(57)【要約】【課題】基板収納容器内の基板収納状態を正確、かつ瞬時に判別することが可能な基板の収納状態検出方法、基板収納容器、および基板の収納状態検出システムを提供する。【解決手段】基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備える基板収納容器に収納された基板の収納状態検出方法において、それぞれの前記支持リブには載置した基板の荷重を検知する荷重センサが前記基板収納容器の前後方向に複数備えられ、前記荷重センサが検出したセンサ値に基づき、前記基板の収納状態を検出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備える基板収納容器に収納された基板の収納状態検出方法において、
それぞれの前記支持リブには載置した基板の荷重を検知する荷重センサが前記基板収納容器の前後方向に複数備えられ、
前記荷重センサが検出したセンサ値に基づき、前記基板の収納状態を検出することを特徴とする基板の収納状態検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の基板の収納状態検出方法において、
前記一対の支持リブの少なくとも片方の支持リブに備えられた複数の前記荷重センサのセンサ値が異なる場合は、前記基板が、この支持リブの長さ方向に沿って傾いて収納されていると判断する基板の収納状態検出方法。
【請求項３】
請求項１記載の基板の収納状態検出方法において、
前記一対の支持リブに備えられた複数の前記荷重センサのセンサ値が、この一対の支持リブ間で異なる場合は、前記基板が異なる段の支持リブ間にまたがって載置されて収納されていると判断する基板の収納状態検出方法。
【請求項４】
請求項１記載の基板の収納状態検出方法において、
前記荷重センサが検出したセンサ値が、予め定めた前記基板の荷重基準値の複数倍である場合は、前記基板が、前記一対の支持リブ上に複数枚重なって収納されていると判断する基板の収納状態検出方法。
【請求項５】
請求項１記載の基板の収納状態検出方法において、
前記一対の支持リブに備えられた複数の前記荷重センサのセンサ値が０より大きくかつ全て等しい場合は、前記基板が、この一対の支持リブ上に正常に収納されていると判断する基板の収納状態検出方法。
【請求項６】
請求項１記載の基板の収納状態検出方法において、
前記一対の支持リブに備えられた複数の前記荷重センサのセンサ値が全て０である場合は、前記基板が、この一対の支持リブ上に収納されていないと判断する基板の収納状態検出方法。
【請求項７】
基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備える基板収納容器において、
それぞれの前記支持リブは、載置した基板の荷重を検知する荷重センサを前記基板収納容器の前後方向に複数備えることを特徴とする基板収納容器。
【請求項８】
基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備え、かつそれぞれの前記支持リブには載置した基板の荷重を検知する荷重センサを前後方向に複数備える基板収納容器と、
前記荷重センサからの信号に基づいて、前記基板収納容器に収納された基板の収納状態を判断する演算ユニットと、を備えることを特徴とする基板の収納状態検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等からなる基板の収納、搬送、輸送、加工、保管等に用いられる基板収納容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスにおける基板搬送システムは、図１に示すように、基板を複数枚収納し搬送するための基板収納容器１、基板収納容器１を搭載するロードポート装置２、基板収納容器１に対して基板の取り出しや収納を行う基板搬送ロボット３、基板搬送ロボット３を備えるミニエンバイロメント装置４（以下、ミニエンと称する）、および半導体製造装置または半導体検査装置等を収容する装置室５から構成される。
【０００３】
基板搬送ロボット３は、基板を水平姿勢に支持するハンドとこのハンドを保持するアーム機構とを有している。ハンドは、アーム機構により、昇降および水平往復移動（基板収納容器１に対する進入および退出）をする。基板搬送ロボット３は、基板収納容器１内から処理されていない基板を一枚ずつ取り出し装置室５へ受け渡す、または装置室５で処理を終えた基板を装置室５より受け取り基板収納容器１内へ収納する機能を有する。
【０００４】
基板収納容器１は、図２（ａ）に示すように、複数枚の基板を整列収納する容器本体２３と、容器本体２３の正面にある開口部を開閉する蓋体２１とで構成されている（特許文献１参照）。容器本体２３内部の、正面から見て左右の両側面には、基板収納時に基板側面周縁を支持する複数段の支持リブ２２が上下方向に並設されている。基板は、高さ方向の位置が等しい相対する左右一対の支持リブ２２に周縁部が載置され、基板収納容器１内に多段に収納される。
【０００５】
基板搬送ロボット３により、基板収納容器１内に収納された基板を取り出すときは、ハンドを水平方向に移動させて、基板収納容器１内へ正面の開口部からハンドを進入させ、取り出そうとする基板の収納位置より下方の位置へハンドを挿入する。その後、基板収納容器１内でハンドを所望の基板収納位置まで上昇させて、基板を支持リブ２２からハンド上へ移し替えた後、基板を水平姿勢に支持したままハンドを基板収納容器１内から退出させる。このように、基板収納容器１の各基板収納位置から基板を取り出すときには、取り出そうとする基板の収納位置の下側へハンドを挿入する必要があるので、基板収納容器１内複数の基板収納位置のうち、何れに基板が収納されており、何れに基板が収納されていない、といった情報を予め知得しておく必要がある。
【０００６】
基板収納容器内の各基板収納位置における基板の有無を検知する装置としては、従来、例えば特許文献２等に開示されているように、ロードポート装置に搭載された基板収納容器を挾んで対向配置された投光素子と受光素子とからなる光センサを、光センサ昇降機構により基板収納容器の鉛直方向に昇降移動させ、光センサによって基板収納容器内複数の基板収納位置のそれぞれに基板が存在するかどうかを検出（以下、この検出方法をマッピングと称する）する基板検出装置が用いられている（以下、この検出装置をマッパと称する）。そして、ロードポート装置の基板収納容器が載置されるポート上に、マッパを配設しておく。ポート上に基板収納容器が載置され一連の基板処理操作が開始された時に、基板収納容器の全段の基板収納位置に対して、基板の有無を検知するマッピングを行い、マッピングにより得られた情報に基づいて、基板収納容器内から基板を取り出したり収納したりする操作を行うようにしていた。（特許文献３参照）
しかし、従来のマッピングでは、基板収納容器内に収納された基板が基板収納容器正面から見て前後方向に、すなわち支持リブの長さ方向に沿って傾いていたりすると（以下、この状態を位置ズレと称する）、異常収納状態として検出されないことがある。この位置ズレが異常収納状態として検出されないと、基板搬送動作に移る際、ハンドが基板に干渉する、または基板をハンドで正常に保持できずに落下させる等、基板の破損に繋がるという課題がある。また、基板収納容器内の基板は、マッピング後や基板収納容器の搬送中に収納状態が変化した場合、その状態変化を瞬時に判断することが出来ないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３０６９８８号公報
【特許文献２】特開平３−２９７１５６号公報
【特許文献３】特開平１１−３５１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術の課題点を解消し、基板収納容器内の基板収納状態を正確、かつ瞬時に判別することが可能な基板の収納状態検出方法、基板収納容器、および基板の収納状態検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板収納容器内の基板の収納状態を、基板の荷重を検知する荷重センサにより検出するものである。
【００１０】
より詳細には、本発明による基板の収納状態検出方法は、基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備える基板収納容器に収納された基板の収納状態検出方法において、それぞれの前記支持リブには載置した基板の荷重を検知する荷重センサが前記基板収納容器の前後方向に複数備えられ、前記荷重センサが検出したセンサ値に基づき、前記基板の収納状態を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による基板収納容器は、基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備える基板収納容器において、それぞれの前記支持リブは、載置した基板の荷重を検知する荷重センサを前記基板収納容器の前後方向に複数備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による基板の収納状態検出システムは、基板を載置するための左右一対の支持リブを内部に複数段備え、かつそれぞれの前記支持リブには載置した基板の荷重を検知する荷重センサを前後方向に複数備える基板収納容器と、前記荷重センサからの信号に基づいて、前記基板収納容器に収納された基板の収納状態を判断する演算ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、基板収納容器内の基板収納状態や基板の有無を正確、かつ瞬時に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】半導体プロセスにおける基板搬送システムの全体図である。
【図２（ａ）】従来技術による基板収納容器の斜視図である。
【図２（ｂ）】実施例による基板収納容器の斜視図である。
【図３】実施例による基板収納容器の上面断面図である。
【図４】実施例による基板の収納状態検出システムの構成図である。
【図５】実施例による基板搬送処理フローである。
【図６】実施例による基板収納容器内の基板収納状態の検出フローである。
【図７（ａ）】実施例による基板収納容器の側面断面図で、各支持リブに荷重センサを１つずつ配設した図である。
【図７（ｂ）】基板の収納状態が位置ズレである場合を示した図である。
【図８（ａ）】実施例による基板の収納状態が正常である場合を示した、基板収納容器の正面断面図である。
【図８（ｂ）】基板の収納状態がクロススロットである場合を示した、基板収納容器の正面断面図である。
【図９（ａ）】実施例による基板収納容器の側面断面図で、各支持リブに荷重センサを２つずつ配設した図である。
【図９（ｂ）】基板の収納状態が位置ズレである場合を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１６】
本発明において、基板搬送システムとは、図１に示した、基板収納容器１、ロードポート装置２、および基板搬送ロボット３を搭載する基板搬送装置を纏めて称する。
【００１７】
図２（ｂ）に、基板収納容器１の斜視図を示す。本実施例の基板収納容器１は、図２（ａ）に示した従来技術による基板収納容器１と同様の構成であるが、接続部４１を備える点が異なる。接続部４１は、後述するように、基板収納容器１から得られた信号を、基板の収納状態を決定する演算ユニットに伝達するために使用される。
【００１８】
基板収納容器１の容器本体２０内部には、正面から見て左右の両側面に、基板収納時に基板側面周縁を支持する複数段の支持リブ２２が上下方向に並設されている。基板は、高さ方向の位置が等しい相対する左右一対の支持リブ２２に周縁部が載置され、基板収納容器１内に多段に収納される。
【００１９】
具体的に本発明は、容器本体２０に基板を複数枚収納する基板収納容器１、基板収納容器１内の基板の収納状態を基板の荷重により検出する基板の収納状態検出方法、およびこの基板収納容器１とこの収納状態検出方法とを用いた基板の収納状態検出システムに関する。基板収納容器１には、容器本体２０内の各支持リブ２２に基板の荷重を検知する荷重センサを複数配設する。基板の収納状態検出方法においては、荷重センサが検出したセンサ値や、荷重センサが検出したセンサ値と基板の収納状態が正常時のセンサ値（以下、このセンサ値を基準値と称する）との比較結果に応じ、基板の収納位置や収納状態を検出する。
【００２０】
図３は、基板Ｗを収納した基板収納容器１の上面断面図であり、図４は、基板の収納状態検出システムの構成図である。
【００２１】
図３に示すように、基板収納容器１は、容器本体２０に基板Ｗを複数枚収納する容器であり、容器に収納された基板Ｗの荷重を検出する荷重センサ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを容器の内側左右両面にある支持リブ２２上に配設してある。本実施例では、各支持リブ２２上に２つずつ荷重センサを配設したが、１つの支持リブ２２上に配設する荷重センサの数は複数であればよく、これに限るものではない。荷重センサの配設位置は、基板Ｗが正常状態で収納されたときに載る支持リブ２２上の位置、すなわち、収納状態が正常であるときの基板Ｗの荷重を検出できる位置であれば、どこでもよい。
【００２２】
図４に示すように、基板収納容器１には、各荷重センサからの信号に基づいて基板収納容器１内にある基板の収納状態を決定する演算ユニット４０を、情報を伝達する接続部４１を介して接続する。また、演算ユニット４０には、演算ユニット４０により算出された基板の収納状態を表示する表示器４２を備える。
【００２３】
次に、本発明に従う実施例の処理手順を、図５と図６の基板搬送シーケンスに示す。図５は、基板搬送処理フローであり、図６は、基板収納容器内の基板収納状態の検出フローである。ミニエンを用いた大まかな基板搬送シーケンスでは、基板収納容器１がロードポート装置２のポート上に載置された後、基板Ｗは、基板収納容器１から基板搬送ロボット３を介して取り出され、装置室５へ搬送される。また、基板Ｗは、装置室５での処理終了後、装置室５から基板搬送ロボット３を介して取り出され、基板収納容器１へ収納される。
【００２４】
図５の基板搬送処理フローは、基板搬送シーケンスの基板収納容器１から基板搬送ロボット３を介して基板Ｗを取り出す処理手順である。以下、図５を参照しながら、この処理手順を説明する。
【００２５】
まず、ロードポート装置２のポート上に載置された基板収納容器１の蓋体２１を開ける動作を行う（ステップ５０）。
【００２６】
次に、基板収納容器１内へ基板搬送ロボット３のハンドを進入させるために、基板収納容器１内の各支持リブ２２上での基板Ｗの有無と、基板Ｗが有る場合は基板の収納状態を取得する（ステップ５１）。
【００２７】
支持リブ２２上に基板Ｗが有り取得した基板Ｗの収納状態が正常である場合、基板搬送が可能であると判断する（ステップ５２）。
【００２８】
基板搬送が可能であると判断した場合は、基板搬送処理へ移る（ステップ５３）。
【００２９】
また、ステップ５２で、支持リブ２２上に基板Ｗが有るが取得した基板Ｗの収納状態が正常でない場合、または支持リブ２２上に基板Ｗが無い場合は、基板搬送処理に移らず、基板Ｗの収納状態が異常であると判断する（ステップ５４）。
【００３０】
基板Ｗの収納状態が異常であると判断した場合は、基板Ｗの異常収納状態を表示器４２に表示して警告する（ステップ５５）。
【００３１】
以下、図６を用いて、基板収納容器１内の基板Ｗの収納状態を検出する手順について示す。基板Ｗの有無、および基板Ｗの収納状態は、各荷重センサからの信号（センサ値）に基づき演算ユニット４０で算出する。演算ユニット４０には、予め各荷重センサの基準値を設定しておく。この基準値は、前述したように基板Ｗの収納状態が正常時のセンサ値であり、基板Ｗの重量と１つの支持リブ２２に配設された荷重センサの数とを基にして決定することができる。
【００３２】
演算ユニット４０による基板Ｗの収納状態検出は、次のように行う。はじめに、基板収納容器１の内側左右両面に複数並設された支持リブ２２のうち、同一段（高さ方向で等しい位置）にあるものを一対とし、この左右一対の支持リブ２２に配設された各荷重センサのセンサ値を読み出す（ステップ６０）。
【００３３】
次に、ステップ６０で読み出した各センサ値を基に、基板Ｗの収納状態を判断するステップに移る。
【００３４】
まず、読み出したセンサ値が全て０であるかどうかを調べる（ステップ６１）。センサ値が全て０である場合は、該当する左右一対の支持リブ２２上に基板Ｗが無いと判断する（ステップ６２）。センサ値が全て０でない場合（０でないセンサ値が少なくとも１つある場合）は、次のステップに移る。
【００３５】
次に、１つの支持リブ２２上には複数の荷重センサが配設されているが、この１つの支持リブ２２上の各荷重センサのセンサ値に差があるかどうかを調べる（ステップ６３）。図３に示した例では、荷重センサ３０ａと３０ｂのセンサ値に差がないかどうか、および荷重センサ３０ｃと３０ｄのセンサ値に差がないかどうかを調べる。同一の支持リブ２２上に配設された荷重センサのセンサ値に差がある場合は、位置ズレ（基板収納容器１内に収納された基板Ｗが、基板収納容器１正面から見て前後方向、すなわち支持リブ２２の長さ方向に沿って傾いている状態）が起きていると判断する（ステップ６４）。同一の支持リブ２２上のセンサ値に差がない場合は、次のステップに移る。
【００３６】
次に、対になっている左右の支持リブ２２に配設された荷重センサのセンサ値に差があるかどうかを調べる（ステップ６５）。図３に示した例では、荷重センサ３０ａと３０ｃのセンサ値に差がないかどうか、および荷重センサ３０ｂと３０ｄのセンサ値に差がないかどうかを調べる。一対となった左右の支持リブ２２上に配設された荷重センサのセンサ値に差がある場合は、クロススロットが起きていると判断する（ステップ６６）。左右一対の支持リブ２２のセンサ値に差がない場合は、次のステップに移る。
【００３７】
なお、クロススロットとは、同一段でない（高さ方向の位置の異なる）支持リブ２２に渡って基板Ｗが収納されている状態、すなわち、基板収納容器１内に収納された基板Ｗが、基板収納容器１正面から見て左右方向に傾いている状態のことである。図８（ａ）、（ｂ）は、基板収納容器１の正面断面図であり、図８（ａ）は、基板Ｗの収納状態が正常である場合を、図８（ｂ）は、基板Ｗの収納状態がクロススロットである場合を示している。
【００３８】
最後に、センサ値が基準値の倍数になっているかどうかを調べる（ステップ６７）。これまでのステップで、各センサ値は等しい値であることが分かっているので、１つのセンサ値について調べるだけでもよい。センサ値が基準値の複数倍になっている場合は、該当する支持リブ２２上に基板Ｗが複数枚載置されていると判断する（ステップ６９）。センサ値が基準値の複数倍になっていない場合、すなわちセンサ値が基準値と一致する場合は、該当する支持リブ２２上に基板Ｗが正常に収納されていると判断する（ステップ６８）。
【００３９】
これらのステップ６０〜６９を、基板収納容器１内の左右一対の支持リブ２２全てに対して実行する。
【００４０】
以上のようにして、基板収納容器１内の支持リブ２２に配設された荷重センサを用いて、支持リブ２２上の基板Ｗの有無と収納状態を求めることができる。なお、ステップ６１、６３、６５、６７のセンサ値の比較においては、比較する値同士が正確に同じでなくてもよいとすることができる。すなわち、例えばステップ６７において、センサ値が正確に基準値の複数倍になっていなくても、予め定めた範囲内に収まっていれば、基準値の複数倍になっているとみなしてもよい。
【００４１】
支持リブ２２に配設する荷重センサの位置について、図７と図９を用いて説明する。
【００４２】
まず、図７（ａ）、（ｂ）に容器本体２０の内側の各支持リブ２２上に、荷重センサ３０ａを１つずつ配設した場合を示す。図７（ａ）は、基板収納容器１の側面断面図であり、点線で囲んだ領域を拡大して示したものが図７（ｂ）である。図７（ｂ）では、基板Ｗ１の収納状態は正常であるが、基板Ｗ２の収納状態は位置ズレとなっている。
【００４３】
各支持リブ２２上に、荷重センサ３０ａが１つずつ配設されている場合では、基板の有無および収納状態が正常かクロススロットかは、演算ユニット４０により検出可能である。
【００４４】
しかし、図７（ｂ）の基板Ｗ２のように、収納状態が位置ズレとなっており、支持リブ２２上の荷重センサ３０ａ上ではない場所で支えられている場合は、センサ値が０となり基板Ｗ２が無いものと判断されてしまう。一方、基板Ｗ２が位置ズレとなっており、荷重センサ３０ａ上で支えられている場合には、収納状態が正常であると判断してしまい、位置ズレであることを検出できない。よって、基板収納容器１内の支持リブ２２上に荷重センサを１つ配設するだけでは、正確に収納状態を検出することができず、誤検出をすることがある。
【００４５】
図９には、本実施例のように、容器本体２０の内側の各支持リブ２２上に荷重センサを複数（本実施例では２つずつ）配設した場合を示す。図７と同様に、図９（ａ）は、基板収納容器１の側面断面図であり、点線で囲んだ領域を拡大して示したものが図９（ｂ）で、基板Ｗ１の収納状態は正常であるが、基板Ｗ２の収納状態は位置ズレとなっている。
【００４６】
荷重センサは、各支持リブ２２上に、基板収納容器１の正面から見て前後方向に、すなわち支持リブ２２の長さ方向に沿って配設する。本実施例では、２つの荷重センサ３０ａ、３０ｂを配設する。このように各支持リブ２２上に複数の荷重センサを配設した場合には、荷重センサを１つだけ配設した場合と同様に、基板の有無および収納状態が正常かクロススロットかの検出が可能であり、それに加えて、荷重センサを１つだけ配設した場合には検出できなかった位置ズレも検出可能となる。検出方法は、図６のステップ６３、６４に示したように、基板収納容器１の正面から見て前後に配設された荷重センサ３０ａ、３０ｂのセンサ値を比較する。位置ズレの場合は、これらの荷重センサ３０ａ、３０ｂのセンサ値が異なるので、複数の荷重センサを配設することにより位置ズレが検出できる。
【００４７】
以上説明したように、本発明によれば、基板収納容器１内に収納された基板Ｗの収納状態を正確に把握することができ、基板Ｗの有無および収納状態の異常（位置ズレ、クロススロット、複数枚の重なり）を検出することが可能である。
【００４８】
本発明では、ロードポート装置２へ基板収納容器１の到着後、基板収納容器１の蓋体２１の開動作を行う。基板収納容器１を開けた後、基板収納容器１内の基板Ｗの収納状態を荷重センサにより確認する。このとき、従来のようなマッピング操作（光センサを光センサ昇降機構により基板収納容器の鉛直方向に昇降移動させる操作）は行わず、蓋体２１の開動作のみを行う。よって、本発明ではマッピング操作が不要のため、スループット向上の効果も得られる。
【００４９】
また、基板搬送処理中に、装置異常等でミニエン４の電源がいったん落ちた場合でも、光センサを昇降移動させる動作を伴うような再マッピングを行う必要が無い。よって、本発明では、荷重センサを用いることで、基板収納容器１内の基板Ｗの収納状態を瞬時に判断することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１…基板収納容器、２…ロードポート装置、３…基板搬送ロボット、４…ミニエンバイロメント装置（ミニエン）、５…装置室、２０…容器本体、２１…蓋体、２２…支持リブ、２３…容器本体、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…荷重センサ、４０…演算ユニット、４１…接続部、４２…表示器、Ｗ…基板。
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010177403.tif 000008
【図６】
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【図７（ａ）】
2010177403.tif 000010
【図７（ｂ）】
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【図８（ａ）】
2010177403.tif 000012
【図８（ｂ）】
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【図９（ａ）】
2010177403.tif 000014
【図９（ｂ）】
2010177403.tif 000015