KR100218898B1 - 콘테이너중의 선반들과 웨이퍼 형상으로된 목적물들을 감지하기위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 콘테이너 내에 있는 웨이퍼 형상으로된 대상물과 선반들의 감지에 관한 것이다. 이 발명의 목적은 일측면에서 열려있는 콘테이너들에서 그리고 또 그측면들이 열려있는 콘테이너들에서 검출의 신뢰성을 증가시키며, 그리고 선반이 하나 이상의 대상물에 의하여 점유되었는지를 검출하고, 웨이퍼형상으로된 대상물 또는 콘테이너의 취급을 방해하는 일이 없이 그리고 청정실 조건을 간섭하는 일이 없이 칫수허용차로부터 독립한 선반들 자체의 위치 그리고 몇 개의 선반들에 따라서 대상물들의 비스듬한 위치들을 검출하는 것이다.
이 발명에 따라서, 목적물들의 전방측면들에서 그리고 선반들에서 반사된 방사선 소오스로부터의 방사선은 영상화 광학장치에 의하여 영상을 기록하기 위하여 광전자 센서요소들에로 향하여진다. 각각의 영상의 기록작업은 영상화에 기여하는 전방측들에서 반사율들에 적합하여진다.
이 발명은 집적회로의 제조에 적용할 수 있다.

Description

콘테이너중의 선반들과 웨이퍼 형상으로된 목적물들을 감지하기 위한 장치 및 방법
이 발명은 콘테이너 내에서 서로가 대체로 평행하게 배열된 선반은 목표물들을 수취하기 위하여 사용되며 그리고 목표물들의 전방측에서 그리고 선반들에서 반사된 방사선 소오스로부터의 방사선은 영상광학장치에 의하여 적어도 하나의 영상을 기록하기 위하여 광전자 센서요소들에로 향하여지는 그러한 콘테이너 내에 있는 선반들과 웨이퍼 형상으로된 목적물들을 감지하는 것에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 운반하고 저장하기 위하여 사용되는 저장 콘테이너의 선반들에서 반도체 웨이퍼들을 감지하는 것과 제조과정 동안에 이들을 준비된 상태로 유지하는 것은 제조작업의 자동화가 증가함에 따라 중요성이 증대한다. 이 경우에는 반도체 웨이퍼들의 자동화된 처리의 동안에 이들에 대한 손상을 방지하기 위하여 최대로 신뢰성의 성취가 무엇보다도 중요하다. 일반적으로 사용된 콘테이너들은 서로 반대로 위치하여진 2개의 개구들을 갖는다. 마이크로-청정실에서 반도체 웨이퍼들의 저장과 운반 그리고 보존용기들을 이들의 외부 카버와 일체화 시키는 것과 같은 새로운 기술의 사용에 의하여 콘테이너의 개구가 처리장치에 의하여 반도체 웨이퍼들의 제거를 위하여 동시에 사용하는 일측방에로 자주 제한된다.
미합중국 특허 제 4,895,486호에 의해서는 목표물의 출현에 대한 제 1신호가 상기 목표물에 대한 위치신호와 결합되어지는 것에 의하여 감시장치에 의하여 담체(매거진) 내에서 웨이퍼류의 목표물들의 출현과 그리고 담체내의 기준평면에 대한 이들의 위치를 결정하는 것이 알려져 있다. 이제 1신호는 상기 목표물이 발견되어 질 수 있는 공간을 감시하는 광전자센서에 의하여 얻어진다. 제 2신호는 담체를 상하로 움직이기 위한 구동장치와 연결된 위치엔코우더를 거쳐서 형성된다. 기준평면과 그리고 목표물들의 가능한 유지공간을 결정하기 위하여 담체내에 있는 공간은 수직으로 구간들로 분할된다. 기준평면으로서 그리고 웨이퍼류의 목표물들이 없는 구간들로서 사용하는 하나의 구간에 추가하여 목적물들이 나타내어 질 수 있는 윈도우 구간들이 정의된다. 담체의 인덱싱(indexing)은 담체내에서 기준평면이 측정기술에 검출되어진 후에 윈도우 구간들의 위치는 사용되어지는 각각의 담체의 구조명세에 기초하여 컴퓨터에 의하여 결정되고 컴퓨터에 저장된다.
독일 특허 DE 43 069 57 C1에서 기술된 해법은 방출기에서 방출되고 그리고 그의 중심비임이 기준평면안에 놓여 있는 측정비임들 (measurement beams)의 다발을 보이고 있다. 이 측정비임의 다발은 매거진 선반들을 포함하는 반대로 위치하여진 벽들 사이에 안내되어지며 벽들중의 하나의 돌출부들에 향하여지고 이 돌출부들에 의하여 중단되며 이 돌출부들은 매거진의 내부를 향하여 바라보고 있으며 디스크 형상으로된 목표물들을 위한 지지부로서의 역할을 하는 선반들을 형성한다. 서로 겹쳐져 위치하여져 있으며 그리고 따라서 서로 잇달아서 기준 평면과 공통적으로 하나의 위치를 점유하고 있는 매거진 선반들의 방향의 수직방향의 조절의 결과로써 매거진 선반들 그리고 그안에 위치하여진 디스크형상으로된 목표물들의 영상이 측정 비임다발의 변조에 의하여 생성된다.
독일 특허 DE 42 38 834 A1는 반도체 웨이퍼들을 이동하기 위한 로봇트의 결정된 구조에 추가하여 역시 다른 것들 중에서 이 웨이퍼들의 보유 콘테이너에서의 이들 반도체 웨이퍼들의 존재를 감지하기 위한 센서배열을 포함한다. 다수의 사진수신기는 이 사진 수신기가 보유콘테이너들의 선반들에 공간적인 관계에 있는 그러한 방법으로 보유콘테이너의 반대측에 배열되어 있다. 로봇트에 부착된 조명장치 보유콘테이너에 관하여 하나의 좌표속으로 로봇트에 의하여 움직여 질 수 있다. 상기의 운동의 동안에 사진수신기에서 발생된 신호는 사진수신기에 할당된 선반안에 있는 반도체 웨이퍼의 존재를 확인 하는 것을 가능하게 한다. 방사선이 보유콘테이너를 통과할 수가 없기 때문에 상술한 모든 기술적 해법들은 이들이 한측면이 열려있는 상술한 콘테이너들을 가지고 사용될 때 작동하지 않는다는 불리점을 갖는다. 또다른 불리점은 운동에 관하여 감지하거나 또는 주사하는 것이 센서와 기질 사이에서 필요하여진다는 것에 있다. 이것은 감지를 위하여 필요하여진 시간의 증가와 그리고 또한 청정실 조건들의 열화를 초래한다. 후자는 특히 센서의 조절 또는 이동에 의하여 상대적인 운동이 다만 발생될 때 문제가 된다.
미합중국 특허 US 5,418,382는 반도체 웨이퍼들의 전방측들에 인접한 하나의 줄에 배열된 방사선요소들을 사용한다. 그의 입구개구들은 반도체 웨이퍼들의 전방측들에 인접했으며 그리고 그의 광출구개구들은 수신기요소들에 인접한 봉상으로된 광파안내기가 반사된 광을 정송한다. 상술한 장치는 미리 한정된 구역들에서 기질들의 검출에 제한되며 그리고 따라서 그러한 하나의 구역에서 다수의 목표물들을 검출하는 가능성을 제공한다; 그러나 상이한 선반들에 위치하여져 있으며 그리고 따라서 처리평면에 관하여 경사진 기질들을 검출하는 것은 가능하지가 않다.
검출되어질 기질의 바로 인접한 곳에 상기한 장치를 배열하는 것이 필요하여진다는 사실로인하여 적용은 다른 선행기술 해법들에서와 같이 2개의 측방에서 열려 있는 콘테이너에 제한된다. 다만 일측방에서 열려진 콘테이너가 사용될때에는 증가된 입자오염을 방지하기 위하여 처리분야로부터 전체의 장치가 처리구역으로부터 제거되지 않으면 안된다.
그외에 기질의 바로근처에서 이장치의 사용은 SMIF기술의 사용을 방해하며 자동화에서의 제한을 초래한다. 콘테이너의 전체 높이 위에로의 센서의 물리적으로 큰 확대는 기질의 직접반대편에서 배열에 관련하여 카셋트의 처리를 방해하며 그리고 가능한 운동의 자유도를 제한한다.
독일 특허 DE 195 35871 A1의 대상은 장입방향에서만 제외하고 모든 측면에서 닫혀져 있는 매거진들 또는 매거진과 같은 콘테이너들의 사용을 역시 허용하나 그러나 역시 상대적 운동을 필요로 한다. 측정비임 다발이 목표물의 엣지를 목표를 지지부상을 충돌한 후에 형성된 확산 분산광이 통상적으로 기계적인 구조유니트에서 센서와 결합된 위치-감지 사진수신기에 의하여 수취되고 그리고 이 확산분산광은 아나로그신호로 전자증폭기에 의하여 변형되며 이 아나로그신호의 값은 송신기와 입사점 사이의 거리에 의존한다. 서로 겹쳐서 위치하여진 매거진 선반들의 방향에서의 수직조정에 의하여는 매거진 선반들에 위치하여진 웨이퍼형상으로된 목표물과 그리고 매거진 선반들의 영상이 운동방향에 수직한 평면에 있는 반사목표물과 송신기 사이의 거리에서의 변화에 의하여 가져와진 출력부 신호의 진폭변조에 의하여 발생된다.
이 발명의 목적은 일측면이 열려 있는 콘테이너들에서 그리고 또 2개측면에서 열려 있는 콘테이너에서 검출의 신뢰성을 증가시키기 위한 것이다. 하나의 선반이 하나 이상의 목표물에 의하여 점유되었는지의 여부만이 아니라 웨이퍼 형상으로된 목표물들이나 콘테이너의 처리를 방해하는 일이 없이 그리고 청정실 조건들을 방해하는 일이 없이 칫수허용차로부터 독립적으로 선반들 자체의 위치와 몇 개의 선반들에 따라서 목표물들의 비스듬한 위치를 검출하는 것이 가능해야 한다.
도 1은 직접 조명을 가지는 웨이퍼형상의 대상물들과 센서배열의 제 1위치를 감지하기 위한 원리도를 보이며,
도 2는 제 1 노출시간을 가지고 촬영된 제 1영상을 보이며,
도 3은 수납장치를 함께 가지며 일측면에서 열려진 콘테이너의 평면도를 보이며,
도 4는 상호교환 가능한 대상물렌즈들을 가지는 선회가능한 수납장치의 전면도를 보이며,
도 5는 상호교환 가능한 대상물렌즈들을 가지는 선회 가능한 수납장치의 평면도를 보이며,
도 6은 연결된 그리고 열려진 상태에서 보여졌으며, 일측면에서 열려지기로 되어 있는 콘테이너를 가지는 반도체 가공설비를 위한 로딩 및 언로딩장에 있는 수납장치의 배열을 보이며,
도 7은 상기 장치의 블록도면이며,
도 8은 제 1 노출시간을 가지고 촬영된 제 1영상을 나타내며,
도 9는 도 8과 비교하여 노출시간이 감소된 제 2영상을 보이며,
도 10은 콘테이너의 선반들 내에서 대상물들의 존재를 확인하기 위한 측정순서를 위한 후로우차트를 보이며,
도 11은 2개의 측면들에서 열려 있는 콘테이너에 대한 배열의 개략적인 평면도를 보인다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,36 : 콘테이너 16,48 : 편향장치
29 : 영상화 광학장치 30,31 : 대상물렌즈
32 : 수취판 37 : 담체
59 : 역치 62,63 : 신호최대치
콘테이너 내에서 대체로 서로가 평행하게 배열된 선반들이 목표물들을 수취하기 배열된 선반들이 목표물들을 수취하기 위하여 사용되고 그리고 콘테이너 내에서 목표물들의 전방측들에서 그리고 선반들에서 반사된 방사선 소오스로부터 방사선이 영상화 광학장치에 의하여 적어도 하나의 영상을 기록하기 위하여 광전자 센서요소들에 향하여지는 그러한 콘테이너에서 웨이퍼 형상으로된 목표물과 그리고 선반들을 감지하기 위한 장치의 사용에 의하여 이 발명은 목적은 모든 영상의 기록이 영상화에 기여하는 전방측들에서의 반사율들에 적합하여지는 것에 의하여 이루어진다.
센서요소들 및 영상화 광학장치는 전방의 측면들의 상이한 구역들을 선택하기 위하여 서로에 관하여 고정된 또는 정지한 방법으로 배열되며 선반들에 평행하며 그리고 전방측면들을 지나서 뻗쳐있는 하나의 평면에서 공동으로 조절할 수가 있다.
만일 기록요소들에서 다만 약간의 공간적인 변화가 전방측면들의 상이한 구역들의 선택을 위하여 필요하여진다면 선반들에 평행하게 그리고 전방측면들을 지나서 하나의 평면에 있는 영상화 광학장치만을 조절하는 것이 충분하다.
그렇지 않으면 이것은 센서요소들과 영상화 광학장치가 하나의 공통적인 담체에 부착되고 이 담체가 평면의 방향에서 센서요소들이 서로가 이넙하여 배열되어진 조절의 그러한 평면에 수직으로 향하여진 회전축을 가질때에 유리하다.
이것은 역시 목표물들과 그리고 선반들을 영상화하기 위한 영상화 광학장치가 수취판에 의하여 반송된, 초점거리를 변경시키기 위한 상호변경 가능한 대상물 렌즈들을 포함할 때 유리하다. 수취판의 조정에 의하여 상호교환 할 수 있는 대상물 렌즈들은 센서요소들의 구역에서 이들의 광학적인 축을 가지고 이동이 이루어진다.
그러한 콘테이너들을 웨이퍼들을 운반하는 목적을 위한 반도체 가공설비에로 연결하는 일반적인 그리고 보통의 경우에 센서요소들, 영상화 광장장치 및 방사선 소오스는 정지된 담체에 부착된다. 반도체 가공설비의 벽요소에 있는 장입개구에 콘테이너를 수취하며 그리고 연결하기 위한 수평으로 이동 가능한 프렛트 폼이 담체상에 안내된다. 상기의 편향장치는 방사선이 통과하여 이동할 수 있는 구역의 반대편에 벽요소에서 장입개구에 대하여 측방으로 치우쳐지기 위하여 배열되어 진다.
이 종류의 배열은 보통으로 사용된 웨이퍼 매거진들에서 그러한 경우인 것과 같이 하나의 열린 전방측면과 그리고 하나의 열린 후방측면을 가질때에 역시 사용되어 질 수 있다.
그밖에 이 발명의 대상은 하나의 영상의 개별적인 센서요소들의 신호들로 구성되어 있으며 이 하나의 영상에서 매신호는 기준기초에 대하여 고정된 기준을 가지며 여기서 매영상의 기록은 기록되어진 전방측면들의 구역들의 선택과 연결되어 있는 그러한 적어도 하나의 영상을 기록 하는 것에 의하여 대상물들의 전방측면들에서 웨이퍼 형상으로된 대상물들과 그리고 콘테이너의 선반들을 감지하기 위한 방법이다.
검출 신뢰성을 증진시키기 위하여, 영상들의 적어도 한쌍의 전방측면들의 상이한 구역들에서 촬영되어진다.
매 영상의 신호들이 상부여지와 비교될 때 이것은 유리하다. 이 역치가 적어도 하나의 신호의 동안에 초과될 때 비교영상에서의 구역과 동일한 전방측면들의 구역의 새로운 영상기록이 신호량을 적합시키기 위하여 상이한 노출로서 만들어진다.
선반들 내에서의 대상물의 변경된 양은 기준폭에 관련하는 대상물들에 대한 측정된 신호폭들의 상이에 의하거나 또는 기준거리들에 대한 대상물들에 대한 신호 최대치들의 거리의 상이에 의하여 특징지워진다. 후자는 특히 하부역치의 위에 놓여있는 2개의 신호 최대치들 사이에서의 신호파형에 대하여 적용된다.
대상물들의 측정된 위치와 그리고 전방측면의 기록된 구역에 의존하여 변화하는 기준위치들 시이의 차이는 상이한 선반들에 놓여있는 대상물을 특징지운다. 이 차이는 대상물들의 기준거리에 관하여 또는 기준기초에 관한 기준거리에 관련하여 결정되어 질 수 있다.
이 발명은 다음에 개략적인 도면을 참조하여 더 자세히 설명될 것이다.
도 1 및 도 2에는 대상물렌즈(2)의 형상으로 된 하나의 영상화 광학장치와, 개별적으로 번지 지정할 수 있는 센서요소들을 가지는 하나의 CCD 라인센서(3)와, 그리고 데이터 압축물로 형성된 수납장치(1)가 반도체웨이퍼(5)의 전방측면(6)에 의하여 반사되어진, 보여지지 않는, 방사선 소오스의 방사선(7)이 수취되어 질 수 있는 그러한 방법으로 반도체 웨이퍼(5)의 형태로 웨이퍼 형상으로된 대상물에 관하여 배열되어 있다. CCD 라인센서(3)에 의하여 수취된 방사선성분들은 광전자 효과의 사용을 통하여 전기신호로 변형되며 전자유니트(4) 내에로 입력된다.
반사된 비임(7)은 방사선으로부터 발생되며 대상물렌즈(2)의 광축 0₁- 0₁을 가지는 상기한 방사선의 주 방사방향(8)은 대체로 반도체 웨이퍼들(5)의 표면에 평행한 평면에 놓여 있다. 빈사선의 파장과 그리고 CCD 라인센서(3)의 스펙트럼 감도는 서로에 대하여 일치하여 진다.
도 1 및 도 2에서 보여진 바와같이 반도체 웨이퍼(5)는 격자방위를 밝히기 위하여 하나의 절결부(9)를 가지며 여기서 상기 평면에서 상기 절결부(9)의 위치는 대부분의 경우들에 있어서 결정되지 않았다. 상기한 절결부(9)가 수납장치(1)의 시계안에 놓여있다면, 이때는 방사선이 수납장치(1)의 방향에서 반사되지 않거나 또는 다만 방사선의 다만 불충분한 부분만이 반사된다 (제 1도). 하나의 신호를 얻기 위하여는 반사된 방사선(7)이 충분한 한도로 대상물렌즈(2)에 의하여 검출되어 질 수 있는 반사방향을 선택하는 것이 필요하여진다. 이 목적을 위하여 수납장치(1)는 반도체웨이퍼(5)의 표면에 평행한 평면에서 각도(α)에 의하여 선회되어져서, 그 결과로 전방측면(6)의 다른구역이 영상화된다. 이 반사된 방사선은 이제는 대상물렌즈(2)상에 떨어진다.
반도체웨이퍼(5)와 수납장치(1) 사이의 거리와 그리고 대상물렌즈(2)의 초점거리로부터 결과하는 영상화 스케일에 의존하는 각도(α)는 절결부(9)의 폭에 의하여 적어도 보는 위치의 이동을 결과하지 않으면 안된다. 방사선 소오스의 개구각도는 마찬가지로 각도(α)에 적합하여져야하며, 그결과로 반사된 방사선(7)의 적어도 일부분은 역시 수납장치(1)의 선회후에 수취되어 질 수 있다.
물론 반도체웨이퍼(5)의 표면에 평행하고 그리고 선회운동의 대신에 광축 0₁- 0₁에 수직인 하나의 평면에서의 수납장치(1)의 이동은 역시 성공적인 결과를 제공한다. 방사선 소오스의 개구각도를 잘 활용하기 위하여는 전방측면들의 상이한 구역들의 선택을 위하여 필요하여진 운동은 광축 0₁- 0₁의 중심위치에 대칭으로 유리하게 행하여 진다.
일측면에서 열려있는 콘테이너(10)에서 이 발명을 적용하기 위하여, 제 3도에 따라서 반도체 웨이퍼들(12)을 감지하기 위한 수납장치(1)가 열린측면(14)과 접하고 있는 닫혀진 측면(13)에서 콘테이너(10)에 인접하고 있다. 따라서, 반도체웨이퍼(12)의 취급 및 가공을 위하여 사용되며 그리고 콘테이너(10)의 열린측면(14)에 인접한 공간(15)은 자유롭게 남아 있으며 반도체 웨이퍼(12)의 제거 및 복귀가 방해되지 않는다.
상기한 조건을 유지하기 위하여 편향장치(16)는 필요하여진 비임통로를 보증하기 위하여 콘테이너(10)의 열린측면(14)에 측면으로 치우쳐지도록 배열된다. 상기 반도체웨이퍼(12)는 선반들(17)을 형성하는 지지부들(18)상에 콘테이너(10)안에 놓여있다.
반도체 웨이퍼들(12)이 선반들(17)내에 위치하여지지 않았다면 또는 콘테이너가 다만 부분적으로 장입되어졌다면 이때는 이 반도체웨이퍼(12)의 영상화로부터 선반들(17)의 영상화에로 변경하기 위하여 제 2구역(20)의 초점의 제 2 깊이에로 영상화되어지도록 제 1구역(19)의 초점의 깊이를 이동하는 것이 필요하다. 이 목적을 위하여 수납장치(11)는 변동가능한 초점거리를 가지는 영상화 광학기구를 포함한다. 초점거리의 변경은 제 1측정의 결과에 근거하여 자동적으로 행하거나 또는 점유되지 않는 선반들을 측정하기 위한 요청에 응해서 행하여진다.
콘테이너의 개구의 전방에 충분한 자유공간이 있는 예외적인 경우에는 수납장치는 역시 편향장치를지지 않고 개구의 전방에 배열되어 있다.
제 4도 및 제 5도에서 보여진 수납장치(21)의 실시형태는 서로가 다른 전방측면구역들의 선택에 의하여 전방측면에서 영상화에 기여하는 반사율에 의존하는 영상의 기록작업을 만들기 위하여 그의 구조에 관련하여 적합할 수 있다.
따라서, 전체의 수납장치(21)가 반도체 웨이퍼들의 표면에 평행한 평면에서 작은 각도에 의하여 조절되어 질 수 있는 것에 의하여 반도체 웨이퍼의 전방측면들의 상이한 구역들에서 영상들이 촬영되어 질 수 있다. 회전(22)의 축은 겹판스프링조인트(23)에 있는 수납장치(21)의 후방구역에 놓여 있으며 이 겹판스프링조인트는 후레임(24)에 의하여 반송되어지며 편향의 방향에 반대되는 방향에서 예비인장된다. 기초판(25)에 고정된 플런저코일 또는 이동코일(26)에 의하여 발생된 선운동이 편심으로 놓여있는 적용점(27)상에서 작용하고 전체의 수납장치(21)를 조절한다. 이동코일(26)의 무전류 절환 동안에 필요하여진 복원력은 스프링(28)에 의하여 발생된다.
수취요소들에서의 다만 작은 국부적인 변화가 전방측면들의 상이한 구역들의 선택을 위하여 필요하여진다면, 다만 영상화 광학장치의 조절만으로 충분할 수가 있다. 이 목적을 위한 적당한 수단은 이 기술에서 숙련된 사람에게 충분히 알려져 있다.
변경 가능한 초점거리를 가지는 영상화 광학장치(29)는 수취판(32)에 의하여 반송된 2개의 대상물렌즈들(30),(31)로 되어 있다. 전동기장치(33)에 의하여 대상물렌즈들(30),(31)은 이들의 광축이 CCD센서(35)의 구역에서 각각의 최종위치에서 이동되어지는 그러한 방법으로 기어유니트(34)를 거쳐서 원형 통로상에서 움직여 질 수 있다. 이 대상물렌즈들(30),(31)의 초점거리들과 그리고 CCD 센서(35)에 대한 이들의 거리들은 동일한 영상화 스케일을 가져오도록 그렇게 적합하게 되어진다. 대상물들의 교환을 위한 다른 타입은 광축에 수직한 안내통로상에 대상물 렌즈들을 움직이는, 표시하지 않은, 병진운동의 구동장치에 의하여 실현되어 질 수 있다. 대상물 렌즈들 또는 보정 매트릭스의 형태로된 영상화 스케일의 컴퓨터-보조된 보상을 가지는 주움 대상물렌들이 역시 사용가능하다.
(표시되지 않은) 조명장치가 대칭방법으로 수납장치(21)의 상하에 배열되어 있으며 이것과 기계적으로 연결되어 있거나 또는 후레임에 별도로 고정되어 있다.
반도체 가공설비에 대한 제 6도에 표시된 로딩 및 언로딩장에서는 이미 열려진 콘테이너(36)가 하나의 플랫트폼(38) 상에 위치하여져 있으며, 이 플랫트폼은 정지한 담체(37)에 의하여 반송되고 그리고 화살표의 방향에서 수평방향으로 이동할 수 있으며 그리고 벽요소(40)에 있는 장입개구(39)에 연결되어 진다. 상기 장입개구(39)를 열고 닫기 위한 장치(41)는 장입개구(39)에 대한 폐쇄부(42)와 콘테이너(36)에 대한 콘테이너 카버(43)을 공동으로 수취하기 위한 목적을 위하여 구성되어 있으며 그 결과로 이것은 반도체 가공설비 속으로 낮추어 질 수 있다.
폐쇄부(42)는 높이에 관하여 그리고 벽요소(40)에 관하여 조절할 수 있으며 그리고 마찰력에 의한 맞물림에 의하여 연결되는 하나의 아암(44)에 부착된다 벽요소(40)에 관한 아암(44)의 수직방향의 조절은 이장치(41)의 내부에 있는 인양실린더를 거쳐서 행하여진다. 로딩 및 언로딩장의 구동요소들 및 제어요소들은 하우징(45) 내에 수용되어 있다.
방사선 소오스 또는 조명 소오스(47)와 함께 수납장치(46)는 그 고정이 담체상(37)에서 행하여지는 것에 의하여 열려질 측면과 접하고 있는 닫혀진 측면에서 콘테이너(36)에 인접하고 있다. 따라서, 장입개구(39)의 구역은 처리를 위하여 자유롭게 머물며 그리고 반도체 웨이퍼의 귀환이 방해되지 않는다. 하나의 편향장치(48)가 장입개구(39)에 대하여 측방으로 치우쳐지도록 벽요소(40)에 배열되어 있으며, 여기서 벽요소(40)는 이 구역에 방사선이 통과할 수 있는 윈도우(49)가 주어져 있다.
이 수납장치(46)는 후레임에 관한 그의 고정된 배열의 사실로인하여, 반도체 가공설비에서 처리장치와 동일한 관련기초와 고정된 기하학적인 관계에 있다. 만일 반도체웨이퍼의 위치가 결정되어졌다면 반도체웨이퍼에 관한 처리장치의 위치설정은 수직위치 정보의 전달에 의하여 이루어진다.
도 7에서 표시된 블록도에서 라인타잎의 CCD 센서(35)의 형태로된 광전자 변환기가 입력측과 그리고 제어 및 데이터 프로세싱을 위하여 사용되는 평가 전자장치(50)를 가지는 출력측에 연결되어 있다. 각각의 화상점과 결합되어 질 수 있으며 방사선 입사선에 비례하는 CCD 센서(35)의 출력부에서의 아나로그 전압은 평가 전자장치(50)에 의하여 디지털적으로 변환된다. 평가전자장치(50)와 연결된 데이터압축(50)이 낮은 역치를 초과하는 다만 이들의 수신된 디지털 전압이 데이터라인을 거쳐서 제어유니트(52)에로 전송되는 것에 의하여 데이터선택을 맡는다.
또, 대상물렌즈들의 교환을 위하여 수용장치(21)의 그리고 구동장치(33)의 운동을 위한 구동장치(26)의 제어를 위하여 제어유니트(52)로부터 방사선 소오스 또는 조명소오스(53)에로의 연결부들이 있다. 선반의 내용물들 또는 점유에 관한, 선반들 속에서 반도체의 웨이퍼들의 위치에 관한(크로스웨이퍼들), 선반들의 가능한 이중의 점유에 관한, 그리고 기준평면으로부터 개별적인 대상물들 또는 선반들의 거리에 관한 정보를 포함하는 신호평가의 결과들이 직렬의 데이터라인을 거쳐서 장치제어배열(54)에로 공급된다. 선반들의 점유에 관한 정보는 상위에 있는 제어유니트(55)에 의하여 요구되거나 또는 이 제어유니트에 보내어 질 수 있다.
또 이장치 제어배열(54)은 선반들의 점유를 그리고 역시 웨이퍼들 또 선반들의 위치설정을 위한 처리장치(57)에 대한 제어유니트(56)의 개별적인 반도체웨이퍼 선반들의 공간설정을 공급하는 것으로 되어진다.
도 8은 2048의 픽셀의 전체작업범위에 걸친 수납장치에 의하여 수취된 신호의 전형적인 파형을 보인다. 압축(51)에 의한 데이터감소의 목적을 위하여 소프트웨어에 의하여 CCD 센서(35)의 적산시간(노출시간)에 의존하여 조절할 수가 있으며 그리고 간섭 및 환경영향에 의하여 가져와진 기초신호(소음)를 충분히 배제한 하부의 역치(58)가 설정된다. 마찬가지로 소프트웨어에 의하여 조절할 수 있는 상부의 역치(59)는 가능한 과부하의 검출이 가능하게하며 최대 출력신호의 인근에서 선택된다.
정의 상승부를 가지는 엣지(60)와 부의 상승부를 가지는 엣지(61)는 반도체 웨이퍼의 존재를 기록하며, 여기서 기준평면에 관한 반도체 웨이퍼의 위치는 CCD센서(35)의 센서요소들의 번지로부터 계산되어 질 수 있다. 평균치는 목적에 맞게 측면(60)과 (61) 사이의 번지들의 차이로부터 결정되어지며 반도체 웨이퍼들의 중앙위치를 위한 기초로서 채택된다.
최대치(62) 및 (63)을 확인하고 2개의 최대치(62) 및 (63) 사이의 거리를 평가하는 것에 의하여 하나의 선반이 이중점유를 가졌는지의 여부를 결정하는 것이 가능하다. 2개의 최대치(62) 및 (63) 사이의 거리는 다만 몇 개의 화상점들이되며 선반들에서 반도체웨이퍼들 사이의 표준거리와는 분명하게 다르다. 2개의 최대치 사이의 중간에 있는 하부의 역치(58) 아래로 떨어지는 값을 가지지 않게 2개의 최대치(62) 및 (63)의 순서는 하나의 선반은 이중점유에 관한 전형적인 것이다. 선반들에서 이중점유를 검색하기 위한 또다른 가능성은 정의 엣지(60)와 부의 엣지(61)의 사이의 차이를 평가하는 것에 있다.
만일 하나의 최대치가, 선택된 상부역치(59)를 초과한다며 수신기가 과부하되었다는 것이 예측된다. 이것은 현재의 예에서는 최대치(64) 및 (66)에 적용된다. 이중 최대치의 더 신뢰할 수 있는 평가를 가능하게 하기 위하여, 강도를 감소시키는 것이 필요하다. 이것은 조명강도를 감소시키는 것에 의하여 또는 CCD 센서(35)의 적산시간을 감소하는 것에 의하여 행하여진다.
도 9에서 신호강도는 제 1영상에서 30ms의 노출시간이 1ms로 감소되는 것에 의하여 감소된다. 감소된 노출시간으로부터 결과하는 낮은 소음 때문에 더낮은 역치(58)가 감소되어 질 수 있다. 최대치(64) 및 (66)는 이제는 모든 필요하여진 평가단계들에 이용가능하다.
신호(63) 및 (65) 사이의 거리는 정상적으로 선반간격과 동일하거나 또는 선반들이 점유되지 안했을 때 선반간격의 수배에 달한다. 추가하여 수납장치의 고정된 배열의 경우에는 이미 기술되어진 기준기초에 고정된 관계가 있다. 이 기준기초에 관하여 기준위치와의 측정된 위치의 차이들 또는 이 기준 거리에 관하여 반도체 웨이퍼들 사이의 거리차이들은 2개의 상이한 선반들에 위치하여진 반도체 웨이퍼들(크로스웨이퍼들)에 관하여 결론이 만들어질 것을 허용한다. 선반간격 또는 예측된 위치로부터의 결정된 위치의 편차의 양은 콘테이너의 측벽들 사이의 측정위치의 위치 즉, 전방측면의 기록된 구역에 의존하여 그리고 선반거리의 반에서 중심에서 그의 최대치를 갖는다.
도 10에 따르면 제 1영상은 제 1적산시간 또는 조명강도에서 측정 A의 동안에 기록되고 그리고 기억된다. 선택된 상부역치(59)가 그 번지에 의하여 알려진 적어도 하나의 화면점에서 초과된다면 감소된 적산시간 또는 조명강도를 가지는 제 2 영상이 기록되고 기억된다. 노출에 있어서 상기의 변화의 인자는 반도체 웨이퍼의 반사율에 있어서의 예기된 변동의 함수로서 선택되어 질 수 있으며 많아야 1:30 으로부터 1:50까지의 범위에 놓여있다. 이 센서의 사용 가능한 동적범위는 하부 및 상부역치(58),(59)의 선택에 의하여 확립되며 그리고 대략 1:10이다. 전체의 동적범위는 센서 동적범위와 노출동력학의 적으로부터 결과하기 때문에, 이것은 5의 인자에 의한 적산시간 또는 조명시간에서의 필요하여진 변화를 결과한다. 따라서 2개영상들을 가지고 전체의 동적범위가 검출되어 질 수 있다. 반도체 웨이퍼들의 존재에 관한 정보는 제 1 영상의 상승엣지들(leading edges)의 평가로부터 결과하며 그리고 각각의 신호가-선택된 상부 역치를 초과하지 않는한 2개의 대상물을 포함하는 선반들에 관한 정보는 최대치들 사이의 거리의 평가로 얻어질 수가 있다.
제 2 영상의 상승의 평가는 제 1영상에서 상방으로 제어되었던(overcontrolled) 반도체 웨이퍼들에 대한 이중의 점유를 가지는 선반들에 관한 정보를 제공한다. 2개 영상들과 결과 A1 및 A2 사이의 OR 연산(OR operation)은 있을수도 있는 선반점유 및 이중점유에 관한 정보를 제공한다. 검출된 반도체웨이퍼들의 합계가 예측된 반도체 웨이퍼의 수(선반수)에 상응한다면, 즉 W=Soll, 그러면 기준위치 Sollpos n와 결정된 웨이퍼 위치 Wpos n의 비교가 행하여지며 여기서 n은 반도체웨이퍼 또는 선반의 위치를 나타내는 수이다. 제 10도는 하나의 위치에 대한 경과의 단순화된 도면을 나타낸다. 기준위치와 실제위치 사이의 차이가 콘테이너의 벽들 사이의 측정위치에 의존하는 값을 초과한다면 그러면 오류멧세지가 2개의 상이한 선반들에서 지지된 반도체 웨이퍼들의 확인을 위하여 결과한다.
예기되었던 반도체웨이퍼들의 모두가 검출되지는 안했다면 또는 반도체웨이퍼들이 무질서한 방식으로 그들의 절결부들(9)을 가지고 콘테이너 내에 놓여 있는 것에 예기된다면 그러면 반도체 웨이퍼들의 검출의 확실성을 증대하기 위하여 측정 B가 제 3의 그리고 필요하다면 제 4의 영상을 가지고 행하여지며 그리고 그결과들이 기억된다. 이것의 이전에 측정위치는 제 1 도 및 제 2도에서의 표현에 상응하는 수용장치의 운동에 의하여 변화되어진다. 측정 A에서의 경우 보다는 전방측면들의 다른구역의 영상의 기록이 행하여지는 한편 영상들에 대한 평가 알고리즘은 동일한 것이다.
측정 A 및 B의 결과들 WA및 WB는 OR 연산에 의하여 평가되며 그리고 전체의 결과들을 제공한다. 결정된 위치 Wpos는 기준위치 Sollpos와 비교된다. 기준위치와 실제위치 사이의 차이가 측정위치상에 의존하는 값을 초과한다면 오류멧세지가 나타날 것이다. 각각의 선반에 대하여 얻어진 결과들은 점유됨, 비었음, 이중점유됨 또는 크로스웨이퍼들과 같은 정보를 포함하는 상태보고이다.
기준평면에 관하여 반도체 웨이퍼들 및 선반들의 정확한 위치를 측정하기 위한 이 발명에 따르는 장치를 사용하기 위하여는 검출된 반도체 웨이퍼들 및 선반들의 위치가 상태보고에 추가하여 보내어진다. 이 위치는 각각의 센서요소의 번지내에 포함되며 그리고 센서요소들의 영상화 스케일 및 격자 또는 가로줄 무늬 촌법을 고려하여 기준평면에 대한 기하학적인 거리에로 변환되어 질 수 있다.
정확성을 개량하기 위하여는 예를들면 대상물 렌즈들의 비틀림에 의하여 초래된 오류들을 교정하기 위하여 유용하다. 교정치들 결정하기 위하여는 알려진 칫수의 실시예의 영상화가 센서상에서 행하여지며 그리고 측정되어진 편차들은 교정매트릭스 내에 기억된다. 전체의 측정순서가 상기의 교정치들에 의하여 조정되어 질 수 있다.
도 11에서 보여진 배열에서, 매거진(67)은 후레임(69)에 의하여 둘러 쌓여진 플랫트폼(68)상에 위치하여 진다. 반도체 웨이퍼들(70)이 콘테이너(10)의 경우에서와 같이 매거진(67)내에 있는 선반들 내로 슬라이딩된다. 그러나, 실질적인 차이는 매거진(67)이 그의 전방측면(71)과 그의 후방측면(72)에 열려진다는 것에 있다. 반도체 웨이퍼들(70)의 조작이 그의 전방측면(71)에서 행하여 질 수 있는 것에 반하여 수납장치(73)와 조명장치(74)는 조명장치(74)에 의하여 반사된 방사선이 수납장치(73)에 들어가는 그러한 방법으로 후방측면에서 서로로부터 별도로 배열된다. 제 4도 및 제 5도에서의 장치와 같이 수납장소(73)는 반도체웨이퍼(70)의 전방측면들의 상이한 구역들의 영상들을 기록하기 위한 CCD 센서와 대상물 렌즈들의 동시의 조절을 위한 수단을 갖는다. 매거진(67)의 선반들에서 반도체 웨이퍼(70)의 존재를 결정하기 위한 측정순서는 제 10도에서 보여진 것과 동일한 것이다.
다만 한 측면만이 열린 콘테이너들을 사용할 때 센서요소들과 영상화 광학장치는 방사선 소오스와 함께 닫혀진 측면에서 콘테이너에 인접한다. 편향장치는 열려진 콘테이너의 내부로부터 센서요소들에게로 그리고 방사선 소오스에게로의 비임의 통로를 보증한다.
콘테이너의 개구의 전방에 충분한 자유공간이 있다면, 센서요소들과 영상화 광장장치는 편향장치가 없어도 될 수 있도록 열려진 측면에서도 역시 콘테이너에 인접하여 질 수 있다.

Claims (18)

  1. 하나의 콘테이너에서 서로가 대체로 평행하게 배열된 선반들이 대상물들을 수취하기 위하여 사용되며 그리고 대상물들의 전방측면에서 그리고 선반들에서 반사된 방사선 소오스로부터의 방사선이 영상화광학장치에 의하여 적어도 하나의 영상을 기록하기 위한 광전센서요소들에 향하여지는 그러한 콘테이너에서 웨이퍼형상으로된 대상물과 선반들을 감지하기 위한 장치에 있어서,
    각각의 영상의 기록은 영상화에 기여하는 전방측면들(6)에서 반사율에 적합하여지는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    센서요소들 및 영상화 광학장치(29)는 전방측면들의 상이한 구역들을 선택하기 위하여 서로에 관하여 고정된 또는 정지된 방법으로 배열되며 그리고 전방측면들을 지나서 뻗쳐있으며 선반들에 평행한 평면에 공동으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    영상화 광학장치(29)는 선반들에 평행하며 서로다른 전방측면들의 구역들의 선택을 위한 전방측면들을 지나는 평면에서 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    센서요소들 및 영상화 광학장치(29)는 조절의 평면에 수직으로 향하여진 회전(22)의 축을 가지는 공통적인 담체에 부착되며, 그방향에서 센서요소들은 서로에 대하여 인접하게 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    대상물들과 선반들(17)을 영상화하기 위한 영상화 광학장치(29)는 수취판(32)에 의하여 반송된 초점거리를 변경하기 위한 상호 교환할 수 있는 대상물렌즈들(30,31)을 포함하며, 그리고 수취판(32)의 조절에 의하여는 상호교활할 수 있는 대상물렌즈들(30,31)이 센서요소들의 구역에서 그들의 광축을 가지고 이동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    센서요소들 및 영상화 광학장치(29)는 방사선소오스(47)와 함께, 닫혀진 측면(13)에서 콘테이너(10,36)에 인접하고 있으며, 그리고 편향장치(16,48)는 열려진 콘테이너(10,36)의 내부로부터 센서요소들 그리고 방사선소오스(47) 까지의 비임통로를 보증하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    센서요소들, 영상화광학장치(29) 및 방사선소오스(47)는 반도체 가공설비의 벽요소(40)에서 콘테이너(36)를 수납하고 그리고 교환개구(39)에 콘테이너(36)를 연결하기 위한, 수평으로 이동가능한 플렛트폼(38)을 반송하는 정지한 담체(37)에 부착되며 그리고 편향장치(40)는 방사선이 통과할 수 있는 구역(49)에 반대편에 있는 벽요소(40)에서 교환개구(39)에 대하여 측방으로 치우쳐지도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 2항 내지 제 5항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    센서요소들과 영상화 광학장치(29)는 열려진 측면(14)에서 콘테이너(10,36)에 인접하여 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 2항 내지 제 4항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    센서요소들 및 영상화 광학장치는 열려진 전방측면(71)과 열려진 배측면(72)을 가지는 콘테이너의 열린측면에로 향하여져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 영상의 개별적인 센서요소들의 신호들로 구성되어 있으며 그리고 영상에서 매신호는 기준기초에 대한 고정된 기준을 가지는 그러한 적어도 하나의 영상을 기록하는 것에 의하여 대상물의 전방측면들과 콘테이너의 선반들에서 웨이퍼형상을 한 대상물들을 감지하기 위한 방법에 있어서,
    각각의 영상의 기록은 기록되어질 전방측면들(6)의 구역들의 선택과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    검출신뢰성을 증가시키기 위하여 영상들의 적어도 한쌍의 전방측면들(6)의 상이한 구역들에서 촬영되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    매영상의 신호들은 상부역치(59)와 비교되며, 그리고 역치(59)가 적어도 하나의 신호동안에 초과된다면 비교영상에서의 구역과 동일한 전방측면들(6)의 동일한 구역의 새로운 영상기록이 신호품질을 적합시키기 위하여 상이한 노출을 가지고 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    기준폭에 관하여 대상물들에 대한 측정된 신호폭들의 편차는 선반들(17)에서 대상물들의 변동된 수를 특징지우는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    기준거리들에 대한 대상물들까지의 신호최대치들(62,63)의 거리의 편차들은 선반들(17) 내의 대상물들의 변동된 수를 특징지우는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    하부역치(58)의 위에 놓여있는 2개 신호 최대치(62.63) 사이의 신호파형은 선반들(17) 내의 대상물들의 변동된 수를 특징지우는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    전방측면의 기록된 구역에 의존하여 변동하는 기준위치들과 그리고 대상물들의 측정된 위치들 사이의 편차들은 상이한 선반들(17)내에 놓이는 대상물을 특징지우는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기한 편차들은 대상물들의 기준거리에 관하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    편차는 기준 기초에 대한 기줄거리에 관하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
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