JP2008508731A5

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Publication number: JP2008508731A5
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Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2011-08-18
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Description

自動材料ハンドリングシステムの材料加工の間における処理量低減装置及び方法

本発明は材料加工に関し、特に材料加工の間における自動材料ハンドリングシステムの処理量低減に関する。

現代の半導体製造設備（「ｆａｂｓ」として知られている）は、複数のウェハを加工するツールを使用する。ウェハは一般的に、ストッカからツールへ搬送される。最近では、半導体ＦＡＢＳはツールの性能によってではなく、ツール装備前端モジュール（ＥＦＥＭ）における前面開閉搬送ポッド（ＦＯＵＰ）の使用可能性に起因して、制限されることが多い。これは、ツールにおける不十分な生産中未加工品（ＷＩＰ）、及び自動材料ハンドリングシステム（ＡＭＨＳ）又は天井軌道走行型移動システム（ＯＨＴ）での不十分な輸送可能性又はスケジューリングの柔軟性等を含む幾つかの原因に起因する。ツールの全てのロードポートが積載されるならば、ＡＭＨＳは完成ＦＯＵＰを取り除いた後に、新しいＦＯＵＰをその位置へ投下しなければならない。これには、ＡＭＨＳ又はＯＨＴが、ストッカからツールへ何度も往復することを必要とする。局所保管庫の利用はこの影響を減少させるが、除去するわけではない。

この問題に取り組むために、幾つかの試みが為されてきた。例えば、ピーク期間にＡＭＨＳ／ＯＨＴの負荷量を低減させるために、２個ではなく３個又は４個のロードポートを備えるようにツールはしばしば設けられる。これにより、ツールは２個のＦＯＵＰＳで作動する一方で、他のロードポートはＡＭＨＳによって積載され或いは積荷が降ろされることが可能となる。残念ながらこの解決策は、ＥＦＥＭの寸法、費用及び複雑さの増大、より大形のファンフィルタユニット、及びＦＡＢ内における全体ツール設置面積の増大に起因して、最適には至っていない。またこの解決策は、必ずしも一方向ＯＨＴ車両によって所望される運動の数を低減させるわけではない。回収されるＦＯＵＰが投下位置よりも下流でないならば、ＯＨＴの更なる車両又は更なる回路が作動されなければならない。

また、最新技術では、たとえ２個のＯＨＴ車両が平行に作動しても、ＦＯＵＰの加工には未だ、スケジューリングの遅延に起因してより時間がかかってしまう。殆どのスケジューリングシステムは、完成ＦＯＵＰがロードポートから取り除かれるまで、新しいＦＯＵＰを保管から回収するために車両を送らない。第１の車両が完成ＦＯＵＰを回収すると共に保管庫又は別のツールへ送り、その後に第１の車両は次の仕事に使用可能となる。第１の車両が完成ＦＯＵＰを取り上げた後に、ツールは新しいＦＯＵＰに利用可能となると共に、第２の車両が新しいＦＯＵＰへ送られる。第２の車両は、ツールのロードポートでＦＯＵＰを降ろす。次に第２の車両は、新しい仕事に使用可能となる。

他の従来の解決策では、ツールで或いはツール付近において、ＦＯＵＰ用の幾つかの種類の局所保管庫を提供することを試みてきた。例えば、ブルックス・ワンファブ（ＢｒｏｏｋｓＯｎｅＦａｂ）（商標名）ＡＭＨＳは、ツール又はＡＭＨＳ／ＯＨＴが利用可能になるまで、１個以上のＦＯＵＰを保管するために、ツール付近におけるＯＨＴ下側部分に保管庫、例えば棚を備える。これによりＦＯＵＰをストッカから移動させる時間は削減されるが、ＯＨＴの処理量は減少させない。例えば、ＯＨＴはＦＯＵＰをツール前端部及び棚の間で移動させなければならない。また、棚に保管されたＦＯＵＰへは、手動高温ロットでは、或いはＯＨＴが下方へ移動するならば、簡単には接近することができない。更なる欠点としては、ＡＭＨＳは予め、どのツールが次に準備が整っているかを知っていなければならない。ＦＯＵＰがＦＡＢの別のベイ又は部分にある局所保管庫で保管されるならば、必要な往復の追加に起因して、著しい遅延をこうむる。極端な場合には、ＯＨＴベ
イ内及びベイ間の両方によって、これは対処を必要とする。

別の従来の取り組みでは、小型ストッカをツール前端部に統合している。この取り組みによれば、幾つかのＦＯＵＰがツールに保管されることが可能となる。小型ストッカは一般的には１個又はそれ以上の投下位置を含むと共に、ＦＯＵＰをツール前端部のロードポートへ行き来させるためのガントリロボットを含む。小型ストッカシステムは、アプライド・マテリアルズ・ベイ・ディストリビューテッド・ストッカ（ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＢａｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＳｔｏｃｋｅｒ）でのように、１個のツール専用であり、或いはアシスツ・ファストラック（Ａｓｙｓｔ’ｓＦａｓＴｒａｃｋ）でのように幾つかのツールに跨る。この種のシステムでは、ＯＨＴはＦＯＵＰをストッカへ運ぶと共に、ストッカはＦＯＵＰをロードポートへ輸送する。ベイ・ディストリビューテッド・ストッカの場合には、統合ガントリがツールに据え付けられたロードポートに、ＦＯＵＰを保管及び載置する。統合小型ストッカは、高価且つ複雑である。統合小型ストッカはまた、システムへ単一点障害をもたらすと共に、ＦＯＵＰの手による取り出しを容易に可能にしない。更に、統合小型ストッカは、Ｆａｂの床に更なる設置面積を占める。これは特に、床空間が高価な製造環境において不利である。

別の従来の取り組みは、独立型ストッカをＥＦＥＭに付加することである。このシステムの例はバーティカル・ソルーションズ（ＶｅｒｔｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｓ）から入手できる。このタイプのシステムでは、ＦＯＵＰを単一のロードポートから直接的に載置及び回収するために、ガントリ形態を使用する。ＯＨＴはＦＯＵＰをストッカへ搬送し、ストッカはＦＯＵＰをロードポートへ搬送する。統合小型ストッカと同様に、独立型ストッカは高価且つ複雑であると共に、単一点障害である。また、独立型ストッカはＦＯＵＰの手による取り出しを容易に可能にしない。独立型ストッカはまた、Ｆａｂの床に更なる設置面積を占める。更に、独立型ストッカは、ＯＨＴシステムの処理量を効果的に低減しない。ＡＭＨＳは、どのツール又はベイが利用可能なロードポートを次に有するかを事前に知る必要がある。現在のツールは完了を信号で知らせるのみである。ツールは最後のウェハにある、或いは殆どのパーセントが完了したとＡＭＨＳに知らせない。

それ故、当該技術分野では、材料加工の間にこれらの問題点を克服する自動材料ハンドリングシステムの処理量低減方法、及びこの方法を実行する装置が必要とされる。

本発明の他の目的及び効果は、以下の詳細な説明を読み且つ添付の図面を参照すれば理解できる。

以下の詳細な説明は、例示を目的として多くの細部を含むが、当該技術分野に属する通常の知識を有する者であれば理解し得るように、以下の細部に対する多くの変形物及び代替物が本発明の範囲内にある。従って、以下に説明される発明の例証実施形態は、請求される発明への一般性を損失することなく、また請求される発明への制限を強要することなく記載される。

ウェハ加工システムは４個（又はそれ以上）のロードポートを必要としないことを本願発明者は認識している。代わりに、追加保管庫を供給すると共にＦＯＵＰをツールへ投下し或いはＦＯＵＰをツールから取り上げる一方で、更なるＦＯＵＰが加工されることにより、ツールの効率は増大される。

本発明の実施形態によれば、ロードポート構成により、完成したＦＯＵＰが取り除かれる前に、新しいＦＯＵＰがロードポートへ下降させられる。この局所的な緩衝又は取替えは、様々な運動によって達成され、運動には直線（例えば水平方向又は垂直方向）運動又は回転運動が含まれるが、これらに限定されない。ロードポートは、一方向システム及び双方向システムの両方への適合に最適化された迅速スワップバッファ（ＱＳＢ）を含む。ＱＳＢはＯＨＴ車両において、完成ＦＯＵＰをツール上にある新しいＦＯＵＰと容易に取り替えることを可能にする。この取り組みを伴い、ＡＭＨＳは、ツールが加工を完了した直後に、或いはロードポートがＦＯＵＰを局所保管庫へ移動させた時に、投下位置が利用可能であることを信号で知らせる。これにより、同じ車両が新しいＦＯＵＰを投下し、その直後に（或いは略すぐ後に）完成物を回収することが可能になる。これにより、ツールの待機時間を大幅に低減し或いは無くすことができる。また、ＯＨＴの処理量は、運動及びスケジューリングの両方について著しく低減され、ＦＡＢの輸送が減少する。

図１Ａ及び図１Ｂは、材料加工中における材料ハンドリングシステムに対する要求を低減させるために、本発明の実施形態がどのようにして使用されるかの例を示す。図１Ａに示すように、材料加工システムは、材料加工装置１００と、例えば天井軌道走行型移動システム（ＯＨＴ）１１２及び１個以上の車両１１１の形態をなす材料ハンドリングシステムを含む。装置１００は前端部を有する材料加工ツール１０２を含み、ツール１０２の前端部には１個又はそれ以上のロードポート１０４Ａ，１０４Ｂ及び１個又はそれ以上の可動バッファ１０６Ａ，１０６Ｂが取り付けられる。各バッファ１０６Ａ，１０６Ｂは保管位置１０８Ａ，１０８Ｂにおいて、自動材料ハンドリングシステムから材料ポッド１０１を受け取ると共に、ポッド１０１を１個又はそれ以上のロードポート１０４Ａ，１０４Ｂの１個以上へ移動させるように構成される。各バッファ１０６Ａ，１０６Ｂは付加的或いは代替的に、１個又はそれ以上のロードポート１０４Ａ，１０４Ｂの１個以上からポッド１０１を受け取ると共に、ポッド１０１を保管位置１０８Ａ，１０８Ｂへ移動させるように構成される。また、バッファ１０６Ａ，１０６Ｂ内又は１個の保管位置１０８Ａ，１０８Ｂのいかなるポッド１０１にも、手により或いは材料ハンドリングシステムによって接近できる。

材料加工ツール１０２は、例えば半導体ウェハの製造に用いられるタイプのウェハ加工ツールである。本発明の例は特に、高いウェハポッド処理能力を有するツールに適用可能である。このツールの例には、計測ツールが含まれる。これは特にツール認定の間に重要である。これは工程交換の際に生じ、方法又はシフト交換には生じない。ツール例は、カリフォルニア州ミルピタス（Ｍｉｌｐｉｔａｓ）にあるＫＬＡテンコール（Ｔｅｎｃｏｒ）からのＳＰ１，ＳＰ２（ウェハ面検査）及びＦ５Ｘ（薄膜計測）である。一例として材料ポッド１０１は、半導体製造において一般的に用いられるタイプの前面開閉搬送ポッド（ＦＯＵＰ）である。市販のＦＯＵＰは束ねられた２５個の直径３００ミリメートルのウェハを運ぶ。計測ツールはＦＯＵＰ内にある３個のウェハのみを試す。

バッファ１０６Ａ，１０６Ｂは、局所保管庫並びにポッド１０１をロードポート１０４Ａ，１０４Ｂ及び保管位置１０８Ａ，１０８Ｂにある局所保管庫の間で移動させる能力の両方を提供することにより、材料ハンドリングシステムの処理量を減少させる。本発明の別の実施形態によれば、装置１００は、材料加工の間に、材料ポッドを１個以上の材料加工ツールへ運ぶ１個以上の車両を有する自動材料ハンドリングシステムの処理量を減少させるために使用される。図１Ｂに示すフローチャートは、方法工程の例を示す。図１Ａの装置の効果は、図１Ａ及び図１Ｂのフローチャートを同時に参照することにより、容易に理解される。

工程１２２において、ツール１００はポッド１０１の加工を完了すると共に、ポッドは取上げの準備が整う。工程１２４において、バッファ１０６Ａはツール１００のロードポ
ート１０４Ａから、ツール前端部に取り付けられたバッファ１０６Ａを用いて、ロードポート１０４Ａに近接する保管位置１０８Ａにある局所保管庫へ、完成ポッドを移動させる。ツール１００は次に、工程１２６において新しいポッドを受け取るように利用可能となる。ＯＨＴ車両１１１は工程１２８において、新しい材料ポッドへ送られると共に、工程１３０において、新しい材料ポッドをロードポート１０４Ａへ運ぶ。この時点で注目すべきであるが、車両１１１はツールのところにあり、完成ポッド１０１を取上げるのに使用可能である。工程１３０において、車両１１１は保管位置１０８Ａにある局所保管庫から完成ポッド１０１を回収する。工程１３４において、車両１１１は任意で完成ポッド１０１を保管庫（図示なし）又は別のツールへ運ぶ。車両１１１は次に、工程１３６において次の仕事に使用可能となる。

注目すべきであるが、一方向材料ハンドリングシステムでは、保管位置１０８Ａがロードポート１０４Ａの下流に配置されるならば、バッファ１０６Ａは完成ポッド１０１をロードポート１０４Ａから保管位置１０８Ａへ移動させる。車両１１１は続いて、ロードポート１０４Ａにおいて新しいポッドを投下し、その略直後に、方向を変更することなく、保管位置１０８Ａにおいて完成ポッド１０１を取上げる。他方では、保管位置１０８Ｂがロードポート１０４Ｂの上流に配置されるならば、ツール１０２がポッド１０１の加工を終えた時に、車両１１１は新しいポッドを保管位置１０８Ｂで投下し、その略直後に、ロードポート１０４Ｂにおいて完成ポッドを取上げる。バッファ１０６Ｂは次に、新しいポッドをロードポート１０４Ｂへ移動させる。

双方向ＯＨＴ車両であっても、バッファ１０６Ａ，１０６Ｂはポッド１０１を局所的に保管及び移動させるので、材料ハンドリングシステムの処理量を大きく減少させることができる。対照的にこれまでの局所保管システムでは、材料ハンドリングシステムはポッドをロードポートから局所保管へ移動させ、またその逆を行わなければならない。

バッファ１０６Ａ，１０６Ｂは、ポッド１０１を平行移動させることによりポッドを移動させるように構成されてもよい。図１Ａに示す実施形態において、バッファ１０６Ａ，１０６Ｂは各々、ポッド１０１をロードポート１０４Ａ，１０４Ｂ及びロードポート側に配置された保管位置１０８Ａ，１０８Ｂの間で水平方向に平行移動させるように構成された平行移動機構を含んでもよい。この平行移動機構は、単純なコンベアベルト、軌道機構、又は軌道上を走行する電動カートによって実施される。一例として、平行移動機構は、ポッド１０１をピンから離れるように上昇させる統合リフト機構を備えたコンベアを含む。

バッファ１０６Ａ及び１０６Ｂは任意で、ポッド１０１に関する情報をシステム制御装置（図示なし）へ提供するように構成される。この機能により、システム制御装置は例えば、特定のポッドが保管位置１０８Ａ，１０８Ｂの一方に配置されて、取上げの準備が整っているか否かを知ることができる。この機能は、ポッド１０１にタグを備えると共に、１個以上の保管位置１０８Ａ，１０８Ｂにタグリーダを備えたＰＯＳ・ＩＤシステムによって実施される。ＰＯＳ・ＩＤシステムは固定され或いは移動可能である。一例として、バッファ１０６Ａ，１０６Ｂ上のバーコードリーダが、ポッド１０１のバーコードを読み取る。或いは、バッファ１０６Ａ，１０６Ｂ上の磁気ストライプリーダが、ポッド１０１の磁気ストライプを読み取る。

図１Ａにはポッドを水平方向に平行移動させるバッファ機構を有するツールが示されているが、他のバッファ機構が用いられても良い。例えば図２は、図１Ａの装置の変形物である装置２００を示す。図１Ａの装置１００と同様に、図２の装置２００は、ツール２０２の前端部に取り付けられる１個以上のロードポート２０４Ａ，２０４Ｂ及び１個以上の可動バッファ２０６Ａ，２０６Ｂを備えた材料加工ツール２０２を含む。バッファ２０
６Ａ，２０６Ｂは材料ポッド２０１を保管位置２０８Ａ，２０８Ｂ及びロードポート２０４Ａ，２０４Ｂの間で移動させる。バッファ２０６Ａ，２０６Ｂ上又は一方の保管位置２０８Ａ，２０８Ｂにあるいかなるポッド２０１にも、手により或いは材料ハンドリングシステムによって接近できる。バッファ２０６Ａ，２０６Ｂは、上述のように、水平方向平行移動機構を含む。また、少なくとも１個のバッファ２０６Ａは更に、ポッドを垂直方向に平行移動させるリフト２１４を含む。一例として、リフト２１４は天井リフトであり、ＯＨＴ車両と同様なリフト機構を有する。リフト２１４は、２個のポッド２０１を保管位置２０８Ａに保管する能力を装置２００にもたらすことにより、ツール２０２が扱うポッドの数が増加する一方で、材料ハンドリングシステム、例えば天井軌道２１２上での車両２１１の使用が更に減少する。垂直リフト２１４はまた、第１完成ポッドが回収される前に、ツール２０２が更なるポッドを完成させるならば、バッファ２０６Ａ，２０６Ｂが保管位置２０８Ａ，２０８Ｂを完成ポッドのために使用できるようにする。

図３は図２の装置２００の変形物を示す。図３において、装置３００は、上記のようなロードポート３０４Ａ，３０４Ｂ及び可動バッファ３０６Ａ，３０６Ｂを備えた材料加工ツール３０２を含む。バッファ３０６Ａ，３０６Ｂは材料ポッド３０１を、第１保管位置３０８Ａ，３０８Ｂ及びロードポート３０４Ａ，３０４Ｂ間で移動させる。バッファ３０６Ａ，３０６Ｂは、上記のような水平平行移動機構を含む。また、各バッファ３０６Ａ，３０６Ｂは更に、ポッドを第１保管位置３０８Ａ，３０８Ｂ及び第１保管位置の上方又は下方に位置する第２保管位置の間で、垂直方向に平行移動させるように構成されるリフト３１４Ａ，３１４Ｂを含む。一例として、リフト３１４Ａ，３１４Ｂはフォークリフトタイプ機構である。図３において注目すべきであるが、第２保管位置においてでさえも、ポッド３０１には材料ハンドリングシステム、例えば軌道３１２を走行するＯＨＴ車両３１１によって接近可能である。

図１Ａ及び図２〜図３は隣り合う２個以上のロードポートを有するツールを図示しているが、他のツール構成も本発明の実施形態に用いられる。例えば、ツールは３個以上の隣り合うロードポートを含む。図４は、第２及び第３ロードポート４０２Ｂ，４０２Ｃの間に置かれる第１ロードポート４０２Ａと、第２及び第３ロードポート近くに夫々配置される可動バッファ４０６Ａ，４０６Ｂを備えたツール４０２を示す。第１（中間）ロードポート４０２Ａは従来のとおりに作動する一方、第２及び第３ロードポート４０２Ｂ，４０２Ｃは、ポッドを２個の外側ロードポート４０２Ｂ，４０２Ｃ及び対応する保管位置４０８Ａ，４０８Ｂの間で移動させるために、バッファを用いて上述のように作動する。この概念は、３個以上のロードポートを有するツールにも拡大される。例えば、図５は４個のロードポート５０４Ａ，５０４Ｂ，５０４Ｃ，５０４Ｄを有するツール５０２を示す。ツール５０２では、２個の従来どおりのロードポート５０４Ａ，５０４Ｂが、可動バッファ５０６Ａ，５０６Ｂに嵌合された外側ロードポート５０４Ｃ，５０４Ｄの間に配置される。２個の内側ロードポート５０４Ａ，５０４Ｂは従来どおりに作動する一方、バッファ５０６Ａ，５０６Ｂはポッドを２個の外側ロードポート５０４Ｃ，５０４Ｄ及び対応する保管位置５０８Ａ，５０８Ｂの間で移動させる。

本発明の実施形態は、ポッドを水平方向又は垂直方向に平行移動させるバッファを用いる装置に限定されない。また、可動バッファはポッドに幾つかの形態の回転運動を伝える。例えば、図１Ａに図示するタイプの装置では、バッファ１０６Ａ，１０６Ｂは、ポッドを例えば略水平又は垂直面内において円弧を通るように回転させることにより、ポッド１０１をロードポート１０４Ａ，１０４Ｂから保管位置１０８Ａ，１０８Ｂへ移動させてもよい。

ある状況では、回転運動をポッドに伝える一方で、ポッドを略水平配向で維持することが望まれる。これは特に、回転運動が略垂直な成分を含む場合に当てはまる。本発明の代
替実施形態によれば、バッファは回転運動の間にポッドを略水平配向で維持するように構成される。図６は回転バッファ機構６０６を備えた材料加工ツール６０２を示す。簡易化のために、加工ツール６０２は単一のロードポート６０４を有するように図示されている。しかしながら、２個以上のロードポートを有するツールにまで概念は拡大される。バッファ機構６０６はポッドキャリア６０９及び２個以上のピボットアーム６０７Ａ，６０７Ｂを含む。ピボットアーム６０７Ａ，６０７Ｂは一端がポッドキャリア６０９に回動可能に取り付けられると共に、他端が回動点６１５Ａ，６１５Ｂに回動可能に取り付けられる。回動点６１５Ａ，６１５Ｂはロードポート６０４に対して略固定位置にある。簡易化のために、２個のピボットアームのみが図示されている。実際上の実施では、ポッドキャリア６０９の対向側面に配置される２個の平行なピボットアーム対を採用する。ピボットアーム６０７Ａ，６０７Ｂ、ポッドキャリア６０９及び回動点６１５Ａ，６１５Ｂは、ピボットアームが回転する際に互いに略平行なままであるように配置される。即ち、幾つかの配向において、回動取り付け点（即ち回動点６１５Ａ，６１５Ｂ及びピボットアーム６０７Ａ，６０７Ｂがポッドキャリア６０９に回動可能に取り付く点）は、平行四辺形の角部にある。ピボットアームが一列になって回転する時には、ポッドキャリア６０９はポッドを水平に維持する一方で、ロードポート６０４から保管位置６０８へ移動する。

図７は回転バッファ機構７００の代替構成を示しており、バッファ機構７００は図６の機構６０６に代えて用いられる。バッファ機構７００はポッドキャリア７０４及び２個以上の軌道、例えば第１及び第２軌道７０２Ａ，７０２Ｂを含む。第１及び第２軌道７０２Ａ，７０２Ｂ夫々は、略同じ形状を有する第１及び第２経路に従う。図７に図示する例では、各軌道は丸くされた角部を有する矩形形状をなす。ポッドキャリア７０４は、互いに略固定位置関係にある２個以上の軸受け７０３Ａ，７０３Ｂを含む。各軸受けは第１及び第２軌道の異なる軌道に乗って進むように構成される。図７に示すように、第１及び第２経路は相互に略平行に、しかしポッドキャリア７０４が軌道に沿って進む時に略水平なままであるように、互いにオフセットして配向される。

別の代替実施形態によれば、バッファは第１ポッド及び第２ポッドを、ツール前端部付近の保管位置及び一方のロードポートの間で同時に取り替えるように構成される。これは特に、材料ハンドリングシステムの処理量を減少させる点で有利である。例えば、ＯＨＴ車両が新しいポッドをツールに置いた後に、ツールは別のポッドの加工を終える。バッファがポッドをロードポート及び保管位置の間で取り替えるならば、ＯＨＴ車両はポッドを投下した直後に、別の仕事に利用できる。図６〜図７に図示するタイプの機構は特に、この状況において有用である。例えば図８は、ロードポート８０４及び図７に図示するタイプの機構、例えば軸受けを第１及び第２オフセット軌道に沿って進ませるキャリアを有する機構を含むスワップバッファ８００を有するツール８０２を図示する。バッファ機構８００は更に、単純な水平平行移動機構８０６を含む。第１ポッドキャリアは第１ポッド８０１Ａを軌道に沿って進ませる一方、移動機構８０６は第２ポッド８０１Ｂを第１ポッド８０１Ａの下側（又は上方）で移動させる。このようにして、バッファ機構は同時に（又は略同時に）、第１及び第２ポッドをロードポート８０４及び保管位置８０８の間で取り替える。

代替物として、図６に示すタイプの機構が、２個のポッドを取り替えるために用いられてもよい。例えば、図９は１個以上のロードポート９０４と、図６に関して上述したように構成されるポッドキャリア及び２個以上のピボットアームを有するスワップバッファ９０６を有するツール９０２を示す。スワップバッファ９０６は更に、第１ポッド９０１Ａをロードポート９０４及び保管位置９０８の間で平行移動させる単純な水平平行移動機構９０７を含む。ポッドキャリア及びピボットアームは、第１及び第２ポッドが同時に（或いは略同時に）第１ポート及び保管位置の間で取り替えられ、或いはその逆となるように、第２ポッドを第１ポッドの上側（又は下側）で回転させる。

上記は本発明の好適な実施形態の完全な説明であるが、様々な代替物、変形物及び同等物を用いることができる。従って、本発明の範囲は、上記の説明を参照して決められるのではなく、添付の請求の範囲をその同等物の全範囲と共に参照することにより決められるべきである。以下の請求の範囲において、不定冠詞「Ａ」又は「Ａｎ」は、冠詞に続く１個以上の品目の量について言及しているが、そうではないと明確に述べられている場合は除く。添付の請求の範囲は、所定の請求項において、ミーンズプラスファンクション限定が「・・・する手段」という句を用いて記載されていないならば、このような限定を含むものとして解釈されない。

本発明の実施形態に係る２個ポートツールを有する材料ハンドリングシステムを示す概略図。は本発明の実施形態に係るＡに示すタイプのシステムにおける材料加工中の自動材料ハンドリングシステム処理量低減方法を示すフローチャート。完成ポッドがバッファの下流にあるならば、新しいポッドは保管位置へ投下され、新しいポッドが回収され、更にバッファがポッドを保管庫からロードポートへ移動させる。本発明の代替実施形態に係る２個ポートツール及び垂直リフトを備えたバッファを有する材料加工システムを示す概略図。本発明の別の代替実施形態に係る２個ポートツールを有する材料加工システムを示す概略図。本発明の代替実施形態に係る３個ポートツールを示す概略図。本発明の代替実施形態に係る４個ポートツールを示す概略図。本発明の実施形態に係る回転バッファ機構を備えた材料加工ツールを示す前面概略図。代替回転バッファ機構を示す前面概略図。本発明の実施形態に係るスワップバッファを備えた２個ロードポートツールを示す前面概略図。本発明の実施形態に係る代替スワップバッファを備えた２個ロードポートツールを示す前面概略図。

Claims

自動材料ハンドリングシステムの材料加工の間における処理量低減装置であって、
１個又はそれ以上のロードポートを備えた前端部を有する材料加工ツールと、
前記前端部に取り付けられる少なくとも１個の可動バッファとを含み、該バッファは保管位置において前記自動材料ハンドリングシステムから材料ポッドを受け取ると共に、該ポッドを前記１個又はそれ以上のロードポートの１個以上へ移動させるように構成され、または該バッファは該ポッドを該１個又はそれ以上のロードポートの１個以上から受け取ると共に、該ポッドを前記保管位置へ移動させるように構成され、或いはこれらの構成の両者に構成されており、該バッファは、ポッドを下方から支持し、
前記バッファのいかなるポッドへも、手により或いは材料ハンドリングシステムによって接近可能である
ことを特徴とする装置。
前記バッファは前記ポッドを平行移動させることにより該ポッドを移動させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記バッファは、前記ポッドを前記ロードポート及び該ロードポートの側方に配置される保管位置の間で水平方向に平行移動させるように構成された平行移動機構を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記バッファは、前記ポッドを前記ロードポート及び該ロードポートの上方又は下方に配置される保管位置の間で垂直方向に平行移動させるように構成されたリフトを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記バッファは、
前記ポッドを前記ロードポート及び該ロードポートの上方又は下方に配置される第１保管位置の間で垂直方向に平行移動させるように構成される平行移動機構と、
前記ポッドを前記第１保管位置及び該第１保管位置の上方又は下方に配置される第２保管位置の間で垂直方向に平行移動させるように構成されるリフトと
を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
前記バッファは前記ポッドを回転運動によって移動させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記バッファは、前記ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
前記バッファはポッドキャリア及び２個又はそれ以上のピボットアームを含み、各ピボットアームは第１端部が該ポッドキャリアに回動可能に取り付けられると共に、第２端部が回動点に回動可能に取り付けられ、該回動点は該ピボットアームが回転する時に互いに平行な状態を維持するように配置されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
前記バッファはポッドキャリア及び２個又はそれ以上の軌道を含み、該２個又はそれ以上の軌道は第１及び第２軌道を含み、該第１及び第２軌道夫々は同じ形状を有する第１及び第２経路に従い、該ポッドキャリアは２個又はそれ以上の軸受けを含み、該軸受けは互いに固定位置関係にあり、各軸受けは該第１及び第２軌道の異なる軌道を進むように構成され、該第１及び第２経路は、該ポッドキャリアが該軌道に沿って進む時に水平なままであるように互いにオフセットさせられることを特徴とする請求項７に記載の装置。
前記バッファは更に、ポッドをロードポート及び該ロードポートの側方に配置される保管
位置の間で水平方向に平行移動させるように構成される平行移動機構を含み、該バッファは１個のポッドを回転運動によって移動させると共に、第２ポッドを平行移動運動によって移動させるように構成されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
前記バッファは、第１ポッド及び第２ポッドを、前記ツール前端部付近の保管位置及び前記ロードポートの１個の間で、同時に取り替えるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記バッファは前記第１ポッドを回転運動によって移動させるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記バッファは前記第１ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記バッファはポッドキャリア及び２個又はそれ以上のピボットアームを含み、各ピボットアームは第１端部が該ポッドキャリアに回動可能に取り付けられると共に、第２端部が回動点に回動可能に取り付けられており、該回動点は該ピボットアームが回転する時に互いに平行なままであるように配置されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
前記バッファはポッドキャリア及び２個又はそれ以上の軌道を含み、該２個又はそれ以上の軌道は第１及び第２軌道を含み、該第１及び第２軌道夫々は同じ形状を有する第１及び第２経路に従い、該ポッドキャリアは該ポッドに取り付けられる２個又はそれ以上の軸受けを含み、該軸受けは互いに固定位置関係にあり、各軸受けは該第１及び第２軌道の異なる軌道を進むように構成されており、該第１及び第２経路は、該ポッドキャリアが該軌道に沿って進む時に水平なままであるように、互いにオフセットされていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
前記バッファは更に、ポッドをロードポート及び該ロードポートの側方に配置された保管位置の間において水平方向に平行移動させるように構成される平行移動機構を含み、該バッファは１個のポッドを回転運動によって移動させると共に、第２ポッドを平行移動運動によって移動させるように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記材料加工ツールはウェハ加工ツールであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記ウェハ加工ツールは計測ツール、ウェハ表面検査ツール、又は薄層計測ツールであることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
前記材料ポッドは前面開閉搬送ポッド（ＦＯＵＰ）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記ツールは隣り合う２個以上のロードポートを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記ツールは隣り合う３個以上のロードポートを含み、第１ロードポートは第２及び第３ロードポートの間に置かれ、第１可動バッファは該第２ロードポートに近接して配置されると共に、第２可動バッファは該第３ロードポートに近接して配置されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
前記１個以上の保管位置は、前記材料ポッドのタグからの情報を読み取ると共に、情報をシステム制御装置へ供給するように構成されるタグリーダを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
１個又はそれ以上のロードポートを備えた前端部を備える１個又はそれ以上の材料加工ツールを有するシステムにおいて、材料加工の間における自動材料ハンドリングシステムの処理量低減方法であって、
材料ポッドを前記自動材料ハンドリングシステムの可動バッファから受け取る工程と、
前記ポッドを下方から支持する前記バッファによって該ポッドを前記１個又はそれ以上のロードポートの１個以上へ移動させる工程及び前記ポッドを前記１個又はそれ以上のロードポートの１個以上から受け取ると共に、該ポッドを下方から支持する前記可動バッファによって該ポッドを保管位置へ移動させる工程のうち少なくともいずれか一方の工程とを含み、
前記バッファにあるいかなるポッドへも、手により又は前記材料ハンドリングシステムによって接近可能であることを特徴とする方法。
前記バッファによるポッド移動工程は、前記ポッドを平行移動させる工程を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
前記ポッド平行移動工程は、前記ポッドをロードポート及び該ロードポートの側方に配置される保管位置の間で水平方向に平行移動させる工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
前記ポッド平行移動工程は、前記ポッドをロードポート及び該ロードポートの上方又は下方に配置される保管位置の間で垂直方向に平行移動させる工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
前記ポッド平行移動工程は、前記ポッドをロードポート及び該ロードポートの上方又は下方に配置される第１保管位置の間において垂直方向に平行移動させる工程と、該ポッドを該第１保管位置及び該第１保管位置の上方又は下方に配置される第２保管位置の間で垂直方向に平行移動させる工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載に記載の方法。
前記バッファは前記ポッドを回転運動によって移動させるように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
前記ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持する工程を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
前記ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持する工程は、ポッドキャリア及び２個又はそれ以上のピボットアームの使用を含み、各ピボットアームは第１端部が前記ポッドキャリアに回動可能に取り付けられると共に、第２端部が回動点に回動可能に取り付けられており、該回動点は該ピボットアームが回転する時に互いに平行なままであるように配置されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
前記ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持する工程は、ポッドキャリア及び２個又はそれ以上の軌道の使用を含み、該２個又はそれ以上の軌道は第１及び第２軌道を含み、該第１及び第２軌道夫々は同じ形状を有する第１及び第２経路に従い、該ポッドキャリアは２個又はそれ以上の軸受けを含み、該軸受けは互いに固定位置関係にあり、各軸受けは該第１及び第２軌道の異なる軌道を進むように構成されており、該第１及び第２経路は、該ポッドキャリアが該軌道に沿って進む時に水平なままであるように、互いにオフセットされていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
ポッドをロードポート及び該ロードポートの側方に配置される保管位置の間で水平方向に平行移動させる工程を更に含み、１個のポッドは回転運動によって移動すると共に、別のポッドは平行移動運動によって移動することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
前記バッファによるポッド移動工程は、第１ポッド及び第２ポッドを前記ツール前端部付近の保管位置及び１個のロードポートの間で同時に取り替える工程を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
前記第１及び第２ポッド取替え工程は、該第１ポッドを回転運動によって移動させる工程を含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
前記バッファは前記第１ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持するように構成されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
前記第１ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持する工程は、ポッドキャリア及び２個又はそれ以上のピボットアームの使用を含み、各ピボットアームは第１端部が該ポッドキャリアに回動可能に取り付けられると共に、第２端部が回動点に回動可能に取り付けられており、該回動点は該ピボットアームが回転する時に互いに平行なままであるように配置されることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
前記第１ポッドを前記回転運動の間に水平な向きに維持する工程は、ポッドキャリア及び２個又はそれ以上の軌道の使用を含み、該２個又はそれ以上の軌道は第１及び第２軌道を含み、該第１及び第２軌道夫々は、同じ形状を有する第１及び第２経路に従い、該ポッドキャリアは該ポッドに取り付けられる２個又はそれ以上の軸受けを含み、該軸受けは互いに固定位置関係にあり、各軸受けは該第１及び第２軌道の異なる軌道を進むように構成されており、該第１及び第２経路は、該ポッドキャリアが該軌道に沿って進む時に水平なままであるように互いにオフセットされていることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
前記第１及び第２ポッド取替え工程は、ポッドをロードポート及び該ロードポートの側方に配置される保管位置の間で水平方向に平行移動させる工程を含み、１個のポッドは回転運動によって移動すると共に、別のポッドは平行移動運動によって移動することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
ポッドが保管位置に配置されたことをシステム制御装置に通報する工程を更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
１個又はそれ以上の車両を有し、材料ポッドを１個又はそれ以上の材料加工ツールへ送るシステムにおいて、材料加工の間における自動材料ハンドリングシステムの処理量低減方法であって、
ツールが材料ポッドの加工を完了した後に、該ツールの前端部に取り付けられ且つ該ポッドを下方から支持するた可動バッファを用いて、該完成ポッドを該ツールのロードポートから該ロードポート付近の保管位置へ移動させる工程と、
新しい材料ポッドを車両を用いて前記ロードポートへ搬送する工程と、
完成ポッドを車両を用いて前記保管位置から回収する工程と
を含むことを特徴とする方法。
前記車両は一方向車両であることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
前記車両は双方向車両であることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
前記車両を用いて前記完成ポッドを別のツールへ搬送し、或いは該完成ポッドを保管庫へ搬送する工程を更に含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
前記自動材料ハンドリングシステムは天井軌道走行型移動システムであることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
前記新しい材料ポッドをロードポートへ搬送する工程は、ツールが材料ポッドの加工を完了した後に生じることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
前記新しい材料ポッドをロードポートへ搬送する工程は、ツールが材料ポッドの加工を完了する前に生じることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
前記完成ポッドを前記ロードポートから前記保管位置へ移動させる工程と同時に、前記新しいポッドを該保管位置から該ロードポートへ移動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
１個以上の車両を有し、材料ポッドを１個以上の材料加工ツールへ運ぶシステムにおいて、材料加工の間における自動材料ハンドリングシステムの処理量低減方法であって、
前記車両を用いて、新しいポッドを前記ツールのロードポート付近の保管位置へ搬送する工程と、
前記車両を用いて、完成ポッドを前記ロードポートから回収する工程と、
前記ツールの前端部に取り付けられ且つ該ポッドを下方から支持する可動バッファを用いて、前記新しいポッドを保管庫から前記ロードポートへ移動させる工程と
を含むことを特徴とする方法。
前記車両は一方向車両であることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記車両は双方向車両であることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記車両を用いて、前記完成ポッドを別のツールへ搬送し、或いは該完成ポッドを保管庫へ搬送する工程を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記自動材料ハンドリングシステムは天井軌道走行型移動システムであることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記新しいポッドを保管位置へ搬送する工程は、ツールが材料ポッドの加工を完了した後に生じることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記新しいポッドを保管位置へ搬送する工程は、ツールが材料ポッドの加工を完了する前に生じることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記新しいポッドを前記保管位置から前記ロードポートへ移動させる工程と同時に、前記完成ポッドを該ロードポートから該保管位置へ移動させる工程を更に含むことを特徴とする請求項５４に記載の方法。
ポッドが前記保管位置へ配置されたことをシステム制御装置に通知する工程を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。