KR100304468B1 - 반도체 웨이퍼 반송용의 캐리어 및 캐리어내의 웨이퍼 검출방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼 반송용의 캐리어 및 캐리어내의 웨이퍼 검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는, 캐리어 본체(10)에 착탈가능하게 장착되는 덮개(20)에 복수의 돌기(21)를 형성한다. 각 돌기(21)의 선단부(22)에 하프미러(23, 24)를 설치한다. 덮개(20)의 외측으로부터 돌기(21)로 향하여 웨이퍼(W)의 표면과 대략 평행한 광선을 발광소자(47)로부터 조사한다. 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우, 광선은 하프미러(23, 24)에 의해 진로가 변경되어 돌기(21)의 위쪽 및 아래쪽에 있는 돌기(21)로 향한다. 광선은 광선이 입사한 돌기(21)의 위쪽 및 아래쪽에 있는 돌기(21)의 하프미러(23, 24)에 의해 재차 진로가 변경되어 돌기(21)를 통과하여 광선을 발사한 발광소자(47)의 위쪽 및 아래쪽에 있는 수광소자(48, 48)에 의해 수광된다. 웨이퍼(W)가 존재하는 경우에는 수광소자(48)는 광선을 검출하지 않는다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)의 존재여부를 검출할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 반송용의 캐리어 및 캐리어내의 웨이퍼 검출방법
본 발명은, 반도체 제조설비에 이용되는 반도체 웨이퍼 반송용의 캐리어와, 이 캐리어내에서의 웨이퍼의 검출방법에 관한 것이다.
반도체 제조설비에서는, 반도체 제조장치나 검사장치 등의 장치 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 경우에 캐리어가 이용된다. 이 캐리어는 소정 수씩, 예컨대 13매 혹은 25매씩 웨이퍼를 수납한다. 웨이퍼는 로트(lot)단위로 캐리어내에 수납되어 각 장치 사이를 반송된다.
웨이퍼에 각종의 처리를 행할 때에, 캐리어내의 웨이퍼 맵(wafer map)이 작성된다. 반도체 제조장치는 상기 웨이퍼 맵에 근거하여 각종의 처리를 웨이퍼에 실시하고, 처리 데이터를 기록하도록 되어 있다. 웨이퍼 맵을 작성할 때에, 캐리어내의 각 슬롯(slot)에 웨이퍼가 존재하는지 아닌지를 검출할 필요가 있다. 또, 웨이퍼의 처리에 앞서 모든 웨이퍼가 캐리어로부터 취출되었는지 아닌지를 조사할 필요도 있다.
그런데, 최근 6인치(inch) 혹은 8인치의 웨이퍼 대신, 12인치(300mm)의 웨이퍼가 주류로 되는 경향이 있다. 이에 따라, 12인치 웨이퍼에 대응한 반도체 제조장치나 캐리어가 개발되고 있다. 현재의 경우, 12인치 웨이퍼용의 캐리어로서는, 예컨대 크게 나누어 오븐(oven)방식의 캐리어와 캐리어를 포드(pod)내에 수납하여 덮개를 하는 밀폐방식의 포드(예컨대, unified pod)가 생각되고 있지만, 후자의 쪽이 주류로 되는 것으로 생각되고 있다.
또, 웨이퍼가 대구경화(大口徑化)될 뿐만 아니라, 웨이퍼에 형성되는 집적회로의 선폭이 서브쿼터미크론(subquarter micron)이하의 초미세구조로 되고 있다. 이 때문에, 반도체 제조공장에서는 클린 룸(clean room)의 초청정화기술, 웨이퍼의 자동반송기술, 나아가서는 반도체 제조장치나 검사장치의 스페이스저감화기술이 점점 중요하게 되고 있다. 이와 같이 반도체 제조설비의 자동화가 점점 촉진되어 오퍼레이터(operator)가 개재하는 장면(場面)이 적어지면, 종래보다도 더 웨이퍼 검출기의 중요성이 증가하게 된다. 또, 웨이퍼의 대구경화에 따라서 웨이퍼 단가가 비약적으로 상승하기 때문에, 웨이퍼에 대한 처리를 실수없이 실시하는 것이 이전보다도 중요하게 되고 있다. 이 때문에, 캐리어내의 웨이퍼 맵을 정확하게 파악하는 것이나 캐리어내의 웨이퍼의 잔존을 확실하게 검출하는 필요성이 증가하고 있다.
종래부터, 반도체 제조장치에는 발광소자 및 수광소자를 이용하여 광학적으로 웨이퍼를 검출하는 웨이퍼 검출장치가 장비되어 있다. 웨이퍼 검출장치로서는, 예컨대 캐리어의 상하 혹은 좌우에 서로 대치시켜서 발광소자 및 수광소자를 배설하고, 양 소자간에 캐리어를 두고 캐리어내의 웨이퍼를 검출하는 타입의 것이 있다. 이 대치형 검출장치는 발광소자로부터 상대하는 수광소자로 향하여 광선을 조사하고, 수광소자에 의한 조사광선의 검출의 유무에 따라 캐리어내의 각 슬롯에서의 웨이퍼의 유무를 검출한다.
또, 웨이퍼 검출장치에는 한쪽에 발광소자 및 수광소자와, 다른쪽에 반사경을 배설하고, 양 소자와 반사경의 사이에 캐리어를 두고 캐리어내의 웨이퍼를 검출하는 타입의 것도 있다. 이 반사형 검출장치는 발광소자로부터 반사경을 향하여 광선을 조사하고, 수광소자에 의한 반사경으로부터의 반사광선의 검출의 유무에 따라 캐리어내의 웨이퍼의 유무를 검출한다.
그렇지만, 상기 웨이퍼 검출장치에 있어서는, 전자의 경우는 발광소자 및 수광소자가, 후자의 경우는 이들에 더하여 반사경이 캐리어의 반송로 혹은 설치장소의 상하 혹은 좌우에 배치되기 때문에, 캐리어를 반송할 때에 웨이퍼 검출장치가 장애로 된다. 또한 발광소자, 수광소자 및 반사경에 고유의 스페이스를 할애할 필요가 있어 스페이스저감화의 관점에서도 좋지 않다. 더욱이, 후자의 반사형 검출장치에 있어서는, 반사경으로부터의 반사광인지 웨이퍼로부터의 반사광인지를 식별할 수 없어, 웨이퍼의 유무를 잘못 검출할 우려가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 신규한 캐리어 및 캐리어내의 웨이퍼 검출방법을 제공한다. 그리고, 이에 따라 (1) 웨이퍼 검출장치의 설치장소의 자유도를 높이고, (2) 캐리어반송의 장애로 되지 않는 위치에 웨이퍼 검출장치를 설치하는 것을 가능하게 하며, (3) 웨이퍼 검출장치 설치스페이스의 삭감을 가능하게 하고, (4) 캐리어내의 웨이퍼의 유무를 고정밀도로 확실하게 검출하는 것을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시형태에 따른 캐리어를 반도체 제조장치의 캐리어 탑재대에 탑재한 상태를 나타낸 사시도이고,
도 2는 캐리어를 캐리어 탑재대에 탑재한 상태를 나타낸 도 1과는 다른 시점으로부터의 사시도(본 도면에는 반도체 제조장치의 프론트 패널은 기재되어 있지 않음).
도 3은 캐리어와 반도체 제조장치와의 관계를 나타낸 옆쪽으로부터의 단면도,
도 4는 캐리어와 캐리어 검출장치와의 관계를 나타낸 측방으로부터의 단면도,
도 5는 본 발명의 제 2실시형태에 따른 캐리어를 반도체 제조장치의 캐리어 탑재대에 탑재한 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 캐리어와 반도체 제조장치와의 관계를 나타낸 옆쪽으로부터의 단면도,
도 7은 코너 큐브를 확대하여 나타낸 평면도,
도 8은 코너 큐브를 확대하여 나타낸 단면도,
도 9는 웨이퍼 검출장치의 동작을 설명하는, 중계실측으로부터의 정면도,
도 10은 웨이퍼 검출장치를 확대하여 나타낸 사시도,
도 11은 웨이퍼 검출장치의 보지체를 확대하여 나타낸 사시도,
도 12는 캐리어의 변형예를 나타낸 요부단면도,
도 13은 웨이퍼 검출장치의 보지체의 변형예를 나타낸 평면도이다.
본 발명의 제 1의 관점에 의하면, 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는 캐리어 본체와 이 캐리어 본체에 착탈가능하게 장착되는 덮개, 상기 캐리어 본체에 웨이퍼를 수용하고 상기 덮개를 상기 캐리어 본체에 장착한 경우에, 상기 각 웨이퍼의 양 표면을 사이에 두고 위치하도록 상기 덮개의 내면에 설치된 복수의 돌기 및, 이 돌기를 통과하는 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 방향으로 변경함과 더불어 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 방향으로 변환하는, 상기 돌기에 설치된 광학소자를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼를 수용하여 반송하기 위한 캐리어가 제공된다.
또, 본 발명의 제 2의 관점에 의하면, 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는 캐리어 본체와, 이 캐리어 본체에 웨이퍼를 수용한 경우에, 상기 각 웨이퍼의 양 표면을 사이에 두고 위치하도록 상기 캐리어 본체의 양면에 설치된 복수의 돌기 및, 이 돌기를 통과하는 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 방향으로 변경함과 더불어 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 방향으로 변경하는, 상기 돌기에 설치된 광학소자를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼를 수용하여 반송하기 위한 캐리어가 제공된다.
상기 광학소자는 하프미러(half mirror)로서 형성할 수 있다.
또, 본 발명의 제 3의 관점에 의하면, 캐리어내의 웨이퍼를 검출하는 방법에 있어서, 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 광선을 웨이퍼 표면의 위쪽 또는 아래쪽에 배치된 광학소자로 조사하는 공정과, 상기 광학소자에 의해 광선의 방향을 웨이퍼의 표면과 대략 직교하는 방향으로 변환하는 공정과, 방향변환된 광선을 검출하는 공정을 구비하고, 방향변환된 광선의 검출의 유무에 기초하여 웨이퍼의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 제 4의 관점에 의하면, 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는, 광학적으로 투명한 벽면을 갖는 캐리어 본체와 이 캐리어 본체의 내부에 설치된 코너 큐브(corner cube)를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체를 수용하여 반송하기 위한 캐리어가 제공된다.
또, 본 발명의 제 5의 관점에 의하면, 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는, 광학적으로 투명한 벽면을 갖는 캐리어 본체와 이 캐리어 본체에 착탈가능하게 장착되는 덮개와, 이 덮개에 설치되고 상기 캐리어 본체의 내부를 향한 반사면을 갖는 코너 큐브를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체를 수용하여 반송하기 위한 캐리어가 제공된다.
또, 본 발명의 제 6의 관점에 의하면, 캐리어내의 웨이퍼를 검출하는 방법에 있어서, 광학적으로 투명한 벽면을 갖는 캐리어 본체의 외부로부터 상기 벽면을 투과시켜서 캐리어 본체내에 설치된 코너 큐브로 광선을 조사하는 공정과 상기 코너 큐브로부터의 반사광을 캐리어 본체의 외부에서 검출하는 공정을 구비하고, 광선의 검출의 유무에 기초하여 웨이퍼의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
(실시형태)
제 1 실시형태
이하, 도 1~도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시형태에 대해 설명한다. 캐리어(1)는 폴리카보네이트(polycarbonate), PEEK(Poly Ether Ether Keton) 등의 합성수지로 형성된 밀폐식의 포드로서 구성되어 있다. 캐리어(1)는, 예컨대 12인치(300mm)의 웨이퍼를 13매 혹은 25매 수납하는 것이다.
캐리어(1)는 복수의 웨이퍼(W)를 서로 평행하게 일정한 간격을 두고 수납하는 캐리어 본체(10)와 캐리어 본체(10)의 웨이퍼 취출구(取出口)에 착탈가능하게 장착된 덮개(20)를 갖추고 있다. 캐리어 본체(10) 및 덮개(20)는 광학적으로 투명하다. 캐리어 본체(10)의 측벽(12)의 내면에는 수평방향으로 뻗은 복수의 돌기(18)가 상하방향으로 일정한 간격을 두고 설치되어 있다. 서로 인접하는 돌기(18)의 사이가 웨이퍼(W)를 수평으로 지지하는 슬롯(15)으로 되어 있다.
캐리어 본체(10)의 상벽(上壁; 11)에는 피파지부(被把持部; 17)가 장착되어 있다. 피파지부(17)는 제조실의 천정에 배치된 캐리어 반송장치(도시하지 않음)가 반도체 제조장치 사이에서 캐리어(1)를 자동반송할 때에 이용된다.
사용시에는 웨이퍼(W)의 자연산화를 극력 방지함과 더불어 캐리어(1)내부를 깨끗한 환경으로 하기 위해, 캐리어(1)내에는 예컨대 질소가스가 봉입된다.
특히, 도 4에 나타낸 바와 같이, 덮개(20)의 내면에는 빗살모양으로 배열된 복수의 돌기(21)가 형성되어 있다. 각 돌기(21)는 수평방향으로 돌출하고 있다. 캐리어 본체(10)내에 웨이퍼(W)를 수용하고 덮개(20)를 캐리어 본체(10)에 계합시킨 경우, 서로 인접하는 돌기(21)가 각 웨이퍼(W)를 상하방향으로부터 끼워 넣는다.
각 돌기(21)는 끝이 가는 선단부분(先端部分; 22)을 갖는다. 돌기(21)의 끝이 가는 선단부분(21)은 상면(23) 및 하면(24)을 갖는다. 상면(23) 및 하면(24)은, 수평면 즉 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 45도의 각도를 이루고 경사짐과 더불어, 90도의 각도를 이루고 서로 교차하고 있다. 상면(23) 및 하면(24)은 하프미러로서 형성되어 있다. 이하, 본 명세서에 있어서, 상면(23) 및 하면(24)을 각각 상부 하프미러(23), 하부 하프미러(24)라 부르기로 한다.
도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 반도체 제조장치(30)의 프론트 패널(front panel; 31)에는 캐리어(1)의 덮개(20) 및 캐리어 본체(10)의 웨이퍼 취출구측 부분이 감입(嵌入)하는 개구부(32)가 형성되어 있다.
프론트 패널(31)보다 안쪽(도 3에서는 우측)에는 웨이퍼(W)의 중계실(中繼室; 38)이 설치되어 있다. 중계실(38)내에는 웨이퍼 반송기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼 반송기구는 캐리어(1)의 덮개(20)가 떼어지면, 캐리어 본체(10)내의 전 웨이퍼(W)를 일괄하여 중계실(38)내로 이송한다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송기구에 의해 반도체 제조장치(30)에 설치된 복수의 처리실(도시하지 않음)로 순차 반송된다. 웨이퍼(W)에는 각 처리실에서 소정의 처리가 실시된다.
프론트 패널(31)의 전방에는 캐리어(1)가 탑재되는 캐리어 탑재대(33)가 설치되어 있다. 캐리어 탑재대(33)는 프론트 패널(31)의 개구부(32)를 향하여 도 1의 화살표(A)방향으로 왕복이동이 가능하게 받침대(34)에 지지되어 있다.
캐리어 탑재대(33)의 상면에는 위치결정돌기(36)가 예컨대 4군데(2개만 도시한다)에 형성되어 있다. 캐리어 본체(10)의 저면에는 위치결정돌기(36)에 대응하여 위치결정凹부(16)가 형성되어 있다. 위치결정凹부(16)를 위치결정돌기(36)에 맞춤으로써 캐리어(1)를 캐리어 탑재대(33)상에 위치결정할 수 있다.
프론트 패널(31)의 내측에는 덮개 오프너(opener; 40)가 설치되어 있다. 덮개 오프너(40)는, 캐리어(1)의 덮개(20)를 흡착하여 보지하는 덮개 보지체(41)와 덮개 보지체(41)를 지지하는 지지체(42)와, 지지체(42)를 승강시키는 에어 실린더(air cylinder; 43)를 갖추고 있다. 지지체(42)는 도 2의 화살표(C)방향으로 요동가능하게 되어 있다. 덮개 보지체(41)에는 캐리어(1)의 덮개(20)의 로크(lock)기구를 조작하는 로크조작기구(도시하지 않음)가 내장되어 있다.
더욱이, 덮개 보지체(41)에는 캐리어 본체(10)내의 웨이퍼(W)를 검출하기 위한 웨이퍼 검출기(45)가 장비되어 있다. 웨이퍼 검출기(45)는 복수의 발광소자(47) 및 수광소자(48)가 유니트화된 센서 어레이(sensor array;46)와 센서 어레이(46)의 발광소자(47) 및 수광소자(48)를 시퀀스제어하는 센서 콘트롤러(sensor controller;49)를 갖추고 있다. 센서 콘트롤러(49)는 반도체 제조장치(30) 전체의 동작을 제어하는 콘트롤러(36)의 제어하에서 동작하도록 되어 있다.
도 4에는, 덮개 보지체(41)가 도 3에 있어서 2점쇄선으로 나타낸 위치에 있는 경우의 센서 어레이(46)와 덮개(20)와의 위치관계가 나타내어져 있다. 도면의 간략화를 위해, 도 4에서는 덮개 보지체(41)의 기재는 생략하고 있다. 발광소자(47) 및 수광소자(48)는 상하방향으로 열을 이루어 교대로 배치되어 있다. 발광소자(47) 및 수광소자(48)의 위치는 덮개(20)의 돌기(21)의 위치에 대응하고 있다.
이하, 본 실시형태의 작용에 대해 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 캐리어 반송장치(도시하지 않음)가 피파지부(17)를 파지하고 캐리어(1)를 반송하여 반도체 제조장치(30)의 캐리어 탑재대(33)상에 탑재한다. 캐리어 탑재대(33)가 프론트 패널(31)로 향하여 진출하고, 캐리어(1)의 덮개(20)가 프론트 패널(31)의 개구부(32)와 감합(嵌合)한다. 다음으로, 덮개 오프너(40)의 덮개 보지체(41)가 상승하여 도 3의 2점쇄선 위치로 이동한다. 덮개 보지체(41)는 덮개(20)를 흡착하고 도 3의 실선위치로 이동한다. 이에 따라, 캐리어 본체(10)의 웨이퍼 취출구(14)가 개방된다.
다음으로, 도시하지 않은 중계실내의 웨이퍼 반송기구에 의해 캐리어 본체(10)내의 전 웨이퍼(W)를 일괄하여 캐리어 본체(10)로부터 중계실로 이송한다. 다음으로, 덮개 오프너(40)가 도 3의 2점쇄선 위치로 이동하여 덮개(20)를 캐리어 본체(10)에 장착하여 웨이퍼 취출구(14)를 닫는다.
다음으로, 웨이퍼 검출기(45)가 캐리어(10)내에 웨이퍼(W)의 잔존이 없는지 어떤지를 검출한다. 웨이퍼 검출기(45)의 센서 콘트롤러(49)는, 우선 최초에, 가장 위쪽에 위치하는 발광소자(47)를 발광시킨다. 발광소자(47)는 캐리어(1)의 덮개(20)에 대하여 직교함과 더불어 수평방향으로 향하는 광선(L1)을 덮개(20)의 외면으로 향하여 조사한다. 광선(L1)은 투명한 덮개(20)를 투과하여 진행하고, 돌기(21)의 상하부 하프미러(23, 24)에 도달한다.
광선(L1)은 상부 하프미러(23)에 의해 반사되어 아래쪽으로 90°만큼 방향이 바뀌어지고, 또 하부 하프미러(24)에 의해 위쪽으로 90°만큼 방향이 바뀌어진다. 즉, 광선(L1)은 웨이퍼(W)의 표면에 직교하는 방향(연직방향)으로 방향을 바꾼다.
광선(L1)이 입사한 돌기(21)의 상부 하프미러(23)로부터의 반사광(L2)의 일부는 동일 돌기(21)의 하부 하프미러(24)를 투과하고, 아래에 이웃하는 돌기(21)의 상부 하프미러(23)을 투과한 후, 동일 돌기(21)의 하부 하프미러(24)에서 90°만큼 방향이 바뀌어 덮개(20)을 투과하여 발광소자(47)의 아래에 이웃하는 수광소자(48)에서 수광된다. 한편, 광선(L1)이 입사한 돌기(21)의 하부 하프미러(24)로부터의 반사광(L3)은 위에 이웃하는 돌기(21)의 하프미러(23, 24)를 매개해서 덮개(20)를 투과하여 발광소자(47)의 위에 이웃하는 수광소자(48)에서 수광된다.
캐리어 본체(10)내의 최상단의 슬롯(15) 및 그 하단의 슬롯(15)중 어느 하나 혹은 양쪽에 웨이퍼(W)가 잔존하고 있으면, 반사광(L2, L3)중 어느 하나 혹은 양쪽이 웨이퍼(W)에 의해 차단된다. 그러면, 대응하는 수광소자(48)가 반사광을 수광하게 되기 때문에, 웨이퍼(W)의 잔존을 검출할 수 있다.
그 후, 나머지의 발광소자(47)로부터 순차적으로 광선(L1)을 조사하여 발광소자(47)의 양 옆의 수광소자(48)에 의해 웨이퍼(W)의 유무를 검출한다. 이에 따라, 캐리어 본체(10)의 각 슬롯(15)에서의 웨이퍼(W)의 존재유무를 검출할 수 있다.
또한, 이상의 설명에 있어서, 웨이퍼 검출기(45)는 캐리어 본체(10)내의 웨이퍼(W)의 잔존을 검출하는 것이었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 웨이퍼(W)를 중계실내로 옮겨놓기 전에 웨이퍼 검출기(45)를 사용함으로써 캐리어 본체(10)내의 각 슬롯(15)에서의 웨이퍼(W)를 검출하고, 웨이퍼 매핑(wafer mapping)을 작성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 캐리어 본체(10)내의 웨이퍼(W)의 유무를 확실하게 검출할 수 있다.
또, 덮개 오프너(40)내에 센서 어레이(46)가 장착되어 있기 때문에, 웨이퍼 검출기(40)에 전용의 스페이스를 할애할 필요가 없고, 또한 웨이퍼 검출기가 웨이퍼반송의 장애로 되는 일도 없다.
더욱이, 발광소자(47)로부터 수광소자(48)까지의 광로길이가 짧기 때문에, 덮개(20)의 광학적 정밀도가 그다지 높지 않더라도, 웨이퍼(W)의 존재여부를 충분히 검출할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 돌기(21)의 끝이 가는 선단부(22)에 설치한 하프미러(23, 24)를 광선의 진로를 변경하는 광학소자, 즉 광로변환수단으로서 이용했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 끝이 가는 선단부(22)를 프리즘(prism)으로 치환하는 것에 의해 동일한 기능을 실현할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는 센서 어레이(46)를 덮개 오프너(40)의 덮개 보지체(41)에 설치한 경우에 대해 설명했지만, 센서 어레이(46)를 캐리어(1)측, 예컨대 덮개(20)나 캐리어 본체(10)에 설치해도 좋다. 센서 어레이(46)를 덮개(20)에 설치하는 경우에는, 돌기(21)를 그대로 이용할 수 있다.
한편, 캐리어 본체(10)에 돌기를 설치하는 경우에는, 센서 어레이(46)의 위치에 대응시킨 위치에 돌기를 설치할 필요가 있다. 예컨대, 센서 어레이(46)를 캐리어 본체(10)의 측벽(12)에 설치하는 경우에는, 캐리어 본체(10)의 측벽(12)의 내면에 형성된 웨이퍼 지지용 슬롯(15)을 구획하는 돌기(18)를 하프미러를 설치하기 위한 돌기로서 이용할 수 있다.
센서 어레이(46)를 캐리어(1)에 설치한 경우에는, 센서 콘트롤러(49)도 캐리어(1)에 설치한다. 더욱이, 캐리어(1)에 수광소자(47)의 ID번호를 인식하는 회로를 설치한다. 이에 따라 반도체 제조장치나 검사장치로부터 독립시켜 웨이퍼의 유무를 검출할 수 있다. 이 경우에는, 캐리어(1)와 반도체 제조장치나 검사장치와의 통신수단을 설치함으로써, 캐리어내의 웨이퍼 맵 혹은 웨이퍼의 존재여부를 반도체 제조장치나 검사장치에 대하여 통지할 수 있다.
더욱이, 상기 실시형태에서는 발광소자(47) 및 수광소자(48)를 덮개(20)의 각 돌기(21)에 대응하여 설치하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 발광소자와 이에 대응하는 수광소자를 1개씩 설치한 가동부재를, 상하방향으로 주사시켜서 캐리어(10)내의 각 슬롯의 웨이퍼(W)를 1매씩 검출하도록 해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼검출기의 설치 스페이스의 삭감을 도모할 수 있고, 또한 캐리어 반송의 장애로 되지 않고, 캐리어내의 웨이퍼의 유무를 확실하게 검출할 수 있는 캐리어를 제공할 수 있다.
제 2 실시형태
다음으로, 도 5 내지 도 13을 참조하여 제 2의 실시형태에 대해 설명한다. 제 2의 실시형태에 있어서, 제 1의 실시형태와 동일 구성요소에 대해서는 동일부호를 붙이고 중복되는 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 캐리어 본체(10A)의 상벽(11)의 일부에는 복수의 코너 큐브(50)가 종횡으로 연속하여 설치되어 있다. 제 2실시형태의 캐리어 본체(10A)는 제 1실시형태의 캐리어 본체(10)에 대하여 상기 코너 큐브(50)를 갖춘 점만 다르다. 또, 제 2실시형태에 따른 덮개(20A)는 제 1실시형태의 덮개(20)에 대하여 돌기(21)가 설치되어 있지 않은 점만 다르다.
코너 큐브(50)는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 서로 직각으로 교차하는 3면을 반사면(51)으로서 갖춘 삼각추의 반사경이다. 코너 큐브(50)는 캐리어 본체(10)와 동일의 투명한 재료로 이루어지고, 캐리어 본체(10A)와 일체적으로 형성되어 있다. 바람직하게는, 반사면(51)의 다른측의 캐리어 본체(10A)의 외측면에는 각 반사면(51)에서의 광선의 투과를 방지하여 반사면(51)의 광선의 반사율을 높이기 위한 피막이 설치된다.
삼각추 형상을 갖는 각 코너 큐브(50)의 가상저면(52)은 상벽(11)내에 위치한다. 저면(52)은 상벽(11)의 내면에 대하여 평행한 동일 평면상에 위치하고 있다. 또, 각 코너 큐브(50)의 정점은 각 저면(52)과 평행한 동일의 평면상에 위치하고 있다.
코너 큐브(50)의 저면(52)에 광선(L1)을 입사시키면, 광선(L1)은 3개의 반사면(51)에서 1회씩 3회 반사한 후, 저면(52)으로부터 출사한다. 저면(52)으로의 광선(L1)의 입사각도에 관계없이 입사광선(L1)과 출사광선(L2)은 평행으로 된다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 캐리어 탑재대(33)의 상면의 측부에는 웨이퍼 검출기(55)가 배치되어 있다. 웨이퍼 검출기(55)는, 반도체 제조장치(30)의 프론트 패널(31)의 근방에 위치하고 있다. 이 웨이퍼 검출기(55)는 발광소자 및 수광소자(도시하지 않음)를 내장하고 있다. 발광소자에는, 예컨대 편광필터, 파장판(波長板) 등의 부재(도시하지 않음)가 부설되고, 발광소자로부터의 출사광이 편광으로 되도록 되어 있다. 또, 수광소자의 앞에는 편광필터(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
도 6 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 반도체 제조장치(30)의 프론트 패널(31)의 다른측에는 웨이퍼 검출장치(60)가 배치되어 있다. 웨이퍼 검출장치(60)는 덮개 오프너(40A)의 지지체(42)의 옆에 배치되어 있다. 이와 같은 배치로 함으로써, 웨이퍼 검출장치(60)의 설치 스페이스로서 덮개 오프너(40A)의 데드 스페이스(dead space)를 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 제 2실시형태에서의 덮개 오프너(40A)는 덮개보지부(41)가 웨이퍼 검출장치(45)를 내장하고 있지 않은 점에 있어서만, 제 1실시형태의 덮개 오프너(40)와 다르다.
특히 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 검출장치(60)는 빗살모양으로 형성된 복수의 돌기(64)를 갖춘 보지체(61)를 가지고 있다. 돌기(64)의 피치(pitch)는 캐리어 본체(10A)의 측벽(12)에 설치된 슬롯(15)의 피치에 대응하고 있다. 각 돌기(64)의 상면 및 하면에는 각각 발광소자(65) 및 수광소자(66)가 설치되어 있다. 여기서, 최상단의 돌기(64)에는 그 하면에 발광소자(65)만이 배설되고, 최하단의 돌기(64)에는 그 상면에 수광소자(66)만이 배설되어 있다.
보지체(61)에는 에어 실린더(63)에 의해 구동되는 실린더 로드(cylinder rod; 62)가 연결되어 있다. 실린더 로드(62)와 보지체(61)와의 사이에는 모터(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 보지체(61)는 90°정역회전이 가능하게 되어 있다. 또한, 보지체(61)의 구동기구는 에어 실린더(63)에 한정되는 것은 아니라 다른 구동기구를 이용해도 좋다.
다음으로, 제 2실시형태의 작용에 대해 설명한다. 제 1의 실시형태와 마찬가지로, 캐리어(1A)가 캐리어 탑재대(33)상의 소정위치에 탑재되면, 캐리어 탑재대(33)가 반도체 제조장치(30)의 프론트 패널(31)을 향하여 이동하고, 이에 따라 캐리어(1A)의 덮개(20A) 및 본체(10A)의 웨이퍼 취출구 부분이 프론트 패널(31)의 개구(32)에 끼워진다.
다음으로, 덮개 오프너(40)의 덮개 보지부(41)가 덮개(20A)를 흡착하여 캐리어 본체(10A)로부터 떼어낸다. 덮개 보지부(41)는 덮개(20A)를 흡착한 채로 하강하여 도 6에 나타낸 위치에 도달하고, 웨이퍼(W)의 검출동작 및 옮겨놓는 동작이 종료하기까지 대기한다.
그 후, 웨이퍼 검출장치(60)의 에어 실린더(63)에 의해 보지체(61)가 도 9의 1점쇄선으로 나타낸 퇴피위치로부터 실선으로 나타낸 검사위치까지 상승하여 정지한다.
그 직후에, 도시하지 않은 전환용의 모터에 의해 보지체(61)가 도 9에 나타낸 위치로부터 90°회전한다. 그러면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 보지체(61)의 각 돌기(64)가 캐리어 본체(10A)내에 수납된 각 웨이퍼(W)의 사이로 들어간다. 각 웨이퍼(W)는 그 위쪽에 위치하는 돌기(64)에 설치된 발광소자(65)와, 그 아래쪽에 위치하는 돌기(64)에 설치된 수광소자(66)에 의해 끼워 넣어진다. 또한, 각 돌기(64)가 각 웨이퍼(W) 사이로 들어간 상태에서, 발광소자(65) 및 수광소자(66)와 웨이퍼(W)와의 사이에 작은 간극이 생기도록 되어 있다.
이 상태에서, 센서 콘트롤러(도시하지 않음)가 작동하여, 도 11에 나타낸 바와 같이 각 발광소자(65)로부터 광선(L)을 조사한다. 이 후, 발광소자(65) 및 이에 대향하는 수광소자(66)간에 웨이퍼(W)가 개재하면, 수광소자(66)는 발광소자(65)로부터의 광선(L)을 수광하지 않고, 이에 따라 웨이퍼(W)의 존재가 검출된다. 또, 발광소자(65) 및 수광소자(66) 사이에 웨이퍼(W)가 개재하지 않으면, 수광소자(66)는 발광소자(65)로부터의 광선(L)을 수광하고, 이에 따라 웨이퍼(W)의 부존재가 검출된다. 이상과 같이 하여, 캐리어 본체(10A)의 각 슬롯에서 웨이퍼(W)의 존재여부가 검출되고 웨이퍼의 매핑이 행해진다.
매핑이 종료하면, 보지체(61)는 90°역방향으로 회전하고, 각 돌기(64)가 웨이퍼(W)로부터 빠져 나간다. 다음으로, 보지체(61)는 하강하여 원래의 퇴피위치로 되돌아온다. 보지체(61)가 캐리어 본체(10A)로부터 퇴피하면, 도시하지 않은 중계실(36)내의 웨이퍼 반송기구(도시하지 않음)가 웨이퍼(W)를 일괄하여 캐리어 본체(10A)내로부터 중계실(38)내로 이송한다. 웨이퍼(W)의 이송후, 덮개 오프너(40A)는 캐리어 본체(10A)에 덮개(20A)를 장착하여 웨이퍼 취출구(14)를 폐쇄한다.
이 상태에서, 캐리어 탑재대(33) 위의 웨이퍼 검출기(55)가 동작한다.
캐리어 본체(10A)내에 웨이퍼(W)가 잔존하고 있지 않으면, 웨이퍼 검출기(55)의 발광소자로부터 광선(L1)을 조사하면, 광선(L1)은 도 6에 나타낸 바와 같이 캐리어 본체(10A)의 투명한 저벽(底壁; 13)을 투과하여 상벽(上壁; 11)의 코너 큐브(50)로 입사한다. 이 입사광선(L1)은 코너 큐브(50)의 3개의 반사면(51)에서 순차적으로 반사된다. 반사광선(L2)은 캐리어 본체(10A)의 내부를 경유하여 입사광선(L1)과 거의 동일의 경로를 통하여 웨이퍼 검출기(55)의 수광소자로 되돌아온다.
이 때, 캐리어 본체(10A)내에 1매라도 웨이퍼(W)의 잔존이 있으면, 발광소자로부터의 광선(L1)은 웨이퍼(W)에 의해 차단되어 코너 큐브(50)에 도달하지 않고, 수광소자는 반사광(L2)을 검출하지 않는다. 이에 따라 웨이퍼(W)의 잔존을 확인할 수 있다.
이 때, 입사광선(L1)이 웨이퍼(W)에 의해 반사되더라도, 이 반사광선은 수광소자로 되돌아오는 일은 없기 때문에, 웨이퍼 검출기(55)의 수광소자로 반사광선을 검출하는 일은 없다. 만일, 웨이퍼(W)로부터의 반사광선이 웨이퍼 검출기(55)의 수광소자로 되돌아왔다고 해도 코너 큐브(50)로부터의 반사광선과는 편광방향이 다르기 때문에, 수광소자의 편광필터에 의해 차단된다. 이 때문에, 검출미스가 발생할 염려는 없다.
이상과 같이 하여, 웨이퍼(W)의 잔존이 없는 것이 확인되면, 반도체 처리장치(30)는 웨이퍼(W)에 대한 처리를 실행한다. 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료하면, 상술한 경우와는 역의 동작으로 웨이퍼(W)를 캐리어 본체(10A)내로 되돌리고, 덮개(20A)에 의해 웨이퍼 취출구를 닫는다.
본 실시형태의 캐리어(1A)에 의하면, 웨이퍼 검출기(55)를 입사광선(L1)이 코너 큐브(50)로 입사하고, 게다가 입사광선(L1)이 모든 웨이퍼(W)의 수납위치를 가로지르는 위치에 설치하면 좋기 때문에, 웨이퍼 검출기(55)의 설치위치의 자유도가 높아진다. 이 때문에, 캐리어(1A)의 반송시에 캐리어(1A)와 간섭하지 않는 위치를 적당히 선택하여 웨이퍼 검출기(55)를 설치할 수 있다.
제 2 실시형태의 변형예
* 캐리어(1A)의 변형예
상기 제 2실시형태에서는 코너 큐브(50)를 캐리어 본체(10A)의 상벽(11)에 설치한 경우에 대해 설명했지만, 도 12에 나타낸 바와 같이 코너 큐브(50)를 캐리어 본체(10A)의 측벽(12)에 설치해도 좋다. 이 경우, 예컨대 웨이퍼 검출기(55)는 캐리어(1A)의 전방의 약간 옆쪽에, 즉 반도체 제조장치(30)의 프론트 패널(31)의 내측에 설치된다. 이 경우, 웨이퍼 검출기(55)는 상하방향으로 이동하면서 광선을 코너 큐브(50)로 향하여 조사한다.
또, 코너 큐브(50)를 측벽(12)의 상단으로부터 하단에 걸쳐 설치하면, 웨이퍼(W)의 유무뿐만 아니라 잔존하고 있는 웨이퍼의 수납위치까지 확인할 수 있다. 이와 같이, 코너 큐브(50)는 필요에 따라 캐리어 본체의 적당한 위치를 선택하여 설치할 수 있다.
더욱이, 코너 큐브(50)는 덮개(20A)에 설치해도 상관없다.
* 웨이퍼 검출장치의 변형예
웨이퍼 검출장치(60)의 구성은 이하와 같이 변경할 수 있다.
예컨대, 도 13a에 나타낸 바와 같이, 보지체(61A)를 좌우 한쌍의 돌기(67, 67)를 갖는 대략 역디귿자(⊃자)모양으로 형성한다. 각 돌기(67, 67)의 내측에 발광소자(65) 및 수광소자(66)가 서로 대향하여 배설된다. 보지체(61A)는 검사위치로 이동한 경우, 좌우의 돌기(67, 67)에 의해 웨이퍼(W)의 둘레면을 좌우 양측으로부터 끼우도록 구성되어 있다. 이 경우, 보지체(61A)의 구동기구는 보지체(61A) 및 에어 실린더(63)을 일체적으로 도 13a의 화살표방향으로 진퇴동작시키는 기능을 가진 것, 또는 보지체(61A)만을 도 13a의 화살표방향으로 요동시키는 기능을 가진 것이라면 좋다. 도 13a에 나타낸 웨이퍼 검출장치(60A)를 이용하는 경우에는, 보지체(61A)가 검사위치에 있어서 발광소자(65)로부터 광선(L)을 조사했을 때, 수광소자(66)에서 광선(L)을 수광하면 웨이퍼(W)의 부존재를 검출할 수 있고, 수광소자(66)에서 광선(L)을 수광하지 않으면 광선(L)이 웨이퍼(W)로 차됨으로써 웨이퍼(W)의 존재를 검출할 수 있다.
또, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 돌기를 설치하지 않고 보지체(61B)에 직접 발광소자(65) 및 수광소자(66)을 배치해도 좋다. 이 경우, 횡방향으로 서로 인접하는 발광소자(65) 및 수광소자(66)의 쌍을 종방향의 열을 이루도록 배치한다. 그리고, 발광소자(65) 및 수광소자(66)의 각 쌍에 의해, 캐리어의 각 슬롯(15)내의 웨이퍼(W)의 존재여부를 검출한다. 즉, 보지체(61B)가 검사위치에 있어서 발광소자(65)로부터 광선(L)을 조사했을 때, 수광소자(66)에서 광선(L)을 수광하면 웨이퍼(W)의 존재가 검출되고, 수광소자(66)에서 광선(L)을 수광하지 않으면 웨이퍼(W)의 부존재가 검출되는 것으로 된다.
또한, 상기 변형예에 있어서는 캐리어 본체(10A)내에 수용되는 웨이퍼(W)의 수에 대응한 수의 발광소자(65) 및 수광소자(66)를 보지체(61A, 61B)에 설치하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 발광소자 및 수광소자를 한쌍만 보지체에 설치하고, 보지체를 상하방향으로 주사함으로써, 캐리어 본체(10A)의 각 슬롯(15)내의 웨이퍼(W)의 유무를 검출하도록 해도 좋다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼 검출기의 설치 스페이스의 삭감을 도모할 수 있고, 또한 캐리어 반송에 장애로 되지 않고 캐리어내의 웨이퍼의 유무를 확실하게 검출할 수 있는 캐리어를 제공할 수 있다.
본 발명의 캐리어에 의하면, 웨이퍼 검출기를 입사광선이 코너 큐브로 입사하고, 게다가 입사광선이 모든 웨이퍼의 수납위치를 가로지르는 위치에 설치하면 좋기 때문에, 웨이퍼 검출기의 설치위치의 자유도가 높아진다. 이 때문에, 캐리어의 반송시에 캐리어와 간섭하지 않는 위치를 적당히 선택하여 웨이퍼 검출기를 설치할 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는 캐리어 본체와,
    상기 캐리어 본체에 착탈가능하게 장착되는 덮개,
    상기 캐리어 본체에 웨이퍼를 수용하고 상기 덮개를 상기 캐리어 본체에 장착한 경우에, 상기 각 웨이퍼의 양 표면을 사이에 두고 위치하도록 상기 덮개의 내면에 설치된 복수의 돌기 및,
    상기 돌기를 통과하는 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 방향으로 변경함과 더불어 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 방향으로 변환하는 상기 돌기에 설치된 광학소자를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼를 수용하여 반송하기 위한 캐리어.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 각 돌기는 그 선단측에 서로 교차하도록 형성된 한쌍의 경사면을 갖고,
    상기 각 경사면은 하프미러로서 형성되며,
    상기 광학소자가 상기 하프미러인 것을 특징으로 하는 캐리어.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 덮개에, 상기 광학소자로 향하여 광선을 출사하는 발광소자와, 상기 광학소자를 거친 광선을 수광하는 수광소자가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 덮개는 광학적으로 투명한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  5. 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는 캐리어 본체와,
    상기 캐리어 본체에 웨이퍼를 수용한 경우에, 상기 각 웨이퍼의 양 표면을 사이에 두고 위치하도록 상기 캐리어 본체의 내면에 설치된 복수의 돌기 및,
    상기 돌기를 통과하는 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 방향으로 변경함과 더불어 상기 웨이퍼의 표면에 대략 직교하는 광선의 진로를 상기 웨이퍼의 표면과 대략 평행한 방향으로 변경하는 상기 돌기에 설치된 광학소자를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼를 수용하여 반송하기 위한 캐리어.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 각 돌기는 그 선단측에 서로 교차하도록 형성된 한쌍의 경사면을 갖고,
    상기 각 경사면은 하프미러로서 형성되며,
    상기 광학소자가 상기 하프미러인 것을 특징으로 하는 캐리어.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 캐리어 본체에, 상기 광학소자로 향하여 광선을 출사하는 발광소자와, 상기 광학소자를 거친 광선을 수광하는 수광소자가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 캐리어 본체는 광학적으로 투명한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  9. 캐리어내의 웨이퍼를 검출하는 방법에 있어서,
    웨이퍼의 표면과 대략 평행한 광선을 웨이퍼 표면의 위쪽 또는 아래쪽에 배치된 광학소자로 조사하는 공정과,
    상기 광학소자에 의해 광선의 방향을 웨이퍼의 표면과 대략 직교하는 방향으로 변환하는 공정과,
    방향변환된 광선을 검출하는 공정을 구비하고,
    방향변환된 광선의 검출의 유무에 기초하여 웨이퍼의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 광학소자로서 하프미러가 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는 광학적으로 투명한 벽면을 갖는 캐리어 본체와,
    상기 캐리어 본체의 내부에 설치된 코너 큐브를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체를 수용하여 반송하기 위한 캐리어.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 코너 큐브는 상기 캐리어 본체의 벽면에 설치되고, 상기 캐리어 본체의 내부를 향한 반사면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 코너 큐브는 상기 캐리어 본체의 벽면과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
  14. 복수의 웨이퍼를 일정한 간격을 두고 수납하는 광학적으로 투명한 벽면을 갖는 캐리어 본체와,
    상기 캐리어 본체에 착탈가능하게 장착되는 덮개 및,
    상기 덮개에 설치되고, 상기 캐리어 본체의 내부를 향한 반사면을 갖는 코너 큐브를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체를 수용하여 반송하기 위한 캐리어.
  15. 캐리어내의 웨이퍼를 검출하는 방법에 있어서,
    광학적으로 투명한 벽면을 갖는 캐리어 본체의 외부로부터 상기 벽면을 투과시켜서 캐리어 본체내에 설치된 코너 큐브로 광선을 조사하는 공정과,
    상기 코너 큐브로부터의 반사광을 캐리어 본체의 외부에서 검출하는 공정을 구비하고,
    광선의 검출의 유무에 기초하여 웨이퍼의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
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