特開 2023-159836 基板搬送ロボットの制御装置及び基板搬送ロボットの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023159836

(43)【公開日】2023-11-01

(54)【発明の名称】基板搬送ロボットの制御装置及び基板搬送ロボットの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20231025BHJP

   B25J 9/10 20060101ALI20231025BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B25J9/10 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022069786

(22)【出願日】2022-04-20

(71)【出願人】

【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】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】今西 泰希

(72)【発明者】

【氏名】北野 真也

(72)【発明者】

【氏名】中矢 敦史

【テーマコード（参考）】

3C707

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C707AS24

3C707BS15

3C707DS01

3C707ES03

3C707ES17

3C707HS27

3C707KS05

3C707KV11

3C707KX19

3C707LT06

3C707LT12

3C707MT04

3C707NS13

5F131AA02

5F131CA18

5F131DA33

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5F131DA42

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5F131FA26

5F131FA32

5F131KA16

5F131KA54

5F131KA72

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB53

5F131KB58

(57)【要約】

【課題】基板搬送の柔軟性を維持しつつ、ハンドに対する基板の位置ズレを簡素な構成で取得する。
【解決手段】制御装置は、ハンドと、関節と、関節モータと、を備える基板搬送ロボットを制御する。前記ハンドは、基板を保持可能である。前記関節の軸は上下方向を向く。前記関節モータは、前記関節を駆動する。前記制御装置は、前記ハンドによって前記基板を搬送しながら第１センサ及び第２センサを通過させるように、前記関節モータを制御する。前記基板が２つのセンサを通過するときの平面視における前記ハンドの向きが、前記２つのセンサを結ぶ直線に対して垂直な方向から傾斜するように制御される。前記制御装置は、前記２つのセンサを含む複数のセンサのうち何れかが前記基板の外縁を検出した少なくとも３回における前記ハンドの位置に基づいて、前記ハンドに対する前記基板の位置ズレを示す位置ズレ情報を生成する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を保持可能なハンドと、
軸が上下方向を向く関節と、
前記関節を駆動する関節モータと、
を備える基板搬送ロボットを制御する制御装置であって、
前記ハンドによって前記基板を搬送しながら第１センサ及び第２センサを通過させ、前記基板が前記第１センサ及び前記第２センサを通過するときの平面視における前記ハンドの向きが、前記第１センサと前記第２センサを結ぶ直線に対して垂直な方向から傾斜しているように、前記関節モータを制御し、
前記第１センサ及び前記第２センサを含む複数のセンサのうち何れかが前記基板の外縁を検出した少なくとも３回における前記ハンドの位置に基づいて、前記ハンドに対する前記基板の位置ズレを示す位置ズレ情報を生成する、基板搬送ロボットの制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の基板搬送ロボットの制御装置であって、
前記第１センサ及び前記第２センサのうち何れかが前記基板の外縁を検出した少なくとも２回において、検出時の前記ハンドの向きが互いに異なる、基板搬送ロボットの制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の基板搬送ロボットの制御装置であって、
前記第１センサ及び前記第２センサのうち何れかが前記基板の外縁を検出したそれぞれのタイミングでの、前記ハンドの位置及び向きを求め、
前記ハンドの位置に基づいて、前記第１センサ及び前記第２センサのうち前記基板の外縁を検出したセンサである検出センサの位置と、前記ハンドの位置と、の関係を示すベクトルを求め、
前記ハンドの向きに基づいて、前記ベクトルを、前記ハンドを基準とする座標系であるツール座標系に変換した変換後ベクトルを求め、
少なくとも３つの前記変換後ベクトルに基づいて、前記ツール座標系における前記基板の位置ズレを求める、基板搬送ロボットの制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の基板搬送ロボットの制御装置であって、
前記基板を搬送する過程で得られた前記位置ズレ情報に基づいて、前記基板を搬送先に置く場合における前記ハンドの目標位置を修正する、基板搬送ロボットの制御装置。

【請求項5】

基板を保持可能なハンドと、
軸が上下方向を向く関節と、
前記関節を駆動する関節モータと、
を備える基板搬送ロボットを制御する制御方法であって、
前記ハンドによって前記基板を搬送しながら第１センサ及び第２センサを通過させ、前記基板が前記第１センサ及び前記第２センサを通過するときの平面視における前記ハンドの向きが、前記第１センサと前記第２センサを結ぶ直線に対して垂直な方向から傾斜しているように、前記関節モータを制御し、
前記第１センサ及び前記第２センサを含む複数のセンサのうち何れかが前記基板の外縁を検出した少なくとも３回における前記ハンドの位置に基づいて、前記ハンドに対する前記基板の位置ズレを示す位置ズレ情報を生成する、基板搬送ロボットの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板搬送ロボットの制御に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、基板搬送システムにおいて、搬送対象の基板に位置ズレが生じた場合に、基板を置く場合のハンドの位置を変更することで、位置ズレを解消する構成が知られている。

【0003】

特許文献１は、円板状の基板を、ハンドを有する搬送手段によって基板処理室へ搬送する基板搬送方法を開示する。特許文献１では、センサ対が、基板処理室へ搬送されるウエハの外縁の通過をそれぞれ検知し、これにより、ウエハの位置ずれが検出される。取得された位置ずれに基づいて目標位置が修正され、この結果、ウエハの搬送経路が修正される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６６４０３２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１における位置ずれの取得は、ウエハの外縁がセンサ対によって複数回検知される間、ハンドの向きが常に、センサ対を結ぶ仮想直線に対して垂直に向けられていることが前提である。更に言えば、ウエハが搬送される向きが、センサ対を結ぶ仮想直線に対して垂直に向けられていることが前提である。しかし、そのような制限は、ロボットによる基板の搬送効率を低下させる場合がある。

【0006】

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、基板搬送の柔軟性を維持しつつ、ハンドに対する基板の位置ズレを簡素な構成で取得することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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。

【0008】

本開示の第１の観点によれば、以下の構成の基板搬送ロボットの制御装置が提供される。即ち、基板搬送ロボットの制御装置は、ハンドと、関節と、関節モータと、を備える基板搬送ロボットを制御する。前記ハンドは、基板を保持可能である。前記関節の軸は、上下方向を向く。前記関節モータは、前記関節を駆動する。前記制御装置は、前記ハンドによって前記基板を搬送しながら第１センサ及び第２センサを通過させるように、前記関節モータを制御する。前記制御装置は、前記基板が前記第１センサ及び前記第２センサを通過するときの平面視における前記ハンドの向きが、前記第１センサと前記第２センサを結ぶ直線に対して垂直な方向から傾斜しているように、前記関節モータを制御する。前記制御装置は、前記第１センサ及び前記第２センサを含む複数のセンサのうち何れかが前記基板の外縁を検出した少なくとも３回における前記ハンドの位置に基づいて、前記ハンドに対する前記基板の位置ズレを示す位置ズレ情報を生成する。

【0009】

本開示の第２の観点によれば、以下の基板搬送ロボットの制御方法が提供される。即ち、基板搬送ロボットの制御方法では、ハンドと、関節と、関節モータと、を備える基板搬送ロボットを制御する。前記ハンドは、基板を保持可能である。前記関節の軸は、上下方向を向く。前記関節モータは、前記関節を駆動する。この制御方法では、前記ハンドによって前記基板を搬送しながら第１センサ及び第２センサを通過させるように、前記関節モータを制御する。前記制御方法では、前記基板が前記第１センサ及び前記第２センサを通過するときの平面視における前記ハンドの向きが、前記第１センサと前記第２センサを結ぶ直線に対して垂直な方向から傾斜しているように、前記関節モータを制御する。前記制御方法では、前記第１センサ及び前記第２センサを含む複数のセンサのうち何れかが前記基板の外縁を検出した少なくとも３回における前記ハンドの位置に基づいて、前記ハンドに対する前記基板の位置ズレを示す位置ズレ情報を生成する。

【0010】

これにより、ハンドによって基板を柔軟に搬送しつつ、ハンドに対する基板のズレ量を適切に得ることができる。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、基板搬送の柔軟性を維持しつつ、ハンドに対する基板の位置ズレを簡素な構成で取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の一実施形態に係るロボットシステムの全体的な構成を示す斜視図。

【図2】ロボットの構成を示す斜視図。

【図3】コントローラに関する電気的構成を示すブロック図。

【図4】位置ズレ検出装置の第１センサがウエハの外縁の１回目の通過を検出した状態を示す平面図。

【図5】位置ズレ検出装置の第１センサがウエハの外縁の２回目の通過を検出した状態を示す平面図。

【図6】位置ズレ検出装置の第２センサがウエハの外縁の１回目の通過を検出した状態を示す平面図。

【図7】位置ズレ検出装置の第２センサがウエハの外縁の２回目の通過を検出した状態を示す平面図。

【図8】ツール座標系において、４回の検出タイミングで得られたベクトルからウエハの位置ズレを求める処理を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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システム１００の構成を示す斜視図である。図２は、ロボット１の構成を示す斜視図である。図３は、ロボットシステム１００の一部の構成を示すブロック図である。

【0014】

図１に示すロボットシステム１００は、クリーンルーム等の作業空間内でロボット（基板搬送ロボット）１に作業を行わせるシステムである。

【0015】

ロボットシステム１００は、ロボット１と、位置ズレ検出装置４と、コントローラ５と、を備える。コントローラ５は、制御装置の一種である。

【0016】

ロボット１は、例えば、保管容器６に保管されるウエハ２を基板処理室７へ搬送するウエハ移載ロボットとして機能する。本実施形態では、ロボット１は、ＳＣＡＲＡ（スカラ）型の水平多関節ロボットによって実現される。ＳＣＡＲＡは、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｒｏｂｏｔ Ａｒｍの略称である。

【0017】

ロボット１が搬送するウエハ２は、基板の一種である。ウエハ２は、円形の薄い板状に形成されている。

【0018】

ロボット１は、図２に示すように、ハンド１０と、マニピュレータ１１と、関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、を備える。ハンド１０は、保持部の一種である。

【0019】

ハンド１０は、エンドエフェクタの一種であって、概ね、平面視でＶ字状又はＵ字状に形成されている。ハンド１０は、マニピュレータ１１（具体的には、後述の第２リンク１６）の先端に支持されている。ハンド１０は、第２リンク１６に対して、上下方向に延びる第３軸ｃ３を中心として回転する。

【0020】

ハンド１０は、ウエハ２を載せることができる。ハンド１０には基準位置が定められており、ハンド１０の所定の位置にウエハ２を位置ズレなく載せた場合に、ウエハ２の中心２ｃはハンド１０の基準位置に一致する。以下、この基準位置を、ハンド１０の中心１０ｃと呼ぶことがある。

【0021】

マニピュレータ１１は、主として、基台１３と、昇降軸１４と、第１リンク１５と、第２リンク１６と、を備える。

【0022】

基台１３は、地面（例えば、クリーンルームの床面）に固定される。基台１３は、昇降軸１４を支持するベース部材として機能する。

【0023】

昇降軸１４は、基台１３に対して上下方向に移動する。この昇降により、第１リンク１５、第２リンク１６、及びハンド１０の高さを変更することができる。

【0024】

第１リンク１５は、昇降軸１４の上部に支持されている。第１リンク１５は、昇降軸１４に対して、上下方向に延びる第１軸ｃ１を中心として回転する。これにより、第１リンク１５の姿勢を水平面内で変更することができる。

【0025】

第２リンク１６は、第１リンク１５の先端に支持されている。第２リンク１６は、第１リンク１５に対して、上下方向に延びる第２軸ｃ２を中心として回転する。これにより、第２リンク１６の姿勢を水平面内で変更することができる。

【0026】

このように、マニピュレータ１１は、軸が上下方向を向く３つの関節を含んで構成されている。以下では、それぞれの関節を特定するために、中心軸の符号ｃ１，ｃ２，ｃ３を付して呼ぶことがある。

【0027】

関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、それぞれ関節ｃ１，ｃ２，ｃ３を駆動する。これにより、平面視でのハンド１０の位置及び姿勢を様々に変更することができる。関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、電動モータの一種であるサーボモータとして構成されている。

【0028】

関節ｃ１を駆動する関節モータ１２ａは、第１リンク１５に配置されている。関節ｃ２を駆動する関節モータ１２ｂは、第１リンク１５に配置されている。関節ｃ３を駆動する関節モータ１２ｃは、第２リンク１６に配置されている。ただし、各モータのレイアウトは上記に限定されない。

【0029】

位置ズレ検出装置４は、第１センサ４１と、第２センサ４２と、を備える。第１センサ４１及び第２センサ４２のそれぞれは、ロボット１によりウエハ２が基板処理室７へ搬送される経路の近傍に配置されている。移動先である基板処理室７にハンド１０が到達する直前には、ハンド１０及びウエハ２は、概ね、図１に示す方向Ｄ１に移動する。位置ズレ検出装置４は、基板処理室７の近傍であって、基板処理室７に対して方向Ｄ１と反対側に配置されている。第１センサ４１及び第２センサ４２は、ウエハ２が基板処理室７へ搬送される途中において、ウエハ２の外縁の通過を検出することができる。

【0030】

第１センサ４１及び第２センサ４２は、何れも非接触式のセンサとして構成されている。センサの構成は任意であるが、例えば、反射型センサとして構成することができる。反射型センサに代えて、例えば、透過型センサが適用されても良い。

【0031】

位置ズレ検出装置４の構成は特許文献１等で開示されているため、以下、簡単に説明する。第１センサ４１及び第２センサ４２は、ウエハ２の直径よりも小さい間隔を形成するように、平面視で適宜離れて配置される。第１センサ４１及び第２センサ４２は、何れも検出軸を上下方向に向けて配置される。

【0032】

第１センサ４１及び第２センサ４２のそれぞれは、ウエハ２の外縁の通過を検出することができる。第１センサ４１及び第２センサ４２の検出結果は、コントローラ５に入力される。コントローラ５は、第１センサ４１及び第２センサ４２がウエハ２の外縁の通過を検出したタイミングでのハンド１０の中心位置及び向きを、例えば、関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに設けられた図略のエンコーダによって取得することができる。

【0033】

ウエハ２が経路に沿って搬送される過程で、第１センサ４１は、ウエハ２の外縁の通過を２回検出することができる。１回目の検出が図４に、２回目の検出が図５に、それぞれ示されている。

【0034】

ウエハ２が経路に沿って搬送される過程で、第２センサ４２は、ウエハ２の外縁の通過を２回検出することができる。１回目の検出が図６に、２回目の検出が図７に、それぞれ示されている。

【0035】

ウエハ２がハンド１０によって搬送される過程で、第１センサ４１及び第２センサ４２のうち何れかが、図４、図６、図７、図５の順番で、ウエハ２の外縁を合計４回検出する。

【0036】

図４に示す検出タイミングにおいて、平面視でのハンド１０の向きは、第１センサ４１及び第２センサ４２を結ぶ仮想直線ＰＬ１に対して垂直な直線から傾斜している。図５、図６、及び図７に示す検出タイミングにおいても同様である。本実施形態において、ロボット１は、ハンド１０の平行移動と回転を同時に行いながらウエハ２を搬送する。従って、図４、図６、図７、図５の順にウエハ２の外縁が検出される過程で、ハンド１０の向きは少しずつ変化している。

【0037】

図４から図７までに示す４回の検出タイミングのそれぞれに関して、コントローラ５は、ハンド１０の中心位置及び向きをそれぞれ算出する。

【0038】

ここで、ウエハ２の搬送経路の平面図に相当する水平な２次元平面を考える。２次元平面での位置は、図４から図７までに示す、直交した２つの軸ＢＸ，ＢＹで定義される２次元直交座標系で表すことができる。以下、この直交座標系をベース座標系と呼ぶことがある。

【0039】

ベース座標系における第１センサ４１及び第２センサ４２の位置は、予め求められ、コントローラ５に設定されている。図４及び図５に示す２回の検出タイミングのそれぞれに関して、ハンド１０の中心１０ｃから第１センサ４１へ向かうベクトルが算出される。同様に、図６及び図７に示す２回の検出タイミングのそれぞれに関して、ハンド１０の中心１０ｃから第２センサ４２へ向かうベクトルが算出される。得られたベクトルは、図４から図７までにおいて白抜き矢印で示されている。

【0040】

ベース座標系とは別に、ハンド１０を基準とする水平な２次元平面を考える。この２次元平面は、直交した２つの軸ＴＸ，ＴＹによって定義される。１つの軸ＴＹはハンド１０の向きと一致し、残りの軸ＴＸはハンド１０の向きと直交する。２つの軸ＴＸ，ＴＹの交点である原点は、ハンド１０の中心１０ｃに一致する。以下、この直交座標系をツール座標系と呼ぶことがある。ツール座標系は、ハンド１０の位置及び向きに追従して変化する。

【0041】

図４から図７までの検出タイミングのそれぞれにおいて求められた４つのベクトルが、ベース座標系からツール座標系に変換される。この変換は、４回の検出のそれぞれにおけるハンド１０の向きを用いて、簡単な計算で行うことができる。

【0042】

例えば図４に示す検出タイミングにおいて、ハンド１０の中心１０ｃの座標がベース座標系において（Ｌｘ１，Ｌｙ１）であり、第１センサ４１の座標がベース座標系において（Ｓｘ１，Ｓｙ１）である場合、上記のベクトルは、ベース座標系において（Ｓｘ１－Ｌｘ１，Ｓｙ１－Ｌｙ１）と表すことができる。図４に示す検出タイミングにおいて、ハンド１０の向きがθである場合、このベクトルをツール座標系に変換した場合のベクトル（ＶＣｘ，ＶＣｙ）は、良く知られた回転の公式により、以下のように計算することができる。ただし、θは、ツール座標系のＴＸ軸がベース座標系のＢＸ軸に対してなす角度を意味し、反時計回りを正とする。

【数1】

【0043】

図５、図６及び図７に示す検出タイミングにおいても、同様の計算が行われる。図４から図７までに示す各タイミングにおいて、ハンド１０の向きθが異なるため、ツール座標系の軸ＴＸ，ＴＹの向きも異なる。

【0044】

上記により、ツール座標系に変換された４つのベクトルが得られる。これらのベクトルは、変換後ベクトルと呼ぶこともできる。図８には、ツール座標系にプロットされた４つのベクトルが示されている。コントローラ５は、４つのベクトルのうち３つを任意に選択し、選択された３つのベクトルの先端を通過する仮想円の中心位置を、ツール座標系において計算する。仮想円はウエハ２の外縁に相当するので、仮想円の中心はウエハ２の中心２ｃを表す。ツール座標系はハンド１０の中心１０ｃを原点として定められるので、ツール座標系における仮想円の中心の座標は、ウエハ２のハンド１０に対するズレ量を意味する。ズレ量は、ツール座標系の原点から仮想円の中心へ延びる平面ベクトル（ｏｘ，ｏｙ）で表すことができる。ズレ量を表すベクトルが、図８に太線で示されている。

【0045】

４つのベクトルのうち任意の３つのベクトルを選択する組合せは、４通り存在する。それぞれの組合せについてウエハ２のハンド１０に対するズレ量を求め、ズレ量の平均を計算することが好ましい。これにより、位置ズレを精度良く求めることができる。

【0046】

コントローラ５は、図３に示すように、ズレ量取得部５１と、制御部５２と、を備える。コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、補助記憶装置等を備える公知のコンピュータとして構成されている。補助記憶装置は、例えばＨＤＤ、ＳＳＤ等として構成される。補助記憶装置には、本開示の関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの制御方法を実現するためのロボット制御プログラム等が記憶されている。これらのハードウェア及びソフトウェアの協働により、コントローラ５を、ズレ量取得部５１及び制御部５２等として動作させることができる。

【0047】

ズレ量取得部５１は、上述のように、位置ズレ検出装置４を構成する第１センサ４１及び第２センサ４２の検出結果に基づいて、ウエハ２のズレ量を取得する。ズレ量は、例えば平面ベクトル（ｏｘ，ｏｙ）で表される。

【0048】

制御部５２は、予め定められる動作プログラム又はユーザから入力される移動指令等に従って、上述のロボット１の各部を駆動するそれぞれの駆動モータに指令値を出力して制御し、予め定められる指令位置にハンド１０を移動させる。駆動モータには、昇降軸１４を上下に変位させるための図略の電動モータのほか、上述の関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが含まれる。

【0049】

制御部５２は、移動先位置修正部５３を備える。

【0050】

ウエハ２を置くときのハンド１０の本来の位置は、その中心１０ｃが基板処理室７の基準位置７ｐと一致している位置である。しかし、ハンド１０に対するウエハ２の位置ズレが何らかの理由で生じている場合は、その位置ズレが、そのまま基板処理室７の基準位置７ｐに対するウエハ２の位置ズレとなってしまう。そこで、移動先位置修正部５３は、ハンド１０がウエハ２を置く位置を、ズレ量取得部５１から入力したズレ量に基づいて修正する。ズレ量は、ウエハ２の位置ズレを示す情報（位置ズレ情報）である。

【0051】

修正は、上記の位置ズレをキャンセルするように行われる。即ち、コントローラ５は、得られたウエハ２のズレ量を示す平面ベクトル（ｏｘ，ｏｙ）を反転し、反転後の平面ベクトル（－ｏｘ，－ｏｙ）を、ツール座標系からベース座標系に変換する。この変換は、ウエハ２を基板処理室７に置くときのハンド１０の向きθに基づいて行われる。変換後のベクトルが、ベース座標系において、ハンド１０の搬送先の座標に加算される。以上により、ウエハ２の中心２ｃが基板処理室７の基準位置７ｐと一致するように、ウエハ２を正しく置くことができる。

【0052】

このように、本実施形態では、第１センサ４１及び第２センサ４２をウエハ２が通過するときのハンド１０の向きが、第１センサ４１及び第２センサ４２を結ぶ仮想直線ＰＬ１に対して垂直でなくても、ウエハ２のズレ量を求めることができる。更に言えば、第１センサ４１及び第２センサ４２をウエハ２が通過する途中にハンド１０の向きが変化しても、ウエハ２のズレ量を正しく求めることができる。従って、第１センサ４１及び第２センサ４２との関係で、ウエハ２の搬送経路の自由度を高めることができる。例えば、ウエハ２の位置ズレを修正しながら、最短距離の経路に従ってウエハ２を搬送することができる。この結果、搬送スループットを向上させることができる。

【0053】

ハンド１０に対するウエハ２の位置ズレは、ウエハ２を搬送先の基板処理室７へ搬送している途中で検出される。移動先位置修正部５３は、ハンド１０によるウエハ２の搬送の途中で、ハンド１０の移動先の位置を、修正前の位置から修正後の位置に変更する。これにより、搬送効率の低下を防止しながら、ウエハ２を正確な位置で基板処理室７にセットすることができる。

【0054】

以上に説明したように、本実施形態のコントローラ５は、ハンド１０と、関節ｃ１，ｃ２，ｃ３と、関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、を備えるロボット１を制御する。ハンド１０は、ウエハ２を保持可能である。関節ｃ１，ｃ２，ｃ３の軸は、何れも上下方向を向く。関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、対応する関節ｃ１，ｃ２，ｃ３を駆動する。コントローラ５は、ハンド１０によってウエハ２を搬送しながら第１センサ４１及び第２センサ４２を通過させるように、関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを制御する。コントローラ５は、ウエハ２が第１センサ４１及び第２センサ４２を通過するときの平面視におけるハンド１０の向きが、第１センサ４１と第２センサ４２を結ぶ仮想直線ＰＬ１に対して垂直な方向から傾斜しているように、関節モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを制御する。コントローラ５は、第１センサ４１又は第２センサ４２がウエハ２の外縁を検出した４回の検出タイミングにおけるハンド１０の位置に基づいて、ハンド１０に対するウエハ２の位置ズレを示す位置ズレ情報を生成する。

【0055】

これにより、ハンド１０によってウエハ２を柔軟に搬送しつつ、ハンド１０に対するウエハ２のズレ量を適切に得ることができる。

【0056】

本実施形態のロボット１のコントローラ５において、第１センサ４１又は第２センサ４２がウエハ２の外縁を検出した４回の検出タイミングの全てにおいて、ハンド１０の向きが互いに異なる。

【0057】

これにより、ウエハ２のズレ量を取得しつつ、ハンド１０によってウエハ２を搬送する経路の自由度を高めることができる。

【0058】

本実施形態のロボット１のコントローラ５は、第１センサ４１又は第２センサ４２が基板の外縁を検出した４回の検出タイミングのそれぞれに関して、ハンド１０の位置及び向きを求める。以下、それぞれの検出タイミングにおいて、第１センサ４１及び第２センサ４２のうちウエハ２の外縁を検出したセンサを検出センサと呼ぶ。コントローラ５は、４回の検出タイミングのそれぞれに関して、ハンド１０の位置に基づいて、検出センサの位置と、ハンド１０の位置と、の関係を示すベクトルをベース座標系において求める。コントローラ５は、得られた４つのベクトルを、４回の検出タイミングのそれぞれにおけるハンド１０の向きに基づいて、ツール座標系に変換する。コントローラ５は、ツール座標系に変換された４つのベクトルに基づいて、ツール座標系におけるウエハ２の位置ズレを求める。

【0059】

これにより、ハンド１０の向きに応じたツール座標系を用いて、ハンド１０に対するウエハ２のズレ量を簡素な処理で求めることができる。

【0060】

本実施形態のロボット１のコントローラ５において、ウエハ２を搬送する過程で得られた位置ズレ情報に基づいて、ウエハ２を搬送先に置く場合におけるハンド１０の目標位置を修正する。

【0061】

これにより、搬送スループットの低下を抑制しつつ、位置ズレを防止してウエハ２を搬送先の正確な位置に置くことができる。

【0062】

以上に本開示の好適な実施の形態を説明したが、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。変更は単独で行われても良いし、複数の変更が任意に組み合わせて行われても良い。

【0063】

上述の実施形態では、第１センサ４１及び第２センサ４２の両方がウエハ２の外縁を２回ずつ検出している。例えば、第１センサ４１及び第２センサ４２のうち一方が、ウエハ２の外縁を２回検出し、残りがウエハ２の外縁を１回だけ検出する構成とすることもできる。３つのベクトルが得られれば、ウエハ２の中心２ｃに相当する位置を、ツール座標系において問題なく得ることができる。

【0064】

位置ズレ検出装置４が、第１センサ４１及び第２センサ４２に加えて図略の第３センサを備えても良い。第３センサは、ウエハ２の外縁を検出することができる。第３センサは、例えば、第１センサ４１及び第２センサ４２と同様の構成とすることができる。第３センサは、仮想直線ＰＬ１又はその延長線上に配置することができる。第１センサ４１、第２センサ４２及び第３センサが３角形をなすように、第３センサを配置することもできる。図４から図７までに示したのと同様に、第３センサがウエハ２の外縁を検出したタイミングでのハンド１０の位置に基づいて、ハンド１０の中心１０ｃから第３センサへ向かうベクトルを算出することができる。このベクトルは、ウエハ２のハンド１０に対するズレ量を表すベクトル（ｏｘ，ｏｙ）の計算のために用いることができる。例えば、第１センサ４１、第２センサ４２及び第３センサがウエハ２の外縁を１回ずつ検出することにより、３つのベクトルを得る構成とすることができる。第１センサ４１、第２センサ４２及び第３センサがウエハ２の外縁を２回ずつ検出することにより、６つのベクトルを得る構成とすることもできる。位置ズレ検出装置４が、ウエハ２の外縁を検出可能な４つ以上のセンサを備えても良い。

【0065】

ベース座標系におけるＢＸ軸及びＢＹ軸の方向は任意である。例えば、図４における左側がプラス方向となるようにＢＸ軸を定めても良いし、図４の下側がプラス方向になるようにＢＹ軸を定めても良い。

【0066】

同様に、ツール座標系におけるＴＸ軸及びＴＹ軸の方向は任意である。例えば、ＴＸ軸を、ハンド１０の向きと一致するように定めることができる。

【0067】

ウエハ２がハンド１０によって搬送される経路は、直線状であっても良いし、曲線状であっても良い。

【0068】

ウエハ２を搬送する過程で、ハンド１０の向きが仮想直線ＰＬ１に垂直となる状態が過渡的に生じても良い。複数の検出タイミングのうち何れかにおいて、ハンド１０の向きが仮想直線ＰＬ１に垂直となっても良い。

【0069】

第１センサ４１及び第２センサ４２が、ロボット１の基台１３に配置されても良い。

【0070】

ロボット１によるウエハ２の搬送先は、基板処理室７に限定されず、例えばロードロック室等の別の場所であっても良い。

【0071】

マニピュレータ１１が有する、軸が上下方向を有する関節の数は、３つに限らず、１つ、２つ、又は４つ以上であっても良い。

【0072】

上記の実施形態で説明した制御は、ロボット１がウエハ２以外の基板を搬送する場合にも適用することができる。

【0073】

本開示にて開示するコントローラ５をはじめとする各要素の機能は、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、それらの組み合わせ、を含む回路又は処理回路を使用して実行できる。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であるか、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よいし、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よい。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み合わせであり、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。

【符号の説明】

【0074】

１ ロボット（基板搬送ロボット）
２ ウエハ（基板）
５ コントローラ（制御装置）
１０ ハンド
１２ａ 関節モータ
１２ｂ 関節モータ
１２ｃ 関節モータ
４１ 第１センサ
４２ 第２センサ
ｃ１ 関節
ｃ２ 関節
ｃ３ 関節
ＰＬ１ 仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】