(57)【要約】【課題】カセット内のウェハの情報を収集するための画像センサを備える撮像システムを提供すること。【解決手段】カセット内のウェハが、カセットを開放する必要なくマッピングされる。カセットは、特定のタイプの放射に対して少なくとも部分的に透過性である。放射源が、カセットの透過性または透明な部分を通ってカセット内に方向付けられ、前記放射に対して感受性の高い画像センサが、カセットの内部のウェハから反射された放射を検知する。第２の放射源および第２のカメラが、好ましくは、異なる角度から追加のウェハの画像のために提供される。これらの画像を処理することによって、ウェハの特定の方向おおよびカセットの装填状態を判定することができる。【選択図】図３Ａ
2005064515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＯＵＰ内の半導体ウェハを半導体処理ツールに供給すること、
前記ＦＯＵＰが閉鎖されている間、前記ＦＯＵＰのウェハスロット内での前記ウェハの位置を判定すること、および
処理するために前記ＦＯＵＰから前記ウェハを移送するために、前記ウェハが前記ＦＯＵＰ内に正確に配置されていることを判定した後、続いて前記ＦＯＵＰを開放することを含む、複数の半導体ウェハを処理するための方法。
【請求項２】
前記ＦＯＵＰが不足ウェハまたは斜めに挿入されたウェハなく設けられている場合、前記ウェハが正確に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウェハの位置を判定することが、
前記ＦＯＵＰの少なくとも一部がそれに対して少なくとも部分的に透過性である放射源を提供し、前記放射源が前記ＦＯＵＰの外部に配置されること、
前記放射源からの放射を、前記ＦＯＵＰの前記少なくとも部分的に透過性である前記ＦＯＵＰの内部の前記ウェハの縁部部分へ方向付けること、
前記ウェハから反射された放射に対して感応し、前記ＦＯＵＰの外部に配置されているセンサを提供すること、および
前記ウェハから反射され、前記ＦＯＵＰの前記少なくとも部分的に透過性である部分を通って送信される放射を検知するように前記センサを位置合わせすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記センサを位置合わせすることが、ウェハから、前記ウェハスロットのある平面と平行な水平平面に対して第１の方向に反射された放射が検知されるような第１の位置に前記センサを配置することを含み、
前記放射に対して感応し、前記ウェハから前記水平平面に対して第２の方向に反射された放射が検知されるような第２の位置に配置された第２のセンサがさらに設けられている、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１の角度および前第２の角度が、ほぼ同様の絶対値であり、符号が反対である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ウェハから反射された放射が、前記放射源からの放射と同じ波長を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
無関係な放射をフィルタ除去することをさらに含み、前記無関係な放射が、前記ウェハの位置を判定するために使用されているもの以外の波長である、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記センサを位置合わせすることが、前記センサを前記ＦＯＵＰに対して鉛直方向に位置合わせすること、および前記ＦＯＵＰに対して異なる鉛直方向位置のセンサで、前記ウェハから反射された放射を検知することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記センサが、画像センサであり、異なる鉛直方向位置で前記ウェハから反射された放射を検知することが、前記ウェハの複数の画像を捕捉することを含み、前記複数の画像が、前記ＦＯＵＰに対して複数の鉛直方向位置に配置されている画像センサで捕捉される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各画像が２つ以上のウェハをカバーし、前記画像が互いに重なっている請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記センサを位置合わせすることが、水平平面に対して第１の角度で前記ウェハの縁部部分から反射された放射を検知するように前記センサを第１の位置に配置することを含み、
第２の画像センサがさらに設けられ、前記第２の画像センサが、前記ウェハから反射された放射に対して感応し、水平平面に対して第２の角度で前記ウェハの縁部部分から反射された放射を検知するように配置されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の画像センサが、第２の複数の画像を捕捉し、前記第２の複数の画像が相互に重なっている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像センサの画像が、前記第２の画像センサと重なっている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記センサを前記ＦＯＵＰに対して鉛直方向に移動させることが、前記ＦＯＵＰが静止している間に前記センサを移動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記センサを前記ＦＯＵＰに対して鉛直方向に移動させることが、前記センサが静止している間に前記ＦＯＵＰを移動させることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
前記センサに対する前記放射源の位置が、前記センサの前記ＦＯＵＰに対する移動中固定されたままである、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記放射が、赤外線光、可視光線、紫外線光から成る群から選択された光であり、前記センサが、光学センサである、請求項３に記載の方法。
【請求項１８】
前記光学センサがビデオカメラである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記放射が音響放射であり、前記センサが音響センサである、請求項３に記載の方法。
【請求項２０】
デジタルカメラを使用して、前記ウェハの縁部部分の複数の画像を取得し、前記画像が、閉鎖されたカセットの少なくとも部分的に透過性の部分を通って取得され、前記カメラが、前記画像を取得するための複数の画像を取得するように前記カセットに対して移動され、それによって各ウェハスロットの少なくとも１つの画像が取得され、各画像が、全部よりは少ないウェハスロットをカバーしていること、および
ウェハ縁部の存在を検知し、各ウェハスロットの装填状態を表現するための出力データを提供するために、前記画像を処理することを含む、
カセットのウェハスロット内への前記ウェハのスタックの装填を評価するための方法。
【請求項２１】
複数の画像を取得することが、各ウェハスロットの少なくとも２つの画像を取得することを含み、前記少なくとも２つの画像のそれぞれが、前記ウェハスロットの１つが上に載っている平面に対して異なる角度から取得され、前記カセットの前記少なくとも部分的に透過性のセクションによって遮蔽された前記少なくとも２つの画像のいかなる領域からの情報も無視される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記カセットの前記少なくとも部分的に透過性のセクションが、ウェハスロットを遮蔽する低減された透過性または反射を有する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも２つの画像の第１の画像が、ウェハスロットに対して第１の高さにあるカメラで取得され、前記少なくとも２つの画像の第２の画像が、ウェハスロットに対して第２の高さにあるカメラで取得される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも２つの画像の第１の画像が、デジタルカメラで取得され、前記少なくとも２つの画像の第２の画像が、第２のデジタルカメラで取得される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記カセットに対するカメラ位置で、スロットが空のときの前記ウェハスロットの１つの画像を取得すること、
同じカメラ位置で、スロットが正確に装填されたときの前記ウェハスロットの１つの画像を取得すること、
スロットが空のとき、およびスロットが正確に装填されたときに取得された各画像を処理することによって遮蔽されたカメラ位置を判定し、カメラ位置から取得された画像が前記スロットが空のときにウェハを検知した場合、または前記スロットが正確に装填されたときウェハが検知されない場合、カメラ位置が遮蔽されること、
同じカメラ位置から取得された同じウェハの次の画像を無視することができるようにカメラ位置を遮蔽されたものと指定することを
さらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
画像を処理することが、カメラの視野内の複数の検索領域を解析することに限定され、前記カメラが、予想されるウェハ縁部の位置が前記視野内の２つ以上の検索領域と交差するように配置される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数の検索領域を解析することが、前記検索領域内の放射の強度を測定することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数の検索領域を解析することが、１つの縁部部分の位置を決定するために高い放射強度の点に線を当てはめることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記スロットが空であるとき、前記ウェハスロットの１つの画像を前記カセットに対するカメラ位置で取得すること、
前記スロットが正確に装填されているとき、前記ウェハスロットの１つの第２の画像を同じカメラ位置で取得すること、
前記スロットが空であるときおよび前記スロットが正確に装填されているときに取得された各画像を処理することによって、遮蔽される検索領域を決定し、前記スロットが空のときにウェハを検知した場合、または前記スロットが正確に装填されたときにウェハが検知されない場合、カメラ位置が遮蔽されること、および
同じカメラ位置から取得された同じウェハスロットの次の画像で遮蔽された検索領域を無視することができるように前記検索領域を遮蔽されたものと指定することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記カメラが、カセット識別インジケータを捕捉するように配置され、前記画像を処理することが、前記可セットの識別を決定するためまたはカセットをタイプを決定するために、前記カセット識別インジケータを含む追加の検索領域を解析することを含み、
前記カセット識別インジケータによって遮蔽された検索領域を保管すること、
前記カセット識別インジケータを含む追加の検索領域を解析した後、前記カセットのための前記遮蔽された検索領域を取り出すこと、
前記画像を処理している間、前記カセットのための前記遮蔽された検索領域を無視することを含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ウェハが、鉛直方向に離隔され、前記ウェハの縁部部分が、水平方向に向けられ、前記カメラが前記カセットに対して鉛直方向に移動させられる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記カセットが、前開き一体型ポッドである、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
前記出力データが、前記ウェハのスタックのウェハが不足している、斜めに挿入されているまたは破損しているかどうかを示している、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
前記カメラが、赤外線光、可視光線、紫外線光、Ｘ線、無線波および音波から成る群から選択された放射タイプに対して感応する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３５】
ウェハ移送モジュールの少なくとも一部が、少なくとも１つの放射源から放出された放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、前記放射源が、前記ウェハスロットの１つの中でウェハを保持する際、ウェハの縁部部分へ、前記ウェハ移送モジュールの前記少なくとも部分的に透過性の部分を通って前記少なくとも１つの放射源から放出される放射を方向付けるように配置および位置合わせされている、少なくとも１つの放射源と、
少なくとも１つの画像センサが、前記ウェハスロットの１つの中でウェハを保持する際、ウェハの縁部部分から反射される放射を検知するように配置および位置合わせされ、前記少なくとも１つの画像センサが、少なくとも１つのウェハスロットをカバーする視野を有し、前記縁部部分を表す出力信号を提供するように構成されている少なくとも１つの画像センサと、
前記少なくとも１つの画像センサを、最上の視野が上部ウェハスロットをカバーし、最低の視野が前記ウェハ移送モジュール内の最低のウェハスロットをカバーするように前記ウェハ移送モジュールに対して配置および／または位置合わせするための配置／位置合わせ機構と、
前記少なくとも１つの画像センサおよび前記配置／位置合わせ機構と連絡しており、前記ウェハスロットの１つの中で前記ウェハを保持する際、前記ウェハスロットに対して異なる角度から、前記少なくとも１つの画像センサを少なくとも１つのウェハの画像を捕捉するように配置および／または位置合わせするように構成され、前記少なくとも１つの画像の１つが、前記少なくとも２つの画像の残りとは前記ウェハのスロットに対して異なる角度から前記ウェハの像を提供する、コントローラと、
前記少なくとも１つの画像センサと連絡しており、前記少なくとも１つの画像センサからの画像を処理し、各ウェハスロットの装填状態を表す出力データを提供するように構成され、前記ウェハ移送モジュールの前記少なくとも部分的に透過性の部分内の遮蔽によって劣化された画像の部分からの情報を無視するようにまた構成されている画像プロセッサとを備える、
水平方向に向けられ、鉛直方向に離隔された関係で積み重ねられた複数のウェハを収容するためのウェハ移送モジュール内の複数のウェハスロットの装填状態を検知するためのシステム。
【請求項３６】
前記ウェハ移送モジュールが、鉛直方向に離隔された前記複数のウェハを収容するように構成され、前記ウェハの縁部部分が水平方向に方向付けられている請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記コントローラが、前記複数の画像を捕捉するために異なる鉛直方向位置に少なくとも１つの画像センサを配置するように構成されている、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの画像センサが、単一の画像センサであり、前記配置／位置合わせ機構が、前記少なくとも２つの画像を得るために前記ウェハ移送モジュールに対して複数の異なる位置に前記単一の画像センサを配置および／または位置合わせするように構成され、前記単一の画像センサの視野が、２つ以上のウェハスロットをまたいでいる、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの画像センサが、前記ウェハスロットの１つの中で前記ウェハを保持する際、水平平面と第１の角度をなす方向に前記ウェハの縁部部分から反射された放射を検知するように位置合わせされた第１の画像センサと、水平平面と第２の角度をなす方向に前記ウェハの縁部部分から反射された放射を検知するように位置合わせされた第２の画像センサとを備える、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記第１および第２の画像センサの両方の視野が、２つ以上のウェハスロットをまたいでおり、前記コントローラが、前記ウェハ移送モジュールに対する前記画像センサの異なる位置から各ウェハスロットの少なくとも２つの重なる画像を捕捉するように各画像センサを配置するように構成されている、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
前記第１および第２の画像センサが、互いに対して固定された位置にある、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４２】
前記配置／位置合わせ機構が、前記移送モジュールが静止したままにしながら、前記センサを鉛直方向に移動させるように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４３】
半導体処理ツール内にウェハ移送モジュールを収容し、装填するための入力／出力ステーションをさらに備え、前記入力／出力ステーションが、鉛直方向に可動なシールドによって前記半導体処理ツールから分離され、前記鉛直方向に可動なシールドが、前記配置／位置合わせ機構であり、前記少なくとも１つの画像センサが、前記シールド上に装着されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４４】
前記配置／位置合わせ機構が、ウェハ移送モジュールハンドリングロボットである、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４５】
前記画像プロセッサが、前記画像内の複数の特定の検索領域に前記画像の解析を制限するように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４６】
前記コントローラが、視野内の予想されたウェハ縁部が２つ以上の検索領域と交差するように前記少なくとも１つの画像センサを配置および／または位置合わせするように構成されている、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記画像プロセッサが、前記ウェハ移送モジュールの前記少なくとも部分的に透過性の部分の遮蔽の際に合焦された検索領域からの情報を無視するように構成されている、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記システムが、前記ウェハ移送モジュールが空であるとき前記ウェハ移送モジュールにための前記検索領域を解析し、前記ウェハ移送モジュールが完全に正確にウェハを装填されているとき、前記ウェハ移送モジュールにための前記検索領域をさらに解析することによって、遮蔽の際に合焦されたとして指定された前記検索領域を保管するためのメモリをさらに備え、さらに前記画像プロセッサが、遮蔽の際にどの検索領域が合焦されるのかを決定するように構成され、特定の検索領域が、前記スロットが空であるときウェハが検知された場合または前記スロットが正確に装填されているときウェハが検知されない場合、遮蔽の際に合焦されたとして指定される、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４９】
前記画像プロセッサが、ウェハ移送モジュール識別インジケータまたはウェハ移送モジュールタイプ識別インジケータをカバーするように配置された検索領域を解析するように構成され、前記システムが、検索領域が指定されているキャッシュウェハ移送モジュールタイプのために保管するように構成されている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記画像プロセッサが、ウェハ移送モジュール識別インジケータまたはウェハ移送モジュールタイプ識別インジケータをカバーするよう配置された検索領域を解析するように構成されている、請求項４４に記載のシステム。
【請求項５１】
前記ウェハ移送モジュールが、前開き一体型ポッドである、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５２】
各ウェハスロットの装填状態が、ウェハが不足している、斜めに挿入されているまたは破損しているかどうかを示す、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの放射源から放出された放射が、赤外線光、可視光線、紫外線光、Ｘ線、無線波および音波から成る群から選択される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５４】
前記少なくとも１つの放射源が、電球、ハロゲンランプ、発光ダイオードおよび蛍光管から成る群から選択される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項５５】
少なくとも１つの放射センサを備え、
前記少なくとも１つの放射センサが、ウェハが前記ウェハ移送モジュール内で保持される際、前記ウェハカセットの壁に面して、ウェハから前記壁を通って反射された放射を検知するように構成されており、前記少なくとも１つの放射センサが、前記ウェハ移送モジュールに対して異なる角度で前記ウェハを位置合わせするように構成されている、ウェハカセット内でウェハを検知するためのシステム。
【請求項５６】
前記壁が、前記カセットの前壁である、請求項５５に記載のシステム。
【請求項５７】
前記壁が、前記カセットの後壁である、請求項５５に記載のシステム。
【請求項５８】
前記カセットが、ＦＯＵＰである、請求項５５に記載のシステム。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの放射センサと連絡している画像センサをさらに備え、前記画像プロセッサが、前記少なくとも１つの放射センサからの入力データを処理し、各ウェハスロットの装填状態を表す出力データを提供するように構成され、前記画像プロセッサがまた、前記壁での遮蔽を含む画像の部分からの情報を無視するように構成されている、請求項５５に記載のシステム。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの放射センサが、２つの放射センサを備え、各放射センサが、前記ウェハ移送モジュールに対して異なる角度で位置合わせされている、請求項５５に記載のシステム。
【請求項６１】
少なくとも１つの壁が、少なくとも見かけ上透過性または透明である、請求項５５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にカセットのウェハ装填状態を判定するための方法および装置に関する。より具体的には、本発明は、前開き一体型ポッド（ＦＯＵＰ）などの、ウェハを完全に包囲するタイプのカセットの装填状態を判定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ウェハマッピングシステムは、カセットすなわちウェハ移送のために複数のウェハを保持することができるウェハホルダ内に収容されたウェハの装填状態または配置を判定するために使用されている。ウェハは、カセット内で同軸に位置合わせされ、間隔を空けた配置で積み重ねられる。カセット内でのウェハの空間的配置および／または方向を解析することによって、カセット内に存在する不足ウェハ、破損したウェハ、斜めに挿入されたウェハなどの誤った状態を検知することが可能である。したがって、カセット内でのウェハの不正確な装填が検知された所では、このようなカセット内のウェハの処理を防止することができ、起こり得る悲惨な状態を回避することができる。
【０００３】
ウェハカセットは、前開き一体型ポッド（ＦＯＵＰ）システムを備えることができる。ＦＯＵＰでは、特定のポッドまたはカセット内のウェハについての存在および位置情報を提供するために、鉛直軸に沿って標示するために装填ポートインターフェース上のウェハマッピングシステムを提供することが知られている。
【０００４】
たとえば、Ｇｏｒｄｅｎ他の米国特許第６，０１３，９２０号は、図１Ａおよび１Ｂに示すような、ＦＯＵＰ１２２内の半導体ウェハの数および位置についてのデータ収集を容易にするＦＯＵＰ装填ポートインターフェース１２０を記載している。装填ポートインターフェース１２０は、ＦＯＵＰ１２２を受け、開放および閉鎖するように構成されている。装填ポートインターフェース１２０は、半導体処理装置（図示せず）と対合し、それを密封する隔壁１２４を備える。鉛直支持ブレース１２６が、隔壁１２４に向かって、または隔壁１２４から遠ざかるように装填ポートインターフェース１２０の一方の側から水平方向外向きに突き出して、可動テーブル１３２を支持している。ＦＯＵＰ１２２は、操作者、無人搬送車（ＡＧＶ）またはオーバーヘッドレールシステムによってテーブル１３２上に配置される。ＦＯＵＰ駆動機構１２８は、ＦＯＵＰ１２２が隔壁１２４と当接して密封するように、ＦＯＵＰを水平方向に回転させる。隔壁１２４のＦＯＵＰ１２２の他方の側に、装填ポートインターフェース１２０は、これも隔壁１２４を密封するＦＯＵＰドアに係合するエンドエフェクタ１４２を備える。
【０００５】
ウェハセンサ１８６が、図１Ｂに示すように、エンドエフェクタ１４２上にその上部の近くに装着されている。ウェハセンサ１８６は、左手および右手光学センサを備え、それぞれが、ダイオード光センサ、および光線を放射するレーザーダイオードを備える。装填ポートインターフェース１２０内に設けられた電動式ドア除去駆動システム１６２が、台座１６４の上端部でエンドエフェクタ１４２を支持している（図１Ａ）。エンドエフェクタ１４２が引っ込んで、ＦＯＵＰドア１４８をカバー１７８内に下向きに移動させると、ウェハセンサ１８６が、ＦＯＵＰ１２２内のウェハ４を次々に通過する。エンドエフェクタ１４２が複数のウェハのそれぞれを通過するとき、ウェハ４の位置を感知することによって、搭載ポートインターフェース１２０は、搬送されたウェハの数およびＦＯＵＰ１２２内のウェハの鉛直方向位置の両方を記録するデータを得る。
【０００６】
別のウェハ検知システムが、Ｗｃｉｓｓに対する米国特許第６，４５２，５０３号に記載されている。この特許は、カセット２１０の開放された前部に対して既知の位置Ｚｒｅｆ、θに配置されているカメラ２１４または他の画像センサを備える図２に示すようなウェハ撮像システム２２０を記載している。画像センサは、カセット内のウェハ２１２の全スタックを一度に視る。好ましくは、光源２１６が、ウェハを照射するためにカメラの周囲に配置されている。カセット内のウェハの分離、ウェハの斜め挿入およびウェハのそれぞれの中心点についての情報を提供するために、ウェハの全スタックの画像が捕捉され、画像処理される。
【０００７】
上記に説明したようなウェハ感知システムに共通の必要性は、ウェハ感知が行われる前にＦＯＵＰを開放しければならないことである。このようなシステムの不利点は、ウェハがカセット内に正確に装填されない場合、不正確なウェハ装填の修正のためにカセットを再び閉鎖して処理ツールから取り外す必要があることである。この追加の開放および閉鎖は、不必要な障害を生じさせ、好ましくは回避されるべきである起こり得る汚染にウェハを曝す。別の欠点は、カセットが処理ツール内に装填される入力／出力ステーションに、ＦＯＵＰ開放機構を存在させる必要があるということである。多くの処理ツールが入力／出力ステーションＦＯＵＰオープナを有するが、常にそうであるわけではない。ＡＳＭのＡ４１２（登録商標）炉システムなどのストッカを備えるシステムは、入力／出力ステーションで使用可能なドアオープナは有さない。このような炉システムでは、ＦＯＵＰが操作者、ＡＧＶまたはオーバーヘッドレール移送システムによってＦＯＵＰ入力／出力ステーション上にＦＯＵＰカセットを配置した後、ＦＯＵＰがカセットハンドリングロボットによって入力／出力ステーションからシステム内部のストッカへ移送される。カセット内のウェハが処理されるとき、カセットは、ＦＯＵＰ開放ステーションへ移送され、そこでＦＯＵＰがウェハハンドリングのために開放される。しかし、ウェハマッピングがウェハハンドリングの開始のすぐ前でのように遅く行われる場合、ウェハの問題点が検知された場合にかなりの時間が失われる。この時間損失を回避するために、ウェハマッピングは、望ましくは、ＦＯＵＰが入力／出力ステーション上に装填されるときに、または装填後すぐに行われるべきである。
【特許文献１】米国特許第６，０１３，９２０号
【特許文献２】米国特許第６，４５２，５０３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上記で議論した問題点に対処するウェハをマッピングする方法およびシステムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によると、半導体ウェハを処理するための方法が提供されている。半導体ウェハは、半導体処理ツールへＦＯＵＰ内で供給される。ＦＯＵＰのスロット内でのウェハの位置が、ＦＯＵＰが閉鎖されながら判定される。次に、ウェハがＦＯＵＰ内で正確に配置されていることが判定された後、処理のためにＦＯＵＰからウェハを移送するためにＦＯＵＰが開放される。たとえば、不足ウェハまたは斜めに挿入されたウェハなしで、ＦＯＵＰが設けられた場合、ウェハが正確に配置されるように求められている。
【００１０】
本発明の別の態様によると、カセットのウェハスロット内にウェハのスタック装填を評価するための方法が提供されている。方法は、デジタルカメラを使用して、ウェハの縁部部分の複数の画像を取得することを含む。画像は、閉じたカセットの少なくとも部分的に透過性の部分を通って取得される。カメラが、複数の画像を取得するためにスタックの方向へカセットに対して移動され、それによって、各ウェハスロットの少なくとも１つの画像が取得され、各画像が、すべてに満たないウェハスロットをカバーする。画像が、ウェハ縁部の存在を検知し、各ウェハスロットの装填状態を表すための出力データを提供するために処理される。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によると、ウェハ移送モジュール内の複数のウェハスロットの装填状態を検知するためのシステムが提供されている。システムは少なくとも１つの放射源を備える。ウェハ移送モジュールの少なくとも一部は、少なくとも１つの放射源から放出された放射に対して少なくとも部分的に透過性である。放射源は、前記ウェハスロットの１つの中でウェハを保持する際、ウェハの縁部部分へ、前記ウェハ移送モジュールの前記少なくとも部分的に透過性の部分を通って前記少なくとも１つの放射源から放出される放射を方向付けるように配置および位置合わせされている。少なくとも１つの画像センサが前記ウェハスロットの１つの中でウェハを保持する際、ウェハの縁部部分から反射される放射を検知するように配置および位置合わせされている。前記少なくとも１つの画像センサが、少なくとも１つのウェハスロットをカバーする視野を有し、前記ウェハの縁部部分を表す出力信号を提供するように構成されている。システムはまた、前記少なくとも１つの画像センサを、最上の視野が上部ウェハスロットをカバーし、最低の視野が前記ウェハ移送モジュール内の最低のウェハスロットをカバーするように、前記ウェハは水平方向に向けられ、鉛直方向に隔離された関係で積み重ねられ、前記ウェハ移送モジュールに対して配置および／または位置合わせするための配置／位置合わせ機構を備える。コントローラが、前記少なくとも１つの画像センサおよび前記配置／位置合わせ機構と連絡している。前記コントローラは、前記ウェハスロットの１つの中で前記ウェハを保持する際、各ウェハスロットが少なくとも２つの画像によってカバーされるように、前記ウェハスロットに対して異なる角度から、前記少なくとも１つの画像センサを少なくとも１つのウェハの画像を捕捉するように配置および／または位置合わせするように構成されている。前記少なくとも１つの画像の１つが、前記少なくとも２つの画像の残りとは前記ウェハのスロットに対して異なる角度から前記ウェハの像を提供する。前記少なくとも１つの画像センサと連絡している画像プロセッサが、前記少なくとも１つの画像センサからの画像を処理し、各ウェハスロットの装填状態を表す出力データを提供するように構成されている。前記画像プロセッサは、前記ウェハ移送モジュールの前記少なくとも部分的に透過性の部分内の遮蔽によって劣化された画像の部分からの情報を無視するようにまた構成されている。
【００１２】
本発明の別の態様によると、システムが、ウェハカセット内のウェハを検知するために提供されている。システムは、少なくとも１つの放射センサを備える。前記少なくとも１つの放射センサは、ウェハが前記ウェハ移送モジュール内で保持される際、前記ウェハカセットの壁に面して、ウェハから前記壁を通って反射された放射を検知するように構成されている。さらに、前記少なくとも１つの放射センサが、前記ウェハ移送モジュールに対して異なる角度でウェハを見るように位置合わせされるように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、好ましい実施形態の詳細な説明から、および添付の図面からより良く理解されるであろう。これらは、例示を意図したものであり、本発明を限定するものではない。
【００１４】
画像センサを備える撮像システムが、カセット内のウェハの情報を収集するために提供されている。通常、カセットは、ＦＯＵＰなどの閉鎖された構造であり、カセットの少なくとも一部は、放射源から放出された放射に対して少なくとも部分的に透過性である。放射源は、カセットの外側に好ましくは配置され、放射は、カセットの透過性の部分を通って、カセットの内側の縁部部分へ好ましくは方向付けられる。センサは、反射された、またはカセットの透過性の部分を通ってウェハから発せられた放射を検知するように位置合わせされている。センサからのデータは、カセット内のウェハの装填状態および方向を判定するために処理される。
【００１５】
放射源から放出された放射は、紫外線、可視光線、赤外線、Ｘ線または無線波を含むいかなるタイプの電磁放射であってもよいが、それに限定されない。音波放射、好ましくは超音波などの他のタイプの放射も使用されることができる。画像センサは、ウェハから出てくる放射の波長に対して感受性が高く、この放射は、放射源によって放出される放射と同じ波長であることがよくある（しかし常にそうであるわけではない）。処理されたデータの信号対雑音比を改善するために、ウェハから反射される特定の波長の放射に対して感受線が高いセンサが設けられてもよい。広いスペクトルの波長が放出される所では、放出されるスペクトルの特定の波長にしか感受性が高くないセンサが設けられてもよい。
【００１６】
上記で記述したように、カセットの少なくとも一部が、ウェハを検知するために使用される放射に対して少なくとも部分的に透過性である。たとえば、カセットのハウジングが、見かけ上半透明または透明であってもよい。透明なハウジングは、たとえば橙色または青色に色づけされてもよい。透明なカセットに対して、光を放射として使用することができる。光の一部は、カセットのハウジングによって反射または吸収されることができるが、光のかなりの部分が伝送されてウェハに到達することになる。ウェハに到達すると、光は、最初にウェハの縁部で反射されることになる。
【００１７】
可視波長の光が放射として使用されてもよいが、カセットが見かけ上半透明または透明のとき、好ましくは赤外線光が使用される。赤外線光に対するカセットの透過率は、可視光線に対する透過率よりも一般に大きく、カセットの色とは無関係である。カセットが不透明である、または赤外線光さえも含む光に対して透過性でない他の実施形態では、別の波長の電磁放射または音波放射が使用されてもよい。有利なことに、通常のシステムとは逆に、ウェハについての情報を収集するためにウェハを収容するカセットを開放する必要はない。
【００１８】
放射源は、放射ビームをウェハの縁部へ方向付けることができ、ビームの放射をセンサによって測定することができる。好ましくは、センサは、カセットの内部に保管されているウェハまたはウェハの少なくとも一部の画像を作成するように構成された、ビデオカメラ、Ｘ線カメラまたは音響カメラなどの撮像センサである。また、撮像センサは、好ましくは、デジタル画像を出力するデジタルカメラなどのデジタルセンサである。
【００１９】
ある好ましい実施形態では少なくとも２つの画像が、各ウェハスロットについて、異なる角度、たとえば鉛直方向および／または水平方向位置から、取得される。少なくとも部分的に透明であるカセットの部分は、カセットハウジング内の縁部、ラベル、擦傷または他の特徴などの局所的な障害または局所的な高反射領域があるため、ウェハスロットの多数の画像が有利である。このため、冗長な情報が好ましくは生成される。少なくとも、障害が画像の一方または画像の一方の領域を使用できなくした場合にその画像または画像のその領域を無視することができ、他の画像、ウェハ装填を解析するために使用することができるように、少なくとも２つの画像で、水平平面（たとえばウェハスロットによって占有された水兵平面）に対して異なる角度で各ウェハスロットに対して取得される。
【００２０】
全体を通じて類似の符号が類似の部品に対して付けられている図面を参照する。以下で説明する実施形態が例示を意図しており、本発明を限定することを意図していないことは明らかであろう。たとえば、好ましい実施形態がＦＯＵＰとともに記載されているが、少なくとも部分的に透明な部分を有する他のカセットも使用されることができる。
【００２１】
図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、閉鎖された、部分的に透明なＦＯＵＰ５の近傍に配置された例示的なウェハ撮像システム１１を示している。撮像システム１１は、カメラとして示されている撮像センサ１２と、放射源１３と、画像プロセッサ（図示せず）を備える。カメラ１２および放射源１３は、図３Ｂおよび３Ｃに示すように、ＦＯＵＰ５の外側に、好ましくは、ＦＯＵＰドア６内に組み込まれた透明な窓８の前方に配置されている。透明な窓８は、放射源１３によって生成された放射を少なくとも部分的に伝送し、放射はウェハ４の縁部のほうへ方向付けられる。カメラ１２および放射源１３が、互いに対して固定された位置に配置されて示されており、ＦＯＵＰ５に対して鉛直方向に一緒に変換可能である。図３Ａおよび３Ｂでは、カメラ１２の視軸はＦＯＵＰドア６の平面に対して垂直であるように示されているが、カメラの視軸が傾斜してあり、ドア６に対して垂直ではない異なるアラインメントが選択されてもよい。また、放射源のアラインメントは、図３Ａおよび３Ｂに示すアラインメントに対して変更することができる。別の実施形態では、放射源１３が、カメラ１２に対して可動であり、ＦＯＵＰ５に対して固定された位置にあってもよい。
【００２２】
図３Ｃに示した点線の矩形は、カメラ１２の視野１０である。放射源１３、たとえば赤外線源が、カメラ１２が「処理可能な」画像を捕捉することを可能にするのに十分な光レベルで、視野１０内に配置されたウェハ４の縁部を照射する。カメラ１２は、ＦＯＵＰ５に対して異なる鉛直方向位置のいくつかの画像を捕捉することができる。画像は好ましくは互いに重なっており、各画像が２つ以上のウェハ４をカバーする。画像プロセッサ（図示せず）が、カメラ１２によって供給された画像を受信し、これらの画像に基づいたウェハマップを生成するように構成されている。ＦＯＵＰドア内の窓を通ってウェハの存在を検知することは、通常ドアがリブやその他の形状がなく完全に平坦であり、高品質の画像を得ることができるため、便利である。しかし、このような窓が、標準的なＦＯＵＰドア内に設けられていないかもしれない。半導体ウェハ製造システムが、ドア内の窓のないＦＯＵＰを使用する場合、図４に示すように、ＦＯＵＰの別の透明部分をウェハ検知のために選択することができる。
【００２３】
図４Ａは、閉じられた部分的に透過性のＦＯＵＰ５の近傍に後方に配置された、別の実施形態によるウェハ撮像システム１１の側面図を示し、図４Ｂは上面図を示している。ＦＯＵＰ５の外側に配置された撮像システム１１は、ＦＯＵＰ５に対して鉛直方向に変換可能である。図３Ａ〜３Ｃに示したカメラ１２に加えて、撮像システム１１は、追加のカメラ１４を備えることができる。両方のカメラ１２および１４は、互いに対して固定された位置にあり、それぞれが、放射源、それぞれ放射源１３および１５を備える。放射源１３および１５は、それぞれカメラ１２および１４の視野内の配置されたウェハ４の縁部部分を照射するように構成されている。ＦＯＵＰ５の透明なハウジングが、少なくとも部分的に、放射源１３および１５によって生成された放射を伝送する。カメラ１２および１４は、互いの上方に鉛直方向に間隔を空けられており、ウェハの縁部部分の画像を取得するために水平平面に対して異なる視角で配置および位置合わせされている。たとえば、カメラ１２および１４は、それぞれのカメラによって、あるウェハの縁部部分の画像が取得される水平平面に対する視角が、ほぼ同じ絶対値で異なる符号、たとえば２０°±約５°および−２０°±約５°を有するように配置および位置合わせすることができる。画像センサからウェハスロットへ延びる想像線が、ＦＯＵＰ５内に装填されているウェハの主表面と同一平面上にある平面となす角度を決定することによって視角を決定することができ、たとえば平面がウェハスロットの１つがその上に載っている水平平面であってもよいことを理解されよう。
【００２４】
図４Ｂは、システム１１の上面図を示している。カメラ１２および１４の水平位置は、ＦＯＵＰ５のハウジング上に配置された障害物による少なくとも１つのカメラ１２および１４の視野の遮蔽（図示せず）が防止されるようにされている。このような障害物は、たとえば、ＦＯＵＰ５のハウジング内のリブ、またはハウジング上に配置された文字、ラベルまたは擦傷である。カメラ１２および１４は、ＦＯＵＰ５に対して鉛直方向に変換可能である。放射源１３および１５は、カメラ１２および１４が、これらのカメラのそれぞれの視野でウェハの縁部部分の画像を捕捉することを可能にするのに十分な光レベルで、ウェハ４の縁部を照射するように構成されている。カメラ１２および１４のそれぞれによって取得された画像のそれぞれは、２つ以上のウェハ４を好ましくはカバーし、好ましくは互いに重なっている。また、第１のカメラ１２によって取得された画像は、第２のカメラ１４によって取得された画像と好ましくは重なっている。
【００２５】
全ウェハスタックの一部分のみを捕捉する視野を有する撮像システムの利点は、撮像システムを単純かつコンパクトに保持することができ、ＦＯＵＰから短い距離に配置することができることである。原理上、視野は、１つのみのウェハを捕捉するように小さくすることができる。しかし、ＦＯＵＰの透明な部分での局所的な障害または高反射率の部分の問題を回避するために、好ましくは少なくとも２つの各ウェハの画像が捕捉され、各画像はわずかに異なるウェハの像を与える。このことは、ウェハに対して異なる角度で位置合わせされた２つのカメラを設けることによって達成される。別法として、より多くの視野内のウェハをカバーするように視野を拡大することもできる。各スロット高さで拡大された視野で写真を撮ることによって、１つのウェハスロットの異なる角度での多数の写真が１つだけのカメラで得られる。また、２つの手段の組合せを使用することもできる。本発明の好ましい実施形態では、異なる角度からの画像を取得するために２つのカメラが設けられており、各画像の視野は２つ以上のウェハを捕捉するような寸法にされている。たとえば、各画像に対する視野を、同じ、たとえば３つのウェハにすることができる。２５のウェハスロット２７を備えるＦＯＵＰに対して各カメラで写真が取得される。写真は、ＦＯＵＰに対して異なる鉛直方向位置にあるカメラで取得され、したがって、キャッシュウェハスロットは、カメラ毎に３つの画像によって、全体として６つの画像によってカバーされる。第２のカメラの代替形態は、カメラの視野を２つの部分、水平方向の基準平面に対する異なる角度でウェハを見るキャッシュ部分に分割する１つまたは複数の鏡によって形成されることもできる。
【００２６】
多数の画像によって提供される情報の冗長性は、有利には、ＦＯＵＰの内側のウェハを見えなくする領域を有するＦＯＵＰハウジングの部分的に透過性の部分の問題に対処している。これらの領域は、リブ、ＦＯＵＰ識別マーク、擦傷または他のこのような形状などの障害物またはかなり反射率の高い部分の形態をとることがあり、いくつかの画像のまたは画像の一部を使用できなくする。異なる角度で取得された同じウェハの別の画像が、有利には、ウェハの正確な測定またはマッピングを提供するためにこれらの障害物または障害領域を回避する。また、２つ以上のウェハの画像が使用可能である場合、ウェハ内の破損または欠けを検知する正確性および／または信頼性を、比較のために使用可能なウェハの異なる像を有することによって向上させることができる。
【００２７】
ウェハを撮像する際、１つまたは複数のカメラが、好ましくはＦＯＵＰに対して鉛直方向に移動され、好ましくは複数の画像が、ＦＯＵＰに対して異なる鉛直方向位置のカメラによって取得される。この移動は、様々な方法で行うことができ、そのうちのいくつかを以下で説明する。
【００２８】
たとえば、一実施形態では、ＦＯＵＰが静止したままであり、カメラが移動することができる。より具体的には、ＦＯＵＰを、安全シールドを備える半導体処理ステーションの入力／出力ステーションに配置することができる。安全シールドは鉛直方向に可動であり、ＦＯＵＰが処理ツールの内部へ移送されるとき引き込まれる。カメラは、可動な安全シールド上に装着することができる。別法として、ＦＯＵＰがプラットホーム上に留まりながら、別個のカメラ移送システムをカメラを移動させるために与えることができる。別の構成では、カメラを、ＦＯＵＰのさらなる移送のためにシステム内で使用可能であるカセットハンドリングロボット上に装着することができる。ＦＯＵＰが、たとえば入力／出力プラットホーム上で静止しながら、カメラを備えるロボットが、ウェハの複数の画像を取得するためにＦＯＵＰに沿って移動することができる。
【００２９】
別の構成では、カメラを静止して装着し、ＦＯＵＰを鉛直方向に移動させることができる。好ましくは、ＦＯＵＰは、カセットハンドリングロボットによって鉛直方向に移動させられる。カセット昇降機もまた、画像を取得しながらＦＯＵＰの専用の鉛直方向運動を提供することができる。他の構成では、たとえば上記に記載した移動機構の組合せによって、ＦＯＵＰおよびカメラの双方を移動することができる。他の実施形態では、カメラもＦＯＵＰも垂直方向に移動する必要はないことも理解されよう。たとえば、２つのカメラを互いに離隔して配置することができ、特定の視野に対するカメラの位置決めが、単にカメラを異なるウェハスロットを指すように枢動させることを含むが、センサ焦点機構および画像処理は、この構成ではより複雑になる。また、カメラを放射源とは独立して移動させることができる。たとえば、カメラがＦＯＵＰに対して移動させながら、放射源を固定されたままにすることができる。
【００３０】
上記で議論したように、カメラは、放射源によって放出される放射に対して感受性が高い。一実施形態では、カメラは、光に対して感受性が高く、放射源は光源である。光源は、電球、ハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはＬＥＤのアレイまたは蛍光管を含むいかなる公知の光源であってもよいがそれに限定されない。別の実施形態では、カメラは赤外線光に対して感受性が高く、光源は赤外線光源、好ましくは赤外線放出ＬＥＤのアレイである。ウェハの縁部の大きな部分の最適な照射のために、ＬＥＤは、矩形のパターンで構成されており、矩形の長辺が水平方向にあり、ＬＥＤは、ウェハ縁部に向かって光を放出するように位置合わせされている。矩形のパターンは、複数のＬＥＤの１本の線の配置または数本の線である。
【００３１】
ウェハを検知するために使用される撮像センサは、ウェハへ方向付けられる放射の固有波長より上のかなりのスペクトル範囲にわたる感受性を有することができる。放射フィルタを、無関係な放射、たとえばウェハを検知するために使用されるもの以外の波長の放射をフィルタ除去して、このような無関係な放射によって生じる環境雑音を低減させるために使用することができる。放射フィルタは、物理的放射フィルタ、たとえば画像センサに装着された光学フィルタの形態をとることができる、またはフィルタリングを、電子的に、たとえばデジタル処理によって達成することができる。たとえば、赤外線光に対して感受性が高いカメラは、可視光に対しても感受性が高い。赤外線光を放射として使用するとき、赤外線光しか伝送しない光フィルタを使用することができ、光フィルタは、好ましくはカメラの前方に直接装着される。このようにして、クリーンルーム環境からの可視光がフィルタ除去され、結果として得られる画像の信号対雑音比が改善される。センサおよび／またはフィルタは、ウェハから出てくる放射のタイプの検知を可能にするように配置されている。これは、ある例では、放射源によって放出されるものとは異なる。
【００３２】
図５Ａは、測定のために３つのウェハ４を十分にカバーする視野１１０を示している。２つ以上のウェハの部分もカバーされるが、これらの部分は、信頼性高い判定のためには小さすぎ、好ましくはウェハ測定のために使用されない。予想されるウェハの位置に沿って、視野１１０内にいくつかの検索領域５２が、図５Ｂに示すようにウェハが検索領域５２と交差するように配置される。
【００３３】
各検索領域５２は、図６Ａに示すように、互いに離隔した鉛直方向線５４のパターンを通って好ましくは解析される。線５４に沿って鉛直方向位置の関数として測定された放射強度が、図６Ｂに示されている。ウェハ縁部からの反射は、カメラ１２または１４（図４Ａおよび４Ｂ）によって検知されたとき、例に示したように、放射強度、光強度の増加という結果となる。座標系「Ａ」および「Ｂ」は強度プロファイルの強烈な変化が観測される、鉛直方向走査位置に対応している。通常、画像プロセッサは、強度の強烈な変化を検知するように構成されており、第１の走査が、座標系Ａを検知するために下向きに方向で行われ、第２の走査が、座標系Ｂを検知するために上向きに方向で行われる。２つのパラメータ、水平面からのウェハ面の偏差およびウェハの厚さが、強度の強烈な変化がスロット内に正確に配置された１つのウェハによって生じているのか、ウェハが不正確に、たとえばウェハがずれて、ＦＯＵＰ５内の２つの異なるスロットを占有している斜めに挿入された位置でスロット内に配置されているのか（図３Ａ〜３Ｃ）を判定するために好ましくはチェックされる。
【００３４】
水平平面に対するウェハ４の角度を決定するために、特定の捜索領域１１０内の点「Ａ」（図５Ａおよび５Ｂ）は、最小二乗法を使用して直線によって接続される。続いて、水平線に対する点「Ａ」の角度が直線にフィットするように計算される。同様にして、点「Ｂ」を接続する線に対する角度が決定される。このようにして計算された直線は、概ねウェハ４の縁部に対応する。したがって、視野１１０内の特定のウェハ４が、計算された角度が所定の範囲内にあり、正確に装填されているとみなされ、それによってウェハ４がほぼ水平方向に配置される。
【００３５】
ウェハ４の厚さは、点「Ａ」と点「Ｂ」の間の距離を測定することによって決定される。この厚さは、検索領域内のある位置、たとえば中心で計算することができる。別法として、ウェハ４の平均厚さは、いくつかの線５４またはすべての線５４に対して計算された距離を基にすることができる。
【００３６】
計算された傾斜および厚さが所定の制限内にある場合、検索は「正」であると標示される。１またはゼロの仕様しか満たされなかった場合、検索は「負」であると標示される。ウェハの配置は他の様々な方法で行うことができる、たとえば視野１１０内で検知された高い放射強度の部分と、高強度の予想された領域などの基準値の間で比較を行うことができることが理解されよう。また、予想された水平方向位置での反射された放射強度にスパイクのないことは、不足しているウェハを示すことが理解されよう。さらに、たとえば、変動する厚さ、２本以上の線と一致した点または偏差位置での線を示す解析は、破損したウェハを示す。
【００３７】
上記したように、ウェハ画像システム１１は、障害物、高い反射の領域、またはシステム１１のＦＯＵＰ５内部のウェハを分析する能力の劣化を生じさせることがあるＦＯＵＰ５の部分的に透明な部分内でウェハを見えなくするその他の問題に対処するように構成することができる。これらの特徴は、ウェハの存在の正確な決定を可能にしない検索領域５２という結果に至ることがある。このような検索領域５２は、「欠陥のある」検索領域と呼ぶことができる。欠陥のある検索領域は、較正手順の分類によって決定することができる。ウェハマッピング手順は、ＦＯＵＰ内に装填されたウェハがなく、ＦＯＵＰが空であるときのＦＯＵＰに対して行われ、第２のウェハマッピング手順は、完全にかつ正確に装填された状態の同じＦＯＵＰに対して行われる。この較正手順では、正確な装填がたとえば視覚的にまたは他の公知の方法によってチェックされ、それによってこのＦＯＵＰを正確な装填のための基準として使用することができる。検索領域５２は、空のＦＯＵＰに対してウェハが存在しないことを示す「負」を標示し、装填されたＦＯＵＰに対して、ウェハが存在し正確に配置されていることを「正」を標示すべきである。そうでない場合、検索領域は不良であり、さらなる解析のために使用されないことになる。この情報は、さらなる基準のために保管され、ウェハ画像フィルタとして使用される。このようにして、特定のＦＯＵＰ５に対して不良な検索領域が指定され、それによってこれらの領域は、ＦＯＵＰを使用するさらなる測定では無視される。別の構成では、ウェハの複数の画像が捕捉され、これらの画像の少なくとも１つが使用可能である場合、不良な領域を有する全画像を、それに続くマッピング手順で無視されるように指定することができる。
【００３８】
様々なタイプのＦＯＵＰが、ＦＯＵＰの設計に応じて、様々な位置に障害物または高い反射の領域を有する可能性があることを理解されよう。したがって、不良な検索領域または不良な画像を、各タイプのＦＯＵＰに対して決定する必要がある。誤差を避けるため、および本明細書に記載されたウェハマッピング方法およびシステムの柔軟性を向上させるために、ＦＯＵＰタイプ認識ソフトウェアが、カセットまたはＦＯＵＰ識別マークを読み取るために画像プロセッサに実装されている。この目的のために、ＦＯＵＰの全高さをカバーするカメラ１２および１４によって提供された画像が、ＦＯＵＰタイプ識別機能のために視覚的検査を受ける。識別機能は、英数字列またはその他の区別可能なマークであってもよい。図７に、識別フィールド４２で観測された独自の特徴の例が示されている。識別フィールド４２のサイズ、視野１１０内でのその実際の位置および視野１１０に対応する画像番号は、観測される特徴に関する情報とともに、さらなる基準のためにメモリ内に保管されることができる。有利なことに、識別マークは、識別マークがキャッシュＦＯＵＰに対して独自である場合、マッピングされるＦＯＵＰおよび特定のＦＯＵＰの識別のタイプの両方を識別することができる。
【００３９】
上記で説明されたＦＯＵＰおよび／またはＦＯＵＰタイプの識別は、ウェハ検知およびマッピングのために使用されたものと同じ画像を使用する。画像は、ＦＯＵＰからかなり短い距離で取得される。別法として、より大きな距離から異なる画像が取得され、ＦＯＵＰの一般的な形状がＦＯＵＰタイプの識別のために使用される。別の実施形態では、ＦＯＵＰの色を検知するために色感受性のセンサを使用することができる。この色データは、上記で説明したものなどの他の情報とともに、ＦＯＵＰ識別のために使用することができる。このようにして、カセット識別マークを使用することによって、特定のＦＯＵＰのタイプおよび識別子を決定することができ、不良な検索領域または画像が、ＦＯＵＰ識別子またはタイプによって保管され、それによってこれらの領域または画像を、ＦＯＵＰタイプおよび／または特定のＦＯＵＰの画像のそれに続く処理で、無視またはフィルタ除去することができる。
【００４０】
別の実施形態では、ＦＯＵＰの識別が、ＦＯＵＰを識別するために使用されない。むしろ、検索領域の解析の結果が、事前に測定されたフィルタに関するデータと比較される。好ましい実施形態では、ウェハ毎に６個の画像が取得され、各画像は、ウェハ毎に１７の検索領域を備え、それによって全体としてウェハ毎に１０２の検索領域が使用可能である。特定のＦＯＵＰは、通常、特定の遮蔽されたまたは不良な検索領域のパターンを有し、これを、そのＦＯＵＰのための適切なフィルタを決定するために、ウェハのこれらの画像で観測された異常な検索領域（たとえば、予想されたものとは異なる放射強度を有する領域）パターンと比較することができる。したがって、ウェハ検知およびフィルタ認識の両方を、同じ画像を使用して行うことができる。フィルタ認識を行うことが常に必要であるわけではないが、フィルタを認識することは、不良な検索領域を最終的なウェハマップ決定で無視することを可能にし、このことは結果の信頼性を改善する。
【００４１】
図８に示したフローチャートは、ウェハ撮像システム１１を使用して、ウェハマップを作成するためのステップを示している。ステップ８１０では、閉鎖されたＦＯＵＰなどのウェハカセットが、特定のウェハマッピング位置、たとえば処理ツールのカセット装填ポート（図示せず）上へ配置される。ステップ８２０では、ウェハ撮像システムが、１つまたは複数のカメラを、閉鎖された、部分的に透明なウェハカセットに対して鉛直方向に並進運動させることによって、およびカセットに対して複数の鉛直方向位置で画像を取得することによってなどで、異なる角度からの少なくとも２つの画像が各スロット位置で取得されるようにして、閉鎖されたウェハカセットのスロットの画像を取得する。好ましくは、少なくとも２つの画像が各スロット位置で取得される。得られた画像は、カセット認識および対応する画像フィルタ選択、ならびにウェハスロット状態の判定のために使用される。
【００４２】
ステップ８３０では、カセットが認識される。たとえば、ＦＯＵＰおよびその識別フィールド４２がスキャンされ、システムに公知の考えられるあらゆるＦＯＵＰのタイプおよび識別フィールド４２が、対応する識別特徴の存在のために一致が達成されるまで検索される。考えられる識別フィールドおよび対応する識別特徴は、システム内にプログラムされることができる、および／またはカセットＩＤ教示手順８３２で前もって収集され、この情報がカセット識別情報ファイル８３４内に保管されてもよい。
【００４３】
特定のカセットが識別されたとき、対応するウェハ画像フィルタが、公知のウェハ画像フィルタ８４４のコレクションからステップ８４０で選択され、さらに、フィルタ教示手順８４２によって生成される。ウェハ画像フィルタは、たとえば不良な検索領域の位置を考慮する情報を含む電子的なデータファイルであってもよい。ステップ８５０では、すべての検索領域５２が、解析基準８５２に基づいて、ウェハの存在のために解析される。これらの基準は、たとえば、反射光強度の変化を含むことができる。ステップ８６０では、選択されたウェハ画像フィルタが、すべての不良な検索領域５２に対する解析結果を無視し、不良でない検索領域のさらなる処理を可能にするために使用される。
【００４４】
ステップ８７０では、ウェハ画像フィルタによってフィルタ除去されないすべての検索領域５２に対する結果の解析を基にして、カセットのウェハスロットに対するスロット状態が判定される。あるウェハに対して、所定の割合、たとえば約９０％またはそれ以上の検索領域５２が「正」である場合、ウェハはＦＯＵＰ５内のスロット内で正確に配置されていると判定される。あるいは、あるウェハに対して、所定の割合、たとえば約１０％またはそれ以下の検索領域５２が「正」である場合、ウェハは存在しないと判定される。状況に応じて、約８０％／２０％、または約９５％／５％などの他の割合が選択されてもよい。ステップ８８０では、ウェハマップが、ステップ８７０で判定したような、各ウェハスロットの状態に基づいて構成される。ステップ８８５では、ＦＯＵＰが、さらなる処理のために承認または拒否される。承認は判定されたウェハマップの、予想されたウェハマップとの一致に依存することができる。他のシステムでは、予想されたウェハマップは公知でなく、承認は、斜めに挿入されたまたは破損したウェハの不在にだけ依存する。ＦＯＵＰがさらなる処理のために承認されたとき、ＦＯＵＰは開放されることができ、ステップ８９０に示すように、ウェハは処理ツール内へ移動することができる。ＦＯＵＰが拒絶されたとき、さらなる処理は、ステップ８９５に示すように保留される。
【００４５】
このようにして、有利なことに、上記のことに基づいて、カセットを開放し、もしかするとウェハを汚染に曝すことなく、カセットのウェハ装填状態をチェックすることができる。また、カセットを開放するための機構はもはや必要ではなく、カセットの装填は、処理前のどの時点でもチェックすることができる。好ましくは、装填状態は、カセットの処理システム内への装填後の早い時期に、たとえば、処理システムの入力／出力ステーションでチェックされ、それによって、カセットをシステムを通って戻して、システムから外へ出すためだけに、カセットを処理システムを通って移動させる時間が浪費されず、不正確に装填されたスロットを修正するまたは破損したウェハを取り外すだけでよい。また、２つ以上の角度からウェハスロットの複数の画像を取得することによって、ある角度での画像センサの視野のライン内の障害物およびカセットの他の障害領域を回避することができ、ウェハスロットをまだ効果的に解析することができる。また、不良な検索領域または画像を指定することによって、障害のある視点または検索領域が処理されないため、画像処理の効率および正確さを向上させることができる。
【００４６】
また、水平方向に向けられ、鉛直方向に離隔されたウェハおよびウェハスロットの画像を捕捉するための鉛直平面に沿って移動して図示しているが、撮像センサを、水平方向および／または鉛直方向に移動するように構成することができることを理解されよう。たとえば、鉛直方向に分離するのではなく、画像センサを同一の水平方向平面上に、その平面上の異なる角度からウェハスロットを見るように配置することができる。また、ウェハ移送モジュールが水平方向に延びている、たとえばウェハが鉛直方向に向けられ、水平方向に離隔されている場合、ウェハの画像を捕捉するために画像センサを移送モジュールに沿って水平方向に移動させるように構成することができる。
【００４７】
したがって、他の様々な修正、省略および追加が、本発明の範囲を逸脱することなく、上記で説明した方法および構造に対して行うことができる。すべてのこのような修正および変更は、頭記の特許請求の範囲によって定義されたように、本発明の範囲内にあるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１Ａ】ウェハセンサを備える従来技術の装填ポートインターフェースの側面図である。
【図１Ｂ】図１ａの装填ポートインターフェースの上面図である。
【図２】開放されたＦＯＵＰ内でウェハを撮像するように構成された例示的なウェハ撮像システムの断面図である。
【図３Ａ】本発明の好ましい実施形態による閉鎖されたＦＯＵＰの前方のウェハ撮像システムの側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのウェハ撮像システムの上面図である。
【図３Ｃ】ＦＯＵＰドアの中央領域内の透明な窓を示す、ウェハ撮像システムの前面図である。
【図４Ａ】本発明の好ましい実施形態による閉鎖されたＦＯＵＰの後方に配置されたウェハ撮像システムの側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのウェハ撮像システムの上面図である。
【図５Ａ】本発明の好ましい実施形態によるカメラの視野を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのカメラの視野内で、予想されるウェハ位置で交差する複数の擦傷領域を示す図である。
【図６Ａ】それに沿って光の強度が測定される擦傷領域内の線を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａの線に沿った光の強度を示す図である。
【図７】図５Ａの視野内の同定領域を示す図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態によるウェハマップ生成のステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
４  ウェハ
５  ＦＯＵＰ
６  ＦＯＵＰドア
８  透明な窓
１０、１１０  視野
１１  撮像システム
１２、１４  撮像センサ、カメラ
１３、１５  放射源
２７  ウェハスロット
４２  識別フィールド
５２  検索領域
１２０  装填ポートインターフェース
１２２  ＦＯＵＰ
１２４  隔壁
１２６  支持部レース
１２８  駆動機構
１３２  可動テーブル
１４２  エンドエフェクタ
１４８  ＦＯＵＰドア
１６２  駆動機構
１７８  カバー
１８６  ウェハセンサ
２１０  カセット
２１２  ウェハのスタック
２１６  光源
２２０  撮像システム
【図１Ａ】
2005064515.tif 000003
【図１Ｂ】
2005064515.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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