JP5284486B2 - 基板中心位置の特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、処理装置に設けられた搬送ロボットによって保持される基板の中心位置の特定方法に関する。

従来、基板に成膜処理やエッチング処理などの各種の処理を施す装置として、図１に示すように、搬送ロボット１を配置した中央の搬送室Ｔを囲うようにして、複数のロードロック室Ａ，Ｂと複数の処理室Ｃ乃至Ｆを配置し、搬送ロボット１によりロードロック室Ａ，Ｂに投入した基板Ｓを処理室Ｃ乃至Ｆにまたは各処理室Ｃ乃至Ｆの相互間で搬送するように構成した処理装置（いわゆるクラスタツール装置）が知られている。

処理装置で処理される基板１枚当たりの半導体素子の収率を高めるためにエッジ除外領域がより一層狭小化されている。ここで、エッジ除外領域とは、半導体素子を形成しない基板の周縁領域をいう。直径２００ｍｍのシリコン基板の場合には基板エッジから５ｍｍの領域がエッジ除外領域とされていたが、大口径の直径３００ｍｍのシリコン基板の場合には基板エッジから１ｍｍ〜３ｍｍの領域がエッジ除外領域とされている。

エッジ除外領域の狭小化に対応するため、搬送ロボットによる各処理室への基板の搬送の精度が要求される。特に、処理室内の基板載置台に載置した基板をクランプする場合には、その基板のエッジ除外領域をクランプする必要がある。従って、基板載置台の所定の位置に基板を精度良く搬送すべく、搬送ロボットにより保持される基板の中心位置を正確に特定する必要がある。このような中心位置を特定する方法として、静止した基板外周の３点のエッジ位置をセンサにより検知し、検知したエッジ位置を頂点とする三角形の３辺の垂直二等分線の交点（外心）を基板の中心位置として特定するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記エッジ位置を検知するセンサとして、所定のスポット径を有する光を投光する投光部と、この光を受光する受光部とを備え、光が基板により遮蔽され受光部での光量が閾値以下になったときに、出力状態がＯＮからＯＦＦに切り替わる光電センサが一般に用いられる。

この受光部での光量は、光のスポット面積に対する遮蔽面積の比率に比例する。例えば、光電センサの閾値を５０％に設定した場合、図７に示すように、光２０のスポット面積の半分が基板Ｓにより遮蔽されると、出力状態がＯＮからＯＦＦに切り替わり、基板Ｓのエッジ位置Ｅｓが検知される。ここで、基板Ｓの直径は光２０のスポット径Ｄｓに比べて大きいため、光２０を遮る基板エッジは直線とみなすことができる。このため、閾値を５０％に設定すると、検知したエッジ位置Ｅｓと、光２０のスポット中心Ｃｓとは略一致する。尚、図７中のハッチングを付した部分は、光２０のうち基板Ｓにより遮蔽された部分を示す。

ところで、この種のセンサでは、経年劣化により光量が低下したときや埃が付着したときなどに異常を検知できるように、閾値を９０％程度の高い値に設定することが多い。光電センサの閾値を９０％に設定した場合、図８に示すように、光２０のスポット面積の１０％が基板により遮蔽されると、出力状態がＯＮからＯＦＦに切り替わり、基板Ｓのエッジ位置Ｅｓが検知されるが、このときのエッジ位置Ｅｓはスポット中心Ｃｓと一致せず、両者の間にはずれＧが生じる。

このように閾値を９０％に設定した同一の光電センサにより複数のエッジ位置を検知し、これらを基に基板中心位置を特定すれば、各エッジ位置での上記ずれＧは同等となる。この場合、検知した各エッジ位置を通る仮想円弧を想定すると、この仮想円弧は上記ずれＧの分だけ基板外周よりも内側に位置するが、この仮想円弧の中心は基板中心と一致する。

これに対し、異なる複数の光電センサを用いて複数のエッジ位置を検知し、基板中心位置を特定する場合、光電センサの個体差により各光電センサの受光部の面積が相違すると、各光電センサで上記ずれＧが異なることとなる。このため、検知した各エッジ位置を通る仮想円弧の中心が基板中心と一致せず、基板中心位置を精度良く特定することができないという問題があった。

特開２００７−３３５６１３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、搬送ロボットにより保持された基板の中心位置を精度良く特定することができる基板中心位置の特定方法を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、同一平面内を旋回及び伸縮動作させて複数の処理室間で基板を搬送する搬送ロボットによって保持された基板の中心位置を特定する基板中心位置の特定方法であって、所定のスポット径を有する光を投光する投光部と、この光を受光する受光部とを有し、光が基板により遮蔽されて受光部での光量が所定の閾値以下になったときに出力状態が切り替わる複数の光電センサにより、搬送ロボットにより保持された基板の外周の少なくとも３点のエッジ位置を検知し、各光電センサの出力状態が切り替わるときの光のスポット中心から基板エッジまでの最短距離をそれぞれ取得し、取得した最短距離に基づいてエッジ位置を補正し、補正したエッジ位置に基づいて前記基板の中心位置を特定することを特徴とする。

本発明によれば、各光電センサの出力状態が切り替わるときのスポット中心から基板エッジまでの最短距離が各光電センサで異なる場合であっても、複数の光電センサの最短距離に基づいてエッジ位置を補正し、補正したエッジ位置から基板中心位置を特定するため、搬送ロボットに保持された基板の中心位置を精度良く特定することができる。

本発明において、複数の光電センサの最短距離が同等になるようにエッジ位置を補正すれば、基板の中心位置をより一層高精度に特定できてよい。

本発明において、複数の光電センサの最短距離が同等になるように各光電センサの閾値を調整し、閾値が調整された光電センサによりエッジ位置を再度検知することによって、エッジ位置を補正するようにしてもよい。

また、上記課題を解決するため、本発明は、同一平面内を旋回及び伸縮動作させて複数の処理室間で基板を搬送する搬送ロボットによって保持された基板の中心位置を特定する基板中心位置の特定方法であって、所定のスポット径を有する光を投光する投光部と、この光を受光する受光部とを有し、光が基板により遮蔽されて受光部での光量が所定の閾値以下になったときに出力状態が切り替わる光電センサにより、搬送ロボットにより保持された基板の外周の２点のエッジ位置を検知し、光電センサの出力状態が切り替わるときの光のスポット中心から基板エッジまでの最短距離を取得し、取得した最短距離の分だけ前記エッジ位置を補正し、補正したエッジ位置と前記基板の半径とに基づいて前記基板の中心位置を特定することを特徴とする。

本発明によれば、２点のエッジ位置と基板半径とから基板の中心位置を特定する場合であっても、光電センサの出力状態が切り替わるときのスポット中心から基板エッジまでの最短距離の分だけエッジ位置を補正し、補正したエッジ位置と基板半径とに基づいて基板中心位置を特定するため、搬送ロボットに保持された基板の中心位置を精度良く特定することができる。

本発明において、搬送ロボットの基板を保持するロボットハンドを走査移動させながら、このロボットハンドに形成された貫通孔の外周の複数のエッジ位置を同一の光電センサにより検知し、検知した複数のエッジ位置から前記貫通孔の中心位置を特定し、特定した中心位置から夫々のエッジ位置までの距離の平均値と前記貫通孔の実際の半径との差分を求め、この差分に基づいて算出した最短距離を記憶手段に記憶し、記憶手段から読み出した最短距離を取得するようにしてもよい。

本発明において、少なくとも２つの高さ位置で前記搬送ロボットを昇降させ、各高さ位置で前記搬送ロボットに設けられた指標部の位置を光電センサを用いて特定し、特定した指標部の位置に基づいて光電センサの光軸の傾きを算出し、算出した光軸の傾きと、エッジ位置を検知する際の前記基板の高さ位置とに基づいてエッジ位置を更に補正するようにしてもよい。これによれば、光電センサの光軸が傾いている場合であっても、その傾きに起因するエッジ位置のずれを補正するため、上記最短距離に応じたエッジ位置の補正と相まって、基板中心位置をより一層正確に特定することができる。

従って、処理室内の基板載置台に基板を搬送する際に本発明を適用することで、正確に特定された基板中心位置に基づいて基板が搬送されるため、基板載置台の適正な位置に基板を精度良く搬送することが可能となる。

本発明において、複数の処理室間で基板を搬送する際に基板を検知するように配置された光電センサを用いてエッジ位置を検知してもよい。

（Ａ）及び（Ｂ）は、搬送ロボットを具備する処理装置を模式的に示す平面図及び断面図。 本発明の実施の形態のロボットハンドを示す平面図。 指標部１５の中心位置を特定する方法を説明する模式図。 基板外周において検知された３点のエッジ位置を示す図。 レーザ光の光軸の傾きを求める方法を説明する模式図。 ２点のエッジ位置と基板半径とに基づいて、基板の中心位置を特定する方法を説明する模式図。 レーザ光のスポット面積の半分が基板により遮蔽された状態を示す図。 レーザ光のスポット面積の１０％が基板により遮蔽された状態において、レーザスポット中心とエッジ位置との間に生じるずれを示す図。

以下、図１に示す処理装置で本発明を適用した実施の形態について説明する。処理装置の搬送室Ｔには、公知の構造を有する搬送ロボット１が設けられていると共に、ロードロック室Ａ、Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆとの連結箇所の近傍において基板Ｓを検知する検知手段２が設けられている。

搬送室Ｔとロードロック室Ａ、Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆとは、仕切りバルブ（アイソレーションバルブ）３によって仕切られている。ロードロック室Ａ、Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆの内部には、基板Ｓの受け渡しを行う基板ステージＳｔが設けられている。尚、搬送ロボット１、検知手段２及び仕切りバルブ３のような処理装置を構成する各種センサや駆動機構は、処理装置の制御を行う制御手段４に接続されている。

本実施の形態では、多関節式の搬送ロボット１として、フロッグレッグ式の搬送ロボット１を用いた場合を例に説明するが、スカラ型の搬送ロボットを用いてもよい。

搬送ロボット１は、作動部分たるロボットアーム１１と、このロボットアーム１１を旋回、伸縮及び上下自在に駆動する駆動手段としてのモータ１０とを複数備えている。

図１（Ｂ）に示すように、各モータ１０の回転軸１０ａ、１０ｂは同心に配置され、回転軸１０ａ、１０ｂにはロボットアーム１１ａ、１１ｂがリンク機構をなして連結されている。これらのロボットアーム１１ａ、１１ｂの先端には、基板Ｓを載置した状態で保持するロボットハンド１２ａ、１２ｂがそれぞれ連結されている。

ロボットハンド１２ａ、１２ｂは、旋回方向で所定の間隔を有するように設けられている。図１（Ａ）に示す搬送ロボット１は、ロボットハンド１２ａ、１２ｂが旋回方向で１８０度の間隔を有して設けられている。旋回回転軸１０ａ、１０ｂの回転角及び回転方向を適宜制御することでロボットハンド１２ａ、１２ｂが伸縮及び旋回自在となる。さらに、図示省略する公知の昇降手段（例えば、エアシリンダやモータ等）により回転軸１０ａ、１０ｂの高さを制御することで、ロボットハンド１２ａ、１２ｂが昇降自在となる。

図２を参照して、ロボットハンド１２（１２ａ、１２ｂ）について説明する。ロボットハンド１２は、ロボットアーム１１に図示省略するギアボックスを介して連結される基端部１３と、この基端部１３から二股状に分岐して延びる一対のフィンガー部１４とを備えている。各フィンガー部１４の検知手段２を横切る部分には、検知手段２のレーザスポット径より大きな径（例えば、３ｍｍ）を有する平面視円形の貫通孔（以下「指標部」という）１５が形成されている。

検知手段２としては、例えば、レーザセンサなどの公知構造を有する透過式もしくは反射式の光電センサが用いられる。本実施の形態では、検知手段２として、同一平面上で旋回及び伸縮自在に駆動される搬送ロボット１のロボットハンド１２ａ、１２ｂに対して垂直に投光し、かつ、ロードロック室Ａ、Ｂ及び各処理室Ｃ乃至Ｆ間で基板Ｓを搬送する際に基板Ｓを検知するように配置されたレーザセンサ２Ａ乃至２Ｆを用いた場合を例に説明する。

レーザセンサ２は、所定のスポット径（例えば、１．５ｍｍ〜２ｍｍ）を有するレーザ光２０を投光する投光部２１と、このレーザ光２０を受光する受光部２２とを備え、基板Ｓによりレーザ光２０が遮蔽され受光部２２での光量が所定の閾値以下になったときに出力状態が切り替わるものである。

本実施の形態では、搬送ロボット１を用いて、例えば、ロードロック室Ａに投入された基板Ｓが処理室Ｃに搬送され、処理室Ｃで所定の処理が施された基板Ｓが処理室Ｅに搬送され、処理室Ｅで所定の処理が施された基板Ｓがロードロック室Ａに戻される。同様に、ロードロック室Ｂに投入された基板Ｓは、処理室Ｄおよび処理室Ｆで順次処理が施された後、ロードロック室Ｂに戻される。

このように基板Ｓを搬送する際、ロボットハンド１２ａ、１２ｂにより保持した基板Ｓを各処理室Ｃ乃至Ｆの基板ステージＳｔに精度良く受け渡すためには、ロボットハンド１２ａ、１２ｂにより保持した基板Ｓの中心位置を正確に特定する必要がある。

基板中心位置を特定する方法として、上記特許文献１に記載されているように、基板外周の３点のエッジ位置を検知し、検知したエッジ位置に基づいて基板中心位置を特定するものが知られている。エッジ位置を検知するためのセンサとして、上記レーザセンサ２を用いることができる。このレーザセンサ２の閾値は、経年劣化による光量の低下などを考慮して、９０％程度に設定されることが多い。

レーザセンサ２の閾値を９０％に設定すると、図８を参照して既に説明したように、レーザセンサ２の出力状態が切り替わるときのレーザ光２０のスポット中心Ｃｓとエッジ位置Ｅｓとが一致せず、両者の間にずれＧが生じる。そして、このように閾値を９０％に設定した複数のレーザセンサ２を用いて３点のエッジ位置を検知する場合、レーザセンサ２の個体差により各レーザセンサ２の受光部２２の面積が異なると、各レーザセンサ２で上記ずれＧが異なる。

本実施の形態では、各レーザセンサ２の出力状態が切り替わるときのスポット中心Ｃｓから基板エッジまでのずれ量（以下「最短距離」という）Ｇを取得し、取得した最短距離Ｇが同等となるように、検知したエッジ位置を補正し、補正したエッジ位置から基板中心位置を特定する。

本実施の形態における基板中心位置の特定方法について、ロードロック室Ａの基板ステージＳｔに存する基板Ｓを処理室Ｃに搬送する際に、基板中心位置を特定する場合を例に説明する。

先ず、基板Ｓを保持した状態でロボットハンド１２ａをロードロック室Ａから搬送室Ｔまで縮ませた後、ロボットハンド１２ａを搬送室Ｔで左方向に旋回させる際に、レーザセンサ２Ａを用いて、図３に示すエッジ位置Ｅｓ１を検知する。そして、引き続きロボットハンド１２ａを搬送室Ｔで左方向に旋回させながら、レーザセンサ２Ｃを用いて、図３に示すエッジ位置Ｅｓ２を検知する。その後、ロボットハンド１２ａを搬送室Ｔから処理室Ｃの基板ステージＳｔまで伸ばして基板Ｓを受け渡す際に、レーザセンサ２Ｃを用いて、図３に示すエッジ位置Ｅｓ３を検知する。尚、レーザセンサ２Ｃにより検知されたエッジ位置Ｅｓ２、Ｅｓ３は、レーザセンサ２Ａとレーザセンサ２Ｃとの間の距離の分だけ補正されるものとする。

次いで、エッジ位置Ｅｓ１乃至Ｅｓ３の検知に用いたレーザセンサ２Ａ、２Ｃの最短距離Ｇを取得する。この最短距離Ｇは、後述する方法に従って算出され、かつ、制御部４内の図示省略したメモリのような記憶手段に格納されたものを読み出すようにすればよい。

ここで、最短距離Ｇを算出する方法について、レーザセンサ２Ａの最短距離Ｇを算出する場合を例に説明する。

先ず、図示しない治具などを用いて、ロボットハンド１２のフィンガー部１４の適正位置に基板を保持させる。このように基板を保持した状態でロボットハンド１２がレーザセンサ２Ａを横切るように、ロボットハンド１２をＸ−Ｙ方向に走査移動させる。このとき、基板エッジがレーザセンサ２Ａを横切る毎にレーザセンサ２Ａの出力状態がＯＮ、ＯＦＦで切り替わるため、レーザセンサ２Ａにより複数のエッジ位置が検知される。検知された複数のエッジ位置を平均化することによって、これらのエッジ位置を通る仮想基板の中心位置を算出する。次いで、算出した仮想基板の中心位置から各エッジ位置までの距離をそれぞれ算出し、算出した距離を平均化することにより仮想基板の半径を算出する。実際の基板半径（例えば、１５０ｍｍ）から上記算出した仮想基板半径を減算することで得られた数値βは、レーザセンサ２Ａの出力状態が切り替わる際のスポット中心Ｃｓから基板エッジまでの上記最短距離Ｇに相当する。

このような方法を用いて、レーザセンサ２Ａ以外のレーザセンサ２Ｃについても最短距離Ｇを算出することができる。

また、最短距離Ｇを算出する他の方法として、ロボットハンド１２の位置較正を行う際に求めた情報に基づいて、レーザセンサ２Ａの最短距離Ｇを求める方法がある。

ロボットハンド１２の位置較正を行うためには、ロボットハンド１２の基準位置を特定する必要がある。この基準位置として、一般に、ロボットハンド１２のフィンガー部１４に設けられた指標部１５の中心位置が特定される。このとき、基板を保持していないフィンガー部１４がレーザセンサ２Ａを横切るように、ロボットハンド１２をＸ−Ｙ方向に走査移動させると、図４に示すように、指標部１５がレーザセンサ２Ａを横切る毎にレーザセンサ２Ａの出力状態がＯＮ、ＯＦＦで切り替わるため、レーザセンサ２Ａにより指標部１５外周の複数のエッジ位置が検知される。検知した複数のエッジ位置を平均化することにより指標部１５の中心位置を特定する。

本実施の形態では、このように特定された指標部１５の中心位置から、上記検知された指標部１５外周の複数のエッジ位置までの距離をそれぞれ算出し、算出した距離を平均化することにより指標部１５の半径を算出する。そして、実際の指標部１５の半径（例えば、１．５ｍｍ）から上記算出した指標部１５の半径を減算する。この減算により得られた数値αは、レーザセンサ２Ａの出力状態が切り替わる際のスポット中心Ｃｓから指標部１５エッジまでの最短距離を表している。この数値αと上記数値β（最短距離Ｇ）との間には、次式（１）で表されるような相関関係があることが判った。
β＝−α＋Ｋ・・・（１）

上式（１）における「Ｋ」は定数であり、例えば、０．３である。尚、相関関係は、上式（１）のような一次関数で表される関係に限らず、例えば二次関数で表される関係であってもよい。

従って、レーザセンサ２Ａを用いて指標部１５の中心位置を特定する際に数値αを算出し、算出した数値αを上式（１）に代入することでレーザセンサ２Ａの最短距離Ｇを算出することができる。

尚、レーザセンサ２Ａの閾値を変えて数値β（最短距離Ｇ）及び数値αを算出したところ、上式（１）で表される相関関係は何れの閾値に対しても成立することが判った。

次に、上記取得した最短距離Ｇが各レーザセンサ２Ａ、２Ｃで異なる場合、取得したレーザセンサ２Ａ、２Ｃの最短距離に基づいて、検知したエッジ位置Ｅｓ１乃至Ｅｓ３を補正する。例えば、レーザセンサ２Ａ、２Ｃの最短距離がそれぞれＧ１、Ｇ２であるとすると、最短距離Ｇ１の分だけエッジ位置Ｅｓ１を補正すると共に、最短距離Ｇ２の分だけエッジ位置Ｅｓ２、Ｅｓ３を補正する。これによれば、最短距離Ｇ１、Ｇ２が同等（この場合、ゼロ）になるようにエッジ位置Ｅｓ１乃至Ｅｓ３が補正される。

また、他の補正方法として、上記最短距離Ｇ１、Ｇ２のうちの１つの最短距離Ｇ１を基準とし、最短距離Ｇ１と最短距離Ｇ２の差分に応じて、エッジ位置Ｅｓ２、Ｅｓ３を補正してもよい。

また、他の補正方法として、最短距離Ｇが同等になるように各レーザセンサ２の閾値を調整し、閾値が調整された複数のレーザセンサ２を用いてエッジ位置を再度検知してもよい。ここで、上式（１）で表される相関関係から、所望の最短距離Ｇ（数値β）となる数値αを求めることができる。そして、レーザセンサ２の閾値を変化させたときの数値αの変化を予め算出しておけば、所望の数値αとなるレーザセンサ２の閾値を求めることができる。従って、最短距離Ｇが同等になるように各レーザセンサ２の閾値を調整することが可能である。

次いで、上記のように補正したエッジ位置から基板中心位置を特定する。つまり、補正したエッジ位置を頂点とする三角形の外心を基板中心位置として特定する。

以上説明したように、本実施の形態では、ロボットハンド１２により保持された基板Ｓの外周の３点のエッジ位置Ｅｓ１乃至Ｅｓ３を複数のレーザセンサ２により検知し、各レーザセンサ２の出力状態が切り替わるときのスポット中心Ｃｓから基板エッジまでの最短距離Ｇを取得し、取得した最短距離Ｇが各レーザセンサ２で異なる場合に、最短距離Ｇが同等になるようにエッジ位置Ｅｓ１乃至Ｅｓ３を補正し、補正したエッジ位置から基板中心位置を特定した。

本実施の形態によれば、各レーザセンサ２の最短距離Ｇが同等となるようにエッジ位置を補正し、補正したエッジ位置から基板中心位置を特定したため、補正したエッジ位置を通る仮想円弧を想定すると、この仮想円弧の中心と基板中心とが一致する。従って、複数のレーザセンサ２を用いてエッジ位置Ｅｓ１乃至Ｅｓ３を検知する場合であっても、ロボットハンド１２により保持された基板Ｓの中心位置が精度良く特定されるため、処理室Ｃ乃至Ｆの基板ステージＳｔに精度良く搬送することができる。

ところで、図５に示すように、レーザセンサ２の投光部２１及び受光部２２の取り付け誤差等により、レーザセンサ２の光軸が傾く場合がある。さらに、前述したように上記搬送ロボット１は昇降可能であるため、ロボットハンド１２により保持された基板Ｓの高さ位置が異なる場合がある。レーザセンサ２の光軸が傾いている場合には、エッジ位置を検知する際の基板Ｓの高さ位置によっては、検知したエッジ位置が光軸の傾きに起因してずれることがある。

そこで、以下に説明するように、レーザセンサ２の光軸の傾きを求め、求めた光軸の傾きに起因するエッジ位置のずれを補正するのがよい。

先ず、上記最短距離Ｇを算出する際に説明したように、フィンガー部１４に設けられた指標部１５の中心位置を特定する一連の処理（図４参照）を、図５に示すような異なる２つの高さ位置ｈ１、ｈ２で行う。ここで、異なる複数の高さ位置においてスポット径が異なる場合がある。この場合、異なる複数の高さ位置において夫々数値αを求め、求めた数値αを用いて上式（１）に従って各高さ位置での最短距離Ｇを算出すれば、各高さ位置においてエッジ位置を精度良く補正することができる。

レーザセンサ２の光軸が傾いていない場合には、指標部１５の中心位置が２つの高さ位置ｈ１、ｈ２で一致するが、レーザセンサ２の光軸が傾いている場合には、指標部１５の中心位置が２つの高さ位置ｈ１、ｈ２で異なる。

指標部１５の中心位置が２つの高さ位置ｈ１、ｈ２で異なる場合、これら２つの位置ｈ１、ｈ２での指標部１５の中心位置の差分と、高さ位置ｈ１、ｈ２の差分とに基づいて、レーザセンサ２の光軸の傾きθを求める。そして、求めた光軸の傾きθと、エッジ位置を検知する際にロボットハンド１２に保持された基板Ｓの高さ位置とに基づいて、光軸の傾きθに起因するエッジ位置のずれ量を算出し、算出したずれ量の分だけ、検知したエッジ位置を補正する。これによれば、レーザセンサ２の光軸が傾いている場合であっても、ロボットハンド１２により保持された基板の中心位置を精度良く特定することができる。

また、上記実施の形態では３点のエッジ位置から基板中心位置を特定する方法について説明したが、他の基板中心位置の特定方法として、２点のエッジ位置と既知の基板半径とから基板中心位置を特定する方法を用いることができる。

閾値を９０％に設定したレーザセンサ２を用いて２点のエッジ位置を検知し、検知したエッジ位置と既知の基板半径とを基に基板中心位置を特定する場合、検知したエッジ位置を通り、既知の基板半径を有する仮想円弧を想定すると、上記ずれＧによりこの仮想円弧の位置が基板位置と一致しない。このため、仮想円弧の中心と基板中心とが一致せず、ロボットハンド１２により保持された基板の中心位置を精度良く特定できない。

そこで、このように２点のエッジ位置と基板半径とを基に基板中心位置を特定する場合には、レーザセンサ２を用いて２点のエッジ位置を検知し、各レーザセンサ２の上記最短距離Ｇを取得し、検知した２点のエッジ位置を最短距離Ｇの分だけ補正し、補正した２点のエッジ位置と既知の基板半径とに基づいて基板中心位置を特定する。このように最短距離Ｇの分だけ補正したエッジ位置に基づいて基板中心位置を特定するようにしたため、ロボットハンド１２により保持された基板の中心位置を精度良く特定することができる。

なお、図６に示すように、最短距離Ｇの分だけ補正した２点のエッジ位置Ｅｓ１’、Ｅｓ２’を通り、既知の基板半径ｒを有する仮想円弧として２つの仮想円弧Ｓ１、Ｓ２が想定されるが、エッジ位置検知時のロボットハンド１２の位置は既知であるため、その位置に近い仮想円弧Ｓ１を選び、この仮想円弧Ｓ１の中心位置Ｐｃ１’を特定すればよい。

ところで、搬送ロボット１が伸縮・旋回して、レーザセンサ２の出力状態が切り替わってから（即ち、レーザセンサ２の閾値を超えてから）、搬送ロボット１のエンコーダ情報（位置情報）を読み取るまでに遅延時間が生じる場合がある。この遅延時間は、レーザセンサ２の応答時間や、制御部４がレーザセンサ２からの信号に基づき上記エンコーダ情報を読み取るまでの時間に起因する。このような遅延時間が生じると、エッジ位置がずれてしまう。例えば、搬送ロボット１のフィンガー部１４が１０００ｍｍ／ｓｅｃで動作するとき、制御部４がエンコーダ情報を読み取るまでに１ｍｓｅｃの遅延時間が生じると、これに起因してエッジ位置が１ｍｍずれる。

このような遅延時間に起因するエッジ位置のずれを補正するために、遅延時間を制御部４に予め入力して記憶させておき、この遅延時間、フィンガー部１４の動作方向及び動作速度を考慮して、遅延時間に起因するエッジ位置のずれ量を算出し、算出したずれ量の分だけエッジ位置を補正することが好ましい。また、別の方法として、搬送ロボット１が動作中の全てのエンコーダ情報を時間と共に記憶しておき、制御部４がエンコーダ情報を受け取った時点から上記遅延時間だけ遡った時点のエンコーダ情報を取得し、取得したエンコーダ情報からエッジ位置を求めるようにしてもよい。このような遅延時間に起因するエッジ位置のずれを補正することで、基板の中心位置をより一層精度良く特定することができる。

１…搬送ロボット、２…レーザセンサ、１２…ロボットハンド、２０…レーザ光、２１…投光部、２２…受光部、Ｓ…基板、Ａ、Ｂ…ロードロック室、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ…処理室、Ｃｓ…スポット中心、Ｄｓ…スポット径、Ｅｓ１〜Ｅｓ３…エッジ位置、Ｇ…最短距離

Claims (7)

1. 同一平面内を旋回及び伸縮動作させて複数の処理室間で基板を搬送する搬送ロボットによって保持された基板の中心位置を特定する基板中心位置の特定方法であって、
   所定のスポット径を有する光を投光する投光部と、この光を受光する受光部とを有し、前記光が基板により遮蔽されて前記受光部での光量が所定の閾値以下になったときに出力状態が切り替わる複数の光電センサにより、前記搬送ロボットにより保持された前記基板の外周の少なくとも３点のエッジ位置を検知し、各光電センサの出力状態が切り替わるときの前記光のスポット中心から基板エッジまでの最短距離をそれぞれ取得し、取得した最短距離に基づいて前記エッジ位置を補正し、補正したエッジ位置に基づいて前記基板の中心位置を特定することを特徴とする基板中心位置の特定方法。
2. 取得した最短距離が同等となるように、前記エッジ位置を補正することを特徴とする請求項１記載の基板中心位置の特定方法。
3. 前記複数の光電センサの前記最短距離が同等になるように各光電センサの前記閾値を調整し、閾値が調整された光電センサによりエッジ位置を再度検知することによって、エッジ位置の補正を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基板中心位置の特定方法。
4. 同一平面内を旋回及び伸縮動作させて複数の処理室間で基板を搬送する搬送ロボットによって保持された基板の中心位置を特定する基板中心位置の特定方法であって、
   所定のスポット径を有する光を投光する投光部と、この光を受光する受光部とを有し、前記光が基板により遮蔽されて前記受光部での光量が所定の閾値以下になったときに出力状態が切り替わる光電センサにより、前記搬送ロボットにより保持された前記基板の外周の２点のエッジ位置を検知し、前記光電センサの出力状態が切り替わるときの前記光のスポット中心から基板エッジまでの最短距離を取得し、取得した前記最短距離の分だけ前記エッジ位置を補正し、補正したエッジ位置と前記基板の半径とに基づいて前記基板の中心位置を特定することを特徴とする基板中心位置の特定方法。
5. 搬送ロボットの基板を保持するロボットハンドを走査移動させながら、このロボットハンドに形成された貫通孔の外周の複数のエッジ位置を同一の光電センサにより検知し、検知した複数のエッジ位置から前記貫通孔の中心位置を特定し、特定した中心位置から夫々のエッジ位置までの距離の平均値と前記貫通孔の実際の半径との差分を求め、この差分に基づいて算出した最短距離を記憶手段に記憶し、記憶手段から読み出した最短距離を取得するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板中心位置の特定方法。
6. 少なくとも２つの高さ位置で前記搬送ロボットを昇降させ、各高さ位置で前記搬送ロボットに設けられた指標部の位置を前記光電センサを用いて特定し、特定した指標部の位置に基づいて前記光電センサの光軸の傾きを算出し、算出した前記光軸の傾きと、前記エッジ位置を検知する際の前記基板の高さ位置とに基づいて前記エッジ位置を更に補正することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の基板中心位置の特定方法。
7. 前記複数の処理室間で基板を搬送する際に基板を検知するように配置された光電センサを用いて前記エッジ位置を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の基板中心位置の特定方法。

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