JP2002514829A - 独立して支持されたウェーハ・カセットを包含するsmifポッド - Google Patents
独立して支持されたウェーハ・カセットを包含するsmifポッドInfo
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Abstract
Description
詳しくは、本発明は、独立して支持されたカセットを囲み、ポッドが支持される
表面に関してウェーハの精密、制御自在、繰り返し自在の位置決めを可能にする
SMIFポッド・シェルに関する。
2,970号および同第4,534,389号に開示されている。SMIFシス
テムの目的は、半導体製造プロセスを通してのウェーハの保管、移送中に半導体
ウェーハ上への粒子の流れを減らすことにある。この目的は、部分的には、保管
、移送中に、ウェーハを取り囲んでいる気体媒質(たとえば、空気または窒素)
がウェーハに対してほぼ静止状態になることを機械的に確実にすることによって
、そして、周囲環境からの粒子がそのままウェーハ環境に入らないことを確実に
することによって達成される。
ハおよび/またはウェーハ・カセットを格納して移送するために使用する最小体
積のシールしたポッドと、(2)半導体処理ツール上に設けてあって、小型のクリ
ーン・スペースを与える入出力(I/O)ミニ環境であって、このクリーン・ス
ペース(清浄空気を満たした場合)内で、むき出しのウェーハおよび/またはウ
ェーハ・カセットが処理ツールの内部へ、そしてそこから移送し得るようにした
入出力(I/O)ミニ環境と、(3)粒子にウェーハまたはカセットをさらすこ
となく、SMIFポッド、SMIFミニ環境間でウェーハおよび/またはウェーハ・
カセットを移送するためのインタフェースとを有する。或る提案されたSMIF
システムのさらなる詳細が、Mihir Parikh、Ulrich Kaempf共著の「SMIF: A TEC
HNOLOGY FOR WAFER CASSETTE TRANSFER IN VLSI MANUFACTURING」というタイト
ルの論文(Solid State Technology, July 1984, pp. 111-115)に記載されてい
る。
より上までの範囲にある粒子サイズに関係する。これらのサイズを有する粒子は
、半導体装置を製作する際に使用される小さい幾何学的形状寸法の故に、半導体
処理で非常に損害を与える可能性がある。代表的な今日の進歩した半導体プロセ
スでは、0.5μm以下の幾何学的形状寸法を使用する。0.1μmより大きい
幾何学的形状寸法を有する望ましくない汚染粒子は、1μm幾何学的形状寸法の
半導体装置と実質的に干渉する。もちろん、現在の傾向では、半導体処理幾何学
的形状寸法はますます小さくなり、今日、研究開発研究室では、0.1μm以下
に近づいている。将来、幾何的形状寸法は、さらにさらに小さくなり、それ故、
さらにさらに小さい汚染粒子および分子クラスの汚染物が問題になるであろう。
る装填口のところで、種々の支持面に設置される。その際、装填口のインタフェ
ース機構がポッド・ドアを開き、ポッド内のウェーハへの接近を可能にする。そ
の上、特別なツールのところで処理を待ちながら、ポッドが、保管場所に支持さ
れることがある。このような保管場所は、測定学的または高処理量ツールの場合
には、局所的ツール・バッファを包含することがあるし、あるいは、ツール・ベ
イ内に多数のポッドを保管するためのストッカを包含することがある。それにく
わえて、ポッドが、独立したパージ・ステーションのところに位置することもあ
る。
ンのいずれであろうと、支持面は、普通、そこから上方に突き出ている位置合わ
せピンまたは運動学的ピンを包含する。300mmポッドにおいては、ポッドの底
面は、運動学的ピンを受け入れるための半径方向に延びる溝を包含する。ひとた
びこれらの溝がそれぞれの運動学的ピンと係合するようにポッドが位置決めされ
たならば、溝がピン上に落ち着き、ポッドと支持プラットフォームの間(溝およ
びピンのところ)での6つの接触点を確立し、ポッドを、一定の反復可能な精度
をもって、支持プラットフォームに運動学的に連結する。このような運動学的連
結は、たとえば、「Kinematic Coupling Fluid Couplings and Method」という
名称の、Slocumの米国特許第5,683,118号に開示されている。この米国
特許は、その全体を参考資料としてここに援用する。種々の供給業者のポッドが
互いに互換性を持つように、運動学的ピンのサイズおよび位置は標準化されてい
る。運動学的連結ピンの位置および寸法についての産業基準は、Semiconductor
Equipment and Materials International(SEMI)によって設定されている。
る。第1の構成においては、ウェーハは、二次元方位でウェーハを支持する複数
の棚を包含する着脱可能なカセット内に設置され得る。カセットは、一般に、ポ
ッドの底の上面に設けたそれぞれの運動学的な溝またはピンと嵌合するための運
動学的ピンまたは溝をその底面に有する。したがって、第1の構成においては、
ウェーハは、ウェーハ・カセットによって支持され、このカセットは、ポッド内
に支持され、ポッドは、支持面に支持される。ポッド内にウェーハを支持するた
めの第2の構成は、いわゆるカセットレス・ポッドである。このようなポッドは
、前部開放用途専用に使用され、そして、二次元方位でウェーハを支持するポッ
ドそれ自体の側壁に形成した複数の棚を包含する。このようなポッドの例が、「
Reinforced Semiconductor Wafer Holder」という名称の、Gregersonの米国特許
第5,476,176号に開示されている。
カーボネート)で形成される。これらの材料によって、ポッドは、輸送容易で、
中に設置したウェーハを見ることができるように普通は透明である軽量材料で効
率的かつ安価に製造することができる。ポッドは種々の金属で製造し得ると考え
られるが、金属ポッドは、一般に、部分的に、重量およびイオン汚染の蓋然性に
よりウェーハ製造業者には好まれない。
は異なる。ウェーハ・カセットは、ポッドよりは剛性が高く、耐熱性、耐摩耗性
が高いことが望ましく、静的にエネルギ散逸であると望ましい。少なくともこれ
らの理由のために、ポッドおよびウェーハ・カセットは、普通、異なった材料で
形成される。ウェーハ・カセットを形成する1つの好ましい材料は、polyethere
therkeytoneすなわち「PEEK」である。部分的に重量、価格、透明性の欠如
のために、PEEKは、一般に、ポッドを形成するのに使用する材料としては良
くない。
的に、ポッド・シェルおよびウェーハ支持体が、前部開放式ポッド内に一緒に取
り付けられ、それによって、6つの運動度のすべてでポッド・シェルに関する運
動に対してウェーハ・カセットを拘束する。すなわち、ウェーハ支持体が、X、
Y、Zデカルト軸に沿って並進するのを阻止され、また、ポッド・シェルに関し
てX、Y、Zデカルト軸まわりに回転するのを阻止される。ポッド・シェルの剛
性は、ウェーハ支持体を安定させ、それを適切な位置に維持するのに必要である
。
、制御可能で反復可能に位置決めするのにいくぶん効果がないことが証明されて
いる。1つの理由は、ポッド・シェル内の固有の応力によってポッド・シェルが
経時的に僅かに反ったり、変形したりするということである。それに加えて、た
とえば、支持面、たとえば、装填口のところに支持面に、ポッドを水平支持面お
よび垂直局部的ポートと緊密に係合させて物理的に把持し、固定する機構が設け
られている。ポッドのこのような把持、係合によって、ポッド・シェルがさらに
変形する可能性がある。さらにまた、ポッドの重量が、約20ポンドのオーダー
にある。ポッドを、その頂部に取り付けたハンドルから持ち上げるとき(これは
頻繁に行われる)、ポッド・シェルは、垂直方向において僅かに伸び、ポッド・
シェルの側部を内方へ引っ張る可能性がある。上記の状態のいずれかからの結果
してポッド・シェルが変形すると、それは、上述したように、普通、前部開放式
ポッドにおけるポッド・シェルに連結しているウェーハ支持体に直接伝わる。
るウェーハ支持体およびウェーハの位置決め、制御ならびにウェーハ支持体内の
ウェーハの平面性に悪影響を与える可能性がある。普通のプロセス・ツールは、
ポッドが設置される支持面を基準平面として使用する。ウェーハをポッドへ、ま
た、ポッドから移送するウェーハ・アクセス・ツールは、ウェーハが基準平面上
方所定高さのところにあるものとして作動する。ウェーハの、支持面に関する予
想されるX、Yおよび/またはZ位置のいかなる変化あるいはウェーハ平面性の
いかなる変化も、ウェーハ・アクセス・ツールによるウェーハ・アクセスに悪影
響を及ぼす可能性があり、また、ウェーハとウェーハ・アクセス・ツールあるい
はウェーハ支持体との間に望ましくない接触をもたらし、ウェーハに損傷を与え
る可能性がある。
可能な位置にウェーハを正確に位置決めするシステムを提供することにある。
収容すると同時に、ウェーハを汚濁物および/または粒子から遮断するように支
持面上に直接カセットを取り付けることができることにある。
関してウェーハを正確に制御可能で反復可能に位置決めすることを妨げることな
く、ポットを1つのポートのところにしっかりと位置決めすることができるとい
うことにある。
ができたり、或る特定のポッド内でカセットを交換することができたりするよう
にポットから取り外すことができるカセットを提供することにある。
る。
なった構成および/または材料の構成要素と取り替えることができるモジュール
式構造を有するカセットを提供することにある。
き、それによって、ポッドの重量、製造コストを低減すると共に、ポッド・シェ
ル内にウェーハを緊密制御して位置決めすることができることにある。
ットを包含するSMIFポッドに関する本発明によって得ることができる。ポッ
ドは、好ましくは、その底面に装着したコンベヤ・プレートを包含する。このコ
ンベヤ・プレートは、ポッドを設置する支持面の運動学的ピン上に運動学的連結
を確立するための3つの運動学的な溝を包含する。カセットは、それぞれ、ポッ
ド・シェルの反りまたは変形とほぼ無関係に、ポッドを支持する表面に関する一
定の制御可能で反復可能な位置に複数のウェーハを支持することができる種々の
構成で得ることができる。
の剛性支柱と、支柱間に延在し、それらを連結する頂面プレートとを包含する。
支柱は、好ましくは、複数の棚を包含し、各柱からの棚は、一緒に平面を構成し
、この平面に、単一の半導体ウェーハをしっかりと支持し得る。この実施例にお
いては、支柱は、運動学的連結部のところあるいはその付近で、ポッド・シェル
を貫いて、コンベヤ・プレートに直接取り付けられると好ましい。頂部プレート
は、さらに、カセットの剛性を向上させる。あるいは、コンベヤ・プレートにし
っかりと取り付けた対の支柱からのみなるウェーハ支持構造を残し、頂面プレー
トは省略してもよい。
接コンベヤ・プレートに連結する脚部を有する底部プレートを包含し得る。コン
ベヤ・プレートに直接連結したとき、底部プレートの高さおよび水平方向の平面
性が、正確に、制御可能に、そして、反復して維持され得る。上述したような一
対のウェーハ支柱は、底部プレートに取り付けてもよく、また、上述したような
頂部プレートをさらに設けてもよい。
、好ましくは、1支柱当たり2つのねじ孔に嵌合する。運動学的な連結部位のと
ころあるいはその付近に設置したねじがコンベヤ・プレートを貫き、ポッド・シ
ェルの孔を貫きて支柱のねじ孔に螺合していて、ポッド・シェルからほぼ独立し
て、支柱をコンベヤ・プレートに固着している。さらに、ねじ孔まわりで、ポッ
ドと支柱の底部との間にOリング・シールを設け、その結果、気密シールを得、
ねじを締めたときに、粒子および/または汚濁物がポッド内に入るのを防ぐこと
ができる。好ましい実施例において、ウェーハ支柱、装着ねじおよび運動学的な
溝の各々は、静電気的にエネルギ散逸式であり、ウェーハの静電気電荷を、支柱
、装着ねじ、運動学的な溝を通じてウェーハから引き出し、最終的に運動学的ピ
ンを通して引き出すようになっている。底部プレートを包含するカセットの実施
例において、底部プレートは、底部プレートから下方に延びる複数の脚部を包含
してもよい。これらの脚部は、上述したように、装着ねじを介して底部プレート
をコンベヤ・プレートに装着するためのねじ孔に嵌合する。
ポッドに形成した孔を貫いて延びる脚部を包含し得る。このような脚部の各々の
底面は、好ましくは、ポッドの支持面上にある対応するピンと嵌合する運動学的
な溝を包含し、ピンおよび溝が、カセット、支持面間に、直接、運動学的な連結
部を形成する。環状のシール(たとえば、Oリング・シール)を有するスリーブ
を、カセット脚部がそれを貫いて延びているポッドにある各孔に取り付け、その
結果、スリーブおよびOリングが、一緒になって、ポッドと支持構造脚部との間
に緊密シールを設けてもよい。この緊密シールは、汚濁物および/または粒子が
ポッド・シェルと支持構造脚部との間でポッドに入るのを防ぐ。
ン間に嵌合する上方に延びるフィンを包含し得る。このフィン配置は、ポッド内
での支柱の任意の有意な側方運動(たとえば、ポッドへ衝撃が加わった際の運動
)を阻止する。頂部プレートを含んでいる本発明の実施例においては、フィン配
置は、頂部プレートのほぼ中央に設けるとよい。頂部プレートを含んでいない本
発明の実施例においては、フィン配置は、支柱の一方または両方に、好ましくは
支柱の背部に設けるとよい。
実施例の一特徴は、カセットをポッド・シェルの頂部または側部に取り付けてい
ないということである。したがって、カセットは、ウェーハを一定の反復可能で
制御可能な位置に支持することになり、これは、実質的にポッド・シェルの変形
の影響を受けない。
、独立して支持されたカセットを有するSMIFポッドに関する。ここで、本発
明によるSMIFポッドが、200mmおよび300mmを含む種々のサイズのウェ
ーハを保管するように構成することができることは了解されたい。さらに、本発
明によるSMIFポッドが、ウェーハ以外の加工片、たとえば、レティクル、フ
ラット・パネル・ディスプレイを保管できることも了解されたい。さらに、本発
明をSMIFシステムに関してここに説明するけれども、本発明がいくつかのウ
ェーハ保管・輸送コンテナのうちの任意のものを包含し得ることは了解されたい
。ここで用いる用語「ウェーハ」および「半導体ウェーハ」は、半導体ウェーハ
製作プロセスの種々のステージのうち任意のステージに存在し得るようなウェー
ハ基板を意味している。ここに説明するSMIFポッドおよびカセットとは、す
べての適用可能なSEMI基準と合致している。
間の運動学的な連結部上に直接あるいはその付近に設置したポッドの位置のとこ
ろにカセット22を収容することができるSMIFポッド20に関する。たとえ
ポッド・シェルが反っていたり、変形していたりしていたとしても、運動学的連
結部のところでのポッド、支持面間の3つの接触点は、常に、一定の制御可能で
反復可能な位置に留まることになる。本発明は、この事実により、カセットを3
つの運動学的連結位置のところまたはその付近に支持することができる。さらに
、支持構造は、ポッド・シェルの頂部または側部に取り付けていない。したがっ
て、カセットの位置およびその中に支持されるウェーハも、同様に、一定の制御
可能で反復可能な位置に留まり、実質的に生じる可能性のある任意のポッド・シ
ェル変形の影響を受けない。ポッド・シェル内にウェーハ・カセットを正確に位
置決めし続けること(普通のポッド・シェルはウェーハ・カセットを支持するた
めの剛性を得るために厚くなければならない)に加えて、本発明によるポッド・
シェルの少なくとも側部、頂部は、より薄く作ることができる。これは、本発明
によるポッド・シェルがウェーハ・カセットの位置を維持するのに使用されない
からである。ポッド・シェルをより薄く作るということにより、ポッドの全重量
を低減し、ポッド製作における材料コストを低減することができる。
ェーハ23を取り囲むポッド・シェル21を包含し、ウェーハ23をポッドの内
外に移送することができる前部開口を有する前部開口式SMIFポッドである。
ポッド20は、さらに、垂直方向に向いたドア25を包含する。このドアは、周
囲環境からポッドの内部をシールするように公知の方法で前部開口のところでポ
ッド・シェルに連結していてもよい。たとえば、「Sealable transportable Con
tainer Having Improved Latch Mechanism」という名称の、Bonora等の米国特許
第4,995,430号を参照されたい。これには、ポッド・シェルに対するポ
ッド・ドアの連結に関するさらなる詳細が記載してある。ここで、ポッド20が
SMIFポッドである必要がなく、種々の加工片を収容する種々のコンテナのう
ち任意のものを包含していてもよいことは了解されたい。あるいは、ポッド20
は、本発明の別の実施例における底部開口式ポッドを包含していてもよい。
ト26を包含する。コンベヤ・プレート26は、好ましくは、支持面24にある
3つの対応する運動学的ピン29上に着座して、「発明の背景」部分で説明した
ようにポッド、支持面間の運動学的連結部を形成する3つの運動学的な溝27を
包含する。以下に説明するように、カセット22は、SMIFポッド20のシェ
ル21を貫いてコンベヤ・プレート26に直接取り付けられる。好ましい実施例
において、SMIFポッド20およびコンベヤ・プレート26は、好ましくは、
ポリカーボネートまたは他の種々のポリマーで形成する。
またはそれ以上のウェーハ23を支持する構成要素を包含する。カセット22の
好ましい実施例は、1対のウェーハ支柱28と、これらの支柱間に延在し、それ
らを連結している頂部プレート46とからなる。しかしながら、以下に説明する
ように、ウェーハ・カセット22の別の実施例は、代わりにまたはそれに追加し
て、支柱28を装着する底部プレート48を包含していてもよい。さらにまた、
頂部および底部のプレートを両方とも省略し、コンベヤ・プレート26に直接装
着したウェーハ支柱28だけからなるウェーハ支持構造を残してもよい。
隣接するポッド・シェル21の側部のところに設置してある。支柱28は、好ま
しくは、複数の棚30を包含し、各支柱からの棚は、一緒になって、単一の半導
体ウェーハをしっかりと支持し得る平面を構成する。本発明の実施例において、
1つ支柱の棚が2つの高くなった部位を包含し、他の支柱の棚が1つの高くなっ
た部位(図示せず)を包含し、これら3つの高くなった部位が、一緒になって、
ウェーハが載ることができる支持平面を構成してもよい。ここで、本発明の別の
実施例において、棚上の高くなった部位が4つ以上であってもよいし、あるいは
、すべてを省略してもよいことは了解されたい。複数の棚は、一緒になって、複
数のウェーハを平行に隔たった同軸の状態で支持する。本発明の一実施例におい
て、棚30は、各ウェーハが約10mmの距離だけ次の隣接したウェーハから分離
され得るように、ウェーハを支持する。この距離は、本発明の別の実施例におい
ては異なるかも知れない。ウェーハ支柱28の高さならびにポッド20の高さは
、別の実施例では、異なった数のウェーハを支持するように変わってもよい。
ルギ消散性を呈する安定した剛性材料から形成する。支柱のための好ましい材料
としては、炭素繊維充填polyetheretherkeytone(「PEEK」)を含む種々の
ポリマー、あるいは、非電着性ニッケル・メッキ・アルミニウムあるいはクォー
ツのような金属がある。以下により詳しく説明するように、支柱28は、好まし
くは、好ましい実施例において静的エネルギ散逸性であって、ウェーハから静電
気電荷を消散させるとよい。
貫いて、運動学的連結部のところあるいはその付近で、コンベヤ・プレート26
に直接取り付けられている。好ましい実施例において、ウェーハ支柱28を包含
するカセットは、コンベヤ・プレート26に対する4つの取り付け点を、各ウェ
ーハ支柱28内に2つずつ、有する。コンベヤ・プレートに対する支柱のこのよ
うな取り付け点の1つが、図4Aの特に詳しく示してある。図示のように、ねじ
32がコンベヤ・プレート26の中央開口80(明確に示すために図4Aにおい
て陰影を付けて示してある)に嵌合しており、この中央開口80は、コンベヤ・
プレートにそこから上方に延びるように形成した環状のボス82によって構成さ
れている。中央開口80の底部は、ねじ32のヘッドが載ることができる段部8
1を包含する。ポッド・シェル21は、ボス82の上部86を受ける開口84を
包含する。支柱の底部は、ボス82の上部86に載る環状のボス88を包含する
。したがって、支柱28は、好ましい実施例では、コンベヤ・プレート26と直
接接触して位置し、コンベヤ・プレート26上に直接支持される。支柱の底部に
は、ねじ32を受け入れるねじ孔38が形成してある。ねじ孔38内へねじ32
をねじ込むことによって、支柱28は、コンベヤ・プレート26に固定すること
ができる。Oリング40が、ポッド・シェル21と支柱の下面との間に設けてあ
ってもよい。このとき、Oリングは、ねじ32の回転の際、ねじ孔38内で圧縮
され、ポッド20内へのいかなる汚濁物および/または粒子の侵入も防ぐ。ここ
で、Oリング40が本発明の別の実施例においてポッド・シェル21の下方に設
け得ることは了解されたい。
に示してある。図4A、4Bの同じ参照符号は、同じ構成要素を示している。図
4Bの実施例におけるコンベヤ・プレート26は、座ぐり孔34を包含する。ポ
ッド・シェル21の底面も同様に、孔34と整合した孔36を有する。支柱の底
部には、ねじ32を受け入れるためのねじ孔38が形成してある。孔38内へね
じ32をねじ込むことによって、支柱28をコンベヤ・プレート26に固定する
ことができる。Oリング40が、ポッド・シェル21と支柱の下面との間に設け
てあり、ポッド20内にいかなる汚濁物および/または粒子も侵入するのを防い
でいる。さらに、止めブロック39をOリングに近接して設け、Oリングが圧縮
される程度を制限すると共に、コンベヤ・プレート26上の支柱28の高さを精
密に制御するようにしてもよい。
ベヤ・プレートに取り付けると好ましい。各支柱に対するこのような装着点は、
ポッドの正面に向かって、2つの前部運動学的連結部上にほぼ直接的に位置する
。支柱がポッドの側部に設置してあるので、後部運動学的連結部がポッドの中心
にあるので、各ウェーハ支柱に対する第2の装着点は、後部運動学的連結部に整
合するが、その上には直接的には位置しない。ポッド・シェル21の底部は、ポ
ッド・シェルの他の側部よりも剛性を高くして作ってもよいし、後部運動学的連
結部および支柱28のコンベヤ・プレート26への2つの後部装着点と垂直方向
に整合した厚みの増えたリブまたは領域を包含し、支柱の装着点のところでポッ
ド・シェルの剛性を高めるようにしてもよい。
、運動学的な溝27と同様に、静的エネルギ散逸性である。さらに、支柱28お
よびポッド20の前部により近いねじ32は、好ましくは、コンベヤ・プレート
26の底にある前部運動学的溝内に位置するか、あるいは、それと係合して位置
する。したがって、ウェーハからの静電気電荷は、運動学的ピンを通して、コン
ベヤ・プレート26の底にあるウェーハ支柱28、ねじ32および運動学的な溝
を経てウェーハから引き出され得る。
、さらに、支柱の頂部で、それぞれの支柱28間に装着され、それを取り付けて
いる頂部プレート46を包含する。頂部プレート46は、支柱28と一体に形成
してもよいし、普通の固定手段を介して支柱に取り付けてもよい。頂部プレート
は、たとえばPEEKのような種々のポリマーあるいはアルミニウム合金または
クォーツのような種々の金属で形成してもよいし、支柱28と同じあるいは異な
る材料であってもよい。図1に示す頂部プレート46は、実質的に矩形の設置面
積を有する。しかしながら、ここで、頂部プレート46を、図5Aに示すウェー
ハとほぼ同じサイズに形成される円形および/または直線的な縁を有する中実プ
レートを含む広範囲にわたる形状に形成し得ることは了解されたい。ウェーハ・
カセット内の頂部ウェーハが、ポッド・シェルの静電気電荷変動による粒子付着
速度の増大の影響をより受けやすいということがわかった。頂部プレート46が
中実プレートとして含まれる場合、頂部プレートは、頂部ウェーハを増大する粒
子付着速度から遮断し、粒子および/または汚濁物が頂部ウェーハ上に付着する
のを低減する。さらにまた、頂部プレート46は、中央開口、あるいは、それぞ
れ、図5B、5Cに示すように複数のカットアウト部を有する中実プレートから
なるものであってもよい。他の頂部プレート構成も意図される。
カセット22は、ポッド・シェル21の頂部または側部に取り付けられていない
。このことは、ポッド・シェル21の変形および/または反りが実質的にカセッ
ト22およびそこに着座したウェーハ23になんの影響を持たないという点で、
普通のシステムを越えた重要な利点を与える。したがって、ウェーハは、それが
支持される支持面24に関して正確に、反復して、そして、制御可能に位置決め
され得る。
部プレート48上に装着された支柱28からなっていてもよい。底部プレートは
、コンベヤ・プレート26に取り付けられている。底部プレート48は、その底
面から下方へ突出する複数の脚部50を包含していてもよい。好ましい実施例に
おいて、底部プレートは、3つの脚部50を包含し、これらの脚部は、運動学的
連結部の位置にほぼ対応する位置で底部プレート上に設けてある。ここで、別の
実施例において、4つ以上の脚部を底部プレート48に設けてもよいことは了解
されたい。
示す図4A、4Bに関して上述したように、ねじ32およびOリング40を経て
ポッド・シェル21を貫いてコンベヤ・プレート26に取り付けられる。底部プ
レートが運動学的連結部(図3)のところまたはその付近でコンベヤ・プレート
に直接装着されているので、底部プレート48の頂面の高さおよび水平方向平面
性は、正確に、制御可能に、そして、反復して維持され得る。底部プレートをこ
のように設置した場合、種々の構成を持つ剛性ウェーハ・カセットおよび支持構
造を本発明に従って底部プレート上に装着または支持でき、カセットまたは支持
構造内のウェーハを、ポッドを支持する表面24に関して正確に、制御可能に、
そして、反復して位置決めできることは了解されたい。この実施例におけるウェ
ーハ支柱28は上述したようにポッドに対して同じ位置に設置できるが、底部プ
レートそれ自体が、ポッドの変形とは無関係に、支持構造の正確で、制御可能、
反復可能な位置決めを行い、また、ウェーハ支柱を運動学的連結部上あるいはそ
の付近で底部プレート上に装着する必要がないことは了解されたい。上記の実施
例と同様に、図6のカセット22は、好ましくは、ポッド・シェル21の側部ま
たは頂部に取り付けられない。
48の形成後、底部プレート48に取り付けてもよい。底部プレート48は、た
とえばPEEKのような種々のポリマー、あるいは、たとえばアルミニウム合金
またはクォーツのような種々の金属で形成してもよいし、そしてまた、支柱28
と同じあるいは異なる材料で形成してもよい。さらに、底部プレート48は、頂
部プレート46に関して上述した形状のうち任意の形状に形成してもよい。
部プレート48、ウェーハ支柱28および頂部プレート46を包含し得る(これ
ら構成要素は先に説明したものである)。ここで、ウェーハ支柱28は底部プレ
ート48に取り付けてあってもよく、また、頂部プレート46は支柱の頂部に取
り付けられ、ウェーハのための剛性の4辺支持構造を形成してもよい。対の支柱
、頂部プレートおよび底部プレートの各々は、カセットが異なった材料で形成さ
れ得るように、別々に互いに組み立ててもよい。さらに、カセットを変えたい場
合、たとえば、支柱の高さの増減によってカセットを変えたい場合には、カセッ
トを分解し、新しいパーツを挿入することができる。あるいは、4辺構造を、一
回の製作プロセスで一体に形成してもよい。
、ポッド・シェル21に関して先に説明したように、コンベヤ・プレート26に
しっかりと取り付けた一対のウェーハ支柱28だけからなるウェーハ支持構造を
包含し得る。
ッドへの衝撃があったときなどに側方運動(ポッドおよびカセットの正面から見
た場合)に影響されやすくなる。ポッド内での支柱の任意重大な側方運動を防ぐ
ためには、本発明のさらに別の実施例によるウェーハ・カセット22の頂部また
は支柱は、フィン42を包含してもよい。このフィン42は、図6、8の正面図
に示すように、ポッド・シェル21の頂部に取り付けられ、そこから下方に延び
る一対のフィン44間に位置する。当業者には明らかなように、フィン42およ
びフィン44の位置は逆転してもよい。その結果、フィン44がカセット22の
上部に取り付けら、フィン42が、図7に示すように、ポッド・シェル21に取
り付けられ、そこから下方に延びる。カセット22の上記実施例の任意のものは
、フィン42、フィン44からなるフィン配置を包含し得る。図8の支持構造も
このフィン配置(図8)を包含し得る。
合、フィン42がフィン44のいずれかと係合し、その位置を越えて支柱28が
移動するのを阻止することになる。フィン配置を包含する実施例において、フィ
ン44は、好ましくは、フィン42が、その静止位置から約1mmを超える距離、
好ましくは、0.5mm未満の距離を移動するのを阻止する。ここで、フィン4
2、フィン44間の間隔が、本発明の別の実施例のそれより大きくても小さくて
もよいことは了解されたい。図9に示してあるフィン配置の別の実施例において
、フィン42は、突起42a、42bを包含し、フィン42とフィン44とをし
まりばめで係合させてもよい。あるいは、これらの突起が、フィン44上に設け
てあってもよい。この実施例において、カセットは、残りの5度の運動角度で自
由に移動することができる(すなわち、支持構造が拘束される軸線に対して直角
な平面における並進運動および3つの軸まわりの回転を行うことができる)。そ
れによって、ポッド・シェルの変形をカセットに伝えることがない。
ある実施例)において、フィン配置は、支柱28の後部付近(図3に示すような
支柱の図に関して)でそれぞれの支柱28上に設けると好ましい。支柱の後部の
ところで、フィン配置は、ウェーハが支柱の後部と係合する位置に最も近くに位
置し、それによって、X−Y平面におけるウェーハの位置を定める。頂部プレー
トを包含する本発明の実施例(たとえば、図7に示す実施例)においては、フィ
ン配置は、頂部プレートの中央に設けると好ましい。
におけるポッド・シェルは、その上面に設けた開口70を包含し得る。この開口
70は、ポッドの輸送を可能にするために普通の手段によってポッド・シェルに
取り付けることができるハンドル72を受け入れる。このハンドルは、その底面
から、そして、ポッド・シェルにある孔70を貫いて下向きに突出するフィン4
2を包含し得る。このフィンは、カセット上のフィン44を跨いでいてもよいし
、それと係合していてもよい。Oリング(図示せず)をハンドルまたは下方に突
出するフィンの周面まわりに設け、ハンドル、ポッド・シェル間に気密シールを
確保してもよい。
部分的に拘束するのに用いてもよい。図12の別の実施例において、フィン44
の代わりに、フィン42を完全に囲んで形成した壁45を用い、ポッドに関する
カセットの側方および前後方向の運度を防ぎ、2度の運動角度での運動を部分的
に拘束するようにしてもよい。しかしながら、フィン42がポッドのポッド・シ
ェル頂部の中央に設けてあるので、ポッド・シェルのいかなる側方または前後の
運動は最小となる。図10〜12の実施例のさらなる特徴は、上記のフィン配置
が、カセットおよびポッド・シェルのハンドルを通してウェーハから静電気電荷
を消散させるのに利用し得るということである。
通して嵌合し、そして、カセットの底部にあるねじ孔に嵌合するねじ32によっ
てコンベヤ・プレートおよび運動学的連結部に連結されていた。本発明のまたさ
らに別の実施例においては、ポッド・シェル21は、図13に示すような複数の
孔52を包含し得る。その結果、カセットの底に装着された脚部54がそれを貫
いて延びることができる。この実施例において、脚部54は、好ましくは、運動
学的ピン29(図13、14)に整合し、そして、それぞれの脚部の底面に設け
てあって支持面24の運動学的ピン29に直接着座する運動学的な溝27を包含
する。したがって、本実施例におけるカセット22は、支持面上の運動学的ピン
上に直接支持され、実質的にポッド位置から独立している支持面に関して、支持
構造22内のウェーハの位置を正確に、制御可能に、そして、反復して定めるこ
とができる。
ブ62を受けるねじ付き外面を有する環状のボス60が形成してある。このスリ
ーブは、シール・リング64(たとえば、Oリング)を包含してもよい。このシ
ール・リングは、孔52を貫いて突出する脚部54のまわりにぴったりと嵌合し
、粒子および/または汚濁物が脚部54まわりで孔52内へ侵入するのを防ぐ。
ある。この小さなサイズにより、実質的に、シェル底部のいかなる変形によって
も脚部またはカセットの位置が影響を受けることがない。それに加えて、孔52
の小さいサイズにより、Oリング64での気密シールが容易になる。
のカセット構成要素のうち任意のものを包含し得ることは了解されたい。特に、
脚部54は、それ自体によって、一対の支柱28の底面に取り付けることができ
る。付加的にあるいは代わりに、脚部54を有するカセット22は、頂部プレー
ト46および/または底部プレート48を包含してもよい。本発明のさらなる実
施例において、上記のように脚部54を包含するカセット22それ自体を、その
まわりにポッド20なしで、支持面上に使用し得ることは了解されたい。
いカセットあるいは別のカセットと交換したりするためあるいは他の目的のため
に取り外せることは了解されたい。図4A、4Bに示すようなねじ32を包含す
る実施例においては、ねじを取り外し、その後、カセットをポッドから引き出し
てもよい。そして、図13で示すような脚部54を包含する実施例においては、
スリーブ62を取り外し、カセットを取り出してもよい。ねじおよび/またはカ
セットをポッドから自動的に取り出すために治具を設けてもよい。あるいは、こ
れを手作業で行ってもよい。
ないことは了解されたい。当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載し、定
義されているような発明の精神または範囲から逸脱することなく種々の変更、代
替、修正をなし得る。
カセットの正面図である。
通る頂断面図である。
通る頂断面図である。
断面正面図である。
ている支柱の拡大断面正面図である。
示す頂面図である。
ーハ・カセットの正面図である。
ーハ・カセットの正面図である。
ェーハ支持構造の正面図である。
動を制限するためのフィン配置の拡大側面図である。
びハンドルをさらに包含するウェーハ・カセットの正面図である。
る断面図である。
に設置されたウェーハ・カセットの脚部の拡大正面図である。
Claims (26)
- 【請求項1】 支持面に対して正確な位置に加工片を支持するシステムで
あって、ポッド・シェルを包含するポッドを有し、前記ポッドおよび支持面が、
ポッドと支持面間の運動学的連結を確立するための運動学的溝および運動学的ピ
ンを包含し、さらに、前記ポッド内に収容できるカセットであって、加工片を支
持することができ、前記ポッド・シェルの変形によってほとんど影響を受けない
ようにほぼ前記運動学的連結を覆って支持されているカセットを有することを特
徴とするシステム。 - 【請求項2】 請求項1記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、前記カセットが、前記加工片を支持するための一対の
支柱と、これら対の支柱間に延在し、これらの支柱を連結している頂部プレート
とを包含することを特徴とするシステム。 - 【請求項3】 請求項2記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、さらに、底部プレートを包含し、前記支柱が前記底部
プレート上に着座していることを特徴とするシステム。 - 【請求項4】 請求項1記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、前記カセットが、底部プレートと、この底部プレート
上に着座した一対の支柱とを包含することを特徴とするシステム。 - 【請求項5】 請求項1記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、前記カセットが、前記ポッド・シェルに関して6度の
動きで移動することができることを特徴とするシステム。 - 【請求項6】 請求項1記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、前記カセットが、前記ポッド・シェルに関して5度の
動きで移動することができることを特徴とするシステム。 - 【請求項7】 請求項1記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、前記カセットが、前記ポッド・シェルに関して4度の
動きで移動することができることを特徴とするシステム。 - 【請求項8】 請求項1記載の、支持面に関する正確な位置に加工片を支
持するシステムにおいて、前記カセットが、さらに、少なくともその表面から突
出する第1フィンを包含し、前記ポッド・シェルが、少なくともその表面から突
出する第2フィンを包含し、前記第1フィンが、前記第2フィンと係合して前記
ポッド・シェルに関する前記カセットの側方運動を制限することができることを
特徴とするシステム。 - 【請求項9】 支持面に関する正確な位置で半導体ウェーハを支持するシ
ステムであって、ポッド・シェルおよびこのポッド・シェルと嵌合することがで
きるポッド・ドアを包含するポッドであり、前記ポッド・シェルが頂部、底部、
これら頂底部間の側部を包含するポッドと、このポッド内に配置することができ
るカセットであり、半導体ウェーハを支持することができ、前記ポッド・シェル
の前記頂部および側部のところで前記ポッド・シェルに取り付けられていないカ
セットとを包含することを特徴とするシステム。 - 【請求項10】 請求項9記載の、支持面に関する正確な位置にウェーハ
を支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、前記ウェーハを支持
する一対の支柱と、これら対の支柱間に延在し、それらを連結している頂部プレ
ートとを包含することを特徴とするシステム。 - 【請求項11】 請求項10記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、さらに、底部プレートを包含し、前記支柱が前
記底部プレート上に着座していることを特徴とするシステム。 - 【請求項12】 請求項9記載の、支持面に関する正確な位置にウェーハ
を支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、底部プレートと、こ
の底部プレート上に着座する一対のウェーハ支柱とを包含することを特徴とする
システム。 - 【請求項13】 請求項9記載の、支持面に関する正確な位置にウェーハ
を支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、さらに、少なくとも
その表面から突出する第1フィンを包含し、前記ポッド・シェルが、少なくとも
その表面から突出する第2フィンを包含し、前記第1フィンが、前記第2フィン
と係合して、前記ポッド・シェルに関する前記ウェーハ・カセットの側方運動を
制限することができることを特徴とするシステム。 - 【請求項14】 支持面に関する正確な位置にウェーハを支持するシステ
ムであって、ポッド・シェルおよびポッド・ドアを包含するポッドであり、前記
ポッド・シェルが、頂部、底部、前部開口、この前部開口に隣接する側部および
前記前部開口の反対側の後部を包含しており、X軸が前記側部間で水平に定めら
れ、Y軸が前記前部開口と前記後部との間で水平に定められており、Z軸が前記
頂部と前記底部との間で垂直方向に定められているポッドと、前記ポッド内に設
置することができるカセットであり、半導体ウェーハを支持し、少なくとも、前
記Z軸に沿った並進運動および前記Z軸まわりの回転、前記X軸まわりの回転お
よび前記Y軸まわりの回転に関して、前記ポッド・シェルに関して移動すること
ができるカセットとを包含することを特徴とするシステム。 - 【請求項15】 請求項14記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記カセットが、さらに、前記Y軸に沿った並
進運動に関して前記ポッド・シェルに関して移動することができることを特徴と
するシステム。 - 【請求項16】 請求項14記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記カセットが、さらに、前記X軸に沿った並
進運動に関して前記ポッド・シェルに関して移動することができることを特徴と
するシステム。 - 【請求項17】 請求項14記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、前記ウェーハを支
持する一対の支柱と、これら対の支柱間に延在し、それらを連結する頂部プレー
トとを包含することを特徴とするシステム。 - 【請求項18】 請求項17記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、さらに、底部プレートを包含し、前記支柱が、
前記底部プレート上に着座していることを特徴とするシステム。 - 【請求項19】 請求項14記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、底部プレートと、
この底部プレート上に着座する一対のウェーハ支柱とを包含することを特徴とす
るシステム。 - 【請求項20】 請求項14記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、さらに、少なくと
もその表面から突出する第1フィンを包含し、前記ポッド・シェルが、少なくと
もその表面から突出する第2フィンを包含し、前記第1フィンが、前記第2フィ
ンと係合して前記X軸に沿った前記ポッド・シェルに関する前記ウェーハ・カセ
ットの移動を制限することができることを特徴とするシステム。 - 【請求項21】 支持面に関する正確な位置に半導体ウェーハを支持する
システムにおいて、ポッド・シェルおよびこのポッド・シェルと嵌合することが
できるポッド・ドアを包含するポッドであり、前記ポッド・シェルが、頂部、底
部、これら頂部、底部間の側部を包含するポッドと、このポッド内に設置される
一対のウェーハ支柱とを包含し、この対のウェーハ支柱が、半導体ウェーハを支
持することができ、前記ウェーハ支柱が、前記ポッド・シェルの前記頂部、側部
のところで前記ポッド・シェルに取り付けられていないことを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項22】 請求項21記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記ウェーハ・カセットが、少なくともその表
面から突出する第1フィンを包含し、前記ポッド・シェルが、少なくともその表
面から突出する第2フィンを包含し、前記第1フィンが、前記第2フィンと係合
し、前記ポッド・シェルに関する前記ウェーハ・カセットの側方運動を制限する
ことができることを特徴とするシステム。 - 【請求項23】 支持面に関する正確な位置に半導体ウェーハを支持する
システムであって、ポッド・シェルおよびこのポッド・シェルと嵌合することが
できるポッド・ドアを包含するポッドであり、前記ポッド・シェルが、頂部、底
部、前部開口、この前部開口に隣接した側部および前記前部開口と反対側の後部
を包含し、X軸が前記側部間に水平に定められ、Y軸が前記前部開口と前記後部
の間に水平に定められ、Z軸が前記頂部と底部の間で垂直に定められているポッ
ドと、前記ポッド内に設置することができる一対のウェーハ支柱とを包含し、こ
れら対のウェーハ支柱が、半導体ウェーハを支持することができ、少なくとも、
前記Z軸に沿った並進運動およびZ軸まわりの回転、前記X軸まわりの回転およ
び前記Z軸まわりの回転に関して、前記ポッド・シェルに関して移動することが
できることを特徴とするシステム。 - 【請求項24】 請求項23記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記対のウェーハ支柱が、さらに、前記Y軸に
沿った並進運動に関して前記ポッド・シェルに関して移動することができること
を特徴とするシステム。 - 【請求項25】 請求項23記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記対のウェーハ支柱が、さらに、前記X軸に
沿った並進運動に関して前記ポッド・シェルに関して移動することができること
を特徴とするシステム。 - 【請求項26】 請求項23記載の、支持面に関する正確な位置にウェー
ハを支持するシステムにおいて、前記対のウェーハ支柱が、さらに、少なくとも
その表面から突出する第1フィンを包含し、前記ポッド・シェルが、少なくとも
その表面から突出する第2フィンを包含し、前記第1フィンが、前記第2フィン
と係合して、前記ポッド・シェルに関する、前記X軸に沿った前記対のウェーハ
支柱の運動を制限することができることを特徴とするシステム。
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