JP5239825B2

JP5239825B2 - 薄板の搬送面接触状態検出方法

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Publication number: JP5239825B2
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Inventors: 賢輔平田
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Description

本発明は、搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される半導体基板や液晶基板等の薄板の搬送面に対する接触状態を検出する方法に関するものである。

例えば半導体基板や液晶基板に用いられるガラス製の薄板は、搬送中に傷が付くのを防ぐために、搬送面から下面に吹き付けられるエアにより搬送面から浮上させて搬送される。したがって、薄板の浮上搬送を行う設備の運用を開始する場合には、搬送後の薄板に搬送面との接触による傷が実際に付かないことを、事前に確認しておくことが肝要である。

搬送後の薄板に傷が付いていないことの確認は、勿論、搬送後の薄板を直接チェックすることでも実施できる。しかし、それでは自動化によるインライン化が難しい。また、視覚的に傷の有無を確認する作業は、人的なものにせよ、画像処理的なものにせよ、多大な労力を必要とする。

この労力を削減できるものとして、薄板の搬送面に対する接触を電気的に検出する提案がある。この提案では、搬送面とこれに対向する薄板の下面とにそれぞれ導電性皮膜を形成し、両面の接触による両皮膜間の電気的導通を検出する。なお、薄板の下面の導電性皮膜を複数に分割することで、搬送面に接触した薄板の箇所を特定することもできる（例えば、特許文献１）。
特開２００７−７６８３３６号公報

しかしながら、上記の提案では、搬送面と薄板の下面とにそれぞれ導電性皮膜を形成する必要があることから、事前の準備（前処理）にかなりの労力を必要とし、未だ改善の余地を残している。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、事前の煩雑な準備を必要とせずに、搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される薄板の搬送面に対する接触状態を検出することができる、自動化によるインライン化に適した薄板の搬送面接触状態検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法は、搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出する方法であって、前記搬送面から浮上させた搬送中の前記薄板と前記搬送面との間に生じる空間を、走査ヘッドから出力されて前記搬送方向と交わる前記薄板の幅方向において前記搬送面を横切る走査光により、前記搬送方向に走査し、前記空間に存在する物体で反射された前記走査光の反射光を前記走査ヘッドが受光したときの前記走査光の光路方向と、前記反射光から求められる前記物体の前記走査ヘッドからの距離とに基づいて、前記物体の位置を検出し、検出した前記物体の位置に基づいて、前記搬送中の薄板における前記搬送面との接触箇所の位置を検出し、検出した前記接触箇所の位置に基づいて、前記搬送中の薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出することを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、請求項３に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法は、搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出する方法であって、走査ヘッドから出力されて前記搬送方向と交わる前記薄板の幅方向において前記搬送面を横切る走査光により、前記搬送面から浮上させた搬送中の前記薄板の所定高さ上方を、前記搬送方向に走査し、前記所定高さのターゲットを載置した前記薄板を、前記ターゲットの載置箇所を順次変えつつ、前記搬送面から浮上させて前記搬送方向に繰り返し搬送させ、前記薄板の繰り返し搬送中に前記走査光の光路上に存在する物体で反射された前記走査光の反射光を前記走査ヘッドが受光したときの前記走査光の光路方向と、前記反射光から求められる前記物体の前記走査ヘッドからの距離とに基づいて、前記物体の位置を検出し、検出した前記物体の位置に基づいて、前記繰り返し搬送中の薄板における前記搬送面との非接触箇所に載置された前記各ターゲットの位置をそれぞれ検出し、検出した前記各ターゲットの位置に基づいて、前記搬送中の薄板における前記搬送面との非接触箇所の位置を検出し、検出した前記非接触箇所の位置に基づいて、前記搬送中の薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出することを特徴とする。

請求項１に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法によれば、搬送面から浮上させた搬送中の薄板が搬送面と接触すると、搬送中の薄板の本来の浮上位置と搬送面との間に形成されるはずの空間を搬送方向に走査する走査光の光路上に、搬送面と接触する薄板箇所が進出する。そして、空間に進出した薄板箇所に走査光が照射されて反射されることになる。

空間に進出した薄板箇所に照射された走査光の反射光の少なくとも一部は、走査光を出力する走査ヘッドによって受光される。この走査ヘッドによる反射光の受光により、空間に進出した薄板箇所（搬送面に接触する薄板箇所）が、空間に存在する物体として認識される。

そして、認識された物体による走査光の反射光が走査ヘッドにより受光されたときの走査光の光路方向と、走査ヘッドから物体までの距離とによって、物体の位置が検出される。さらに、検出された物体の位置に基づいて、空間に存在する物体として認識された薄板箇所（搬送中の薄板における搬送面との接触箇所）の位置が検出される。なお、走査ヘッドから物体までの距離は、走査ヘッドによる走査光と反射光の送受光の時間差や、走査光と反射光との位相差等によって検出することができる。

また、請求項３に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法によれば、搬送面から浮上させた搬送中の薄板が搬送面と接触すると、搬送中の薄板の所定高さ上方を搬送方向に走査する走査光の光路上に本来位置するべき、搬送面と接触する薄板箇所又はその近傍の箇所に載置された所定高さのターゲットが、走査光の光路上から退避する。すると、本来はそのターゲットに照射されて反射されるはずの走査光が照射されなくなって、そのターゲットによって走査光が反射されなくなる。

なお、搬送面と接触せず本来の浮上高さに位置している薄板箇所又はその近傍の箇所に載置されたターゲットは、走査光の光路上に進出する。したがって、搬送面と接触していない薄板箇所に対応するターゲットには、走査光が照射されて反射されることになる。本来の浮上高さに位置している薄板箇所に対応するターゲットに照射された走査光の反射光の少なくとも一部は、走査光を出力する走査ヘッドによって受光される。この走査ヘッドによる反射光の受光により、本来の浮上高さに位置している薄板箇所（搬送面に接触していない薄板箇所）に対応するターゲットが、走査光の光路上に存在する物体として認識される。

そして、認識された物体による走査光の反射光が走査ヘッドにより受光されたときの走査光の光路方向と、走査ヘッドから物体までの距離とによって、物体の位置が検出される。さらに、検出された物体の位置に基づいて、走査光の光路上に存在する物体として認識されたターゲットの載置箇所（搬送中の薄板における搬送面との非接触箇所）の位置が検出される。なお、走査ヘッドから物体までの距離は、走査ヘッドによる走査光と反射光の送受光の時間差や、走査光と反射光との位相差等によって検出することができる。

したがって、請求項１や請求項３に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法によれば、搬送面に対する薄板の接触箇所又は非接触箇所の有無とその具体的な位置とを特定して、浮上搬送される薄板の搬送面に対する接触状態が良好な状態にあるか否かを、自動的にインラインで判断することができる。

請求項２に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法は、請求項１に記載した本発明の薄板の搬送状態検出方法において、前記搬送中の薄板を前記幅方向において挟持し回転する搬送ローラにより該搬送中の薄板を前記搬送方向に繰り出す搬送ユニットが、前記幅方向における前記搬送面の側部に配置されており、前記検出した物体の位置のうち前記搬送ユニットの位置を、前記光路方向及び前記距離に基づいて特定し、特定した前記搬送ユニットの位置を除く前記物体の位置を、前記接触箇所の位置として検出することを特徴とする。

また、請求項４に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法は、請求項３に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法において、前記搬送中の薄板を前記幅方向において挟持し回転する搬送ローラにより該搬送中の薄板を前記搬送方向に繰り出す搬送ユニットが、前記幅方向における前記搬送面の側部に配置されており、前記検出した物体の位置のうち前記搬送ユニットの位置を、前記光路方向及び前記距離に基づいて特定し、特定した前記搬送ユニットの位置を除く前記物体の位置に基づいて、前記搬送面との非接触箇所に載置された各ターゲットの載置箇所をそれぞれ検出することを特徴とする。

請求項２や請求項４に記載した本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法によれば、請求項１や請求項３に記載した本発明の薄板の搬送状態検出方法において、搬送面から浮上させた薄板が、その幅方向において搬送ユニットの搬送ローラに挟持されて、搬送ローラの回転により搬送方向に繰り出される場合、走査光の光路上に搬送ユニットが位置する場合がある。

したがって、走査ヘッドが受光した走査光の反射光から検出した走査光の光路上に存在する物体の中から搬送ユニットを除外して、搬送中の薄板における搬送面との接触箇所又は非接触箇所を走査光の反射光から確実に検出し、浮上搬送される薄板の搬送面に対する接触状態を精度良く判断することができる。

本発明の薄板の搬送面接触状態検出方法によれば、搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される薄板の搬送面に対する薄板の接触箇所又は非接触箇所の有無とその具体的な位置とを特定して、浮上搬送される薄板の搬送面に対する接触状態が良好な状態にあるか否かを、自動的にインラインで判断することができる。

以下、本発明による薄板の搬送面接触状態検出方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

まず、本実施形態による薄板の搬送面接触状態検出方法によって接触状態を検出する対象の薄板を浮上搬送する装置の概略構成について、図１２の要部平面図、図１３の側面図、及び、図１４の要部拡大側面図を参照して簡単に説明する。

図１２中引用符号１０で示す浮上搬送装置は、半導体基板や液晶基板に用いられるガラス製の薄板Ｗを浮上させて搬送方向Ｘに搬送するためのものである。この浮上搬送装置１０は、支持台Ｂと、支持台Ｂ上にマトリクス状に配置された複数のチャンバ２１と、各チャンバ２１にそれぞれ立設されてマトリクス状に配置された複数の浮上ユニット２５と、支持台Ｂ上の幅方向Ｙにおける両側部にチャンバ２１及び浮上ユニット２５を避けて配置された薄板Ｗの搬送ユニット１１とを有している。

搬送ユニット１１は、支持台Ｂの幅方向Ｙにおける一方の側部に配置された駆動機構３１Ｇと他方の側部に配置された従動機構４３Ｇとを有している。

駆動機構３１Ｇは、搬送方向Ｘに等間隔で配置された複数の搬送ローラ３１を有している。各搬送ローラ３１は、図１４に示すローラ支持部材２９によって、高さ方向Ｚに延在する回転軸の周りにそれぞれ回転可能に支持されている。各搬送ローラ３１には、搬送モータ３３との間に設けられたベルトプーリ機構３４の主動プーリ３５、タイミングベルト３７、及び、複数の従動プーリ３９を介して、搬送モータ３３の動力が伝達される。なお、これら搬送モータ３３及びベルトプーリ機構３４は、搬送ローラ３１と共に駆動機構３１Ｇを構成する。

従動機構４３Ｇは、図１２に示すように、搬送方向Ｘに等間隔で配置された複数のフリーローラ４３を有している。各フリーローラ４３は、支持台Ｂに取り付けられた図１３の対応するローラ支持部材４１によって、高さ方向Ｚに延在する回転軸の周りに回転可能に支持されている。なお、各フリーローラ４３は、不図示の付勢機構によって、幅方向Ｙにおいて搬送ローラ３１側に近づく方向に付勢されている。

図１２に示すように、上述した搬送ローラ３１とフリーローラ４３とは、浮上搬送装置１０によって搬送方向Ｘに搬送する薄板Ｗを幅方向Ｙにおいて挟持する。駆動機構３１Ｇの搬送モータ３３が駆動されると、ベルトプーリ機構３４によって伝達された搬送モータ３３の動力で各搬送ローラ３１が、薄板Ｗを搬送方向Ｘの上流側から下流側に繰り出す方向にそれぞれ回転する。これにより、各搬送ローラ３１と各フリーローラ４３とに挟持された薄板Ｗが、図１４に示すように、各浮上ユニット２５の上面による薄板Ｗの搬送面Ｓよりも若干上方の位置で搬送方向Ｘに搬送される。

図１２に示す各チャンバ２１は中空に形成されており、各チャンバ２１の下方にはそれぞれ、図１４に示すファン・フィルタユニット２３が取り付けられている。各ファン・フィルタユニット２３は、対応するチャンバ２１に空気を送り込むファンと塵埃除去用のフィルタとを有している。このファン・フィルタユニット２３によって対応するチャンバ２１に送り込まれた空気は、チャンバ２１に連通する複数の浮上ユニット２５の上面に形成されたスロット２７から、各搬送ローラ３１と各フリーローラ４３とに挟持された薄板Ｗの下面に向けて噴出される。

したがって、上述した各搬送ユニット１１によって搬送方向Ｘに搬送される薄板Ｗは、各浮上ユニット２５から上方に噴出された空気によって、薄板Ｗの搬送面Ｓから浮上した状態に維持される。これにより、薄板Ｗは、幅方向Ｙの中央が自重によって下方に撓むことなく、搬送ユニット１１によって効率良く搬送方向Ｘに搬送される。

なお、搬送ユニット１１による搬送中の薄板Ｗが浮上ユニット２５から噴出される空気によって正常に浮上しているときには、搬送面Ｓと薄板Ｗとの間に、搬送方向Ｘの全体に亘る空間Ａが生じる。

次に、上述した浮上搬送装置１０によって浮上搬送される薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触状態を検出する、本発明の第１実施形態に係る薄板の搬送面接触状態検出装置について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る搬送面接触状態検出装置の概略構成を模式的に示す説明図、図２は図１のレーザレーダヘッドの概略構成を示す説明図、図３は図１のレーザレーダヘッドから出力される走査光の光路を示す説明図、図４は図１のレーザレーダヘッドの電気的な概略構成を示すブロック図、図５は本発明の第１実施形態に係る搬送面接触状態検出装置の電気的な概略構成を示すブロック図である。

図１中引用符号１で示す本実施形態の搬送面接触状態検出装置は、浮上搬送装置１０の支持台Ｂの薄板Ｗの幅方向Ｙにおける両側にそれぞれ等間隔で交互に配置された複数のレーザレーダヘッド３（請求項中の走査ヘッドに相当）と、各レーザレーダヘッド３に接続されたコントローラ５（図５参照）とを有している。

各レーザレーダヘッド３は、図３に示すように、ケース内に収容されたレーザビーム出力部３ａと、レーザビーム出力部３ａが出力するレーザビームの光路上に傾斜して配置され回転軸３ｃによって回転されるガルバノミラー３ｂとを有している。レーザビーム出力部３ａからのレーザビームは、図２に示すように、回転するガルバノミラー３ｂで反射されて、図１に示すような扇状の軌跡の走査光Ｌとされる。この走査光Ｌは、図３に示すように、搬送面Ｓと薄板Ｗとの間の空間Ａを通り、薄板Ｗの幅方向Ｙにおいて搬送面Ｓを横切る。この走査光Ｌによって、空間Ａの搬送面Ｓと平行な平面が、図１に示すように、薄板Ｗの搬送方向Ｘに扇状に走査される。なお、各レーザレーダヘッド３の走査光Ｌによる走査範囲は、薄板Ｗの搬送方向Ｘにおいて互いに隣接する。したがって、全てのレーザレーダヘッド３からの走査光Ｌによって、搬送方向Ｘにおける空間Ａの全体が走査されることになる。

図２に示す各レーザレーダヘッド３からの走査光Ｌの光路上に物体が存在すると、その物体で反射された走査光Ｌの反射光Ｒの少なくとも一部が、図３に示すように、走査光Ｌの光路をたどってガルバノミラー３ｂに戻る。戻った反射光Ｒはガルバノミラー３ｂによってレーザビーム出力部３ａ側に反射される。この反射光Ｒを受光するために、各レーザレーダヘッド３のケース内には、レーザビーム出力部３ａと共にレーザビーム受光部３ｄが収容されている。レーザビーム受光部３ｄは、レーザビーム出力部３ａからのレーザビームと反射光Ｒとを分離するためのビームスプリッタを有している。

なお、あるレーザレーダヘッド３の走査光Ｌやその反射光Ｒが、隣のレーザレーダヘッド３のレーザビーム受光部３ｄによって、自身のレーザレーダヘッド３の走査光Ｌの反射光Ｒと混同して受光、検出されないようにする必要がある。そのためには、隣り合うレーザビーム出力部３ａが出力するレーザビームの周波数やタイミング等を、互いに異ならせておくことが望ましい。

図４に示すように、上述したレーザビーム出力部３ａ及びレーザビーム受光部３ｄは、ガルバノミラー３ｂの回転軸３ｃを回転させるモータ３ｅと共に、ワンチップマイコンによる制御用ＣＰＵ３ｆに接続されている。なお、図４では、ドライバ回路類やインタフェース回路類等の周辺回路を省略している。

この制御用ＣＰＵ３ｆは、モータ３ｅを駆動させてガルバノミラー３ｂを回転させると共に、ガルバノミラー３ｂの回転周期に合わせてレーザビーム出力部３ａから周期的に所定位相によるレーザビームを出力させる。

また、制御用ＣＰＵ３ｆは、レーザビーム受光部３ｄで受光された反射光Ｒの位相とレーザビーム出力部３ａからのレーザビームの位相との位相差を割り出し、その位相差から、走査光Ｌの光路上に存在する物体の、レーザレーダヘッド３からの距離を割り出す。あるいは、走査光Ｌの出力から反射光Ｒの受光までの時間差によって、レーザレーダヘッド３から物体までの距離を割り出すようにしてもよい。

さらに、制御用ＣＰＵ３ｆは、レーザビーム受光部３ｄが反射光Ｒを受光したタイミングでのモータ３ｅによるガルバノミラー３ｂの回転角を通じて、物体が光路上に存在する走査光Ｌの光路方向を、認識することができる。ガルバノミラー３ｂの回転角は、制御用ＣＰＵ３ｆがモータ３ｅに出力する駆動信号（例えばパルス信号）を、制御用ＣＰＵ３ｆでカウントすることで、認識することができる。あるいは、モータ３ｅに付設した不図示のエンコーダの出力するパルス信号を制御用ＣＰＵ３ｆでカウントすることで、ガルバノミラー３ｂの回転角を認識するようにすることもできる。

そして、制御用ＣＰＵ３ｆは、走査光Ｌによる走査を周期的に行う毎に、最新の走査光Ｌによる走査でレーザビーム受光部３ｄが受光した反射光Ｒにより検出した、走査光Ｌの光路上に存在する物体のレーザレーダヘッド３からの距離とその物体に照射された走査光Ｌの光路方向とを、後述する図５のコントローラ５に対して出力する。検出した物体が複数である場合は、制御用ＣＰＵ３ｆは、検出した物体に応じた組数の、レーザレーダヘッド３からの距離と走査光Ｌの光路方向との組み合わせを、コントローラ５に対して出力する。

図５に示すように、コントローラ５は、ＣＰＵ５ａ、ＲＡＭ５ｂ、及び、ＲＯＭ５ｃを有している。ＣＰＵ５ａには、ＲＡＭ５ｂ及びＲＯＭ５ｃの他、各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆが接続されている。ＲＡＭ５ｂは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有している。ＲＯＭ５ｃには、ＣＰＵ５ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ５ａは、ＲＯＭ５ｃに格納された制御プログラムにしたがって、各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆが出力する、各レーザレーダヘッド３の走査光Ｌによる走査範囲の走査結果を解析する。

なお、ＲＡＭ５ｂのデータエリアには、各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆからの出力を解析して、浮上搬送装置１０による搬送中の薄板Ｗにおける搬送面Ｓに対する接触箇所を検出するのに必要なデータが格納されている。このデータには、各レーザレーダヘッド３別のマスクデータが含まれている。各マスクデータは、対応するレーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆの出力によって、搬送ユニット１１の構成物を薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所として誤って検出しないためのものである。

このマスクデータは、例えば、予め既知となっている搬送ユニット１１の構成物の位置を、レーザレーダヘッド３からの相対位置によって定義するテーブルで構成することができる。このテーブルでは、レーザレーダヘッド３から出力された走査光がその光路上に位置する搬送ユニット１１の構成物に照射されるときの走査光Ｌの光路方向と、走査光Ｌが照射された搬送ユニット１１の構造物からの反射光Ｒによって求められるレーザレーダヘッド３から搬送ユニット１１の構成物までの距離とが、関連付けられている。

また、走査光Ｌによる走査範囲の全体に亘って、搬送ユニット１１の構成物が、搬送中の薄板Ｗよりもレーザレーダヘッド３に近い位置や、搬送中の薄板Ｗよりもレーザレーダヘッド３から遠い位置にある場合は、そのレーザレーダヘッド３に対応するマスクデータを、搬送ユニット１１の構成物の存在する領域をレーザレーダヘッド３からの距離の範囲で定義したものとすることもできる。即ち、搬送中の薄板Ｗよりもレーザレーダヘッド３に近い位置の搬送ユニット１１の構成物については、レーザレーダヘッド３からの最長距離によって、距離範囲を定義することができる。同様に、搬送中の薄板Ｗよりレーザレーダヘッド３から遠い位置の搬送ユニット１１の構造物については、レーザレーダヘッド３からの最短距離（＞最長距離）によって、距離範囲を定義することができる。

上述した各レーザレーダヘッド３別のマスクデータの他、ＲＡＭ５ｂのデータエリアには、各レーザレーダヘッド３どうしの配置関係を示す座標値データが格納されている。この座標値データでは、各レーザレーダヘッド３が、浮上搬送装置１０の全体で見た座標系における座標値によって示されている。この座標値データは、各レーザレーダヘッド３によって検出される、走査光Ｌの光路上に存在する物体が、浮上搬送装置１０の全体で見てどの位置にあるのかを求めるために用いる。そのためにこの座標値データが必要な理由は、各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆが出力する、走査光Ｌの光路上に存在する物体のレーザレーダヘッド３からの方向（光路方向）と距離が、各レーザレーダヘッド３を座標中心とするローカル座標系で見た値であるからである。このローカル座標系を、浮上搬送装置１０の全体で見た座標系に座標変換することで、各レーザレーダヘッド３によって検出される走査光Ｌの光路上の物体の、浮上搬送装置１０の全体で見た座標系における座標値を求めることができる。

次に、コントローラ５のＣＰＵ５ａがＲＯＭ５ｃに格納されたプログラムにしたがって実行する、各レーザレーダヘッド３の出力から搬送中の薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触状態を検出する処理の概略を、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。

電源の投入によりコントローラ５が起動されると、ＣＰＵ５ａは、図６のフローチャートに示すように、各レーザレーダヘッド３からの出力の取込処理（ステップＳ１）と、取り込んだ各レーザレーダヘッド３からの出力のマスク処理（ステップＳ３）と、このマスク処理した結果に基づいた搬送面Ｓに対する薄板Ｗの接触位置検出処理（ステップＳ５）と、検出した薄板Ｗの接触位置に基づいた薄板Ｗの接触状態検出処理（ステップＳ７）とを、周期的に実行する。

このうち、ステップＳ１の各レーザレーダヘッド３からの出力の取込処理では、ＣＰＵ５ａは、各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆからの出力を、ＲＡＭ５ｂのワークエリアに書き込む。ステップＳ３のマスク処理では、ＣＰＵ５ａは、ステップＳ１においてＲＡＭ５ｂのワークエリアに書き込んだ各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆの出力から、搬送中の薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所に関するレーザレーダヘッド３からの距離及び走査光Ｌの光路方向のデータを抽出するための処理を行う。

図７は、図６のステップＳ３において実行されるマスク処理の詳細な内容を示すフローチャートである。このマスク処理において、ＣＰＵ５ａは、まず、ＲＡＭ５ｂのワークエリアに記憶された各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆからの出力のうち１つについて、同じレーザレーダヘッド３に関するマスクデータを検索する（ステップＳ３１）。そして、ＣＰＵ５ａは、ＲＡＭ５ｂのワークエリアに記憶された走査光Ｌの光路方向と距離が、ステップＳ３１で検索したマスクデータにおいて、搬送ユニット１１の構成物の位置として定義されているか否かを判断する（ステップＳ３２）。

搬送ユニット１１の構成物の位置として定義されていない場合は（ステップＳ３２でＮＯ）、後述するステップＳ３４に移行する。搬送ユニット１１の構成物の位置として定義されている場合は（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ＣＰＵ５ａは、搬送ユニット１１の構成物の位置として定義されている走査光Ｌの走査方向及び距離を、ＲＡＭ５ｂのワークエリアから消去した後（ステップＳ３３）、ステップＳ３４に移行する。なお、１つのレーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆからの出力として、走査光Ｌの光路方向と距離がＲＡＭ５ｂのワークエリアに複数組記憶されている場合は、ＣＰＵ５ａは、各組の走査光Ｌの光路方向と距離について、ステップＳ３２及びステップＳ３３の処理を実行する。

ステップＳ３４では、ＣＰＵ５ａは、ＲＡＭ５ｂのワークエリアに記憶された全てのレーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆからの出力について、ステップＳ３２の判断が終了したか否かを判断する。全ての出力についての判断が終了していない場合は（ステップＳ３４でＮＯ）、ステップＳ３２にリターンする。全ての出力について判断が終了した場合は（ステップＳ３４でＹＥＳ）、ＣＰＵ５ａは、マスク処理を終了する。

また、図６のステップＳ５の薄板Ｗの接触位置検出処理では、ＣＰＵ５ａは、ＲＡＭ５ｂのワークエリアに記憶されている各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆの出力、つまり、走査光Ｌの光路方向と距離から、ＲＡＭ５ｂのデータエリアの座標値データを用いて、各レーザレーダヘッド３によって検出された走査光Ｌの光路上に存在する物体の、浮上搬送装置１０の全体で見た位置（座標値）をそれぞれ求める。これにより位置が求められる物体には、図７のステップＳ３３の処理によって、搬送ユニット１１の構成物が含まれていないから、結果的に、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所の、浮上搬送装置１０の全体で見た位置（座標値）が、ステップＳ５の接触位置検出処理によって検出されることになる。

続いて、ＣＰＵ５ａは、ステップＳ５で検出した薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所の位置（座標値）を用いて、ステップＳ７の薄板Ｗの接触状態検出処理を行う。この接触状態検出処理では、ステップＳ５で薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所の位置（座標値）が１つでも検出された場合は、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所の情報として、検出された位置（座標値）を出力する。この出力は、ＣＰＵ５ａに接続したコントローラ５の不図示のモニタディスプレイに対して行ってもよく、コントローラ５に接続された不図示の外部の機器に対して行ってもよい。

このように構成された第１実施形態の搬送面接触状態検出装置１では、走査光Ｌの光路上に、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所や搬送ユニット１１の構成物が存在すると、それらによって走査光Ｌが反射されて、その反射光Ｒが走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３のレーザビーム受光部３ｄで受光される。

すると、受光した反射光Ｒとその元となる走査光Ｌとの位相差や時間差によって、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所や搬送ユニット１１の構成物までの、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３からの距離が割り出される。また、反射光Ｒが受光されたタイミングにおける走査光Ｌの光路方向によって、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３からの、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所や搬送ユニット１１の構成物の方向が特定される。

そして、特定された方向及び距離によって、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所や搬送ユニット１１の構成物の位置が特定される。そのうち、搬送中の薄板Ｗよりも手前か奥に配置されている搬送ユニット１１の構成物の位置は、マスクデータを用いて検出対象から除外される。したがって、残る、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所の位置だけが、最終的に検出されることになる。

したがって、第１実施形態の搬送面接触状態検出装置１によれば、搬送面Ｓのどこかで薄板Ｗが接触しているか否かや接触している箇所を検出し、その状態をコントローラ５のモニタディスプレイや外部機器に対して出力することができる。

このため、浮上させて搬送されている薄板Ｗが搬送面Ｓに接触している場合に、その場所を特定して、搬送面Ｓへの接触を解消するためのメンテナンス（例えば、各チャンバ２１単位での浮上ユニット２５からの空気の噴出量調整）に役立てることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る薄板の搬送面接触状態検出装置を、図面を参照して説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る搬送面接触状態検出装置の概略構成を模式的に示す説明図、図９は図８のレーザレーダヘッドから出力される走査光の光路を示す説明図、図１０は図８の搬送面接触状態検出装置によって搬送面に対する接触状態を検出する際に使用するターゲットの薄板に対する載置位置を示す説明図である。

そして、図８中引用符号１Ａで示す本実施形態の搬送面接触状態検出装置は、基本的には、図１に示す第１実施形態の搬送面接触状態検出装置１と同様の構成を有している。但し、各レーザレーダヘッド３から出力される扇状の走査光Ｌによって搬送方向Ｘに走査されるのは、第１実施形態のような、搬送面Ｓと薄板Ｗとの間の空間Ａ（図３参照）ではなく、図９に示すように、浮上搬送装置１０によって搬送される薄板Ｗの所定高さだけ上方である。

この搬送面接触状態検出装置１Ａでは、搬送ユニット１１による搬送中の薄板Ｗの所定高さ上方を走査光Ｌが走査することから、薄板Ｗ上に所定高さのターゲットＴを載置して、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所の有無を検出する。

つまり、薄板ＷのターゲットＴを載置した箇所が搬送面Ｓに対して接触していなければ、ターゲットＴの上端は図９に示すように走査光Ｌの光路上に位置する。そのため、走査光ＬはターゲットＴで反射されてその反射光Ｒの少なくとも一部が、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３のレーザビーム受光部３ｄによって受光される。

一方、薄板ＷのターゲットＴを載置した箇所が搬送面Ｓに対して接触していると、ターゲットＴの上端は走査光Ｌの光路上に届かずその下方に位置する。そのため、走査光ＬはターゲットＴで反射されずその上方を通過するので、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３のレーザビーム受光部３ｄでは、走査光Ｌの反射光Ｒは受光されない。

したがって、走査光Ｌの光路上にターゲットＴの上端や搬送ユニット１１の構造物が存在すると、走査光Ｌの反射光Ｒが走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３のレーザビーム受光部３ｄによって受光される。

すると、受光した反射光Ｒとその元となる走査光Ｌとの位相差や時間差によって、薄板Ｗの走査面Ｓに接触していない箇所に載置されたターゲットＴの上端や搬送ユニット１１の構成物までの、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３からの距離が割り出される。また、反射光Ｒが受光されたタイミングにおける走査光Ｌの光路方向によって、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３からの、薄板Ｗの走査面Ｓに接触していない箇所に載置されたターゲットＴの上端や搬送ユニット１１の構成物の方向が特定される。

そして、特定された方向及び距離によって、薄板Ｗの走査面Ｓに接触していない箇所に載置されたターゲットＴの上端や搬送ユニット１１の構成物の位置が特定される。そのうち、搬送中の薄板Ｗよりも手前か奥に配置されている搬送ユニット１１の構成物の位置は、マスクデータを用いて検出対象から除外される。したがって、残る、薄板Ｗの走査面Ｓに接触していない箇所に載置されたターゲットＴの上端の位置だけが検出されることになる。さらに、検出した位置からターゲットＴの高さである所定高さを差し引くことで、薄板Ｗの走査面Ｓに接触していない箇所の位置が検出されることになる。

そこで、本実施形態の搬送面接触状態検出装置１Ａで薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触状態を検出する場合は、図１０に示すように、薄板ＷのターゲットＴを載置する位置を、薄板Ｗの搬送方向Ｘや幅方向Ｙに等間隔のマトリクス状に複数箇所予め設定する。図１０の引用符号ｔで示す位置が、本実施形態におけるターゲットＴの載置位置である。そして、１つのターゲットＴを各載置位置ｔに順次載置して、その都度薄板Ｗを浮上搬送装置１０によって搬送する。ターゲットＴの載置位置ｔが搬送面Ｓに接触していなければ、薄板Ｗの搬送中にターゲットＴの上端が走査光Ｌの光路上に位置して走査光Ｌを反射させる。ターゲットＴの載置位置ｔが搬送面Ｓに接触していると、薄板Ｗの搬送中にターゲットＴの上端が走査光Ｌの光路よりも下方に位置するので、走査光ＬはターゲットＴによって反射されない。

したがって、ターゲットＴの載置位置ｔを変えながら浮上搬送装置１０による薄板Ｗの浮上搬送を繰り返すことにより、薄板Ｗの搬送面Ｓに対して接触していない箇所（載置位置ｔ）を検出することができる。そして、この結果、走査光Ｌの反射光Ｒによって検出されなかったターゲットＴの載置位置ｔを、薄板Ｗの搬送面Ｓに対して接触している箇所として検出することができる。

以上のような手順による、薄板Ｗの搬送面Ｓに対して接触している箇所の検出を可能とするために、本実施形態の搬送面接触状態検出装置１Ａにおけるコントローラ５のＣＰＵ５ａは、図１１のフローチャートに示す処理を実行する。具体的には、第１実施形態の搬送面接触状態検出装置１におけるコントローラ５のＣＰＵ５ａが行う図６のフローチャートの処理のうち、ステップＳ５の、マスク処理した結果に基づいた搬送面Ｓに対する薄板Ｗの接触位置検出処理を、図１１に示すように、ステップＳ５Ａに変えた処理を、ＣＰＵ５ａは周期的に実行する。この図１１のフローチャートに示す処理は、ターゲットＴの載置位置ｔを変えて薄板Ｗを浮上搬送装置１０により浮上搬送する度にＣＰＵ５ａが実行する。

そして、ＣＰＵ５ａは、ステップＳ５Ａにおいて、直前のステップＳ３でマスク処理した結果に基づいた搬送面Ｓに対する薄板Ｗの非接触位置検出処理を行う。この薄板Ｗの非接触位置検出処理では、ＣＰＵ５ａは、ＲＡＭ５ｂのワークエリアに記憶されている各レーザレーダヘッド３の制御用ＣＰＵ３ｆの出力、つまり、走査光Ｌの光路方向と距離から、ＲＡＭ５ｂのデータエリアの座標値データを用いて、各レーザレーダヘッド３によって検出された走査光Ｌの光路上に存在する物体の、浮上搬送装置１０の全体で見た位置（座標値）をそれぞれ求める。

ステップＳ５Ａの処理によって位置が求められる物体には、ステップＳ３によるマスク処理中の図７に示すステップＳ３３の処理によって、搬送ユニット１１の構成物が含まれていないから、結果的に、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する非接触箇所に載置されたターゲットＴの上端の、浮上搬送装置１０の全体で見た位置（座標値）が、ステップＳ５Ａの非接触位置検出処理によって検出されることになる。さらに、検出された位置からターゲットＴの所定高さを差し引くことで、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する非接触箇所の、浮上搬送装置１０の全体で見た位置（座標値）が、ステップＳ５Ａの非接触位置検出処理によって検出されることになる。

続いて、ＣＰＵ５ａは、ステップＳ５Ａで検出した薄板Ｗの搬送面Ｓに対する非接触箇所の位置（座標値）を用いて、ステップＳ７の薄板Ｗの接触状態検出処理を行う。この接触状態検出処理では、ステップＳ５Ａで検出された薄板Ｗの搬送面Ｓに対する非接触箇所の位置（座標値）を搬送面Ｓの全体に展開し、非接触箇所が欠落してその存在密度が低い位置（座標値）があればそれを検出する。そして、検出した位置（座標値）を、薄板ＷのターゲットＴを載置した載置位置ｔに関する搬送面Ｓへの接触箇所の情報として出力する。この出力は、ＣＰＵ５ａに接続したコントローラ５の不図示のモニタディスプレイに対して行ってもよく、コントローラ５に接続された不図示の外部の機器に対して行ってもよい。

このように構成された第２実施形態の搬送面接触状態検出装置１Ａでは、走査光Ｌの光路上に、ターゲットＴの上端や搬送ユニット１１の構成物が存在すると、それらによって走査光Ｌが反射されて、その反射光Ｒが走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３のレーザビーム受光部３ｄで受光される。

すると、受光した反射光Ｒとその元となる走査光Ｌとの位相差や時間差によって、ターゲットＴの上端や搬送ユニット１１の構成物までの、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３からの距離が割り出される。また、反射光Ｒが受光されたタイミングにおける走査光Ｌの光路方向によって、走査光Ｌの出力元のレーザレーダヘッド３からの、ターゲットＴの上端に対する接触箇所や搬送ユニット１１の構成物の方向が特定される。

そして、特定された方向及び距離によって、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する非接触箇所や搬送ユニット１１の構成物の位置が特定される。そのうち、搬送中の薄板Ｗよりも手前か奥に配置されている搬送ユニット１１の構成物の位置は、マスクデータを用いて検出対象から除外される。したがって、残る、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する非接触箇所の位置だけが、検出されることになる。そして、搬送面Ｓの全体における薄板Ｗの非接触箇所の分布密度が低いところが存在すれば、それが、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触箇所として最終的に検出されることになる。

したがって、第２実施形態の搬送面接触状態検出装置１Ａによれば、第１実施形態の搬送面接触状態検出装置１と同様に、搬送面Ｓのどこかで薄板Ｗが接触しているか否かや接触している箇所を検出し、その状態をコントローラ５のモニタディスプレイや外部機器に対して出力することができる。

なお、上述した各実施形態では、複数のレーザレーダヘッド３からの走査範囲が隣接する複数の走査光Ｌによって、搬送面Ｓと薄板Ｗとの間の空間Ａや、浮上搬送装置１０によって搬送される薄板Ｗの所定高さだけ上方が、搬送方向Ｘにおける全体に亘って走査される構成とした。しかし、レイアウト上の制約等の問題がなければ、搬送面Ｓと薄板Ｗとの間の空間Ａや、浮上搬送装置１０によって搬送される薄板Ｗの所定高さだけ上方を、単一の走査光Ｌにより、搬送方向Ｘにおける全体に亘って走査する構成としてもよい。

また、単一又は複数の走査光Ｌによって搬送方向Ｘに走査するのは、搬送面Ｓと薄板Ｗとの間の空間Ａや、浮上搬送装置１０によって搬送される薄板Ｗの所定高さだけ上方の、搬送方向Ｘにおける全体に亘ってでなくてもよい。例えば、構造上の理由等によって、薄板Ｗの搬送面Ｓに対する接触が搬送方向Ｘにおける一部の区間でしか発生し得ない場合等には、走査光Ｌによる走査は搬送方向Ｘにおける一部の領域のみであってもよい。

また、上述した各実施形態では、薄板Ｗの上面の全体に亘ってターゲットＴの載置位置ｔを設定した。しかし、浮上搬送装置１０による搬送中の薄板Ｗの姿勢に規則性が認められる、つまり、薄板Ｗの一部の領域の姿勢がその周辺の領域においても繰り返される場合は、薄板Ｗの一部の領域のみにターゲットＴの載置位置ｔを設定するようにしてもよい。

さらに、上述した各実施形態では、浮上搬送装置１０が搬送ユニット１１により薄板Ｗを搬送方向Ｘに搬送する構成である場合について説明したが、浮上搬送装置１０における薄板Ｗを搬送方向Ｘに搬送するための構成は、本実施形態で説明した構成に限らず、他の構成によるものであってもよい。

本発明の第１実施形態に係る搬送面接触状態検出装置の概略構成を模式的に示す説明図である。図１のレーザレーダヘッドの概略構成を示す説明図である。図１のレーザレーダヘッドから出力される走査光の光路を示す説明図である。図１のレーザレーダヘッドの電気的な概略構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係る搬送面接触状態検出装置の電気的な概略構成を示すブロック図である。図５のコントローラのＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって実行する処理の概略を示すフローチャートである。図５のコントローラのＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって実行する処理の概略を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る搬送面接触状態検出装置の概略構成を模式的に示す説明図である。図８のレーザレーダヘッドから出力される走査光の光路を示す説明図である。図８の搬送面接触状態検出装置によって搬送面に対する接触状態を検出する際に使用するターゲットの薄板に対する載置位置を示す説明図である。本発明の第２実施形態に係る搬送面接触状態検出装置のコントローラのＣＰＵがＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって実行する処理の概略を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る薄板の搬送面接触状態検出装置が使用される浮上搬送装置の概略構成を示す要部平面図である。本発明の実施形態に係る薄板の搬送面接触状態検出装置が使用される浮上搬送装置の概略構成を示す側面図である。本発明の実施形態に係る薄板の搬送面接触状態検出装置が使用される浮上搬送装置の概略構成を示す要部拡大側面図である。

符号の説明

１，１Ａ搬送面接触状態検出装置
３レーザレーダヘッド
３ａレーザビーム出力部
３ｂガルバノミラー
３ｃ回転軸
３ｄレーザビーム受光部
３ｅモータ
３ｆＣＰＵ
５コントローラ
５ａＣＰＵ
５ｂＲＡＭ
５ｃＲＯＭ
１０浮上搬送装置
１１搬送ユニット
２１チャンバ
２３ファン・フィルタユニット
２５浮上ユニット
２７スロット
２９ローラ支持部材
３１搬送ローラ
３１Ｇ駆動機構
３３搬送モータ
３４ベルトプーリ機構
３５主動プーリ
３７タイミングベルト
３９従動プーリ
４１ローラ支持部材
４３フリーローラ
４３Ｇ従動機構
Ａ空間
Ｂ支持台
Ｌ走査光
Ｒ反射光
Ｓ搬送面
Ｔターゲット
Ｗ薄板
Ｘ搬送方向
Ｙ幅方向
Ｚ高さ方向
ｔ載置位置

Claims

搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出する方法であって、
前記搬送面から浮上させた搬送中の前記薄板と前記搬送面との間に生じる空間を、走査ヘッドから出力されて前記搬送方向と交わる前記薄板の幅方向において前記搬送面を横切る走査光により、前記搬送方向に走査し、
前記空間に存在する物体で反射された前記走査光の反射光を前記走査ヘッドが受光したときの前記走査光の光路方向と、前記反射光から求められる前記物体の前記走査ヘッドからの距離とに基づいて、前記物体の位置を検出し、
検出した前記物体の位置に基づいて、前記搬送中の薄板における前記搬送面との接触箇所の位置を検出し、
検出した前記接触箇所の位置に基づいて、前記搬送中の薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出する、
ことを特徴とする薄板の搬送面接触状態検出方法。
前記搬送中の薄板を前記幅方向において挟持し回転する搬送ローラにより該搬送中の薄板を前記搬送方向に繰り出す搬送ユニットが、前記幅方向における前記搬送面の側部に配置されており、前記検出した物体の位置のうち前記搬送ユニットの位置を、前記光路方向及び前記距離に基づいて特定し、特定した前記搬送ユニットの位置を除く前記物体の位置を、前記接触箇所の位置として検出することを特徴とする請求項１記載の薄板の搬送面接触状態検出方法。
搬送面から浮上させて搬送方向に搬送される薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出する方法であって、
走査ヘッドから出力されて前記搬送方向と交わる前記薄板の幅方向において前記搬送面を横切る走査光により、前記搬送面から浮上させた搬送中の前記薄板の所定高さ上方を、前記搬送方向に走査し、
前記所定高さのターゲットを載置した前記薄板を、前記ターゲットの載置箇所を順次変えつつ、前記搬送面から浮上させて前記搬送方向に繰り返し搬送させ、
前記薄板の繰り返し搬送中に前記走査光の光路上に存在する物体で反射された前記走査光の反射光を前記走査ヘッドが受光したときの前記走査光の光路方向と、前記反射光から求められる前記物体の前記走査ヘッドからの距離とに基づいて、前記物体の位置を検出し、
検出した前記物体の位置に基づいて、前記繰り返し搬送中の薄板における前記搬送面との非接触箇所に載置された前記各ターゲットの位置をそれぞれ検出し、
検出した前記各ターゲットの位置に基づいて、前記搬送中の薄板における前記搬送面との非接触箇所の位置を検出し、
検出した前記非接触箇所の位置に基づいて、前記搬送中の薄板の前記搬送面に対する接触状態を検出する、
ことを特徴とする薄板の搬送面接触状態検出方法。
前記搬送中の薄板を前記幅方向において挟持し回転する搬送ローラにより該搬送中の薄板を前記搬送方向に繰り出す搬送ユニットが、前記幅方向における前記搬送面の側部に配置されており、前記検出した物体の位置のうち前記搬送ユニットの位置を、前記光路方向及び前記距離に基づいて特定し、特定した前記搬送ユニットの位置を除く前記物体の位置に基づいて、前記搬送面との非接触箇所に載置された各ターゲットの載置箇所をそれぞれ検出することを特徴とする請求項３記載の薄板の搬送面接触状態検出方法。