JP2019102753A - ロードポート - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りながら、基板の形状に影響されることなく、基板の状態を精度良く且つ高速に検出すること。【解決手段】複数の基板Ｗを多段に収容する容器２内に連通する開口部１５を開放可能に閉塞すると共に、開口部を閉塞する閉塞位置と開口部を開放する開放位置Ｐ２との間で昇降移動するドア部２０と、ドア部に一体的に設けられ、基板の状態を検出するマッピングセンサ２２とを備え、マッピングセンサは、基板に向けて撮像用の光Ｌを照射する発光部、及び発光部によって照明された照明領域内を撮像して撮像画像を取得する撮像部を有しているロードポート１を提供する。【選択図】図１０

Description

本発明は、ロードポートに関する。

ＬＳＩ等に代表される半導体素子や、半導体素子を具備する半導体デバイス等の製造プロセスは、一般的に所定の空気清浄度が確保されたクリーンルーム内で行われることが知られている。近年では、例えば製造工場内の全域を高清浄状態に維持するのではなく、必要とされる小空間内を高清浄状態に維持する、いわゆるミニエンバイロメント方式（局所清浄化方式）が主流となっている。
具体的には、半導体ウエハ等の半導体基板を保管用容器内に収納し、この保管用容器を複数の半導体製造装置の間で搬送するシステムにおいて、保管用容器内及び半導体製造装置内を高清浄状態に維持することが知られている。

上述のミニエンバイロメント方式において、保管用容器と半導体製造装置との間のインターフェース部分は、通常、ロードポートと称されており、広く知られている。
この種のロードポートとして、例えば特許文献１に示されるように、保管用容器が載置される載置部と、載置部と半導体製造装置における処理部との間を隔てると共に半導体基板を通過させる通過口が形成された隔壁と、通過口を開閉するシャッター部材と、シャッター部材を昇降移動させて通過口を開放又は閉塞させるシャッター駆動機構と、保管用容器内に収納されている半導体基板の検出を行う基板検出器と、複数の半導体基板に対する基板検出器の相対位置を検出する位置検出センサと、を備えた基板搬入・搬出装置が知られている。

基板検出器は、通過口が開放された後、保管用容器内に進入すると共にシャッター部材の下降移動に伴って保管容器内を下降移動するホルダと、ホルダから半導体基板側に向けて突設され、半導体基板の外周縁部を間にして略水平方向に対向配置された一対の凸部と、一方の凸部側に設けられ、他方の凸部に向けて検出光を照射する光照射部と、他方の凸部側に設けられ、照射された検出光を受光する受光部と、を備えている。なお、光照射部及び受光部は、いわゆる透過型光センサを構成する。

上述のように構成された従来の基板搬入・搬出装置では、載置部に保管用容器が載置された後、シャッター駆動機構が作動して、通過口を閉塞しているシャッター部材を下降移動させることで通過口を開放させる。すると通過口の開放に伴って、ホルダが保管用容器内に進入すると共にシャッター部材の下降移動に伴って保管用容器内を下降移動する。受光部は、ホルダの下降移動中、光照射部から照射された検出光の受光の有無に対応して検出信号を出力する。
これにより、受光部からの検出信号と位置検出センサからの検出信号とに基づいて、例えば保管用容器内に収納されている各半導体基板の有無等を把握する、いわゆるマッピングを行うことが可能とされている。

特開２００１−７１８２号公報

上記従来の基板搬入・搬出装置では、光照射部及び受光部を具備する透過型光センサを利用しているので、保管用容器内に一対の凸部が形成されたホルダを十分に進入させ、光照射部及び受光部を、半導体基板の外周縁部を略水平方向から確実に挟み込む位置に配置させる必要がある。このとき、半導体基板として一般的な円形状の半導体ウエハの場合には、円形状であるがゆえに、半導体ウエハの外周面と保管用容器の内面との間のスペースを通過口側で大きく確保することができ、光照射部及び受光部を上述した位置に配置させることが可能となる。

しかしながら、円形以外の形状の半導体ウエハや、例えば正方形状、長方形状等のいわゆる角型のガラス基板等の基板の場合には、基板が保管用容器内を占める面積が円形の場合よりも増加するので、基板の外周面と保管用容器の内面との間のスペースを、通過口側で大きく確保することが難しい。
従って、従来の基板搬入・搬出装置では、角型の基板を想定した場合、保管用容器内にホルダを十分に進入させることが難しく、光照射部及び受光部を上述した位置に配置させることが困難になってしまう。従って、角型の基板に対応することは困難であり、改善の余地があった。

なお、例えば基板のサイズに対して保管用容器のサイズを大きくした場合には、角型の基板であっても保管用容器内にホルダを十分に進入させることが可能になると考えられる。しかしながらこの場合には、保管用容器が大型化するだけでなく、ホルダ自体のサイズも大きくなってしまうので装置全体の大型化を招いてしまい、やはり改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、小型化を図りながら、基板の形状に影響されることなく、基板の状態を精度良く且つ高速に検出することができるロードポートを提供することである。

（１）本発明に係るロードポートは、複数の基板を多段に収容する容器内に連通する開口部を開放可能に閉塞すると共に、前記開口部を閉塞する閉塞位置と前記開口部を開放する開放位置との間で昇降移動するドア部と、前記ドア部に一体的に設けられ、前記基板の状態を検出するマッピングセンサと、を備え、前記マッピングセンサは、前記基板に向けて撮像用の光を照射する発光部、及び前記発光部によって照明された照明領域内を撮像して撮像画像を取得する撮像部を有している。

本発明に係るロードポートによれば、ドア部が閉塞位置から開放位置に向けて下降移動することで開口部を開放できるので、開口部を通じて容器内にアクセスすることが可能となる。これにより、例えば開口部を通じて容器内に収容されている基板の取出し、或いは容器内への基板の収容を行うことができる。
ドア部にはマッピングセンサが一体的に設けられているので、ドア部の昇降移動に伴ってマッピングセンサを移動させることができる。そのためマッピングセンサは、例えばドア部が閉塞位置から開放位置に向けて下降移動するときに、容器内に収容されている複数の基板に対して開口部を通じて対向しながら下降移動する。具体的には、マッピングセンサは、複数の基板のうち、最上段に位置する基板側から最下段に位置する基板側に向けて下降移動する。

このときマッピングセンサは、基板の撮像画像を取得しながら下降移動を行う。すなわち、発光部が基板に向けて撮像用の光を照射すると共に、撮像部が発光部によって照明された照明領域内の撮像を行って撮像画像を取得する。これにより、マッピングセンサ側から基板を見た視点における撮像画像を取得することができ、例えば１枚或いは複数枚の基板の外周端が写り込んだ撮像画像を取得することができる。従って、撮像画像に基づいて、例えば基板の収容状態を把握することができる。

特に、ドア部に一体的に設けられたマッピングセンサを利用して、ドア部の下降移動に連動して撮像画像を取得することができるので、ドア部の動作とマッピングセンサの検出動作とを別個に行う必要がない。そのため、ドア部の下降移動と同時に、複数の基板の状態を検出することができるので、処理効率を向上することができると共に基板の状態を高速に検出することができる。
また、撮像画像に基づいて基板の状態を検出できるので、例えば検出光の反射を利用して検出を行う一般的な反射型光センサを利用する場合に比べて、精度良く基板の状態を検出することができる。すなわち、反射型光センサの場合には、例えば対象物（ワーク）に対する検出光の位置ずれ、検出光の反射具合或いは検出光の反射光量等の影響によって検出精度が低下し易い。しかしながら、撮像画像に基づいて基板の状態を検出するので、反射型光センサを利用する場合における上述の懸念がなく、高精度な検出を行える。

さらに撮像画像に基づいて基板の状態を検出できるので、従来の透過型光センサとは異なり、マッピングセンサを容器内に進入させる必要がない。そのため、マッピングセンサを容器内に進入させるための構成が不要となり、その分、構成を簡略化し易い。従って、ロードポートの小型化を図ることができる。さらに、角型の基板であっても対応することが可能であるので、基板の形状に影響されることなく基板の状態を安定的に検出することができる。そのため、多種多様な基板に対して柔軟に対応することが可能であり、使い易く利便性に優れたロードポートとすることができる。

（２）前記発光部は、前記照明領域内に前記基板が１枚のみ含まれるように前記光を照射しても良い。

この場合には、基板が１枚だけ写り込むように撮像画像を取得することができるので、基板の状態の検出を１枚毎に行うことができ、より高精度な検出を行うことができる。

（３）前記撮像画像に基づいて、前記容器に対する前記基板の収容状態を判断するマッピング判断部を備えても良い。

この場合には、マッピング判断部を備えているので、マッピングセンサで取得された撮像画像に基づいて基板の収容状態、例えば重なり配置及び斜め配置の有無や、基板の有無等をさらに速やかに判断することができる。特に、予め設定した各種条件等に基づいて、マッピング判断部に基板の収容状態を判断させることも可能となるので、例えば基板の有無を判断するマッピング作業を効率良く行うことができる。

（４）前記ドア部には、前記マッピングセンサが複数設けられ、前記マッピング判断部は、複数の前記マッピングセンサでそれぞれ撮像された前記撮像画像に基づいて前記基板の収容状態を判断しても良い。

この場合には、マッピング判断部が複数枚の撮像画像に基づいて基板の収容状態を判断するので、さらに精度良く基板の収容状態を判断することができる。

（５）前記容器に対する収容状態が正常とされた前記基板を予め撮像した基準撮像画像が記録された記録部を備え、前記マッピング判断部は、前記マッピングセンサで撮像された前記撮像画像と、前記記録部に記録された前記基準撮像画像と、を比較することで前記基板の収容状態の良否を判断しても良い。

この場合には、マッピング判断部が、マッピングセンサによって実際に撮像された撮像画像と、予め撮像された基準撮像画像とを比較することで、基板の収容状態の良否を高精度且つ速やかに判断することができる。

本発明に係るロードポートによれば、小型化を図りながら、基板の形状に影響されることなく、基板の状態を精度良く且つ高速に検出することができる。

本発明に係るロードポートの第１実施形態を示す縦断面図である。 図１に示す保管用容器の斜視図である。 図１に示す状態から、可動テーブルが移動することで保管用容器の蓋部がドア部に前方から接触した状態を示すロードポートの縦断面図である。 図１に示すロードポートを後方側（処理室側）から見た背面図である。 図１に示すロードポートを前方側（制御ボックス側）から見た正面図である。 図３に示す状態から、蓋部を保持したドア部を後方側に向けて水平移動させた状態を示すロードポートの縦断面図である。 図１に示す駆動機構を前方側から見た正面図である。 図７に示す駆動機構を矢印Ａ方向から見た側面図である。 図６に示す状態から、ドア部を下降移動させた状態を示すロードポートの縦断面図である。 図９に示す状態から、ドア部をさらに下降移動させて開位置に位置させた状態を示すロードポートの縦断面図である。 図１に示すマッピングセンサの周辺を拡大した斜視図である。 図１１に示すマッピングセンサを利用して、半導体ウエハの撮像画像を取得している状態を説明するための模式図である。 図１１に示すマッピングセンサの照射部で照射される照射領域を説明するための模式図である。 図１１に示すマッピングセンサで取得される撮像画像の一例を示す図である。 本発明に係るロードポートの第２実施形態を示す縦断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係るロードポートの第１実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面では、図面を見易くして発明の理解を助けるために、各構成部品の縮尺を適宜変更している場合がある。また、本実施形態では、基板として半導体ウエハを例に挙げて説明する。

図１に示すように、本実施形態のロードポート１は、半導体ウエハＷに対して処理（例えば熱処理、特定の不純物を添加するドーピング処理、フォトリソグラフィ処理、露光処理、エッチング加工等）を行う図示しない半導体製造装置に対して組み付けられて使用され、複数の半導体ウエハＷを収容する保管用容器（容器）２と半導体製造装置との間のインターフェース部分としての役割を果たすユニットとされている。

ロードポート１は、設置面上に設置され、後述する駆動機構２１を含む各種の構成部品が内部に組み込まれた制御ボックス１０と、制御ボックス１０の上部に配置された固定テーブル１１と、固定テーブル１１上に配置された可動テーブル１２と、半導体製造装置における処理室Ｒ１内と半導体製造装置の外部に位置する外部空間Ｒ２とを仕切る隔壁部１３と、を備えている。

本実施形態では、図１において、鉛直方向に沿って制御ボックス１０から可動テーブル１２側に向かう方向を上方といい、その反対方向を下方という。また、水平方向のうち、処理室Ｒ１と外部空間Ｒ２とを結ぶ方向を前後方向Ｌ１といい、前後方向Ｌ１に交差する方向を左右方向Ｌ２という。さらに、前後方向Ｌ１のうち、処理室Ｒ１側から外部空間Ｒ２側に向かう方向を前方といい、その反対方向を後方という。

処理室Ｒ１は、その内部が高清浄状態に維持されたクリーンルームとされている。処理室Ｒ１内には、保管用容器２内に収容されている複数の半導体ウエハＷの中から、任意に選択した半導体ウエハＷを取り出して半導体製造装置の図示しない処理ユニット側に受け渡す、或いは処理ユニット側から半導体ウエハＷを受け取って保管用容器２内に収容するための図示しないハンドリングロボットが配置されている。

保管用容器２は、例えば直方体状に形成されると共に処理室Ｒ１内と同様に、その内部は高清浄状態を維持した状態で密閉されている。従って、半導体ウエハＷは、常に高清浄状態が維持された環境下で取り扱われる。この種の保管用容器２としては、例えばＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：正面開口式カセット一体型搬送保管容器）等が挙げられる。

保管用容器２について、簡単に説明する。
図２に示すように保管用容器２は、内部に複数の半導体ウエハＷを取出し可能に多段に収容すると共に収容口４が形成された容器本体３と、容器本体３の収容口４の内側に取外し可能に装着される蓋部５と、を備えている。

保管用容器２は、図示しない自動搬送装置によって複数の半導体製造装置間を搬送可能とされていると共に、自動搬送装置によってロードポート１の可動テーブル１２上に載置される。
ただし、自動搬送装置による搬送は必須ではなく、例えば保管用容器２を他の搬送装置或いは手動で可動テーブル１２上に載置しても構わない。図示の例では、容器本体３の上面に、自動搬送装置が保管用容器２を保持するためのアタッチメント３ａが形成されている。

蓋部５は、容器本体３の収容口４の内側を密に塞ぐように装着され、容器本体３の内部を密閉している。これにより、保管用容器２の内部は高清浄状態に維持される。
蓋部５は、容器本体３に形成された複数の係合凹部６内に離脱可能に係合する図示しない係合突起部を有している。係合突起部が係合凹部６内に係合することで、蓋部５は容器本体３に対してロックした状態で装着される。さらに蓋部５には、ロードポート１の後述するドア部２０に形成されたラッチキー３０が離脱可能に係合するキー孔７が形成されている。

上述した係合突起部は、キー孔７に係合したラッチキー３０の回転に伴って係合凹部６に対する係合と、係合凹部６からの離脱とが切り換わる。そのため、係合凹部６内から係合突起部を離脱するようにラッチキー３０を回転させることで、容器本体３に対する蓋部５のロック状態は解除される。

容器本体３の内部には、前後方向Ｌ１に延びる収容棚８が左右方向Ｌ２に対向するように形成されていると共に、上下に一定の間隔をあけて複数段形成されている。半導体ウエハＷは、これら複数の収容棚８を利用して収容されている。これにより、半導体ウエハＷは上下に多段に配列された状態で保管用容器２内に収容されている。なお、図２以外の各図面では、収容棚８の図示を省略している。

本実施形態では、図２に示すように、角型の半導体ウエハＷを例に挙げて説明する。ただし、半導体ウエハＷの形状は角型に限定されるものではなく、例えば円形状に形成されていても構わない。

図１に示すように、可動テーブル１２は、固定テーブル１１に対して前後方向Ｌ１に相対移動可能に固定テーブル１１の上面に取り付けられている。なお、可動テーブル１２には、保管用容器２が載置されたときに、容器本体３の底面に係合する図示しない係合部（例えば係合ピン）が取り付けられている。これにより、可動テーブル１２と保管用容器２とをドッキング（連結）させて、可動テーブル１２と保管用容器２とを一体的に繋ぐことが可能とされている。

可動テーブル１２は、保管用容器２が載置された後、図１に示す状態から固定テーブル１１に対して後方側に移動することで、図３に示すように、後述するドア部２０の前面に対して保管用容器２の蓋部５を前方から接触させることが可能とされている。

図１及び図４に示すように、隔壁部１３は、例えば後方から見て左右方向Ｌ２よりも上下に長い縦長の長方形状に形成され、制御ボックス１０及び固定テーブル１１に対して一体に組み合わされていると共に、保管用容器２よりも上方に向けて延びている。
隔壁部１３には、保管用容器２に対して前後方向Ｌ１に対向する部分に、該隔壁部１３を前後方向Ｌ１に貫通する開口部１５が形成されている。開口部１５は、保管用容器２の外形サイズよりも僅かに大きいサイズに形成されている。そのため、開口部１５を通じて保管用容器２の蓋部５を、ドア部２０と共に処理室Ｒ１側に通過させることができる。また、開口部１５の内側は、容器本体３から蓋部５が取り外されたときに、収容口４を通じて保管用容器２内に連通可能とされている。

隔壁部１３のうち、制御ボックス１０に対して前後方向Ｌ１に対向する部分には、該隔壁部１３を前後方向Ｌ１に貫通すると共に上下に延びる縦孔１６が形成されている。
隔壁部１３のうち、固定テーブル１１よりも上方に位置する部分の前面には、図１及び図５に示すように上カバー１７が取り付けられている。上カバー１７には、隔壁部１３の開口部１５に対応してカバー開口部１８が形成されていると共に、例えばロードポート１の作動状況を示す各種のインジケータ１９が取り付けられている。なお、図５では、保管用容器２の図示を省略している。

図１に示すように、さらにロードポート１は、隔壁部１３の開口部１５を開放可能に閉塞すると共に、開口部１５を閉塞する閉塞位置Ｐ１と開口部１５を開放する開放位置Ｐ２（図１０参照）との間で昇降移動（上下方向に沿う移動）するドア部２０と、ドア部２０と、ドア部２０を作動させる駆動機構２１と、ドア部２０に一体的に設けられ、半導体ウエハＷの状態を検出するマッピングセンサ２２と、ロードポート１の動作を総合的に制御する制御部２３と、を備えている。なお、図１以外の各図面では制御部２３の図示を省略している。

図１、図４及び図５に示すように、ドア部２０は、開口部１５を処理室Ｒ１側から密に塞いでおり、ドア部２０と開口部１５との間に高いシール性を確保している。ドア部２０の前面には、ラッチキー３０及び保持パッド３１が形成されている。

ラッチキー３０は、保管用容器２における蓋部５のキー孔７に対して前後方向Ｌ１に対向するように配置されていると共に、前方に向けて突出するように形成されている。ラッチキー３０は、ドア部２０の内部に内蔵された図示しない駆動モータ等によって回転可能とされている。
保持パッド３１は、保管用容器２における蓋部５を吸着（例えば真空吸着）によって保持することが可能とされている。これにより、ドア部２０は、保管用容器２の蓋部５を保持した状態で、閉塞位置Ｐ１と開放位置Ｐ２との間を昇降移動することが可能とされている。

図１及び図４に示すように、駆動機構２１は、閉塞位置Ｐ１に位置しているドア部２０を後方に向けて一旦水平移動させた後、開放位置Ｐ２に向けて下降移動させるように、ドア部２０を駆動するユニットである。
駆動機構２１は、ドア部２０に一体的に固定された支持フレーム３５と、支持フレーム３５を介してドア部２０を隔壁部１３に対して前後方向Ｌ１に相対移動させる第１駆動部３６と、支持フレーム３５を介してドア部２０を隔壁部１３に対して相対的に昇降移動させる第２駆動部３７と、を備えている。

支持フレーム３５は、上下に延びる縦長に形成され、隔壁部１３よりも後方側（処理室Ｒ１側）に配置されている。図示の例では、支持フレーム３５は断面Ｃ形状に形成されている。ただし、支持フレーム３５の形状は、断面Ｃ形状に限定されるものではなく、例えばプレート状或いはロッド状等でも良く、適宜変更して構わない。
支持フレーム３５の上端部は、ドア部２０の下端縁部のうち左右方向Ｌ２の中央に位置する部分に、図示しない公知の締結手段等によって一体的に連結されている。

図１に示すように、第１駆動部３６は、制御ボックス１０内に配置され、圧縮空気が給気及び排気されるシリンダ部４０と、シリンダ部４０内の圧縮空気の空気圧の制御によって、シリンダ部４０内を往復移動するピストンロッド４１と、を備えたエアシリンダとされている。

シリンダ部４０は、第２駆動部３７によって昇降移動する昇降プレート４２に固定されている。ピストンロッド４１は、前後方向Ｌ１に往復移動可能とされ、その先端部は隔壁部１３に形成された縦孔１６を通じて処理室Ｒ１側に突出すると共に支持フレーム３５の下端部に、図示しない公知の締結手段等によって一体的に連結されている。
これにより、ピストンロッド４１を伸長させて、該ピストンロッド４１の先端部を後方側に移動させることで、図６に示すように、支持フレーム３５を介してドア部２０を後方側に水平移動させて、ドア部２０を隔壁部１３の開口部１５から離脱させることが可能とされている。

なお、上述した場合とは逆に、図６に示す状態からピストンロッド４１を短縮させて、該ピストンロッド４１の先端部を前方側に移動させることで、図３に示すように、支持フレーム３５を介してドア部２０を前方側に水平移動させて、ドア部２０を隔壁部１３の開口部１５の内側に装着させることが可能とされている。

図１、図７及び図８に示すように、第２駆動部３７は、制御ボックス１０内に配置され、圧縮空気が給気及び排気されるシリンダチューブ４５と、シリンダチューブ４５内の圧縮空気の空気圧の制御によってシリンダチューブ４５に沿って上下に昇降移動する可動体４６と、を備えたエア駆動式のロッドレスシリンダとされている。

シリンダチューブ４５は、縦孔１６に対して左右方向Ｌ２に僅かに離れた位置において、縦孔１６に対して略平行に配置された状態で隔壁部１３の前面側に一体的に固定されている。図示の例では、シリンダチューブ４５の上端部及び下端部がＬ形フランジ４７を介して、図示しない公知の締結手段等により隔壁部１３の前面側に固定されている。これにより、可動体４６は縦孔１６に沿うように昇降移動可能とされている。

可動体４６には、昇降プレート４２が一体的に連結されている。昇降プレート４２は、前後方向Ｌ１から見て縦孔１６よりも左右方向Ｌ２に長い長方形状に形成され、縦孔１６に対向するように制御ボックス１０内に配置されている。これにより、昇降プレート４２は、可動体４６の昇降移動に伴って縦孔１６に沿って昇降移動する。

隔壁部１３の前面側には、縦孔１６に沿って延びた縦長の一対のガイドレール４８が、縦孔１６を挟んで左右方向Ｌ２に並ぶように取り付けられている。昇降プレート４２は、一対のガイドレール４８でガイドされながら、可動体４６に伴って昇降移動する。

上述のように第２駆動部３７が構成されているので、可動体４６に伴って昇降プレート４２が昇降移動すると、該昇降プレート４２に固定されている第１駆動部３６自体を昇降移動させることができる。そのため、支持フレーム３５を介してドア部２０を昇降移動させることが可能とされている。

具体的には、図６に示すように、第１駆動部３６のピストンロッド４１の伸長によってドア部２０を隔壁部１３から離間させるように後方側に移動させた後、第２駆動部３７の可動体４６を下降移動させる。これにより、可動体４６に伴って昇降プレート４２及び第１駆動部３６を下降移動させることができるので、ドア部２０を図９に示すように下降移動させることができる。
可動体４６は、図１０に示すように少なくとも保管用容器２内に収容されている半導体ウエハＷのうち、最下段に位置している半導体ウエハＷが処理室Ｒ１側に露出した時点で下降移動が停止する。そして、可動体４６の下降移動が停止したドア部２０の位置が開放位置Ｐ２とされている。

上述のように、ドア部２０は駆動機構２１によって、水平移動を伴いながら、図３に示す閉塞位置Ｐ１と図１０に示す開放位置Ｐ２との間で昇降移動可能とされている。

図１に示すように、隔壁部１３の前面には、隔壁部１３との間に第１駆動部３６及び第２駆動部３７を収容した状態で、縦孔１６を前方側から覆うカバー部材４９が取り付けられている。カバー部材４９は、隔壁部１３との間に高いシール性を確保した状態で隔壁部１３に取り付けられている。
これにより、制御ボックス１０内の空間のうちカバー部材４９の内側の空間は、縦孔１６に連通すると共にカバー部材４９によって仕切られた空間とされている。そのため、隔壁部１３に縦孔１６が形成されていたとしても、カバー部材４９によって処理室Ｒ１内の空気清浄度が低下することを抑制できる。これにより、処理室Ｒ１内は高清浄状態に維持されている。

なお、第１駆動部３６におけるピストンロッド４１の作動（すなわち、シリンダ部４０内の空気圧制御）、及び第２駆動部３７における可動体４６の作動（すなわち、シリンダチューブ４５内の空気圧制御）は、制御ボックス１０内に配置されている制御部２３によって制御されている。
さらに制御ボックス１０には、例えば第１駆動部３６及び第２駆動部３７の作動に用いる圧縮空気用の図示しないエア接続ポートや、電源ケーブル或いは制御ケーブル等の各種ケーブル用の図示しないケーブル接続ポート等が取り付けられている。

図１、図４及び図１１に示すように、マッピングセンサ２２は、ドア部２０の上端縁部に一体的に固定されている。具体的には、マッピングセンサ２２は、ドア部２０の上端縁部のうち左右方向Ｌ２の中央に位置する部分に、例えば図示しない公知の締結手段等によって固定されている。
従って、マッピングセンサ２２は、保管用容器２内に収容されている複数の半導体ウエハＷのうち最上段に位置する半導体ウエハＷよりも上方に配置されている。なお、マッピングセンサ２２を、ドア部２０の上端縁部に左右方向Ｌ２に移動可能に固定しても構わない。この場合には、必要に応じてマッピングセンサ２２の位置を調整することが可能となる。

図１１に示すように、マッピングセンサ２２は、半導体ウエハＷ側に向かう前方に向けて撮像用の光Ｌを照射する発光部５０と、発光部５０によって照明された照明領域Ｓ内を撮像して撮像画像５１（図１４参照）を取得する撮像部５２と、を備えている。なお、撮像部５２は、光Ｌの光軸Ｏに交差する仮想の撮像面Ｖを撮像して撮像画像５１を取得する。よってマッピングセンサ２２は、２次元の撮像画像５１を取得する画像取得センサ（或いは面光電センサ）とされている。

発光部５０は、例えばＬＥＤとされ、所定の波長帯域に調整された光Ｌを照射する。なお、発光部５０の発光タイミングは、例えば制御部２３によって制御されている。発光部５０は、図１２及び図１３に示すように、例えば発光角度や発光強度等の調整によって、照明領域Ｓ内に半導体ウエハＷが１枚含まれるように光Ｌを照射する。

図１１に示すように、撮像部５２は、例えばＣＭＯＳ等の固体撮像素子とされ、例えば発光強度に対応した撮像画像５１を取得すると共に、取得した撮像画像５１を制御部２３に出力する。なお、撮像部５２の撮像タイミングは、例えば制御部２３によって制御されている。
図１３に示すように照明領域Ｓ内に半導体ウエハＷが１枚含まれるように発光部５０が光Ｌを照射するので、例えば図１４に示すように撮像部５２は半導体ウエハＷが１枚だけ写り込んだ撮像画像５１を取得することが可能とされている。

マッピングセンサ２２は、図９及び図１０に示すように、ドア部２０が隔壁部１３から離間するように後方に向けて水平移動し、その後に開放位置Ｐ２に向けて下降移動するときに、撮像画像５１の取得を行うように制御されている。このとき、マッピングセンサ２２は、半導体ウエハＷよりも後方側に所定距離離れた位置において、ドア部２０に伴って下降移動するので、撮像部５２は上記所定距離で撮像画像５１が適切に取得できるように、その焦点距離、画角等が適切に調整されている。

制御部２３は、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１を、図１に示すデータ記録部（記録部）６０に記録する。なお、制御部２３は、撮像画像５１を図示しない表示モニタに出力しても構わない。さらに、制御部２３にはドア部２０の下降移動に伴って下降移動するマッピングセンサ２２の、半導体ウエハＷに対する相対位置を示す位置検出信号が位置検出センサ６１（図７及び図８参照）から入力される。

位置検出センサ６１について簡単に説明する。
図７及び図８に示すように、隔壁部１３の前面には第２駆動部３７のシリンダチューブ４５に沿うように縦長のセンサドグ６２が取り付けられている。位置検出センサ６１は、第２駆動部３７における可動体４６に例えば支持片６３を介して取り付けられ、可動体４６の昇降移動に伴ってセンサドグ６２に沿って昇降移動可能とされている。

位置検出センサ６１は、例えばセンサドグ６２を挟んで左右方向Ｌ２に対向するように配置された、図示しない光照射部及び受光部を有する透過型光センサとされている。位置検出センサ６１は、受光部が光照射部からの検出光を受光しながらセンサドグ６２に沿って昇降移動すると共に、受光部による受光結果に対応した位置検出信号を制御部２３に出力している。

センサドグ６２には、検出光を遮光する複数の凸部６４が上下に一定の間隔をあけて間欠配置されている。各凸部６４は、光照射部と受光部との間に入り込んで検出光を遮ることが可能とされている。これら複数の凸部６４は、保管用容器２に設けられた複数の収容棚８に対応する数及びピッチで形成されている。そのため、複数の凸部６４は、ドア部２０の下降移動に伴ってマッピングセンサ２２が各半導体ウエハＷの側方を通過するタイミングで検出光を順次遮光する。

上述のように複数の凸部６４を有するセンサドグ６２と位置検出センサ６１とが対応付けられているので、制御部２３は位置検出センサ６１で検出された位置検出信号に基づいて、半導体ウエハＷに対するマッピングセンサ２２の相対位置を把握することが可能とされている。
これにより、制御部２３は、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１が、保管用容器２の何段目の収容棚８に収容されている撮像画像５１であるかを把握することができる。そして制御部２３は、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１を、保管用容器２内での半導体ウエハＷの収容位置に対応付けてデータ記録部６０に記録する。

（ロードポートの作用）
次に、上述のように構成されたロードポート１の作用について説明する。
図１に示すように、例えば自動搬送装置によって搬送されてきた保管用容器２が可動テーブル１２上に載置されると、可動テーブル１２に形成された図示しない係合部が容器本体３の底面に係合する。これにより、可動テーブル１２と保管用容器２とをドッキングして両者を一体的に繋ぐことができ、可動テーブル１２上に保管用容器２を安定した状態で載置することができる。

可動テーブル１２と保管用容器２とのドッキング後、可動テーブル１２が例えば制御部２３からの指示を受けて固定テーブル１１に対して後方に移動し、図３に示すように保管用容器２の蓋部５をドア部２０の前面に前方から接触させる。このとき、ドア部２０に形成されたラッチキー３０が蓋部５に形成されたキー孔７に係合した状態で蓋部５とドア部２０とが接触する。蓋部５とドア部２０とが接触すると、例えば制御部２３からの指示を受けてラッチキー３０が回転して、容器本体３に対する蓋部５のロックを解除すると共に、保持パッド３１が蓋部５を吸着して保持する。

蓋部５のロックが解除され、且つ保持パッド３１が蓋部５を保持した後、制御部２３は駆動機構２１を作動させてドア部２０を閉塞位置Ｐ１から開放移動に向けて移動させる。
はじめに、第１駆動部３６が制御部２３からの指示を受けて作動する。すなわち、シリンダ部４０内の空気圧制御によってピストンロッド４１を伸長させ、ピストンロッド４１の先端部を後方側に向けて水平移動させる。
これにより、図６に示すように、支持フレーム３５を介してドア部２０を隔壁部１３から離間するように後方側に水平移動させることができる。そのため、蓋部５を保持したままドア部２０を収容口４の内側から離脱させることができ、容器本体３の収容口４及び隔壁部１３の開口部１５をそれぞれ開放させることができる。
なお、ピストンロッド４１は、蓋部５が隔壁部１３よりも後方に位置するまで伸長する。そのため、開口部１５の内側は、収容口４を通じて保管用容器２内に連通した状態となる。

ドア部２０の後方への水平移動が完了すると、第２駆動部３７が制御部２３からの指示を受けて作動する。すなわち、シリンダチューブ４５内の空気圧制御によって可動体４６を下降移動させる。これにより、昇降プレート４２及び第１駆動部３６を可動体４６と共に下降移動させることができ、図９に示すように支持フレーム３５を介してドア部２０を下降移動させて、図１０に示す開放位置Ｐ２まで移動させることができる。
なお、可動体４６は、ドア部２０が開放位置Ｐ２に達したときに、例えば図示しないリミッタによって位置検出され、それ以上の下降移動が規制される。

ドア部２０が開放位置Ｐ２に達することで、処理室Ｒ１内と保管用容器２内とが連通した状態となると共に、処理室Ｒ１内に配置されているハンドリングロボットが保管用容器２内に収容されている複数の半導体ウエハＷに対してアクセス可能となる。
従って、これ以降、ハンドリングロボットを利用して、保管用容器２内に収容されている半導体ウエハＷを取り出して半導体製造装置側に受け渡す、或いは半導体製造装置側から半導体ウエハＷを受け取って保管用容器２内に収容することが可能となり、半導体ウエハＷに対する所定の処理を行うことができる。

ところで、上述したドア部２０の下降移動時、ドア部２０に設けられたマッピングセンサ２２は、図９及び図１０に示すように、ドア部２０の下降移動に伴って保管用容器２内に収容されている複数の半導体ウエハＷに対して開口部１５を通じて後方側から対向しながら下降移動する。具体的には、マッピングセンサ２２は、複数の半導体ウエハＷのうち、最上段に位置する半導体ウエハＷ側から最下段に位置にする半導体ウエハＷに向けて下降移動する。

このときマッピングセンサ２２は、制御部２３からの指示を受けて半導体ウエハＷの撮像画像５１を取得しながら下降移動する。すなわち、図１１に示すように発光部５０が半導体ウエハＷに向けて撮像用の光Ｌを照射すると共に、撮像部５２が発光部５０によって照明された照明領域Ｓ内の撮像を行って撮像画像５１を取得する。

このとき、撮像部５２が光Ｌの光軸Ｏに交差する撮像面Ｖを撮像して撮像画像５１を取得するので、マッピングセンサ２２側から見た視点における撮像画像５１を取得することができ、図１４に示すように、半導体ウエハＷの外周端が写り込んだ撮像画像５１を取得することができる。
特に、図１２及び図１３に示すように、発光部５０が照明領域Ｓ内に半導体ウエハＷが１枚だけ含まれるように光Ｌを照射するので、撮像部５２は１枚の半導体ウエハＷの外周端だけが写り込んだ撮像画像５１を取得することができる。そしてマッピングセンサ２２は、取得した撮像画像５１を制御部２３に出力する。

また、マッピングセンサ２２による撮像画像５１の取得と同時に、ドア部２０の下降移動に伴って位置検出センサ６１がセンサドグ６２に沿って移動するので、位置検出センサ６１がセンサドグ６２の凸部６４を通過する毎に検出光が遮光される。そして、位置検出センサ６１は、受光部による受光結果に対応した位置検出信号を制御部２３に出力する。

制御部２３は、位置検出センサ６１で検出された位置検出信号に基づいて、半導体ウエハＷに対するマッピングセンサ２２の相対位置を把握することができると共に、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１が保管用容器２の何段目の収容棚８に収容されている撮像画像５１であるかを把握することができる。
そして制御部２３は、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１を、保管用容器２内での半導体ウエハＷの収容位置に対応付けてデータ記録部６０に記録すると共に、必要に応じて表示モニタに表示する。

従って、データ記録部６０或いは表示モニタを介して、例えば作業者が撮像画像５１を把握することができ、撮像画像５１に基づいて各半導体ウエハＷの収容状態を把握することができる。例えば、同じ収容棚８に半導体ウエハＷが重なって収容されている重なり配置の有無、異なる段の収容棚８に半導体ウエハＷが斜めに収容されている斜め配置の有無、収容棚８に半導体ウエハＷが収容されているか否かの半導体ウエハＷの有無等を把握することができる。

しかも、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１を、保管用容器２内での半導体ウエハＷの収容位置に対応付けているので、収容状態が不良の半導体ウエハＷがあった場合には、その不良の半導体ウエハＷの収容位置（すなわち何段目の収容棚８に収容されているかについて）を正確に把握することができる。これにより、例えば、収容状態が不良の半導体ウエハＷに対してハンドリングロボットがアクセスしないように制御する等といったことが可能である。

特に、ドア部２０に一体的に形成されたマッピングセンサ２２を利用して、ドア部２０の下降移動に伴って撮像画像５１を取得することができるので、ドア部２０の動作とマッピングセンサ２２の検出動作とを別個に行う必要がない。そのため、ドア部２０の下降動作と同時に、複数の半導体ウエハＷの状態を検出することができるので、処理効率を向上することができると共に半導体ウエハＷの状態を高速に検出することができる。従って、例えば半導体ウエハＷの有無を検出するマッピング作業を効率良く行うことができる。

また、撮像画像５１に基づいて半導体ウエハＷの状態を検出できるので、例えば検出光の反射を利用して検出を行う一般的な反射型光センサを利用する場合に比べて、精度良く半導体ウエハＷの状態を検出することができる。すなわち、反射型光センサの場合には、例えば対象物（ワーク）に対する検出光の位置ずれ、検出光の反射具合或いは検出光の反射光量等の影響によって検出精度が低下し易い。
しかしながら、本実施形態のロードポート１によれば、撮像画像５１に基づいて半導体ウエハＷの状態を検出するので、反射型光センサを利用する場合における上述の懸念がなく、高精度な検出を行える。従って、例えば半導体ウエハＷの有無を検出するマッピング作業を精度良く行うことができる。

さらに撮像画像５１に基づいて半導体ウエハＷの状態を検出できるので、従来の透過型光センサとは異なり、マッピングセンサ２２を保管用容器２内に進入させる必要がない。そのため、マッピングセンサ２２を保管用容器２内に進入させるための構成が不要となり、その分、構成を簡略化し易い。従って、ロードポート１の小型化を図ることができる。
さらに、角型の半導体ウエハＷであっても対応することが可能であるので、半導体ウエハＷの形状に影響されることなく半導体ウエハＷの状態を安定的に検出することができる。そのため、多種多様な半導体ウエハＷに対して柔軟に対応することが可能であり、使い易く利便性に優れたロードポート１とすることができる。

以上説明したように、本実施形態のロードポート１によれば、小型化を図りながら、半導体ウエハＷの形状に影響されることなく、半導体ウエハＷの状態を精度良く且つ高速に検出することができる。従って、保管用容器２の収容棚８に対する各半導体ウエハＷの収容状態（重なり配置の有無、斜め配置の有無、半導体ウエハＷの有無等）を、速やかに判断することができる。特に、半導体ウエハＷの有無を検出するマッピング作業を高精度且つ高速に行うことができる。

さらに、本実施形態では、半導体ウエハＷが１枚だけ写り込むように撮像画像５１を取得するので、半導体ウエハＷの状態の検出を１枚毎に行うことができ、高精度な検出を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係るロードポートの第２実施形態について図面を参照して説明する。
なお、第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

図１５に示すように、本実施形態のロードポート７０は、制御ボックス１０内に配置され、マッピングセンサ２２の検出結果に基づいて保管用容器２に対する半導体ウエハＷの収容状態を判断するマッピング判断部７１を備えている。

制御部２３は、マッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１を、データ記録部６０に記録すると共にマッピング判断部７１に出力する。その際、制御部２３は、位置検出センサ６１で検出された位置検出信号に対応付けて撮像画像５１をマッピング判断部７１に出力する。マッピング判断部７１は、撮像画像５１に基づいて半導体ウエハＷの収容状態を判断すると共に、その判断結果を位置検出信号に対応付けてデータ記録部６０に記録する。

（ロードポートの作用）
このように構成された本実施形態のロードポート７０によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏効することができることに加え、さらにマッピング判断部７１を具備しているので、各半導体ウエハＷの収容状態（重なり配置の有無、斜め配置の有無、半導体ウエハＷの有無等）を、さらに効率良く判断することができる。
特に、予め設定した各種条件に基づいてマッピング判断部７１に収容状態を判断させることが可能となるので、より高精度且つ高速に半導体ウエハＷの収容状態を判断することができる。従って、さらに効率良くマッピング作業を行うことができる。

さらに、本実施形態のロードポート７０において、容器本体３に対する収容状態が正常とされた半導体ウエハＷを予めマッピングセンサ２２で撮像した基準撮像画像をデータ記録部６０に記録しておいても良い。そのうえで、マッピング判断部７１が、マッピングセンサ２２で実際に撮像された撮像画像５１と、データ記録部６０に記録された基準撮像画像とを比較することで、半導体ウエハＷの収容状態の良否を判断するように構成しても構わない。
このように構成した場合には、マッピング判断部７１がマッピングセンサ２２で実際に撮像された撮像画像５１と、予め撮像された基準撮像画像とを比較することで、半導体ウエハＷの収容状態の良否をさらに高精度且つ速やかに判断することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。各実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが可能である。また、各実施形態には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。

例えば、上記各実施形態では、基板として半導体ウエハＷを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、半導体パッケージ用ガラスウエハ等であっても構わない。
また、上記各実施形態では、蓋部５を有する保管用容器２を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えば蓋部５を有さないオープン式の容器であっても構わない。この場合には、ドア部２０にラッチキー３０や保持パッド３１を具備する必要がないので、ドア部２０の構成をより簡略化し易い。

また、上記各実施形態では、ドア部２０の上端縁部にマッピングセンサ２２を取り付けたが、マッピングセンサ２２の位置はドア部２０の上端縁部に限定されるものではない。マッピングセンサ２２は、ドア部２０に一体的に固定されていれば良く、その取付け位置はドア部２０の上端縁部に限られない。この際、マッピングセンサ２２は、保管用容器２に収容されている複数の半導体ウエハＷのうち最上段に位置する半導体ウエハＷと同等の高さ、或いはそれよりも上方に位置していれば良い。

さらに、上記各実施形態では、ドア部２０に１つのマッピングセンサ２２を取り付けたが、マッピングセンサ２２の数は１つに限定されるものではなく、複数取り付けても構わない。この場合、例えば複数のマッピングセンサ２２で、半導体ウエハＷの同一視野を撮像するように構成しても構わないし、異なる視野を撮像するように構成しても構わない。

例えば第２実施形態において、２つのマッピングセンサ２２を利用して同一視野を撮像する場合には、共通の撮影領域を２つの撮像部５２で撮像できるので、一方のマッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１と、他方のマッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１と、を例えば比較処理する等の画像処理を行うことで、ノイズが除去されたより鮮明な撮像画像５１を取得することが可能である。これにより、この撮像画像５１に基づいてマッピング判断部７１により、半導体ウエハＷの収容状態をさらに正確に判断することができる。

また、第２実施形態において、２つのマッピングセンサ２２を利用して異なる視野を撮像する場合には、例えば共通の半導体ウエハＷについて、一方のマッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１に基づいた収容状態の判断と、他方のマッピングセンサ２２で取得された撮像画像５１に基づいた収容状態の判断と、を行える。
従って、例えば２つの撮像画像５１に基づいた収容状態の判断がともに「良」の場合に、半導体ウエハＷの収容状態が「良」であると判断し、いずれか一方の撮像画像５１に基づいた収容状態の判断が「不良」の場合に、半導体ウエハＷの収容状態が「不良」であると判断することが可能となる。そのため、半導体ウエハＷの収容状態をさらに正確に判断することができる。

また、上記各実施形態において、マッピングセンサ２２の発光部５０は、ドア部２０の下降に伴って撮像用の光Ｌを常時照射（いわゆるスタティック点灯方式）しても構わないし、半導体ウエハＷの位置に対応して撮像用の光Ｌを間欠照射（いわゆるパルス点灯方式）しても構わない。パルス点灯方式とした場合には、間欠照射に対応して撮像部５２が撮像画像５１を取得すれば良い。

また、上記各実施形態において、センサドグ６２を利用して、半導体ウエハＷに対するマッピングセンサ２２の相対位置を検出するように構成したが、センサドグ６２を利用する場合に限定されるものではない。例えば、ドア部２０の昇降移動をエンコーダで検出し、エンコーダからの出力信号に基づいて半導体ウエハＷに対するマッピングセンサ２２の相対位置を検出しても構わない。

Ｓ…照明領域
Ｗ…半導体ウエハ（基板）
Ｐ１…閉塞位置
Ｐ２…開放位置
１、７０…ロードポート
２…保管用容器（容器）
１５…開口部
２０…ドア部
２２…マッピングセンサ
５０…発光部
５１…撮像画像
５２…撮像部
６０…データ記録部（記録部）
７１…マッピング判断部

Claims (5)

1. 複数の基板を多段に収容する容器内に連通する開口部を開放可能に閉塞すると共に、前記開口部を閉塞する閉塞位置と前記開口部を開放する開放位置との間で昇降移動するドア部と、
   前記ドア部に一体的に設けられ、前記基板の状態を検出するマッピングセンサと、を備え、
   前記マッピングセンサは、前記基板に向けて撮像用の光を照射する発光部、及び前記発光部によって照明された照明領域内を撮像して撮像画像を取得する撮像部を有していることを特徴とするロードポート。
2. 請求項１に記載のロードポートにおいて、
   前記発光部は、前記照明領域内に前記基板が１枚のみ含まれるように前記光を照射する、ロードポート。
3. 請求項１又は２に記載のロードポートにおいて、
   前記撮像画像に基づいて、前記容器に対する前記基板の収容状態を判断するマッピング判断部を備えている、ロードポート。
4. 請求項３に記載のロードポートにおいて、
   前記ドア部には、前記マッピングセンサが複数設けられ、
   前記マッピング判断部は、複数の前記マッピングセンサでそれぞれ撮像された前記撮像画像に基づいて前記基板の収容状態を判断する、ロードポート。
5. 請求項３又は４に記載のロードポートにおいて、
   前記容器に対する収容状態が正常とされた前記基板を予め撮像した基準撮像画像が記録された記録部を備え、
   前記マッピング判断部は、前記マッピングセンサで撮像された前記撮像画像と、前記記録部に記録された前記基準撮像画像と、を比較することで前記基板の収容状態の良否を判断する、ロードポート。

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