JP2023014191A - 基材用のカセットを保管するための保管装置、およびそれを備える処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基材用のカセットを保管するための保管装置、およびそれを備える処理装置【解決手段】本発明は、カセットを保持するように構築および配置される可動ベースプレートと；ベースプレートからカセットを収容するおよび取り外すための開口部を備える外壁と；開口部に対してベースプレートを移動させるように構築および配置される移動デバイスと；を備える基材用カセットを保管するための保管装置に関する。保管装置は、開口部のベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するために、開口部近傍に固定センサーを備える。【選択図】図８

Description

関連出願の相互参照
本開示は、２０１７年８月９日に出願された「ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＨＯＬＤＥＲ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＦＯＲ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＡＮＤ ＨＯＬＤＩＮＧ ＭＥＭＢＥＲ ＦＯＲ ＵＳＥ ＩＮ ＳＵＣＨ ＡＳＳＥＭＢＬＹ」と題する米国特許出願第１５／６７３，１１０号、および２０１７年１１月１３日に出願された「ＳＴＯＲＡＧＥ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＳＴＯＲＩＮＧ ＣＡＳＳＥＴＴＥＳ ＦＯＲ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥＳ ＡＮＤ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＥＱＵＩＰＰＥＤ ＴＨＥＲＥＷＩＴＨ」と題する米国仮特許出願第６２／５８５，２８３号の優先権を主張し、これらは参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、概ね基材用のカセットを保管するための保管装置に関する。本発明はまた、基材を処理する処理装置、およびこのような保管装置を備える処理装置に関することができる。

保管装置は、半導体材料基材上の個別半導体製品および集積半導体製品の製造に使用される装置に採用される場合がある。基材を輸送するために、保管装置を必要とする場合のあるカセットを用いることができる。

基材用のカセットを保管するための保管装置は、
カセットを保持するように構築および配置される可動ベースプレートと；
ベースプレートからカセットを収容するおよび取り外すための開口部を備える外壁と；
開口部に対してベースプレートを移動させるように構築および配置される移動デバイスと；を備える。ベースプレート上に、少なくとも一つの半導体材料基材を保管するための複数のカセットは、外壁の開口部を通って保管されることができる。保持部材は、ベースプレート上に配置されおよびベースプレートによって支持され、カセットをベースプレート上の正しい位置に配置することができる。

開口部でベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するために、センサーが必要である場合がある。多数のカセットを保管装置に保管できるため、ベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向を検出するために多数のセンサーが必要である場合がある。センサーは、電源の接続および保管装置の固定部との通信を必要とする場合がある。したがって、メインプレートの移動を可能にするケーブルフィードスルーを必要とする場合がある。ベースプレート上の可動センサーおよびケーブルフィードスルーを用いる設計の欠点は、設計が非常に大きくなる可能性があることである。

したがって、本発明の目的は、ベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するためのセンサーの簡略化された設計を備える保管装置を提供することである。

したがって、基材用のカセットを保管するための保管装置であって、
カセットを保持するように構築および配置される可動ベースプレートと；
ベースプレートからカセットを収容するおよび取り外すための開口部を備える外壁と；
開口部に対してベースプレートを移動するように構築および配置される移動デバイスと；を備え、保管装置には、開口部の近傍に固定センサーが設けられ、開口部のベースプレート上のカセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出する、保管装置が提供される。

開口部近傍のベースプレート上の基材カセットの存在と正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するために、開口部近傍に固定センサーを設けることにより、カセットの存在および正しい位置を検出するために可動ベースプレートに配線する必要はない。それにより、保管装置の設計を簡略化することができる。

半導体製品の製造のための処理装置に、本発明による保管装置を設けてもよい。こうした装置は、製品が大量に製造されることを可能にすることができ、また維持および／または設置を容易にすることができる。

半導体基材の処理に必要な部品に加えて、装置は、保管装置内にカセットを配置する手段、または保管装置からカセットを取り外す手段を備えることができる。カセット内に基材を配置する、カセットから基材を取り外すための基材ハンドラーもまた、装置に設けることができる。

これらおよび他の実施形態は、添付の図面を参照する特定の実施形態の以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろう。本発明は、開示される特定の実施形態に限定されない。

当然のことながら、図内の要素は、単純化および明瞭化のために例示されており、必ずしも実寸に比例して描かれていない。例えば、図内の要素のうちの幾つかの寸法は、本開示の例示された実施形態の理解の向上を助けるために他の要素に対して相対的に誇張されている場合がある。

図１は、処理装置の概略水平断面図を示す。 図２は、別の処理装置の部分的に破断した概略斜視図である。 図３は、図１または２の装置用の保管装置の部分的に破断した斜視図である。 図４は、一実施形態によるカセットホルダーアセンブリの正面図である。 図５は、一実施形態による比較的小さなサイズの基材を有するカセットを備える図１のカセットホルダーアセンブリの背面図である。 図６は、一実施形態による比較的大きなサイズの基材を有するカセットを備える図１のカセットホルダーアセンブリの背面図である。 図７は、一実施形態によるベースプレート上に取り付ける前の、カセットを収容するためのベースプレート上の上部斜視図および保持部材上の底部斜視図である。 図８は、基材用カセットを保持するためのベースプレート上の正面図である。 図９ａ、９ｂ、および９ｃは、一実施形態による可動要素の図４のバーのさらに詳細な上面図、側面断面図および底面断面図である。

図は実寸に比例して描かれておらず、特に明瞭化のために厚さ方向の寸法が誇張されている。対応する区域は、可能な限り同一の参照符号を持つ。

図１は、ウェーハという用語でも示される、半導体基材を処理するための処理装置１を示す。これらのウェーハは、後にウェーハから切断され、さらに処理される多数の集積回路を表面上に形成するために、多数の処理工程に供される。

通常、基材を保管装置２の図１の上面図に示されるカセット９内に移動させる。保管装置２は、回転テーブル４を有することによって可動ベースプレートを備え、その上に２～１０個、例えば６つのカセットを３段のそれぞれに配置することができ、その結果、例えばこのテーブル４は合計１８個のカセットを含むことができる。

保管装置２には、粉塵が非常に低い雰囲気が維持されているクリーンルームからカセットの受け取りおよび取り外しのための入出ポートとして機能する開口部が設けられた外壁３が設けられている。入出ポート５を介して、カセット９はテーブル４の可動ベースプレート上に配置されることができる。

図が明確に示すように、保管装置２の断面は、少なくとも部分的に正多角形の周囲を有し、すなわち、図１における右側の三つの壁は断面が正八角形の一部を形成する。以下にさらに説明される処理ステーション１０、１１および１２は、断面が少なくとも部分的に正多角形の周囲を有している。ステーション２、１０、１１および１２は、側面の位置で他のステーション上に連結する個別のステーションとして具体化される。

装置１では、基材ハンドラー８を有する中央ステーションが設けられる。この基材ハンドラー８は、カセット９から基材１３を取り出し、それらを処理ステーション１０、１１、１２内のウェーハキャリア内に置くことができる。処理後、基材ハンドラーは再び処理ステーションのウェーハキャリアから処理された基材を取り外し、次の処理ステーションに、またはロータリーメインプレート４によって所定位置へ回転された空のカセット９内にそれらを配置する。処理された基材１３を有するカセット９は、入出ポート５と同じ様に機能することができる入出ポート６を介して保管装置２から取り外されてもよい。

図１に示す処理ステーション１０、１１、１２のそれぞれには、三つの区画１５が画定される回転テーブル１４を設けることができる。これらの区画にはそれぞれウェーハキャリア１６が設けられる。回転テーブル１４は、三つの回転位置で移動および停止することができる。これらの各位置において、ウェーハキャリアの一つは、搬送ステーション８のロボットにアクセス可能である。ウェーハキャリア１６を三つの区画１５のうちの一つに装填した後、回転テーブル１４は時計回りに１／３回転動かされる。充填されたばかりのウェーハキャリアは、本明細書では昇降デバイス１７の上およびオーブンの下に置かれる。昇降デバイス１７によって、充填されたウェーハキャリアは、ウェーハの処理が行われるオーブン内に上げられる。処理が完了すると、ウェーハキャリアは再び下向きにテーブル１４内に移動し、そしてテーブル１４はさらに１／３回転する。一方、次のウェーハキャリア１６は再び充填され、昇降デバイス１７を用いてオーブン内に配置されることができる。処理されたばかりのウェーハを暫くの間冷却することができる。処理サイクルが再度終了した後、回転テーブルは再び１／３回転され、処理され冷却されたウェーハを有するウェーハキャリア１６が搬送ステーション８に隣接する開始位置に戻る。その後、処理されたウェーハはウェーハキャリアから取り出され、処理ステーション１１の準備完了ウェーハキャリア内または準備完了したカセット９内に置かれる。処理ステーション１１および１２の作動は、この場合は同一である。

保管装置２は、処理ステーション１０、１１または１２のうちの二つまたは一つのみと組み合わせられてもよい。処理ステーション１０、１１、１２の代わりに、別の処理ステーションを用いることができる。実施形態の結果として、個別の連結可能なユニットは断面が少なくとも部分的に正多角形の周囲を有するので、ユニットは正多角形の周囲の側面の位置で別のユニットに接続し、デバイスの構造の大きな自由度が所望の処理に従って可能である。

図１にさらに示すように、基材ハンドラー８は、正方形の周囲および保管装置２で具体化され、処理ステーション１０、１１および１２のそれぞれは、１３５度の角度を有し、基材ハンドラー８の長さと等しい長さの辺を有する、部分的に正八角形の周囲を有する。ここで保管装置２および処理ステーション１０、１１および１２は、一つの基材ハンドラー８と組み合わせて接続されてもよい。

しかし、本発明による構造から、別の組立品も可能である。図２は、例えば、図１の断面で示されるものに対応する一つの保管装置２１および二つの処理ステーションからなるデバイスを示し、そのそれぞれは処理ステーション１０、１１および１２に対応することができる。ここでは基材ハンドラー２２も配置されている。この基材ハンドラーは、上述のように、ウェーハ１３をカセット９から取り出し、処理ステーションのウェーハキャリア２７内にそれらを置くことができ、その逆もできるロボット２５を備える。ロボット２５は、それ自体が既知のロボットであってもよく、その作動アーム自体が下部カセットの底部ウェーハと上部カセット９の上部ウェーハとの間の高さの差を埋めることができるように、昇降デバイス上に取り付けられる。その他の点では、通常、ウェーハの移動は最低位置から最高位置まで連続して行われる、すなわちウェーハ１３はカセット９またはウェーハキャリア２７から取り出され、底部から始まり最上部へ続くが、一方でこれらは最上部から始まり底部に続き再度ウェーハキャリアまたはカセットに再配置される。これにより、粉塵粒子が下にあるウェーハ上に落下する可能性がなくなる。

図２に明瞭に示されるように、この実施形態では、それぞれの連結可能なステーションは、正多角形の周囲を有する部分の側面のうちの少なくとも一つにおいて閉鎖可能な通路開口部を有する密閉筐体を有する。この実施形態では、処理ステーション２３、３２のそれぞれは一つの通路開口部２６を有する。保管装置２１には三つの通路開口部２４が設けられている。通路開口部は、ガイド３０に収容されるハッチ２９を用いて開閉されることができ、これは線形アクチュエータ、例えば、空気圧シリンダー３１によって上下に移動されることができる。膨張可能なシールをガイド３０に組み込んでもよい。ハッチ２９を閉じた状況において、このシールは膨張し、したがって密着シール接触が得られる。ハッチ２９を移動させる必要がある場合、膨張可能なシールは無圧力にされ、それによりそれ自体がハッチ２９から除去される。結果として、ハッチ２９が開かれる場合、滑り接触が全くないか、または最小限にしかならないため、本発明によるデバイスの環境において特に望ましくない、開放される粉塵粒子の形成の危険は非常に小さい。また、図２で概略的に指定されるように、ロータリーテーブル２８内に収容されるウェーハキャリア２７がある。

図３は、本発明による保管装置を示す。この装置３５は、断面が等しい辺を有する完全に正八角形である。保管装置３５には、図２に示すユニット２１の通路開口部２４に類似の四つの通路開口部３８を設けることができる。装置３５は、ウェーハ１３用の８つのカセット９が３段のそれぞれに置かれることができる回転テーブル３６を備えることができる。テーブル３６は垂直軸の周りで回転駆動され、装置３５の閉じた区画に収容される駆動デバイス３７を用いて異なる回転位置に固定されてもよい。

装置３５には、独自のガス循環デバイスを設けることができる。これは、中央に配置される円筒形フィルター３９の内部空間につながる回転テーブルのシャフト４０を経由するセントラルガス供給を備える。シャフト４０を経由して供給されるガスは、カセット９を通る層流でこのフィルター３９を通って水平な半径方向に流れる。外周付近では、ガスは上方に流れ、保管装置３５の上部に配置された出口４１から排出される。このように実現されたガスのセントラル供給により、装置３５のすべての側面は、おそらく他のユニットとの連結に利用可能である。装置内の非常に低い粉塵粒子レベルを維持するためのパージには、ガス循環が必要な場合がある。

図４は、一実施形態による、基材１３を有するカセット９を保管するための保管装置２、３５（図１および３）用のカセットホルダーアセンブリの正面図である。カセットホルダーアセンブリ６１は、図１および３の回転テーブル４、３６に供給される可動ベースプレート６３を備える。

カセットホルダー６１は、可動ベースプレート６３に支持される同等の左保持部材６５ａおよび右保持部材６５ｂを備え、正面Ｆから見てそれぞれ右Ｒと左Ｌにカセットを位置決めする。左右の保持部材６５ａ、６５ｂは、互いに実質的に同一である。保持部材６５ａ、６５ｂのそれぞれは、保持部材の中心を通る正面Ｆから背面Ｂまでの線Ｊに対して鏡面対称である。

バー６６の形態の追加の保持部材をベースプレート６３上に設けて、カセットを位置決めすることができる。バー６６には、カセットホルダー６１上のカセットの存在および／または正しい位置決めを感知するためにセンサーによって用いられるホール６８を設けることができる。

保持部材６５ａ、６５ｂのそれぞれは、カセットと係合し、ベースプレート６３に実質的に平行で、正面Ｆから背面Ｂ方向にカセットの位置を制限するための端面６７ＬＢ、６７ＬＦ、６７ＲＢ、６７ＲＦを有してもよい。各保持部材は、左端面６７ＬＢ、６７ＬＦおよび右端面６７ＲＢ、６７ＲＦを有してもよい。右端面６７ＲＢ、６７ＲＦは、正面Ｆから見て保持部材６５ａ、６５ｂの右側に位置し、左端面６７ＬＢ、６７ＬＦは、保持部材の左側に位置することができる。保持部材６５ａ、６５ｂの左端面６７ＬＢ、６７ＬＦおよび右端面６７ＲＢ、７６ＲＦは、実質的に平行であってもよい。

右保持部材６５ｂの右端面６７ＲＢ、６７ＲＦおよび左保持部材６５ａの左端面６７ＬＢ、６７ＬＦは、カセット６９と係合するように配置されることができる（図５および図６参照）。左保持部材６５ａの右端面６７ＲＢ、６７ＲＦおよび右保持部材６５ｂの左端面６７ＬＢ、６７ＬＦは、カセット９と係合するように配置されていなくてもよい。端面に保持部材の摩耗がある場合、保持部材６５ａ、６５ｂの位置を交換して、他の端面を用いてもよい。

基材のサイズ、およびカセットを用いるファブ所有者の好みに依存することができる様々なサイズのカセットが利用でき、保持部材は様々なサイズに適応できるように構築されることができる。保持部材６５ａ、６５ｂのそれぞれは、直径１５０ｍｍの基材Ｗのためのカセット９用の小さなカセット端面６７ＲＦ、６７ＬＦ（図５参照）、および直径２００ｍｍの基材Ｗのためのカセット９用の大きなカセット端面６７ＲＢ、６７ＬＢ（図６参照）として画定される少なくとも二つの端面を有することができる。小さなカセット端面６７ＲＦ、６７ＬＦは、比較的小さなサイズのカセットと係合するために、大きなカセット端面６７ＲＢ、６７ＬＢに対してベースプレート６３の正面Ｆに向かって配置されてもよい。

保持部材６５ａ、６５ｂは、カセット９と係合し、ベースプレート６３に実質的に平行で、正面Ｆから背面Ｂ方向に実質的に垂直な、右Ｒから左Ｌの方向にカセットの位置を制限するための側面７１ＬＦ、７１ＬＢ、７１ＲＦ、７１ＲＢを有してもよい。右側面７１ＲＦ、７１ＲＢおよび左側面７１ＬＦ、７１ＬＢとして画定される二つの側面を設けてもよい。右側面７１ＲＦ、７１ＲＢは、正面から見て保持部材の右側に位置し、左側面７１ＬＦ、７１ＬＢは、正面Ｆから見て保持部材６５ａ、６５ｂの左側に位置することができる。

右保持部材６５ｂの右側面７１ＲＦ、７１ＲＢおよび左保持部材６５ａの左側面７１ＬＦ、７１ＬＢは、カセット９と係合するように配置されてもよい。左保持部材６５ａの右側面７１ＲＦ、７１ＲＢおよび右保持部材６５ｂの左側面７１ＬＦ、７１ＦＢは、カセット９と係合するように配置されていなくてもよい。

保持部材は、小さなカセット側面７１ＲＦ、７１ＬＦおよび大きなカセット側面７１ＲＢ、７１ＬＢとして画定される少なくとも二つの側面を備える。小さなカセット側面７１ＲＦ、７１ＬＦは、比較的小さなサイズのカセット９と係合するために、大きなカセット側面７１ＲＢ、７１ＬＢに対してベースプレート６３の正面Ｆに向かって配置されてもよい（図５参照）。大きなカセット側面７１ＲＢ、７１ＬＢは、比較的小さいサイズのカセット９と係合するために、小さいカセット側面７１ＲＦ、７１ＬＦに対してベースプレート６３の背面Ｂに向かって配置されてもよい（図４参照）。

保持部材６５ａ、６５ｂの両方は、カセットと係合し、右Ｒから左Ｌの反対方向にカセットの位置を制限するための側面を有してもよい。これにより、保持部材６５ａ、６５ｂによりカセットを左から右方向に位置決めすることができる。

保持部材６５ａ、６５ｂは、締結具、例えばねじ部品、例えばスロットホール７７を通るボルト７５によって、ベースプレート６３に取り外し可能に固定されることができる。スロットホール７７は、ベースプレート６３上の保持部材６５ａ、６５ｂの位置を調整するために、正面Ｆから背面Ｂへの線に垂直な方向を有することができる。

図７は、カセットを収容するための可動ベースプレート３の上面斜視図、およびベースプレート６３に取り付けるための右保持部材６５ｂの底面斜視図である。図７は、部材６５ｂの正面Ｆから背面Ｂへの線Ｊに垂直な方向を有するスロットホール７７を示すことができる。保持部材６５ｂには、ベースプレート６３に設けられたガイドスロット８３および／または位置決めスロット８５に適合する細長いバー７９、８１を設けることができる。２本の細長いガイドバー７９は、正面Ｆから背面Ｂへの線Ｊに垂直な方向の２本のガイドスロット８３よりも小さくすることができ、保持部材６５ｂが調節可能に固定され、ベースプレート６３上でその方向に導かれる。

一つの細長い位置決めバー８１は、正面Ｆから背面Ｂへの線Ｊに実質的に垂直な方向および実質的に平行な方向において、位置決めスロット８５と同じサイズとすることができる。保持部材６５ｂがベースプレート６３に取り付けられると、細長い位置決めバー８１および位置決めスロット８５は、保持部材の部分をベースプレート６３上に左から右および前から後方向に固定することができる。

標準サイズのカセットから少し外れる可能性のあるサイズを有するカセットの場合、保持部材６５ａ、６５ｂ間の距離を少し調整する必要がある場合がある。保持部材６５ａ、６５ｂ間の左から右への方向の距離の小さな調整のために、細長い位置決めバー８１は（部分的に）取り外し可能であってもよい。例えば、保持部材６５ｂをベースプレート６３上に左から右方向に調節可能に固定できるように、バー８１の上部を切り落とすことができる。ガイドスロット８３よりも左から右方向で小さくてもよい細長いガイドバー７９は、保持部材６５ｂがその方向に調整可能に固定されることを可能にする。前から後ろ方向で、細長いガイドバー７９はベースプレート６３上に保持部材６５ｂをさらに固定することができる。留め具、例えば（図４の）ボルト７５によって、スロットホール７７を通るネジ付きホール８９と係合し、保持部材を固定することができる。

図７に示すように、保持部材６５ｂは、保持部材の中心を通る正面Ｆから背面Ｂまでの線Ｊに対して鏡面対称であることができる。保持部材６５ａ、６５ｂの設計における対称性により、同じ保持部材６５ａ、６５ｂがベースプレート６３上の左側と右側に用いられることができることが保証される。

保持部材６５ａは、少なくとも二つ、例えば、四つの実質的に平行な端面６７ＬＢ、６７ＬＦ、６７ＲＢ、６７ＲＦ（図４参照）を備えてもよい。二つの端面は、正面Ｆから見て保持部材の右側に位置する右端面６７ＲＢ、６７ＲＦであってもよく、別の二つの端面は、正面から見て保持部材の左側に位置する左端面６７ＬＢ、６７ＬＦであってもよい。端面６７ＬＢ、６７ＬＦ、６７ＲＢ、６７ＲＦは、互いに実質的に平行であってもよい。さらに保持部材６５ａは、少なくとも二つ、例えば、四つの実質的に平行な側面７１ＬＦ、７１ＬＢ、７１ＲＦ、７１ＲＢを備えることができる。正面から見て、二つの側面は、保持部材の右側に位置する右側面７１ＲＦ、７１ＲＢであってもよく、別の二つの側面は、保持部材の左側に位置する左側面７１ＬＦ、７１ＬＢであってもよい。側面は、互いに実質的に平行であってもよい。

保持部材６５ａの側面は、端面と直角であってもよい。側面は、端面と交差していてもよい。保持部材６５ａは、側面および／または端面に隣接する少なくとも一つのガイド面８７を有することができる。ガイド面８７は、端面または側面で１５～７５度の角度を有することができる。

保持部材６５ａには、締結具のためのスロットホール７７が設けられてもよく、スロットホール７７は、保持部材の正面Ｆから背面Ｂまでの線と垂直な方向を有する。保持部材６５ａには、部材の底面から下向きに延在する少なくとも一つの細長いバーが設けられることができる。

保持部材６５ａ、６５ｂは射出成形されうる。保持部材はポリマーを含むことができる。例えば、保持部材は、その強度および柔軟性のためにアクリロニトリルブタジエンスチレン材料を含むことができる。

保持部材６５ａは、正面Ｆから見た左側と右側との対称性により容易に製造されることができる。また、保持部材６５ａをベース表面６３上に取り付けるために一つの締結具、例えばボルト７５を用いる必要があるだけなので、用いることはより簡単である。

保持部材は、プラスチックまたは金属から作製されることができる。金属はアルミニウムまたは鋼であってもよい。プラスチックは、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、またはポリエチレン（ＰＥ）であってもよい。これらの材料は、摩擦係数が低く、他の好ましい特性、例えば良好な加工能力を有する場合がある。さらに、材料を適切に洗浄することができるように、材料は洗浄剤に対して安定していることができる。

カセットホルダー６１の寸法を、前面が開いている箱形の本体であるカセット９の寸法に適合させることができ、その寸法は、その中に配置される基材Ｗの数および直径、例えば２００ｍｍによって決定されることができる。ベースプレート６３は、０．２～４ｍｍ、好ましくは０．３～３ｍｍの厚さを有することができ、カセットホルダー６５ａおよび６５ｂをカセットホルダー６１が一部を形成する装置に固定するためのホールが設けられた鋼から製造されることができる。

カセットホルダー部材６５ａ、６５ｂの高さ寸法は、５～２５ｍｍであってもよい。カセットホルダー６５ａおよび６５ｂには、ポリマー、例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンを用いることができ、これらは、作動中に優位性を有し、例えばＩＣの製造プロセスに有害となる可能性のある金属や粉塵粒子は形成されない。カセットホルダー６５ａおよび６５ｂに用いることができるさらなる材料は、アルミニウムまたは鋼であってもよい。

カセットホルダーは、半導体基材を処理する装置で用いられることができ、装置間で基材を搬送することができる。このような装置、例えば高温炉では、反応チャンバーを用いて、半導体基材上に微細な寸法の構造、例えば集積回路を形成することができる。

図８は、（図１の）保管装置２内に基材用のカセットを保持するための可動ベースプレート６３の正面図を示す。示されるカセット９は、下部可動ベースプレート（図示せず）のカセットホルダーによって保持される。保管装置には、可動ベースプレートからカセット９を収容して取り外すための開口部５、６を備える外壁が設けられている。

ベースプレートおよびその上のカセットを移動させるように構築および配置される移動デバイスを、例えば、図３の駆動デバイス３７（例えば、回転モータ）の形態で設けてもよい。移動デバイスは、ベースプレート６３上のカセットを開口部に向かってまたは開口部から離れて移動させることができる。

保管装置１は、開口部の可動ベースプレート６３上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するために、開口部近傍に固定センサー９１（図８参照）を備えることができる。センサー９１は、保管装置の外壁の内側に取り付けられてもよく、または装置の固定フレーム部分に取り付けられてもよい。センサー９１は、ベースプレート６３上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを光学的に検出するための光学センサーであってもよい。ベースプレート６３は、前述のカセットが前述の可動ベースプレート６３上で正しい方向に置かれた場合に、前述のカセットに接触して移動可能であるように配置された可動要素９３を有することができる。

インジケータ９５は、前述のカセットが前述の正しい方向に存在することを示すために、移動可能な要素９３によって移動可能であってもよい。ベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向を光学センサーに示すために、インジケータ９５を光学センサー９１の視野角内に構築および配置することができる。インジケータ９５は、反射デバイス、例えばセンサー９１からセンサー９１に戻る放射ビームを反射するミラーであってもよい。（光学）センサー９１は、放射ビーム（例えば、６４０ｎｍのレーザビーム）をミラーに向けるための放射源と、放射ビームの反射を検出するためのセンサーとを有してもよい。ベースプレート６３は移動可能であり、可動要素９３およびインジケータ９５はベースプレートに接続されているため、同様に移動可能であることができる。センサーは固定されており、保管装置は、入出ポートの近くでベースプレート６３を動かすことにより、様々なインジケータ９５をセンサー９１の前で移動させることができるように構築および配置されることができる。これは、複数のベースプレート上のカセットの存在および／または正しい配置を測定するために一つのセンサー９１だけが必要であるという利点を有することができる。さらに、すべての能動部品が保管装置の固定部品に設けられるため、保管装置の可動部品に電気ケーブルを提供する必要がない場合がある。可動ベースプレートには、受動部品、例えば可動要素９３およびインジケータ９５だけが設けられる。

図９ａ～９ｃは、一実施形態による可動要素９３のさらに詳細な図４のバー６６上の上面図、側面断面図、および底面図を開示する。可動要素９３は旋回可能なアーム９７を有することができ、バー６６には、前述の旋回可能なアーム９７をベースプレート６３の下に旋回可能に取り付けるための旋回軸９９が設けられることができる。インジケータ９５は、前述のアームの一端に設けられてもよく、前述のインジケータは、前述のアームが旋回時に移動可能であり、前述のカセットが前述の正しい方向にあることを示す。旋回可能なアームは、アームの他端にカウンターウェイト９８および止め具を有し、止め具は前述の可動要素の動きを制限し、カウンターウェイトは可動要素をカセットに押し付ける。ベースプレート６３はホールを有し、前述の可動要素９３はカセットと協働し前述のホール内で移動可能に構成されるピン１００を有してもよい。バー６６にはホール６８が設けられてもよく、ピンはホールを通して移動可能であってもよい。バーはベースプレート６３の開口部内に部分的に構成および配置されてもよい。この構成では、可動要素９３をベースプレート６３の下側に設けてもよい。

保管装置には、ベースプレート６３から上方に延在する壁７０、７２（図４参照）を設けて、カセットでベースプレート６３にアクセスするために一方の側を正面Ｆで開いたままにすることができる。開放位置と反対側の壁７２には、カセットから粒子を除去するために、カセットをパージするためのホールが設けられてもよい。ベースプレートは、カセットを収容するための水平面を有してもよく、装置は、ベースプレートが垂直回転軸の周りを水平方向に回転可能に構成および配置されてもよい。壁は、ベースプレート６３から上方に延在し、ベースプレート上に等脚台形の形状を画定していてもよい。

壁７０、７２、およびベースプレート６３は、Ｌ字形のスロットホールまたは真っ直ぐなスロットホールを備える金属板で構成されてもよい。壁７０、７２、およびベースプレート６３には、Ｌ字形リップを設けることもできる。Ｌ字形リップは、Ｌ字形スロットホールまたは直線状スロットホールに適合することができる。Ｌ字型スロットホールまたは直線状スロットホールに突き通すリップを曲げた後、壁７０、７２とベースプレート６３との間で確実に連結することができる。壁７０、７２のそれぞれの間、および壁７０、７２の一つまたはそれぞれとベースプレート６３との間にこの安全な連結を複数回設けることにより、単純に金属薄板を使用してカルーセルの堅固な構造が作成される。

可動ベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するために、光学センサー９１は、カメラの視野角内に入出ポートの開口部近傍のベースプレート６３上にカセットを有するように構築および配置されるカメラであってもよい。

（図１の）保管装置２は、カメラと接続されて操作可能であり、プロセッサおよびメモリを備えるコンピュータを有してもよく、メモリには、ベースプレート上の基材カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するためのマシンビジョンソフトウェアを備える。

保管装置２は、基材を処理するための処理装置１の一部であってもよく、基材を処理するための処理デバイスを有してもよい。基材をカセットから処理デバイスに移動するため、および処理後に基材を処理デバイスからカセットに移動するために、基材ハンドラーを設けてもよい。処理デバイスは、複数の基材を処理するための反応チャンバーを備える反応器を有してもよい。

いくつかの基材、例えばシリコンウェーハは、反応器内の基材ラックまたはボートに配置されることができる。あるいは、単一の基材を反応器内の基材サセプタ上に配置してもよい。基材およびラックまたはボートの両方を所望の温度に加熱してもよい。典型的な基材処理工程では、反応ガスを加熱された基材上を通過させ、基材上に反応物質材料のまたはガスの反応物質の薄い層を堆積させる。

基材上の一連のこのような処理工程は、レシピと呼ばれる。堆積層が下にあるシリコン基材と同じ結晶構造を有する場合、それはエピタキシャル層と呼ばれる。これはまた、ただ一つの結晶構造を有するため、単結晶層と呼ばれることもある。その後の堆積、ドーピング、リソグラフィー、エッチングおよびその他のプロセスによって、これらの層は集積回路になり、基材のサイズ及び回路の複雑さに応じて、数十から数千、または数百万もの集積素子を製造する。

得られる層の高品質を保証するために、様々な処理パラメータが注意深く制御される。このような重要なパラメータの一つは、各レシピ工程中の基材温度である。例えば、ＣＶＤ中、堆積ガスは、特定の温度ウインドウ内で反応し、基材上へ堆積する。異なる温度はまた、異なる堆積速度をもたらす。

示され説明された特定の実施形態は、本発明およびその最良の形態の例示であり、別途態様および実施形態の範囲をいかなるやり方でも限定することを意図しない。実際、簡潔さのために、従来の製造、関連、調製、およびシステムの他の機能的態様を詳細には説明していない場合がある。さらに、様々な図に示される接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係および／または物理的連結を表すことを意図する。多くの代替的もしくは追加の機能的関係、もしくは物理的接続が実際のシステムに存在してもよく、および／または幾つかの実施形態では存在しなくてもよい。

本発明の特定の実施形態を上述したが、記載した以外の方法で本発明を実施できることが理解されよう。例えば、以下の番号を付けた項目で記載の通りである：

１．カセットの正面端からアクセス可能な内部空間内に少なくとも一つの半導体材料基材を格納するためのカセットを保持するためのカセットホルダーアセンブリであって、
カセットを収容するためのベースプレートと；
カセットを正面から見て右および左それぞれに位置決めするために、ベースプレートに支持される右および左の保持部材であって、右および左の保持部材は互いに実質的に同一である、右および左の保持部材と；を備える、カセットホルダーアセンブリ。

２．保持部材のそれぞれは、保持部材の中心を通る背面から正面までの線に対して鏡面対称である、項目１に記載のカセットホルダーアセンブリ。

３．保持部材のそれぞれは、カセットと係合し、ベースプレートに実質的に平行な正面から背面方向にカセットの位置を制限する少なくとも二つの端面を有し、少なくとも二つの端面は少なくとも一つの右面と少なくとも一つの左面とを備え、これにより、正面から見て右端面は保持部材の右側に位置し、左端面は保持部材の左側に位置する、項目１に記載のカセットホルダーアセンブリ。

４．右保持部材の右端面および左保持部材の左端面は、カセットと係合するように配置される、項目３に記載のカセットホルダーアセンブリ。

５．左保持部材の右端面および右保持部材の左端面は、カセットと係合するようには配置されない、項目４に記載のカセットホルダーアセンブリ。

６．保持部材のそれぞれは、カセットと係合し、ベースプレートに実質的に平行な正面から背面方向にカセットの位置を制限する少なくとも四つの端面、カセットの右側と左側のそれぞれに小さなカセット端面および大きなカセット端面を有し、小さいカセットの端面は、比較的小さいサイズのカセットと係合するために、大きいカセットの端面に対してベースプレートの正面に向かって配置される、項目３に記載のカセットホルダーアセンブリ。

７．保持部材のそれぞれは、カセットと係合し、ベースプレートに実質的に平行に、および正面から背面方向に実質的に垂直に右から左方向にカセットの位置を制限する側面を有する、項目１に記載のカセットホルダーアセンブリ。

８．保持部材のそれぞれは、右側面および左側面を備える少なくとも二つの側面を備え、正面から見て、右側面は保持部材の右側に位置し、左側面は保持部材の左側に位置する、項目７に記載のカセットホルダーアセンブリ。

９．右保持部材の右側面および左保持部材の左側面は、カセットと係合するように配置される、項目８に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１０．左保持部材の右側面および右保持部材の左側面は、カセットと係合するようには配置されない、項目９に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１１．保持部材のそれぞれは、小さなカセット側面および大きなカセット側面を備える少なくとも二つの側面を備え、これにより、小さなカセットの側面は、比較的小さなサイズのカセットと係合するために、大きなカセットの側面に対してベースプレートの正面に向かって配置される、項目７に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１２．保持部材の両方は、カセットと係合し、右から左の反対方向のカセットの位置を制限するための側面を有する、項目１に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１３．保持部材の少なくとも一つは、スロットホールを通る締結具によってベースプレートに取り外し可能に固定され、スロットは、正面から背面への線に垂直な方向を有する、項目１に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１４．保持部材は、保持部材の底面から延在する少なくとも一つの細長いバーが設けられ、ベースプレートに設けられたスロットに適合するように構築される、項目１に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１５．少なくとも一つの細長いバーは、正面から背面への線に垂直な方向においてスロットよりも短く、保持部材をその方向に調節可能に固定できる、項目１４に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１６．少なくとも一つの細長いバーは、正面から背面への線に実質的に垂直な方向のスロットと同じサイズであり、保持部材をその方向に調節可能に固定できるように少なくとも部分的に取り外し可能である、項目１４に記載のカセットホルダーアセンブリ。

１７．カセットホルダーアセンブリのベースプレート上に少なくとも一つの半導体材料基材を保管するためのカセットを位置決めするための保持部材であって、保持部材は、正面と背面を有し、保持部材の中心を通る正面から背面までの線に対して実質的に鏡面対称である、保持部材。

１８．保持部材は、少なくとも二つの実質的に平行な端面であって、正面から見て、一つの端面は保持部材の右側に位置する右端面であり、別の端面は保持部材の左側に位置する左端面である、端面と；
少なくとも二つの実質的に平行な側面であって、正面から見て、一つの側面は保持部材の右側に位置する右側面であり、別の側面は保持部材の左側に位置する左側面である、側面と；を備える、項目１７に記載の保持部材。

１９．側面は端面に垂直であり、側面のうちの少なくとも一つは端面のちの少なくとも一つと交差する、項目１８に記載の保持部材。

２０．保持部材には、締結具用のスロットホールが設けられ、スロットは、保持部材の正面から背面への線に垂直な方向を有する、項目１７に記載の保持部材。

２１．保持部材には、保持部材の底面から延在する少なくとも一つの細長いバーが設けられる、項目１７に記載の保持部材。

２２．保持部材は射出成形ポリマー材料を含む、項目１７に記載の保持部材。

本明細書に記載される構成および／または方法は本質的に例示的であり、これらの特定の実施形態または実施例は、数多くの変形が可能であるので、限定的な意味で考えられるべきではないことが理解されるべきである。本明細書に記載される特定のルーチンまたは方法は、任意の数の加工方策のうちの一つまたは複数を表す場合がある。それ故に、例示された様々な動作は、例示される逐次で実施されてもよく、他の逐次で実施されてもよく、または場合によっては省略されてもよい。

本開示の主題は、本明細書で開示される様々なプロセス、システム、および構成、ならびに他の特徴、機能、動作および／または特性の、すべての新規かつ自明でない組み合わせおよび部分的組み合わせ、ならびにその任意のおよびすべての均等物を含む。

１ 処理装置
２ 保管装置
４ 回転テーブル
５、６ 入出ポート
８ 基材ハンドラー
９ カセット
１０、１１、１２ 処理ステーション
１３ 基材
１４ 回転テーブル
１５ 区画
１６ ウェーハキャリア
１７ 昇降デバイス
２１ 保管装置
２２ 基材ハンドラー
２３ 処理ステーション
２４、２６ 通路開口部
２７ ウェーハキャリア
２８ ロータリーテーブル
２９ ハッチ
３０ ガイド
３１ 空気圧シリンダー
３２ 処理ステーション
３５ 保管装置
３６ 回転テーブル
３７ 駆動デバイス
３８ 通路開口部
３９ 円筒形フィルター
４０ シャフト
４１ 出口
６１ カセットホルダーアセンブリ
６３ 可動ベースプレート
６５ａ、６５ｂ 保持部材
６６ バー
６７ＬＢ、６７ＬＦ、６７ＲＢ、６７ＲＦ 端面
６８ ホール
６９ カセット
７０、７２ 壁
７１ＬＦ、７１ＬＢ、７１ＲＦ、７１ＲＢ 側面
７５ ボルト
７７ スロットホール
７９、８１ バー
８３ ガイドスロット
８５ 位置決めスロット
８７ ガイド面
９１ 固定センサー
９３ 移動可能な要素
９５ インジケータ
９７ 旋回可能なアーム
９８ カウンターウェイト

Claims (20)

1. 基材用のカセットを保管するための保管装置であって、
   カセットを保持するように構築および配置される可動ベースプレートと；
   前記ベースプレートからカセットを収容するおよび取り外すための開口部を備える外壁と；
   前記開口部に対して前記ベースプレートを移動するように構築および配置される移動デバイスと；を備え、前記保管装置には、前記開口部の近傍に固定センサーが設けられ、前記開口部の前記ベースプレート上の前記カセットの存在および正しい方向のうちの少なくとも一つを検出する、保管装置。
2. 前記センサーは、前記ベースプレート上の前記カセットの前記存在および前記正しい方向を光学的に検出する光学センサーである、請求項１に記載の保管装置。
3. 前記ベースプレートは、
   カセットが前記ベースプレート上で前記正しい向きに存在する場合、前記カセットと接触して移動可能であるように配置される可動要素と；前記可動要素によって移動可能であり、前記カセットが前記正しい方向に存在することを示すインジケータと；を備え、前記インジケータは、前記光学センサーの視野角内にあり、前記ベースプレート上の前記カセットの前記存在および前記正しい方向を前記光学センサーに示す、請求項２に記載の保管装置。
4. 前記可動要素は、旋回可能なアームを備え、前記ベースプレートは、前記旋回可能なアームを旋回可能に前記ベースプレートに取り付けるための旋回軸が設けられる、請求項３に記載の保管装置。
5. 前記旋回可能なアームはインジケータを備え、前記インジケータは、前記アームが旋回時に移動可能であり、前記カセットが前記正しい方向にあることを示す、請求項４に記載の保管装置。
6. 前記旋回可能なアームは、前記可動要素を前記カセットに押し付けるカウンターウェイトを備える、請求項５に記載の保管装置。
7. 前記ベースプレートはそこにホールを備え、前記可動要素は前記カセットと協働し前記ホール内で移動可能に構成されるピンを備える、請求項３に記載の保管装置。
8. 前記可動要素は止め具を備え、前記止め具は前記可動要素の動きを制限する、請求項３に記載の保管装置。
9. 前記可動要素は前記ベースプレートの下側に設けられる、請求項３に記載の保管装置。
10. 前記インジケータはリフレクタを備え、前記光学センサーは、放射ビームを前記リフレクタに向ける放射源と、前記放射ビームの反射を検出するセンサーとを備える、請求項３に記載の保管装置。
11. 前記ベースプレートは、前記ベースプレート上の前記カセットを配置するための保持部材が設けられる、請求項１に記載の保管装置。
12. 前記ベースプレートから上方に延在する前記ベースプレートに壁を設け、前記ベースプレートにアクセスするために一方の側を開いたままにする、請求項１に記載の保管装置。
13. 前記開放側の反対側の壁は、前記カセットをパージするためのホールが設けられる、請求項１２に記載の保管装置。
14. 前記壁は、前記ベースプレート上で等脚台形を画定する、請求項１２に記載の保管装置。
15. 前記ベースプレートは、前記カセットを保持するための複数の領域を備える、請求項１に記載の保管装置。
16. 前記ベースプレートは、前記カセットを収容するための水平面を有し、前記装置は、前記ベースプレートが水平方向に移動可能に構築および配置される、請求項１に記載の保管装置。
17. 前記光学センサーは、前記ベースプレート上の前記カセットの前記存在および前記正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するために、カメラの視野角内に前記開口部近傍の前記ベースプレート上に前記カセットを有するように構築および配置される前記カメラである、請求項１に記載の保管装置。
18. 前記装置は、前記カメラと接続されて操作可能であり、プロセッサおよびメモリを備えるコンピュータを備え、前記メモリは、前記ベースプレート上の前記カセットの前記存在および前記正しい方向のうちの少なくとも一つを検出するためのマシンビジョンソフトウェアを備える、請求項１７に記載の保管装置。
19. 基材を処理するための処理装置であって、
    請求項１に記載のカセットを保管するための保管装置と；
    基材を処理するための処理デバイスと；
    基材を前記カセットから前記処理デバイスに移動させる、および処理後に前記基材を前記処理デバイスから前記カセットへ移動させるように構築および配置される基材ハンドラーと；を備える、処理装置。
20. 請求項１９に記載の基材を処理するための処理装置であって、複数の基材を処理するための反応チャンバーを有する反応器を備える、処理装置。

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