(57)【要約】自動処理システムは、清浄空気密閉容器内で、処理ベイに垂直に整列された割送り装置ベイを有する。割送り装置ベイの割送り装置は、処理作業中のウェーハもしくは物品の、貯蔵又は保管を提供する。処理チャンバーは、処理ベイにある。転送ロボットは、ウェーハを、ドッキングステーションの未封止ポッドから、転送ステーションのキャリアへと移動させる。キャリアは、処理チャンバー内のローター上に、対応する内面と係合する先細りの、または段付きの外表層を有している。処理ロボットは、ウェーハを処理チャンバーへ出し入れするために、割送り装置ベイと処理ベイとの間を移動する。処理ロボットは、リフトレールに沿って垂直に移動可能な、ロボットアームを備えている。ウェーハは、より良好に汚染を避けるため、ロボットアームからオフセットして担持される。本自動システムは、コンパクトで、必要とするクリーン・ルーム床面積はより小さくなる。
2004524673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦なメディアの処理システムは、以下を含む：
第１高さにある割送り装置；
第１高さより高い第２高さにあるドッキングステーション；
ドッキングステーションに隣接した転送ステーション；
処理ステーション；
および、転送ステーションおよび処理ステーションの間で平坦なメディアを移動させるための、転送ステーションおよび処理ステーションの間で移動可能なロボット。
【請求項２】
割送り装置に関連したローダーをさらに含み、ローダーは、上位置および下位置間で、平坦なメディアの閉じられたポッドを移動させるためのロードエレベータを有し、さらに、下位置のロードエレベータは、第１高さの割送り装置と、実質的に整列されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
ローダーから割送り装置上に、ポッドを移動させるためのローダーコンベアを有するローダーを伴う、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
ポッドを支持するための複数のローラーを有する少なくとも１つのドライブ部分を含む割送り装置、および、少なくとも１つのローラーに連結されたドライブ・モーターを伴う、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ローラーが、ポッド外部の横方向の端だけでポッドを支える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
割送り装置が、第１列、および第１列に平行な第２列、および、第１列から第２列までポッドを移動させる、少なくとも１つのシャトル装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
シャトル装置が、ローラーがポッドを移動させる方向に対して、垂直方向にポッドを移動させる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
第１高さから第２高さのドッキングステーションまで、垂直にポッドを移動させるための、少なくとも１つのドッキングステーションエレベータをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
ドッキングステーションに、ポッド・ドア・リムーバをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
ローダーが、ポッド回転装置をさらに含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項１１】
閉じられたポッド内に収容される、少なくとも１枚のウェーハを処理する方法は、次のステップを含む：
ポッドから少なくとも１枚のウェーハを除去すること；
少なくとも１枚のウェーハを、実質的に横方向に維持しながら、少なくとも１枚のウェーハをキャリアに移送すること；
キャリアをロボット・アームに係合させること；
少なくとも１枚のウェーハが、重力により、少なくとも部分的にキャリア内に保持されるよう、少なくとも１枚のウェーハを非水平方向に移動させるために、キャリアを旋回させること；
キャリアを伴ったロボットを、プロセッサへと移動させること；
プロセッサ内に、少なくとも１枚のウェーハを伴うキャリアを配置すること。
【請求項１２】
閉じられたポッド内に設けられた、ウェーハを処理する方法は、次のステップを含む：
ローダー上にポッドを配置すること；
第１高さから第２高さへポッドを下降させること；
第２高さのローダーから割送り装置へポッドを移動させること；
ポッドを、第２高さから、第１および第２高さより上の第３高さへ持ち上げることにより、ポッドをドッキングステーションの方へ移動させること。
【請求項１３】
ローダー内のポッド回転装置上でのポッドを、１８０度回転させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
割送り装置が第１列および第２列を有し、さらに第１列から第２列までポッドを往復させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
処理システムは、以下を含む：
先細りになった外面、および複数のウェーハスロットを有するキャリア；
キャリアの先細りに実質的に適合する、先細り内面を有するローターを含む、遠心プロセッサ；および、
キャリアをローターにインストールし、およびローターから取出すためのロボット。
【請求項１６】
約１１０から１５０度の、ウェーハ開口部を有するキャリアを伴う、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項１７】
キャリアに旋回可能に取付けられた１対のウェーハ保持具をさらに含む、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項１８】
ロボット上にキャリアを係止する手段をさらに含む、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項１９】
係止手段が、キャリアに係合可能なロボット上の、少なくとも１つのピンを含む、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２０】
係止手段が、キャリア上へ係合可能なロボット上の、ラッチを含む、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２１】
１対の間隔を置いて離れたアームを有する終端エフェクターを含むロボットを伴い、さらにキャリアが、そのアームにより係合可能なアーム・スロットを有している、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項２２】
約１１０−１１５度のウェーハ開口部を有し、さらに、それを通って広がる開口部を有する円筒形の側壁を有するキャリアを伴い、円筒形の側壁の表層面積の約５０−７０％を占めている開口部を伴う、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項２３】
キャリアの端上にエンド・キャップをさらに含む、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項２４】
キャリアが、ウェーハを、間隔を置いたアレイに保持するためのウェーハ櫛を含み、さらにキャリアが、櫛内のウェーハを、貫通スロットの中央に位置させるように、位置決めされた貫通スロットを有する円筒形の側壁をさらに含む、請求項１５に記載の処理システム。
【請求項２５】
ウェーハの処理方法は、以下を含む：
キャリアへ水平方向にウェーハをロードすること；
ウェーハが垂直の３０度以内になるよう、キャリアを持ち上げて、キャリアを再方向付けさせること；
キャリアを処理チャンバーのローター内に置くこと。
【請求項２６】
ウェーハ保持具がウェーハの端と係合する閉位置に、ウェーハ保持具を旋回させて入れることにより、ウェーハをキャリアに係止させるステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
持ち上げステップがモータによって実行され、キャリアを上昇させる前に、キャリアをロボット上に係止させるステップをさらに含んだ、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
処理システムは、以下を含む：
複数のステップを備えた外面、およびウェーハを保持するための複数のウェーハスロットを有するキャリア；
複数のステップを備えた内面を有するローターを含む遠心プロセッサ；
キャリアをローター内にインストールし、および、ローターから取出すためのロボット；
キャリアがローターに導入されるとき、キャリアのステップを備えた外面と係合する、ローターのステップを備えた内面を伴う。
【請求項２９】
約１１０−１５０度のウェーハ開口部を有するキャリアを伴う、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３０】
閉位置に、旋回可能にキャリアに取付けられ、さらにキャリアにウェーハをロードし、および取出すための開位置から、ウェーハをキャリアに確実に入れるために、ウェーハ保持具が周囲の端でウェーハに接触する閉位置まで移動可能な、１対のウェーハ保持具をさらに含む、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３１】
ロボット上にキャリアを係止する手段をさらに含む、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３２】
係止手段が、ロボット上の突起と係合可能な突起スロットを形成した各突起対を伴い、キャリア上で外側に伸びる複数の突起対を含む、請求項３１に記載の処理システム。
【請求項３３】
１対の間隔を置いて離れたアームを有する終端エフェクターを含むロボットを伴い、さらにキャリアが、そのアームにより係合可能なアーム・スロットを有している、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３４】
約１１０−１１５度のウェーハ開口部を有し、さらに、それを通って広がる開口部を有する円筒形の側壁を有するキャリアを伴い、円筒形の側壁の表層面積の約５０−７０％を占めている開口部を伴う、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３５】
キャリアが、ウェーハを、間隔を置いたアレイに保持するためのウェーハ櫛を含み、さらにキャリアが、櫛内のウェーハを、貫通スロットの中央に位置させるように、位置決めされた貫通スロットを有する円筒形の側壁をさらに含む、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３６】
ローター上のステップを備えた内表層の、少なくとも１つの周囲に係合可能な、キャリア上に複数の突起対をさらに含む、請求項２８に記載の処理システム。
【請求項３７】
ローターのステップを備えた内面が平坦で、ローターの回転軸に平行に延びている、請求項２８に記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明の技術分野は、「ウェーハ」として集合的にここに表されている、低レベル汚染を必要とする、半導体ウェーハ、ハードディスク・メディア、基板、光学素材、および類似したフラットな物品の処理に使われる自動処理システムである。
【０００２】
（発明の背景）
コンピュータ、テレビ、電話および他の電子製品は、多くの重要な電子半導体装置を含んでいる。電子製品を生産するため、シリコン・ウェーハ上などの半導体基板上へのリソグラフィ技術を用いて、非常に小さなスペースに何百何千もの半導体装置が製造される。半導体装置製造に関連した、極めて小さな寸法のため、塵のかけら、ほこり、塗料、金属、その他の半導体基板素材上の汚染物質は、出来上がった物品の欠陥の原因となる。
【０００３】
汚染物質を除外するために、半導体基板は、クリーン・ルームの中で処理される。クリーン・ルームは、半導体製造施設内の、密閉された領域もしくは部屋であり、汚染物質を中に入れないよう設計されている。クリーン・ルームに送り込まれるすべての空気は、空気伝達性汚染物質が、クリーン・ルーム内に侵入したり、もしくはクリーン・ルーム内を循環したりするのを防止するために、概して高度に濾過される。クリーン・ルーム内の汚染物質を、適切な低レベルに維持するには、特別な素材および器材が必要となる。従って、クリーン・ルームの構築ならびに保守は、時間がかかり、高価なものとなる。その結果、クリーン・ルーム内に設置される半導体処理装置は、小さなスペース内で多数の半導体ウェーハを処理可能なもので、必要なスペースやコストを削減出来るよう、コンパクトであることが好ましい。それゆえ、クリーン・ルームに必要なスペースの削減のために、より小さな半導体処理装置が必要とされている。
【０００４】
既存の自動処理システムは、ウェーハもしくはワークピースを担持するために、ロボットを用いている。これらのロボットは、半導体を汚染する恐れのある粒子を発生させないよう、設計されている。しかし、慎重な設計、材料選択、およびロボット操作をもってしても、これらのロボットの可動部分から、なお粒子が発生可能な状態にある。従って、欠陥レベルを認容可能レベルに留めるために、非常に低い汚染レベルの、半導体基板素材処理技術の改良が必要とされている。
【０００５】
多くの自動処理システムは、遠心プロセッサを用いて、ウェーハを高速回転させながら、処理流体および／またはガスを、ウェーハ上へ噴霧もしくは塗布するものである。ローターは、概して平行に配置されたウェーハのバッチを保持している。設計をコンパクトにするには、こうしたローター内で、ウェーハの間隔を狭く取ることが効果的であるが、ローター内で一枚のウェーハが破損すると、多くの場合、ウェーハの破片が隣接したウェーハに損害を与える。
【０００６】
ローター内のウェーハの遠心処理の間、ウェーハ表層は、実質的に均等に処理液に接触していることが重要である。均等な接触は、ウェーハの使用可能な表層全部が、実質的に一貫した処理を施されることを助ける。結果的に、（続くバッチと同じく）ローター内のウェーハバッチ内の全てのウェーハは、一般に一様に処理される。処理チャンバー内のローターが、（ローターに導入された、いかなるトレイもしくはキャリアと同様に）処理液および／またはガスを、ウェーハに噴霧可能な構造となっていると有利である。他方、過度の応力およびウェーハの破損を避けるよう、ウェーハは、適度に支えられねばならず、結果として、ローターは、適切な構造要素を備えていなければならない。加えて、ローターが、概して遠心処理チャンバーの後端から延びている軸に、カンチレバーで支えされているため、さらに、ローターが高速で回転するとき、実質的に遠心的に釣り合ったままでいながら、大きな遠心力に晒されることになるため、ローターは、比較的堅固で強靭なものでなければならない。これらの必要性により、強固で堅固な設計を達成するためにしばしば用いられる、素材量の増加およびより厚い壁断面は、同時により近接したローター構造を提供するものとなりがちで、処理流体またはガスの流入／噴霧を制限する傾向があるため、設計工学上の問題点ともなっている。
【０００７】
従って、ウェーハの取扱いおよび処理ための、改良されたモーター技術および方法が、必要とされている。
【０００８】
（本発明の簡単な説明）
本発明の第１の態様では、自動処理システム内の処理ロボットは、リフトレールに沿い垂直に移動可能な、ロボットアームを備えている。ロボットアームは、肘ジョイントと手首ジョイントとの間に延びる、前腕部を有する。ロボットアーム上のウェーハホルダは、肘および手首ジョイントから横方向にオフセットされる。ロボットアームは、コンパクトであるが、伸長された移動範囲を備えている。従って、本処理システムが必要とするスペースは、より少なくなる。
【０００９】
本発明の第２の別の態様では、コンパクト処理システムを提供するために、割送り装置または作業進行スペースが、ドッキングステーションおよび転送ステーションより下方に配置される。
【００１０】
本発明の第３の態様では、エレベータは、封止ポッドもしくはコンテナを、割送り装置からドッキングステーションまで持ち上げ、そこでポッドは封止から外される。割送り装置、エレベータおよびドッキングステーションに対して封止された、転送ステーション内の、ロボットもしくは関節で繋がれたアームは、封止されていないポッドからウェーハを取り出し、それらをキャリア内へ水平に入れる。処理ロボットは、キャリアと係合し、ウェーハがより垂直な位置へ移動するよう、それを回転させる。ロボットは、その後、処理機構へと横方向に移動し、キャリアを処理機構のローター内に入れる。
【００１１】
本発明の第４の態様では、自動処理システムは、ワークピースもしくはウェーハを保つためのウェーハスロットを施した、キャリアを備えている。キャリアは、外壁が先細りとなっているのが好ましい。遠心プロセッサ内のローターは、これに対応して先細りとなった内壁を有している。キャリアは、最小限必要のスペースで、ローター内に固定される。あるいは、キャリアは、キャリアの直径が多段階的に増加する、表層を有する段階的リブまたは突起リブを備えていることが好ましい。ローターは、キャリアがローターに設置される際に、キャリア表層に係合するのに適した、ローター直径が対応して多段階的に増加する表層を有している。
【００１２】
本発明の第５の別の態様では、キャリアは、リブ間の円周方向に延びている、多数の櫛形スロットを有する。櫛形スロットは、開いてはいるが、強靭で堅固な構造を提供する。処理化学薬品およびガスは、ローター内のウェーハに達するために、ローターを通過することが出来る。
【００１３】
本発明の第６の別の態様では、櫛形スロットは、ウェーハに対して、整列配置され、もしくは中央に位置されている。これにより、処理液のスプレーが、スプレーノズルからウェーハまで、まっすぐに進むことが出来る。
【００１４】
本発明の第７の態様では、上記の特徴のうち２つ以上が、改良された自動処理システムを提供するために結合される。
【００１５】
本発明の目的は、ウェーハもしくは他の物品もしくはワークピースを、汚染物質から守るために、よりよい設計の効率的な自動処理システムを提供することである。本発明の更なる目的は、クリーン・ルームに必要とされるスペースを削減する、用途が広いが、コンパクトな処理システムを提供することである。
【００１６】
他の目的、特徴および利点は、以下に明らかにする。実施例の中で記載されているさまざまな特徴が、個々の、もしくは異なった組合せで使用可能であることは言うまでもない。本発明は、記載されているシステムだけでなく、記載されている副次的組み合わせ、およびサブシステムにも存在する。
【００１７】
図中では、いくつかの図を通して、同一参照番号が同じ要素を示している。
【００１８】
（図面の詳細な説明）
（概要）
ここで、図面の詳細な説明に入ると、図１から図５に示すように、処理システム５０は、概してクリーン・ルーム５２内にインストールされる。システム５０は、密閉容器５４内での動作を目視可能な、固定透明窓５７を伴う左側壁５６を有する、清浄空気密閉容器もしくはハウジング５４を備えている。同様に、図２に示すように、密閉容器５４は、固定透明窓５９を伴う正面壁５８を有している。
【００１９】
図２に示したように、正面壁５８のローディング／アンローディング開口部６０は、透明ローディング窓またはパネル６２により、システム５０が動作している間、閉じている。図１から図５を参照すると、密閉容器を通って、下方へ連続的に清浄空気室を移動するために、下向き通風ファンまたはブロワー８０が、密閉容器５４の上面に備えられている。ユーティリティ区画８２は、電力供給、試薬タンク、ポンプおよび半導体処理によく知られている他の構成要素のためのスペースを提供する。
【００２０】
正面壁５８のユーザ・インタフェース６４は、情報を提供し、システム・オペレータからの制御インストラクションを入力する。ユーザ・インタフェースは、ユーティリティ区画８２内のまたは遠隔場所のコンピュータ／コントローラ８５にリンクされている。コンピュータ／コントローラ８５は、システム５０の動作を制御するために、施設制御コンピュータと同様に、後述するさまざまなモーターおよびセンサにリンクされている。
【００２１】
図１から図４、特に図３を参照すると、システム５０は、左側壁５６に沿って後方に延びている割送り装置ベイ、またはスペース７５を含んでいる。処理ベイもしくはスペース９４は、割送り装置７５に垂直に、正面壁５８に沿って延びている。割送り装置ベイもしくはスペース７５、および処理ベイもしくはスペース９５は、互いに連続しており、図３に概略的に示されているが、説明上の目的で間隔を置いて描かれている。図１から図５を参照すると、ローディング／アンローディング窓６０は、密閉容器５４の正面壁５８を貫いて、割送り装置ベイ７５へと開かれている。割送り装置ベイ７５のＩ／Ｏロボット８６は、主に開口部６０の下に位置している。
【００２２】
割送り装置７２は、一般に開口部６０と整列して割送り装置ベイ７５において提供される。割送り装置７２上の入力プレート１３２は、ウインドウ６０の方へＩ／Ｏロボット８６を越えて延びている。割送り装置７２は、シリコン・ウェーハ９０など平坦なメディアを含む、最高８つのカセット８８を持つのが好ましい。カセット８８は、割送り装置７２上のパレット１３６上で停止する。パレット１３６およびＩ／Ｏプレート１３２は、開口部６０の底部と同等の高さで、垂直に配置される。可動バッファ棚７６は、割送り装置７２の中心の梁から上方に延びた、垂直バッファプレート１３０により、割送り装置７２上のカセット８８より上方に支えられる。
【００２３】
図２、図３および図４を参照すると、処理ベイ９５は、２つ以上の処理チャンバーを含む。図示された本実施例では、処理チャンバーは、化学処理チャンバー６８、および回転／リンス乾燥機７０である。処理ロボット６６は、ウェーハ９０をチャンバー６８もしくは７０へ、もしくはから運ぶために、処理ベイ９５を通って割送り装置７２へと移動する。
【００２４】
図３および図５、さらに暫時図１５および図１６を参照すると、割送り装置７２より下方のエレベータ７８は、ウェーハ９０をカセット８８（一度に２つのカセットをロードする）から持ち上げ、その結果、それらは処理ロボット６６により掴まれ、担持可能となる。図１６に示すように、割送り装置７２の８つのカセットが２００枚のウェーハ保持能力を有するよう、各カセット８８は２５枚のウェーハを保持することが好ましい。エレベータ７８および処理ロボット６６が、同時にカセット２つ分を結合して担持するよう、ウェーハは、５０枚のバッチで取り扱われる。
【００２５】
（Ｉ／Ｏロボット）
図６および図７を参照すると、１／０ロボット８６は、左側壁５６もしくは隣接した密閉容器構造に取り付けられた、載置プレート１１０を備えている。Ｙ軸レール１１２は、載置プレート１１０で支えられる。図３および図６に示すように、レール１１２上のリニアアクチュエータ１１４は、Ｙ方向にアーマチュア１０５を動かす。
【００２６】
図７を参照すると、アーマチュア１０５の背面のＸ軸レール１０６は、Ｚ軸または垂直フォークレール１０２を支持している。垂直フォークアクチュエータ１０４は、レール１０２をアーマチュア１０５上で垂直に動かす。ｘ軸アクチュエータ１０８は、垂直レール１０２を、垂直アクチュエータ１０４と一緒に、Ｘまたは横方向に動かす。垂直レール１０２上面の近くのカセットフォーク１００は、カセット側のフランジ８９と係合することにより、カセット８８を持ち上げるのに適している。
【００２７】
（割送り装置）
ここで図８を見ると、割送り装置７２は、下部プレート１２０、前部プレート１２２、背面プレート１２４、および左右端板１２６、１２８を含む、矩形フレーム１１８を有する。Ｉ／Ｏプレート１３２は、右端板１２２に取り付けられ、ガセット１３４により補強される。中央梁１６０は、割送り装置を、入力列または入力側１３５、および出力列１３７とに分ける。垂直バッファ支持プレート１３０は、中央梁１６０の中央におけるバッファプレートスロット１４４内に配置され、前後に移動する。２対の対向するパレット・レール１４２は、実質的に左端板１２６から右端板１２８に向かって延び、パレット・デッキまたは表層１３９における、パレット１３６に対する裁量表層もしくは保持表層を提供する。暫時図１４を参照すると、割送り装置７２は、１０個のパレット位置を備えている：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊである。割送り装置７２は、８つのパレット１３６を有しており、その結果、対角線的に向かい合った角にある２つの位置は、常に空いていることになる。図１２を見ると、位置ＣおよびＨでは、割送り装置７２の下部プレート１２０の安全器１６２により、空気は、割送り装置７２を通って下方へ流れることが出来る。位置Ｉ、Ｊでの、下部プレート１２０を貫通するエレベータ・クリアランス・ホール１６４は、エレベータ７８のための隙間を提供する。
【００２８】
さらに図８から図１４を参照すると、割送り装置７２は、一般に１４０と附番されるＸ軸または横方向シフト・システムまたはアセンブリと、一般に１７０と附番される縦方向またはＹ軸シフト・システムまたはアセンブリを含む。これらのシフト・システムは、図１４に示すように、カセット８８を担持しているパレット１３６を割送り装置７２を回って割送り装置７２を回って移動させる。
【００２９】
図９に最もよく示されているように、横方向のシフト・システム１４０は、割送り装置フレーム１１８に固定された、横方向ガイド・ブロック１５０を含む。横方向のシフト端フォーク１４６Ａは、横方向ガイド・ブロック１５０上に支えられ、横方向ドライブ・モーター１５４により、図１４に示すように、位置Ｅ、Ｆ間のステップまたはシーケンスで動かされる。終端フォークエアシリンダ１５２は、機械的ストップによって固定された、上下固定位置間で、終端フォーク１４６Ａを上下させる。図９および図１０は、割送り装置７２の左端もしくは内端での、横方向シフト・システム１４０の構成要素を示す。類似もしくは二重の構成要素（横方向ガイド・ブロック１５０；終端フォーク１４６Ｂ、および、横方向エアシリンダ１５２）が、同様に右端に載置されている。横方向シフト・システム連結ベルト１５６は、アイドラ１５７で支えられた割送り装置フレーム１１８の境界周辺に延び、対角線的に向かい合った終端フォーク１４６Ａおよび１４６Ｂに取り付けられる。横方向ドライブ・モーター１５４が作動すると、終端フォーク１４６Ａは、位置Ｆから位置Ｅまで移動し、一方、終端フォーク１４６Ｂは、同時に位置Ａから位置Ｊまで移動し、その逆もまた同様となる。
【００３０】
さらに図８から図１４を参照すると、割送り装置７２の縦方向もしくはＹ軸シフト・アセンブリ１７０は、センターレール１６０の両側に、前面および背面プレート１２２、１２４まで平行に延びる、縦方向ガイドレール１７２を含んでいる。８つの横フォーク１８０Ｂ−１８０Ｊは、図１２に最もよく示されているように、位置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊに配置されている。横フォークアクチュエータまたはエアシリンダ１７４は、８個の横フォーク１８０の各々に取り付けられる。エアシリンダ１７４は、それらが縦方向ガイドレール１７２上を前後に移動するとき、横フォーク１８０と共に縦方向にずらせることが可能である。８個の横フォーク１８０は、縦方向ドライブベルト１７８により結び付けられる。縦方向ドライブベルト１７８は、割送り装置フレーム１１８の周囲をループして延びており、アイドラで支えられている。縦方向ドライブベルト１７８は、横方向ドライブベルト１５６より上方に、割送り装置フレーム１１８内で垂直に配置されている。縦方向またはＹ軸ドライブ・モーター１７６は、ドライブベルト１７８に係合しており、それにより、モーター１７６が作動すると、全ての８個の横フォーク１８０は、同時に移動することになる。図１２を参照して、モータが、入力列１３５内の横フォーク１８０Ｂ−１８０Ｅを、Ｉ方向へ動かすと、中央梁１６０Ｂの反対側の、出力列１３７内の横フォーク１８０Ｇ−１８０Ｊは、Ｏ方向へと移動する。
【００３１】
図８から図１１を参照すると、割送り装置７２はまた、全体に１９０と附番される、バッファ棚シフト・システムもしくはアセンブリを含んでいる。バッファシフト・システム１９０は、バッファ棚７６を支える垂直バッファプレート１３０を、図９に示される正面位置から、図８に示される背面位置に移動させる。図８に点線で示されたバッファ棚７６は、図示の明瞭さのために、他の図では省略されている。
【００３２】
主に図１０を参照すると、バッファシフト・システム１９０は、屈曲カプリング１９６およびバッファキャプスタン１９２経由で、バッファドライブベルト２００に連結された、バッファドライブ・モーター１９８を含む。バッファドライブベルト２００は、バッファプレート・スロット１４４の対向終端部に配されたキャプスタン１９２と、バッファベルト・アイドラ１９４との周りに延びている。垂直バッファプレート１３０は、バッファドライブベルト２００に固定されている。垂直バッファプレート１３０の最下端は、バッファプレート・スロット１４４の下の、バッファプレート・ガイドレール２０２に、摺動可能な形で取り付けられる。
【００３３】
割送り装置７２は、各場所Ａ−Ｊに、３組のセンサ１３８を有する。各場所の３つのセンサは、別々の個々のセンサ、または単一の組合せセンサであってもよい。各位置のセンサは、以下を感知する。パレットが存在しているか否か；パレット上にカセットが存在するか否か；そして、カセット内にウェーハが存在するか否か。センサは、コントローラまたはコンピュータにリンクされ、状況情報を割送り装置７２の各場所へ提供する。光学的センサが使われるのが好ましい。
【００３４】
ここで図１５および図１６に戻ると、エレベータ７８は、線形ドライブに対する誘導ねじまたは他の回旋を通して、アーマチュア２１２に連結された、モーター２１０を有している。ウェーハ・プラットフォーム２１６は、リフト柱２１４に保持される。モーター２１０が作動すると、ウェーハ９０をカセット８８へ垂直に出し入れするために、アーマチュア２１２をエレベータ・レール２１５に沿って持ち上げる。図１６に示すように、ウェーハ９０がカセット８８内から持ち上げられると、処理ロボット６６は、それらを掴むことが出来る。
【００３５】
（処理ロボット）
ここで図１７から図２３を見ると、処理ロボット６６は、処理ベイ９５を通り、部分的に割送り装置ベイ７５に達する、横方向もしくはＸ軸レール２５０を含む。リフトユニット２５２は、磁束線形ドライブ・モーター２５１により駆動され、横方向レール２５０に沿って移動可能である。ロボット・アーム（２５５）は、リフトユニット２５２上の垂直リフト・レール２５４に取り付けられる。Ａ／Ｃリフト・モーター２５７は、リフト・レール２５４に沿って、ロボット・アーム２５５を垂直に動かす。図２３に示すように、ガス・スプリング・カウンタバランス２７８のシリンダ２８０は、ロボット・アーム２５５に取り付けられる。シリンダ２８０から延びているピストン２８２は、リフトユニット２５２に取り付けられる。ガス・スプリング・カウンタバランス２７８は、リフト・モーター２５７がロボット・アーム２５５を移動もしくは配置させようとする、上昇もしくは静止力を削減するために、ロボット・アーム２５５上に常時の上方への力を印加している。
【００３６】
さらに図１７から図２３を参照して、ロボット・アーム２５５は、肘ハウジング２５８内に肘ドライブＡ／Ｃモーター２５９を備えている。肘ハウジング２５８は、リフトユニット２５２上の、リフト・レール２５４のスライドに取り付けられる。前腕２６０は、肘ジョイント２５６を通して、肘ハウジング２５８に取り付けられる。前腕２６０は、機械的に減速ギア２６１を通して、肘ドライブ・モーター２５９に連結する。
【００３７】
手首ドライブＡ／Ｃサーボ・モーター２６５は、手首ハウジング２６４内に含まれ、手首ジョイント２６２を通して、前腕２６０の外端部に、旋回可能に取り付けられる。反対側の終端エフェクター２７０よって形成されるウェーハ・ホルダ２６８は、手首ハウジング２６４の下部正面領域に連結される。終端エフェクター２７０の溝２７４は、ウェーハ９０を係合し、持ち上げ、担持するのを容易にする。手首ハウジング２６４上に配置され、コンピュータ／コントローラ８５に連結される遠隔カメラ・ヘッド２６６は、処理チャンバーの中でローター回転装置の位置を検視する。コンピュータ／コントローラは、その後、処理ロボットが適切にウェーハを処理チャンバーに挿入出来るか否かを決定することが出来る。カメラ・ヘッド２６６は、また、処理チャンバー内で処理を始める前に、ローター回転装置が完全にロックされることを確かめるために用いられる。
【００３８】
手首ドライブ・モーター２６５、肘ドライブ・モーター２５９、リフト・モーター２５７および横方向ドライブ・モーター２５１を駆動するための、モーター・アンプ２７５は、リフトユニット２５２内に含まれて、共に移動する。リフトユニット２５２内にモーター・アンプを配置することで、必要とされるスペース、および必要とされるケーブルを削減する。
【００３９】
（処理モジュール）
ここで図２５を見ると、処理ベイ９５内の処理モジュール３００は、他のモジュールまたは追加的なモジュールも使用可能であるが、例えば、回転リンサー乾燥機７０および化学処理チャンバー６８を含んでいる。終端エフェクター・リンサー乾燥機３０２は、処理モジュール３００の正面床３０５に設けられる。
【００４０】
図２６から図２９を参照すると、処理モジュール３００は、処理ボウル３１４を部分的に包む処理容器３１０を含む。処理容器３１０は、図２６の実線で示される閉位置と、点描の輪郭線で示される開位置との間を移動することが出来る、移動可能ドア５１２と嵌合する。
【００４１】
図２６および図２７を参照すると、ドア・アセンブリ５００は、処理容器３１０の正面壁５０２と平行な定位置に整列される。
【００４２】
ドア・アセンブリ５００は、ドア５１２、および全体に５１４と附番されるドアアクチュエータ５１４を支えるドア・プレート５１０を含んでいる。ドア５１２は、処理ボウルまたは処理チャンバー３１４の検視を可能にする、検視窓５０８を有する、硬化プレート５０４を含む。ドアアクチュエータ５１４は、ドア支持プレート５１０および拡張リング５１８に連結した、静止外部シリンダ５１６を含む。拡張リング５１８は、外部シリンダ・リング５１６内に、同心で、摺動可能である。ドア支持プレート５１０は、処理チャンバー内に可視性を提供するために、閉塞時に窓５０８と整列する、検視開口部５２０を備えている。
【００４３】
図２６および図２７を参照すると、ドア支持プレート５１０は、両側を摺動可能ガイド・ブラケット５２２に取り付けられる。各ガイド・ブラケット５２２は、空気圧シリンダ５２４に摺動可能に取り付けられる。シリンダ５２４は、載置プレート５２８を通して処理容器の正面壁５０２に接続されている。ガイド・ブラケット５２２、シリンダ５２４および載置プレート５２８の組合せは、追加的なガイドもしくはサポート・ブロックを必要としない、堅固なドア載置構造を提供する。ガイド・ブラケット５２２は、ドア・アセンブリが、プロセッサのボウルへアクセス可能となる開位置、およびドア・アセンブリが実質的にボウル３１４と同心の同位置に来る閉位置との間で移動可能となるよう、実質的に垂直運動する形で取り付けられる。閉位置では、ドアは伸張し、プロセッサのボウル３１４に対し封止可能となる。
【００４４】
図２８および図２９を参照すると、環状内部ハブ５３０は、環状フランジ５３２およびシリンダ５３４を有している。環状フランジ５３２は、ドア支持プレート５１０に取り付けられる。複数の締めつけ具は、外部シリンダ・リング５１６および環状フランジ５３２を、載置プレート５１０に同心に固定する。
【００４５】
拡張リング５１８は、ハブ５３０および外部シリンダ・リング５１６間に同心に位置し、環状ガイド容器５２０を形成するＵ字部分５１９を含んでいる。シリンダ５３４は、環状ガイド容器５２０内に適合する。図２８に示すように、拡張リング５１８はまた、環状端面５４０を含む。拡張リング５１８は、ボウル３１４を封止および封止解除するために、シリンダ５３４および他のシリンダ・リング５１６により形作られる環状チャンバー５４２と移動可能である。
【００４６】
拡張リング５１８は、チャンバー５４２を、２つの作動コンパートメントに二分する：すなわち、収縮チャンバー５４３および拡張チャンバー５４４である。各チャンバーは、圧搾空気もしくは液圧流体を保持して、圧搾空気もしくは液圧シリンダとして作用するのに適している。複数の環状封止５５０は、チャンバー５４３、５４４を封止するために、拡張リング５１８上もしくは反対側に配置される。
【００４７】
別々の流体供給導管が、それぞれのチャンバー内の流体圧を増減させ、拡張リング５１８の移動を達成するために、収縮チャンバー５４３および拡張チャンバー５４４に提供されるのが好ましい。図２８に示すように、液圧流体が拡張チャンバー５４４に供給されるとき、拡張リング５１８はドア支持プレート５１０から離れる。図２８に示される、拡張リング５１８の拡張位置への移動は、ドア５１２をプロセッサ・ボウルのアクセス開口部５０６と封止係合させ、それによって処理モジュール３００を封止する。
【００４８】
環状ドアシール５５１は、ドア５１２の周囲に施される。ドア封止は、リップ５５２およびトング５５４を含む。ドアが図２８に示される閉位置にあるときに、ドア・シールのリップ５５２は、プロセッサの正面壁内の平面上にあり、トングは、処理ボウル３１４の外部端に対して係合封止する形で押圧し、それによって、ドア５１２および処理ボウル３１４の間を封止する。ドア封止はまた、ドア封止用のストップとして、フランジ５５５を含んでいるのが好ましい。
【００４９】
拡張リング５１８およびドア封止５５０の組合せは、非常に信頼性が高く効果的な、ドア閉塞および封止機構を提供する。リング５１８のピストン様の移動により、弓ぞりもしくは湾曲することなく、さらには滑らかな運動を確実にする辺縁調整を必要とすることなく、ドア５１２を、支持プレートから一直線に外部へ向かって移動させることが出来る。処理ボウルの外部リムに対して配置させることにより、トングは、効果的な流体密着封止を提供し、ドアおよびプロセッサ間のいかなる不整合も自動的に補償する。
【００５０】
内側ハブ５３０および外部シリンダ・リング５１６は、ドア・プレート５１０に堅固に取り付けられる。ドア・プレートは、順番に、ドア・プレート５１０への接続を通して、処理ボウル５１４と関連して、シリンダ５２４に、正面の壁５０２に、固定される。結果的に、拡張リング５１８がドア・プレート５１０から外部へ向かって移動すると、それはボウル５１４をきつく押圧し、封止することが出来る。
【００５１】
（動作）
使用時には、システム５０のオペレータは、ユーザ・インタフェース６４を通してコマンドを入力することにより、ローディングシーケンスを開始する。窓パネル６２が下降し、それによりローディング窓６０が開く。オペレータは、Ｉ／Ｏプレート１３２上へ、ウェーハ９０を充填したカセット８８を配置する。カセット８８は、最初に、人間のオペレータもしくは他のロボットにより、Ｉ／Ｏプレート１３２に配置されてもよい。Ｉ／Ｏロボットによって持ち上げられ、さらに空気がカセット８８内のウェーハ９０上を下方へ流れることが出来るよう、Ｉ／Ｏプレートの切り抜き１３３が、カセット８８を配置させる。
【００５２】
Ｉ／Ｏロボット８６のフォーク１００は、最初は、Ｉ／Ｏプレート１３２と同じＸ−Ｙ位置にある。垂直フォーク・モーターもしくはアクチュエータ１４は、フォークがカセット８８の横フランジ８９に係合するまで、フォーク１００を上昇させる。その後Ｉ／Ｏロボット８６は、カセット８８をＩ／Ｏプレート１３２から離れるよう垂直に持ち上げ、横方向モーター１０８の作動により、左側壁５６に向かって横方向（Ｘ方向）に移動させる。この運動により、現在持ち上げられているカセットは、割送り装置の入力列に整列される。その後、Ｉ／Ｏロボット８６は、カセットが位置Ａのパレットの真上に整列されるまで、Ｙ軸モーター１１４によって、持ち上げられたカセットを、割送り装置に向かって縦方向（Ｙ方向）に動かす。Ｉ／Ｏロボットは、その後、割送り装置７２上の位置Ａで、カセット８８をパレット１３６上に下ろす。パレットが位置Ａにない場合、割送り装置７２は、位置Ａにパレットをもたらすために、最初に下記のようにシークエンスされねばならない。その後、Ｉ／Ｏロボットは、フォーク１００を初期位置に戻す。
【００５３】
縦方向シフト・システム１７０は、カセットローディング位置である位置Ａのパレット１３６上に止まっている第１カセット８８と共に、横フォーク１８０Ｂが位置Ａのパレット１３６およびカセット８８より下にくるまで、（図１２の矢Ｏの方向に）横フォーク１８０Ｂ−Ｊを移動させる。終端フォーク１４６Ａ、１４６Ｂの下降もしくは停止位置は、横フォーク１８０Ｂ−Ｊの下降もしくは停止位置より下にあり、それによって、横フォーク１８０Ｂ、１８０Ｅ、１８０Ｇ、１８０Ｊは、端フォーク１４６Ａ、１４６Ｂを妨げることなく、終端位置Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｊへ移動することが出来る。横フォーク１８０Ｂ−Ｊの全てが縦方向ドライブベルト１７８に取り付けられると、それら全ては必然的に一緒にＹ方向に移動する。
【００５４】
位置Ａの第１カセット８８の下方の横フォーク１８０Ｂと共に、８台の横フォーク空気アクチュエータもしくはシリンダ１７４が伸長され、それによって、横フォーク１８０は、パレットをそれらより上に持ち上げ、さらにパレット・デッキ１３９の外部へ出す。パレットを上位置にして、縦方向ドライブ・モーター１７６は、反対方向に向かい、横フォーク１８０Ｂを動かして、今度はパレット上の第１カセット８８を、位置Ａから位置Ｂまで運ぶ。エアシリンダ１７４は、その後、パレット１３６およびカセット８８を位置Ｂに下降させるために収納される。この運動が完了すると、パレットは、位置Ａにはない。全ての横フォークアクチュエータ１７４が、同時に移動するよう制御されると、全ての横フォーク１８０Ｂ−Ｊも、必然的に一緒に垂直Ｚ軸方向へと移動する。
【００５５】
割送り装置７２へのローディングもしくはシークエンスを続けるために、縦方向ドライブ・モーター１７６は、横フォーク１８０Ｂを位置Ａへ戻るよう動かし、それによって、横フォーク１８０Ｊを位置Ｊから位置Ｉへ戻るよう動かすために、再び励磁される。この運動の間、横フォークエアシリンダ１７４は下がっており、その結果、パレットは全く動かない。むしろ、単に横フォークが、パレットの下方で、別の場所へ移動されるに過ぎない。このステップでは、横フォークは、終端フォークの邪魔にならないよう十分に移動し、必ずしも１つの完全な位置を占めるものではない。この時点で横フォーク１８０Ｊは位置Ｊから完全に離れ、横方向ドライブ・モーター１５４が、終端フォーク１４６Ｂを位置Ａから位置Ｊへ移動させ、さらに同時に終端フォーク１４６Ａを位置Ｆから位置Ｅまで移動させるために励磁される。一旦位置Ｊの下に来ると、横方向エアシリンダ１５２は伸長され、位置Ｊで終端フォーク１４６Ｂおよびパレットを持ち上げ、さらに同時に、位置Ｅでパレットを上昇させるために終端フォーク１４６Ａを持ち上げる。横方向ドライブ・モーター１５４は、その後逆方向（図１２の方向Ｌ）に励磁され、横方向ベルト１５６を通して、終端フォーク１４６Ｂはパレットを位置Ｊから位置Ａへ運び、同時に終端フォーク１４６Ａはパレットを位置Ｅから位置Ｆへ運ぶ。横方向エアシリンダ１５２は、その後、パレットを割送り装置デッキ１３９上の位置Ａ、Ｆへ降ろすために収納される。
【００５６】
位置Ａの第２パレットと共に、割送り装置７２は、第２カセット８８を受取る準備が出来ている。第２カセットがＩ／Ｏプレート１３２に配置された後、Ｉ／Ｏロボット８６は、カセット運動の割送り装置ローディングシーケンスを繰り返し、その結果、第２カセットは、位置Ａで割送り装置に置かれる。
【００５７】
割送り装置の８つの各パレットにカセットがロードされるまで、前述のステップのシーケンスが繰り返される。割送り装置が１０個の位置Ａ−Ｊと８個のパレットとを有するため、対角線的に向かい合った角にある２つの位置Ａ、Ｆ、位置Ｅ、Ｊのいずれかは、どんな時でもパレットを有することはない。
【００５８】
割送り装置７２にロードされる第１および第２カセット８８が、位置Ｉ、Ｊに到達した後、エレベータ７８が作動し、カセット８８の開下部を通って、リフト柱２１４上のウェーハ・プラットフォーム２１６を持ち上げる。ここで、カセットのウェーハ９０は、図１６に示すように、処理ロボット６６によってピックアップされ易い、高いアクセス位置まで持ち上げられる。
【００５９】
窓パネル６２は、オペレータが密閉容器５４内を移動中の構成要素に、不注意に触れてしまうのを防止するため、ローディング窓６０を密閉するよう上昇する。
【００６０】
ここで図２０、図２１および図２４Ｂを参照すると、処理ロボット６６は、ウェーハ９０を持ち上げてエレベータ７８から取出すために移動する。具体的には、横方向ドライブフラックスモーター２５１は、ウェーハ・ホルダ２６８がエレベータ７８上にウェーハ９０と適切に整列されるまで、リフトユニット装置２５２を横方向に動かす。リフト・モーター２５７、肘ドライブ・モーター２５８および手首ドライブ・モーター２６５の適切な制御の下で、ウェーハ・ホルダ２６８は、終端エフェクター２７０が、終端エフェクター２７０内に整列配置された、ウェーハを受取るための各溝２７４により、ウェーハ９０の両側に位置し、整列されるまで移動する。図２４Ｂに示すように、このウェーハ係合運動は、ロボット・アーム２５５のアンダーハンド運動である。ウェーハ・ホルダ２６８は、ウェーハ９０を持ち上げてエレベータ７８から取出すために上昇する。その後ロボット・アーム２５５は、図２４Ｃに示される位置に引き下がる。前腕が３７０°の運動範囲を持ち、さらにロボット・アーム２５５がリフトユニットからオフセットされているため、図２０および図２１に示すように、必要な最小の間隙のみで、ロボット・アームは、割送り装置から完全に離れて後退することが出来る。ロボット・アームのモーターの適切な制御により、ウェーハは垂直もしくは垂直に近い位置に維持される。
【００６１】
ウェーハ９０を処理チャンバーに分配するために、横方向ドライブ・モーター２５１は、ウェーハ・ホルダ２６８のウェーハが、選択された処理チャンバーと整列されるよう、リフトユニット２５２を移動させるために励磁される。ロボット・アーム２５５は、リフト・モーター２５７により、リフトユニット上で持ち上げられる。加えて、前腕２６０は、肘ドライブ・モーター２５９により、上方へ旋回する。同時に、手首ドライブ・モーター２６５は、図２２に示すように、ウェーハ・ホルダを移送し、もしくはほぼ１０°下方へ傾けて維持するよう反対方向へ動作する。図２４Ａに示すように、オーバーハンド運動を用いて、前腕は、ウェーハを運ぶウェーハ・ホルダを、処理室内へ伸長させるよう、下方へ旋回する。ロボット・アーム２５５は、その後処理チャンバーから後退する。
【００６２】
終端エフェクター２７０を洗浄するために、手首ドライブ・モーター２６５は、図２４Ｄに示すように、終端エフェクターを垂直方向に向けるよう制御される。終端エフェクター・リンス／乾燥機３０２と整列される終端エフェクターを伴う、リフト・モーター２５７は、終端エフェクターを終端エフェクター・リンス／乾燥機３０２内へ伸張させるために、ロボット・アーム２５５の全体を下降させる。終端エフェクター２７０が洗浄され、乾燥された後、それらは終端エフェクター・リンス／乾燥機３０２から抜き出され、ウェーハをいずれの処理チャンバーからも取出すために、もしくは処理チャンバーへ移送するために、割送り装置からウェーハの追加のバッチをピックアップするよう配置される。終端エフェクターが他の場所でよりむしろ処理室で洗浄されるので、処理時間の削減が可能となる。なぜなら、この洗浄ステップは、処理ロボットを動かす必要なく達成されるからである。
【００６３】
例えば、図２３から明らかなように、ウェーハ・ホルダ２６８は、処理ロボット６６の他の構成要素と同様に、手首ジョイント２６２、および肘ジョイント２５６の一方の側にオフセットされる。処理ロボット６６のいかなる部分も、ウェーハの真上には決して配置されない。空気が密閉容器５４内を下方へ吹きつけられるため、処理ロボット６６から発生もしくは放出されるいかなる粒子も、ウェーハと接触することはない。その結果、処理中のウェーハへの汚染の可能性が減少する。
【００６４】
図２４Ａ−Ｅを参照すると、処理ロボット６６は、単一セグメントまたは前腕２６０で繋がれた、肘ジョイント２５６および手首ジョイント２６２を備えている。従って、２つのアームセグメントでつながれた、肩、肘および手首ジョイントを有する以前の既知システムとは対照的に、処理ロボット６６は、アームセグメントの関節接合によるよりもむしろ、リフト・レール２５４上のロボット・アーム２５５の移動により、垂直領域のレンジを確保している。これによって、処理ロボット６６を非常にコンパクトにすることが可能となり、同時に、さらに充分な運動領域を達成することが出来る。対応して、密閉容器５４全体を、よりコンパクトにすることが出来る。
【００６５】
処理ロボット６６が、アンダーハンドおよびオーバーハンドの運動を実行可能であるため、リフト・レール２５４に必要とされる垂直移動は僅かなものとなる。加えて、アンダーハンドおよびオーバーハンドの運動の実行能力を備えることにより、前腕２６０を比較的短くすることが出来、それもまた、密閉容器５４のコンパクト化に寄与するものである。
【００６６】
図１および図１６を参照すると、最高５０枚のウェーハを受取るために、エレベータ７８が下位置にあるときに、バッファ棚７６は前方向（図１７の方向Ｏ）へ移動する。バッファ棚７６は、処理ロボット６６が、位置Ｉ、Ｊで、ディスクをバッファ棚７６からカセットへ移動可能となるよう、適当な空カセット８８が位置Ｉ、Ｊに移動されるまで、ウェーハを保つ。バッファ棚７６がウェーハを伴ってロードされない、もしくは取出されない場合、エレベータ７８の動作を妨げないために、それは背面位置の（方向Ｉへと移動した）ままである。バッファ棚７６は、すでに処理されたウェーハを一時的に保持し、その結果、すでに処理されたウェーハを降ろして割送り装置の中へと戻す前に、処理ロボット６６は、処理チャンバーに配置するウェーハの次のバッチにアクセスして、移動させることが出来る。これにより、処理チャンバーは確実に、処理するウェーハが絶えず供給されている状態となる。
【００６７】
（第２割送り装置実施例）
図３０および図３１に示すように、第２実施例の割送り装置６００は、互いに、そしてベース・プレート６１２に結合した、側壁６０４、６０６、フロントエンド壁６０８、および後端壁６１０によって形成される、箱フレーム６０２を含んでいる。入力プレート６１４は、前端壁６０８から外側へ延びている。中央壁６１６および横方向リブ６６６は、割送り装置６００を、各列が５つのパレット位置またはステーション、すなわち、図１２に示す、位置Ａ−Ｅおよび位置Ｆ−Ｊ、を有する、第１および第２列Ｒ１、Ｒ２に分割する。中央壁６１６は、中央壁６１６から側壁６０４、６０６まで延びる支持棒６１５により、箱フレーム６０２内に支持されている。
【００６８】
図３０を参照すると、バッファアセンブリ６１８は、内側壁６０６に取り付けられる、バッファ横プレート６２０を含んでいる。バッファトレイ６２２は、櫛形アーム６２６上に櫛６２４を有している。バッファトレイ６２２は、バッファトレイ・サポート６３０で支えられる。さらに、トレイ・サポート６３０は、バッファ横プレート６２０上の上下バッファレール６３２、６３４に、摺動可能に載置される。トレイ・サポート６３０上の線形ベアリング６３６により、トレイ・サポート６３０は、レール６３２、６３４に沿って、低摩擦移動が可能となる。
【００６９】
バッファドライブベルト６４２は、バッファドライブ・モーター６３８および終端プーリー６４０を取り巻いて延びている。バッファドライブベルト６４２を、バッファトレイ・サポートに取り付けることで、バッファトレイ・サポート６３０を、モーター６３８の回転運動により、レール６３２、６３４に沿って並進的に（Ｙ軸）移動させることが出来るようになる。図３０に示すように、割送り装置６００の側面上にバッファアセンブリ６１８を位置させることにより、図８に示される、第１割送り装置実施例７２の中央に位置したバッファアセンブリと比較して、よりコンパクトな設計を実現し得ることになる。
【００７０】
図３０および図３１を参照すると、割送り装置６００は、全体に６５０と附番される縦方向またはＹ軸シフト・アセンブリと、全体に６５２と附番される横方向またはＸ軸シフト・アセンブリとを含む。
【００７１】
図３１を参照すると、Ｙ軸シフト・アセンブリ６５０は、２つの、並んで平行となっている、Ｙ軸フレーム６６０を含む。各Ｙ軸フレーム６６０は、中央壁６１６に隣接して取り付けられる内側フレーム・プレート６６２、および側壁６０４、６０６で支えられる、外側フレーム・プレート６６４を含む。横方向リブ６６６は、両方のＹ軸フレーム６６０内で、内側フレーム・プレート６６２および外側フレーム・プレート６６４に取り付けられ、その間に延びている。
【００７２】
終端ローラー６７４は、内外フレーム・プレート６６２、６６４の各々の終端に、回転可能に取り付けられる（合計８つの終端ローラー６７４）。アイドラ・ローラ６７６は、フレーム・プレート６６２、６６４上で、間隔を置き、回転可能な形で、各フレーム・プレート６６２、６６４上の終端ローラー６７４間に、備え付けられる。エンドレス歯付きベルト６７０は、各フレーム・プレート６６２、６６４上の、終端ローラー６７４およびアイドラ・ローラ６７６にわたって取り付けられる（合計４本のエンドレス歯付きベルト６７０）。ベルト６７０上の歯６７２は外側を向き、ベルト６７０の滑らかな内面もしくは背面が、終端ローラー６７４およびアイドラ・ローラ６７６と接触することになる。歯６７２は、図示のため、ベルト６７０の一部に描かれているのみであるが、実際にはベルト６７０の全面にわたって連続歯６７２が施されている。加えて、図示のため、図３１の前景のローラーおよびベルトは、図から省略されている。
【００７３】
さらに図３１を参照すると、中央壁６１６上に取り付けられたＹ軸ドライブ・モーター６８０は、ギアユニット６８２に連結または係合されており、（並んで平行なＹ軸フレーム６６０内の）ドライブ軸６８４Ａ、６８４Ｂを同速度で反対方向に回転させる。ドライブ軸６８４Ａ、６８４Ｂは、ドライブスプロケット６８６を回転させ、それがベルト６７０を駆動する。ベルト６７０の外側の歯付き面は、図３１に点線で示すように、ドライブ・スプロケット６８６を取り巻き、さらにアイドラ・スプロケット６８８を取り巻く。
【００７４】
図３１に示すように、Ｘ軸センサ対６９０およびＹ軸センサ対６９６は、横方向リブ６６６により描かれている、１０個のパレットステーションもしくは場所Ａ−Ｊの各々に設けられている。Ｘ軸センサ対は、赤外線送信機６９２および赤外線検出器６９４を含み、互いに横方向に（フレーム・プレート６６２、６６４に対して垂直なライン上に）整列される。同様に、Ｙ軸センサ対６９６は、Ｙ軸赤外線送信機６９８およびＹ軸赤外線検出器７００を含み、全体に横方向リブ６６６上の中央に位置して、互いに（フレーム・プレート６６２、６６４と平行なライン上に）整列される。
【００７５】
反射光学センサ７０２は、パレット位置Ａ−Ｊの各々の、側壁６０４、６０６に設けられる。センサ対６９０、６９６および光学センサ７０２は、コントローラ８５に連結され、割送り装置６００の動作をモニタして制御する。
【００７６】
図３０を参照すると、８つの矩形パレット７１０は、割送り装置６００の各列Ｒ１、Ｒ２に設けられ、その結果、各列のパレット位置のうちの４つは、パレット７１０により常に用いられ、終端壁６０８または６１０に隣接した１つの端位置は、常に空いていることになる。各パレット７１０は、矩形パレット切欠きもしくは開口部７１２を有する。図３０に点線で示されたパレット歯ラック７１５は、パレット７１０の底面に設けられる。歯ラック７１５は、パレット７１０の両側の長辺に沿って延びている。歯ラック７１５は、ベルト７０上の歯６７２のサイズおよびピッチにマッチする歯を有している。従って、パレット７１０がＹ軸フレーム６６０に配置されると、パレット歯ラック７１５上の歯はベルト６７０上の歯６７２と積極的に係合し、その結果パレットは、ベルト６７０に関連するＹ軸方向の運動に対して、実質的に係止されることになる。
【００７７】
各パレット７１０は、一対のＸ軸およびＹ軸プリズムを有している。具体的には、Ｘ軸送信機プリズム７１４は、図３０に示した各パレット７１０上のＸ軸検出器プリズム７１６と、縦方向に整列される。同様に、Ｙ軸送信機プリズム７１８は、各パレット７１０上のＹ軸検出器プリズム７２０と、横方向に整列される。割送り装置６００内の１０個のパレット位置Ａ−Ｊの任意の１つのパレット７１０と共に、Ｘ軸送信機プリズム７１４およびＸ軸検出器プリズム７１６は、それぞれ、パレット位置のＸ軸赤外線送信機６９２およびＸ軸赤外線検出器６９４に対して、垂直に真上に位置するか、あるいは整列される。同様に、Ｙ軸送信機プリズム７１８およびＹ軸検出器プリズム７２０は、パレット位置のＹ軸赤外線送信機６９８およびＹ軸赤外線検出器７００に対して、垂直に真上に位置するか、あるいは整列される。
【００７８】
図３１を参照すると、アイドラ・ローラ６７６は、ベルト６７０から上方に、垂直に突き出たローラー・フランジ６７８を有している。ローラー・フランジ６７８は、各パレット７１０底面上のローラー溝６７５（図３０に点線で示す）にフィットする。ローラー・フランジ６７８が溝６７５へ係合することにより、（パレット７１０が垂直に持ち上げられない限り）パレット７１０の、Ｘ軸方向へのずれが予防される。従って、パレット７１０は、ベルト６７０およびローラー・フランジ６７８の双方により、垂直方向に支えられる。
【００７９】
割送り装置６００は、Ｘ軸シフト・アセンブリ６５２を有するが、図９および図１０に示され、さらに上述された、Ｘ軸シフト・アセンブリもしくはシフト・システム１４０と実質的に同じであるため、ここではこれ以上の説明もしくは図示を行わない。しかし、Ｘ軸シフト・システム１４０で用いた終端フォークエアシリンダ１５２よりむしろ、割送り装置６００内のＸ軸シフト・アセンブリ６５２は、パレット・リフト運動をより良好に制御するため、パレット・リフト電気モーター６５４を有している。
【００８０】
割送り装置６００の動作およびシークエンスは、図８から図１２を参照して上述した、割送り装置７２のそれと類似している。しかし、Ｙ軸に沿ったパレット運動は、ベルト６７０の逐次移動もしくは割送りを行うＹ軸ドライブ・モーター６８０を制御する、コンピュータ・コントローラ８５を通して達成される。Ｙ軸方向への運動の間、パレット７１０は、ベルト６７０およびローラー６７６上に留まっている。結果として、図３０および３１に示される割送り装置６００内では、割送り装置７２と異なり、Ｙ軸方向にパレットステーション間でパレットが移動するとき、パレット７１０の垂直移動がない。
【００８１】
割送り装置６００の終端のパレット７１０のＸ軸方向への移動は、上述した割送り装置７２の運動に類似しているため、ここではこれ以上は説明しない。
【００８２】
各パレット位置で、光学センサ７２は、反射光の有無を検出することにより、パレット７１０の有無を検出する。加えて、各パレット位置Ａ −Ｊにおいて、Ｘ軸センサ対６９０が、カセット８８の有無を検出する。具体的には、赤外線送信機６９２が、光線を垂直上方へ照射する。光線は、各パレット７１０上のＸ軸送信機プリズム７１４を通過し、そこで光線は９０°曲げられ、その結果光線は、その後Ｘ軸検出器プリズム７１６の方へ、水平に内側へ向かって照射される。パレット７１０上にカセット８８が存在する場合、光線は、カセット８８によって遮断され、Ｘ軸検出器６９４はいかなる赤外線光も感知せず、それがカセット８８の存在を示すことになる。他方、パレット７１０がその上にカセット８８を有していない場合、送信機６９２からの赤外線光は、Ｘ軸送信機プリズム７１４を通過し、パレット７１０上を越えて、Ｘ軸検出器プリズム７１６により下方へ方向を変えられ、その結果、赤外線光はＸ軸赤外線検出器６９４へ向けられ、カセット８８の不在が検出される。
【００８３】
Ｙ軸センサ対６９６は、類似した方法で働き、カセット８８のウェーハの有無を検出する。パレット７１０上にカセット８８が存在すると、Ｙ軸送信機６９８からの赤外線光は、垂直上方へ照射され、Ｙ軸送信機プリズム７１８により９０°曲げられ、その結果、光はカセット８８の底の溝またはトンネル７２５を通って照射される。カセット８８内にウェーハまたは他の平坦なメディアが存在しない場合、光はトンネル７５を通過して完全に伝わり、Ｙ軸検出器プリズム７２０により下方へ方向を変えられ、Ｙ軸検出器７００によって検出され、カセット８８内にウェーハが全く存在しないことを示す。ウェーハがカセット８８内に存在する場合、ウェーハの最下端は、トンネル７２５を通って下方に突き出し、光がトンネルを通過するのを妨げる。従って、カセット８８にいかなるウェーハが存在しても、Ｙ軸送信機６９８からの光を遮断することになり、Ｙ軸検出器７００は光を検出せず、カセット８８内に少なくとも１枚のウェーハが存在することを示すことになる。
【００８４】
割送り装置６００内のバッファアセンブリ６１８の動作は、上述し、図８に示されたバッファアセンブリ７６の動作と類似している。しかし、バッファアセンブリ６１８を、割送り装置６００の側面に位置させることにより、よりコンパクトな設計が可能となる。ベルト６７０を用いることにより、パレット運動は、図８から図１６に示した割送り装置７２と比べ、より速くより信頼性の高いものとなる。プリズム７１４−７２０を用いることにより、パレットを上昇させることなく、カセットおよびウェーハの検出が可能となる。
【００８５】
ここで図３２から図３７を参照すると、他の自動半導体処理システム実施例８００では、システム８００の密閉容器８０２は、左側壁８０４、右側壁８０８、正面壁８０６、背面壁８１０および上面壁８１２を有するのが好ましい。説明のために、システム８００は、割送り装置または進行中作業（ＷＩＰ）スペースもしくはベイ８２０、および処理スペースもしくはベイ８２２を有すると記載可能であり、双方とも密閉容器８０２内に含まれている。
【００８６】
システム８００は、主なサブシステムとして、密閉容器８０２の外部にあってもよいローダー８２４、および、すべて密閉容器８０２の内部にある、割送り装置８２、ドッキングステーション８２８、転送ステーション８３０および処理ステーション８３２を含んでいる。割送り装置８２６およびドッキングステーション８２８は、割送り装置スペース８２０内のサブシステムと見做してよく、他方、転送ステーション８３０および処理ステーション８３２は、処理スペース８２２内のサブシステムと考えてよい。
【００８７】
さらに図３２から図３７を参照すると、ローダー８２４は、割送り装置８２６と整列して、正面壁８０６に置かれるのが好ましい。とはいえ、ローダー８２４に代えて、図３２に点線で示されるローダー８２５は、左側壁８０４に置かれてもよい。
【００８８】
ローダー８２４（または８２５）は、ロードもしくは第１エレベータ８３８、さらにアンロードもしくは第２エレベータ８４０を有している。エレベータ８３８、８４０は、ウェーハ９０または他の類似した平坦な基板メディアを含む、閉もしくは封止ポッド８１５を受取るのに適したものである。ポッドは、本技術において周知とされている、さまざまな製造業者の規格品として利用可能な、さまざまな設計のものであってよい。ポッド８１５は、また、ＦＯＵＰもしくは箱と称してもよい。ポッド・ドア８１６は、ポッド８１５の開いたフロントエンドを、密閉もしくは封止する。ポッド８１５は、製造の間、ウェーハ９０を格納して、運搬するために用いられ、その一方で、粒子、塵、その他によるウェーハの汚染を防ぐものである。
【００８９】
ローダー８２４内のエレベータ８３８、８４０は、図３４に示すように、ポッド８１５をロードもしくは上位置８４４から、割送り装置もしくは下位置８４６へ移動させる。暫時図３９および図４０を参照すると、ローダーコンベア８４８は、ローダー８２４内で各エレベータ８３８、８４０に関連している。各ローダーコンベア８４８は、左右側面コンベア部分８５０を有する。コンベア部分８５０は、ポッド８１５の底部外端を支持する、ドライブローラ８５２およびアイドラ・ローラ８５４を備えている。コンベア部分８５０内の１つ以上のモーターは、ドライバ・ローラー８５２に連結されている。各コンベア部分８５０内のドライブローラ８５２の数は、各コンベア部分８５０が、少なくとも１つのドライブローラ８５０を有する場合や、さらに、任意に全てがドライバ・ローラー８５２で、アイドラ・ローラ８５４を有しない場合などで、変化してもよい。ドライブローラ８５２の間隔もまた、変化可能であるが、１つ以上のドライブローラ８５２が、コンベア部分８５０の後端近く（すなわち、背面壁８１０に最も近い、コンベア部分８５０の終端）に設けられるのが好ましい。ドライブおよびアイドラ・ローラの位置は変化可能ではあるが、左または右のコンベア部分８５０のうち一方のみがドライブローラ８５２を有し、残りの一方は、全てアイドラ・ローラ８５４を有することが好ましい。ドライブ・ローラまたはローラー８５２（コンベア部分８５０に存在する場合）を動かす、コンベア部分８５０内の１台以上のモーターは、システム８００のさまざまな他の機能に接続して制御している、コンピュータ・コントローラ８７２に接続され、制御される。
【００９０】
図に示される実施例８００では、ポッド８１５は、手によって、ロードエレベータ８３８上へ載置され、取出される。ポッド８１５は、ポッド８１５をより良好に運び易くするために、人間工学的に配置されたハンドル８１７を有する。従って、ポッド８１５は、背面壁８１０に面した、ポッド・ドア８１６を有するローダー８２４の、エレベータ８３８、８４０へ載置され、取出されるのが好ましい。ポッド８１５内のウェーハ９０が、システム８００内でアクセス可能となるよう、ポッド８１５を配置するために、ローダー８２４はポッド・ローテータ８４２を含んでいる。ポッド・ローテータ８４２は、ロードエレベータ８３８上でポッドを１８０°回転させるよう作動し、その結果、ポッド・ドア８１６は、システム８００の正面へと再び向けられる。ポッド・ローテータ８４２によるこの再方向づけは、ポッド８１５が下位置８４６にあるとき起こるのが好ましい。
【００９１】
ここで図３８、図３９および図４０を参照すると、割送り装置８２６は、Ｋ、Ｌ、Ｍと記号が付された３つのポッド（概して、入力）位置８６８を含む、ロードもしくは第１列８６０を有する。同様に割送り装置８２６は、Ｏ、Ｐ、Ｑと記号が付された、３つのポッド（概して、出力）位置８７０を含む、アンロードもしくは第２列８６２を有する。入力もしくは第１列コンベア８６４は、３つのポッド入力位置８６８の下に延び、ポッド出力もしくは第２列コンベア８６６は、３つのポッド出力位置８７０の下に延びている。入力コンベア８６４および出力コンベア８６６は、設計上は上述したローダーコンベア８４８と同様であるが、より長いものとなっている。あるいは、入力コンベア８６４および出力コンベア８６６は、ローダーコンベア８４８と同じ設計の、３つのより短い個々の部分から構成されていてもよい。
【００９２】
入力コンベア８６４は、ローダー８２４内のロードエレベータ８３８に関連した、ローダーコンベア８４８と整列される。同様に、出力コンベア８６６は、ローダー８２４内のアンロードエレベータ８４０に関連した、コンベア８４８と整列される。この（垂直方向および横方向の）整列により、ポッド８１５は、ローダー８２４内のコンベア８４８と、割送り装置８２６内のコンベア８６４、８６６との間を移動可能となる。横方向とは、密閉容器８０２の左側壁８０４と右側壁８０８との間に延びる方向、それらの壁に対して垂直な方向である。
【００９３】
入力コンベア８６４および出力コンベア８６６は、ドライブ・ローラ８５２およびアイドラ・ローラ８５４、および上述の通り、ローダー８２４のローダーコンベア８４８と関連してドライブ・ローラ８５２を駆動させる、１つ以上のモータを有している。コントローラ８７２は、また、コンベア８６４、８６６にリンクされ、制御する。
【００９４】
割送り装置８２６は、ポッド位置Ｑ、Ｋを取り囲む、正面シャトル柱８７４を有している。割送り装置８２６はまた、ポッド位置Ｏ、Ｍを取り囲む、後部シャトル柱８７６を有している。図３８、図３９および図４０を参照すると、シャトル装置またはロボット８８０は、ポッド位置およびコンベア８６４、８６６の下方に位置する、各シャトル柱８７４、８７６内に配置される。図３９に最もよく示されるように、各シャトル装置８８０は、横方向レール８８４に沿って移動可能なリフター８８６を備えている。リフター８８６上に支えられたアーマチュア８８２は、ポッド・プレート８８８を有しており、これは、ピン８９０の位置を定めることも含んでいる。ピン８９０は、ポッド８１５の底面上の開口部と係合するようになっており、それによって、シャトル装置８８０は、割送り装置８２６の列８６０、８６２間で、ポッド８１５としっかりと係合し、持ち上げ、転送することが可能となる。図３９に示すように、アーマチュア８８２は、リフター８８６から上方へ延び、コンベア８６２、８６４の終端を取り巻いている。
【００９５】
暫時図３２および図４０を参照すると、代わりの側部ローダー８２５が用いられる場合、代わりのシャトル装置８８１が提供され、ポッド８１５は、側部ローダー８２５から、左側壁８０４の開口部を通って、割送り装置８２６へ横方向に移動することが出来る。代わりのシャトル装置８８１は、横方向レール８８５を伸長し、そうすることにより、正面シャトル柱内の３つのポッド位置Ｑ、Ｋ、Ｘとさらに、後部シャトル柱内のポッド位置Ｏ、Ｍ、Ｙとの間で、シャトル装置８８０はポッド８１５を往復させ、もしくは、横方向に転送させることが可能となる。
【００９６】
もう一度図３８、図３９および図４０を参照すると、ドッキング・エレベータコンベア９０２は、好適には割送り装置８２６と背面壁８１０との間に位置して、割送り装置８２６の列８６０、８６２と整列される。コンベア９０２は、上記したコンベア８４８と類似したものである。
【００９７】
図３２、図３３および図３４を参照すると、ドッキングステーションエレベータ９００は、各ドッキング・エレベータコンベア９０２から、割送り装置８２６の真上に垂直に配置されたドッキングステーション８２８まで、垂直に延びている。各エレベータ９００は、ポッドをコンベア９０２から持ち上げるために、ポッド８１５の底面を係合させるポッド・プレート８８８と同様の、係合部プレート９１０を備えている。係合部プレート９１０は、図３３および図３４に示すように、それぞれ、ポッド位置Ｒ、Ｓからポッド位置Ｔ、Ｕまで、エレベータ９００に沿って垂直に移動可能である。エレベータ９００は、電力を供給されたボール・ネジまたは同等のアクチュエータにより、係合部プレート９１０を昇降させる。
【００９８】
図３４を参照すると、係合部プレート９１０は、係合部プレート９１０を縦方向に、すなわち正面壁８０６から背面壁８１０方向へ、そしてこれらの壁に対し垂直に動かす、係合部アクチュエータ９１２上に配置されている。
【００９９】
ドッキングステーション８２８内のドッキング壁９１４およびデッキ９３２は、割送り装置スペース８２０を処理スペース８２２から切り離す。ドッキング壁９１４は、ポッド位置Ｔ、Ｕと整列された、開口部９１６、９１８を有している。それゆえ、ドッキング・エレベータ９００により、ポッド位置ＴもしくはＵまで上げられた、係合部プレート９１０上のポッド８１５のポッド・ドア８１６は、ドッキング壁９１４の開口部９１６または９１８と、横方向および垂直方向に整列される（しかし、最初は縦方向ではない）。ポッド８１５が、開口部９１４または９１６に対して垂直に整列されたあと、係合部アクチュエータ９１２は、ポッドを前方に移動させ、その結果、ポッドの前端面は、ドッキング壁９１４と接触する。エレベータ９００上のポッド８１５が他の運動をしている間に、係合部アクチュエータ９１２は後退し、その結果、ポッドはドッキング壁９１４から離れて、ドッキング壁９１４または他の構成要素に干渉することなく、垂直に移動することが出来る。
【０１００】
さらに図３４を参照すると、ドックに入られたポッド８１５からポッド・ドア８１６を外すために、ポッド・ドア・リムーバ９３０が、ドッキング壁９１４の各開口部９１４、９１６に設けられる。ポッド・ドア・リムーバ９３０は、ポッド・ドア８１６を外し、デッキ９３２内のポッド・ドアスロット９３４を通ってそれを下降させる。これにより、ポッド８１５は封止を外され、ポッド・ドア８１６をじゃまにならないところに移動させ、ポッド８１５内のウェーハ９０にアクセス可能となる。ポッド・ドア・リムーバ９３０の設計および動作は、国際特許出願公開Ｗ０９９／３２３８１において明らかにされている。図３４では、ポッド・ドア・リムーバ９３０は、位置ＡＡでは（ポッド・ドア８１６を係合、除去、もしくは交換する）上位置もしくは閉位置が示され、さらに、位置ＢＢではポッド・ドアを、開口部９１４または９１６から離れて保持する、下位置もしくは開位置が示されている。
【０１０１】
ドッキングステーション８２８および転送ステーション８３０は、説明上は、列の構成要素および機能が同じ、２つの平行に並んだ列ＣＣ、ＤＤを形成するものとして、特徴付けられる。もう一度図３２から図３７を参照すると、列ＣＣ、ＤＤ内では、転送ステーション８３０内の転送ロボット９７０は、ドックに入られたポッド８１５の内部に達し、ポッドのウェーハ９０と係合して、ウェーハをキャリア９９０に移送させるよう位置決めされる。転送ロボット９７０の各々は、関節接合アーム９７４、およびアーム９７４の終端上の終端エフェクター９７６を有し、終端エフェクター９７６は単一ウェーハ９０と係合するのに適したものとなっている。アーム・ドライバ９７８は、関節接合アーム９７４に接続していて、コントローラ８７２により制御されるように、アーム部分を駆動する１つ以上のモーターを備えている。
【０１０２】
リーダー／スキャナ９８０は、個々のウェーハ９０がポッド８１５からキャリア９９０へ移動するとき、それらを識別するために、転送ステーション８３０に設けられる。
【０１０３】
必要に応じ、個々のウェーハがポッド８１５から除去された後、さらにキャリア９９０へ挿入される前に、適切に方向付けされるよう、事前整列器９８１が、転送ステーション内の転送ロボット９７０によりアクセス可能な場所に備えられていてもよい。
【０１０４】
処理ロボット１０００は、転送ステーション８３０、（スプレー酸性チャンバーもしくはスプレー溶媒チャンバーなどの）第１処理チャンバー１０３０、および（回転リンス乾燥機などの）第２処理チャンバー１０２０の間で、レール１００２上を横方向に移動する。各処理チャンバー１０２０、１０３０は、ウェーハ９０を保持したキャリア９９０を受けるのに適した、ローター１０４０を有している。システム８００は、直径３００ｍｍのウェーハ９０を処理するのに必要な、形状および大きさであることが好ましい。他のタイプ、および数の処理ステーションは、置換もしくは追加可能である。処理ロボットの動作の、追加的な説明は、米国特許第５，６６４，３３７号に記述されている。キャリア９９０は、ローター１０４０内に保持され、または決まった場所に取り付けられるよう、適合される。ローターおよびキャリアはまた、図５５から図６４に示され、さらに後述されるように、さまざまな協同的な設計がなされていてもよい。
【０１０５】
図４１および図４２に示すように、他の実施例１１００では、図３２から図３７に示される２台の転送ロボット９７０の代わりに、単一の転送ロボット１１１０が設けられる。加えて、ポッド回転装置１１２０は、ローダー８２４内ではなく、むしろポッド位置Ｒ、Ｓにある、エレベータコンベア９０２上に設けられる。
【０１０６】
３つのキャリアの設計９９０、１２３０、２１２０が、それぞれ、３つのローター１０４０、１２７０、２２００（後述）を伴って図示され、説明される。図４３から図５４に示される運動および位置は、全ての実施例に適用される。従って、図４３から図５４では、キャリアは９９０、１２３０、２１２０で示され、ローターは１０４０、１２７０、２２００で示される。これは、キャリアが、キャリア９９０、またはキャリア１２３０、またはキャリア２１２０であってもよく、さらにローターは、使用に供するよう選択されたキャリアを用いて操作する、いかなるローターであってもよいことを示している。終端エフェクター１００５、１２９０、２５００もまた、所望するものを選択してよい。図３７および図４３から図４８を参照すると、さらに、処理ロボット１０００の関節接合アーム１００４に取り付けられる終端エフェクター１００５は、キャリア９９０と係合するために採用される。終端エフェクター１００５は、キャリア９９０側面のスロットに係合する、間隔を置いて離れた、一対の刃状指１００６を有している。それゆえに、処理ロボット１０００は、ウェーハ９０を保持しているキャリア９９０を、係合し、持ち上げ、操作し、配置することが出来る。
【０１０７】
図３２および図３３を参照すると、使用中に、好ましくはハンドル８１７を保持することにより、オペレータは、ポッド８１５を担持し、あるいはローダー８２４へ移送する。ポッド８１５をローダー８２４に分配するために、自動もしくはロボットのポッド分配システムを使用してもよい。ポッド８１５は、ロードエレベータ８３８上に配置される。コントローラ８７２は、特定のウェーハ処理もしくは取扱いシーケンスに合わせて、事前にプログラムされているのが好ましい。図３５に示すように、エレベータ８３８は、上位置もしくはロード位置８４４から、下位置もしくは割送り装置位置８４６まで、ポッドを下降させる。
【０１０８】
ウェーハ９０は、取扱いおよび移動の間、ウェーハを汚染および損傷から保護するために、ポッド８１５内に包含され、全体的に封入されている。周知のように、ポッド・ドア８１６は、ポッド８１５の開いたフロント・エンドを、閉鎖もしくは封止している。
【０１０９】
ポッド８１５を支持しているコンベア部分８５０は、図４０に示すように、（下位置もしくは割送り装置位置８４６内の）ポッド位置ＡＡにポッド８１５を伴って動かされる。ドライブ・ローラ８５２は、ポッド８１５を後方へ動かし、その一方で、アイドラ・ローラ８５４は、ポッド８１５を支持するのを補助し、それにより、ポッド８１５を、コンベア部分８５０から割送り装置８２６のポッド位置Ｋまで移動させる。割送り装置８２６内の位置Ｋにあるドライブ・ローラ８５２もまた、完全なこの運動を補助するよう動かされる。コンベア部分８５０は、ドッキング・エレベータコンベア９０２と同様に、割送りコンベア８６４、８６６と同じ垂直レベルにある。
【０１１０】
大部分のアプリケーションでは、複数のポッド８１５が、割送り装置８２６およびシステム８００にロードされるが、システムはまた、単一ポッド８１５だけで作動させることも可能である。典型的な操作シーケンスでは、上述の通り、追加的なポッド８１５が、割送り装置８２６にロードされる。次の各ポッド８１５がロードされると、割送り装置８２６のロード列８６０内の、コンベア８６４にあるドライブ・ローラ８５２が作動する。このように、位置ＡＡのポッドが位置Ｋまで動く間に、ポッド位置Ｋのポッド８１６は、コンベア８６４により位置Ｌへと移動する。その後、位置Ｌのポッドが、続くポッドがあとに続きながら、位置Ｍへ移動し、さらにその後位置Ｒへ移動する。位置Ｍから位置Ｒ、ドッキング・エレベータコンベア９０２上へのポッド８１５の移動は、ポッド８１５の、位置ＡＡから位置Ｋへの移動と同様の方法で実行される。すなわち、コンベア８６４内のドライブ・ローラ８５２は、ドッキング・エレベータコンベア９０２内のドライブ・ローラ８５２と協同して作動する。
【０１１１】
エレベータ９０２は、その後コンベア９０２からポッド８１５を持ち上げ、ドッキングステーション８２８まで垂直にポッドを上昇させる。具体的には、エレベータ９００上の係合部プレート９１０は、ポッド８１５底部内の、対応するブラインドホールと係合している。
【０１１２】
一旦ポッド８１５がドッキングステーション８２８のレベルまで持ち上げられると、係合部アクチュエータ９１２は、ポッド８１５を前方に移動させ、その結果、ポッドをドックに入れるために、ポッドの正面表層がドッキング壁９１４と接触する。ポッド・ドア・リムーバ９３０は、ドッキング壁９１４にある開口部９１６を通して、ポッド・ドア８１６と係合する。ポッド・ドア・リムーバ９３０上の吸入カップは、ポッド・ドア８１６をポッド・ドア・リムーバ９３０上に保持し、その一方で、ポッド８１５上へポッド・ドア８１６を保持している、ラッチ機構を解錠もしくは外すために、キーがポッド・ドア８１６内に延びて回転する。その後、ポッド・ドア・リムーバ９３０は、開口部９１６を通してポッド・ドア８１６を担持したまま前進する。その後、ポッド・ドア・リムーバ９３０は、ポッド・ドア８１６を担持したまま、ドアスロット９３４を通って下降する。このとき、ポッド８１５の正面は、処理スペース８２２に対して開放される。
【０１１３】
転送ステーション８３０内の転送ロボット９７０が動くことで、関節接合アーム９７４上の終端エフェクター９７６は開口部９１６を通して移動し、ポッド８１５内のウェーハ９０と係合する。ロボット９７０は、ウェーハ９０をポッド８１５から取り戻して、図３３に示すように、ウェーハをキャリア９９０に入れる。任意に、ロボット９７０が、ウェーハ９０をリーダー／スキャナ９８０の上を動かすことにより、例えば、ウェーハの底面上のバーコードを通して、コントローラ８７２にそのウェーハを識別させることも可能である。
【０１１４】
図３６を参照すると、転送ロボット９７０は、列ＣＣ内のポッド８１５と、縦方向に、そのポッドと整列する、列ＣＣ内のキャリア９９０との間でウェーハを転送するのが好ましい。ウェーハが、ポッドから対角線的に向かい合ったキャリア９９０に受け渡されるよう、列ＣＣ、ＤＤ間の交差ウェーハ転送運動も、任意に実行されてよいが、各列ＣＣ、ＤＤ内での、真直ぐな、もしくは平行したウェーハ移動が好ましい。
【０１１５】
ウェーハが全てポッド８１５から移送されるまで、転送ロボット９７０は、ウェーハをドックに入れられたポッド８１５からキャリア９９０へ移送し続けるのが好ましい。ポッド８１５およびキャリア９９０は、概して２５枚のウェーハを保持する。
【０１１６】
このとき、ウェーハ９０をロードしたキャリア９９０に対し、処理ロボット１０００は、そのロードしたキャリア９９０と係合するために移動する。暫時図４３、図４４および図４５を参照すると、ロボット・アーム１００４がキャリア９９０と隣接するように、ロボット１０００はレール１００２上を横方向に移動する。アームが高位置に付くと、終端エフェクター１００５の指１００６は、下方を指し、キャリア９９０の指スロット１００７に整列される。この整列は、ロボットを、レール１００２上の適切な位置へ動かし、さらに、アーム１００４のその部分を適切に制御することにより実行される。図４３から図４５は、キャリア９９０のローター１０４０への移動に関連して示されており、さらに、これらの図は、図４６から図５４と同様に、例えば図５５から図６６に示されるような、他のキャリアおよびローターとの組合せに関連する運動も例示している。
【０１１７】
アーム１００４は、その後、キャリア９９０のスロット１００７に係合している指１００６と共に、垂直に下降する。図４３、図４４および図４５は、説明のために、アーム１０００、キャリア９９０およびローター１０４０の相対的な位置を示している。係止ピン１００８または他の付属装置は、キャリア９９０を終端エフェクター１００５上にしっかりと固定させるために作動される。ロボット・アーム１００４は、その後キャリア９９０をデッキ９３２から持ち上げ、図４６から図４８に示すように、キャリア９９０を時計回りに旋回させ、さらに、キャリア９９０を前方に（正面壁８０６の方へ）動かし、転送ステーションから後退する。ロボットは、キャリアをさらに水平位置へ旋回させ続け、図４９から図５１に示すように、転送ステーションからさらに離れるよう後退させ続ける。ロボットはその後、キャリア９９０を、処理チャンバー１０２０または１０３０のうちの１つにおけるローター１０４０との整列位置へ、レール１００２に沿って横方向に動かす。
【０１１８】
ローター１０４０は、概して約１０°の傾斜角度で配置される。図５２から図５４を参照すると、処理チャンバー１０２０または１０３０のドアの開放後、ロボット１０００は、キャリア９９０をローター１０４０と係合するよう動かす。取付装置１００８は解除もしくは引っ込められ、アーム１００４はチャンバー１０２０または１０３０から引き戻され、チャンバードアは閉じられ、ウェーハ９０は既知の技術を用いて処理される。図３２に示された、半円形、もしくは半ハマグリ・シェル設計のキャリア９９０が使われる場合、ローター１０４０は、協同する半ハマグリ・シェルもしくは、ウェーハをキャリアに固定し、さらに、キャリアをローターに固定するための、他の保持具を含んでいる。
【０１１９】
処理が終了した後、ロボット１０００はキャリア９９０を、例えば処理チャンバー１０３０などから取出し、そして、例えば処理チャンバー１０２０などの、次の処理チャンバーへそれを導入する。ロボット１０００は、暫時転送ステーション８３０へ戻り、別のキャリア９９０を掴んで、それを処理のために、処理チャンバーへ入れてもよい。処理が終了すると、ロボット１０００は、キャリア９９０を、例えばチャンバー１０２０のような回転リンス乾燥機処理チャンバーなどの最後の処理チャンバーから取り出し、その後キャリア９９０を、転送ステーション８３０の、概して列ＤＤ内の元の場所に戻す。列ＤＤ内の転送ロボット９７０は、その後、ウェーハ９０を、キャリア９９０から列ＤＤ内の、ドックに入られたポッド８１５内へと戻す。
【０１２０】
２つの処理チャンバー１０２０、１０３０が示される一方で、システム８００は、１、２、３またはより多くの処理チャンバーと共に操作可能である。
【０１２１】
列ＤＤ内のポッド８１５への処理済ウェーハのローディングが終了した後、ポッド・ドア・リムーバ９３０は、ポッド・ドア８１６をポッド８１５上の元の場所へ配置する。係合部アクチュエータ９１２は、ポッドをドッキング壁９１４から切り離すために、ポッドを元へ戻す。エレベータ９００は、その後ポッドを位置Ｓへ下降させ、ポッドはドッキング・エレベータコンベア９０２上に支えられる。被処理ウェーハを現在保っているポッドは、その後、コンベア８６６上を、位置Ｏ、Ｐ、Ｑを通って前方へ進み、その後、ローダー８２４の取出しエレベータ８４０上の位置ＢＢへ入る。ポッドは、その後、ポッド回転装置８４２によって回転させられて、エレベータ８４０によって、図３５に示される出力位置へ上昇する。オペレータは、その後、ポッド８１５を取り出しエレベータ８４０から上昇させ、ポッドを次のステーションへ送る。あるいは、ポッド８１５は、ロボットまたは他の自動装置によって、取出しエレベータ８４０から取出されてもよい。
【０１２２】
システム８００の典型的な動作では、ポッド８１５は、割送り装置８２６、ドッキングステーション８２８、転送ステーション８３０および処理ステーション８３２を通って循環し、このサイクルを通して、ポッドは常に、１ステップずつ順番に前進している。しかし、システム８００は、特定のアプリケーションのために、他の方法で作動させることも出来る。
【０１２３】
図４０を参照すると、割送り装置８２６は、第１もしくはロード列８６０内に３つのポッド位置（Ｍ、ＬおよびＫ）、および取出しもしくは第２列８６２内に３つのポッド位置（Ｏ、ＰおよびＱ）を有する。さらに、ローダー８２４は、ロード列８６０内に１つのポッド位置（ＡＡ）、および取出し列８６２内に１つのポッド位置（ＢＢ）を有する。同様に、エレベータ９００は、列８６０内に１つのポッド位置（Ｒ）、および列８６２内に１つのポッド位置（Ｓ）を有する。図４０に示されるコンベア（８５０、８６４、８６６および９０２）は、それらの列８６０または８６２内で、ポッドを縦方向に前後へ移動するよう、いずれの方向にも作動させることが出来る。シャトル装置８８０は、列８６０、８６２間で、ポッドを横方向へ移動させることが出来る。図４０に示される１０個のポッド位置が１つでも空になると、割送り装置８２６は、ポッドにランダムにアクセスすることが出来る。すなわち、ポッドは、いかなる位置から、他のいかなる位置へも、移動させることが出来る。
【０１２４】
シャトル装置は、列間を横方向に転送されるポッドの下に、ポッド・プレート８８８を整列させるよう移動させることにより作動する。リフター８８６は、その後、ポッド８１５底部のブラインドホールに係合したプレート８８８上のピン８９０を用いて、ポッド・プレート８８８を持ち上げさせられる。ポッドがコンベア８６４または８６６から持ち上げられると、ポッドを他列に配置するために、アーマチュア８８２が横方向レール８８４に沿って移動する。リフター８８６は、その後ポッドを下方へ移動させ、その結果、ポッドは再びコンベア上に保持される。従って、ポッドを横方向および縦方向に移動させることにより、いかなるポッドをいかなる位置へも動かすことが出来る。例えば、処理されたウェーハをそれらが取り出されたのと同じポッドに戻すことが必要、もしくは望ましい場合、ウェーハがドッキングステーション８２８および転送ステーション８３０の列ＣＣ内にあるポッドから引き出された後、ポッドを位置Ｒまで下降させ、その後（位置Ｍでコンベア９０２およびドライブ・ローラ８５２を逆に駆動させることにより）位置Ｍへ移動させ、シャトル装置８８０により、ポッドを位置Ｍから位置Ｏに移動し、コンベアにより、ポッドを位置Ｏから位置Ｓへ移動し、そしてその後、ポッドを位置Ｓから持ち上げて、列ＤＤ内にポッドをドッキングさせることも出来る。このように、多くの動作の間、列８６０が「入力」もしくは「ロード」列であってもよいし、さらに、列８６２が「出力」もしくは「取出し」であってもよく、他のアプリケーションにおいては、いずれの列も、いかなる時でも、入力もしくは出力列にすることが出来る。同様に、転送およびドッキングステーションは、前方方向にのみ動くことが出来、列ＣＣでは、全てのウェーハは処理のために移動し、さらに、列ＤＤでは、全ての処理済ウェーハが取り出される。あるいは、同様に、転送およびドッキングステーションは、列ＣＣで全てのウェーハが処理のために移動し、さらに列ＣＣで取り出され、列ＤＤでも同じ動作をなすなど、双方向モードで動作させることも出来る。
【０１２５】
汚染を減少させるために、清浄な空気は、システム８００内を上部から底部へと、下向きに流される。デッキ９３２は、空気が下方へ流れることが出来るよう、開口部を設けるのが好適である。あるいは、デッキまたは壁でスペースを分離するよりむしろ、汚染を軽減させるために気流を用いることで、デッキ９３２を完全に除去してしまってもよい。デッキ９３２を有しない実施例では、割送り装置スペースおよび処理スペースは、単一のシステム・スペースに結合される。その場合、ドッキング壁９１４は、汚染に対する障壁としてより、ポッドをドックに入れるための表層として役立つ。
【０１２６】
割送り装置８２６の位置を、主にドッキングステーション８２８および転送ステーション８３０の下方に定めることにより、必要とする床面積がより少なくて済む、コンパクトな設計が達成される。
【０１２７】
コントローラ８７２は、システム８００の機能の実行に含まれるさまざまなロボット、モーター、センサ、およびアクチュエータに、電気的に接続しているのが好ましく、その結果、さまざまな構成要素は調整制御され、システム性能を制御・モニタ可能となる。
【０１２８】
図５５から図６６は、好適なローターおよびキャリア設計を示す。図５５を参照すると、代わりのキャリア１２３０およびローター１２７０が、使用可能である。キャリア１２３０は、１対の上リブ１２３６、１対の横リブ１２３８および１対の下リブ１２４０によって後方リング１２３４に取り付けられた、前部リング１２３２を有している。
【０１２９】
ここで図５５、図５６および図５７を参照すると、キャリア１２３０は、全体に間隔を置いた上リブ１２３６間の弧内に広がる、ウェーハ開口部１２４６を有する。ウェーハ９０は、図５７にＡＡとして示されるウェーハ開口部１２４６の弧により、キャリア１２３０内に載置可能となる。弧ＡＡは約１１０−１５０度が好ましく、さらには約１２０−１４０度がより好ましい。本実施例において示される弧または角度ＡＡは、約１３０度である。
【０１３０】
アーム・スロット１２４８は、図５５に示すように、横リブ１２３８のすぐ下方、前部もしくは上リング１２３２の向かい合った側面上に形成される。
【０１３１】
複数の円周ウェーハスロット１２５０は、キャリア１２３０内に形成される。歯スロット１２５６によって分けられる櫛形歯１２５４の列を有した櫛１２５２は、上リブ１２３６、横リブ１２３８および下リブ１２４０の内面上に形成される。各ウェーハ位置の歯スロット１２５６は、円周ウェーハスロット１２５０を形成する。
【０１３２】
図５５および図５６を参照すると、円筒形キャリア壁部分は、リブ１２３６、１２３８、１２４０の間に延びている。しかし、ウェーハ開口部１２４６には、２本の上リブ間に、円筒形壁部分がない。円筒形側壁１２６１に形成される、細長い櫛形スロット１２５８は、各リブ１２３６、１２３８、１２４０の間に延びている。図５６に示すように、櫛形スロット１２５８は、歯スロット５６と整列し、その結果、ウェーハ９０がウェーハスロット１２５０に入れられたとき、櫛形スロット１２５８は、その中央にウェーハの端が整列することになる。スロットリッジ１２６０は、側壁１２６１を強化するために、横リブ１２３８および下リブ１２４０の間に、任意に設けられる、主に、広範囲櫛形スロット１２５８のためのオープン・スペースである。スロットブリッジ１２６０は、用いられた場合、横リブ１２３８および下リブ１２４０間に延びる、櫛形スロット１２５８を分離する。
【０１３３】
図示の明瞭さのために、図５５から図５７に示されるキャリア１２３０は、ウェーハ保持具アセンブリ１２６２、フロントエンド・キャップ１２４２、および後端キャップ１２４４なしで示されているが、それらは、それ以降の図には示されている。
【０１３４】
図５６を参照すると、図５５では円筒形に見えるにもかかわらず、キャリア１２３０は、僅かに先細りになった側壁を有している。リブ１２３６、１２３８、１２４０の外部表層は平行でなく、むしろ、好ましくは０．２−５．０度、より好ましくは約０．５−２．０度の、図５６に示される角度Ｔだけ、わずかに円錐状の先細りとなっている。この円錐状の先細りにより、キャリア１２３０の前部もしくは上部リング１２３２の直径ＦＤは、下部もしくは後部リング１２３４の直径ＢＤより大きくなる。
【０１３５】
ここで図５９を参照すると、キャリア１２３０は、図５９に点線で示された開位置Ｏから、同じく、図５９に点線で示された閉位置Ｃまで旋回可能な、１対のウェーハ保持具１２６２を有する。キャリア１２３０がローター１２７０の外部にある場合、ウェーハ保持具１２６２は、開位置Ｏに入ることが出来るだけである。ウェーハ保持具１２６２は、図５９では、開位置で示されており、そこには図示目的だけのために、ローター１２７０内のキャリア１２３０が示されている。
【０１３６】
さらに図５９を参照すると、各ウェーハ保持具１２６２は、保持具旋回ジョイント１２６４を通して、キャリア１２３０の前部リング１２３２に、旋回可能に取り付けられた、保持具アーム１２６６を有している。ウェーハ９０の端と弾性的に係合するために、エラストマの端片１２６８が保持具アーム６６外端部に設けられる。
【０１３７】
図５８、図５９および暫時図３６および図３７も参照すると、ローター１２７０は、処理チャンバー１０２０、１０３０の各々に配置される。ローター１２７０は、遠心処理分野で周知のように、チャンバー内でローターを回転させるモーターに連結したドライブ軸に取り付けられる。ローター１２７０は、（好ましくは６本の）横バー１２３６によって連結された、前部リング１２３２および後部リング１２３４を有している。このため、ローター１０４０は、図５５に示すように、処理流体およびガスが、ローターを通って自由に噴霧可能な開構造を有する。ローター１２７０は、水平に対して約１０度の傾斜角度に方向付けされる。
【０１３８】
図５９に示すように、ドライブ・ピン１２８０は、リブ１２３６、１２３８、１２４０などのキャリア１２３０の構造機構と係合するために、ローター１２７０から内側へと延びる。ドライブ・ピン１２８０により、ローターが処理チャンバー１０２０または１０３０内で回転するときに、ローターは、しっかり係合し、ローター１２７０と共にキャリア１２３０を回転させることが出来る。ドライブ・ピンは、ローターおよびキャリア間での角度のずれを防止する。
【０１３９】
図５８および図６０に示すように、ローター１２７０の後部リングもしくはプレート１２７４から外部へ延びるキャリア止め１２７８は、ローター１２７０内で縦方向にキャリア１２３０を配置させるための、停止表層を提供する。
【０１４０】
図５８に示すように、ローター１２７０およびキャリア１２３０は、上方への角度で傾けられ、双方が遠心処理の間旋回するとき、重力によって、さらにローター１２７０へのキャリア１２３０のテーパー嵌合によって、キャリア１２３０はローター１２７０内に保持されている。若干の例では、処理の間、キャリア１２３０がローター１２３０から、上方もしくは外部へ移動もしくはシフトするのを防止するため、しっかりした係止機構を要求することも出来る。ローター１２７０上のキャリア・キー１２８２は、処理の間、ローター１２７０内にキャリア１２３０をしっかり係止するために提供可能である。キャリア・キーは、ローター１２７０内にキャリア１２３０を配置した後、処理ロボット１０００がキャリア１２３０から解放されるとき、処理ロボット１０００上のキー拡張１２８５により係合される。
【０１４１】
図６１および図６２を参照すると、ウェーハ９０は、櫛形スロット１２５８内の中央に位置する。これによって、処理液をウェーハ上へ直線的に噴霧することが出来る。ウェーハ９０は、（各ウェーハ位置で、個々の櫛形スロット１２５８から成る全体的なウェーハスロット１２５０と同じく）櫛形スロット１２５８の中央に配置され、図６１に示すように、寸法Ａは寸法Ｂの４倍を上回ることはない（さらに、Ｂのせいぜい２倍が好ましく、さらに実質的にＢに等しいのが好ましい）形になっている。
【０１４２】
図５９に示すように、キーもしくはピン１２８８は、ローター１２７９およびキャリア１２３０が適切に整列されない限り、キャリア１２３０がローターに入れられるのを防止するよう、ローター１２７０に任意に設けることができる；すなわち、０度もしくはまっすぐな上位置の双方で。キー１２８８は、キャリア１２３０が適切な方向を向き整列され、キャリア１２３０がローター１２７０に入るにつれて、キャリア１２３０のキースロット１２８９がキー１２８８を通過させない限り、キャリア１２３０がローター１２７０にインストールされるのを防止する。あるいは、キー１２８８をキャリア１２３０上に配置し、キースロット１２８９をローター１２７０上に配置することも出来る。
【０１４３】
図３２から図３４および／または図４１から図５４を参照すると、使用中に、転送ロボット９７０もしくは１１１０は、ウェーハ９０を、ドックに入られたポッド８１５からキャリア１２３０へと移送する。転送ロボット９７０または１１１０は、キャリア１２３０内のウェーハスロット１２５０により、水平に指向されたウェーハ９０と、垂直に整列する。図５５を参照すると、ウェーハ開口部１２４６は１３０度ほどであるのが好ましいが、ウェーハスロット１２５０のルート直径をより大きくすることにより、ウェーハ９０をキャリア１２３０へ移動させることが出来る。保持具アーム６６は、開位置Ｏにある。
【０１４４】
キャリア１２３０内の各ウェーハスロット１２５０の各々にウェーハが充填されると、あるいはキャリア１２３０が所望の数のウェーハ９０で満たされると、処理ロボット１０００は、キャリア１２３０を、ドッキングステーション８２８から処理チャンバー１０２０または１０３０へと移動させ始める。
【０１４５】
図４４を参照すると、処理ロボット１０００は、キャリア１２７０または２２００に用いる、代わりの終端エフェクター１２９０を設けられている。終端エフェクター１２９０は、アームもしくは指１００６と同様の、平坦な、間隔を置いたアーム１２９２を有している。ピン１００８と同様のアームピン１２９３は、任意に設けられ、アーム１２９２から上方へ突き出る。
【０１４６】
図４４は、キャリア１２３０が図４４に示される位置の転送ステーション８３０にある間、すなわち、キャリア１２３０が垂直位置にあり、さらにキャリア内のウェーハ９０は水平位置にある間に、キャリア１２３０に係合する処理ロボット１０００を示している。ロボット１０００は、終端エフェクター１２９０のアーム１２９２が、キャリア１２３０のアーム・スロット１２４８内に到達するように操作される。終端エフェクター１２９０は、その後、僅かに内部に移動もしくはキャリアにより近づき、それにより、アーム１２９２上のアーム・ピン１２９３は、キャリア１２３０の横リブ１２３８内のピン開口部１２９５へ移動する。（ピン開口部１２９５は、図５５に示されている）。同時に、図４６および図４８に示すように、終端エフェクター１２９０上のラッチ１２９４は、キャリア１２３０上のラッチヘッド１２９５と係合する。終端エフェクター１２９０は、その後キャリア１２３０にしっかり係合し、取付けられる。
【０１４７】
キャリア１２３０がウェーハ９０をロードし、処理ロボット１０００による移動の準備が出来ると、転送ステーション８３０（図４２および図６７から図６９に示す）のデッキ１１０７の下方に、旋回可能に支持される保持具アクチュエータ１１０５は、保持具アーム１２６６と係合するために上方へ伸長し、保持具アーム１２６６を閉位置Ｃへと旋回させる。保持具アーム１２６６は、その後、好適には軸関節１２６４の摩擦によって、閉位置Ｃに留まる。
【０１４８】
ここで図４３から図４５を参照すると、終端エフェクター１２９０がキャリアに取付けられた後、図４４および図４６においてキャリア位置の比較を示したように、上方へ、そして時計回りにキャリア１２３０を動かすために旋回する、ロボット１０００の関節接合アーム部分により、ロボット１０００はキャリア１２３０をデッキ１１０７から持ち上げる。
【０１４９】
図４３、図４５、図４７および図４８は、処理チャンバー１０２０、１０３０、処理ロボット１０００、およびロボット１０００によって移動しているキャリア１２３０の、相対的な位置を示している。処理ロボット１０００は、後述する終端エフェクター１００５、１２９０または２５００などの、異なる終端エフェクター以外は、処理ロボット６６と同じものであってよい。
【０１５０】
ここで図４９から図５１を参照すると、処理ロボット１０００は、ローター１２７０内へ配置させるために、キャリア１２３０を横方向へ動かす。図４９に示すように、キャリア１２３０をローター１２７０に入れる直前に、ロボット１０００は、ローター１２７０の傾斜角度（好ましくは約１０度）に一致する一定角度Ｉに、キャリア１２３０を配置する。図４９に示される位置から、その後ロボット１０００は、ローター１２７０対して直線的に、キャリア１２３０を移動させることが出来る。上述した、処理ロボット１０００によるキャリア１２３０の移動は、以下のように、処理ロボット１０００内のさまざまなモーターを制御することにより実行される。さまざまなモーターは、レール１００２に沿うロボット１０００の横方向の位置；関節接合アームの垂直位置；および、アームの旋回部分のさまざまな角位置を制御する。
【０１５１】
図５２から図５４に示すように、処理ロボット１０００は、キャリア１２３０をローター１２７０に入れるよう伸長される。ロボット１０００は、終端エフェクター１２９０を下降させたり、ピン・ホール１２９５からピン１２９３を取出したり、さらには、ラッチ１２９４をはずすように移動する。終端エフェクター１２９０は、その後キャリア１２３０から引き出され、キャリアはローター１２７０内に支持される。
【０１５２】
終端エフェクター１２９０が下降し、キャリア１２３０から離れると、キャリア係止キー１２８２（使われる場合）は、キャリアをローター１２７０内に、機械的に係止するように係合する。
【０１５３】
終端エフェクター１２９０が完全に取り出された後、処理チャンバー１０２０への扉が閉じられ、処理が開始されることになる。キャリア１２３０は、チャンバー内のローター１２７０により回転する。キャリア・ドライブ・ピン１２８０は、キャリア１２３０およびローター１２７０間での回転移動またはずれを予防する。ローター１２７０内面の、すなわち横バー１２７６の内面の先細りにより、キャリア１２３０がローター１２７０内へインストールされるときに、ウェーハ保持具１２６２が、ウェーハの端に対してウェーハ端小板１２６８を僅かに圧縮させる。ウェーハ９０は、キャリア１２３０内で動くことが出来なくなる。こうして、キャリア１２３０内の、ウェーハ・クロッキング、もしくはウェーハの漸増回転が防止され、粒子生成を低減する。キャリアは、ステップを逆に辿って取出される。
【０１５４】
キャリア１２３０の開いた設計は、キャリア１２３０内のウェーハ９０上への、処理液および／またはガスの噴霧に対するブロッキングまたは干渉を最小化する。図５７または図６３に示すように、ローター１２７０は大きく開いており、キャリア１２３０と係合して包囲する表層として、横バー１２７６のみを有する。
【０１５５】
図５７を参照すると、キャリア１２３０もまた、大きく開いている。ウェーハ開口部１２４６は、図５７に角度ＡＡとして示されるように、好ましくは約１３０度の広がりを有し、図５５に示すように、完全に開いている。図５７に示すように、キャリア１２３０の残りの約２３０度には、その２５−５０％、好ましくは４０％程度の（構造およびオープン・スペースの表層面積を測定したように）キャリア１２３０の構造もしくは側壁表面が含まれている。従って、キャリア１２３０は、構造または表層の９０度を伴う２７０度に相当するオープン・スペースを有することになる。
【０１５６】
図５８から図６２に示すように、ローター１２７０は、前端キャップ１２４２および後端キャップ１２４４を有しており、それは前部リング１２３２および後部リング１２３４へとそれぞれ押圧され、ローター１２７０の永久パーツとなる。エンド・キャップ１２４２、１２４４は、隣接するウェーハ表層を擬態するので、キャリア１２３０の最初および最後のウェーハに、より均等な処理を提供する。
【０１５７】
キャリア１２３０およびローター１２７０は、テフロン（フッ素を含んだ樹脂）製であるのが好ましく、その結果、それらは反応性もしくは腐食性の処理流体またはガスによる影響を受けなくなる。あるいは、キャリア１２３０およびローター１２７０はまた、例えば、ステンレススチール製でもよい。
【０１５８】
キャリア１２３０内のウェーハスロット１２５０は、各ウェーハ位置の櫛形スロット１２５８により形成され、これによって、ウェーハ破損の被害を削減させることを補助する。既知の多くのローターでは、一枚のウェーハが壊れると、ウェーハの破片がローターから部分的に落下し、他のウェーハに捕らえられる。従って、１枚のウェーハのひびもしくは傷は、結果として数枚のウェーハの損失となることがある。図５５を参照すると、櫛形スロット１２５８の形状は、壊れたウェーハの破片をローター内に保持するのを助ける。加えて、ウェーハが壊れる事態となると、その結果、壊れたウェーハの破片により生じる力は、隣接したウェーハよりも、歯溝１２５６によって担持される傾向がある。
【０１５９】
ここで図６３から図６６を参照すると、代わりの設計では、キャリア２１２０は、前部リング２０３２および後部リングもしくはプレート２０３４の間を連結して延びる、１対のステップ・リブ２１２４を有している。１対の第１突起リブ２１２６および第２突起リブ２１２８は、同様に、前部リング２０３２および後部リングもしくはプレート２０３４の間を連結して延びている。キャリア２１２０は、図６４に示される垂直中心線Ｃ−Ｃに対し、中心線Ｃ−Ｃの反対側に間隔を置いて離れた、リブ対２１２４、２１２６、２１２８の各リブを伴って、各々は鏡像として対称形を成している。図においては、リブ２１２４、２１２６、２１２８の各々の対の１つの部材が示されているだけだが、対を構成するもう片方が、中心線Ｃ−Ｃの反対側の同等位置にあることは明らかである。
【０１６０】
図６３および図６４に示すように、リブ２１２４の各々、一連の隣接したステップを有する。ステップ数を変化させることは可能であるが、図示された実施例では、第１ステップ２１３０、第２ステップ２１３２、第３ステップ２１３４および第４ステップ２１３６の４つのステップがあり、さらに正面リング２０３２の最も近くに、任意の第５および最大直径のステップ２１３７がある。各ステップは、図６６に示される、キャリア２１２０の回転軸ＳＳに平行に方向付けられた、平坦なランドエリア２１４０を有するのが好ましい。あるいは、ランドエリア２１４０は、図示のように、平坦なステップよりも、曲げられたステップを提供するために、回転軸に対してある角度を成していてもよい。
【０１６１】
ステップのランドエリア２１４０は、ステップ面表層２１４２で、隣接したステップに達するよう延びる。ステップ面表層２１４２は、ランドエリア２１４０に対して、０−５０度、好ましくは１０−４０度、の角度で、さらにより好ましくは約２５−３５度あるいは３０度で、方向付けられているのが好ましい。ステップ２１３０、２１３２、２１３４、２１３６は、同等の長さおよび幅を有して図示されているが、ステップ長、幅および高さを変化させて使われることも出来る。
【０１６２】
保持具２１２２は、設計および動作の点では図５９に示される保持具２０６６と同様に、旋回可能に、前部および後部リング２０３２、２０３４に取り付けられる。しかし、各保持具２１２２は、ステップ２１３０、２１３２、２１３４、２１３６、および任意にその後部表層上に２１３７を有しており、これら保持具２１２２上のステップは、リブ２１２４、２１２６、２１２８上のステップと同じ設計および動作を有している。
【０１６３】
さらに図６３および図６４を参照すると、第１および第２突起リブ２１２６、２１２８は、各々間隔を置いて離れた突起の対を有する。図示された実施例では、第１突起対２１５０、第２突起対２１６０、第３突起対２１７０および第４突起対２１８０の、４対の突起が含まれている。突起対の各々は、隙間２１９０により、隣接した突起対から間隔を置いて離されている。
【０１６４】
第１突起対２１５０は、突起スロット２１５６により、第２もしくは下部突起２１５４から間隔を置いて離れた、上部もしくは第１突起２１５２を含む。第２、第３および第４の突起対も、同じ突起設計を有するのが好ましく、突起２１５２、２１５４間の突起スロット２１６６、２１７６、２１８６を含んでいる。突起２１５２、２１５４の各々の後端には、曲げられた、もしくは面取りされた表層２１５８がある。第１および第２突起リブ２１２６、２１２８は、第１ステップリブ２１２４と同じものであるが、それらも突起対２１５０、２１６０、２１７０、２１８０を含んでいる点が異なっている。従って、突起リブ２１２６、２１２８は、突起対２１５０、２１６０、２１７０、２１８０によって形作られた、スロット２１５６、２１６６、２１７６、２１８６の底部に位置する、ステップ２１３０、２１３２、２１３４、２１３６を含んでいる。
【０１６５】
リブ２１２４、２１２６、２１２８の各々の上および保持具２１２２上の第１ステップ２１３０は、図６３において点線で示された第１直径Ｄ１上に位置している。同様に、各リブ２１２４、２１２６、２１２８および保持具２１２２上の、第２ステップ２１３２、第３ステップ２１３４および第４ステップ２１３６は、第２、第３および第４直径Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に配置される。第１、第２、第３および第４直径は、（後部リング２０３４に隣接した）キャリアの後部から、（前部リング２０３２に隣接した）キャリアの前部へと漸増する。好ましくは、直径は、約０．５−２．５ｍｍもしくは約１−２ｍｍずつ、さらに好ましくは約１−１．７ｍｍまたは約１．５ｍｍずつ漸増し、例えば、Ｄ２は１．５ｍｍだけＤ１より大きく、Ｄ３は１．５ｍｍだけＤ２より大きく、そして、Ｄ４は１．５ｍｍだけＤ３より大きくなる。対応して、例えば、各ステップは０．７５ｍｍだけ前のステップより高くなる。
【０１６６】
図６３を参照すると、ローター２２００は、キャリア２１２０を受取り、固定するのに適している。ローター２２００は、前部リング２２０２および後部リングもしくはプレート２２０４間に取付けられて延びる、横バーを有している。各横バー２２０６には、キャリア係合レールもしくは突出部２２０８が設けられるのが好ましいが、キャリア係合レール２２０８をより少くして用いてもよい。
【０１６７】
キャリアがローターと完全に係合するとき、レール２２０８の各々は、キャリア２１２０上のステップと係合するために必要な大きさとなった、一連のステップを含んでいる。レール２２０８は、矩形もしくは正方形のステップを持つ横断面を有することが好ましい。具体的には、図示された実施例では、ローター２２００上のレール２２０８は、第１ローター・ステップ２２１０、第２ローター・ステップ２２１２、第３ローター・ステップ２２１４、第４ローター・ステップ２２１６および任意の第５ステップ２２１７を有している。ローター・ステップの各々は、上述の、キャリア２１２０上のステップと同様の、ランドエリア２２１８およびステップ面２２２０を有する。ローター・ステップは、キャリア上のステップと係合するための、必要な大きさを持ち、方向付けされている。このように、ローター・ステップは、また、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４に適応する、もしくは、名目上それより大きな直径Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７およびＤ８上に配置される。隙間スロット２２２２は、レール２０８の両側のローター２２００の前部リング２２０２に設けられる。
【０１６８】
キャリア２１２０およびローター２２００の他の特徴は、図４３から図６２に関連して上述したものと同等である。
【０１６９】
図３２から図５４に関連して上述したように、キャリア２１２０は、使用に際して、ローター２２００内にインストールされる。しかし、図６３から図６６に示すように、初期インストールでは、突起リブ２１２６、２１２８の各々の上の第１突起対２１５０は、ローター２２００の横バー２２０６上の第４ステップ２２１６上をスライドして、その周りに係合する。面取りされた端２１５８は、キャリアを中央に位置させ、ローター内へと導く。この初期係合は、図６４に示される。この位置のキャリア２１２０を伴い、キャリアはかなりの垂直および水平の隙間、もしくは半径方向全般に対する隙間を有するが、角度に対する隙間はほとんどない。すなわち、キャリア２１２０は、レール２０８のまわりの突起２１５２、２１５４の相互作用により、回転することは出来ず、もしくは（例えば、１度より少ない）非常に小さな角度しか回転出来ない。
【０１７０】
キャリア２１２０がローター２２００内に、より深く入ると、図６５に示すように、キャリア２１２０は、大量の軸隙間を持ち続け、すなわち、キャリア２１２０は、ローター２２００内へ、自由に戻り移動可能となる。図６６を参照すると、キャリア２１２０が完全にローター２２００に導入されると、キャリアのリブ２１２４、２１２６、２１２８および保持具２１２２上の、ステップ２１３０、２１３２、２１３４、２１３６は、ローター２２００のレール２２０８上のステップ２２１０、２２１２、２２１４、２２１６に係合する。しかし、ステップ間のこの係合は、進行の最後の５−３ｍｍまたは１０−２０ｍｍほどで起こるのが好ましい。その結果、キャリア２１２０が、完全導入位置付近へ移動し、ステップ間に摩擦係合が始まるまで、キャリア２１２０は、ローター２２００内に軸方向へ自由に移動することが出来る。キャリア２１２０のインストール移動は、第１突起対２１５０がレール２２０８の後ろで、機械的な止め２２２４にぶつかって留まると、停止する。ランドエリア２１４０、２２１８が、平坦ではなく、むしろある角度で傾いている場合、ステップ間の係合は、キャリア２１２０がローター２２００内にインストールされるとすぐ始まってもよい。
【０１７１】
直径は、キャリア２１２０上の第１ステップ２１３０周囲の最小直径から、キャリア２１２０上の第４（またはより高い）ステップ２１３６周囲の最大直径まで、同等の割合で漸増するのが好ましい。キャリアが完全にローターと係合すると、互いの間に接近耐性嵌合が起こる。キャリアがほぼ完全にローターに係合するまで、それらの間には隙間がある。キャリア２１２０がローター２２００に挿入されるにつれ、突起２１５２、２１５４は、ステップ２１３０、２１３２、２１３４、２１３６周囲の直径が、ローター２２００上のローター・ステップ２２１０、２２１２、２２１４、２２１６周囲の直径の中央に位置し、さらに同軸となるよう、キャリアをガイドする。
【０１７２】
処理の間、ローターが回転するとき、ローター内でキャリアが角度的にシフトしないよう、突起対２１５０、２１６０、２１７０、２１８０が、レール２２０８周辺で係合して、キャリアおよびローターを１つに係止する。ステップが互いに係合して、ホルダー内でキャリアを固定すると、最後の最終的なインストール運動まで、キャリアは迅速且つ容易に、ローターに導入されることが出来る。漸増するステップを用いることで、キャリアおよび／またはローター上の、サイズの正確さへの許容度の必要性を削減する。特にテフロン・ポリフルオロレジン（Ｔｅｆｌｏｎ  ｐｏｌｙｆｌｏｕｒｏｒｅｓｉｎ）製の場合、キャリアおよびローターはより容易に製造可能である。
【０１７３】
図７０を参照すると、代わりの終端エフェクター２５００内において、フック２５０２が、横アーム２５０４上に形成される。図６８に示すように、対応するスロット２５０６は、キャリア１２３０の対向する側面上に設けられる。使用に際して、終端エフェクターは、キャリア１２３０を越えて下降し、その結果、アーム２５０４はスロット１２４８内に入る。フック２５０２が、スロット２５０６の下方で垂直に整列するよう、ロボットはその後、終端エフェクターを内部へと移動させる。ロボットはその後、終端エフェクター２５００を持ち上げ、それにより、フック２５０２がスロット２５０６に係合する。これにより、キャリア１２３０は、終端エフェクター２５００上へしっかりと係合される。キャリア１２３０は、運動を逆に辿ることで、解放もしくは係脱される。フック２５０２およびスロット２５０６は、係止ピン１００８およびラッチ１２９４の代わりに、記載されている終端エフェクターのいずれにも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本自動処理システムの、上面、背面、および左側面の斜視図である。
【図２】その正面、上面、および左側面の斜視図である。
【図３】その正面、上面、および左側面の斜視図である。
【図４】その正面立面図である。
【図５】その左側面図である。
【図６】図３に示される入出力ロボットの、正面斜視図である。
【図７】その背面斜視図である。
【図８】図１から図３に示される割送り装置の斜視図であり、図の明瞭さのために、さまざまな構成要素は除去されている。
【図９】その斜視図であり、図の明瞭さのために追加的な部品は除去されている。
【図１０】追加的な詳細を示した、さらにもう１つの斜視図である。
【図１１】図１から図３に示される割送り装置の左側面図である。
【図１２】その平面図であり、図の明瞭さのために、割送り装置上のパレットは除去されている。
【図１３】図１から図３に示された割送り装置の正面図である。
【図１４】図１から図３に示された割送り装置、および運動シーケンスを示す平面図である。
【図１５】図５に示されるエレベータの斜視図であり、下降位置にある。
【図１６】上昇位置にあるエレベータを示す、その斜視図である。
【図１７】図２および図５に示された処理ロボットの正面斜視図である。
【図１８】その平面図である。
【図１９】その拡大平面図である。
【図２０】アームが完全に畳まれた、処理ロボットの背面斜視図である。
【図２１】その平面図である。
【図２２】一部を断面で示した、処理ロボットの側面図である。
【図２３】処理ロボットの正面斜視図である。
【図２４Ａ】さまざまな位置にある処理ロボットのアームを示す概略図である。
【図２４Ｂ】さまざまな位置にある処理ロボットのアームを示す概略図である。
【図２４Ｃ】さまざまな位置にある処理ロボットのアームを示す概略図である。
【図２４Ｄ】さまざまな位置にある処理ロボットのアームを示す概略図である。
【図２４Ｅ】さまざまな位置にある処理ロボットのアームを示す概略図である。
【図２５】図３から図５に示したような、処理モジュールの斜視図である。
【図２６】ドアドライブおよび封止機構を含む、図４、図５および図２５において示された処理モジュールの斜視図である。
【図２７】処理モジュールドアドライブアセンブリの斜視図である。
【図２８】開位置にある処理モジュールドアの断面側面図である。
【図２９】閉位置にある処理モジュールドアの断面側面図である。
【図３０】第２の割送り装置の実施例の斜視図である。
【図３１】図３０に示される割送り装置の反転斜視図であり、図示のためさまざまな構成要素は除去されている。
【図３２】他の処理システムの実施例の斜視図であり、図の明瞭さのために表層または壁は除去されている。
【図３３】その上面、背面、および左側面の斜視図である。
【図３４】その左側面立面図である。
【図３５】その右側面立面図である。
【図３６】その平面図である。
【図３７】その正面図である。
【図３８】図３３および図３４に示された、割送り装置の斜視図である。
【図３９】その側面図である。
【図４０】その平面図である。
【図４１】図３２に示されたシステムと同様の他の処理システムの実施例の斜視図であるが、単一の転送ロボットおよび後部ポッド回転装置が備えられている。
【図４２】図４１に示されたシステムの平面図である。
【図４３】図３６に示された転送ステーションでキャリアを係合したロボットを備えた、図３６に示されたロボット、ローターおよびキャリアの平面図である。
【図４４】その側面図である。
【図４５】その正面図である。
【図４６】中間位置にある、図４１のロボットおよびキャリアの側面図である。
【図４７】その正面図である。
【図４８】その上面図である。
【図４９】プロセッサのローターに挿入するよう配列されているキャリアを備えた、第２の中間位置にある図４１のロボットおよびキャリアの側面図である。
【図５０】その正面図である。
【図５１】その上面図である。
【図５２】プロセッサのローターにキャリアが設置されている、図４１から図５１に示されたロボット、キャリアおよびローターの上面図である。
【図５３】その側面図である。
【図５４】その正面図である。
【図５５】キャリアの斜視図であり、図示のために特定の構成要素は除去されている。
【図５６】図５５に示されたキャリアの側面図である。
【図５７】図５５に示されたキャリアの正面もしくは上面図である。
【図５８】遠心プロセッサのローター内にインストールされる、図５５のキャリアの部分断面側面図である。
【図５９】図５８に示されたキャリアおよびローターの正面もしくは上面図である。
【図６０】図５９の線６０−６０に沿った断面図である。
【図６１】図５９の線６１−６１に沿った拡大部分断面図である。
【図６２】図６０の拡大断面図である。
【図６３】キャリアがローターの前に配列された、代替キャリアおよびローターの斜視図である。
【図６４】キャリアが、ロボットアームなどにより、ローターへ移動している、その斜視図である。
【図６５】キャリアが、ローター内に部分的にインストールされた、その斜視図である。
【図６６】キャリアが、ローター内に完全にインストールされた、その斜視図である。
【図６７】開位置にあるキャリアリテーナを伴った、図３２または図４１に示された転送ステーション内のキャリアの斜視図である。
【図６８】図６７に示されたキャリアの斜視図である。
【図６９】図６７に示された転送ステーションデッキの平面図である。
【図７０】図３２または図４１に示された、処理ロボット上の終端エフェクタの斜視図である。
【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004524673.tif 000116
【国際調査報告】
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