CN113555297B - 板状对象物的排列检测装置和装载端口 - Google Patents

板状对象物的排列检测装置和装载端口 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种板状对象物的排列检测装置和使用了该装置的装载端口，该板状对象物的排列检测装置中，将判断窗口与由拍摄单元拍摄的拍摄图像重叠，来判断形状匹配率，在判断的形状匹配率为规定值以下的情况下，判断为在与由拍摄单元拍摄的图像重叠的判断窗口内不存在板状对象物。第一基准线是在判断窗口内连续的直线，第二基准线是在判断窗口内排列成直线状的不连续的线段的集合。

Description

板状对象物的排列检测装置和装载端口
技术领域
本发明涉及板状对象物的排列检测装置和装载端口。
背景技术
在半导体工厂等中，通过使用收容有硅晶片等基板的容器，在工厂内进行基板的输送及保管等。在半导体制造装置的领域中，通常应用所谓的小型环境方式(局部净化方式)，可将容器的内部保持为高清洁度。
在该小型环境方式中，容器与半导体制造装置之间的接口部分通常被称为装载端口，这是众所周知。一般而言，在装载端口具备映射传感器，可利用该映射传感器识别基板的收容状态(倾斜、两片重叠、交错配置等)。
作为映射传感器，例如使用透射型传感器(参照专利文献1)。在该情况下，映射传感器在将光轴朝向水平方向的状态下，安装于可在前后方向上进退且可在上下方向上升降移动的映射器件(映射臂或映射框架等)的前端部等。使映射器件前进，将映射传感器插入容器的开口部并使之下降移动，由此，可利用该映射传感器识别收容于容器内的基板的收容状态。
在上述的现有的映射传感器中，为了识别基板的收容状态，需要将映射器件配置于适当的位置，且如专利文献1所示那样以夹着基板的方式配置一组发光部和受光部。在该点上，在基板的形状为普通的半导体晶片那样的圆形状的情况下，可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于上述空间，并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的方形形状的情况下，在基板的外周面与容器的内壁面之间未产生上述的空间，难以利用空间以夹着基板的方式配置一组发光部和受光部。另外，通过将容器大型化，虽然可能形成上述的空间，但容器的大型化导致装载端口和容器输送系统的大型化，故而不优选。
因此，最近提出了使用例如表面光电传感器或CCD相机等拍摄传感器，识别基板的收容状态(倾斜、两片重叠、交错配置等)。在使用了这种拍摄传感器的容器内部的晶片映射中，通过主要判别明暗来检测基板的状态(是否处于倾斜、两片重叠、交错配置等不正常的状态)。
拍摄传感器在其原理上需要以使用光源增加亮度的状态检测图像。从光源发出的光在容器内部进行漫反射，因此，根据图像获取区域不同，产生由于漫反射而产生的点状光的“渗出”，该渗出在明暗判别中可成为错误检测的主要原因。将“明”状态判别为“存在基板”，因此，同样可能将作为“明”状态被检测的渗出部误认为“存在基板”来进行判别。
专利文献1：日本特开2002-164411号公报。
发明内容
本发明是鉴于这种实际状况而研发的，其目的在于，提供将光的“渗出”等误认为基板等板状对象物的情况较少的板状对象物的排列检测装置和使用了该装置的装载端口。
用于解决问题的技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种板状对象物的排列检测装置，其特征在于，具有：
拍摄单元，其相对于以规定间隔排列于容器内的板状对象物，配置成可在相对于所述板状对象物的平面大致垂直方向上相对移动，且可在拍摄画面内沿着至少一个所述板状对象物的端缘拍摄至少一部分；
判断窗口设定单元，其基于与单一的所述板状对象物的端缘对应的主图像，沿着与所述端缘的厚度对应的宽度且大致平行的一对图像浓淡分界线，在判断窗口内设定第一基准线和第二基准线；
形状判断单元，其将由所述判断窗口设定单元设定的所述判断窗口与由所述拍摄单元拍摄的拍摄图像重叠，来判断形状匹配率；和
对象物判断单元，其在由所述形状判断单元判断的形状匹配率为规定值以下的情况下，判断为在与由所述拍摄单元拍摄的图像重叠的所述判断窗口内不存在所述板状对象物，
所述第一基准线是在判断窗口内连续的直线，所述第二基准线是在所述判断窗口内排列成直线状的不连续的线段的集合。
在仅根据由连续的直线构成的第一基准线进行判断的情况下，难以判别是与拍摄图像中的由光的渗出产生的第一基准线一致，还是与由正常的板状对象物的明部产生的第一基准线一致。因此，将拍摄图像中的光的渗出误认为正常的板状对象物进行判断的可能性高。
另外，在将第一基准线和第二基准线以双方均连续的直线进行判断的情况下，拍摄图像中的光的渗出与双方连续的直线的第一基准线及第二基准线的匹配率降低，将拍摄图像中的光的渗出误认为正常的板状对象物进行判断的可能性变少。但是，在该情况下，将重叠配置两片板状对象物的状态与拍摄图像中的光的渗出同样判断为不是正常的板状对象物的可能性高。
在本发明的板状对象物的排列检测装置中，第一基准线是在判断窗口内连续的直线，所述第二基准线是在所述判断窗口内排列成直线状的不连续的线段的集合。因此，拍摄图像中的光的渗出与连续的直线的第一基准线和不连续的虚线状的第二基准线的组合的匹配率降低，将拍摄图像中的光的渗出误认为正常的板状对象物进行判断的可能性少。另外，在重叠配置有两片板状对象物的情况下，与连续的直线的第一基准线和不连续的虚线状的第二基准线的组合的匹配率比光的渗出变高，能够与光的渗出进行区别，误认为光的渗出的可能性少。
优选还具有面积计算单元，其在由所述对象物判断单元判断为存在所述板状对象物的情况下，在所述判断窗口内，探索基于由所述拍摄单元拍摄的实际的拍摄图像的大致平行的一对图像浓淡分界线。
面积计算单元中，在由对象物判断单元判断为存在板状对象物的情况下，能够探索一对图像浓淡分界线，并计算拍摄图像中的明区域的面积或宽度。通过计算明区域的面积或宽度，能够判别是单一板状对象物，还是两片重叠的板状对象物。
优选在所述面积计算单元中，在观察到基于实际的拍摄图像的大致平行的一对图像浓淡分界线的情况下，在所述判断窗口内，沿着一对所述图像浓淡分界线在规定长度的范围内，通过计算求取一对所述图像浓淡分界线之间的面积，在通过该计算求取的面积为规定的正常范围内的情况下，判断为单一的板状对象物。即，在通过计算求取的面积为与单一板状对象物对应的面积的范围内的情况下，判断为单一板状对象物，在通过计算求取的面积为与两片板状对象物的总和对应的面积的范围内的情况下，能够容易判断为两片重叠。
优选在所述面积计算单元中，在观察到基于实际的拍摄图像的大致平行的一对图像浓淡分界线的情况下，在所述判断窗口内，沿着一对所述图像浓淡分界线在规定长度的范围内，通过计算求取一对所述图像浓淡分界线之间的面积，在通过该计算求取的面积为规定的两片重叠范围内的情况下，判断为两片板状对象物。
优选构成所述第二基准线的不连续的线段与线段之间的间隙的长度比所述线段的长度大。通过这样构成，能够容易区别两片重叠和光的渗出，将两片重叠误认为光的渗出的可能性少。
本发明提供一种装载端口，其具有上述任一项所记载的板状对象物的排列检测装置。
附图说明
图1A是表示本发明一实施方式的装载端口和载置于装载端口的容器的概略侧视图。
图1B是表示使图1A所示的装载端口的门部进行下降移动时的状态的装载端口和搭载于装载端口的容器的侧视图。
图2A是表示图1A及图1B所示的控制部的控制功能的块图。
图2B是表示由图2A所示的控制部执行的控制的一例的流程图。
图3是图1A所示的装载端口的俯视图。
图4是图1A所示的容器的概略立体图。
图5A是图1A所示的映射传感器(板状对象物的排列检测装置)的概略立体图。
图5B是本发明的另一实施方式的映射传感器的概略立体图。
图6是表示由图5A所示的映射传感器拍摄的拍摄范围的一例的概略侧视图。
图7是表示由图5A所示的映射传感器拍摄的拍摄范围的一例的概略主视图。
图8是表示由图5A所示的映射传感器拍摄的主图像的一例的概略图。
图9A是表示与由图5A所示的映射传感器拍摄的实际的拍摄画面重复显示的判断窗口的一例的概略图。
图9B1是表示在利用图5A所示的映射传感器拍摄一片基板的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图9B2是表示图9B1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图9C1是表示在利用图5A所示的映射传感器拍摄两片重叠的基板的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图9C2是表示图9C1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图9D1是表示在利用图5A所示的映射传感器拍摄光的渗出的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图9D2是表示图9D1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图10A是表示在利用本发明的比较例1的映射传感器拍摄的实际的拍摄画面上重复显示的判断窗口的一例的概略图。
图10B1是表示在利用本发明的比较例1的映射传感器拍摄一片基板的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图10B2是表示图10B1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图10C1是表示在利用比较例1的映射传感器拍摄两片重叠的基板的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图10C2是表示图10C1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图10D1是表示在利用比较例1的映射传感器拍摄光的渗出的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图10D2是表示图10D1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图11A是表示在利用本发明的比较例2的映射传感器拍摄的实际的拍摄画面上重复显示的判断窗口的一例的概略图。
图11B1是表示在利用本发明的比较例2的映射传感器拍摄一片基板的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图11B2是表示图11B1所示的拍摄图像中的在判断窗口内的明区域的面积的计算状态的概略图。
图11C1是表示在利用比较例2的映射传感器拍摄两片重叠的基板的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
图11D1是表示在利用比较例2的映射传感器拍摄光的渗出的实际的拍摄画面上重复显示判断窗口的一例的概略图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。
图1A和图1B所示的装载端口1作为收容多个半导体晶片W的容器(保管用容器)2与半导体制造装置(省略图示)之间的接口部分发挥作用，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械臂等的小型环境，机械臂利用装载端口1从连接于小型环境的容器2内取出被收容于容器2内的半导体晶片W，并输送至半导体处理装置。此外，作为容器2，例如可举出FOUP(Front-Opening Unified Pod)等。
装载端口1具有控制箱10、可动载物台11、框架12、支承框架13、门部14、驱动部16、杆17、感应部件18和映射传感器20等。控制箱10在内部包含使门部14工作的驱动部16和用于控制映射传感器20的各种动作的控制部40等。
可动载物台11在内部收容作为板状对象物的基板W(例如半导体晶片、显示用基板、其他的基板)，保管及输送基板W的容器2可装拆自如地载置。可动载物台11由在将容器2载置于上部的状态下沿Y轴方向移动的移动载物台等构成，能够将容器2的收容口4连接于框架12的开口部15。此外，附图中，Y轴表示可动载物台11的移动方向(前后方向)，Z轴表示上下方向，X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
对容器2进行简单地说明。如图4所示，在容器主体3的内部，沿着Y轴向前后方向延伸的收容架8以沿着X轴相对的方式，并且沿着Z轴隔开一定间隔地以多层形成。利用这些多个收容架8收容基板W。由此，基板W在沿上下排列成多层的状态下收容于容器2内。本实施方式中，举例说明方型的基板W，但基板W的形状不限定于方型，例如也可以形成为圆形状。
如图1A所示，框架12从可动载物台11向上方延伸，可动载物台11和设置于可动载物台11的容器2以相对于框架12在前后方向上接近、分开的方式移动。在框架12上，以与容器2的收容口4对置的方式形成有开口部15，开口部15利用门部14开闭。利用框架12，可将半导体制造装置的处理室内与位于半导体制造装置外部的外部空间隔开。
门部14能够开闭开口部15，并且与装拆自如地设置于容器2的收容口4的盖部5卡合，对收容口4进行开闭。装载端口1中，使可动载物台11向前方移动至将容器2与框架12接触的位置后，门部14与容器2的盖部5卡合而引入小型环境内，由此，能够将容器2的内部和小型环境经由容器2的收容口4连结。
在门部14的下端缘部一体连结有支承框架13。在支承框架13上连结有配置于控制箱10内的驱动部16，驱动部16沿着在上下方向上延伸的杆17进行下降移动，由此，门部14可经由支承框架13下降移动。
作为拍摄单元的映射传感器20为了检测基板W的状态而拍摄基板W。如图1A和图3所示，映射传感器20一体固定于门部14的上端缘部。具体而言，映射传感器20利用例如未图示的紧固单元等固定于门部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配置于比容器2内所收容的多个基板W中的位于最上层的基板W更靠上方。此外，也可以将映射传感器20在左右方向上可移动地固定于门部14的上端缘部。在该情况下，可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具备：向朝向基板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)并获取拍摄图像54(参照图8)的拍摄部52。拍摄部52拍摄与光La的光轴Oa交叉的假想的拍摄面V，例如获取图8所示的拍摄图像54。即，图5A所示的映射传感器20是获取二维拍摄图像54的图像获取传感器(或表面光电传感器)。
图5A所示的发光部50例如为LED，照射调整成规定波段的光La。此外，发光部50的发光时间由例如图1A所示的控制部40控制。如图6及图7所示，发光部50通过例如发光角度或发光强度等的调整，以在照明区域S内包含一片基板W的方式照射光La。此外，本实施方式中，如图5A所示，拍摄部52的拍摄轴Od与发光部50的光轴Oa大致平行，但未必需要平行，也可以使任一者倾斜地排列。
另外，图5A所示的例子中，将各自准备的发光部50和拍摄部52组合而设为映射传感器20，但也可以如图5B所示，是在拍摄部52的周围一体配置有多个发光部50的映射传感器20A。该图5B所示的映射传感器20A中，拍摄部52的拍摄轴Od和发光部50的光轴Oa大致一致。
拍摄部52例如由CMOS、CCD等固体拍摄元件构成，例如获取与发光强度对应的拍摄图像54，并且将获取的拍摄图像54输出至控制部40。向拍摄部52入射基板反射光和内壁面反射光等。此外，拍摄部52的拍摄时间例如由控制部40控制。
如图6和图7所示，以在照明区域S内包含至少一片基板W的方式，由图5A(或图5B/以下同样)所示的发光部50照射光La。因此，如果拍摄成功，则拍摄部52能够在拍摄画面内获取由以下区域构成的拍摄图像54，即：沿着图6及图7所示的一片基板W的端缘Wa的长边方向(沿着X轴)与至少一部分对应的图8所示的明区域54a；和与基板W间的空间对应的暗区域54b。将图8中的明区域54a和暗区域54b的分界定义为图像浓淡分界线54ab。
映射传感器20能够随着门部14向上下(Z轴)方向的移动，而在上下方向上移动。具体而言，如图1A及图1B所示，映射传感器20从多个基板W中的位于最上层的基板W侧向位于最下层的基板W进行下降移动。即，映射传感器20相对于在Z轴方向上以规定间隔排列于容器2内的基板W，在相对于基板W的平面大致垂直方向上相对移动。
而且，映射传感器20在距基板W离开规定距离的位置，门部14进行下降移动时，如图8所示，在拍摄画面内获取拍摄图像54。拍摄部52的焦点距离、画角等以拍摄图像54能够以上述规定距离适当获取的方式适当调整。
控制部40将由映射传感器20获取的拍摄图像54记录于数据记录部(省略图示)。此外，图1A和图1B所示的控制部40也可以将例如图8所示的拍摄图像54输出至未图示的显示监视器。另外，从位置检测传感器60向控制部40输入表示下降移动的映射传感器20相对于基板W的相对位置的位置检测信号。
对位置检测传感器60进行简单地说明。如图1A所示，在杆17上，沿着Z轴方向安装有纵长的感应部件18。位置检测传感器60安装于驱动体16，随着驱动体16的升降移动而沿着感应部件18升降移动。
位置检测传感器60设为如下透射型光传感器，例如以夹着感应部件18而在左右方向上对置的方式配置，具有未图示的光照射部和受光部。位置检测传感器60一边使受光部接收来自光照射部的检测光，一边沿着感应部件18升降移动，同时将与受光部的受光结果对应的位置检测信号输出至控制部40。
作为感应部件18，例如可使用狭缝凸轮。在狭缝凸轮上，在上下方向上隔开一定间隔地配置有多个狭缝。在映射传感器20进行的拍摄图像54的获取同时，利用位置检测传感器60检测各狭缝的狭缝位置。狭缝的数及间距与设置于容器2的多个收容架8的数及间距对应。通过设为这种结构，控制部40可基于由位置检测传感器60检测的位置检测信号，掌握映射传感器20相对于基板W的相对位置。
由此，控制部40能够掌握由映射传感器20获取的拍摄图像54是容器2的第几层收容架8中收容的基板W的拍摄图像54。而且，控制部40能够将由映射传感器20获取的拍摄图像54与容器2内的基板W的收容位置相对应地记录于数据记录部。
映射传感器20接收来自控制部40的指示，一边获取基板W的拍摄图像54一边下降移动。即，如图5A所示，发光部50向基板W照射拍摄用的光La，并且拍摄部52进行由发光部50照射的光La的反射光的拍摄并获取拍摄图像54。此外，在形成拍摄图像54的光中，除了包含光La的反射光之外，还可以包含来自其他光源的光(例如来自容器2外侧的光)。
此时，图5A所示的拍摄部52拍摄与光La的光轴O交叉的拍摄面V并获取拍摄图像54，因此，能够获取从映射传感器20侧观察的视点的拍摄图像54。而且，控制部40能够将由映射传感器20获取的拍摄图像54与容器2内的基板W的收容位置相对应地记录于数据记录部(省略图示)，并且根据需要显示于显示监视器。
接着，对于由图1A及图1B所示的作为拍摄单元的映射传感器20和作为控制单元的控制部40构成的基板W的排列检测装置，基于图2A、图2B及图8～图11D进行详细地说明。
如图2A所示，本实施方式的控制部40至少具有判断窗口设定单元42、形状判断单元44、基板判断单元46、面积计算单元48。这些单元42～46可以是控制部40中的专用控制电路，也可以是计算机的控制程序。
图2A所示的判断窗口设定单元42基于与图7所示的单一基板W的端缘Wa对应的图8所示的主图像54α的明区域54a，沿着与端缘Wa的厚度对应的宽度且大致平行的一对图像浓淡分界线54ab，将图9A所示的第一基准线56和第二基准线57设定于判断窗口55内。
此外，主图像54α可以根据由映射传感器20拍摄图7所示的实际的一片基板W的实际的拍摄图像来制作，也可以根据预先利用其他的相机等拍摄单元，在与映射传感器同样的条件下拍摄图7所示的实际的一片基板W的图像来制作。另外，判断窗口55被设定于探索窗口53的内部，且由图2A所示的控制部40控制，以在探索窗口53的范围内，基于基准线56、57探索图像浓淡分界线54ab且可进行纵横移动和旋转。
图2A所示的形状判断单元44将判断窗口设定单元42中设定的图9A所示的判断窗口55与由图2A所示的映射传感器(拍摄单元)20拍摄的图9B1所示的拍摄图像54重叠，并判断形状匹配率。
图2A所示的作为对象物判断单元的基板判断单元46在由形状判断单元44判断的形状匹配率如例如图9D1所示为规定值以下的情况下，判断为在与由图2A所示的匹配传感器20拍摄的图像重叠的图9C1所示的判断窗口55内不存在基板，且可能是光的渗出54c。
此外，光的渗出54c大多是在例如图1A所示的容器2的容器主体3具有透明的监视窗口的情况或容器主体3本身为透明等时，外光进入容器2的内部而形成。或照明的光的反射光有时也成为光的渗出54c。
图2A所示的面积计算单元48在由基板判断单元46判断为存在图7所示的基板W的情况下，在与图9B2所示的判断窗口55重叠的面积窗口58内，探索基于实际的拍摄图像54的大致平行的一对图像浓淡分界线54ab。
图2A所示的面积计算单元48在观察基于图9B2所示的实际的拍摄图像54的大致平行的一对图像浓淡分界线54ab的情况下，在判断窗口55的面积窗口58内，沿着一对图像浓淡分界线54ab在规定长度的范围内通过计算求取一对图像浓淡分界线54ab之间的面积。将通过计算求取的面积部分以图9B2的面积窗口58的内部的斜线阴影(在实际的图像中，例如绿色部分)表示。在通过该计算求取的面积为规定的正常范围内的情况下，判断为单一的基板W(参照图7)。
另外，在图2A所示的面积计算单元48中，如图9C2所示，在观察基于实际的拍摄图像54的大致平行的一对图像浓淡分界线54ab的情况下，在判断窗口55的面积窗口58内，沿着一对图像浓淡分界线54ab在规定长度的范围内通过计算求取一对图像浓淡分界线54ab之间的面积。将通过计算求取的面积部分以图9C2的面积窗口58的内部的纵线阴影(在实际的图像中，例如红色部分)表示。在通过该计算求取的面积为规定的两片重叠范围内的情况下，判断为两片基板W(参照图7)重叠。
如图9A所示，在本发明的实施方式中，第一基准线56是在判断窗口55内连续的直线，第二基准线57是在判断窗口55内排列成直线状的不连续的线段的集合。第一基准线56和第二基准线57大致平行，它们的间隔与图8所示的主图像54α中的一片基板W的拍摄图像所对应的明区域54a的宽度一致。
本实施方式中，优选构成第二基准线57的不连续的线段与线段之间的间隙的长度比线段的长度大。另外，在判断窗口55的内部，将第二基准线57的不连续的线段的总长度设为L2(不包含间隙宽度)，且将第一基准线56的长度设为L1的情况下，L2/L1优选低于1/2，进一步优选为45/100～25/100。
另外，在判断窗口55的内部，第二基准线57的不连续的线段优选沿着第二基准线57至少形成于中央部和两端部，优选为合计3个以上。此外，本实施方式中，在判断窗口55的内部，将第一基准线56配置于下侧，将第二基准线57配置于上侧，但也可以相反。
接着，主要基于图2B对图2A所示的控制部40的动作进行说明。在图2B所示的步骤S1中，当开始拍摄工序时，图1A所示的映射传感器20与门部14一起向Z轴下方移动，且在规定的范围(例如照明区域S)内拍摄容器2内部的基板W的端缘Wa(参照图6、图7)。
图2A所示的控制部40也与图示省略的记录装置及显示装置连接，如图9B1所示，在显示装置中显示的拍摄图像54上也重叠显示探索窗口53和判断窗口55，在判断窗口55中显示第一基准线56和第二基准线57。此外，拍摄图像54与这些窗口53、55及基准线56、57一起存储于记录装置，或分别均存储于记录装置。
在图2B所示的步骤S2中，图2A所示的形状判断单元44探索并提取例如图9B1所示的拍摄图像54的明区域54a与暗区域54b的分界即图像浓淡分界线(拍摄形状的轮廓)54ab。具体而言，形状判断单元44使图9B1所示的判断窗口55在探索窗口53的内部沿纵横方向和旋转方向移动，并探索第一基准线56和第二基准线57分别接近图像浓淡分界线54ab的位置。
接着，在图2B所示的步骤S3中，图2A所示的形状判断单元44进行与图8所示的主图像54α对应的第一基准线56及第二基准线57与实际的拍摄图像54的图像浓淡分界线54ab的匹配处理(轮廓形状匹配或比较处理)。
接着，在步骤S4中，判断形状匹配率是否为规定值MR以上。例如图9B1中，第一基准线56与下侧的图像浓淡分界线54ab一致，第二基准线57与上侧的图像浓淡分界线54ab一致，因此，形状匹配率接近100％，成为规定值MR(例如70％)以上，进入图2B所示的步骤S6。
另外，例如图9C1中，因为是与两片重叠的基板对应的明区域54a，所以第一基准线56与下侧的图像浓淡分界线54ab一致，第二基准线57不与上侧的图像浓淡分界线54ab一致。但是，第二基准线57为虚线状，间隙较宽，因此，第二基准线57和第一基准线56的合计的形状匹配率成为74％，成为规定值MR(例如70％)以上，并进入图2B所示的步骤S6。
另外，例如在由于来自与图1A所示的容器2的收容口4不同的观察窗口的外光或照明光的反射等影响，图9D1所示的光的渗出54c出现于拍摄图像54的情况下，第二基准线57和第一基准线56的合计的形状匹配率接近0％。因此，形状匹配率低于规定值MR(例如70％)，并进入图2B所示的步骤S5，图2A所示的基板判断单元46判断为在判断窗口55内不存在与基板W对应的明区域。
此外，规定值MR的具体的数值可在图2A所示的控制部40中进行调整，以能够与光的渗出相区别地检测出与图9B1所示的一片基板W对应的明区域54a和与图9C1所示的两片重叠的基板W对应的明区域54a双方。
在图2B所示的步骤S6中，图2A所示的面积计算单元48进行基于图8所示的主图像54α的面积匹配处理。即，图2A所示的面积计算单元48在与图9B2所示的判断窗口55重叠的面积窗口58内，探索基于实际的拍摄图像54的大致平行的一对图像浓淡分界线54ab。
图2A所示的面积计算单元48在图9B2所示的判断窗口55的面积窗口58内，沿着一对图像浓淡分界线54ab在规定长度的范围内，通过计算求取一对图像浓淡分界线54ab之间的面积。将通过计算求取的面积部分以图9B2的面积窗口58的内部的斜线阴影(在实际的图像中，例如绿色部分)表示。进行通过该计算求取的面积和在同样的条件下对于图8所示的主图像54α利用面积窗口58来求取的面积的匹配，并算出匹配率AR。
接着，在图2B所示的步骤S7中，在步骤S6中求取的面积匹配率AR例如为A1～B1的情况下，进入步骤S10，图2A所示的面积计算单元48进行正常判定的判断。此外，作为判断基准的A1例如为70％，B1例如为130％。即，如果面积匹配率AR为100％±30％以内，则能够判断为图9B2所示的明区域54a与图6及图7所示的单一基板W对应。
另外，在图2B所示的步骤S7中，在步骤S6中求取的面积匹配率AR为例如比B1大且B2以下的情况下，进入步骤S11，图2A所示的面积计算单元48进行两片重叠的判断。此外，作为判断基准的B1例如为130％，B2例如为300％。即，在面积匹配率AR为比130％大且300％以下的情况下，能够判断为是图9C2所示那样的状态，能够判断为两片基板W(参照图7)重叠。
另外，在图2B所示的步骤S7中，在步骤S6中求取的面积匹配率AR例如比B2大的情况下，进入步骤S12，图2A所示的面积计算单元48判断为不是单一基板，也不是两片重叠的基板。即，在面积匹配率AR比300％大的情况下，不是图9B2所示那样的状态，并且也不是图9C2所示的状态，认为不存在基板W。
另外，在图2B所示的步骤S7中，在步骤S6中求取的面积匹配率AR例如为A2以上且比A1小的情况下，进入步骤S9，图2A所示的面积计算单元48进行基板较薄的判断。此外，作为判断基准的A1例如为70％，A2例如为15％。即，在面积匹配率AR为15％以上且低于70％的情况下，面积计算单元48能够判断为由于一些原因，较薄地拍摄基板W(参照图7)，或拍摄到基板W以外的部件。
另外，在图2B所示的步骤S7中，在步骤S6中求取的面积匹配率AR低于例如A2的情况下，进入步骤S8，图2A所示的面积计算单元48判断为未拍摄到基板W。即，在面积匹配率AR低于15％的情况下，认为不存在基板W。此外，上述的A1、A2、B1、B2等判断基准值可根据基板W的种类、厚度、照明的强度及亮度等适当变更。
在本实施方式的由映射传感器20和控制部40构成的基板的排列检测装置中，如图9A所示，第一基准线56是在判断窗口55内连续的直线，第二基准线57是在判断窗口55内排列成直线状的不连续的线段的集合。因此，就图9D1所示的拍摄图像54中的光的渗出54c而言，连续的直线的第一基准线56和不连续的虚线状的第二基准线57的组合的形状匹配率降低。
因此，在图2B所示的步骤S4中，在形状匹配率为规定值MR以下的情况下，进入步骤S5，将图9D1所示那样的拍摄图像54中的光的渗出54c误认为正常的基板W进行判断的可能性少。另外，在重叠配置两片基板W的状态下，如图9C1所示，连续的直线的第一基准线56和不连续的虚线状的第二基准线57的组合的匹配率例如为74％程度。该匹配率比光的渗出的情况高很多，能够与光的渗出明确地区别，误认为光的渗出的可能性少。
这样，在本实施方式的排列检测装置中，监视者不总是观察显示监视器画面，就能够排除光的渗出的误判断，且自动地迅速判断正常基板排列和两片重叠基板的排列。另外，本实施方式中，例如作业者也可以经由数据记录部或显示监视器掌握拍摄图像54，也可以基于拍摄图像54掌握各基板W的收容状态。
例如，在图7所示的相同的收容架8上重叠收容基板W的重叠配置的有无、在不同层的收容架8上倾斜地收容有基板W的倾斜配置的有无、在收容架8上是否收容基板W的基板W的有无等也能够在显示画面上掌握。另外，也能够通过手动或自动解析记录于数据记录部的数据。
而且，也能够将由映射传感器20获取的拍摄图像54与在容器2内的基板W的收容位置相对应，因此，在具有收容状态不良的基板W的情况下，能够精确地掌握该不良的基板W的收容位置(即收容于第几层收容架8)。由此，例如，可进行控制等，以使搬运机器人不接近收容状态不良的基板W。
特别是利用一体形成于图1A及图1B所示的门部14的映射传感器20，能够随着门部14的下降移动，获取例如图9B1所示的拍摄图像54，因此，不需要分开地进行门部14的动作和映射传感器20的检测动作。因此，能够在门部14的下降动作的同时检测多个基板W的状态，因此，能够提高处理效率，并且能够高速地检测基板W的状态。因此，能够高效地进行例如检测基板W的有无的映射作业。
另外，基于拍摄图像54能够检测基板W的状态，因此，与利用例如利用检测光的反射进行检测的普通的反射型光传感器的情况相比，能够高精度地检测基板W的状态。即，在现有的反射型光传感器的情况下，由于例如检测光相对于对象物(工件)的错位、检测光的反射情况或检测光的反射光量等影响，检测精度容易降低。
根据具有本实施方式的检测装置的装载端口1，能够基于拍摄图像54检测基板W的状态，因此，与现有的透射型光传感器不同，不需要使映射传感器20进入容器2内。因此，不需要用于使映射传感器20进入容器2内的结构，相应地容易简化结构。因此，能够实现装载端口1的小型化。
另外，本实施方式中，即使是方型的基板W也能够应对，因此，能够不影响基板W的形状而稳定地检测基板W的状态。因此，可灵活地应对多种多样的基板W，能够设为便于使用的便利性优异的装载端口1。
另外，本实施方式中，以仅映现一片基板W的方式获取拍摄图像54，因此，能够对每一片进行基板W的状态的检测，能够进行高精度的检测。
此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够在本发明的范围内进行各种改变。
例如，上述的实施方式中，映射传感器20单独设置于门部14的上部，但也可以在门部14的上部(或其他的部位)以规定间隔分开地配置多个。另外，映射传感器20也可以与装载端口1分开，与控制部20一起作为另一独立的板状对象物的排列检测装置构成。
另外，上述实施方式中，作为板状对象物举例说明了基板W，但不限定于该情况。例如，也可以是半导体封装用玻璃基板等。
另外，上述实施方式中，在门部14安装有一个映射传感器20或20A，但映射传感器20或20A的数量不限定于一个，也可以安装多个。在该情况下，例如也可以以利用多个映射传感器拍摄基板W的同一视野的方式构成，也可以以拍摄不同的视野的方式构成。
另外，在上述实施方式中，构成为利用感应部件18检测映射传感器20、20A相对于基板W的相对位置，但不限定于利用感应部件18的情况。例如，也可以利用编码器检测门部14的升降移动，且基于来自编码器的输出信号检测映射传感器20、20A相对于基板W的相对位置。
比较例1
接着，对本发明的比较例1进行说明。在比较例1中，如图10A所示，除了在判断窗口55内仅存在第一基准线56以外，与上述的本发明的实施方式相同。
在该比较例1中，例如如图10B1所示，第一基准线56与下侧的图像浓淡分界线54ab一致，形状匹配率接近100％，如图10B2所示，也能够判断面积匹配率，能够检测单一基板W。
另外，在比较例1中，如图10C1及图10C2所示，关于与两片重叠基板W对应的区域54a也容易检测。但是，在比较例1中，如图10D1及图10D2所示，相对于光的渗出54c容易反应。在比较例1中，例如形状匹配率成为70～90％，面积匹配率也成为120～290％，将光的渗出54c误认为单一基板或两片重叠的基板的可能性变高。
比较例2
接着，对本发明的比较例2进行说明。在比较例2中，如图11A所示，除了在判断窗口55内存在连续的直线状的第一基准线56和同样连续的直线状的第二基准线57a以外，与上述的本发明的实施方式相同。
在该比较例2中，例如如图11B1所示，第一基准线56与下侧的图像浓淡分界线54ab一致，第二基准线57a与上侧的图像浓淡分界线54ab一致，形状匹配率接近100％。另外，如图11B2所示，也能够判断面积匹配率，能够检测单一基板W。另外，在比较例2中，如图11D1所示，相对于光的渗出54c，形状匹配率接近0％，也容易检测光的渗出54c。
但是，在比较例2中，如图11C1所示，关于与两片重叠基板W对应的区域54a，形状匹配率容易低于50％，将与两片重叠基板W对应的明区域54a误认为没有基板进行自动判断的可能性变高。
符号说明
S…照明区域
W…基板(板状对象物)
Wa…端缘
1…装载端口
2…容器
3…容器主体
4…收容口
5…盖部
10…控制箱
11…可动载物台
12…框架
13…支承框架
14…门部
15…开口部
16…驱动部
17…杆
18…感应部件
20、20A…映射传感器(拍摄单元)
40…控制部
42…判断窗口设定单元
44…形状判断单元
46…基板判断单元(对象物判断单元)
48…面积计算单元
50…发光部
52…拍摄部(拍摄单元)
53…探索窗口
54…拍摄图像
54α…主图像
54a…明区域
54b…暗区域
54ab…图像浓淡分界线
54c…光的渗出
55…判断窗口
56…第一基准线
57、57a…第二基准线
58…面积窗口
60…位置检测传感器

Claims (5)

1.一种板状对象物的排列检测装置，其特征在于，具有：
拍摄单元，其相对于以规定间隔排列于容器内的板状对象物，配置成可在相对于所述板状对象物的平面大致垂直方向上相对移动，且可在拍摄画面内沿着至少一个所述板状对象物的端缘拍摄至少一部分；
判断窗口设定单元，其基于与单一的所述板状对象物的端缘对应的主图像，沿着与所述端缘的厚度对应的宽度且大致平行的一对图像浓淡分界线，在判断窗口内设定第一基准线和第二基准线；
形状判断单元，其将由所述判断窗口设定单元设定的所述判断窗口与由所述拍摄单元拍摄的拍摄图像重叠，来判断形状匹配率；
对象物判断单元，其在由所述形状判断单元判断的形状匹配率为规定值以下的情况下，判断为在与由所述拍摄单元拍摄的图像重叠的所述判断窗口内不存在所述板状对象物；和
面积计算单元，其在由所述对象物判断单元判断为存在所述板状对象物的情况下，在所述判断窗口内，探索基于由所述拍摄单元拍摄的实际的拍摄图像的大致平行的一对图像浓淡分界线，
所述第一基准线是在判断窗口内连续的直线，所述第二基准线是在所述判断窗口内排列成直线状的不连续的线段的集合。
2.根据权利要求1所述的板状对象物的排列检测装置，其中，
在所述面积计算单元中，在观察到基于实际的拍摄图像的大致平行的一对图像浓淡分界线的情况下，在所述判断窗口内，沿着一对所述图像浓淡分界线在规定长度的范围内，通过计算求取一对所述图像浓淡分界线之间的面积，在通过该计算求取的面积为规定的正常范围内的情况下，判断为单一的板状对象物。
3.根据权利要求1或2所述的板状对象物的排列检测装置，其中，
在所述面积计算单元中，在观察到基于实际的拍摄图像的大致平行的一对图像浓淡分界线的情况下，在所述判断窗口内，沿着一对所述图像浓淡分界线在规定长度的范围内，通过计算求取一对所述图像浓淡分界线之间的面积，在通过该计算求取的面积为规定的两片重叠范围内的情况下，判断为两片板状对象物。
4.根据权利要求1或2所述的板状对象物的排列检测装置，其中，
构成所述第二基准线的不连续的线段与线段之间的间隙的长度比所述线段的长度大。
5.一种装载端口，其具有权利要求1～4中任一项所述的板状对象物的排列检测装置。
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