特許 7045484 基板搬送ロボット及び自動教示方法

(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】

(24)【登録日】2022-03-23

(45)【発行日】2022-03-31

(54)【発明の名称】基板搬送ロボット及び自動教示方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20220324BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020563262

(86)(22)【出願日】2019-12-23

(86)【国際出願番号】 JP2019050403

(87)【国際公開番号】W WO2020137991

(87)【国際公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-02-08

(31)【優先権主張番号】16/233,314

(32)【優先日】2018-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(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

(73)【特許権者】

【識別番号】517340611

【氏名又は名称】カワサキロボティクス（ユーエスエー），インク．

(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 雅也

(72)【発明者】

【氏名】中原 一

(72)【発明者】

【氏名】タン マーク ユィンシン

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２８４７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１４５０８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第０３／０２２５４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２６０１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２７７１７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも水平の２軸方向に自由度を有するアームと、
前記アームの先端部に連結される基端部、および、前記基端部から二股に延びる第１先端部および第２先端部を有し、その上面側で基板を保持できるように構成されたハンドと、
各々が前記第１先端部および前記第２先端部の間の空間に検出光を射出し、平面視で互いの前記検出光の光軸が当該空間内で交差するように配置された第１および第２センサと、
前記アームおよび前記ハンドの動作を制御する制御装置と、を備え、
平面視において、前記光軸の平面視交点が、前記ハンドで前記基板を保持した場合における前記基板の所定位置上に位置するように、前記第１および第２センサが前記ハンドに設けられ、
前記制御装置は、
前記アームを動作させ、教示位置に設置されたターゲットを前記第１および第２センサで走査し、平面視において、前記光軸の平面視交点が前記ターゲットに位置するまで前記ハンドを移動させ、
平面視において、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記教示位置を取得するように構成されている、基板搬送ロボット。

【請求項2】

前記第１および第２センサの各々は、水平方向に検出光を射出する発光素子、および該検出光を受光する受光素子を備え、
前記制御装置は、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、前記第２センサの受光素子が検出光を受光できないときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと判断するように構成されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項3】

前記第１センサは、水平方向に検出光を射出する発光素子、および該検出光を受光する受光素子を備え、前記第２センサの発光素子と受光素子とが、前記第１先端部および前記第２先端部に分かれて配置され、前記第２センサの発光素子は鉛直上向き成分を有する斜め方向に検出光を射出し、
前記ターゲットは、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記第２センサの検出光を前記第２センサの受光素子に向けて反射する反射器を備え、
前記制御装置は、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、前記第２センサの受光素子が検出光を受光したときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと判断するように構成されている、請求項１に記載の基板搬送ロボット。

【請求項4】

前記基板の前記所定位置が、前記基板の中心位置である、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板搬送ロボット。

【請求項5】

基板搬送ロボットに教示位置を自動教示するための方法であって、
前記基板搬送ロボットに前記基板搬送ロボットのアームを動作させ、前記アームの先端のハンドを移動させることで、前記ハンドに配置された第１および第２センサで、教示位置に配置されたターゲットを走査するステップと、
平面視において、前記ターゲットが、前記第１および第２センサによって射出される検出光の光軸が平面視で交差する点である平面視交点に位置するまで前記ハンドを移動させ、平面視において前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに、前記教示位置を取得するステップと、を備え、
平面視において、前記光軸の平面視交点は、前記ハンドで基板を保持した場合における前記基板の所定位置上に位置する、自動教示方法。

【請求項6】

水平方向に検出光を射出する発光素子および該検出光を受光する受光素子を備える前記第１センサにおいて、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、かつ、水平方向に検出光を射出する発光素子および該検出光を受光する受光素子を備える前記第２センサにおいて、前記第２センサの受光素子が検出光を受光できないときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと決定するステップをさらに備える、請求項５に記載の自動教示方法。

【請求項7】

水平方向に検出光を射出する発光素子および該検出光を受光する受光素子を備える前記第１センサにおいて、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、かつ、鉛直上向き成分を有する斜め方向に検出光を射出する発光素子および前記ターゲットに配置された反射器で反射された該検出光を受光する受光素子を備える前記第２センサにおいて、前記第２センサの受光素子が検出光を受光したときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと決定するステップをさらに備え、
前記反射器は、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記第２センサの検出光を前記第２センサの受光素子に向けて反射するように構成される、請求項５に記載の自動教示方法。

【請求項8】

前記基板の前記所定位置が、前記基板の中心位置である、請求項５～７のいずれか一項に記載の自動教示方法。

【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、および、基板搬送ロボットに教示位置を自動教示する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されるように、基板の位置を基板搬送ロボットに自動で教示する際、ハンドに設けられたセンサで、教示位置に配置された治具が走査される。

【0003】

教示位置が取得されると、その教示位置にハンドが移動され、そこで基板を載置する作業が行われる。基板の載置を確実にするために教示位置の位置精度の向上が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５８９３５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで本開示は、教示位置の位置精度の改善する基板搬送ロボット及び自動教示方法を提供することを目的とする。

【0006】

本開示の一形態に係る基板搬送ロボットは、少なくとも水平の２軸方向に自由度を有するアームと、前記アームの先端部に連結される基端部、および、前記基端部から二股に延びる第１先端部および第２先端部を有し、その上面側で基板を保持できるように構成されたハンドと、各々が前記第１先端部および前記第２先端部の間の空間に検出光を射出し、平面視で互いの前記検出光の光軸が当該空間内で交差するように配置された第１および第２センサと、前記アームおよび前記ハンドの動作を制御する制御装置と、を備え、平面視において、前記光軸の平面視交点が、前記ハンドで前記基板を保持した場合における前記基板の所定位置上に位置するように、前記第１および第２センサが前記ハンドに設けられ、前記制御装置は、前記アームを動作させ、教示位置に設置されたターゲットを前記第１および第２センサで走査し、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記教示位置を取得するように構成されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、教示位置の位置精度の改善が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係るロボットを示す概念図である。

【図2】図２は、実施形態に係るハンドを示す平面図である。

【図3】図３は、実施形態に係るロボットの制御系を示すブロック図である。

【図4A】図４Ａは、第１実施形態に係る治具を示す図である。

【図4B】図４Ｂは、第１実施形態に係る治具を示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る自動教示の手順を示すフローチャートである。

【図6A】図６Ａは、第１実施形態に係る自動教示の説明図である。

【図6B】図６Ｂは、第１実施形態に係る自動教示の説明図である。

【図6C】図６Ｃは、第１実施形態に係る自動教示の説明図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係る第２センサを示す図である。

【図8A】図８Ａは、第２実施形態に係る治具を示す図である。

【図8B】図８Ｂは、第２実施形態に係る治具を示す図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る自動教示の手順を示すフローチャートである。

【図10A】図１０Ａは、第２実施形態に係る自動教示の説明図である。

【図10B】図１０Ｂは、第２実施形態に係る自動教示の説明図である。

【図10C】図１０Ｃは、第２実施形態に係る自動教示の説明図である。

【図10D】図１０Ｄは、第２実施形態に係る自動教示の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

まず、本開示の態様例を説明する。本開示の一態様に係る基板搬送ロボットは、少なくとも水平の２軸方向に自由度を有するアームと、前記アームの先端部に連結される基端部、および、前記基端部から二股に延びる第１先端部および第２先端部を有し、その上面側で基板を保持できるように構成されたハンドと、各々が前記第１先端部および前記第２先端部の間の空間に検出光を射出し、平面視で互いの前記検出光の光軸が当該空間内で交差するように配置された第１および第２センサと、前記アームおよび前記ハンドの動作を制御する制御装置と、を備え、平面視において、前記光軸の平面視交点が、前記ハンドで前記基板を保持した場合における前記基板の所定位置上に位置するように、前記第１および第２センサが前記ハンドに設けられ、前記制御装置は、前記アームを動作させ、教示位置に設置されたターゲットを前記第１および第２センサで走査し、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記教示位置を取得するように構成されている。

【0010】

上記態様によると、２系統の検出光を交差させることにより、ハンドで基板を保持した場合における基板の位置を教示位置として設定容易である。よって、教示位置の位置精度の改善が可能である。さらに、上記教示位置を利用した基板の載置を確実に行える。

【0011】

本開示の一態様に係る基板搬送ロボットにおいて、前記第１および第２センサの各々は、水平方向に検出光を射出する発光素子、および該検出光を受光する受光素子を備え、前記制御装置は、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、前記第２センサの受光素子が検出光を受光できないときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと判断するように構成されてもよい。

【0012】

本開示の一態様に係る基板搬送ロボットにおいて、前記第１センサは、水平方向に検出光を射出する発光素子、および該検出光を受光する受光素子を備え、前記第２センサの発光素子と受光素子とが、前記第１先端部および前記第２先端部に分かれて配置され、前記第２センサの発光素子は鉛直上向き成分を有する斜め方向に検出光を射出し、前記ターゲットは、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記第２センサの検出光を前記第２センサの受光素子に向けて反射する反射器を備え、前記制御装置は、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、前記第２センサの受光素子が検出光を受光したときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと判断するように構成されてもよい。

【0013】

本開示の一態様に係る基板搬送ロボットにおいて、前記基板の前記所定位置が、前記基板の中心位置であってもよい。

【0014】

本開示の一態様に係る自動教示方法は、基板搬送ロボットに教示位置を自動教示するための方法であって、前記基板搬送ロボットが、少なくとも水平の２軸方向に自由度を有するアームと、前記アームの先端部に連結される基端部、および、前記基端部から二股に延びる第１先端部および第２先端部を有し、その上面側で基板を保持できるように構成されたハンドと、各々が前記第１先端部および前記第２先端部の間の空間に検出光を射出し、平面視で互いの前記検出光の光軸が当該空間内で交差するように配置された第１および第２センサと、前記アームおよび前記ハンドの動作を制御する制御装置と、を備え、平面視において、前記光軸の平面視交点が、前記ハンドで前記基板を保持した場合における前記基板の所定位置上に位置するように、前記第１および第２センサが前記ハンドに設けられ、前記方法が、前記アームを動作させ、教示位置に設置されたターゲットを前記第１および第２センサで走査するステップと、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記教示位置を取得するステップと、を備える。上記態様によると、本開示の一態様に係る基板搬送ロボット同様の効果が得られる。

【0015】

本開示の一態様に係る自動教示方法は、基板搬送ロボットに教示位置を自動教示するための方法であって、前記基板搬送ロボットに前記基板搬送ロボットのアームを動作させ、前記アームの先端のハンドを移動させることで、前記ハンドに配置された第１および第２センサで、教示位置に配置されたターゲットを走査するステップと、前記ターゲットが、前記第１および第２センサによって射出される検出光の光軸が平面視で交差する点である平面視交点に位置したときに、前記教示位置を取得するステップと、を備え、平面視において、前記光軸の平面視交点は、前記ハンドで基板を保持した場合における前記基板の所定位置上に位置する。上記態様によると、本開示の一態様に係る基板搬送ロボット同様の効果が得られる。

【0016】

本開示の一態様に係る自動教示方法は、水平方向に検出光を射出する発光素子および該検出光を受光する受光素子を備える前記第１センサにおいて、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、かつ、水平方向に検出光を射出する発光素子および該検出光を受光する受光素子を備える前記第２センサにおいて、前記第２センサの受光素子が検出光を受光できないときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと決定するステップをさらに備えてもよい。

【0017】

本開示の一態様に係る自動教示方法は、水平方向に検出光を射出する発光素子および該検出光を受光する受光素子を備える前記第１センサにおいて、前記第１センサの受光素子が検出光を受光できず、かつ、鉛直上向き成分を有する斜め方向に検出光を射出する発光素子および前記ターゲットに配置された反射器で反射された該検出光を受光する受光素子を備える前記第２センサにおいて、前記第２センサの受光素子が検出光を受光したときに、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したと決定するステップをさらに備え、前記反射器は、前記ターゲットが前記光軸の平面視交点に位置したときに前記第２センサの検出光を前記第２センサの受光素子に向けて反射するように構成されてもよい。

【0018】

本開示の一態様に係る自動教示方法において、前記基板の前記所定位置が、前記基板の中心位置であってもよい。

【0019】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。全図を通じて同一または対応の要素には同一の符号を付して重複説明を省略する。

【0020】

［第１実施形態］
以下、第１実施形態を説明する。図１はロボット１を示す。図１に示すように、ロボット１は、半導体素子を製造する半導体処理設備において、基板Ｓを搬送するために利用され得る。基板Ｓは、ウェハと呼ばれる半導体素子の材料であり、円盤状に形成されている。半導体処理設備には、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、あるいは平坦化処理といった様々な処理を基板Ｓに施すために、複数の処理装置が設置されている。

【0021】

ロボット１は、例えば、カセット２に収納された基板Ｓを処理装置へ搬送する。カセット２は、例えばFOUP（正面開口式一体型ポッド：Front Opening Unify Pod）である。なお、単一のカセット２が図示されているが、半導体処理設備には、複数（例えば、２又は３）のカセット２を集約的に備えたEFEM（Equipment Front End Module）が設置されていてもよい。この場合、好ましくは、ロボット１は、走行装置なしで各カセット２内にアクセス可能に構成される。

【0022】

ロボット１は、基台１０、アーム１２、ハンド１４、第１センサ２０、第２センサ３０、および制御装置４０を備えている。

【0023】

基台１０は、半導体処理設備の適所（例えば、水平な床面）に固定される（あるいは、走行装置を介して設備床面に支持されてもよい）。以降では、基台１０が水平な床面に適正に設置されているものとして、方向を説明する。

【0024】

アーム１２は、昇降軸１１を介して基台１０に連結されている。昇降軸１１は基台１０に対して上下方向（Ｚ方向）に動作でき、それによりアーム１２およびハンド１４を上下方向に移動させる。アーム１２は、２以上のリンクを連結することによって構成されている。ハンド１４は、アーム１２に連結される。ロボット１あるいはアーム１２は、いわゆる水平多関節型であるが、アーム１２は少なくとも水平の２軸方向（Ｘ方向およびＹ方向）の自由度を有するアームであってよい。ロボット１には、複数の回転軸Ａ１，Ａ２，…が、複数の連結部それぞれにおいて互いに平行に向くよう設定されている。いずれの回転軸Ａ１，Ａ２，…も上下方向に向けられる。「複数の連結部」には、基台１０とアーム１２との連結部、アーム１２を構成するリンクのうち隣接する２リンク同士の連結部、および、アーム１２とハンド１４との連結部が含まれる。例えば、本実施形態では、アーム１２が第１リンク１３ａおよび第２リンク１３ｂの２リンクを有し、ロボット１に３つの連結部および３つの回転軸が設定されている。

【0025】

第１リンク１３ａの基端部は、基台１０に回転軸Ａ１周りに回転可能に連結されている。第２リンク１３ｂの基端部は、第１リンク１３ａの先端部に回転軸Ａ２周りに回転可能に連結されている。ハンド１４は、第２リンク１３ｂの先端部に回転軸Ａ３周りに回転可能に連結されている。リンク１３ａ，１３ｂおよびハンド１４は、水平面（ＸＹ平面）内で揺動できる。ハンド１４は、アーム１２の姿勢（各回転軸Ａ１～Ａ３周りの回転角）に応じて水平面内で任意の軌跡（直線及び曲線を含む）に沿って移動できる。

【0026】

図２はハンド１４を示す。図２に示すように、ハンド１４は、薄板状である。ハンド１４は、アーム１２の先端部から水平に延びている。ハンド１４は、円盤状の基板Ｓをその上面側で保持できるように構成され、それにより基板Ｓはハンド１４上で概ね水平な姿勢に保たれる。保持のための構成は、特に限定されず、エッジグリップ式あるいは吸引式を採用できる。ハンド１４が基板Ｓを保持する状態でアーム１２およびハンド１４が昇降および／または揺動することにより、ロボット１は、Ｘ、Ｙおよび／またはＺ方向に任意の軌跡に沿って基板Ｓを水平姿勢に保ちながら搬送できる。

【0027】

ハンド１４は、平面視でＵ状に形成されている。ハンド１４は、単一の基端部１５、および、基端部１５から二股状に分かれて延びる第１先端部１６ａおよび第２先端部１６ｂを有する。ハンド１４は、平面視で中心線Ｃに対して左右対称である。回転軸Ａ３が中心線Ｃ上に位置するようにして、ハンド１４の基端部１５はアーム１２に連結されている。

【0028】

第１および第２センサ２０，３０は、光学センサであり、ハンド１４の第１先端部１６ａと第２先端部１６ｂとの間の空間を伝播する第１および第２検出光Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ形成する。検出光Ｌ１，Ｌ２はビーム状であり、空間内で直線的に形成される。第１および第２センサ２０，３０は、透過型である。第１センサ２０は、第１発光素子２１および第１受光素子２２を備え、第２センサ３０は、第２発光素子３１および第２受光素子３２を備える。制御装置４０と素子２１，２２，３１，３２との間には光電変換のためのアンプ２９が介在する。アンプ２９は、ハーネスを介して制御装置４０と電気信号を伝達可能に接続され、ハンド１４に配設された光ファイバを介して素子２１，２２，３１，３２と光信号を伝達可能に接続されている。本実施形態では、単一のアンプ２９が、第１および第２センサ２０，３０で共用される。制御装置４０から出力された電気信号はアンプ２９で光信号に変換され、その光信号は第１および第２発光素子２１，３１に導かれる。

【0029】

本実施形態では、第１受光素子２２は、第１発光素子２１から射出された第１検出光Ｌ１の光路上に配置される。第２受光素子３２も、第２発光素子３１から射出された第２検出光Ｌ２の光路上に配置されている（配置されない場合の一例を第２実施形態として説明する）。

【0030】

第１および第２検出光Ｌ１，Ｌ２は、少なくとも平面視において、互いに交差する。ただし、上下方向には、第１および第２検出光Ｌ１，Ｌ２の間にズレがあってもよい（ズレがある場合の一例を第２実施形態として説明する）。このように、実際には第１および第２検出光Ｌ１，Ｌ２が上下方向にズレていても、平面視において２つの検出光Ｌ１，Ｌ２の交点が存在するので、この点を便宜上「平面視交点ＬＣ」と呼ぶ。なお、検出光Ｌ１，Ｌ２の交点は、検出光Ｌ１，Ｌ２の光軸の交点を意味し得る。本実施形態では、第１および第２検出光Ｌ１，Ｌ２が上下方向において同位置にあるものとし、実際に交差するものとして説明する。

【0031】

平面視交点ＬＣは、ハンド１４の中心に位置付けられる。なお、平面視交点ＬＣあるいはハンド１４の中心は、第１先端部１６ａおよび第２先端部１６ｂの間の空間内に存在する。別の言い方では、平面視交点ＬＣは、ハンド１４で円盤状の基板Ｓを保持した状態で当該保持された基板Ｓの所定位置が配置されるべき位置である。一例として、当該所定位置は、基板Ｓの中心位置である。

【0032】

第２発光素子３１および第２受光素子３２は、第１先端部１６ａおよび第２先端部１６ｂに分かれて配置されている。第２発光素子３１および第２受光素子３２は、ハンド１４の中心を挟んで中心線Ｃと直交する方向に対向配置されている。本実施形態では、第２発光素子３１から射出された第２検出光Ｌ２は、これを遮るものが無ければ、第２受光素子３２に入射されるようになっている。

【0033】

第１検出光Ｌ１は中心線Ｃに対して傾斜する方向に伝播し、それにより上記のように形成される第２検出光Ｌ２と平面視において交差する。本実施形態では、第１発光素子２１と第１受光素子２２との間の光路上に反射器２３を介在させている。この場合の一例として、第１発光素子２１は、第２発光素子３１および第２受光素子３２（あるいはハンド１４の中心）よりも先端側において第１先端部１６ａに取り付けられている。第１発光素子２１から射出された第１検出光Ｌ１は、中心線Ｃと直交する方向に進む。反射器２３は、中心線Ｃと直交する方向において第１発光素子２１と対向配置されており、第２先端部１６ｂに取り付けられている。第１受光素子２２は、第１発光素子２１と同じように第１先端部１６ａに取り付けられる一方、第１発光素子２１とは逆にハンド１４の中心よりも基端側に配置されている。反射器２３で反射された第１検出光Ｌ１は、平面視においてハンド１４の中心を通過して第１受光素子２２に入射するようになっている。この配置により、従来と同様、ハンド１４の全体としての先端同士の間で中心線Ｃと直交する方向に進む検出光を形成したうえで、ハンド１４の中心に２つの検出光Ｌ１，Ｌ２の平面視交点ＬＣを形成できる。

【0034】

図３はロボット１の制御系を示している。図３に示すように、制御装置４０は、アーム１２およびハンド１４の動作を制御する。制御装置４０は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータ装置を備えたロボットコントローラであり、単一の装置とは限らず複数の装置で構成されていてもよい。

【0035】

制御装置４０は、記憶部４１、演算部４２およびサーボ制御部４３を備える。記憶部４１は、制御装置４０の基本プログラム、ロボット１の動作プログラム、および、動作プログラムの実行中に取得されるデータ等の情報を記憶する。

【0036】

演算部４２は、ロボット制御のための演算処理を実行し、ロボット１の制御指令を生成する。サーボ制御部４３は、演算部４２により生成された制御指令に基づいて、ロボット１の駆動装置４６を制御するように構成されている。この駆動装置４６は、例えば、昇降軸１１を昇降させる昇降アクチュエータ４７ａ（例えば、ボールスクリューを駆動する電気モータ）、回転軸Ａ１～Ａ３それぞれに対応する複数の回転アクチュエータ４８ａ，４８ｂ，４８ｃ（例えば、電気モータ）を含む。駆動装置４６は、制御装置４０からの制御指令に従って、ハンド１４を移動させる。以下の説明において、アーム１２およびハンド１４の姿勢あるいは位置の変化は、制御装置４０により実行される制御を通じて実現される。

【0037】

記憶部４１に記憶される動作プログラムは、ロボット１が半導体処理設備で実用されて基板Ｓの搬送作業を自動的に行うための作業プログラムだけでなく、その作業を行うために教示位置を自身に自動で教示するためのプログラムも含む。教示位置は、カセット２あるいは処理装置に設けられた基板載置用のステージである。

【0038】

この自動教示に際しては、治具５０が用いられる。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、治具５０は、円盤部５１と、円盤部５１の中心から立設されたターゲット５２とを有する。円盤部５１の形状は、ハンド１４で搬送される基板Ｓを模した形状である。ターゲット５２は、円盤部５１の表面から垂直に延びる円柱状に形成されており、「ピン」と称される場合がある。教示位置は、上記のように典型的にはステージであるから、教示位置を取得したいステージに基板Ｓと同様にして円盤部５１が載置される。そして、適宜、教示作業員が自動教示プログラムの実行を制御装置４０に入力することで、自動教示が開始する。

【0039】

図５を参照して、自動教示の動作を説明する。まず、教示位置近傍の教示開始位置までハンド１４を移動させる（Ｓ１，図６Ａ参照）。この教示開始位置では、ハンド１４は円盤部５１の上方かつターゲット５２の上端よりも下方に位置づけられる。次に、ターゲット５２が第１先端部１６ａおよび第２先端部１６ｂの間の空間内に入るようにハンド１４を移動させ（Ｓ２，図６Ｂ参照）、第１および第２センサ２０，３０の検出光Ｌ１，Ｌ２でターゲットを走査し（Ｓ３，図６Ｂ参照）、ターゲット５２が検出光Ｌ１，Ｌ２の平面視交点ＬＣに位置したときに教示位置を取得する（Ｓ４，図６Ｃ参照）。

【0040】

走査の際のハンド１４の動作方向は特に限定されない。一例として、まず、ハンド１４を中心線Ｃの方向に移動させる。すると、第１検出光Ｌ１がターゲット５２で遮られて第１受光素子２２が受光できず、アンプ２９から制御装置４０にその旨示す電気信号（ＯＮ信号）が送られる。ターゲット５２が中心線Ｃ上に位置していれば、そのままハンド１４を進めることで、ターゲット５２が平面視交点（ハンド１４の中心）に達する。すると、第１検出光Ｌ１も第２検出光Ｌ２もターゲット５２で遮られて第１受光素子２２も第２受光素子３２も受光できなくなる。ターゲット５２が中心線Ｃから中心線Ｃと直交する方向にずれていると、第１検出光Ｌ１および第２検出光Ｌ２の１つが遮られる。ターゲット５２が紙面上側にずれている場合は、第１検出光Ｌ１が遮られる。最初に遮られた位置から再び遮られた位置までの距離と、最初に遮られた位置からハンド１４の中心までの距離との関係で、紙面上側にどれだけずれていたのかわかる。したがって、このずれ量に基づいて、ハンド１４を紙面上側にも動かしつつ中心線Ｃ方向にも更に移動を進めることで、ターゲット５２を平面視交点に位置づけることができる。逆に、ターゲット５２が紙面下側にずれている場合は、第２検出光Ｌ２が遮られる。この場合、ハンド１４を紙面下側に移動させることで、ターゲット５２を平面視交点に位置づけることができる。

【0041】

図５に示すように、最後に、ハンド１４を上方に移動させる（Ｓ５）。検出光Ｌ１，Ｌ２がターゲット５２の上端を超えて上方に位置したところで、第１受光素子２２も第２受光素子３２も対応の検出光を受光でき、アンプ２９から制御装置４０にその旨示す電気信号（ＯＦＦ信号）が出力される。このときのハンド１４の上下位置に基づいて、上下方向に関する教示位置も取得される。

【0042】

このように本実施形態では、２本の検出光Ｌ１，Ｌ２が、ハンド１４で基板Ｓを保持した場合における基板Ｓの所定位置を通過するように形成されており、当該検出光Ｌ１，Ｌ２の平面視交点が教示位置として取得される。基板の所定位置が直接的に教示位置として取得されるため、実際に基板Ｓを、教示位置とされたステージからハンド１４に載置するとき、載置が確実に行われ得る。特に、本実施形態では、この所定位置が基板の中心位置とされている。また、ハンド１４の中心が、基板保持時の基板の中心位置と一致する。このため、教示位置としてハンド１４の中心あるいは基板中心が直接的に取得されるので、有益である。

【0043】

［第２実施形態］
以下、第２実施形態について説明する。素子２１，２２，３１，３２の平面視配置、それに伴う平面視での検出光Ｌ１，Ｌ２の光路は第１実施形態（図２参照）と同じである。しかし、図７に示すように、第２発光素子３１は、鉛直上向き成分を有した斜め方向に第２検出光Ｌ２を射出する。基板Ｓがハンド１４に載置されていなければ、第２検出光Ｌ２は第２先端部１６ｂの上方を通過し、第２受光素子３２は第２検出光Ｌ２を受光できない（点線矢印参照）。基板Ｓがハンド１４に載置されている場合、第２検出光Ｌ２は基板Ｓの下面で反射する。それにより、第２受光素子３２は第２検出光Ｌ２を受光する（二点鎖線矢印参照）。つまり、第２センサ３０は、基板搬送作業中においてハンド１４に基板Ｓがあるか否かを検出するセンサとしての役割を果たす。なお、基板Ｓがハンド１４に載置された場合、第２発光素子３１および第２受光素子３２と基板Ｓの下面とのギャップＧは、概ね一定値である。また、第２発光素子３１と第２受光素子３２とは中心線Ｃに関して対称に配置され、上下方向において同じ位置に配置されている。したがって、第２検出光Ｌ２は基板Ｓの下面の中心で反射して、第２受光素子３２に入射する。

【0044】

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、このような第２センサ３０を用いて上記同様にして自動教示を行えるようにするために、治具５０のターゲット５２の所定箇所（一例として、上端部）には、透光窓５３と反射器５４とが設けられている。

【0045】

本実施形態での自動教示に際しても、教示プログラムの実行に先立ち、教示位置を取得したいステージに治具５０が設置される。その後は、ハンド１４を治具５０の近傍で動作させることになるが、この動作中のハンド１４の中心線Ｃと直交する方向に透光窓５３が開放されるようにして、治具５０が予め設置される。

【0046】

図９を参照して、自動教示の動作を説明する。自動教示が開始すると、まず、教示位置近傍の教示開始位置までハンド１４を移動させる（Ｓ２１，図１０Ａ参照）。次に、ターゲット５２が第１先端部１６ａおよび第２先端部１６ｂの間の空間内に入るようにハンド１４を移動させ、第１検出光Ｌ１がターゲット５２で遮られた位置で移動を止める（Ｓ２２，図１０Ｂ参照）。第１検出光Ｌ１がターゲット５２から上方へ脱するまでハンド１４を上方に移動させる（Ｓ２３，図１０Ｃ参照）。これにより、ハンド１４の治具５０に対する上下方向の位置関係を特定できる。次に、ハンド１４を下降させ、第２発光素子３１を治具５０の反射器５４から所定距離だけ下に位置させる（Ｓ２４，図１０Ｃ参照）。この所定距離の値は、上記ギャップＧに相当する値である。つまり、第２発光素子３１から射出された第２検出光Ｌ２が、透光窓５３を通って反射器５４に達すると、第２受光素子３２が第２検出光Ｌ２を受光可能である位置まで、ハンド１４を下降させる。

【0047】

そして、第１および第２センサ２０，３０の検出光Ｌ１，Ｌ２でターゲットを走査し（Ｓ２５）、ターゲット５２が検出光Ｌ１，Ｌ２の平面視交点に位置したときに教示位置を取得する（Ｓ２６，図１０Ｄ参照）。ターゲット５２が平面視交点に位置したとき、第１検出光Ｌ１はターゲット５２で遮られるため、第１受光素子２２は第１検出光Ｌ１を受光できず、アンプ２９から制御装置４０に第１センサ２０に関してＯＮ信号が出力される。第２検出光Ｌ２は、反射器５４で反射する（図８Ｂ参照）。そのため、第２受光素子３２が第２検出光Ｌ２を受光し、アンプ２９から制御装置４０に第２センサ３０に関してＯＦＦ信号が出力される。

【0048】

このように本実施形態では、第２発光素子３１が鉛直上向きの成分を有する斜め方向に第２検出光Ｌ２を射出するので、第２センサ３０はハンド１４上の基板Ｓの有無を検出するセンサとしての役割を果たすことができる。基板Ｓの下面と同様にして、第２検出光Ｌ２を反射する反射器５４がターゲット５２に設けられているので、治具５０に立設されたターゲット５２を利用した自動教示も上記のとおり実行可能となる。そして、第１実施形態と同様、ハンド１４の中心が直接的に教示位置として取得されるので、基板Ｓの載置が確実に行われ得る。

【0049】

これまで実施形態について説明したが、上記構成は本開示の趣旨の範囲内で適宜追加、変更および／または削除可能である。

【0050】

上記実施形態では第１および第２センサ２０，３０を透過型の光学センサとしたが、反射型で構成されていてもよい。

【0051】

上記実施形態では、平面視交点が、ハンド１４の中心、あるいは、基板保持時の基板の中心位置に設定されたが、基板保持時の基板中心以外の基板の所定位置に設定されてもよい。

【0052】

また、本開示の技術は、上述したような基板搬送ロボットに教示位置を自動教示するための自動教示方法および制御方法であってもよい。このような自動教示方法および制御方法は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）などの回路、ＩＣカード又は単体のモジュール等によって、実現されてもよい。また、本開示の技術は、上記自動教示方法および制御方法を実行するためのプログラムであってもよく、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】