KR20090080993A - 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

<과제>
종류마다 촬영 조건을 바꾸는 일 없이, 이종의 웨이퍼 수납 카세트의 각각의 검사 대상 부위의 형상 등의 외관적 속성을 동일한 조건 하에서 나타낼 수 있는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치를 제공하는 것이다.
<해결 수단>
촬영 장치(61)와, 촬영 장치(61)로부터의 화상신호를 처리하는 처리 유닛(50)을 가지고, 처리 유닛(50)은, 촬영 장치(61)로부터의 기준체(20)에 대응한 화상신호에 기초하여 기준 화상정보를 생성하는 기준 화상 생성 수단(S1, S2)과, 촬영 장치(61)로부터의 웨이퍼 수납 카세트(10) 내부의 검사 대상 부위에 대응한 화상신호에 기초하여 피검사 화상정보를 생성하는 피검사 화상정보 생성 수단(S11)과, 상기 기준 화상정보로부터 소정 화상을 얻기 위한 처리를 상기 피검사 화상정보에 가하여 보정 화상정보를 생성하는 화상 보정 수단(S12)과, 상기 보정 화상정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보를 생성하는 수단(S14)을 가지는 구성으로 된다.
이종, 카세트, 외관적 속성, 검사 장, 촬영 장치, 화상신호, 기준체, 기준 화상, 피검사 화상정보, 속성정보

Description

웨이퍼 수납 카세트 검사 장치 및 방법{WAFER CONTAINING CASSETTE INSPECTION DEVICE AND METHOD}
본 발명은 반도체 웨이퍼를 정렬 수납하기 위한 웨이퍼 수납 카세트의 내부 외관을 검사하기 위한 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼(이하, 단지 웨이퍼라 함)의 제조 공정 혹은 운송 과정에서 이용되는 웨이퍼 수납 카세트의 검사 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조). 이 종래의 웨이퍼 수납 카세트의 검사 장치에서는, 웨이퍼 수납 카세트의 앞부분 개구면에 대향하여 설치된 카메라로 그 웨이퍼 수납 카세트 내부의 측벽에 형성된 웨이퍼 지지부가 촬영되고, 그 촬영에 의해 얻어진 화상(화상정보)으로부터 그 웨이퍼 지지부의 형상(예를 들면, 홈부(groove portion)의 피치(pitch) 등)을 나타내는 실제 형상 정보가 생성되고 있다. 그리고, 그 실제 형상 정보에 기초하여 그 웨이퍼 수납 카세트의 양부(良否)의 판정이 이루어진다.
<특허 문헌 1>　일본국 특허공개 2004-266221호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
전술한 종래의 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에서는, 깊이가 있는 웨이퍼 수납 카세트의 앞부분 개구면측으로부터 카메라가 그 내부의 검사 대상 부위에 초점을 좁혀 맞추어 촬영하여 얻어진 화상에 기초하여 실제 형상의 정보를 생성하도록 하고 있다. 따라서, 검사 대상 부위의 위치나 형상이 미묘하게 다른 이종의 웨이퍼 수납 카세트를 검사하는 경우, 웨이퍼 수납 카세트마다 그 검사 대상 부위에 초점을 좁혀 맞추어 카메라로 촬영을 행하지 않으면 안 된다.
이러한 수고를 생략하기 위해서, 초점 심도가 비교적 깊은 카메라를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 그처럼 하면, 검사해야할 웨이퍼 수납 카세트를 바꿀 때마다 초점 맞춤을 하는 수고가 저감된다. 그렇지만, 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에서는, 전술한 것처럼 검사 대상 부위의 위치나 형상이 미묘하게 달라 그 검사 대상 부위의 카메라와의 상대적인 위치 관계가 다른 경우가 있다. 그러한 경우, 상기 검사 대상 부위의 화상 상에서 나타나는 것(크기, 방향 등)이 다르다. 이 때문에, 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트로부터 얻어진 각각의 검사 대상 부위의 화상은 같은 조건 하에서 그 검사 대상 부위를 나타내는 것은 아니다. 따라서, 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트로부터 얻어진 각각의 검사 대상 부위의 화상을 나타내는 정보(예를 들면, 농담 정보)로부터 그 외관적인 속성(형상, 오염 상태, 파손 상태, 면의 거칠기 상태 등)을 판단하는 경우, 공통의 기준으로 판단할 수가 없다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 얻어진 화상에 기초하여 이종의 웨이퍼 수납 카세트의 각각의 검사 대상 부위의 외관적 속성을 공통의 기준을 가지고 검사할 수 있도록 한 웨이퍼 카세트 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치는, 설치대에 설치되는 웨이퍼 수납 카세트의 앞부분 개구면에 대향하여 그 시야 범위 내에 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위가 포함되도록 설치되고, 상기 시야 범위를 촬영하여 화상신호를 출력하는 촬영 장치와, 상기 촬영 장치로부터의 화상신호를 처리하는 처리 유닛을 가지고, 상기 처리 유닛은, 상기 촬영 장치가 상기 시야 범위 내에 상기 검사 대상 부위와 소정의 배치 관계에 의해 설치된 소정 형상의 기준체를 촬영하여 출력하는 화상신호에 기초하여 기준 화상정보를 생성하는 기준 화상 생성 수단과, 상기 촬영 장치가 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위를 촬영하여 출력하는 화상신호에 기초하여 피검사 화상정보를 생성하는 피검사 화상정보 생성 수단과, 상기 기준 화상정보로부터 상기 기준체의 소정 평면 화상을 얻기 위한 처리를 상기 피검사 화상정보에 가하여 보정 화상정보를 생성하는 화상 보정 수단과, 상기 보정 화상정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보를 생성하는 수단을 가지는 구성으로 된다.
이와 같은 구성에 의해, 웨이퍼 수납 카세트의 피검사 부위를 촬영하여 얻어진 피검사 화상정보에 대해서, 소정 형상의 기준체를 촬영하여 얻어진 기준 화상정보로부터 그 기준체의 소정 평면 화상을 얻기 위한 처리를 가하여 보정 화상정보를 얻도록 하고 있으므로, 보정 화상정보는, 기준체가 상기 소정 평면 화상으로 나타내어지는 조건 하에서 상기 검사 대상 부위를 나타낼 수 있는 것으로 되어 있다. 그리고, 이러한 보정 화상정보에 기초하여 대응하는 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보가 얻어진다.
상기 외관적 속성은, 검사 대상 부위의 외관적 특징으로서, 형상, 오염 상태, 파손 상태, 면의 거칠기 상태 등을 포함한다. 그리고 외관 속성정보는 그러한 외관적 속성을 나타내는 정보로 된다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치는, 상기 외관 속성정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 양부 판정 수단을 가지는 구성으로 할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 그 양부 판정 결과에 의해, 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위의 양부를 자동적으로 판정할 수가 있게 된다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치는, 기준이 되는 소정 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위에 대한 외관 속성정보를 외관 속성 기준정보로서 생성하는 기준정보 생성 수단을 가지고, 상기 양부 판정 수단이, 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위에 대한 상기 외관 속성정보와 상기 외관 속성 기준정보에 기초하여 상기 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 구성으로 할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 기준이 되는 소정 웨이퍼 수납 카세트와의 비교에 있어서, 검사해야할 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 양부를 판정할 수가 있게 된다.
또한, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 기준체는, 복수의 종선 및 횡선이 직교하여 메쉬 형상으로 배열되는 평면 구조로 되도록 구성할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 기준체의 촬영 화상(기준 화상정보)으로부터 당해 기준체의 복수의 종선 및 횡선이 직교하여 메쉬 형상으로 배열된 면이 정면을 향한 평면 화상을 얻기 위한 처리를 피검사 화상정보에 가할 수가 있다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 외관 속성정보 생성 수단은, 상기 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 보정 화상 상에 복수의 영역을 설정하고, 그 각각의 영역 내에 있어서의 화소값의 분포 상태에 기초한 외관 속성정보를 생성하도록 구성할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 보정 화상에 설정된 각각의 영역 내의 화소값의 분포 상태에 따라 검사 대상 부위의 외관을 판단할 수가 있게 된다.
상기 화소값은, 보정 화상을 구성하는 각각의 화소의 화상 성분을 나타내는 것으로, 휘도값이나 농도값 등을 당해 화소값으로서 이용할 수가 있다.
또한, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 보정 화상 상에 설정되는 복수의 영역은, 직사각형 영역을 분할하여 얻어진 복수의 직사각형 윈도우이도록 구성할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 검사 대상 부위의 외관을 직사각형 윈도우마다 검사할 수가 있다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 검사 대상 부위는, 상기 웨이퍼 수납 카세트의 내측벽에 형성되고, 복수의 선반판부를 가지는 반도체 웨이퍼의 지지부이도록 구성할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 수납해야할 반도체 웨이퍼의 가장자리가 접촉하는 당해 반도체 웨이퍼의 지지부에 있어서의 선반판부의 외관을 검사할 수가 있다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 기준체는, 복수의 종선 및 횡선이 직교하여 메쉬 형상으로 배열되는 평면 구조로 되고, 상기 기준 화상 생성 수단은, 상기 복수의 종선 및 횡선이 배열되는 평면이 상기 반도체 웨이퍼의 지지부의 소정의 근방 위치에 있어서 거기에 평행으로 되는 배치 관계에 의해 설치된 상기 기준체를 상기 촬영 장치가 촬영할 때에, 당해 촬영 장치로부터 출력되는 화상신호에 기초하여 상기 기준 화상정보를 생성하는 구성으로 할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 직교하는 복수의 종선 및 횡선을 상기 선반판부에 대한 기준선으로 한 기준 화상정보를 얻을 수 있게 된다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 외관 속성정보 생성 수단은, 상기 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 보정 화상 상에 복수의 직사각형 윈도우로 분할된 직사각형 영역을 설정하고, 각각의 직사각형 윈도우에 있어서의 화소값의 분포 상태에 기초하여 상기 외관 속성정보를 생성하는 구성으로 할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 검사 대상 부위의 외관을, 보정 화상 상에 설정된 직사각형 윈도우마다 거기에 포함되는 화소값의 분포 상태에 따라 판단할 수가 있게 된다.
또한, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치는, 기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트의 상기 반도체 웨이퍼의 지지부에 대한 보정 화상 상에 설정된 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 화소값의 분포 상태에 기초한 외관 속성 기준정보를 생성하는 기준정보 생성 수단과, 각각의 직사각형 윈도우에 대한 상기 외관 속성 기준정보와, 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 상기 외관 속성정보 생성 수단에 의해 생성된 대응하는 직사각형 윈도우에 대한 외관 속성정보에 기초하여 당해 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트의 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 양부 판정 수단을 가지는 구성으로 할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 기준이 되는 소정 웨이퍼 수납 카세트와의 비교에 있어서, 검사해야할 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 양부를, 보정 화상 상에 설정된 직사각형 윈도우마다 거기에 포함되는 화소값의 분포 상태에 따라 판단할 수가 있게 된다.
또, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에 있어서, 상기 기준정보 생성 수단은, 상기 기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 생성된 복수의 보정 화상의 각각에 대해 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 화소값의 분포 상태를 나타내는 히스토그램(histogram)을 생성하고, 그 각각의 직사각형 윈도우에 대한 상기 복수의 보정 화상에 대한 복수의 히스토그램에 기초하여 외관 속성 기준정보를 생성하도록 구성할 수가 있다.
이와 같은 구성에 의해, 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 복수의 보정 화상에 대한 복수의 히스토그램으로부터 외관 속성 기준정보가 생성되므로, 양부 판정의 기준으로서 보다 적격인 외관 속성 기준정보를 얻을 수가 있다.
또한, 본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치는, 상기 기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 설정되는 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 얻어지는 복수의 히스토그램의 불균일 정도에 따른 가중치 계수를 생성하는 가중치 생성 수단을 가지고, 상기 양부 판정 수단이, 상기 각각의 직사각형 윈도우에 대한 상기 외관 속성 기준정보 및 상기 외관 속성정보와 함께 대응하는 직사각형 윈도우에 대한 가중치 계수에 기초하여 상기 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트의 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하도록 구성된다.
이와 같은 구성에 의해, 상기 기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 설정되는 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 얻어지는 복수의 히스토그램의 불균일 정도를 고려하여, 검사 대상 부위의 양부 판정이 이루어지게 되므로, 각각의 직사각형 윈도우에 대한 화소값의 분포 상태의 불균일의 정도가 다르게 되어 있어도, 직사각형 윈도우마다 기준을 바꾸는 일 없이 통일적인 기준으로 검사 대상 부위의 양부 판정을 실시할 수가 있게 된다.
본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 방법은, 설치대에 설치되는 웨이퍼 수납 카세트의 앞부분 개구면에 대향하여 그 시야 범위 내에 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위가 포함되도록 설치되고, 상기 시야 범위를 촬영하여 화상신호를 출력하는 촬영 장치를 이용하고, 상기 촬영 장치가 상기 시야 범위 내에 상기 검사 대상 부위와 소정의 배치 관계에 의해 설치된 소정 형상의 기준체를 촬영할 때에 당해 촬영 장치로부터 출력되는 화상신호에 기초하여 기준 화상정보를 생성하는 기준 화상 생성 공정과, 상기 촬영 장치가 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위를 촬영하여 출력하는 화상신호에 기초하여 피검사 화상정보를 생성하는 피검사 화상정보 생성 공정과, 상기 기준 화상정보로부터 상기 기준체의 소정 평면 화상을 얻기 위한 처리를 상기 피검사 화상정보에 가하여 보정 화상정보를 생성하는 화상 보정 공정과, 상기 보정 화상정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보를 생성하는 공정을 가지는 구성으로 된다.
<발명의 효과>
본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치 및 방법에 의하면, 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위를 나타내는 보정 화상정보가, 항상, 검사 대상 부위와 소정의 배치 관계에 의해 설치된 소정 형상의 기준체가 소정 평면 화상으로 나타내어지는 조건 하에서 상기 검사 대상 부위를 나타낼 수 있는 것으로 되므로, 촬영 조건을 바꾸는 일 없이 촬영된 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 각각의 검사 대상 부위를 나타내는 상기 보정 화상정보에 기초하여 얻어지는 외관 속성정보도, 그 검사 부위를 같은 조건 하에서 나타낼 수 있는 것으로 된다. 따라서, 그 외관 속성정보를 이용함으로써 이종의 웨이퍼 수납 카세트의 각각의 검사 대상 부위의 외관적 속성을 공통의 기준을 가지고 판단, 즉 검사할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시의 한 형태와 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치의 검사 대상으로 되는 웨이퍼 수납 카세트를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 한 형태와 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치의 기구계의 기본적인 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 한 형태와 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치의 제어계의 기본적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 이종의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 웨이퍼를 지지하는 부위에 대해서 나타내는 도이다.
도 5A는 도 5B 및 도 5C와 함께 화상 처리의 원리를 나타내는 도이다.
도 5B는 도 5A 및 도 5C와 함께 화상 처리의 원리를 나타내는 도이다.
도 5C는 도 5B 및 도 5C와 함께 화상 처리의 원리를 나타내는 도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 제어계에 있어서의 처리 유닛의 처리 순서(이의 1)를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 도 3에 나타내는 제어계에 있어서의 처리 유닛의 처리 순서(이의 2)를 나타내는 플로차트이다.
도 8A는 제1의 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 촬영된 화상을 나타내는 도이다.
도 8B는 도 8A의 화상을 보정하여 얻어지는 3차원 보정 화상을 나타내는 도이다.
도 9A는 제2의 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 촬영된 화상을 나타내는 도이다.
도 9B는 도 9A의 화상을 보정하여 얻어지는 3차원 보정 화상을 나타내는 도 이다.
도 10은 도 3에 나타내는 제어계에 있어서의 처리 유닛의 처리 순서(이의 3)를 나타내는 플로차트이다.
도 11A는 어떤 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대한 3차원 보정 화상에 설정된 복수의 검사 에어리어(area)를 나타내는 도이다.
도 11B는 도 11A에 나타내듯이 3차원 보정 화상에 설정된 각각의 에어리어의 오염 등의 외관적 속성을 나타내는 파라미터의 상태 예를 나타내는 도이다.
도 12A는 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대한 3차원 보정 화상에 설정된 복수의 검사 에어리어를 나타내는 도이다.
도 12B는 도 12A에 나타내듯이 3차원 보정 화상에 설정된 각각의 에어리어의 오염 등의 외관적 속성을 나타내는 파라미터의 상태 예를 나타내는 도이다.
도 13A는 어떤 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대한 3차원 보정 화상에 설정된 다른 복수의 검사 에어리어를 나타내는 도이다.
도 13B는 도 13A에 나타내듯이 3차원 보정 화상에 설정된 각각의 에어리어의 오염 등의 외관적 속성을 나타내는 파라미터의 상태 예를 나타내는 도이다.
도 13C는 도 13A에 나타내듯이 3차원 보정 화상에 설정된 각각의 에어리어의 표면 거칠기의 외관적 속성을 나타내는 파라미터의 다른 상태 예를 나타내는 도이다.
도 14A는 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대한 3차원 보정 화상에 설정된 다른 복수의 검사 에어리어를 나타내는 도이다.
도 14B는 도 14A에 나타내듯이 3차원 보정 화상에 설정된 각각의 에어리어의 오염 등의 외관적 속성을 나타내는 파라미터의 상태 예를 나타내는 도이다.
도 14C는 도 14A에 나타내듯이 3차원 보정 화상에 설정된 각각의 에어리어의 표면 거칠기의 외관적 속성을 나타내는 파라미터의 상태 예를 나타내는 도이다.
도 15A는 어떤 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 3차원 보정 화상에 설정되는 검사 직사각형 영역을 나타내는 도이다.
도 15B는 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 3차원 보정 화상에 설정되는 검사 직사각형 영역을 나타내는 도이다.
도 16은 기준 표준 편차값 σREF(j)(외관 속성 기준정보)의 생성, 가중치 Wj의 생성, 및 양부 판정에 이용되는 문턱값의 설정과 관련되는 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 17은 양부 판정 처리를 나타내는 플로차트이다.
도 18은 어떤 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 양부 판정 결과의 일례를 나타내는 도이다.
도 19는 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 양부 판정 결과의 일례를 나타내는 도이다.
<부호의 설명>
10 웨이퍼 수납 카세트
11 좌측벽 12 우측벽
13L 왼쪽 웨이퍼 지지부
13R 오른쪽 웨이퍼 지지부
131k~131k＋2 선반판부(棚板部)
20　 기준 메쉬(mesh)
50 처리 유닛 51 입력 유닛
52 표시 유닛
53 구동 제어 회로
61, 62, 63, 64 카메라
200 승강 기구
　 210 카메라 고정 기구
300 설치대
311, 312, 313, 314 기준 핀(pin)
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.
본 발명의 실시의 한 형태와 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치에서 검사되는 웨이퍼 수납 카세트는 도 1에 나타내듯이 구성된다.
도 1에 있어서, 이 웨이퍼 수납 카세트(10)는, 반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼(WF)를 반송하기 위해서 이용하는 것으로서, 앞부분에 개구면을 가진 수지제의 상자체로 되어 있다. 웨이퍼 수납 카세트(10)의 내부에 있어서, 한쪽의 측벽(좌측벽)(11)에는 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)가 형성됨과 아울러, 다른 한쪽의 측벽(우 측벽)(12)에는 오른쪽 웨이퍼 지지부(13R)가 형성되어 있다. 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L) 및 오른쪽 웨이퍼 지지부(13R)는 수직 방향으로 소정의 간격을 가지고 배열된 복수의 선반판부를 구비하고 있다. 웨이퍼(WF)는 그 주변부가 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)의 선반판부 및 이것과 같은 높이에 위치하는 오른쪽 웨이퍼 지지부(13R)의 선반판부에 의해 지지된 상태로 웨이퍼 수납 카세트(10)에 수납된다.
전술한 것 같은 구조의 웨이퍼 수납 카세트(10)를 검사하기 위한 검사 장치는 도 2 및 도 3에 나타내듯이 구성된다. 도 2는 검사 장치의 기구계의 기본적인 구조를 나타내는 도이고, 도 3은 제어계의 기본적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 있어서, 이 검사 장치는, 검사 대상으로 되는 웨이퍼 수납 카세트(10)를 설치하기 위한 설치대(300)를 구비하고 있다. 그 설치대(300)에 설치되는 웨이퍼 수납 카세트(10)의 앞부분 개구면에 대향하도록 4개의 카메라(61, 62, 63, 64)(촬영 장치)가 카메라 고정 기구(210)에 장착되어 있다. 카메라(61)는 웨이퍼 수납 카세트(10)의 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)에 있어서의 앞쪽측의 지지 부위가 시야 범위 ELF에 포함되도록 그 방향 등이 조정된다. 카메라(62)는 웨이퍼 수납 카세트(10)의 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)에 있어서의 안쪽측의 지지 부위가 시야 범위 ELR에 포함되도록 그 방향 등이 조정된다. 카메라(63)는 웨이퍼 수납 카세트(10)의 오른쪽 웨이퍼 지지부(13R)에 있어서의 앞쪽측의 지지 부위가 시야 범위 ERF에 포함되도록 그 방향 등이 조정된다. 카메라(64)는 웨이퍼 수납 카세트(10)의 오른쪽 웨이퍼 지지부(13R)에 있어서의 안쪽측의 지지 부위가 시야 범위 ERR에 포함되도록 그 방향 등이 조정된다. 이와 같이 그 외관적 속성이 수납되는 웨이퍼에 영향을 줄 수 있는 그 웨이퍼의 지지 부위가 검사 대상 부위로서 선택된다.
4개의 카메라(61~64)는, 전술한 것처럼 방향이 조정된 상태로 카메라 고정 기구(210)에 장착되어 있고, 이 카메라 고정 기구(210)가 승강 기구(200)에 의해 승강 움직임을 하도록 되어 있다. 카메라 고정 기구(210)가 승강 움직임을 함으로써, 4개의 카메라(61~64)가, 상하 방향 이외의 방향에서의 웨이퍼 수납 카세트(10)와의 상대적인 위치 관계를 바꾸는 일 없이, 승강 움직임을 하도록 된다.
웨이퍼 수납 카세트(10)의 설치되는 설치대(300)에는, 4개의 기준 핀(311, 312, 313, 314)이 고정되어 있다. 각각의 기준 핀(311, 312, 313, 314)의 설치대(300)의 면내에 있어서의 설치 위치는 카메라(61, 62, 63, 64)의 시야 범위 ELF, EFR, ERF, ERR에 포함되는 웨이퍼의 지지 부위의 설치대(300)의 면내에 있어서의 위치에 합치하도록 설정되어 있다.
이 검사 장치의 제어계는 도 3에 나타내듯이 구성된다.
도 3에 있어서, 이 제어계는, 4개의 카메라 유닛(61~64)에 접속되고, 각각의 카메라(61~64)로부터의 화상신호를 입력하여 처리하는 처리 유닛(50)을 가지고 있다. 처리 유닛(50)은, 입력 유닛(51) 및 표시 유닛(52)이 접속되고, 입력 유닛(51)으로부터의 조작 정보에 기초하여 처리를 행하고, 또 처리에 의해 얻어진 정보를 표시 유닛(52)에 표시시킨다. 또, 처리 유닛(50)은, 승강 기구(200)(도 2 참조)의 구동원이 되는 모터(201)의 구동 제어를 행하는 구동 제어 회로(53)에 대해서 지시 정보를 공급한다. 구동 제어 회로(53)는, 모터(201)의 회전각도 위치(승강 위치에 상당)를 검출하는 엔코더(202)에 접속되고, 처리 유닛(50)으로부터의 지시 정보와 엔코더(202)로부터의 위치 정보에 기초하여 모터(201)의 구동 제어를 행한다. 이 모터(201)의 구동 제어에 의해 승강 기구(200)의 구동 제어가 이루어지고, 그 결과, 4개의 카메라(61~64)의 승강 움직임 제어가 이루어진다.
다음에, 도 4 및 도 5를 참조하여 이 검사 장치에서 이루어지는 기본적인 처리에 대해서 설명한다.
도 4에 나타내듯이, 웨이퍼(WF)의 지지 부위가 달라 그 검사 대상 부위가 다른 2종류의 웨이퍼 수납 카세트(10(A), 10(B))에 대해서 보면, 한쪽의 웨이퍼 수납 카세트(10(A))의 각각의 카메라(61~64)에 의한 시야 범위 ELF(A), ELR(A), ERF(A), ERR(A)에 있어서의 검사 대상 부위 PLF(A), PLR(A), PRF(A), PRR(A)의 위치가, 다른 한쪽의 웨이퍼 수납 카세트(10(B))의 마찬가지의 검사 대상 부위 PLF(B), PLR(B), PRF(B), PRR(B)의 위치와 다르다. 그 때문에, 예를 들면 한쪽의 검사 대상 부위 PLR(A)에 포함되는 웨이퍼(WF)를 지지하는 선반판부(131k(A))에 형성된 돌기부(132k(A))와, 다른 한쪽의 검사 대상 부위 PLR(B)에 포함되는 웨이퍼(WF)를 지지하는 선반판부(131k(B))에 형성된 돌기부(132k(B))가 화상 상에서 같은 조건 하에서 나타내어지지 않는다. 예를 들면, 검사 시야 내의 안쪽에 위치하는 부위는 화상 상에서는 비교적 작게 나타내어지고, 반대로 검사 시야 내의 앞쪽에 위치하는 부위는 화상 상에서는 비교적 크게 나타내어진다.
그래서, 이 검사 장치에서는 도 5A, 도 5B, 도 5C에서 나타나는 것 같은 처리가 이루어진다.
이 처리는, 일반적으로는, 소위 모핑(morphing)으로 일컬어지는 화상 처리에 유사한 것으로서, 도 5A에 나타내듯이, 복수의 종선 및 횡선이 직교하여 메쉬 형상으로 배열되는 평면 구조의 기준 메쉬(mesh)(20)(기준체)가, 웨이퍼 수납 카세트(10)의 검사 대상 부위로 되는 예를 들면 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)의 근방에 그것과 평행으로 되도록 설치된다. 또한, 구체적으로는, 도 5B에 나타내듯이, 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)의 검사 대상 부위인 선반판부(131k, 131k＋1, 131k＋2)의 선단 근방에, 각각의 횡선이 각각의 선반판부(131k~131k＋2)의 각각의 뻗는 방향에 평행으로 되도록 기준 메쉬(20)가 설치된다. 그리고, 기준 메쉬(20)를 촬영하여 기준 화상정보를 얻음과 아울러, 기준 메쉬(20)를 없애 그 검사 대상 부위(선반판부(131k~131k＋2))를 촬영하여 피검사 화상정보를 얻는다. 이들의 화상정보는, 검사 대상 부위 및 기준 메쉬(20)가 웨이퍼 수납 카세트(10)의 안쪽으로 뻗어 있기 때문에, 웨이퍼 수납 카세트(10)의 안쪽의 부위만큼 사이즈(size)가 작아지는 것 같은 3차원적인 화상을 나타내게 된다. 그래서, 기준 화상정보로부터 기준 메쉬(20)가 대략 정면을 향한 평면 화상(2차원적인 화상)을 얻기 위한 처리를 상기 피검사 화상정보에 가하고, 도 5C에 나타내는 것 같은, 검사 대상 부위를 마찬가지로 대략 정면에서 본 것 같은 평면적인 화상(3차원적인 요소를 배제한 상태의 화상)을 나타내는 보정 화상정보(이하, 3차원 보정 화상정보라 함)를 얻는다. 이 3차원 보정 화상이 그 검사 대상 부위를 나타내는 새로운 화상정보로서 다루어진다.
이와 같이 하여 얻어진 3차원 보정 화상정보는, 검사 대상 부위(왼쪽 웨이퍼 지지부(13L))에 대략 평행으로 배치된 기준 메쉬(20)가 대략 정면을 향한 상태의 평면 화상으로 나타내어지는 경우의 통일적인 조건 하에서 상기 검사 대상 부위를 나타낼 수 있는 것으로 된다.
처리 유닛(50)은, 전술한 것 같은 처리를 도 6, 도 7 및 도 10의 순서에 따라서 실행한다. 또, 도 6, 도 7 및 도 10에 나타내는 순서에 따른 처리는 4개의 카메라(61~64)의 각각으로 촬영되는 화상에 대해서 행해진다. 이하, 카메라(61)로 촬영되는 화상에 대해서의 처리에 대해서 설명하지만, 다른 카메라(62~64) 각각으로 촬영되는 화상에 대해서의 처리도 마찬가지로 이루어진다.
도 6에 있어서, 처리 유닛(50)은, 카메라(61)에 전술한 것 같은 기준 메쉬(20)의 촬영을 지시한다(S1). 처리 유닛(50)은, 카메라(61)로부터의 화상신호를 입력하고, 그 화상신호에 기초하여 기준 메쉬(20)를 나타내는 기준 화상정보를 생성한다(S2). 그 후, 그 기준 화상정보로부터 상기 기준 메쉬(20)가 대략 정면을 향한 평면 화상을 나타내는 정보로의 변환계수를 연산하고(S3), 그 변환계수를 메모리에 보존한다(S4).
다음에, 처리 유닛(50)은 승강 기구(200)를 홈(home) 위치로부터 상승시킨다. 그 과정에서, 처리 유닛(50)은 카메라(61)에서 촬영되는 기준 핀(311)의 화상을 나타내는 화상신호에 기초하여, 엔코더(encoder)(202)로부터의 카메라(61)의 상하 방향 위치에 관한 정보와 기준 핀(311)의 화면 상에서의 위치의 관계에 기초하여 승강 기구(200)가 정상적으로 동작하고 있는지 아닌지를 확인한다. 승강 기구(200)가 정상적으로 동작하고 있는 것을 확인하면, 제어 유닛(50)은 엔코더(202)로부터의 신호에 기초하여 카메라(61)의 시야 범위 ELF에 최초의 검사 대상 부위가 포함되도록 승강 기구(200)를 구동시킨다. 그리고, 그 시야 범위 ELF에 검사 대상 부위가 포함되는 위치에 카메라(61)가 도달하면, 처리 유닛(50)은 승강 기구(200)의 동작을 정지시켜서 도 7에 나타내는 순서에 따른 처리를 개시한다.
도 7에 있어서, 처리 유닛(50)은 검사 대상 부위를 촬영하는 카메라(61)로부터의 화상신호에 기초하여 그 검사 대상 부위를 나타내는 피검사 화상정보를 생성한다(S11). 그리고, 처리 유닛(50)은, 도 6에 나타내는 순서에 따라서 생성되어 이미 메모리에 보존되고 있는 변환계수를 이용하여 상기 피검사 화상정보를 처리하고, 전술한 기준 메쉬(20)의 경우와 마찬가지로, 그 검사 대상 부위를 정면에서 본 것 같은 평면적인 화상을 나타내는 3차원 보정 화상정보를 생성한다(S12). 그리고, 그 3차원 보정 화상정보가 메모리에 저장된다(S13).
예를 들면, 다른 제1의 종류 및 제2의 종류의 웨이퍼 수납 카세트 각각에 있어서의 검사 대상 부위의 피검사 화상정보에 의해 나타내어지는 화상이, 예를 들면, 도 8A, 도 9A에 나타나듯이 깊이감이 있는 화상 I, I′로 되는 경우, 그 3차원 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 화상은 각각 도 8B, 도 9B에 나타나듯이, 그 검사 대상 부위를 정면에서 본 것 같은 평면적인 화상 Ic, Ic′(3차원적인 요소를 배제한 화상)으로 된다. 또, 도 8A와 도 8B, 도 9A와 도 9B에 있어서 각각 대응하는 부분에는 같은 부호를 붙인다. 이와 같이 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위를 나타내는 3차원 보정 화상정보는, 검사 대상 부위에 대략 평행으로 배치된 기준 메쉬(20)가 대략 정면을 향한 상태의 평면 화상으로 나타내어지는 경우의 통일적인 조건 하에서 상기 검사 대상 부위를 나타낼 수 있는 것으로 된다.
도 7로 되돌아가, 처리 유닛(50)은 검사 대상으로 되는 웨이퍼 수납 카세 트(10)의 왼쪽 웨이퍼 지지부(13L)의 모든 검사 대상 부위에 대해서 3차원 보정 화상정보가 얻어졌는지 아닌지를 판정한다(S14). 아직 모든 검사 대상 부위에 대한 3차원 보정 화상정보가 얻어져 있지 않는 경우(S14로 NO), 처리 유닛(50)은 엔코더(encoder)(202)로부터의 검출 신호에 기초하여 다음의 검사 대상 부위가 시야 범위 ELF에 들어갈 때까지 승강 기구(200)를 동작시킨다. 그리고, 그 시야 범위 ELF에 검사 대상 부위가 포함되는 위치에 카메라(61)가 도달하면, 처리 유닛(50)은, 승강 기구(200)의 동작을 정지시켜서, 전술한 처리(S11~S13)를 재차 실행한다. 이후, 웨이퍼 수납 카세트(10)의 모든 검사 대상 부위에 대해 3차원 보정 화상정보가 얻어질 때까지, 전술한 처리(S11~S14)가 반복 실행되고, 그 모든 검사 대상에 대한 3차원 보정 화상정보가 얻어지면(S14로 YES), 처리 유닛(50)은 일련의 처리를 종료한다.
그 다음에, 처리 유닛(50)은, 예를 들면, 입력 유닛(51)으로부터의 지시 정보에 기초하여 도 10에 나타내는 순서에 따른 처리를 개시한다.
도 10에 있어서, 처리 유닛(50)은 전술한 것처럼 하여 메모리에 저장된 검사 대상 부위를 나타내는 3차원 보정 화상정보를 당해 메모리로부터 읽어낸다(S21). 그리고, 처리 유닛(50)은 이 3차원 보정 화상정보에 기초하여, 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보를 생성한다(S22).
이 외관 속성정보는, 검사 대상 부위인 웨이퍼 지지부(13L)의 선반판부(131k, 131k＋1, 131k＋2)에 의해 형성되는 홈(groove)의 형상, 그 피치(pitch) 등, 검사 대상 부위의 형상을 나타내는 형상 정보로 할 수가 있다. 이 경우, 그 형 상 정보는, 검사 대상 부위의 실제 형상을 나타내는 것이어도, 화상(3차원 보정 화상정보로 나타내어진다) 상의 형상을 나타내는 것이어도 좋다. 형상 정보가 실제 형상을 나타내는 것이 아니고, 화상 상의 형상을 나타내는 것인 경우, 그 형상 정보에 기초하여 복수의 동종의 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 형상적인 불균일을 평가할 수 있다.
3차원 보정 화상정보가 나타내는 화소의 휘도와 그 수의 관계를 나타내는 히스토그램을 상기 외관 속성정보로서 생성할 수가 있다. 암색계의 웨이퍼 수납 카세트(10)에서는 오염 등이 화상 상에서 희게 나타난다. 이로부터 이 히스토그램은 검사 대상 부위의 외관적 속성인 오염 상태를 나타낼 수 있는 것이다. 예를 들면, 휘도가 높은 화소의 분포가 많으면 비교적 오염이 많은 것으로 평가할 수 있다.
예를 들면, 어떤 종류의 웨이퍼 수납 카세트(10)에 대해서 도 11A에 나타내는 3차원 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 검사 대상 부위의 화상에 있어서 3개의 영역 E1, E2, E3이 설정되고, 도 11B에 나타내듯이 각각의 영역 E1, E2, E3에 있어서의 상기 히스토그램이 외관 속성정보로서 생성된다. 또, 다른 종류의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서도 도 12A에 나타내는 3차원 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 검사 대상 부위의 화상에 있어서 3개의 영역 E1, E2, E3이 설정되고, 도 12B에 나타내듯이 각각의 영역 E1, E2, E3에 있어서의 상기 히스토그램이 생성된다.
3차원 보정 화상정보가 나타내는 각각의 화소의 농담값을 소정의 윈도우 사이즈로 이동 평균화하여 얻어지는 프로파일(profile) 정보를 외관 속성정보로서 생성할 수가 있다. 윈도우 사이즈에 따른 주파수로 변동하는 농담의 상태를 나타내는 상기 프로파일 정보는, 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성인 그 표면의 거칠기 상태를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 표면의 거칠기가 균일하고 세세하면 비교적 높은 안정된 주파수로 진폭이 낮은 프로파일 정보로 된다. 한편, 부분적으로 거칠기가 커지는 표면에 대해서는 부분적으로 주파수가 흐트러지고 한편 진폭의 변동이 커지는 부분을 포함한 프로파일 정보로 된다. 이러한 성질을 가지는 프로파일 정보에 의해 검사 대상 부위의 외관적 속성(거칠기)을 평가할 수 있게 된다.
예를 들면, 어떤 종류의 웨이퍼 수납 카세트(10)에 대해서 도 13A에 나타내는 3차원 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 검사 대상 부위의 화상에 있어서 3개의 영역 E1, E2, E3이 설정된다. 이 각각의 영역 E1, E2, E3은 웨이퍼를 지지하는 선반판부의 1단분(1段分)에 대응한 화상 부분이므로, 본래 같은 외관적 속성을 가지는 것이다. 이와 같이 설정된 3개의 영역 E1, E2, E3에 있어서의 상기 히스토그램이 도 13B에 나타내듯이 생성된다. 이 경우, 영역 E1과 영역 E2에 대한 히스토그램에는 비교적 높은 휘도의 화소의 수가 돌출하는 부분이 있는 것으로부터, 영역 E1 및 E2에 대응한 검사 대상 부위에 오염 등이 있는 것으로 평가할 수 있다. 또, 상기 3개의 영역 E1, E2, E3에 대한 프로파일 정보가 도 13C에 나타내듯이 생성된다. 이 경우, 각각의 영역 E1~E3의 프로파일 정보는 안정된 주파수로 변동하는 특성이 되므로, 검사 대상 부위의 표면의 거칠기는 균일한 것으로 평가할 수 있다.
또, 다른 종의 웨이퍼 수용 카세트(10)에 대해서 도 14A에 나타내는 3차원 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 검사 대상 부위의 화상에 있어서 3개의 영역 E1, E2, E3이 설정된다. 각각의 영역 E1~E3의 각각에 있어서의 히스토그램이 도 14B에 나타내듯이 생성된다. 이 경우, 각각의 영역 E1, E2, E3에 대해서 대략 같은 히스토그램으로 되므로, 그러한 영역에 대응한 검사 대상 부위의 오염은 동일한 정도의 것으로, 휘도가 높은 화소의 수도 비교적 적기 때문에, 오염의 정도도 낮은 것으로 평가할 수 있다. 또, 상기 영역 E1과 영역 E2에 대한 프로파일 정보에 비교적 높은 주파수 성분이 포함되어 있는 것으로부터, 영역 E1 및 영역 E2에 대응한 검사 대상 부위에 세세한 흠집 등이 있는 것으로 평가할 수 있다.
도 10으로 되돌아가, 처리 유닛(50)은, 전술한 것처럼 3차원 보정 화상정보로부터 외관 속성정보로 되면, 그 외관 속성정보(형상 정보, 히스토그램, 프로파일 정보)를 표시 유닛(52)에 표시시킨다. 조작자(operator)는, 이 표시 유닛(52)에 표시된 외관 속성정보로부터 검사 대상 부위의 외관적 속성(형상, 거칠기가 상태, 오염 상태 등)을 판단할 수가 있다. 또, 처리 유닛(50)은, 상기 외관 속성정보를 소정의 기준정보와 비교함으로써, 그 검사 대상 부위의 외관적 속성에 대한 평가를 나타내는 정보(양부, 평가값 등)를 생성할 수가 있다. 그리고, 그 정보에 기초하여 현재 검사되고 있는 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 검사 대상 부위의 외관적 속성의 적부(適否)의 판정을 행할 수가 있다.
전술한 실시의 형태에서는, 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위를 나타내는 3차원 보정 화상이, 항상 상기 검사 대상 부위에 대략 평행으로 배치된 기준 메쉬(20)가 대략 정면을 향한 상태의 평면 화상으로 나타내어지는 경우의 통일적인 조건 하에서 상기 검사 대상 부위를 나타낼 수 있는 것으로 되므로, 촬영 조건을 바꾸는 일 없이 촬영된 다른 종류의 웨이퍼 검사 카세트에 있어서의 각각의 검사 대상 부위를 나타내는 3차원 보정 화상정보에 기초하여 얻어지는 외관 속성정보(히스토그램, 프로파일 정보 등(도 11A, 도 11B, 도 12A, 도 12B를 참조, 또 도 13A, 도 13B, 도 13C, 도 14A, 도 14B, 도 14C를 참조))도, 그 검사 대상 부위를 같은 조건 하에서 나타낼 수 있는 것으로 된다. 따라서, 그 외관 속성정보를 이용함으로써 이종의 웨이퍼 수납 카세트의 각각의 검사 대상 부위의 외관적 속성을 공통의 기준을 가지고 판단, 즉 검사할 수 있게 된다.
또, 전술한 예에서는, 웨이퍼 수납 카세트(10) 내부의 웨이퍼 지지부(13L, 13R)를 검사 대상 부위로 하는 것이었지만, 웨이퍼 수납 카세트(10)의 전면(前面) 개구부에 장착되는 뚜껑의 내면에도 마찬가지의 웨이퍼 지지부가 형성되어 있다. 따라서, 웨이퍼 수납 카세트(10)에 대신하여, 설치대(300)에 상기 뚜껑을, 그 웨이퍼 지지부가 예를 들면, 카메라(61, 62)의 시야 범위 ELF, ELR에 들어가도록 설치하면, 전술한 것과 같은 순서로 뚜껑의 외관적 속성의 검사를 행할 수도 있다.
또, 전술한 예에서는, 특히, 칼라 화상을 처리하는 것은 아니었지만, 각각의 카메라(61~64)가 칼라 수광 소자를 구비함으로써 칼라 화상을 처리할 수 있게 된다. 이 경우, 어떠한 색감의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서도 마찬가지의 처리 순서에 따라서 검사 대상 부위의 외관적 속성의 검사를 행할 수가 있게 된다.
기준 메쉬(20)의 촬영은, 웨이퍼 수납 카세트(10) 내에 실제로 수용한 상태로 행하여도, 또 미리 정해진 웨이퍼 수납 카세트(10)와의 상대적인 위치 관계에 합치하는 위치에 단체로 설치한 상태로 행하여도 좋다.
또한, 다음과 같이 하여 웨이퍼 수납 카세트(10) 내의 검사 대상 부위에 대 한 양부 판정을 실시할 수가 있다. 이 양부 판정의 수법은, 도 15A나 도 15B에 나타내듯이 검사 대상으로 되는 웨이퍼 수납 카세트(10)의 선반판부에 대응하는 3차원 보정 화상 Itype1, Itype2에 복수의 직사각형 윈도우(예를 들면, 1~12)로 분할된 검사 직사각형 영역 EG가 설정된다. 그리고, 검사 직사각형 영역 EG의 각각의 직사각형 윈도우에 대한 각각의 휘도값(농도값)의 히스토그램에 기초하여 그 검사 대상 부위(선반판부)의 외관의 양부 판정이 이루어진다.
구체적으로는, 도 16 및 도 17에 나타내는 순서에 따라서 처리가 이루어진다. 또, 이 처리는 도 3에 나타내는 처리 유닛(50)에 의해 실행된다.
우선, 우량품의 웨이퍼 수납 카세트가 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트로서 선택되고, 그 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위(지지부(13L, 13R))가 N회 촬영되어, 도 7에 나타내는 순서에 따라서, N개의 3차원 보정 화상정보가 기준(우량품) 3차원 보정 화상정보 Ii(i=1~N)로서 얻어진다. 이 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트에 대한 N개의 기준 3차원 보정 화상정보 Ii는 소정의 메모리에 저장된다. 또, 동종의 웨이퍼 수납 카세트를 N개 각각 1회씩 촬영하여 N개의 3차원 보정 화상정보 Ii를 얻도록 해도 좋다.
이 상태로, 처리 유닛(50)은, 1개의 기준 3차원 보정 화상정보 Ii를 읽어내고(S1), 도 15A나 도 15B에 나타내듯이, 그 기준 3차원 보정 화상정보 Ii로서 나타내어지는 기준 3차원 보정 화상 Ii(Itype1 또는 Itype2에 대응) 상에 검사 직사각형 영역 EG를 설정한다(S2). 이 검사 직사각형 영역 EG는, 복수의 직사각형 윈도우(이 예에서는, 12개의 직사각형 윈도우이고, 이하, 단지 윈도우라 함)로 분할되어 있다.
처리 유닛(50)은, 그 기준 3차원 보정 화상 Ii 상에 설정된 검사 직사각형 영역 EG의 각각의 윈도우(j)에 있어서의 휘도값(농도값)의 분포 상태를 나타내는 히스토그램 his(j)를 작성한다(S3). 이에 의해, 예를 들면, 도 18 및 도 19에 나타내는 윈도우((3), (12))에 대한 히스토그램 his(3), his(12)와 같이, 각각의 윈도우(j)(j=1~12)에 대해서 휘도값(농도값)의 분포 상태를 나타내는 히스토그램 his(j)가 얻어진다. 처리 유닛(50)은, 전술한 것처럼 기준이 되는 동일한 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 얻어진 N개의 기준 3차원 보정 화상 Ii의 모두에 대해서, 마찬가지의 처리(S1~S3)에 따라서, 검사 직사각형 영역 EG의 각각의 윈도우(j)에 대한 히스토그램 his(j)를 작성한다.
그리고, N개의 기준 3차원 보정 화상 Ii의 모두에 대한 처리가 종료하면(S4에서 예(YES)), 처리 유닛(50)은, 각각의 윈도우(j)에 대해서 얻어진 N개의 히스토그램을
Figure 112009030153364-PCT00001
에 따라서 평균화하여 각각의 윈도우(j)에 대한 기준 히스토그램 hisAVE(j)를 작성한다(S5). 그리고, 처리 유닛(50)은, 얻어진 각각의 윈도우(j)의 기준 히스토그램 hisAVE(j)의 표준 편차값(휘도값의 분포 상태를 나타냄)을 기준 표준 편차값 σREF(j)로서 산출한다(S6).
또, 처리 유닛(50)은, 각각의 윈도우(j)에 대해서 얻어진 N개의 히스토그램의 불균일의 정도(N개의 히스토그램의 분포 상태)에 따른 가중치 계수 Wj를 연산한다(S7). 이 가중치 계수 Wj는, N개의 히스토그램의 불균일의 정도가 큰 윈도우에 대한 것일수록 그 값은 작고, N개의 히스토그램의 불균일의 정도가 작은 윈도우에 대한 것일수록 그 값은 크다. 또, N개의 히스토그램의 불균일의 정도가 가장 작은 윈도우(m)에 대한 가중치 계수 Wm을 「1」로 하고, 그 윈도우(m)에 대해서 얻어진 N개의 히스토그램의 불균일의 정도를 기준으로 한, 다른 윈도우(k)에 대해서 얻어진 N개의 히스토그램의 불균일의 정도의 비의 역수를 당해 다른 윈도우(k)에 대한 가중치 계수 Wk의 값으로서 결정할 수도 있다.
또, 각각의 윈도우(j)에 대해서 얻어진 N개의 히스토그램의 불균일의 정도는, 예를 들면 N개의 히스토그램 모두에 대한 휘도값의 변동 범위나, 중심 휘도값의 변동 범위에 기초하여, 혹은 다른 공지의 통계적 수법에 의해 얻을 수 있다.
실제의 웨이퍼 수납 카세트에 대한 검사 처리(양부 판정 처리)는 도 17에 나타내는 순서에 따라서 행해진다.
검사해야할 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위(지지부(13L, 13R))가 촬영 되고, 도 7에 나타내는 순서에 따라서, 그 검사 대상 부위의 3차원 보정 화상정보 I가 얻어지고, 소정의 메모리에 저장된다.
이 상태로, 처리 유닛(50)은, 검사해야할 웨이퍼 수납 카세트에 대응한 3차원 보정 화상정보 I를 읽어내고(S11), 그 3차원 보정 화상정보 I로 나타내어지는 3차원 보정 화상 I 상에 전술한 검사 직사각형 영역 EG(도 15A, 도 15B참조)를 설정한다(S12). 처리 유닛(50)은, 그 3차원 보정 화상 I 상에 설정된 검사 직사각형 영역 EG의 각각의 윈도우(j)에 있어서의 휘도값(농도값)의 분포 상태를 나타내는 히스토그램 his(j)를 작성한다(S13). 이에 의해, 전술한 것과 마찬가지로, 예를 들면, 도 18, 도 19에 나타내는 윈도우((3), (12))에 대한 히스토그램 his(3), his(12)와 같이, 각각의 윈도우(j)에 대한 히스토그램 his(j)가 얻어진다. 그리고, 처리 유닛(50)은, 이 얻어진 히스토그램 his(j)의 표준 편차값을 검품 표준 편차값 σINS(j)로서 산출한다(S14).
다음에, 처리 유닛(50)은, 각각의 윈도우(j)에 대해서, 상기 기준 표준 편차값 σREF(j)와 검품 표준 편차값 σINS(j)를 이용하여, 합치도를
　　　합치도 = σINS(j)/REF(j)
에 따라서 산출한다(S15). 이 합치도는, 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트에 대응한 3차원 보정 화상에 있어서의 휘도값의 분포 상태와 검사해야할 웨이퍼 수납 카세트에 대응한 3차원 보정 화상에 있어서의 휘도값의 분포 상태와의 일치의 정도를 나타내는 것으로, 일치하고 있으면, 그 값은 「1」로 되고, 그 일치의 정도가 작아질 수록(다른 정도가 커질수록) 그 값은, 1로부터 크게 다르게 된다. 검사 대상 부위의 표면의 상태(흠집, 먼지, 막 등의 상태)가 촬영 화상(3차원 보정 화상)의 휘도 분포(농도 분포)에 반영되기 때문에, 상기 합치도에 기초하여, 검사해야할 웨이퍼의 검사 대상 부위(지지부(13L, 13R))의 표면의 상태가, 기준이 되는 웨이퍼의 마찬가지의 검사 대상 부위의 표면의 상태에 합치하고 있는 정도를 나타낼 수가 있다.
처리 유닛(50)은, 전술한 것처럼 각각의 윈도우(j)에 대한 합치도가 얻어지면, 그 합치도와 대응하는 윈도우(j)에 대해서 얻어져 있는 가중치 계수 Wj를 이용하여,
　　|1-합치도|·Wj
의 값이 소정의 문턱값 α보다 작은지 아닌지를 판정한다(S16).
상기 식에 있어서, |1-합치도|의 값은, 검사해야할 웨이퍼의 검사 대상 부위(지지부(13L, 13R))의 표면의 상태가, 기준이 되는 웨이퍼의 마찬가지의 검사 대상 부위의 표면의 상태에 합치하고 있지 않는 정도를 나타내게 된다. 그 값이 있는 문턱값 α보다 작으면(Wj=1의 경우), 검사 대상 부위의 윈도우(j)의 부분의 표면의 상태와 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트의 같은 부분의 표면의 상태와의 차가 작고, 당해 윈도우(j)에 대응한 표면 부분의 상태가 정상적인 것이라고 판단할 수가 있다.
한편, 상기 |1-합치도|의 값이 상기 문턱값 α 이상이면(Wj=1의 경우), 검사 대상 부위의 윈도우(j)의 부분의 표면의 상태와 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트의 같은 부분의 표면의 상태와의 차가 크고, 당해 윈도우(j)에 대응한 표면 부분의 상태가 정상적이지 않은 것이라고 판단할 수가 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 상기 |1-합치도｜의 값에 가중치 계수 Wj를 곱한 값과 문턱값 α를 비교하고 있다. 이 가중치 계수 Wj는 전술한 것처럼, N개의 기준 3차원 보정 화상으로부터 각각의 윈도우(j)에 대해서 얻어진 N개의 기준 히스토그램의 불균일의 정도를 나타내고 있다. 그리고, 그 불균일이 클수록 작은 값으로 된다. 따라서, 합치도의 기준이 되는 N개의 기준 히스토그램(기준 표준 편차값)이 크게 불균일하게 되는(작은 값의 Wi가 설정되는) 윈도우(j)에 대해서는, 이 가중치 계수 Wj가 그 판정 기준(문턱값 α)을 완화하도록 작용하게 된다.
따라서, 처리 유닛(50)은,
　　|1-합치도|·Wj
의 값이, 도 18에 나타내는 윈도우(12)나 도 19에 나타내는 윈도우(3)의 경우와 같이, 소정의 문턱값 α보다 작은 경우, 그 윈도우(j=12, 3)에 대해서 양호(OK)라는 판정을 실시하고(S17), 상기 값이, 도 18에 나타내는 윈도우(3)나 도 19에 나타내는 윈도우(12)의 경우와 같이, 상기 문턱값 α 이상으로 되는 경우, 그 윈도우(j)에 대해서 불량(NG)이라는 판정을 실시한다(S18). 그리고, 예를 들면, 설정된 검사 직사각형 영역 EG를 구성하는 복수의 윈도우(j) 가운데, 1개의 윈도우에 대해서라도 상기 불량의 판정이 이루어졌을 경우에, 그 웨이퍼 수납 카세트(검사 대상 부위)를 불량이라고 판정할 수가 있다. 또, 이 웨이퍼 수납 카세트(검사 대상 부위)에 대한 양부 판정의 기준은 적당히 결정할 수가 있다.
전술한 것과 같은 검사 대상 부위의 양부 판정 처리에 의하면, 상기 기준이 되는 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 설정되는 검사 직사각형 영역 EG의 각각의 윈도우(j)에 대해서 얻어지는 복수의 기준 히스토그램의 불균일 정도를 나타내는 가중치 계수 Wi를 이용하여, 검사 대상 부위의 양부 판정이 이루어지게 되므로, 각각의 윈도우(j)에 대한 화소값의 분포 상태의 불균일의 정도가 다르게 되어 있어도, 윈도우마다 기준을 바꾸는 일 없이 통일적인 문턱값 α에 의해 검사 대상 부위의 양부 판정을 실시할 수가 있게 된다.
또, 전술한 양부 판정 처리에서는, 검사 직사각형 영역 EG의 윈도우마다, 그 양부 판정의 기준인 문턱값 α를 바꿀 수도 있다. 또, 검사 영역 및 윈도우는 직사각형으로 하였지만, 어느 다른 형상, 예를 들면 삼각형이나 원형이어도 상관없다.
본 발명과 관련되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 방법 및 장치는, 웨이퍼 수납 카세트의 종류마다 촬영 조건을 바꾸는 일 없이, 또 이종의 웨이퍼 수납 카세트의 각각의 검사 대상 부위의 형상 등의 외관적 속성을 동일한 조건 하에서 나타낼 수 있다고 하는 효과를 가지고, 반도체 웨이퍼를 정렬 수납하기 위한 웨이퍼 수납 카세트의 내부 외관을 검사하기 위한 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치로서 유용하다.

Claims (13)

  1. 설치대에 설치되는 웨이퍼 수납 카세트의 앞부분 개구면에 대향하여 그 시야 범위 내에 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위가 포함되도록 설치되고, 상기 시야 범위를 촬영하여 화상신호를 출력하는 촬영 장치와,
    상기 촬영 장치로부터의 화상신호를 처리하는 처리 유닛을 가지고,
    상기 처리 유닛은,
    상기 촬영 장치가 상기 시야 범위 내에 상기 검사 대상 부위와 소정의 배치 관계에 의해 설치된 소정 형상의 기준체를 촬영하여 출력하는 화상신호에 기초하여 기준 화상정보를 생성하는 기준 화상 생성 수단과,
    상기 촬영 장치가 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위를 촬영하여 출력하는 화상신호에 기초하여 피검사 화상정보를 생성하는 피검사 화상정보 생성 수단과,
    상기 기준 화상정보로부터 상기 기준체의 소정 평면 화상을 얻기 위한 처리를 상기 피검사 화상정보에 가하여 보정 화상정보를 생성하는 화상 보정 수단과,
    상기 보정 화상정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보를 생성하는 외관 속성정보 생성 수단을 가지는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외관 속성정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 양부 판정 수단을 가지는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    기준이 되는 소정 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위에 대한 외관 속성정보를 외관 속성 기준정보로서 생성하는 기준정보 생성 수단을 가지고,
    상기 양부 판정 수단은, 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트의 검사 대상 부위에 대한 상기 외관 속성정보와 상기 외관 속성 기준정보에 기초하여 상기 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트에 있어서의 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기준체는, 복수의 종선 및 횡선이 직교하여 메쉬 형상으로 배열되는 평면 구조로 되는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외관 속성정보 생성 수단은, 상기 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 보정 화상 상에 복수의 영역을 설정하고, 그 각각의 영역 내에 있어서의 화소값의 분포 상태에 기초한 외관 속성정보를 생성하는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보정 화상 상에 설정되는 복수의 영역은, 직사각형 영역을 분할하여 얻어진 복수의 직사각형 윈도우인 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검사 대상 부위는, 상기 웨이퍼 수납 카세트의 내측벽에 형성되고, 복수의 선반판부를 가지는 반도체 웨이퍼의 지지부인 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준체는, 복수의 종선 및 횡선이 직교하여 메쉬 형상으로 배열되는 평면 구조로 되고,
    상기 기준 화상 생성 수단은, 상기 복수의 종선 및 횡선이 배열되는 평면이 상기 반도체 웨이퍼의 지지부의 소정의 근방 위치에 있어서 거기에 평행으로 되는 배치 관계에 의해 설치된 상기 기준체를 상기 촬영 장치가 촬영할 때에, 당해 촬영 장치로부터 출력되는 화상신호에 기초하여 상기 기준 화상정보를 생성하는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 외관 속성정보 생성 수단은, 상기 보정 화상정보에 의해 나타내어지는 보정 화상 상에 복수의 직사각형 윈도우로 분할된 직사각형 영역을 설정하고, 각각 의 직사각형 윈도우에 있어서의 화소값의 분포 상태에 기초하여 상기 외관 속성정보를 생성하는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트의 상기 반도체 웨이퍼의 지지부에 대한 보정 화상 상에 설정된 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 화소값의 분포 상태에 기초한 외관 속성 기준정보를 생성하는 기준정보 생성 수단과,
    각각의 직사각형 윈도우에 대한 상기 외관 속성 기준정보와, 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 상기 외관 속성정보 생성 수단에 의해 생성된 대응하는 직사각형 윈도우에 대한 외관 속성정보에 기초하여 당해 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트의 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 양부 판정 수단을 가지는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기준정보 생성 수단은, 상기 기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 생성된 복수의 보정 화상의 각각에 대해 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 화소값의 분포 상태를 나타내는 히스토그램을 생성하고, 그 각각의 직사각형 윈도우에 대한 상기 복수의 보정 화상에 대한 복수의 히스토그램에 기초하여 외관 속성 기준정보를 생성하는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기준이 되는 소정의 웨이퍼 수납 카세트에 대해서 설정되는 상기 직사각형 영역의 각각의 직사각형 윈도우에 대해서 얻어지는 복수의 히스토그램의 불균일 정도에 따른 가중치 계수를 생성하는 가중치 생성 수단을 가지고,
    상기 양부 판정 수단은, 상기 각각의 직사각형 윈도우에 대한 상기 외관 속성 기준정보 및 상기 외관 속성정보와 함께 대응하는 직사각형 윈도우에 대한 가중치 계수에 기초하여 상기 검사되어야 할 웨이퍼 수납 카세트의 상기 검사 대상 부위의 양부를 판정하는 웨이퍼 수납 카세트 검사 장치.
  13. 설치대에 설치되는 웨이퍼 수납 카세트의 앞부분 개구면에 대향하여 그 시야 범위 내에 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위가 포함되도록 설치되고, 상기 시야 범위를 촬영하여 화상신호를 출력하는 촬영 장치를 이용하고,
    상기 촬영 장치가 상기 시야 범위 내에 상기 검사 대상 부위와 소정의 배치 관계에 의해 설치된 소정 형상의 기준체를 촬영할 때에 당해 촬영 장치로부터 출력되는 화상신호에 기초하여 기준 화상정보를 생성하는 기준 화상 생성 공정과,
    상기 촬영 장치가 상기 웨이퍼 수납 카세트 내부의 검사 대상 부위를 촬영하여 출력하는 화상신호에 기초하여 피검사 화상정보를 생성하는 피검사 화상정보 생성 공정과,
    상기 기준 화상정보로부터 상기 기준체의 소정 평면 화상을 얻기 위한 처리 를 상기 피검사 화상정보에 가하여 보정 화상정보를 생성하는 화상 보정 공정과,
    상기 보정 화상정보에 기초하여 상기 검사 대상 부위의 외관적 속성을 나타내는 외관 속성정보를 생성하는 공정을 가지는 웨이퍼 수납 카세트 검사 방법.
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