(57)【要約】カセット（１０）と収納ウエハ（１２）の全積み重ねを映すためのカセットの開放前面に関連する既知の位置に設置されるカメラ（１４）を具備するウエハ撮像システム。カメラはロボットまたはツール（tool）に設置されることができる。組のウエハの画像が取り込まれそしてイメージプロセッサー（２０）はカセット内のウエハの離脱、どれかのウエハの交差挿入、および各ウエハの中心点というデータのようなカセット内の各ウエハの位置や配列の情報を出力する。画像分析と処理は各ウエハの端を求めるのに使用される。一つのイメージ走査はカメラの参照位置に関連したウエハの全ての（ＸＹＺ）位置情報を与える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともカセット内に収納されるウエハの積み重ねの端の個所を撮像し、そしてウエハの積み重なりの画像を表示する出力信号を出力する働きをするカメラ；
カメラがカセット内のウエハの積み重ねの端の個所を撮像することができるようにウエハのカセットに角度的に関連するようカメラを取りつける装置；および
カメラからの信号に応答してカセット内の各ウエハの位置と配列を既知の参照位置に関連させて表示する出力をするイメージプロセッサー、
を具備する、
カセット内に間隔を開けて収納される既知の寸法の半導体ウエハの位置を求めるシステム。
【請求項２】
イメージプロセッサーが交差挿入（cross-slotted）のウエハを表示するデータを出力する請求項１のシステム。
【請求項３】
イメージプロセッサーが各ウエハの中心を表示するデータを出力する請求項１のシステム。
【請求項４】
カメラがデジタル出力信号を出力するデジタルカメラである請求項１のシステム。
【請求項５】
カメラがアナログ出力信号を出力するアナログカメラである請求項１のシステム。
【請求項６】
イメージプロセッサーからの出力データに対応してツールまたはロボットをコントロールするコントローラーをさらに具備する請求項１のシステム。
【請求項７】
ウエハを照明する光源を具備する請求項１のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連発明の引用
なし
連邦政府援助の研究または開発の宣言
なし
【０００２】
発明の背景
半導体ウエハは通常カセットホルダーのスロット中に収納される。ウエハは間隔を空けて平行に配列されて積み重ねられそして各ウエハがカセットから正確に外され意図する場所へ移動されるためのツール（tool）により適切に把持されることができるよう通常はカセット内のウエハの配列を求めてウエハの中心を決定するためにレーザースキャナーで走査される。スキャナーは平面に沿って配置されカセット内の全てのウエハをスキャンできるようにウエハからウエハに垂直に移動する。この走査手順は標準のカセットには典型的には２５枚装着されている全ウエハの積み重ねを横断するのに長時間がかかる。さらに、ウエハ中心を機器上に正確に位置付けするためには従来は別の整列用機器を必要とした。
ウエハが正確にカセット内に配列しているか否かまたカセット内のどのスロット位置にあるかを決定する単純なシステムを要望されている。
【０００３】
発明の簡単な要約
本発明によるとカセットのウエハの全積み重ねを一度に映すことができるようにカセットの開放前面に関し既知の位置にカメラまたは他のイメージ・センサーが設けられた撮像システムが提供される。カメラはロボットまたはツールに設置されることができる。組のウエハのイメージはカセット内の各ウエハの存在、位置および配列の情報を出力すべく、取り込まれ、そして画像処理される。カセット内のウエハの離脱、いずれかのウエハのクロス・スロット（cross  slotting）、各ウエハの中心点およびいずれかのウエハが欠けているか否かについてデータを出力するようイメージは処理される。
【０００４】
カメラはディジタルまたはアナログのビデオカメラであることができ、またビディコン（vidicon）管のような半導体画像検知装置または画像検知管を具備することができる。
【０００５】
ウエハは、多くの異なる形式からの光で照射されることができる。光は周囲環境の光またはフラッシュもしくは連続照射のランプからの光であることができる。代わりに光は偏光しているかまたはウエハ上の関係ある点のみを照射するよう構造化（structured）されることができる。
【０００６】
ウエハの直径は既知である必要があり、それぞれのウエハの周辺の端の個所は、ウエハの中心が算出できるように少なくとも３点を識別するためにカメラで撮影可能である必要がある。カセット中のウエハの位置は、また、端を検出するデータからまたカメラ位置に関連するカセットの既知の位置から算出される。
【０００７】
このシステムは、カセットに何枚のウエハがあるか、どのウエハが欠けているか、そしてカセット内の各スロットに正確に収納されているかを決定するのに使用されることができる。どのウエハが交差挿入（cross  slotted）されて、ロボットまたは他の移動機器によりカセット内に正確に取り外ずされて再挿入する必要があるほど並行に積み重なって収納されていないかどうかを求めることができる。画像分析処理はウエハの中心を決定するのに使用される。ウエハ中心を求めると、ロボットは別の配列工程または配列のための機器を要することなくウエハ中心を把持することができる。カメラの参照位置に関連するウエハのＸ、ＹおよびＺ座標位置の情報の全てを一回のイメージ走査で求めることができる。各中心を軸とするウエハの回転位置は求めないが、しかしシステムの機能には必要でない。
【０００８】
撮像システムは、形状や寸法の知られた他のサブストレートまたは部材の存在や位置を求めるのにもまた使用することができる。たとえば、既知の寸法の正方形、長方形または他の多角形のサブストレートの画像処理のために一つの角と隣合う側面または側面と二つの隣り合う角を検知し、得られたデータを使用して収納容器内のサブストレートの位置を求めることができる。
【０００９】
発明の詳細な説明
図１と２を参照するとウエハの積み重なり１２を収納するウエハカセット１０の部分断面図が図解されている。各ウエハはカセット内部の各溝の内に配置されており、ウエハは当業界に良く知られているように標準的に垂直に間隔をおいて積み重ねられている。ウエハの直径は知られている。カメラ１４は、積み重なったウエハ１２の全体の端を映すことができる位置においてカセット１０の開放前面に対してある角度で配置されている。カメラは撮影画像を表示するデジタル信号を出力するデジタルカメラであることができる。代わりに、カメラはＣＣＤセンサーのような半導体光学センサーまたは画像のラサスター・スキャン（raster  scan）を出力するビジコン（vidicon）カメラのような撮像管を有する類似の型であることができる。カメラはカセットが配置される面に対してＺｒｅｆの既知の高さに位置する。カメラの照準線ＬＳはカセット内ウエハの積み重ね全ての端の位置を見渡せるような面に対して角度θを有する。図示の態様における視線ＬＳは水平な（Ｘ）参照表面から約２０°の角度を有する。
カメラは撮影すべきウエハの端の画像を出力できるいかなる形式のイメージセンサーまたは検知装置を採用することができることが理解されるべきである。画像プロセッサーにより処理して目的のデータを出力するためにカメラにより画像データの少なくとも一個のフレームが取りこまれる。画像データはカメラから直接にまたは中間のストレージバッファーもしくは他の記録デバイスを経由して画像処理機へ入力されることができる。もしもカメラがアナログ出力信号を出力するならば、信号は画像処理機による処理のためのデジタル形式にアナログ--デジタル変換機により変換される。処理システムのブロック線図が図３に示される。カメラからのまたは記憶デバイスからの画像データは画像処理機に入力され、そこではホストコンピュータにより受信した画像データから目的の出力信号が誘導される。画像処理機とホストコンピュータは独立型の特殊目的の画像処理コンピュータシステムの一部であることができる。どのウエハが欠けているか否か、どのウエハが交差―挿入されているかまたはその他カセット内に取りつけ不良となっているか否かというカセット内の各スロットに各ウエハが収納される位置、および各ウエハの中心を示す出力データを画像プロセッサーは出力する。この情報の全てはカメラによりウエハを一回画像スキャンすることにより得ることができる。各ウエハの中心は既知の幾何学的性状に基づき各ウエハの周辺の３点から算出される。走査イメージから位置情報を出力する画像処理技術それ自身は公知であり、ここではその詳細を説明しない。
【００１０】
イメージプロセッサー２０からの出力データはカセットからウエハを把持して移動するツールまたはロボットの操作をコントロールする働きをするトール・コントローラー２４に入力される。イメージプロセッサー２０から表示器２６に出力され位置または配列情報が数値または図として画面に表示することができる。
【００１１】
周囲の光はウエハの認識可能な画像を出力するに十分とすることができる。代わりに、カメラで撮影されるウエハがカメラと連動する一つまたはそれ以上の光源により照明されることができる。光源１６は図示のようにウエハを照明するためにカメラ周囲に配置されることができるし、または認識可能な画像を出力するに十分な光レベルで光源がウエハを照明する他のいかなる適当な位置とすることもできる。光は偏光されていても良いし構造化（structured）されても良い。偏光した光はイメージのコントラストを強調して不要な反射を減らすため反射ウエハを照明するのに使用することができる。構造化された光はウエハの縁の関心ある個所にのみ照明するのに使用することができる。例えば、３本の光線はウエハの縁の３点を照明するのに使用されることができ、その点のイメージはウエハの位置を算出するのに利用される。
【００１２】
本発明は半導体ウエハの存在、位置および／または配列を求めることに限定されず、カセットまたは他の収納囲い（enclosure）内に積み重なった円形または円盤形状の対象物の存在、位置および／または配列の決定にも応用することができることが理解されよう。本発明は更に、既知の形状と次元を有する他のアイテムの存在、位置および／または配列を決定するにも応用することができる。それ故、本発明は特に示されるかまたは記載されたものに限られず、添付の請求の範囲の精神と範囲を全て包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従うウエハ撮像システムの概略図である。
【図２】本発明に従うウエハ撮像システムの側面図である。
【図３】イメージデータに応じて情報を出力するための撮像システムのブロック線図である。
【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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