(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物搭載カセットをポッドとプロセスツールとの間で移載しやすくする装置であって、ポッドは、ポッドドア及びポッドシェルを有し、前記装置は、ベースと、前記ベースに取り付けられたフレームと、前記フレームに対して垂直方向に並進できるキャリジを備えた並進組立体と、ポッドシェルを支持でき、前記フレームに対して垂直方向に並進するよう前記キャリジに取り付け可能であって且つ前記フレームに固定的に取り付け可能なポートプレートと、ポッドドアを支持でき、前記フレームに対して垂直方向に並進するよう前記キャリジに取り付け可能であって且つ前記ベースに固定的に取り付け可能なポートドアと、前記ポートプレート又は前記ポートドアを前記キャリジに取り付けるための手段とを有し、前記ポートドアが前記ベースに固定的に取り付けられるとき、前記ポートプレートは前記キャリジに取り付けられ、前記ポートドアが前記キャリジに取り付けられるとき、前記ポートプレートは前記フレームに固定的に取り付けられることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ポートプレートは、前記フレームに固定的に取り付けられ、前記ポートプレート又は前記ポートドアを前記キャリジに取り付けるための前記手段は、前記ポートドアを前記キャリジに取り付けることを特徴とする請求項１記載の加工物搭載カセットをポッドとプロセスツールとの間で移載しやすくする装置。
【請求項３】
前記ポートドアは、前記ベースに固定的に取り付けられ、前記ポートプレート又は前記ポートドアを前記キャリジに取り付けるための前記手段は、前記ポートプレートを前記キャリジに取り付けることを特徴とする請求項１記載の加工物搭載カセットをポッドとプロセスツールとの間で移載しやすくする装置。
【請求項４】
前記ベースと前記ポートプレートとの間に延びるミニエンバイロンメントを更に有していることを特徴とする請求項１記載の加工物搭載カセットをポッドとプロセスツールとの間で移載しやすくする装置。
【請求項５】
前記ポートドアは、前記ベースに対して水平方向に並進できることを特徴とする請求項１記載の加工物搭載カセットをポッドとプロセスツールとの間で移載しやすくする装置。
【請求項６】
前記ポートドアは、前記ベース上に位置したピボット点の回りに回動できることを特徴とする請求項１記載の加工物搭載カセットをポッドとプロセスツールとの間で移載しやすくする装置。
【請求項７】
加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置において、ベースと、前記ベースに取り付けられたフレームと、前記フレームに対して垂直方向に並進できるキャリジを備えた並進組立体と、前記フレームに対して垂直方向に並進するよう前記キャリジに取り付け可能であって且つ前記フレームに固定的に取り付け可能なポートプレートと、加工物搭載カセットを支持でき、前記フレームに対して垂直方向に並進するよう前記キャリジに取り付け可能であって且つ前記ベースに固定的に取り付け可能なポートドアと、前記ポートプレート又は前記ポートドアを前記キャリジに取り付けるための手段とを有し、前記ポートドアが前記ベースに固定的に取り付けられるとき、前記ポートプレートは前記キャリジに取り付けられ、前記ポートドアが前記キャリジに取り付けられるとき、前記ポートプレートは前記フレームに固定的に取り付けられることを特徴とする装置。
【請求項８】
前記装置は、加工物の処理のためのプロセスツールに取り付けられており、前記装置は、加工物搭載カセット及び加工物の少なくとも一方をプロセスツールに渡すことを特徴とする請求項７記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項９】
前記装置は、スタンドアロン型ユニットであることを特徴とする請求項７記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項１０】
前記装置は、加工物搭載カセット及び加工物の少なくとも一方をオペレータが手動で前記装置から移載できるようオペレータに渡すことを特徴とする請求項９記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項１１】
加工物搭載カセットは、カセット搭載容器内で前記装置上に受け取られ、前記装置は、加工物搭載カセットをカセット搭載容器から分離する機構を有していることを特徴とする請求項７記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項１２】
前記ポートドアは、水平方向並進可能に設けられていることを特徴とする請求項７記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項１３】
前記並進組立体とは別個独立に設けられていて、前記ポートドアを垂直方向に並進させる垂直方向駆動組立体を更に有し、前記ポートプレートは、前記キャリジに取り付けられ、前記ポートドアは、前記ベースに固定的に取り付けられていることを特徴とする請求項１２記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項１４】
前記ポートプレートを前記キャリジに取り付けるためのブラケットを更に有していることを特徴とする請求項７記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【請求項１５】
前記ポートドアを前記キャリジに取り付けるためのアームを更に有していることを特徴とする請求項７記載の加工物搭載カセットを受け渡すこと及び払い出しのために加工物を加工物搭載カセット内から取り出すことの少なくとも一方を行う装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔優先権の主張〕
本願は、１９９９年４月３０日に出願された米国仮特許出願第６０／１３１，７５８号の権益を主張した出願である。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本発明は、本発明の所有者に譲渡された以下の米国特許及び米国特許出願に関するものであり、これら米国特許及び米国特許出願の開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【０００３】
１９９８年４月４日に発行された米国特許第５，７８８，４５８号（発明の名称：Method and Apparatus for Vertical Transfer of a Semiconductor WaferCassette）
１９９６年１０月１１日に出願され、現在係属中の米国特許出願第０８／７３０，６４３号（発明の名称：Load Port Opener）
〔発明の分野〕
本発明は、半導体ウェーハ製造を容易にするためのＳＭＩＦ（standardized mechanical interface ）システムに用いられる移載装置に関し、特にポッドドア及び加工物搭載カセットを下降させてこれらを静止状態のポッドシェルから離すことにより加工物搭載カセットを貯蔵及び搬送ポッドから分離するインデクサとして、或いは、ポートシェルを上昇させてこれを静止状態のポッドドア及びカセットから離すことによりカセットをポッドから分離するロードポートオープナとして構成できるインタフェース兼用移載装置に関する。
【０００４】
〔関連技術の説明〕
ヒューレット・パッカード社によって提案されたＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface ）システムは、米国特許第４，５３２，９７０号及び第４，５３４，３８９号に開示されている。ＳＭＩＦシステムの目的は、半導体製造プロセス全体を通じてウェーハの保管及び搬送中における半導体ウェーハ上への粒子フラックスを減少させることにある。この目的を達成する要因の一つは機械的な面において、保管及び搬送中、機械的にウェーハの周りのガス状媒体（例えば空気又は窒素）がウェーハに対して本質的に動かないようにすると共に周囲環境からの粒子が直接的なウェーハ環境に入らないようにすることにある。
【０００５】
ＳＭＩＦシステムは、運動、ガスの流れ方向及び外部汚染要因物に対して制御される粒子を含んでいない少量のガスを用いることにより物品にとってクリーンな環境を提供する。提案された一ＳＭＩＦシステムの更に詳しい説明が、１９８４年７月発行の「ソリッド・ステート・テクノロジー（Solid State Technology）」第１１１〜１１５頁所収のMihir Parikh氏及びUlrich Kaempf 氏の論文“SMIF: A TECHNOLOGY FOR WAFER CASSETTE TRANSFER IN VLSI MANUFACTURING”に掲載されている。
【０００６】
上述の形式のシステムは、０．０２ミクロン（μｍ）以下から２００μｍ以上の範囲にわたる粒径に関するものである。このような粒径の粒子は、半導体デバイスの製造には微細な幾何学的形状寸法が用いられるので半導体処理の際に非常に有害な場合がある。代表的な新半導体処理法は今日、１／２μｍ以下の幾何学的形状寸法を取り扱っている。０．１μｍ以上の長さの幾何学的形状寸法の望ましくない汚染粒子は、幾何学的形状寸法が１μｍの半導体デバイスを実質的に損なう。当然のことながら、技術動向として、半導体処理に関する幾何学的形状寸法はますます小さくなっており、これは研究開発所レベルでは今日、０．１μｍ以下に近づいている。将来、幾何学的形状寸法は、ますます小さくなり、それ故、一層小さな汚染粒子及び分子レベルの汚染要因物が重要になってくる。
【０００７】
ＳＭＩＦシステムは３つの主要な構成要素、即ち、（１）ウェーハカセットの貯蔵及び搬送のために用いられる最小容量の密閉形ポッド、（２）極めて清浄な空気の流れが供給されるミニエンバイロンメントであって、カセットロードポート及び処理ステーションのウェーハ処理領域を包囲していて、ポッド及びミニエンバイロンメント内部の環境がミニチュアクリーンスペースとなるようなミニエンバイロンメント、及び（３）ウェーハカセット内のウェーハを外部環境によって汚染させないでウェーハカセット及び（又は）ウェーハを密閉ポッドから処理機器に積み下ろすロボット型移載組立体を有している。ＳＭＩＦシステムは、ウェーハがウェーハファブを通って移動しているときにウェーハの連続した極めて清浄な環境を提供する。
【０００８】
ＳＭＩＦポッドは一般に、ウェーハを貯蔵して移載できる密閉環境を提供するようポッドシェルと嵌合するポッドドアで構成されている。いわゆる「底部開放式」ポッドが知られており、かかるポッドでは、ポッドドアはポッドの底部のところに水平方向に設けられ、ウェーハは、ポッドドア上に支持されたカセット内に支持される。また、「前部開放式」ポッドを提供することも知られており、かかるポッドでは、ポートドアは垂直方向に差し向けられ、ウェーハは、ポッドシェル内に設けられたカセット内又はポッドシェル内に設けられた棚上に支持される。
【０００９】
底部開放形態では、ウェーハカセットをＳＭＩＦポッド内部から特定の処理ステーション内へ移載するために、ポッドをプロセスツールの先端部に取り付けられたロードポート上に手動で又は自動的に載置する。人間工学上の理由により、半導体製造装置材料協会（ＳＥＭＩ）は、ロードポートの上面について、地面から約９００ｍｍの標準ロード高さを設定した。ロードポートの上面は、中央開口部を含むポートプレート及びポッドがロードポート上に存在していないときに中央開口部を覆うポートドアによって構成される。
【００１０】
ポッドは、ロードポート上に載置されると、ポッドドアがポートドアの上に位置し、ポートシェルがポートプレートの上に位置するように設計されている。いったんロードポート上に載置されると、ポートドア内の機構が、ポッドドアをポッドシェルから外してポッドドア及びポートシェルがそれぞれポートドア及びポートプレート上に支持されるようになる。ポートドア及びポートプレートはしかる後、並進して互いに離れ、ポッドドアをポッドシェルから分離してカセットへの接近が可能になる。次に、ピックアンドプレイスロボット、例えば、アームロボット付き円筒形本体が、カセットをロードポートミニエンバイロンメントとプロセスツールとの間で移載する。変形例として、ピックアンドプレイスロボットは、個々の加工物をカセットとプロセスツールとの間で移載可能に把持できるエンドエフェクタを有してもよい。
【００１１】
ロードポート形態の一形式（インデクサと呼ばれる）では、ポートドアは、ポートプレートがロード高さ（例えば、９００ｍｍ）のところの固定位置にあるままの状態で垂直方向に並進できる。この形態では、ポッドをロードポート上に載置し、ポッドドアとポッドシェルを互いに分離した後、ポッドドア及びカセットを支持した状態のポートドアを、ポートプレート及びポッドシェルがロード高さで静止したままの状態で下降させる。カセットポートプレートの下のミニエンバイロンメント内へ下降させ、ここからカセット及び（又は）ウェーハを、プロセスツールに受け渡しできる。ポートドアは、ポートドアを並進させてこれをポートプレートから離したりこれに戻すエレベータに結合されている。
【００１２】
ロードポート形態の別の形式（ロードポートオープナと呼ばれる）では、ポートプレートは、ポートドアがロード高さの固定位置にあるままの状態で垂直方向に並進できる。この構成では、ポッドをロードポート上に載置し、ポッドドア及びポッドシェルを互いに外した後、ポッドシェルを支持した状態のポートプレートが、ポートドア、ポッドドア及びカセットがロード高さで静止したままの状態で、上方に移動する。ポートプレートが上方に移動している間、ミニエンバイロンメントがカセットの間に設けられ、このミニエンバイロンメントから、カセット及び（又は）ウェーハをプロセスツールに受け渡しできる。ポートプレートは、ポートドアを並進させてこれをポートプレートから離したりこれに戻すエレベーターに結合されている。かかるロードポートオープナの一例が、米国特許出願第０８／７３０，６４３号（発明の名称：Load Port Opener）に開示されており、かかる米国特許出願の内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。
【００１３】
ＳＭＩＦポッドとプロセスツールのインタフェースを取るために従来用いられている各ロードポート構成では、適正な開発及び維持のために相当多くの時間と金銭を費やす必要がある。例えば、ウェーハファブで用いられている各ロードポートは、別個の設計概念、構成部品の設計及び選定、部品の品質認定試験及び部品の調達、試作品の組立、製品の試験及び最適化、製品の保障、製品に関するマニュアル作成、在庫、製造上の訓練及び現場で使用するための訓練を必要とする。
【００１４】
ウェーハファブで用いられるタイプのロードポートは、特定のプロセスツールの形態及び要件で決まり、一般には、一つのロードポート形態を別のものと比較の上で用いることが一層有利な場合がある。例えば、プロセスツールによっては、インデクサがウェーハカセットを下降させ、次にカセット及び（又は）ウェーハをロードポートとプロセスツールとの間で移載するのに十分なスペースを９００ｍｍロード高さの下に取れない場合がある。かかる構成の場合、ロードポートオープナ形態が用いられることになる。変形例として、インデクサ形態を用いることが有利な場合がある。というのは、ポートドア及びカセットを下降させると、ウェーハは比較的低い高さでプロセスツール内へ移載可能に位置決めされ、ウェーハを移載するのに用いられるウェーハ取扱いロボットは、比較的わずかなｚ軸方向のストロークを必要とするに過ぎないからである。
【００１５】
したがって、半導体取り扱い機器製造業者は、両方のタイプのロードポート形態を提供する必要がある。現時点においては、２つの別々の形態では、２つの別々の設計及びロードポートの製造、試験、認定、マニュアル作成及び保守のために２つの別々の方法が必要である。加うるに、別々の形態のために別々のスペア及び交換部品を在庫し、必要に応じて供給する必要がある。
【００１６】
〔発明の概要〕
したがって、本発明の目的は、インデクサとしてもロードポートオープナとしても構成できる単一のロードポートを提供することにある。
【００１７】
本発明の別の目的は、種々の構成及び要件のプロセスツールに使用可能に構成できる単一のロードポートを提供することにより半導体機器取扱い製造業者にとっての総費用及び操作の複雑さを減少させることにある。
【００１８】
本発明の別の目的は、望みの形態に構成できるロードポートを提供するのに必要な配備時間を減少させることにある。
【００１９】
本発明の別の目的は、互いに異なる形態のロードポートを提供するのに必要な試験及び保証時間を減少させることにある。
【００２０】
互いに異なる構成のロードポートのために製造し、在庫し及び供給しなければならない部品数を減少させることにある。
【００２１】
本発明の別の目的は、相当多くの共通の部品を備えた互いに異なるロードポート構成を提供することにより保守及び点検整備のしやすさを向上させることにある。
【００２２】
本発明の別の目的は、互いに異なるロードポート形態で共通の部品を用いることができるようにすることにより互いに異なるロードポート形態の製造及び保守と関連した規模の経済性を向上させることにある。
【００２３】
これらの目的及び他の目的は、好ましい実施形態としては、ポッドドア及び加工物搭載カセットを下降させてこれらを静止状態のポッドシェルから離すことにより加工物搭載カセットを貯蔵及び搬送ポッドから分離するインデクサとして、或いは、ポートシェルを上昇させてこれを静止状態のポッドドア及びカセットから離すことによりカセットをポッドから分離するロードポートオープナとして構成できるインタフェース兼用移載装置に関する本発明に本発明によって達成される。各形態では、汎用インタフェース兼用移載装置は、中央開口部を備えたポートプレートと、ポッドが存在していないときには中央開口部に嵌まり込んでこれを密閉するポートドアとを有する。この装置は、ベース及びベースの前部に取り付けられた状態でこれから上方に延びるフレームを更に有している。モジュール式駆動組立体がフレームの外方側部内に設けられており、この駆動組立体は、直線駆動ねじ及び直線駆動ねじを回転させるためのモータ及びトルク伝達機構を有している。キャリジが直線駆動ねじに取り付けられているので直線駆動ねじを回転させると、その結果としてキャリジが垂直方向に並進するようになっている。
【００２４】
第１の形態では、ポートプレートは、ポートプレートとキャリジとの間に延びるブラケットによってキャリジに取り付けられている。ポートドアは、スタンドオフを介してベースに固定状態で取り付けられている。かくして、第１の形態では、直線駆動ねじを回転させると、ポートドアが静止したままの状態でポートプレートが垂直方向に並進することになる。１以上のウェーハを備えたカセット搭載したポッドが、好ましくは９００ｍｍのロード高さで、手動又は自動化機構によって、ポートプレート及びポートドア上に載置される。ポッドドアは、装置上に正しく配置されると、ポートドア上に位置決めされ、ポッドシェルはポートプレート上に位置決めされる。ポッドドアがいったんポッドシェルから外されると、ポートプレートが上方に移動してポッドシェルをポートドア及びカセットから分離するよう直線駆動ねじを作動させる。ポートプレートがいったんカセットの上方の高さ位置まで上方に移動すると、ウェーハ取扱いロボット又は機構が、フレームに設けられた開口部を通って入ってカセット及び（又は）個々のウェーハを装置内からプロセスツール内に移載し、次に処理の完了時に再び戻すことができる。
【００２５】
上述の構成部品に加えて、汎用インタフェース兼用移載装置は、この第１の形態にあるとき、ポートプレートが上昇するときにポートプレートの下且つカセットの周りにクリーンなミニエンバイロンメントを構成するための入れ子式カバーを更に有するのがよい。流体を循環させ粒子及び汚染要因物を濾過除去するファン及び濾過ユニットをベース内に設けるのがよい。この構成は、ポートプレートがその最も下のホームポジションにあるときにフレームの開口部を覆って粒子及び汚染要因物が開口部を通ってプロセスツール内に入るのを阻止する遮蔽体を更に有するのがよい。
【００２６】
第２の形態では、ポートドアは、ポートドアとキャリジとの間に延びるアームを介してキャリジに取り付けられ、ポートプレートはフレームに固定的に取り付けられる。かくして、第２の形態では、直線駆動ねじを回転させると、ポートプレートが静止したままの状態でポートドアが垂直方向に並進することになる。第２の形態では、ポッドをポートプレート及びポートドア上に載置した後、ポートドアをポッドシェルから外し、ポートドアがカセットを下降させてポッドシェルから離す。ポートドアがいったん下降してカセットの頂部がポートドアを通り過ぎると、プロセスツール内のピックアンドプレイスロボットがカセット及び（又は）ウェーハをプロセスツール内に移載し、次に、処理の完了後に再び戻すことができる。第１の形態の場合と同様、この装置は、ポートプレートとベースとの間に延びていて、カセットの周りにクリーンなミニエンバイロンメントを形成するカバー及び流体を循環させ、粒子及び汚染要因物を除去するファン及び濾過システムを有するのがよい。
【００２７】
次に、本発明を図面を参照して説明する。
【００２８】
〔詳細な説明〕
今、図１〜図１３を参照して本発明を説明するが、図１〜図１３は、一般に、カセット及び（又は）個々のウェーハを処理ステーション又はどこか別のところに受け渡しするためにＳＭＩＦポッドから分離するインデクサとして又はロードポートオープナ（ＬＰＯ）として構成できる汎用ツールインタフェース及び（又は）加工物移載装置に関している。好ましい実施形態では、本発明は、２００mmＳＭＩＦポッド及び半導体ウェーハに用いられるよう構成されている。しかしながら、本発明は、種々のサイズのポッド及びＳＭＩＦポッド以外のポッドに使える。また、本発明は、以下に説明するように、ポッド内に入れた状態で搬送されないオープンカセット又は容器にも用いられるようになっている。さらに、本発明は、クリーンルーム環境内での半導体ウェーハの製造及び試験に用いられる任意の処理ステーションへカセット及び（又は）ウェーハを搬送するのに用いることができる。本明細書で用いる「ウェーハ」及び「半導体ウェーハ」という用語は、半導体ウェーハ製造方法の種々の段階のうち任意のものに存在する場合のウェーハ基板を意味している。さらに、本発明は、半導体ウェーハ以外の加工物、例えば、フラットパネルディスプレイ、レチクル又は他の基板に用いることができるということは理解されるべきである。
【００２９】
図１及び図２は、本発明の汎用インタフェース兼用移載装置１００の斜視図である。図１では、装置１００は、ＬＰＯとして働くよう構成され、図２では、装置１００は、インデクサとして働くよう構成されている。各形態では、汎用インタフェース兼用移載装置１００は、中央開口部１７５（図３）を備えたポートプレート１０２及び装置１００上にポットが存在していない時には中央開口部１７５に嵌まり込んでこれを密閉するポートドア１０４を有している。好ましい実施形態では、ポートプレート１０２及びポートドア１０４を、ガス放出特性の低い温度安定性剛性材料、例えばアルミニウムで作るのがよい。ポートプレート及びポートドアを、他の材料、例えば、他の金属又は高強度プラスチックで作ってもよいことは理解されるべきである。
【００３０】
この装置は、ベース１０６及びベース１０６の前部に取り付けられた状態でこれから上方に延びるフレーム１０８を更に有している。ベース１０６は、装置１００の制御エレクトロニクス及び装置１００をプロセスツールの前端部に取り付けるための取付け機構を有している。以下に詳細に説明するように、変形実施形態では、装置をプロセスツールに取り付ける必要はない。好ましい実施形態では、装置１００は、プロセスツールの前端部に取り付けられ、装置の前部のところでフレーム１０８に設けられた開口部１０９が、プロセスツールへの接近ポート（図示せず）に隣接して位置するように整列されている。ウェーハを搭載したカセットを以下に説明するようにいったんポッドから分離すると、プロセスツール内に設けられたピックアンドプレイス（pick and place）ロボットがカセット及び（又は）ウェーハを開口部１０９を通して装置１００とプロセスツールとの間で移載する。装置１００は、プロセスツールに取り付けられた場合、カセット及び（又は）ウェーハをウェーハファブ内の比較的汚れた空気にさらさないで、ＳＭＩＦポッド内のクリーンな環境からプロセスツール内のクリーンな環境に移載することができるようにするためのインタフェースとして機能する。以下に説明するように、変形実施形態では、装置１００は、カセットをＳＭＩＦポッドから分離してどこか他の場所へのカセットの手動又は自動移載を行うことができるようにするスタンドアロン型ユニットとしても機能することができる。
【００３１】
装置１００は、フレーム１０８の外方側部に取り付けられたエンクロージャ１１２内に設けられたモジュール式駆動組立体１１０を有している。モジュール式駆動組立体は、汎用インタフェース兼用移載装置の特定の形態に応じて、ポートプレート１０２又はポートドア１０４を垂直方向に並進させるのに用いられる。モジュール式駆動組立体１１０は、駆動シャフト１１６及び被動歯車１１８を含むモータ１１４を有している。モータ１１４は好ましくは、ブラシレス多極モータであるが、他形式のモータ又は原動力機構を使用できることは理解されるべきである。電力及び制御信号をベース内の制御エレクトロニクスからモータに伝えるために電気導線（図示せず）が設けられている。モジュール式駆動組立体１１０は、フレーム１０８の底部から延びる第１の軸受ユニット１２１内に回転自在に設けられた第１の端部及びフレーム１０８の頂部から延びる第２の軸受ユニット１２３内に回転自在に設けられた第２の端部を備えたねじ山付き直線駆動ねじ１２０を更に有している。直接駆動ねじ１２０は、他の公知の回転取付け手段によってエンクロージャ１１２内に回転自在に設けることができる。
【００３２】
直線駆動ねじ１２０は、直線駆動ねじの下方部分と同心状にこの周りに固定された歯車１２２を有している。歯を有する連続タイミングベルトが、被動歯車１１８の周りに掛けられた第１の端部及び歯車１２２の周りに掛けられた第２の端部を有している。歯車１１８，１２２及びベルト１２４は、トルクをモータ１１４から直線駆動ねじ１２０に伝えるのに役立つ。当該技術分野で知られているように、歯車１２２と被動歯車１１８のサイズの比は、モータ１１４の出力トルクが所与であり、駆動シャフト１１６の角速度が所与の場合、直線駆動ねじ１２０に与えられるトルク及び角速度を制御するよう変化させることができる。さらに、別のトルク伝達機構を歯車１１８，１２２及びベルト１２４に代えて用いることができる。例えば、ベルト１２４を省いてもよく、モータ１１４と同心状にこれに取り付けられた第１の歯車が、直線駆動ねじ１２０と同心状にこれに取り付けられた第２の歯車と噛み合うようにしてもよい。さらに、モータ１１４を直線駆動ねじ１２０に直接取り付けた状態でその下で同心状に移動させてモータ１１４から出力されるトルク及び角速度が直接直線駆動ねじ１２０に伝達されるようにしてもよい。モータ１１４，歯車１１８，１２２及びベルト１２４はエンクロージャ１１２の底部内に収納された状態で図示されているが、変形例として、これら構成部品をエンクロージャ１１２の頂部内に設けてもよいことは理解されよう。
【００３３】
モジュール式駆動組立体１１０は、直線駆動ねじ１２０の頂部に取り付けられていて、直線駆動ねじ１２０の実際の回転速度に関する情報を提供するエンコーダ１２６を更に有している。この情報を制御エレクトロニクスからの直線駆動ねじ１２０の意図した回転速度と共に用いると、直線駆動ねじ１２０の閉ループサーボ制御を行うことができる。エンコーダ１２６は直線駆動ねじ１２０の頂部のところに位置した状態で示されているが、変形例として、エンコーダを直線駆動ねじ１２０の底部又は駆動シャフト１１６と同心状に取り付けてもよい。電気信号をエンコーダ１２６とベース１０６内の制御エレクトロニクスとの間で伝送するために電気導線（図示せず）が設けられている。
【００３４】
キャリジ１２８が、直線駆動ねじ１２０の周りに取り付けられていて、直線駆動ねじ１２０を第１の方向に回転させると、キャリジ１２８が垂直方向上方に並進し、直線駆動ねじ１２０を反対方向に回転させると、キャリジ１２８が垂直方向下方に並進するようになっている。以下に詳細に説明するように、ブラケット１３０は、キャリジ１２８に取り付けられた状態でこれと共に並進する。ブラケットの一部が、フレーム１０８の側部を貫通して形成されたスロット１３２を通ってフレーム１０８の中心に向かって内方に延びている。ブラケットは、ポートプレート又はポートドアのいずれかに取り付けられていて、装置１００の形態に応じて、ポートプレート又はポートドアをキャリジ１２８と共に並進できるようにしている。
【００３５】
次に、図１及び図３〜図７を参照して汎用インタフェース兼用移載装置１００の第１の形態について説明する。図６及び図７はそれぞれ、取り外し可能なねじ又はボルト１３１によってガセット１３４に取り付けられたブラケット１３０を示す正面及び背面側から見た斜視図であり、フレーム１０８を省いて示す図である。ガセット１３４は、ポートプレート１０２の後方コーナー部に取り付けられている。キャリジ１２８、ブラケット１３０及びガセット１３４は直線駆動ねじ１２０上にポートプレート１０２を支持し、直線駆動ねじ１２０の回転により、ポートプレート１０２が並進するようになっている。図１、図３及び図５で分かるように、ガセット１３４を含む後方コーナー部とは反対側のポートプレート１０２の後方コーナー部は、支持プレート１０２が並進する際に支持プレート１０２に安定性をもたらすよう軌道１３０内に嵌め込まれたガイド１３６を有するのがよい。
【００３６】
装置１００は、図１及び図３〜図７に示すように構成されると、プロセスツールの前部に取り付けられ、ポートプレート及びポートドアの上面が図４に基準線ＬＨで示す約９００mmのロード高さのところに位置するようになっている。図１及び図３〜図７に示す実施形態に応じて構成されると、ポートドア１０４を複数のスタンドオフ１４２にボルト止めでき、これらスタンドオフは、ベース１０６に取り付けられている。かくして、この形態の好ましい実施形態としてのポートドアは、ロード高さで静止したままである。以下に説明するように、変形実施形態では、ポートドアを水平方向に並進できるようベース１０６に取り付けてもよい。
【００３７】
１以上のウェーハ５２（図１０の変形実施形態に示されている）を有するカセット５０を搭載したポッドが、手動により又は自動機構によってロード高さのところでポートプレート及びポートドア上に載置される。ポッドドア５６と嵌合するポッドシェル５４（図１０）を有している。ポッドドアは、装置１００上に正しく位置決めされると、ポートドア１０４上に支持され、ポッドシェルは、ポートプレート１０２上に支持される。ポートドア１０４は、その上面に設けられた複数の位置合わせ構造的特徴部１４３を有するのがよく、これら位置合わせ構造的特徴部は、ポットドアの底部に設けられた凹部内に嵌まり込んでポートドア上へのポッドドアの適正且つ再現性のある位置決めが得られるようにしている。
【００３８】
ポッドドアは、装置１００上にいったん位置決めされると、ポートドア１０４内に設けられたらっち機構１４５によってポッドシェルから分離される。本発明にとって重要ではないが、かかるらっち機構に関する詳細が、米国特許第４，９９５，４３０号（発明の名称：Sealable Transportable Container Having Improved Latch Mechanism）に記載されており、かかる米国特許は、本出願人に譲渡されていて、その開示内容全体を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。ポートプレート１０２は、ポッドシェルをいったんポッドドアから外すと回動してポッドシェルに係合し、ポッドシェルがポッドドアから外されている時にポートプレートからのポッドシェルの取り外しを防止するための保持クリップ１４７（例えば図１１に示されている）を有するのがよい。
【００３９】
ポッドドアをいったんポッドシェルから取り外すと、信号が制御エレクトロニクスに送られてモータ１１４を作動させ、かくして直線駆動ねじ１２０を回転させる。直線駆動ねじ１２０を回転させると、キャリジ１２８、ブラケット１３０、ガセット１３４、プレート１０２及びポートプレート上に支持されたポッドシェルが図１に示す位置から、例えば図３及び図５に示す位置まで垂直方向上方に並進することになる。ポートプレート１０２を、ポートドア１０４上に静止状態に着座したままのカセット上の高さ位置まで上方に移動させると、ピックアンドプレイスロボットが、プロセスツールの内部から、フレーム１０８の開口部１０９に入り、カセット及び（又は）個々のウェーハを装置１００の内部からプロセスツール内へ移送し、次に処理の完了時に再び戻すことができる。
【００４０】
入れ子式カバー１１１が好ましくは、装置の側部及び後部の周りにぐるりとポートプレート及びベースに取り付けられている。カバー１１１は一部が、図１１及び図１２の変形実施形態に示されている。かかるカバーに関するそれ以上の詳細については、米国特許出願第０８／７３０，６４３号（発明の名称：Load port opener）に開示されており、かかる米国特許出願の内容は、本明細書の一部を形成するものとして先に引用されている。カバーは好ましくは、ステンレス鋼、アルミニウム又は高強度及び低ガス発生又は放出性プラスチックで作られた複数の薄片で構成される。カバーをプラスチックで作る場合、これは好ましくは透明であってＵＶ着色されてオペレータが装置１００内のカセットを見ることができると同時に５００nm未満の周囲光がプロセスステーション内に入るのを防止することができるようにする。ポートプレートがロード高さでポートドアの周りのホームポジションにあるとき、薄片は互いに垂直方向に同一の広がりを持つ。ポートプレートが上昇し始めると、第１の薄片、次に第２の薄片、そして第３の薄片等が上方に上昇してカバーが入れ子式に伸長するようになる。カバーは、ポートプレートが上方に移動する際にポートプレートの下及びカセットの周りにミニエンバイロンメントを構成し、それにより周囲環境からの汚染要因物が、ウェーハに接触するのを防止し、或いはプロセスツールに入るのを防止する。
【００４１】
プロセスツール内の圧力は一般に、周囲環境の圧力よりも僅かに高く維持され、したがって、装置１００が取り付けられているプロセスツールアクセスポートを開くと、清浄な空気がプロセスツールから装置１００内に流れ、そしてカバーの薄片相互間の空間を通って装置１００から出るようになっている。薄片のうちの１つは、その外面に設けられたヒンジに回動自在に取り付けられたフラップを有するのがよい。ミニエンバイロンメント内の圧力が流体が薄片相互間の空間を通って適当に逃げることができない程大きくなりすぎると、フラップは、押されて開き、それによりミニエンバイロンメント内の圧力を抜くようになる。さらに、流体を循環させ、粒子及び汚染要因物を濾過して除去するための自蔵式ファン及び濾過システムを装置１００のベース１０６上に設けるのがよい。ファン及び濾過システムは、清浄な空気、窒素又は他の流体を循環させて汚染要因物を除去したりウェーハが当たる装置１００内の表面を脱イオン化することができるようになっている。カバーは他の形態、例えば、ポートプレートの側部及び後部の周りに設けられたアコーディオン型の壁であってもよい。
【００４２】
図３及び図４に部分的に示しているに過ぎないが、図１及び図３〜図７の実施形態は好ましくは、開口部１０９に隣接してポートプレートに取り付けられた状態でこれから上方に延びる遮蔽体又はシールド１４９を更に有する。遮蔽体はポートプレートと一緒に上方に上昇して開口部１０９を露出させ、それにより、ポートプレートがその上昇位置にあるときに、カセット及び（又は）ウェーハがこれを通って移送することができるようにする。ポートプレートがロード高さでそのホームポジションにある時、遮蔽体１４９は開口部１０９を覆う。開口部１０９を覆っているとき、また遮蔽体が上下に移動している時、遮蔽体と開口部１０９の周りのフレームとの間には僅かな隙間が生じる場合がある。プロセスツールは、周囲環境の圧力よりも僅かに高い圧力状態に維持されているので空気がプロセスツールから開口部１０９を通って、遮蔽体とフレームとの間の隙間から流出するようになる。かくして、遮蔽体が開口部１０９を覆っているとき、ファブ内部からの粒子及び汚染要因物は、プロセスツール内に入らないようになる。遮蔽体は、一対の隣合う互いに平行なパネルから成るのがよい。ポートプレートがその最も上の位置にあるとき、パネルは互いにオーバラップし、ポートプレートが下方に移動すると、２つのパネルは一緒に下方に移動してついにはパネルの一方の上縁部がフレームの頂部に係合するようになる。その時点で、そのパネルは固定状態のままになる。第２のパネルは引き続きポートプレートと一緒に下方に移動し、ついにはポートプレートが再びポートドアと嵌合するようになる。変形例として、遮蔽体は、ポートプレートと一緒に上下に移動する単一のパネルであってもよい。
【００４３】
図１及び図３〜図７に示す同一の汎用インタフェース兼用移送機構１００は変形例として、図２、図８及び図９に示されているように構成することができる。特に、装置１００を図１及び図３〜図７に示す形態から図２、図８及び図９に示す形態に変更するためには、フレーム１０８の両側部に設けられた開口部を通って取り付けられたボルト１５０によってポートプレート１０２をフレーム１０８にその最も上の位置でボルト止めする。変形実施形態では、ポートプレート１０２をボルト１５０以外の機構によって定位置に保持してもよい。加うるに、ブラケット１３０をポートプレート上のガセット１３４に取り付けるのに用いられるねじ又はボルト１３１は、取り外される。この形態では、これに代えて、第１の形態で用いられたねじ又はボルトに類似したねじ又はボルトによってブラケット１３０に取り付けられた第１の端部及びポートドア１０４の下面に取り付けられた第２の端部を備えたアーム１５２が用いられている。この形態では、ポートドアをベース１０６に固定的に取り付けるのに用いられたねじ又はボルトが取り外され、さらにスタンドオフ１４２も取り外されるのがよい。かくして、図２、図８及び図９に示す形態では、ポートプレートは、固定位置のままであり、ポートドアは、直線駆動ねじ１２０の回転時にキャリジ１２８と一緒に並進する。
【００４４】
図２、図８及び図９に示す形態によれば、汎用インタフェース兼用移載装置１００は、ポートプレート１０２及びポートドア１０４が、図９に線ＬＨで示す約９００mmのロード高さに位置した状態でプロセスツールに取り付けられている。ポッドをポートプレート及びポートドア上に載置した後、ポッドドアを上述したようにポッドシェルから外す。しかる後、信号を制御エレクトロニクスに送ってモータ１１４の作動及び直線駆動ねじ１２０の回転を始動させてキャリジ１２８、ブラケット１３０、アーム１５２、ポートドア１０４、ポッドドア及びカセットを図２に示すこれらの位置から例えば図８に示す位置まで下方に並進させる。ポートドアがいったん加工してカセットの頂部がポートドアを通過すると、プロセスツール内のピックアンドプレイスロボットがカセット及び（又は）ウェーハをプロセスツール内に移送することができ、次に、処理の完了後再び戻すことができる。
【００４５】
装置１００内にミニエンバイロンメントを構成するようポートプレート１０２とベース１０６との間に延びる状態で装置１００の側部及び後部の周りにカバー（分かりやすくするために図から省いてある）を設けるのがよい。図１及び図３〜図７を参照して説明した形態とは異なり、ポートプレートとベースとの間の距離は、この形態では固定されたままであり、カバーには入れ子状部分は不要である。そのかわり、カバーを装置１００の側部及び後部の周りに設けられた３つの一体形の壁によって形成するのがよい。変形例として、先の形態で説明したような入れ子式又はアコーディオン型の部分を含むカバーをこの形態で用いてもよいことは理解されよう。上述したようなファン及び濾過システムを、流体を循環させ、粒子及び汚染要因物を濾過除去するためにさらに設けるのがよい。
【００４６】
上述した本発明の実施形態では、ポッド内のカセットをまず最初に装置１００上に載置し、しかる後、上述したようにポッドから分離する。本発明の変形実施形態では、カセットを、ポッドを用いないで上述した形態のいずれかに応じてポートドア１０４上に直接載置してもよい。しかる後、ポッドシェルと類似した頂部をカセット上に配置し、ポートプレート１０２上に支持し、次に、上述したようにポートプレート１０２を上昇させ（もし図１にしたがって構成されていれば）又はポートドアを下降させる（もし図２にしたがって構成されていれば）。
【００４７】
装置１００は好ましい実施形態ではプロセスツールに取り付けられているが、変形実施形態では、この装置を他の装置に取り付けてもよく、或いはスタンドアロン型ユニットとして用いてもよいことは理解されよう。例えば、この装置をカセットを、この中のウェーハへの手動接近が望まれるポッドから分離するスタンドアロン型ユニットとして用いることができる。
【００４８】
プロセスツールがある特定のサイズ、例えば２００mmのウェーハに用いられるよう構成されている場合、プロセスツール内部からのピックアンドプレイスロボットが装置１００内に延びてカセット又は個々のウェーハを掴むと、カセット又はウェーハはロボットに対して特定の位置にあることが見込まれる。しかしながら、現時点においては、種々の寸法形状、例えば１５０mm及び２００mmのウェーハが普及していて、１５０mmウェーハを、ピックアンドプレイスロボットが２００mmウェーハに用いられるよう構成されたプロセスツール内で用いることが望ましい場合があり、これと逆の関係も成り立つ。かかる場合、装置１００内でのカセット又はウェーハの実際の位置と、カセット又はウェーハを見つけるためにピックアンドプレイスロボットが校正された位置との間にはばらつきがある。
【００４９】
したがって、本発明の別の実施形態によれば、ポートドアをベース１０６（ＬＰＯとして構成されている場合）又はアーム１５２（インデクサとして構成されている場合）に固定的に取り付けないで、ポートドアをプレートに並進自在に取り付けてもよい。プレートは、スタンドオフ１４２（ＬＰＯとして構成されている場合）を介してベース１０６に、又はアーム１５２（インデクサとして構成されている場合）に固定的に取り付けられる。ポートプレートとポートドアがいったん離れ、ウェーハカセットがプロセスツール内への搬送準備ができると、プレートは、ピックアンドプレイスロボットがカセットを見つけることが予想される位置にカセットを位置決めするよう並進することができる。かかる実施形態もまた、ウェーハファブ内で用いられているピックアンドプレイスロボットが比較的短い水平方向到達距離を持っている場合に利用される。かかる場合、カセットをポッドから分離させた後、プレートは、ロボットが接近可能な位置までプロセスツールに向かって内方へ並進してもよい。
【００５０】
当業者には理解できるように、水平方向の並進を行うためには、ポートドアは、その下面上に１又は２以上のキャリジを有するのがよく、これらキャリジは、プレートに回転自在に取り付けられた１又は２以上の水平方向に向いた直線駆動ねじの周りに固定される。例えば上述したようなモータ及びトルク伝達機構を、直線駆動ねじを回転させ、かくして、キャリジ、ポートドア、ポッドドア及びカセットを並進させて所望通りにプロセスツールに近づけたりこれから遠ざかるようにするために設けるのがよい。
【００５１】
各ウェーハ相互間でウェーハ搭載カセット内に嵌まり込み、上方に移動して各ウェーハをその棚から持ち上げ、次にカセットから後退してウェーハをひとまとめにプロセスツール内に移送することができる多数のフォーク二又部又は歯部を含むエンドエフェクタを提供することが知られている。また、ウェーハを同一の方法でカセットに戻すことができる。したがって、多数の歯部を備えたエンドエフェクタを有するロボットで動作する本発明の別の変形実施形態によれば、ポートドアは、上述したようにプロセスツール内に並進してエンドエフェクタの歯部がカセット内のウェーハの各々の下に配置されるようになる。しかる後、ポートドアは僅かに下降してウェーハをそれぞれの棚からエンドエフェクタの歯部上に移載するようになる。次に、エンドエフェクタはウェーハを支持した状態でカセットから後退する。
【００５２】
水平方向の並進と垂直方向の並進の両方を行うためには、装置１００がインデクサとして構成されている場合、ポートドアは上述したように多数の歯部を備えたエンドエフェクタに向かって水平方向に並進するのがよく、次に、ポートドアは、ポートドアに取り付けられたモジュール式駆動組立体１１０を介して僅かに下降することができる。装置１００がＬＰＯとして構成されている場合、プレートをプレート及びこれに取り付けられたポートドアを垂直方向に並進させることができる垂直駆動組立体（ポートプレートに取り付けられたモジュール式駆動組立体１１０とは別個独立のものである）に取り付けるのがよい。かくして、ポートドアは、プレート上に水平方向に並進でき、プレートは、ベース１０６に対して垂直方向に並進できる。この実施形態の垂直方向駆動組立体は、カセット内のウェーハ相互間のピッチ以下の距離、垂直方向に並進できれば足りる。変形実施形態では、水平方向駆動組立体を上述したように垂直方向駆動組立体に取り付けないで、水平方向駆動組立体を垂直方向駆動組立体に取り付けてもよい。ウェーハを多数の歯部を持つエンドエフェクタからカセットに戻すのが望ましい場合、エンドエフェクタは、ウェーハをカセット内に位置決めするのがよく、しかる後、ポートドアが上方に移動してウェーハを歯部から持ち上げてカセット内の棚の上に置くのがよい。
【００５３】
別の変形実施形態では、並進を行うかわりに、或いはこれに加えてポートドアをベース１０６に回動自在に取り付けてもよい。かかる形態は、米国特許出願第０８／７３０，６４３号（発明の名称：Load Port Opener）に記載されており、かかる米国特許出願は、すでに本明細書の一部を形成するものとして引用してある。この実施形態は、例えば、ウェーハカセットに単一プロセスツールの前部に設けられた多数のロードポートから接近するよう単一ロボットが設けられている場合に利用される。かかる実施形態では、ウェーハカセットをポッドから分離した後、ロードポートの各々の上に位置したプレートは、プロセスツール内に並進することができ、次に、ロボットに向かって内方に回転してロボットが両方のロードポートからウェーハ及び（又は）カセットに接近できるようになる。ポートドアを回転自在に同心状に又は偏心状態で取り付けてもよい。
【００５４】
次に、図１０〜図１２を参照して本発明の別の変形実施形態について説明する。この変形実施形態によれば、一対のグリッパ２１６ａ，２１６ｂが、ポートプレートが上方に移動し又はポートドアが下方に移動した時にカセットを掴むためにポートプレート１０２内又はその下に設けられている。かかるグリッパに関する詳細は、米国特許第５，７８８，４５８号（発明の名称：Method and Apparatus for Vertical Transfer of a Semiconductor Wafer Cassette）に開示されており、かかる米国特許の開示内容は、本明細書の一部を形成するものとしてすでに引用してある。
【００５５】
図１０〜図１２の実施形態では、ポートプレート１０２の上方運動中又はポートドア１０４の下方運動中の或る時点では、把持アーム２１６ａ，２１６ｂはカセット５０に従来通り形成された耳部５８と実質的に同一の水平面内に位置することになる。把持アーム２１６ａ，２１６ｂをいったん耳部５８と水平方向に整列させると、ポートプレートとポートドアの相対運動が、制御回路によって止められ、把持アーム２１６ａ，２１６ｂは凹部２３１ａ，２３１ｂ内のこれらの引込み位置から耳部５８に向かって内方に動かされる。
【００５６】
把持アーム２１６ａ，２１６ｂはそれぞれ、ポートプレート１０２に回転自在に取り付けられた第１の端部を備えた長手方向部材２３２及び各長手方向部材２３２の自由端部に回動自在に取り付けられた把持パッド２３４を有している。各把持パッド２３４は、把持アームを回動させてカセット５０に係合させると耳部５８を受け入れるスロット２３６を有するのがよい。長手方向部材２３２は、ポートプレート１０２内に設けられた軸受（図示せず）に回転自在に取り付けられたシャフト２３８に取り付けられることによりポートプレート１０２に対して回動できる。把持アーム２１６ａ，２１６ｂは好ましくは、垂直軸線の周りに回転するよう取り付けられる。しかしながら、把持アームは他の軸線の周りに回転してもよいことは理解されよう。例えば、把持アームの長手方向部材を、ポートプレート１０２に平行な軸線を備えるシャフトに取り付けて把持アームが水平方向軸線の周りに回動するようにしてもよい。かかる実施形態では、把持パッド２３４を、長手方向部材２３２に対して角度をなして設けてスロット２３６が耳部５８と正しく嵌合するようにする。さらに、シャフト２３８をポートプレート１０２内に静止状態で設け、長手方向部材をシャフトに回転自在に取り付けてもよいことは理解されよう。
【００５７】
従来型駆動システム、例えばソレノイドモータ、ステッピングモータ又は多極モータ、或いは空気圧機構が、従来型トルク伝達機構と協働するようにし、それにより、把持アーム２１６ａ，２１６ｂをカセットとの係合位置に動かしたり凹部２３１ａ，２３１ｂ内のこれらの引込み位置に再び戻してもよい。駆動システムの作動は、ベース１０６内に設けられた制御回路によって制御できる。
【００５８】
把持パッド２３４をピン２４０によって長手方向部材２３２に回動自在に取り付けるのがよく、これらピンにより、把持パッド２３４が長手方向部材に対して僅かに回動することができる。他の取付け形態も使用可能である。把持アーム２１６ａ，２１６ｂがホームポジションにある時、即ち、それぞれ凹部２３１ａ，２３１ｂ内に完全に引っ込められた時及び把持アームがカセットとの係合位置にあるときを検出する把持アームセンサ（図示せず）が好ましくは、把持アーム２１６ａ，２１６ｂ又はポートプレート１０２のいずれかに設けられている。把持アームセンサはさらに、カセットとの係合が予想される位置を越えて把持アームが回動した時を検出し、しかる後把持アームのそれ以上の内方回転を停止させることができる。かくして、例えば、カセットが存在していない場合、把持アームは内方に回転し、カセットが存在していないことが検出されると停止することになる。
【００５９】
図１１に示すように、カセットを把持アーム２１６ａ，２１６ｂで把持した後、ポートプレートは、少なくともプロセスツール内に先に引っ込められているプラットホーム２４２がツールからカセット５０の下の位置まで伸長される程その上方運動又は下方運動を再開する。プラットホームの動作は、装置１００の制御エレクトロニクスと関連して動作するプロセスツールのための制御エレクトロニクスによって制御可能である。
【００６０】
装置１００がロードポートオープナとして構成されている場合、プラットホーム２４２をいったん伸長させると、直線駆動１２０の回転方向を逆にし、それにより、ポートプレートを下降させてカセット５０を図１２に示すようにプラットホーム２４２上に下降させるのがよい。装置１００がインデクサとして構成されている場合、カセット５０をプラットホーム２４２上に下降させるためにグリッパ２１６ａ，２１６ｂ自体をポートプレートに対して僅かに垂直方向に並進可能に設けるのがよい。カセット５０をいったんプラットホーム２４２上に位置決めすると、把持アーム２１６ａ，２１６ｂは耳部５８から離脱し、それぞれポートプレート内の凹部２３１ａ，２３１ｂ内のこれらの引込み位置に戻るのがよい。次に、プラットホーム２４２が引っ込んでカセットをプロセスツール内へ搬送するのがよい。処理が完了すると、上述の工程を繰り返してカセット５０をＳＭＩＦポッド内に戻すのがよい。
【００６１】
ここまでは、装置１００をこれがプロセスツールの前端部に取り付けられたものとして説明した。変形実施形態では、装置１００はスタンドアロン型ユニットであってもよいことは理解されよう。かかる実施形態では、装置は、例えばＬＰＯとして構成されている場合、カセットポッドから離すことができ、しかる後、ポッドドアが取り付けられているブレートが並進し又は回転してカセットを所望通り装置１００から手動又は自動操作で移送して遠ざけることができるようにするのがよい。
【００６２】
次に、図１３を参照すると、本発明のポートプレート１０２は、ポートプレートがウェーハの側を通過する際又はウェーハがポートプレートの側を通過する際、ウェーハの種々の特性を検出する光学検出システム１７０を更に有している。位置に関する情報及び他の信号を伝えるためのシールドが施してある可撓性リボンケーブル（図示せず）を光学検出システム１７０を制御エレクトロニクスとの間に設けるのがよい。ポートプレート１０２は、第１のマウント１７２及び第１のマウント１７２から見て外側の支持プレートに設けられた中央アパーチュア１７５を横切って設けられた第２のマウント１７４を有している。第１及び第２のマウントは一緒になって、以下に説明するように光学検出システムの構成要素を収納する。好ましくは、ビーム１７８を放出するレーザダイオードエミッタ１７６が第１のマウント１７２内に設けられる。本発明にとって必要不可欠ではないが、レーザダイオードエミッタ１７６は、調整電源回路及び合焦可能なコリメートレンズと一体化され、可視ビームを６７０nmの波長で放出する。ビーム１７８は、ビーム１７８に対して４５°に差し向けられたビームスプリッタ１８０に差し向けられ、ビーム１７８の第１の部分１８２が中央アパーチュア１７５を横切って反射され、ビーム１７８の第２の部分１８４がビームスプリッタ１８０を透過されるようになる。ビーム部分１８２は、ポートプレート１０２の第２のマウント１７４内に設けられたウェーハ存否センサ１８６内に受け入れられる。上述したように、ポートプレート１０２が上方に動き又はウェーハカセットが下方に動くと、ウェーハ存否センサ１８６は、カセット内での各ウェーハの高さ位置を検出することができる。ビーム部分１８２及びセンサ１８６を用いても十字形スロット付きウェーハを検出すると共に特定のスロットにウェーハが存在していないことを検出することができる。
【００６３】
カセット存否センサ１８６からの情報は好ましくは、制御回路に伝達され、ウェーハのマッピングのために記憶装置内に記憶される。記憶された情報は、ウェーハに損傷を与えることなく、ウェーハの検索のためにピックアンドプレイスロボットを正確に位置決めするようコンピュータによる使用に供される。
【００６４】
ビームスプリッタを通過したビーム部分１８４はビームスプリッタ１８７と接触するとさらに分割される。ビームスプリッタ１８７は、ビームの一部１８８をポートプレートの中央開口部１７５を横切って角度をなして反射し、一部１９０を透過させるよう角度をなして設けられている。ビーム部分１８８は、第２のマウント１７４内に設けられたカセットスロットセンサ１９２内に受け入れられ、このセンサ１９２は、ビーム部分１８８を受け入れるよう整列している。ビーム部分１８８は、ポートプレートの中央開口部１７５を横切って差し向けられてカセットのウェーハ支持スロットの一部を通り、これらスロットは、ウェーハをカセット内に支持するよう設けられている。上述したように、ポートプレート１０２が上方に動き又はポートドアが下方に動くと、ビーム部分１８８及びカセットスロットセンサ１９２は、特定のカセットスロットの正確な高さ位置を検出することができる。カセットスロットセンサ１９２からの上方をスロットのマッピングのために制御回路に伝えて記憶装置内に記憶させ、ウェーハを特定のカセットスロットの既知の高さ位置でカセットに戻すようピックアンドプレイスロボットを位置決めできるようにするのがよい。
【００６５】
カセット内のウェーハは、カセットがポッド内に密閉されている間、カセット内に従来通りこれらの正しい位置で保持される。もし例えば、ポートプレート又はポートドアが動いている時に装置が衝撃を受けると、ウェーハのうち１又は２以上が不適当にもカセットから飛び出る場合がある。さらに、ウェーハをピックアンドプレイスロボットによってプロセスツールからカセットに移送する場合、ロボットがウェーハをこれらのそれぞれ対応関係にあるスロット内に完全に着座させることができず、１又は２以上のウェーハがカセットから飛び出る場合がある。
【００６６】
したがって、ビームスプリッタ１８７を透過したビーム部分１９０は、ミラー１９４で反射され、これらミラーは一緒になって、ビーム部分１９０を反射してアパーチュア１７５の前側部分を横切って１８０°戻し、その後、ビーム部分１９０はウェーハ突出センサ１９６内に受け入れられる。ポートプレート及びポートドアを上下に移動させると、ビーム部分１９０及びウェーハ突出センサ１９６は互いに協働して、カセットの前部を越えて飛び出ているウェーハがあるかどうかを検出する。飛び出ているウェーハによってセンサ１９６が作動すると、コンピュータにより、ウェーハシータ（seater）機構（図示せず）が定位置外れのウェーハをカセット内の適正な場所に動かす。さらに、ビーム部分１９０及びウェーハ突出センサ１９６を用いると、ポッドドアの頂部上にカセットが存在しているかどうかを検出することができ、この情報を上述したように制御回路に送ることができる。
【００６７】
光学検出システムの好ましい実施形態を上述したが、ウェーハの位置を検出し、ウェーハのマッピングを可能にする他の検出機構を設けてもよいことは理解されよう。例えば、ＩＲ又はビーム遮断エミッタ及びレシーバをダイオード１７６から放出されるビームの或る部分又は全ての部分及び上述のセンサに代えて用いてもよい。加うるに、ビデオカメラ、例えば、電荷結合ディスプレイ（ＣＣＤ）カメラを用いてもよい。レーザダイオード１７６から放出されたビームの部分の各々は実質的に水平な平面内で進むことは重要なことである。したがって、モジュール式駆動組立体１１０が、ウェーハの平らな面に実質的に平行に順次水平面を通ってポートプレートを上昇させ又はポートドアを下降させることができるということがその特徴である。
【００６８】
本発明を本明細書において詳細に説明したが、本発明は開示した実施形態には限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の製品又は範囲から逸脱することなく、本発明の種々の改造例、置換例及び設計変更例を想到できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ロードポートオープナとして構成された汎用インタフェース兼用移載装置の斜視図である。
【図２】  インデクサとして構成された本発明の汎用インタフェース兼用移載装置の斜視図である。
【図３】  ロードポートオープナとして構成された本発明のインタフェース兼用移載装置の斜視図であり、ポートドアに対して上方に持ち上げられたポートプレートを示す図である。
【図４】  ロードポートオープナとして構成された本発明のインタフェース兼用移載装置の側面図であり、ポートドアに対して持ち上げられたポートプレートを示す図である。
【図５】  ロードポートオープナとして構成された本発明の汎用インタフェース兼用移載装置の斜視図であり、ポートドアに対して持ち上げられたポートプレートを示す図である。
【図６】  装置がロードポートオープナとして構成されている場合、直線駆動ねじをポートプレートに取り付けるための機構を示す拡大部分斜視図である。
【図７】  装置がロードポートオープナとして構成されている場合、直線駆動ねじをポートプレートに取り付けるための機構を示す拡大部分斜視図である。
【図８】  インデクサとして構成された本発明の汎用インタフェース兼用移載装置の斜視図であり、ポートドアを下降させてポートプレートから離した状態を示す図である。
【図９】  インデクサとして構成された本発明の範囲をインタフェース国移載装置の側面図であり、ポートドアを下降させてポートプレートから離した状態を示す図である。
【図１０】  変形実施形態としての汎用インタフェース兼用移載装置の部分斜視図である。
【図１１】  図１０の変形実施形態の汎用インタフェース兼用移載装置の正面図である。
【図１２】  図１０の変形実施形態の汎用インタフェース兼用移載装置の正面図である。
【図１３】  本発明の光学式ウェーハ検出システムを示す概略平面図である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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