(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームによって搬送される１つあるいは複数の対象物を収納するカセットを載置する保持部を本体に備えるカセットステーションであって、
前記本体上面に垂直に取り付けられ、略中央部に前記保持部が通過する通過窓を有し、前記本体上面を第１の領域と第２の領域とに分離する仕切板と、
前記本体上面の前記第１の領域上に、上端が第２の領域に向けて所定の傾斜角をもって取り付けられ、前記保持部を昇降させる昇降手段と
を有し、前記傾斜角は、
前記昇降手段が最低位置にある場合には前記保持部が第１の領域に位置し、
前記昇降手段が最高位置にある場合には前記保持部が第２の領域に位置する
角度をもってなることを特徴とするカセットステーション。
【請求項２】
前記本体上の前記第２の領域側且つ前記昇降手段の最低位置近傍に取り付けられ、前記カセットに収納された前記対象物の１部あるいは全部を前記第１の領域側に押し出す押し出し手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のカセットステーション。
【請求項３】
前記保持部は、
その傾斜した上面に１つあるいは複数の前記カセットを把持する把持手段を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載のカセットステーション。
【請求項４】
前記対象物は、
ガラス板上に半導体製造用のパターンが形成されたガラスマスクである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のカセットステーション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造用等のガラスマスクを収納したカセットを載置するカセットステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造用のフォトマスクは、一般にガラス板上に極めて微小なパターンが描かれたもの（以降、これをガラスマスクと称する）であり、塵等の堆積や付着を嫌うため、この取扱いには慎重な作業が要求される。
【０００３】
このため従来から、複数枚のガラスマスクを同時に保持するカセットに、このガラスマスクを収納し、ロボットがカセットの搬送や設置、あるいは交換を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述のカセット、あるいはガラスマスクを選択し、半導体製造ライン内に配置するためにロボットに受け渡す作業は、作業員等が行わなければならない。
このように、作業員とロボットとの間でカセットの受け渡しをする場所をカセットステーションと呼ぶ。
【０００５】
ところで、自動搬送したりアームを自動旋回させたりするロボットが稼働する工場内では、作業員の安全を確保するために、ロボットの領域と作業員の領域とを厳格に分離する必要がある。
しかし、カセットの受け渡しをするカセットステーションにあっては、当然ながら双方の進入が可能でなければならない。
【０００６】
そこで、カセットステーションを構成するブースに、センサやスイッチと、ゲートや信号機を設け、一方がカセットステーションに進入中には他方の進入を阻止する構造が用いられてきた。
【０００７】
しかしながら、従来のこのようなカセットステーションでは、一方が進入したときに例えばスイッチを押下して、他方にこれを報知する動作や、一方が進入中には他方はカセットステーション外で待機する動作等、無駄な行程が多く、作業効率が非常に低いという欠点があった。
【０００８】
この発明は、このような背景の下になされたもので、ロボットと作業員等との間で効率よく、且つ安定にカセットの受け渡しができるカセットステーションを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明にあっては、ロボットアームによって搬送される１つあるいは複数の対象物を収納するカセットを載置する保持部を本体に備えるカセットステーションであって、前記本体上面に垂直に取り付けられ、略中央部に前記保持部が通過する通過窓を有し、前記本体上面を第１の領域と第２の領域とに分離する仕切板と、前記本体上面の前記第１の領域上に、上端が第２の領域に向けて所定の傾斜角をもって取り付けられ、前記保持部を昇降させる昇降手段とを有し、前記傾斜角は、前記昇降手段が最低位置にある場合には前記保持部が第１の領域に位置し、前記昇降手段が最高位置にある場合には前記保持部が第２の領域に位置する角度をもってなることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載のカセットステーションでは、前記本体上の前記第２の領域側且つ前記昇降手段の最低位置近傍に取り付けられ、前記カセットに収納された前記対象物の１部あるいは全部を前記第１の領域側に押し出す押し出し手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明にあっては、請求項１に記載のカセットステーションでは、前記保持部は、その傾斜した上面に１つあるいは複数の前記カセットを把持する把持手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明にあっては、請求項１ないし請求項３の何れかに記載のカセットステーションでは、前記対象物は、ガラス板上に半導体製造用のパターンが形成されたガラスマスクであることを特徴とする。
【００１３】
【作用】
この発明によれば、上面が仕切板によって第１および第２の領域に分離された本体上に、所定の傾斜をもって取り付けられた昇降手段が最低位置である場合には、カセットを載置する保持部が第１の領域側に位置し、昇降手段が最高位置である場合には、保持部が第２の領域側に位置する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
Ａ．構成
以下に図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかるカセットステーション１ならびにロボット２の構成を示す側面構成図である。また図２は、同図に示すカセットステーション１の正面構成図である。なおこれ以降、図１においては左側を前部（正面）、右側を後部（背面）として説明する。
【００１５】
図１において、カセットステーション１の略中央部には、例えば透明アクリル樹脂等によって形成される仕切板１１が垂直且つ脱着可能に取り付けられており、これより右側が作業員の領域Ａ、左側がロボット２の領域Ｂとなっている。また仕切板１１の中程には通過窓１１ａ（図２参照）が設けられている。
【００１６】
１４-1および１４-2は、各々複数のガラスマスク１５、１５・・・を収納するカセットであり、その上部に形成されたハンドル１４ａ（図１参照）を把持することにより、作業員による携行が可能となっている。
【００１７】
カセットステーション１の上面には、エレベータ１３が取り付けられている。エレベータ１３の上端には、カセット１４-1、１４-2を保持する保持台１２が取り付けられている。図示省略したが、本実施の形態のエレベータ１３は、ボールナット式ギアのシャフトをモータが回転駆動することによって、保持台１２が昇降する。
【００１８】
図２に示すように、カセット１４-1とカセット１４-2とは、正面に対して左右に並べて載置される。また一例としてロボット２は、向かって左側に載置されたカセット１４-1からガラスマスク１５を引き出して搬送し、交換したガラスマスク１５は、向かって右側に載置したカセット１４-2に収納する。
【００１９】
上述のエレベータ１３は、垂直から右方向（背面方向）へ概ね３０°の傾斜をもって取り付けられている（図１参照）。これによって保持台１２が上昇した際にはカセット１４-1、１４-2は仕切板１１の通過窓１１ａを介して領域Ａ側に繰り出される。一方、保持台１２が降下した際にはカセット１４-1、１４-2は仕切板１１の通過窓１１ａを介して領域Ｂ側に繰り出される。
【００２０】
保持台１２には、センサ１９ａ-1、１９ａ-2、１９ｂ-1および１９ｂ-2が取り付けられている。センサ１９ａ-1、１９ａ-2は、光によってカセット１４-1の各々の位置にガラスマスク１５、１５・・・が収納されているか否かを検出する。またセンサ１９ｂ-1、１９ｂ-2は同様にカセット１４-2内のガラスマスク１５を検出する。
【００２１】
図３は、保持台１２上面のマウント部１２ａの詳細な構成を示す側面構成図である。マウント部１２ａは、固定枠４１とプランジャ４２とセンサスイッチ４３、４３・・・とから構成されており、この間にカセット１４-1（１４-2）を載置する。
【００２２】
プランジャ４２は、内部に樹脂ボール４２ａと押しバネ４２ｂとを有しており、カセット１４-1（１４-2）を載置する際に樹脂ボール４２ａがカセット１４-1（１４-2）側に付勢される。
またセンサスイッチ４３、４３・・・によって、カセット１４-1（１４-2）の有無やサイズを検出する。
【００２３】
カセットステーション１の本体には、リミットスイッチ２０-1とリミットスイッチ２０-2とが設けられている。このリミットスイッチ２０-1は保持部１２が完全に上昇したことを検出し、リミットスイッチ２０-2は保持部１２が完全に下降したことを検出する。
【００２４】
エレベータ１３の右側には、エアシリンダ型のアクチュエータ１６が設けられており、アクチュエータ１６のシリンダ１６ａの先端部にはプッシャ１７、１７が取り付けられている。
【００２５】
保持台１２が降下した際に、アクチュエータ１６にカセットステーション１の外部から供給される圧搾空気（エア）を送り込むことにより、シリンダ１６ａが機械的限界点まで繰り出される。この結果、プッシャ１７、１７によってカセット１４-1、１４-2に収納されたガラスマスク１５、１５・・・が前方へ押し出される構成となっている。
【００２６】
上述の圧搾空気は、図示しない電磁バルブによって制御されるが、この電磁バルブは、保持部１２がエレベータ１３の最下位置にある場合以外は、前述のリミットスイッチ２０-2によって、その動作が禁止される構成となっている。
【００２７】
カセットステーション１の本体に取り付けられた２０-3は、シリンダ１６ａが完全にアクチュエータ１６に引き込まれているか否かを検出するリミットスイッチである。これによって、シリンダ１６ａが完全にアクチュエータ１６に引き込まれていない場合には、前述のエレベータ１３が有するモータは回転しない構成となっている。
【００２８】
本実施の形態では、アクチュエータ１６、プッシャ１７、およびリミットスイッチ２０-1〜２０-3は、カバー１８によって覆われている。また３２はアクセス表示器であり、作業員によるカセット１４-1、１４-2の交換が可能か否か等を表示する。
【００２９】
カセットステーション１本体上の３１はリグリップステーションであり、後述するロボット２のグリッパ２４が、一旦把持したガラスマスク１５を、載置する場所に合わせて持ち換える場所である。
【００３０】
図４は、リグリップステーション３１の詳細な構成を示す側面構成図である。図４に示すようにリグリップステーション３１は、所定の角度をもって傾斜しており、上面の一端方向には上端に突起部４５ａを有する位置決めキー４５が設けられている。
【００３１】
一方、リグリップステーション３１の他端方向には支持台４６ａが設けられており、また支持台４６ａと位置決めキー４５との間には支持台４６ｂが設けられている。この支持台４６ｂは、全高が支持台４６ａよりも低くなっている。
さらにリグリップステーション３１の上面には、超音波によってガラスマスク１５の有無を調べるマスク検出器４７が設けられている。
【００３２】
５０は制御部であり、上述した図示しないモータや電磁バルブその他各部を制御する。
本実施の形態では、カセットステーション１の制御部５０やロボット２は、図示省略するが、これ等とは別に設置される中央制御装置によって制御される。
【００３３】
さて図１においてロボット２は、その下部２１が図１の表示面と垂直方向に移動可能となっている。
このロボット２の下部２１には、関節２２ａおよび２２ｂを介してアーム２３ａ、２３ｂが取り付けられ、アーム２３ｂの先端部には関節２２ｃを介してグリッパ２４が取り付けられている。
ロボット２は、このグリッパ２４によってガラスマスク１５を教示して搬送し、交換等の作業を行う。
【００３４】
Ｂ．動作
図５ならびに図６は、本実施の形態の動作を説明するフローチャートである。以下にこのフローチャートを参照して動作を説明する。なお以下は、カセット１４-1、１４-2に収納されたガラスマスク１５、１５・・・がプッシャ１７、１７によって押し出され、ロボット２によってガラスマスク１５、１５・・・の交換作業が行われている状態からの、カセット１４-1、１４-2の交換作業の手順を示す。また、この時点ではアクセス表示器３２には、“アクセス不可”の表示が点灯している。
【００３５】
まず制御部５０は、図示しない中央制御装置からカセット１４-1、１４-2の交換要求があったか否かを確認する（ステップＳｔ１）。ここで、中央制御装置からの指示がなければ、ロボット２によるガラスマスク１５、１５・・・の交換作業を継続して行う（ステップＳｔ２）。
【００３６】
ステップＳｔ１において、中央制御装置から作業員等による交換要求があった場合には、制御部５０はロボット２によるガラスマスク１５、１５・・・の交換作業を禁止する（ステップＳｔ３）。
【００３７】
次に制御部５０は、図示しない電磁バルブ制御して、アクチュエータ１６に供給されているエア（圧搾空気）を解除（排出）する（ステップＳｔ４）。
これによってシリンダ１６ａが引き込まれ、プッシャ１７、１７によって押し出されていたガラスマスク１５、１５・・・は、各々カセット１４-1、１４-2内に戻る。
【００３８】
制御部５０は、リミットスイッチ２０-3によってシリンダ１６ａが完全に引き込まれたことを確認すると（ステップＳｔ５）、エレベータ１３の上昇を開始する（ステップＳｔ６）。これによってカセット１４-1、１４-2を載置した保持台１２が領域Ａ側から領域Ｂ側へと移動する。
【００３９】
この後、リミットスイッチ２０-1によってエレベータ１３の上端に設けられた保持部１２が完全に上昇したことを確認すると（ステップＳｔ７）、エレベータ１３の動作を停止し（ステップＳｔ８）、アクセス表示器３２の“アクセス不可”の表示を消灯させる。
図示しないが、ここで作業員によるカセット１４-1、１４-2の交換が可能となり、作業手順に従って各々所定の他のカセットと交換する。
【００４０】
制御部５０は、中央制御装置からガラスマスク１５、１５・・・の交換作業の再開要求が出されまで待機する（ステップＳｔ１０）。この後、カセット１４-1、１４-2の交換作業が完了し、ガラスマスク１５、１５・・・の交換作業の再開要求がなされると、制御部５０はまずセンサスイッチ４３、４３・・・によってカセット１４-1、１４-2の有無ならびに各々のサイズを検出する（ステップＳｔ１１）。
【００４１】
次にセンサ１９ａ-1、１９ａ-2、１９ｂ-1および１９ｂ-2によってカセット１４-1、１４-2内にガラスマスク１５があるか否か、および収納されているガラスマスク１５、１５・・・の各々のサイズを検出する（ステップＳｔ１３）。
【００４２】
ここで制御部５０は、カセット１４-1、１４-2に収納されているガラスマスク１５、１５・・・が所定のもの（サイズ）か否かを確認する（ステップＳｔ１４）。ステップＳｔ１４において、所定のガラスマスク１５、１５・・・が収納されたカセット１４-1、１４-2が保持部１２に載置されていなければ、制御部５０はアクセス表示器３２に“エラー”を表示し（ステップＳｔ１５）、ステップＳｔ１０の処理に戻る。
【００４３】
ステップＳｔ１４において、所定のカセット１４-1、１４-2が保持部１２に載置されたことを確認したならば、制御部５０はまずアクセス表示器３２に“アクセス不可”の表示を点灯させ（ステップＳｔ１６）、次にエレベータ１３の降下動作を開始する（ステップＳｔ１７）。これによってカセット１４-1、１４-2を載置した保持台１２が領域Ｂ側から領域Ａ側へと移動する。
【００４４】
制御部５０は、リミットスイッチ２０-2によって保持部１２が完全に降下したことを確認した（ステップＳｔ１８）後、エレベータ１３の降下動作を停止する（ステップＳｔ１９）。
【００４５】
この後、制御部５０は図示しない電磁バルブを制御してアクチュエータ１６にエアを供給し（ステップＳｔ２０）、こうしてカセット１４-1、１４-2に収納されたガラスマスク１５、１５・・・は、プッシャ１７、１７によって前方へ押し出される。
【００４６】
最後に制御部５０は、ロボット２によるガラスマスク１５、１５・・・の交換作業を再開し、本実施の形態にかかる処理は終了する。
こうして本実施の形態では、作業の全工程に亙って、仕切板に１１によって作業員の領域Ａとロボット２の領域Ｂとが分離される。従って作業員の安全性や作業性が損なわれることはく、ガラスマスク１５、１５・・・が塵等の影響を受けることもない。
【００４７】
また、カセット１４-1、１４-2が傾斜をもって載置されるため、収納されたガラスマスク１５、１５・・・が振動等で踊ることがなくなり、作業が安定して行われるという利点もある。
さらに、前述の通り仕切板１１は透明である上に脱着可能であるために視認性や保守性も損なわれることはない。
【００４８】
なお、上述の実施の形態で説明したエレベータやプッシャの駆動方法、各センサの形式あるいはエレベータ等の傾斜角その他は一例を示したものであり、本発明はこれらの形式や数値に限定されたものではない。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、上面が仕切板によって第１および第２の領域に分離された本体上に、所定の傾斜をもって取り付けられた昇降手段が最低位置である場合には、カセットを載置する保持部が第１の領域側に位置し、昇降手段が最高位置である場合には、保持部が第２の領域側に位置するので、ロボットと作業員等との間で効率よく、且つ安定にカセットの受け渡しができるカセットステーションが実現可能であるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるカセットステーション１ならびにロボット２の構成を示す側面構成図である。
【図２】同実施の形態におけるカセットステーション１の正面構成図である。
【図３】同実施の形態における保持台１２上面のマウント部１２ａの詳細な構成を示す側面構成図である。
【図４】同実施の形態におけるリグリップステーション３１の詳細な構成を示す側面構成図である。
【図５】同実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図６】同実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  カセットステーション（本体）
２  ロボット（ロボットアーム）
１１  仕切板
１１ａ  通過窓
１２  保持台（保持部）
１３  エレベータ（昇降手段）
１４-1、１４-2  カセット
１５、１５・・・  ガラスマスク（対象物）
１７  プッシャ（押し出し手段）
２４  グリッパ（ロボットアーム）
４１  固定枠（把持手段）
４２  プランジャ（把持手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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