KR101298791B1

KR101298791B1 - 기판검출장치 및 방법

Info

Publication number: KR101298791B1
Application number: KR1020117007656A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 에노모토; 마사오 다카토리; 요히치 나카무라
Original assignee: 가와사키 쥬코교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2013-08-22
Also published as: CN102171806A; WO2010038735A1; EP2346072A1; JP5185756B2; US9202732B2; CN102171806B; TW201028679A; KR20110049916A; EP2346072A4; TWI414778B; JP2010087340A; EP2346072B1; US20110205354A1

Abstract

본 발명의 기판검출장치는, 복수의 기판 옆에 배치되는 콜리메이트 반사판과, 콜리메이트 반사판을 향해 면형상으로 광을 방사하는 조명수단으로서, 그의 광로 내에 복수의 기판의 단부가 위치하도록 배치되는 조명수단과, 조명수단으로부터 면형상으로 방사된 광에 의해 콜리메이트 반사판 위에 형성된 복수의 기판의 단부를 포함하는 조명 투과상을 촬상하는 촬상수단과, 촬상수단에 의해 취득된 조명 투과상의 화상을 처리해서 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 화상처리수단을 구비하고 있다.

Description

기판검출장치 및 방법{SUBSTRATE DETECTION DEVICE AND METHOD}

본 발명은, 카세트 내에 수납된 복수의 기판의 수납상태를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 웨이퍼 카세트(FOUP) 내에 수납된 복수의 반도체 웨이퍼의 수납상태를 검출하기에 적합하도록 되어 있다.

종래, 웨이퍼 카세트(FOUP) 내에 수납된 복수의 웨이퍼의 수납상태를 검출하는 방법으로서, 투과식 광 스위치에 의해 웨이퍼 단부를 기계적으로 스캔하고, 차광 검지에 의해 맵핑(mapping)을 실행하는 방식(차광식 센서 스캔)이 알려져 있다.

또, 웨이퍼 카세트 내에 수납된 웨이퍼를 카메라로 촬영하고, 그 화상을 처리해서 웨이퍼의 수납상태를 검출하는 방식도 알려져 있다. 이와 같은 화상을 이용한 맵핑 센서의 수법으로서, 웨이퍼 면에 수직인 2점 사이의 휘도(輝度) 프로파일 선을 복수 취득해서 해석하는 방법이 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개 2005－5347호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특표 2005－520350호 공보

그러나, 앞에서 설명한 차광식 센서 스캔에 의한 맵핑방식에서는, 간편한 것이기는 하지만, 기구부분에의 센서 설치가 필수이고, 또, 기계식 스캔에 비교적 긴 시간을 요하기 때문에, 튀어나옴 검지기능에 대해서는 별도 전용의 센서를 추가로 설치할 필요가 있게 된다.

여기서, 「튀어나옴 검지」란, 웨이퍼 카세트 내에 수납되어 있는 웨이퍼가, 규정의 수납위치보다도 전방으로 튀어나와 있는 상태를 검지하는 것을 말한다.

또, 화상(畵像)으로부터 취득한 휘도 프로파일 선(線)을 해석하는 방법에서는, 그 피크(웨이퍼 단부의 반사를 포착하고 있는)의 위치 및 간격으로부터 웨이퍼의 유무 및 크로스 웨이퍼 등을 판정하도록 되어 있기 때문에, 국소적인 외부 교란에 약하다는 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위해서는, 휘도 프로파일 선을 늘려 가산(加算)하고, 이에 의해 국소적인 외부 교란의 영향을 제거하는 방법이 제안되어 있다.

그러나 결국, 웨이퍼 단부의 반사를 이용한 화상처리방법에서는, 웨이퍼에 코팅제와 같은 부착물이 존재하는 경우에는 반사율이 저하되어, 반사상(反射像)을 검지할 수 없는 경우가 있어, 투과식 웨이퍼 검출방식에 비해 신뢰성이 떨어진다는 문제가 있다.

본 발명은, 앞에서 설명한 종래의 기술의 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 카세트 내의 복수의 기판의 수납상태를 신속하고 확실하게 검출할 수가 있는 기판검출장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 카세트 내에 수납된 복수의 기판의 수납상태를 검출하기 위한 장치에서, 상기 복수의 기판의 옆에 배치되는 콜리메이트 반사판(collimate reflection plate)과, 상기 콜리메이트 반사판을 향해 면형상으로 광을 방사하는 조명수단으로서, 그 광로 내에 상기 복수의 기판의 단부가 위치하도록 배치되는 조명수단과, 상기 조명수단으로부터 면형상(面狀)으로 방사된 광에 의해 상기 콜리메이트 반사판 위에 형성된, 상기 복수의 기판의 단부를 포함하는 조명 투과상을 촬상하는 촬상수단과, 상기 촬상수단에 의해 취득된 상기 조명 투과상의 화상을 처리해서 상기 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 화상처리수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 조명수단은 면 광원(面光源)을 포함한다.

바람직하게는, 상기 조명수단은, 상기 콜리메이트 반사판을 향해 광을 방사하는 점 광원(点光源)과, 상기 콜리메이트 반사판에서 반사되어 평행화된 광을, 상기 콜리메이트 반사판을 향해 반사하는 재귀반사판(再歸反射板)을 포함한다.

바람직하게는, 상기 점 광원과 상기 촬상수단이 상호 대략 동축위치에 배치되어 있다.

바람직하게는, 상기 면 광원 또는 상기 점 광원은 발광다이오드를 포함한다.

바람직하게는, 상기 콜리메이트 반사판은, 포물선 미러로 이루어져 있다.

바람직하게는, 상기 콜리메이트 반사판은, 복수의 평면 미러를 전체로서 대략 곡면형상으로 조합해서 형성된 곡면 미러로 이루어져 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 카세트 내에 수납된 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 방법에서, 상기 복수의 기판의 옆에 배치된 콜리메이트 반사판을 향해 조명수단으로부터 면형상의 광을 방사하는 공정으로서, 그 광로(光路) 내에 상기 복수의 기판의 단부가 위치해 있는 조명공정과, 상기 조명수단으로부터 면형상으로 방사된 광에 의해 상기 콜리메이트 반사판 위에 형성된, 상기 복수의 기판의 단부를 포함하는 조명 투과상을 촬상수단으로 촬상하는 촬상공정과, 상기 촬상수단에 의해 취득된 상기 조명 투과상의 화상을 화상처리수단으로 처리해서, 상기 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 검출공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 조명수단은 면 광원을 포함한다.

바람직하게는, 상기 조명공정에 있어서, 점 광원으로부터 상기 콜리메이트 반사판을 향해 광을 방사하고, 상기 콜리메이트 반사판에서 반사되어 평행화된 광을, 그 광로 내에 상기 복수의 기판의 단부가 위치하도록 상기 콜리메이트 반사판을 향해 재귀반사판에 의해 반사한다.

바람직하게는, 상기 점 광원과 상기 촬상수단이 상호 대략 동축위치에 배치되도록 한다.

바람직하게는, 상기 콜리메이트 반사판은, 포물선 미러로 이루어지도록 한다.

바람직하게는, 상기 콜리메이트 반사판은, 복수의 평면 미러를 전체로서 대략 곡면형상으로 조합해서 형성된 곡면 미러로 이루어지도록 한다.

도 1a는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판검출장치의 개략적인 구성을, 복수의 웨이퍼가 수납된 FOUP와 함께 나타낸 측면도이다.
도 1b는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판검출장치의 개략적인 구성을, 복수의 웨이퍼가 수납된 FOUP와 함께 나타낸 평면도이다.
도 2는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 기판검출장치에 의해 취득된 화상의 이미지를 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 기판검출장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는, 도 3에 도시된 실시형태의 일 변형 예에 의한 기판검출장치를 나타낸 평면도이다.
도 5는, 본 발명의 제1 응용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 늘어진 상태 및 튀어나온 상태의 기판을 포함하는 복수의 기판을 수납한 카세트를 나타낸 측면도이다.
도 6은, 본 발명의 제1 응용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 튀어나온 상태에 있는 기판의 처리의 가부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 발명의 제1 응용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 늘어진 상태에 있는 기판의 처리의 가부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제2 응용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 기판검출장치의 주요 구성요소를 나타낸 평면도이다.
도 9는, 본 발명의 제3 응용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 기판검출장치의 주요 구성요소를 나타낸 평면도이다.
도 10은, 본 발명의 제4 응용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 기판검출장치의 주요 구성요소를 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태로서의 기판검출장치 및 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같이 본 실시형태에 따른 기판검출장치(1)는, FOUP(웨이퍼 카세트; 10) 내에 수납된 복수의 반도체 웨이퍼(기판; 11)의 수납상태를 검출하기 위한 것이다.

한편, 반도체 웨이퍼(11)는 원형 평판형상을 이루고서, 웨이퍼 반송용 로봇의 아암 선단에 설치된 핸드에 의해 FOUP(10)에 대해서 반출입하게 된다.

기판검출장치(1)에서는, 발광다이오드(LED)로 이루어진 고휘도의 점 광원(2)이, CCD 카메라(일안 카메라)로 만들어진 촬상수단(3)과 대략 동축위치에 배치되어 있다.

점 광원(2)으로부터 나온 광은, 방사선 미러로 이루어진 콜리메이트 반사판(4)을 향해 방사되고, 콜리메이트 반사판(4)에 의해 반사되어 평행화된다.

한편, 콜리메이트 반사판(4)은, 포물선 미러 대신, 복수의 소형 평면 미러를 전체로 대략 곡면형상으로 조합(組合)해서 형성한 곡면 미러로 구성할 수도 있다.

콜리메이트 반사판(4)에 대향해서 재귀반사판(5)이 배치되어 있고, 이 재귀반사판(5)은, μCCR 플레이트(CCR: Corner Cube Reflector)로 구성되어 있다.

촬상수단(3)은 전송 케이블에 의해 화상처리수단(6)에 접속되어 있는바, 촬상수단(3)에 의해 취득된 화상은, 전송 케이블을 거쳐 화상처리수단(6)으로 전송된다.

상기 구성을 구비한 기판검출장치(1)를 이용해서 웨이퍼(기판; 11)의 수납상태를 검출할 때에는, 점 광원(2)으로부터의 광이 방사(放射)되고, 콜리메이트 반사판(4)에 의해 반사되어 평행화된다.

그리고, 콜리메이트 반사판(4)에 의해 반사된 광이, 콜리메이트 반사판(4)에 대향해서 배치된 재귀반사판(5)에 의해, 콜리메이트 반사판(4)을 향해 반사된다(조사(照射)공정).

재귀반사판(5)에 의해 반사된 광에 의해, 콜리메이트 반사판(4) 위에 복수의 웨이퍼(11)의 단부를 포함하는 조명 투과상이 형성되도록 되어 있다. 즉, 재귀반사판(5)에 의해 반사되어 콜리메이트 반사판(4)을 향하는 반사광의 광로 내에 복수의 웨이퍼(11)의 단부가 위치해 있다.

그리고, 콜리메이트 반사판(4) 위에 비추어진 복수의 웨이퍼(11)의 단부를 포함하는 조명 투과상을, CCD 카메라로 이루어진 촬상수단(3)에 의해 촬상한다(촬상공정).

도 1b에 도시된 것과 같이, 콜리메이트 반사판(4)의 미러 법선(法線)과 촬상수단(CCD 카메라; 3)의 카메라 광축(光軸)이 평면도 위에서 상호 평행하게 되어 있고, 이에 의해 웨이퍼 상(像)이 화상 위에서 평행한 상(像)으로 결상(結像)되게 된다.

도 2는, 촬상수단(3)에 의해 취득된 콜리메이터 반사판(4) 상의 조명 투과상(20)의 이미지 도면이다.

조명 투과상(20)에서는, 복수의 웨이퍼(11)의 각 단부에 의해 차광된 부분이, 복수의 국소적인 차광부분(저휘도 부분)으로 나타나도록 되어 있다. 그 때문에, 조명 투과상(20)을 화상처리수단(6)에 의해 해석함으로써, 카세트(10)내에서의 복수의 웨이퍼(11)의 수납상태를 검출할 수가 있다(검출공정).

구체적으로는, 차광 화소의 화소 수(畵素數)·간격을 해석함으로써, 카세트(10)의 각 슬롯 내에 웨이퍼(11)가 존재하는지 여부의 판정, 더블 웨이퍼의 유무의 판정, 크로스 웨이퍼의 유무의 판정 및, 튀어나옴 웨이퍼의 유무(튀어나옴 량)의 판정을 실행할 수 있다.

여기서, 「더블 웨이퍼」란, 같은 슬롯 내에 2매의 웨이퍼가 겹쳐져 수납되어 있는 경우를 말한다. 「크로스 웨이퍼」란, 웨이퍼가 좌우의 슬롯에 높이가 다르게 수납되어 있는 경우를 말한다. 「튀어나옴 웨이퍼」란, 웨이퍼가 규정의 수납위치보다도 전방으로 튀어나와 있는 경우를 말한다.

도 2의 조명 투과상(20)을 참조해서 설명하자면, 어떤 슬롯에 웨이퍼가 존재하지 않는 경우에는, 그곳에 대응하는 차광부분이 빠져 있다. 또, 튀어나옴 웨이퍼가 존재하는 경우에는, 그곳에 대응하는 차광부분이 다른 차광부분보다도 Y축 방향으로 길게 되어 있다. 크로스 웨이퍼가 존재하는 경우에는, 그곳에 대응하는 차광부분이 다른 차광부분보다도 X축 방향으로 두껍게 되어 있으면서 2개의 슬롯 위치에 걸쳐져 있다. 더블 웨이퍼가 존재하는 경우에는, 그곳에 대응하는 부분이 다른 차광부분보다도 X축 방향으로 2배로 두껍게 되어 있다.

앞에서 설명한 특징을 구비한 본 실시형태에 의하면, 다음에 설명되는 바와 같은 각종의 뛰어난 효과를 나타낼 수가 있다.

본 실시형태는, 카메라를 이용한 화상처리방식을 채용하는 것이지만, 원리적으로는 투과식의 차광 센서를 스캔하는 방식에 가깝기 때문에, 대상물인 웨이퍼(11)의 반사율에 좌우되지 않아, 웨이퍼(11)의 수납상태를 확실하게 검출할 수가 있다.

웨이퍼(11)의 단부에 있어서, 어느 정도의 폭(Y축 방향의 길이)마다 조명 투과상(20)을 얻을 수 있기 때문에, 맵핑 센서의 기능에 더해, 웨이퍼(11)의 튀어나옴을 확실하게 검지할 수가 있다. 이는, 종래의 투과식 차광 센서를 한번 스캔한 것만으로는 실현될 수가 없다.

규정위치로부터 웨이퍼(11)가 튀어나온 것을, 차광부분의 Y축 방향의 길이의 변화로 검출하도록 하였기 때문에, 튀어나옴 량의 정량화를 용이하게 실행할 수 있다.

종래의 투과식 차광 센서와 같은 기계식 스캔이 필요하지 않아, 기구의 간소화 및 처리시간의 단축화가 가능하다.

더불 웨이퍼의 검출을 면적 값으로 판정함으로써, 더블 웨이퍼의 경우와 정상의 경우에 검출치가 크게 변동한다. 그 때문에, 프로파일을 이용하는 종래의 기술에 비해 더블 웨이퍼의 검출을 보다 더 확실하게 실행할 수가 있다.

1대의 카메라를 이용해서 전 웨이퍼(11)의 조명 투과상(20)을 한 번에 취득할 수가 있고, 이에 의해 소형이고 간략한 기판검출장치(1)를 실현할 수가 있다.

다음에는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 기판검출장치(1A)에 대해 도 3을 참조해서 설명한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 도 1a 및 도 1b에 도시된 기판검출장치(1)에서는, 점 광원(2)으로부터의 광을 콜리메이트 반사판(4)에서 반사시켜 평행화하고, 평행화된 광을 재귀반사판(5)에서 반사시키도록 되어 있다.

이에 대해, 도 3에 도시된 기판검출장치(1A)에서는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 재귀반사판(5)의 위치에 투과형의 면 광원(12)을 배치해서, 이 면 광원(12)으로부터의 평행광을 콜리메이트 반사판(4)을 향해 방사하도록 구성되어 있다.

투과형의 면 광원(12)은, LED 소자를 세로로 일렬로 늘어놓아 구성시킨 LED 광원(13)과, 이 LED 광원(13)으로부터 방사된 광을 투과하는 확산 투과판(14)을 구비하고 있다. 확산 투과판(14)은, 예컨대 흐린 유리로 구성된다.

LED 광원(13)으로부터 방사된 직후의 광에는 고르지 못함이 있으나, 확산 투과판(14)을 투과시킴으로써 고르지 못함이 없는 균질의 밝기를 가진 면 광원으로 할 수가 있다.

도 3에 도시된 기판검출장치(1A)에서도, 콜리메이트 반사판(4) 위에 비추어진 복수의 웨이퍼(11)의 단부를 포함하는 조명 투과상을 CCD 카메라로 이루어진 촬상수단(3)으로 촬상하고, 화상처리수단(6)에 의해 조명 투과상을 해석함으로써, 도 1a 및 도 1b에 도시된 기판검출장치(1)와 마찬가지 효과를 나타낼 수가 있다.

도 4는, 도 3에 도시된 실시형태의 일 변형 예로서의 기판검출장치(1B)를 나타내고 있는바, 이 장치(1B)에서는 반사형의 면 광원(15)이 쓰이고 있다.

이 반사형의 면 광원(15)은, LED 광원(13)으로부터 방사된 광을, 확산 반사판(16)에서 반사시키도록 구성되어 있다. 이 면 광원(15)에 의해서도, 고르지 못함이 없는 균질의 광을 콜리메이트 반사판(4)을 향해 방사할 수가 있다.

도 4에 도시된 기판검출장치(1B)에서도, 도 1a 및 도 1b에 도시된 기판검출장치(1)와 마찬가지 효과가 얻어질 수 있다.

이상, 본 발명을 그 실시형태를 이용해서 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태의 기재 범위에 한정되지 않고, 상기 실시형태에 다양한 변경 또는 개량을 가할 수가 있다. 그 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는바, 특허청구의 범위의 기재로부터 분명하다.

이하에서는, 본 발명의 각종의 응용 예에 대해 설명한다.

[제1 응용 예]

본 발명의 제1 응용 예에 대해, 도 5 ~ 도 7을 참조해서 설명한다.

카세트(10) 내에서의 기판(11)의 수납상태가 검출된 후, 기판(11)이 기판 반송 로봇(이하 단지 「로봇」)에 의해 카세트로부터 또는 카세트로 반송되는 것이 일반적이다.

종래에는 기판(11)의 수납상태가 정상적이지 않으면, 로봇의 동작을 정지시킴으로써 로봇과 기판(11)과의 충돌이나 로봇에 의한 기판(11)의 이상파지(異常把持)를 회피하도록 하고 있었다. 그러나 이 경우에는, 수납상태가 정상적인 수납상태로부터 조금만 벗어나면 로봇의 동작이 정지하기 때문에, 로봇을 포함하는 기판처리장치 전체의 처리량(throughput)이 저하된다는 문제가 있었다.

이에 대해, 본 발명에 따른 기판검출장치로 기판(11)의 수납상태를 검출하면, 기판(11)이 정상적인 수납상태에서 벗어나 있는 경우라 하더라도, 로봇의 동작위치 등의 동작 파라미터를 보정함으로써 기판(11)의 반송이 가능한지 여부를 판정할 수가 있고, 기판(11)의 반송이 가능하다고 판정된 경우에는, 기판(11)의 수납상태의 검출치에 기해 로봇의 동작위치와 같은 동작 파라미터를 보정함으로써, 로봇에 의한 기판(11)의 반송이 가능해지게 된다.

이와 같이, 종래에는 로봇의 동작을 정지시켜 대응하고 있던 것과 같은 경우에도, 로봇에 의한 기판(11)의 반송이 가능해지기 때문에, 로봇을 포함하는 기판처리장치 전체의 처리량을 향상시킬 수가 있다.

구체적인 처리의 일 예를 이하에 나타낸다.

(1) 본 발명의 기판검출장치로 카세트(10) 내에서의 기판(11)의 수납상태를 검출한다.

(2) 기판(11)의 튀어나옴(도 5 참조)이 검출된 경우에는, 검출된 튀어나옴 량에 기해 로봇에 의한 기판(11)의 파지가 가능한지 여부의 판정을 실행하고(도 6 참조), 파지 가능하다고 판정된 경우에는, 검출된 튀어나옴 량에 기해 로봇의 동작위치를 보정함으로써 파지를 실행한다. 파지가 불가능하다고 판정된 경우에는 동작 정지 등의 필요한 처리를 실행한다.

(3) 기판(11)의 늘어짐(도 5 참조)이 검출된 경우에는, 그 기판(11)으로부터 그 기판(11)의 아래 쪽에 위치하는 기판(11)까지의 검출된 거리에 기해 로봇에 의한 기판(11)의 파지가 가능한지 여부의 판정을 실행하고(도 7 참조), 파지 가능하다고 판정된 경우에는, 검출된 늘어짐 량에 기해 로봇의 동작위치와 같은 동작 파라미터를 보정함으로써 파지를 실행한다. 파지가 불가능하다고 판정된 경우에는 동작 정지 등의 필요한 처리를 실행한다.

(4) 기판(11)의 튀어나옴과 늘어짐이 양쪽에서 검출된 경우에는, (2), (3)의 처리를 조합시켜 실행한다.

여기서, 「기판의 늘어짐」이란, 카세트(10) 내에 수납되어 있는 기판이 규정된 위치보다도 아래쪽으로 늘어져 있는 상태를 말한다(도 5, 도 6 참조).

로봇에 의한 기판(11)의 파지가 가능한지 여부의 판정 기준은, 로봇의 기판 파지기구의 구조 등에 맞추어 적절하게 설정할 수가 있다.

[제2 응용 예］

본 발명의 제2 응용 예에 대해 도 8을 참조해서 설명한다.

본 발명의 기판검출장치의 적용시에, 카세트(10)가 복수로 존재하는 경우에는 카세트(10)마다 기판검출장치를 설치하는 것도 생각할 수 있다.

그러나, 도 8에 도시된 것과 같이 로봇(30)에 촬상수단(31)과 광원(조명수단; 32)을 설치하고서, 검출 대상의 카세트(10)에 로봇(30)을 이동시켜 기판(11)의 수납상태를 검출하도록 하면, 복수의 카세트(10)에 대해 적어도 촬상수단(31)과 광원(조명수단; 32)이 한 벌로 되어, 장치의 콤팩트화나 비용의 저감을 도모할 수 있다.

이 예에서는, 로봇(30)에 설치된 광원(32)으로부터의 광이 확산판(33)에서 기판(11)의 가장자리 부위를 향해 반사되고, 다시 반사판(34)에 의해 촬상수단(31)을 향해 반사된다.

[제3 응용 예］

본 발명의 제3 응용 예에 대해 도 9를 참조해서 설명한다.

통상, 기판(11)의 처리는 자동화 시스템에서 행해져, 인간이 처리공정을 상시 감시하고 있을 수는 없기 때문에, 로봇(30)이 반송의 실패나 충돌과 같은 이상을 일으킨 경우에, 그 원인을 조사하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명의 기판검출장치의 촬상수단(31)에 의해 얻어진 카세트(10) 등의 화상을 기록수단(35; 도 9 참조)에 보존해두면, 로봇(30)이 반송의 실패나 충돌과 같은 이상을 일으킨 경우에 이상 발생시의 화상을 확인할 수 있어, 그 화상을 단서로 해서 이상의 원인 조사나 재발 방지책의 검토를 실행할 수 있다.

구체적으로는, 본 발명의 기판검출장치의 촬상수단(31)에 의해 얻어진 카세트(10) 등의 화상을 기록수단(35)에 보존하고서, 필요에 따라 과거의 화상을 참조할 수 있도록 구성한다.

기록수단(35)의 기억 용량이 허락하는 범위의 최신 화상만을 남기고, 낡은 화상은 삭제(덮어쓰는 경우를 포함하는)하는 구성으로 하여도 좋다. 또, 이상을 검출한 후에 낡은 화상의 삭제(덮어쓰는 경우를 포함하는)를 중지하는 구성으로 하면, 이상 발생 전의 일정 시간동안의 화상이 삭제되는 것을 회피할 수 있다.

그리고, 촬상수단(31)은 제2 응용 예와 같이 로봇(30)에 설치되어 있어도 좋고(도 8 참조), 로봇 이외에 설치되어도 좋다(도 9 참조). 촬상수단(31)을 로봇(30)에 설치하게 되면, 도 5에 도시되어 있는 것과 같은 웨이퍼(11)의 수납상태를 나타내는 화상을 기록할 수도 있고, 로봇(30)을 동작시킴으로써 임의의 각도에서 임의의 위치를 촬상해서 기록할 수도 있는바, 후자인 경우는 촬상 각도나 위치를 이상(異常)의 원인 조사나 재발방지책의 검토를 실행하기 위해 가장 적합한 것을 선택할 수가 있다.

촬상수단(31)을 로봇 이외에 설치하도록 하면, 로봇(30)의 동작과는 무관계하게 정점관측(定點觀測)을 실행할 수 있다. 로봇 이외의 촬상수단의 이동·회전수단을 설치하여도 좋다.

[제4 응용 예］

본 발명의 제4 응용 예에 대해, 도 10(및 도 4)을 참조해서 설명한다.

종래, 로봇(30)과 장치 등과의 충돌에 의해 로봇(30)의 마찰 체결부의 어긋남이나 부재의 변형 등이 생긴 상태에서 로봇(30)에 기판 반송동작을 실행시키면, 로봇(30)이 기판(11)의 반송에 실패한다거나, 장치 등에 충돌하거나 하는 문제가 있었다. 또, 상기의 어긋남이나 변형을 검출하기 위해서는 전용의 검출수단을 설치할 필요가 있어, 장치의 대형화나 고비용화를 초래하는 것도 문제였다.

본 발명의 기판검출장치의 구성을 쓰게 되면, 정상 시에 로봇(30)에 특정한 자세를 취하도록 한 경우의 화상정보를 취득해서 그를 기억수단(35)에 기억시키고, 그 후 그 로봇(30)에 상기 특정한 자세를 취하도록 한 경우의 화상정보를 취득하도록 해서, 얻어진 화상정보와 상기 기억수단(35)에 기억시킨 화상정보를 비교함으로써, 상기의 어긋남이나 변형 등을 검출할 수가 있게 된다. 더구나 전용의 검출수단은 불필요하기 때문에 장치의 대형화나 고비용화를 피할 수가 있다.

구체적인 처리의 일 예를 이하에 나타낸다.

(1) 촬상수단(3; 도 4, 도 10 참조)에 의해, 정상 시에 로봇(30)에 특정한 자세를 취하도록 한 경우의 화상정보(기준 화상정보)를 취득한다(도 10 참조).

(2) 취득한 화상정보를 기억수단(35)에 기억시킨다.

(3) 로봇(30)의 어긋남이나 변형 등을 검출할 때에, 로봇(30)에 상기 특정한 자세를 취하도록 한 경우의 화상정보(비교 화상정보)를 취득한다.

(4) 비교 화상정보와 기준 화상정보를 비교해서, 양자에 상위가 있는 경우에는 로봇(30)에 어긋남이나 변형 등이 생기고 있다고 판정할 수 있다.

비교 화상정보와 기준 화상정보가 상하방향으로 어긋나 있는 경우에는 핸드(36)의 굽혀짐이나 볼트의 느슨해짐이 생겼을 가능성이 높고, 핸드의 길이방향으로 어긋나 있는 경우는 구동부에 틈이 생겼을 가능성이 높다고 하듯이, 로봇(30)의 이상(異常)의 원인을 추정할 수도 있다.

이상의 원인은 컴퓨터에 의해 자동적으로 추정하도록 하여도 좋고, 추정 결과를 표시하도록 하여도 좋다. 또 비교 화상정보와 기준 화상정보의 상위(相違)에 역치를 설정해 놓고, 비교 결과 역치를 넘고 있는 경우에 로봇(30)에 어긋남이나 변형 등이 생겼다고 판정하도록 하여도 좋다. 또, 그와 같은 판정은, 비교 화상정보와 기준 화상정보의 상위의 범위 내에서, 연직방향의 어긋남이나 수평방향의 어긋남, 핸드 상(像)의 폭 등의 각 요소 또는 이들의 조합에 의해 실행되도록 하여도 좋다.

그리고, 판정결과 또는 비교 결과에 기해 로봇(30)의 동작위치 등의 동작 파라미터를 보정하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 로봇(30)에 어긋남이나 변형이 생긴 경우에도 동작 파라미터의 보정에 의해 반송동작이 가능한 동안에는 반송동작을 속행할 수가 있어, 장치의 정지시간을 단축할 수가 있다. 그리고, 상기 특정한 자세로서 복수의 자세를 채용하면, 더욱 많은 정보를 얻을 수가 있다.

Claims

카세트 내에 수납된 복수의 기판의 수납상태를 검출하기 위한 장치에 있어서,
상기 복수의 기판 옆에 배치되는 콜리메이트 반사판과,
상기 콜리메이트 반사판을 향해 면형상으로 광을 방사하는 조명수단으로서, 그의 광로 내에 상기 복수의 기판의 단부가 위치하도록 배치되는 조명수단과,
상기 조명수단으로부터 면형상으로 방사된 광에 의해 상기 콜리메이트 반사판 위에 형성된, 상기 복수의 기판의 단부를 포함하는 조명 투과상을 촬상하는 촬상수단과,
상기 촬상수단에 의해 취득된 상기 조명 투과상의 화상을 처리해서, 상기 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 화상처리수단을 구비한 기판검출장치.
제1항에 있어서, 상기 조명수단은 면 광원을 포함하는 기판검출장치.
제1항에 있어서, 상기 조명수단은, 상기 콜리메이트 반사판을 향해 광을 방사하는 점 광원과, 상기 콜리메이트 반사판에서 반사되어 평행화된 광을 상기 콜리메이트 반사판을 향해 반사하는 재귀반사판을 포함하는 기판검출장치.
제3항에 있어서, 상기 점 광원과 상기 촬상수단이 상호 동축위치에 배치되어 있는 기판검출장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면 광원 또는 상기 점 광원은 발광다이오드를 포함하는 기판검출장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콜리메이트 반사판은, 포물선 미러로 이루어진 기판검출장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콜리메이트 반사판은, 복수의 평면 미러를 전체로서 곡면형상으로 조합해서 형성한 곡면 미러로 이루어진 기판검출장치.
카세트 내에 수납된 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 방법에 있어서,
상기 복수의 기판의 옆에 배치된 콜리메이트 반사판을 향해, 조명수단으로부터 면형상의 광을 방사하는 공정으로서, 그의 광로 내에 상기 복수의 기판의 단부가 위치해 있는 조명공정과,
상기 조명수단으로부터 면형상으로 방사된 광에 의해 상기 콜리메이트 반사판 위에 형성된, 상기 복수의 기판의 단부를 포함하는 조명 투과상을 촬상수단으로 촬상하는 촬상공정과,
상기 촬상수단에 의해 취득된 상기 조명 투과상의 화상을 화상처리수단으로 처리해서, 상기 복수의 기판의 수납상태를 검출하는 검출공정을 구비한 기판검출방법.
제8항에 있어서, 상기 조명수단은 면 광원을 포함하는 기판검출방법.
제8항에 있어서, 상기 조명공정에 있어서, 점 광원으로부터 상기 콜리메이트 반사판을 향해 광을 방사하고, 상기 콜리메이트 반사판에서 반사되어 평행화된 광을 그의 광로 내에 상기 복수의 기판의 단부가 위치하도록 상기 콜리메이트 반사판을 향해 재귀반사판에 의해 반사하는 기판검출방법.
제10항에 있어서, 상기 점 광원과 상기 촬상수단이 상호 동축위치에 배치되도록 하는 기판검출방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 면 광원 또는 상기 점 광원은 발광다이오드를 포함하는 기판검출방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콜리메이트 반사판은, 포물선 미러로 이루어진 기판검출방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 콜리메이트 반사판은, 복수의 평면 미러를 전체로서 곡면형상으로 조합해서 형성된 곡면 미러로 이루어지도록 한 기판검출방법.