JP6979012B2 - 基板搬送装置及び基板搬送ロボットの教示方法 - Google Patents

基板搬送装置及び基板搬送ロボットの教示方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体基板やガラス基板などの基板を搬送する技術に関する。
従来、半導体基板やガラス基板などの基板の搬送には、基板搬送ロボットが用いられる。基板搬送ロボットは、一般に、ロボットアームと、ロボットのアームの手先に装着された基板搬送ハンドと、コントローラとを備えている。基板搬送ハンドは基板をするための基板保持部を備えており、その基板保持方式には吸着や把持などがある。特許文献１では、Ｙ字形に先の分かれた板状のブレードを備え、ブレードに基板を載せて搬送する基板搬送ハンドが例示されている。
ところで、前述のＹ字形を呈するブレードを備えた基板搬送ハンドでは、Ｙ字に分かれた先端部の一方に設けられた投光器と、他方に投光器と対向して設けられた受光器とから成る透過型光センサを備え、この透過型光センサで基板の有無を検出するものがある。例えば、特許文献１に記載された基板搬送装置では、Ｙ字に分かれたブレードの両先端部にセンサ支持体が設けられ、両センサ支持体の先端側に基板の有無及び基板の姿勢の検出に用いられる第１の透過型光センサが取り付けられ、両センサ支持体の後端側に基板の飛び出しの検出に用いられる第２の透過型光センサが取り付けられている。
特開２０１０−２１９２０９号公報
基板搬送ロボットによって搬送された基板を受け渡すところには、基板を一次的に置くための基板受渡装置が設けられることがある。基板受渡装置には、例えば、３箇所以上に基板載置部を有し、それらの基板載置部で円形の基板の縁を下方から支持する態様のものがある。
基板受渡装置では、複数の基板載置部（即ち、基板と接触する部分）が同一高さである。これにより、基板受渡装置で支持された基板が水平な姿勢となる。なお、基板Ｗの水平な姿勢とは、基板Ｗの主面が水平であることを意味する。ところが、組立誤差や加工誤差に起因して、複数の基板載置部が同一高さとならないことがある。このような複数の基板載置部に支持されている基板は、水平な姿勢から傾いている。基板が予期せずに水平な姿勢から傾いていると、基板搬送ロボットがその基板にアクセスする際に、基板搬送ハンドが基板と干渉するおそれがある。
上記の干渉の課題を解決するために、基板搬送ロボットに複数の基板載置部の高さ位置を予め教示しておけば、複数の基板載置部に支持された基板の傾きを予期して、基板搬送ハンドを基板との干渉を避けるように移動させることができる。従来、基板搬送ロボットへの基板載置部の位置の教示は、オペレータがティーチペンダントを用いて基板搬送ロボットを操作して、基板搬送ハンドを基板載置部まで移動させてその位置を記憶させることによって行われている。しかし、この教示は、基板搬送ハンドと基板載置部との位置を目視で確認しながら、ティーチペンダントを微量ずつ操作するため、非常に煩わしい作業となっている。
本発明は、以上の事情に鑑みてされたものであり、基板載置部の高さを基板搬送ロボットへ自動教示する技術を提案する。
基板載置部の高さ位置を基板搬送ロボットへ自動教示を、新規部材の追加を控え、主にプログラムの変更や追加によって達成することができれば、コストを抑えつつ上記の課題を解決することが可能である。そこで、本願の発明者らは、基板載置部の高さ位置を基板搬送ロボットへ自動教示するために、基板搬送ロボットに従来用いられているマッピングセンサの技術を利用することとした。なお、マッピングセンサは、基板の有無や枚数を検出するための光センサである。
本発明の一態様に係る基板搬送装置は、同一円周上に配置された複数の基板支持具と、アーム、前記アームの先端部に設けられた基板搬送ハンド、及び、前記アーム及び前記基板搬送ハンドの動作を制御するコントローラを有するロボットとを備えている。
そして、前記基板支持具は、基板の縁が載置される上向きの面を有する基板載置部と、前記基板載置部の前記円周の半径方向外側で前記基板載置部を支える柱部とを有し、前記基板搬送ハンドは、前記基板支持具を先端側から挿入できるように当該先端側が第１端部と第２端部とに二股に分かれたブレードと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記基板搬送ハンドの軸方向と直交する第１光路を遮る物体を検出する第１光センサと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記第１光路に対して傾いた第２光路を遮る物体を検出する少なくとも１つの第２光センサとを有し、前記コントローラは、前記第１光センサ及び前記少なくとも１つの第２光センサのうち選択された１つの光センサを用いて、前記光センサの光路が前記基板載置部の上方且つ前記柱部と干渉しない検出開始位置へ前記基板搬送ハンドを移動させ、前記検出開始位置から前記光センサで物体を検出した検出位置まで前記基板搬送ハンドを下方へ移動させ、前記基板搬送ハンドが前記検出位置にあるときの前記光センサの光路の所定の位置基準からの高さを前記基板載置部の高さ位置として記憶することを特徴としている。
また、本発明の一態様に係る基板搬送ロボットの教示方法は、アーム及び前記アームの先端部に設けられた基板搬送ハンドを有する基板搬送ロボットに、同一円周上に配置された複数の基板載置部の高さ位置を教示する方法である。前記基板載置部は、基板の縁が載置される上向きの面を有し、前記円周の半径方向外側で柱部によって支持されており、前記基板搬送ハンドは、前記基板載置部を先端側から挿入できるように当該先端側が第１端部と第２端部とに二股に分かれたブレードと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記基板搬送ハンドの軸方向と直交する第１光路を遮る物体を検出する第１光センサと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記第１光路に対して傾いた第２光路を遮る物体を検出する少なくとも１つの第２光センサとを有する。
そして、基板搬送ロボットの教示方法は、前記アームの基軸に対する前記基板載置部の位置に基づいて前記第１光センサ及び前記少なくとも１つの第２光センサのうち使用する光センサを選択し、前記光センサの光路が前記基板載置部の上方且つ前記柱部と干渉しない検出開始位置へ前記基板搬送ハンドを移動し、前記検出開始位置から前記光センサで物体を検出した検出位置まで前記基板搬送ハンドを下方へ移動し、前記基板搬送ハンドが前記検出位置にあるときの前記光センサの光路の所定の位置基準からの高さを前記基板載置部の高さ位置として記憶することを特徴としている。
上記基板搬送装置及び基板搬送ロボットの教示方法では、基板搬送ロボットに従来用いられている技術を利用して、基板が置かれる基板載置部の高さ位置を基板搬送ロボットへ自動教示することができる。また、基板搬送ハンドは、複数の光センサを備え、複数の光センサのなかから選択された光センサを利用するので、基板搬送ハンドと柱部との干渉を回避しつつ、基板載置部のみに光センサの光路を通過させることが容易となる。
本発明によれば、基板が置かれる基板載置部の高さ位置を基板搬送ロボットへ自動教示することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板搬送装置の全体的な構成を示す概略平面図である。 図２は、基板搬送装置の概略側面図である。 図３は、基板搬送ハンドの平面図である。 図４は、基板搬送装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 図５は、検出開始位置Ｐ１にある基板搬送ハンドを示す側面図である。 図６は、検出位置Ｐ２にある基板搬送ハンドを示す側面図である。 図７は、第１光センサを使って教示処理を行う場合の基板搬送ハンドを示す平面図である。 図８は、左第２光センサを使って教示処理を行う場合の基板搬送ハンドを示す平面図である。 図９は、右第２光センサを使って教示処理を行う場合の基板搬送ハンドを示す平面図である。
〔基板搬送装置１０の概略構成〕
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る基板搬送装置１０を示す図、図２は基板搬送装置１０の概略側面図である。図１及び図２に示す基板搬送装置１０は、基板受渡装置９と、基板搬送ロボット１とを備えている。基板搬送装置１０は、例えば、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）、ソータ、基板処理システムなどの、各種の基板Ｗを搬送するシステムに適用されてよい。
〔基板受渡装置９の構成〕
本実施形態に係る基板受渡装置９は、同一円周上に配置された３以上の複数の基板支持具９０を備えている。以下では、複数の基板支持具９０が形成する円周の中心を、基板受渡装置９の「中心Ｏ」と称する。
各基板支持具９０は、鉛直方向に延びる柱部９１と、基板Ｗの縁を下方から支持する上向きの面を有する基板載置部９２とを有している。柱部９１は、基板載置部９２に対し、複数の基板支持具９０が形成する円周の半径方向外側に配置されている。柱部９１の高さと基板載置部９２の高さとは相違する。通常、柱部９１の高さは基板載置部９２の高さよりも高い。本実施形態では、１本の柱部９１に１つの基板載置部９２が支持されているが、１本の柱部９１に、上下に等間隔で並ぶ複数の基板載置部９２が支持されていてもよい。
本実施形態に係る基板載置部９２は、柱部９１から水平方向に基板受渡装置９の中心Ｏへ向けて突出する突起である。但し、基板載置部９２の態様はこれに限定されない。基板載置部９２は、柱部９１に形成された水平方向の溝、柱部９１から水平方向に突出する板状や棒状の突起などの、様々な形態のものが採用されてよい。
複数の基板載置部９２は、基板受渡装置９に載置された基板Ｗが水平となるように、高さ位置が等しいことが望ましい。ところが、組立誤差や加工誤差に起因して、基板受渡装置９の各基板載置部９２が同一高さではないことがある。そこで、基板搬送装置１０では、後述する、基板載置部９２の高さ位置を基板搬送ロボット１に教示する処理が行われる。
〔基板搬送ロボット１の構成〕
基板搬送ロボット１は、基台１１と、基台１１に支持されたロボットアーム（以下、「アーム１２」と称する）と、アーム１２の手先部に連結された基板搬送ハンド（以下、「ハンド１３」と称する）と、アーム１２及びハンド１３の動作を制御するコントローラ１５とを備えている。
本実施形態に係るアーム１２は、複数のリンクが垂直な回動軸を介して連結された水平多関節型マニピュレータである。アーム１２は、基台１１に立設された昇降軸２０と、昇降軸２０と第１関節Ｊ１を介して連結された第１リンク２１と、第１リンク２１の先端部と第２関節Ｊ２を介して連結された第２リンク２２とを備えている。第２リンク２２の先端部には、第３関節Ｊ３を介してハンド１３が連結されている。
第１関節Ｊ１の回動軸である第１軸Ｌ１、第２関節Ｊ２の回動軸である第２軸Ｌ２、及び、第３関節Ｊ３の回動軸である第３軸Ｌ３の、各軸の延在方向は実質的に垂直方向である。第１軸Ｌ１を、アーム１２の「基軸」と称することがある。
ハンド１３は、アーム１２の手先部に連結されたベース部３１と、ベース部３１に固定されたブレード３２とを備えている。ベース部３１は、ブレード３２の主面と垂直な回転軸（第３軸Ｌ３）を中心として回転可能にアーム１２と連結されている。ブレード３２は、先端部が二股に分かれたＹ字状（又は、Ｕ字状）を呈する薄板部材である。本実施形態では、ブレード３２の主面は水平であって、基板Ｗを支持する複数の支持パッド３３がブレード３２の上面に設けられている。複数の支持パッド３３は、ブレード３２に載置された基板Ｗの周縁部と接触するように、配置されている。更に、ハンド１３においてブレード３２の基端側には、プッシャ３４が設けられている。このプッシャ３４とブレード３２の先端部に配置された支持パッド３３との間で、ブレード３２に載置された基板Ｗが把持される。
なお、本実施形態に係るハンド１３は、基板Ｗを水平な姿勢で保持し、搬送するものであるが、ハンド１３は基板Ｗを垂直な姿勢で保持可能なものであってもよい。また、本実施形態に係るハンド１３の基板Ｗの保持方式は、エッジ把持式であるが、エッジ把持式に代えて、吸着式、落とし込み式、載置式などの公知の基板Ｗの保持方式が採用されてもよい。
図３は、ハンド１３のブレード３２の平面図である。図３に示すように、ブレード３２の二股に分かれた先端部（第１端部３２１及び第２端部３２２）は、基板支持具９０を先端側から間に挿入できる程度に十分に離間している。第１端部３２１と第２端部３２２の裏面には、一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂが設けられている。一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂは、ブレード３２の主面と平行な方向（即ち、水平方向）に離れている。
本実施形態に係る一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂには、３組の光センサ４１，４２，４３が設けられている。本実施形態では、３組の光センサ４１，４２，４３は、いずれも透過型光センサであって、光路を遮る物体を検出することができる。但し、光センサ４１，４２，４３は、ブレード３２の主面と平行に光を投射する反射型光センサであってもよい。
第１光センサ４１は、一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂのうち一方のセンサ支持体４０ａの先端部に設けられた投光器４１ａと、他方のセンサ支持体４０ｂの先端部に設けられた受光器４１ｂとの組み合わせによって構成されている。投光器４１ａは、検出媒体となる光を投射する光源を備えている。受光器４１ｂは、投光器４１ａの投射光を受けて電気信号に変換する受光素子を備えている。投光器４１ａと受光器４１ｂは対向配置されており投光器４１ａを出た光は、直線状に進んで、受光器４１ｂの受光器の入光窓に入射する。図３において、投光器４１ａを出た光の光路（第１光路４１ｃ）が鎖線で示されている。第１光センサ４１は、光路４１ｃ上を物体が通過して、受光器４１ｂに入射する光量が減少したことを検出すると、物体検出信号をコントローラ１５へ出力する。
本実施形態のハンド１３は、２組の第２光センサ４２，４３を備えている。説明の便宜を図って、２つの第２光センサ４２，４３のうち一方の左第２光センサ４２を「左第２光センサ４２」と称し、他方の第２光センサ４３を「右第２光センサ４３」と称する。なお、本実施形態のように２組の第２光センサ４２，４３をハンド１３に備えることが望ましいが、２組の第２光センサ４２，４３のうち一方のみがハンド１３に備えられていてもよい。
左第２光センサ４２は、一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂのうち一方のセンサ支持体４０ａの先端部に設けられた投光器４２ａと、他方のセンサ支持体４０ｂの先端部に設けられた受光器４２ｂとの組み合わせによって構成されている。同様に、右第２光センサ４３は、一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂのうち一方のセンサ支持体４０ａの先端部に設けられた投光器４３ａと、他方のセンサ支持体４０ｂの先端部に設けられた受光器４３ｂとの組み合わせによって構成されている。左第２光センサ４２及び右第２光センサ４３は、第１光センサ４１と実質的に同一の構成を有しているので、それらの具体的な構成についての説明は省略する。
図３において、左第２光センサ４２の光路（左第２光路４２ｃ）と、右第２光センサ４３の光路（右第２光路４３ｃ）とがそれぞれ鎖線で示されている。第１光路４１ｃ、左第２光路４２ｃ、及び、右第２光路４３ｃは、ブレード３２の主面と実質的に平行（即ち、水平）であり、ブレード３２の第１端部３２１と第２端部３２２とを繋いでいる。第１光路４１ｃは、ブレード３２の先端部同士を繋ぐ直線と実質的に平行であり、ハンド１３の軸方向と直交する。なお、ハンド１３の軸方向とは、ハンド１３の基端部と先端部とを繋ぐ方向であり、より詳細には、ハンド１３の回転軸（第３軸Ｌ３）とハンド１３に保持された基板Ｗの中心とを結ぶ方向である。
左第２光路４２ｃと右第２光路４３ｃは、第１光路４１ｃに対しブレード３２の主面と平行な面内（即ち、水平面内）で傾いている。換言すれば、第２光センサ４２，４３の光路４２ｃ，４３ｃは、ブレード３２の主面と垂直な方向から見て、ハンド１３の軸方向と直交する方向に対して傾いている。左第２光路４２ｃの第１光路４１ｃに対する傾きと、右第２光路４３ｃの第１光路４１ｃに対する傾きは、逆になっている。そして、左第２光路４２ｃと右第２光路４３ｃは交差している。本実施形態では、左第２光路４２ｃは、図３の紙面の右から左に向かって第１光路４１ｃから漸次離れるように傾いている。一方、右第２光路４３ｃは、図３の紙面の右から左に向かって第１光路４１ｃに漸次近づくように傾いている。この結果、第１光路４１ｃ、左第２光路４２ｃ、及び右第２光路４３ｃは、延伸方向（光軸方向）が互いに相違している。
図４は基板搬送ロボット１の制御系統の構成を示す図である。図２及び図４に示すように、昇降軸２０は、昇降駆動装置６０によって、実質的に垂直方向へ昇降又は伸縮するように駆動される。昇降駆動装置６０は、サーボモータＭ０、位置検出器Ｅ０、及びサーボモータＭ０の動力を昇降軸２０へ伝達する動力伝達機構（図示略）などにより構成されている。
第１〜第３関節Ｊ１〜３には、各関節Ｊ１〜３をその回動軸まわりに回転させる第１〜第３関節駆動装置６１〜６３が設けられている。関節駆動装置６１〜６３は、サーボモータＭ１〜３、位置検出器Ｅ１〜３、及びサーボモータＭ１〜３の動力を対応するリンクへ伝達する動力伝達機構（図示略）などにより構成されている。上記の動力伝達機構は、例えば、減速機を含む歯車動力伝達機構である。上記の各位置検出器Ｅ０〜３は、例えば、ロータリーエンコーダで構成されている。各サーボモータＭ０〜３は互いに独立して駆動することが可能である。そして、上記の各サーボモータＭ０〜３が駆動されると、上記の各位置検出器Ｅ０〜３によって上記の各サーボモータＭ０〜３の出力軸の回転位置の検出が行われる。
アーム１２及びハンド１３の動作は、コントローラ１５により制御されている。図４に示すように、コントローラ１５には、制御装置５１と、サーボモータＭ０〜３と対応したサーボドライバＡ０〜３とを備えている。コントローラ１５では、アーム１２の手首に取り付けられたハンド１３を任意のポーズ（空間における位置及び姿勢）へ任意の経路に沿って移動させるサーボ制御が行われる。
制御装置５１は、いわゆるコンピュータであって、例えば、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＰＬＣ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の演算処理装置（プロセッサ）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置とを有する（いずれも図示せず）。記憶装置には、演算処理装置が実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。記憶装置に記憶されたプログラムには、本実施形態に係る教示プログラムが含まれている。また、記憶装置には、アーム１２の動作を制御するための教示点データ、ハンド１３の形状・寸法に関するデータ、ハンド１３に保持された基板Ｗの形状・寸法に関するデータなどが格納されている。
制御装置５１では、記憶装置に記憶されたプログラム等のソフトウェアを演算処理装置が読み出して実行することにより、基板搬送ロボット１の動作を制御するための処理が行われる。なお、制御装置５１は単一のコンピュータによる集中制御により各処理を実行してもよいし、複数のコンピュータの協働による分散制御により各処理を実行してもよい。
制御装置５１は、位置検出器Ｅ０〜３の各々で検出された回転位置と対応するハンド１３のポーズと記憶部に記憶された教示点データとに基づいて、所定の制御時間後の目標ポーズを演算する。制御装置５１は、所定の制御時間後にハンド１３が目標ポーズとなるように、サーボドライバＡ０〜３へ制御指令（位置指令）を出力する。サーボドライバＡ０〜３では、制御指令に基づいて各サーボモータＭ０〜３に対して駆動電力を供給する。これにより、ハンド１３を所望のポーズへ動かすことができる。
〔基板載置部９２の高さ位置の教示〕
ここで、基板載置部９２の高さ位置を基板搬送ロボット１に教示する処理について説明する。なお、コントローラ１５（より詳細には、制御装置５１）が、予め記憶された所定のプログラムを読み出して実行することにより、以下に説明する基板載置部９２の高さ位置の教示処理が行われる。
コントローラ１５には、各基板載置部９２の座標が予め与えられている。図５は、検出開始位置Ｐ１にあるハンド１３を示す側面図である。図５に示すように、先ず、コントローラ１５は、ハンド１３を検出開始位置Ｐ１へ移動させるように、アーム１２及びハンド１３を動作させる。検出開始位置Ｐ１にあるハンド１３では、光センサ４１，４２，４３のなかから選択された一つが用いられ、その光センサ４１，４２，４３の光路４１ｃ，４２ｃ，４３ｃが、ターゲットの基板載置部９２から所定距離だけ上方に位置している。また、検出開始位置Ｐ１にあるハンド１３は、基板支持具９０の柱部９１との干渉が回避されている。
次いで、コントローラ１５は、検出開始位置Ｐ１にあるハンド１３を、検出開始位置Ｐ１から検出位置Ｐ２まで降下させるように、アーム１２を動作させる。図６は、検出位置Ｐ２にあるハンドを示す側面図である。図５及び図６に示すように、ハンド１３が検出開始位置Ｐ１から降下するうちに、光路４１ｃ，４２ｃ，４３ｃが物体（即ち、ターゲットの基板載置部９２）で遮断され、物体検出信号がその光路４１ｃ，４２ｃ，４３ｃと対応する光センサ４１，４２，４３からコントローラ１５へ出力される。コントローラ１５では、物体検出信号を受け取ったときのハンド１３の位置を検出位置Ｐ２とする。そして、コントローラ１５は、ハンド１３が検出位置Ｐ２にあるときの各位置検出器Ｅ０〜３の回転位置に基づいて、検出位置Ｐ２を受け取ったときの光路４１ｃ，４２ｃ，４３ｃの高さ位置、即ち、基板載置部９２の高さ位置を求め、それを記憶する。なお、基板載置部９２の高さ位置は、基板搬送ロボット１の所定の位置基準（例えば、基台１１の上面高さ）からの鉛直方向の距離であってよい。
上記において、コントローラ１５は、位置検出器Ｅ０〜３の回転位置と、ハンド１３への光センサ４１，４２，４３の組み付け位置を含むアーム１２及びハンド１３の寸法とに基づいて、基板載置部９２の高さ位置を求めることができる。或いは、基板搬送ロボット１の所定の基準高さからの高さが既知のテストピースを設け、コントローラ１５が、テストピースをターゲットとして行われた高さ検出処理で得られた位置検出器Ｅ０〜３の回転位置と、基板載置部９２の高さ検出処理で得られた位置検出器Ｅ０〜３の回転位置とを比較して、基板載置部９２の高さ位置を求めてもよい。
上記の教示処理を行う際に、ハンド１３がターゲット以外の基板載置部９２や柱部９１と干渉しないように、使用する光センサ４１，４２，４３の選択と、検出開始位置Ｐ１でのハンド１３のポーズの調整とが行われる。なお、使用する光センサ４１，４２，４３の選択は、平面視において、アーム１２の基軸Ｌ１と基板受渡装置９の中心Ｏとを繋ぐ直線に対し、ターゲットの基板載置部９２がどちら側にあるかに基づいて行われる。
図７は、第１光センサ４１を使って教示処理を行う場合のハンド１３を示す平面図である。なお、図７では、基板搬送ロボット１の基軸Ｌ１から基板受渡装置９の中心Ｏまでの距離は短縮して示されている。
例えば、図７に示すように、ターゲットの基板載置部９２が、平面視において、アーム１２の基軸Ｌ１と基板受渡装置９の中心Ｏとを繋ぐ直線上に概ね位置する場合には、第１光センサ４１が選択される。第１光センサ４１を用いて高さ位置教示処理を行う場合は、ハンド１３を、ターゲット以外の柱部９１及び基板載置部９２の間を通って、ターゲットの基板載置部９２に対する検出開始位置Ｐ１まで移動させることができる。
図８は、左第２光センサ４２を使って教示処理を行う場合のハンド１３を示す平面図である。なお、図８では、基板搬送ロボット１の基軸Ｌ１から基板受渡装置９の中心Ｏまでの距離は短縮して示されている。
例えば、図８に示すように、ターゲットの基板載置部９２が、平面視において、アーム１２の基軸Ｌ１と基板受渡装置９の中心Ｏとを繋ぐ直線から紙面左側に位置する場合には、左第２光センサ４２が選択される。左第２光センサ４２を用いて高さ位置教示処理を行う場合は、ハンド１３の一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂのうち一方を、柱部９１間に挿入するようにして、ハンド１３をターゲットの基板載置部９２に対する検出開始位置Ｐ１まで移動させることができる。
図９は、右第２光センサ４３を使って教示処理を行う場合のハンド１３を示す平面図である。なお、図９では、基板搬送ロボット１の基軸Ｌ１から基板受渡装置９の中心Ｏまでの距離は短縮して示されている。
例えば、図９に示すように、ターゲットの基板載置部９２が、平面視において、アーム１２の基軸Ｌ１と基板受渡装置９の中心Ｏとを繋ぐ直線から紙面右側に位置する場合には、右第２光センサ４３が選択される。右第２光センサ４３を用いて高さ位置教示処理を行う場合は、ハンド１３の一対のセンサ支持体４０ａ，４０ｂのうち一方を、柱部９１間に挿入するようにして、ハンド１３をターゲットの基板載置部９２に対する検出開始位置Ｐ１まで移動させることができる。なお、左第２光センサ４２を用いる場合と、右第２光センサ４３を用いる場合とでは、柱部９１間に挿入されるセンサ支持体４０ａ，４０ｂが異なる。
上記のように、アーム１２の基軸Ｌ１と基板受渡装置９の中心Ｏとを繋ぐ直線に対するターゲットの基板載置部９２の位置に応じて、光センサ４１，４２，４３を使い分けることによって、ハンド１３とターゲット以外の基板載置部９２及び柱部９１との干渉を避けることが容易となる。例えば、基板受渡装置９の中心Ｏから見て、基板載置部９２の直ぐ外周側に柱部９１が存在しても、アーム１２に回り込み姿勢を採らせることなく、柱部９１を回避して基板載置部９２の高さ位置を検出することができる。
コントローラ１５は、以上の教示処理を各基板載置部９２に対して行い、各基板載置部９２の高さ位置を記憶する。各基板載置部９２の高さ位置がわかれば、それらの基板載置部９２に載置される基板Ｗの高さ位置が求まる。コントローラ１５は、各基板載置部９２の高さ位置と、予め記憶された各基板載置部９２の水平座標とに基づいて、基板載置部９２に支持される基板Ｗの高さ位置範囲を求め、それらを基板Ｗの高さ位置情報として記憶（教示）する。なお、基板Ｗの高さ位置範囲とは、基板Ｗのうち最下点の高さ位置から最上点の高さ位置までの範囲である。また、基板Ｗの高さ位置情報には、基板Ｗの姿勢（即ち、基板Ｗの水平に対する傾き）が含まれていてもよい。
以上に説明したように、本実施形態の基板搬送装置１０は、同一円周上に配置された複数の基板支持具９０と、アーム１２、アーム１２の先端部に設けられたハンド１３、及び、アーム１２及びハンド１３の動作を制御するコントローラ１５を有する基板搬送ロボット１とを備えている。基板支持具９０は、基板Ｗの縁が載置される上向きの面を有する基板載置部９２と、基板載置部９２の円周の半径方向外側で基板載置部９２を支える柱部９１とを有する。ハンド１３は、基板支持具９０を先端側から挿入できるように当該先端側が第１端部３２１と第２端部３２２とに二股に分かれたブレード３２と、第１端部３２１と第２端部３２２を繋ぎ且つハンド１３の軸方向と直交する第１光路４１ｃを遮る物体を検出する第１光センサ４１と、第１端部３２１と第２端部３２２を繋ぎ且つ第１光路４１ｃに対して傾いた第２光路４２ｃ，４３ｃを遮る物体を検出する少なくとも１つの第２光センサ４２，４３とを有する。そして、コントローラ１５は、第１光センサ４１及び少なくとも１つの第２光センサ４２，４３のなかから選択された１つの光センサを用いて、光センサの光路が基板載置部９２の上方且つ柱部９１と干渉しない検出開始位置Ｐ１へ基板搬送ハンドを移動させ、検出開始位置Ｐ１から光センサで物体を検出した検出位置Ｐ２までハンド１３を下方へ移動させ、ハンド１３が検出位置Ｐ２にあるときの光センサの光路の所定の位置基準からの高さを基板載置部９２の高さ位置として記憶する。
同様に、本実施形態に係る基板搬送ロボット１の教示方法は、第１光センサ４１及び少なくとも１つの第２光センサ４２，４３のなかから使用する光センサを選択し、光センサの光路が基板載置部９２の上方且つ柱部９１と干渉しない検出開始位置Ｐ１へハンド１３を移動し、検出開始位置Ｐ１から光センサで物体を検出した検出位置Ｐ２までハンド１３を下方へ移動し、ハンド１３が検出位置Ｐ２にあるときの光センサの光路の所定の位置基準からの高さを基板載置部９２の高さ位置として記憶する。
上記の基板搬送装置１０及び基板搬送ロボット１の教示方法によれば、従来の基板搬送ハンドが備えているマッピングセンサの技術を利用して、基板Ｗが置かれる基板載置部９２の高さ位置を基板搬送ロボットへ教示することができる。また、ハンド１３は、複数の光センサ４１，４２，４３を備え、複数の光センサ４１，４２，４３のなかから選択された光センサを利用するので、ハンド１３と柱部９１との干渉を回避しつつ、基板載置部９２のみに光センサの光路を通過させることが容易となる。
上記実施形態の基板搬送装置１０では、ハンド１３が、その光路４２ｃ，４３ｃが交差する複数の第２光センサ４２，４３を有している。
これにより、ハンド１３やアーム１２を無理に回り込ませることなく、ターゲットの基板載置部９２の高さ位置を教示することが可能となる。
また、上記実施形態の基板搬送装置１０では、アーム１２の基軸Ｌ１と基板支持具９０が配置される円周の中心（即ち、基板受渡装置９の中心Ｏ）を結ぶ直線に対する基板載置部９２の位置に基づいて、第１光センサ４１及び少なくとも１つの第２光センサ４２，４３のなかから使用する光センサを選択している。
これにより、ハンド１３やアーム１２を無理に回り込ませることなく、ターゲットの基板載置部９２の高さ位置を教示することが可能となる。
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。
例えば、上記実施形態に係る基板搬送ロボット１のアーム１２は、水平多関節型マニピュレータである。但し、アーム１２は、上記実施形態に限定されず、例えば、垂直多関節型マニピュレータなどの他の態様の多関節型アームや、直動伸縮型アームなどであってもよい。直動伸縮型アームは、例えば、ボールスクリュー等の直動駆動手段によってハンド１３を動作させるものである。一般に、直動伸縮型アームは多関節型アームよりも干渉回避のためにハンド１３に回り込み動作を行わせるための自由度が低いことから、直動伸縮型アームの基板搬送ロボット１及びこれを備える基板搬送装置１０に対して本発明がより好適に適用される。
また、上記実施形態に係る基板搬送ロボット１のハンド１３は、３組の光センサ４１，４２，４３を備えているが、光センサは２組であっても、或いは、４組以上の複数であってもよい。
また、上記実施形態に係る基板搬送ロボット１では、アーム１２の基軸Ｌ１と基板受渡装置９の中心Ｏを結ぶ直線に対するターゲットの基板載置部９２の位置に基づいて、第１光センサ４１及び少なくとも１つの第２光センサ４２，４３のなかから使用する光センサを選択している。但し、光センサ４１，４２，４３を選択する基準は上記に限定されず、予めターゲットの基板載置部９２と使用する光センサ４１，４２，４３とが対応付けられて、基板搬送ロボット１の動作がプログラムされていてもよい。
また、上記実施形態に係る基板搬送ロボット１では、上記実施形態に係る基板搬送ロボット１のハンド１３は、３組の光センサ４１，４２，４３を備えている。しかし、複数の基板支持具９０が同一円周上に並んでいない場合には、基板搬送ロボット１が備える光センサは１組であっても、ハンド１３と柱部９１との干渉を回避しつつ、基板載置部９２のみに光センサの光路を通過させて、高さ位置を基板搬送ロボット１に教示することが可能である。
上記の場合の基板搬送装置１０は、基板Ｗの縁が載置される上向きの面を有する基板載置部９２及び基板載置部９２より高い柱部９１とからなる複数の基板支持具９０と、アーム１２、アーム１２に回動可能に連結されたハンド１３、及び、アーム１２及びハンド１３の動作を制御するコントローラ１５を有する基板搬送ロボットとを備える。そして、ハンド１３は、先端側が第１端部３２１と第２端部３２２とに二股に分かれたブレード３２と、第１端部３２１と第２端部３２２を繋ぐ光路を遮る物体を検出する光センサ（第２光センサ４２，４３）とを有している。光センサ（第２光センサ４２，４３）の光路４２ｃ，４３ｃは、ブレード３２の主面と垂直な方向から見て、ハンド１３の軸方向と直交する方向に対して傾いている。そして、コントローラ１５は、光センサ４２，４３の光路４２ｃ，４３ｃが基板載置部９２の上方且つ柱部９１と干渉しない検出開始位置Ｐ１へハンド１３を移動させ、検出開始位置Ｐ１から光センサ４２，４３で物体を検出した検出位置Ｐ２までハンド１３を下方へ移動させ、ハンド１３が検出位置Ｐ２にあるときの光センサ４２，４３の光路４２ｃ，４３ｃの所定の位置基準からの高さを基板載置部９２の高さ位置として記憶する。
１ ：基板搬送ロボット
９ ：基板受渡装置
１０ ：基板搬送装置
１１ ：基台
１２ ：ロボットアーム
１３ ：基板搬送ハンド
１５ ：コントローラ
２０ ：昇降軸
２１ ：第１リンク
２２ ：第２リンク
３１ ：ベース部
３２ ：ブレード
３２１ ：第１端部
３２２ ：第２端部
３３ ：支持パッド
３４ ：プッシャ
４０ａ，４０ｂ ：センサ支持体
４１，４２，４３ ：光センサ
４１ｃ，４２ｃ，４３ｃ ：光路
５１ ：制御装置
６０〜６３ ：駆動装置
９０ ：基板支持具
９１ ：柱部
９２ ：基板載置部
Ａ０〜３ ：サーボドライバ
Ｅ０〜３ ：位置検出器
Ｊ１〜３ ：関節
Ｌ１ ：基軸
Ｍ０〜３ ：サーボモータ
Ｏ ：（基板受渡装置の）中心
Ｐ１ ：検出開始位置
Ｐ２ ：検出位置
Ｗ ：基板

Claims (5)

  1. 同一円周上に配置された複数の基板支持具と、
    アーム、前記アームの先端部に設けられた基板搬送ハンド、及び、前記アーム及び前記基板搬送ハンドの動作を制御するコントローラを有する基板搬送ロボットとを備え、
    前記基板支持具は、基板の縁が載置される上向きの面を有する基板載置部と、前記基板載置部の前記円周の半径方向外側で前記基板載置部を支える柱部とを有し、
    前記基板搬送ハンドは、前記基板支持具を先端側から挿入できるように当該先端側が第１端部と第２端部とに二股に分かれたブレードと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記基板搬送ハンドの軸方向と直交する第１光路を遮る物体を検出する第１光センサと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記第１光路に対して傾いた第２光路を遮る物体を検出する少なくとも１つの第２光センサとを有し、
    前記コントローラは、前記第１光センサ及び前記少なくとも１つの第２光センサのなかから選択された１つの光センサを用いて、前記光センサの光路が前記基板載置部の上方且つ前記柱部と干渉しない検出開始位置へ前記基板搬送ハンドを移動させ、前記検出開始位置から前記光センサで物体を検出した検出位置まで前記基板搬送ハンドを下方へ移動させ、前記基板搬送ハンドが前記検出位置にあるときの前記光センサの前記光路の所定の位置基準からの高さを前記基板載置部の高さ位置として記憶する、
    基板搬送装置。
  2. 前記基板搬送ハンドが、その光路が交差する複数の前記第２光センサを有する、
    請求項１に記載の基板搬送装置。
  3. 前記コントローラは、前記アームの基軸と前記円周の中心を結ぶ直線に対する前記基板載置部の位置に基づいて、前記第１光センサ及び前記少なくとも１つの第２光センサのなかから使用する光センサを選択する、
    請求項１又は請求項２に記載の基板搬送装置。
  4. アーム及び前記アームの先端部に設けられた基板搬送ハンドを有する基板搬送ロボットに、同一円周上に配置された複数の基板載置部の高さ位置を教示する方法であって、
    前記基板載置部は、基板の縁が載置される上向きの面を有し、前記円周の半径方向外側で柱部によって支持されており、
    前記基板搬送ハンドは、前記基板載置部を先端側から挿入できるように当該先端側が第１端部と第２端部とに二股に分かれたブレードと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記基板搬送ハンドの軸方向と直交する第１光路を遮る物体を検出する第１光センサと、前記第１端部と前記第２端部を繋ぎ且つ前記第１光路に対して傾いた第２光路を遮る物体を検出する少なくとも１つの第２光センサとを有し、
    前記第１光センサ及び前記少なくとも１つの第２光センサのなかから使用する光センサを選択し、
    前記光センサの光路が前記基板載置部の上方且つ前記柱部と干渉しない検出開始位置へ前記基板搬送ハンドを移動し、
    前記検出開始位置から前記光センサで物体を検出した検出位置まで前記基板搬送ハンドを下方へ移動し、
    前記基板搬送ハンドが前記検出位置にあるときの前記光センサの光路の所定の位置基準からの高さを前記基板載置部の高さ位置として記憶する、
    基板搬送ロボットの教示方法。
  5. 前記アームの基軸と前記円周の中心を結ぶ直線に対する前記基板載置部の位置に基づいて、前記第１光センサ及び前記少なくとも１つの第２光センサのなかから使用する前記光センサを選択する、
    請求項４に記載の基板搬送ロボットの教示方法。
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