JPWO2015037032A1 - 検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備えた基板収容器の検査方法を提供する。この検査方法は、載置台に前記基板収容器を載置する載置工程と、基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、センサを第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測する計測工程と、第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替える入替工程と、を備え、複数のスロットについて前記計測が完了するまで、前記計測工程と前記入替工程とを反復する。

Description

本発明は、基板収容器の検査技術に関する。

半導体デバイスの製造設備に代表される工場では、ウエハ等の基板を製造装置間で搬送する際に、専用の基板収容器（キャリア）が用いられる。基板収容器は、基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備えており、１枚の基板が１つのスロット内に水平姿勢で支持される。基板は、ロボットによって一枚ずつ水平に出し入れされる。基板収容器は、長期間の使用により変形が生じ、基板収容器内の基板が、期待される精度で支持されていない場合がある。これは、ロボットによる基板の出し入れを困難にする要因となり得る。

特許文献１には、基板収容器の検査方法が開示されている。この検査方法は、導電板とシャフトの間の接触による電気の導通を利用したものである。特許文献２には、三次元測定機を利用した基板収容器の検査方法が開示されている。特許文献３には、ロボットによる基板の取り出し方法が開示されている。この方法は、ハンドに設けたセンサの検知を利用して、ハンドと基板とが接触しないように、ハンドの移動制御を行うものである。

特開２００７−３２９２７７号公報 特開２０１０−１５３８８５号公報 特開２０１０−２７８０４４号公報

特許文献１の検査方法は、オープンカセットタイプのキャリアを対象としており、ウエハのキャリアとして現在主流のＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod ）のように、背面が塞がれた基板収容器の検査は困難である。特許文献２の検査方法は、三次元測定機を必要とし、その導入にコストがかかる場合がある。特許文献３は基板収容器の検査方法を開示していない。また、スロット間のピッチが狭い場合、センサを基板間に挿入することが困難な場合がある。特に、上下方向の距離を計測する距離センサを利用する場合、被測定対象とセンサとの距離が近すぎると、計測が困難な場合がある。

本発明の目的は、ＦＯＵＰのように背面が塞がれた基板収容器やスロット間のピッチが狭い基板収容器の検査を可能とすることにある。

本発明によれば、基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備えた基板収容器の検査を行う検査方法であって、載置台に前記基板収容器を載置する載置工程と、基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、センサを第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測する計測工程と、第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替える入替工程と、を備え、複数のスロットについて前記計測が完了するまで、前記計測工程と前記入替工程とを反復する、ことを特徴とする検査方法が提供される。

また、本発明によれば、基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備え、載置台に載置された基板収容器の検査を行う検査装置であって、センサを備え、前記基板収容器に対して、前記センサを水平方向に進退可能な第１アーム機構と、基板載置部を備え、前記基板収容器に対して、前記基板載置部を水平方向に進退可能な第２アーム機構と、前記第１アーム機構及び第２アーム機構を昇降する昇降機構と、前記第１アーム機構、前記第２アーム機構及び前記昇降機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、前記センサを前記第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測し、前記第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替え、複数のスロットについて前記計測が完了するまで、前記計測と前記基板の入替えとを反復する、ことを特徴とする検査装置が提供される。

本発明によれば、ＦＯＵＰのように背面が塞がれた基板収容器やスロット間のピッチが狭い基板収容器の検査が可能となる。

本発明の検査方法を実施可能な検査システム例の平面図。 図１の検査システム例の正面図。 一例の基板収容器の垂直断面図及び水平断面図。 ２種類のエンドエフェクタの平面図及び一方のエンドエフェクタの断面図。 制御装置のブロック図。 計測方法の例の説明図。 計測方法の例の説明図。 基準値の設定例の説明図。 制御例を示すフローチャート。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 図１の検査システムの動作説明図。 別例の基準器による上下の基準値の設定例の説明図。 別例の計測方法の説明図。 別例の計測方法の説明図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。各図において、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向を示す。

＜第１実施形態＞
＜検査システム＞
図１は本発明の検査方法を実施可能な検査システム例である検査システム１の平面図、図２は検査システム１の正面図である。検査システム１は、検査装置１０と、載置台２０と、載置台４０と、を含む。

検査装置１０は、アーム機構１１と、アーム機構１２と、ベースユニット１３と、昇降・旋回ユニット１４と、を含む。

アーム機構１１は、アーム１１１〜１１３を備える。アーム１１１の一端はベースユニット１３に回動自在に支持されている。アーム１１１の他端とアーム１１２の一端とは互いに回動自在に支持されている。アーム１１２の他端とアーム１１３の一端とは互いに回動自在に支持されている。アーム１１３の他端にはエンドエフェクタ１１４が水平姿勢で支持されている。

アーム機構１１は、その内部及びベースユニット１３の内部に設けられた駆動機構（不図示）によって、水平方向に伸縮し、エンドエフェクタ１１４が直線上で並行移動される。図１はアーム機構１１が収縮した状態を示している。図２の実線はアーム機構１１が収縮した状態を示し、図２の破線は、Ｘ方向と平行なｄｘ１方向にアーム機構１１を伸長した状態を示している。エンドエフェクタ１１４の詳細は後述する。

アーム１１３には、エンドエフェクタ１１４を水平軸周り（図２の矢印ｄｒ２方向）に回動させる駆動機構（不図示）が内蔵されている。この駆動機構により、エンドエフェクタ１１４は、その上下面を反転することが可能である。

アーム機構１２は、アーム１２１〜１２３を備える。アーム１２１の一端はベースユニット１３に回動自在に支持されている。アーム１２１の他端とアーム１２２の一端とは互いに回動自在に支持されている。アーム１２２の他端とアーム１２３の一端とは互いに回動自在に支持されている。アーム１２３の他端にはエンドエフェクタ１２４が水平姿勢で支持されている。エンドエフェクタ１２４の詳細は後述する。

アーム機構１１と同様にアーム機構１２は、その内部及びベースユニット１３の内部に設けられた駆動機構（不図示）によって、水平方向に伸縮し、エンドエフェクタ１２４が直線上で並行移動される。エンドエフェクタ１１４と、エンドエフェクタ１２４とは、互いの干渉を回避するために、Ｚ方向にずらして配置されており、水平方向で同方向に往復移動可能となっている。

アーム機構１１とアーム機構１２とは、水平方向に並べてベースユニット１３に搭載されている。しかし、これらを上下方向に並べてベースユニット１３に搭載する構成も採用可能である。

ベースユニット１３は、アーム機構１１及び１２を支持する。昇降・旋回ユニット１４は、駆動軸１４ａと、本体１４ｂとを備える。ベースユニット１３は駆動軸１４ａに搭載されている。本体１４ｂは駆動軸１４ａをＺ方向に進退させる機構と、駆動軸１４ａをその中心線周りに回転させる機構とを内蔵する（不図示）。駆動軸１４ａをＺ方向に進退させることにより、ベースユニット１３をＺ方向と平行なｄｚ方向に昇降できる。これにより、アーム機構１１とアーム機構１２とがＺ方向に昇降される。駆動軸１４ａを回転させることにより、ベースユニット１３をＺ方向の軸周りに回転できる。これにより、アーム機構１１とアーム機構１２とが図１の矢印ｄｒ１方向に旋回される。そして、アーム機構１１及び１２の伸縮方向が載置台２０に向かう態様と、載置台４０に向かう態様と、を選択できる。

載置台２０には、検査対象の基板収容器１００が載置される。載置台２０は基板収容器が搭載可能なドックプレート２１を備える。ドックプレート２１は、載置台２０内部の駆動機構（不図示）によりＸ方向と平行なｄｘ２方向に往復移動可能となっている。

ここで、検査対象となる基板収容器の例について図３を参照して説明する。図３は、基板収容器１００の横断面図及び縦断面図を示している。基板収容器１００は、本体部１０１と、ドア部１０２とを備えた、ＦＯＵＰ型の基板収容器である。本体部１０１は、その一側部に開口部１０１ａを有する中空体である。ドア部１０２は開口部１０１ａに着脱され、開口部１０１ａを開閉する。

本体部１０１内には、複数のスロットＳＬが形成されている。本実施形態の場合、２５個のスロットＳＬが形成されている。個々のスロットを指す場合は、図３に示すように最下部から順番に番号を付し、スロットＳＬ１．．．スロットＳＬ１３．．．スロットＳＬ２５と表記する。各スロットＳＬは、本体部１０１の、対向する内壁から水平に突出した一対の支持部１０３により形成される。基板Ｗは、一対の支持部１０３上に載置され、その周縁が支持される。なお、本実施形態の場合、基板Ｗは円形のウエハであり、半導体デバイス用の基板を想定しているが、これに限られるわけではない。

図１及び図２を再び参照して、載置台２０のドックプレート２１上には、基板収容器１００が、開口部１０１ａが検査装置１０側を向いた状態で搭載される。基板収容器１００をドックプレート２１に搬入出する場合、ドックプレート２１が検査装置１０から離れる方向に後退され、基板収容器１００の検査を行う場合、ドックプレート２１が検査装置１０側に前進される。

載置台２０には、開閉装置３０が設けられている。開閉装置３０は基板収容器１００のドア部１０２を開閉する。開閉装置３０は、ＦＯＵＰ用のロードポートに設けられる周知のドア開閉機構と同様の構成となっており、簡単に説明する。開閉装置３０は、壁部（ポートプレート）３１と、保持部（ポートドア）３２とを備える。壁部３１は上下方向に立設されており、ドア部１０２が通過可能な水平方向に開口する開口部３１ａを備える。検査装置１０は、ドックプレート２１上の基板収容器１００に収容された基板Ｗに対して、この開口部３１ａを介してアクセス可能である。

保持部３２は、不図示の駆動機構によりＺ方向及びＸ方向に移動可能となっている。保持部３２には、基板収容器１００の本体部１０１とドア部１０２との係合機構を操作する操作機構が設けられている。また、保持部３２には、例えば、負圧吸引によりドア部１０２を保持する保持機構が設けられている。

開閉装置３０の動作について説明する。ドックプレート２１上に基板収容器１００が搬送されると、保持部３２は上昇される。保持部３２はドア部１０２に近接する方向に移動され、ドア部１０２を保持する。そして、本体部１０１とドア部１０２との係合機構を操作して、両者の係合を解除する。続いて、保持部３２は本体部１０１から離間する方向に移動され、降下される。これにより、本体部１０１が開放した状態となり、その検査が可能となる。検査終了後には逆の動作により、基板収容器１００が閉鎖される。

なお、本実施形態では、基板収容器１００の検査の際、本体部１０１がドア部１０２で閉鎖された状態で、載置部２０上に搬送される場合を想定している。しかし、ドア部１０２が事前に取り外され、本体部１０１が開放された状態で、載置部２０上に搬送されてもよい。この場合、開閉装置３０は不要となる。

載置台４０には、基板Ｗを収容可能な基板収容器４１が載置される。基板収容器４１は、検査対象である基板収容器１００が収容する基板Ｗと同じ基板を収容可能であれば、どのようなものでもよく、基板収容器１００と同タイプのものであってもよい。本実施形態の場合、基板収容器４１は、基板収容器１００の検査時に、基板Ｗを一時的に収容するために用いる。

次に、図４を参照してエンドエフェクタ１１４及び１２４の構成について説明する。図４は、エンドエフェクタ１１４及び１２４の各平面図と、エンドエフェクタ１１４の平面図における線I-I断面図とを示している。

エンドエフェクタ１２４は、基板Ｗの搬送用であり、その上面は、基板Ｗが載置される基板載置部を構成している。本実施形態の場合、エンドエフェクタ１２４の上面には複数の吸着孔１２４ａが形成されている。吸着孔１２４ａは、不図示のバキュームポンプに連通し、基板Ｗを負圧吸引することが可能である。これにより、基板Ｗの搬送中、基板Ｗがエンドエフェクタ１２４から脱落することを防止できる。

エンドエフェクタ１２４を用いた基板Ｗの搬送は以下の手順で行うことができる。すなわち、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４を搬送対象の基板Ｗよりも低い位置に位置させる。次に、アーム機構１１２を伸長して搬送対象の基板Ｗの下方にエンドエフェクタ１２４を移動する。そして、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４を上昇させ、搬送対象の基板Ｗを持ち上げる。その後、搬送先のやや上方にエンドエフェクタ１２４を移動する。次に、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４を降下させ、搬送対象の基板Ｗを搬送先に載置する。

エンドエフェクタ１１４は、基板Ｗの位置計測用であり、その上面にはセンサ１１５が搭載されている。本実施形態の場合、センサ１１５を複数（３つ）設けているが、１つであってもよい。３つのセンサ１１５はＹ方向に配置されており、同時に３か所の計測位置での計測が可能である。

センサ１１５は、センサ本体１１５１と、プリズム（光回折部）１１５２と、を備える。センサ本体１１５１は、距離を計測する距離センサであり、ここでは光学式の距離センサを想定している。例えば、距離センサは、発光部と受光部とを備え、発光部から発振された光を計測対象において反射させ、その反射光を受光部で受光することで、計測対象までの距離を計測する。

本実施形態の場合、計測する距離が１０ｍｍ以下になる場合を想定している。一般的な距離センサであると、最短計測距離を下回る場合がある。そこで、プリズム１１５２を設け、発信された光を回折させることで、光路長を実際の計測対象までの距離よりも長くしている。計測する距離が距離センサの最短計測距離を上回る場合、プリズム１１５２は不要である。

センサ本体１１５１はＸ方向に光を照射し、プリズム１１５２は光を下方へ回折する。エンドエフェクタ１２４には、プリズム１１５２の真下において開口部１１４ａが形成されており、プリズム１１５２からの回折光は、開口部１１４ａを通してエンドエフェクタ１２４の下方へ出光して基板Ｗの表面に照射される。基板Ｗからの反射光は、同様に、開口部１１４ａを通過してプリズム１１５２で回折され、センサ本体１１５１に入射することになる。

次に、検査装置１０の制御系の構成について説明する。図５は検査装置１０を制御する制御装置１５のブロック図である。なお、載置台２０や開閉装置３０の動作制御は制御装置１５で行ってもよいし、別の制御装置により行ってもよい。

制御装置１５は、ＣＰＵ等の処理部１５１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部１５２と、外部デバイスと処理部１５１とをインターフェースするインターフェース部１５３と、を含む。インターフェース部１５３には、ホストコンピュータとの通信を行う通信インターフェースも含まれる。ホストコンピュータは、例えば、検査システム１が配置された製造設備全体を制御するコンピュータである。

処理部１５１は記憶部１５２に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ１５５の検出結果や上位のコンピュータ等の指示に基づいて、各種のアクチュエータ１５４を制御する。各種のセンサ１５５には、例えば、センサ本体１１５１、アーム機構１１及び１２の各構成部材の位置検出センサ、昇降・旋回ユニット１４の各構成部材の位置検出センサ等が含まれる。各種アクチュエータ１５４には、例えば、アーム機構１１及び１２や昇降・旋回ユニット１４の駆動源（例えばモータ）、吸着孔１２４ａと連通したバキュームポンプの駆動源（例えばモータ）等が含まれる。

＜検査方法の概要＞
図６及び図７を参照して、基板収容器１００の本実施形態における検査方法を概説する。基板収容器１００が長期間の使用により変形している場合、基板収容器１００に収容されている基板Ｗの位置が正規の位置からずれることになる。例えば、基板Ｗが水平姿勢ではなく斜めの姿勢で支持されている場合や、規定の高さよりも低い位置に位置している場合である。そこで、基板収容器１００に収容されている基板Ｗの位置を計測し、その計測結果に基づいて基板収容器１００の良否を判定することができる。

図６は基板Ｗの計測位置の説明図である。本実施形態では、９つの計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３、Ｐ２１〜Ｐ２３、Ｐ３１〜Ｐ３３が設定されている。総称するときは計測位置Ｐという。なお、計測位置は少なくとも１つあればよいが、計測位置を複数とすることで、基板収容器１００の良否判定の精度を向上させることが可能である。計測位置は、Ｘ方向及びＹ方向の少なくともいずれか一方向に複数あることが好ましい。

計測は、基板Ｗの一方面に対向するようにセンサ１１５を水平に移動させ、その対向位置を移動させて計測位置を変えながら行う。図６の例では基板Ｗの上面に対向するようにセンサ１１５を移動させる例を示しているが、基板Ｗの下面に対向させて計測を行う場合もある。

計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３は、エンドエフェクタ１１４を基準位置Ｘ０からＸ方向にＬ１移動した位置に設定されている。この位置における３つのセンサ１１５の各計測結果を、計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３での計測結果とする。

同様に、計測位置Ｐ２１〜Ｐ２３は、エンドエフェクタ１１４を基準位置Ｘ０からＸ方向にＬ２移動した位置に、計測位置Ｐ３１〜Ｐ３３は、エンドエフェクタ１１４を基準位置Ｘ０からＸ方向にＬ３移動した位置に、それぞれ設定されており、各計測結果を計測位置Ｐ２１〜Ｐ２３、計測位置Ｐ３１〜Ｐ３３での計測結果とする。本実施形態では、そのセンサ配置により、複数の計測位置（３点）で同時に距離の計測を行える。

センサ本体１１５１から出力される信号により、センサ１１５から基板Ｗの上面までのＺ方向の距離ｈを計測する。なお、距離ｈを厳密に言うのであれば、プリズム１１５２の下面から基板Ｗの上面までの距離となるが、センサ本体１１５１から出力される信号により計算される距離（総距離という）には、センサ本体１１５１からプリズム１１５２の回折点までの距離と、回折点からプリズム１１５２の下面までの距離も含まれる。これら２つの距離は既知であるので、総距離から、上記の既知距離分を差し引けば、厳密な距離ｈが演算される。しかし、本実施形態の場合、以下に述べるように基準値に基づいた判定方法を利用するので、総距離を距離ｈとして扱っても問題はなく、センサ１１５から基板Ｗの上面までのＺ方向の距離の計測とは、総距離の計測を含む概念である。

図７は基板収容器１００の良否判定例を示している。良否判定は、各計測位置の計測結果と、事前に設定した基準値と、を比較し、基板Ｗの高さ精度を判定することにより行う。具体的には、計測結果と基準値とのずれ量が、事前に設定した許容値内にあるか否かで判定する。

なお、基準値及び許容値の少なくともいずれかは計測位置毎に設定してもよいし、一律の値としてもよい。基板Ｗが薄い場合、その撓みにより中央部分が下方へ僅かに垂れ下がる場合がある。よって、例えば、少なくとも中央部分と周縁部分とで分けて許容値が設定されることが好ましい。

図７の判定例ＥＸ１は、計測結果が正常である場合を示している。正常範囲ＴＨ１１〜正常範囲ＴＨ１３は、ずれ量の下限値から上限値までの範囲を示している。同図の例では、計測位置毎に基準値及び許容値を設定した場合を想定し、正常範囲ＴＨ１１〜正常範囲ＴＨ１３は、それぞれ、計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３に対応している。周縁部分の計測位置であるＰ１１とＰ１３については、対応する正常範囲ＴＨ１１及びＴＨ１３を同じとし、中央部分の計測位置であるＰ１２については、基板Ｗの撓みを考慮して、正常範囲ＴＨ１１及びＴＨ１３よりも下方にずれた範囲としている。

計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３の計測結果は、距離ｈ１１〜ｈ１３で示されている。いずれも正常範囲ＴＨ１１〜正常範囲ＴＨ１３内に収まっているため、計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３については正常であると判定される。

図７の判定例ＥＸ２は、計測結果が異常である場合を示している。同図の例では、計測位置Ｐ１３の距離ｈ１３は正常範囲ＴＨ１３内に収まっている。しかし、計測位置Ｐ１１及びＰ１２の距離ｈ１１及びｈ１２は正常範囲ＴＨ１２及びＴＨ１３からはずれている。したがって、計測位置Ｐ１１及びＰ１２については異常であると判定される。

基板収容器１００の良否判定については、全計測位置の計測結果が正常の場合にのみ、正常と判定してもよいし、異常と判定された計測位置の数が規定値未満の場合は正常と判定してもよい。

＜基準値の設定＞
既に述べたとおり、本実施形態では、事前に基準値を設定する。そこで、基準値の設定方法について図８を参照して説明する。まず、基板収容器１００を載置台２０に載置するのに先立って、基準器５０を載置台２０に載置する（セット工程）。基準器５０は、作業者が載置台２０に載置してもよいし、設備内の搬送ロボットが載置台２０に載置してもよい。

本実施形態の場合、基準器５０は、治具２１と、治具２１上に載置されたサンプル基板Ｗｓと、から構成されている。治具２１は、その上面が正常な基板収容器１００の所定のスロットＳＬ（ここではスロットＳＬ１）の高さ（支持部１０３の上面）に一致する原器である。サンプル基板Ｗｓは、検査対象の基板収容器１００に実際に収容される基板Ｗと同じ基板であることが好ましい。一点鎖線ＬＶで示すように、サンプル基板Ｗｓは、正常な基板収容器１００のスロットＳＬ１に挿入された基板Ｗと、Ｚ方向の位置が一致し、その上面が基準上面となる。

基準器５０を載置台２０に載置した後、図８に示すように、サンプル基板Ｗｓの基準上面に対向するようにセンサ１１５をアーム機構１１によって移動させる。センサ１１５のＺ方向の位置は、スロットＳＬ１に挿入された基板Ｗを計測するときの位置に設定される。基板収容器１００の寸法やスロットＳＬ間のピッチは既知であるため、各スロットＳＬに対応したセンサ１１５のＺ方向の位置は事前に設定することができる。

そして、基準上面とセンサ１１５の対向位置を移動させて計測位置を変えながら、センサ１１５から基準上面までの上下方向の距離を計測する。計測位置は、本実施形態の場合、計測位置Ｐ１１〜Ｐ１３、Ｐ２１〜Ｐ２３及びＰ３１〜Ｐ３３の合計９か所となる。

各計測位置の計測結果から、各計測位置の上面基準値が設定される。そして、上面基準値と許容値とから各計測位置における正常範囲が規定されることになる。

なお、本実施形態の場合、治具２１の上面は平坦であり、治具２１自体では基板Ｗの撓みを考慮していない。したがって、各計測位置の上面基準値は略均一となるが、許容値を計測位置によって変えることで、基板Ｗの撓みを考慮した良否判定が可能となる。

また、本実施形態の場合、基準器５０を治具２１とサンプル基板Ｗｓとから構成したが、治具２１のみから構成し、治具２１の上面が一点鎖線ＬＶで示される高さに一致するようにすることも可能である。しかし、サンプル基板Ｗｓを用いることで、実際の計測時により近い条件で基準値設定を行うことができる。

＜制御例＞
上記のとおり、基準値が設定された後、基板収容器１００の計測及び良否判定を実行することができる。その際の検査装置１０の制御例について図９〜図２０を参照して説明する。図９は制御装置１５の処理部１５１が実行する処理例を示す風呂チャート、図１０〜図２０は検査装置１０の動作説明図である。

図９を参照して、Ｓ１では載置台２０に、検査対象の基板収容器１００が載置されるまで待機する。基板収容器１００は作業者が載置台２０に載置してもよいし、設備内の搬送ロボットが載置台２０に載置してもよい（載置工程）。載置台２０に基板収容器１００が載置されると、開閉装置３０がそのドア部１０２開放する。本体部１０１は、その開口部１０１ａが検査装置１０側を向いた状態となる。

基板収容器１００の検査は、基板Ｗに対する処理前の前処理として行ってもよいし、基板Ｗに対する処理とは全く別に行ってもよい。基板Ｗに対する処理前の前処理として基板収容器１００の検査を行う場合、基板収容器１００に収容されている基板Ｗの枚数や、基板Ｗが挿入されているスロットＳＬが異なる場合があり得る。そこで、Ｓ２では、基板収容器１００に収容されている基板Ｗの枚数や、配置を検査に適した枚数や配置に調整する処理を行う。なお、基板収容器１００に収容されている基板Ｗの枚数や、基板Ｗが挿入されているスロットＳＬに関する情報は、例えば、ホストコンピュータから得ることが可能である。

図１０は、基板収容器１００に対する基板Ｗの収容例を２例示している。収容例ＥＸ３は、全スロットＳＬに基板Ｗが挿入された満杯の例を示し、収容例ＥＸ４は、スロットＳＬ１にのみ基板Ｗが挿入された例を示している。つまり、基板Ｗが最大枚数収容された例と、基板Ｗが最小枚数収容された例を示している。２つの極端な例を例示することで、２以上２４枚以下の基板Ｗが収容された場合についても、これら２つの例の応用により適用可能であることが理解されよう。

なお、基板収容器１００に対する基板Ｗの収容数によって基板収容器１００が受ける荷重が異なるため、その変形度合が異なる場合がある。したがって、基板収容器１００の検査は、なるべく多くの基板Ｗが収容された状態で行うことが好ましい。

図１０には、エンドエフェクタ１１４が併記されている。本実施形態の場合、スロットＳＬ間のピッチがセンサ１１５の高さよりも狭い場合を想定している。収容例ＥＸ３の場合、エンドエフェクタ１１４を基板収容器１００内に挿入すると、いずれかの基板Ｗと干渉してしまう（センサ干渉ケースという）。したがって、その対応が必要になる。収容例ＥＸ４の場合、基板ＷはスロットＳＬ１のみに挿入されていることから、基板Ｗと干渉せずにエンドエフェクタ１１４を基板収容器１００内に挿入可能である（センサ非干渉ケースという）。ただし、スロットＳＬ１以外のスロットＳＬについては、このままでは検査できない。したがって、その対応が必要になる。まず、収容例ＥＸ３のセンサ干渉ケースの場合について、図９のフローチャートと、図１１〜図１４の動作説明図とを参照しながら説明する。

＜センサ干渉ケースの場合＞
センサ干渉ケースの場合、始めに一部の基板Ｗをエンドエフェクタ１２４により基板収容器１００から抜き出し、エンドエフェクタ１１４が挿入可能な空間をつくる。抜き出す基板Ｗの数は、エンドエフェクタ１１４が挿入可能な最低数でよいが、ここでは、約半数の基板Ｗを抜き出す例を説明する。その後、基板Ｗが挿入されている計測対象スロットＳＬに隣接する空きスロットＳＬの空間へ、エンドエフェクタ１１４をアーム機構１１によって水平に移動させてエンドエフェクタ１１４（センサ１１５）を挿入し、その基板Ｗの位置をセンサ１１５により計測する。計測が終了すると、アーム機構１２のエンドエフェクタ１２４によって、計測対象スロットＳＬから基板Ｗを抜き取り、他のスロットＳＬへ基板Ｗを入れ替える。以降、計測と入れ替えとを反復することで、複数のスロットＳＬについて計測を行う。計測の対象とするスロットＳＬは、本実施形態では全スロットＳＬとするが、必ずしも全スロットＳＬである必要はなく、一部のスロットＳＬを代表として計測の対象とすることも可能である。以下、具体的に説明する。

Ｓ２では、図１１の状態ＳＴ１に示すように、アーム機構１２と昇降・旋回ユニット１４によって基板収容器１００に収容されている基板Ｗを一枚ずつ抜き出し、抜き出した基板Ｗを基板収容器４１に一時的に保管する。ここでは、スロットＳＬ１４〜ＳＬ２５に挿入されている基板Ｗを基板収容器４１に移載する。その際、抜き出したスロットＳＬの番号と、挿入した基板収容器４１のスロットの番号とを対応づけて管理しておくこともできる。

この結果、図１１の状態ＳＴ２に示すように、基板収容器１００は、スロットＳＬ１〜ＳＬ１３には基板Ｗが挿入され、スロットＳＬ１４〜ＳＬ２５は空きスロットとなる。そして、スロットＳＬ１３の上側にエンドエフェクタ１１４が挿入可能となる。

図９のＳ３では基板Ｗの位置を計測する（計測工程）。ここでは、まず、スロットＳＬ１３を計測対象スロットとする。昇降・旋回ユニット１４によりセンサ１１５の位置をスロットＳＬ１３に対応させる。続いて、図１１の状態ＳＴ３に示すように、センサ１１５をアーム機構１１によってＸ方向に水平に移動させ、スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの上面に対向させる。そして、上述した９点の計測位置Ｐについて距離計測を行う。スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの距離計測が終了すると、アーム機構１１を収縮してセンサ１１５を基板収容器１００から退避させる。

次に図９のＳ４へ進み、基板Ｗの入れ替えを行う（入替工程）。ここでは、スロットＳＬ１３からスロットＳＬ２５へ基板Ｗを搬送する。まず、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４の位置をスロットＳＬ１３に対応させる。アーム機構１２を伸長してエンドエフェクタ１２４を基板収容器１００内に進入させ、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４を上昇させて基板Ｗを持ち上げる。そして、アーム機構１１２を収縮して図１２の状態ＳＴ４に示すように、エンドエフェクタ１２４を後退させて、基板Ｗを一旦基板収容器１００から抜き出す。

続いて、基板Ｗがエンドエフェクタ１２４に保持されている状態で、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４の位置をスロットＳＬ２５に対応させる。続いてアーム機構１２を伸長して図１２の状態ＳＴ５に示すようにエンドエフェクタ１２４をスロットＳＬ２５上に進入し、昇降・旋回ユニット１４によりエンドエフェクタ１２４を降下させる。これにより基板ＷをスロットＳＬ２５に収容できる。

図９のＳ５では、スロットＳＬ１〜ＳＬ１３について計測を完了したかを判定し、未計測のスロットがあればＳ３へ戻って同様の処理を繰り返す。スロットＳＬ１３の次には、スロットＳＬ１２が計測対象スロットとなる。図１２の状態ＳＴ６はスロットＳＬ１２に挿入されている基板ＷについてＳ３の計測を行っている状態を示している。計測が完了すると、スロットＳＬ１２に挿入されている基板ＷをスロットＳＬ２４に搬送することになる。

同様の手順を繰り返し、スロットＳＬ１の基板Ｗの計測が終了すると、その基板ＷはスロットＳＬ１３に挿入される。その結果、図１３の状態ＳＴ７に示すように、スロットＳＬ１３〜ＳＬ２５には基板Ｗが挿入され、スロットＳＬ１〜ＳＬ１２は空きスロットとなる。

スロットＳＬ２４やＳＬ２５に挿入されている基板Ｗについては、その上面にセンサ１１５を対向させようとすると本体部１０１の壁部にセンサ１１５が干渉する。そこで、センサ１１５の検出方向を切り替える。具体的には図９のＳ６でエンドエフェクタ１１４を水平軸周りに回動させ、その上下面を反転する。これにより、基板Ｗの下面を計測面とすることが可能となる。こうして、計測対象スロットＳＬの、基板収容器１００内における位置に応じて、センサ１１５の検出方向を上向き又は下向きに切り替えることで、センサ１１５と基板収容器１００との干渉を回避できる。

ここで、図８で説明した基準器５０による基準値は、基板Ｗの上面を計測面とした上面基準値であり、基板Ｗの下面を計測面とする場合の下面基準は設定されていない。そこで、図９のＳ７で下面基準値を設定する。なお、下面基準値は後述するＳ１１の判定処理までに設定されればどの段階で設定しても構わない。

スロットＳＬ１３については、基板Ｗの上面を計測面とした距離計測が既に終了している。したがって、スロットＳＬ１３について、基板Ｗの下面を計測面として再度距離計測を行い、その計測結果と、上面の計測結果と、上面基準値と、から下面基準値を設定することができる。

図１３の状態ＳＴ８に示すように、スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの下面にセンサ１１５を対向させ、上面の場合と同様に９つの計測位置Ｐについて距離計測を行う。下面基準値は、例えば、以下の通り演算できる。所定の計測位置Ｐにおける上面基準値をｈ１とし、その上面の距離計測結果がｈ１＋αであったとする。同じ位置の下面の距離計測結果をｈｚとすると、下面基準値ｈ２は、ｈ２＝ｈｚ−α、と設定することができる。各計測位置Ｐについて同様に下面基準値を求め、更に、下面基準値と事前に設定した許容値とから正常範囲が規定される。その際、許容値は上面の場合の許容値と同じとしてもよい。こうして、下面用の基準器がなくても、下面基準値を設定でき、下面基準値を基準として、基板Ｗの高さ精度を判定できる。

下面基準値設定のためのスロットＳＬ１３の基板Ｗの距離計測が終了すると、図１３の状態ＳＴ９に示すように、アーム機構１２を駆動してエンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗを抜き出し、スロットＳＬ１へ搬送する。

次に、未計測のスロットＳＬ１４〜ＳＬ２５の計測を行う。計測の手順は、スロットＳＬ１〜ＳＬ１３の場合と同様であり、図９のＳ８で計測を行い、Ｓ９で基板Ｗの入れ替えを行い、Ｓ１０でスロットＳＬ１４〜ＳＬ２５の全ての計測が完了したかを判定して、全てが完了するまでＳ８とＳ９の処理を繰り返すものである。

始めにスロットＳＬ１４が計測対象スロットとされる。図１４の状態ＳＴ１０は、スロットＳＬ１４に挿入されている基板Ｗの下面にセンサ１１５を対向させ、上面の場合と同様に９つの計測位置Ｐについて距離計測を行っている態様を示している。スロットＳＬ１４について計測が終了すると、基板Ｗの入れ替えを行う。アーム機構１２を駆動して図１４の状態ＳＴ１１に示すようにエンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１４に挿入されている基板Ｗを抜き出し、スロットＳＬ２へ搬送する。

次に、スロットＳＬ１５が計測対象スロットとされる。図１４の状態ＳＴ１１は、スロットＳＬ１５に挿入されている基板Ｗの下面にセンサ１１５を対向させ、９つの計測位置Ｐについて距離計測を行っている態様を示している。スロットＳＬ１５について計測が終了すると、基板Ｗの入れ替えを行う。アーム機構１２を駆動してエンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１５に挿入されている基板Ｗを抜き出し、スロットＳＬ３へ搬送する。以降、同様の手順により、スロットＳＬ１６〜ＳＬ２５の計測を行う。全ての計測が完了すると、図９のＳ１１の判定処理を行う。

図９のＳ１１の判定処理では、Ｓ３及びＳ８の計測結果と基準値とを比較して、基板Ｗの高さ精度を判定する。具体的には、計測結果と基準値とのずれ量が許容値内か否かにより基板収容器１００の良否を判定する。上面の距離計測結果は、上面基準値と比較され、下面の距離計測結果は下面基準値と比較されることはいうまでもない。判定の結果は、不図示の報知装置により音声や表示により報知してもよいし、ホストコンピュータに判定結果を送信するようにしてもよい。Ｓ１２では復帰処理を行う。ここでは、基板収容器４１に収容した基板Ｗを基板収容器１００に戻す処理を行う。その際、スロットＳＬと基板Ｗとの対応関係が、検査前の対応関係と同じとなるようにしてもよい。

以上により検査が終了する。検査対象であった基板収容器１００の本体部１０１はそのドア部１０２が開閉装置３０により装着されて閉鎖され、次工程等に搬送される。そして、次の検査対象となる基板収容器１００が載置台２０に載置されることになる。以上の通り、本実施形態ではＦＯＵＰのように背面が塞がれた基板収容器やスロット間のピッチが狭い基板収容器の検査が可能となる。

なお、本例では、スロットＳＬ１３とスロットＳＬ１４との間で計測面を基板上面から基板下面に切り替えたが、計測面を切り替えるスロットＳＬはスロットＳＬ１３とＳＬ１４との間である必要はなく、適宜選択可能である。

また、本例では、始めに計測面を基板上面としてスロットＳＬ１〜ＳＬ１３を計測対象とし、計測面を基板下面に切り替えて、スロットＳＬ１４〜ＳＬ２５を計測対象としたが、逆でもよい。つまり、始めに計測面を基板下面としてスロットＳＬ１３〜ＳＬ２５を計測対象とし、計測面を基板下面に切り替えて、スロットＳＬ１〜ＳＬ１２を計測対象としてもよい。

また、Ｓ３及びＳ８の計測結果は、各スロットＳＬに挿入されている基板Ｗの位置情報（高さ情報）としても活用できる。例えば、計測結果を基板Ｗの位置情報としてホストコンピュータに送信して基板収容器１００と対応づけて保存しておく。その後に基板Ｗを処理する際、基板収容器１００から基板Ｗを搬出するロボットの取り出し位置の制御情報として、保存した位置情報を活用することができる。これにより、ロボットハンドと基板Ｗとが干渉する事態を回避することが可能となる。

＜センサ干渉ケースの場合の別例＞
上述した例では、Ｓ４やＳ９の基板Ｗの入れ替えの際、抜き出した基板Ｗを基板収容器１００の別のスロットＳＬに挿入したが、基板収容器４１に挿入するようにしてもよい。図１５〜図１７はその一例を示す。

本例においても、図９のＳ２までの処理は同じであり、始めにスロットＳＬ１〜ＳＬ１３には基板Ｗが挿入され、スロットＳＬ１４〜ＳＬ２５は空きスロットの状態とする。そして、スロットＳＬ１３が最初の計測対象スロットとなり、スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの上面を計測面として距離計測を行う。

計測が終わると、アーム機構１２を駆動してエンドエフェクタ１２４により図１５の状態ＳＴ２１に示すようにスロットＳＬ１３から基板Ｗを抜き出すが、搬送先は、図１５の状態ＳＴ２２に示すように基板収容器４１とする。この結果、スロットＳＬ１〜ＳＬ１２には基板Ｗが挿入され、スロットＳＬ１３〜ＳＬ２５は空きスロットの状態となる。

次に、スロットＳＬ１２が計測対象スロットとなり、図１５の状態ＳＴ２３に示すようにスロットＳＬ１２に挿入されている基板Ｗの上面を計測面として距離計測を行う。計測が終わると、アーム機構１２を駆動してエンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１３から基板Ｗを抜き出し、基板収容器４１に搬送する。この結果、スロットＳＬ１〜ＳＬ１１には基板Ｗが挿入され、スロットＳＬ１２〜ＳＬ２５は空きスロットの状態となる。

以降、同様の手順を繰り返す。スロットＳＬ１〜ＳＬ１３の計測が終了すると、図１６の状態ＳＴ２３に示すように、基板収容器１００は一旦空になる。

次に、図１６の状態ＳＴ２４及び状態ＳＴ２５に示すように、基板収容器４１から基板収容器１００へ基板Ｗを戻す。ここでは、スロットＳＬ１３〜ＳＬ２５に基板Ｗを戻す。すると、図１７の状態ＳＴ２６の状態に至る。この状態は図１３の状態ＳＴ７と同じ状態である。この後、Ｓ６及びＳ７と同じ処理を行う。つまり、エンドエフェクタ１１４を反転させて、図１７の状態ＳＴ２７に示すように、スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの下面を計測面として再度距離計測を行い、下面基準値を設定する。

下面基準値設定のためのスロットＳＬ１３の基板Ｗの距離計測が終了すると、アーム機構１２を駆動してエンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗを抜き出す。このときも別のスロットＳＬに搬送せずに、図１７の状態ＳＴ２８に示すように基板収容器４１に、抜き出した基板Ｗを搬送する。

その後、基板Ｗの下面を計測面として、スロットＳＬ１４〜ＳＬ２５の計測を行う。その際、計測後の基板Ｗの搬送先は基板収容器４１である。スロットＳＬ１４〜ＳＬ２５の計測が完了すると、基板収容器１００は再び図１６の状態ＳＴ２３と同様に空になる。図９のＳ１１の判定が完了すると、続くＳ１２で基板収容器４１から基板収容器１００へ基板Ｗを戻して検査が終了する。

＜センサ非干渉ケースの場合＞
次に、図１０に収容例ＥＸ４として例示したセンサ非干渉ケースの場合について説明する。センサ非干渉ケースの場合、エンドエフェクタ１１４が挿入可能な空間は存在している。したがって、計測が終了すると、計測済みのスロットＳＬから基板Ｗを抜き出し、次の計測対象スロットに基板Ｗを順次挿入していくことになる。本例も、基本的な処理の流れは図９に示したフローチャートと同様であり、Ｓ４やＳ９における基板Ｗの入れ替えの方法が異なる。よって、図９のフローチャートと、図１８〜図２０の動作説明図とを参照しながら説明する。

本例の場合、Ｓ２では、必要に応じて基板Ｗの配置調整を行う。最初の計測対象スロットＳＬに基板Ｗが挿入され、その上側にエンドエフェクタ１１４の配置空間が形成されればよい。基板収容器４１への基板Ｗの搬送は不要である。ここでは、スロットＳＬ１が最初の計測対象スロットである場合を想定する。

図９のＳ３では基板Ｗの位置を計測する（計測工程）。ここでは、まず、スロットＳＬ１を計測対象スロットとする。図１８の状態ＳＴ３１に示すように、センサ１１５をアーム機構１１によってＸ方向に水平に移動させ、スロットＳＬ１に挿入されている基板Ｗの上面に対向させる。そして、上述した９点の計測位置Ｐについて距離計測を行う。スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの距離計測が終了すると、アーム機構１１を収縮してセンサ１１５を基板収容器１００から退避させる。

次に図９のＳ４へ進み、基板Ｗの入れ替えを行う（入替工程）。ここでは、図１８の状態ＳＴ３２に示すようにスロットＳＬ１から基板Ｗを抜き出し、状態ＳＴ３３に示すように次の計測対象スロットであるスロットＳＬ２へ基板Ｗを搬送する。以降、計測対象スロットをスロットＳＬ２から順番にＳＬ１３まで切り替えて、距離計測と基板Ｗの入れ替えを行う（図９のＳ５）。

スロットＳＬ１３まで計測が完了すると、図１９の状態ＳＴ３４に示すようにスロットＳＬ１３に基板Ｗが挿入された状態となる。そこで、センサ干渉ケースの場合と同様に、図９のＳ６でエンドエフェクタ１１４を水平軸周りに回動させ、その上下面を反転し、基板Ｗの下面を計測面とすることを可能とする。更に、Ｓ７で下面基準値の設定を行う。すなわち、図１９の状態ＳＴ３５に示すように、スロットＳＬ１３に挿入されている基板Ｗの下面を計測面として再度距離計測を行い、下面基準値を設定する。距離計測後、エンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１３から基板Ｗを抜き出し、図２０の状態ＳＴ３７に示すようにスロットＳＬ１４へ搬送する。

次に、未計測のスロットＳＬ１４〜ＳＬ２５について、図９のＳ８〜Ｓ１０の処理を行う。まず、スロットＳＬ１４を計測対象とする。図２０の状態ＳＴ３８に示すようにスロットＳＬ１４に挿入されている基板Ｗの下面にセンサ１１５を対向させ、９つの計測位置Ｐについて距離計測を行う。スロットＳＬ１４について計測が終了すると、基板Ｗの入れ替えを行う。アーム機構１２を駆動してエンドエフェクタ１２４によりスロットＳＬ１４に挿入されている基板Ｗを抜き出し、次の計測対象スロットであるスロットＳＬ１５へ搬送する。以降、同様の手順により、スロットＳＬ１５〜ＳＬ２５の計測を行う。全ての計測が完了すると、図９のＳ１１の判定処理を行い、Ｓ１２の復帰処理を行って検査が終了する。

＜第２実施形態＞
図９のＳ２の枚数・配置調整処理では、様々な調整が可能である。例えば、図１０の収容例ＥＸ３のように、全スロットＳＬに基板Ｗが挿入された満杯の状態で基板収容器１００が載置台２０上に載置された場合、図１０の収容例ＥＸ４のように一枚だけ基板Ｗを残して、残りの基板Ｗを基板収容器４１に搬送してもよい。この場合、上述したセンサ非干渉ケースの場合の処理が可能となる。

また、基板収容器４１に、事前に基板Ｗを収容しておき、基板収容器１００に搬送してもよい。例えば、空の基板収容器１００が載置台２０上に載置された場合、基板収容器４１に収容しておいた基板Ｗを、基板収容器１００に搬送することで、図１１の状態ＳＴ２に示した、センサ干渉ケースの初期状態とする。その後、センサ干渉ケースの場合の処理が可能となる。また、空の基板収容器１００が載置台２０上に載置された場合、基板収容器４１に収容しておいた基板Ｗを、基板収容器１００のスロットＳＬ１に搬送することで、センサ非干渉ケースの場合の処理が可能となる。

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、エンドエフェクタ１１４の片面にセンサ１１５を配置したが、両面にセンサ１１５を配置してもよい。この構成の場合、エンドエフェクタ１１４を反転する機構がなくても、基板Ｗの計測面を上面とする場合と下面とする場合に対応できる。また、エンドエフェクタ１１４の上側に位置する基板Ｗと下側に位置する基板Ｗとを同時に計測することも可能となる。

また、センサ１１５による計測位置をエンドエフェクタ１１４のＸ方向の移動により変更したが、更に、Ｙ方向にエンドエフェクタ１１４を移動させて計測位置を変更するようにしてもよい。これにより、より少ない数のセンサ１１５によって、より多くの計測位置を設定することが可能となる。

＜第４実施形態＞
第１実施形態では、基準器５０が基準上面を形成するものとしたが、基準上面に加えて基準下面を形成する基準器を用いてもよい。図２１はその一例を示す。

同図の基準器６０は、底板部６１と、天板部６２と、これらを接続する支柱部６３と、を備えて、全体として略Ｃ字型をなしている。底板部６１の上面６１ａは基準上面を形成している。基準器６０が載置台２０に載置された状態で、上面６１ａは、正常な基板収容器１００の所定のスロットＳＬ（ここではスロットＳＬ１）に挿入された基板Ｗの上面と、Ｚ方向の位置が一致する。天板部６２の下面６２ａは基準下面を形成している。基準器６０が載置台２０に載置された状態で、下面６２ａは、正常な基板収容器１００の所定のスロットＳＬ（ここではスロットＳＬ２５）に挿入された基板Ｗの下面と、Ｚ方向の位置が一致する。

図２１において実線で示すように、上面６１ａに対向するようにセンサ１１５をアーム機構１１によって移動させる。センサ１１５のＺ方向の位置は、スロットＳＬ１に挿入された基板Ｗを計測するときの位置に設定される。上面６１ａとセンサ１１５の対向位置を移動させて計測位置を変えながら、センサ１１５から上面６１ａまでの上下方向の距離を計測することで、各計測位置Ｐの上面基準値を設定できる。

図２１において破線で示すように、下面６２ａに対向するようにセンサ１１５をアーム機構１１によって移動させる。センサ１１５のＺ方向の位置は、スロットＳＬ２５に挿入された基板Ｗを計測するときの位置に設定される。下面６２ａとセンサ１１５の対向位置を移動させて計測位置を変えながら、センサ１１５から下面６２ａまでの上下方向の距離を計測することで、各計測位置Ｐの下面基準値を設定できる。

本実施形態では、基準器６０により上面基準値及び下面基準値の双方の設定が可能となり、図９のＳ７で示した基準値の設定処理が不要となる。

＜第５実施形態＞
第１実施形態では、基板ＷのＺ方向のずれ量により、基板収容器１００の良否判定を行ったが、基板Ｗの水平方向のずれ量により、基板収容器１００の良否判定を行ってもよい。本実施形態では、センサ１１５によって、計測対象スロットＳＬに挿入された基板Ｗの周縁の水平方向の位置を計測する。基板Ｗが円弧形状部分を有している場合、センサ１１５が円弧形状部分を通過した各位置を計測することで、円弧形状部分の中心位置を演算できる。そして、演算した中心位置（中心位置ＣＴという）と、正常な基板収容器１００に挿入されている基板の中心位置（基準中心位置ＣＴ０という）とのずれ量により、基板収容器１００の良否判定を行う。なお、本実施形態の場合、基板Ｗが円形であり、全周が円弧形状であるが、部分的に円弧形状を有している基板であれば、円弧形状部分がセンサ１１５の検出範囲内に位置していることを前提として本実施形態は適用可能である。

図２２は、本実施形態の検査方法の説明図である。エンドエフェクタ１１４は、第１実施形態と同様の構成であるが、３つのセンサ１１５を区別する場合、同図の符号にしたがって、センサ１１５Ｒ、１１５Ｃ、１１５Ｌと表記する。

３つのセンサ１１５はエンドエフェクタ１１４の移動方向と直交する方向に離間して配置されている。３つのセンサ１１５が基板Ｗの円弧形状部分を通過した各位置を計測すると、基板Ｗの中心位置ＣＴを演算できる。

同図の例では、センサ１１５Ｒは、基準位置Ｘ０からＸ方向にＬＲ移動した位置で、基板Ｗの周縁ＰＲを検出している。距離の計測結果が急に短くなった位置を周縁ＰＲとみなすことができる。センサ１１５Ｃは、基準位置Ｘ０からＸ方向にＬＣ移動した位置で、基板Ｗの周縁ＰＣを検出している。センサ１１５Ｌは、基準位置Ｘ０かららＸ方向にＬＬ移動した位置で、基板Ｗの周縁ＰＬを検出している。

３つのセンサ１１５の基準位置Ｘ０におけるＸ−Ｙ平面上の座標は既知であるから、Ｘ−Ｙ平面上での周縁ＰＲ、ＰＣ及びＰＬの座標を演算できる。また、基板Ｗの半径も既知である。したがって、周縁ＰＲ、ＰＣ及びＰＬの座標を中心として、基板Ｗの半径を有する仮想円を描いたとき、理論上、３つの仮想円の交点が基板Ｗの中心位置ＣＴとなる。

なお、基板Ｗの中心位置ＣＴを演算するためには、必ずしも、３か所の周縁の位置が必要なわけではなく、２か所の周縁の位置（例えば、ＰＲとＰＣ等）でもよい。この場合、２つの仮想円の交点が２つとなり、どちらかが基板Ｗの中心位置となる。基板収容器１００の変形量が想定内の場合、基板Ｗの中心位置の座標は、ある程度の範囲内に収まる。したがって、２つの交点のうち、この範囲内に属する方を中心位置とみなすことも可能である。

基準中心位置は、例えば、基準器を用いて事前に設定することができる。基準器は、例えば、基準器５０のように、サンプル基板Ｗｓを用いてその円弧形状の周縁を基準周縁として利用することができる。この場合、サンプル基板Ｗｓが治具５１に対して水平方向に適切に位置決めされている必要がある。そして、サンプル基板Ｗｓを図２２の例と同様の方法で計測し、中心位置の演算結果を基準中心位置とすることができる。また、基準器は、例えば、基板Ｗと同形の円弧形状部分を有する治具であってもよい。この場合も、形状部分を基準周縁として、図２２の例と同様の方法で計測し、中心位置の演算結果を基準中心位置とすることができる。

本実施形態における処理の流れも図９に示したフローチャートと同様である。Ｓ３やＳ８の計測工程では、図２２に示した方法で、３つのセンサ１１５が基板Ｗの周縁を通過した各位置が計測される。Ｓ４及びＳ９の基板Ｗの入れ替えやＳ６のエンドエフェクタ１１４の反転は第１実施形態と同様であるが、Ｓ７の基準値の設定は不要である。

Ｓ１１では、基準中心位置ＣＴ０と、演算した中心位置ＣＴとのずれ量を演算して良否判定を行う。図２３の演算例ＥＸ１１はその一例を示す。同図の例は、あるスロットＳＴｎに挿入された基板Ｗの中心位置ＣＴｎと、基準中心位置ＣＴ０とのＸ方向のずれ量ｄｘと、Ｙ方向のずれ量ｄｙとを例示している。ずれ量の許容値は、例えば、Ｘ方向とＹ方向とに区別して設定され、ずれ量ｄｘ、ｄｙが許容値を超えたか否かを基礎として基板収容器１００の良否判定を行うことができる。なお、ずれ量は中心位置ＣＴｎと基準中心位置ＣＴ０との最短距離とし、許容値も方向を区別せずに設定してもよい。

以上により、基板Ｗの水平方向のずれ量により、基板収容器１００の良否判定を行うことが可能である。本実施形態においてもＦＯＵＰのように背面が塞がれた基板収容器やスロット間のピッチが狭い基板収容器の検査が可能となる。

なお、本実施形態の場合、センサ１１５は基板Ｗの周縁を検出できればよいので、距離を計測可能な必要はない。したがって、距離センサ以外の各種センサも採用可能である。

＜切り欠き対策＞
ウエハのような円形の基板には、その向きを示すために、基板周縁に切り欠きが形成されている場合がある。図２３の計測例ＥＸ１２に示すように、一部のセンサ１１５（ここではセンサ１１５Ｌ）の検出位置上に切り欠きＮが存在している場合、切り欠きＮの端縁を基板Ｗの周縁ＰＬとして検出してしまう場合がある。これは中心位置ＣＴの演算に誤差を生じさせる要因となる。

その対策としては、以下のものが挙げられる。すなわち、すでに述べたとおり、基板Ｗの中心位置ＣＴを演算するためには、必ずしも、３か所の周縁の位置が必要なわけではなく、２か所の周縁の位置でもよい。周縁ＰＲ、ＰＣ及びＰＬの座標を中心とした３つの仮想円のうち、２つの仮想円の交点が２つあることは全て述べたとおりである。仮想円の組み合わせは３通りあるので、２つの仮想円の交点は６通りある。

３つのセンサ１１５間のＹ方向の距離Ｗ１、Ｗ２が、切り欠きＮの幅ＮＷよりも長いことを前提とすると、切り欠きＮの端縁を検出するセンサ１１５は最大で１つである。そこで、６通りの交点のうち、交点間の距離が短い上位２つの交点から中心位置ＣＴを決定すれば、切り欠きＮの端縁を検出した検出結果を排除できることになる。

また、別の対策として、センサ１１５を４つ以上設けることが挙げられる。図２３の配置例ＥＸ１３はその一例を示す。同図の例では、センサ１１５が４つ設けられており、第１センサ群として、センサ１１５ＡＲ及びセンサ１１５ＡＬがＹ方向に離間して設けられ（以下、Ａ組のセンサ１１５ともいう）、第２センサ群として、センサ１１５ＢＲ及びセンサ１１５ＢＬがＹ方向に離間して設けられている（以下、Ｂ組のセンサ１１５ともいう）。

センサ１１５ＡＲとセンサ１１５ＢＲのＹ方向の距離Ｗ３は、切り欠きＮの幅ＮＷよりも長く、センサ１１５ＡＬとセンサ１１５ＢＬのＹ方向の距離Ｗ４も、切り欠きＮの幅ＮＷよりも長くなっている。したがって、Ａ組のセンサ１１５の検出位置上に切り欠きＮが存在していた場合、Ｂ組のセンサ１１５の検出位置上には切欠きＮは存在しないことになる。

Ａ組のセンサ１１５の検出結果から基板Ｗの中心位置ＣＴＡを演算し、また、Ｂ組のセンサ１１５の検出結果から基板Ｗの中心位置ＣＴＢを演算する。基準中心位置ＣＴ０と中心位置ＣＴＡとのずれ量と、基準中心位置ＣＴ０と中心位置ＣＴＢとのずれ量をそれぞれ算出し、いずれか一方のずれ量が許容値内であれば基板収容器１００は正常と判定し、双方のずれ量が許容値外であれば基板収容器１００は異常と判定することができる。

＜第６実施形態＞
第１〜第５実施形態とは適宜組み合わせることが可能である。例えば、第１実施形態と第５実施形態とを組み合わせて、基板ＷのＺ方向のずれ量と、基板Ｗの水平方向のずれ量との双方により、基板収容器１００の良否判定を行ってもよい。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

本発明によれば、基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備えた基板収容器の検査を行う検査方法であって、載置台に前記基板収容器を載置する載置工程と、基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、センサを第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測する計測工程と、第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替える入替工程と、を備える、ことを特徴とする検査方法が提供される。

また、本発明によれば、基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備え、載置台に載置された基板収容器の検査を行う検査装置であって、センサを備え、前記基板収容器に対して、前記センサを水平方向に進退可能な第１アーム機構と、基板載置部を備え、前記基板収容器に対して、前記基板載置部を水平方向に進退可能な第２アーム機構と、前記第１アーム機構及び第２アーム機構を昇降する昇降機構と、前記第１アーム機構、前記第２アーム機構及び前記昇降機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、前記センサを前記第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測し、前記第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替える、ことを特徴とする検査装置が提供される。

Claims (17)

1. 基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備えた基板収容器の検査を行う検査方法であって、
   載置台に前記基板収容器を載置する載置工程と、
   基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、センサを第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測する計測工程と、
   第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替える入替工程と、を備え、
   複数のスロットについて前記計測が完了するまで、前記計測工程と前記入替工程とを反復する、
   ことを特徴とする検査方法。
2. 前記センサが距離を計測するセンサであり、
   前記計測工程では、
   前記計測対象スロットに挿入された前記基板の一方面に対向するように前記センサを第１アーム機構によって移動させ、その対向位置を移動させて計測位置を変えながら、前記センサから前記一方面までの上下方向の距離を計測する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
3. 前記計測工程の計測結果に基づいて、前記基板収容器の良否を判定する判定工程を更に備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
4. 前記載置工程に先立って行われ、基準上面を備えた基準器を前記載置台に載置するセット工程と、
   前記基準上面に対向するように前記センサを前記第１アーム機構によって移動させ、その対向位置を移動させて計測位置を変えながら、前記センサから前記基準上面までの上下方向の距離を計測し、その計測結果から各計測位置の上面基準値を設定する上面基準値設定工程と、を更に備え、
   前記計測工程は、
   計測対象の複数のスロットのうちの少なくとも１つのスロットに挿入された基板について、その上面に前記センサを対向させて前記距離の計測を行う上面計測工程を含み、
   前記判定工程では、
   前記上面計測工程の計測結果と前記上面基準値とを比較して、前記上面計測工程の対象としたスロットに挿入された基板の高さのずれ量から前記基板収容器の良否を判定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の検査方法。
5. 前記計測工程は、
   計測対象の複数のスロットのうちの残りのスロットに挿入された基板について、その下面に前記センサを対向させて前記距離の計測を行う下面計測工程を含み、
   前記検査方法は、
   前記上面計測工程の対象としたスロットに挿入されている基板に対して前記下面計測工程を行い、その基板の前記上面計測工程の計測結果と、その基板の前記下面計測工程の計測結果と、前記上面基準値と、に基づいて下面基準値を設定する下面基準値設定工程を更に備え、
   前記判定工程では、
   前記下面計測工程の計測結果と前記下面基準値とを比較して、前記下面計測工程の対象としたスロットに挿入された基板の高さ精度を判定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
6. 前記載置工程に先立って行われ、基準下面を備えた基準器を前記載置台に載置するセット工程と、
   前記基準下面に対向するように前記センサを前記第１アーム機構によって移動させ、その対向位置を移動させて計測位置を変えながら、前記センサから前記基準下面までの上下方向の距離を計測し、その計測結果から各計測位置の下面基準値を設定する下面基準値設定工程と、を更に備え、
   前記計測工程は、
   計測対象の複数のスロットのうちの少なくとも１つのスロットに挿入された基板について、その下面に前記センサを対向させて前記距離の計測を行う下面計測工程を含み、
   前記判定工程では、
   前記下面計測工程の計測結果と前記下面基準値とを比較して、前記下面計測工程の対象としたスロットに挿入された基板の高さのずれ量から前記基板収容器の良否を判定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の検査方法。
7. 前記計測工程は、
   計測対象の複数のスロットのうちの残りのスロットに挿入された基板について、その上面に前記センサを対向させて前記距離の計測を行う上面計測工程を含み、
   前記検査方法は、
   前記下面計測工程の対象としたスロットに挿入されている基板に対して前記上面計測工程を行い、その基板の前記下面計測工程の計測結果と、その基板の前記上面計測工程の計測結果と、前記下面基準値と、に基づいて上面基準値を設定する上面基準値設定工程を更に備え、
   前記判定工程では、
   前記上面計測工程の計測結果と前記上面基準値とを比較して、前記上面計測工程の対象としたスロットに挿入された基板の高さ精度を判定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の検査方法。
8. 前記載置工程に先立って行われ、基準上面および基準下面を備えた基準器を前記載置台に載置するセット工程と、
   前記基準上面に対向するように前記センサを前記第１アーム機構によって移動させ、その対向位置を移動させて計測位置を変えながら、前記センサから前記基準上面までの上下方向の距離を計測し、その計測結果から各計測位置の上面基準値を設定する上面基準値設定工程と、
   前記基準下面に対向するように前記センサを前記第１アーム機構によって移動させ、その対向位置を移動させて計測位置を変えながら、前記センサから前記基準下面までの上下方向の距離を計測し、その計測結果から各計測位置の下面基準値を設定する下面基準値設定工程と、を更に備え、
   前記計測工程は、
   計測対象の複数のスロットのうちの少なくとも１つのスロットに挿入された基板について、その上面に前記センサを対向させて前記距離の計測を行う上面計測工程と、
   計測対象の複数のスロットのうちの少なくとも１つのスロットに挿入された基板について、その下面に前記センサを対向させて前記距離の計測を行う下面計測工程と、を含み、
   前記判定工程では、
   前記上面計測工程の計測結果と前記上面基準値とを比較して、前記上面計測工程の対象としたスロットに挿入された基板の高さのずれ量から前記基板収容器の良否を判定し、
   前記下面計測工程の計測結果と前記下面基準値とを比較して、前記下面計測工程の対象としたスロットに挿入された基板のずれ量から前記基板収容器の良否を判定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の検査方法。
9. 前記計測工程では、
   前記計測対象スロットに挿入された前記基板の周縁の水平方向の位置を計測する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
10. 前記計測工程の計測結果に基づく、各スロットに挿入された基板の水平方向のずれ量から前記基板収容器の良否を判定する判定工程を更に備える、
    ことを特徴とする請求項９に記載の検査方法。
11. 前記基板の周縁は、円弧形状部分を少なくとも含み、
    前記第１アーム機構は、前記センサを複数備え、
    前記複数のセンサは、その移動方向と直交する方向に離間して配設され、
    前記計測工程では、
    前記複数のセンサが前記円弧形状部分を通過した各位置を計測し、
    前記判定工程では、
    前記計測工程の計測結果に基づいて演算される前記円弧形状部分の中心位置と、前記基板の基準中心位置とのずれ量に基づいて、前記基板収容器の良否の判定を行う、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の検査方法。
12. 前記第１アーム機構は、
    前記センサを複数備え、その移動方向と直交する方向に離間して配設される第１センサ群と、
    前記センサを複数備え、その移動方向と直交する方向に離間して配設される第２センサ群と、
    を備え、
    前記計測工程において、前記第１センサ群及び前記第２センサ群のそれぞれが、前記円弧形状部分を通過した各位置を計測する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の検査方法。
13. 前記載置工程に先立って行われ、円弧形状の基準周縁を備えた基準器を前記載置台に載置するセット工程と、
    前記基準周縁を通過するように前記複数のセンサを前記第１アーム機構によって移動させ、前記複数のセンサが前記基板周縁を通過した各位置を計測し、その計測結果から前記基準中心位置を設定する基準値設定工程と、を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の検査方法。
14. 計測対象スロットの、前記基板収容器内における位置に応じて、前記第１アーム機構の前記センサの検出方向を上向き又は下向きに切り替える工程を更に含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
15. 基板周縁を支持するスロットを上下方向に複数備え、載置台に載置された基板収容器の検査を行う検査装置であって、
    センサを備え、前記基板収容器に対して、前記センサを水平方向に進退可能な第１アーム機構と、
    基板載置部を備え、前記基板収容器に対して、前記基板載置部を水平方向に進退可能な第２アーム機構と、
    前記第１アーム機構及び第２アーム機構を昇降する昇降機構と、
    前記第１アーム機構、前記第２アーム機構及び前記昇降機構を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    基板が挿入されている計測対象スロットに隣接する空きスロットの空間へ、前記センサを前記第１アーム機構によって水平に移動させ、前記基板の位置を計測し、
    前記第２アーム機構によって、前記計測対象スロットから前記基板を抜き取り、他の前記スロットへ前記基板を入れ替え、
    複数のスロットについて前記計測が完了するまで、前記計測と前記基板の入替えとを反復する、
    ことを特徴とする検査装置。
16. 前記第１アーム機構は、
    前記センサを、水平軸周りに回転させる回転機構を備える、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の検査装置。
17. 前記第１アーム機構は、センサ載置部を備え、
    前記センサ載置部の水平面上における互いに異なる位置に複数の前記センサが配置されている、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の検査装置。

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