KR100432975B1 - 반도체웨이퍼의수납·인출장치및이것에이용되는반도체웨이퍼의운반용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 반도체 웨이퍼를 적층 수납해서 운반하는 경우에 이용하는 반도체 웨이퍼의 운반용기로서, 4변에 주벽을 구비한 상자모양의 용기본체와, 용기본체의 상부 개구를 폐쇄/개방하는 뚜껑으로 되며, 용기본체의 전부 주벽은 요동개폐 가능하게 구성된다.
운반용기로의 반도체 웨이퍼의 수납 또는 꺼낼때는, 뚜껑과 전부 주벽이 개방된다. 또한 본 발명은 운반용기로의 반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치이고, 반도체 웨이퍼를 일정한 피치로 다단으로 수납하는 카세트를 지지하는 카세트 지지대와, 다수의 반도체 웨이퍼를 보호용의 합지를 통해서 적충 수납하는 개폐가능한 운반용기를 지지하는 운반용기 지지대와, 카세트 지지대 및 운반용기 지지대의 각각에 거의 대향하도록 배치 구비되어, 반도체 웨이퍼를 유지해서 카세트 및 운반용기 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 로보트암을 구비한다.

Description

반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치 및 이것에 이용되는 반도체 웨이퍼의 운반용기
본 발명은, 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 웨이퍼라고도 한다)를 웨이퍼 제조공장에서 떨어진 반도체 장치 조립공장등으로 포장반송하는 경우에, 카세트에 수납되어 있는 웨이퍼를 운반용기에 적층 상태로 수납하기도 하고, 혹은 반송돼 온 운반용기에서 웨이퍼를 꺼내어 카세트에 수납하기도 하는 데에 이용하는 웨이퍼의 수납, 인출 장치 및 그 장치에 이용하는 웨이퍼의 운반용기에 관한 것이다.
운반용기를 이용해서, 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 제조공장에서 떨어진 반도체 장치조립공장등으로 포장반송하는 경우에, 카세트에 일정한 피치로 다단 수납되어 있는 웨이퍼를 운반용기에 적층상태로 수납하기도 하고, 혹은 반송돼 온 운반용기에서 웨이퍼를 꺼내어 카세트에 수납하기도 하는 데에 웨이퍼의 수납, 인출 장치가 이용되고 있다.
종래, 웨이퍼를 일정한 피치로 다단 수납하는 카세트에서 꺼낸 웨이퍼의 운반용기로의 수납과, 운반용기에서 꺼낸 웨이퍼의 카세트로의 이송은 각각 전용장치에 의해 행해졌다. 그 때문에, 장치 전체가 대형화하기도하고, 고가의 장치가 되는 경향이 있었다.
그런데, 이러한 종류의 운반용기로서는, 다수의 반도체 웨이퍼를 일정한 피치에서 종자세로 병렬로 수납된 용기본체에 뚜껑을 장착하도록 한 것이나 원통모양 또는 상자모양의 용기본체에 다수의 반도체웨이퍼를 적층해서 수납하고, 이 용기본체의 상단에 뚜껑을 바깥에서 끼워 장착하도록 한 것이 이용되고 있다.
반도체 웨이퍼를 종자세로 병렬로 수납하는 전자의 운반용기는, 반도체 웨이퍼가 일정한 피치에서 병렬로 되어 있으므로, 용기로의 웨이퍼 반입 및 반출이 비교적 용이하게 행해지는 이점을 가지고 있지만, 웨이퍼의 에지(edge) 부근을 지지하는 구성상, 예를들면 백그라인드(back grinde) 앞의 웨이퍼등의 350~800μm 정도의 두께를 가지는 강도의 큰 것에 한정되어, 백그라인드 뒤의 150~300μm정도의 두께의 웨이퍼에 이용하면 운반중 진동 등으로 균열이 발생하기 쉽게 되었다.
또한, 반도체 웨이퍼를 적층해서 수납하는 후자의 운반용기는, 웨이퍼를 면에서 지지하기 하므로 얇은 웨이퍼에서도 손상없이 운반할 수 있는 이점을 가지고 있지만, 흡착암 등을 이용해서 웨이퍼를 용기본체에 반입 및 반출하는 경우, 웨이퍼를 용기본체의 상단 개구에서만 수평자세로 출입하는 것이 되므로 용기본체로의 수납 또는 용기본체에서 꺼낼때 웨이퍼를 상하 이동시킬때 웨이퍼의 에지를 용기내면이나 용기개구부에 부딪치기 쉽고, 얇은 웨이퍼가 수평자세에서 상하방향으로 접촉하면 간단하게 파손 또는 손상되기 쉽고, 웨이퍼의 반입반출 작동속도를 극히 저속으로 하거나, 높은 정밀도로 흡착암등을 운전할 필요가 생겨 시간이 걸리기쉽게 되었다. 특히, 깊은 용기 사이의 웨이퍼의 상하 이동량이 크게되어 접촉의 위험성도 높게되고, 더욱 상기 문제점이 발생하기 쉽게 되었다.
게다가, 종래의 운반용기에는, 웨이퍼에 대전하는 정전기를 방출하거나, 반송중에 발생되는 정전기를 예방하기도 하는 기능을 구비하지 않고, 웨이퍼내의 소자가 정전 파괴될 우려도 있다.
본 발명은 이와같은 실정에 착안해서 된 것으로서, 반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치의 각 기능부를 합리적으로 배치 구비한 것으로 장치 전체의 소형화 및 겸용화에 의한 비용저감을 도모할 수 있도록 한 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 다수의 반도체 웨이퍼를 적층해서 수납할 수 있으면서, 수납, 꺼냄을 웨이퍼의 손상없이 간단 용이하게 행할 수 있는 운반용기를 제공하는 것이다.
게다가, 본 발명의 다른 목적은, 대전방지 기능을 구비한 운반용기를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 이와같은 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 채택한다.
즉, 본 발명은, 다수의 반도체 웨이퍼를 적층 수납해서 운반하는 경우에 이용하는 반도체 웨이퍼의 운반용기에 대해서, 반도체 웨이퍼의 수납, 꺼냄을 행하는 장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다.
반도체 웨이퍼를 일정한 피치에서 다단으로 수납하는 카세트를 지지하는 카세트 지지대,
다수의 반도체 웨이퍼를 보호용의 합지(合紙)를 통해서 적층수납하는 개폐가능한 운반용기를 지지하는 운반용기 지지대,
카세트 지지대 및 운반용기 지지대의 각각에 거의 대향하도록 배치 구비되어, 반도체 웨이퍼를 유지해서 카세트 및 운반용기 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 로보트 암을 구비한 핸드링 로보트.
본 발명에 관한 장치를 반도체 웨이퍼의 포장반송에 이용하는 경우에는, 카세트 지지대상에 얹혀진 카세트에서 핸드링 로보트로 1매씩 반도체 웨이퍼를 유지해서 꺼내어 개방해 있는 운반용기로 투입해서 적층한다. 이때, 핸드링 로보트에 의한 반도체 웨이퍼의 운반용기로의 공급과, 상기 핸드링보로트 혹은 별도로 설치된 핸드링로보트, 또는 인력에 의한 합지공급을 교대로 반복하여 소정매수의 적층수납이 완료하면, 운반용기를 닫아 반출한다.
또한, 운반용기로 반송되어온 반도체 웨이퍼의 꺼냄에 이용하는, 경우에는 운반용기 지지대상의 운반용기를 열어서, 핸드링 로보트로 반도체 웨이퍼를 1매씩 유지해서 꺼내어 카세트에 수납한다. 이때, 핸드링로보트에 의한 반도체 웨이퍼의카세트로의 수납과, 상기 핸드링 로보트 혹은 별도로 설치된 핸드링 로보트, 또는 인력에 의한 운반용기에서 합지의 꺼냄을 교대로 반복해서 행한다.
상기와 같이 본 발명에 관한 장치에 의하면, 카세트에서 꺼내진 반도체 웨이퍼의 운반용기로의 수납과, 운반용기에서 꺼내진 반도체 웨이퍼의 카세트로의 웨이퍼 이송을 행할 수 있는 겸용형 장치로 할 수 있고, 각 처리용의 전용장치를 별도 구성하는 경우에 비교해서 비용저감을 도모할 수 있다. 또한, 각 기능부를 로보트 핸드와 거의 대향해서 배치 구비하는 것으로 장치전체의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치는 바람직하게는, 상기 구성요소에 더 부가하여, 장전된 반도체 웨이퍼의 위치맞춤을 행하는 얼라이너(aligner) 및/또는, 운반용기내로의 합지의 반입 및 반출가능한 합지반송기구를 구비하고, 핸드링로보트는, 카세트 지지대, 얼라이너 및 운반용기 지지대의 각각에 거의 대향하도록 배치 구비되어, 반도체 웨이퍼를 유지해서 카세트, 얼라이너 및 운반용기 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송, 선회, 승강, 수평진퇴 및 상하 반전 가능한 상기 로보트암을 구비한다.
이와같은 구성장치에 의하면, 반도체 웨이퍼의 포장반송에 이용하는 경우에는, 카세트 지지대상에 얹혀진 카세트에서 핸드링 로보트로 1매씩 반도체웨이퍼의 이면측을 유지해서 꺼내고, 우선, 얼라이너로 공급하여, 여기서 반도체 웨이퍼를 소정의 위치자세로 수정한 후, 다시 핸드링 로보트로 바꾸어들어, 운반용기 지지대를 향하는 자세로 선회시킴과 동시에, 로보트 암을 반전시켜 반도체 웨이퍼의 이면측을 위로하고, 개방해 있는 운반용기로 투입해서 적층한다. 이때, 핸드링로보트에의한 반도체 웨이퍼의 운반용기로의 공급과 합지반송기구에 의한 합지공급을 교대로 반복하여 소정매수의 적층수납이 완료하면 운반용기를 닫아 반출한다.
또한, 운반용기에서 반송되온 반도체 웨이퍼의 꺼냄에 이용하는 경우에는, 운반용기 지지대상의 운반용기를 열어서, 핸드링로보트로 반도체 웨이퍼를 1매씩, 그 이면측을 유지해서 꺼내고, 계속해서 합지반송기구로 합지를 꺼낸다. 이것들을 교대로 반복하여, 꺼낸 반도체웨이퍼를 반전시켜 이면을 위로해서 차례대로 얼라이너에 공급하고, 여기서 반도체 웨이퍼를 소정의 위치자세로 수정한 후, 다시 핸드링 로보트로 유지해서 반도체 웨이퍼를 카세트에 수납한다.
이상과 같이 얼라이너를 이용함으로써, 웨이퍼의 이송작업을 확실하게 행할 수 있다.
게다가 바람직하게는, 상기 핸드링 로보트는 카세트 지지대로 얹혀진, 패턴면을 위로한 상태로 반도체 웨이퍼를 일정한 피치에서 다단으로 수납하는 카세트 내에 로보트암을 진입시켜 반도체 웨이퍼의 이면을 흡착해서 꺼내고, 또 이 반도체 웨이퍼를 운반용기로 적층수납하는 경우에는, 반도체 웨이퍼의 이면을 흡착한 상태에서 패턴면이 아래가 되도록 로보트암을 상하 반전시킨후, 반도체 웨이퍼의 패턴면이 아래가 되도록 합지를 끼워서 반도체 웨이퍼를 운반용기내에 차례로 적층 수납해 간다.
또한, 본 발명에 관한 반도체 웨이퍼의 수납, 인출 장치에 있어서, 얼라이너로 위치맞춤된 반도체 웨이퍼의 표면을 촬영해서, 웨이퍼 표면의 식별 데이타를 판독하는 식별데이타 판독 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 웨이퍼마다 식별데이타를 판독하는 것에 의해 웨이퍼의 종류마다 다른 운반용기나, 다른 카세트로 웨이퍼를 수납할 수 있다.
또한, 본 발명은, 다수의 반도체 웨이퍼를 적층수납해서 운반하는 경우에 이용하는 반도체 웨이퍼의 운반용기로서, 상기 용기는 이하의 요소를 포함한다.
4변에 주벽을 구비한 상자 모양의 용기 본체,
용기 본체의 상부 개구를 폐쇄개방하는 뚜껑,
또한, 용기본체의 전부(前部) 주벽은 요동개폐 가능하게 구성된다.
본"발명에 의하면, 용기로의 웨이퍼 반입에 즈음해서는 뚜껑을 열어 용기본체의 상부를 전면적으로 개방함과 동시에, 용기본체의 전부 주벽도 열어서 전방으로도 크게 개방한다. 이와같이 상부 및 전부를 개방된 상태에서 흡착암으로 흡착유지한 웨이퍼를 먼저 수납된 웨이퍼보다 조금 높은 레벨로 개방된 전부에서 용기본체로 들여보내고, 흡착암을 하강시키 이전의 웨이퍼상에 적층한다. 이후, 이와같은 조작을 들여보냄 레벨을 조금씩 올리면서 순차 행하는 것으로, 다수의 웨이퍼를 능률좋게 적층 수납할 수 있다. 따라서, 적층이 진행되어도, 용기내에서 각 웨이퍼의 하강 이동량은 이전의 웨이퍼상에 적층하는데 필요한 최소한의 하강 이동량으로 끝나고, 또한 각 웨이퍼에 대해서 하강 이동량은 동일하게 된다. 그 결과, 이 웨이퍼의 하강 이동중에 용기 내면에 웨이퍼가 접촉할 위험성은 극히 적게 된다. 또한, 웨이퍼를 전부에서 용기본체로 들여보내는 수평 이동중에 용기내면에 접촉하는 것이 있을때도 이 접촉은 웨이퍼 두께 방향과 직교하는 방향의 접촉이기 때문에, 파손이나 손해에 도달하는 것은 거의 없다. 실제의 수납시에는, 각 웨이퍼 사이에 보호용의 합지를 공급해가는 것으로 된다. 또한, 용기에서의 웨이퍼 반출시에도, 뚜껑 및 전부 주벽을 크게 개방한 상태로, 상기 반입조작과 역으로 흡착암 조작을 행하여, 각 웨이퍼의 용기내에서 상하이동을 가능한한 적게 하면서 1매씩 앞쪽으로 반출해간다.
본 발명에서, 바람직하게는 전부 주벽은, 얇은 두께의 힌지(hinge)를 통해서, 용기 본체의 저벽의 전단변에 일체로 연결된다. 같은 모양으로 바람직하게는, 뚜껑은 얇은 두께의 힌지를 통해서 용기전체의 후부(後部) 주벽의 상단변에 일체로 연결된다." 이와같이 구성하면, 전부 주벽을 포함하는 용기 본체와, 뚜껑을 일회의 수지성형으로 작성할 수 있다.
게다가, 본 발명에서, 뚜껑이 하면에 용기본체내에 적층 수납된 웨이퍼군을 눌러 유지하는 탄성체를 설치하는 것이 바람직하다. 운반중에 용기본체내에 적층수납된 웨이퍼군이 뚜껑하면의 탄성체로 눌러지는 것에 의해 용기내에서 웨이퍼 상하의 백래쉬(back lash)가 억제되므로, 웨이퍼의 균열이나 결함을 방지할 수 있다.
또한, 전부 주벽의 내면과 후부 주벽의 내면에 용기본체내에 적층수납된 웨이퍼군의 바깥테두리에 맞닿아 위치결정하는 복수개의 리브(rib)가 설치되는 것이 바람직하다. 이와같은 리브를 설치함으로써, 운반중 웨이퍼의 수평방향의 백래쉬가 억제됨과 동시에, 운반 용기로의 웨이퍼의 수납, 꺼냄이 용이하게 된다.
게다가, 전부 주벽의 양단에, 기립자세에서 대향하는 한쌍의 측부 주벽의 내면에 끼워지는 측변을 안쪽 방향으로 각각 돌출설치함과 동시에, 각 측편의 외면 및 한쌍의 측부 주벽의 내면에, 전부 주벽을 기립자세로 유지하는 걸어맞춤구조를설치하는 것이 바람직하다. 동일하게 뚜껑에 용기본체의 전부 주벽 및 대향하는 한쌍의 측부 주벽의 상부에 바깥에서 끼우는 아래벽을 구비하고, 이 아래벽의 전부 내면 및 전부 주벽의 외면에 뚜껑을 닫은 상태로 유지하는 걸어맞춤구조를 설치하는 것이 바람직하다. 이와같은 구성에 의하면, 전부 주벽이나 뚜껑의 개폐를 용이하게 행할 수 있다.
또한 웨이퍼의 운반중이나 웨이퍼의 수납꺼낼때에 웨이퍼를 정전파괴에서 보호하기 위해, 적층수납된 웨이퍼군과 접하는 용기본체와 적어도 일부를 도전성으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 용기본체를 도전성 수지로 형성한다. 혹은 전부 주벽의 내면과 후부 주벽의 내면에 용기본체내에 적층 수납된 웨이퍼군의 바깥테두리에 맞닿아 위치결정하는 복수개의 리브를 설치하고, 이들 리브에 도전성을 부여한다. 도전성을 가지는 리브가 맞닿는 용기본체의 저벽부분에, 저벽의 내외면에 노출하도록 도전성 재료를 매설하면 용기내의 정전기가 상기 도전성 재료를 통해 외부로 방출되므로 바람직하다.
본 발명을 설명하기 위해 현재 바람직하다고 생각되는 몇개의 형태가 도시되어 있지만, 본 발명이 도시된 구성 및 방법에 한정되는 것은 아님을 이해해야 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거해서 상세하게 설명한다.
< 반도체 웨이퍼의 수납·인출 장치의 실시예 >
제1도는 실시예 장치의 전체 평면도, 제2도는 그 전체 정면도, 제3도는 그 전체측면도이다. 본 실시예에 관한 반도체 웨이퍼의 수납 및 인출장치는, 장치대프레임(1)의 상부 중앙부근에 핸드링 로보트(2)가 배치 구비됨과 동시에, 이것을 둘러싸도록 얼라이너(3), 2대의 카세트지지대(4) 운반용기지지대(5) 및 합지반송기구(6)가 배치구비되어 구성되어 있다. 이와같이 핸드링로보트(2)에 대향하도록 각기구부를 배치 구비함으로써, 장치전체를 콤팩트하게 형성할 수 있다. 이하, 각부의 구성을 설명한다.
상기 핸드링 로보트(2)는, 흡착헤드(2a)를 구비한 로보트암(2b)을 선회, 승강, 수평진퇴 및 상하 반전회동 가능하게 장비한 구조로 되어 있고, 선회에 의해 로보트암(2b)을 얼라이너(3), 카세트 지지대(4), 운반용기 지지대(5)의 어느것을 향해 승강 및 수평진퇴에 의해 로보트암(2b)을 소망 높이로 얼라이너(3), 카세트 지지대(4), 운반용기 지지대(5)상으로 진퇴시킬 수 있고, 또한 상하 반전회동에 의해 흡착헤드(2a)의 흡착면을 상방향 혹은 하방향으로 변경할 수 있도록 되어 있다.
얼라이너(3)는, 반입되온 웨이퍼(W)의 오리엔테이션플래트를 광전센서(3a)(제3도 참조) 등으로 촬영해서 웨이퍼(W)의 위치 및 방향을 검지하고, 소정의 위치 및 방향으로 수정하도록 구성되어 있다. 그리고, 이 얼라이너(3)의 상방향에는 웨이퍼 표면에 에칭등에 의해 붙여진 식별데이타를 판독하는 CCD 카메라(7)가 배치 구비되어 있다.
카세트 지지대(4)상에는 표면을 상방향으로한 다수의 웨이퍼(W)를 오목(凹)홈과 노치를 통해서 상하 일정한 피치로 정렬수납하는 카세트(C)가, 그 웨이퍼 출입구를 핸드링 로보트(2)의 선회중심을 향해 얹혀져 고정되도록 되어 있다.
운반용기 지지대(5)상에 탑재되는 운반용기(A)는 제4도~제10도에 나타난 바와 같이, 4변에 주벽을 구비한 상자모양의 용기본체(21)와, 이 용기본체(21)의 상부개구를 폐쇄/개방하는 뚜껑(22)으로 구성되고, 용기본체(21)의 전부 주벽(21b)은 요동개폐 가능하게 구성되어 있다. 이 운반용기(A)의 상세한 구성은 후에 설명한다.
합지반송기구(6)는 복수의 흡착패드(8)가 종프레임(9)에 따라서 승강 가능하게 지지됨과 동시에, 이 종프레임(9)이 전후프레임(10)에 따라 전후 이동가능하게 구성된 것으로서 합지(P)를 흡착패드(8)로 흡착해서 운반용기(A)로 상방향에서 공급하거나, 혹은 운반용기(A)내에서 웨이퍼(W)와 교대로 적층된 합지(P)를 흡착패드(8)로 흡착해서 반출 회수할 수 있도록 구성되어 있다.
본 실시예에 관한 반도체 웨이퍼의 수납, 인출 장치는 이상과 같이 구성되어 있고, 카세트(C)에서 운반용기(A)로의 웨이퍼 이송처리와, 운반용기(A)에서 카세트(C)로의 웨이퍼 이송처리를 이하와 같이 구별해서 사용할 수 있도록 되어 있다.
[카세트(C)에서 운반용기(A)로의 웨이퍼 이송처리]
(1) 이 처리에서는 한쪽 혹은 양쪽의 카세트 지지대(4)에, 웨이퍼(W)를 그 패턴면을 위로해서 다단으로 수납한 카세트(C)를 상기와 같이 방향을 결정하여 탑재 고정함과 동시에, 운반용기 지지대(5)상의 운반용기(A)는, 그 뚜껑(22)과 전부 주벽(21)을 개방해둔다.
(2) 우선, 로보트암(2b)을 카세트(C)에 투입하여, 상방향으로 한 흡착헤드(2a)로 웨이퍼(W)의 이면을 흡착유지해서 꺼내고, 이어서, 꺼낸 웨이퍼(W)를 표면(패턴면)을 상방향으로한 그대로 얼라이너(3)의 수평이동 가능한 회전 테이블 상에 공급한다. 회전 테이블상에서 웨이퍼(W)를 회전시키면서 광전센서(3a)등으로 웨이퍼(W)의 바깥테두리를 촬영함으로써, 웨이퍼(W)의 위치 및 방향을 검지하여, 웨이퍼(W)의 위치 및 방향을 수정한다. 웨이퍼(W)의 위치맞춤 후, 흡착헤드(2a)상에 웨이퍼(W)를 상방향으로 흡착유지한다. 그리고, 로보트 암(2b)을 선회시켜 운반용기(A)의 정면으로 향하게 함과 동시에, 이 사이에 로보트 암(2b)을 상하반전 회동시켜 웨이퍼(W)의 표면을 하측으로 향하게 해둔다.
(3) 다음에, 흡착헤드(2a)로 웨이퍼(W)를 하방향으로 흡착 유지한 로보트암(2b)을 진출시켜 개방된 전부에서 운반용기(A)내의 일정한 위치까지 웨이퍼를 들여보낸 후, 하강 및 흡착해제에 의해 웨이퍼(W)를 용기내에 수납한다.
(4) 웨이퍼 수납이 종료된 로보트암(2b)은 후퇴 이동해서 다음 웨이퍼 꺼냄으로 복귀하고, 이 사이에 합지반송기구(6)가 작동해서, 용기내에 표면을 하방향으로해서 수납된 웨이퍼(W)상에, 합지(P)를 1매 공급한다.
(5) 이후, 상기 작동을 반복하여 웨이퍼(W)와 합지(P)를 교대로 적층해가고, 소정 매수의 적층수납이 종료하면, 운반용기(A)의 전벽(21a) 및 뚜껑(22)을 닫아 운반용기지지대(5)에서 반출하여 새로운 운반용기(A)를 세트한다.
[운반용기(A)에서 카세트(C)로의 웨이퍼 이송처리]
(1) 이 이송처리에 있어서는, 양쪽의 카세트지지대(4)에 비어 있는 카세트(C)를 탑재 고정함과 동시에, 운반용기 지지대(5) 상에 웨이퍼가 들어있는 운반용기(A)를 장전하고, 또한 운반용기(A)의 뚜껑(22)과 전부 주벽(21b)을 개방해둔다.
(2) 우선, 로보트암(2b)를 운반용기(A)에 투입하여 하방향으로 한 흡착헤드(2a)로 최상단의 웨이퍼(W)의 이면(여기서는, 이면이 상측으로 위치한다)을 흡착유지해서 꺼내고, 이어서 흡착헤드(2a)를 상하반전회동시켜서, 꺼내진 웨이퍼(W)를 표면을 상방향으로해서 얼라이너(3)의 회전테이블상에 공급한다.
(3) 얼라이너(3)에서 위치자세가 수정된 웨이퍼(W)를 CCD 카메라(7)로 촬영해서, 웨이퍼 표면에 붙여진 식별데이타가 판독된다.
(4) 이어서 패턴면이 상방향와 웨이퍼(W)를 로보트암(2b)이 이면에서 흡착 유지하고, 상기 판독한 식별데이타에 의거해서 소정의 카세트(C)를 향해 자세변경한다. 그리고, 진출작동해서 웨이퍼(W)를 미리 지정된 어드레스 혹은 상단 또는 하단에서 순차적으로 그 카세트(C)에 투입하고, 흡착해제해서 웨이퍼(C)를 남겨두고 후퇴하며, 다음의 웨이퍼를 꺼내게 향한다.
(5) 이 사이에, 합지반송기구(6)가 작동해서, 운반용기(A)내의 최상층에 있는 합지(P)를 흡착해서 꺼내어 회수한다.
(6) 이후, 상기 작동을 반복하여 운반용기(A)에서 웨이퍼(W)와 합지(P)를 교대로 꺼냄과 동시에, 꺼내진 웨이퍼(W)를 종류별로 소정의 카세트(C)에 수납해가는 것이다.
본 발명은 다음과 같이 변형 실시하는 것도 가능하다.
① 상기 실시예 장치에서는 2개의 카세트 지지대(4)와 1개의 운반용기지지대(5)를 설치했지만 카세트 지지대와 운반용기 지지대의 수는 임의로설정된다.
② 웨이퍼의 오리엔테이션플래트의 위치 맞춤이 불필요한 경우에는, 실시예의 얼라이너(3)에 대신해서, 웨이퍼의 중심위치만을 맞추는, 소위 센터링 기구를 이용해도 된다.
③ 운반용기와 카세트 간의 웨이퍼의 이송시에 웨이퍼의 위치엇갈림이 문제로 되지 않는 경우에는, 얼라이너(3)와 상기 센터링기구를 설치할 필요는 없다.
④ 합지의 반송을 웨이퍼 반송용의 로보트암(2)으로 겸용시키는 경우나 인력으로 행하는 경우는, 합지반송기구(6)를 설치할 필요는 없다.
⑤ 웨이퍼 표면에 붙여진 식별데이터로서 바코드를 이용해도 된다. 이 경우, CCD 카메라(7)에 대신해서, 바코드 리더를 설치하면 된다.
<운반용기의 제1실시예>
제4도는 제1실시예에 관한 운반용기의 전체외관을 나타내는 사시도, 제5도는 반도체 웨이퍼를 수납한 운반용기의 종단정면도, 제6도는 뚜껑을 개방한 운반용기의 사시도, 제7도는 운반용기의 일부 절단평면도, 제8도는 운반용기의 일부절단정면도, 제9도는 운반용기의 일부절단측면도와 주요부의 확대 단면도, 제10도는 개방한 운반용기의 전체 사시도, 제11도는 수납 혹은 반출 조작을 나타내는 개략 측면도이다.
제4도~제6도에 나타난 바와 같이, 이 반도체 웨이퍼의 운반용기(A)는, 사각상자형으로 형성된 용기본체(21)와 그 상단부에 바깥에서 끼워 장착되는 뚜껑(22)도 되며, 반도체 웨이퍼(W)와 보호용의 합지(P)를 교대로 적층해서 수용하고,뚜껑(22)의 내면에 붙여진 스폰지등의 탄성재로 되는 완충용패드(25)로 적층한 웨이퍼(W)군을 눌러, 용기내에서 상하의 백래쉬가 없도록 구성되어 있다.
상기 용기본체(21)는, 저벽(21a) 전부 주벽(21b), 후부 주벽(21c) 및 좌우의 측부 주벽(21d)를 일체 성형한 수지성형품이며, 또한, 전부 주벽(21b)은 저벽(21A)이 전단변에 얇은 두께의 힌지(26)를 통해서 요동개폐 가능하게 연이어설치되고, 용기전면을 닫는 기립자세(제6도 참조)와, 용기 전면을 크게 개방하는 도복(倒伏)자세(제10도 참조)로 전환가능하게 구성되어 있다. 또한, 제6도, 제7도에 나타난 바와 같이, 전부 주벽(21b)의 좌우단에는, 기립자세에서 측부 주벽(21d)의 내면에 중복하도록 끼워지는 측편(21e)이 안쪽방향으로 돌출설치됨과 동시에, 각측편(21e)의 외면에 설치된 돌기(27)가 각 측부주벽(21d)의 내면에 설치된 오목(凹)부(28)에 걸어맞춰지는 것으로서, 전부 주벽(21b)이 용기 전면을 닫는 기립자세로 유지되도록 되어있다.
또한, 이 전부 주벽(21b)의 내면과 후부 주벽(21c)의 내면에는 좌우 한쌍의 위치결정리브(29, 30)가 각각 설치되고, 각 리브(29, 30)의 선단부에 의한 4점지지 상태로 적층수납한 웨이퍼(W)군의 바깥 둘레를 위치결정하도록 구성되어 있다. 또한, 이들 리브(29, 30)는 반도체 웨이퍼(W)의 수송시에 반도체 웨이퍼(W)에 가해지는 충격을 완화하는 완충기로서 기능도 가진다. 제9도, 제10도에 나타낸 바와 같이, 상기 뚜껑(22)은 용기본체(21)에서 후부 주벽(21C)의 상단변에 얇은 두께의 힌지(31)를 통해서 요동 개폐 가능하게 연이어 설치되어 있고, 용기본체(21)의 전부 주벽(21b) 및 좌우의 측부 주벽(21d)의 상부에 바깥에서 끼우는 아래벽(22a)을 구비하고 있다. 그리고, 아래벽(22a)의 전부 내면에 설치한 돌기(32)를 전부 주벽(21b)의 외면에 설치한 오목부(33)에 걸어맞추는 것으로, 뚜껑(22)을 닫은 상태로 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
본 실시예에 관한 운반용기는 이상과 같이 구성된 것이며, 용기로의 웨이퍼 반입시에는, 제11도에 나타난 바와 같이, 뚜껑(22) 및 전부주벽(21b)을 열어 용기본체(21)의 상부를 전면적으로 개방함과 동시에 전방으로도 크게 개방한다. 이와같이 상부 및 전부를 개방된 상태에서 흡착암(34)으로 흡착유지된 웨이퍼(W)를 이전에 수납된 웨이퍼(W)보다 조금 높은 레벨로 개방된 전부에서 용기본체(21)로 들여보내 흡착암(34)을 하강시켜이전 웨이퍼상에 놓인 합지상에 적층한다. 이후, 이와같은 반입조작을 들여보냄 레벨을 조금씩 올리면서 합지(P)의 공급과 교대로 행한다.
그리고, 소정매수의 적층수납이 종료되면, 전부 주벽(21b) 및 뚜껑(22)을 닫고, 또한 밴드걸이등을 실시해서 뚜껑(22)이 열리지 않도록 한다.
또한, 용기에서의 웨이퍼 반출시에도, 뚜껑(22) 및 전부 주벽(21b)이 크게 개방된 상태로 상기 반입조작과 역으로 흡착암조작을 행하여, 각 웨이퍼의 용기내의 상하이동을 가능한한 적게하면서 1매씩 전방으로 반출해 간다.
본 실시예는, 이하와같은 형태로 변형해서 실시할 수도 있다.
① 전부 주벽(21b) 및 뚜껑(22)을 각각 별개로 구성해서, 힌지를 통해서 저벽(21a) 및 후부 주벽(21c)에 연결한다.
② 전부 주벽(21b)을 측부 주벽(21d)의 전단에 일체로 얇은 두께의 힌지 혹은 별개의 힌지를 통해서 가로열기 개폐 가능하게 연결한다.
③ 후부 주벽(21c)을 측부 주벽(21d)에 요동개폐 가능하게 연이어 설치 혹은 연결한다.
④ 뚜껑(22)의 내면에 설치한 완충용패드(25)를 제12도 및 제13도에 나타난 바와 같이, 큰지름링(25a)과 작은지름링(25b)을 탄성변형 가능한암(25c)군으로 연결된 수지제로 한다.
⑤ 뚜껑(22)을 용기본체(21)에서 분리된 캡모양으로 형성한다.
⑥ 뚜껑(22)의 아래벽(22a)이나 전부 주벽(21b)의 측편(21e)등에 발포체등의 실(seal)성 재료를 부설함으로써, 용기를 밀폐 구조로 해도 된다.
⑦ 용기에 손잡이나, 고정용부재등을 부설해도 된다.
< 운반용기의 제2실시예 >
제14도는 제2실시예에 관한 개방된 운반용기의 전체 사시도이다. 제15도는 반도체 웨이퍼를 수납한 운반용기의 주요부 종단면도이다. 단, 제1실시예와 공통의 구성요소에 대해서는 제1실시예의 각도와 동일부호로 나타내고, 여기서의 설명은 생략한다.
제14도, 제15도에 나타난 바와 같이, 전부 주벽(21b)의 내면과 후부 주벽(21c)의 내면에 설치된 좌우 한쌍의 위치결정 리브(29, 30)의 선단부에는, 예를들면 ITO(인듐과 주석의 변화물)등의 도전성박막(35)이 코팅되어 있다. 또한, 용기본체(21)의 용기전면을 닫은 기립자세에서, 이 리브(29, 30)의 선단부에 부설된 도전성박막(35)의 바로밑에서 연접되는 저벽(21a) 부분에는 관통구멍이 설치되어있으며, 그곳에 예를들면 Cu, AL등의 도전성재료(36)가 매설되어, 저벽(21a) 부분의 내외면에 노출해 있다.
상기의 구성에 의해, 용기내에 적층수납된 웨이퍼(W)군과 리브(29, 30)의 선단에 코팅된 도전성박막(35)이 4점지지 상태로 맞닿는 것에 의해 웨이퍼(W)군에 대전되어 있는 정전기가 도전성박막(35)으로 도전되고, 게다가, 이 바로 밑에서 연접하는 도전성재료(36)를 통하여, 용기를 얹는 받침대 등으로 방출된다.
본 실시예는, 이하와 같은 형태로 변형해서 실시할 수도 있다.
① 용기본체(21) 전체를 카본이나 계면활성제등을 함유한 도전성 수지를 이용해 형성한다.
② 웨이퍼(W)군과 접촉하는 용기본체(21)의 일부(예를들면 리브 29, 30)를 도전성수지로 형성한다.
본 발명은 그 사상 또는 본질에서 이탈하지 않는한 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서, 본 발명의 범위를 나타내는 것으로서 이상의 설명이 아닌 부가된 청구항을 참조해야할 것이다.
제 1 도는 본 발명에 관한 반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치의 일실시예의 전체평면도,
제 2 도는 실시예 장치의 전체정면도,
제 3 도는 실시예 장치의 전체측면도,
제 4 도는 본 발명에 관한 운반용기의 제1실시예의 전체 외관을 나타내는 사시도,
제 5 도는 웨이퍼를 수납한 운반용기의 종단정면도,
제 6 도는 뚜껑을 개방한 운반용기의 사시도,
제 7 도는 운반용기의 일부 절단평면도,
제 8 도는 운반용기의 일부 절단정면도,
제 9 도는 운반용기의 일부 절단측면도와 주요부의 확대 단면도,
제 10 도는 개방한 운반용기의 전체사시도,
제 11 도는 수납 혹은 반출조작을 나타내는 개략측면도,
제 12 도는 완충용 패드의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
제 13 도는 다른 실시예의 완충용 패드를 사용한 주요부의 종단면도,
제 14 도는 제2실시예에 관한 개방한 운반용기의 전체 사시도,
제 15 도는 반도체 웨이퍼를 수납한 운반용기의 주요부 종단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 ... 장치대프레임, 2 ... 핸드링 로보트,
3 ... 얼라이너, 4 ... 카세트 지지대,
5 ... 운반용기지지대, 6 ... 합지반송기구,
7 ... CCD 카메라, 8 ... 흡착패드,
9 ... 종프레임, 21 ... 용기본체,
22 ... 뚜껑, 29, 30 ... 리브(rib),
34'' ... 흡착암, 35 ... 도정성박막,
36 ... 도전성재료, A ... 운반용기,
C ... 카세트, W ... 웨이퍼.

Claims (14)

  1. 다수의 반도체 웨이퍼를 적층수납해서 운반하는 경우에 이용하는 반도체 웨이퍼의 운반용기에 대해 반도체 웨이퍼의 수납, 인출 장치에 있어서,
    반도체 웨이퍼를 일정한 피치에서 다단으로 수납하는 카세트를 지지하는 카세트 지지대와,
    다수의 반도체 웨이퍼를 보호용의 합지를 통해서 적층수납하는 개폐가능한 운반용기를 지지하는 운반용기 지지대와,
    카세트 지지대 및 운반용기 지지대의 각각에 거의 대향하도록 배치 구비되어, 반도체 웨이퍼를 유지하여 카세트 및 운반용기 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 로보트암을 구비한 핸드링 로보트를 구비하는 반도체 웨이퍼의 수납, 인출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    장전된 반도체 웨이퍼의 위치맞춤을 행하는 얼라이너 및/또는 운반용기내로의 합지의 반입 및 반출가능한 합지 반송기구를 더 구비하고,
    상기 핸드링로보트는 카세트 지지대, 얼라이너 및 운반용기 지지대의 각각에 거의 대향하도록 배치되어, 반도체 웨이퍼를 유지해서 카세트 얼라이너 및 운반용기 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는, 선회, 승강, 수평진퇴 및 상하 반전 가능한 상기 로보트암을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납, 인출 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핸드링 로보트는, 카세트 지지대에 얹혀지고, 패턴면을 위로한 상태에서 반도체 웨이퍼를 일정한 피치로 다단으로 수납하는 카세트 내에, 로보트암을 진입시켜 반도체 웨이퍼의 이면을 흡착해서 꺼내고, 또한 상기 반도체 웨이퍼를 운반용기로 적층 수납하는 경우에는, 반도체 웨이퍼의 이면을 흡착한 상태로 패턴면이 아래가 되도록 로보트암을 상하반전시킨 후, 반도체 웨이퍼의 패턴면이 아래가 되도록 합지를 끼워 반도체 웨이퍼를 운반용기 내에 순차로 적층수납해가는 반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    얼라이너로 위치맞춤된 반도체 웨이퍼의 표면을 촬영해서, 웨이퍼 표면의 식별 데이타를 판독하는 식별데이타 판독 수단을 더 구비하는 반도체 웨이퍼의 수납, 인출장치.
  5. 다수의 반도체 웨이퍼를 적층수납해서 운반할 때 이용하는 반도체 웨이퍼의 운반용기에 있어서,
    4변에 주벽을 구비한 상자모양의 용기본체와,
    용기본체의 상부(上部)개구를 폐쇄/개방하는 뚜껑을 포함하고,
    또한, 상기 용기본체의 전부(前部)주벽은 요동개폐 가능하게 구성되고,
    상기 뚜껑의 하면에 용기본체 내에 적층수납된 웨이퍼군을 눌러 유지하는 탄성체가 서치되는, 운반용기장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전부 주벽은, 얇은 두께의 힌지를 통해서 용기본체의 저벽의 전단변(前端 )에 일체로 연결되는 운반용기 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 뚜껑은 얇은 두께의 힌지를 통해서 용기본체의 후부(後部) 주벽이 상단벽에 일체로 연결되는 운반용기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 전부 주벽의 내면과 후부주벽의 내면에, 용기 본체 내에 적층수납된 웨이퍼군의 바깥테두리에 맞닿아 위치결정하는 복수개의 리브가 설치되는 운반용기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 전부주벽의 양단에는, 기립자세에서 대향하는 한 쌍의 측부 주벽의 내면에 끼워지는 측변이 안쪽방향으로 각각 돌출설치됨과 동시에, 각 측편의 외면 및 한 쌍의 측부 주벽의 내면에 전부 주벽을 기립자세로 유지하는 걸어맞춤 구조가 설치되는 운반용기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 뚜껑은, 용기본체의 전부 주벽 및 대향하는 한 쌍의 측부 주벽의 상부에 바깥에서 끼우는 아래벽을 구비하고, 상기 아래벽의 전부 내면 및 전부 주벽의 외면에 뚜껑을 닫은 상태로 유지하는 걸어맞춤 구조가 설치되는 운반용기.
  11. 제 5 항에 있어서,
    적층수납된 웨이퍼군과 접하는 용기본체의 적어도 일부가 도전성을 가지는 운반용기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 운반용기가 도전성 수지로 형성되어 있는 운반용기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전부 주벽의 내면과 후부 주벽의 내면에, 용기본체 내에 적층 수납된 웨이퍼군의 바깥테두리에 맞닿아 위치결정하는 복수개의 리브가 설치되어 있으며, 상기 리브가 도전성을 가지는 운반용기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 도전성을 가지는 리브가 맞닿는 용기본체의 저벽부분에 저벽의 내외면에 노출하도록 도전성 재료가 매설되어 있는 운반용기.
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