(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棚状に形成された複数段の収納部に基板を収納した密閉容器の蓋体を、前記密閉容器の開口部に対し所定距離だけ後退させたのちに、前記収納部の段が形成された方向に移動させる蓋開閉機構と、
前記各収納部の基板を検出する基板検出センサと、
前記基板検出センサが先端部に取付けられた支持アームと、
前記蓋開閉機構に前記蓋体を固定する蓋固定ユニットに取り付けられて、前記支持アー
ムの基端部を支持しながら回動させて前記基板センサを前記密閉容器に対して進入または後退を行う回転部材と、
前記蓋開閉機構と回転部材を連動させる連動機構とを備えた基板検出装置であって、
前記連動機構は、円周面にカム溝が形成されて上端を回転シャフトに同心状に連結され、且つ下端が蓋固定ユニットに回転自在に支持された円筒カムと、前記円筒カムが蓋固定ユニットと一体に移動したときに前記カム溝に嵌まり込む位置に設けられたカムフォロアとを備えて構成され、
前記カム溝は、前記蓋固定ユニットが所定距離移動したタイミングで基板検出センサが蓋固定ユニットの取付部から密閉容器内の所定の検出位置に入り込む所定角度だけ前記円筒カムを正方向に回転させ、且つ前記密閉容器内の全ての基板の検出が終了したタイミングで前記円筒カムを前記所定角度だけ逆方向に回転させる形状に形成されていることを特徴とする基板検出装置。
【請求項２】
複数枚の被処理基板を内部の各収納部に個々に収納して蓋体により密閉した状態で搬送するための密閉容器の前蓋を開閉する蓋開閉機構に連動するよう付設されており、
前記各収納部の前記基板を非接触で検出するための基板検出センサと、
前記基板検出センサが先端部に取り付けられた支持アームと、
前記蓋開閉機構における前記前蓋を固定して前記密閉容器との固定を解除したのち一定距離だけ後退した時点から下降される蓋固定ユニットの上部取付部に回転自在に取り付けられて、前記支持アームをこれの基端部を支持しながら回動させる回転部材と、
前記回転部材に対し、前記蓋固定ユニットが後退した後に所定距離だけ下降した時点で所定角度だけ回転させるように係合された連動機構とを備え、
前記回転部材の所定角度の回転により、前記支持アームが前記前蓋の上方を通って前記密閉容器内に挿入され、且つ前記基板検出センサが前記基板に対し検出可能な相対位置に位置決めされ、前記基板検出センサが、前記蓋固定ユニットの下降に伴い一体的に下降しながら前記各収納部における前記基板の有無を順次検出するように構成されている基板検出装置であって、
前記連動機構は、円周面にカム溝が形成されて上端を回転シャフトに同心状に連結され、且つ下端が蓋固定ユニットに回転自在に支持された円筒カムと、前記円筒カムが蓋固定ユニットと一体に移動したときに前記カム溝に嵌まり込む位置に設けられたカムフォロアとを備えて構成され、
前記カム溝は、前記蓋固定ユニットが所定距離移動したタイミングで基板検出センサが蓋固定ユニットの取付部から密閉容器内の所定の検出位置に入り込む所定角度だけ前記円筒カムを正方向に回転させ、且つ前記密閉容器内の全ての基板の検出が終了したタイミングで前記円筒カムを前記所定角度だけ逆方向に回転させる形状に形成されていることを特徴とする基板検出装置。
【請求項３】
基板検出センサは、一対の支持アームの先端部に個々に取り付けられた投光部と受光部とを有する光透過型センサからなり、
回転部材は、前記各支持アームの各々の基端部を支持するとともに互いに噛み合って同期回転する一対の平歯車からなり、
連動機構の回転シャフトは、一方の前記平歯車に同心状に連結されている請求項１又は２に記載の基板検出装置。
【請求項４】
一対の支持アームに、これを取付部に収納する方向に回動付勢する弾性部材が取り付けられ、
円筒カムは、蓋固定ユニットが所定距離移動したタイミングで前記円筒カムを正方向に所定角度だけ回転させ、且つ密閉容器内の全ての基板の検出が終了したタイミングで前記円筒カムを逆方向に前記所定角度だけ回転させる形状の第１のカム溝と、前記円筒カムを回転させない直線状となった第２のカム溝とを有している請求項１〜３のいずれかに記載の基板検出装置。
【請求項５】
第１のカム溝と第２のカム溝の２か所の連通箇所には、蓋固定ユニットの移動時にカムフォロアを前記第１のカム溝または前記第２のカム溝のいずれか一方のみに倣わせるよう規制する方向規制板が、一方向に回動付勢されて回動自在にそれぞれ配設されている請求項４に記載の基板検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、半導体素子、液晶ディスプレイパネルまたは太陽電池などの構成要素である薄膜デバイスまたは磁気ヘッドの製造に際して、成膜用の複数枚の被処理基板を密閉状態に収納して搬送するための密閉容器内の各基板収納部における基板の位置および存在の有無を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、薄膜デバイスの高機能化とその処理コストの低減のために、成膜工程の高精度化、高速化および大面積化を実現するための取り組みが盛んに行われている。それらの製造工程においては、クリーンルームが巨大化することによって製造コストが高くなるのを防止し、且つ薄膜デバイスの微細化に必要とされるクリーン度の向上を図りながらも製造コストを低減できることを目的として、内部を高いクリーン度に保持できる基板搬送用密閉容器（一般にポッドと称せられる）内に基板を密閉状態に収納して搬送する、ミニエンバロイメントと称される基板搬送システムが注目されている。なかでも、300 φの半導体ウエハにおいては、一般にＦＯＵＰ（Front Openning Unified Pod）と称される基板搬送用密閉容器内にウエハを収納して工程間を搬送することが主流になりつつある。この基板搬送用密閉容器を用いた基板搬送システムでは、大きなクリーンルームを必要とせず、基板を収納する容器の内部のみを高いクリーン度に保持するだけで、ウエハを常に高いクリーン度を保持した状況下で搬送できる大きなメリットがある。
【０００３】
上記基板搬送用密閉容器の内部には、基板係止片で棚状に形成された所要個数の基板収納部が複数段に設けられている。そして、成膜装置内部の所定位置まで搬送された基板搬送用密閉容器に対しては、これの前蓋が開かれたのちに、その内部の基板を取り出すのに先立って、各収納部における基板の位置および存在の有無を検出することが行われる。この基板の検出を行うのは、容器から取り出して薄膜を形成したのちの基板を、容器における元の収納部位に収納するためである。
【０００４】
つぎに、基板搬送用密閉容器内の基板を検出するための従来の方法について、図４を参照しながら説明する。上述のＦＯＵＰからなる基板搬送用密閉容器１には、一般に、ウエハなどの成膜用基板２を13枚収納するタイプと25枚収納するタイプとが存在し、図示しない成膜装置における規定箇所に数個を並べて搭載される。規定位置に並置された密閉容器１は、一般にＦＯＵＰフロントオープナーと称せられる蓋開閉機構（図示せず）の作動により前蓋（図示せず）を成膜装置側に水平移動させることにより、開口部を開放される。
【０００５】
一方、基板搬送用ロボット４は、容器１の開口部が開放されたときに、容器１内の基板２を基板搬送用ブレード３により把持しながら取り出して成膜機構（図示せず）まで搬送し、且つ成膜済みの基板２を容器１内の元の収納部に収納する。この基板搬送用ロボット４は、密閉容器１の前蓋が開けられるときに、移動用レール７に沿いながら移動されて、前蓋が開けられた密閉容器１の前面に対向して停止される。続いて、基板搬送用ロボット４では、リンク機構となった複数本（図では４本を例示）の搬送アーム８の作動によって基板搬送用ブレード３の向きを180 °回転させて図示状態とし、基板搬送用ブレード３の反対側に取り付けられた反射型基板検出センサ９を容器１の開口部に対向させる。さらに、基板搬送用ロボット４は、搬送アーム８の作動によって光反射型基板検出センサ９を容器１内の基板２に対し所定の相対位置となるように位置決めする。このとき、基板検出センサ９は、容器１内の最上部の基板２に対向するよう位置決めされる。
【０００６】
上記状態において、基板搬送用ロボット４内部の検出回路部は、基板検出センサ９を駆動して、基板検出センサ９から投光したスポット光の基板２での反射光を受光したか否に基づいてその収納部における基板２の有無などを判別する。さらに、基板搬送用ロボット４は、容器１の基板収納部の間隔に相当する一定距離ずつ間欠的に下降動作を行い、検出回路部は、その間欠的な下降動作に伴い容器１内の各収納部における基板２の有無などを基板検出センサ９からの信号に基づき順次検出していく。基板搬送用ロボット４は、基板２の検出動作が終了すると、搬送アーム８を再び180 °回転させて基板搬送用ブレード３を基板２に対向させ、この基板搬送用ブレード３が容器１内の最上部の基板２に対向する位置まで上昇したのち、この基板搬送用ブレード３で基板２を把持しながら基板処理部まで搬送する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板２の検出方法では、基板２を搬送して容器１に対し出し入れすることを本来の機能とする基板搬送用ロボット４を基板２の検出用に兼用しており、この基板搬送用ロボット４は一般に基板処理工程において１セット設置されるだけであるから、複数個の密閉容器１が規定位置に同時に設置された場合には、或る容器１内の全ての基板２の出し入れによる搬送動作が終了するまで、他の密閉容器１内の基板２の検出動作を行うことができない。そのため、基板搬送用ロボット４などの基板搬送系を基板２の搬送と検出との両用途に酷使することになって基板搬送系の寿命が短くなるだけでなく、同時に設置される密閉容器１の個数が多い場合には、基板２の搬送能率が非常に悪くなる上に、搬送トラブルが発生し易く、しかも、基板２に薄膜を形成した薄膜デバイスに基板搬送系の酷使に起因する発塵によって製品不良が生じる問題もある。
【０００８】
また、基板搬送用ロボット４は、本来の機能である基板２の搬送と異なる基板２の検出に兼用するので、多くの駆動軸などを設けて複雑な動作を行わせることになるので、内部構造が複雑化し、コスト高になるだけでなく、信頼性の低下を招くことなる。
【０００９】
さらに、基板２の検出は、光反射型の基板検出センサ９により行っているので、密閉容器１内の基板収納部の位置が製作誤差のために僅かでもずれていると、光反射型基板検出センサ９が誤検出することがある。特に、被処理基板２がウエハである場合には、スポット径を極めて小さく絞ったスポット光を投射する限定反射型の基板検出センサ９を用いて、このセンサ９から一定間隔で対置するウエハを確実に検出できるように図っているが、ウエハが密閉容器１の収納部において開口部に対し前後方向の何れかにずれた位置に収納されていたり、ウエハの端面処理が不十分であった場合には、限定反射型の基板検出センサ９が誤検出し易いという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、基板搬送系を利用することなく、合理的で簡単な構成によって密閉容器内の基板を高い信頼性で高速に検出することのできる基板検出方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板検出装置は、棚状に形成された複数段の収納部に基板を収納した密閉容器の蓋体を、前記密閉容器の開口部に対し所定距離だけ後退させたのちに、前記収納部の段が形成された方向に移動させる蓋開閉機構と、前記各収納部の基板を検出する基板検出センサと、前記基板検出センサが先端部に取付けられた支持アームと、前記蓋開閉機構に前記蓋体を固定する蓋固定ユニットに取り付けられて、前記支持アームの基端部を支持しながら回動させて前記基板センサを前記密閉容器に対して進入または後退を行う回転部材と、前記蓋開閉機構と回転部材を連動させる連動機構とを備えた基板検出装置であって、前記連動機構は、円周面にカム溝が形成されて上端を回転シャフトに同心状に連結され、且つ下端が蓋固定ユニットに回転自在に支持された円筒カムと、前記円筒カムが蓋固定ユニットと一体に移動したときに前記カム溝に嵌まり込む位置に設けられたカムフォロアとを備えて構成され、前記カム溝は、前記蓋固定ユニットが所定距離移動したタイミングで基板検出センサが蓋固定ユニットの取付部から密閉容器内の所定の検出位置に入り込む所定角度だけ前記円筒カムを正方向に回転させ、且つ前記密閉容器内の全ての基板の検出が終了したタイミングで前記円筒カムを前記所定角度だけ逆方向に回転させる形状に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、基板の検出を、密閉容器の蓋体の開放動作に連動して行うことができる。そのため、基板検出を、その工程を個別に設けることなく迅速に行うことができるので、基板の検出および搬送を含む基板処理を格段に高能率に行うことができる。また、基板搬送用ロボットを本来の機能である基板の搬送用のみに用いて基板の搬送能率を高めることができるとともに、従来における基板搬送系の酷使に起因して発生していた基板搬送系の寿命短縮、基板搬送のトラブルおよび発塵による製品不良といった問題を悉く解消できる。また上記基板検出センサを密閉容器に対し出入させる機構を、一方が蓋開閉機構と一体的に移動し、且つ他方が位置固定の相対関係となった、所定のカム溝を有する円筒カムと、前記カム溝に倣うカムフォロアとにより、前記蓋開閉機構に対しこれの開閉方向への移動に伴い連動させた構成としているので、基板検出センサを密閉容器に対し出入させる機構を、蓋開閉機構による蓋体の開閉動作に対し所要のタイミングで正確に連動させることができ、蓋開閉機構に対し新たな駆動源やセンシング部を設けることなく確実に作動させることができる。さらに、蓋固定ユニットが所定距離移動したタイミング（実施形態では下降を開始した時点）でカム溝にカムフォロアが嵌入して、円筒カムが蓋固定ユニットの下降動作に連動して自体のカム溝の形状で設定された回転動作を行い、前蓋の上端と密閉容器の開口部との間に支持アームが入り込める程度の隙間が生じる状態まで前蓋が下降した最適のタイミングで基板検出センサを密閉容器内に搬入させることができる。これらの動作は、センシングを必要とせずに蓋固定ユニットの下降動作に連動して連続的に行われるので、制御的トラブルが生じない。
【００１７】
上記発明において、基板検出センサは、一対の支持アームの先端部に個々に取り付けられた投光部と受光部とを有する光透過型センサからなり、回転部材は、前記各支持アームの各々の基端部を支持するとともに互いに噛み合って同期回転する一対の平歯車からなり、連動機構の回転部材は、一方の前記平歯車に同心状に連結されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、光透過型の基板検出センサで基板を検出するので、基板の位置ずれなどに拘わらず基板を高い信頼性で確実に検出できる。また、基板検出センサを密閉容器内に入り込ませるタイミングはカム溝の形状によって設定できるので、蓋開閉機構に対し新たな駆動源やセンシング部を設けることなく、センシングを必要としない連続動作において最適のタイミングで基板検出センサを密閉容器内に挿入できるので、制御的トラブルを抑制できる。さらに、基板検出センサを構成する投光部と受光部とは、蓋開閉機構の蓋固定ユニットの移動に連動して回転する一対の平歯車および一対の支持アームを介して互いに同期しながら密閉容器内に搬入されるため、蓋開閉機構に対し新たなセンシング部を設けることなく、密閉容器内における基板を適切に検出できる相対位置に確実に位置決めできる。
【００２１】
上記構成における一対の支持アームに、これを取付部に収納する方向に回動付勢する弾性部材が取り付けられ、カムフォロアは、円筒カムのカム溝に対し脱着する方向に変位するよう移動手段に取り付けられて、蓋固定ユニットが下限位置まで下降したタイミングで移動手段の作動により前記カム溝から脱離されるように構成されていることが好ましい。
【００２２】
これにより、蓋開閉機構が前蓋で密閉容器を施蓋する閉動作を行う際には、カムフォロアがカム溝から脱離していることから、円筒カムが回転せず、基板検出センサが弾性部材により取付部に収納された状態を保持する。そのため、平歯車や支持アームなどの基板検出センサを作動させるための機構部分は、前蓋による密閉容器の閉動作時に不必要な検出動作を一切行わないので、前蓋による密閉容器の閉動作を高速で行えるとともに、発塵の発生を可及的に抑制でき、極めて信頼性の高いものとなる。
【００２３】
上記構成とは別に、一対の支持アームに、これを取付部に収納する方向に回動付勢する弾性部材が取り付けられ、円筒カムは、蓋固定ユニットが所定距離移動したタイミング（実施形態では、下降動作時にその下降を開始した直後の所定のタイミング）で前記円筒カムを正方向に所定角度だけ回転させ、且つ密閉容器内の全ての基板の検出が終了したタイミングで前記円筒カムを逆方向に前記所定角度だけ回転させる形状の第１のカム溝と、前記蓋固定ユニットの上昇動作時に前記円筒カムを回転させない直線状となった第２のカム溝とを有している構成とすることもできる。
【００２４】
これにより、蓋開閉機構が前蓋で密閉容器を施蓋する閉動作を行う際には、カムフォロアをカム溝から脱離させずに円筒カムが回転しないようにでき、基板検出センサが弾性部材により取付部に収納された状態を保持する。そのため、平歯車や支持アームなどの基板検出センサを作動させるための機構部分は、前蓋による密閉容器の閉動作時に不必要な検出動作を一切行わないとともに、カムフォロアをカム溝に対し脱着させないので、前蓋による密閉容器の閉動作を高速で行えるとともに、発塵の発生を一層確実に抑えることができ、極めて信頼性の高いものとなる。
【００２５】
上記構成とした場合に、第１のカム溝と第２のカム溝の上下２か所の連通箇所には、蓋固定ユニットの下降時にカムフォロアを前記第１のカム溝にのみ倣わせ、且つ前記蓋固定ユニットの上昇時に前記カムフォロアを前記第２のカム溝のみに倣わせるよう規制する方向規制板が、一方向に回動付勢されて回動自在にそれぞれ配設されている構成とすることが好ましい。これにより、簡単な構成を付加するだけで、カムフォロアを、前蓋の開動作と閉動作との別に応じて所定のカム溝に確実に摺接させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る基板検出方法を具現化した基板検出装置１１を具備してなる蓋開閉機構１０を示す斜視図である。すなわち、この実施の形態では、一般にＦＯＵＰフロントオープナーと称される既存の蓋開閉機構１０を用いて、この蓋開閉機構１０に、基板検出装置１１を連動される状態に付設したものである。
【００２７】
同図において、内部に所要枚数の成膜用基板（被処理用基板）２が収納された密閉容器１は、その前側開口部の周縁部にＯリング（図示せず）を介して押し付けられた前蓋１２が一対のラッチ部材２３で容器本体に固定されることにより、この前蓋１２によって密閉状態に施蓋されている。
【００２８】
蓋開閉機構１０は、前蓋１２を固定して、この前蓋１２を容器本体に対し開閉させるための蓋固定ユニット１３と、この蓋固定ユニット１３の下方に一体に延びる連結部１３ａに一対のリンク１４を介して連結された昇降ブロック１７と、この昇降ブロック１７の昇降動作を両側でガイドする２本のＬＭガイド１８と、昇降ブロック１７に固定のナット部１９が螺合されたボールねじ２０と、蓋開閉機構１０の駆動源であって、上記ボールねじ２０を回転駆動させるモータ２１とを備えて構成されている。蓋固定ユニット１３は、昇降ブロック１７が下降動作を行う際に、一対のリンク１４の回動動作によって密閉容器１に対し後方へ水平移動されたのちに、昇降ブロック１７の下降に伴い一体的に下動される。
【００２９】
蓋固定ユニット１３には、一対のラッチ部材２３を正，逆方向に90°の角度で回転駆動させるためのラッチ回転用シリンダ２２を備えている。ラッチ部材２３が図示の上下方向の配置状態のときには、前蓋１２が密閉容器１の本体部に対し密閉状態に施蓋している。ラッチ部材２３が図示位置から90°回転されて水平方向の向きになったときには、前蓋１２が容器本体に対して固定を解除されて離間可能状態となり、且つ前蓋１２が蓋固定ユニット１３に固定される。以上説明した蓋開閉機構１０の構成は、周知の一般的なＦＯＵＰフロントオープナーと同一である。
【００３０】
一方、上記蓋開閉機構１０に連動状態に付設した基板検出装置１１は、これの拡大斜視図を示す図２を参照しながら説明すると、蓋固定ユニット１３の上端近傍箇所において水平方向の向きで形成された取付用長孔部１３ｂの中央部に回転自在に支持されて互いに噛み合う同一の一対の平歯車２４と、この各平歯車２４に各々の基端部を固着されて各平歯車２４により互いに同期しながら回動される同一長さの一対の支持アーム２７と、各支持アーム２７の各々の先端部に取り付けられた投光部２８ａと受光部２８ｂとからなる光透過型の基板検出センサ２８とを備えて構成されている。なお、各支持アーム２７には、これらを互いに反対方向に回動するよう付勢するトルクスプリング３４が懸架されている。
【００３１】
また、基板検出装置１１を蓋開閉機構１０に対し連動させる連動機構は、一対のうちの一方の平歯車２４に上端部を同心状に固定された回転シャフト２９と、上端部を回転シャフト２９の下端部に同心状の相対配置で連結されて下端部を軸受３１に回転自在に支持された円筒カム３０と、カムフォロア作動用シリンダ３２のピストンロッド３２ａの先端に取り付けられて、このシリンダ３２の作動により円筒カム３０のカム溝３０ａに対し脱着されるカムフォロア３３とを備えて構成されている。軸受３１は、蓋固定ユニット１３の連結部１３ａに取り付けられた固定ブロック３７に支持されている。したがって、互いに連結された回転シャフト２９と円筒カム３０とは、一方の平歯車２４と軸受３１とを介して蓋固定ユニット１３に回転自在に支持されて、蓋固定ユニット１３と一体的に昇降される。一方、カムフォロア作動用シリンダ３２は、位置固定のベースプレート３８に取り付けられている。
【００３２】
つぎに、上記蓋開閉機構１０が密閉容器１の前蓋１２の開閉動作を行うのに伴って基板検出装置１１が密閉容器１内の基板２を検出する動作について説明する。密閉容器１が蓋開閉機構１０に対する規定位置に搬送されて、その前蓋１２が蓋開閉機構１０の蓋固定ユニット１３に押し付けられたとき、前蓋１２に取り付いている一対のラッチ部材２３は、前蓋１２の所定の挿入孔（図示せず）から密閉容器１の内部に挿入される。そののちに、蓋固定ユニット１３のラッチ回転用シリンダ２２はピストンロッドを吐出する方向に作動する。これにより、密閉容器１内の一対のラッチ部材２３は、図示の上下方向の向きから90°回転されて水平方向の向きとされることにより、前蓋１２は、密閉容器１の本体部に対し固定を解除されると同時に蓋固定ユニット１３に固定される。
【００３３】
上記状態時には、ベースプレート３８に固定のカムフォロア作動用シリンダ３２が前蓋１２の開動作指令信号によってピストンロッド３２ａを吐出し、そのピストンロッド３２ａの先端のカムフォロア３３は、円筒カム３０が下降してきたときにカム溝３０ａに対し嵌合可能な相対位置関係にある。但し、この時点では、カムフォロア３３がカム溝３０ａに対し嵌合することなく下方に離間した位置で相対向している。
【００３４】
上述のように前蓋１２が蓋固定ユニット１３に固定されると、蓋開閉機構１０の駆動源であるモータ２１が駆動されてボールねじ２０が回転される。昇降ブロック１７は、自体に固定のナット部１９がボールねじ２０に螺合しているので、ボールねじ２０の回転に伴い下降動作を開始する。この昇降ブロック１７に一対のリンク１４を介して連結されている蓋固定ユニット１３は、昇降ブロック１７の下降動作の開始に伴い回動される一対のリンク１４によって密閉容器１に対し後方側の水平方向へ後退移動されて、一対のラッチ部材２３で固定している前蓋１２を密閉容器１に取り付いていた状態を保持したまま後方へ移送する。
【００３５】
蓋固定ユニット１３は、前蓋１２が密閉容器１から完全に外れる所定位置まで後退したときに、リンク１４がほぼ水平に位置して後退移動を停止する。この状態時には、蓋固定ユニット１３に取り付けられている円筒カム３０のカム溝３０ａが、カムフォロア３３に対し下降したときに嵌まり込こませることのできる相対位置で対向する。
【００３６】
続いて、蓋固定ユニット１３は、上記の後退移動を停止したのちに、昇降ブロック１７が下降動作を継続するのに伴って下動され始める。そのとき、蓋固定ユニット１３と一体に下動される円筒カム３０のカム溝３０ａの下端部分にカムフォロア３３が嵌まり込む。円筒カム３０は、上記状態から下降され続けるときに、図２に明示するように、カム溝３０ａにおける下方側の傾斜形状の部分に位置固定のカムフォロア３３が倣いながら摺接することにより、図２のＡ矢印方向に回転される。これにより、円筒カム３０に一体に連結された回転シャフト２９は、上端部の一方の平歯車２４に円筒カム３０のＡ矢印方向の回転を伝達し、互いに噛み合っている一対の平歯車２４が同期回転する。
【００３７】
したがって、一対の支持アーム２７は、それぞれ平歯車２４によって同期しながら回動されて、図２に矢印で示すように、蓋固定ユニット１３の取付用長孔部１３ｂの内部から抜け出して密閉容器１における上方内部にそれぞれ入り込む。それにより、各支持アーム２７の先端部にそれぞれ取り付けられている基板検出センサ２８の投光部２８ａと受光部２８ｂとは、密閉容器１内部の最上段の基板２の両側位置でその基板２の検出が可能な配置で相対向する。
【００３８】
上記の投光部２８ａと受光部２８ｂとが取付用長孔部１３ｂから抜け出して密閉容器１内に向けて移動を開始するタイミングは、カム溝３０ａにおける下方側の傾斜形状部分にカムフォロア３３が入り込む時点によって設定されている。したがって、投光部２８ａと受光部２８ｂとは、位置検出用センサなどを一切用いることなく、前蓋１２の上端と密閉容器１の開口部との間に支持アーム２７が入り込める程度の隙間が生じる状態まで前蓋１２が下降した最適のタイミングにより、蓋開閉機構１０に連動して密閉容器１内に搬入される。
【００３９】
また、投光部２８ａと受光部２８ｂとが密閉容器１内で相対向する位置は、カム溝３０ａにおける下方側の傾斜形状部分の長さによって設定されているとともに、投光部２８ａと受光部２８ｂとは、蓋開閉機構１０の下降動作に連動して回転する同一の一対の平歯車２４および同一の一対の支持アーム２７を介して密閉容器１内に搬入される。そのため、投光部２８ａと受光部２８ｂとは、位置検出用センサなどを一切用いることなく、密閉容器１内において基板２を適切に検出できる位置で確実に相対向される。
【００４０】
基板検出センサ２８は、投光部２８ａからの投射光が受光部２８ｂに受光されるか否かに基づき検出する光透過型であるので、密閉容器１内の収納部の位置ずれや基板２の収納位置の位置ずれがあったり、端面処理が不十分なウエハなどの基板２であっても、誤検出することのない正確な検出動作を行う。また、投光部２８ａと受光部２８ｂとは、水平方向に対し僅かに傾斜した面上で相対向するよう配設されている。このため、投光部２８ａと受光部２８ｂとの間に基板２が存在する場合には、投光部２８ａからの投射光が基板２で確実に遮光されて受光部２８ｂに受光されず、比較的厚みの小さいウエハなどの成膜用基板２をも確実に検出できるようになっている。この投光部２８ａと受光部２８ｂとは、密閉容器１内において所定の相対位置に配置されたのち、図２に図示するカム溝３０ａの直線形状部分にカムフォロア３３が倣いながら摺接することにより、上記の所定の相対位置を保持しながら蓋固定ユニット１３と一体となって下動し、その下動に伴って密閉容器１内の各基板２を順次検出していく。
【００４１】
円筒カム３０は、基板検出センサ２８が密閉容器１内の最下段の基板２を検出し終えた時点からさらに下動するときに、図２に図示のカム溝３０ａの上方側の傾斜形状部分にカムフォロア３３が倣いながら摺接することにより、図２のＢ矢印方向に向け回転される。これにより、一対の支持アーム２７が同期しながら回動されて、これらの先端に取り付いた投光部２８ａおよび受光部２８ｂは蓋固定ユニット１３の取付用長孔部１３ｂ内に収納される。すなわち、カム溝３０ａにおける上下の傾斜形状部分は、互いに逆向きで且つ同一角度および同一長さに設定されている。
【００４２】
蓋固定ユニット１３は、基板検出センサ２８が収納され終えた時点からさらに下動を継続して、前蓋１２の上端部が密閉容器１の開口部の底部より僅かに下方に対向した時点、つまり前蓋１２が密閉容器１の開口部を完全に開放する位置まで下降された時点で、モータ２１の駆動停止により静止する。この密閉容器１が開放された状態において、密閉容器１内の各基板２は、図４に示すような基板搬送用ロボット４により成膜機構部に搬送されて、表面に所要の薄膜を形成され、そののちに、基板搬送用ロボット４により密閉容器１内の元の基板収納部に再び収納される。
【００４３】
上述したように、基板検出装置１１は、自体に駆動源を備えていなく、且つ基板検出センサ２８以外のセンサを有していないが、蓋開閉機構１０の駆動源である単一のモータ２１の回転により蓋開閉機構１０の作動に連動して最適なタイミングで基板２を高速に検出する。また、この基板検出装置１１は、光透過型の基板検出センサ２８を備え、且つその投光部２８ａと受光部２８ｂとが斜め方向で相対向する配置とされているので、基板２の位置ずれの有無などに拘わらず基板２を確実に検出でき、極めて信頼性の高いものとなる。
【００４４】
また、基板検出装置１１は既存の蓋開閉機構１０に対し連動するよう付設しているので、基板搬送用ロボット４を本来の機能である基板２の搬送用のみに用いて基板２の搬送能率を高めることができるとともに、従来における基板搬送系の酷使に起因して発生していた基板搬送系の寿命短縮、基板搬送のトラブルおよび発塵による製品不良といった問題を解消できる。
【００４５】
ところで、上記構成とした基板検出装置１１では、蓋開閉機構１０が前蓋１２で密閉容器１を密閉する閉動作時においても基板検出センサ２８を再び密閉容器１内に挿入させて基板２に対する不必要な検出動作を行わせると、その動作に伴い発生する塵埃によって成膜済み基板２が製品不良となるトラブルが生じるおそれがある。そこで、上記実施の形態では、蓋開閉機構１０が密閉容器１の閉動作を行う際には基板検出装置１１による基板２の不必要な検出動作を行わせない構成になっている。すなわち、カムフォロア３３は、カムフォロア作動用シリンダ３２のピストンロッド３２ａの先端に取り付けられて、このシリンダ３２の作動によってカム溝３０ａに対し容易に脱着できるようになっている。
【００４６】
そこで、密閉容器１の開動作時には、上述したようにシリンダ３２をピストンロッド３２ａが吐出された状態に保持して、カムフォロア３３をカム溝３０ａに対し嵌まり込める相対位置に位置させているが、密閉容器１の閉動作時には、シリンダ３２が閉動作指令信号を受けてピストンロッド３２ａを吸引するよう作動する。それにより、カムフォロア３３は、前蓋１２の閉動作に伴い上昇する円筒カム３０のカム溝３０ａに対し嵌まり込むことのできない位置まで後退保持される。一方、一対の支持アーム２７は、トルクスプリング３４の回動付勢力を受けて、上述の開動作時において基板検出センサ２８が蓋固定ユニット１３の取付用長孔部１３ｂに収納された状態に保持される。
【００４７】
つぎに、モータ２１が開動作時とは逆方向に回転して昇降ブロック１７が上昇され、この昇降ブロック１７に一対のリンク１４を介して連結された蓋固定ユニット１３は、前蓋１２を固定しながら昇降ブロック１７と一体的に上動される。このとき、蓋固定ユニット１３と一体に上動する円筒カム３０は、これのカム溝３０ａにカムフォロア３３が嵌まり込まないことから、回転されない。したがって、基板検出装置１１は、基板検出センサ２８が取付用長孔部１３ｂに収納された状態を保持したまま蓋開閉機構１０によって上動される。
【００４８】
蓋固定ユニット１３が上限位置まで上昇されたときには、前蓋１２が密閉容器１に対し施蓋できる位置で相対向する。そして、前蓋１２は、上述した開動作時とは逆の動作によって密閉容器１の前面開口部に押し付けられて固定される。上述のように、基板検出装置１１は、前蓋１２による密閉容器１の閉動作時に不必要な検出動作を一切行わないので、前蓋１２による密閉容器１の閉動作を高速で行えるとともに、発塵の発生が殆どなく、極めて信頼性の高いものとなる。
【００４９】
なお、上記実施の形態では、カムフォロア３３をシリンダ３２のピストンロッド３２ａの先端に取り付けてカム溝３０ａに対し脱着する場合を例示しているが、カムフォロア３３をカム溝３０ａに対し脱着できれば、その駆動源はシリンダ３２以外のものを用いてもよい。
【００５０】
図３（ａ）は第２の実施の形態に係る基板検出装置における円筒カム３９とカムフォロア３３とを示す斜視図、（ｂ）は円筒カム３９のカム溝３９ａ，３９ｂとカムフォロア３３との係合関係を説明するための模式図であり、同図において、図１および図２と同一若しくは同等のものには同一の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態の基板検出装置は、第１の実施の形態に比較して、円筒カム３９のカム形状およびカムフォロア３３の取付形態が相違するのみで、その他の構成は図１および図２に示した通りである。
【００５１】
円筒カム３９は、第１の実施の形態における円筒カム３０のカム溝３０ａと同一のほぼコ字形状となった第１のカム溝３９ａと、第１のカム溝３９ａの下方の屈曲部から円筒カム３９の上端部まで直線状に延びる形状であって、第１のカム溝３９ａの上下の屈曲部にそれぞれ連通する第２のカム溝３９ｂとを有している。一方、カムフォロア３３は、第１の実施の形態のものと同一形状であるが、第１の実施の形態のカムフォロア作動用シリンダ３２のピストンロッド３２ａに代えて、図１のベースプレート３８に固定のブラケット４０にカムフォロア３３が固着されている。このカムフォロア３３は、円筒カム３９の上下動に際して何れかのカム溝３９ａ，３９ｂに嵌合できる相対位置でブラケット４０に固着されている。
【００５２】
また、両カム溝３９ａ，３９ｂの下方および上方の各々の連通箇所には、カムフォロア３３の通過方向をそれぞれ規制するための第１および第２の通過方向規制板４１，４２が支持ピン４３，４４を支点に回動自在に設けられている。下部の第１の通過方向規制板４１は、トルクスプリング４７により（ａ）の矢印方向に回動付勢されて、両カム溝３９ａ，３９ｂの連通を遮断する状態でストッパ（図示せず）に当接して静止されている。一方、第２の通過方向規制板４２は、トルクスプリング４８により（ａ）の矢印方向に回動付勢されて、両カム溝３９ａ，３９ｂの連通を遮断する状態でストッパ（図示せず）に当接して静止されている。上記各トルクスプリング４７，４８の回動付勢力は、各カム溝３９ａ，３９ｂ内を摺接するカムフォロア３３の推力よりも十分に小さく設定されている。したがって、各通過方向規制板４１，４２は、カム溝３９ａ，３９ｂに摺接するカムフォロア３３が当接したときに、（ｂ）の反矢印方向にのみトルクスプリング４８の付勢力に抗しながら回動可能である。
【００５３】
第１の実施の形態では、前蓋１２の開動作と閉動作との別に応じてカムフォロア３３をカム溝３０ａに対し脱着するよう制御していたが、この実施の形態では、カムフォロア３３をカム溝３９ａ，３９ｂに対し脱着させることなく、上記２つの通過方向規制板４１，４２によってカムフォロア３３のカム溝３９ａ，３９ｂに対する進行通路を前蓋１２の開動作と閉動作との別に応じて変更するものである。つぎに、カムフォロア３３の進行通路を変更する動作について、図３（ｂ）を参照しながら説明する。
【００５４】
カムフォロア３３は位置を固定されており、円筒カム３９は第１の実施の形態で説明したように蓋開閉機構１０によって上下動されるのであるが、図３（ｂ）では、説明の便宜上、円筒カム３９を固定状態と仮定して、カムフォロア３３が上下動する相対位置関係として図示してある。カムフォロア３３は、前蓋１２が密閉容器１を密閉している状態時に、円筒カム３９に対し下方に離間した（ｂ）の下方の図示位置で第１のカム溝３９ａの下端部に相対向している。この状態時から蓋開閉機構１０が前蓋１２を開放する動作を開始すると、円筒カム３９は上記開放動作に伴って下動されていくので、円筒カム３９の第１のカム溝３９ａの下端部にカムフォロア３３が嵌まり込む。
【００５５】
上記第１のカム溝３９ａに嵌まり込んだカムフォロア３３は、円筒カム３９の下降動作に伴って両カム溝３９ａ，３９ｂの下方側の連通箇所に達したときに、第２のカム溝３９ｂに向かう直進方向を第１の通過方向規制板４１で塞がれていることから、この通過方向規制板４１に沿いながら第１のカム溝３９ａの下方側の傾斜形状部分に入り込む。この第１のカム溝３９ａは、第１の実施の形態のカム溝３０ａと同一形状であるから、円筒カム３９はカムフォロア３３が第１のカム溝３９ａに倣いながら摺接することによって所定角度だけ正方向に回転され、基板検出センサ２８の投光部２８ａと受光部２８ｂとが密閉容器１内に入り込んで基板２の検出動作を行う。
【００５６】
カムフォロア３３は、円筒カム３９が下降動作を継続することにより、第１のカム溝３９ａの上方の傾斜形状部分に摺接しながら両カム溝３９ａ，３９ｂの上方の連通箇所まで摺接する。このカムフォロア３３が第１のカム溝３９ａの上方側の傾斜形状部分に摺接するときには、円筒カム３９が所定角度だけ逆方向に回転されて、基板検出センサ２８の投光部２８ａと受光部２８ｂとが取付用長孔部１３ｂ内に収納される。
【００５７】
そして、カムフォロア３３が両カム溝３９ａ，３９ｂの上方側の連通箇所における第２の通過方向規制板４２に当接したときには、第２の通過方向規制板４２に対するトルクスプリング４８の回動付勢力はカムフォロア３３の推力よりも小さいため、カムフォロア３３は第２の通過方向規制板４２を押し退けながら第１のカム溝３９ａから第２のカム溝３９ｂに入り込んだのちに、第２のカム溝３９ｂに沿って上方へ直進する。このカムフォロア３３は、蓋開閉機構１０による前蓋１２の開動作が完全に終了して円筒カム３９が下限位置で停止されたときに、第２のカム溝３９ｂの上端の（ｂ）の図示位置に停止する。なお、各通過方向規制板４１，４２は、カムフォロア３３が通過したのちに、各々のトルクスプリング４７，４８の回動付勢力を受けて、（ｂ）に図示する元の状態にそれぞれ復帰している。
【００５８】
つぎに、蓋開閉機構１０が前蓋１２による密閉容器１の閉動作を行う場合には、円筒カム３９の上動に伴ってカムフォロア３３が第２のカム溝３９ｂの上端部から下方に向かって倣いながら摺接して、両カム溝３９ａ，３９ｂの上方側の連通箇所に達したときに、第１のカム溝３９ａへの通路が第２の通過方向規制板４２で塞がれていることにより、そのまま第２のカム溝３９ｂに摺接していく。さらに、カムフォロア３３は、両カム溝３９ａ，３９ｂの下方側の連通箇所に達したときに、第２のカム溝３９ｂが第１の通過方向規制板４１で塞がれているが、この第１の通過方向規制板４１に対するトルクスプリング４７の回動付勢力はカムフォロア３３の推力よも小さいため、カムフォロア３３は、第１の通過方向規制板４１を押し退けながら、第２のカム溝３９ｂに対し直線的に連続する第１のカム溝３９ａ内に入り込む。
【００５９】
なお、上記この前蓋１２の閉動作時における円筒カム３９には、トルクスプリング３４の回動付勢力が支持アーム２７および回転シャフト２９を通じ伝達されて、基板検出センサ２８を取付用長孔部１３ｂ内に保持させる方向の回動付勢力が作用している。そのため、カムフォロア３３は、常に第２のカム溝３９ｂにおける第１のカム溝３９ａとは反対側の溝壁へ押し付けられながら第２のカム溝３９ｂに摺接する。この点からもカムフォロア３３は上下の両カム溝３９ａ，３９ｂの連通部分に達したときに第１のカム溝３９ａに入り込むのを確実に防止されている。
【００６０】
上述のように、前蓋１２による密閉容器１の閉動作時には、カムフォロア３３が直線状の第２のカム溝３９ｂのみに摺接することから、円筒カム３９が回転されないので、基板検出センサ２８の投光部２８ａおよび受光部２８ｂは、トルクスプリング３４の付勢力によって取付用長孔部１３ｂ内に収納された状態を保持して、基板２の検出動作を行わない。この実施の形態では、第１の実施の形態のカムフォロア作動用シリンダ３２を不要としながらも前蓋１２の閉動作時における基板検出センサ２８の検出動作を禁止できるので、成膜済みの基板２に対する発塵による不良発生を一層確実に防止できるので、さらに信頼性が高まる。
【００６１】
なお、上記各実施の形態では、密閉容器１として、上記実施の形態では300 φのウエハを収納するＦＯＵＰを例示して説明したが、その他の半導体素子、液晶ディスプレイパネルまたは太陽電池などの構成要素としての薄膜デバイスや磁気ヘッドなどの被処理用基板に用いられるミニエンバロイメントに適用することもでき、要は蓋開閉機構１０による密閉容器１の開閉動作に連動して基板２の検出を行えるように基板検出装置１１を蓋開閉機構１０に付設できればよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基板の検出を、密閉容器の前蓋の開放動作と同時に、且つ連動して行うことができる。そのため、基板検出を、その工程を個別に設けることなく迅速に行うことができるので、基板の検出および搬送を含む基板処理を格段に高能率に行うことができる。また、基板搬送用ロボットを本来の機能である基板の搬送用のみに用いて基板の搬送能率を高めることができるとともに、従来における基板搬送系の酷使に起因して発生していた基板搬送系の寿命短縮、基板搬送のトラブルおよび発塵による製品不良といった問題を悉く解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係る基板検出装置を具備してなる密閉容器の蓋開閉機構を示す斜視図。
【図２】  同上の蓋開閉機構における基板検出装置を詳細に示す拡大斜視図。
【図３】  （ａ）は第２の実施の形態に係る基板検出装置における第１の実施の形態に対し相違する構成である円筒カムとカムフォロアとを示す斜視図、（ｂ）は円筒カムのカム溝とカムフォロアとの係合関係を説明するための模式図。
【図４】  従来の基板の検出手段を示す斜視図。
【符号の説明】
１  密閉容器
２  被処理基板
１０  蓋開閉機構
１１  基板検出装置
１２  前蓋（蓋体）
１３  蓋固定ユニット
１３ｂ  取付用長孔部（上部取付部）
２１  モータ（駆動源）
２４  平歯車（回転部材）
２７  支持アーム
２８  基板検出センサ
２８ａ  投光部
２８ｂ  受光部
２９  回転シャフト
３０  円筒カム（カム）
３０ａ  カム溝
３２  カムフォロア作動用シリンダ（移動手段）
３３  カムフォロア
３４  トルクスプリング（弾性部材）
３８  ベースプレート（位置固定部材）
３９  円筒カム
３９ａ  第１のカム溝
３９ｂ  第２のカム溝
４１，４２  方向規制板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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