(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理に関連付けられた第１及び第２のツールに取り付け可能である、コンテナを格納及び/又は移送するための格納及び移送機構であって、
コンテナを支持する棚を有しているフレームと、
前記フレームの対向した側に取り付けられた垂直レールと、
前記機構を第１のツールで動作させる第１の長さの第１の部分及び該機構を第２のツールで動作させる第２の長さの第２の部分を有し、前記第１の長さが前記第２の長さと異なる、前記垂直レールに並進的移動可能に取り付けられた水平レールと、
前記水平レールに並進移動可能に取り付けられたほぼＣ型の断面のグリッパであり、前記水平レールが前記垂直レールに沿って上方に移動して、前記グリッパと前記コンテナのハンドルのそれぞれの表面が相互に接触した場合には、前記グリッパは、該グリッパの並進移動時に、前記コンテナを引き上げつつグリップして前記棚に移送し、他の場合は、前記グリッパの並進移動時に、前記グリッパの前記ほぼＣ型の断面は、前記ハンドルを通り抜けて、前記棚上に支持されている前記コンテナを通りすぎる、前記グリッパと、及び
前記垂直レールに沿って垂直に前記水平レールを駆動することが可能である、前記フレームに取り付けられた駆動装置と、
を備えていることを特徴とする格納及び移送機構。
【請求項２】
前記機構は、前記第１及び第２のツールの上に取り付けることが可能である、請求項１に記載の格納及び移送機構。
【請求項３】
前記機構は、前記第１及び第２のツールの設置面積にわずかに付与する請求項２に記載の格納及び移送機構。
【請求項４】
半導体処理に関連付けられた第１及び第２のツールに取り付け可能である、コンテナの最上部にハンドルを有している該コンテナを格納及び/又は移送するための格納及び移送機構であって、
対向した側に垂直レールを有しているフレームと、
前記機構を第１のツールで動作させる第１の長さの第１の部分及び該機構を第２のツールで動作させる第２の長さの第２の部分を有し、前記第１の長さが前記第２の長さと異なる、前記垂直レールに並進移動可能に取り付けられた水平レールと、
前記コンテナを支持することが可能である、前記フレームに接続された棚と、
前記水平レールに並進移動可能に取り付けられたほぼＣ型の断面のグリッパであり、前記水平レールが前記垂直レールに沿って上方に移動して、グリッパとコンテナのハンドルのそれぞれの表面が相互に接触した場合には、前記グリッパは、該グリッパの並進移動時に、前記コンテナを引き上げつつグリップして移送し、他の場合は、前記グリッパの並進移動時に、前記グリッパの一部と前記コンテナの前記ハンドルが共通の水平面を占有しているが、前記グリッパの前記ほぼＣ型の断面は、前記ハンドルを通り抜けて、前記棚上に支持されたコンテナを通過する、前記グリッパと、
前記垂直レールに沿って垂直に前記水平レールを駆動することが可能である、前記フレームに取り付けられた駆動装置と、
を備えていることを特徴とする格納及び移送機構。
【請求項５】
前記機構は、前記第１及び第２のツールの上に取り付けることが可能である、請求項４に記載の格納及び移送機構。
【請求項６】
前記機構は、前記第１及び第２のツールの設置面積にわずかに付与する請求項４に記載の格納及び移送機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体ウェーハの搬送と格納に関し、更に詳細には、ウェーハ支持ポッド及び／又はカセットを格納することができ、ウェーハ支持ポッド及び／又はカセットを半導体プロセスツールへ及び該ツールから移送することができるシステムに関する。本発明のシステムは、高度のフレキシビリティを提供し、最少量のハードウエア及びソフトウエア制御で動作し、空間の有効利用を行う。
【０００２】
（関連技術の説明）
Hewlett-Packard Company によって提案されたＳＭＩＦシステムは、米国特許第４，５３２,９７０号及び同第４，５３４，３８９号に開示されている。ＳＭＩＦシステムの目的は、半導体製造処理を通して半導体ウェーハの格納と搬送の間に半導体ウェーハへの粒子フラックスを減少することにある。この目的は、一部において、搬送と格納の間ウェーハを取り巻く気体媒体（空気又は窒素等）がウェーハに対して基本的に静止していることを機械的に確保することにより、及び、周囲の環境からの粒子が直接ウェーハの環境に入らないことを確保することによって、達成されている。
【０００３】
ＳＭＩＦシステムは、運動や気流方向や外部汚染に関して制御されている無粒子気体を少量使用することにより、粒子に対するクリーンな環境を提供する。１つの提案システムの詳細は、専門誌：Solid State Technology  １９８４年７月の111〜115頁に記載の、Mihir Parikh 及び Ulrich Kaempf 著による、”SMIF: A TECHNOLOGY FOR WAFER CASSETTE TRANSFER IN VLSI MANUFACTURING” というタイトルの論文に記載されている。
【０００４】
上記形式のシステムは、０．０２ミクロン（μｍ）未満から２００μｍを超えるまでの範囲にある粒子サイズに関係している。これらのサイズの粒子は、半導体装置の製造に用いられる小さな幾何学的形状のために、半導体処理において大変傷つき易い。今日の普通に進歩した半導体処理は、１／２μｍ及びそれ以下の幾何学的形状を有する。測定値で０．１μｍより大きい幾何学的形状を有する、望ましくない汚染粒子は、現在の幾何学的形状の半導体装置には相当に障害となる。勿論、半導体処理の幾何学的形状は更に小さくなる傾向にあり、今日の開発及び研究所では、０．２μｍ及びそれ以下に到達している。将来、幾何学的形状はさらに小さくなり、それ故、さらに小さな汚染粒子が関心事になる。
【０００５】
ＳＭＩＦシステムは、ウェーハ又は他のワークピースを格納して搬送するのに使用される最小の体積のシールされたポッドを包含する。半導体工場の中では、第１の自動搬送システムがＳＭＩＦポッドを１つのプロセスツールベイから別のもの（インターベイ搬送システム）へ搬送するために設けられている。また、第２の自動搬送システムが、ポッドを各特定のベイ（インターベイ搬送システム）中で周回するように搬送するために設けられ得る。ツールベイは、普通、長さが約８０フィートのオーダであり、一般に、種々のウェーハ製造機能を成すための多数のプロセスツールと、ウェーハロットからの１つのウェーハ又は複数のウェーハをモニターし又はテストする計測ツールと、処理の前又は後にポッドを格納する少なくとも１つのストッカーとから成る。
【０００６】
１つのツールベイの中の幾つかのプロセスツールは、普通、高いスループットのツールであり、このツールは、その特定のウェーハ処理を、他のプロセスツールより相当に高い速度で行うことができる。同様に、計測ツールは、ロット当たり１つのウェーハをサンプリングするだけなので、そのツールは、普通のプロセスツールより相当に高速で基体のキャリヤを取扱うことができる。現在、半導体製造工場は、１６億ドルを超える費用がかかり、その費用のほぼ８０％は設備の費用である。それ故、この設備の生産量を最大にするのが望ましく、ツールがアイドル状態にあるのを最小にするのに相当な努力が払われている。
【０００７】
高いスループットのツールや計測ツールについての著しいアイドル時間を防止するため、高スループットツール及び計測ツールのツールロードポートに隣接してローカルツールバッファを備えることが知られている。この方法においては、ポッドが、前記ツールに隣接してローカルに格納されて、ツールロードポートに高速搬送されることができ、リモート配置のストッカーからポッドを絶えず回収することをなくし、あるいは、リモート配置のストッカーからの供給にタイムリーに依存しなければならないということをなくする。図１Ａには、従来のローカルツールバッファ１０が、プロセスツール１２に隣接して示されている。ここに図示のように、ポッド取扱ロボット１４は、複数のローカルシェルフ１８とプロセスツール上のツールロードポート２０との間にポッド１６を搬送することができる。ポッド取扱ロボット１４は、Ｚ軸に沿って並進するように、トラック２２に取付けられたベース２１を包含する。第１アーム２４と第２アーム２６とグリッパ２８とが、ベース２１に取付けられており、これらが、コンピュータによって、シェルフ１８とツールロードポート２０との間での移送のためにポッド１６をグリッパするように、制御される。
【０００８】
図１Ａに図示のような従来のローカルバッファには幾つかの欠点がある。第１は、左又は右の１つのキャリヤ空間にだけしか達しないという、そこに用いられるロボットの性質である。従って、ロボットに有効な格納空間は、ロボットに隣接するところに限定される。従来のローカルバッファの第２の顕著な欠点は、バッファがポッドの３次元搬送を用いていることである。すなわち、ポッドは、該ポッドが格納されるＸ−Ｚ平面の外側において搬送される。この従来のバッファの設置面積（支持台）は、その３次元搬送に適合するのに十分な大きさにしなければならない。
【０００９】
従来のローカルバッファの別の欠点は、そのシステムの格納密度に関係する。格納密度は、ローカルバッファによって必要とされる設置面積（支持台）全体に対する有効な格納空間の比に関係する。図１Ｂは、図１Ａに示すローカルバッファの格納密度の図形表示であり、ロボットの外形の輪郭が示されており、各ボックスは、１個のウェーハ支持ポッドによって占められ得る空間を示している。図示のように、格納空間は、バッファの左下部分１と右下部分２において有効である。トラック２２は、ポッドがロボットの正面（すなわちロボットとバッファの壁の間）において通過させられるようにロボットからオフセットしていなければならないので、中央下部の空間は、ポッドの垂直走行に利用されるが、ポッドの格納には利用され得ない。同様に、ロボットのベース（上部中央）の左及び右は、格納したポッド及びトラック２２に起因して、アクセスできない。従って、２段深さのローカルバッファの得られた格納密度は、２対６、即ち３３％である。
【００１０】
図１Ａに図示のものと同様の機構が、ポッド格納のためのストッカーとして利用し得る。かかる従来のストッカーは、第１の格納空間の列に併設して、更に、第２の格納空間の列を含むのが好ましい。このシステムの格納密度は、図１Ｃに図形的に示されている。図示のように、ロボットは、矢印Ａ-Ａの方向に並進するように構成される。追加の列を加えることにより、格納密度は、４対９すなわち約４５％に改善される。しかしながら、これは比較的低い比率であり、また、大きな設置面積（支持台）についての出費がある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、半導体プロセスツール及び計測ツールにポッドを供給するためのプロセスツール格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、ウェーハキャリヤが格納される平面と同じ平面において搬送されるウェーハキャリヤの２次元搬送を提供するにある。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、最大の格納密度を持つウェーハキャリヤの格納空間を、プロセスツールの最初の設置面積に対してバッファ無しに最小のインクリメンタル設置面積内で提供するにある。
【００１４】
本発明の更に別の目的は、小さな全体設置面積を有するツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、容易に異なるサイズに拡大又は縮小できるツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００１６】
本発明の更に別の目的は、高信頼性のツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００１７】
本発明の更に別の目的は、クリーンルームにおいて粒状物の生成を最少にすることのできるツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００１８】
本発明の更に別の目的は、ツールアイドル時間を最少にできるツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００１９】
本発明の更に別の目的は、高度にフレキシブルなデザインであって、種々に構成されたプロセスツール及びポッド供給システムに容易に適応する、ツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００２０】
本発明の更に別の目的は、簡単なデザインの、ほとんどメンテナンスを必要としない、ツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００２１】
本発明の更に別の目的は、プロセスツールの近くで作業するオペレータとともに安全に共存し得る、ツール統合ポッド格納、供給及び回収システムを提供するにある。
【００２２】
好適な実施形態では、種々の半導体プロセスツールのための改良されたローカルツールバッファ又はポッドを半導体ツールベイ中に格納する改良された格納庫を提供することができる、ポッドの格納、搬送及び回収システムに関する本発明によって、これら及び他の利点が達成される。本発明の基本的な実施形態は、１以上のウェーハ運搬ポッドを支持することができる複数の棚が取り付けられた後部の壁部を有する構造体を含む。その構造体は、棚を支持する壁部から間隔を空けてほぼ平行な平面中にある、垂直レールの一対を更に含む。水平レールが、垂直レールの間に広がり、移動するように設置され、またその水平レールは、水平レールに沿って動かすことができるグリッパを支持する。垂直レールに沿った水平レールの動き、及び水平レールに沿ったグリッパの動きにより、そのグリッパは、格納棚を含むＸ−Ｚ平面内の任意の位置に位置させることができる。
【００２３】
本発明の１つの実施形態では、上述の格納、搬送、及び回収システムは、プロセスツールの前面に設置することができる。プロセスツールは、通常、ツールの前部からツールベイ中に突き出ているツール搭載ポートを含む。本発明による格納、搬送、及び回収システムは、好適には、ツールの深さ（すなわち、ツールベイの壁部から離れたツールの距離）がツール搭載ポートに占められる部分を超えて増加しないように、ツール搭載ポートの上にフィットする。
【００２４】
好適な実施形態では、格納、搬送、及び回収システム内で、グリッパが垂直及び水平に移動できる空間を画定する、複数の行及び列中に、棚が提供される。棚は、Ｘ−Ｚ平面に垂直な方向中に、１、２、又はそれより多くを含む種々の形態で提供され得るし、またＸ−Ｚ平面内でお互いに直近する、１、２、又はそれより多くの棚を有することもできる。ポッドを把持していないとき、グリッパが、ポッドをその上に持ったまま、棚を通して水平に移動することができることは、本発明の特徴である。水平レールに沿ったグリッパの移動、及び垂直レールに沿った水平レールの移動は、システムがポッドを格納棚とプロセスツールのツール搭載ポートの間を移動させることができるように、制御することができる。
【００２５】
上述の運搬システムが二次元の運搬システムであることは、本発明の特徴である。すなわち、ポートと格納棚の間のポッドの運搬は全て、ポッドがポートのＸ−Ｚ平面及び棚から離れることなく起きる。この特徴は、本システムの全体的に小さい設置面積を提供する。更に、レールグリッパは、ポッドと同じ平面中を移動し、また、レールは小さい外形を有し、格納棚の近傍で直接動作する。これらの特徴は、本システムの小さい設置面積に、更に寄与する。
【００２６】
本発明の格納、搬送、及び回収システムは、システムが運ぶプロセスツールに関する、種々の方向に提供することができる。１つの実施形態では、本システムは、プロセスツールの前面上、ツール搭載ポートの回りで、１つのポッドのツールベイ中への深さに大体沿って、設置することができる。本発明の他の実施形態では、プロセスツール及び格納、搬送、及び回収システムは、ツールベイの近傍の格納、搬送、及び回収システムの前部がツールベイの壁部と同じ高さになるように、後方に動かすことができる。この実施形態では、種々の形態の棚は、標準的なベイ内ポッド搬送機構からポッドを受け取るために、格納、搬送、及び回収システムからツールベイ中に延びることができる。
【００２７】
本発明の他の実施形態では、格納、搬送、及び回収システムは、全体がプロセスツールベイの壁部の後方の空間内で、また近傍のプロセスツールの間の中で、プロセスツールの側面に設置することができる。この実施形態では、格納、搬送、及び回収システムは、ベイ内ポッド搬送機構からポッドを受け取るため、本システムの側面から外に及びツールベイ中に広がる、種々の形態の棚を含むことができる。他には、格納、搬送、及び回収システムは、それ自身が、搬送システムからポッドを受け取るため、ツールベイ中に部分的に広がることもできる。
【００２８】
本発明の他の実施形態では、２以上の格納、搬送、及び回収システムが、単一のプロセスツールを運ぶことができる。この実施形態では、システムは、プロセスツールの前部又は側面に並んだ向きに合わせて配置することができる。他には、システムは、プロセスツールの前部又は側面で背中合わせして提供することができる。種々の形態のコンベヤ及び／又は入れ子式の棚を、複数の格納、搬送、及び回収システムの隣接するシステムの間でポッドを移動させるために、提供することができる。コンベヤは、別個のプロセスツール上に設置された連結している格納、搬送、及び回収システムのために提供することができることも考えられる。本発明の他の実施形態では、単一の格納、搬送、及び回収システムを、１より多くのプロセスツールを運び、また連結するような大きさにすることができる。
【００２９】
更に他の実施形態では、本発明は、複数のポッドを格納するためのスタンドアローンのストッカーを含むことができる。ローカルツールバッファを含む本発明の実施形態のように、ポッドが格納される同じ平面中でポッドを運ぶための本発明の性能、ポッドと同じ平面中をグリッパが移動できる性能、及び移送レールの小さい外形のおかげも多少あり、本発明によるストッカーは非常に小さい設置面積で動作させることができる。
【００３０】
以下、複数のポッドを格納及び転送するシステムに関係する図２〜図１４を参照して、本発明について説明する。第１実施例では、そのシステムは、プロセス又はメトロロジイツールに隣接して取り付けられてそのツールにローカルバッファリングを与えてもよい。第２の実施例では、小さな設置面積に比較的多数のポッドを格納できるスタンドアローンのストッカーであってもよい。本発明の好ましい実施例は、ＳＭＩＦポッドとともに動作してもよいが、使用されるポッドのタイプは、本発明にとって重要ではなく、半導体ウェーハを収容する様々なコンテナのいずれが本発明とともに動作してもよいことは理解されたい。これは、様々なサイズのポッド、ボトムオープニングポッド、フロントオープニングポッド、カセットレスポッド、及びウェーハが置かれるオープンカセットを含むが、これらに限定されない。加えて、レチクル、フラットパネルディスプレイ及び、ポッド及びカセット内に格納及びまた移送できる他のサブストレートを含む半導体ウェーハ以外のワークピースもパッド内に配置されるように意図される。
【００３１】
本発明の基本的な実施例は、図２の背面斜視図に示されている。そこに示された格納、搬送及び回収（ＳＤＲ）システム122は、後壁（明瞭にするため省略されている）を有する支持構造110より成っている。後壁には、1つ以上のポッド、カセット、又は他のそのようなコンテナを支持できる複数の棚114が取り付けられている。この支持構造は、さらに、棚支持壁から隔置されかつそれに対しほぼ平行な平面内にある一対の垂直レール116（そのようレールの１つだけが図２に示されている）を含んでいる。水平レール118が垂直レール間に設けられて垂直レールに対して並進取り付けられ、その水平レール118は、水平レールに沿って移動できるグリッパ120を支持している。垂直レールに沿った水平レールの移動と、水平レールに沿ったグリッパの移動により、グリッパをＸ−Ｚ平面内の任意の位置に配置することができる。上記構造は、後述するいくつかの実施例によれば、半導体プロセスツールと協働するか又はそれ自身独立している。
【００３２】
単一プロセスツール上の単一の格納、搬送及び回収システム
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃの頂面、側面及び前面の各図には、プロセスツール124の前面部分に取り付けられたＳＤＲシステム122が示されている。本発明の好ましい実施例では、ツール124は、高いスループット又はメトロロジイのツールから成るが、ツール124は、様々な半導体プロセスツールのどれであってもよいことは理解されたい。ツール124は、好ましくは、ＳＭＩＦポッドを受け入れてポッドとプロセスツールの内部との間でウェーハを転送する少なくとも１つのツールロードポート126を含む。ツール124は、好ましくは、さらに、人間のオペレータか又は様々な自動搬送システムが手動でポッドを受け取るマニュアル入出力（入出力）ポート128を含む。当業界で知られているように、プロセスツール124は、最初は、ツールベイウォール130の背後のチェースと呼ばれる空間に配置され、ツールロードポート及びマニュアル入出力ポートを含むツールの前面がツールベイ内に突出している。
【００３３】
ＳＤＲシステム122の後壁112（図3Ｂ）は、好ましくは、プロセスツール124の前面に隣接して取り付けられている。本発明の好ましい実施例では、ＳＤＲシステムは、好ましくは、床取り付けであり、さらに、安定性を増すためにプロセスツールの天井及び／又は前部に取り付けられている。本発明の別の実施例では、ＳＤＲシステムは、床に単独で取り付けられるか又はツールの天井及び／又は前部に単独で取り付けられてもよいことは理解されたい。
【００３４】
本発明の好ましい実施例では、棚114が壁112に取り付けられてプロセスツール124の前部から外方へ突出している。本発明の別の実施例では、側壁111（図３Ａ及び図３Ｃ）に棚が取り付けられてＳＤＲシステムの中心に向って内方へ突出している。各棚はポッド132を支持することができる上面を有する。好ましい実施例では、棚の間の垂直距離は、ちょうど、グリッパがポッドの頂部と次の棚の上面との間に入ってポッドを引き上げて運ぶことができるのに十分な長さである。しかしながら、様々な高さのポッド及び様々なサイズのウェーハのハウジングを本願発明の範囲内で使用してもよく、棚のサイズ並びに棚間の垂直間隔を変更してもよいことは理解されたい。
【００３５】
各棚114は、好ましくは、低い粒状脱ガス特性を有する剛性材料、例えば、陽極酸化表面仕上げされたアルミニウムのような材料から形成される。加えて、図４Ａに示されるように、各棚は、各ポッドの下面上の溝とかみ合う上面上の自動取り付けピン134を含んでいて、ポッドを棚の上にしっかりと位置決めして保持する。ポッドを棚から除去するために、グリッパは、最初、ポッド132を十分に持ち上げてピン134を取り外さなければならない。故に、図４Ｂに示される本発明の別の実施例では、棚が、ピンを囲む一段低い領域136を含みそれによりポッドが持ち上げられてピンが取り外されるときに棚の底とポッドの上面との間の総距離を小さくしてもよい。このような方法で、棚内のポッドの垂直方向スタック密度が増大されてもよい。
【００３６】
図３Ｃに示されるように、本発明の実施例では、棚は複数の行と列に配列されている。しかしながら、本発明による棚は、ツール124のツールロードポートの上方及び下方の両方に様々な構造で配置されることは理解されたい。棚は、好ましくは、少なくとも1つの垂直方向スペース113を定めるように列でグループ分けされる。スペース113は、ＳＤＲシステムの任意の棚とツールロードポート／マニュアル入出力ポートとの間でポッドが垂直方向に移動できるように、設けられている。棚114のグループ分けにより定められるスペース113の位置と数は、本発明の別の実施例において、変更されてもよいことは理解されたい。加えて、Semiconductor  Equipment  and  Materials  Industry（ＳＥＭＩ）により設定された標準は、マニュアル入出力ポートの上方に明確な垂直経路があってパッドがオーバヘッド搬送システムからその上へ降下できるようになっていることを要求している。そこで、このＳＥＭＩ標準を満たすために、垂直スペース113の少なくとも1つは、マニュアル入出力ポート128の上方にあってもよい。
【００３７】
図３Ｄに示されるように、格納棚114の２つの列が相互に隣接して配置されてもよいことも考慮されたい。この実施例では、破線の列（すなわち、図１Ｄの左の列）の棚にアクセスするために、次の列の隣接ポッドを先ず移動しなければならない。このような構造は、処理のためにパッドがロードポートへ対で連続してロードされる「バッチ処理」に十分適している。２よりも多くの隣接格納棚列が配置されてもよいことも考慮されたい。
【００３８】
「発明の背景」の欄において述べたように、従来のローカルツールバッファでは、転送ロボットによりグリッパに与えられる運動の範囲は、制限される。従って、ローカル格納棚、ツールロードポート及びマニュアル入出力ポートの位置は、それらにグリッパが確実に到達できるようにするために、制限される。しかしながら、後で詳しく説明するように、本発明の移送機構は、ＳＤＲシステムにより定められるＸ−Ｚ平面の境界内の何処にでもグリッパを移動することができる。このようなシステムで認識される利点は、格納システムをＳＤＲシステムの壁112の上の任意の位置に配置してもよく、そして、ツールロードポート及びマニュアル入出力ポートの位置を大幅に変更してもよいことである。本発明のこの特徴は、本発明の柔軟性を大幅に増大させとともに、様々なプロセスツール、ウェーハファブ及びコンテナとともに使用するように本発明を適合できる範囲を大幅に増大させる。例えば、棚は、ツールロードポートの位置と関係なくＳＤＲシステム内に配置されてもよい。そこで、様々な構造のＳＤＲシステムが単一のプロ節ツールとともに使用されてもよく、また、単一のＳＤＲシステムが様々な構造のプロセスツールとともに使用されてもよい。さらに、特定のツール構造を知る必要もなく、棚114を備えたＳＤＲシステムが製造されてもよい。
【００３９】
加えて、ＳＤＲシステムにおいて任意のＸ−Ｚポイントにアクセスする搬送システムの能力は、ツールロードポートを従来の900ｍｍの高さで並べて配置する必要がない点で、プロセスツールに直接関係する幾つかの柔軟性の利点を与えている。第１に、これにより、ツールロードポートがプロセスツールのより好ましい位置に再配置される。例えば、ツールロードポートの1つ又は両方の高さを上げることにより、これは、ウェーハ処理平面の真下のツール内のスペースの量を増大させ、それにより、ツールの設置面積を減少させる。加えて、ツール内のスタックされたキャリア又は位置からウェーハをアクセスすることが時々望ましい。しかしながら、たいていのロボットは、スタックされたカセット内のウェーハの各々にアクセスするのに必要なＺ軸ストロークのための十分な床からの空間を有していない。ロードポートの高さを上げることにより、ロボットのＺ軸ストロークは増大される。本発明によるツールロードポートの柔軟な位置決めにより与えられる更なる利点は、１つのツールロードポートが別のツールロードポートの真上に配置されてもよく、したがって、プロセスツールの全幅を小さくできる可能性があることである。
【００４０】
Ｘ−Ｚグリッパ移送に関して、システムは、プロセスツール又はローカルバッファへポッドを搬送する全ての従来のスキームで動作できる。現在、ポッドは、４つの一般的なシステムの１つによりプロセスツール又はローカルツールへ搬送される。第１に、オーバヘッド搬送システム上のツールベイ内でポッドを転送することが知られおり、このオーバヘッド搬送システムは、ポッドを垂直エレベータへ転送してその後そのポッドをローカルバッファ内へ又は直接ツールロードポート上へ降ろす一連のポッドハンドオフインターフェイスから成っている。このようなオーバヘッド搬送システムも、モノレールケーブルホイストから成り、このホイストでは、オーバヘッドモノレールが所望位置に配されると、ケーブルがポッドをローカルバッファの上方棚内へ又はツールロードポート上へ降ろす。ツール又はローカルバッファへのポッド搬送の第２モードはコンベヤによって行われる。コンベヤは、ツール内の様々なエレベーションにおいて動作してもよく、様々な数のツール及びバッファの間で接続されてもよい。ポッド搬送の第３の既知のシステムは、900ｍｍＳＥＭＩ標準高さでポッドをポートへ搬送するツールベイフロアの回りを移動する案内ビークルにより行われてもよい。このような案内ビークルは、人による案内ビークル（ＰＧＶ）、自動案内ビークル（ＡＧＶ）及びレール案内ビークル（ＲＧＶ）を含む。これらの案内ビークルは、一般に、側面（頂部からのポッドを搬送するオーバヘッド搬送システムに対向して）からツールロードポート上へ又はマニュアル入出力ポートへポッドをロードする。最後に、ポッドは、人のオペレータにより手動で、900ｍｍＳＥＭＩ標準高さでローカルバッファ内へ又はポート上へロードされてもよい。本発明は、これらの搬送システムの各々とともに動作でき、さらに、後述するように、ポッド搬送にツールに隣接する付加的な位置を与えることにより搬送の柔軟性を増大してもよい。
【００４１】
前に示したように、ＳＤＲシステム１２２の移送回収部分は、支持構造１１０に取り付けられた垂直レール１１６と、垂直レール１１６に対して垂直移動できる水平レール１１８と、水平レール１１８に沿って水平移動できるグリッパ１２０とを備える。好適な実施例では、水平と垂直レールは、棚により占められる領域から、間隔をおいて隣接した平面にあり、処理工具と反対側の棚の側面にある。しかし、以下の説明するように、レールは処理工具に隣接して配置しても良く、また棚は処理工具から間隔をおいた壁に取付けられていても良い。
【００４２】
当業者には分かるように、１組の駆動機構（図示せず）を設け、第１駆動機構が、垂直レール１１６に沿って水平レール１１８を駆動し、第2駆動機構が、水平レール１１８に沿ってグリッパ１２０を駆動しても良い。各々の駆動機構は、それぞれの機構を駆動するため、サーボモーター又はステッパモーター等のモーターを備えるのが好ましい。水平レール１１８とグリッパ１２０を釣り合わせるため、ＳＤＲシステムの一部として、釣り合い重り（図示せず）を設けることも出来る。従って、水平レールの垂直移動を行う駆動機構は、ポッドの重量のみを持上げれば良い。釣り合い重りは、囲み内の例えばＳＤＲシステムの側壁に設けて、汚染が清浄な環境に入るのを防止することが出来る。
【００４３】
さらに、第1、第2駆動機構から水平レールとグリッパにそれぞれ動力を伝えるため、動力伝達機構を設けることが出来る。１実施例では、第1動力伝達機構は、一方又は両方の垂直レール１１６内のタイミングベルトで、そのタイミングベルトに水平レールを取付けることも出来る。第2タイミングベルトは、グリッパを水平レール１１８に沿って駆動するのに使用してもよく、このベルトは水平レール内に収容するのが好ましい。当業者には分かるように、他の動力伝達機構を使用することも出来る。垂直レールは、水平レール１１８の端部でキャリッジと電気接続している電力レールを取り囲み、水平レール１１８は、グリッパを駆動する水平レール上の第２駆動機構に電力を供給する。垂直レールは又、水平レールの垂直ガイドとして作用する。
【００４４】
水平レールグリッパの駆動機構に制御信号を送るのに幾つかの方式が使用される。１実施例では、制御信号は、水平レール内に位置する電力レール上を水平レールとグリッパの両方に転送しても良い。他の実施例では、赤外線（ＩＲ）を使用して、制御信号を垂直レールから水平レール上のグリッパ駆動機構へ通信しても良い。この実施例では、一方の垂直レールに隣接してＩＲ送信機を設け、水平レールに取り付けられたミラーに信号を垂直に送ることが出来る。ミラーは、グリッパ駆動機構上のＩＲ受信機に向けて４５°の角度で取付けられる。このようなシステムは、水平レールの垂直位置にかかわらず、またグリッパの水平位置にかかわらず適正に作動するであろう。他の公知の方式を使用して、制御信号を駆動機構へ転送することも出来る。
【００４５】
真空源（図示せず）が水平及び/又は垂直レールの内部を低圧にし、これらのレールの内部で発生した任意の微粒子をシステムから除去し、処理用具の領域の微粒子を最小限にする。
【００４６】
当業者には分かるように、色々の他の運動、移動、動力供給システムを使用して、グリッパ１２０の水平と垂直移動を行うことが出来る。このようなシステムには、色々の構成があり、第１移動機構が、これと垂直に動く第２移動機構に重ねられる。
グリッパ１２０に関する詳細は、図５の斜視図と図６の側面図に示される。水平レール１１８内の動力伝達機構に取り付けられたＬ型ブラケット１４０は、水平レールから下方へ延び、ポッドにより占められる空間の内部へ行く。グリッパはブラケット１４０に取り付けられ、グリッパの端部から上方へ突出するピン１４２を備える。水平レール１１８に沿った水平移動の方向から見ると、グリッパ１２０は、ほぼ「Ｃ」形の断面である。このような形状で、グリッパは、通常ポッド１３２の上面に設けられているハンドル１４４の上とその周りを動くことが出来る。ハンドルは、ピン１３４と合う移動止１４６を有する。
【００４７】
特定のパッドを掴んで移送するため、グリッパと水平レールは、グリッパ１２０が回収するポッドの隣に来るまで、空間１１３内で上下に垂直に動く。グリッパ１２０は、ポッドの隣のある高さに来て、グリッパは次に水平レール１１８に沿って動き、「Ｃ」形グリッパがハンドル１４４の上と周りを動いて、ぴん１４２が移動止１４６とほぼ垂直に整列するようになる。この位置で、グリッパ１２０とハンドル１４４はまだ接触しないのが好ましい。次のステップで、水平レールが垂直レールに沿って上方へ動き、ピン１４２が移動止１４６内に係合し、グリッパとハンドルのそれぞれの表面が相互に接触する。水平レール１１８が垂直レール１１６に沿って続けて上方へ動き、ポッドを棚、工具装填ポート、又はマニュアル入出力ポートから引き上げ、その後パッドをグリッパ１２０でしっかり保持して所望のように移送出来る。
【００４８】
ある用途では、あるポッドの位置では、グリッパの移動経路が、例えばパッドのドアで邪魔されて、グリッパはポッドのハンドル上を直接水平にスライドすることが出来ないかもしれない。このような用途では、グリッパが、ポッドに触れない十分な高さで、アクセスするポッドのポッドハンドルをすぎて水平に動くようにする。その後、グリッパはポッドを掴む高さまで低下し、次にグリッパがポッドハンドルの上に位置するように水平に動いて戻る。従って、本発明によるグリッパは、ハンドルの何れの側からでもポッドハンドルに近づき掴むことが出来る。
【００４９】
グリッパ１２０がポッドを運んでいないとき、グリッパは、どの与えられた水平の列でも、グリッパをポッドハンドルの高さとして、ポッド運搬棚を横切って水平に動くことが出来る。この高さでグリッパが水平に動くと、グリッパ１２０は、ポッドハンドル又はポッドに接触せずに、ポッドハンドルの周りを通る。
【００５０】
本発明のグリッパと移送システムは、従来の局所的な工具バッファーにない利点が幾つかある。第１に、グリッパはポッドと同じ平面を動けるので、またレールは薄く、格納棚と直接隣接して作動できるので、本発明は、格納棚の面積を大幅に大きくしないポッド移送システムを提供する。これは、移送ロボットがかなりの空間をとった従来の工具バッファーとは異なる。第２に、本発明では、ポッドをポートと棚のＸ−Ｚ面から離さずに、ポートと色々の格納棚の間のポッドの全ての移送を行う。従って、本発明は２次元移送システムである。そのため、本発明によりさらに必要面積が小さくなる。これと反対に従来の工具バッファは、３次元移送システムを使用し、ポッドは格納されているＸ−Ｚ面の外で移送される。このような従来のバッファの面積は、この３次元の移送をするのに十分な大きさでなければならなかった。本発明の移送システムの更なる利点は、グリッパが、ポッド運搬棚に上を水平に動くことである。従って、例えば、グリッパが、グリッパの現在の高さに位置し、３列先のポッドを移送する必要があるとき、グリッパは、ポッドの上を水平に移動すればよく、水平経路をとるため下方へ移動し、次に水平に移動し、次にポッドの高さに戻る必要はない。
【００５１】
当業者には分かるように、グリッパは、しばしばスカットセンサーといわれるセンサー（図示せず）を備え、転送回収機構が、既にポッドがある棚、工具装填ポート、又はマニュアル入出力ポート上にポッドを降ろすことを防止しても良い。色々の公知の構成が可能であるが、１実施例では、スカットセンサーはグリッパ１２０上に取り付けられ、グリッパとハンドル１４４の位置関係を検知しても良い。ポッドがグリッパから分離すると考えられるときより前に、ハンドルがグリッパ１２０との係合を離すと、例えば１つのパッドが既にポッドがある棚に置かれると、センサーはこの初期の分離を検出することが出来る。その後、機構を制御するコンピュータが、問題の可能性を警告し、グリッパの動きは止まる。
【００５２】
ポッドが次の目的地の位置に来ると、水平レールとグリッパは、下げられて、ポッドが支持表面（棚、工具装填ポート等）上に置かれる。レールとグリッパは下方への移動を継続して、ピン１４２が移動止１４６と離れ、それによりグリッパがポッドハンドルから離れる。その後、グリッパは水平に移動し、グリッパはもひゃハンドル１４４の周りに垂直に整列しなくなり、再度自由にハンドル又はポッドに接触せずに垂直に移動できる。
【００５３】
図３Ａと３Ｃに示す本発明の１実施例では、ポッドの回転方向は、棚１１４、工具装填ポート１２６、及び/又はマニュアル入出力ポート１２８の間を移送されたときと同じままである。このような実施例では、例えば図６に示すように、グリッパ１２０はブラケットに固定して取付けられていても良い。しかし、後述する本発明の他の実施例では、ポッドが棚１１４、工具装填ポート１２６、及び/又はマニュアル入出力ポート１２８の間を移送されるとき、ポッドの回転方向を調節する必要がある。このような実施例では、図５に示すように、グリッパはブラケット１４０に対して回転可能に取付けられていても良い。当業者には分かるように、ブラケット１４０内に軸受けを設け、グリッパ１２０を回転支持するようにし、サーボモーター、ステッパモーター等の色々の駆動機構、又はソレノイドを設けて、ブラケットに対してグリッパを回転させることも出来る。回転の程度は、システムを制御するコンピュータにより制御することが出来る。これに加え、またはこれに代えて、棚、工具装填ポート、及び/又はマニュアル入出力ポートは、いったんそこに置かれたポッドを回転することの出来る機構を備えることも出来る。置かれたポッドを回転することの出来る支持表面の構造と作動の詳細は、本出願人が所有する「ROTATED,ORTHOGONAL LOAD COMPATIBLE FRONT OPENING INTERFACE」という題の米国特許出願第08/730,484号の開示されていて、その出願全体をここに参照する。この出願は、主に工具装填ポートの回転に関するが、棚１１４とプラットホーム１５６（後述する）を含む本発明の色々のポッド支持表面は、公知の技術により回転出来るようにすることが出来る。
【００５４】
当業者なら理解できることであるが、ポッド１３２を係合、転送そして離脱させるのにグリッパ１２０の代わりに様々な既知の機構を使用できる。例えば、上に説明したシステムは（グリッパそれ自体は一定形状のものであると言うことで）受動的なグリッパであるけれども、開閉する顎を含んでいてポッドを掴んだり放したりする能動的なグリッパを使用してもよい。更に、様々な機構の構造と動作とは掴んで、転送しようとするポッドの形に応じて変わる。
【００５５】
代わりのその様なつかみ機構を図７に示す。この例では、水平レール１１８（図７には示されていない）に取り付けたブラケット１４０とグリッパとは上に説明したブラケットとグリッパと同じである。しかし、この実施例ではブラケットは、グリッパ１２０と反対のブラケット１４０の上側に取りつけた板１４８を含んでいる。この板１４８は複数のオートキネマチックピン１５０を含んでいる。図７の実施例は複数の棚１５２を含んでおり、これらの棚は棚１１４と似ているが、ただ違っているところは棚の中心部分が切り出されていて、ポッド１３２の下縁の周りでポッドを棚１５２上で支えていることである。ポッド１３２を上に説明したように、グリッパ１２０で捉えた後に水平レール118がグリッパを上昇させ、板１４８とオートキネマチックピン１５０とは次に上になっているポッド１３２の下側に接触する。既に述べたように、ポッド１３２の下面の移動止めはピン１５０と係合することができ、それによって水平レール１１８が継続して上昇するとポッド１３２を棚１５２から離し、ポッドはピン１５０により板１４８上にしっかりと保持される。こうして、本発明の転送回収機構は一つもしくは二つのポッドを同時に転送でき、そして（グリッパ１２０により）それの上面から、もしくは（板１５０により）それの下面からポッドを掴む。
【００５６】
グリッパがＳＤＲシステム１２２の周りを動くときグリッパ１２０の位置を様々なシステムを使って決定でき、グリッパを棚もしくはポート上のポッドに対して所望の場所に位置させることができる。グリッパの水平位置を求めれるようにするため垂直レール１１６の一つ、もしくは両方が指標を含んでいて、水平レールがそれを超えるときに水平レール上のセンサーによりこれらの指標は読まれ、水平レールの垂直位置を知ることができる。限定するものではないが、このような指標はＲＦ放射器、光学的基準線そして機械的なフラグを含む。ベイ内のグリッパの水平位置を求めれるようにするためグリッパは、グリッパ駆動機構と協動するサーボ機構を含んでいて、水平レールに沿って水平にグリッパがどれだけ動いたかを測定するようにしている。水平レール上のグリッパの最左端もしくは最右端（これらの位置は知られている）をグリッパは最初参照する。その後は、サーボ機構がその参照位置を基準にしてグリッパの水平移動を測定する。
【００５７】
当業者であれば理解することであるが、ＳＤＲシステム１２２内のグリッパのＸ及び又はＺ位置を求めるのに他の既知の仕方を採用できる。例えば、本発明の別の実施例では、グリッパの長さに沿って導電ストリップもしくはコイルを取り付けて、グリッパが水平レールに沿って動くときストリップやコイルに接触する導電指片をグリッパが含んでいてもよい。このストリップ、コイルそして導電指片は電気回路の一部分を構成していて、ストリップ、コイルは可変抵抗素子として働き、この可変抵抗素子の基準端とグリッパの導電指片との間の距離が変わると、抵抗が変わる。抵抗素子の基準端から離れるグリッパの距離に対して可変抵抗値を取っていくと水平レールに沿うグリッパの位置を示せる。
【００５８】
グリッパの位置を示す別の実施例では、ビーム放射器例えばレーザーをグリッパに回転するよう取り付けて、垂直なＸ−Ｚ面内に回転ビームを放射する。一対のレシーバーを、例えば垂直レールに隣接したＳＤＲシステムのベースに設ける。これらのレシーバーは放射ビームが回転するとき周期的にそのビームを拾う。回転ビームが先ず第１のレシーバーに入り、次いで他方のレシーバに入る角度で三角形を創ることによりグリッパの位置を計算できるようにする。この情報は閉じたループのサーボ制御システムで使用され、そしてグリッパの位置を放射器とレシーバーとが常に測定しているので停電の場合有用である。
【００５９】
ツールのアイルに面しているＳＤＲシステムの部分はカバー１５２（図２，３Ａ、３Ｂ）を含んでいる。ＳＥＭＩと他の機構によりセットされた幾つかの基準はウェーハファブ内のオートメーションとそのファブ内の人とがぶつからないようにするためである。ウェーハファブとは、自動機械が人に怪我をさせるようなことのある、もしくは怪我をさせないまでも人にぶつかることがあるかもしれない領域である。カバー１５２は、作業員の通るところから外になっており、そのカバーの背後に棚とレールとが位置している結果として作業員と自動機械とのぶつかりを殆どないようにしている。カバー１５２はツールロードポートとマニュアル入出力ポートにおいてアクセス窓１５４を含んでいるのが好ましく、この窓が本発明の可動部分（すなわち、グリッパとそれにより保持されているポッド）と作業員とが同じ空間に来ることとなる唯一の場所である。こうして、本発明は作業員に傷害を与えたり、作業員とぶつかることを殆どないようにしている。カバー１５２は、保守や修理のため必要となるプロセスツールの部分へ作業員が近接できるようにするパネル（図示せず）も含んでいる。カバー１５２はプレクシグラスのような透明な材料から形成された部分を含んでいるのが好ましい。そうすると、作業員はカバー１５２を通して見ながらツールロードポート、マニュアル入出力ポートの上にポッドを置いたり、その高さで棚に置いたりできるようになる。カバー全体を透明な材料で作ってもよい。
【００６０】
図３Ａ、図３Ｂに示し、そして上に説明したように、棚１１４を壁１１２に取り付け、そしてこれらの棚はプロセスツール１２４に隣接し、そしてそれから外へ延びている。水平、垂直レールに取り付けられたグリッパ１２０は棚の長さよりもいくらか長い距離ツールの前面から離されている。こうなっているので、水平レールが移動するとき、レールは棚１１４とポッド１３２との前を通過し、グリッパ１２０は水平レールから棚の空間に入り込む。
【００６１】
別の実施例（図示せず）では、棚とグリッパとの相対位置は切りかえれるように成っている。この実施例では、壁１１２は床及び又は天井から支えられていて、棚１１４はそれへ取り付けられ、そしてプロセスツール１２４の方に延びている。この実施例では垂直、水平レールはプロセスツール１２４に隣接しており、グリッパ１２０はプロセスツールから離れるようにして延び、棚とポッドにより占められている空間に入り込む。この様な実施例を使用する場合とは、後述するように、コンベヤーをＳＤＲシステムの前面に取り付け、それへポッドを配るときである。水平レールが棚のアイル側にあるときはレールとコンベヤーとは相互にぶつかり合う可能性がある。しかし、水平レールが棚のツール側にあると、コンベヤーとのぶつかり合いはない。コンベヤーをＳＤＲシステム側に取り付けてそれへポッドを配るようにすると、棚のアイル側か、もしくはツール側かのどちらかに水平レールは位置する。
【００６２】
更に別の実施例（図示せず）では、単一のＳＤＲシステムは二組の垂直、水平レールを含んでおり、一方の組は棚のプロセスツール側であり、他方の組は棚のアイル側である。この実施例では、床及び又は天井へ取りつけた支持プラットフォームへ棚は取り付けられている。各組のレールはそれ自身のグリッパを含んでおり、ＳＤＲシステム内で２つのグリッパを使ってポッドを収納し、搬送しそして回収する。ソフトウエア制御システムによりグリッパは協動制御される。２つの水平レールとグリッパとはツールか、もしくは棚のアイル側のどちらかで一対の垂直レールに取り付けられている。
【００６３】
本発明の別の特徴は、ＳＤＲシステムのサイズを自由に決めれると言うことである。すなわち、ＳＤＲシステムの高さと長さとは半導体製造装置のツールベイの大きさに応じて、所望の寸法にできる。更に、搬送システムのＸ−Ｚ位置決めに制限がないので棚１１４の数、大きさそして間隔も希望どおりに決めれる。同様に、搬送システムの大きさも垂直及び又は水平レールの長さを変えるだけで所望どおりにできる。最後に、後で説明するように、制御システムはＳＤＲシステムの大きさとは無関係にＳＤＲシステムを制御するように容易に適応させれる。ＳＤＲシステム内に棚をいったん配置してしまうと、各棚の位置はソフトウエアコントロール内の早見表内に決められ、それにより搬送システムは棚に対して正確に位置決めされることができる。各棚の位置を制御に知らせることが簡単となり、そして制御システムのソフトウエアを変更することは必要ではない。
【００６４】
本発明の別の特徴は、窒素、清浄な空気もしくは他の条件付けガスをポッドが棚１１４にある間にポッドに注入してポッド内のウェーハに予め条件付けしてしまうことである。こうして、ツールロードポートから離れて、ウェーハ処理の重要な路から外れたところで、条件付けが行われる。ポッド内であらかじめウェーハを条件付けするシステムについては１９９６年７月１２日に出願され、「ポッドの充填及び又はポッドの真空レリーフ用２段弁」と題する米国特許出願０８/６７８、８９０に詳しい。
【００６５】
さらに、ポッドを長期間収納しておく場合窒素もしくは他の条件付けガスを棚１１４の各ポッドに常に供給することも可能である。又は、一つのその様な棚にガス充填システムを設け、ＳＤＲシステム内でポッドを循環させて各ポッドがその充填棚に定期的に置かれるようにしてもよい。
【００６６】
ここまでは、ＳＤＲシステム１２２を、加工ツール（用具）の前面に取付けられているものとして述べてきた。しかしながら、ここで図８Ａ、８Ｂにそれぞれ示された上面図および側面図を参照すれば、ＳＤＲシステム１２２は、代替的に、隣接する加工ツール１２４同士の間における、ツールベイ壁（加工ツールの出窓の壁）１３０の後ろの加工ツール１２４側に位置付けされ得ることが分かる。図８Ａに示された上面図を参照すれば、棚１１４1、１１４2の上に取付けられたポッド１３２1、ポッド１３２2が示されている。図８Ａは更に、ツール装填ポート１２６の上に取付けられたポッド１３２3と、作動プラットホーム（動作用の型枠）の上に位置付けられたポッド１３２4を示す。前に説明したように、例えばポッド１３２3や１３２4のようなポッドを、様々なシステム（手動によるもの、頭上引渡装置やコンベヤを介するもの、或いは、案内車両によるものを含む）によって、加工ツール１２４やＳＤＲシステム１２２へ持っていくこともできる。一旦作動プラットホーム１５６に配置されると、ポッド１３２4は、好ましくは、作動プラットホームによってＳＤＲシステムへ持っていかれ、その後、加工ツール側に配置された棚１１４或いはツール装填ポート１２６（図８Ａには示されていない）上へ位置付けられる。図示されているように、ツール装填ポート上に位置付けるために、ポッドを変則的な方向でＳＤＲシステムへ持っていくこともできる。故に、上述したように、回転グリッパ、および／または、回転支持面を有することによって、ポッドを所望通りに再方向付けすることもできる。
【００６７】
作動プラットホーム１５６上に位置づけられたポッド１３２4を、既知の様々なスキーム（策略）にしたがって、持って行くこともできる。例えば、作動プラットホーム１５６は、ポッドを１５６1における位置から矢印方向に位置１５６2へ移動させることができるようなコンベヤを備えていても良い。その後、ポッドは、上述したように、Ｘ−Ｚ運搬システムによって操作され得る。また作動プラットホーム１５６は、スタック棚（積み重ね棚）を備えていても良い。これらのスタック棚のうちの１つ若しくは２つ以上は、ポッドをその上で受け取るために、１５６2における引込位置から、１５６1における突出位置へ延伸され得る。作動プラットホーム１５６はコンベヤを備えており、このコンベヤ上には２個のポッドを配置することができる（つまり、一方は位置１５６1に、第２のものは１５６2に配置することができる）。作動プラットホーム１５６が、拡張／引込棚を備えている場合には、例えば、作動プラットホームの上位棚は、ポッドを受け取るために延伸し、その後、引込むことができる。その後、作動プラットホーム１５６の下位棚が、第２のポッドを受け取るために延伸し得る。
【００６８】
この実施形態は、複数のポッドに対して１つの局部ツールバッファ（緩衝部）を与えるという利点を有する。この局部ツールバッファは、ツールベイ壁の後ろに配置されている。図８Ａ、８Ｂに関して述べた作動プラットホーム１５６は、また、前述した本発明のいずれかの実施形態の一部として、及び、以下に述べられた本発明のいずれかの実施形態の一部として、含まれ得ることが分かる。
【００６９】
好ましい実施形態では、加工ツール１２４は、ツールベイ壁１３０と実質的に同じ高さであり、また、装填ポートや、手動入出力ポート、ＳＤＲシステムは、ツールの前方のスペースに位置する。この形態では、例えば、頭上引渡装置は、棚１１４若しくはポートへのポッドを低下させ得る。しかしながら、本発明の他の実施形態では、棚やポートは従来の頭上引渡装置と整列され得ない。例えば、ＳＤＲシステムは加工ツールへ集積ことから、加工ツールとＳＤＲシステムは後方へ動かされることになり、この結果、ＳＤＲシステムの前面は、ベイ壁と同じ高さとなる（また、加工ツールの前面は壁の後である）ことも考えられる。
【００７０】
この実施形態では、ポッドを受け取るために外側に向かってベイへ延伸する延伸棚やコンベヤを有していることが必要であり、そこでは、頭上引渡装置がそれを引き渡そうと待ち受けている。それが９００ｍｍの高さに配置されている場合、棚、即ち、作動プラットホームは、延長位置に固定され得る（なぜなら、ポッドは、この高さより下側のツール、即ち、ＳＤＲシステムへは引き渡されないからである）。この事例では延伸棚もコンベヤもいずれも作業を行なう。それが９００ｍｍ以上の高さに配置されている場合、ポッドを受け取る際に延伸するが、その後は、次の引渡しを妨害しないよう位置を低くするように、また、レールが棚の通路側に配置されているような実施形態では水平レールを妨害しないよう引込むように、棚は引込み式のものである。同様に、ＳＤＲシステムがベイ壁の後ろのツール側に配置された、図８Ａ、８Ｂに示した本発明の実施形態では、棚は、ポッドを受け取るために外側に向かってベイへと延伸することができ、そこでは、頭上引渡装置がそれを引き渡そうと待ち受けている。ここでも、延伸棚が９００ｍｍ以上の高さの場合は、下側の位置へ引き渡すことを可能とするように、それは引込み式でなければならない。棚やコンベヤがポッドを受け取った後、それはＳＤＲシステムへ持って行かれて、前述したように運搬される。
【００７１】
上述したように、図８Ａ、図８Ｂに示されたＳＤＲシステムは、その全体がベイ壁１３０の後ろに配置される。図８Ｃの他の実施形態に示されているように、さらに、次のようなものも考えられる。即ち、ＳＤＲシステムの位置は、加工ツールの側に対して並列のままであるが、ほぼ１つのポッド幅の距離だけツールベイへ延伸するというものである。したがって、壁１３０のツールベイ側に位置付けられたＳＤＲシステムの部分でポッドを棚１１４3へ引き渡すこともできるし、そこから再び戻すこともできる。ポッドを棚１１４3へ引き渡したりそこから再び戻すために標準の引渡し機構（頭上運送装置、コンベヤ、案内車両等）を使用することもできる。上述したように、ポッドをＳＤＲシステム内であちこちに移動させることもできる。この移動には、ツールベイのＳＤＲシステムの部分とチェースのＳＤＲの部分との間でポッドを移動させることが含まれる。ポッドを、チェースのＳＤＲシステムの部分と加工ツール１２４との間で移動させることもできる。
【００７２】
ツールの前面に配置されているかツールの側面に配置されているかにかかわらず、本発明によるＳＤＲシステムに有利な点は、ＳＤＲシステムが加工ツールの深さ（前面に向けられたシステムについて）や幅（側面に向けられたシステムについて）を付加しないことである。従来の加工ツールでは、ツール装填ポートは、ツールの前面、及び／または、側面から、ポッドの深さの距離だけ外部に突き出すことによってツール装填ポートがポッドをその上で受け入れることを可能にしていた。本発明の好ましい実施形態は、装填ポートの深さや加工ツールに付加を行なうことなく、装填ポートを覆うように適合し若しくは包囲する。これは、加工ツールの設置面積（格納域）へそれほどの付加を行なうことなく本発明に局部ツールの緩衝部の提供（バッファリング）を可能とする他の特徴である。
ここまでは、上方や互いの側面に配置された（つまり、Ｘ−Ｚ面の遠近から１つ深いところにある）複数の棚を含むものとして本発明を述べてきた。ここで図９Ａの側面図を参照すると、本発明の代替実施形態によれば、ＳＤＲシステムは、Ｘ−Ｚ面に関して２つ深いところまで積み重ねられた複数の棚を含み得る。図９Ａに示されているように、ポッド１３２の第１の層は、垂直に積重ねられた一対のツール装填ポート１２６上部の第１のＸ−Ｚ面に格納されている。第２のポッド対１３２は、加工ツール１２４の上部の未使用のスペースに格納されている。したがって、前の実施形態で示したように、図９Ａの実施形態は、加工ツールの現存の設置面積へそれほど付加することなく、局部緩衝部を提供することができる。グリッパ１２０が後部ポッドにアクセスする（つまり、それらのポッドが加工ツールの上部に配置される）ように、前方のポッドが先ず取り除かれて場所が移される。前に示したように、グリッパ１２０は、水平レール１１８上に据え付けられ、こうして、垂直レール１１６上に乗る。故に、本発明の実施形態では、グリッパ１２０が後部ポッドにアクセスするように、グリッパ１２０は、テレスコープ型部材（入れ子型部材）を含む。この部材により、グリッパは、後方に向かって、それが後方のポッドを掴むことができるような位置へ延伸することができる。この実施形態では、ポッドは、上述したように棚の上に支持され、また、図示したように図９Ａの下位のポッド対を支持し得る。この実施形態では、複数の棚を、後部壁１１２から据え付けられた１つの長い棚として、若しくは、ＳＤＲシステムの側面に据え付けられシステムの中間へ向かって内部に（例えば、図９Ａのページ中へ）延伸するような２つの別々の棚として、組み合わされ得る。
【００７３】
図９Ａの本発明の他の実施形態では、グリッパ１２０はテレスコープ型部材でなくてもよく、代わりに、ポッド１３２は、図８Ａ、８Ｂに関して上述したようにプラットホーム１５６上に支持されて、図示したように図９Ａの上位のポッド対を支持してもよい。図８Ａ、８Ｂのように、プラットホーム１５６は、ポッドを後部位置へ後方へ向かって、また、後部位置から前方へ向かって、移動させることができるコンベヤを備えていても良い。また、プラットホーム１５６は、ポッドをグリッパ１２０から受け取ったりそれに与えることができるような、また、その後方位置へ引込んでポッドを格納することができるような、後方の棚を有したスタック棚を備えていても良い。図９Ａの実施形態は、混合形態（この形態では、下位のポッドは延伸グリッパを用いて動作する静止棚の対の上に格納されており、上位のポッドは固定位置グリッパを用いて動作する移動プラットホームの上に格納されている）を示しているが、好ましい実施形態は、固定棚１１４とプラットホーム１５６のいずれも備える。
【００７４】
好ましい実施形態は、加工ツール上部の未使用スペースを占有するが、このような加工ツール上部の未使用スペースを占有する代わりに、若しくは、これに加えて、複数の行がツールベイの通路へ延伸されていてもよいことが分かる。さらに言えば、本発明の実施形態は、Ｘ−Ｚ面の遠近から２行の深さよりも大きいものを含むことができることが分かる。図９Ｂの上面図に示されているように、プラットホーム１５６がコンベヤを備える実施形態では、コンベヤは、チェース中へ比較的大きな距離だけ後方へ延伸され、若しくは、ツールベイ中に前方へ（その高さに依存して）延伸され得る。また、図９Ｃの上面図に示されているように、コンベヤ１５６は、ポッド１３２を格納することができるコンベヤループの一部を形成し得る。このループに格納されたある特別のポッドにシステムがアクセスする必要があるときは、所望のポッドが再びコンベヤ１５６上に配置されるまでループが回転し、その後、そのループは移動のためにポッドを与える。最後に、図９Ｄの上面図に示されているように、コンベヤループは１つより多くのプラットホーム１５６を含み得る。
【００７５】
図９Ａ〜９Ｄに示された本発明の実施形態は、例えば、図８Ａ、８Ｂの側面取付型のＳＤＲシステムのような前述の実施形態や、また、以下に述べる実施形態と組合わせることもできると考えられる。
ここまで、SDRシステムは、バッファの範囲内でポッドをいろいろな所に輸送するためにポッドハンドルをグリッパすることと記述された。
本発明の代替実施態様で、ポッドがロードポートにある間に、一旦カバーがポッドベースから切り離されるならば、SDRシステムのグリッパがポッドカバーを握り、それを持ち去ることに使用されることは十分考えられる。
この実施態様で、一旦ポッドカバーがグリッパされて、ポッドベースと分離するならば、カセットを実質的に孤立させるミニ環境をつくるためのはめ込みサイドバネルをロードポートは含むことができる。
そのようなシステムに関する詳細は、 本発明の所有者に譲渡され、そして、ここでその全てが参照として取り入れられるLOAD PORT OPENER（1996年10月11日 出願）と称される米国特許出願シリアル番号08/730643で、開示される。他のオペレーションのためにグリッパを自由にするためにグリッパからポッドトップを受け取るためのシェルフを設けることができる。
【００７６】
単一プロセスツールに多重の格納、搬送および回収システム
ここまで、発明は一つのプロセスツールで一つのＳＤＲシステムを含んでいるものとして記述された。しかし、図１０Ａ−図１１Ｂに関して記述される実施態様では、発明は一つのプロセスツールにマウントされる多重ＳＤＲシステムを含む。上記の実施態様の場合と同じ機能と作用を持っている要素には、同じ参照数字が与えられる。
【００７７】
ここで図１０Ａの平面図と図１０Ｂの正面図を参照すると、多重ＳＤＲシステム１５８は、プロセスツール１２４のすぐ近くに取り付けられている。多重ＳＤＲシステム１５８は、（左右に並んで取付けられた）一対のＳＤＲシステム１２２を含む得るし、このシステム１２２の各々は、上述のＳＤＲシステム１２２の実施態様と同一である。各ＳＤＲシステムは、複数のポッド１３２を格納するために複数のシェルフ１１４、及びＸ−Ｚ移送システムを含む得る。そして、Ｘ−Ｚ移送システムは、水平レール１１８に並進的に取り付けられたグリッパ１２０を含んでいる、そして水平レールは、一対の垂直レール１１６で垂直に取り付けられている。多重ＳＤＲシステムの2つのＳＤＲシステムは、各々が交互の期間に、プロセスツールとの間でウェーハをやり取りすることができるように、制御ソフトウェアによって協動するようにして制御される。もちろん、それは他のシステム１２２がプロセスツールからポッドを受け取る間、1つのシステム１２２がプロセスツールにポッドを供給するということでありえる。図１０Ｃの平面図において示される発明の実施態様は、図１０Ａと１０Ｂの実施態様に類似しているが、多重ＳＤＲシステム１５８の2つのＳＤＲシステム１２２の間でポッドを移すためのコンベヤ１６０が付け加わっている。この実施態様で、コンベアは、それぞれのＳＤＲシステムにシステムの側面を通して入る。同じツールまたは異なるツールにおける一つ以上のＳＤＲシステムは、ＳＤＲシステムの間を延伸しているある長さのコンベヤを通して、結びつけられことができる。そのような実施態様で、コンベヤの一端を、第一のＳＤＲシステムのグリッパ１２０からポッドを受け取るために第一のＳＤＲシステムの棚の位置に配置することができる。コンベヤの反対側の端は、第二のＳＤＲシステムのグリッパ１２０がポッドを回収するのを可能とするために第二のＳＤＲシステムの棚の位置に配置することができる。図１０ＣがＳＤＲシステムの側部内に、１棚分の長さだけ延伸しているコンベヤを示しているが、コンベヤ１６０が棚の長より長くてＳＤＲシステムに達することが可能であることは理解できる。コンベヤの高さは、代替実施態様で変化することができる、しかし、それは作業区画で人間のオペレータを妨げないのに十分高いことが望ましい。もちろん、ポッドは、また、オーバーヘッド搬送システム、または搬送車によって隣接したＳＤＲシステムの間で転送され得る。
【００７８】
図１１Ａと及び１１Ｂの平面図に、プロセスツール１２４の近傍に取付けられた多重ＳＤＲシステム１５８の2つの更なる実施例が示されている。図１１Ａと１１Ｂの両方の図の中の多重ＳＤＲシステム１５８は、上述したＳＤＲシステム１２２の実施態様と同じものを背中合わせに取付けた一対のＳＤＲシステム１２２を含み得る。図１１Ａと１１Ｂの各ＳＤＲシステムは、複数のポッド１３２を格納するための複数の棚１１４とＸ−Ｚ移送システムを含み得る。Ｘ−Ｚ移送システムは、水平レール１１８に並進的に取付けられたグリッパ１２０を含んでおり、該水平レールは、一対の垂直レール１１６に垂直に取付けられている。個々のＳＤＲシステム１２２は、多重ＳＤＲシステム１５８の範囲内で、プロセスツール１２４のツールロードポートと棚との間でポッドを転送するためにコントロールシステムを介して協動で制御され得る。
【００７９】
図１１Ａの実施態様は、ＳＤＲシステムがプロセスツールの側部にマウントされる図８Ａと８Ｂに類似するが、図１１Ａの実施態様は、一対の背中合わせのシステム１２２を含む変更を伴う。ポッドは、手動で、オーバーヘッド搬送システムにより、コンベヤにより、または搬送車によって、位置１５６1でプラットフォーム１５６にロードされかつプラットフォーム１５６から回収され得る。一旦ポッドが位置１５６1でプラットフォーム１５６の上にロードされたならば、プラットフォームは、前部ＳＤＲシステム１２２（即ち、ベイ壁１３０に最も近いシステム１２２）に、及び／又は、後部ＳＤＲシステム１２２にポッドを運び得る。上述の様に、プラットフォーム１５６は、前部および後部ＳＤＲシステムと位置１５６1の間でポッドを動かすべく前方又は後方に回転することができるコンベヤを備え得る。同じように、プラットフォーム１５６は、少なくとも2つのスタックされた棚を含むことができ、その内の少なくとも1つは、延びたり引っ込んだりして前部および後部ＳＤＲシステムと位置１５６1との間で、上に位置するポッドを動かすようにすることができる。図１１Ａの多重ＳＤＲシステム１５８のグリッパ１２０の一方または両方は、望ましくはシステムの範囲内でその最終的なオリエンテーションに位置１５６1で示されるその最初のオリエンテーションから、且つその逆にそれを回転させるためにポッドを回転させることができる。代わりにまたは追加的に、プラットフォーマット１５６が2つ以上の棚を含む場合、棚は、ポッドを回転し得る。
【００８０】
図１１Ｂの実施態様は、ＳＤＲシステムがプロセスツールの前面に取付けられた図３Ａ−３Ｃの実施態様に類似しているが、図１１Ｂの実施態様は、一対の背中合わせのシステム１２２を含むという変更を伴う。この実施態様で、前部ＳＤＲシステムだけがツール区画内にベイ壁１３０を超えて突き出るように、ツールとＳＤＲシステムは、セットバックされる。これは、後部ＳＤＲシステムだけにネットフットプリント増加をもたらす。ポッドは、手動で、オーバーヘッド搬送システムにより、コンベヤにより、または搬送車によって、前部ＳＤＲシステム内の棚１１４のうちの1つに又はそれから転送され得る。ポッドが図１１Ｂの多重ＳＤＲシステム１５８にロードされたところで、ポッドは、その後、前部ＳＤＲシステムで格納されるか、プラットフォーム１５６を介して後部ＳＤＲシステムに転送され得る。再び、この実施態様のプラットフォーム１５６は、コンベヤが延びて且つ引っ込むことができるスタックされた棚を含むことができる。一度後部ＳＤＲシステムで、ポッドは再び格納されるか、ツールロードポートに転送され得る。ウェーハの特定のロットの処理の完了時に、従属するポッドは、ツールロードポートから後部ＳＤＲシステムの棚までまたはコンベヤ１５６を介して前部ＳＤＲシステムの棚に転送され得る。図示しないが、図１１Ａと１１Ｂの多重ＳＤＲシステムは、2つの別々のＳＤＲシステム間でポッドを転送するために二つ以上のコンベヤ１５６を含み得るように考えられる。水平レールを後部ＳＤＲシステムで棚のツール側に、かつ前部ＳＤＲシステムで棚の通路側に置くことは、図１１Ａ及び１１Ｂの実施態様で望ましいかもしれない。そのように、水平レールは、前後部ＳＤＲシステム間でポッドをシャッフルしているコンベヤを妨げることができない。
【００８１】
多重のプロセスツールに一つの格納、搬送および回収システム
ツールが、これらのツールの間でポッドの移動を容易にするために、ＳＤＲシステム１２２によって結び付けられることを可能にするのが本発明のもう一つの特徴である。例えば、プロセスツールに入る前にまたはプロセスツールからの出た際にウェーハを検査する役割がある測定ツールとプロセスツールとを結びつけることは、有利だろう。同じように、湿式ステーションからのウェーハが自然酸化物成長を最小にするために炉にＳＤＲシステムを通して速く通過することができるように、特定のプロセスツール（例えば湿式ステーションと炉）を結びつけることは、有利だろう。さらに、２つの同じプロセスツールを結びつけることは有利だろう。このように、あるツールが不活動になるならば、そのツールに予定のポッドは、活動ツールにＳＤＲシステムを通して至るようコースを変更されることができる。
これらの利点を提供している本発明の実施態様は、図１２の正面図で示される。図１２の実施態様は、ＳＤＲシステムがプロセスツールの前面に取付けられた図３Ａ−３Ｃの実施態様に類似しているが、図１２の2つの隣接したプロセスツール１２４を提供するように寸法が決められた一つのＳＤＲシステム１２２を含む変更を伴う。上記の実施態様の場合のように、図１２のＳＤＲシステムは、複数のポッド１３２を格納するために複数の棚１１４及びＸ−Ｚ移送システムを含み得る。そして、Ｘ−Ｚ移送システムは、水平レール１１８に並進的に取付けられたグリッパ１２０を含んでおり、該水平レールは、一対の垂直レール１１６に垂直に取付けられている。制御ソフトウェアは、必要に応じて棚と両方のツールのポートの間でポッドを転送するために、Ｘ−Ｚ移送システムの動作を制御し得る。図１２の説明は、２つのプロセスツールに関するものであったが、この実施態様がプロセスツールと測定ツールに等しく適用できると理解される。図１２の実施態様は、例えば図１１Ｂの背中合わせの多重ＳＤＲシステム１５８のような上述された本発明の実施態様と以下に記述される発明の記述される発明の実施態様との組み合わせとすることができると理解される。
【００８２】
特定の実施態様で、プロセスツールや測定ツールは、互いの上に積み重ねることができる。本発明の実施態様に従うＳＤＲシステムがスタックされたツールを提供し、かつそれぞれのスタックされたツールとＳＤＲシステムの格納棚との間でのポッドの移送を行うために大きさが設定されるであろうと考えられる。
【００８３】
スタンドアロンのストッカーとしての格納、受渡しおよび回収システム
本発明の背景部分で述べたように、通常、ツールベイは、複数のポッドを格納することができるストッカーを備えている。図１Ａに示されているような直進するストッカーは通常、１列の格納棚と、棚の前にあり棚間でポッドを搬送するためのロボットとを備えている。時折、格納棚の別の列は第１列に並列に追加され、中央にあり両方の棚間でポッドを搬送するロボットを備えている。本発明の背景部分で説明したように、そのような直進するストッカーは幾つかの欠点がある。例えば、格納棚の各列は搬送ロボットの直近になければならず、そのような装置は所定平面で２つの列の棚を有することに限られる。ロボットは遠方の棚に到達することができない。さらに、直進するストッカーは、ロボットがそれ自体の空間を必要とすると共に３次元の搬送機構であるということのため、かなり大空間を必要とする。
【００８４】
スタンドアロンのストッカーとして、本発明はまた従来技術のこれらの問題を解決することができる。グリッパはいろいろな大きさのＳＤＲシステムの如何なる地点にもアクセス可能であるので、システムはシステムの平面で多数の各種列で供給されてもよい。その上さらに、本発明によるストッカーは従来の直進するストッカーに匹敵する格納能力を供給することができるが、より小さな設置面積でそうすることができる。例えば、図２に示されているように、本発明は１列の格納棚１１４を備え、直進するストッカーの格納棚と実質上同一空間を占有する。しかし、Ｘ−Ｚ搬送システムが実質上開発され、棚の上に横たわる時、本発明は従来のポッド操作ロボットより非常に小さい設置面積でポッドを棚間で搬送することができる。１実施例では、搬送システムは棚の奥行きに約３インチと同じくらい少し追加されてもよい。本発明によるストッカーの別の特徴は、ストッカーに格納されている間、ポッドが静止したままであることである。幾つかの従来のストッカーは回転木馬型システムを提供し、ポッドは循環し、アクセスされるポッドが搬送位置まで回転されるようになっている。そのようなシステムは振動に影響されやすく、代わるがわるウェーハに粒子を発生することがある。ＳＤＲシステムの静止した格納位置にため、本発明では問題がない。
【００８５】
本発明によるスタンドアロンのストッカーの更なる利点は、それが従来のローカルツールバッファと同一またはそれより少ない設置面積でより高い格納密度を提供することである。図１３Ａを参照すると、図１１Ａに示されているように、３つのポッドの幅、２つのポッドの奥行きのＳＤＲシステム用の格納密度（すなわち、設置面積に対する格納空間の割合）のグラフによる表現を示している。図１Ｂ〜１Ｃの従来のバッファのための格納密度のグラフ表現でのように、各ボックスは単一ポッドにより占有されることのできる空間を表わしている。そのため、図１１Ａで示されているシステムのための格納密度は４〜６または６６％である。本発明の１つのポッドの奥行きおよび３つの装置の幅によるシステムは同一の格納密度を有するであろう。図１３Ｂを参照すると、４つのポッドの幅で２つのポッドの奥行きのＳＤＲシステム用パッキングのグラフによる表現を示している。そのようなシステムのための格納密度は６〜８または７５％である。従来技術ではその範囲の格納密度を提供することはできない。
【００８６】
図１３Ｃに示されているように、ＳＤＲシステム１２２はスタンドアロンのストッカーとしてベイ中のいろいろな場所で提供されてもよい。好適な実施例では、システム１２２は（図８Ａおよび８Ｂの実施例でのように）その側がツールベイの壁に近接するように方向付けされてもよい。代わりに、この実施例によるＳＤＲシステムは一部分がツールベイ内で、一部分が溝にあってもよい。この実施例によるＳＤＲシステムは他の方向付けをされてもよいことが分かる。その上さらに、この実施例のＳＤＲシステムは、例えば、図１１Ａおよび１１Ｂに関して開示された裏返しのＳＤＲシステムのように、上述された実施例と組合せられてもよいことが考えられる。そのような実施例は前後のＳＤＲストッカー装置の間でポッドを移動させるための１以上のコンベアを備えていてもよい。この設計は、いろいろな搬送が互いに緩衝する虞れなく、Ｘ−Ｚ平面ではグリッパにより、またＹ方向ではコンベアにより迅速なポッド搬送を提供する。
【００８７】
ソフトウェア制御システム
バッファシステムの動作およびソフトウェア制御は今、図１４に示されたフローチャートに関連させて説明されるであろう。一般に、材料制御ソフトウェアはファブワイドスケジューリングルーティン、幾つかの例では、イントラベイスケジューリングルーティンを備えている。ファブワイドでイントラベイのスケジューリングルーティンは通常、プロセスツールへの受渡しが到着に関して重要でなくなる範囲を除いて、本発明により影響を受けない。
【００８８】
本発明の所有者に譲渡された米国特許No.5,166,884、米国特許No.4,974,166および米国特許No.5,097,421はそれぞれいわゆる「スマートタグ（SMART tag）」に関しており、ウェーハロットはウェーハファブの回りのその各種場所で探知されてもよく、プロセスがそのロットに実行されることに関して制御されてもよい。上記した３つの特許は完全にここにインコーポレイテッドバイリファレンスされている。特に、各ポッドはポッド内の特定のウェーハロットとロットで実行される特定のプロセスを識別する情報を格納する電子タグ１６２（図９Ａ）を備えている。グリッパはスマートタグからこの情報を回収し、バッファスケジューリングルーティンおよびツールにこの情報を伝えることができるセンサー備えている。スマートタグシステムの代わりまたはそれに加えて、バーコードリーダーまたはＲＦ受信機はグリッパ１２０に供給されてもよい。そのような実施例では、グリッパは横列に沿って水平に及び又は縦列に沿って垂直に移動する時、バーコードリーダーはバーコードを読み取り、またはＲＦ受信機は横列及び又は縦列で各ポッドに供給される索引情報を受け取る。水平レールはその長さに沿った複数のそのようなセンサーを備え、各センサーは格納棚の縦列に配列されている。この実施例では、水平レールが垂直に１回完全に通る間、センサーはＳＤＲシステムのそれぞれのポッドをマップしていもよい。この情報はまたポッドを追跡すると共にポッドの動作を制御するためにも使用することができる。特定のウェーハロットに関連する情報を格納し、情報を回収すると共に伝達するために各種他の機構が使用されてもよい。例えば、本発明の代わりの実施例では、ポッドにはスマートタグ、バーコードまたは他の索引マークがない。
【００８９】
幾つかの例では、ポッド内のウェーハロットは優先ロットとして示されている。いろいろな理由のため、短期間で特定のロットに対する半導体処理シーケンスを完了することが望まれている。したがって、一度、ツールロードポートが段階２００で直ぐに利用可能であると決定された場合には、次にスケジューリングルーティンがチェックし、優先ロットが段階２０４でスケジュールされるかどうかを調べる。そうである場合には、段階２０６で優先ロットはそれが利用可能になった時に得られ、ツールロードポートに載せられる。ロットの優先性を示す情報はポッドスマートタグに含まれてもよく、バーコードまたはＲＦ送信機で符号化され、または何か他の公知な索引機構により示される。その後、スケジューリングルーティンは段階２００に戻り、次に利用可能なツールロードポートをチェックする。
【００９０】
優先ロットがないとスケジューリングルーティンが決定した場合には、それは次にチェックし、段階２０８でスケジュールされたバッファの正常製品のウェーハロットがあるかどうかを調べる。好適な実施例では、スケジューリングルーティンはＦＩＦＯ論理を利用して、１以上の正常な製品ロットがスケジュールされ、プログラムは長時間格納されたロットをバッファに選択させ、段階２１０でツールロードポートにそのロットを搬送するようになっている。
【００９１】
時折、ロットはプロセスを通して送られ、ウェーハ及び又はプロセスツール内の各種パラメータをテストする。これらロットは「エンジニアリングロット」と呼ばれる。代わりに、オペレーターはスケジュールルーティンを中断したり、別のツールまたは場所に移動するためロッドを手動で回収したいことがある。段階２０８で、ツールロードポートを直ぐに利用可能にスケジュールされた正常な製品ロットがないとスケジュールルーティンが決定した場合には、ルーティンは次に段階２１２でエンジニアリング又は中断ロットをチェックする。あった場合には、段階２１４で、それらのロットは手動の入出力ポートに搬送され、再び、ＦＩＦＯ論理が適用される。ロットがエンジニアリングまたは中断ロットであることを示す情報はポッドのスマートタグに含まれてもよく、バーコードまたはＲＦ送信機で符号化され、または何か他の公知な索引機構で示される。次に、ルーティンは段階２００に戻り、次に利用可能なロットをチェックする。ツールロードポートが直ぐに利用可能であり、優先事項、正常な製品、またはベイ１００で利用可能なプロセスツールのためにスケジュールされたエンジニアリング／中断ロットがない場合には、自動材料取扱いシステム（ＡＭＨＳ）スケジューリングルーティンが動作し、利用可能なプロセスツールのためにスケジュールされたロットを得て、そのロットは段階２１６でバッファに搬送される。
【００９２】
上述したように、プロセスに空きがないことが重要である。そのため、好適な実施例でのイントラベイスケジューリングルーティンのための最優先事項は、プロセスの完了により段階２０２〜２１６においてツールロードポートでポートが迅速に除去されると共に取り替えられることを保証することである。しかし、直ぐに利用可能な（例えば、次の１〜２分間）ツールロードポートがないとスケジュールルーティンが決定した場合には、バッファスケジューリングルーティンの次の優先順位がバッファにより多くパッドを運んでくるであろう。イントラベイスケジューリングルーティンは、例えば、ポッドが次に搬送されるロードポートに最も近い利用可能な棚のような、ポッドを格納する棚を選択する各種基準を使用してもよい。段階２２１では、スケジューリングルーティンはまたロットのスマートタグ、バーコード、またはそのロットに実行されるプロセス等に関連するＲＦ送信機に含まれた情報、ロットが優先事項またはエンジニアリング／中断ロットであるかどうか、ポッドが格納される棚のアドレス、およびポッドが格納されている時間を記憶する。段階２０４〜２１２において、この情報が使用され、ポッドがロードポートに搬送される優先順位を決定する。
【００９３】
時々、二つ以上の処理が同じバッファ内のロット上で実行される。そのように、その上の処理の完了により一度ロットがロードポートから除去されたならば、スケジューリングルーチンは、そのロットがＳＤＲシステムよって提供される別のツール内で更なる処理を経験するかどうかをステップ２２２で検査する。経験するならば、ロットは、ステップ２２０で格納棚１１４に戻され、かつＳＤＲシステムによって提供されるツールのそのロット上で更なる処理が実行されないならば、ステップ２２４でポッドを受渡しシステムに転送し戻すのが好ましい。
【００９４】
当業者により理解されるように、図１４に示しかつ上述した動作のシステムは、本発明によるバッファの制御に対する多くの実施例のたった一つである。
【００９５】
システムの動作を決定するための上述した基準に加えて又はその代わりに、多数の他の優先順位（プライオリティ）及び偶発性（コンテンジェンシ）をルーチンに含み得る。更に、上述したシステムは、プルベースシステムである。即ち、アルゴリズムは、バッファ内のツールロードポートがオープンであるかどうかに注目し、かつそうであれば、ポッドは、利用可能なロードポートに転送、またはプルされる。
【００９６】
ソフトウェア制御は、ツールへの電源異常を処理するためのコードを含むということも意図する。当業者により理解されるように、電源異常の場合には、処理のリザンプションにより、数、位置、及び／又はロットの識別を再識別するために種々の誤り回復スキームがソフトウェア制御に提供され得る。本発明の一実施例では、グリッパは、電源落ちにより元の位置に戻り得る。電源異常を処理するアルゴリズムは、ＳＤＲシステムの又はツール上の他の構成と衝突せずにグリッパが元の位置に戻り得ることを確保すべくグリッパ上のセンサ及び／又は水平レールと協動し得る。
【００９７】
グリッパは、移動する度にポッドの位置を感知するための様々な他の位置センサ（図示省略）を含み得る。当業者により理解されるように、そのようなセンサは、ポッドが棚に適切に配置されることを確実にするために用いられ得る。センサシステムは、例えば、光ブロックザビームまたは反射センサ、ＩＲセンサ、電荷結合ディスプレイ（ＣＣＤ）カメラのような、レーザ又はビデオカメラのような、様々な感知システムのいずれかであり得る。
【００９８】
ポッドをＳＤＲシステムに挿入するために、人間のオペレータは、手動式入出力ポート１２８にポッドを位置決めする。しかしながら、ＳＤＲシステム内の全ての他の利用可能な格納位置がポッドによって占有されている場合には手動式入出力ポート１２８のポッドの手動位置は、システムバックアップにおいて、Ｘ−Ｚ転送機構がポッドをリフトしかつどこにも転送することができないという結果をもたらす。上述したスケジューリングルーチンは、この状況を回避するために自動搬送装置を制御することができる。しかしながら、人間のオペレータは、この状況を認識できないかもしれない。従った、本発明の更なる実施例によれば、ＳＤＲシステムの全ての利用可能な格納位置が占有されているならば、ソフトウェア制御システムは、ポッドを手動式入出力ポー度１２８に自動的に移動し、それによりオペラータが別のポッドをそれにロードしないようにさせてかつ少なくとも一つの棚がＳＤＲシステムについてポッドを入れ換えかつ移送するために利用可能であるといおうことを確実にする。
【００９９】
ここで本発明は詳細に説明されたが、本発明は、ここに開示された実施例に限定されるものではないということを理解すべきである。添付した請求の範囲によって記述されかつ定義される本発明の精神及び範疇から逸脱することなく様々な変形、代替、及び変更が当業者によってされる得る。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  複数のポッドを格納及び移送するための、従来のローカルツールバッファの透視図である。
【図１Ｂ】  先行技術の格納及び移送デバイスでの格納密度の図による表現である。
【図１Ｃ】  先行技術の格納及び移送デバイスでの格納密度の図による表現である。
【図２】  本発明によるポッドの格納、搬送、及び回収システムの透視図である。
【図３Ａ】  本発明による格納、搬送、及び回収システムのプロセスツールの前部の近傍の平面図である。
【図３Ｂ】  図３Ａに示した格納、搬送、及び回収システムの側面図である。
【図３Ｃ】  図３Ａに示した格納、搬送、及び回収システムの前面図である。
【図３Ｄ】  本発明による他の格納棚の形態を含む格納、搬送、及び回収システムの前面図である。
【図４Ａ】  本発明による、棚上に設置された半導体ポッドの前面図である。
【図４Ｂ】  本発明の他の実施形態による、棚上に設置されたポッドを示す図である。
【図５】  本発明による、グリッパの透視図である。
【図６】  本発明による、グリッパの側面図である。
【図７】  本発明の他の実施形態による、グリッパの透視図である。
【図８Ａ】  プロセスツールの側面に設置された、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図８Ｂ】  図８Ａに示された格納、搬送、及び回収システムの前面図である。
【図８Ｃ】  プロセスツールの側面に設置され、プロセスツールベイ中に広がる、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図９Ａ】  プロセスツールの前部に設置され、２つの深い棚の形態を有する、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの断面の側面図である。
【図９Ｂ】  プロセスツールの前部に設置され、２つの深い形態及びそこに取り付けられたコンベヤを含む、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図９Ｃ】  プロセスツールの前部に設置され、２つの深い形態及びそこに取り付けられたコンベヤを含む、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図９Ｄ】  プロセスツールの前部に設置され、２つの深い形態及びそこに取り付けられたコンベヤを含む、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１０Ａ】  プロセスツールの前部に設置された、本発明による、複数の並んでいる格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１０Ｂ】  図１０Ａに示された、複数の並んでいる格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１０Ｃ】  プロセスツールの前部に設置され、２つの個別のシステムを連結するコンベヤを含む、本発明による、複数の並んでいる格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１１Ａ】  プロセスツールの側面に設置された、本発明による、複数の背中合わせの格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１１Ｂ】  プロセスツールの前部に設置された、本発明による、複数の背中合わせの格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１２】  １より多くのプロセスツールを運ぶ、本発明による、格納、搬送、及び回収システムの平面図である。
【図１３Ａ】  本発明によるストッカーでの格納密度の図による表現である。
【図１３Ｂ】  本発明の他の実施形態によるストッカーでの格納密度の図による表現である。
【図１３Ｃ】  本発明によるストッカーを含むプロセスツールの平面図である。
【図１４】  本発明によるソフトウェア制御のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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