KR20130124890A

KR20130124890A - 기판 수납 상태 검사 장치 및 이것을 구비한 기판 수납 설비

Info

Publication number: KR20130124890A
Application number: KR1020130042899A
Authority: KR
Inventors: 다케시 아베; 고지 후지하라
Original assignee: 가부시키가이샤 다이후쿠
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-11-15
Also published as: KR102061181B1; JP5880265B2; CN103390571A; US20130314531A1; CN103390571B; JP2013235892A; US9142013B2; TWI581353B; TW201403732A

Abstract

기판 수납 상태 검사 장치는, 조명 장치와, 촬상 장치와, 기판 수납 상태 판별부를 구비한다. 조명 장치가, 검사용 위치에 위치하는 반송(搬送) 용기의 개구부의 전면측(前面側)에 있어서, 상기 개구부의 폭 방향으로 이격(離隔)되어 설치된 제1 조명부와 제2 조명부를 구비한다. 기판 수납 상태 판별부가, 촬상 장치에 의해 촬상된 검사 대상 화상에 있어서, 제1 조명부 및 제2 조명부가 조사하는 광에 의해 반도체 기판의 주위 에지부에서의 주위 방향으로 이격된 개소(個所)에 생기는 한쌍의 고휘도 부분을 검출하고, 상기 한쌍의 고휘도 부분에 대한 상하 방향의 위치의 대응 관계에 기초하여, 반도체 기판의 수납 자세가 이상(異常)인지의 여부를 판별한다.

Description

기판 수납 상태 검사 장치 및 이것을 구비한 기판 수납 설비{Substrate Storage Condition Inspecting Apparatus and Substrate Storage Facility Having Same}

본 발명은, 원판형으로 형성된 반도체 기판을 수납하는 수납 공간에, 반도체 기판의 외주부를 지지하는 지지체가 상하 방향으로 이격(離隔)되는 상태로 복수 단(段) 배열되어 설치되어 있는 동시에, 수납 공간과 외부 사이에서 반도체 기판이 출입하는 개구부가 형성된 반송(搬送) 용기를, 검사 대상으로 하는 기판 수납 상태 검사 장치, 및 이것을 구비한 기판 수납 설비에 관한 것이다.

일본공개특허 제2005―64515호 공보(특허 문헌 1)에는, 상기와 같은 기판 수납 상태 검사 장치의 일례가 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 구성에서는, 촬상 장치에 의해 반송 용기 내부에 수납된 반도체 기판을 촬상하고, 촬상한 화상에 따라 반도체 기판의 수평 방향에 대한 경사 각도를 산출하여, 반도체 기판이 좌우 방향에 있어서 경사 자세로 된 상태로 수납되는 등의 이상(異常)의 수납 상태로 되어 있는지의 여부를 판별한다.

특허 문헌 1의 기판 수납 상태 검사 장치는, 촬상한 반도체 기판의 화상으로부터, 반도체 기판의 외주부에서의 주위 방향으로 배열된 복수의 개소(箇所)의 에지를 추출하고, 반도체 기판의 각각에 대한 복수의 에지를 연결한 직선을 구하고, 그 직선의 수평 방향에 대한 경사 각도로부터 반도체 기판의 경사를 구하는 번거로운 해석을, 복수의 반도체 기판의 모두에 대하여 행할 필요가 있다. 그러므로, 반송 용기 내에 있어서 반도체 기판이 이상의 수납 상태로 되어 있는지의 여부를 판별하는 구성이 복잡하게 되어 있었다.

일본공개특허 제2005―64515호 공보

상기 문제점을 해결하기 위해, 반송 용기 내에 있어서 반도체 기판이 이상의 수납 상태로 되어 있는지의 여부를, 간소한 구성으로 판별할 수 있는 기판 수납 상태 검사 장치, 및 그 기판 수납 상태 검사 장치를 구비한 기판 수납 설비의 실현이 요구된다.

본 발명에 관한, 원판형으로 형성된 반도체 기판을 수납하는 수납 공간에, 상기 반도체 기판의 외주부를 지지하는 지지체가 상하 방향으로 이격되는 상태로 복수 단 배열되어 설치되어 있는 동시에, 상기 수납 공간과 외부 사이에서 상기 반도체 기판이 출입하는 개구부가 형성된 반송 용기를, 검사 대상으로 하는 기판 수납 상태 검사 장치는,

검사용 위치에 위치하는 상기 반송 용기에 수납된 상기 반도체 기판에, 상기 개구부를 통하여 광을 조사(照射)하는 조명 장치；

상기 조명 장치에 의해 광이 조사된 상기 반도체 기판을 촬상하는 촬상 장치；

상기 촬상 장치에 의해 촬상된 화상에 따라, 상기 반도체 기판의 수납 자세가 정상(正常)인지의 여부를 판별하는 기판 수납 상태 판별 처리를 실행하는 기판 수납 상태 판별부；

를 포함한다.

여기서, 상기 조명 장치가, 상기 검사용 위치에 위치하는 상기 반송 용기의 개구부의 전면측(前面側)에 있어서, 상기 개구부의 상하 방향과 직교하는 폭 방향으로 이격되어 설치된 제1 조명부와 제2 조명부를 구비하고,

상기 기판 수납 상태 판별부가, 상기 촬상 장치에 의해 촬상된 검사 대상 화상에 있어서, 상기 제1 조명부 및 상기 제2 조명부가 조사하는 광에 의해 상기 반도체 기판의 주위 에지부에서의 주위 방향으로 이격된 개소에 생기는 한쌍의 고휘도 부분을 검출하는 휘점(輝点) 검출 처리를 실행하고, 또한

상기 휘점 검출 처리에 의해 상기 검사 대상 화상 위에 검출되는 상기 한쌍의 고휘도 부분에 대한 상하 방향의 위치의 대응 관계에 기초하여, 상기 반도체 기판의 수납 자세가 이상(異常)인지의 여부를 판별하는 자세 판별 처리를 실행하도록 구성되어 있다.

즉, 검사용 위치에 위치하는 반송 용기의 개구부의 전면측에 있어서 상기 개구부의 폭 방향(개구 폭 방향)으로 이격되어 설치된 제1 조명부와 제2 조명부에 의해, 반송 용기에 수납된 반도체 기판에 광이 조사된다. 그러므로, 수납 공간 내에 반도체 기판이 수납되어 있을 때는, 촬상 장치에 의해 촬상된 검사 대상 화상에 있어서, 반도체 기판의 주위 에지부에서의 주위 방향으로 이격된 개소에 한쌍의 고휘도 부분이 생긴다.

그리고, 반도체 기판이 동일 단을 구성하는 단수 또는 복수의 지지체(예를 들면, 상하 방향에서 같은 높이의 한쌍의 지지체)에 지지되어 있는 적정한 수납 상태이면, 검사 대상 화상에 있어서, 상기 지지체에 대응하는 상하 방향의 위치에 한쌍의 고휘도 부분이 생긴다. 한편, 반도체 기판이 경사 자세로 되어 있는 등 반도체 기판이 지지체에 적절하게 지지되어 있지 않을 때는, 한쌍의 고휘도 부분의 한쪽이, 상기 지지체에 대응하는 상하 방향의 위치에 생기지 않는다.

따라서, 반도체 기판이 지지체에 적절하게 지지되어 있을 때는, 검사 대상 화상 위에 검출되는 한쌍의 고휘도 부분의 각각의 상하 방향의 위치는 서로 같아지고, 반도체 기판이 지지체에 적절하게 지지되어 있지 않을 때는, 상기 한쌍의 고휘도 부분의 각각의 상하 방향의 위치가 서로 상이하다.

그러므로, 검사 대상 화상 위에 검출된 고휘도 부분과 같은 높이로서 상기 고휘도 부분과는 개구 폭 방향으로 상이한 위치에, 다른 고휘도 부분이 생기고 있는지의 여부를 조사함으로써, 수납 자세의 적부를 판별할 수 있다. 이와 같이, 검사 대상 화상 위에 검출되는 개구 폭 방향으로 이격된 한쌍의 고휘도 부분의 상하 방향의 위치를 비교하는 간소한 방법으로, 반도체 기판이 수납 공간 내에서 적정한 수납 자세로 수납되어 있는지의 여부를 판별할 수 있다.

따라서, 상기한 구성에 의하면, 반송 용기 내에 있어서 반도체 기판이 이상의 수납 상태로 되어 있는지의 여부를, 간소한 구성으로 판별할 수 있는 기판 수납 상태 검사 장치를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태의 예에 대하여 설명한다.

본 발명에 관한 기판 수납 상태 검사 장치의 실시형태에 있어서는, 상기 제1 조명부 및 상기 제2 조명부의 각각이, 상하 방향으로 장척형(長尺形)으로 구성된 광원을 구비하여 구성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 수납 공간의 상하 방향으로 복수 단 구비되는 지지체에 지지되는 모든 반도체 기판에 대하여, 최대한 균일한 조건 하에서, 개구부를 통하여 광을 조사할 수 있다. 따라서, 촬상 장치에 의해 촬상된 검사 대상 화상에 있어서는, 상하 방향의 어느 위치의 지지체에 지지된 반도체 기판에 있어서도 적절히 고휘도 부분을 생기게 할 수 있다.

따라서, 수납 공간 내의 상하 방향의 위치와 관계없이, 반도체 기판에 생기는 고휘도 부분을 적절히 검출할 수 있다.

본 발명에 관한 기판 수납 상태 검사 장치의 실시형태에 있어서는, 상기 촬상 장치가, 1대의 촬상용 카메라로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 개구 폭 방향으로 이격된 한쌍의 고휘도 부분을 촬상할 때, 촬상 장치를 1대의 촬상용 카메라에 의해 구성하는 것이므로, 예를 들면, 한쌍의 고휘도 부분의 각각에 대하여 별개로 촬상 장치를 구비한 구성에 비하여, 기기 구성을 간소화할 수 있다.

그리고, 이 경우, 1대의 촬상용 카메라의 시야를, 수납 공간에 있어서 상하 방향으로 복수 수납되는 반도체 기판의 각각의 한쌍의 고휘도 부분의 모두를 촬상 가능한 영역으로 설정하여 두면, 1회의 촬상으로 검사용 화상을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 기판 수납 상태 검사 장치의 실시형태에 있어서는, 상기 기판 수납 상태 판별부의 판별 결과를 표시하는 표시 장치가 설치되고,

상기 기판 수납 상태 판별부가, 상기 휘점 검출 처리에 의해 상기 검사 대상 화상 위에 검출된 고휘도 부분에 대응하는 높이로서 상기 고휘도 부분과는 상기 폭 방향이 상이한 위치에 설정되는 대응 부분에, 다른 고휘도 부분이 존재하지 않는 것으로 판별한 경우에는, 상기 대응 부분을 상기 반도체 기판이 존재하지 않는 이상 부분인 것으로 판별하여, 이상 표시 처리를 실행하도록 구성되어 있고,

상기 이상 표시 처리는, 상기 고휘도 부분을 나타내는 고휘도 심볼과, 상기 이상 부분을 나타내는 이상 심볼을, 상기 검사 대상 화상에서의 상기 고휘도 부분 및 상기 이상 부분의 상대 위치 관계에 대응시켜 상기 표시 장치에 표시하는 처리인 것이 바람직하다.

즉, 개구 폭 방향의 한쪽에서 검출되고 있는 고휘도 부분에 대응하는 높이에, 개구 폭 방향의 다른 쪽의 고휘도 부분이 존재하지 않는 경우에는, 표시 장치에, 고휘도 부분이 존재하지 않는 부분을 나타내는 이상 심볼을 표시하므로, 사용자는, 표시 장치에 표시된 심볼에 의해, 반도체 기판의 수납 자세에 이상이 생기고 있는 것, 및 그 수납 자세의 이상이 수납 공간 목의 위치에서 생기고 있는지를 용이하게 지득할 수 있다. 따라서, 반도체 기판의 수납 자세에 이상이 생기고 있는 것을 지득(知得)한 사용자는, 그 반송 용기 내의 반도체 기판의 반송 자세를 시정하기 위해, 반도체 기판의 수납 자세를 바로잡기 위한 대처를 행할 수 있다.

이와 같이, 상기한 구성에 의하면, 사용자에 있어 사용 편리성이 양호한 기판 수납 상태 검사 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 관한 기판 수납 상태 검사 장치의 실시형태에 있어서는, 상기 검사용 위치가, 상기 반송 용기가 반송되는 반송 경로 상에 설정되고, 상기 제1 조명부 및 상기 제2 조명부가, 상기 반송 경로에서의 상기 반송 용기의 이동 범위의 상기 폭 방향의 양 측부이면서 또한 상기 이동 범위와 중복되지 않는 위치에 설치되고, 상기 촬상 장치가, 상기 반송 경로의 위쪽이면서 또한 상기 이동 범위와 중복되지 않는 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 반송 용기를 반송하는 반송 경로 상에 설치된 검사용 위치에서, 반송 용기에 수납된 반도체 기판을 촬상하기 때문에, 반송 용기를 처리하기 위해 반송하는 경우에 있어서, 그 반송 도중에, 검사 대상 화상을 취득하기 위해 수납 공간 내의 반도체 기판을 촬상할 수 있다. 그리고, 조명 장치 및 촬상 장치가, 반송 경로를 이동하는 반송 용기의 이동 범위와 중복되지 않는 위치에 설치되므로, 조명 장치 및 촬상 장치는, 이동하는 반송 용기에 간섭하지 않는다.

그러므로, 예를 들면, 조명 장치 또는 촬상 장치를 촬상할 때마다, 반송 용기의 이동 범위와 중복되는 반송 용기의 전면(前面)으로 이동시키고, 촬상이 종료되면 반송 용기의 이동 범위와 중복되지 않는 개소로 퇴피(退避)시키도록 한 구성에 비하여, 조명 장치나 촬상 장치를 이동시키기 위한 구성을 설치하지 않아도 되므로 구성이 간소하게 된다. 또한, 조명 장치 또는 촬상 장치를 이동시키지 않아도 되므로, 반송 용기를 검사용 위치에 위치시킨 후, 신속히 반도체 기판을 촬상할 수 있다.

본 발명에 관한 기판 수납 설비는, 상기한 각각의 구성의 기판 수납 상태 검사 장치를 구비한 기판 수납 설비로서,

상기 반송 용기를 수납하는 수납부를 복수 구비한 용기 수납 선반을 포함한다.

여기서, 상기 기판 수납 상태 검사 장치가, 상기 용기 수납 선반의 입고구(入庫口), 또는 상기 입고구를 향해 상기 반송 용기를 반송하는 반송 장치에 설치되어 있다.

즉, 기판 수납 상태 검사 장치가 용기 수납 선반의 입고구, 또는 입고구를 향해 반송 용기를 반송하는 반송 장치에 설치되므로, 반송 용기에 수납되는 반도체 기판의 수납 자세에 이상이 있었을 경우에는, 사용자는, 용기 수납 선반으로의 보관을 위한 입고 시에 반도체 기판의 수납 자세에 이상이 있는 것을 지득할 수 있다.

따라서, 사용자는, 반송 용기를 보관하는 시간을 유효하게 이용하여, 반도체 기판의 수납 자세의 이상을 시정하기 위한 대처를 행하는 것이 가능해진다.

도 1은, 기판 수납 상태 검사 장치를 구비한 기판 수납 설비의 주요부를 나타낸 도면이다.
도 2는 기판 수납 상태 검사 장치를 반송 장치에 구비하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 반송 용기의 정면도이다.
도 4는 검사용 위치에 위치하는 반송 용기와 조명 장치 및 촬상용 카메라와의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 검사용 위치에 위치하는 반송 용기와 조명 장치 및 촬상용 카메라와의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 제어 블록도이다.
도 7은 자세 판별 처리의 플로차트이다.
도 8은 이상 표시 처리 시의 표시 내용을 나타낸 도면이다.

본 발명의 기판 수납 상태 검사 장치를 구비한 기판 수납 설비의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 수납 설비는, 스토커(3)와, 상기 스토커(3)의 입고구(19)를 향해 반도체 기판 수납용의 반송 용기 C를 반송하는 반송 장치로서의 컨베이어(1)를 구비하고 있다. 스토커(3)는, 그 내부에, 반송 용기 C를 수납하는 수납부(도시하지 않음)를 복수 구비한 용기 수납 선반을 구비한다. 컨베이어(1)는, 스토커(3)의 내부와 외부와의 사이에 걸쳐 반송 용기 C를 반입(搬入) 및 반출(搬出)한다.

컨베이어(1)에서의 스토커(3)와는 반대측의 단부측 개소는, 스토커(3)로부터 반출하는 반송 용기 C를 스토커(3)의 외부에 내려놓는 이송탑재(transfer)나, 스토커(3)에 반입하는 반송 용기 C를 스토커(3)의 외부로 들어올리는 이송탑재가 행해지는 작업자용 이송탑재 개소 P이다. 또한, 스토커(3)의 내부에 위치하는 컨베이어(1)의 단부측 개소[스토커(3) 측의 단부측 개소]는, 스토커(3)로부터 반출하는 반송 용기 C를 스토커(3)의 내부에서 들어올리는 이송탑재나, 스토커(3)에 반입하는 반송 용기 C를 스토커(3)의 내부에서 내려놓는 이송탑재가 행해지는 스토커 내 이송탑재 개소 Q이다. 그리고, 작업자는 작업자용 이송탑재 개소 P 부근에 있어서 컨베이어(1)의 작업자용 이송탑재 개소 P에 위치하는 반송 용기 C를 수취한 컨베이어(1)의 작업자용 이송탑재 개소 P에 반송 용기 C를 공급하거나 하는 이송탑재 작업을, 선 자세로 행한다.

스토커(3) 및 컨베이어(1)는, 공기 정화 장치를 구비한 청정실 내에 설치되어 있다. 청정실의 바닥측에는, 슬래브(slab) 바닥(5)으로부터 위쪽으로 간격을 둔 상태로 다공형의 그레이팅(grating) 바닥(6)이 설치되고, 청정실의 천정측에는 천정으로부터 아래쪽으로 간격을 두고 HEPA 필터 등으로 이루어지는 에어 필터(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 공기 정화 장치는, 그레이팅 바닥(6)의 하방측에 형성된 흡기실과, 에어 필터의 상방측에 형성된 챔버실과 흡기실 및 챔버실을 연통시키는 순환로를 구비하고, 순환로에는, 통풍 팬 및 프리필터가 구비되어 있다. 그리고, 공기 정화 장치의 통풍 팬을 작동시킴으로써, 천정측으로부터 바닥측에 청정 공기의 다운플로가 형성된다.

스토커(3)의 내부에는, 승강식의 창고 내 이송탑재 장치(4)가 설치되어 있다. 창고 내 이송탑재 장치(4)는, 그레이팅 바닥(6)에 세워 설치된 창고 내 승강 가이드(7)를 따라 승강 가능한 승강체(8)와, 이 승강체(8)에 선회대(旋回臺)(9) 및 링크 기구(機構)(10)를 통하여 장착된 창고 내 이송탑재용 탑재대(11)를 구비하고 있다.

스토커(3)의 내부에는, 반송 용기 C를 탑재 지지하는 복수의 수납대(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 각각의 수납대의 상부 공간에 반송 용기 C를 수납하는 수납부가 설치되어 있다. 수납부는, 상하 방향으로 다단이며, 또한 평면에서 볼 때 창고 내 이송탑재 장치(4)를 에워싸도록 방사상으로 배열되어 있다.

그리고, 승강체(8)의 승강 작동, 선회대(9)의 선회 작동, 및 링크 기구(10)의 신축 작동을 조합함으로써, 창고 내 이송탑재용 탑재대(11)의 위치를 이동시키고 또한 창고 내 이송탑재용 탑재대(11)의 평면에서 볼 때의 자세를 변경시켜, 반출용 지입(持入) 작업이나 반입용 지출(持出) 작업을 행한다. 여기서, 반출용 지입 작업은, 수납대에 의해 탑재 지지된 상태로 수납부에 수납되어 있는 반송 용기 C를 들어올려 취하여, 컨베이어(1)의 스토커 내 이송탑재 개소 Q에 설치된 스토커 내 탑재대(1Q)에 상기 반송 용기 C를 탑재 지지시키는 작업이다. 또한, 반입용 지출 작업은, 스토커 내 탑재대(1Q)에 탑재 지지되어 있는 반송 용기 C를 들어올려 취하여, 빈 상태의 수납부에서의 수납대에 상기 반송 용기 C를 탑재 지지시키는 작업이다. 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 컨베이어(1) 및 창고 내 이송탑재 장치(4)의 작동을 제어하는 반송 제어 장치 Hv가 설치되어 있다.

컨베이어(1)는, 그레이팅 바닥(6)으로부터 작업자의 허리 높이에 맞춘 설정 높이만큼 위쪽에 설치되어 있고, 수평 방향의 반송면을 따라 왕복 이동하는 탑재대(20)에 의해, 반송 대상의 반송 용기 C가 작업자용 이송탑재 개소 P 및 스토커 내 이송탑재 개소 Q와의 사이에서 탑재 반송되도록 구성되어 있다.

탑재대(20)는, 컨베이어(1)를 구성하는 컨베이어 프레임(22)의 내부를 그 길이 방향을 따라 주행하는 주행체(23)의 상단에 구비되어 있다. 주행체(23)는, 도시하지 않지만 하단에 주행 차륜을 구비하고, 작업자용 이송탑재 개소 P와 스토커 내 이송탑재 개소 Q와의 사이에서 주행 이동 가능하게 구성되어 있다.

그리고, 작업자용 이송탑재 개소 P나 스토커 내 이송탑재 개소 Q에 있어서, 탑재대(20)를, 그 상면이 반송면과 일치하는 반송용 상승 위치와, 이 반송용 상승 위치보다 아래쪽에 위치하는 이송탑재용 하강 위치로 승강시킴으로써, 작업자용 이송탑재 개소 P에 있어서 반송 용기 C를 탑재대(20)와 검사용 탑재대(1P)와의 사이에서 이송탑재하거나, 스토커 내 이송탑재 개소 Q에 있어서 반송 용기 C를 탑재대(20)와 스토커 내 탑재대(1Q)와의 사이에서 이송탑재하거나 한다. 그리고, 상기한 반송면은, 컨베이어 프레임(22)의 상면보다 위쪽에 위치하는 가상면(假想面)이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 컨베이어(1)의 작업자용 이송탑재 개소 P에는, 검사용 탑재대(1P)가, 컨베이어 프레임(22)의 상면판에 장착 고정되어 있다. 검사용 탑재대(1P)는, 반송 용기 C를, 그 전면의 개구부 Co를 스토커(3)에 대향시키는 상태로, 또한 개구부 Co의 개구 방향(즉, 기판의 출입 방향)이 수평면으로부터 위쪽을 향해 설정 각도(본 예에서는 5°) 경사지는 상태로 지지하도록 설치되어 있다. 또한, 컨베이어(1)의 스토커 내 이송탑재 개소 Q에는, 스토커 내 탑재대(1Q)가, 컨베이어 프레임(22)의 상면판에 장착 고정되어 있다. 스토커 내 탑재대(1Q)도, 검사용 탑재대(1P)와 마찬가지로, 반송 용기 C를, 반송 용기 C의 개구부 Co의 개구 방향이 수평면으로부터 위쪽을 향해 5° 경사지는 상태로 지지하도록, 컨베이어 프레임(22)의 상면판에 장착 고정되어 있다.

〔반송 용기의 구성〕

반송 용기 C는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 원판형으로 형성된 웨이퍼 W(반도체 기판)를 수납하는 수납 공간 S를 구비한다. 수납 공간 S에는, 웨이퍼 W의 외주부를 지지하는 지지체 Cs(본 예에서는 한쌍의 지지체 Cs)가, 상하 방향으로 이격되는 상태로 복수 단 배열되어 설치되어 있다. 반송 용기 C의 전면측에는, 수납 공간 S와 외부 사이에서 웨이퍼 W가 출입하는 개구부 Co가 형성되어 있다. 그리고, 반송 용기 C에 대한 상하 방향은, 수납 공간 S 내에서의 웨이퍼 W의 적층 방향(도 3에서의 상하 방향)이다.

그리고, 반송 용기 C는, SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 규격에 따른 합성 수지제의 기밀 용기이며, 예를 들면, FOSB나 FOUP라고 하는 것이다. 이들 FOSB나 FOUP에는, 통상은 개구부 Co를 폐색(閉塞)하기 위한 전면 커버가 설치되지만, 본 실시형태에서는, 상기와 같은 청정실 내부에서의 사용을 전제로 하여, 개구부 Co를 전면 커버에 의해 폐색하지 않고 사용하고 있다.

반송 용기 C는, 스토커(3)에 수납되기 전, 즉 스토커(3)의 입고구(19)를 향해 반송 용기 C를 반송하는 컨베이어(1)의 작업자용 이송탑재 개소 P에 있어서, 상기 반송 용기 C의 수납 공간 S에서의 웨이퍼 W의 수납 자세가 정상인지의 여부에 대한 검사가 실행된다. 즉, 본 실시형태에서는, 작업자용 이송탑재 개소 P가 본 발명의 「검사용 위치」에 상당한다. 따라서, 검사용 위치는, 반송 용기 C가 반송되는 반송 경로 상에 설정되어 있다.

〔기판 수납 상태 검사 장치〕

웨이퍼 W의 수납 자세가 정상인지의 여부에 대한 검사를 행하는 기판 수납 상태 검사 장치에 대하여 설명한다.

기판 상태 검사 장치는, 도 1, 도 2, 도 4, 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 작업자용 이송탑재 개소 P에 위치하는 반송 용기 C에 수납된 웨이퍼 W에, 반송 용기 C의 개구부 Co를 통하여 광을 조사하는 조명 장치(61)와, 조명 장치(61)에 의해 광이 조사된 수납 공간 S 내의 웨이퍼 W를 촬상하는 촬상 장치로서의 촬상용 카메라(51)를 구비하고 있다.

조명 장치(61)는, 복수의 적외선 LED를 상하 방향으로 장척형으로 배열되도록 배치한 조명부(62)를, 반송 용기 C의 개구부 Co의 폭 방향으로 이격시켜 한쌍 구비하고 있다. 여기서, 개구부 Co의 폭 방향(개구 폭 방향)은, 상하 방향과 개구부 Co의 개구 방향의 양쪽과 직교하는 방향(도 3에서의 좌우 방향, 도 4에서의 상하 방향)이다. 한쌍의 조명부(62)의 한쪽이 본 발명의 「제1 조명부」에 상당하고, 다른 쪽이 본 발명의 「제2 조명부」에 상당한다.

한쌍의 조명부(62)의 각각은, 본 실시형태에서는, 검사용 탑재대(1P)에서의 컨베이어(1)의 길이 방향과 직교하는 폭 방향의 양측의 측부의 각각으로부터 수직 방향으로 세워 설치된 수직 지지체(60v)와, 수직 지지체(60v)에서의 상하 방향으로 이격된 2개소로부터 수평 방향으로 연장되는 수평 지지체(60h)에 의해, 컨베이어 프레임(22)에 고정 지지되어 있다.

즉, 조명 장치(61)는, 상하 방향으로 장척형으로 구성된 광원을 구비하고 있다. 그리고, 조명 장치(61)는, 작업자용 이송탑재 개소 P에 위치하는 반송 용기 C의 개구부 Co의 전면측에 있어서, 개구 폭 방향(좌우 방향)으로 이격되어 설치된 한쌍의 조명부(62)를 구비하고 있다.

또한, 한쌍의 조명부(62)의 각각은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 반송 경로에서의 반송 용기 C의 이동 범위 K의 개구 폭 방향의 양 측부이면서 또한 상기 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치에 설치되어 있다.

촬상용 카메라(51)는, 컨베이어(1)의 길이 방향으로 직교하는 폭 방향의 한쪽의 측부로부터 수직 방향으로 세워 설치된 수직 지지체(50v)와, 수직 지지체(50v)의 상단부로부터 수평 방향으로 연장되는 수평 지지체(50h)와, 수평 지지체(50h)에 장착된 지지 브래킷(50b)에 의해, 컨베이어 프레임(22)에 고정 지지되어 있다. 그리고, 지지 브래킷(50b)은, 촬상용 카메라(51)를, 평면에서 볼 때 컨베이어(1)와 중복되는 위치로 하여, 컨베이어(1)의 길이 방향으로 직교하는 폭 방향에서의 중앙부에 의해 지지한다. 촬상용 카메라(51)는, 상기 적외선 LED에 의해 조사된 적외선에 의한 상을 촬상 가능한 것이며, 그 시야는, 반송 용기 C의 수납 공간 S에 수납되는 모든 웨이퍼 W를 촬상 가능한 범위로 하여 설정되어 있다.

즉, 한쌍의 조명부(62)가, 도 4에 나타낸 바와 같이, 반송 경로에서의 반송 용기 C의 이동 범위의 개구 폭 방향의 양 측부이면서 또한 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치에 설치되고, 촬상용 카메라(51)가, 도 5에 나타낸 바와 같이, 반송 경로의 위쪽이면서 또한 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치에 설치되어 있다.

기판 수납 상태 검사 장치는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 촬상 컨트롤러 H1과 기판 수납 상태 판별부 H2를 구비하여 구성되는 판별용 제어 장치 H를 구비하고 있다. 판별용 제어 장치 H는, 예를 들면, 기억 장치와 연산 처리 장치를 구비한 컴퓨터에 의해 구성되며, 촬상 컨트롤러 H1를 구성하는 프로그램 프로세스와 기판 수납 상태 판별부 H2를 구성하는 프로그램 프로세스가, 상기 컴퓨터의 연산 처리 장치에 의해 실행된다.

또한, 판별용 제어 장치 H에는, 제어용 인터페이스 또는 데이터 송수신용 인터페이스를 통하여 촬상용 카메라(51) 및 조명 장치(61)가 접속되어 있다. 촬상 컨트롤러 H1은, 촬상용 카메라(51)와의 사이에서 촬상 지령의 지령 및 촬상 데이터의 수취가 가능하게 구성되어 있고, 또한 촬상 지령과 동기시켜 조명 장치(61)로의 작동 지령(LED로의 통전 지령)을 지령 가능하게 구성되어 있다.

그리고, 촬상 컨트롤러 H1은, 촬상 처리로서, 조명 장치(61)에 작동 지령을 지령하는 동시에 촬상용 카메라(51)에 촬상 지령을 지령하고, 촬상용 카메라(51)에 의해 촬상한 화상을 검사 대상 화상으로 하여 기판 수납 상태 판별부 H2에 인도한다.

도시하지 않지만, 검사용 탑재대(1P)에는 반송 용기 C가 탑재된 것을 검출하는 탑재 검출 센서가 구비되고, 판별용 제어 장치 H는, 탑재 검출 센서가 검사용 탑재대(1P)에 반송 용기 C가 탑재된 것을 검출하면, 전술한 촬상 처리를 실행한다.

기판 수납 상태 판별부 H2는, 촬상용 카메라(51)에 의해 촬상된 화상에 따라, 웨이퍼 W의 수납 공간 S에서의 수납 자세가 정상인지의 여부를 판별한다.

판별용 제어 장치 H에는, 출력 인터페이스로서, 화상 출력이 가능한 디스플레이 장치 D가 구비되고, 디스플레이 장치 D는, 판별용 제어 장치 H에 의한 처리 결과를 표시 가능하게 구성되어 있다. 또한, 판별용 제어 장치 H에는, 입력 인터페이스로서 포인팅 디바이스(마우스 등)와 문자 입력 장치(키보드 등)가 구비되어 있다.

기판 수납 상태 판별부 H2가 실행하는 처리에 대하여, 도 7의 플로우차트에 기초하여 설명한다.

기판 수납 상태 판별부 H2는, 상기 촬상 처리에 의해 촬상용 카메라(51)에 의해 촬상된 검사 대상 화상에 있어서, 조명 장치(61)[본 예에서는 한쌍의 조명부(62)]가 조사하는 광에 의해 웨이퍼 W의 주위 에지부에서의 주위 방향으로 이격된 개소에 생기는 한쌍 또는 복수 쌍의 고휘도 부분을 검출하는 휘점 검출 처리를 실행한다(스텝#1). 그리고, 수납 공간 S에 1매의 웨이퍼 W가 수납되어 있는 경우에는, 한쌍의 고휘도 부분이 검출되고, 수납 공간 S에 복수 개의 웨이퍼 W가 수납되어 있는 경우에는, 복수 쌍의 고휘도 부분이 검출된다.

휘점 검출 처리는, 한쌍의 조명부(62)의 광에 조사되어 생기는 웨이퍼 W의 개구 폭 방향으로 이격되는 휘점을, 검사 대상 화상 위에서 검출하는 처리이다.

이어서, 휘점 검출 처리에 의해 검사 대상 화상 위에 검출되는 개구 폭 방향으로 이격된 고휘도 부분에 대하여, 개구 폭 방향의 한쪽에서 검출되고 있는 고휘도 부분에 대응하는 높이의 다른 쪽 고휘도 부분이 존재하는 정상 상태인지, 상기 다른 쪽 고휘도 부분이 존재하지 않는 이상 상태인지를 판별함으로써, 반도체 기판의 수납 자세가 이상인지의 여부를 판별하는 자세 판정 처리를 실행한다(스텝#2). 즉, 자세 판정 처리에서는, 휘점 검출 처리에 의해 검사 대상 화상 위에 검출된 고휘도 부분에 대응하는 높이로서 상기 고휘도 부분과는 개구 폭 방향이 상이한 위치에 설정되는 대응 부분에, 다른 고휘도 부분이 존재하지 않는 것으로 판별한 경우에는, 이상 상태인 것으로 판정한다.

스텝#2에서 이상 상태인 것으로 판별된 경우(스텝#2: Yes)에는, 기판 수납 상태 판별부 H2는, 고휘도 부분이 존재하지 않는 부분(상기한 대응 부분)을 웨이퍼 W가 존재하지 않는 이상 부분인 것으로 판별하여, 이상 표시 처리를 실행한다(스텝＃5). 이 이상 표시 처리는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 고휘도 부분을 나타내는 고휘도 심볼 Y1과, 이상 부분을 나타내는 이상 심볼 Y2를, 검사 대상 화상에서의 고휘도 부분 및 이상 부분의 상대 위치 관계에 대응시켜 디스플레이 장치 D에 표시하는 처리이다. 도 8에 나타낸 예에서는, 이상 표시 처리에 있어서, 도 8의 표시 영역 우측 상에 나타낸 바와 같이, 종합 판정 결과 표시 E로서 「NG」라고 표시한다.

그리고, 이상 표시 처리의 실행시에는, 기판 수납 상태 판별부 H2는 반송 제어 장치 Hv에 반송 정지 지령을 지령한다.

또한, 스텝#2에 의해 정상 상태인 것으로 판별된 경우(스텝#2: No)에는, 기판 수납 상태 판별부 H2는, 디스플레이 장치 D에, 검사 대상 화상을 표시하고, 그 검사 대상 화상에 중첩되는 상태로 고휘도 부분을 나타내는 고휘도 심볼 Y1의 존재 위치만을 표시하는 정상 표시 처리를 실행한다(스텝#3). 정상 표시 처리에 대해서는 도시하지 않지만, 정상 상태인 것을 나타내는 종합 판정 결과 표시 E로서 「OK」라고 표시한다.

또한, 정상 표시 처리(스텝#3)에 계속하여, 기판 수납 상태 판별부 H2는 반송 제어 장치 Hv에 반송 지령을 지령한다. 이로써, 컨베이어(1) 및 창고 내 이송탑재 장치(4)가 작동되어, 반송 용기 C가 스토커(3)에 수납된다.

본 실시형태에서는, 디스플레이 장치 D가, 기판 수납 상태 판별부 H2의 판별 결과를 표시하는 「표시 장치」에 상당한다.

그리고, 기판 수납 상태 판별부 H2는, 휘점 검출 처리에 의해 검사 대상 화상 위에 검출되는 개구 폭 방향으로 이격된 고휘도 부분에 대한 상하 방향의 위치의 대응 관계에 기초하여, 반도체 기판의 수납 자세가 이상인지의 여부를 판별하는 자세 판별 처리를 실행하도록 구성되어 있다.

〔다른 실시형태〕

(1) 상기 실시형태에서는, 기판 수납 상태 검사 장치를, 원판형으로 형성된 웨이퍼 W를 수납하는 반송 용기 C 내의 웨이퍼 W의 수납 자세의 검사에 사용하는 경우를 설명하였으나, 웨이퍼 W의 형상은, 평면에서 볼 때 진원형의 원판형으로 한정되지 않고, 예를 들면, 웨이퍼에서의 결정축(結晶軸)의 방향을 나타내기 위한 노치나 오리엔테이션 플랫이 설치된 것이라도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 반송 용기 C의 전면 커버를 장착하고 하지 않고서 사용하는 형태를 설명하였으나, 이와 같은 사용 형태에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 전면 커버를 투명한 재질로 형성하고, 전면 커버의 외측으로부터 조명 장치에 의한 광의 조사 및 촬상용 카메라에 의한 촬상을 행하는 형태라도 된다.

(2) 상기 실시형태에서는, 촬상용 카메라(51)를 반송 경로의 위쪽이면서 또한 반송 용기 C의 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치에 설치하는 구성을 설명하였으나, 이와 같은 구성에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 촬상용 카메라를 반송 경로의 하방측이면서 또한 반송 용기 C의 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치에 설치하는 구성으로 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 촬상용 카메라(51)를 1대만 사용하는 구성을 설명하였으나, 2대 이상의 촬상용 카메라를, 반송 경로에서의 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치에 설치하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 예를 들면, 촬상용 카메라를, 반송 경로에서의 이동 범위 K와 중복되지 않는 위치로 하여, 반송 용기 C의 이동 범위 K의 개구 폭 방향의 양 측부에 위치시켜 설치하는 것을 고려할 수 있다.

(3) 상기 실시형태에서는, 한쌍의 조명부(62)의 각각을, 상하 방향으로 장척형으로 구성된 광원을 구비하여 구성하는 예를 설명하였으나, 한쌍의 조명부(62)의 각각에서의 광원의 형상은 상기와 같은 구성에 한정되는 것이 아니고, 수납 공간 S 내의 모든 지지체 Cs에 지지되는 웨이퍼 W에 대하여 반송 용기 C의 전면의 개구부 Co를 통하여 광을 조사 가능하면, 점형 광원이나 링형 광원 등, 각종 형상의 광원을 사용해도 된다.

(4) 상기 실시형태에서는, 수납 상태 검사 장치를, 반송 용기 C의 반송원(搬送元) 개소로서의 컨베이어(1)의 검사용 탑재대(1P)로부터 스토커(3)의 입고구(19)를 향해 반송 용기 C를 반송하는 컨베이어(1)에 설치하는 구성을 예시했지만, 컨베이어(1)를 설치하지 않는 경우에는, 스토커(3)의 입고구(19)에 수납 상태 검사 장치를 설치하는 구성으로 해도 된다.

또한, 반송 용기 C를 반송하는 반송 장치는, 컨베이어에 한정되는 것이 아니고, 자주(自走) 대차(臺車; carriage) 등 다른 반송 장치라도 된다.

(5) 상기 실시형태에 있어서, 도 8에 나타낸 디스플레이 장치 D로의 표시는, 이상 표시 처리의 표시 형태의 일례이며, 도 8에 나타낸 바와 같은 화상 표시 이외에도, 예를 들면, 캐릭터 모드 화면에 의해 고휘도 심볼과 이상 심볼을 문자만으로 표시하거나, 이상 심볼의 존재 개소 주위의 화상을 특별히 확대 표시하거나, 또는 종합 판정 결과 표시 E만을 표시하는 등, 각종 표시 형태를 채용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 이상 표시 처리로서, 판별용 제어 장치 H에 구비하는 디스플레이 장치 D로의 표시를 행하는 구성을 예시했지만, 이상 표시 처리로서 정보를 표시하는 대상은, 판별용 제어 장치 H와 네트워크를 통하여 정보의 송수신이 가능한 다른 컴퓨터의 디스플레이 장치나, 사용자가 휴대하는 휴대형 무선 단말기의 표시 화면이라도 된다.

또한, 이상 표시 처리로서, 디스플레이 장치 D로의 정보 표시 이외에, 경고 등의 점등이나 음성에 의한 정보 출력을 사용해도 되고, 또한 이들은 각각 단독으로 사용해도 되고, 어느 하나 또는 모두를 복합적으로 사용해도 된다.

(6) 상기 실시형태에서는, 조명 장치(61)로서 적외선 LED를 사용하고, 촬상용 카메라(51)는 조명 장치(61)의 적외선 LED에 의한 적외선에 의한 상을 촬상 가능한 것으로 하도록 구성하였지만, 이와 같은 구성에 한정되는 것이 아니고, 조명 장치(61)로서 가시광 영역의 광선을 사용하고, 촬상용 카메라(51)로서, 상기 가시광 영역의 광에 의한 상을 촬상 가능한 것을 사용해도 된다.

1: 반송 장치
19: 입고구
51: 촬상 장치
61: 조명 장치
C: 반송 용기
Co: 개구부
Cs: 지지체
D: 표시 장치
H2: 기판 수납 상태 판별부
K: 이동 범위
P: 검사용 개소
S: 수납 공간
W: 반도체 기판
Y1: 고휘도 심볼
Y2: 이상 심볼

Claims

원판형으로 형성된 반도체 기판을 수납하는 수납 공간에, 상기 반도체 기판의 외주부를 지지하는 지지체가 상하 방향으로 이격(離隔)되는 상태로 복수 단(段) 배열되어 설치되어 있는 동시에, 상기 수납 공간과 외부 사이에서 상기 반도체 기판이 출입하는 개구부가 형성된 반송(搬送) 용기를 검사 대상으로 하고,
검사용 위치에 위치하는 상기 반송 용기에 수납된 상기 반도체 기판에, 상기 개구부를 통하여 광을 조사(照射)하는 조명 장치;
상기 조명 장치에 의해 광이 조사된 상기 반도체 기판을 촬상하는 촬상 장치; 및
상기 촬상 장치에 의해 촬상된 화상에 따라, 상기 반도체 기판의 수납 자세가 정상인지의 여부를 판별하는 기판 수납 상태 판별 처리를 실행하는 기판 수납 상태 판별부;
를 구비하는 기판 수납 상태 검사 장치로서,
상기 조명 장치가, 상기 검사용 위치에 위치하는 상기 반송 용기의 개구부의 전면측(前面側)에 있어서, 상기 개구부의 상하 방향과 직교하는 폭 방향으로 이격되어 설치된 제1 조명부와 제2 조명부를 구비하고,
상기 기판 수납 상태 판별부가, 상기 촬상 장치에 의해 촬상된 검사 대상 화상에 있어서, 상기 제1 조명부 및 상기 제2 조명부가 조사하는 광에 의해 상기 반도체 기판의 주위 에지부에서의 주위 방향으로 이격된 개소에 생기는 한쌍의 고휘도 부분을 검출하는 휘점(輝点) 검출 처리를 실행하고, 또한
상기 휘점 검출 처리에 의해 상기 검사 대상 화상 위에 검출되는 상기 한쌍의 고휘도 부분에 대한 상하 방향의 위치의 대응 관계에 기초하여, 상기 반도체 기판의 수납 자세가 이상(異常)인지의 여부를 판별하는 자세 판별 처리를 실행하도록 구성되어 있는,
기판 수납 상태 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 조명부 및 상기 제2 조명부의 각각이, 상하 방향으로 장척형(長尺形)으로 구성된 광원을 구비하여 구성되어 있는, 기판 수납 상태 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 촬상 장치가, 1대의 촬상용 카메라로 구성되어 있는, 기판 수납 상태 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기판 수납 상태 판별부의 판별 결과를 표시하는 표시 장치가 설치되고,
상기 기판 수납 상태 판별부가, 상기 휘점 검출 처리에 의해 상기 검사 대상 화상 위에 검출된 고휘도 부분에 대응하는 높이로서 상기 고휘도 부분과는 상기 폭 방향이 상이한 위치에 설정되는 대응 부분에, 다른 고휘도 부분이 존재하지 않는 것으로 판별한 경우에는, 상기 대응 부분을 상기 반도체 기판이 존재하지 않는 이상 부분인 것으로 판별하여, 이상 표시 처리를 실행하도록 구성되어 있고,
상기 이상 표시 처리는, 상기 고휘도 부분을 나타내는 고휘도 심볼과, 상기 이상 부분을 나타내는 이상 심볼을, 상기 검사 대상 화상에서의 상기 고휘도 부분 및 상기 이상 부분의 상대 위치 관계에 대응시켜 상기 표시 장치에 표시하는 처리인, 기판 수납 상태 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 검사용 위치가, 상기 반송 용기가 반송되는 반송 경로 상에 설정되고,
상기 제1 조명부 및 상기 제2 조명부가, 상기 반송 경로에서의 상기 반송 용기의 이동 범위의 상기 폭 방향의 양 측부이면서 또한 상기 이동 범위와 중복되지 않는 위치에 설치되고,
상기 촬상 장치가, 상기 반송 경로의 위쪽이면서 또한 상기 이동 범위와 중복되지 않는 위치에 설치되어 있는, 기판 수납 상태 검사 장치.
제1항 또는 제2항에 기재된 기판 수납 상태 검사 장치와,
상기 반송 용기를 수납하는 수납부가 복수 구비된 용기 수납 선반을 구비한 기판 수납 설비로서,
상기 기판 수납 상태 검사 장치가, 상기 용기 수납 선반의 입고구(入庫口), 또는 상기 입고구를 향해 상기 반송 용기를 반송하는 반송 장치에 설치되어 있는, 기판 수납 설비.