(57)【要約】  本発明は、基板コンテナ又は基板コンテナの構成要素を検査するために構成及び適合された検査システムに関し、コンテナ又は構成要素が複数の表面を含み、システムは、複数の表面のうち少なくとも第１の表面と第２の表面とが同時に見えるように配置及び構成された少なくとも一つの鏡（１１０）を備える。
2020524896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板コンテナ又は基板コンテナの構成要素を検査するために構成及び適合された検査システムであって、前記コンテナ又は前記構成要素が複数の表面を含み、
前記複数の表面のうち少なくとも第１の表面と第２の表面とが同時に見えるように配置及び構成された少なくとも一つの鏡（１２０）を備える、検査システム。
【請求項２】
前面と複数の内部側面及び／又は外部側面とを含む前記コンテナ又は前記構成要素を検査するために適合及び構成され、前記少なくとも一つの鏡（１２０）が前記前面と前記複数の側面のうち少なくとも一つとが同時に見えるように配置される、請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記少なくとも一つの鏡（１２０）が、前記コンテナ又は前記構成要素に対して並進移動可能及び／又は旋回移動可能に設けられる、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の検査システム。
【請求項４】
前記複数の表面のうち少なくとも前記第１の表面と前記第２の表面とが同時に見える画像を撮像するように構成及び適合されたカメラ（１４０）を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検査システム。
【請求項５】
前記カメラ（１４０）が、前記前面と前記複数の側面のうち少なくとも一つの画像とを撮像するように構成及び適合される、請求項４に記載の検査システム。
【請求項６】
前記少なくとも一つのカメラ（１４０）が、ライン・スキャン・カメラ又はエリア・スキャン・カメラとして設けられる、請求項４又は５に記載の検査システム。
【請求項７】
前記カメラ（１４０）が、前記コンテナ又は前記構成要素に対して並進移動可能及び／又は旋回移動可能に設けられる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の検査システム。
【請求項８】
前記カメラ（１４０）によって撮像された少なくとも一つの画像に基づいて、前記コンテナ又は前記構成要素の状態を評価するように適合及び構成された、評価ユニット（１６０）を備える、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の検査システム。
【請求項９】
前記評価ユニット（１６０）が、前記カメラ（１４０）によって撮像された前記少なくとも一つの画像の画像解析を行うように適合及び構成される、請求項８に記載の検査システム。
【請求項１０】
正面開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）、特に、ＦＯＵＰの本体部材及び／又は蓋部材を検査するように適合及び構成される、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の検査システム。
【請求項１１】
複数の表面を含む基板コンテナ又は基板コンテナの構成要素を検査するための方法であって、
検査対象の前記コンテナ又は前記構成要素を、前記複数の表面のうち少なくとも第１の表面と第２の表面とが同時に見えるようにする少なくとも一つの鏡を備える検査システムに、又はその内部、又はその近傍に配置するステップと、
特に請求項４乃至７のいずれか一項に記載のカメラ（１４０）を用いて、前記複数の表面のうち前記第１の表面と前記第２の表面とが同時に見える画像を撮像するステップと、
特に請求項８又は９に記載の評価ユニットを用いて、前記コンテナ又は前記構成要素の状態を評価するステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の検査システムを更に利用する、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、基板のキャリア又はコンテナの状態を判定するための検査システム及び、その方法に関する。
【発明の概要】
【０００２】
基板（例えば、レチクル、半導体ウェーハ、フラットパネルディスプレイ、又は電子デバイスの製造において使用されるその他の基板）を保持するためのこのようなキャリア及びコンテナ（本明細書では「コンテナ」）は、通常、典型的には立方体の形状をしたコンテナ本体を備え、コンテナの側部の一つが開口部として設けられ、その開口部を通して基板をコンテナ本体の内部に挿入することができる。コンテナは、開口部を閉鎖するように適合及び構成された蓋部材又は扉部材を更に備え、それによって、例えば、コンテナ内に制御された雰囲気を設けることができるようにコンテナ本体内部の空間を密封する。コンテナ本体と蓋との間を密封するために、ガスケットが設けられる。ガスケットは通常、蓋上に設けられるが、コンテナ本体の前面、即ち、開口部を囲む表面上に配置することもできる。
【０００３】
本願では、正面開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）を好ましい例として参照するが、本発明は任意の種類の基板コンテナに適用可能である。更なる例として、正面開口型輸送ボックス（ＦＯＳＢ）について述べる。
【０００４】
半導体ウェーハ加工において、ロボット機構が、ウェーハ及び正面開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）等のウェーハコンテナを、常に配置し、整理し、処理している。ＦＯＵＰは、このような処理中に損傷することがある（例えば、傷、破損、変形等）。ＦＯＵＰ等のコンテナの、このような損傷及び／又は欠陥を効率的に検査することが求められている。
【０００５】
また、ＦＯＵＰ等の基板コンテナは汚染されやすく、それよって、例えば、ウェーハ製造工程の効率が低下してしまう。このような理由から、制御された汚染されていない雰囲気をコンテナ内部に設けることができるようにするために、例えばコンテナ本体又は蓋上に設けられるガスケットに欠陥がないことが、非常に重要である。
【０００６】
以下に、用語「コンテナ」、又は、そのようなコンテナの構成要素、例えば、コンテナ本体又は蓋を表す用語「構成要素」を用いる場合、それは常に、基板コンテナ及びその構成要素、即ち、基板を保持し、及び／又は輸送するように構成及び適合されたコンテナを指すものとする。
【０００７】
本発明によれば、請求項１に記載の特徴を含む検査システムが、請求項１１に記載の特徴を含む方法と併せて提案される。
【０００８】
本発明によれば、基板コンテナ又は基板コンテナの構成要素を検査するために構成及び適合された検査システムであって、コンテナ又は構成要素が複数の表面を含み、複数の表面のうち少なくとも第１の表面と第２の表面とが同時に見えるように配置及び構成された少なくとも一つの鏡を備える、検査システムが提案される。このように同時に見えることにより、潜在的欠陥に対する基板コンテナの検査を非常に効果的に実施できる。先行技術では、コンテナ又はコンテナの構成要素を第１の側面から視認し、即ち、第１の表面を検査し、続いて、第２の側面から視認する、即ち、第２の表面を検査することが通例であった。これは、例えばコンテナ又は構成要素の、再配置を必要とし、検査時間をより長く、操作をより煩雑にしていた。好ましくは、本発明に係る検査システムは、前面と複数の内部側面及び／又は外部側面とを含むコンテナ又は構成要素を検査するように適合及び構成され、少なくとも一つの鏡が前面と複数の側面のうち少なくとも一つとが同時に見えるように配置される。一例として、コンテナ本体内に基板を挿入するための開口部であって、この開口部を封止可能に閉鎖するように適合された蓋部材と相互作用する開口部を備えるコンテナの本体の前面には、通常はシール又はガスケットが設けられる。このように、本発明によれば、例えば、二つの側面から同時に、このシール又はガスケットを視認し、欠陥に対して検査することが可能である。また、蓋部材に、このようなシール又はガスケットを設けてもよく、本発明によれば、これらを二つの側面から同時に視認し、検査することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも一つの鏡が、コンテナ又は構成要素に対して並進移動可能及び／又は旋回移動可能（枢動可能）に設けられる。この手段により、コンテナ又は構成要素の移動せずに、コンテナ又は構成要素の異なる領域を効率的に視認することが可能になる。例えば、第１の形態では、鏡は、コンテナの前面と、隣接する外部表面とが同時に見えるように配置することができる。続いて鏡を並進的に及び／又は枢動的に移動することによって、例えば、前面と内部表面とが同時に見えることができる。
【００１０】
好ましくは、検査システムは、コンテナ又は構成要素の複数の表面のうち少なくとも第１の表面と第２の表面とが同時に見える画像を撮像するように構成及び適合されたカメラを備える。カメラ画像は、特に、コンピュータベースの画像解析に使用されることができ、表面及び／又は表面構造の状態、特に表面上又は表面構造内に発生する欠陥を評価するための強力なツールとなる。複数のカメラを設けることも可能である。システムのコストを最小限に抑えると同時に、操作の複雑さを軽減するという点では一つのカメラのみを設けることが有利である。しかし、少なくとも二つのカメラを備える検査システムを設け、そのうち少なくとも一つが可変視野を得るように適合されることも可能である。例えば、コンテナの表面又は側面全体の広視野を得るように適合された第１のカメラを、第１のカメラの視野よりも実質的に小さい可変視野を得る第２のカメラと共に設けてもよい。このような配置によって、コンテナの一般的な特徴と同時に、詳細な特徴を検出することができる。その視野の大きさを変更するために、カメラをズームシステム内に設けてもよい。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、カメラは、コンテナ又は構成要素の前面と複数の側面のうち少なくとも一つの画像とを撮像するように構成及び適合される。このことによって、特に効果的で高速なコンテナ又は構成要素の検査が可能になり、検査中のコンテナの操作を削減する。
【００１２】
カメラは、好ましくは、関心領域の高解像度画像を効果的に撮像することを可能にするライン・スキャン・カメラとして設けられる。また、好ましくは、カメラをエリア・スキャン・カメラとして設けてもよい。エリア・スキャン・カメラによって、関心領域の画像を効率的且つ高速に撮像することが可能になる。
【００１３】
好ましくは、カメラは、コンテナ又は構成要素に対して並進移動可能及び／又は旋回移動可能であり、配置可能に設けられる。特に、並進移動可能及び／又は旋回移動可能な少なくとも一つの鏡と組み合わせて、コンテナ又は構成要素の任意の表面又は表面領域に対する非常に効果的な検査が可能になる。特定の応用例では、このようなカメラの移動性や配置の必要がない点に留意されたい。従って、一つ、二つ、又は三つの方向への並進移動にのみ適合されたカメラの場合と同様に、一つ、二つ、又は三つの軸を中心とする旋回運動にのみ適合されたカメラを備える検査システムも、本発明の範囲内において可能な実施形態を構成する。カメラが移動可能ではなく、例えば、取り付けフレームに固定的に取り付けられる本発明に係る検査システムを提供することも可能である。
【００１４】
好ましい実施形態によれば、検査システムは、カメラによって撮像された少なくとも一つの画像に基づいて、コンテナ又は構成要素の状態を評価するように適合及び構成された、評価ユニットを備える。評価ユニットは、好ましくは、コンピュータとして設けられる。また、このような評価ユニットは、好ましくは、少なくとも一つの鏡及び／又はカメラの配置を制御するように構成及び適合されたコントローラを備える。
【００１５】
好ましくは、評価ユニットは、カメラによって撮像された少なくとも一つの画像の画像解析を行うように適合及び構成される。上述したように、このような画像解析は、例えばコンテナ又は構成要素の表面の状態を評価するための、特に、コンテナ又は構成要素を使用不可能にする欠陥を識別するための強力なツールとなる。
【００１６】
本発明に係る検査システムは、正面開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）、特に、ＦＯＵＰの本体部材及び／又は蓋部材を検査するよう特に適合及び構成される。ウェーハ加工中にウェーハを効果的にハンドリングするには、ウェーハの誤操作又は汚染を回避するためにＦＯＵＰが完全な状態にあることが最重要となる。
【００１７】
本発明に係る、複数の表面を含む基板コンテナ又は基板コンテナの構成要素を検査するための方法は、
−  検査対象のコンテナ又は構成要素を、複数の表面のうち少なくとも第１の表面と第２の表面とが同時に見えるようにする少なくとも一つの鏡を備える検査システムに、又はその内部に、又はその近傍に配置するステップと、
−  特にカメラを用いて、複数の表面のうち第１の表面と第２の表面とが同時に見える画像を撮像するステップと、
−  特に評価ユニットを用いて、コンテナ又は構成要素の状態を評価するステップと
を含む。
【００１８】
このような方法を利用する場合に達成できる利点は、検査デバイスに関連して概説したものに実質的に一致する。
【００１９】
好ましくは、本発明に係る方法を実現するために、概説した特徴のうち少なくとも幾つか、特に全てを含む、検査システムが使用される。
【００２０】
好ましくは、検出システムで使用されるカメラは、コンテナ、特にＦＯＵＰの表面上の関心領域のデジタル画像を生成するように構成及び適合され、検査システムは、データ処理ユニットを更に備え、データ処理ユニットは、メモリに結合されたアルゴリズム及びデータ処理ユニットのプロセッサを用いて、生成されたデジタル画像を処理するように適合され、コンテナの状態及び／又は内容物を識別する。このことから、特に、ＦＯＵＰに対する損傷、例えばガスケット、グロメット、又は操作フランジ等の、ＦＯＵＰの破損や損傷を受けた特徴、及び、例えば熱暴露やその他の外的影響による歪み等の欠陥も判定することが可能になる。
【００２１】
また、例えば、ＦＯＵＰ及びその他のコンテナは、コンテナの内容物の汚染を防ぐために、例えばＮ２を用いて定期的にパージされることがある。Ｎ２パージは、典型的にはコンテナ基部に提供されたノズルを用いて行われる。汚染を防ぐために、ノズルはグロメットと相互作用する。このようなノズルを、本発明に係る検査デバイスを用いて効果的に検査することができる。
【００２２】
好ましくは、検査システムは、少なくとも一つの光源を備える。特に、このような光源は、コンテナ、特にＦＯＵＰの内側に配置し、及び／又は内側に移動することができ、コンテナの状態及び／又は内容物が確認される。場合によっては、少なくとも二つの光源が使用され、光源は、個々の光源をオン、オフ、弱める、又は移動するよう独立して制御され、コンテナ上及び／又はコンテナ内の照明パターンを変更することができる。
【００２３】
少なくとも一つの実施形態では、本発明は、カメラを用いて視野をスキャンすることによって、ＦＯＵＰの損傷及び／又は欠陥を判定するためのシステム及び方法を開示する。ウェーハ処理システムの外観検査チャンバの内部には、一つ又は複数のカメラを設置することができ、一つ又は複数のＦＯＵＰを配置することができる。カメラは、一つ又は複数のリニアガイドに沿って移動するように構成することができる。カメラの移動によって、ＦＯＵＰの特定の関心領域をより広くスキャンすることが可能になる。特定の関心領域は、ＦＯＵＰの内部又は外部表面でもよい。特定の関心領域をスキャンすることによって、特定の関心領域のデジタル画像を生成することができる。生成された画像は、メモリに結合されたアルゴリズム及びデータ処理ユニットのプロセッサによって使用され、損傷及び／又は欠陥を識別することができる。
【００２４】
ここで、本明細書に、添付図面を参照しながら好ましい実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る検査システムの実施形態の模式的な斜視図を示す。
【図２】図１に係る検査システムの模式的な略示側面図を示す。
【図３】本発明に係る検査システムの更なる実施形態の模式的な略示側面図を示す。
【図４】図３による検査システムの正面図を示す。
【図５】図３及び図４に係る検査システムの更なる応用例を示す。
【図６】図５の応用例を実施する、図３乃至図５に係る検査システムの正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１を参照すると、一般的には１０と指定される検査システムは、基板を保持するためのコンテナのコンテナ本体２０を検査するために適合される。このようなコンテナの典型例として、図１にＦＯＵＰの本体２０を部分的に示す。コンテナ本体２０は、本体の開口部を定義する前面２０ａを含み、この開口部を通してコンテナ本体２０の内部２１にウェーハを挿入することができる。図１に示されていないが、図５及び図６に模式的に示される蓋部材２１が前面２０ａと相互作用することで、開口部を閉鎖することができ、従って、コンテナ本体２０の内部２１に制御された雰囲気を設けることが可能になる。
【００２７】
蓋部材２１を用いて開口部を閉鎖後に内部２１にこのような制御された雰囲気を設けるために、コンテナ本体２０の下方の内部表面２０ｂにバルブ部材２２が設けられる。これらのバルブは、図１に見られるように、前面２０ａに近接する内部表面２０ｂに設けられる。
【００２８】
検査システム１０は、カメラ１４０及び鏡部材１２０を備える。検査システムは、カメラ１４０によって撮像された画像を評価するための評価ユニットを更に備える。評価ユニットは図１に示されていないが、図２、図３、及び図５に模式的に示され、参照番号１６０で示される。
【００２９】
カメラ１４０はフレーム１５０上で旋回可能（枢動可能）に取り付けられる。カメラの旋回運動を提供するため、一つ、二つ又は三つの軸、特に、水平軸及び／又は垂直軸を中心としたカメラ１４０の旋回運動を可能にするように適合された枢動機構（旋回機構）１４２に、カメラ１４０が取り付けられる。
【００３０】
カメラ１４０を、一つ、二つ、又は三つの方向に並進的に移動可能に提供することも可能である。例えば、垂直移動を実現するためには、カメラ１４０をフレーム１４０の垂直部材に沿って移動可能な橇上に取り付けることができる。水平移動は、フレーム１５０の垂直部材をフレーム１５０の水平部材に沿って水平移動可能に設けることによって実現できる。これは、図１には明示されていない。
【００３１】
鏡１２０は、実質的に水平長さ方向に延在する水平軸、即ち、例えばコンテナ本体２０の上方の水平方向に延在する縁２０ｃに平行な方向に延在する水平軸を中心に旋回可能（枢動可能）に設けられる。図１において、鏡１２はこのような水平軸を中心とした鏡１２０の旋回運動を実現するように適合された旋回機構（枢動機構）１２１に固定的に取り付けられる。
【００３２】
鏡１２０及びカメラ１４０は、コンテナ本体２０の内部表面２０ｂ上／内に設けられたバルブ部材２２の鏡像を、コンテナ本体の前面２０ａの画像と同時に撮像できるように配置される。
【００３３】
図１の検査システムの略示側断面図を示す図２に、鏡１２０の典型的な配置を示す。ここでは、曲線矢印１２０ｅで示す旋回運動を可能にする、鏡１２０の旋回軸（枢動軸）１２０ａが模式的に示されている。並進的移動を行わずに鏡を旋回可能にする、このような旋回軸は、図１に示す旋回機構１２１を用いて実現することができる点に留意されたい。しかし、旋回機構１２１の特定の構造によっては、小さな並進運動と共にこのような旋回運動を実現することも可能である。また、鏡１２０が並進的に移動可能な方向を矢印１２０ｂ、１２０ｃで示す。図に見られるように、鏡１２０は、水平方向（矢印１２０ｂで示す）に、カメラ１４０に対して、コンテナ本体２０のわずかに前に配置される。軸１２０ａを中心とした鏡１２０の正しい配向を選択することによって、コンテナ本体２０の下方の内部表面上のバルブ部材２２ａから発する光は、カメラ１４０によって撮像されるように（破線で示すように）反射されることができる。それと同時に、一点鎖線で示すように、カメラ１４０はコンテナ本体２０の前面２０ａの画像を撮像することができる。このような、水平方向に延在する表面（内部表面２０ｂ）及び垂直方向に延在する表面（前面２０ａ）の画像の同時撮像により、従来技術に比べて、より速く、より効果的にコンテナ本体２０を検査できるようになる。
【００３４】
カメラ１４０はまた、矢印１４０ａ、１４０ｂ（ｘ及びｙ方向の並進移動を表す）、円１４０ｃ（ｚ方向の並進移動、即ち、図面の紙面に突き入る又は突き出る移動を表す）、及び曲線矢印１４０ｄ（ｚ方向の軸を中心とした旋回運動を表す）で示すように、並進的又は旋回的に移動できるよう提供され得る点に留意されたい。前述したように、その他の軸、例えば、ｘ及びｙ方向に延在する軸を中心とする、更なる旋回運動も考えられる。
【００３５】
図２に、カメラ１４０によって撮像された画像を例えば画像解析によって評価する評価ユニット１６０を模式的に示す。評価ユニット１６０はまた、カメラ１４０及び／又は鏡１２０の移動を制御するように構成及び適合されてもよい。
【００３６】
図３及び図４は、本発明に係る検査システムの更なる実施形態を示す。図４に示すように、ここでは、コンテナ本体２０の周囲に四つの鏡１２０が設けられる。図３では、これらの鏡１２０のうち、上方及び下方の鏡のみが示されている。
【００３７】
本実施形態では、鏡１２０は、カメラ１４０がコンテナ本体２０の外部表面２０ｃの画像を撮像できるように配置される。このことを実現するために、図１及び図２の実施形態と比べて、鏡１２０は、カメラ１４０に対して、水平方向にコンテナ本体２０の上、又は横に配置される。重ねて、旋回軸１２０ａを中心とした正しい角度を設定することによって、カメラ１４０によって（破線で示すように）外部表面２０ｃの画像を撮像することができる。それと同時に、再度一点鎖線で示すように、カメラ１４０は前面２０ａの画像を撮像することができる。
【００３８】
図１及び図２の実施形態は、図３及び図４の実施形態と同様に、同じ検査システムによって実現することができる点に留意されたい。図１及び図２の実施形態に対応する第１のケースでは、一つの鏡１２０のみを使用するが、第２のケースでは、図３及び図４に示すように、複数の鏡１２０を使用する。
【００３９】
図３及び図４の検査システムはまた、上述したように、コンテナ本体２０の開口部を閉鎖するように構成及び適合された蓋部材３０を検査するために使用することもできる。図５及び図６では、実質的に図３及び図４のものと一致する検査システムと共に、このような蓋部材３０を示す。
【００４０】
蓋部材３０は、前面３０ａと外部表面３０ｂとを含む。蓋部材３０は、外部表面３０ｂの全周に沿って、即ち、蓋部材３０の全周囲に延在する溝部３５を備える。この溝部３５内に、同じく蓋部材３０の全周囲に延在するガスケット部材３０ｃが設けられる。蓋部材３０とコンテナ本体２０との間の封止相互作用を確実にするために、ガスケット部材３０ｃに欠陥がないことが非常に重要である。例えば、ガスケット部材３０ｃが溝部３５内に正しく取り付けられていること、及び／又は、それ自体に欠陥がないことが確実にされなければならない。本発明の検査システムを用いれば、ガスケット３０ｃを、鏡１２０を用いて、破線で示すように上面から検査すると同時に、一点鎖線で示すように正面から検査することができる。それと同時に、蓋３０ａの前面もまた、再度一点鎖線で示すように、検査することができる。
【００４１】
上述したように、図５及び図６に係る検査システムは、それ以前の図面のものと実質的に一致する。同じ検査システムが、鏡１２０及び／又はカメラ１４０の並進的及び／又は旋回的な配置によって、上述された様々な目的に適合されてもよい。
【００４２】
代理人整理番号ＢＡ  ０３７  Ｐ−ＥＰとして、欧州特許庁に本願と同日に出願され、その内容が参照により本明細書に援用された「Method for inspecting a container and inspection system」と題した欧州特許出願の全内容はコンテナ本体を検査するための方法及びコンテナ本体を検査するための検査システムに関し、特に反射部材及び関連する装置並びに方法に関する内容は本願において説明され、及び／又は特許請求された検査システム及び方法と併せて使用することができる点に留意されたい。
【００４３】
上記の説明は、開示された実施形態の態様を説明するに過ぎないことを理解されるべきである。開示された実施形態の態様から逸脱することなく、当業者によって様々な代替物や修正が考案され得る。従って、開示された実施形態の態様は、添付の特許請求の範囲の範囲内に該当する全ての代替、修正、及び変更を包含するよう意図される。更に、異なる特徴が互いに依存又は独立した異なる請求項において挙げられていても、これらの特徴の組み合わせが有利に使用できないという意味ではなく、そのような組み合わせも本発明の態様の範囲内にある。
【図１】
2020524896.tif 000003
【図２】
2020524896.tif 000004
【図３】
2020524896.tif 000005
【図４】
2020524896.tif 000006
【図５】
2020524896.tif 000007
【図６】
2020524896.tif 000008
【国際調査報告】
2020524896.tif 000009
2020524896.tif 000010
2020524896.tif 000011