WO2020045280A1 - 基板搬送ロボット - Google Patents

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substrate
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robot
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吉田　哲也
ミン ゼン，
一 中原
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Kawasaki Robotics USA Inc
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
Kawasaki Robotics USA Inc
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    • H10P72/7602—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using mechanical means, e.g. clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade or gripped by a gripper for conveyance

Definitions

  • the present invention relates to a substrate transport robot that transfers a substrate to and from a substrate carrier coupled to a load port.
  • load ports for clamping a carrier of a substrate, docking and undocking the carrier, and opening and closing a door of the carrier are known.
  • a load port is provided, for example, in an EFEM (Equipment ⁇ Front ⁇ End ⁇ Module) which is an interface between the carrier and the substrate processing apparatus.
  • EFEM Equipment ⁇ Front ⁇ End ⁇ Module
  • Patent Document 1 discloses an automatic transfer system that automatically transfers a cassette (carrier) to a cassette stage of equipment.
  • This automatic transport system includes an automatic transport vehicle equipped with a camera and a hand, image recognition means for detecting the presence or absence of a cassette on the stage by capturing and processing an image of the stage with the camera, cassettes and other obstacles Control means for transferring the cassette to the stage if there is no hand.
  • a difference may occur between a predetermined mounting reference position on the stage and an actual mounting position of the carrier. If the carrier is docked with the load port opening in such a state, a difference may occur between a predetermined reference coupling position and an actual coupling position of the carrier.
  • the transfer of the substrate to and from the carrier is performed by a substrate transfer robot. The substrate transfer robot needs to recognize the shift of the coupling position of the carrier in order to accurately transfer the substrate to the carrier.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for detecting a displacement of a coupling position of a carrier coupled to a load port by a substrate transport robot.
  • the substrate transfer robot includes: Transferring the substrate from the second side, opposite to the first side, through the opening to the carrier of the substrate coupled to the opening of the load port at the first side of the load port via the load port.
  • a substrate transfer robot A hand holding the substrate, A robot arm connected to the hand and displacing the hand;
  • An imaging device attached to the hand or the robot arm;
  • a controller for controlling the operation of the robot arm and the imaging device, The controller acquires a captured image including the carrier coupled to the periphery of the opening and the opening, which is captured from the second side by the imaging device, and performs image processing on the captured image, thereby obtaining the carrier. Is characterized by detecting a deviation of the combined position from a predetermined reference combined position.
  • the substrate transfer robot it is possible to detect a displacement of the coupling position of the carrier with respect to the load port based on an image captured by an imaging device mounted on the robot itself. This detection result can be reflected on the operation of transferring the substrate to the carrier of the substrate transfer robot.
  • a single substrate transfer robot can similarly detect a shift in the coupling position of a carrier with respect to a plurality of load ports. Further, the displacement of the coupling position of the carrier with respect to the load port can be detected regardless of the standard of the load port and the carrier.
  • the displacement of the coupling position of the carrier coupled to the load port can be detected by the substrate transport robot.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing facility including a substrate transport robot according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the load port shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control system of the substrate transfer robot shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating Example 1 of the captured image.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating Example 2 of the captured image.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a substrate processing facility 100 including a substrate transfer robot 7 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a load port 2 illustrated in FIG. .
  • the substrate processing equipment 100 shown in FIG. 1 includes a load port 2, a substrate transfer device 3, and a substrate processing device 4.
  • the substrate transfer device 3 is an interface between the substrate carrier 16 and the substrate processing device 4.
  • the carrier 16 includes a box-shaped container 15 for the substrate 6 therein, and a lid 17 for sealing the opening of the container 15.
  • a plurality of shelves 18 for mounting the substrate 6 are provided at predetermined intervals in the vertical direction.
  • the substrate transfer device 3 includes a housing 31 in which a transfer chamber 30 is formed, and a fan filter unit 5 installed on a ceiling of the housing 31.
  • the clean air supplied into the transfer chamber 30 from the fan filter unit 5 flows downward in the transfer chamber 30 and is discharged from the floor of the transfer chamber 30 to the outside of the apparatus.
  • the inside of the transfer chamber 30 is maintained at a higher pressure than the external atmosphere, and is maintained at a high clean atmosphere.
  • a substrate transfer robot 7 that receives the substrate 6 from the carrier 16 and transfers it to the substrate processing device 4 and receives the substrate 6 from the substrate processing device 4 and transfers it to the carrier 16. Is provided.
  • the substrate transfer robot 7 will be described later in detail.
  • the substrate processing device 4 is connected to the side surface of the housing 31 of the substrate transfer device 3.
  • the substrate processing apparatus 4 may be an apparatus that performs at least one or more of a heat treatment, an impurity introduction process, a thin film formation process, a lithography process, a cleaning process, and a planarization process on the substrate.
  • the substrate processing apparatus 4 receives, for example, the load lock chamber 41 for introducing the substrate 6 into the vacuum space, the process chamber 43 for processing the substrate 6, and the substrate 6 between the load lock chamber 41 and the process chamber 43 and loads the same.
  • -It has a plurality of vacuum chambers of the transfer chamber 42 for carrying out.
  • the substrate transfer device 3 transfers the substrate to the load lock chamber 41.
  • the configuration of the substrate processing apparatus 4 is not limited to the above.
  • At least one load port 2 is provided on the side surface of the housing 31 of the substrate transfer device 3 opposite to the side surface to which the substrate processing device 4 is connected.
  • the load port 2 forms a part of the side surface of the housing 31.
  • the load port 2 includes a stage 21 on which the carrier 16 is placed, a plate 23 provided with a port opening 22 serving as a delivery port of the substrate 6, and a port opening 22.
  • the vehicle includes a door 24 that opens and closes, a stage driving device 29 that moves the stage 21 forward and backward with respect to the port opening 22, and a door driving device 28 that moves the door 24 up and down.
  • the stage 21 is provided with positioning pins 211 for positioning the carrier 16 at a predetermined mounting reference position.
  • the carrier 16 is positioned on the stage 21 by fitting the positioning pins 211 into positioning holes provided on the bottom of the carrier 16.
  • the positioning hole is a long hole, and a slight displacement of the carrier 16 with respect to the stage 21 may occur.
  • the stage 21 is reciprocated by the stage driving device 29.
  • the stage driving device 29 includes, for example, a motor 291 and a feed screw 292 driven by the motor 291. As the feed screw 292 rotates forward and backward, the stage 21 moves forward and backward with respect to the port opening 22.
  • the carrier 16 moves forward toward the port opening 22 (door 24) as the stage 21 moves forward, the lid 17 of the carrier 16 and the door 24 abut.
  • the flange 19 formed on the opening edge of the carrier 16 and the flange panel 27 provided around the port opening 22 come into contact with each other, and the carrier 16 and the plate 23 are connected (docked).
  • the door 24 has a registration pin 241 and a latch key 242 for performing integration and positioning on the lid 17 by suction force.
  • a latch key hole (not shown) provided in the lid 17 and rotating in the unlocking direction
  • the lid 17 is switched to the unlocked state, and the lid 17 and the door 24 are integrated.
  • the latch 17 is switched to the locked state by fitting the latch key 242 into a latch key hole (not shown) provided in the lid 17 and rotating in the locking direction, and the lid 17 is integrated with the door 24. It is released.
  • the door driving device 28 includes, for example, an elevating motor 281, a feed screw 282 driven by the elevating motor 281, a translation motor 283, and a translation feed screw 284 driven by the translation motor 283.
  • the elevating feed screw 282 is screwed into the bracket 285, and the forward / reverse rotation of the elevating feed screw 282 causes the door 24 to move up and down.
  • the translation feed screw 284 is screwed into a bracket 286 holding the elevating motor 281, and the forward / reverse rotation of the translation feed screw 284 causes the door 24 to move forward and backward with respect to the port opening 22. .
  • the door 17 integrated with the lid 17 retreats from the port opening 22 and then descends, whereby the lid 17 and the door 24 are retracted from the port opening 22 and transferred to the inside of the carrier 16.
  • the chamber 30 communicates with the port opening 22.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control system of the substrate transfer robot 7 shown in FIG.
  • the substrate transfer robot 7 includes a robot arm (hereinafter, simply referred to as “arm 71”) and a substrate holding hand (hereinafter, simply “hand 72”) connected to a wrist of the arm 71. ), A base 73 supporting the arm 71, the imaging device 9 mounted on the arm 71 or the hand 72, and the robot controller 8.
  • the arm 71 is a horizontal articulated robot arm, the arm 71 is not limited to this.
  • the arm 71 includes an elevating shaft 70 supported by a base 73 and at least one link 75 or 76.
  • the proximal end of the first link 75 is connected to the upper end of the elevating shaft 70 via the first joint J1
  • the proximal end of the second link 76 is connected to the distal end of the first link 75. They are connected via a joint J2.
  • the proximal end of the hand 72 is connected to the distal end of the second link 76 via a first wrist joint J3 and a second wrist joint J4.
  • the first joint J1, the second joint J2, and the first wrist joint J3 are joints that connect the two elements rotatably around a vertical axis.
  • the second wrist joint J4 is a joint that connects two elements so as to be rotatable around a horizontal axis.
  • the hand 72 includes a hand base 51 connected to the tip of the arm 71 and a blade 52 connected to the hand base 51.
  • the blade 52 is provided with a holding device (not shown) for holding the substrate 6. This holding device may be adapted to prevent the substrate 6 placed on the blade 52 from falling off the blade 52 by fitting, adsorbing, holding, or otherwise.
  • an elevating drive device 60 that drives the elevating shaft 70 up and down is provided.
  • the elevation drive device 60 includes, for example, a servomotor that angularly displaces according to a signal given from the controller 8, a power transmission mechanism that includes a speed reduction device, converts the power of the servomotor into a straight-line force, and transmits it to the elevation shaft 70, And a position detector for detecting the angular displacement of each of them (both are not shown).
  • a first joint driving device 61 for driving the first joint J1 and a second joint driving device 62 for driving the second joint J2 are provided in the first link 75.
  • a first wrist joint driving device 63 for driving the first wrist joint J3 is provided in the second link 76.
  • a second wrist joint driving device 64 for driving the second wrist joint J4 is provided in the hand base 51.
  • the drive devices 61 to 64 of the joints J1 to J4 are provided with a servomotor that angularly displaces according to a signal given from the controller 8, a power transmission mechanism including a speed reducer and transmitting the power of the servomotor to the link body, And a position detector for detecting displacement (both not shown).
  • the imaging device 9 includes a camera 91 and an irradiation device 92 that irradiates light to an imaging range of the camera 91.
  • the imaging device 9 is attached to the hand base 51, but the imaging device 9 may be attached to the arm 71.
  • the camera 91 is moved by the arm 71 integrally with the hand 72.
  • the controller 8 controls the operation of the substrate transfer robot 7.
  • the controller 8 includes a robot control unit 81 and a carrier position adjustment unit 82.
  • the controller 8 is a so-called computer and includes, for example, a processor 8a such as a microcontroller, CPU, MPU, PLC, DSP, ASIC, or FPGA, and a memory 8b such as a ROM or a RAM.
  • the memory 8b stores a program executed by the processor 8a including a carrier position adjustment program.
  • the memory 8b stores data used for processing performed by the processor 8a.
  • the processor 8a reads and executes the program stored in the memory 8b, so that processing for functioning as the robot control unit 81 and the carrier position adjusting unit 82 is performed.
  • the controller 8 may execute each process by centralized control by a single computer, or may execute each process by distributed control in cooperation with a plurality of computers.
  • the robot control unit 81 of the controller 8 controls the operation of the substrate transfer robot 7. More specifically, the robot controller 81 is electrically connected to the elevation drive device 60, the first joint drive device 61, the second joint drive device 62, the first wrist joint drive device 63, and the second wrist joint drive device 64. It is connected to the.
  • the robot control unit 81 acquires the rotational positions of the servomotors from the position detectors included in these driving devices, and poses (positions and postures) of the hand 72 corresponding to the rotational positions and the stored teaching point data. Is calculated based on the target pose. Further, the robot control unit 81 outputs a control command to the servo amplifier so that the hand 72 has the target pose.
  • the servo amplifier supplies the driving power to each servo motor based on the control command, so that the hand 72 moves to the target pose.
  • the carrier position adjusting unit 82 of the controller 8 detects a position shift of the carrier 16 coupled to the load port 2 and reflects the position shift on the operation of the substrate transfer robot 7.
  • the carrier position adjustment processing performed by the substrate transfer robot 7 will be described.
  • the carrier position adjusting process is performed in a state where the carrier 16 is coupled to the load port 2 and the carrier 16 and the transfer chamber 30 are communicated through the port opening 22. However, the presence or absence of the substrate 6 in the carrier 16 does not matter.
  • the controller 8 operates the arm 71 to move the camera 91 so that the periphery of the port opening 22 and the carrier 16 coupled to the port opening 22 enter the imaging range.
  • the controller 8 causes the camera 91 to take an image of the periphery of the port opening 22 and the carrier 16 coupled to the port opening 22, and obtains the taken image.
  • the camera 91 has a first side (outside the substrate transfer device 3) to which the carrier 16 of the load port 2 is coupled and a second side (inside the substrate transfer device 3) opposite through the load port 2. Then, the port opening portion 22 and the carrier 16 are imaged.
  • the controller 8 performs image processing on the acquired captured image to obtain a deviation of the actual coupling position of the carrier 16 from a predetermined reference coupling position defined in the load port 2.
  • the reference coupling position refers to the position of the carrier 16 when the carrier 16 is coupled to the port opening 22 without inclination or displacement.
  • the controller 8 extracts the profile of the periphery of the port opening 22, the inner wall of the carrier 16 and the profile of the shelf 18 (or the substrate 6) that appear inside the port opening 22 in the captured image. For example, as shown in FIG. 4, the controller 8 can specify the horizontal reference line HD of the port opening 22 in the captured image from the profiles of the upper edge and the lower edge of the port opening 22 in the captured image. Further, the controller 8 can identify the horizontal line H of the carrier 16 in the captured image from the profile of the inner wall of the carrier 16 and the shelf 18 (or the board 6). When the carrier 16 coupled to the load port 2 is at the reference coupling position, the reference horizontal line and the horizontal line are parallel. The controller 8 detects the inclination of the horizontal line of the carrier 16 from the reference horizontal line of the port opening 22 in the captured image, and uses the inclination as a deviation of the coupling position (deviation of the inclination).
  • the controller 8 can specify the left edge EDL and the right edge EDR of the port opening 22 in the captured image from the profiles at both ends of the port opening 22 in the horizontal direction.
  • the controller 8 can specify the left edge EL and the right edge ER of the carrier 16 in the captured image from the profile of the inner wall of the carrier 16 and the shelf 18 (or the substrate 6).
  • the controller 8 determines the distance (left edge opening) of the carrier 16 from the left edge EDL of the port opening 22 in the captured image and the carrier 16 from the right edge EDR of the port opening 22 in the captured image. And the distance of the right edge ER (the opening of the right edge) is determined, and this is determined as the deviation of the joint position (the deviation of the left and right positions).
  • the deviation between the left and right positions becomes a predetermined value stored in advance.
  • the controller 8 stores an image when the carrier 16 coupled to the load port 2 is at the reference coupling position as a reference image, and compares the reference image with the captured image to determine the reference coupling position. (The deviation of the inclination and the deviation of the left and right positions) of the carrier 16 may be detected.
  • the controller 8 detects at least one of the deviation between the inclination and the deviation between the left and right positions, and if the deviation is larger than a threshold value stored in advance, takes into account the deviation to determine the carrier.
  • the operation of the arm 71 when transferring the substrate 6 to the substrate 16 is adjusted. More specifically, the carrier position adjustment unit 82 outputs the deviation to the robot control unit 81 as adjustment information, or stores the deviation as adjustment information, and the robot control unit 81 operates the arm 71 in consideration of the adjustment information. Control.
  • the target position of the hand 72 is moved vertically or horizontally with respect to the stored (taught) target position, or the main surface of the blade 52 is tilted.
  • the hand 72 can access the target substrate 6 more accurately to the shelf plate 18. Therefore, a situation in which the hand 72 and the substrate 6 interfere with each other can be avoided.
  • the controller 8 moves the carrier 16 It may be configured to notify the load port 2 to rejoin.
  • the substrate transfer robot 7 of the present embodiment uses the load port 2 via the load port 2 with respect to the carrier 16 of the substrate 6 coupled to the opening 22 of the load port 2 on the first side of the load port 2.
  • a substrate transfer robot 7 that transfers the substrate 6 from the second side opposite to the first side through the opening 22, and a hand 72 that holds the substrate 6 and a robot that is connected to the hand 72 and displaces the hand 72.
  • An arm 71, an imaging device 9 attached to the hand 72 or the robot arm 71, and a controller 8 for controlling the operations of the robot arm 71 and the imaging device 9 are provided.
  • the controller 8 acquires a captured image including the periphery of the opening 22 and the carrier 16 coupled to the opening 22 captured from the second side by the imaging device 9 and performs image processing on the captured image. It is characterized in that a deviation of the sixteen coupling positions from a predetermined reference coupling position is detected.
  • the displacement of the coupling position of the carrier 16 with respect to the load port 2 can be detected based on the image captured by the imaging device 9 mounted on the robot itself. This detection result can be reflected on the operation of transferring the substrate 6 to the carrier 16 of the substrate transfer robot 7. Further, the displacement of the coupling position of the carrier 16 with respect to the plurality of load ports 2 can be similarly detected by one substrate transfer robot 7. Further, regardless of the standard of the load port 2 and the carrier 16, the displacement of the coupling position of the carrier 16 with respect to the load port 2 can be similarly detected.
  • the controller 8 adjusts the operation of the robot arm 71 in consideration of the deviation when the robot arm 71 transfers the substrate to the carrier 16. May have been.
  • the hand 72 can more accurately access the target substrate 6. Therefore, the transfer operation of the substrate 6 by the hand 72 is stabilized, and the situation in which the hand 72 interferes with the substrate 6 can be avoided.
  • the deviation may include the inclination of the horizontal line of the carrier 16 from the reference horizontal line defined in the opening 22.
  • the controller 8 can know whether the carrier 16 coupled to the load port 2 is inclined from the reference coupling position.
  • the deviation may include the distance between the horizontal end of the opening 22 and the horizontal end of the carrier 16.
  • the controller 8 can know whether or not the carrier 16 coupled to the load port 2 is displaced in the horizontal direction (left-right direction) from the reference coupling position.

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Abstract

ロードポートの第１側において当該ロードポートの開口部と結合された基板のキャリアに対し、ロードポートを介して第１側と反対の第２側から開口部を通じて基板の受け渡しを行う基板搬送ロボットであって、基板を保持するハンドと、ハンドと連結され当該ハンドを変位させるロボットアームと、ハンド又はロボットアームに取り付けられた撮像装置と、ロボットアーム及び撮像装置の動作を制御するコントローラと、を備える。コントローラは、撮像装置で第２側から撮像した開口部の周縁及び当該開口部に結合されたキャリアを含む撮像画像を取得し、撮像画像を画像処理することにより、キャリアの結合位置の所定の基準結合位置からの偏差を検出する。

Description

基板搬送ロボット
　本発明は、ロードポートと結合された基板のキャリアに対し基板の受け渡しを行う基板搬送ロボットに関する。
　従来から、基板のキャリアのクランプ、キャリアのドッキング及びアンドッキング、並びに、キャリアのドアの開閉などを行うロードポートが知られている。このようなロードポートは、例えば、キャリアと基板処理装置とのインターフェースであるＥＦＥＭ（Equipment　Front　End　Module）に設けられる。
　特許文献１では、設備のカセットステージへカセット（キャリア）を自動搬送する自動搬送システムが開示されている。この自動搬送システムは、カメラとハンドとを備えた自動搬送車と、カメラでステージの画像を取り込んで処理することによりステージ上のカセットの有無を検出する画像認識手段と、カセット及びその他の障害物が無ければハンドにカセットをステージへ移載させる制御手段とを備える。
特開２０００－１９５９２４号公報
　上記特許文献１に記載のように、キャリアをロードポートのステージへ自動搬送すると、ステージ上の所定の載置基準位置と実際のキャリアの載置位置とに差異が生じることがある。このような状態でキャリアがロードポート開口部とドッキングされると、所定の基準結合位置と実際のキャリアの結合位置とに差異が生じることがある。キャリアとの基板の受け渡しは基板搬送ロボットが行う。基板搬送ロボットは、キャリアに対し正確に基板を受け渡しするために、キャリアの結合位置のズレを認識しておく必要がある。
　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ロードポートに結合されたキャリアの結合位置のズレを基板搬送ロボットで検出する技術を提供することにある。
　本発明の一態様に係る基板搬送ロボットは、
ロードポートの第１側において当該ロードポートの開口部と結合された基板のキャリアに対し、前記ロードポートを介して前記第１側と反対の第２側から前記開口部を通じて前記基板の受け渡しを行う基板搬送ロボットであって、
前記基板を保持するハンドと、
前記ハンドと連結され当該ハンドを変位させるロボットアームと、
前記ハンド又は前記ロボットアームに取り付けられた撮像装置と、
前記ロボットアーム及び前記撮像装置の動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記撮像装置で前記第２側から撮像した前記開口部の周縁及び当該開口部に結合された前記キャリアを含む撮像画像を取得し、前記撮像画像を画像処理することにより、前記キャリアの結合位置の所定の基準結合位置からの偏差を検出することを特徴としている。
　上記基板搬送ロボットによれば、ロボット自身に搭載された撮像装置で撮像した画像に基づいて、ロードポートに対するキャリアの結合位置のズレを検出することができる。この検出結果は、基板搬送ロボットのキャリアに対する基板の受け渡しの動作に反影させることができる。また、１台の基板搬送ロボットで、複数のロードポートに対して同様にキャリアの結合位置のズレを検出することができる。更に、ロードポートやキャリアの規格を問わず、同様にロードポートに対するキャリアの結合位置のズレを検出することができる。
　本発明によれば、ロードポートに結合されたキャリアの結合位置のズレを基板搬送ロボットで検出することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る基板搬送ロボットを含む基板処理設備の概略構成を示す図である。 図２は、図１に示すロードポートの概略構成を示す図である。 図３は、図１に示す基板搬送ロボットの制御系統の構成を示す図である。 図４は、撮像画像の例１を示す図である。 図５は、撮像画像の例２を示す図である。
〔基板処理設備１００の概略構成〕
　以下に本発明の実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板搬送ロボット７を含む基板処理設備１００の概略構成を示す図であり、図２は、図１に示すロードポート２の概略構成を示す図である。図１に示す基板処理設備１００は、ロードポート２、基板移載装置３、及び基板処理装置４を備える。
　基板移載装置３は、基板のキャリア１６と基板処理装置４とのインターフェースである。キャリア１６は、内部に基板６を箱状の容器１５と、容器１５の開口部を密閉する蓋１７とを備える。キャリア１６の内部壁面には、基板６を載置するための棚板１８が鉛直方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。
　基板移載装置３は、内部に移載室３０が形成された筐体３１、及び、筐体３１の天井に設置されたファンフィルタユニット５を有する。ファンフィルタユニット５から移載室３０の内部に供給された清浄な空気は、移載室３０内を下向きに流れ、移載室３０の床面から装置外部へと排出される。このような清浄空気の供給により、移載室３０内は外部雰囲気よりも高圧に維持され、高清浄雰囲気に保たれている。
　基板移載装置３の筐体３１内には、キャリア１６から基板６を受け取って基板処理装置４へ渡し、また、基板処理装置４から基板６を受け取ってキャリア１６へ渡す、基板搬送ロボット７が設けられている。基板搬送ロボット７については後ほど詳述する。
　基板移載装置３の筐体３１の側面には、基板処理装置４が接続されている。基板処理装置４は、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理、及び、平坦化処理の少なくとも１つ以上のプロセス処理を基板に施す装置であってよい。基板処理装置４は、例えば、基板６を真空空間へ導入するロードロックチャンバ４１、基板６を処理するプロセスチャンバ４３、及び、ロードロックチャンバ４１とプロセスチャンバ４３との間で基板６を受け取って搬入・搬出するトランスファチャンバ４２の複数の真空チャンバを有する。基板移載装置３は、ロードロックチャンバ４１に対し、基板の受け渡しを行う。但し、基板処理装置４の構成は上記に限定されない。
　基板移載装置３の筐体３１の基板処理装置４の接続された側面と反対側の側面には、少なくとも１つのロードポート２が設けられている。ロードポート２は、筐体３１の側面の一部分を形成している。
　図１及び図２に示すように、ロードポート２は、キャリア１６が載置されるステージ２１と、基板６の受渡口であるポート開口部２２が設けられたプレート２３と、ポート開口部２２を開閉するドア２４と、ステージ２１をポート開口部２２に対して前進・後退移動させるステージ駆動装置２９と、ドア２４を昇降動作させるドア駆動装置２８とを備える。
　ステージ２１には、キャリア１６を所定の載置基準位置に位置決めする位置決めピン２１１が設けられている。この位置決めピン２１１が、キャリア１６の底部に設けられた位置決め穴に嵌ることによって、キャリア１６がステージ２１に位置決めされる。但し、位置決め穴は長穴であって、キャリア１６にステージ２１に対して若干の位置ズレが生じることがある。
　ステージ２１は、ステージ駆動装置２９によって往復移動させられる。ステージ駆動装置２９は、例えば、モータ２９１と、モータ２９１に駆動される送りネジ２９２とを備える。送りネジ２９２が正転・逆転することによって、ステージ２１がポート開口部２２に対して前進・後退移動する。ステージ２１の前進移動に伴って、キャリア１６がポート開口部２２（ドア２４）に向かって前進移動すると、キャリア１６の蓋１７とドア２４とが当接する。これにより、キャリア１６の開口縁に形成されたフランジ１９と、ポート開口部２２の周囲に設けられたフランジパネル２７とが当接し、キャリア１６とプレート２３とが結合（ドッキング）される。
　ドア２４は、蓋１７に対して吸着力による一体化と位置決めを行うためのレジストレーションピン２４１と、ラッチキー２４２とを有する。ラッチキー２４２を蓋１７に備えられたラッチキー穴（図示略）と嵌合させてロック解除方向に回転させることにより、蓋１７がロック解除状態に切り替えられるとともに、蓋１７とドア２４とが一体化される。また、ラッチキー２４２を蓋１７に備えられたラッチキー穴（図示略）と嵌合させてロック方向に回転させることにより、蓋１７がロック状態に切り替えられるとともに、蓋１７とドア２４との一体化が解除される。
　ドア２４と蓋１７とが一体化されたのち、ドア２４がキャリア１６に対し離間する方向へ移動することによって、キャリア１６から蓋１７が分離される。ドア２４は、ブラケット２８５を介してドア駆動装置２８に取り付けられている。ドア駆動装置２８は、例えば、昇降用モータ２８１と、昇降用モータ２８１に駆動される送りネジ２８２と、並進用モータ２８３と、並進用モータ２８３に駆動される並進用送りネジ２８４とを備える。昇降用送りネジ２８２はブラケット２８５に螺入しており、昇降用送りネジ２８２の正転・逆転により、ドア２４が昇降・降下する。並進用送りネジ２８４は昇降用モータ２８１を保持しているブラケット２８６に螺入しており、並進用送りネジ２８４の正転・逆転により、ドア２４がポート開口部２２に対して前進・後退する。上記ドア駆動装置２８では、蓋１７と一体化したドア２４がポート開口部２２から後退してから降下することによって、蓋１７及びドア２４がポート開口部２２から退避し、キャリア１６内と移載室３０とがポート開口部２２を通じて連通される。
〔基板搬送ロボット７の構成〕
　次に、基板搬送ロボット７の構成について詳細に説明する。図３は、図１に示す基板搬送ロボット７の制御系統の構成を示す図である。
　図１及び図３に示すように、基板搬送ロボット７は、ロボットアーム（以下、単に「アーム７１」という）と、アーム７１の手首部に連結された基板保持ハンド（以下、単に「ハンド７２」という）と、アーム７１を支持する基台７３と、アーム７１又はハンド７２に搭載された撮像装置９と、ロボットコントローラ８とを備える。本実施形態に係るアーム７１は水平多関節型ロボットアームであるが、アーム７１はこれに限定されない。
　アーム７１は、基台７３に支持された昇降軸７０と、少なくとも１本のリンク７５，７６とを備える。本実施形態に係るアーム７１では、昇降軸７０の上端に第１リンク７５の基端が第１関節Ｊ１を介して連結され、第１リンク７５の先端に第２リンク７６の基端が第２関節Ｊ２を介して連結されている。第２リンク７６の先端には、ハンド７２の基端が第１手首関節Ｊ３及び第２手首関節Ｊ４を介して連結されている。第１関節Ｊ１、第２関節Ｊ２、及び第１手首関節Ｊ３は、２つの要素を垂直な軸線回りに回動可能に連接する関節である。また、第２手首関節Ｊ４は、２つの要素を水平な軸線回りに回動可能に連接する関節である。
　ハンド７２は、アーム７１の先端と連結されたハンド基部５１と、ハンド基部５１と結合されたブレード５２とを備える。ブレード５２には、基板６を保持するための保持装置（図示略）が設けられている。この保持装置は、ブレード５２に載置された基板６を嵌合、吸着、挟持、又は他の態様でブレード５２から落脱しないようにするものであってよい。
　基台７３内には、昇降軸７０を昇降駆動する昇降駆動装置６０が設けられている。昇降駆動装置６０は、例えば、コントローラ８から与えられる信号に従って角変位するサーボモータと、減速装置を含みサーボモータの動力を直進力に変換して昇降軸７０へ伝達する動力伝達機構と、サーボモータの角変位を検出する位置検出器とを含む（いずれも図示略）。第１リンク７５内には、第１関節Ｊ１を駆動する第１関節駆動装置６１、及び、第２関節Ｊ２を駆動する第２関節駆動装置６２が設けられている。第２リンク７６内には第１手首関節Ｊ３を駆動する第１手首関節駆動装置６３が設けられている。ハンド基部５１内には、第２手首関節Ｊ４を駆動する第２手首関節駆動装置６４が設けられている。各関節Ｊ１～Ｊ４の駆動装置６１～６４は、コントローラ８から与えられる信号に従って角変位するサーボモータと、減速装置を含みサーボモータの動力をリンク体に伝達する動力伝達機構と、サーボモータの角変位を検出する位置検出器とを含む（いずれも図示略）。
　撮像装置９は、カメラ９１と、カメラ９１の撮像範囲に光を照射する照射装置９２とを含む。本実施形態ではハンド基部５１に撮像装置９が取り付けられているが、撮像装置９はアーム７１に取り付けられていてもよい。カメラ９１はハンド７２と一体的に、アーム７１によって移動させられる。
　コントローラ８は、基板搬送ロボット７の動作を司る。コントローラ８は、ロボット制御部８１、及びキャリア位置調整部８２を含む。コントローラ８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等のプロセッサ８ａと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ８ｂとを有する。メモリ８ｂには、キャリア位置調整プログラムを含むプロセッサ８ａが実行するプログラムが記憶されている。また、メモリ８ｂには、プロセッサ８ａが行う処理に使用されるデータなどが格納されている。コントローラ８では、メモリ８ｂに記憶されたプログラムをプロセッサ８ａが読み出して実行することにより、ロボット制御部８１、キャリア位置調整部８２として機能するための処理が行われる。なお、コントローラ８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。
　コントローラ８のロボット制御部８１は、基板搬送ロボット７の動作を制御する。より詳細には、ロボット制御部８１は、昇降駆動装置６０、第１関節駆動装置６１、第２関節駆動装置６２、第１手首関節駆動装置６３、及び、第２手首関節駆動装置６４と電気的に接続されている。ロボット制御部８１は、これらの駆動装置に含まれる位置検出器からサーボモータの回転位置を取得し、それらの回転位置と対応するハンド７２のポーズ（位置及び姿勢）と記憶された教示点データとに基づいて、目標ポーズを演算する。更に、ロボット制御部８１は、ハンド７２が目標ポーズとなるようにサーボアンプへ制御指令を出力する。サーボアンプは、制御指令に基づいて各サーボモータに対して駆動電力を供給することにより、ハンド７２が目標ポーズへ移動する。
　コントローラ８のキャリア位置調整部８２は、ロードポート２と結合されたキャリア１６の位置ズレを検出し、それを基板搬送ロボット７の動作に反影させる。以下、基板搬送ロボット７によって行われるキャリア位置調整処理について説明する。
　キャリア位置調整処理は、ロードポート２にキャリア１６が結合され、且つ、ポート開口部２２を通じてキャリア１６と移載室３０とが連通された状態で行われる。但し、キャリア１６内の基板６の有無は問わない。
　先ず、コントローラ８はアーム７１を動作させて、撮像範囲にポート開口部２２の周縁及びポート開口部２２に結合されたキャリア１６が入るように、カメラ９１を移動させる。
　次に、コントローラ８は、カメラ９１にポート開口部２２の周縁及び当該ポート開口部２２に結合されたキャリア１６を撮像させて、その撮像画像を取得する。なお、カメラ９１は、ロードポート２のキャリア１６が結合された第１側（基板移載装置３の外側）と当該ロードポート２を介して反対の第２側（基板移載装置３の内側）から、ポート開口部２２及びキャリア１６を撮像する。
　続いて、コントローラ８は、取得した撮像画像を画像処理することにより、ロードポート２に規定された所定の基準結合位置からの、キャリア１６の実際の結合位置の偏差を求める。基準結合位置とは、キャリア１６がポート開口部２２に傾きやズレなく結合されているときのキャリア１６の位置をいう。
　具体的には、コントローラ８は、撮像画像において、ポート開口部２２の周縁、並びに、ポート開口部２２の内側に写るキャリア１６の内壁、棚板１８（又は、基板６）のプロファイルを抽出する。例えば図４に示すように、コントローラ８は、撮像画像中のポート開口部２２の上縁及び下縁のプロファイルから、撮像画像中のポート開口部２２の水平基準ラインＨＤを特定することができる。また、コントローラ８は、キャリア１６の内壁、棚板１８（又は、基板６）のプロファイルから、撮像画像中のキャリア１６の水平ラインＨを特定することができる。ロードポート２と結合されたキャリア１６が基準結合位置にあるとき、基準水平ラインと水平ラインとは平行となる。コントローラ８は、撮像画像中のポート開口部２２の基準水平ラインからのキャリア１６の水平ラインの傾きを検出し、それを結合位置の偏差（傾きの偏差）とする。
　また、例えば図５に示すように、コントローラ８は、ポート開口部２２の水平方向の両端のプロファイルから、撮像画像中のポート開口部２２の左縁ＥＤＬ及び右縁ＥＤＲを特定することができる。コントローラ８は、キャリア１６の内壁、棚板１８（又は、基板６）のプロファイルから、撮像画像中のキャリア１６の左縁ＥＬ及び右縁ＥＲを特定することができる。コントローラ８は、撮像画像中のポート開口部２２の左縁ＥＤＬからのキャリア１６の左縁ＥＬの距離（左縁の開き）と、撮像画像中のポート開口部２２の右縁ＥＤＲからのキャリア１６の右縁ＥＲの距離（右縁の開き）との少なくとも一方を求め、それを結合位置の偏差（左右位置の偏差）とする。ロードポート２と結合されたキャリア１６が基準結合位置にあるとき、左右位置の偏差は予め記憶された所定値となる。
　また、コントローラ８は、ロードポート２と結合されたキャリア１６が基準結合位置にあるときの画像を基準画像として記憶しておき、この基準画像と撮像画像とを比較することにより、基準結合位置からのキャリア１６の結合位置の偏差（傾きの偏差及び左右位置の偏差）を検出してもよい。
　コントローラ８は、上記のように、傾きの偏差及び左右位置の偏差のうち少なくとも一方の偏差を検出して、偏差が予め記憶された閾値よりも大きい場合には、その偏差を加味して、キャリア１６に対し基板６を受け渡す際のアーム７１の動作を調整する。詳細には、キャリア位置調整部８２は、ロボット制御部８１へ偏差を調整情報として出力する、又は、偏差を調整情報として記憶し、ロボット制御部８１はこの調整情報を加味してアーム７１の動作を制御する。この結果、ハンド７２の目標位置が記憶された（教示された）目標位置に対して、上下又は左右に移動した位置となったり、ブレード５２の主面が傾けられたりする。このように、アーム７１の動作が調整されることによって、ハンド７２でキャリア１６に対し基板６を受け渡す際に、ハンド７２は目的の基板６は棚板１８に対してより正確にアクセスすることができ、ハンド７２と基板６が干渉する事態を回避することができる。
　なお、本実施形態に係る基板搬送ロボット７では、アーム７１が第１手首関節Ｊ３（旋回軸）に加えて第２手首関節Ｊ４（回転軸）を有することから、ブレード５２の主面を水平から傾けることによってキャリア１６の傾きの偏差に対し調整することができる。アーム７１の手首軸が回転軸を有しない場合には、ブレード５２の主面を傾けることが難しいため、コントローラ８は、傾きの偏差が予め記憶された閾値よりも大きい場合には、キャリア１６をロードポート２に対して再結合するように報知するように構成されてもよい。
　以上に説明したように、本実施形態の基板搬送ロボット７は、ロードポート２の第１側において当該ロードポート２の開口部２２と結合された基板６のキャリア１６に対し、ロードポート２を介して第１側と反対の第２側から開口部２２を通じて基板６の受け渡しを行う基板搬送ロボット７であって、基板６を保持するハンド７２と、ハンド７２と連結され当該ハンド７２を変位させるロボットアーム７１と、ハンド７２又はロボットアーム７１に取り付けられた撮像装置９と、ロボットアーム７１及び撮像装置９の動作を制御するコントローラ８と、を備えるものである。そして、コントローラ８が、撮像装置９で第２側から撮像した開口部２２の周縁及び当該開口部２２に結合されたキャリア１６を含む撮像画像を取得し、撮像画像を画像処理することにより、キャリア１６の結合位置の所定の基準結合位置からの偏差を検出することを特徴としている。
　上記基板搬送ロボット７によれば、ロボット自身に搭載された撮像装置９で撮像した画像に基づいて、ロードポート２に対するキャリア１６の結合位置のズレを検出することができる。この検出結果は、基板搬送ロボット７のキャリア１６に対する基板６の受け渡しの動作に反影させることができる。また、１台の基板搬送ロボット７で、複数のロードポート２に対して同様にキャリア１６の結合位置のズレを検出することができる。更に、ロードポート２やキャリア１６の規格を問わず、同様にロードポート２に対するキャリア１６の結合位置のズレを検出することができる。
　上記基板搬送ロボット７において、本実施形態に示すように、上記コントローラ８が、ロボットアーム７１がキャリア１６に対し基板を受け渡す際に偏差を加味してロボットアーム７１の動作を調整するように構成されていてよい。
　これにより、検出した偏差を加味してロボットアーム７１が動作するので、ハンド７２は目的の基板６に対してより正確にアクセスすることができる。よって、ハンド７２による基板６の受け渡し動作が安定し、ハンド７２が基板６と干渉する事態を回避することができる。
　また、上記基板搬送ロボット７において、本実施形態に示すように、偏差が、開口部２２に規定された基準水平ラインからのキャリア１６の水平ラインの傾きを含んでいてよい。
　これにより、コントローラ８は、ロードポート２に結合されたキャリア１６が基準結合位置から傾いているかどうかを知ることができる。
　また、上記基板搬送ロボット７において、本実施形態に示すように、偏差が、開口部２２の水平方向の端部からのキャリア１６の水平方向の端部の距離を含んでいてよい。
　これにより、コントローラ８は、ロードポート２に結合されたキャリア１６が基準結合位置から水平方向（左右方向）に位置ズレしているかどうかを知ることができる。
　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明の思想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。
２　　　：ロードポート
３　　　：基板移載装置
４　　　：基板処理装置
５　　　：ファンフィルタユニット
６　　　：基板
７　　　：基板搬送ロボット
８　　　：ロボットコントローラ
８ａ　　：プロセッサ
８ｂ　　：メモリ
９　　　：撮像装置
１５　　：容器
１６　　：キャリア
１７　　：蓋
１８　　：棚板
１９　　：フランジ
２１　　：ステージ
２２　　：ポート開口部
２３　　：プレート
２４　　：ドア
２７　　：フランジパネル
２８　　：ドア駆動装置
２９　　：ステージ駆動装置
３０　　：移載室
３１　　：筐体
４１　　：ロードロックチャンバ
４２　　：トランスファチャンバ
４３　　：プロセスチャンバ
５１　　：ハンド基部
５２　　：ブレード
６０～６５　　：駆動装置
７０　　：昇降軸
７１　　：ロボットアーム
７２　　：ハンド
７３　　：基台
７５，７６：リンク
８１　　：ロボット制御部
８２　　：キャリア位置調整部
９１　　：カメラ
９２　　：照射装置
１００　：基板処理設備

Claims (4)

  1. 　ロードポートの第１側において当該ロードポートの開口部と結合された基板のキャリアに対し、前記ロードポートを介して前記第１側と反対の第２側から前記開口部を通じて前記基板の受け渡しを行う基板搬送ロボットであって、
    　前記基板を保持するハンドと、
    　前記ハンドと連結され当該ハンドを変位させるロボットアームと、
    　前記ハンド又は前記ロボットアームに取り付けられた撮像装置と、
    　前記ロボットアーム及び前記撮像装置の動作を制御するコントローラと、を備え、
    　前記コントローラは、前記撮像装置で前記第２側から撮像した前記開口部の周縁及び当該開口部に結合された前記キャリアを含む撮像画像を取得し、前記撮像画像を画像処理することにより、前記キャリアの結合位置の所定の基準結合位置からの偏差を検出する、
    基板搬送ロボット。
  2. 　前記コントローラは、前記ロボットアームが前記キャリアに対し前記基板を受け渡す際に前記偏差を加味して前記ロボットアームの動作を調整する、
    請求項１に記載の基板搬送ロボット。
  3. 　前記偏差は、前記開口部に規定された基準水平ラインからの前記キャリアの水平ラインの傾きを含む、
    請求項１又は２に記載の基板搬送ロボット。
  4. 　前記偏差は、前記開口部の水平方向の端部からの前記キャリアの水平方向の端部の距離を含む、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。
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