搬送ロボット、円盤状搬送対象物アライメント方法
【課題】単一のセンサを利用してハンドに載置したウェーハの位置と正規の載置位置との差異を正確に求め、ウェーハを正確に搬送する。
【解決手段】ハンドに載置したウェーハ７のセンサ６に対する通過距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７がセンサ６を通過する距離と、ウェーハの半径とを利用して、ハンドに載置したウェーハ７の位置と正規の載置位置との差異を求める載置位置差異算出手段４２と、その差異を旋回軸３１a及びアーム２のロボット動作極座標系における補正値に変換して算出する補正値算出手段４３と、その補正値を出力する補正値出力手段４４とを有する搬送ロボット１とした。
【解決手段】ハンドに載置したウェーハ７のセンサ６に対する通過距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７がセンサ６を通過する距離と、ウェーハの半径とを利用して、ハンドに載置したウェーハ７の位置と正規の載置位置との差異を求める載置位置差異算出手段４２と、その差異を旋回軸３１a及びアーム２のロボット動作極座標系における補正値に変換して算出する補正値算出手段４３と、その補正値を出力する補正値出力手段４４とを有する搬送ロボット１とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ等の円盤状搬送対象物を搬送する搬送ロボット、及びその搬送ロボットを用いた円盤状搬送対象物のアライメント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェーハ等の円盤状搬送対象物をアームの先端部（以下「ハンド」と称する）に載置して保持した状態で所定の移載位置へ搬送可能に構成された搬送ロボットが知られている。例えば搬送対象物がウェーハである場合、ウェーハは精密な円盤状（但し、ノッチやオリエンテーションフラット等の切欠が形成される場合もある）に製造されているため、搬送されるウェーハごとに誤差はないものと考えられる。このような搬送ロボットにおいて、円盤状搬送対象物がハンド上における正規の載置位置に載置されていれば、アームが適宜の動作を行うことにより、ハンド上の円盤状搬送対象物を正規の移載位置へ搬送することができる。
【０００３】
しかしながら、円盤状搬送対象物がハンド上における正規の載置位置から僅かにでも変位した（ずれた）位置に載置されていれば、その変位量に応じて正規の移載位置から変位した位置に円盤状搬送対象物を搬送してしまうことになる。
【０００４】
下記特許文献１には、ハンド上に載置された円盤状搬送対象物の搬送路を横切る方向に所定ピッチで複数（実施例では３つ）のセンサを設け、搬送中の円盤状搬送対象物が各センサを通過した際に、センサ毎に通過する円盤状搬送対象物の先端（搬送方向の先端）及び後端（搬送方向の後端）を検出し、計６つの検出値に基づいてハンド上に載置された円盤状搬送対象物の中心を検出するシステム及び方法が開示されている。具体的には、エンド上に載置された円盤状搬送対象物の中心を計算するステップとして、先ず、搬送路に略平行に決められた座標軸（Ｘ軸）に沿って円盤状搬送対象物の中心を決め、次にそのＸ軸上の中心座標を用いて第２の座標軸（Ｙ軸）に沿って円盤状搬送対象物の中心を決めるステップが開示されている。なお、特許文献１において、Ｙ軸は３つのセンサの中心線、すなわち各センサの中心を通る線であり、ＸＹ座標系の原点は３つのセンサのうち中央のセンサの位置によって決定されている。また、Ｙ軸に沿って円盤状搬送対象物の中心を決める際には、搬送の都度、複数のセンサによるセンシング値に基づいて計算した円盤状搬送体対象物の半径を用いている。さらに、特許文献１には、複数のセンサによる少なくとも４つ以上の検出値に基づいてハンド上に載置された円盤状搬送対象物の中心位置を検出するとともに、選択点（円盤状搬送対象物の正規の移載位置）にアーム及び円盤状搬送対象物を移動させるという考えが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−４８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている態様は、搬送路を横切る方向に複数のセンサを配置することが前提となるため、高コスト化を招来するとともにメンテナンスの回数も必然的に増加し得る。
【０００７】
さらに、特許文献１では、ハンド上における円盤状搬送対象物の中心を求めるに際してＸＹ座標系を用いているが、各センサの中心を通る線をＹ軸とし、座標系の原点を中央センサの位置で決定しているため、各センサ、特に中央センサに高い取付精度が要求される。そして、これら各センサを幾ら高精度で取り付けたとしても僅かな誤差が生じることは避けられないのが実情である。
【０００８】
したがって、ハンド上における円盤状搬送対象物の中心を求める際、特に、Ｙ軸に沿って円盤状搬送対象物の中心を決める際に、各センサの取付誤差やセンサの性能による影響を完全に除外しないことには、搬送の度に算出される円盤状搬送体対象物の半径と、その半径に基づいて算出される円盤状搬送対象物の中心が正確な値であることを保証するのは困難であると考えられる。このことは、すなわち、ハンド上における円盤状搬送対象物の実際の載置位置と正規の載置位置との差異を正確に算出できていない可能性があることを意味する。特に、特許文献１に記載の技術では、複数のセンサを設ける必要性から、センサ毎の性能差や配置誤差は必然的に大きくなりがちである。
【０００９】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、１つだけのセンサを利用しながらも、搬送ロボットのハンドに載置保持した円盤状搬送対象物の位置と正規の載置位置との差異を正確に求め、円盤状搬送対象物を正確に搬送することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明は、基端部を旋回軸回りに旋回させながら先端部のハンドに載置して保持した円盤状搬送対象物を搬送可能なアームと、アームの基端部を旋回可能に支持する旋回軸を有する本体部と、アーム及び旋回軸の作動を制御する制御部とを備えた搬送ロボットに関するものである。
【００１１】
ここで、第１軸と第２軸との交点、つまり直交座標系の原点は、先端部にハンドを有するアームの基端部を旋回可能に支持する旋回軸の中心であるため、アームとは別体であるセンサの取付位置自体を直交座標系の原点とする態様と比較して、原点自体に誤差が生じる可能性を排除することができる。また、円盤状搬送対象物は、円盤状のものであればよく、例えばウェーハや液晶等が挙げられる。
【００１２】
そして、本発明の搬送ロボットは、旋回軸の中心を通る前記ハンドの正規の移動線である第１軸と、第１軸を含む水平面内において第１軸と直交し旋回軸の中心を通る第２軸とによって規定される直交座標系上における円盤状搬送対象物の移動を、搬送路上において搬送対象物が通過する所定位置に設けられた単一のセンサによって検出可能に構成し、制御部が、ハンドに載置した円盤状搬送対象物に単一のセンサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる円盤状搬送対象物のセンサに対する第１軸方向の通過距離と、前記ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して円盤状搬送対象物のハンド上の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出手段と、載置位置差異算出手段によって算出した載置位置の差異に基づいて、差異を旋回軸及びアームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値に変換して算出する補正値算出手段と、補正値算出手段で算出した補正値を出力する補正値出力手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
ここで、制御部は、本体部に内蔵又は付帯されるものであっても、本体部の外部に設けられるものであってもよい。また、本発明において「ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離」とは、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した実際の円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離を意味し、それに代えて、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物とみなすことができる代替物（例えば後述する実施形態における治具等）がセンサを通過する距離を採用することもできる。さらに、本発明における「円盤状搬送対象物の半径又は直径」とは、搬送される円盤状搬送対象物の実際の半径又は直径、或いはセンサ側の事情による誤差（取付誤差や個体ごとの性能誤差等）を考慮に入れた搬送中の円盤状搬送対象物の計算上の半径又は直径（実際に搬送される円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とは僅かに異なる場合がある）のことを意味している。
【００１４】
そして、厳密に製造される実際の円盤状搬送対象物において、半径又は直径の値は個体毎の誤差が殆ど無いということを前提にして、本発明の搬送ロボットは、少なくとも、ハンド上に載置保持した実際の円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離とを、搬送路上の所定箇所に実際に取り付けた単一のセンサによるセンシング値に基づいて特定し、これら各値に加えて、予め取得している円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を利用して、制御部の載置位置差異算出手段により、ハンド上に載置保持した円盤状搬送対象物の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における正確な差異を求めるようにしている。
【００１５】
さらに、本発明の搬送ロボットは、補正値算出手段において、載置位置差異算出手段で求めた円盤状搬送対象物の直交座標系上における差異を、ロボット動作極座標系における補正値に変換して算出し、その補正値を補正値出力手段で出力しているように構成しているため、ロボット動作極座標系における補正値もセンサの取付誤差やセンシング機能のばらつきを排除した正確な値になる。なお、本発明の搬送ロボットは、補正値出力手段で出力したロボット動作極座標系における補正値に基づいて旋回軸やアームを作動させて、円盤状搬送対象物を正規の移載位置へ移載させる態様、又は補正値出力手段によりロボット動作極座標系における補正値を、円盤状搬送対象物を受け取る側の装置に出力し、円盤状搬送対象物を受け取る側の装置で円盤状搬送対象物の受取位置を調整する態様、これら何れをも包含するものである。
【００１６】
また、本発明では、円盤状搬送対象物の搬送路上に配置した単一のセンサを利用してハンド上の円盤状搬送対象物の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を正確に算出することが可能であるため、搬送路上に複数のセンサを配置する態様と比較して、センサ毎の性能差や配置誤差については考慮する必要がなくなり、低コスト化及びメンテナンス回数の低減化をも図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る円盤状搬送対象物アライメント方法は、上述した搬送ロボットのハンドに載置保持した円盤状搬送対象物にセンサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる円盤状搬送対象物のセンサに対する第１軸方向の通過距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して円盤状搬送対象物のハンド上の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出ステップと、載置位置差異算出ステップによって算出した載置位置の差異に基づいて、この差異を旋回軸及びアームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値を算出する補正値算出ステップと、補正値算出ステップで算出した補正値を出力する補正値出力ステップとを有することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の円盤状搬送対象物アライメント方法では、補正値出力ステップで出力した補正値に基づいて、旋回軸及びアームを、ハンドに載置している円盤状搬送対象物を正規の移載位置に移動させるように動作させる補正制御ステップをさらに有するようにすることもできる。
【００１９】
このような円盤状搬送対象物アライメント方法であれば、適宜の演算処理で求めたハンド上の正規位置に置かれた際にセンサが横切る弦の長さと、ハンド上に載置した円盤状搬送対象物を搬送する際に単一のセンサで通過開始点及び通過終了点がセンシングされることで、その円盤状搬送対象物に対してセンサが横切った弦の長さを把握することができるため、第１軸方向の変位量（ズレ量）を算出でき、あわせて円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を利用して、第２軸方向の変位量も算出することができる（載置位置差異算出ステップ）。したがって、その算出値を搬送ロボットの動作極座標系上の値に変換して算出し（補正値算出ステップ）、その補正値を出力することによって（補正値出力ステップ）、ハンド上の円盤状搬送対象物を正規の移載位置に的確に搬送することができる（補正制御ステップ）。なお、本発明の円盤状搬送対象物のアライメント方法は、補正値出力ステップにおける補正値の出力先が、円盤状搬送対象物をこの搬送ロボットから受け取る側の装置であってもよい。この場合、円盤状搬送対象物を受け取る側の装置が、搬送ロボットから提供された補正値に基づいて円盤状搬送対象物の受取位置を適宜調整するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、１つだけのセンサを利用しながらも、円盤状搬送対象物の半径又は直径の値と、センサに対する実際の円盤状搬送対象物の通過距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離とを利用して、ハンド上に載置した円盤状搬送対象物の載置位置と正規の載置位置との差異を正確に求めることができる。また、この算出値に基づいて搬送ロボットの旋回軸やアームを動作させることによって、円盤状搬送対象物を正規の移載位置に高精度で搬送することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送ロボットの全体構成概略図。
【図２】同実施形態においてハンドが受渡位置にある搬送ロボットの図１対応図。
【図３】同実施形態においてハンドが搬送初期位置と受渡位置との間にある搬送ロボットの模式図。
【図４】同実施形態で用いる治具を正規位置測定姿勢でハンドに取り付けた状態を示す模式図。
【図５】同実施形態で用いる治具を非正規位置測定姿勢でハンドに取り付けた状態を示す模式図。
【図６】同実施形態に係る搬送ロボットの制御部の機能ブロック図。
【図７】同実施形態に係るアライメント方法のフローチャート。
【図８】同実施形態においてセンサに対する各部分円弧部の通過距離を対比するための模式図。
【図９】同実施形態における半径算出手段による演算処理の原理説明図。
【図１０】同実施形態においてセンサに対する正規載置位置にあるウェーハの通過距離と非正規載置位置にあるウェーハの通過距離を対比するための模式図。
【図１１】同実施形態における載置位置差異算出手段による演算処理の原理説明図。
【図１２】同実施形態における補正値算出手段による演算処理の原理説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る搬送ロボット１は、図１乃至図５に示すように、基端部を旋回軸３１回りに旋回させながら先端部のハンド２３に載置して保持した円盤状搬送対象物７を直線的に搬送可能なアーム２と、旋回軸３１によりアーム２の基端部を旋回可能に支持する本体部３と、アーム２及び旋回軸３１の作動を制御する制御部４とを備えたものである。そして、本実施形態では、円盤状搬送対象物７が搬送される搬送路上における所定位置に設けた１つのセンサ６を利用して、搬送ロボット１により円盤状搬送対象物７を正規の移載位置に搬送できるように構成している。
【００２４】
本実施形態では、円盤状搬送対象物としてウェーハ７を適用している。ウェーハ７は、個体ごとに寸法誤差が生じることを排除すべく、高精度に形成されている。以下では、搬送ロボット１によって半径Ｗが例えば１５０ｍｍのウェーハ７を正規の移載位置に搬送する場合について説明する。
【００２５】
アーム２は、例えば、アーム２のうち最も基端側（本体部３側）に配置した第１リンク要素２１と、第１リンク要素２１の先端部に水平旋回可能に連結した第２リンク要素２２と、第２リンク要素２２の先端部に水平旋回可能に連結したエンドエフェクタであるハンド２３とを備えたものである。このアーム２は、アーム長が最大になる伸長状態（図１参照）と、アーム長が最小になる折畳状態（図２参照）との間で形状が変わるリンク構造（多関節構造）のものである。また、第１リンク要素２１の内部空間には、第２リンク要素２２に動力を伝達して第２リンク要素２２を回転させる動力伝達機構（例えばプーリ及びベルト）を設け、第２リンク要素２２の内部空間にも、ハンド２３に動力を伝達してハンド２３を回転させる動力伝達機構（例えばプーリ及びベルト）を設けている（図示省略）。図１ではハンド２３として平面視略矩形状のものを示しているが、例えば先端を二股状に分岐させたフォーク状など、他の形状をなすハンドを適用してもよい。
【００２６】
このようなアーム２は、基端部を旋回軸３１回りに水平旋回させたり、リンク要素同士を関節部分で水平旋回させてアーム２全体の形状を適宜変形させながら、ハンド２３を図１に示す搬送初期位置（Ｓ）（折畳状態にあるアーム２におけるハンド２３の位置）から図２に示す受渡位置（Ｅ）（伸長状態にあるアーム２のハンド２３の位置）に移動させて、ウェーハ７を正規の移載位置にまで搬送するものである。なお、図３は、ハンド２３が搬送初期位置（Ｓ）と受渡位置（Ｅ）との間の所定位置にある状態を図１及び図２に対応して示したものである。ここで、図１に示すように、旋回軸３１の中心３１ａを通るハンド２３の正規の移動線をＸ軸（本発明の「第１軸」に相当）とし、Ｘ軸を含む水平面内においてＸ軸と直交し旋回軸３１の中心３１ａを通るＹ軸（本発明の「第２軸」に相当）とした場合、アーム２は、これらＸ軸及びＹ軸によって規定されるＸＹ座標系（本発明の「直交座標系」に相当）の平面上を動くものとして捉えることができる。また、旋回軸３１及びアーム２の動作座標系はロボット動作極座標系（ｒ，θ）として示すことができる。「ｒ」は旋回軸３１の中心３１ａを通るハンド２３の進行方向（ｒ軸方向）であり、「θ」は、旋回軸３１回りのｒ軸の回転方向である。そして、ウェーハ７の正規の移載位置を（ｒ０，θ０）とした場合、Ｘ軸は、θがθ０である時のｒ軸方向と一致する。
【００２７】
本実施形態に係る搬送ロボットは、図４に示すように、ハンド２３に着脱可能な治具５（図４参照）を備えている。この治具５は、上述のＸＹ座標系上に配置されるものである。治具５は、ウェーハ７の実際の半径Ｗと同一の半径Ｗ（本実施形態では１５０ｍｍ）であり且つ中心５１ａをＸ軸上に一致させた第１部分円弧部５１と、ウェーハ７の半径Ｗと同一の半径Ｗであり且つ中心をＹ軸方向に所定寸法ΔＹａ変位させた第２部分円弧部５２とを備え、これら第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２を同一の水平面内に形成している。第１部分円弧部５１の中心５１ａに対する第２部分円弧部５２の中心５２ａのＹ軸方向への変位値ΔＹａは適宜の値に設定することができる。そして、このＹ軸方向の変位量ΔＹａ（変位値）は、当然のことながら、治具５を設計・製作する時点で正確に設定した値であり、事前に分かっている。
【００２８】
本実施形態の治具５は、第１部分円弧部５１と第２部分円弧部５２とを相互に対向する位置に形成している。そして、このような第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２と、これら部分円弧部（第１部分円弧部５１、第２部分円弧部５２）の対向する端部同士を結ぶ一対の直線部５３とによって概略小判状（トラック状）の外縁を形成している。また、本実施形態では、水平面内において対向する位置に形成した各部分円弧部（第１部分円弧部５１，第２部分円弧部５２）の弧の長さを同一に設定し、それらの弧の中点同士を結ぶ直線が、第１部分円弧部５１の中心５１ａ及び第２部分円弧部５２の中心５２ａを通過するようにしている。したがって、一対の直線部５３はＹ軸と平行な関係になる。
【００２９】
このような形状をなす治具５は、ハンド２３に対して、第１部分円弧部５１がセンサ６を通過するように固定される正規位置測定姿勢（Ｐ）（図４参照）と、第２部分円弧部５２がセンサ６を通過するように固定される非正規位置測定姿勢（Ｑ）（図５参照）とを選択的に変更可能に構成している。
【００３０】
本実施形態では、単一のセンサ６を、ＸＹ座標系上において、このＸＹ座標の原点である旋回軸３１よりもＸ軸及びＹ軸の正方向にそれぞれ所定寸法変位した位置であって、且つウェーハ７を載置したハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）に向かってＸ軸方向に搬送した際にウェーハ７が通過する位置に設けている。このような位置に設けたセンサ６の上方（又は下方）を治具５が通過した際に、一対の直線部５３ではなく第１部分円弧部５１又は第２部分円弧部５２がセンサ６を通過するように構成している。なお、本実施形態では、センサ６として周知の光学センサや位置センサ等を適用することができる。
【００３１】
また、治具５は、共通の固定具５４を用いてハンド２３における共通の取付位置に正規位置測定姿勢（Ｐ）及び非正規位置測定姿勢（Ｑ）で固定可能に構成されている。本実施形態では、固定具として、第１部分円弧部５１の中心５１ａを境に対称配置した複数のピン５４を適用している。具体的には、治具５の外縁部において１８０度対向する点同士を結ぶ直線上、図示例では、第１部分円弧部５１の中心５１ａと第２部分円弧部５２の中心５２ａとを結ぶ直線上であって、且つ第１部分円弧部５１の中心５１ａを境に対称となる位置に設けたピン５４によって固定具５４を構成している。このような治具５は、第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２を有する一枚の板状部材である治具本体５５と、固定具として機能する下方に突出させたピン５４（固定部）とを一体又は一体的に備えたものと捉えることができる。また、ハンド２３には、ＸＹ座標系におけるハンド２３のＹ軸方向の中心を境にした対称位置に、前記ピン５４が挿入（嵌合）可能な孔を形成している。これら各孔の形成箇所によって規定されるハンド２３に対する治具５の取付位置は、正規位置測定姿勢（Ｐ）及び非正規位置測定姿勢（Ｑ）の何れにおいても共通である。
【００３２】
そして、図４に示すように、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付け、この状態でハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）に向かってＸ軸方向に沿って移動させた場合、治具５のうち第１部分円弧部５１がセンサ６を通過し、このセンサ６によって通過開始点と通過終了点とを検出することができる。これら通過開始点と通過終了点との距離は、センサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離であり、第１部分円弧部５１における任意の弦の長さである。また、図５に示すように、治具５を非正規位置測定姿勢（Ｑ）でハンド２３に取り付け、この状態でハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）に向かってＸ軸方向に沿って移動させた場合、治具５のうち第２部分円弧部５２がセンサ６を通過し、このセンサ６によって通過開始点と通過終了点とを検出することができる。これら通過開始点と通過終了点との距離は、センサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離であり、第２部分円弧部５２における任意の弦の長さである。図４及び図５では、説明の便宜上、第１部分円弧部５１の通過距離及び第２部分円弧部５２の通過距離を太線で示している。なお、この太線がセンサ６のビーム太さを示しているものではない。本実施形態では、センサ６の検出基準点（例えばビームを発する点）を当該センサ６の中心に設定している。
【００３３】
また、本実施形態に係る搬送ロボット１の制御部４は、図６に示すように、半径算出手段４１と、載置位置差異算出手段４２と、補正値算出手段４３と、補正値出力手段４４と、補正制御手段４５とを備えている。なお、図１等では、制御部４を本体部３に内蔵又は付帯させた態様を例示しているが、本体部３とは別体の情報処理装置等によって制御部４を構成することもできる。
【００３４】
半径算出手段４１は、ハンド２３に装着した治具５の第１部分円弧部５１と第２部分円弧部５２にそれぞれ単一のセンサ６を通過させてセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる通過距離の差と、非正規位置測定姿勢（Ｑ）における治具５のＹ軸方向の所定の変位量ΔＹａとを利用してウェーハ７の半径Ｗ（センサ６との関係におけるウェーハ７の半径Ｗ）を求めるものである。具体的には、治具５をハンド２３上に正規位置測定姿勢（Ｐ）で取り付けて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させることによってその通過距離を算出するとともに、非正規位置測定姿勢（Ｑ）で取り付けて第２部分円弧部５２にセンサ６を通過させることによってその通過距離を算出し、それらの通過距離の差、換言すればＸ軸方向の差異と、非正規位置測定姿勢（Ｑ）における治具５のＹ軸方向の所定の変移量ΔＹａ、換言すれば第１部分円弧部５１の中心５１ａのＹ座標と第２部分円弧部５２の中心５２ａのＹ座標との差ΔＹａとを利用してセンサ６との関係におけるウェーハ７の計算上の半径Ｗを求めるものである。
【００３５】
載置位置差異算出手段４２は、ウェーハ７にセンサ６を通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られるウェーハ７のセンサ６に対するＸ軸方向の通過距離と、治具５を用いて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させた際の通過距離と、半径算出手段４１で求めたウェーハ７の半径Ｗの値とを利用してウェーハ７のハンド２３上の載置位置と正規の載置位置との差異（ＸＹ座標系上における際）を算出するものである。具体的には、ウェーハ７のハンド２３上における正規の載置位置に対する実際の載置位置の差異を、搬送路上に設けられた単一のセンサ６をウェーハ７に通過させた際の通過距離、すなわちセンサ６を通過したウェーハ７のＸ軸方向の距離と、治具５を用いて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させた際の通過距離とを比較してＸ軸方向における実際のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置との差異を算出するとともに、半径算出手段４１で求めたウェーハ７の半径Ｗの値を利用してＹ軸方向における実際のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置との差異を算出するものである。
【００３６】
補正値算出手段４３は、載置位置差異算出手段４２によって算出したＸＹ座標系上における載置位置の差異に基づいて、当該差異を旋回軸３１及びアーム２の動作座標系であるロボット動作極座標系（ｒ，θ）上における補正値に変換して算出するものである。
【００３７】
補正値出力手段４４は、補正値算出手段４３で算出した補正値を出力するものである。
【００３８】
補正制御手段４５は、補正値出力手段４４からの出力値である補正値に基づいて旋回軸３１及びアーム２を、ハンド２３に載置しているウェーハ７を正規の移載位置（ｒ０，θ０）に移動させるように動作させるものである。
【００３９】
これら各部における詳細な演算処理は後述する。
【００４０】
次に、このような搬送ロボット１及び単一のセンサ６を用いて、ハンド２３上に載置されているウェーハ７の正規の載置位置に対する実際の載置位置の差異を検出し、その検出値を旋回軸３１やアーム２の動作に実際に反映させて、ウェーハ７を正規の移載位置へ搬送する手順（アライメント方法）及び作用について説明する。
【００４１】
先ず、実際のウェーハ７をハンド２３上に載置する前に、治具５をハンド２３に取り付けて、制御部４の半径算出手段４１によりウェーハ７の半径Ｗを求める（半径算出ステップＳ１、図７参照）。具体的には、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付け、旋回軸３１及びアーム２を作動させてハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）へ移動させて、第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させる。なお、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付ける作業は、第１部分円弧部５１がセンサ６を通過可能な向きに設定した状態で治具５の固定部である一対のピン５４をハンド２３に形成した一対の取付孔にそれぞれ差し込む（嵌合）のみで容易に行うことができる。
【００４２】
そして、第１部分円弧部５１がＸ軸方向にセンサ６を通過し始める点、すなわち通過開始点をセンサ６で検出し、第１部分円弧部５１がセンサ６を通過し終えた点、すなわち通過終了点をセンサ６で検出する。本実施形態では、通過開始点でＯＮ状態になり、通過終了点でＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるセンサ６を適用しており、制御部４は、図８に示すように、センサ６から出力される検出値のうち通過開始点のＸ座標値を「Ａｏｎ」、通過終了点のＸ座標値を「Ａｏｆｆ」として、これらのＸ座標値を足した値「Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ」を、センサ６に対する第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離として取得することができる。
【００４３】
次に、受渡位置（Ｅ）から搬送初期位置（Ｓ）に戻したハンド２３に治具５を非正規位置測定姿勢（Ｑ）で取り付ける。治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）から非正規位置測定姿勢（Ｑ）に変更する作業は、正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付けている治具５を上方へ移動させて（持ち上げて）固定部による固定状態を解除し、その治具５を水平面内で約１８０度回転させ、そのまま下方へ移動させて（降ろして）固定部（一対のピン５４）をハンド２３の取付孔に差し込む（嵌合）ことにより容易且つ適切に行うことができる。本実施形態では、正規位置測定姿勢（Ｐ）及び非正規位置測定姿勢（Ｑ）、これら何れの姿勢においても共通のピン５４でハンド２３上の共通の取付位置に固定しているため、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）から非正規位置測定姿勢（Ｑ）に切り替えた際に、第２部分円弧部５２の中心５２ａを第１部分円弧部５１の中心５１ａよりもＹ軸方向に所定寸法ΔＹａ分だけ正確に変位させることができる。
【００４４】
引き続いて、本実施形態に係る搬送ロボット１は、旋回軸３１及びアーム２を作動させてハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）へ移動させて、第２部分円弧部５２にセンサ６を通過させる。すると、センサ６は、第２部分円弧部５２がＸ軸方向にセンサ６を通過し始める点、すなわち通過開始点を検出するとともに、第２部分円弧部５２がセンサ６を通過し終えた点、すなわち通過終了点を検出する。制御部４は、センサ６から出力される検出値のうち通過開始点のＸ座標値を「Ａ’ｏｎ」、通過終了点のＸ座標値を「Ａ’ｏｆｆ」として、これらのＸ座標値を足した値「Ａ’ｏｎ＋Ａ’ｏｆｆ」を、センサ６に対する第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離として取得することができる。制御部４は、これらの取得情報（センサ６に対する第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離「Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ」、センサ６に対する第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離「Ａ’ｏｎ＋Ａ’ｏｆｆ」を所定の記憶部４６に記憶する。なお、図８では、説明の便宜上、センサ６に対する第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離を太線実線で示し、センサ６に対する第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離を太線破線で示している。
【００４５】
そして、制御部４は、第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離（Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ）と第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離（Ａ’ｏｎ＋Ａ’ｏｆｆ）との差と、非正規位置測定姿勢（Ｑ）におけるＹ軸方向の変位量とを利用して、このセンサ６との関係におけるウェーハ７の計算上の半径Ｗを求める。
【００４６】
ここで、図８に示すように、第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標は、通過距離の中間点、つまり「（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２」であり、第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標は、通過距離の中間点、つまり「（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２」であり、第１部分円弧部５１の半径Ｗと第２部分円弧部５２の半径Ｗとは同一であるため、第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値、及び第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標値は同一になる。
【００４７】
そして、第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値とセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）とを結ぶ線分（この線分は第１部分円弧部５１の半径Ｗに相当する）、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）と第１部分円弧部５１の中心５１ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離の半分に相当する値（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分、及び第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値と第１部分円弧部５１の中心５１ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離の半分に相当する値（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分（この線分の長さは「（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２」である）によって形成される直角三角形の斜辺の高さ、つまりセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値は、以下の式１で求めることができる。
√{Ｗ２―（Ａｏｆｆ―Ａｏｎ）２／４} ・・・式１
【００４８】
一方、第２部分円弧部５２の中心５２ａを、図９に示すように、第２部分円弧部５２の中心５２ａのＹ座標値と第１部分円弧部５１の中心５１ａのＹ座標値との差、すなわちＹ軸方向の変位量ΔＹａだけ移動させて、第１部分円弧部５１の中心５１ａに一致させ、この図面上で、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値と、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差を求める。ここで、第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標値とセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）とを結ぶ線分（この線分は第２部分円弧部５２の半径Ｗ「Ｗ」に相当する）と、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）と第２部分円弧部５２の中心５２ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離の半分に相当する値（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分、及び第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標値と第２部分円弧部５２の中心５２ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離の半分に相当する値（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分（この線分の長さは「（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２」である）によって形成される直角三角形の斜辺の高さ、つまりセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値は、以下の式２で求めることができる。
√{Ｗ２―（Ａ’ｏｆｆ―Ａ’ｏｎ）２／４} ・・・式２
【００４９】
そして、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値と、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差ΔＹは以下の式３で求めることができる。
ΔＹ＝√{Ｗ２―（Ａｏｆｆ―Ａｏｎ）２／４}―√{Ｗ２―（Ａ’ｏｆｆ―Ａ’ｏｎ）２／４} ・・・式３
【００５０】
ここで、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値と、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差は、第２部分円弧部５２の中心５２ａと第１部分円弧部５１の中心５１ａとのＹ軸方向の変位値ΔＹａそのものであり、その値ΔＹａを式３に代入するとともに、センサ６の各センシング値（Ａｏｎ，Ａｏｆｆ，Ａｏｎ’，Ａｏｆｆ’）を式３に代入することによって、搬送路上における所定箇所に実際に取り付けたセンサ６に対する第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２共通の半径Ｗを求めることができる。本実施形態の搬送ロボット１は、半径算出手段４１によって算出したセンサ６に対する第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２共通の半径Ｗを、センサ６に対するウェーハ７の計算上の半径Ｗの値として所定の記憶部４６に記憶させている。なお、本実施形態では、この記憶部４６に、半径算出手段４１によって算出したセンサ６に対するウェーハ７の計算上の半径Ｗの値に関連付けて、この半径Ｗの値を算出する際に用いたセンサ６の検出値（Ａｏｎ，Ａｏｆｆ，Ａｏｎ’，Ａｏｆｆ’）、及びセンサ６に対する各部分円弧部（第１部分円弧部５１、第２部分円弧部５２）の通過距離（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ，Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）も記憶させるように構成している。
【００５１】
次いで、本実施形態に係る搬送ロボット１は、制御部４の載置位置差異算出手段４２によって、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７の載置位置と、正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を算出する（載置位置差異算出ステップＳ２、図７参照）。具体的には、治具５を取り外したハンド２３上にウェーハ７を載置保持した状態で、本実施形態の搬送ロボット１は、図１０に示すように、旋回軸３１及びアーム２を作動させてハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）へ移動させて、ウェーハ７にセンサ６を通過させる。すると、センサ６は、ウェーハ７がＸ軸方向にセンサ６を通過し始める点、すなわち通過開始点を検出するとともに、ウェーハ７がセンサ６を通過し終えた点、すなわち通過終了点を検出する。なお、図１０では、説明の便宜上、ハンド２３における正規の載置位置から変位した位置に載置保持したウェーハ７を破線で示し、ハンド２３における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７を実線で示し、センサ６が横切る弦（通過距離）を太線で示す。また、上述した通り、ハンド２３における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部の移動軌跡は、ハンド２３に正規位置測定姿勢で取り付けた治具５の第１円弧部５１の移動軌跡と同一であることから、図１０及び後述の図１１では、便宜上、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部に第１円弧部を意味する符号５１を付すとともに、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部の中心に第１円弧部５１の中心を意味する符号５１ａを付している。
【００５２】
載置位置差異算出手段４２は、センサ６から出力される検出値のうち通過開始点のＸ座標値を「Ａ’’ｏｎ」、通過終了点のＸ座標値を「Ａ’’ｏｆｆ」として、これらのＸ座標値を足した値「Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ」を、センサ６に対する実際のウェーハ７のＸ軸方向の通過距離として得ることができ、センサ６に対する実際のウェーハ７のＸ軸方向の通過距離「Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ」と、治具５を用いて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させた際の通過距離「Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ」と、半径算出手段４１で求めたセンサ６に対するウェーハ７の半径の値Ｗとを利用して、このウェーハ７の正規の載置位置に対するＸ軸方向の差異及びＹ軸方向の差異を算出する。
【００５３】
ウェーハ７の正規の載置位置に対するＸ軸方向の差異は、実際のウェーハ７の中心７ａのＸ座標値と、治具５の第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値とを比較することによって求めることができる。ハンド２３上に載置した実際のウェーハ７の中心７ａのＸ座標値は以下の式４で求めることができ、
（Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ）／２ ・・・式４
また、正規位置に載置したウェーハ７の中心７ａのＸ座標値、つまり第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値は式５で求めることができる。
（Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ）／２ ・・・式５
これらの中心７ａ，５１ａのＸ座標値の差がＸ軸方向の差異となることにより、以下の式６でハンド２３上に実際に載置されているウェーハ７の正規の載置位置に対するＸ軸方向の差異ΔＸを求めることができる。
ΔＸ＝（Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ―Ａｏｎ―Ａｏｆｆ）／２ ・・・式６
【００５４】
一方、ウェーハ７の正規の載置位置に対するＹ軸方向の差異は、正規位置に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離（弦の長さ）と、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７がセンサ６と通過する距離（弦の長さ）との差異から求めることができる。ここで、正規位置に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離（弦の長さ）は、治具５の第１部分円弧部５１がセンサ６を通過する距離に等しい。本実施形態では、正規位置に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離（弦の長さ）と、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７がセンサ６と通過する距離（弦の長さ）との差異を分かり易くするために、実際のウェーハ７の中心７ａを第１部分円弧部５１の中心５１ａに一致させた状態、つまりハンド２３上に実際に載置したウェーハ７の中心を（―ΔＸ，―ΔＹ）に移動させた図１１に示す状態でΔＹを求めるようにしている。
【００５５】
そして、正規の載置位置に載置したウェーハ７の円弧部（第１部分円弧部５１）のセンサ６に対する通過終了点を斜辺の高さ位置とする直角三角形における斜辺の高さ（Ｙ座標値）は、上述した式１で求めることができ、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７のセンサ６に対する通過終了点を斜辺の高さ位置とする直角三角形における斜辺の高さは、以下の式７で求めることができる。
√{Ｗ２―（Ａ’’ｏｆｆ―Ａ’’ｏｎ）２／４} ・・・式７
【００５６】
そして、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７の通過終了点（Ａ’’ｏｆｆ）のＹ座標値と、正規の載置位置に載置したウェーハ７の円弧部（第１部分円弧部５１）の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差ΔＹは以下の式８で求めることができる。
ΔＹ＝√{Ｗ２―（Ａｏｆｆ―Ａｏｎ）２／４}―√{Ｗ２―（Ａ’’ｏｆｆ―Ａ’’ｏｎ）２／４} ・・・式８
【００５７】
次いで、本実施形態に係る搬送ロボット１は、補正値算出手段４３により、載置位置差異算出手段４２で算出した載置位置の差異（ハンド２３上におけるウェーハ７の実際の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異）をロボット動作極座標系（ｒ，θ）における補正値（Δｒ，Δθ）に変換して算出する（補正値算出ステップＳ３、図７参照）。
【００５８】
載置位置差異算出手段４２で算出した載置位置のＸ軸方向の差異ΔＸ及びＹ軸方向の差異ΔＹと、ロボット動作極座標系との関係を図１２に示す。なお、図１２においても、説明の便宜上、ハンド２３における正規の載置位置から変位した位置に載置保持したウェーハ７を破線で示し、ハンド２３における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７を実線で示し、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部に第１円弧部を意味する符号５１を付すとともに、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部の中心に第１円弧部５１の中心を意味する符号５１ａを付している。
【００５９】
ロボット動作極座標系上におけるウェーハ７の正規の移載位置を（ｒ０，θ０）とする場合、図１２より、次式
ΔＸ＝（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ）ｃｏｓΔθ―（Ｒ＋ｒ０）
ΔＹ＝（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ）ｓｉｎΔθ
であることが分かる。ここで、「Ｒ」はｒ軸が原点（ｒ＝０）の時の旋回軸３１の中心３１ａからウェーハ７の中心７ａまでの距離を意味する。そして、ｃｏｓΔθ，ｓｉｎΔθを級数展開すると、次式
ｃｏｓΔθ＝１−Δθ２／２＋Δθ４／２４…
ｓｉｎΔθ＝Δθ−Δθ３／６＋Δθ５／１２０…となり、Δθ＜１であることから
ｃｏｓΔθ≒１
ｓｉｎΔθ≒θ
となる。よって、以下の式９及び式１０が成立する。
ΔＸ≒Δｒ ・・・式９
ΔＹ≒（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ）Δθ ・・・式１０
そして、式６、式８、式９、及び式１０から以下の式１１、及び式１２が成立する。
Δｒ＝ΔＸ ・・・式１１
Δθ＝ΔＹ／（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ） ・・・式１２
【００６０】
補正値算出手段４３では、このような演算処理により、載置位置差異算出手段４２の算出値（ＸＹ座標系上の差異）をロボット動作極座標系上の値に変換した補正値（Δｒ，Δθ）に算出する。次いで、本実施形態の搬送ロボット１は、制御部４の補正値出力手段４４により、補正値算出手段４３で算出した補正値（Δｒ，Δθ）を出力する（補正値出力ステップＳ４、図７参照）。本実施形態では、補正値（Δｒ，Δθ）を制御部４の補正制御手段４５に出力するように設定している。
【００６１】
次いで、本実施形態の搬送ロボット１は、制御部４の補正制御手段４５により、補正値出力手段４４からの入力値（Δｒ，Δθ）に基づいて、ハンド２３上に実際に載置されているウェーハ７を正規の移載位置に搬送できるように旋回軸３１及びアーム２を適宜動作させる（補正制御ステップＳ５、図７参照）。具体的には、ハンド２３上に載置されているウェーハ７をロボット動作極座標系上における（ｒ０−Δｒ，θ０−Δθ）の位置に移載するように、旋回軸３１及びアーム２の動作を制御する。なお、ハンド２３上におけるウェーハ７の載置位置が正規の載置位置と一致している場合、本実施形態の搬送ロボット１は、制御部４の補正制御手段４５により、ハンド２３上に載置したウェーハ７をロボット動作極座標系上における（ｒ０，θ０）の位置に移載するように旋回軸３１及びアーム２の動作を制御する。
【００６２】
以上の手順により、ハンド２３上に載置保持しているウェーハ７を正規の移載位置に移載することができる。そして、次に搬送するウェーハ７が存在する場合、つまり次に搬送するウェーハ７がハンド２３上に載置された場合（Ｓ６：Ｎ、図７参照）には、上述のステップＳ２乃至ステップＳ５を繰り返し、各ウェーハ７を正規の移載位置に搬送することができる。
【００６３】
このように、本実施形態では、ハンド２３上にウェーハ７を載置して搬送する前に、治具５をハンド２３上に正規位置測定姿勢（Ｐ）で取り付け、この治具５のうちウェーハ７の半径と同一の半径であり、且つその中心５１ａをＸ軸上に一致させた第１部分円弧部５１を単一のセンサ６に通過させることによってセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離を算出し、さらに、治具５をハンド２３上に非正規位置測定姿勢（Ｑ）で取り付け、治具５のうちウェーハ７の半径と同一の半径であり、且つその中心５２ａをＹ軸方向に所定寸法変位させた第２部分円弧部５２を単一のセンサ６に通過させることによってセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離を算出し、これらの通過距離と、治具５の製造段階で把握可能な第１部分円弧部と第２部分円弧部とのＹ軸方向の変位量とを利用して、所定箇所に取り付けたセンサ６との関係におけるウェーハ７の計算上の半径Ｗを求めるようにしている。そして、この半径の値Ｗと、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離と、センサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離とを利用して、ウェーハ７のハンド２３上の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を求めるようにしているため、センサ６の取付位置に誤差がある場合やセンサ６の個体誤差（性能誤差）がある場合にも、それらの誤差を完全に除外したウェーハ７の半径Ｗを算出することができ、このウェーハ７の半径Ｗに基づいて算出されるウェーハ７の載置位置のズレ量がセンサ６との関係において正確な値であることを保証することができる。したがって、ハンド２３上のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を正確に算出することができ、その算出値を搬送ロボット１の動作極座標系上の値に変換することにより、ハンド２３上のウェーハ７を正規の移載位置に的確に搬送することができる。
【００６４】
しかも、本実施形態では、ウェーハ７の搬送路上に配置した単一のセンサ６を利用してハンド２３上のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を算出するように構成しているため、ウェーハ７の搬送路上に複数のセンサ６を配置する態様と比較して、低コスト化を図ることができるとともに、メンテナンス回数の低減化も期待できる。また、本実施形態では、ウェーハ７を載置保持したハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）まで移動させる際に制御部４に入力されるセンサ６からの検出値が、１組のウェーハ７の通過開始点及び通過終了点のみであるため、複数のセンサ６からそれぞれウェーハ７の通過開始点及び通過終了点が検出値として制御部４に入力される態様と比較して、制御部４に入力される情報量を少なくすることができ、制御部４における演算処理の簡素化及び演算処理時間の短縮化を実現することができる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、治具として、第１部分円弧部と第２部分円弧部とを隣り合わせで形成したものや、第１部分円弧部と第２部分円弧部とを相互に正対しない位置に形成したものを適用することができる。
【００６６】
また、治具を正規位置測定姿勢でハンドに取り付ける際に用いる固定具と、治具を非正規位置測定姿勢でハンドに取り付ける際に用いる固定具とが異なる態様でもよい。また、上述した実施形態では、固定具として、治具に一体又は一体的に設けたピンを例示したが、ピンに代えて、又は加えて、例えばクリップやビス等を用いることもできる。
【００６７】
また、治具として、実際の円盤状搬送対象物の半径と同一の半径である単一の円弧部を備え、ハンドに対して、中心を第１軸（上記実施形態ではＸ軸）上に一致させた円弧部がセンサを通過する正規位置測定姿勢と、中心を第２軸方向（上記実施形態ではＹ軸）に所定寸法変位させた円弧部がセンサを通過する非正規位置測定姿勢とを選択的に変更可能に構成したものを適用してもよい。この場合、円弧部は、周回する円周部又は部分円弧部の何れでも構わない。そして、このような治具をハンドに対して正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替えるには、正規位置測定姿勢にある治具を第２軸方向（上記実施形態ではＹ軸）に所定寸法変位させればよい。この際、例えば、ハンドに第２軸方向に延びるガイド孔を形成し、治具のうち例えば円弧部の中心または中心近傍に設けた被ガイド部（スライダ）をガイド孔に沿って移動可能に構成すれば、正規位置測定姿勢と非正規位置測定姿勢との切替をスムーズに行うことができる。特に、ねじ等の一又は複数の固定具を用いて治具を正規位置測定姿勢でハンドに固定するようにしておき、正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替える場合に、固定具による固定状態を一時的に解除し、治具をスライド移動させて非正規位置測定姿勢にした状態で再度固定具で固定すれば、正規位置測定姿勢や非正規位置測定姿勢における治具の不用意な挙動を防止・抑制することができる。また、ガイド孔の長手方向両端の開口端に治具の被ガイド部を当ててそれ以上同一方向への移動が規制された状態をもって正規位置測定姿勢、または非正規位置測定姿勢と定義すれば、第２軸方向の変位量として、ガイド孔の長手方向の開口寸法を採用することができる。また、ハンドに複数の取付孔を第２軸方向に沿って所定寸法離間して形成し、治具をハンドに固定するための固定具（治具の一部であってもよく、治具とは別体のものであってもよい）を差し込む取付孔をＹ軸方向に離間している別の取付孔に変更することによって、治具を正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替えることができるように構成することもできる。なお、単一の円弧部を備えた治具を正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替えた際の第２軸方向の変位量は、その切替作業後に作業現場で実測して把握するようにしてもよい。
【００６８】
また、載置位置差異算出手段（載置位置差異算出ステップ）では、治具を用いずに所定の演算処理で求めたセンサとの関係における円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を利用して円盤状搬送対象物のハンド上の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を算出するように構成しても構わない。特に、単一のセンサのセンシング性能や配置位置を考慮する必要がない場合には、予め分かっている厳密に製造された円盤状搬送対象物の規格上の半径又は直径の値を利用することもできる。また、載置位置差異算出手段（載置位置差異算出ステップ）で利用する値である「ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離」として、ハンド上における正規の載置位置に実際の円盤状搬送対象物を載置保持し、その円盤状搬送体対象物をセンサに通過させた際のセンサに対する円盤状搬送対象物の通過距離そのものを用いることもできる。
【００６９】
また、円盤状搬送対象物が、ウェーハ以外のもの、例えば液晶等であっても構わない。さらには、円盤状搬送対象物として、外縁部にオリフラやノッチ等の切欠が形成されたものを適用することもできる。この場合には、単一のセンサを、搬送路上において円盤状搬送対象物搬送が通過する位置であって且つオリエンテーションフラットやノッチ等の切欠が通過しない位置に設ければよい。
【００７０】
また、搬送ロボットのアームは、ハンドに載置保持した円盤状搬送物を直線的な搬送可能なものであればよく、リンク要素の数や形状、関節部（軸）の数は適宜変更することができる。さらには、リンク要素同士を、水平旋回動作に代えて、或いは加えて、スライド動作可能に連結してもよい。
【００７１】
また、センサとして、通過開始点でＯＦＦ状態になり、通過終了点でＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるセンサを適用してもよい。その場合、上記各式における「ｏｎ」「ｏｆｆ」の関係は逆になる。
【００７２】
また、ハンド上に載置した状態で保持する態様としては、真空吸引して保持する「真空吸着保持」、ベルヌーイ効果を利用したいわゆる「ベルヌーイ保持」、機械的な爪やローラを用いて円盤状搬送対象物に物理的に接触して保持する「メカニカル保持」、静電気力で円盤状搬送対象物を保持する「静電気保持」、円盤状搬送対象物自体の重力によって保持する（例えばハンドに溝または３点以上のノッチを設け、円盤状搬送対象物を溝や複数のノッチ内に収めて保持する）「重力保持」、これら何れの載置保持態様であっても構わない。
【００７３】
また、上述した実施形態では、直交座標系の第１軸をＸ軸とし、第２軸をＹ軸とした態様を例示しているが、第１軸をＹ軸とし、第２軸をＸ軸とした態様、つまり旋回軸の中心を通るハンドの正規の移動線をＹ軸とし、Ｙ軸を含む水平面内においてＹ軸と直交し且つ旋回軸の中心を通る軸をＸ軸とした直交座標系であってもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態以外の演算処理によって円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を求め、その値に基づいて載置位置の差異（ズレ量）を求めたり、その差異の補正を行うようにしても構わない。
【００７５】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…搬送ロボット
２…アーム
２３…ハンド
３１…旋回軸
４…制御部
４２…載置位置差異算出手段
４３…補正値算出手段
４４…補正値出力手段
６…センサ
７…円盤状搬送対象物（ウェーハ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ等の円盤状搬送対象物を搬送する搬送ロボット、及びその搬送ロボットを用いた円盤状搬送対象物のアライメント方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウェーハ等の円盤状搬送対象物をアームの先端部（以下「ハンド」と称する）に載置して保持した状態で所定の移載位置へ搬送可能に構成された搬送ロボットが知られている。例えば搬送対象物がウェーハである場合、ウェーハは精密な円盤状（但し、ノッチやオリエンテーションフラット等の切欠が形成される場合もある）に製造されているため、搬送されるウェーハごとに誤差はないものと考えられる。このような搬送ロボットにおいて、円盤状搬送対象物がハンド上における正規の載置位置に載置されていれば、アームが適宜の動作を行うことにより、ハンド上の円盤状搬送対象物を正規の移載位置へ搬送することができる。
【０００３】
しかしながら、円盤状搬送対象物がハンド上における正規の載置位置から僅かにでも変位した（ずれた）位置に載置されていれば、その変位量に応じて正規の移載位置から変位した位置に円盤状搬送対象物を搬送してしまうことになる。
【０００４】
下記特許文献１には、ハンド上に載置された円盤状搬送対象物の搬送路を横切る方向に所定ピッチで複数（実施例では３つ）のセンサを設け、搬送中の円盤状搬送対象物が各センサを通過した際に、センサ毎に通過する円盤状搬送対象物の先端（搬送方向の先端）及び後端（搬送方向の後端）を検出し、計６つの検出値に基づいてハンド上に載置された円盤状搬送対象物の中心を検出するシステム及び方法が開示されている。具体的には、エンド上に載置された円盤状搬送対象物の中心を計算するステップとして、先ず、搬送路に略平行に決められた座標軸（Ｘ軸）に沿って円盤状搬送対象物の中心を決め、次にそのＸ軸上の中心座標を用いて第２の座標軸（Ｙ軸）に沿って円盤状搬送対象物の中心を決めるステップが開示されている。なお、特許文献１において、Ｙ軸は３つのセンサの中心線、すなわち各センサの中心を通る線であり、ＸＹ座標系の原点は３つのセンサのうち中央のセンサの位置によって決定されている。また、Ｙ軸に沿って円盤状搬送対象物の中心を決める際には、搬送の都度、複数のセンサによるセンシング値に基づいて計算した円盤状搬送体対象物の半径を用いている。さらに、特許文献１には、複数のセンサによる少なくとも４つ以上の検出値に基づいてハンド上に載置された円盤状搬送対象物の中心位置を検出するとともに、選択点（円盤状搬送対象物の正規の移載位置）にアーム及び円盤状搬送対象物を移動させるという考えが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−４８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている態様は、搬送路を横切る方向に複数のセンサを配置することが前提となるため、高コスト化を招来するとともにメンテナンスの回数も必然的に増加し得る。
【０００７】
さらに、特許文献１では、ハンド上における円盤状搬送対象物の中心を求めるに際してＸＹ座標系を用いているが、各センサの中心を通る線をＹ軸とし、座標系の原点を中央センサの位置で決定しているため、各センサ、特に中央センサに高い取付精度が要求される。そして、これら各センサを幾ら高精度で取り付けたとしても僅かな誤差が生じることは避けられないのが実情である。
【０００８】
したがって、ハンド上における円盤状搬送対象物の中心を求める際、特に、Ｙ軸に沿って円盤状搬送対象物の中心を決める際に、各センサの取付誤差やセンサの性能による影響を完全に除外しないことには、搬送の度に算出される円盤状搬送体対象物の半径と、その半径に基づいて算出される円盤状搬送対象物の中心が正確な値であることを保証するのは困難であると考えられる。このことは、すなわち、ハンド上における円盤状搬送対象物の実際の載置位置と正規の載置位置との差異を正確に算出できていない可能性があることを意味する。特に、特許文献１に記載の技術では、複数のセンサを設ける必要性から、センサ毎の性能差や配置誤差は必然的に大きくなりがちである。
【０００９】
本発明は、このような問題に着目してなされたものであって、主たる目的は、１つだけのセンサを利用しながらも、搬送ロボットのハンドに載置保持した円盤状搬送対象物の位置と正規の載置位置との差異を正確に求め、円盤状搬送対象物を正確に搬送することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明は、基端部を旋回軸回りに旋回させながら先端部のハンドに載置して保持した円盤状搬送対象物を搬送可能なアームと、アームの基端部を旋回可能に支持する旋回軸を有する本体部と、アーム及び旋回軸の作動を制御する制御部とを備えた搬送ロボットに関するものである。
【００１１】
ここで、第１軸と第２軸との交点、つまり直交座標系の原点は、先端部にハンドを有するアームの基端部を旋回可能に支持する旋回軸の中心であるため、アームとは別体であるセンサの取付位置自体を直交座標系の原点とする態様と比較して、原点自体に誤差が生じる可能性を排除することができる。また、円盤状搬送対象物は、円盤状のものであればよく、例えばウェーハや液晶等が挙げられる。
【００１２】
そして、本発明の搬送ロボットは、旋回軸の中心を通る前記ハンドの正規の移動線である第１軸と、第１軸を含む水平面内において第１軸と直交し旋回軸の中心を通る第２軸とによって規定される直交座標系上における円盤状搬送対象物の移動を、搬送路上において搬送対象物が通過する所定位置に設けられた単一のセンサによって検出可能に構成し、制御部が、ハンドに載置した円盤状搬送対象物に単一のセンサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる円盤状搬送対象物のセンサに対する第１軸方向の通過距離と、前記ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して円盤状搬送対象物のハンド上の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出手段と、載置位置差異算出手段によって算出した載置位置の差異に基づいて、差異を旋回軸及びアームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値に変換して算出する補正値算出手段と、補正値算出手段で算出した補正値を出力する補正値出力手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
ここで、制御部は、本体部に内蔵又は付帯されるものであっても、本体部の外部に設けられるものであってもよい。また、本発明において「ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離」とは、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した実際の円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離を意味し、それに代えて、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物とみなすことができる代替物（例えば後述する実施形態における治具等）がセンサを通過する距離を採用することもできる。さらに、本発明における「円盤状搬送対象物の半径又は直径」とは、搬送される円盤状搬送対象物の実際の半径又は直径、或いはセンサ側の事情による誤差（取付誤差や個体ごとの性能誤差等）を考慮に入れた搬送中の円盤状搬送対象物の計算上の半径又は直径（実際に搬送される円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とは僅かに異なる場合がある）のことを意味している。
【００１４】
そして、厳密に製造される実際の円盤状搬送対象物において、半径又は直径の値は個体毎の誤差が殆ど無いということを前提にして、本発明の搬送ロボットは、少なくとも、ハンド上に載置保持した実際の円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離とを、搬送路上の所定箇所に実際に取り付けた単一のセンサによるセンシング値に基づいて特定し、これら各値に加えて、予め取得している円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を利用して、制御部の載置位置差異算出手段により、ハンド上に載置保持した円盤状搬送対象物の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における正確な差異を求めるようにしている。
【００１５】
さらに、本発明の搬送ロボットは、補正値算出手段において、載置位置差異算出手段で求めた円盤状搬送対象物の直交座標系上における差異を、ロボット動作極座標系における補正値に変換して算出し、その補正値を補正値出力手段で出力しているように構成しているため、ロボット動作極座標系における補正値もセンサの取付誤差やセンシング機能のばらつきを排除した正確な値になる。なお、本発明の搬送ロボットは、補正値出力手段で出力したロボット動作極座標系における補正値に基づいて旋回軸やアームを作動させて、円盤状搬送対象物を正規の移載位置へ移載させる態様、又は補正値出力手段によりロボット動作極座標系における補正値を、円盤状搬送対象物を受け取る側の装置に出力し、円盤状搬送対象物を受け取る側の装置で円盤状搬送対象物の受取位置を調整する態様、これら何れをも包含するものである。
【００１６】
また、本発明では、円盤状搬送対象物の搬送路上に配置した単一のセンサを利用してハンド上の円盤状搬送対象物の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を正確に算出することが可能であるため、搬送路上に複数のセンサを配置する態様と比較して、センサ毎の性能差や配置誤差については考慮する必要がなくなり、低コスト化及びメンテナンス回数の低減化をも図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る円盤状搬送対象物アライメント方法は、上述した搬送ロボットのハンドに載置保持した円盤状搬送対象物にセンサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる円盤状搬送対象物のセンサに対する第１軸方向の通過距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して円盤状搬送対象物のハンド上の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出ステップと、載置位置差異算出ステップによって算出した載置位置の差異に基づいて、この差異を旋回軸及びアームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値を算出する補正値算出ステップと、補正値算出ステップで算出した補正値を出力する補正値出力ステップとを有することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の円盤状搬送対象物アライメント方法では、補正値出力ステップで出力した補正値に基づいて、旋回軸及びアームを、ハンドに載置している円盤状搬送対象物を正規の移載位置に移動させるように動作させる補正制御ステップをさらに有するようにすることもできる。
【００１９】
このような円盤状搬送対象物アライメント方法であれば、適宜の演算処理で求めたハンド上の正規位置に置かれた際にセンサが横切る弦の長さと、ハンド上に載置した円盤状搬送対象物を搬送する際に単一のセンサで通過開始点及び通過終了点がセンシングされることで、その円盤状搬送対象物に対してセンサが横切った弦の長さを把握することができるため、第１軸方向の変位量（ズレ量）を算出でき、あわせて円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を利用して、第２軸方向の変位量も算出することができる（載置位置差異算出ステップ）。したがって、その算出値を搬送ロボットの動作極座標系上の値に変換して算出し（補正値算出ステップ）、その補正値を出力することによって（補正値出力ステップ）、ハンド上の円盤状搬送対象物を正規の移載位置に的確に搬送することができる（補正制御ステップ）。なお、本発明の円盤状搬送対象物のアライメント方法は、補正値出力ステップにおける補正値の出力先が、円盤状搬送対象物をこの搬送ロボットから受け取る側の装置であってもよい。この場合、円盤状搬送対象物を受け取る側の装置が、搬送ロボットから提供された補正値に基づいて円盤状搬送対象物の受取位置を適宜調整するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、１つだけのセンサを利用しながらも、円盤状搬送対象物の半径又は直径の値と、センサに対する実際の円盤状搬送対象物の通過距離と、ハンド上における正規の載置位置に載置した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離とを利用して、ハンド上に載置した円盤状搬送対象物の載置位置と正規の載置位置との差異を正確に求めることができる。また、この算出値に基づいて搬送ロボットの旋回軸やアームを動作させることによって、円盤状搬送対象物を正規の移載位置に高精度で搬送することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送ロボットの全体構成概略図。
【図２】同実施形態においてハンドが受渡位置にある搬送ロボットの図１対応図。
【図３】同実施形態においてハンドが搬送初期位置と受渡位置との間にある搬送ロボットの模式図。
【図４】同実施形態で用いる治具を正規位置測定姿勢でハンドに取り付けた状態を示す模式図。
【図５】同実施形態で用いる治具を非正規位置測定姿勢でハンドに取り付けた状態を示す模式図。
【図６】同実施形態に係る搬送ロボットの制御部の機能ブロック図。
【図７】同実施形態に係るアライメント方法のフローチャート。
【図８】同実施形態においてセンサに対する各部分円弧部の通過距離を対比するための模式図。
【図９】同実施形態における半径算出手段による演算処理の原理説明図。
【図１０】同実施形態においてセンサに対する正規載置位置にあるウェーハの通過距離と非正規載置位置にあるウェーハの通過距離を対比するための模式図。
【図１１】同実施形態における載置位置差異算出手段による演算処理の原理説明図。
【図１２】同実施形態における補正値算出手段による演算処理の原理説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
本実施形態に係る搬送ロボット１は、図１乃至図５に示すように、基端部を旋回軸３１回りに旋回させながら先端部のハンド２３に載置して保持した円盤状搬送対象物７を直線的に搬送可能なアーム２と、旋回軸３１によりアーム２の基端部を旋回可能に支持する本体部３と、アーム２及び旋回軸３１の作動を制御する制御部４とを備えたものである。そして、本実施形態では、円盤状搬送対象物７が搬送される搬送路上における所定位置に設けた１つのセンサ６を利用して、搬送ロボット１により円盤状搬送対象物７を正規の移載位置に搬送できるように構成している。
【００２４】
本実施形態では、円盤状搬送対象物としてウェーハ７を適用している。ウェーハ７は、個体ごとに寸法誤差が生じることを排除すべく、高精度に形成されている。以下では、搬送ロボット１によって半径Ｗが例えば１５０ｍｍのウェーハ７を正規の移載位置に搬送する場合について説明する。
【００２５】
アーム２は、例えば、アーム２のうち最も基端側（本体部３側）に配置した第１リンク要素２１と、第１リンク要素２１の先端部に水平旋回可能に連結した第２リンク要素２２と、第２リンク要素２２の先端部に水平旋回可能に連結したエンドエフェクタであるハンド２３とを備えたものである。このアーム２は、アーム長が最大になる伸長状態（図１参照）と、アーム長が最小になる折畳状態（図２参照）との間で形状が変わるリンク構造（多関節構造）のものである。また、第１リンク要素２１の内部空間には、第２リンク要素２２に動力を伝達して第２リンク要素２２を回転させる動力伝達機構（例えばプーリ及びベルト）を設け、第２リンク要素２２の内部空間にも、ハンド２３に動力を伝達してハンド２３を回転させる動力伝達機構（例えばプーリ及びベルト）を設けている（図示省略）。図１ではハンド２３として平面視略矩形状のものを示しているが、例えば先端を二股状に分岐させたフォーク状など、他の形状をなすハンドを適用してもよい。
【００２６】
このようなアーム２は、基端部を旋回軸３１回りに水平旋回させたり、リンク要素同士を関節部分で水平旋回させてアーム２全体の形状を適宜変形させながら、ハンド２３を図１に示す搬送初期位置（Ｓ）（折畳状態にあるアーム２におけるハンド２３の位置）から図２に示す受渡位置（Ｅ）（伸長状態にあるアーム２のハンド２３の位置）に移動させて、ウェーハ７を正規の移載位置にまで搬送するものである。なお、図３は、ハンド２３が搬送初期位置（Ｓ）と受渡位置（Ｅ）との間の所定位置にある状態を図１及び図２に対応して示したものである。ここで、図１に示すように、旋回軸３１の中心３１ａを通るハンド２３の正規の移動線をＸ軸（本発明の「第１軸」に相当）とし、Ｘ軸を含む水平面内においてＸ軸と直交し旋回軸３１の中心３１ａを通るＹ軸（本発明の「第２軸」に相当）とした場合、アーム２は、これらＸ軸及びＹ軸によって規定されるＸＹ座標系（本発明の「直交座標系」に相当）の平面上を動くものとして捉えることができる。また、旋回軸３１及びアーム２の動作座標系はロボット動作極座標系（ｒ，θ）として示すことができる。「ｒ」は旋回軸３１の中心３１ａを通るハンド２３の進行方向（ｒ軸方向）であり、「θ」は、旋回軸３１回りのｒ軸の回転方向である。そして、ウェーハ７の正規の移載位置を（ｒ０，θ０）とした場合、Ｘ軸は、θがθ０である時のｒ軸方向と一致する。
【００２７】
本実施形態に係る搬送ロボットは、図４に示すように、ハンド２３に着脱可能な治具５（図４参照）を備えている。この治具５は、上述のＸＹ座標系上に配置されるものである。治具５は、ウェーハ７の実際の半径Ｗと同一の半径Ｗ（本実施形態では１５０ｍｍ）であり且つ中心５１ａをＸ軸上に一致させた第１部分円弧部５１と、ウェーハ７の半径Ｗと同一の半径Ｗであり且つ中心をＹ軸方向に所定寸法ΔＹａ変位させた第２部分円弧部５２とを備え、これら第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２を同一の水平面内に形成している。第１部分円弧部５１の中心５１ａに対する第２部分円弧部５２の中心５２ａのＹ軸方向への変位値ΔＹａは適宜の値に設定することができる。そして、このＹ軸方向の変位量ΔＹａ（変位値）は、当然のことながら、治具５を設計・製作する時点で正確に設定した値であり、事前に分かっている。
【００２８】
本実施形態の治具５は、第１部分円弧部５１と第２部分円弧部５２とを相互に対向する位置に形成している。そして、このような第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２と、これら部分円弧部（第１部分円弧部５１、第２部分円弧部５２）の対向する端部同士を結ぶ一対の直線部５３とによって概略小判状（トラック状）の外縁を形成している。また、本実施形態では、水平面内において対向する位置に形成した各部分円弧部（第１部分円弧部５１，第２部分円弧部５２）の弧の長さを同一に設定し、それらの弧の中点同士を結ぶ直線が、第１部分円弧部５１の中心５１ａ及び第２部分円弧部５２の中心５２ａを通過するようにしている。したがって、一対の直線部５３はＹ軸と平行な関係になる。
【００２９】
このような形状をなす治具５は、ハンド２３に対して、第１部分円弧部５１がセンサ６を通過するように固定される正規位置測定姿勢（Ｐ）（図４参照）と、第２部分円弧部５２がセンサ６を通過するように固定される非正規位置測定姿勢（Ｑ）（図５参照）とを選択的に変更可能に構成している。
【００３０】
本実施形態では、単一のセンサ６を、ＸＹ座標系上において、このＸＹ座標の原点である旋回軸３１よりもＸ軸及びＹ軸の正方向にそれぞれ所定寸法変位した位置であって、且つウェーハ７を載置したハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）に向かってＸ軸方向に搬送した際にウェーハ７が通過する位置に設けている。このような位置に設けたセンサ６の上方（又は下方）を治具５が通過した際に、一対の直線部５３ではなく第１部分円弧部５１又は第２部分円弧部５２がセンサ６を通過するように構成している。なお、本実施形態では、センサ６として周知の光学センサや位置センサ等を適用することができる。
【００３１】
また、治具５は、共通の固定具５４を用いてハンド２３における共通の取付位置に正規位置測定姿勢（Ｐ）及び非正規位置測定姿勢（Ｑ）で固定可能に構成されている。本実施形態では、固定具として、第１部分円弧部５１の中心５１ａを境に対称配置した複数のピン５４を適用している。具体的には、治具５の外縁部において１８０度対向する点同士を結ぶ直線上、図示例では、第１部分円弧部５１の中心５１ａと第２部分円弧部５２の中心５２ａとを結ぶ直線上であって、且つ第１部分円弧部５１の中心５１ａを境に対称となる位置に設けたピン５４によって固定具５４を構成している。このような治具５は、第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２を有する一枚の板状部材である治具本体５５と、固定具として機能する下方に突出させたピン５４（固定部）とを一体又は一体的に備えたものと捉えることができる。また、ハンド２３には、ＸＹ座標系におけるハンド２３のＹ軸方向の中心を境にした対称位置に、前記ピン５４が挿入（嵌合）可能な孔を形成している。これら各孔の形成箇所によって規定されるハンド２３に対する治具５の取付位置は、正規位置測定姿勢（Ｐ）及び非正規位置測定姿勢（Ｑ）の何れにおいても共通である。
【００３２】
そして、図４に示すように、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付け、この状態でハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）に向かってＸ軸方向に沿って移動させた場合、治具５のうち第１部分円弧部５１がセンサ６を通過し、このセンサ６によって通過開始点と通過終了点とを検出することができる。これら通過開始点と通過終了点との距離は、センサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離であり、第１部分円弧部５１における任意の弦の長さである。また、図５に示すように、治具５を非正規位置測定姿勢（Ｑ）でハンド２３に取り付け、この状態でハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）に向かってＸ軸方向に沿って移動させた場合、治具５のうち第２部分円弧部５２がセンサ６を通過し、このセンサ６によって通過開始点と通過終了点とを検出することができる。これら通過開始点と通過終了点との距離は、センサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離であり、第２部分円弧部５２における任意の弦の長さである。図４及び図５では、説明の便宜上、第１部分円弧部５１の通過距離及び第２部分円弧部５２の通過距離を太線で示している。なお、この太線がセンサ６のビーム太さを示しているものではない。本実施形態では、センサ６の検出基準点（例えばビームを発する点）を当該センサ６の中心に設定している。
【００３３】
また、本実施形態に係る搬送ロボット１の制御部４は、図６に示すように、半径算出手段４１と、載置位置差異算出手段４２と、補正値算出手段４３と、補正値出力手段４４と、補正制御手段４５とを備えている。なお、図１等では、制御部４を本体部３に内蔵又は付帯させた態様を例示しているが、本体部３とは別体の情報処理装置等によって制御部４を構成することもできる。
【００３４】
半径算出手段４１は、ハンド２３に装着した治具５の第１部分円弧部５１と第２部分円弧部５２にそれぞれ単一のセンサ６を通過させてセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる通過距離の差と、非正規位置測定姿勢（Ｑ）における治具５のＹ軸方向の所定の変位量ΔＹａとを利用してウェーハ７の半径Ｗ（センサ６との関係におけるウェーハ７の半径Ｗ）を求めるものである。具体的には、治具５をハンド２３上に正規位置測定姿勢（Ｐ）で取り付けて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させることによってその通過距離を算出するとともに、非正規位置測定姿勢（Ｑ）で取り付けて第２部分円弧部５２にセンサ６を通過させることによってその通過距離を算出し、それらの通過距離の差、換言すればＸ軸方向の差異と、非正規位置測定姿勢（Ｑ）における治具５のＹ軸方向の所定の変移量ΔＹａ、換言すれば第１部分円弧部５１の中心５１ａのＹ座標と第２部分円弧部５２の中心５２ａのＹ座標との差ΔＹａとを利用してセンサ６との関係におけるウェーハ７の計算上の半径Ｗを求めるものである。
【００３５】
載置位置差異算出手段４２は、ウェーハ７にセンサ６を通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られるウェーハ７のセンサ６に対するＸ軸方向の通過距離と、治具５を用いて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させた際の通過距離と、半径算出手段４１で求めたウェーハ７の半径Ｗの値とを利用してウェーハ７のハンド２３上の載置位置と正規の載置位置との差異（ＸＹ座標系上における際）を算出するものである。具体的には、ウェーハ７のハンド２３上における正規の載置位置に対する実際の載置位置の差異を、搬送路上に設けられた単一のセンサ６をウェーハ７に通過させた際の通過距離、すなわちセンサ６を通過したウェーハ７のＸ軸方向の距離と、治具５を用いて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させた際の通過距離とを比較してＸ軸方向における実際のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置との差異を算出するとともに、半径算出手段４１で求めたウェーハ７の半径Ｗの値を利用してＹ軸方向における実際のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置との差異を算出するものである。
【００３６】
補正値算出手段４３は、載置位置差異算出手段４２によって算出したＸＹ座標系上における載置位置の差異に基づいて、当該差異を旋回軸３１及びアーム２の動作座標系であるロボット動作極座標系（ｒ，θ）上における補正値に変換して算出するものである。
【００３７】
補正値出力手段４４は、補正値算出手段４３で算出した補正値を出力するものである。
【００３８】
補正制御手段４５は、補正値出力手段４４からの出力値である補正値に基づいて旋回軸３１及びアーム２を、ハンド２３に載置しているウェーハ７を正規の移載位置（ｒ０，θ０）に移動させるように動作させるものである。
【００３９】
これら各部における詳細な演算処理は後述する。
【００４０】
次に、このような搬送ロボット１及び単一のセンサ６を用いて、ハンド２３上に載置されているウェーハ７の正規の載置位置に対する実際の載置位置の差異を検出し、その検出値を旋回軸３１やアーム２の動作に実際に反映させて、ウェーハ７を正規の移載位置へ搬送する手順（アライメント方法）及び作用について説明する。
【００４１】
先ず、実際のウェーハ７をハンド２３上に載置する前に、治具５をハンド２３に取り付けて、制御部４の半径算出手段４１によりウェーハ７の半径Ｗを求める（半径算出ステップＳ１、図７参照）。具体的には、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付け、旋回軸３１及びアーム２を作動させてハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）へ移動させて、第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させる。なお、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付ける作業は、第１部分円弧部５１がセンサ６を通過可能な向きに設定した状態で治具５の固定部である一対のピン５４をハンド２３に形成した一対の取付孔にそれぞれ差し込む（嵌合）のみで容易に行うことができる。
【００４２】
そして、第１部分円弧部５１がＸ軸方向にセンサ６を通過し始める点、すなわち通過開始点をセンサ６で検出し、第１部分円弧部５１がセンサ６を通過し終えた点、すなわち通過終了点をセンサ６で検出する。本実施形態では、通過開始点でＯＮ状態になり、通過終了点でＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わるセンサ６を適用しており、制御部４は、図８に示すように、センサ６から出力される検出値のうち通過開始点のＸ座標値を「Ａｏｎ」、通過終了点のＸ座標値を「Ａｏｆｆ」として、これらのＸ座標値を足した値「Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ」を、センサ６に対する第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離として取得することができる。
【００４３】
次に、受渡位置（Ｅ）から搬送初期位置（Ｓ）に戻したハンド２３に治具５を非正規位置測定姿勢（Ｑ）で取り付ける。治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）から非正規位置測定姿勢（Ｑ）に変更する作業は、正規位置測定姿勢（Ｐ）でハンド２３に取り付けている治具５を上方へ移動させて（持ち上げて）固定部による固定状態を解除し、その治具５を水平面内で約１８０度回転させ、そのまま下方へ移動させて（降ろして）固定部（一対のピン５４）をハンド２３の取付孔に差し込む（嵌合）ことにより容易且つ適切に行うことができる。本実施形態では、正規位置測定姿勢（Ｐ）及び非正規位置測定姿勢（Ｑ）、これら何れの姿勢においても共通のピン５４でハンド２３上の共通の取付位置に固定しているため、治具５を正規位置測定姿勢（Ｐ）から非正規位置測定姿勢（Ｑ）に切り替えた際に、第２部分円弧部５２の中心５２ａを第１部分円弧部５１の中心５１ａよりもＹ軸方向に所定寸法ΔＹａ分だけ正確に変位させることができる。
【００４４】
引き続いて、本実施形態に係る搬送ロボット１は、旋回軸３１及びアーム２を作動させてハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）へ移動させて、第２部分円弧部５２にセンサ６を通過させる。すると、センサ６は、第２部分円弧部５２がＸ軸方向にセンサ６を通過し始める点、すなわち通過開始点を検出するとともに、第２部分円弧部５２がセンサ６を通過し終えた点、すなわち通過終了点を検出する。制御部４は、センサ６から出力される検出値のうち通過開始点のＸ座標値を「Ａ’ｏｎ」、通過終了点のＸ座標値を「Ａ’ｏｆｆ」として、これらのＸ座標値を足した値「Ａ’ｏｎ＋Ａ’ｏｆｆ」を、センサ６に対する第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離として取得することができる。制御部４は、これらの取得情報（センサ６に対する第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離「Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ」、センサ６に対する第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離「Ａ’ｏｎ＋Ａ’ｏｆｆ」を所定の記憶部４６に記憶する。なお、図８では、説明の便宜上、センサ６に対する第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離を太線実線で示し、センサ６に対する第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離を太線破線で示している。
【００４５】
そして、制御部４は、第１部分円弧部５１のＸ軸方向の通過距離（Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ）と第２部分円弧部５２のＸ軸方向の通過距離（Ａ’ｏｎ＋Ａ’ｏｆｆ）との差と、非正規位置測定姿勢（Ｑ）におけるＹ軸方向の変位量とを利用して、このセンサ６との関係におけるウェーハ７の計算上の半径Ｗを求める。
【００４６】
ここで、図８に示すように、第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標は、通過距離の中間点、つまり「（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２」であり、第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標は、通過距離の中間点、つまり「（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２」であり、第１部分円弧部５１の半径Ｗと第２部分円弧部５２の半径Ｗとは同一であるため、第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値、及び第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標値は同一になる。
【００４７】
そして、第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値とセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）とを結ぶ線分（この線分は第１部分円弧部５１の半径Ｗに相当する）、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）と第１部分円弧部５１の中心５１ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離の半分に相当する値（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分、及び第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値と第１部分円弧部５１の中心５１ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離の半分に相当する値（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分（この線分の長さは「（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ）／２」である）によって形成される直角三角形の斜辺の高さ、つまりセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値は、以下の式１で求めることができる。
√{Ｗ２―（Ａｏｆｆ―Ａｏｎ）２／４} ・・・式１
【００４８】
一方、第２部分円弧部５２の中心５２ａを、図９に示すように、第２部分円弧部５２の中心５２ａのＹ座標値と第１部分円弧部５１の中心５１ａのＹ座標値との差、すなわちＹ軸方向の変位量ΔＹａだけ移動させて、第１部分円弧部５１の中心５１ａに一致させ、この図面上で、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値と、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差を求める。ここで、第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標値とセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）とを結ぶ線分（この線分は第２部分円弧部５２の半径Ｗ「Ｗ」に相当する）と、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）と第２部分円弧部５２の中心５２ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離の半分に相当する値（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分、及び第２部分円弧部５２の中心５２ａのＸ座標値と第２部分円弧部５２の中心５２ａからＸ軸方向に沿ってセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離の半分に相当する値（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２だけ離間した点とを結ぶ線分（この線分の長さは「（Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）／２」である）によって形成される直角三角形の斜辺の高さ、つまりセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値は、以下の式２で求めることができる。
√{Ｗ２―（Ａ’ｏｆｆ―Ａ’ｏｎ）２／４} ・・・式２
【００４９】
そして、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値と、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差ΔＹは以下の式３で求めることができる。
ΔＹ＝√{Ｗ２―（Ａｏｆｆ―Ａｏｎ）２／４}―√{Ｗ２―（Ａ’ｏｆｆ―Ａ’ｏｎ）２／４} ・・・式３
【００５０】
ここで、第２部分円弧部５２の通過終了点（Ａ’ｏｆｆ）のＹ座標値と、第１部分円弧部５１の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差は、第２部分円弧部５２の中心５２ａと第１部分円弧部５１の中心５１ａとのＹ軸方向の変位値ΔＹａそのものであり、その値ΔＹａを式３に代入するとともに、センサ６の各センシング値（Ａｏｎ，Ａｏｆｆ，Ａｏｎ’，Ａｏｆｆ’）を式３に代入することによって、搬送路上における所定箇所に実際に取り付けたセンサ６に対する第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２共通の半径Ｗを求めることができる。本実施形態の搬送ロボット１は、半径算出手段４１によって算出したセンサ６に対する第１部分円弧部５１及び第２部分円弧部５２共通の半径Ｗを、センサ６に対するウェーハ７の計算上の半径Ｗの値として所定の記憶部４６に記憶させている。なお、本実施形態では、この記憶部４６に、半径算出手段４１によって算出したセンサ６に対するウェーハ７の計算上の半径Ｗの値に関連付けて、この半径Ｗの値を算出する際に用いたセンサ６の検出値（Ａｏｎ，Ａｏｆｆ，Ａｏｎ’，Ａｏｆｆ’）、及びセンサ６に対する各部分円弧部（第１部分円弧部５１、第２部分円弧部５２）の通過距離（Ａｏｆｆ−Ａｏｎ，Ａ’ｏｆｆ−Ａ’ｏｎ）も記憶させるように構成している。
【００５１】
次いで、本実施形態に係る搬送ロボット１は、制御部４の載置位置差異算出手段４２によって、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７の載置位置と、正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を算出する（載置位置差異算出ステップＳ２、図７参照）。具体的には、治具５を取り外したハンド２３上にウェーハ７を載置保持した状態で、本実施形態の搬送ロボット１は、図１０に示すように、旋回軸３１及びアーム２を作動させてハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）へ移動させて、ウェーハ７にセンサ６を通過させる。すると、センサ６は、ウェーハ７がＸ軸方向にセンサ６を通過し始める点、すなわち通過開始点を検出するとともに、ウェーハ７がセンサ６を通過し終えた点、すなわち通過終了点を検出する。なお、図１０では、説明の便宜上、ハンド２３における正規の載置位置から変位した位置に載置保持したウェーハ７を破線で示し、ハンド２３における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７を実線で示し、センサ６が横切る弦（通過距離）を太線で示す。また、上述した通り、ハンド２３における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部の移動軌跡は、ハンド２３に正規位置測定姿勢で取り付けた治具５の第１円弧部５１の移動軌跡と同一であることから、図１０及び後述の図１１では、便宜上、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部に第１円弧部を意味する符号５１を付すとともに、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部の中心に第１円弧部５１の中心を意味する符号５１ａを付している。
【００５２】
載置位置差異算出手段４２は、センサ６から出力される検出値のうち通過開始点のＸ座標値を「Ａ’’ｏｎ」、通過終了点のＸ座標値を「Ａ’’ｏｆｆ」として、これらのＸ座標値を足した値「Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ」を、センサ６に対する実際のウェーハ７のＸ軸方向の通過距離として得ることができ、センサ６に対する実際のウェーハ７のＸ軸方向の通過距離「Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ」と、治具５を用いて第１部分円弧部５１にセンサ６を通過させた際の通過距離「Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ」と、半径算出手段４１で求めたセンサ６に対するウェーハ７の半径の値Ｗとを利用して、このウェーハ７の正規の載置位置に対するＸ軸方向の差異及びＹ軸方向の差異を算出する。
【００５３】
ウェーハ７の正規の載置位置に対するＸ軸方向の差異は、実際のウェーハ７の中心７ａのＸ座標値と、治具５の第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値とを比較することによって求めることができる。ハンド２３上に載置した実際のウェーハ７の中心７ａのＸ座標値は以下の式４で求めることができ、
（Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ）／２ ・・・式４
また、正規位置に載置したウェーハ７の中心７ａのＸ座標値、つまり第１部分円弧部５１の中心５１ａのＸ座標値は式５で求めることができる。
（Ａｏｎ＋Ａｏｆｆ）／２ ・・・式５
これらの中心７ａ，５１ａのＸ座標値の差がＸ軸方向の差異となることにより、以下の式６でハンド２３上に実際に載置されているウェーハ７の正規の載置位置に対するＸ軸方向の差異ΔＸを求めることができる。
ΔＸ＝（Ａ’’ｏｎ＋Ａ’’ｏｆｆ―Ａｏｎ―Ａｏｆｆ）／２ ・・・式６
【００５４】
一方、ウェーハ７の正規の載置位置に対するＹ軸方向の差異は、正規位置に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離（弦の長さ）と、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７がセンサ６と通過する距離（弦の長さ）との差異から求めることができる。ここで、正規位置に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離（弦の長さ）は、治具５の第１部分円弧部５１がセンサ６を通過する距離に等しい。本実施形態では、正規位置に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離（弦の長さ）と、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７がセンサ６と通過する距離（弦の長さ）との差異を分かり易くするために、実際のウェーハ７の中心７ａを第１部分円弧部５１の中心５１ａに一致させた状態、つまりハンド２３上に実際に載置したウェーハ７の中心を（―ΔＸ，―ΔＹ）に移動させた図１１に示す状態でΔＹを求めるようにしている。
【００５５】
そして、正規の載置位置に載置したウェーハ７の円弧部（第１部分円弧部５１）のセンサ６に対する通過終了点を斜辺の高さ位置とする直角三角形における斜辺の高さ（Ｙ座標値）は、上述した式１で求めることができ、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７のセンサ６に対する通過終了点を斜辺の高さ位置とする直角三角形における斜辺の高さは、以下の式７で求めることができる。
√{Ｗ２―（Ａ’’ｏｆｆ―Ａ’’ｏｎ）２／４} ・・・式７
【００５６】
そして、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７の通過終了点（Ａ’’ｏｆｆ）のＹ座標値と、正規の載置位置に載置したウェーハ７の円弧部（第１部分円弧部５１）の通過終了点（Ａｏｆｆ）のＹ座標値との差ΔＹは以下の式８で求めることができる。
ΔＹ＝√{Ｗ２―（Ａｏｆｆ―Ａｏｎ）２／４}―√{Ｗ２―（Ａ’’ｏｆｆ―Ａ’’ｏｎ）２／４} ・・・式８
【００５７】
次いで、本実施形態に係る搬送ロボット１は、補正値算出手段４３により、載置位置差異算出手段４２で算出した載置位置の差異（ハンド２３上におけるウェーハ７の実際の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異）をロボット動作極座標系（ｒ，θ）における補正値（Δｒ，Δθ）に変換して算出する（補正値算出ステップＳ３、図７参照）。
【００５８】
載置位置差異算出手段４２で算出した載置位置のＸ軸方向の差異ΔＸ及びＹ軸方向の差異ΔＹと、ロボット動作極座標系との関係を図１２に示す。なお、図１２においても、説明の便宜上、ハンド２３における正規の載置位置から変位した位置に載置保持したウェーハ７を破線で示し、ハンド２３における正規の載置位置に載置保持したウェーハ７を実線で示し、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部に第１円弧部を意味する符号５１を付すとともに、正規の載置位置に載置保持したウェーハ７の円弧部の中心に第１円弧部５１の中心を意味する符号５１ａを付している。
【００５９】
ロボット動作極座標系上におけるウェーハ７の正規の移載位置を（ｒ０，θ０）とする場合、図１２より、次式
ΔＸ＝（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ）ｃｏｓΔθ―（Ｒ＋ｒ０）
ΔＹ＝（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ）ｓｉｎΔθ
であることが分かる。ここで、「Ｒ」はｒ軸が原点（ｒ＝０）の時の旋回軸３１の中心３１ａからウェーハ７の中心７ａまでの距離を意味する。そして、ｃｏｓΔθ，ｓｉｎΔθを級数展開すると、次式
ｃｏｓΔθ＝１−Δθ２／２＋Δθ４／２４…
ｓｉｎΔθ＝Δθ−Δθ３／６＋Δθ５／１２０…となり、Δθ＜１であることから
ｃｏｓΔθ≒１
ｓｉｎΔθ≒θ
となる。よって、以下の式９及び式１０が成立する。
ΔＸ≒Δｒ ・・・式９
ΔＹ≒（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ）Δθ ・・・式１０
そして、式６、式８、式９、及び式１０から以下の式１１、及び式１２が成立する。
Δｒ＝ΔＸ ・・・式１１
Δθ＝ΔＹ／（Ｒ＋ｒ０＋Δｒ） ・・・式１２
【００６０】
補正値算出手段４３では、このような演算処理により、載置位置差異算出手段４２の算出値（ＸＹ座標系上の差異）をロボット動作極座標系上の値に変換した補正値（Δｒ，Δθ）に算出する。次いで、本実施形態の搬送ロボット１は、制御部４の補正値出力手段４４により、補正値算出手段４３で算出した補正値（Δｒ，Δθ）を出力する（補正値出力ステップＳ４、図７参照）。本実施形態では、補正値（Δｒ，Δθ）を制御部４の補正制御手段４５に出力するように設定している。
【００６１】
次いで、本実施形態の搬送ロボット１は、制御部４の補正制御手段４５により、補正値出力手段４４からの入力値（Δｒ，Δθ）に基づいて、ハンド２３上に実際に載置されているウェーハ７を正規の移載位置に搬送できるように旋回軸３１及びアーム２を適宜動作させる（補正制御ステップＳ５、図７参照）。具体的には、ハンド２３上に載置されているウェーハ７をロボット動作極座標系上における（ｒ０−Δｒ，θ０−Δθ）の位置に移載するように、旋回軸３１及びアーム２の動作を制御する。なお、ハンド２３上におけるウェーハ７の載置位置が正規の載置位置と一致している場合、本実施形態の搬送ロボット１は、制御部４の補正制御手段４５により、ハンド２３上に載置したウェーハ７をロボット動作極座標系上における（ｒ０，θ０）の位置に移載するように旋回軸３１及びアーム２の動作を制御する。
【００６２】
以上の手順により、ハンド２３上に載置保持しているウェーハ７を正規の移載位置に移載することができる。そして、次に搬送するウェーハ７が存在する場合、つまり次に搬送するウェーハ７がハンド２３上に載置された場合（Ｓ６：Ｎ、図７参照）には、上述のステップＳ２乃至ステップＳ５を繰り返し、各ウェーハ７を正規の移載位置に搬送することができる。
【００６３】
このように、本実施形態では、ハンド２３上にウェーハ７を載置して搬送する前に、治具５をハンド２３上に正規位置測定姿勢（Ｐ）で取り付け、この治具５のうちウェーハ７の半径と同一の半径であり、且つその中心５１ａをＸ軸上に一致させた第１部分円弧部５１を単一のセンサ６に通過させることによってセンサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離を算出し、さらに、治具５をハンド２３上に非正規位置測定姿勢（Ｑ）で取り付け、治具５のうちウェーハ７の半径と同一の半径であり、且つその中心５２ａをＹ軸方向に所定寸法変位させた第２部分円弧部５２を単一のセンサ６に通過させることによってセンサ６に対する第２部分円弧部５２の通過距離を算出し、これらの通過距離と、治具５の製造段階で把握可能な第１部分円弧部と第２部分円弧部とのＹ軸方向の変位量とを利用して、所定箇所に取り付けたセンサ６との関係におけるウェーハ７の計算上の半径Ｗを求めるようにしている。そして、この半径の値Ｗと、ハンド２３上に実際に載置したウェーハ７がセンサ６を通過する距離と、センサ６に対する第１部分円弧部５１の通過距離とを利用して、ウェーハ７のハンド２３上の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を求めるようにしているため、センサ６の取付位置に誤差がある場合やセンサ６の個体誤差（性能誤差）がある場合にも、それらの誤差を完全に除外したウェーハ７の半径Ｗを算出することができ、このウェーハ７の半径Ｗに基づいて算出されるウェーハ７の載置位置のズレ量がセンサ６との関係において正確な値であることを保証することができる。したがって、ハンド２３上のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を正確に算出することができ、その算出値を搬送ロボット１の動作極座標系上の値に変換することにより、ハンド２３上のウェーハ７を正規の移載位置に的確に搬送することができる。
【００６４】
しかも、本実施形態では、ウェーハ７の搬送路上に配置した単一のセンサ６を利用してハンド２３上のウェーハ７の載置位置と正規の載置位置とのＸＹ座標系上における差異を算出するように構成しているため、ウェーハ７の搬送路上に複数のセンサ６を配置する態様と比較して、低コスト化を図ることができるとともに、メンテナンス回数の低減化も期待できる。また、本実施形態では、ウェーハ７を載置保持したハンド２３を搬送初期位置（Ｓ）から受渡位置（Ｅ）まで移動させる際に制御部４に入力されるセンサ６からの検出値が、１組のウェーハ７の通過開始点及び通過終了点のみであるため、複数のセンサ６からそれぞれウェーハ７の通過開始点及び通過終了点が検出値として制御部４に入力される態様と比較して、制御部４に入力される情報量を少なくすることができ、制御部４における演算処理の簡素化及び演算処理時間の短縮化を実現することができる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、治具として、第１部分円弧部と第２部分円弧部とを隣り合わせで形成したものや、第１部分円弧部と第２部分円弧部とを相互に正対しない位置に形成したものを適用することができる。
【００６６】
また、治具を正規位置測定姿勢でハンドに取り付ける際に用いる固定具と、治具を非正規位置測定姿勢でハンドに取り付ける際に用いる固定具とが異なる態様でもよい。また、上述した実施形態では、固定具として、治具に一体又は一体的に設けたピンを例示したが、ピンに代えて、又は加えて、例えばクリップやビス等を用いることもできる。
【００６７】
また、治具として、実際の円盤状搬送対象物の半径と同一の半径である単一の円弧部を備え、ハンドに対して、中心を第１軸（上記実施形態ではＸ軸）上に一致させた円弧部がセンサを通過する正規位置測定姿勢と、中心を第２軸方向（上記実施形態ではＹ軸）に所定寸法変位させた円弧部がセンサを通過する非正規位置測定姿勢とを選択的に変更可能に構成したものを適用してもよい。この場合、円弧部は、周回する円周部又は部分円弧部の何れでも構わない。そして、このような治具をハンドに対して正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替えるには、正規位置測定姿勢にある治具を第２軸方向（上記実施形態ではＹ軸）に所定寸法変位させればよい。この際、例えば、ハンドに第２軸方向に延びるガイド孔を形成し、治具のうち例えば円弧部の中心または中心近傍に設けた被ガイド部（スライダ）をガイド孔に沿って移動可能に構成すれば、正規位置測定姿勢と非正規位置測定姿勢との切替をスムーズに行うことができる。特に、ねじ等の一又は複数の固定具を用いて治具を正規位置測定姿勢でハンドに固定するようにしておき、正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替える場合に、固定具による固定状態を一時的に解除し、治具をスライド移動させて非正規位置測定姿勢にした状態で再度固定具で固定すれば、正規位置測定姿勢や非正規位置測定姿勢における治具の不用意な挙動を防止・抑制することができる。また、ガイド孔の長手方向両端の開口端に治具の被ガイド部を当ててそれ以上同一方向への移動が規制された状態をもって正規位置測定姿勢、または非正規位置測定姿勢と定義すれば、第２軸方向の変位量として、ガイド孔の長手方向の開口寸法を採用することができる。また、ハンドに複数の取付孔を第２軸方向に沿って所定寸法離間して形成し、治具をハンドに固定するための固定具（治具の一部であってもよく、治具とは別体のものであってもよい）を差し込む取付孔をＹ軸方向に離間している別の取付孔に変更することによって、治具を正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替えることができるように構成することもできる。なお、単一の円弧部を備えた治具を正規位置測定姿勢から非正規位置測定姿勢へ切り替えた際の第２軸方向の変位量は、その切替作業後に作業現場で実測して把握するようにしてもよい。
【００６８】
また、載置位置差異算出手段（載置位置差異算出ステップ）では、治具を用いずに所定の演算処理で求めたセンサとの関係における円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を利用して円盤状搬送対象物のハンド上の載置位置と正規の載置位置との直交座標系上における差異を算出するように構成しても構わない。特に、単一のセンサのセンシング性能や配置位置を考慮する必要がない場合には、予め分かっている厳密に製造された円盤状搬送対象物の規格上の半径又は直径の値を利用することもできる。また、載置位置差異算出手段（載置位置差異算出ステップ）で利用する値である「ハンド上における正規の載置位置に載置保持した円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離」として、ハンド上における正規の載置位置に実際の円盤状搬送対象物を載置保持し、その円盤状搬送体対象物をセンサに通過させた際のセンサに対する円盤状搬送対象物の通過距離そのものを用いることもできる。
【００６９】
また、円盤状搬送対象物が、ウェーハ以外のもの、例えば液晶等であっても構わない。さらには、円盤状搬送対象物として、外縁部にオリフラやノッチ等の切欠が形成されたものを適用することもできる。この場合には、単一のセンサを、搬送路上において円盤状搬送対象物搬送が通過する位置であって且つオリエンテーションフラットやノッチ等の切欠が通過しない位置に設ければよい。
【００７０】
また、搬送ロボットのアームは、ハンドに載置保持した円盤状搬送物を直線的な搬送可能なものであればよく、リンク要素の数や形状、関節部（軸）の数は適宜変更することができる。さらには、リンク要素同士を、水平旋回動作に代えて、或いは加えて、スライド動作可能に連結してもよい。
【００７１】
また、センサとして、通過開始点でＯＦＦ状態になり、通過終了点でＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるセンサを適用してもよい。その場合、上記各式における「ｏｎ」「ｏｆｆ」の関係は逆になる。
【００７２】
また、ハンド上に載置した状態で保持する態様としては、真空吸引して保持する「真空吸着保持」、ベルヌーイ効果を利用したいわゆる「ベルヌーイ保持」、機械的な爪やローラを用いて円盤状搬送対象物に物理的に接触して保持する「メカニカル保持」、静電気力で円盤状搬送対象物を保持する「静電気保持」、円盤状搬送対象物自体の重力によって保持する（例えばハンドに溝または３点以上のノッチを設け、円盤状搬送対象物を溝や複数のノッチ内に収めて保持する）「重力保持」、これら何れの載置保持態様であっても構わない。
【００７３】
また、上述した実施形態では、直交座標系の第１軸をＸ軸とし、第２軸をＹ軸とした態様を例示しているが、第１軸をＹ軸とし、第２軸をＸ軸とした態様、つまり旋回軸の中心を通るハンドの正規の移動線をＹ軸とし、Ｙ軸を含む水平面内においてＹ軸と直交し且つ旋回軸の中心を通る軸をＸ軸とした直交座標系であってもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態以外の演算処理によって円盤状搬送対象物の半径又は直径の値を求め、その値に基づいて載置位置の差異（ズレ量）を求めたり、その差異の補正を行うようにしても構わない。
【００７５】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…搬送ロボット
２…アーム
２３…ハンド
３１…旋回軸
４…制御部
４２…載置位置差異算出手段
４３…補正値算出手段
４４…補正値出力手段
６…センサ
７…円盤状搬送対象物（ウェーハ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部を旋回軸回りに旋回させながら先端部のハンドに載置して保持した円盤状搬送対象物を搬送可能なアームと、当該アームの基端部を旋回可能に支持する旋回軸を有する本体部と、前記アーム及び前記旋回軸の作動を制御する制御部とを備え、
前記旋回軸の中心を通る前記ハンドの正規の移動線である第１軸と、当該第１軸を含む水平面内において第１軸と直交し前記旋回軸の中心を通る第２軸とによって規定される直交座標系上における前記円盤状搬送対象物の移動を、搬送路上において前記円盤状搬送対象物が通過する所定位置に設けられた単一のセンサによって検出可能に構成し、
前記制御部が、
前記ハンドに載置した前記円盤状搬送対象物に前記センサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる前記円盤状搬送対象物の前記センサに対する前記第１軸方向の通過距離と、前記ハンド上における正規の載置位置に載置保持した前記円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、前記円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して当該円盤状搬送対象物の前記ハンド上の載置位置と正規の載置位置との前記直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出手段と、
前記載置位置差異算出手段によって算出した載置位置の差異に基づいて、当該差異を前記旋回軸及び前記アームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値に変換して算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段で算出した前記補正値を出力する補正値出力手段とを有することを特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送ロボットの前記ハンドに載置保持した前記円盤状搬送対象物に前記センサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる前記円盤状搬送対象物の前記センサに対する前記第１軸方向の通過距離と、前記ハンド上における正規の載置位置に載置保持した前記円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、前記円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して当該円盤状搬送対象物の前記ハンド上の載置位置と正規の載置位置との前記直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出ステップと、
前記載置位置差異算出ステップによって算出した載置位置の差異に基づいて、当該差異を前記旋回軸及び前記アームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値を算出する補正値算出ステップと、
補正値算出ステップで算出した前記補正値を出力する補正値出力ステップとを有することを特徴とする円盤状搬送対象物アライメント方法。
【請求項３】
前記補正値出力ステップで出力した補正値に基づいて、前記旋回軸及び前記アームを、前記ハンドに載置している円盤状搬送対象物を正規の移載位置に移動させるように動作させる補正制御ステップをさらに有する請求項２に記載の円盤状搬送対象物アライメント方法。
【請求項１】
基端部を旋回軸回りに旋回させながら先端部のハンドに載置して保持した円盤状搬送対象物を搬送可能なアームと、当該アームの基端部を旋回可能に支持する旋回軸を有する本体部と、前記アーム及び前記旋回軸の作動を制御する制御部とを備え、
前記旋回軸の中心を通る前記ハンドの正規の移動線である第１軸と、当該第１軸を含む水平面内において第１軸と直交し前記旋回軸の中心を通る第２軸とによって規定される直交座標系上における前記円盤状搬送対象物の移動を、搬送路上において前記円盤状搬送対象物が通過する所定位置に設けられた単一のセンサによって検出可能に構成し、
前記制御部が、
前記ハンドに載置した前記円盤状搬送対象物に前記センサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる前記円盤状搬送対象物の前記センサに対する前記第１軸方向の通過距離と、前記ハンド上における正規の載置位置に載置保持した前記円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、前記円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して当該円盤状搬送対象物の前記ハンド上の載置位置と正規の載置位置との前記直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出手段と、
前記載置位置差異算出手段によって算出した載置位置の差異に基づいて、当該差異を前記旋回軸及び前記アームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値に変換して算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段で算出した前記補正値を出力する補正値出力手段とを有することを特徴とする搬送ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送ロボットの前記ハンドに載置保持した前記円盤状搬送対象物に前記センサを通過させることによってセンシングされた通過開始点と通過終了点とに基づいて得られる前記円盤状搬送対象物の前記センサに対する前記第１軸方向の通過距離と、前記ハンド上における正規の載置位置に載置保持した前記円盤状搬送対象物がセンサを通過する距離と、前記円盤状搬送対象物の半径又は直径の値とを利用して当該円盤状搬送対象物の前記ハンド上の載置位置と正規の載置位置との前記直交座標系上における差異を算出する載置位置差異算出ステップと、
前記載置位置差異算出ステップによって算出した載置位置の差異に基づいて、当該差異を前記旋回軸及び前記アームの動作座標系であるロボット動作極座標系における補正値を算出する補正値算出ステップと、
補正値算出ステップで算出した前記補正値を出力する補正値出力ステップとを有することを特徴とする円盤状搬送対象物アライメント方法。
【請求項３】
前記補正値出力ステップで出力した補正値に基づいて、前記旋回軸及び前記アームを、前記ハンドに載置している円盤状搬送対象物を正規の移載位置に移動させるように動作させる補正制御ステップをさらに有する請求項２に記載の円盤状搬送対象物アライメント方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７４４６９（Ｐ２０１２−７４４６９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７１２１（Ｐ２０１０−２１７１２１）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【出願人】（０００００２０５９）シンフォニアテクノロジー株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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