(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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２に記載の基板収納状態検出装置。
【請求項４】
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３に記載の基板収納状態検出装置。
【請求項５】
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４に記載の基板収納状態検出装置。
【請求項６】
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５に記載の基板収納状態検出装置。
【請求項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。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１７５４８号公報
【特許文献２】特開平７−１４７３１４号公報
【特許文献３】特開平７−５８１８７号公報
【特許文献４】特開２００２−３０５２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【発明の効果】
【００３３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】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。
【図１Ｂ】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。
【図１Ｃ】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。
【図２】図２は、本発明に係るカセットの一例の斜視図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】図５は、本発明に係るマスタ画像の一例を示す図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】図１４は、ＦＯＵＰシステムを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
[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。
【００６３】
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）。
【００６４】
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）。
【００６５】
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。
【００６６】
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）。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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）。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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）。
【００９３】
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。
【００９４】
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）。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
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。
【符号の説明】
【０１０１】
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
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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