KR100616125B1 - 수직 인터페이스에 적합한 개방 시스템 - Google Patents

수직 인터페이스에 적합한 개방 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 개시된 시스템은 로드 포트(24)를 포함한다. 이 로드 포트(24)로 인해서, 200㎜ 및 300㎜를 포함하는 다양한 크기와 전방 개방과 바닥 개방을 포함하는 다양한 구성의 포드(32)가, BOLTS 인터페이스(22) 또는 단순히 BOLTS 인터페이스(22)를 포함하지 않는 처리 툴의 전방 단부 위의 수직 포트와 함께 작동할 수 있게 된다.

Description

수직 인터페이스에 적합한 개방 시스템{OPENING SYSTEM COMPATIBLE WITH A VERTIACL INTERFACE}
본 발명은 피가공물을 위한 운반대와 처리 툴(process tool) 사이에서 반도체 웨이퍼, 레티클 및 편평한 패널(panel) 같은 피가공물을 이송하기 위한 인터페이스(interface)에 관한 것이고, 특히 다양한 크기와 구성의 포드(pod)가 처리 툴의 전방 단부 상의 표준 수직 인터페이스에 부착되어 함께 작동하도록 하는 로드 포트(load port)를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
휴렛 패커드(Hewlett-Packard) 회사에 의해 제안된 SMIF 시스템은 미국 특허 제4,532,970호와 제4,534,389호에 개시되어 있다. SMIF 시스템의 목적은 반도체 제조 공정을 통한 웨이퍼의 저장과 이송시 반도체 웨이퍼 위로 미립자 흐름을 감소시키는 것이다. 이 목적은 부분적으로 저장과 이송시 웨이퍼를 둘러싸는 가스 매개물(공기나 질소 같은)이 웨이퍼에 대해 정지되도록 기계식으로 형성함으로써, 그리고 주위 환경으로부터 미립자가 중간의 웨이퍼 환경으로 유입되지 못하게 함으로써 달성된다.
SMIF 시스템은 3개의 주요 구성품을 구비한다. (1)웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카셋트를 저장하고 이송하기 위해 사용되는 밀봉 포드와, (2)노광된 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카셋트가 처리 툴의 내부로 또한 그로부터 이송되는 소형 청정 공간(청정 공기로 채워지는)을 제공하기 위해 반도체 처리 툴 위에 위치된 입력/출력(I/O) 소환경(minienvironment)과, (3)웨이퍼 또는 카셋트를 미립자에 노출시키지 않고서 SMIF 포드와 SMIF 소환경 사이에서 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카셋트를 이송하기 위한 인터페이스. 제안된 SMIF 시스템의 더 상세한 사항은 1984년 7월에 발간된 솔리드 스테이트 테크놀러지(Solid State Technology)의 111-115 페이지에 수록된 미하일 파리크(Mihir Parikh)와 울리히 카엠프(Ulrich Kaempf)에 의한 "SMIF: VLSI 제조시 웨이퍼 카셋트 이송 기술(SMIF: A TECHNOLOGY FOR WAFER CASSETE TRANSFER IN VLSI MANUFACTURING)"이라는 제목의 논문에 개시되어 있다.
상기 형태의 시스템은 0,02미크론(micron)(㎛) 이하에서 200㎛ 이상까지의 범위인 미립자 크기에 관한 것이다. 이들 크기의 미립자는 반도체 장치 제조시 작은 기하학적 구조로 형성되기 때문에 반도체 공정에 매우 큰 피해를 줄 수 있다.
현재의 통상적인 진보된 반도체 공정은 0.5㎛ 이하인 기하학적 구조를 사용한다. 0.1㎛보다 더 크게 측정되는 기하학적 구조를 가지는 원하지 않는 오염 미립자는 실제적으로 1㎛의 기하학적 반도체 장치와 간섭된다. 물론, 연구실 및 개발실에서 반도체 공정 기하학적 구조를 더욱 작게 하고자 시도하고 있다. 미래에는, 기하학적 구조가 더욱 작게 되서 더욱 작은 오염 미립자와 분자 오염 물질이 관심의 대상이 된다.
SMIF 포드는 웨이퍼가 저장되고 이송되는 밀봉된 환경을 제공하기 위해 포드 쉘과 쌍을 이루는 포드 도어를 일반적으로 포함한다. 현재에는, 웨이퍼 패브(fab)에서 현재 볼 수 있는 각기 다른 웨이퍼 크기와 기계 인터페이스 방향에 부분적으로 기인한 각기 다른 구성의 SMIF 포드들이 있다. 기존 200㎜ 웨이퍼 이외에도, 300㎜ 웨이퍼의 공정이 최근에 도입되었다. 공정이 200㎜ 또는 300㎜ 웨이퍼 위에 수행되는지에 따라서 각기 다른 포드와 포드 핸들링 장치가 사용된다. 또한, SMIF 포드는 바닥 개방형 또는 전방 개방형일 수 있다. 바닥 개방 SMIF 포드에서, 포드 도어는 포드의 바닥에 수평으로 제공되고, 웨이퍼는 포드 도어 위에 차례로 지지되는 카셋트에 지지된다. 전방 개방 포드에서, 포드 도어는 수직 평면에 위치되고, 웨이퍼는 포드 쉘 안에 지지된 선반 위의 평행한 수평 평면에 지지된다. 이러한 포드는 전방 개방 통합 포드 또는 포우프(FOUP)로서 보통 설명된다.
바닥 개방 포드는 수평으로 향한 로드 포트 인터페이스와 함께 종래의 방식으로 작동하고, 전방 개방 포드는 수직으로 향한 로드 포트 인터페이스와 함께 종래의 방식으로 작동한다. 200㎜ 웨이퍼가 바닥 개방 포드 또는 전방 개방 포드에 저장되고 이송될 수 있지만, 200㎜ 웨이퍼는 대체로 바닥 개방 포드와 함께 사용된다. 유사하게, 300㎜ 웨이퍼가 바닥 개방 포드 또는 전방 개방 포드에 저장되고 이송될 수 있지만, 300㎜ 웨이퍼는 현재 통상적으로 전방 개방 포드와 함께 사용된다.
처리 툴이 그들의 전방 단부에 부착된 로드 포트를 포함함으로써, 포드 또는 독립형(stand-alone) 카셋트는 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카셋트가 처리 툴로 이송될 수 있도록 준비되어 있는 처리 툴에 인접하여 위치될 수 있다. 전방 개방 포드에서 300㎜ 웨이퍼를 활용하는 웨이퍼 패브를 위해, 박스 오프너-로더 툴 표준 인터페이스(box opener-loader tool standard interface)(또는 "BOLTS" 인터페이스)로서 보통 설명되는 수직으로 향한 프레임이, 반도체 장비 및 재료 국제 협회(Semiconductor Equipment and Materials International)("SEMI")에 의해 개발되었다. 상기 BOLTS 인터페이스는 처리 툴의 전방 단부에 부착되거나 그 일부로서 형성되고, 로드 포트가 처리 툴에 부착되도록 표준 지지점이 제공된다. 상기 BOLTS 인터페이스는 BOLTS 인터페이스와 로드 포트 상의 웨이퍼의 중앙간의 고정된 간격이 한정되도록 기준 위치를 또한 제공한다. 이렇게, 장비 제조사가 300㎜ 전방 개방 포드를 위한 로드 포트의 다양한 구성을 형성하지만, 로드 포트가 한정된 표준화 BOLTS 인터페이스 프레임에 부착되도록 구성되는 한 각 로드 포트는 처리 툴에 조작되게 연결된다.
300㎜ 전방 개방 포드에서, 포드는 수동으로 또는 자동으로 로드 포트 위로 적재됨으로써 수직 포드 도어가 처리 툴에 대한 수직 포트 도어에 인접하여 위치된다. 이후에, 로드 포트 안의 기구는 포드를 포트로 진행시킨다. 그 곳에서, 포트 도어는 포드 쉘로부터 포드 도어를 분리시키고 포드 도어와 포트 도어를 소환경으로 함께 이동시키며, 그 다음에 상기 포트 위로 또는 아래로 측면에서 이탈된다. 처리 툴 안의 웨이퍼 핸들링 로봇은 이후에 포드와 처리 툴간의 이송을 위해 포드 쉘에 지지된 특정한 웨이퍼에 접근한다. 웨이퍼 핸들링 로봇은 접근하는 특정한 웨이퍼에 대해 로봇의 엔드 이펙터(end effector)를 적당히 위치시키도록 BOLTS 인터페이스로부터 웨이퍼 중앙까지의 알려진 간격을 사용하게 된다.
300㎜ 웨이퍼의 칩 제조사에 의해 제시되는 잠재 증가 용량에도 불구하고, 여러 웨이퍼 패브를 200㎜ 웨이퍼 처리 공정으로부터 전환하게 하는 것은 어렵고, 300㎜ 웨이퍼 공정으로의 산업 규모 전환은 가까운 미래에 일어날 것 같지는 않다. BOLTS 인터페이스는 전방 개방 300㎜ SMIF 포드에 기초하여 개발되었고, 200㎜ 웨이퍼 및/또는 바닥 개방 포드를 활용하는 웨이퍼 패브는 현재 BOLTS 인터페이스에 의해 제공되는 여러 가지 이점을 사용할 수 없다.
다양한 웨이퍼 크기와 포드 형태에 의해 나타난 이 문제를 별도로 하고, 여러 웨이퍼 패브는 현재 SMIF 기술을 활용하지 않는다. 이들 일부 패브는 단지 드러낸(bare) 카셋트를 사용하고, 다른 패브는 웨이퍼의 저장 및 이송시 어느 정도의 보호를 제공하기 위해 카셋트를 둘러싼 "런 박스(run box)"를 사용한다. 이들 경우에서, 카셋트가 로드 포트 위로 이송될 때, 카셋트 안의 웨이퍼는 청정실 환경에 노출되고, 그 곳에서 미립자와 오염 물질이 웨이퍼에 증착된다. 웨이퍼 패브 또는 처리 툴을 둘러싸는 청정실 안의 청정 환경을 제공하는 것이 가능하지만, 이러한 접근 방식은 현재 웨이퍼 환경 요건을 충족시키는 데 매우 비용이 많이 소요된다.
본 발명의 이점은 200㎜, 300㎜ 또는 다양한 다른 크기의 반도체 웨이퍼가 BOLTS 인터페이스와 함께 사용될 수 있도록 하는 SMIF 로드 포트가 제공되는 점이다.
본 발명의 다른 이점은 바닥 개방 포드의 인체공학적 적재 시스템이 BOLTS 인터페이스 기계에 제공되는 점이다.
본 발명의 또 다른 이점은 바닥 개방 포드가 처리 툴에 수직으로 향한 포트와 함께 사용될 수 있도록 하는 로드 포트가 제공되는 점이다.
본 발명의 또 다른 이점은 SMIF 기술을 사용하지 않는 웨이퍼가 런 박스로부터 로드 포트 위로 이동된 후에 효율적인 비용의 청정 환경이 카셋트 주변에 제공되는 점이다.
본 발명의 또 다른 이점은 BOLTS 인터페이스에 장착된 SMIF 로드 포트에 웨이퍼 매핑(mapping), 모니터링 및/또는 식별 기능이 제공되는 점이다.
본 발명의 또 다른 이점은 포드가 200㎜ 또는 300㎜이든 그에 상관없이 로드 포트로 또한 그로부터 포드를 자동으로 이송시킬 수 있는 점이다.
본 발명의 또 다른 이점은 처리 툴 공급사가 300㎜ 기계의 200㎜ SMIF 버전(version)을 시장에서 거래할 수 있는 점이다.
이들 및 다른 이점은 바람직한 실시예에서, 전방 개방 포드, 바닥 개방 포드 및 드러낸 카셋트를 포함하는 포드와 운반대의 다양한 구성뿐만 아니라 200㎜ 및 300㎜ 포드를 포함하는 다양한 크기의 포드를 위한 I/O가 가능하게 하는 인체공학적 시스템에 관한 본 발명에 의해 제공된다. 통상적으로, BOLTS 인터페이스와 처리 툴 위의 수직 로드 포트는 300㎜ 전방 개방 포드를 수용하도록 구성된다. 그러나, 본 발명에 따른 시스템은, 다양한 크기와 구성의 포드가 BOLTS 인터페이스 또는 단순히 BOLTS 인터페이스를 포함하지 않는 구성의 처리 툴의 전방 단부 위의 수직 포트와 함께 작동할 수 있게 하는 바닥 개방 로드 포트를 포함한다.
본 발명에 따른 SMIF 로드 포트는 적용할 수 있는 SEMI 표준으로서 대략 900㎜에서 인체공학적 적재를 가능하게 하고, 300㎜ 전방 개방 로드 포트와 대략 같은 높이에서 제1 웨이퍼를 제공하는 기능을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 바닥 개방 SMIF 로드 포트는 지지 플레이트 조립체와 상기 지지 플레이트 조립체의 바닥 표면에 부착된 소환경을 포함한다. 소환경의 크기는 바람직하게는 작지만, 웨이퍼 운반 카셋트를 완전히 둘러싸기에는 충분히 크다. 지지 플레이트 조립체는 수직으로 향한 처리 툴 로드 포트에 적당히 위치되고, 이송하는 외부 지지 플레이트에 의해 둘러싸인 정지한 내부 지지 플레이트를 포함한다. 지지 플레이트 조립체는 실제적으로 수평 평면에 놓이고, 예를 들어 200㎜ 포드 같은 다양한 크기의 바닥 개방 포드를 수용하도록 구성된다. 포드가 지지 플레이트 조립체 위에 적당히 위치될 때, 포드 도어는 내부 지지 플레이트와 접촉하여 놓여지고 포드 쉘의 외부 림(rim)은 외부 지지 플레이트와 접촉하여 놓여진다. 외부 지지 플레이트는, 예를 들어 하나 또는 그 이상의 리드 스크류(lead screw)와 같은 엘리베이터 구동 시스템에 바람직하게 부착됨으로써, 상기 내부 지지부 안의 기구가 포드 도어를 포드 쉘로부터 분리하면, 외부 지지 플레이트, 포드 쉘 및 소환경이 내부 지지 플레이트, 포드 도어 및 포드 카셋트가 정지한 채로 유지되는 동안 위로 이동하게 된다. 상기 포드 쉘은 내부 지지 플레이트에 의해 미리 차지된 개구 위에 밀봉부를 제공한다.
외부 지지 플레이트와 소환경은 내부 지지 플레이트와 카셋트가 정지한 채로 유지되는 동안 위로 이동함으로써, 외부 지지 플레이트가 충분히 올라가게 될 때, 상기 카셋트는 소환경 안에서 완전히 둘러싸여진다. 소환경은 그 전방 벽, 즉 BOLTS 인터페이스와 처리 툴에 인접한 벽에서 개구를 포함하고, 그 개구는 소환경이 위로 올라가게 될 때 기계 로드 포트와 함께 정렬된다. 소환경이 웨이퍼 카셋트 주변에 위치되고 소환경 안의 개구가 로드 포트와 함께 정렬되면, 처리 툴 안으로부터의 웨이퍼 핸들링 로봇은 웨이퍼 카셋트와 처리 툴 사이에서 웨이퍼를 이송할 수 있다. 웨이퍼 이송이 카셋트로 또한 그로부터 수행되는 동안에, 웨이퍼는 그들이 포드로부터 분리되는 동안 청정실 환경에서 웨이퍼를 유지하도록 소환경 안에 완전히 수용된다.
본 발명에 따른 로드 포트의 다른 특징은 웨이퍼 매핑, 식별 및 위치 확인을 수행할 능력이 있다는 것이다. 다양한 광학 출력기와 센서가 외부 지지 플레이트 위에 지지됨으로써, 외부 지지 플레이트가 카셋트 안의 각 웨이퍼를 거쳐 위로 이동할 때, 각 웨이퍼로부터의 식별 및 위치 정보가 후속 사용을 위해 얻어지고 저장된다. 게다가, 센서가 예를 들어 카셋트로부터 십자형 슬롯이 형성되거나(cross-sloted) 돌출되는 부적절하게 위치된 웨이퍼를 탐지하게 되면 교정 측정이 행해진다.
본 발명은 포드가 200㎜ 또는 300㎜ 포드이든 그에 상관없이 로드 포트로 또한 그로부터 SMIF 포드의 자동화된 이송을 가능하게 한다. 웨이퍼 공정이 200㎜ 웨이퍼 위에 완료된 후에, 포드 도어는 포드 쉘과 다시 결합되고, 외부 지지 플레이트는 자동화된 포드 이송 장치가 포드 최상부의 포드 핸들과 마주치도록 하는 높이로 밀봉된 포드를 올린다. 자동화된 이송 기구에 의해 지지 플레이트 조립체 위로 포드가 적재될 때, 외부 지지 플레이트는 자동화된 이송 장치가 외부 지지 플레이트 위로 포드를 놓는 특정한 높이로 초기에 올려지게 되고, 이후에 외부 지지 플레이트는 내부 지지 플레이트 위에 포드 도어를 적당히 안착시키도록 내려지게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 시스템은, SMIF 기술을 활용하지 않거나 그렇지 않으면 카세트가 처리 툴의 로드 포트 위에 직접 위치되는 웨이퍼 패브에서 작동하도록 구성된다. 이러한 다른 실시예에서, 카셋트는 수평으로 정지한 지지 플레이트 위에 위치된다. 이후에, 상기 기술된 소환경은 카셋트를 둘러싸고 위로 이동한다. 밀봉 플랫폼은 지지 플랫폼 위의 어떤 수직 높이로 제공되어, 소환경이 위로 이동할 때, 소환경의 최상부 가장자리는 웨이퍼 카셋트 둘레에 밀봉된 환경을 제공하도록 밀봉 플랫폼에 접촉한다. 이후에, 처리 툴 안의 웨이퍼 핸들링 로봇은 웨이퍼 카셋트가 소환경의 청정 공기 안에서 유지되는 동안 웨이퍼를 웨이퍼 카셋트와 처리 툴 사이에서 이송한다. 다른 실시예에서, 팬/필터 유닛 및/또는 처리 툴에 의해 발생된 소환경 안의 비교적 높은 압력이 소환경 외부로부터의 미립자와 오염 물질이 소환경으로 들어가지 못하게 하도록 사용될 수 있다.
본 발명은 이제 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 처리 툴 BOLTS 인터페이스와 로드 포트의 분해 사시도이다.
도 1a는 BOLTS 인터페이스에 로드 포트를 쉽게 부착하기 위한 경사 및 진행 부착물을 포함하는, 본 발명에 따른 처리 툴 BOLTS 인터페이스와 로드 포트의 분해 사시도이다.
도 2는 처리 툴에 부착된 BOLTS 인터페이스가 부착되는 본 발명에 따른 로드 포트의 사시도이다.
도 3은 포드가 위에 안착된 본 발명에 따른 로드 포트의 정면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 소환경 안에 둘러싸인 웨이퍼 카셋트의 여러 단계에서의 본 발명에 따른 로드 포트의 측면도이다.
도 5는 웨이퍼 매핑, 식별 및 위치 확인을 위한 광학적 탐지 시스템을 포함하는 지지판 조립체의 평면도이다.
도 6은 SMIF 포드 안에 둘러싸이지 않은 카셋트와 연결하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 소환경 안에 둘러싸인 도 6의 카셋트의 정면도이다.
도 8은 초기에 웨이퍼 카셋트를 비스듬히 향하게 하도록 경사시키는 지지 플랫폼을 포함하는 본 발명의 다른 실시예의 측면도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 설명되는 본 발명은, 일반적으로 전방 개방 포드 및 바닥 개방 포드뿐만 아니라 200㎜와 300㎜ 포드에 대한 I/O를 가능하게 하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명이 반도체 웨이퍼의 공정에 관하여 설명되지만, 본 발명은 레티클과 플랫 패널 디스플레이를 포함하는 여러 가지 다른 피가공물과 함께 작동될 수 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, "웨이퍼"와 "반도체 웨이퍼"의 용어는 어떤 여러 가지 조립 단계에서 존재하는 반도체 웨이퍼를 지칭한다. 본 발명의 바람직한 실시예가 SMIF 포드와 함께 기술되지만, 활용된 포드의 형태는 본 발명에 중요하지 않으며, 반도체가 내장되어 있는 어떤 여러 가지 컨테이너가 본 발명과 함께 작동될 수 있다. 본 발명은 모든 적용할 수 있는 SEMI 표준을 준수한다. 게다가, 아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 200㎜와 바닥 개방 포드가 BOLTS 인터페이스와 함께 사용되지만, BOLTS 인터페이스는 본 발명에 중요하지 않다. 다른 실시예에서는, 본 발명은 200㎜와 바닥 개방 포드가 BOLTS 인터페이스를 포함하지 않은 처리 툴에 대한 300㎜ 전방 개방 인터페이스에서 사용되게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 처리 툴(process tool)(20), BOLTS 인터페이스(22) 및 로드 포트(24)의 분해 사시도이다. 도 2는 함께 조립된 처리 툴(20), BOLTS 인터페이스(22) 및 로드 포트(24)의 사시도이다. 도 1과 도 2가 처리 툴(20)의 전방 단부에 부착된 단일 로드 포트(24)를 나타내고 있지만, 다른 실시예에서는 하나 이상의 로드 포트(24)가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 로드 포트(24)와 표준 300㎜ 전방 개방 로드 포트가 단일 처리 툴(20)에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, BOLTS 인터페이스에 로드 포트(24)를 쉽게 부착하기 위해서, "경사 및 진행(tilt and go)" 부착 시스템(25)(도 1a)이 로드 포트와 BOLTS 인터페이스 위에 제공된다. 이러한 시스템은 보노라(Bonora) 등에 의한 발명의 명칭이 "경사 및 진행식 전방 로드 인터페이스 정렬 시스템(Tilt and Go Front Load Interface Alignment System)"인 미국 특허 가출원 제60/057,887호에 설명되어 있다. 이 출원은 본 발명의 소유자에게 양도되었고, 이 출원은 전체로서 본 발명에 참고로 포함된다.
또한, 어댑터 플레이트(27)가 BOLTS 인터페이스(22)와 로드 포트(24) 사이에 제공된다. 예를 들어, 이 어댑터 플레이트는 더 작은 200㎜ 로드 포트(24)가 BOLTS 프레임에 연결되도록 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트는 특정한 로드 포트의 일부로서 제공되고 특히 로드 포트를 위해 배치된다. 선택적으로, 그 어댑터는 BOLTS 인터페이스의 일부로서 제공된다. 이 후자의 실시예에서, 플레이트는 일반적으로 여러 형상의 로드 포트와 작동하도록 고안된다. 예를 들어, 어떤 로드 포트는 특정한 높이에서 포드를 수용하고 이후에 처리 툴 내로 적재하기 위해서 더 낮은 높이로 웨이퍼 운반대를 이송한다. 이렇게, BOLTS 인터페이스 위의 어댑터 플레이트는 바람직하게는 상기 설명된 두 높이로부터 웨이퍼 적재가 가능하도록 하나 또는 그 이상의 개구를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 BOLTS 인터페이스 위의 어댑터 플레이트는 상기 설명된 경사 및 진행 부착 시스템을 사용한다.
도 3과 도 4a 내지 도 4c에서, 로드 포트(24)는, 외부 지지 플레이트(30)에 의해 둘러싸이고 외부 지지 플레이트(30)에 실제적으로 동일 평면 상인 수평으로 향한 내부 지지 플레이트(28)를 갖춘 지지 플레이트 조립체(26)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 포트 플레이트 조립체(26)가 여러 가지 크기의 바닥 개방 포드를 수용하기 위해 구성되고, 로드 포트(24)는 포드 도어(36)와 함께 포드 쉘(34)을 포함하는 200㎜ 바닥 개방 SMIF 포드(32)를 지지하기 위해 구성된다. 상기 포드 쉘과 포드 도어는 하나 또는 그 이상의 웨이퍼(40)를 포함하는 웨이퍼 카셋트(38)를 위한 밀봉된 환경을 함께 형성한다. 웨이퍼 카셋트(38)는 바람직하게는 포드 도어(36) 위에 지지된다. 로드 포트(24)는, 300㎜ 전방 개방 로드 포트와 같거나 유사한 높이에서 제1 웨이퍼를 상기 기계에 제공하면서 작동자가 900㎜에서 로드 포트 위에 바닥 개방 포드를 위치시킬 수 있게 하는 인체공학적인 디자인을 제공한다.
지지 플레이트 조립체 위에 적당히 위치될 때, 포드 도어는 내부 지지 플레이트(28)와 접촉하여 놓여지고, 포드 쉘의 외부 림(rim)은 외부 지지 플레이트(30)와 접촉하여 놓여진다. 포드 구속 래치(latch)(42)는 포드가 지지 플레이트 조립체 위에 놓일 때 외부 지지 플레이트(30) 위에 포드 쉘을 고정시키도록 제공된다. 내부 지지 플레이트(28)는 포드(32) 바닥의 대응하는 다수의 운동 또는 위치맞춤(registration) 슬롯에 일치시키기 위한 하나 또는 다수의 운동 또는 위치맞춤 핀을 포함한다. 상기 핀과 슬롯은 지지 플레이트 조립체 위에 적당히 포드를 위치시키는 역할을 한다. 로드 포트(24)가 BOLTS 인터페이스(22)에 부착됨으로써, 지지 플레이트 조립체(26)가 처리 툴(20) 위의 로드 포트 개구(44)와 실제적으로 같은 높이로 이웃하여 포드(32)를 위치시킨다. 내부 지지 플레이트(28)는 바람직하게는 포드 도어(36)를 포드 쉘(34)로부터 분리하기 위한 분리(decoupling) 기구를 포함한다. 다양한 기구가 포드 도어를 포드 쉘로부터 분리하도록 사용되지만, 이러한 기구의 예는 보노라(Bonora) 등에 의한 발명의 명칭이 "향상된 래치 기구를 구비한 밀봉가능한 이송가능 컨테이너(Sealable Transportable Container Having Improved Latch Mechanism)"인 미국 특허 제4,995,430호에 개시되어 있다. 이 특허는 본 발명의 양수인에 의해 소유되었고, 이 특허는 전체로서 본 발명에 참고로 포함된다.
도 3과 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 로드 포트(24)는, 모든 면에 부착되고 외부 지지 플레이트(20)의 하부 표면에 부착된 소환경(46)을 추가로 포함한다. 소환경(46)은, 이후에 설명되는 바와 같이, 내부 지지 플레이트(28) 또는 포드 쉘(34)에 의해서 바람직하게는 항상 밀폐되어 있고, 일정 체적의 청정 공기를 유지시킨다. 소환경(46)은 소환경(46)의 하부에 도시된 팬/필터 유닛(48)을 포함한다. 상기 팬/필터(48)는 그 주변에 대해 소환경 안의 양압(positive pressure)을 유지시킬 수 있고, 청정 공기, 질소 및 이온화 가스 또는 오염 물질 제거 및/또는 소환경(46)의 내부를 탈이온화하는 다른 액체를 순환시킬 수 있다.
바람직한 실시예에서, 소환경은 대략 14인치(35.56cm)의 길이를 가진 전방 벽과 후방 벽, 대략 16인치(40.64cm)의 길이를 가진 측벽을 지닌 실제적으로 직사각형의 풋프린트(footprint)를 구비한다. 상기 각 벽의 높이는 바람직하게 약 28인치(71.12cm)이다. 소환경(46)의 전방 벽(즉, BOLTS 인터페이스(22) 및/또는 처리 툴(20)에 근접하여 위치시킨)은 반도체 웨이퍼(40)와 반도체 웨이퍼 접근 기계(미도시)가 통과될 수 있게 하는 충분히 넓은 개구(50)를 포함한다. 소환경(46)의 구성과 크기는 다른 실시예에서 변할 수 있는데, 소환경 안의 영역은 웨이퍼 카셋트(38)를 완전히 둘러싸기에 충분히 커야 하고, 소환경의 전방 벽은 이후에 설명하는 이유로 적어도 포트 개구(44)만큼 커야 한다.
본 발명의 다른 실시예(미도시)에서, 소환경(46)은, 연장될 수 있고 접을 수 있으며 끼워 넣을 수 있는(telescopic) 벽으로 구성된다. 상기 소환경은 접는 위치에서는 비교적 작은 공간을 차지하며, 연장된 위치에서는 웨이퍼 카셋트(38)를 완전히 폐쇄시키기에 충분히 큰 내부 영역을 형성한다. 이러한 소환경에 대한 더 상세한 사항은 로젠퀴스트(Rosenquist) 등에 의한 발명의 명칭이 "로드 포트 오프너(Load Port Opener)"인 미국 특허 제08/730.643호에 개시되어 있다. 이 출원은 본 발명의 소유자에게 양도되었고, 이 출원은 전체로서 본 발명에 참고로 포함된다.
도 3과 도 4a 내지 도 4c에 또한 도시된 바와 같이, 로드 포트(24)는 BOLTS 인터페이스(22)에 부착되고 BOLTS 인터페이스(22)에 인접한 외부 지지 플레이트(30)로부터 위로 연장하는 패널(52)을 또한 포함한다. 외부 지지 플레이트가 내부 지지 플레이트를 둘러싸는 그 원위치에 놓여질 때, 패널(52)은 미립자, 주위의 빛 등이 처리 툴로 들어가지 못하게 하도록 포트 개구(44)를 덮는다. 외부 지지 플레이트(30)가 이후에 설명하는 바와 같이 위로 이동할 때, 패널(52)은 포트 개구(44)가 덮히지 않도록 상기 플레이트(30)와 함께 위로 이동한다.
도 4a 내지 도 4c에 있어서, 외부 지지 플레이트(30) 및 소환경(46)과 그 소환경에 부착된 패널(52)은 바람직한 실시예에서는 정지되어 유지되는 내부 지지 플레이트(28)에 대해 위아래로 이동할 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자라면 많은 기구가 외부 지지 플레이트(30) 및 이에 부착된 요소를 올리고 내리기 위해 제공될 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 한 쌍의 운반대(54)가 외부 지지 플레이트(30)의 측면에 장착된다. 이 운반대(54)는 한 쌍의 리드 스크류(lead screw)(56)를 따라 통과하여 진행하기 위한 나사 구멍(threaded hole)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 단일 운반대(54)가 단일 리드 스크류를 따라 진행하기 위해서 예를 들어 BOLTS 인터페이스(22)에 인접한 외부 지지 플레이트의 전방에 제공될 수 있다. 리드 스크류의 회전은 스텝퍼(stepper) 모터 같은 종래의 구동 장치에 의해 수행된다. 이 모터의 작동은 컴퓨터, 프로그램 가능한 로직(logic) 조절기 또는 유사 조절기(미도시)에 의해 조절된다.
작동에 있어서, 포드(32)는 수동이나 자동 시스템에 의해서 지지 플레이트 조립체(26) 위로 적재된다. 이후에, 상기 포드 쉘은 포드 구속 래치(42)와 포드 쉘로부터 포드 도어를 분리하는 내부 지지 플레이트 안의 상기 설명된 기구에 의해 외부 지지 플레이트에 고정된다. 그 다음에, 리드 스크류(56)는 외부 지지 플레이트, 소환경(46) 및 이에 부착된 패널(53)을 올리도록 회전된다. 또한, 상기 포드 쉘은 이전에는 내부 지지 플레이트가 차지했던 외부 지지 플레이트의 중앙 개구에서 밀폐된 소환경을 유지하도록 외부 지지 플레이트에 부착되어 함께 위로 이동한다. 앞서 지적한 바와 같이, 외부 지지 플레이트(30), 소환경(46), 패널(52) 및 포드 쉘(34)이 위로 이동하는 동안, 내부 지지 플레이트(28), 포드 도어(36) 및 그 위에 놓인 웨이퍼 카셋트(38)는 여전히 정지한 채로 유지된다.
일단 외부 지지 플레이트가 내부 지지 플레이트에 대하여 충분히 올라가면, 웨이퍼 핸들링 로봇(미도시)은 처리 툴 안으로부터 웨이퍼 카셋트(38)와 처리 툴(20) 사이의 웨이퍼(40)에 접근하여 그 웨이퍼(40)를 이송시키기 위하여 현재 덮이지 않은 포트 개구(44)를 통하여 지나간다. 외부 지지 플레이트는, 웨이퍼 카셋트(38)가 소환경(46)의 내부 안에 완전히 포함될 때(도 4c에 도시한 바와 같이), 또는 적어도 처리 툴 안으로부터의 엔드 이펙터(end effector)(미도시)가 웨이퍼 카셋트(38) 최상위의 웨이퍼(40)에 접근하도록 포트 개구(44)를 통하여 지나갈 수 있을 때, 충분히 올라간 것이 된다. 웨이퍼 이송이 카셋트로 그리고 카셋트로부터 일어나지만, 상기 웨이퍼는 그들이 SMIF 포드(32)로부터 분리되는 동안 청정실 환경 안에서 상기 웨이퍼를 유지시키기 위해 소환경(46) 안에 완전히 포함된다.
상기 웨이퍼에 대한 공정이 완료되고 웨이퍼가 웨이퍼 카셋트로 웨이퍼 핸들링 로봇에 의해 다시 반송되면, 외부 지지 플레이트, 소환경(46), 패널(52) 및 포드 쉘(36)은 외부 지지 플레이트가 내부 지지 플레이트와 동일 평면 상에 있고 패널(52)이 다시 한번 포트 개구(44)를 덮을 때까지 다시 한번 내려간다. 포드 도어는 내부 지지 플레이트 안의 상기 설명된 기구에 의해 포드 쉘에 다시 한번 체결되고, 포드 구속 래치(42)는 로드 포트(24)로부터 멀리 떨어진 포드(32)의 수동 또는 자동 이송을 가능하게 하도록 해제된다.
상기 지적한 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 내부 지지 플레이트(28)는 정지한 채로 유지된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는, 내부 지지 플레이트(28)는 이송가능하다. 이러한 이송은 외부 지지 플레이트(30)의 이송에 무관하다. 예를 들어, 내부 지지 플레이트는 인덱서(indexer)(미도시) 위에 지지되어, 외부 지지 플레이트(28)를 이송하도록 리드 스크류(56)로부터 독립적으로 작동될 수 있다.
부가적으로 또는 선택적으로, 내부 지지 플레이트(28)는 외부 지지 플레이트와 그에 부착된 요소의 이송 전, 이송 동안 또는 이송 후에 회전이 가능하다. 내부 지지 플레이트의 회전이 가능한 시스템에 관한 상세한 사항은 미국 특허 출원 제08/730,643호에 개시되어 있고, 이 출원은 이미 참고로 포함되어 있다. 내부 지지 플레이트의 회전으로 인해, 웨이퍼가 SMIF 로드 포트로부터 접근되는 방향에 대한 응용성이 증가된다.
웨이퍼 매핑, 식별 및 위치 결정은 내부 지지 플레이트(28) 위에 놓인 웨이퍼 카셋트(38)에 대하여 외부 지지 플레이트(30)가 위로 이동할 때 실행될 수 있는 본 발명의 다른 특징이다. 이러한 광학 탐지 시스템은 도 5를 참조하여 설명된다. 외부 지지 플레이트(30)는 제1 마운트(mount)(58)와 이 제1 마운트(58)로부터 중앙 개구(62)를 가로질러 있는 제2 마운트(60)를 포함한다. 제1 마운트와 제2 마운트는 이후에 설명하는 바와 같이 광학 탐지 시스템의 요소를 함께 내장하고 있다. 레이저 다이오드 출력기(64)는 바람직하게는 빔(beam)(65)을 출력하기 위해 제1 마운트(58) 안에 장착된다. 본 발명에 중요하진 않지만, 레이저 다이오드 출력기(64)는 조절된 파워 공급 회로와 초점을 맞출 수 있는 극점 렌즈와 일체로 형성될 수 있다. 상기 빔(65)은 빔(65)에 대하여 45도 방향으로 배치된 빔 분할기(splitter)(68)로 향하여, 빔(65)의 제1 부분(70)은 중앙 개구(62)를 가로질러 반사되고 빔(65)의 제2 부분(72)은 빔 분할기(68)를 통하여 이송된다. 빔 부분(70)은 외부 지지 플레이트(30) 위의 제2 마운트(60) 안에 제공된 웨이퍼 존재 센서(74) 안에 수용된다. 전에 언급한 바와 같이 외부 지지 플레이트(30)가 위로 이동할 때, 웨이퍼 존재 센서(74)는 카셋트(38) 안의 각 웨이퍼(40)의 높이 위치를 탐지할 수 있다. 빔 부분(70)과 센서(74)는 십자형 슬롯이 형성된 웨이퍼와, 단일 공간에 위치한 두 웨이퍼를 탐지하는 데에 사용되고, 특정 슬롯에 웨이퍼가 없는 것을 탐지하는 데에 또한 사용된다. 카셋트 존재 센서(74)로부터의 정보는 조절 회로에 이송되고 웨이퍼 매핑을 위해 메모리에 저장된다. 저장된 정보는 웨이퍼에 손상을 입히지 않고서 웨이퍼를 회수하기 위한 웨이퍼 핸들링 로봇을 정확하게 위치시키도록 프로그램 가능한 로직 조절기나 컴퓨터에 의해 이용된다. 가요성 실드(shield)와 리본(ribbon) 케이블이 마운트(58 및/또는 60)와 위치 정보 및 시그널(signal) 정보를 이송하기 위한 조절 시스템 사이에 제공된다. 빔 분할기(68)를 통하여 지나가는 빔 부분(72)은 제2 빔 분할기(76)와 접촉하여 또한 나누어진다. 제2 빔 분할기(76)는, 그 곳을 통과하는 부분(80)을 이송하도록, 외부 지지 플레이트의 개구를 가로지르는 각도로 상기 빔의 부분(78)을 반사시키기 위해 경사져 제공된다. 빔 부분(78)은 제2 마운트(60)에 제공된 카셋트 슬롯 센서(82)에 수용되고, 센서(82)는 빔 부분(78)을 수용하도록 정렬된다. 빔 부분(78)은 카셋트의 웨이퍼 지지 슬롯(미도시)의 위치를 통하여 지나가기 위해서 외부 지지 플레이트(30)의 개구(62)를 가로질러 지향된다. 외부 지지 플레이트(30)가 상기 기술된 바와 같이 위로 이동할 때, 빔 부분(78)과 카셋트 슬롯 센서(82)는 특정한 카셋트 슬롯의 정확한 높이 위치를 탐지할 수 있다. 카셋트 슬롯 센서(82)로부터의 정보는 조절 회로에 이송되어 슬롯 매핑을 위한 메모리에 저장됨으로써, 웨이퍼 핸들링 로봇은 특정한 카셋트 슬롯의 알려진 높이에서 상기 카셋트(38)로 웨이퍼를 반송하도록 위치된다.
카셋트(38) 안의 하나 또는 그 이상의 웨이퍼(40)는 그 카셋트가 포드 안에 밀봉되는 동안 카셋트 안의 그들의 적당한 위치에서 유지된다. 본 발명에 따른 포드로부터 카셋트의 분리시 카셋트는 이동하지 않기 때문에, 웨이퍼는 외부 지지 플레이트가 위로 이동할 때 카셋트로부터 부적절하게 돌출되지 않는다. 그러나, 예를 들어, 로드 포트(24)가 외부 지지 플레이트가 위로 이동할 때 충격을 받는다면, 하나 또는 그 이상의 웨이퍼가 카셋트로부터 부적절하게 돌출되게 된다. 또한, 웨이퍼 핸들링 로봇이 카셋트로 웨이퍼를 반송할 때, 로봇은 그들 각각의 슬롯 안에 웨이퍼를 완전히 안착시키지 못하여, 하나 또는 그 이상의 웨이퍼가 카셋트로부터 돌출되게 된다.
그러므로, 빔 분할기(76)를 통하여 이송된 빔 부분(80)은 개구(62)의 전방 영역을 가로질러 180도 뒤로 빔 부분(80)을 함께 반사하는 미러(mirror)(84)에 반사된다. 그 후에, 빔 부분(80)은 웨이퍼 돌출 센서(86) 안에 수용된다. 외부 지지 플레이트(30)가 위아래로 이동할 때, 빔 부분(80)과 웨이퍼 돌출 센서(86)는 카셋트 전방 외부로 돌출되는 웨이퍼를 함께 탐지한다. 돌출된 웨이퍼(40)에 의한 센서(86)의 작용과 동시에, 조절 시스템은 웨이퍼 시터(seater) 기구(미도시)가 웨이퍼 밖으로 이동하여 카셋트(38) 안의 적당한 위치로 이동하도록 한다. 빔 부분(80)과 웨이퍼 돌출 센서(86)는 부가적으로 내부 지지 플레이트(28)의 최상부 위에서 카셋트의 존재를 탐지하는 데 사용되고, 그 정보는 상기 기술된 바와 같이 조절 회로로 전송된다. 광학 탐지 시스템은 카셋트의 밖으로 너무 많이 돌출된 웨이퍼를 감지하는 과도한 웨이퍼 돌출 센서(미도시)를 또한 포함하여 웨이퍼 시터 기구에 의해 다시 안착되도록 할 수 있다.
광학 탐지 시스템의 바람직한 실시예가 기술되지만, 다른 감지 기구가 웨이퍼의 위치를 탐지하고 웨이퍼 매핑을 가능하게 하도록 제공될 수 있다. 예를 들어, I/R 또는 블록빔(block-the-beam) 출력기와 리시버(receiver)가 다이오드(64)와 상기 기술된 센서로부터 방출된 빔의 일부 또는 모든 부분을 대체할 수 있다. 또한, CCD 카메라와 같은 비디오 카메라가 사용될 수 있다. 레이저 다이오드(64)로부터 방출된 빔의 각 부분은 실질적으로 수평면에 있다. 따라서, 리드 스크류의 특징은, 웨이퍼의 평평한 표면에 실질적으로 평행인 연속하는 수평면을 통하여 외부 지지 플레이트(30)를 올리고 내리는 것이 가능하다는 점이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 시스템은 200㎜ 또는 300㎜ 포드이든 그에 상관없이 로드 포트(24)로 또한 로드 포트(24)로부터 SMIF 포드(32)가 자동 이송되도록 한다. 200㎜ 및 300㎜ 포드는 둘 다 포드의 최상부에 유사하게 배치된 핸들(미도시)을 포함하고, 그 핸들은 자동화된 포드 이송 장치에 의해 파지될 수 있게 구성된다. 그러나, 종래의 자동화된 포드 이송 장치가 소정의 일정한 높이에서 포드 최상부 핸들을 마주치도록 구성되고, 200㎜ 및 300㎜ 포드의 높이가 다르기 때문에, 300㎜ 포드를 이송하도록 구성된 종래의 자동화된 포드 이송 장치는 200㎜ 포드를 이송할 수 없다. 그러나, 이러한 기능은 본 발명에 의해 가능하게 된다.
특히, 이 다른 실시예에서, 웨이퍼 공정이 완료되고 포드 도어가 상기 설명한 바와 같이 포드 최상부에 다시 한번 연결된 후에, 리드 스크류(56)는 자동화된 포드 이송 장치가 300㎜ 포드 위의 포드 핸들(58)과 마주치도록 하는 높이로 밀봉된 SMIF 포드를 올리도록 다시 한번 회전된다. 자동화된 이송 장치는 300㎜ 포드에서와 마찬가지로 200㎜ 포드를 파지하여 이송한다. 여러 가지 다른 크기의 포드가 사용될 수 있다. 포드의 높이와 자동화된 이송 시스템의 높이를 알고 있는 한, 로드 포트는 포드 핸들이 적당한 이송 높이에 놓여지도록 포드를 올리기 위해 조절된다. SMIF 포드의 자동 제거 이외에도, 이 시스템은 자동화된 300㎜ 포드 이송 장치를 통해 로드 포트 위에 200㎜ 포드를 유사하게 적재시킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 외부 지지 플레이트(30)는 자동화된 포드 이송 장치가 외부 지지 플레이트 위로 200㎜ 포드를 이송하는 높이로 초기에 상방 이동한다. 이후에, 외부 지지 플레이트(30)는 내부 지지 플레이트(28) 위에 포드 도어(36)를 적당히 안착시키도록 내려지게 된다. 이 실시예에서, 내부 지지 플레이트(28)는 포드가 위에 안착되지 않은 지지 표면의 이송시 밀봉된 소환경을 유지하도록 외부 지지 플레이트(30)와 함께 위아래로 이송되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예들은 바닥 개방 포드 및 그에 적용된 인체공학적인 로드 포트가 BOLTS 인터페이스와 함께 사용될 수 있도록 제공된다. 그러나, 다른 실시예에서는, 본 발명은, 바닥 개방 포드와 로드 포트가 BOLTS 인터페이스를 포함하지 않은 처리 툴에서 수직으로 향한 포트를 통하여 바닥 개방 포드로부터 웨이퍼를 이송하는 데 사용될 수 있도록 제공된다. 또한, 본 발명의 실시예들이 주로 200㎜ 시스템에 대하여 설명되었지만, 본 발명은 300㎜ 웨이퍼뿐만 아니라 그보다 더 작거나 큰 웨이퍼를 포함하는 다양한 크기의 웨이퍼를, 바닥 개방 카셋트와 로드 포트로부터 BOLTS 인터페이스까지, 또는 BOLTS 인터페이스없이 수직으로 향한 로드 포트를 통하여 이송하는 데 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 300㎜ 바닥 개방 포드를 위해 구성된 로드 포트는 처리 툴에서 BOLTS 인터페이스 및/또는 수직으로 향한 로드포트를 통하여 200㎜ 웨이퍼를 이송하는 데 사용된다. 이러한 다른 실시예에서, 어댑터 플레이트는 300㎜ 로드 포트를 200㎜ 로드 포트로 효과적으로 바꾸기 위해 외부 지지 플레이트(30)의 중앙부 안에 부착된다. 이러한 어댑터 플레이트는 예를 들어 보노라(Bonora) 등에 의한 발명의 명칭이 "SMIF 포트 인터페이스 어댑터(SMIF Port Interface Adaptor)"인 미국 특허 제5,653,565호에 개시되어 있다. 이 출원은 본 발명의 소유자에게 양도되었고, 이 출원은 전체로서 본 발명에 참고로 포함된다.
본 발명은, 로드 포트와 처리 툴에 의해 처리되는 200㎜ 또는 300㎜ 웨이퍼를 초기에 감지하는 것이 가능하고, 로드 포트 위의 여러 가지 센서와 협력하며, 전체 조절 시스템의 일부로서 포함된 소프트웨어를 포함한다. 특히, 출력기/센서 쌍은 로드 포트 위의 포드 또는 카셋트 안의 웨이퍼의 크기를 감지하기 위해 로드 포트 위에 제공된다. 탐지된 웨이퍼의 크기에 기초하여, 조절 시스템은 웨이퍼간의 특정한 피치(pitch)를 위해서 뿐만 아니라 특정한 크기의 웨이퍼를 처리하기 위해서 웨이퍼 핸들링 로봇을 자동으로 배치한다. 이는 200㎜ 또는 300㎜ 웨이퍼와 함께 작동하는 상기 설명된 어댑터 플레이트를 포함하는 본 발명의 실시예에 특히 유용하다. 그러나, 패브가 200㎜ 웨이퍼로 작동되든 300㎜ 웨이퍼로 작동되든 단일 명령(instruction) 세트가 사용될 수 있으므로, 포드가 하나 또는 다른 하나의 200㎜ 또는 300㎜ 웨이퍼와 함께 작동하도록 구성되는 경우에도, 이러한 하드웨어와 소프트웨어는 조절 시스템을 단순화하게 된다.
지금까지, 본 발명은 SMIF 또는 호환되는 기술과 함께 작동하는 것으로 설명되었다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서는, SMIF 기술이 활용되지 않거나 그렇지 않으면 카세트가 SMIF 포드 또는 유사한 컨테이너 안에 초기에 안착되지 않고서 처리 툴의 로드 포트 위에 위치되는 웨이퍼 패브에서 작동하도록 구성될 수 있다.
이러한 다른 실시예가 도 6과 도 7에 도시되어 있다. 여기에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 카셋트(38)는 상기 설명한 대로 내부 지지 플레이트 및 외부 지지 플레이트(28, 30)를 포함하는 지지 플레이트 조립체(26) 위에 적재된다. 소환경(46)과 패널(52)은 상기 설명된 대로 외부 지지 플레이트의 각 표면에 장착된다. 도 6과 도 7의 실시예에 따르면, 밀봉 플레이트(66)는 지지 플레이트 조립체(26) 위의 높이로 추가로 위치된다. 충분한 수직 간격이 상기 밀봉 플레이트와 지지 플레이트 조립체간에 형성되어 그 사이의 공간에 카셋트가 안착되게 된다. 작동시, 카셋트(38)가 내부 지지 플레이트(28) 위로 적재되면, 상기 설명된 대로 리드 스크류는, 웨이퍼가 카셋트와 처리 툴간에 이송되는 동안 카셋트의 주변에 밀봉된 소환경을 제공하도록, 외부 지지 플레이트의 최상부가 밀봉 플레이트(66)(도 7)에 접촉할 때까지 외부 지지 플레이트(30), 소환경(46) 및 패널(52)을 위로 올리도록 회전한다. 탄성 밀봉부(seal)가 외부 지지 플레이트의 병치된 표면들 중 하나 또는 다른 하나와 밀봉 플레이트 사이에 장착되어, 그 사이에 형성된 밀봉을 향상시킬 수 있게 된다. 외부 지지 플레이트(30)는 이 다른 실시예에서 생략될 수 있다. 이러한 경우에, 소환경(46)의 외부 가장자리는 내부 지지 플레이트와 카셋트의 주위에서 올라가고, 상기 설명한 대로 상기 밀봉 플레이트를 밀봉시킨다.
위에 설명한 바와 같이, 도 6과 도 7에 도시된 실시예의 소환경은 소환경(46) 안에 양압을 제공하기 위한 팬/필터 유닛(48)을 추가로 포함하여, 둘러싸인 일정 체적의 소환경 안으로부터 미립자를 제거하고, 소환경 안의 공기 상태를 조절할 수 있게 된다. 도 6 및 도 7의 실시예는 밀봉 플레이트(66)없이 작동될 수 있다. 이러한 다른 실시예에서, 팬/필터 유닛에 의해 발생된 양압 및/또는 처리 툴 안으로부터의 정방향 가스 흐름(positive gas flow)에 의한 소환경 안으로부터 주변 환경으로 청정 공기의 정방향 흐름에 의해서, 소환경(46) 안의 청정 공기가 유지된다.
도 6과 도 7의 실시예에서, 운반대는 초기에 수평으로 향한 지지 플레이트(69) 위에 적재된다. 하지만, 수직 방향으로 또는 수평과 수직간의 임의의 방향으로 웨이퍼를 이송하는 것이 경우에 따라서는 바람직할 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 도 6 및 도 7의 다른 실시예에서, 지지 플레이트(69)는 그 위에 카셋트를 수용하기 위하여 초기에 기울어져 향하게 된다. 지지 플레이트는 수평에 대해 0도보다 큰 대략 90도까지의 각도로 기울어질 수 있다. 이러한 실시예에는 지지 플레이트(69)와 함께 로드 포트 위에 적재된 카셋트를 초기에 지지하는 지지 컬럼(support column)(71)(이 중 하나가 도시됨)이 포함된다. 알려진 구성의 경사 기구(81)가 플레이트(68)를 경사시키기 위해 제공된다.
경사진 카셋트가 지지 플레이트와 지지 컬럼 위에 적재된 후에, 상기 지지 플레이트는 지지 플레이트와 웨이퍼 카셋트 안의 웨이퍼가 수평으로 향하게 될 때까지 지지 플레이트 아래에 장착된 공지된 피봇 기구에 의해 선회된다. 이후에, 웨이퍼는 상기 설명된 대로 본 발명의 여러 가지 실시예에 따라서 처리 툴(20)의 수직으로 향한 포트 개구(44)로 이송된다.
웨이퍼 패브가 단일 처리 툴 안에서 200㎜, 300㎜ 및 다른 크기의 웨이퍼를 처리할 수 있는 이점 이외에도, 본 발명은 반도체 제조사 및 반도체 장비 제조사들에게도 그 응용성에 관하여 아주 많은 다른 이점을 제공한다. 예를 들어, 현재 200㎜ 플랫폼(platform)을 사용하는 웨이퍼 패브는 본 발명에 따른 200㎜ 포드와 로드 포트를 계속하여 사용하면서 300㎜ 준비 처리 툴로 이동할 수 있다. 이러한 특징으로 인해, 200㎜로부터 300㎜로 더 쉽고 더욱 효율적으로 플랫폼과 기계를 전용할 수 있게 된다. 본 발명은 또한 사실상 웨이퍼 패브가 300㎜ 기계의 200㎜ 버전(version)을 사용할 수 있도록 한다.
게다가, 이미 300㎜ 플랫폼과 기계를 사용하는 웨이퍼 패브는 이제 웨이퍼 시험과 기계 모니터링 같은 작업을 위해 200㎜ 웨이퍼를 활용할 수 있게 된다. 많은 수의 웨이퍼가 웨이퍼 특성 시험과 처리 툴 작동의 최적화 및 모니터링에 소모된다. 본 발명은 300㎜ 패브가 더 저렴한 200㎜ 웨이퍼를 이용하여 이러한 작업들을 수행할 수 있도록 한다.
본 발명이 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 여기에 개시된 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에는 첨부된 특허청구범위에 개시되어 한정된 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고서 본 기술 분야의 숙련자에 의하여 다양한 변화, 대체 및 변형이 가해질 수 있다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. SMIF 포드를 수용하도록 대략 900㎜의 높이에 위치된 수평 표면을 포함하고, 포드 쉘을 포드 도어로부터 떨어지게 이동시킬 수 있으며, 포드 쉘이 포드로부터 분리되는 동안 피가공물을 일정 체적의 청정 공기에서 유지시키기 위한 소환경(minienvironment)을 포함하는 로드 포트와;
    처리 툴 상의 박스 오프너-로더 툴 표준 인터페이스(box opener-loader tool standard interface: BOLTS 인터페이스)를 포함하고,
    상기 로드 포트는 상기 BOLTS 인터페이스를 통해 상기 처리 툴로 이송하기 위하여 상기 피가공물을 위치시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 수직으로 향한 포트를 통해 포드 도어 및 포드 쉘을 포함하는 바닥 개방 SMIF 포드와 처리 툴(processing tool) 사이에서 피가공물을 이송하기 위한 인간 편의성을 가지는 이송 시스템.
  5. 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템에 있어서,
    바닥 개방 피가공물 운반 컨테이너를 수용하고 지지하는 수평면을 포함하고, 상기 수직 개구를 통해 이송하기 위하여 상기 바닥 개방 피가공물 운반 컨테이너 내로부터 피가공물을 제공할 수 있으며, 제1 크기의 피가공물 및 상기 제1 크기와는 다른 제2 크기의 피가공물과 함께 작동될 수 있는 로드 포트와;
    상기 로드 포트가 상기 제1 크기의 피가공물과 작동하는지 상기 제2 크기의 피가공물과 작동하는지를 결정하기 위한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 크기의 피가공물은 크기가 300mm인 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 크기의 피가공물은 크기가 200mm인 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 크기의 피가공물은 크기가 150mm인 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 로드 포트는 컨테이너 내로부터 피가공물을 분리시키기 위한 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 로드 포트는 상기 바닥 개방 피가공물 운반 컨테이너 및 처리 툴의 외부 환경으로부터 피가공물을 격리시키기 위한 소환경을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 바닥 개방 피가공물 운반 컨테이너는 포드 상부 및 포드 바닥을 포함하는 SMIF 포드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 로드 포트는 상기 포드 바닥으로부터 상기 포드 상부를 분리시키기 위한 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  13. 제5항에 있어서,
    피가공물을 이송하기 위한 피가공물 이송 로봇을 포함하고, 상기 센서로부터의 피드백에 따라 상기 제1 크기의 피가공물 또는 상기 제2 크기의 피가공물에 접근하도록 피가공물 이송 로봇을 위치시키기 위한 제어 시스템을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 센서로부터의 피드백에 따라 상기 제1 크기의 피가공물 또는 상기 제2 크기의 피가공물을 수용하도록 로드 포트를 위치시키기 위한 제어 시스템을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직 개구를 통해 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템.
  15. 제1 크기의 제1 피가공물을 운반하기 위한 제1 바닥 개방 컨테이너와 상기 제1 크기와는 다른 제2 크기의 제2 피가공물을 운반하기 위한 제2 바닥 개방 컨테이너를 수용하고 지지하는 로드 포트와, 로드 포트와 처리 툴 사이에서 피가공물을 이송하기 위한 피가공물 이송 로봇을 포함하는, 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템의 작동을 제어하기 위하여 소프트웨어에 의해 구동되는 제어 시스템으로서,
    제1 피가공물 및 제2 피가공물의 제1 크기 및 제2 크기를 식별할 수 있는 센서와;
    상기 센서로부터의 피드백에 따라, 제1 바닥 개방 컨테이너와 처리 툴 사이에서 제1 피가공물을 이송하기 위한 제1 그룹의 위치에 피가공물 이송 로봇을 위치시키거나, 제2 바닥 개방 컨테이너와 처리 툴 사이에서 제2 피가공물을 이송하기 위한 제2 그룹의 위치에 피가공물 이송 로봇을 위치시키기 위한 실행가능한 소프트웨어 코드에 의하여 구동되는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 처리 툴 내외로 피가공물을 이송하기 위한 시스템의 작동을 제어하기 위하여 소프트웨어에 의해 구동되는 제어 시스템.
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