CN111584390A - 装载口 - Google Patents

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Abstract

本发明的装载口不会使容器等超出需要地大型化，且不影响基板的形状，能够高精度且高速地检测基板的状态。装载口(1)包括：门部(14)，可开放地封闭与多层地收纳多个基板W的容器(2)内连通的开口部(15)，并能够在封闭开口部的封闭位置与开放开口部的开放位置(P2)之间升降移动；映射传感器(20)，与门部设置成一体，用于检测基板的状态，映射传感器具有向基板照射拍摄用的光(La)的发光部(50)和拍摄由发光部照明的照明区域内来取得拍摄图像的摄像部(52)，对发光部和摄像部的至少一者进行调整以使得由容器(2)的第1内壁面(31)反射的反射光即内壁面反射光(Lc)的光轴(Oc)的中心部不直接朝向摄像部。

Description

装载口
技术领域
本发明涉及装载口(load port)。
背景技术
在半导体工厂等中，通过使用收纳硅晶片等基板的容器，在工厂内进行基板的输送、保管。在半导体制造装置的领域，一般应用所谓微环境方式(局部净化方式)，能够将容器的内部保持为高清洁度。
在该微环境(mini-environment)方式中，容器与半导体制造装置之间的接口部分通常被称为装载口而广为人知。一般在装载口上设置有映射传感器，利用该映射传感器能够识别基板的收纳状态(有无重叠配置、有无倾斜配置等)。
作为映射传感器，例如使用透过型传感器(参照专利文献1)。该情况下，映射传感器在将光轴朝向水平方向的状态下安装前后方向可进退且上下方向可升降移动的映射设备(映射臂或映射框架等)的前端部等。通过使映射设备前进将映射传感器插入容器的开口部，使其下降移动，能够利用该映射传感器识别收纳于容器内的基板的收纳状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-164411号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述的现有的映射传感器中，为了识别基板的收纳状态，需要将映射设备配置于适当的位置，如专利文献1所示，需要以夹着基板的方式配置一组发光部和受光部。这一点在基板的形状为一般的半导体晶片的圆形的情况下，能够在开口部侧充分确保基板的外周面与容器的内壁面之间的空间，能够将一组发光部和受光部配置在上述空间，且以夹着基板的方式配置。
但是，在基板的形状为例如正方形状或长方形状等所谓方形形状的情况下，在基板的外周面与容器的内壁面之间不产生上述的空间，难以利用该空间以夹着基板的方式配置一组发光部和受光部。另外，虽然通过使容器大型化也许能够形成上述的空间，但因容器的大型化会导致装载口和容器输送系的大型化而不优选。
本发明是鉴于这样的情况而开发的，其目的在于提供一种不会使容器等超出需要地大型化，且不会影响基板的形状，能够高精度且高速地检测基板的状态的装载口。
用于解决课题的方法
(1)本发明的装载口包括：门部，其可开放地封闭与多层地收纳多个基板的容器内连通的开口部，并且能够在封闭上述开口部的封闭位置与开放上述开口部的开放位置之间升降移动；和映射传感器，其与上述门部设置成一体，用于检测上述基板的状态，上述映射传感器具有向上述基板照射拍摄用的光的发光部和拍摄上述光的反射光来取得拍摄图像的摄像部。
根据本发明的装载口，通过门部从封闭位置向开放位置下降移动就能够开放开口部，所以能够通过开口部在容器内存取。由此，例如能够通过开口部取出收纳在容器内的基板或者将基板收纳到容器内。
由于在门部一体地设置有映射传感器，所以随着门部的升降移动能够使映射传感器移动。因此，映射传感器例如门部从封闭位置向开放位置下降移动时，通过开口部与收纳在容器内的多个基板相对地下降移动。具体而言，映射传感器从多个基板中位于最上层的基板侧向位于最下层的基板侧下降移动。
这时，映射传感器取得基板的拍摄图像并进行下降移动。即，发光部向基板照射拍摄用的光，并且摄像部进行由发光部照射的光的反射光的摄像来取得拍摄图像。由此，能够取得从映射传感器侧观察基板的视点的拍摄图像，例如能够取得映入了一个或多个基板的外周端的拍摄图像。因此，能够基于拍摄图像掌握例如基板的收纳状态。
另外，能够利用与门部设置成一体的映射传感器与门部的下降移动连动地取得拍摄图像，所以不需要分别进行门部的动作和映射传感器的检测动作。因此，与门部的下降移动同时，能够检测多个基板的状态，所以能够提高处理效率，并且能够高速地检测基板的状态。
另外，由于能够基于拍摄图像检测基板的状态，所以与例如如现有技术那样不以取得基板的图像(基板的外周缘部的图像等)为目的而利用检测光的反射来进行检测的一般的反射型光传感器的情况相比，能够高精度地检测基板的状态。即，在现有的反射型光传感器的情况下，例如由于对于对象物(工件)的检测光的位置偏差，检测光的反射程度或检测光的反射光量等的影响而检测精度容易降低。但是，由于基于拍摄图像检测基板的状态，所以没有使用现有的反射型光传感器的情况的上述的担心，能够进行高精度的检测。
另外，由于能够基于拍摄图像检测基板的状态，所以与现有的透过型光传感器不同，不需要使映射传感器进入容器内。因此，不需要使装载口和输送系统超出需要地大型化。而且，即使是方形的基板这种不是圆形的形状的基板，也能够不受其形状的影响地稳定地检测基板的状态。因此，能够灵活应对多种多样的基板，能够作为易使用、便利性优异的装载口。
特别是，在本发明的装载口中，对上述发光部和上述摄像部的至少一者进行了调整以使得内壁面反射光的光轴中心部不直接朝向上述摄像部，其中，上述内壁面反射光是由上述容器的内壁面反射的上述反射光。因此，摄像部能够避开光强度强的内壁面反射光的光轴中心部地能够进行在容器内所收纳的基板的外周端反射的反射光(基板反射光)的摄像。因此，能够防止在拍摄图像中映入内壁面反射光的光轴中心部，取得鲜明地映入了基板的外周端的拍摄图像。由此，根据本发明的装载口，能够基于该拍摄图像，高精度地检测基板的状态。
(2)也可以上述光的光轴和上述摄像部的摄像轴的至少一者，相对于位于上述开口部的相反侧的上述容器的内壁面或上述开口部的开口面倾斜。
该情况下，发光部和摄像部的至少一者以相对于位于开口部的相反侧的容器的内壁面倾斜的方式进行角度调整。或者，发光部和摄像部的至少一者以相对于开口部的开口面倾斜的方式进行角度调整。此时，内壁面反射光向开口部返回时，通过以其光轴中心部朝向远离摄像部的位置的方式适当调整倾斜角度，摄像部能够避开光强度强的内壁面反射光的光轴中心部地拍摄基板反射光。由此，能够取得上述鲜明的拍摄图像，能够进行基于该拍摄图像的高精度的检测。
(3)优选上述光的光轴和上述摄像部的摄像轴的至少一者向上述容器的侧方倾斜。
该情况下，发光部和摄像部的至少一者以相对于位于开口部的相反侧的容器的内壁面向侧方倾斜的方式进行角度调整。或者，发光部和摄像部的至少一者以相对于开口部的开口面向侧方倾斜的方式进行角度调整。此时，内壁面反射光向开口部返回时，通过以其光轴中心部避开摄像部朝向侧方的方式适当调整倾斜角度，摄像部能够避开光强度强的内壁面反射光的光轴中心部地拍摄基板反射光。
(4)也可以上述光的光轴向位于上述容器的侧方的内壁面延伸。
该情况下，发光部以朝向位于容器的侧方的内壁面的方式进行角度调整。因此，从发光部照射的光向该内壁面行进后，在该内壁面反射，作为内壁面反射光向另外的内壁面行进。另外，向其它内壁面行进的内壁面反射光在该内壁面反射，进而向其它内壁面行进或向开口部(摄像部)行进。即使假如该内壁面反射光向摄像部行进，如上所述经过多次反射后(或经过长的光路长后)，每次反射时会产生光的散射和吸收，所以可以预想到达摄像部的时候该内壁面反射光的光轴中心部的光强度充分减弱。因此，能够防止光强度强的内壁面反射光入射到摄像部，能够取得上述鲜明的图像。此外，在上述(3)中，也能够通过倾斜角度获得这样的效果。
(5)也可以仅上述光的光轴相对于位于上述开口部的相反侧的上述容器的内壁面或上述开口部的开口面倾斜。
该情况下，发光部以相对于上述内壁面倾斜的方式进行角度调整。或者，发光部以相对于开口部的开口面倾斜的方式进行角度调整。一方面，摄像部以通过开口部与收纳在容器内的基板相对的状态配置。因此，摄像部既能够充分确保容器内的视野，又能够避开光强度强的内壁面反射光的光轴中心部地能够进行基板反射光的摄像。因此，能够在广视野取得上述的鲜明的拍摄图像，能够进行基于该拍摄图像的高精度的检测。
(6)也可以上述光的光轴和上述摄像部的摄像轴的至少一者向上述容器的高度方向倾斜。
该情况下，发光部和摄像部的至少一者以相对于位于开口部的相反侧的容器的内壁面向上方或下方倾斜的方进行角度调整。此时，在内壁面反射光向开口部返回时，通过以其光轴中心部避开摄像部向其上方或下方的方式适当调整倾斜角度，摄像部能够避开光强度强的内壁面反射光的光轴中心部地拍摄基板反射光。
(7)也可以上述发光部和上述摄像部沿着上述开口部在其侧方隔开规定间隔地分开配置。
该情况下，发光部和摄像部的至少一者以各自分开配置的方式进行位置调整。此时，在内壁面反射光向开口部返回时，通过以其光轴中心部朝向从摄像部向侧方远离的位置的方式适当调整各自的间隔，摄像部能够避开光强度强的内壁面反射光的光轴中心部地拍摄基板反射光。
(8)也可以上述发光部设置于发光部设置用壳体，上述摄像部设置于摄像部设置用壳体，上述发光部设置用壳体和上述摄像部设置用壳体由不同部件构成。
该情况下，经由发光部设置用壳体和摄像部设置用壳体，能够各自独立地对发光部和摄像部进行位置调整，能够扩大每个间隔的调整范围。因此，能够提高位置调整的自由度，使发光部和摄像部的至少一者配置于最佳位置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的装载口和载置于装载口的容器的纵截面图。
图2是表示使图1所示的装载口的门部下降移动时的状态的装载口和装载于装载口的容器的纵截面图。
图3是图1所示的装载口的平面图。
图4是图1所示的容器的立体图。
图5A是放大图1所示的映射传感器的周边的立体图。
图5B是放大本发明的第2实施方式的装载口具有的映射传感器的周边的立体图。
图5C是放大本发明的第3实施方式的装载口具有的映射传感器的周边的立体图。
图5D是放大本发明的第4实施方式的装载口具有的映射传感器的周边的立体图。
图6A是用于说明从构成图5A所示的映射传感器的发光部照射的光的光路的示意图。
图6B是用于说明从构成图5B所示的映射传感器的发光部照射的光的光路的示意图。
图6C是用于说明从构成图5C所示的映射传感器的发光部照射的光的光路的示意图。
图6D是用于说明从构成图5D所示的映射传感器的发光部照射的光的光路的示意图。
图6E是用于说明从构成本发明的第5实施方式的装载口具有的映射传感器的发光部照射的光的光路的示意图。
图6F是用于说明从构成图5A所示的映射传感器的变形例的发光部照射的光的光路的示意图。
图7是表示图5A～图5D所示的映射传感器的变形例的立体图。
图8是用于说明利用图5A～图5D所示的映射传感器，取得半导体晶片的拍摄图像的状态的示意图。
图9是用于说明由图5A～图5D所示的映射传感器的照射部照射的照射区域的示意图。
图10是表示由图5A～图5D所示的映射传感器取得的拍摄图像的一例的图。
图11是表示本发明的装载口的第6实施方式的纵截面图。
附图标记说明
S…照明区域
W…半导体晶片(基板)
1、1A、1B、1C、1D、1E…装载口(load port)
2…容器
3…容器主体
4…收纳口
5…盖部
10…控制箱
11…可动载台
12…框架
13…支承框架
14…门部
15…开口部
150…开口面
16…驱动部
17…杆
18…传感器止动件
20、20A、20B、20C、20D、20E…映射传感器
40…控制部
50、50B、50C、50D、50E…发光部
500…发光部设置用壳体
51…拍摄图像
52、52A、52B…摄像部
520…摄像部设置用壳体
60…位置检测传感器
70…映射判断部。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。
图1所示的装载口1为起到作为收纳多个半导体晶片W的容器(保管用容器)2和半导体制造装置(图示略)之间的接口部分的作用的单元，构成设备前端模块(EFEM)的一部分。设备前端模块形成设置晶片输送用的机器臂等的微环境，机器臂通过装载口1从与微环境连接的容器2内取出收纳在容器2内的半导体晶片W，并输送到半导体处理装置。此外，作为容器2，可以列举例如FOUP(Front-Opening UnifiedPod)等。
装载口1具有控制箱10、可动载台11、框架12、支承框架13、门部14、驱动部16、杆17、传感器止动件(sensor dog)18和映射传感器20等。控制箱10在内部包含使门部14动作的驱动部16、和用于控制映射传感器20的各种动作的控制部40等。
可动载台11能够以容器2可拆装的方式载置容器2，该容器2在内部收纳基板(本实施方式中，半导体晶片W)，保管和输送半导体晶片W。可动载台11由在将容器2载置于上部的状态下向Y轴方向移动的移动载台等构成，能够将容器2的收纳口4与框架12的开口部15连接。此外，在附图中，Y轴表示可动载台11的移动方向(前后方向)。特别是将前后方向中Y轴正方向称为前方，Y轴负方向称为后方。另外，X轴表示左右方向，Z轴表示上下方向。
在此，对容器2简单进行说明。
如图4所示，在容器主体3的内部，前后方向延伸的收纳搁板8以在左右方向上相对的方式形成，并且上下隔开一定的间隔地形成多层。半导体晶片W由这些多个收纳搁板8收纳。由此，半导体晶片W以上下排列多层的状态收纳在容器2内。
在本实施方式中，举出方形的半导体晶片W为例进行说明，半导体晶片W的形状不限定于方形，例如也可以形成为圆形。
如图1所示，框架12从可动载台11向上方延伸，可动载台11和设置于可动载台11的容器2以在前后方向对于框架12接近、分开的方式移动。在框架12上以与容器2的收纳口4相对的方式形成有开口部15，开口部15由门部14开闭。利用框架12能够分隔出半导体制造装置的处理室内和位于半导体制造装置的外部的外部空间。
门部14开闭开口部15，并且与可拆装地设置于容器2的收纳口4的盖部5卡合而能够开闭收纳口4。在装载口1中，可动载台11使容器2向前方移动到与框架12接触的位置后，门部14与容器2的盖部5卡合，被引入微环境内，由此能够将容器2的内部和微环境经由容器2的收纳口4连结。
支承框架13与门部14的下端缘部连结成一体。配置于控制箱10内的驱动部16与支承框架13连结，驱动部16沿着向上下方向延伸的杆17下降移动，由此，门部14经由支承框架13可下降移动。
映射传感器20检测半导体晶片W的状态。如图1和图3所示，映射传感器20与门部14的上端缘部固定为一体。具体而言，映射传感器20例如由未图示的紧固机构等固定于门部14的上端缘部中位于左右方向的中央的部分。
映射传感器20配置于比收纳在容器2内的多个半导体晶片W中位于最上层的半导体晶片W靠上方。此外，也可以将映射传感器20以在左右方向可移动的方式固定于门部14的上端缘部。该情况下，能够根据需要调整映射传感器20的位置。
如图5A所示，映射传感器20包括：向朝向半导体晶片W侧的前方照射拍摄用的光La的发光部50；和拍摄从发光部50照射的光La的反射光(由发光部50照明的照明区域S内)来取得拍摄图像51(参照图10)的摄像部52。如图6A所示，光La的反射光包括例如在半导体晶片W的外周端反射的反射光即基板反射光Lb和在容器主体3的内壁面反射的反射光即内壁面反射光Lc。此外，如图5A所示，摄像部52拍摄与光La的光轴Oa交叉的假想的摄像面V来取得拍摄图像51。因此，映射传感器20为取得二维的拍摄图像51的图像取得传感器(或者面光电传感器)。
发光部50例如是LED，照射调整到规定的波段的光La。此外，发光部50的发光时刻由例如控制部40控制。发光部50如图9和图10所示，例如通过调整发光角度和发光强度等，以在照明区域S内包含一片半导体晶片W的方式照射光La。
如图5A所示，从发光部50照射的光La以光轴Oa为中心在离心方向扩展。以下，将光强度强的光轴Oa的周围称为“光轴Oa的中心部”。在将刚从发光部50照射后的(发光部50的端面的)光La的以光轴Oa为中心的向离心方向的扩展宽度设为R时，“光轴Oa的中心部”例如定义为由以光轴Oa为中心的半径3R以下的圆包围的区域。
如图6A所示，发光部50以相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的第1内壁面31向侧方倾斜的方式进行角度调整。或者，发光部50以相对于开口部15的开口面150向侧方倾斜的方式进行角度调整。
因此，从发光部50照射的光La的光轴Oa，相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的内壁面即第1内壁面31或开口部15的开口面150朝向容器主体3的侧方(沿着左右方向侧方)倾斜。因此，从发光部50照射的光La的光轴Oa相对于第1内壁面31倾斜(斜侧方)前进。另外，光La的光轴Oa相对于方形的半导体晶片W的外周缘部朝向半导体晶片W的侧方倾斜。
另外，在图示的例子中，发光部50以朝向配置有摄像部52一侧的相反侧倾斜的方式进行角度调整。因此，光La的光轴Oa不是朝向第3内壁面33侧而是沿着其左右方向朝向处于相反侧的第2内壁面32侧延伸。特别是在本实施方式中，光La的光轴Oa在第1内壁面31中沿着左右方向与第2内壁面32侧的部分交叉。
如图5A所示，在摄像部52不进行上述的角度调整，而仅在发光部50进行上述的角度调整。因此，光La的光轴Oa与摄像部52的摄像轴Od不大致平行。
如图6A所示，光La的光轴Oa与开口部15的开口面150所成角度(光轴Oa相对于左右方向的倾斜角度)θ1为θ1＜90度，优选为θ1＜88度，进一步优选为80＜θ1＜85度。另外，在容器主体3的第1内壁面31、开口部15的开口面150、半导体晶片W的外周缘部大致平行的情况下，光La的光轴Oa与容器主体3的第1内壁面31所成角度θ2、和光La的光轴Oa与半导体晶片W的外周缘部所成角度θ3也与上述范围同样。
但是，在本实施方式中，角度θ1～θ3设定在光La的光轴Oa不与第2内壁面32交叉的范围内。即，光轴Oa向第1内壁面31与第2内壁面32交叉的容器主体3的角部前进时的角度θ1～θ3的值为角度θ1～θ3的下限值。
此外，光La的光轴Oa与第2内壁面32或第3内壁面33(或图5A所示的摄像部52的摄像轴Od)所成角度(光轴Oa相对于前后方向的倾斜角度)设定在(90-θ1)度。
在对发光部50进行了上述的角度调整的情况下，内壁面反射光Lc在从第1内壁面31向位于容器主体3的侧方的内壁面即第2内壁面32倾斜前进后，在第2内壁面32反射，从第2内壁面32向开口部15倾斜前进。
这样，光La相对于第1内壁面31倾斜前进，内壁面反射光Lc相对于第2内壁面32和开口部15倾斜地前进，所以光La和内壁面反射光Lc的光路长分别大于沿着容器主体3的前后方向的长度LL1。例如，光La的光路长大致等于LL1/sinθ1。因此，光La和内壁面反射光Lc的光路长之和，大于上述长度LL1的2倍(2LL1)。
向开口部15前进的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部，在开口面150以避开摄像部52的方式通过沿着左右方向与摄像部52向侧方(右侧)分开的位置。即，内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部，通过与第2内壁面32交叉的开口面150的左右方向的端部与摄像部52之间，不会以与未进行上述的角度调整的情况同样的光量朝向(入射到)摄像部52。这样，发光部50以内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不朝向摄像部52的方式进行调整。
在图示的例子中，内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部的通过位置与摄像部52充分分开，以光轴Oc的中心部整个区域不朝向摄像部52的方式进行调整。但是，只要光轴Oc的中心部的大部分不朝向摄像部52，其一部分也可以入射到摄像部52。
内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部，在第2内壁面32反射一次后，朝向开口部15，而不朝向直接开口部15。即，发光部50以内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不直接朝向开口部15(另外，摄像部52)的方式进行调整。
此外，根据角度θ1～θ3的值，也预想内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不在第2内壁面32反射而直接朝向开口部15的情况。例如，内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部也可以不在第2内壁面32反射而直接朝向与第2内壁面32交叉的开口面150的左右方向的端部等。
如图5A所示，摄像部52例如为CMOS等固体摄像元件，取得例如与发光强度对应的拍摄图像51，并且将取得的拍摄图像51输出到控制部40。基板反射光Lb和内壁面反射光Lc等入射到摄像部52。此外，摄像部52的拍摄时刻例如由控制部40控制。
如图9所示，以在照明区域S内包含一枚半导体晶片W的方式发光部50照射光La，所以例如如图10所示，摄像部52能够仅取得一片半导体晶片W显映的拍摄图像51。
映射传感器20能够随着门部14在上下方向的移动，在上下方向移动。具体而言，映射传感器20在多个半导体晶片W中从位于最上层的半导体晶片W侧向位于最下层的半导体晶片W下降移动(参照图1和图2)。然后，映射传感器20在比半导体晶片W靠后方侧分开规定距离的位置，门部14下降移动时进行拍摄图像51的取得。摄像部52的焦点距离、视角等以在上述规定距离能够适当取得拍摄图像51的方式适当进行调整。
控制部40将由映射传感器20取得的拍摄图像51记录到数据记录部(图示略)中。此外，控制部40也可以将拍摄图像51输出到未图示的显示监视器。另外，从位置检测传感器60(参照图1)向控制部40输入表示下降移动的映射传感器20的相对于半导体晶片W的相对位置的位置检测信号。
对位置检测传感器60简单地进行说明。
如图1所示，在杆17上安装有沿着Z轴方向纵长的传感器止动件18。位置检测传感器60安装于驱动体16，随着驱动体16的升降移动，沿着传感器止动件18进行升降移动。
位置检测传感器60为以例如夹着传感器止动件18与左右方向相对的方式配置的、具有未图示的光照射部和受光部的透过型光传感器。位置检测传感器60的受光部接收来自光照射部的检测光并沿着传感器止动件18升降移动，并且向控制部40输出与受光部的受光结果对应的位置检测信号。
作为传感器止动件18例如使用狭缝凸轮(slit cam)。在狭缝凸轮上将多个狭缝在上下方向隔开一定的间隔配置。各狭缝的狭缝位置与映射传感器20的拍摄图像51的取得同时由位置检测传感器60检测。狭缝的数量和间距与设置于容器2的多个收纳搁板8的数量和间距对应。通过采用这种结构，控制部40能够基于由位置检测传感器60检测出的位置检测信号，掌握映射传感器20相对于半导体晶片W的相对位置。
由此，控制部40能够掌握由映射传感器20取得的拍摄图像51是收纳于容器2的第几层的收纳搁板8的半导体晶片W的拍摄图像51。而且，控制部40将由映射传感器20取得的拍摄图像51与容器2内的半导体晶片W的收纳位置相对应地记录于数据记录部。
映射传感器20接受来自控制部40的指示取得半导体晶片W的拍摄图像51并进行下降移动。即，如图5A所示，发光部50向半导体晶片W照射拍摄用的光La，并且摄像部52通过发光部50照射的光La的反射光(基板反射光Lb1或内壁面反射光Lc)进行摄像来取得拍摄图像51。此外，形成拍摄图像51的光中除光La的反射光以外，还可以包含来自其它的光源的反射光。
这时，摄像部52拍摄与光La的光轴O交叉的摄像面V来取得拍摄图像51，所以能够取得从映射传感器20侧观察的视点的拍摄图像51，如图10所示，能够取得半导体晶片W的外周端显映的拍摄图像51。
特别是如图8和图9所示，发光部50以在照明区域S内只含有一片半导体晶片W的方式照射光La，所以摄像部52能够取得仅一片半导体晶片W的外周端显映的拍摄图像51。然后，映射传感器20将取得的拍摄图像51输出到控制部40。
然后，控制部40将由映射传感器20取得的拍摄图像51与容器2内的半导体晶片W的收纳位置对应地记录在数据记录部(图示略)中，并且根据需要显示于显示监视器。
因此，经由数据记录部或显示监视器，例如操作者能够掌握拍摄图像51，能够基于拍摄图像51掌握各半导体晶片W的收纳状态。例如，能够掌握有无在相同的收纳搁板8重叠收纳半导体晶片W的重叠配置、有无在不同的层的收纳搁板8倾斜收纳半导体晶片W的倾斜配置、有无在收纳搁板8是否收纳有半导体晶片W的半导体晶片W。
并且，由于将由映射传感器20取得的拍摄图像51与容器2内的半导体晶片W的收纳位置相对应，所以在具有收纳状态不良的半导体晶片W的情况下，能够准确地掌握该不良的半导体晶片W的收纳位置(即关于收纳于第几层的收纳搁板8)。由此，能够进行控制以使得例如对于收纳状态不良的半导体晶片W，处理机器人(handling robot)不进行存取等。
特别是利用与门部14一体形成的映射传感器20，能够随着门部14的下降移动取得拍摄图像51，所以不需要分别进行门部14的动作和映射传感器20的检测动作。因此，能够与门部14的下降动作同时检测多个半导体晶片W的状态，所以能够提高处理效率，并且能够高速地检测半导体晶片W的状态。因此，例如能够高效地进行有无检测半导体晶片W的映射操作。
另外，能够基于拍摄图像51检测半导体晶片W的状态，所以与例如如现有那样不以取得基板的图像(基板的外周缘部的图像等)为目的而利用检测光的反射来进行检测的一般的反射型光传感器的情况相比，能够高精度地检测半导体晶片W的状态。即，在现有的反射型光传感器的情况下，例如由于对于对象物(工件)的检测光的位置偏差，检测光的反射程度或检测光的反射光量等的影响而检测精度容易降低。
但是，根据本实施方式的装载口1，由于是基于拍摄图像51检测半导体晶片W的状态，所以不存在利用现有的反射型光传感器的情况的上述的担心，能进行高精度的检测。因此，例如能够高精度进行检测有无半导体晶片W的映射操作。
另外，由于能够基于拍摄图像51检测半导体晶片W的状态，所以与现有的透过型光传感器不同，不需要使映射传感器20进入容器2内。因此，不需要使映射传感器20进入容器2内的结构，相应地容易使结构简单化。因此，能够实现装载口1的小型化。
另外，由于即使是方形的半导体晶片W也可应对，所以不受半导体晶片W的形状的影响，能够稳定检测半导体晶片W的状态。因此，能够灵活应对多种多样的半导体晶片W，能够成为使用容易利便性优异的装载口1。
如以上说明，根据本实施方式的装载口1，实现小型化，且不受半导体晶片W的形状影响，能够高精度且高速地检测半导体晶片W的状态。因此，能够快速判断各半导体晶片W对于容器2的收纳搁板8的收纳状态(有无重叠配置、有无倾斜配置、有无半导体晶片W等)。特别是能够高精度且高速地进行检测半导体晶片W的有无的映射操作。
另外，在本实施方式中，以仅一片半导体晶片W显映的方式取得拍摄图像51，所以能够针对每一片进行半导体晶片W的状态检测，能够进行高精度的检测。
特别是在本实施方式的装载口1中，调整发光部50以使得内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不直接朝向摄像部52。因此，摄像部52能够避开光强度强的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部地进行在收纳于容器主体3内的半导体晶片W的外周端反射的基板反射光Lb的拍摄。因此，防止内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部显映在拍摄图像51，能够取得鲜明地显映了半导体晶片W的外周端的拍摄图像51。因此，根据本实施方式的装载口1，能够基于该拍摄图像51高精度地检测半导体晶片W的状态。
另外，在本实施方式中，发光部50以相对于第1内壁面31倾斜的方式进行角度调整，另一方面，摄像部52在与收纳于容器主体3内的半导体晶片W通过开口部15的开口面150相对的状态下配置。因此，摄像部52既能够充分确保容器主体3内的视野，又避开光强度强的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部地进行基板反射光Lc的拍摄。因此，能够在广视野取得上述的鲜明的拍摄图像51，能够基于该拍摄图像51进行高精度的检测。
此外，也可以如图6F所示的映射传感器20E那样，从发光部50E照射的光La的光轴Oa也向位于容器主体3的侧方的第2内壁面32延伸(也可以与第2内壁面32交叉)。光La的光轴Oa与开口部15的开口面150所成角度(光轴Oa相对于左右方向的倾斜角度)θ4为θ4＞0度，优选为θ4＞5度。
该情况下，发光部50E以朝向第2内壁面32的方式进行角度调整。因此，从发光部50E照射的光La向第2内壁面32前进后，在第2内壁面32反射，作为内壁面反射光Lc从第2内壁面32朝向第1内壁面31前进。另外，向第1内壁面31前进的内壁面反射光Lc在第1内壁面31反射，从第1内壁面31向第3内壁面33前进。另外，向第3内壁面33前进的内壁面反射光Lc在第3内壁面33反射，从第3内壁面33向开口部15前进。
在图示的例子中，向开口部15前进的内壁面反射光Lc不直接朝向摄像部52。即使假如该内壁面反射光Lc朝向摄像部52前进，如上所述经过多次的反射后(或经过长的光路长后)，每次反射都会产生光La的散射和吸收，所以可以预想在达到摄像部52时候，该内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部的光强度会充分减弱。因此，根据本实施方式的装载口1E，能够防止光强度强的内壁面反射光Lc入射到摄像部52，能够取得上述的鲜明的图像。此外，在图6A所示的例子也可得到这样的效果。
(第2实施方式)
接着，参照附图对本发明的装载口的第2实施方式进行说明。
此外，在第2实施方式中，对于与第1实施方式的构成要素相同的部分附加相同的符号省略其说明。
如图6B所示，本实施方式的装载口1A具有映射传感器20A。在映射传感器20A中，摄像部52A以相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的第1内壁面31向侧方倾斜的方式进行角度调整。或者，摄像部52A以相对于开口部15的开口面150向侧方倾斜的方式进行角度调整。
因此，图5B所示的摄像部52A的摄像轴Od，相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的第1内壁面31或开口部15的开口面150向容器主体3的侧方(沿着左右方向侧方)倾斜。因此，摄像部52A的摄像轴Od相对于容器主体3的第1内壁面31倾斜，另外，摄像部52A的摄像轴Od相对于方形的半导体晶片W的外周缘部向半导体晶片W的侧方倾斜。
另外，在图示的例子中，摄像部52A以向配置有发光部50侧的相反侧倾斜的方式进行角度调整。因此，摄像部52A的摄像轴Od不向第2内壁面32侧而向第3内壁面33侧延伸。特别是在本实施方式中，摄像部52A的摄像轴Od在第1内壁面31中沿着左右方向与第3内壁面33侧的部分交叉。
如图5B所示，在发光部50不进行上述的角度调整，仅在摄像部52A进行上述的角度调整。因此，光La的光轴Oa与摄像部52的摄像轴Od不大致平行。
摄像部52A的摄像轴Od与开口部15的开口面150所成角度(摄像轴Od相对于左右方向的倾斜角度)θ5为θ5＜90度，优选为θ5＜88度，进一步优选为80＜θ5＜85度。另外，在容器主体3的第1内壁面31、开口部15的开口面150、半导体晶片W的外周缘部大致平行的情况下，对于摄像部52A的摄像轴Od与容器主体3的第1内壁面31所成角度θ6和摄像部52A的摄像轴Od和半导体晶片W的外周缘部所成角度θ7也与上述范围同样。
但是，在本实施方式中，角度θ5～θ7被设定在摄像部52A的摄像轴Od不与第2内壁面33交叉的范围内。即，摄像轴Od向第1内壁面31与第3内壁面33交叉的容器主体3的角部前进时的角度θ5～θ7的值为角度θ5～θ7的下限值。
此外，摄像部52A的摄像轴Od与第2内壁面32或第3内壁面33(或者图5B所示的发光部50的光轴Oa)所成角度(摄像轴Od相对于前后方向的倾斜角度)设定在(90-θ5)度。
这样，摄像轴Od相对于第1内壁面31倾斜，所以位于开口面150与第1内壁面31之间的摄像轴Od的长度大于沿着容器主体3的前后方向的长度LL1(大致等于LL1/sinθ5)。
对摄像部52A进行了上述的角度调整的情况下，不存在以与内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部没有进行上述的角度调整的情况同样的光量朝向摄像部52A的情况。这样，摄像部52A以内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不朝向摄像部52A的方式进行调整。此外，只要光轴Oc的中心部的大部分不朝向摄像部52A，其一部分也可以入射到摄像部52A。
在本实施方式中也可得到与第1实施方式同样的效果，能够防止光强度强的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部入射到摄像部52A，能够取得上述的鲜明的图像。
(第3实施方式)
接着，参照附图对本发明的装载口的第3实施方式进行说明。
此外，在第3实施方式中，对于与第1实施方式的构成要素相同的部分附加相同的符号省略其说明。
如图5C所示，本实施方式的装载口1B具有映射传感器20B。在映射传感器20B中，发光部50B设置于发光部设置用壳体500，摄像部52B设置于摄像部设置用壳体520。发光部设置用壳体500和摄像部设置用壳体520由不同的部件构成，不限定于图示的形状(长方体)而可采用各种形状。发光部50B和摄像部52B分别以相对于内壁面31朝向正面的方式配置。
如图6C所示，发光部50B(发光部设置用壳体500)和摄像部52B(摄像部设置用壳体520)以各自分开配置的方式进行位置调整，沿着开口部15的开口面150，在其侧方隔开规定的间隔分开配置。
发光部50B与摄像部52B之间的间隔LL2，在内壁面反射光Lc向开口部15返回时，以其光轴Oc的中心部向从摄像部52B向侧方离开的位置的方式适当调整。例如，上述间隔LL2为10mm以上。
在发光部50B与摄像部52B之间进行了上述的位置调整的情况下，向开口部15返回的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部通过发光部50B与摄像部52B之间。即，内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不存在以与进行了上述的位置调整的情况的(或者，发光部50B和摄像部52B设置于相同的壳体的情况)同样的光量朝向(入射到)摄像部52B的情况。这样，发光部50B和摄像部52B以内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不朝向摄像部52B的方式进行调整。
在图示的例子中，发光部50B与摄像部52B充分分离，以光轴Oc的中心部整个区域不朝向摄像部52B的方式进行调整。但是，只要光轴Oc的中心部的大部分不朝向摄像部52B，其一部分也可以入射到摄像部52B。
在本实施方式中，摄像部52B能够避开光强度强的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部地拍摄基板反射光Lb，也可得到与第1实施方式同样的效果。
另外，在本实施方式中，经由发光部设置用壳体500和摄像部设置用壳体520能够将发光部50B和摄像部52B分别独立地进行位置调整，能够扩大各自的间隔的调整范围。因此，提高位置调整的自由度，能够使发光部50B和摄像部52B配置于最佳的位置。
(第4实施方式)
接着，参照附图对本发明的装载口的第4实施方式进行说明。
此外，在第4实施方式中，对于与第3实施方式的构成要素相同的部分，附加相同的符号省略其说明。
如图6D所示，本实施方式的装载口1C具有映射传感器20C。在映射传感器20C中进行在图6C所示的映射传感器20B中相对于发光部50B与图6F所示的发光部50E同样的角度调整。
即，设置于发光部设置用壳体500的发光部50C以相对于第1内壁面31和开口部15的开口面150向侧方倾斜的方式进行角度调整，光La的光轴Oa与第1内壁面32交叉。
在本实施方式中，得到与第1实施方式和第3实施方式同样的效果，能够防止光强度强的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部入射到摄像部52B，能够取得上述的鲜明的图像。此外，也可以通过对发光部50B进行与图6A所示的发光部50同样的角度调整，光La的光轴Oa与第2内壁面31交叉。
(第5实施方式)
接着，参照附图对本发明的装载口的第5实施方式进行说明。
此外，在第5实施方式中，对于与第1实施方式的构成要素相同的部分，附加相同的符号省略其说明。
如图6E所示，本实施方式的装载口1D具有映射传感器20D。在映射传感器20D中，发光部50D以相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的第1内壁面31在铅垂方向(图示的例子中，是上方，但也可以是下方；以下同样)倾斜的方式进行角度调整。或者，发光部50D以相对于开口部15的开口面150向上方倾斜的方式进行角度调整。
因此，从发光部50D照射的光La的光轴Oa相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的第1内壁面31或开口部15的开口面150向容器主体3的上方倾斜。因此，从发光部50D照射的光La的光轴Oa相对于第1内壁面31倾斜(斜上方)地进入。
详细的图示省略，在摄像部52不进行上述的角度调整，仅在发光部50D进行上述的角度调整。因此，光La的光轴Oa和摄像部52的摄像轴Od在与铅垂方向正交的平面观察时，不大致平行(在上下方向观察时，向不同的方向延伸)。
发光部50相对于前后方向的倾斜角度θ8在内壁面反射光Lc向开口部15返回时，适当调整为其光轴Oc的中心部避开摄像部52(图示略)朝向其上方。例如，上述角度θ8为5度以上。
在图示的例子中，发光部50D以光La的光轴Oa朝向第1内壁面31向斜上方延伸的方式(以与第1内壁面31交叉的方式)进行角度调整，但也可以以朝向第4内壁面34或第5内壁面35向斜上方延伸的方式进行角度调整。该情况下，光La的光轴Oa与第4内壁面34或第5内壁面35交叉。
在发光部50D进行了上述的角度调整的情况下，不存在内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部以与未进行上述的角度调整的情况同样的光量朝向(入射到)摄像部52的情况。这样，发光部50D和摄像部52以内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部不朝向摄像部52的方式进行调整。此外，从发光部50D照射的光La的光轴Oa在一个或多个半导体晶片W上反射(间接地)或直接朝向开口部15。另外，在第1内壁面31反射的内壁面反射光Lc间接或直接向开口部15前进。
此外，发光部50D优选调整为内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部整个区域不朝向摄像部52。但是，只要光轴Oc的中心部的大部分不朝向摄像部52，其一部分也可以入射到摄像部52。
在本实施方式中，摄像部52能够避开光强度强的内壁面反射光Lc的光轴Oc的中心部地拍摄基板反射光Lb，也可得到与第1实施方式同样的效果。
(第6实施方式)
接着，参照附图对本发明的装载口的第6实施方式进行说明。
此外，在第6实施方式中，对于与第1实施方式的构成要素相同的部分，附加相同的符号省略其说明。
如图11所示，本实施方式的装载口1E具有映射判断部70。
映射判断部70从控制部40取得由映射传感器20取得的拍摄图像51。由位置检测传感器60检测出的位置检测信号，与该拍摄图像51相对应。映射判断部70判断半导体晶片W对于容器2的收纳状态(有无重叠配置、有无倾斜配置、有无半导体晶片W等)，并将该判断结果与位置检测信号相对应地记录于数据记录部。
根据本实施方式，特别是基于预先设定的各种条件，能够使映射判断部70判断收纳状态，所以能够以更高精度且高速地判断半导体晶片W的收纳状态。因此，能够高效地进行映射操作。
另外，在本实施方式的装载口1E中，也可以在数据记录部记录事先由映射传感器20拍摄的对于容器主体3的收纳状态为正常时的半导体晶片W的基准拍摄图像。而且，映射判断部70也可以构成为通过比较由映射传感器20实际拍摄的拍摄图像51和在数据记录部中记录的基准拍摄图像，判断半导体晶片W的收纳状态是否良好。
在这样构成的情况下，映射判断部70通过比较由映射传感器20实际拍摄的拍摄图像51和事先拍摄的基准拍摄图像，能够以更高精度且快速地判断半导体晶片W的收纳状态是否良好。
此外，本发明不仅限定于上述的实施方式，当然包括另外的实施例和变形例。例如，在上述各实施方式中，对于发光部50和摄像部52等，也可以构成为能够利用控制部40或其它的控制单元控制各倾斜角度和间隔等。该情况下，能够根据需要调整发光部50和摄像部52等的倾斜角度和位置等。
在上述第1实施方式中，角度θ1～θ3的各值也可以不必相等。例如，θ1的值也可以与θ2的值不同。
在上述第1实施方式中，对于图6A所示的摄像部52，也可以进行与图6B所示的摄像部52A同样的角度调整。
在上述第2实施方式中，图6B所示的摄像部52A的摄像轴Od也可以向第3内壁面33延伸(也可以与第3内壁面33交叉)。
在上述第4实施方式中，如图6D所示，光La的光轴Oa向第2内壁面32延伸，但也可以向第1内壁面31延伸。
在上述第4实施方式中，对于摄像部52B，也可以进行与图6B所示的摄像部52A同样的角度调整。另外，此时，光La的光轴Oa也可以向第3内壁面33延伸(也可以与第3内壁面33交叉)。
在上述第5实施方式中，对于图6E所示的发光部50D和摄像部52，也可以进行与图6A～图6D和图6F同样的角度调整。
在上述第5实施方式中，对于摄像部52，也可以进行与发光部50D同样的角度调整。即，摄像部52也可以以相对于位于开口部15的相反侧的容器主体3的第1内壁面31向铅垂方向(上方或下方)倾斜的方式进行角度调整。或者，摄像部52也可以以相对于开口部15的开口面150向上方或下方倾斜的方式进行角度调整。
在上述第1实施方式中，也可以将发光部50以向配置有摄像部52侧倾斜的方式进行角度调整。另外，在上述第2实施方式中，也可以将摄像部52A以向配置有发光部50侧倾斜的方式进行角度调整。另外，在上述第4实施方式中，也可以将发光部50C以向配置有摄像部52B侧倾斜的方式进行角度调整。
在上述各实施方式中，例如对于图7所示的映射传感器20也可以应用本发明。即，如该图所示，也可以使映射传感器20具备具有以包围摄像部52的周围的方式配置的多个LED的环状的发光部50。
在上述各实施方式中，也可以构成为映射传感器20～20E相对于开口部15的开口面150沿着前后方向可向前方可移动。
在上述各实施方式中，也可以设置有用于控制从发光部50等照射的光La的光量的机构。例如，在发光部50等的端面的正面也可以设置有用于减少光La的光量的过滤器或狭缝。
在上述各实施方式的装载口中，也可以具备专利文献1所示的透过型光传感器和本发明的映射传感器20～20E这两者。
另外，在上述各实施方式中，作为基板，列举半导体晶片W为例进行了说明，但不限定于该情况。例如，也可以是半导体封装用玻璃晶片等。
另外，在上述各实施方式中，在门部14的上端缘部安装了映射传感器20～20E，但映射传感器20～20E的位置不限定于门部14的上端缘部。映射传感器20～20E只要与门部14一体固定即可，其安装位置不限于门部14的上端缘部。此时，映射传感器20～20E位于与收纳于容器2的多个半导体晶片W中位于最上层的半导体晶片W同等的高度或位于比其靠上方即可。
另外，在上述各实施方式中，在门部14安装有一个映射传感器20～20E，但映射传感器20～20E的数量不限定于一个，也可以安装多个。该情况下，例如也可以构成为利用多个映射传感器20～20E拍摄半导体晶片W的相同的视野，也可以构成为拍摄不同的视野。
例如在第6实施方式中，在利用两个映射传感器20拍摄相同的视野的情况下，由于能够利用两个摄像部52拍摄共同的摄影区域，所以通过对利用一个映射传感器20取得的拍摄图像51和利用另一个映射传感器20取得的拍摄图像51进行例如比较处理等图像处理，能够取得除去了噪声的更鲜明的拍摄图像51。由此，能够基于该拍摄图像51由映射判断部70更准确地判断半导体晶片W的收纳状态。
另外，在第6实施方式中，在利用两个映射传感器20拍摄不同的视野的情况下，例如对于共同的半导体晶片W，可进行基于利用一个映射传感器20取得的拍摄图像51的收纳状态的判断、和基于利用个一方映射传感器20取得的拍摄图像51的收纳状态的判断。
因此，例如基于两个拍摄图像51的收纳状态的判断同时为“良”的情况下，能够判断为半导体晶片W的收纳状态为“良”，在基于任一个拍摄图像51的收纳状态的判断为“不良”的情况下，能够判断为半导体晶片W的收纳状态为“不良”。因此，能够更准确地判断半导体晶片W的收纳状态。
另外，在上述各实施方式中，映射传感器20～20E的发光部50也可以随着门部14的下降，总是照射拍摄用的光La(所谓静态点亮方式)，也可以与半导体晶片W的位置对应地间歇照射拍摄用的光La(所谓脉冲点亮方式)。在采用脉冲点亮方式的情况下，只要与间歇照射对应地由摄像部52取得拍摄图像51即可。
另外，在上述各实施方式中，构成为利用传感器止动件18检测映射传感器20～20E相对于半导体晶片W的相对位置，但不限定于利用传感器止动件18的情况。例如，也可以利用编码器检测门部14的升降移动，基于来自编码器的输出信号，检测映射传感器20～20E相对于半导体晶片W的相对位置。

Claims (13)

1.一种装载口，其特征在于，包括：
门部，其可开放地封闭与多层地收纳多个基板的容器内连通的开口部，并且能够在封闭所述开口部的封闭位置与开放所述开口部的开放位置之间升降移动；和
映射传感器，其与所述门部设置成一体，用于检测所述基板的状态，
所述映射传感器具有向所述基板照射拍摄用的光的发光部和拍摄所述光的反射光来取得拍摄图像的摄像部。
2.如权利要求1所述的装载口，其特征在于：
对所述发光部和所述摄像部的至少一者进行了调整以使得内壁面反射光的光轴中心部不直接朝向所述摄像部，其中，所述内壁面反射光是由所述容器的内壁面反射的所述反射光。
3.如权利要求2所述的装载口，其特征在于：
所述光的光轴和所述摄像部的摄像轴的至少一者，相对于位于所述开口部的相反侧的所述容器的内壁面或所述开口部的开口面倾斜。
4.如权利要求3所述的装载口，其特征在于：
所述光的光轴和所述摄像部的摄像轴的至少一者向所述容器的侧方倾斜。
5.如权利要求4所述的装载口，其特征在于：
所述光的光轴向位于所述容器的侧方的内壁面延伸。
6.如权利要求3～5中任一项所述的装载口，其特征在于：
仅所述光的光轴相对于位于所述开口部的相反侧的所述容器的内壁面或所述开口部的开口面倾斜。
7.如权利要求3～5中任一项所述的装载口，其特征在于：
所述光的光轴和所述摄像部的摄像轴的至少一者向所述容器的高度方向倾斜。
8.如权利要求6所述的装载口，其特征在于：
所述光的光轴和所述摄像部的摄像轴的至少一者向所述容器的高度方向倾斜。
9.如权利要求2～5中任一项所述的装载口，其特征在于：
所述发光部和所述摄像部沿着所述开口部在其侧方隔开规定间隔地分开配置。
10.如权利要求6所述的装载口，其特征在于：
所述发光部和所述摄像部沿着所述开口部在其侧方隔开规定间隔地分开配置。
11.如权利要求7所述的装载口，其特征在于：
所述发光部和所述摄像部沿着所述开口部在其侧方隔开规定间隔地分开配置。
12.如权利要求9所述的装载口，其特征在于：
所述发光部设置于发光部设置用壳体，所述摄像部设置于摄像部设置用壳体，
所述发光部设置用壳体和所述摄像部设置用壳体由不同部件构成。
13.如权利要求10或11所述的装载口，其特征在于：
所述发光部设置于发光部设置用壳体，所述摄像部设置于摄像部设置用壳体，
所述发光部设置用壳体和所述摄像部设置用壳体由不同部件构成。
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