JP5741959B2 - 基板検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、収納容器の基板収納領域に複数枚の基板を積層状態で収納し、前記収納容器に形成されている開口に向けて検出波を投射して基板の存否によって検出状態が変化する検出部が設けられている基板検出装置に関する。
かかる基板検出装置は、収納容器における基板の存否を検出するものであり、従来では、収納容器の基板収納領域に基板を積層状態で収納し、その収納容器を基板収納領域の基板積層方向が上下方向に沿う姿勢でテーブルに載置して、基板の存否を検出するための透過型の存否センサを、基板の面方向に沿う方向に投光する状態で収納容器の前後に一対(投光用と受光用)設けており、昇降駆動機構により一対の存否センサを収納容器に対して基板収納領域の全幅に亘って相対的に昇降移動させることで、収納容器における基板の存否を検出していた(例えば、特許文献1参照。)。
特開平6−135506号公報
しかしながら、上記した従来の基板検出装置では、一対の存否センサを収納容器に対して基板収納領域に対して相対的に昇降移動させるため、収納容器における基板の存否の検出に時間がかかり、また、一対の存否センサを収納容器に対して相対的に昇降移動させる昇降駆動機構を設ける必要があるため、基板検出装置の構成が複雑なものとなっていた。
ところで、搬送装置にて収納容器を載置搬送するときに、物品収納棚に収納する姿勢等を考慮して、収納容器を基板収納領域の基板積層方向が搬送方向に沿う搬送姿勢で水平方向に載置搬送することがあり、このように搬送装置にて搬送される収納容器における基板の存否を検出する場合がある。
このような場合において、上記従来のように透過型の存否センサにて検出するときは、一対の存否センサのうちの一方が収納容器に対して搬送方向の下流側に位置することとなるため、搬送される収納容器に干渉しないように存否センサを設ける必要があり、存否センサを設置し難いものとなる。
また、反射型の存否センサとして、投光用と受光用との一対の存否センサ又は投光用と受光用とを兼用する1つの存否センサを収納容器に対して搬送方向の上流側に設けることで、収納容器に対して搬送方向の下流側に存否センサを設ける必要がなくなるため、存否センサを設置し易くなる。しかしながら、収納容器にて反射する検出波にて収納容器を基板と誤検出することを防ぐために、収納容器に検出光が収納容器を通過するための開口が形成されている必要があり、存否センサを検出光が収納容器を通過するように設ける必要がある。
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、簡素な構成で且つ検出部の設置の制約が小さい基板検出装置を提供する点にある。
本発明にかかる基板検出装置は、収納容器の基板収納領域に複数枚の基板を積層状態で収納し、前記収納容器に形成されている開口に向けて検出波を投射して基板の存否によって検出状態が変化する検出部が設けられているものであって、その第1特徴構成は、
前記収納容器を前記基板収納領域の基板積層方向が搬送方向に沿う搬送姿勢で水平方向に載置搬送する搬送装置が設けられ、前記検出部が、検出波を投射し且つ対象物からの反射された検出波を受信して対象物までの距離を検出する距離計にて構成され、前記搬送装置にて搬送される前記収納容器の移動範囲の上流側端部に検査箇所が設定され、前記距離計が、前記移動範囲の前記上流側端部よりも上流側に配設され且つ前記検査箇所に位置する前記収納容器の前記開口に向けて検出波を投射してその投射した検出波が前記基板収納領域を基板の面方向と交差する方向に通過自在な状態で設けられ、且つ、前記距離計が、前記検出箇所に位置する前記収納容器に基板が収納されている場合は、前記距離計から投射された検出波が、前記開口を通過して前記基板収納領域に収納されている基板に投射され、前記検出箇所に位置する前記収納容器に基板が収納されていない場合は、前記距離計から投射された検出波が、前記開口及び前記基板収納領域を通過して前記収納容器における前記検出波の投射方向の下流側に位置する容器内面部分に投射されるように設けられ、前記距離計の検出値が、前記検査箇所に位置する前記収納容器の前記基板収納領域に収納されている基板までの距離として予め設定されている設定範囲内の値である場合に、前記収納容器内に基板が存在していると判別する存否判別部を備えて構成されている点にある。
すなわち、対象物までの距離を検出する距離計が、検査箇所に位置する収納容器の開口に向けて検出波を投射してその投射した検出波が基板収納領域を基板の面方向と交差する方向に通過自在な状態で設けられているため、距離計により検出される検出値は、収納容器に基板が収納されている場合と収納容器に基板が収納されていない場合とで異なる。そして、距離計の検出値が、検査箇所に位置する収納容器の基板収納領域に収納されている基板までの距離として予め設定されている設定範囲内の値である場合に、存否判別部にて収納容器内に基板が存在していると判別するように構成されており、収納容器内における基板の存否を検出できるようになっている。
そして、検出部は、1つの距離計にて構成されているため、検出部を配設する場合は、距離計を移動範囲の上流側端部に設定された検査箇所よりも上流側に配設するだけでよく、検査箇所より下流側に検出部を設ける必要がないため、距離計を収納容器に対して相対的に移動させる必要がなく、基板検出装置の構成の簡素化を図ることができ、また、搬送装置にて搬送される収納容器との干渉を避けるように検出部を配設する必要がなく、検出部を設置する場合の制約を小さくできる。
本発明にかかる基板検出装置の第2特徴構成は、第1特徴構成において、前記距離計が、前記基板の積層方向に対して傾斜する方向に検出波を投射するように配設されている点にある。
すなわち、距離計を、基板の積層方向に対して傾斜する方向に検出波を投射するように配設することで、基板収納領域に対して基板積層方向に収納容器の内面等の他物が隣接している場合に、基板の積層方向に対して平行となる方向に検出光を投光したときに比べて、基板収納領域と他物との投射方向での間隔を広くできる。そのため、収納容器に基板が収納されている場合と収納されていない場合との距離計により検出される検出値の差を大きくすることができ、存否判別部による収納容器内に基板が存在していることの判別を適確に行うことができる。
本発明にかかる基板検出装置の第3特徴構成は、第2特徴構成において、前記搬送装置が、前記収納容器に収納されている基板が下方側ほど前記搬送方向の上流側に位置する傾斜姿勢となる状態で前記収納容器を載置搬送するように構成されている点にある。
すなわち、搬送装置を、収納容器に収納されている基板が下方側ほど搬送方向の上流側に位置する傾斜姿勢となる状態で収納容器を載置搬送するように構成することで、収納容器を鉛直姿勢で載置搬送するものに比べて、基板収納領域と他物との投射方向での間隔をさらに広くできる。そのため、存否判別部による収納容器内に基板が存在していることの判別をより適確に行うことができる。
本発明にかかる基板検出装置の第4特徴構成は、第1〜第3特徴構成のいずれか1つにおいて、前記基板が、半導体ウェハであり、前記距離計が、レーザー光を投光し且つ対象物にて反射されたレーザー光を受光して対象物までの距離を検出するレーザー式に構成されている点にある。
すなわち、距離計がレーザー式に構成されているため、コヒーレンスが高く、半導体ウェハの表面の色、模様、光沢の影響を受け難く、半導体ウェハまでの距離を適切に検出し易い。
基板収納設備の一部切り欠き側面図 基板検出装置の斜視図 レーザー光の投光状態を示す側面図 制御ブロック図 フローチャート
本発明の基板検出装置の実施形態について、基板検出装置を基板収納設備に備えた場合の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、基板収納設備は、基板収納用の収納容器Cを収納するストッカー3と、当該ストッカー3の内部と外部との間に亘って収納容器Cを載置搬送する搬送装置1とが設けられている。尚、基板収納設備は、クリーンルーム内に設置されており、ストッカー3には、基板Wが収納された収納容器Cが収納されている。
そして、収納容器Cをストッカー3に収納する場合は、作業者が収納容器Cを搬送装置1の作業者用移載箇所Pに載せ、搬送装置1にて作業者用移載箇所Pからストッカー内移載箇所Qまで載置搬送し、庫内移載装置4にてストッカー内移載箇所Qに位置する収納容器Cをストッカー3の収納部(図示せず)に収納するように構成されている。
また、収納容器Cをストッカー3から取り出す場合は、収納部に収納されている収納容器Cを庫内移載装置4にてストッカー内移載箇所Qに取り出し、搬送装置1にてストッカー内移載箇所Qから作業者用移載箇所Pまで載置搬送し、作業者用移載箇所Pに位置する収納容器Cを作業者にて搬送装置1から降ろすように構成されている。
尚、作業者用移載箇所Pは、搬送装置1の搬送経路におけるストッカー3の外部に位置する箇所に設定されており、ストッカー内移載箇所Qは、搬送装置1の搬送経路におけるストッカー3の内部に位置する箇所に設定されている。
〔収納容器〕
図2及び図3に示すように、収納容器Cには、半導体ウェハである円板形状の基板Wを保持するスリット6が上下方向に沿って形成されており、そのスリット6が水平方向に複数形成されている。そして、収納容器Cの上部には、基板Wを出し入れするために挿抜口7が形成されている。
収納容器Cは、基板Wを挿抜口7から縦姿勢で挿入してスリット6に上方から差し込み、複数のスリット6の夫々に基板Wを保持させることで、収納容器Cの基板収納領域Sに複数枚の基板Wを容器前後方向に沿って積層状態で収納できるようになっている。尚、容器前後方向は基板Wの基板積層方向とは同じ方向となっている。
また、収納容器Cの下部には、収納容器C内を上下方向に空気が通流可能なように開口8が形成されている。この開口8は、容器前後方向視で収納された基板Wと一部重複する状態で形成されており、容器前後方向視で基板Wの下端部が目視可能に構成されている。収納容器Cの前面には、収納容器Cの固有情報を示すバーコードBが添付されている。そして、収納容器Cは、挿抜口7及び開口8は常時開放されておりオープンカセットに構成されている。
〔搬送装置〕
搬送装置1は、作業者用移載箇所Pに位置する収納容器Cを載置支持する検査用載置台1P、ストッカー内移載箇所Qに位置する収納容器Cを載置支持するストッカー内載置台1Q、及び、作業者用移載箇所Pとストッカー内移載箇所Qとの間で収納容器Cを載置搬送する搬送台車19を備えて構成されている。
搬送台車19は、水平方向に沿って走行自在な走行体23と、その走行体23に昇降自在に支持された載置台20とを備えて構成されている。
ちなみに、搬送方向は、搬送装置1にて収納容器Cが搬送される方向、特に、走行体23が走行移動することで収納容器Cが移動する方向であり、図1及び図2において矢印Xで示している。また、搬送方向の上流側及び下流側は、収納容器Cをストッカー3に収納するときの収納容器Cの搬送方向に基づいて、作業者用移載箇所Pが位置する側(図1における右側)を上流側、ストッカー内移載箇所Qが位置する側(図1における左側)を下流側としている。
そして、搬送装置1にて搬送される収納容器Cの移動範囲Kの上流側端部に作業者用移載箇所Pが設定され、搬送装置1にて搬送される収納容器Cの移動範囲Kの下流側端部にストッカー内移載箇所Qに設定されている。
搬送装置1は、収納容器Cを作業者用移載箇所Pからストッカー内移載箇所Qに搬送する場合、走行体23が作業者用移載箇所Pに位置する収納容器Cの直下に位置する状態で載置台20を上昇移動させて収納容器Cを検査用載置台1Pから持ち上げた後、走行体23をストッカー内移載箇所Qの直下箇所まで走行移動させて収納容器Cを搬送方向に沿って移動させ、その後、載置台20を下降移動させて収納容器Cをストッカー内載置台1Qに降ろして、収納容器Cを搬送するように構成されている。
また、収納容器Cをストッカー内移載箇所Qから作業者用移載箇所Pに搬送する場合は、収納容器Cを作業者用移載箇所Pからストッカー内移載箇所Qに搬送するときの逆に搬送装置1を作動させることで、収納容器Cを搬送するように構成されている。
検査用載置台1P、ストッカー内載置台1Q及び搬送装置1の載置台20の夫々は、収納容器Cを基板収納領域Sの基板積層方向が搬送方向に沿う搬送姿勢で載置支持するように構成されている。そのため、搬送装置1にて搬送される収納容器Cは、その基板収納領域Sの基板積層方向が搬送方向に沿う搬送姿勢となっており、搬送装置1が収納容器Cを搬送姿勢で搬送方向に沿って載置搬送するように構成されている。
また、検査用載置台1P、ストッカー内載置台1Q及び搬送装置1の載置台20は、収納容器Cに収納されている基板Wが下方側ほど搬送方向の上流側に位置する傾斜姿勢となる状態で載置支持するように構成されている。つまり、搬送装置1は、収納容器Cを傾斜姿勢で載置搬送するように構成されている。
ちなみに、図1及び図2に示すように、搬送装置1にて搬送するときに収納容器Cが通る領域を移動範囲Kとしている。
〔基板検出装置〕
基板収納設備には、収納容器Cに形成されている開口8に向けて検出波を投射して基板Wの存否によって検出状態が変化する検出部11が設けられた基板検出装置10が設けられている。
そして、移動範囲Kの上流側端部が、基板検出装置10にて基板Wの存否を検出する検査箇所に設定されており、作業者用移載箇所Pが検査箇所となっている。尚、基板収納設備は、搬送装置1と検出部11(距離計12)と後述する存否判別部hとを備えて構成されている。
検出部11は、収納容器Cに形成されている開口8に向けてレーザー光を投光し且つ対象物にて反射されたレーザー光を受光して対象物までの距離を検出するレーザー式の距離計12にて構成されている。
この距離計12は、移動範囲Kの上流側端部よりも上流側に配設されており、移動範囲Kの上流側端部に位置する収納容器Cの開口8に向けてレーザー光を投光してその投光したレーザー光が基板収納領域Sを基板Wの面方向と交差する方向に通過自在な状態で設けられている。
また、距離計12は、搬送方向の下流側に向けて斜め上方に向けて投光し、基板積層方向に対して傾斜する方向にレーザー光を投光するように配設されている。
そして、図3(a)に示すように、距離計12が基板収納領域Sを基板Wの面方向と交差する方向に通過するようにレーザー光を投光しているため、基板収納領域Sに基板Wが収納されている場合は、その収納されている基板W(複数枚収納されている場合は最も搬送方向上流側に位置する基板W)にレーザー光が投光される。また、距離計12が搬送方向の下流側に向けて斜め上方に向けてレーザー光を投光しているため、収納容器Cに基板Wが全く収納されていない場合でも、距離計12から投光されたレーザー光が収納容器Cを通過せず、収納容器Cの内面に投射されるようになっている。
そのため、図3(b)に示すように、収納容器Cに備えられているスリット6の全てに基板Wが保持されている満状態では、距離計12にて距離L1に相当する検出値が検出され、図3(c)に示すように、収納容器Cに備えられているスリット6のうちの最も搬送方向下流側に位置するスリット6にのみ基板Wが保持されている場合は、距離計12にて距離L2に相当する検出値が検出される。また、図3(a)に示すように、収納容器Cに基板Wが全く収納されていない空状態では、距離計12にて距離L3に相当する検出値が検出される。
〔制御装置〕
基板収納設備には、搬送装置1及び庫内移載装置4の作動を制御する制御装置Hが設けられており、この制御装置Hには、距離計12の検出値が入力されている。そして、制御装置Hには、距離計12の検出値が、検査箇所に位置する収納容器Cの基板収納領域Sに収納されている基板Wまでの距離として予め設定されている設定範囲内の値である場合に、収納容器C内に基板Wが存在していると判別する存否判別部hが、プログラム形式で備えられている。
予め設定されている設定範囲としては、距離L1に相当する検出値から距離L2に相当する検出値までの範囲より許容範囲だけ広い範囲が設定されており、また、距離L3に相当する検出値が含まれない範囲が設定されている。
そのため、図3(b)に示すように、収納容器Cが全てのスリット6に基板Wが収納されている満杯状態であり、距離計12にて距離L1に相当する検出値が検出されている場合は、距離計12の検出値が設定範囲内の値であるため、存否判別部hにて、収納容器C内に基板Wが存在していると判別される。
また、収納容器Cの最も搬送方向の下流側に位置するスリット6にのみ基板Wが保持されており、距離計12にて距離L2に相当する検出値が検出されている場合でも、距離計12の検出値が設定範囲内の値であるため、存否判別部hにて、収納容器C内に基板Wが存在していると判別される。
そして、図3(c)に示すように、収納容器Cが空状態であり、距離計12にて距離L3に相当する検出値が検出されている場合は、距離計12の検出値が設定範囲外の値であるため、存否判別部hにて、収納容器C内に基板Wが存在していないと判別される。
図4に示すように、基板収納設備には、搬送装置1の検査用載置台1Pに収納容器Cを載置して当該収納容器Cをストッカー3に収納するときに作業者が押し操作する投入スイッチ14と、検査用載置台1P上に収納容器Cが存在しているか否かを検出する容器存否センサ15と、検査用載置台1P上に位置している収納容器Cに添付されているバーコードBを読み取るバーコードリーダ16と、異常が生じたときに表示させる表示灯17とが設けられている。そして、投入スイッチ14の操作信号、容器存否センサ15の検出情報、及び、バーコードリーダ16の検出情報が制御装置Hに入力され、制御装置Hが、容器存否センサ15の検出情報及び距離計12の検出情報に基づいて、表示灯17の作動を制御するように構成されている。
次に、収納容器Cをストッカー3に収納する場合における制御装置Hの制御について、図5に示すフローチャートに基づいて説明する。
作業者により投入スイッチ14が操作されると、容器存否センサ15からの検出情報に基づいて、作業者用移載箇所P(検査箇所)に収納容器Cが存在しているか否かを判別し、距離計12の検出値に基づいて、収納容器C内に基板Wが存在しているか否かを判別する。
そして、作業者用移載箇所P(検査箇所)に収納容器Cが存在し、且つ、収納容器C内に基板Wが存在していると判別した場合は、バーコードリーダ16にてバーコードBを読み取り、ストッカ−3における収納位置等を示す収納情報と収納容器Cの固有情報とを紐付けした状態で記憶し且つ収納容器Cを収納部に収納するべく搬送装置1及び庫内移載装置4の作動を制御する入庫処理が実行される。
尚、作業者用移載箇所P(検査箇所)に収納容器Cが存在していない、又は、収納容器C内に基板Wが存在していないと判別した場合は、表示灯17の表示状態を異常を示す状態とするべく表示灯17の作動を制御する異常処理が実行される。
ストッカー3に基板Wが収納された収納容器Cを収納する場合、作業者は基板Wが収納された収納容器Cを作業者用移載箇所Pに載置することとなるが、誤って基板Wが収納されていない空状態の収納容器Cを作業者用移載箇所Pに載置してしまうことがある。このような場合でも、表示灯17が異常を示す表示状態となることで作業者が誤って作業者用移載箇所Pに空状態の収納容器Cを載置したことに気づくことでき、また、空状態の収納容器Cがストッカー3に収納されることを防止することができる。
〔別実施形態〕
(1) 上記実施形態では、距離計12を、基板Wの積層方向に対して傾斜する方向に検出波を投射するように配設したが、距離計12を、基板Wの積層方向に対して平行となる方向に検出波を投射するように配設してもよい。
(2) 上記実施形態では、搬送装置1が、収納容器Cに収納されている基板Wが下方側ほど搬送方向の上流側に位置する傾斜姿勢となる状態で収納容器Cを載置搬送するように構成したが、搬送装置1が、収納容器Cに収納されている基板Wが下方側ほど搬送方向の下流側に位置する傾斜姿勢、又は、収納容器Cに収納されている基板Wが鉛直姿勢となる状態で収納容器Cを載置搬送するように構成してもよい。
(3) 上記実施形態では、設定範囲として、基板収納領域Sに収納されている複数枚の基板Wの全てを包括する範囲を設定して、距離計12の検出値が設定範囲内である場合に、収納容器C内に一枚以上の基板Wが存在していると判別するように構成したが、設定範囲として、基板収納領域Sに収納されている複数枚の基板Wの夫々に対応する範囲を設定して、距離計12の検出値が設定範囲内である場合に、収納容器Cにおける検出値が属する範囲に対応する収納部に基板Wが存在していると判別するように構成してもよい。
具体的には、例えば、図3に示すように、距離計12にて距離L1に相当する検出値が検出されている場合は、収納容器C内の最も上流側の保持部に基板Wが存在していると判別し、距離計12にて距離L2に相当する検出値が検出されている場合は、収納容器C内の最も下流側の保持部に基板Wが存在していると判別するように構成してもよい。
(4) 上記実施形態では、検出部11を、レーザー式の距離計12にて構成したが、検出部11を、音波式等の距離計12にて構成してもよい。
また、上記実施形態では、基板Wとして、半導体ウェハを収納容器Cに収納したが、ガラス基板等の他の基板を収納容器Cに収納してもよい。
(5) 上記実施形態では、存否判別部hにて収納容器C内に基板Wが存在していると判別した場合に、収納容器Cを収納部に収納するべく搬送装置1及び庫内移載装置4の作動を制御する入庫処理を実行して、ストッカー3に基板Wが収納された収納容器Cを収納するようにしたが、存否判別部hにて収納容器C内に基板Wが存在していないと判別した場合に、収納容器Cを収納部に収納するべく搬送装置1及び庫内移載装置4の作動を制御する入庫処理を実行して、ストッカー3に空状態の収納容器Cを収納するようにしたてもよい。
1 搬送装置
8 開口
11 検出部
12 距離計
C 収納容器
K 移動範囲
P 検査箇所
S 基板収納領域
W 基板(半導体ウェハ)

Claims (4)

  1. 収納容器の基板収納領域に複数枚の基板を積層状態で収納し、前記収納容器に形成されている開口に向けて検出波を投射して基板の存否によって検出状態が変化する検出部が設けられている基板検出装置であって、
    前記収納容器を前記基板収納領域の基板積層方向が搬送方向に沿う搬送姿勢で水平方向に載置搬送する搬送装置が設けられ、
    前記検出部が、検出波を投射し且つ対象物からの反射された検出波を受信して対象物までの距離を検出する距離計にて構成され、
    前記搬送装置にて搬送される前記収納容器の移動範囲の上流側端部に検査箇所が設定され、
    前記距離計が、前記移動範囲の前記上流側端部よりも上流側に配設され且つ前記検査箇所に位置する前記収納容器の前記開口に向けて検出波を投射してその投射した検出波が前記基板収納領域を基板の面方向と交差する方向に通過自在な状態で設けられ、且つ、
    前記距離計が、前記検出箇所に位置する前記収納容器に基板が収納されている場合は、前記距離計から投射された検出波が、前記開口を通過して前記基板収納領域に収納されている基板に投射され、前記検出箇所に位置する前記収納容器に基板が収納されていない場合は、前記距離計から投射された検出波が、前記開口及び前記基板収納領域を通過して前記収納容器における前記検出波の投射方向の下流側に位置する容器内面部分に投射されるように設けられ、
    前記距離計の検出値が、前記検査箇所に位置する前記収納容器の前記基板収納領域に収納されている基板までの距離として予め設定されている設定範囲内の値である場合に、前記収納容器内に基板が存在していると判別する存否判別部を備えて構成されている基板検出装置。
  2. 前記距離計が、前記基板積層方向に対して傾斜する方向に検出波を投射するように配設されている請求項1記載の基板検出装置。
  3. 前記搬送装置が、前記収納容器に収納されている基板が下方側ほど前記搬送方向の上流側に位置する傾斜姿勢となる状態で前記収納容器を載置搬送するように構成されている請求項2記載の基板検出装置。
  4. 前記基板が、半導体ウェハであり、
    前記距離計が、レーザー光を投光し且つ対象物にて反射されたレーザー光を受光して対象物までの距離を検出するレーザー式に構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板検出装置。
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