(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物の上側区分及び下側区分を読み取るためのＩＤ読取り機において、
加工物の上側区分及び下側区分からイメージを受け取るよう構成されたカメラであって、該上側区分及び下側区分がそれぞれ加工物の周縁の一部を含むカメラと、
加工物の上側区分及び下側区分を照明するよう構成された光源であって、加工物を、加工物表面に対してほぼ垂直に照明して明視野イメージを形成するよう構成され、さらに加工物を、加工物表面に対して鋭角に照明して暗視野イメージを形成するよう構成された光源と、
第１の経路を加工物の上側区分からカメラへ案内する第１の光屈曲アセンブリと、
第２の経路を加工物の下側区分からカメラへ案内する第２の光屈曲アセンブリと、
上側及び下側区分から光学アセンブリへの光の進入を許容する開口を有する包囲体と、
を備え、
前記光屈曲アセンブリはそれぞれ、加工物表面に対してほぼ垂直でイメージを受け取るよう配置されており、
前記包囲体は、光屈曲アセンブリへの光路を周辺光から保護するよう構成されていることを特徴とする、加工物の上側区分及び下側区分を読み取るためのＩＤ読取り機。
【請求項２】
包囲体の開口からカメラへの第１の経路及び第２の経路が実質的に対称的であることを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項３】
加工物が、ＩＤを読み取るために開口内に配置されていることを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項４】
光屈曲アセンブリが、複数の光学式反射素子を含むことを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項５】
包囲体が、光屈曲アセンブリの光学経路を被覆し、実質的に周辺光がカメラに到達することを阻止していることを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項６】
加工物をほぼ垂直に照明するよう構成された光源は、同軸光源を有していることを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項７】
加工物を鋭角に照明するよう構成された光源は、非同軸光源を有していることを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項８】
第１及び第２の光屈曲アセンブリがカメラにおいて別個のイメージを形成することを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項９】
第１及び第２の光屈曲アセンブリがカメラにおいて重ねられたイメージを形成することを特徴とする、請求項１記載のＩＤ読取り機。
【請求項１０】
加工物の上側区分及び下側区分を同時に読み取るための位置合わせ装置／読取り機において、
加工物を回転させるための回転チャックと、
開口を備えた包囲体であって、該開口が、加工物が回転する間に加工物の一部を包囲し、加工物の全体を包囲しない包囲体と、
加工物の位置を認識するセンサと、
包囲体に接続されたカメラと、
加工物の上側区分及び下側区分を照明するよう構成された光源であって、加工物を、加工物表面に対してほぼ垂直に照明して明視野イメージを形成するよう構成され、さらに加工物を、加工物表面に対して鋭角に照明して暗視野イメージを形成するよう構成された光源と、
第１の経路を加工物の上側区分から開口へ及びカメラへ案内するために包囲体内に配置された第１の光屈曲アセンブリと、
第２の経路を加工物の下側区分から開口へ及びカメラへ案内するために包囲体内に配置された第２の光屈曲アセンブリと、を備えることを特徴とする、加工物の上側区分及び下側区分を同時に読み取るための位置合わせ装置／読取り機。
【請求項１１】
加工物をほぼ垂直に照明するよう構成された光源は、同軸光源を有していることを特徴とする、請求項１０記載の位置合わせ装置／読取り機。
【請求項１２】
加工物を鋭角に照明するよう構成された光源は、非同軸光源を有しており、前記同軸光源と前記非同軸光源とは互いから保護されていることを特徴とする、請求項１１記載の位置合わせ装置／読取り機。
【請求項１３】
第１及び第２の光屈曲アセンブリがカメラにおいて別個のイメージを形成することを特徴とする、請求項１０記載の位置合わせ装置／読取り機。
【請求項１４】
第１及び第２の光屈曲アセンブリがカメラにおいて重ねられたイメージを形成することを特徴とする、請求項１０記載の位置合わせ装置／読取り機。
【請求項１５】
ロボットアセンブリにおいて、
加工物を受け渡すためのエンドエフェクタと、
加工物の移動の間に加工物を回転させるための、ロボットアセンブリのボディ内に配置された回転チャックと、
開口を備えた包囲体であって、前記開口が、加工物が回転する間に加工物の一部を包囲
し、前記包囲体は、ロボットアセンブリのボディに配置されるとともに、加工物の全体を
包囲しない包囲体と、
包囲体に接続されたカメラと、
加工物の上側区分及び下側区分を照明するよう構成された光源であって、加工物を、加工物表面に対してほぼ垂直に照明して明視野イメージを形成するよう構成され、さらに加工物を、加工物表面に対して鋭角に照明して暗視野イメージを形成するよう構成された光源と、
第１の経路を加工物の上側区分から開口へ及びカメラへ案内するために包囲体内に配置された第１の光屈曲アセンブリと、
第２の経路を加工物の下側区分から開口へ及びカメラへ案内するために包囲体内に配置された第２の光屈曲アセンブリと、を備え、
カメラが、ＩＤマーク識別のために加工物の上側及び下側を同時に読み取ることを特徴とする、ロボットアセンブリ。
【請求項１６】
加工物をほぼ垂直に照明するよう構成された光源は、同軸光源を有しており、該同軸光源は、加工物の照明のために、光屈曲アセンブリの光路の一部を利用することを特徴とする、請求項１５記載のロボットアセンブリ。
【請求項１７】
加工物を鋭角で照明するよう構成された光源は、非同軸光源を有しており、前記同軸光源と前記非同軸光源とは互いから保護されていることを特徴とする、請求項１６記載のロボットアセンブリ。
【請求項１８】
第１及び第２の光屈曲アセンブリがカメラにおいて別個のイメージを形成することを特徴とする、請求項１５記載のロボットアセンブリ。
【請求項１９】
第１及び第２の光屈曲アセンブリが、カメラにおいて重ねられたイメージを形成することを特徴とする、請求項１５記載のロボットアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式検査システムを有する半導体機器、特に、基板の識別子を観察し且つ読み取るためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
背景
半導体デバイス、ＬＣＤパネル及びその他のものを製造するプロセスにおいて、多くの加工機器、ひいては多くの製造工程が存在する。通常はキャリヤボックスに貯蔵された加工物を１つの位置から別の位置へ、また、１つの機器から別の機器へ搬送するためにロボットが使用されることができる。加工システムにおいて、加工物をキャリヤボックスから取り出し、ロードロックに装填するために通常はロボットが使用される。別のロボットは、加工物をロードロックから加工チャンバへ、また、１つの加工チャンバから別の加工チャンバへ移動させるために使用されることができる。加工システムは、ストッカシステム、ソータシステム、ＩＤ読取りシステム、蒸着システム、エッチングシステム、リソグラフィシステム、計測システム、検査システム、注入システム、処理システム、又はあらゆる加工物加工システムであることができる。
【０００３】
ウェハ、フラットパネル、ＬＣＤ又はレチクル（以下、加工物という）の流れを種々異なる加工ステップを通じて追跡し、所定の時間に特定の加工物を配置することが極めて重要である。さらに、加工物のために設計された適切な加工ステップを実証するために、加工物を識別できることが望ましい。すなわち、通常、各加工物は、製造設備に進入する前に識別子（ＩＤ）マークを有している。このマークは、ＩＤ読取りステーションにおいて、又は読取り機が具備されたあらゆる加工ステーションにおいて読み取られることができる。半導体ウェハの場合、マークは通常、外周の近くにおいて上面又は下面にエッチングされた又は刻まれたバーコード又は一連の文字である。マークされた位置は、通常、マークの位置がウェハの配向によって決定されることができるように、通常ウェハの周縁に設けられたオリフラ又はノッチに隣接した、主面のうちの一方における標準的な位置にある。
【０００４】
加工物は、概して上面が上向きで加工されるが、幾つかの用途においては、加工物は上面が上向き及び下向きで加工される。さらに、ＩＤマークは通常上面に設けられており、幾つかは下面に設けられている。つまり、高スループットの加工物識別のために、加工物の両側が同時に読み取られる必要がある。慣用のシステムを用いて基板の両側を同時に読み取るためには、２つのカメラと、照明システムとが必要とされ、このことは、第２のシステムを利用するための重大な欠点、例えば、スペースの要求、障害の問題、機器の変更、及び関連するコストを生じる。
【０００５】
概要
本発明は、加工物から上側及び下側のイメージを、単独で又は同時に観察し且つ読み取るための装置及び方法を開示する。典型的な実施形態において、イメージは、英数字又はバーコードを用いて、加工物の周縁部にエッチング又は刻まれた識別（ＩＤ）マークであることができる。アセンブリは、受け取るイメージを、コンピュータが容易に理解及び区別することができる対象物に変換するために、ＯＣＲ等のイメージ認識ソフトウェアを有することができる。
【０００６】
実施形態において、本発明のＩＤ読取り機は、光を加工物イメージからカメラへ案内する光学素子を備えた、加工物の上側区分及び下側区分を被覆する包囲体を有する。光学素子は、加工物表面に関して高角からイメージを受け取るように配置されることができる。高角は、好適には、加工物表面に対して垂直であるか又はほぼ垂直である。ＩＤ読取り機は、加工物の前方移動を可能にするために、側方から又は後側から加工物の縁部を包囲することができる。包囲体が設けられていることにより、イメージのコントラストを、周囲環境からの迷光又は干渉光を減じることにより著しく改善することができる。
【０００７】
別の実施形態において、光学素子は、干渉を阻止するために包囲体内に配置されたミラー又はプリズム等の光学反射素子を含む。外部光学素子が使用されてもよい。
【０００８】
別の実施形態において、本発明のＩＤ読取り機は、イメージを照明するための光源アセンブリを有する。光源アセンブリは、好適には明視野照明のために、イメージと同軸の光路を使用することができる。ビームスプリッタは、同軸の光路を提供するための光路、例えば、直にカメラのイメージのための直線的な経路と、光源のための反射された経路とに配置されることができる。加工物の上側区分及び下側区分を照明する光源は、１つ又は２つの異なる光源を有することができる。両イメージのための１つの光源は、製造工程を単純にすることができ、２つの光源は独立した制御を可能にする。光源アセンブリは、好適には暗視野照明のために、非同軸光路を使用することができる。暗視野照明のための光源は、加工物の表面に対して低角で配置されることができ、好適には、干渉を阻止するためにカメラのレンズから離れる方向で加工物に向けられている。光源アセンブリはさらに、送受されるイメージの波長を制御するためのフィルタを有することができ、これにより、信号対雑音コントラスト比を改善する。光源アセンブリは、ＬＥＤ又は白熱光源を含むことができる。アセンブリは、さらに、明視野及び暗視野光源の、角度、強度及び波長を操作するために、好適にはコンピュータによって制御される制御装置を有することができる。
【０００９】
実施形態において、カメラに到達する同時イメージは、カメラの２つの異なる区分において２つの別個のイメージに分離する。光源の別個の制御は、両イメージのために最善の性能を達するために利用されることができる。別の実施形態において、カメラに達する同時イメージは、カメラにおいて１つのイメージに重ねられる。典型的な実施形態において、ＩＤマークは、加工物の一方側においてのみ提供されており、ひいては、上側及び下側のイメージを重ねることによって、ＩＤマークが加工物の上側又は下側に刻まれているか又は加工物が上下反対に配置されても、カメラはカメラの同じ区分においてＩＤマークを常に捕らえる。さらに、光制御は、ＩＤマーク領域を強調するように独立して操作されることができる。例えば、ＩＤマークが上面に配置されている場合、ＩＤマークコントラストを最大化するように、下面のための光強度、波長又は角度が変化されることができる。
【００１０】
本発明のＩＤ読取り機アセンブリは、ＩＤマークを探すために加工物の周囲を回転することができる。実施形態において、ＩＤ読取り機は、加工物を回転させ且つ中心合わせするために、回転チャック等の回転機構を有する位置合わせ装置アセンブリに一体化されていることができる。本発明のＩＤ読取り機、又は読取り機／位置合わせ装置アセンブリは、ロボットアセンブリに一体化されていることができ、これにより、ロボット機構の移動と同時に中心合わせ及びＩＤ読取りを可能にし、これにより、潜在的にスループットを改善する。
【００１１】
本発明のＩＤ読取り機、又は読取り機／位置合わせ装置アセンブリは、ウェハソータ又はストッカ、ＬＣＤソータ又はストッカ、レチクルソータ又はストッカ等の、ソータ又はストッカにおいて使用されることができる。ＩＤ読取り機、又は読取り機／位置合わせ装置アセンブリは、蒸着、エッチング、トラック、リソグラフィ露光、現像、及びベーキング等の加工機器において使用されることもできる。ＩＤ読取り機、又は読取り機／位置合わせ装置アセンブリは、ロードロックからバッファ、又は加工チャンバ、貯蔵チャンバ、又は仕分け装置チャンバへ加工物を搬送する時に使用されることもできる。ＩＤ読取り機、又は読取り機／位置合わせ装置アセンブリは、加工物をＦＯＵＰからロードロックへ受け渡すために、フロントエンドローダにおいて使用されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】上面を読み取るように示された本発明のＩＤ読取り機の実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】下面を読み取るように示された本発明のＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【図２】別個のイメージを備えた本発明による同時ＩＤ読取り機の実施形態を示す図である。
【図３】重ねられたイメージを備えた本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【図４】ビームスプリッタ光源を備えた本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【図５】様々な光源構成を備えた本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【図６】暗視野光源構成を備えた本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【図７】本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【図８Ａ】本発明による同時ＩＤ読取り機の実施形態を示す斜視図である。
【図８Ｂ】包囲体及びプリズム光学素子の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明による同時ＩＤ読取り機の様々な取付け構成の別の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示す図である。
【００１３】
実施形態の詳細な説明
本発明は、半導体加工物に設けられた複数のマークを観察するための光学系に関する。典型的な実施形態において、本発明の光学系は、上面又は下面に配置されたウェハＩＤを読み取ることができる。別の典型的な実施形態において、本発明の光学系は、上面及び／又は下面に配置されたウェハＩＤを同時に読み取ることができる。本発明の光学系は、上側及び下側のウェハＩＤを同時に受け取るための単純で且つ信頼できる機構を提供する。光学系のコンパクトな寸法は、パッケージ寸法を縮小し、取付けを単純化することができる。プリズム光学系等の光学素子の構成は、カメラの水平方向のパッケージングを提供することができ、このことは、特に２つのエンドエフェクタ用途において、ＯＣＲ能力の搭載一体化にとって有利である。さらに、ウェハの照明中の環境からの干渉光を減じることによりコントラストを改善することができる。説明は、ウェハに関連した光学系を説明しているが、レチクル、フラットパネル等の一般的な半導体加工物に適用されることができる。
【００１４】
本発明の光学系は、変化する照明条件、イメージの歪み、変化するコントラストレベル、斜めの又は整合していない又は部分的に妨害された回転の場合に、極めて正確な、再現性の、頑強な文字読取り結果を提供することができる。本発明の光学系は、１つのカメラ及び照明系を用いて基板の両側におけるウェハＩＤを読み取ることもできる。
【００１５】
図１Ａは、基板１０の上面におけるＩＤマークを読み取るように構成された本発明のＩＤ読取り機の典型的な実施形態を示している。読取り機は、イメージを基板の上面からカメラ８へ案内する一連の光学素子２を有する。図示された光学素子２は、ミラー又はプリズム等の３つの構成部材から成り、カメラ８の水平方向の取付けを提供する。組み込まれた同軸の光源７は、ビームスプリッタ９を介して、及び同じ光学素子を介して、明視野照明を提供することができる。低減フィルタ、高域フィルタ、帯域フィルタ等のフィルタ６は、イメージ及び光源の適切な波長を選択することができ、これにより、周囲の迷光による干渉を回避している。選択的な光源４は、暗視野照明のために基板表面に対して小さな角度で光を提供する。アセンブリは、周囲の光を遮断するために、上側包囲体１と下側包囲体３とによって包囲されている。
【００１６】
図１Ａは、基板１０の下面に設けられたＩＤマークを読み取るように示された本発明によるＩＤ読取り機の典型的な実施形態を示している。同じ読取り機は、１８０゜だけ回転させることによって、上面を読み取るように構成されることができる。読取り機は、さらに、周囲環境の光を阻止するための選択的な包囲体６Ａ及び６Ｂを有することができる。包囲体は、基板表面の近くに位置することができ、例えば包囲体６Ａと基板１０との間の距離Ｄが１０ｍｍ未満、好適には５ｍｍ未満、より好適には１又は２ｍｍ未満であることができる。包囲体は、最小限の周辺光が光学素子２を直角に読み取ることができるように、すなわち、全ての周辺光がカメラに到達することを阻止するように、構成されることもできる。
【００１７】
図２は、光屈曲光学素子１２Ａ及び１２Ｂの２つの群と、カメラ１８とを有する、本発明による光学系の実施形態を示している。光学素子の各群は、イメージをウェハ１０の上側及び下側からカメラへ反射する３つの光学反射器を有している。光学反射器は包囲体１１に収容されている。ウェハの上側及び下側からのイメージは、２つの光路１４Ａ及び１４Ｂをたどって、それぞれカメラ１８の異なる区分１６Ａ及び１６Ｂに到達し、２つの別個のイメージを形成する。アセンブリは、さらに、例えば迷光がカメラに進入することを阻止することによってイメージの収集を改善するために、光学内側ライナ１３と、選択的なフィルタ１５とを有することができる。
【００１８】
図３は、本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示している。光学素子は、上側及び下側イメージがカメラにおいて重ねられるように配置されている。重ねられたイメージを形成するために、光路２４Ａ及び２４Ｂはカメラに向かって集束させられることができる。カメラにおいて重ねられたイメージを形成するために、光路は例えばビームスプリッタ又は光学構成によって併合することができる。
【００１９】
図４は、本発明による同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示している。ＩＤ読取り機は、光源３５の選択的な配列を有している。イメージ及び照明光源の両方のための経路を提供するために、カメラの前側にビームスプリッタ３９が配置されていることができる。ビームスプリッタ３９は、光源３７からの同軸光及びイメージからの光を提供するように設計されている。これにより、ビームスプリッタ３９は、光学アセンブリにおいて光を光源からウェハに向かって反射し、反射された光をカメラへ戻すことができる。ウェハの上側及び下側からのイメージは、２つの別個のイメージを形成するようにカメラの異なる区分に到達する別個の光路によって示されているように、分離されたイメージであることができる。ウェハの上側及び下側からのイメージは重ねられることができ、つまり、ウェハの上側及び下側からの光路はカメラの同じ区分に到達し、重ねられたイメージを形成する。
【００２０】
図５は、様々な光源構成を備えた本発明の同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示している。光源４５Ａは、同軸の光４７Ａをイメージに提供するためにビームスプリッタ４９Ａ等の光学素子を用いて、光学的光路に配置されることができる。光源４５Ｂは、プリズム４９Ｂを通ってイメージまで光４７Ｂを提供することができる。
【００２１】
図６は、暗視野光源構成を備えた本発明の同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示している。光源５５は、ウェハ１０に小さな角度の光５７を提供し、ＩＤマークは、カメラによって捕捉される散乱光を反射する。暗視野照明を最適化するために、選択的なフィルタ、角度及び強度制御が提供されることができる。
【００２２】
図７は、プリズム６２Ａ及び６２Ｂの２つの群と、カメラ６８と、光源６５の選択的な配列とを含む、本発明の同時ＩＤ読取り機の別の実施形態を示している。ビームスプリッタ６９は、イメージ及び照明光源の両方のための経路を提供するためにカメラの前方に配置されている。ウェハは、引渡し位置１０′又は持上げ位置１０に位置していることができる。
【００２３】
ウェハの上側及び下側からのイメージは、２つの別個のイメージを形成するようにカメラの異なる区分に到達する別個の光路によって示されているように、分離されたイメージであることができる。ウェハの上側及び下側からのイメージは重ねられることができ、つまり、ウェハの上側及び下側からの光路はカメラの同じ区分に到達し、重ねられたイメージを形成する。択一的に、光源は、照明光（図示せず）を提供するためにプリズムの近くに配置されるか、又は暗視野照明のために浅い角度で光源を提供するようにウェハの近くに配置されることができる。
【００２４】
カメラは、好適には、イメージセンサ及び焦点のための選択的なレンズを有する１つのカメラである。光学素子は、ミラー又はプリズム等の光学反射素子であることができ、カメラ視野を２つの部分に分割するように、又はカメラ視野を１つのイメージに重ねるように、包囲体内に選択的に配置されることができる。包囲体は、識別子を読み取るためにウェハ上へ最小限に突出している。システム全体は基板の側方に配置されることができる。機械視覚は、さらに、ＩＤ光学文字認識及びＩＤ確認のために設けられていることができる。
【００２５】
ウェハは、好適には包囲体の開口内に配置されており、これにより、環境から入り込む干渉光を阻止している。ウェハの上側及び下側のための光路は対称に構成されることができ、これにより、カメラのための焦点を容易に提供している。択一的に、ウェハは、ウェハを無制限に移動させることができるように、包囲体の外側に配置されることができる。この場合、付加的なミラーが提供されることができる。光学式観察システムは、基板を、垂直に又は垂直に対して所定の角度を成して観察する。包囲体の内面は、例えば、迷光反射を最小限にするために、処理される、例えばつや消しブラックで塗装されることができる。
【００２６】
図８Ａは、本発明の同時ＩＤ読取り機の実施形態の斜視図を示している。図８Ｂは、包囲体と、プリズム光学素子の実施形態の斜視図を示している。包囲体は、プリズムを中間領域に保持する２つの係合するブラケットを有する。包囲体はさらに開口を有しており、この開口において、ウェハはＩＤを読み取るために進入することができる。
【００２７】
図９は、ロボット機構と共に、ウェハＩＤ読取り機システムの実施形態を示している。ウェハＩＤ読取り機システム８８Ａ又は８８Ｂは、ウェハ移動の側方に、例えばロボットアームに対して垂直に、又は後方角度を形成しながら、配置されていることができる。
【００２８】
典型的な実施形態において、本発明は、種々異なるタイプのＩＤマークのための照明光源を開示する。例えば、明視野光導体を備えた明視野アセンブリは明視野照明のために使用されることができ、暗視野光導体を備えた暗視野高角アセンブリは暗視野照明のために使用されることができる。ある実施形態において、１つのタイプの照明のみが一度に使用されて、異なる数の明視野及び暗視野アセンブリを有する構成が使用されてよい。
【００２９】
明視野照明では、入射光はウェハ表面に対してほぼ垂直な角度（７０゜以上）でウェハに入射する。半導体ウェハの照射野からの反射光は、同じ高角を有しており、カメラによって捕捉され、照射野を明るく見せる。ＩＤマークからの光は広範囲に散乱され、ＩＤマークは照射野と比較して暗く見える。
【００３０】
暗視野照明では、入射光はウェハ表面に対して低角（３０゜以下）で入射する。カメラは、明視野照明の場合のように高い反射角に配置されており、低角入射から反射された光は捕捉しない。ウェハ照射野は暗く見える。ＩＤマークからのより一層散乱された光はカメラに到達し、ＩＤを明るく見せる。光学素子又は光導体は、光損失を防止するために、高品質光学部品、例えば光学的特性ガラス又は光学的特性アクリルから選択されている。
【００３１】
ＩＤマークは、加工、例えばマーク上の蒸着又はエッチングをも受けた。したがって、ＩＤマークはこのような加工ステップの間も示されていなければならない。ウェハ表面はポリシングされるので、ＩＤマークは通常、小さなレリーフを備えたウェハ基板と同じ色である。ＩＤマークは、複数のエッチング加工又は文字を被覆する複数の塗装加工を受けてよく、さらに寸法及びレリーフを減じる。
【００３２】
ＩＤマークは、一般的にレーザによって形成される柔軟なマークであることができ、滑らかな縁部を備えた浅い凹所が特徴であり、明確に規定された縁部を有していない。ＩＤマークは、一般的にダイヤモンド針によって形成された硬いマークであることができ、鋭い縁部が特徴である。硬いマークは読み取るのが容易であるが、粒子を生ぜしめる恐れがあり、したがって柔軟なマークの使用がより一般的である。ＩＤマークは通常、ノッチ又はオリフラ等の目印に対して定置の既知の位置に配置されている。つまり、ＩＤマークを配置するために、目印の半径方向位置を認識するためにウェハはセンサの下方において回転させられることができる。次いで、ウェハはＩＤマークの位置へさらに回転させられることができ、次いで、ＩＤマークが読み取られてよい。
【００３３】
光源はさらに、エッジビードの問題又はＩＤマークを妨害する堆積したフィルム等の凹凸を加工することに関連する。エッジビード除去マークは、通常、高角散乱を提供せず、異なる反射率を有する。つまり、エッジビードに入射する光はカメラに向かって著しく散乱させられず、コントラストをほとんど変化させず、エッジビード除去マークを備えたウェハのＩＤ読取りを提供する。同様に、有機材料又は無機材料の堆積された材料の薄いフィルムは、異なる反射率又は吸収率によりＩＤを妨害する恐れがあるが、著しい高角散乱を有さず、ひいては明視野光源を用いて読み取ることができる。
【００３４】
ウェハＩＤの読取りは、ウェハＩＤと周囲の領域とのコントラスト差、例えば光学特性に基づいて行われる。コントラスト差は、概して、極めて反射性の基板に配置されたウェハＩＤマークによって生じる。光は、ミラー状の照射野とウェハＩＤマークとにおいて異なって散乱する。ウェハＩＤの硬いマークは、半導体ウェハの表面に比較的深い溝を刻んでいる。
【００３５】
本発明の光学系は、様々なタイプの刻まれたマークを読み取るための照明を提供することができる。さらに、システムは、例えばエッジビード除去、エッチング又は蒸着プロセスにより部分的に妨害されたＩＤマークを読み取ることができる。システムは環境の光に対して鈍感であることができる。
【００３６】
光源は好適には可視光であるが、あらゆる周波数の光が使用されることができる。また、ある波長の光のみを透過させ、これにより、環境におけるその他の発生源からのその他の波長の迷光を排除するために、帯域フィルタが使用されることができる。光源の強度は、手動で又は自動的に変化することができる。
【００３７】
光源はあらゆる発光体であることができ、短い始動時間のためにはＬＥＤが好適であり、これにより、最良のＯＣＲ精度を達成するために強度変化が許容される。光源は、光の一連の平行ビームを提供するためのコリメータであることができる。光源から発せられた光の強度、波長又は方向を変化させるために光制御装置が設けられていることができる。光制御装置は、ＰＣ制御装置に搭載された光カード等のマイクロエレクトロニクスが設けられていることができる。明視野光源は、好適には、通常、ウェハから反射されたイメージ光と同軸である。暗視野光源は好適には同軸ではない。
【００３８】
光源は、柔軟なマークを照明するためのＬＥＤと、硬いマークを照明するための広域スペクトル白熱ランプとを含むことができる。光制御ユニットは、ソフトウェアによって制御される切り換えによって光源及び光の強度を調節するために、フィードバック回路を有することができる。ある実施形態においては、波長のより広域のスペクトルと、薄いフィルムの堆積により生じる干渉効果に対する鈍感性とにより、白熱灯がＬＥＤよりも利点を提供することができる。
【００３９】
本発明の包囲体は、さらに、室内灯を遮断するためのシールドとして働くことができる。ある実施形態において、本発明のＩＤ読取り機は、寄生周囲照明に対して保護するための保護機構を提供する。ウェハは、最小限の間隙（ｍｍのオーダ）を備える前側開口を通って包囲体に進入し、これにより、迷光がイメージング操作と干渉することを防止する。一体化された光源と共に、イメージコントラストに対する室内灯の効果は著しく減じられるか、排除されることができる。また、帯域フィルタの組込みは、さらに、雑音又は干渉信号を排除する。例えば、採用された光源は６４０〜６６０ｎｍの範囲の波長の光を提供することができる。６３０ｎｍより大きな波長と、６７０ｎｍよりも小さな波長のために帯域フィルタを使用して、全てのその他の波長がカメラに到達することを阻止する。光源及びフィルタは、室内灯スペクトル、例えばスペクトルの青色端をずらすように、選択されることができる。これにより、カメラ波長において室内灯からの光雑音がほとんどなく、イメージコントラストがほとんど作用されない。
【００４０】
択一的に、図１０は、ＩＤ読取り機９８がウェハ９０の外側に配置されている実施形態を示している。ウェハが包囲体の開口に進入するような水平の取付けが、例えばウェハの潜在的な移動により実用的でないならば、ＩＤ読取り機は、パドル−ブラケット走行ゾーンを空けるために角度を成して取り付けられてよい。
【００４１】
光学反射器は、平坦なミラー又はプリズムを含んでよく、表面積は好適には読み取られるＩＤよりも大きい。光学反射器は剛性のハウジングに取り付けられているので、ウェハＩＤイメージの正確な伝送を提供する。
【００４２】
ウェハＩＤ読取り機は、観察されたイメージに基づいてＩＤ文字を識別するためのソフトウェアコンポーネントを含んでよい。イメージ処理ソフトウェアは、イメージを英数字に変換することができ、この英数字をさらに処理するためにコンピュータへ伝送する。イメージ処理ソフトウェアは、光学式文字認識（ＯＣＲ）ソフトウェアを含むことができる。
【００４３】
実施形態において、本発明は、基板のそれぞれの側に配置された識別マークの観察及び読取りを提供する。光学素子は、カメラの異なる区分においてＩＤマークの両イメージを観察するように位置決めされることができる。例えば、上側のイメージと下側のイメージとはそれぞれカメラの上側区分と下側区分とに表示される。光学素子は、ＩＤマークの両方のイメージをカメラの同じ区分において重ねるように配置されることができる。多くの状況において、ＩＤマークは基板の一方の側に設けられているので、基板の上側のイメージと下側イメージを重ねることは、常に、ウェハの向きにかかわらず、又はどこにマークが刻まれているかにかかわらず、ＩＤマークを提供する。
【００４４】
実施形態において、本発明の同時ＩＤ読取り機は、位置合わせ装置等のＩＤ読取り機器に組み込まれることができる。位置合わせ装置はＩＤマークを探すことができ、ＩＤ読取り機はマークを読み取り、光学式文字認識を行うことができる。次いで、位置合わせ装置／読取り機は、基板を識別することができる。位置合わせ装置は、基板を中心合わせし、基板を、ノッチ又はオリフラ等の特定の位置に合わせて配向することができる。位置合わせ装置／読取り機ステーションは、独立型ユニットとして、又は加工ステーションの一部として配置されることができる。ウェハハンドリングロボットも、ウェハにアクセスし、ウェハを例えばカセットから位置合わせ装置／読取り機へ受け渡すために設けられている。ロボットは、エンドエフェクタを有することができ、コンピュータによって制御されることができる。別の実施形態において、位置合わせ装置／読取り機は、ロボットアセンブリと一体化されていることができ、これにより、ロボット移動の間に、ウェハの位置合わせ及び読取り動作を提供する。
【００４５】
位置合わせ装置は、基板を回転させるための回転チャック等の回転機構を有することができる。基板は、例えば基板をカセットからチャックへ受け渡すロボットによってチャックに載置される。一体化された位置合わせ装置／読取り機ステーションの場合、チャックがロボット内に配置されているのでロボットからチャックへの移動は排除されることができる。次いで、ＩＤマークの位置を識別するために及び／又はウェハの中心を決定するために、チャックは基板を回転させる。選択的なウェハ中心合わせが、回転プロセスの前又は後に行われることができる。位置合わせ装置は、基板におけるノッチ、オリフラ又はあらゆる特別なマークを識別するためのセンサを有することができる。基板の位置が識別された後、ＩＤマークは、例えば基板を所定の量だけ回転させることによって、読取り機において位置決定されることができる。次いで、基板の両側が同時に読み取られることができる。基板の回転は、基板の中心を決定するために使用されることもできる。
【００４６】
１つの態様において、対象物位置合わせサブシステムは、ロボットボディに配置された、ロボット移動と共に移動する回転チャックを有している。これにより、対象物は、ロボットボディが移動する間、位置合わせされることができる。位置合わせは、ノッチ、オリフラに合わせて、又はウェハＩＤの向きに合わせて、行われることができる。回転チャックは、好適には、回転プロセスの間に対象物を保持するための真空吸着等の保持機構を有している。位置合わせサブシステムは、さらに、押圧ピン又はバー等の中心合わせ機構を有することができる。
【００４７】
１つの態様において、対象物識別サブシステムは、ロボットボディに配置され、ひいてはロボット移動と共に移動する、ＯＣＲアセンブリ又はウェハＩＤ読取りアセンブリを有する。つまり、対象物はロボットボディの移動の間に識別されることができる。ＩＤ読取りは対象物の上側又は下側から行われることができる。対象物識別サブシステムは、この位置がエンドエフェクタの機能を妨害しないならば、エンドエフェクタのロボット端部に配置されていることができる。ＩＤトラッキング機構も、対象物識別サブシステムが対象物ＩＤを見つけることができるように、設けられていることができる。
【００４８】
位置合わせアセンブリは、さらに、複数のセンサ、例えば、加工物位置決めセンサ、位置誤差のイメージ検出、ＲＦ電界検出、磁気共鳴検出、レーザ自動読取り、光検出器配列を用いた検出、電動操作検出、アーム位置検出、又は操作及び保守に関連したあらゆるセンサを含むことができる。さらに、センサは、アセンブリの状態及び位置を提供することができ、つまり、アセンブリの残りの作動部分の最適な利用を許容し、さらに、アセンブリの非作動部分を保守することをオペレータに警告する。
【００４９】
本発明のロボットアセンブリは、ソータ又はストッカ機器、例えば、ウェハソータ又はストッカ、ＬＣＤソータ又はストッカ、又はレチクルソータ又はストッカにおいて使用されることができる。ロボットアセンブリは、加工装置、例えば、蒸着、エッチング、トラック、リソグラフィ露光、現像装置、ベーキングにおいて、使用されることもできる。ロボットアセンブリは、加工物を、ロードロックからバッファへ、又は注入室へ、貯蔵室へ、又はソータチャンバへ搬送するために使用されることもできる。ロボットアセンブリは、フロントエンドローダにおいて、加工物をＦＯＵＰからロードロックへ受け渡すために、使用されることもできる。
【符号の説明】
【００５０】
２  光学素子、  ４  選択的な光源、  ６  フィルタ、  ７  光源、  ８  カメラ、  ９  ビームスプリッタ、  １０  ウェハ、  １２Ａ，１２Ｂ  光屈曲光学素子、  １３  光学内側ライナ、  １４Ａ，１４Ｂ  光路、  １５  選択的なフィルタ、  １６Ａ，１６Ｂ  区分、  １８  カメラ、  ２４Ａ，２４Ｂ  光路、  ３５  光源、  ３７  光源、  ３９  ビームスプリッタ、  ４５Ａ，４５Ｂ  光源、  ４７Ａ，４７Ｂ  光、  ４９Ａ  ビームスプリッタ、  ４９Ｂ  プリズム、  ５５  光源、  ５７  光、  ６２Ａ，６２Ｂ  プリズム、  ６５  光源、  ６８  カメラ、  ６９  ビームスプリッタ、  ８８Ａ，８８Ｂ  ウェハＩＤ読取り機システム、  ９０  ウェハ、  ９８  ＩＤ読取り機
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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