KR20020046887A - 독립적으로 지지되는 웨이퍼 카세트를 포함하는 ｓｍｉｆ포드 - Google Patents

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포스나이트윌리엄제이.
보노라안소니씨.
마틴레이몬드에스.
피터슨페리
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더글라스 제이. 맥큐천
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Abstract

본 발명은 포드 및 포드가 지지되는 지지 표면 사이의 운동 커플링 위에 또는 그 부근에 위치하는 포드 내의 지점에 카세트를 수용할 수 있는 SMIF 포드에 관한 것이다. 포드 쉘이 휘거나 변형되는 경우에도, 운동 커플링에서의 포드와 지지 표면 간의 세 개의 접촉점은 고정되고 제어 가능하며 반복 가능한 위치에 유지된다. 본 발명은 세 개의 운동 커플링 지점에서 또는 그 부근에서 카세트를 지지함으로써 이러한 사실을 이용한다. 더욱이, 지지 구조는 포드 쉘의 상부 또는 측부에 부착되지 않는다. 따라서, 카세트 및 그 내부에서 지지되는 웨이퍼의 위치는 또한 고정되고 제어 가능하며 반복 가능한 위치에서 유지됨으로써 발생할 수도 있는 포드 쉘의 변형에 의해 영향을 받지 않게 된다.

Description

독립적으로 지지되는 웨이퍼 카세트를 포함하는 ＳＭＩＦ 포드{SMIF POD INCLUDING INDEPENDENTLY SUPPORTED WAFER CASSETTE}
휴렛 패커드 컴퍼니가 제안한 SMIF 시스템은 미국 특허 제 4,532,970 호 및 미국 특허 제 4,534,389 호에 개시되어 있다. SMIF 시스템의 목적은 반도체 조립 공정에 있어서 웨이퍼를 저장하고 이송하는 동안 반도체 웨이퍼 위에 쌓이는 미립자의 양을 감소시키는 것이다. 이러한 목적은 저장 및 이송 중에 웨이퍼를 둘러싸는 가스 매체(공기 또는 질소)가 웨이퍼에 대해 정지된 상태로 유지되도록 하고, 주변 환경으로부터 미립자가 웨이퍼 환경 내로 유입되지 못하도록 함으로써 부분적으로 달성된다.
SMIF 시스템은 크게 다음의 세 가지 요소로 이루어져 있다. (1) 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카세트의 저장 및 이송에 사용되는 최소 체적의 밀봉 포드와, (2) 반도체 처리 기구 위에 형성되어 노출된 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카세트를 처리 기구 안으로 이송하거나 안으로부터 밖으로 이송할 수 있는 미니어쳐 청정 공간을 제공하는 입/출력 (I/O) 소규모 환경과, (3) 웨이퍼 또는 카세트를 미립자에 노출시킴이 없이 SMIF 포드와 SMIF 소규모 환경 사이에서 웨이퍼 및/또는 웨이퍼 카세트를 이송하기 위한 인터페이스. SMIF 시스템의 상세한 내용은 다음과 1984년 7월 Solid State Technology 111쪽 내지 115쪽에 실린 Mihir Parikh 및 Ulrich Kaempf 공저의 논문 (명칭 - SMIF: A TECHNOLOGY FOR WAFER CASSETTE TRANSFER IN VLSI MANUFACTURING)에 기재되어 있다.
상기한 유형의 시스템은 0.02 미크론 내지 200 미크론의 미립자 크기와 관련되어 있다. 반도체 소자의 조립에 있어서는 작은 기하학이 채용되기 때문에, 이러한 크기의 미립자는 반도체 처리에 있어서 큰 피해를 입힐 수 있다. 현재의 반도체 공정은 1/2 미크론 이하의 기하학을 채용하고 있다. 0.1 미크론을 초과하는 기하학적 크기를 갖는 불필요한 오염 입자는 1 미크론 기하학 반도체 소자를 손상시키게 된다. 물론 지금의 추세는 현재 연구개발실에서 0.1 미크론 이하에 접근하고 있는 반도체 처리 기하학을 더욱 작게 하는 것에 맞추어지고 있다. 미래에는, 기하학이 더욱 더 작아질 것이고, 따라서 더욱 더 작은 오염 입자가 관심의 대상이 될 것이다.
실제로, SMIF 포드는 웨이퍼 패브(fab) 내의 여러 가지 지지 표면 상에, 예를 들어 소규모 환경으로의 하중 포트에 놓인다. 그래서 하중 포트 내의 인터페이스 기구가 포드 도어를 개방하여 포드 내의 웨이퍼로의 접근이 허용된다. 그 밖에, 포드는 특정 공구로 처리되기를 기다리는 도안에 보관 위치에서 지지될 수도 있다. 그러한 보관 위치는 계량형 공구 또는 처리량이 많은 공구의 경우에 국부적인 공구버퍼를 포함할 수도 있고, 그렇지 않으면 공구 베이 내에 다수의 포드를 보관하기 위한 스토커를 포함할 수도 있다. 포드는 독립형 퍼지 스테이션에 위치할 수도 있다.
공구 하중 포트, 국부적인 공구 버퍼, 스토커 또는 퍼지 스테이션에 상관없이, 지지 표면은 전형적으로 지지 표면으로부터 위로 돌출되는 운동 핀을 포함한다. 300 mm 포드의 경우, 포드의 바닥 표면은 방사상으로 연장되어 운동 핀을 수용하는 그루브를 포함한다. 그루브가 그들 각각의 운동 핀과 결합할 수 있도록 포드가 위치하게 되면, 그루브는 핀 위에 놓여 (그루브와 핀에서의) 포드와 지지 플랫폼 사이에 여섯 개의 접촉점을 설정하여 고정되고 반복되는 정확성으로 지지 플랫폼에 포드를 운동학적으로 커플링할 수 있게 된다. 이러한 운동 커플링이 예를 들어 슬로컴에 허여된 미국 특허 제 5,683,118 호(발명의 명칭: "Kinematic Coupling Fluid Couplings and Method")에 개시되어 있다. 이 특허는 참고자료로서 본 명세서에서 인용된다. 다양한 공급자에 의해 공급되더라도 포드가 상호 호환성을 가질 수 있도록 운동 핀의 크기 및 위치는 규격화되어 있다. 운동 커플링 핀의 위치 및 치수에 관한 산업 규격은 Semiconductor Equipment and Materials International ("SEMI")에 의해 설정되어 있다.
일반적으로, 웨이퍼는 두 가지 구성 중 하나의 구성에 따라 포드 내에서 지지된다. 첫 번째 구성은 웨이퍼가 평면에서 웨이퍼를 지지하기 위한 다수의 선반을 포함하는 제거 가능한 카세트 내에 배치되는 것이다. 일반적으로 카세트는 바닥 표면에서 운동 핀 또는 그루브를 포함한다. 이 운동 핀 또는 그루브는 포드의 바닥의상부 표면에 제공된 각각의 운동 그루브 또는 핀과 짝을 이룬다. 따라서, 첫 번째 구성에서는, 웨이퍼가 웨이퍼 카세트에 의해 지지되며, 웨이퍼 카세트는 포트 내에서 지지되고, 포드는 지지 표면 위에서 지지된다. 포드 내에 웨이퍼를 지지하기 위한 두 번째 구성은 이른바 카세트가 없는 포드이다. 이러한 포드는 전면 개구 형태에 전용적으로 사용되며, 포드 자체의 측벽 위에 형성되어 평면에서 웨이퍼를 지지하는 다수의 선반을 포함한다. 그러한 포드의 일례가 그레거슨에 허여된 미국 특허 제 5,476,176 호(발명의 명칭: "Reinforced Semiconductor Wafer Holder")에 개시되어 있다.
포드는 플라스틱 및 폴리카보네이트 등의 다양한 폴리머로 형성된다. 이들 재료는 저렴하고 매우 가벼워서 수송이 용이하기 때문에 효율적으로 그리고 저렴하게 포드를 제조할 수 있으며, 투명하기 때문에 그 내부에 놓인 웨이퍼의 상태를 확인할 수 있다. 포드를 여러 가지 금속으로 제조하는 것도 생각해 볼 수 있으나, 그 무게 및 이온 오염 가능성으로 인하여 금속 포드를 웨이퍼 패브 내에 두는 것은 바람직하지 않다.
웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 카세트의 바람직한 재료 특성은 포드의 재료 특성과는 다르다. 웨이퍼 카세트는 포드와 비교하여 더욱 단단하고, 내열성 및 내마모성이 높은 것이 좋으며, 웨이퍼 카세트는 정전기가 소산될 수 있는 것이 좋다. 이러한 이유로 해서, 포드 및 웨이퍼 카세트는 서로 다른 재료로 만들어진다. 웨이퍼 카세트를 형성하는 재료 가운데 한가지 바람직한 재료는 폴리에테르에테르케이톤 또는 "PEEK"이다. 무게, 비용 및 투명성의 결여로 인하여, PEEK는 포드를 형성하는데 사용하기 위한 양호한 재료는 되지 않는다.
포드 및 웨이퍼 카세트가 별도로 형성되면, 포드 쉘 및 웨이퍼 지지체가 그 전면 개구 포드 내에서 함께 부착되어 웨이퍼 카세트의 총 6 가지의 이동 형태의 포드 쉘에 대한 이동을 제한하게 된다. 즉, 웨이퍼 지지체는 포드 쉘에 대해 X, Y 및 Z 데카르트 축을 따라 이루어지는 직선 운동이 방지되며, X, Y 및 Z 데카르트 축을 중심으로 이루어지는 회전 운동이 방지된다. 포드 쉘은 적절한 위치에서 웨이퍼 지지체를 안정화하고 유지할 수 있을 정도의 강도를 가지고 있다.
그러나, 종래의 포드 쉘은 포드 내에서 웨이퍼 지지체의 정확하고 제어 가능하며 반복 가능한 위치 결정을 제공하기에는 다소간 효과적이지 않은 것으로 판명되었다. 한 가지 이유는 포드 쉘 내에 내재하는 응력에 의해 시간의 경과에 따라 포드 쉘이 약간 휘어지거나 변경되기 때문이다. 그 밖에, 수평 지지 표면 및 수직 하중 포트 모두와 확고하게 결합하는 상태로 포드를 물리적으로 파지하고 고정하기 위한 기구가 지지 표면에, 예를 들어 하중 포트에 제공된다. 이러한 포드의 파지 및 결합에 의해 포드 쉘이 더욱 더 변형될 수도 있다. 또한, 포드의 무게는 대략 20 파운드이다. 포드가 포드의 상부에 장착된 핸들로부터 들어올려질 때, 흔히 일어나는 일이지만, 포드 쉘은 수직 방향으로 약간 연신됨으로써, 포드 쉘의 측면이 안쪽으로 끌어당겨진다. 상기한 조건의 결과로서 일어나는 포드 쉘의 변형은 위에서 설명한 바와 같이 전면 개구 포드 내의 포드 쉘에 연결되어 있는 웨이퍼 지지체에 직접적으로 영향을 미치게 된다.
따라서, 포드 쉘의 변형 및 휨은 X, Y 및 Z 축 각각에 대한 웨이퍼 지지체및 웨이퍼의 위치 결정 및 제어에 악영향을 미칠 수 있고, 웨이퍼 지지체 내의 웨이퍼의 평탄성에 악영향을 미칠 수 있다. 종래의 처리 공구는 기준 평면으로서 포드가 놓이는 지지 표면을 이용한다. 포드로 또는 포드로부터 웨이퍼를 수송하는 웨이퍼 액세스 공구를 사용하게 되면 웨이퍼가 기준 평면 위의 사전 설정된 높이에 놓이게 된다. 지지 표면에 대한 웨이퍼의 예상되는 X, Y 및/또는 Z 위치의 변동 또는 웨이퍼 평탄성의 변동은 웨이퍼 액세스 공구에 의한 웨이퍼 액세스에 악영향을 미칠 수도 있고, 및/또는 웨이퍼 및 웨이퍼 액세스 공구 또는 웨이퍼 지지체 사이의 예상치 않은 접촉의 결과로서 웨이퍼가 손상될 수도 있다.
본 발명은 SMIF 포드에 관한 것으로, 특히 독립적으로 지지되는 카세트를 둘러싸서 포드가 지지되는 표면에 대해 웨이퍼의 위치 결정을 정밀하게, 제어 가능하게 그리고 반복적으로 수행할 수 있는 SMIF 포드 쉘에 관한 것이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 지지 표면 위에 놓인 포드 쉘 및 웨이퍼 카세트의 정면도이다.
도 2는 포드 도어를 추가로 보여주는 도 1의 2-2 선을 따라 취한 평면 단면도이다.
도 3은 포드 도어를 추가로 보여주는 도 1의 3-3 선을 따라 취한 평면 단면도이다.
도 4a는 컨베이어 플레이트에 고정된 지지 컬럼을 확대 도시한 정면 단면도이다.
도 4b는 또 다른 실시예에 따른 컨베이어 플레이트에 고정된 지지 컬럼을 확대 도시한 정면 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 카세트 상부 플레이트의 또 다른 구성을 보인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포드 쉘 및 웨이퍼 카세트의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 포드 쉘 및 웨이퍼 카세트의 정면도이다.
도 8은 포드 쉘과 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼으로 구성되는 웨이퍼 지지 구조의 정면도이다.
도 9는 포드 쉘에 대해 웨이퍼 카세트의 측면 운동을 제한하는 핀 배열의 확대 측면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 핸들을 포함하는 웨이퍼 카세트 및 포드 쉘의 정면도이다.
도 11은 도 10의 11-11 선을 따라 취한 단면 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시한 핀 배열의 또 다른 형태를 보인 단면도이다.
도 13은 포드 쉘을 통해 지지 표면 상의 운동 핀 위에 놓이는 웨이퍼 카세트의 다리부의 확대 정면도이다.
도 14는 도 3의 14-14 선을 따라 취한 단면 평면도이다.
따라서, 본 발명의 목적은 지지 표면에 대하여 제어 가능하고 반복 가능한 위치에 웨이퍼를 정확하게 위치시키기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하중 포트 등의 지지 표면 상에 직접 카세트를 부착할 수 있으며, 그와 동시에 SMIF 포드 내에 웨이퍼를 둠으로써 웨이퍼를 오염물질 및/또는 입자로부터 격리시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 하중 포트에서의 포트 위치 결정 기구로 하여금 하중 포트에 대한 웨이퍼의 정확하고, 제어 가능하며 반복 가능한 위치 결정을 위태롭게 함이 없이 포트에서 포드를 정확히 위치시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 포드 및/또는 카세트가 세척될 수 있도록 및/또는 카세트가 특정 포드 내에서 교환이 가능하도록 포드로부터 제거될 수 있는 카세트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 웨이퍼로부터 정전 전하를 제거하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 지지 구조 컴포넌트가 동일한 또는 다른 구성 및/또는 재료의 컴포넌트에 의해 개별적으로 제거되고 교체되는 모듈형 구성을 갖춘 카세트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 포드 쉘에 얇은 벽을 형성함으로써 포드의 무게 및 제조 비용을 절감함과 더불어 포드 쉘 내의 웨이퍼의 위치 결정을 제어 상태로 정확하게 수행하는 것이다.
본 발명의 상기한 목적은 독립적으로 지지되는 카세트를 포함하는 SMIF 포드에 관한 본 발명에 의해 달성된다. 포드는 바닥 표면에 장착된 컨베이어 플레이트를 포함하는 것이 바람직하며, 이 컨베이어 플레이트는 포드가 놓이는 지지 표면의 운동 핀 상에 운동 커플링을 설정하기 위한 세 개의 운동 그루브를 포함한다. 카세트는 여러 가지 구성으로 제공될 수도 있는데, 각각은 포드 쉘의 휨 또는 변형과는 상관없이, 포드가 지지되는 표면에 대한 고정되고 제어 가능하며 반복 가능한 위치에서 다수의 웨이퍼를 지지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 카세트는 포드의 측면에 위치한 한 쌍의 단단한 지지 컬럼과, 지지 컬럼 사이에서 연장되어 지지 컬럼을 연결하는 상부 플레이트를 포함한다. 지지 컬럼은 다수의 선반을 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 컬럼의 선반은 함께 하나의 반도체가 확고하게 지지되는 평면을 한정한다. 이 실시예에서, 지지 컬럼은 운동 커플링에서 또는 그 부근에서 포드 쉘을 통하여 컨베이터 플레이트에 직접 부착되는 것이 바람직하다. 상부 플레이트는 카세트의 강성을 향상시킨다. 상부 플레이트는 제거되어 컨베이어 플레이트에 단단히 부착된 쌍으로 된 지지 컬럼만으로 구성된 웨이퍼 지지 구조로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 카세트는 포드 쉘을 통해 컨베이어 플레이트에 직접 연결되는 다리부를 갖춘 바닥 플레이트를 포함할 수도 있다. 컨베이어 플레이트에 직접 연결됨으로써, 바닥 플레이트의 정면 및 수평 평탄성이 정확하게, 제어 가능하게 그리고 반복 가능하게 유지될 수 있다. 위에서 설명한 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼은 바닥 플레이트에 부착될 수도 있으며, 위에서 설명한 상부 플레이트가 또한 포함될 수도 있다.
바닥 플레이트를 포함하지 않는 본 발명의 실시예에서, 지지 컬럼의 바닥 부분에는 나사부가 형성된 구멍이 제공된다. 이들 구멍은 지지 컬럼당 2 개 제공되는 것이 바람직하다. 운동 커플링의 위치에 또는 그 부근에 위치하는 스크류는 컨베이어 플레이트를 관통하고, 포드 쉘 내의 구멍을 관통하고, 지지 컬럼 내의 나사부가 형성된 구멍 내로 삽입됨으로써, 사실상 포드 쉘과는 독립적으로 컨베이어 플레이트에 지지 컬럼을 고정하게 된다. O-링이 포드와 나사부가 형성된 구멍 둘레의 지지 컬럼의 바닥 사이에 제공됨으로써, 기밀 상태가 유지되어 스크류가 조여졌을 때 입자 및/또는 오염물질이 포드 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 웨이퍼 지지 컬럼, 장착 스크류 및 운동 그루브는 정전 소산됨으로써, 웨이퍼 내의 정전 전하가 지지 컬럼, 장착 스크류, 운동 그루브를 통해 웨이퍼로부터 빼내어지고 최종적으로 운동 핀을 통해 아래로 방출되게 된다. 바닥 플레이트를 포함하는 카세트의 실시예에 있어서, 바닥 플레이트는 바닥 플레이트로부터 아래로 연장되는 다수의 다리부를 포함하며, 이들 다리부에는 위에서 설명한 바와 같이 장착 스크류를 통해 컨베이어 플레이트에 바닥 플레이트를 장착하기 위한 나사부가 형성된 구멍이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 지지 컬럼 또는 바닥 플레이트는 포드 내에 형성된 구멍을 통해 아래로 연장되는 다리부를 포함한다. 각각의 다리부의 바닥 표면은 핀과 그루브가 카세트와 지지 표면 사이에 직접 운동 커플링을 형성할 수 있도록 포드의 지지 표면 상의 대응하는 핀과 짝을 이루는 운동 그루브를 포함하는 것이 바람직하다. 환상 밀봉부재, 예를 들어 O-링을 구비하는 슬리브가 카세트의 다리부가 연장되는 포드 내의 각각의 구멍에 부착됨으로써, 슬리브와 O-링이 함께 포드와 지지 구조 다리부 사이에 확고한 밀봉 상태를 제공하게 된다. 이 확고한 밀봉에 의해 포드 쉘과 지지 구조 다리부 사이에서 오염물질 및/또는 입자가 포드 내로 유입되는 것이 방지된다.
카세트의 상부 부분은 포드의 내부 상부 표면 위에 형성되고 그로부터 아래로 연장되는 한 쌍의 핀 사이에 끼워 넣어지는 상향 연장 핀을 포함할 수도 있다. 핀 배열에 의해 포드 내에서의 지지 컬럼의 현저한 측면 이동, 예를 들어 포드에 대해 충격이 가해졌을 때의 이동이 방지된다. 상부 플레이트를 포함하는 본 발명의 실시예에서, 핀 배열은 상부 플레이트의 대략 중앙에 위치한다. 상부 플레이트를 포함하지 않는 본 발명의 실시예에서, 핀 배열은 지지 컬럼의 한쪽 또는 양쪽, 바람직하게는 지지 컬럼의 후방에 제공된다.
위에서 설명한 핀 배열을 포함하는 카세트의 실시예에 있어서, 카세트는 포드 쉘의 상부 및 측부에 부착되는 않는 것이 본 발명의 특징이다. 따라서, 카세트는 고정되고, 반복 가능하며 제어 가능한 위치에서 웨이퍼를 지지할 수 있게 되어, 포드 쉘의 변형에 의해 영향을 사실상 받지 않게 된다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 일반적으로 본 발명은 독립적으로 지지되는 카세트를 갖춘 SMIF 포드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 SMIF 포드는 200 mm 및 300 mm를 포함하여 다수의 크기로 된 웨이퍼를 보관할 수 있도록 구성되지만, 본 발명에 따른 SMIF 포드는 웨이퍼와는 다른 공작물, 예컨대 망선 및 평판 디스플레이를 보관할 수도 있다. 더욱이, 본 발명이 SMIF 시스템과 관련하여 설명되지만, 본 발명은 다수의 웨이퍼 보관 및 수송 컨테이너를 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼" 및 "반도체 웨이퍼"라는 용어는 반도체 웨이퍼 제조 공정의 여러 단계에서 존재하는 웨이퍼 기판을 가리킨다. SMIF 포드 및 카세트는 모든 적용 가능한 SEMI 규격을 준수한다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 일반적으로 포드(20) 및 지지 표면(24) 사이의 운동 커플링 위에 또는 그 부근에 위치하는 포드 내의 지점에 카세트(22)를 수용할 수 있는 SMIF 포드(20)에 관한 것이다. 포드 쉘이 휘거나 변형되는 경우에도, 운동 커플링에서의 포드와 지지 표면 간의 세 개의 접촉점은 고정되고 제어 가능하며 반복 가능한 위치에 유지된다. 본 발명은 세 개의 운동 커플링 지점에서 또는 그 부근에서 카세트를 지지함으로써 이러한 사실을 이용한다. 더욱이, 지지 구조는 포드 쉘의 상부 또는 측부에 부착되지 않는다. 따라서, 카세트 및 그 내부에서 지지되는 웨이퍼의 위치는 또한 고정되고 제어 가능하며 반복 가능한 위치에서 유지됨으로써 발생할 수도 있는 포드 쉘의 변형에 의해 영향을 받지 않게 된다. 종래에 있어서는 포드 쉘이 웨이퍼 카세트의 위치를 정확하게 유지할 수 있도록 웨이퍼 카세트를 지지하기 위한 강성을 제공하기 위하여 그 두께가 두꺼워야 하는 반면에, 본 발명에 따른 포드 쉘은 웨이퍼 카세트의 위치를 유지하는데 사용되지 않기 때문에, 포드 쉘의 적어도 측부 및 상부는 더욱 얇게 구성될 수도 있다. 포드 쉘을 더욱 얇게 할 수 있어서 포드의 전체 중량이 감소되고 포드 제조에 따른 자재의 비용이 절감될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 포드(20)는 하나 이상의 웨이퍼(23)를 둘러싸며 웨이퍼(23)가 포드 안팎으로 수송될 수 있는 전면 개구를 갖춘 포드 쉘(21)를 포함하는 전면 개구 SMIF 포드인 것이 바람직하다. 포드(20)는 주위 환경에 대해 포드의 내부를 밀봉하기 위하여 종래의 방식으로 전면 개구에서 포드 쉘에 커플링되는 수직 도어(25)를 또한 포함하고 있다. 포드 쉘에 포드 도어를 커플링하는 방법은 예를 들어 보노라 등에 허여된 미국 특허 제 4,995,430 호(발명의 명칭: Sealable Transportable Container Having Improved Latch Mechanism)에 상세히 개시되어 있다. 포드(20)는 반드시 SMIF 포드일 필요는 없으며, 각기 다른 여러 가지 공작물을 수용할 수 있다면 어떠한 컨테이너라도 상관없다. 본 발명의 또 다른 실시예에서 포드(20)는 바닥 개구 포드로 구성될 수도 있다.
포드(20)는 포드의 바닥 외표면에 부착된 컨베이어 플레이트(26)를 포함하는 것이 바람직하다. 컨베이어 플레이트(26)는 지지 표면(24) 내의 대응하는 세 개의 운동 핀(29) 위에 놓여서 위에서 설명한 바와 같이 포드와 지지 표면 사이의 운동 커플링을 형성하는 세 개의 운동 그루브(27)를 포함하는 것이 바람직하다. 카세트(22)는 이하에서 설명되는 바와 같이, SMIF 포드(20)의 쉘(21)을 통하여 컨베이어 플레이트(26)에 직접 부착된다. 바람직한 실시예에 있어서, SMIF 포드(20) 및 컨베이어 플레이트(26)는 폴리카보네이트 또는 그 밖의 다양한 폴리머로 형성되는 것이 바람직하다.
카세트(22)는 각각이 하나 이상의 웨이퍼(23)를 지지하기 위한 구성 요소를 포함하는 폭이 넓은 다양한 형상들로 형성되었다. 바람직한 실시예의 카세트(22)는 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼(28), 및 사이를 연장하고 및 지지 컬럼을 연결하는 최상부 플레이트(46)로 구성된다. 그러나, 다음에 설명된 것 처럼, 다른 실시의 웨이퍼 카페트(22)는 지지 컬럼(28)이 장착된 바닥 플레이트(48)를 다르게 또는 부가적으로 구성한다. 추가로, 최상부 및 바닥 플레이트는 컨베이어 플레이트(26)에 직접 장착된 웨이퍼 지지 컬럼(28)을 단지 구성하는 웨이퍼 지지 구조물을 남기므로써 둘 다 생략될 수 있다.
웨이퍼 카세트의 바람직한 실시예 따른 지지 컬럼(28)은 포드의 전면 개구부에 인접한 포드 셀(21)의 측부에 설치된다. 컬럼(28)은 바람직하게 단일 반도체 웨이퍼가 확고하게 지지될 수 있는 평면을 형성하는 각 컬럼으로부터 선반을 가진 복 수개의 선반(30)을 포함한다. 본 발명의 실시에서, 하나의 컬럼 선반들은 두 개의 상승된 지점을 포함할 수 있고 및 다른 컬럼의 선반들은 하나의 상승된 지점(미도시), 웨이퍼를 받칠 수 있는 지지 평면을 형성하는 세 개의 상승된 지점을 포함할 수 있다. 상기는 상기 선반상의 상승된 지점들은 수에 있어서 세 개 이상일 수 있고, 또는 본 발명의 추가 실시에서, 다른 방법으로 전체 생략될 수 있는 것으로 이해되어졌다. 복 수개의 선반들은 일정한 간격 및 동축 관계인 평행상태에서 복 수개의 웨이퍼를 서로 지지한다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 선반(30)들은 각 웨이퍼가 대략 10mm의 거리에 의해 다음의 인접한 웨이퍼로부터 분리될 수 있도록 웨이퍼를 지지한다. 상기 거리는 본 발명의 다른 실시예 따라 변할 수 있다. 컬럼(28)을 지지하는 웨이퍼의 높이 뿐만 아니라 포드(20)의 높이는 다양한 수의 웨이퍼를 지지하기 위한 다른 실시예에 따라 변할 수 있다.
웨이퍼 지지 컬럼(28)은 바람직하게 낮은 마모, 낮은 입자 발생 및 정전 손실을 나타내는 안정하고 단단한 재료로 형성된다. 상기 컬럼을 위한 바람직한 재료는 카본 섬유가 채워진 폴리에테르에테르키톤("PEEK")을 포함한 다양한 중합체 및예를 들면 무전기 니켈 도금 알루미늄과 같은 금속 또는 석영일 수 있다. 아래에 더욱 상세하게 설명된 것 처럼, 컬럼(28)은 바람직하게 웨이퍼로부터 정전 충전을 낭비하기 위한 바람직한 실시에서 정전 손실이다.
도 1, 3 및 4A를 참고로, 상기 카세트(22)는 바람직하게 포드 셀을 통하여 운동 커플링에 또는 근처 컨베이어 플레이트(26)에 직접 부착된다. 바람직한 실시예에서, 상기 웨이퍼 지지 컬럼(28)을 구성하는 카세트는 컨베이어 플레이트 (26)에 대하여 네 개의 부착 포인트, 각 웨이퍼 지지 컬럼(28)내부에 두 개를 구비한다. 상기 컨베이어 플레이트에 대한 지지 컬럼의 하나의 그러한 부착 지점은 도 4A에 아주 상세히 나타내어졌다. 여기에 나타낸 것 처럼, 스크류(32)는 컨베이어 플레이트(26)내에 중앙 개구부(80)을 통하여 맞추어지고(선명함을 위해 도 4A에서 명암으로 나타내어짐), 중앙 개구부(80)는 컨베이어 플레이트 내에 및 상부로 연장하여 형성된 환상 보스(82)에 의해 형성된다. 중앙 개구부(80)의 하부는 스크류(32)의 머리가 귀속할 수 있는 것에 대항하여 스텝(81)을 포함한다. 상기 포드 셀(21)은 보스(82)의 최상부(86)를 수용하기 위한 개구부(84)를 포함한다. 지지 컬럼의 하부는 보스(82)의 최상부(86)에 대항하여 얹혀 있는 환상 보스(88)를 포함한다. 따라서, 상기 지지 컬럼(28)은 직접 접촉한 상태로 놓이고 및 바람직한 실시예에서 컨베이어 플레이트(26)상에 직접 지지된다. 지지 컬럼의 하부는 스크류(32)를 수용하기 위해 그 안에 형성된 나사부가 형성된 보어(38)를 포함한다. 보어(38) 내부에 회전 스크류(32)에 의해, 상기 지지 컬럼(28)은 컨베이어 플레이트(26)로 죄어진다. O-링(40)은 포드 셀(21)과 지지 컬럼의 바닥 표면사이에 제공될 수 있고, O-링은 포드(20) 내부로 유입되는 어떠한 오염물질 및/또는 입자들을 방지하기 위해 나사부가 형성된 보어(38)내부에 스크류(32)의 회전으로 압축된다. 상기는 상기 O-링 (40)이 본 발명의 다른 실시예에서 포드 셀(21) 바로 아래에 제공될 수 있는 것으로 이해되어졌다.
컨베이너 플레이트(26)에 대한 지지 컬럼(28) 부착의 다른 실시가 도 4B에 나타내어졌다. 도 4A 및 4B에서 동일한 인용부호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 도 4B의 실시예에서 상기 컨베이어 플레이트(26)는 카운터선크(countersunk) 구멍 (34)를 포함한다. 포드 셀(21)의 바닥 표면은 유사하게 구멍(34)과 배열된 구멍(36)을 포함한다. 상기 지지 컬럼의 하부는 스크류(32)를 수용하기 위해 그 안에 형성된 나사부가 형성된 보어(38)를 포함한다. 보어(38)내부 회전 스크류(32)에 의해, 상기 지지 컬럼 (28)은 컨베이어 플레이트(26)에 죄어진다. O-링(40)은 포드 내부로 오염물질 및/또는 입자들의 유입을 방지하기 위해 포드 셀(21)과 지지 컬럼의 바닥 표면사이에 제공된다. 추가로 스톱 블럭(39)은 O-링이 압축될 수 있는 정도로 제한하기 위해 및 컨베이어 플레이트(26)위로 상기 지지 컬럼(28)의 높이를 정확하게 제어하기 위해 O-링에 대하여 입접하게 제공될 수 있다.
각 지지 컬럼은 바람직하게 도 3에 나타내어진 것 처럼 스크류(32)를 통하여 두 개의 장착 지점에 컨베이어 플레이트로 부착된다. 각 지지 컬럼을 위한 하나의 그러한 부착 지점은 포드의 전방을 향하여, 실질적으로 두 개의 전방 운동 커플링 위에 직접 설치된다. 지지 컬럼이 포드의 측부에 설치되고, 및 후방 운동 커플링이 포드의 중심에 설치될 때, 각 웨이퍼 지지 컬럼을 위한 두 번째 장착 포인트는 후방 운동 커플링과 배열되지만 직접 그 위에 설치되지는 않는다. 포드 셀 (21)의 하부는 포드 셀의 잔여 측부보다 더욱 단단하게 만들어질 수 있고, 또는 리브를 포함할 수 있고, 또는 후방 운동 커플링 및 지지 컬럼의 후방 장착 부에서 포드 셀의 단단함을 증가시키기 위해 컨베이어 플레이트에 대하여 지지 컬럼(28)용 두 개의 후방 장착 포인트와 수직으로 배열되는 증가된 두께의 영역을 포함할 수 있다.
지지 컬럼에 더하여, 컨베이어 플레이트에 대한 지지 컬럼에 연결하는 상기 스크류(32)는 운동 그루브(27)와 같이 바람직하게 정전 손실이다. 추가로, 지지 컬럼(28) 및 포드(20)의 전방에 더욱 근접한 스크류(32)는 바람직하게 그 안에 놓이거나, 또는 컨베이어 플레이트(26)의 하부위의 전방 운동 그루브와 체결된 상태에 놓인다. 따라서, 웨이퍼로부터 장입된 정전은 웨이퍼 지지 컬럼(28), 스크류(32) 및 컨베이어 플레이트(26)의 하부상에 운동 그루브를 지나 운동 핀들을 통하여 웨이퍼로부터 유인될 수 있다.
도 1 및 2를 참고로하여, 이전에 지시되었던 것 처럼, 카세트(22)의 바람직한 실시예는 추가로 사이에 장착되고 및 컬럼의 최상부에 각각의 지지 컬럼(28)을 부착하는 최상부 플레이트(46)를 포함한다. 상기 최상부 플레이트(46)는 상기 지지 컬럼 (28)과 일체로 형성될 수 있고, 또는 종래 죔 수단에 의해 지지 컬럼에 다르게 부착될 수 있다. 상기 최상부 플레이트는 일례로 PEEK와 같은 다양한 중합체 또는 일례로 알루미늄 합금과 같은 다양한 금속 또는 석영으로 형성되고 및 지지 컬럼(28)과 같은 동일하거나 다른 재료로 형성될 수 있다. 도 1에서 나타낸 상기 최상부 플레이트(46)는 실질적으로 직사각형 풋프린트(footprint)를 구비한다. 그러나, 상기는 최상부 플레이트(46)가 도 5A에서 나타내어진 것 처럼 웨이퍼와 같이 대략적으로 동일한 크기로 형성된 원형 및/또는 직선 가장자리를 가진 견고한 플레이트를 포함하는 폭이 넓은 다양한 형상으로 형성될 수 있는 것으로 이해되어졌다. 상기는 웨이퍼 카세트내부 최상부 웨이퍼가 포드 셀내에 정전 장입 변화로 인하여 입자 증착 속도를 더욱 증가시킬 수 있는 것으로 관찰되었다. 여기에서 상기 최상부 플레이트(46)는 견고한 플레이트로써 포함되고, 상기 최상부 플레이트는 최상부 웨이퍼 상의 증착으로부터 입자들 및/또는 오염물질들을 감소시키기 위해 상기의 증가된 입자 증착 속도로부터 최상부 웨이퍼를 보호한다. 추가로, 상기 최상부 플레이트(46)는 중앙 개구부를 가진 견고한 플레이트, 또는 각각 도 5B 및 5C에서 나타낸 것과 같은 복 수개의 컷 아웃부를 구성한다. 다른 최상부 플레이트 형상들이 고려되었다.
웨이퍼 지지 컬럼(28) 및 최상부 플레이트(46)를 구성하는 바람직한 실시예에 따른 카세트(22)는 포드 셀(21)의 최상부 또는 측부에 부착되지 않는다. 상기는 포드 셀(21)의 변형 및/또는 비틀어짐이 그 안에 장착된 카세트(22) 및 웨이퍼(23)상에 실질적으로 영향을 미치지 않는 점에서 종래 시스템보다 상당한 장점을 가진다. 따라서, 상기 웨이퍼들은 웨이퍼들이 지지되는 각 지지 표면(24)에 정확하고, 되풀이되게 및 제어가능하게 설치될 수 있다.
도 6의 정면도에서 나타내어진 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 카세트(22)는 바닥 플레이트(48)상에 장착된 지지 컬럼(28)으로 구성될 수 있고, 컨베이어 플레이트(26)에 차례로 부착된다. 바닥 플레이트(48)는 바닥 플레이트의 바닥 표면으로부터 아래로 연장하는 복 수의 다리(50)을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 바닥 플레이트는 세 개의 다리(50)를 포함할 수 있고, 실질적으로 운동 커플링의 위치에 상응한 위치인 바닥 플레이트상에 설치된다. 상기는 세 개 이상의 다리들이 다른 실시예에서 바닥 플레이트(48)에 제공될 수 있는 것으로 이해되어졌다.
상기 다리(50)들은 바람직하게 상기 도 4A 및 4B에 각각 기술된 것 처럼 스크류(32) 및 O-링(40)에 의해 포드 셀(21)을 통하여 컨베이어 플레이트(26)에 장착되고, 컨베이어 플레이트에 대한 지지 컬럼(28)의 장착을 나타낸다. 바닥 플레이트가 운동 커플링에 또는 근처 컨베이어 플레이트에 직접 장착되는 것 처럼(도 3), 상승 및 수평 평면의 바닥 플레이트(48)의 최상부 표면은 정확하게, 제어 가능하게 및 반복 가능하게 유지될 수 있다. 그렇게 설치된 바닥 플레이트로, 상기는 다양한 형상의 단단한 웨이퍼 카세트 및 지지 구조물들은 포드가 지지된 표면에 관계하여 정확하게, 제어 가능하게 및 반복 가능하게 설치된 카세트 또는 지지 구조물내부에 웨이퍼를 가진 본 발명에 따라서 그 위에 장착되거나 또는 지지될 수 있는 것으로 이해되어졌다. 상기 실시에서 웨이퍼 지지 컬럼(28)은 상기에 기술된 것과 같이 포드에 비교하여 동일한 위치내에 설치될 수 있는 반면, 상기는 그 자체의 바닥 플레이트가 정확하고, 제어 가능하고 및 반복 가능한 어떠한 포드 변형의 독립한 지지 구조물의 설치를 제공하고, 및 웨이퍼 지지 컬럼이 운동 커플링 위에 또는 근처 바닥 플레이트상에 장착될 필요가 없는 것으로 이해되어졌다. 상기 기술된 실시에서와 같이 도 6의 카세트(22)는 바람직하게 포드 셀(21)의 측부 또는 최상부에 부착되지 않는다.
상기 웨이퍼 지지 컬럼들은 바닥 플레이트(48)과 일체로 형성될 수 있고, 또는 그의 형성 후 바닥 플레이트에 다르게 부착될 수 있다. 상기 바닥 플레이트(48)는 일례로 PEEK와 같은 다양한 중합체, 또는 일례로 알루미늄 합금과 같은 다양한 금속 또는 석영으로 형성될 수 있고, 및 지지 컬럼(28)과 같은 동일한 또는 다른 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 바닥 플레이트(48)는 최상부 플레이트(46)와 관계하여 상기에 기술된 형상으로 형성될 수 있다.
도 7의 정면도에서 나타내어진 본 발명의 다른 실시예에서, 카세트(22)는 바닥 플레이트(48), 웨이퍼 지지 컬럼(28), 및 최상부 플레이트(46)를 구성하고, 각각의 상기 요소들은 상기에 기술되었다. 여기에서, 상기 웨이퍼 지지 컬럼(28)은 바닥 플레이트(48)에 부착될 수 있고, 및 최상부 플레이트(46)는 웨이퍼를 위한 네개로 형성된 지지 구조물을 형성하기 위해 컬럼의 상부에 부착될 수 있다. 각 쌍의 지지 컬럼들, 최상부 플레이트 및 바닥 플레이트는 카세트가 다른 재료로 형성될 수 있도록 서로 개별적으로 조립될 수 있다. 또한 만약 상기가 일례로 컬럼의 높이를 감소 또는 증가시키므로써 카세트 변경을 위해 요구된다면, 상기 카세트는 분리될 수 있고, 새로운 부품들이 삽입될 수 있다. 네 개의 측으로 이루어진 구조물은 단일 제조 공정에서 다르게 일체로 형성될 수 있다.
도 8의 정면도에서 나타낸 본 발명의 더욱 추가적인 실시예에서, 본 발명은 포드 셀(21)을 통하여 상기에 설명된 것과 같이 컨베이어 플레이트(26)에 단단하게 부착된 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼(28)의 단독으로 형성된 웨이퍼 지지 구조물을 구성한다.
카세트(22)의 형상은 포드에 충격을 가하는 일례에 따라 어떠한 다른 형태의 이동보다 나란한 이동(포드 및 카세트의 전방으로부터 관찰될 때)에 더욱 민감한 카세트를 만든다. 포드 내부 지지 컬럼의 상당히 나란한 이동을 방지하기 위해서, 본 발명의 추가 다른 실시예에 따른 그들 스스로에 의해 웨이퍼 카세트(22) 또는 지지 컬럼의 상부는 도 6 및 8의 정면도에서 나타낸 것 처럼 포드 셀(21)의 상부로부터 아래로 연장하여 및 그의 상부의 부착된 한 쌍의 핀(fin)(44)들 사이에 설치된 핀(42)을 포함한다. 기술내 기술의 것들에 의해 알 수 있는 것 처럼, 핀(42) 및 핀들(44)의 위치는 바꿔 놓여질 수 있기 때문에 상기 핀들(44)은 카세트(22)의 상부에 부착되고, 및 핀(42)은 도 7에 나타낸 것 처럼 포드 셀(21)로부터 아래로 연장하고 및 그에 부착된다. 상기에 기술된 카세트(22)의 실시예중 하나는 핀(42) 및 핀들(44)를 구성하는 핀 장치를 포함한다. 또한 도 8의 상기 지지 구조물은 상기 핀 장치(도 8)를 포함한다.
결국 두 개의 지지 컬럼(28)은 좌 또는 우로 이동하고(포드의 전방을 통한 관점에 관계하여), 핀(42)은 상기 지점을 벗어난 지지 컬럼(28)의 이동을 방지하기 위해 핀(44)들 중 하나에 위해 체결될 것이다. 핀 장치를 포함하는 실시예에서, 상기 핀들(44)은 바람직하게 핀이(42) 대략 1mm 이상의 거리로 이동하는 것을 방지하고, 및 바람직하게 그의 정지 위치로부터 0.5mm 이하로 방지한다. 상기는 핀(42)과 핀(44)사이의 간격이 본 발명의 다른 실시예에서 보다 더 크게 또는 더 적을 수 있는 것으로 이해되어졌다. 도 9에서 나타내어진 핀 장치의 다른 실시예에서, 상기 핀(42)은 핀(42)과 핀(44)사이의 단단하 맞춤을 제공하기 위해 돌출부(42a와 42b)를 포함한다. 상기 돌출부는 다른 방법으로 핀(44)상에 제공된다. 상기 실시예에서, 카세트는 여전히 이동의 잔여(5) 형태로 자유롭게 이동하고(즉, 지지 구조물이 억제된 축으로 수직한 평면내에서 병진, 및 세 개의 축에 관계하여 회전), 그것에 의해 카세트에 대한 포드 셀 변형의 형태를 이루지 못한다.
도 6 및 8에서 나타낸 일례와 같이 최상부 플레이트를 포함하지 않은 본 발명의 실시예에서, 핀 장치는 바람직하게 각 지지 컬럼(28)상에, 후방 컬럼(28) 근처(도 3에서 나타낸 것 처럼 지지 컬럼의 도면에 관계하여)에 설치된다. 지지 컬럼의 후방에서, 상기 핀 장치는 웨이퍼가 지지 컬럼의 후방에 체결하는 지점에 가장 근접하게 설치되고, 그것에 의해 X-Y 평면내에 웨이퍼의 위치를 형성한다. 도 7에서 나타낸 일례와 같이 최부 플레이트를 포함하는 본 발명의 실시예에서, 상기 핀 장치는 바람직하게 최부 플레이트의 중앙에 설치된다.
본 발명의 추가 다른 실시예들이 도 10 내지 12에 나타내어졌다. 상기 실시예에서 포드 셀은 포드의 이송을 허용하기 위한 종래 수단에 의해 포드 셀에 부착될 수 있는 핸들(72)을 수용하기 위한 셀의 최상부 표면내에 개구부(70)를 포함한다. 상기 핸들은 포드 셀내에 구멍(70)을 통하여 및 핸들의 바닥 표면으로부터 아래로 향하여 돌출하는 핀(42)을 포함한다. 상기 핀은 카세트상에 핀(44)에 의해 체결되거나 또는 걸쳐질 수 있다. O-링(미도시)은 핸들과 포드 셀사이에 공기가 새지않은 밀봉을 확보하기 위해 아래로 향하여 돌출하는 핀 또는 핸들의 주변 둘레에 제공된다.
도 11에 나타내어진 것 처럼, 상기 실시의 핀 장치는 하나의 이동 형태에서이동을 부분적으로 억제하기 위해 사용되었다. 도 12의 다른 실시에서, 상기 핀 (44)은 포드에 관계하여 카세트의 나란히 및 전 후방으로 이동을 방지하기 위해, 및 두 개의 이동의 형태에 대해 부분 적으로 이동을 억제하기 위해 핀(42) 둘레에 완전하게 형성된 벽(45)으로 대체될 수 있다. 그러나, 상기 핀(42)이 포드 셀 상부의 중앙에 설치된 것 처럼, 포드 셀의 나란한 또는 전 후방 이동은 최소가 될 것이다. 도 10 내지 12의 추가 실시 형태는 상기 기술된 핀 장치가 포드 셀내 카세트 및 핸들을 통하여 웨이퍼로부터 정전 장입을 손실시킬 수 있다.
상기 관점으로부터, 카세트(22)는 카세트의 바닥 부내에 나사부가 형성된 보어내부로 및 컨베이어 플레이트 및 포드 셀을 통하여 맞추어진 스크류의 결과로써 그 위에 연결하는 컨베이어 플레이트 및 운동 커플링에 연결된다. 본 발명의 더욱 추가적인 실시예에서, 상기 포드 셀(21)은 카세트의 바닥에 장착된 다리부(54)가 그를 통하여 연장될 수 있도록 도 13에 나타낸 것 처럼 복 수개의 구멍(52)을 포함한다. 상기 실시예에서, 상기 다리부(54)들은 바람직하게 운동 핀(29)와 함께 배열되고(도 13 및 14), 및 지지 표면(24)내에 운동 핀(29)상에 직접 장착하기 위한 그들 각각의 바닥 표면상에 운동 그루브(27)를 포함한다. 따라서, 상기 실시예에서 카세트(22)는 실질적으로 포드 위치에 독립하고, 지지 표면에 관계하여 지지 구조물내부에 웨이퍼의 위치를 정확하게, 제어 가능하게 및 반복 가능하게 형성시키기 위해 지지 표면상에 운동 핀으로 직접 지지된다.
도 13에 도시한 실시예에 있어서, 포드 쉘(21)에는 그 둘레에서 환상 슬리브(62)를 수용하기 위한 나사부가 형성된 외부 표면을 갖춘 환상 보스(60)가형성되어 있다. 슬리브는 구멍(52)을 관통하여 돌출된 다리부(54) 둘레에 포근하게 끼워 맞추어져서 입자 및/또는 오염 물질이 다리부(54) 둘레의 구멍(52) 안으로 유입되는 것을 방지하는 밀봉 링(64), 예를 들어 0-링을 포함할 수도 있다.
다리부가 관통하는 구멍(52)은 직경이 대략 1 인치로 작다. 이와 같이 직경이 작기 때문에, 포드 쉘 바닥이 변형되더라도 다리부 또는 카세트의 위치가 변경되는 일이 없다. 그 밖에, 구멍(52)의 크기가 작기 때문에 O-링(64)으로 쉽게 기밀 상태를 제공할 수 있다.
이 실시예에 따른 다리부(54)를 갖춘 카세트(22)는 위에서 설명한 카세트 컴포넌트 중 어느 것이라도 포함할 수 있다. 특히, 다리부(54)는 홀로 한 쌍의 지지 컬럼(28)의 바닥 표면에 부착될 수 있다. 그 밖에, 다리부(54)를 갖춘 카세트(22)는 상부 플레이트(46) 및/또는 바닥 플레이트(48)를 포함할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서는, 위에서 설명한 다리부(54)를 포함하는 카세트(22)가 그 둘레에 배치된 포드(20) 없이 지지 표면 상에서 홀로 사용될 수 있다.
상기한 실시예에 있어서, 카세트(22)는 세척, 새로운 또는 다른 카세트로의 교체 또는 그 밖의 다른 이유로 포드(20)로부터 제거될 수도 있다. 도 4a 및 도 4b도에 도시한 바와 같은 스크류(32)를 포함하는 실시예에 있어서, 스크류는 제거될 수도 있고, 그 후에 카세트가 포드로부터 물러날 수도 있으며, 도 13에 도시한 바와 같은 다리부(54)를 포함하는 실시예에 있어서는, 카세트의 제거가 가능하도록 슬리브(62)가 제거될 수도 있다. 포드로부터 스크류 및/또는 카세트를 자동으로 제거하기 위한 고정물이 제공될 수도 있다. 그러나 수동으로 제거하는 것 또한 가능하다.
이상과 같이 본 발명이 상세히 설명되었지만, 본 발명은 여기에 개시된 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 따라서, 이하에 기재하는 청구의 범위에 의해 한정되는 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않는 한, 본 발명은 여러 가지로 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (26)

  1. 지지 표면에 대해 정확한 위치에 공작물을 지지하기 위한 시스템으로서,
    포드 쉘을 갖춘 포드와, 상기 포드 내에 배치될 수 있는 카세트를 포함하며,
    상기 포트 및 지지 표면은 포드와 지지 표면 간의 운동 커플링을 구성하기 위한 운동 그루브 및 운동 핀을 포함하며, 상기 카세트는 공작물을 지지할 수 있고, 상기 카세트는 상기 운동 커플링 위에서 지지됨으로써 상기 카세트가 상기 포드 쉘의 변경에 의한 영향을 받지 않는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카세트는 상기 공작물을 지지하기 위한 한 쌍의 지지 컬럼과, 상기 한 쌍의 지지 컬럼 사이에서 연장되어 상기 한 쌍의 지지 컬럼을 연결하는 상부 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 카세트가 바닥 플레이트를 또한 포함하며, 상기 지지 컬럼은 상기 바닥 플레이트 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 카세트는 바닥 플레이트와, 상기 바닥 플레이트 위에 놓이는 한 쌍의 지지 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카세트는 상기 포드 쉘에 대해 6 가지의 이동 형태로이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 카세트는 상기 포드 쉘에 대해 5 가지의 이동 형태로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 카세트는 상기 포드 쉘에 대해 4 가지의 이동 형태로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 카세트는 상기 카세트의 표면으로부터 연장되는 제 1 핀을 포함하며, 상기 포드 쉘은 상기 포드 쉘의 표면으로부터 연장되는 제 2 핀을 포함하며, 상기 제 1 핀은 상기 제 2 핀과 결합하여 상기 포드 쉘에 대한 상기 카세트의 측면 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 지지 표면에 대해 정확한 위치에 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 시스템으로서,
    상부와, 바닥과, 상기 상부 및 바닥 사이에 위치하는 측부를 포함하는 포드 쉘 및 상기 포드 쉘과 짝을 이루는 포드 도어를 포함하는 포드와,
    상기 포드 내에 위치할 수 있고, 반도체 웨이퍼를 지지할 수 있으며, 상기 포드 쉘의 상부 및 측부에서 상기 포드 쉘에 부착되지 않는 카세트로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 한 쌍의 지지 컬럼과, 상기 한 쌍의 지지 컬럼 사이에서 연장되어 상기 한 쌍의 지지 컬럼을 연결하는 상부 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 카세트가 바닥 플레이트를 또한 포함하며, 상기 지지 컬럼은 상기 바닥 플레이트 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 바닥 플레이트와, 상기 바닥 플레이트 위에 놓이는 한 쌍의 지지 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 웨이퍼 카세트의 표면으로부터 연장되는 제 1 핀을 포함하며, 상기 포드 쉘은 상기 포드 쉘의 표면으로부터 연장되는 제 2 핀을 포함하며, 상기 제 1 핀은 상기 제 2 핀과 결합하여 상기 포드 쉘에 대한 상기 웨이퍼 카세트의 측면 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 지지 표면에 대해 정확한 위치에 웨이퍼를 지지하기 위한 시스템으로서,
    상부와, 바닥과, 전면 개구와, 상기 전면 개구에 인접한 측부와, 상기 전면 개구에 대향하는 후면과, 상기 측부 사이에서 수평으로 한정되는 X-축과, 상기 전면 개구 및 상기 후면 사이에서 수평으로 한정되는 Y-축과, 상기 상부 및 바닥 사이에서 수직으로 한정되는 Z-축을 포함하는 포드 쉘 및 상기 포드 쉘과 짝을 이루는 포드 도어를 포함하는 포드와,
    상기 포드 내에 위치할 수 있고, 반도체 웨이퍼를 지지할 수 있으며, 상기 Z축을 따라 이루어지는 직선 운동과, 상기 Z-축을 중심으로 하는 회전 운동과, 상기 X-축을 중심으로 하는 회전 운동과, 상기 Y-축을 중심으로 하는 회전 운동에 대해 상기 포드 쉘에 대해 이동할 수 있는 카세트로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 카세트는 상기 Y-축을 따라 이루어지는 직선 운동에 대해 상기 포드 쉘에 대해 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 카세트는 상기 X-축을 따라 이루어지는 직선 운동에 대해 상기 포드 쉘에 대해 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 한 쌍의 지지 컬럼과, 상기 한 쌍의 지지 컬럼 사이에서 연장되어 상기 한 쌍의 지지 컬럼을 연결하는 상부 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 카세트가 바닥 플레이트를 또한 포함하며, 상기 지지 컬럼은 상기 바닥 플레이트 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 바닥 플레이트와, 상기 바닥 플레이트 위에 놓이는 한 쌍의 지지 컬럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 웨이퍼 카세트의 표면으로부터 연장되는 제 1 핀을 포함하며, 상기 포드 쉘은 상기 포드 쉘의 표면으로부터 연장되는 제 2 핀을 포함하며, 상기 제 1 핀은 상기 제 2 핀과 결합하여 상기 X-축을 따라 이루어지는 상기 포드 쉘에 대한 상기 웨이퍼 카세트의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 지지 표면에 대해 정확한 위치에 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 시스템으로서,
    상부와, 바닥과, 상기 상부 및 바닥 사이에 위치하는 측부를 포함하는 포드 쉘 및 상기 포드 쉘과 짝을 이루는 포드 도어를 포함하는 포드와,
    상기 포드 내에 위치할 수 있고, 반도체 웨이퍼를 지지할 수 있으며, 상기 포드 쉘의 상부 및 측부에서 상기 포드 쉘에 부착되지 않는 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼으로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 웨이퍼 카세트는 상기 웨이퍼 카세트의 표면으로부터 연장되는 제 1 핀을 포함하며, 상기 포드 쉘은 상기 포드 쉘의 표면으로부터 연장되는 제 2 핀을 포함하며, 상기 제 1 핀은 상기 제 2 핀과 결합하여 상기 포드 쉘에 대한 상기 웨이퍼 카세트의 측면 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 지지 표면에 대해 정확한 위치에 반도체 웨이퍼를 지지하기 위한 시스템으로서,
    상부와, 바닥과, 전면 개구와, 상기 전면 개구에 인접한 측부와, 상기 전면 개구에 대향하는 후면과, 상기 측부 사이에서 수평으로 한정되는 X-축과, 상기 전면 개구 및 상기 후면 사이에서 수평으로 한정되는 Y-축과, 상기 상부 및 바닥 사이에서 수직으로 한정되는 Z-축을 포함하는 포드 쉘 및 상기 포드 쉘과 짝을 이루는 포드 도어를 포함하는 포드와,
    상기 포드 내에 위치할 수 있고, 반도체 웨이퍼를 지지할 수 있으며, 상기 Z축을 따라 이루어지는 직선 운동과, 상기 Z-축을 중심으로 하는 회전 운동과, 상기 X-축을 중심으로 하는 회전 운동과, 상기 Y-축을 중심으로 하는 회전 운동에 대해 상기 포드 쉘에 대해 이동할 수 있는 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼으로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼은 상기 Y-축을 따라 이루어지는 직선 운동에 대해 상기 포드 쉘에 대해 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제23항에 있어서, 상기 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼은 상기 X-축을 따라 이루어지는 직선 운동에 대해 상기 포드 쉘에 대해 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  26. 제23항에 있어서, 상기 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼은 상기 웨이퍼 지지 컬럼의 표면으로부터 연장되는 제 1 핀을 포함하며, 상기 포드 쉘은 상기 포드 쉘의 표면으로부터 연장되는 제 2 핀을 포함하며, 상기 제 1 핀은 상기 제 2 핀과 결합하여 상기 X-축을 따라 이루어지는 상기 포드 쉘에 대한 상기 한 쌍의 웨이퍼 지지 컬럼의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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