JP2023532334A - 基板マッピング装置およびそのための方法 - Google Patents

Abstract

半導体ウェハマッピング装置は、基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームであって、基板キャリアが、ウェハロード開口部を介する積載のために基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、フレームと、ウェハロード開口部に対して移動するようにフレームに移動可能に取り付けられた可動アームであって、可動アームが、ウェハロード開口部を介して基板キャリアからウェハを積載するために可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、可動アームと、共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムであって、各カメラが、カメラのアレイの各カメラに対して静止している共通の支持部に対して固定されており、各々のそれぞれのカメラが、可動アームによって共通の支持部が位置づけられた状態でウェハロード開口部を介して見るように配置された視野で位置づけられている、画像取得システムと、を備える。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０２０年６月３０日に出願された米国仮特許出願第６３／０４６，５５５号の非仮出願であり、その利益を主張する。

［技術分野］
例示的な実施形態は、概して、半導体製造装置に関し、より具体的には、半導体製造装置における基板の識別に関する。

単一の基板または基板のスタック（たとえば、ウェハ、レチクル、フィルムフレーム、トレイなど）を半導体製造装置に保持することができるさまざまな場所が存在する。これらの位置の各々における基板の物理的状態は、限定されないが、不在、存在、二重スロット、交差スロット、およびシフト／傾斜を含む、多くのうちの１つであり得る。概して、保持位置における各基板の物理的状態は、半導体製造装置内での基板の取り扱いを容易にするために判定（またはマッピング）される。

ロボットエンドエフェクタ上に配置されたものなどの単一の基板の基板マッピングの一例には、真空吸引カップが基板の背面と接触する真空吸引技術が含まれる。エンドエフェクタの真空ライン上のバルブを開くことによって、吸引カップの真空圧レベルにより基板の状態が判定され、この場合では基板の状態は、基板の有無である（真空吸引技術では基板のシフトは検出されない）。真空吸引技術は、基板と真空吸引カップとの接触がしっかりと密閉されていない場合、結果として誤った読み取りにつながり得る。加えて、エンドエフェクタ上の基板の有無の判定を得るために、真空バルブの作動と定常状態の真空圧レベルの確立との間に数百ミリ秒の時間がかかる。理解され得るように、多数のウェハにわたる数百ミリ秒は、半導体製造装置を介する基板スループットに悪影響を与える。

概して、たとえば基板カセットまたはキャリアにおけるロードポートで保持された（スタックされた基板の各々を分離する間隙を有する）基板のスタックをマッピングするために、ブレークビーム技術が利用される。ここで、光ビームが、基板平面に平行な方向に送信機から受信機まで延びる。送信機および受信機は透過ビームセンサと呼ばれ得る。透過ビームセンサは、光ビームが基板に係合してそれにより破壊される（光ビームの破壊は基板の存在を示唆している）ように、基板スタックの側面に沿って上下に移動させられる。ブレークビーム技術は、上述の基板の状態の多くを検出することができるが、基板平面に対する光ビームの角度に敏感であり、それによって光ビームが基板平面と正確に位置合わせされることが望まれる。ここで、透過ビームセンサを基板保持位置との間で進退させるには、少なくとも数秒かかり、各基板位置に対するビーム破壊事象とビーム復元事象の相関には、概して、透過ビームセンサの制御されたスローモーションのプロファイルが伴い、これらはすべて、基板のスループットに悪影響を与える。

真空吸引技術とブレークビーム技術は両方とも、機械設計が複雑である。たとえば、真空吸引技術は、基板ハンドリング機器への真空供給を利用し、基板搬送アームを介してエンドエフェクタまで真空ラインに道筋をつけることを含む。ブレークビーム技術には、部品の移動の他に、透過ビームセンサの進退が含まれる。この複雑性の増大により、半導体処理装置の製造および保守のコストが増加する。

上記に加えて、高度な半導体製造技術では、基板はさまざまな厚さで設けられる。基板のさまざまな厚さには、基板保持位置のマップを判定する際のブレークビーム技術に対する課題がある。たとえば、薄い基板は、光ビームを完全には遮断しない厚さを有し得、その結果、基板が存在しないという誤った識別をもたらし得る。

基板マッピングには撮像システムも利用されてきたが、ロードポート開口部を通して基板を撮像するものなどの、従来の画像マッピングシステム基板では、基板スタックの上部（または底部）に向けて基板の画像が歪められ得るか、または一部の基板は、基板が上または下に位置づけられることによって視界から遮断され得る。また、光が基板および／または基板キャリアの内部から反射する問題があり、反射した光が基板の検出を不明瞭にし得る。

さらに、半導体製造施設では、（上述のような）さまざまなタイプの基板が、搬送のために基板が着座するエンドエフェクタを有する基板搬送装置（たとえば、ロボット）によって搬送される。基板を搬送するために、基板搬送装置は、エンドエフェクタを（たとえば、基板キャリア、プロセスモジュール、または他の適切な基板保持位置の基板着座面に着座する）基板の下の（またはいくつかの用途では上からの）小さな空間内に伸長させて、基板をピッキングする。エンドエフェクタでの基板のピッキングは、基板が平坦である場合には問題ないが、上述のように、高度な半導体製造技術では、基板は、さまざまな厚さで設けられ、平坦でない場合がある。たとえば、高度なパッケージングにおける薄化された基板、再構築された基板、およびファンアウト基板は、数ミリメートルまで曲がる／反る場合がある。これらの基板の反りは、エンドエフェクタが基板の下（または上）の小さな空間内に伸長して基板をピッキングするのを妨げ得る。

開示された実施形態の前述の態様および他の特徴は、添付の図面に関連して行われた以下の記載において説明される。

本開示の態様を組み込んだ例示的な基板処理装置である。 本開示の態様を組み込んだ例示的な基板処理装置である。 本開示の態様を組み込んだ例示的な基板処理装置である。 本開示の態様による図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃの基板処理装置のマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の例示的な概略図である。 本開示の態様による図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃの基板処理装置のマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の例示的な概略図である。 本開示の態様による図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃの基板処理装置のマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の例示的な概略図である。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の一部の例示的な概略図である。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の一部の例示的な概略図である。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の一部の例示的な概略図である。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのマシンビジョンシステムおよび（１つまたは複数の）照明器の一部の例示的な概略図である。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのマシンビジョンシステムによって捕捉された基板の例示的な画像である。 本開示の態様による図４Ａの画像の例示的な強度プロファイルである。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃのマシンビジョンシステムによって撮像された基板の生のプロファイルと撮像された基板の対応する真のプロファイルとの例示的な比較である。 本開示の態様による基板の上縁境界および下縁境界ならびに光学的に見えなくされたバックグラウンドを有する基板のスタックの例示的な画像である。 本開示の態様による基板のスタックにおける基板の例示的な画像である。 本開示の態様による基板のスタックにおける基板の例示的な画像である。 本開示の態様による、画像のバックグラウンドから縁部を分離するように基板のスタックの画像の最適化を示す画像最適化の例である。 本開示の態様による対象の領域における図６Ｄの分離された縁部の例である。 本開示の態様による、キャリアの共通の基板保持スロット内の図６Ｄの分離された縁部が、それぞれの基板保持スロットの境界に接続され、存在する、画像最適化の例である。 本開示の態様による図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃの（１つまたは複数の）照明器の例示的な図である。 本開示の態様による図７Ａの（１つまたは複数の）照明器の１つまたは複数の例示的な光路の概略図である。 本開示の態様による図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃの基板処理装置の例示的な搬送アームの概略図である。 本開示の態様による図８Ａの搬送アームの（１つまたは複数の）照明器の１つまたは複数の例示的な光路の概略図である。 本開示の態様によるさまざまな角度から撮像された基板の生の縁部プロファイルおよび真のプロファイルの例示的な概略図である。 本開示の態様によるさまざまな角度から撮像された基板の生の縁部プロファイルおよび真のプロファイルの例示的な概略図である。 本開示の態様によるさまざまな角度から撮像された基板の生の縁部プロファイルおよび真のプロファイルの例示的な概略図である。 本開示の態様によるさまざまな角度から撮像された基板の生の縁部プロファイルおよび真のプロファイルの例示的な概略図である。 本開示の態様による生の縁部プロファイルおよび補正された真のプロファイルの例示的な図である。 本開示の態様による生の縁部プロファイルおよび補正された真のプロファイルの例示的な図である。 本開示の態様による生の縁部プロファイルおよび補正された真のプロファイルの例示的な図である。 本開示の態様による生の縁部プロファイルおよび補正された真のプロファイルの例示的な図である。 本開示の態様による方法の例示的なフロー図である。 本開示の態様による基板キャリアの例示的なベースライン画像を例示する。 本開示の態様による基板キャリアの例示的なベースライン画像を例示する。 本開示の態様による基板キャリアの例示的なベースライン画像を例示する。 本開示の態様による基板キャリアの例示的なベースライン画像を例示する。 本開示の態様による、基板キャリアのそれぞれの異なる別個の領域の画像を各々が捕捉する複数のカメラによって撮影された基板の生および真のプロファイル画像の概略図である。 本開示の態様による、基板キャリアのそれぞれの異なる別個の領域の画像を各々が捕捉する複数のカメラによって撮影された基板の生および真のプロファイル画像の概略図である。

図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃは、本開示の態様による例示的な基板処理装置１００、１５０、１６５を例示している。本開示の態様が、図面を参照して説明されるが、多くの形態で具体化され得ることを理解されるべきである。さらに、任意の適切なサイズ、形状、またはタイプの要素または材料が使用され得る。

図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、および２Ａを参照すると、本開示の態様は、基板マッピングおよび／または基板の縁部プロファイリングを実施するためのマシンビジョンシステム２００（本明細書では画像取得システムとも呼ばれる）および少なくとも１つの照明器２２０（たとえば、限定されないが、ＬＥＤ、蛍光灯、フラッドライト、ライトアレイなど、またはそれらの組み合わせを含む、分布型の直接的または間接的な光源）を含む基板マッピング装置１８１（本明細書では半導体ウェハマッピング装置とも呼ばれる）を提供する。本開示の態様によれば、マシンビジョンシステム２００は少なくとも１つのカメラ２１０（または任意の適切な画像取得センサ）を含む。マシンビジョンシステム２００の少なくとも１つのカメラ２１０および少なくとも１つの照明器２２０は、基板処理装置１００、１５０、１６５の任意の適切な位置に配置された基板スタック２７０の画像を捕捉するために１つまたは複数の位置に配置される。いくつかの態様では、少なくとも１つのカメラ２１０は、本明細書に記載されるようなカメラアレイ２７７（本明細書ではカメラシステムまたはカメラのアレイとも呼ばれる）である。基板スタック２７０における基板Ｓ（本明細書ではウェハとも呼ばれる）の基板マップ２８０（本明細書ではマップと呼ばれる）は、たとえば、基板スタック２７０における基板Ｓの捕捉された画像の任意の適切な分析／処理を介して、基板スタック２７０における基板Ｓの真の縁部プロファイル５００Ｔ（図５を参照）（またはいくつかの態様では、たとえば図１０に示されるような補正された真の縁部プロファイル５００ＴＣ）から判定される。本開示から理解され得るように、本明細書に開示された基板マッピング装置１８１は、従来の基板マッパーの、上述の欠点などの、欠点を克服する。本開示の基板マッピング装置１８１は、実質的に可動部品がなく、実質的にハードウェアのアップグレードなしで、ソフトウェアを介して基板マッピングを強化する機会を提供しながら、基板処理装置１００、１５０、１６５（またはそれらの１つまたは複数のコンポーネント）などの、任意の適切な半導体製造装置（本明細書では基板処理装置とも呼ばれる）に一体化することができる。また本明細書に記載されるように、本開示の態様は、限定されないが、平坦でない場合がある基板の縁部プロファイルの測定を含む、高度なマッピング用途を提供する。

本開示の態様はまた、基板搬送装置１８０（図１Ａを参照）のエンドエフェクタ１８０Ｅ（図８Ａも参照）の基板保持タイン１８０ＥＴ１、１８０ＥＴ２間の距離ＴＤ（図１Ａを参照）が、反った／曲がった基板をピッキングするべく調整することができるように、基板Ｓの縁部プロファイルの測定を提供する。調整可能なタインを有するエンドエフェクタの適切な例は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月１日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題された米国特許出願第１５／６９３，８７１号で見ることができる。調整可能な基板保持タイン１８０ＥＴ１、１８０ＥＴ２を有するエンドエフェクタを組み込むことができる基板搬送装置１８０の適切な例は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１５年１０月３０日に出願された「Ｗａｆｅｒ Ａｌｉｇｎｅｒ」と題された米国特許出願第１４／９２８，３５２号に記載されている。本明細書に記載されるように、少なくとも１つのカメラ２１０および少なくとも１つの照明器２２０は、基板Ｓまたは基板スタック２７０の画像を（１つまたは複数の）基板Ｓの幅にわたって捕捉する位置に配置されている。各基板Ｓの縁部プロファイルは、捕捉された画像を処理することから画定される。（１つまたは複数の）基板の縁部プロファイルに基づいて、その幅にわたる各基板Ｓの下の利用可能な空間が任意の適切な方法で判定される。コントローラ１９９などの任意の適切なコントローラの制御下にある基板搬送装置１８０は、エンドエフェクタ１８０Ｅが基板Ｓの下に伸長することを可能にするクリアランスを有する反った／曲がった基板Ｓの下の領域にタインが伸長するように、エンドエフェクタ１８０Ｅの基板保持タイン１８０ＴＥ１、１８０ＴＥ２間の距離ＴＤ（図１Ａを参照）の調整を命令する。

概して、本明細書でより詳細に説明されるように、本開示の態様は、基板が少なくとも１つの照明器２２０によって照明されている間に、基板の外縁２３３の画像を捕捉するように少なくとも１つのカメラ２１０を利用する。ここで、任意の適切なコントローラ（コントローラ１９９など）は、本明細書に記載されるものなどの任意の適切なアルゴリズムを使用して、（１つまたは複数の）捕捉された画像から基板の縁部プロファイルを画定する。少なくとも１つのカメラ２１０によって撮像された各基板の外縁２３３上の多数のデータ点が、基板の幅Ｗにわたる分散および拡散照明の利用によって最大化され、ここで、基板の幅のさまざまなセクションに対する複数の露光技術（たとえば、露光速度、絞りなどの調整）が利用される。各基板Ｓの外縁２３３上のデータ点の精度は、（本明細書でより詳細に説明されるように）空間較正データ２８１として標準基板の縁部プロファイルを捕捉して保存する（たとえば、コントローラ１９９にプログラムされている）アルゴリズムによって最大化される。マップ２８０および／または縁部プロファイルを判定するための基板マッピング装置１８１の実行時に、測定された基板の生のプロファイルが空間較正データ２８１と比較されて、基板Ｓの補正された真のプロファイル５００ＴＣを判定する（図１０～１３を参照）。生のプロファイルは、それぞれのカメラによって見られるような基板の縁部プロファイルである（すなわち、カメラの視野の二次元平面上への三次元基板の縁部の投影（図５の左側および図９Ｂ～９Ｄも参照））。真のプロファイル５００Ｔおよび／または補正された真のプロファイル５００ＴＣは、基板Ｓをピッキングするときに基板搬送装置１８０のエンドエフェクタ１８０Ｅが「見る」ものである（すなわち、エンドエフェクタ１８０Ｅの伸張／収縮の平面上への三次元の基板の縁部のまっすぐな投影（図５の右側および図９Ａも参照））。

図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃを参照すると、本開示の態様は、基板処理装置１００、１５０、１６５に関して説明されるが、本開示の態様はソーターにも等しく適用可能であり、ここで、複数のキャリア１１０が移送チャンバ１３０に連結され、基板が、（たとえば、所定の配列／順序に従って１つまたは複数のキャリアに基板を配置するために）移送チャンバ１３０内の基板搬送装置１８０によって１つのキャリア１１０から別のキャリア１１０に移動させられ、ここで、ソーターには基板プロセス（プロセス１４０、１６０、１７０など）は含まれていない。図１Ａを参照すると、基板処理装置１００は、ロードポート１２０、搬送チャンバ１３０、およびラインプロセス１４０（たとえば、概して、エッチングなどの真空を使用する薄膜プロセス、化学蒸着、プラズマ蒸着、注入、計測、ラピッドサーマルプロセス、ドライストリップ原子層、酸化／拡散、窒化物の形成、リソグラフィー、エピタキシー、または含まないが、金属相互接続層の蒸着までの半導体においてパターン化された個々の半導体構造の製造のための他の薄膜プロセスを含む）の任意の適切なフロントエンドを含む。ロードポート１２０は、搬送チャンバ１３０に連結され、任意の適切な基板カセットまたはキャリア１１０を搬送チャンバ１３０にインターフェース接続するように構成されている。搬送チャンバ１３０は、ラインプロセス１４０のフロントエンドに連結され、任意の適切な開口部および／またはバルブを含み、そこを通って、搬送チャンバ１３０とラインプロセス１４０のフロントエンドとの間で基板が通過させられる。

搬送チャンバ１３０は、基板キャリア１１０とラインプロセス１４０のフロントエンドとの間で基板Ｓを移送するように構成された基板搬送装置１８０を含む。ここで、基板搬送装置１８０は、ロードポート１２０の開口部８８８を介して基板Ｓを基板キャリア１１０に積載するおよび基板キャリア１１０から取り出すためのエンドエフェクタ１８０Ｅを有する搬送アーム１８０ＴＡを含む。上述のように、基板搬送装置１８０の適切な例は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１５年１０月３０日に出願された「Ｗａｆｅｒ Ａｌｉｇｎｅｒ」と題された米国特許出願第１４／９２８，３５２号で見ることができる。たとえば、図８Ａおよび８Ｂを参照すると、開示された実施形態の態様は、大気搬送ロボット１８０に関して説明されるが、開示された実施形態の態様が、ラインプロセス１４０のフロントエンド、ラインプロセス１６０のバックエンド、およびバックエンドプロセス１７０に見られるものなどの真空搬送ロボットに等しく適用可能であることが理解されるべきである。理解され得るように、基板搬送装置１８０は、少なくともＸおよび／またはＹ方向に移動可能であるように（開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１４年８月１１日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題された米国特許出願第１４／３７７，９８７号に記載されるものなどの）リニアスライド８５０またはブームアームＢＡに取り付けられるが、他の態様では、基板搬送装置は、Ｘおよび／またはＹ方向の移動から固定されるようにされる。示される構成は、説明目的のみで表されており、例示された構成要素の配列、形状、および配置は、本発明の範囲から逸脱することなく、望まれるように変更されてもよい。

図１Ａ～１Ｃおよび８Ａに見られるように、一態様では、基板搬送装置１８０は、搬送チャンバ１３０のフレーム８００に、または他の態様では、基板処理装置１００、１５０、１６５の任意の適切なモジュールのフレームに移動可能に取り付けられる。理解され得るように、フレーム８００は、１つまたは複数の開口部８８８（本明細書ではウェハロード開口部とも呼ばれる）を含み、１つまたは複数の開口部８８８は、開口部８８８を通って基板処理装置１００へと（および同様に、本明細書に記載される基板処理装置１５０、１６５へと）積載するために（本明細書に記載されるように）垂直に分配された配置で１つまたは複数の基板Ｓを保持するようにロードポート１２０上に配置されている基板キャリア１１０のためのロードポート１２０（本明細書ではロードステーションとも呼ばれる）と連通している。基板搬送装置１８０は、一態様では、搬送アーム１８０ＴＡがフレーム８００に移動可能に取り付けられるようにキャリッジ８６３に取り付けられている搬送アーム１８０ＴＡ（本明細書では可動アームとも呼ばれる）を含む。キャリッジ８６３は、一態様では、Ｘ方向に移動可能であるようにリニアスライド８５０に取り付けられ、他の態様では、キャリッジ８６３は、Ｘ（および／またはＹ）方向に固定されるようにフレーム８００に取り付けられる。一態様では、任意の適切な駆動部８６７が、フレーム８００に取り付けられ、搬送アーム１８０ＴＡをＸ方向に移動させるために任意の適切なトランスミッションによってキャリッジ８６３に駆動可能に接続される。本態様では、トランスミッションはベルトおよびプーリのトランスミッションであり、駆動部は回転駆動部であるが、他の態様では、駆動部８６７は、任意の適切なトランスミッションを用いて、またはトランスミッションなしで（たとえば、キャリッジがリニアアクチュエータの駆動部分を含む場合など）、キャリッジ８６３に駆動可能に接続されているリニアアクチュエータである。ここで、搬送アーム１８０ＴＡは、回転駆動部８６２、Ｚ駆動部コラム８３０、スライド本体８２０、および１つまたは複数のエンドエフェクタ１８０Ｅを含む。回転駆動部８６２は、キャリッジ８６３に取り付けられた任意の適切な回転駆動部であり、Ｚ駆動部コラム８３０は、θ軸を中心に矢印Ｔの方向（たとえば、θ方向）に回転するように回転駆動部８６２の出力部に取り付けられる。スライド本体８２０は、Ｚ駆動部コラム８３０に移動可能に取り付けられ、ここで、Ｚ駆動部コラム８３０は、スライド本体８２０をＺ方向に移動させるための任意の適切な駆動モータおよび／またはトランスミッションを含む。

１つまたは複数（たとえば、少なくとも１つ）のエンドエフェクタ１８０Ｅは、Ｒ方向に伸縮するように任意の適切な方法でスライド本体８２０に移動可能に取り付けられる（（１つまたは複数の）エンドエフェクタ１８０Ｅの伸長を、Ｘ軸またはＹ軸と、またはＸ－Ｙ平面内の任意の適切な回転角度で位置合わせすることができるように、Ｒ方向が軸θを中心に回転することに留意）。２つのエンドエフェクタ１８０Ｅが例示目的のみで例示されているが、任意の適切な数のエンドエフェクタがスライド本体８２０に取り付けられることが理解されるべきである。理解され得るように、１つまたは複数のエンドエフェクタ１８０Ｅは、搬送アーム１８０ＴＡとユニットとして、フレーム８００に対して第１の方向（たとえば、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向の１つまたは複数）に横断し、第１の方向とは異なる第２の方向（たとえばＲ方向）に、搬送アーム１８０ＴＡに対して、直線的に横断する。スライド本体８２０は、各エンドエフェクタ１８０ＥをＲ方向に独立して移動させるように構成された１つまたは複数のリニア駆動部８２５を含む。１つまたは複数のリニア駆動部８２５は、一態様において、たとえば、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１３年１２月１７日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題された米国仮特許出願第６１／９１７，０５６号に記載されるものに略類似した任意の適切なトランスミッションを有する（１つまたは複数の）任意の適切な駆動部である。エンドエフェクタ１８０Ｅは、伸縮の共通の軸Ｒを有するべく互いに積み重ねられるように、スライド本体８２０上に配置される。エンドエフェクタはまた、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１７年９月１日に出願された「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」と題された米国特許出願第１５／６９３，８７１号に記載されるように、エンドエフェクタタイン１８０ＥＴ１、１８０ＥＴ２間の距離ＴＤ（図１Ａを参照）を調整するための任意の適切な駆動部を含み得る。

キャリア１１０は、フロントオープニングキャリア（図１Ａおよび１Ｂに例示され、その適切な例はフロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）である）またはボトムオープニングキャリア（その適切な例は標準化メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッドである）などの、任意の適切なキャリア１１０であり得る。一態様では、キャリア１１０は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１５年８月１１日に発行された（「Ｓｉｄｅ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ」と題された）米国特許第９，１０５，６７３号明細書に記載されるものに略類似し得る。一態様では、搬送チャンバ１３０は、ラインプロセス１４０のフロントエンドの雰囲気と同じ雰囲気（たとえば、真空雰囲気）を有するが、他の態様では、搬送チャンバは大気環境を有し、ラインプロセス１４０のフロントエンドは、ラインプロセス１４０のフロントエンドの処理雰囲気を劣化させることなく、ラインプロセス１４０のフロントエンドと搬送チャンバ１３０との間で基板Ｓを移送するための任意の適切なロードロックを含む。

図１Ｂを参照すると、基板処理装置１５０は、（本明細書に記載されるものに類似した）ロードポート１２０、（本明細書に記載されるものに類似した）搬送チャンバ１３０、および任意の適切なラインプロセス１６０のバックエンド（たとえば、概して、ラインプロセス１４０のフロントエンドによって形成された半導体構造の金属相互接続層の製作に関連付けられ、最終的なパッシベーション層の製作までのラインプロセスのフロントエンドの後の任意の適切な処理工程を含む）を含む。ロードポート１２０は、搬送チャンバ１３０に連結され、任意の適切な基板キャリア１１０を搬送チャンバ１３０にインターフェース接続するように構成されている。搬送チャンバ１３０は、ラインプロセス１６０のバックエンドに連結され、任意の適切な開口部および／またはバルブを含み、そこを通って、搬送チャンバ１３０とラインプロセス１６０のバックエンドとの間で基板が通過させられる。搬送チャンバ１３０は、キャリア１１０とラインプロセス１６０のバックエンドとの間で基板を移送するように構成された（上記のものなどの）基板搬送装置１８０を含む。キャリア１１０は、フロントオープニングキャリア（図１Ａおよび１Ｂに例示され、その適切な例はフロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）である）またはボトムオープニングキャリア（その適切な例は標準化メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッドである）などの、任意の適切なキャリア１１０であり得る。一態様では、キャリア１１０は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれた、２０１５年８月１１日に発行された（「Ｓｉｄｅ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ」と題された）米国特許第９，１０５，６７３号明細書に記載されるものに略類似し得る。一態様では、搬送チャンバ１３０は、ラインプロセス１６０のバックエンドの雰囲気と同じ雰囲気（たとえば、真空雰囲気）を有するが、他の態様では、搬送チャンバは大気環境を有し、ラインプロセス１６０のバックエンドは、ラインプロセス１６０のバックエンドの処理雰囲気を劣化させることなく、ラインプロセス１６０のバックエンドと搬送チャンバ１３０との間で基板Ｓを移送するための任意の適切なロードロックを含む。

図１Ｃを参照すると、基板処理装置１６５は、（本明細書に記載されるものに類似した）ロードポート１２０、（本明細書に記載されるものに類似した）搬送チャンバ１３０、および任意の適切なバックエンドプロセス１７０（たとえば、概して、基板テスト、基板バックグラインディング、ダイ分離、ダイテスト、ＩＣ（集積回路）パッケージング、および最終テストを含む）を含む。ロードポート１２０は、搬送チャンバ１３０に連結され、任意の適切な基板キャリア１１０を搬送チャンバ１３０にインターフェース接続するように構成されている。搬送チャンバ１３０は、バックエンドプロセス１７０に連結され、任意の適切な開口部および／またはバルブを含み、そこを通って、搬送チャンバ１３０とバックエンドプロセス１７０との間で基板Ｓが通過させられる。搬送チャンバ１３０は、キャリア１１０とバックエンドプロセス１７０との間で基板を移送するように構成された（上記のものなどの）基板搬送装置１８０を含む。キャリア１１０は、上述のように、フロントオープニングキャリア（図１Ａおよび１Ｂに例示され、その適切な例はフロントオープニングユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）である）またはボトムオープニングキャリア（その適切な例は標準化メカニカルインターフェース（ＳＭＩＦ）ポッドである）などの、任意の適切なキャリア１１０であり得る。一態様では、キャリア１１０は、開示全体が引用により本明細書に組み込まれた、２０１５年８月１１日に発行された（「Ｓｉｄｅ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ」と題された）米国特許第９，１０５，６７３号明細書に記載されるものに略類似し得る。

図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃを参照すると、基板マッピング装置１８１は、ロードポート１２０上に着座してそれと係合した基板キャリア１１０において保持された１つの基板Ｓまたは基板のスタック２７０に関して説明されるが、他の態様では、１つの基板Ｓまたは基板のスタック２７０は、限定されないが、任意の適切な基板バッファ、基板アライナ、ロードロック、および１つまたは複数の基板Ｓが保持される任意の他の位置を含む基板処理装置１００、１５０、１６５の任意の適切な位置に配置され得る。上記のように、基板マッピング装置１８１は、基板処理装置１００、１５０、１６５のコントローラ１９９などの任意の適切なコントローラに連結されている少なくとも１つのカメラ２１０および少なくとも１つの照明器２２０を含む。基板Ｓまたは基板のスタック２７０は、少なくとも１つのカメラが、少なくとも１つの照明器２２０によって照明された（１つまたは複数の）基板の縁部の少なくとも１つの画像を捕捉するように、本明細書に記載されるように少なくとも１つの照明器２２０によって照明される。画像を具体化する信号は、画像の処理のために、および任意の適切な画像処理アルゴリズムを使用して画像からマップ２８０を抽出する（またはそうでなければ判定する）ために、少なくとも１つのカメラ２１０からコントローラ１９９に送信される。マップ２８０は、コントローラ１９９が、マップ２８０によって判定されるような基板Ｓまたは基板スタック２７０における各基板の状態に基づいて基板搬送装置の移動を命令することができるように、コントローラ１９９の任意の適切なメモリ１９９Ｍに保存されるか、またはコントローラ１９９によってアクセス可能である。本明細書に記載されるように、１つまたは複数の態様では、（１つまたは複数の）基板Ｓを撮像してマップを判定するために、単一のカメラおよび照明器のペアが利用されるが、他の態様では、複数のカメラおよび／または複数の照明器が使用される。いくつかの態様では、基板の種類（たとえば、厚さ、形状、材料など）の他に、基板を取り囲む環境（たとえば、キャリア１１０内に配置される、封入されていないラック内に配置されるなど）に応じて、基板Ｓまたは基板スタック２７０の複数の画像が撮影され、本明細書に記載されるようにマップ２８０を判定するように分析される。例示目的のみで、本明細書で提供される説明は、単一の画像のみが分析されると仮定しているが、上述のように、本開示の態様から逸脱することなく、複数の画像を比較する、重ね合わせることなどができ、本明細書に記載される方法に類似した方法で分析することができる。また、説明を簡単にするために、本開示は、基板スタック２７０の分析に関して説明されているが、単一の基板Ｓの分析は、本明細書に記載される分析に略類似している。

本明細書に記載されるように、マップ２８０は、基板スタック２７０の各保持スロットにおける各基板Ｓの状態を判定するように決定されるか、またはそうでなければ生成される。基板スタック２７０における基板Ｓの外縁２３３が、画像（たとえば、図４の画像４００を参照）において捕捉されるように、基板スタック２７０の画像が、基板スタック２７０に対する（１つまたは複数の）任意の適切な位置で少なくとも１つのカメラ２１０および少なくとも１つの照明器２２０を用いて撮影される。画像は、基板Ｓの外縁２３３を識別するように、本明細書に記載されるなど、任意の適切な方法でコントローラ１９９によって処理され、ここで、外縁２３３の少なくとも部分的な画定は、画像に基づいてコントローラ１９９によって実施される。

上で簡潔に述べたように、図５も参照すると、基板スタック２７０の各保持スロットに関して（（１つまたは複数の）保持スロット（ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、．．．；各々がＳＥＭＩ（登録商標）規格で規定されているようなロードポート基準位置に対して所定の高さを有する）が、基板キャリア１１０または他の基板支持部によって画定され、基板Ｓ間の所定の距離またはピッチで基板スタック２７０におけるそれぞれの基板Ｓを支持するように配置されていることに留意）、各基板Ｓの縁部のデータ（たとえば、図５を参照）は、以下の例示的な基板マッピング規則に基づいて保持スロットにおける基板Ｓの状態を決定するものである：
基板の縁部５００（画像内の基板の縁部５００は基板のスタック２７０における基板Ｓの外縁２３３である）が画像内で検出されない場合、任意の所与の保持スロットについての基板Ｓの状態は存在しない（すなわち、基板が存在しない）；
単一の基板の縁部５００が画像内で検出されるか、または（基板の縁部５００を示唆する）形状線が保持スロットのベースライン５１０と重なるように画像内で検出される場合、任意の所与の保持スロットにおける基板Ｓの状態が存在する（すなわち、単一の基板が保持スロットに存在する）；
２つの基板の縁部５００が画像内で検出されるか、または画像内で検出された基板Ｓの厚さが、たとえば、予想される基板厚さの２倍（または任意の適切な倍数）である場合、任意の所与の保持スロットにおける基板Ｓの状態は二重である（すなわち、２つの基板Ｓが同じ保持スロットにおいて上下に配置される）；
（基板の縁部５００を示唆する）形状線が保持スロットのベースライン５１０と平行でない場合、任意の所与の保持スロットにおける基板Ｓの状態は交差している（すなわち、図５のスロットｎ＋２およびｎ＋３などの、１つの基板が２つのスロットにわたって配置される交差スロット）；
（基板の縁部５００を示唆する）形状線が、スロットのベースライン５１０に平行であるが、垂直方向にシフトされる（このような平行性は、少なくとも１つのカメラ２１０がある角度から（すなわち、基板Ｓの上または下から）基板Ｓを見るときに検出可能である）場合、任意の所与の保持スロットにおける基板Ｓの状態はシフトまたは傾斜させられている（すなわち、基板は保持スロット内の名目上の位置から滑り落ちている）。
各保持スロットにおける各基板Ｓの状態が一緒にマップ２８０を形成することが留意される。

図２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび３Ａを参照すると、本開示の態様に従って、少なくとも１つのカメラ２１０は、近平面３００および遠平面３０１の１つまたは複数に取り付けられる。近平面３００が基板キャリア１１０に隣接している（たとえば、ロードポート１２０に着座している）一方で、遠平面３０１は基板キャリア１１０からさらに離されている。近平面３００は、基板キャリア１１０内に積み重ねられた基板Ｓのすべてが中に捕捉される状態で基板キャリア１１０の開口部３９９に最も近く、広角レンズ（図３Ｃを参照）が備え付けられたカメラ２１０の視野ＦＯＶＷを実質的に満たす、任意の適切な距離Ｙ１にある。遠平面３０１は、基板キャリア１１０内に積み重ねられた基板Ｓのすべてが中に捕捉される状態で基板キャリア１１０の開口部３９９に最も近く、望遠レンズ（図３Ｄを参照）が備え付けられたカメラ２１０の視野ＦＯＶＴを実質的に満たす、任意の適切な距離Ｙ２にある。理解され得るように、距離Ｙ１、Ｙ２は、基板スタック２７０の高さと、それぞれの広角レンズおよび望遠レンズの焦点距離に基づいて決定することができる。本開示によれば、Ｘ方向における少なくとも１つのカメラ２１０の取り付け位置は、基板スタック２７０の垂直（Ｚ軸）の中心線３７１に実質的に沿っている（明確にするために図３Ａには示されていないが、基板キャリア１１０の垂直の中心線と実質的に一致している）が、他の態様では、少なくとも１つのカメラ２１０は、垂直の中心線３７１の１つまたは複数の側部（たとえば、左または右）に取り付けることができる。Ｚ方向における少なくとも１つのカメラ２１０の取り付け位置は、基板キャリア１１０の水平中心平面３７０（Ｘ－Ｙ平面）と実質的に一列に並び得るが、他の態様では、少なくとも１つのカメラ２１０は、中心平面３７０の上または下に取り付けることができる。図２Ｂは、水平中心平面３７０と一列に取り付けられた単一のカメラ２１０を例示し、一方で、図２Ｃは、水平中心平面３７０に取り付けられたカメラ２１０Ｂ、水平中心平面３７０の上に取り付けられたカメラ２１０Ａ、および水平中心平面３７０の下に取り付けられたカメラ２１０Ｃを例示している（図２Ｂおよび２Ｃが近平面３００および遠平面３０１に関して包括的であることに留意）。他の態様では、より多くのまたはより少ないカメラが使用されてもよい。本明細書に記載される１つまたは複数のカメラは、概して、（単一のカメラまたはカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのシステム／アレイなどを包含する）少なくとも１つのカメラ２１０と呼ばれる。

１つまたは複数の態様では、少なくとも１つのカメラ２１０の少なくとも１つは、基板スタック２７０を斜め上向き方向に撮像するように下部中央位置ＬＣに取り付けられる。下部中央位置ＬＣでは、結果として得られる画像は、たとえば、（キャリア１１０の内部からなどの）環境反射および／またはダイグリップパターンを含み得る基板の上面に起因するバックグラウンドノイズを実質的に排除する。ここで、基板は、位置（たとえば、上部左ＵＬ、上部中央ＵＣ、上部右ＵＲ、中間左ＭＬ、中間中央ＭＣ、中間右ＭＲ、下部左ＬＬ、下部中央ＬＣ、および下部右ＬＲ）の１つまたは複数から照明される。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つのカメラ２１０の少なくとも１つは上部中央位置ＵＣに取り付けられ、基板スタックは、少なくとも基板の上面からのバックグラウンドノイズまたは基板の上面の撮像が抑制される（たとえば、開示全体が引用により本明細書に組み込まれる、２０１９年９月１３日に出願され、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ」と題された米国特許出願第１６／５７０，４５３号に記載される方法に類似した方法で、基板の上面が投影される）ように、下部位置ＬＬ、ＬＣ、ＬＲおよび中間位置ＭＬ、ＭＣ、ＭＲの１つまたは複数から照明される。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つのカメラ２１０の少なくとも１つは中間中央位置ＭＣに取り付けられ、基板スタック２７０は下部位置ＬＬ、ＬＣ、ＬＲの１つまたは複数から照明されて、少なくとも基板Ｓの上面からのバックグラウンドノイズまたは基板の上面の撮像を抑制する。さらに他の態様では、少なくとも１つのカメラ２１０は、近平面３００および／または遠平面３０１上の任意の数および組み合わせ（少なくとも１つのカメラ２１０が複数のカメラを含む場合など）の取り付け位置ＵＬ、ＵＳ、ＵＲ、ＭＬ、ＭＣ、ＭＲ、ＬＬ、ＬＣ、ＬＲに配置され得るが、少なくとも１つのカメラ２１０が近平面３００上の中間中央位置ＭＣに取り付けられる場合、少なくとも１つのカメラ２１０はロードポートのロードポートドア１２０Ｄに取り付けられ、それにより、少なくとも１つのカメラは、基板カセット１１０との間で基板移送経路からロードポートドアを用いて移動させられる。ここで、少なくとも１つのカメラ２１０は、ロードポートドア１２０Ｄが移動してロードポート／基板キャリアを開閉するときに、基板スタック２７０を（１つまたは複数の画像で）撮像する。

図１Ａ～１Ｃおよび２Ｃを参照すると、少なくとも１つのカメラ２１０は、（基板スタック２７０に対して静止するように）基板処理装置１００、１５０、１６５の内部の固定位置に取り付けられる（図１Ａ～１Ｃを参照）。少なくとも１つのカメラ２１０は、基板処理装置１００、１５０、１６５の可動コンポーネント（たとえば、ロードポートドア１２０Ｄおよび／または基板搬送装置１８０）に取り付けることもできる（図１Ａ～１Ｃを参照）。ここで、可動コンポーネントは、基板スタック２７０を撮像するために、近平面３００および／または遠平面３０１上の所望の位置ＵＬ、ＵＳ、ＵＲ、ＭＬ、ＭＣ、ＭＲ、ＬＬ、ＬＣ、ＬＲに少なくとも１つのカメラ２１０を位置づける。図２Ｃは、複数のカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃを含むカメラアレイ２７７が基板搬送装置１８０上に配置されている例を例示している。ここで、カメラアレイ２７７は、基板搬送装置１８０の（本態様ではＺ駆動部コラム８３０である）共通の支持部２４４上に配置される（ここで、「共通の支持部」とは、カメラが単一の支持部を共有するように、カメラアレイ２７７における各カメラが取り付けられる単一の支持部を指す）が、他の態様では、カメラアレイ２７７は、移送チャンバ１３０において静止して取り付けられる場合、基板処理装置１００、１５０、１６５の任意の共通の支持部に取り付けられ得、カメラアレイは、移動可能に取り付けられる場合、基板処理装置１００、１５０、１６５の任意の移動可能な構造に取り付けることができる。各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃは、共通の支持部２４４に固定される（またはそれに対して固定される）。共通の支持部２４４は、カメラアレイ２７７の各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに対して静止している（すなわち、カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃと共通の支持部との間に相対運動はない）。

一態様では、任意の適切なカメラコントローラ２７８が、基板搬送装置１８０に配置され、コントローラ１９９などの任意の適切なコントローラによって調整される一方で、他の態様では、カメラコントローラ２７８はコントローラ１９９に組み込まれる。１つまたは複数の態様では、少なくとも１つの照明器２２０は、基板搬送装置１８０に、または基板処理装置１００、１５０、１６５内の静止位置に取り付けられる。

少なくとも１つのカメラ２１０、およびいくつかの態様では、少なくとも１つの照明器２２０が、基板搬送装置１８０に取り付けられる場合、基板搬送装置１８０は、基板スタック２７０が保持される基板処理装置１００、１５０、１６５内の任意の所望の位置にマシンビジョンシステム２００の少なくとも一部を搬送する。少なくとも１つのカメラ２１０、およびいくつかの態様では、少なくとも１つの照明器２２０を基板搬送装置１８０に取り付けることによって、（基板キャリア１１０が保持され、基板スタック２７０がマッピングされている、複数のロードポートを基板処理装置１００、１５０、１６５が有する場合などに）カメラおよび照明器の数が減らされ得、ロボット環境（すなわち、基板処理装置１００、１５０、１６５の内部）の構成に関係なく、少なくとも１つのカメラ２１０および少なくとも１つの照明器２２０の最適な位置づけ（たとえば、位置ＵＬ、ＵＳ、ＵＲ、ＭＬ、ＭＣ、ＭＲ、ＬＬ、ＬＣ、ＬＲの任意の１つまたは複数における近平面３００および／または遠平面３０１の遮るもののない視野）が提供され得る。

図２Ｃに例示される例では（図８Ａおよび８Ｂも参照）、各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃは、視野ＦＯＶＡ、ＦＯＶＢ、ＦＯＶＣが基板キャリア１１０の中心平面３７０に平行なまたはそれに沿った方向に（たとえば、基板搬送エンドエフェクタの伸長軸に対して垂直に）伸長するように、基板搬送装置１８０のＺ駆動部コラム８３０上に配置される。ここで、視野ＦＯＶＡ、ＦＯＶＢ、ＦＯＶＣは、開口部８８８に対して共通の位置ＣＰ（（図８Ｂ参照）ここで、「共通の位置」とは、共通の支持部２４４に取り付けられたカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃが共通の支持部２４４の単一の位置に依存するような、基板搬送装置の単一の位置を指す）にＺ駆動部コラム８３０が移送アーム１８０ＴＡ（図８Ａ）によって位置づけられた状態で開口部８８８を介して、基板キャリア１１０の異なる別個の部分（たとえば、図２Ｃの領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、および図６Ｅの代表的な対象の領域（すなわち、領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣのいずれか１つ））を見るためにＺ駆動部コラム８３０（すなわち、共通の支持部２４４）上に位置づけられる。各々の異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣは、少なくとも１つまたは複数の基板Ｓを保持するための基板スロットを有し、Ｚ軸駆動部８３０が共通の位置ＣＰにある状態で各々の他のカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる領域／部分における少なくとも１つまたは複数の基板Ｓとは異なる基板Ｓを保持するための異なる基板保持スロットを有する基板キャリア１１０の部分とは別個で異なる。基板キャリア１１０において保持された各基板Ｓは、Ｚ軸駆動部８３０が共通の位置ＣＰにある状態でカメラアレイ２７７によって撮像される。いくつかの態様では、対応する異なる別個の部分の各々は、カメラアレイ２７７の１つのみのそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって撮像される（視野は重複し得るが、対応する異なる別個の部分の各々が、１つのみのそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって撮像されるように、画像が切り取られ得る一方で、他の態様では、視野は重複しない）。いくつかの態様では、対応する異なる別個の部分の対応するウェハスロットにおいて保持された少なくとも１つの基板Ｓは、カメラアレイ２７７の１つのみのそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって撮像される（再び、視野は重複し得るが、対応する異なる別個の部分の各々が、１つのみのそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって撮像されるように、画像が切り取られ得る一方で、他の態様では、視野は重複しないことに留意）。ここで、コントローラ１９９は、搬送アーム１８０ＴＡに通信可能に連結され、搬送アーム１８０ＴＡをフレーム８００に対して移動させ（図８参照）、共通の支持部２４４を共通の位置ＣＰに位置づける。

カメラアレイ２７７のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる基板キャリア１１０およびその中の基板スタック２７０の各々の異なる別個の部分は、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる所定の基準高さで垂直に分配された、別個の部分およびそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに対応する、ウェハスロットの異なるセットを有する。所定の基準高さは、たとえば、基板キャリア１１０が着座しているロードポート１２０の基準位置から、基板キャリアのＳＥＭＩ（登録商標）規格によって確立された異なる保持スロット数に対応する（本例では、２５スロットの基板キャリアに対する）高さである。たとえば、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃの各視野ＦＯＶＡ、ＦＯＶＢ、ＦＯＶＣは、基板キャリア１１０（およびその中の基板スタック２７０）の内部２２２のそれぞれの対象の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣを捕捉する。１つまたは複数の態様では、対応する異なる別個の部分の各々のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって捕捉された画像は、各々の他のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる各々の他の異なる別個の部分を除外し、基板キャリア１１０における各スロット内の各基板は、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態でカメラアレイ２７７によって撮像される。本例では、基板キャリア１１０は２５基板キャリアであり、対象の領域ＲＣは保持スロット１～８に対応し、対象の領域ＲＢは保持スロット９～１７に対応し、対象の領域ＲＡは保持スロット１８～２５に対応する。視野ＦＯＶＡ、ＦＯＶＢ、ＦＯＶＣは、任意の所望の量を重複して、内部２２２を実質的に完全にカバーし得る（いくつかの態様では、画像情報の量を増加させ、結果として得られるマップ２８０の解像度を増大させ得る）が、他の態様では、本明細書に記載されるように、視野は、画像処理のために重複しない、または切り取られなくてもよい。本態様では、画像処理は、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって捕捉された各画像に対して本明細書に記載されるように実施され、コントローラ１９９は、それぞれの処理された画像を組み合わせて、基板キャリア１１０内の基板スタック２７０のマップ２８０を生成する。

図２Ｃのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃは、（たとえば、位置ＵＣ、ＭＣ、ＬＣにおいて）上下に例示されているが、他の態様（固定して取り付けられたカメラにも適用される）では、一次元垂直（Ｚ方向）のカメラアレイ、一次元水平（たとえば、Ｘ方向）のカメラアレイ、またはカメラの二次元アレイ（たとえば、Ｘ－Ｚ平面内）のカメラアレイを形成するように任意の数の位置ＵＬ、ＵＳ、ＵＲ、ＭＬ、ＭＣ、ＭＲ、ＬＬ、ＬＣ、ＬＲに取り付けられ得る。理解され得るように、概して円形の基板の場合、開口部８８８を介して見たときの基板の左端ＦＬおよび右端ＦＲ（図２Ａを参照）では、基板の外縁２３３が少なくとも１つのカメラ２１０から離れて湾曲するにつれて照明が暗くなり得る。少なくとも１つのカメラ２１０によって得られた縁部の信号が任意の適切な所定の閾値を下回る場合、基板の追加の画像を、より長い露光時間および／またはより大きなカメラ開口で撮影することができる。理解され得るように、より長い露光時間および／またはより大きな開口は、画像内の基板の中央領域ＷＣの過度の露光を引き起し得、ここで、いくらかの画像（低露光画像および高露光画像）は、限定されないが、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）アルゴリズムを含む任意の適切な画像処理アルゴリズムを使用して組み合わされるか、または異なる画像の異なる垂直セグメントを組み合わせて、結果として基板の縁部２３３を強調する均一な露光を有する画像が生成される。このように、位置ＵＬ、ＵＳ、ＵＲ、ＭＬ、ＭＣ、ＭＲ、ＬＬ、ＬＣ、ＬＲのさまざまな位置に配置されたカメラは、基板スタック／基板キャリアのさまざまな領域に対して最適化されたさまざまな開口サイズおよび／または露光速度でプログラムされ得る。たとえば、少なくとも１つの照明器２２０により近いカメラは、基板の縁部の検出を妨げ得る画像の過度の露光を実質的に防止するように、少なくとも１つの照明器２２０から遠いカメラよりも遅い露光速度および／または小さい開口を有し得る。理解され得るように、さまざまな位置にあるカメラの露光速度および／または開口サイズは、結果として得られる組み合わされた画像が、実質的に画像全体にわたる画像内の一貫した露光および特徴のコントラストを有するように判定され得る（図４Ａを参照）。

図２Ａ、３Ｂ、および７を参照すると、基板Ｓは少なくとも１つの照明器２２０（本明細書では照明源とも呼ばれる）によって照明され、画像は、たとえば、縁部５００を強調する高コントラストの画像を生成するために、基板の縁部５００に対応する画像内の信号が最大化され、（基板Ｓを取り囲む環境、基板Ｓの上部／底部、基板Ｓ上の任意のダイグリッドパターンなどを含む）バックグラウンドに対応する画像内の信号が最小化されるような方法で、少なくとも１つのカメラ２１０によって捕捉される。高コントラストの撮像の一例は、前に引用により本明細書に組み込まれた、米国特許出願第１６／５７０，４５３号に記載されている。また本明細書に記載されるように、少なくとも１つの照明器は、（基板の短辺から見たときに（たとえば、幅Ｗが基板保持位置に保持された（１つまたは複数の）基板Ｓの可視幅である図４Ａを参照））各基板Ｓの幅Ｗにわたって拡散照明を提供するように構成されている。理解され得るように、少なくとも１つの照明器２２０は、カメラ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに関して本明細書に説明される方法に略類似した方法で、基板処理装置１００、１５０、１６５内に位置づけられ得る。

例として、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３Ｂ、および８Ａを参照すると、少なくとも１つの照明器２２０は、共通の支持部２４４に接続され、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態で開口部８８８を介して、基板キャリア１１０における各基板Ｓの外縁２３３（基板キャリア１１０に関するものである「外（ｏｕｔｅｒ）」という用語は、開口部８８８を介して見ることが可能な基板の縁部の部分を指す）を照明するように構成されている（図２Ａ～２Ｃを参照）。外縁２３３は、それぞれの基板Ｓの外縁２３３の上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌ（図２Ａを参照）を定める。少なくとも１つの照明器２２０は、外縁２３３が、反射された縁部の照明を少なくとも１つの照明器２２０からカメラ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに方向づけ、かつ、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態で開口部８８８を介して各カメラ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られるバックグラウンド反射光を、上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌで、光学的に見えなくするように、各カメラ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに対して配置される。少なくとも１つの照明器２２０は、基板キャリア１１０に挿入された（またはそうでなければ保持された）基板Ｓおよび各々の他の基板Ｓの平面ＳＰ１、ＳＰ２（たとえば、上部および底部の主平面）から反射された光が、基板キャリア１１０の異なる別個の部分のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって各画像（たとえば、図４Ａおよび６Ｂ～６Ｅに例示される画像を参照）において光学的に見えなくされるように、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに対して配置される。たとえば、図６Ｅの対象の領域は、図２Ｃ（図１６Ａおよび１６Ｂも参照）の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣのいずれか１つまたは複数を例示するものであり、ここで、各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃからの画像は、基板キャリア１１０における基板Ｓおよび各々の他の基板Ｓの平面ＳＰ１、ＳＰ２から反射された光（およびキャリアの任意のバックグラウンド）が光学的に見えなくされる、それぞれの視野ＦＯＶＡ、ＦＯＶＢ、ＦＯＶＣの一部を（視野が、捕捉された画像よりも大きくなり得るが）撮像するものである。ここで、基板Ｓの外縁２３３は、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態で基板キャリア１１０における各基板Ｓの縁部の検出をもたらすように、各カメラ２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって登録された、縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌを浮き彫りで（in relief）画定するか、またはそうでなければ定める（たとえば、図６Ａ～６Ｃを参照）。

図２Ａおよび３Ｂに例示されるように、一態様では、少なくとも１つの照明源２２０は、少なくとも１つの成形された照明ライン３６９である。例示される例では、成形された照明ライン３６９は、上部および下部の位置の１つまたは複数における近平面３００に配置されるが、他の態様では、成形された照明ライン３６９は、上部および下部の位置の１つまたは複数における遠平面３０１または近平面３００および遠平面３０１の１つまたは複数の中間位置に配置することができる。成形された照明ライン３６９は、基板キャリア１１０内に保持された基板Ｓの外縁２３３に対応する形状を有するが、他の態様では、成形された照明ライン３６９は、本明細書に記載される方法で基板Ｓを照明するための任意の適切な形状を有し得る。

図８Ａおよび８Ｂを参照すると、少なくとも１つの照明器２２０は、少なくとも１つの垂直（Ｚ軸）に配向された照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２および少なくとも１つの水平に（Ｘ－Ｙ平面に）配向された照明器２２０Ｈを含む。ここで、カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ（３つが示されているが、２つまたは３つ以上の異なる別個のキャリア領域を撮像する、２つまたは３つ以上のカメラがあってもよい）は、上部中央位置ＵＣ、中間中央位置ＭＣ、および下部中央位置ＬＣに配置され（図３Ａおよび３Ｂを参照）、２つの真っすぐな照明ラインを形成するように、それぞれ、右上位置ＵＲから右下位置ＬＲまでおよび左上位置ＵＬから左下位置ＬＬまで延びる２つの照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２によって跨られる。照明器２２０Ｈは、任意の適切な角度βから各基板Ｓの外縁２３３を照明するようにカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃの上に配置される（図８Ｂに例示される例では、角度βはＸ－Ｙ平面に相対的であるが、他の態様では、角度はＺ軸に相対的であり得る）。ここで、照明器２２０Ｈは、（たとえば、キャリアの内部、基板の上部、または基板の底部から）バックグラウンド反射を実質的に防ぐか、またはそうでなければ見えなくするような方法で、カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃがキャリア１１０から滑り落ちた基板Ｓ１を検出し、一方で、照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２が外縁２３３を照明するように、基板Ｓを照明するように位置づけられる。

一態様では、図７Ａおよび７Ｂも参照すると、照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２は、拡散光を、開口部８８８を通して基板Ｓの縁部２３３を照明するためにＸ－Ｙ平面内の任意の適切な方向（すなわち、任意の適切な角度）に方向づけるように配置される（図７Ａを参照）。例示目的で、図７Ｂに例示されるように、照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ１は、拡散光を、開口部８８８の平面８８８Ｐに対して斜めである１つまたは複数の方向に照らすように配置される。示される例では、照明器は、光を、任意の適切な角度αだけ基板キャリア１１０の中心線１１０Ｃに対して外側に角度を付けた方向に照らす。示される例では、角度αは、両方の照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２について同じであるが、他の態様では、照明器２２０Ｖ１についての角度αは、照明器２２０Ｖ２についての角度αとは異なり得る。ここで、照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２からの光は、光が、基板キャリア１１０の基板保持スロットのすべてにおいて基板Ｓに到達し、垂直に隣接する基板によって遮断されないように、垂直に配置される。本態様では、照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２からの光は、光が、反射面７５０、７５１によって基板Ｓの縁部２３３上に反射される（ここでは間接光）ように、移送チャンバ１３０内の反射面７５０、７５１に方向づけられて、カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる基板キャリア１１０の内部からの反射を実質的に排除する。他の態様では、照明器２２０Ｖ１、２２０Ｖ２には、カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる基板キャリア１１０の内部からの反射を実質的に排除する方法で間接光または拡散光を基板の縁部２３３に提供するディフューザまたは他の光散乱装置が設けられる。対応する異なる別個の領域／部分ＲＡ、ＲＢ、ＲＣにおいてカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃの各々によって撮像される結果として得られる効果は、基板の縁部の反射が、各々の基板の縁部の境界を画定するバックグラウンドを画像コントラストにおいて浮き彫りで光学的に見えなくすることである。

照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９は、１つまたは複数の態様において、動的に制御される（たとえば、オンおよびオフにされる）および／または（たとえば、強度が）調整されるようにコントローラ１９９に連結される。コントローラ１９９は、撮像されている基板スタック２７０のさまざまな部分を別個にまたは組み合わせて照明する（たとえば、上部セクションと中間セクションの両方、上部セクションと下部セクションの両方を略同時に照明するなど、上部セクション、下部セクション、中間セクション、またはそれらの任意の組み合わせを別個に照明する、またはセクションが別個にまたは組み合わせて照明される任意の適切なシーケンスでさまざまなセクションの１つまたは複数を照明する）ように照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９の１つまたは複数、またはそれらの（１つまたは複数の）部分を循環させるように構成されている。コントローラ１９９は、照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９の１つまたは複数からの照明の強度を静的な強度（たとえば、略一定した強度）として維持するか、または強度を動的に変化させるように構成されている。照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９の１つまたは複数の強度が動的に変化させられる場合、強度は、照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９のＸ方向、Ｙ方向、および／またはＺ方向に沿って変化し得るが、これには、カセット１１０の異なる側の異なる照明強度が含まれる。１つまたは複数の態様では、強度の動的変化は規則的（たとえば、各基準線に関して、照明が、カセット１１０のスロットごとに基準線（たとえばベースライン）で高く、スロット基準線から離れて減少する（たとえば低い）、高－低などの規則的なシーケンスで）であり得る。他の態様では、照明は、一連のスロット基準線のそれぞれのスロット基準線で高－高－高－低など不規則に動的に変化し得る。さらに、画像コントラストを高めるために、さまざまなタイプの光スペクトルが、さまざまな照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９によって利用され得る（たとえば、赤外線、可視白色、可視色など）。各照明器２２０、２２０Ｖ１、２２０Ｖ２、２２０Ｈ、３６９は、コントローラ１９９によって、強度および光スペクトルの１つまたは複数に関して独立して制御され得る。

ここで図５、４Ａ、４Ｂ、および６Ａを参照すると、画像（たとえば、最終画像、元の画像、または再び組み合わされた画像）は、コントローラ１９９によって、外縁２３３の縁部プロファイルを画定するように処理される。理解され得るように、バックグラウンドに対する基板２３３の外縁２３３のコントラストを高めるために、任意の適切な画像処理を画像に適用することができる。コントラストを高めるために画像に適用することができる画像処理の例としては、限定されないが、グレースケールフィルタ、コントラストストレッチング、および強度遷移エッジフィルタが挙げられる。強度遷移エッジフィルタの適用例が図６Ａに提供され、ここで、各外縁２３３は、（たとえば、各基板の上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌを表している）２つの強度遷移で識別される。図６Ａに見られるように、上下に配置された（すなわち、「二重」状態の）２つの基板は、基板キャリア１１０の基板保持スロット１３に配置されている。

基板の縁部プロファイルは、（任意の適切な縁部構築／（１つまたは複数の）画像処理アルゴリズムを介して）生のビュー／プロファイルで生成される。空間補正アルゴリズムは、少なくとも１つのカメラ２１０の位置から独立した（基板Ｓをピッキングするためにエンドエフェクタ１８０Ｅの位置を命令するときにコントローラによって利用される）真の基板の縁部プロファイルを生成するために、空間較正データを使用して生のプロファイルに適用される。ここで、複数のカメラ光学認識システム（本明細書に記載されるものなど）は、異なるカメラによって撮影された画像内の異なる生のプロファイルから実質的に同一の真のプロファイル５００Ｔを生成する。

コントローラ１９９にプログラムされた縁部を画定するアルゴリズムは、基板マッピングおよび縁部プロファイルの画定に関して同じである。１つまたは複数の態様では、画像の垂直画像スライス４１０～４１６が、外縁２３３を検出するために分析される。基板マッピングは、垂直スライス４１０～４１６の１つまたは複数を用いて実施され得、ここで、縁部プロファイルの画定は、垂直スライス４１０～４１６の複数のスライスを用いて実施される。図４Ａには、７つの垂直スライスが例示目的のみで例示され、他の態様では、７つよりも多いまたは少ないスライス（または２つまたは３つのスライス）が利用され得ることが留意される。マッピングおよび縁部プロファイリングのために基板Ｓの縁部２３３を画定するべく、画像４９９は垂直スライス４１０～４１６にスライスされ、これらは、画像４９９の幅４９９Ｗに対する所定の位置で撮影された画像４９９の狭い垂直ストリップである。スライス４１０～４１６ごとに、コントローラ１９９は、スライス４１０～４１６内の垂直位置に応じた強度プロファイル４８０を生成するために、水平方向４９５（水平および垂直という用語は説明を参照および簡単にするためだけに使用されている）に沿って画像ピクセルの強度を平均化する。たとえば、スライス４１０のための強度プロファイル４８０は、図４Ｂにおいて、基板スタックの一部に関して例示され、ここで、（外縁２３３に対応する）各々の基板の縁部４３３は、バックグラウンドレベル４８８にわたってピーク４８９（明確にするために、その一部のみが図４Ｂでラベル付けされている）によって識別される。各基板Ｓの厚さは、それぞれのピークベースの幅に基づいて判定することができ、ここで、図４Ｂに見られるように、基板スタック２７０におけるスロット１３に対応するピークのピークベースは、基板Ｓの予想される厚さのおよそ２倍の幅を有し（ここで、画像のピクセルサイズは、既知のサイズを有する基板カセットの特徴の画像認識などを介して任意の適切な方法でコントローラ１９９によってインチまたはミリメートルに変換することができる）、これは、同じスロットにおける上下の２つの基板Ｓ（たとえば、図５に例示される「二重」状態）を示唆している。図４Ｂにも見られるように、スロット１３に対応するピーク４８９は、同じスロットにおける上下の２つの基板Ｓも示唆する「二重ピーク」を含む。

基板スロットごとに、強度プロファイル４８０が確定され、ピーク４８９が判定されると、コントローラ１９９は、どのピークが、それぞれの基板保持スロットのための所定のベースライン高さ（基板が保持されるカセット内の所定の垂直位置、すなわちスロットの高さ）に最も近く垂直に配置されるかを検索／判定する。ここで、ピークは、基板がそれぞれの基板保持スロットに保持されているかどうかを判定するように、基板スロットの高さと相関させられる。ピークが発見され、基板保持高さに相関させられる場合、強度プロファイル４８０のピークに沿った位置は、それぞれの基板保持スロットにおける基板の生の縁部プロファイルを形成する。たとえば、スロット１８の高さは図４ｂで識別され、ここで、ピーク４８９Ａは、基板がスロット１８に存在することを示唆するためにコントローラ１９９がピーク４８９Ａをスロット１８と相関させるように、スロット１８の高さに対して実質的に中心に置かれる。任意の所与の基板Ｓの真の縁部プロファイル５００Ｔ（図５）は、コントローラ１９９によって、強度プロファイル４８０における（生のプロファイルの）データ点ごとの（画像スライスの同じ水平位置にあるその所与の基板Ｓに対する）生のプロファイルの垂直位置から（画像スライスの水平位置での）較正されたベースラインの垂直位置を差し引くことによって判定される。所与の基板Ｓの厚さは、コントローラ１９９によって、それぞれの生のプロファイルに関するすべてのデータ点から測定された厚さの平均であると判定される。

１つまたは複数の態様では、図６Ｂ、６Ｃ、および６Ｄを参照すると、縁部を画定するアルゴリズムは、（たとえば、コントローラ１９９を用いて）少なくとも１つのカメラ２１０からの生画像を中間領域６００Ｍ、左領域６００Ｌ、および右領域６００Ｒに分割することを含む。左領域６００Ｌは照明器２２０Ｖ２によって実質的に照明され、右領域６００Ｒは照明器２２０Ｖ１によって実質的に照明され、中央領域６００Ｍは照明器２２０Ｈによって実質的に照明されるが、他の態様では、領域６００Ｍ、６００Ｌ、６００Ｒは、本明細書に記載される照明器のいずれか１つまたは複数によって任意の適切な方法で照明され得る。ここで、上述の状態は、中間領域６００Ｍ、左領域６００Ｌ、および右領域６００Ｒの各々に対して（たとえば、画像強度プロファイルに関して上記した方法に類似した方法で）判定される。基板キャリア１１０から滑り落ちた基板の下に（またはカメラおよび／または照明角度に応じて上に）配置された基板は、滑り落ちた基板によって視界から隠され得、中間領域６００Ｍで検出されないことがあるが、これらの隠された基板は、左領域６００Ｌおよび右領域６００Ｒで検出可能である（図６Ｂを参照）。図６Ｂに例示されるように、（「（滑り落ちた）検出されたウェハ」として識別される）画像の上から４番目の基板（またはウェハ）は、基板キャリア１１０から滑り落とされており、光が中間領域６００Ｍにおける滑り落ちた基板の下の基板を照らすことを遮断しているが、滑り落ちた基板の下の基板は、左領域６００Ｌおよび右領域６００Ｒで見ることが可能である。ここで、図６Ｂに例示されるように所与のスロットについて左領域６００Ｌおよび右領域６００Ｒの両方で基板が検出される場合に、その所与のスロットについて基板が検出される（すなわち、存在すると識別される）。任意の所与のスロットについて中間領域６００Ｍで検出されたが、左領域６００Ｌおよび右領域６００Ｒでは検出されなかった反射が、不在であるとマッピングされる（たとえば、空のスロット）（図６Ｃを参照）。図６Ｃに見られるように、中間領域６００Ｍにおける反射が存在するが、左領域６００Ｌおよび右領域６００Ｒの両方に対応する反射がない基板保持スロットに対応する画像内の領域は、空のスロット（すなわち、基板が不在）であるとしてマッピングされる。

図６Ｄは、中間領域６００Ｍ、左領域６００Ｌ、および右領域６００Ｍで検出された基板の縁部を例示する、（本明細書に記載されるものなどの任意の適切な画像処理を使用して）コントローラ１９９によって最適化された遠平面３０１の中間中央ＭＣに位置する少なくとも１つのカメラ２１０によって捕捉された画像を例示する。コントローラ１９９は、図６Ｅに例示されるように捕捉された画像内の（中間領域６００Ｍ、左領域６００Ｌ、および右領域６００Ｍの各々を含む）任意の適切な対象の領域において基板の縁部を（本明細書に記載されるものなどの任意の適切な画像処理を介して）検出するように構成されている。図６Ｆに見られるように、コントローラ１９９は、基板の存在を判定するために中間領域６００Ｍ、左領域６００Ｌ、および右領域６００Ｍの各々において（コントローラに知られているスロット境界を有する基板キャリア１１０の基板保持スロットに対応する）検出された縁部を接続するように構成されている。

図６Ｂおよび６Ｃの中間領域６００Ｍ、左領域６００Ｌ、および右領域６００Ｒの１つまたは複数は、本明細書に記載されるように基板の反り／曲がりを検出するために利用される。

縁部画定アルゴリズムにおけるこの点で、上記の例示的な基板マッピング規則を利用することによって基板カセット１１０における基板Ｓの状態の基板マッピングを実施するのに十分なデータが得られる。

基板の縁部プロファイリングのために、基板のピッキングを妨げ得る基板の反り／曲がりを判定するために（マッピングのために取得されたデータに加えて）さらなるデータが所望されることが留意される。上述のように、基板の生のプロファイルは、基板を撮像する少なくとも１つのカメラ２１０の位置に依存し得る。コントローラ１９９は、生のプロファイルに空間補正を適用する（図５を参照）ことによって生のプロファイルをカメラに依存しない補正された真のプロファイル５００ＴＣに変換する（図１０～１３を参照）ように構成されている。真の（縁部）プロファイルと比較した生の（縁部）プロファイルの例は、図９Ａ～９Ｃに提供されている。図９Ａは、基板スタック２７０における各基板Ｓの真の縁部プロファイル５００Ｔを例示している。真の縁部プロファイル５００Ｔは、遠平面３０１（図３Ａおよび３Ｂ）に位置づけられ、中間中央位置ＭＣに配置された（望遠レンズを備えた）カメラ２１０の生画像と実質的に同等である。例示目的のみで、望遠レンズは、約１００ｍｍ以上の焦点距離を有し、フルフレームカメラ（すなわち、３５ｍｍのフォーマットフィルムと同じサイズの画像センサフォーマットを備えたカメラ）を用いて利用されるレンズであるが、他の態様では、望遠レンズの焦点距離は、約１００ｍｍより長くても短くてもよい。ここで、三次元から二次元への投影の方向が基板平面に略平行であるため、基板の縁部の湾曲した形状は明らかではない。図９Ｂは、中間中央位置ＭＣで近平面３００に位置づけられた（広角レンズを備えた）カメラ２１０の生画像を例示している。例示目的のみで、広角レンズは、約２８ｍｍ以下の焦点距離を有し、フルフレームカメラを用いて利用されるレンズであるが、他の態様では、広角レンズの焦点距離は、約２８ｍｍより長くても短くてもよい。図９Ｃは、基板スタック２７０において基板Ｓに向かって（ある角度で）上方に向けられた視野で近平面３００の下部中央位置ＬＣに配置された（広角レンズを備えた）カメラ２１０の生の画像の図である。図９Ｄは、基板スタック２７０において基板Ｓに向かって（ある角度で）下向きに向けられた視野で近平面３００の上部中央位置ＬＣに配置された（広角レンズを備えた）カメラ２１０の生の画像の図である。ここで、（近平面３００からの）広角レンズの生のビューは、三次元物体がカメラ視野の二次元画像平面に投影する効果を例示している。図９Ｂ～９Ｄから明らかなように、たとえばカメラ２１０への近接が原因で三次元から二次元への投影線がもはや平行でなくなると、基板の形状が見えるようになる。基板がカメラ位置から離れているほど、基板の三次元形状がより明確になる。（図９Ｂ～９Ｄに例示されるように）基板がカメラから離れて位置づけられると、視点も変化し、ここで、離れた距離にある基板は、カメラ２１０に対して、より近い距離にある基板よりも小さく見える。図９Ｂ～９Ｄの生画像内の基板はまた、広角レンズの特性から歪められ得る（たとえば、樽型歪み）。

図９Ｂ～９Ｄにおいて上に例示された基板の縁部の歪みは、コントローラ１９９によって、空間較正データ２８１を生画像に適用することにより補正することができる。コントローラ１９９は、経験的方法で生のプロファイルを補正された真のプロファイル５００ＴＣに変換するように構成されており、補正された真のプロファイル５００ＴＣは、基板の反り／曲がりの判定、および反った／曲がった基板Ｓをピッキングおよび配置するためのエンドエフェクタ調整を提供する。経験的方法は、基板プロファイルを測定する際の実行時の初期空間較正および空間補正を含む。

コントローラ１９９は、カメラアレイ２７７に通信可能に連結され、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのためのベースライン画像（図５および１０に例示されるベースライン５１０を参照し、ここで、それぞれの基板キャリア１１０のスロットについての各ベースライン５１０はベースライン画像を集合的に形成する）を有する、各々のそれぞれのカメラ較正（本明細書では空間較正データ２８１とも呼ばれる）でプログラムされる。ベースライン画像の例は、図１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、および１５Ｄに提供されている（これらのベースライン画像が、例示目的のみで、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、および９Ｄの生および真のプロファイルに対応することに留意）。各々のそれぞれのカメラのためのベースライン画像２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ（図１５Ａ～１５Ｄは、４つのカメラのためのベースライン画像を例示しており、１つは遠平面３０１の中央中間ＣＭに位置し、３つは近平面の中央中間ＣＭ、上部中央ＵＳ、および下部中央ＬＣに位置している）は、（図１５Ａ～１５Ｄで明らかなように）各々の他のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのベースライン画像とは異なり、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって撮像された基板キャリア１１０の対応する別個の異なる部分（図２Ｃの領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣおよび図６Ｅの対象の領域を参照）の少なくとも１つの対応するスロットの各々における少なくとも１つの基板Ｓの各々のための所定のベースライン特性を画定する。本明細書に記載されるように、コントローラ１９９は、各々のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃの空間較正データ２８１を（任意の適切なメモリなどに）登録するように構成され、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのベースライン画像を特徴付ける較正ウェハ１５００が、対応する別個の異なる部分の少なくとも１つの対応するスロットの各々に配置され、コントローラ１９９によって登録されたそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのベースライン画像を画定するそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃで撮像される。

図１０～１３も参照すると、初期の空間較正は、真のプロファイル５００Ｔおよび基板スタック２７０内の位置が知られている平坦な基板（たとえば、平坦であり、曲がり／反りがないことが知られている較正ウェハ１５００）の生のプロファイルを捕捉することによって得られる。生のベースラインまたは較正画像は、それぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃごとに空間較正データ２８１（図２Ａ参照）としてコントローラ１９９（またはコントローラ１９９によってアクセス可能なメモリ１９９Ｍ）に保存される。基板保持スロットの各々に対応する較正ウェハ１５００の縁部プロファイルは、たとえば、図５および１０～１３に例示される基板ごとにベースライン画像およびベースライン５１０位置（すなわち、ベースライン画像から得られた基板キャリアにおけるそれぞれの基板の予想される位置）を形成する。概して、空間較正は、カメラの設置後に実施され、最初の設置後にカメラの位置または角度が変更された場合は再実行される。１つまたは複数の態様では、較正ウェハ１５００は、（カセット１１０に略類似しているが、所定の位置に較正ウェハが中で固定されている）較正カセットと一体的に形成されるか、またはそうでなければ取り付けられる。ここで、較正ウェハ１５００は、本明細書に記載される方法で較正画像においてスキャン／検出されるウェハの前縁を形成するようにキャリアに連結された部分ウェハであってもよい。ここで、較正カセットは、一体型の較正ウェハと共に、ユニットとしてロードポートに着座する較正ウェハラックを形成する。他の態様では、較正ウェハ１５００は、一体型のウェハスタックにおける一体的に形成された較正ウェハ間の所定の間隔および垂直位置合わせで、ラックユニットとしてカセットに挿入されるウェハのスタックとして一体的に形成されてもよい。ここで、一体的に形成されたウェハのスタックは、ラックユニットとしてカセット１１０のスロットに着座し得る、および／またはそこから取り外され得る。

実行時に、（マッピングおよび／または縁部プロファイリングなどのために）基板の縁部プロファイルが測定される場合に、コントローラ１９９は、生の画像／プロファイルに対して空間補正を実施し、ここで、空間較正データ２８１は、コントローラ１９９によって、基板の生のプロファイルを補正し、所与のスロットのためのベースライン５１０から所与のスロットにおける基板の生のプロファイルを差し引くことによって、補正された真のプロファイル５００ＴＣを取得するように適用される（たとえば、ベースライン５１０からの測定された生のプロファイル５００の任意の偏差は、補正された真のプロファイル５００ＴＣ（図１０の右側を参照）で表されるような基板の曲がり／反りを表している）。

本明細書に記載される空間補正は、少なくとも、近距離投影での（たとえば、近平面３００での）広角レンズから遠距離での（たとえば、遠平面３０１での）望遠レンズの同等物への変換、撮像されている基板からのカメラの角度および距離に対応する視点効果の補正、広角レンズによって導入された樽型歪みの補正、およびカメラの取り付けにおける位置および方向の機械的変動の補正を提供する。縁部プロファイリングにおける空間補正の利用から得られた実験データが、図１１～１３に例示されており、これは、本明細書に記載される空間補正の有効性を例示している。図１１は、基板カセット１１０の幅にわたる３つの基板の生のプロファイル５００を例示している。図１２は、図１１の中間基板（たとえば、スロット１３の基板）を例示している。図１３は、反り／曲がりを示す、スロット１３の基板の補正された真のプロファイル５００ＴＣを例示している。さらに、空間補正が、垂直画像スライス４１０～４１６への画像のスライシングによって画像を処理する前または処理した後に適用され得ることが留意される。

上述のように、基板プロファイルは、基板搬送装置１８０に基板をピッキングするよう命令するときにコントローラ１９９によって利用される。ここで、コントローラ１９９は、基板の下にタインを挿入するのに十分なスペースがある場合などに、図１３に例示される例示的な位置にタイン１８０ＴＥ１、１８０ＴＥ２を配置することによって、（たとえば、図１３のスロット１３の基板などの）基板における任意の反り／曲がりに適応させるために、基板の補正された真のプロファイル５１０ＴＣに基づいて、タイン１８０ＴＥ１、１８０ＴＥ２（図１Ａを参照）間の距離ＴＤ（図１Ａを参照）を広げる／増大させるように基板搬送装置のエンドエフェクタ１８０Ｅに命令し得る。

図１Ａ～１Ｃ、２Ａ～２Ｃ、８Ａ、８Ｂ、および１４を参照すると、例示的な基板マッピング／縁部プロファイリングの操作が説明される。ロードポート１２０と連通している開口部８８８（たとえば、ウェハロード開口部）を形成するフレーム８００が設けられる（図１４、ブロック１４００）。本明細書に記載されるように、ロードポート１２０は、基板キャリア１１０を保持するように構成されており、基板キャリア１１０は、開口部８８８を通して基板処理装置１００、１５０、１６５に積載するための基板キャリア１１０内に垂直に分配された複数の基板Ｓを保持する。搬送アーム１８０ＴＡ（たとえば、可動アーム）が設けられ、開口部８８８に対して移動するようにフレーム８００に取り付けられる（図１４、ブロック１４０５）。記載されるように、搬送アーム１８０ＴＡは、基板を基板キャリア１１０から開口部８８８を通して基板処理装置１００、１５０、１６５に積載する（およびその逆もしかり）ために搬送アーム１８０ＴＡに移動可能に取り付けられたエンドエフェクタ１８０Ｅを含む。

マシンビジョンシステム２００（たとえば、画像取得システム）が設けられ（図１４、ブロック１４１０）、これは少なくとも１つのカメラ２１０を含む。例示目的で、カメラアレイ２７７に関する方法が記載されるが、当該方法が単一のカメラによって捕捉された画像に等しく適用可能であることが理解されるべきである。上記のように、各々のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃが、搬送アーム１８０ＴＡによって共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰに位置づけられた状態で開口部８８８を介して、複数の基板Ｓの少なくとも１つの基板Ｓを保持するためのウェハスロットを有する基板キャリア１１０の異なる別個の部分を見るように配置された視野ＦＯＶＡ、ＦＯＶＢ、ＦＯＶＣで位置づけられ、基板キャリア１１０の異なる別個の部分は、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態で各々の他のカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって見られる、少なくとも１つの基板Ｓとは異なる基板Ｓを保持するための異なるウェハスロットを有する基板キャリア１１０の部分とは別個で異なり、基板キャリア１１０に保持された各基板Ｓは、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態でカメラアレイ２７７によって撮像される。

少なくとも１つの照明器２２０が設けられ（図１４、ブロック１４１５）、これは共通の支持部２４４に接続される。上記のように、少なくとも１つの照明器は、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰに有る状態で開口部８８８を介して、基板Ｓの外縁２３３の上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌを定める、基板キャリア１１０における各基板Ｓの外縁２３３を照明するように構成されている。少なくとも１つの照明器２２０は、各々のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに対して配置され、外縁２３３が、反射された縁部の照明を少なくとも１つの照明器２２０からそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃに方向づけ、かつ、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態で開口部８８８を介してそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって基板キャリア１１０の別個の異なる部分の捕捉された画像において、バックグラウンド反射光を、上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌで、光学的に見えなくするように、各々のそれぞれのカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによる、対応する別個の異なる部分（たとえば、図２Ｃの領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣおよび図６Ｅの対象の領域を参照）の画像が配置される。本明細書に記載されるように、基板Ｓの外縁２３３は、共通の支持部２４４が共通の位置ＣＰにある状態で基板キャリア１１０における各基板Ｓの縁部の検出をもたらすように、各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃによって登録された、縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの上縁境界２３３Ｕおよび下縁境界２３３Ｌで画定される。

基板キャリア１１０がロードポート１２０に着座した状態で、コントローラ１９９は、開口部８８８を介してキャリア１１０内の基板Ｓを撮像するために、移送アーム１８０ＴＡが開口部８８８に対して位置づけられる（図１４、ブロック１４２０）ように、移送アーム１８０ＴＡの移動を命令する。基板Ｓは少なくとも１つの照明器２２０によって照明され、異なる別個の領域（たとえば、図２Ｃの領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣを参照）における基板Ｓの画像が、カメラアレイ２７７によって開口部８８８を介して捕捉される（図１４、ブロック１４２５）。各々の異なる別個の領域における基板の生画像が捕捉されると、コントローラ１９９は、基板マップの判定および基板の反り／曲がりの判定の１つまたは複数を実施するように構成されている。本明細書に記載されるように、基板のマッピングおよび反り／曲がりの判定は、その両方が判定されることが望まれる場合など、互いに対して任意の適切な順序で判定され得る。

基板マッピングに関して、コントローラ１９９は、異なる別個の領域（たとえば、領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ）の各々に関して本明細書に記載される方法で強度プロファイル４８０（図４Ａおよび４Ｂを参照）を判定する。強度プロファイル４８０から、コントローラ１９９は、各々の異なる別個の領域および基板キャリア１１０全体のための基板マップ２８０を判定する（図１４、ブロック１４４２）ように、本明細書に記載される方法で真の縁部プロファイル５００Ｔを判定する（図１４、ブロック１４４０）。基板の状態（たとえば、不在、存在、二重、交差、シフト）は、基板マッピングの規則を真の縁部プロファイル４８０に適用するための任意の適切な画像処理アルゴリズムの利用を介して、本明細書に記載されるように、基板マップ２８０からコントローラ１９９によって判定される（図１４、ブロック１４４５）。図１６Ｂを簡単に参照すると、コントローラ１９９は、隣接する異なる別個の領域の隣接する基板保持位置を比較して、たとえば、隣接する異なる別個の領域間に跨る交差スロットされた基板を判定するように構成されている。たとえば、図１６Ｂに見られるように、異なる別個の領域ＲＣおよびＲＢのそれぞれのスロット８およびスロット９は、互いに隣接しており、いくつかの態様では、スロット８とスロット９との間に交差スロットにされた基板が存在し得る。コントローラ１９９は、複数のカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃが異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣで画像を捕捉するために利用される場合などに、基板キャリア１１０における基板マップ２８０および基板Ｓの状態を判定するときに、隣接する異なる別個の領域間の境界を形成するスロット（本例では、異なる別個の領域ＲＣおよびＲＢを参照して、境界スロットはスロット８およびスロット９である）において本明細書に記載されるウェハマッピング規則を利用するように構成されている。

異なる別個の領域で画像（たとえば、異なる別個の領域のそれぞれ１つをカバーし、組み合わされて基板マップを形成する異なるカメラからの複数の画像）を捕捉することによって、単一の画像で基板キャリア１１０全体を撮像することと比較して、基板Ｓが撮像されるときに、基板Ｓの歪みが少なくなることが留意される。たとえば、図１６Ａは、それぞれの異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣごとにカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃから捕捉された基板Ｓの生のプロファイル画像を例示し、図１６Ｂは、それぞれの異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣごとにカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃから捕捉された基板Ｓの真のプロファイル画像を例示している。異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣの各々における基板プロファイルの歪みが、図９Ｂ～９Ｃの生のプロファイルと比較される場合、基板キャリア１１０におけるすべての基板Ｓを一度に撮像する単一のカメラと比較して、複数のカメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃが、それぞれの異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣを撮像するように利用されるときに、基板の（すなわち、生のプロファイルと真のプロファイルとの間の）歪みが少ないことが分かる。

基板の反り／曲がりの判定に関して、基板カセット１１０が着座するロードポート１２０に関して各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのための空間較正データ２８１が存在しない場合、コントローラ１９９は、本明細書に記載される方法で各カメラ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃのための空間較正データ２８１を取得／判定する（図１４、ブロック１４５５）。コントローラ１９９は、本明細書に記載される方法でロードポート２１０上に着座する（異なる別個の領域の各々における）基板キャリア２１０に保持された基板Ｓの強度プロファイル４８０（図４Ａおよび４Ｂを参照）を判定する（図１４、ブロック１４３０）。空間較正データ２８１は、補正された真の縁部プロファイル５００ＴＣが、撮像された基板Ｓのために判定されるように、捕捉された画像に適用される（その撮像された基板は少なくとも強度プロファイル４８０を介して識別される）（図１４、ブロック１４６０）。たとえば、カメラ２１０Ａは異なる別個の領域ＲＡに対応し、カメラ２１０Ｂは異なる別個の領域ＲＢに対応し、カメラ２１０Ｃは異なる別個の領域ＲＣに対応している。カメラ２１０Ａのための空間補正データ２８１は異なる別個の領域ＲＡに適用され、カメラ２１０Ｂのための空間補正データ２８１は異なる別個の領域ＲＢに適用され、カメラ２１０Ｃのための空間補正データ２８１は異なる別個の領域ＲＣに適用される。異なる別個の領域ＲＡ、ＲＢ、ＲＣにおける基板の任意の基板反り／曲がりは、基板Ｓの補正された真の縁部プロファイル５００ＴＣから（本明細書に記載される画像処理などを用いて）任意の適切な方法でコントローラ１９９によって判定される（図１４、ブロック１４６７）。反り／曲がりの判定は、コントローラ１９９によって、反った／曲がった基板Ｓをピッキングするためにエンドエフェクタタイン１８０ＥＴ１、１８０ＥＴ２間の距離ＴＤ（または間隔）（図１Ａを参照）を調整するように利用される（図１４、ブロック１４７０）。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、半導体ウェハマッピング装置は、基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームであって、基板キャリアが、ウェハロード開口部を介する積載のために基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、フレームと、ウェハロード開口部に対して移動するようにフレームに移動可能に取り付けられた可動アームであって、可動アームが、ウェハロード開口部を介して基板キャリアからウェハを積載するために可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、可動アームと、共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムであって、各カメラが、カメラのアレイの各カメラに対して静止している共通の支持部に対して固定されており、各々のそれぞれのカメラは、可動アームによって共通の支持部が共通の位置に位置づけられた状態でウェハロード開口部を介して、複数のウェハの少なくとも１つのウェハを保持するためのウェハスロットを有する基板キャリアの異なる別個の部分を見るように配置された視野で位置づけられ、基板キャリアの異なる別個の部分は、共通の支持部が共通の位置にある状態で各々の他のカメラによって見られる、少なくとも１つのウェハとは異なるウェハを保持するための異なるウェハスロットを有する基板キャリアの部分とは別個で異なり、基板キャリアにおいて保持された各ウェハは、共通の支持部が共通の位置にある状態でカメラのアレイによって撮像される、画像取得システムと、共通の支持部に接続された照明源であって、照明源は、共通の支持部が共通の位置にある状態でウェハロード開口部を介して、ウェハの外縁の上縁境界および下縁境界を定める、基板キャリアにおける各ウェハの外縁を照明するように構成され、外縁が、反射された縁部の照明を照明源から各カメラに方向づけ、かつ、共通の支持部が共通の位置にある状態でウェハロード開口部を介して各カメラによって見られるバックグラウンド反射光を上縁境界および下縁境界で光学的に見えなくするように、照明源が、各カメラに対して配置されている、照明源と、を備え、ウェハの外縁は、共通の支持部が共通の位置にある状態で基板キャリアにおける各ウェハの縁部の検出をもたらすように、各カメラによって登録された、縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの上縁境界および下縁境界で画定される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、カメラのアレイのそれぞれのカメラによって見られる各々の異なる別個の部分は、それぞれのカメラによって見られる所定の基準高さで垂直に分配された、別個の部分およびそれぞれのカメラに対応する、ウェハスロットの異なるセットを有する。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、半導体ウェハマッピング装置は、可動アームに通信可能に連結されて、可動アームをフレームに対して移動させ、共通の支持部を共通の位置に位置づけるコントローラをさらに備える。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、可動アームは、ウェハロード開口部を介してウェハを基板キャリアに積載するおよび基板キャリアから取り出すためのエンドエフェクタを有するウェハ搬送ロボットのアームである。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、照明源は、基板キャリアに挿入されたウェハおよび各々の他のウェハの平面から反射された光が、基板キャリアの異なる別個の部分のそれぞれのカメラによる各画像において光学的に見えなくされるように、それぞれのカメラに対して配置される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、半導体ウェハマッピング装置は、基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームであって、基板キャリアが、ウェハロード開口部を介する積載のために基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、フレームと、ウェハロード開口部に対して移動するようにフレームに移動可能に取り付けられた可動アームであって、可動アームが、ウェハロード開口部を介して基板キャリアからウェハを積載するために可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、可動アームと、共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムであって、各カメラが、カメラのアレイの各カメラに対して静止している共通の支持部に対して固定されており、各々のそれぞれのカメラは、可動アームによって共通の支持部が共通の位置に位置づけられた状態でウェハロード開口部を介して、基板キャリアの各々の他の対応する異なる別個の部分における少なくとも１つの他のウェハスロットとは異なる少なくとも１つの対応するウェハスロットを各々が有する基板キャリアの対応する異なる別個の部分を見るように配置された視野で位置づけられ、対応する異なる別個の部分の各々は、対応する異なる別個の部分の各々のそれぞれのカメラによって捕捉された画像が、各々の他のそれぞれのカメラによって見られる各々の他の異なる別個の部分を除外するように、共通の位置からウェハロード開口部を介して、各々のそれぞれのカメラによって見られ、基板キャリア内の各スロットにおける各ウェハは、共通の支持部が共通の位置にある状態で、カメラのアレイによって撮像される、画像取得システムと、を備える。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、半導体ウェハマッピング装置は、共通の支持部に接続された照明源をさらに備え、照明源は、共通の支持部が共通の位置にある状態でウェハロード開口部を介して、ウェハの外縁の上縁境界および下縁境界を定める、基板キャリアにおける各ウェハの外縁を照明するように構成され、照明源が、各々のそれぞれのカメラに対して配置され、外縁が、反射された縁部の照明を照明源からそれぞれのカメラに方向づけ、かつ、共通の支持部が共通の位置にある状態でウェハロード開口部を介して、それぞれのカメラによって別個の異なる部分が捕捉された画像においてバックグラウンド反射光を上縁境界および下縁境界で光学的に見えなくするように、各々のそれぞれのカメラによる対応する別個の異なる部分の画像が配置されている。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、ウェハの外縁は、共通の支持部が共通の位置にある状態で基板キャリアにおける各ウェハの縁部の検出をもたらすように、各々のそれぞれのカメラによって登録された、縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの上縁境界および下縁境界で画定される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、対応する異なる別個の部分の各々は、アレイの１つのみのそれぞれのカメラによって撮像される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、対応する異なる別個の部分の対応するウェハスロットに保持された少なくとも１つのウェハの各々は、カメラのアレイのそれぞれのカメラの１つのみによって撮像される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、半導体ウェハマッピング装置は、カメラのアレイに通信可能に連結されたコントローラをさらに備え、コントローラは、各々の他のそれぞれのカメラのベースライン画像とは異なる、それぞれのカメラのためのベースライン画像を有する、各々のそれぞれのカメラの較正でプログラムされ、ベースライン画像は、それぞれのカメラによって撮像された対応する別個の異なる部分の少なくとも１つの対応するスロットの各々における少なくとも１つのウェハの各々のための所定のベースライン特性を画定する。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、コントローラは、各々のそれぞれのカメラの較正を登録するように構成され、それぞれのカメラのベースライン画像を特徴付ける較正ウェハが、対応する別個の異なる部分の少なくとも１つの対応するスロットの各々に配置され、コントローラによって登録されたそれぞれのカメラのベースライン画像を画定するそれぞれのカメラで撮像される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、方法が、基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームを設ける工程であって、基板キャリアが、ウェハロード開口部を介する積載のために基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、工程と、ウェハロード開口部に対して移動するようにフレームに移動可能に取り付けられた可動アームを設ける工程であって、可動アームが、ウェハロード開口部を介して基板キャリアからウェハを積載するために可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、工程と、共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムを設ける工程であって、各カメラが、カメラのアレイの各カメラに対して静止している共通の支持部に対して固定されている、工程と、各々のそれぞれのカメラが、可動アームによって共通の支持部が共通の位置に位置づけられた状態でウェハロード開口部を介して、複数のウェハの少なくとも１つのウェハを保持するためのウェハスロットを有する基板キャリアの異なる別個の部分を見るように配置された視野で位置づけられるように、可動アームを移動させる工程であって、基板キャリアの異なる別個の部分は、共通の支持部が共通の位置にある状態で各々の他のカメラによって見られる、少なくとも１つのウェハとは異なるウェハを保持するための異なるウェハスロットを有する基板キャリアの部分とは別個で異なり、基板キャリアにおいて保持された各ウェハは、共通の支持部が共通の位置にある状態でカメラのアレイによって撮像される、工程と、共通の支持部に接続された照明源を用いて、共通の支持部が共通の位置にある状態でウェハロード開口部を介して、ウェハの外縁の上縁境界および下縁境界を定める、基板キャリアにおける各ウェハの外縁を照明する工程であって、外縁が、反射された縁部の照明を照明源から各カメラに方向づけ、かつ、共通の支持部が共通の位置にある状態でウェハロード開口部を介して各カメラによって見られるバックグラウンド反射光を上縁境界および下縁境界で光学的に見えなくするように、照明源が各カメラに対して配置されている、工程と、を含み、ウェハの外縁は、共通の支持部が共通の位置にある状態で基板キャリアにおける各ウェハの縁部の検出をもたらすように、各カメラによって登録された、縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの上縁境界および下縁境界で画定される。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、カメラのアレイのそれぞれのカメラによって見られる各々の異なる別個の部分は、それぞれのカメラによって見られる所定の基準高さで垂直に分配された、別個の部分およびそれぞれのカメラに対応する、ウェハスロットの異なるセットを有する。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、当該方法は、可動アームに通信可能に連結されたコントローラを用いて、共通の支持部を共通の位置に位置づけるようにフレームに対した可動アームの移動を命令する工程をさらに含む。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、可動アームは、ウェハロード開口部を介してウェハを基板キャリアに積載するおよび基板キャリアから取り出すためのエンドエフェクタを有するウェハ搬送ロボットのアームである。

本開示の１つまたは複数の態様によれば、照明源は、基板キャリアに挿入されたウェハおよび各々の他のウェハの平面から反射された光が、基板キャリアの異なる別個の部分のそれぞれのカメラによる各画像において光学的に見えなくされるように、それぞれのカメラに対して配置される。

前述の説明が、本開示の態様の例示にすぎないことが理解されるべきである。本開示の態様から逸脱することなく、当業者によってさまざまな代替および補正が企図され得る。したがって、本開示の態様は、本明細書に添付された任意の請求項の範囲内にあるすべてのそのような代替、補正、および変形を包含することを意図している。さらに、異なる特徴が相互に異なる従属請求項または独立請求項に記載されているという単なる事実は、これらの特徴の組み合わせが利点を有して使用することができず、そのような組み合わせが本開示の態様の範囲内にとどまることを示すものではない。

Claims (17)

1. 半導体ウェハマッピング装置であって、前記半導体ウェハマッピング装置が、
   基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームであって、前記基板キャリアが、前記ウェハロード開口部を介する積載のために前記基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、フレームと、
   前記ウェハロード開口部に対して移動するように前記フレームに移動可能に取り付けられた可動アームであって、前記可動アームが、前記ウェハロード開口部を介して前記基板キャリアからウェハを積載するために前記可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、可動アームと、
   共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムであって、各カメラが、前記カメラのアレイの各カメラに対して静止している前記共通の支持部に対して固定されており、各々のそれぞれのカメラは、前記可動アームによって前記共通の支持部が共通の位置に位置づけられた状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記複数のウェハの少なくとも１つのウェハを保持するためのウェハスロットを有する前記基板キャリアの異なる別個の部分を見るように配置された視野で位置づけられ、前記基板キャリアの異なる別個の部分は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で各々の他のカメラによって見られる、前記少なくとも１つのウェハとは異なるウェハを保持するための異なるウェハスロットを有する前記基板キャリアの部分とは別個で異なり、前記基板キャリアにおいて保持された各ウェハは、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記カメラのアレイによって撮像される、画像取得システムと、
   前記共通の支持部に接続された照明源であって、前記照明源は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記ウェハの外縁の上縁境界および下縁境界を定める、前記基板キャリアにおける各ウェハの外縁を照明するように構成され、前記外縁が、反射された縁部の照明を前記照明源から各カメラに方向づけ、かつ、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記ウェハロード開口部を介して各カメラによって見られるバックグラウンド反射光を前記上縁境界および前記下縁境界で光学的に見えなくするように、前記照明源が、各カメラに対して配置されている、照明源と、を備え、
   前記ウェハの外縁は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記基板キャリアにおける各ウェハの縁部の検出をもたらすように、各カメラによって登録された、前記縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの前記上縁境界および前記下縁境界で画定される、半導体ウェハマッピング装置。
2. 前記カメラのアレイのそれぞれのカメラによって見られる各々の異なる別個の部分が、前記それぞれのカメラによって見られる所定の基準高さで垂直に分配された、前記別個の部分および前記それぞれのカメラに対応する、ウェハスロットの異なるセットを有する、請求項１記載の半導体ウェハマッピング装置。
3. 前記可動アームに通信可能に連結されて、前記可動アームを前記フレームに対して移動させ、前記共通の支持部を前記共通の位置に位置づけるコントローラをさらに備える、請求項１記載の半導体ウェハマッピング装置。
4. 前記可動アームが、前記ウェハロード開口部を介してウェハを前記基板キャリアに積載するおよび前記基板キャリアから取り出すためのエンドエフェクタを有するウェハ搬送ロボットのアームである、請求項１記載の半導体ウェハマッピング装置。
5. 前記照明源は、前記基板キャリアに挿入された前記ウェハおよび各々の他のウェハの平面から反射された光が、前記基板キャリアの前記異なる別個の部分のそれぞれのカメラによる各画像において光学的に見えなくされるように、前記それぞれのカメラに対して配置される、請求項１記載の半導体ウェハマッピング装置。
6. 半導体ウェハマッピング装置であって、前記半導体ウェハマッピング装置が、
   基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームであって、前記基板キャリアが、前記ウェハロード開口部を介する積載のために前記基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、フレームと、
   前記ウェハロード開口部に対して移動するように前記フレームに移動可能に取り付けられた可動アームであって、前記可動アームが、前記ウェハロード開口部を介して前記基板キャリアからウェハを積載するために前記可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、可動アームと、
   共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムであって、各カメラが、前記カメラのアレイの各カメラに対して静止している前記共通の支持部に対して固定されており、各々のそれぞれのカメラは、前記可動アームによって前記共通の支持部が共通の位置に位置づけられた状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記基板キャリアの各々の他の対応する異なる別個の部分における少なくとも１つの他のウェハスロットとは異なる少なくとも１つの対応するウェハスロットを各々が有する前記基板キャリアの対応する異なる別個の部分を見るように配置された視野で位置づけられ、前記対応する異なる別個の部分の各々は、前記対応する異なる別個の部分の各々のそれぞれのカメラによって捕捉された画像が、各々の他のそれぞれのカメラによって見られる各々の他の異なる別個の部分を除外するように、前記共通の位置から前記ウェハロード開口部を介して、各々のそれぞれのカメラによって見られ、前記基板キャリア内の各スロットにおける各ウェハは、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で、前記カメラのアレイによって撮像される、画像取得システムと、を備える、半導体ウェハマッピング装置。
7. 前記半導体ウェハマッピング装置が、前記共通の支持部に接続された照明源をさらに備え、前記照明源は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記ウェハの外縁の上縁境界および下縁境界を定める、前記基板キャリアにおける各ウェハの外縁を照明するように構成され、前記照明源が、各々のそれぞれのカメラに対して配置され、前記外縁が、反射された縁部の照明を前記照明源からそれぞれのカメラに方向づけ、かつ、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記それぞれのカメラによって別個の異なる部分が捕捉された画像においてバックグラウンド反射光を前記上縁境界および前記下縁境界で光学的に見えなくするように、各々のそれぞれのカメラによる対応する別個の異なる部分の画像が配置されている、請求項６記載の半導体ウェハマッピング装置。
8. 前記ウェハの外縁は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記基板キャリアにおける各ウェハの縁部の検出をもたらすように、各々のそれぞれのカメラによって登録された、前記縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの前記上縁境界および前記下縁境界で画定される、請求項７記載の半導体ウェハマッピング装置。
9. 前記対応する異なる別個の部分の各々が、前記アレイの１つのみのそれぞれのカメラによって撮像される、請求項７記載の半導体ウェハマッピング装置。
10. 前記対応する異なる別個の部分の前記対応するウェハスロットに保持された少なくとも１つのウェハの各々が、前記カメラのアレイのそれぞれのカメラの１つのみによって撮像される、請求項７記載の半導体ウェハマッピング装置。
11. 前記半導体ウェハマッピング装置が、前記カメラのアレイに通信可能に連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、各々の他のそれぞれのカメラのベースライン画像とは異なる、それぞれのカメラのためのベースライン画像を有する、各々のそれぞれのカメラの較正でプログラムされ、前記ベースライン画像は、前記それぞれのカメラによって撮像された対応する別個の異なる部分の前記少なくとも１つの対応するスロットの各々における少なくとも１つのウェハの各々のための所定のベースライン特性を画定する、請求項７記載の半導体ウェハマッピング装置。
12. 前記コントローラが、各々のそれぞれのカメラの較正を登録するように構成され、前記それぞれのカメラの前記ベースライン画像を特徴付ける較正ウェハが、対応する別個の異なる部分の少なくとも１つの対応するスロットの各々に配置され、前記コントローラによって登録された前記それぞれのカメラの前記ベースライン画像を画定する前記それぞれのカメラで撮像される、請求項１１記載の半導体ウェハマッピング装置。
13. 方法であって、前記方法が、
    基板キャリアのためのロードステーションと連通するウェハロード開口部を形成するフレームを設ける工程であって、前記基板キャリアが、前記ウェハロード開口部を介する積載のために前記基板キャリアに垂直に分配された複数のウェハを保持するように配置される、工程と、
    前記ウェハロード開口部に対して移動するように前記フレームに移動可能に取り付けられた可動アームを設ける工程であって、前記可動アームが、前記ウェハロード開口部を介して前記基板キャリアからウェハを積載するために前記可動アームに移動可能に取り付けられた少なくとも１つのエンドエフェクタを有する、工程と、
    共通の支持部上に配置されたカメラのアレイを含む画像取得システムを設ける工程であって、各カメラが、前記カメラのアレイの各カメラに対して静止している前記共通の支持部に対して固定されている、工程と、
    各々のそれぞれのカメラが、前記可動アームによって前記共通の支持部が共通の位置に位置づけられた状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記複数のウェハの少なくとも１つのウェハを保持するためのウェハスロットを有する前記基板キャリアの異なる別個の部分を見るように配置された視野で位置づけられるように、前記可動アームを移動させる工程であって、前記基板キャリアの異なる別個の部分は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で各々の他のカメラによって見られる、前記少なくとも１つのウェハとは異なるウェハを保持するための異なるウェハスロットを有する前記基板キャリアの部分とは別個で異なり、前記基板キャリアにおいて保持された各ウェハは、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記カメラのアレイによって撮像される、工程と、
    前記共通の支持部に接続された照明源を用いて、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記ウェハロード開口部を介して、前記ウェハの外縁の上縁境界および下縁境界を定める、前記基板キャリアにおける各ウェハの外縁を照明する工程であって、前記外縁が、反射された縁部の照明を前記照明源から各カメラに方向づけ、かつ、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記ウェハロード開口部を介して各カメラによって見られるバックグラウンド反射光を前記上縁境界および前記下縁境界で光学的に見えなくするように、前記照明源が各カメラに対して配置されている、工程と、を含み、
    前記ウェハの外縁は、前記共通の支持部が前記共通の位置にある状態で前記基板キャリアにおける各ウェハの縁部の検出をもたらすように、各カメラによって登録された、前記縁部の反射と光学的に見えなくされたバックグラウンドとによって、およびそれらの間に形成された、画像コントラストにおいて浮き彫りの前記上縁境界および前記下縁境界で画定される、方法。
14. 前記カメラのアレイのそれぞれのカメラによって見られる各々の異なる別個の部分が、前記それぞれのカメラによって見られる所定の基準高さで垂直に分配された、前記別個の部分および前記それぞれのカメラに対応する、ウェハスロットの異なるセットを有する、請求項１３記載の方法。
15. 前記可動アームに通信可能に連結されたコントローラを用いて、前記共通の支持部を前記共通の位置に位置づけるように前記フレームに対した前記可動アームの移動を命令する工程をさらに含む、請求項１３記載の方法。
16. 前記可動アームが、前記ウェハロード開口部を介してウェハを前記基板キャリアに積載するおよび前記基板キャリアから取り出すためのエンドエフェクタを有するウェハ搬送ロボットのアームである、請求項１３記載の方法。
17. 前記照明源は、前記基板キャリアに挿入された前記ウェハおよび各々の他のウェハの平面から反射された光が、前記基板キャリアの前記異なる別個の部分のそれぞれのカメラによる各画像において光学的に見えなくされるように、前記それぞれのカメラに対して配置される、請求項１３記載の方法。

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