JP2018113285A - カセットステージ - Google Patents

Abstract

【課題】傾き検出用センサを備えることなく、載置されたカセットの傾きを検出すること。【解決手段】基台（１１）と、基台の上にバネを介してカセット（２０）を載置するステージ（１２）と、基台から立設してステージに載置するカセットを位置決めする支柱（１３）と、基台の上面とステージの下面との間に配設してステージが基台に近づく方向にステージが移動したことを検出する少なくとも３つのセンサ（１５）と、を備える。全てのセンサが検出された場合にカセットが正常に載置されていることを判断可能とし、少なくとも１つのセンサが検出されていない場合にカセットが傾いていることを判断可能とする構成とした。【選択図】図３

Description

本発明は、カセットステージに関し、特に、複数枚のウエーハを収容するカセットを載置するカセットステージに関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、ウエーハを上下に並べて複数枚収容することができるカセットが利用されている。例えば、このようなカセットは、ウエーハに対して加工を施す加工装置の基台に設けられるステージ上に載置されている（例えば、特許文献１参照）。カセットは、開口部を有し、この開口部を通じて粘着テープを介して環状フレームと一体となったウエーハが出し入れされる。ウエーハの出し入れは、搬送ロボットのロボットハンドによって行われる。

特開２０１５−１１５５４５号公報

ところで、ロボットハンドがカセットに対してウエーハを出し入れする際、ステージ上のカセットが傾いていると、ウエーハとカセットとが接触する事態が想定される。このようなカセットの傾きを検出するため、ステージの周辺にセンサ（傾き検出用センサ）を用意することが考えられる。しかしながら、ステージ上のカセットの傾きは任意の方向に発生し得る。このため、このようなカセットの傾きを適切に検出することは難しい。

一般に、ステージの周辺には、カセットが適切にステージ上に載置されたか否かを検出するセンサ（載置検出用センサ）を配設する必要がある。このような載置検出用センサと、上述した傾き検出用センサとを配設する場合には、センサの構成が複雑化すると共に、製造コストも上昇するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、センサの構成を複雑化することなく、載置されたカセットの傾きを検出することができるカセットステージを提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様のカセットステージは、ウエーハを出し入れ可能とする開口を有して複数枚のウエーハを棚状に収容するカセットを載置するカセットステージであって、基台と、基台の上にバネを介してカセットを載置するステージと、基台から立設してステージに載置するカセットを位置決めする位置決め部と、基台の上面とステージの下面との間に配設してステージが基台に近づく方向にステージが移動した事を検出する少なくとも３つのセンサと、を備え、センサが全て検出されたときにはカセットが正常に載置されていることを判断可能とし、センサが少なくとも１つ検出されていないときにはカセットが傾いていることを判断可能とする。

この構成によれば、カセットが載置されるステージを移動可能とする共に、このステージの移動を検出する少なくとも３つのセンサを備え、センサが全て検出された場合にカセットが正常に載置されていると判断され、センサが少なくとも１つ検出されていない場合にカセットが傾いていると判断される。このため、ステージ上に載置されたカセットの状態に伴って変化するステージの移動状態に基づいてステージ上のカセットの傾きの有無を判断することができるので、センサの構成を複雑化することなく、載置されたカセットの傾きを検出することができる。

本発明によれば、センサの構成を複雑化することなく、載置されたカセットの傾きを検出することができる。

第１の実施の形態に係るカセットステージの要部斜視図である。 第１の実施の形態に係るカセットステージが有するステージの周辺の構成の説明図である。 第１の実施の形態に係るカセットステージにカセットが載置された場合のステージの周辺を側方側から示す断面模式図である。 第１の実施の形態の変形例に係るカセットステージの説明図である。 第１の実施の形態の変形例に係るカセットステージの説明図である。 第１の実施の形態の変形例に係るカセットステージのバネユニット周辺の拡大図である。 第２の実施の形態に係るカセットステージの要部斜視図である。 第２の実施の形態に係るカセットステージが有するステージの周辺を側方側から示す断面模式図である。 第２の実施の形態のカセットステージにカセットが載置された場合のステージの周辺を側方側から示す断面模式図である。 本実施の形態の変形例のカセットステージの要部斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、特に明示しない限り、「上」、「下」は、図１を基準として用いる。また、「左」は、図１中左下方側について用いる一方、「右」は、図１中右上方側について用いる。さらに、「前」は、図１中右下方側について用いる一方、「後」は、図１中左上方側について用いる。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るカセットステージの要部斜視図である。図１においては、第１の実施の形態に係るカセットステージが適用される加工装置の基台の一部のみを示している。例えば、第１の実施の形態に係るカセットステージは、ウエーハを研削する研削装置に適用でき、また、複数のウエーハを収容するカセットを利用する他の加工装置にも適用することが可能である。

図１に示すように、カセットステージ１０は、概して直方体状に形成された基台１１と、基台１１の上方に配設されるステージ１２と、基台１１から上方側に立設される複数（本実施の形態では４本）の支柱１３（支柱１３１〜１３４）とを含んで構成される。

支柱１３１、１３４は、基台１１の後方側の中央近傍に近接して配置されている。支柱１３２、１３３は、基台１１の前方側であって端部近傍に互いに離間して配置されている。支柱１３１、１３２は、基台１１の左方側に開口した概してＬ字形状を有し、その左側面に段差部を有している。同様に、支柱１３３、１３４は、基台１１の右方側に開口した概してＬ字形状を有し、その右側面に段差部を有している。

ステージ１２は、概して平板形状を有し、基台１１の上面と対向して配置される。ステージ１２における支柱１３１〜１３４に対応する位置には、切欠き部１２０ａ、１２０ｂが形成されている。切欠き部１２０ａは、ステージ１２の後方側の中央部に形成され、切欠き部１２０ｂは、ステージ１２の前方側の中央部に形成されている。ステージ１２は、切欠き部１２０ａに支柱１３１、１３４の一部を、切欠き部１２０ｂに支柱１３２、１３３の一部を収容した状態で基台１１の上方に配置される。詳細について後述するように、ステージ１２は、一定範囲で上下移動可能に構成される。

支柱１３１〜１３４は、その上端部がステージ１２の上面よりも上方側に突出した状態となっている。これらの支柱１３１〜１３４が規定するステージ１２の上面にカセット２０が載置される。ステージ１２の上面から突出する支柱１３は、位置決め部を構成し、ステージ１２上に載置されるカセット２０の下端部を支持し、カセット２０を位置決めする役割を果たす。

図示は省略するが、カセット２０に収容されるウエーハは、例えば、ウエーハの上面を保護する保護テープが貼着されている。カセット２０は、対向する一対の側板２１の上端同士を上板２２で連結した箱状に形成されている。双方の側板２１の後半部は、僅かに内側に屈曲している。また、カセット２０の前方には、ウエーハを出し入れする開口部２３が形成され、カセット２０の後方には、背板２４が設けられている。一対の側板２１の内側面には、水平方向（前後方向）に延びる複数の棚板２５が等間隔に設けられている。これらの複数の棚板２５によって、一対の側板２１にウエーハを収容する収容棚が複数形成される。なお、上板２２には、搬送時に把持される取っ手２６が設けられている。背板２４の後面には、上下に延在する一対のリブ２７が設けられている。なお、カセットから取り出されたウエーハは、上下を反転させた状態で加工する保持テーブルに搬送され加工される。

図２は、本実施の形態に係るカセットステージ１０が有するステージ１２の周辺の構成の説明図である。図２Ａは、図１Ａに示すＡ−Ａ線における切断面を含む斜視図である。図２Ａに示すように、カセット２０の前端部は、側板２１の下端部で支柱１３２、１３３により位置決めされている。一方、カセット２０の後端部は、リブ２７の下端部で支柱１３１、１３４により位置決めされている。

図１に示すように、基台１１とステージ１２との間には、複数（本実施の形態では、３つ）のバネ１４（バネ１４１〜１４３）が配設されている。バネ１４２は、ステージ１２の前端部近傍であって、左右方向の中央部に対応する位置に配置されている。バネ１４１、１４３は、ステージ１２の後端部近傍の位置であって、左右方向に離間して配置されている。これらのバネ１４１、１４３は、バネ１４２の中心を前後方向に通る仮想線Ｌを基準に線対称の位置に配置されている。

ステージ１２は、これらのバネ１４１〜１４３の付勢力により基台１１の上面から一定間隔を空けて配置される。以下、図２Ｂを参照して、本実施の形態に係るカセットステージ１０のステージ１２の下方の構造について詳細に説明する。図２Ｂは、図２Ａに示すＢ−Ｂ線における断面模式図である。なお、図２Ｂにおいては、説明の便宜上、カセット２０が載置されていない状態について示すと共に、支柱１３１、１３２を示している。

図２Ｂに示すように、基台１１の上面と、ステージ１２の下面との間には、バネ１４１〜１４３が配設されている（図２Ｂにおいて、バネ１４３は不図示）。バネ１４１〜１４３は、ステージ１２を上方側に付勢する付勢力を付与する。バネ１４１〜１４３の全体の付勢力は、カセット２０が載置されていない状態のステージ１２を押し上げる一方、ウエーハを収容していないカセット２０が載置された状態のステージ１２の荷重に応じて沈み込むように設定されている。

各バネ１４１〜１４３の内側には、複数（本実施の形態では３個）のセンサ１５が設けられている。これらのセンサ１５１〜１５３（図２Ｂにおいて、センサ１５３は不図示）は、ステージ１２の下降を検出可能に構成されている。各センサ１５１〜１５３は、通過型フォトセンサで構成されるが、ステージ１２の移動を検出することを条件として任意のセンサを採用することができる。例えば、透過型フォトセンサで構成してもよいし、近接センサで構成してもよい。なお、センサ１５は、適切にステージ１２の移動を検出する観点から少なくとも３個備えることが好ましい。３個以上であれば、センサ１５の数は任意に変更可能である。

各センサ１５１〜１５３は、ステージ１２が下方側（基台１１に近づく方向側）に移動したことを個別に検出する。より具体的には、各センサ１５１〜１５３は、ステージ１２の下面に突出して設けられた複数（本実施の形態では、３つ）の突出片１２１ｂ〜１２３ｂ（図２Ｂにおいて、突出片１２３ｂは不図示）に対向する位置に配置されている。各センサ１５１〜１５３は、ステージ１２の下降に伴う突出片１２１ｂ〜１２３ｂの通過を検出することでオン状態となる一方、検出していない状態でオフ状態となる。各センサ１５１〜１５３は、自身の状態（オン状態／オフ状態）に応じた信号（オン信号／オフ信号）をカセットステージ１０が適用される加工装置の制御部に出力する。より具体的には、突出片１２１ｂ〜１２３ｂの通過を検出した場合にオン信号を出力する一方、検出していない場合にオフ信号を出力する。図２Ｂに示す状態では、全てのセンサ１５１〜１５３からオフ信号が出力される。

基台１１には、バネ１４１〜１４３の周囲であって、ステージ１２に対応する位置に下降制限部１６１〜１６３が突出して設けられている（図２Ｂにおいて、下降制限部１６３は不図示）。これらの下降制限部１６１〜１６３は、カセット２０が載置されたステージ１２における、一定位置以上の下方側への移動を制限する。すなわち、下降制限部１６１〜１６３は、下降するステージ１２の下面に当接して、ステージ１２の下方側への移動を規制するストッパとして機能する。

ところで、従来のカセットステージのように、カセットを載置するステージが固定された構成を採用する場合には、ステージ上のカセットの状態（例えば、正常に載置されているか、傾いて載置されていないか等の状態）を、反射型フォトセンサ等で判定する必要がある。一方、ステージ上に載置されたカセットに傾きが発生する場合、その傾きは任意の方向に発生する可能性があり、センサで検出することが困難である。

本発明者は、固定されたステージにカセットが載置されていることがカセットの状態検出を困難にしている点に着目した。そして、ステージを移動可能とし、ステージ上に載置されるカセットの状態に伴って変化するステージの移動状態に基づいてカセットの状態を検出することが、ステージ上に載置されたカセットの傾きの有無の検出に寄与することを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明に係るカセットステージ１０の骨子は、カセット２０の載置状態に応じてステージ１２を移動可能とすると共に、移動後のステージの状態を検出する複数のセンサ１５を備え、全てのセンサ１５がオン状態の場合にカセット２０が正常に載置されていると判断可能とし、少なくとも１つのセンサ１５がオフ状態の場合にカセット２０が傾いていると判断可能とすることである。

本発明に係るカセットステージ１０によれば、センサ１５が全て検出された場合にカセット２０が正常に載置されていると判断され、センサ１５が少なくとも１つ検出されていない場合にカセット２０が傾いていると判断される。これにより、ステージ１２上に載置されたカセット２０の状態に伴って変化するステージ１２の移動状態に基づいてステージ１２上のカセット２０の傾きの有無を判断することができるので、センサ１５の構成を複雑化することなく、載置されたカセット２０の傾きを検出することができる。

以下、本実施の形態に係るカセットステージ１０において、カセット２０が正常に載置されているか否かを検出する態様について、図２及び図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態のカセットステージ１０にカセット２０が載置された場合のステージ１２の周辺を側方側から示す断面模式図である。なお、図３Ａにおいては、カセット２０が正常に載置された場合を示し、図３Ｂにおいては、カセット２０が傾いて載置された場合を示している。

図２に示す状態からステージ１２にカセット２０が正常に載置されると、図３Ａに示すように、ステージ１２全体が、対応する下降制限部１６１〜１６３に当接する位置まで均等に下降する。これに伴い、ステージ１２の突出片１２１ｂ〜１２３ｂが下方側に移動し、センサ１５１〜１５３の検出領域を通過する。センサ１５１〜１５３は、この突出片１２１ｂ〜１２３ｂの通過を検出することでオン状態に切り替わる。オフ状態からオン状態に切り替わることで、センサ１５１〜１５３から加工装置の制御部にオン信号が出力される。制御部では、このように全てのセンサ１５１〜１５３からオン信号を受信した場合、カセット２０がステージ１２上に正常に載置されたと判定する。

一方、ステージ１２にカセット２０が傾いて載置された場合、ステージ１２全体が均等に下降せず、下降しなかった部分に対応するセンサ１５でステージ１２の下降を検出することができない。この場合には、対応するセンサ１５がオフ状態のまま維持される。このため、対応するセンサ１５からは、加工装置の制御部にオフ信号が出力される。制御部では、このようにいずれかのセンサ１５１〜１５３からオフ信号を受信した場合、カセット２０がステージ１２上で傾いて載置されたと判定する。

図３Ｂでは、カセット２０の一部が支柱１３１に接触することで、ステージ１２上で傾いて載置された場合について示している。この場合、支柱１３１の近傍以外のステージ１２の一部は、正常に下降する。このため、該当箇所付近に配置されるセンサ１５２、１５３は、オフ状態からオン状態に切り替わる。したがって、センサ１５２〜１５３からは、制御部にオン信号が出力される。

一方、支柱１３１の近傍では、カセット２０の荷重に伴う負荷が作用しない。このため、支柱１３１の近傍のステージ１２の一部が下降せず、該当箇所付近に配置されるセンサ１５１がオフ状態のまま維持される。したがって、センサ１５１から制御部への出力は、オフ信号からオン信号に切り替わることはない。このため、センサ１５１〜１５３から受信した信号にオフ信号が含まれるので、制御部は、カセット２０がステージ１２上に傾いて載置されたと判定することができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るカセットステージ１０においては、カセット２０が載置されるステージ１２を移動可能とする共に、このステージ１２の移動を検出する複数のセンサ１５を備え、センサ１５が全て検出された場合にカセット２０が正常に載置されていると判断され、センサ１５が少なくとも１つ検出されていない場合にカセット２０が傾いていると判断される。このため、ステージ１２上に載置されたカセット２０の状態に伴って変化するステージ１２の移動状態に基づいてステージ１２上のカセット２０の傾きの有無を判断することができるので、センサ１５の構成を複雑化することなく、載置されたカセット２０の傾きを検出することができる。

また、本実施の形態に係るカセットステージ１０においては、ステージ１２の下方に配置され、ステージ１２の下降を制限する下降制限部１６１〜１６３が設けられている。これにより、カセット２０の載置に応じてステージ１２が一定位置以上に下降するのを防止することができるので、ステージ１２を上下方向に移動可能な構成とした場合であっても、安定してカセット２０を載置することができる。

なお、本実施の形態においては、３つのバネ１４１〜１４３を備え、これらのバネ１４の内側に配置したセンサ１５１〜１５３によってカセット２０の傾き状態を検出する場合について説明している。しかしながら、これらのバネ１４及びセンサ１５の位置及び数量については、これらに限定されるものではなく適宜変更が可能である。バネ１４は、ステージ１２の中央に１つ備える構成であってもよい。

３つのバネ１４の位置は、ステージ１２上に載置されるカセット２０の傾き状態を適切に検出できることを前提として任意の位置に変更することができる。この場合、３つのバネ１４は、ステージ１２上に載置されるカセット２０の荷重に伴う負荷が均等に作用する位置に配置されることが好ましい。特に、ステージ１２上に複数種類（大きさ、形状や重量）のカセット２０が載置される場合には、全てのカセット２０の荷重に伴う負荷がそれぞれ均等に作用する位置に３つのバネ１４を配置する必要がある。複数種類のカセット２０がステージ１２上に載置される場合、支柱１３は、これらのカセット２０の荷重に伴う負荷が複数のバネ１４に均等に作用する位置にカセット２０を位置決めする位置決め部を構成する。

また、複数種類のカセット２０がステージ１２上に載置される場合、複数のバネ１４の付勢力は、最も軽いカセット２０をステージ１２上に載置した場合に当該カセット２０の傾き状態が検出可能な付勢力に設定される。なお、複数のバネ１４の付勢力は、ステージ１２上に載置されるカセット２０の重量に応じて調整してもよい。複数のバネ１４の付勢力は、例えば、バネ１４自体を交換し、或いは、バネ１４の数量を変更することで調整することができる。また、付勢力を調整するためにバネ１４の長さを調整する機構を備えるようにしてもよい。図４は、第１の実施の形態の変形例に係るカセットステージ１０の説明図である。図４においては、基台１１にバネ１４の長さを調整する機構を備える場合について示している。図４Ａでは、バネ１４の長さが縮められた状態を示し、図４Ｂでは、バネ１４の長さが伸ばされた状態を示している。

図４に示すように、変形例に係るカセットステージ１０は、基台１１に複数（本実施の形態では、３つ）のバネ長さ調整ステージ１７が設けられている。これらのバネ長さ調整ステージ１７１〜１７３（図４において、バネ長さ調整ステージ１７３は不図示）は、それぞれバネ１４１〜１４３の下方側に配置されている。バネ長さ調整ステージ１７１は、雌ねじ部１７１ａと雄ねじ部１７１ｂとを有し、雌ねじ部１７１ａからの雄ねじ部１７１ｂの突出量を調整可能に構成される。なお、バネ長さ調整ステージ１７２、１７３についても同様の構成を有する。

例えば、バネ長さ調整ステージ１７１〜１７３は、ステージ１２上に重いカセット２０が載置された場合、図４Ａに示すように、雄ねじ部１７１ｂ〜１７３ｂを雌ねじ部１７１ａ〜１７３ａから上方側に所定量だけ突出させ、バネ１４１〜１４３を縮めた状態とする。これにより、複数のバネ１４における付勢力が相対的に大きく調整される。一方、ステージ１２上に軽いカセット２０が載置された場合、図４Ｂに示すように、雄ねじ部１７１ｂ〜１７３ｂを雌ねじ部１７１ａ〜１７３ａに収容し、バネ１４１〜１４３を伸ばした状態とする。これにより、複数のバネ１４による付勢力が相対的に小さく調整される。

また、図４に示す変形例に係るカセットステージ１０においては、ステージ１２の最上方における位置を一定化するためのステージ位置規制部１８が設けられている。このステージ位置規制部１８は、バネ長さ調整ステージ１７により調整されたバネ１４の付勢力の大小に関わらず、ステージ１２の最上方の位置を固定する役割を果たす。

ステージ位置規制部１８は、ステージ１２の中央に形成された貫通孔１２ａを貫通する支柱１８１と、支柱１８１の上端部に固定され、ステージ１２の上面に設けられた円形状の凹部１２ｂに配置される円板部１８２とを有する。ステージ１２の貫通孔１２ａは、凹部１２ｂの下方側に連続して形成されている。支柱１８１は、一定の長さを有し、基台１１上に立設されている。円板部１８２は、凹部１２ｂの内径よりも小径に構成される一方、貫通孔１２ａの内径よりも大径に構成される。複数のバネ１４の付勢力により上方側に付勢されたステージ１２の凹部１２ｂの上面（底面）が円板部１８２の下面と接触することにより、ステージ１２の最上方における位置が規制される。

なお、ここでは、カセット２０の重量に応じてバネ１４の付勢力を調整する場合について示しているが、バネ１４の付勢力を調整することなく、ステージ１２の重量を調整するようにしてもよい。図５は、第１の実施の形態の変形例に係るカセットステージ１０の説明図である。図５においては、ステージ１２自体に、ステージ１２の重量を調整する機構を備える場合について示している。

図５に示すように、変形例に係るカセットステージ１０は、ステージ１２の中央にステージ重量調整機構１９が設けられている。ステージ重量調整機構１９は、ステージ１２の中央に形成された錘配設穴１２ｃに着脱可能に構成される錘１９１を有する。錘１９１は、錘配設穴１２ｃにねじ込み可能に構成される。錘配設穴１２ｃは、錘１９１が装着された場合にステージ１２の重心が変動しない位置に形成されている。錘配設穴１２ｃには、ステージ１２上に載置されるカセット２０の重量に応じて錘１９１が着脱される。例えば、ステージ１２上に軽いカセット２０が載置された場合に錘１９１が装着される一方、重いカセット２０が載置された場合に錘１９１が取り外される。錘配設穴１２ｃに装着される錘１９１の重量をカセット２０の重量に応じて変更することは実施の形態として好ましい。

なお、ここでは、ステージ１２の重量を調整する機構として、錘１９１が着脱可能とするステージ重量調整機構１９を備える場合について示しているが、これに限定されない。ステージ重量調整機構１９は、ステージ１２の重心を変動させないことを前提として、錘１９１をステージ１２上に載置するようにしてもよく、ステージ１２に錘１９１吊り下げるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、３つのセンサ１５をステージ１２の中央近傍に配置してステージ１２の傾き状態を検出しているが、これらのセンサ１５の位置及び数量についても変更が可能である。例えば、４つのセンサ１５を備え、それぞれの支柱１３１〜１３４の近傍に配置し、これらのセンサ１５によってステージ１２の傾き状態を検出するようにしてもよい。なお、センサ１５は、必ずしもバネ１４の内側に配置されている必要はない。

さらに、上記実施の形態では、下降制限部１６をバネ１４及びセンサ１５とは異なる構成として有する場合について説明しているが、これに限定されない。例えば、下降制限部１６は、バネ１４及びセンサ１５を有するバネユニット１４０の一部に組み込んでもよい。図６は、第１の実施の形態の変形例に係るカセットステージ１０のバネユニット１４０周辺の拡大図である。図６においては、バネ１４、センサ１５及び下降制限部１６を一体化したバネユニット１４０を備える場合について示している。なお、図６においては、バネユニット１４０を支柱１３の近傍に配置した場合について示している。また、図６においては、センサ１５として近接センサを有する場合について示している。

図６に示すように、バネユニット１４０は、上面視にて円形状を有する底板１４０ａと、底板１４０ａの周縁部から立設される環状側板１４０ｂとを有している。バネ１４は、環状側板１４０ｂの内側に収容される。下降制限部１６は、底板１４０ａの中央から立設されている。センサ１５は、下降制限部１６の上端部近傍に設けられている。このようなバネユニット１４０においては、カセット２０の載置に伴ってステージ１２が下降すると、バネ１４の内側の下降制限部１６の上端部がステージ１２の下面に接触し、ステージ１２の下降を制限するように構成される。例えば、ステージ１２上に重いカセット２０が載置される場合にバネユニット１４０を追加してもよい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るカセットステージ１０は、カセット２０を載置するステージ１２が複数に分割される点、並びに、分割されたステージ１２毎にバネ１４及びセンサ１５が配置される点において、第１の実施の形態に係るカセットステージ１０と相違する。以下、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０について、第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。なお、以下の図において、第１の実施の形態に係るカセットステージ１０と同様の機能を有する構成については、同一の付与し、詳細な説明を省略する。

図７は、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０の要部斜視図である。図７Ａにおいては、説明の便宜上、ステージ１２にカセット２０が載置された状態を示し、図７Ｂにおいては、図７Ａからカセット２０を省略した状態を示している。図７に示すように、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０は、基台１１の上方に配設される複数（本実施の形態では４個）のステージ１２を有する点で、第１の実施の形態に係るカセットステージ１０と相違する。

図７Ｂに示すように、複数のステージ１２（ステージ１２１〜１２４）は、それぞれ平面視にて正方形状を有している。これらのステージ１２１〜１２４は、基台１１の上方で前後左右に均等に配列されている。このように配列された状態にて、複数のステージ１２１〜１２４の全体の外形は、基台１１の上面と同様の方形状に形成されている。各ステージ１２１〜１２４の上面は、平面形状を有している。これらのステージ１２１〜１２４の上面にカセット２０が載置される。詳細について後述するように、ステージ１２１〜１２４は、個別に上下移動可能に構成される。

各ステージ１２１〜１２４の角部には、支柱１３の形状に対応する貫通孔１２１ａ〜１２４ａが形成されている。複数の支柱１３１〜１３４は、それぞれ貫通孔１２１ａ〜１２４ａを貫通し、その上端部がステージ１２の上面よりも上方側に突出した状態となっている。これらの支柱１３が規定するステージ１２（ステージ１２１〜１２４）の上面にカセット２０が載置される。ステージ１２の上面から突出する支柱１３の一部は、位置決め部を構成し、ステージ１２上に載置されるカセット２０を位置決めする役割を果たす。

第２の実施の形態において、ステージ１２には、第１の実施の形態と異なる構成のカセット２０が載置される。第２の実施の形態に係るカセット２０は、前方側及び下方側に開口した、概して立方体形状を有する。このカセット２０を構成する部材については、第１の実施の形態と同様であるため、省略する。

基台１１と各ステージ１２１〜１２４との間には、バネが配設されている。これらのバネの付勢力により、各ステージ１２１〜１２４が基台１１の上面から一定間隔を空けて配置される。以下、図８を参照して、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０のステージ１２の下方の構造について詳細に説明する。図８は、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０が有するステージ１２の周辺を側方側から示す断面模式図である。なお、図８においては、カセット２０が載置されていない状態について示している。

図８に示すように、基台１１の上面と、各ステージ１２１〜１２４（図８において、ステージ１２３、１２４は不図示）の下面との間には、複数（本実施の形態では４個）のバネ１４が配設されている。ステージ１２１〜１２４に対応してバネ１４４〜１４７が配置されている（図８において、バネ１４６、１４７は不図示）。各バネ１４４〜１４７は、それぞれステージ１２１〜１２４を上方側に付勢する付勢力を付与する。各バネ１４４〜１４７の付勢力は、カセット２０が載置されていない状態のステージ１２１〜１２４を押し上げる一方、ウエーハを収容していないカセット２０が載置された状態のステージ１２１〜１２４の荷重に応じて沈み込むように設定されている。

各バネ１４４〜１４７の内側には、複数（本実施の形態では４個）のセンサ１５が設けられている。これらのセンサ１５４〜１５７（図８において、センサ１５６、１５７は不図示）は、ステージ１２１〜１２４の下降を検出可能に構成されている。なお、各センサ１５４〜１５７の構成は、第１の実施の形態と同様である。

各センサ１５４〜１５７は、ステージ１２１〜１２４が下方側（基台１１に近づく方向側）に移動したことを個別に検出する。より具体的には、各センサ１５４〜１５７は、各ステージ１２１〜１２４の下面に突出して設けられた突出片１２１ｄ〜１２４ｄに対向する位置に配置されている。各センサ１５４〜１５７は、ステージ１２１〜１２４の下降に伴う突出片１２１ｄ〜１２４ｄの通過を検出することでオン状態となる一方、検出していない状態でオフ状態となる。各センサ１５４〜１５７は、自身の状態（オン状態／オフ状態）に応じた信号（オン信号／オフ信号）をカセットステージ１０が適用される加工装置の制御部に出力する。より具体的には、突出片１２１ｄ〜１２４ｄの通過を検出した場合にオン信号を出力する一方、検出していない場合にオフ信号を出力する。図８に示す状態では、全てのセンサ１５４〜１５７からオフ信号が出力される。

基台１１には、バネ１４４〜１４７の周囲であって、各ステージ１２１〜１２４に対応する位置に下降制限部１６４〜１６７が突出して設けられている（図８において、下降制限部１６６、１６７は不図示）。これらの下降制限部１６４〜１６７は、カセット２０が載置されたステージ１２１〜１２４における、一定位置以上の下方側への移動を制限する。すなわち、下降制限部１６４〜１６７は、下降するステージ１２１〜１２４の下面に当接して、ステージ１２１〜１２４の下方側への移動を規制するストッパとして機能する。

以下、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０において、カセット２０が正常に載置されているか否かを検出する態様について、図８及び図９を参照して説明する。図９は、第２の実施の形態のカセットステージ１０にカセット２０が載置された場合のステージ１２の周辺を側方側から示す断面模式図である。なお、図９Ａにおいては、カセット２０が正常に載置された場合を示し、図９Ｂにおいては、カセット２０が傾いて載置された場合を示している。なお、図８では、カセット２０がステージ１２に載置されておらず、センサ１５４〜１５７はオフ状態となっている。

図８に示す状態からステージ１２にカセット２０が正常に載置されると、図９Ａに示すように、全てのステージ１２１〜１２４が、対応する下降制限部１６４〜１６７に当接する位置まで均等に下降する。これに伴い、ステージ１２１〜１２４の突出片１２１ｄ〜１２４ｄが下方側に移動し、センサ１５４〜１５７の検出領域を通過する。センサ１５４〜１５７は、この突出片１２１ｄ〜１２４ｄの通過を検出することでオン状態に切り替わる。オフ状態からオン状態に切り替わることで、センサ１５４〜１５７から加工装置の制御部にオン信号が出力される。制御部では、このように全てのセンサ１５４〜１５７からオン信号を受信した場合、カセット２０がステージ１２上に正常に載置されたと判定する。

一方、ステージ１２にカセット２０が傾いて載置された場合、いずれかのステージ１２が適切に下降せず、対応するセンサ１５でステージ１２の下降を検出することができない。この場合には、対応するセンサ１５がオフ状態のまま維持される。このため、対応するセンサ１５からは、加工装置の制御部にオフ信号が出力される。制御部では、このようにいずれかのセンサ１５４〜１５７からオフ信号を受信した場合、カセット２０がステージ１２上で傾いて載置されたと判定する。

図９Ｂでは、カセット２０の一部が支柱１３１に接触することで、ステージ１２上で傾いて載置された場合について示している。この場合、ステージ１２１以外のステージ１２２〜１２４は、正常に下降してセンサ１５５〜１５７がオフ状態からオン状態に切り替わる。このため、センサ１５５〜１５７からは、制御部にオン信号が出力される。

一方、ステージ１２１は、カセット２０の荷重に伴う負荷が作用しないため、センサ１５４はオフ状態のまま維持される。したがって、センサ１５４から制御部への出力は、オフ信号からオン信号に切り替わることはない。このため、センサ１５４〜１５７から受信した信号にオフ信号が含まれるので、制御部は、カセット２０がステージ１２上に傾いて載置されたと判定することができる。

以上説明したように、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０においては、複数に分割されたステージ１２を移動可能に構成すると共に、これらのステージ１２の移動を個別に検出する複数のセンサ１５を備え、全てのセンサ１５がステージ１２の下降を検出してオン信号を出力した場合にカセット２０が正常に載置されていると判断され、１つでもセンサ１５がステージ１２の下降を検出しないでオフ信号を出力した場合にカセット２０が傾いていると判断される。このため、ステージ１２上に載置されたカセット２０の状態に伴って変化するステージ１２の移動状態に基づいてステージ１２上のカセット２０の傾きの有無を判断することができるので、センサ１５の構成を複雑化することなく、載置されたカセットの傾きを検出することができる。

特に、第２の実施の形態に係るカセットステージ１０においては、ステージ１２が複数に分割されているため、カセット２０の荷重に伴う負荷が作用するステージ１２と、作用しないステージ１２の移動を明確に識別することができる。これにより、ステージ１２の移動の有無を検出することで、ステージ１２上のカセット２０の傾きの有無を効果的に検出することができる。

また、本実施の形態に係るカセットステージ１０においては、各ステージ１２１〜１２４の下方に配置され、各ステージ１２１〜１２４の下降を制限する下降制限部１６４〜１６７が設けられている。これにより、ステージ１２を複数に分割してカセット２０を載置する構成を採用する場合であっても、カセット２０が載置された場合には一定の位置で各ステージ１２１〜１２４を位置決めできるので、安定してカセット２０を載置することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記第２の実施の形態においては、ステージ１２を４つに分割し、これらのステージ１２の移動を個別に検出する構成について説明している。しかしながら、ステージ１２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、左右に配列された２つのステージ１２に分割し、これらのステージ１２の移動を個別に検出するようにしてもよい。この場合には、一方のステージ１２の下方側に離間して２個のバネ１４及びセンサ１５を配置する一方、他方のステージ１２の下方側に１個のバネ１４及びセンサ１５を配置することが好ましい。これらのステージ１２の下方側に配置されるバネ１４及びセンサ１５の配置については、第１の実施の形態に係るバネ１４及びセンサ１５の配置が参照される。このようにステージ１２を分割する数を変更した場合においても、上記実施の形態と同様に、センサ１５の構成を複雑化することなく、載置されたカセット２０の傾きを検出することができる。同様に、ステージ１２は、３つに分割してもよい。

また、上記実施の形態では、前方側に開口した箱形状のカセット２０をステージ１２上に載置し、各ステージ１２１〜１２４を貫通する支柱１３１〜１３４の内側の一部でカセット２０を位置決めするカセットステージ１０について説明している。しかしながら、カセットステージ１０で載置するカセット２０及びそのカセット２０を位置決めする支柱１３の構成については、上記実施の形態に限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図１０は、本実施の形態の変形例のカセットステージ１０の要部斜視図である。図１０Ａに示すように、変形例に係るカセットステージ１０においては、各ステージ１２１〜１２４に形成される貫通孔１２１ａ〜１２４ａ及びこれらの貫通孔１２１ａ〜１２４ａを貫通する支柱１３１〜１３４の構成のみにおいて上記実施の形態と相違する。

図１０Ａに示すように、変形例に係るカセットステージ１０では、ステージ１２１及びステージ１２４の後方側であって内側部分に貫通孔１２１ａ、１２４ａが形成され、これらの貫通孔１２１ａ、１２４ａに支柱１３１、１３４が貫通している。また、このカセットステージ１０では、ステージ１２２、１２３の前方側であって外側部分に貫通孔１２２ａ、１２３ａが形成され、これらの貫通孔１２２ａ、１２３ａに支柱１３２、１３３が貫通している。例えば、図１０に示すカセットステージ１０では、第１の実施の形態に係るカセット２０と同様の構成のカセット２０が支柱１３１〜１３４で位置決めされる。

また、各ステージ１２１〜１２４において、支柱１３１〜１３４は、必ずしも貫通孔１２１ａ〜１２４ａを貫通している必要はない（図１０Ａ参照）。図１０Ｂに示すように、各ステージ１２１〜１２４の一角であって、支柱１３１〜１３４に対応する位置に切り欠き部１２１ｃ〜１２４ｃを設けてもよい。このように切り欠き部１２１ｃ〜１２４ｃに支柱１３１〜１３４を配置した場合であっても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

さらに、上記実施の形態においては、各ステージ１２１〜１２４に対応して支柱１３（支柱１３１〜１３４）が配置される場合について説明している。しかしながら、ステージ１２に対する支柱１３の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。分割されたステージ１２に対し、支柱１３は必ずしも必要なものではなく、支柱１３が貫通しないステージ１２が含まれてもよい。

以上説明したように、本発明は、センサの構成を複雑化することなく、載置されたカセットの傾きを検出することができるという効果を有し、特に研削加工などの加工装置における加工前又は加工後の複数枚のウエーハを収容するカセットステージに有用である。

１０ カセットステージ
１１ 基台
１２、１２１〜１２４ ステージ
１２０ａ、１２０ｂ 切欠き部
１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ、１２４ａ 開口部
１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ 突出片
１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃ、１２４ｃ 切り欠き部
１２１ｄ、１２２ｄ、１２３ｄ、１２４ｄ 突出片
１３、１３１〜１３４ 支柱
１４、１４１〜１４７ バネ
１５、１５１〜１５７ センサ
１６、１６１〜１６７ 下降制限部
１７、１７１〜１７３ バネ長さ調整ステージ
１８ ステージ位置規制部
１９ ステージ重量調整機構
２０ カセット

Claims (1)

1. ウエーハを出し入れ可能とする開口を有して複数枚のウエーハを棚状に収容するカセットを載置するカセットステージであって、
   基台と、該基台の上にバネを介してカセットを載置するステージと、該基台から立設して該ステージに載置するカセットを位置決めする位置決め部と、該基台の上面と該ステージの下面との間に配設して該ステージが該基台に近づく方向に該ステージが移動した事を検出する少なくとも３つのセンサと、
   を備え、
   該センサが全て検出されたときにはカセットが正常に載置されていることを判断可能とし、該センサが少なくとも１つ検出されていないときにはカセットが傾いていることを判断可能とするカセットステージ。

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