JP2024052005A - 搬送システムおよび搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のたわみがあった場合であっても接触による基板の破損を防止すること。【解決手段】実施形態に係る搬送システムは、ロボットと、コントローラとを備える。コントローラは、ロボットの動作を制御する。ロボットは、ハンドと昇降機構とを備える。ハンドは、基板を搬送する。昇降機構はハンドを昇降させる。ハンドは、保持している基板の下面との距離を検出可能なセンサを備える。コントローラは、記憶部と、検出部と、算出部とを備える。記憶部は、基板の載置位置における載置高さを含む載置情報を記憶する。検出部は、載置高さからハンドを下降させた場合に、基板がハンドから離れた離反高さを検出する。算出部は、載置高さと離反高さとの差分に基づいて基板のたわみ量を算出する。【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、ウェハやパネルといった基板を搬送するハンドを有するロボットを用いて、基板を収容するカセットとの間で基板の搬出入を行う搬送システムが知られている。

たとえば、ロボットと、カセットに収容済のウェハとが接触する可能性の有無を、ウェハ搬送アームやカセットのセンサによって検出する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７－２３４９３６号公報

しかしながら、上記した従来技術には、カセットに収容済の基板のたわみがあった場合に、収容済の基板と、ロボットやあらたに搬入する基板とが接触する可能性がある。

実施形態の一態様は、基板のたわみがあった場合であっても接触による基板の破損を防止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、ロボットと、前記ロボットの動作を制御するコントローラとを備える。前記ロボットは、基板を搬送するハンドと、前記ハンドを昇降させる昇降機構とを備える。前記ハンドは、保持している前記基板の下面との距離を検出可能なセンサを備える。前記コントローラは、記憶部と、検出部と、算出部とを備える。記憶部は、前記基板の載置位置における載置高さを含む載置情報を記憶する。検出部は、前記載置高さから前記ハンドを下降させた場合に、当該基板が前記ハンドから離れた離反高さを検出する。算出部は、当該載置高さと当該離反高さとの差分に基づいて当該基板のたわみ量を算出する。

実施形態の一態様によれば、基板のたわみがあった場合であっても接触による基板の破損を防止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、センサの検出範囲を示す側面模式図である。 図３は、ロボットの斜視図である。 図４Ａは、カセットの正面模式図である。 図４Ｂは、カセットの上面模式図である。 図５は、基板の搬入可否に関する判定処理の説明図である。 図６は、基板向き検出処理の説明図である。 図７は、搬送室の上面図である。 図８は、搬送システムのブロック図である。 図９は、たわみ量情報の説明図である。 図１０は、搬送高さ調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

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、「鉛直」、「正面」、「まっすぐ」、「中間」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。図１には、説明をわかりやすくする観点から、鉛直上向きを正方向とするＺ軸、基板５００を載置するカセット２００の正面に沿う幅方向の向きをＸ軸、カセット２００の奥行きに沿う向きを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。

ここで、カセット２００の正面とは、ハンド１３を挿入可能な開口を有する側面のことを指す。また、カセット２００は、ハンド１３の挿入向き（Ｙ軸方向）に延伸する複数の支持部を有する（カセット２００に示した破線参照）。なお、カセット２００の構成については図４Ａおよび図４Ｂを用いて後述することとする。また、図１には、カセット２００に載置される基板５００を正面側（Ｙ軸負方向側）からみた正面図ＳＴ１をあわせて示している。

図１では、基板５００の載置場所として、基板５００を多段に収容するカセット２００を例示したが、基板５００の載置場所は、基板５００の向きを整えるアライナや、基板５００を処理する処理装置であってもよい。アライナや処理装置の配置例については図７を用いて後述することとする。また、本実施形態では、基板５００として、外形が矩形であるガラスエポキシのような樹脂材料の基板やガラス基板などのパネルを示すが、基板５００は、外形が円形であるウェハや、任意の形状や任意の材料の薄板であってもよい。

図１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の動作を制御するコントローラ２０とを備える。ロボット１０は、基板５００を搬送するハンド１３と、ハンド１３を昇降させる昇降機構とを備える。ここで、ハンド１３は、保持している基板５００の下面との距離を検出可能なセンサＳを備える。つまり、センサＳは、ハンド１３に載置されている基板５００や、ハンド１３の上方にある基板５００を検出可能である。

なお、図１には、先端側が２つに分岐したハンド１３の各分岐部分にそれぞれセンサＳが設けられた場合（センサＳの個数が２つである場合）を示したが、センサＳの個数は１つであってもよい。また、ハンド１３の先端側が３つ以上に分岐する場合には、各分岐部分にそれぞれセンサＳを設けることとしてもよい。つまり、分岐部の数と同数のセンサＳをハンド１３に設けることとしてもよい。

コントローラ２０は、基板５００の載置位置（ＸＹ座標）における「載置高さ（Ｚ座標）」を含む載置情報を記憶し、かかる載置高さからハンド１３を下降させた場合に、基板５００がハンド１３から離れた「離反高さ（Ｚ座標）」を検出する。そして、コントローラ２０は、載置高さと離反高さとの差分に基づいて基板５００のたわみ量を算出する。なお、コントローラ２０の構成の詳細については図８を用いて後述することとする。

具体的には、図１における正面図ＳＴ１の上段に示したように、ハンド１３は基板５００を保持した状態でカセット２００における収容段を示すスロットに基板５００を搬入すべくハンド１３を挿入する。ここで、カセット２００のスロットにおける「載置高さ」が「ｚ１」であるとする。なお、載置高さとは、各スロットにおける支持部の上面の高さを指す。ハンド１３は、載置高さよりも高い位置でカセット２００に挿入され、挿入高さから下降することで基板５００を各スロットの載置高さに載置する。そして、正面図ＳＴ１の下段に示したように、さらにハンド１３を下降させると、基板５００がたわむように変形していき、高さ「ｚ２」でハンド１３から基板５００が離れる。

このように、基板がハンド１３から離れる高さを「離反高さ」と呼び、かかる「離反高さ」が「ｚ２」であるとする。ここで、離反高さは、ハンド１３におけるセンサＳによって計測される。なお、正面図ＳＴ１には、基板５００の「たわみ量」が「ｄ」である場合を示している。この場合、たわみ量（ｄ）は、式（ｄ＝ｚ１－ｚ２）であらわすことができる。

このように、基板５００の載置高さからハンド１３を下降させることで基板５００がハンド１３から離れた離反高さを検出し、載置高さと検出した離反高さとの差分によって基板５００のたわみ量を算出する。これにより、コントローラ２０は、基板５００のたわみ量を取得することができる。このようにすることで、たとえば、搬入済の基板５００との接触を回避するために、あらたな基板５００の搬入高さを調整したり、あらたな基板５００の搬入を中止したりすることが可能となる。

したがって、図１に示した搬送システム１によれば、基板５００にたわみがあった場合であっても、搬入済の基板５００と、ハンド１３やハンド１３に保持された基板５００との接触による基板５００の破損を防止することができる。なお、基板５００の厚みが薄くなるほど、たわみ量が大きくなる傾向があるため、基板５００の厚みが基板５００の主面の面積に対して薄い場合には、上記したたわみ量の取得は特に有用である。

また、図１には基板５００を多段に収容するカセット２００を例示したが、１つの基板５００を載置する載置場所についても、図１に示したたわみ量の取得手順を適用することができる。たとえば、基板の向きを整えるアライナに基板を搬入する際に、たわみ量を取得しておき、アライナから基板５００を搬出する際に、取得したたわみ量に対応する高さに調整したハンド１３で、基板５００にアクセスして搬出することができる。これにより、ハンド１３と、搬出対象となる基板５００との接触を回避することが可能となる。

次に、図１に示したセンサＳについて、図２を用いて説明する。図２は、センサＳの検出範囲を示す側面模式図である。なお、説明をわかりやすくする観点から、図２に示した基板５００では、たわみによる変形の記載を省略している。また、図２に示した高さ（ｚ１およびｚ２）は、図１の正面図ＳＴ１に示した載置高さ（ｚ１）および離反高さ（ｚ２）とそれぞれ対応している。また、高さ（ｚ３）は、離反高さ（ｚ２）よりも低い位置を指す。

図２に示すように、センサＳは、ハンド１３における上面１３ｕよりも低い位置に設けられる。ここで、センサＳは、上方に限定的な検出範囲ＤＡを有する限定反射型ファイバーセンサである。なお、センサＳとして、レーザ変位センサや静電容量センサを用いることとしてもよい。

図２に示した場合では、センサＳは、ハンド１３の上面１３ｕに対応する高さ（ｚ３）から離反高さ（ｚ２）までの範囲にある対象物を検出することができるものとする。つまり、センサＳは、高さ（ｚ３）から離反高さ（ｚ２）までの範囲では、「ＯＮ」の信号を、高さ（ｚ３）よりも近い範囲および離反高さ（ｚ２）よりも遠い範囲では、「ＯＦＦ」の信号を、それぞれ出力する。なお、ハンド１３の上面１３ｕの高さは、基板５００が横方向に移動することを防止しつつ基板５００を支持するパッド等の表面高さを含めた高さである。

このように、センサＳは、基板５００の下面５００ｄが高さ（ｚ３）から離反高さ（ｚ２）までの範囲にある場合には、基板５００を検出することができる。つまり、センサＳは、ハンド１３における上面１３ｕに基板５００の下面５００ｄがある場合を検出可能であるので、センサＳは、基板５００がハンド１３に載置されているか否かを検出する、いわゆる在荷センサ（基板有無センサ）の役割を兼ねることができる。したがって、センサＳを用いることで、ハンド１３に搭載するセンサ数を削減することができる。

ここで、図１の正面図ＳＴ１に示した離反高さ（ｚ２）の検出は、基板５００とハンド１３とが所定距離だけ離れてはじめて行われる点について説明する。図２に示したように、センサＳの検出範囲ＤＡのＺ軸に沿う向きの距離を「ｄ１」とすると、ハンド１３の上面１３ｕと、基板５００の下面５００ｄとが、「ｄ１」だけ離れてはじめて、センサＳの出力信号が「ＯＦＦ」となる。したがって、離反高さ（ｚ２）は、式（ｚ２＝ｚ３＋ｄ１）であらわすことができる。このようにして、図１の正面図ＳＴ１に示した離反高さ（ｚ２）を算出することができる。

次に、図１に示したロボット１０の構成例について図３を用いて説明する。図３は、ロボット１０の斜視図である。なお、図３はロボット１０を斜め上方からみた斜視図に相当する。

図３に示すように、ロボット１０は、たとえば、水平多関節型のスカラ型アームと、昇降機構とを有する水平多関節ロボットである。ロボット１０は、本体部１０ａと、昇降部１０ｂと、第１アーム１１と、第２アーム１２と、ハンド１３とを備える。本体部１０ａは、たとえば、搬送室の床面などに固定され、昇降部１０ｂを昇降させる昇降機構を内蔵する。

昇降部１０ｂは、第１アーム１１の基端側を第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１０ｂ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を、昇降部１０ｂの上面におけるＹ軸負方向に寄せて配置することとしてもよい。第１軸Ａ１を同図のＹ軸負方向に寄せて配置することで、第１アーム１１を長くすることができる。

第１アーム１１は、第２アーム１２の基端側を第２軸Ａ２まわりに回転可能に先端側で支持する。第２アーム１２は、ハンド１３の基端側を第３軸Ａ３まわりに回転可能に先端側で支持する。

このように、ロボット１０は、第１アーム１１、第２アーム１２およびハンド１３の３リンクを含んだ水平多関節ロボットである。また、ロボット１０は、上記したように、昇降機構を有しているので、カセット２００内に多段収容される基板５００に対してそれぞれアクセスしたり、ハンド１３を下降させる動作によって収容された各基板５００のたわみ量を取得したりすることができる。

ハンド１３は、第１延伸部１３ａと、第２延伸部１３ｂと、基部１３ｃとを備える。第１延伸部１３ａおよび第２延伸部１３ｂは、基部１３ｃから分岐して間隔をあけて対向するように延伸する。また、第１延伸部１３ａおよび第２延伸部１３ｂにおける上面の基端側（基部１３ｃ側）には、それぞれ、センサＳ１およびセンサＳ２が設けられる。また、図１等に示した基板５００は、第１延伸部１３ａおよび第２延伸部１３ｂによって支持される。なお、センサＳ１およびセンサＳ２の位置関係については図４Ｂを用いて後述することとする。

次に、図１に示したカセット２００について図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、カセット２００の正面模式図であり、図４Ｂは、カセット２００の上面模式図である。なお、図４Ｂには、カセット２００における基板５００の受け渡し位置にあるハンド１３を破線で示している。

図４Ａに示すように、カセット２００の正面は開口しており、カセット２００の内部における天面２０１と底面２０２との間には、基板５００をそれぞれ収容可能なＮ（Ｎは２以上の整数）段のスロットを有する。各スロットには、カセット２００の奥行きに沿う向き（Ｙ軸方向）にそれぞれ延伸する第１支持部２１１、第２支持部２１２および第３支持部２１３が設けられる。

ここで、各スロットは、基板５００を載置高さ（ｓ）でそれぞれ支持する。なお、各段の載置高さを区別する場合には、１段目の高さを載置高さ（ｓ１）、２段目の高さを載置高さ（ｓ２）、Ｎ段目の高さを載置高さ（ｓＮ）のように記載することとする。また、スロット間のピッチ（ｐ）は等間隔であるとする。

第１支持部２１１および第２支持部２１２は、カセット２００の内部における側面２０５に設けられる。また、第３支持部２１３は、カセット２００の幅方向（Ｘ軸方向）について、第１支持部２１１および第２支持部２１２の中間位置に設けられる。すなわち、カセット２００は、正面視において基板５００を３箇所で支持する。なお、図４Ａでは、第３支持部２１３が１つである場合を示したが、たとえば、第３支持部２１３を各支持部の間隔が等間隔となるように２つ以上設けることとしてもよい。

ここで、図４Ｂに示すように、第３支持部２１３は、カセット２００の背面２０３から正面２０４へ向けて延伸する棒状（バー状）の部材であり、第１支持部２１１および第２支持部２１２の最前端よりも、最前端がカセット２００の背面２０３寄りにある。つまり、第３支持部２１３の奥行き方向（Ｙ軸方向）の延伸長さは、第１支持部２１１および第２支持部２１２の延伸長さよりも短い。

このように、第３支持部２１３の最前端が短いと、第３支持部２１３によって支持される基板５００の正面側が前垂れする可能性がある。ここで、センサＳは、ハンド１３における各延伸部の基端側にある。したがって、かかる前垂れの影響を加味したたわみ量を、センサＳで検出しやすい。なお、本実施形態では、センサＳをハンド１３における各延伸部の基端側に設ける場合について説明するが、各延伸部の先端側に設けることとしてもよい。

また、図４Ｂに示したように、ハンド１３は、カセット２００における第１支持部２１１と第３支持部２１３との間に挿入可能な第１延伸部１３ａと、第２支持部２１２と第３支持部２１３との間に挿入可能な第２延伸部１３ｂとを備える。なお、上記したように、第３支持部２１３を２つ以上設ける場合には、各支持部の間にそれぞれ挿入可能な数の延伸部をハンド１３に設けることとしてもよい。

このように、カセット２００は、カセット２００の正面からみて基板５００の両端をそれぞれ支持する第１支持部２１１および第２支持部２１２を備える。また、カセット２００は、第１支持部２１１および第２支持部２１２の中間位置で基板５００を支持する第３支持部２１３を備える。

また、ハンド１３は、カセット２００における第１支持部２１１と第３支持部２１３との間に挿入可能な第１延伸部１３ａと、第２支持部２１２と第３支持部２１３との間に挿入可能な第２延伸部１３ｂとを少なくとも備える。そして、センサＳは、ハンド１３における第１延伸部１３ａおよび第２延伸部１３ｂの基端側にそれぞれ設けられる。つまり、センサＳをハンド１３全体としての基端側に設けることで、ハンド１３の振動に伴うセンサＳの検知精度の悪化を低減することができる。

このように、正面視において３点で基板を支持するカセット２００と、二股形状のハンド１３とを組み合わせることで、ハンド１３における２つの延伸部のセンサＳで基板５００のたわみやすい部位をそれぞれ検出しやすくなる。また、ハンド１３における各延伸部の基端側にセンサＳを設けることで、センサＳを各延伸部の先端側に設ける場合よりも、各延伸部の振動に伴う検出精度の悪化を低減することが可能になる。

また、図４Ｂに示したように、各センサＳ（センサＳ１およびセンサＳ２）は、ハンド１３がカセット２００内部における基板５００の受け渡し位置にある場合に、上面視で、第３支持部２１３の最前端（ｙ２）と、基板５００の最前端（ｙ１）との間にある。このように、カセット２００の奥行き方向（Ｙ軸方向）について、各センサＳのハンド１３への搭載位置を上記した範囲とすることで、第３支持部２１３が短いことによる基板５００の前垂れの影響を各センサＳで検出しやすい。

次に、検出したたわみ量に基づく基板５００の搬入可否に関する判定処理について図５を用いて説明する。図５は、基板５００の搬入可否に関する判定処理の説明図である。なお、図５では、基板５００をカセット２００の１段目（一番上の段）に搬入してたわみ量を検出し、カセット２００の２段目にあらたな基板５００を搬入可能か否かについて判定する流れを３つのフェーズ（フェーズＳ５１、フェーズＳ５２およびフェーズＳ５３）で示している。

図５のフェーズＳ５１に示すように、基板５００を保持したハンド１３は、基板５００をカセット２００における一段目のスロットにおける載置高さ（ｓ１）に載置するために、載置高さ（ｓ１）よりも高い高さでハンド１３をカセット２００に進入させる。なお、図５では、各載置高さ（ｓ）よりもマージン（ｍ）だけ高い進入高さ（ｈ１）でハンド１３を進入させる場合を示している。

なお、マージン（ｍ）の大きさは、ハンド１３の厚み、基板５００の厚み、カセット２００における各支持部の鉛直向きの幅等に応じてあらかじめ定められるものとする。なお、図５では、カセット２００の各段におけるマージン（ｍ）が同じ場合を示したが、スロットごとに異なる大きさとすることとしてもよい。

フェーズＳ５１に示したハンド１３を下降させると、フェーズＳ５２に示すように、基板５００は、カセット２００における一段目のスロットに載置高さ（ｓ１）に載置される。さらに、ハンド１３を下降させていくと、基板５００はカセット２００のスロットおよびハンド１３に支持された状態で変形していく。具体的には、基板５００はハンド１３に支持されたまま、自重によってカセット２００における第１支持部２１１と第３支持部２１３との間や、第２支持部２１２と第３支持部２１３との間がたわんで変形する。そして、基板５００から離れたハンド１３は、カセット２００外へ退出する。

なお、フェーズＳ５２では、基板５００における、ハンド１３における第１延伸部１３ａによって支持された部位のたわみ量が「ｄ２」で、第２延伸部１３ｂによって支持されていた部位のたわみ量が「ｄ３」である場合を示している、なお、２つのたわみ量が異なる場合には、大きいほうの値が、基板５００のたわみ量（ｄ）として採用される。

つづいて、フェーズＳ５３に示すように、図１に示したコントローラ２０は、あらたな基板を保持したハンド１３が、二段目のスロットにおける進入高さ（ｈ２）でカセット２００に進入可能か否かを判定する。すなわち、一段目のスロットに載置された基板５００のたわみ量（ｄ）に基づき、搬入済のたわんだ基板５００の下面と、ハンド１３に保持されたあらたな基板５００の上面との間に安全間隔があるか否かが判定される。

なお、安全間隔の大きさはあらかじめ設定することができる。そして、安全間隔があると判定された場合には、コントローラ２０は、二段目のスロットに向けてハンド１３が進入可能と判定し、一方、安全間隔がないと判定された場合には、進入不可と判定する。なお、フェーズＳ５３には、進入高さ（ｈ２）で進入予定のハンド１３を参考のため記載している。

一方、コントローラ２０が進入不可と判定した場合には、エラーメッセージを表示するなどして二段目のスロットへのハンド１３の進入を中止する。なお、二段目の直下にあたる三段目のスロットへあらたな基板５００の搬入を行うこととしてもよい。なお、フェーズＳ５３には、進入高さ（ｈ２）でのハンド１３の進入が可能な場合の例を示している。

このように、図１等に示したロボット１０は、カセット２００への基板５００の搬入を上段から下段へ向かう順序で行う。また、コントローラ２０は、カセット２００に対して最後に搬入した基板５００のたわみ量に基づいて直下の段へのあらたな基板５００の搬入可否を判定する。そして、搬入可と判定された場合には、直下の段へあらたな基板５００を搬入する。一方、搬入不可と判定された場合には、たとえば、直下の段の一つ下の段へあらたな基板５００を搬入する。

カセット２００への基板５００の搬入を上から下の順序で行うことで、基板５００の搬入作業を迅速に行うことができる。また、直上の段に搬入した基板５００のたわみ量を利用して直下の段への基板の搬入可否を判定するので、接触による基板５００の破損を防止することができる。

次に、センサＳ１およびセンサＳ２を利用した基板向きの検出処理について図６を用いて説明する。図６は、基板向き検出処理の説明図である。なお、図６では、図５に示したカセット２００の記載を省略している。また、基板向きのずれ角度については、説明をわかりやすくする観点から誇張して記載している。また、図６では、ハンド１３の延伸向きがＹ軸向きに沿っている場合について記載している。

図６に示すように、ハンド１３をＹ軸正方向へ移動させる場合について説明する。ここで、ハンド１３の延伸向きと基板の向きとが相対的にずれている場合、Ｙ軸の座標が同じになるように配置されたセンサＳ１およびセンサＳ２は、基板５００におけるハンド１３寄りの辺５０１の検出タイミングにずれが生じる。

図６に示したように、基板５００の下方を通過するようにハンド１３をＹ軸正方向へ移動させた場合、センサＳ２は、基板の辺５０１を座標（ｙ３）で検出する。一方、センサＳ１は、辺５０１を座標（ｙ３）よりも大きい座標（ｙ４）で検出する。ここで、センサＳ１と、センサＳ２との間隔を「ｗ」とすると、相対的なずれ角度（θ）は、式（θ=ａｒｃｔａｎ（（ｙ４－ｙ３）／ｗ））であらわされる。

このように、図１に示したコントローラ２０は、第１延伸部１３ａおよび第２延伸部１３ｂの基端側にそれぞれ設けられたセンサＳ（センサＳ１およびセンサＳ２）に基板５００における辺５０１を検出させることによって、搬送対象となる基板５００のハンド１３に対する向きを検出させる。

そして、ハンド１３の向きと、基板５００の向きとが相対的にずれていることが検出された場合には、ずれ角度（θ）を補正した角度で、再度、ハンド１３を基板５００へ向けて移動させることで、基板５００をまっすぐにハンド１３に保持させることができる。なお、図６に示した場合では、ハンド１３を時計回りに「θ」だけ回転させたうえで、基板５００における辺５０１の中央へ向けてハンド１３を移動させることとすればよい。

次に、図１に示した搬送システム１が設置される搬送室における各装置の配置例について図７を用いて説明する。図７は、搬送室の上面図である。図７に示すように、搬送室には、ロボット１０およびコントローラ２０を含む搬送システム１と、カセット２００と、アライナ３００と、処理装置４００とが配置される。

ここで、搬送室は、図示略の筐体に囲われたエリアであって、上部から下方へ向けて清浄な気流が形成されるように設けられている。また、アライナ３００は、基板５００の向きを整えるために鉛直向きのＺ軸まわりに回転する回転軸に接続された載置台を有する。また、処理装置４００は、基板５００に対して基板５００の製造工程ごとに各種の加工処理を行う装置である。

なお、少なくともカセット２００およびアライナ３００は、ロボット１０がアクセス可能な範囲にそれぞれ設置される。本実施形態では、ロボット１０がカセット２００からアライナ３００へ基板５００を搬送し、アライナ３００からはたとえば別の搬送手段を用いて基板５００が後工程の処理装置４００へと搬送される。なお、図７に示すように処理装置４００がロボット１０のアクセス可能な範囲に設置され、ロボット１０がアライナ３００から処理装置４００へ基板５００を搬送することとしてもよい。また、図７では、カセット２００、アライナ３００および処理装置４００を１つずつ示したが、各装置の数を限定するものではない。つまり、各装置は、２つ以上配置することとしてもよい。

上記したように搬送システム１は、カセット２００に載置された基板５００のたわみ量を検出するが、同様に、アライナ３００に載置された基板５００や、処理装置４００に載置された基板５００のたわみ量についても、同様の手順で検知することができる。

次に、図１に示した搬送システム１の構成について図８を用いて説明する。図８は、搬送システム１のブロック図である。搬送システム１は、ロボット１０と、ロボット１０の動作を制御するコントローラ２０とを備える。なお、ロボット１０の構成例については図３を用いて既に説明したので、以下では、コントローラ２０の構成について主に説明することとする。

図８に示すように、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、検出部２１ｂと、算出部２１ｃとを備える。また、記憶部２２は、教示情報２２ａと、載置情報２２ｂと、たわみ量情報２２ｃとを記憶する。また、コントローラ２０は、ロボット１０に接続される。

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、検出部２１ｂおよび算出部２１ｃとして機能する。また、制御部２１の動作制御部２１ａ、検出部２１ｂおよび算出部２１ｃ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。

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、載置情報２２ｂおよびたわみ量情報２２ｃ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。

動作制御部２１ａは、教示情報２２ａ、載置情報２２ｂおよびたわみ量情報２２ｃに基づいてロボット１０の動作制御を行う。具体的には、動作制御部２１ａは、記憶部２２に記憶された教示情報２２ａに基づいてロボット１０における各軸に対応するアクチュエータに指示することで、ロボット１０に基板５００の搬送を行わせる。また、動作制御部２１ａは、アクチュエータにおけるエンコーダ値を用いてフィードバック制御を行うなどしてロボット１０の動作精度を向上させる。

また、動作制御部２１ａは、基板５００の載置位置における載置高さを含む載置情報２２ｂに基づいて基板５００を各種載置位置に載置するが、基板５００のたわみ量が検出された後は、かかるたわみ量を含んだたわみ量情報２２ｃで載置情報２２ｂを補正したハンド高さで、基板５００の搬送を行う。

たとえば、基板５００がたわみ量（ｄ）だけ下方へたわんだ場合には、各種載置位置における載置高さからたわみ量（ｄ）を引いた高さへ基板５００を搬送する。なお、たわみ量（ｄ）はマイナスの値であってもよい。これは、基板５００が上方へたわむことも考えられるためである。

検出部２１ｂは、各種載置位置における載置高さからハンド１３を下降させた場合に、基板５００がハンド１３から離れた離反高さを検出する。なお、載置高さおよび離反高さは、ロボット１０における昇降機構を駆動するアクチュエータのエンコーダ値およびセンサＳ（図２参照）の出力に基づいて取得するものとする。

そして、検出部２１ｂは、検出した離反高さを算出部２１ｃへ出力する。算出部２１ｃは、載置高さと、離反高さとの差分に基づいて基板５００のたわみ量を算出する。なお、かかる算出処理の詳細については図２を用いて既に説明したので、ここでの説明を省略する。

教示情報２２ａは、ロボット１０へ動作を教示するティーチング段階で生成され、ハンド１３の移動軌跡をはじめとするロボット１０の動作を規定する「ジョブ」を含んだ情報である。なお、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で生成された教示情報２２ａを記憶部２２に記憶させることとしてもよい。

載置情報２２ｂは、図１等に示したカセット２００の各段における基板５００の載置高さを含んだ情報である。また、載置情報２２ｂに、図７に示したアライナ３００における基板５００の載置高さや、処理装置４００における基板５００の載置高さを含めることもできる。このように、アライナ３００や処理装置４００に載置した基板５００のたわみ量についても算出することで、基板５００の厚みや可撓性が製造工程に応じて変化した場合であっても、その後の製造工程において算出済のたわみ量を利用することが可能となる。

たわみ量情報２２ｃは、基板５００のそれぞれについて、製造工程ごとに基板５００のたわみ量を関連付けた情報である。基板５００の製造工程が進んであらたなたわみ量が算出されるたびに、該当する基板５００のたわみ量は、算出部２１ｃによって最新の値に更新されていくことになる。

そして、動作制御部２１ａは、前工程までのたわみ量情報に基づいて次工程の搬送における搬送高さを調整することになる。このように、基板５００ごと、製造工程ごとにたわみ量をたわみ量情報２２ｃとして記憶するので、記憶したたわみ量情報２２ｃを以降の製造工程で利用することが可能となり、接触による基板５００の破損をより確実に防止することができる。

次に、図８に示したたわみ量情報２２ｃの例について図９を用いて説明する。図９は、たわみ量情報２２ｃの説明図である。図９に示すように、たわみ量情報２２ｃは、「基板識別番号」、「製造工程番号」および「たわみ量」の各項目を含んだ情報である。基板識別番号は、各基板５００（図１参照）を一意に識別する番号である。なお、識別番号をアルファベット等の記号を含んだ識別記号とすることとしてもよい。

製造工程番号は、基板５００の製造工程を一意に識別する番号である。なお、製造工程番号は、識別番号と同様の製造工程記号としてもよい。また、たわみ量は、最新の製造工程番号に対応する製造工程において取得されたたわみ量である。

ここで、たわみ量情報２２ｃには、１つの基板識別番号ごとに１つのレコードが存在するものとする。つまり、特定の基板識別番号の基板５００について製造工程番号が増加していくと（製造工程が進んでいくと）、該当するレコードのたわみ量が更新されていくものとする。

たとえば、基板識別番号が「１」の製造工程番号は「５」であり、たわみ量は「２」である。また、基板識別番号が「１１」の製造工程番号は「２」であり、たわみ量は「４」であり、基板識別番号が「４１」の製造工程番号は「１」であり、たわみ量は「６」である。このように、各基板５００について、たわみ量情報２２ｃには、最新の製造工程におけるたわみ量で更新が記録されていく。また、製造工程が進んでいくと、かかるたわみ量が更新されていく。

なお、図９には、製造工程番号が大きくなるにつれてたわみ量が小さくなっていく場合を示した。これは、各製造工程において基板５００の積層を進めていく場合には、基板５００の厚みが増加するので、たわみ量が小さくなっていく傾向にあるためである。なお、基板５００の材質や、製造工程の内容によっては、製造工程が進むと、たわみ量が大きくなる場合もある。

次に、各製造工程における搬送高さ調整処理について、図１０を用いて説明する。図１０は、搬送高さ調整処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、図１０には、任意の製造工程においてたわみ量を取得した場合に、次の製造工程における搬送高さを調整する手順について示している。

図１０に示すように、コントローラ２０（図８参照）の算出部２１ｃは、基板５００（図１参照）のたわみ量を算出する（ステップＳ１０１）。また、算出部２１ｃは、ステップ１０１で算出されたたわみ量と、基板識別番号および製造工程番号とを関連付ける（ステップＳ１０２）。そして、算出部２１ｃは、ステップＳ１０２で関連付けたレコードのたわみ量情報２２ｃを更新する（ステップＳ１０３）。

つづいて、次の製造工程では、動作制御部２１ａは、最新のたわみ量情報２２ｃに基づいて基板５００の搬送高さを変更する（ステップＳ１０４）。つまり、動作制御部２１ａは、最新のたわみ量に対応した搬送高さへハンドの高さを変更する。そして、ロボット１０は、変更後の搬送高さで基板５００を搬送し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。なお、搬送工程が進むたびに、ステップＳ１０１～ステップＳ１０５が繰り返されていくことになる。

上述してきたように、実施形態の一態様に係る搬送システム１は、ロボット１０と、ロボット１０の動作を制御するコントローラ２０とを備える。ロボット１０は、基板５００を搬送するハンド１３と、ハンド１３を昇降させる昇降機構とを備える。ハンド１３は、保持している基板５００の下面との距離を検出可能なセンサＳを備える。

また、コントローラ２０は、記憶部２２と、検出部２１ｂと、算出部２１ｃとを備える。記憶部２２は、基板５００の載置位置における載置高さを含む載置情報２２ｂを記憶する。検出部２１ｂは、載置高さからハンド１３を下降させた場合に、基板５００がハンド１３から離れた離反高さを検出する。算出部２１ｃは、載置高さと離反高さとの差分に基づいて基板５００のたわみ量を算出する。

このように、基板５００の載置高さからハンド１３を下降させることで基板５００がハンド１３から離れた離反高さを検出し、載置高さと検出した離反高さとの差分によって基板５００のたわみ量を算出することで、基板５００のたわみ量を取得することができる。これにより、たとえば、あらたな基板５００の搬入高さを調整したり、あらたな基板５００の搬入を中止したりすることが可能となり、基板５００のたわみがあった場合であっても接触による基板５００の破損を防止することができる。

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
１０ａ 本体部
１０ｂ 昇降部
１１ 第１アーム
１２ 第２アーム
１３ ハンド
１３ａ 第１延伸部
１３ｂ 第２延伸部
１３ｃ 基部
２０ コントローラ
２１ 制御部
２１ａ 動作制御部
２１ｂ 検出部
２１ｃ 算出部
２２ 記憶部
２２ａ 教示情報
２２ｂ 載置情報
２２ｃ たわみ量情報
２００ カセット
２０１ 天面
２０２ 底面
２０３ 背面
２０４ 正面
２０５ 側面
２１１ 第１支持部
２１２ 第２支持部
２１３ 第３支持部
３００ アライナ
４００ 処理装置
５００ 基板
Ａ０ 昇降軸
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ｓ センサ

Claims (12)

1. ロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するコントローラと
   を備え、
   前記ロボットは、
   基板を搬送するハンドと、
   前記ハンドを昇降させる昇降機構と
   を備え、
   前記ハンドは、
   保持している前記基板の下面との距離を検出可能なセンサを備え、
   前記コントローラは、
   前記基板の載置位置における載置高さを含む載置情報を記憶する記憶部と、
   前記載置高さから前記ハンドを下降させた場合に、当該基板が前記ハンドから離れた離反高さを検出する検出部と、
   当該載置高さと当該離反高さとの差分に基づいて当該基板のたわみ量を算出する算出部と
   を備えることを特徴とする搬送システム。
2. 前記ロボットは、
   前記基板を多段に収容するカセットに対して前記基板の搬出入を行い、
   前記載置情報は、
   前記カセットの各段における載置高さを含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
3. 前記基板は、
   矩形のパネルであり、
   前記カセットは、
   該カセットの正面からみて前記基板の両端をそれぞれ支持する第１支持部および第２支持部と、
   前記正面からみて前記基板を前記第１支持部および前記第２支持部の中間位置で支持する第３支持部と
   を備え、
   前記ハンドは、
   前記第１支持部と前記第３支持部との間に挿入可能な第１延伸部と、前記第２支持部と前記第３支持部との間に挿入可能な第２延伸部とを少なくとも備え、
   前記センサは、
   前記第１延伸部および前記第２延伸部の基端側にそれぞれ設けられること
   を特徴とする請求項２に記載の搬送システム。
4. 前記第３支持部は、
   前記カセットの背面から前記正面へ向けて延伸するバーであり、上面視で、前記第１支持部および前記第２支持部の最前端よりも最前端が前記カセットの背面寄りにあること
   を特徴とする請求項３に記載の搬送システム。
5. 前記センサは、
   前記ハンドが前記カセットの内部における前記基板の受け渡し位置にある場合に、上面視で、前記第３支持部の最前端と、当該基板の最前端との間にあること
   を特徴とする請求項４に記載の搬送システム。
6. 前記検出部は、
   前記第１延伸部および前記第２延伸部の基端側にそれぞれ設けられた前記センサに前記基板における前記ハンド寄りの辺を検出させることによって、搬送対象となる当該基板の前記ハンドに対する向きを検出すること
   を特徴とする請求項３に記載の搬送システム。
7. 前記ロボットは、
   前記カセットへの前記基板の搬入を上段から下段へ向かう順序で行い、
   前記コントローラは、
   前記カセットに対して最後に搬入した前記基板のたわみ量に基づいて直下の段へのあらたな前記基板の搬入可否を判定する判定部
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の搬送システム。
8. 前記センサは、
   前記ハンドの基端側に設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
9. 前記検出部は、
   前記基板が前記ハンドによって保持されているか否かを前記センサによって検出すること
   を特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
10. 前記ロボットは、
    前記基板の向きを整えるアライナに対して前記基板の搬出入を行い、
    前記載置情報は、
    前記アライナにおける載置高さを含むこと
    を特徴とする請求項１に記載の搬送システム。
11. 前記算出部は、
    前記基板のそれぞれについて、製造工程ごとに当該基板の前記たわみ量を関連付けたたわみ量情報を前記記憶部に記憶させ、
    前記ロボットは、
    前工程までの前記たわみ量情報に基づいて次工程の搬送における搬送高さを調整すること
    を特徴する請求項１に記載の搬送システム。
12. ロボットと、前記ロボットの動作を制御するコントローラとを備え、前記ロボットは、基板を搬送するハンドと、前記ハンドを昇降させる昇降機構とを備え、前記ハンドは、保持している前記基板の下面との距離を検出可能なセンサを備える搬送システムが実行する搬送方法であって、
    前記基板の載置位置における載置高さを含む載置情報を記憶することと、
    前記載置高さから前記ハンドを下降させた場合に、当該基板が前記ハンドから離れた離反高さを検出することと、
    当該載置高さと当該離反高さとの差分に基づいて当該基板のたわみ量を算出することと
    を含むことを特徴とする搬送方法。

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