JP2001298069A - カセットの保管および移動装置 - Google Patents

カセットの保管および移動装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 システムダウンタイムが減少または無くなる
ように、連続して基板カセットを処理システムに供給す
る、カセットの保管および移動装置を提供する。 【解決手段】 カセットストッカ５０は、クリーンルー
ム壁２６に隣接して位置付けられ複数のカセットドッキ
ングステーションに相対的に垂直に配列される複数のカ
セット保管シェルフ６２と、カセットをシェルフとドッ
キングステーションとの間で運搬する為のカセットムー
バ５６を包含する。ステーション間移動装置は、カセッ
トを処理ステーション間で運搬するために適合される支
持ビームと移動アームを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に基板の処理
に関し、特に、基板カセットの保管および移動装置に関
する。
【０００２】
【発明の背景】半導体デバイスは、コンピュータ、モニ
タ等で使用されるために、シリコンウェハまたはガラス
プレート等の基板に作成される。これらのデバイスは、
薄膜蒸着、酸化または硝化、エッチング、研磨、およ
び、熱またはリトグラフ処理等の、一連の製造工程によ
り製作される。複数の製造ステップは単一処理ステーシ
ョンで実行されうるが、基板は、少なくとも幾つかの製
造工程のために異なる処理ステーション間で輸送されな
ければならない。更に、特定のバッチの任意の基板は、
増設のステーションを必要とする測定デバイスを使用し
てテストされうる。基板は、処理ステーションと、測定
ステーションと、他の場所との間の移動のために、カセ
ットに保管される。カセットは手動で処理ステーション
間を運搬されうるが、カセットの移動は一般に自動化さ
れる。例えば、カセットは、自動搬送台車（ＡＧＶ）で
処理ステーションへ輸送され、その後ＡＧＶから処理ス
テーションのローディングプラットフォームへとロボッ
トによりロードされうる。別のロボットが、基板をカセ
ットから抜き取り、処理ステーションの処理チャンバへ
と輸送しうる。製造ステップが完了した時、基板はカセ
ットへと元通りにロードされる。全ての基板が処理され
カセットに戻されたら、カセットはローディングプラッ
トフォームから移され、別の場所へとＡＧＶにより輸送
される。
【０００３】処理機材が遊ばないことを保証するため
に、未処理の基板のほぼ連続の供給が、処理ステーショ
ンで提供可能であるべきである。残念ながら、多くの処
理ステーションは、ローディングプラットフォームで単
一のカセットのみしか保持出来ない。従って、カセット
の全ての基板が処理されたら、カセットは、手動でまた
はＡＧＶにより、未処理の基板を包含する新しいカセッ
トと早急に取り替えられなくてはならない。このような
ジャストインタイムのカセット在庫システムの動作は、
効果の有るオペレータの監督か多数のＡＧＶを必要と
し、それにより製造設備のコストを増加させる。
【０００４】従って、システムダウンタイムが減少また
は無くなるように、連続して基板カセットを処理システ
ムに供給する方法および装置が必要である。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、処理ステーションの複数カセ
ットを保管する方法および装置を提供し、未処理の基板
のほぼ連続の供給が処理のために提供可能であること、
および処理機材が遊ばないことを保証する。複数カセッ
トは、フロントエンド支持フレームの処理ステーション
で保管され、カセットは、基板が抜き取られ処理機材へ
輸送される複数の垂直に配列されるドッキングステーシ
ョンの１つに移動される。オートメーションシステム
は、カセットをドッキングステーション間または処理ス
テーション間で移動するために、フレームに取り付けら
れ、さもなければ配列される。本発明の別の態様では、
カセットは、ＡＧＶを使用することなく異なる処理ステ
ーション間で輸送される。
【０００６】本発明の１つの態様では、複数の垂直に配
列されるドッキングステーションおよび複数カセット保
管ステーションを持つフロントエンドフレームを包含す
る装置が提供される。自動化される移動アセンブリは、
望ましくは、カセットを保管ステーションとドッキング
ステーションとの間で移動するために、ドッキングステ
ーションおよび保管ステーションに隣接して配列され
る。更に、自動化される移動アセンブリは、手動のまた
はＡＧＶの補助の必要なしでカセットを処理ステーショ
ン間で輸送するために、処理ステーション間に設置され
る。本発明の別の態様では、カセットの連続の供給を処
理システムに提供する方法が提供される。本発明方法
は、望ましくは、複数の垂直に配列されるドッキングス
テーションおよび複数保管ステーションを提供するステ
ップ、および、基板が連続して処理ステーションに供給
されることを保証するために、カセットを保管ステーシ
ョンと移動ステーションとの間で移動するステップを包
含する。更に、手動のまたはＡＧＶの補助の必要なしで
処理シーケンスを続行するために、カセットを処理ステ
ーション間で移動する方法が提供される。
【０００７】本発明の他の目的、特徴および利点は、望
ましい実施の形態の以下の詳細な記述、請求項、および
添付の図面から、より十分に明白となるであろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下の説明では、用語「基板」
は、半導体デバイス処理システムで処理されているあら
ゆる対象を広く含む。用語「基板」は、例えば、半導体
ウェハ、フラットパネルディスプレイ、ガラスプレート
またはディスク、プラスチック加工物を包含する。
【０００９】図１は、１つ以上の基板１０が処理される
本発明の処理ステーション２０の平面図である。処理ス
テーション２０は、ローディングおよび保管領域２４か
らクリーンルーム壁２６により分離されるフロントエン
ドステージング領域２２を持つ。クリーンルーム壁２６
は、ローディングおよび保管領域２４が設置されるクリ
ーンルーム２８を、処理システム３２が収納されるグレ
イ領域３０から分離する。ローディングおよび保管領域
２４は、基板のカセットが送り出され、処理ステーショ
ン２０へと／から、ロード／アンロードされる場所であ
る。処理システム３２は、１つ以上のロードロックチャ
ンバ３４、中央移動チャンバ３６、複数の処理チャンバ
３８を包含しうる。処理チャンバ３８の内部では、基板
は、薄膜蒸着、酸化、硝化、エッチング、熱処理または
リトグラフ処理等の、様々な製造ステップを受けうる。
図１に図示する処理システムおよびステージング領域
は、単に典型である。処理システムは、ただ単一の処理
チャンバを持てる、または、機械的電気的ポリッシャ等
の、いかなる処理チャンバも包含しないデバイスである
ことができる。更に、処理システムは、処理デバイスの
代わりにまたはそれに加えて測定デバイスを包含でき
る。
【００１０】図１および２を参照すると、１つ以上の基
板１０が、カセット１００の処理ステーションのローデ
ィングおよび保管領域２４に運ばれる。基板１０は、カ
セット１００で一般に平行で水平な構成でスロットリッ
ジ１０２により支持される。基板は、カセットの一般に
平らな前面１０６に設置されるエントリポート１０３を
通って、カセット１００からロードまたアンロードされ
うる。着脱可能なカセットドア１０４は、カセットが処
理ステーション間で移動されるまたは処理ステーション
の外部に保管される時に、基板が汚染物質に晒されるこ
とを防止するために、エントリポート１０３に固定され
うる。各カセット１００はまた、カセットの下面１１０
に形成される３つの円柱形のくぼみ１０８（図２に想像
線で示し、そのうち２つのみ見える）を包含する。カセ
ット１００が処理ステーションで保管される時、３つの
支持ピンが、カセットを支持するためにくぼみ１０８に
嵌められる。側壁１１４から突出する２つのハンドル１
１２（この斜視図では１つのみ示す）は、手動でカセッ
トを運搬するために使用されうる。Ｌ字型の断面を持つ
一般に長方形のフランジ１１６は、カセットの上面１１
８から突出する。以下に述べるように、処理ステーショ
ンではロボットカセットムーバは、フランジ１１６を使
ってカセットを操作しうる。
【００１１】図１〜５Ｂを参照すると、処理ステーショ
ン２０のローディングおよび保管領域２４は、カセット
ローディングプラットフォーム５２、ローディングプラ
ットフォーム５２のどちらの側にも設置される２つのカ
セット基板移動即ちドッキングステーション４０、およ
びカセットストッカ即ち保管ステーション５０（ドッキ
ングステーション４０が見えるように、部分的にのみ図
１に図示する）を、カセットを処理ステーションに保管
し、カセットをローディングプラットフォーム５２およ
びドッキングステーション４０へまたそこから移動する
ために包含する。
【００１２】カセット１００は、手動でまたはＡＧＶに
よりローディングプラットフォーム５２へ配置またはそ
こから移されうる。ローディングプラットフォーム５２
から、カセット１００は、ドッキングステーション４０
の１つへまたはカセットストッカ５０へ移動されうる。
ローディングプラットフォーム５２は一般に、カセット
と同一の外周の形を持つ。３つの支持ピン５４（２つの
み図５Ａの側面図に示す）は、カセット１００の下面の
くぼみと嵌め合わせるために垂直にローディングプラッ
トフォーム５２から突出し、従ってカセットをローディ
ングプラットフォーム５２に固定する。
【００１３】クリーンルーム壁２６を通じて基板を移動
するために、カセット１００（図１に想像線で示す）
は、一方または両方のドッキングステーション４０に位
置付けられうる。各ドッキングステーション４０は、カ
セットを支持する為のドッキングプラットフォーム４
２、クリーンルーム壁２６を通じて形成される開口４
６、基板が開口４６を通じて移動されない時またはカセ
ットがドッキングプラットフォーム４２に位置付けられ
ない時に開口４６を封止する可動ドア４４、および、カ
セット内に保管される基板に水平なアクセスを提供する
ために、カセットドア１０４を解錠しドア１０４をフロ
ントエンドステージング領域２２へと後退させる為の機
構、を包含する。例えば、可動ドア４４は、開口４６を
通じてカセット内に保管される基板への水平なアクセス
を可能にするように、「受け手」として振舞いカセット
のカセットドア１０４を受け取り、その後に開口４６の
下方に移動しうる（カセットドア１０４を運搬する）。
ドッキングステーション４０の好ましい構成と操作の説
明は、Ｅｒｉｃ Ａ．Ｎｅｒｉｎｇ他により１９９８年
１月２３日に提出され、本発明の譲渡人に譲渡され、全
開示を参照して本明細書に組み込まれる、米国特許出願
番号０９／０１２，３２３の“Ａ Ｗａｆｅｒ Ｃａｓ
ｓｅｔｔｅ Ｌｏａｄ Ｓｔａｔｉｏｎ”に見出しう
る。
【００１４】カセットストッカ５０は、１つ以上の保管
ラック５８（図４Ａに示し、ドッキングステーションが
示されうるように図１には図示しない）を支持するフレ
ーム６０、および、保管ラック５８とローディングプラ
ットフォーム５２とドッキングプラットフォーム４２と
の間でカセットを移動する為のロボットカセットムーバ
５６、を包含する。フレーム６０は、クリーンルーム２
８の床にボルト締めおよび／またはクリーンルーム壁２
６に固定されうる。フレーム６０は、処理ステーション
２０の設置面積が少しでも増加される場合に最小に増加
されるように、少なくとも部分的にドッキングプラット
フォーム４２およびローディングプラットフォーム５２
の下方に配列される。
【００１５】保管ラック５８は、２つのドッキングステ
ーション４０のそれぞれの上の支持シェルフ６２の垂直
の列を包含する。各列は、例えば、１つ、２つ、３つ、
またはそれ以上の個々の支持シェルフ６２を包含する。
従って、図３〜５ｂに示す保管ラック５８は、支持シェ
ルフ６２ａ〜６２ｈ（図４Ｂ参照）の６個のカセット１
００の為の保管スペースを提供する。支持シェルフ６２
ａのような各支持シェルフは、カセット１００と実質的
に同一の外周の形を持つ水平向きプレートでありうる。
３つの支持ピン６４（２つのみ図５Ａの側面図に示す）
は、支持シェルフ６２から垂直に突出し、カセット１０
０の下面の受け取るくぼみ１０８と嵌め合わせるために
位置付けられる。２つの垂直ポスト６６は、各支持シェ
ルフ６２ａ〜６２ｈの外縁をフレーム６０に固定するた
めに使用されうる。更に、支持シェルフ６２は、増設の
支持のためにクリーンルーム壁に固定される。
【００１６】ロボットカセットムーバ５６は、保管シェ
ルフ６２とローディングプラットフォーム５２とドッキ
ングプラットフォーム４２との間でカセット１００を移
動するために使用される。ロボットカセットムーバ５６
は、水平に可動な支持支柱７４に取り付けられる垂直に
可動なエンドエフェクタ７２を包含する。支持支柱７４
は、クリーンルーム壁２６に平行な面でのエンドエフェ
クタ７２の任意の水平移動を可能にする。支持支柱７４
の底面は、フレーム６０に取り付けられるまたはその一
部として形成される水平ガイド７８に沿って水平に動け
る側方スライダ７６に固定されうる。側方スライダ７６
は、水平駆動モータ８２により回転される水平親ねじ８
０により左右から駆動されうる。水平駆動モータ８２
は、フレーム６０に固定されうる。同様に、エンドエフ
ェクタ７２は、支持支柱７４に取り付けられるまたはそ
の一部として形成される垂直ガイド８６（図５Ｂ）に沿
って垂直に摺動可能な垂直スライダ８４（図４Ｂ）に取
り付けられうる。垂直スライダ８４は、垂直駆動モータ
８８により回転されうる垂直親ねじ８７（図４Ａ〜５Ｂ
に想像線で示す）により起動または停止しうる。垂直駆
動モータは、側方スライダ７６により支持されうる。水
平駆動モータ８２および垂直駆動モータ８８は、エンド
エフェクタ７２の垂直及び水平運動を制御するために、
プログラマブルデジタルコンピュータ等の制御システム
（図示せず）に接続されうる。エンドエフェクタ７２の
動きを駆動するアクチュエータは、ステッピングモー
タ、空気アクチュエータ、および制御可能に動きを与え
る既知の他のデバイスを包含しうる。更に、ベルト駆動
アセンブリまたは他の既知の機構は、スライダを垂直お
よび水平の両方に駆動するために利用される。
【００１７】図６〜７Ａを参照すると、エンドエフェク
タ７２は、水平に支持支柱７４からクリーンルーム壁２
６に向かって突出している。エンドエフェクタ７２は、
エンドエフェクタ７２の一側面に開口している長方形の
ギャップ９２を定義する一般に平らなフック形フィンガ
９０を包含する。エンドエフェクタ７２は、エンドエフ
ェクタ７２の開口端を用いてカセット１００の一部を噛
み合わせるために適合される。カセット１００を輸送す
るために、エンドエフェクタ７２は、フランジ１１６と
カセット１００の上面１１８との間に垂直に位置付けら
れる。図７Ｂを参照すると、エンドエフェクタ７２は、
フランジ１１６のベース１１７がギャップ９２に嵌めら
れるように、水平方向に移動される。最後に、図７Ｃを
参照すると、エンドエフェクタ７２は、エンドエフェク
タ７２の内部リム９４がフランジ１１６の下面１１９に
接触しカセット１００を持ち上げるように、垂直に上方
へ移動される。エンドエフェクタ７２は、カセット１０
０を他の支持シェルフ６２へまたはローディングプラッ
トフォーム５２へまたはドッキングプラットフォーム４
２へ運搬するために、その後に水平方向に移動されう
る。
【００１８】図７Ａ〜８Ａを参照すると、カセット１０
０は、ローディングプラットフォーム５２から支持シェ
ルフ６２ｃ等の支持シェルフへ運搬されうる。支持支柱
７４ローディングプラットフォーム５２の側面に位置付
けられた状態で、カセット１００は、ローディングプラ
ットフォーム５２上に、手動でまたはＡＧＶによりロー
ドされる。カセット１００を持ち上げてローディングプ
ラットフォーム５２から外すために、エンドエフェクタ
７２は、カセット１００の上面１１８とフランジ１１６
の下面との間の垂直高さでカセットの持ち上げに位置付
けられる。支持支柱７４は、エンドエフェクタ７２が支
持フランジと噛み合う（想像線Ａ）まで、右方向に移動
する。その後、エンドエフェクタ７２は、カセット１０
０を上げてローディングプラットフォーム５２から外す
ために上方へ移動する（想像線Ｂ）。カセット１００を
支持シェルフの１つ、例えば、支持シェルフ６２ｃへ移
動するために、エンドエフェクタ７２は、カセット１０
０の下面が支持ピン６４を越えて水平に移動することを
可能にする十分な垂直の隙間を持って（想像線Ｃ）、カ
セット１００が一般に支持シェルフ６２ｃの上に並べら
れるまで、カセット１００を上げる。その後、支持支柱
７４は、カセット１００を支持シェルフ６２ｃを越えて
位置付けるために、左方向に移動され、エンドエフェク
タ７２は、カセット１００が支持ピン６４に載る（想像
線Ｄ）まで、下方に移動する。エンドエフェクタ７２
は、フランジ１１６を無事通過するまで左方向に移動さ
れること、その後にフランジ１１６の上部と支持シェル
フ６２ｂの底部との間を上方および右方向に移動される
（想像線Ｅ）ことにより、取り外されうる。
【００１９】図８Ｂを参照すると、カセット１００を支
持シェルフ６２ｃから移すために、これらのステップは
一般に逆の順序で繰り返される。特に、エンドエフェク
タ７２は、フランジ１１６の上部と支持シェルフ６２ｂ
の底部との間を左方向に移動し（想像線Ｆ）、エンドエ
フェクタ７２がカセット１００の上面とフランジ１１６
の下面との間の垂直位置に設置されるまで下方に移動し
（想像線Ｇ）、フランジ１１６と噛み合うまで右方向に
移動する（想像線Ｈ）。その後、エンドエフェクタ７２
は、カセット１００を持ち上げて支持プレート６２ｂか
ら外すために上方に移動し、その後、カセット１００を
保管ラック５８間の垂直チャネルへと運搬するために右
方向に移動する（想像線Ｉ）。この位置から、カセット
１００は、新しい保管シェルフへ、またドッキングプラ
ットフォーム４２の１つへ、またローディングプラット
フォーム５２へ、上下にその後左右に移動されうる。
【００２０】図７Ａ〜８Ｂに記述する実施の形態では、
エンドエフェクタ７２のフック形フィンガ９０は、長方
形のギャップ９２が右に開口するよう、右へ湾曲する。
勿論、フック形フィンガ９０が長方形のギャップ９２が
左に開口するよう左へ湾曲した場合は、カセット１００
と噛み合う為および離れる為のエンドエフェクタの相対
的な水平方向運動は逆になる。例えば、カセット１００
を支持シェルフ６２ｂから持ち上げるために、エンドエ
フェクタ７２は、カセット１００の右側に位置付けら
れ、フランジ１１６と噛み合うために左方向に移動され
る。
【００２１】図１〜３を参照すると、操作中、カセット
１００は、処理ステーション２０へ輸送され、ローディ
ングプラットフォーム５２に、例えば、手動でまたはＡ
ＧＶにより配置される。ロボットカセットムーバ５６
は、カセットをローディングプラットフォーム５２か
ら、ドッキングステーションドア４４と共にカセット１
００の前面に並ぶドッキングステーション４０の１つへ
輸送する。ドッキングステーションドア４４はその後、
エントリポート１０２がクリーンルーム壁２６で開口４
６と嵌め合わされるように、開放されるカセットドア１
０４を後退させる。フロントエンドステージング領域２
２のウェハハンドリングロボット４８は、基板をカセッ
ト１００からクリーンルーム壁２６の開口４６を通じて
抜き取り、基板をロードロックチャンバ３４の１つへと
挿入する。移動チャンバ３６のロボット３９は、ロード
ロック３４と処理チャンバ３８との間で基板を移動す
る。製造ステップが完了した時、ウェハハンドリングロ
ボット４８は、基板をロードロックチャンバ３４の１つ
から抜き取り、基板をカセット１００へクリーンルーム
壁２６の開口４６を通じて戻す。全ての基板が処理され
たら、カセットドア１０４は閉鎖され、カセット１００
は保管ラック５８へまたはローディングプラットフォー
ム５２へ移動され、未処理の基板を包含する新しいカセ
ット１００はドッキングステーション４０上へロードさ
れる。
【００２２】上述の通り、処理システムは、製造ステッ
プの代わりにまたはそれに加えて測定デバイスを使用し
て、検査処理を実行できる。測定ステーションは一般
に、ウェハカセット１００内に保管される処理済みのお
よび／または未処理のウェハから、サンプルを抜き取り
テストする。一般に、測定ステーションは、測定のため
に選択される各ウェハカセット１００内の１つのウェハ
だけをテストし、カセット１００は、任意にまたは標準
測定原理に従って幾つかの所定の選択基準に基づいて、
選択される。従って、測定のために差し出される各ウェ
ハカセット１００の、測定ステーションと関連して操作
される特定のドッキングステーション４０での常駐時間
は、ウェハカセット１００が処理ステーションでの処理
のために差し出された場合よりも著しく少ない。その結
果、ドアを開放および閉鎖するために必要な時間、およ
び、第１のカセット１００をドッキングステーション４
０から移動し第１のカセット１００を第２のカセット１
００と取り替えるために必要な時間は、わずか１つまた
は２つのドッキングステーション４０を使用する場合、
測定ステーションの望ましくないダウンタイムという結
果になる。更に、特定の処理ステーション、特に処理時
間の短いものは、わずか１つまたは２つのドッキングス
テーション４０を使用するために、不必要なダウンタイ
ムをも持ちうる。
【００２３】従って、各保管ラック５８と関連して垂直
に積み重ねられる複数のドッキングステーションを組み
込むことが望ましい。図９〜１１は、２つの下段基板ド
ッキングステーション４０および２つの上段基板ドッキ
ングステーション５４０を持つ処理ステーション２０
の、ローディングおよび保管領域２４の、積み重ねられ
るドッキングステーションの実施の形態を図示する。前
の実施の形態と同様に、処理ステーション２０のローデ
ィングおよび保管領域２４は、カセットローディングプ
ラットフォーム５２、ローディングプラットフォーム５
２のどちらの側にも設置される２つの下段カセットドッ
キング即ち基板移動ステーション４０、およびカセット
ストッカ即ち保管ステーション５０を、カセット１００
を処理ステーションに保管し、カセット１００をローデ
ィングプラットフォーム５２およびドッキングステーシ
ョン４０へまたそこから移動するために、包含する。こ
の実施の形態は、しかし、２つの上段カセットドッキン
グ即ち基板移動ステーション５４０も包含し、それぞれ
がドッキングステーション４０の１つの上に設置され
る。ドッキングステーションは従って、少なくとも部分
的に重なり、望ましくは設置面積で完全に重なる。垂直
に配列されるドッキングステーションはまた、１つ（望
ましくは）以上の支持シェルフ６２に相対的に垂直に配
列される。
【００２４】この実施の形態に従って、カセット１００
は、手動でまたはＡＧＶにより、ローディングプラット
フォーム５２上に配置またはそこから移されうる。基板
をクリーンルーム壁２６を通じて移動するために、カセ
ット１００は、下段ドッキングステーション４０の１つ
に、または上段ドッキングステーション５４０の１つに
も位置付けられる。各下段ドッキングステーション４０
は、カセット１００を支持する為の下段ドッキングプラ
ットフォーム４２、クリーンルーム壁２６を通じて形成
される下段開口４６、基板が下段開口４６を通じて移動
されない時またはカセット１００が下段ドッキングプラ
ットフォーム４２に位置付けられない時に下段開口４６
を封止する下段可動ドア４４、および、基板に水平なア
クセスを提供するために、カセットドア１０４を解錠し
ドア１０４をフロントエンドステージング領域２２へと
後退させる為の機構、を包含する。各上段ドッキングス
テーション５４０も同様に、カセットを支持する為の上
段ドッキングプラットフォーム５４２、クリーンルーム
壁２６を通じて形成される開口５４６、基板が上段開口
５４６を通じて移動されない時またはカセット１００が
上段ドッキングプラットフォーム５４２に位置付けられ
ない時に上段開口５４６を封止する上段可動ドア５４
４、および、基板に水平なアクセスを提供するために、
カセットドア１０４を解錠しドア１０４をフロントエン
ドステージング領域２２へと後退させる為の機構、を包
含する。
【００２５】上段ドッキングステーション５４０は、下
段ドッキングステーション４０と同様の構造および操作
である。同様に、上段可動ドア５４４は、下段可動ドア
４４と同様の構造および操作である。当業者に容易に正
当に評価される通りに、上段可動ドア５４４の下向きの
動きが下段可動ドア４４の操作を妨げないよう、好適な
スペースが上段開口５４６と下段開口４６との間に提供
される。代替の実施の形態では、上段可動ドア５４４は
上方に開放するように配列され、２つのドア４４、５４
４および２つのドッキングステーション５４０、４０が
共により近接して設置されることを可能にする（図１４
参照）。当業者にまた容易に正当に評価されることは、
カセット１００の上段ドッキングプラットフォーム５４
２への輸送およびシステムの操作は、他の実施の形態で
説明されるものと同様である。本願で説明した実施の形
態は、保管ラック５８のそれぞれと関連付けられた上段
及び下段ドッキングステーション４０、５４０を持つ。
しかし、注意すべきは、複数の上段ドッキングステーシ
ョン５４０は、利用可能な垂直スペースのみに限定され
て使用されうることである。更に、上段ドッキングステ
ーション５４０および下段ドッキングステーション４０
は、１つ以上の支持シェルフ６２により分離されうる、
または上段及び下段ドッキングステーションは両方と
も、複数の支持シェルフ６２の１つ以上の上に位置付け
られうる。
【００２６】上記の実施の形態は、２対のドッキングス
テーション４０、５４０の上に配列される２つの保管ラ
ック５８、および２つのドッキングステーションの間に
配列されるローディングプラットフォーム５２をも包含
する。望ましくは、６つのカセット支持シェルフ６２ａ
〜６２ｆは、ドッキングステーション４０、５４０の上
に配列される。この構成が、利用可能なスペースの基板
の最高のスループットを提供すると考えられる一方、本
発明は、ドッキングステーション４０、５４０の近傍に
配列される１つ以上のカセット支持シェルフ６２を持
つ、図１３に示すような単一の対のドッキングステーシ
ョン４０、５４０をも包含する。
【００２７】図９は、２対のドッキングステーション４
０、５４０、および、対のドッキングステーション４
０、５４０のそれぞれの上に配列される３つの保管シェ
ルフ６２ａ〜ｃまたは６２ｄ〜ｆを持つ本発明の１つの
実施の形態の斜視図である。３つの支持シェルフ６２ａ
〜ｃまたは６２ｄ〜ｆが示される一方、ただ１つの支持
シェルフ６２ａまたは６２ｄもまた有利に使用される。
これまでに記述された実施の形態の一部を形成する構成
要素は、同一の参照番号を使用して識別される。図１０
および１１は更に、ドッキングステーション４０、５４
０および保管シェルフ６２ａ〜ｃを側面図で、カセット
有りおよび無しをそれぞれ図示する。図１２を参照する
と、ステーション間移動装置１２０は、隣接する処理ス
テーション２０′と２０″との間でカセット１００を移
動するために使用されうる、それによりＡＧＶまたは手
動輸送の必要を無くす。ステーション間移動装置１２０
は、隣接するカセットストッカ５０′および５０″のポ
スト６６′および６６″に固定されうる、オーバーヘッ
ド支持ビーム１２２を包含する。移動アーム１２４は、
支持ビーム１２２に取り付けられるまたはその一部とし
て形成されるガイド１２７に沿って水平に移動する、ス
ライダ１２６に取り付けられうる。スライダ１２６は、
水平駆動モータ１３２により回転されうる親ねじ１３０
により、水平に移動されうる。エンドエフェクタ１２８
は、エンドエフェクタ１２８に短い垂直のストロークを
提供する空気アクチュエータ１３４により、移動アーム
１２４に接続されうる。
【００２８】隣接する処理ステーション２０′と２０″
との間でカセット１００を輸送するために、カセット１
００は、ロボットカセットムーバ５６′によりカセット
ストッカ５０′の上部右側支持シェルフ、即ち、支持シ
ェルフ６２ｅ′へ移動される。エンドエフェクタ１２８
は、水平にフランジ１１６を越えて移動し、その後はフ
ランジの底部とカセットの上部との間の垂直位置へ下が
る。その後、エンドエフェクタ１２８は、カセットフラ
ンジ１１６と噛み合うまで右へ移動する。エンドエフェ
クタ１２８は、カセット１００を持ち上げ支持プレート
６２ｅ′から外し、水平駆動モータ１３２は、カセット
１００がカセットストッカ５０″の上部左側支持シェル
フ６２ａ″の上に設置されるまで、移動アーム１２４を
右方向に駆動する。最後に、エンドエフェクタ１２８
は、カセット１００を支持シェルフ６２ａ″の上へと下
げて取り外す。
【００２９】ステーション間移動装置１２０は、隣接す
る処理ステーション２０′、２０″の間でカセット１０
０を移動する極度に簡単な方法を提供する。これは、処
理ステーションの１つが測定ステーション（完全にクリ
ーンルーム２８の内部に設置される）である場合に、特
に有用であり、なぜなら、測定装置を処理機材２０′、
２０″に内蔵することなく、また工場オートメーション
システム２２を使用することなく、測定計測が行われる
ことを可能にするからである。
【００３０】カセットストッカ５０′および５０″は同
一のクリーンルーム壁２６を背景に位置付けられて図示
されてはいるが、ステーション間移動装置１２０は、異
なる支持ビームのエンドエフェクタ１２８間のハンドオ
フを可能にする回転機構を包含できる。これは、処理ス
テーション２０′と２０″がクリーンルームのコーナー
の周囲または反対側の壁に位置付けられることを可能に
する。
【００３１】上記の実施の形態は、それぞれがドッキン
グステーション４０、５４０の上に配列される２つの保
管ラック５８、および２つの保管ラック５８の間に配列
されるローディングステーション５２を包含する。望ま
しくは、６つのカセット支持シェルフ６２ａ〜６２ｆ
は、１つ以上のドッキングステーションのそれぞれの上
に配列される。この構成が利用可能なスペースの基板の
最高のスループットを提供すると考えられる一方、本発
明は、ドッキングステーション４０、５４０の近傍に配
列される１つ以上のカセット支持シェルフ６２を持つ、
単一の対のドッキングステーション４０、５４０をも包
含する。図１３および１４は、単一の対のドッキングス
テーション４０、５４０およびドッキングステーション
４０、５４０の上に配列される２つの保管シェルフ６２
ａ〜ｂを持つ、カセットストッカの正面図である。上段
可動ドア５４４は、図１３では下方に、図１４では上方
に開放する。上段可動ドア５４４が図１４に示すように
上方に開放する時、カセットストッカの全体の高さを減
少するように、２つのドッキングステーション５４０、
４０は、共により近接して設置される。図１３および１
４の両方の実施の形態で、支持シェルフ６２ａは、ただ
１つの支持シェルフ６２ｂが有利に使用されることを示
すために、想像線で示される。エンクロージャ５５０
は、ドッキングステーション４０、５４０、ローディン
グステーション５２、およびカセット支持シェルフ６２
の周りに配列される。これまでに記述された実施の形態
の一部を形成する構成要素は、同一の番号を使用して識
別される。
【００３２】基板は、ドッキングステーション４０、５
４０位置のどちらか、またいずれか１つの保管シェルフ
位置６２、またローディングステーション５２で、シス
テム２０にロードされうる。ローディングステーション
５２は、支持シェルフ６２かドッキングステーション４
０、５４０のどちらかに隣接して配列される。他の実施
の形態に関連する上記の基板ムーバシステムは、図１３
の単一スタックの実施の形態で利用され、増設のスタッ
クから移動シーケンスを無くす単一スタックに配列され
る支持シェルフ６２以外は、同様の方法で操作される。
【００３３】本明細書で記述されるそれぞれの実施の形
態は、ドッキングステーションの上下の利用可能なスペ
ースを利用し、それにより、システムの設置面積（フロ
アスペースの観点から計測されるシステムにより占めら
れる領域）が増加することなくシステムの保管容量が増
加する。本願で示される保管シェルフは対のドッキング
ステーションの上に設置されるが、理解されるべき点
は、１つ以上の保管シェルフが複数の垂直に配列される
ドッキングステーションの下または間に設置されること
である。従って、処理システムは、ドッキングステーシ
ョンに隣接して配列されるカセット支持シェルフを包含
する本発明の保管デバイスのあらゆる構成を利用でき
る。更に、垂直に配列される対のドッキングステーショ
ンは、望ましくは１つ以上の支持シェルフの各スタック
に関連付けられるが、１対の水平に配列されるドッキン
グステーションは、支持シェルフの各スタックに関連付
けられる。このような水平構成では、各ドッキングステ
ーションは、単独のツールに連結される。単独のツール
は、望ましくは高いスループットのツール（測定ツール
等）である。望ましくは、カセットムーバもまた、支持
シェルフとドッキングステーションとの間でカセットの
移動を行うために、支持シェルフおよびドッキングステ
ーションの近傍に配列される。従って、本発明がその望
ましい実施の形態に関連して開示された一方で、理解さ
れるべきことは、他の実施の形態が、請求項により定義
される本発明の精神と範囲に入りうることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による処理ステーションの概略平面図で
ある。
【図２】基板を保持するカセットの概略斜視図である。
【図３】本発明によるカセットストッカの概略斜視図で
ある。
【図４Ａ】図３のカセットストッカの概略正面図であ
る。
【図４Ｂ】複数のカセットを持つ図４Ａのカセットスト
ッカの概略正面図である。
【図５Ａ】図３のカセットストッカの概略側面図であ
る。
【図５Ｂ】複数のカセットを持つ図３Ａのカセットスト
ッカの概略側面図である。
【図６】ドッキングステーションの上に設置されるエン
ドエフェクタの概略平面図である。
【図７Ａ】カセットを持ち上げ移動する図６のエンドエ
フェクタを図示する概略斜視図である。
【図７Ｂ】カセットを持ち上げ移動する図６のエンドエ
フェクタを図示する概略斜視図である。
【図７Ｃ】カセットを持ち上げ移動する図６のエンドエ
フェクタを図示する概略斜視図である。
【図８Ａ】図６のエンドエフェクタがカセットをローデ
ィングプラットフォームとカセットドッキングプラット
フォームとの間で移動する際に利用する経路を図示する
図３のカセットストッカの概略正面図である。
【図８Ｂ】図６のエンドエフェクタがカセットをローデ
ィングプラットフォームとカセットドッキングプラット
フォームとの間で移動する際に利用する経路を図示する
図３のカセットストッカの概略正面図である。
【図９】複数の垂直に配列されるドッキングステーショ
ンを持つカセットストッカの別の実施の形態の概略斜視
図である。
【図１０】図９のカセットストッカの概略側面図であ
る。
【図１１】複数のカセットを持つ図９のカセットストッ
カの概略側面図である。
【図１２】ステーション間移動装置により接続される２
つのローディングおよび保管ステーションの概略正面図
である。
【図１３】垂直に配列される単一の対のドッキングステ
ーションを持つカセットストッカの概略正面図である。
【図１４】ドアが反対方向に開放される、垂直に配列さ
れる単一の対のドッキングステーションを持つカセット
ストッカの簡略化した概略側面図である。
【符号の説明】
１０ 基板 ２０ 処理ステーション ２６ クリーンルーム壁 ２８ クリーンルーム ４０ ドッキングステーション ４２ ドッキングプラットフォーム ４６ 開口 ５０ カセットストッカ ５２ ローディングプラットフォーム ５６ ロボットカセットムーバ ６０ フレーム ６２ 支持シェルフ ７２ エンドエフェクタ １００ カセット １１６ フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイム ニュルマン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， パロ アルト， スザンヌ ドライヴ 4272 (72)発明者 ニッシム シディ イスラエル，65132 テル アヴィヴ， リリブロム ストリート 16

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カセットを保管する装置であって、 複数のカセット保管シェルフと、 ２つ以上の垂直に配列されるドッキングステーション
    と、 カセットを上記シェルフと上記２つ以上のドッキングス
    テーションとの間で運搬するために、上記シェルフに隣
    接して位置付けられ上記シェルフに一般に平行な経路で
    可動な支持部材を持つカセットムーバと、 上記支持部材に可動に接続されカセットに噛み合うよう
    構成されるエンドエフェクタとを備える装置。
  2. 【請求項２】 上記シェルフがクリーンルーム壁に隣接
    して位置付けられるよう構成される、請求項１に記載の
    装置。
  3. 【請求項３】 上記シェルフの１つ以上が上記２つ以上
    のドッキングステーションの上に位置付けられる、請求
    項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 上記カセット保管シェルフおよび上記支
    持部材を支持するフレームを更に含む、請求項１に記載
    の装置。
  5. 【請求項５】 上記フレームが上記２つ以上のドッキン
    グステーションの実質的に下に収まる、請求項４に記載
    の装置。
  6. 【請求項６】 上記支持部材の下端が摺動可能に上記フ
    レームに接続される上記２つ以上のドッキングステーシ
    ョンの実質的に下に位置付けられるフレームを更に含
    む、請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】 上記支持部材に接合される垂直ガイドお
    よび上記垂直ガイドに摺動可能に噛み合う第１のスライ
    ダを更に含み、上記エンドエフェクタが上記第１のスラ
    イダに接合される、請求項６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 上記フレームに接合される水平ガイドお
    よび上記水平ガイドに摺動可能に噛み合う第２のスライ
    ダを更に含み、上記支持部材が上記第２のスライダに接
    合される、請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 上記エンドエフェクタを垂直に移動する
    ために上記第１のスライダを上記第１のガイドに沿って
    駆動させるように、上記第１のスライダに噛み合う第１
    の親ねじ、および上記第１の親ねじを回転させるよう適
    合される第１の駆動モータを更に含む、請求項８に記載
    の装置。
  10. 【請求項１０】 上記第２のスライダに噛み合う第２の
    親ねじ、および、上記第２の親ねじを回転させ、上記支
    持部材および上記エンドエフェクタを水平に移動するた
    めに上記第２のスライダを上記第２のガイドに沿って駆
    動させるよう適合される、第２の駆動モータを更に含
    む、請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 上記シェルフが上記２つ以上のドッキ
    ングステーションの上に垂直の列に配列される、請求項
    １に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 上記エンドエフェクタがカセットの上
    部のフランジの底面に噛み合うよう適合されるフック形
    フィンガを包含する、請求項１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 各シェルフが、上記シェルフに位置付
    けられるカセットの下面の対応するくぼみに噛み合うた
    めに上記シェルフから垂直に突出する複数のピンを包含
    する、請求項１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 カセットを保管する装置であって、 複数の垂直に配列されるカセットドッキングステーショ
    ンの上の壁に隣接して位置付けられる複数のカセット保
    管シェルフと、 カセットを上記シェルフと上記ドッキングステーション
    との間で運搬するよう適合されるカセットムーバであっ
    て、上記カセットムーバは、上記シェルフに隣接して位
    置付けられ上記壁に平行な面で可動な支持部材、および
    カセットに噛み合うよう構成されるエンドエフェクタを
    含み、上記エンドエフェクタは上記支持部材に摺動可能
    に接続される、カセットムーバとを備える装置。
  15. 【請求項１５】 上記シェルフが上記複数の垂直に配列
    されるカセットドッキングステーションの少なくとも１
    つの上に垂直の列に配列される、請求項１４に記載の装
    置。
  16. 【請求項１６】 上記複数のカセット保管シェルフが隣
    接した垂直の列に配列されかつ垂直チャネルにより分離
    され、上記カセットムーバがカセットを選択される支持
    シェルフへ輸送するよう構成され、上記カセットを上記
    選択される支持シェルフに実質的に隣接しかつより高い
    所に位置付けその後に上記カセットを上記選択される支
    持シェルフの上方に水平に位置付けるために、上記カセ
    ットを垂直に上記チャネルを通じて移動する、請求項１
    ４に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 製造システムであって、 基板に処理を実行する第１の処理ステーションであり、
    上記第１の処理ステーションは、第１のドッキングステ
    ーション、上記第１のドッキングステーションの上に位
    置付けられる複数のカセット保管シェルフ、上記第１の
    ドッキングステーションの上に位置付けられる第２のド
    ッキングステーション、およびカセットを上記複数のシ
    ェルフと上記第１と第２のドッキングステーションとの
    間で運搬する為のカセットムーバを持つ、第１の処理ス
    テーションと、 基板に処理を実行する第２の処理ステーションであり、
    上記第２の処理ステーションは、第１のドッキングステ
    ーション、上記第１のドッキングステーションの上に位
    置付けられる複数のカセット保管シェルフ、上記第１の
    ドッキングステーションの上に位置付けられる第２のド
    ッキングステーション、およびカセットを上記複数のシ
    ェルフと上記第１と第２のドッキングステーションとの
    間で運搬する為のカセットムーバを持つ、第２の処理ス
    テーションと、 カセットを上記第１の処理ステーションの上記複数のシ
    ェルフのうちの１つと上記第２の処理ステーションの上
    記複数のシェルフのうちの１つとの間で運搬するステー
    ション間カセットムーバとを備える製造システム。
  18. 【請求項１８】 上記第１の処理ステーションが第１の
    製造ステップを実行する、請求項１７に記載の製造シス
    テム。
  19. 【請求項１９】 上記第１と第２の処理ステーションの
    うち少なくとも１つが測定システムである、請求項１７
    に記載の製造システム。
  20. 【請求項２０】 上記シェルフと上記第１と第２のドッ
    キングステーションが垂直の列に配列され、上記ステー
    ション間カセットムーバがカセットを上記第１と第２の
    処理ステーションのそれぞれの一番上のシェルフの間で
    輸送する、請求項１７に記載の製造システム。
  21. 【請求項２１】 上記ステーション間カセットムーバ
    が、上記シェルフに隣接して位置付けられクリーンルー
    ム壁に平行な経路で可動な支持部材、およびカセットに
    噛み合うよう構成されるエンドエフェクタを含み、上記
    エンドエフェクタは上記支持部材に相対的に垂直に移動
    するよう適合される、請求項１７に記載の製造システ
    ム。
  22. 【請求項２２】 半導体処理ステーションであって、 基板に処理を実行する処理システムと、 上記処理システムをクリーンルームから分離するインタ
    フェース壁と、 上記クリーンルームに設置されカセットを支持するよう
    適合される１対の垂直に配列されるドッキングステーシ
    ョンと、 上記インタフェース壁の開口であり、上記開口は上記ド
    ッキングステーションと上記処理システムとの間に位置
    付けられた、開口と、 基板を上記開口を通じて上記ドッキングステーションと
    上記処理システムとの間を移動させるウェハ移動ロボッ
    トと、 上記クリーンルームに上記ドッキングステーションに隣
    接して設置されるローディングプラットフォームと、 上記クリーンルームに設置されるカセットストッカとを
    備え、上記カセットストッカは、 i）上記複数のドッキングステーションの少なくとも１
    つの上に垂直の列に並べられる複数のシェルフ、および ii）カセットを上記シェルフと上記ローディングプラッ
    トフォームと上記ドッキングステーションとの間で運搬
    するカセットムーバを含み、上記カセットムーバは、上
    記シェルフに隣接して位置付けられ上記シェルフに一般
    に平行な経路で可動な支持部材、および上記支持部材に
    摺動可能に接続されカセットに噛み合うよう構成される
    エンドエフェクタを含む、半導体処理ステーション。
  23. 【請求項２３】 処理ステーションを操作する方法であ
    って、 複数のカセットをクリーンルーム壁に隣接する複数のカ
    セット保管シェルフに保管するステップであり、上記シ
    ェルフは１対の垂直に配列されるドッキングステーショ
    ンに相対的に垂直に配列される、ステップと、 上記カセットの１つを上記ドッキングステーションの１
    つへカセットムーバを用いて運搬するステップと、 基板を上記カセットから移すステップと、 上記基板に測定処理を実行するステップと、 上記カセットを上記カセット保管シェルフへ上記カセッ
    トムーバを用いて戻すステップとを含む方法。
  24. 【請求項２４】 カセットを保管する装置であって、 クリーンルーム壁に隣接して位置付け可能な１対の垂直
    に配列されるドッキングステーションと、 上記クリーンルーム壁に隣接してまた上記１対のカセッ
    トドッキングステーションに隣接して位置付け可能な１
    つ以上のカセット保管シェルフとを備える装置。
  25. 【請求項２５】 上記１つ以上のカセット保管シェルフ
    が、上記１対の垂直に配列されるカセットドッキングス
    テーションの少なくとも１つの上に配列される、請求項
    ２４に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 上記１対の垂直に配列されるカセット
    ドッキングステーションおよび上記１つ以上のカセット
    保管シェルフに隣接して配列されるカセットムーバを更
    に含む、請求項２５に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 上記カセットムーバが垂直スライダお
    よび側方スライダを含む、請求項２６に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 上記１対の垂直に配列されるドッキン
    グステーションの１つに隣接して配列されるローディン
    グステーションを更に含む、請求項２７に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 上記１対の垂直に配列されるドッキン
    グステーション、上記ローディングステーション、上記
    １つ以上のカセット保管シェルフ、これらの周りに配列
    されるエンクロージャを更に含む、請求項２８に記載の
    装置。
  30. 【請求項３０】 カセットを保管する装置であって、 複数のカセット保管シェルフと、 複数の垂直に配列されるドッキングステーションと、 カセットを上記シェルフと上記ドッキングステーション
    との間で運搬するカセットムーバであり、上記カセット
    ムーバは、上記シェルフを背景に配列される支持部材を
    持ち、上記シェルフに一般に平行な経路で移動するよう
    適合される、カセットムーバと、 上記支持部材に可動に接続されカセットに噛み合うよう
    構成されるエンドエフェクタとを備える装置。
  31. 【請求項３１】 上記シェルフの１つ以上が、上記複数
    のドッキングステーションの少なくとも１つの上に位置
    付けられる、請求項３０に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 上記シェルフの１つ以上が、上記複数
    のドッキングステーションの少なくとも１つの下に垂直
    に位置付けられる、請求項３０に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 カセットを保管する装置であって、 第１および第２の複数のカセット保管シェルフと、 第１および第２の複数の垂直に配列されるドッキングス
    テーションと、 カセットを上記シェルフと上記ドッキングステーション
    との間で運搬するカセットムーバであり、上記カセット
    ムーバは、上記シェルフに隣接して配列され上記シェル
    フに一般に平行な経路で可動な支持部材を持つ、カセッ
    トムーバと、 上記支持部材に可動に接続されカセットに噛み合うよう
    構成されるエンドエフェクタとを備える装置。
  34. 【請求項３４】 上記第１の複数のシェルフが上記第１
    の複数のドッキングステーションに相対的に垂直に位置
    付けられ、上記第２の複数のシェルフが上記第２の複数
    のドッキングシェルフに相対的に垂直に位置付けられ
    る、請求項３３に記載の装置。
  35. 【請求項３５】 上記垂直に配列されるドッキングステ
    ーションの上部の１つが上方に開放するよう適合される
    ドアと、 上記垂直に配列されるドッキングステーションの下部の
    １つが下方に開放するよう適合されるドアとを備える、
    請求項１に記載の装置。
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