TWI661496B - 晶圓映射裝置及具備此裝置之裝載埠 - Google Patents

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Abstract

即使為處理不同尺寸之晶圓的裝載埠，亦可共用晶圓映射裝置。
將映射感測器(5)(映射感測器(5)，係使光軸(L1)朝向左右的水平方向)的投光部(5a)與受光部(5b)間之左右的跨距，形成為比被搬送至裝載埠之不同尺寸之容器中之小尺寸之開放式卡匣(12)之前面開口的跨距狹窄，而安裝於映射裝置(4)，使第1突出感測器(6)(該第1突出感測器(6)，係使光軸(L2)朝向左右的水平方向)遠離映射感測器(5)的移動方向前方，而安裝於映射裝置(4)，並且設置第2突出感測器(7)(該第2突出感測器(7)，係使光軸朝向映射感測器(5)之上下的移動方向)，藉由此，即使為處理不同尺寸之晶圓(W1)、(W2)的裝載埠，亦可共用晶圓映射裝置(1)。

Description

晶圓映射裝置及具備此裝置之裝載埠
本發明，係關於可識別被收納於容器(該容器，係被搬送至裝載埠)之半導體晶圓(以下僅稱為晶圓)的晶圓映射裝置及具備此之裝載埠。
在半導體製造程序中，係將收納了形成為其材料之晶圓的容器搬送至裝載埠(該裝載埠，係被設置於已成為清潔環境之處理室的入口)，打開裝載埠的門扉，藉由機器人等，將收納於容器的晶圓取入至處理室內。晶圓，係被載置於上下的棚架(該棚架，係被設置於容器內)，且收納有複數片。
近年來，伴隨著半導體之生產量的增加而晶圓的尺寸變大，將來亦預定使用直徑450mm的晶圓。目前所通用之大尺寸之直徑300mm的晶圓，係收納於被稱為FOUP(Front Open Unified Pod)的密閉容器而搬送至裝載埠，密閉容器之前面開口，係以密閉狀態連接至處理室的入口，其蓋，係與裝載埠的門扉一起被打開，而取入至處理室內(例如，參閱專利文獻1-3)。在以往大多使 用之小尺寸例如直徑200mm的晶圓，係收納於被稱為開放式卡匣(OPEN CASSETTE)的開放容器而被加以搬送，在無塵室中，從裝載埠被取入至處理室內的情形較多(例如，參閱專利文獻4)。
在從上述之FOUP或開放式卡匣等的容器將晶圓取入至處理室內時，為了藉由機器人等來自動地取入晶圓，從而使用晶圓映射裝置(該晶圓映射裝置，係對容器內之晶圓的收納狀態進行映射而加以識別)。作為晶圓映射裝置，係使用下述型式者：在供映射臂或映射框架(mapping frame)等可進退而往上下方向移動之映射裝置的前端部，安裝透射光學感測器(使光軸朝向水平方向)以作為映射感測器，使映射裝置前進而將映射感測器插入容器的前面開口後，使其在容器內而往上下方向移動，藉此，檢測收納於上下之棚架的晶圓。映射裝置，係被安裝於往上下方向直線移動的移動機構。亦存在有利用作為該直線移動機構而升降之裝載埠之門扉的情形。
又，在像這樣的晶圓映射裝置中，為了防止在容器內往上下方向移動之映射感測器與晶圓之衝突於未然，而設置有突出感測器(例如，參閱專利文獻1-4)，該突出感測器，係檢測從棚架之後側朝前方突出的晶圓。作為該突出感測器，記載於專利文獻1者，係在裝載埠之門扉的固定框，安裝使光軸朝向上下方向的透射光學感測器。又，記載於專利文獻2者，係在往上下方向移動的映射框架，安裝使光軸朝向上下方向的2組透射光學感測 器，記載於專利文獻4者，係在映射臂安裝使光軸朝向水平方向的透射光學感測器。而且，記載於專利文獻3者，係在裝載埠之門扉的固定框，安裝使光軸朝向上下方向的透射光學感測器以作為第1突出感測器，並且在映射臂安裝使光軸朝向水平方向的透射光學感測器以作為第2突出感測器。該第2突出感測器，係並非用於防止映射感測器與晶圓之衝突，而是被設成為用於檢測由機器人等所取入之晶圓之位置偏移的中間感測器。
另一方面，最好是亦可藉由近年來佔大多數的裝載埠(該裝載埠，係處理被收納於FOUP之直徑300mm的晶圓)，來處理收納於開放式卡匣之直徑200mm的晶圓。對於像這樣的要求，存在有下述者：設置覆蓋200mm晶圓用之開放式卡匣之外周的密閉型卡匣轉接器，而在300mm晶圓用的裝載埠設置該卡匣轉接器，以密閉狀態來將收納於開放式卡匣的200mm晶圓取入至處理室內。亦即，將卡匣轉接器與300mm晶圓用的FOUP定位在相同的位置，以密閉狀態連接至處理室的入口，而藉由共同的機器人等來將收納於開放式卡匣的200mm晶圓與收納於FOUP的300mm晶圓取入至處理室內(例如，參閱專利文獻5)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本專利4246420號公報
[專利文獻2]日本專利4501755號公報
[專利文獻3]日本專利4866315號公報
[專利文獻4]日本專利4096213號公報
[專利文獻5]日本特開2012-64827號公報
如記載於專利文獻5所示，在以共同的裝載埠來處理不同尺寸的晶圓(該不同尺寸的晶圓，係收納於不同尺寸的容器)時，當共同地設置如記載於專利文獻1-4的晶圓映射裝置時，存在有下述問題。
圖5，係在同一平面內表示不同尺寸之晶圓W1、W2的示意圖，該不同尺寸之晶圓W1、W2，係分別收納於被定位在共同之裝載埠之大小不同尺寸的容器C1、C2。各晶圓W1、W2的中央部前端位置，係為了以共同的機器人等進行取入，而沿著相同的位置排列。為了亦可朝較小的容器C2插入，而必需使共同之晶圓映射裝置之映射感測器的左右跨距S1比容器C2的開口跨距S2更狹窄。因此，由圖面亦可知，較小之晶圓W2的周緣雖離映射感測器十分遠，但較大之晶圓W1的周緣相當接近映射感測器。因此，較大的晶圓W1，係有與往上下方向移動之映射感測器S以微小的突出量發生衝突之虞。
前述較大之晶圓W1與映射感測器的衝突，係晶圓W1在容器內稍微突出，即使在其中央部前端位置位 於容器C1的內側時，亦有發生之虞。因此，如記載於專利文獻1、3所示，由於透射光學感測器(該透射光學感測器，係使光軸朝向上下方向而安裝於裝載埠之門扉的固定框)無法在容器內檢測稍微突出的晶圓W1，故無法作為突出感測器使用。
又，如記載於專利文獻2、4的突出感測器所示，雖然插入容器的映射臂或安裝於映射框架的透射光學感測器，係亦可檢測容器內之突出的晶圓，但在容器內往上下方向移動之突出感測器本身有與稍微突出的晶圓發生衝突之虞。
因此，如記載於專利文獻1-4之以往的晶圓映射裝置，係無法在處理如記載於專利文獻5之不同尺寸晶圓的裝載埠下進行共用。另外，為了處理不同尺寸之晶圓，雖考慮了配設複數個適合各容器的晶圓映射裝置，但在配設複數個晶圓映射裝置的情況下，由於不只裝載埠之構成變複雜，且映射裝置的驅動部亦變多，因此，乾淨的處理室變得容易被從該些驅動部所產生之磨耗粉等的異物污染。
在此，本發明之課題，係即使為不同尺寸之晶圓的裝載埠，亦可共用晶圓映射裝置。
為了解決上述課題，而本發明係採用下述構成：一種晶圓映射裝置，係共同地對不同尺寸之晶圓(該 不同尺寸之晶圓，係收納於被搬送至裝載埠之不同尺寸的容器)進行映射，該晶圓映射裝置，其特徵係，具備有：映射感測器，檢測波之照射軸朝向左右的水平方向，左右之跨距形成為比前述不同尺寸中之最小尺寸之容器的前面開口跨距狹窄，被插入至前述容器的前面開口，在前述容器內往上下方向移動，檢測收納於前述容器的晶圓；映射裝置，安裝有前述映射感測器，往上下方向移動；第1突出感測器，檢測波之照射軸朝向左右之水平方向，使遠離前述映射感測器的移動方向前方，而被安裝於前述映射裝置，檢測被收納於前述容器之晶圓的突出；及第2突出感測器，檢測波之照射軸朝向前述映射感測器之上下的移動方向，檢測被收納於前述容器之晶圓的突出。
亦即，使映射感測器(該映射感測器，係使檢測波之照射軸朝向左右的水平方向)之左右的跨距形成為比被搬送至裝載埠的最小尺寸之容器之前面開口的跨距狹窄，安裝於往上下方向移動的映射裝置，使第1突出感測器(該第1突出感測器，係使檢測波之照射軸朝向左右的水平方向)遠離映射感測器的移動方向前方，而安裝於映射裝置，並且設置第2突出感測器(該第2突出感測器，係使檢測波之照射軸朝向映射感測器之上下的移動方向)，藉由此，可使映射感測器插入最小尺寸之容器的前面開口，而在容器內往上下方向移動，藉由第1突出感測器，來檢測有可能與映射感測器發生衝突之突出的晶圓，並且藉由第2突出感測器，來檢測有可能與在映射感測器 的前方先行移動之第1突出感測器發生衝突之突出的晶圓，即使為處理不同尺寸之晶圓的裝載埠，亦可防止晶圓與映射感測器或突出感測器的衝突，從而共用晶圓映射裝置。又，該晶圓映射裝置，係單一之映射裝置的驅動部較少，因而亦減少了污染處理室之磨耗粉等的產生。
作為前述映射感測器或第1及第2突出感測器所照射的檢測波，係可使用光波、電磁波、超音波等。
藉由將從前述第1突出感測器之前述映射感測器至前述移動方向前方的間隔距離設成為前述映射裝置之上下方向移動之停止距離以上的方式，可確實地防止映射感測器與晶圓的衝突。
藉由將前述第2突出感測器之照射軸設定於前述容器之前面開口跨距的左右中央部，且比前述第1突出感測器之照射軸更往從前述容器後退之位置的方式，可防止第2突出感測器與晶圓的衝突。
又，本發明，係亦採用具備有上述之任一晶圓映射裝置之裝載埠的構成。
由於本發明之晶圓映射裝置，係使映射感測器(該映射感測器，係使檢測波之照射軸朝向左右的水平方向)之左右的跨距形成為比被搬送至裝載埠之最小尺寸之容器之前面開口的跨距狹窄，安裝於往上下方向移動的映射裝置，使第1突出感測器(該第1突出感測器，係使 檢測波之照射軸朝向左右的水平方向)遠離映射感測器的移動方向前方，而安裝於映射裝置，並且設置第2突出感測器(該第2突出感測器，係使檢測波之照射軸朝向映射感測器之上下的移動方向)，因此，可使映射感測器插入最小尺寸之容器的前面開口，在容器內往上下方向移動，藉由第1突出感測器，來檢測有可能與映射感測器發生衝突之突出的晶圓，並且藉由第2突出感測器，來檢測有可能與在映射感測器的前方先行移動之第1突出感測器發生衝突之突出的晶圓，即使為處理不同尺寸之晶圓的裝載埠，亦可防止晶圓與映射感測器或突出感測器的衝突，從而共同晶圓映射裝置。在映射感測器進行移動的前方，藉由第1突出感測器來檢測有可能與映射感測器發生衝突之突出的晶圓，並且藉由第2突出感測器(該第2突出感測器，係設成為使照射軸朝向映射感測器之移動方向前方的感測器)，來檢測有可能與在映射感測器的前方先行移動之第1突出感測器發生衝突之突出的晶圓，即使為處理不同尺寸之晶圓的裝載埠，亦可進行共用。又，該晶圓映射裝置，係單一之映射裝置的驅動部較少，因而亦減少了污染處理室之磨耗粉等的產生。
W1、W2‧‧‧晶圓
1‧‧‧晶圓映射裝置
2‧‧‧滾珠螺桿
3‧‧‧氣缸
4‧‧‧映射裝置
5‧‧‧映射感測器
6‧‧‧第1突出感測器
5a、6a‧‧‧投光部
5b、6b‧‧‧受光部
7‧‧‧第2突出感測器
11‧‧‧FOUP
12‧‧‧開放式卡匣
12a‧‧‧棚架
21‧‧‧處理室
22‧‧‧屏蔽牆
23‧‧‧入口
24‧‧‧平台
[圖1]表示具備了本發明之晶圓映射裝置之裝載埠的縱剖側視圖
[圖2]圖1之橫剖平面圖
[圖3]圖1之主要部分放大側視圖
[圖4]圖2之主要部分擴大平面圖
[圖5]在同一平面內表示不同尺寸之晶圓(該不同尺寸之晶圓，係被共同的裝載埠收納於容器)的示意圖。
以下，根據圖面，來說明本發明之實施形態。圖1及圖2，係表示具備了本發明之晶圓映射裝置1的裝載埠。該裝載埠，係共同地處理收納於FOUP11之直徑300mm的晶圓W1與收納於開放式卡匣12之直徑200mm的晶圓W2者，在入口23的前方(該入口，係設置於已成為清潔環境之處理室21的屏蔽牆22)，設置有平台24(該平台24，係載置有搬送而來的FOUP11或開放式卡匣12)。
圖1及圖2，係以實線來表示加以處理被收納於開放式卡匣12之200mm之晶圓W2的情形，FOUP11與300mm的晶圓W1，係以一點鏈線來加以表示。複數片晶圓W1、W2，係被收納於FOUP11或開放式卡匣12之上下的棚架11a、12a。開放式卡匣12，係被裝進具有與FOUP11相同大小之前面開口的密閉型卡匣轉接器(省略圖示)，且被定位於平台24，卡匣轉接器(該卡匣轉接器，係將蓋與處理室21之入口23的門扉一起卸下)的前面開口，係以密閉狀態連接至處理室21的入口23，所收 納之晶圓W2，係藉由機器人(省略圖示)，被取入至處理室21內。在處理被收納於FOUP11之300mm的晶圓W1時，FOUP11之前面開口，亦以同樣的步驟連接至處理室21的入口23，所收納之晶圓W1，係藉由共同的機器人，被取入至處理室21內。
在前述處理室21的入口23，係配設有晶圓映射裝置1，該晶圓映射裝置1，係在藉由機器人來取出被收納於FOUP11或開放式卡匣12的晶圓W1、W2之前，對該些晶圓W1、W2的收納狀態進行映射而加以識別。該晶圓映射裝置1，係在藉由滾珠螺桿2往上下方向直線移動，藉由氣缸3朝前方傾斜動作，在映射裝置4(該映射裝置4，係被插入至FOUP11或開放式卡匣12的前面開口)的前端部，安裝有映射感測器5、第1突出感測器6及第2突出感測器7。
圖3及圖4，係放大表示作為圖1及圖2之主要部分之開放式卡匣12的前面開口部與映射裝置4之前端部的附近。300mm之晶圓W1與200mm之晶圓W2的中央部前端位置，係以藉由共同的機器人來進行取入的方式，沿著相同的位置排列。
前述映射感測器5，係左右具備有投光部5a與受光部5b，而被設成為使作為檢測波之照射軸的光軸L1朝向左右之水平方向的透射光學感測器，投光部5a與受光部5b間的跨距，係形成為比開放式卡匣12之前面開口之左右的跨距(210mm)狹窄，以便可插入作為較小容器的開放式卡匣12。另外，FOUP11之前面開口之左右的跨距(365mm)相當寬闊，在圖4中並未表示。在該實施形態中，映射感測器5之投光部5a與受光部5b間的跨距，係被設定為154mm。該映射感測器5之左右的跨距，係設定為以往之開放式卡匣用晶圓映射裝置所採用的跨距105mm與在開放式卡匣12之前面開口的跨距210mm下具有剩餘量的200mm之間即可。
前述映射感測器5，係以從上方朝下方移動，並加以識別被收納於FOUP11或開放式卡匣12之棚架11a、12a之晶圓W1、W2的方式來進行檢測。
前述第1突出感測器6，係亦被設成為具備有投光部6a與受光部6b，而使光軸L2朝向左右之水平方向的透射光學感測器，在映射感測器5進行移動之側的下方，安裝成使遠離滾珠螺桿2(該滾珠螺桿2，係使映射裝置4移動)的停止距離以上。第1突出感測器6，係被安裝於比映射感測器5更往入口23側稍微後退的位置，其投光部6a與受光部6b，係與映射感測器5之投光部5a與受光部5b左右相反地予以配置，光軸L2之方向，係被設成為與映射感測器5之光軸L1相反的方向。如此一來，藉由使映射感測器5之光軸L1與第1突出感測器6之光軸L2為彼此相反方向的方式，可防止進入各受光部5b、6b之光的干涉。
前述第1突出感測器6，係在映射感測器5的移動方向前方先行移動，從而檢測有可能與映射感測器5 發生衝突之突出的晶圓W1、W2。當藉由第1突出感測器6檢測出突出的晶圓W1、W2時，則使映射裝置4移動的滾珠螺桿2停止。
前述第2突出感測器7，係被設成為使作為檢測波之照射軸的光軸朝向作為映射感測器5之移動方向亦即下方的反射型光感測器，而被安裝於開放式卡匣12之前面開口的左右中央部，且比第1突出感測器6之光軸L2更往入口23側後退的位置。第2突出感測器7，係被安裝於與第1突出感測器6大致相同的高度位置，其可檢測的距離，係設定為滾珠螺桿2的停止距離以上，而檢測有可能與先行移動之第1突出感測器6發生衝突之突出的晶圓W1、W2。當藉由第2突出感測器7檢測出突出的晶圓W1、W2時，亦停止滾珠螺桿2。
如圖4所示，200mm之晶圓W2的周緣雖離映射感測器5十分遠，但300mm之晶圓W1的周緣相當接近映射感測器5。因此，在對300mm之晶圓W1進行映射時，映射感測器5會以微小的突出量與晶圓W1發生衝突。在圖4中，係附有：有可能與映射感測器5發生衝突之突出量6mm的晶圓W16與有可能與第1突出感測器6發生衝突之突出量14mm的晶圓W114。
在該實施形態中，第1突出感測器6，係被安裝於可檢測晶圓W1(該晶圓W1，係突出於突出量6mm的晶圓W16以上)的前後方向位置。又，第2突出感測器7，係被安裝於可檢測晶圓W1(該晶圓W1，係突出於突 出量14mm的晶圓W114以上)的前後方向位置。因此，藉由第1突出感測器6來檢測有可能與映射感測器5發生衝突的晶圓W1，並且藉由第2突出感測器7來檢測有可能與第1突出感測器6發生衝突的晶圓W1。另外，雖省略圖示，但為200mm之晶圓W2的情況下，有可能與映射感測器5或第1突出感測器6發生衝突的突出量會變得更大，而同樣地藉由第1突出感測器6來檢測有可能與映射感測器5發生衝突的晶圓W2，藉由第2突出感測器7來檢測有可能與第1突出感測器6發生衝突的晶圓W2。
在上述的實施形態中，雖為共同地處理直徑300mm與200mm之2個尺寸的晶圓者，但由本發明之裝載埠所處理之晶圓的尺寸並非限定於實施形態者。例如，在共同地處理直徑450mm與300mm的晶圓時，係將映射感測器之左右的跨距設定為300mmFOUP用晶圓映射裝置所採用的跨距200mm與在300mmFOUP之前面開口的跨距365mm中具有剩餘量的350mm之間即可。又，亦可共同地處理3個以上之尺寸的晶圓，在該情況下，係只要使映射感測器之左右的安裝跨距形成為收納最小尺寸之晶圓之容器之前面開口的跨距即可。
在上述的實施形態中，雖係設成為映射感測器往下方移動，但亦可設成為映射感測器往上方移動，在該情況下，只要使第1突出感測器遠離映射感測器的上方進行安裝，且使第2突出感測器的光軸朝向上方即可。
在上述的實施形態中，雖係在容器之前面開 口的左右中央部且與第1突出感測器大致相同的高度位置，將第2突出感測器安裝於映射裝置，但第2突出感測器之高度方向的安裝位置並不限定於實施形態者，第2突出感測器之可檢測距離，係只要到達第1突出感測器的移動方向前方即可。又，左右方向之安裝位置亦不限定於中央部。又，第2突出感測器，係亦可固定地安裝於裝載埠之門扉的框架等。亦可將第2突出感測器安裝於映射裝置，而且，將第3突出感測器安裝於裝載埠之門扉的框架等。
在上述的實施形態中，雖係將映射感測器與第1突出感測器設成為透射光學感測器，將第2突出感測器設成為反射型光感測器，但映射感測器與第1突出感測器，係亦可設成為反射型感測器，該反射型感測器，係在一端側配置投光部與受光部，而在另一端側配置反射鏡。又，第2突出感測器，係亦可設成為透射型感測器，該透射型感測器，係在一端側配置投光部，而在另一端側配置受光部。而且，該些透過型與反射型的感測器，係亦可設成為將電磁波或超音波等作為檢測波而加以照射者。
在上述的實施形態中，雖設置了往上下方向移動之專用的映射裝置，但映射裝置，係亦可利用取入晶圓的搬送用機械人，往上下方向予以移動。又，亦可組入作為晶圓搬送系統的EFEM(Equipment Front End Module)，該晶圓搬送系統，係具備有裝載埠與搬送用機械人。

Claims (4)

  1. 一種晶圓映射裝置，係共同地對不同尺寸之晶圓(該不同尺寸之晶圓，係收納於被搬送至裝載埠之不同尺寸的容器)進行映射，該晶圓映射裝置，其特徵係，具備有：映射感測器，檢測波之照射軸朝向左右的水平方向，左右之跨距形成為比前述不同尺寸中之最小尺寸之容器的前面開口跨距狹窄，被插入前述容器的前面開口，在前述容器內往上下方向移動，檢測收納於前述容器的晶圓；映射裝置，安裝有前述映射感測器，往上下方向移動；第1突出感測器，檢測波之照射軸朝向左右的水平方向，使遠離前述映射感測器的移動方向前方，而被安裝於前述映射裝置，檢測被收納於前述容器之晶圓的突出；及第2突出感測器，檢測波之照射軸朝向前述映射感測器之上下的移動方向，檢測被收納於前述容器之晶圓的突出。
  2. 如申請專利範圍第1項之晶圓映射裝置，其中，將從前述第1突出感測器之前述映射感測器至前述移動方向前方的間隔距離，設成為前述映射裝置之上下方向移動的停止距離以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之晶圓映射裝置，其中，將前述第2突出感測器之照射軸設定於前述容器之前面開口跨距的左右中央部，且比前述第1突出感測器之照射軸更往從前述容器後退的位置。
  4. 一種裝載埠，係具備有如申請專利範圍第1項的晶圓映射裝置。
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