JP5529522B2 - Substrate storage state detection device and substrate storage state detection method - Google Patents

Substrate storage state detection device and substrate storage state detection method Download PDF

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  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、基板収納状態検出装置及び基板収納状態検出方法に関する。   The present invention relates to a substrate storage state detection device and a substrate storage state detection method.

半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等といった薄型平板形状の基板(以下、基板という)を製造工場等の所定の場所で搬送する際に、複数の基板を基板収納容器(以下、カセットという)に設けられた各スロット(棚)に収納した上で各工程間を搬送することが通常行われている。また、各工程においては、カセットの各スロットから基板を1枚ずつ搬出・移載して所定の基板処理を施した後、元のスロットに搬入することが行われている。   When transporting a thin flat plate-like substrate (hereinafter referred to as a substrate) such as a semiconductor substrate, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for an optical disk, etc. at a predetermined location such as a manufacturing factory, It is usually performed to transfer between processes after being stored in each slot (shelf) provided in a substrate storage container (hereinafter referred to as a cassette). In each process, the substrates are unloaded and transferred one by one from each slot of the cassette, subjected to predetermined substrate processing, and then loaded into the original slot.

上記のようなカセットの各スロットから基板搬出が行われる基板搬出システムとしては、例えば、半導体製造工場のクリーンルームにおけるFOUP(Front-Opening Unified Pod)システムが挙げられる。FOUPシステムとは、省エネルギー化や多品種少量生産に対応したフレキシビリティの確保といった要請により、ミニエンバイロメント方式と呼ばれる局所清浄化技術を具現化したものである。なお、ミニエンバイロメント方式とは、クリーンルーム全体の清浄度を上げるのではなく、ウェハが裸の状態で環境に晒される装置周りの清浄度を上げることで、局所的にクリーン度の高い環境を作る方式のことである。   An example of the substrate unloading system in which the substrate is unloaded from each slot of the cassette as described above is a FOUP (Front-Opening Unified Pod) system in a clean room of a semiconductor manufacturing factory. The FOUP system embodies a local cleaning technology called the mini-environment method in response to demands for energy saving and ensuring flexibility for multi-product low-volume production. Note that the mini-environment method does not increase the cleanliness of the entire clean room, but rather increases the cleanliness around the equipment exposed to the environment with the wafers bare, creating a locally clean environment. It is a method.

図14は、FOUPシステムを説明するための図である。FOUPシステムは、天井に複数のFFU(Fan Filter Unit)101が設けられた半導体製造工場のクリーンルーム内において、ウェハ(半導体基板)100が収納される正面開口式かつ密閉型のカセットであるFOUP(Front-Opening Unified Pod)102と、カセット102を載置してミニエンバイロメント筐体104に搬送するFOUP搬送装置103と、ミニエンバイロメント筐体104と、ミニエンバイロメント筐体104内に収納されており、FOUP搬送装置103により搬送されてきたカセット102からウェハ100を一枚ずつ搬出して半導体製造装置105の所定位置に搬送するロボット109と、ロボット109の動作を制御するロボット制御装置110と、ロボット109により移載されたウェハ100に対して所定の基板処理(熱処理、拡散処理等)を施す半導体製造装置105と、により構成されている。なお、ミニエンバイロメント筐体104の天井にはFFU(Fan Filter Unit)106が設けられ、このFFU106により筐体内を筐体外よりも高清浄度とするミニエンバイロメントを実現している。また、ミニエンバイロメント筐体104の両側面においては、カセット102を筐体外から筐体内に導入するための扉部107と、ロボット109によりカセット102から搬出されたウェハ100を筐体内から半導体製造装置105に搬送するための扉部108と、が設けられている。   FIG. 14 is a diagram for explaining the FOUP system. The FOUP system is a FOUP (Front Opening), which is a front-opening and sealed cassette in which a wafer (semiconductor substrate) 100 is accommodated in a clean room of a semiconductor manufacturing factory having a plurality of FFU (Fan Filter Units) 101 provided on the ceiling. -Opening Unified Pod) 102, a FOUP transport device 103 for placing the cassette 102 and transporting it to the mini-environment housing 104, the mini-environment housing 104, and the mini-environment housing 104. , A robot 109 that unloads the wafers 100 one by one from the cassette 102 that has been transported by the FOUP transport device 103 and transports the wafers 100 to a predetermined position of the semiconductor manufacturing apparatus 105, a robot control device 110 that controls the operation of the robot 109, and a robot A predetermined substrate processing is performed on the wafer 100 transferred by 109. And a semiconductor manufacturing apparatus 105 that performs (heat treatment, diffusion treatment, etc.). An FFU (Fan Filter Unit) 106 is provided on the ceiling of the mini-environment housing 104, and this FFU 106 realizes a mini-environment that makes the inside of the housing more clean than the outside of the housing. In addition, on both side surfaces of the mini-environment housing 104, a door 107 for introducing the cassette 102 from the outside of the housing into the housing, and a wafer 100 unloaded from the cassette 102 by the robot 109 from the inside of the housing. And a door 108 for transporting to 105.

ところで、FOUP搬送装置103によるカセット102の搬送中に起きる振動等によって、カセット102内でウェハ100の位置ずれ、つまり、カセット102の所定の収納位置からウェハ100の飛び出しが生じ得る。そこで、ロボット制御装置110は、カセット102からウェハ100を搬出する前に、カセット102内のウェハ100の収納状態を検出して予め把握しておく必要がある。   By the way, due to vibration or the like that occurs during the conveyance of the cassette 102 by the FOUP conveyance device 103, the wafer 100 may be displaced in the cassette 102, that is, the wafer 100 may jump out from a predetermined storage position of the cassette 102. Therefore, the robot controller 110 needs to detect and grasp in advance the storage state of the wafer 100 in the cassette 102 before unloading the wafer 100 from the cassette 102.

ところで、ウェハの飛び出しの検出に関する技術として、例えば以下の特許文献1、2のような技術がある。   By the way, as a technique relating to detection of protrusion of a wafer, for example, there are techniques as described in Patent Documents 1 and 2 below.

特許文献1には、カセットの開口面側に投光ヘッドと受光ヘッドとを上下に対向配置し、両ヘッド間には、スクリーン状の光ビームを形成し、これをカセットから飛び出したウェハが遮ることに基づき飛び出しを検出する、ことが開示されている。   In Patent Document 1, a light projecting head and a light receiving head are vertically arranged opposite to each other on the opening surface side of a cassette, and a screen-like light beam is formed between both heads, which is blocked by a wafer protruding from the cassette. It is disclosed to detect popping out based on the above.

特許文献2には、ウェハ搬送装置に設置された距離測定センサで、ウェハ搬送装置とカセット内又はボート上のウェハまでの距離を測定し、ウェハの位置ずれを検出し、該距離が一定範囲を超えた際、ウェハ搬送装置を停止させる、ことが開示されている。   In Patent Document 2, the distance measurement sensor installed in the wafer transfer device measures the distance between the wafer transfer device and the wafer in the cassette or on the boat, detects the positional deviation of the wafer, and the distance is within a certain range. It is disclosed that when exceeded, the wafer transfer device is stopped.

また、ウェハの垂れの検出に関する技術として、例えば以下の特許文献3、4のような技術がある。   Further, as a technique related to the detection of the drooping of the wafer, for example, there are techniques as in Patent Documents 3 and 4 below.

特許文献3には、被処理物キャリア内の被処理物を検出する検出手段(センサ)を被処理物の端部の上下方向に移動して被処理物端部を検出した時その位置を第1記憶装置に記憶し、被処理物端部を検出しなくなった時その位置を第2記憶装置に記憶して、第1、第2記憶装置に記憶された位置から被処理物の検出可能な幅を演算する、ことが開示されている。   In Patent Document 3, the detection means (sensor) for detecting the workpiece in the workpiece carrier is moved in the vertical direction of the end of the workpiece to detect the position of the workpiece when the position is detected. When the end of the workpiece is no longer detected, the position is stored in the second storage device, and the workpiece can be detected from the position stored in the first and second storage devices. Computing the width is disclosed.

特許文献4には、キャリアとは別個に設置され、ウェハの所定部分までの距離又はウェハの厚みを、ウェハ自体に対し、直接測定する測定部と、キャリアの傾きを変化させ、ウェハを所定の傾きに修正するチルト機構とを備える、ことが開示されている。   In Patent Document 4, a measurement unit that is installed separately from the carrier and directly measures the distance to the predetermined portion of the wafer or the thickness of the wafer, and the inclination of the carrier is changed. And a tilt mechanism that corrects the tilt.

特開2003−17548号公報JP 2003-17548 A 特開平7−147314号公報JP-A-7-147314 特開平7−58187号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-58187 特開2002−305224号公報JP 2002-305224 A

ところで、特許文献1の場合には、カセットの開口面側に投光ヘッド及び受光ヘッドを上下対向に配置した構成を備えているので、カセット全体を通じて該カセットから飛び出したウェハの有無を検出できるが、カセットのどのスロットからウェハが飛び出しているのかまで検出することはできない。なお、特許文献1の構成では、カセット内のウェハの垂れを検出することはできない。   By the way, in the case of Patent Document 1, since the light projecting head and the light receiving head are arranged vertically opposite to each other on the opening surface side of the cassette, it is possible to detect the presence / absence of a wafer jumping out of the cassette through the entire cassette. It is impossible to detect from which slot of the cassette the wafer is protruding. In the configuration of Patent Document 1, it is not possible to detect the drooping of the wafer in the cassette.

特許文献2の場合には、ウェハ搬送装置を上下方向に移動して1枚目のウェハより順に距離測定センサによりウェハまでの距離を測定する構成を備えているので、特許文献1とは異なり、カセットのどのスロットからウェハが飛び出しているのかを検出することができる。しかしながら、ウェハの飛び出しを検出する目的のためだけに、距離測定センサを備えたウェハ搬送装置をカセット内のウェハ毎に対して逐次上下方向に移動(機械式スキャン)させる必要があり、機械式スキャンにかかる時間だけ検出時間が長くなるという課題がある。   In the case of Patent Document 2, since it has a configuration in which the wafer transfer device is moved in the vertical direction and the distance to the wafer is measured by the distance measurement sensor in order from the first wafer, unlike Patent Document 1, It is possible to detect from which slot of the cassette the wafer is protruding. However, just for the purpose of detecting the jumping out of the wafer, it is necessary to move the wafer transfer device equipped with the distance measurement sensor up and down sequentially (mechanical scan) for each wafer in the cassette. Therefore, there is a problem that the detection time becomes longer by the time taken for.

特許文献3の場合には、検出手段を上下方向に移動させる特許文献2と類似した構成を具備しており、カセット内のウェハ毎に該ウェハの傾きを検出することはできるが、特許文献2と同様に、ウェハの傾きを検出する目的のためだけに、検出手段を上下方向に移動させる必要がある。このため、特許文献2と同様の課題がある。   In the case of Patent Document 3, a configuration similar to that of Patent Document 2 in which the detection means is moved in the vertical direction is provided, and the tilt of the wafer can be detected for each wafer in the cassette. Similarly to the above, it is necessary to move the detection means in the vertical direction only for the purpose of detecting the tilt of the wafer. For this reason, there exists the same subject as patent documents 2.

特許文献4の場合には、所定の受け渡し高さにおいてキャリアの受け渡し口より受け渡し方向にウェハの受け渡しを行うことが前提となっており、測定部からウェハの所定部分までの距離(受け渡し距離)の測定結果に基づいてウェハの傾きを検出する構成を備えている。したがって、キャリア内の全てのウェハの傾きを検出する目的のためだけに、各ウェハが受け渡し口に位置するように、キャリアを上下方向に移動させる必要がある。このため、特許文献2と同様の課題がある。   In the case of Patent Document 4, it is assumed that the wafer is transferred in the transfer direction from the carrier transfer port at a predetermined transfer height, and the distance from the measurement unit to the predetermined portion of the wafer (transfer distance) A configuration for detecting the tilt of the wafer based on the measurement result is provided. Therefore, for the purpose of detecting the inclination of all the wafers in the carrier, it is necessary to move the carrier in the vertical direction so that each wafer is positioned at the transfer port. For this reason, there exists the same subject as patent documents 2.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、基板収納容器の各スロットに収納されている基板の収納状態を定量的に表す指標として少なくとも基板の飛び出し量及び基板の垂れ量を簡易な構成で速やかに検出することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide at least the amount of protrusion of the substrate as an index that quantitatively represents the storage state of the substrate stored in each slot of the substrate storage container. And it is in detecting the amount of sagging of a board | substrate rapidly with a simple structure.

上記課題を解決するための本発明の基板収納状態検出装置は、複数の平板形状の基板を所定の収納位置にそれぞれ収納し、かつ全体として当該複数の基板を当該基板の厚み方向に配列して収納する複数のスロットと当該基板搬出用の開口部とを備える基板収納容器に収納されている当該基板の収納状態を検出する基板収納状態検出装置であって、前記基板の配列方向及び前記基板の搬出方向に交差する方向から見た各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、各スロットに収納されている前記基板の収納状態を定量的に表す指標として、前記所定の収納位置から前記開口部の前方へと飛び出している基板の飛び出し量と前記開口部側の端部が垂れている基板の垂れ量とを検出するとともに、当該検出された基板の飛び出し量及び垂れ量を出力する基板収納状態検出手段と、前記開口部と隣接し、かつ前記交差する方向に沿って対向する前記基板収納容器の2つの側面のうち一方の側面側に設けられるコリメータ板と、前記基板収納容器の前記2つの側面のうち他方の側面側に設けられ、前記コリメータ板に向けて面状に光を放射する照明手段と、を備え、前記コリメータ板及び前記照明手段は、前記照明手段から前記コリメータ板に向う面状の光の光路内に各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部が位置するように配置されており、前記撮像手段は、前記照明手段から面状に放射された光によって前記コリメータ板上に形成された各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像するIn order to solve the above problems, a substrate storage state detection device according to the present invention stores a plurality of flat-plate-shaped substrates in predetermined storage positions, and arranges the plurality of substrates as a whole in the thickness direction of the substrate. A substrate storage state detection device for detecting a storage state of the substrate stored in a substrate storage container having a plurality of slots to be stored and an opening for carrying out the substrate, the substrate storage state detecting device Based on the image picked up by the image pick-up means, the image pick-up means for picking up the image of the end of the substrate on the side of the opening housed in each slot viewed from the direction intersecting the carry-out direction, As an index that quantitatively represents the storage state of the substrate being stored, the amount of protrusion of the substrate protruding from the predetermined storage position to the front of the opening and the end on the opening side hang down. And detects a drooping amount of the substrate are a substrate housing detecting means which outputs a pop-out amount and sag amount of the detected substrate, adjacent to the opening, and opposing along the crossing direction the A collimator plate provided on one side surface of the two side surfaces of the substrate storage container; and a collimator plate provided on the other side surface of the two side surfaces of the substrate storage container and emitting light in a plane toward the collimator plate. Radiating means, and the collimator plate and the illuminating means are arranged on the opening side of the substrate housed in each slot in a planar light path from the illumination means to the collimator plate. The imaging unit is disposed so that the end portion is located, and the imaging unit is housed in each slot formed on the collimator plate by light emitted in a planar shape from the illumination unit. Capturing an image of the end of the opening side.

上記の構成によれば、撮像手段を用いて基板収納容器の各スロットに収納されている基板の開口部側の端部の画像を撮像し、この撮像した画像に基づいて、基板収納容器の各スロットに収納されている基板の収納状態を定量的に表す指標として少なくとも基板の飛び出し量と基板の垂れ量とを一度に検出することができ、基板収納状態検出装置とロボットとを少なくとも含んで構成される基板搬出システム全体の構成の簡素化及び、基板収納状態検出処理時間、ひいては全体的な基板搬出処理時間の短縮化を図ることができる。また、上記の構成によれば、機械式スキャンを実行することなく各スロットに収納されている基板の開口部側の端部の画像を取得することが可能となり、基板搬出システム構成の簡素化及び基板搬出処理時間の短縮化が図られることとなる。 According to said structure, the image of the edge part by the side of the opening part of the board | substrate accommodated in each slot of a board | substrate storage container is imaged using an imaging means, and each board | substrate storage container is based on this imaged image. As an index that quantitatively represents the storage state of the substrate stored in the slot, it is possible to detect at least the amount of protrusion of the substrate and the amount of sagging of the substrate at a time, and includes at least a substrate storage state detection device and a robot It is possible to simplify the configuration of the entire substrate carry-out system and to shorten the substrate storage state detection processing time, and consequently the overall substrate carry-out processing time. Further, according to the above configuration, it is possible to acquire an image of the end portion on the opening side of the substrate housed in each slot without performing a mechanical scan, and the substrate unloading system configuration can be simplified and The substrate carry-out processing time can be shortened.

上記の基板収納状態検出装置において、前記基板収納状態検出手段により検出された飛び出し量が前記基板が搬出される際に保持可能な第1の保持可能範囲に含まれるか否かを判定し、又は前記基板収納状態検出手段により検出された垂れ量が前記基板が搬出される際に保持可能な第2の保持可能範囲に含まれるか否かを判定する基板保持可否判定手段をさらに備える、としてもよい。   In the substrate storage state detection device described above, it is determined whether or not the amount of protrusion detected by the substrate storage state detection means is included in a first holdable range that can be held when the substrate is carried out, or The apparatus may further include a substrate holding availability determining unit that determines whether or not the sagging amount detected by the substrate storage state detecting unit is included in a second holdable range that can be held when the substrate is unloaded. Good.

上記の構成によれば、検出された基板の飛び出し量及び基板の垂れ量を基板搬出処理の際の保持可能性の観点から自動的に判定評価することができる。これにより、例えば、検出された基板の飛び出し量又は垂れ量が小さければ(つまり、第1又は第2の保持可能範囲内に含まれる場合には)、基板搬出処理(ロボットの保持ツールによる各スロットに収納されている基板の保持及び搬送など)を停止させることなく継続することが可能となり、基板搬出システム全体のスループットを向上することができる。   According to the above configuration, it is possible to automatically determine and evaluate the detected amount of jumping out of the substrate and amount of sagging of the substrate from the viewpoint of the possibility of holding during the substrate carry-out processing. Accordingly, for example, if the detected amount of protrusion or sag of the substrate is small (that is, if it is included in the first or second holdable range), the substrate carry-out process (each slot by the holding tool of the robot) The holding and transporting of the substrates housed in the substrate can be continued without stopping, and the overall throughput of the substrate unloading system can be improved.

上記の基板収納状態検出装置において、ロボットアームと当該ロボットアームの先端部位に設けられた前記基板を保持する保持ツールとを備えるロボットを制御して、前記保持ツールの基板保持位置を変化させて前記基板収納容器の各スロットに収納されている前記基板を前記開口部を通じて当該スロットから搬出するロボット制御手段をさらに備え、前記ロボット制御手段は、さらに、前記基板保持可否判定手段の判定結果に基づいて前記ロボットを制御する、としてもよい。   In the above-described substrate storage state detection device, a robot including a robot arm and a holding tool that holds the substrate provided at a tip portion of the robot arm is controlled to change the substrate holding position of the holding tool and Robot control means for carrying out the substrate stored in each slot of the substrate storage container from the slot through the opening, the robot control means is further based on the determination result of the substrate holding availability determination means The robot may be controlled.

上記の構成によれば、基板の飛び出し量及び垂れ量の程度によってはロボットの保持ツールによる保持が可能な場合もありえるので、この場合には、基板搬出処理を停止させることなく継続することが可能となり、基板搬出システム全体のスループットを向上することができる。   According to the above configuration, depending on the amount of jumping out and dripping of the substrate, it may be possible to hold the robot with the holding tool of the robot. In this case, the substrate carry-out processing can be continued without stopping. Thus, the throughput of the entire substrate carry-out system can be improved.

上記の基板収納状態検出装置において、前記ロボット制御手段は、前記基板保持可否判定手段により前記飛び出し量が前記第1の保持可能範囲外である又は前記垂れ量が前記第2の保持可能範囲外であると判定されたときには当該判定された基板の搬出をスキップするように前記ロボットを制御する、としてもよい。   In the substrate storage state detection device, the robot control unit may determine that the amount of protrusion is out of the first holdable range or the amount of sag is out of the second holdable range by the substrate holding availability determination unit. When it is determined that the robot is present, the robot may be controlled to skip carrying out the determined substrate.

上記の構成によれば、検出された基板の飛び出し量又は垂れ量の程度が大きい場合には基板の搬出をスキップするようにした結果、検出された基板の飛び出し量及び垂れ量が保持可能と判定された基板についてのみ保持及び搬出が行われることになるので、基板搬出処理を確実にかつ速やかに行うことが可能となる。   According to the above configuration, when the detected amount of jumping out or drooping of the substrate is large, it is determined that the detected amount of popping out and drooping of the substrate can be held as a result of skipping board carry-out. Since the holding and unloading are performed only for the substrate that has been performed, the substrate unloading process can be performed reliably and promptly.

上記の基板収納状態検出装置において、前記ロボット制御手段は、前記基板保持可否判定手段により前記飛び出し量が前記第1の保持可能範囲内である又は前記垂れ量が前記第2の保持可能範囲内であると判定されたときには前記飛び出し量又は前記垂れ量に応じて前記保持ツールの基板保持位置を補正する、としてもよい。   In the substrate storage state detection apparatus, the robot control unit may determine that the amount of protrusion is within the first holdable range or the amount of sag is within the second holdable range by the substrate holding availability determination unit. When it is determined that there is, the substrate holding position of the holding tool may be corrected in accordance with the pop-out amount or the sagging amount.

上記の構成によれば、検出された基板の飛び出し量又は垂れ量の程度が小さい場合には、保持ツールの基板保持位置を補正することによって基板の搬出をスキップさせずに済ませることができる。   According to the above configuration, when the detected amount of protrusion or drooping of the substrate is small, it is possible to correct the substrate holding position of the holding tool without skipping the substrate carry-out.

上記の基板収納状態検出装置において、前記ロボット制御手段は、前記保持ツールを前記撮像手段の視野範囲に収まるように前記基板保持位置に移動させ、前記撮像手段により撮像された前記基板の前記開口部側の端部及び前記保持ツールの画像に基づいて、前記保持ツールの基板保持位置をさらに補正する、としてもよい。   In the substrate storage state detection apparatus, the robot control unit moves the holding tool to the substrate holding position so as to be within the field of view of the imaging unit, and the opening of the substrate imaged by the imaging unit The substrate holding position of the holding tool may be further corrected based on the side end portion and the image of the holding tool.

上記の構成によれば、基板収納容器側の情報のみならずロボット側の情報も利用して基板保持可能性の判定をより正確に行うことができる。   According to the above configuration, it is possible to more accurately determine the possibility of holding a substrate using not only information on the substrate storage container side but also information on the robot side.

また、上記課題を解決するための本発明の基板収納状態検出方法は、複数の平板形状の基板を所定の収納位置にそれぞれ収納し、かつ全体として当該複数の基板を当該基板の厚み方向に配列して収納する複数のスロットと当該基板搬出用の開口部とを備える基板収納容器に収納されている当該基板の収納状態を検出する基板収納状態検出方法であって、前記開口部と隣接し、かつ前記交差する方向に沿って対向する前記基板収納容器の2つの側面のうち一方の側面側にコリメータ板を設けるスッテップと、前記基板収納容器の前記2つの側面のうち他方の側面側に前記コリメータ板に向けて面状に光を放射する照明手段を設けるステップと、ロボットアームと当該ロボットアームの先端部位に設けられた前記基板を保持する保持ツールとを備えるロボットを制御して、前記保持ツールの基板保持位置を変化させて前記基板収納容器の各スロットに収納されている前記基板を前記開口部を通じて当該スロットから搬出するステップと、前記基板の配列方向及び前記基板の搬出方向に交差する方向から見た各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像するステップと、前記撮像された画像に基づいて、各スロットに収納されている前記基板の収納状態を定量的に表す指標として、前記所定の収納位置から前記開口部の前方へと飛び出している基板の飛び出し量と前記開口部側の端部が垂れている基板の垂れ量とを検出するとともに、当該検出された基板の飛び出し量及び垂れ量を出力するステップと、を含み、前記コリメータ板及び前記照明手段は、前記照明手段から前記コリメータ板に向う面状の光の光路内に各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部が位置するように配置されており、前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像するステップにおいて、前記照明手段から面状に放射された光によって前記コリメータ板上に形成された各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像するものである。 In addition, the substrate storage state detection method of the present invention for solving the above-described problem is to store a plurality of flat plate-shaped substrates in predetermined storage positions, respectively, and arrange the plurality of substrates in the thickness direction of the substrate as a whole. A substrate storage state detection method for detecting a storage state of the substrate stored in a substrate storage container comprising a plurality of slots to be stored and an opening for carrying out the substrate , adjacent to the opening, And a step in which a collimator plate is provided on one side surface of the two side surfaces of the substrate storage container facing each other along the intersecting direction, and the collimator on the other side surface of the two side surfaces of the substrate storage container. Bei; providing an illumination means for emitting light in a planar shape toward the plate, and a holding tool for holding the substrate disposed on the distal end portion of the robot arm and the robot arm Controlling the robot to change the substrate holding position of the holding tool and unloading the substrate stored in each slot of the substrate storage container from the slot through the opening; And taking an image of an end of the substrate on the opening side stored in each slot as viewed from a direction intersecting the carrying-out direction of the substrate, and in each slot based on the taken image As an index that quantitatively represents the storage state of the stored substrate, the amount of the substrate protruding from the predetermined storage position to the front of the opening and the substrate on which the end on the opening side hangs down and detects the sag amount of includes a step of outputting the pop-out amount and sag amount of the detected substrate, wherein the collimator plate and the illumination unit, the irradiation The end of the substrate on the opening side of the substrate housed in each slot is positioned in the optical path of the planar light from the means toward the collimator plate, and on the opening side of the substrate In the step of taking an image of the edge portion, an image of the edge portion on the opening side of the substrate housed in each slot formed on the collimator plate by light emitted in a planar shape from the illumination means is obtained. The image is taken.

本発明によれば、基板収納容器の各スロットに収納されている基板の収納状態を定量的に表す指標として少なくとも基板の飛び出し量及び基板の垂れ量を簡易な構成で速やかに検出することができる。   According to the present invention, at least the amount of protrusion of the substrate and the amount of sagging of the substrate can be quickly detected with a simple configuration as an index that quantitatively represents the storage state of the substrate stored in each slot of the substrate storage container. .

図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置を含むウェハ搬出システムの構成を示した図である。FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a wafer carry-out system including a substrate storage state detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図1Bは、図1Aに示したシステム制御装置のハードウェア構成を示した図である。FIG. 1B is a diagram illustrating a hardware configuration of the system control apparatus illustrated in FIG. 1A. 図1Cは、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置に含まれるコリメータ板と照明手段(再帰反射板)との配置を説明するための図である。FIG. 1C is a diagram for explaining the arrangement of the collimator plate and the illumination means (retroreflective plate) included in the substrate storage state detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明に係るカセットの一例の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an example of a cassette according to the present invention. 図3は、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置によるウェハ搬出処理の全体の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an overall flow of wafer carry-out processing by the substrate storage state detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明に係るマスタ画像登録処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the master image registration process according to the present invention. 図5は、本発明に係るマスタ画像の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a master image according to the present invention. 図6は、本発明に係る基板の収納状態が正常でないときのサンプリング画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a sampling image when the storage state of the substrate according to the present invention is not normal. 図7は、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置によるウェハ収納状態検出処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the wafer storage state detection process performed by the substrate storage state detection device according to the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明に係る飛び出しスロットエラーを説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a pop-out slot error according to the present invention. 図9は、本発明に係る垂れウェハスロットエラーを説明するための図である。FIG. 9 is a view for explaining a drooping wafer slot error according to the present invention. 図10は、図1A及び図1Cに示した本発明の第1の実施の形態におけるウェハ搬出システム1Aの変形例である。FIG. 10 shows a modified example of the wafer carry-out system 1A in the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1C. 図11は、図1A及び図1Cに示した本発明の第1の実施の形態におけるウェハ搬出システム1Aのその他の変形例である。FIG. 11 shows another modification of the wafer carry-out system 1A in the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1C. 図12は、図1A及び図1Cに示した本発明の第1の実施の形態におけるウェハ搬出システム1Aのさらにその他の変形例である。FIG. 12 shows still another modification of the wafer carry-out system 1A according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1C. 図13は、本発明の第3の実施の形態に係る基板収納状態検出装置によるウェハ搬出処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing the flow of wafer carry-out processing by the substrate storage state detection apparatus according to the third embodiment of the present invention. 図14は、FOUPシステムを説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the FOUP system.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
(第1の実施の形態)
[基板収納状態検出装置の構成]
以下では、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置を用いたシステムの一例として、ミニエンバイロメント筐体内のウェハ搬出システムを例に挙げて説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted.
(First embodiment)
[Configuration of substrate storage state detection device]
Hereinafter, as an example of a system using the substrate storage state detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, a wafer carry-out system in a mini-environment housing will be described as an example.

図1Aは、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置を含むウェハ搬出システム1Aの構成を示した図である。図1Bは、図1Aに示したシステム制御装置60のハードウェア構成を示した図である。図1Cは、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置に含まれるコリメータ板4と照明手段の一例である再帰反射板5との配置を説明するための図である。   FIG. 1A is a diagram showing a configuration of a wafer carry-out system 1A including a substrate storage state detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a diagram illustrating a hardware configuration of the system control device 60 illustrated in FIG. 1A. FIG. 1C is a diagram for explaining the arrangement of the collimator plate 4 and the retroreflective plate 5 which is an example of the illumination unit included in the substrate storage state detection device according to the first exemplary embodiment of the present invention.

ウェハ搬出システム1Aに含まれる基板収納状態検出装置は、カセット10(基板収納容器)に収納されている複数のウェハ(基板)11を搬出する前に、カセット10内の全てのスロット18に収納されているウェハ11の収納状態を定量的に表す指標として、少なくともスロット18からのウェハ11の飛び出し量及び垂れ量を検出して出力するものである。さらに、上記の基板収納状態検出装置は、ウェハ11の飛び出し量及び垂れ量の検出結果に基づいて、ロボット30のロボットアーム32先端に取り付けられたハンド(保持ツール)36のウェハ保持可能性を判断するとともにウェハ保持可能と判定された場合であって必要な場合にはウェハ保持位置(基板保持位置)を補正するというものである。さらに、上記の基板収納状態検出装置は、ウェハ11の飛び出し量及び垂れ量の検出結果について、ハンド36による保持可能と判定されたウェハ11を不図示の半導体製造装置の所定の基板処理位置に向けて搬出するものである。   The substrate storage state detection device included in the wafer unloading system 1A is stored in all slots 18 in the cassette 10 before unloading a plurality of wafers (substrates) 11 stored in the cassette 10 (substrate storage container). As an index that quantitatively represents the stored state of the wafer 11, at least the amount of protrusion and sag of the wafer 11 from the slot 18 is detected and output. Further, the substrate storage state detection device described above determines the possibility of holding the wafer of the hand (holding tool) 36 attached to the tip of the robot arm 32 of the robot 30 based on the detection results of the jumping amount and sagging amount of the wafer 11. In addition, if it is determined that the wafer can be held and if necessary, the wafer holding position (substrate holding position) is corrected. Further, the substrate storage state detection device directs the wafer 11 determined to be held by the hand 36 to the predetermined substrate processing position of the semiconductor manufacturing apparatus (not shown) with respect to the detection result of the protrusion amount and the sagging amount of the wafer 11. To be carried out.

ウェハ11は、薄型の平板形状の半導体基板であり、図2に示すOC(Open Cassette)やFOUP(Front-Opening Unified Pod)などの直方体状のカセット10に収納されている。なお、カセット10は、不図示の扉により密閉されるとともに当該扉を開放した状態でウェハ11の搬入搬出が行われる開口部19と、複数のウェハ11をウェハ11の厚み方向に配列して、かつ水平状態に収納させる複数のスロット18とを具備している。なお、カセット10の各スロット18に収納されているウェハ11は、各スロット18に付与されているスロット番号に基づいて識別されている。   The wafer 11 is a thin flat-plate semiconductor substrate, and is housed in a rectangular parallelepiped cassette 10 such as OC (Open Cassette) or FOUP (Front-Opening Unified Pod) shown in FIG. The cassette 10 is hermetically sealed by a door (not shown) and the opening 19 in which the wafer 11 is carried in and out with the door open, and a plurality of wafers 11 are arranged in the thickness direction of the wafer 11, And a plurality of slots 18 to be stored in a horizontal state. The wafers 11 stored in the slots 18 of the cassette 10 are identified based on the slot numbers assigned to the slots 18.

ウェハ搬出システム1Aは、点光源2と、撮像器3と、コリメータ板4と、再帰反射板5と、ロボット30と、システム制御装置60とを備えている。なお、本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置は、点光源2と、撮像器3と、コリメータ板4と、再帰反射板5と、システム制御装置60とにより構成されている。   The wafer carry-out system 1 </ b> A includes a point light source 2, an imager 3, a collimator plate 4, a retroreflective plate 5, a robot 30, and a system control device 60. In addition, the board | substrate accommodation state detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is comprised by the point light source 2, the image pick-up device 3, the collimator board 4, the retroreflection board 5, and the system control apparatus 60. Yes.

点光源2、コリメータ板4、及び再帰反射板5は、ウェハ11の配列方向及びウェハ11の搬出方向に交差する方向から、カセット10内の全てのスロット18に収納されているウェハ11の開口部19側の端部に向けて光を照射する照明手段を構成している。コリメータ板4は、さらに、ウェハ11の開口部19側の開口部19側の端部の画像を形成する画像形成手段を構成している。そして、この照明手段と画像形成手段と撮像器3とが撮像手段を構成している。ここで、ウェハ11の配列方向及びウェハ11の搬出方向に交差する方向から投光する(ひいては撮像する)理由は、ウェハ11の配列方向から撮像するとウェハ11が重なって個々のウェハ11の端部を撮像できないからであり、ウェハ11の搬出方向から撮像するとウェハ11の飛び出し程度を撮像できないからである。それ故、ウェハ11の収納状態を好適に検出するためには、ウェハ11の配列方向及びウェハ11の搬出方向に直交する方向から撮像することが好ましい。   The point light source 2, the collimator plate 4, and the retroreflective plate 5 are openings of the wafers 11 accommodated in all the slots 18 in the cassette 10 from the direction intersecting the arrangement direction of the wafers 11 and the unloading direction of the wafers 11. Illumination means for irradiating light toward the end on the 19th side is configured. The collimator plate 4 further constitutes an image forming unit that forms an image of the end of the wafer 11 on the opening 19 side. The illumination means, the image forming means, and the image pickup device 3 constitute an image pickup means. Here, the reason why light is projected from the direction intersecting with the arrangement direction of the wafers 11 and the unloading direction of the wafers 11 (and thus imaging) is that the wafers 11 overlap each other when imaged from the arrangement direction of the wafers 11. This is because if the image is taken from the carry-out direction of the wafer 11, the extent of the protrusion of the wafer 11 cannot be imaged. Therefore, in order to suitably detect the storage state of the wafer 11, it is preferable to image from the direction orthogonal to the arrangement direction of the wafers 11 and the unloading direction of the wafers 11.

コリメータ板4は、カセット10の開口部と隣接し、かつウェハ11の配列方向及び搬出方向に交差する方向に沿って対向するカセット10の2つの側面のうち一方の側面側(点光源2及び撮像器3と対向する側)に配置されている。また、コリメータ板4のミラー法線と撮像器3のカメラ光軸とが平面図上で平行となるように定められている(図1C参照)。コリメータ板4は、本実施の形態では、放射線ミラーにより構成されている。なお、コリメータ板4は、放物線ミラーに代えて、複数の小型平面ミラーを全体として略曲面(凹面)状に組み合わせて成る曲面ミラーにより構成してもよい。   The collimator plate 4 is adjacent to the opening of the cassette 10 and faces one of the two side surfaces of the cassette 10 facing the direction in which the wafer 11 is arranged and intersecting the unloading direction (point light source 2 and imaging). On the side facing the container 3). Further, the mirror normal of the collimator plate 4 and the camera optical axis of the image pickup device 3 are determined to be parallel on the plan view (see FIG. 1C). In the present embodiment, the collimator plate 4 is constituted by a radiation mirror. The collimator plate 4 may be constituted by a curved mirror formed by combining a plurality of small planar mirrors as a whole into a substantially curved surface (concave surface) instead of the parabolic mirror.

点光源2は、カセット10の上記2つの側面のうち他方の側面側に配置されている。また、点光源2は、カセット10内に収納されている複数のウェハ11の端部を照射するように、カセット10の高さの略半分の位置に配置されている(図1Cを参照)。点光源2は、本実施の形態では、発光ダイオードから成る高輝度の光源により構成されている。   The point light source 2 is disposed on the other side surface of the two side surfaces of the cassette 10. Moreover, the point light source 2 is arrange | positioned in the position of the substantially half height of the cassette 10 so that the edge part of the several wafer 11 accommodated in the cassette 10 may be irradiated (refer FIG. 1C). In the present embodiment, the point light source 2 is composed of a high-intensity light source composed of a light emitting diode.

撮像器3は、カセット10の上記の他方の側面側において、点光源2と略同軸位置に配置されている。撮像器3は、本実施の形態では、CCD(Charge Coupled Device)カメラにより構成されている。なお、撮像器3は、CCDカメラ以外に、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)カメラなどにより構成されてもよい。   The image pickup device 3 is disposed substantially coaxially with the point light source 2 on the other side surface side of the cassette 10. In the present embodiment, the image pickup device 3 is configured by a CCD (Charge Coupled Device) camera. The image pickup device 3 may be configured by a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera or the like in addition to the CCD camera.

再帰反射板5は、コリメータ板4と再帰反射板5との間の平行化された光の光路上に、複数のウェハ11の端部が位置するように、カセット10の上記他方の側面側(コリメータ板4と対向する側)に配置されている。なお、再帰反射板5は、本実施の形態では、μCCR(μ Corner Cube Reflector)プレートにより構成されている。   The retroreflective plate 5 is arranged on the other side surface side of the cassette 10 so that the end portions of the plurality of wafers 11 are positioned on the optical path of the collimated light between the collimator plate 4 and the retroreflective plate 5 ( (On the side facing the collimator plate 4). In this embodiment, the retroreflecting plate 5 is constituted by a μCCR (μ Corner Cube Reflector) plate.

上記のとおり構成されたウェハ搬出システム1Aがカセット10内のウェハ11の収納状態を検出する際には、つぎのような手順が行われる。   When the wafer carry-out system 1A configured as described above detects the storage state of the wafer 11 in the cassette 10, the following procedure is performed.

まず、点光源2から拡散光がコリメータ板4に向けて放射され、コリメータ板4において反射されて平行化される。つぎに、コリメータ板4において反射された平行化された光は、コリメータ板4に対向して配置された再帰反射板5に向けて進行する。つぎに、再帰反射板5において反射された上記の平行化された光はコリメータ板4に向けて進行(再帰反射)する。これにより、コリメータ板4上に複数のウェハ11の開口部19側の端部の透過像が写る。そして、コリメータ板4上に写った複数のウェハ11の開口部19側の端部の画像を撮像器3によって撮像する。換言すると、コリメータ板4によって複数のウェハ11の開口部19側の端部の透過像が反射されて撮像器3の受光面に結像する。かくして、撮像器3が、複数のウェハ11の開口部19側の端部の画像を撮像することとなる。なお、コリメータ板4のミラー法線と撮像器3のカメラ光軸とが平面図上で平行であるため、ウェハ11の像が透過像上において平行な像として結像される。   First, diffused light is emitted from the point light source 2 toward the collimator plate 4, reflected by the collimator plate 4, and collimated. Next, the collimated light reflected by the collimator plate 4 travels toward the retroreflective plate 5 disposed facing the collimator plate 4. Next, the collimated light reflected by the retroreflecting plate 5 travels (retroreflects) toward the collimator plate 4. As a result, transmission images of the end portions of the plurality of wafers 11 on the opening 19 side are shown on the collimator plate 4. Then, the image pickup device 3 captures images of the end portions on the opening 19 side of the plurality of wafers 11 shown on the collimator plate 4. In other words, the transmitted images of the end portions on the opening 19 side of the plurality of wafers 11 are reflected by the collimator plate 4 and formed on the light receiving surface of the image pickup device 3. Thus, the image pickup device 3 picks up images of the end portions of the plurality of wafers 11 on the opening 19 side. Since the mirror normal of the collimator plate 4 and the camera optical axis of the image pickup device 3 are parallel on the plan view, the image of the wafer 11 is formed as a parallel image on the transmission image.

ロボット30は、カセット10内に収納されたウェハ11を一枚ずつ搬出して、半導体製造装置105の所定の基板処理部に搬送する水平多関節型や垂直多関節型などの産業用ロボットである。ロボット30は、ロボットアーム32の先端部位にウェハ11を保持(把持、挟持なども含む)するハンド36(保持ツール)が取り付けられており、ロボットアーム32を構成する複数のロボットアーム32の各回転軸周りの回転を互いに独立して行い得るよう構成されている。つまり、ロボット30は、複数のロボットアーム32の各回転軸の回転位置の制御によりハンド36を所望の位置に所望の姿勢で停止させ、複数のロボットアーム32の各回転軸の角速度の制御によりハンド36を所望の経路に沿って所望の速度で移動させることができる。   The robot 30 is an industrial robot such as a horizontal articulated type or a vertical articulated type that carries out the wafers 11 stored in the cassette 10 one by one and transports them to a predetermined substrate processing unit of the semiconductor manufacturing apparatus 105. . The robot 30 has a hand 36 (holding tool) that holds the wafer 11 (including gripping and clamping) attached to the tip portion of the robot arm 32, and each rotation of the plurality of robot arms 32 constituting the robot arm 32 is performed. The rotation about the axis can be performed independently of each other. That is, the robot 30 stops the hand 36 at a desired position in a desired posture by controlling the rotation position of each rotation axis of the plurality of robot arms 32, and controls the hand by controlling the angular velocity of each rotation axis of the plurality of robot arms 32. 36 can be moved at a desired speed along a desired path.

システム制御装置60は、基板収納状態検出手段61と、基板保持可否判定手段64と、ロボット制御手段65と、記憶手段66とを有する。基板収納状態検出手段61は、撮像器3によって撮像された複数のウェハ11の開口部19側の端部の画像(後述のマスタ画像、サンプリング画像)を取り込んで後述の画像処理を行う画像処理部62と、画像処理部62によって画像処理された画像に基づいてウェハ11の収納状態を判定する基板収納状態判定部63と、を備えている。基板保持可否判定手段64は、基板収納状態検出手段61によりウェハ11の飛び出し(第1の基板収納状態)が検出された場合、撮像器3により撮像された画像に基づいて、ウェハ11の飛び出し量がハンド36によりウェハ11を保持可能な飛び出し保持可能範囲(第1の保持可能範囲)に含まれるか否かを判定し、かつ基板収納状態検出手段61によりウェハ11の垂れ(第2の基板収納状態)が検出された場合には、撮像器3により撮像された画像に基づいて、ウェハ11の垂れ量がハンド36によりウェハ11を保持可能な垂れ保持可能範囲(第2の保持可能範囲)に含まれるか否かを判定する。ロボット制御手段65は、ロボット30の動作を制御して、ハンド36のウェハ保持位置を変化させてカセット10の各スロット18に収納されているウェハ11の搬出を行う。記憶手段66は、所定のデータ等を記憶する。   The system control device 60 includes a substrate storage state detection unit 61, a substrate holding availability determination unit 64, a robot control unit 65, and a storage unit 66. The substrate storage state detection means 61 captures images (end images to be described later, master images and sampling images) of the end portions on the side of the openings 19 of the plurality of wafers 11 imaged by the image pickup device 3 and performs image processing to be described later. 62, and a substrate storage state determination unit 63 that determines the storage state of the wafer 11 based on the image processed by the image processing unit 62. When the substrate storage state detection unit 61 detects the protrusion of the wafer 11 (first substrate storage state), the substrate holding possibility determination unit 64 determines the amount of protrusion of the wafer 11 based on the image captured by the imager 3. Is included in the pop-out holdable range (first holdable range) in which the wafer 11 can be held by the hand 36, and the substrate storage state detection means 61 determines whether the wafer 11 hangs (second substrate storage). When the state is detected, based on the image picked up by the image pickup device 3, the amount of sag of the wafer 11 falls within a sagable holdable range (second holdable range) in which the wafer 11 can be held by the hand 36. It is determined whether or not it is included. The robot control means 65 controls the operation of the robot 30 and changes the wafer holding position of the hand 36 to carry out the wafers 11 stored in the slots 18 of the cassette 10. The storage unit 66 stores predetermined data and the like.

なお、図1Bには、基板収納状態検出手段61、基板保持可否判定手段64、ロボット制御手段65を実現するシステム制御装置60のハードウェア構成が示されている。図1Bによれば、システム制御装置60は、装置全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)650と、ロボット30及び撮像器3との間で情報の授受を行うI/O(Input/Output)ポート651と、ロボット30の制御プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)652と、制御プログラムに用いられる制御パラメータや後述のマスタ画像に関するマスタデータやサンプリング画像に関するサンプリングデータなどを記憶するRAM(Random Access Memory)64と、により構成されている。なお、手段61、64、65、66は、ROM652に記憶される制御プログラムをCPU650が読み出して実行することにより実現される機能である。   FIG. 1B shows a hardware configuration of a system control device 60 that realizes the substrate storage state detection unit 61, the substrate holding availability determination unit 64, and the robot control unit 65. According to FIG. 1B, the system control device 60 has a CPU (Central Processing Unit) 650 that controls the entire device, and an I / O (Input / Output) that exchanges information between the robot 30 and the image pickup device 3. A port (651), a ROM (Read Only Memory) 652 that stores a control program for the robot 30, and a RAM (Random Access) that stores control parameters used in the control program, master data relating to a master image described later, sampling data relating to a sampling image, and the like. Memory) 64. The means 61, 64, 65, 66 are functions realized by the CPU 650 reading and executing a control program stored in the ROM 652.

なお、システム制御装置60は、一のCPU650による集中型の構成としてもよいし、複数のCPU650による分散型の構成としてもよい。よって、後述のウェハ搬出処理(図3参照)と後述のウェハ収納状態検出処理(図7参照)とを別々のCPU650で実行するように構成してもよい。また、画像処理部65は、ソフトウェアにより構成するのではなく、専用のLSIにより構成してもよい。
[ウェハ搬出処理の全体の流れ]
図3は、ウェハ搬出システム1Aによるウェハ搬出処理の全体の流れを示すフローチャートである。システム制御装置60は、ウェハ11を収納したカセット10が図1A及び図1Cに示される所定の停止位置に到着した後(ステップS301)、後述のウェハ収納状態検出処理(図7参照)を実行する(ステップS302)。そして、システム制御装置60は、後述のウェハ収納状態検出処理(図7参照)の実行結果に基づいて所望の処理を行う。例えば、収納状態が検出されなかったウェハ11全てに対し、ロボット30のハンド36による搬出を行う(ステップS303、ステップS304)。
[マスタ画像登録処理の流れ]
図4は、本発明に係るマスタ画像登録処理の流れを示すフローチャートである。
The system control device 60 may have a centralized configuration with a single CPU 650 or a distributed configuration with a plurality of CPUs 650. Therefore, a later-described wafer carry-out process (see FIG. 3) and a later-described wafer storage state detection process (see FIG. 7) may be executed by separate CPUs 650. Further, the image processing unit 65 may be configured by a dedicated LSI, not by software.
[Whole unloading process flow]
FIG. 3 is a flowchart showing an overall flow of wafer unloading processing by the wafer unloading system 1A. The system control device 60 executes a wafer storage state detection process (see FIG. 7), which will be described later, after the cassette 10 storing the wafer 11 arrives at the predetermined stop position shown in FIGS. 1A and 1C (step S301). (Step S302). Then, the system control device 60 performs a desired process based on an execution result of a wafer storage state detection process (see FIG. 7) described later. For example, all the wafers 11 for which the storage state has not been detected are unloaded by the hand 36 of the robot 30 (steps S303 and S304).
[Master image registration process flow]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the master image registration process according to the present invention.

まず、カセット10内の全てのスロット18にウェハ11が正常に収納されているものとする。なお、正常に収納されているとは、後述の「飛び出しスロット」、「クロススロット」、「ウェハ無しスロット」、「ダブルスロット」、及び「垂れウェハスロット」と呼ぶ基板収納状態が発生していないことを指す。ここで、ある基板収納状態を正常と呼ぶか異常と呼ぶかは単に呼び方の選択の問題である。システム制御装置60は、カセット10内に正常に収納された複数のウェハ11の端部の画像を撮像手段3によって撮像し、この複数のウェハ11の端部の画像(透過像)をマスタ画像として取得する(ステップS401)。なお、マスタ画像とは、後述のウェハ収納状態検出処理において基準(参考)として用いられる画像のことである。   First, it is assumed that the wafers 11 are normally stored in all the slots 18 in the cassette 10. Note that normal storage means that there is no substrate storage state called “Jump slot”, “Cross slot”, “No wafer slot”, “Double slot”, or “Slot wafer slot” described later. Refers to that. Here, whether a certain substrate storage state is called normal or abnormal is simply a matter of selection of the calling method. The system control device 60 takes images of the end portions of the plurality of wafers 11 normally stored in the cassette 10 by the image pickup means 3, and uses the images (transmission images) of the end portions of the plurality of wafers 11 as master images. Obtain (step S401). Note that the master image is an image used as a reference (reference) in a wafer storage state detection process described later.

ここで、マスタ画像の一例を図5に示す。図5に示されるマスタ画像20は、複数のウェハ11の各端部によって遮光された部分が、複数の局所的な遮光部分(低輝度部分)として出現するような画像となっている。なお、図5中に示されるマスタ画像20のX軸の向きが図1C中に示される配列方向に対応付けられており、図5中に示されるマスタ画像20のY軸の向きが図1A中に示される搬出方向(スロットからの抜き出し方向)に対応づけられている。   An example of the master image is shown in FIG. The master image 20 shown in FIG. 5 is an image in which the portions shielded by the respective end portions of the plurality of wafers 11 appear as a plurality of local light shielding portions (low luminance portions). The X-axis direction of the master image 20 shown in FIG. 5 is associated with the arrangement direction shown in FIG. 1C, and the Y-axis direction of the master image 20 shown in FIG. Are associated with the unloading direction shown in FIG.

つぎに、システム制御装置60は、撮像器3から取得したマスタ画像に対して、画像処理部62によって2値化処理、ラベリング処理、及び特徴量抽出処理を順に実行する。ここで、2値化処理とは、マスタ画像を構成する各画素の輝度(RGB値の平均値)を一定の閾値に基づいて白色(高輝度)と黒色(低輝度)とによる2つの輝度値に区分けする処理のことを指している。また、ラベリング処理とは、マスタ画像を構成する各画素において同一の輝度値を持つ画素の集合体に同じラベルを付与して分類する処理のことを指している。   Next, the system control device 60 sequentially performs binarization processing, labeling processing, and feature amount extraction processing on the master image acquired from the image pickup device 3 by the image processing unit 62. Here, the binarization processing refers to two luminance values of white (high luminance) and black (low luminance) based on a certain threshold value for the luminance (average value of RGB values) of each pixel constituting the master image. It refers to the process of dividing into. The labeling process refers to a process of assigning and classifying a collection of pixels having the same luminance value in each pixel constituting the master image.

また、特徴量抽出処理とは、ラベリング処理が行われたマスタ画像に基づいて、重心位置、姿勢、面積、先端位置、傾きなどの特徴量を抽出する処理のことを指している。なお、重心位置とは、ラベリング処理により画素の集合体に付与されたラベルを一点で支えることのできる位置のことを指している。姿勢とは、同一ラベルが付与された画素の集合体の姿勢であり、面積とは、該画素の集合体の面積であり、先端位置とは、該画素の集合体の先端位置であり、該傾きとは、該画素の集合体の所定の基準線(X軸又はY軸)に対する傾きのことを指している。よって、後述のウェハ11の飛び出し量は、上記の先端位置などの特徴量に基づいて検出することができ、後述のウェハ11の垂れ量は、上記の傾きなどの特徴量に基づいて検出することができる。   The feature amount extraction processing refers to processing for extracting feature amounts such as the center of gravity position, posture, area, tip position, and inclination based on the master image on which the labeling processing has been performed. Note that the center-of-gravity position refers to a position where a label attached to a pixel aggregate by a labeling process can be supported at one point. The posture is the posture of a collection of pixels assigned the same label, the area is the area of the collection of pixels, and the tip position is the tip position of the collection of pixels, The inclination refers to the inclination of the pixel assembly with respect to a predetermined reference line (X axis or Y axis). Therefore, the protrusion amount of the wafer 11 described later can be detected based on the feature amount such as the tip position, and the sagging amount of the wafer 11 described later is detected based on the feature amount such as the inclination. Can do.

そして、システム制御装置60は、画像処理部62によるマスタ画像に関する上記の2値化処理、ラベリング処理、及び特徴量抽出処理の各処理結果をマスタデータとして記憶手段66に格納する(ステップS403)。これにより、マスタ画像の登録処理が完了する。   Then, the system control device 60 stores each processing result of the above-described binarization processing, labeling processing, and feature amount extraction processing relating to the master image by the image processing unit 62 in the storage unit 66 as master data (step S403). Thereby, the registration process of the master image is completed.

以上では、後述のウェハ収納状態検出処理において基準(参考)として用いられるマスタ画像の登録処理の一例について説明したが、当該マスタ画像等の基準(参考)データは上記と異なるその他の方法によって取得することもできる。例えば、ウェハの規格上の厚み等から計算のみによって取得することもできる。
[基板収納が正常でないときのサンプリング画像例]
図6は、ウェハ11の収納状態が正常でないときに撮像器3によって撮像された複数のウェハ11の開口部18側の端部の画像(以下、サンプリング画像という)の一例を示した図である。
In the above, an example of registration processing of a master image used as a reference (reference) in a wafer storage state detection process described later has been described. However, reference (reference) data of the master image or the like is obtained by another method different from the above. You can also. For example, it can be obtained only by calculation from the thickness on the standard of the wafer.
[Sample images when board storage is not normal]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an image (hereinafter referred to as a sampling image) of end portions on the opening 18 side of a plurality of wafers 11 captured by the image pickup device 3 when the storage state of the wafer 11 is not normal. .

図6中に表記される「飛び出しスロット(第1の基板収納状態)」とは、カセット10のあるスロット18において規定の収納位置からウェハ11が前方に規定以上飛び出している事象のことをいう。なお、「飛び出し量」とは、スロット18の規定の収納位置に収納されているウェハ11の先端位置から、「飛び出しスロット」が発生したスロット18に収納されているウェハ11の先端位置まで、の距離のことを指している。このような飛び出しスロットが発生する場合には、サンプリング画像22において、そこに対応する遮光部分が、他の遮光部分よりもY軸方向に長くなるような画像部分が出現することとなる。   The “pop-out slot (first substrate storage state)” shown in FIG. 6 refers to an event in which the wafer 11 has jumped forward more than a predetermined amount from a predetermined storage position in a slot 18 of the cassette 10. It should be noted that the “jumping amount” is a distance from the tip position of the wafer 11 stored in the specified storage position of the slot 18 to the tip position of the wafer 11 stored in the slot 18 where the “popping slot” is generated. Refers to distance. When such a pop-out slot occurs, an image portion appears in the sampling image 22 such that the corresponding light shielding portion is longer in the Y-axis direction than the other light shielding portions.

図6中に表記される「垂れウェハスロット(第2の基板収納状態)」とは、カセット10のあるスロット18に収納されているウェハが規定の位置よりも規定以上下方に垂れている事象のことをいう。なお、「垂れ量」とは、スロット18の規定の収納位置に収納されているウェハ11の先端位置から、「垂れウェハスロット」の発生したスロット18に収納されているウェハ11の先端位置までの距離のことを指している。このような垂れウェハスロットが発生する場合には、サンプリング画像22において、そこに対応する部分が傾いているような画像が出現する。   The “hanging wafer slot (second substrate storage state)” shown in FIG. 6 is an event in which the wafer stored in the slot 18 of the cassette 10 hangs down more than the specified position below the specified position. That means. The “sagging amount” refers to the position from the front end position of the wafer 11 stored in the specified storage position of the slot 18 to the front end position of the wafer 11 stored in the slot 18 where the “sagging wafer slot” occurs. Refers to distance. When such a drooping wafer slot occurs, an image in which a portion corresponding to the sampling image 22 is inclined appears.

図6中に表記される「クロススロット(第3の基板収納状態)」とは、1枚のウェハ11が左右異なるスロット18に段違いで収納されている事象のことをいう。このようなクロススロットが発生する場合には、サンプリング画像22において、そこに対応する遮光部分(低輝度部分)が、他の遮光部分よりもX軸方向に厚くなり、かつ、2つのスロット位置に跨るような画像部分が出現することとなる。   “Cross slot (third substrate storage state)” shown in FIG. 6 refers to an event in which one wafer 11 is stored in a different slot 18 in different levels. When such a cross slot occurs, in the sampling image 22, the corresponding light shielding portion (low luminance portion) is thicker in the X-axis direction than the other light shielding portions, and at the two slot positions. An image portion that straddles will appear.

図6中に表記される「ウェハ無しスロット(第4の基板収納状態)」とは、カセット10内のあるスロット18にウェハ11が1枚も収納されていない事象のことをいう。このようなウェハ無しスロットが発生する場合には、サンプリング画像22において、そこに対応する遮光部分が欠落するような画像部分が出現することとなる。   The “no-wafer slot (fourth substrate storage state)” shown in FIG. 6 refers to an event in which no wafer 11 is stored in a certain slot 18 in the cassette 10. When such a waferless slot occurs, an image portion in which the light-shielding portion corresponding to the sampling image 22 is missing appears.

図6中に表記される「ダブルスロット(第5の基板収納状態)」とは、同一のスロット18内に2枚のウェハ11が重なって収納されている事象のことをいう。このようなダブルスロットが発生する場合には、サンプリング画像22において、そこに対応する部分が、他の遮光部分よりもX軸方向に2倍に厚くなるような画像が出現することとなる。   The “double slot (fifth substrate storage state)” shown in FIG. 6 refers to an event in which two wafers 11 are stored in the same slot 18 in an overlapping manner. When such a double slot occurs, an image appears in the sampling image 22 in which the corresponding portion is twice as thick in the X-axis direction as the other light shielding portions.

[ウェハ収納状態検出処理の流れ]
図7は、本発明の第1の実施の形態におけるウェハ収納状態検出処理の流れを示すフローチャートである。なお、このウェハ収納状態検出処理は、図3に示したステップS302のウェハ収納状態検出処理に対応した処理である。
[Flow of wafer storage status detection process]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the wafer storage state detection process in the first embodiment of the present invention. The wafer storage state detection process corresponds to the wafer storage state detection process in step S302 shown in FIG.

まず、システム制御装置60の基板収納状態判定部63は、記憶手段66に格納されているマスタ画像に関するマスタデータを読み出す(ステップS701)。   First, the board storage state determination unit 63 of the system control device 60 reads out master data relating to the master image stored in the storage unit 66 (step S701).

つぎに、システム制御装置60は、図1A及び図1Cに示した所定の停止位置に到着したカセット10に対し、カセット10内の全てのスロット18に収納されている複数のウェハ11の開口部19側の端部の画像を撮像器3によって撮像し、該撮像した画像をサンプリング画像として取得する(ステップS702)。   Next, the system controller 60 opens the openings 19 of the plurality of wafers 11 accommodated in all the slots 18 in the cassette 10 with respect to the cassette 10 that has arrived at the predetermined stop position shown in FIGS. 1A and 1C. An image of the side end is picked up by the image pickup device 3, and the picked-up image is acquired as a sampling image (step S702).

つぎに、システム制御装置60は、撮像器3から取得したサンプリング画像に対して画像処理部62により2値化処理、ラベリング処理、及び特徴量抽出処理を順に実行する(ステップS703)。なお、これらの処理は、マスタ画像に対して実行された処理と同一の処理である。そして、システム制御装置60は、画像処理部62によるサンプリング画像に関する上記の2値化処理、ラベリング処理、及び特徴量抽出処理の各処理結果をサンプリングデータとして記憶手段66に格納する。   Next, the system control device 60 sequentially performs binarization processing, labeling processing, and feature amount extraction processing on the sampled image acquired from the image pickup device 3 by the image processing unit 62 (step S703). Note that these processes are the same as the processes executed on the master image. Then, the system control device 60 stores the processing results of the above-described binarization processing, labeling processing, and feature amount extraction processing regarding the sampling image by the image processing unit 62 in the storage unit 66 as sampling data.

つぎに、システム制御装置60(正確には基板収納状態判定部63)は、記憶手段66に格納されたマスタデータとサンプリングデータとを比較することにより、以下のステップのようなカセット10内のウェハ11の収納状態が正常か否かを検出する(ステップS704)。   Next, the system control device 60 (more precisely, the substrate storage state determination unit 63) compares the master data stored in the storage unit 66 with the sampling data, and thereby the wafers in the cassette 10 as in the following steps. 11 is detected whether the storage state is normal (step S704).

まず、システム制御装置60は、サンプリング画像に表されたカセット10内の複数のウェハ11の中で、「ウェハ無しスロット」の有無を検出する(ステップS705)。ここでは、ウェハ無しスロットが無い場合には判定結果「OK」とし、ウェハ無しスロットが有る場合には判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、「ウェハ無しスロットエラー」と定義して外部に出力するとともに、ウェハ無しスロットに対応するスロット18のスロット番号と対応付けて記憶手段66に格納する(ステップS706)。判定結果「OK」の場合には、つぎのステップS707に進む。   First, the system controller 60 detects the presence / absence of “no wafer slot” among the plurality of wafers 11 in the cassette 10 represented in the sampling image (step S705). Here, the determination result is “OK” when there is no slot without a wafer, and the determination result is “NG” when there is a slot without a wafer. In the case of the determination result “NG”, it is defined as “no wafer slot error” and output to the outside, and stored in the storage means 66 in association with the slot number of the slot 18 corresponding to the no wafer slot (step S706). ). If the determination result is “OK”, the process proceeds to the next step S707.

つぎに、システム制御装置60は、サンプリング画像に表されたカセット10内の複数のウェハ11の中で、「クロススロット」の有無を検出する(ステップS707)。ここでは、クロススロットが無い場合には判定結果「OK」とし、クロススロットが有る場合には判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、「クロススロットエラー」と定義して外部に出力するとともに、クロススロットに対応するスロット18のスロット番号と対応付けて記憶手段66に格納する(ステップS708)。判定結果「OK」の場合には、つぎのステップS709に進む。   Next, the system control device 60 detects the presence / absence of a “cross slot” among the plurality of wafers 11 in the cassette 10 represented in the sampling image (step S707). Here, the determination result is “OK” when there is no cross slot, and the determination result is “NG” when there is a cross slot. In the case of the determination result “NG”, it is defined as “cross slot error” and output to the outside, and stored in the storage means 66 in association with the slot number of the slot 18 corresponding to the cross slot (step S708). If the determination result is “OK”, the process proceeds to the next step S709.

つぎに、システム制御装置60は、サンプリング画像に表されたカセット10内の複数のウェハ11の中で、「ダブルスロット」の有無を検出する(ステップS709)。ここでは、ダブルスロットが無い場合には判定結果「OK」とし、ダブルスロットが有る場合には判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、「ダブルスロットエラー」と定義して外部に出力するとともに、ダブルスロットに対応するスロット18のスロット番号と対応付けて記憶手段66に格納する(ステップS710)。判定結果「OK」の場合には、つぎのステップS711に進む。   Next, the system control device 60 detects the presence / absence of a “double slot” in the plurality of wafers 11 in the cassette 10 represented in the sampling image (step S709). Here, the determination result is “OK” when there is no double slot, and the determination result is “NG” when there is a double slot. In the case of the determination result “NG”, it is defined as “double slot error” and outputted to the outside, and stored in the storage means 66 in association with the slot number of the slot 18 corresponding to the double slot (step S710). If the determination result is “OK”, the process proceeds to the next step S711.

つぎに、システム制御装置60は、サンプリング画像に表されたカセット10内の複数のウェハ11の中で、「飛び出しスロット」の有無を検出する(ステップS711)。ここでは、飛び出しスロットが無い場合には判定結果「OK」とし、飛び出しスロットが有る場合には判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、直ちにエラーを外部に出力するのではなく、飛び出しスロットに収納されたウェハ11の飛び出し量が、ロボット30のハンド36によるウェハ11の保持可能な範囲(以下、飛び出し保持可能範囲とよぶ。)内にあるか否かの判定を行う(ステップS712)。飛び出し保持可能範囲は、例えば、図8に示される斜線でハッチングされて表された領域であり、図1Aに示される画像Y軸方向のある範囲内のことを指している。なお、この領域は、例えば、ロボット30のハンド36が、カセット10や保持対象以外のウェハ11と干渉することなく保持対象のウェハ11を保持できる領域として決定することができる。   Next, the system control device 60 detects the presence / absence of a “pop-out slot” among the plurality of wafers 11 in the cassette 10 represented in the sampling image (step S711). Here, the determination result is “OK” when there is no pop-out slot, and the determination result is “NG” when there is a pop-out slot. In the case of the determination result “NG”, an error is not immediately output to the outside, but the amount of protrusion of the wafer 11 stored in the protrusion slot is within a range in which the wafer 11 can be held by the hand 36 of the robot 30 (hereinafter, referred to as “NG”). It is determined whether or not it is within the pop-out holdable range (step S712). The pop-out holdable range is, for example, an area hatched by hatching shown in FIG. 8 and indicates a certain range in the image Y-axis direction shown in FIG. 1A. This area can be determined as an area where the hand 36 of the robot 30 can hold the wafer 11 to be held without interfering with the cassette 10 or the wafer 11 other than the holding object, for example.

ウェハ11の飛び出し量が飛び出し保持可能範囲内であれば判定結果「OK」とし、ウェハ11の飛び出し量が飛び出し保持可能範囲外であれば判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、「飛び出しスロットエラー」と定義して外部に出力するとともに、飛び出しスロットに対応するスロット18のスロット番号と対応付けて記憶手段66に格納する(ステップS713)。判定結果「OK」の場合には、飛び出しスロットに収納されている飛び出し保持可能範囲を超えずに飛び出しているウェハ11の先端位置に合わせるように、システム制御装置60は、ロボット30のハンド36のウェハ保持位置を補正し(ステップS714)、つぎのステップS715に進む。   If the protruding amount of the wafer 11 is within the pop-out holdable range, the determination result is “OK”. If the pop-out amount of the wafer 11 is outside the pop-out holdable range, the determination result is “NG”. In the case of the determination result “NG”, it is defined as “pop-out slot error” and outputted to the outside, and stored in the storage means 66 in association with the slot number of the slot 18 corresponding to the pop-out slot (step S713). In the case of the determination result “OK”, the system control device 60 adjusts the position of the hand 36 of the robot 30 so as to match the front end position of the wafer 11 that has jumped out without exceeding the pop-out holding range stored in the pop-out slot. The wafer holding position is corrected (step S714), and the process proceeds to the next step S715.

つぎに、システム制御装置60は、サンプリング画像に表されたカセット10内の複数のウェハ11の中で、「垂れウェハスロット」の有無を検出する(ステップS715)。ここでは、垂れウェハスロットが無い場合には判定結果「OK」とし、垂れウェハスロットが有る場合には判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、直ちにエラーを外部に出力するのではなく、垂れウェハスロットに収納されたウェハ11の垂れ量が、ロボット30のハンド36によるウェハ11の保持可能な範囲(以下、垂れ保持可能範囲とよぶ。)内にあるか否かの判定を行う(ステップS716)。なお、垂れ保持可能範囲は、例えば、図9に示される斜線でハッチングされた領域であり、図1Cに示した画像X軸方向のある範囲内のことを指している。なお、この領域は、例えば、ロボット30のハンド36が、カセット10や保持対象以外のウェハ11と干渉することなく保持対象のウェハ11を保持できる領域として決定することができる。   Next, the system control device 60 detects the presence / absence of a “dripping wafer slot” among the plurality of wafers 11 in the cassette 10 represented in the sampling image (step S715). Here, the determination result is “OK” when there is no sagging wafer slot, and the determination result is “NG” when there is a sagging wafer slot. In the case of the determination result “NG”, an error is not immediately output to the outside, but the drooping amount of the wafer 11 accommodated in the dripping wafer slot is within a range in which the wafer 11 can be held by the hand 36 of the robot 30 (hereinafter, “ It is determined whether or not it is within the droop holdable range (step S716). Note that the droopable holding range is, for example, a hatched area shown in FIG. 9, and indicates a certain range in the image X-axis direction shown in FIG. 1C. This area can be determined as an area where the hand 36 of the robot 30 can hold the wafer 11 to be held without interfering with the cassette 10 or the wafer 11 other than the holding object, for example.

ウェハ11の垂れ量が垂れ保持可能範囲内であれば判定結果「OK」とし、ウェハ11の垂れ量が垂れ保持可能範囲外であれば判定結果「NG」とする。判定結果「NG」の場合には、「垂れウェハスロットエラー」と定義して外部に出力するとともに、垂れウェハスロットに対応するスロット18のスロット番号と対応付けて記憶手段66に格納する(ステップS717)。判定結果「OK」の場合には、垂れウェハスロットに収納されている垂れ保持可能範囲を超えずに垂れているウェハ11の先端位置に合わせるように、システム制御装置60は、ロボット30のハンド36のウェハ保持位置を補正する(ステップS718)。   If the sagging amount of the wafer 11 is within the sagging holdable range, the determination result is “OK”. If the sagging amount of the wafer 11 is outside the sagging holdable range, the judgment result is “NG”. In the case of the determination result “NG”, it is defined as “dripping wafer slot error” and outputted to the outside, and stored in the storage means 66 in association with the slot number of the slot 18 corresponding to the dripping wafer slot (step S717). ). In the case of the determination result “OK”, the system controller 60 adjusts the hand 36 of the robot 30 so as to match the tip position of the wafer 11 that is drooping without exceeding the droop holding range accommodated in the dripping wafer slot. The wafer holding position is corrected (step S718).

なお、システム制御装置60は、ウェハ無しスロットエラー(ステップS706)、クロススロットエラー(ステップS708)、ダブルスロットエラー(ステップS710)、飛び出しスロットエラー(ステップS713)、又は垂れウェハスロットエラー(ステップS717)の発生したスロット18に収納されているウェハ11については、図3に示したウェハ搬出動作(ステップS303)の中で、ハンド36による保持及び搬出をスキップするように構成されている。
[効果]
本実施の形態に係る基板収納状態検出装置によれば、1台の撮像器3を用いてカセット10内に収納されているウェハ11の端部の画像を一度に取得して、当該取得した画像に基づいてカセット10内のウェハ11の収納状態として少なくとも「飛び出しスロット」及び「垂れウェハスロット」の有無を一度に検出することができ、システム構成の簡素化及び搬出処理にかかる時間の短縮化が図られることとなる。
Note that the system controller 60 determines that there is no wafer slot error (step S706), cross slot error (step S708), double slot error (step S710), pop-out slot error (step S713), or drooping wafer slot error (step S717). The wafer 11 accommodated in the slot 18 in which the occurrence of this occurs is configured to skip holding and unloading by the hand 36 in the wafer unloading operation (step S303) shown in FIG.
[effect]
According to the substrate storage state detection apparatus according to the present embodiment, an image of the end portion of the wafer 11 stored in the cassette 10 is acquired at one time using one imaging device 3, and the acquired image Based on the above, at least the presence / absence of “pop-out slot” and “dripping wafer slot” can be detected as the accommodation state of the wafer 11 in the cassette 10 at a time, thereby simplifying the system configuration and shortening the time required for unloading processing. Will be illustrated.

なお、ウェハ搬出システム1Aはウェハ11の飛び出し量及び垂れ量等のウェハ11収納状態を表す指標を検出するために撮像器3を利用するものであり、対象物であるウェハ11の反射率に左右されず、ウェハ11の収納状態を確実に検出することができる。さらに、ある程度の幅(図6中に示されるY軸方向の長さ)を持った画像が得られるので、飛び出しスロットの有無を確実に検出できる。   Note that the wafer carry-out system 1A uses the image pickup device 3 to detect an index representing the state of accommodation of the wafer 11, such as the amount of protrusion and the amount of sag of the wafer 11, and depends on the reflectance of the wafer 11 that is the object. Thus, the storage state of the wafer 11 can be reliably detected. Furthermore, since an image having a certain width (the length in the Y-axis direction shown in FIG. 6) can be obtained, it is possible to reliably detect the presence or absence of a pop-up slot.

また、飛び出しスロットの有無を、サンプリング画像中の遮光部分のY軸方向(図6参照)の長さの変化に基づいて検出するので、ウェハの飛び出し量の定量化を容易に行うことができる。同様に、垂れウェハスロットの有無を、画像中の遮光部分の傾きに基づいて検出するので、ウェハの垂れ量の定量化を容易に行うことができる。   Further, since the presence or absence of the pop-out slot is detected based on the change in the length of the light shielding portion in the sampling image in the Y-axis direction (see FIG. 6), the amount of pop-out of the wafer can be easily quantified. Similarly, since the presence / absence of a sagging wafer slot is detected based on the inclination of the light-shielding portion in the image, the sagging amount of the wafer can be easily quantified.

本実施の形態に係る基板収納状態検出装置によれば、撮像器3により撮像された画像に基づいて、「飛び出しスロット」及び「垂れウェハスロット」の有無に加えて、「ウェハ無しスロット」、「クロススロット」、及び「ダブルスロット」の有無を一度に検出することもできる。   According to the substrate storage state detection apparatus according to the present embodiment, on the basis of the image picked up by the image pickup device 3, in addition to the presence / absence of the “projection slot” and the “hanging wafer slot”, “no wafer slot”, “ The presence or absence of “cross slot” and “double slot” can also be detected at a time.

なお、ダブルスロットの検出を面積値により判定することにより、ダブルスロットの場合と正常の場合とで検出値が大きく変動することとなる。このため、プロファイルを利用する従来の技術に比べて、ダブルスロットの検出をより確実に行うことができる。   Note that by determining the detection of the double slot based on the area value, the detection value varies greatly between the case of the double slot and the case of the normal. For this reason, the double slot can be detected more reliably than in the conventional technique using a profile.

本実施の形態に係る基板収納状態検出装置によれば、「飛び出しスロット」、「垂れウェハスロット」を検出した場合であっても、ロボット30のハンド36によって保持及び搬送可能であれば、ロボット30の制御パラメータ(ウェハ保持位置など)を補正することによって、ロボット30を停止させることなく、ウェハ11の搬出動作を継続することができる。この結果、ウェハ搬出システム1A全体のスループットを向上させることができる。
[変形例]
図10に示すウェハ搬出システム1Bに含まれる基板収納状態検出装置は、図1A及び図1Cに示した本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置の変形例である。
According to the substrate storage state detection apparatus according to the present embodiment, the robot 30 can be held and transported by the hand 36 of the robot 30 even when the “slip-out slot” and the “hanging wafer slot” are detected. By correcting the control parameters (such as the wafer holding position), the unloading operation of the wafer 11 can be continued without stopping the robot 30. As a result, the throughput of the entire wafer carry-out system 1A can be improved.
[Modification]
The substrate storage state detection device included in the wafer carry-out system 1B shown in FIG. 10 is a modification of the substrate storage state detection device according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1C.

ウェハ搬出システム1Bに含まれる基板収納状態検出装置は、図1A及び図1Cに示した点光源2の代わりに、図1A及び図1Cに示した再帰反射板5の位置に、透過型の面光源12を配置し、透過型の面光源12からの平行光をコリメータ板4に向けて放射するように構成されている。透過型の面光源12は、LED素子を縦に1列並べて構成されたLED光源13と、LED光源13から放射された光を透過する拡散透過板14とを備えている。拡散透過板14は、例えば曇りガラスで構成される。LED光源13から放射された直後の光にはムラがあるが、拡散透過板14を透過させることにより、ムラのない均質な明るさを持つ面光源とすることができる。よって、図10に示される基板収納状態検出装置においても、コリメータ板4上に映し出された複数のウェハ11の端部の画像(サンプリング画像)を、撮像器3によって撮像し、画像処理部62によって該透過像を解析することにより、同様の効果を奏することができる。   The substrate storage state detection device included in the wafer carry-out system 1B is a transmissive surface light source at the position of the retroreflector 5 shown in FIGS. 1A and 1C instead of the point light source 2 shown in FIGS. 1A and 1C. The parallel light from the transmissive surface light source 12 is radiated toward the collimator plate 4. The transmissive surface light source 12 includes an LED light source 13 configured by vertically arranging LED elements, and a diffuse transmission plate 14 that transmits light emitted from the LED light source 13. The diffuse transmission plate 14 is made of, for example, frosted glass. The light immediately after being emitted from the LED light source 13 has unevenness, but by transmitting through the diffusion transmission plate 14, a surface light source having uniform brightness without unevenness can be obtained. Therefore, also in the substrate storage state detection apparatus shown in FIG. 10, the images (sampling images) of the edges of the plurality of wafers 11 projected on the collimator plate 4 are picked up by the image pickup device 3, and the image processing unit 62 By analyzing the transmission image, the same effect can be obtained.

図11に示すウェハ搬出システム1Cに含まれる基板収納状態検出装置は、図1A及び図1Cに示した本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置のその他の変形例である。   The substrate storage state detection device included in the wafer carry-out system 1C shown in FIG. 11 is another modification of the substrate storage state detection device according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1C.

ウェハ搬出システム1Cに含まれる基板収納状態検出装置は、図10に示した透過型の面光源12の代わりに、反射型の面光源15が用いられている。反射型の面光源15は、LED光源13から放射された光を、拡散反射板16で反射させるように構成されている。このような反射型の面光源15によっても、ムラのない均質な光をコリメータ板4に向けて放射することができる。よって、図11に示した基板収納状態検出装置においても、同様の効果を奏することができる。   The substrate storage state detection device included in the wafer carry-out system 1C uses a reflective surface light source 15 instead of the transmissive surface light source 12 shown in FIG. The reflective surface light source 15 is configured to reflect the light emitted from the LED light source 13 with the diffuse reflector 16. Even with such a reflective surface light source 15, uniform light without unevenness can be emitted toward the collimator plate 4. Therefore, the same effect can be obtained in the substrate storage state detection apparatus shown in FIG.

図12に示すウェハ搬出システム1Dに含まれる基板収納状態検出装置は、図1A及び図1Cに示した本発明の第1の実施の形態に係る基板収納状態検出装置のさらにその他の変形例である。   The substrate storage state detection device included in the wafer carry-out system 1D shown in FIG. 12 is still another modification of the substrate storage state detection device according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1A and 1C. .

ウェハ搬出システム1Dに含まれる基板収納状態検出装置は、図1A及び図1Cに示した再帰反射板5の位置に、拡散反射板7を配置しており、さらに、ロボット30に、撮像器3と点光源2とを設けており、複数のカセット10に対して少なくとも撮像器3と点光源2とが一式で済むように構成されている。これにより、ウェハ搬出システム1Dのコンパクト化やコストの低減を図ることができる。なお、本変形例においては、ロボット30に設けられた点光源2からの光が拡散反射板7においてウェハ11の端部に向けて反射され、さらにコリメータ板4において撮像器3に向けて反射される。このように、撮像器3をロボット30に設ければ、ウェハ11の収納状態を表す画像を撮像することもできるし、ロボット30を動作させることによって任意の角度から任意のカセット10の画像を撮像して記録することもできる。なお、後者の場合には、異常の原因調査や再発防止策の検討を行うために最適な撮像角度や位置を選択することができる。   The substrate storage state detection device included in the wafer carry-out system 1D has a diffuse reflector 7 disposed at the position of the retroreflector 5 shown in FIGS. 1A and 1C. A point light source 2 is provided, and at least the image pickup device 3 and the point light source 2 are configured for a plurality of cassettes 10. Thereby, the wafer unloading system 1D can be made compact and the cost can be reduced. In this modification, the light from the point light source 2 provided in the robot 30 is reflected toward the end of the wafer 11 by the diffuse reflector 7 and further reflected toward the image pickup device 3 by the collimator plate 4. The As described above, if the image pickup device 3 is provided in the robot 30, an image representing the storage state of the wafer 11 can be picked up, and an image of an arbitrary cassette 10 can be picked up from an arbitrary angle by operating the robot 30. Can also be recorded. In the latter case, it is possible to select an optimal imaging angle and position for investigating the cause of the abnormality and examining recurrence prevention measures.

また、撮像器3によって得られたウェハ11の端部のサンプリング画像を記憶手段66に保存しておけば、ロボット30が搬送の失敗や衝突等の異常を起こした場合において、異常発生時のサンプリング画像を確認でき、そのサンプリング画像を手掛かりにして異常の原因調査や再発防止策の検討を行うことができる。具体的には、撮像器3によって得たサンプリング画像を記憶手段66に保存し、必要に応じて過去のサンプリング画像を参照可能なように構成する。記憶手段66の記憶容量が許す範囲の最新のサンプリング画像のみを残し、古いサンプリング画像は削除(上書きされる場合を含む)される構成としても良い。また、異常を検出した後に古いサンプリング画像の削除(上書きされる場合を含む)を中止する構成とすれば、異常発生前の一定時間のサンプリング画像が削除されることを回避できる。   Further, if the sampling image of the edge of the wafer 11 obtained by the image pickup device 3 is stored in the storage unit 66, when the robot 30 has an abnormality such as a transfer failure or a collision, the sampling at the time of occurrence of the abnormality is performed. The image can be confirmed, and the cause of the abnormality and the recurrence prevention measures can be examined using the sampled image as a clue. Specifically, the sampling image obtained by the image pickup device 3 is stored in the storage unit 66 so that a past sampling image can be referred to as necessary. Only the latest sampling image within the range allowed by the storage capacity of the storage unit 66 may be left, and the old sampling image may be deleted (including when overwritten). In addition, if the configuration is such that deletion of an old sampling image (including a case where it is overwritten) is stopped after detecting an abnormality, it is possible to avoid deleting a sampling image for a certain period of time before the occurrence of the abnormality.

また、上記のウェハ搬出システム1A〜1Dは、ウェハ11の他に、カセットに収納されて搬送される液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等のその他の基板の収納状態の検出についても適用することができる。
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態では、ウェハ11の端部のみならずハンド36の先端箇所の画像を撮像器3により同時に撮像し、当該撮像した画像に基づいて「飛び出しスロット」及び「垂れウェハスロット」を検出する。なお、本発明の第2の実施の形態に係る基板収納状態検出装置の構成(上記の変形例も含む)及びウェハ搬出処理の流れは本発明の第1の実施の形態と同様である。
In addition to the wafer 11, the wafer carry-out systems 1 </ b> A to 1 </ b> D described above store other substrates such as a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask, and an optical disc substrate that are accommodated in a cassette and conveyed. This can also be applied to the detection of.
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, not only the end portion of the wafer 11 but also the image of the tip of the hand 36 is simultaneously captured by the image pickup device 3, and the “pop-out slot” and the “hanging wafer” are based on the captured image. "Slot" is detected. Note that the configuration (including the above-described modification) of the substrate storage state detection apparatus according to the second embodiment of the present invention and the flow of the wafer carry-out processing are the same as those of the first embodiment of the present invention.

以下、本発明の第2の実施の形態について、本発明の第1の実施の形態の説明で用いた図7に示されるウェハ収納状態検出処理を示すフローチャートを用いて説明する。   Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart showing the wafer storage state detection process shown in FIG. 7 used in the description of the first embodiment of the present invention.

まず、ステップS702においてサンプリング画像を取り込む場合、システム制御装置60は、コリメータ板4上に結像されたウェハ11の透過像と併せてハンド36の先端位置が撮像器3の視野範囲に収まるように、ハンド36をウェハ保持位置付近の位置に移動させる。そして、カセット10内に収納された複数のウェハ11の端部の透過像及びハンド36の先端箇所の画像が撮像され、システム制御装置60は、インタフェース62を介して該撮像された画像をサンプリング画像として取得する。なお、この取得したサンプリング画像については、ステップS703において、2値化処理、ラベリング処理、及び特徴量抽出処理が順に実行される。   First, when capturing a sampling image in step S <b> 702, the system control device 60 adjusts the tip position of the hand 36 within the visual field range of the imager 3 together with the transmission image of the wafer 11 formed on the collimator plate 4. The hand 36 is moved to a position near the wafer holding position. Then, a transmission image of the end portions of the plurality of wafers 11 housed in the cassette 10 and an image of the tip portion of the hand 36 are captured, and the system control device 60 samples the captured images via the interface 62. Get as. For the acquired sampled image, in step S703, binarization processing, labeling processing, and feature amount extraction processing are sequentially executed.

これにより、システム制御装置60は、カセット10内に収納された搬出対象のウェハ11の先端位置とロボット30のハンド36の先端位置との相対的な関係を把握することができる。また、ステップS711において、サンプリング画像から把握される搬出対象のウェハ11の先端位置とハンド36の先端位置との相対差に基づいて、飛び出しスロットの有無を検出することができる。同様に、ステップS715において、サンプリング画像から把握される搬出対象のウェハ11の先端位置とハンド36の先端位置との相対差に基づいて、垂れウェハスロットの有無を検出することができる。
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態とはウェハ搬出処理の流れのみが相違している。なお、本発明の第2の実施の形態に係る基板収納状態検出装置の構成(上記の変形例も含む)及びウェハ収納状態検出処理の流れは本発明の第1の実施の形態と同様である。
Thereby, the system control device 60 can grasp the relative relationship between the tip position of the wafer 11 to be carried out accommodated in the cassette 10 and the tip position of the hand 36 of the robot 30. In step S711, the presence / absence of a pop-out slot can be detected based on the relative difference between the tip position of the wafer 11 to be carried out and the tip position of the hand 36, which are grasped from the sampling image. Similarly, in step S715, the presence / absence of a sagging wafer slot can be detected based on the relative difference between the tip position of the wafer 11 to be carried out and the tip position of the hand 36, which are grasped from the sampling image.
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention differs from the first embodiment of the present invention only in the flow of wafer carry-out processing. Note that the configuration (including the above-described modification) of the substrate storage state detection device and the flow of the wafer storage state detection process according to the second embodiment of the present invention are the same as those in the first embodiment of the present invention. .

図13は、本発明の第3の実施の形態に係る基板収納状態検出装置によるウェハ搬出処理の全体の流れを示すフローチャートである。   FIG. 13 is a flowchart showing an overall flow of wafer carry-out processing by the substrate storage state detection apparatus according to the third embodiment of the present invention.

システム制御装置60は、複数のウェハ11が収納されたカセット10が図1A及び図1Cに示される所定の停止位置に到着した後(ステップS1301)、図7に示されたウェハ収納状態検出処理を実行する(ステップS1302)。これにより、ウェハ無しスロットエラー、クロススロットエラー、ダブルスロットエラー、飛び出しスロットエラー、又は垂れウェハスロットエラーが発生したスロット18に収納されているウェハ11について、その保持及び搬出がスキップされる。また、ウェハ11の飛び出し量が飛び出し保持可能範囲内であれば、システム制御装置60は、その飛び出したウェハ11の位置に適合するように、ロボット30の制御パラメータとしてハンド36のウェハ保持位置が補正される。また、ウェハ11の垂れ量が垂れ保持可能範囲内であれば、システム制御装置60は、その垂れたウェハ11の位置に適合するように、ロボット30の制御パラメータとしてハンド36のウェハ保持位置が補正される。   The system control device 60 performs the wafer storage state detection process shown in FIG. 7 after the cassette 10 storing the plurality of wafers 11 has arrived at the predetermined stop position shown in FIGS. 1A and 1C (step S1301). It executes (step S1302). As a result, the holding and unloading of the wafer 11 stored in the slot 18 in which the no-wafer slot error, cross slot error, double slot error, pop-out slot error, or drooping wafer slot error has occurred are skipped. If the pop-out amount of the wafer 11 is within the pop-out holdable range, the system controller 60 corrects the wafer holding position of the hand 36 as a control parameter of the robot 30 so as to match the position of the pop-out wafer 11. Is done. If the sagging amount of the wafer 11 is within the sagging holdable range, the system controller 60 corrects the wafer holding position of the hand 36 as a control parameter of the robot 30 so as to match the position of the sagging wafer 11. Is done.

つぎに、システム制御装置60は、コリメータ板4によって結像されたウェハ11の透過像と併せてハンド36の先端位置が撮像器3の視野範囲に収まるように、ロボットアーム32及びハンド36を動作させる(ステップS1303)。そして、カセット10内に収納された複数のウェハ11の端部の透過像及びハンド36の先端箇所の画像が撮像器3によって撮像され、システム制御装置60は、該撮像された画像を取得する。なお、この取得した画像は、上記のマスタ画像及びサンプリング画像と同様に、2値化処理、ラベリング処理、及び特徴量抽出処理が順に実行される。これにより、システム制御装置60は、カセット10内に収納されたスキップ対象外の搬出可能なウェハ11の先端位置とロボット30のハンド36との相対的な位置関係を把握することができる(ステップS1304)。   Next, the system control device 60 operates the robot arm 32 and the hand 36 so that the tip position of the hand 36 is within the field of view of the imager 3 together with the transmission image of the wafer 11 formed by the collimator plate 4. (Step S1303). Then, a transmission image of the end portions of the plurality of wafers 11 accommodated in the cassette 10 and an image of the tip portion of the hand 36 are picked up by the image pickup device 3, and the system control device 60 acquires the picked up images. Note that the acquired image is subjected to binarization processing, labeling processing, and feature amount extraction processing in this order in the same manner as the master image and the sampling image. As a result, the system control device 60 can grasp the relative positional relationship between the tip position of the unloadable wafer 11 stored in the cassette 10 and the hand 36 of the robot 30 (step S1304). ).

つぎに、システム制御装置60は、カセット10内の搬出可能なウェハ11の先端位置に対してハンド36の位置ずれの有無を検出する(ステップ1305)。ハンド36の位置ずれが有る場合には(ステップS1305:NO)、システム制御装置60は、カセット10内の搬出可能なウェハ11の位置にハンド36のウェハ保持位置が適合するように補正を行う(ステップS1306)。ハンド36の位置ずれが無い場合には(ステップS1305:YES)、つぎのステップS1307に進む。   Next, the system control device 60 detects whether or not the hand 36 is displaced with respect to the leading end position of the unloadable wafer 11 in the cassette 10 (step 1305). When there is a position shift of the hand 36 (step S1305: NO), the system control device 60 performs correction so that the wafer holding position of the hand 36 matches the position of the unloadable wafer 11 in the cassette 10 ( Step S1306). If there is no position shift of the hand 36 (step S1305: YES), the process proceeds to the next step S1307.

そして、システム制御装置60は、カセット10内で搬出可能なウェハ11全てに対し、ロボット30による搬出を行う(ステップS1307、ステップS1308)。   Then, the system control device 60 carries out all the wafers 11 that can be carried out in the cassette 10 by the robot 30 (steps S1307 and S1308).

以上により、撮像器3によってカセット10に収納されたウェハ11の端部のみならずロボット30のハンド36をも撮像し、この撮像された画像から識別されるウェハ11の端部とハンド36の先端位置との相対的な位置関係に基づいて、ハンド36のウェハ保持位置を補正することで、ウェハ11をより確実に搬出することができる。
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態は、本発明の第3の実施の形態におけるウェハ11の収納状態及びロボット30側の状態をも撮像した画像を利用して、ロボット30側のずれや変形等を検出するものである。なお、本発明の第4の実施の形態に係る基板収納状態検出装置の構成(上記の変形例も含む)、ウェハ搬出処理の流れ、及びウェハ収納状態検出処理の流れは本発明の第1の実施の形態と同様である。
As described above, not only the end portion of the wafer 11 stored in the cassette 10 but also the hand 36 of the robot 30 is imaged by the image pickup device 3, and the end portion of the wafer 11 and the tip end of the hand 36 identified from the captured image. The wafer 11 can be unloaded more reliably by correcting the wafer holding position of the hand 36 based on the relative positional relationship with the position.
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention uses an image obtained by imaging the storage state of the wafer 11 and the state on the robot 30 side in the third embodiment of the present invention, so that the displacement or deformation on the robot 30 side, etc. Is detected. The configuration (including the above-described modification) of the substrate storage state detection device according to the fourth embodiment of the present invention, the flow of the wafer carry-out process, and the flow of the wafer storage state detection process are the first of the present invention. This is the same as the embodiment.

本実施の形態において、システム制御装置60は、撮像器3により正常なロボット30に特定の姿勢をとらせた場合の画像情報(以下、基準画像情報という)を取得して、この基準画像情報を記憶手段66に予め格納しておく。その後、システム制御装置60は、ロボット30に対して上記の特定の姿勢と同じ姿勢をとらせた場合の画像情報(以下、比較画像情報という)を取得して、この比較画像情報を記憶手段66に格納する。そして、システム制御装置60は、記憶手段66に格納された基準画像情報と比較画像情報とを比較し、両者に相違がある場合にはロボット30にずれや変形等が生じていると判定する。   In the present embodiment, the system control device 60 acquires image information (hereinafter referred to as reference image information) when the normal robot 30 takes a specific posture by the image pickup device 3, and uses the reference image information. Stored in the storage means 66 in advance. Thereafter, the system control device 60 obtains image information (hereinafter referred to as comparative image information) when the robot 30 has the same posture as the specific posture described above, and stores the comparison image information in the storage unit 66. To store. Then, the system control device 60 compares the reference image information stored in the storage unit 66 with the comparison image information, and if there is a difference between the two, it is determined that the robot 30 is displaced or deformed.

例えば、基準画像情報と比較画像情報とが上下方向にずれている場合には、ハンド36の曲がりやボルトの緩みが生じている可能性が高いことを推定することができる。あるいは、ハンド長手方向にずれている場合には、ロボット30の駆動機構にガタが生じている可能性が高いことを推定することができる。また、システム制御装置60は、基準画像情報と比較画像情報との比較結果に基づいて、ロボット30の制御パラメータを補正してもよい。これにより、ロボット30にずれや変形が生じた場合にも制御パラメータを補正することによってウェハ11の搬出動作を継続することができ、システム停止時間を短縮することができる。   For example, when the reference image information and the comparison image information are shifted in the vertical direction, it can be estimated that there is a high possibility that the hand 36 is bent or the bolt is loose. Alternatively, when the hand is displaced in the longitudinal direction, it can be estimated that there is a high possibility that the driving mechanism of the robot 30 is loose. Further, the system control device 60 may correct the control parameters of the robot 30 based on the comparison result between the reference image information and the comparison image information. Accordingly, even when the robot 30 is displaced or deformed, the unloading operation of the wafer 11 can be continued by correcting the control parameter, and the system stop time can be shortened.

なお、上記実施の形態では、平行な透過光を用いてカセット10に収納されたウェハ11の端部を撮像するように構成したが、本発明はこれには限定されない。例えば、一般的な撮像方法に従って、カセット10の周囲全体を明るくし、カセット10に収納されたウェハ11の端部で散乱される光を集光して当該ウェハ11の端部を撮像するように構成してもよい。   In the above-described embodiment, the end portion of the wafer 11 accommodated in the cassette 10 is imaged using parallel transmitted light. However, the present invention is not limited to this. For example, according to a general imaging method, the entire periphery of the cassette 10 is brightened, and the light scattered at the end of the wafer 11 accommodated in the cassette 10 is collected to image the end of the wafer 11. It may be configured.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。   From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are apparent to persons skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of the structure and / or function may be substantially changed without departing from the spirit of the invention.

本発明は、搬送されてきた基板収納容器の全てのスロットに収納されている基板を保持及び搬出する前にそれらの基板の収納状態を簡易な構成で速やかに検出できるという優れた作用効果を奏しており、特にFOUPに収納されているウェハを搬出する前にFOUP内のウェハの収納状態を検出するシステムにとって有用である。   The present invention has an excellent effect of being able to quickly detect the storage state of the substrates stored in all the slots of the substrate storage container that has been transported with a simple configuration before the substrates are held and carried out. In particular, the present invention is useful for a system that detects the storage state of a wafer in the FOUP before unloading the wafer stored in the FOUP.

10 カセット
11 ウェハ
12 面光源
13 LED光源
14 拡散透過板
15 面光源
16 拡散反射板
18 スロット
19 開口部
1A、1B、1C、1D ウェハ搬出システム
2 点光源
20 マスタ画像
22 サンプリング画像
3 撮像手段
30 ロボット
32 ロボットアーム
36 ハンド
5 再帰反射板
60 システム制御装置
61 基板収納状態検出手段
62 画像処理部
63 基板収納状態判定部
64 基板保持可否判定手段
65 ロボット制御手段
650 CPU
651 I/Oポート
652 ROM
653 RAM
66 記憶手段
7 拡散反射板
100 ウェハ
101、106 FFU
102 FOUP
103 FOUP搬送装置
104 ミニエンバイロメント筐体
105 半導体製造装置
107、108 扉部
109 ロボット
110 ロボット制御装置
10 cassette 11 wafer 12 surface light source 13 LED light source 14 diffuse transmission plate 15 surface light source 16 diffuse reflection plate 18 slot 19 opening 1A, 1B, 1C, 1D wafer carry-out system 2 point light source 20 master image 22 sampling image 3 imaging means 30 robot 32 Robot arm 36 Hand 5 Retroreflective plate 60 System controller 61 Substrate storage state detection unit 62 Image processing unit 63 Substrate storage state determination unit 64 Substrate holding availability determination unit 65 Robot control unit 650 CPU
651 I / O port 652 ROM
653 RAM
66 Storage means 7 Diffuse reflector 100 Wafer 101, 106 FFU
102 FOUP
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 FOUP conveyance apparatus 104 Mini-environment housing | casing 105 Semiconductor manufacturing apparatus 107,108 Door part 109 Robot 110 Robot control apparatus

Claims (7)

複数の平板形状の基板を所定の収納位置にそれぞれ収納し、かつ全体として当該複数の基板を当該基板の厚み方向に配列して収納する複数のスロットと当該基板搬出用の開口部とを備える基板収納容器に収納されている当該基板の収納状態を検出する基板収納状態検出装置であって、
前記基板の配列方向及び前記基板の搬出方向に交差する方向から見た各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像に基づいて、各スロットに収納されている前記基板の収納状態を定量的に表す指標として、前記所定の収納位置から前記開口部の前方へと飛び出している基板の飛び出し量と前記開口部側の端部が垂れている基板の垂れ量とを検出するとともに、当該検出された基板の飛び出し量及び垂れ量を出力する基板収納状態検出手段と、
前記開口部と隣接し、かつ前記交差する方向に沿って対向する前記基板収納容器の2つの側面のうち一方の側面側に設けられるコリメータ板と、
前記基板収納容器の前記2つの側面のうち他方の側面側に設けられ、前記コリメータ板に向けて面状に光を放射する照明手段と、を備え、
前記コリメータ板及び前記照明手段は、前記照明手段から前記コリメータ板に向う面状の光の光路内に各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部が位置するように配置されており、
前記撮像手段は、前記照明手段から面状に放射された光によって前記コリメータ板上に形成された各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像する、基板収納状態検出装置。
A substrate provided with a plurality of slots each for storing a plurality of flat-plate-shaped substrates in predetermined storage positions and storing the plurality of substrates arranged in the thickness direction of the substrate as a whole and an opening for carrying out the substrate A substrate storage state detection device for detecting a storage state of the substrate stored in a storage container,
An imaging means for capturing an image of an end portion of the substrate on the side of the opening housed in each slot viewed from a direction intersecting the array direction of the substrate and the unloading direction of the substrate;
Based on the image picked up by the image pickup means, as an index that quantitatively represents the storage state of the substrate stored in each slot, the substrate protruding from the predetermined storage position to the front of the opening A substrate storage state detection means for detecting the amount of protrusion and the amount of substrate dripping at the end on the opening side, and outputting the amount of protrusion and amount of drooping of the detected substrate;
A collimator plate provided on one side of the two side surfaces of the substrate storage container that is adjacent to the opening and is opposed along the intersecting direction;
Illuminating means provided on the other side surface of the two side surfaces of the substrate storage container, and emitting light in a plane shape toward the collimator plate,
The collimator plate and the illuminating means are arranged such that an end portion on the opening side of the substrate housed in each slot is positioned in an optical path of planar light from the illuminating means toward the collimator plate. And
The image pickup means picks up an image of an end portion on the opening side of the substrate housed in each slot formed on the collimator plate by light radiated in a planar shape from the illumination means. State detection device.
前記基板収納状態検出手段により検出された飛び出し量が前記基板が搬出される際に保持可能な第1の保持可能範囲に含まれるか否かを判定し、又は前記基板収納状態検出手段により検出された垂れ量が前記基板が搬出される際に保持可能な第2の保持可能範囲に含まれるか否かを判定する基板保持可否判定手段をさらに備える、請求項1に記載の基板収納状態検出装置。   It is determined whether the pop-out amount detected by the substrate storage state detection unit is included in a first holdable range that can be held when the substrate is carried out, or is detected by the substrate storage state detection unit. The substrate storage state detection device according to claim 1, further comprising a substrate holdability determination unit that determines whether or not a drooping amount is included in a second holdable range that can be held when the substrate is unloaded. . ロボットアームと当該ロボットアームの先端部位に設けられた前記基板を保持する保持ツールとを備えるロボットを制御して、前記保持ツールの基板保持位置を変化させて前記基板収納容器の各スロットに収納されている前記基板を前記開口部を通じて当該スロットから搬出するロボット制御手段をさらに備え、
前記ロボット制御手段は、さらに、前記基板保持可否判定手段の判定結果に基づいて前記ロボットを制御する、請求項に記載の基板収納状態検出装置。
By controlling a robot including a robot arm and a holding tool that holds the substrate provided at a tip portion of the robot arm, the substrate holding position of the holding tool is changed and stored in each slot of the substrate storage container. Robot control means for unloading the substrate from the slot through the opening,
The substrate storage state detection apparatus according to claim 2 , wherein the robot control unit further controls the robot based on a determination result of the substrate holding possibility determination unit.
前記ロボット制御手段は、前記基板保持可否判定手段により前記飛び出し量が前記第1の保持可能範囲外である又は前記垂れ量が前記第2の保持可能範囲外であると判定されたときには当該判定された基板の搬出をスキップするように前記ロボットを制御する、
請求項に記載の基板収納状態検出装置。
The robot control means makes the determination when the substrate holdability determination means determines that the pop-out amount is out of the first holdable range or the sagging amount is out of the second holdable range. Controlling the robot to skip unloading of the substrate,
The board | substrate accommodation state detection apparatus of Claim 3 .
前記ロボット制御手段は、前記基板保持可否判定手段により前記飛び出し量が前記第1の保持可能範囲内である又は前記垂れ量が前記第2の保持可能範囲内であると判定されたときには前記飛び出し量又は前記垂れ量に応じて前記保持ツールの基板保持位置を補正する、請求項に記載の基板収納状態検出装置。 The robot control means determines the pop-out amount when the substrate holdability determination means determines that the pop-out amount is within the first holdable range or the sagging amount is within the second holdable range. Or the board | substrate accommodation state detection apparatus of Claim 4 which correct | amends the board | substrate holding position of the said holding tool according to the said sagging amount. 前記ロボット制御手段は、前記保持ツールを前記撮像手段の視野範囲に収まるように前記基板保持位置に移動させ、前記撮像手段により撮像された前記基板の前記開口部側の端部及び前記保持ツールの画像に基づいて、前記保持ツールの基板保持位置をさらに補正する、請求項に記載の基板収納状態検出装置。 The robot control means moves the holding tool to the substrate holding position so as to be within the visual field range of the imaging means, and the end portion on the opening side of the substrate imaged by the imaging means and the holding tool The substrate storage state detection device according to claim 5 , wherein the substrate holding position of the holding tool is further corrected based on an image. 複数の平板形状の基板を所定の収納位置にそれぞれ収納し、かつ全体として当該複数の基板を当該基板の厚み方向に配列して収納する複数のスロットと当該基板搬出用の開口部とを備える基板収納容器に収納されている当該基板の収納状態を検出する基板収納状態検出方法であって、
前記開口部と隣接し、かつ前記交差する方向に沿って対向する前記基板収納容器の2つの側面のうち一方の側面側にコリメータ板を設けるスッテップと、
前記基板収納容器の前記2つの側面のうち他方の側面側に前記コリメータ板に向けて面状に光を放射する照明手段を設けるステップと、
ロボットアームと当該ロボットアームの先端部位に設けられた前記基板を保持する保持ツールとを備えるロボットを制御して、前記保持ツールの基板保持位置を変化させて前記基板収納容器の各スロットに収納されている前記基板を前記開口部を通じて当該スロットから搬出するステップと、
前記基板の配列方向及び前記基板の搬出方向に交差する方向から見た各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像するステップと、
前記撮像された画像に基づいて、各スロットに収納されている前記基板の収納状態を定量的に表す指標として、前記所定の収納位置から前記開口部の前方へと飛び出している基板の飛び出し量と前記開口部側の端部が垂れている基板の垂れ量とを検出するとともに、当該検出された基板の飛び出し量及び垂れ量を出力するステップと、を含み、
前記コリメータ板及び前記照明手段は、前記照明手段から前記コリメータ板に向う面状の光の光路内に各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部が位置するように配置されており、
前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像するステップにおいて、前記照明手段から面状に放射された光によって前記コリメータ板上に形成された各スロットに収納されている前記基板の前記開口部側の端部の画像を撮像する、基板収納状態検出方法。
A substrate provided with a plurality of slots each for storing a plurality of flat-plate-shaped substrates in predetermined storage positions and storing the plurality of substrates arranged in the thickness direction of the substrate as a whole and an opening for carrying out the substrate A substrate storage state detection method for detecting a storage state of the substrate stored in a storage container,
A step for providing a collimator plate on one of the two side surfaces of the substrate storage container adjacent to the opening and facing along the intersecting direction;
Providing an illuminating means for emitting light in a planar shape toward the collimator plate on the other side surface of the two side surfaces of the substrate storage container;
By controlling a robot including a robot arm and a holding tool that holds the substrate provided at a tip portion of the robot arm, the substrate holding position of the holding tool is changed and stored in each slot of the substrate storage container. Unloading the substrate from the slot through the opening;
Capturing an image of an end portion on the opening side of the substrate housed in each slot viewed from a direction intersecting the array direction of the substrate and the unloading direction of the substrate;
Based on the captured image, as an index that quantitatively represents the storage state of the substrate stored in each slot, the amount of the substrate protruding from the predetermined storage position to the front of the opening, Detecting the amount of sag of the substrate on which the end on the opening side hangs, and outputting the amount of protrusion and sag of the detected substrate ,
The collimator plate and the illuminating means are arranged such that an end portion on the opening side of the substrate housed in each slot is positioned in an optical path of planar light from the illuminating means toward the collimator plate. And
In the step of capturing an image of the end portion of the substrate on the opening side, the opening of the substrate accommodated in each slot formed on the collimator plate by light emitted in a planar shape from the illumination unit A substrate storage state detection method for capturing an image of an end portion on the side of a board.
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