JPS6197716A - 位置制御装置 - 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】 ［発明の利用分野Ｊ 本発明は位置制御装置に関し、物体を目標位置まで移動
して所定の位ｎ精度で停止させるための、例えばＩＣ等
の半導体焼付装置におけるレチクルブエンジレ−，マス
クチ［ンジｐ−、或いはオートフィーダ等の搬送系に好
適な位置制御装置に関する。

［従来の技術１ 半導体焼付装置では、半導体ウェハ上に多層構造の回路
素子を形成するための各種パターンの焼（＝ｊけのため
に、例えば複数のレチクルまたはマスクのうちから目的
のものを選択して焼付装置に自動的にセットし、或いは
焼付装置から戻されたものを元の位置に収納覆る所謂レ
ヂクルチェンジセーまたはマスクチェンジＩシーが設け
られている。

またウェハについても供給−１ニヤリア内の所定の位置
からつ■ハを取り出して焼付装置に供給し、焼付装置か
ら出てきたウェハを収納士セリフの所定開所に挿入ｊＪ
るというオートフィーダが設けられているのが一般的で
ある。

これらの搬送システムでは、搬送１べさ物品が個々に別
の位置に収納されており、従って目的の物品の搬送に際
しで搬送器の停止位置決めが必須である。口のため搬送
時の絶対位置に対する位置決め粘度を確保するために様
々な工夫が必要であった。

例えば第６図はレチクルヂＪンジャーの一例であり、各
種レチクルを一枚ずつ収納した複数のレチクルカセット
　１を子じめ定められたスロット位置に装填しておいて
、取り出しフォーク３を有するエレベータ　５により焼
付装置本体へレチクルを搬入し、或いは逆に元のスロッ
ト位置へ戻すようになっている。レチクルカセット　１
はレチクルを載置する台板の上に蓋をかぶせる形式のも
のであり、レチクルを載置たままフＡ−り３によって台
板のみを引き出し、まずはじめに位置決めユニット　７
内に搬入してレチクルの位置を装置の基準位置に合わせ
る。エレベータ　５は、モータ　９によつ（駆動される
無端ベルト１１により胃陪移動し、イの１９首制御はエ
レベータ　５に固定された遮光板１３が位階？ｉ′ｌｆ
認用の）Ａトスイッチ１５を遮光すること（゛）Ａ１−
スイッチの状態が変り、それに応じてモータ９に始動・
停止の指令信号を与え、目標位置でエレベータ５を停止
さぼるようにしである。フォトスイッチ１５は各カセッ
ト　１に対応づる位置に同数だけ設けられている。

このよう４ｃレチクルチ１ンジＶ−では、各レヂクル力
ヒット位四に対りるエレベータ　！１１７）停止１ヴ直
について絶対位１ｉｆｆＪｊよび位置決め精度を保証す
るために、設置されるレチクルカセットの最大数と同数
のフォトスイッチを配置しなければならず、フォトスイ
ッチの数が増加すればそれだけ故障の光牛率が大きくな
るだ番ノでなく、多数のフォトスイッチの絶対位置出し
をしなければならないので調整が（へめＣ煩卸になるど
Ｊｔに、）４トスイッヂ仝個数の点灯状態をみてエレベ
ータを停止させな番ノればなら＜１いので、電気的イｊ
ハードウェアによるエレベータの停止に制御が困難であ
るという欠点がある。

フォトスイッチの設置個数を減じるために、遮光板を固
定側に、フォトスイッチを移動側（エレベータ側）に取
付けると、絶対位置（初期位置）が不明となるので実際
的でない。

また１−レベータ　５の位置をベルト１１の移動ｌａか
らポテンショメークによって検出することも考えられる
が、ポテンショメータによる位置制御だけでは、エレベ
ータ５の移動範囲（一般的に４００ｍｍ程疫）が必要精
度Ｑ、１ｍｍに対して大きすぎるため、実現困難である
。

［発明の目的と概要１ 本発明（よ前述の従来技術の欠点を除去しようとするし
のであり、前ンｌレベータ等の移動させるべき物体の停
止ｆｉｇ　Ｋｌ精度を低下させることなく、位置検出ア
クデー１、−Ｉ−一夕の使用数♀を少なくして故障率を
臥減し、ハードウェアによる目標位置への停Ｊ１制御が
実現ＣきＣ，さらに物体の絶対位置のＦＫ！認しｉＩｌ
能４Ｃ位置制御装置を提供することを目的どしている。

このような目的を達成ツるために本発明の位１直制御装
置は基本的に第１と第２の二つの位置検出手段およびこ
れら位置検出手段によって物体の停止位面を制御する駆
動Ｊｉｆｆ　ｔＪＩＩ手段を備えている。

第１の位置検出手段は、物体の移動範囲のほぼ全域につ
いて物体の位置を検出すると共に、検出した物体の位；
＾が１４−位置を含む予じめ定められた幅の小領域内に
あることを保証するものぐあり、例えばポテンショメー
タをｎ１る検出装首で偶成される。

第２の位１１９ｉ検出手段は、前記小領域内にｄ３い゛
ζ物体の位；ｒｌを検出４°るど几に、検出した物体の
１１“ｌ　。

置の絶対１１１度を保シ［するものぐあり、例えばその
設置１を置精ｐＩによって絶対位置精度を保証する）Ａ
トスイッＪを、［：１標停止１位同の数より大幅に少な
い数だ１）用いた検出装置によって構成される。

駆動制御Ｆ段ＧＪ先ず物体を第１のイ１／盾検出丁段の
出ツノに基づ＜　（ｊ７ｆｎ　１ｉｌｌ　Ｉｌｌによっ
てｆ１標１９訂を含む前記小領域内よ（゛移動し、次い
ぐ第２の一位胃検出Ｔ段の出力にも（づ＜　（Ｑ　ｆ？
制σ０によっ（前記小領域内の目標位置に停止させる。

このように本発明Ｃは、物体の停止位置精度は第２の位
置検出手段の配防位胃精度によって定まり、第２の位置
検出手段の受は持も範囲を小領域にすることでそのため
の位置検出アクチュエータの使用数を減じ、しかもハー
ドウェアによる停止制御を可能どして、物体の絶対位置
も把握できるようにしたちのＣある。

本発明の実施例を示Ｕば以トの通りである。

［発明の実施例］ 第１図は本発明の実施例に係るレチクルチ１ンジト−の
構成図であり、各種レチクルを一枚ずつ収納した？！／
数のしｆクルカセット　１を各々定められたスロット位
置に装填しＣおいて、取り出しフＡ−り　３を有するエ
レベータ　５によって焼付装置本体ヘレｆ″タルを殿送
し、或いは逆に焼付装置本体からのレチクルを元のスロ
ット位置へ戻す機能４宋すようになつＣいる。し１クル
カセツ１−１はレチクルを・戒同りる台楡の十に蓋をか
ぶりだ形式のものであり、しｆクルを械１１１、：まま
フォーク３によって合板のみを引き出し、まずはじめに
位置決めユニット　７内に１般入しＣレチクルのイ装置
を装置の基準位置に合わける。

エレベータ　５は、七−タ　９によって駆動される無端
ベルト１１により界降移仙し、ベル１−１１の駆動輪１
γにはその回転角位置を検出するポテンショメータ１９
が第１の位置検出手段として取付けられている。

エレベータ　５にはまた、例えば４個のフォトスイッチ
を有するフォトスイッチ１ニツト２１が固定されｌ’　
Ｊ３す、このフＡ、　ｈスイン−ｆユニット２１の移Ｉ
ＩＩ！Ｊ経路に沿つＣユニットのフォトスイッチに作用
７るｌｉ！１ＩＩｆｌ状遮光板２３がエレベータ　５の
全移動範囲にわたって設置されており、これらユニット
２１と；Ｗ先板２３とで第２の位置検出手段を構成して
いる。

第２図には前記第１と第２の位置検出手段とモータ９の
駆動制御系の回路構成がブロック図Ｃ示され、第３図に
は７片トスイツチユニット２１の一具体例として４つの
フＡｔ〜スイッチ２５を右する場合についＣユニット２
１と櫛歯状遮光板２３との相対位置関係の様子が模式的
に示され、さらに第４図には第３図の例における停止位
置と各フォトスイットのオン・オフのパターンが図表と
して示されている。尚、第３図におけるフォトスイッチ
２５の図示に付されている数字１〜４は第４図のフォト
スイッチＮｏ、１〜４に対応している。

さて、ポテンショメータ１９はエレベータ５の移動の全
範囲について位置検出信号を出力し、このボアンショ出
力はボテンシコ判定回路２１に入力されて判定される。

またフォトスイッチユニット２１は、第３図に承りよう
に４つのフォトスイッチ２５の移動方向に関する配列ビ
ッヂど遮光板２３のｒＨ歯ピッチとで決まる成る小領域
内の複数の位置（図例では第１ないし第５の５つの位置
でそれぞれのオン・オフ状態が変化し、第４図に承りよ
うな出カバターンのロジック１．１号を出力する。第４
図において信号ＩＩ　ＯＩ＋はスイッチ２５が遮光され
ている状態を示し、信号“１パはスインｆ−２５に光が
当っＣいる状態を承１゜エレベータ　５が第１の位置に
ある状態は第３図（△）に示され、第２の位置にある状
態は第３図（［３）に示され、以下同様に第３の位置は
第３図（Ｃ）に、第４の位置【よ第３図（１））に、そ
して第５の位１１ア１は第３図（［）にそれぞれ示され
ている。

フォトスイッチ−１ニツト２１からはエレベータ　５が
小領域内で第１〜第５の位置のどこに位置するかに応じ
【第４図にポリ内容の二１−ド、信月が出力され、この
第１〜第５の１１７置毎の］−ド１，３２３のパターン
は櫛歯状遮光板２３の全長で繰り返１ノとなっＣいる。

フΔ１〜スイッチコニット２１からの出力信舅は゛ノＡ
トスイッ１判定回路２９に入力され、その］−ド内容の
判定が行／、ｃわれる。

二つの判定回路２７と２９にはコンビニＩ−夕３１から
ぢ’　＋１．　［１標Ｉｌｌ　Ｆｉに対応した位；ご）
′−夕が設定されでおり、その設定値との判定結果に基
づいてし一タ９が駆動回路３３によって制御されるよう
になっ（いる。

ポテンショメータ１９からトＬまた緊Ｊ　Ｆン止回路３
！′ｌにｂ位置検出舊号が与えられでＪゴリ、七−夕が
胃；電動作したときには駆動回路３３に緊急Ｒ１１をか
【ノるようにむされ−Ｃいる。

動作の始んどはコンビコータ３１に１つでコントロール
され、二つの判定回路２７と２９に対する停止目標位置
データの設定の後に、コンビコータ３１はノーＡ１一ス
イツチ判定回路２９にスタート指令を与える。判定回路
２９はスタート指令を受けとるとｔ−タ駆動回路３３を
作動さけ、これによりモータ　９が所定り向に回転する
。

エレベータ　ｊ）が移動してポテンショメータ１９がコ
ンピュータ３３の与えた設定値以上（又は以下）の値を
ホしたとき、ポテンショ判定回路２７からフＡトスイッ
１判定回路２９へ「ＮＡ［３ＬＥ信号が与えられる。こ
のＥＮＡＢＬＥ信号を受けとつＣはじめＣフォトスイッ
チ判定回路２９が判定動作を開始し、フォトスイップー
ユニツ１−２１からの出力コード１６　ｎのパターンが
ｐじめ］ンビ」−夕３１から与えられた設定パターンと
一致したときに駆動回路３３へ停止指令を発し、これに
より［−タ　９が停止する。この場合、七−夕９の停止
位置精度は、フイトスイツブ２５の配置、％、１位胃精
度ぐ保１＋ｌｒされることになる。

例えばレナクルカセット　１の最大装置！Ｔ′ｉｊ’ｉ
Ｊ能数を１６、カセッ１〜スロット間ピッｆを２４　ｍ
ｍ、エレベータ　５の移動範囲を３８７ａｕ＋とじた’
Ａ合、ポテンショメータ１９に要求される分解能は１２
１１１１であり、この１２１１１１１１の小領域内を）
、１１−スイップ１ニット２１とｆｉＩ爾状遮光板２３
どぐ受は持つようにす゛ればにい。

従ってポテンショメータの精度が停止ｌ−位位置度に直
接影響することはなく、既存のポテンショメータで充分
な分解能が得られる。

尚、コンピュータ３１は、前述のようにバードウ、エア
でモータを停止したのち、ポテンショメータ１９と７．
Ｉ　ｔ−スイッチ２５の状態を取り込み、モータ９が正
しい位置に停止したか否かの確認を行なう。

第５図番よ縦軸にレチクル力ヒット　１の番号すなわち
停止目標位置をとって示したポテンショ判定条件を示し
ている。第５図（Ａ）の場合、エレベータ　５がＮｏ、
７カヒツトより下方に位置していてこれをＮ（１，６力
レツト１位置へ−１向きに移動させるときのボｊンシ」
メータ１９の出力の判定条件を示し、−１３、第５図（
Ｅ３）では、］レベータ５がＮ０９５カセッ１−より上
方に位置しくい−（゛これをＮ００６カセツｈ　１１７
首へ下向きに移動させるときのポテンショメータ１９の
出力の判定条件を示している。

−し一夕　９がスタート指令によつＣ始動４ると［レベ
ータ　！１が移動しはしめ、上向移動の場合は、Ｎ’ｏ
、７力ヒツト位置を１ざるまＣはボテンシ〕判定回路２
７からフィトスイッチ判定回路２９へは１）　ｌ　Ｓへ
ＢＬＥ偕号が勾えられ、ＮＯ，６ノルツト位置の「＋ｉ
Ｉｉ　Ｕ：□　；ｌ？　ｊンシ３判定回路２７からフオ
ｉ・スイッ′ｆ判定回路２９へＥ　Ｎ　Ａ　Ｂ　Ｌ．　
［信号が送られ、第２位ｉ６’．　（　２　）　、土た
１，１第４位置（４）’ｒＥ−タ　５を停止１させる。

上向移動のＪ！合し第１ｊ図（［３）に示すようにほぼ
同様である。ここで停止位置へ位置（２）ど（４）の二
個所にしたのは、カロット１のシー１クル庖台板ごと汲
き出す際に、ひとつのカセットにつきルベータ　５のＰ
ン止位同としてフＡ−９３を挿込む位置と、その後フオ
ーク　３を数ｍＩｌｌ（例えば３ｍｍ）上昇させてフォ
ークを合板裏面の突起に係合させて引き出寸位置との二
位置が必要だからである。

また前記実施例においては移動側であるエレベータに７
周トダイオードユニットを取付け、固定側にυ歯状遮光
板を配置したが、停止目標位置があまり広範の１にわた
らなければこれらを逆に、つまりエレベータに遮光板を
、固定側にいくつかのフォ］・ダイオ−トコニットの連
らなりを配置してもよい。

さらにＩｉ！ｉｉ歯状迦光仮は列状に多数の透光を穿っ
たもの或いは透明部と不透明部との繰り返しパターンの
長尺材に代えＣもよく、好ましくは温度等の物理的条件
の変化による寸法変化がＳ祝てきるほど小さい材料で構
成するのがよい。

ざらにまた絶対位置検出用の第１の位置検出手段どして
は、ポテンシ・ｊメータ以外にも、例えば超音波位置セ
ンサ、光テコとポジションセンサとの組み合せ、三角開
缶による光学的なセンサ、コ−ド記号を讐！１さ込んだ
円板をベルト駆動軸１７に取付けるもの、クサビ状のス
リット列と光ディテクタとの組合Ｕ等、ｈｒ−レベータ
５の仝移ＩｖＪ範囲についてその絶対位置を検出できる
ものイ【らどの様なものでも代用可能である。

［発明の効果１ 以上に述べ！ごように、本発明によれば移動すべき物体
の位置検出手段として比較的低精度でよい絶対位置検出
用の第１の位置検出手段と、比較的高精度の精度保証用
の第２の位置検出手段とを備えているのぐ、停止位置ｖ
Ｊ痕の低下なしに位置検出用？クブーユエータの使用数
９を少なくでき、その故障率す従って低くでき、ハード
ウェアによる停止制御で絶対位置の確認も可能な位置ａ
ｉｌ＋御装置が得られるものぐある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明とレヂクルヂ■ンジト一に適用した場合
の実施例を示１荀ｉ成図、第２図はその制御系の１１コ
ック図、第３図（Ａ）−（Ｅ）はフＡ′　　トスイッヂ
ユニットとｌ？ｊ歯状遮光板の具体例を相対変ｆ１ンと
１（にＩｉζした（シ１式図、第４図は〕４１−スイッ
ヂュニツ１−の出力１８号のパターンを示すヨー１〜図
表、第５図（Δ）（Ｂ）はポテンシ」判定条件を示す説
明図、第６図は従来例のしｆクルヂ［ンジャーを承り構
成図である。 １：レブクルカセット、　３：ノオーク、５：丁−レベ
ータ（物体）、７：位置決め１ニツト、９：し−タ、１
１：無端ベル１−１１１：ベルト駆動輪、１９；ポｊン
シ」メータ、２１：フ４トスイッ１−Ｊニツ１−１２３
：櫛歯状遮光板、２５：ノＡ］−スイップー、２７：ポ
テンショ判定回路、２９：ノ４１−スイッチ判定回路、
３１：］ンピ１−タ、３３：モータ駆動回路、３５：緊
急停止回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体を目標位置に移動させるための位置制御装置に
   おいて、移動範囲のほぼ全域について物体の位置を検出
   すると共に物体の位置が目標位置を含む予じめ定められ
   た幅の小領域内にあることを保証する第１の位置検出手
   段と、前記小領域内において物体の位置を検出すると共
   に物体の位置の絶対精度を保証する第２の位置検出手段
   と、物体を先ず第１の位置検出手段の出力に基づく位置
   制御によつて目標位置を含む前記小領域内まで移動し、
   次いで第２の位置検出手段の出力に基づく位置制御によ
   つて前記小領域内の目標位置に停止させる駆動制御手段
   とを具備したことを特徴とする位置制御装置。 ２、第１の位置検出手段としてポテンショメータを、第
   ２の位置検出手段としてフオトスイッチをそれぞれ有す
   る特許請求の範囲第１項に記載の位置制御装置。