JP3628212B2 - 基板搬入・搬出装置及びこれを用いた基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの基板を多段に収容するカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置及びこれを用いた基板処理装置に係り、特に、基板の搬入・搬出に際してカセット内の基板の有無を検出するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板搬入・搬出装置として、例えば特開平１０−３２１７０６号公報に開示されたものがある。
以下、図１２および図１３を参照して従来の基板搬入・搬出装置について説明する。図１２（ａ）および（ｂ）は、従来装置に備えられたカセット載置装置にカセットがセットされた状態を示す一部破断側面図および正面図である。また、図１３（ａ）および（ｂ）はカセット内の基板の有無を検出している状態を示す一部破断側面図および正面図である。
【０００３】
半導体ウエハなどの基板Ｗを多段に収容するカセットＣは、前側に開口を有する容器Ｃａと、この容器Ｃａの開口を閉塞する蓋Ｃｂとから構成されている。このようなカセットＣは特に、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ） カセットと呼ばれている。カセット載置装置は、載置テーブル１上にスライド移動可能なカセットステージ２を備えている。カセットＣは、このカセットステージ２上に位置決め載置される。カセットＣが載置されるカセット載置部Ａと、基板Ｗに対して種々の処理を施す処理部Ｂとは、隔壁３によって雰囲気遮断されている。隔壁３には、カセット載置部Ａと処理部Ｂとの間を基板Ｗが行き来できるように通過口３ａが形成されている。
【０００４】
基板Ｗの処理が行なわれていないとき、隔壁３の通過口３ａは図１２に示すようにシャッター機構４によって閉塞されている。シャッター機構４は、通過口３ａを閉塞するシャッター部材５と、シャッター部材５を支持するアーム６と、アーム６の基端側に設けられ、シャッター部材５を揺動および昇降駆動する駆動部７とから構成されている。
【０００５】
処理部Ｂ側にはカセットＣへ基板Ｗを出し入れするための基板搬送機構８が設けられている。この基板搬送機構８は、昇降および旋回可能な支持台９と、この支持台９の上をスライド移動する支持アーム１０とを備えている。支持アーム１０は基板Ｗを位置決め支持する支持構造を備えている。
【０００６】
図１２（ｂ）に示すように、シャッター機構４の傍らに、カセットＣ内の基板Ｗの有無を検出するための検出装置１１が設けられている。この検出装置１１は、カセットＣ内の基板Ｗの配列ピッチに合わせて保持部材１２に保持された多数の突起１３を備えている。各突起１３には、各突起１２間の小間隙を挟んで対向するように発光素子と受光素子（図示せず）とが設けられている。保持部材１２はエアーシリンダ１４によって昇降および旋回駆動される。
【０００７】
以上のように構成された従来のカセット載置装置によれば、カセットＣ内の各基板Ｗが次のようして検出される。
まず、隔壁３の通過口３ａを閉塞しているシャッター部材５が、カセットＣの蓋Ｃｂを保持する。続いて、図１３に示すように、シャッター機構４のアーム６が後方へ揺動駆動されることにより、シャッター部材５が蓋Ｃｂと一体に後退する。そして、アーム６が下降駆動されることにより、シャッター部材５が通過口３ａの下側の退避位置にまで移動する。次に、検出装置１１のエアーシリンダ１４が作動して保持部材１２が上昇するとともに、カセットＣに対向する所定位置で保持部材１２が旋回することにより、各突起１３がカセットＣ内の基板Ｗ間の隙間に進入する。そして、各突起１３に設けられた発光素子から光が照射され、各々の発光素子に対向する受光素子が光を受光したか否かによって基板Ｗの有無が検出される。
【０００８】
基板Ｗの検出が終わると、検出装置１１が上述した動作とは逆に駆動されることにより、保持部材１２が退避位置（図１２（ｂ）の状態）に戻る。以上のような一連の検出動作が終わると、検出記憶された基板Ｗの有無のデータに基づいて、基板搬送機構８が駆動されることにより、カセットＣからの基板Ｗの搬出や、処理済の基板ＷのカセットＣへの搬入が行なわれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
検出装置１１の保持部材１２を昇降および旋回させるための特別のアクチュエータ（エアーシリンダ１４）を備える必要があるので、それだけ装置構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
また、カセットＣ内の基板Ｗの有無の検出に際して、シャッター部材５の開放動作に続いて、保持部材１２の上昇・旋回移動と、保持部材１２の退避移動とを行なうので、基板搬送機構８によってカセットＣへ基板Ｗを搬入・搬出するまでに相当の時間を要し、この種の基板搬入・搬出装置が用いられる基板処理装置のスループットが低下するという問題がある。
【００１１】
別の従来例として、基板搬送機構８の支持アーム１０に光センサを取り付け、この支持アーム１０をカセットＣに対向させて昇降させることにより、カセットＣ内の基板Ｗを検出するようにしたものがある。このような従来例によれば、光センサを駆動するための特別のアクチュエータは不要であるが、上述した特開平１０−３２１７０６号公報記載の従来装置と同様に、シャッター部材５を開放して退避移動させた後に、支持アーム１０を昇降させて基板Ｗを検出する必要があるので、基板処理装置のスループットの低下は避けられない。
【００１２】
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、比較的簡単な構成でもって、カセット内の基板の有無を迅速に検出して基板の搬入・搬出を行なうことができる基板搬入・搬出装置及びこれを用いた基板処理装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板に所要の処理を施す処理部に並設され、複数枚の基板を多段に収容するカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置であって、カセットを位置決め載置する載置部と、載置部と処理部との間を隔てるとともに、基板を通過させる通過口がカセットに対向するように開けられた隔壁と、隔壁の通過口を開閉するシャッター部材と、通過口を閉塞する位置と通過口を開放する退避位置とにわたってシャッター部材を昇降移動させるシャッター駆動機構と、カセット内の基板を検出する基板検出器と、基板検出器を保持する保持部材と、シャッター部材の昇降移動に連動して保持部材が昇降するようにシャッター部材と保持部材とを連結する連結機構と、シャッター部材の昇降移動に連動して昇降している保持部材をカセットの内側へ進入する方向とカセットの外側へ退避する方向へ案内する案内機構と、基板検出器で検出されたカセット内の基板収納情報に基づいて、隔壁の通過口を通して、カセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬送機構とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板搬入・搬出装置において、案内機構が、保持部材を案内する作動曲面を備えたカム部材で構成されており、作動曲面が、シャッター部材が通過口を閉塞する位置の近くにあるときに、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材を案内する第１行程と、シャッター部材が通過口を開放してから退避位置へ移動するときに、基板検出器がカセットの内側に進入した状態で昇降するように保持部材を案内する第２行程と、シャッター部材が退避位置の近くにあるときに、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材を案内する第３行程とを備えたものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板搬入・搬出装置において、基板検出器が、カセット内の基板の前端部をほぼ水平に挟み込むように対向配置された光照射手段と光検知手段とを備えたものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の基板搬入・搬出装置において、カセットが、基板を出し入れするための開口を閉塞する蓋を備え、シャッター部材が、カセットの蓋を脱着・保持する脱着機構を備えたものである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬入・搬出装置と、基板搬入・搬出装置に並設され、基板に所要の処理を施す処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
複数枚の基板を多段に収容したカセットが載置部に位置決め載置されると、シャッター駆動機構が作動して、隔壁の通過口を閉塞していたシャッター部材を退避位置にまで移動させる。シャッター部材は連結機構を介して保持部材と連結されているので、シャッター部材の移動に伴って保持部材も移動する。この保持部材が案内機構によって案内されることにより、シャッター部材の昇降移動に連動して昇降している保持部材がカセットの内側へ進入する方向とカセットの外側へ退避する方向へ案内される。保持部材に保持された基板検出器がカセットに対向して昇降することにより、カセット内の基板の有無が検出される。この基板検出器で検出されたカセット内の基板収納情報に基づいて、基板搬送機構がカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、保持部材は案内機構であるカム部材の作動曲面によって案内されて移動する。具体的には、シャッター部材が通過口を閉塞する位置の近くにあるときは、保持部材が作動曲面の第１行程で案内されることにより、基板検出器がカセットの外側に退避移動する。これにより基板検出器とシャッター部材との干渉が避けられる。シャッター部材が通過口を開放してから退避位置へ移動している過程では、保持部材が作動曲面の第２行程で案内されることにより、基板検出器がカセットの内側に進入して昇降移動する。これにより基板検出器が基板に近接した状態で基板の有無を確実に検出する。シャッター部材が退避位置の近くにあるときは、保持部材が作動曲面の第３行程で案内されることにより、基板検出器がカセットの外側に退避移動する。これにより、カセットの内側に進入して移動していた基板検出器がカセットの端部に干渉するのが避けられる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、ほぼ水平方向に対向配置された光照射手段と光検知手段とがカセット内を昇降移動する際に、カセット内に基板があれば光照射手段から照射された光が基板に遮られて光検知手段に入射しないので、光検知手段の検出信号の変化によって基板の有無が検出される。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、基板を出し入れする開口を閉塞する蓋を備えたカセット（ＦＯＵＰカセット）が載置部に載置された場合には、シャッター部材に備えられた脱着機構がカセットの蓋を取り外して保持し、蓋と一体に退避位置にまで移動する。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、基板搬入・搬出装置の基板検出器がカセット内の基板の有無を検出し、その基板収納情報に基づいて基板搬送機構がカセット内の基板を取り出して処理部へ搬送する。処理が終わった基板は、基板の有無の検出結果に基づいて基板搬送機構がカセット内へ戻す。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る基板処理装置の全体構成を示した正面図、図２はその平面図である。
【００２４】
この基板処理装置は、大きく分けて、半導体ウエハなどの基板Ｗに所要の処理を施す処理部２０と、この処理部２０に並設され、複数枚の基板Ｗを収容するカセットＣに対して基板Ｗの搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置３０とから構成されている。処理部２０は、例えば、基板Ｗにフォトレジスト剤を回転塗布する塗布処理部２１、基板Ｗの現像処理を行なう現像処理部２２、基板Ｗに熱処理を施す熱処理部２３、基板搬入・搬出装置３０から受け取った基板Ｗを各処理部２１，２２，２３に搬送するとともに、処理済の基板Ｗを基板搬入・搬出装置３０へ渡す基板移送ロボット２４などを備えている。処理部２０には、フォトレジスト剤が塗布された基板Ｗに回路パターンなどを露光する露光装置２５が並設される。
【００２５】
基板搬入・搬出装置３０は、複数個のカセットＣを一定間隔で並べて位置決め載置する載置部３１を備えている。この載置部３１と処理部２０との間は、隔壁３２によって雰囲気遮断されている。隔壁３２には、基板Ｗを通過させる複数個の通過口３２ａが各カセットＣと対向するように開けられている。各通過口３２ａにはシャッター部材３３がそれぞれ取り付けられている。これらのシャッター部材３３は、各々のシャッター駆動機構３４で個別に駆動されることにより、通過口３２ａを閉塞する位置と通過口３２ａを開放する退避位置とにわたって昇降移動する。隔壁３２を挟んで載置部３１と対向するように、各カセットＣに対して基板Ｗを搬入・搬出する基板搬送機構３５が設けられている。この基板搬送機構３５は、カセットＣから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取り出して処理部２０の基板移送ロボット２４に渡すとともに、処理済の基板Ｗを基板移送ロボット２４から受け取ってカセットＣに搬入する。さらに、基板搬入・搬出装置３０は、後に詳しく説明するように、シャッター部材３３の昇降移動に連動してカセットＣ内の基板Ｗの有無を検出する基板検出器などを備えている。
【００２６】
以下、基板搬入・搬出装置３０の各部の構成を詳しく説明する。
図３を参照する。図３は基板搬入・搬出装置３０の要部構成を示す一部破断側面図である。
載置部３１には、各カセットＣを位置決め載置するための載置テーブル３６があり、各載置テーブル３６はモータ３７で駆動されるネジ送り機構３８に連結されている。後退位置にある載置テーブル３６にカセットＣがセットされると、載置テーブル３６が前進移動して、カセットＣが隔壁３２の通過口３２ａに対向する。
【００２７】
カセットＣは、図４に示すように、複数枚の基板Ｗを一定間隔で多段に収納する容器Ｃａと、この容器Ｃａの開口Ｃａ１ を閉塞する蓋ＣｂとからなるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ） カセットである。容器Ｃａの内壁面には基板Ｗの両端部を支持する溝Ｃａ２ が一定間隔で形成されている。蓋Ｃｂの内部には、内側面にラックが刻まれた一対のスライド部材Ｃｂ１ が収納されており、各スライド部材Ｃｂ１ の先端には係止ピンＣｂ２ が形成されている。スライド部材Ｃｂ１ は、同じく蓋Ｃｂに内蔵されたピニオンＣｂ３ にそれぞれ噛み合い、このピニオンＣｂ３ が正逆に回転することにより、スライド部材Ｃｂ１ が上下に変位して、係止ピンＣｂ２ が蓋Ｃｂの上下端面で出没するようになっている。容器Ｃａの開口Ｃａ１ の上下面には、蓋Ｃｂの係止ピンＣｂ２ に嵌合する小孔Ｃａ３ が形成されている。蓋Ｃｂが容器Ｃａの開口Ｃａ１ に嵌め込まれた後、係止ピンＣｂ２ が突出して小孔Ｃａ３ に嵌合することにより、容器Ｃａが蓋Ｃｂで閉塞された状態になる。
【００２８】
図３および図５を参照して、シャッター部材３３およびシャッター駆動機構３４の構成を説明する。
シャッター部材３３は、隔壁３２の通過口３２ａに嵌まり合うような矩形状に形成されている。このシャッター部材３３は、カセットＣの蓋Ｃｂを脱着する脱着機構３９を備えている。具体的には、脱着機構３９は、シャッター部材３３の一方面（カセットＣ側の面）に突出して設けられた回動自在の連結ピン４０と、この連結ピン４０を回動するためにシャッター部材３３に内蔵されたモータ（図示せず）などで構成されている。
【００２９】
シャッター部材３３は、アーム４１を介してシャッター駆動機構３４に連結されている。シャッター駆動機構３４は、支点Ｐ周りに揺動自在のベースプレート４２を備えている。このベースプレート４２にロッドレスシリンダ４３が搭載されており、ロッドレスシリンダ４３の摺動子４３ａがアーム４１の基端部に連結されている。また、ベースプレート４２にはリニアスケール４４が搭載されており、このリニアスケール４４の目盛りをアーム４１の下端部に取り付けられた反射型の光センサ４５で検出することにより、シャッター部材３３と連動して昇降する基板検出器（これについては後述する）の位置を把握するようになっている。ベースプレート４２はエアーシリンダ４６によって揺動駆動される。
【００３０】
図３を参照して、基板搬送機構３５の構成を説明する。
基板搬送機構３５は、基板Ｗを載置支持する支持アーム４７と、この支持アーム４７を水平１方向（Ｘ方向）に前後進させるＸ駆動機構４８と、支持アーム４７を水平面内で旋回移動させる旋回駆動機構４９と、支持アーム４７を昇降させるＺ駆動機構５０と、支持アーム４７を複数個のカセットＣの配列方向（Ｙ方向）に移動させるＹ駆動機構５１とを備えている。
【００３１】
次に、図６〜図８を参照して、本実施例の特徴部分である、カセットＣ内の基板Ｗの有無を検出するための構成について説明する。
図６は基板検出器の周辺機構をカセットＣの開口側からみた正面図、図７はその側面図、図８は基板検出器の斜視図である。
【００３２】
まず、図８を参照して基板検出器の構成を説明する。
本実施例で用いられる基板検出器５２は、カセットＣ内の基板Ｗの前端部をほぼ水平に（好ましくは若干傾斜して）挟み込むように対向配置された光照射手段５３と光検知手段５４とを備えている。具体的には、基板検出器５２は、平面視でほぼ「コ」の字形状のホルダ５５を備え、このホルダ５５から前方に突出した一対の凸部５５ａ，５５ｂに光照射手段５３の光出射端５６と、光検知手段５４の光入射端５７とが対向するように設けられている。光照射手段５３は、ホルダ５５とは離れたところに設けられた発光部５８と、この発光部５８で発生した光を光出射端５６まで導く光ファイバ５９などで構成されている。また、光検知手段５４は、ホルダ５５とは離れたところに設けられた受光部６０と、光入射端５７に入射した光を受光部６０まで導く光ファイバ６１などで構成されている。
【００３３】
本実施例による基板検出器５２によれば、ホルダ５５の凸部５５ａ，５５ｂに発光部５８や受光部６０を直接に取り付けないので、カセットＣ内に進入する凸部５５ａ，５５ｂの大きさをコンパクトに構成することができる。ただし、スペース的な余裕があれば、発光部５８や受光部６０を直接に取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
基板検出器５２のホルダ５５は、ほぼ鉛直に延びる細長い保持部材６２の先端部に片持ち支持されている。この保持部材６２は、基板検出器５２がカセットＣに対向して昇降するように案内機構６３によって案内されているとともに、連結機構６４を介してシャッター部材３３に連結されることにより、シャッター部材３３と連動して昇降するように構成されている。
【００３５】
具体的には案内機構６３は次のように構成されている。
載置部３１の前側壁面に細長いにベース部材６５が鉛直方向に取り付けられており、このベース部材６５にレール６６とカム部材６７とが並べて配設されている。レール６６にはスライド部材６８が摺動自在に嵌め付けられており、このスライド部材６８に保持部材６２の基端部分が支点Ｑ周りに揺動自在に支持されている。保持部材６２の基端部分は「Ｌ」の字状に屈曲しており、この屈曲部６２ａの先端にカムホロア６９が取り付けられている。このカムホロア６９はカム部材６７のカム溝７０に嵌め入れられている。ベース部材６５の下端にはスライド部材６８を受け止めるストッパ７５が設けられている。
【００３６】
連結機構６４は次のように構成されている。
スライド部材６８の上面に細長い「コ」の字状のガイド片７１が少し浮かせた状態で固定されている。一方、正面から見てシャッター部材３３の右下隅（図６参照）に、Ｌ形ブラケット７２を介してローラ７３が取り付けられている。このローラ７３がガイド片７１の案内溝７１ａに嵌め入れられて水平方向に摺動自在になっている。また、保持部材６２の中間部位とガイド片７１の先端部位との間に引っ張りコイルバネ７４が架け渡されて、保持部材６２は常に時計周りに付勢されている。
【００３７】
次に、上述した基板搬入・搬出装置３０を備えた基板処理装置の動作を説明する。
未処理の基板Ｗが収容されたカセットＣが載置部３１の載置テーブル３６上にセットされる。このとき隔壁３２の通過口３２ａはシャッター部材３３によって閉塞されている。カセットＣがセットされると載置テーブル３６が作動して、カセットＣの蓋Ｃｂがシャッター部材３３に当接する位置にまで、載置テーブル３６が前進移動する（図３参照）。
【００３８】
カセットＣがシャッター部材３３に当接すると、図５に示したシャッター部材３３の連結ピン４０が、蓋Ｃｂに設けられたピニオンＣｂ３ の小孔Ｃｂ４ に嵌合する。続いて、シャッター部材３３の脱着機構３９のモータ（図示せず）が作動して連結ピン４０が回転することにより、蓋Ｃｂの係止ピンＣｂ２ が蓋内部に没入して蓋Ｃｂが開放可能な状態になる。
【００３９】
蓋Ｃｂが開放可能な状態になると、図３に示すように、シャッター駆動機構３４のエアーシリンダ４６が収縮作動して、ベースプレート４２が後方に傾斜する。これによりシャッター部材３３が蓋Ｃｂを保持した状態で後退し、隔壁３２の通過口３２ａが開放される。続いて、シャッター駆動機構３４のロッドレスシリンダ４３が作動して、摺動子４３ａが下限位置にまで移動する。これによりシャッター部材３３が下降し、シャッター部材３３は退避位置へ移動する。
【００４０】
シャッター部材３３が後退して通過口３２ａを開放し、続いて退避位置へ下降移動する動きに連動して、基板検出器５２がカセットＣ内に進入し、続いて下降することにより、カセットＣ内の基板Ｗの有無を検出する。以下、基板検出器５２の動きを図９を参照して説明する。図９において、Ｑ１ 〜Ｑ５ は保持部材６２の揺動支点Ｑの変位位置、Ｒ１ 〜Ｒ５ は揺動支点Ｑの各変位位置Ｑ１ 〜Ｑ５ に対応するカムホロア６９の位置をそれぞれ示している。
【００４１】
カム部材６７のカム溝７０は、次のような第１〜第３行程からなる作動曲面を備えている。すなわち、第１行程Ｌ１は、シャッター部材３３が通過口３２ａを閉塞する位置の近くにあるときに、基板検出器５２がカセットＣの外側に退避するように保持部材６２を案内する作動曲面である。第２行程Ｌ２は、シャッター部材３３が通過口３２ａを開放してから退避位置へ下降移動するときに、基板検出器５２がカセットＣの内側に進入した状態で下降するように保持部材６２を案内する作動曲面である。第３行程Ｌ３は、シャッター部材３３が退避位置の近くにあるときに、基板検出器５２がカセットＣの外側に退避するように保持部材６２を案内する作動曲面である。
【００４２】
すなわち、シャッター部材３３が上昇して通過口３２ａを閉塞する位置にあるときは、連結機構６４を介してシャッター部材３３と連結している保持部材６２も上限位置にある（図１０（ａ）参照）。このとき保持部材６２の揺動支点Ｑはレール６６の延長線上の上限位置である位置Ｑ１ にあり、カムホロア６９は第１行程Ｌ１内の位置Ｒ１ にある。その結果、保持部材６２は後方に傾斜し、基板検出器５２はカセットＣから離れた退避位置にある。このようにシャッター部材３３が通過口３２ａを閉塞しているときに、基板検出器５２は退避位置にあるので、シャッター部材３３と基板検出器５２とが干渉することがない。
【００４３】
通過口３２ａを開放するためにシャッター部材３３が後退したときは、連結機構６４のローラ７３がガイド片７１の案内溝７１ａを水平方向にスライド移動するので、基板検出器５２はほぼ退避位置の状態を維持する。続いて、シャッター部材３３が下降し始めると、これに伴って保持部材６２の揺動支点も位置Ｑ１ から位置Ｑ２ へ下降移動する。そうすると、カムホロア６９が第１行程Ｌ１の位置Ｒ１ からＲ２ へ移動することにより、保持部材６２が揺動支点Ｑ周りに反時計方向に揺動変位して、基板検出器５２がカセットＣの内側へ進入する。
【００４４】
シャッター部材３３がさらに下降すると、これに伴って保持部材６２の揺動支点も位置Ｑ２ から位置Ｑ４ へ向かって下降移動する。このときカムホロア６９は鉛直方向に延びる第２行程（位置Ｒ２ 〜Ｒ４ ）にあるので、保持部材６２の姿勢が維持される。すなわち、基板検出器５２はカセットＣの内側に進入した状態で下降する。下降状態にある基板検出器５２と基板Ｗとの位置関係を示したのが図８である。基板検出器５２は、下降移動しながらカセットＣ内の基板Ｗの有無を検出する。検出動作は後に説明する。
【００４５】
保持部材６２の揺動支点Ｑが位置Ｑ４ まで下降したとき、基板検出器５２はカセットＣ内の下限位置にまで移動し、基板Ｗの検出動作が完了する。シャッター部材３３がさらに下降すると、保持部材６２の揺動支点Ｑは位置Ｑ４ からＱ５ へ下降移動する。そうすると、カムホロア６９が第３行程の位置Ｒ４ からＲ５ へ移動することにより、保持部材６２が揺動支点Ｑ周りに時計方向に揺動変位して、基板検出器５２がカセットＣの内側から外側に向かって退避移動する。これにより、シャッター部材３３が退避位置の近くにまで下降したときに、基板検出器５２がカセットＣに干渉しないようにしている。シャッター部材３３が退避位置にある状態を図１０（ｂ）示す。
【００４６】
次に、図１１を参照して基板検出動作を説明する。
基板検出器５２の光入射端５７との間を光ファイバ６１で結ばれた受光部６０は、カセットＣ内の有無に応じた検出信号を出力する。すなわち、受光部６０が入射光を検出しなければ「基板有り」、入射光を検出すれば「基板無し」の検出信号を出力する。この検出信号はデータ収集部７６に集められる。一方、基板検出器５２がカセットＣ内を下降している間、シャッター部材３３のアーム４１の下端に取り付けられた光センサ４５がリニアスケール４４の目盛りを検出する。カセットＣ内の基板Ｗの配列ピッチは既知であるので、光センサ４５の検出信号に基づき、基板検出器５２がカセットＣ内のどの位置にあるかを知ることができる。位置検出部７７は光センサ４５の検出信号を取り込んで基板検出器５２の位置を検出する。処理部７８は、データ収集部７６で「基板有り」の検出信号が収集されると、その旨の信号をデータ収集部７６から受けて、位置検出部７７で検出されている、基板検出器５２の位置を取り込み、その位置をメモリ７９に書き込む。このようにしてデータ収集部７６で「基板有り」の検出信号が収集される毎に同様の動作が行なわれ、カセットＣ内の位置情報に対応付けられた基板有無の情報（基板収納情報）がメモリ７９に格納される。
【００４７】
基板搬送機構３５を制御する基板搬送機構制御部８０は、メモリ７９に格納された基板収納情報に基づいて、開放された通過口３２ａを介してカセットＣ内に進入し、カセットＣ内の基板Ｗを一枚ずつ取り出す。基板搬送機構３５の支持アーム４７に支持された基板Ｗは、処理部２０の基板移送ロボット２４に受け渡され、各処理部２１，２２，２３に移送されて所要の基板処理が施される。処理された基板Ｗは、基板移送ロボット２４から基板搬送機構３５へ受け渡される。基板搬送機構３５は、メモリ７９の基板収納情報を参照して、その基板ＷをカセットＣ内の元の位置に搬入する。
【００４８】
カセットＣ内の全ての基板Ｗの処理が終わると、上述したシャッター部材３３の開放動作とは逆の動作により、隔壁３２の通過口３２ａがシャッター部材３３で閉じられるととに、カセットＣに蓋Ｃｂが取り付けられる。以上のような処理が載置部３１にセットされた各カセットＣについて順に実行される。
【００４９】
上述した説明から明らかなように、本実施例装置によれば、シャッター部材３３が開放されて退避位置へ下降移動する過程で、カセットＣ内の基板Ｗの有無が検出されるので、シャッター部材３３が退避位置に移動すると、即座に基板搬送機構３５によるカセットＣからの基板Ｗの取り出しを行なうことができる。つまり、基板検出のための待ち時間がないので、この種の基板処理装置のスループットを向上させることができる。
【００５０】
また、基板検出器５２の保持部材６２とシャッター部材３３とを機械的に連動連結させているので、基板検出器５２を駆動する特別のアクチュエータが不要であり、それだけ装置構成を簡単にすることができる。また、保持部材６２の動きをカム部材６７で規制しているので、シャッター部材３３の動きに同期させた電気的な制御も不要であり、制御系の構成も簡単になる。
【００５１】
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することができる。
（１）実施例では、光の遮光／非遮光によってカセット内の基板の有無を検出する、いわゆる透過型の基板検出器を用いたが、これに代えてカセット内の基板に照射した光の反射の有無によって基板の有無を検出する、いわゆる反射型の光センサを用いるようにしてもよい。
【００５２】
（２）実施例では、開口部が蓋で閉塞されるＦＯＵＰカセットを用いた場合を例示したが、本発明は開口部に蓋を設けない、いわゆるオープンタイプのカセット内の基板検出にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、シャッター部材の昇降移動に連動させて基板検出器を移動させているので、基板検出器を移動させるための特別のアクチュエータが不要であり、それだけ装置構成を簡素化することができる。また、シャッター部材が昇降移動、すなわち通過口の閉塞位置から退避位置へ移動している間に、これと並行して基板検出器がカセット内の基板の有無を検出するので、カセット内の基板の有無を効率よく検出することができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、基板の有無を検出するときに、基板検出器がカセット内に進入するように、基板検出器を保持する保持部材がカム部材で案内されるので、カセット内の基板を確実に検出することができる。また、シャッター部材が隔壁の通過口を閉塞する位置や退避位置の近傍にあるときは、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材が案内されるので、基板検出器がシャッター部材やカセットに干渉することもない。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、基板検出器の光照射手段と光検知手段とがカセット内の基板の前端部をほぼ水平方向に挟み込むように昇降移動するので、カセット内の基板の有無を確実に検出することができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、基板を出し入れするための開口を閉塞した蓋を備えたカセット（ＦＯＵＰカセット）であっても、カセット内の基板の有無を確実に検出することができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、カセット内の基板の有無を迅速に検出して、基板の処理に移ることができるので、基板処理装置のスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示した正面図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示した平面図である。
【図３】実施例に係る基板搬入・搬出装置の一部破断側面図である。
【図４】ＦＯＵＰカセットの斜視図である。
【図５】シャッター部材の斜視図である。
【図６】基板検出器とその周辺機構の正面図である。
【図７】基板検出器とその周辺機構の側面図である。
【図８】基板検出器の斜視図である。
【図９】基板検出器の動作説明図である。
【図１０】（ａ）はシャッター部材が閉塞状態にある状態を示す正面図、
（ｂ）はシャッター部材が退避位置にある状態を示す正面図である。
【図１１】実施例装置における基板検出用の制御ブロック図である。
【図１２】従来装置の説明図である。
【図１３】従来装置の説明図である。
【符号の説明】
Ｃ …カセット
Ｃｂ…蓋
Ｗ …基板
２０…処理部
３０…基板搬入・搬出装置
３１…載置部
３２…隔壁
３２ａ…通過口
３３…シャッター部材
３４…シャッター駆動機構
３５…基板搬送機構
３９…脱着機構
５２…基板検出器
５３…光照射手段
５４…光検知手段
６２…保持部材
６３…案内機構
６４…連結機構
６７…カム部材
Ｌ１…第１行程
Ｌ２…第２行程
Ｌ３…第３行程
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハなどの基板を多段に収容するカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置及びこれを用いた基板処理装置に係り、特に、基板の搬入・搬出に際してカセット内の基板の有無を検出するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板搬入・搬出装置として、例えば特開平１０−３２１７０６号公報に開示されたものがある。
以下、図１２および図１３を参照して従来の基板搬入・搬出装置について説明する。図１２（ａ）および（ｂ）は、従来装置に備えられたカセット載置装置にカセットがセットされた状態を示す一部破断側面図および正面図である。また、図１３（ａ）および（ｂ）はカセット内の基板の有無を検出している状態を示す一部破断側面図および正面図である。
【０００３】
半導体ウエハなどの基板Ｗを多段に収容するカセットＣは、前側に開口を有する容器Ｃａと、この容器Ｃａの開口を閉塞する蓋Ｃｂとから構成されている。このようなカセットＣは特に、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ） カセットと呼ばれている。カセット載置装置は、載置テーブル１上にスライド移動可能なカセットステージ２を備えている。カセットＣは、このカセットステージ２上に位置決め載置される。カセットＣが載置されるカセット載置部Ａと、基板Ｗに対して種々の処理を施す処理部Ｂとは、隔壁３によって雰囲気遮断されている。隔壁３には、カセット載置部Ａと処理部Ｂとの間を基板Ｗが行き来できるように通過口３ａが形成されている。
【０００４】
基板Ｗの処理が行なわれていないとき、隔壁３の通過口３ａは図１２に示すようにシャッター機構４によって閉塞されている。シャッター機構４は、通過口３ａを閉塞するシャッター部材５と、シャッター部材５を支持するアーム６と、アーム６の基端側に設けられ、シャッター部材５を揺動および昇降駆動する駆動部７とから構成されている。
【０００５】
処理部Ｂ側にはカセットＣへ基板Ｗを出し入れするための基板搬送機構８が設けられている。この基板搬送機構８は、昇降および旋回可能な支持台９と、この支持台９の上をスライド移動する支持アーム１０とを備えている。支持アーム１０は基板Ｗを位置決め支持する支持構造を備えている。
【０００６】
図１２（ｂ）に示すように、シャッター機構４の傍らに、カセットＣ内の基板Ｗの有無を検出するための検出装置１１が設けられている。この検出装置１１は、カセットＣ内の基板Ｗの配列ピッチに合わせて保持部材１２に保持された多数の突起１３を備えている。各突起１３には、各突起１２間の小間隙を挟んで対向するように発光素子と受光素子（図示せず）とが設けられている。保持部材１２はエアーシリンダ１４によって昇降および旋回駆動される。
【０００７】
以上のように構成された従来のカセット載置装置によれば、カセットＣ内の各基板Ｗが次のようして検出される。
まず、隔壁３の通過口３ａを閉塞しているシャッター部材５が、カセットＣの蓋Ｃｂを保持する。続いて、図１３に示すように、シャッター機構４のアーム６が後方へ揺動駆動されることにより、シャッター部材５が蓋Ｃｂと一体に後退する。そして、アーム６が下降駆動されることにより、シャッター部材５が通過口３ａの下側の退避位置にまで移動する。次に、検出装置１１のエアーシリンダ１４が作動して保持部材１２が上昇するとともに、カセットＣに対向する所定位置で保持部材１２が旋回することにより、各突起１３がカセットＣ内の基板Ｗ間の隙間に進入する。そして、各突起１３に設けられた発光素子から光が照射され、各々の発光素子に対向する受光素子が光を受光したか否かによって基板Ｗの有無が検出される。
【０００８】
基板Ｗの検出が終わると、検出装置１１が上述した動作とは逆に駆動されることにより、保持部材１２が退避位置（図１２（ｂ）の状態）に戻る。以上のような一連の検出動作が終わると、検出記憶された基板Ｗの有無のデータに基づいて、基板搬送機構８が駆動されることにより、カセットＣからの基板Ｗの搬出や、処理済の基板ＷのカセットＣへの搬入が行なわれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
検出装置１１の保持部材１２を昇降および旋回させるための特別のアクチュエータ（エアーシリンダ１４）を備える必要があるので、それだけ装置構成が複雑化するという問題がある。
【００１０】
また、カセットＣ内の基板Ｗの有無の検出に際して、シャッター部材５の開放動作に続いて、保持部材１２の上昇・旋回移動と、保持部材１２の退避移動とを行なうので、基板搬送機構８によってカセットＣへ基板Ｗを搬入・搬出するまでに相当の時間を要し、この種の基板搬入・搬出装置が用いられる基板処理装置のスループットが低下するという問題がある。
【００１１】
別の従来例として、基板搬送機構８の支持アーム１０に光センサを取り付け、この支持アーム１０をカセットＣに対向させて昇降させることにより、カセットＣ内の基板Ｗを検出するようにしたものがある。このような従来例によれば、光センサを駆動するための特別のアクチュエータは不要であるが、上述した特開平１０−３２１７０６号公報記載の従来装置と同様に、シャッター部材５を開放して退避移動させた後に、支持アーム１０を昇降させて基板Ｗを検出する必要があるので、基板処理装置のスループットの低下は避けられない。
【００１２】
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、比較的簡単な構成でもって、カセット内の基板の有無を迅速に検出して基板の搬入・搬出を行なうことができる基板搬入・搬出装置及びこれを用いた基板処理装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板に所要の処理を施す処理部に並設され、複数枚の基板を多段に収容するカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置であって、カセットを位置決め載置する載置部と、載置部と処理部との間を隔てるとともに、基板を通過させる通過口がカセットに対向するように開けられた隔壁と、隔壁の通過口を開閉するシャッター部材と、通過口を閉塞する位置と通過口を開放する退避位置とにわたってシャッター部材を昇降移動させるシャッター駆動機構と、カセット内の基板を検出する基板検出器と、基板検出器を保持する保持部材と、シャッター部材の昇降移動に連動して保持部材が昇降するようにシャッター部材と保持部材とを連結する連結機構と、シャッター部材の昇降移動に連動して昇降している保持部材をカセットの内側へ進入する方向とカセットの外側へ退避する方向へ案内する案内機構と、基板検出器で検出されたカセット内の基板収納情報に基づいて、隔壁の通過口を通して、カセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬送機構とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板搬入・搬出装置において、案内機構が、保持部材を案内する作動曲面を備えたカム部材で構成されており、作動曲面が、シャッター部材が通過口を閉塞する位置の近くにあるときに、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材を案内する第１行程と、シャッター部材が通過口を開放してから退避位置へ移動するときに、基板検出器がカセットの内側に進入した状態で昇降するように保持部材を案内する第２行程と、シャッター部材が退避位置の近くにあるときに、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材を案内する第３行程とを備えたものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板搬入・搬出装置において、基板検出器が、カセット内の基板の前端部をほぼ水平に挟み込むように対向配置された光照射手段と光検知手段とを備えたものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の基板搬入・搬出装置において、カセットが、基板を出し入れするための開口を閉塞する蓋を備え、シャッター部材が、カセットの蓋を脱着・保持する脱着機構を備えたものである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬入・搬出装置と、基板搬入・搬出装置に並設され、基板に所要の処理を施す処理部とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
複数枚の基板を多段に収容したカセットが載置部に位置決め載置されると、シャッター駆動機構が作動して、隔壁の通過口を閉塞していたシャッター部材を退避位置にまで移動させる。シャッター部材は連結機構を介して保持部材と連結されているので、シャッター部材の移動に伴って保持部材も移動する。この保持部材が案内機構によって案内されることにより、シャッター部材の昇降移動に連動して昇降している保持部材がカセットの内側へ進入する方向とカセットの外側へ退避する方向へ案内される。保持部材に保持された基板検出器がカセットに対向して昇降することにより、カセット内の基板の有無が検出される。この基板検出器で検出されたカセット内の基板収納情報に基づいて、基板搬送機構がカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、保持部材は案内機構であるカム部材の作動曲面によって案内されて移動する。具体的には、シャッター部材が通過口を閉塞する位置の近くにあるときは、保持部材が作動曲面の第１行程で案内されることにより、基板検出器がカセットの外側に退避移動する。これにより基板検出器とシャッター部材との干渉が避けられる。シャッター部材が通過口を開放してから退避位置へ移動している過程では、保持部材が作動曲面の第２行程で案内されることにより、基板検出器がカセットの内側に進入して昇降移動する。これにより基板検出器が基板に近接した状態で基板の有無を確実に検出する。シャッター部材が退避位置の近くにあるときは、保持部材が作動曲面の第３行程で案内されることにより、基板検出器がカセットの外側に退避移動する。これにより、カセットの内側に進入して移動していた基板検出器がカセットの端部に干渉するのが避けられる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、ほぼ水平方向に対向配置された光照射手段と光検知手段とがカセット内を昇降移動する際に、カセット内に基板があれば光照射手段から照射された光が基板に遮られて光検知手段に入射しないので、光検知手段の検出信号の変化によって基板の有無が検出される。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、基板を出し入れする開口を閉塞する蓋を備えたカセット（ＦＯＵＰカセット）が載置部に載置された場合には、シャッター部材に備えられた脱着機構がカセットの蓋を取り外して保持し、蓋と一体に退避位置にまで移動する。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、基板搬入・搬出装置の基板検出器がカセット内の基板の有無を検出し、その基板収納情報に基づいて基板搬送機構がカセット内の基板を取り出して処理部へ搬送する。処理が終わった基板は、基板の有無の検出結果に基づいて基板搬送機構がカセット内へ戻す。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る基板処理装置の全体構成を示した正面図、図２はその平面図である。
【００２４】
この基板処理装置は、大きく分けて、半導体ウエハなどの基板Ｗに所要の処理を施す処理部２０と、この処理部２０に並設され、複数枚の基板Ｗを収容するカセットＣに対して基板Ｗの搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置３０とから構成されている。処理部２０は、例えば、基板Ｗにフォトレジスト剤を回転塗布する塗布処理部２１、基板Ｗの現像処理を行なう現像処理部２２、基板Ｗに熱処理を施す熱処理部２３、基板搬入・搬出装置３０から受け取った基板Ｗを各処理部２１，２２，２３に搬送するとともに、処理済の基板Ｗを基板搬入・搬出装置３０へ渡す基板移送ロボット２４などを備えている。処理部２０には、フォトレジスト剤が塗布された基板Ｗに回路パターンなどを露光する露光装置２５が並設される。
【００２５】
基板搬入・搬出装置３０は、複数個のカセットＣを一定間隔で並べて位置決め載置する載置部３１を備えている。この載置部３１と処理部２０との間は、隔壁３２によって雰囲気遮断されている。隔壁３２には、基板Ｗを通過させる複数個の通過口３２ａが各カセットＣと対向するように開けられている。各通過口３２ａにはシャッター部材３３がそれぞれ取り付けられている。これらのシャッター部材３３は、各々のシャッター駆動機構３４で個別に駆動されることにより、通過口３２ａを閉塞する位置と通過口３２ａを開放する退避位置とにわたって昇降移動する。隔壁３２を挟んで載置部３１と対向するように、各カセットＣに対して基板Ｗを搬入・搬出する基板搬送機構３５が設けられている。この基板搬送機構３５は、カセットＣから未処理の基板Ｗを一枚ずつ取り出して処理部２０の基板移送ロボット２４に渡すとともに、処理済の基板Ｗを基板移送ロボット２４から受け取ってカセットＣに搬入する。さらに、基板搬入・搬出装置３０は、後に詳しく説明するように、シャッター部材３３の昇降移動に連動してカセットＣ内の基板Ｗの有無を検出する基板検出器などを備えている。
【００２６】
以下、基板搬入・搬出装置３０の各部の構成を詳しく説明する。
図３を参照する。図３は基板搬入・搬出装置３０の要部構成を示す一部破断側面図である。
載置部３１には、各カセットＣを位置決め載置するための載置テーブル３６があり、各載置テーブル３６はモータ３７で駆動されるネジ送り機構３８に連結されている。後退位置にある載置テーブル３６にカセットＣがセットされると、載置テーブル３６が前進移動して、カセットＣが隔壁３２の通過口３２ａに対向する。
【００２７】
カセットＣは、図４に示すように、複数枚の基板Ｗを一定間隔で多段に収納する容器Ｃａと、この容器Ｃａの開口Ｃａ１ を閉塞する蓋ＣｂとからなるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ） カセットである。容器Ｃａの内壁面には基板Ｗの両端部を支持する溝Ｃａ２ が一定間隔で形成されている。蓋Ｃｂの内部には、内側面にラックが刻まれた一対のスライド部材Ｃｂ１ が収納されており、各スライド部材Ｃｂ１ の先端には係止ピンＣｂ２ が形成されている。スライド部材Ｃｂ１ は、同じく蓋Ｃｂに内蔵されたピニオンＣｂ３ にそれぞれ噛み合い、このピニオンＣｂ３ が正逆に回転することにより、スライド部材Ｃｂ１ が上下に変位して、係止ピンＣｂ２ が蓋Ｃｂの上下端面で出没するようになっている。容器Ｃａの開口Ｃａ１ の上下面には、蓋Ｃｂの係止ピンＣｂ２ に嵌合する小孔Ｃａ３ が形成されている。蓋Ｃｂが容器Ｃａの開口Ｃａ１ に嵌め込まれた後、係止ピンＣｂ２ が突出して小孔Ｃａ３ に嵌合することにより、容器Ｃａが蓋Ｃｂで閉塞された状態になる。
【００２８】
図３および図５を参照して、シャッター部材３３およびシャッター駆動機構３４の構成を説明する。
シャッター部材３３は、隔壁３２の通過口３２ａに嵌まり合うような矩形状に形成されている。このシャッター部材３３は、カセットＣの蓋Ｃｂを脱着する脱着機構３９を備えている。具体的には、脱着機構３９は、シャッター部材３３の一方面（カセットＣ側の面）に突出して設けられた回動自在の連結ピン４０と、この連結ピン４０を回動するためにシャッター部材３３に内蔵されたモータ（図示せず）などで構成されている。
【００２９】
シャッター部材３３は、アーム４１を介してシャッター駆動機構３４に連結されている。シャッター駆動機構３４は、支点Ｐ周りに揺動自在のベースプレート４２を備えている。このベースプレート４２にロッドレスシリンダ４３が搭載されており、ロッドレスシリンダ４３の摺動子４３ａがアーム４１の基端部に連結されている。また、ベースプレート４２にはリニアスケール４４が搭載されており、このリニアスケール４４の目盛りをアーム４１の下端部に取り付けられた反射型の光センサ４５で検出することにより、シャッター部材３３と連動して昇降する基板検出器（これについては後述する）の位置を把握するようになっている。ベースプレート４２はエアーシリンダ４６によって揺動駆動される。
【００３０】
図３を参照して、基板搬送機構３５の構成を説明する。
基板搬送機構３５は、基板Ｗを載置支持する支持アーム４７と、この支持アーム４７を水平１方向（Ｘ方向）に前後進させるＸ駆動機構４８と、支持アーム４７を水平面内で旋回移動させる旋回駆動機構４９と、支持アーム４７を昇降させるＺ駆動機構５０と、支持アーム４７を複数個のカセットＣの配列方向（Ｙ方向）に移動させるＹ駆動機構５１とを備えている。
【００３１】
次に、図６〜図８を参照して、本実施例の特徴部分である、カセットＣ内の基板Ｗの有無を検出するための構成について説明する。
図６は基板検出器の周辺機構をカセットＣの開口側からみた正面図、図７はその側面図、図８は基板検出器の斜視図である。
【００３２】
まず、図８を参照して基板検出器の構成を説明する。
本実施例で用いられる基板検出器５２は、カセットＣ内の基板Ｗの前端部をほぼ水平に（好ましくは若干傾斜して）挟み込むように対向配置された光照射手段５３と光検知手段５４とを備えている。具体的には、基板検出器５２は、平面視でほぼ「コ」の字形状のホルダ５５を備え、このホルダ５５から前方に突出した一対の凸部５５ａ，５５ｂに光照射手段５３の光出射端５６と、光検知手段５４の光入射端５７とが対向するように設けられている。光照射手段５３は、ホルダ５５とは離れたところに設けられた発光部５８と、この発光部５８で発生した光を光出射端５６まで導く光ファイバ５９などで構成されている。また、光検知手段５４は、ホルダ５５とは離れたところに設けられた受光部６０と、光入射端５７に入射した光を受光部６０まで導く光ファイバ６１などで構成されている。
【００３３】
本実施例による基板検出器５２によれば、ホルダ５５の凸部５５ａ，５５ｂに発光部５８や受光部６０を直接に取り付けないので、カセットＣ内に進入する凸部５５ａ，５５ｂの大きさをコンパクトに構成することができる。ただし、スペース的な余裕があれば、発光部５８や受光部６０を直接に取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
基板検出器５２のホルダ５５は、ほぼ鉛直に延びる細長い保持部材６２の先端部に片持ち支持されている。この保持部材６２は、基板検出器５２がカセットＣに対向して昇降するように案内機構６３によって案内されているとともに、連結機構６４を介してシャッター部材３３に連結されることにより、シャッター部材３３と連動して昇降するように構成されている。
【００３５】
具体的には案内機構６３は次のように構成されている。
載置部３１の前側壁面に細長いにベース部材６５が鉛直方向に取り付けられており、このベース部材６５にレール６６とカム部材６７とが並べて配設されている。レール６６にはスライド部材６８が摺動自在に嵌め付けられており、このスライド部材６８に保持部材６２の基端部分が支点Ｑ周りに揺動自在に支持されている。保持部材６２の基端部分は「Ｌ」の字状に屈曲しており、この屈曲部６２ａの先端にカムホロア６９が取り付けられている。このカムホロア６９はカム部材６７のカム溝７０に嵌め入れられている。ベース部材６５の下端にはスライド部材６８を受け止めるストッパ７５が設けられている。
【００３６】
連結機構６４は次のように構成されている。
スライド部材６８の上面に細長い「コ」の字状のガイド片７１が少し浮かせた状態で固定されている。一方、正面から見てシャッター部材３３の右下隅（図６参照）に、Ｌ形ブラケット７２を介してローラ７３が取り付けられている。このローラ７３がガイド片７１の案内溝７１ａに嵌め入れられて水平方向に摺動自在になっている。また、保持部材６２の中間部位とガイド片７１の先端部位との間に引っ張りコイルバネ７４が架け渡されて、保持部材６２は常に時計周りに付勢されている。
【００３７】
次に、上述した基板搬入・搬出装置３０を備えた基板処理装置の動作を説明する。
未処理の基板Ｗが収容されたカセットＣが載置部３１の載置テーブル３６上にセットされる。このとき隔壁３２の通過口３２ａはシャッター部材３３によって閉塞されている。カセットＣがセットされると載置テーブル３６が作動して、カセットＣの蓋Ｃｂがシャッター部材３３に当接する位置にまで、載置テーブル３６が前進移動する（図３参照）。
【００３８】
カセットＣがシャッター部材３３に当接すると、図５に示したシャッター部材３３の連結ピン４０が、蓋Ｃｂに設けられたピニオンＣｂ３ の小孔Ｃｂ４ に嵌合する。続いて、シャッター部材３３の脱着機構３９のモータ（図示せず）が作動して連結ピン４０が回転することにより、蓋Ｃｂの係止ピンＣｂ２ が蓋内部に没入して蓋Ｃｂが開放可能な状態になる。
【００３９】
蓋Ｃｂが開放可能な状態になると、図３に示すように、シャッター駆動機構３４のエアーシリンダ４６が収縮作動して、ベースプレート４２が後方に傾斜する。これによりシャッター部材３３が蓋Ｃｂを保持した状態で後退し、隔壁３２の通過口３２ａが開放される。続いて、シャッター駆動機構３４のロッドレスシリンダ４３が作動して、摺動子４３ａが下限位置にまで移動する。これによりシャッター部材３３が下降し、シャッター部材３３は退避位置へ移動する。
【００４０】
シャッター部材３３が後退して通過口３２ａを開放し、続いて退避位置へ下降移動する動きに連動して、基板検出器５２がカセットＣ内に進入し、続いて下降することにより、カセットＣ内の基板Ｗの有無を検出する。以下、基板検出器５２の動きを図９を参照して説明する。図９において、Ｑ１ 〜Ｑ５ は保持部材６２の揺動支点Ｑの変位位置、Ｒ１ 〜Ｒ５ は揺動支点Ｑの各変位位置Ｑ１ 〜Ｑ５ に対応するカムホロア６９の位置をそれぞれ示している。
【００４１】
カム部材６７のカム溝７０は、次のような第１〜第３行程からなる作動曲面を備えている。すなわち、第１行程Ｌ１は、シャッター部材３３が通過口３２ａを閉塞する位置の近くにあるときに、基板検出器５２がカセットＣの外側に退避するように保持部材６２を案内する作動曲面である。第２行程Ｌ２は、シャッター部材３３が通過口３２ａを開放してから退避位置へ下降移動するときに、基板検出器５２がカセットＣの内側に進入した状態で下降するように保持部材６２を案内する作動曲面である。第３行程Ｌ３は、シャッター部材３３が退避位置の近くにあるときに、基板検出器５２がカセットＣの外側に退避するように保持部材６２を案内する作動曲面である。
【００４２】
すなわち、シャッター部材３３が上昇して通過口３２ａを閉塞する位置にあるときは、連結機構６４を介してシャッター部材３３と連結している保持部材６２も上限位置にある（図１０（ａ）参照）。このとき保持部材６２の揺動支点Ｑはレール６６の延長線上の上限位置である位置Ｑ１ にあり、カムホロア６９は第１行程Ｌ１内の位置Ｒ１ にある。その結果、保持部材６２は後方に傾斜し、基板検出器５２はカセットＣから離れた退避位置にある。このようにシャッター部材３３が通過口３２ａを閉塞しているときに、基板検出器５２は退避位置にあるので、シャッター部材３３と基板検出器５２とが干渉することがない。
【００４３】
通過口３２ａを開放するためにシャッター部材３３が後退したときは、連結機構６４のローラ７３がガイド片７１の案内溝７１ａを水平方向にスライド移動するので、基板検出器５２はほぼ退避位置の状態を維持する。続いて、シャッター部材３３が下降し始めると、これに伴って保持部材６２の揺動支点も位置Ｑ１ から位置Ｑ２ へ下降移動する。そうすると、カムホロア６９が第１行程Ｌ１の位置Ｒ１ からＲ２ へ移動することにより、保持部材６２が揺動支点Ｑ周りに反時計方向に揺動変位して、基板検出器５２がカセットＣの内側へ進入する。
【００４４】
シャッター部材３３がさらに下降すると、これに伴って保持部材６２の揺動支点も位置Ｑ２ から位置Ｑ４ へ向かって下降移動する。このときカムホロア６９は鉛直方向に延びる第２行程（位置Ｒ２ 〜Ｒ４ ）にあるので、保持部材６２の姿勢が維持される。すなわち、基板検出器５２はカセットＣの内側に進入した状態で下降する。下降状態にある基板検出器５２と基板Ｗとの位置関係を示したのが図８である。基板検出器５２は、下降移動しながらカセットＣ内の基板Ｗの有無を検出する。検出動作は後に説明する。
【００４５】
保持部材６２の揺動支点Ｑが位置Ｑ４ まで下降したとき、基板検出器５２はカセットＣ内の下限位置にまで移動し、基板Ｗの検出動作が完了する。シャッター部材３３がさらに下降すると、保持部材６２の揺動支点Ｑは位置Ｑ４ からＱ５ へ下降移動する。そうすると、カムホロア６９が第３行程の位置Ｒ４ からＲ５ へ移動することにより、保持部材６２が揺動支点Ｑ周りに時計方向に揺動変位して、基板検出器５２がカセットＣの内側から外側に向かって退避移動する。これにより、シャッター部材３３が退避位置の近くにまで下降したときに、基板検出器５２がカセットＣに干渉しないようにしている。シャッター部材３３が退避位置にある状態を図１０（ｂ）示す。
【００４６】
次に、図１１を参照して基板検出動作を説明する。
基板検出器５２の光入射端５７との間を光ファイバ６１で結ばれた受光部６０は、カセットＣ内の有無に応じた検出信号を出力する。すなわち、受光部６０が入射光を検出しなければ「基板有り」、入射光を検出すれば「基板無し」の検出信号を出力する。この検出信号はデータ収集部７６に集められる。一方、基板検出器５２がカセットＣ内を下降している間、シャッター部材３３のアーム４１の下端に取り付けられた光センサ４５がリニアスケール４４の目盛りを検出する。カセットＣ内の基板Ｗの配列ピッチは既知であるので、光センサ４５の検出信号に基づき、基板検出器５２がカセットＣ内のどの位置にあるかを知ることができる。位置検出部７７は光センサ４５の検出信号を取り込んで基板検出器５２の位置を検出する。処理部７８は、データ収集部７６で「基板有り」の検出信号が収集されると、その旨の信号をデータ収集部７６から受けて、位置検出部７７で検出されている、基板検出器５２の位置を取り込み、その位置をメモリ７９に書き込む。このようにしてデータ収集部７６で「基板有り」の検出信号が収集される毎に同様の動作が行なわれ、カセットＣ内の位置情報に対応付けられた基板有無の情報（基板収納情報）がメモリ７９に格納される。
【００４７】
基板搬送機構３５を制御する基板搬送機構制御部８０は、メモリ７９に格納された基板収納情報に基づいて、開放された通過口３２ａを介してカセットＣ内に進入し、カセットＣ内の基板Ｗを一枚ずつ取り出す。基板搬送機構３５の支持アーム４７に支持された基板Ｗは、処理部２０の基板移送ロボット２４に受け渡され、各処理部２１，２２，２３に移送されて所要の基板処理が施される。処理された基板Ｗは、基板移送ロボット２４から基板搬送機構３５へ受け渡される。基板搬送機構３５は、メモリ７９の基板収納情報を参照して、その基板ＷをカセットＣ内の元の位置に搬入する。
【００４８】
カセットＣ内の全ての基板Ｗの処理が終わると、上述したシャッター部材３３の開放動作とは逆の動作により、隔壁３２の通過口３２ａがシャッター部材３３で閉じられるととに、カセットＣに蓋Ｃｂが取り付けられる。以上のような処理が載置部３１にセットされた各カセットＣについて順に実行される。
【００４９】
上述した説明から明らかなように、本実施例装置によれば、シャッター部材３３が開放されて退避位置へ下降移動する過程で、カセットＣ内の基板Ｗの有無が検出されるので、シャッター部材３３が退避位置に移動すると、即座に基板搬送機構３５によるカセットＣからの基板Ｗの取り出しを行なうことができる。つまり、基板検出のための待ち時間がないので、この種の基板処理装置のスループットを向上させることができる。
【００５０】
また、基板検出器５２の保持部材６２とシャッター部材３３とを機械的に連動連結させているので、基板検出器５２を駆動する特別のアクチュエータが不要であり、それだけ装置構成を簡単にすることができる。また、保持部材６２の動きをカム部材６７で規制しているので、シャッター部材３３の動きに同期させた電気的な制御も不要であり、制御系の構成も簡単になる。
【００５１】
本発明は上述した実施例のものに限らず、次のように変形実施することができる。
（１）実施例では、光の遮光／非遮光によってカセット内の基板の有無を検出する、いわゆる透過型の基板検出器を用いたが、これに代えてカセット内の基板に照射した光の反射の有無によって基板の有無を検出する、いわゆる反射型の光センサを用いるようにしてもよい。
【００５２】
（２）実施例では、開口部が蓋で閉塞されるＦＯＵＰカセットを用いた場合を例示したが、本発明は開口部に蓋を設けない、いわゆるオープンタイプのカセット内の基板検出にも適用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、シャッター部材の昇降移動に連動させて基板検出器を移動させているので、基板検出器を移動させるための特別のアクチュエータが不要であり、それだけ装置構成を簡素化することができる。また、シャッター部材が昇降移動、すなわち通過口の閉塞位置から退避位置へ移動している間に、これと並行して基板検出器がカセット内の基板の有無を検出するので、カセット内の基板の有無を効率よく検出することができる。
【００５４】
請求項２に記載の発明によれば、基板の有無を検出するときに、基板検出器がカセット内に進入するように、基板検出器を保持する保持部材がカム部材で案内されるので、カセット内の基板を確実に検出することができる。また、シャッター部材が隔壁の通過口を閉塞する位置や退避位置の近傍にあるときは、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材が案内されるので、基板検出器がシャッター部材やカセットに干渉することもない。
【００５５】
請求項３に記載の発明によれば、基板検出器の光照射手段と光検知手段とがカセット内の基板の前端部をほぼ水平方向に挟み込むように昇降移動するので、カセット内の基板の有無を確実に検出することができる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、基板を出し入れするための開口を閉塞した蓋を備えたカセット（ＦＯＵＰカセット）であっても、カセット内の基板の有無を確実に検出することができる。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、カセット内の基板の有無を迅速に検出して、基板の処理に移ることができるので、基板処理装置のスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示した正面図である。
【図２】本発明に係る基板処理装置の一実施例の概略構成を示した平面図である。
【図３】実施例に係る基板搬入・搬出装置の一部破断側面図である。
【図４】ＦＯＵＰカセットの斜視図である。
【図５】シャッター部材の斜視図である。
【図６】基板検出器とその周辺機構の正面図である。
【図７】基板検出器とその周辺機構の側面図である。
【図８】基板検出器の斜視図である。
【図９】基板検出器の動作説明図である。
【図１０】（ａ）はシャッター部材が閉塞状態にある状態を示す正面図、
（ｂ）はシャッター部材が退避位置にある状態を示す正面図である。
【図１１】実施例装置における基板検出用の制御ブロック図である。
【図１２】従来装置の説明図である。
【図１３】従来装置の説明図である。
【符号の説明】
Ｃ …カセット
Ｃｂ…蓋
Ｗ …基板
２０…処理部
３０…基板搬入・搬出装置
３１…載置部
３２…隔壁
３２ａ…通過口
３３…シャッター部材
３４…シャッター駆動機構
３５…基板搬送機構
３９…脱着機構
５２…基板検出器
５３…光照射手段
５４…光検知手段
６２…保持部材
６３…案内機構
６４…連結機構
６７…カム部材
Ｌ１…第１行程
Ｌ２…第２行程
Ｌ３…第３行程
Claims (5)
- 基板に所要の処理を施す処理部に並設され、複数枚の基板を多段に収容するカセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬入・搬出装置であって、
カセットを位置決め載置する載置部と、
載置部と処理部との間を隔てるとともに、基板を通過させる通過口がカセットに対向するように開けられた隔壁と、
隔壁の通過口を開閉するシャッター部材と、
通過口を閉塞する位置と通過口を開放する退避位置とにわたってシャッター部材を昇降移動させるシャッター駆動機構と、
カセット内の基板を検出する基板検出器と、
基板検出器を保持する保持部材と、
シャッター部材の昇降移動に連動して保持部材が昇降するようにシャッター部材と保持部材とを連結する連結機構と、
シャッター部材の昇降移動に連動して昇降している保持部材をカセットの内側へ進入する方向とカセットの外側へ退避する方向へ案内する案内機構と、
基板検出器で検出されたカセット内の基板収納情報に基づいて、隔壁の通過口を通して、カセットに対して基板の搬入・搬出を行なう基板搬送機構と
を備えたことを特徴とする基板搬入・搬出装置。 - 請求項１に記載の基板搬入・搬出装置において、
案内機構は、保持部材を案内する作動曲面を備えたカム部材で構成されており、
作動曲面は、シャッター部材が通過口を閉塞する位置の近くにあるときに、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材を案内する第１行程と、
シャッター部材が通過口を開放してから退避位置へ移動するときに、基板検出器がカセットの内側に進入した状態で昇降するように保持部材を案内する第２行程と、
シャッター部材が退避位置の近くにあるときに、基板検出器がカセットの外側に退避するように保持部材を案内する第３行程と
を備えている基板搬入・搬出装置。 - 請求項２に記載の基板搬入・搬出装置において、
基板検出器は、カセット内の基板の前端部をほぼ水平に挟み込むように対向配置された光照射手段と光検知手段とを備える基板搬入・搬出装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の基板搬入・搬出装置において、
カセットは、基板を出し入れするための開口を閉塞する蓋を備え、
シャッター部材は、カセットの蓋を脱着・保持する脱着機構を備えている基板搬入・搬出装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬入・搬出装置と、
基板搬入・搬出装置に並設され、基板に所要の処理を施す処理部と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
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