特許 6088243 エンドエフェクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6088243

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】エンドエフェクタ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20170220BHJP

   H01L 21/67 20060101ALI20170220BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 A

   H01L21/68 L

   B25J15/08 U

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-286697(P2012-286697)

(22)【出願日】2012年12月28日

(65)【公開番号】特開2014-130866(P2014-130866A)

(43)【公開日】2014年7月10日

【審査請求日】2015年10月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】芝田 武士

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１０１６３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１２４２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２６０５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３４５２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１０８９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ １５／０８

Ｈ０１Ｌ ２１／６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二股の一対の先端部と当該一対の先端部と基端との間に形成された貫通穴からなるスリットとを有するハンドと、
前記ハンドに設けられた、第１の基板を保持するための保持部と、
前記ハンドの一対の先端部に設けられた、カセットに収納された第２の基板に対向させ当該第２の基板の有無を検出するためのマッピング検出部と、
前記ハンドの基端部の裏側に設けられ、電気的入力を変換して検出光を発生する発光部と、
前記ハンドの基端部の表側に設けられた前記検出光を受光して当該検出光を電気的出力に変換する受光部と、
前記ハンドに、前記発光部から出射された前記検出光が通過して前記受光部に入射するように形成された光路と、を備え、
前記光路は、前記保持部に保持される前記第１の基板によって前記検出光が遮光され且つ前記マッピング検出部が検出する前記第２の基板によって前記検出光が遮光されるように形成されており、
前記光路は、前記発光部から前記ハンドの一方の先端部の裏側まで延びる第１導光区間と、前記第１導光区間の終端から前記ハンドの他方の先端部の裏側まで延びる第２導光区間と、前記第２導光区間の終端から前記スリットを通って前記受光部まで延びる第３導光区間とを含み、
前記第３導光区間の前記スリットと前記受光部との間の部分が、前記保持部に保持される前記第１の基板によって前記検出光が遮光される第１検出区間であり、
前記第２導光区間の前記一方の先端部と前記他方の先端部との間の空間を通る部分が、前記マッピング検出部が検出する前記第２の基板によって前記検出光が遮光される第２検出区間である、エンドエフェクタ。

【請求項2】

前記第１検出区間は、正常な前記第１の基板が前記保持部に正常に在席している場合に当該第１の基板によって前記検出光が遮光され、そうでない場合に前記検出光が遮光されないように形成され、
前記第２検出区間は、前記カセットに収納された前記第２の基板が有る場合に当該第２の基板の外周部によって前記検出光が遮光され、そうでない場合に前記検出光が遮光されないように形成される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。

【請求項3】

前記第１検出区間及び前記第２検出区間は直列に設けられている、請求項１又は請求項２に記載のエンドエフェクタ。

【請求項4】

前記発光部及び前記受光部は、発光素子及び受光素子を含み、
当該発光素子及び受光素子が透過型の光センサを構成している、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を保持して搬送する基板搬送ロボットが備えるエンドエフェクタに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置、あるいは液晶パネル製造装置等において半導体ウェハ、ガラス基板等の基板を所望の位置に精度良くかつクリーンに搬送するために、基板搬送ロボットが使用される。基板搬送ロボットは、エンドエフェクタとして例えば吸着式のハンドにより基板が多段に収納されたカセットから基板を取り出した後に、ハンド上で基板を保持してこれを搬送する。

【0003】

従来、カセット内の基板の有無の検出は、ロボットのハンド先端に設けた光センサを用いて行っていた（例えば特許文献１を参照）。更に、近年では、ハンドに２種類の光センサを搭載し、第１のセンサを光軸が水平になるように設置し、第２のセンサを光軸が水平よりも一定角度傾斜するように設置することで、カセット内の基板の有無を、迅速に検出する基板搬送ロボットが開示されている（例えば特許文献２を参照）。

【0004】

ところで、従来の吸着式エンドエフェクタの場合、基板が反っていると、吸着が不十分になり、その状態で搬送すると基板がエンドエフェクタから脱落してしまう恐れがある。このため、吸着が十分でエンドエフェクタ上に基板が安定して載置されているかを確認する必要がある。

【0005】

そこで、従来の基板搬送ロボットは、例えばハンド上に設けられた圧力スイッチからの情報に基づいて、ハンド上の基板が反っているか否かを判定して正常に吸着していることを検出していた。その他、特許文献３にはハンド上に設けられた透過型の光センサにより、基板が正常に保持されたか否かを検出する搬送用ロボットが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−８３８３３号公報

【特許文献2】特開２０１０−２１９２０９号公報

【特許文献3】特開平７−２２４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記従来の基板搬送ロボットでは、カセット内の基板の有無の検出と基板が正常に保持されたか否かの検出とを合わせて行うことができなかった。また、上記従来の技術を組み合わせた場合、複数のセンサが必要となるため、センサ部分の回路構成が複雑なものとなるという課題があった。

【0008】

そこで、本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、基板搬送ロボットにおいて簡単な構成でカセット内の基板の有無の検出及び基板が正常に保持されたか否かの検出が可能なエンドエフェクタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明のある態様に係るエンドエフェクタは、ハンドと、前記ハンドに設けられた、第１の基板を保持するための保持部と、前記ハンドの先端部に設けられた、カセットに収納された第２の基板に対向させ当該第２の基板の有無を検出するためのマッピング検出部と、前記ハンドに設けられ、電気的入力を変換して検出光を発生する発光部と、前記ハンドに設けられた前記検出光を受光して当該検出光を電気的出力に変換する受光部と、前記ハンドに、前記発光部から出射された前記検出光が通過して前記受光部に入射するように形成された光路と、を備え、前記光路は、前記保持部に保持される前記第１の基板によって前記検出光が遮光され且つ前記マッピング検出部が検出する前記第２の基板によって前記検出光が遮光されるように形成されている。

【0010】

前記構成によれば、光路を進む検出光が遮光されたか否かにより受光部で検出する受光量の変化に応じて電気的出力が変化する。一方、第１の基板の保持態様を検出する基板保持態様検出動作と、カセットに収納された第２の基板の有無を検出するマッピング検出動作とは、同時に行われることはない。そこで、基板保持態様検出動作及びマッピング検出動作時に、それぞれ、受光部で検出する受光量に応じて変化する電気的出力を監視することにより、正常な第１の基板が正常に在席しているか否か及びカセットに収納された第２の基板のマッピングを検出することができる。そして、これら２種類の検出を一対の発光部及び受光部によって行うことができるので、その構成を簡素化することができる。

【0011】

特に、上記基板保持態様検出動作においては、基板をハンドで取り出して保持したときに遮光であれば、正常な基板が正常に在席した状態であると判断する、一方で、通光であれば、基板が無い状態、異常な基板が在席している状態、あるいは正常な基板が異常に在席している状態であると判断することができる。

【0012】

前記光路は、正常な前記第１の基板が前記保持部に正常に在席している場合に当該第１の基板によって前記検出光が遮光され、そうでない場合に前記検出光が遮光されないように形成される第１区間と、前記カセットに収納された前記第２の基板が有る場合に当該第２の基板の外周部によって前記検出光が遮光され、そうでない場合に前記検出光が遮光されないように形成される第２区間とを含んでもよい。

【0013】

前記第１区間及び前記第２区間は直列に設けられていてもよい。

【0014】

前記発光部及び前記受光部は、発光素子及び受光素子を含み、当該発光素子及び受光素子が透過型の光センサを構成していてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、基板搬送ロボットにおいて簡単な構成でカセット内の基板の有無の検出及び基板が正常に保持されたか否かの検出が合わせて実現可能なエンドエフェクタを提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態に係るエンドエフェクタを備えた基板搬送ロボットの側面図である。

【図2】図１のエンドエフェクタを上から見た平面図である。

【図3】図２のエンドエフェクタのハンド先端部のＡ−Ａ´線断面図である。

【図4】図２のエンドエフェクタのハンドのＢ−Ｂ´線断面図である。

【図5】図１の基板搬送ロボットにおける制御系を示すブロック図である。

【図6】上記エンドエフェクタのマッピング検出動作を示す平面図である。

【図7】上記エンドエフェクタにより正常に基板が保持されている場合の基板保持検出動作を示す平面図及び断面図である。

【図8】上記エンドエフェクタにより正常に保持されていない場合の基板保持検出動作を示す断面図である。

【図9】上記基板搬送ロボットの制御動作の一例を示すフローチャートである。

【図10】図９の制御動作におけるエンドエフェクタのマッピング検出時及び基板保持検出時の入出力の波形を示す波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0018】

図１は、本発明の実施の形態に係るエンドエフェクタ１を備えた基板搬送ロボット１００の側面図である。図１に示すように、基板搬送ロボット１００は、例えば半導体素子を製造する半導体処理設備において、半導体素子の材料であるウェハ等の基板Ｗを搬送するために利用される。ウェハには、半導体ウェハとガラスウェハが含まれる。半導体ウェハには、例えばシリコンウェハ、その他の半導体単体のウェハ、及び化合物半導体のウェハが含まれる。ガラスウェハには、例えばＦＰＤ用ガラス基板、ＭＥＭＳ用ガラス基板、及びサファイア（単結晶アルミナ）ウェハが含まれる。半導体処理設備には、例えば熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理、及び平坦化処理といった処理をウェハに施す複数の処理装置が設置されている。基板搬送ロボット１００は、これらの処理装置が配置されている領域（処理室）に基板Ｗを搬送する。本実施の形態では、カセット台７上に設置されたカセット６内部の棚に基板Ｗが多段に収納されている。

【0019】

＜基板搬送ロボット＞
基板搬送ロボット１００は、例えば、エンドエフェクタ１と、第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂを含むアーム２と、昇降軸３と、基台４と、制御装置５とを備える。本実施の形態では、いわゆる水平多関節型の４軸ロボットのエンドエフェクタ１に基板Ｗが載置される。

【0020】

基板搬送ロボット１００は、半導体処理設備の適所（例えば床）に固定される基台４を有し、基台４には昇降軸３が設けられている。基台４においては、昇降軸３の軸線が例えば鉛直に向けられる。基台４には、例えばエアシリンダからなる図示しない昇降アクチュエータが内蔵されており、このアクチュエータの動作により昇降軸３は基台４の上面側にて上下方向に昇降する。

【0021】

昇降軸３の上端部には、長尺の第１アーム２ａが設けられている。第１アーム２ａは昇降軸３の上端部から水平に延びている。第１アーム２ａの一端部は昇降軸３に対して鉛直軸線周りに揺動可能に連結され、昇降軸３には、例えば電気モータからなる図示しない揺動アクチュエータが内蔵されており、このアクチュエータの動作により第１アーム２ａが昇降軸３に対して水平面内を揺動する。

【0022】

第１アーム２ａの他端部の上面側には、長尺の第２アーム２ｂが設けられている。第２アーム２ｂは、第１アーム２ａの他端部から水平に延びている。第２アーム２ｂの一端部は、第１アーム２ａに対して鉛直軸線周りに揺動可能に連結されている。第１アーム２ａの他端部には、例えば電気モータからなる図示しない揺動アクチュエータが内蔵されており、このアクチュエータの動作により、第２アーム２ｂが第１アーム２ａの他端部に対して水平面内を揺動する。

【0023】

第２アーム２ｂの他端部の上面側には、基板Ｗが載置され且つこれを保持するエンドエフェクタ１が設けられている。エンドエフェクタ１は、第２アーム２ｂの他端部に対して鉛直軸線周りに揺動可能に連結されている。第２アーム２ｂの他端部には、例えば電気モータからなる図示しない揺動アクチュエータが内蔵されており、このアクチュエータの動作により、エンドエフェクタ１が第２アーム２ｂの他端部に対して水平面内を揺動する。

【0024】

制御装置５は、例えば図示しない操作装置からの入力によりあるいは自動的に、昇降軸３、第１アーム２ａ、第２アーム２ｂ及びエンドエフェクタ１を駆動する各アクチュエータの動作を制御し、エンドエフェクタ１は、上下及び水平に移動する。そして、アクチュエータの動作速度を適宜制御することにより、エンドエフェクタ１は、水平面内で任意の経路に沿って、移動可能となる。この基板搬送ロボット１００においては、昇降軸３、第１アーム２ａ、第２アーム２ｂ及び各部を駆動するアクチュエータが、エンドエフェクタ１を移動させるための駆動装置３０を構成している。

【0025】

＜エンドエフェクタ＞
図２は、図１のエンドエフェクタ１を上から見た平面図である。図２に示すように、エンドエフェクタ１は、ハンド１０と、ハンド１０に設けられた基板保持部１１と、ハンド１０の先端部１０ｂ、１０ｃ及び切欠空間２１に渡る領域に形成され、カセット６に収納された基板Ｗに対向させ当該基板Ｗの有無を検出するためのマッピング検出部１２と、ハンド１０に設けられ、制御装置５からの電気的入力を変換して検出光を発生する発光部１３と、ハンド１０に設けられ、検出光を受光して当該検出光を制御装置５への電気的出力に変換する受光部１４と、ハンド１０に、発光部１３から出射された検出光が通過して受光部１４に入射するように形成された光路１５と、を備える。

【0026】

ハンド１０の構造は、特に限定されない。本実施の形態では、ハンド１０は、例えば平面視でＹ状に形成された板材から成る。Ｙ状の本体は、単一の基端部１０ａと、該基端部から二股に分かれて延びる一対の先端部１０ｂ及び１０ｃとを有する。一対の先端部１０ｂ及び１０ｃの間には切欠空間２１が形成されている。ハンドの基端部１０ａは、取付板２０の一端に固定され、ハンド１０の本体は、取付板２０から水平に延びている。取付板２０の他端は、第２アーム２ｂの他端部に揺動可能に連結されている。

【0027】

ハンド１０は、円盤状の基板Ｗが載置され且つこれを保持すべく構成され、ハンドの基端部１０ａとその先端部１０ｂ及び１０ｃの上面にはそれぞれ基板Ｗを保持するための基板保持部１１が３か所設けられている。本実施の形態では、基板保持部１１は、例えば、基板Ｗと接触する部位の圧力を減じるように制御して当該部位を基板Ｗに吸着させることにより基板Ｗを保持するよう構成されている。

【0028】

光路１５は、検出光が導光部材によって導かれる導光区間と、検出光が空間を進行する区間とを含んでいる。本実施の形態では、導光部材として光ファイバ１５ａ及び１５ｂが使用される。

【0029】

光ファイバ１５ａは、ハンド１０の取付板２０に内蔵された発光部１３に一端が接続され、ハンドの基端部１０ａの裏側から先端部１０ｂの裏側まで敷設されている。光ファイバ１５ａは、発光部１３から出射された検出光をハンドの先端部１０ｂの裏側まで導くものである。

【0030】

光ファイバ１５ｂは、ハンドの先端部１０ｃの裏側に一端が接続され、ハンドの基端部１０ａに形成された矩形状のスリット１５ｃの一端（ハンド１０の先端側の端）まで敷設されている。光ファイバ１５ｂは、ハンドの先端部１０ｃの裏側に入射した検出光をスリット１５ｃまで導くものである。なお、光ファイバ１５ａおよび１５ｂのそれぞれの両端に、図示されない光収束素子（例えば凸レンズ）及び光発散素子（例えば凹レンズ）を必要に応じて、適宜、配置してもよい。

【0031】

検出光が空間を進行する区間は、ハンドの先端部１０ｂとハンドの先端部１０ｃとの間の切欠空間２１を検出光が進行するマッピング検出部１２としての第１区間と、ハンドの基端部１０ａのスリット１５ｃ及びハンドの基端部１０ａ上の空間１５ｄを検出光が進行する第２区間とにより構成される。

【0032】

図３は、図２のエンドエフェクタ１のハンド先端部１０ｂ及び１０ｃのＡ−Ａ´線断面図である。図３に示すように、ハンドの先端部１０ｂの裏側の光ファイバ１５ａの端部から出射された検出光Ｂ１（矢印の一点鎖線）は、ハンドの先端部１０ｂと先端部１０ｃの間のマッピング検出部１２（第１区間）を進行し、ハンドの先端部１０ｃの裏側の光ファイバ１５ｃの端部に入射する。

【0033】

図４は、図２のエンドエフェクタ１のハンド基端部１０ａのＢ−Ｂ´線断面図である。図４に示すように、ハンドの基端部１０ａの裏側の光ファイバ１５ｂの端部から出射された検出光Ｂ２（矢印の一点鎖線）は、ハンド１０の基端部１０ａに設けられたスリット１５ｃ及びハンド１０の基端部１０ａ上の空間１５ｄ（第２区間）を進行し、ハンド１０の取付板２０に設けられた受光部１４で受光される。

【0034】

以上のように、光路１５において第１区間及び第２区間は直列に設けられている。そして、発光部１３から出射された検出光は、光路１５を通過して、受光部１４に入射するように形成されている。すなわち、発光部１３から光路１５を介して受光部１４までは、単
一の光路を形成している。

【0035】

＜制御系＞
図５は、基板搬送ロボット１００における制御系を示すブロック図である。図５に示すように、基板搬送ロボット１００の制御装置５は、制御装置５からの電気的入力を変換して検出光を発生する発光部１３と、発光部１３からの検出光を光ファイバや空間を含む光路１５を介して受光し、受光した検出光を制御装置５への電気的出力に変換する受光部１４と、エンドエフェクタ１を移動させるための駆動装置３０と、エンドエフェクタ１の基板保持部３１とを主に制御する。

【0036】

駆動装置３０は、制御装置５の制御指令に従って、図１で示した昇降軸３、第１アーム２ａ及び第２アーム２ｂを駆動するアクチュエータを動作させて、エンドエフェクタ１を上下及び水平に移動する。

【0037】

基板保持部１１は、制御装置５の制御指令に従って、基板Ｗと接触する部位の圧力が制御され当該部位に基板Ｗに吸着させることにより基板Ｗを保持する。

【0038】

発光部１３は、検出光を生成して出射する発光素子１６と、発光素子１６に電圧Ｖｉｎを印加して該発光素子を駆動するドライブ回路１７とを備える。本実施の形態では、発光素子１６として、例えば発光ダイオード又はレーザーダイオードが用いられる。ドライブ回路１７は、制御装置５からの制御信号（電気的入力）に応じて電圧Ｖｉｎを生成して、発光素子１６を駆動する。

【0039】

受光部１４は、受光した検出光の受光量に応じて電圧Ｖｏｕｔを発生するようにして、光信号を電気信号に変換する受光素子１８と、電気信号を増幅してこれを検出信号（電気的出力）として出力する出力回路１９とを備える。本実施の形態では、受光素子１８として、例えばフォトダイオードが使用される。出力回路１９は、検出信号を制御装置５に出力する。

【0040】

発光素子１６又は受光素子１８と光路１５を構成する光ファイバとは、図示されないコネクタにより接続されている。このように、本実施の形態では、発光部１３及び受光部１４は、発光素子１６及び受光素子１８を含み、発光素子１６及び受光素子１８が透過型の光センサを構成している。

【0041】

＜動作＞
次に、エンドエフェクタ１によるマッピング検出動作の一例について説明する。例えば、基板搬送ロボット１００は、マッピング検出動作において、最上段の棚から最下段の棚まで順次エンドエフェクタ１を走査させて基板の有無を検出するものとする。

【0042】

図６は、エンドエフェクタ１のマッピング検出動作を示す平面図である。図６に示すように、エンドエフェクタ１のマッピング検出部１２を、例えばカセット６内のｎ段目の棚に収納された基板Ｗに対向するようにして走査させる。このとき、ハンドの先端部１０ｂの裏側の光ファイバ１５ａの端部から出射された検出光Ｂ１（矢印の一点鎖線）は、ハンドの先端部１０ｂと先端部１０ｃの間のマッピング検出部１２（第１区間）を進行中に基板Ｗがカセット６に収納されていれば、基板Ｗの外周部によって遮光される。これにより、検出光Ｂ１が、ハンドの先端部１０ｃの裏側の光ファイバ１５ｃの端部で受光されることはない。すなわち、光路１５は、マッピング検出部１２が検出する基板Ｗによって、検出光Ｂ１が遮光される。

【0043】

このように、マッピング検出部１２（第１区間）では、カセット６に収納された基板Ｗが有る場合に当該基板Ｗの外周部によって検出光Ｂ１が遮光され、そうでない場合に検出光Ｂ１が遮光されないように形成されている。

【0044】

次に、エンドエフェクタ１による基板保持検出動作の一例について説明する。例えば、基板搬送ロボット１００は、上述のマッピング検出動作でカセット６のｎ段目に基板Ｗが検出されると、その後、空のエンドエフェクタ１をカセット６のｎ段目に挿入し、ｎ段目に収納された基板Ｗをハンド１０の基板保持部１１に移載し、当該基板Ｗの在席が正常か否かを検出後、エンドエフェクタ１をカセット６から退出させて、基板Ｗの取り出し及び保持を行うものとする。

【0045】

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、エンドエフェクタ１により正常に基板が保持されている場合の基板保持検出動作の平面図及び断面図である。同図に示すように、光路１５は、基板保持部１１に保持される基板Ｗによって検出光Ｂ２（矢印の一点鎖線）が遮光されるように形成されている。正常な基板が基板保持部１１に正常に在席している場合に基板Ｗによって検出光Ｂ２が遮光され、正常な基板が正常に在席した状態であると判断する。

【0046】

一方、正常に在席していない場合に検出光Ｂ２が遮光されないように形成されている。

【0047】

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、エンドエフェクタ１により正常に基板が保持されていない場合の基板保持検出動作を示す断面図である。

【0048】

図８（ａ）は、基板Ｗが反っている状態を示している。このように異常な基板が在席している場合には、検出光Ｂ２は光ファイバ１５ｂから受光部１４まで到達する。

【0049】

図８（ｂ）は、基板Ｗが基板保持部１１ではなく受光部１４の上に載った状態を示している。このように正常な基板であっても異常な状態で在席している場合には、検出光Ｂ２は光ファイバ１５ｂから受光部１４まで到達する。すなわち、通光であれば、基板が無い状態、異常な基板が在席している状態、あるいは正常な基板が異常に在席している状態のいずれかであると判断することができる。

【0050】

以下、基板搬送ロボット１００の制御動作の一例について図９のフローチャートを用いて説明する。図９に示すように、まず、制御装置５により、エンドエフェクタ１のマッピング動作を制御する（ステップ１）。基板搬送ロボット１００は、エンドエフェクタ１により、カセット６内の１〜ｎ段目の棚を順次走査して、各段の棚に基板が収納されているか否かの検出を行う。

【0051】

次に、制御装置５により、基板搬送ロボット１００の基板取り出し動作を制御する（ステップ２）。基板搬送ロボット１００は、マッピング検出の結果、基板が収納されている棚（例えば１段目の棚）までアーム２を移動させ、エンドエフェクタ１により基板を取り出す。そして、制御装置５により、基板搬送ロボット１００の基板移動動作を制御する（ステップ３）。基板搬送ロボット１００は、エンドエフェクタ１の基板保持部１１により、基板を保持した状態でアーム２を移動させる。

【0052】

次に、制御装置５により、所定の位置に基板搬送ロボット１００のアーム２を移動させた後に、基板搬送ロボット１００の基板置き動作を制御する（ステップ４）。エンドエフェクタ１の基板保持部１１により、基板を保持した状態を解除し、基板を所定の位置に載置する。

【0053】

そして、制御装置５は、基板搬送ロボット１００によるカセット６内の基板の取り出しが全て終了するまで上記基板取り出し動作を繰り返し、全ての基板を取り出した場合には制御を終了する（ステップ５）。

【0054】

上記フローチャートのステップ１では、エンドエフェクタ１のマッピング検出が行われ、ステップ２〜ステップ４では、エンドエフェクタ１の基板保持検出が行われる。

【0055】

次に、図１０は、図９の制御動作におけるエンドエフェクタ１のマッピング検出時及び基板保持検出時の入出力の波形を示す波形図である。

【0056】

図１０の上段の波形図は、制御装置５から駆動装置３０及び基板保持部１１への制御指令を示している。図１０の中段の波形図は、制御装置５から発光部１３のドライブ回路１７へ入力される制御信号を示している。制御信号がハイレベルの場合は発光部１３の発光素子１６を発光させるようにドライブ回路１７が電圧Ｖｉｎを印加する。

【0057】

図１０の下段の波形図は、受光部１４から制御装置５へ出力される検出信号の波形を示している。光路１５を進む検出光が遮光されたか否かにより受光部１４で検出する受光量の変化に応じて検出信号のレベル（電気的出力）が変化する。

【0058】

時刻ｔ０〜ｔ１では、制御装置５により、エンドエフェクタ１のマッピング動作を制御する。制御装置５から駆動装置３０への制御指令により、基板搬送ロボット１００は、カセット６内の１〜ｎ段目の棚に収納された基板Ｗのマッピング動作に移行する。まず、時刻ｔ０では、制御装置５は、駆動装置３０への制御指令に同期して、発光部１３へハイレベル（ＯＮ）の制御信号を送る。これにより、発光素子１６が発光して検出信号がハイレベルになる。

【0059】

そして、時刻ｔ０〜ｔ１において、カセット６内に基板Ｗを検出した場合は検出光Ｂ１が遮光されるので、検出信号はハイレベルからローレベルに低下する。図１０の下段では、１〜ｎ段目までの全ての段に基板が収納されている場合を示している。この場合、検出光Ｂ１はカセット６内に収納された基板の数ｎに応じてｎ回遮光されるので、時刻ｔ０〜ｔ１の間に検出信号はｎ回ハイレベルからローレベルに低下する。このようにしてエンドエフェクタ１のマッピング検出が行われる。

【0060】

時刻ｔ１では、制御装置５により、基板搬送ロボット１００の基板取り出し動作を制御する。制御装置５から基板保持部１１への制御指令により、基板搬送ロボット１００は、カセット６内の１段目の棚で検出された基板Ｗの取り出し動作に移行する。ここでも制御装置５は、基板保持部１１への制御指令に同期して、発光部１３へ引き続きハイレベル（ＯＮ）の制御信号を送る。このとき検出信号は引き続きハイレベルになる。

【0061】

時刻ｔ２では、制御装置５から基板保持部１１への制御指令により、基板搬送ロボット１００は、取り出した基板Ｗを保持し、基板Ｗが正常に保持された場合には、検出信号はハイレベルからローレベルになる。

【0062】

時刻ｔ２〜ｔ３では、制御装置５により、基板搬送ロボット１００の基板移動動作を制御する。基板搬送ロボット１００は、エンドエフェクタ１の基板保持部１１により、基板を保持した状態でアーム２を移動させる。このとき基板Ｗが正常に保持された状態であれば、検出信号はローレベルに維持される。

【0063】

時刻ｔ３では、制御装置５により、所定の位置に基板搬送ロボット１００のアーム２を移動させた後に、基板搬送ロボット１００の基板置き動作を制御する。エンドエフェクタ１の基板保持部１１により、基板を保持した状態を解除し、基板を所定の位置に載置する。このときハンドの先端のマッピング検出部１２を遮る基板Ｗが無くなるので検出信号はハイレベルになる。このようにして、基板の取り出し、移動及び置き動作に伴って、基板保持検出が行われる。

【0064】

時刻ｔ４では、制御装置５から基板保持部１１への制御指令により、基板搬送ロボット１００は、カセット６内の２段目の棚で検出された基板Ｗの取り出し動作に移行する。
そして、時刻ｔ５では、２段目の基板Ｗを保持すると、検出光Ｂ１が遮光されるので、検出信号はハイレベルからローレベルに低下する。このように２段目以降の基板についても、１段目の基板と同様な基板保持検出が行われる。

【0065】

前記構成によれば、基板Ｗの保持態様を検出する基板保持態様検出動作と、カセット６に収納された基板Ｗの有無を検出するマッピング検出動作とは、同時に行われることはない。

【0066】

そこで、本実施の形態では、基板保持態様検出動作及びマッピング検出動作時に、それぞれ、受光部１４で検出する受光量に応じて変化する電気的出力（検出信号）を監視することにより、正常な基板Ｗが正常に在席しているか否か及びカセットに収納された基板Ｗのマッピングを検出することができる。そして、これら２種類の検出を一対の発光部１３及び受光部１４によって行うことができるので、その構成を簡素化することができる。

【0067】

尚、本実施の形態では、基板保持部１１は、基板Ｗと接触する部位の圧力を制御して当該部位を基板Ｗに吸着させることにより基板Ｗを保持する吸着式としたが、ハンドに設けられ、基板を保持することが可能な構成であれば、これに限定されない。

【0068】

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、半導体ウェハ、ガラス基板等の基板を搬送する基板搬送ロボットのエンドエフェクタに用いることができる。

【符号の説明】

【0070】

１ エンドエフェクタ
２ａ 第１アーム
２ｂ 第２アーム
３ 昇降軸
４ 基台
５ 制御装置
６ カセット
７ カセット台
１０ ハンド
１０ａ ハンド基端部
１０ｂ、１０ｃ ハンド先端部
１１ 基板保持部
１２ マッピング検出部（第１区間）
１３ 発光部
１４ 受光部
１５ 光路
１５ａ、１５ｂ 光ファイバ
１５ｃ スリット
１５ｄ 第２区間
１６ 発光素子
１７ ドライブ回路
１８ 受光素子
１９ 出力回路
２０ 取付板
２１ 切欠空間
３０ 駆動装置
３１ 基板保持部
１００ 基板搬送ロボット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】