JP4093376B2 - 吸引一体型smifシステム - Google Patents
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Description
1.発明の技術分野
本発明は、汚染粒子を減少せしめる標準機械境界システム、特に汚染粒子による汚染を防止すべき半導体処理装置に用いるのに適した密封コンテナを使用する装置に関する。更に、本発明は、移動型コンテナ又はキャリヤと、制御可能な環境を有して処理ステーションへ搬送する際にコンテナ又はキャリヤを待機せしめるロードロックチャンバと、の間で半導体ウェハを効率よく搬送することができるシステムに関する。上述した如き装置により、生産処理量を著しく増加させることができるのである。
この開示の全体に亘り、「ウェハ」なる術語は、一貫して平板基板、例えばシリコンウェハや平板ガラスパネルを指し示すべく用いられるが、あらゆる基板に拡張することができることが理解されるであろう。代表的な基板は直径200mmで厚さが略0.760mmの円盤型のものであるが、しかし乍ら、近頃では同じ厚さで直径が300mmのものが選ばれることもあるのである。
2.先行技術の説明
汚染粒子の制御は、VLSI回路の低コスト化、高収率化及び高収益化にとって欠くことのできないものである。設計上の原則としてより細い電気線とより狭い間隔とが次第に要求されてきており、粒子数をより一層制御し、かつより小さい直径の粒子を除去することが必要とされている。
ある種類の汚染粒子は、電気線間の空間における不完全なエッチングの原因となり、望ましくない電気的短絡を引き起こす。更に、このような物理的な欠陥に加えて、他の種類の汚染粒子は、ゲート絶縁体や接合部においてイオン化やトラッピング核を生ぜしめ電気的不良の原因になり得るのである。
汚染粒子の主な発生源は、人体、装置及び化学物質である。人体から発せられた粒子は、周囲の環境に広がり、物理的接触や移動によりウェハ上に到達する。例えば、皮膚の剥離片を発する人体は、容易にイオン化させたり欠陥を生ぜしめたりする影響力の大きい粒子発生源である。
現代の処理装置は、下は0.01マイクロメータから上は200マイクロメータまでの範囲の大きさの粒子と関わらねばならない。これらの大きさの粒子は、半導体処理に多大な損害を与える。今日の代表的な半導体処理は、1マイクロメータ以下の大きさを採用している。0.1マイクロメータ以上の大きさの望まざる汚染粒子は、1マイクロメータの大きさを採用する半導体装置に支障を及ぼすこととなる。当然のことながら、半導体処理において採用される大きさは次第に小さくなる傾向にある。
ごく最近においては、フィルターや他の技術により0.03マイクロメータ以上の寸法を有する粒子を除去する試みがなされ、「クリーンルーム」は、確立されたものとなった。しかし乍ら、処理環境を改善する必要性は生じている。従来の「クリーンルーム」は、所望の無粒子状態を維持することができない。従来のクリーンルームを0.01マイクロメータ以下の大きさの粒子が無い状態に維持することは事実上不可能である。クリーンルーム用の衣服は、粒子の放出を低減化するが、放出を十分に抑えることはできない。1分間当たり6000個もの粒子が、十分に熟練した操作者に隣接する28316立方センチメートル(1立方フィート)の空間へ放出されるのである。
汚染粒子を制御すべく、工場においては、HEPAフィルターやULPAフィルターを用いた再循環空気システムを備えたより綿密で(かつ費用のかかる)クリーンルームを建てる傾向にある。効率99.999%のフィルタと一分間当たりに10回程度の完全な空気交換とが、許容し得る清浄度を得るべく必要とされる。
装置や化学物質の内部にある粒子は、「工程欠陥」と称される。工程欠陥を最小にすべく、処理装置製造業者は、機械から発生する粒子がウェハに広がらないようにせねばならず、気体状態や液体状態で化学物質を供給する業者は、より浄化した製品を納品せねばならない。最も重要な点は、ウェハを保管、搬送及び処理装置へ移動する際において、システムを粒子から完全に絶縁するように設計せねばならない点である。ウェハ上への粒子の流動を著しく減少せしめることにより汚染粒子を減少すべく、標準自動環境(SMIF)システムが考案され用いられているのである。この目的は、ウェハを保管、搬送及び処理装置へ移動する際において、ウェハの周囲の気体状の媒体、例えば大気又は窒素がウェハに対して変動しないことを機械的に保証し、かつウェハの外側の周囲から粒子がウェハ環境の内部近傍に入り込まないことを保証することにより達成される。
SMIFの概念は、内部に粒子発生源がなく粒子の無い空気である静止した小体積がウェハ環境を最も清浄化できるという認識に基づいている。
代表的なSMIFシステムは、(1)最小体積、即ち保管や搬送の為の防塵ボックスやキャリヤ、(2)ウェハカセットの開放棚、及び(3)処理装置の境界出入口のドアと係合するように設計されているボックスやキャリヤのドアや、同時に2つのドアが開放されることにより外側のドア表面に存在する粒子を2つのドアの間にサンドイッチ状に閉じ込めてしまう如き2つのドアに利用される。
代表的なSMIFシステムにおいて、ボックスやキャリヤは境界出入口に設置され、更に掛止手段であるラッチはボックスドアとポートドアとを同時に開放する。カセットを乗せる機械式のエレベータは2つのドアを開放する。操作者はカセットを取り出し、装置のカセットポート又はカセットエレベータにカセットを設置する。処理の後においては、逆の操作が行われる。
SMIFシステムは有効であることが立証され、この事実はクリーンルームの内側と外側とにおいてSMIF装置を用いた実験により示された。SMIFシステムの構成は、クリーンルームの内部において開放型カセットを従来通りに搬送する装置よりも10倍もの改良を成し遂げた。
SMIFシステムを用いることにより、カセットを用いて一定の間隔を保ってウェハを支持することにより、ボックスやキャリヤの内部の多数のウェハを搬送することは従来通りのことであった。この技術を用いることにより、ウェハが供給された状態でカセットは搬入されボックスやキャリヤに搬送され、その後、次の処理位置の受取り用チャンバへ配置されるべくキャリヤの中で1つずつウェハはキャリヤから取り出される。
知られている代表的なシステムは、後述する先行技術であり、これら全ては、ボックス、ボックスドア及び好ましい密封装置を含むSMIFポッドの如き搬送可能な密封コンテナを利用する装置を開示している。
1991年2月26日登録の米国登録第4,995,430号 ボノラ(Bonora)他
1990年4月13日出願のPCT出願第US90/01995号
1985年7月29日出願のPCT出願第US85/01446号
各々の例において、ボックスは、超クリーン環境内にある複数のウェハをウェハ処理ステーションに隣接する環境を含んで包囲された天蓋へ離れた位置から搬送する為に用いられる。一般に、包囲された天蓋は、SMIFポッドと天蓋との間でウェハを移動すべく、適当な密封、ラッチング及び搬送機構に組み込まれる。
ミカエルワイド(Michael Waide)他による1993年1月27日発行のEPO特許第340,345 B1号においては、包囲された天蓋を通過する清浄空気の流れのための用意がなされている。
「マイクロエレクトロニクスにおける汚染の制御の為のウェハの制限」と題された論文が、1990年8月発行の固体技術(SOLID STATE TECHNOLOGY)のS1頁〜S5頁に発表され、ウェハを包囲して閉鎖することの妥当性が述べられ、所望の目的を達成する3つの知られた方法が示されている。
上述した先行技術の状況を考慮して、本発明は考案されたものであり現時点において実行すべくまとめられたものである。特に、本発明は、必要とされるクリーン環境の体積を減少せしめ、かつウェハが処理ステーションから処理ステーションへ搬送される際においてSMIFボックス又はキャリヤからカセットを搬出したときに一時的に停留せしめるための保護された小環境を設けて、一度に搬送される多数のウェハのためのクリーンルームの状態を清浄に維持せしめようとする成果の結果である。
発明の概要
本発明によれば、システムは、無粒子環境において多数の半導体ウェハを搬送する移動型のキャリヤを用いている。一定の間隔を保って積み重ねられているウェハを支持しキャリヤの内部において円滑に受け取られるカセットは、クリーン環境のロードロックに引き渡される。小環境は、キャリヤと係合して収容するロードロックに隣接する内部領域を画定し、周囲の大気からロードロックチャンバとキャリヤの内部とを密封状態で絶縁する。搬送機構は、キャリヤからカセットを回収し、粒子が無い状態を維持しつつキャリヤをロードロックチャンバに移動せしめる役割を果たす。小環境内にある第1の搬送機構は、キャリヤからカセットを回収し内部領域に移動せしめ、ロードロック内にある第2の搬送機構は、小環境内の内部領域からカセットを回収してロードロックチャンバに移動せしめる。カセットの内部領域への移動を補助すべく、小環境のフードは、直立する壁を有する毛管密封を維持しつつ、降下位置と上昇位置との間で移動可能である。センサは、カセットがSMIFボックスに有るか否か、ウェハがカセット内に正確に位置づけられているか否か、更にカセットが内部領域に移動せしめられるように握持された否かを通知する。層流空気は、小環境の内部領域を通過して絶え間なく差し向けられ、カセット内で支持されているウェハから異物を除去すべく濾過されている。
本発明は、効率よく迅速に動作し統合化されて簡素化された設計に結びつくものであり、この設計は、処理ステップを実行する至る箇所において外部環境からウェハを保護しつつウェハの処理量を最大化することを保証するものである。本発明は、SMIFアンローダの中や小環境の内部における独立したアームの代わりに、ロードロックを構成して既に利用できるロードアームを用いて、SMIFボックスのクリーン環境を維持しつつ、吸引ロックの中に複数のウェハを収容しているカセットを移動せしめる(排気する間に)。更に、本発明のシステムは、SMIFボックスが開放される際に順送りクロス空気流を流入せしめて、複数のウェハが収容されているカセットを小環境に送り込むのである。
本発明の更なる他の特徴、利点及び利益は、後述する図面と共に後述する記載から明らかになるであろう。上述した如き概説と後述する詳細な記載とは、典型的なものであって説明の為のものであり、本発明を制限するものではないことが理解されるであろう。本発明の一部分を取り込んで構成している添付した図面は、本発明の実施例を説明するものであり、詳細な説明と共に総括的な術語で本発明の原理を説明するものである。同じ符号は、開示の全てに亘って同じ部材を示すものである。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明を実施するウェハ処理システムの概略正面図であり、ロードロックからカバーを取り外したときのものである。
図2は、図1に示した構成要素をより詳細に示し、図1の線2−2に沿った側面における概略断面図である。
図2Aは、図1に示した部材の詳細断面図であり、もう1つの相対位置を描いたものである。
図3は、本発明の1つの構成要素の断面における詳細概略正面図であり、本発明のシステムのもう1つの構成要素である小環境の上部において、カセットを収容したキャリヤを示すものである。
図4は、本発明のシステムで用いられる型のウェハ搬送カセットの概略斜視図である。
図5は、図1に示した線5−5に沿った断面図である。
図6は、図5に示した線6−6に沿った断面図である。
図6A〜6Dは、本発明のシステムの動作中に示される構成要素の連続的な位置を示す概略図であり、図6と同様のものである。
図6Eは、図6及び図6A〜6Dに示した一部分の構成要素の詳細正面図である。
図7は、図3に示した構成要素の詳細断面図である。
図8は、図7と同様のものであり、もう1つの動作位置を示す更なる詳細断面図である。
図9は、本発明のシステムの小環境の内部に位置付けられた搬送装置の概略側面図である。
図10A〜10Hは、図6の一部と略同様のものであり、構成要素の連続的な相対位置を示す概略側面図である。
図11は、本発明のシステムにより用いられるカセット握持機構を示す詳細側面図である。
図12は、図11のカセット握持機構と本発明の他の構成要素を、拡大断面において示す詳細平面図である。
図13及び14は、各々、非係合位置及び係合位置におけるカセット握持機構の部材の詳細側面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
ウェハや平面パネルの如きシリコン平板基板を処理する処理システム20を示す図1及び図2を参照する。上述した如く、後述する本開示の全てに亘り、「ウェハ」なる術語は、基板を指し示す目的で用いるのものであり、あらゆる基板に対応するように広い意味で用いられることを意図していることが理解されるであろう。特に、本発明は、新規寸法の基板の操作に有利である。
処理システム20は、処理されるウェハを最初に受け取るロードロック22と、映像法やプラズマエッチングの如きウェハ表面を処理する複数の単一ウェハ処理ステーション24とを含む。代表的なものである処理ステーション24は、処理されたウェハを1枚ずつ搬送した後、ロードロックと少なくとも1つ以上の処理ステーション24との間において処理するために、ロードロック22と処理ステーション24との内部において同心円状に配置されている搬送チャンバ28と共に接近した位置に並べられている。複数の絶縁バルブ30は、幾つかの処理ステーション24と搬送チャンバ28との境界及びロードロック22と搬送チャンバ28との間に1つずつ設けられている。
上述した如く、半導体ウェハ36(図1)の如き物品を清浄状態に維持すべく、キャリヤ32(特に、図3参照)として示されている如き搬送可能なSMIFボックス又はコンテナを使用することが知られている。これは、ウェハが処理システム20に搬入され又は搬出される間において、各々のキャリヤの内部を無粒子状態に維持することにより達成される。カセット34(図4)を用いて一定の間隔をおいてウェハを支持することによりキャリヤの内部において多数のウェハを搬送することは通例のことである。この技術を用いることにより、キャリヤ内に配置されたカセットは、ウェハを搭載した状態でロードされ、その後、ウェハはキャリヤ内でロードロック22に配置されるべく1枚ずつカセットから搬出されるか、又はカセットは、キャリヤ、SMIFボックス等が存在する清浄状態の小環境とウェハ処理装置との内部でウェハと共に搬送されるかするのである。
更に、図3を参照すると、無粒子環境でウェハを搬送する移動型のキャリヤ32は、内部42とアクセスする為のキャリヤポート40を有するカバー38と、キャリヤポートと係合して密封する閉位置と閉位置から所定の間隔をおいた開位置との間で可動なキャリヤドア44と、を含む。キャリヤ32の完全気密性は、キャリヤドア44が適切な位置に有るときには、最適なシール45によって確実なものとなる。カセット34は、キャリヤ内部において円滑に収容され、一定の間隔を保って積み重ねられている複数のウェハ36を支持する役割を果たす。
上述した如く、ロードロック22は、少なくとも1つ以上の処理ステーション24内にウェハの各々が位置付けられるべくカセット34から選択的に搬出される無粒子環境状態のチャンバ46を画定する。ロードロック22は、ロードロックチャンバを開放するロードロックポート48を有すると共に、周囲の大気からロードロックチャンバを密封する為のロードロックポートと重なる閉位置と閉位置から一定の間隔を置いた開位置との間で可動なロードロックドア50を含む。閉位置と開位置との間でロードロックドア50を移動せしめる為の最適なドア開放機構51(図2)が図に示されている。
図1、5及び6に示す如く、ロードロック22は、キャリヤ32と係合して収容する為の内部領域を画定する小環境52と隣接する。小環境は、周囲の大気からロードロックチャンバ46とキャリヤの内部42とを密封して絶縁する。キャリヤ32は、所定の方法で離れた位置から搬送され、小環境52の一部分であるポート板56上に位置づけられる。ポート板56は、内部領域54と周囲の大気との間の連通を可能にするポート開口58を有する。ポートドア60は、同一平面上でポート開口58と密封状態で係合する閉位置とポート開口から離隔して非係合となる開位置との間において移動可能である。最適なシール62は、小環境52の完全気密性を確実にすべく使用される。
キャリヤドアがポートドアと最近接する位置において同一の広がりとなるべく、ポート板56とキャリヤ32とは、キャリヤを位置づける相互係合位置決め装置を含む。より明確に述べると、ポート板56の上面には、キャリヤの底部から突出している突起66を収容すべく所定の間隔で設けられている複数の凹部64が形成されている。突起66が凹部64と完全に係合したときには、キャリヤドア44は、ポート60の近傍に位置しポート60と同一の広がりを有する。
システム20は、キャリヤ32からカセット34を取り出し、かつ無粒子環境状態を維持しつつロードロックチャンバ46に搬入すべく搬送装置を利用する。この目的を達成すべく、搬送装置は、キャリヤからカセットを取り出し、小環境52の内部領域54へ搬入する為の第1搬送機構68(図9)を含む。第2の搬送機構70(図1及び2)は、内部領域54からカセットを搬出し、ロードロックチャンバ46へ搬入せしめる役割を果たす。
再度、図5及び6参照すると、小環境52は、内部領域への開口を画定する最上縁76を有し内部領域54を包囲する直立壁75とベース74と含みロードロック22と隣接するメインハウジング72を含む。フード78は、縁と直立壁75とに重なり、水平なポート板56とポート板に従属する一体化フード壁80とを含む。フード壁は、直立壁75と平行であり、かつ直立壁と毛管シールを形成すべく直立壁の近傍に位置する平面に位置付けられている。フード78は、フード壁と直立壁との間の毛管シールを維持しつつ、下降位置と上昇位置との間で移動可能である。
上述した如く、ポート板56は、内部領域54と周囲の大気との連通を可能にすべくポート開口58(図3)を有する。更に、上述した如く、ポートドア60は、ポート開口と同一平面上で密封状態で係合する閉位置とポート開口から離隔して非係合となる位置にある開位置との間で移動可能である。
図7を参照すると、キャリヤドア44には、シール45により密封状態となる掛止位置へ常に付勢してキャリヤドアをキャリヤカバー38へ係合せしめる掛止機構82が設けられている。図8に示す如く、掛止機構82は、キャリヤドアをキャリヤカバーから選択的に解放すべく非掛止位置へ移動せしめる動作が可能である。
更に明確に述べるため引き続き図7を参照すると、キャリヤドア44は、シャフト90上で円滑に回動可能な偏心ディスク88を収容すべく適切な大きさと形状を有する中心空孔86が形成されている。同様の掛止アセンブリ92が、偏心ディスク88に向かい合せで枢軸的に取り付けられており、一方のアセンブリについての説明は2つのアセンブリについて説明するものである。更に、所定の間隔を隔てた位置に、2つ以上の掛止機構82をキャリヤドア44に設けることとしてもよい。各々の掛止アセンブリは、キャリヤドア44の端部表面98と空孔86との間に伸長する穿孔96内の長手方向に摺動可能なラッチロッド94を含む。一体偏倚板100は、側部空孔102内に位置づけられており、圧縮スプリング103は、ラッチロッド94を包囲すると共に、カバー38のベース内の位置合わせ用穴部106と係合するラッチロッドの先端部104を付勢する偏倚板を押圧する。連結リンク108は、ラッチロッド94の先端部104の反対側の端部と偏心ディスク88とに枢軸的に取り付けられており、反時計回りにディスクが回転するとスプリング103の付勢力に対抗して穴部106から先端部104を引き出す(図8参照)。
ポートドア60は、スプリング103の押圧による連続的な付勢力に対抗してキャリヤドアの掛止機構82を選択的に動作せしめる起動力機構110を含み、上述の如き方法で、非掛止位置に向かって掛止機構を移動せしめる。上述した移動動作は、ポートドアがキャリヤ44に隣接した位置に移動せしめられるときに発生する。ポート60もまた起動力機構110を収容する中心空孔111を有する。起動力機構110は、ベルクランク116の1つの腕部にピン止めされているアクチュエータロッド114を介して、ポートドア60内の開口120により導かれる駆動ピン118を駆動するアクチュエータ112を含む。図7及び8に示す如く、駆動ピンは、キャリヤドアをポートドアと分離する平面に対して上下動する。駆動ピン118の自由端は、係合動作中に駆動ピンの自由端を収容し保持する形状と大きさとを有する偏心ディスク88上の支点表面122と係合する。即ち、キャリヤドアが、図3及び7に示す如くポートドアと重なるときに、アクチュエータは、図8に示す如き偏心ディスク88を回転せしめるべく支点表面122と係合する駆動ピン118が前進するように動作し、その結果、カバー38のベース内の穴部106と係合した状態からラッチロッド94の先端部104を引き出す。反対に、アクチュエータ112が逆進し駆動ピン118が引き込まれたときには、先端部104が係合穴部106と位置合わせされている限り、先端部は、スプリング103の付勢力により係合穴部と再び係合することとなる。
掛止機構82と共同起動力機構110との多数の他の設計によっても、随伴カバー38からキャリヤドア44を選択的に解放し、カバーにキャリアドアを取り付ける同様の結果に到達することができる。
システム20が、キャリヤからカセットを取り出し小環境52の内部領域54へ移動せしめる第1の搬送機構68を含むことは、上述の如きである。この機構は、特に図9においてより詳細に示されている。上述した搬送機構は、ベース74に設けられて第1のアクチュエータロッド126を駆動する第1のアクチュエータ124と第2のアクチュエータロッド130を駆動する第2のアクチュエータ128とを含む。第2のアクチュエータ128は、第1のアクチュエータ124から離隔して第1のアクチュエータロッド126に固定されており、ポートドア60と支持されるカセット34(図3参照)を有するキャリヤ44との重力が加重される棚板132は、第2のアクチュエータ128から離隔して第2のアクチュエータロッド130に固定されている。
第1のアクチュエータ124と第2のアクチュエータ128とは、共に、ポートドア60から離隔した搬出位置からポートドア近傍の前進位置まで棚板132を移動せしめる操作が可能である。この前進位置を、図10Aに示す。システム20の動作順に、キャリヤ32は、ポート板56上に配置され、正確に位置づけられる。即ち、キャリヤカバー38の底部にある突起66は、ポート板56にある凹部64と完全に係合し、その結果、入り口ドア60と同じ広がりを有するキャリヤドア44は、ポートドア60の近傍に位置するのである。
更に、起動力機構110は、掛止機構を非掛止状態へ移動せしめる動作をし、第2のアクチュエータ128は、搬出位置と前進位置との間の中間位置に、ポートドア、キャリヤドア及びカセットと共に棚板132を移動せしめる動作をする。この中間位置を、図10Bに示す。代表的な構成、但し本発明を制限するものではない構成においては、床134又は他の動作表面からのポート板56の高度は900mmであり、棚板132は、図10Bに示す位置に到達すべく19mmだけ低下せしめられる。
図6に示す如く、昇降機構136は、フード78を下降位置と上昇位置との間で移動せしめる。昇降機構は、ベース74上に支持されているシリンダ対138を含み、フード壁80に設けられて対応する線形のレール140を動作せしめる。昇降機構136の動作に伴い、本発明のシステム20の動作は連続的に動作し、フード78は、図10Cに示した如き方法で位置づけられるまでに266mmだけ上昇する。この移動の結果、小空間52の内部領域54へ複数のウェハを搬送するカセット34を低下せしめる。
図4に示す如く、カセット34は、対向しあう一体型フランジ142を含む。図11及び12に示す如く、握持機構144は、カセットと係合しない位置と内部領域54内で吊り下げられるカセットを保持する係合位置との間で移動可能である。握持機構144は、棚板132が図10B及び10Cの中間位置へ移動するときに、係合位置まで移動可能である。棚板132の高さは、図10B及び10Cの間において変化せず、フード78のみが棚板に対して移動することは注目すべき点である。握持機構144は、ポート板56の内部表面から吊り下げられており、片持ちされて対向する平行な支持棒対148を互いに近づけるように又は互いに遠ざけるように駆動する作動機器146を含む。支持棒148は、向き合う握持指部材150が位置づけられている自由端に伸長し、握持指部材の各々は、対向するフランジ142と開放可能に係合すべく一定の間隔を保っている第1と第2の向かい合う指154及び156で末端となる。
フード78が、図10Cに示す如き位置まで移動せしめられた際には、握持指部材150、特に、各々の握持指部材の指154及び156の間にある収容ノッチ158は、フランジを係合可能に収容すべくカセットのフランジ142の正面から見て一直線上に並ぶ。
図10Dに示す如く、カセットが握持機構144により吊り下げられた状態で、第1及び第2のアクチュエータ124及び128は、共に床132から132mmの上の高さに位置する図10Eに示す引き出し位置までポートドア、キャリヤドア及びカセットと共に棚板132を移動せしめることができる。
上述した如く、システム20は、小環境52の内部領域54からカセット34を収容し、ロードロックチャンバ46へ移動せしめる第2の搬送機構70を含む。この機構は、特に図1及び2においてより詳細に記載されている。第2の搬送機構70のより完全な記載は、1995年7月6日出願の米国出願第08/498,834号に開示されている。上述の出願の完全な記載は、本願に参照されて盛り込まれている。第2の搬送機構70は、内部領域内においてカセットを選択的に収容するプラットフォーム160を含む。ロードロック22上の駆動アーム機構162は、小環境の内部領域内においてポート板56のポート開口58と位置合わせされる(図10F,10G及び10H参照)伸長位置と、ロードロックチャンバ内の収縮位置と、の間においてプラットフォーム160を移動せしめるべく動作可能である。
ベース部材164(図2及び2A)は、ロードロックチャンバ46の内部に設けられている。駆動アーム機構162は、上述した如き伸長位置と収縮位置との間においてなす平面上においてプラットフォーム160を移動せしめる為のベース部材164に枢軸的に設けられている。駆動アームシャフト166は、回転可能にベース部材164に設けられおり、駆動アーム機構162は、伸長位置と収縮位置との間においてプラットフォーム160を移動せしめる駆動アームシャフトに固定されている。
昇降駆動機構168は、上昇位置と下降位置との間において選択的にベース部材164を移動せしめるべく動作可能である。この目的を達成すべく、昇降駆動機構168は、ベース部材に設けられている駆動モータ170とネジ172を含む。プラットフォーム160が、内部領域54内においてポート板56内のポート開口58と位置合わせされたとき(図10F参照)、昇降駆動機構168は、カセットと係合して支持するプラットフォームを垂直に移動せしめるべく動作する。プラットフォームがカセットと係合すると、握持機構144は非係合位置(図10H)まで移動する(図10G)。
更に、第2の搬送機構70は、駆動シャフト172と駆動シャフトを回転せしめるモータ174とを含む。連結機構176は、ベース部材164が下降位置にあるときに、駆動アームシャフト166を駆動シャフト172と連結駆動せしめる。
システム20は、動作状態を検出して適切な情報を絶え間なく操作者に供給する幾つかのセンサが設けられている。
図14に示す如き1つの例においては、握持機構は、対向し合う指154と156との間においてカセット34のフランジ142が収容ノッチ158と適切に係合したか否かを検出するセンサを含む。この例においては、第1の指154上の送信機178は、第2の指156に対して指示信号を発すべく動作可能である。第2の指156は、第1の指の発信機からの信号を受信すべく第2の指156に位置づけられている受信機180を有する。上述した如き構成により、受信機180において信号が存在することは、指の間に位置づけられているカセットが存在しないことを示し、受信機において信号が存在しないことは、指の間にカセットフランジ142が存在することを示す。
他の例においては、実際にカセットがキャリヤ32に存在するか否かを知ることが望ましい。図10Aに示す如く、この目的を達成すべく、カセット存在発信機182が、フード壁80の1つに設けられており、フードが下降位置(図10B)と上昇位置(図10C)との間で移動する際に、カセット存在発信機182は、フード壁の対向する1つの壁に設けられているカセット存在受信機184にカセットの通路を挟んで信号を差し向ける。この装置においては、受信機184において信号が存在することは、内部領域54の内部においてカセットが存在しないことを示し、受信機において信号が存在しないことは、内部領域においてカセットが存在することを示す。
更に他の例として、ウェハがカセットから部分的に出し入れされたか否か、この動作は望ましいものではないが、このことを知ることは好ましいことである。この目的を達成すべく、図10Aに示されている如く、ウェハ搬出発信機186がフード壁80の1つに設けられており、フードが下降位置(図10B)と上昇位置(図10C)との間を再度移動する際に、信号はフード壁の対向する1つの壁に設けられているウェハ搬出受信機188にカセットの通路を挟んで差し向けられる。上述した如き装置において、信号が受信機188に存在することは、カセット内にウェハが適切な位置に位置づけられていることを示し、信号が受信機に存在しないことは、ウェハはカセットの外側に不適切に突出していることを示す。
図5及び6に示す如く、本発明の他の特徴として、システム20は、内部領域から異物を除去すべく、特にカセット34内で支持されているウェハ36から異物を除去すべく、小環境52の内部領域54を介して層流を指し向ける空気流生成サブシステム190を含む。サブシステム190は、垂直移動するフード78上に設けられているファン192を含んでいる。ファンは、周囲の大気から汚染物質の進入を防止すべく小環境内において正の圧力を生ぜしめる役割を果たす。更に、ファンは、小環境内において矢印193で示す如き循環空気流を生成せしめる動作もする。小環境内における正の圧力は過剰な空気の原因となり、約10%〜15%の空気が直立壁75とフード壁80との間の毛管シールを通じて排出されるが故に、周囲の大気からの「補填」空気により補充する必要が生じる。この目的のために、可調空気ダンパー200は、「補填」空気の量を十分に吸い込み、フードとメインハウジングとの間の毛管シールを通じて小環境から漏れる空気の量を補うファンに空気を導く為に、周囲の大気とファン192とを連通すべくフード78に設けられている。
サブシステム190の他の重要な構成要素は、フィルター194、好ましくはULPA(Ultra Low Penetration Air)フィルターであり、このフィルターは、一般に0.1〜0.2ミクロンの範囲の大きさの粒子を空気流から約99.999%の効率で除去するものである。フィルター194は、矢印193により示される空気流から粒子状物質を除去すべくフード78上のファン192の下流に設けられている。ダクト196は、小環境52内に設けられて、ファンからフィルターへの空気流を維持し差し向けるべくフード78上に設けられている。
ファン192とダクト196と同様に、フィルター194は、フードと共に移動すべくフード上に設けられており、図5及び6に示す如くカセットが完全に小環境内にあるときにはフィルタを通過する空気流の全てをカセット34の内部へ引き込みかつ通過せしめるべく排出することとなる排気表面202を有する。この例においては、フィルター194の排出面202における完全突出領域は、カセットの完全突出領域に等しい。
上述した如き構成において、図6Aに示す如き下降位置と図5、6及び6Dに示す如き上昇位置との間におけるフード78の移動に伴い、キャリヤドア44の面より上に位置づけられる排気表面202の突出領域(図6B及び6Cに連続的に示した如く)が増加する量と、キャリヤポート40の面より下に位置づけられるカセットの突出領域が増加する量とは、各々等しくなる。
カセットの下流においては、カセットからファンへ戻る空気流を維持し差し向けるべく、好ましく形成された高圧状態維持部材204が設けられている。高圧状態維持部材の壁の一部分である分配板206(図6、図6A〜6E)には、カセットが図6Dに示す位置を占めるときにはカセットと最近接して同一の広がりとなる表面全体に亘って、均一な間隔で配置された複数の穿孔208が設けられている。この分配板206の目的は、流束線の集中を防止し、更に、小環境52内の空気流、特にファンに戻る際の空気流の均一性を保証することである。
空気流の他の制御手段は、高圧状態維持部材204とファン192との間の境界に位置づけられている可調流ダンパー210である。ダンパー210は、主として常に乱流を防止することを保証すべく動作する。
空気流生成サブシステムの主な目的は、移動型キャリヤ32の清浄環境から取り出されるカセットが、小環境52内において、同水準の清浄環境を経て搬送されることを確実にすることである。上述した全ての手段は、カセットや半導体ウェハ上に有害な粒子状物質を持ち込む乱流や回転流を防止すべく動作するものである。この点に関して、本発明に求められて成し遂げるべき目標は、2点有り、第1の点は、小環境内において空気流を必要以上に攪拌させないことであり、さもなければ、隣接する表面上の粒子が空気中を伝達することとなる。第2の点は、フィルター194により遮られ除去されるまでの間において移動する空気流内に既に存在する粒子の数を保つことである。
本発明の好ましい実施例を詳細に開示したが、明細書内に記載されかつ添付した請求項内で明確にされた本発明の範囲から逸れること無く、上述した如き実施例を多様に修正できることを当業者は理解すべきである。
Claims (64)
- 無粒子環境内でウェハを搬送する移動型キャリヤであって、キャリヤ内部とのアクセスを可能にするキャリヤポートを有するカバーと、前記キャリヤポートと密封状態で係合する閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なキャリヤドアと、前記キャリヤドアを前記キャリヤカバーに密封状態で取り付ける掛止位置へ常に付勢しかつ前記キャリヤカバーから前記キャリヤドアを解放する非掛止位置へ移動可能な掛止手段と、を含む移動型キャリヤと、
前記キャリヤの内部に円滑に収納されて所定の間隔で積み重ねられた複数のウェハを支持するカセットであって、前記キャリヤドア上に解放可能に支持されるカセットと、
少なくとも1つ以上の処理ステーションにウェハの各々が選択的に位置づけられるべく搬出される無粒子環境のチャンバを画定するロードロックであって、ロードロックチャンバへのロードロックポート開口を有し、かつ周囲の大気から前記ロードロックチャンバを密封して前記ロードロックポートと重なり合う閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なロードロックドアを含むロードロックと、
前記キャリヤと係合して前記キャリヤを収納する前記ロードロックに隣接する内部領域を画定する小環境であって、前記小環境は周囲の大気から前記ロードロックチャンバと前記キャリヤの内部とを密封して絶縁し、前記小環境は前記ロードロックに隣接するメインハウジングを含み、前記メインハウジングは、前記内部領域を包囲しかつ前記内部領域への開口を画定して最上縁を有する直立壁と台座と,平面ポート板と前記ポート板に従属する一体フード壁とを含む前記直立壁と前記縁とに重なり合うフードと、を含み、前記フード壁は前記直立壁に平行な平面内に位置しかつ細管シールを形成する前記直立壁に近接し、前記フードは前記フード壁と前記直立壁との間の細管シールを維持しつつ下降位置と上昇位置との間において移動可能であり、前記ポート板は前記内部領域と周囲の大気との連通を可能にするポート開口を有し、前記ポート板と前記キャリヤとは,前記キャリヤドアが前記ポートドアと近接しかつ前記ポートドアと同一の広がりとなるべく、前記キャリヤを位置づける相互係合位置決め手段を含む小環境と、
前記カセットを前記キャリヤから搬出し、かつ無粒子環境を維持して前記ロードロックチャンバに前記キャリヤを移動せしめる搬送手段と、からなり、
前記搬送手段は、前記カセットを前記キャリヤから搬出し前記小環境の前記内部領域に移動せしめて、かつ前記ポート開口と同一平面上において密封状態で係合する閉位置と前記ポート開口から離れて非係合状態となる開位置との間で可動なポートドアを含む第1搬送手段であって、前記ポートドアは、非掛止位置方向に前記掛止手段を移動せしめる付勢力に対抗して前記キャリヤの前記掛止手段を選択的に作動せしめる移動手段を含む第1搬送手段と、
前記カセットを支持する前記ポートドアの重力が加重される棚板と、
前記ポートドアを最近接位置に上昇せしめた後、前記棚板、前記ポートドア及び前記カセットを前記内部領域に下降せしめる駆動手段と、
前記カセットを前記小環境の前記内部領域から搬出し、かつ前記ロードロックチャンバに移動せしめる第2搬送手段と、を含むことを特徴とする半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記閉位置と前記開位置との間で前記ロードロックドアを移動せしめるロードロックドア駆動機構を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記第1搬送手段は、前記台座に設けられて第1アクチュエータロッドを駆動する第1アクチュエータと、
第2アクチュエータロッドを駆動する第2アクチュエータと、を含み、
前記第2アクチュエータは、前記第1アクチュエータから離隔した位置において前記第1アクチュエータロッドに固定され、
前記棚板は、前記第2アクチュエータから離隔した位置において前記第2アクチュエータロッドに固定され、
前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータは共に、前記棚板を前記ポートドアから離隔した搬出位置から前記ポートドアと最近接する前進位置へ移動せしめることができることを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記ポートドアは、前記棚板が前記ポートドアと最近接する前記前進位置に位置するときに、前記掛止手段と係合可能となり、かつ前記掛止手段を前記非掛止位置に移動せしめることができる解除手段を含み、
前記第2アクチュエータは、前記棚板が前記ポートドアと最近接する前記前進位置に位置する状態で、前記ポートドアと前記カセットとを有する前記棚板を前記搬出位置と前進位置との間にある中間位置へ選択的に移動可能であり、
前記フードは、前記下降位置と前記上昇位置との間において前記フードを移動せしめる昇降手段と、
前記カセットと非係合となる位置と前記内部領域内において支持された前記カセットを保持する係合位置との間において移動可能な握持手段であって、前記棚板が前記中間位置に移動したときに前記係合位置まで移動可能である握持手段と、を含み、
前記第1及び第2アクチュエータは共に、前記カセットが前記握持手段により支持された状態で、前記棚板を前記ポートドアと共に前記搬出位置へ移動せしめることができ、
前記第2搬送手段は、前記内部領域において前記カセットを選択的に収容するプラットフォームと、
前記ロードロック上に設けられて、前記小環境の前記内部領域内において前記ポート板の前記ポート開口に位置合わせされる伸長位置と前記ロードロックチャンバ内の収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる駆動アーム手段と、
前記カセットを収容すべく前記カセットと係合する前記プラットフォームを垂直に移動せしめる昇降駆動手段と、を含み、
前記握持手段は、前記カセットが前記プラットフォームと係合すると非係合位置まで移動することを特徴とする請求の範囲第3項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記第2搬送手段は、前記ロードロックチャンバ内に設けられた台座部材であって、前記昇降駆動手段により上昇位置と下降位置との間において選択的に移動することができる台座部材と、
前記台座部材に回動可能に設けられた駆動アームシャフトと、
駆動シャフトと、
前記駆動シャフトを回動せしめるモータ手段と、
前記台座部材が前記下降位置にいるときに、前記駆動アームシャフトを前記駆動シャフトに連結駆動する連結手段と、を含み、
前記駆動アーム手段は、前記伸長位置と前記収縮位置との間においてなす平面上に前記プラットフォームを移動せしめるべく前記台座部材上に枢軸的に設けられ、
前記駆動アーム手段は、前記伸長位置と前記収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめるべく前記駆動アームシャフトに固定されていることを特徴とする請求の範囲第4項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記握持手段は、前記内部領域内において前記ポート板に設けられていることを特徴とする請求の範囲第4項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記カセットは、対向し合う一体型フランジを含み、
前記握持手段は、前記一体型フランジと解放可能に係合する握持指と、
前記係合位置と前記非係合位置との間で前記握持指を移動せしめる握持駆動手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第4項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記握持指は、対向し合う第1及び第2フィンガ部材と、
前記第1フィンガ部材に位置づけられた送信機からの信号を受信すべく設けられた受信機を有する前記第2フィンガ部材に信号を送信する前記第1フィンガ部材上に設けられた送信機と、
前記受信機において信号が存在することは、前記フィンガ部材の間に適切に位置づけられたカセットが存在しないことを示し、
前記受信機において信号が存在しないことは、前記フィンガ部材の間にカセットフランジが存在することを示すことを特徴とする請求の範囲第7項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記握持手段は、前記カセットが適切に係合したか否かを検出するセンサ手段を含むことを特徴とする請求の範囲第4項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記第2搬送手段は、前記内部領域内において前記カセットを選択的に収容するプラットフォームと、
前記ロードロックに設けられて、前記小環境の前記内部領域内において前記ポート板の前記ポート開口に位置合わせされる伸長位置と前記ロードロックチャンバ内の収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる駆動アーム手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記キャリヤドアは、前記掛止位置へ向かって前記掛止手段を付勢せしめる弾性手段を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記第2搬送手段は、前記カセットを選択的に収容するプラットフォームと、
前記ロードロックに設けられて、前記小環境における伸長位置と前記ロードロックチャンバ内の収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる駆動アーム手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記ロードロックチャンバの内側に設けられた台座部材を含み、
前記駆動アーム手段は、前記伸長位置と前記収縮位置との間の平面上に前記プラットフォームを移動せしめる前記台座部材に設けられていることを特徴とする請求の範囲第12項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記駆動アーム手段は、前記台座部材に枢軸的に設けられ、かつ前記伸長位置と前記収縮位置との間を移動可能な駆動アームと、
前記台座部材に回動可能に設けられた駆動アームシャフトと、を含み、
前記駆動アームは、前記伸長位置と前記収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる前記駆動アームシャフトに固定されていることを特徴とする請求の範囲第13項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 上昇位置と下降位置との間において前記台座部材を選択的に移動可能な昇降駆動手段と、
駆動シャフトと、
前記駆動シャフトを回動せしめるモータ手段と、
前記台座部材が前記下降位置にいるときに、前記駆動アームシャフトを前記駆動シャフトに連結駆動する連結手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第14項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記第2搬送手段は、前記カセットを選択的に収容するプラットフォームと、
前記ロードロック上に設けられて、前記小環境の前記内部領域内において前記ポート板の前記ポート開口に位置合わせされる伸長位置と前記ロードロックチャンバ内の収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる駆動アーム手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記小環境の前記内部領域を通過する層流空気流を差し向け、かつ前記カセット内において支持されているウェハから異物を除去する空気流発生手段を含むことを特徴とする請求の範囲第16項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記空気流発生手段は、正の圧力を生ぜしめ、かつ前記小環境内部において循環空気流を生成するファンと、
前記空気流から粒状物質を除去する前記ファンの下流フィルタと、
前記ファンから前記フィルタへの前記空気流を収容しかつ差し向けるダクト手段と、
前記カセットから前記ファンへ戻る空気流を収容しかつ差し向ける高圧状態維持手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第17項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記空気流発生手段は、正の圧力を生ぜしめ、かつ前記小環境内部において循環空気流を生成するファンと、
前記フードに設けられて、前記フードと前記メインハウジングとの間における細管シールを経て前記小環境から漏れる空気の量を補うべく、前記ファンと流体連通することにより前記ファンが周囲の大気から前記小環境内へ空気を吸引できるようにする空気量調整手段と、
前記空気から粒状物質を除去する前記ファンの下流フィルタと、
前記ファンから前記フィルタへの前記空気流を収容しかつ差し向けるダクト手段と、
前記カセットから前記ファンへ戻る空気流を収容しかつ差し向ける高圧状態維持手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第17項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記高圧状態維持手段と前記ファンとの間に介在して、前記小環境内で生成された空気流内において層流を維持する可調流調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第19項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記フィルタは、前記フードと共に移動すべく前記フードに設けられ、かつ前記フィルタを通過する空気流の全てを前記カセットの内部へ引き込みかつ通過せしめるべく排出する排気表面を有し、前記フィルタの前記排気表面の全突出領域は、前記カセットの全突出領域に等しく、
前記下降位置と前記上昇位置との間における前記フードの移動に伴い、前記キャリヤドアの面より上に位置づけられる前記排気表面の突出領域が増加する量と、前記キャリヤポートの面より下に位置づけられる前記カセットの突出領域が増加する量と、が各々等しくなることを特徴とする請求の範囲第19項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記高圧状態維持手段は、前記フードが前記上昇位置にあるときに、前記カセットと近接して同一の広がりとなる分配板を壁の一部分として含み、前記分配板は、表面全体に亘り均一な間隔で配置された複数の穿孔を有することを特徴とする請求の範囲第21項記載のシステム。
- 前記高圧状態維持手段と前記ファンと間の空気流を制御する流量制御手段を含むことを特徴とする請求の範囲第19項記載のシステム。
- 前記フード壁の1つの壁に設けられ、前記フードが前記下降位置と前記上昇位置との間で移動する際に、前記フード壁の対向する1つの壁に設けられた受信機に前記カセットの通路を挟んで信号を差し向ける発信機を含むカセット存在センサ手段を含み、
前記受信機において信号が存在することは、前記内部領域内にカセットが存在しないことを示し、前記受信機において信号が存在しないことは、前記内部領域内にカセットが存在することを示すことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記フード壁の1つの壁に設けられ、前記フードが前記下降位置と前記上昇位置との間で移動する際に、前記フード壁の対向する1つの壁に設けられた受信機に前記カセットの通路を挟んで信号を差し向ける発信機を含むウェハ送出センサ手段を含み、
前記受信機において信号が存在することは、前記カセット内においてウェハが適切に位置づけられたことを示し、前記受信機において信号が存在しないことは、前記カセットの外側に不適切に突出してウェハが位置づけられたことを示すことを特徴とする請求の範囲第1項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。 - 無粒子環境内における移動型キャリヤの内部に円滑に収容されるカセットの内部において所定の間隔で積み重ねられて支持されている半導体ウェハを一括搬送するシステムであって、
少なくとも1つ以上の処理ステーションにウェハの各々が選択的に位置づけられるべく搬出される無粒子環境のチャンバを画定するロードロックであって、ロードロックチャンバへのロードロックポート開口を有し、かつ周囲の大気から前記ロードロックチャンバを密封して前記ロードロックポートと重なり合う閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なロードロックドアを含むロードロックと、
前記閉位置と前記開位置との間において前記ロードロックドアを移動せしめるロードロックドア駆動機構と、
前記ロードロックに隣接する内部領域を画定しかつ前記内部領域と外側環境との連通のためのポートを有するポート板を含み、かつ前記ポートと密封状態で重なり合う閉位置と前記ポートから離隔した開位置との間で可動なポートドアを含む小環境であって、前記ポート板は前記キャリヤと係合して収容するように構成されて、前記ロードロックチャンバと前記キャリヤの内部とを周囲の大気から密封して絶縁する小環境と、
前記カセットを前記キャリヤから搬出し、かつ無粒子環境を維持して前記ロードロックチャンバに前記キャリヤを移動せしめる搬送手段と、からなり、
前記搬送手段は、前記カセットを前記キャリヤから搬出しかつ前記小環境の前記内部領域に移動せしめる第1搬送手段と、
前記カセットを前記小環境の前記内部領域から搬出し、かつ前記ロードロックチャンバに移動せしめる第2搬送手段と、を含み、
前記第2搬送手段は、前記カセットを選択的に収容するプラットフォームと、
前記ロードロック上に設けられて、前記小環境の前記内部領域内において前記ポート板の前記ポート開口に位置合わせされる伸長位置と前記ロードロックチャンバ内の収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる駆動アーム手段と、を含むことを特徴とするシステム。 - 前記小環境の前記内部領域を通過する層流空気を差し向け、かつ前記カセット内において支持されているウェハから異物を除去する空気流発生手段を含むことを特徴とする請求の範囲第26項記載のシステム。
- 無粒子環境内で前記カセットと前記カセット内で支持された前記ウェハとを前記小環境と離隔した位置との間において搬送するキャリヤであって、キャリヤ内部とのアクセスを可能にするキャリヤポートを有するカバーと、前記キャリヤポートと密封状態で係合しかつ前記キャリヤと重なり合う閉位置と前記キャリヤから所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なキャリヤドアと、を含む移動型キャリヤと、
前記キャリヤドアを前記ポートドアに選択的に連結する連結手段と、を含み、
前記キャリヤは、前記キャリヤポートが小環境ポートと最近接する位置において同一の広がりとなるべく、前記ポート板に選択的に受け取られて、前記キャリヤドアは前記ポートドアと隣接することを特徴とする請求の範囲第26項記載のシステム。 - 前記カセットは前記キャリヤドアに解放可能に支持され、
前記キャリヤは、前記キャリヤドアを前記キャリヤカバーに密封状態で取り付ける掛止位置へ常に付勢しかつ前記キャリヤカバーから前記キャリヤドアを解放する非掛止位置へ移動可能な掛止手段を含み、
前記小環境は、前記ロードロックに隣接するメインハウジングであって、内部領域を包囲しかつ前記内部領域への開口を画定して最上縁を有する直立壁と台座とを含むメインハウジングと、
平面ポート板と前記ポート板に従属する一体フード壁とを含み前記直立壁と前記縁とに重なり合うフードであって、前記フード壁は前記直立壁に平行な平面内に位置しかつ細管シールを形成する前記直立壁に最近接し、前記フードは前記フード壁と前記直立壁との間の細管シールを維持しつつ下降位置と上昇位置との間において移動可能であり、前記ポート板は前記内部領域と周囲の大気との連通を可能にするポート開口を有するフードと、を含み、
前記ポート板と前記キャリヤとは,前記キャリヤドアが前記ポートドアと最近接して前記ポートドアと同一の広がりとなるべく、前記キャリヤを位置づける相互係合位置決め手段を含み、
前記第1搬送手段は、前記ポート開口と同一平面上において密封状態で係合する閉位置と前記ポート開口から離れて非係合状態となる開位置との間で可動なポートドアであって、非掛止位置方向に前記掛止手段を移動せしめる付勢力に対抗して前記キャリヤの前記掛止手段を選択的に作動せしめる移動手段を含むポートドアを含む第1搬送手段と、
前記カセットを支持する前記ポートドアの重力が加重される棚板と、
前記ポートドアを最近接位置に上昇せしめた後、前記棚板、前記ポートドア及び前記カセットを内部領域に下降せしめる駆動手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第28項記載のシステム。 - 前記第1搬送手段は、前記台座に設けられて第1アクチュエータロッドを駆動する第1アクチュエータと、
第2アクチュエータロッドを駆動する第2アクチュエータと、を含み、
前記第2アクチュエータは、前記第1アクチュエータから離隔した位置において前記第1アクチュエータロッドに固定され、
前記棚板は、前記第2アクチュエータから離隔した位置において前記第2アクチュエータロッドに固定され、
前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチュエータは共に、前記棚板を前記ポートドアから離隔した搬出位置から前記ポートドアと最近接する前進位置へ移動せしめることができることを特徴とする請求の範囲第29項記載のシステム。 - 前記ポートドアは、前記棚板が前記ポートドアと最近接する前記前進位置に位置するときに、前記掛止手段と係合可能となり前記掛止手段を前記非掛止位置に移動せしめる解除手段を含み、
前記第2アクチュエータは、前記棚板が前記ポートドアと最近接する前記前進位置に位置する状態で、前記ポートドアと前記カセットとを有する前記棚板を前記搬出位置と前進位置との間にある中間位置へ選択的に移動可能であり、
前記フードは、前記下降位置と前記上昇位置との間において前記フードを移動せしめる昇降手段と、
前記カセットと非係合となる位置と前記内部領域内において支持された前記カセットを保持する係合位置との間において移動可能な握持手段であって、前記棚板が前記中間位置に移動したときに前記係合位置まで移動可能である握持手段と、を含み、
前記第1及び第2アクチュエータは共に、前記カセットが前記握持手段により支持された状態で、前記棚板を前記ポートドアと共に前記搬出位置へ移動せしめることができ、
前記第2搬送手段は、前記カセットを収容すべく前記カセットと係合する前記プラットフォームを垂直に移動せしめる昇降駆動手段、を含み、
前記握持手段は、前記カセットが前記プラットフォームと係合すると非係合位置まで移動することを特徴とする請求の範囲第30項記載のシステム。 - 前記第2搬送手段は、前記ロードロックチャンバ内に設けられた台座部材であって、昇降駆動手段により上昇位置と下降位置との間において選択的に移動することができる台座部材と、
前記台座部材に回動可能に設けられた駆動アームシャフトと、
駆動シャフトと、
前記駆動シャフトを回動せしめるモータ手段と、
前記台座部材が前記下降位置にいるときに、前記駆動アームシャフトを前記駆動シャフトに連結駆動する連結手段と、を含み、
前記駆動アーム手段は、前記伸長位置と前記収縮位置との間においてなす平面上に前記プラットフォームを移動せしめるべく前記台座部材上に枢軸的に設けられ、
前記駆動アーム手段は、前記伸長位置と前記収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめるべく前記駆動アームシャフトに固定されていることを特徴とする請求の範囲第31項記載のシステム。 - 前記握持手段は、前記内部領域内において前記ポート板に設けられていることを特徴とする請求の範囲第31項記載のシステム。
- 前記カセットは、対向し合う一体型フランジを含み、
前記握持手段は、前記一体型フランジと解放可能に係合する握持指と、
前記係合位置と前記非係合位置との間で前記握持指を移動せしめる握持駆動手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第31項記載のシステム。 - 前記握持指は、対向し合う第1及び第2フィンガ部材と、
前記第1フィンガ部材に位置づけられた送信機からの信号を受信すべく設けられた受信機を有する前記第2フィンガ部材に信号を送信する前記第1フィンガ部材上に設けられた送信機と、
前記受信機において信号が存在することは、前記フィンガ部材の間に適切に位置づけられたカセットが存在しないことを示し、
前記受信機において信号が存在しないことは、前記フィンガ部材の間にカセットフランジが存在することを示すことを特徴とする請求の範囲第34項記載のシステム。 - 前記握持手段は、前記カセットが適切に係合したか否かを検出するセンサ手段を含むことを特徴とする請求の範囲第31項記載のシステム。
- 前記キャリヤドアは、前記掛止位置へ向かって前記掛止手段を付勢せしめる弾性手段を含むことを特徴とする請求の範囲第29項記載のシステム。
- 前記ロードロックチャンバの内側に設けられた台座部材を含み、
前記駆動アーム手段は、前記伸長位置と前記収縮位置との間の平面上に前記プラットフォームを移動せしめる前記台座部材に設けられていることを特徴とする請求の範囲第29項記載のシステム。 - 前記駆動アーム手段は、前記台座部材に枢軸的に設けられ、かつ前記伸長位置と前記収縮位置との間を移動可能な駆動アームと、
前記台座部材に回動可能に設けられた駆動アームシャフトと、を含み、
前記駆動アームは、前記伸長位置と前記収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる前記駆動アームシャフトに固定されていることを特徴とする請求の範囲第38項記載のシステム。 - 上昇位置と下降位置との間において前記台座部材を選択的に移動可能な昇降駆動手段と、
駆動シャフトと、
前記駆動シャフトを回動せしめるモータ手段と、
前記台座部材が前記下降位置にいるときに、前記駆動アームシャフトを前記駆動シャフトに連結駆動する連結手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第39項記載のシステム。 - 前記フード壁の1つの壁に設けられ、前記フードが前記下降位置と前記上昇位置との間で移動する際に、前記フード壁の対向する1つの壁に設けられた受信機に前記カセットの通路を挟んで信号を差し向ける発信機を含むカセット存在センサ手段を含み、
前記受信機において信号が存在することは、前記内部領域内にカセットが存在しないことを示し、前記受信機において信号が存在しないことは、前記内部領域内にカセットが存在することを示すことを特徴とする請求の範囲第29項記載のシステム。 - 前記フード壁の1つの壁に設けられ、前記フードが前記下降位置と前記上昇位置との間で移動する際に、前記フード壁の対向する1つの壁に設けられた受信機に前記カセットの通路を挟んで信号を差し向ける発信機を含むウェハ送出センサ手段を含み、
前記受信機において信号が存在することは、前記カセット内においてウェハが適切に位置づけられたことを示し、前記受信機において信号が存在しないことは、前記カセットの外側に不適切に突出してウェハが位置づけられたことを示すことを特徴とする請求の範囲第29項記載のシステム。 - 前記小環境の前記内部領域を通過する層流空気流を差し向け、かつ前記カセット内において支持されているウェハから異物を除去する空気流発生手段を含むことを特徴とする請求の範囲第28項記載のシステム。
- 前記空気流発生手段は、正の圧力を生ぜしめ、かつ前記小環境内部において循環空気流を生成するファンと、
前記空気流から粒状物質を除去する前記ファンの下流フィルタと、
前記ファンから前記フィルタへの前記空気流を収容しかつ差し向けるダクト手段と、
前記カセットから前記ファンへ戻る空気流を収容しかつ差し向ける高圧状態維持手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第43項記載のシステム。 - 前記高圧状態維持手段と前記ファンとの間に介在して、前記小環境内で生成された空気流内において層流を維持する可調流調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第44項記載のシステム。
- 前記フィルタは、前記フードと共に移動すべく前記フードに設けられ、かつ前記フィルタを通過する空気流の全てを前記カセットの内部へ引き込みかつ通過せしめるべく排出する排気表面を有し、前記フィルタの前記排気表面の全突出領域は、前記カセットの全突出領域に等しく、
前記下降位置と前記上昇位置との間における前記フードの移動に伴い、前記キャリヤドア面より上に位置づけられる前記排気表面の突出領域が増加する量と、キャリヤポート面より下に位置づけられる前記カセットの突出領域が増加する量と、が各々等しくなることを特徴とする請求の範囲第45項記載のシステム。 - 前記高圧状態維持手段は、前記フードが前記上昇位置にあるときに、前記カセットと近接して同一の広がりとなる分配板を壁の一部分として含み、前記分配板は、表面全体に亘り均一な間隔で配置された複数の穿孔を有することを特徴とする請求の範囲第46項記載のシステム。
- 前記高圧状態維持手段と前記ファンと間の空気流を制御する流量制御手段を含むことを特徴とする請求の範囲第44項記載のシステム。
- 前記高圧状態維持手段と前記ファンとの間に介在して、前記小環境内で生成された空気流内において層流を維持する可調流調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第28項記載のシステム。
- (a)無粒子環境を有する移動型キャリヤ内における離隔位置から無粒子環境の内部領域を画定する小環境へウェハを搬送するステップと、
(b)前記キャリヤ内に円滑に収容されるカセットの内部において所定の間隔で積み重ねられた複数のウェハを支持するステップと、
(c)前記内部領域と周囲の大気との間の連通を可能にするポート開口を有するポート板と、前記ポート開口と同一平面上において密封状態で係合する閉位置と前記ポート開口と離れて非係合となる開位置との間で可動なポートドアと、を前記小環境に設けるステップと、
(d)ウェハの各々が少なくとも1つ以上の処理ステーションに位置づけられるべく選択的に搬出される無粒子環境を有するチャンバを画定するロードロックに近接するメインハウジングを前記小環境に設けるステップであって、前記ロードロックはロードロックチャンバへのロードロックポート開口を有し、かつ周囲の大気から前記ロードロックチャンバを密封して前記ロードロックポートと重なり合う閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なロードロックドアを含み、前記メインハウジングは、内部領域を包囲し前記内部領域への開口を画定する最上縁を有する直立壁と台座と,平面ポート板と前記ポート板に従属する一体フード壁とを含み前記直立壁と前記縁とに重なり合うフードと、を含み、前記フード壁を前記直立壁に平行な平面内に位置づけて細管シールを形成する前記直立壁に近接せしめるステップと、
(e)前記キャリヤの内部とのアクセスを可能にするキャリヤポートを有するカバーと、前記キャリヤポートと密封状態で係合する閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間において可動なキャリヤドアと、を前記キャリヤに設けるステップと、
(f)前記キャリヤポートが前記小環境の前記ポート開口と同一の広がりを有するように、前記小環境に前記キャリヤを配置するステップと、
(g)前記キャリヤドアが前記ポートドアと近接して前記ポートドアと同一の広がりとなるべく、前記キャリヤを前記ポート板に位置づける相互係合位置決め手段を前記ポート板と前記キャリヤとに設けるステップと、
(h)前記キャリヤと前記キャリヤドアとの掛止と、前記フードと前記ポートドアとの掛止を同時に解放するステップと、
(i)前記フード壁と前記直立壁との間の細管シールを維持しながら、前記ポート板上の前記キャリヤカバーと前記フードとを下降位置と上昇位置との間において移動せしめて、前記小環境の前記内部領域に前記カセットを搬入するステップと、
(j)前記小環境の前記内部領域から前記カセットを搬出し、かつ前記ロードロックチャンバへ移動せしめるステップと、
(k)前記キャリヤからウェハを搬出し、かつ前記小環境の内部領域へ移動せしめるステップと、
(l)前記小環境の前記内部領域からウェハを搬出し、かつ前記ロードロックチャンバへ移動せしめるステップと、からなることを特徴とする半導体ウェハ一括搬送方法。 - 前記処理ステーションにおいてウェハの各々の処理を完了せしめる際に、ステップ(l)、(k)及び(a)の順に実行することを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。
- 前記ステップ(k)は、
(m)前記キャリヤドアと前記ポートドアとを前記閉位置から前記開位置へ移動せしめるステップを含み、
前記ステップ(l)は、
(n)前記ロードロックドアを前記開位置へ移動せしめるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - 前記ステップ(i)は、
(m)前記小環境の前記内部領域において前記カセットが適切に位置づけられて存在することを検出するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - 前記ステップ(k)は、
(m)前記キャリヤ内に前記カセットが存在することを検出するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - 前記ステップ(i)は、
(m)前記カセット内において全てのウェハが適切に位置づけられていることを検出するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - (m)前記小環境の前記内部領域を通過する層流空気流を差し向けるステップと、
(n)前記カセット内において支持されているウェハから異物を除去するステップと、を含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - 前記ステップ(m)は、
(o)前記小環境内に正の圧力を生ぜしめ、かつ循環空気流を生成するファンを設けるステップを含み、
前記ステップ(n)は、
(p)突出領域を有する排気面を備える前記ファンの下流フィルタにより前記空気から粒子状物質を除去するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第56項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - (q)前記フィルタを通過する空気流の全てを前記カセットの内部へ引き込みかつ通過せしめるべく排出するように差し向け、前記フィルタの前記排気表面の全突出領域を前記カセットの全突出領域に等しくするステップを含むことを特徴とする請求の範囲第57項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。
- (m)前記小環境の前記内部領域を通過する層流空気流を差し向けるステップと、
(n)前記カセット内において支持されているウェハから異物を除去するステップと、
(o)前記フードと前記メインハウジングとの間における細管シールを経て前記小環境から漏れる空気の量を補うべく、周囲の大気から前記小環境内へ空気を導入するステップと、を含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。 - (m)前記キャリヤドアの面より上に位置づけられる前記排気表面の突出領域が増加する量と、前記キャリヤポートの面より下に位置づけられる前記カセットの突出領域が増加する量と、が各々等しくなるように、前記下降位置と前記上昇位置との間において前記フードを移動せしめるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第50項記載の半導体ウェハ一括搬送方法。
- 無粒子環境内でウェハを搬送する移動型キャリヤであって、キャリヤ内部とのアクセスを可能にするキャリヤポートを有するカバーと、前記キャリヤポートと密封状態で係合する閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なキャリヤドアと、を含む移動型キャリヤと、
前記キャリヤの内部に円滑に収納されて、所定の間隔で積み重ねられた複数のウェハを支持するカセットと、
少なくとも1つ以上の処理ステーションにウェハの各々が選択的に位置づけられるべく搬出される無粒子環境のチャンバを画定するロードロックであって、ロードロックチャンバへのロードロックポート開口を有し、かつ周囲の大気から前記ロードロックチャンバを密封して前記ロードロックポートと重なり合う閉位置と前記閉位置から所定の間隔をおいた位置にある開位置との間で可動なロードロックドアを含むロードロックと、
前記キャリヤと係合して前記キャリヤを収納する前記ロードロックに隣接する内部領域を画定する小環境であって、周囲の大気から前記ロードロックチャンバと前記キャリヤの内部とを密封して絶縁する小環境と、
前記カセットを前記キャリヤから搬出し、かつ無粒子環境を維持して前記ロードロックチャンバに前記キャリヤを移動せしめる搬送手段と、からなり、
前記搬送手段は、前記カセットを前記キャリヤから搬出し、かつ前記小環境の前記内部領域に移動せしめる第1搬送手段と、
前記カセットを前記小環境の前記内部領域から搬出し、かつ前記ロードロックチャンバに移動せしめる第2搬送手段と、を含み、
前記第2搬送手段は、前記カセットを選択的に収容するプラットフォームと、
前記ロードロック上に設けられて、前記小環境の内部領域内において前記ポート板のポート開口に位置合わせされる伸長位置と前記ロードロックチャンバ内の収縮位置との間において前記プラットフォームを移動せしめる駆動アーム手段と、を含むことを特徴とする半導体ウェハ一括搬送システム。 - 前記小環境の内部領域を通過する層流空気流を差し向け、かつ前記カセット内において支持されているウェハから異物を除去する空気流発生手段を含むことを特徴とする請求の範囲第61項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
- 前記空気流発生手段は、正の圧力を生ぜしめ、かつ前記小環境内部において循環空気流を生成するファンと、
前記空気流から粒状物質を除去する前記ファンの下流フィルタと、
前記ファンから前記フィルタへの前記空気流を収容しかつ差し向けるダクト手段と、
前記カセットから前記ファンへ戻る空気流を収容しかつ差し向ける高圧状態維持手段と、を含むことを特徴とする請求の範囲第62項記載のシステム。 - 前記高圧状態維持手段と前記ファンとの間に介在して、前記小環境内で生成された空気流内において層流を維持する可調流調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第63項記載の半導体ウェハ一括搬送システム。
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