JP2007088110A - 基板搬送ロボットの基準位置教示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板搬送ロボットの基準位置の教示作業において、非常に大きな基板を扱う場合でも作業者の能力によるバラつきを改善し、作業時間を可及的に減少することができる基板搬送ロボットの基準位置教示方法を提供する。
【解決手段】基板搬送ロボットの先端にはカセットまたは基板処理装置内に配設された基板を載置する棚を撮像するカメラを備え、かつ前記基板を載置する棚には基板のズレを認識するセンサーが備えてあり、基板を搬送させてカメラによって基板を載置する棚の所望の位置を認識し、センサーによって基板のずれ量を検出しながら基板搬送ロボットの前記カセットまたは基板処理装置内の所望の位置に基板を載置するように基準位置を位置決めすることを特徴とする基板搬送ロボットの基準位置教示方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネルの製造工程において、液晶基板（以下基板という）を搬送する基板搬送ロボットの基準位置の教示方法に関するものである。

液晶パネルの製造工程には、基板に、薄膜形成処理、洗浄処理、レジスト塗布等の基板処理を行なう工程がある。

図５は、従来の基板処理システムの配置図である。
例えば、基板に基板処理を行なう基板処理装置４と、基板処理装置４に基板を搬入したり基板処理装置４から基板を搬出するための基板搬送ロボット１と、基板搬送ロボット１を設置する収納スペース３と、基板を収納したカセット２とが配置されている。

収納スペース３は、基板処理装置４に隣接した位置に配置されて、基板搬送ロボット１を内部に設置している。
さらに、収納スペース３には、基板搬送ロボット１を、図５のＹ方向に移動させる機構が備えられていて、基板搬送ロボット１を基板の搬送に適した位置（通常、カセット２又は基板処理装置４の基板搬入口又は搬出口の位置）に適宜移動させることができる。また、収納スペース３は、基板搬送ロボット１を図５のＹ方向以外の方向に移動させる機構を備えてもよい。

図６は、基板搬送ロボット１がカセット２から基板２１を搬出するときのカセット２及び基板搬送ロボット１の斜視図である。
基板搬送ロボット１は、例えば、図６に示すように、ベース機構１１と昇降機構１２と１組のアーム機構１３とアーム機構の先端に軸支されたハンド部材１４とを備えている。

ベース機構１１は、内部に図示しない複数のモータを備えていて昇降機構１２を昇降させると共に昇降機構１２をＺ軸の軸心周りに回動させることができる。
アーム機構１３は、昇降機構に軸支された第１のアーム１３ａと第２のアーム１３ｂとハンド部材１４とが連結されて、そのハンド部材１４を少なくともＸ方向に移動させる機構である。このアーム機構１３もベース機構１１内に備えられたモータによって駆動される。

また、ハンド部材１４は、図示しない真空吸着等の手段によってハンド部材１４の上面に基板２１を載せて固定させることができる。

なお、図６では、説明を簡略化するために、カセット２を１つだけ示し、図５に示した収納スペース３に備えられたＹ方向の移動機構等の図示を省略している。
特開平４−２３０１０号公報

基板搬送ロボットによって基板をカセットから取り出して他のカセット、基板処理装置等に搬送する場合、カセット、基板処理装置等に収納された基板の位置を基板搬送ロボットに正確に教示することが必要である。以下、位置決め作業において、カセットと基板処理装置とのいずれか一方を示す場合、単にカセット等という。通常、基板はそれを収納するカセット等に対してあらかじめ定められた位置に収納されるように収納棚を設けてあり、一旦これらのカセット等と基板搬送ロボットの相互位置を教示すれば、以後は基板を搬入出するに際して毎回教示しなくてもよいように構成されている。しかし、装置の新設時，改造や定期点検等によって組付状態から外したとき、位置を変更したときには、実働に先立って両者の相互位置を基板搬送ロボットに教示して、正しい位置関係にて搬送を行わせるようにすることが必要となる。特に半導体ウエハや液晶基板のような極く薄い平板状のものであるときには、これらは通常多数が一定の間隔を保つように形成されたカセット等に収納されており、これらのカセット等は収納密度を可能な限り大きくするために極く狭い間隔で基板を収納する構造となっている。このためにこのカセット等の中から一枚ずつ取り出すには、基板搬送ロボットのハンド部材を高精度でカセットに対して位置決め，教示することが要求される。

図６の装置において、基板搬送ロボット１とカセット等のウエハ収納位置との相互関係は装置の調整時にティーチングボックス１５ａによって基板搬送ロボット１を寸動操作し、またはキーボード１５ｂから動作命令を入力して外部コンピュータ１５ｃの助けをかりてＮＣ制御方式で基板搬送ロボット１を動かして、その結果を目視によって確認し、最適位置になるまでくりかえして基板搬送ロボット１にカセット等の基準位置を教示する方法が行われている。

しかし、上記のような方法による教示作業は極めて難しく、精度をよくするためには長時間を要し、しかも作業者の目視によって確認するものであるために、結果に個人差が生じるばかりでなく、同一人による教示結果にバラツキが生じるものであった。

図７は、図６の装置に用いるカセット等の概略模式図であって、基板収納部の断面拡大図である。同図に示すように基板２１の収納間隙は４．７ｍｍないし６．３ｍｍ程度と狭く、その狭い間隙に基板をすくい上げて取り出す（または搬入する）ための基板搬送ロボット先端に備えたハンド部材１４を挿入し、かつ少し持ち上げた状態で出し入れすることが必要となる。このハンド部材１４は、強度や基板受け面の平坦性を確保するために２〜３ｍｍ程度の厚さが必要であり、また基板の出し入れ時にカセット等と摺れ合わないように基板を０．２ 〜０．５ｍｍ程度カセット等の基板を載置する棚から浮かした状態で出し入れすることが必要となる。さらに液晶用ガラス基板のサイズは１５００ｍｍ×１８００ｍｍ、１８００ｍｍ×２２００ｍｍ等であって非常に大きなものであり、基板搬送ロボットは２〜３ｍｍ程度の極めて狭い間隙余裕の中を２０００ｍｍ程の距離を移動しなければならない。したがって基板搬送ロボットをこのカセット等のウエハ収納位置に位置決めするときの精度は極めて高い精度が要求されることになる。しかも、このような半導体処理設備は、高価なクリーンルーム内に設置されるために装置そのものが非常に狭い空間内に高密度に配置されることが多く、教示，調整作業をさらに困難なものにしている。

本発明は以上のような問題点を改善するべく基板搬送ロボットの基準位置の教示作業において、非常に大きな基板を扱う場合でも作業者の能力によるバラつきを改善し、作業時間を可及的に減少することができる基板搬送ロボットの基準位置教示方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、第１の発明は、
基板を収納したカセットと、
基板を処理する基板処理装置との間で、
所定の場所に基板を搬入出する基板搬送ロボットの基準位置教示方法において、
前記基板搬送ロボットの先端には前記カセットまたは前記基板処理装置内に配設された基板を載置する棚を撮像するカメラを備え、かつ前記基板を載置する棚には基板のズレを認識するセンサーが備えてあり、
基板を搬送させて前記カメラによって基板を載置する前記棚の所望の位置を認識し、前記センサーによって基板のずれ量を検出しながら
基板搬送ロボットの前記カセットまたは前記基板処理装置内の所望の位置に基板を載置するように基準位置を位置決めすることを特徴とする基板搬送ロボットの基準位置教示方法である。

上記目的を達成するために、第２の発明は、
前記センサーが前記基板を挿入する際の水平面方向のズレを認識してズレが生じた場合に信号を発信することを特徴とする基板搬送ロボットの基準位置教示方法である。

上記目的を達成するために、第３の発明は、
前記基板が大形の液晶基板からなることを特徴とする基板搬送ロボットの基準位置教示方法である。

本願発明は、基板を搬送させてカメラによって基板を載置する棚の所望の位置を認識し、センサーによって基板のずれ量を検出しながら基板搬送ロボットのカセットまたは基板処理装置内の所望の位置に基板を載置するように基準位置を位置決めするため、非常に大きな基板を扱う場合でも基板を載置するカセット等の棚の状態をより正確に認識することができる。そのため、作業者の能力によるバラつきを改善し、作業時間を可及的に減少することができる。

［実施の形態１］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１は本発明の基板処理システムの概略斜視図である。
同図に示すように、基板を収納したカセット２と、基板を収納したカセット２に基板を搬入したり基板を収納したカセット２から基板を搬出するための基板搬送ロボット１とが配置されている。

基板搬送ロボット１は、同図に示すようにベース機構１１と昇降機構１２と１組のアーム機構１３とアーム機構の先端に軸支されたハンド部材１４とを備えている。
ベース機構１１は、内部に図示しない複数のモータを備えていて昇降機構１２を昇降させると共に昇降機構１２をＺ軸の軸心周りに回動させることができる。
アーム機構１３は、昇降機構に軸支された第１のアーム１３ａと第２のアーム１３ｂとハンド部材１４とが連結されて、そのハンド部材１４を少なくともＸ方向に移動させる機構である。このアーム機構１３もベース機構１１内に備えられたモータによって駆動される。
また、ハンド部材１４は、図示しない真空吸着等の手段によってハンド部材１４の上面に基板２１を載せて固定させることができる。

ここで基板搬送ロボット１のハンド部材１４の先端にはカメラ６が備えられており、ハンド部材１４の進行方向の状態を撮像することができる。

同図において、基板搬送ロボット１とカセット等のウエハ収納位置との相互関係は装置の調整時にティーチングボックス１６ａによって基板搬送ロボット１を寸動操作し、またはキーボード１６ｂから動作命令を入力して外部コンピュータ１６ｃの助けをかりてＮＣ制御方式で基板搬送ロボット１を動かして、最適位置になるまでくりかえして基板搬送ロボット１にカセット等の基準位置を教示することができる。
ここで、前述したカメラ６が撮像した映像は、図示を省略するが制御装置１６内に内蔵されたモニターによって確認することができる。したがって、ティーチングボックス１６ａによって基板搬送ロボット１を寸動操作してカメラ６が撮像した映像をモニターで確認しながらハンド部材１４の進行方向の位置が最適な位置となるように教示することができる。

図２は本発明の基板搬送ロボット１の概略側面図である。
同図に示すように、基板搬送ロボットのハンド部材１４の先端にはカメラ６が備え付けられている。
ここで、カメラ６は一般的に使用されている超小型軽量のカメラであって、ハンド部材１４の先端に着脱自在に取り付けることができる。

図３は、図１の装置に用いるカセット等の概略模式図であって、基板収納部の断面拡大図である。
同図に示すように、基板を載置する棚２２にはセンサー５が備え付けられており、センサー光が垂直下方である矢印の方向に発光されている。
図４は図３のＡ−Ａ断面から見た時の一部省略概略断面図である。
同図（ａ）に示すように、ハンド部材１４が所望の位置にズレることなく搬入されると、センサー５からのセンサー光５ａ乃至５ｄを遮ることなく搬入され、所望とする収納棚に基板を載置することができる。

しかしながら、図４（ｂ）に示すように、基板２１を載置したハンド部材１４が水平方向にズレた状態で基板を載置する棚上に搬入されると、センサー５からのセンサー光５ａ及び５ｄを遮ることとなり、センサー５はこの遮ったことを示す信号を前述した制御装置１６に入力する。

以上のように、本願発明の基板搬送ロボットによって基板を搬入出するときの基準位置の教示方法によると、ハンド部材１４の先端に備えたカメラ６によって、基板を載置するカセット等の棚２２の進行方向の状態を確認しながら、平面方向のズレをセンサー５からのセンサー光が基板によって遮られることで認識することができる。このとき、センサー５はズレを認識したことを示す信号を制御装置１６に入力するが、前述したカメラ６の撮像した状態を表示するモニターにこのセンサーからの信号も表示させることができるため、作業者はカセット等に基板を載置したハンド部材１４を挿入する際は、制御装置のモニターを見ながら最適位置となるように教示作業を行なうことができる。
したがって、非常に狭い空間に平面積の大きな基板を搬入して基準位置を教示する場合でも作業者の能力によるバラつきに関係なく、より正確に教示作業を行なうことができる。

なお、本願発明は前述した各実施形態に限定されるものではない。
ハンド部材１４の先端に備えたカメラ６は着脱自在のものではなく、予めハンド部材１４の先端に内蔵された構成のものでも同様の効果を奏することができる。
また、カセット等の基板を収納する棚２２に取り付けられたセンサー５の位置は基板のサイズ、種類等によって適宜変更することができ、棚２２の上面、下面等のいずれにも備えることができる。

本発明の基板処理システムの概略斜視図である。 本発明の基板搬送ロボットの概略側面図である。 図１の装置に用いるカセット等の概略模式図である。 図３のＡ−Ａ断面から見た時の一部省略概略断面図である。 従来の基板処理システムの配置図である。 従来のカセット及び基板搬送ロボットの斜視図である。 図６の装置に用いるカセット等の概略模式図である。

符号の説明

１ 基板搬送ロボット
１１ ベース機構
１２ 昇降機構
１３ アーム機構
１３ａ 第１アーム
１３ｂ 第２アーム
１４ ハンド部材
１５ 制御装置
１５ａ ティーチングボックス
１５ｂ キーボード
１５ｃ 外部コンピュータ
１６ 制御装置
１６ａ ティーチングボックス
１６ｂ キーボード
１６ｃ 外部コンピュータ
２ カセット
２１ 基板
２２ 棚
３ 収納スペース
４ 基板処理装置
５ センサー
６ カメラ

Claims (3)

1. 基板を収納したカセットと、
   基板を処理する基板処理装置との間で、
   所定の場所に基板を搬入出する基板搬送ロボットの基準位置教示方法において、
   前記基板搬送ロボットの先端には前記カセットまたは前記基板処理装置内に配設された基板を載置する棚を撮像するカメラを備え、かつ前記基板を載置する棚には基板のズレを認識するセンサーが備えてあり、
   基板を搬送させて前記カメラによって基板を載置する前記棚の所望の位置を認識し、前記センサーによって基板のずれ量を検出しながら
   基板搬送ロボットの前記カセットまたは前記基板処理装置内の所望の位置に基板を載置するように基準位置を位置決めする
   基板搬送ロボットの基準位置教示方法。
2. 前記センサーが前記基板を挿入する際の水平面方向のズレを認識してズレが生じた場合に信号を発信する請求項１に記載の基板搬送ロボットの基準位置教示方法。
3. 前記基板が大形の液晶基板からなる請求項１又は２に記載の基板搬送ロボットの基準位置教示方法。
   

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