(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の複数の仕切り内の板状の物体を検出するための装置において、前記複数の仕切りの各々が互いにほぼ平行に配置されるとともに前記物体を収容するために設けられており、前記装置は、
前記物体の各々の周壁面（６）と前記仕切りに放射光を放射するための放射光源（４７，５３，７４）と、
画像光学装置（２，２９）とＣＣＤラインセンサ（３，３５）とを備えるとともに、前記周壁面（６）又は前記仕切りの一領域から反射された放射光を受承するための受光装置（１，１１，２１，４６，７３）と、
前記物体の周壁面（６）の異なる領域を記録の目的にて選択するために前記受光装置（１，１１，２１，４６，７３）を移動させるための駆動装置（２６）と、
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）を制御するための信号処理回路（５０）と、
前記駆動装置（２６）を制御するための制御手段（５２）と、
からなり、
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）は前記板状の物体又は前記仕切りの面と直交するように配向されており、
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）の個々のセンサ要素からの信号によって構成されるとともに複数の画素からなる少なくとも一つの画像が記録され、かつ、
前記信号処理回路（５０）及び前記制御手段（５２）は前記物体の周壁面（６）の異なる領域の少なくとも一つの画像を得るために用いられることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）及び画像光学装置（２，２９）は共に、前記仕切りと平行な面において前記駆動装置（２６）により位置調整可能である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記画像光学装置（２，２９）は、保持プレート（３２）によって保持されるとともに、焦点距離を変更するために相互に入れ換え可能な対物レンズ（３０，３１）を有し、前記相互に入れ換え可能な対物レンズ（３０，３１）は、保持プレート（３２）を移動させることによって、前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）上にその光学軸を配置させる請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）、前記画像光学装置（２９）及び前記放射光源（４７，５３）は、容器（１０、３６）の密閉された側部（１３）に隣接して配置され、偏向装置（１６，４８）は、前記放射光源（４７，５３）から、開口した容器（１０，３６）の内部、次いでセンサ要素までの放射経路にて同放射光源（４７，５３）からの放射光を偏向する請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）、前記画像光学装置（２，２９）及び前記放射光源（４７，５３）は固定された搬送装置（３７）上に装着され、前記搬送装置（３７）は前記容器（３６）を受承するとともに半導体処理装置の壁部（４０）にある装填用開口部（３９）と同容器（３６）とを連結するための水平方向に移動可能なプラットホーム（３８）を保持し、前記偏向装置（４８）は前記壁部（４０）の操作用開口部（３９）の横に並んで配置される請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）及び前記画像光学装置（２，２９）は前記容器（１０，３６）の開口側（１４）に隣接して設置される請求項２又は３に記載の装置。
【請求項７】
前記容器は開口した前面部（７１）と開口した後面部（７２）とを有し、前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）及び前記画像光学装置（２，２９）は前記容器の開口した前面部（７１）及び後面部（７２）のいずれか一方に指向している請求項２に記載の装置。
【請求項８】
容器内の複数の仕切りと同仕切り内に収容される板状の物体の周壁面（６）とを検出する方法において、前記複数の仕切りの各々が互いにほぼ平行に配置されるとともに前記物体を収容するために設けられており、
前記方法は、ＣＣＤラインセンサ（３，３５）と画像光学装置（２，２９）とを備える受光装置（１，１１，２１，４６，７３）のうちの前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）の個々のセンサ要素の信号から構成される少なくとも一つの画像を記録する工程と、
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）は前記板状の物体又は前記仕切りの面と直交するように配向されていることと、
前記センサ要素の各々は基準面に対して予め定められた位置関係を有し、かつ該基準面は前記受光装置（１，１１，２１，４６，７３）と前記容器との位置関係により定義されることと、
記録されるべき物体の周壁面（６）の異なる領域を選択するために前記受光装置（１，１１，２１，４６，７３）を調整する工程と、
前記ＣＣＤラインセンサ（３，３５）を制御する工程と、
からなる方法。
【請求項９】
検出精度を上げるために少なくとも２つの画像の各々が、物体の周壁面（６）の異なる領域について記録される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
記録された第１の画像において、起こり得る過電圧の検出を可能にするために最大出力信号の付近に上側閾値（５９）が設定され、該画像の各信号は前記上側閾値（５９）と比較され、少なくとも１つの信号が前記上側閾値（５９）を越える場合、前記周壁面（６）の同じ領域に関する第２の画像が、第１の画像の露出時間と異なる露出時間にて記録される請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像において、ノイズを分離するために下側閾値（５８）が設定され、前記画像における二つの連続した信号（６２，６３）であって、両信号（６２，６３）間の信号波形が前記下側閾値（５８）より上方に位置する信号から、一つの仕切り内に複数の物体が収容されていることが検出される請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板状の物体及び容器内の仕切りを検出することに関係し、その容器内において、互いにほぼ平行に配置される仕切りは、物体を収容するために使用され、物体の周壁面及び仕切りにて反射される光源からの放射光は、画像光学装置を介して、少なくとも１つの画像を記録するために光電子工学センサに指向する。
【０００２】
半導体ウェーハを保持し、搬送及び貯蔵するために製造工程において用いられる保管容器の内部に設けられる仕切り内に載置される半導体ウェーハを検出することは、常に自動化が進む製造において、重要な役割を果たす。とりわけ、自動化された半導体ウエーハの取扱いにおいて、半導体ウェーハの損傷を避けるために、装置の信頼性を最大に上げることが課題となる。通常、使用される容器は２つのそれぞれ対向する開口部を有する。マイクロクリーンルーム内において、半導体ウェーハの貯蔵及び搬送、並びに詰め替えを行って貯蔵容器を合体させるような新しい技術を用いることにより、この容器の開口部はしばしば取り除かれ、一方の側のみに減少される。また、その側は同時に取扱い装置を介して半導体ウェーハの取出しに使用される。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
米国特許第４８９５４８６号に、ウェーハ形状の物体の有無に関する第１の信号及びその物体の位置信号を互いに関連づけることによって、コントロール装置を用いて搬送装置（マガジン）内のウエーハ形状の物体の有無及び基準面に対する相対的な位置を測定することが開示されている。
【０００４】
第１信号は光電子工学センサを介して得られ、そのセンサは物体が配置され得る室内を監視する。第２の信号は搬送装置の進行及び起動のための駆動装置に接続されたポジションエンコーダを介して発生する。基準面及び物体の存在空間を測定するために、搬送装置内の空間は垂直方向にセグメントに分割される。基準面としてのセグメント及びウエーハ形状の物体を有しないセグメントと同時に、ウインドセグメントが定義され、それらの中に物体が載置され得る。測定技術を用いて搬送装置内の基準面を検出し、ウインドセグメントの場所は、その都度使用された搬送装置の構成データを通して計算上検出及び記憶されることにより、インデックスが搬送装置に付与される。
【０００５】
ドイツ特許第４３０６９５７号に開示される解決方法において、測定用光束が示され、これは１つの放射装置から放射され、その中心の放射光は基準面内に存在する。この測定用光束は、互いに重ねて配置されるマガジン仕切りの壁の間を通過する。また、測定用光束は測定用光束を遮り、マガジン内部へ指向し、壁部に設けられ、仕切りを構成する突起部へ向かう。突起部は板状の物体のための架台として使用される。上方に重ねて配置されるマガジン仕切りの高さ調整を行うことによって、マガジン仕切りは基準面を含む連続する位置を占め、測定用光束を変調することによってマガジン仕切り及びマガジン仕切り内に存在する板状の物体の画像が生成される。
【０００６】
ドイツ特許出願公開第４２３８８３４号に記載されている装置は、半導体ウェーハを移動するためのロボットの一例であると同時に、この半導体ウェーハの有無を検知するためのセンサを有する。複数の画像受信機は貯蔵容器の仕切りに対して特定の場所に配置される。従って、ロボットに固定される照明装置は、貯蔵容器に対して一つの座標系内を移動する。この移動の際に生成される信号は、画像受信機に受信されて、仕切り内の半導体ウェーハの存在の有無に関する確証となり得る。
【０００７】
記載された全ての解決方法は、使用時に放射光が貯蔵器を貫通できないため、上述した一方の側にのみ開口部を有する容器に使用不可能であるという不利な点を有する。更に、センサ及びサブストレートとの間において、相対運動が要求される。これは、更に検出のための時間を必要とし、クリーンルームの条件を悪くする。相対運動がセンサ調整によってのみ行われ得る場合、特に問題となる。
【０００８】
米国特許第５４１８３８２号は半導体ウェーハの前面部に隣接して一列に配置される放射光要素を使用する。光の入射開口部を半導体ウェーハの前面部に隣接させ、光の出力開口部を受信要素に隣接させる棒状の光導波管は反射光を伝達する。開示されている装置は、前もって定義された領域におけるサブストレートの検出だけに制限され、その領域内にある複数の物体の検出を可能にするが、異なる仕切り内にあり、サブストレート及び処理平面に対して傾斜しているサブストレートの検出は不可能である。その結果、この装置は認識すべきサブスレートの直ぐ近くに配置される必要があるため、その使用は技術上の見地からその他の解決策の場合と同様に双方の側に開口部を有する容器に制限される。一方の側においてのみ開口部を有する容器を使用する場合、装置全体はサブストレートの処理領域から隔てられる必要があるため、粒子の侵入は避けられる。サブストレートの直ぐ近くにおける装置の使用は、ＳＭＩＦ技術を応用することを妨げ、自動化に対しても制限を加える。容器上でセンサハウジングが大きく伸張することは、サブストレートに対して直接に配置されているため、カセットの取扱いを妨害し、動作の自由度を制限する。
【０００９】
ドイツ特許出願公開第１９５３５８７１号に記載の装置は、マガジン又はマガジンと似た形状の容器を使用しており、その容器は取扱い方向を除外した全ての方向において密閉されており、相対運動を想定している。物体の端に、又は物体の架台で反射した後に発生する散乱光は、通常は放射装置を備える機械構成要素に組み込まれ、且つ場所に依存して感度を有する画像受信機によって受信され、また電気的な増幅器を利用して放射装置及び反射点との間の距離の大きさに依存したアナログ信号に変換される。上下に重ねて置かれるマガジン仕切りの高さ調整をすることによって、マガジン仕切り及びマガジン仕切り内に存在する板状の物体の画像生成は、放射装置及び移動方向に対して垂直な平面内に存在する光を反射する物体及び放射装置との間の距離の変化に基づく出力信号を振幅変調することによって行われる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、一方の側及び双方の側に開口部を有する容器における検出の信頼性を高めることである。物体の重複占有以外の複数の仕切り上に位置する物体の斜位及び測定公差に依存しない仕切り自身の位置も検出され得るべきであり、また板状の物体及び容器の取扱いは妨害されず、且つクリーンルームの状態は検出により乱されるべきでない。
【００１１】
この課題は、容器の複数の仕切り内の板状の物体及び仕切りを検出するための装置において、複数の仕切りの各々が互いにほぼ平行に配置されるとともに物体を収容するために設けられており、同装置が、物体の各々の周壁面と仕切りに放射光を放射するための放射光源と、画像光学装置とＣＣＤラインセンサとを備えるとともに周壁面又は仕切りの一領域から反射された放射光を受承するための受光装置と、物体の周壁面の異なる領域を記録の目的にて選択するために受光装置を移動させるための駆動装置と、ＣＣＤラインセンサを制御するための信号処理回路と、駆動装置を制御するための制御手段とからなり、ＣＣＤラインセンサは板状の物体又は仕切りの面と直交するように配向されており、ＣＣＤラインセンサの個々のセンサ要素からの信号によって構成されるとともに複数の画素からなる少なくとも一つの画像が記録され、かつ信号処理回路及び制御手段は物体の周壁面の異なる領域の少なくとも一つの画像を得るために用いられることを特徴とする装置によって解決される。
【００１２】
ＣＣＤラインセンサ及び画像光学装置は物体の周壁面の異なる領域を選択するために、互いに対して固定して配置され、また仕切りと平行な面において駆動装置により共に位置調整可能である。
【００１３】
物体の周壁面の異なる領域を選択するために、記録要素の僅かな場所変更が必要である場合、画像光学装置を仕切りに対して平行な平面内及び物体の周壁面に対して調整すれば十分である。
【００１４】
更に、ＣＣＤラインセンサ及び画像光学装置が共通の保持装置上に固定される場合、保持装置は調整平面に対して垂直な回転軸を有し、その方向にＣＣＤラインセンサは互いに隣接して配置される利点を有する。画像光学装置は焦点距離を変更するために、保持用プレートによって保持される交換レンズを有するという利点も備えている。保持用プレートを調整することによって、それぞれ自身の光軸を有する入れ換え可能な対物レンズは、ＣＣＤラインセンサ上に光学軸を配置させることができる。
【００１５】
一方の側に開口されている容器の使用に際して、ＣＣＤラインセンサ及び画像光学装置は放射光源と共に容器の密閉された側に隣接して設けられる。偏向装置は、放射光源から、開口部を有する容器の内部、次いでＣＣＤラインセンサまでの放射経路にて偏向する。
【００１６】
この種の容器の一般的な連結において、半導体ウェーハを搬送する目的のために、ＣＣＤラインセンサ、画像光学装置及び放射光源は固定位置にある搬送装置上に固定される。容器の保管及び連結のために、水平方向に移動可能なプラットフォームが、半導体処理装置の壁要素内に配置される処理用開口部に案内される。偏向装置は処理用開口部の横に並んで、放射光を透過する領域の反対側の壁部に設置される。
【００１７】
容器の開口部の前方に十分な空き空間が存在する場合、ＣＣＤラインセンサ及び画像光学要素は容器の開口している側に隣接して設置されるため、偏向装置は取り除かれ得る。この種の配置は、容器が開口している前方部及び後方部を有する場合、実際に頻繁に使用されている半導体ウェーハマガジンの様に応用可能である。
【００１８】
本発明の更なる主題は、少なくとも１つの画像を記録することによって、その半導体ウェーハの周壁面にて板状の物体を検出する方法及び容器の複数の仕切りを検出する方法であり、複数の仕切りの各々が互いにほぼ平行に配置されるとともに前記物体を収容するために設けられており、該方法は、ＣＣＤラインセンサと画像光学装置とを備える受光装置のうちのＣＣＤラインセンサの個々のセンサ要素の信号から構成される少なくとも一つの画像を記録する工程と、ＣＣＤラインセンサは板状の物体又は前記仕切りの面と直交するように配向されていることと、センサ要素の各々は基準面に対して予め定められた位置関係を有し、かつ該基準面は前記受光装置と前記容器との位置関係により定義されることと、記録されるべき物体の周壁面の異なる領域を選択するために受光装置を調整する工程と、ＣＣＤラインセンサを制御する工程とからなる。
【００１９】
検出精度を向上させるために、少なくとも２つの画像の各々が物体の周壁面の異なる領域について記録される。
ぞれぞれの画像の信号が、起こり得る過電圧の検出を可能にするために最大出力信号付近に設定された上側閾値と比較される場合、それは効果的である。少なくとも１つの信号が同上側閾値を越える場合、信号の大きさを適切にするために、比較画像として新たに画像記録が行われ、その際物体の周壁面の領域における露出は変更される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示す受光装置１は、対物レンズの形態である画像光学装置２、個々のアドレスを備え得るセンサ要素を有するＣＣＤラインセンサ３及び制御及びデータ圧縮のための電子装置４から構成されると共に、半導体ウェーハ５である板状の物体に図示しない光源からの放射光７が受承されるように配置され、該放射光は半導体ウェーハ５の周壁面６にて反射される。ＣＣＤラインセンサ３によって受光される放射光成分は、光電効果を利用して電気信号に変換され、電子装置４に導かれる。反射光７は１つの放射光によって生成され、この放射光の主要放射方向８は半導体ウェーハ５の表面に平行な平面内の対物レンズ２の光軸Ｏ１−Ｏ１と一致する。その放射光の波長及びＣＣＤラインセンサ３のスペクトル感度は順次調整可能である。図１及び図２に示すように、半導体ウェーハ５はその結晶方向を識別するための刻み目９を有し、平面内におけるその位置は大抵の場合、決まっていない。受光装置１の画像領域内に刻み目９が存在する場合、反射光の十分な成分が受光装置の方向に反射されない（図１）。所望の画像を得るためには、放射方向を選択することが必要であり、それによって反射光７は対物レンズ２に十分に検出され得る。この目的を達成すべく、受光装置１は半導体ウェーハ５に対して平行な平面内において、角度αだけ傾けられるため（図２）、半導体ウェーハの周壁面６の他の領域が画像化される。反射光は対物レンズ２へ指向する。角度αは半導体ウェーハ５及び受光装置１との間の距離並びに対物レンズ２の焦点距離により決まる画像尺度に依存しており、結果として少なくとも刻み目９の幅だけ観察位置を移動することが必要である。同様に、光源のビーム角は角度αに適応させることが可能であり、その結果受光装置１を方向転換した後、少なくとも反射光７の１つの成分は受承され得る。光源のビーム角を最適化するために、半導体ウェーハの周壁面の異なる領域を選択するために要求される動きが、光軸Ｏ１−Ｏ１の中点に対して対称に行われることは効果的である。
【００２２】
本発明を応用するために、一方に開口された容器１０において、半導体ウェーハ１２を検出するための受光装置１１が、図３に示すように容器１０の密閉側１３に設けられており、密閉側１３は開口側１４と隣接している。従って、容器１０の開口側１４に隣接する空間１５は空くことになり、半導体ウェーハ１２の取扱い及び処理に役立ち、半導体ウェーハ１２の出し入れは妨害されない。この条件を厳守するために、偏向装置１６は容器１０の開口側に対して要求される放射経路を保証できる側面に設置される。半導体ウェーハ１２は容器１０内の仕切り１７を構成する架台１８上に載置される。仕切り１７内に半導体ウェーハが存在しない場合、又は容器内にウェーハが部分的にのみ装填されている場合、半導体ウェーハ１２の画像から仕切り１７の画像に変更するために、第１の画像化されるべき領域１９における被写界深度は、第２の領域２０における第２の被写界深度に変更することが要求される。この目的を達成するために、受光装置１１は変更可能な焦点距離を有するレンズを含む。焦点距離の変更は第１の測定の結果に基づいて自動で行うか、又は物体に占有されていない仕切りを測定のための要求に基づいて行われる。
【００２３】
例外は、容器の開口部の前方の十分な空き空間が設けられる場合、受光装置は偏向装置を用いることなく配置される。
図４及び図５に示す受光装置２１の実施例は、その構成において、半導体ウェーハの異なる周壁面の領域から選択された部分の画像に影響する反射状況に依存する画像記録を取り込むことに適する。
【００２４】
受光装置２１全体が半導体ウェーハの表面に対して平行な平面内において、僅少な角度のみ調整されることにより、半導体ウェーハの異なる周壁面の領域から画像が記録される。回転軸２２は受光装置２１の後部に配置される板バネ継手２３内に設けられ、板バネ継手は台２４によって支持され、対立する方向に前もって張力が加えられている。偏心して配置される作用点２７が設けられて、線形な動作が基台２５上に固定されるプランジャー２６の手段を用いて行われ、受光装置２１全体を調整する。要求される復原力はプランジャー２６に流れる電流を切り、バネ２８によって行う。
【００２５】
半導体ウェーハの周壁面の異なる領域の選択に際して、受光要素の僅かな位置変更が要求される場合、画像光学装置を調整するのみで十分である。これに対する手段は専門家に公知である。
【００２６】
焦点距離が変更可能な画像光学装置２９は対物レンズ３０，３１から構成され、対物レンズ３０，３１は保持プレート３２によって保持される。対物レンズ３０，３１は電気モータによる駆動装置３３を利用して歯車装置３４を介して円軌道上を動くため、その光軸はそれぞれの最終位置においてＣＣＤセンサ３５が位置する領域内に移動する。対物レンズ３０，３１の焦点距離及びそのＣＣＤセンサ３５までの距離は同じ画像尺度になるように調整される。レンズ交換の他の方法は図示されていないが、直線駆動装置（ｔｒａｎｓｌａｔｏｒｉｓｃｈｅｎ  ａｎｔｒｉｅｂ）を用いて実現され得、その直線駆動装置は対物レンズを案内経路上にて光軸に対して垂直に移動する。また、対物レンズの交換又はズームレンズは補正マトリックス形式により、画像尺度を計算により補正することによって効果的に使用できる。
【００２７】
照明装置（図示されていない）は受光装置２１に対して上下に対称に配置され、機械的に台に連結されるか、又は別に取り付けられる。
図６に示す半導体処理装置のためのローディングステーション及びアンローディングステーションにおいて、既に開口されている容器３６は、矢印で示す水平方向に移動可能なプラットフォーム３８上に載置され、固定位置にある搬送装置３７を介して操作用開口部３９を壁部４０に連結する。装置４１は操作用開口部３９を開閉するための蓋４２及び容器３６の容器蓋４３の共通の収納用であり、下方に収納するように構成される。蓋４２は高さ及び壁４０に対して調整可能な腕部４４に固定され、摩擦力によって連結している容器蓋４３を支持する。高さ調整及び壁部４０に対する腕部４４の調整は装置４１の内部に設けられるエアシリンダを用いて行われる。ハウジング４５内にローディングステーション及びアンローディングステーションの駆動要素及び制御要素が設けられる。
【００２８】
受光装置４６は搬送装置３７に固定されることにより、放射装置又は照明装置４７と共に容器３６の密閉側に設置され、密閉側は開口側と境をなす。これによって処理用開口部３９は取扱いのための空間を提供するため、半導体ウェーハの出し入れは妨害されない。放射経路を保証するための偏向装置４８は、処理開口部３９に対して横に並んで壁部４０に設けられ、その際壁部４０には放射光を透過する領域に窓４９が設けられる。受光装置４６は、台、即ち搬送装置３７に対して固定された配置となっているために半導体処理機器の処理装置と同じ基準面を備え、かつ該処理装置と固定された幾何学的関係となる。半導体ウェーハの位置が確定している場合、半導体ウェーハに対する処理装置の位置は、垂直位置情報を転送することによって行われる。
【００２９】
図７に示すブロック図において、光電子工学変換器はライン状に並んだＣＣＤセンサ３５の形態を有しており、出力側は制御及びデータ処理をする信号処理回路５０に接続している。それぞれの画素に対応し、入射光束に比例するアナログ電圧は、ＣＣＤセンサ３５の出力側において、信号処理回路５０によってデジタル信号に変換される。信号処理回路５０に接続しているデータ圧縮回路５１はデータ選択を行い、その後にデジタル電圧信号のいずれかは下側閾値を越えることによって、データ配線を介して制御回路５２に伝達される。受光装置２１を動作させるための駆動装置２６及びレンズ交換のための駆動装置３３を制御するために、更に、接続は制御回路５２から放射装置又は光源５３へ延びる。信号を分析した結果は、仕切り内のウェーハ又は該ウェーハの占有に関する情報、仕切り内の半導体ウェーハの位置に関する情報（ウェーハが斜めに収容されている場合を含む）、２枚の半導体ウェーハが仕切り内に占有されている可能性に関する情報及び個々の物体又は仕切りの基準面からの距離に関する情報を含んでおり、シリアルデータ配線を介して制御装置５４に供給される。半導体ウェーハによる仕切りの占有に関する情報は上位の制御装置５５によって要求され、これに導かれる。更に、総合制御装置５４は仕切りの占有及び個々の半導体ウェーハ／仕切りの距離を処理装置５７のための制御装置５６に位置決め用として供給する。
【００３０】
図８は受光装置が受信する２０４８画素の処理領域内の信号の１つの典型的な経過を示す。データ圧縮装置５１を用いてデータを減少させるために、ＣＣＤセンサ３５の走査時間（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｚｅｉｔ）（露出時間）に依存し、ソフトウエアによる調整が可能な下側閾値５８が設定され、その値は外乱及び環境に起因する基底信号（ノイズ）から自身を十分に分離する。同様に、ソフトウエアによる設定可能な上側閾値５９は、起こり得る過電圧の検出を可能にし、最大出力信号の付近に設定される。立ち上がりを示す信号側部６０及び立ち下がりを示す信号側部６１は、半導体ウェーハの存在を示し、その際基準面に対する半導体ウェーハの位置は、ＣＣＤセンサ３５のセンサ要素のアドレスから計算され得る。目的を達成するために、信号側部６０及び信号側部６１と間のアドレスの差から中間の値を検出し、これを半導体ウェーハの中心位置に設定する。パルス信号６２，６３の検出及び両パルス間の距離を分析することは、半導体ウェーハによる２重に占有された仕切りを推測することを可能にする。２つのパルス信号６２，６３間の距離はわずかな数の画素に相当し、仕切り内に収容された半導体ウェーハ間の標準距離からは明確に区別される。両パルス間において、信号が閾値５８より下がらないパルス信号６２，６３の連続した状態は、仕切り内に２つのウェーハが占有された典型例である。２つのウェーハが占有された仕切りを検出するための別の可能性は、立ち上がりの信号側部６０及び立ち下がりの信号側部６１の差、即ち両側部間の距離を分析することにある。最大値が予め決定した上側閾値５９を越える場合に、受光装置の電圧が過負荷であると考えられる。これは、この例の場合、最大値６６、６４に相当する。２重パルス信号を正確に分析するために、輝度を下げることが要求される。これは照明の輝度を下げるか、又はＣＣＤセンサ３５の走査時間を短くすることである。
【００３１】
図９は、３０ｍｓの露出時間が１ｍｓに減少されることにより、信号の輝度が下げられていることが示される。露出時間を短くすることによってノイズが減少するため、下側閾値５８は引き下げられ得る。パルス信号６４，６６は必要な全ての分析行程に利用され得る。
【００３２】
信号６３，６５間の距離は、通常は仕切り間の距離に相当するか、又は半導体ウェーハによって占有されていない仕切りの場合は、仕切り間の距離の複数倍に相当する。更に、受光装置が固定された配置の場合、前述した基準面に対して一定の関係が存在する。測定値と、基準面に基づく参照値との差、又は半導体ウェーハ間の距離の参照距離に対する差から、２つの異なる仕切り内に配置された半導体ウェーハ（ウェーハが２つの仕切りにまたがっている存在している状態）が推測できる。仕切り間の距離の所定の位置からの偏差又は予想された位置からの偏差の値は、容器の側壁部間に存在する測定点の位置、即ち、半導体ウェーハの周壁面の記録領域に依存しており、仕切りの長さの半値である該容器の中央にて最大となる。
【００３３】
図１０に示すように、測定Ａにおいて最初の走査時間又は最初の輝度を用いた最初の画像が記録され、記憶される。自身のアドレスを通して検知される少なくとも１つの画素において、上側閾値５９を越えた場合、走査時間を短くするか、又は露出時間を短くして、第２画像の記録及び記憶が行われる。露出時間を変更する係数は、半導体ウェーハの反射の予測される変化の関数として選択され、１：３０から１：５０の範囲に最大値が存在する。センサの使用可能なダイナミックレンジは上側閾値５９及び下側閾値５８の選択により決定され、約１：１０の所に存在する。総合的なダイナミックレンジはセンサのダイナミックレンジと、露出のダイナミックレンジとの積から得られるので、走査時間又は露出強度の必要とされる変更は５倍である。よって、２つの画像を用いて総合的なダイナミックレンジが把握できる。第１画像の立ち上がりの分析から、半導体ウェーハの存在に関する情報が得られ、それぞれの信号が上側閾値を越えない限り、パルス信号間の距離の分析から２つのウェーハが存在する仕切りに関する情報が得られる。第２画像の立ち上がり部の分析により２つの半導体ウェーハが仕切り内に収容されている状態に関する情報が得られ、これは第１画像内において、過電圧であった。両画像の結果Ａ１及びＡ２の間のＯＲ演算は仕切りの占有に関する情報及び２つのウェーハの仕切り内の占有（存在する場合）に関する情報を提供する。検出された半導体ウェーハの総数が予想される半導体ウェーハの数（即ち、仕切りの数）に相当する場合は、Ｗ＝Ｓｏｌｌ（ここで、Ｗは検出された半導体ウェーハの総数であり、Ｓｏｌｌは仕切りの数）であり、次いで、半導体ウェーハの実際の測定位置Ｗpos nと参照位置（即ち、定められた位置）Ｓｏｌｌpos nとの比較が行われる（ここで、ｎは、半導体ウェーハの位置又は仕切りの位置を示す数である）。図１０は、１つの位置に対する流れを簡単に示したものである。測定位置と参照位置との差が容器の壁部間にある測定点に依存する値を超える場合、２つの異なる仕切り間に横たわって配置された半導体ウェーハの存在を知らせるエラー表示を行う。
【００３４】
予想される半導体ウェーハが全て検出されなかった場合、又は半導体ウェーハが自身の刻み目のため、容器内に整列して配置されていない場合、半導体ウェーハの検出精度を上げるために、測定Ｂは第３画像及び第４画像を用いて実施され、結果が記録される。図１及び図２に示されるように、受光装置を移動させることにより測定位置が予め変更される。測定Ａ以外の半導体ウェーハの他の周壁面の記録における画像分析アルゴリズムは、測定Ａと同様のものである。測定Ａ及び測定Ｂの結果であるＷＡ及びＷＢはＯＲ演算を用いて分析され、総合的な結果が提供される。検出された位置Ｗｐｏｓは、参照位置Ｓｏｌｌｐｏｓと比較される。参照位置と実際の位置との差が測定位置に依存する値を越える場合に、結果として、エラー表示される。各仕切りに対して得られた結果は現状報告であり、以下の情報、即ち、仕切り内にウェーハが占有されているか否かに関する情報、仕切り内に２つのウェーハが収容されているかに関する情報、又は２つの仕切りにまたがってウェーハが収容されているかに関する情報を含む。
【００３５】
本発明に基づく装置を半導体ウェーハ又は仕切りの基準面に対する位置を正確に検出する目的で使用するために、上記現状報告と同時に、検出された半導体ウェーハ又は仕切りの位置が伝達される。その位置はそれぞれのセンサ要素のアドレス中に含まれ、画像尺度及びセンサ要素のグリッド又はラスタの寸法を考慮して基準面までの幾何学的な距離に換算される。精度を上げるために、エラーを訂正することは重要である。このエラーは、例えばレンズ収差に起因する。訂正された値を確認するために、寸法が予め既知の物体の画像がセンサ上に生成され、検出された偏差が補正マトリックス内に記憶される。これらの訂正値を利用して測定装置全体が補正される。
【００３６】
図１１に示す装置において、マガジン６７はプラットフォーム６８の上に載置され、このプラットフォーム６８は枠６９によって密閉されている。容器１０内と同様に、マガジン６７内に仕切り内の半導体ウェーハ７０が押し出される。本質的な違いは、マガジン６７がその前面部７１及び後面部７２において開口していることである。半導体ウェーハ７０の処理がマガジン６７の前面部７１にて行われ得る一方、受光装置７３及び照明装置７４は後面部にて照明装置７４からの放射光が受光装置７３に入射するように配置される。半導体ウェーハ７０の異なる周壁面の領域の画像を記録するために、受光装置７３は図４及び図５に示す装置のようにレンズ及びＣＣＤセンサを調整するための手段を有する。半導体ウェーハ７０の存在を測定するための測定行程はマガジン６７の仕切り内において図１０と等しく行われる。
【００３７】
【発明の効果】
一方の側及び双方の側に開口部を有する容器におけて、物体を検出する信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直接照明及びセンサ装置の第１位置における板状の物体を検出するための原理図。
【図２】直接照明及びセンサ装置の第２位置における板状の物体を検出するための原理図。
【図３】受光装置を備える一方の側に開いた容器の平面図。
【図４】入れ換え可能な対物レンズを備える揺動可能な受光装置の正面図。
【図５】入れ換え可能な対物レンズを備える揺動可能な受光装置の平面図。
【図６】一方の側に開口した容器を有しており、連結及び開口状態である半導体処理装置のためのローディングステーション及びアンローディングステーションに配置された受光装置の配置図。
【図７】装置全体のブロック図。
【図８】第１露出時間に記録された第１の図。
【図９】露出時間が図８より少ない第２の図。
【図１０】容器の仕切り内にある物体の存在を検出するための測定の流れ図。
【図１１】双方の側に開口している容器のための装置の平面図。
【符号の説明】
１，１１，２１，４６，７３…受光装置、２，２９…画像光学装置、３，３５…ＣＣＤラインセンサ、６…物体の周壁面、１０…容器、１３…容器の密閉された側、１４…開口側、１６，４８…偏向装置、２６，３３…調整手段、３０，３１…相互に入れ換え可能な対物レンズ、３２…保持プレート、３６…容器、３７…搬送装置、３８…プラットフォーム、３９…操作用開口部、４０…壁部、４７，５３，７４…放射光源、４９…放射光を透過する領域、５０，５２…制御手段、５８…下側閾値、５９…上側閾値、６２，６３…信号、７１…容器の前面部、７２…容器の後面部。
【図１】
0003604542.tif 000002
【図２】
0003604542.tif 000003
【図３】
0003604542.tif 000004
【図４】
0003604542.tif 000005
【図５】
0003604542.tif 000006
【図６】
0003604542.tif 000007
【図７】
0003604542.tif 000008
【図８】
0003604542.tif 000009
【図９】
0003604542.tif 000010
【図１０】
0003604542.tif 000011
【図１１】
0003604542.tif 000012