TWI808408B - 板狀對象物的排列檢測裝置以及裝載埠 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種板狀對象物的排列檢測裝置和使用了該裝置的裝載埠，該板狀對象物的排列檢測裝置中，將判斷視窗與由拍攝單元拍攝的拍攝圖像重疊，來判斷形狀匹配率，在判斷的形狀匹配率為既定值以下的情況下，判斷為在與由拍攝單元拍攝的圖像重疊的判斷視窗內不存在板狀對象物。第一基準線是在判斷視窗內連續的直線，第二基準線是在判斷視窗內排列成直線狀的不連續的線段的集合。

Description

板狀對象物的排列檢測裝置以及裝載埠
本發明涉及板狀對象物的排列檢測裝置和裝載埠。
在半導體工廠等中，藉由使用收容有矽晶圓等基板的容器，在工廠內進行基板的輸送及保管等。在半導體製造裝置的領域中，通常應用所謂的小型環境方式（局部淨化方式），可將容器的內部保持為高清潔度。
在此小型環境方式中，容器與半導體製造裝置之間的介面部分通常被稱為裝載埠，這是眾所周知。一般而言，在裝載埠具備映射感測器，可利用此映射感測器識別基板的收容狀態（傾斜、兩片重疊、交錯配置等）。
作為映射感測器，例如使用透射型感測器（參照專利文獻1）。在此情況下，映射感測器在將光軸朝向水平方向的狀態下，安裝於可在前後方向上進退且可在上下方向上升降移動的映射裝置（映射臂或映射框架等）的前端部等。使映射器件前進，將映射感測器插入容器的開口部並使之下降移動，由此，可利用該映射感測器識別收容於容器內的基板的收容狀態。
在上述的現有的映射感測器中，為了識別基板的收容狀態，需要將映射器件配置於適當的位置，且如專利文獻1所示那樣以夾著基板的方式配置一組發光部和受光部。在此點上，在基板的形狀為普通的半導體晶圓那樣的圓形狀的情況下，可在開口部側充分確保基板的外周面與容器的內壁面之間的空間，能夠將一組發光部和受光部配置於上述空間，並以夾著基板的方式配置。
但是，在基板的形狀為例如正方形狀或長方形狀等所謂的方形形狀的情況下，在基板的外周面與容器的內壁面之間未產生上述的空間，難以利用空間以夾著基板的方式配置一組發光部和受光部。另外，藉由將容器大型化，雖然可能形成上述的空間，但容器的大型化導致裝載埠和容器輸送系統的大型化，故而較不佳。
因此，最近提出了使用例如表面光電感測器或CCD相機等拍攝感測器，識別基板的收容狀態（傾斜、兩片重疊、交錯配置等）。在使用了這種拍攝感測器的容器內部的晶圓映射中，藉由主要判別明暗來檢測基板的狀態（是否處於傾斜、兩片重疊、交錯配置等不正常的狀態）。
拍攝感測器在其原理上需要以使用光源增加亮度的狀態檢測圖像。從光源發出的光在容器內部進行漫反射，因此，根據圖像獲取區域不同，產生由於亂反射而產生的點狀光的“滲出”，此滲出在明暗判別中可成為錯誤檢測的主要原因。將“明”狀態判別為“存在基板”，因此，同樣可能將作為“明”狀態被檢測的滲出部誤認為“存在基板”來進行判別。
專利文獻1：日本特許公開2002-164411號公報。
本發明是鑒於這種實際狀況而研發的，其目的在於，提供將光的“滲出”等誤認為基板等板狀對象物的情況較少的板狀對象物的排列檢測裝置和使用了該裝置的裝載埠。 [用於解決問題的技術方案]
為了實現上述目的，本發明提供一種板狀對象物的排列檢測裝置，其特徵在於，包括： 拍攝單元，相對於以既定間隔排列於容器內的板狀對象物，配置成可在相對於所述板狀對象物的平面大致垂直方向上相對移動，且可在拍攝畫面內沿著至少一個所述板狀對象物的端緣拍攝至少一部分； 判斷視窗設定單元，基於與單一的所述板狀對象物的端緣對應的主圖像，沿著與所述端緣的厚度對應的寬度且大致平行的一對圖像濃淡分界線，在判斷視窗內設定第一基準線和第二基準線； 形狀判斷單元，將由所述判斷視窗設定單元設定的所述判斷視窗與由所述拍攝單元拍攝的拍攝圖像重疊，來判斷形狀匹配率；和 對象物判斷單元，在由所述形狀判斷單元判斷的形狀匹配率為既定值以下的情況下，判斷為在與由所述拍攝單元拍攝的圖像重疊的所述判斷視窗內不存在所述板狀對象物， 所述第一基準線是在判斷視窗內連續的直線，所述第二基準線是在所述判斷視窗內排列成直線狀的不連續的線段的集合。
在僅根據由連續的直線構成的第一基準線進行判斷的情況下，難以判別是與拍攝圖像中的由光的滲出產生的第一基準線一致，還是與由正常的板狀對象物的明部產生的第一基準線一致。因此，將拍攝圖像中的光的滲出誤認為正常的板狀對象物進行判斷的可能性高。
另外，在將第一基準線和第二基準線以雙方均連續的直線進行判斷的情況下，拍攝圖像中的光的滲出與雙方連續的直線的第一基準線及第二基準線的匹配率降低，將拍攝圖像中的光的滲出誤認為正常的板狀對象物進行判斷的可能性變少。但是，在此情況下，將重疊配置兩片板狀對象物的狀態與拍攝圖像中的光的滲出同樣判斷為不是正常的板狀對象物的可能性高。
在本發明的板狀對象物的排列檢測裝置中，第一基準線是在判斷視窗內連續的直線，所述第二基準線是在所述判斷視窗內排列成直線狀的不連續的線段的集合。因此，拍攝圖像中的光的滲出與連續的直線的第一基準線和不連續的虛線狀的第二基準線的組合的匹配率降低，將拍攝圖像中的光的滲出誤認為正常的板狀對象物進行判斷的可能性少。另外，在重疊配置有兩片板狀對象物的情況下，與連續的直線的第一基準線和不連續的虛線狀的第二基準線的組合的匹配率比光的滲出變高，能夠與光的滲出進行區別，誤認為光的滲出的可能性少。
較佳為更包括面積計算單元，在由所述對象物判斷單元判斷為存在所述板狀對象物的情況下，在所述判斷視窗內，探索基於由所述拍攝單元拍攝的實際的拍攝圖像的大致平行的一對圖像濃淡分界線。
面積計算單元中，在由對象物判斷單元判斷為存在板狀對象物的情況下，能夠探索一對圖像濃淡分界線，並計算拍攝圖像中的明區域的面積或寬度。藉由計算明區域的面積或寬度，能夠判別是單一板狀對象物，還是兩片重疊的板狀對象物。
較佳為在所述面積計算單元中，在觀察到基於實際的拍攝圖像的大致平行的一對圖像濃淡分界線的情況下，在所述判斷視窗內，沿著一對所述圖像濃淡分界線在既定長度的範圍內，藉由計算求取一對所述圖像濃淡分界線之間的面積，在藉由該計算求取的面積為既定的正常範圍內的情況下，判斷為單一的板狀對象物。即，在藉由計算求取的面積為與單一板狀對象物對應的面積的範圍內的情況下，判斷為單一板狀對象物，在藉由計算求取的面積為與兩片板狀對象物的總和對應的面積的範圍內的情況下，能夠容易判斷為兩片重疊。
較佳為在所述面積計算單元中，在觀察到基於實際的拍攝圖像的大致平行的一對圖像濃淡分界線的情況下，在所述判斷視窗內，沿著一對所述圖像濃淡分界線在既定長度的範圍內，藉由計算求取一對所述圖像濃淡分界線之間的面積，在藉由該計算求取的面積為既定的兩片重疊範圍內的情況下，判斷為兩片板狀對象物。
較佳為構成所述第二基準線的不連續的線段與線段之間的間隙的長度比所述線段的長度大。藉由這樣構成，能夠容易區別兩片重疊和光的滲出，將兩片重疊誤認為光的滲出的可能性少。
本發明提供一種裝載埠，包括上述任一項所記載的板狀對象物的排列檢測裝置。
以下，基於附圖所示的實施方式說明本發明。 第1A圖和第1B圖所示的裝載埠1作為收容複數個半導體晶圓W的容器（保管用容器）2與半導體製造裝置（省略圖示）之間的介面部分發揮作用，構成設備前端模組（EFEM）的一部分。設備前端模組形成設置晶圓輸送用的機械臂等的小型環境，機械臂利用裝載埠1從連接於小型環境的容器2內取出被收容於容器2內的半導體晶圓W，並輸送至半導體處理裝置。此外，作為容器2，例如可舉出晶圓傳送盒（FOUP，Front-Opening Unified Pod）等。
裝載埠1包括控制箱10、可動載物台11、框架12、支承框架13、門部14、驅動部16、桿17、感測器止動件(sensor dog)18和映射感測器20等。控制箱10在內部包含使門部14工作的驅動部16和用於控制映射感測器20的各種動作的控制部40等。
可動載物台11在內部收容作為板狀對象物的基板W（例如半導體晶圓、顯示用基板、其他的基板），保管及輸送基板W的容器2可裝拆自如地載置。可動載物台11由在將容器2載置於上部的狀態下沿Y軸方向移動的移動載物台等構成，能夠將容器2的收容口4連接於框架12的開口部15。此外，在圖式中，Y軸表示可動載物台11的移動方向（前後方向），Z軸表示上下方向，X軸、Y軸和Z軸相互垂直。
對容器2進行簡單地說明。如第4圖所示，在容器主體3的內部，沿著Y軸向前後方向延伸的收容架8以沿著X軸相對的方式，並且沿著Z軸隔開一定間隔地以多層形成。利用這些複數個收容架8收容基板W。由此，基板W在沿上下排列成多層的狀態下收容於容器2內。本實施方式中，舉例說明方型的基板W，但基板W的形狀不限定於方型，例如也可以形成為圓形狀。
如第1A圖所示，框架12從可動載物台11向上方延伸，可動載物台11和設置於可動載物台11的容器2以相對於框架12在前後方向上接近、分開的方式移動。在框架12上，以與容器2的收容口4對置的方式形成有開口部15，開口部15利用門部14開閉。利用框架12，可將半導體製造裝置的處理室內與位於半導體製造裝置外部的外部空間隔開。
門部14能夠開閉開口部15，並且與裝拆自如地設置於容器2的收容口4的蓋部5卡合，對收容口4進行開閉。裝載埠1中，使可動載物台11向前方移動至將容器2與框架12接觸的位置後，門部14與容器2的蓋部5卡合而引入小型環境內，由此，能夠將容器2的內部和小型環境經由容器2的收容口4連結。
在門部14的下端緣部一體連結有支承框架13。在支承框架13上連結有配置於控制箱10內的驅動部16，驅動部16沿著在上下方向上延伸的桿17進行下降移動，由此，門部14可經由支承框架13下降移動。
作為拍攝單元的映射感測器20為了檢測基板W的狀態而拍攝基板W。如第1A圖和第3圖所示，映射感測器20一體固定於門部14的上端緣部。具體而言，映射感測器20利用例如未圖示的緊固單元等固定於門部14的上端緣部中位於左右方向的中央的部分。
映射感測器20配置於比容器2內所收容的複數個基板W中的位於最上層的基板W更靠上方。此外，也可以將映射感測器20在左右方向上可移動地固定於門部14的上端緣部。在此情況下，可根據需要調整映射感測器20的位置。
如第5A圖所示，映射感測器20具備：向朝向基板W側的前方照射拍攝用的光La的發光部50；和拍攝從發光部50照射的光La的反射光（由發光部50照明的照明區域S內）並獲取拍攝圖像54（參照第8圖）的拍攝部52。拍攝部52拍攝與光La的光軸Oa交叉的假想的拍攝面V，例如獲取第8圖所示的拍攝圖像54。即，第5A圖所示的映射感測器20是獲取二維拍攝圖像54的圖像獲取感測器（或表面光電感測器）。
第5A圖所示的發光部50例如為LED，照射調整成既定波段的光La。此外，發光部50的發光時間由例如第1A圖所示的控制部40控制。如第6圖及第7圖所示，發光部50藉由例如發光角度或發光強度等的調整，以在照明區域S內包含一片基板W的方式照射光La。此外，本實施方式中，如第5A圖所示，拍攝部52的拍攝軸Od與發光部50的光軸Oa大致平行，但未必需要平行，也可以使任一者傾斜地排列。
另外，第5A圖所示的例子中，將各自準備的發光部50和拍攝部52組合而設為映射感測器20，但也可以如第5B圖所示，是在拍攝部52的周圍一體配置有複數個發光部50的映射感測器20A。此第5B圖所示的映射感測器20A中，拍攝部52的拍攝軸Od和發光部50的光軸Oa大致一致。
拍攝部52例如由互補式金屬氧化物半導體(CMOS)、感光耦合元件(CCD)等固體拍攝元件構成，例如獲取與發光強度對應的拍攝圖像54，並且將獲取的拍攝圖像54輸出至控制部40。向拍攝部52入射基板反射光和內壁面反射光等。此外，拍攝部52的拍攝時間例如由控制部40控制。
如第6圖和第7圖所示，以在照明區域S內包含至少一片基板W的方式，由第5A圖（或第5B圖/以下同樣）所示的發光部50照射光La。因此，如果拍攝成功，則拍攝部52能夠在拍攝畫面內獲取由以下區域構成的拍攝圖像54，即：沿著第6圖及第7圖所示的一片基板W的端緣Wa的長邊方向（沿著X軸）與至少一部分對應的第8圖所示的明區域54a；和與基板W間的空間對應的暗區域54b。將第8圖中的明區域54a和暗區域54b的分界定義為圖像濃淡分界線54ab。
映射感測器20能夠隨著門部14向上下（Z軸）方向的移動，而在上下方向上移動。具體而言，如第1A圖及第1B圖所示，映射感測器20從複數個基板W中的位於最上層的基板W側向位於最下層的基板W進行下降移動。即，映射感測器20相對於在Z軸方向上以既定間隔排列於容器2內的基板W，在相對於基板W的平面大致垂直方向上相對移動。
而且，映射感測器20在距基板W離開既定距離的位置，門部14進行下降移動時，如第8圖所示，在拍攝畫面內獲取拍攝圖像54。拍攝部52的焦點距離、畫面視野角等以拍攝圖像54能夠以上述既定距離適當獲取的方式適當調整。
控制部40將由映射感測器20獲取的拍攝圖像54記錄於資料記錄部（省略圖示）。此外，第1A圖和第1B圖所示的控制部40也可以將例如第8圖所示的拍攝圖像54輸出至未圖示的顯示監視器。另外，從位置檢測感測器60向控制部40輸入表示下降移動的映射感測器20相對於基板W的相對位置的位置檢測信號。
對位置檢測感測器60進行簡單地說明。如第1A圖所示，在桿17上，沿著Z軸方向安裝有縱長的感測器止動件18。位置檢測感測器60安裝於驅動體16，隨著驅動體16的升降移動而沿著感測器止動件18升降移動。
位置檢測感測器60設為如下透射型光感測器，例如以夾著感測器止動件18而在左右方向上對置的方式配置，包括未圖示的光照射部和受光部。位置檢測感測器60一邊使受光部接收來自光照射部的檢測光，一邊沿著感測器止動件18升降移動，同時將與受光部的受光結果對應的位置檢測信號輸出至控制部40。
作為感測器止動件18，例如可使用狹縫凸輪。在狹縫凸輪上，在上下方向上隔開一定間隔地配置有複數個狹縫。在映射感測器20進行的拍攝圖像54的獲取同時，利用位置檢測感測器60檢測各狹縫的狹縫位置。狹縫的數及間距與設置於容器2的複數個收容架8的數及間距對應。藉由設為這種結構，控制部40可基於由位置檢測感測器60檢測的位置檢測信號，掌握映射感測器20相對於基板W的相對位置。
由此，控制部40能夠掌握由映射感測器20獲取的拍攝圖像54是容器2的第幾層收容架8中收容的基板W的拍攝圖像54。而且，控制部40能夠將由映射感測器20獲取的拍攝圖像54與容器2內的基板W的收容位置相對應地記錄於資料記錄部。
映射感測器20接收來自控制部40的指示，一邊獲取基板W的拍攝圖像54一邊下降移動。即，如第5A圖所示，發光部50向基板W照射拍攝用的光La，並且拍攝部52進行由發光部50照射的光La的反射光的拍攝並獲取拍攝圖像54。此外，在形成拍攝圖像54的光中，除了包含光La的反射光之外，還可以包含來自其他光源的光（例如來自容器2外側的光）。
此時，第5A圖所示的拍攝部52拍攝與光La的光軸O交叉的拍攝面V並獲取拍攝圖像54，因此，能夠獲取從映射感測器20側觀察的視點的拍攝圖像54。而且，控制部40能夠將由映射感測器20獲取的拍攝圖像54與容器2內的基板W的收容位置相對應地記錄於資料記錄部（省略圖示），並且根據需要顯示於顯示監視器。
接著，對於由第1A圖及第1B圖所示的作為拍攝單元的映射感測器20和作為控制單元的控制部40構成的基板W的排列檢測裝置，基於第2A圖、第2B圖及第8圖至第11D圖進行詳細地說明。
如第2A圖所示，本實施方式的控制部40至少包括判斷視窗設定單元42、形狀判斷單元44、基板判斷單元46、面積計算單元48。這些單元42至46可以是控制部40中的專用控制電路，也可以是電腦的控制程式。
第2A圖所示的判斷視窗設定單元42基於與第7圖所示的單一基板W的端緣Wa對應的第8圖所示的主圖像54α的明區域54a，沿著與端緣Wa的厚度對應的寬度且大致平行的一對圖像濃淡分界線54ab，將第9A圖所示的第一基準線56和第二基準線57設定於判斷視窗55內。
此外，主圖像54α可以根據由映射感測器20拍攝第7圖所示的實際的一片基板W的實際的拍攝圖像來製作，也可以根據預先利用其他的相機等拍攝單元，在與映射感測器同樣的條件下拍攝第7圖所示的實際的一片基板W的圖像來製作。另外，判斷視窗55被設定於探索視窗53的內部，且由第2A圖所示的控制部40控制，以在探索視窗53的範圍內，基於基準線56、57探索圖像濃淡分界線54ab且可進行縱橫移動和旋轉。
第2A圖所示的形狀判斷單元44將判斷視窗設定單元42中設定的第9A圖所示的判斷視窗55與由第2A圖所示的映射感測器（拍攝單元）20拍攝的第9B1圖所示的拍攝圖像54重疊，並判斷形狀匹配率。
第2A圖所示的作為對象物判斷單元的基板判斷單元46在由形狀判斷單元44判斷的形狀匹配率如例如第9D1圖所示為既定值以下的情況下，判斷為在與由第2A圖所示的匹配感測器20拍攝的圖像重疊的第9C1圖所示的判斷視窗55內不存在基板，且可能是光的滲出54c。
此外，光的滲出54c大多是在例如第1A圖所示的容器2的容器主體3包括透明的監看視窗的情況或容器主體3本身為透明等時，外光進入容器2的內部而形成。或照明的光的反射光有時也成為光的滲出54c。
第2A圖所示的面積計算單元48在由基板判斷單元46判斷為存在第7圖所示的基板W的情況下，在與第9B2圖所示的判斷視窗55重疊的面積視窗58內，探索基於實際的拍攝圖像54的大致平行的一對圖像濃淡分界線54ab。
第2A圖所示的面積計算單元48在觀察基於第9B2圖所示的實際的拍攝圖像54的大致平行的一對圖像濃淡分界線54ab的情況下，在判斷視窗55的面積視窗58內，沿著一對圖像濃淡分界線54ab在既定長度的範圍內藉由計算求取一對圖像濃淡分界線54ab之間的面積。將藉由計算求取的面積部分以第9B2圖的面積視窗58的內部的斜線陰影（在實際的圖像中，例如綠色部分）表示。在藉由該計算求取的面積為既定的正常範圍內的情況下，判斷為單一的基板W（參照第7圖）。
另外，在第2A圖所示的面積計算單元48中，如第9C2圖所示，在觀察基於實際的拍攝圖像54的大致平行的一對圖像濃淡分界線54ab的情況下，在判斷視窗55的面積視窗58內，沿著一對圖像濃淡分界線54ab在既定長度的範圍內藉由計算求取一對圖像濃淡分界線54ab之間的面積。將藉由計算求取的面積部分以第9C2圖的面積視窗58的內部的縱線陰影（在實際的圖像中，例如紅色部分）表示。在藉由該計算求取的面積為既定的兩片重疊範圍內的情況下，判斷為兩片基板W（參照第7圖）重疊。
如第9A圖所示，在本發明的實施方式中，第一基準線56是在判斷視窗55內連續的直線，第二基準線57是在判斷視窗55內排列成直線狀的不連續的線段的集合。第一基準線56和第二基準線57大致平行，它們的間隔與第8圖所示的主圖像54α中的一片基板W的拍攝圖像所對應的明區域54a的寬度一致。
本實施方式中，較佳為構成第二基準線57的不連續的線段與線段之間的間隙的長度比線段的長度大。另外，在判斷視窗55的內部，將第二基準線57的不連續的線段的總長度設為L2（不包含間隙寬度），且將第一基準線56的長度設為L1的情況下，L2/L1較佳為低於1/2，更佳為45/100～25/100。
另外，在判斷視窗55的內部，第二基準線57的不連續的線段較佳為沿著第二基準線57至少形成於中央部和兩端部，較佳為合計3個以上。此外，本實施方式中，在判斷視窗55的內部，將第一基準線56配置於下側，將第二基準線57配置於上側，但也可以相反。
接著，主要基於第2B圖對第2A圖所示的控制部40的動作進行說明。在第2B圖所示的步驟S1中，當開始拍攝工序時，第1A圖所示的映射感測器20及閘部14一起向Z軸下方移動，且在既定的範圍（例如照明區域S）內拍攝容器2內部的基板W的端緣Wa（參照第6圖、第7圖）。
第2A圖所示的控制部40也與圖示省略的記錄裝置及顯示裝置連接，如第9B1圖所示，在顯示裝置中顯示的拍攝圖像54上也重疊顯示探索視窗53和判斷視窗55，在判斷視窗55中顯示第一基準線56和第二基準線57。此外，拍攝圖像54與這些視窗53、55及基準線56、57一起儲存於記錄裝置，或分別均儲存於記錄裝置。
在第2B圖所示的步驟S2中，第2A圖所示的形狀判斷單元44探索並提取例如第9B1圖所示的拍攝圖像54的明區域54a與暗區域54b的分界即圖像濃淡分界線（拍攝形狀的輪廓）54ab。具體而言，形狀判斷單元44使第9B1圖所示的判斷視窗55在探索視窗53的內部沿縱橫方向和旋轉方向移動，並探索第一基準線56和第二基準線57分別接近圖像濃淡分界線54ab的位置。
接著，在第2B圖所示的步驟S3中，第2A圖所示的形狀判斷單元44進行與第8圖所示的主圖像54α對應的第一基準線56及第二基準線57與實際的拍攝圖像54的圖像濃淡分界線54ab的匹配處理（輪廓形狀匹配或比較處理）。
接著，在步驟S4中，判斷形狀匹配率是否為既定值MR以上。例如第9B1圖中，第一基準線56與下側的圖像濃淡分界線54ab一致，第二基準線57與上側的圖像濃淡分界線54ab一致，因此，形狀匹配率接近100％，成為既定值MR（例如70％）以上，進入第2B圖所示的步驟S6。
另外，例如第9C1圖中，因為是與兩片重疊的基板對應的明區域54a，所以第一基準線56與下側的圖像濃淡分界線54ab一致，第二基準線57不與上側的圖像濃淡分界線54ab一致。但是，第二基準線57為虛線狀，間隙較寬，因此，第二基準線57和第一基準線56的合計的形狀匹配率成為74％，成為既定值MR（例如70％）以上，並進入第2B圖所示的步驟S6。
另外，例如在由於來自與第1A圖所示的容器2的收容口4不同的觀察視窗的外光或照明光的反射等影響，第9D1圖所示的光的滲出54c出現於拍攝圖像54的情況下，第二基準線57和第一基準線56的合計的形狀匹配率接近0％。因此，形狀匹配率低於既定值MR（例如70％），並進入第2B圖所示的步驟S5，第2A圖所示的基板判斷單元46判斷為在判斷視窗55內不存在與基板W對應的明區域。
此外，既定值MR的具體的數值可在第2A圖所示的控制部40中進行調整，以能夠與光的滲出相區別地檢測出與第9B1圖所示的一片基板W對應的明區域54a和與第9C1圖所示的兩片重疊的基板W對應的明區域54a雙方。
在第2B圖所示的步驟S6中，第2A圖所示的面積計算單元48進行基於第8圖所示的主圖像54α的面積匹配處理。即，第2A圖所示的面積計算單元48在與第9B2圖所示的判斷視窗55重疊的面積視窗58內，探索基於實際的拍攝圖像54的大致平行的一對圖像濃淡分界線54ab。
第2A圖所示的面積計算單元48在第9B2圖所示的判斷視窗55的面積視窗58內，沿著一對圖像濃淡分界線54ab在既定長度的範圍內，藉由計算求取一對圖像濃淡分界線54ab之間的面積。將藉由計算求取的面積部分以第9B2圖的面積視窗58的內部的斜線陰影（在實際的圖像中，例如綠色部分）表示。進行藉由該計算求取的面積和在同樣的條件下對於第8圖所示的主圖像54α利用面積視窗58來求取的面積的匹配，並算出匹配率AR。
接著，在第2B圖所示的步驟S7中，在步驟S6中求取的面積匹配率AR例如為A1～B1的情況下，進入步驟S10，第2A圖所示的面積計算單元48進行正常判定的判斷。此外，作為判斷基準的A1例如為70％，B1例如為130％。即，如果面積匹配率AR為100％±30％以內，則能夠判斷為第9B2圖所示的明區域54a與第6圖及第7圖所示的單一基板W對應。
另外，在第2B圖所示的步驟S7中，在步驟S6中求取的面積匹配率AR為例如比B1大且B2以下的情況下，進入步驟S11，第2A圖所示的面積計算單元48進行兩片重疊的判斷。此外，作為判斷基準的B1例如為130％，B2例如為300％。即，在面積匹配率AR為比130％大且300％以下的情況下，能夠判斷為是第9C2圖所示那樣的狀態，能夠判斷為兩片基板W（參照第7圖）重疊。
另外，在第2B圖所示的步驟S7中，在步驟S6中求取的面積匹配率AR例如比B2大的情況下，進入步驟S12，第2A圖所示的面積計算單元48判斷為不是單一基板，也不是兩片重疊的基板。即，在面積匹配率AR比300％大的情況下，不是第9B2圖所示那樣的狀態，並且也不是第9C2圖所示的狀態，認為不存在基板W。
另外，在第2B圖所示的步驟S7中，在步驟S6中求取的面積匹配率AR例如為A2以上且比A1小的情況下，進入步驟S9，第2A圖所示的面積計算單元48進行基板較薄的判斷。此外，作為判斷基準的A1例如為70％，A2例如為15％。即，在面積匹配率AR為15％以上且低於70％的情況下，面積計算單元48能夠判斷為由於一些原因，較薄地拍攝基板W（參照第7圖），或拍攝到基板W以外的部件。
另外，在第2B圖所示的步驟S7中，在步驟S6中求取的面積匹配率AR低於例如A2的情況下，進入步驟S8，第2A圖所示的面積計算單元48判斷為未拍攝到基板W。即，在面積匹配率AR低於15％的情況下，認為不存在基板W。此外，上述的A1、A2、B1、B2等判斷基準值可根據基板W的種類、厚度、照明的強度及亮度等適當變更。
在本實施方式的由映射感測器20和控制部40構成的基板的排列檢測裝置中，如第9A圖所示，第一基準線56是在判斷視窗55內連續的直線，第二基準線57是在判斷視窗55內排列成直線狀的不連續的線段的集合。因此，就第9D1圖所示的拍攝圖像54中的光的滲出54c而言，連續的直線的第一基準線56和不連續的虛線狀的第二基準線57的組合的形狀匹配率降低。
因此，在第2B圖所示的步驟S4中，在形狀匹配率為既定值MR以下的情況下，進入步驟S5，將第9D1圖所示那樣的拍攝圖像54中的光的滲出54c誤認為正常的基板W進行判斷的可能性少。另外，在重疊配置兩片基板W的狀態下，如第9C1圖所示，連續的直線的第一基準線56和不連續的虛線狀的第二基準線57的組合的匹配率例如為74％程度。該匹配率比光的滲出的情況高很多，能夠與光的滲出明確地區別，誤認為光的滲出的可能性少。
這樣，在本實施方式的排列檢測裝置中，監視者不總是觀察顯示監視器畫面，就能夠排除光的滲出的誤判斷，且自動地迅速判斷正常基板排列和兩片重疊基板的排列。另外，本實施方式中，例如作業者也可以經由資料記錄部或顯示監視器掌握拍攝圖像54，也可以基於拍攝圖像54掌握各基板W的收容狀態。
例如，在第7圖所示的相同的收容架8上重疊收容基板W的重疊配置的有無、在不同層的收容架8上傾斜地收容有基板W的傾斜配置的有無、在收容架8上是否收容基板W的基板W的有無等也能夠在顯示畫面上掌握。另外，也能夠藉由手動或自動解析記錄於資料記錄部的資料。
而且，也能夠將由映射感測器20獲取的拍攝圖像54與在容器2內的基板W的收容位置相對應，因此，在有著收容狀態不良的基板W的情況下，能夠精確地掌握該不良的基板W的收容位置（即收容於第幾層收容架8）。由此，例如，可進行控制等，以使搬運機器人不接近收容狀態不良的基板W。
特別是利用一體形成於第1A圖及第1B圖所示的門部14的映射感測器20，能夠隨著門部14的下降移動，獲取例如第9B1圖所示的拍攝圖像54，因此，不需要分開地進行門部14的動作和映射感測器20的檢測動作。因此，能夠在門部14的下降動作的同時檢測複數個基板W的狀態，因此，能夠提高處理效率，並且能夠高速地檢測基板W的狀態。因此，能夠高效地進行例如檢測基板W的有無的映射作業。
另外，基於拍攝圖像54能夠檢測基板W的狀態，因此，與利用例如利用檢測光的反射進行檢測的普通的反射型光感測器的情況相比，能夠高精度地檢測基板W的狀態。即，在現有的反射型光感測器的情況下，由於例如檢測光相對於對象物（工件）的錯位、檢測光的反射情況或檢測光的反射光量等影響，檢測精度容易降低。
根據包括本實施方式的檢測裝置的裝載埠1，能夠基於拍攝圖像54檢測基板W的狀態，因此，與現有的透射型光感測器不同，不需要使映射感測器20進入容器2內。因此，不需要用於使映射感測器20進入容器2內的結構，相應地容易簡化結構。因此，能夠實現裝載埠1的小型化。
另外，本實施方式中，即使是方型的基板W也能夠應對，因此，能夠不影響基板W的形狀而穩定地檢測基板W的狀態。因此，可靈活地應對多種多樣的基板W，能夠設為便於使用的便利性優異的裝載埠1。
另外，本實施方式中，以僅映現一片基板W的方式獲取拍攝圖像54，因此，能夠對每一片進行基板W的狀態的檢測，能夠進行高精度的檢測。
此外，本發明不限定於上述的實施方式，能夠在本發明的範圍內進行各種改變。
例如，上述的實施方式中，映射感測器20單獨設置於門部14的上部，但也可以在門部14的上部（或其他的部位）以既定間隔分開地配置複數個。另外，映射感測器20也可以與裝載埠1分開，與控制部20一起作為另一獨立的板狀對象物的排列檢測裝置構成。
另外，上述實施方式中，作為板狀對象物舉例說明了基板W，但不限定於此情況。例如，也可以是半導體封裝用玻璃基板等。
另外，上述實施方式中，在門部14安裝有一個映射感測器20或20A，但映射感測器20或20A的數量不限定於一個，也可以安裝複數個。在此情況下，例如也可以以利用複數個映射感測器拍攝基板W的同一視野的方式構成，也可以以拍攝不同的視野的方式構成。
另外，在上述實施方式中，構成為利用感測器止動件18檢測映射感測器20、20A相對於基板W的相對位置，但不限定於利用感測器止動件18的情況。例如，也可以利用編碼器檢測門部14的升降移動，且基於來自編碼器的輸出信號檢測映射感測器20、20A相對於基板W的相對位置。
比較例1 接著，對本發明的比較例1進行說明。在比較例1中，如第10A圖所示，除了在判斷視窗55內僅存在第一基準線56以外，與上述的本發明的實施方式相同。
在此比較例1中，例如如第10B1圖所示，第一基準線56與下側的圖像濃淡分界線54ab一致，形狀匹配率接近100％，如第10B2圖所示，也能夠判斷面積匹配率，能夠檢測單一基板W。
另外，在比較例1中，如第10C1圖及第10C2圖所示，關於與兩片重疊基板W對應的區域54a也容易檢測。但是，在比較例1中，如第10D1圖及第10D2圖所示，相對於光的滲出54c容易反應。在比較例1中，例如形狀匹配率成為70～90％，面積匹配率也成為120～290％，將光的滲出54c誤認為單一基板或兩片重疊的基板的可能性變高。
比較例2 接著，對本發明的比較例2進行說明。在比較例2中，如第11A圖所示，除了在判斷視窗55內存在連續的直線狀的第一基準線56和同樣連續的直線狀的第二基準線57a以外，與上述的本發明的實施方式相同。
在此比較例2中，例如如第11B1圖所示，第一基準線56與下側的圖像濃淡分界線54ab一致，第二基準線57a與上側的圖像濃淡分界線54ab一致，形狀匹配率接近100％。另外，如第11B2圖所示，也能夠判斷面積匹配率，能夠檢測單一基板W。另外，在比較例2中，如第11D1圖所示，相對於光的滲出54c，形狀匹配率接近0％，也容易檢測光的滲出54c。
但是，在比較例2中，如第11C1圖所示，關於與兩片重疊基板W對應的區域54a，形狀匹配率容易低於50％，將與兩片重疊基板W對應的明區域54a誤認為沒有基板進行自動判斷的可能性變高。
La:光 Oa:光軸 Od:拍攝軸 S:照明區域 V:拍攝面 W:基板（板狀對象物） Wa:端緣 1:裝載埠 2:容器 3:容器主體 4:收容口 5:蓋部 8:收容架 10:控制箱 11:可動載物台 12:框架 13:支承框架 14:門部 15:開口部 16:驅動部 17:桿 18:感測器止動件 20,20A:映射感測器（拍攝單元） 40:控制部 42:判斷視窗設定單元 44:形狀判斷單元 46:基板判斷單元（對象物判斷單元） 48:面積計算單元 50:發光部 52:拍攝部（拍攝單元） 53:探索視窗 54:拍攝圖像 54α:主圖像 54a:明區域 54b:暗區域 54ab:圖像濃淡分界線 54c:光的滲出 55:判斷視窗 56:第一基準線 57,57a:第二基準線 58:面積視窗 60:位置檢測感測器
第1A圖是表示本發明一實施方式的裝載埠和載置於裝載埠的容器的概略側視圖。 第1B圖是表示使第1A圖所示的裝載埠的門部進行下降移動時的狀態的裝載埠和搭載於裝載埠的容器的側視圖。 第2A圖是表示第1A圖及第1B圖所示的控制部的控制功能的方塊圖。 第2B圖是表示由第2A圖所示的控制部執行的控制的一例的流程圖。 第3圖是第1A圖所示的裝載埠的俯視圖。 第4圖是第1A圖所示的容器的概略立體圖。 第5A圖是第1A圖所示的映射感測器（板狀對象物的排列檢測裝置）的概略立體圖。 第5B圖是本發明的另一實施方式的映射感測器的概略立體圖。 第6圖是表示由第5A圖所示的映射感測器拍攝的拍攝範圍的一例的概略側視圖。 第7圖是表示由第5A圖所示的映射感測器拍攝的拍攝範圍的一例的概略前視圖。 第8圖是表示由第5A圖所示的映射感測器拍攝的主圖像的一例的概略圖。 第9A圖是表示與由第5A圖所示的映射感測器拍攝的實際的拍攝畫面重疊於顯示的判斷視窗的一例的概略圖。 第9B1圖是表示在利用第5A圖所示的映射感測器拍攝一片基板的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第9B2圖是表示第9B1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第9C1圖是表示在利用第5A圖所示的映射感測器拍攝兩片重疊的基板的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第9C2圖是表示第9C1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第9D1圖是表示在利用第5A圖所示的映射感測器拍攝光的滲出的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第9D2圖是表示第9D1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第10A圖是表示在利用本發明的比較例1的映射感測器拍攝的實際的拍攝畫面上重疊於顯示的判斷視窗的一例的概略圖。 第10B1圖是表示在利用本發明的比較例1的映射感測器拍攝一片基板的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第10B2圖是表示第10B1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第10C1圖是表示在利用比較例1的映射感測器拍攝兩片重疊的基板的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第10C2圖是表示第10C1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第10D1圖是表示在利用比較例1的映射感測器拍攝光的滲出的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第10D2圖是表示第10D1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第11A圖是表示在利用本發明的比較例2的映射感測器拍攝的實際的拍攝畫面上重疊於顯示的判斷視窗的一例的概略圖。 第11B1圖是表示在利用本發明的比較例2的映射感測器拍攝一片基板的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第11B2圖是表示第11B1圖所示的拍攝圖像中的在判斷視窗內的明區域的面積的計算狀態的概略圖。 第11C1圖是表示在利用比較例2的映射感測器拍攝兩片重疊的基板的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。 第11D1圖是表示在利用比較例2的映射感測器拍攝光的滲出的實際的拍攝畫面上重疊於顯示判斷視窗的一例的概略圖。
53:探索視窗
54:拍攝圖像
54a:明區域
54b:暗區域
54ab:圖像濃淡分界線
55:判斷視窗
56:第一基準線
57:第二基準線

Claims (6)

  1. 一種板狀對象物的排列檢測裝置，其特徵在於，包括：拍攝單元，相對於以既定間隔排列於容器內的板狀對象物，配置成可在相對於所述板狀對象物的平面大致垂直方向上相對移動，且可在拍攝畫面內沿著至少一個所述板狀對象物的端緣拍攝至少一部分；判斷視窗設定單元，基於與單一的所述板狀對象物的端緣對應的主圖像，沿著與所述端緣的厚度對應的寬度且大致平行的一對圖像濃淡分界線，在判斷視窗內設定第一基準線和第二基準線；形狀判斷單元，將由所述判斷視窗設定單元設定的所述判斷視窗與由所述拍攝單元拍攝的拍攝圖像重疊，來判斷形狀匹配率；和對象物判斷單元，在由所述形狀判斷單元判斷的形狀匹配率為既定值以下的情況下，判斷為在與由所述拍攝單元拍攝的圖像重疊的所述判斷視窗內不存在所述板狀對象物，所述第一基準線是在判斷視窗內連續的直線，所述第二基準線是在所述判斷視窗內排列成直線狀的不連續的線段的集合；在所述判斷視窗的內部，所述第二基準線的不連續的線段係，為合計3個以上。
  2. 如請求項1所述的板狀對象物的排列檢測裝置，更包括，面積計算單元，在由所述對象物判斷單元判斷為存在所述板狀對象物的情況下，在所述判斷視窗內，探索基於由所述拍攝單元拍攝的實際的拍攝圖像的大致平行的一對圖像濃淡分界線。
  3. 如請求項2所述的板狀對象物的排列檢測裝置，其中，在所述面積計算單元中，在觀察到基於實際的拍攝圖像的大致平行的一對圖像濃淡分界線的情況下，在所述判斷視窗內，沿著一對所述圖像濃淡分界線 在既定長度的範圍內，藉由計算求取一對所述圖像濃淡分界線之間的面積，在藉由該計算求取的面積為既定的正常範圍內的情況下，判斷為單一的板狀對象物。
  4. 如請求項2或3所述的板狀對象物的排列檢測裝置，其中，在所述面積計算單元中，在觀察到基於實際的拍攝圖像的大致平行的一對圖像濃淡分界線的情況下，在所述判斷視窗內，沿著一對所述圖像濃淡分界線在既定長度的範圍內，藉由計算求取一對所述圖像濃淡分界線之間的面積，在藉由該計算求取的面積為既定的兩片重疊範圍內的情況下，判斷為兩片板狀對象物。
  5. 如請求項1至3中任一項所述的板狀對象物的排列檢測裝置，其中，構成所述第二基準線的不連續的線段與線段之間的間隙的長度比所述線段的長度大。
  6. 一種裝載埠，包括請求項1至5中任一項所述的板狀對象物的排列檢測裝置。
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