KR20240004944A - 반송 장치 및 팽창량 산출 방법 - Google Patents

반송 장치 및 팽창량 산출 방법 Download PDF

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KR20240004944A
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도시아키 고다마
와타루 마츠모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

다관절 아암은 복수의 아암이 회전 가능한 관절에 의해 접속되고, 관절을 회전시키는 것으로 신축 가능하게 되어 있다. 검출부는 다관절 아암의 아암수 이상의 상이한 자세로 다관절 아암의 관절의 회전 각도를 검출한다. 산출부는 검출부에 의해 검출된 각 자세에서의 관절의 회전 각도에 근거해서 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출한다.

Description

반송 장치 및 팽창량 산출 방법
본 개시는 반송 장치 및 팽창량 산출 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 기판을 자동으로 센터링할 때에, 반송 장치의 아암의 열팽창을 판정하는 기술을 개시한다.
일본 특허 공표 제 2018-523307 호 공보
본 개시는 각 아암의 팽창량을 구하는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 태양에 의한 반송 장치는, 다관절 아암과, 검출부와, 산출부를 구비한다. 다관절 아암은, 복수의 아암이 회전 가능한 관절에 의해 접속되고, 관절을 회전시키는 것에 의해 신축 가능하게 되어 있다. 검출부는, 다관절 아암의 아암수 이상의 상이한 자세로 다관절 아암의 관절의 회전 각도를 검출한다. 산출부는, 검출부에 의해 검출된 각 자세에서의 관절의 회전 각도에 근거해서 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출한다.
본 개시에 의하면, 각 아암의 팽창량을 구할 수 있다.
도 1은 실시형태에 따른 처리 시스템의 일 예를 도시하는 시스템 구성도이다.
도 2는 실시형태에 따른 로봇 아암의 구성의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 실시형태에 따른 로드록실과 진공 반송실의 단면의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시형태에 따른 기판의 중심 위치의 특정 방법의 일 예를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 실시형태에 따른 로봇 아암의 아암을 상이한 자세로 해서 관절의 회전 각도를 검출하는 일 예를 설명하는 도면이다.
도 6은 실시형태에 따른 로봇 아암의 관절의 회전 각도의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시형태에 따른 로봇 아암의 아암의 팽창에 의한 회전 각도의 변화를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시형태에 따른 처리 시스템의 다른 일 예를 도시하는 시스템 구성도이다.
도 9는 실시형태에 따른 로봇 아암의 관절의 회전 각도의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 10은 실시형태에 따른 로봇 아암의 관절의 회전 각도의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 실시형태에 따른 팽창량 산출 방법의 제어의 흐름의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 12는 실시형태에 따른 포크의 형상의 다른 일 예를 도시하는 도면이다.
도 13은 실시형태에 따른 포크의 형상의 다른 일 예를 도시하는 도면이다.
도 14는 실시형태에 따른 로봇 아암의 선단의 아암의 구성의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 실시형태에 따른 처리 시스템 본체의 다른 일 예를 도시하는 도면이다.
이하, 도면을 참조해서 본원의 개시하는 반송 장치 및 팽창량 산출 방법의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해, 개시하는 반송 장치 및 팽창량 산출 방법이 한정되는 것은 아니다.
반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼"라고 한다) 등의 기판을 반송하는 다관절 아암 등의 반송 장치가 알려져 있다. 다관절 아암은 복수의 아암이 회전 가능한 관절에 의해 접속되고, 아암으로 기판을 지지해서 반송한다.
그런데, 열의 영향에 의해, 다관절 아암의 반송 위치에 오차가 발생하는 경우가 있다. 예를 들면, 다관절 아암이, 고온의 기판 처리를 실시하는 프로세스 챔버에 기판을 반송하는 경우, 열의 영향에 의해 각 아암이 열팽창하고, 다관절 아암의 반송 위치에 오차가 발생하는 경우가 있다.
그래서, 반송 위치의 오차를 억제하기 위해, 각 아암의 팽창량을 구하는 기술이 기대되고 있다. 또한, 특허문헌 1은, 다관절 아암 전체로서 열팽창을 판정해서, 각 아암의 팽창량을 구하는 것은 아니다.
(실시형태)
[처리 시스템(1)의 구성]
실시형태에 대해 설명한다. 이하에서는, 본 개시의 반송 장치의 기능을 포함한 처리 시스템(1)에 대해 설명한다. 도 1은 실시형태에 따른 처리 시스템(1)의 일 예를 도시하는 시스템 구성도이다. 도 1에서는, 편의적으로 내부의 구성요소가 투과하도록 도시되어 있다. 처리 시스템(1)은 웨이퍼 등의 기판의 기판 처리를 실시한다. 처리 시스템(1)은 처리 시스템 본체(10)와, 처리 시스템 본체(10)를 제어하는 제어 장치(100)를 구비한다. 처리 시스템 본체(10)는 예를 들면 도 1에 도시하는 바와 같이, 진공 반송실(11)과, 복수의 프로세스 챔버(13)와, 복수의 로드록실(14)과, 로더 모듈(15)을 구비한다. 처리 시스템(1)은 본 개시의 반송 장치의 일 예이다.
진공 반송실(11)에는, 복수의 프로세스 챔버(13) 및 복수의 로드록실(14)이 접속되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 진공 반송실(11)에는 4개의 프로세스 챔버(13)가 접속되어 있다. 또한, 진공 반송실(11)에는 2개의 로드록실(14)이 접속되어 있다. 또한, 진공 반송실(11)에는 3개 이하의 프로세스 챔버(13)가 접속되어 있어도 좋고, 5개 이상의 프로세스 챔버(13)가 접속되어 있어도 좋다. 또한, 진공 반송실(11)에는, 복수의 프로세스 챔버(13) 외에, 복수의 프로세스 챔버(13)가 접속된 다른 진공 반송실(11)이 추가로 접속되어 있어도 좋다. 또한, 진공 반송실(11)에는 1개의 로드록실(14)이 접속되어 있어도 좋고, 3개 이상의 로드록실(14)이 접속되어 있어도 좋다.
프로세스 챔버(13)는 기판에 대해서, 예를 들면 저압 환경하에서 에칭이나 성막 등이 처리를 실시한다. 프로세스 챔버(13)와 진공 반송실(11)은 게이트 밸브(131)에 의해 개폐 가능하게 구획되어 있다. 프로세스 챔버(13)는 본 개시의 챔버의 일 예이다. 각각의 프로세스 챔버(13)는 제조 공정 중에서 동일한 공정을 실행하는 모듈이어도 좋고, 상이한 공정을 실행하는 모듈이어도 좋다.
각각의 로드록실(14)은 게이트 밸브(140) 및 게이트 밸브(141)를 갖고, 내부의 압력을, 소정의 진공도의 압력으로부터 대기압으로, 또는 대기압으로부터 소정의 진공도의 압력으로 전환한다. 로드록실(14)과 진공 반송실(11)은 게이트 밸브(140)에 의해 개폐 가능하게 구획되어 있다. 또한, 로드록실(14)과 로더 모듈(15)은 게이트 밸브(141)에 의해 개폐 가능하게 구획되어 있다.
진공 반송실(11)에는, 복수의 센서(20)가 마련되어 있다. 또한, 진공 반송실(11) 내에는, 로봇 아암(12)이 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 로봇 아암(12)은 각각 독립으로 구동 가능한 3개의 관절을 구비한다. 또한, 로봇 아암(12)은 각각 독립으로 구동 가능한 4개 이상의 관절을 갖고 있어도 좋다.
진공 반송실(11) 내는, 소정의 진공도로 유지되어 있다. 로봇 아암(12)은 소정의 진공도로 감압된 로드록실(14) 내로부터 처리전의 기판을 취출해서, 몇개의 프로세스 챔버(13) 내의 탑재대(130)에 반송한다. 또한, 로봇 아암(12)은 처리 후의 기판을 프로세스 챔버(13)로부터 취출해서, 다른 프로세스 챔버(13) 또는 로드록실(14) 내에 반송한다.
각각의 센서(20)는 진공 반송실(11)과 로드록실(14)의 접속부 부근에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 로드록실(14)마다, 진공 반송실(11)과 로드록실(14)의 접속부 부근의 기판(W)이 통과하는 위치에, 2개씩 센서(20a, 20b)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 로봇 아암(12)에 의해 기판이 로드록실(14)로부터 취출될 때에, 센서(20a, 20b)는 기판(W)에 관한 센싱 정보를 신속히 취득할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 센서(20)는 1개의 로드록실(14)에 대해서 2개 마련되어 있다. 또한, 센서(20)는 1개의 로드록실(14)에 대해서 3개 이상 마련되어 있어도 좋다.
도 2는 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 구성의 일 예를 도시하는 도면이다. 로봇 아암(12)은 복수의 아암(30)이 회전 가능한 관절(31)에 의해 접속되고, 관절(31)을 회전시키는 것에 의해 신축 가능하게 된 다관절 아암으로서 구성되어 있다. 예를 들면, 도 2에 도시하는 로봇 아암(12)은 아암(30a 내지 30c)에 관절(31a 내지 31c)이 마련되고, 아암(30a, 30b)이 관절(31b)에 의해 회전 가능하게 접속되고, 아암(30b, 30c)이 관절(31c)에 의해 회전 가능하게 접속되어 있다. 각 관절(31)에는, 관절(31)을 회전 구동시키는 구동 기구가 마련되고, 구동 기구에 의해 아암(30)을 수평 방향으로 회전시킨다. 예를 들면, 각 관절(31)에는, 구동 기구로서 각각 서보 모터나 감속기 등이 마련되어 있다. 각 관절(31)은, 서보 모터의 구동력이 감속기를 거쳐서 전달되어 회전 구동하는 것으로 각 아암(30)을 수평 방향으로 회전시킨다. 로봇 아암(12)은 각 관절(31)의 회전 각도가 검출 가능하게 되어 있다. 예를 들면, 관절(31a 내지 31c)의 서보 모터의 회전축에 엔코더가 마련되고, 관절(31a 내지 31c)의 엔코더로부터 피드백 신호에 근거해서 관절(31a 내지 31c)의 회전 각도가 검출 가능하게 되어 있다.
선단의 아암(30c)은 선단측이 2개의 지지부(32a)에 분기한 Y자형상의 포크(32)가 마련되어 있다. 포크(32)는, 예를 들면 세라믹 등의 열팽창이 적은 재료로 형성되어 있다. 로봇 아암(12)은 관절(31)에 있어서 아암(30)을 회전시키는 것에 의해 수평 방향으로 신축 가능하게 되고, 포크(32)로 기판(W)을 지지해서 기판(W)을 반송한다. 로봇 아암(12)은 센서(20)에 의해 신축한 위치를 검출 가능한 형상으로 되어 있다. 예를 들면, 도 2에 도시하는 로봇 아암(12)은 포크(32)의 한쪽의 지지부(32a)에, 수평 방향으로 돌출된 직사각형상의 3개의 돌기부(33)가 마련되어 있다.
도 3은 실시형태에 따른 로드록실(14)과 진공 반송실(11)의 단면의 일 예를 도시하는 도면이다. 센서(20)는 광원(21a) 및 수광 센서(21b)를 구비한다. 광원(21a) 및 수광 센서(21b)는, 진공 반송실(11)의 외부로서, 진공 반송실(11)의 상부 및 하부에 각각 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 광원(21a)이 진공 반송실(11)의 상부에 마련되고, 수광 센서(21b)가 진공 반송실(11)의 하부에 마련되어 있지만, 광원(21a)은 진공 반송실(11)의 하부에 마련되고, 수광 센서(21b)는 진공 반송실(11)의 상부에 마련되어 있어도 좋다.
광원(21a)은 진공 반송실(11)의 상부의 벽에 마련된 창(11a)을 거쳐서, 진공 반송실(11) 내에 빛을 조사한다. 광원(21a)은 예를 들면 레이저광을 진공 반송실(11) 내에 조사한다. 수광 센서(21b)는, 진공 반송실(11)의 하부의 벽에 마련된 창(11b)을 거쳐서, 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 수광한다. 창(11a) 및 창(11b)은, 예를 들면 석영 등의 빛을 투과 가능한 재료에 의해 구성된다. 수광 센서(21b)는, 광원(21a)으로부터 조사된 빛이 차단되었는지 아닌지를 나타내는 정보를, 센싱 정보로서 제어 장치(100)에 출력한다. 광원(21a)으로부터 빛이 조사되는 영역은 센싱 영역의 일 예이다.
도 1에 돌아온다. 로드록실(14)에는, 로더 모듈(15)이 접속되어 있다. 로더 모듈(15) 내에는, 로봇 아암(150)이 마련되어 있다. 로더 모듈(15)에는, 처리전 또는 처리 후의 복수의 기판(W)을 수용 가능한 용기(예를 들면, FOUP: Front Opening　Unified　Pod)가 접속되는 복수의 로드 포트(16)가 마련되어 있다. 로봇 아암(150)은 로드 포트(16)에 접속된 용기로부터 처리전의 기판(W)을 취출해서 로드록실(14) 내에 반송한다. 또한, 로봇 아암(150)은, 내부의 압력이 대기압으로 되돌려진 로드록실(14)로부터 처리 후의 기판(W)을 취출해서 로드 포트(16)에 접속된 용기 내에 반송한다. 또한, 로더 모듈(15)에는, 로드 포트(16)에 접속된 용기로부터 취출된 기판(W)의 방향을 조정하는 얼라인먼트 유닛이 마련되어 있어도 좋다.
상기와 같이 구성된 처리 시스템(1)은, 제어 장치(100)(제어부)에 의해, 동작이 통괄적으로 제어된다. 제어 장치(100)는 예를 들면 컴퓨터이며, 처리 시스템(1)의 각 부를 제어한다. 처리 시스템(1)은, 제어 장치(100)에 의해, 동작이 통괄적으로 제어된다.
제어 장치(100)는 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하는 컨트롤러(101)와, 유저 인터페이스(102)와, 기억부(103)를 구비한다.
유저 인터페이스(102)는, 공정 관리자가 처리 시스템(1)을 관리하기 위해서 커멘드의 입력 조작을 실시하는 키보드나, 처리 시스템(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 구성되어 있다.
기억부(103)에는, 처리 시스템(1)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(101)의 제어에 의해 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 격납되어 있다. 또한, 기억부(103)에는, 기판 처리를 실시하는데 있어서의 장치나 프로세스에 관한 파라미터 등이 격납되어 있다. 또한, 제어 프로그램이나 레시피, 파라미터는, 컴퓨터로 판독할 수 있는 컴퓨터 기록 매체(예를 들면, 하드 디스크, DVD 등의 광 디스크, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등)에 기억되어 있어도 좋다. 또한, 제어 프로그램이나 레시피, 파라미터는, 다른 장치에 기억되고, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 온라인으로 판독되어 이용되어도 좋다.
컨트롤러(101)는 CPU, 프로그램이나 데이터를 격납하기 위한 내부 메모리를 갖고, 기억부(103)에 기억된 제어 프로그램을 판독하고, 판독된 제어 프로그램의 처리를 실행한다. 컨트롤러(101)는 제어 프로그램이 동작하는 것에 의해 각종의 처리부로서 기능한다. 예를 들면, 컨트롤러(101)는 후술하는 검출부(110) 및 산출부(111)의 기능을 갖는다. 또한, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(101)가 각종의 처리부로서 기능하는 경우를 예로 설명하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 검출부(110) 및 산출부(111)의 기능을 복수의 컨트롤러로 분산해서 실현되어도 좋다.
[기판의 중심 위치의 특정 방법]
다음에, 기판(W)의 중심 위치의 특정 방법에 대해 설명한다. 도 4는 실시형태에 따른 기판(W)의 중심 위치의 특정 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 로봇 아암(12)에 의해 기판(W)이 로드록실(14)로부터 취출될 때에, 센서(20a, 20b)는 센싱 정보를 제어 장치(100)에 출력한다. 로봇 아암(12)의 선단의 포크(32) 상의 기판(W)이 센싱 영역을 통과했을 경우, 예를 들면 도 4의 실선으로 나타내는 바와 같이, 기판(W) 상의 선분(AB) 및 선분(CD)에 있어서, 광원(21a)으로부터 조사된 빛이 차단된다. 제어 장치(100)는 센서(20a, 20b)로부터 출력된 센싱 정보와, 포크(32)의 위치 정보에 근거해서, 점(A 내지 D) 중의 적어도 3점을 통과하는 원의 중심을 기판(W)의 중심 위치(O)로서 특정한다. 포크(32)의 위치 정보는, 예를 들면 로봇 아암(12)의 각 아암(30)의 길이나 각 관절(31)의 각도 등에 근거해서 특정된다. 각 관절(31)의 각도는 관절(31a 내지 31c)의 엔코더로부터의 피드백 신호에 근거해서 검출한다. 도 4의 예에서는, 기판(W)의 중심 위치(O)와, 포크(32)의 기준 위치(O')는 어긋나 있다.
또한, 포크(32)에 대한 기판(W)의 위치나 방향에 따라서는, 기판(W)이 이동할 때에 기판(W)의 노치(N)가 센싱 영역을 통과하거나, 포크(32)에 의해 빛이 차단되는 경우가 있다. 이 경우, 점(A 내지 D)의 모두를 통과하는 원의 중심의 위치가 기판(W)의 중심 위치(O)와 상이한 경우나, 점(A 내지 D)의 모두를 통과하는 원이 존재하지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 점(A 내지 D)을 각각 1개씩 제외한 3점의 조합 4조 중, 2조 이상에 있어서 산출된 원의 중심 위치끼리가 소정 거리 미만인 경우, 그 중심 위치를 기판(W)의 중심 위치(O)로서 특정하는 것이 바람직하다. 기판(W)에 형성된 노치(N)는 기판(W)의 기준 방향을 나타내는 마커의 일 예이다. 또한, 기판(W)의 기준 방향을 나타내는 마커는 기판(W)에 형성된 오리엔테이션 플랫이어도 좋다.
[아암의 팽창량의 산출 방법]
다음에, 로봇 아암(12)의 각 아암(30)의 팽창량의 산출 방법에 대해 설명한다. 처리 시스템(1)은 로봇 아암(12)의 아암수 이상의 상이한 자세로 로봇 아암(12)의 관절(31)의 회전 각도를 검출한다.
도 5는 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 아암(30)을 상이한 자세로 해서 관절(31)의 회전 각도를 검출하는 일 예를 설명하는 도면이다. 예를 들면, 제어 장치(100)는 센서(20a)의 배치 위치를 포크(32)에 마련한 돌기부(33)가 통과하도록 로봇 아암(12)을 이동시킨다. 센서(20a)의 배치 위치를 돌기부(33)가 통과하도록 로봇 아암(12)을 이동시키는 경우, 로봇 아암(12)은 전체가 늘어나도록 관절(31)의 회전 각도가 변화하기 때문에, 각 아암(30)의 자세가 변화한다. 센서(20a)는 센싱 정보를 제어 장치(100)에 출력한다. 로봇 아암(12)은 각 관절(31)의 엔코더의 피드백 신호를 제어 장치(100)에 출력한다. 포크(32)에 마련한 돌기부(33)가 센싱 영역을 통과했을 경우, 예를 들면 도 5의 실선으로 나타내는 바와 같이, 각각의 돌기부(33)의 선분(EF), 선분(GH) 및 선분(IJ)에 있어서, 광원(21a)으로부터 조사된 빛이 차단된다.
검출부(110)는 로봇 아암(12)의 각 관절(31)의 엔코더로부터의 피드백 신호에 근거해서 각 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 또한, 각 관절(31)의 엔코더의 피드백 신호는 로봇 아암(12)을 제어하는 제어부에 입력하고, 당해 제어부가 각 관절(31)의 각도를 특정해도 좋다. 검출부(110)는 로봇 아암(12)의 제어부로부터 각 관절(31)의 회전 각도를 취득하는 것으로, 각 관절(31)의 회전 각도를 검출해도 좋다.
검출부(110)는 로봇 아암(12)의 아암(30)의 수 이상의 상이한 자세로 로봇 아암(12)의 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 검출부(110)는 센서(20a)로부터 출력된 센싱 정보와, 로봇 아암(12)의 각 관절의 회전 각도의 정보에 근거해서, 상이한 자세로 했을 때의 각 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 예를 들면, 검출부(110)는 각 돌기부(33)가 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 차단한 점(E), 점(G) 및 점(I)에서의 관절(31a 내지 31c)의 회전 각도를 검출한다.
도 6은 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 관절(31)의 회전 각도의 일 예를 도시하는 도면이다. 검출부(110)는 로봇 아암(12)이 고정된 위치를 기준점으로 한 수평면 내에서 기준점을 통과하는 축(60)을 정하고, 축(60)으로부터의 각 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 축(60)의 방향은 처리 시스템(1)의 설계시 등에 미리 정하면 좋다.
검출부(110)는 각 관절(31)의 회전 각도가 축(60)을 기준으로 하고 있지 않은 경우, 축(60)을 기준으로 한 각 관절(31)의 회전 각도에 보정한다. 예를 들면, 관절(31a)의 회전 각도가 다른 축(61)을 기준으로 한 회전 각도(φ1)인 경우, 관절(31a)의 회전 각도(θ1)는 이하의 식 (1)과 같이 보정한다.
θ1 = φ1＋α　… (1)
여기서,
θ1은 축(60)을 기준으로 한 아암(30a)의 회전 각도이다.
φ1은 축(61)을 기준으로 한 아암(30a)의 회전 각도이다.
α는 축(60)을 기준으로 한 축(60)과 축(61)의 각도차이다.
또한, 예를 들면 관절(31b)의 회전 각도가 아암(30a)의 방향을 기준으로 한 아암(30a)에 대한 회전 각도(φ2)인 경우, 관절(31b)의 회전 각도(θ2)는 이하의 식 (2)와 같이 보정한다.
θ2　=　φ2＋θ1　=　φ2＋φ1＋α　… (2)
여기서,
θ2는 축(60)을 기준으로 한 아암(30b)의 회전 각도이다.
φ2는 아암(30a)의 방향을 기준으로 한 아암(30b)의 회전 각도이다.
또한, 예를 들면 관절(31c)의 회전 각도가 아암(30b)의 방향을 기준으로 한 아암(30b)에 대한 회전 각도(φ3)인 경우, 관절(31c)의 회전 각도(θ3)는 이하의 식 (3)과 같이 보정한다.
θ3　=　φ3＋θ2　=　φ3＋φ2＋φ1＋α　… (3)
여기서,
θ3은 축(60)을 기준으로 한 아암(30c)의 회전 각도이다.
φ3은 아암(30b)의 방향을 기준으로 한 아암(30c)의 회전 각도이다.
검출부(110)는 각 돌기부(33)가 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 차단한 점(E), 점(G) 및 점(I)에 대해, 각 관절(31)의 회전 각도(θ1 내지 θ3)를 각각 검출한다.
로봇 아암(12)의 각 아암(30)이 팽창한 팽창 상태의 경우, 회전 각도(θ1 내지 θ3)가 변화한다. 제어 장치(100)는 센서(20a)의 배치 위치를 포크(32)에 마련한 돌기부(33)가 통과하도록 로봇 아암(12)을 이동시킨다. 센서(20a)의 배치 위치를 돌기부(33)가 통과하도록 로봇 아암(12)을 이동시키는 경우, 로봇 아암(12)은 전체가 늘어나도록 관절(31)의 회전 각도가 변화하기 때문에, 각 아암(30)의 자세가 변화한다. 센서(20a)는 센싱 정보를 제어 장치(100)에 출력한다. 로봇 아암(12)은 각 관절(31)의 엔코더의 피드백 신호를 제어 장치(100)에 출력한다. 포크(32)에 마련한 돌기부(33)가 센싱 영역을 통과했을 경우, 예를 들면 도 5의 실선으로 나타내는 바와 같이, 각각의 돌기부(33)의 선분(EF), 선분(GH) 및 선분(IJ)에 있어서, 광원(21a)으로부터 조사된 빛이 차단된다.
여기서, 본 실시형태에 따른 로봇 아암(12)은 열팽창이 적은 재료로 형성된 포크(32)가 아암(30c)에 마련되어 있다. 도 14는 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 선단의 아암(30c)의 구성의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 14에는, 로봇 아암(12)의 선단의 아암(30c)이 도시되어 있다. 선단의 아암(30c)에는, 선단측에 포크(32)가 마련되어 있다. 도 14에는, 아암(30c)과 포크(32)와의 접속 부분으로부터 점(E)의 위치까지의 거리(LFE)와, 접속 부분으로부터 점(G)의 위치까지의 거리(LFG)와, 접속 부분으로부터 점(I)의 위치까지의 거리(LFI)와, 아암(30c)의 길이(L3)가 표시되어 있다. 포크(32)는 열팽창이 적은 재료로 형성되어 있다. 이 때문에, 아암(30c)에서는, 온도 변화가 발생해도, 포크(32) 부분의 거리(LFE, LFG, LFI)가 거의 변화하지 않고, 아암(30c)의 길이(L3)가 주로 변화한다.
도 7은 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 아암(30)의 팽창에 의한 회전 각도의 변화를 설명하는 도면이다. 도 7은 축(60)을 X축으로 하고, 수평면 내에서 축(60)에 수직인 방향을 Y축으로 하고, 각 돌기부(33)가 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 차단한 점(E)에서의 회전 각도의 변화를 나타내고 있다. 도 7에는, 아암(30)이 팽창하지 않은 미팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)을 실선으로 모식적으로 나타내고 있고, 아암(30)이 팽창한 팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)을 파선으로 모식적으로 나타내고 있다.
로봇 아암(12)의 Y축 방향에 대한 거리(Y)는 각 아암(30)의 길이나 각 관절(31)의 회전 각도 등에서 산출할 수 있다. 예를 들면, 아암(30)이 미팽창 상태의 로봇 아암(12)의 아암(30a 내지 30c)의 길이를 L1 내지 L3으로 한다. 또한, 도 7에 실선으로 나타낸 바와 같이, 아암(30)이 미팽창 상태의 경우에 있어서 각 돌기부(33)가 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 차단한 점(E)에서의 각 관절(31)의 회전 각도(θ1E 내지 θ3E)로 한다. 이 경우, Y축 방향에 대한 점(E)의 거리(YE)는 이하의 식 (4)와 같이 나타낼 수 있다.
YE　=　L1·sinθ1E＋L2·sinθ2E
＋(L3＋LFE)·sinθ3E　… (4)
여기서,
YE는 Y축 방향에 대한 점(E)의 거리이다.
L1 내지 L3은 미팽창 상태의 아암(30a 내지 30c)의 길이이다.
LFE는 포크(32)의 아암(30c)과의 접속 부분으로부터 점(E)의 위치까지의 거리이다.
θ1E 내지 θ3E는 미팽창 상태의 경우의 점(E)에서의 관절(31a 내지 31c)의 회전 각도이다.
미팽창 상태의 로봇 아암(12)의 아암(30a 내지 30c)의 길이(L1 내지 L3)는, 예를 들면 로봇 아암(12)의 사양에 기재된 아암(30a 내지 30c)의 길이, 또는 상온시의 아암(30a 내지 30c)의 길이를 이용한다.
한편, 아암(30)이 팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)의 각 아암(30a 내지 30c)의 길이 방향의 팽창량을 ΔL1 내지 ΔL3으로 한다. 또한, 도 7에 파선으로 나타낸 바와 같이, 아암(30)이 팽창 상태에 있어서 각 돌기부(33)가 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 차단한 점(E)에서의 각 관절(31)의 회전 각도(θ1'E 내지 θ3'E)로 한다. 이 경우, Y축 방향에 대한 점(E)의 거리(YE)는 이하의 식 (5)와 같이 나타낼 수 있다. 또한, 포크(32)는 열팽창이 적은 재료로 형성되어 있고, 열팽창에 의한 길이의 변화가 없는 것으로 하고 있다. 포크(32)의 팽창량은 아암(30c)의 길이 방향의 팽창량(ΔL3)에 포함되는 것이라고 해도 좋다. 또한, 포크(32) 부분의 거리(LFE)는 아암(30c)에 포함되어 있는 것으로서 식 (4), (5)로부터 생략해도 좋다.
YE　=　(L1＋ΔL1)·sinθ1'E＋(L2＋ΔL2)·sinθ2'E
＋(L3＋ΔL3＋LFE)·sinθ3'E　… (5)
여기서,
ΔL1 내지 ΔL3은 아암(30a 내지 30c)의 길이의 팽창량이다.
θ1'E 내지 θ3'E는 팽창 상태의 경우의 점(E)에서의 관절(31a 내지 31c)의 회전 각도이다.
Y축 방향에 대한 점(E)의 거리(YE), 미팽창 상태의 아암(30)의 길이(L1 내지 L3), 포크(32) 부분의 거리(LFE)는 처리 시스템(1)의 실제의 계측이나, 처리 시스템(1)의 설계 데이터로부터 정해진다. 또한, 거리(YE)는 미팽창 상태의 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와 관절(31)의 회전 각도(θ1 내지 θ3)로부터 식 (4)에 의해 구해도 좋다.
검출부(110)는 각 돌기부(33)가 광원(21a)으로부터 조사된 빛을 차단한 점(E), 점(G) 및 점(I)에 있어서, 각 관절(31)의 회전 각도(θ1 내지 θ3)를 각각 검출한다. 여기서, 로봇 아암(12)의 각 아암(30)이 팽창했을 경우, 검출부(110)에 의해 검출되는 회전 각도(θ1 내지 θ3)는 회전 각도(θ1' 내지 θ3')로 된다. 예를 들면, 점(E)에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 로봇 아암(12)의 아암(30)이 미팽창 상태의 경우, 검출부(110)에 의해 회전 각도(θ1E 내지 θ3E)가 검출된다. 한편, 로봇 아암(12)의 각 아암(30)이 팽창했을 경우, 검출부(110)에 의해 회전 각도(θ1'E 내지 θ3'E)가 검출된다. 또한, 점(G)에서는, 로봇 아암(12)의 아암(30)이 미팽창 상태의 경우, 검출부(110)에 의해 회전 각도(θ1G 내지 θ3G)가 검출된다. 한편, 로봇 아암(12)의 각 아암(30)이 팽창했을 경우, 검출부(110)에 의해 회전 각도(θ1'G 내지 θ3'G)가 검출된다. 또한, 점(I)에서는, 로봇 아암(12)의 아암(30)이 미팽창 상태의 경우, 검출부(110)에 의해 회전 각도(θ1I 내지 θ3I)가 검출된다. 한편, 로봇 아암(12)의 각 아암(30)이 팽창했을 경우, 검출부(110)에 의해 회전 각도(θ1'I 내지 θ3'I)가 검출된다.
식 (5)에 있어서, 거리(YE) 및 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)는 처리 시스템(1)의 실제의 계측이나, 처리 시스템(1)의 설계 데이터로부터 정해진다. 또한, 회전 각도(θ1'E 내지 θ3'E)는 검출부(110)에 의한 검출에 의해 정해진다. 따라서, 식 (5)에 있어서, 미지수는 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)이 된다.
점(E), 점(G) 및 점(I)에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')로부터 각각, Y축 방향에 대한 점(E)의 거리(YE), Y축 방향에 대한 점(G)의 거리(YG), 및 Y축 방향에 대한 점(I)의 거리(YI)에 대해 3개의 식 (5)를 얻을 수 있다. 예를 들면, Y축 방향에 대한 점(G)의 거리(YG)는, 식 (5)의 거리(LFE)를, 포크(32)의 아암(30c)과의 접속 부분으로부터 점(G)의 위치까지의 거리(LFG)로 대신하고, 또한 회전 각도(θ1'E 내지 θ3'E)를 회전 각도(θ1'G 내지 θ3'G)로 대신하는 것으로 얻을 수 있다. 또한, Y축 방향에 대한 점(I)의 거리(YI)는, 식 (5)의 거리(LFE)를, 포크(32)의 아암(30c)과의 접속 부분으로부터 점(I)의 위치까지의 거리(LFI)로 대신하고, 또한 회전 각도(θ1'I 내지 θ3'I)를 회전 각도(θ1'G 내지 θ3'G)로 대신하는 것으로 얻을 수 있다. 거리(YG, YI), 거리(LFG, LFI)는 처리 시스템(1)의 실제의 계측이나, 처리 시스템(1)의 설계 데이터로부터 정해진다. 또한, 거리(LFE, LFG, LFI)는 아암(30c)에 포함되어 있는 것으로서, 식 (5)로부터 생략해도 좋다. 식 (5)의 미지수는, 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)의 3개이기 때문에, 3개의 식 (5)으로부터, 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 미정수로 해서 방정식을 푸는 것에 의해, 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 산출할 수 있다.
점(E)에서의 관계를 예에 식 (5)를 설명했지만, 식 (5)는, 로봇 아암(12)이 신축한 거리(Y(YE))와, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와, 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3'(θ1'E 내지 θ3'E))와, 아암(30)의 길이의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)과의 관계를 나타낸 관계식이다.
산출부(111)는 식 (5)에, 자세마다, 로봇 아암(12)이 신축한 거리(Y)와, 검출부(110)에 의해 검출된 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 적용한다. 그리고, 산출부(111)는 자세마다의 식 (5)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 미정수로 해서 푸는 것에 의해, 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 산출한다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 각 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 구할 수 있다.
제어 장치(100)는 로봇 아암(12)에 의해 기판(W)을 반송하는 경우, 산출부(111)에 의해 산출한 아암(30)의 팽창량에 근거해서 로봇 아암(12)의 반송 위치를 보정한다. 예를 들면, 제어 장치(100)는 아암(30a 내지 30c)의 길이가 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)만큼 길어진 것으로서, 관절(31a 내지 31c)의 회전 각도를 보정한다. 이것에 의해, 아암(30)이 열의 영향에 의해 팽창했을 경우에서도, 로봇 아암(12)의 반송 위치의 오차를 작게 억제할 수 있다.
또한, 산출부(111)는 다음과 같이 해서 아암(30)의 팽창량을 산출해도 좋다. 예를 들면, 3개의 자세에 대한 3개의 식 (5)는, 식을 변환하는 것으로써, 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 해로 해서 3개의 식으로 변환할 수 있다. 변환한 3개의 식은, 각 자세에서의 로봇 아암(12)이 신축한 거리(Y(YE, YG, YI))와, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와, 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')로부터, 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 각각 산출하는 관계식이 된다. 산출부(111)에는, 이러한 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 각각 산출하는 관계식이 미리 설정된다. 예를 들면, 산출부(111)에는, 관계식이 프로그램된다. 산출부(111)는 설정된 관계식에, 검출부(110)에 의해 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 적용해서, 복수의 아암(30) 각각의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 산출한다. 이 경우도, 각 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 구할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 로봇 아암(12)의 아암(30)과 동일한 3개의 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')로부터 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 산출하는 경우를 예로 설명했다. 그러나, 4개 이상의 자세로 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 검출해도 좋다. 예를 들면, 포크(32)의 한쪽의 지지부(32a)에, 4개 이상의 돌기부(33)를 마련하고, 센서(20a)의 배치 위치를 각 돌기부(33)가 통과하는 4개 이상의 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 검출해도 좋다. 또한, 진공 반송실(11)과 로드록실(14)의 접속부 부근에 배치된 2개의 센서(20a, 20b)의 위치에 있어서, 각 돌기부(33)가 통과하는 4개 이상의 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 검출해도 좋다.
산출부(111)는 4개 이상의 자세로 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 검출했을 경우, 4개 이상의 자세에 대해, 3개의 자세가 조합한 것에, 3개의 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')로부터 아암(30)의 팽창량을 각각 산출한다. 그리고, 산출부(111)는 아암(30)마다 팽창량을 각각의 평균한 평균값을 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)으로 산출한다. 이와 같이, 아암(30)의 팽창량을 산출하는 것으로 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 1개의 센서(20)로 로봇 아암(12)의 복수의 자세를 검출하는 경우를 예로 설명했다. 그러나, 복수의 센서(20)를 이용해서 로봇 아암(12)의 복수의 자세를 검출해도 좋다. 예를 들면, 로봇 아암(12)의 아암(30)의 수 이상의 상이한 위치에 센서(20)를 배치하고, 검출부(110)가 각 센서(20)에 의해 포크(32)의 한쪽의 지지부(32a)의 선단을 검출한 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 검출해도 좋다.
센서(20)의 배치 위치는 진공 반송실(11)과 로드록실(14)의 접속부 부근으로 한정되는 것은 아니다. 센서(20)는, 로봇 아암(12)이 도달하는 범위이며, 열 등의 영향에 의한 배치 위치의 변화가 작은 위치이면, 어느 위치라도 좋다. 예를 들면, 센서(20)는 진공 반송실(11) 내이면 어느 위치에 배치해도 좋다.
그런데, 프로세스 챔버(13)는, 고온으로 기판 처리를 실시하는 경우, 수평 방향으로 열팽창하는 경우가 있다. 그래서, 본 개시의 기술을 이용해서, 프로세스 챔버(13)의 팽창량을 검출해도 좋다. 도 8은 실시형태에 따른 처리 시스템의 다른 일 예를 도시하는 시스템 구성도이다. 도 8은 도 1과 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다. 도 8에 도시하는 처리 시스템(1)은, 프로세스 챔버(13)에, 센서(20)와 동일한 센서(22)가 마련되어 있다.
검출부(110)는 프로세스 챔버(13)에 마련한 센서(22)로 로봇 아암(12)을 검출했을 때의 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 예를 들면, 제어 장치(100)는, 프로세스 챔버(13)의 팽창량을 검출하는 경우, 프로세스 챔버(13)에 마련한 센서(22)의 배치 위치를 포크(32)에 마련한 돌기부(33)가 통과하도록 로봇 아암(12)을 이동시킨다. 검출부(110)는 로봇 아암(12)의 돌기부(33)를 검출했을 때의 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 예를 들면, 검출부(110)는 최초의 돌기부(33)(예를 들면, 점(E))를 검출했을 때의 관절(31a 내지 31c)의 회전 각도를 검출한다.
도 9는 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 관절(31)의 회전 각도의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 9는 프로세스 챔버(13)가 미팽창 상태의 경우의 각 관절(31)의 회전 각도를 도시하는 도면이다. 도 9에는, 아암(30)이 미팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)을 실선으로 모식적으로 나타내고 있고, 아암(30)이 팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)을 파선으로 모식적으로 나타내고 있다. 아암(30)이 미팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)의 각 관절(31)의 회전 각도를 θ01 내지 θ03으로 하고, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이를 L1 내지 L3으로 한다. 또한, 아암(30)이 팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)의 각 아암(30)의 길이 방향의 팽창량을 ΔL1 내지 ΔL3으로 하고, 로봇 아암(12)의 각 관절(31)의 회전 각도를 θ01' 내지 θ03'으로 한다. 이 경우, Y축 방향에 대한 센서(22)의 검출 위치의 거리(P0)는 이하의 식 (6)과 같이 나타낼 수 있다.
P0　=　L1·sinθ01＋L2·sinθ02＋(L3＋LFE)·sinθ03
=　(L1＋ΔL1)·sinθ01'＋(L2＋ΔL2)·sinθ02'
＋(L3＋ΔL3＋LFE)·sinθ03'　… (6)
도 10은 실시형태에 따른 로봇 아암(12)의 관절(31)의 회전 각도의 일 예를 도시하는 도면이다. 도 10은 프로세스 챔버(13)가 팽창 상태의 경우의 각 관절(31)의 회전 각도를 도시하는 도면이다. 도 10에는, 아암(30)이 미팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)을 실선으로 모식적으로 나타내고 있고, 아암(30)이 팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)을 파선으로 모식적으로 나타내고 있다. 아암(30)이 미팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)의 각 관절(31)의 회전 각도를 θ11 내지 θ13으로 한다. 또한, 아암(30)이 팽창 상태의 경우의 로봇 아암(12)의 각 아암(30)의 길이 방향의 팽창량을 ΔL1 내지 ΔL3으로 하고, 로봇 아암(12)의 각 관절(31)의 회전 각도를 θ11' 내지 θ13'으로 한다. 이 경우, Y축 방향에 대한 센서(22)의 검출 위치의 거리(P1)는 이하의 식 (7)과 같이 나타낼 수 있다.
P1　=　L1·sinθ11＋L2·sinθ12＋(L3＋LFE)·sinθ13
=　(L1＋ΔL1)·sinθ11'＋(L2＋ΔL2)·sinθ12'
＋(L3＋ΔL3＋LFE)·sinθ13'　… (7)
이 경우, 프로세스 챔버(13)가 팽창량(P1-P0)은, 식 (6), 식 (7)로부터, 이하의 식 (8)과 같이 나타낼 수 있다.
P1-P0=L1·sinθ11＋L2·sinθ12
＋(L3＋LFE)·sinθ13-｛L1·sinθ01＋
L2·sinθ02＋(L3＋LFE)·sinθ03｝
= (L1＋ΔL1)·sinθ11'＋(L2＋ΔL2)·sinθ12'
＋(L3＋ΔL3＋LFE)·sinθ13'
-｛(L1＋ΔL1)·sinθ01'＋(L2＋ΔL2)·sinθ02'
＋(L3＋ΔL3＋LFE)·sinθ03'｝　… (8)
Y축 방향에 대한 센서(22)의 검출 위치의 거리(P0)는 처리 시스템(1)의 실제의 계측이나, 처리 시스템(1)의 설계 데이터로부터 정해진다. 또한, 거리(P0)는 미팽창 상태의 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와 관절(31)의 회전 각도(θ01 내지 θ03)로부터 식 (6)에 의해 구해도 좋다.
본 실시형태에서는, 각 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 산출할 수 있다. 거리(P0)가 정해지고 있는 경우, 식 (7)에 의해, Y축 방향에 대한 센서(22)의 검출 위치의 거리(P1)를 구하는 것으로, 프로세스 챔버(13)의 팽창량(P1-P0)을 산출할 수 있다.
산출부(111)는 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와, 산출한 복수의 아암(30) 각각의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)과, 검출부(110)에 의해 검출된 관절(31)의 회전 각도(θ11' 내지 θ13')에 근거해서, 프로세스 챔버(13)의 팽창량을 산출한다. 예를 들면, 산출부(111)는 식 (7)을 이용해서, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와, 산출한 복수의 아암(30) 각각의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)과, 검출부(110)에 의해 검출된 관절(31)의 회전 각도(θ11' 내지 θ13')로부터 거리(P1)를 산출한다. 그리고, 산출부(111)는 거리(P0)로부터 거리(P1)를 감산하는 것으로, 프로세스 챔버(13)가 팽창량(P1-P0)을 산출한다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 아암(30)이 팽창했을 경우에서도, 프로세스 챔버(13)가 팽창량을 산출할 수 있다.
[팽창량 산출 방법]
다음에, 처리 시스템(1)이 로봇 아암(12)의 아암(30)의 팽창량을 산출하는 팽창량 산출 방법의 제어의 흐름의 일 예에 대해 설명한다. 도 11은 실시형태에 따른 팽창량 산출 방법의 제어의 흐름의 일 예를 설명하는 도면이다.
검출부(110)는 로봇 아암(12)의 아암(30)의 수 이상의 상이한 자세로 관절(31)의 회전 각도를 검출한다(S10). 예를 들면, 제어 장치(100)는 센서(20a)의 배치 위치를 포크(32)에 마련한 돌기부(33)가 통과하도록 로봇 아암(12)을 이동시킨다. 검출부(110)는 각 돌기부(33)를 센서(20a)로 검출한 점(E), 점(G) 및 점(I)에서의 관절(31)의 회전 각도를 검출한다.
산출부(111)는 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도에 근거해서 아암(30) 각각의 팽창량을 산출하고(S11), 처리를 종료한다. 예를 들면, 산출부(111)는 식 (5)에, 자세마다, 로봇 아암(12)이 신축한 거리(Y)와, 검출부(110)에 의해 검출된 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')를 적용한다. 그리고, 산출부(111)는 자세마다의 식 (5)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 미정수로 해서 푸는 것에 의해, 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)을 산출한다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 로봇 아암(12)(다관절 아암)과, 검출부(110)와, 산출부(111)를 구비한다. 로봇 아암(12)은 복수의 아암(30)이 회전 가능한 관절(31)에 의해 접속되고, 관절(31)을 회전시키는 것에 의해 신축 가능하게 되어 있다. 검출부(110)는 로봇 아암(12)의 아암(30)의 수 이상의 상이한 자세로 로봇 아암(12)의 관절(31)의 회전 각도를 검출한다. 산출부(111)는 검출부(110)에 의해 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도에 근거해서 복수의 아암(30)각각의 팽창량을 산출한다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 각 아암(30)의 팽창량을 구할 수 있다.
또한, 산출부(111)는 복수의 아암(30)이 팽창하지 않은 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와, 미팽창 상태에 있어서의 각 자세에서의 로봇 아암(12)이 신축한 거리(Y)와, 검출부(110)에 의해 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')로부터, 복수의 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 각 아암(30)의 팽창량을 산출할 수 있다.
또한, 산출부(111)는 로봇 아암(12)이 신축한 거리(Y)와, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이(L1 내지 L3)와, 관절(31)의 회전 각도(θ1' 내지 θ3')와, 복수의 아암(30)의 팽창량(ΔL1 내지 ΔL3)과의 관계를 나타낸 관계식(식 (5))에, 자세마다, 로봇 아암(12)이 신축한 거리와, 검출부(110)에 의해 검출된 관절(31)의 회전 각도를 적용해서, 자세마다의 관계식의 복수의 아암(30)의 팽창량을 미정수로 해서 푸는 것에 의해, 복수의 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 각 아암(30)의 팽창량을 산출할 수 있다.
또한, 산출부(111)는 각 자세에서의 로봇 아암(12)이 신축한 거리와, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암(30)의 길이와, 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도로부터, 복수의 아암(30)의 팽창량을 각각 산출하는 관계식에, 검출부(110)에 의해 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도를 적용해서, 복수의 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 이 경우도, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 각 아암(30)의 팽창량을 산출할 수 있다.
또한, 상이한 자세는 로봇 아암(12)을 상이한 거리로 신축하는 자세로 한다. 이것에 의해, 각 자세로 관절(31)의 회전 각도가 바뀌기 때문에, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은, 각 자세로 관절(31)의 회전 각도로부터 각 아암(30)의 팽창량을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.
이상, 실시형태에 대해 설명했지만, 금회 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 하는 것이다. 실제로, 상기한 실시형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시형태는 청구의 범위 및 그 취지를 일탈하는 일 없이, 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
예를 들면, 상기의 실시형태에서는, 센서(20) 및 센서(22)는 광원(21a) 및 수광 센서(21b)를 갖고, 광원(21a)으로부터 빛이 차단된 것으로 로봇 아암(12)의 도달을 검출하는 경우를 예로 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 센서(20) 및 센서(22)는 로봇 아암(12)의 도달을 검출할 수 있으면 어느 쪽의 방식을 이용해도 좋다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 포크(32)의 한쪽의 지지부(32a)에, 수평 방향으로 돌출된 직사각형상의 3개의 돌기부(33)를 마련해서 센서(20)에 의해 위치를 검출 가능하게 했을 경우를 예로 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 포크(32)는 신축한 위치를 센서(20)에 의해 검출 가능하면, 형상은 어느 쪽이어도 좋다. 예를 들면, 포크(32)는 2개의 지지부(32a)에 각각 돌기부(33)를 설치해도 좋다. 또한, 돌기부(33)는 포크(32)에 대칭으로 설치해도 좋다.
도 12는 실시형태에 따른 포크(32)의 형상의 다른 일 예를 도시하는 도면이다. 포크(32)는 선단측으로 분기한 Y자형상의 2개의 지지부(32a)가 마련되어 있다. 포크(32)의 2개의 지지부(32a)에는, 아암(30c)과의 접속되는 단부 부근에 각각 외측에 수평 방향으로 돌출된 돌기부(33)가 각각 마련되어 있다. 2개의 지지부(32a)에 마련된 2개의 돌기부(33)는 부분적으로 대칭인 형상으로 되어 있다. 예를 들면, 2개의 지지부(32a)에 마련된 2개의 돌기부(33)는 포크(32)의 선단측이 대칭인 형상으로 형성되어 있다. 2개의 돌기부(33)는 포크(32)의 선단측이 포크(32)의 선단측에 대해 직각으로 형성되고, 포크(32)의 단부측이 단부측에 대해 서서히 폭이 좁아지도록 비스듬하게 형성되어 있다. 또한, 2개의 돌기부(33) 중, 한쪽측의 돌기부(33)는 다른쪽측의 돌기부(33)보다 단부측까지 형성되어 있다. 도 12에는, 포크(32) 상에 배치되는 기판(W)이 점선으로 표시되어 있다. 또한, 도 12에는, 로봇 아암(12)에 의해 기판(W)을 로드록실(14)로부터 취출할 때에, 센서(20a, 20b)의 센싱 영역을 통과하는 위치가 점선으로 표시되어 있다. 기판(W)은 센싱 영역을 통과할 때에 점(A 내지 D)의 4점이 센서(20a, 20b)에 의해 검출된다. 제어 장치(100)는 점(A 내지 D) 중의 적어도 3점을 통과하는 원의 중심을 기판(W)의 중심 위치(O)로서 특정한다. 또한, 포크(32)는 돌기부(33)가 센싱 영역을 통과할 때에 점(E 내지 H)의 4점이 센서(20a, 20b)에 의해 검출된다. 산출부(111)는 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도에 근거해서 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 예를 들면, 점(E)과 점(F)을 검출했을 때의 평균의 거리(Y)와, 점(G)을 검출했을 때의 거리(Y)와, 점(H)을 검출했을 때의 거리(Y)에서의 각 관절(31)의 회전 각도로부터, 각 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 각 아암(30)의 팽창량을 구할 수 있다. 또한, 로봇 아암(12)에 의해 기판(W)을 로드록실(14)로부터 취출할 때에, 기판(W)의 중심 위치(O)와 각 아암(30)의 팽창량을 동시에 산출할 수 있고, 탑재대에의 반송 위치를 보정할 수 있다.
도 13은 실시형태에 따른 포크(32)의 형상의 다른 일 예를 도시하는 도면이다. 포크(32)는 선단측에 분기한 Y자형상의 2개의 지지부(32a)에 마련되어 있다. 포크(32)의 2개의 지지부(32a)는 대칭으로 형성되어 있다. 포크(32)는, 2개의 지지부(32a)가 분기하는 분기부 부근에, 대칭으로 슬릿(34)이 형성되어 있다. 포크(32)는, 2개의 지지부(32a)의 선단에, 수평 방향으로 선단측으로 돌출된 돌기부(33)가 각각 마련되어 있다. 또한, 포크(32)는, 2개의 지지부(32a)의 분기부에, 각각 지지부(32a)로부터 단부측으로 연장된 돌기부(33)가 마련되어 있다. 도 13에는 포크(32) 상에 배치되는 기판(W)이 점선으로 표시되어 있다. 포크(32)는 기판(W)보다 크게 형성되어 있고, 2개의 지지부(32a)의 선단측의 돌기부(33)가 배치된 기판(W)을 통과해서 노출한다. 센서(20a, 20b)는 2개의 지지부(32a)의 간격에 대응한 간격으로 배치된다. 또한, 센서(20a, 20b)의 외측에는, 센서(20a, 20b)와 동일의 구성의 센서(23a, 23b)가 배치된다. 도 13에는, 포크(32) 상에 배치되는 기판(W)이 점선으로 표시되어 있다. 또한, 도 13에는, 로봇 아암(12)에 의해 기판(W)을 로드록실(14)로부터 취출할 때에, 센서(20a, 20b, 23a, 23b)의 센싱 영역을 통과하는 위치가 점선으로 표시되어 있다. 센서(23a, 23b)의 센싱 영역을 기판(W)이 통과한다. 기판(W)은 센싱 영역을 통과할 때에 점(A 내지 D)의 4점이 센서(23a, 23b)에 의해 검출된다. 제어 장치(100)는 점(A 내지 D) 중의 적어도 3점을 통과하는 원의 중심을 기판(W)의 중심 위치(O)로서 특정한다. 센서(20a, 20b)의 센싱 영역을 포크(32)의 선단이나, 슬릿(34), 단부가 통과한다. 포크(32)의 선단이나, 슬릿(34), 단부가 센싱 영역을 통과할 때에 점(E 내지 J)의 6점이 센서(20a, 20b)에 의해 검출된다. 산출부(111)는 검출된 각 자세에서의 관절(31)의 회전 각도에 근거해서 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 예를 들면, 점(E)과 점(F)을 검출했을 때의 평균의 거리(Y)와, 점(G)과 점(H)을 검출했을 때의 평균의 거리(Y)와, 점(I)과 점(J)을 검출했을 때의 평균의 거리(Y)에서의 각 관절(31)의 회전 각도로부터, 각 아암(30) 각각의 팽창량을 산출한다. 이것에 의해, 본 실시형태에 따른 처리 시스템(1)은 각 아암(30)의 팽창량을 구할 수 있다. 기판(W)의 중심 위치(O)와, 각 아암(30)의 팽창량을 동시에 산출할 수 있고, 탑재대에의 반송 위치를 보정할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 반도체 웨이퍼를 기판(W)으로 했을 경우를 예로 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 기판(W)은 유리 기판 등 어느 쪽의 기판이라도 좋다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 진공 반송실(11)과 로드록실(14)의 접속부 부근에 센서(20)(센서(20a, 20b))를 마련하고, 포크(32)에 마련한 각 돌기부(33)가 센서(20)의 배치 위치를 통과할 때의 로봇 아암(12)의 각 관절의 회전 각도를 검출하는 경우를 예로 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 도 15는 실시형태에 따른 처리 시스템 본체(10)의 다른 일 예를 도시하는 도면이다. 도 15는 도 1과 동일한 부위에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다. 도 15에 도시하는 처리 시스템 본체(10)는 진공 반송실(11)과 각 프로세스 챔버(13)의 접속부 부근에, 각각 센서(20)(센서(20a, 20b))와 동일한 센서(24)(센서(24a, 24b))가 마련되어 있다. 로봇 아암(12)이 기판(W)을 각 프로세스 챔버(13)에 반입출할 때에, 포크(32)에 마련한 각 돌기부(33)가 센서(24a, 24b)의 배치 위치를 통과한다. 제어 장치(100)는 포크(32)에 마련한 각 돌기부(33)가 센서(20)의 배치 위치를 통과할 때의 로봇 아암(12)의 각 관절의 회전 각도를 검출하고, 검출한 각 관절의 회전 각도에 근거해서 복수의 아암(30) 각각의 팽창량을 산출해도 좋다.
1: 처리 시스템
11:　진공 반송실
12:　로봇 아암
13:　프로세스 챔버
14:　로드록실
15:　로더 모듈
20:　센서
30, 30a 내지 30c:　아암
31, 31a 내지 31c:　관절
32:　포크
32a:　지지부
33:　돌기부
100:　제어 장치
101:　프로세스 컨트롤러
102:　유저 인터페이스
103:　기억부
110:　검출부
111:　산출부
W:　기판

Claims (8)

  1. 복수의 아암이 회전 가능한 관절에 의해 접속되고, 상기 관절을 회전시키는 것에 의해 신축 가능하게 된 다관절 아암과,
    상기 다관절 아암의 아암수 이상의 상이한 자세로 상기 다관절 아암의 상기 관절의 회전 각도를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부에 의해 검출된 각 자세에서의 상기 관절의 회전 각도에 근거해서 상기 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출하는 산출부를 포함하는
    반송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 복수의 아암이 팽창하지 않은 미팽창 상태에 있어서의 각 아암의 길이와, 상기 미팽창 상태에 있어서의 상기 각 자세에서의 상기 다관절 아암이 신축한 거리와, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 각 자세에서의 상기 관절의 회전 각도로부터, 상기 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출하는
    반송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 다관절 아암이 신축한 거리와, 상기 미팽창 상태에 있어서의 각 아암의 길이와, 상기 관절의 회전 각도와, 상기 복수의 아암의 팽창량과의 관계를 나타낸 관계식에, 자세마다, 상기 다관절 아암이 신축한 거리와, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 관절의 회전 각도를 적용해서, 자세마다의 상기 관계식의 상기 복수의 아암의 팽창량을 미정수로 해서 푸는 것에 의해, 상기 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출하는
    반송 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 각 자세에서의 상기 다관절 아암이 신축한 거리와, 상기 미팽창 상태에 있어서의 각 아암의 길이와, 상기 각 자세에서의 상기 관절의 회전 각도로부터, 상기 복수의 아암의 팽창량을 각각 산출하는 관계식에, 상기 검출부에 의해 검출된 각 자세에서의 상기 관절의 회전 각도를 적용해서, 상기 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출하는
    반송 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상이한 자세는 상기 다관절 아암을 상이한 거리로 신축하는 자세로 한
    반송 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부는 기판 처리를 실시하는 챔버에 마련한 센서로 상기 다관절 아암을 검출했을 때의 상기 관절의 회전 각도를 검출하고,
    상기 산출부는, 미팽창 상태에 있어서의 각 아암의 길이와, 산출한 상기 복수의 아암 각각의 팽창량과, 상기 검출부에 의해 검출된 상기 관절의 회전 각도에 근거해서, 상기 챔버의 팽창량을 산출하는
    반송 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산출부에 의해 산출한 아암의 팽창량에 근거해서 상기 다관절 아암의 반송 위치를 보정하는 반송 제어부를 추가로 구비하는
    반송 장치.
  8. 복수의 아암이 회전 가능한 관절에 의해 접속되고, 상기 관절을 회전시키는 것에 의해 신축 가능하게 된 다관절 아암의 아암수 이상의 상이한 자세로 상기 다관절 아암의 상기 관절의 회전 각도를 검출하는 공정과,
    검출된 각 자세에서의 상기 관절의 회전 각도에 근거해서 상기 복수의 아암 각각의 팽창량을 산출하는 공정을 포함하는
    팽창량 산출 방법.
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