JP2000294617A - カセット内基板検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カセット内の基板の有無を検出するととも
に、基板がカセットの段違いの溝に挿入されていること
を検出できるカセット内基板検出装置を提供する。 【解決手段】 カセット内の溝に対応するスリット溝が
スリット部材に設けられている。スリット溝を検出する
スリットセンサは、スリット溝に対応する信号を出力す
る。カセット内に光を出射し、受光および遮光に応じた
信号を出力する基板検出センサは、スリットセンサと同
期して移動する。カセット内に設けられた溝番号１，
４，６の溝には正常に基板が挿入され、溝番号２，３の
溝には段違いに基板が挿入され、溝番号５の溝には基板
が挿入されていない。スリットセンサの出力信号の立ち
上がりおよび立ち下がりの２点で基板検出センサの出力
信号のオンまたはオフの検出が行われる。これにより、
カセット内の各溝における基板の有無および正常または
段違いの状態の判別が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カセット内に収納
された基板を検出するカセット内基板検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示用ガラス基板、
フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用ガラス基板等
に種々の処理を行うために基板処理装置が用いられてい
る。例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、生産
効率を高めるために、一連の処理の各々をユニット化
し、複数のユニットを統合した基板処理装置が用いられ
ている。また、基板処理装置での一連の処理により基板
上に形成された薄膜の厚さを測定するため、複数のユニ
ットからなる膜厚測定装置が用いられている。

【０００３】基板処理装置および膜厚測定装置に対する
基板の搬入および搬出は、複数の基板を収納するカセッ
トを基板搬入搬出装置上に載置して行われる。

【０００４】図１１は従来の基板搬入搬出装置を備えた
基板処理装置の一例を示す斜視図である。

【０００５】図１１に示すように、基板処理装置３０は
処理領域Ａ，Ｂおよび搬送領域Ｃを備える。処理領域Ａ
には、基板にレジスト液の塗布処理を行う回転式塗布ユ
ニット（スピンコータ）２１ａおよび基板に現像処理を
行う回転式現像ユニット（スピンデベロッパ）２１ｂが
並設されている。処理領域Ｂには、基板に加熱処理を行
う加熱ユニット（ホットプレート）ＨＰおよび基板に冷
却処理を行う冷却ユニット（クーリングプレート）ＣＰ
が複数段に配置されている。

【０００６】また、搬送領域Ｃには、基板を矢印Ｓ方向
に搬送するとともに処理領域Ａ，Ｂの各ユニットに対し
て基板の搬入搬出を行う搬送ユニット２２が設けられて
いる。

【０００７】基板処理装置３０の一端部側には、基板Ｗ
を収納するとともに基板Ｗの搬入および搬出を行う基板
搬入搬出装置（インデクサ）ＩＤが配置されている。基
板搬入搬出装置ＩＤはカセット載置台２４、移載ロボッ
ト２３および複数の基板検出装置２０を備える。カセッ
ト載置台２４上には、基板Ｗを収納するカセット１０１
が載置される。

【０００８】移載ロボット２３は、矢印Ｕ方向に設けら
れたボールネジ（図示せず）により矢印Ｕ方向に移動可
能に構成されている。移載ロボット２３は昇降移動およ
び前後動が可能なハンド２３ａを備える。これにより、
移載ロボット２３は、目的の基板Ｗが収納されたカセッ
ト１０１の前方に移動し、ハンド２３ａを用いて目的の
基板Ｗの取り出しを行う。また、ハンド２３ａの先端部
には、基板Ｗの脱落防止用の突起部２３ｂが設けられて
いる。

【０００９】基板検出装置２０は、カセット１０１をコ
の字形に囲む保持フレーム２０ｃを備える。保持フレー
ム２０ｃの両端部には、基板検出センサ２００が取り付
けられている。基板検出センサ２００は、光を出射する
投光部２０ａおよび投光部２０ａから出射された光を受
ける受光部２０ｂから構成される。

【００１０】保持フレーム２０ｃには、下方向に延びる
垂直フレーム２０ｄが取り付けられている。垂直フレー
ム２０ｄは駆動手段（図示せず）により上下方向に駆動
される。

【００１１】図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１１に
示すカセット１０１の正面図、断面図および基板検出セ
ンサ２００の上昇時の受光部２０ｂの出力信号を示す波
形図である。

【００１２】図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すよ
うに、カセット１０１には複数段に溝１０１ａが設けら
れている。溝１０１ａには、基板Ｗが水平状態で挿入さ
れ、基板Ｗ１，Ｗ２は前方に飛び出して傾いた状態で挿
入されている。

【００１３】図１２（ｂ）および図１２（ｃ）におい
て、基板検出センサ２００をカセット１０１の最下段か
ら最上段まで上昇させると、受光部２０ｂからの出力信
号ＳＬは基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２の有無に応じて変化する。
この出力信号ＳＬは制御部（図示せず）に与えられる。
出力信号ＳＬは、投光部２０ａから出射された光が基板
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２によって遮られて受光部２０ｂまで到達
しない場合にオン状態となり、基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２が存
在せずに投光部２０ａから出射された光が受光部２０ｂ
に到達する場合にオフ状態となる。

【００１４】また、出力信号ＳＬを、図１１の垂直フレ
ーム２０ｄに取り付けた位置検出装置（図示せず）の出
力信号と対応させることにより、出力信号ＳＬの時間軸
をカセット１０１の高さ位置と対応付けることができ
る。図１２（ｃ）の出力信号ＳＬは、図１２（ａ）およ
び図１２（ｂ）のカセット１０１の高さに対応付けて描
かれている。

【００１５】それにより、出力信号ＳＬのオンの期間は
基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２の垂直方向の存在範囲を示し、出力
信号ＳＬのオフの期間は基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２間の垂直方
向のクリアランス（隙間）を示すことになる。

【００１６】そこで、基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２間のクリアラ
ンスに応じて移載ロボット２３のハンド２３ａを移動さ
せることにより、基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２とハンド２３ａと
を衝突させることなく基板Ｗ，Ｗ１，Ｗ２をカセット１
０１から取り出すことができる。

【００１７】次に、移載ロボット２３が傾いている基板
Ｗ１をカセット１０１内から取り出す動作のうち、基板
Ｗ１をカセット１０１内で持ち上げるまでの動作につい
て説明する。ハンド２３ａは、受光部２０ｂの出力信号
ＳＬに基づいて制御される。

【００１８】図１３は図１２の基板Ｗ１を持ち上げるま
でのハンド２３ａの動きを説明するための図である。

【００１９】図１３（ａ）に示すように、基板Ｗ１と基
板Ｗ２との間に移載ロボット２３のハンド２３ａを挿入
する際、突起部２３ｂの上面が基板Ｗ１の下面と微小な
隙間を持つようにハンド２３ａの高さ位置が決められ
る。そして、制御部は、その高さ位置のままハンド２３
ａを前進させると基板Ｗ２と衝突すると判断する場合、
ハンド２３ａを矢印Ｅで示す斜め上方に移動させる。そ
して、図１３（ｂ）に示すように、ハンド２３ａを斜め
上方に移動させた後、矢印Ｆで示す方向に上昇させて基
板Ｗ１を持ち上げる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
において、基板Ｗが段違いの溝１０１ａに挿入されて傾
いている場合、受光部２０ｂの出力信号ＳＬのオンの期
間は、基板Ｗが同じ段の溝１０１ａに水平に挿入されて
いる場合のオンの期間とほぼ同一になる。そのため、制
御部は、段違いの溝１０１ａに挿入されている基板Ｗと
水平に挿入されている基板Ｗとの区別ができない。した
がって、ハンド２３ａが段違いの溝１０１ａに挿入され
た基板Ｗを取り出すために前進すると、ハンド２３ａと
基板Ｗとが衝突し、基板Ｗを破損する可能性がある。

【００２１】本発明の目的は、カセット内の基板の有無
を検出するとともに、基板がカセットの段違いの溝に挿
入されていることを検出できるカセット内基板検出装置
を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るカセット内基板検出装置は、複数段に設けら
れた溝に基板が挿入されるカセット内の基板を検出する
カセット内基板検出装置であって、カセット内に光を出
射するとともにカセット内を通過した光を受光し、受光
および遮光に対応した検出信号を出力する基板検出セン
サと、カセット内の複数段の溝に対応する複数の被検出
部を有する基準部材と、基準部材の被検出部の検出およ
び非検出に応じた検出信号を出力する基準部材検出セン
サと、基板検出センサをカセットの上下方向に移動させ
るとともに、基板検出センサの移動に同期して基準部材
検出センサを基準部材に沿って移動させる移動手段と、
基準部材検出センサの検出信号の第１のタイミングでの
基板検出センサの検出信号の状態および基準部材検出セ
ンサの検出信号の第２のタイミングでの基板検出センサ
の検出信号の状態に基づいて、カセット内の各溝におけ
る基板の有無およびカセット内の各基板の正常な挿入状
態または段違いの挿入状態を判定する判定手段とを備え
たものである。

【００２３】第１の発明に係るカセット内基板検出装置
においては、移動手段を駆動することにより、基板検出
センサは、カセットの上下方向に移動するとともにカセ
ット内に光を出射し、出射された光の受光および遮光に
対応した検出信号を出力する。基準部材検出センサは、
基板検出センサと同期して基準部材に沿って移動すると
ともに、基準部材が有する複数の被検出部の検出および
非検出に応じた検出信号を出力する。判定手段は、基準
部材検出センサの検出信号の第１のタイミングでの基板
検出センサの検出信号の状態および基準部材検出センサ
の検出信号の第２のタイミングでの基板検出センサの検
出信号の状態に基づき、カセット内の各溝における基板
の有無およびカセット内の各基板の正常な挿入状態また
は段違いの挿入状態を判定する。

【００２４】これにより、カセット内の各溝における基
板の有無およびカセット内の各基板の正常な挿入状態ま
たは段違いの挿入状態を判定することが可能となる。

【００２５】第２の発明に係るカセット内基板検出装置
は、第１の発明に係る基板検出装置の構成において、基
板検出センサの検出信号は、遮光時に第１の状態とな
り、受光時に第２の状態となり、基準部材検出センサの
検出信号は、基準部材の被検出部の検出時に第３の状態
となり、被検出部の非検出時に第４の状態となり、カセ
ット内の複数の溝に基板が正常な状態で挿入されている
場合に、基準部材検出センサの検出信号が第４の状態か
ら第３の状態へ変化する時点で基板検出センサの検出信
号が第１の状態にあり、かつ基準部材検出センサの検出
信号が第３の状態から第４の状態へ変化する時点で基板
検出センサの検出信号が第２の状態にあるように、カセ
ットに対する基準部材の位置関係が設定されたものであ
る。

【００２６】この場合、基準部材は、カセット内の複数
の溝に基板が正常な状態で挿入されている場合に、基準
部材検出センサの検出信号が第４の状態から第３の状態
へ変化する時点で基板検出センサの検出信号が第１の状
態にあり、かつ基準部材検出センサの検出信号が第３の
状態から第４の状態へ変化する時点で基板検出センサの
検出信号が第２の状態にあるように設定される。

【００２７】これにより、基準部材検出センサの検出信
号は、カセット内の複数の溝に基板が正常な状態で挿入
されている場合に、基板検出センサの検出信号の遮光時
および受光時にそれぞれ異なるタイミングを有すること
ができる。

【００２８】第３の発明に係るカセット内基板検出装置
は、第２の発明に係るカセット内基板検出装置の構成に
おいて、第１のタイミングは、基準部材検出センサの検
出信号が第４の状態から第３の状態に変化する時点であ
り、第２のタイミングは、基準部材検出センサの検出信
号が第３の状態から第４の状態に変化する時点であり、
判定手段は、第１のタイミングで基板検出センサの検出
信号が第１の状態にありかつ第２のタイミングで基板検
出センサの検出信号が第２の状態にあるときにカセット
の対応する溝に基板が存在すると判定し、第１のタイミ
ングで基板検出センサの検出信号が第２の状態にありか
つ第２のタイミングで基板検出センサの検出信号が第２
の状態にあるときにカセット内の対応する溝に基板が存
在しないと判定し、第１のタイミングで基板検出センサ
の検出信号が第２の状態にありかつ第２のタイミングで
基板検出センサの検出信号が第１の状態にあるときにカ
セット内の段違いの溝に基板が挿入されていると判定す
るものである。

【００２９】この場合、基準部材検出センサの検出信号
が第４の状態から第３の状態に変化する時点および第３
の状態から第４の状態へ変化する時点の２点で基板検出
センサの検出信号の状態の検出が行われる。これによ
り、カセット内の各溝における基板の有無およびカセッ
ト内の各基板の正常な挿入状態または段違いの挿入状態
を判定することが可能となる。

【００３０】第４の発明に係るカセット内基板検出装置
は、第１の発明に係る基板検出装置の構成において、基
板検出センサの検出信号は、遮光時に第１の状態とな
り、受光時に第２の状態となり、基準部材検出センサの
検出信号は、基準部材の被検出部の検出時に第３の状態
となり、被検出部の非検出時に第４の状態となり、カセ
ット内の複数の溝に基板が正常な状態で挿入されている
場合に、基準部材検出センサの検出信号が第３の状態に
ある期間内の所定のタイミングで基板検出センサの検出
信号が第１の状態にあり、かつ基準部材検出センサの検
出信号が第４の状態にある期間内の所定のタイミングで
基板検出センサの検出信号が第２の状態にあるように、
カセットに対する基準部材の位置関係が設定されたもの
である。

【００３１】この場合、基準部材は、カセット内の複数
の溝に基板が正常な状態で挿入されている場合に、基準
部材検出センサの検出信号が第３の状態にある期間内の
所定のタイミングで基板検出センサの検出信号が第１の
状態にあり、かつ基準部材検出センサの検出信号が第４
の状態にある期間内の所定のタイミングで基板検出セン
サの検出信号が第２の状態にあるように設定されたもの
である。

【００３２】これにより、基準部材検出センサの検出信
号は、カセット内の複数の溝に基板が正常な状態で挿入
されている場合に、基板検出センサの検出信号の遮光時
および受光時にそれぞれ異なるタイミングを有すること
ができる。

【００３３】第５の発明に係るカセット内基板検出装置
は、第４の発明に係るカセット内基板検出装置の構成に
おいて、第１のタイミングは、基準部材検出センサの検
出信号が第３の状態にある期間内の所定のタイミングで
あり、第２のタイミングは、基準部材検出センサの検出
信号が第４の状態にある期間内の所定のタイミングであ
り、判定手段は、第１のタイミングで基板検出センサの
検出信号が第１の状態にありかつ第２のタイミングで基
板検出センサの検出信号が第２の状態にあるときにカセ
ットの対応する溝に基板が存在すると判定し、第１のタ
イミングで基板検出センサの検出信号が第２の状態にあ
りかつ第２のタイミングで基板検出センサの検出信号が
第２の状態にあるときにカセット内の対応する溝に基板
が存在しないと判定し、第１のタイミングで基板検出セ
ンサの検出信号が第２の状態にありかつ第２のタイミン
グで基板検出センサの検出信号が第１の状態にあるとき
にカセット内の段違いの溝に基板が挿入されていると判
定するものである。

【００３４】この場合、基準部材検出センサの検出信号
が第３の状態にある期間内の所定のタイミングおよび第
４の状態にある期間内の所定のタイミングの２点で基板
検出センサの検出信号の状態の検出が行われる。これに
より、カセット内の各溝における基板の有無およびカセ
ット内の各基板の正常な挿入状態または段違いの挿入状
態を判定することが可能となる。

【００３５】第６の発明に係るカセット内基板検出装置
は、第１〜第５のいずれかの発明に係るカセット内基板
検出装置の構成において、カセットが載置され、載置さ
れるカセットを挟む位置に１対の開口部を有するカセッ
ト載置部と、カセット載置部の１対の開口部内に下方か
ら挿入可能かつ上下方向に移動可能に設けられた１対の
支持部を有するセンサ支持部材とをさらに備え、基板検
出センサは、センサ支持部材の一方の支持部の上端部に
設けられ、光を出射する投光部と、センサ支持部材の他
方の支持部の上端部に設けられ、投光部から出射された
光を受光する受光部とを含み、移動手段は、センサ支持
部材の１対の支持部が前記カセット載置部の１対の開口
部から上方に突出するようにセンサ支持部材を上下方向
に移動させるものである。

【００３６】この場合、センサ支持部材は、移動手段の
駆動によりカセット載置部の１対の開口部から上方に突
出するように上下方向に移動する。その際、センサ支持
部材の上端部に設けられた基板検出センサでは、カセッ
ト載置部に載置されたカセットを挟んで投光部から受光
部へ光が出射される。これにより、基板検出センサは、
カセットの上下方向に移動するとともに、受光および遮
光に対応した検出信号を出力することができる。

【００３７】第７の発明に係るカセット内基板検出装置
は、第１〜第６のいずれかの発明に係るカセット内基板
検出装置の構成において、基準部材の複数の被検出部
は、複数の開口部である。

【００３８】この場合、基準部材検出センサは、開口部
の検出および非検出に応じた検出信号を出力することが
できる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカセット内基
板検出装置を基板表面に形成された薄膜の厚さを測定す
る膜厚測定装置に適用した場合について説明する。

【００４０】図１は本発明の第１の実施例におけるカセ
ット内基板検出装置を備えた膜厚測定装置の平面図であ
る。

【００４１】図１に示すように、膜厚測定装置５０は、
基板搬入搬出装置４０、操作パネル１７、膜厚の測定前
に基板Ｗの位置決めを行う位置決めユニット１８および
膜厚を測定する膜厚測定ユニット１６を備える。基板搬
入搬出装置４０はカセット内基板検出装置１２および移
載ロボット１５を含む。

【００４２】カセット内基板検出装置１２は、カセット
載置板１０上に載置されたカセット１１内における基板
Ｗの位置を検出する。移載ロボット１５は、所定位置に
ある基板Ｗをカセット１１から取り出し、位置決めユニ
ット１８に搬送し、位置決めユニット１８により位置決
めされた基板Ｗを膜厚測定ユニット１６に搬入する。そ
して、移載ロボット１５は、膜厚測定ユニット１６にお
いて膜厚を測定された基板Ｗを、膜厚測定ユニット１６
から搬出し、カセット１１内に収納する。

【００４３】図２（ａ），（ｂ）は図１のカセット内基
板検出装置１２のそれぞれ正面断面図および一部切欠き
側面図、図３は図１のカセット内基板検出装置１２の他
の一部切欠き側面図、図４は図１のカセット内基板検出
装置１２内の分解斜視図である。

【００４４】図２（ａ），（ｂ）および図３に示すよう
に、カセット内基板検出装置１２は、カセット１１が載
置されるカセット載置板１０およびカセット載置板１０
の下面に垂直に取り付けられたベース板１を備える。カ
セット載置板１０上に載置されたカセット１１には、複
数段に溝１１ａが形成されている。ベース板１には鉛直
方向に溝部１ａが形成されており、溝部１ａ上下に１対
の軸受３が取り付けられている。１対の軸受３にはネジ
部材８を通してボールネジ４が回転可能に取り付けられ
ている。

【００４５】また、正逆回転可能なモータ５が、ベース
板１に固定されたモータ台５ａに取り付けられている。
（図４（ｂ）参照）。ボールネジ４の下端部には従動プ
ーリー６ａが取り付けられており、従動プーリー６ａ
は、モータ５の回転軸に取り付けられた駆動プーリー６
ｂとベルト７により連結されている。

【００４６】また、ネジ部材８は、ベース板１を挟んで
結合板８ａにより基板検出部９と結合されている。基板
検出部９は、Ｕ字形のセンサフレーム部９ａおよび矩形
形状のベース部９ｂを有する（図４（ｂ）参照）。

【００４７】モータ５を回転させることによりボールネ
ジ４が回転し、基板検出部９のセンサフレーム部９ａが
カセット載置板１０に設けられた複数の昇降孔１０ａを
貫通して昇降する。

【００４８】基板検出部９のＵ字形のセンサフレーム部
９ａの上端部には基板検出センサ１９が取り付けられて
いる。基板検出センサ１９は、光を出射する投光部９ｃ
および投光部９ｃから出射された光を受ける受光部９ｄ
から構成される。

【００４９】また、基板検出センサ１９の受光部９ｄ
は、受光孔９ｇが設けられたアパーチャ９ｅにより覆わ
れている（図４（ａ），（ｂ）参照）。これにより、受
光部９ｄは、投光部９ｃから出射された光のうち受光孔
９ｇを通過する光だけを受けることができる。

【００５０】投光部９ｃから出射された光を受光部９ｄ
が受けた場合、基板検出センサ１９の出力信号はオフ状
態となる。一方、投光部９ｃから出射された光が基板Ｗ
により遮られて受光部９ｄに到達しない場合、基板検出
センサ１９の出力信号はオン状態となる。すなわち、基
板検出センサ１９の出力信号は、基板Ｗが存在する範囲
ではオン状態となり、基板Ｗと基板Ｗとの間ではオフ状
態となる。

【００５１】図４（ａ）に示すように、基板検出部９の
背面の上部保持プレート２ａに対して１対のスリット部
材１３が取り付けられ、下部保持プレート２ｂが１対の
スリット部材１３を挟んで上部保持プレート２ａに取り
付けられる。１対のスリット部材１３は、それぞれＬ字
形の板状部材からなり、Ｌ字形の板状部材の一方側板状
部分１３ｂには複数のスリット溝１３ａが形成されてい
る。

【００５２】基板検出部９のベース部９ｂには、投光部
９１ａおよび受光部９１ｂを有する１対のスリットセン
サ９ｆが取り付けられる。そして、１対のスリットセン
サ９ｆの投光部９１ａと受光部９１ｂとの間に１対のス
リット部材１３の一方側板状部分１３ｂがそれぞれ挿入
されるように、上部保持プレート２ａがカセット載置板
１０の下面に取り付けられるとともに、下部保持プレー
ト２ｂがベース板１の下面に取り付けられる（図２
（ａ）参照）。

【００５３】基板検出部９が上昇する際に、スリットセ
ンサ９ｆの投光部９１ａは光を出射しながら上昇し、出
射された光がスリット溝１３ａを通過すると受光部９１
ｂは光を受けることができる。

【００５４】このように、受光部９１ｂが投光部９１ａ
から出射された光を受けた場合、スリットセンサ９ｆの
出力信号はオン状態となる。一方、投光部９１ａから出
射された光がスリット溝１３ａとスリット溝１３ａとの
間の突出部で遮られて受光部９１ｂに光が到達しない場
合、スリットセンサ９ｆの出力信号はオフ状態となる。

【００５５】カセット１１の溝１３ａのピッチに合わせ
てスリット溝１３ａの幅およびスリット溝１３ａ間の間
隔を設定することにより、基板検出センサ１９の出力信
号の周期およびスリットセンサ９ｆの出力信号の周期を
同一にすることができる。また、スリット部材１３の鉛
直方向の取り付け位置を変えることにより、基板検出セ
ンサ１９の出力信号とスリットセンサ９ｆの出力信号と
の間に位相のずれを生じさせることも可能である。

【００５６】また、一方のスリット部材１３のスリット
溝１３ａ間の間隔は、１種類のカセット１１の溝１１ａ
のピッチに合わせて設定され、他方のスリット部材１３
のスリット溝１３ａ間の間隔は、他の種類のカセット１
１の溝１１ａのピッチに合わせて設定される。これによ
り、１台のカセット内基板検出装置１２で溝１１ａのピ
ッチが異なる２種類のカセット１１内の基板の検出が可
能となる。

【００５７】図５は基板検出センサ１９とアパーチャ９
ｅの受光孔９ｇとの関係を説明するための図である。

【００５８】図５に示すように、基板検出センサ１９の
投光部９ｃにおける光の出射点９１ｃから出射された光
のうち斜め上方に進む光がアパーチャ９ｅの受光孔９ｇ
に入射し、受光部９ｄに到達する。投光部９ｃの出射点
９１ｃとアパーチャ９ｅの受光孔９ｇとを結ぶセンサ光
軸Ｓａが大きく傾いている場合、基板Ｗによって光が遮
られる期間が長くなるため、基板検出センサ１９の出力
信号のオンの期間が長くなる。逆に、センサ光軸Ｓａの
傾きが小さくなると、基板Ｗにより光が遮られている期
間が短くなるため、基板検出センサ１９の出力信号のオ
ンの期間が短くなる。

【００５９】本実施例では、基板検出センサ１９の出力
信号のオンの期間とオフの期間とが同じ間隔になるよう
にセンサ光軸Ｓａの傾きを設定する。

【００６０】センサ光軸Ｓａが基板Ｗにより遮られるオ
ンの期間と、センサ光軸Ｓａが基板Ｗ間を通過するオフ
の期間との合計は、基板ＷのピッチＧに等しいため、Ｇ
／２がオンおよびオフの期間となる。基板ＷのピッチＧ
は、カセット１１内の溝１１ａのピッチと同一である。
基板Ｗの直径をＤ、基板Ｗの厚みをｔとすると、基板Ｗ
とセンサ光軸Ｓａとの間の角度θはｔａｎ^-1（（Ｇ／２
−ｔ）／Ｄ）で表される。

【００６１】８インチカセット用のカセット内基板検出
装置では、基板ＷのピッチＧが６．３５ｍｍ、基板Ｗの
厚みｔが０．７ｍｍ、基板Ｗの直径Ｄが２００ｍｍであ
る。それらの値を上式に代入すると、基板Ｗとセンサ光
軸Ｓａとの間の角度θは０．７１°となる。また、本実
施例では、アパーチャ９ｅの受光孔９ｇの直径は例えば
１ｍｍとする。投光部９ｃと受光部９ｃとの間の距離Ｌ
は２２０ｍｍとする。

【００６２】さらに、本実施例では、図４のスリットセ
ンサ９ｆの出力信号のオンの期間とオフの期間とを同じ
間隔にするため、スリット溝１３ａの幅およびスリット
溝１３ａ間の間隔をそれぞれ基板Ｗ間の距離Ｇの半分で
ある３．２ｍｍとする。

【００６３】図６は図１の膜厚測定装置５０の制御系を
示すブロック図である。図６に示すように、カセット内
基板検出装置１２のモータ５、基板検出センサ１９およ
びスリットセンサ９ｆ、移載ロボット１５、位置決めユ
ニット１８、膜厚測定ユニット１６および操作パネル１
７は、制御部１４に接続されている。

【００６４】本実施例では、基板検出センサ１９が基板
検出センサに相当し、投光部９ｃが投光部に相当し、受
光部９ｄが受光部に相当し、スリット溝１３ａが被検出
部および開口部に相当し、スリット部材１３ａが基準部
材に相当し、スリットセンサ９ｆが基準部材検出センサ
に相当し、ボールネジ４、モータ５、駆動プーリー６
ｂ、従動プーリー６ａ、ベルト７およびネジ部材８が移
動手段を構成し、制御部１４が判定手段に相当し、昇降
孔１０ａが開口部に相当し、カセット載置板１０がカセ
ット載置部に相当し、センサフレーム部９ａが支持部に
相当し、センサフレーム部９ａおよびベース部９ｂがセ
ンサ支持部材を構成する。

【００６５】次に、カセット内基板検出装置１２を中心
に、膜厚測定装置５０における作業の流れおよび膜厚測
定装置５０の動作について、図１および図２（ａ），
（ｂ）を参照しながら図７のフローチャートに基づいて
説明する。

【００６６】まず最初に、作業者がカセット内基板検出
装置１２の電源を投入すると、基板検出部９が原点位置
へ移動するとともに各種設定条件が初期化される（ステ
ップＳ１）。

【００６７】次に、作業者は、基板Ｗが収納されたカセ
ット１１をカセット載置板１０上に載置する（ステップ
Ｓ２）。

【００６８】さらに、作業者は、レシピデータ（測定条
件を示すデータ）を操作パネル１７により登録する（ス
テップＳ３）。ここで、レシピデータとしては、例え
ば、膜の種類に応じた測定モードの選択、対物レンズの
選択、オートフォーカス条件の設定、測定値の誤差を修
正するための補正係数の設定、予めテンプレートとして
作成されたマッピングデータ（カセット１１内の基板の
収納位置および収納枚数を示すデータ）の選択、出力デ
ータの設定等がある。

【００６９】それにより、基板検出部９の基板検出セン
サ１９は、カセット１１の最下段の溝１１ａから最上段
の溝１１ａまで上昇する。その後、基板検出部９は原点
位置まで下降する（ステップＳ４）。

【００７０】これにより、基板検出センサ１９の出力信
号、スリットセンサ９ｆの出力信号が制御部１４へそれ
ぞれ与えられる。制御部１４では、基板検出センサ１９
の出力信号およびスリットセンサ９ｆの出力信号に基づ
き、基板Ｗが段違いの溝１１ａに挿入されているか否か
を判断する（ステップＳ５）。基板Ｗが段違いの溝１１
ａに挿入されていると判断された場合、アラーム（図示
せず）が表示される（ステップＳ６）。なお、制御部１
４での基板検出センサ１９の出力信号およびスリットセ
ンサ９ｆの出力信号の処理については、後で詳細に説明
する。

【００７１】基板Ｗが正常に溝１１ａに挿入されている
と判断された場合、制御部１４は基板検出センサ１９の
出力信号およびスリットセンサ９ｆの出力信号に基づ
き、カセット１１内の各々の溝１１ａにおける基板Ｗの
有無を示すデータ（マッピングデータ）を作成する（ス
テップＳ７）。

【００７２】そして、制御部１４は、レシピデータとし
て設定されたマッピングデータと実際に検出されたマッ
ピングデータとを溝ごとに比較する（ステップＳ８）。
レシピデータとして設定されたマッピングデータと実際
に検出されたマッピングデータとが一致していないと判
断する場合はアラームが表示される（ステップＳ９）。

【００７３】制御部１４は、レシピデータとして設定さ
れたマッピングデータと実際に検出されたマッピングデ
ータとが一致していると判断する場合、移載ロボット１
５により所定位置にある基板Ｗをカセット１１から取り
出し、位置決めユニット１８に搬送して、位置決めユニ
ット１８により位置決めされた基板Ｗを膜厚測定ユニッ
ト１６へ搬入する（ステップＳ１０）。

【００７４】膜厚測定ユニット１６において、レシピデ
ータに基づき基板Ｗの表面の膜厚が測定される（ステッ
プＳ１１）。制御部１４は、基板Ｗ表面の膜厚の測定が
終了したかどうか判断する（ステップＳ１２）。制御部
１４は、膜厚の測定が終了したと判断すると、測定デー
タを処理し、レシピデータに基づく出力形態により測定
データを出力する（ステップＳ１３）。

【００７５】次に、基板Ｗがカセット１１内の段違いの
溝１１ａに挿入されていることを検知する方法について
例を挙げて説明する。

【００７６】図８は段違いの溝に挿入された基板を検知
する方法を説明するためのカセット１１の正面図であ
る。

【００７７】図８に示すように、カセット１１内には複
数段に溝１１ａが形成され、下から順に１、２、３、
４、５、６・・と溝番号が付けられている。溝番号１，
４，６の溝１１ａには、水平に基板Ｗが挿入されてお
り、溝番号５の溝１１ａには基板Ｗが挿入されていな
い。また、溝番号３の溝１１ａと溝番号２の溝１１ａと
の間には基板Ｗが傾いて挿入されている。

【００７８】図９は図８のカセット１１内を検知した基
板検出センサ１９の出力信号およびスリットセンサ９ｆ
の出力信号を示す図である。表１に図９の基板検出セン
サ１９の出力信号とスリットセンサ９ｆの出力信号との
関係を示す。表１中の（溝番号）−（溝番号）は、溝と
溝との間を示す。

【００７９】

【表１】

【００８０】図９に示すように、スリットセンサ９ｆの
出力信号は、基板検出センサ１９の出力信号に対し位相
がずれている。基板Ｗが水平に溝１１ａに挿入されてい
る溝番号１の場合、基板検出センサ１９の出力信号がオ
ンとなっている期間内でスリットセンサ９ｆの出力信号
がオフからオンへ立ち上がる。本実施例では、基板検出
センサ１９の出力信号およびスリットセンサ９ｆの出力
信号におけるオンの期間およびオフの期間が全て同じ間
隔になるように設定されているため、スリットセンサ９
ｆの出力信号がオンからオフへ立ち下がる時点では、基
板検出センサ１９の出力信号がオフとなっている。

【００８１】表１に示すように、基板Ｗが水平に溝１１
ａに挿入された溝番号１，４，６において、スリットセ
ンサ９ｆの出力信号が立ち上がる時点で、基板検出セン
サ１９の出力信号はオンとなっている。そして、溝番号
１と２との間、溝番号４と５との間および溝番号６と７
との間において、スリットセンサ９ｆの出力信号が立ち
下がる時点で、基板検出センサ１９の出力信号はオフと
なっている。

【００８２】次に、基板Ｗが溝番号２の溝１１ａと溝番
号３の溝１１ａとの間で段違いの状態で挿入された場
合、溝番号２と３との間で基板Ｗが検出される。これに
より、溝番号２において、スリットセンサ９ｆの出力信
号が立ち上がる時点で、基板検出センサ１９の出力信号
はオフとなっている。また、溝番号２と３との間におい
て、スリットセンサ９ｆの出力信号が立ち下がる時点
で、基板検出センサ１９の出力信号はオンとなってい
る。そして、溝番号３において、スリットセンサ９ｆの
出力信号の立ち上がる時点で、基板検出センサ１９の出
力信号はオフとなっている。

【００８３】溝番号５および溝番号５と６との間におい
ては、基板Ｗが存在しないため、スリットセンサ９ｆの
出力信号の立ち上がりおよび立ち下がりの時点で、基板
検出センサ１９の出力信号は、オフとなっている。

【００８４】このように、本実施例では、基板検出セン
サ１９の出力信号およびスリットセンサ９ｆの出力信号
におけるオンの期間およびオフの期間をほぼ同じ間隔と
し、スリットセンサ９ｆの出力信号の立ち下がりの時点
および立ち下がりの時点の２点で基板検出センサ１９の
出力信号のオンまたはオフの検出が行われる。これによ
り、カセット１１内の各溝１１ａにおける基板Ｗの有無
および正常または段違いの状態の判別が可能となる。

【００８５】図１０は本発明の第２の実施例におけるカ
セット内基板検出装置の基板検出センサ１９の出力信号
およびスリットセンサ９ｆの出力信号を示す図である。
表２に図１０の基板検出センサ１９の出力信号とスリッ
トセンサ９ｆの出力信号との関係を示す。表２中の（溝
番号）−（溝番号）は、溝と溝との間を示す。ここで
も、図８のカセット１１内の基板Ｗを検出する場合を説
明する。

【００８６】

【表２】

【００８７】図１０の基板検出センサ１９の出力信号
は、図９の基板検出センサ１９の出力信号と同一であ
る。一方、図１０のスリットセンサ９ｆの出力信号の１
周期の長さは、図９のスリットセンサ９ｆの出力信号の
１周期の長さと同一であるが、オンの期間がオフの期間
より短くなっている。また、スリットセンサ９ｆの出力
信号のオンの期間の中間点Ｐは、基板Ｗが溝１１ａに正
常に挿入された場合における基板検出センサ１９の出力
信号のオンの期間内に設定される。

【００８８】本実施例では、スリットセンサ９ｆの出力
信号のオンの期間の中間点Ｐおよびオフの期間の中間点
Ｑにおいて、基板検出センサ１９の出力信号がオンまた
はオフかを検出し、その検出結果によって基板Ｗの有無
および基板Ｗが段違いの溝１１ａに挿入されていないか
の判断を行う。

【００８９】したがって、図１０のスリットセンサ９ｆ
の出力信号のオン期間の中間点Ｐが図９のスリットセン
サ９ｆの出力信号の立ち上がりの時点に相当し、図１０
のスリットセンサ９ｆの出力信号のオフの期間の中間点
Ｑが図９のスリットセンサ９ｆの出力信号の立ち下がり
の時点に相当する。そのため、表２に示すように、基板
検出センサ１９の出力信号のオンまたはオフの状態は、
表１に示す基板検出センサ１９の出力信号のオンまたは
オフの状態と同一になる。

【００９０】このように、スリットセンサ９ｆの出力信
号のオンの期間の中間点Ｐおよびスリットセンサ９ｆの
出力信号のオフの期間の中間点Ｑにおける基板検出セン
サ１９の出力信号のオンまたはオフの状態を検出するこ
とによって、カセット１１内の各溝１１ａにおける基板
Ｗの有無および正常または段違い状態の判別が可能とな
る。

【００９１】上記実施例では、本発明のカセット内基板
検出装置の基板搬入搬出装置を膜厚測定装置に適用した
場合を説明したが、本発明は、基板表面に薄膜を形成す
る基板処理装置の基板搬入搬出装置などにも適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるカセット内基板
検出装置を備えた膜厚測定装置の平面図である。

【図２】図１のカセット内基板検出装置の正面断面図お
よび一部切欠き側面図である。

【図３】図１のカセット内基板検出装置の他の一部切欠
き側面図である。

【図４】図１のカセット内基板検出装置内の分解斜視図
である。

【図５】基板検出センサとアパーチャの受光孔との関係
を説明するための図である。

【図６】図１の膜厚測定装置の制御系を示すブロック図
である。

【図７】図１の膜厚測定装置における作業の流れおよび
動作を説明するためのフローチャートである。

【図８】段違いの溝に挿入された基板を有するカセット
の正面図である。

【図９】図８のカセットにおける基板検出センサの出力
信号およびスリットセンサの出力信号を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施例におけるカセット内基
板検出装置の基板検出センサの出力信号およびスリット
センサの出力信号を示す図である。

【図１１】従来の基板処理装置の一例を示す斜視図であ
る。

【図１２】図１１に示すカセットの正面図、断面図およ
び基板検出センサの受光部の出力信号である。

【図１３】図１２の基板を持ち上げるまでのハンドの動
きを説明するための図である。

【符号の説明】

４ ボールネジ ５ モータ ６ａ 従動プーリー ６ｂ 駆動プーリー ７ ベルト ８ ネジ部材 ９ 基板検出部 ９ａ センサフレーム部 ９ｂ ベース部 ９ｃ 投光部 ９ｄ 受光部 ９ｆ スリットセンサ １０ カセット載置板 １０ａ 昇降孔 １３ スリット部材 １３ａ スリット溝 １４ 制御部 １９ 基板検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保井 弘行 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 (72)発明者 瀬崎 吉功 京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神 北町１番地の１ 大日本スクリーン製造株 式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 DA01 JA05 JA22 JA25

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数段に設けられた溝に基板が挿入され
   るカセット内の基板を検出するカセット内基板検出装置
   であって、 カセット内に光を出射するとともにカセット内を通過し
   た光を受光し、受光および遮光に対応した検出信号を出
   力する基板検出センサと、 カセット内の複数段の溝に対応する複数の被検出部を有
   する基準部材と、 前記基準部材の前記被検出部の検出および非検出に応じ
   た検出信号を出力する基準部材検出センサと、 前記基板検出センサをカセットの上下方向に移動させる
   とともに、前記基板検出センサの移動に同期して前記基
   準部材検出センサを前記基準部材に沿って移動させる移
   動手段と、 前記基準部材検出センサの検出信号の第１のタイミング
   での前記基板検出センサの検出信号の状態および前記基
   準部材検出センサの検出信号の第２のタイミングでの前
   記基板検出センサの検出信号の状態に基づいて、カセッ
   ト内の各溝における基板の有無およびカセット内の各基
   板の正常な挿入状態または段違いの挿入状態を判定する
   判定手段とを備えたことを特徴とするカセット内基板検
   出装置。
2. 【請求項２】 前記基板検出センサの検出信号は、遮光
   時に第１の状態となり、受光時に第２の状態となり、 前記基準部材検出センサの検出信号は、前記基準部材の
   前記被検出部の検出時に第３の状態となり、前記被検出
   部の非検出時に第４の状態となり、 カセット内の複数の溝に基板が正常な状態で挿入されて
   いる場合に、前記基準部材検出センサの検出信号が第４
   の状態から第３の状態へ変化する時点で前記基板検出セ
   ンサの検出信号が第１の状態にあり、かつ前記基準部材
   検出センサの検出信号が第３の状態から第４の状態へ変
   化する時点で前記基板検出センサの検出信号が第２の状
   態にあるように、カセットに対する前記基準部材の位置
   関係が設定されたことを特徴とする請求項１記載のカセ
   ット内基板検出装置。
3. 【請求項３】 前記第１のタイミングは、前記基準部材
   検出センサの検出信号が第４の状態から第３の状態に変
   化する時点であり、 前記第２のタイミングは、前記基準部材検出センサの検
   出信号が第３の状態から第４の状態に変化する時点であ
   り、 前記判定手段は、前記第１のタイミングで前記基板検出
   センサの検出信号が第１の状態にありかつ前記第２のタ
   イミングで前記基板検出センサの検出信号が第２の状態
   にあるときにカセットの対応する溝に基板が存在すると
   判定し、前記第１のタイミングで前記基板検出センサの
   検出信号が第２の状態にありかつ前記第２のタイミング
   で前記基板検出センサの検出信号が第２の状態にあると
   きにカセット内の対応する溝に基板が存在しないと判定
   し、前記第１のタイミングで前記基板検出センサの検出
   信号が第２の状態にありかつ前記第２のタイミングで前
   記基板検出センサの検出信号が第１の状態にあるときに
   カセット内の段違いの溝に基板が挿入されていると判定
   することを特徴とする請求項２記載のカセット内基板検
   出装置。
4. 【請求項４】 前記基板検出センサの検出信号は、遮光
   時に第１の状態となり、受光時に第２の状態となり、 前記基準部材検出センサの検出信号は、前記基準部材の
   前記被検出部の検出時に第３の状態となり、前記被検出
   部の非検出時に第４の状態となり、 カセット内の複数の溝に基板が正常な状態で挿入されて
   いる場合に、前記基準部材検出センサの検出信号が第３
   の状態にある期間内の所定のタイミングで前記基板検出
   センサの検出信号が第１の状態にあり、かつ前記基準部
   材検出センサの検出信号が第４の状態にある期間内の所
   定のタイミングで前記基板検出センサの検出信号が第２
   の状態にあるように、カセットに対する前記基準部材の
   位置関係が設定されたことを特徴とする請求項１記載の
   カセット内基板検出装置。
5. 【請求項５】 前記第１のタイミングは、前記基準部材
   検出センサの検出信号が第３の状態にある期間内の所定
   のタイミングであり、 前記第２のタイミングは、前記基準部材検出センサの検
   出信号が第４の状態にある期間内の所定のタイミングで
   あり、 前記判定手段は、前記第１のタイミングで前記基板検出
   センサの検出信号が第１の状態にありかつ前記第２のタ
   イミングで前記基板検出センサの検出信号が第２の状態
   にあるときにカセットの対応する溝に基板が存在すると
   判定し、前記第１のタイミングで前記基板検出センサの
   検出信号が第２の状態にありかつ前記第２のタイミング
   で前記基板検出センサの検出信号が第２の状態にあると
   きにカセット内の対応する溝に基板が存在しないと判定
   し、前記第１のタイミングで前記基板検出センサの検出
   信号が第２の状態にありかつ前記第２のタイミングで前
   記基板検出センサの検出信号が第１の状態にあるときに
   カセット内の段違いの溝に基板が挿入されていると判定
   することを特徴とする請求項４記載のカセット内基板検
   出装置。
6. 【請求項６】 カセットが載置され、載置されるカセッ
   トを挟む位置に１対の開口部を有するカセット載置部
   と、 前記カセット載置部の前記１対の開口部内に下方から挿
   入可能かつ上下方向に移動可能に設けられた１対の支持
   部を有するセンサ支持部材とをさらに備え、 前記基板検出センサは、 前記センサ支持部材の一方の支持部の上端部に設けら
   れ、光を出射する投光部と、 前記センサ支持部材の他方の支持部の上端部に設けら
   れ、前記投光部から出射された光を受光する受光部とを
   含み、 前記移動手段は、前記センサ支持部材の前記１対の支持
   部が前記カセット載置部の前記１対の開口部から上方に
   突出するように前記センサ支持部材を上下方向に移動さ
   せることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
   カセット内基板検出装置。
7. 【請求項７】 前記基準部材の前記複数の被検出部は、
   複数の開口部であることを特徴とする請求項１〜６のい
   ずれかに記載のカセット内基板検出装置。