又は、キャリア・ハンドラの動作がキャリアまたは基板に損傷を与えることとなるのでなければ、スケジューラ及びキャリア・ハンドラは失敗した状態から回復することができ、基板ローディング・ステーションを使用可能状態にする。
【００６９】
キャリア・ハンドラがキャリアを内部の保存場所から取り上げ、若しくは、載置することができないために搬送が失敗すると、その場所は使用不可能として印が付けられるが、キャリア・ハンドラがキャリアに損傷を与えることなく、失敗に関連する場所から安全に動くことができるのであれば、他の搬送要求の処理を続行する。失敗の後、キャリアがキャリア・ハンドラのエンド・エフェクタ上に未だあるのであれば、そのキャリアは別の保存場所に載置される。その結果、キャリア・ハンドラは他の搬送命令を実行するのに用いられ得る。
【００７０】
図９を見ると、失敗した搬送からの回復のためのプロセス９００の一例が図示されている。プロセス９００は、ステップ９０２において開始する。ステップ９０４において、キャリア・ハンドラはキャリア・ハンドラの基板ローディング・ステーションの内部保存場所からの、若しくは、その内部保存場所へのキャリアの搬送が失敗したか否か判断し、若しくは、それを認知する。いくつかの実施例において、例えば、キャリア・ハンドラのロボットは、目的の場所に存在するキャリアによってロボットの動きが邪魔されるため、キャリアを載置することができないかもしれない。ステップ９０６において、ステップ９０４における失敗に関連する内部の保存場所が使用可能でないことを示す情報が、データベース、テーブル、または、他の構造若しくはフォーマットにより、保存デバイス（例えば、メモリ、ハードドライブなど）に保持される。このようにして、使用不可能な保存場所への更なる搬送は回避され得る。ステップ９０８において、基板ローディング・ステーションにおける、又は、他の場所における、代わりの保存場所が決定され得る。ステップ９１０において、キャリアがキャリア・ハンドラのロボット上に未だにあると（例えば、ステップ９０４において検出された失敗の結果として、それが落とされていなかったと）判断されると、キャリアはステップ９０８において決定される別の保存場所に載置される。プロセス９００は、ステップ９１２において終了する。
【００７１】
センサを用いた確認
内部のソフトウェア・データベースのエラーがキャリア・ハンドラのコントローラ内で、または、いくつかの場合において、ＨＯＳＴ／ＭＣＳ内で生じたならば、搬送により基板に損傷を与えることとなる２つのキャリアの衝突が引き起こされるかもしれない。いくつかの実施例において、ロボット／キャリア・ハンドラのエンド・エフェクタは、キャリア／基板への損傷が回避されるように、実際のハンドオフに先立ち、ハンドオフまたは搬送の有効性を確認するセンサを備えている。
【００７２】
図１０を見ると、搬送を実行する前に、保持された状態データが正確であることを確認するためのプロセス１０００の一例が図示されている。プロセス１０００は、ステップ１００２において開始する。ステップ１００４において、キャリア・ハンドラの領域内の各キャリアの場所は、データベース、テーブル、または、他のいかなる構造若しくはフォーマットにより、保存デバイス（例えば、メモリ、ハードドライブなど）に記録され保持されている。キャリア・ハンドラの領域は、処理装置のポート、外部及び内部の保存場所、キャリア支持体の装填（ローディング）／取出し（アンローディング）の領域、エンド・エフェクタなどの全てを含む。ステップ１００６において、あり得る搬送の目的地の場所のそれぞれの状態（例えば、処理装置のポート、内部及び外部の保存場所、キャリア支持体のローディング／アンローディングの領域、エンド・エフェクタなど）は、データベース、テーブル、または、他の構造若しくはフォーマットにより、保存デバイス（例えば、メモリ、ハードドライブなど）に記録され、保存される。ステップ１００８において、目的地までの搬送が実行される前に、搬送されるべきキャリアの正確な場所が認知されていること、及び、搬送の目的地がアクセス可能であることを確認するために、１個以上のセンサが用いられ得る。プロセス１０００は、ステップ１０１０において終了する。
【００７３】
ハンドオフ較正
キャリア・ハンドラを備えた基板ローディング・ステーションが輸送システムに備え付けられ、付加されるときはいつも、輸送システムへの／輸送システムからのハンドオフが較正される必要がある。そのようなハンドオフの較正は、好ましくは、輸送システムの連続的な動作を妨害しないような（例えば、コンベヤを止めることない）態様によりなされる。いくつかの実施例において、輸送システム上のキャリア支持体は較正を可能とする特別なキャリア（例えば、較正の間に用いられるセンサ、カメラ、他の計測デバイスを含む機器付きキャリア、コントローラ、及び／又は無線送受信器のような通信設備）のために予約される。輸送システムへの／輸送システムからのハンドオフの較正は、ＨＯＳＴ／ＭＣＳが較正のプロセスについて知ることなく、ＴＳＣソフトウェアとキャリア・ハンドラのコントローラにおいて実行されるローディング・ステーションのソフトウェア（ＬＳＳ）との間でやりとりされるかもしれない。「較正用キャリア」を含むキャリア支持体の場所は、ＬＳＳ及びＴＳＣのソフトウェアの両者に認知される。
【００７４】
図１１を見ると、輸送システムを停止することなく、キャリア・ハンドラと輸送システムとの間でのハンドオフを較正するためのプロセス１１００の一例が図示されている。プロセス１１００は、ステップ１１０２において開始する。ステップ１１０４において、キャリア・ハンドラ／基板ローディング・ステーションは輸送システムに近接して設けられる。ステップ１１０６において、較正用キャリアは輸送システム上のキャリア・ハンドラを通過して移動する。ステップ１１０８において、キャリア・ハンドラと較正用キャリアとの間のやりとりは、キャリア・ハンドラを通過して移動する較正用キャリアに応答して開始される。いくつかの実施例において、較正用キャリアは受信器を備えたキャリア・ハンドラに位置及び速度の情報を無線で送信する。
【００７５】
選択的に、又は、付加的に、キャリア・ハンドラは、例えば、較正用キャリアがキャリア・ハンドラに近づきつつあること、較正用キャリアがキャリア・ハンドラのローディング・ゾーン内にあることなどを示す様々な信号を較正用キャリアに送信する。ステップ１１１０において、キャリア・ハンドラを通過して移動する較正用キャリアから取得され、及び／又は、判断される情報は、データベース、テーブル、または、他の構造若しくはフォーマットにより、保存デバイス（例えば、メモリ、ハードドライブなど）に保持される。ステップ１１１２において、キャリア・ハンドラはステップ１１１０において保持された情報に基づいて較正される。プロセス１１００は、ステップ１１１４において終了する。
【００７６】
以上の記述は、本発明の特定の実施例のみを開示するものであり、本発明の範囲内となる、以上に開示された方法及び装置の変形例は本技術分野における当業者に容易に明らかである。例えば、本発明はパターンが形成されたものであるとないとに係わらず、及び／又は、そのような基板を輸送、及び／又は、処理するための装置とともに、シリコン基板、ガラス板、マスク、レチクル(reticule)などの如何なるタイプの基板とともにも用いられ得る。
【００７７】
従って、本発明はその特定の実施例に関連して開示されてきたが、以下のクレームに定義されるように、他の実施例も本発明の精神及び範囲内に入ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明のいくつかの実施例による、電子デバイス製造設備のための制御システムの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明のいくつかの実施例による、電子デバイス製造設備の一例を示す概略図である。
【図３】本発明のいくつかの実施例による、キャリア・ハンドラの一例を示す正面図である。
【図４】本発明のいくつかの実施例による、キャリアがキャリア・ハンドラに到着する前に搬送命令を受けるためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明のいくつかの実施例による、命令の実行状態とは独立の搬送命令を終了するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明のいくつかの実施例による、最も早く到着した利用可能なキャリア支持体を使うことができる命令を見つけるために、命令の列を前に見ていくためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明のいくつかの実施例による、命令を効率的にスケジュールするために実行時間を保持及び使用するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明のいくつかの実施例による、処理装置から空の基板キャリアを取り除くためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明のいくつかの実施例による、失敗した搬送から回復するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明のいくつかの実施例による、搬送を実行する前に、保持された状態データが正確であることを確認するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明のいくつかの実施例による、キャリア・ハンドラと輸送システムとの間のハンドオフを較正するためのプロセスの一例を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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