WO2022050202A1 - ロボット及び基板形状異常検査方法 - Google Patents

ロボット及び基板形状異常検査方法 Download PDF

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WO2022050202A1
WO2022050202A1 PCT/JP2021/031628 JP2021031628W WO2022050202A1 WO 2022050202 A1 WO2022050202 A1 WO 2022050202A1 JP 2021031628 W JP2021031628 W JP 2021031628W WO 2022050202 A1 WO2022050202 A1 WO 2022050202A1
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substrate
robot
hand
absence
unit
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一平 清水
拓之 岡田
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川崎重工業株式会社
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Definitions

  • This disclosure mainly relates to a robot for transporting a substrate such as a semiconductor wafer or a printed circuit board. More specifically, the present invention relates to a configuration for detecting a shape abnormality of a substrate to be conveyed before holding the substrate.
  • Patent Document 1 discloses a wafer transfer device which is a robot of this kind.
  • the wafer transfer device of Patent Document 1 includes a posture detecting unit for detecting the posture of the hand and an actuator. This wafer transfer device is configured to adjust the posture of the hand by controlling the degree of expansion and contraction of the actuator based on the posture information of the hand detected by the posture detection unit.
  • the posture detecting unit only detects the posture of the hand, and cannot detect the warp of the substrate before it is held by the hand. If the board is warped, the robot may damage the board in the process of holding the board.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to accurately detect the presence or absence of a shape abnormality of the substrate to be conveyed before the robot takes out the substrate and holds it.
  • a robot having the following configuration. That is, the robot for transporting the substrate includes an arm unit, a hand unit, a substrate detection unit, and a substrate shape abnormality inspection unit.
  • the hand portion is provided on the arm portion and holds and conveys the substrate.
  • the substrate detection unit detects the presence or absence of the substrate in a non-contact manner.
  • the board posture inspection unit inspects the presence or absence of a shape abnormality of the substrate based on the height detected by the substrate detection unit of the substrate in a state where it is not held by the hand unit.
  • the following substrate shape abnormality inspection method is provided. That is, in this substrate shape abnormality inspection method, the presence or absence of a shape abnormality of the substrate is inspected by a robot that conveys the substrate.
  • the robot includes an arm unit, a hand unit, and a substrate detection unit.
  • the hand portion is provided on the arm portion and holds and conveys the substrate.
  • the substrate detection unit detects the presence or absence of the substrate in a non-contact manner. Based on the height of the substrate detected by the substrate detection unit and not being held by the hand unit, the presence or absence of a shape abnormality of the substrate is inspected.
  • the presence or absence of a shape abnormality of the substrate to be transported can be accurately detected before the substrate is taken out and held by the robot.
  • the perspective view which shows the overall structure of the robot which concerns on one Embodiment of this disclosure.
  • the perspective view which shows an example of the tilt mechanism.
  • Sectional drawing which shows an example of a tilt mechanism.
  • An enlarged view showing how the robot hand moves up and down with respect to the board.
  • Explanatory drawing which shows the change of the detected thickness by the warp of a substrate.
  • the figure which conceptually explains how the direction of the detection axis of a mapping sensor is changed in order to detect the presence or absence of a warp of a substrate.
  • the plan view explaining the inspection of the presence or absence of a warp of a substrate in a modification.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the robot 100 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the robot 100 shown in FIG. 1 is installed in, for example, a manufacturing factory or a warehouse of a substrate W such as a semiconductor wafer or a printed circuit board.
  • the robot 100 is used to transfer the substrate W between the substrate processing apparatus and the substrate storage apparatus 7 described later.
  • the robot 100 may be used, for example, to transfer the substrate W between a plurality of substrate processing devices that process the substrate W.
  • the substrate W may be any of the raw material of the substrate, the semi-finished product being processed, and the processed finished product.
  • the shape of the substrate W is a disk shape in the present embodiment, but the shape is not limited to this.
  • the robot 100 mainly includes a base 1, a robot arm (arm unit) 2, a robot hand (hand unit) 3, and a robot control unit (board shape abnormality inspection unit) 9.
  • Base 1 is fixed to the floor of the factory.
  • the present invention is not limited to this, and the base 1 may be fixed to, for example, the casing of the substrate processing equipment provided with the above-mentioned substrate processing apparatus. Further, the base 1 may be fixed to a traveling carriage or the like shown in the drawing that runs between the board processing device (or equipment) and the board storage device 7.
  • the robot arm 2 is attached to the base 1 via an elevating shaft 11 that can move in the vertical direction.
  • the robot arm 2 is rotatable with respect to the elevating shaft 11.
  • the robot arm 2 is composed of a horizontal articulated robot arm.
  • the robot arm 2 includes a first arm 21 and a second arm 22.
  • the first arm 21 is configured as an elongated member extending in a horizontal straight line. One end of the first arm 21 in the longitudinal direction is attached to the upper end of the elevating shaft 11. The first arm 21 is rotatably supported around the axis (vertical axis) of the elevating shaft 11. A second arm 22 is attached to the other end of the first arm 21 in the longitudinal direction.
  • the second arm 22 is configured as an elongated member extending in a horizontal straight line. One end in the longitudinal direction of the second arm 22 is attached to the tip of the first arm 21.
  • the second arm 22 is rotatably supported around an axis (vertical axis) parallel to the elevating shaft 11.
  • a robot hand 3 is attached to the other end of the second arm 22 in the longitudinal direction.
  • Each of the elevating shaft 11, the first arm 21, and the second arm 22 is driven by an appropriate actuator (not shown).
  • This actuator can be, for example, an electric motor.
  • the first arm 21 is located at the arm joint located between the elevating shaft 11 and the first arm 21, between the first arm 21 and the second arm 22, and between the second arm 22 and the robot hand 3.
  • the second arm 22, and the encoder of the figure which detects the rotation position of each of the robot hand 3 are attached. Further, at an appropriate position of the robot 100, an encoder for detecting a change in the position of the first arm 21 in the height direction (that is, the amount of elevation of the elevating shaft 11) is also provided.
  • the robot control unit 9 has the elevating shaft 11, the first arm 21, and the elevating shaft 11, based on the position information including the rotation position or the height position of the first arm 21, the second arm 22, or the robot hand 3 detected by each encoder. It controls the operation of the electric motor that drives each of the second arm 22 and the robot hand 3.
  • position information detected by the encoder means a combination of position information detected by each encoder, which represents the posture of the robot 100.
  • the robot hand 3 includes a wrist portion 31 and a hand main body portion 32.
  • the wrist portion 31 is attached to the tip of the second arm 22 via the tilt mechanism 4.
  • the wrist portion 31 is rotatably supported around an axis (vertical axis) parallel to the elevating shaft 11.
  • the tilt mechanism 4 allows the rotation axis of the wrist portion 31 to be tilted with respect to a straight line parallel to the elevating axis 11.
  • the detailed configuration of the tilt mechanism 4 will be described later.
  • the wrist portion 31 is rotationally driven by an appropriate actuator (not shown). This actuator can be, for example, an electric motor.
  • a hand body portion 32 is connected to the wrist portion 31.
  • the wrist portion 31 and the hand body portion 32 may be integrally formed.
  • the hand body 32 is a part that acts to hold the substrate W.
  • the hand body portion 32 is composed of a plate-shaped member formed in a Y-shape (or U-shape).
  • the hand body portion 32 has a shape in which the side opposite to the side connected to the wrist portion 31 (in other words, the tip side) is divided into two forks.
  • each of the branched portions may be referred to as a first finger portion 32a and a second finger portion 32b.
  • the first finger portion 32a and the second finger portion 32b are formed so as to be symmetrical with each other. As shown in FIGS. 4 and 5, an appropriate distance is formed between the tip portions of the first finger portion 32a and the second finger portion 32b. As a result, the edge portion of the substrate W can be positioned between the tip portions of the first finger portion 32a and the second finger portion 32b without bringing the robot hand 3 into contact with the substrate W.
  • a plurality of guide portions 33 for holding the substrate W are provided on each of the tip end side and the base end side of the hand body portion 32 of the present embodiment.
  • Each guide portion 33 is made of, for example, rubber or the like.
  • the guide portion 33 is provided so as to project upward from the plate-shaped hand main body portion 32. As shown in FIG. 1, for example, one guide portion 33 is provided for each of the first finger portion 32a and the second finger portion 32b, and two guide portions 33 are provided on the base end side of the hand main body portion 32.
  • the guide portion 33 comes into contact with the lower surface in the vicinity of the peripheral edge of the substrate W placed on the robot hand 3 to hold the substrate W. By contacting the edge of the substrate W from the outside in the radial direction, the guide portion 33 can regulate the substrate W mounted on the robot hand 3 so as not to be displaced in the horizontal direction.
  • the configuration in which the robot hand 3 holds the substrate W is not limited to the above configuration.
  • the robot hand 3 may hold the substrate W by, for example, a structure that sucks the upper surface or the lower surface of the substrate W with a negative pressure.
  • the substrate W may be held in a non-contact manner.
  • the tilt mechanism 4 is attached to the tip end side of the second arm 22 (the side opposite to the side connected to the first arm 21).
  • the tilt mechanism 4 includes a lower plate portion 41 and an upper plate portion 42.
  • the lower plate portion 41 is fixed to the upper surface of the second arm 22.
  • the wrist portion 31 of the robot hand 3 is rotatably supported on the upper plate portion 42.
  • a height adjusting mechanism 5 is arranged between the lower plate portion 41 and the upper plate portion 42. The tilt mechanism 4 adjusts the inclination angle and the inclination direction of the upper plate portion 42 with respect to the lower plate portion 41 by using the height adjusting mechanism 5.
  • the height adjusting mechanism 5 includes, for example, as shown in FIG. 2, three support portions 51, 52, and 53 provided at different positions between the lower plate portion 41 and the upper plate portion 42.
  • the support portions 51, 52, and 53 are drawn side by side in a straight line in FIG. 3 for convenience of explanation, but are actually arranged so as to form a triangle in a plan view as shown in FIG.
  • Two of the three support portions 51 and 52 include a male screw 56, a female screw 57, and a spherical bearing 58.
  • the screw shaft of the male screw 56 is rotatably supported by the lower plate portion 41 with its axis oriented in the vertical direction.
  • the screw shaft can be independently rotated by the two support portions 51 and 52 by an actuator (for example, an electric motor) shown in the figure.
  • the female screw 57 is screwed to the screw shaft of the male screw 56. When the screw shaft is rotated, the female screw 57 moves in the vertical direction. By this screw feed, the height at which the support portions 51 and 52 support the upper plate portion 42 can be changed.
  • a spherical bearing 58 is arranged between the female screw 57 and the upper plate portion 42.
  • a spherical bearing 58 is arranged on the remaining support portion 53.
  • the support portion 53 does not have a support height changing function by screw feed.
  • the inclination angle and the inclination direction of the upper plate portion 42 with respect to the lower plate portion 41 can be changed.
  • the posture (inclination angle and inclination direction) of the robot hand 3 with respect to the second arm 22 can be adjusted.
  • the height adjusting mechanism 5 (and thus the tilt mechanism 4) is not limited to this configuration.
  • a mapping sensor (board detection unit) 6 is provided on the tip end side of the hand body unit 32.
  • the mapping sensor 6 enables non-contact confirmation (mapping) of the presence or absence of the substrate W.
  • the mapping sensor 6 is composed of, for example, a transmissive sensor having a light emitting unit 61 and a light receiving unit 62.
  • the mapping sensor 6 is not limited to this, and may be composed of, for example, a reflection type sensor.
  • the light projecting portion 61 is provided on the tip end side of the first finger portion 32a.
  • the light receiving portion 62 is provided on the tip end side of the second finger portion 32b.
  • the light projecting unit 61 irradiates the detection light toward the light receiving unit 62.
  • the detection light may be, for example, infrared light, but the detection light is not limited to this.
  • the light receiving unit 62 is connected to the robot control unit 9 wirelessly or by wire.
  • the light receiving unit 62 outputs an electric signal indicating whether or not the detection light is received to the robot control unit 9.
  • the detected light from the light emitting unit 61 reaches the light receiving unit 62, so that the light receiving unit 62 outputs an electric signal with light receiving. do.
  • the detected light from the light emitting unit 61 is blocked by the substrate W, so that the light receiving unit 62 outputs an electric signal without light reception.
  • the robot control unit 9 brings the tip of the robot hand 3 close to the place where the boards W are arranged.
  • the robot hand 3 is moved in the vertical direction across a plurality of placement locations (mapping operation).
  • the position of the robot hand 3 in the plan view is such that if the substrate W is tentatively located at the above-mentioned arrangement location, the robot hand 3 does not come into contact with the substrate W and the substrate W is detected by the mapping sensor 6. It is in a position where it can be done. Based on the time-series data of the output of the mapping sensor 6 when the robot hand 3 is moved in the vertical direction, the presence or absence of the substrate W at each arrangement location can be obtained.
  • the present invention is not limited to this, and for example, when the robot hand 3 is moved in the vertical direction, the substrate W in each position information detected by the encoder based on the output of the mapping sensor 6 at each position of the robot hand 3 You can also get the presence or absence. In this case, the presence / absence information of the substrate W obtained by the output of the mapping sensor 6 and the position information detected by the encoder are associated with each other.
  • the place where the light emitting unit 61 and the light receiving unit 62 are arranged in the robot hand 3 is arbitrary.
  • the light projecting unit 61 may be built in the first finger part 32a
  • the light receiving part 62 may be built in the second finger part 32b.
  • the robot control unit 9 is provided separately from the base 1. However, the robot control unit 9 may be arranged outside the base 1.
  • the robot control unit 9 is configured as a known computer, and includes an arithmetic processing unit such as a microcontroller, CPU, MPU, PLC, DSP, ASIC, or FPGA, a storage unit such as ROM, RAM, and HDD, and an external device. It is equipped with a communication unit capable of communication.
  • the storage unit stores programs executed by the arithmetic processing unit, various setting threshold values, shape data such as the thickness and size of the substrate W to be transported.
  • the communication unit is configured to be able to transmit the detection results of various sensors (for example, the mapping sensor 6, the encoder) to an external device, and to receive information about the substrate W from the external device.
  • the inspection of the presence or absence of the shape abnormality of the substrate W by the robot 100 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6 and the like.
  • some configurations may be omitted in the drawings.
  • the substrate W stored in the substrate storage device 7 will be described with an example of detecting warpage, which is an example of a shape abnormality.
  • a change in shape due to adhesion of a foreign substance to the substrate W is a kind of shape abnormality.
  • An increase in the thickness of the substrate W due to the formation of an unintended film on the surface of the substrate W is also a kind of shape abnormality.
  • the substrate storage device 7 shown in FIG. 4 is used for storing the substrate W.
  • a plurality of boards (for example, 100 or more) are stored in the board storage device 7 in a state of being arranged at equal intervals in the vertical direction (height direction of the board storage device 7).
  • the board W is usually stored in a horizontal posture.
  • the substrate W may be stored in the substrate storage device 7 in a non-horizontal posture for some reason such as deformation of the shelf or the presence of foreign matter.
  • the shape of the substrate W is abnormal.
  • the robot 100 of the present embodiment can inspect the presence or absence of warpage, which is an example of a shape abnormality of the substrate W, before taking out the substrate W from the substrate storage device 7 and transporting the substrate W.
  • the warp (curvature) of the substrate W can occur three-dimensionally, but in the present embodiment, the substrate W is inserted along the direction in which the robot hand 3 is inserted into the substrate storage device 7 (hereinafter referred to as the hand insertion direction). Can be inspected for warpage of the substrate W when viewed horizontally.
  • the robot control unit 9 while the hand body unit 32 of the robot hand 3 is kept horizontal, as shown in FIG. 4, a part of the substrate W to be inspected is the first finger portion 32a and the first finger portion 32a. Move it so that it is located between the second finger portions 32b. At this time, the detection light of the mapping sensor 6 is directed so as to be parallel to the proper posture of the substrate W.
  • the robot control unit 9 moves the robot hand 3 in the vertical direction while maintaining a horizontal posture by moving the elevating shaft 11 in the vertical direction.
  • the mapping sensor 6 scans in the vertical direction.
  • the robot hand 3 moves from the lower side to the upper side or from the upper side to the lower side of the substrate W to be inspected. If the moving speed of the robot hand 3 at this time is constant, it is preferable in that the detected thickness TH1 described later can be easily calculated.
  • the output signal of the light receiving unit 62 changes, for example, as shown in the graph of FIG.
  • the robot control unit 9 analyzes the time-series data based on the output from the light receiving unit 62, so that the light rays from the light projecting unit 61 are blocked by the substrate W to be inspected while the robot hand 3 moves in the vertical direction.
  • the cutoff time t0 is obtained. This cutoff time t0 can be rephrased as the detection time when the substrate W is detected by the mapping sensor 6.
  • the robot control unit 9 calculates the distance that the robot hand 3 has moved in the vertical direction in the obtained cutoff time t0 as the detection thickness TH1 of the substrate W to be inspected.
  • the detected thickness TH1 is the difference between the maximum value and the minimum value of the height at which the substrate W is detected.
  • the detection thickness of the substrate W to be inspected is based on the output of the mapping sensor 6 at each position of the robot hand 3 and the position information detected by the encoder when the robot hand 3 is moved in the vertical direction. TH1 can also be calculated.
  • the distance for blocking the light rays from the light projecting unit 61 is the actual thickness TH of the substrate W. Only. On the other hand, when the substrate W is tilted with respect to the robot hand 3 or when the substrate W is warped, the distance for blocking the light rays from the light projecting unit 61 is larger than the actual thickness TH of the substrate W. Become.
  • the robot control unit 9 compares the detected thickness TH1 of the substrate W calculated as described above with the actual thickness TH of the substrate W stored by the storage unit, and thereby the substrate to be inspected. It is determined whether W is in a horizontal posture and has no warp or not.
  • the robot control unit 9 determines that the substrate W to be inspected is tilted or warped.
  • the actual thickness TH of the substrate W may be calculated in advance based on the design data, manufacturing data, etc. of the substrate W, or the average thickness obtained by measuring the thickness of a plurality of substrates W may be used. good. Further, the actual thickness TH of the substrate W may be one received by the robot control unit 9 from an external device via the communication unit and stored in the storage unit in advance.
  • the robot control unit 9 When the substrate W to be inspected is tilted or warped, the robot control unit 9 appropriately tilts the robot hand 3 from the horizontal to set the direction of the detection light of the mapping sensor 6 with reference to the hand insertion direction. Tilt in the roll direction when you do. After that, the robot control unit 9 moves the robot hand 3 in the vertical direction again to obtain the detected thickness TH1 again.
  • the acquisition of the detection thickness TH1 is performed a plurality of times by appropriately changing the direction and magnitude of the inclination of the detection light in the roll direction.
  • FIG. 7 conceptually shows how the detection thickness TH1 is acquired by changing the direction of the detection light of the mapping sensor 6 in various ways.
  • the detected thickness TH1 is the actual thickness TH. Almost matches.
  • the detected thickness TH1 is larger than the actual thickness TH by the amount of curvature even if the detection light of the mapping sensor 6 is substantially along the substrate W.
  • the scanning direction by the mapping sensor 6 is constant in the vertical direction regardless of the direction of the detection light of the mapping sensor 6. Even if the substrate W is tilted without warping for the same reason that the cross section of the slanted plate cut in the vertical direction is larger than the cross section of the horizontal plate cut in the vertical direction, the effect of the tilt Therefore, the detected thickness TH1 is slightly larger than the actual thickness TH. In this case, the detection thickness TH1 can be corrected based on the inclination angle ⁇ and the like.
  • the robot control unit 9 obtains the minimum value of the difference between the detected thickness TH1 and the actual thickness TH1. If this minimum value is equal to or less than a predetermined warp threshold value, the robot control unit 9 determines that the substrate W is only tilted in the roll direction and no warp has occurred. If the minimum value exceeds the warp threshold value, the robot control unit 9 determines that the board W is warped.
  • the robot control unit 9 When it is determined that the board W is warped, the robot control unit 9 performs appropriate control. As an example of control, it is conceivable to exclude the substrate W from the target of transportation or stop the operation. As a result, the robot hand 3 does not enter the warped substrate W, so that damage to the substrate W due to contact between the substrate W and the robot hand 3 can be prevented.
  • the robot 100 of the present embodiment is used to convey the substrate W.
  • the robot 100 includes a robot arm 2, a robot hand 3, a mapping sensor 6, and a robot control unit 9.
  • the robot hand 3 is provided on the robot arm 2 and holds and conveys the substrate W.
  • the mapping sensor 6 detects the presence / absence of the substrate W in a non-contact manner.
  • the robot control unit 9 inspects the presence or absence of warpage of the substrate W based on the height detected by the mapping sensor 6 for the substrate W in a state where it is not held by the robot hand 3.
  • the mapping sensor 6 is provided on the robot hand 3 in order to detect the presence of the substrate W by the detection light.
  • the robot control unit 9 obtains the maximum and minimum values of the height detected by the substrate W based on the output from the mapping sensor 6 when the robot hand 3 is moved in the vertical direction, and the upper limit value and the lower limit value are obtained.
  • the process of obtaining the detection thickness TH1 which is the difference between the above is performed a plurality of times in different directions of the detection light of the mapping sensor 6.
  • the presence or absence of warpage of the substrate W is inspected based on the minimum value of the difference between the detected thickness TH1 and the actual thickness TH which is the actual thickness of the substrate W.
  • the robot 100 of the present embodiment includes a tilt mechanism 4 capable of tilting the posture of the robot hand 3 in an arbitrary direction.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating the inspection of the presence or absence of warpage of the substrate W in the modified example.
  • the same reference numerals may be given to the drawings for the same or similar members as those in the above-described embodiment, and the description may be omitted.
  • the robot 100 of this modification is equipped with a range finder 6x in addition to the mapping sensor 6.
  • the rangefinder 6x, together with the mapping sensor 6, constitutes a substrate detection unit.
  • the rangefinder 6x is used to detect the warp of the substrate W when the substrate W is viewed horizontally in the direction perpendicular to the above-mentioned hand insertion direction.
  • the distance meter 6x is composed of, for example, a laser displacement meter, an ultrasonic distance sensor, and the like. As shown in FIG. 8, for example, the range finder 6x is provided on the upper surface of the second finger portion 32b of the hand main body portion 32. The range finder 6x detects the vertical distance from the range finder 6x to the lower surface of the substrate W in a non-contact manner. The range finder 6x is wirelessly or wiredly connected to the robot control unit 9, and transmits the distance to the substrate W measured at the measurement position to the robot control unit 9.
  • the robot control unit 9 inserts the robot hand 3 below the board W supported by the board storage device 7. As a result, the substrate W faces the rangefinder 6x in the vertical direction. However, in this state, the substrate W is not held by the guide portion 33.
  • the robot control unit 9 measures the distance from the distance meter 6x to the substrate W to be inspected at at least three points by moving the robot hand 3 horizontally along the hand insertion direction in this state.
  • the robot control unit 9 determines whether or not the substrate W is warped based on the difference in height of the substrate W measured by the distance meter 6x at at least three points on the substrate W. This determination can be realized, for example, by a geometric calculation for checking whether or not the three points are on the same linear shape.
  • the rangefinder 6x measures a value that cannot normally be taken. Therefore, it can be said that the rangefinder 6x is a sensor that can substantially detect the presence or absence of the substrate W.
  • the mapping sensor 6 can inspect the warp of the substrate W when viewed along the hand insertion direction.
  • the rangefinder 6x can be used to inspect the presence or absence of warpage of the substrate W when viewed horizontally in a direction perpendicular to the hand insertion direction. Therefore, in this modification, the presence or absence of warpage of the substrate W can be inspected three-dimensionally.
  • the distance meter 6x is provided on the hand body 32 in order to measure the distance from the substrate W in the vertical direction.
  • the robot control unit 9 inspects the presence or absence of warpage of the substrate W based on each of the distances measured by the distance meter 6x at a plurality of locations on the substrate W.
  • the robot 100 may indirectly convey the substrate W by holding a tray or the like for accommodating the substrate W, instead of directly holding and transporting the substrate W.
  • the hand body portion 32 of the robot hand 3 may be integrally formed with the upper plate portion 42 of the tilt mechanism 4.
  • the tilt mechanism 4 may be arranged between the base 1 and the elevating shaft 11, may be arranged between the elevating shaft 11 and the first arm 21, or may be arranged between the first arm 21 and the second arm 22. It may be placed in between.
  • the robot control unit 9 can also calculate the tilt angle of the board W based on the outputs of the mapping sensor 6 and the rangefinder 6x.
  • the mapping sensor 6 can be omitted. Even in this case, by scanning the rangefinder 6x horizontally along the hand insertion direction, it is possible to inspect whether or not the substrate W is warped when viewed horizontally in the direction perpendicular to the hand insertion direction. .. Further, the height of the substrate W can be measured at, for example, nine locations arranged in a matrix in a plan view while the robot hand 3 is appropriately moved in a horizontal plane. In this case, the presence or absence of warpage of the substrate W can be inspected three-dimensionally only with the distance meter 6x.
  • the above-mentioned inspection for the presence or absence of warpage of the substrate W may be performed by an inspection device separately provided instead of the robot control unit 9.
  • the functions of the elements disclosed herein include general purpose processors, dedicated processors, integrated circuits, ASICs (Application Specific Integrated Circuits), conventional circuits, and / or, which are configured or programmed to perform the disclosed functions. It can be performed using a circuit or processing circuit that includes a combination thereof.
  • a processor is considered a processing circuit or circuit because it includes transistors and other circuits.
  • a circuit, unit, or means is hardware that performs the listed functions, or hardware that is programmed to perform the listed functions.
  • the hardware may be the hardware disclosed herein, or it may be other known hardware that is programmed or configured to perform the listed functions. If the hardware is a processor considered to be a type of circuit, the circuit, means, or unit is a combination of hardware and software, and the software is used to configure the hardware and / or processor.

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Abstract

基板を搬送するためのロボットは、アーム部と、ハンド部と、基板検出部と、基板形状異常検査部と、を備える。前記ハンド部は、前記アーム部に設けられ、前記基板を保持して搬送する。前記基板検出部は、前記基板の有無を非接触で検出する。前記基板姿勢検査部は、前記ハンド部によって保持されていない状態の前記基板が前記基板検出部により検出された高さに基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査する。

Description

ロボット及び基板形状異常検査方法
　本開示は、主として、半導体ウエハやプリント基板等の基板を搬送するためのロボットに関する。詳細には、搬送対象の基板の形状異常を、当該基板を保持する前に検知する構成に関する。
　従来から、基板の保管装置、基板処理装置等から基板を取り出して搬送する基板搬送用のロボットが知られている。特許文献１は、この種のロボットであるウェハ搬送装置を開示する。
　特許文献１のウェハ搬送装置は、ハンドの姿勢を検出する姿勢検知部と、アクチュエータと、を備える。このウェハ搬送装置は、姿勢検知部で検出されるハンドの姿勢情報に基づいてアクチュエータの伸縮度を制御することで、ハンドの姿勢を調整する構成となっている。
特開２００４－１２８０２１号公報
　近年は、ウエハの薄型化等の理由で、基板には形状異常の一種である反りが生じ易くなっている。しかし、上記特許文献１において、姿勢検知部はあくまでハンドの姿勢を検知するもので、ハンドに保持される前の基板の反りを検知することはできない。基板に反りが生じている場合、ロボットが当該基板を保持する動作の過程で基板を損傷させるおそれがある。
　本開示は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、搬送対象の基板の形状異常の有無を、ロボットにより基板を取り出して保持する前に正確に検知することにある。
　本開示の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
　本開示の第１の観点によれば、以下の構成のロボットが提供される。即ち、基板を搬送するためのロボットは、アーム部と、ハンド部と、基板検出部と、基板形状異常検査部と、を備える。前記ハンド部は、前記アーム部に設けられ、前記基板を保持して搬送する。前記基板検出部は、前記基板の有無を非接触で検出する。前記基板姿勢検査部は、前記ハンド部によって保持されていない状態の前記基板が前記基板検出部により検出された高さに基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査する。
　本開示の第２の観点によれば、以下の基板形状異常検査方法が提供される。即ち、この基板形状異常検査方法は、前記基板を搬送するロボットによって、当該基板の形状異常の有無を検査する。前記ロボットは、アーム部と、ハンド部と、基板検出部と、を備える。前記ハンド部は、前記アーム部に設けられ、前記基板を保持して搬送する。前記基板検出部は、前記基板の有無を非接触で検出する。前記基板検出部が検出した、前記ハンド部によって保持されていない状態の前記基板の高さに基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査する。
　これにより、基板を基板保管装置等から取り出す前に、基板の形状異常の有無を検査することが可能になる。従って、ハンド部の移動時において、基板の形状異常による、ハンド部と基板側との意図しない接触を回避することができる。この結果、基板の損傷等を防止することができる。
　本開示によれば、搬送対象の基板の形状異常の有無を、ロボットにより基板を取り出して保持する前に正確に検知することができる。
本開示の一実施形態に係るロボットの全体的な構成を示す斜視図。 チルト機構の一例を示す斜視図。 チルト機構の一例を示す断面図。 ロボットが基板の姿勢を検査する様子を示す図。 ロボットハンドが基板に対して上下移動する様子を示す拡大図。 基板の反りによる検出厚みの変化を示す説明図。 基板の反りの有無を検出するためにマッピングセンサの検出軸の向きを異ならせる様子を概念的に説明する図。 変形例における基板の反りの有無の検査を説明する平面図。
　次に、図面を参照して、開示される実施の形態を説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るロボット１００の全体的な構成を示す斜視図である。
　図１に示すロボット１００は、例えば、半導体ウエハ、プリント基板等の基板Ｗの製造工場、倉庫等に設置される。ロボット１００は、基板処理装置と後述の基板保管装置７との間で基板Ｗを搬送するために用いられる。ただし、ロボット１００は、例えば、基板Ｗを処理する複数の基板処理装置の間で基板Ｗを搬送するために用いられても良い。基板Ｗは、基板の原料、加工中の半完成品、加工済の完成品のうち何れであっても良い。基板Ｗの形状は、本実施形態では円板状であるが、これに限定されない。
　このロボット１００は、主として、基台１と、ロボットアーム（アーム部）２と、ロボットハンド（ハンド部）３と、ロボット制御部（基板形状異常検査部）９と、を備える。
　基台１は、工場の床面等に固定される。しかし、これに限定されず、基台１は、例えば、前述の基板処理装置を備える基板処理設備のケーシングに固定されても良い。また、基台１は、基板処理装置（又は設備）と基板保管装置７の間で走行する図略の走行台車等に固定されても良い。
　ロボットアーム２は、図１に示すように、上下方向に移動可能な昇降軸１１を介して基台１に取り付けられている。ロボットアーム２は、昇降軸１１に対して回転可能である。
　ロボットアーム２は、水平多関節型のロボットアームから構成される。ロボットアーム２は、第１アーム２１と、第２アーム２２と、を備える。
　第１アーム２１は、水平な直線状に延びる細長い部材として構成される。第１アーム２１の長手方向の一端が、昇降軸１１の上端部に取り付けられている。第１アーム２１は、昇降軸１１の軸線（鉛直軸）を中心として回転可能に支持されている。第１アーム２１の長手方向の他端には、第２アーム２２が取り付けられている。
　第２アーム２２は、水平な直線状に延びる細長い部材として構成される。第２アーム２２の長手方向の一端が、第１アーム２１の先端に取り付けられている。第２アーム２２は、昇降軸１１と平行な軸線（鉛直軸）を中心として回転可能に支持されている。第２アーム２２の長手方向の他端には、ロボットハンド３が取り付けられている。
　昇降軸１１、第１アーム２１及び第２アーム２２のそれぞれは、図示しない適宜のアクチュエータにより駆動される。このアクチュエータは、例えば電動モータとすることができる。
　昇降軸１１と第１アーム２１との間、第１アーム２１と第２アーム２２との間、及び第２アーム２２とロボットハンド３との間に位置するアーム関節部には、第１アーム２１、第２アーム２２、及びロボットハンド３のそれぞれの回転位置を検出する図略のエンコーダが取り付けられている。また、ロボット１００の適宜の位置には、高さ方向における第１アーム２１の位置変化（即ち昇降軸１１の昇降量）を検出するエンコーダも設けられている。
　ロボット制御部９は、各エンコーダにより検出された第１アーム２１、第２アーム２２、又はロボットハンド３の回転位置又は高さ位置を含む位置情報に基づいて、昇降軸１１、第１アーム２１、第２アーム２２、及びロボットハンド３のそれぞれを駆動する電動モータの動作を制御する。なお、以下の説明においては、エンコーダにより検出された「位置情報」という場合、ロボット１００の姿勢を表す、それぞれのエンコーダにより検出された位置情報の組合せを意味する。
　ロボットハンド３は、図１に示すように、手首部３１と、ハンド本体部３２と、を備える。
　手首部３１は、チルト機構４を介して、第２アーム２２の先端に取り付けられている。手首部３１は、昇降軸１１と平行な軸線（鉛直軸）を中心として回転可能に支持されている。ただし、チルト機構４によって、手首部３１の回転軸を、昇降軸１１と平行な直線に対して傾けることができる。チルト機構４の詳細な構成は後述する。手首部３１は、図示しない適宜のアクチュエータにより回転駆動される。このアクチュエータは、例えば電動モータとすることができる。手首部３１には、ハンド本体部３２が連結されている。手首部３１及びハンド本体部３２は一体的に形成されても良い。
　ハンド本体部３２は、基板Ｗを保持するために作用する部分である。ハンド本体部３２は、Ｙ字状（又はＵ字状）に形成された板状の部材から構成される。ハンド本体部３２は、手首部３１に連結される側と反対側（言い換えれば、先端側）が２股に分かれた形状となっている。以下の説明においては、分岐されたそれぞれの部分を第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂと称することがある。
　第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂは、互いに対称となるように形成されている。図４及び図５等に示すように、第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂの先端部分の間に適宜の間隔が形成されている。これにより、ロボットハンド３を基板Ｗと接触させないで、基板Ｗの縁部を、第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂのそれぞれの先端部分の間に位置させることができる。
　本実施形態のハンド本体部３２の先端側及び基端側のそれぞれに、基板Ｗを保持するためのガイド部３３が複数設けられている。それぞれのガイド部３３は、例えばゴム等から構成される。ガイド部３３は、板状のハンド本体部３２から上側に突出するように設けられている。ガイド部３３は、例えば、図１に示すように、第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂのそれぞれに１つずつ設けられ、ハンド本体部３２の基端側に２つ設けられる。
　図１に示すように、ガイド部３３は、ロボットハンド３に載置された基板Ｗの周縁近傍における下面に接触して、基板Ｗを保持する。ガイド部３３は、基板Ｗの縁に径方向外側から接触することで、ロボットハンド３に載せられた基板Ｗが水平方向にズレないように規制することができる。
　ロボットハンド３が基板Ｗを保持する構成は、上述の構成に限定されない。ロボットハンド３は、例えば、基板Ｗの上面又は下面を負圧で吸着する構造等によって基板Ｗを保持しても良い。例えば公知のベルヌーイチャックをロボットハンド３に備えることで、非接触式で基板Ｗを保持しても良い。
　チルト機構４は、第２アーム２２の先端側（第１アーム２１に連結される側と反対側）に取り付けられている。
　チルト機構４は、図２に示すように、下板部４１と、上板部４２と、を備える。下板部４１は、第２アーム２２の上面に固定されている。上板部４２には、ロボットハンド３の手首部３１が回転可能に支持されている。下板部４１と上板部４２の間には、高さ調整機構５が配置されている。チルト機構４は、この高さ調整機構５を用いて、上板部４２の下板部４１に対する傾斜角度及び傾斜方向を調整する。
　この高さ調整機構５は、例えば、図２に示すように、下板部４１及び上板部４２の間の異なる位置に設けられた３つの支持部５１，５２，５３を備える。支持部５１，５２，５３は、説明の便宜上、図３においては直線的に並べて描かれているが、実際は図２で示すように、平面視で３角形をなすように配置されている。
　３つのうち２つの支持部５１，５２は、オネジ５６と、メネジ５７と、球面軸受５８と、を備える。オネジ５６のネジ軸は、下板部４１に、軸線を上下方向に向けて回転可能に支持されている。このネジ軸は、図略のアクチュエータ（例えば、電動モータ）によって、２つの支持部５１，５２で独立して回転させることができる。メネジ５７はオネジ５６のネジ軸にネジ結合されている。ネジ軸を回転させると、メネジ５７が上下方向に移動する。このネジ送りにより、支持部５１，５２が上板部４２を支持する高さを変更することができる。メネジ５７と上板部４２との間には、球面軸受５８が配置されている。
　残りの支持部５３には、球面軸受５８が配置されている。この支持部５３は、ネジ送りによる支持高さ変更機能を有していない。
　電動モータを駆動し、下板部４１に対する上板部４２の高さを複数の支持部５１，５２で独立して変更することで、上板部４２の下板部４１に対する傾斜角度及び傾斜方向を変更することができる。この結果、ロボットハンド３の第２アーム２２に対する姿勢（傾斜角度及び傾斜方向）を調整することができる。なお、高さ調整機構５（ひいてはチルト機構４）はこの構成に限定されない。
　図１に示すように、ハンド本体部３２の先端側には、マッピングセンサ（基板検出部）６が設けられている。マッピングセンサ６により、基板Ｗの有無の確認（マッピング）を非接触で行うことができる。本実施形態において、マッピングセンサ６は、例えば、投光部６１と受光部６２とを有する透過型センサから構成される。なお、これに限定されず、マッピングセンサ６は、例えば反射型センサ等から構成されても良い。
　図１及び図４等に示すように、投光部６１は、第１指部３２ａの先端側に設けられている。受光部６２は、第２指部３２ｂの先端側に設けられている。投光部６１は、受光部６２へ向けて検出光を照射する。検出光としては、例えば赤外光とすることができるが、これに限定されない。
　受光部６２は、無線又は有線でロボット制御部９と接続されている。受光部６２は、検出光の受光の有無を示す電気信号をロボット制御部９へ出力する。投光部６１と受光部６２の間に物体（例えば、基板Ｗ）がない場合、投光部６１からの検出光が受光部６２に到達するため、受光部６２は受光ありの電気信号を出力する。投光部６１と受光部６２の間に物体がある場合、投光部６１からの検出光が基板Ｗによって遮られるため、受光部６２は受光なしの電気信号を出力する。
　基板保管装置７において基板Ｗの配置場所が適宜の間隔をあけて上下方向に複数並んで配置されている場合、ロボット制御部９は、当該配置場所の近傍にロボットハンド３の先端部を近付けた状態で、複数の配置場所に跨って当該ロボットハンド３を上下方向に移動させる（マッピング動作）。このとき、平面視におけるロボットハンド３の位置は、前述の配置場所に仮に基板Ｗがあった場合に、当該基板Ｗにロボットハンド３が接触せず、かつ、当該基板Ｗをマッピングセンサ６によって検出できる位置となっている。ロボットハンド３を上下方向に移動させたときのマッピングセンサ６の出力の時系列データに基づいて、各配置場所における基板Ｗの有無を得ることができる。
　しかし、これに限定されず、例えば、ロボットハンド３を上下方向に移動させたとき、ロボットハンド３の各位置におけるマッピングセンサ６の出力に基づいて、エンコーダにより検出された各位置情報における基板Ｗの有無を得ることもできる。この場合、マッピングセンサ６の出力により得られた基板Ｗの有無情報と、エンコーダにより検出された位置情報と、が関連付けられる。
　投光部６１の光を受光部６２が検出できる限り、ロボットハンド３において投光部６１及び受光部６２が配置される場所は任意である。例えば、投光部６１が第１指部３２ａに内蔵され、受光部６２が第２指部３２ｂに内蔵されても良い。
　ロボット制御部９は、図１に示すように、基台１とは別に設けられている。ただし、ロボット制御部９は、基台１の外部に配置されても良い。ロボット制御部９は、公知のコンピュータとして構成されており、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＰＬＣ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の演算処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶部と、外部装置と通信可能な通信部と、を備える。記憶部には、演算処理部が実行するプログラム、各種の設定閾値、搬送対象の基板Ｗの厚み、サイズ等の形状データ等が記憶されている。通信部は、各種センサ（例えば、マッピングセンサ６、エンコーダ）の検出結果を外部装置へ送信可能に、また、外部装置から基板Ｗに関する情報等を受信可能に構成されている。
　続いて、本実施形態のロボット１００による基板Ｗの形状異常の有無の検査について、図４から図６まで等を参照して詳細に説明する。各部の構成を分かり易く示すために、図面において一部の構成を省略する場合がある。以下では、基板保管装置７に保管される基板Ｗについて、形状異常の一例である反りを検出する例で説明する。基板Ｗの形状異常には、基板Ｗの反り以外にも様々に考えられる。例えば、基板Ｗへの異物の付着による形状の変化は、形状異常の一種である。基板Ｗの表面に意図しない膜が形成されることによる当該基板Ｗの厚みの増加も、形状異常の一種である。
　図４に示す基板保管装置７は、基板Ｗを保管するために用いられる。基板保管装置７には、複数枚（例えば１００枚以上）の基板が、上下方向（基板保管装置７の高さ方向）において等間隔で並べられた状態で保管されている。
　基板保管装置７において、通常、基板Ｗは水平な姿勢で保管される。しかし、棚の変形、異物の存在等の何らかの理由で、基板Ｗが水平でない姿勢で基板保管装置７に保管される場合がある。更には、基板Ｗの形状異常が発生している場合も考えられる。本実施形態のロボット１００は、基板保管装置７から基板Ｗを取り出して搬送する前に、基板Ｗの形状異常の一例である反りの有無を検査することができる。
　基板Ｗの反り（湾曲）は３次元的に生じ得るが、本実施形態では、基板保管装置７に対してロボットハンド３を差し込む方向（以下、ハンド差込方向と呼ぶ。）に沿って基板Ｗを水平に見たときの、基板Ｗの反りを検査することができる。
　具体的に説明すると、ロボット制御部９は、ロボットハンド３のハンド本体部３２を水平に保った状態で、図４に示すように、検査対象の基板Ｗの一部が第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂの間に位置するように移動させる。このとき、マッピングセンサ６の検出光は、基板Ｗの適正な姿勢と平行となるように向けられる。
　そして、ロボット制御部９は、昇降軸１１を上下方向に移動させることで、ロボットハンド３を、水平な姿勢を保ちながら上下方向に移動させる。この結果、マッピングセンサ６による上下方向の走査が行われる。ロボットハンド３は、例えば図５に示すように、検査対象の基板Ｗの下方から上方へ、又は、上方から下方へ移動する。このときのロボットハンド３の移動速度を一定にすると、後述の検出厚みＴＨ１を容易に計算できる点で好ましい。
　基板Ｗの一部がロボットハンド３の第１指部３２ａ及び第２指部３２ｂの間を相対的に通過すると、投光部６１から照射される光線が基板Ｗにより遮られる。この結果、受光部６２の出力信号は、例えば、図５のグラフに示すように変化する。
　ロボット制御部９は、受光部６２からの出力に基づく時系列データを分析することで、ロボットハンド３が上下方向に移動した間に、投光部６１からの光線が検査対象の基板Ｗにより遮断された遮断時間ｔ０を求める。この遮断時間ｔ０は、マッピングセンサ６により基板Ｗが検出された検出時間と言い換えることもできる。ロボット制御部９は、求められた遮断時間ｔ０においてロボットハンド３が上下方向に移動した距離を、検査対象の基板Ｗの検出厚みＴＨ１として算出する。この検出厚みＴＨ１は、基板Ｗが検出された高さの最大値と、最小値と、の差である。なお、ロボットハンド３を上下方向に移動させたときの、ロボットハンド３の各位置におけるマッピングセンサ６の出力、及び、エンコーダにより検出された各位置情報に基づいて、検査対象の基板Ｗの検出厚みＴＨ１を算出することもできる。
　図６に示すように、基板Ｗがロボットハンド３に対して水平に配置され、かつ基板Ｗに反りが生じていないとき、投光部６１からの光線を遮る距離は、基板Ｗの実厚みＴＨのみである。一方、基板Ｗがロボットハンド３に対して傾斜しているとき、又は、基板Ｗに反りが生じているとき、投光部６１からの光線を遮る距離は、基板Ｗの実厚みＴＨよりも大きくなる。
　これを利用して、ロボット制御部９は、上記のように算出した基板Ｗの検出厚みＴＨ１と、記憶部により記憶された基板Ｗの実厚みＴＨと、を比較することによって、検査対象の基板Ｗが水平姿勢で反りがないか、そうでないかを判定する。
　判定の手法は様々であるが、例えば、検査対象の基板Ｗの検出厚みＴＨ１と実厚みＴＨとの差分と、所定の許容閾値と、を比較することが考えられる。ロボット制御部９は、差分が許容閾値を上回った場合に、検査対象の基板Ｗに傾斜又は反りが生じていると判定する。
　基板Ｗの実厚みＴＨは、事前に、基板Ｗの設計データ及び製造データ等に基づいて算出されても良いし、複数の基板Ｗの厚みを測定することで求められた平均厚みを用いても良い。また、基板Ｗの実厚みＴＨは、事前に、ロボット制御部９が通信部を介して外部装置から受信して記憶部に記憶したものであっても良い。
　検査対象の基板Ｗに傾斜又は反りが生じている場合、ロボット制御部９は、ロボットハンド３を水平から適宜傾斜させることで、マッピングセンサ６の検出光の向きを、ハンド差込方向を基準としたときのロール方向に傾ける。その後、ロボット制御部９は、再びロボットハンド３を上下方向に移動させて、検出厚みＴＨ１を再び求める。検出厚みＴＨ１の取得は、検出光のロール方向での傾斜の向き及び大きさを適宜異ならせて、複数回行われる。図７には、マッピングセンサ６の検出光の向きを様々に異ならせて検出厚みＴＨ１を取得する様子が概念的に示されている。
　図７に示すように、基板Ｗに傾斜があっても反りがなければ、マッピングセンサ６の検出光の向きを基板Ｗの傾斜角度θに対して平行にすれば、検出厚みＴＨ１は実厚みＴＨにほぼ一致する。一方で、基板Ｗに反りがある場合は、マッピングセンサ６の検出光を基板Ｗに実質的に沿わせたとしても、検出厚みＴＨ１は実厚みＴＨに対して湾曲の分だけ大きくなる。
　本実施形態では、マッピングセンサ６の検出光の向きに関係なく、マッピングセンサ６による走査方向は上下方向で一定である。水平な板を上下方向で切った断面よりも斜めの板を上下方向で切った断面が大きくなるのと同様な理由で、基板Ｗに反りがなく傾斜しているだけの場合でも、傾斜の影響により検出厚みＴＨ１は実厚みＴＨよりも若干大きくなる。この場合、傾斜角度θ等に基づいて、検出厚みＴＨ１の補正を行うことができる。
　検出厚みＴＨ１を複数取得すると、ロボット制御部９は、検出厚みＴＨ１と実厚みＴＨとの差の最小値を求める。この最小値が所定の反り閾値以下であれば、ロボット制御部９は、基板Ｗはロール方向で傾斜しているだけで、反りは生じていないと判定する。最小値が反り閾値を上回っていれば、ロボット制御部９は、基板Ｗに反りが生じていると判定する。
　基板Ｗに反りが生じていると判定された場合、ロボット制御部９は適宜の制御を行う。制御の例としては、搬送の対象から当該基板Ｗを除外したり、動作を停止したりすることが考えられる。これにより、反りが生じている基板Ｗに対してロボットハンド３が進入しなくなるので、基板Ｗとロボットハンド３との接触による基板Ｗの損傷等を防止することができる。
　以上に説明したように、本実施形態のロボット１００は、基板Ｗを搬送するために用いられる。ロボット１００は、ロボットアーム２と、ロボットハンド３と、マッピングセンサ６と、ロボット制御部９と、を備える。ロボットハンド３は、ロボットアーム２に設けられ、基板Ｗを保持して搬送する。マッピングセンサ６は、基板Ｗの有無を非接触で検出する。ロボット制御部９は、ロボットハンド３によって保持されていない状態の基板Ｗがマッピングセンサ６によって検出された高さに基づいて、基板Ｗの反りの有無を検査する。
　これにより、基板Ｗを基板保管装置７等から取り出す前に、基板Ｗの反りの有無を検査することが可能になる。従って、ロボットハンド３の移動時において、基板Ｗの反りによる、ロボットハンド３と基板Ｗとの意図しない接触を回避することができる。この結果、基板Ｗの損傷等を防止することができる。
　また、本実施形態のロボット１００において、マッピングセンサ６は、検出光により基板Ｗの存在を検出するためにロボットハンド３に設けられている。ロボット制御部９は、ロボットハンド３を上下方向に移動させたときのマッピングセンサ６からの出力に基づいて、基板Ｗが検出された高さの最大値と最小値を求め、上限値と下限値の差である検出厚みＴＨ１を得る処理を、マッピングセンサ６の検出光の向きを異ならせて複数回行う。検出厚みＴＨ１と、基板Ｗの実際の厚みである実厚みＴＨと、の差の最小値に基づいて、基板Ｗの反りの有無を検査する。
　これにより、簡単な構成で、基板Ｗの姿勢を容易かつ正確に検査することができる。
　また、本実施形態のロボット１００は、ロボットハンド３の姿勢を任意の方向に傾けることが可能なチルト機構４を備える。
　これにより、マッピングセンサ６の向きを、高い自由度で調整することができる。
　次に、上記実施形態の変形例を説明する。図８は、変形例における基板Ｗの反りの有無の検査を説明する平面図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
　本変形例のロボット１００は、マッピングセンサ６に加えて距離計６ｘを備える。この距離計６ｘは、マッピングセンサ６とともに、基板検出部を構成する。距離計６ｘは、上述のハンド差込方向と垂直な方向で基板Ｗを水平に見たときの、基板Ｗの反りを検出するために用いられる。
　距離計６ｘは、例えば、レーザ変位計、超音波距離センサ等から構成される。距離計６ｘは、例えば図８に示すように、ハンド本体部３２の第２指部３２ｂの上面に設けられている。距離計６ｘは、当該距離計６ｘから基板Ｗの下面までの上下方向の距離を非接触で検出する。距離計６ｘは、無線又は有線でロボット制御部９と接続されており、測定位置において測定された基板Ｗまでの距離をロボット制御部９に送信する。
　ロボット制御部９は、基板保管装置７によって支持されている基板Ｗの下方にロボットハンド３を差し込む。これにより、距離計６ｘに対して基板Ｗが上下方向で対向する状態となる。ただし、この状態では、ガイド部３３によって基板Ｗは保持されない。ロボット制御部９は、この状態でロボットハンド３をハンド差込方向に沿って水平方向に移動させることで、少なくとも３箇所において、距離計６ｘから検査対象の基板Ｗまでの距離を測定する。
　ロボット制御部９は、基板Ｗの少なくとも３箇所で距離計６ｘによって測定した当該基板Ｗの高さの差に基づいて、基板Ｗが反りを生じているか否かを判定する。この判定は、例えば、３点が同一直線状にあるか否かを調べる幾何学的な計算により実現することができる。
　仮に基板Ｗが存在しない場合、距離計６ｘは、通常はとり得ない値を計測する。従って、距離計６ｘは、基板Ｗの有無を実質的に検出可能なセンサであるということができる。
　上述の実施形態では、マッピングセンサ６により、ハンド差込方向に沿って見たときの基板Ｗの反りを検査することができる。本変形例では、上記に加えて、距離計６ｘによって、ハンド差込方向とは垂直な方向で水平に見たときの基板Ｗの反りの有無を検査することができる。従って、本変形例では、基板Ｗの反りの有無を３次元的に検査することができる。
　以上に説明したように、本変形例のロボット１００において、距離計６ｘは、上下方向での基板Ｗとの距離を測定するためにハンド本体部３２に設けられる。ロボット制御部９は、基板Ｗの複数箇所において距離計６ｘにより測定された距離のそれぞれに基づいて、基板Ｗの反りの有無を検査する。
　これにより、簡単な構成で、基板Ｗの反りの有無を容易かつ正確に検査することができる。
　以上に本開示の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
　ロボット１００は、基板Ｗを直接保持して搬送する代わりに、基板Ｗを収容するトレイ等を保持して基板Ｗを間接的に搬送しても良い。
　ロボットハンド３のハンド本体部３２は、チルト機構４の上板部４２と一体的に形成されても良い。
　チルト機構４は、基台１と昇降軸１１の間に配置されても良いし、昇降軸１１と第１アーム２１の間に配置されても良いし、第１アーム２１と第２アーム２２の間に配置されても良い。
　基板Ｗの反りの有無の何れにかかわらず、ロボット制御部９は、マッピングセンサ６及び距離計６ｘの出力に基づいて、基板Ｗの傾斜角度を算出することも可能である。
　図８に示す変形例において、マッピングセンサ６を省略することができる。この場合でも、距離計６ｘをハンド差込方向に沿って水平に走査することによって、ハンド差込方向とは垂直な方向で水平に見たときの基板Ｗの反りの有無を検査することができる。また、ロボットハンド３を水平面内で適宜移動させながら、平面視でマトリクス状に並んだ例えば９箇所において基板Ｗの高さを測定することもできる。この場合、距離計６ｘだけで、基板Ｗの反りの有無を３次元的に検査することができる。
　上述の基板Ｗの反りの有無の検査は、ロボット制御部９の代わりに、別途に設けられた検査装置により行われても良い。
　本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するように構成又はプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、及び／又は、それらの組合せ、を含む回路又は処理回路を使用して実行することができる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路又は回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、又は手段は、列挙された機能を実行するハードウェア、又は、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであっても良いし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラム又は構成されているその他の既知のハードウェアであっても良い。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、又はユニットはハードウェアとソフトウェアの組合せであり、ソフトウェアはハードウェア及び／又はプロセッサの構成に使用される。
　上述の教示を考慮すれば、本開示が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本開示が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

Claims (5)

  1. 　基板を搬送するためのロボットであって、
    　アーム部と、
    　前記アーム部に設けられ、前記基板を保持して搬送するハンド部と、
    　前記基板の有無を非接触で検出する基板検出部と、
    　前記ハンド部によって保持されていない状態の前記基板が前記基板検出部により検出された高さに基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査する基板形状異常検査部と、
    を備えることを特徴とするロボット。
  2. 　請求項１に記載のロボットであって、
    　前記基板検出部は、検出光により前記基板の存在の有無を検出するために前記ハンド部に設けられたマッピングセンサを備え、
    　前記基板形状異常検査部は、
    　前記ハンド部を上下方向に移動させたときの前記マッピングセンサからの出力に基づいて、前記基板が検出された高さの最大値と最小値を求め、前記最大値と前記最小値の差である検出厚みを得る処理を、前記マッピングセンサの検出光の向きを異ならせて複数回行い、
    　前記検出厚みと、前記基板の実際の厚みである実厚みと、の差の最小値に基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査することを特徴とするロボット。
  3. 　請求項１又は２に記載のロボットであって、
    　前記ハンド部の姿勢を任意の方向に傾けることが可能なチルト機構を備えることを特徴とするロボット。
  4. 　請求項１から３までの何れか一項に記載のロボットであって、
    　前記基板検出部は、上下方向での前記基板との距離を測定するために前記ハンド部に設けられた距離計を備え、
    　前記基板形状異常検査部は、前記基板の複数箇所において前記距離計により測定された前記距離のそれぞれに基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査することを特徴とするロボット。
  5. 　アーム部と、
    　前記アーム部に設けられ、基板を保持して搬送するハンド部と、
    　前記基板の有無を非接触で検出する基板検出部と、
    を備え、前記基板を搬送するロボットによって、当該基板の形状異常の有無を検査する基板形状異常検査方法であって、
    　前記基板検出部が検出した、前記ハンド部によって保持されていない状態の前記基板の高さに基づいて、前記基板の形状異常の有無を検査することを特徴とする基板形状異常検査方法。
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