JP2020027936A - 搬送システムおよび搬送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストの増加を抑制する搬送システムおよび搬送方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る搬送システムは、搬送室と、２つのロボットと、退避部とを備える。搬送室には、複数の搬送位置が予め定められている。２つのロボットは、搬送室内に設けられ、複数の搬送位置間で基板を搬送する水平多関節式のアーム部をそれぞれ有する。退避部は、ロボットの一方が故障した場合に、故障したロボットを他方のロボットの動作範囲と干渉しない高さへ退避させる。【選択図】図１

Description

開示の実施形態は、搬送システムおよび搬送方法に関する。
従来、基板を保持するハンドを有する水平多関節ロボットなどのロボットを、局所クリーン化された搬送室内に配置し、搬送室の側壁に設置された基板収納用のカセットや基板の処理室に対して基板を搬送する搬送システムが知られている。
また、１つの処理室あたりに２台のロボットを搬送室に設置することで、１台のロボットが故障した際にも搬送処理を継続する技術も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１１−２２８５５９号公報
しかしながら、上記した技術のように、１つの処理室あたりに単に２台のロボットを設置することとしても、２台のロボットが干渉しないようするための排他制御が必要となり、コストが増加する。つまり、従来の搬送システムには、コストの増加の抑制について改良の余地があった。
実施形態の一態様は、コストの増加を抑制することができる搬送システムおよび搬送方法を提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係る搬送システムは、搬送室と、２つのロボットと、退避部とを備える。搬送室には、複数の搬送位置が予め定められている。２つのロボットは、前記搬送室内に設けられ、複数の前記搬送位置間で基板を搬送する水平多関節式のアーム部をそれぞれ有する。退避部は、前記ロボットの一方が故障した場合に、当該ロボットを他方の前記ロボットの動作範囲と干渉しない高さへ退避させる。
また、実施形態の一態様に係る搬送方法は、搬送室と、２つのロボットとを用い、退避工程を含む。搬送室には、複数の搬送位置が予め定められている。２つのロボットは、前記搬送室内に設けられ、複数の前記搬送位置間で基板を搬送する水平多関節式のアーム部をそれぞれ有する。退避工程は、前記ロボットの一方が故障した場合に、当該ロボットを他方の前記ロボットの動作範囲と干渉しない高さへ退避させる。
実施形態の一態様によれば、コストの増加を抑制することができる。
図１は、搬送システムの概要を示す上面模式図である。 図２は、支持装置の側面図である。 図３は、ロボットの斜視図である。 図４は、ロボットの側面図である。 図５は、基本姿勢の説明図である。 図６は、搬送システムのブロック図である。 図７は、昇降範囲の説明図である。 図８は、コントローラのブロック図である。 図９は、搬送システムが実行する退避手順を示すフローチャートである。 図１０Ａは、変形例その１を示す説明図である。 図１０Ｂは、変形例その２を示す説明図である。 図１０Ｃは、変形例その３を示す説明図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する搬送システムおよび搬送方法を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
また、以下に示す実施形態では、「平行」や、「垂直」、「水平」、「鉛直」、「中心」、「対称」といった表現を用いる場合があるが、厳密にこれらの状態を満たすことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度、処理精度、検出精度などのずれを許容するものとする。
まず、実施形態に係る搬送システム１の概要について図１を用いて説明する。図１は、搬送システム１の概要を示す上面模式図である。なお、図１には、説明をわかりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸、搬送室５０の長辺に沿った向きをＸ軸、搬送室５０の短辺に沿った向きをＹ軸とする３次元の直交座標系を示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。
図１に示すように、搬送システム１は、搬送室５０と、ロボット１０と、支持装置１１０とを備える。なお、図１に示すように、搬送システム１は、２台のロボット１０を備えるので、ロボット１０を区別する場合には、ロボット１０Ａ、ロボット１０Ｂのように記載する。また、支持装置１１０についても同様に、ロボット１０Ａに対応する支持装置１１０を支持装置１１０Ａ、ロボット１０Ｂに対応する支持装置１１０を支持装置１１０Ｂのように記載する。
搬送室５０は、いわゆるＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）であり、清浄なダウンフローの気流を内部に流す局所クリーン化された筐体である。また、搬送室５０に窒素を充填（Ｎ２パージ）することも行われる。搬送室５０をＮ２パージする場合、いったん搬送室５０を開けるとＮ２パージの状態に戻すための時間を要するので、ロボット１０が故障した場合であっても搬送室５０を開けることなく搬送処理を継続させることが好ましい。
まず、搬送室５０について説明する。図１に示すように、搬送室５０は、たとえば、同図のＸ軸方向を長辺とし、Ｙ軸方向を短辺とする矩形状であり、長辺に対応する第１側壁５１および第２側壁５２が対向している。また、短辺に対応する第３側壁５３および第４側壁５４が対向している。なお、以下では、搬送室５０のＹ軸方向についての中心線を中心線ＣＹ、Ｘ軸方向についての中心線を中心線ＣＸ、中心線ＣＹと中心線ＣＸとの交点を中心点ＣＣとする。
なお、図１では、対向する第１側壁５１および第２側壁５２と、対向する第３側壁５３および第４側壁５４とで囲まれる矩形状の搬送室５０を示したが、搬送室５０の形状を限定するものではない。つまり、対向する第１側壁５１および第２側壁５２と、対向する第３側壁５３および第４側壁５４とを少なくとも含んでいれば六角形状等の他の形状であってもよい。
第１側壁５１および第２側壁５２の外側には、それぞれ、３つのカセットＣが並べて配置されている。ここで、カセットＣは、いわゆるＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）であり、基板５００を多段に収容する機器である。基板５００は、たとえば、搬送位置Ｐ１１に基板５００の基準位置（たとえば、中心）が重なるように収納される。ここで、搬送位置Ｐ１１は、搬送室５０において予め定められた複数の搬送位置Ｐの一例である。
第３側壁５３および第４側壁５４には、２つのロードロック室ＬＬがそれぞれ並べて配置されている。ここで、ロードロック室ＬＬは、処理室Ｒ１，Ｒ２の前室にあたり、処理対象となる基板５００が１枚ずつ搬送される。
ここで、カセットＣを設置するために第１側壁５１や第２側壁５２に設けられる開口の位置や大きさ、間隔といった寸法は、ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and Materials International）規格に準拠している。また、上記したカセットＣにおける各種寸法についても、同様にＳＥＭＩ規格に準拠している。
また、ロードロック室ＬＬを設置するために第３側壁５３や第４側壁５４に設けられる開口の位置や大きさ、間隔といった寸法や、ロードロック室ＬＬにおける各種寸法についても、同様にＳＥＭＩ規格に準拠している。
図１に示したように、それぞれのカセットＣには、基板５００の搬送位置Ｐが予め定められている。なお、図１では、搬送位置Ｐを基板５００と同様の円形状として示したが、円形状の中心を搬送位置Ｐとすることとしてもよい。
ここで、第１側壁５１における３つのカセットＣの搬送位置Ｐを時計回りに、それぞれ、搬送位置Ｐ１１、搬送位置Ｐ１２、搬送位置Ｐ１３とする。また、第２側壁５２についても同様に、搬送位置Ｐ２１、搬送位置Ｐ２２、搬送位置Ｐ２３とする。
また、第３側壁５３における２つのロードロック室ＬＬの搬送位置Ｐを時計回りに、それぞれ搬送位置Ｐ３１、搬送位置Ｐ３２とする。また、第４側壁５４についても同様に、搬送位置Ｐ４１、搬送位置Ｐ４２とする。
なお、搬送位置Ｐ５１および搬送位置Ｐ５２は、基板５００の結晶向きを整えるプリアライナＰＡ（図７参照）に対応する搬送位置Ｐである。また、搬送位置Ｐ５１および搬送位置Ｐ５２は、中心線ＣＸについて線対称となるように中心線ＣＹ上に配置される。なお、搬送位置Ｐ５１，Ｐ５２は、必ずしも中心線ＣＹ上に配置しなくてもよい。
このように、それぞれの搬送位置Ｐは、中心線ＣＸについても、中心線ＣＹについても対称となるように、それぞれ予め定められている。なお、図１では、搬送位置Ｐが中心線ＣＸおよび中心線ＣＹについて対称に配置される場合について示したが、対称配置は配置の一例であり、中心線ＣＸおよび中心線ＣＹの一方または双方について対称配置としなくてもよい。以下に示すロボット１０の配置についても同様である。
次に、ロボット１０について説明する。以下では、第１側壁５１側のロボット１０をロボット１０Ａと、第２側壁５２側のロボット１０をロボット１０Ｂとする。なお、両者を区別する必要がない場合には、ロボット１０と記載することとする。それぞれのロボット１０は、カセットＣと、ロードロック室ＬＬとの間で基板５００を搬送する。
図１に示したように、ロボット１０は、水平多関節式のアーム部１９を備えている。また、各ロボット１０は、アーム部１９における最も基端側のアームの旋回軸が中心線ＣＸ上となるように配置される。そして、ロボット１０Ａは、中心線ＣＹよりも第１側壁５１側に、ロボット１０Ｂは、中心線ＣＹよりも第２側壁５２側に、中心線ＣＹを挟んで隣り合うように配置される。
ここで、アーム部１９のアーム長は、図１に示したすべての搬送位置Ｐに基板５００を搬送可能な長さを有している。つまり、ロボット１０Ａ，１０Ｂにおけるアーム部１９のアーム長は、第１側壁５１、第２側壁５２、第３側壁５３および第４側壁５４の各搬送位置Ｐに基板５００を搬送可能な長さである。なお、ロボット１０の構成の詳細については、図３および図４を用いて後述する。
ロボット１０Ａは、第１側壁５１のカセットＣに対応する搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３と、第３側壁５３のロードロック室ＬＬに対応する搬送位置Ｐ３１，Ｐ３２との間で基板５００を搬送する。また、ロボット１０Ｂは、第２側壁５２のカセットＣに対応する搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３と、第４側壁５４のロードロック室ＬＬに対応する搬送位置Ｐ４１，Ｐ４２との間で基板５００を搬送する。
このように、通常時は、処理室Ｒ１に関連する搬送処理はロボット１０Ａが行い、処理室Ｒ２に関連する搬送処理はロボット１０Ｂが行う。つまり、１つの処理室Ｒについて１つのロボット１０が搬送処理を行うことで、１つの処理室Ｒあたりのロボット１０の台数が１台である。これにより、１つの処理室Ｒあたりのコストの抑制を図ることができる。
なお、説明をわかりやすくする観点から、図１では、ロボット１０Ａが担当する搬送位置Ｐ（搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５１）にハッチングを付している。また、ハッチングが付されていない搬送位置Ｐ（搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ５２）は、ロボット１０Ｂが担当する。なお、ロボット１０Ａ，１０Ｂが担当する搬送位置Ｐの組を入れ替えてもよい。また、プリアライナＰＡ（図７参照）に対応する搬送位置Ｐ５１，Ｐ５２については担当するロボット１０を入れ替えてもよい。つまり、搬送位置Ｐ５１についてはロボット１０Ｂが、搬送位置Ｐ５２についてはロボット１０Ａが、それぞれ担当することとしてもよい。
図１に示したように、ロボット１０Ａが担当する搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５１と、ロボット１０Ｂが担当する搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ５２とは、中心点ＣＣについて点対称の関係にある。また、搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３と、搬送位置Ｐ２３，Ｐ２２，Ｐ２１とは中心線ＣＹについて線対称の関係にあり、搬送位置Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５１と、搬送位置Ｐ４２，Ｐ４１，Ｐ５２とは中心線ＣＸについて線対称の関係にある。
次に、支持装置１１０について説明する。支持装置１１０は、ロボット１０の支持高さを変更する装置である。ここで、支持装置１１０は、ロボット１０の一方が故障した場合に、故障したロボット１０を他方の（正常な）ロボット１０の動作範囲と干渉しない高さへ退避させる「退避部」の一例である。
このように、搬送システム１は、通常時は、２台のロボット１０で搬送処理を行うが、１台のロボット１０が故障した場合には、故障したロボット１０を高さ方向（Ｚ方向）に退避させることで、他方の（正常な）ロボット１０で搬送処理を継続する。
たとえば、処理室Ｒ２に対応するロボット１０Ｂが故障した場合、支持装置１１０Ｂは、ロボット１０Ｂをロボット１０Ａの動作範囲と干渉しない高さへ下降させる。そして、処理室Ｒ１に対応するロボット１０Ａは、処理室Ｒ２に対応する搬送位置Ｐについても基板５００を搬送する。
つまり、ロボット１０Ａは、処理室Ｒ１に対応する搬送処理に加えて処理室Ｒ２に対応する搬送処理を行う。このように、ロボット１０Ａが、ロボット１０Ｂの搬送処理を兼ねることができるのは、上記したように、ロボット１０Ａが、図１に示したすべての搬送位置Ｐに基板５００を搬送可能なアーム長を有しているからである。
なお、ここでは、ロボット１０Ｂが故障した場合を例示したが、ロボット１０Ａが故障した場合には、支持装置１１０Ａが、ロボット１０Ａを退避させることで、ロボット１０Ｂが、図１に示したすべての搬送位置Ｐに基板５００を搬送することになる。
なお、図１では、支持装置１１０として、ロボット１０Ａを支持する支持装置１１０Ａ、ロボット１０Ｂを支持する支持装置１１０Ｂのように２台の独立した装置を示した。しかしながらこれに限らず、１台の支持装置１１０で、ロボット１０Ａ，１０Ｂの支持高さをそれぞれ個別に変更することとしてもよい。また、支持装置１１０の機能を各ロボット１０に含めることとしてもよい。
次に、支持装置１１０による退避動作について図２を用いて説明する。図２は、支持装置１１０の側面図である。なお、図２は、ロボット１０および支持装置１１０を図１の第３側壁５３側（Ｘ軸負方向側）からみた図に相当する。
なお、図２では、支持装置１１０Ａが通常時の高さ（退避前の高さ）である第１高さＨ１でロボット１０Ａを支持し、支持装置１１０Ｂが退避後の高さである第２高さＨ２でロボット１０Ｂを支持する場合を示している。
図２に示すように、支持装置１１０Ａ，１１０Ｂは、たとえば、搬送室５０の床面５０ｆに設置されており、ロボット１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ支持している。支持装置１１０は、昇降部１１１を備えており、下降指示を受け付けると昇降部１１１の上面を第１高さＨ１から第２高さＨ２へ下降させる。ここで、昇降部１１１の動作形式としては、空気圧式や油圧式を用いることができる。
たとえば、通電時は付勢力に逆らって動作するアクチュエータによってバルブを閉じることで昇降部１１１を第１高さＨ１で停止させ、電源断時には付勢力でバルブが開いて圧力を解放することで昇降部１１１を第２高さＨ２へ下降させることができる。このようにすることで、通常時（通電時）の電力消費量を削減することができる。なお、バルブの開き量を調整することで、下降速度を容易に変更することが可能である。
なお、昇降部１１１の動作形式として電動式を用いることとしてもよい。また、昇降部１１１については、自動式のみならず手動式とすることとしてもよい。手動式としては、たとえば、操作ハンドルが搬送室５０の外部に配置されたジャッキ等の昇降機構を用いることができる。操作ハンドルを搬送室５０の外部に配置することで、ロボット１０の故障時に搬送室５０を開けることなく、故障したロボット１０の退避が可能となる。また、搬送室５０の外部に操作ボタンを設け、操作ボタンの押下によって退避動作を開始する半自動式とすることとしてもよい。このように、退避部は、自動式、手動式あるいは半自動式とすることができる。
図２に示すように、第２高さＨ２は、第１高さＨ１よりも低い。また、第１高さＨ１と第２高さＨ２との差分である下降幅Ｗは、退避後のロボット１０Ｂにおけるアーム部１９の上端高さ１９Ｔが、退避前のロボット１０Ａにおけるアーム部１９の下端高さ１９Ｂよりも低くなる量であればよい。
このようにすることで、退避前の（正常な）ロボット１０Ａのアーム部１９が動作しても、退避後の（故障した）ロボット１０Ｂと干渉することがない。したがって、ロボット１０Ａは、ロボット１０Ｂ側の搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３にもアクセスすることが可能となる。
なお、図２では、２台の支持装置１１０Ａ，１１０Ｂがそれぞれ２台のロボット１０Ａ，１０Ｂを支持し、それぞれ退避させる場合を例示したが、１台の支持装置１１０に独立に動作する２つの昇降部１１１を備えることとしてもよい。また、図２では、支持装置１１０の内部を昇降部１１１が昇降する場合を例示したが、外部に露出した昇降部１１１が昇降するように支持装置１１０を構成することとしてもよい。
次に、ロボット１０の構成について図３および図４を用いて説明する。図３は、ロボット１０Ａの斜視図であり、図４は、ロボット１０Ａの側面図である。なお、図３は、ロボット１０Ａを斜め上方からみた図に相当し、図４は、ロボット１０Ａを第３側壁５３側（Ｘ軸負方向側）からみた図に相当する。また、図３および図４では、向きを考慮してロボット１０Ａに関する図としたが、ロボット１０Ｂの場合は、図３および図４とＹ軸の正負向きを逆向きとすればよい。
図３に示すように、ロボット１０Ａは、本体部１５と、昇降部１６と、第１アーム１１と、第２アーム１２と、ハンド１３とを備える。なお、図３には、同軸で旋回するハンド１３としてハンド１３Ａおよびハンド１３Ｂの２つを示しているが、ハンド１３を１つとしてもよい。
本体部１５は、支持装置１１０Ａ（図２参照）に載置され、昇降部１６を昇降させる昇降機構（図示せず）を内蔵する。昇降機構としては、たとえば、Ｚ軸に沿う向きのボールねじ、ボールねじ上をスライドするスライダ、ボールねじを回転させるアクチュエータを含んだ機構を用いることができる。
昇降部１６は、第１アーム１１の基端部を第１軸Ａ１まわりに回転可能に支持するとともに、昇降軸Ａ０に沿って昇降する。なお、昇降部１６自体を第１軸Ａ１まわりに回転させることとしてもよい。また、第１軸Ａ１は、本体部１５の上面におけるＹ軸負方向側に寄せて配置される。これは、第１軸Ａ１を同図の負方向側に寄せて配置するほうが、第１アーム１１を、搬送室５０と干渉しない範囲でより長くすることができるためである。
第１アーム１１は、第２アーム１２の基端部を第２軸Ａ２まわりに回転可能に先端部で支持する。第２アーム１２は、各ハンド１３の基端部を第３軸Ａ３まわりに回転可能に先端部で支持する。
また、各ハンド１３は、基部１３ａと、フォーク部１３ｂとを備える。基部１３ａの基端側は、第３軸Ａ３まわりに回転可能に第２アーム１２によって支持される。フォーク部１３ｂは、基部１３ａの先端側に設けられ、先端側が二股にわかれている。フォーク部１３ｂの上面にはＯリングなどの基板５００のすべりを防止する保持部材が設けられる。なお、保持部材の代わりに把持機構や吸着機構などの他の保持機構を設けることとしてもよい。
このように、ロボット１０Ａは、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の３リンクの水平多関節ロボットである。また、ロボット１０Ａは、上記したように、昇降機構を有しているので、カセットＣ内に多段配置される基板５００に対してそれぞれアクセスすることができる。なお、ロボット１０Ａを２リンクとしたり、４リンク以上としたりしてもよい。
また、ロボット１０Ａは、上記した昇降機構の動作によってハンド１３の高さを変えることで、ロードロック室ＬＬにおける搬送位置Ｐや、プリアライナＰＡにおける搬送位置Ｐにもアクセスすることができる。なお、この点の詳細については図７を用いて後述する。
なお、第１アーム１１および第２アーム１２の駆動源としては、ＤＤ（ダイレクトドライブ）モータを用いることができる。ＤＤモータによって第１アーム１１および第２アーム１２をそれぞれ旋回させることで、振動低減や搬送精度向上を図ることができる。ここで、駆動源にＤＤモータを用いる場合には、外力による回転を防止するために回転防止用のブレーキを併用することが好ましい。
図４に示すように、第１アーム１１の上方には第２アーム１２が設けられており、第２アーム１２の上方にはハンド１３が設けられている。なお、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３をまとめてアーム部１９（図１参照）と呼ぶ。なお、図４では、アーム部１９を最も低い位置とした例として昇降部１６が本体部１５にすべて隠れる場合を示しているが、昇降部１６の一部が本体部１５から突出していてもよい。
次に、ロボット１０の基本姿勢について図５を用いて説明する。図５は基本姿勢の説明図である。なお、図５には、ロボット１０Ａとロボット１０Ｂとを示しているが、両者の関係は中心線ＣＹについて対称であるので、以下では、ロボット１０Ａの基本姿勢について説明する。
図５に示すように、ロボット１０Ａの基本姿勢は、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の延伸向きがそれぞれ中心線ＣＸに沿う向きに折り畳んだ姿勢である。つまり、第１アーム１１と、第２アーム１２と、ハンド１３とを互いに重なるように折り畳んでいずれも第１側壁５１と垂直とする姿勢である。なお、図３や図４に示した第１軸Ａ１、第２軸Ａ２および第３軸Ａ３を中心線ＣＸに重なるように折り畳んだ姿勢ということもできる。
ロボット１０Ａが基本姿勢をとることで、ロボット１０Ｂとの干渉が生じにくい。また、ロボット１０Ａの故障時に強制的に基本姿勢をとらせることで、下降に伴うカセットＣやロードロック室ＬＬとの干渉を防止することができる。
なお、ロボット１０Ａの故障時に強制的に基本姿勢をとらせる手法としては、電源断時に動作するバッテリを用いて基本姿勢になるまで動作を継続させる手法や、通常の駆動系とは別系統の駆動系によって基本姿勢をとらせる手法がある。また、ロボット１０Ａの各回転軸に基本姿勢向きの付勢力を付加しておき、正常時にはかかる付勢力に逆らって動作させる手法をとることとしてもよい。
なお、故障したロボット１０に基本姿勢をとらせることで、故障したロボット１０を下降させずとも、正常なロボット１０は、故障したロボット１０側のカセットＣ（図１参照）の一部にはアクセスが可能となる。たとえば、ロボット１０Ｂが基本姿勢をとれば、ロボット１０Ａは、両端の搬送位置Ｐ２３，Ｐ２１にはアクセスが可能となる（図１参照）。また、処理室Ｒ２の搬送位置Ｐ４１，Ｐ４２にもアクセスが可能となる（図１参照）。
次に、搬送システム１の構成について図６を用いて説明する。図６は、搬送システム１のブロック図である。なお、図６では、搬送室５０（図１参照）の全体制御を行うコントローラについての記載を省略している。なお、図６に示した退避用コントローラ９０の機能を上記した全体制御を行うコントローラが行うこととしてもよい。
図６に示すように、搬送システム１は、ロボット１０と、ロボット１０の動作制御を行うコントローラ２０と、支持装置１１０と、退避用コントローラ９０とを備える。なお、図６では、説明を簡略化する観点から、ロボット１０、コントローラ２０および支持装置１１０を１つずつ示しているが、実際には２つずつ存在する。
以下では、主に退避用コントローラ９０の構成について説明する。なお、ロボット１０の動作制御を行うコントローラ２０の構成については図８を用いて後述する。
図６に示すように、退避用コントローラ９０は、制御部９１と、記憶部９２とを備える。制御部９１は、判定部９１ａと、退避指示部９１ｂと、変更部９１ｃとをさらに備える。また、記憶部９２は、判定情報９２ａを記憶する。また、退避用コントローラ９０は、コントローラ２０と、支持装置１１０とに接続される。
ここで、退避用コントローラ９０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部９１の判定部９１ａ、退避指示部９１ｂおよび変更部９１ｃとして機能する。
また、制御部９１の判定部９１ａ、退避指示部９１ｂおよび変更部９１ｃの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。
また、記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、判定情報９２ａを記憶することができる。なお、退避用コントローラ９０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
退避用コントローラ９０の制御部９１は、故障したロボット１０を退避させる制御を行う。判定部９１ａは、２つのコントローラ２０からそれぞれ取得した２つのロボット１０の動作状況と、判定情報９２ａとに基づき、どのロボット１０が故障したのかを判定する。ここで、判定情報９２ａは、ロボット１０を故障とみなす条件を含んだ情報である。
たとえば、判定部９１ａは、エラー情報を取得したコントローラ２０に対応するロボット１０が故障したと判定する。また、判定部９１ａは、定期的な通信が途絶えたコントローラ２０に対応するロボット１０が故障したと判定することとしてもよい。なお、故障判定の内容については、判定情報９２ａを変更することで容易に変更することができる。そして、判定部９１ａは、判定結果を退避指示部９１ｂおよび変更部９１ｃへ通知する。
退避指示部９１ｂは、判定部９１ａから受け取った判定結果に対応する支持装置１１０に対してロボット１０の支持高さを下降させることを指示する。たとえば、図１に示した場合、ロボット１０Ｂが故障した旨の判定結果を判定部９１ａから受け取った退避指示部９１ｂは、支持装置１１０Ｂに対して下降を指示する。
変更部９１ｃは、判定部９１ａから受け取った判定結果に対応するコントローラ２０に対してロボット１０の姿勢変更を指示する。たとえば、図１に示した場合、ロボット１０Ｂが故障した旨の判定結果を判定部９１ａから受け取った変更部９１ｃは、ロボット１０Ｂに対応するコントローラ２０に対してロボット１０Ｂに基本姿勢（図５参照）をとらせるよう指示する。
なお、図６では、変更部９１ｃが、コントローラ２０経由でロボット１０の姿勢変更を指示する場合を示したが、変更部９１ｃが、姿勢変更の指示をロボット１０に直接行うこととしてもよい。この場合、ロボット１０には、通常動作時の駆動系とは別系統の駆動系が設けられており、変更部９１ｃは、別系統の駆動系に対する指示を行うものとする。
次に、ロボット１０の昇降範囲について図７を用いて説明する。図７は、昇降範囲の説明図である。なお、図７では、ロボット１０Ａの昇降範囲を例示しているが、ロボット１０Ｂについても同様である。また、図７には、昇降部１６を下降させることで本体部１５に対して最小高さまで下降させたアーム部１９を実線で、昇降部１６を上昇させることで本体部１５に対して最大高さまで上昇させたアーム部１９を破線で、それぞれ示している。
図７に示すように、搬送室５０（図１参照）の床面５０ｆには、支持装置１１０Ａが配置される。床面５０ｆの高さは「高さ６１」である。また、支持装置１１０Ａの昇降部１１１には、ロボット１０Ａの本体部１５が配置される。ここで、図７には、昇降部１１１の上面が第１高さＨ１である場合を示している。第１高さＨ１の高さは「高さ６２」である。
また、ロボット１０Ａのアーム部１９を最小高さまで下降させた場合のアーム部１９の上面高さは「高さ６３」であり、最大高さまで上昇させた場合のアーム部１９の上面高さは「高さ６７」である。つまり、通常動作時におけるアーム部１９の「昇降範囲Ｗ６１」は、下限が高さ６３であり、上限が高さ６７である。
ここで、図１に示したカセットＣに多段収納される基板５００の「収納範囲Ｗ６２」の最小値を「高さ６４」とし、最大値を「高さ６５」とすると、高さ６４は、高さ６３よりも高く、高さ６５は、高さ６７よりも低い。つまり、収納範囲Ｗ６２は、昇降範囲Ｗ６１に含まれる。また、図１に示したロードロック室ＬＬに搬送される基板５００の搬送位置Ｐの高さは、カセットＣの収納範囲Ｗ６２に含まれる。
そして、プリアライナＰＡに載置される基板５００の「高さ６６」は、カセットＣの収納範囲Ｗ６２よりも高く、最大高さまで上昇させたアーム部１９の上面高さである高さ６７よりも低い。なお、プリアライナＰＡは、基板５００をＺ軸に沿う軸まわりに回転させることで基板５００の結晶向きを整える。このように図７に示した各高さは、「高さ６７＞高さ６６＞高さ６５＞高さ６４＞高さ６３＞高さ６２＞高さ６１」の関係にある。
次に、図６に示したコントローラ２０の構成について図８を用いて説明する。図８は、コントローラ２０のブロック図である。図８に示すように、コントローラ２０には、ロボット１０と、退避用コントローラ９０とが接続されている。また、コントローラ２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、動作制御部２１ａと、姿勢変更部２１ｂとを備える。記憶部２２は、教示情報２２ａを記憶する。
ここで、コントローラ２０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部２１の動作制御部２１ａおよび姿勢変更部２１ｂとして機能する。また、動作制御部２１ａおよび姿勢変更部２１ｂの少なくとも一部または全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。
また、記憶部２２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、教示情報２２ａを記憶することができる。なお、コントローラ２０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
制御部２１は、ロボット１０の動作制御を行う。動作制御部２１ａは、教示情報２２ａに基づいてロボット１０を動作させる。ここで、教示情報２２ａは、ロボット１０に対するティーチング段階で作成され、ロボット１０の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。なお、動作制御部２１ａは、ロボット１０に内蔵されるアクチュエータからのフィードバック値等に基づいて動作精度を向上させる処理を併せて行う。
姿勢変更部２１ｂは、退避用コントローラ９０からの指示を受けた場合などに、ロボット１０に退避姿勢をとらせる処理を行う。ここで、退避姿勢としては、図５を用いて既に説明した「基本姿勢」が含まれる。なお、退避姿勢として、少なくとも、カセットＣやロードロック室ＬＬ内のハンド１３を、カセットＣやロードロック室ＬＬ外に退避させる姿勢をとらせることとしてもよい。
次に、搬送システム１が実行する退避手順について図９を用いて説明する。図９は、搬送システム１が実行する退避手順を示すフローチャートである。なお、以下では、図６に示した構成要素を参照しつつ説明することとする。
図９に示すように、退避用コントローラ９０の判定部９１ａがロボット１０の故障を検出する（ステップＳ１０１）。そして、ロボット１０の故障を検出したならば（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、変更部９１ｃは、故障したロボット１０におけるブレーキの解除指示を対応するコントローラ２０に対して行う（ステップＳ１０２）。なお、ステップＳ１０１の判定条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
つづいて、変更部９１ｃは、故障したロボット１０を退避姿勢とする指示を、故障したロボット１０に対応するコントローラ２０に対して行う（ステップＳ１０３）。そして、退避指示部９１ｂは、故障したロボット１０を退避高さに退避させる指示を、故障したロボット１０に対応する支持装置１１０に対して行う（ステップＳ１０４）。
また、変更部９１ｃは、正常なロボット１０が故障したロボット１０の搬送処理を兼ねるような経路変更指示を、正常なロボット１０に対応するコントローラ２０に対して行い（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
なお、かかる経路変更指示は、たとえば、図８に示した教示情報２２ａを自ロボット１０用の経路についての情報から、自ロボット１０用および他ロボット１０用の経路を含んだ情報に切り替えることで行うことができる。なお、自ロボット１０用および他ロボット１０用の経路を予め用意したうえで、通常時は他ロボット１０用の経路を無効にしておき、他ロボット１０の故障時にはかかる経路を有効にすることとしてもよい。
次に、搬送システム１の変形例について図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａは、変形例その１を示す説明図であり、図１０Ｂは、変形例その２を示す説明図であり、図１０Ｃは、変形例その３を示す説明図である。ここで、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図１と同様の上面模式図であるが、説明をわかりやすくする観点から、搬送位置Ｐやロボット１０におけるアーム部１９等を省略している。なお、搬送位置Ｐのレイアウトは図１と同様であるものとする。
まず、変形例その１について説明する。図１０Ａに示したのは、ロボット１０Ａ，１０Ｂの配置に関する搬送システム１の変形例である搬送システム１Ａである。搬送システム１Ａでは、図１に示したロボット１０Ａ，１０Ｂの配置を中心点ＣＣについて反時計まわりに９０度回転させている点で、図１に示した搬送システム１とは異なる。つまり、ロボット１０Ａの第１軸Ａ１と、ロボット１０Ｂの第１軸Ａ１とは、中心線ＣＹ上にあり、中心線ＣＸについて対称な位置にある。
ロボット１０Ａ，１０Ｂをこのように配置しても、搬送システム１と同様の搬送処理を行うことができる。つまり、ロボット１０Ａは、搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５１に対する搬送処理を行い、ロボット１０Ｂは、搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ５２に対する搬送処理を行うことができる。
なお、図１０Ａに示した場合、プリアライナＰＡ（図７参照）に対応する搬送位置Ｐ５１，Ｐ５２のうち搬送位置Ｐ５１のほうがロボット１０Ａに近いので、ロボット１０Ａが搬送位置Ｐ５１に対する搬送処理を行い、ロボット１０Ｂが搬送位置Ｐ５２に対する搬送処理を行う。なお、ロボット１０Ａが搬送位置Ｐ５２に対する搬送処理を行い、ロボット１０Ｂが搬送位置Ｐ５１に対する搬送処理を行うこととしてもよい。
また、図１０Ａでは、図１に示したロボット１０Ａ，１０Ｂの配置を中心点ＣＣについて反時計まわりに９０度回転させた搬送システム１Ａを示したが、時計回りに９０度回転させた搬送システム１Ａとすることとしてもよい。
次に、変形例その２について説明する。図１０Ｂに示したのは、ロボット１０Ａ，１０Ｂの位置および向きを入れ替える入替部ＴＴを含んだ変形例である搬送システム１Ｂである。搬送システム１Ｂは、図１に示した支持装置１１０Ａ，１１０Ｂに代えて入替部ＴＴを設けた点で、図１に示した搬送システム１とは異なる。
なお、ロボット１０Ａの第１軸Ａ１と、ロボット１０Ｂの第１軸Ａ１とは、中心線ＣＸ上にあり、中心線ＣＹについて対称な位置にある点は、図１に示した搬送システム１と同様である。また、ロボット１０Ａ，１０Ｂは、入替部ＴＴ上に設けられる。
入替部ＴＴは、たとえば、中心点ＣＣまわりに回転する円板状のターンテーブルである。入替部ＴＴは、図１０Ｂに示した状態から中心点ＣＣまわりに１８０度回転することで、ロボット１０Ａ，ロボット１０Ｂの位置および向きを入れ替えることができる。つまり、入替部ＴＴは２つのロボット１０Ａ，Ｂの平面位置を入れ替える。
たとえば、ロボット１０Ｂが故障した場合には、入替部ＴＴを適宜反転させることで、ロボット１０Ａを、図１０Ｂに示したロボット１０Ａの位置および向きと、ロボット１０Ｂの位置および向きとの間で入れ替えることができる。
具体的には、ロボット１０Ａは、図１０Ｂに示した位置でロボット１０Ａに割り当てられた搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５１に対する搬送処理を行う。そして、入替え部ＴＴを中心点ＣＣまわりに１８０度回転させた状態で、本来、ロボット１０Ｂに割り当てられていた搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ５２に対する搬送処理を行う。
このように、入替え部ＴＴを１８０度ずつ回転させることで、ロボット１０Ｂが故障した場合であっても、ロボット１０Ａは、搬送室５０におけるすべての搬送位置Ｐに関する搬送処理を継続して行うことができる。同様に、ロボット１０Ａが故障した場合であっても、ロボット１０Ｂは、搬送室５０におけるすべての搬送位置Ｐに関する搬送処理を継続して行うことができる。
なお、図１０Ｂでは、入替部ＴＴの一例としてターンテーブルを示したが、ロボット１０Ａ，１０Ｂの位置および向きを入替可能であれば、スライド機構などの他の移動機構を用いることとしてもよい。
次に、変形例その３について説明する。図１０Ｃに示したのは、ロボット１０Ａ，１０Ｂの配置に関する搬送システム１の変形例である搬送システム１Ｃである。搬送システム１Ｃでは、図１に示したロボット１０Ａ，１０Ｃの配置をそれぞれ第１側壁５１、第２側壁５２寄りにした点、ロボット１０Ａの第１軸Ａ１を第１側壁５１寄りにし、ロボット１０Ｂの第１軸Ａ１を第２側壁５２寄りにした点で、図１に示した搬送システム１とは異なる。なお、ロボット１０Ａの第１軸Ａ１と、ロボット１０Ｂの第１軸Ａ１とは、中心線ＣＸ上にあり、中心線ＣＹについて対称な位置にある。
ロボット１０Ａ，１０Ｂをこのように配置しても、搬送システム１と同様の搬送処理を行うことができる。つまり、ロボット１０Ａは、搬送位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ５１に対する搬送処理を行い、ロボット１０Ｂは、搬送位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ４１，Ｐ４２，Ｐ５２に対する搬送処理を行うことができる。
なお、ロボット１０Ａについては、図１０Ｃに示した配置とし、ロボット１０Ｂについては、図１に示した配置としてもよい。また、ロボット１０Ａについては、図１に示した配置とし、ロボット１０Ｂについては、図１０Ｃに示した配置としてもよい。
上述してきたように、本実施形態に係る搬送システム１は、搬送室５０と、２つのロボット１０と、「退避部」の一例である支持装置１１０とを備える。搬送室５０には、複数の搬送位置Ｐが予め定められている。２つのロボット１０は、搬送室５０内に設けられ、複数の搬送位置Ｐ間で基板５００を搬送する水平多関節式のアーム部１９をそれぞれ有する。退避部の一例である支持装置１１０は、ロボット１０の一方が故障した場合に、故障したロボット１０を他方のロボット１０の動作範囲と干渉しない高さへ退避させる。
このように、搬送システム１は、故障したロボット１０を正常なロボット１０と干渉しないように退避させることで、コストの増加を抑制しつつロボット１０の故障時にも搬送処理を継続することができる。
なお、上記した実施形態では、故障したロボット１０を退避させる支持装置１１０を、ロボット１０とは別体とする場合について説明したが、ロボット１０の昇降部１６（図３参照）の昇降範囲Ｗ６１（図７参照）を、さらに、支持装置１１０の下降幅Ｗ（図２参照）分だけ拡張とすることとすれば、支持装置１１０を省略することとしてもよい。この場合、ロボット１０の昇降部１６が「退避部」に相当する。
なお、ロボット１０におけるアーム部１９の昇降範囲Ｗ６１を拡張するには、ロボット１０の昇降機構を多重筒状のテレスコピック式としたり、昇降軸Ａ０を２段式などの多段式としたりすることができる。このようにすることで、本体部１５の低背化を図りつつ、昇降範囲Ｗ６１を、故障時の退避も可能とするまで 拡張することができる。
また、搬送システム１から「退避部」を省略し、ロボット１０の一方が故障した場合に、他方のロボット１０が、故障したロボット１０に対応する搬送位置Ｐについても基板５００を搬送することとしてもよい。つまり、ロボット１０は、お互いのロボット１０にそれぞれ対応するすべての搬送位置Ｐについて補完し合うように動作することとしてもよい。また、ロボット１０の一方が停止している場合に、他方のロボット１０が、停止中のロボット１０に対応する搬送位置Ｐについても基板５００を搬送することとしてもよい。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 搬送システム
１０ ロボット
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ ハンド
１３ａ 基部
１３ｂ フォーク部
１５ 本体部
１６ 昇降部
１９ アーム部
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ 動作制御部
２１ｂ 姿勢変更部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
５０ 搬送室
５０ｆ 床面
５１ 第１側壁
５２ 第２側壁
５３ 第３側壁
５４ 第４側壁
９０ 退避用コントローラ
９１ 制御部
９１ａ 判定部
９１ｂ 退避指示部
９１ｃ 変更部
９２ 記憶部
９２ａ 判定情報
１１０ 支持装置
１１１ 昇降部
５００ 基板
Ａ０ 昇降軸
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ｃ カセット
ＣＣ 中心点
ＣＸ 中心線
ＣＹ 中心線
ＬＬ ロードロック室
Ｐ 搬送位置
ＰＡ プリアライナ
Ｒ 処理室
ＴＴ 入替部

Claims (10)

  1. 複数の搬送位置が予め定められた搬送室と、
    前記搬送室内に設けられ、複数の前記搬送位置間で基板を搬送する水平多関節式のアーム部をそれぞれ有する２つのロボットと、
    前記ロボットの一方が故障した場合に、当該ロボットを他方の前記ロボットの動作範囲と干渉しない高さへ退避させる退避部と
    を備える、搬送システム。
  2. 前記退避部は、
    前記ロボットを支持する支持装置を含み、
    前記支持装置は、
    故障した前記ロボットの支持高さを下げることで、当該ロボットを他方の前記ロボットの前記動作範囲と干渉しない高さへ退避させる、請求項１に記載の搬送システム。
  3. 前記支持装置は、
    退避前の第１高さと、当該第１高さよりも低い退避後の第２高さとを含む複数の支持高さを切り替える、請求項２に記載の搬送システム。
  4. 前記搬送室は、
    対向する第１側壁および第２側壁と、対向する第３側壁および第４側壁とを備え、
    前記第１側壁および前記第２側壁は、
    前記基板を収容するカセットを同数ずつ備え、
    前記第３側壁および前記第４側壁は、
    前記基板を処理する処理室の前室であるロードロック室を同数ずつ備え、
    一方の前記ロボットは、
    前記第１側壁に対応する前記搬送位置と、前記第３側壁に対応する前記搬送位置との間で前記基板を搬送し、
    他方の前記ロボットは、
    前記第２側壁に対応する前記搬送位置と、前記第４側壁に対応する前記搬送位置との間で前記基板を搬送する、請求項１に記載の搬送システム。
  5. それぞれの前記ロボットは、
    前記第１側壁、前記第２側壁、前記第３側壁および前記第４側壁にそれぞれ対応する前記搬送位置に前記基板を搬送するアーム長を有し、
    故障した前記ロボット以外の前記ロボットは、
    故障した前記ロボットに対応する前記搬送位置間についても前記基板を搬送する、請求項４に記載の搬送システム。
  6. 故障した前記ロボットにおける前記アーム部の姿勢を退避姿勢に変更する変更部
    をさらに備える、請求項１に記載の搬送システム。
  7. ２つの前記ロボットの平面位置を入れ替える入替部
    をさらに備える、請求項１に記載の搬送システム。
  8. 前記ロボットは、
    前記アーム部を昇降させる昇降部
    を備え、
    前記退避部は、
    前記昇降部を下降させることで、故障した前記ロボットにおける前記アーム部を他方の前記ロボットにおける前記アーム部と干渉しない高さに退避させる、請求項１に記載の搬送システム。
  9. 複数の搬送位置が予め定められた搬送室と、
    前記搬送室内に設けられ、複数の前記搬送位置間で基板を搬送する水平多関節式のアーム部をそれぞれ有する２つのロボットと
    を備え、
    前記ロボットの一方が故障した場合に、他方の前記ロボットは、故障した前記ロボットに対応する前記搬送位置についても前記基板を搬送する、搬送システム。
  10. 複数の搬送位置が予め定められた搬送室と、
    前記搬送室内に設けられ、複数の前記搬送位置間で基板を搬送する水平多関節式のアーム部をそれぞれ有する２つのロボットと
    を用い、
    前記ロボットの一方が故障した場合に、当該ロボットを他方の前記ロボットの動作範囲と干渉しない高さへ退避させる退避工程
    を含む、搬送方法。
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