CN105122438A - 基板检测系统及基板检测方法 - Google Patents

Abstract

包括：基板载体，包含界定有安装着基板的基板安装区域的基板安装面，在基板安装面的至少包含基板安装区域的一部分的检查区域内配置有检测标志；拍摄装置，以包含检查区域的方式对安装有基板的基板安装面进行拍摄而获得判断用图像；以及判断装置，当检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像不含于判断用图像中时，判断为基板正常安装在基板安装面上，当检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像包含于判断用图像中时，判断为基板没有正常安装在基板安装面上。

Description

基板检测系统及基板检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测基板是否正常安装在基板载体(carrier)上的基板检测系统及基板检测方法。

背景技术

在太阳能电池单元等的半导体装置的制造中的成膜或蚀刻等处理工序中，有将基板安装在基板载体而搬入至处理装置的方式。这时，需要检测是否在基板载体上正常安装有基板。因此，已提出如下方法：通过利用照相机等拍摄装置对安装在基板载体上的状态的基板进行拍摄，而将基板正确地安装在基板载体上(例如，参照专利文献1)。并且，也提出有利用反射型激光位移测定法的检测方法等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-332388号公报

发明内容

发明所要解决的问题

当对安装在基板载体上的基板进行拍摄时，例如从与拍摄方向相同的一侧向基板的主面投射照明光。因此，通过成膜工艺(process)等在基板的主面及基板载体的表面的两者上形成有膜，所以在基板的主面与基板载体的表面为相近的状态的情况下，存在难以获得光学对比度(opticalcontrast)，基板与基板载体的边界识别变得困难的问题。并且，利用反射型激光位移测定法的方法只能在基板载体与投光-受光路径不相干扰的配置中使用，此外，需要对基板或传感器中的任一个进行移动扫描。因此，基板检测中限制多。

鉴于所述问题，本发明的目的在于提供一种能够高精度并且使检测限制少地检测基板是否正常安装在基板载体上的基板检测系统及基板检测方法。

解决问题的技术手段

根据本发明的一形态，提供一种基板检测系统，包括：(1)基板载体，包含界定有安装着基板的基板安装区域的基板安装面，在基板安装面的至少包含基板安装区域的一部分的检查区域内配置有检测标志；(2)拍摄装置，以包含检查区域的方式对安装有基板的基板安装面进行拍摄而获得判断用图像；以及(3)判断装置，当检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像不含于判断用图像中时判断为基板正常安装在基板安装面上，当检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像包含于判断用图像中时判断为基板没有正常安装在基板安装面上。

根据本发明的另一形态，提供一种基板检测方法，包括如下步骤：(1)准备基板载体，所述基板载体包含界定有安装着基板的基板安装区域的基板安装面，在基板安装面的至少包含基板安装区域的一部分的检查区域内配置有检测标志；(2)以包含检查区域的方式对基板载体的安装有基板的基板安装面进行拍摄而获得判断用图像；(3)检查检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像是否包含于判断用图像中；以及(4)当检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像不含于判断用图像中时判断为基板正常安装在基板安装面上，当检测标志的配置在基板安装区域内的部分的图像包含于判断用图像中时判断为基板没有正常安装在基板安装面上。

发明的效果

根据本发明，可提供一种能够高精度并且使检测限度少地检测基板是否正常安装在基板载体上的基板检测系统及基板检测方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的基板检测系统的构成的示意图。

图2是表示本发明的实施方式的基板检测系统的基板载体的基板安装面的构成例的示意图。

图3是表示检测标志的示例的示意图。

图4是表示检测标志的另一示例的示意图。

图5是表示检测标志的再另一示例的示意图。

图6是表示基板载体的示例的示意图。

图7是表示本发明的实施方式的基板检测系统中的照明方法的示例的示意性前视图。

图8是表示本发明的实施方式的基板检测系统中的照明方法的示例的示意性平面图。

图9是表示没有正常安装基板时的判断用图像的示例的示意图。

图10是表示正常安装有基板时的判断用图像的示例的示意图。

图11是用于说明本发明的实施方式的基板检测方法的流程图。

图12是表示梯形修正前的判断用图像的示例的示意图。

图13是表示梯形修正后的判断用图像的示例的示意图。

图14是表示判断用图像中的检查区域的示例的示意图。

图15是表示从判断用图像抽取的检查区域的示例的示意图。

图16是用于图案匹配的基准图案的示例。

图17是表示在基板安装面上安装有基板的示例的示意图。

图18是表示可应用于本发明的另一实施方式的基板检测方法中的基板载体的示例的示意图。

具体实施方式

其次，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，对相同或相似的部分标注相同或相似的符号。但是，应注意附图为示意图。并且，以下所示的实施方式是例示用于使本发明的技术思想具体化的装置或方法，本发明的实施方式并未将构成零件的构造、配置等特别指定为下述构造、配置等。本发明的实施方式可在权利要求书内添加各种变更。

图1所示的本发明的实施方式的基板检测系统1检测是否在包含具有基板安装面110的基板板材11的基板载体10上正常安装有基板100。

首先，对基板载体10的基板安装面110进行说明。如图2所示，在基板安装面110上，界定有安装着基板100的基板安装区域111、以及基板安装区域111的周围的非安装区域112。非安装区域112是基板安装面110的界定为基板安装区域111的区域的剩余区域。并且，在至少包含基板安装区域111的一部分的区域内配置有检测标志200。再者，将基板安装面110的配置有检测标志200的区域称为“检查区域D”。图2中，表示在基板板材11的基板安装面110上安装有四块基板100的示例。但是，当然，安装在一个基板安装面110上的基板100的块数并不限于四块。例如，也可以在一个基板安装面110上安装一块基板100。

检测标志200例如是在基板安装面110的表面上挖槽而形成。在图2所示的示例中，检测标志200是跨越基板安装区域111及非安装区域而连续地形成的直线状的槽。即，跨越基板安装区域111与非安装区域112的边界而配置有检测标志200。

再者，除了形成槽以外，还可以在基板安装面110上施加涂层或贴胶带(tape)，而将检测标志200形成于基板安装面110的表面。但是，在用于成膜装置中的基板载体10的情况下，需要使涂层或胶带耐受成膜时的高温。并且，当在进行等离子体处理的制造装置中使用基板载体10时，因涂层或胶带而在基板安装面110上形成凸部，使得基板100与基板安装面110的接触变得不充分，从而可认为基板电位处于不稳定的状态。因此，在等离子体成膜中，有可能产生膜的均匀性变差的问题。并且，在许多成膜装置中是在腔室内进行成膜处理，但是有时在使腔室内成为真空以进行成膜处理时会从涂层或胶带产生气体。由此，有时会产生如下问题：将腔室内减压至规定的压力为止的时间增大，或膜的质量因残留于腔室内的气体而变差等。因此，需要将使用基板载体10的制造工序考虑在内来探讨检测标志200的形成方法。

图2中，是表示检测标志200为沿垂直方向延伸的直线形状图案的示例，但除此以外，还可以在检测标志200中采用各种形状。例如，如图3所示，检测标志200也可以是沿水平方向延伸的直线形状图案。或者，如图4所示，检测标志200也可以是平行的多个直线形状图案。

并且，例如，如图5所示，也可以只在基板安装区域111内配置检测标志200。对检测标志200的形状并没有特别限制，可以采用如图5所例示的十字形状、圆形形状、四边形形状等。

基板载体10是基板安装面110沿垂直方向延伸而垂直地安装基板100的直立型板式(boardtype)。再者，在图1中，只表示有一块基板板材11，但板式的基板载体10如图6所示，通常是多个基板板材11沿基板安装面110的面法线方向排列的构造，所述多个基板板材11的各个的底部固定在一个底板12上。

基板100例如是硅基板或玻璃基板等用于半导体装置或太阳能电池单元的基板。

如图1所示，基板检测系统1包括：第1拍摄装置31及第2拍摄装置32，对基板安装面110进行拍摄而获得判断用图像；以及判断装置40，利用判断用图像，判断基板100是否正常安装在基板安装面110上。

在基板板材11的彼此相向的两个基板安装面110中的至少任一个上，安装有基板100。图1中，表示在基板板材11的两个基板安装面110的两者上安装有基板100的示例。因此，准备对安装有基板100的一个基板安装面110进行拍摄的第1拍摄装置31、以及对安装有基板100的另一个基板安装面110进行拍摄的第2拍摄装置32。将用于基板检测系统1中的拍摄装置总称为“拍摄装置30”。

再者，也可以只在基板板材11的一个基板安装面110上安装有基板100。这时，不需要对没有安装基板100的基板安装面110进行拍摄的拍摄装置30。

拍摄装置30以包含检查区域D的方式对安装有基板100的基板安装面110进行拍摄。例如，当基板载体10为如图6所示的板式时，以拍摄对象的检查区域D不被邻接的基板板材11遮挡的方式，将检查区域D配置在基板安装区域111的上端附近。并且，拍摄装置30从基板板材11的斜上方对检查区域D进行拍摄。由于检测标志200配置在基板安装面110的上端附近，所以拍摄装置30对基板安装区域111的上端区域进行拍摄而获得判断用图像。

将判断用图像的数据通过信号ld从拍摄装置30发送至判断装置40。

当基板100以正常的姿势安装在基板安装面110上时，由于被基板100遮盖，所以检测标志200的配置在基板安装区域111的部分(以下称为“安装区域部分”)无法被拍摄装置30拍摄。因此，检测标志200的安装区域部分的图像不含于判断用图像中。另一方面，当基板100没有以正常的姿势安装在基板安装面110上时，检测标志200的安装区域部分的图像的整体或一部分存在于判断用图像中。

因此，判断装置40通过判断用图像中的检测标志200的安装区域部分的图像的有无，来判断基板100是否正常安装在基板安装面110上。即，判断装置40对判断用图像进行检查，当检测标志200的安装区域部分的图像不含于判断用图像中时，判断为基板100正常安装在基板安装面110上。另一方面，当检测标志200的安装区域部分的图像包含于判断用图像中时，判断为基板100没有正常安装在基板安装面110上。即，检测标志200作为光学识别标志而发挥作用。

基板检测系统1检测基板100以正常姿势安装在基板载体10上、或者基板100安装在基板载体10的正常位置。或者，检测在基板载体10上所界定的所有基板安装区域111内安装有基板100。

再者，基板检测系统1如图7所示，还包括将照明光L投射至安装有基板100的基板安装面110的照明装置20。以可在判断用图像中鲜明地显现检测标志200的方式，来选择照明装置20的位置或照明光L的种类等。例如当检测标志200为形成于基板安装面110上的槽时，从与槽延伸的方向垂直的方向沿基板安装面110对基板安装面110投射照明光L。由此，通过形成有检测标志200而产生的对比度更为鲜明。

具体而言，当检测标志200为如图2或图4所示的沿垂直方向延伸的槽时，如图7、图8所示，沿基板安装面110从水平方向照射照明光L。再者，图7表示在基板安装面110上安装有四块基板100的示例，图8表示在基板安装面110上安装有一块基板100的示例。

另一方面，当如图3所示检测标志200为沿水平方向延伸的槽时，优选的是沿基板安装面110从垂直方向照射照明光L。

图9表示基板100没有安装在基板安装面110上时的判断用图像图像。图9中所示的检测标志200是通过宽度1mm、深度0.5mm的槽加工在基板安装区域111的大致中央部分以20mm的间隔沿垂直方向形成有两条槽的示例。

形成为检测标志200的槽的宽度需要为可对应于拍摄装置30的分辨率，在判断用图像图像中检测到检测标志200的宽度以上。即，以槽的部分与其它部分的对比度鲜明的方式来设定槽的宽度及深度。另一方面，就使对比度鲜明而言，槽越深越好，但是以不贯通基板板材11的方式来形成槽。这是因为如果在基板板材11上形成贯通孔，就会产生成膜条件发生变化等问题。

即使徒劳地增大槽的宽度，由于基板板材11的厚度的限制，所以也只能形成纵横比低的阶差。因此，在这次的实施例中，槽的深度设定为0.5mm，并且将1mm设定为槽的宽度，以便在所述深度下使对比度变得明确。即，在深度为0.5mm的槽的情况下，根据槽深及槽宽而设想的阴影线宽度达到最大的宽度为1mm。所述宽度是与所使用的拍摄装置30的分辨率界限相近的值。

在图9所示的判断用图像中，包含检测标志200的安装区域部分的图像。与此相对，在图10所示的判断用图像中，由于被基板100所遮盖，所以不含检测标志200的安装区域部分，而只含有检测标志200的配置在非安装区域112内的部分。这时，基板100正常安装在基板安装面110上。

再者，就使通过形成有检测标志200而产生的对比度鲜明而言，与利用涂层或胶带形成检测标志200相比，优选的是在基板安装面110上挖槽而形成检测标志200。

判断装置40例如，如下所述利用图案匹配法，来判断基板100是否以正常的姿势安装在基板安装面110上。以下，一边参照图11，一边对本发明的实施方式的基板检测方法的示例进行说明。以下，就基板载体10为板式，拍摄装置30从斜上方对基板安装面110进行拍摄的情况进行例示性说明。再者，设为在基板安装面110上，配置有图9所示的检测标志200。

首先，在图11的步骤S11中，拍摄装置30对在基板安装面110上安装有基板100的基板载体10进行拍摄。由此，例如，如图12所示，获得从斜上方拍摄的基板安装面110的判断用图像。

其次，在步骤S12中，判断装置40的图像处理部41对判断用图像进行梯形修正。即，为了实施下述图案匹配，将因为从斜上方拍摄而呈梯形形状的基板安装面110的图像修正为从面法线方向观察时呈矩形形状的图像。由此，获得如图13所示的基板安装面110为矩形形状的判断用图像。可通过进行梯形修正来进行矩形的图案匹配，从而减轻计算所需要的时间，并且可提高匹配精度。

然后，判断装置40的检查部42检查是否在梯形修正后的判断用图像中含有检测标志200的安装区域部分。具体而言，在步骤S13中，从判断用图像抽取包含检查区域D的区域。图14中以四边形表示的抽取区域A是所抽取的区域，图15表示将抽取区域A加以放大的图。然后，在步骤S14中，利用抽取区域A的图像及预先准备的图16所示的基准图案210，进行用以判断与基准图案210相一致的检测标志200是否包含于判断用图像中的图案匹配。基准图案210是相当于检测标志200的图案，因此可通过图案匹配来检查是否在判断用图像中含有检测标志200的安装区域部分。如果在所抽取的图像中存在与基准图案210相同的图案，那么理应被基板100所遮盖的检测标志200便露出。

其次，在步骤S15中，判断装置40的判断部43利用图案匹配的结果，判断基板100是否正常安装在基板安装面110上。即，当检测标志200的安装区域部分的图像不含于判断用图像中时，判断为基板100正常安装在基板安装面110上。另一方面，当检测标志200的安装区域部分的一部分或或者整体的图像包含于判断用图像中时，判断为基板100没有正常安装在基板安装面110上。

通过以上所述，完成基板检测系统1的基板检测。

当在基板载体10上基板100没有安装在正常位置，或者基板100没有以正常姿势安装时，有可能产生在基板100的处理工序中基板100从基板载体10落下，或者无法对基板100进行正常处理等不良状况。图17表示有基板100a以正常姿势安装在基板安装面110上，基板100b没有以正常姿势安装在基板安装面110上的示例。而且，表示有基板100c没有安装在正常位置，而从基板安装面110脱落的示例。

根据基板检测系统1，通过检查检测标志200的安装区域部分，可检测出图17所示的基板100b及基板100c没有正常安装在基板载体10上。因此，可以防止由于基板100没有正常安装在基板载体10上所引起的不良状况。

另外，由于基板安装面110的面积大，所以关于检测标志200的宽度，自由度比较高。由于可扩大槽的宽度，因此可使检测标志200的大小形成为与低分辨率画面相配的大小。因此，容易在判断用图像上维持高的形状S/N比。因此，不使用高分辨率的昂贵的拍摄装置作为拍摄装置30，便可高精度地检测基板100。由此，根据基板检测系统1，可兼顾检测性能及经济性。

例如，对横宽为660mm～680mm左右的区域，拍摄横640点×纵480点的图像。这时，图像的每一个像素与纵槽的宽度1mm大致相同。但是，为了获得对比度鲜明的槽的图像，不仅槽的宽度重要，而且深度也重要。因此，可使用能够扩大拍摄视野直至“根据槽深及槽宽而设想的阴影线宽度”与“经济的分辨率的像素解析能力”为相同程度为止的程度的拍摄装置30。并且，关于所使用的标志抽取程序(算法)，所述程度的性能也有效。

如以上所述，在本发明的实施方式的基板检测系统1中，通过检查在判断用图像中有无检测标志200的安装区域部分的图像，可高精度并且使检测限制少地检测基板100是否以正常姿势安装在基板安装面110上。

再者，如以上所述，判断用图像的分辨率低也无妨，所以可设定宽的拍摄视野来配置拍摄装置30。即，也可以从与基板载体10相隔较远的位置拍摄基板安装面110。因此，在沿垂直方向安装基板100，并且将多个基板100并排配置在同一基板安装面110上的板式的基板载体10的情况下，基板检测系统1特别有效。

此外，在难以在与基板100正对面的位置或方向上配置照明装置或基板检测传感器等的情况下，基板检测系统1也有效。

再者，当对安装在一个基板安装面110上的多个基板100同时检测安装状态时，拍摄装置30配置在可对配置在各个基板安装区域111内的检查区域D全部进行拍摄的位置。

图1所示的基板检测系统1例如可用于利用等离子体化学气相沉积(CVD)法在太阳能电池基板上形成抗反射膜或钝化(passivation)膜的工序中。即，将包含硅基板等的太阳能电池基板作为基板100安装在基板载体10上。并且，在将安装有太阳能电池基板的基板载体10搬入至等离子体CVD装置之前，通过基板检测系统1检测太阳能电池基板是否正确地安装在基板载体10上。当确认到太阳能电池基板正确地安装在基板载体10上时，将基板载体10搬入至等离子体CVD装置。这时，基板板材11用作等离子体CVD装置的阳极电极。

上述中，说明了基板100为太阳能电池基板，基板板材11为等离子体CVD装置的阳极电极的示例。但是，例如基板载体10也可以是用以将基板100搬入至蚀刻装置或加热装置的基板载体。即，图1所示的基板检测系统1可应用于安装基板100并收纳于各种制造装置中的基板载体10。

再者，被照射检测基板100所需要的照明光L的区域只是配置有检测标志200的检查区域D。因此，照明光L的反射不易受到基板载体10或基板100的表面状态的影响，从而容易获得光学对比度。因此，容易对配置在基板安装面110上的检测标志200进行检测。并且，只拍摄检查区域D即可，因此可抑制照明装置20或拍摄装置30的台数的增大。此外，与反射型激光位移测定法等不同，不需要对基板100等进行移动扫描，而可以进行静态检测。

在基板检测系统1的基板检测方法中，只要可以只将检测标志200从判断用图像中抽取出来即可。因此，拍摄装置30的解析能力也可以低于基板100的厚度。例如，在如半导体晶片般基板100的表面积大并且厚度薄的情况下，也可以对可抽取检测标志200的判断用图像进行拍摄。因此，在基板厚度薄的基板100的情况下，也可以检测基板100是否是以正常的姿势安装在基板安装面110上。

上述中，如图2及图9所示，已示出将检测标志200跨越基板安装区域111及非安装区域112而连续地配置的示例。但是，如果将检测标志200只配置在基板安装区域111内，则容易判断检测标志200的有无。因此，如果只是判断基板100是否以正常的姿势安装在基板安装面110上，则优选的是将检测标志200只配置在基板安装区域111内。另一方面，为了其它用途，也可以将形成于基板安装面110上的槽等用于检测标志200。

(其它实施方式)

如上所述，本发明是通过实施方式来加以记载，但构成所述揭示的一部分的论述及附图不应理解为用于限定本发明。根据所述揭示，本领域技术人员当知各种替代实施方式、实施例及运用技术。

上述中，已揭示基板载体10为垂直地安装基板100的板式的示例，但是也可以将本发明应用于其它类型的基板载体10。例如，如图18所示，在沿水平方向延伸的基板安装面110上水平地安装基板100的推车式(carttype)的基板载体10的情况下，也可以通过在判断用图像中检查检测标志200的有无，来检测基板100是否正常安装在基板安装面110上。

并且，已揭示在基板安装面110的表面上挖槽而形成检测标志200的示例，但是也可以在基板安装面110上施加涂层或贴胶带而在基板安装面110的表面上形成检测标志200。

如上所述，本发明当然包含这里没有记载的各种实施方式等。因此，本发明的技术范围根据所述说明只通过妥善的权利要求书的发明特定事项来确定。

工业上的可利用性

本发明可以用于使用基板载体的基板处理系统。

Claims (14)

1.一种基板检测系统，其特征在于包括：

基板载体，包含界定有安装着基板的基板安装区域的基板安装面，在所述基板安装面的至少包含所述基板安装区域的一部分的检查区域内配置有检测标志；

拍摄装置，以包含所述检查区域的方式对安装有所述基板的所述基板安装面进行拍摄而获得判断用图像；以及

判断装置，当所述检测标志的配置在所述基板安装区域内的部分的图像不含于所述判断用图像中时判断为所述基板正常安装在所述基板安装面上，当所述部分的图像包含于所述判断用图像中时判断为所述基板没有正常安装在所述基板安装面上。

2.根据权利要求1所述的基板检测系统，其特征在于：所述检测标志为形成于所述基板安装面的槽。

3.根据权利要求2所述的基板检测系统，其特征在于还包括：照明装置，从与所述槽延伸的方向垂直的方向，将照明光沿所述基板安装面投射至安装有所述基板的所述基板安装面。

4.根据权利要求1所述的基板检测系统，其特征在于：所述检测标志只配置在所述基板安装区域内。

5.根据权利要求1所述的基板检测系统，其特征在于：将所述检测标志跨越所述基板安装区域及所述非安装区域而连续地配置。

6.根据权利要求1所述的基板检测系统，其特征在于：

所述判断装置包括：

图像处理部，将从斜上方拍摄的梯形形状的所述基板安装面的图像修正成从面法线方向观察时呈矩形形状的图像；

检查部，检查是否在矩形形状的所述基板安装区域的图像中含有所述检测标志；以及

判断部，利用所述检查部的检查结果，判断所述基板是否正常安装在所述基板安装面上。

7.根据权利要求1所述的基板检测系统，其特征在于：所述拍摄装置对所述基板安装区域的上端区域进行拍摄而获得所述判断用图像。

8.一种基板检测方法，其特征在于包括如下步骤：

准备基板载体，所述基板载体包含界定有安装着基板的基板安装区域的基板安装面，在所述基板安装面的至少包含所述基板安装区域的一部分的检查区域内配置有检测标志；

以包含所述检查区域的方式对所述载体的安装有所述基板的所述基板安装面进行拍摄而获得判断用图像；

检查所述检测标志的配置在所述基板安装区域内的部分的图像是否包含于所述判断用图像中；以及

当所述部分的图像不含于所述判断用图像中时判断为所述基板正常安装在所述基板安装面上，当所述部分的图像包含于所述判断用图像中时判断为所述基板没有正常安装在所述基板安装面上。

9.根据权利要求8所述的基板检测方法，其特征在于：所述检测标志为形成于所述基板安装面的槽。

10.根据权利要求9所述的基板检测方法，其特征在于：在拍摄所述基板安装面时，从与所述槽延伸的方向垂直的方向沿所述基板安装面，将照明光投射至安装有所述基板的所述基板安装面。

11.根据权利要求8所述的基板检测方法，其特征在于：所述检测标志只配置在所述基板安装区域内。

12.根据权利要求8所述的基板检测方法，其特征在于：将所述检测标志跨越所述基板安装区域及所述非安装区域而连续地配置。

13.根据权利要求8所述的基板检测方法，其特征在于：

进行所述检查的步骤包括如下阶段：

将从斜上方拍摄的梯形形状的所述基板安装面的图像修正成从面法线方向观察时呈矩形形状的图像；以及

检查是否在矩形形状的所述基板安装区域的图像中含有所述检测标志。

14.根据权利要求8所述的基板检测方法，其特征在于：对所述基板安装区域的上端区域进行拍摄而获得所述判断用图像。