WO2022239266A1 - 搬送装置及び膨張量算出方法 - Google Patents

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WO2022239266A1
WO2022239266A1 PCT/JP2021/029661 JP2021029661W WO2022239266A1 WO 2022239266 A1 WO2022239266 A1 WO 2022239266A1 JP 2021029661 W JP2021029661 W JP 2021029661W WO 2022239266 A1 WO2022239266 A1 WO 2022239266A1
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arm
arms
joint
joints
expansion
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PCT/JP2021/029661
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俊昭 兒玉
航 松本
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東京エレクトロン株式会社
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations

Definitions

  • the present disclosure relates to a conveying device and an expansion amount calculation method.
  • Patent Document 1 discloses a technique for determining thermal expansion of an arm of a transport device when automatically centering a substrate.
  • the present disclosure provides a technique for determining the amount of expansion of each arm.
  • a transport device includes an articulated arm, a detector, and a calculator.
  • a multi-joint arm is configured such that a plurality of arms are connected by rotatable joints and can be expanded and contracted by rotating the joints.
  • the detection unit detects the rotation angles of the joints of the multi-joint arm in different postures equal to or more than the number of arms of the multi-joint arm.
  • the calculation unit calculates the expansion amount of each of the plurality of arms based on the rotation angle of the joint in each posture detected by the detection unit.
  • the expansion amount of each arm can be obtained.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a processing system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a robot arm according to the embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of cross sections of a load lock chamber and a vacuum transfer chamber according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for specifying the center position of the substrate according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of detecting a rotation angle of a joint with the arm of the robot arm according to the embodiment having different postures.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a processing system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a robot arm according to the embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of cross sections of a load lock chamber and a vacuum transfer chamber according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for specify
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of rotation angles of joints of the robot arm according to the embodiment
  • 7A and 7B are diagrams for explaining a change in rotation angle due to arm expansion of the robot arm according to the embodiment.
  • FIG. FIG. 8 is a system configuration diagram showing another example of the processing system according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the control flow of the expansion amount calculation method according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the shape of the fork according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the shape of the fork according to the embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the configuration of an arm at the tip of the robot arm according to the embodiment;
  • FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the processing system main body according to the embodiment;
  • a transfer device such as an articulated arm for transferring substrates such as semiconductor wafers (hereinafter referred to as "wafers") is known.
  • the articulated arm has a plurality of arms connected by rotatable joints, and the arms support and transport the substrate.
  • an error may occur in the transfer position of the articulated arm.
  • an articulated arm transports a substrate to a process chamber in which high-temperature substrate processing is performed
  • each arm thermally expands due to the influence of heat, and an error may occur in the transport position of the articulated arm.
  • Patent Document 1 determines the thermal expansion of the entire articulated arm, and does not obtain the amount of expansion of each arm.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a processing system 1 according to an embodiment.
  • the processing system 1 performs substrate processing of substrates such as wafers.
  • the processing system 1 includes a processing system body 10 and a control device 100 that controls the processing system body 10 .
  • the processing system main body 10 includes, for example, a vacuum transfer chamber 11, a plurality of process chambers 13, a plurality of load lock chambers 14, and a loader module 15, as shown in FIG.
  • the processing system 1 is an example of the conveying device of the present disclosure.
  • a plurality of process chambers 13 and a plurality of load lock chambers 14 are connected to the vacuum transfer chamber 11 .
  • four process chambers 13 are connected to the vacuum transfer chamber 11 .
  • Two load lock chambers 14 are connected to the vacuum transfer chamber 11 .
  • Three or less process chambers 13 may be connected to the vacuum transfer chamber 11, or five or more process chambers 13 may be connected.
  • the vacuum transfer chamber 11 may be further connected with another vacuum transfer chamber 11 to which the plurality of process chambers 13 are connected.
  • One load lock chamber 14 may be connected to the vacuum transfer chamber 11, or three or more load lock chambers 14 may be connected.
  • the process chamber 13 performs processing such as etching and film formation on the substrate, for example, in a low-pressure environment.
  • the process chamber 13 and the vacuum transfer chamber 11 are partitioned by a gate valve 131 so as to be openable and closable.
  • Process chamber 13 is an example of a chamber of the present disclosure.
  • Each process chamber 13 may be a module that performs the same process in the manufacturing process, or a module that performs a different process.
  • Each load lock chamber 14 has a gate valve 140 and a gate valve 141 to switch the internal pressure from a predetermined degree of vacuum to atmospheric pressure, or from atmospheric pressure to a predetermined degree of vacuum.
  • the load lock chamber 14 and the vacuum transfer chamber 11 are partitioned by a gate valve 140 so as to be openable and closable.
  • the load lock chamber 14 and the loader module 15 are partitioned by a gate valve 141 so as to be openable and closable.
  • a plurality of sensors 20 are provided in the vacuum transfer chamber 11 .
  • a robot arm 12 is arranged in the vacuum transfer chamber 11 .
  • the robot arm 12 has three independently drivable joints.
  • the robot arm 12 may have four or more joints that can be driven independently.
  • the inside of the vacuum transfer chamber 11 is kept at a predetermined degree of vacuum.
  • the robot arm 12 takes out an unprocessed substrate from the load lock chamber 14 decompressed to a predetermined degree of vacuum, and transfers it to the mounting table 130 in one of the process chambers 13 .
  • the robot arm 12 also takes out the processed substrate from the process chamber 13 and transfers it into another process chamber 13 or the load lock chamber 14 .
  • Each sensor 20 is arranged near the connection between the vacuum transfer chamber 11 and the load lock chamber 14 .
  • two sensors 20 a and 20 b are arranged in each load lock chamber 14 at positions near the connecting portion between the vacuum transfer chamber 11 and the load lock chamber 14 , through which the substrates W pass. This allows the sensors 20a and 20b to quickly acquire sensing information about the substrate W when the substrate is taken out of the load lock chamber 14 by the robot arm 12 .
  • two sensors 20 are provided for one load lock chamber 14 .
  • Three or more sensors 20 may be provided for one load lock chamber 14 .
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the robot arm 12 according to the embodiment.
  • the robot arm 12 is configured as a multi-joint arm in which a plurality of arms 30 are connected by rotatable joints 31 and can be expanded and contracted by rotating the joints 31 .
  • the robot arm 12 shown in FIG. 2 has arms 30a to 30c provided with joints 31a to 31c, the arms 30a and 30b are rotatably connected by a joint 31b, and the arms 30b and 30c are rotatably connected by a joint 31c.
  • Each joint 31 is provided with a drive mechanism for rotating the joint 31, and the drive mechanism rotates the arm 30 in the horizontal direction.
  • each joint 31 is provided with a servomotor, a speed reducer, or the like as a drive mechanism.
  • Each joint 31 rotates each arm 30 in the horizontal direction by being rotationally driven by transmission of the driving force of the servomotor via the speed reducer.
  • the robot arm 12 can detect the rotation angle of each joint 31 .
  • an encoder is provided on the rotary shaft of the servomotor of the joints 31a-31c, and the rotation angles of the joints 31a-31c can be detected based on feedback signals from the encoders of the joints 31a-31c.
  • the arm 30c at the tip is provided with a Y-shaped fork 32 that branches into two support portions 32a on the tip side.
  • the fork 32 is made of a material with low thermal expansion, such as ceramic.
  • the robot arm 12 can extend and contract in the horizontal direction by rotating the arm 30 at the joint 31 , and supports the substrate W with the fork 32 to transport the substrate W.
  • the robot arm 12 has a shape that allows the sensor 20 to detect the expanded and contracted position.
  • one supporting portion 32a of the fork 32 is provided with three rectangular protrusions 33 that protrude in the horizontal direction.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of cross sections of the load lock chamber 14 and the vacuum transfer chamber 11 according to the embodiment.
  • the sensor 20 has a light source 21a and a light receiving sensor 21b.
  • the light source 21a and the light receiving sensor 21b are provided outside the vacuum transfer chamber 11, above and below the vacuum transfer chamber 11, respectively.
  • the light source 21a is provided in the upper portion of the vacuum transfer chamber 11, and the light receiving sensor 21b is provided in the lower portion of the vacuum transfer chamber 11.
  • the light source 21a is provided in the lower portion of the vacuum transfer chamber 11,
  • the light-receiving sensor 21 b may be provided above the vacuum transfer chamber 11 .
  • the light source 21 a emits light into the vacuum transfer chamber 11 through a window 11 a provided in the upper wall of the vacuum transfer chamber 11 .
  • the light source 21a irradiates the interior of the vacuum transfer chamber 11 with, for example, a laser beam.
  • the light receiving sensor 21 b receives light emitted from the light source 21 a through a window 11 b provided in the lower wall of the vacuum transfer chamber 11 .
  • the windows 11a and 11b are made of a light-transmissive material such as quartz.
  • the light receiving sensor 21b outputs information indicating whether or not the light emitted from the light source 21a is blocked to the control device 100 as sensing information.
  • a region irradiated with light from the light source 21a is an example of a sensing region.
  • a loader module 15 is connected to the load lock chamber 14 .
  • a robot arm 150 is provided in the loader module 15 .
  • the loader module 15 is provided with a plurality of load ports 16 to which containers capable of accommodating a plurality of substrates W before or after processing (for example, FOUP: Front Opening Unified Pod) are connected.
  • the robot arm 150 takes out a substrate W before processing from a container connected to the load port 16 and transports it into the load lock chamber 14 . Further, the robot arm 150 takes out the processed substrate W from the load lock chamber 14 whose internal pressure has been returned to the atmospheric pressure, and transports it into a container connected to the load port 16 .
  • the loader module 15 may be provided with an alignment unit that adjusts the orientation of the substrate W taken out from the container connected to the load port 16 .
  • the operation of the processing system 1 configured as described above is centrally controlled by a control device 100 (control unit).
  • the control device 100 is, for example, a computer, and controls each section of the processing system 1 .
  • the operation of the processing system 1 is centrally controlled by the control device 100 .
  • the control device 100 has a controller 101 that controls each section of the processing system 1, a user interface 102, and a storage section 103.
  • the user interface 102 is composed of a keyboard for inputting commands for the process manager to manage the processing system 1, a display for visualizing and displaying the operating status of the processing system 1, and the like.
  • the storage unit 103 stores control programs (software) for realizing various processes executed by the processing system 1 under the control of the controller 101, and recipes in which processing condition data and the like are stored.
  • the storage unit 103 stores parameters and the like related to apparatuses and processes for substrate processing.
  • the control program, recipe, and parameters may be stored in a computer-readable computer recording medium (for example, a hard disk, an optical disk such as a DVD, a flexible disk, a semiconductor memory, etc.).
  • the control programs, recipes, and parameters may be stored in another device, and read and used online via, for example, a dedicated line.
  • the controller 101 has a CPU and an internal memory for storing programs and data, reads control programs stored in the storage unit 103, and executes processing of the read control programs.
  • the controller 101 functions as various processing units by executing control programs.
  • the controller 101 has functions of a detection unit 110 and a calculation unit 111, which will be described later.
  • the case where the controller 101 functions as various processing units will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the functions of the detection unit 110 and the calculation unit 111 may be distributed and realized by a plurality of controllers.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for identifying the center position of the substrate W according to the embodiment.
  • the sensors 20 a and 20 b output sensing information to the control device 100 .
  • the line segment AB and the line segment CD on the substrate W are irradiated from the light source 21a as indicated by the solid lines in FIG. Light is blocked.
  • the control device 100 Based on the sensing information output from the sensors 20a and 20b and the position information of the fork 32, the control device 100 sets the center of a circle passing through at least three of the points A to D as the center position O of the substrate W. Identify.
  • the position information of the fork 32 is specified based on, for example, the length of each arm 30 of the robot arm 12, the angle of each joint 31, and the like.
  • the angle of each joint 31 is detected based on feedback signals from encoders of the joints 31a to 31c. In the example of FIG. 4, the center position O of the substrate W and the reference position O' of the fork 32 are displaced.
  • the notch N of the substrate W may pass through the sensing area or the light may be blocked by the fork 32 when the substrate W moves.
  • the position of the center of the circle passing through all of the points A to D may differ from the center position O of the substrate W, or the circle passing through all of the points A to D may not exist. Therefore, if the center positions of the circles calculated for two or more of the four sets of three-point combinations excluding points A to D one by one are less than a predetermined distance, the center positions of the circles are moved to the center of the substrate W. It is preferably identified as position O.
  • the notch N formed in the substrate W is an example of a marker indicating the reference direction of the substrate W. As shown in FIG.
  • the marker indicating the reference direction of the substrate W may be an orientation flat formed on the substrate W.
  • the processing system 1 detects the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 in different postures equal to or greater than the number of arms of the robot arm 12 .
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of detecting the rotation angle of the joint 31 with the arm 30 of the robot arm 12 according to the embodiment having different postures.
  • the control device 100 moves the robot arm 12 so that the projection 33 provided on the fork 32 passes the arrangement position of the sensor 20a.
  • the rotation angles of the joints 31 change so that the robot arm 12 extends as a whole, so the posture of each arm 30 changes.
  • the sensor 20 a outputs sensing information to the control device 100 .
  • the robot arm 12 outputs encoder feedback signals of the joints 31 to the control device 100 .
  • the light source 21a illuminates the line segment EF, the line segment GH, and the line segment IJ of each protrusion 33, as indicated by the solid lines in FIG. blocked light.
  • the detection unit 110 detects the rotation angle of each joint 31 based on the feedback signal from the encoder of each joint 31 of the robot arm 12 .
  • a feedback signal from the encoder of each joint 31 may be input to a control unit that controls the robot arm 12 , and the control unit may specify the angle of each joint 31 .
  • the detection unit 110 may detect the rotation angle of each joint 31 by acquiring the rotation angle of each joint 31 from the control unit of the robot arm 12 .
  • the detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 in different postures equal to or greater than the number of arms 30 of the robot arm 12 .
  • the detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31 in different postures based on the sensing information output from the sensor 20a and the information on the rotation angles of the joints of the robot arm 12. .
  • the detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31a to 31c at points E, G, and I at which the projections 33 block the light emitted from the light source 21a.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 according to the embodiment.
  • the detection unit 110 determines an axis 60 passing through the reference point in a horizontal plane with the position where the robot arm 12 is fixed as a reference point, and detects the rotation angle of each joint 31 from the axis 60 .
  • the direction of the axis 60 may be determined in advance when the processing system 1 is designed.
  • the detection unit 110 corrects the rotation angle of each joint 31 based on the axis 60.
  • the rotation angle of the joint 31a is a rotation angle ⁇ 1 with respect to another axis 61
  • the rotation angle ⁇ 1 of the joint 31a is corrected as shown in the following formula (1).
  • ⁇ 1 ⁇ 1 + ⁇ (1)
  • ⁇ 1 is the rotation angle of the arm 30a with respect to the axis 60
  • ⁇ 1 is the rotation angle of the arm 30a with respect to the axis 61
  • ⁇ is the angle difference between the axis 60 and the axis 61 with the axis 60 as a reference.
  • the rotation angle ⁇ 2 of the joint 31b is corrected as shown in Equation (2) below.
  • the rotation angle ⁇ 3 of the joint 31c is corrected as shown in the following formula (3).
  • the detection unit 110 detects the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 of the joints 31 for points E, G, and I at which the projections 33 block the light emitted from the light source 21a.
  • the control device 100 moves the robot arm 12 so that the protrusion 33 provided on the fork 32 passes through the arrangement position of the sensor 20a.
  • the rotation angles of the joints 31 change so that the robot arm 12 extends as a whole, so the posture of each arm 30 changes.
  • the sensor 20 a outputs sensing information to the control device 100 .
  • the robot arm 12 outputs encoder feedback signals of the joints 31 to the control device 100 .
  • the light source 21a illuminates the line segment EF, the line segment GH, and the line segment IJ of each protrusion 33, as indicated by the solid lines in FIG. blocked light.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the arm 30c at the tip of the robot arm 12 according to the embodiment.
  • FIG. 14 shows the arm 30c at the tip of the robot arm 12.
  • a fork 32 is provided on the distal end side of the distal arm 30c.
  • FIG. 14 shows the distance LFE from the connecting portion between the arm 30c and the fork 32 to the point E, the distance LFG from the connecting portion to the point G, and the distance LFI from the connecting portion to the point I.
  • the length L3 of the arm 30c is shown.
  • the fork 32 is made of a material with low thermal expansion. Therefore, in the arm 30c, even if the temperature changes, the distances LFE, LFG, and LFI of the fork 32 portion hardly change, and the length L3 of the arm 30c mainly changes.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining changes in rotation angle due to expansion of the arm 30 of the robot arm 12 according to the embodiment.
  • FIG. 7 shows the change in the rotation angle at the point E where each protrusion 33 blocks the light emitted from the light source 21a, with the axis 60 as the X axis and the direction perpendicular to the axis 60 in the horizontal plane as the Y axis. ing.
  • the solid line schematically shows the robot arm 12 when the arm 30 is not inflated
  • the dashed line schematically shows the robot arm 12 when the arm 30 is inflated. showing.
  • the distance Y to the Y-axis direction of the robot arm 12 can be calculated from the length of each arm 30, the rotation angle of each joint 31, and the like.
  • the lengths of the arms 30a to 30c of the robot arm 12 when the arm 30 is not inflated are L1 to L3.
  • the rotation angles ⁇ 1E to ⁇ 3E of the joints 31 at the point E where the projections 33 block the light emitted from the light source 21a. do.
  • the distance YE of the point E with respect to the Y-axis direction can be expressed by the following equation (4).
  • YE L1 ⁇ sin ⁇ 1E+L2 ⁇ sin ⁇ 2E +(L3+LFE) ⁇ sin ⁇ 3E (4) here, YE is the distance of point E with respect to the Y-axis direction.
  • L1-L3 are the lengths of the arms 30a-30c in the uninflated state.
  • LFE is the distance from the connecting portion of the fork 32 to the arm 30c to the position of the point E.
  • ⁇ 1E to ⁇ 3E are the rotation angles of the joints 31a to 31c at the point E in the uninflated state.
  • the lengths L1 to L3 of the arms 30a to 30c of the robot arm 12 in the unexpanded state are, for example, the lengths of the arms 30a to 30c described in the specifications of the robot arm 12, or the lengths of the arms 30a to 30c at room temperature. use .
  • the amount of expansion in the length direction of each arm 30a to 30c of the robot arm 12 when the arm 30 is expanded is ⁇ L1 to ⁇ L3. 7
  • the distance YE of the point E with respect to the Y-axis direction can be expressed by the following equation (5).
  • the fork 32 is made of a material with little thermal expansion, and is assumed not to change in length due to thermal expansion.
  • the amount of expansion of the fork 32 may be included in the amount of expansion ⁇ L3 of the arm 30c in the longitudinal direction.
  • the distance LFE of the fork 32 portion may be omitted from the equations (4) and (5) assuming that it is included in the arm 30c.
  • ⁇ L1 to ⁇ L3 are expansion amounts of the lengths of the arms 30a to 30c.
  • ⁇ 1′E to ⁇ 3′E are the rotation angles of the joints 31a to 31c at the point E in the inflated state.
  • the distance YE of the point E with respect to the Y-axis direction, the lengths L1 to L3 of the arm 30 in the unexpanded state, and the distance LFE of the fork 32 portion are determined from the actual measurement of the processing system 1 and the design data of the processing system 1. Note that the distance YE may be obtained from the lengths L1 to L3 of the arm 30 in the unexpanded state and the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 of the joints 31 using the equation (4).
  • the detection unit 110 detects the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 of the joints 31 at points E, G, and I where the projections 33 block the light emitted from the light source 21a.
  • the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 detected by the detection unit 110 are the rotation angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′.
  • the detection unit 110 detects rotation angles ⁇ 1′E to ⁇ 3′E.
  • the detection unit 110 detects rotation angles ⁇ 1G to ⁇ 3G.
  • the detection unit 110 detects rotation angles ⁇ 1′G to ⁇ 3′G.
  • the detection unit 110 detects rotation angles ⁇ 1′I to ⁇ 3′I.
  • Equation (5) the distance YE and the lengths L1 to L3 of the arm 30 are determined from actual measurements of the processing system 1 and design data of the processing system 1. Also, the rotation angles ⁇ 1′E to ⁇ 3′E are determined by detection by the detection unit 110. FIG. Therefore, in equation (5), the unknowns are the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of the arm 30 .
  • the distance YG of the point G with respect to the Y-axis direction can be obtained by replacing the distance LFE in the formula (5) with the distance LFG from the connection portion of the fork 32 with the arm 30c to the position of the point G, and the rotation angle ⁇ 1′E .about..theta.3'E are obtained by replacing the rotation angles .theta.1'G to .theta.3'G.
  • the distance YI of the point I with respect to the Y-axis direction is obtained by replacing the distance LFE in the formula (5) with the distance LFI from the connection portion of the fork 32 with the arm 30c to the position of the point I, and the rotation angle ⁇ 1′I .about..theta.3'I are obtained by replacing the rotation angles .theta.1'G to .theta.3'G.
  • Distances YG, YI, and distances LFG, LFI are determined from actual measurements of the processing system 1 and design data of the processing system 1 . Note that the distances LFE, LFG, and LFI may be omitted from the equation (5) assuming that they are included in the arm 30c.
  • the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 can be calculated from the three expressions (5) by solving the equation with the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 as unconstants. can be calculated.
  • the calculation unit 111 applies the distance Y by which the robot arm 12 expands and contracts and the rotation angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′ of the joints 31 detected by the detection unit 110 for each posture to Equation (5). Then, the calculation unit 111 calculates the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 by solving the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 in Expression (5) for each posture as unconstants.
  • the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of each arm 30 can be obtained.
  • the controller 100 corrects the transport position of the robot arm 12 based on the amount of expansion of the arm 30 calculated by the calculator 111 .
  • the control device 100 corrects the rotation angles of the joints 31a to 31c assuming that the lengths of the arms 30a to 30c are increased by the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3. As a result, even if the arm 30 expands due to the influence of heat, errors in the transfer position of the robot arm 12 can be suppressed.
  • the calculation unit 111 may calculate the expansion amount of the arm 30 as follows.
  • three equations (5) for three postures can be converted into three equations with expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 as solutions.
  • the converted three equations are the distance Y (YE, YG, YI) that the robot arm 12 expands and contracts in each posture, the lengths L1 to L3 of each arm 30 in the unexpanded state, and the joints 31 in each posture.
  • Relational expressions for calculating the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of the arm 30 are preset in the calculator 111 .
  • the calculator 111 is programmed with a relational expression.
  • the calculation unit 111 applies the rotation angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′ of the joints 31 in the respective postures detected by the detection unit 110 to the set relational expression, and calculates the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of the plurality of arms 30, respectively. calculate. Also in this case, the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of each arm 30 can be obtained.
  • the rotation angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′ of the joint 31 may be detected in four or more postures.
  • four or more projections 33 are provided on one support portion 32a of the fork 32, and the rotation angles ⁇ 1′ ⁇ ⁇ 3′ may be detected.
  • the rotation angles ⁇ 1' of the joints 31 in four or more postures through which the protrusions 33 pass. ⁇ 3′ may be detected.
  • the calculation unit 111 calculates rotations of the joints 31 in the three postures for each combination of the three postures.
  • the amount of expansion of the arm 30 is calculated from the angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′.
  • the calculation unit 111 calculates an average value obtained by averaging the expansion amounts of the arms 30 as the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of the arms 30 .
  • the case where one sensor 20 detects a plurality of postures of the robot arm 12 has been described as an example.
  • multiple postures of the robot arm 12 may be detected using multiple sensors 20 .
  • sensors 20 are arranged at different positions equal to or greater than the number of arms 30 of the robot arm 12, and the detection unit 110 detects the tip of one support portion 32a of the fork 32 with each sensor 20. Rotation of the joint 31 in each posture Angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′ may be detected.
  • the arrangement position of the sensor 20 is not limited to the vicinity of the connecting portion between the vacuum transfer chamber 11 and the load lock chamber 14.
  • the sensor 20 may be located anywhere within the reach of the robot arm 12 as long as the change in the placement position due to the influence of heat or the like is small.
  • the sensor 20 may be arranged at any position within the vacuum transfer chamber 11 .
  • FIG. 8 is a system configuration diagram showing another example of the processing system according to the embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
  • the processing system 1 shown in FIG. 8 is provided with a sensor 22 similar to the sensor 20 in the process chamber 13 .
  • the detection unit 110 detects the rotation angle of the joint 31 when the sensor 22 provided in the process chamber 13 detects the robot arm 12 . For example, when detecting the amount of expansion of the process chamber 13 , the control device 100 moves the robot arm 12 so that the projection 33 provided on the fork 32 passes through the sensor 22 provided in the process chamber 13 .
  • the detection unit 110 detects the rotation angle of the joint 31 when the protrusion 33 of the robot arm 12 is detected. For example, the detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31a to 31c when the first projection 33 (for example, point E) is detected.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the rotation angle of the joint 31 of the robot arm 12 according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the rotation angle of each joint 31 when the process chamber 13 is in an unexpanded state.
  • FIG. 9 schematically shows the robot arm 12 when the arm 30 is in the non-expanded state by solid lines, and schematically shows the robot arm 12 when the arm 30 is in the expanded state by broken lines.
  • the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 when the arm 30 is not expanded are ⁇ 01 to ⁇ 03, and the lengths of the arms 30 when the arm 30 is not expanded are L1 to L3.
  • the amount of expansion in the length direction of each arm 30 of the robot arm 12 is ⁇ L1 to ⁇ L3, and the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 are ⁇ 01′ to ⁇ 03′.
  • the distance P0 of the detection position of the sensor 22 with respect to the Y-axis direction can be expressed by the following equation (6).
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing the rotation angle of each joint 31 when the process chamber 13 is expanded.
  • FIG. 10 schematically shows the robot arm 12 when the arm 30 is in the non-expanded state by solid lines, and schematically shows the robot arm 12 when the arm 30 is in the expanded state by broken lines.
  • ⁇ 11 to ⁇ 13 be the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 when the arm 30 is not inflated.
  • the amount of expansion in the length direction of each arm 30 of the robot arm 12 is ⁇ L1 to ⁇ L3
  • the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 are ⁇ 11′ to ⁇ 13′.
  • the distance P1 of the detection position of the sensor 22 with respect to the Y-axis direction can be expressed by the following equation (7).
  • the expansion amount (P1-P0) of the process chamber 13 can be expressed as the following formula (8) from formulas (6) and (7).
  • the distance P0 of the detection position of the sensor 22 with respect to the Y-axis direction is determined from the actual measurement of the processing system 1 and the design data of the processing system 1. Note that the distance P0 may be obtained from the lengths L1 to L3 of the arm 30 in the unexpanded state and the rotation angles ⁇ 01 to ⁇ 03 of the joints 31 using the equation (6).
  • the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of each arm 30 can be calculated.
  • the expansion amount (P1-P0) of the process chamber 13 can be calculated by obtaining the distance P1 of the detection position of the sensor 22 with respect to the Y-axis direction from the equation (7).
  • Calculation unit 111 calculates lengths L1 to L3 of each arm 30 in the unexpanded state, calculated expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of each of the plurality of arms 30, and rotation angles ⁇ 11′ to ⁇ 11′ of joints 31 detected by detection unit 110.
  • the amount of expansion of the process chamber 13 is calculated based on ⁇ 13′.
  • the calculation unit 111 uses equation (7) to determine the lengths L1 to L3 of each arm 30 in the uninflated state, the calculated expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 of each of the plurality of arms 30, and the detection unit 110.
  • the distance P1 is calculated from the rotation angles ⁇ 11′ to ⁇ 13′ of the joint 31 thus obtained.
  • the calculation unit 111 subtracts the distance P1 from the distance P0.
  • the process chamber 13 calculates the amount of expansion (P1-P0).
  • the process chamber 13 can calculate the amount of expansion.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the control flow of the expansion amount calculation method according to the embodiment.
  • the detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31 in different postures equal to or greater than the number of arms 30 of the robot arm 12 (S10). For example, the control device 100 moves the robot arm 12 so that the projection 33 provided on the fork 32 passes the arrangement position of the sensor 20a. The detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31 at points E, G, and I at which the protrusions 33 are detected by the sensor 20a.
  • the calculation unit 111 calculates the expansion amount of each arm 30 based on the rotation angle of the joint 31 in each detected posture (S11), and ends the process. For example, the calculation unit 111 applies the distance Y by which the robot arm 12 expands and contracts and the rotation angles ⁇ 1′ to ⁇ 3′ of the joints 31 detected by the detection unit 110 to Equation (5) for each posture. Then, the calculation unit 111 calculates the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 by solving the expansion amounts ⁇ L1 to ⁇ L3 in Expression (5) for each posture as unconstants.
  • the processing system 1 has the robot arm 12 (multi-joint arm), the detection unit 110, and the calculation unit 111.
  • the robot arm 12 has a plurality of arms 30 connected by rotatable joints 31 and can be expanded and contracted by rotating the joints 31 .
  • the detection unit 110 detects the rotation angles of the joints 31 of the robot arm 12 in different postures equal to or greater than the number of arms 30 of the robot arm 12 .
  • the calculation unit 111 calculates the expansion amount of each of the arms 30 based on the rotation angle of the joint 31 in each posture detected by the detection unit 110 . Thereby, the processing system 1 according to the present embodiment can obtain the amount of expansion of each arm 30 .
  • the calculation unit 111 calculates the length (L1 to L3) of each arm 30 in the unexpanded state when the plurality of arms 30 is not inflated, and the distance Y by which the robot arm 12 expands and contracts in each posture in the unexpanded state.
  • the amount of expansion of each of the plurality of arms 30 is calculated from the rotation angles ( ⁇ 1′ to ⁇ 3′) of the joints 31 in each posture detected by the detection unit 110 .
  • the processing system 1 according to the present embodiment can calculate the expansion amount of each arm 30 .
  • the calculation unit 111 calculates the distance Y by which the robot arm 12 expands and contracts, the length (L1 to L3) of each arm 30 in the unexpanded state, the rotation angles ( ⁇ 1′ to ⁇ 3′) of the joints 31, and a plurality of
  • the relational expression (equation (5)) showing the relationship between the expansion amounts ( ⁇ L1 to ⁇ L3) of the arm 30 includes the extension/contraction distance of the robot arm 12 and the rotation of the joint 31 detected by the detection unit 110 for each posture.
  • the calculation unit 111 calculates the expansion amounts of the plurality of arms 30 from the distance that the robot arm 12 expands and contracts in each posture, the length of each arm 30 in an unexpanded state, and the rotation angle of the joints 31 in each posture.
  • the expansion amount of each of the plurality of arms 30 is calculated by applying the rotation angle of the joint 31 in each posture detected by the detection unit 110 to the relational expression to be calculated. Also in this case, the processing system 1 according to the present embodiment can calculate the expansion amount of each arm 30 .
  • different postures are postures in which the robot arm 12 is extended and retracted to different distances.
  • the rotation angle of the joint 31 changes for each posture, so the processing system 1 according to the present embodiment can accurately calculate the expansion amount of each arm 30 from the rotation angle of the joint 31 for each posture.
  • the sensor 20 and the sensor 22 have the light source 21a and the light receiving sensor 21b, and the arrival of the robot arm 12 is detected when light is blocked from the light source 21a. It is not limited to this. Any method may be used for the sensors 20 and 22 as long as the arrival of the robot arm 12 can be detected.
  • the support portion 32a on one side of the fork 32 is provided with three rectangular protrusions 33 that protrude in the horizontal direction so that the position can be detected by the sensor 20.
  • the fork 32 may have any shape as long as the sensor 20 can detect the extended and retracted position.
  • the fork 32 may be provided with protrusions 33 on each of the two support portions 32a.
  • the protrusions 33 may be provided symmetrically on the fork 32 .
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the shape of the fork 32 according to the embodiment.
  • the fork 32 is provided with two Y-shaped support portions 32a that are branched on the tip side.
  • the two support portions 32a of the fork 32 are provided with protrusions 33 projecting outward in the horizontal direction near the ends connected to the arms 30c.
  • the two protrusions 33 provided on the two support portions 32a have a partially symmetrical shape.
  • the two protrusions 33 provided on the two support portions 32a are formed in a symmetrical shape on the tip side of the fork 32. As shown in FIG.
  • the two protrusions 33 are formed so that the tip side of the fork 32 is perpendicular to the tip side of the fork 32 and the end side of the fork 32 is formed obliquely so that the width gradually narrows with respect to the end side. there is Moreover, the protrusion 33 on one side of the two protrusions 33 is formed to extend to the end side of the protrusion 33 on the other side.
  • the substrate W placed on the fork 32 is shown in dotted lines. Further, in FIG. 12, when the substrate W is taken out from the load lock chamber 14 by the robot arm 12, the positions where the sensing regions of the sensors 20a and 20b are passed are indicated by dotted lines.
  • the control device 100 identifies the center of a circle passing through at least three of the points A to D as the center position O of the substrate W.
  • FIG. Further, four points E to H of the fork 32 are detected by the sensors 20a and 20b when the protrusion 33 passes through the sensing area.
  • the calculation unit 111 calculates the expansion amount of each arm 30 based on the rotation angle of the joint 31 in each detected posture. For example, from the rotation angle of each joint 31 at the average distance Y when points E and F are detected, the distance Y when point G is detected, and the distance Y when point H is detected, each arm 30 is calculated.
  • the processing system 1 can obtain the amount of expansion of each arm 30 . Further, when the substrate W is taken out from the load lock chamber 14 by the robot arm 12, the center position O of the substrate W and the amount of expansion of each arm 30 can be calculated at the same time, and the transfer position to the mounting table can be corrected.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the shape of the fork 32 according to the embodiment.
  • the fork 32 is provided on two Y-shaped support portions 32a that branch toward the tip side.
  • the two support portions 32a of the fork 32 are formed symmetrically.
  • the fork 32 has a symmetrical slit 34 near the branched portion where the two support portions 32a branch.
  • the fork 32 is provided with protrusions 33 that horizontally protrude toward the tip side at the tips of two support portions 32a.
  • the fork 32 is provided with projections 33 extending from the support portions 32a toward the end portions at the branch portions of the two support portions 32a.
  • the substrate W placed on the fork 32 is shown in dotted lines.
  • the fork 32 is formed larger than the substrate W, and the protrusions 33 on the tip side of the two support portions 32a pass through the substrate W on which it is placed and are exposed.
  • the sensors 20a and 20b are arranged at intervals corresponding to the intervals between the two support portions 32a. Further, sensors 23a and 23b having the same configuration as the sensors 20a and 20b are arranged outside the sensors 20a and 20b.
  • the substrate W placed on the fork 32 is shown in dotted lines. Also, in FIG. 13, when the substrate W is taken out from the load lock chamber 14 by the robot arm 12, the positions where the sensing regions of the sensors 20a, 20b, 23a, and 23b are passed are indicated by dotted lines.
  • the substrate W passes through the sensing areas of the sensors 23a, 23b.
  • the control device 100 identifies the center of a circle passing through at least three of the points A to D as the center position O of the substrate W.
  • FIG. The tip of the fork 32, the slit 34, and the end pass through the sensing regions of the sensors 20a and 20b.
  • Six points E to J are detected by the sensors 20a and 20b when the tip of the fork 32, the slit 34, and the end pass through the sensing area.
  • the calculation unit 111 calculates the expansion amount of each arm 30 based on the rotation angle of the joint 31 in each detected posture.
  • the processing system 1 can obtain the amount of expansion of each arm 30 .
  • the central position O of the substrate W and the amount of expansion of each arm 30 can be calculated at the same time, and the transfer position to the mounting table can be corrected.
  • the substrate W may be any substrate such as a glass substrate.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the processing system body 10 according to the embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
  • each protrusion 33 provided on the fork 32 passes through the arrangement positions of the sensors 24a and 24b.
  • the control device 100 detects the rotation angle of each joint of the robot arm 12 when each protrusion 33 provided on the fork 32 passes through the arrangement position of the sensor 20, and detects a plurality of rotation angles based on the detected rotation angle of each joint.
  • the expansion amount of each arm 30 may be calculated.
  • processing system 11 vacuum transfer chamber 12 robot arm 13 process chamber 14 load lock chamber 15 loader module 20 sensors 30, 30a to 30c arms 31, 31a to 31c joint 32 fork 32a support 33 projection 100 controller 101 process controller 102 user Interface 103 Storage unit 110 Detection unit 111 Calculation unit W Board

Abstract

多関節アームは、複数のアームが回転可能な関節により接続され、関節を回転させることで伸縮可能とされている。検出部は、多関節アームのアーム数以上の異なる姿勢で多関節アームの関節の回転角度を検出する。算出部は、検出部により検出された各姿勢での関節の回転角度に基づいて複数のアームそれぞれの膨張量を算出する。

Description

搬送装置及び膨張量算出方法
　本開示は、搬送装置及び膨張量算出方法に関するものである。
　特許文献１は、基板を自動でセンタリングするときに、搬送装置のアームの熱膨張を判定する技術を開示する。
特表２０１８－５２３３０７号公報
　本開示は、各アームの膨張量を求める技術を提供する。
　本開示の一態様による搬送装置は、多関節アームと、検出部と、算出部とを有する。多関節アームは、複数のアームが回転可能な関節により接続され、関節を回転させることで伸縮可能とされている。検出部は、多関節アームのアーム数以上の異なる姿勢で多関節アームの関節の回転角度を検出する。算出部は、検出部により検出された各姿勢での関節の回転角度に基づいて複数のアームそれぞれの膨張量を算出する。
　本開示によれば、各アームの膨張量を求めることができる。
図１は、実施形態に係る処理システムの一例を示すシステム構成図である。 図２は、実施形態に係るロボットアームの構成の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係るロードロック室と真空搬送室の断面の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係る基板の中心位置の特定方法の一例を説明するための図である。 図５は、実施形態に係るロボットアームのアームを異なる姿勢として関節の回転角度を検出する一例を説明する図である。 図６は、実施形態に係るロボットアームの関節の回転角度の一例を示す図である。 図７は、実施形態に係るロボットアームのアームの膨張による回転角度の変化を説明する図である。 図８は、実施形態に係る処理システムの他の一例を示すシステム構成図である。 図９は、実施形態に係るロボットアームの関節の回転角度の一例を示す図である。 図１０は、実施形態に係るロボットアームの関節の回転角度の一例を示す図である。 図１１は、実施形態に係る膨張量算出方法の制御の流れの一例を説明する図である。 図１２は、実施形態に係るフォークの形状の他の一例を示す図である。 図１３は、実施形態に係るフォークの形状の他の一例を示す図である。 図１４は、実施形態に係るロボットアームの先端のアームの構成の一例を示す図である。 図１５は、実施形態に係る処理システム本体の他の一例を示す図である。
　以下、図面を参照して本願の開示する搬送装置及び膨張量算出方法の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する搬送装置及び膨張量算出方法が限定されるものではない。
　半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の基板を搬送する多関節アームなどの搬送装置が知られている。多関節アームは、複数のアームが回転可能な関節により接続され、アームで基板を支持して搬送する。
　ところで、熱の影響により、多関節アームの搬送位置に誤差が発生する場合がある。例えば、多関節アームが、高温の基板処理を実施するプロセスチャンバに基板を搬送する場合、熱の影響により各アームが熱膨張し、多関節アームの搬送位置に誤差が発生する場合がある。
　そこで、搬送位置の誤差を抑制するため、各アームの膨張量を求める技術が期待されている。なお、特許文献１は、多関節アーム全体として熱膨張を判定するもので、各アームの膨張量を求めるものではない。
（実施形態）
［処理システム１の構成］
　実施形態について説明する。以下では、本開示の搬送装置の機能を含んだ処理システム１について説明する。図１は、実施形態に係る処理システム１の一例を示すシステム構成図である。図１では、便宜的に内部の構成要素が透過するように図示されている。処理システム１は、ウェハ等の基板の基板処理を実施する。処理システム１は、処理システム本体１０と、処理システム本体１０を制御する制御装置１００とを備える。処理システム本体１０は、例えば図１に示されるように、真空搬送室１１と、複数のプロセスチャンバ１３と、複数のロードロック室１４と、ローダモジュール１５とを備える。処理システム１は、本開示の搬送装置の一例である。
　真空搬送室１１には、複数のプロセスチャンバ１３及び複数のロードロック室１４が接続されている。本実施形態において、真空搬送室１１には４個のプロセスチャンバ１３が接続されている。また、真空搬送室１１には２個のロードロック室１４が接続されている。なお、真空搬送室１１には３個以下のプロセスチャンバ１３が接続されていてもよく、５個以上のプロセスチャンバ１３が接続されていてもよい。また、真空搬送室１１には、複数のプロセスチャンバ１３の他に、複数のプロセスチャンバ１３が接続された他の真空搬送室１１がさらに接続されていてもよい。また、真空搬送室１１には１個のロードロック室１４が接続されていてもよく、３個以上のロードロック室１４が接続されていてもよい。
　プロセスチャンバ１３は、基板に対して、例えば低圧環境下でエッチングや成膜等の処理を施す。プロセスチャンバ１３と真空搬送室１１とはゲートバルブ１３１によって開閉可能に仕切られている。プロセスチャンバ１３は、本開示のチャンバの一例である。それぞれのプロセスチャンバ１３は、製造工程の中で同一の工程を実行するモジュールであってもよく、異なる工程を実行するモジュールであってもよい。
　それぞれのロードロック室１４は、ゲートバルブ１４０及びゲートバルブ１４１を有し、内部の圧力を、所定の真空度の圧力から大気圧に、又は、大気圧から所定の真空度の圧力に切り替える。ロードロック室１４と真空搬送室１１とはゲートバルブ１４０によって開閉可能に仕切られている。また、ロードロック室１４とローダモジュール１５とはゲートバルブ１４１によって開閉可能に仕切られている。
　真空搬送室１１には、複数のセンサ２０が設けられている。また、真空搬送室１１内には、ロボットアーム１２が配置されている。本実施形態において、ロボットアーム１２は、それぞれ独立に駆動可能な３個の関節を有する。なお、ロボットアーム１２は、それぞれ独立に駆動可能な４個以上の関節を有していてもよい。
　真空搬送室１１内は、所定の真空度に保たれている。ロボットアーム１２は、所定の真空度に減圧されたロードロック室１４内から処理前の基板を取り出して、いずれかのプロセスチャンバ１３内の載置台１３０に搬送する。また、ロボットアーム１２は、処理後の基板をプロセスチャンバ１３から取り出して、他のプロセスチャンバ１３又はロードロック室１４内に搬送する。
　それぞれのセンサ２０は、真空搬送室１１とロードロック室１４の接続部付近に配置されている。本実施形態では、ロードロック室１４ごとに、真空搬送室１１とロードロック室１４の接続部付近の基板Ｗが通過する位置に、２個ずつセンサ２０ａ、２０ｂが配置されている。これにより、ロボットアーム１２によって基板がロードロック室１４から取り出される際に、センサ２０ａ、２０ｂは、基板Ｗに関するセンシング情報を迅速に取得することができる。本実施形態において、センサ２０は、１つのロードロック室１４に対して２個設けられている。なお、センサ２０は、１つのロードロック室１４に対して３個以上設けられていてもよい。
　図２は、実施形態に係るロボットアーム１２の構成の一例を示す図である。ロボットアーム１２は、複数のアーム３０が回転可能な関節３１により接続され、関節３１を回転させることで伸縮可能とされた多関節アームとして構成されている。例えば、図２に示すロボットアーム１２は、アーム３０ａ～３０ｃに関節３１ａ～３１ｃが設けられ、アーム３０ａ、３０ｂが関節３１ｂにより回転可能に接続され、アーム３０ｂ、３０ｃが関節３１ｃにより回転可能に接続されている。各関節３１には、関節３１を回転駆動させる駆動機構が設けられ、駆動機構によりアーム３０を水平方向に回転させる。例えば、各関節３１には、駆動機構として、それぞれサーボモータや減速機等が設けられている。各関節３１は、サーボモータの駆動力が減速機を介して伝達されて回転駆動することで各アーム３０を水平方向に回転させる。ロボットアーム１２は、各関節３１の回転角度が検出可能とされている。例えば、関節３１ａ～３１ｃのサーボモータの回転軸にエンコーダが設けられ、関節３１ａ～３１ｃのエンコーダからフィードバック信号に基づいて関節３１ａ～３１ｃの回転角度が検出可能とされている。
　先端のアーム３０ｃは、先端側が２つの支持部３２ａに分岐したＹ字形状のフォーク３２が設けられている。フォーク３２は、例えば、セラミック等の熱膨張が少ない材料で形成されている。ロボットアーム１２は、関節３１においてアーム３０を回転させることで水平方向に伸縮可能とされ、フォーク３２で基板Ｗを支持して基板Ｗを搬送する。ロボットアーム１２は、センサ２０により伸縮した位置を検出可能な形状とされている。例えば、図２に示すロボットアーム１２は、フォーク３２の一方の支持部３２ａに、水平方向に突出した矩形状の３つの突部３３が設けられている。
　図３は、実施形態に係るロードロック室１４と真空搬送室１１の断面の一例を示す図である。センサ２０は、光源２１ａ及び受光センサ２１ｂを有する。光源２１ａ及び受光センサ２１ｂは、真空搬送室１１の外部であって、真空搬送室１１の上部及び下部にそれぞれ設けられている。なお、本実施形態において、光源２１ａが真空搬送室１１の上部に設けられ、受光センサ２１ｂが真空搬送室１１の下部に設けられているが、光源２１ａは真空搬送室１１の下部に設けられ、受光センサ２１ｂは真空搬送室１１の上部に設けられていてもよい。
　光源２１ａは、真空搬送室１１の上部の壁に設けられた窓１１ａを介して、真空搬送室１１内に光を照射する。光源２１ａは、例えばレーザ光を真空搬送室１１内に照射する。受光センサ２１ｂは、真空搬送室１１の下部の壁に設けられた窓１１ｂを介して、光源２１ａから照射された光を受光する。窓１１ａ及び窓１１ｂは、例えば石英等の光を透過可能な材料により構成される。受光センサ２１ｂは、光源２１ａから照射された光が遮られたか否かを示す情報を、センシング情報として制御装置１００へ出力する。光源２１ａから光が照射される領域は、センシング領域の一例である。
　図１に戻る。ロードロック室１４には、ローダモジュール１５が接続されている。ローダモジュール１５内には、ロボットアーム１５０が設けられている。ローダモジュール１５には、処理前又は処理後の複数の基板Ｗを収容可能な容器（例えば、ＦＯＵＰ：Front　Opening　Unified　Pod）が接続される複数のロードポート１６が設けられている。ロボットアーム１５０は、ロードポート１６に接続された容器から処理前の基板Ｗを取り出してロードロック室１４内に搬送する。また、ロボットアーム１５０は、内部の圧力が大気圧に戻されたロードロック室１４から処理後の基板Ｗを取り出してロードポート１６に接続された容器内に搬送する。なお、ローダモジュール１５には、ロードポート１６に接続された容器から取り出された基板Ｗの向きを調整するアライメントユニットが設けられていてもよい。
　上記のように構成された処理システム１は、制御装置１００（制御部）によって、動作が統括的に制御される。制御装置１００は、例えば、コンピュータであり、処理システム１の各部を制御する。処理システム１は、制御装置１００によって、動作が統括的に制御される。
　制御装置１００は、処理システム１の各部を制御するコントローラ１０１と、ユーザインタフェース１０２と、記憶部１０３とを有する。
　ユーザインタフェース１０２は、工程管理者が処理システム１を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、処理システム１の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
　記憶部１０３には、処理システム１で実行される各種処理をコントローラ１０１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や、処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。また、記憶部１０３には、基板処理を行う上での装置やプロセスに関するパラメータ等が格納されている。なお、制御プログラムやレシピ、パラメータは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）に記憶されていてもよい。また、制御プログラムやレシピ、パラメータは、他の装置に記憶され、例えば専用回線を介してオンラインで読み出して利用されてもよい。
　コントローラ１０１は、ＣＰＵ、プログラムやデータを格納するための内部メモリを有し、記憶部１０３に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムの処理を実行する。コントローラ１０１は、制御プログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、コントローラ１０１は、後述する検出部１１０及び算出部１１１の機能を有する。なお、本実施形態では、コントローラ１０１が、各種の処理部として機能する場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、検出部１１０及び算出部１１１の機能を複数のコントローラで分散して実現してもよい。
［基板の中心位置の特定方法］
　次に、基板Ｗの中心位置の特定方法について説明する。図４は、実施形態に係る基板Ｗの中心位置の特定方法の一例を説明するための図である。ロボットアーム１２によって基板Ｗがロードロック室１４から取り出される際に、センサ２０ａ、２０ｂは、センシング情報を制御装置１００へ出力する。ロボットアーム１２の先端のフォーク３２上の基板Ｗがセンシング領域を通過した場合、例えば図４の実線で示されるように、基板Ｗ上の線分ＡＢ及び線分ＣＤにおいて、光源２１ａから照射された光が遮られる。制御装置１００は、センサ２０ａ、２０ｂから出力されたセンシング情報と、フォーク３２の位置情報とに基づいて、点Ａ～Ｄの中の少なくとも３点を通る円の中心を基板Ｗの中心位置Ｏとして特定する。フォーク３２の位置情報は、例えば、ロボットアーム１２の各アーム３０の長さや各関節３１の角度等に基づいて特定される。各関節３１の角度は、関節３１ａ～３１ｃのエンコーダからのフィードバック信号に基づいて検出する。図４の例では、基板Ｗの中心位置Ｏと、フォーク３２の基準位置Ｏ’とはずれている。
　なお、フォーク３２に対する基板Ｗの位置や向きによっては、基板Ｗが移動する際に基板ＷのノッチＮがセンシング領域を通過したり、フォーク３２によって光が遮られる場合がある。この場合、点Ａ～Ｄの全てを通る円の中心の位置が基板Ｗの中心位置Ｏと異なる場合や、点Ａ～Ｄの全てを通る円が存在しない場合がある。そのため、点Ａ～Ｄをそれぞれ１つずつ除外した３点の組み合わせ４組のうち、２組以上において算出された円の中心位置同士が所定距離未満である場合、その中心位置を基板Ｗの中心位置Ｏとして特定することが好ましい。基板Ｗに形成されたノッチＮは、基板Ｗの基準方向を示すマーカーの一例である。なお、基板Ｗの基準方向を示すマーカーは、基板Ｗに形成されたオリエンテーションフラットであってもよい。
［アームの膨張量の算出方法］
　次に、ロボットアーム１２の各アーム３０の膨張量の算出方法について説明する。処理システム１は、ロボットアーム１２のアーム数以上の異なる姿勢でロボットアーム１２の関節３１の回転角度を検出する。
　図５は、実施形態に係るロボットアーム１２のアーム３０を異なる姿勢として関節３１の回転角度を検出する一例を説明する図である。例えば、制御装置１００は、センサ２０ａの配置位置をフォーク３２に設けた突部３３が通過するようにロボットアーム１２を移動させる。センサ２０ａの配置位置を突部３３が通過するようにロボットアーム１２を移動させる場合、ロボットアーム１２は、全体が伸びるように関節３１の回転角度が変化するため、各アーム３０の姿勢が変化する。センサ２０ａは、センシング情報を制御装置１００へ出力する。ロボットアーム１２は、各関節３１のエンコーダのフィードバック信号を制御装置１００へ出力する。フォーク３２に設けた突部３３がセンシング領域を通過した場合、例えば図５の実線で示されるように、それぞれの突部３３の線分ＥＦ、線分ＧＨ及び線分ＩＪにおいて、光源２１ａから照射された光が遮られる。
　検出部１１０は、ロボットアーム１２の各関節３１のエンコーダからのフィードバック信号に基づいて各関節３１の回転角度を検出する。なお、各関節３１のエンコーダのフィードバック信号は、ロボットアーム１２を制御する制御部に入力し、当該制御部が各関節３１の角度を特定してもよい。検出部１１０は、ロボットアーム１２の制御部から各関節３１の回転角度を取得することで、各関節３１の回転角度を検出してもよい。
　検出部１１０は、ロボットアーム１２のアーム３０の数以上の異なる姿勢でロボットアーム１２の関節３１の回転角度を検出する。本実施形態では、検出部１１０は、センサ２０ａから出力されたセンシング情報と、ロボットアーム１２の各関節の回転角度の情報に基づいて、異なる姿勢とした際の各関節３１の回転角度を検出する。例えば、検出部１１０は、各突部３３が光源２１ａから照射された光を遮った点Ｅ、点Ｇ及び点Ｉでの関節３１ａ～３１ｃの回転角度を検出する。
　図６は、実施形態に係るロボットアーム１２の関節３１の回転角度の一例を示す図である。検出部１１０は、ロボットアーム１２が固定された位置を基準点とした水平面内で基準点を通過する軸６０を定め、軸６０からの各関節３１の回転角度を検出する。軸６０の方向は、処理システム１の設計時等に予め定めればよい。
　検出部１１０は、各関節３１の回転角度が軸６０を基準としていない場合、軸６０を基準とした各関節３１の回転角度に補正する。例えば、関節３１ａの回転角度が別の軸６１を基準とした回転角度φ１である場合、関節３１ａの回転角度θ１は、以下の式（１）のように補正する。
　θ１　＝　φ１＋α　・・・（１）
　ここで、
　θ１は、軸６０を基準としたアーム３０ａの回転角度である。
　φ１は、軸６１を基準としたアーム３０ａの回転角度である。
　αは、軸６０を基準とした軸６０と軸６１の角度差である。
　また、例えば、関節３１ｂの回転角度がアーム３０ａの方向を基準としたアーム３０ａに対する回転角度φ２である場合、関節３１ｂの回転角度θ２は、以下の式（２）のように補正する。
　θ２　＝　φ２＋θ１　＝　φ２＋φ１＋α　・・・（２）
　ここで、
　θ２は、軸６０を基準としたアーム３０ｂの回転角度である。
　φ２は、アーム３０ａの方向を基準としたアーム３０ｂの回転角度である。
　また、例えば、関節３１ｃの回転角度がアーム３０ｂの方向を基準としたアーム３０ｂに対する回転角度φ３である場合、関節３１ｃの回転角度θ３は、以下の式（３）のように補正する。
　θ３　＝　φ３＋θ２　＝　φ３＋φ２＋φ１＋α　・・・（３）
　ここで、
　θ３は、軸６０を基準としたアーム３０ｃの回転角度である。
　φ３は、アーム３０ｂの方向を基準としたアーム３０ｃの回転角度である。
　検出部１１０は、各突部３３が光源２１ａから照射された光を遮った点Ｅ、点Ｇ及び点Ｉについて、各関節３１の回転角度θ１～θ３をそれぞれ検出する。
　ロボットアーム１２の各アーム３０が膨張した膨張状態の場合、回転角度θ１～θ３が変化する。制御装置１００は、センサ２０ａの配置位置をフォーク３２に設けた突部３３が通過するようにロボットアーム１２を移動させる。センサ２０ａの配置位置を突部３３が通過するようにロボットアーム１２を移動させる場合、ロボットアーム１２は、全体が伸びるように関節３１の回転角度が変化するため、各アーム３０の姿勢が変化する。センサ２０ａは、センシング情報を制御装置１００へ出力する。ロボットアーム１２は、各関節３１のエンコーダのフィードバック信号を制御装置１００へ出力する。フォーク３２に設けた突部３３がセンシング領域を通過した場合、例えば図５の実線で示されるように、それぞれの突部３３の線分ＥＦ、線分ＧＨ及び線分ＩＪにおいて、光源２１ａから照射された光が遮られる。
　ここで、本実施形態に係るロボットアーム１２は、熱膨張が少ない材料で形成されたフォーク３２がアーム３０ｃに設けられている。図１４は、実施形態に係るロボットアーム１２の先端のアーム３０ｃの構成の一例を示す図である。図１４には、ロボットアーム１２の先端のアーム３０ｃが示されている。先端のアーム３０ｃには、先端側にフォーク３２が設けられている。図１４には、アーム３０ｃとフォーク３２との接続部分から点Ｅの位置までの距離ＬＦＥと、接続部分から点Ｇの位置までの距離ＬＦＧと、接続部分から点Ｉの位置までの距離ＬＦＩと、アーム３０ｃの長さＬ３が示されている。フォーク３２は、熱膨張が少ない材料で形成されている。このため、アーム３０ｃでは、温度変化が発生しても、フォーク３２部分の距離ＬＦＥ、ＬＦＧ、ＬＦＩがほとんど変化せず、アーム３０ｃの長さＬ３が主に変化する。
　図７は、実施形態に係るロボットアーム１２のアーム３０の膨張による回転角度の変化を説明する図である。図７は、軸６０をＸ軸とし、水平面内で軸６０に垂直な方向をＹ軸として、各突部３３が光源２１ａから照射された光を遮った点Ｅでの回転角度の変化を示している。図７には、アーム３０が膨張していない未膨張状態の場合のロボットアーム１２を実線で模式的に示しており、アーム３０が膨張した膨張状態の場合のロボットアーム１２を破線で模式的に示している。
　ロボットアーム１２のＹ軸方向に対する距離Ｙは、各アーム３０の長さや各関節３１の回転角度などから算出できる。例えば、アーム３０が未膨張状態のロボットアーム１２のアーム３０ａ～３０ｃの長さをＬ１～Ｌ３とする。また、図７に実線で示したように、アーム３０が未膨張状態の場合において各突部３３が光源２１ａから照射された光を遮った点Ｅでの各関節３１の回転角度θ１Ｅ～θ３Ｅとする。この場合、Ｙ軸方向に対する点Ｅの距離ＹＥは、以下の式（４）のように表せる。
　ＹＥ　＝　Ｌ１・ｓｉｎθ１Ｅ＋Ｌ２・ｓｉｎθ２Ｅ
　　　　　　　　＋（Ｌ３＋ＬＦＥ）・ｓｉｎθ３Ｅ　・・・（４）
　ここで、
　ＹＥは、Ｙ軸方向に対する点Ｅの距離である。
　Ｌ１～Ｌ３は、未膨張状態のアーム３０ａ～３０ｃの長さである。
　ＬＦＥは、フォーク３２のアーム３０ｃとの接続部分から点Ｅの位置までの距離である。
　θ１Ｅ～θ３Ｅは、未膨張状態の場合の点Ｅでの関節３１ａ～３１ｃの回転角度である。
　未膨張状態のロボットアーム１２のアーム３０ａ～３０ｃの長さＬ１～Ｌ３は、例えば、ロボットアーム１２の仕様に記載されたアーム３０ａ～３０ｃの長さ、あるいは、常温時のアーム３０ａ～３０ｃの長さを用いる。
　一方、アーム３０が膨張状態の場合のロボットアーム１２の各アーム３０ａ～３０ｃの長さ方向の膨張量をΔＬ１～ΔＬ３とする。また、図７に破線で示したように、アーム３０が膨張状態において各突部３３が光源２１ａから照射された光を遮った点Ｅでの各関節３１の回転角度θ１´Ｅ～θ３´Ｅとする。この場合、Ｙ軸方向に対する点Ｅの距離ＹＥは、以下の式（５）のように表せる。なお、フォーク３２は、熱膨張が少ない材料で形成されており、熱膨張による長さの変化が無いものとしている。フォーク３２の膨張量は、アーム３０ｃの長さ方向の膨張量ΔＬ３に含まれるものとしてもよい。また、フォーク３２部分の距離ＬＦＥは、アーム３０ｃに含まれているものとして、式（４）、（５）から省略してもよい。
　ＹＥ　＝　（Ｌ１＋ΔＬ１）・ｓｉｎθ１´Ｅ＋（Ｌ２＋ΔＬ２）・ｓｉｎθ２´Ｅ
　　　　＋（Ｌ３＋ΔＬ３＋ＬＦＥ）・ｓｉｎθ３´Ｅ　・・・（５）
　ここで、
　ΔＬ１～ΔＬ３は、アーム３０ａ～３０ｃの長さの膨張量である。
　θ１´Ｅ～θ３´Ｅは、膨張状態の場合の点Ｅでの関節３１ａ～３１ｃの回転角度である。
　Ｙ軸方向に対する点Ｅの距離ＹＥ、未膨張状態のアーム３０の長さＬ１～Ｌ３、フォーク３２部分の距離ＬＦＥは、処理システム１の実際の計測や、処理システム１の設計データから定まる。なお、距離ＹＥは、未膨張状態のアーム３０の長さＬ１～Ｌ３と関節３１の回転角度θ１～θ３から式（４）により求めてもよい。
　検出部１１０は、各突部３３が光源２１ａから照射された光を遮った点Ｅ、点Ｇ及び点Ｉにおいて、各関節３１の回転角度θ１～θ３をそれぞれ検出する。ここで、ロボットアーム１２の各アーム３０が膨張した場合、検出部１１０により検出される回転角度θ１～θ３は、回転角度θ１´～θ３´となる。例えば、点Ｅでは、図７に示したように、ロボットアーム１２のアーム３０が未膨張状態の場合、検出部１１０により回転角度θ１Ｅ～θ３Ｅが検出される。一方、ロボットアーム１２の各アーム３０が膨張した場合、検出部１１０により回転角度θ１´Ｅ～θ３´Ｅが検出される。また、点Ｇでは、ロボットアーム１２のアーム３０が未膨張状態の場合、検出部１１０により回転角度θ１Ｇ～θ３Ｇが検出される。一方、ロボットアーム１２の各アーム３０が膨張した場合、検出部１１０により回転角度θ１´Ｇ～θ３´Ｇが検出される。また、点Ｉでは、ロボットアーム１２のアーム３０が未膨張状態の場合、検出部１１０により回転角度θ１Ｉ～θ３Ｉが検出される。一方、ロボットアーム１２の各アーム３０が膨張した場合、検出部１１０により回転角度θ１´Ｉ～θ３´Ｉが検出される。
　式（５）において、距離ＹＥ及びアーム３０の長さＬ１～Ｌ３は、処理システム１の実際の計測や、処理システム１の設計データから定まる。また、回転角度θ１´Ｅ～θ３´Ｅは、検出部１１０による検出により定まる。よって、式（５）において、未知数は、アーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３となる。
　点Ｅ、点Ｇ及び点Ｉでの関節３１の回転角度θ１´～θ３´からそれぞれ、Ｙ軸方向に対する点Ｅの距離ＹＥ、Ｙ軸方向に対する点Ｇの距離ＹＧ、及び、Ｙ軸方向に対する点Ｉの距離ＹＩについて３個の式（５）が得られる。例えば、Ｙ軸方向に対する点Ｇの距離ＹＧは、式（５）の距離ＬＦＥを、フォーク３２のアーム３０ｃとの接続部分から点Ｇの位置までの距離ＬＦＧに代え、また、回転角度θ１´Ｅ～θ３´Ｅを回転角度θ１´Ｇ～θ３´Ｇに代えることで得られる。また、Ｙ軸方向に対する点Ｉの距離ＹＩは、式（５）の距離ＬＦＥを、フォーク３２のアーム３０ｃとの接続部分から点Ｉの位置までの距離ＬＦＩに代え、また、回転角度θ１´Ｉ～θ３´Ｉを回転角度θ１´Ｇ～θ３´Ｇに代えることで得られる。距離ＹＧ、ＹＩ、距離ＬＦＧ、ＬＦＩは、処理システム１の実際の計測や、処理システム１の設計データから定まる。なお、距離ＬＦＥ、ＬＦＧ、ＬＦＩは、アーム３０ｃに含まれているものとして、式（５）から省略してもよい。式（５）の未知数は、膨張量ΔＬ１～ΔＬ３の３個であるため、３個の式（５）から、膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を未定数として方程式を解くことで、膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を算出できる。
　点Ｅでの関係を例に式（５）を説明したが、式（５）は、ロボットアーム１２が伸縮した距離Ｙ（ＹＥ）と、未膨張状態における各アーム３０の長さＬ１～Ｌ３と、関節３１の回転角度θ１´～θ３´（θ１´Ｅ～θ３´Ｅ）と、アーム３０の長さの膨張量ΔＬ１～ΔＬ３との関係を示した関係式である。
　算出部１１１は、式（５）に、姿勢ごとに、ロボットアーム１２が伸縮した距離Ｙと、検出部１１０により検出された関節３１の回転角度θ１´～θ３´を適用する。そして、算出部１１１は、姿勢ごとの式（５）の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を未定数として解くことで、膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を算出する。
　このように、本実施形態によれば、各アーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を求めることができる。
　制御装置１００は、ロボットアーム１２により基板Ｗを搬送する場合、算出部１１１により算出したアーム３０の膨張量に基づいてロボットアーム１２の搬送位置を補正する。例えば、制御装置１００は、アーム３０ａ～３０ｃの長さが膨張量ΔＬ１～ΔＬ３の分長くなったものとして、関節３１ａ～３１ｃの回転角度を補正する。これにより、アーム３０が熱の影響により膨張した場合でも、ロボットアーム１２の搬送位置の誤差を小さく抑制できる。
　なお、算出部１１１は、次のようにしてアーム３０の膨張量を算出してもよい。例えば、３つの姿勢についての３個の式（５）は、式を変換することにより、膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を解とし３個の式に変換できる。変換した３個の式は、各姿勢でのロボットアーム１２が伸縮した距離Ｙ（ＹＥ、ＹＧ、ＹＩ）と、未膨張状態における各アーム３０の長さＬ１～Ｌ３と、各姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´から、アーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３をそれぞれ算出する関係式となる。算出部１１１には、このようなアーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３をそれぞれ算出する関係式が予め設定される。例えば、算出部１１１には、関係式がプログラムされる。算出部１１１は、設定された関係式に、検出部１１０により検出された各姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´を適用して、複数のアーム３０それぞれの膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を算出する。この場合も、各アーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を求めることができる。
　また、上述した実施形態では、ロボットアーム１２のアーム３０と同じ３つの姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´からアーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を算出する場合を例に説明した。しかし、４つ以上の姿勢で関節３１の回転角度θ１´～θ３´を検出してもよい。例えば、フォーク３２の一方の支持部３２ａに、４つ以上の突部３３を設け、センサ２０ａの配置位置を各突部３３が通過する４つ以上の姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´を検出してもよい。また、真空搬送室１１とロードロック室１４の接続部付近に配置された２つのセンサ２０ａ、２０ｂの位置において、各突部３３が通過する４つ以上の姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´を検出してもよい。
　算出部１１１は、４つ以上の姿勢で関節３１の回転角度θ１´～θ３´を検出した場合、４つ以上の姿勢について、３つの姿勢の組み合わせごとに、３つの姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´からアーム３０の膨張量をそれぞれ算出する。そして、算出部１１１は、アーム３０ごとに膨張量をそれぞれの平均した平均値をアーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３と算出する。このようにアーム３０の膨張量を算出することで膨張量ΔＬ１～ΔＬ３の精度を高めることができる。
　また、上述した実施形態では、１つのセンサ２０でロボットアーム１２の複数の姿勢を検出する場合を例に説明した。しかし、複数のセンサ２０を用いてロボットアーム１２の複数の姿勢を検出してもよい。例えば、ロボットアーム１２のアーム３０の数以上の異なる位置にセンサ２０を配置し、検出部１１０が各センサ２０によりフォーク３２の一方の支持部３２ａの先端を検出した各姿勢での関節３１の回転角度θ１´～θ３´を検出してもよい。
　センサ２０の配置位置は、真空搬送室１１とロードロック室１４の接続部付近に限定されるものではない。センサ２０は、ロボットアーム１２が届く範囲であり、熱などの影響による配置位置の変化が小さい位置であれば、何れの位置であってもよい。例えば、センサ２０は、真空搬送室１１内であれば何れの位置に配置してもよい。
　ところで、プロセスチャンバ１３は、高温で基板処理を実施する場合、水平方向に熱膨張する場合がある。そこで、本開示の技術を用いて、プロセスチャンバ１３の膨張量を検出してもよい。図８は、実施形態に係る処理システムの他の一例を示すシステム構成図である。図８は、図１と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図８に示す処理システム１は、プロセスチャンバ１３に、センサ２０と同様のセンサ２２が設けられている。
　検出部１１０は、プロセスチャンバ１３に設けたセンサ２２でロボットアーム１２を検出した際の関節３１の回転角度を検出する。例えば、制御装置１００は、プロセスチャンバ１３の膨張量を検出する場合、プロセスチャンバ１３に設けたセンサ２２の配置位置をフォーク３２に設けた突部３３が通過するようにロボットアーム１２を移動させる。検出部１１０は、ロボットアーム１２の突部３３を検出した際の関節３１の回転角度を検出する。例えば、検出部１１０は、最初の突部３３（例えば、点Ｅ）を検出した際の関節３１ａ～３１ｃの回転角度を検出する。
　図９は、実施形態に係るロボットアーム１２の関節３１の回転角度の一例を示す図である。図９は、プロセスチャンバ１３が未膨張状態の場合の各関節３１の回転角度を示す図である。図９には、アーム３０が未膨張状態の場合のロボットアーム１２を実線で模式的に示しており、アーム３０が膨張状態の場合のロボットアーム１２を破線で模式的に示している。アーム３０が未膨張状態の場合のロボットアーム１２の各関節３１の回転角度をθ０１～θ０３とし、未膨張状態における各アーム３０の長さをＬ１～Ｌ３とする。また、アーム３０が膨張状態の場合のロボットアーム１２の各アーム３０の長さ方向の膨張量をΔＬ１～ΔＬ３とし、ロボットアーム１２の各関節３１の回転角度をθ０１´～θ０３´とする。この場合、Ｙ軸方向に対するセンサ２２の検出位置の距離Ｐ０は、以下の式（６）のように表せる。
Ｐ０　＝　Ｌ１・ｓｉｎθ０１＋Ｌ２・ｓｉｎθ０２＋（Ｌ３＋ＬＦＥ）・ｓｉｎθ０３
　　＝　（Ｌ１＋ΔＬ１）・ｓｉｎθ０１´＋（Ｌ２＋ΔＬ２）・ｓｉｎθ０２´
　　　　＋（Ｌ３＋ΔＬ３＋ＬＦＥ）・ｓｉｎθ０３´　・・・（６）
　図１０は、実施形態に係るロボットアーム１２の関節３１の回転角度の一例を示す図である。図１０は、プロセスチャンバ１３が膨張状態の場合の各関節３１の回転角度を示す図である。図１０には、アーム３０が未膨張状態の場合のロボットアーム１２を実線で模式的に示しており、アーム３０が膨張状態の場合のロボットアーム１２を破線で模式的に示している。アーム３０が未膨張状態の場合のロボットアーム１２の各関節３１の回転角度をθ１１～θ１３とする。また、アーム３０が膨張状態の場合のロボットアーム１２の各アーム３０の長さ方向の膨張量をΔＬ１～ΔＬ３とし、ロボットアーム１２の各関節３１の回転角度をθ１１´～θ１３´とする。この場合、Ｙ軸方向に対するセンサ２２の検出位置の距離Ｐ１は、以下の式（７）のように表せる。
Ｐ１　＝　Ｌ１・ｓｉｎθ１１＋Ｌ２・ｓｉｎθ１２＋（Ｌ３＋ＬＦＥ）・ｓｉｎθ１３
　　＝　（Ｌ１＋ΔＬ１）・ｓｉｎθ１１´＋（Ｌ２＋ΔＬ２）・ｓｉｎθ１２´
　　　　＋（Ｌ３＋ΔＬ３＋ＬＦＥ）・ｓｉｎθ１３´　・・・（７）
　この場合、プロセスチャンバ１３が膨張量（Ｐ１－Ｐ０）は、式（６）、式（７）から、以下の式（８）のように表せる。
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）
　Ｙ軸方向に対するセンサ２２の検出位置の距離Ｐ０は、処理システム１の実際の計測や、処理システム１の設計データから定まる。なお、距離Ｐ０は、未膨張状態のアーム３０の長さＬ１～Ｌ３と関節３１の回転角度θ０１～θ０３から式（６）により求めてもよい。
　本実施形態では、各アーム３０の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を算出できる。距離Ｐ０が定まっている場合、式（７）により、Ｙ軸方向に対するセンサ２２の検出位置の距離Ｐ１を求めることで、プロセスチャンバ１３の膨張量（Ｐ１－Ｐ０）を算出できる。
　算出部１１１は、未膨張状態における各アーム３０の長さＬ１～Ｌ３と、算出した複数のアーム３０それぞれの膨張量ΔＬ１～ΔＬ３と、検出部１１０により検出された関節３１の回転角度θ１１´～θ１３´に基づいて、プロセスチャンバ１３の膨張量を算出する。例えば、算出部１１１は、式（７）を用いて、未膨張状態における各アーム３０の長さＬ１～Ｌ３と、算出した複数のアーム３０それぞれの膨張量ΔＬ１～ΔＬ３と、検出部１１０により検出された関節３１の回転角度θ１１´～θ１３´とから距離Ｐ１を算出する。そして、算出部１１１は、距離Ｐ０から距離Ｐ１を減算することで。プロセスチャンバ１３が膨張量（Ｐ１－Ｐ０）を算出する。
　このように、本実施形態によれば、アーム３０が膨張した場合でも、プロセスチャンバ１３が膨張量を算出できる。
［膨張量算出方法］
　次に、処理システム１がロボットアーム１２のアーム３０の膨張量を算出する膨張量算出方法の制御の流れの一例について説明する。図１１は、実施形態に係る膨張量算出方法の制御の流れの一例を説明する図である。
　検出部１１０は、ロボットアーム１２のアーム３０の数以上の異なる姿勢で関節３１の回転角度を検出する（Ｓ１０）。例えば、制御装置１００は、センサ２０ａの配置位置をフォーク３２に設けた突部３３が通過するようにロボットアーム１２を移動させる。検出部１１０は、各突部３３をセンサ２０ａで検出した点Ｅ、点Ｇ及び点Ｉでの関節３１の回転角度を検出する。
　算出部１１１は、検出された各姿勢での関節３１の回転角度に基づいてアーム３０それぞれの膨張量を算出し（Ｓ１１）、処理を終了する。例えば、算出部１１１は、式（５）に、姿勢ごとに、ロボットアーム１２が伸縮した距離Ｙと、検出部１１０により検出された関節３１の回転角度θ１´～θ３´を適用する。そして、算出部１１１は、姿勢ごとの式（５）の膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を未定数として解くことで、膨張量ΔＬ１～ΔＬ３を算出する。
　このように、本実施形態に係る処理システム１は、ロボットアーム１２（多関節アーム）と、検出部１１０と、算出部１１１とを有する。ロボットアーム１２は、複数のアーム３０が回転可能な関節３１により接続され、関節３１を回転させることで伸縮可能とされている。検出部１１０は、ロボットアーム１２のアーム３０の数以上の異なる姿勢でロボットアーム１２の関節３１の回転角度を検出する。算出部１１１は、検出部１１０により検出された各姿勢での関節３１の回転角度に基づいて複数のアーム３０それぞれの膨張量を算出する。これにより、本実施形態に係る処理システム１は、各アーム３０の膨張量を求めることができる。
　また、算出部１１１は、複数のアーム３０が膨張していない未膨張状態における各アーム３０の長さ（Ｌ１～Ｌ３）と、未膨張状態における各姿勢でのロボットアーム１２が伸縮した距離Ｙと、検出部１１０により検出された各姿勢での関節３１の回転角度（θ１´～θ３´）から、複数のアーム３０それぞれの膨張量を算出する。これにより、本実施形態に係る処理システム１は、各アーム３０の膨張量を算出できる。
　また、算出部１１１は、ロボットアーム１２が伸縮した距離Ｙと、未膨張状態における各アーム３０の長さ（Ｌ１～Ｌ３）と、関節３１の回転角度（θ１´～θ３´）と、複数のアーム３０の膨張量（ΔＬ１～ΔＬ３）との関係を示した関係式（式（５））に、姿勢ごとに、ロボットアーム１２が伸縮した距離と、検出部１１０により検出された関節３１の回転角度を適用し、姿勢ごとの関係式の複数のアーム３０の膨張量を未定数として解くことで、複数のアーム３０それぞれの膨張量を算出する。これにより、本実施形態に係る処理システム１は、各アーム３０の膨張量を算出できる。
　また、算出部１１１は、各姿勢でのロボットアーム１２が伸縮した距離と、未膨張状態における各アーム３０の長さと、各姿勢での関節３１の回転角度から、複数のアーム３０の膨張量をそれぞれ算出する関係式に、検出部１１０により検出された各姿勢での関節３１の回転角度を適用して、複数のアーム３０それぞれの膨張量を算出する。この場合も、本実施形態に係る処理システム１は、各アーム３０の膨張量を算出できる。
　また、異なる姿勢は、ロボットアーム１２を異なる距離に伸縮する姿勢とする。これにより、各姿勢で関節３１の回転角度が変わるため、本実施形態に係る処理システム１は、各姿勢で関節３１の回転角度から各アーム３０の膨張量を精度よく算出できる。
　以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　例えば、上記の実施形態では、センサ２０及びセンサ２２は光源２１ａ及び受光センサ２１ｂを有し、光源２１ａから光が遮られたことでロボットアーム１２の到達を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。センサ２０及びセンサ２２はロボットアーム１２の到達を検出できれば何れの方式を用いてもよい。
　また、上記の実施形態では、図２に示すように、フォーク３２の一方の支持部３２ａに、水平方向に突出した矩形状の３つの突部３３を設けてセンサ２０により位置を検出可能とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。フォーク３２は、伸縮した位置をセンサ２０により検出可能であれば、形状は何れであってもよい。例えば、フォーク３２は、２つの支持部３２ａにそれぞれ突部３３を設けてもよい。また、突部３３は、フォーク３２に対称に設けてもよい。
　図１２は、実施形態に係るフォーク３２の形状の他の一例を示す図である。フォーク３２は、先端側に分岐したＹ字形状の２つの支持部３２ａが設けられている。フォーク３２の２つの支持部３２ａには、アーム３０ｃとの接続される端部付近にそれぞれ外側に水平方向に突出した突部３３がそれぞれ設けられている。２つの支持部３２ａに設けられた２つの突部３３は、部分的に対称な形状となっている。例えば、２つの支持部３２ａに設けられた２つの突部３３は、フォーク３２の先端側が対称な形状に形成されている。２つの突部３３は、フォーク３２の先端側が、フォーク３２の先端側に対して直角に形成され、フォーク３２の端部側が端部側に対して徐々に幅が狭くなるよう斜めに形成されている。また、２つの突部３３のうち、一方側の突部３３は、他方側の突部３３よりも端部側まで形成されている。図１２には、フォーク３２上に配置される基板Ｗが点線で示されている。また、図１２には、ロボットアーム１２によって基板Ｗをロードロック室１４から取り出す際に、センサ２０ａ、２０ｂのセンシング領域を通過する位置が点線で示されている。基板Ｗは、センシング領域を通過する際に点Ａ～Ｄの４点がセンサ２０ａ、２０ｂにより検出される。制御装置１００は、点Ａ～Ｄの中の少なくとも３点を通る円の中心を基板Ｗの中心位置Ｏとして特定する。また、フォーク３２は、突部３３がセンシング領域を通過する際に点Ｅ～Ｈの４点がセンサ２０ａ、２０ｂにより検出される。算出部１１１は、検出された各姿勢での関節３１の回転角度に基づいてアーム３０それぞれの膨張量を算出する。例えば、点Ｅと点Ｆを検出した際の平均の距離Ｙと、点Ｇを検出した際の距離Ｙと、点Ｈを検出した際の距離Ｙでの各関節３１の回転角度から、各アーム３０それぞれの膨張量を算出する。これにより、本実施形態に係る処理システム１は、各アーム３０の膨張量を求めることができる。また、ロボットアーム１２によって基板Ｗをロードロック室１４から取り出す際に、基板Ｗの中心位置Ｏと、各アーム３０の膨張量を同時に算出でき、載置台への搬送位置を補正することができる。
　図１３は、実施形態に係るフォーク３２の形状の他の一例を示す図である。フォーク３２は、先端側に分岐したＹ字形状の２つの支持部３２ａに設けられている。フォーク３２の２つの支持部３２ａは、対称に形成されている。フォーク３２は、２つの支持部３２ａが分岐する分岐部付近に、対称にスリット３４が形成されている。フォーク３２は、２つの支持部３２ａの先端に、水平方向に先端側に突出した突部３３がそれぞれ設けられている。また、フォーク３２は、２つの支持部３２ａの分岐部に、それぞれ支持部３２ａから端部側に延びた突部３３が設けられている。図１３には、フォーク３２上に配置される基板Ｗが点線で示されている。フォーク３２は、基板Ｗよりも大きく形成されており、２つの支持部３２ａの先端側の突部３３が、配置された基板Ｗを通過して露出する。センサ２０ａ、２０ｂは、２つの支持部３２ａの間隔に対応した間隔で配置される。また、センサ２０ａ、２０ｂの外側には、センサ２０ａ、２０ｂと同様の構成のセンサ２３ａ、２３ｂが配置される。図１３には、フォーク３２上に配置される基板Ｗが点線で示されている。また、図１３には、ロボットアーム１２によって基板Ｗをロードロック室１４から取り出す際に、センサ２０ａ、２０ｂ、２３ａ、２３ｂのセンシング領域を通過する位置が点線で示されている。センサ２３ａ、２３ｂのセンシング領域を基板Ｗが通過する。基板Ｗは、センシング領域を通過する際に点Ａ～Ｄの４点がセンサ２３ａ、２３ｂにより検出される。制御装置１００は、点Ａ～Ｄの中の少なくとも３点を通る円の中心を基板Ｗの中心位置Ｏとして特定する。センサ２０ａ、２０ｂのセンシング領域をフォーク３２の先端や、スリット３４、端部が通過する。フォーク３２の先端や、スリット３４、端部がセンシング領域を通過する際に点Ｅ～Ｊの６点がセンサ２０ａ、２０ｂにより検出される。算出部１１１は、検出された各姿勢での関節３１の回転角度に基づいてアーム３０それぞれの膨張量を算出する。例えば、点Ｅと点Ｆを検出した際の平均の距離Ｙと、点Ｇと点Ｈを検出した際の平均の距離Ｙと、点Ｉと点Ｊを検出した際の平均の距離Ｙでの各関節３１の回転角度から、各アーム３０それぞれの膨張量を算出する。これにより、本実施形態に係る処理システム１は、各アーム３０の膨張量を求めることができる。基板Ｗの中心位置Ｏと、各アーム３０の膨張量を同時に算出でき、載置台への搬送位置を補正することができる。
　また、上記の実施形態では、半導体ウェハを基板Ｗとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板Ｗは、ガラス基板など何れの基板でもよい。
　また、上記の実施形態では、真空搬送室１１とロードロック室１４の接続部付近にセンサ２０（センサ２０ａ、２０ｂ）を設け、フォーク３２に設けた各突部３３がセンサ２０の配置位置を通過する際のロボットアーム１２の各関節の回転角度を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。図１５は、実施形態に係る処理システム本体１０の他の一例を示す図である。図１５は、図１と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図１５に示す処理システム本体１０は、真空搬送室１１と各プロセスチャンバ１３の接続部付近に、それぞれセンサ２０（センサ２０ａ、２０ｂ）と同様のセンサ２４（センサ２４ａ、２４ｂ）が設けられている。ロボットアーム１２が基板Ｗを各プロセスチャンバ１３に搬入出する際に、フォーク３２に設けた各突部３３がセンサ２４ａ、２４ｂの配置位置を通過する。制御装置１００は、フォーク３２に設けた各突部３３がセンサ２０の配置位置を通過する際のロボットアーム１２の各関節の回転角度を検出し、検出した各関節の回転角度に基づいて複数のアーム３０それぞれの膨張量を算出してもよい。
１　処理システム
１１　真空搬送室
１２　ロボットアーム
１３　プロセスチャンバ
１４　ロードロック室
１５　ローダモジュール
２０　センサ
３０、３０ａ～３０ｃ　アーム
３１、３１ａ～３１ｃ　関節
３２　フォーク
３２ａ　支持部
３３　突部
１００　制御装置
１０１　プロセスコントローラ
１０２　ユーザインタフェース
１０３　記憶部
１１０　検出部
１１１　算出部
Ｗ　基板

Claims (8)

  1. 　複数のアームが回転可能な関節により接続され、前記関節を回転させることで伸縮可能とされた多関節アームと、
    　前記多関節アームのアーム数以上の異なる姿勢で前記多関節アームの前記関節の回転角度を検出する検出部と、
    　前記検出部により検出された各姿勢での前記関節の回転角度に基づいて前記複数のアームそれぞれの膨張量を算出する算出部と、
    　を有する搬送装置。
  2. 　前記算出部は、前記複数のアームが膨張していない未膨張状態における各アームの長さと、前記未膨張状態における前記各姿勢での前記多関節アームが伸縮した距離と、前記検出部により検出された前記各姿勢での前記関節の回転角度から、前記複数のアームそれぞれの膨張量を算出する
    　請求項１に記載の搬送装置。
  3. 　前記算出部は、前記多関節アームが伸縮した距離と、前記未膨張状態における各アームの長さと、前記関節の回転角度と、前記複数のアームの膨張量との関係を示した関係式に、姿勢ごとに、前記多関節アームが伸縮した距離と、前記検出部により検出された前記関節の回転角度を適用し、姿勢ごとの前記関係式の前記複数のアームの膨張量を未定数として解くことで、前記複数のアームそれぞれの膨張量を算出する
    　請求項２に記載の搬送装置。
  4. 　前記算出部は、前記各姿勢での前記多関節アームが伸縮した距離と、前記未膨張状態における各アームの長さと、前記各姿勢での前記関節の回転角度から、前記複数のアームの膨張量をそれぞれ算出する関係式に、前記検出部により検出された各姿勢での前記関節の回転角度を適用して、前記複数のアームそれぞれの膨張量を算出する
    　請求項２に記載の搬送装置。
  5. 　前記異なる姿勢は、前記多関節アームを異なる距離に伸縮する姿勢とした
    　請求項１～４の何れか１つに記載の搬送装置。
  6. 　前記検出部は、基板処理を実施するチャンバに設けたセンサで前記多関節アームを検出した際の前記関節の回転角度を検出し、
    　前記算出部は、未膨張状態における各アームの長さと、算出した前記複数のアームそれぞれの膨張量と、前記検出部により検出された前記関節の回転角度に基づいて、前記チャンバの膨張量を算出する
    　請求項１～５の何れか１つに記載の搬送装置。
  7. 　前記算出部により算出したアームの膨張量に基づいて前記多関節アームの搬送位置を補正する搬送制御部をさらに有する
    　請求項１～６の何れか１つに記載の搬送装置。
  8. 　複数のアームが回転可能な関節により接続され、前記関節を回転させることで伸縮可能とされた多関節アームのアーム数以上の異なる姿勢で前記多関節アームの前記関節の回転角度を検出する工程と、
    　検出された各姿勢での前記関節の回転角度に基づいて前記複数のアームそれぞれの膨張量を算出する工程と、
    　を有する膨張量算出方法。
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