JP2004079615A - Substrate transfer robot system and substrate transfer vessel used for the substrate transfer robot system - Google Patents

Substrate transfer robot system and substrate transfer vessel used for the substrate transfer robot system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the adjusting labor and the adjusting cost during assembling/maintenance by providing a deviation detecting mechanism of a substrate transfer vessel in place of a mechanical position adjusting mechanism of the substrate transfer vessel and simplifying the structure of a substrate transfer robot system. <P>SOLUTION: A pair of detection plates 5 and 6 are provided on the upper face of a cassette 4 performing multistage storing of a substrate 7 mounted on a cassette stage 2. Optical sensors 9 and 10 for detecting the detection plates 5 and 6 are provided on a holder 31c of a substrate transfer robot 3 taking in and out the substrate 7 from the cassette 4 respectively. When the cassette 4 is mounted on the cassette stage 2, the substrate transfer robot 3 is moved to the side of the cassette 4 to detect the edges Ey and Ex of the detection plates 5 and 6 with the optical sensors 9 and 10. The amounts of the deviation of X, Y and θ directions from a reference position are calculated in the cassette stage 2 of the cassette 4 with the detection signals. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体基板や液晶基板などの製造プロセスに使用される基板搬送ロボットシステムであって、製造工程を構成する各種プロセス装置や検査装置に搬送された多数の基板を多段収納するカセットと呼ばれる容器から各基板を取り出し、プロセス装置や検査装置に搬送する基板搬送ロボットシステム及びこの基板搬送ロボットシステムに適用される基板搬送容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板や液晶基板などの製造は複数のプロセス工程や検査工程からなり、各工程に専用のプロセス装置や検査装置が配置されている。このため、複数枚の基板をカセットと呼ばれる基板搬送容器に多段収納し、その基板搬送容器を各プロセス装置や検査装置に順番に搬送して基板搬送容器内の基板のプロセス処理や検査処理が行われるようになっている。そして、このような製造工程では、図１３に示すように、ＡＧＶ（Ａｕｔｏ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれる無人の搬送用自走車１０４によってプロセス装置や検査装置などの処理装置１０５に搬送されてきたカセット（基板搬送容器）の中から基板を１枚ずつ取り出して当該処理装置１０５に搬送する基板搬送ロボットシステム１００が用いられている。
【０００３】
基板搬送ロボットシステム１００は、ＡＧＶ１０４の搬送方向と平行に配列されたカセット１０２を載置するための複数のカセットステージ１０１と、カセットステージ１０１に載置されたカセット１０２から基板を１枚ずつ取り出して処理装置１０５に搬送する基板搬送ロボット１０３を備えている。なお、基板搬送ロボット１０３はカセットステージ１０１の配設方向（同図矢印方向）に移動可能になっている。
【０００４】
図１３において、ＡＧＶ１０４によって搬送されるカセット１０２は、当該ＡＧＶ１０４が所定の位置精度でカセットステージ１０１の前に停止され、ＡＧＶ１０４からカセットステージ１０１上に移し変えられることにより、基板搬送ロボットシステム１００に搬入される。基板搬送ロボットシステム１００のカセットステージ１０１に搬入されたカセット１０２内から基板搬送ロボット１０３により基板を１枚ずつ抜き出すには、基板搬送ロボット１０３に対してカセット１０２を正対させ（具体的には基板搬送ロボット１０３を制御するＸＹ座標系とカセットステージ１０１に載置されるカセット１０２のｘｙ座標系とを一致させ）、基板搬送ロボット１０３のロボットハンドが正確にカセット１０２内の基板をハンドリングできるようにする必要がある。このため、従来の基板搬送ロボットシステム１００では、カセットステージ１０１上にカセット１０２の載置すべき基準位置（より正確にはカセット１０２の平面視の矩形形状と同一の矩形形状の基準枠）を設定するとともに、カセットステージ１０１に載置されたカセット１０２を基準位置に調整する調整機構が設けられている。より具体的には、カセットステージ１０１上にカセット１０２の平面視の矩形形状と同一の矩形形状の基準枠を載置すべき位置に設定し、カセットステージ１０１に載置されたカセット１０２をその基準枠内に位置調整する調整機構が設けられている。
【０００５】
図１４は、従来の基板搬送ロボットシステムにおけるカセットステージのカセット位置調整機構を示す要部斜視図である。
【０００６】
カセットステージ１０１は、平面長方形形状を有しかつ断面凹字状を有する箱型で、上面の対角上にある２つの隅にカセット１０１の載置位置を調整するための「く」の字型の一対のクランプ１０１Ａ，１０１Ｂが設けられている。これらのクランプ１０１Ａ，１０１Ｂは、図略の駆動部材により対角線上で内側に移動可能なされている。また、図示はしていないが、クランプ１０１Ａ，１０１Ｂの各辺の内側にはコロが設けられている。このようにクランプ機構によりカセット１０２の位置調整を行うのは、カセット１０２が数十Ｋｇ以上の重量物で容易に移動させられないからである。
【０００７】
ＡＧＶ１０４からカセット１０２が搬入されるとき、カセットステージ１０１のクランプ１０１Ａ，１０１Ｂは対角線上の最も外側に位置しており、この状態でカセット１０２はカセットステージ１０１のクランプ１０１Ａ，１０１Ｂで規定される長方形状の枠内に載置される。その後、クランプ１０１Ａ，１０１Ｂを内側に移動させると、当該クランプ１０１Ａ，１０１Ｂに押されてカセット１０２の位置が変位し、クランプ１０１Ａ，１０１Ｂが所定の位置に移動したときに当該クランプ１０１Ａ，１０１Ｂで規定される長方形の枠とカセット１０２の平面視形状が一致する位置でカセット１０２が固定され、これによりカセット１０２のカセットステージ１０１における位置が基準位置（基準枠）に調整される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の基板搬送ロボットシステムでは、カセットステージ１０１に、載置されたカセット１０２の位置を修正するためのクランプ機構を設け、基板搬送ロボット１０３に対するカセット１０２の位置を調整するようにしているので、カセットステージ毎にクランプ機構を設ける分、構造が複雑になるという問題があった。また、基板搬送ロボットシステムの組立時やメンテナンス時にクランプ機構の調整をする必要があり、その分保守管理に手間とコストを要するという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、カセットステージのクランプ機構に代えて基板搬送ロボットに対してカセットの載置すべき位置（以下、基準位置という）からのカセットの位置ずれ量を検出する機構を設けることよってカセットステージに載置されたカセットの位置調整を不要とした基板搬送ロボットシステムおよびこの基板搬送ロボットシステムに適用される基板搬送容器を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、水平面内で互いに直交するＸＹ軸方向とこれらに垂直なＺ軸方向とにそれぞれ変位可能かつＺ軸の回りに回転可能なロボットハンドを有する基板搬送ロボットと、少なくとも一側面に基板出し入れ口を有する直方体形状の基板搬送容器が当該基板出し入れ口を含む面を前記基板搬送ロボットのＹ軸と略平行にして載置される載置台とを備え、前記ロボットハンドをＸ方向に駆動して前記基板搬送容器に多段収納された基板の出し入れを行う基板搬送ロボットシステムにおいて、前記ロボットハンドの保持部材に設けられ、エッジを有する被検出物の当該エッジを横切るようにスキャンすることで当該エッジの検出信号を出力する検出手段と、前記基板出し入れ口を含む面に平行な第１のエッジとこれに直交する第２のエッジを有する位置検出用部材が配設された基板搬送容器が前記載置台に載置されると、前記ロボットハンドをＸ方向に駆動して前記位置検出用部材の第１のエッジを横切るように前記検出手段をスキャンさせる検出制御手段と、前記検出手段のスキャンにより当該検出手段から出力される前記第１のエッジ上の所定の距離だけ離れた２つの点の検出信号を用いて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量を演算する演算手段とを備えたものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、前記演算手段は、前記第１のエッジ上の２つの点の検出信号に基づいて当該２つの点の前記基板搬送ロボットのＸＹ座標系におけるＸ方向の位置情報をそれぞれ算出し、これらのＸ方向の位置情報と２点間の距離情報とに基づいて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量を算出するものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、前記θ方向のずれ量が算出されると、前記検出手段を前記位置検出用部材の所定の位置に移動させた後、前記θ方向のずれ量に基づいて前記基板搬送ロボットのＹ軸が前記位置検出用部材の第１のエッジと平行するように当該基板搬送ロボットの姿勢を修正する姿勢修正手段と、前記基板搬送ロボットの姿勢を修正した状態で、前記ロボットハンドをＹ方向に駆動して前記位置検出用部材の第２のエッジを横切るように前記検出手段をスキャンさせる第２の検出制御手段と、前記検出手段のスキャンにより当該検出手段から出力される前記第２のエッジの検出信号を用いて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量を演算する第２の演算手段とを更に備えたものである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、前記第２の演算手段は、前記第２のエッジ上の点の検出信号に基づいてその点の前記基板搬送ロボットのＸＹ座標系におけるＹ方向の位置情報を算出し、このＹ方向の位置情報に基づいて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量を算出するものである。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、前記検出手段は、前記位置検出用部材の第１のエッジ上の２つの点を同時に検出可能にするべく、前記ロボットハンドの保持部材にＹ軸と平行に前記所定の距離だけ離れて設けられた一対のセンサで構成したものである。なお、前記センサは、光センサで構成すると良い（請求項６）。
【００１５】
請求項１〜６のいずれかに記載の発明によれば、基板搬送容器が載置台に載置されると、ロボットハンドをＸ方向に駆動して位置検出用部材の第１のエッジを横切るように検出手段をスキャンさせ、このとき検出手段から出力される検出信号を用いて基板搬送容器の載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量が演算される。具体的には、光センサなどのセンサの出力信号を用いて第１のエッジ上の２つの点の基板搬送ロボットのＸＹ座標系におけるＸ方向の位置情報がそれぞれ算出され、これらのＸ方向の位置情報と２点間の距離情報とに基づいて基板搬送容器の載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量が算出される。
【００１６】
また、θ方向のずれ量が算出されると、検出手段を位置検出用部材の所定の位置に移動させた後、θ方向のずれ量に基づいて基板搬送ロボットのＹ軸が位置検出用部材の第１のエッジと平行するように、当該基板搬送ロボットの姿勢が修正され、その状態でロボットハンドをＹ方向に駆動して位置検出用部材の第２のエッジを横切るように検出手段をスキャンさせ、このとき検出手段から出力される第２のエッジの検出信号を用いて基板搬送容器の載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量が演算される。具体的には、第２のエッジ上の点の検出信号に基づいてその点の基板搬送ロボットのＸＹ座標系におけるＹ方向の位置情報が算出され、このＹ方向の位置情報に基づいて基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量が算出される。
【００１７】
請求項７記載の発明は、水平面内で互いに直交するＸＹ軸方向とこれらに垂直なＺ軸方向とにそれぞれ変位可能かつＺ軸の回りに回転可能なロボットハンドを有する基板搬送ロボットと、少なくとも一側面に基板出し入れ口を有する直方体形状の基板搬送容器が当該基板出し入れ口を含む面を前記基板搬送ロボットのＹ軸と略平行にして載置される載置台とを備え、前記ロボットハンドをＸ方向に駆動して前記基板搬送容器に多段収納された基板の出し入れを行う基板搬送ロボットシステムにおいて、前記ロボットハンドの保持部材に設けられ、被検出物までの距離を測定する距離測定手段と、前記基板出し入れ口を含む面と平行な方向に所定の距離だけ離して前記基板搬送ロボット側に突出する２個の突起が配設された基板搬送容器が前記載置台に載置されると、前記距離測定手段で前記２個の突起までの距離を測定させる測定制御手段と、前記距離測定手段により測定された２個の突起までの距離情報を用いて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量の少なくとも１つを演算する演算手段とを備えたものである。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、基板搬送容器が載置台に載置されると、距離測定手段で基板搬送容器の２個の突起までの距離が測定され、これらの距離情報を用いて基板搬送容器の載置台における基準位置からのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量の少なくとも１つが演算される。
【００１９】
本発明によれば、載置台に基板搬送容器を基準位置に位置調整するための機械的な位置調整機構が設ける必要がなくなるので、構造が簡単になり、基板搬送ロボットシステムの組立時やメンテナンス時に位置調製機構の調整をする必要もなくなるので、保守管理の手間やコストを低減することができる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、算出されたずれ量に基づいて前記ロボットハンドの基板出し入れのための駆動制御値を補正する補正手段を更に備えたものである。
【００２１】
この発明によれば、ロボットハンドにより基板搬送容器から基板の出し入れを行う際、当該ロボットハンドの駆動制御値が演算手段により算出されたずれ量に基づいて補正されるので、基板搬送容器が載置台の基準位置に正確に載置されていなくても基板の出し入れを好適に行うことができる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の基板搬送ロボットシステムに適用される基板搬送容器であって、容器本体の所定の位置に所定の間隔を設けて一対の位置検出用部材が設けられているものである。なお、前記位置検出用部材は、前記検出手段によって検出される前記第１のエッジ上の２つの点をそれぞれ含む一対の部材で構成すると良い（請求項１０）。
【００２３】
請求項１１記載の発明は、請求項７又は８記載の基板搬送ロボットシステムに適用される基板搬送容器であって、容器本体の所定の位置に、基板出し入れ口を含む面と平行な方向に所定の距離だけ離して２個の突起が配設されているものである。
【００２４】
本発明に係る基板搬送容器によれば、容器本体に位置検出用部材を設けるだけなので、簡単な構成で、かつ低コストで本発明に係る基板搬送ロボットシステムに適用可能な基板搬送容器を実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る基板搬送ロボットシステムの一実施形態の要部斜視図である。
【００２６】
同図に示す基板搬送ロボットシステム１は、図１４に示す従来の基板搬送ロボット１００において、カセットステージ１０１の上面のクランプ１０１Ａ，１０１Ｂを削除する一方、カセットステージ１０１に載置されたカセット１０２の上面適所に基板搬送ロボット１０３に対する当該カセット１０２の位置を検出するための位置検出用部材５，６を設けるとともに、基板搬送ロボット１０３のロボットホルダ１０３Ａの上部に背面方向に伸びる一対の支持部材３７，３８を延設し、その先端下面に位置検出用部材５，６をそれぞれ検出するための光センサ９，１０を設けたものである。光センサ９，１０は、本発明に係る検出手段に相当するものである。
【００２７】
なお、図１では、説明の便宜上、カセットステージは１個にしている。また、同図において、カセットステージ２、基板搬送ロボット３およびカセット４がそれぞれ図１４のカセットステージ１０１、基板搬送ロボット１０３およびカセット１０２に相当している。なお、ロボットホルダ３１ｃは、図１４のロボットホルダ１０３Ａに相当している。カセット４は、本発明に係る基板搬送容器に相当するものであり、カセットステージ２は、本発明に係る載置台に相当するものである。
【００２８】
カセットステージ２は、ＡＧＶにより搬送されてきたカセット４を基板搬送ロボットシステム１内に載置するもので、平面長方形形状を有しかつ断面凹字状を有する箱型をなしている。本実施形態に係るカセットステージ２には、後述するように基板搬送ロボット３に対するカセット４の基準位置からのずれ量を、基板搬送ロボット３の駆動を制御する制御データで補正する構成としたため、従来のカセット４の載置位置を調整するためのクランプ機構は設けられていない。
【００２９】
基板搬送ロボット３は、カセットステージ２に載置されたカセット４から当該カセット４内に多段収納された基板７を取り出し、カセットステージ２と反対側に配設される図略のプロセス装置などの処理装置に搬送したり、逆に処理装置から処理の終了した基板７を排出し、カセット４に収納したりするものである。
【００３０】
図１に示すように、基板搬送ロボット３をカセット４と正対した状態で、基板搬送ロボット３からカセット４に向かう方向をＸ方向、水平面内でＸ方向に直交する方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向、Ｚ軸の回りに回転する方向をθ方向とする座標系を設定すると、基板搬送ロボット３は、基板７を搬送するためのロボットハンド３４，３５をＸＹＺ方向にそれぞれ独立して移動させるためのＸ方向駆動機構３１、Ｙ方向駆動機構３２、Ｚ方向駆動機構３３およびθ方向回転機構３４を備えている。
【００３１】
Ｙ方向駆動機構３２は、基板搬送ロボット３全体を搭載するするとともに、基板搬送ロボットシステム１の底面に敷設されたガイドレール８に沿って移動可能に構成されたベース盤３２１と、モータなどのベース盤３２の駆動源が収納されたＹ方向駆動部３２２とを備えている。
【００３２】
Ｚ方向駆動機構３３は、ベース盤３２１の上の適所に固定されている。Ｚ方向駆動機構３３は、角柱状の支持体３３１と、この支持体３３１内に昇降可能に支持されたＺ軸３３２と、モータや油圧シリンダなどで構成されるＺ軸を昇降駆動するためのＺ方向駆動部とを備えている。なお、Ｚ方向駆動部は支持体３３１内の底部に設けられているため、図では見えていない。
【００３３】
θ方向駆動機構３４は、Ｚ軸の先端に設けられている。θ方向駆動機構３４は、長方形状の支持板とこの支持板を回転させるθ方向回転駆動部とを備えている。
【００３４】
Ｘ方向駆動機構３１は、θ方向駆動機構３４の支持板に設けられている。本実施形態では、基板７の搬送効率を高めるためにＸ方向駆動機構３１が２個設けられ、その先端に２個のロボットハンド３５，３６が取り付けられている。Ｘ方向駆動機構３１は、一対のアーム３１ａ，３１ｂが回転可能に連結されたリンクと、このリンクの先端に設けられたロボットホルダ３１ｃ（本発明のロボットハンドの保持部材に相当する）とを備えている。ロボットホルダ３１ｃは、ロボットハンド３５（又は３６）を保持するものである。ロボットハンド３５（又は３６）は一対の細長い板状の板部材からなり、ロボットホルダ３１ｃから水平面内に伸びるように一方端が当該ロボットホルダ３１ｃに固定されている。基板搬送ロボット３は、一対のロボットハンド３５（又は３６）を水平に保持した状態で基板７を載置し、この状態でロボットハンド３５（又は３６）を回転、昇降、ＸＹ面内での移動などを行うことにより、カセット４と処理装置との間で基板７を搬送する。
【００３５】
上側のロボットホルダ３１ｃの上面には、所定の間隔ｄ（図２参照）設けて一対の細長い板状の支持部材３７，３８が延設され、この先端の下面に例えば反射型の光センサ９，１０が設けられている。なお、本実施例では、光センサ９，１０に対してそれぞれ支持部材３７，３８を延設しているが、これに代えて１枚の長方形形状の支持板とし、その先端下面に所定の間隔ｄを設けて光センサ９，１０を配置するようにしてもよい。
【００３６】
カセット４は、直方体形状の箱体を成し、少なくとも基板搬送ロボット３に対向する側面は基板７の出し入れ面として開口している。カセット４内の両側面には基板７を、例えば２０段などに多段収納するための複数の支持部材（図では見えていない）が突設されている。基板７は、両端部を両側面の支持部材に係止させて多段収納されている。カセット４の上面には、基板搬送ロボット３に設けられた光センサ９，１０の間隔ｄと同一の間隔を設けて、かつ、一辺を開口面に沿わせて長方形状もしくは正方形状の位置検出用部材５，６（以下、検出プレート５，６という。）が取り付けられている。検出プレート５，６は光センサ９，１０からの光を反射させる素材、例えば金属板や反射率の高い樹脂板などで構成されている。
【００３７】
なお、上記説明では、一対の光センサ９，１０の配置を説明した後、カセット４の一対の検出プレート５，６の配置を説明したため、一対の検出プレート５，６の間の間隔を一対の光センサ９，１０の間隔に一致させているように説明したが、要は一対の光センサ９，１０の間隔と一対の検出プレート５，６の間の間隔とが同一に構成されていればよく、そのために一対の光センサ９，１０の間隔を一対の検出プレート５，６の間の間隔に一致させるようにしてもよい。
【００３８】
次に、本実施形態に係る基板搬送ロボットシステム１の基板搬送ロボット３に対するカセット４の基準位置からのずれ量の検出方法について説明する。なお、カセット４が基準位置に載置されている場合はずれ量がほぼ０となるから、検出されたずれ量が所定の誤差範囲内にあるか否かを確認することによりカセット４が基準位置に載置されている否かを確認することができる。
【００３９】
そこで、まず、基板搬送ロボット３に対するカセットの基準位置にカセット４が載置されている場合の確認方法について説明する。
【００４０】
図２は、基板搬送ロボット３に対するカセットの基準位置にカセット４がセットされた状態の上面図である。なお、基板搬送ロボット３については、ロボットホルダ３１ｃと光センサ９，１０の部分を簡略化して表現している。
【００４１】
光センサ９，１０を通る直線をＹ軸、光センサ９，１０の間の中心を通るＹ軸に直交する直線をＸ軸とし、この座標系に対するカセット４の基準位置が、カセット４の開口面内にあるｙ軸がＹ軸と平行で、かつ、所定の距離Ｄｘの位置にあるとする。
【００４２】
図２の状態で、光センサ９，１０を動作させながらロボットホルダ３１ｃをカセット４の方向に移動させ、光センサ９，１０が少なくとも検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂに位置するまで移動させたときの光センサ９，１０からの検出信号は、例えば図３に示すようになる。同図において、距離Ｄｘのところで、検出信号のレベルがＬからＨに反転しているのは、検出プレート５，６のｙ軸上のエッジＥｙの部分（図２のＡ点，Ｂ点参照）が検出されていることを示している。なお、本実施形態では、光センサ９，１０の出力として検出プレート５，６の検出時にＬからＨにレベルが反転するようにしているが、ＨからＬにレベルが反転するものでも良い。
【００４３】
従って、図３に示す信号波形からレベル反転位置を検出プレート５，６のエッジＥｙを検出したＡ点、Ｂ点のＸ座標とすると、いずれもＤｘとなり、両点の座標から得られる直線はｙ軸と一致するから、検出したＡ点、Ｂ点のＸ座標からＸ方向においてはカセット４が基準位置にあることを確認することができる。具体的にはＡ点のＸ座標ＸａとＢ点のＸ座標Ｘｂとの差ΔＸ＝｜Ｘａ−Ｘｂ｜が所定の誤差範囲内でほぼ０となる場合、Ｘ方向において、カセット４は基準位置にあると判断される。
【００４４】
次に、図４（ａ）に示すように、光センサ９，１０をそれぞれ検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂに位置するまで移動させた状態で、例えば光センサ９，１０を動作させながら、ロボットホルダ３１ｃをＹ軸の下方向に移動させ、光センサ９，１０が少なくとも検出プレート５，６の下側のエッジＥｘを越える位置するまで移動させたときの光センサ９，１０からの検出信号は、同図（ｂ）に示すようになる。同図において、距離Ｄｙのところで、検出信号のレベルがＬからＨに反転しているのは、検出プレート５，６のエッジＥｘの部分（同図（ｂ）のａ点参照）が検出されていることを示している。
【００４５】
従って、図４（ｂ）に示す信号波形からレベル反転位置を検出プレート５（又は６）のエッジＥｘを検出したａ点のＹ座標とすると、中心Ｐａからａ点までの距離Ｄｙは、検出プレート５（又は６）のエッジＥｙの長さＬの１／２となるから、検出したａ点のＹ座標からＹ方向においてもカセット４が基準位置にあることを確認することができる。具体的には、ａ点のＹ座標Ｙａが所定の誤差範囲内でＹａ≒Ｌ／２となる場合、Ｙ方向において、カセット４は基準位置にあると判断される。
【００４６】
従って、基板搬送ロボット３のＸＹ座標系におけるＡ点，Ｂ点の座標Ｘａ，Ｘｂ、ａ点のＹ座標Ｙａを検出し、これらの位置情報からカセット４が基準位置に位置しているか否か、基準位置に位置していない場合のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量を算出することができる。
【００４７】
次に、カセット４が基準位置に位置していない場合のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量の算出方法について説明する。
【００４８】
図５は、基板搬送ロボット３に対するカセットの基準位置にカセット４が傾いてセットされた状態の上面図である。なお、同図は、図２において、カセット４におけるｘｙ座標の原点ｏを中心に角度θだけ左周りにカセット４を回転させた状態である。
【００４９】
同図の状態で、光センサ９，１０を動作させながらロボットホルダ３１ｃをカセット４の方向に移動させ、光センサ９，１０が検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂに位置するまで移動させたときの光センサ９，１０からの検出信号の波形は、図６に示すようになり、実線で示す光センサ９の検出信号のレベル反転位置（Ａ点のＸ座標Ｘａ）はＤｘより短くなり、点線で示す光センサ１０の検出信号のレベル反転位置（Ｂ点のＸ座標Ｘｂ）はＤｘより長くなる。これは、図５に示すように、カセット４の傾きによりプレート５のエッジＥｙの検出点Ａが基準位置からロボットホルダ３１ｃ側に近付き、プレート６のエッジＥｙの検出点Ｂが基準位置からロボットホルダ３１ｃより離れるためである。
【００５０】
図５から分かるように、カセット４の傾き角θは、検出プレート５のエッジＥｙの検出点Ａと検出プレート６のエッジＥｙの検出点Ｂとを通る直線、すなわち、ｙ軸とロボットホルダ３１ｃに設定したＹ軸とのずれ角であり、このずれ角θに対してはｔａｎθ＝ΔＸ／ｄ＝｜Ｘａ−Ｘｂ｜／ｄが成り立つから、ずれ角θは、
θ＝ｔａｎ−１（｜Ｘａ−Ｘｂ｜／ｄ）
により算出される。
【００５１】
なお、図５では、カセット４をｘｙ座標の原点ｏの周りに回転させているだけで、カセット４が傾いた状態でＸ方向にはずれていないので、Ｘ方向のずれ量、すなわち、原点ｏのＸＹ座標における原点位置（Ｘ座標ではＤｘ）からのずれ量は０である。すなわち、原点ｏのＸＹ座標におけるＸ座標は、Ｘｏ＝（Ｘａ−Ｘｂ）／２で算出されるが、カセット４が傾いた状態でＸ方向にはずれていない場合は、Ｘｏ＝（Ｘａ−Ｘｂ）／２＝Ｄｘとなる（図６の信号波形参照）。従って、セット４が傾いた状態でＸ方向にずれている場合は、ΔＸｏ＝（Ｘａ−Ｘｂ）／２−Ｄｘを算出することにより、カセット４の基準位置からのＸ方向のずれ量が得られる。
【００５２】
カセット４のＹ方向のずれ量は、図４で説明したのと同様の方法で行われるが、図７（ａ）に示すように、カセット４が基準位置にあるとしたときの検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂの位置に光センサ９，１０をそれぞれ移動させた場合、カセット４が傾いていると、光センサ９，１０の位置は検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂの位置と一致しない。このため、同図（ｂ）に示すように、ロボットホルダ３１ｃを傾き角θだけ回転させてロボットホルダ３１ｃのＸ軸方向とカセット４のｘ軸方向とを合わせ、ロボットホルダ３１ｃをカセット４に正対させる。
【００５３】
図５のように、カセット４が基準位置で傾いているだけの場合は、このロボットホルダ３１ｃのＸ軸方向の修正により光センサ９，１０の位置は検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂの位置に一致することになる（図４（ａ）の状態参照）。このため、この後、ロボットホルダ３１ｃをＹ軸の下方向に移動させ、光センサ９（又は１０）により検出プレート５（又は６）の下側のエッジＥｘ上の点ａを検出すると、ａ点のＹ座標ＹａはＹａ≒Ｌ／２となるから、Ｙ方向におけるカセット４の基準位置からのずれ量ΔＹｏは０となる。
【００５４】
一方、カセット４が傾いた状態でＹ方向にずれている場合、ロボットホルダ３１ｃを傾き角θだけ回転させて、ロボットホルダ３１ｃをカセット４に正対させるようにしても、光センサ９，１０の位置は、図８（ｂ）に示すように、検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂの位置に一致しない。なお、図８（ａ）の点線で示す検出プレート５は、カセット４が基準位置にあるとしたときの光センサ９に対する検出プレート５の位置を示している。
【００５５】
この状態から、ロボットホルダ３１ｃをＹ軸の下方向に移動させ、光センサ９（又は１０）により検出プレート５（又は６）の下側のエッジＥｘ上の点ａを検出すると、ａ点までの移動距離Ｄｙから算出されるａ点のＹ座標ＹａはＹａ≠Ｌ／２（図８（ｂ）ではＹａ＜Ｌ／２）となるから、Ｙ方向におけるカセット４の基準位置からのずれ量ΔＹｏはΔＹｏ＝（Ｙａ−Ｌ／２）となる。従って、セット４が傾いた状態でＹ方向にずれている場合は、ΔＹｏ＝（Ｙａ−Ｌ／２）を算出することにより、カセット４の基準位置からのＹ方向のずれ量が得られる。
【００５６】
図９は、基板搬送ロボットシステム１のカセットの位置ずれ検出処理に関係するブロック構成図である。
【００５７】
制御部１１は、基板搬送ロボットシステムの動作を集中制御するものであり、マイクロコンピュータを主要構成要素としている。制御部１１は、図示はしていないがそれぞれ相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスなどを備えている。
【００５８】
制御部１１は、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラムを実行することよりカセット４と処理装置との間の基板の搬送を制御する。また、ＲＯＭには上述したカセット４の基準位置からのずれ量を算出する演算プログラムが記憶されており、制御部１１は、カセット４がカセットステージ２に載置されたとき、この演算プログラムを実行してカセット４の基準位置からのずれ量を算出し、そのずれ量のデータをＲＡＭに記憶する。
【００５９】
Ｘ方向エッジ検出部１１１〜Ｙ方向ずれ量算出部１１６は、制御部１１がカセット４の基準位置からのずれ量を算出する演算プログラムを実行することにより果たす諸機能を機能ブロックとして表したものである。
【００６０】
Ｘ方向エッジ検出部１１１は、光センサ９，１０を動作させながらロボットホルダ３１ｃをカセット４側に移動させ、光センサ９，１０から出力される検出信号により検出プレート５，６のエッジＥｙを検出する機能ブロックである。Ｘ方向エッジ検出部１１１は、本発明に係る検出制御手段に相当するものである。エッジ間距離算出部１１２は、上述した検出プレート５，６のエッジＥｙ上の検出点Ａ，Ｂの相互のＸ方向の距離差ΔＸを算出する機能ブロックである。Ｘ方向ずれ量算出部１１３は、距離差ΔＸからカセット４のＸ方向における基準位置からのずれ量ΔＸｏを算出する機能ブロックである。θ方向ずれ量算出部１１４は、ΔＸと光センサ９，１０間の距離ｄからカセット４のθ方向における基準位置からのずれ角θを算出する機能ブロックである。エッジ間距離算出部１１２〜θ方向ずれ量算出部１１４は、本発明に係る演算手段に相当するものである。
【００６１】
Ｙ方向エッジ検出部１１５は、光センサ９，１０をカセット４が基準位置に位置していたとした場合の検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂにそれぞれ移動させた後、θ方向ずれ量算出部１１４で算出されたずれ角θに基づいて基板搬送ロボット３の向きをカセット４に正対する向きに修正し、その後、光センサ９，１０を動作させながらロボットホルダ３１ｃをＹ方向に移動させ、光センサ９，１０から出力される検出信号により検出プレート５，６のエッジＥｘを検出する機能ブロックである。Ｙ方向エッジ検出部１１５は、本発明に係る姿勢修正手段と第２の検出制御手段に相当するものである。
【００６２】
Ｙ方向ずれ量算出部１１６は、検出プレート５，６のエッジＥｘの部分を検出するまでの光センサ９，１０の移動距離Ｄｙからカセット４のＹ方向における基準位置からのずれ量ΔＹｏを算出する機能ブロックである。Ｙ方向ずれ量算出部１１６は、本発明に係る第２の演算手段に相当するものである。
【００６３】
ロボット制御部１２は、基板搬送ロボット３を制御するものであり、マイクロコンピュータを主要構成要素としている。ロボット制御部１２も、図示はしていないがそれぞれ相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェイスなどを備えている。ロボット制御部１２は、制御部１３からの制御信号に基づいて基板搬送ロボット３の駆動を制御する。
【００６４】
ロボット制御部１２は、ＲＯＭに予め記憶された駆動制御プログラムに基づいて基板搬送ロボット３の駆動を制御する。Ｘ方向駆動制御部１２１〜θ方向駆動制御部１２４は、ロボット制御部１２が駆動制御プログラムを実行することにより果たす諸機能を機能ブロックとして表したものである。Ｘ方向駆動制御部１２１〜θ方向駆動制御部１２４は、それぞれ上述したＸ方向駆動機構３１〜θ方向回転機構３４の駆動を制御する機能ブロックである。
【００６５】
センサ１３は、カセット４の検出プレート５，６の検出信号を出力するもので、光センサ９，１０に相当するものである。光センサ１３の動作は制御部１１により制御され、光センサ１３の検出信号は制御部１１に入力される。制御部１１にはＡＤ変換機能が設けられ、光センサ１３の検出信号はデジタル信号に変換されて制御部１１内のＲＡＭに一時記憶される。
【００６６】
次に、図１０に示すフローチャートに従って、基板搬送ロボットシステムにおけるカセットの基準位置からのずれ量検出処理について説明する。図１０に示す位置ずれ量検出処理は、カセット４がカセットステージ２に載置されると、実行される処理である。
【００６７】
まず、Ｙ方向駆動機構３２を駆動して基板搬送ロボット３がカセット４に対向する所定の位置に移動される（Ｓ１）。続いて、Ｚ方向駆動機構３３を駆動してロボットホルダ３１ｃが所定の高さに上昇される（Ｓ２）。ここに、所定の高さとは、光センサ９，１０がカセット４側に移動したとき、検出プレート５，６を検出し得るように、光センサ９，１０がカセット４の上面より所定の距離だけ上側となる高さである。
【００６８】
続いて、光センサ９，１０を動作させながら、Ｘ方向駆動機構３１を駆動してロボットホルダ３１ｃがカセット４側に移動される（Ｓ３）。ロボットホルダ３１ｃは、カセット４が基準位置にあるとしたときの検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂに光センサ９，１０が到るまでに移動され（Ｓ３〜Ｓ５）、この間に光センサ９，１０から出力される信号は制御部１１内のＲＡＭに一時記憶される（Ｓ４）。このステップＳ３〜Ｓ５の処理は、光センサ９，１０をＸ軸上でカセット４の検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂまでスキャンして検出プレート５，６のエッジＥｙの検出信号を出力する処理に相当するものである。
【００６９】
光センサ９，１０のスキャン動作が終了すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、ＲＡＭに記憶された光センサ９，１０の検出信号のデータを用いて検出プレート５，６のエッジＥｙの検出点Ａ，ＢのＸ座標Ｘａ，Ｘｂが算出され（Ｓ６）、更にこれらのＸ座標Ｘａ，Ｘｂと光センサ９，１０間の距離ｄとを用いてカセット４のＸ方向のずれ量ΔＸｏ〔＝（Ｘａ−Ｘｂ）／２−Ｄｘ〕とθ方向のずれ角θ〔＝ｔａｎ−１（｜Ｘａ−Ｘｂ｜／ｄ）〕とが算出され、それぞれＲＡＭに一時記憶される（Ｓ７，Ｓ８）。
【００７０】
続いて、算出されたθ方向のずれ角θに基づいてθ方向駆動機構３４を駆動することにより基板搬送ロボット３の方向がカセット４に正対する方向に修正され（Ｓ９）、その後、光センサ９，１０を動作させながら、Ｙ方向駆動機構３２を駆動してロボットホルダ３１ｃがカセット４に対して右方向（光センサ９，１０が検出プレート５，６のエッジＥｘを横切る方向）に所定量だけ移動される（Ｓ１０〜Ｓ１２）。ここに、所定量とは、光センサ９，１０が検出プレート５，６のエッジＥｘを越え得るに足る量である。なお、ロボットホルダ３１ｃはカセット４に対して左方向（光センサ９，１０が検出プレート５，６のエッジＥｘと反対のエッジを横切る方向）に移動させてもよい。
【００７１】
ロボットホルダ３１ｃは、光センサ９，１０が、カセット４が基準位置にあるとしたときの検出プレート５，６の中心Ｐａ，Ｐｂから検出プレート５，６のエッジＥｘを越えた所定の位置に到るまで移動され（Ｓ１０〜Ｓ１２）、この間に光センサ９（又は１０）から出力される信号は制御部１１内のＲＡＭに一時記憶される（Ｓ１１）。このステップＳ１０〜Ｓ１２の処理は、光センサ９（又は１０）を検出プレート５，６の中心Ｐａ，ＰｂからエッジＥｘを越える所定の位置までスキャンして検出プレート５，６のエッジＥｘの検出信号を出力する処理に相当するものである。
【００７２】
光センサ９（又は１０）のスキャン動作が終了すると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ＲＡＭに記憶された光センサ９（又は１０）の検出信号のデータを用いて検出プレート５（又は６）のエッジＥｘの検出点ａのＹ座標Ｙａが算出され（Ｓ１３）、このＹ座標Ｙａと検出プレートのエッジＸｙの長さＬとを用いてカセット４のＹ方向のずれ量ΔＹｏ〔＝Ｙａ−Ｌ／２〕が算出されるとともにＲＡＭに一時記憶され（Ｓ１４）、位置ずれ量の算出処理は終了する。
【００７３】
なお、算出された位置ずれ量は基板搬送ロボット３によってカセット４から基板７を出し入れする際のロボットハンド３５，３６の駆動制御値の補正値として利用される。これにより、制御部１１は、カセット４が基板搬送ロボット３に正対した状態でロボットハンド３５，３６を駆動させる場合と同等の駆動制御が可能になるので、カセット４がカセットステージ２の基準位置に正確に位置していなくても好適に基板７の出し入れを行うことができる。
【００７４】
上記のように、本実施形態に係る基板搬送ロボット１は、ロボットホルダ３１ｃに所定の間隔ｄで一対の光センサ９，１０を設け、カセット４がカセットステージ２に載置されると、これらの光センサ９，１０で当該カセット４の上面に所定の間隔ｄを有して設けられた一対の検出プレート５，６のエッジＥｙ，Ｅｘの位置を検出し、この位置情報を用いてカセット４の基準位置からのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量を算出するようにしているので、これらのずれ量を用いて基板搬送ロボット３の駆動を制御することにより、従来のようにカセット４をカセットステージ２上で基準位置に位置調整することなく当該カセット４内から基板７を搬送することができる。
【００７５】
従って、従来のようにカセットステージ２にカセット４の位置調整用のクランプ機構を設ける必要がなくなる分、基板搬送ロボットシステム１の構造が簡素になり、コスト低減に寄与する。また、基板搬送ロボットシステム１の組立てや保守点検に要する労力も低減される。
【００７６】
なお、上記実施形態では、一対の検出プレート５，６に対応して光センサを一対設けていたが、検出プレート５，６のエッジＥｙ，Ｅｘの位置を検出するセンサとして光センサは１個であってもよい。この場合は、光センサを２回スキャンして検出プレート５，６のエッジＥｙの位置をそれぞれ検出する必要があるため、位置ずれ検出処理の時間は長くなるが、光センサの部材が低減する効果がある。
【００７７】
また、上記実施形態では、検出プレート５，６のエッジＥｙ，Ｅｘの検出センサとして反射型の光センサを用いたが、検出センサはこれに限定されるものではなく、例えば透過型の光センサでもよく、容量センサや磁気センサなどの他の被接触センサを用いてもよい。
【００７８】
また、上述したように、位置ずれ量の算出では検出プレート５，６のエッジＥｙ，Ｅｘの位置情報があれば足りるので、検出プレート５，６は、長方形や正方形の形状に限定されるものではない。エッジＥｙ，Ｅｘを有するものであれば、扇方などの任意の形状を採用することができる。また、上記実施形態では、検出プレート５，６をカセット４の上面に貼り付ける構成としたが、エッジＥｙ，Ｅｘが検出し得るものであれば、検出プレート５，６に相当するマークをカセット４の上面に描いても良い。
【００７９】
また、センサ１３のエッジＥｙ，Ｅｘ上の検出点Ａ，Ｂ，ａはカセット４の基準位置からのずれ量に応じて変化するため、エッジＥｙ，Ｅｘの長さは、カセット４の基準位置からのずれ量の最大値に対する検出点Ａ，Ｂ，ａを含む長さとすればよい。
【００８０】
更に、上記実施形態では、カセット４に同一形状の検出プレート５，６を２個設けていたが、検出プレーを２個設ける目的は、検出プレート５のエッジＥｙと検出プレート６のエッジＥｙから２点の位置情報を検出するためであるから、この目的が達成される限り、２個の検出プレート５，６を両検出プレート５，６が含まれる１つの検出プレートや両検出プレート５，６を連結した１つの検出プレートに置き換えても良い。すなわち、位置検出用部材としては１つであっても良い。この場合は、検出プレートを２個とした場合の検出プレート間の取付位置の調整などが不要になるので、カセット４への検出プレートの配設が容易になる。また、検出プレートのエッジＥｙは、カセット４の基板出し入れ用の開口面に一致させる必要はなく、エッジＥｙを含む直線が開口面に平行であればよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、カセット４の上面に位置検出用部材５，６を設けていたが、カセットステージ２の上面は凹溝が形成されているので、カセット４の下面に位置検出用部材５，６に設け、カセットステージ２の凹溝部分にセンサ１３をスキャンしてカセット４の下面側で位置検出用部材５，６の検出する構成としてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、カセット４の基準位置からのずれ量としてＸ方向、Ｙ方向、θ方向の全ての方向について検出していたが、少なくともθ方向のずれ量を検出するものでもよい。これは、カセット４が基準位置からずれていることによる問題点として基板搬送ロボット３がカセット４内の基板７を出し入れする際、カセット４が基準位置から傾いているために基板７がカセット７の側面に当たって損傷する点があり、少なくもこの問題が解消し得るものであれば、大きな実害を回避することができるからである。
【００８３】
また、上記実施形態は、実質的にカセット４の上面で検出されるＡ点とＢ点を通る直線を用いてカセット４の基準位置からのずれ量を算出するものであるが、他のずれ量の算出方法として、図１１に示す方法を採用することができる。
【００８４】
図１１に示す方法は、カセット４の開口面（具体的にはカセット４の上または下の側板の開口面に沿った面）に所定の間隔ｄを設けて２個の突起４１、４２を形成し、もしくは突起部材４１，４２を配設し、基板搬送ロボット３にカセット４との距離を検出する距離測定センサ１４を設けたものである。なお、突起部材４１，４２を外付けする場合は、突起４１，４２が所定間隔で形成された１個の部材を用いると良い。距離測定センサ１４は、本発明に係る距離測定手段に相当するものである。
【００８５】
図１１に示すカセットの位置ずれ量の検出方法も、カセット４に位置の異なる２点を検出するための位置検出用部材を設け、基板搬送ロボット３に設けたセンサで２点を検出するとともに基板搬送ロボット３のＸＹ座標系における２点の位置座標を算出し、これらの位置座標からカセット４の位置ずれ量を算出する点では、上述した実施形態に係るカセットの位置ずれ量の検出方法と基本的に共通の技術的思想に基づいている。
【００８６】
この実施形態では、例えば図１１において、基板搬送ロボット３を左から右（もしくは右から左）に移動させながら距離測定センサ１４によりカセット４の突起４１，４２が形成された面までの距離を検出すると、距離測定センサ１４から図１２の実線で示すような検出信号が出力されるので、この検出波形から突起４１，４２の頂点Ｐ１，Ｐ２の距離差ΔＸｐ（Ｘ方向の距離差）＝｜Ｘｐ１−Ｘｐ２｜を算出することにより、この距離差ΔＸｐと頂点Ｐ１，Ｐ２の間の距離ｄとからカセット４の基準位置からθ方向のずれ角θがθ＝ｔａｎ−１（ΔＸｐ／ｄ）の式で算出される。
【００８７】
また、図１２において、点線で示す波形は、カセット４が基準位置に設定されているとした場合の距離測定センサ１４から出力波形であるが、この場合は、頂点Ｐ１，Ｐ２までの距離はいずれも所定の値Ｘｐ（カセット４が基準位置にある場合の距離。図２のＤｘに相当）となるから、Ｐ１までの距離Ｘｐ１とＰ２までの距離Ｘｐ２との距離差ΔＸｏ＝（Ｘｐ１−Ｘｐ２）と所定の値Ｘｐとから、ΔＸｏ＝（Ｘｐ１−Ｘｐ２）／２−Ｘｐを算出することにより、カセット４のＸ方向のずれ量ΔＸｏが算出される。
【００８８】
また、図１２において、例えばカセット４が基準位置に設定されているとした場合の頂点Ｐ１のＹ方向の位置情報Ｙｐ１とカセット４が基準位置からずれている場合の頂点Ｐ１のＹ方向の位置情報Ｙｐ１’との距離差ΔＹｐ１＝Ｙｐ１−Ｙｐ１’を算出することにより、Ｙ方向のずれ量ΔＹｏ＝ΔＹｐ１が算出される。なお、頂点Ｐ２のＹ方向の位置情報を用いてＹ方向のずれ量ΔＹｏ＝ΔＹｐ２を算出してもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロボットハンドの保持部材にエッジを検出する検出手段を設け、基板出し入れ口を含む面に平行な第１のエッジとこれに直交する第２のエッジを有する位置検出用部材が配設された基板搬送容器が載置台に載置されると、ロボットハンドを基板搬送容器側に駆動して位置検出用部材の第１のエッジを横切るように検出手段をスキャンさせ、検出手段から出力される第１のエッジ上の所定の距離だけ離れた２つの点の検出信号を用いて前記基板搬送容器の載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量を算出するようにし、更には検出手段を位置検出用部材の所定の位置に移動させ、θ方向のずれ量に基づいて基板搬送ロボットの姿勢を修正した後、ロボットハンドをＹ方向に駆動して位置検出用部材の第２のエッジを横切るように検出手段をスキャンさせ、検出手段から出力される第２のエッジの検出信号を用いて基板搬送容器の載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量を算出するようにしたので、従来のように載置台に基板搬送容器を基準位置に位置調整するための機械的な位置調整機構が設ける必要がなくなるため、構造が簡単になるとともに、基板搬送ロボットシステムの組立時やメンテナンス時の位置調製機構の調整も不要になり、保守管理の手間やコストを低減することができる。
【００９０】
また、ロボットハンドの保持部材にエッジを検出する距離測定手段を設け、基板出し入れ口を含む面と平行な方向に所定の距離だけ離して基板搬送ロボット側に突出する２個の突起が配設された基板搬送容器が載置台に載置されると、距離測定手段で２個の突起までの距離を測定させ、それらの測定距離の情報を用いて基板搬送容器の載置台における基準位置からのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量の少なくとも１つを算出するようにしたので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
また、算出した基準位置からのずれ量に基づいてロボットハンドの基板出し入れのための駆動制御値を補正するようにしたので、基板搬送容器が載置台の基準位置に正確に載置されていなくても基板の出し入れを好適に行うことができる。
【００９２】
また、基板搬送容器を、容器本体の所定の位置に、基板出し入れ口を含む面に平行な第１のエッジとこれに直交する第２のエッジを有する位置検出用部材が配設された構成、もしくは、基板出し入れ口を含む面と平行な方向に所定の距離だけ離して２個の突起が配設された構成としたので、簡単な構成で、かつ低コストで本発明に係る基板搬送ロボットシステムに適用可能な基板搬送容器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板搬送ロボットシステムの一実施形態の要部斜視図である。
【図２】基板搬送ロボットに対するカセットの基準位置に当該カセットがセットされた状態の上面図である。
【図３】図２の状態で光センサをカセットの方向に移動させたときの当該光センサから出力される信号の波形を示す図である。
【図４】（ａ）は光センサを検出プレートの中心に設定した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態から光センサを下方向に移動させたときの当該光センサから出力される信号の波形を示す図である。
【図５】基板搬送ロボットに対するカセットの基準位置にカセットが傾いてセットされた状態の上面図である。
【図６】図５の状態で光センサをカセット側に移動させたときの当該光センサから出力される信号の波形を示す図である。
【図７】（ａ）はカセットが傾いている状態で光センサを検出プレートの中心に移動させた状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態からロボットホルダを回転させてカセットと正対させた状態を示す図である。
【図８】（ａ）はカセットが傾くとともにＹ方向にもずれている場合に光センサを検出プレートの中心に移動したときの光センサとプレート中心との位置関係を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態からロボットホルダを傾き角で回転させたときの光センサとプレート中心との位置関係を示す図である。
【図９】本発明に係る基板搬送ロボットシステムのカセットの位置ずれ検出処理に関係するブロック構成図である。
【図１０】基板搬送ロボットシステムのカセットの位置ずれ検出処理を示すフローチャートである。
【図１１】カセットの位置ずれ量を検出する他の実施形態を説明するための図である。
【図１２】距離測定センサから出力される信号波形を示す図である。
【図１３】半導体基板や液晶基板などの製造工程における工程間の基板の搬送方法を説明するための図である。
【図１４】従来の基板搬送ロボットシステムにおけるカセットステージのカセット位置調整機構を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
１　基板搬送ロボットシステム
２　カセットステージ（載置台）
３　基板搬送ロボット
３１　Ｘ方向駆動機構
３２　Ｙ方向駆動機構
３３　Ｚ方向駆動機構
３４　θ方向回転機構
３５，３６　ロボットハンド
４　カセット（基板搬送容器）
４１，４２　突起
５，６　位置検出用部材
７　基板
８　ガイドレール
９，１０　光センサ（検出手段）
１１　制御部（測定制御手段）
１１１　Ｘ方向エッジ検出部（検出制御手段）
１１２　エッジ間距離算出部（演算手段）
１１３　Ｘ方向ずれ量算出部（演算手段）
１１４　θ方向ずれ量算出部（演算手段）
１１５　Ｙ方向エッジ検出部（姿勢修正手段，第２の検出制御手段）
１１６　Ｙ方向ずれ量算出部（第２の演算手段）
１２　ロボット制御部
１２１　Ｘ方向制御駆動部
１２２　Ｙ方向駆動制御部
１２３　Ｚ方向駆動制御部
１２４　θ方向駆動制御部
１３　センサ（検出手段）
１４　距離測定センサ（距離測定手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate transport robot system used for a manufacturing process of, for example, a semiconductor substrate or a liquid crystal substrate, and a cassette for storing a large number of substrates transported to various process devices and inspection devices constituting a manufacturing process. The present invention relates to a substrate transfer robot system that takes out each substrate from a container called, and transfers the substrate to a process device or an inspection device, and a substrate transfer container applied to the substrate transfer robot system.
[0002]
[Prior art]
The manufacture of a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, and the like includes a plurality of process steps and inspection steps, and a dedicated process apparatus and an inspection apparatus are arranged for each step. For this reason, a plurality of substrates are stored in multiple stages in a substrate transport container called a cassette, and the substrate transport container is sequentially transported to each processing device or inspection device to perform processing and inspection processing of the substrate in the substrate transport container. It has become to be. In such a manufacturing process, as shown in FIG. 13, a cassette (Automatic Guided Vehicle) called AGV (Auto Guided Vehicle) transported to a processing device 105 such as a process device or an inspection device by an unmanned transport vehicle 104. A substrate transport robot system 100 that takes out substrates one by one from a substrate transport container) and transports the substrates to the processing apparatus 105 is used.
[0003]
The substrate transfer robot system 100 includes a plurality of cassette stages 101 for mounting the cassettes 102 arranged in parallel with the transfer direction of the AGV 104, and takes out substrates one by one from the cassettes 102 mounted on the cassette stage 101. A substrate transport robot 103 that transports the substrate to the processing apparatus 105 is provided. Note that the substrate transfer robot 103 is movable in the direction in which the cassette stage 101 is provided (the direction of the arrow in the figure).
[0004]
In FIG. 13, the cassette 102 transported by the AGV 104 is loaded into the substrate transport robot system 100 when the AGV 104 is stopped before the cassette stage 101 with a predetermined positional accuracy and is transferred from the AGV 104 onto the cassette stage 101. Is done. In order to extract substrates one by one from the cassette 102 loaded into the cassette stage 101 of the substrate transfer robot system 100 by the substrate transfer robot 103, the cassette 102 is directly opposed to the substrate transfer robot 103 (specifically, The XY coordinate system for controlling the transfer robot 103 and the xy coordinate system of the cassette 102 mounted on the cassette stage 101 are matched) so that the robot hand of the substrate transfer robot 103 can accurately handle the substrate in the cassette 102. There is a need to. For this reason, in the conventional substrate transfer robot system 100, a reference position where the cassette 102 is to be placed on the cassette stage 101 (more precisely, a reference frame having the same rectangular shape as the rectangular shape of the cassette 102 in plan view) is set. In addition, an adjustment mechanism for adjusting the cassette 102 placed on the cassette stage 101 to a reference position is provided. More specifically, a reference frame having the same rectangular shape as the rectangular shape of the cassette 102 in plan view is set on the cassette stage 101 at a position where the cassette 102 is to be mounted, and the cassette 102 mounted on the cassette stage 101 is set to the reference position. An adjustment mechanism for adjusting the position in the frame is provided.
[0005]
FIG. 14 is a perspective view of a main part showing a cassette position adjusting mechanism of a cassette stage in a conventional substrate transfer robot system.
[0006]
The cassette stage 101 is a box shape having a flat rectangular shape and a concave shape in cross section, and has a “<” shape for adjusting the mounting position of the cassette 101 at two diagonally opposite corners of the upper surface. The pair of clamps 101A and 101B are provided. These clamps 101A and 101B can be moved inward on a diagonal line by a driving member (not shown). Although not shown, rollers are provided inside each side of the clamps 101A and 101B. The reason why the position of the cassette 102 is adjusted by the clamp mechanism in this way is that the cassette 102 cannot be easily moved with a heavy object of several tens of kg or more.
[0007]
When the cassette 102 is carried in from the AGV 104, the clamps 101A and 101B of the cassette stage 101 are positioned diagonally on the outermost side. In this state, the cassette 102 is formed in a rectangular shape defined by the clamps 101A and 101B of the cassette stage 101. It is placed in the frame of. Thereafter, when the clamps 101A and 101B are moved inward, the position of the cassette 102 is displaced by being pushed by the clamps 101A and 101B, and is defined by the clamps 101A and 101B when the clamps 101A and 101B move to predetermined positions. The cassette 102 is fixed at a position where the rectangular frame to be formed matches the shape of the cassette 102 in plan view, whereby the position of the cassette 102 on the cassette stage 101 is adjusted to the reference position (reference frame).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional substrate transport robot system, a clamp mechanism for correcting the position of the placed cassette 102 is provided on the cassette stage 101, and the position of the cassette 102 with respect to the substrate transport robot 103 is adjusted. In addition, there is a problem that the structure is complicated by the provision of the clamp mechanism for each cassette stage. In addition, it is necessary to adjust the clamp mechanism at the time of assembling and maintaining the substrate transfer robot system, and there is also a problem that maintenance management requires labor and cost.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made in consideration of the above-described problems, and has been disclosed in consideration of the above-described embodiments, in place of a clamp mechanism of a cassette stage, the amount of positional deviation of a cassette from a position where the cassette is to be mounted on a substrate transfer robot (hereinafter referred to as a reference position). The present invention provides a substrate transport robot system which does not require position adjustment of a cassette placed on a cassette stage by providing a mechanism for detecting a substrate transport robot, and a substrate transport container applied to the substrate transport robot system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate transfer robot having a robot hand displaceable in an XY-axis direction orthogonal to each other in a horizontal plane and a Z-axis direction perpendicular thereto and rotatable around the Z-axis. A mounting table on which a rectangular parallelepiped substrate transfer container having a substrate insertion / removal port on a side surface is placed with the surface including the substrate insertion / removal port substantially parallel to the Y-axis of the substrate transport robot; and In the substrate transport robot system which drives the substrate in and out of the substrate transport container in a multi-stage manner, scanning the object to be detected, which is provided on the holding member of the robot hand and has an edge, across the edge. Detecting means for outputting a detection signal of the edge, a first edge parallel to a plane including the substrate entrance and a second edge orthogonal to the first edge. When the substrate transport container provided with the position detecting member having the edge is placed on the mounting table, the robot hand is driven in the X direction so as to cross the first edge of the position detecting member. Detection control means for causing the detection means to scan, and the substrate transfer using a detection signal of two points separated by a predetermined distance on the first edge outputted from the detection means by the detection means scanning. Calculating means for calculating the amount of deviation in the X direction or the θ direction from the reference position on the mounting table of the container.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the substrate transport robot system according to the first aspect, the arithmetic unit is configured to control the two positions of the substrate transport robot based on detection signals of two points on the first edge. The position information in the X direction in the XY coordinate system is calculated, and based on the position information in the X direction and the distance information between two points, the X direction or the θ direction from the reference position on the mounting table of the substrate transfer container. Is calculated.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the substrate transfer robot system according to the first or second aspect, when the shift amount in the θ direction is calculated, the detecting unit is moved to a predetermined position of the position detecting member. And posture correcting means for correcting the posture of the substrate transfer robot so that the Y-axis of the substrate transfer robot is parallel to the first edge of the position detecting member based on the shift amount in the θ direction; A second detection control unit that drives the robot hand in the Y direction to scan the detection unit so as to cross a second edge of the position detection member with the posture of the transfer robot being corrected; Calculating a shift amount in the Y direction from a reference position on the mounting table of the substrate transport container using a detection signal of the second edge output from the detection unit by scanning of the unit. And arithmetic means.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the substrate transport robot system according to the third aspect, the second arithmetic means is configured to detect the point on the second edge based on the detection signal of the point on the second edge and to determine whether the XY of the substrate transport robot is at that point. The position information in the Y direction in the coordinate system is calculated, and the deviation amount in the Y direction from the reference position on the mounting table of the substrate transport container is calculated based on the position information in the Y direction.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the substrate transfer robot system according to any one of the first to fourth aspects, the detecting means can simultaneously detect two points on the first edge of the position detecting member. In order to accomplish this, the robot hand comprises a pair of sensors provided at a predetermined distance in parallel with the Y axis on the holding member. Preferably, the sensor is an optical sensor (claim 6).
[0015]
According to the invention as set forth in any one of claims 1 to 6, when the substrate transport container is placed on the mounting table, the robot hand is driven in the X direction so as to cross the first edge of the position detecting member. The scanning means is caused to scan, and at this time, the amount of deviation in the X direction or the θ direction from the reference position on the mounting table of the substrate transport container is calculated using the detection signal output from the detecting means. Specifically, position information in the X direction of the two points on the first edge in the XY coordinate system of the substrate transfer robot is calculated using output signals of a sensor such as an optical sensor, and the positions in the X direction are calculated. The shift amount in the X direction or the θ direction from the reference position on the mounting table of the substrate transport container is calculated based on the information and the distance information between the two points.
[0016]
When the shift amount in the θ direction is calculated, the detecting means is moved to a predetermined position on the position detecting member, and then the Y axis of the substrate transport robot is moved to the position detecting member based on the shift amount in the θ direction. The posture of the substrate transfer robot is corrected so as to be parallel to the first edge, and in this state, the robot hand is driven in the Y direction to scan the detection means so as to cross the second edge of the position detecting member. At this time, the amount of deviation in the Y direction from the reference position on the mounting table of the substrate transport container is calculated using the second edge detection signal output from the detecting means. Specifically, position information in the Y direction of the substrate transfer robot in the XY coordinate system of the point is calculated based on the detection signal of the point on the second edge, and the substrate transfer container is calculated based on the position information in the Y direction. Is calculated in the Y direction from the reference position on the mounting table.
[0017]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a substrate transfer robot having a robot hand displaceable in an XY-axis direction orthogonal to each other in a horizontal plane and a Z-axis direction perpendicular thereto and rotatable around the Z-axis. A mounting table on which a rectangular parallelepiped substrate transfer container having a substrate insertion / removal port on a side surface is placed with the surface including the substrate insertion / removal port substantially parallel to the Y-axis of the substrate transport robot; and In a substrate transport robot system which drives a multi-stage substrate loaded and unloaded in the substrate transport container, a distance measuring means provided on a holding member of the robot hand and measures a distance to an object to be detected; and The substrate transfer container provided with two protrusions protruding toward the substrate transfer robot at a predetermined distance in a direction parallel to a surface including the access port is provided. A measurement control unit configured to measure the distance to the two protrusions by the distance measurement unit when the substrate is mounted on the mounting table; and the substrate using the distance information to the two protrusions measured by the distance measurement unit. A calculating means for calculating at least one of shift amounts in the X direction, the Y direction, and the θ direction from a reference position on the mounting table of the transport container.
[0018]
According to the invention described in claim 7, when the substrate transport container is placed on the mounting table, the distance to the two projections of the substrate transport container is measured by the distance measuring means, and the substrate information is obtained by using the distance information. At least one of the shift amounts in the X direction, the Y direction, and the θ direction from the reference position on the mounting table of the transport container is calculated.
[0019]
According to the present invention, there is no need to provide a mechanical position adjustment mechanism for adjusting the position of the substrate transport container to the reference position on the mounting table, so that the structure is simplified, and the substrate transport robot system can be used during assembly and maintenance. Since there is no need to adjust the position adjustment mechanism, the labor and cost for maintenance management can be reduced.
[0020]
According to an eighth aspect of the present invention, in the substrate transfer robot system according to any one of the first to seventh aspects, a correction unit that corrects a drive control value for loading and unloading the substrate of the robot hand based on the calculated shift amount. Is further provided.
[0021]
According to the present invention, when a substrate is transferred in and out of the substrate transfer container by the robot hand, the drive control value of the robot hand is corrected based on the shift amount calculated by the calculation means. The substrate can be suitably loaded and unloaded even if it is not accurately placed at the reference position.
[0022]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a substrate transfer container applied to the substrate transfer robot system according to any one of the first to sixth aspects, wherein a predetermined interval is provided at a predetermined position of the container body and a pair of positions are provided. A detection member is provided. The position detecting member may be constituted by a pair of members each including two points on the first edge detected by the detecting means (claim 10).
[0023]
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a substrate transfer container applied to the substrate transfer robot system according to the seventh or eighth aspect, wherein a predetermined position of the container main body is set in a direction parallel to a plane including a substrate loading / unloading port. In this case, two projections are arranged at a distance of.
[0024]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the substrate transfer container which concerns on this invention, since only the position detection member is provided in a container main body, the substrate transfer container which can be applied to the substrate transfer robot system which concerns on this invention with a simple structure and low cost is implement | achieved. be able to.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an embodiment of a substrate transfer robot system according to the present invention.
[0026]
The substrate transfer robot system 1 shown in FIG. 11 differs from the conventional substrate transfer robot 100 shown in FIG. 14 in that the clamps 101A and 101B on the upper surface of the cassette stage 101 are deleted, while the upper surface of the cassette 102 placed on the cassette stage 101 is removed. Position detecting members 5 and 6 for detecting the position of the cassette 102 with respect to the substrate transport robot 103 are provided at appropriate places, and a pair of support members 37 and 38 extending rearward above a robot holder 103A of the substrate transport robot 103. And optical sensors 9 and 10 for detecting the position detecting members 5 and 6 are provided on the lower surface of the distal end. The optical sensors 9 and 10 correspond to a detecting unit according to the present invention.
[0027]
In FIG. 1, only one cassette stage is provided for convenience of explanation. 14, the cassette stage 2, the substrate transfer robot 3 and the cassette 4 correspond to the cassette stage 101, the substrate transfer robot 103 and the cassette 102 in FIG. 14, respectively. Note that the robot holder 31c corresponds to the robot holder 103A in FIG. The cassette 4 corresponds to the substrate transport container according to the present invention, and the cassette stage 2 corresponds to the mounting table according to the present invention.
[0028]
The cassette stage 2 mounts the cassette 4 transported by the AGV in the substrate transport robot system 1 and has a box shape having a flat rectangular shape and a concave cross section. The cassette stage 2 according to the present embodiment has a configuration in which the amount of deviation of the cassette 4 from the reference position with respect to the substrate transport robot 3 is corrected by control data for controlling the driving of the substrate transport robot 3 as described later. No clamping mechanism for adjusting the mounting position of the cassette 4 is provided.
[0029]
The substrate transfer robot 3 takes out the substrates 7 stored in multiple stages in the cassette 4 from the cassette 4 mounted on the cassette stage 2 and performs processing by a process device (not shown) disposed on the opposite side to the cassette stage 2. The substrate 7 is conveyed to the apparatus, or conversely, the processed substrate 7 is discharged from the processing apparatus and stored in the cassette 4.
[0030]
As shown in FIG. 1, in a state where the substrate transport robot 3 faces the cassette 4, the direction from the substrate transport robot 3 toward the cassette 4 is the X direction, the direction orthogonal to the X direction in the horizontal plane is the Y direction, and the vertical direction. Is set in the Z direction and the direction rotating around the Z axis as the θ direction, the substrate transport robot 3 moves the robot hands 34 and 35 for transporting the substrate 7 independently in the XYZ directions. An X-direction drive mechanism 31, a Y-direction drive mechanism 32, a Z-direction drive mechanism 33, and a θ-direction rotation mechanism 34 are provided.
[0031]
The Y-direction drive mechanism 32 mounts the entire substrate transfer robot 3 and moves along a guide rail 8 laid on the bottom surface of the substrate transfer robot system 1 and a base such as a motor. And a Y-direction drive unit 322 in which a drive source of the board 32 is stored.
[0032]
The Z-direction drive mechanism 33 is fixed at an appropriate position on the base board 321. The Z-direction drive mechanism 33 includes a prism-shaped support 331, a Z-axis 332 supported in the support 331 so as to be able to move up and down, and a Z-axis for driving a Z-axis made up of a motor, a hydraulic cylinder, and the like. A direction drive unit. Note that the Z-direction driving unit is provided at the bottom in the support 331 and is not visible in the drawing.
[0033]
The θ-direction drive mechanism 34 is provided at the tip of the Z-axis. The θ-direction drive mechanism 34 includes a rectangular support plate and a θ-direction rotation drive unit that rotates the support plate.
[0034]
The X-direction drive mechanism 31 is provided on a support plate of the θ-direction drive mechanism 34. In the present embodiment, two X-direction drive mechanisms 31 are provided to increase the transfer efficiency of the substrate 7, and two robot hands 35 and 36 are attached to the ends thereof. The X-direction drive mechanism 31 includes a link in which a pair of arms 31a and 31b are rotatably connected, and a robot holder 31c (corresponding to a holding member of the robot hand of the present invention) provided at a tip of the link. ing. The robot holder 31c holds the robot hand 35 (or 36). The robot hand 35 (or 36) is composed of a pair of elongated plate-like plate members, and one end is fixed to the robot holder 31c so as to extend from the robot holder 31c into a horizontal plane. The substrate transfer robot 3 places the substrate 7 while holding the pair of robot hands 35 (or 36) horizontally, and in this state, rotates, moves up and down, and moves the robot hands 35 (or 36) in the XY plane. The substrate 7 is transported between the cassette 4 and the processing device by performing such operations.
[0035]
On the upper surface of the upper robot holder 31c, a pair of elongated plate-shaped support members 37 and 38 are provided at a predetermined interval d (see FIG. 2). 10 are provided. In the present embodiment, the support members 37 and 38 are provided to extend to the optical sensors 9 and 10, respectively. However, a single rectangular support plate is used instead, and a predetermined distance The optical sensors 9 and 10 may be arranged by providing d.
[0036]
The cassette 4 has a rectangular parallelepiped box shape, and at least a side surface facing the substrate transfer robot 3 is opened as a surface for taking in and out the substrate 7. A plurality of support members (not shown in the drawing) are provided on both sides of the cassette 4 for accommodating the substrates 7 in multiple stages, for example, in 20 stages. The substrate 7 is housed in multiple stages with both ends locked to support members on both sides. The upper surface of the cassette 4 is provided with the same distance d as the distance d between the optical sensors 9 and 10 provided on the substrate transfer robot 3 and has a rectangular or square position detection with one side along the opening surface. Members 5, 6 (hereinafter, referred to as detection plates 5, 6) are attached. The detection plates 5 and 6 are made of a material that reflects light from the optical sensors 9 and 10, for example, a metal plate or a resin plate having a high reflectance.
[0037]
In the above description, the arrangement of the pair of detection plates 5 and 6 of the cassette 4 is described after the arrangement of the pair of optical sensors 9 and 10 is described. Although the description has been made so that the distance between the optical sensors 9 and 10 is the same, the point is that if the distance between the pair of optical sensors 9 and 10 and the distance between the pair of detection plates 5 and 6 are the same. For this purpose, the interval between the pair of optical sensors 9 and 10 may be matched with the interval between the pair of detection plates 5 and 6.
[0038]
Next, a method of detecting a shift amount of the cassette 4 from the reference position with respect to the substrate transfer robot 3 of the substrate transfer robot system 1 according to the present embodiment will be described. When the cassette 4 is placed at the reference position, the shift amount is almost zero. Therefore, it is checked whether the detected shift amount is within a predetermined error range, and the cassette 4 is shifted to the reference position. It can be checked whether or not it is placed.
[0039]
Therefore, first, a method of checking when the cassette 4 is placed at the reference position of the cassette with respect to the substrate transfer robot 3 will be described.
[0040]
FIG. 2 is a top view showing a state where the cassette 4 is set at a reference position of the cassette with respect to the substrate transfer robot 3. In the substrate transfer robot 3, the portions of the robot holder 31c and the optical sensors 9 and 10 are simplified.
[0041]
A straight line passing through the optical sensors 9 and 10 is defined as a Y-axis, and a straight line orthogonal to the Y-axis passing through the center between the optical sensors 9 and 10 is defined as an X-axis. It is assumed that the y-axis inside is located at a position of a predetermined distance Dx parallel to the Y-axis.
[0042]
In the state shown in FIG. 2, the robot holder 31c is moved in the direction of the cassette 4 while operating the optical sensors 9 and 10 until the optical sensors 9 and 10 are positioned at least at the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6, respectively. The detection signals from the optical sensors 9 and 10 at the time of occurrence are as shown in FIG. 3, for example. In the figure, the detection signal level is inverted from L to H at the distance Dx because of the edge Ey on the y-axis of the detection plates 5 and 6 (see points A and B in FIG. 2). Is detected. In this embodiment, the level is inverted from L to H when the detection plates 5 and 6 detect the output of the optical sensors 9 and 10. However, the level may be inverted from H to L.
[0043]
Therefore, if the level inversion position is the X coordinate of the points A and B where the edges Ey of the detection plates 5 and 6 are detected from the signal waveform shown in FIG. 3, both become Dx, and the straight line obtained from the coordinates of both points is y. Since the axes coincide with each other, it can be confirmed from the X coordinates of the detected points A and B that the cassette 4 is at the reference position in the X direction. Specifically, when the difference ΔX = | Xa−Xb | between the X coordinate Xa of the point A and the X coordinate Xb of the point B becomes substantially zero within a predetermined error range, the cassette 4 is moved to the reference position in the X direction. It is determined that there is.
[0044]
Next, as shown in FIG. 4A, while the optical sensors 9 and 10 are moved until they are located at the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6, respectively, for example, the optical sensors 9 and 10 are operated. , When the robot holder 31c is moved in the downward direction of the Y axis until the optical sensors 9, 10 are moved at least until the optical sensors 9, 10 are located beyond the lower edge Ex of the lower side of the detection plates 5, 6. The signal is as shown in FIG. In the figure, the detection signal level is inverted from L to H at the distance Dy because the edge Ex portion of the detection plates 5 and 6 (see point a in FIG. 3B) is detected. It indicates that
[0045]
Therefore, assuming that the level inversion position is the Y coordinate of the point a where the edge Ex of the detection plate 5 (or 6) is detected from the signal waveform shown in FIG. 4B, the distance Dy from the center Pa to the point a is the detection plate. Since the length L of the edge Ey of 5 (or 6) is １ ／, it can be confirmed that the cassette 4 is at the reference position in the Y direction from the detected Y coordinate of the point a. More specifically, when the Y coordinate Ya of the point a satisfies Ya ≒ L / 2 within a predetermined error range, it is determined that the cassette 4 is at the reference position in the Y direction.
[0046]
Therefore, the coordinates Xa and Xb of the points A and B in the XY coordinate system of the substrate transfer robot 3 are detected, and the Y coordinate Ya of the point a is detected, and whether or not the cassette 4 is located at the reference position is determined based on the position information. The shift amounts in the X direction, the Y direction, and the θ direction when not located at the reference position can be calculated.
[0047]
Next, a method of calculating the shift amounts in the X direction, the Y direction, and the θ direction when the cassette 4 is not located at the reference position will be described.
[0048]
FIG. 5 is a top view showing a state in which the cassette 4 is set to be inclined at the reference position of the cassette with respect to the substrate transfer robot 3. 2 shows a state in which the cassette 4 is rotated counterclockwise by an angle θ about the origin o of the xy coordinates of the cassette 4 in FIG.
[0049]
In the state shown in the figure, the robot holder 31c is moved in the direction of the cassette 4 while operating the optical sensors 9 and 10, and is moved until the optical sensors 9 and 10 are located at the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6, respectively. At this time, the waveforms of the detection signals from the optical sensors 9 and 10 are as shown in FIG. 6, and the level inversion position (X coordinate Xa at point A) of the detection signal of the optical sensor 9 indicated by a solid line is shorter than Dx. The level inversion position (X coordinate Xb at point B) of the detection signal of the optical sensor 10 indicated by the dotted line is longer than Dx. As shown in FIG. 5, the detection point A of the edge Ey of the plate 5 approaches the robot holder 31c from the reference position due to the inclination of the cassette 4, and the detection point B of the edge Ey of the plate 6 moves from the reference position to the robot holder. This is because the distance is larger than 31c.
[0050]
As can be seen from FIG. 5, the inclination angle θ of the cassette 4 is a straight line passing through the detection point A of the edge Ey of the detection plate 5 and the detection point B of the edge Ey of the detection plate 6, that is, the y axis and the robot holder 31c. Is a deviation angle from the set Y axis, and tan θ = ΔX / d = | Xa−Xb | / d holds for the deviation angle θ.
θ = tan -1 (| Xa-Xb | / d)
Is calculated by
[0051]
In FIG. 5, since the cassette 4 is simply rotated around the origin o of the xy coordinates and is not displaced in the X direction while the cassette 4 is inclined, the displacement amount in the X direction, that is, the origin o, The shift amount from the origin position (Dx in the X coordinate) in the XY coordinate is 0. That is, the X coordinate of the XY coordinate of the origin o is calculated by Xo = (Xa-Xb) / 2, but if the cassette 4 is not inclined and displaced in the X direction, Xo = (Xa-Xb). / 2 = Dx (see signal waveform in FIG. 6). Therefore, when the set 4 is displaced in the X direction in a tilted state, the amount of displacement in the X direction from the reference position of the cassette 4 can be obtained by calculating ΔXo = (Xa−Xb) / 2−Dx. .
[0052]
The amount of displacement of the cassette 4 in the Y direction is performed in the same manner as described with reference to FIG. 4, but as shown in FIG. When the optical sensors 9 and 10 are moved to the positions of the centers Pa and Pb, respectively, and the cassette 4 is inclined, the positions of the optical sensors 9 and 10 are the same as the positions of the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6. It does not match. Therefore, as shown in FIG. 3B, the robot holder 31c is rotated by the tilt angle θ so that the X-axis direction of the robot holder 31c and the x-axis direction of the cassette 4 are aligned, and the robot holder 31c is correctly attached to the cassette 4. To be paired.
[0053]
As shown in FIG. 5, when the cassette 4 is only inclined at the reference position, the position of the optical sensors 9 and 10 is adjusted to the positions of the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6 by correcting the robot holder 31c in the X-axis direction. It will match the position (see the state of FIG. 4A). For this reason, after that, the robot holder 31c is moved downward in the Y-axis, and when the optical sensor 9 (or 10) detects the point a on the lower edge Ex of the lower side of the detection plate 5 (or 6), the point a Of the cassette 4 in the Y direction from the reference position becomes zero.
[0054]
On the other hand, if the cassette 4 is tilted and displaced in the Y direction, the robot holder 31c is rotated by the tilt angle θ so that the robot holder 31c faces the cassette 4 even if the optical sensors 9 and 10 The position does not coincide with the position of the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6, as shown in FIG. The detection plate 5 indicated by a dotted line in FIG. 8A indicates the position of the detection plate 5 with respect to the optical sensor 9 when the cassette 4 is at the reference position.
[0055]
From this state, the robot holder 31c is moved in the downward direction of the Y axis, and when the optical sensor 9 (or 10) detects a point a on the lower edge Ex of the lower side of the detection plate 5 (or 6), Since the Y coordinate Ya of the point a calculated from the moving distance Dy is Ya ≠ L / 2 (Ya <L / 2 in FIG. 8B), the deviation amount ΔYo from the reference position of the cassette 4 in the Y direction is ΔYo = (Ya−L / 2). Therefore, when the set 4 is inclined and displaced in the Y direction, the amount of displacement in the Y direction from the reference position of the cassette 4 can be obtained by calculating ΔYo = (Ya−L / 2).
[0056]
FIG. 9 is a block diagram illustrating a process of detecting a positional shift of a cassette in the substrate transport robot system 1.
[0057]
The control unit 11 centrally controls the operation of the substrate transfer robot system, and has a microcomputer as a main component. The control unit 11 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, which are not shown, but are connected to each other.
[0058]
The control unit 11 controls the transport of the substrate between the cassette 4 and the processing device by executing a control program stored in the ROM in advance. The ROM stores an arithmetic program for calculating the amount of deviation of the cassette 4 from the reference position. When the cassette 4 is mounted on the cassette stage 2, the control unit 11 executes the arithmetic program. Then, the shift amount from the reference position of the cassette 4 is calculated, and the data of the shift amount is stored in the RAM.
[0059]
The X-direction edge detection unit 111 to the Y-direction shift amount calculation unit 116 represent various functions performed by the control unit 11 executing an arithmetic program for calculating the shift amount from the reference position of the cassette 4 as functional blocks. is there.
[0060]
The X-direction edge detector 111 moves the robot holder 31c toward the cassette 4 while operating the optical sensors 9 and 10, and detects the edge Ey of the detection plates 5 and 6 based on the detection signals output from the optical sensors 9 and 10. It is a functional block to perform. The X-direction edge detection unit 111 corresponds to a detection control unit according to the present invention. The edge-to-edge distance calculation unit 112 is a functional block that calculates the X-direction distance difference ΔX between the detection points A and B on the edge Ey of the detection plates 5 and 6 described above. The X-direction shift amount calculation unit 113 is a functional block that calculates a shift amount ΔXo of the cassette 4 from the reference position in the X direction from the distance difference ΔX. The θ-direction shift amount calculation unit 114 is a functional block that calculates the shift angle θ of the cassette 4 from the reference position in the θ direction from ΔX and the distance d between the optical sensors 9 and 10. The edge distance calculation unit 112 to the θ direction deviation amount calculation unit 114 correspond to the calculation unit according to the present invention.
[0061]
The Y-direction edge detection unit 115 moves the optical sensors 9 and 10 to the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6, respectively, assuming that the cassette 4 is located at the reference position. The direction of the substrate transport robot 3 is corrected to the direction directly facing the cassette 4 based on the shift angle θ calculated in 114, and then the robot holder 31c is moved in the Y direction while operating the optical sensors 9 and 10, This is a functional block that detects edges Ex of the detection plates 5 and 6 based on detection signals output from the sensors 9 and 10. The Y-direction edge detection unit 115 corresponds to the posture correction unit and the second detection control unit according to the present invention.
[0062]
The Y-direction shift amount calculation unit 116 calculates a shift amount ΔYo from the reference position of the cassette 4 in the Y direction from the moving distance Dy of the optical sensors 9 and 10 until the edge Ex of the detection plates 5 and 6 is detected. It is a functional block. The Y-direction shift amount calculation unit 116 corresponds to a second calculation unit according to the present invention.
[0063]
The robot control unit 12 controls the substrate transport robot 3, and has a microcomputer as a main component. The robot controller 12 also includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, which are not shown but are connected to each other. The robot controller 12 controls the driving of the substrate transfer robot 3 based on a control signal from the controller 13.
[0064]
The robot controller 12 controls the driving of the substrate transport robot 3 based on a drive control program stored in the ROM in advance. The X-direction drive control unit 121 to the θ-direction drive control unit 124 represent, as functional blocks, various functions performed by the robot control unit 12 executing the drive control program. The X-direction drive control units 121 to θ-direction drive control unit 124 are functional blocks that control the driving of the above-described X-direction drive mechanisms 31 to θ-direction rotation mechanism 34, respectively.
[0065]
The sensor 13 outputs detection signals from the detection plates 5 and 6 of the cassette 4 and corresponds to the optical sensors 9 and 10. The operation of the optical sensor 13 is controlled by the control unit 11, and a detection signal of the optical sensor 13 is input to the control unit 11. The control unit 11 is provided with an AD conversion function, and the detection signal of the optical sensor 13 is converted into a digital signal and temporarily stored in a RAM in the control unit 11.
[0066]
Next, a description will be given of a process of detecting a deviation amount of the cassette from the reference position in the substrate transfer robot system according to the flowchart shown in FIG. The position shift amount detection process shown in FIG. 10 is a process executed when the cassette 4 is placed on the cassette stage 2.
[0067]
First, the Y-direction drive mechanism 32 is driven to move the substrate transfer robot 3 to a predetermined position facing the cassette 4 (S1). Subsequently, the Z-direction drive mechanism 33 is driven to raise the robot holder 31c to a predetermined height (S2). Here, the predetermined height means that the optical sensors 9 and 10 are separated from the upper surface of the cassette 4 by a predetermined distance so that the detection plates 5 and 6 can be detected when the optical sensors 9 and 10 move to the cassette 4 side. It is the height on the upper side.
[0068]
Subsequently, while operating the optical sensors 9 and 10, the X-direction drive mechanism 31 is driven to move the robot holder 31c to the cassette 4 side (S3). The robot holder 31c is moved until the optical sensors 9 and 10 reach the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6 when the cassette 4 is at the reference position (S3 to S5). , 10 are temporarily stored in the RAM in the control unit 11 (S4). In the processing of steps S3 to S5, the optical sensors 9 and 10 are scanned on the X axis to the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6 of the cassette 4 to output detection signals of the edges Ey of the detection plates 5 and 6. This is equivalent to processing.
[0069]
When the scanning operation of the optical sensors 9 and 10 is completed (S5: YES), the detection points A and B of the edges Ey of the detection plates 5 and 6 are detected using the data of the detection signals of the optical sensors 9 and 10 stored in the RAM. The X coordinates Xa and Xb are calculated (S6), and further, using the X coordinates Xa and Xb and the distance d between the optical sensors 9 and 10, the amount of displacement ΔXo [= (Xa−Xb) of the cassette 4 in the X direction. / 2-Dx] and the deviation angle θ in the θ direction [= tan -1 (| Xa-Xb | / d)] is calculated and temporarily stored in the RAM (S7, S8).
[0070]
Subsequently, the direction of the substrate transport robot 3 is corrected to the direction directly facing the cassette 4 by driving the θ-direction drive mechanism 34 based on the calculated shift angle θ in the θ direction (S9). , 10 while operating the Y-direction drive mechanism 32 so that the robot holder 31c moves the cassette 4 by a predetermined amount in the right direction (the direction in which the optical sensors 9, 10 cross the edges Ex of the detection plates 5, 6). It is moved (S10 to S12). Here, the predetermined amount is an amount sufficient for the optical sensors 9 and 10 to exceed the edges Ex of the detection plates 5 and 6. The robot holder 31c may be moved to the left with respect to the cassette 4 (the direction in which the optical sensors 9, 10 cross the edges opposite to the edges Ex of the detection plates 5, 6).
[0071]
The robot holder 31c moves the optical sensors 9, 10 from the centers Pa, Pb of the detection plates 5, 6 when the cassette 4 is at the reference position to a predetermined position beyond the edge Ex of the detection plates 5, 6. (S10 to S12), and the signal output from the optical sensor 9 (or 10) during this time is temporarily stored in the RAM in the control unit 11 (S11). The processing in steps S10 to S12 is performed by scanning the optical sensor 9 (or 10) from the centers Pa and Pb of the detection plates 5 and 6 to a predetermined position beyond the edge Ex and detecting the edge Ex of the detection plates 5 and 6. Is output.
[0072]
When the scanning operation of the optical sensor 9 (or 10) is completed (S12: YES), the edge Ex of the detection plate 5 (or 6) is detected using the data of the detection signal of the optical sensor 9 (or 10) stored in the RAM. The Y coordinate Ya of the detection point a is calculated (S13), and the deviation amount ΔYo [= Ya−L / 2] of the cassette 4 in the Y direction is calculated using the Y coordinate Ya and the length L of the edge Xy of the detection plate. The calculated value is temporarily stored in the RAM (S14), and the calculation process of the positional deviation amount ends.
[0073]
The calculated positional shift amount is used as a correction value of a drive control value of the robot hands 35 and 36 when the substrate 7 is moved in and out of the cassette 4 by the substrate transfer robot 3. Accordingly, the control unit 11 can perform the same drive control as when the robot hands 35 and 36 are driven in a state where the cassette 4 faces the substrate transfer robot 3. The substrate 7 can be suitably taken in and out even if the substrate 7 is not accurately positioned.
[0074]
As described above, in the substrate transfer robot 1 according to the present embodiment, the pair of optical sensors 9 and 10 are provided at a predetermined interval d in the robot holder 31c, and when the cassette 4 is mounted on the cassette stage 2, The optical sensors 9 and 10 detect the positions of the edges Ey and Ex of the pair of detection plates 5 and 6 provided on the upper surface of the cassette 4 at a predetermined interval d, and use the position information to detect the position of the cassette 4. Since the shift amounts in the X direction, the Y direction, and the θ direction from the reference position are calculated, the drive of the substrate transfer robot 3 is controlled using these shift amounts, so that the cassette 4 can be moved as in the related art. The substrate 7 can be transferred from inside the cassette 4 without adjusting the position on the cassette stage 2 to the reference position.
[0075]
Therefore, the structure of the substrate transport robot system 1 is simplified because the clamp mechanism for adjusting the position of the cassette 4 does not need to be provided on the cassette stage 2 as in the related art, which contributes to cost reduction. Further, the labor required for assembling and maintaining and inspecting the substrate transport robot system 1 is reduced.
[0076]
In the above-described embodiment, a pair of optical sensors are provided corresponding to the pair of detection plates 5 and 6, but one optical sensor is provided as a sensor for detecting the positions of the edges Ey and Ex of the detection plates 5 and 6. There may be. In this case, it is necessary to scan the optical sensor twice to detect the positions of the edges Ey of the detection plates 5 and 6, respectively, so that the time required for the position shift detection processing becomes longer, but the number of members of the optical sensor is reduced. There is.
[0077]
In the above embodiment, the reflection type optical sensor is used as the detection sensor for the edges Ey and Ex of the detection plates 5 and 6. However, the detection sensor is not limited to this. For example, a transmission type optical sensor may be used. Alternatively, another contact sensor such as a capacitance sensor or a magnetic sensor may be used.
[0078]
In addition, as described above, since the position information of the edges Ey and Ex of the detection plates 5 and 6 is sufficient for the calculation of the displacement amount, the detection plates 5 and 6 are not limited to rectangular or square shapes. Absent. Any shape having edges Ey and Ex can be employed, such as a fan shape. In the above-described embodiment, the detection plates 5 and 6 are attached to the upper surface of the cassette 4. However, if the edges Ey and Ex can be detected, marks corresponding to the detection plates 5 and 6 are marked on the cassette 4. It may be drawn on the upper surface of.
[0079]
Since the detection points A, B, and a on the edges Ey, Ex of the sensor 13 change according to the amount of deviation from the reference position of the cassette 4, the lengths of the edges Ey, Ex are different from the reference position of the cassette 4. Should be a length including the detection points A, B, and a with respect to the maximum value of the deviation amount of.
[0080]
Further, in the above-described embodiment, two detection plates 5 and 6 having the same shape are provided on the cassette 4. However, the purpose of providing two detection plates is that the detection plate 5 has two edges from the edge Ey and the edge Ey of the detection plate 6 has two edges. Since this is for detecting the position information of a point, as long as this object is achieved, the two detection plates 5 and 6 are replaced with one detection plate including both the detection plates 5 and 6 or both the detection plates 5 and 6. It may be replaced with one connected detection plate. That is, the number of the position detecting members may be one. In this case, since there is no need to adjust the mounting position between the detection plates when two detection plates are used, it is easy to dispose the detection plates in the cassette 4. Further, the edge Ey of the detection plate does not need to coincide with the opening surface for loading and unloading the substrate of the cassette 4, and a straight line including the edge Ey may be parallel to the opening surface.
[0081]
In the above embodiment, the position detecting members 5 and 6 are provided on the upper surface of the cassette 4. However, since the upper surface of the cassette stage 2 is formed with a concave groove, the position detecting members 5 and 6 are provided on the lower surface of the cassette 4. , 6 so that the sensor 13 scans the concave groove portion of the cassette stage 2 to detect the position detecting members 5, 6 on the lower surface side of the cassette 4.
[0082]
Further, in the above-described embodiment, the amount of deviation from the reference position of the cassette 4 is detected in all of the X, Y, and θ directions. However, at least the amount of deviation in the θ direction may be detected. This is because the cassette 4 is tilted from the reference position when the substrate transport robot 3 takes in and out the substrate 7 in the cassette 4 because the cassette 4 is shifted from the reference position. This is because there is a point where the side surface is damaged, and if at least this problem can be solved, large actual harm can be avoided.
[0083]
In the above embodiment, the deviation amount from the reference position of the cassette 4 is calculated using a straight line passing through the points A and B substantially detected on the upper surface of the cassette 4. The method shown in FIG. 11 can be adopted as the calculation method of.
[0084]
In the method shown in FIG. 11, two projections 41 and 42 are formed at a predetermined interval d on the opening surface of the cassette 4 (specifically, the surface along the opening surface of the upper or lower side plate of the cassette 4). Alternatively, the projection members 41 and 42 are provided, and the distance measuring sensor 14 for detecting the distance from the cassette 4 is provided on the substrate transfer robot 3. When the projection members 41 and 42 are externally attached, it is preferable to use one member in which the projections 41 and 42 are formed at predetermined intervals. The distance measuring sensor 14 corresponds to a distance measuring unit according to the present invention.
[0085]
In the method for detecting the amount of displacement of the cassette shown in FIG. 11, a position detecting member for detecting two points having different positions is provided on the cassette 4, and two points are detected by a sensor provided on the substrate transfer robot 3 while the substrate is transferred. The point that the position coordinates of two points in the XY coordinate system of the transfer robot 3 are calculated, and the position shift amount of the cassette 4 is calculated from these position coordinates is similar to the method of detecting the position shift amount of the cassette according to the above-described embodiment. Based on a common technical idea.
[0086]
In this embodiment, for example, in FIG. 11, while moving the substrate transfer robot 3 from left to right (or from right to left), the distance measurement sensor 14 detects the distance to the surface of the cassette 4 on which the protrusions 41 and 42 are formed. Then, a detection signal as shown by a solid line in FIG. 12 is output from the distance measurement sensor 14, and the distance difference ΔXp between the vertices P1 and P2 of the protrusions 41 and 42 (X-direction distance difference) = | Xp1 -Xp2 |, the deviation angle θ in the θ direction from the reference position of the cassette 4 is θ = tan based on the distance difference ΔXp and the distance d between the vertices P1 and P2. -1 (ΔXp / d).
[0087]
In FIG. 12, a waveform shown by a dotted line is an output waveform from the distance measurement sensor 14 when the cassette 4 is set at the reference position. In this case, the distance to the vertices P1 and P2 is Is also a predetermined value Xp (distance when the cassette 4 is at the reference position; equivalent to Dx in FIG. 2), and therefore the distance difference ΔXo between the distance Xp1 to P1 and the distance Xp2 to P2 = (Xp1−Xp2) By calculating ΔXo = (Xp1−Xp2) / 2−Xp from the predetermined value Xp, the shift amount ΔXo of the cassette 4 in the X direction is calculated.
[0088]
In FIG. 12, for example, the Y-direction position information of the vertex P1 when the cassette 4 is set to the reference position and the Y-direction position information of the vertex P1 when the cassette 4 is shifted from the reference position. By calculating a distance difference ΔYp1 = Yp1−Yp1 ′ from Yp1 ′, a deviation amount ΔYo = ΔYp1 in the Y direction is calculated. Note that the shift amount ΔYo = ΔYp2 in the Y direction may be calculated using the position information of the vertex P2 in the Y direction.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the holding member of the robot hand is provided with the detecting means for detecting the edge, and the first edge parallel to the plane including the substrate entrance and the second edge orthogonal thereto are provided. When the substrate transport container provided with the position detecting member is mounted on the mounting table, the robot hand is driven to the substrate transport container side and the detecting means is moved so as to cross the first edge of the position detecting member. Using the detection signals of two points separated by a predetermined distance on the first edge output from the detecting means, the amount of shift in the X direction or the θ direction from the reference position on the mounting table of the substrate transfer container is output. After further moving the detecting means to a predetermined position of the position detecting member, correcting the posture of the substrate transfer robot based on the deviation amount in the θ direction, driving the robot hand in the Y direction Position detection The detection means is scanned so as to cross the second edge of the use member, and the amount of deviation in the Y direction from the reference position on the mounting table of the substrate transport container is determined using the detection signal of the second edge output from the detection means. Since the calculation is performed, there is no need to provide a mechanical position adjustment mechanism for adjusting the position of the substrate transfer container to the reference position on the mounting table as in the related art, so that the structure is simplified and the substrate transfer robot system is provided. It is not necessary to adjust the position adjusting mechanism at the time of assembling or performing maintenance, so that the labor and cost for maintenance management can be reduced.
[0090]
Further, a distance measuring means for detecting an edge is provided on the holding member of the robot hand, and two projections projecting toward the substrate transfer robot at a predetermined distance in a direction parallel to a plane including the substrate entrance are provided. When the substrate transfer container is placed on the mounting table, the distance to the two protrusions is measured by the distance measuring means, and X from the reference position on the mounting table of the substrate transfer container using the information of the measured distances. Since at least one of the shift amounts in the direction, the Y direction, and the θ direction is calculated, the same effect as described above can be obtained.
[0091]
In addition, since the drive control value for loading and unloading the substrate of the robot hand is corrected based on the calculated shift amount from the reference position, the substrate transfer container is not accurately placed at the reference position of the mounting table. Also, the substrate can be suitably taken in and out.
[0092]
A configuration in which the substrate transporting container is provided at a predetermined position of the container main body with a position detecting member having a first edge parallel to a surface including the substrate loading / unloading port and a second edge orthogonal to the first edge; Alternatively, since the two projections are arranged at a predetermined distance in a direction parallel to the plane including the substrate entrance, the substrate transfer robot system according to the present invention has a simple configuration at a low cost. A substrate transfer container applicable to the present invention can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an embodiment of a substrate transfer robot system according to the present invention.
FIG. 2 is a top view showing a state where the cassette is set at a reference position of the cassette with respect to the substrate transfer robot.
FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a signal output from the optical sensor when the optical sensor is moved in the direction of the cassette in the state of FIG. 2;
4A is a diagram illustrating a state in which the optical sensor is set at the center of the detection plate, and FIG. 4B is a diagram illustrating an output from the optical sensor when the optical sensor is moved downward from the state of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a signal.
FIG. 5 is a top view showing a state in which the cassette is set at a reference position of the cassette with respect to the substrate transfer robot in an inclined state.
FIG. 6 is a diagram showing a waveform of a signal output from the optical sensor when the optical sensor is moved to the cassette side in the state of FIG.
7A is a diagram showing a state in which the optical sensor is moved to the center of the detection plate in a state where the cassette is inclined, and FIG. 7B is a diagram showing a state in which the robot holder is rotated from the state shown in FIG. It is a figure showing the state where it matched.
8A is a diagram showing a positional relationship between the optical sensor and the center of the plate when the optical sensor is moved to the center of the detection plate when the cassette is tilted and also displaced in the Y direction, and FIG. It is a figure which shows the positional relationship of the optical sensor and plate center when rotating a robot holder by a tilt angle from the state of (a).
FIG. 9 is a block diagram illustrating a cassette displacement detection process of the substrate transfer robot system according to the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of detecting a displacement of a cassette in the substrate transfer robot system.
FIG. 11 is a diagram for explaining another embodiment for detecting a displacement amount of a cassette.
FIG. 12 is a diagram showing a signal waveform output from a distance measurement sensor.
FIG. 13 is a diagram for explaining a method of transporting a substrate between processes in a manufacturing process of a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, or the like.
FIG. 14 is a perspective view of a main part showing a cassette position adjusting mechanism of a cassette stage in a conventional substrate transfer robot system.
[Explanation of symbols]
1 Substrate transfer robot system
2 Cassette stage (mounting table)
3 Substrate transfer robot
31 X-direction drive mechanism
32 Y direction drive mechanism
33 Z direction drive mechanism
34 θ direction rotation mechanism
35, 36 Robot hand
4 cassette (substrate transfer container)
41, 42 protrusion
5, 6 Position detection member
7 Substrate
8 Guide rail
9,10 Optical sensor (detection means)
11 control part (measurement control means)
111 X-direction edge detection unit (detection control unit)
112 Edge-to-edge distance calculation unit (computing means)
113 X-direction shift amount calculating section (computing means)
114 θ direction shift amount calculation unit (calculation means)
115 Y-direction edge detection unit (posture correction unit, second detection control unit)
116 Y-direction shift amount calculating section (second calculating means)
12 Robot controller
121 X-direction control drive unit
122 Y direction drive control unit
123 Z direction drive control unit
124 θ direction drive controller
13 sensors (detection means)
14 Distance measuring sensor (distance measuring means)

Claims (11)

水平面内で互いに直交するＸＹ軸方向とこれらに垂直なＺ軸方向とにそれぞれ変位可能かつＺ軸の回りに回転可能なロボットハンドを有する基板搬送ロボットと、少なくとも一側面に基板出し入れ口を有する直方体形状の基板搬送容器が当該基板出し入れ口を含む面を前記基板搬送ロボットのＹ軸と略平行にして載置される載置台とを備え、前記ロボットハンドをＸ方向に駆動して前記基板搬送容器に多段収納された基板の出し入れを行う基板搬送ロボットシステムにおいて、
前記ロボットハンドの保持部材に設けられ、エッジを有する被検出物の当該エッジを横切るようにスキャンすることで当該エッジの検出信号を出力する検出手段と、
前記基板出し入れ口を含む面に平行な第１のエッジとこれに直交する第２のエッジを有する位置検出用部材が配設された基板搬送容器が前記載置台に載置されると、前記ロボットハンドをＸ方向に駆動して前記位置検出用部材の第１のエッジを横切るように前記検出手段をスキャンさせる検出制御手段と、
前記検出手段のスキャンにより当該検出手段から出力される前記第１のエッジ上の所定の距離だけ離れた２つの点の検出信号を用いて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする基板搬送ロボットシステム。A substrate transfer robot having a robot hand displaceable in an XY-axis direction perpendicular to each other in a horizontal plane and a Z-axis direction perpendicular thereto and rotatable around the Z-axis, and a rectangular parallelepiped having a substrate entrance on at least one side surface A mounting table on which the substrate transfer container having a shape is placed with the surface including the substrate loading / unloading port substantially parallel to the Y-axis of the substrate transfer robot; and In a substrate transfer robot system for loading and unloading substrates stored in multiple stages,
A detection unit that is provided on a holding member of the robot hand and that outputs a detection signal of the edge by scanning the object to be detected having the edge so as to cross the edge;
When a substrate transport container provided with a position detecting member having a first edge parallel to a plane including the substrate entrance and a second edge orthogonal to the first edge is mounted on the mounting table, the robot Detection control means for driving the hand in the X direction to scan the detection means so as to cross the first edge of the position detection member;
The X direction from a reference position on the mounting table of the substrate transport container using a detection signal of two points separated by a predetermined distance on the first edge output from the detection unit by scanning of the detection unit. Or calculating means for calculating the deviation amount in the θ direction,
A substrate transport robot system comprising: 前記演算手段は、前記第１のエッジ上の２つの点の検出信号に基づいて当該２つの点の前記基板搬送ロボットのＸＹ座標系におけるＸ方向の位置情報をそれぞれ算出し、これらのＸ方向の位置情報と２点間の距離情報とに基づいて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＸ方向又はθ方向のずれ量を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の基板搬送ロボットシステム。The calculating means calculates position information of the two points in the X direction of the substrate transfer robot in the XY coordinate system based on the detection signals of the two points on the first edge, and calculates the position information of the two points in the X direction. 2. The method according to claim 1, further comprising calculating a shift amount in an X direction or a θ direction from a reference position on the mounting table of the substrate transport container based on the position information and the distance information between the two points. Substrate transfer robot system. 請求項１又は２記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、前記θ方向のずれ量が算出されると、前記検出手段を前記位置検出用部材の所定の位置に移動させた後、前記θ方向のずれ量に基づいて前記基板搬送ロボットのＹ軸が前記位置検出用部材の第１のエッジと平行するように当該基板搬送ロボットの姿勢を修正する姿勢修正手段と、
前記基板搬送ロボットの姿勢を修正した状態で、前記ロボットハンドをＹ方向に駆動して前記位置検出用部材の第２のエッジを横切るように前記検出手段をスキャンさせる第２の検出制御手段と、
前記検出手段のスキャンにより当該検出手段から出力される前記第２のエッジの検出信号を用いて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量を演算する第２の演算手段と、
を更に備えたことを特徴とする基板搬送ロボットシステム。3. The substrate transfer robot system according to claim 1, wherein when the shift amount in the θ direction is calculated, the detecting unit is moved to a predetermined position of the position detection member, and then the shift amount in the θ direction. Posture correcting means for correcting the posture of the substrate transfer robot such that the Y axis of the substrate transfer robot is parallel to the first edge of the position detection member based on
A second detection control unit that drives the robot hand in the Y direction to scan the detection unit so as to cross the second edge of the position detection member in a state where the posture of the substrate transfer robot is corrected;
A second calculating means for calculating a shift amount in the Y direction from a reference position on the mounting table of the substrate transport container using a detection signal of the second edge outputted from the detecting means by the scanning of the detecting means; When,
A substrate transport robot system further comprising: 前記第２の演算手段は、前記第２のエッジ上の点の検出信号に基づいてその点の前記基板搬送ロボットのＸＹ座標系におけるＹ方向の位置情報を算出し、このＹ方向の位置情報に基づいて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＹ方向のずれ量を算出するものであることを特徴とする請求項３記載の基板搬送ロボットシステム。The second calculating means calculates position information of the point on the second edge in the XY coordinate system of the substrate transfer robot based on the detection signal of the point on the second edge, and calculates the position information in the Y direction. 4. The substrate transport robot system according to claim 3, wherein the amount of deviation of the substrate transport container from the reference position on the mounting table in the Y direction is calculated based on the amount. 前記検出手段は、前記位置検出用部材の第１のエッジ上の２つの点を同時に検出可能にするべく、前記ロボットハンドの保持部材にＹ軸と平行に前記所定の距離だけ離れて設けられた一対のセンサで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板搬送ロボットシステム。The detection means is provided on the holding member of the robot hand at a predetermined distance in parallel with the Y axis so as to simultaneously detect two points on the first edge of the position detection member. The substrate transfer robot system according to any one of claims 1 to 4, comprising a pair of sensors. 前記センサは、光センサであることを特徴とする請求項５記載の基板搬送ロボットシステム。The substrate transfer robot system according to claim 5, wherein the sensor is an optical sensor. 水平面内で互いに直交するＸＹ軸方向とこれらに垂直なＺ軸方向とにそれぞれ変位可能かつＺ軸の回りに回転可能なロボットハンドを有する基板搬送ロボットと、少なくとも一側面に基板出し入れ口を有する直方体形状の基板搬送容器が当該基板出し入れ口を含む面を前記基板搬送ロボットのＹ軸と略平行にして載置される載置台とを備え、前記ロボットハンドをＸ方向に駆動して前記基板搬送容器に多段収納された基板の出し入れを行う基板搬送ロボットシステムにおいて、
前記ロボットハンドの保持部材に設けられ、被検出物までの距離を測定する距離測定手段と、
前記載置台に、前記基板出し入れ口を含む面と平行な方向に所定の距離だけ離して前記基板搬送ロボット側に突出する２個の突起が配設された基板搬送容器が載置されると、前記距離測定手段で前記２個の突起までの距離を測定させる測定制御手段と、
前記距離測定手段により測定された２個の突起までの距離情報を用いて前記基板搬送容器の前記載置台における基準位置からのＸ方向、Ｙ方向及びθ方向のずれ量の少なくとも１つを演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする基板搬送ロボットシステム。A substrate transfer robot having a robot hand displaceable in an XY-axis direction perpendicular to each other in a horizontal plane and a Z-axis direction perpendicular thereto and rotatable around the Z-axis, and a rectangular parallelepiped having a substrate entrance on at least one side surface A mounting table on which the substrate transfer container having a shape is placed with the surface including the substrate loading / unloading port substantially parallel to the Y-axis of the substrate transfer robot; and In a substrate transfer robot system for loading and unloading substrates stored in multiple stages,
Distance measuring means provided on a holding member of the robot hand, for measuring a distance to an object to be detected,
When the mounting table is mounted with a substrate transfer container provided with two protrusions protruding toward the substrate transfer robot at a predetermined distance in a direction parallel to a plane including the substrate loading / unloading port, Measurement control means for measuring the distance to the two protrusions by the distance measurement means,
Using the information on the distance to the two protrusions measured by the distance measuring means, at least one of the shift amounts in the X, Y, and θ directions from the reference position on the mounting table of the substrate transport container is calculated. Arithmetic means;
A substrate transport robot system comprising: 請求項１〜７のいずれかに記載の基板搬送ロボットシステムにおいて、
算出されたずれ量に基づいて前記ロボットハンドの基板出し入れのための駆動制御値を補正する補正手段を更に備えたことを特徴とする基板搬送ロボットシステム。The substrate transport robot system according to any one of claims 1 to 7,
A substrate transport robot system, further comprising: a correction unit configured to correct a drive control value for taking the substrate in and out of the robot hand based on the calculated shift amount. 請求項１〜６のいずれかに記載の基板搬送ロボットシステムに適用される基板搬送容器であって、
容器本体の所定の位置に、基板出し入れ口を含む面に平行な第１のエッジとこれに直交する第２のエッジを有する位置検出用部材が配設されていることを特徴とする基板搬送容器。A substrate transport container applied to the substrate transport robot system according to any one of claims 1 to 6,
A substrate transport container, wherein a position detecting member having a first edge parallel to a surface including a substrate entrance and a second edge orthogonal thereto is provided at a predetermined position of the container body. . 前記位置検出用部材は、前記検出手段によって検出される前記第１のエッジ上の２つの点をそれぞれ含む一対の部材からなることを特徴とする請求項９記載の基板搬送容器。10. The substrate transport container according to claim 9, wherein the position detecting member comprises a pair of members each including two points on the first edge detected by the detecting unit. 請求項７又は８記載の基板搬送ロボットシステムに適用される基板搬送容器であって、
容器本体の所定の位置に、基板出し入れ口を含む面と平行な方向に所定の距離だけ離して２個の突起が配設されていることを特徴とする基板搬送容器。A substrate transport container applied to the substrate transport robot system according to claim 7 or 8,
A substrate transport container, wherein two projections are provided at predetermined positions of a container main body and separated by a predetermined distance in a direction parallel to a plane including a substrate entrance.
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