特許 6389412 ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法

(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】6389412

(24)【登録日】2018年8月24日

(45)【発行日】2018年9月12日

(54)【発明の名称】ロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20180903BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20180903BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20180903BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20180903BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 F

   B25J13/08 Z

   H01L21/68 A

   B65G49/07 C

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-209216(P2014-209216)

(22)【出願日】2014年10月10日

(65)【公開番号】特開2016-81968(P2016-81968A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】栗林 保

【審査官】 山口 大志

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５３１４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３２１５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｂ２５Ｊ １３／０８

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円板状に形成されるワークを搬送するロボットと、前記ワークの位置および向きを補正するための第１アライナおよび第２アライナと、前記ロボット、前記第１アライナおよび前記第２アライナを制御する制御部とを備え、
前記ロボットは、前記ワークとしての第１ワークが搭載される第１ハンドと、前記ワークとしての第２ワークが搭載される第２ハンドと、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドがその先端側に回動可能に連結されるアームと、前記アームの基端側が連結されるとともに前記アームを昇降させる本体部とを備え、
前記第１ワークには、前記第１ワークの円周方向の向きを検知するための第１検知用マークが設けられ、
前記第２ワークには、前記第２ワークの円周方向の向きを検知するための第２検知用マークが設けられ、
前記第１アライナは、前記第１ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として前記第１ワークを回動させる第１回動部と、前記第１ワークの中心および前記第１検知用マークを検知するための第１センサとを備え、
前記第２アライナは、前記第２ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として前記第２ワークを回動させる第２回動部と、前記第２ワークの中心および前記第２検知用マークを検知するための第２センサとを備え、
上下方向から見たときに、前記アームに対する前記第１ハンドの回動中心と、前記アームに対する前記第２ハンドの回動中心とが一致しており、
上下方向から見たときの前記アームに対する前記第１ハンドの回動中心および前記第２ハンドの回動中心をハンド回動中心とすると、
上下方向から見たときに、前記第１ハンドの第１基準点と前記第１ワークの中心とが一致し、かつ、前記第１基準点と前記第１検知用マークとを結んだ線分と、前記第１基準点と前記ハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第１角度となっているときに、前記第１ワークが正しい位置および向きで前記第１ハンドに搭載されており、
上下方向から見たときに、前記第２ハンドの第２基準点と前記第２ワークの中心とが一致し、かつ、前記第２基準点と前記第２検知用マークとを結んだ線分と、前記第２基準点と前記ハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第２角度となっているときに、前記第２ワークが正しい位置および向きで前記第２ハンドに搭載されており、
前記制御部は、
前記第１回動部に搭載されている前記第１ワークの中心の位置および前記第１検知用マークの位置を、前記第１回動部で前記第１ワークを回動させたときの前記第１センサの出力信号に基づいて検知し、前記第２回動部に搭載されている前記第２ワークの中心の位置および前記第２検知用マークの位置を、前記第２回動部で前記第２ワークを回動させたときの前記第２センサの出力信号に基づいて検知するとともに、
上下方向から見たときに、検知された前記第１ワークの中心と前記第１検知用マークとを結んだ線分に対して前記第１角度傾くとともに前記第１ワークの中心を通過する仮想線上の、前記第１ワークの中心よりも前記本体部側の点であって、前記第１基準点と前記ハンド回動中心との距離と同じ距離だけ前記第１ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として前記第１回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第１仮想円とし、上下方向から見たときに、検知された前記第２ワークの中心と前記第２検知用マークとを結んだ線分に対して前記第２角度傾くとともに前記第２ワークの中心を通過する仮想線上の、前記第２ワークの中心よりも前記本体部側の点であって、前記第２基準点と前記ハンド回動中心との距離と同じ距離だけ前記第２ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として前記第２回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第２仮想円とし、上下方向から見たときの前記第１仮想円と前記第２仮想円との交点であって、前記第１ワークの中心および前記第２ワークの中心よりも前記本体部側の交点を仮想円交点とすると、
上下方向から見たときに前記ハンド回動中心と前記仮想円交点とが一致するように前記アームを動かすとともに、上下方向から見たときに前記仮想円交点と一致している前記ハンド回動中心と前記第１基準点とを結んだ線分と前記第１基準点と前記第１検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が前記第１角度となるように前記第１ハンドおよび前記第１回動部を回動させ、かつ、上下方向から見たときに前記仮想円交点と一致している前記ハンド回動中心と前記第２基準点とを結んだ線分と前記第２基準点と前記第２検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が前記第２角度となるように前記第２ハンドおよび前記第２回動部を回動させてから、前記第１回動部に搭載された前記第１ワークを前記第１ハンドに搭載し、前記第２回動部に搭載された前記第２ワークを前記第２ハンドに搭載することを特徴とするロボットシステム。

【請求項2】

円板状に形成されるワークを搬送するロボットと、前記ワークの位置および向きを補正するための第１アライナおよび第２アライナとを備え、
前記ロボットは、前記ワークとしての第１ワークが搭載される第１ハンドと、前記ワークとしての第２ワークが搭載される第２ハンドと、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドがその先端側に回動可能に連結されるアームと、前記アームの基端側が連結されるとともに前記アームを昇降させる本体部とを備え、
前記第１ワークには、前記第１ワークの円周方向の向きを検知するための第１検知用マークが設けられ、
前記第２ワークには、前記第２ワークの円周方向の向きを検知するための第２検知用マークが設けられ、
前記第１アライナは、前記第１ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として前記第１ワークを回動させる第１回動部と、前記第１ワークの中心および前記第１検知用マークを検知するための第１センサとを備え、
前記第２アライナは、前記第２ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として前記第２ワークを回動させる第２回動部と、前記第２ワークの中心および前記第２検知用マークを検知するための第２センサとを備え、
上下方向から見たときに、前記アームに対する前記第１ハンドの回動中心と、前記アームに対する前記第２ハンドの回動中心とが一致しており、
上下方向から見たときの前記アームに対する前記第１ハンドの回動中心および前記第２ハンドの回動中心をハンド回動中心とすると、
上下方向から見たときに、前記第１ハンドの第１基準点と前記第１ワークの中心とが一致し、かつ、前記第１基準点と前記第１検知用マークとを結んだ線分と、前記第１基準点と前記ハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第１角度となっているときに、前記第１ワークが正しい位置および向きで前記第１ハンドに搭載されており、
上下方向から見たときに、前記第２ハンドの第２基準点と前記第２ワークの中心とが一致し、かつ、前記第２基準点と前記第２検知用マークとを結んだ線分と、前記第２基準点と前記ハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第２角度となっているときに、前記第２ワークが正しい位置および向きで前記第２ハンドに搭載されているロボットシステムの制御方法であって、
前記第１回動部に搭載されている前記第１ワークの中心の位置および前記第１検知用マークの位置を、前記第１回動部で前記第１ワークを回動させたときの前記第１センサの出力信号に基づいて検知し、前記第２回動部に搭載されている前記第２ワークの中心の位置および前記第２検知用マークの位置を、前記第２回動部で前記第２ワークを回動させたときの前記第２センサの出力信号に基づいて検知するとともに、
上下方向から見たときに、検知された前記第１ワークの中心と前記第１検知用マークとを結んだ線分に対して前記第１角度傾くとともに前記第１ワークの中心を通過する仮想線上の、前記第１ワークの中心よりも前記本体部側の点であって、前記第１基準点と前記ハンド回動中心との距離と同じ距離だけ前記第１ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として前記第１回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第１仮想円とし、上下方向から見たときに、検知された前記第２ワークの中心と前記第２検知用マークとを結んだ線分に対して前記第２角度傾くとともに前記第２ワークの中心を通過する仮想線上の、前記第２ワークの中心よりも前記本体部側の点であって、前記第２基準点と前記ハンド回動中心との距離と同じ距離だけ前記第２ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として前記第２回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第２仮想円とし、上下方向から見たときの前記第１仮想円と前記第２仮想円との交点であって、前記第１ワークの中心および前記第２ワークの中心よりも前記本体部側の交点を仮想円交点とすると、
上下方向から見たときに前記ハンド回動中心と前記仮想円交点とが一致するように前記アームを動かすとともに、上下方向から見たときに前記仮想円交点と一致している前記ハンド回動中心と前記第１基準点とを結んだ線分と前記第１基準点と前記第１検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が前記第１角度となるように前記第１ハンドおよび前記第１回動部を回動させ、かつ、上下方向から見たときに前記仮想円交点と一致している前記ハンド回動中心と前記第２基準点とを結んだ線分と前記第２基準点と前記第２検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が前記第２角度となるように前記第２ハンドおよび前記第２回動部を回動させてから、前記第１回動部に搭載された前記第１ワークを前記第１ハンドに搭載し、前記第２回動部に搭載された前記第２ワークを前記第２ハンドに搭載することを特徴とするロボットシステムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円板状に形成されるワークを搬送するロボットと、ワークの位置および向きを補正するためのアライナとを備えるロボットシステムに関する。また、本発明は、かかるロボットシステムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ウエハ等の円板状のワーク（加工物）を搬送するロボットと、ロボットによって搬送されるワークの向きを補正する２個のアライナとを備えるウエハソータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のウエハソータでは、ロボットは、ワークが搭載される２個のハンドと、２個のハンドが先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が回動可能に連結されるとともにアームおよびハンドを昇降させる本体部とを備えている。アライナは、ワークが搭載されるとともにワークを回転させるチャックと、ワークに形成されるノッチの位置およびワークの半径方向の振れを検知するためのセンサとを備えている。

【0003】

特許文献１に記載のウエハソータは、２個のアライナのチャックのそれぞれに搭載されるワークのノッチ位置および振れが検知されると、２個のチャックのうちの一方のチャックに搭載されるワークが２個のハンドのうちの一方のハンドに正しい位置および向きで搭載されるように、一方のチャックを回転させてワークの向きを調整するとともにアームおよび一方のハンドの位置を調整した後に、一方のチャックに搭載されるワークを一方のハンドに搭載する。また、このウエハソータは、その後、２個のチャックのうちの他方のチャックに搭載されるワークが２個のハンドのうちの他方のハンドに正しい位置および向きで搭載されるように、他方のチャックを回転させてワークの向きを調整するとともにアームおよび他方のハンドの位置を調整した後に、他方のチャックに搭載されるワークを他方のハンドに搭載する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００３−５３１４７９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に記載のウエハソータは、ロボットおよび２個のアライナを用いて、ハンドに搭載されるワークの位置および向きを補正する際に、まず、一方のチャックに搭載されるワークが一方のハンドに正しい位置および向きで搭載されるように、一方のチャックを回転させてワークの向きを調整するとともにアームおよび一方のハンドの位置を調整した後に、一方のチャックに搭載されるワークを一方のハンドに搭載し、その後、他方のチャックに搭載されるワークが他方のハンドに正しい位置および向きで搭載されるように、一方のハンドにワークが搭載されている状態で、他方のチャックを回転させてワークの向きを調整するとともにアームおよび他方のハンドの位置を調整した後に、他方のチャックに搭載されるワークを他方のハンドに搭載している。

【0006】

すなわち、特許文献１に記載のウエハソータは、ハンドに搭載されるワークの位置および向きを補正する際に、アームおよび一方のハンドの位置を調整してワークを一方のハンドに搭載した後に、再び、アームおよび他方のハンドの位置を調整してワークを他方のハンドに搭載している。そのため、このウエハソータでは、ハンドに搭載されるワークの位置および向きの補正に時間がかかる。

【0007】

そこで、本発明の課題は、２枚のワークのそれぞれが２個のハンドのそれぞれに搭載されるロボットシステムにおいて、ハンドに搭載されるワークの位置および向きを補正する際の補正時間を短縮することが可能なロボットシステムを提供することにある。また、本発明の課題は、２枚のワークのそれぞれが２個のハンドのそれぞれに搭載されるロボットシステムの制御方法において、ハンドに搭載されるワークの位置および向きを補正する際の補正時間を短縮することが可能となるロボットシステムの制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明のロボットシステムは、円板状に形成されるワークを搬送するロボットと、ワークの位置および向きを補正するための第１アライナおよび第２アライナと、ロボット、第１アライナおよび第２アライナを制御する制御部とを備え、ロボットは、ワークとしての第１ワークが搭載される第１ハンドと、ワークとしての第２ワークが搭載される第２ハンドと、第１ハンドおよび第２ハンドがその先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が連結されるとともにアームを昇降させる本体部とを備え、第１ワークには、第１ワークの円周方向の向きを検知するための第１検知用マークが設けられ、第２ワークには、第２ワークの円周方向の向きを検知するための第２検知用マークが設けられ、第１アライナは、第１ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として第１ワークを回動させる第１回動部と、第１ワークの中心および第１検知用マークを検知するための第１センサとを備え、第２アライナは、第２ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として第２ワークを回動させる第２回動部と、第２ワークの中心および第２検知用マークを検知するための第２センサとを備え、上下方向から見たときに、アームに対する第１ハンドの回動中心と、アームに対する第２ハンドの回動中心とが一致しており、上下方向から見たときのアームに対する第１ハンドの回動中心および第２ハンドの回動中心をハンド回動中心とすると、上下方向から見たときに、第１ハンドの第１基準点と第１ワークの中心とが一致し、かつ、第１基準点と第１検知用マークとを結んだ線分と、第１基準点とハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第１角度となっているときに、第１ワークが正しい位置および向きで第１ハンドに搭載されており、上下方向から見たときに、第２ハンドの第２基準点と第２ワークの中心とが一致し、かつ、第２基準点と第２検知用マークとを結んだ線分と、第２基準点とハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第２角度となっているときに、第２ワークが正しい位置および向きで第２ハンドに搭載されており、制御部は、第１回動部に搭載されている第１ワークの中心の位置および第１検知用マークの位置を、第１回動部で第１ワークを回動させたときの第１センサの出力信号に基づいて検知し、第２回動部に搭載されている第２ワークの中心の位置および第２検知用マークの位置を、第２回動部で第２ワークを回動させたときの第２センサの出力信号に基づいて検知するとともに、上下方向から見たときに、検知された第１ワークの中心と第１検知用マークとを結んだ線分に対して第１角度傾くとともに第１ワークの中心を通過する仮想線上の、第１ワークの中心よりも本体部側の点であって、第１基準点とハンド回動中心との距離と同じ距離だけ第１ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として第１回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第１仮想円とし、上下方向から見たときに、検知された第２ワークの中心と第２検知用マークとを結んだ線分に対して第２角度傾くとともに第２ワークの中心を通過する仮想線上の、第２ワークの中心よりも本体部側の点であって、第２基準点とハンド回動中心との距離と同じ距離だけ第２ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として第２回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第２仮想円とし、上下方向から見たときの第１仮想円と第２仮想円との交点であって、第１ワークの中心および第２ワークの中心よりも本体部側の交点を仮想円交点とすると、上下方向から見たときにハンド回動中心と仮想円交点とが一致するようにアームを動かすとともに、上下方向から見たときに仮想円交点と一致しているハンド回動中心と第１基準点とを結んだ線分と第１基準点と第１検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が第１角度となるように第１ハンドおよび第１回動部を回動させ、かつ、上下方向から見たときに仮想円交点と一致しているハンド回動中心と第２基準点とを結んだ線分と第２基準点と第２検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が第２角度となるように第２ハンドおよび第２回動部を回動させてから、第１回動部に搭載された第１ワークを第１ハンドに搭載し、第２回動部に搭載された第２ワークを第２ハンドに搭載することを特徴とする。

【0009】

また、上記の課題を解決するため、本発明のロボットシステムの制御方法は、円板状に形成されるワークを搬送するロボットと、ワークの位置および向きを補正するための第１アライナおよび第２アライナとを備え、ロボットは、ワークとしての第１ワークが搭載される第１ハンドと、ワークとしての第２ワークが搭載される第２ハンドと、第１ハンドおよび第２ハンドがその先端側に回動可能に連結されるアームと、アームの基端側が連結されるとともにアームを昇降させる本体部とを備え、第１ワークには、第１ワークの円周方向の向きを検知するための第１検知用マークが設けられ、第２ワークには、第２ワークの円周方向の向きを検知するための第２検知用マークが設けられ、第１アライナは、第１ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として第１ワークを回動させる第１回動部と、第１ワークの中心および第１検知用マークを検知するための第１センサとを備え、第２アライナは、第２ワークが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向として第２ワークを回動させる第２回動部と、第２ワークの中心および第２検知用マークを検知するための第２センサとを備え、上下方向から見たときに、アームに対する第１ハンドの回動中心と、アームに対する第２ハンドの回動中心とが一致しており、上下方向から見たときのアームに対する第１ハンドの回動中心および第２ハンドの回動中心をハンド回動中心とすると、上下方向から見たときに、第１ハンドの第１基準点と第１ワークの中心とが一致し、かつ、第１基準点と第１検知用マークとを結んだ線分と、第１基準点とハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第１角度となっているときに、第１ワークが正しい位置および向きで第１ハンドに搭載されており、上下方向から見たときに、第２ハンドの第２基準点と第２ワークの中心とが一致し、かつ、第２基準点と第２検知用マークとを結んだ線分と、第２基準点とハンド回動中心とを結んだ線分とがなす角度が所定の第２角度となっているときに、第２ワークが正しい位置および向きで第２ハンドに搭載されているロボットシステムの制御方法であって、第１回動部に搭載されている第１ワークの中心の位置および第１検知用マークの位置を、第１回動部で第１ワークを回動させたときの第１センサの出力信号に基づいて検知し、第２回動部に搭載されている第２ワークの中心の位置および第２検知用マークの位置を、第２回動部で第２ワークを回動させたときの第２センサの出力信号に基づいて検知するとともに、上下方向から見たときに、検知された第１ワークの中心と第１検知用マークとを結んだ線分に対して第１角度傾くとともに第１ワークの中心を通過する仮想線上の、第１ワークの中心よりも本体部側の点であって、第１基準点とハンド回動中心との距離と同じ距離だけ第１ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として第１回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第１仮想円とし、上下方向から見たときに、検知された第２ワークの中心と第２検知用マークとを結んだ線分に対して第２角度傾くとともに第２ワークの中心を通過する仮想線上の、第２ワークの中心よりも本体部側の点であって、第２基準点とハンド回動中心との距離と同じ距離だけ第２ワークの中心から離れた点を、上下方向を回転の軸方向として第２回動部の回動中心を中心に回転させたときの仮想円を第２仮想円とし、上下方向から見たときの第１仮想円と第２仮想円との交点であって、第１ワークの中心および第２ワークの中心よりも本体部側の交点を仮想円交点とすると、上下方向から見たときにハンド回動中心と仮想円交点とが一致するようにアームを動かすとともに、上下方向から見たときに仮想円交点と一致しているハンド回動中心と第１基準点とを結んだ線分と第１基準点と第１検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が第１角度となるように第１ハンドおよび第１回動部を回動させ、かつ、上下方向から見たときに仮想円交点と一致しているハンド回動中心と第２基準点とを結んだ線分と第２基準点と第２検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が第２角度となるように第２ハンドおよび第２回動部を回動させてから、第１回動部に搭載された第１ワークを第１ハンドに搭載し、第２回動部に搭載された第２ワークを第２ハンドに搭載することを特徴とする。

【0010】

本発明では、上下方向から見たときにハンド回動中心と仮想円交点とが一致するようにアームを動かすとともに、上下方向から見たときに仮想円交点と一致しているハンド回動中心と第１基準点とを結んだ線分と第１基準点と第１検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が第１角度となるように第１ハンドおよび第１回動部を回動させ、かつ、上下方向から見たときに仮想円交点と一致しているハンド回動中心と第２基準点とを結んだ線分と第２基準点と第２検知用マークとを結んだ線分とのなす角度が第２角度となるように第２ハンドおよび第２回動部を回動させてから、第１回動部に搭載された第１ワークを第１ハンドに搭載し、第２回動部に搭載された第２ワークを第２ハンドに搭載している。

【0011】

そのため、本発明では、第１ハンドに第１ワークを搭載する前および第２ハンドに第２ワークを搭載する前の調整動作（すなわち、２個のハンドのそれぞれに２枚のワークのそれぞれを搭載する前の調整動作）を一度に行うことが可能になる。したがって、本発明では、特許文献１に記載のウエハソータのように２個のハンドのそれぞれに２枚のワークのそれぞれを搭載する前に調整動作が２回、個別に行われる場合と比較して、２個のハンドのそれぞれに２枚のワークのそれぞれを搭載する前の調整時間を短くすることが可能になる。その結果、本発明では、２枚のワークのそれぞれが２個のハンドのそれぞれに搭載される場合であっても、ハンドに搭載されるワークの位置および向きを補正する際の補正時間を短縮することが可能になる。

【発明の効果】

【0012】

以上のように、本発明では、２枚のワークのそれぞれが２個のハンドのそれぞれに搭載される場合であっても、ハンドに搭載されるワークの位置および向きを補正する際の補正時間を短縮することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態にかかるロボットシステムのブロック図である。

【図2】図１に示すロボットシステムが使用される半導体製造システムの概略平面図である。

【図3】図２に示すハンドにウエハが正しい位置および向きで搭載されているときの状態を説明するための平面図である。

【図4】図２に示すアライナからハンドに搭載されるウエハの位置および向きの調整方法を説明するための図である。

【図5】図２に示すアライナからハンドに搭載されるウエハの位置および向きの調整方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

【0015】

（ロボットシステムの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるロボットシステム１のブロック図である。図２は、図１に示すロボットシステム１が使用される半導体製造システム７の概略平面図である。

【0016】

本形態のロボットシステム１は、ワーク２を搬送するロボット３と、ワーク２の位置および向きを補正するための２個のアライナ４、５と、ロボット３およびアライナ４、５を制御する制御部（コントローラ）６とを備えている。本形態のワーク２は、薄い円板状に形成されるウエハである。したがって、以下の説明では、ワーク２を「ウエハ２」と表記する。ウエハ２には、ウエハ２の円周方向の向きを検知するための検知用マーク２ａ（図３参照）が設けられている。検知用マーク２ａは、たとえば、ノッチ（切欠き）であり、ウエハ２の外周端部分（径方向の外側端部分）の１箇所に形成されている。なお、以下の説明では、上下方向に直交する図２等のＸ方向を「左右方向」とし、上下方向と左右方向とに直交するＹ方向を「前後方向」とするとともに、Ｘ１方向側を「右」側、Ｘ２方向側を「左」側、Ｙ１方向側を「前」側、Ｙ２方向側を「後（後ろ）」側とする。

【0017】

ロボットシステム１は、半導体製造システム７に組み込まれて使用される。半導体製造システム７は、図２に示すように、ＥＦＥＭ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ Ｍｏｄｕｌｅ）１０と、ウエハ２に対して所定の処理を行うウエハ処理装置１１とを備えている。ＥＦＥＭ１０は、ウエハ処理装置１１の前側に配置されている。ロボットシステム１は、ＥＦＥＭ１０の一部を構成している。また、ＥＦＥＭ１０は、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）１２を開閉する複数のロードポート１３と、ロボット３およびアライナ４、５が収容される筺体１４とを備えている。

【0018】

筺体１４の内部は、清浄空間となっており、筺体１４の内部では所定のクリーン度が確保されている。ロードポート１３は、筺体１４の前側に配置されている。アライナ４、５は、筺体１４の内部の右端側に配置されている。ロボット３は、アライナ４、５とＦＯＵＰ１２との間、アライナ４、５とウエハ処理装置１１との間、および、ＦＯＵＰ１２とウエハ処理装置１１との間でウエハ２を搬送する。

【0019】

ロボット３は、水平多関節ロボットであり、ウエハ２が搭載される２個のハンド１６、１７と、ハンド１６、１７がその先端側に回動可能に連結されるとともに水平方向に動作するアーム１８と、アーム１８の基端側が連結される本体部１９とを備えている。アーム１８は、その基端側が本体部１９に回動可能に連結される第１アーム部２０と、第１アーム部２０の先端側にその基端側が回動可能に連結される第２アーム部２１と、第２アーム部２１の先端側にその基端側が回動可能に連結される第３アーム部２２とから構成されている。本体部１９は、アーム１８を昇降させる昇降機構（図示省略）を備えている。

【0020】

また、ロボット１は、第１アーム部２０および第２アーム部２１を回動させて第１アーム部２０と第２アーム部２１とからなるアーム１８の一部を伸縮させるアーム部駆動機構と、第３アーム部２２を回転駆動する第３アーム駆動機構と、ハンド１６を回転駆動する第１ハンド駆動機構と、ハンド１７を回転駆動する第２ハンド駆動機構とを備えている。これらの駆動機構は、駆動源となるモータやモータの動力を減速して伝達する減速機等を備えている。

【0021】

ハンド１６、１７は、上下方向から見たときの形状が略Ｙ形状となるように形成されている。また、ハンド１６とハンド１７とは、上下方向から見たときの形状が同じ形状となるように形成されている。このハンド１６、１７は、第３アーム部２２に連結される連結部２４と、ウエハ２が搭載されるウエハ搭載部２５とから構成されている。ハンド１６、１７は、上下方向で重なるように配置されている。具体的には、ハンド１６が上側に配置され、ハンド１７が下側に配置されている。また、ハンド１６、１７は、第３アーム部２２よりも上側に配置されている。また、上下方向から見たときに、アーム１８に対するハンド１６の回動中心とアーム１８に対するハンド１７の回動中心とは一致している。以下では、上下方向から見たときのアーム１８に対するハンド１６の回動中心およびハンド１７の回動中心をハンド回動中心Ｃ１とする。

【0022】

なお、本形態のハンド１６は第１ハンドであり、ハンド１７は第２ハンドである。また、本形態では、ハンド１６に搭載されるウエハ２は第１ワークであり、ハンド１７に搭載されるウエハ２は第２ワークである。以下の説明では、ハンド１６に搭載されるウエハ２とハンド１７に搭載されるウエハ２とを区別して表わす場合には、ハンド１６に搭載されるウエハ２を「ウエハ２Ａ」とし、ハンド１７に搭載されるウエハ２を「ウエハ２Ｂ」とする。また、以下の説明では、ウエハ２Ａの検知用マーク２ａを「第１検知用マーク２ａ」とし、ウエハ２Ｂの検知用マーク２ａを「第２検知用マーク２ａ」とする。

【0023】

アライナ４は、ウエハ２Ａが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向としてウエハ２Ａを回動させる回動部２８と、ウエハ２Ａの中心Ｃ２（図３参照）および第１検知用マーク２ａを検知するためのセンサ２９とを備えている。アライナ５は、ウエハ２Ｂが搭載されるとともに上下方向を回動の軸方向としてウエハ２Ｂを回動させる回動部３０と、ウエハ２Ｂの中心Ｃ３（図３参照）および第２検知用マーク２ａを検知するためのセンサ３１とを備えている。アライナ４は、アライナ５よりも上側に配置されている。回動部２８、３０には、モータ等の駆動源が連結されている。

【0024】

センサ２９、３１は、互いに対向配置される複数の発光素子と受光素子とを備える透過型のラインセンサであり、複数の発光素子と受光素子との間を、ウエハ２の外周端部分が通過するように配置されている。また、センサ２９、３１は、制御部６に接続されており、センサ２９、３１の出力信号は、制御部６に入力される。制御部６は、回動部２８に搭載されているウエハ２Ａの中心Ｃ２の位置および第１検知用マーク２ａの位置を、回動部２８でウエハ２Ａを回動させたときのセンサ２９の出力信号に基づいて検知する。同様に、制御部６は、回動部３０に搭載されているウエハ２Ｂの中心Ｃ３の位置および第２検知用マーク２ａの位置を、回動部３０でウエハ２Ｂを回動させたときのセンサ３１の出力信号に基づいて検知する。

【0025】

なお、ウエハ２Ａの中心Ｃ２の位置は、回動部２８でウエハ２Ａを回動させたときにセンサ２９で検知されるウエハ２Ａの振れ量に基づいて検知され、ウエハ２Ｂの中心Ｃ３の位置は、回動部３０でウエハ２Ｂを回動させたときにセンサ３１で検知されるウエハ２Ｂの振れ量に基づいて検知される。また、本形態のアライナ４は第１アライナであり、アライナ５は第２アライナである。また、回動部２８は第１回動部であり、回動部２９は第２回動部であり、センサ２９は第１センサであり、センサ３１は第２センサである。

【0026】

（ウエハの位置および向きを補正する際のロボットシステムの制御方法）
図３は、図２に示すハンド１６、１７にウエハ２Ａ、２Ｂが正しい位置および向きで搭載されているときの状態を説明するための平面図である。図４、図５は、図２に示すアライナ４、５からハンド１６、１７に搭載されるウエハ２Ａ、２Ｂの位置および向きの調整方法を説明するための図である。

【0027】

ウエハ処理装置１１においてウエハ２に対する適切な処理を行うためには、ウエハ２の円周方向において正しい方向を向いているウエハ２を、ウエハ処理装置１１の中の所定の位置へ搬入する必要がある。ウエハ２の円周方向において正しい方向を向いているウエハ２を、ウエハ処理装置１１の中の所定の位置へ搬入するためには、ウエハ処理装置１１に搬入されるウエハ２が、ハンド１６、１７の正しい位置にかつ正しい向きで搭載されていなければならない。

【0028】

ウエハ２Ａがハンド１６の正しい位置に搭載されている場合に、上下方向から見たときのウエハ２Ａの中心Ｃ２と一致するハンド１６側の基準点を第１基準点ＤＰ１とすると、本形態では、図３に示すように、上下方向から見たときに、ハンド１６の第１基準点ＤＰ１とウエハ２Ａの中心Ｃ２とが一致し、かつ、第１基準点ＤＰ１と第１検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ１と、第１基準点ＤＰ１とハンド回動中心Ｃ１とを結んだ線分Ｌ２とがなす角度が所定の第１角度θ１となっているときに、ウエハ２Ａが正しい位置および向きでハンド１６に搭載されている。

【0029】

同様に、ウエハ２Ｂがハンド１７の正しい位置に搭載されている場合に、上下方向から見たときのウエハ２Ｂの中心Ｃ３と一致するハンド１７側の基準点を第２基準点ＤＰ２とすると、本形態では、図３に示すように、上下方向から見たときに、ハンド１７の第２基準点ＤＰ２とウエハ２Ｂの中心Ｃ３とが一致し、かつ、第２基準点ＤＰ２と第２検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ３と、第２基準点ＤＰ２とハンド回動中心Ｃ１とを結んだ線分Ｌ４とがなす角度が所定の第２角度θ２となっているときに、ウエハ２Ｂが正しい位置および向きでハンド１７に搭載されている。なお、本形態では、第１角度θ１と第２角度θ２とが等しくなっている。また、本形態では、第１角度θ１および第２角度θ２は、９０°であるが、第１角度θ１および第２角度θ２は、９０°以外の角度であっても良い。

【0030】

本形態では、ウエハ処理装置１１に搬入されるウエハ２Ａ、２Ｂを、ハンド１６、１７に正しい位置および向きで搭載するために、ロボット３およびアライナ４、５を用いて、以下のように、ハンド１６、１７に搭載されるウエハ２の位置および向きを補正する。以下では、ロボット３によってＦＯＵＰ１２から搬出されたウエハ２Ａ、２Ｂが、図４に示す状態でアライナ４、５の回動部２８、３０に搭載される場合を例に、ハンド１６、１７に搭載されるウエハ２の位置および向きの補正方法を説明する。

【0031】

ロボット３によってＦＯＵＰ１２から搬出されたウエハ２Ａ、２Ｂがアライナ４、５の回動部２８、３０に搭載されると、上述のように、まず、制御部６は、回動部２８に搭載されているウエハ２Ａの中心Ｃ２の位置および第１検知用マーク２ａの位置を、回動部２８でウエハ２Ａを回動させたときのセンサ２９の出力信号に基づいて検知し、回動部３０に搭載されているウエハ２Ｂの中心Ｃ３の位置および第２検知用マーク２ａの位置を、回動部３０でウエハ２Ｂを回動させたときのセンサ３１の出力信号に基づいて検知する。

【0032】

ここで、図４に示すように、上下方向から見たときに、検知されたウエハ２Ａの中心Ｃ２と第１検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ５に対して第１角度θ１だけ傾くとともにウエハ２Ａの中心Ｃ２を通過する仮想線ＩＬ１上の、ウエハ２Ａの中心Ｃ２よりも左側（すなわち、ロボット３の本体部１９側）の点であって、第１基準点ＤＰ１とハンド回動中心Ｃ１との距離Ｄ１（図３参照）と同じ距離だけウエハ２Ａの中心Ｃ２から離れた点を点Ｐ１とし、この点Ｐ１を、上下方向を回転の軸方向として回動部２８の回動中心Ｃ４を中心に回転させたときの仮想円を第１仮想円ＩＣ１とする。

【0033】

また、図４に示すように、上下方向から見たときに、検知されたウエハ２Ｂの中心Ｃ３と第２検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ６に対して第２角度θ２だけ傾くとともにウエハ２Ｂの中心Ｃ３を通過する仮想線ＩＬ２上の、ウエハ２Ｂの中心Ｃ３よりも左側の点であって、第２基準点ＤＰ２とハンド回動中心Ｃ１との距離Ｄ２（図３参照）と同じ距離だけウエハ２Ｂの中心Ｃ３から離れた点を点Ｐ２とし、この点Ｐ２を、上下方向を回転の軸方向として回動部３０の回動中心Ｃ５を中心に回転させたときの仮想円を第２仮想円ＩＣ２とする。また、上下方向から見たときの第１仮想円ＩＣ１と第２仮想円ＩＣ２との交点であって、ウエハ２Ａの中心Ｃ２およびウエハ２Ｂの中心Ｃ３よりも左側の交点を仮想円交点Ｃ１０とする。

【0034】

制御部６は、ウエハ２Ａの中心Ｃ２の位置、ウエハ２Ｂの中心Ｃ３の位置、第１検知用マーク２ａの位置および第２検知用マーク２ａの位置を検知すると、図５に示すように、上下方向から見たときにハンド回動中心Ｃ１と仮想円交点Ｃ１０とが一致するようにアーム１８を動かす。また、制御部６は、上下方向から見たときに仮想円交点Ｃ１０と一致しているハンド回動中心Ｃ１と第１基準点ＤＰ１とを結んだ線分Ｌ２と第１基準点ＤＰ１と第１検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ１とのなす角度が第１角度θ１となるようにハンド１６および回動部２８を回動させ、かつ、上下方向から見たときに仮想円交点Ｃ１０と一致しているハンド回動中心Ｃ１と第２基準点ＤＰ２とを結んだ線分Ｌ４と第２基準点ＤＰ２と第２検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ３とのなす角度が第２角度θ２となるようにハンド１７および回動部３０を回動させる。このときには、ウエハ２Ａは、回動部２８によって回転させられて、図５の二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動し、ウエハ２Ｂは、回動部３０によって回転させられて、図５の二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に移動する。

【0035】

これらの動作は、制御部６での演算結果に基づいて実行される。また、これらの動作によって、上下方向から見たときに、ウエハ２Ａの中心Ｃ２と第１基準点ＤＰ１とが一致し、ウエハ２Ｂの中心Ｃ３と第２基準点ＤＰ２とが一致する。また、これらの動作の後に、制御部６は、回動部２８に搭載されたウエハ２Ａをハンド１６に搭載し、回動部３０に搭載されたウエハ２Ｂをハンド１７に搭載する。この動作が終了すると、ハンド１６、１７に搭載されウエハ処理装置１１に搬入されるウエハ２Ａ、２Ｂの位置および向きの補正が完了する。

【0036】

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、上下方向から見たときにハンド回動中心Ｃ１と仮想円交点Ｃ１０とが一致するようにアーム１８を動かすとともに、上下方向から見たときに仮想円交点Ｃ１０と一致しているハンド回動中心Ｃ１と第１基準点ＤＰ１とを結んだ線分Ｌ２と第１基準点ＤＰ１と第１検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ１とのなす角度が第１角度θ１となるようにハンド１６および回動部２８を回動させ、かつ、上下方向から見たときに仮想円交点Ｃ１０と一致しているハンド回動中心Ｃ１と第２基準点ＤＰ２とを結んだ線分Ｌ４と第２基準点ＤＰ２と第２検知用マーク２ａとを結んだ線分Ｌ３とのなす角度が第２角度θ２となるようにハンド１７および回動部３０を回動させてから、回動部２８に搭載されたウエハ２Ａをハンド１６に搭載し、回動部３０に搭載されたウエハ２Ｂをハンド１７に搭載している。

【0037】

そのため、本形態では、ハンド１６にウエハ２Ａを搭載する前およびハンド１７にウエハ２Ｂを搭載する前の調整動作（すなわち、２個のハンド１６、１７のそれぞれに２枚のウエハ２Ａ、２Ｂのそれぞれを搭載する前の調整動作）を一度に行うことが可能になる。したがって、本形態では、特許文献１に記載のウエハソータのように２個のハンド１６、１７のそれぞれに２枚のウエハ２Ａ、２Ｂのそれぞれを搭載する前に調整動作が２回、個別に行われる場合と比較して、２個のハンド１６、１７のそれぞれに２枚のウエハ２Ａ、２Ｂのそれぞれを搭載する前の調整時間を短くすることが可能になる。その結果、本形態では、２枚のウエハ２Ａ、２Ｂのそれぞれが２個のハンド１６、１７のそれぞれに搭載される場合であっても、ハンド１６、１７に搭載されるウエハ２Ａ、２Ｂの位置および向きを補正する際の補正時間を短縮することが可能になる。

【0038】

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

【0039】

上述した形態では、アーム１８は、第１アーム部２０、第２アーム部２１および第３アーム部２２の３個のアーム部によって構成されている。この他にもたとえば、アーム１８は、２個のアーム部によって構成されても良いし、４個以上のアーム部によって構成されても良い。また、上述した形態では、ロボットシステム１で取り扱われるワーク２は、ウエハであるが、ロボットシステム１で取り扱われるワーク２は、ウエハ以外の円板状のものであっても良い。

【符号の説明】

【0040】

１ ロボットシステム
２ ウエハ（ワーク）
２Ａ ウエハ（ワーク、第１ワーク）
２Ｂ ウエハ（ワーク、第２ワーク）
２ａ 検知用マーク（第１検知用マーク、第２検知用マーク）
３ ロボット
４ アライナ（第１アライナ）
５ アライナ（第２アライナ）
６ 制御部
１６ ハンド（第１ハンド）
１７ ハンド（第２ハンド）
１８ アーム
１９ 本体部
２８ 回動部（第１回動部）
２９ センサ（第１センサ）
３０ 回動部（第２回動部）
３１ センサ（第２センサ）
Ｃ１ ハンド回動中心
Ｃ２ ウエハの中心（第１ワークの中心）
Ｃ３ ウエハの中心（第２ワークの中心）
Ｃ４ 回動部の回動中心（第１回動部の回動中心）
Ｃ５ 回動部の回動中心（第２回動部の回動中心）
Ｃ１０ 仮想円交点
Ｄ１ 第１基準点とハンド回動中心との距離
Ｄ２ 第２基準点とハンド回動中心との距離
ＤＰ１ 第１基準点
ＤＰ２ 第２基準点
ＩＣ１ 第１仮想円
ＩＣ２ 第２仮想円
ＩＬ１、ＩＬ２ 仮想線
Ｌ１ 第１基準点と第１検知用マークとを結んだ線分
Ｌ２ 第１基準点とハンド回動中心とを結んだ線分
Ｌ３ 第２基準点と第２検知用マークとを結んだ線分
Ｌ４ 第２基準点とハンド回動中心とを結んだ線分
Ｌ５ 第１ワークの中心と第１検知用マークとを結んだ線分
Ｌ６ 第２ワークの中心と第２検知用マークとを結んだ線分
θ１ 第１角度
θ２ 第２角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】