JPS61125684A - 半導体基板用バ−コ−ド読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体基板用バーコード読取シ装置、さらに詳
しく云えば、バーコードに局所的なスポットあるいはボ
イドが存在しても、確実にしかも迅速に読取ることが可
能な半導体基板用バーコード読取り装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子は、半導体基板（以下ウェハと称する）に、
エツチング、拡散等の種々の処理を施して形成され、こ
れらの処理は、素子の品種ごとに異なる。このため処理
されるウェハは、その品種等を何らかの方法で識別する
必要がある。一般にロット番号、ウニ八番号などの識別
符号を例えば円形のウェハ周縁に形成された直線状の切
欠部（いわゆるオリエンテーションフラット）を基準と
し九位置に記入しておき、それを読取ることにより識別
することが行なわれている。

従来、識別符号として、６ピツト変形ＡＳＣＩ　Ｉ特殊
コード、英数字等の記入例のほか、記入の容易さ、！５
！取り易さからバーコードを用いた例がある。

バーコードの読取り装置として、従来次のような装置が
用いられた。すなわち、バーコード記入領域をテレビカ
メラで観測し、得られた多値画像ｔ−２値化処理手段に
よシ予め定めた閾値で２値化処理を行った後、読取シ処
理手段で、そのｚ直面偉よシバ−コードの読取り処理全
行なう。読取シ処理は、バーの長辺方向に異なる数ケ所
で読取シ走査を行ない、多数決により白バー黒バーの判
定を行ない、バーコード読取シを行なう。

しかし、このような読取シ手段では、上記閾値の決定が
難しくバーコードの輝度変化に弱く、半導体基板のよう
に、付着する薄膜の種類、厚さ等によりをバーコード記
入領域の光の吸収率１反射率が変化する場合には不適切
であった。さ、らに、得られた２僅画偉には、薄膜の不
均質、マーキング時のむら等によｐ、ボイド（黒バーに
おける欠け）およびスポット（白バーおよびマージンに
おける汚れ）等の局所的なノイズが生ずる場合があり、
上述の単純な多数決による読取シ装置では、誤読を防ぎ
きれなかった。このように従来の技術による半導体基板
バーコード読取＃）装置では上記のような問題があった
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、単純な多数決による誤読の発生という従来技
術の上記の問題点を解決し、半導体基板に付せられたバ
ーコードを確実にしかも迅速に読取ることが可能な読取
り装置を提供しよりとするものである。

〔問題点全解決するための手段〕

本発明によれば、上記の問題点は、半導体基板の表面全
域を光学的に読み取る撮像装置と、該撮像装置によって
読取った画像信号を量子化された画像データとして記憶
する記憶部と 上記の記憶された画像データから半導体基板識別用のバ
ーコードが記入された領域を切出すバーコード記入領域
切出し部と、上記バーコード記入領域切出し部から取出
されたバーコード領域の多値画像データの画素の明るさ
の分布を求めてこれを基にして２値化の閾値を決定する
閾値決定部と、上記バーコード記入領域切出し部から取
出されたバーコード領域の多値画偉データ金上記閾値決
定部において決定された閾値に基いて２値化し、バーコ
ード記入領域の２値化された画像データを得る２＠化処
理部と、上記２値化処理部において得られたバーコード
記入領域の２値化された画像データよシ、上記バーコー
ドにおけるバーコードモジュール間隔ごとに一定の幅を
もつ一定面積の領域内で上記２僅の一方の値をとる面積
を計算し、その値に基づいて白パーと黒バーの識別処理
を行なう読取シ処理部と、を具備することを特徴とする
半導体基板用バーコード読取り装置によって解決される
。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
って、１はウェハ、２はバーコード、３は撮像装置、４
は記憶部、５はバーコード記入領域切出し部、６は明る
さ分布検出部、７は閾値決定部、８は２値化処理部、９
は読取シ処理部である。

第２図は第１図の読取り処理部９の構成を示すブロック
図でらって、胱取り処理部９は、スタートバー、エンド
パーの位置検出部９ａと、読取り間隔検出部９ｂと、面
積計算部９Ｃと、白バー黒バー判定部９ｄとから構成さ
れている。

第３図は、第１図に示したウェハ１の表面を示す図であ
って、ウェハ１はバーコード２の位置を定める直ｌｆｓ
＠　１１すなわちオリエンテーリング７うットを有する
。バーコードがこの直線部１１に平行にかつこれに近接
したバーコード記入領域に記入されることは言うまでも
ない。

第１図の装置の動作は次の通りである。

バーコードを読取られるウェハ２は、図示しない適当な
搬送装置で、その向き、すなわち、直線１１ｓ１１の方
向、を調整することなくランダムな向きで例えばテレビ
カメラで構成された撮儂装置３の視野に運ばれ、バーコ
ードが施された表面が撮儂される。撮儂装置３からの、
ウェハ１全体を含む視野の映倫信号は、図示しないＡ／
Ｄコンバータによりを一画面、例えば５１２　Ｘ　５１
２画素に標本化され、各画素は、各画素ごとの明るさに
応じて量子化された画像データとして記憶部４に記憶さ
れる。

次に、バーコード記入領域切出し部５において、ウェハ
（半導体基板）１の直線部１１ｔ−利用して、バーコー
ド２０部分（バーコード記入領域）の画信号のみを取シ
出す。

第４図は第３図のウェハ１の点線で凹んだ部分νの画素
を含む画像データを示すものである。第４図において、
Ｂは胃景を、　ＷＢは白バーを、ＢＢは黒バーを、ＢＣ
Ａはバーコード記入領域を示すものである。第３図、第
４図において、１３はウェハ１の円周部、１４は直線部
１１の端部の画素を示す。

第４図において、ウェハ１の部分は画素（小正方形）を
以て示している。背景Ｂも同様に画素を以て示すべきで
あろうが画素の表示は省略しである。

なお第４図においてＸ軸方向（画素横方向）は、撮儂装
置３の走査方向と一致するものとし、またこれに垂直方
向をｙ軸とする。

ウェハ１の、記憶された画像データから、ウェハ１の直
線部Ｈの方向、位置を検出する。

これは、ウェハ１の周辺部の余り離れていなり３個の画
素の座標が同一直線上にあるか否かを検定し、同一直線
上にあることを検定すれば、この３個の画素は、直線ｇ
ｕの上に存在することとなり、この３個の座標に基いて
、直線部Ｈの方向、位置を検出することができる。詳し
くは、特願昭５８−６５６７４号を参照されたい。

上記のよりにして求めた直Ｍ部１１の位置を直線部１１
の開始点１４（画ｍｈ、ｘ、ｙの座標をｘｏ、ｙｏとす
る）と直線部１１の方向すなわち、Ｘ軸方向とのなす角
Ｃとで現わす。そして直線部１１の方向にｙ軸、それと
垂直の方向にＹ軸をとるものとする。

ｙ軸、Ｙ軸にそれぞれ一定間隔ｄｘ、ｄｙ　（例えば画
素間隔）でサンプリングを行なえばＸ軸上１番目。

Ｙ軸上ｊ番目のｘ、ｙ座標は で求められる。

そこで、ｉ、ｊを順次変化させ、（ｘｉｊ　、ｙｉｊ）
の画素を記憶部４かも読出す（サンプリング）ことによ
りを直線部１１を基準とする座標軸Ｘ、Ｙに対して傾き
のない矩形のバーコード領域ＢＣＡを切シ出すことがで
きる。

このようにして、ウェハ１のバーコード２の記入領域の
画像データをバーコード記入領域切出し部５から読取し
て、明るさ分布検出部６に入力させる。明るさ分布検出
部６でサンプリングされた画素の明るさごとに、出現頻
度をカウントし、明るさのヒストグラムを求める。これ
を基に閾値決定部７で閾値を定める。

次に、閾値決定部７で行なう閾値決定の原理について説
明する。バーコードは白バーと黒バーとから構成されて
おり、明るさ分布は第５図に示すごとく白バーの明るさ
と黒バーの明るさの各分布の中心にピークを持つ双峰形
のヒストグラムになる。したがって、山と山の間の谷部
の明るさに閾値を定めることによシ白バー、黒バーに分
離できる。谷部の厳密な位置を決めるのは難しいので、
実施例では、頻度の一定バイアスＢ＆における最明点Ｈ
ｂと最暗点）１ｄとを求め（Ｈｂ＋Ｈｄ）／２の値を閾
値としている。

ここで用いたバーコードは、通常ＵＰＣ：ｒ−ド（Ｕｎ
ｉｖｅｒｓａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｃｏｄｅ）と呼ばれ
るもので、７モジユールで１キヤラクタを構成する。さ
らに、各キャラクタは少くとも黒バー２本と白バー２本
とを含む。すなわち、黒バー、白バーをそれぞれ１本し
か有しないキャラクタおよび何れか一方を含まないキャ
ラクタは存在しない。

ＵＰＣコードは、さらに、ストップ／スタートのバー、
中央のバー、中央から右または左を示すバーおよび全体
のパリティチェック用のモジュラチェックキャラクタに
よって誤動作から保護されている。

第６図には、ここで用いた上記のＵＰＣコード短縮バー
ジョンの構成の一例を示す。短縮バージョンは図に示す
ように中央バーＣＢの左側のデータキャラクタＣＯ−Ｃ
３に奇数パリティを用い、右側のデータキャラクタ０４
〜Ｃ６およびモジュラチェックキャラクタＭＣＣには偶
数パリティを用いる。なお図において、斜線を施した矩
形部分で黒バーを、黒バーと黒バーとの間の部分で白バ
ーを示し、黒バーに論理１を白バーに論理０を与えてい
る。そして、第６図に示すようなデータキャラクタ７個
（ＣＯ〜Ｃ６）モジュラチェックキャラクタＭＣＣ，そ
の他のバーにより構成されるバーコードをウエノ・１に
記入するのである。

切出されたバーコード記入領域には、欠けや、汚れによ
りを特に明るい部分や、特に暗い部分が生じる可能性が
ある。明るさごとのヒストグラムをとると、極端に明る
い所や暗い所に山ができ、ノイズとなる。例えば、第り
図に示すように明るい所にノイズＮがある場合には、単
に最明点と最暗点の中間をとったのでは誤った閾値とな
る。そこで、本発明では、頻度においてバイアスＨａを
とシ、それらのノイズを除去している。

バイアスＢａは、できるだけ高い所に設定するほうがよ
いが、次の制限がある。

前述のように、　ＵＰＣコードは各キャラクタコードは
少くとも白バー黒バー２個づつを含む構成となっている
ことから、黒バー（あるいは白バー）る。すなわち、白
バーと黒バーの面積比が５対２になる場合の第２番目の
ピーク値以下の値がバイアスＢａの制限となる。

上記のようにして、閾値決定部７で得られた閾値は、２
値化処理部８へ送られ、この２値化処理部８はまた、バ
ーコード記入領域切出し部５から先に切出された、バー
コード記入領域の画像データを受け、この画像データを
上記閾値に基き、２値化して読取り処理部９へ送る。

次に読取シ処理部９における読取り処理について説明す
る。記憶部４に記憶された画信号を２値化した２値画像
の一部の例（ｚ値化処理部８の出力）を第７図に示す。

バーのエツジ部はノイズの影響を受は易く、また、内部
にも、バーコード記入時に局所的な欠けやボイドが生ず
ることがＩＣ１そのことが誤読の原因となる。そこで、
本発明では、バーの中心位置がバーコード記入領域内で
一定であることに着眼し、バーの中心近傍の一定領域内
における論理１の値の部分の面積を計算することにより
安定に判定できるよりにした。

読取り処理部９は、第２図に示すよりにスタートバー・
エンドバーの位置検出部９ａ、読取９間隔検出部９ｂ、
面積計算部９ｃ＋白バー・黒バー判定部９ｄを有する。

　２値化処理部８からの２値化信号は、第６図に示すバ
ーコードに対応するものであり、まず、スタートバー、
エンドバー位置検出部９ａで受信され、スタートバー、
エンドバー位置検出部９ａによりスタートパー８ＴＢ　
、エンドバーＥＢの各々の位置Ｐａ、ＰＥを求め、これ
によシバ−コード領域長りを求める（第６図も参照され
たい）。この値よシ第７図に示すように読取シ間隔検出
部９ｂによりを画像上でのバーコードモジュール読取り
間隔Ｓを求め、スタートバー位置よシ一定間隔ごとに以
下の面積計算を行って行く。すなわち、面積計算部９Ｃ
では、読取Ｑ間隔Ｓで決まるバーの中心位置（・・・ｐ
ｎ、　Ｐｎ＋１・・）に一定幅Ｗ、長さｌの領域を設け
、その領域内で０（白パーに対応）となる面積を計算し
、その値がＷ１７２以上ならば白バー、以下ならば黒バ
ーと判定する。

ｎ番目のバーの中心位置Ｐｎを求めるには、予め分って
いるバーの総数Ｎの値を用いて読取シ間隔ｓ　ｔ−Ｓ＝
Ｌ／（Ｎ−１）　　（Ｌはバーコードの全長）で求めた
後、スタートバー位置Ｐｇを用いて、Ｐｎ＝Ｐｓ＋ＳＸ
ｎで求める。面積計算時の幅Ｗは、できるだけ大きいほ
うが安定な読みが得られるが、バーコードモジュール幅
Ｍとディジタル画像を１時の標本化間隔ｄより次の制限
がある。

Ｗ≦Ｍ−２ｄ 〔発明の効果〕 以上説明したよりに、本発明は、バーの中心位置がスタ
ートバー、エンドバーの中心位置に対し相対的に変化し
ないことに着目し、中心附近の論理１の値の部分の面積
計算により白バー黒バーの判定を行なう処理を行なう装
置であるから、バーコードに局所的な欠けやボイドが存
在しても安定に読取りが行なえるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は、第１図の読取シ処理部の構成を示すブロック図
、第３図は第１図のウェハ１の平面図、第４図は第３図
のウェハ１の点線で囲んだ部分の画素を示す図、第５図
はバーコード領域の画素の明るさに対する頻度のヒスト
グラム、第６図は本発明に使用可能なＵＰＣコード短縮
バージョンの構成の一例を示す図、第７図は第１図の記
憶＠４に記憶された画信号を２値化した２値画像の一部
の一例を示す図。 明るさ分布検出部、７・・・閾値決定部、８・・・２値
化処理部、９・・・読取シ処理部、９ｍ・・・スタート
バー。 エンドバー位置決定部、　９ｂ・・・読取シ間隔検出部
、９Ｃ・・・面積計算部、９ｄ・・・白バー、黒バー判
定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基板の表面全域を光学的に読取る撮像装置と、 該撮像装置によつて読取つた画像信号を量子化された画
   像データとして記憶する記憶部と、上記の記憶された画
   像データから半導体基板識別用のバーコードが記入され
   た領域を切出すバーコード記入領域切出し部と、 上記バーコード記入領域切出し部から取出されたバーコ
   ード領域の多値画像データの画素の明るさの分布を求め
   てこれを基にして２値化の閾値を決定する閾値決定部と
   、 上記バーコード記入領域切出し部から取出されたバーコ
   ード領域の多値画像データを上記閾値決定部において決
   定された閾値に基いて２値化し、バーコード記入領域の
   ２値化された画像データを得る２値化処理部と、 上記２値化処理部において得られたバーコード記入領域
   の２値化された画像データよりを上記バーコードにおけ
   るバーコードモジュール間隔ごとに一定の幅をもつ一定
   面積の領域内で上記２値の一方の値をとる面積を計算し
   、その値に基づいて白バーと黒バーの識別処理を行なう
   読取り処理部と、 を具備することを特徴とする半導体基板用バーコード読
   取り装置。