JP7431880B2 - 基板搬送装置及びその運転方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板搬送装置及びその運転方法に関する。
半導体ウエハは、クリーンルーム内で複数の処理がなされて、製造される。半導体ウエハの製造では、半導体ウエハは、キャリア（ポッド）内に収納されて、搬送される。
そして、ポッド内のウエハの位置ずれを検出することを目的とした基板処理装置が知られている。例えば、特許文献１には、その様な基板処理装置が開示されている。
特許文献１に開示されている基板処理装置は、マッピング装置及びウエハ位置ずれ検出装置を備えている。マッピング装置及びウエハ位置ずれ検出装置は、ポッドのドアを開閉するポッドオープナのウエハ出し入れ口に設けられている。
マッピング装置は、互いに対向する一対の投光部と受光部とを複数組備えている。複数組の投光部と受光部は、櫛歯形状に垂直に整列された状態で配置されている。そして、投光部から投光された光が、受光部により検知された場合には、ウエハが配置されていないと判断される。
ウエハ位置ずれ検出装置は、複数個の限定反射形センサを備えている。限定反射形センサは投光部と受光部を備えている。限定反射形センサは、投光部及び受光部から検出対象物であるウエハの外周面までの所定の距離及び幅だけを検出範囲とする。限定反射形センサは、この検出範囲において、投光部から投光されてウエハの外周面で反射した反射光を受光部によって受光するように構成されている。
特開２０１２－１５５３０号公報
特許文献１に開示されている基板処理装置では、マッピング装置及びウエハ位置ずれ装置のいずれも、ウエハ出し入れ口近傍に設けられている。このため、ポッドのウエハ出し入れ口から遠い側の保持溝（ポッドの奥側の保持溝）で、ウエハの位置ずれを検出することが困難となる場合があった。
ウエハが大型化し且つ複数のウエハの間隔が小さい場合には、ポットの奥側の保持溝にウエハが位置しなくとも、ウエハの傾斜角度は僅かである。例えば、ウエハの直径が３０ｃｍ以上であり、且つ複数のウエハの間隔が５～２０ｍｍである場合には、このウエハの傾斜角度は僅かである。このウエハ出し入れ口近傍に設けられているマッピング装置及びウエハ位置ずれ装置では、傾斜角度が僅かなウエハの位置ずれを検出することが困難となる場合がある。このマッピング装置及びウエハ位置ずれ装置は、未だ改善の余地がある。
本発明は、基板の位置ずれをより正確に検出できる、基板搬送装置及びその運転方法を提供することを目的とする。
本発明に係る基板搬送装置は、基板が載置された載置台から前記基板を保持して搬送する。この基板搬送装置は、前記基板を保持するハンドと、前記ハンドが取り付けられたマニピュレータと、前記ハンドに配置されており、前記載置台に載置された前記基板の主面までの距離を検知する第１基板検出器とを備える。
好ましくは、前記第１基板検出器は、静電容量センサである。
好ましくは、前記第１基板検出器は、前記ハンドの先端部に配置されている。
好ましくは、この基板搬送装置は、前記ハンドに前後方向において前記第１基板検出器と異なる位置に配置されて前記基板の前記主面までの距離を検知する第２基板検出器を、更に備える。
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る他の基板搬送装置は、複数の基板が収納されている容器から前記基板を保持して搬送する、基板搬送装置であって、前記基板搬送装置は、前記基板を保持するハンドと、マニピュレータと、制御装置と、を備え、前記ハンドの先端部には、前記基板の主面に向けて、光を投光する第１投光部と、前記基板の主面で反射した光を受光する第１受光部と、を有する基板検出器が設けられていて、前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光したか否かにより、前記基板の位置ずれが生じているか否かを判定するように構成されている。
これにより、基板を収納する容器の奥側で、基板の位置ずれが生じていても、その位置ずれを検出することができる。
本発明に係る基盤搬送装置の運転方法では、この基盤搬送装置は、基板を保持するハンドと、前記ハンドが取り付けられたマニピュレータと、前記ハンドに配置されて前記基板の主面までの距離を検知する第１基板検出器とを備える。
この運転方法は、
（Ａ）載置台に載置された前記基板を準備する工程、
（Ｂ）載置台に載置された前記基板の前記主面までの距離を検知する工程
及び
（Ｃ）前記基板を前記ハンドで保持する工程
を含む。
好ましくは、この運転方法の前記工程（Ｂ）において、前記基板の前記主面までの距離を３箇所以上で検知する。この運転方法は、
（Ｄ）３箇所以上で検知した前記基板の前記主面までの距離に基づいて前記基板を前記ハンドで保持するか否かを判定する工程
を、更に含む。
好ましくは、この運転方法の前記工程（Ｂ）において、前記基板の前記主面までの距離を３箇所以上で検知する。この運転方法は、
（Ｅ）３箇所以上で検知した前記基板の前記主面までの距離に基づいて前記基板を保持する位置を判定する工程
を、更に含む。
好ましくは、この運転方法の前記工程（Ｂ）において、前記第１基板検出器から求められた距離が所定の下限値より小さいときに、前記基板の前記主面までの距離が所定の下限値以上離れる様に、前記ハンドの移動経路を変更させる。
好ましくは、この運転方法では、前記第１基板検出器は静電容量センサである。この運転方法の前記工程（Ｂ）において、前記基板の静電容量が所定の範囲内か否かを判定する。
また、本発明に係る他の基板搬送装置の運転方法は、複数の基板が収納されている容器から前記基板を保持して搬送する、基板搬送装置の運転方法であって、前記基板搬送装置は、前記基板を保持するハンドと、マニピュレータと、制御装置と、を備え、前記ハンドの先端部には、前記基板の主面に向けて、光を投光する第１投光部と、前記基板の主面で反射した光を受光する第１受光部と、を有する基板検出器が設けられていて、前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光したか否かにより、前記基板の位置ずれが生じているか否かを判定するように構成されている。
これにより、基板を収納する容器の奥側で、基板の位置ずれが生じていても、その位置ずれを検出することができる。
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。
本発明に係る基板搬送装置及びその運転方法によれば、従来の基板処理装置に比して、基板の位置ずれをより正確に検出できる。
図１は、本実施の形態１に係る基板搬送装置及びそれを備えるロボットシステムの概略構成を模式的に示す側面図である。 図２は、図１に示すロボットシステムの概略構成を模式的に示す上面図である。 図３は、図１に示すロボットシステムの要部を拡大した模式図である。 図４は、図１に示すロボットシステムの要部を拡大した模式図である。 図５は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の他の例を示すフローチャートである。 図７は、本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置の要部の概略構成を示す模式図である。 図８は、本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置の要部の概略構成を示す模式図である。 図９は、本実施の形態２に係る基板搬送装置、及びそれを備えるロボットシステムの概略構成を模式的に示す上面図である。 図１０は、本実施の形態３に係る基板搬送装置及びそれを備えるロボットシステムの概略構成を模式的に示す側面図である。 図１１は、図１０に示すロボットシステムの概略構成を模式的に示す上面図である。 図１２（Ａ）は図１２（Ｂ）の線分XIIA－XIIAに沿ったロボットシステムの容器の断面図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の線分XIIB－XIIBに沿ったこの容器の断面図である。 図１３は、図１０のロボットシステムの使用状態が示された説明図である。 図１４（Ａ）は図１０のロボットシステムの他の使用状態が示された説明図であり、図１４（Ｂ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図であり、図１４（Ｃ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図である。 図１５（Ａ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図であり、図１５（Ｂ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図であり、図１５（Ｃ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図である。 図１６（Ａ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図であり、図１６（Ｂ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図であり、図１６（Ｃ）は図１０のロボットシステムの更に他の使用状態が示された説明図である。 図１７（Ａ）は本発明に係る他の実施形態の基板搬送装置のハンドの上面図であり、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）の線分XVIIB－XVIIBに沿った断面図である。 図１８は本実施の形態４に係る基板搬送装置のハンドが、基板と共に示された説明図である。
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同様の構成には同じ符号を付して、その重複する説明を省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成を抜粋して図示しており、その他の構成については図示を省略している場合がある。更に、これらは、本発明の実施形態の一例であって、これらに限定されない。
本実施の形態１に係る基板搬送装置は、複数の基板が収納されている容器から基板を保持して搬送する、基板搬送装置であって、基板搬送装置は、基板を保持するハンドと、マニピュレータと、制御装置と、を備え、ハンドの先端部には、基板の主面に向けて、光を投光する第１投光部と、基板の主面で反射した光を受光する第１受光部と、を有する基板検出器が設けられていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光したか否かにより、基板の位置ずれが生じているか否かを判定するように構成されている。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器が、基板が正常に収納されている状態で、第１投光部が基板の主面に向けて光を投光すると、第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光しない場合には、基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器が、基板が正常に収納されている状態で、第１投光部が基板の主面に向けて光を投光すると、第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光した場合には、基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器が、基板が正常に収納されている状態で、第１投光部が基板の主面に向けて光を投光すると、第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光しないように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光した場合には、基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器が、基板が正常に収納されている状態で、第１投光部が基板の主面に向けて光を投光すると、第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光しない場合には、基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器は、基板の主面が、第１距離よりも小さい距離である第２距離に位置するときに、第１受光部が基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光した場合には、基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器は、基板の主面が、第１距離よりも小さい距離である第２距離に位置するときに、第１受光部が基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光しない場合には、基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、基板検出器が、第１投光部が上方に向けて光を投光するように構成されていてもよい。
また、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、制御装置が、基板の位置ずれが生じていると判定した場合には、マニピュレータの動作を停止するように構成されていてもよい。
さらに、本実施の形態１に係る基板搬送装置では、制御装置が、基板の位置ずれが生じていると判定した場合には、ハンドが容器から退避するようにマニピュレータを動作させるように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態１に係る基板搬送装置の一例について、図１～図？を参照しながら説明する。
［基板搬送装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る基板搬送装置及びそれを備えるロボットシステムの概略構成を模式的に示す側面図である。図２は、図１に示すロボットシステムの概略構成を模式的に示す上面図である。
なお、図１においては、基板搬送装置における前後方向及び上下方向を図における前後方向及び上下方向として表している。また、図２においては、基板搬送装置における前後方向を図における前後方向として表している。
図１及び図２に示すように、本実施の形態１に係るロボットシステム１００は、基板搬送装置１０１と、基板１が収納されている容器１０２を備えている。容器１０２としては、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）であってもよく、石英ボートであってもよい。
また、基板１は、例えば、半導体基板及びガラス基板等の半導体デバイスの基板の材料となる円形の薄板であってもよい。半導体基板としては、例えば、シリコン基板、サファイヤ（単結晶アルミナ）基板、その他の各種の基板等であってもよい。ガラス基板としては、例えば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラス基板、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）用ガラス基板等であってもよい。
基板搬送装置１０１は、ハンド２０、マニピュレータ３０、及び制御装置７０を備えていて、容器１０２内に収納されている基板１をハンド２０により保持して、搬送するように構成されている。
なお、以下においては、マニピュレータ３０として、水平多関節ロボットの構成について説明するが、マニピュレータ３０は、水平多関節ロボットに限定されず、垂直多関節ロボットをベースにしたものであってもよい。
マニピュレータ３０は、筐体５０、複数のアーム（ここでは、第１アーム３２及び第２アーム３４）、昇降部材４０、第１接続部３１、第２接続部３３、及び第３接続部３５を備えている。
筐体５０の上部には、昇降部材４０が設けられている。また、筐体５０の内部には、直動アクチュエータ４１及び制御装置７０が配置されている。なお、制御装置７０は、筐体５０の外部に設けられていてもよい。また、制御装置７０については、後述する。
直動アクチュエータ４１は、昇降部材４０を昇降可能（上下方向に移動可能）に構成されている。直動アクチュエータ４１としては、例えば、電動モータ（サーボモータ）とボールネジ、リニアガイド、又はラックアンドピニオン等を用いてもよく、エアシリンダ等を用いてもよい。
なお、筐体５０の内部には、電動モータの回転位置を検出し、制御装置７０に出力する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ等が配置されていてもよい。
昇降部材４０には、第１接続部３１を介して、昇降部材４０の軸心を通る回転軸Ｌ１回りに回動可能に第１アーム３２の基端部が接続されている。具体的には、昇降部材４０には、例えば、第１アーム３２を回転するための駆動モータ、及び駆動モータの回転位置を検出する回転センサ等が配置されている。なお、駆動モータ等は、第１アーム３２に配置されていてもよい。
第１アーム３２の先端部には、第２接続部３３を介して、回転軸Ｌ２回りに回転可能に第２アーム３４の基端部が接続されている。具体的には、第１アーム３２には、例えば、第２アーム３４を回転するための駆動モータ、及び駆動モータの回転位置を検出する回転センサ等が配置されている。なお、駆動モータ等は、第２アーム３４に配置されていてもよい。
また、第２アーム３４の先端部には、第３接続部３５を介して、回転軸Ｌ３回りに回転可能にハンド２０が接続されている。第２アーム３４には、例えば、ハンド２０を回転させるための駆動モータ、及び駆動モータの回転位置を検出する回転センサ等が配置されている。
ハンド２０は、本体部２１及び爪部２２を有している。本体部２１は、上方から見て、略Ｙ字状に形成されていて、一対の指部２１Ａ、２１Ｂを有している。指部２１Ａ、２１Ｂの先端部と基端部には、それぞれ、爪部２２が設けられている。爪部２２は、水平方向から見て、Ｌ字状に形成（鉛直方向の断面がＬ字状に形成）されていて、その底部に基板１が載置されるように構成されている。なお、ハンド２０は、エッジグリップハンド又は吸着ハンドのように、ハンド２０と基板１が相対変位しない構造としてもよい。
また、本体部２１における指部２１Ａ、２１Ｂの先端部には、それぞれ、基板検出器６０が配設されている。基板検出器６０は、第１投光部６１と第１受光部６２を有していて、第１投光部６１から投光された光が基板１の主面で反射し、反射した光を第１受光部６２により受光し、受光の有無情報を制御装置７０に出力するように構成されている。
なお、本実施の形態１においては、第１投光部６１は、上方に向けて（基板１の下面に向けて）光を投光するように構成されている。
ここで、図３及び図４を参照しながら、基板検出器６０による受光の有無について、より詳細に説明する。
図３及び図４は、図１に示すロボットシステムの要部を拡大した模式図である。図３においては、基板１が容器１０２に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている基板検出器６０を示している。図４においては、基板１が容器１０２に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光しないように構成されている基板検出器６０を示している。
なお、制御装置７０は、作業者による教示、及び／又は制御装置７０による自動教示により、基板１の下面から予め設定されている所定の第１距離ｈ１下方に、本体部２１の上面が位置するように、基板搬送装置１０１の動作が教示されているものとする。第１距離ｈ１は、隣り合う基板１、１の間の距離よりも小さければよく、任意に設定することができる。
図３に示すように、基板検出器６０は、基板１が容器１０２内に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。換言すると、基板検出器６０は、基板１の主面が第１距離ｈ１に位置するときに、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。
そして、図３の一点鎖線で示すように、基板１が容器１０２の奥側（基板搬送装置１０１の前方側）で位置ずれが生じていると、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光することができない。
一方、図４に示すように、基板検出器６０は、基板１が容器１０２内に正常に収納されていない場合、すなわち、位置ずれが生じている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。換言すると、基板検出器６０は、基板１の主面が、第１距離ｈ１よりも小さい第２距離ｈ２に位置するときに、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。
そして、図４の一点鎖線で示すように、基板検出器６０は、基板１が容器１０２内に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光することができない。
このため、制御装置７０は、基板検出器６０の第１受光部６２が、反射した光を受光したか否かにより、基板１の位置ずれが生じているか否かを判定することができる。
なお、本実施の形態１においては、基板検出器６０が、指部２１Ａ、２１Ｂの両方に配設されている形態を採用したが、これに限定されず、指部２１Ａ、２１Ｂのいずれか一方に配設されている形態を採用してもよい。
また、指部２１Ａ、２１Ｂのいずれか一方の指部に、基板１が正常に収納されている場合に、反射した光を受光することができる第１受光部６２を有する基板検出器６０が配設され、他方の指部に、基板１が正常に収納されている場合に、反射した光を受光することができない第１受光部６２を有する基板検出器６０が配設されている形態を採用してもよい。
制御装置７０は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等の演算器と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶器と、を備えている（いずれも図示せず）。記憶器には、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算器は、記憶器に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボットシステム１００の各種動作を制御する。
なお、制御装置７０は、集中制御する単独の制御装置７０によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置７０によって構成されていてもよい。また、制御装置７０は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されていてもよい。
［基板搬送装置の動作及びその作用効果］
次に、本実施の形態１に係る基板搬送装置１０１の動作及びその作用効果について、図１～図６を参照しながら説明する。
図５は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。図５においては、基板１が正常に収納されている場合に、反射した光を受光することができる第１受光部６２を有する基板検出器６０が配設されている場合のフローチャートを示す。
まず、制御装置７０に、オペレータから図示されない入力装置を介して、容器１０２内に配置されている基板１を把持して、搬送する作業を実行することを示す指示情報が入力されたとする。
すると、図５に示すように、制御装置７０は、マニピュレータ３０を動作させて、ハンド２０が容器１０２の前方に位置するまで移動させる（ステップＳ１０１）。ついで、制御装置７０は、ハンド２０を容器１０２内に進入するように、マニピュレータ３０を動作させる（ステップＳ１０２）。このとき、制御装置７０は、基板検出器６０から第１受光部６２が基板１で反射した光を受光したことを示す情報である受光情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
制御装置７０は、基板検出器６０から受光情報を取得したと判定した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）には、基板１は、正常に収納されていると判定する（ステップＳ１０４）。ついで、制御装置７０は、ハンド２０に基板１を保持するように、マニピュレータ３０を動作させる（ステップＳ１０５）。
次に、制御装置７０は、マニピュレータ３０を動作させて、基板１を予め設定されている所定の場所に搬送し、当該基板１を所定の場所に載置させ（ステップＳ１０６）、本プログラムを終了する。
一方、ステップＳ１０３において、制御装置７０は、基板検出器６０から受光情報を取得していないと判定した場合（ステップＳ１０３でＮｏ）には、基板１は、正常に収納されていないと判定する（ステップＳ１０７）。ついで、制御装置７０は、ハンド２０の容器１０２内の侵入を停止させる（ステップＳ１０８）。具体的には、制御装置７０は、マニピュレータ３０の動作を停止させる。
次に、制御装置７０は、ハンド２０が容器１０２外に移動するように、マニピュレータ３０を動作させ（ステップＳ１０９）、本プログラムを終了する。なお、制御装置７０は、基板１が正常に収納されていないことを図示されない報知器により、作業者等に報知してもよい。報知器としては、例えば、ディスプレイ等の表示装置、スピーカ、サイレン等を用いてもよい。
図６は、本実施の形態１に係る基板搬送装置の動作の他の例を示すフローチャートである。図６においては、基板１が正常に収納されている場合に、反射した光を受光することができない第１受光部６２を有する基板検出器６０が配設されている場合のフローチャートを示す。
まず、制御装置７０に、オペレータから図示されない入力装置を介して、容器１０２内に配置されている基板１を把持して、搬送する作業を実行することを示す指示情報が入力されたとする。
すると、図６に示すように、制御装置７０は、マニピュレータ３０を動作させて、ハンド２０が容器１０２の前方に位置するまで移動させる（ステップＳ２０１）。ついで、制御装置７０は、ハンド２０を容器１０２内に進入するように、マニピュレータ３０を動作させる（ステップＳ２０２）。このとき、制御装置７０は、基板検出器６０から第１受光部６２が基板１で反射した光を受光したことを示す情報である受光情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
制御装置７０は、基板検出器６０から受光情報を取得したと判定した場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）には、基板１は、正常に収納されていないと判定する（ステップＳ２０４）。ついで、制御装置７０は、ハンド２０の容器１０２内の侵入を停止させる（ステップＳ２０５）。具体的には、制御装置７０は、マニピュレータ３０の動作を停止させる。
次に、制御装置７０は、ハンド２０が容器１０２外に移動するように、マニピュレータ３０を動作させ（ステップＳ２０６）、本プログラムを終了する。なお、制御装置７０は、基板１が正常に収納されていないことを図示されない報知器により、作業者等に報知してもよい。報知器としては、例えば、ディスプレイ等の表示装置、スピーカ、サイレン等を用いてもよい。
一方、ステップＳ２０３において、制御装置７０は、基板検出器６０から受光情報を取得していないと判定した場合（ステップＳ２０３でＮｏ）には、基板１は、正常に収納されていると判定する（ステップＳ２０７）。ついで、制御装置７０は、ハンド２０に基板１を保持するように、マニピュレータ３０を動作させる（ステップＳ２０８）。
次に、制御装置７０は、マニピュレータ３０を動作させて、基板１を予め設定されている所定の場所に搬送し、当該基板１を所定の場所に載置させ（ステップＳ２０９）、本プログラムを終了する。
このように構成された、本実施の形態１に係る基板搬送装置１０１では、制御装置７０が、ハンド２０を容器１０２内に進入させるように、マニピュレータ３０を動作させているときに、基板検出器６０の第１投光部６１に基板１の主面に向けて光を投光させ、基板検出器６０の第１受光部６２が、基板１の主面で反射した光を受光したか否かにより、基板１の位置ずれが生じているか否かを判定するように構成されている。
これにより、容器１０２の奥側で基板１の位置ずれが生じているような場合であっても、その位置ずれを検出することができる。
特に、基板１が大型化（例えば、直径３０ｃｍ）し、また、隣接する基板１、１間の距離が小さい場合（例えば、基板１、１間の距離が６～２０ｍｍ）には、基板１の位置ずれによる傾斜角度はわずかなものとなる。このため、容器１０２の手前側（基板搬送装置１０１に近い側）において、基板１の外周面（側面）は、正常に収納されている状態のときと、その位置はほとんど変わらないものとなる（図３及び図４参照）。
したがって、上記特許文献１に開示されている基板処理装置のように、容器１０２の手前側の部分で基板１の位置検出を実行しても、その位置ずれを検出することが困難なものとなる。
一方、上述したように、本実施の形態１に係る基板搬送装置１０１においては、制御装置７０が、ハンド２０を容器１０２内に進入させているときに、基板検出器６０の第１受光部６２が、基板１の主面で反射した光を受光したか否かにより、基板１の位置ずれが生じているか否かを判定している。
このため、上記特許文献１に開示されている基板処理装置に比して、容器１０２の奥側で基板１の位置ずれが生じているような場合であっても、その位置ずれを検出することができる。
［変形例１］
次に、本実施の形態１に係る基板搬送装置１０１の変形例について、図７及び図８を参照しながら説明する。
本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置では、基板検出器の第１投光部が、下方に向けて光を投光するように構成されている。
図７及び図８は、本実施の形態１における変形例１の基板搬送装置の要部の概略構成を示す模式図である。図７においては、基板１が容器１０２に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている基板検出器６０を示している。図８においては、基板１が容器１０２に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光しないように構成されている基板検出器６０を示している。
なお、制御装置７０は、実施の形態１と同様に、作業者による教示、及び／又は制御装置７０による自動教示により、基板１の下面から予め設定されている所定の第１距離ｈ１下方に、本体部２１の上面が位置するように、基板搬送装置１０１の動作が教示されているものとする。また、本体部２１の上面が、基板１の下面から第１距離ｈ１下方に位置するときに、本体部２１の下面と、当該本体部２１の下方に位置する基板１の上面と、の間の距離を、第３距離ｈ３と定義する。
図７及び図８に示すように、本変形例１の基板搬送装置１０１は、実施の形態１に係る基板搬送装置１０１と基本的構成は同じであるが、基板検出器６０の第１投光部６１が、下方に向けて（基板１の上面に向けて）光を投光するように構成されている点が異なる。
図７においては、基板検出器６０は、基板１が容器１０２内に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。基板検出器６０は、基板１の主面が第３距離ｈ３に位置するときに、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。
そして、図７の一点鎖線で示すように、基板１が容器１０２の奥側（基板搬送装置１０１の前方側）で位置ずれが生じていると、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光することができない。
一方、図８に示すように、基板検出器６０は、基板１が容器１０２内に正常に収納されていない場合、すなわち、位置ずれが生じている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。換言すると、基板検出器６０は、基板１の主面が、第３距離ｈ３よりも小さい第４距離ｈ４に位置するときに、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光するように構成されている。
そして、図８の一点鎖線で示すように、基板検出器６０は、基板１が容器１０２内に正常に収納されている場合に、第１受光部６２が基板１の主面で反射した光を受光することができない。
このように構成された、本変形例１の基板搬送装置１０１であっても、実施の形態１に係る基板搬送装置１０１と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る基板搬送装置は、実施の形態１に係る基板搬送装置において、水平方向に光を投光する第２投光部と、第２投光部から投光された光を受光する第２受光部と、を有する、マッピング装置がハンドの先端部に設けられていて、制御装置は、第２受光部が第２投光部から投光された光を検知しなかった位置情報を基板の位置情報として、マッピング装置から取得し、マッピング装置から取得した基板の位置情報を基に、ハンドが、基板の下面から予め設定されている第１距離下方に位置するように、マニピュレータを動作させるように構成されている。
また、本実施の形態２に係る基板搬送装置では、基板検出器は、基板の主面が、第１距離よりも小さい距離である第２距離に位置するときに、第１受光部が基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光した場合には、基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されていてもよい。
さらに、本実施の形態２に係る基板搬送装置では、基板検出器は、基板の主面が、第１距離よりも小さい距離である第２距離に位置するときに、第１受光部が基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、制御装置は、ハンドを容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、基板検出器の第１投光部に基板の主面に向けて光を投光させ、基板検出器の第１受光部が、基板の主面で反射した光を受光しない場合には、基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されていてもよい。
以下、本実施の形態２に係る基板搬送装置の一例について、図９を参照しながら説明する。
［基板搬送装置の構成］
図９は、本実施の形態２に係る基板搬送装置、及びそれを備えるロボットシステムの概略構成を模式的に示す上面図である。なお、図９においては、基板搬送装置における前後方向を図における前後方向として表している。
図９に示すように、本実施の形態２に係る基板搬送装置１０１は、実施の形態１に係る基板搬送装置１０１と基本的構成は同じであるが、本体部２１の先端部に、マッピング装置８０が設けられている点が異なる。
マッピング装置８０は、水平方向に光を投光する第２投光部８１と、第２投光部８１から投光された光を受光する第２受光部８２と、を有する。第２投光部８１は、本体部２１の指部２１Ａに配置されていて、第２受光部８２は、本体部２１の指部２１Ｂに配置されている。換言すると、第２投光部８１と第２受光部８２は、対向するように配置されている。
また、マッピング装置８０は、第２受光部８２が第２投光部８１から投光された光を検知しなかった位置情報を基板１の位置情報として、制御装置７０に出力するように構成されている。これにより、制御装置７０は、基板１の位置情報をより正確に取得することができる。
制御装置７０は、マッピング装置８０から取得した基板１の位置情報を基に、ハンド２０が、基板１の下面から第１距離ｈ１下方に位置するように、マニピュレータ３０を動作させるように構成されている。これにより、制御装置７０は、実施の形態１に係る基板搬送装置１０１に比して、より正確に、ハンド２０を基板１の下面から第１距離ｈ１下方に位置させることができる。
なお、本実施の形態２に係る基板搬送装置１０１の動作は、実施の形態１に係る基板搬送装置１０１の動作と同じであるので、その詳細な説明は省略する。
このように構成された、本実施の形態２に係る基板搬送装置１０１であっても、実施の形態１に係る基板搬送装置１０１と同様の作用効果を奏する。
（実施の形態３）
図１０及び図１１に示すように、ロボットシステム２００は、基板搬送装置２０１と、載置台としての容器１１２とを備えている。このロボットシステム２００では、この容器１１２に基板１が収納されることで、載置台に基板１が載置されている。容器１１２としては、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）であってもよく、石英ボートであってもよい。
図１０の左右方向及び上下方向が、基板搬送装置２０１の前後方向及び上下方向を表している。また、図１１の左右方向が、基板搬送装置２０１の前後方向を表している。図１１の上下方向下向きが、基板搬送装置２０１の左右方向左向きを表している。
基板１は、例えば、半導体基板及びガラス基板等の半導体デバイスの基板である。この基板１は、例えば、円形の薄板である。この基板１は、一対の円形の主面１Ａ、１Ｂと、主面１Ａと主面１Ｂとの間の外周面１Ｃとを備えている。この基板１は、薄板状であればよく、例えば多角形の薄板であってもよい。半導体基板としては、シリコン基板、サファイヤ（単結晶アルミナ）基板、その他の各種の基板等が例示される。ガラス基板としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラス基板、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）用ガラス基板等が例示される。
基板搬送装置２０１は、ハンド１２０、マニピュレータ３０及び制御装置７０を備える。基板搬送装置２０１は、容器１１２内に収納されている基板１をハンド１２０で保持する。ハンド１２０は、マニピュレータ３０に取り付けられている。このマニピュレータ３０でハンド１２０を移動させることで、基板１が搬送される。図１０では、ハンド１２０に、基板１が保持されている。
なお、以下においては、マニピュレータ３０として、水平多関節ロボットの構成について説明する。しかしながら、本発明に係るマニピュレータ３０は、水平多関節ロボットに限定されない。このマニピュレータ３０は、垂直多関節ロボットをベースにしたものでもよい。
マニピュレータ３０は、複数のアーム（ここでは、第１アーム３２及び第２アーム３４）、第１接続部３１、第２接続部３３、第３接続部３５、昇降部材４０及び筐体５０を備えている。
筐体５０の上部には、昇降部材４０が設けられている。昇降部材４０は筐体５０に対して上下方向に移動可能である。また、筐体５０の内部には、直動アクチュエータ４１及び制御装置７０が配置されている。なお、制御装置７０は、筐体５０の外部に設けられていてもよい。
直動アクチュエータ４１は、昇降部材４０を昇降可能（上下方向に移動可能）である。直動アクチュエータ４１としては、例えば、駆動モータ（サーボモータ）とボールネジ、リニアガイド、又はラックアンドピニオン等を用いてもよく、エアシリンダ等を用いてもよい。
なお、筐体５０の内部には、この駆動モータの回転位置を検出し、制御装置７０に出力する回転センサ、及び駆動モータの回転を制御する電流を検出する電流センサ等が配置されていてもよい。
昇降部材４０には、第１接続部３１を介して、第１アーム３２の基端部が接続されている。第１アーム３２は、回転軸Ｌ１回りに回動可能である。回転軸Ｌ１は、昇降部材４０の軸心を通って上下方向に延びている。昇降部材４０には、例えば、第１アーム３２を回転するための駆動モータ、及び駆動モータの回転位置を検出する回転センサ等が配置されている。なお、駆動モータ等は、第１アーム３２に配置されていてもよい。
第１アーム３２の先端部には、第２接続部３３を介して、第２アーム３４の基端部が接続されている。第２アーム３４は、回転軸Ｌ２回りに回転可能である。回転軸Ｌ２は、上下方向に延びている。第１アーム３２には、例えば、第２アーム３４を回転するための駆動モータ、及び駆動モータの回転位置を検出する回転センサ等が配置されている。なお、駆動モータ等は、第２アーム３４に配置されていてもよい。
第２アーム３４の先端部には、第３接続部３５を介して、ハンド１２０が接続されている。ハンド１２０は、回転軸Ｌ３回りに回転可能である。回転軸Ｌ３は、上下方向に延びている。第２アーム３４には、例えば、ハンド１２０を回転させるための駆動モータ、及び駆動モータの回転位置を検出する回転センサ等が配置されている。なお、駆動モータ等は、ハンド１２０に配置されていてもよい。
図１１に示され様に、ハンド１２０は、本体部１２１及び複数の爪部２２を有している。本体部１２１は、図１１の様に上方から見て略Ｙ字状に形成され、一対の指部１２１Ａ、１２１Ｂを有している。本体部１２１の先端部（指部１２１Ａ、１２１Ｂの先端部）と基端部とには、それぞれ、爪部２２が設けられている。爪部２２は、水平方向から見て、Ｌ字状に形成（鉛直方向の断面がＬ字状に形成）されている。爪部２２は、その底部に基板１が載置されるように構成されている。この底部に基板１の主面１Ａが載置される。なお、ハンド１２０は、エッジグリップハンド又は吸着ハンドのように、ハンド１２０と基板１が相対変位しない構造としてもよい。
指部１２１Ａ、１２１Ｂの先端部には、それぞれ、第１基板検出器としての基板検出器１６０Ａが配置されている。それぞれの基板検出器１６０Ａは、前後方向において、互いに同じ位置に配置されている。この基板検出器１６０Ａは、対向する基板１の主面１Ａまでの距離を検知する。この基板搬送装置２０１では、例えば、基板検出器１６０Ａとして、静電容量センサが用いられる。この基板検出器１６０Ａでは、ハンド１２０に対向する基板１の主面１Ａとの間で発生する静電容量を検知する。この基板検出器１６０Ａは、発生する静電容量の変化によって主面１Ａまでの距離の変化を検知できる。なお、ここでは、基板検出器１６０Ａは、本体部１２１の先端部に配置されているが、本体部１２１の中間部又は基端部に配置されてもよい。基板検出器１６０Ａは、基板１の主面１Ａに対向できる位置に配置されればよい。
制御装置７０は、図示されないが、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等の演算器と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶器と、を備えている。記憶器には、基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算器は、記憶器に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、ロボットシステム２００の各種動作を制御する。
制御装置７０は、集中制御する単独の制御装置７０によって構成されてもよい。また、制御装置７０は、互いに協働して分散制御する複数の制御部によって構成されてもよい。また、制御装置７０は、マイクロコンピュータで構成されてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)、論理回路等によって構成されてもよい。
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）には、容器１１２が、基板１と共に示されている。容器１１２は、箱状のシェル１１３を備えている。シェル１１３には、開口１１４と、上下方向に並ぶ複数の溝１１５とが形成されている。それぞれの溝１１５は、水平方向に延びている。溝１１５は、シェル１１３の内壁に沿って延びている。溝１１５は、基板１の主面１Ａの縁を支持可能である。
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）では、溝１１５は、基板１の主面１Ａを支持している。この溝１１５によって、複数の基板１は、主面１Ａを水平方向に平行にして、保持されている。図１２（Ｂ）に示される様に、複数の基板１は、上下方向に並べられる。図１２（Ｂ）に示される両矢印Ｄｐは、溝１１５の間隔を表している。この容器１１２では、複数の基板１が上下方向に一定の間隔Ｄｐで並べられている。この間隔Ｄｐは、特に限定されないが、例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
図１３には、基板１とハンド１２０とが示されている。図示されないが、この基板１は、容器１１２の溝１１５に保持されている。この基板１は、主面１Ａを水平方向に平行にして保持されている。基板検出器１６０Ａは、上下方向上向きに検出する。基板検出器１６０Ａは、主面１Ａに対向している。基板検出器１６０Ａは、図示されない静電容量測定部に、電気的に接続されている。この静電容量測定部は、制御装置７０に電気的に接続されている。この基板検出器１６０Ａは、静電容量測定部に、電気伝導体１６１で接続されている。この電気伝導体１６１は、ハンド１２０の本体部１２１の下面１２１Ｃに沿って延びている。
図１３の両矢印ｈａは、上下方向における基板検出器１６０Ａと主面１Ａとの距離を表している。基板検出器１６０Ａが検知する静電容量は、この距離ｈａが変化することによって変化する。基板検出器１６０Ａは、検知した静電容量を静電容量測定部に出力する様に構成されている。静電容量測定部は、入力された静電容量の大きさによって変化する電圧信号を、制御装置７０に出力する様に構成されている。
図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）には、容器１１２に収容された基板１が示されている。この基板１の主面１Ａは、水平方向に平行に延びている。この基板１は、ハンド２１の上方に位置して、ハンド２１に最も近いものである。図１４（Ａ）には、容器１１２に、開口１１４からハンド２１の先端部が挿入された状態が示されている。図１４（Ａ）では、基板検出器１６０Ａが基板１の主面１Ａに対向している。図１４（Ｂ）では、ハンド２１が容器１１２の奥に挿入された状態が示されている。図１４（Ｃ）では、ハンド２１が容器１１２の更に奥に挿入された状態が示されている。
図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）では、基板検出器１６０Ａが基板１の主面１Ａに対向している。図１４（Ａ）の両矢印ｈａ１は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）まで、ハンド１２０は、水平方向に移動している。図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）でも、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離は、図１４（Ａ）の距離ｈａ１と同じである。
図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）には、容器１１２に収容された、他の基板１が示されている。この基板１の主面１Ａは、開口１１４から奥に向かって下向きに傾斜して延びている。図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）では、その他の構成は、図１４（Ａ）から図１４（Ｂ）のそれと同様である。図１５（Ａ）の両矢印ｈａ２は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。図１５（Ｂ）の両矢印ｈａ３は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。図１５（Ｃ）の両矢印ｈａ４は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。この距離ｈａ２は距離ｈａ３より大きく、距離ｈａ３は距離ｈａ４より大きい。
図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）には、容器１１２に収容された、更に他の基板１が示されている。この基板１は、反っている。この基板１の主面１Ａは、下向きに凸な円弧状に湾曲している。図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）では、その他の構成は、図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）のそれと同様である。図１６（Ａ）の両矢印ｈａ５は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。図１６（Ｂ）の両矢印ｈａ６は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。図１６（Ｃ）の両矢印ｈａ７は、上下方向において、基板検出器１６０Ａと基板１の主面１Ａとの距離を表している。この距離ｈａ５は距離ｈａ６より大きく、距離ｈａ７は距離ｈａ５より小さく距離ｈａ６より大きい。
ここで、本発明に係る基板搬送装置２０１の運転方法が説明される。
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示される様に、基板１が収容された容器１１２が準備される（ＳＴＥＰ１）。
基板検出器１６０Ａによって、基板１の主面１Ａまでの距離ｈａが検知される（ＳＴＥＰ２）。このＳＴＥＰ２では、ハンド１２０が容器１１２の開口１１４からシェル１１３の内部に挿入される。図１４（Ａ）に示される様に、基板検出器１６０Ａが基板１の主面１Ａに対向する。基板検出器１６０Ａは、主面１Ａまでの距離ｈａ１を静電容量として検知する。
ＳＴＥＰ２では、図１４（Ａ）の状態から図１４（Ｂ）の状態を経て図１４（Ｃ）の状態まで、ハンド１２０が移動する。図１４（Ａ）から図１４（Ｃ）の状態まで、このハンド１２０が移動する間、基板検出器１６０Ａは距離ｈａ１を静電容量として検知する。検知された静電容量は電圧信号に変換されて制御装置７０に出力される。制御装置７０は、この電圧信号から距離ｈａ１を求める。
制御装置７０は、この基板１をハンド１２０で保持するか否かを判定する（ＳＴＥＰ３）。このＳＴＥＰ３では、距離ｈａ１は、予め定められた所定の距離の範囲以内である。制御装置７０は、この基板１をハンド１２０で保持することを決定する。
制御装置７０は、ハンド１２０で基板１を保持させる（ＳＴＥＰ４）。ハンド１２０の爪部２２で基板１が保持される。このとき、爪部２２に主面１Ａの縁部が当接する。
ハンド１２０で保持された基板１は、マニピュレータ３０によって、次工程に搬送される（ＳＴＥＰ５）。
次に、図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）の状態の基板１を用いて、この運転方法が説明される。この運転方法のＳＴＥＰ２では、図１５（Ａ）の状態から図１５（Ｃ）の状態まで、このハンド１２０が移動する間、基板検出器１６０Ａは距離ｈａを静電容量として検知する。距離ｈａ２から距離ｈａ４に向かって、発生する静電容量が増大する。検知された静電容量は電圧信号に変換されて制御装置７０に出力される。制御装置７０は、この電圧信号から距離ｈａ２、距離ｈａ３及び距離ｈａ４を求める。
ＳＴＥＰ３では、この距離ｈａ４は小さいく、所定の距離の範囲を満たさない。制御装置７０は、この基板１をハンド１２０で保持しないことを決定する。ハンド１２０は、所定の待機位置に戻される。制御装置７０は、図示されない報知器により、作業者等に報知する。報知器としては、例えば、ディスプレイ等の表示装置、スピーカ、サイレン等を用いてもよい。
更に、図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）の状態の基板１を用いて、この運転方法が説明される。この運転方法のＳＴＥＰ２では、図１６（Ａ）の状態から図１６（Ｃ）の状態まで、このハンド１２０が移動する間、基板検出器１６０Ａは距離ｈａを静電容量として検知する。距離ｈａ５から距離ｈａ６に向かって発生する静電容量が増大する。距離ｈａ６から距離ｈａ７に向かう途中で静電容量が最大値に達する。その後距離ｈａ７に向かって静電容量は減少する。検知された静電容量は電圧信号に変換されて制御装置７０に出力される。制御装置７０は、この電圧信号から距離ｈａ５、距離ｈａ６及び距離ｈａ７を求める。
ＳＴＥＰ３では、この距離ｈａ６は小さいく、所定の距離の範囲を満たさない。制御装置７０は、この基板１をハンド１２０で保持しないことを決定する。ハンド１２０は、所定の待機位置に戻される。制御装置７０は、図示されない報知器により、作業者等に報知する。報知器としては、例えば、ディスプレイ等の表示装置、スピーカ、サイレン等を用いてもよい。
この基板搬送装置２０１は、基板１の主面１Ａまでの距離ｈａを検知する基板検出器１６０Ａを備える。主面１Ａまでの距離ｈａが所定の範囲に有るか否かを検出する検出器に比べて、基板検出器１６０Ａは主面１Ａまでの距離ｈａを正確に検出できる。
基板搬送装置２０１の運転方法のＳＴＥＰ２では、基板搬送装置２０１は、ハンド１２０を移動させつつ、距離ｈａの変化を求めることができる。基板搬送装置２０１は、距離ｈａが所定の下限値未満になったときに、ハンド１２の移動を停止させることができる。この基板搬送装置２０１は、ハンド１２０と基板１との干渉を未然に回避できる。また、この距離ｈａが所定の下限値以下になったときに、図示されない報知器で作業者等に報知することができる。この基板搬送装置２０１は、ハンド１２０に干渉した基板１を容易に確認できる。
この基板検出器１６０Ａは、ハンド１２０に配置される。ハンド１２０は、基板１の間の小さな間隔Ｄｐに挿入される。従って、この基板検出器１６０Ａは、小型で軽量であることが好ましい。この基板検出器１６０は、薄いことが好ましい。また、この基板検出器１６０は、ハンド１２０の表面形状に合わせた所望の形状に成形可能であることが好ましい。これらの観点からも、静電容量センサは、基板検出器１６０Ａとして、適している。
この運転方法のＳＴＥＰ２では、基板検出器１６０Ａから求められた距離ｈａが所定の下限値より小さいときに、距離ｈａが所定の下限値以上離れる様に、このハンド１２０の移動経路が変更されてもよい。これにより、ハンド１２０と基板１との干渉を未然に防止できる。
この運転方法のＳＴＥＰ２では、基板検出器１６０Ａはハンド１２０の先端部に配置されている。容器１１２にハンド１２０の全体が挿入されるのに先立って、基板検出器１６０Ａは距離ｈａを検知できる。これにより、ハンド１２０と基板１との干渉を抑制しうる。この観点から、好ましくは、基板検出器１６０Ａはハンド１２０の先端部に配置される。ここでいう先端部とは、前後方向において最もハンド１２０の本体部１２１の前端から本体部１２１の後端までの範囲を三等分したときに、最も前方の範囲部分を表している。
この運転方法のＳＴＥＰ２では、基板検出器１６０Ａが検出する静電容量が、予め定められた所定の範囲内か否かを判定することが好ましい。これにより、基板１の帯電異常を検知することができる。この基板搬送装置２０１は、基板１の帯電異常による、基板検出器１６０Ａの誤検出を抑制できる。
この基板搬送装置２０１では、図１５（Ａ）から図１５（Ｃ）に示される様に、前後方向において、距離ｈａを測定している。これにより、基板１の主面１Ａの前後方向の傾斜を測定できる。この傾斜を測定する観点から、基板検出器１６０Ａは、前後方向において、距離ｈａを２点以上の複数の箇所で測定することが好ましく、更に３点以上の複数の箇所で測定することが好ましい。特に、基板検出器１６０Ａは、前後方向に連続する線状に、距離ｈａを測定することが好ましい。
この基板搬送装置２０１の運転方法のＳＴＥＰ２では、主面１Ａの前後方向の傾斜が、所定の範囲以内か否か判定されてもよい。これにより、基板１の姿勢の異常を検出できる。
この基板搬送装置２０１では、図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）に示される様に、前後方向において、距離ｈａを測定している。これにより、基板１の前後方向の反りを測定できる。この反りを測定する観点から、基板検出器１６０Ａは、前後方向において、距離ｈａを３点以上の複数の箇所で測定することが好ましく、更に４点以上の複数の箇所で測定することが好ましい。特に、基板検出器１６０Ａは、前後方向に連続する線状に、距離ｈａを測定することが好ましい。
この基板搬送装置２０１の運転方法のＳＴＥＰ２では、主面１Ａの前後方向の反りが、所定の範囲以内か否か判定されてもよい。これにより、基板１の姿勢の異常や基板１の形状の異常を検出できる。
この運転方法のＳＴＥＰ２において、基板１の傾斜や反りを測定することで、基板１とハンド１２０との干渉を抑制しうる。基板１をハンド１２０で安定した姿勢で保持しうる。これらの観点から、この運転方法のＳＴＥＰ２において、制御装置７０は、基板１の傾斜や反りを判定することが好ましい。
この基板検出器１６０Ａは、距離ｈａの変化を検知できればよい。この基板検出器１６０Ａは、静電容量センサに限定されない。この基板検出器１６０Ａは、ハンド１２０に下向きに検出する様に配置されてもよい。この基板検出器１６０Ａで、基板１の主面１Ａに代えて上向きの主面１Ｂまでの距離を検出してもよい。この基板検出器１６０Ａを用いて、基板１の有無が検知されてもよい。また、この基板検出器１６０Ａは、ハンド１２０が保持した基板１の主面１Ａまでの距離ｈａを検出してもよい。これにより、基板１の搬送の安定性の向上に寄与できる。
この基板検出器１６０Ａを備えることで、基板搬送装置２０１は、ハンド１２０で基板１を保持する前に、基板１の姿勢の異常や基板１の形状の異常を、従来より正確に検出できる。この基板検出器１６０Ａを備えることで、基板搬送装置２０１は、基板１に向かって移動するハンド１２０と基板１との干渉を未然に回避できる。これにより、基板搬送装置２０１は、基板１のマッピング動作を省略でき、又は簡略化できる。
この基板検出器１６０Ａは本体部１２１に配置されたが、本体部１２１の全部又はその一部が基板検出器１６０を構成してもよい。例えば、アルミニウム合金からなる本体部１２１の一部又は全部が基板検出器１６０にされてもよい。
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）には、本発明に係る他の基板搬送装置２１１のハンド２１２が示されている。この基板搬送装置２１１は、ハンド１２０に代えてハンド２１２を備える他は、基板搬送装置２０１と同様の構成を備えている。ここでは、基板搬送装置２０１と異なる構成について、主に説明がされる。基板搬送装置２０１と同様の構成について、その説明が省略される。また、基板搬送装置２０１と同様の構成について、同様の符号を付して説明がされる。
ハンド２１２は、本体部２１３及び複数の爪部２２を有している。図１７に示され様に、本体部２１３は、上方から見て、略Ｙ字状に形成され、一対の指部２１３Ａ、２１３Ｂを有している。本体部２１３の先端部（指部２１３Ａ、２１３Ｂの先端部）と基端部とには、それぞれ、爪部２２が設けられている。
基板搬送装置２１１は、基板検出器１６０Ａの他に、第２基板検出器としての基板検出器１６０Ｆを備えている。この基板搬送装置２１１は、更に、複数の基板検出器１６０Ｂから１６０Ｅを備えている。これらの複数の基板検出器１６０Ａから１６０Ｆが、本体部２１３に配置されている。基板検出器１６０Ａから基板検出器１６０Ｆは、それぞれ前後方向に異なる位置に配置されている。指部２１３Ａ、２１３Ｂには、それぞれ、前後方向に基板検出器１６０Ａから基板検出器１６０Ｅが並べられている。指部２１３Ａ、２１３Ｂには、前後方向において同じ位置に、基板検出器１６０Ａから基板検出器１６０Ｅが配置されている。更に、左右方向においても、一対の基板検出器１６０Ａの間に、基板検出器１６０Ｆが配置されている。ここでは、基板検出器１６０Ｆを第２基板検出器としている。しかしながら、この基板検出器１６０Ｆに代えて、基板検出器１６０Ｂから基板検出器１６０Ｅのいずれかが第２基板検出器とされてもよい。
基板搬送装置２１１では、基板検出器１６０Ａから基板検出器１６０Ｆで距離ｈａを同時に検出できる。これにより、基板１の主面１Ａの形状をより正確に把握できる。基板搬送装置２１１では、面としての傾斜や反りを容易に把握できる。この観点から、基板検出器１６０は、３箇所以上で検知することが好ましい。基板検出器１６０は、前後方向に異なる２以上の複数箇所に配置されることが好ましい。同様に、基板検出器１６０は、左右方向に異なる３以上の複数箇所に配置されることが好ましい。
（実施の形態４）
図１８には、本発明に係る更に他の基板搬送装置２２１のハンド２２２が示されている。この基板搬送装置２２１は、ハンド１２０に代えてハンド２２２を備える他は、基板搬送装置２０１と同様の構成を備えている。ここでは、基板搬送装置２０１と異なる構成について、主に説明がされる。基板搬送装置２０１と同様の構成について、その説明が省略される。また、基板搬送装置２０１と同様の構成について、同様の符号を付して説明がされる。
ハンド２２２は、本体部２２３及び吸着パッド２２４を有している。ハンド２２２は、吸着ハンドの一種である。図示されないが、本体部２２３は、本体部１２１と同様に、上方から見て、略Ｙ字状に形成され、一対の指部２２３Ａ、２２３Ｂを有している。このハンド２２２には、ハンド１２０の爪部２２に対応する様に、４つの吸着パッド２２４が設けられている。この吸着パッド２２４としては、真空式吸着パッドやベルヌーイ式吸着パッドが例示される。
この吸着パッド２２４では、その吸着面の全域と基板１の主面１Ａとの距離が均一化されることで、高い吸着力が発揮される。高い吸着力は、基板１の位置決め精度及び搬送の安定性の向上に寄与する。
この基板搬送装置２２１は、基板検出器１６０Ａが基板１の主面１Ａまでの距離ｈａを検知する。複数箇所の距離ｈａを検知することで、主面１Ａの傾斜や反りを求めることができる。この傾斜や反りから、吸着パッド２２４が高い吸着力を発揮できる位置にハンド２２２を位置させて、基板１を吸着パッド２２４で吸着できる。また、吸着パッド２２４で基板１を吸着した状態で基板１の主面１Ａまでの距離ｈａを検出することで、基板１を所定の位置及び姿勢で吸着していることを確認できる。これにより、基板１を安定的に搬送できる。
基板搬送装置２１１でも、複数の基板検出器１６０で基板１を検出することで、主面１Ａの傾斜や反りをより正確に把握できる。また、ハンド２２２が保持した基板１の位置を正確に把握できる。これらの観点から、このハンド２２２では、ハンド２１２と同様に、複数の基板検出器１６０が配置されることが好ましい。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良又は他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の形態を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
本発明の基板搬送装置及びその運転方法は、従来の基板処理装置に比して、基板の位置ずれをより正確に検出することができるため、有用である。
１・・・基板
１Ａ・・・主面
２０、１２０、２１２、２２２・・・ハンド
２１・・・本体部
２１Ａ・・・指部
２１Ｂ・・・指部
２２・・・爪部
３０・・・マニピュレータ
３１・・・第１接続部
３２・・・第１アーム
３３・・・第２接続部
３４・・・第２アーム
３５・・・第３接続部
４０・・・昇降部材
４１・・・直動アクチュエータ
５０・・・筐体
６０、１６０（１６０Ａから１６０Ｆ）・・・基板検出器
６１・・・第１投光部
６２・・・第１受光部
７０・・・制御装置
８０・・・マッピング装置
８１・・・第２投光部
８２・・・第２受光部
１００、２００・・・ロボットシステム
１０１、２０１、２１１、２２１・・・・・・基板搬送装置
１０２、１１２・・・容器

Claims (24)

  1. 複数の基板が収納されている容器から前記基板を保持して搬送する、基板搬送装置であって、
    前記基板搬送装置は、前記基板を保持するハンドと、マニピュレータと、制御装置と、を備え、
    前記ハンドの先端部には、前記基板の主面に向けて、光を投光する第１投光部と、前記基板の主面で反射した光を受光する第１受光部と、を有する基板検出器が設けられていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光したか否かにより、前記基板検出器に前記基板の主面の傾斜を検知させ、前記基板の奥で前記基板の位置ずれが生じているか否かを判定するように構成されている、基板搬送装置。
  2. 水平方向に光を投光する第２投光部と、前記第２投光部から投光された光を受光する第２受光部と、を有する、マッピング装置が前記ハンドの先端部に設けられていて、
    前記制御装置は、前記第２受光部が前記第２投光部から投光された光を検知しなかった位置情報を前記基板の位置情報として、前記マッピング装置から取得し、前記マッピング装置から取得した前記基板の位置情報を基に、前記ハンドが、前記基板の下面から予め設定されている第１距離下方に位置するように、前記マニピュレータを動作させるように構成されている、請求項１に記載の基板搬送装置。
  3. 前記基板検出器は、前記基板が正常に収納されている状態で、前記第１投光部が前記基板の主面に向けて光を投光すると、前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しない場合には、前記基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されている、請求項１又は２に記載の基板搬送装置。
  4. 前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光した場合には、前記基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されている、請求項３に記載の基板搬送装置。
  5. 前記基板検出器は、前記基板が正常に収納されている状態で、前記第１投光部が前記基板の主面に向けて光を投光すると、前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しないように構成されていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光した場合には、前記基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されている、請求項１から４のいずれかに記載の基板搬送装置。
  6. 前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しない場合には、前記基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されている、請求項５に記載の基板搬送装置。
  7. 前記基板検出器は、前記基板の主面が、前記第１距離よりも小さい距離である第２距離に位置するときに、前記第１受光部が前記基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光した場合には、前記基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されている、請求項２に記載の基板搬送装置。
  8. 前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しない場合には、前記基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されている、請求項７に記載の基板搬送装置。
  9. 前記基板検出器は、前記第１投光部が、上方に向けて光を投光するように構成されている、請求項１から８のいずれかに記載の基板搬送装置。
  10. 前記基板検出器は、前記第１投光部が、下方に向けて光を投光するように構成されている、請求項１から９のいずれかに記載の基板搬送装置。
  11. 前記制御装置は、前記基板の位置ずれが生じていると判定した場合には、前記マニピュレータの動作を停止するように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載の基板搬送装置。
  12. 前記制御装置は、前記基板の位置ずれが生じていると判定した場合には、前記ハンドが前記容器から退避するように前記マニピュレータを動作させるように構成されている、請求項１から１１のいずれかに記載の基板搬送装置。
  13. 複数の基板が収納されている容器から前記基板を保持して搬送する、基板搬送装置の運転方法であって、
    前記基板搬送装置は、前記基板を保持するハンドと、マニピュレータと、制御装置と、を備え、
    前記ハンドの先端部には、前記基板の主面に向けて、光を投光する第１投光部と、前記基板の主面で反射した光を受光する第１受光部と、を有する基板検出器が設けられていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光したか否かにより、前記基板検出器に前記基板の主面の傾斜を検知させ、前記容器の奥で前記基板の位置ずれが生じているか否かを判定するように構成されている、基板搬送装置の運転方法。
  14. 水平方向に光を投光する第２投光部と、前記第２投光部から投光された光を受光する第２受光部と、を有する、マッピング装置が前記ハンドの先端部に設けられていて、
    前記制御装置は、前記第２受光部が前記第２投光部から投光された光を検知しなかった位置情報を前記基板の位置情報として、前記マッピング装置から取得し、前記マッピング装置から取得した前記基板の位置情報を基に、前記ハンドが、前記基板の下面から予め設定されている第１距離下方に位置するように、前記マニピュレータを動作させるように構成されている、請求項１３に記載の基板搬送装置の運転方法。
  15. 前記基板検出器は、前記基板が正常に収納されている状態で、前記第１投光部が前記基板の主面に向けて光を投光すると、前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しない場合には、前記基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されている、請求項１３又は１４に記載の基板搬送装置の運転方法。
  16. 前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光した場合には、前記基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されている、請求項１５に記載の基板搬送装置の運転方法。
  17. 前記基板検出器は、前記基板が正常に収納されている状態で、前記第１投光部が前記基板の主面に向けて光を投光すると、前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しないように構成されていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光した場合には、前記基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されている、請求項１３から１６のいずれかに記載の基板搬送装置の運転方法。
  18. 前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しない場合には、前記基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されている、請求項１７に記載の基板搬送装置の運転方法。
  19. 前記基板検出器は、前記基板の主面が、前記第１距離よりも小さい距離である第２距離に位置するときに、前記第１受光部が前記基板の主面で反射した光を受光するように構成されていて、
    前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光した場合には、前記基板の位置ずれが生じていると判定するように構成されている、請求項１４に記載の基板搬送装置の運転方法。
  20. 前記制御装置は、前記ハンドを前記容器内に進入させるように、前記マニピュレータを動作させているときに、前記基板検出器の前記第１投光部に前記基板の主面に向けて光を投光させ、前記基板検出器の前記第１受光部が、前記基板の主面で反射した光を受光しない場合には、前記基板の位置ずれが生じていないと判定するように構成されている、請求項１９に記載の基板搬送装置の運転方法。
  21. 前記基板検出器は、前記第１投光部が、上方に向けて光を投光するように構成されている、請求項１３から２０のいずれかに記載の基板搬送装置の運転方法。
  22. 前記基板検出器は、前記第１投光部が、下方に向けて光を投光するように構成されている、請求項１３から２１のいずれかに記載の基板搬送装置の運転方法。
  23. 前記制御装置は、前記基板の位置ずれが生じていると判定した場合には、前記マニピュレータの動作を停止するように構成されている、請求項１３から２２のいずれかに記載の基板搬送装置の運転方法。
  24. 前記制御装置は、前記基板の位置ずれが生じていると判定した場合には、前記ハンドが前記容器から退避するように前記マニピュレータを動作させるように構成されている、請求項１３から２３のいずれかに記載の基板搬送装置の運転方法。
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