KR100198145B1 - 웨이퍼 반송장치 및 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법 - Google Patents

웨이퍼 반송장치 및 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법 Download PDF

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야스히로 사카모토
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히가시 데쓰로
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Abstract

웨이퍼카셋트 내에 수납된 웨이퍼를 옮겨싣는 웨이퍼 유지수단을 이동시켜 웨이퍼의 반송을 행하는 웨이퍼반송장치로서, 발광수단을 형성한 제1의 아암과, 발광수단에서 조사된 광을 검출하는 수광수단을 형성한 제2의 아암과, 이 수광수단의 출력정보에 기초하여 웨이퍼카셋트내의 웨이퍼의 유무 또는 수납상태를 검지하는 판정수단을 가지는 웨이퍼 검출수단을 구비함.
또한, 반송기대에 형상되어 그의 앞끝단부에 발광수단을 가지는 제1의 아암과 그의 앞끝단부에 수광수단을 가지는 제2의 아암을 웨이퍼카셋트 내의 웨이퍼의 외주면의 바깥쪽의 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하여 위치시켜, 제1의 아암과 제2의 아암을 웨이퍼의 두께방향으로 이동시키면서, 발광수단으로부터의 광을 조사하고 수광수단으로 검출하여 웨이퍼의 외관상의 두께를 측정한다.
그리고, 측정에 의하여 얻어진 웨이퍼의 외관상의 두께를 웨이퍼의 실제의 두께와 비교하여 수납된 웨이퍼의 경사를 검출하고, 검출된 웨이퍼의 경사에 의하여 웨이퍼의 옮겨싣기를 하거나, 웨이퍼수납의 미세한 수정을 하거나, 또는 아암처리를 행함.

Description

웨이퍼 반송장치 및 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법
제1도는 본 발명의 웨이퍼 반송장치가 적용되는 반도체 제조장치의 평면도를 나타낸다.
제2도는 제1도에 나타낸 반도체 제조장치의 측면도를 나타낸다.
제3도는 본 발명의 웨이퍼 반송장치의 실시예 1의 평면도를 나타낸다.
제4도는 제3도에 나타낸 웨이퍼 반송장치의 정면도를 나타낸다.
제5도는 제3도에 나타낸 웨이퍼 반송장치의 측면도이며,
제5a도는 제1의 아암과 제2의 아암을 후퇴시킨 상태를 나타내며,
제5b도는 핀셋을 웨이퍼의 수납방향으로 핀셋을 전진시킨 상태를 나타낸다.
제6도와 제7도는 제3도에 나타낸 웨이퍼 반송장치의 동작을 설명하기 위한 도면이며,
제6도는 웨이퍼 카세트 부분의 종단면도.
제7도는 그 횡단면도이다.
제8도는 제3도에 나타낸 웨이퍼 반송장치를 사용하여 반도체 웨이퍼의 경사 유무를 검출하는 원리를 설명하기 위한 개념도이며,
제8a도는 반도체 웨이퍼가 카세트내에 수평으로 격납되어 있는 경우, 또한,
제8b도는 반도체 웨이퍼가 경사지게 격납되어 있는 경우를 나타낸다.
제9도는 제3도에 나타낸 웨이퍼 반송장치를 사용하여 반도체 웨이퍼의 경사를 측정하는 웨이퍼 검출기구의 회로계(回路系)를 설명하기 위한 블록도이다.
제10도는 본 발명의 웨이퍼 반송장치의 이동을 실시하여 웨이퍼의 위치검출을 하는 서보기구의 제어계의 블록도이다.
제11도는 제9도에 나타낸 측정 제어부를 구성하는 제어계의 계통도이다.
제12도는 본 발명의 웨이퍼 반송장치를 사용하여 웨이퍼 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법의 각 스텝을 나타낸 플로우차트이다.
제13도는 종래의 웨이퍼 반송장치를 설명하기 위한 개념적 종단면도이다.
제14도는 웨이퍼 카세트내에 반도체 웨이퍼가 수납된 상태를 나타낸 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 도포현상(現象) 처리장치 2 : 처리부
3 : 로우더부 4 : 반송 유니트
5 : 카세트 재치(裁置)부 6 : 받아넘기는 기구
10 : 웨이퍼 반송장치 11a, 11b : 처리 유니트
12 : 반송기대 14 : 핀셋
14a : 핀셋의 단부 14a' : 안쪽면
16a, 16b : 부착 브래킷 18a, 18b : 센터링 부재
18a', 18b : 센터링 부재의 안쪽면 20 : 승강로드
22 : 웨이퍼 검출기구(검출수단) 24 : 제1의 아암
26 : 제2의 아암 28 : 발광소자(발광수단)
29 : 광빔 30 : 수광소자(수광수단)
40 : 웨이퍼 카세트 40a : 웨이퍼 카세트홈
60 : 반도체 웨이퍼 61 : 오리엔테이션 플랫부
70 : 아암 구동부 71 : 판정회로(판정수단)
72 : 측정 제어부 80 : 펄스정류기 및 방향판단회로
81 : 편차 카운터 82 : D/A 변환기
83 : 서보드라이브 84 : 서보모우터
85 : 로우터리 엔코우더 89 : 메인 콘트롤러
90 : 서보기구 91 : 메모리
92 : 출력유니트 93 : CPU 유니트
94 : RAM 95 : 이상신호발생 유니트
96 : 알람발생 유니트 97 : 입력 유니트
본 발명은, 웨이퍼 반송장치 및 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 카세트내에서의 웨이퍼의 경사를 검출하여 웨이퍼를 옮겨 싣거나 혹은 알람처리를 하는 방법에 관한 것이다.
종래, 예를들면 복수매(예를들면 25매)의 반도체 웨이퍼를 수납한 웨이퍼 카세트로부터 1매씩 반도체 웨이퍼를 꺼내어 다음 공정(예를들면 레지스터 처리공정)으로 반송하는 장치가, 이른바 웨이퍼 반송장치로서 알려져 있다.
또한, 이와같은 웨이퍼 반송장치로서, 반송기대에 핀셋을 설치하여, 이 핀셋의 상면에 반도체 웨이퍼를 얹어놓고 반도체 웨이퍼를 유지하고, 이대로의 상태로 반송기대를 웨이퍼 카세트로부터 후퇴·퇴피하도록 이동시켜서 반도체 웨이퍼의 꺼내기를 행하는 것이 알려지고 있다.
이와같은 종래의 웨이퍼 반송장치를 사용하여 웨이퍼 카세트에 수납된 반도체 웨이퍼를 카세트로부터 꺼내는 경우를 설명한다.
제13도의 일부 종단면도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 반송장치(10)를 이동수단(도시하지 않음)에 의해 반도체 웨이퍼(60)의 격납방향으로 이동시켜서, 웨이퍼 카세트(40)내에 격납된 반도체 웨이퍼(60)의 아래쪽 웨이퍼(60)간에 반송기대(12)에 붙임고정된 핀셋(14)을 삽입한다.
이어서, 그 상태로 반송기대(12)를 상승수단(도시하지 않음)에 의해 상승시킴으로서, 핀셋(14)을 상승시켜서 핀셋(14)의 유지면위에 반도체 웨이퍼(60)를 얹어놓고 유지한다.
그리고, 웨이퍼 반송장치(10)를 웨이퍼 카세트(40)로부터 후퇴시킴으로써, 반도체 웨이퍼(60)를 1개씩 꺼내도록 되어있다.
또한, 제14도의 웨이퍼 카세트(40)의 종단면도에 나타낸 바와같이, 웨이퍼 카세트(40)내에 격납된 각 반도체 웨이퍼(60)는, 웨이퍼 카세트(40)의 양측벽의 안쪽면에 형성된 홈(40a)의 각단(段)에 삽입되는데, 약간지이반 그들의 수평상태가 흐트러져서 홈(40a)에 경사지게 수납되어 있는 일이 있다.
그 때문에, 상술한 바와같은 수단에 의해 웨이퍼 카세트(40)로부터 반도체 웨이퍼(60)를 자동화된 웨이퍼 반송장치(10)에 의해 꺼내는 경우에는, 웨이퍼 카세트(40)내의 홈(40a)의 각단에 반도체 웨이퍼(60)가 수납되어 있는지 없는지를 그것을 꺼내기에 앞서서 미리 확인하는 것이 행해지고 있다.
이를 위하여, 종래의 웨이퍼 반송장치에는, 웨이퍼 카세트(40)내에 반도체 웨이퍼(60)가 소정대로 수납되어 있는지 없는지를 웨이퍼 반송방향과 같은 카세트(40)의 앞뒤방향에 광빔을 조사하여 검지하는 센서수단등이 설치되고 있었다.
그러나, 통상, 웨이퍼 카세트(40)는, 1대의 반도체 제조장치에 대하여 다수개 사용된다.
그 때문에, 웨이퍼 카세트(40)마다 센서수단을 설치하도록 하면, 반도체 장치 전체로서 매우 비싼 가격으로 되는 문제점이 있었다.
또, 상술한 바와같이, 웨이퍼 카세트(40)는, 그 양측벽의 안쪽면에 형성한 홈(40a)의 각단에 반도체 웨이퍼(60)를 삽입하여 격납하는 구성으로 되어 있으므로, 제14도에 부호 (60a), (60b)로 나타낸 바와같이, 반도체 웨이퍼(60)가 약간이긴 하나 경사지게 삽입된채 격납되는 일이 있었다.
통상의 센서를 웨이퍼 카세트의 아래쪽에서 윗쪽으로 웨이퍼 수납매수분만 이동시키는, 이른바 매핑방법에서는, 웨이퍼 카세트내의 홈내에 반도체 웨이퍼가 있는지 없는지의 검출에 있어서, 반도체 웨이퍼를 꺼내기 위한 핀셋의 돌입(삽입) 높이 등은 웨이퍼 카세트의 홈에 대하여 언제나 일정하였다.
그 때문에, 이와 같은 경우에, 반도체 웨이퍼(60a), (60b)를 자동화된 웨이퍼 반송장치(10)로 유지하여 웨이퍼 카세트(40)로부터 꺼내려고 하면, 반도체 웨이퍼(60a), (60b)가 삽입되어 있는 홈(40a)의 표면과 강하게 스쳐서 먼지를 발생시키는 원인으로 되어 버렸다.
더욱이, 최악의 경우에는, 반도체 웨이퍼 자체가 파손되고 마는 염려가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 종래의 웨이퍼 반송장치가 가진 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 반송하여야할 반도체 웨이퍼의 웨이퍼 카세트내에서의 유무를 검지할 수 있는 웨이퍼 반송장치 및 이 웨이퍼 반송장치를 사용하여 행하는 웨이퍼 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 웨이퍼 반송장치는, 웨이퍼 카세트 내에 수납된 웨이퍼를 옮겨싣는 웨이퍼 유지수단 및 웨이퍼를 검출하기 위한 웨이퍼 검출수단을 포함하여 구성되는 웨이퍼 반송장치로서, 상기 웨이퍼를 검출하기 위한 웨이퍼 검출수단은 발광수단을 형성한 제1의 아암과, 상기 제1의 아암과 일체적으로 형성되며, 상기 발광수단에서 조사되는 광을 검출하고, 상기 검출광에 관한 정보를 출력하는 수광수단이 형성된 제2의 아암 및 상기 제1의 아암 및 제2의 아암이 사용할 때에 웨이퍼 카세트내에 있는 상태에서, 상기 수광수단의 상기 출력정보의 근거하에 웨이퍼 카세트내의 웨이퍼의 유무 또는 수납상태를 검지하는 판정수단을 포함하여 구성된다.
또, 이 웨이퍼 반송장치를 사용하여 행하는 웨이퍼 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법은, 발광수단을 설치한 제1의 아암과 수광수단을 설치한 제2의 아암이 웨이퍼의 바깥둘레면의 바깥쪽 윗쪽 또는 아래쪽에 위치하도록 제1의 아암과 제2의 아암을 반송기대에 이동시킨다.
이어서, 이들 제1의 아암과 제2의 아암을 웨이퍼의 두께방향으로 상대적으로 이동시키면서, 발광수단으로 광을 조사하고, 이 광을 수광수단으로 검출하여, 웨이퍼의 외관상의 두께를 측정하고, 이 측정공정에서 얻게된 웨이퍼의 외관상의 두께를 웨이퍼의 실제 두께와 비교함으로써, 격납된 웨이퍼의 경사를 검출한다.
이 검출결과에 의거하여, 그대로 웨이퍼를 옮겨 싣거나, 미세한 수정후 옮겨 싣거나, 혹은 알람처리를 하도록 한다.
본 발명의 웨이퍼 반송장치에서는, 반송기대에 붙임고정한 제1의 아암(발광수단)과 제2의 아암(수광수단)을 웨이퍼가 존재해야할 영역을 끼워넣듯이 웨이퍼 카세트내에 삽입하고, 웨이퍼의 격납상태의 좌우방향에 평행광(平行光)을 조사하여 검출동작을 한다.
그리고, 발광수단과 수광수단의 사이에 웨이퍼가 존재할 경우는, 발광수단으로부터 조사된 광은 웨이퍼에 의해서 차단되므로, 웨이퍼의 존재 또는 격납상태를 검출할 수가 있다.
또, 이 웨이퍼 반송장치를 사용하여 행하는 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법에서는, 웨이퍼 검출수단이 제1의 아암과 제2의 아암이 웨이퍼의 바깥둘레면의 바깥쪽에 위치하도록 세트한 후, 제1의 아암과 제2의 아암을 웨이퍼의 두께방향으로 이동시켜, 발광수단으로부터 광을 조사하고, 이 광을 수광수단이 검출하지 않게 되면서부터 재차 검출하기까지의 사이에 웨이퍼 검출수단의 상하 방향의 이동거리에 의해 웨이퍼의 외관상의 두께를 측정한다.
그리고, 이 외관상의 두께가 실제의 웨이퍼 두께보다도 큰 경우에는, 웨이퍼가 경사하여 웨이퍼 카세트내에 격납되어 있다고 판단하고, 웨이퍼 수납상태의 미세 수정 혹은 그것으로 끝나지 않을 경우에는, 알람처리를 행하도록 한다.
[실시예]
제1도와 제2도에 본 발명의 웨이퍼 반송장치가 적용되는 반도체 제조장치의 평면도와 측면도를 나타낸다.
제1도와 제2도에 나타낸 바와 같이, 반도체 제조장치, 예를 들면 레지스터 도포현상 처리장치(1)는, 각각 별체의 상자체로 되는 처리부(2)와 로우더부(3)를 수평방향으로 배열하고, 이들을 접속하여 구성되어 있다.
이 레지스트 도포현상 처리장치(1)에서는, 처리부(2)와, 피처리체, 예를들면 반도체 웨이퍼(60)에 포토리소 그래피를 위한 일련의 처리를 실시하는 각 처리 유니트(11a), (11b)와, 반도체 웨이퍼(60)를 이들 처리유니트(11a), (11b)에 반송하기 위한 반송유니트(4)를 조합하여 구성되어 있다.
한편, 로우더부(3)에는, 반도체 웨이퍼(60)가 복수매, 예를들면 25매 격납할 수 있도록 구성된 웨이퍼 카세트(40)가 카세트 재치부(5)상에 얹어놓여 있다. 카세트 재치부(5)는, 다른 구동수단(도시없음)에 의해 상하방향(Z축방향)으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
또, 이 로우더부(3)에는 X, Y, θ방향으로 이동이 자유로운 웨이퍼 핀셋(후술함)의 동작에 의해 웨이퍼 카세트(40)에 반도체 웨이퍼(60)를 반입, 반출하기 위한 웨이퍼 반송장치(10)가 배열설치되어 있다.
또한, 이 로우더부(3)에는, 웨이퍼 반송장치(10)로부터 반송로 유니트(4)에 반도체 웨이퍼(60)를 받아 넘기는 웨이퍼 받아 넘기는 기구(6)가 설치되어 있다. 이와같은 반도체 제조장치에 적용되는 본 발명의 웨이퍼 반송장치(10)의 실시예를 첨부한 도면에 의해 설명한다.
제3도와 제4도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 반송장치(10)는, 승강로드(20)에 붙임고정된 반송기대(12)와, 상면에 반도체 웨이퍼(60)를 얹어놓도록 구성된 웨이퍼 유지수단으로서 기능하는 핀셋(14)과, 한쪽끝단이 반송기대(12)에 붙임고정된 부착 브래킷(16a)(16b)에 의하여 지지된 웨이퍼 센터링 부재(18a), (18b)와, 웨이퍼 검출기구(22)로 이루어진다.
승강로드(20)는, 후술하는 기구(제10도 참조)에 의해 제2도에 나타낸 바와같이 X-X축방향, Z축방향 및 θ축방향으로 이동이 자유롭게 되어 있다.
또, 핀셋(14)은, 도시하지 않는 구동수단(예를들면 에어실린더, 볼나사, 벨트등)에 의해, 제3도중에 기호 A로 나타낸 방향으로 반송기대(12)의 긴쪽방향에 대하여 전후운동할 수 있도록 되어 있다.
이 핀셋(14)을 전진시켜서, 웨이퍼 카세트(40)의 단부에 수납되어 있는 반도체 웨이퍼(60)의 아래쪽에 비접촉 상태로 삽입하고, 이어서, 핀셋(14)을 승강로드(20)를 사용하여 상승시킴으로써, 웨이퍼(60)를 핀셋(14)상에 얹어놓는다.
또한, 이 핀셋(14)을 반송기대(12) 쪽으로 이동 후퇴시켜서, 핀셋(14)의 선단부에 형성한 단부(14a)의 안쪽면(14a')과 반송기대(12)에 붙임고정된 웨이퍼 센터링 부재(18a), (18b)의 원호형상의 안쪽면(18a), (18b')으로 웨이퍼(60)의 상대적 센터링과 유지를 하도록 되어 있다. 또, 웨이퍼 검출기구(22)(이른바 센서)는, 선단부에 발광수단인 발광소자(28)(예를들면, LED; Light Emitting Diode)를 설치한 제1의 아암(24)과, 선단부에 수광수단인 수광소자(30)(예를들면 포토 트랜지스터)를 설치한 제2의 아암(26)과, 후술하는 판정회로에 의하여 구성되어 있다.
이들 아암(24)(26)은, 제4도에 나타낸 바와 같이 핀셋(14)의 아래쪽 위치에 배치되어, 핀셋의 움직임과는 독립으로, 제3도중에 기호 A로 나타낸 방향으로 전후운동할 수 있도록 되어 있다.
즉, 아암(24), (26)은, 웨이퍼(60)를 핀셋(14)의 웨이퍼 꺼내는 이동방향에 대하여 좌우방향에서 검출하도록 구성되어 있다.
또, 제1의 아암(24)과 제2의 아암(26)과의 선단부간의 간격은, 제7도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 카세트(40)내에 진입이 가능한 간격, 예를들면 웨이퍼(60)의 직경보다도 좁게 되어 있다.
따라서, 제7도에 나타낸 바와같이, 웨이퍼 검출용 광빔(29)을 좌우방향으로 조사하여 웨이퍼(60)를 검출한다.
제5도는, 웨이퍼 반송장치(10)의 측면도이며, 제5a도는, 아암(24), (26)을 반송기대(12)쪽 후퇴시킨 상태를, 또 제5b도는, 제2의 아암(26)을 가이드홈(26')을 따라 전진시킨 상태를 각각 나타내고 있다.
그래서, 이와 같은 웨이퍼 검출기구(22)를 사용하여 웨이퍼 카세트(40)에 수납되어 있는 웨이퍼(60)의 유무와 그 경사를 검출하는 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 제6도와 제7도에 나타낸 바와 같이, 아암(24), (26)을 전진시켜서 그들이 웨이퍼(60)의 바깥둘레면의 위쪽 혹은 아래쪽에 위치하도록 웨이퍼 카세트(40)내에 삽입한다.
다음에, 발광소자(28)로부터 평행광의 발광을 개시한다.
이때는, 발광소자(28)와 수광소자(30)와의 사이에는 웨이퍼(60)는 존재하고 있지 않으므로, 발광소자(28)로부터의 광빔(29)은 수광소자(30)에 달한다.
그 결과, 웨이퍼가 없다고 판정된다.
이어서, 아암(24), (26)을 승강로드(20)를 사용하여 기호 B의 방향으로 상승시킨다. 그 결과, 웨이퍼가 없다고 판정된다.
이어서, 아암(24), (26)을 승강로드(20)를 사용하여 기호 B의 방향으로 상승시킨다.
여기서, 아암(24), (26)의 웨이퍼 카세트(40)의 최하단에 수납된 반도체 웨이퍼(60)의 높이까지 상승하면, 발광소자(28)로부터의 광빔(29)은 웨이퍼(60)의 웨이퍼 반송장치(10) 가까이 있는 바깥둘레면이 차단되어, 수광소자(30)로는 검출되지 않고, 웨이퍼 검출의 출력정보를 출력한다.
이 출력정보에 의해 웨이퍼 검출기구(22)의 판정회로는, 웨이퍼 카세트(40)의 최하단에 웨이퍼(60)가 수납되어 있는 것을 검출한다.
그후, 차례로, 아암(24), (26)을 웨이퍼 카세트(40)의 최상단의 수납위치의 높이까지 상승시켜서 웨이퍼 카세트(40)내의 각단에 대해서 웨이퍼 유무의 검출·판정(이른바 매핑)을 한다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼 검출수단(22)을, 제3도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 반송장치(10) 쪽으로 모두 설치하였기 때문에, 웨이퍼 카세트(40)가 다수 있다고 하더라도, 웨이퍼 검출수단(22)은 1개 설치한 것만으로 된다.
더구나, 종래와 같이, 웨이퍼 카세트(40)쪽에 예를들면 광반사체등의 검출수단을 별도로 설치할 필요는 전혀 없다.
또, 이 매핑할 때, 반도체 웨이퍼(60)가 웨이퍼 카세트(40)의 각단의 홈(40)에 수평방향으로 바르게 수납되어 있는지, 혹은 경사진 상태로 수납되어 있는지를, 이 반도체 웨이퍼(60)의 외관상의 두께를 측정함으로써, 판정할 수가 있다.
예를 들면 반도체 웨이퍼(60)가 수평방향으로 바르게 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있는 경우, 제8a도에 기호 B로 나타낸 방향으로 아암(24), (26)을 상승시킨다.
그러면, 발광소자(28)로부터의 광이 수광소자(30)로 검출되지 않는 것은 아암(24), (26)이 I로 나타낸 높이에 달하고 나서 II로 나타낸 높이에 달하기 까지의 동안이다.
따라서, 발광소자(28)로부터의 광빔(29)이 수광소자(30)로 검출되지 않는 동안에 아암(24), (26)이 윗쪽으로 이동한 거리는, 이 반도체 웨이퍼(60)의 실제의 두께와 일치한다.
한편, 반도체 웨이퍼(60)가 경사상태로 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있는 경우는, 제8b도에 나타낸 바와 같이, 발광소자(28)로부터의 광이 수광소자(30)로 검출되지 않는 것은, 아암(24), (26)이 I'로 나타낸 높이에 달하고 나서 II'로 나타낸 높이에 달하기 전까지의 동안이다.
따라서, 이 동안의 아암(24), (26)의 이동거리는 제8a도의 경우보다도 길어지고, 반도체 웨이퍼(60)의 실제의 두께와 일치하지 않게 된다. 즉, 웨이퍼(60)의 외관상의 두께가 검출되는 것이 된다.
따라서, 웨이퍼 검출기구(22)의 판정회로로, 이와 같은 판정에 의하여 얻어진 반도체 웨이퍼(60)의 외관상의 두께를, 미리 측정된 반도체 웨이퍼(60)의 실제 두께와 비교함으로써, 이 반도체 웨이퍼(60)가 수평방향으로 수납되어 있는지 경사상태로 수납되어 있는지 아닌지를 검출할 수가 있다.
예를 들면, 제9도에 나타낸 바와 같이, 아암(24), (26)을 상하방향으로 이동시키기 위하여 승강로드(20)를 상하운동시키는 아암 구동부(70)는, 아암을 Z축 방향으로 0.01mm 이동시킬 때마다 1펄스 발생하는 전기신호(S)를 출력한다. 발광소자(28) 및 수광소자(30)가 접속된 판정회로(71)에서는, 먼저, 수광소자(30)로 부터의 전기신호의 레벨에 대응하여 웨이퍼 카세트(40)내의 반도체 웨이퍼(60)의 유무를 판정한 후 출력을 발한다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼(60)가 광빔(29)을 차단했을 시에 전기신호(W)를 출력한다.
다음에 측정 제어부(72)(제11도를 참조)에서는, 전기신호(W)가 출력되고 있는 동안, 전기신호(S)의 펄스를 계수한다.
그리고, 이 계수결과를 이미 기억시켜 놓은 소정의 수와 비교하여, 예를 들면 소정의 수를 넘는 경우에 알람신호(ALM)를 발생하고, 알람발생부(73)등을 제어하여 동작시킨다.
또, 1펄스를 0.1mm로 하여 펄스수에 대응한 웨이퍼(60)의 두께를 산출한다.
지금, 두께 0.05mm의 반도체 웨이퍼(60)가 웨이퍼 카세트(40)내에 바르게 수평 상태로 수납되어 있는 경우에는, 아암(24), (26)이 0.05mm 이동하는 동안 즉, 제8a도의 I-II간의 광빔(29)이 반도체 웨이퍼(60)에 의하여 차단되고 있으므로, 전기신호(S)는 50펄스의 출력이 된다.
따라서, 측정 제어부(72)에서는 50을 계수하고, 미리 소정의 수를 50으로 설정하여 두면, 알람신호(ALM)는 발생하지 않는다.
한편, 제8b도에 나타낸 바와같이, 반도체 웨이퍼(60)가 좌우로 경사하여 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있는 경우에는, 웨이퍼(60)의 외관상의 두께가 0.05mm보다도 두텁게 되어있다.
그래서, 제8b도의 I'-II'간은 광빔(29)이 차단되어 측정 제어부(72)가 예를들면 150펄스를 계수했을 때에는, 이것이 소정의 수 50을 넘고 있으므로, 알람 신호(ALM)를 발생하고, 알람발생부(73)가 동작한다.
동시에, 두께가 1.5mm로 산출되기 때문에 반도체 웨이퍼(60)가 웨이퍼의 검출위치에서 수평상태로 비교해서 1mm 좌우로 경사하고 있는 것을 알게된다.
일반적으로, 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있는 반도체 웨이퍼(60)는, 웨이퍼 카세트(40)의 홈(40a)의 긴쪽방향이 웨이퍼 반송방향 즉, 앞뒤방향으로 형성되어 있기 때문에, 이 홈(40a)의 긴쪽방향 요컨대 앞뒤방향으로 경사지는 일은 거의 없다.
한편, 웨이퍼 카세트(40)의 홈(40a)은 반도체 웨이퍼카셋트(60)를 꺼내고 들이는 것이 용이하게 되도록, 홈 상단부분은 테이퍼 형상으로 형성되고, 또한 홈 깊이의 치수는 반도체 웨이퍼(60)의 직경보다 넓게 형성되어 있다.
따라서, 웨이퍼(60)의 반송방향에 대하여 좌우로 경사지게 수납되는 일이 있을 수 있다.
또한, 반도체 웨이퍼(60)가 경사상태로 수납되어 있다고 판정된 경우에는, 경고음(알람)을 발하여 작업자가 그 뜻을 알 수 있도록 하거나, 몇단째의 반도체 웨이퍼(60)가 경사지고 있는가를 표시하는 것으로 하여도 된다.
2단째 이후의 각 반도체 웨이퍼(60)에 대해서도, 계속 아암(24), (26)을 상승시키면서 동일한 검출을 행함으로써, 본 발명에 의하면, 웨이퍼 카세트(40)의 각단에 대해서, 반도체 웨이퍼(60)가 수납되어 있는지 없는지 및 수납된 각 반도체 웨이퍼(60)가 수평방향으로 바르게 수납되어 있는지 없는지를 판정할 수 있다.
또한, 상술한 웨이퍼(60)의 경사검출동작은, 아암(24), (26)을 윗쪽으로 이동시켜서 행하였으나, 웨이퍼 카세트(40)쪽이 승강기능을 가지는 경우에는, 웨이퍼 카세트(40)를 이동시켜서 행하여도 된다.
요는, 발광소자(28) 및 수광소자(30)와 웨이퍼(60)가 상대적으로 이동할 수 있으면 된다.
웨이퍼 검출이 종료하면, 아암(24), (26)을 웨이퍼 카세트(40)로부터 후퇴시킴과 동시에, 핀셋(14)을 전진시켜, 반도체 웨이퍼(10)가 수납되어 있는 것으로 확인된 이후부터 이 반도체 웨이퍼(60)를 상술한 바와 같이 하여 1매씩 꺼내고, 반송을 개시한다.
여기서, 상술한 바와 같이 하여 경사진 상태로 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있다고 판단된 반도체 웨이퍼(60)는, 꺼내지 않도록 하거나 또는 사람의 손에 의하여 위치 미세수정한 후에 반송한다.
제10도는 웨이퍼 반송장치의 이동을 행하고 웨이퍼의 위치검출을 하는 서보기구의 제어계의 블록도이다.
이 제어계에 있어서, 펄스정류기 및 방향판단회로(80), 편차카운터(81), D/A 변환기(82), 서보드라이브(83), 서보모우터(84) 및 로우터 리엔코우더(85)는, 웨이퍼 반송장치(10)를 이동시키기 위한 서보기구(90)를 구성한다.
편차카운터(81)에는 방향판단회로(88)를 통하여 메인콘트롤러(89)로부터 이동량지시치 즉, 웨이퍼 반송장치(10)의 이동해야 하는 거리에 대응한 개수의 지시 펄스가 입력된다.
편차카운터(81)에 셋트된 이동량지시치는 D/A 변환기(82)에서 아나로그의 이동지시신호로 변환되고, 이 이동지시신호가 서보드라이브(83)가 회전동작하고, 모우터축(84a)로 전달기구(도시않됨)를 통하여 결합된 웨이퍼 반송장치(10)가 소정의 경로를 이동하도록 되어 있다.
웨이퍼 반송장치(10)의 이동방향은, 모우터(84)의 회전방향에 대응한다.
서보모우터(84)의 회전축(85a)에는 로우터리 엔코우더(85)가 결합되고, 이 로우터리 엔코우더(85)로부터 모우터(84)의 회전속도·회전량에 따른 주파수·펄스수의 펄스신호 EP가 발생한다.
이 펄스신호 EP는, 펄스정류기 및 방향판단회로(80)를 통하여, 위치피드백 신호로서 편차카운터(81)로 부여된다.
위치피드백계에 있어서는, 편차카운터(81)의 계수치(이동량지시치)가 위치피드백 신호(펄스신호 EP)에 의하여 감산되고, 그에 따라서 편차카운터(81)에서 출력되는 이동지시신호의 전압레벨이 감소하고, 펄스정류기 및 방향판단회로(80)의 계수치가 0에 달하면 이동지시신호가 끊어지고, 웨이퍼 반송장치(10)의 이동이 정지한다.
그때, 웨이퍼 반송장치(10)가 관성력으로 목적위치에서 지나쳐 버린 때는, 서보록의 움직임으로 목적위치로 위치결정되도록 되어 있다.
웨이퍼 반송장치(10)는, 서보모우터(84)의 회전구동력으로 소정의 경로를 이동한다. 그리고, 웨이퍼 위치검출모우드에 있어서는, 웨이퍼 반송장치(10)에 조립되어 있는 웨이퍼 검출장치에 의하여, 웨이퍼 카세트내의 각 위치에 따라 웨이퍼의 유무를 나타내는 웨이퍼 검출신호(WD)가 출력된다.
이 웨이퍼 반송장치(10)로부터의 웨이퍼 검출신호(WD)는 메인콘트롤러(89)에 부여된다.
메인콘트롤러(89)는, 상술한 바와 같이 웨이퍼 반송장치(10)의 이동해야 할 거리를 나타내는 지시펄스를 편차카운터(80)에 설정입력하거나, 웨이퍼 위치검출모우드에 웨이퍼 반송장치(10)내의 웨이퍼 검출기구로부터의 웨이퍼 검출신호(WD)를 수취하거나 하는 외에, 로우터리 엔코우더(85)로부터의 펄스신호(PA)를 인터럽트 신호로서 수취한다.
로우터리 엔코우더(85)의 펄스신호(PA)는, 1펄스가 서보모우터(84)의 소정각의 회전량에 대응하며, 또한, 웨이퍼 반송장치(10)의 소정의 이동량에 대응하고 있다.
메인콘트롤러(89)는, 이 펄스신호(PA)의 펄스수(인터럽트 신호수)를 계수함에 의하여, 웨이퍼 반송장치(10) 및 웨이퍼 검출기구의 실제의 이동위치를 검출한다.
이와같이, 메인콘트롤러(89)는, 서보기구(90)에 있어서의 피드백 제어용의 로우터리 엔코우더의 출력신호(PA)에 기초하여 웨이퍼 반송장치(10) 및 웨이퍼 검출기구의 이동위치를 감시한다.
따라서, 서보기구(90)에 이동량을 설정입력하는 것만으로 이동체의 실제의 이동위치 내지는 이동상태를 감시하지 않는 이동제어방식과 비교하여, 보다 정밀도가 높은 위치제어가 행해진다.
또한, 제11도는 제9도에 나타낸 웨이퍼 위치검출기구의 측정제어부(72)를 구성하는 제어계의 계통도이다.
이 계통도에서는, 웨이퍼 검출기구는 버스라인(BC)을 통하여 호스트 컴퓨터(도시않됨)에 접속되어 있다.
메모리(91)에는 웨이퍼 카세트(40)내의 반도체 웨이퍼(60)에 대한 정보두께 등)가 미리 격납되어 있다.
입력유니트(97)에 입력된 데이터는, 버스라인(BC)을 통하여 RAM(94)에 입력된다.
CPU 유니트(93)에서는 입력유니트(97)로부터 RAM(94)에 격납된 데이터를 메모리(91)로부터의 데이터와 비교하고, 입력유니트(97)로부터의 데이터(외관상의 두께)가 메모리(91)로부터의 데이터(실제의 두께)와 같은가의 여부를 점검한다.
양 데이터가 같은 경우(웨이퍼가 기울어져 있지 않은 경우)에는, 출력유니트(92)의 터미널(R)로부터는 웨이퍼 반송기구를 구동, 정지하는 서보모우터(85)(제10도 참조)로 보내고, 서보모우터(85)의 Z축의 이동량을 로우터리 엔코우더를 통하여 그의 출력신호 PA를 입력유니트(90)의 터미널에 보내도록 되어 있다.
CPU 유니트(93)는, 다음의 웨이퍼(60)의 검출을 위하여 대기한다.
한편, 양 데이터가 같지 않은 경우(웨이퍼가 경사진 경우)에는, CPU 유니트(93)는 이상신호발생 유니트(95)를 구동하여 알람발생유니트(96)로부터 알람을내도록 되어있다.
또한, 제12도는 웨이퍼 카세트내의 웨이퍼의 경사를 검출하고 소정의 웨이퍼의 옮겨싣기를 행하는 방법의 각 스텝을 나타내고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 웨이퍼 반송장치에 의하면, 웨이퍼(60)의 다음 공정을 위한 센터링과 반송이 가능함과 함께, 웨이퍼 검출기구(22)에 의하여, 웨이퍼 카세트(40)의 각단에 대하여, 반도체 웨이퍼(60)가 수납되어 있는지의 여부 및 수납된 각 반도체 웨이퍼(60)가 수평방향으로 바르게 수납되어 있는지의 여부를, 1회의 조작으로 동시에 판단할 수 있다.
또한, 기울어진 상태에서 웨이퍼 카세트(40)중에 수납되어 있다고 판단된 반도체 웨이퍼(60)는 핀셋(14)으로 꺼내지지 않거나, 웨이퍼(40)중의 격납위치 수정후에 반출함으로써, 어떤 반도체 웨이퍼(60)를 카세트(40)에서 반출한 경우에 생길 수 있는 먼지의 발생이나 반도체 웨이퍼(60)의 파손을 적극 방지할 수 있다.
단, 반도체 웨이퍼(60)가 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있는지의 판단 및 수납된 각 반도체 웨이퍼(60)가 수평방향으로 바르게 수납되어 있는지의 판단중, 어느쪽 한쪽의 판단만을 행하여도 좋다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼(60)가 기울어져 웨이퍼 카세트(40)에 수납되는 우려가 없는 경우에는, 반도체 웨이퍼(60)가 웨이퍼 카세트(40)내에 수납되어 있는지의 판단만을 행하도록 하여도 좋다.
또한, 본 실시예에서는, 아암(24), (26)을 웨이퍼 반송방향에 대하여 전후움직임이 가능하도록 구성하였으나, 이와 같은 구성은 반드시 필요한 것은 아니다.
예를 들면, 아암(24), (26)을 핀셋(14)과는 반대방향으로 형성하고, 상술한 바와 같은 검출을 행한 후에, 웨이퍼 반송장치(10)를 일단 웨이퍼 카세트(40)에 떨어지게 하고, 반송기대(12)를 180도 회전시킨후, 다시 접근시킨다.
이와 같이, 카세트(14)에서 반도체 웨이퍼를 꺼내도록 하면, 아암(23), (26)을 전후이동시키는 기구가 없이도, 이들 아암(24), (26)이 핀셋(14)의 동작에 장해가 되는 일이 없기 때문이다.
또한, 본 실시예에서는, 아암(24), (26)의 앞끝단부에, 각각 발광소자(28), 수광소자(30)를 형성한 예에 대하여 설명하였으나, 웨이퍼 반송방향에 대하여 좌우로 조사되는 광빔(29)이 반도체 웨이퍼(60)에 의하여 차단되도록 구성하여 놓으면 좋다.
예를들면, 발광소자(28), 수광소자(30)는 웨이퍼 반송장치(10)의 반송기대(12)측에 접근하여 배치하고, 광파이버를 사용하여 아암(24), (26)의 앞끝단부에 광을 도출하거나, 또는, 앞끝단부에 광반사체를 배치하거나 함으로써도, 동일한 검출을 행할 수 있다.
또한, 상술한 웨이퍼 검출은, 웨이퍼 카세트(40)내의 반도체 웨이퍼(60)를, 최하단의 것으로부터 차례로 상단으로 향하여 검출하는 동작에 대하여 설명하였으나, 반대로, 최상단의 것으로부터 차례로 하단으로 향하여 검출하도록 하여도 좋다.
또한, 반도체 웨이퍼(60)의 바깥둘레에 형성하여 놓은 오리엔테이션 플랫부(61)(절결부)가 웨이퍼 카세트(40)의 웨이퍼 출입구에 위치한 경우에도 검출가능하도록, 광빔(29)이 오리엔테이션 플랫부(61)보다 중심쪽으로 조사되도록 아암(24), (26)을 이동가능하게 구성하여 놓는다.
반도체 웨이퍼(60)의 오리엔테이션 플랫부(61)가 광빔(29)을 차단한 상태에서, 반도체 웨이퍼(60)의 유무를 검출하는 경우에는 아무런 지장이 없다.
그러나, 웨이퍼(60)의 경사를 측정하는 경우에는, 경사의 유무는 검출가능한 것이나, 경사상태는 실제보다 작게 측정되어 오차가 발생한다.
따라서, 웨이퍼 카세트(40)내에 수납하는 반도체 웨이퍼(40)의 수납방향은, 오리엔테이션 플랫부(61)가 광빔(29)을 차단하지 않도록 미리 안배하여 놓는 것이 바람직하다.
이상 상세하게 설명한 바와같이, 본 발명의 웨이퍼 반송장치에 의하면, 웨이퍼 카세트를 반송해야할 웨이퍼가 수납되어 있는지의 여부를 지극히 정확하게 검출할 수 있다.
따라서, 웨이퍼를 검출하는 센서를 웨이퍼 카세트마다 형성할 필요가 없기 때문에 반도체 제조장치 전체로서의 가격을 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼의 경사검출방법에 의하면, 웨이퍼 카세트에 경사진 상태로 수납된 웨이퍼를 검출하는 것이 가능하고, 따라서, 이와같은 웨이퍼를 웨이퍼 카세트에서 반출한 경우에 생길 수 있는 먼지의 발생이나 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.

Claims (11)

  1. 웨이퍼 카세트 내에 수납된 웨이퍼를 옮겨싣는 웨이퍼 유지수단 및 웨이퍼를 검출하기 위한 웨이퍼 검출수단을 포함하여 구성되는 웨이퍼 반송장치로서;상기 웨이퍼를 검출하기 위한 검출수단은;발광수단(28)을 형성한 제1의 아암(24)과; 상기 제1의 아암(24)과 일체적으로 형성되며, 상기 발광수단에서 조사되는 광을 검출하고, 상기 검출광에 관한 정보를 출력하는 수광수단(30)이 형성된 제2의 아암(26); 및 상기 제1의 아암(24) 및 제2의 아암(26)이 사용할 때에 웨이퍼 카세트내에 있는 상태에서, 상기 수광수단(30)의 상기 출력정보의 근거하에 웨이퍼 카세트내의 웨이퍼의 유무 또는 수납상태를 검지하는 판정수단(71)을 포함하여 구성되는 웨이퍼 반송장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1의 아암(24)과 상기 제2의 아암(26)이 상기 웨이퍼를 그의 반송방향에 대하여 좌우방향에서 끼우도록 하여 검출하도록 웨이퍼 반송기대(12)에 일체적으로 형성되어 있는 웨이퍼 반송장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1의 아암(24)과 상기 제2의 아암(26)을 상기 웨이퍼의 오리엔테이션플랫부(61)의 중심쪽에 검출을 위하여 위치시킨 웨이퍼 반송장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1의 아암(24) 및 제2의 아암(26)이 검출시에 웨이퍼의 두께방향으로 상하로 이동하도록 마련되는 웨이퍼 반송장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 발광수단(28)은 상기 제1의 아암(24)의 앞끝단부에 착설된 발광다이오드로 이루어지고, 또한, 상기 수광수단(30)은 상기 제2의 아암(26)의 앞끝단부에 착설된 포토트랜지스터로 이루어지는 웨이퍼 반송장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1의 아암(24)과 상기 제2의 아암(26)을 웨이퍼 반송방향으로 이동이 자유롭도록 한 웨이퍼 반송장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 유지수단이 반송기대(12)에 대하여 전후이동이 자유롭도록 형성한 핀셋(14)으로 이루어지는 웨이퍼 반송장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 핀셋(14)의 앞끝단부(14a)에 형성한 끝단부와 상기 반송기대(12)에 착설된 웨이퍼 센터링부재(18a), (18b)의 측면에 의하여 상기 웨이퍼를 그의 외주면으로부터 끼워서 센터링 및 유지를 행하도록 한 웨이퍼 반송장치.
  9. 웨이퍼 반송장치에 의하여 웨이퍼 카세트내에 수납된 웨이퍼의 존재 여부를 검출하는 방법으로서, 반송기대(12)에 형성된 앞끝부에 발광수단(28)을 가지는 제1의 아암(24)과 그의 앞끝단부에 수광수단(30)을 가지는 제2의 아암(26)을, 상기 제1의 아암(24) 및 제2의 아암(26)을 웨이퍼 카세트내로 삽입함으로써, 상기 웨이퍼의 외주면의 바깥쪽의 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하여 위치시키는 공정과, 상기 제1의 아암(24)과 상기 제2의 아암(26)을 상기 웨이퍼의 두께방향으로 이동시키면서, 상기 웨이퍼의 존재 및 부재를 검출하기 위하여 발광수단(28)으로부터 광을 조사하고 상기 수광수단(30)으로 검출하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 웨이퍼 반송장치에 의하여 웨이퍼 카세트내에 수납된 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법으로서, 반송기대(12)에 형성된 앞끝단부에 발광수단(28)을 가지는 제1의 아암(24)과 그의 앞끝단부에 수광수단(30)을 가지는 제2의 아암(26)을 상기 웨이퍼의 외주면의 바깥쪽의 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하여 위치시키는 공정과, 상기 제1의 아암(24)과 상기 제2의 아암(26)을 상기 웨이퍼의 두께방향으로 이동시키면서, 상기 발광수단(28)으로부터 광을 조사하고 상기 수광수단(30)으로 검출하여 상기 웨이퍼의 외관상의 두께를 측정하는 공정과, 상기 측정에 의하여 얻어진 상기 웨이퍼의 외관상의 두께를 웨이퍼의 실제의 두께와 비교하여 수납된 웨이퍼의 경사를 검출하는 공정, 및 상기 검출된 웨이퍼의 경사에 의하여 웨이퍼의 옮겨싣기를 하거나, 웨이퍼 수납의 미세한 수정을 하거나, 또흔 알람처리를 행하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 경사의 검출방법.
  11. 웨이퍼 반송장치에 의하여 웨이퍼 카세트내에 수납된 웨이퍼의 경사를 검출하는 방법으로서, 반송기대(12)에 형성되며 앞끝단부에 발광수단(28)을 가지는 제1의 아암(24)과, 상기 반송기대(12)에 형성되며 앞끝단부에 수광수단(30)을 가지는 제2의 아암(26)을 일체적으로 이동하고, 상기 제1의 아암(24) 및 제2의 아암(26)을 상기 웨이퍼 카세트내에 삽입시킴으로써 상기 웨이퍼의 외주면의 바깥쪽의 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하여 위치시키는 공정과, 상기 제1의 아암(24)과 상기 제2의 아암(26)을 상기 웨이퍼의 두께방향으로 이동시키면서, 상기 발광수단(28)으로부터 광을 조사하고 상기 수광수단(30)으로 검출하여 상기 웨이퍼의 외관상의 두께를 측정하는 공정과, 상기 측정에 의하여 얻어진 상기 웨이퍼의 외관상의 두께를 웨이퍼의 실제의 두께와 비교하여 수납된 웨이퍼의 경사를 검출하는 공정과, 상기 검출된 웨이퍼의 경사에 의하여 웨이퍼의 옮겨싣기를 하거나, 웨이퍼 수납의 미세한 수정을 하거나, 또는 알람처리를 행하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 경사의 검출방법.
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