特許 7576631 ウエハ治具、ロボットシステム、通信方法、及びロボット教示方法

(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】2024-10-23

(45)【発行日】2024-10-31

(54)【発明の名称】ウエハ治具、ロボットシステム、通信方法、及びロボット教示方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20241024BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B25J13/08 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022555293

(86)(22)【出願日】2021-08-23

(86)【国際出願番号】 JP2021030881

(87)【国際公開番号】W WO2022074949

(87)【国際公開日】2022-04-14

【審査請求日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】17/067,423

(32)【優先日】2020-10-09

(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】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雅也

(72)【発明者】

【氏名】中原 一

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１６５０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５６１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２３２６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記受光部へ向けて通知光を照射する光源を備え、
前記光源が前記通知光を前記受光部へ照射することにより、前記ハンド側へ情報を出力し、
前記ウエハ治具は、遮断部を備え、
前記遮断部は、前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持されたときに、前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断することを特徴とするウエハ治具。

【請求項2】

請求項１に記載のウエハ治具であって、
対象物を検出する対象物検出センサを備え、
前記光源は、前記対象物検出センサが前記対象物を検出したか否かを、前記情報として出力することを特徴とするウエハ治具。

【請求項3】

請求項２に記載のウエハ治具であって、
前記対象物検出センサは、当該ウエハ治具の中心に設けられていることを特徴とするウエハ治具。

【請求項4】

請求項２に記載のウエハ治具であって、
前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持された状態において、前記対象物検出センサは、前記ハンドの中心に位置することを特徴とするウエハ治具。

【請求項5】

投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記受光部へ向けて通知光を照射する光源を備え、
前記光源が前記通知光を前記受光部へ照射することにより、前記ハンド側へ情報を出力し、
前記光源の点灯／消灯が繰り返される周期、又は、光強度の強弱が繰り返される周期によって、前記情報が表現されることを特徴とするウエハ治具。

【請求項6】

請求項５に記載のウエハ治具であって、
複数のセンサを備え、
それぞれのセンサの検出結果の組合せに応じて、前記周期が変化することを特徴とするウエハ治具。

【請求項7】

請求項６に記載のウエハ治具であって、
複数のセンサは、２つの光センサを含み、
前記ウエハ治具の厚み方向で見た場合、２つの前記光センサの光軸が交差しており、
前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持された状態において、前記ウエハ治具の厚み方向で見た場合の前記光軸の交差箇所は、前記ハンドの中心に位置することを特徴とするウエハ治具。

【請求項8】

投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記受光部へ向けて通知光を照射する光源を備え、
前記光源が前記通知光を前記受光部へ照射することにより、前記ハンド側へ情報を出力し、
前記ハンドの前記投光部から照射される光を検知可能な治具受光部を備え、
前記治具受光部は、前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持されたときに、前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断する遮断部として機能することを特徴とするウエハ治具。

【請求項9】

請求項１に記載のウエハ治具と、
前記ハンドによって前記ウエハ治具を保持可能なロボットと、
前記ロボットに指令を与えて制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記受光部を介して、前記ウエハ治具側から情報を受信することを特徴とするロボットシステム。

【請求項10】

投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記ハンドの前記投光部から照射される光を検知可能な治具受光部を備え、
前記ウエハ治具は、遮断部を備え、
前記遮断部は、前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持されたときに、前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断することを特徴とするウエハ治具。

【請求項11】

投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記投光部からの前記検出光を前記受光部が受光する状態と、受光しない状態と、を切換可能な光切換部を備え、
前記光切換部の切換によって前記ハンド側へ情報を出力することを特徴とするウエハ治具。

【請求項12】

投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットと、
前記ハンドにより保持されることが可能なウエハ治具と、
の間で、前記ウエハ治具が前記ハンド側へ情報を送信する通信方法であって、
前記ウエハ治具が前記ハンドにより保持された状態とし、前記ウエハ治具が備える遮断部が前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断する第１工程と、
前記ウエハ治具が備える光源が、前記情報に応じた通知光を前記受光部へ向けて照射する第２工程と、
を含むことを特徴とする通信方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の通信方法により、前記ウエハ治具から得られた前記情報に基づいて、前記ロボットへの指令位置を補正することを特徴とするロボット教示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウエハを取り扱うロボットにおける治具の使用に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、半導体ウエハ（半導体基板）を製造するクリーンルーム内に配置され、半導体ウエハを搬送するロボットに、半導体ウエハの搬送位置を自動教示するロボットシステムが知られている。特許文献１は、この種の基板搬送用マニピュレータを開示する。

【0003】

特許文献１の基板搬送用マニピュレータは、教示治具を保持可能なハンドと、ハンドを支持するアーム部と、を備える。このマニピュレータでは、教示治具から導出された教示治具用信号伝達ケーブルが、ハンド基端部に設けたコネクタ接続部で接続され、アームの内部に導入してコントローラと接続されている。特許文献１の構成では、教示動作中に、教示治具用信号伝達ケーブルが一定の姿勢に保たれる。特許文献１は、これにより、ケーブルが周辺装置に引っ掛かって治具や装置を破損してしまったりする問題を回避できるとする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１３７３００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の構成では、電気信号を伝達するために、治具とロボットコントローラとの間を接続する電気ケーブルが必要になる。従って、治具の小型化等が困難であった。また、電気ケーブルが必要な構成は、例えば、塵埃の発生を嫌う半導体を取り扱う用途に適していない場合があった。

【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、ロボットとの通信ケーブルを要しないウエハ治具、及び当該ウエハ治具を用いるロボットシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【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、以下の構成のウエハ治具が提供される。即ち、このウエハ治具は、投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられる。前記ウエハ治具は、前記受光部へ向けて通知光を照射する光源を備える。前記ウエハ治具は、前記光源が前記通知光を前記受光部へ照射することにより、前記ハンド側へ情報を出力する。前記ウエハ治具は、遮断部を備える。前記遮断部は、前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持されたときに、前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断する。

【0009】

本開示の第２の観点によれば、以下の構成のウエハ治具が提供される。即ち、このウエハ治具は、投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられる。前記ウエハ治具は、前記ハンドの前記投光部から照射される光を検知可能な治具受光部を備える。前記ウエハ治具は、遮断部を備える。前記遮断部は、前記ハンドにより前記ウエハ治具が保持されたときに、前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断する。

【0010】

本開示の第３の観点によれば、以下の構成のウエハ治具が提供される。即ち、このウエハ治具は、投光部と、前記投光部から照射される検出光を検出する受光部と、を備えるハンドを有するロボットに用いられる。前記ウエハ治具は、光切換部を備える。前記光切換部は、前記投光部からの前記検出光を前記受光部が受光する状態と、受光しない状態と、を切換可能である。前記光切換部の切換によって前記ハンド側へ情報を出力する。

【0011】

本開示の第４の観点によれば、以下の通信方法が提供される。即ち、この通信方法では、ロボットと、ウエハ治具と、の間で、前記ウエハ治具が前記ハンド側へ情報を送信する。前記ロボットは、投光部と、受光部と、を備えるハンドを有する。前記受光部は、前記投光部から照射される検出光を検出する。前記ウエハ治具は、前記ハンドにより保持されることが可能である。この通信方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。前記第１工程では、前記ウエハ治具が前記ハンドにより保持された状態とし、前記ウエハ治具が備える遮断部が前記投光部と前記受光部の間の光路を遮断する。前記第２工程では、前記ウエハ治具が備える光源が、前記情報に応じた通知光を前記受光部へ向けて照射する。

【0012】

これにより、ウエハ治具が、ロボットが備える構成の一部（投光部と受光部）を利用して、ロボット（ひいては、ロボットを制御する制御部）と通信することが可能になる。通信ケーブルが不要になるため、ウエハ治具の小型化、簡素化、軽量化を実現できるとともに、ロボットの動きの自由度を好適に維持することができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、ロボットとの通信ケーブルを要しないウエハ治具、及び当該ウエハ治具を用いるロボットシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示のロボットシステムの構成を示す斜視図。

【図2】ロボットシステムの一部の構成を示すブロック図。

【図3】第１実施形態のウエハ治具の構成を示す平面図。

【図4】第１実施形態のウエハ治具の構成を示す側面図。

【図5】第１実施形態のウエハ治具を用いて対象物を検出する様子を示す部分斜視図。

【図6】第２実施形態のウエハ治具の構成を示す平面図。

【図7】第２実施形態のウエハ治具の構成を示す側面図。

【図8】第２実施形態のウエハ治具を用いて対象物を検出する様子を示す部分斜視図。

【図9】第３実施形態のウエハ治具を用いて対象物を検出する様子を示す部分斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、ロボットシステム１００の一部の構成を示すブロック図である。図３は、第１実施形態のウエハ治具２の構成を示す平面図である。図４は、第１実施形態のウエハ治具２の構成を示す側面図である。図５は、第１実施形態のウエハ治具２を用いて対象物９を検出する様子を示す部分斜視図である。

【0016】

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１に作業を行わせるシステムである。このロボットシステム１００は、例えば、ロボット１（具体的には、後述のハンド１０）の位置を効率的かつ正確に教示する自動教示を行うことができる。

【0017】

ロボットシステム１００は、ロボット１と、ウエハ治具（通信治具）２と、コントローラ（制御部）５と、を備える。

【0018】

ロボット１は、例えば、図略の保管装置に保管されるウエハを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。

【0019】

ロボット１は、図１に示すように、ハンド（エンドエフェクタ）１０と、マニピュレータ１１と、姿勢検出部１２と、を備える。

【0020】

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。

【0021】

本実施形態のロボット１において、図１に示すように、ハンド１０の先端側には、マッピングセンサ（光学式センサ）６が設けられている。マッピングセンサ６により、ウエハ等の物体の有無等の確認（マッピング）を非接触で行うことができる。本実施形態において、マッピングセンサ６は、例えば、投光部６１と受光部６２とを有する透過型センサから構成される。

【0022】

投光部６１及び受光部６２は、平面視でハンド１０の中心から一側（ハンド１０の先端側）に偏った位置に、適宜の間隔をあけて並べて配置されている。ここで、ハンド１０の中心とは、ハンド１０が円形のウエハを保持した場合の、平面視でウエハの中心に一致する位置をいう。

【0023】

投光部６１は、例えば赤外光等の検出光を、受光部６２へ向けて照射する。受光部６２は、無線又は有線でコントローラ５と接続されている。受光部６２は、検出光の受光の有無を示す電気信号をコントローラ５へ出力する。

【0024】

投光部６１と受光部６２の間に物体がない場合、投光部６１からの検出光が受光部６２に到達するため、受光部６２は受光ありの電気信号を出力する。投光部６１と受光部６２の間に物体がある場合、投光部６１からの検出光が物体によって遮られるため、受光部６２は受光なしの電気信号を出力する。

【0025】

マニピュレータ１１は、主として、基台１３と、昇降軸１４、複数のリンク（ここでは、第１リンク１５及び第２リンク１６）と、を備える。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

姿勢検出部１２は、複数の回転センサ１２ａを備える。回転センサ１２ａは、例えば、エンコーダから構成される。それぞれの回転センサ１２ａは、ハンド１０、第１リンク１５、第２リンク１６を駆動する図略の駆動モータのそれぞれの回転位置を検出する。各回転センサ１２ａは、コントローラ５と電気的に接続されており、検出された回転位置をコントローラ５に送信する。

【0031】

ウエハ治具２は、ウエハを模擬した治具であり、全体として略円板状に形成されている。ウエハ治具２は、図３に示すように、本体２１と、対象物検出センサ２２と、ブロッカー（遮断部）２３と、エミッター（光源）２４と、を備える。

【0032】

本体２１は、円形の平板状に形成されている。本体２１の径は、ロボット１が搬送対象とするウエハの径と等しい。本体２１の形状がウエハを実質的に模擬していれば良く、本体２１の材料がウエハと同一である必要はない。

【0033】

対象物検出センサ２２は、対象物９を検出するために用いられる。対象物検出センサ２２は、例えば、発光部と受光部を備える反射型センサとして構成される。対象物検出センサ２２の発光部及び受光部は、本体２１の下部であって、円形の本体２１の中心部に設けられている。対象物検出センサ２２が照射する光の光軸は、本体２１の中心軸上に位置する。

【0034】

対象物９は、例えば、図５に示すように、細長い円錐台状に形成されている。対象物９は、ハンド１０の移動可能範囲内における適宜の場所に、上下に向けて配置される。対象物９の上端の面は、光を反射可能に形成されている。対象物９の上面に、反射シート等が貼られても良い。

【0035】

ブロッカー２３は、投光部６１が照射する検出光を遮断するために用いられる。ブロッカー２３は、本体２１の下方に突出するように設けられている。

【0036】

エミッター２４は、受光部６２に検出光を照射するために用いられる。エミッター２４は、例えば、投光部６１と同じ構成を有し、赤外光等の通知光を、受光部６２へ向けて照射する。エミッター２４は、本体２１の下方に突出するように設けられている。

【0037】

ブロッカー２３及びエミッター２４は、平面視で本体２１の中心から一側に偏った位置に、適宜の間隔をあけて並べて配置されている。

【0038】

具体的には、図３に示すように、ウエハ治具２がハンド１０により保持されている状態において、ブロッカー２３及びエミッター２４は、何れもマッピングセンサ６の検出光の光路（投光部６１から受光部６２への光路）に位置する。このとき、ブロッカー２３は、光路において投光部６１に近い側に位置し、エミッター２４は、受光部６２に近い側に位置する。

【0039】

ブロッカー２３は、投光部６１に対面した状態で、投光部６１からの検出光を遮る。エミッター２４は、受光部６２に対面した状態で、通知光を受光部６２へ向けて照射する。

【0040】

本実施形態においては、図３に示すように、ウエハ治具２がハンド１０により保持されている状態において、ブロッカー２３及びエミッター２４は、ハンド１０の延びる方向に平行な軸Ａ１を対称軸として対称に設けられている。しかし、ブロッカー２３及びエミッター２４の配置は上記に限定されない。

【0041】

図３に示すように、本実施形態のウエハ治具２は、増幅器２５と、バッテリー２６と、を備える。

【0042】

増幅器２５は、対象物検出センサ２２の検出信号を増幅するために用いられる。増幅器２５は、本体２１の上に設けられている。増幅器２５は、対象物検出センサ２２及びバッテリー２６に電気的に接続されている。増幅器２５は、バッテリー２６からの電力で動作し、対象物検出センサ２２から受信した検出信号を増幅する。増幅された検出信号の電圧は、所定の電圧と、図略の比較器によって比較される。比較器は、比較結果を、動作信号としてバッテリー２６に出力する。

【0043】

バッテリー２６は、対象物検出センサ２２、増幅器２５及びエミッター２４等に電力を供給する。

【0044】

バッテリー２６は、比較器からの信号に応じて、エミッター２４の点灯／消灯を切り替える。従って、比較器は、エミッター２４を制御して本開示の通信方法を実現するための光源制御部として実質的に機能する。

【0045】

上記のように構成されたウエハ治具２は、ハンド１０に設けられたマッピングセンサ６を介してコントローラ５と通信することができる。詳細は後述する。

【0046】

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、ロボット１を制御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。

【0047】

コントローラ５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。

【0048】

次に、本実施形態のロボットシステム１００において、本開示の通信方法により、ウエハ治具２の検出結果から得られたハンド１０の検出位置に基づいて、ロボット１への指令位置を補正するロボット教示方法について、詳細に説明する。

【0049】

ウエハ治具２は、非使用時には、適宜の保管位置に保管されている。ロボット１は、コントローラ５からの制御指令に応じて、保管位置にあるウエハ治具２を保持する（第１工程）。ロボット１は、保持したウエハ治具２を所定の位置へ搬送する。搬送後、ウエハ治具２の対象物検出センサ２２は、対象物９の近傍に位置している。

【0050】

その後、ロボット１は、ウエハ治具２とともにハンド１０を、平面視で適当な範囲内で様々な方向に動かしながら、対象物９を対象物検出センサ２２によって走査する。本実施形態において、対象物９の上面の形状は円形状となっている。従って、その円の少なくとも３点の位置を対象物検出センサ２２で検知できれば、円の中心を特定できる。本実施形態では、平面視で、対象物９の上面の円の中心が、後述の位置補正のための基準位置となっている。

【0051】

この走査の過程で、ウエハ治具２において、対象物検出センサ２２により対象物９が検出されるとエミッター２４は点灯し、検出されなければ消灯する（第２工程）。エミッター２４の通知光は、ハンド１０側の受光部６２で検知することができる。受光部６２は、通知光の受光の有無を示す電気信号をコントローラ５へ出力する。以上により、コントローラ５は、対象物検出センサ２２による対象物９の検知の有無を、受光部６２を通じて認識することができる。

【0052】

対象物検出センサ２２が対象物９を検出した場合、エミッター２４を点灯させることに代えて、所定頻度で点滅させても良い。この場合、コントローラ５は、エミッター２４からの通知光と、投光部６１からの検出光と、を容易に区別することができる。

【0053】

ロボット１の公差等によって、ロボット１に指令したハンド１０の位置と、ハンド１０の実際の位置との間にズレが生じる場合がある。本実施形態によれば、ウエハ治具２によって対象物９を走査した結果に基づいて上記のズレを特定し、ロボット１への指令位置を補正することができる。

【0054】

以下、簡単に説明する。コントローラ５は、対象物９を対象物検出センサ２２で検知した３点のそれぞれに相当する、ロボット１への指令位置を予め記憶している。コントローラ５は、３点の指令位置を通過する円の中心に相当する指令位置を、公知の方法で計算する。このように計算された指令位置と、ハンド１０の中心を対象物９の中心と一致させるために従前に使われていた指令位置と、の間にズレがある場合、コントローラ５は、このズレ量を計算で取得する。このズレ量は、例えば平面ベクトルで表すことができる。コントローラ５は、元の指令位置からズレ量のベクトルを減算することで、指令位置のオフセットを補正する。補正後の指令位置をコントローラ５がロボット１に与えることにより、ロボット１の動作精度を高めることができる。

【0055】

ウエハ治具２はウエハを模した形状となっているので、ハンド１０はウエハ治具２を、通常のウエハと同様に取り扱うことができる。従って、上述した走査及び位置補正の一連の動作を自動的に行うことが容易である。

【0056】

ウエハ治具２は、マッピングセンサ６（具体的には受光部６２）を介して、対象物検出センサ２２により対象物９が検出されたことをコントローラ５に通知する。このように、光通信によって情報の伝達が行われるので、電気ケーブルを不要とすることができる。これにより、構成の簡素化、軽量化を実現することができる。また、電気ケーブルが不要になるので、塵埃の発生を抑制することができる。更に、ロボットが従来から備えることが多いマッピングセンサ６を使用する構成であるので、既存のロボットへの適用も容易である。

【0057】

以上に説明したように、本実施形態のウエハ治具２は、投光部６１と、受光部６２と、を備えるハンド１０を有するロボット１に用いられる。ウエハ治具２は、受光部６２へ向けて通知光を照射するエミッター２４を備える。ウエハ治具２は、エミッター２４が通知光を受光部６２へ照射することにより、ハンド１０側へ情報を出力する。

【0058】

これにより、ウエハ治具２が、ロボット１が備える構成の一部（投光部６１及び受光部６２）を利用して、ロボット１と通信することが可能になる。通信ケーブルが不要になるため、ウエハ治具２の小型化、簡素化、軽量化を実現できるとともに、ロボット１の動きの自由度を好適に維持することができる。

【0059】

また、本実施形態のウエハ治具２は、ブロッカー２３を備える。ブロッカー２３は、ハンド１０によりウエハ治具２が保持されたときに、投光部６１と受光部６２の間の光路を遮断する。

【0060】

これにより、ウエハ治具２の使用時に、投光部６１からの検出光を受光部６２が受光するのを防止することができる。

【0061】

また、本実施形態のウエハ治具２は、対象物９を検出する対象物検出センサ２２を備える。ウエハ治具２のエミッター２４は、対象物検出センサ２２が対象物９を検出したか否かを、情報として出力する。

【0062】

これにより、ウエハ治具２側で対象物９を検出したか否かを、ロボット１側で認識することができる。

【0063】

また、本実施形態では、対象物検出センサ２２は、当該ウエハ治具２の中心に設けられている。

【0064】

これにより、ウエハ治具２の中心に対応する位置から対象物９を検出することになるので、対象物９を検出したウエハ治具２の位置を正確に把握することができる。

【0065】

また、本実施形態では、ハンド１０によりウエハ治具２が保持された状態において、対象物検出センサ２２はハンド１０の中心に位置する。

【0066】

これにより、位置制御の基準として用いられることが多いハンド１０の中心位置における検出結果を得ることができる。従って、例えば、検出結果を位置制御のために用いることで、ロボット１の動作精度を高めることができる。

【0067】

また、本実施形態のウエハ治具２においては、エミッター２４の点灯／消灯によって、対象物検出センサ２２が対象物９を検出したか否かの情報が表現される。

【0068】

これにより、簡素な構成でウエハ治具２側から情報を送信することができる。

【0069】

次に、第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態のウエハ治具２ｘの構成を示す平面図である。図７は、第２実施形態のウエハ治具２ｘの構成を示す側面図である。図８は、第２実施形態のウエハ治具２ｘを用いて対象物９ｘを検出する様子を示す部分斜視図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

【0070】

本実施形態のウエハ治具２ｘにおいては、図６に示すように、本体２１ｘにスリット部２７が形成されている。スリット部２７は、ハンド１０によってウエハ治具２ｘを保持したときに、ハンド１０の長手方向に沿って、本体２１ｘの中心部から先端側に向けて開口するように形成されている。スリット部２７は、本体２１ｘの厚み方向において、本体２１ｘを貫通している。

【0071】

本実施形態のウエハ治具２ｘは、２つの対象物検出センサ２２を備えている。２つの対象物検出センサ２２は、何れも光センサである。対象物検出センサ２２は、ウエハ治具２ｘがハンド１０により保持されている状態において、ハンド１０と干渉しないように配置されている。

【0072】

それぞれの対象物検出センサ２２は、投光部と受光部とを備える。以下では、それぞれの投光部に符号２２ｘ、２２ａを付し、それぞれの受光部に符号２２ｙ、２２ｂを付して説明する。投光部２２ｘと受光部２２ｙとから１つの対象物検出センサ２２が構成され、投光部２２ａと受光部２２ｂとから他の１つの対象物検出センサ２２が構成される。

【0073】

投光部２２ｘ，２２ａ、受光部２２ｙ，２２ｂのそれぞれの構成は、上述のマッピングセンサ６が備える投光部６１、受光部６２のそれぞれと同様であるため、説明を省略する。

【0074】

受光部２２ｙは、投光部２２ｘに対して、軸Ａ１を挟んで反対側に配置されている。受光部２２ｂは、投光部２２ａに対して、軸Ａ１を挟んで反対側に配置されている。２つの対象物検出センサ２２は、平面視で、その光路がＸ字状に交差するように配置されている。この光路が互いに交差する点は、本体２１ｘの中心と一致している。

【0075】

増幅器２５は、２つのチャネルを有している。受光部２２ｙは、増幅器２５の第１チャネルＣｈ１に電気的に接続されている。受光部２２ｂは、増幅器２５の第２チャネルＣｈ２に電気的に接続されている。

【0076】

本実施形態においては、対象物９ｘは、例えば、図７及び図８に示すように、本体２１ｘのスリット部２７を貫通できる棒状部材から構成されている。対象物９ｘは、光を遮断する材料によって丸棒状に形成される。

【0077】

本実施形態のウエハ治具２ｘにおいて、第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２の何れにおいても対象物検出センサ２２により対象物９ｘが検出されていない場合、エミッター２４は消灯するように制御される。

【0078】

第１チャネルＣｈ１の対象物検出センサ２２により対象物９ｘが検出されているが、第２チャネルＣｈ２の対象物検出センサ２２では検出されない場合、エミッター２４は、所定の第１頻度（例えば１０Ｈｚ）で点滅するように制御される。

【0079】

第１チャネルＣｈ１の対象物検出センサ２２では対象物９ｘが検出されないが、第２チャネルＣｈ２の対象物検出センサ２２では検出されている場合、エミッター２４は、所定の第２頻度（例えば２０Ｈｚ）で点滅するように制御される。

【0080】

第１チャネルＣｈ１、第２チャネルＣｈ２の双方の対象物検出センサ２２により対象物９ｘが検出されている場合、エミッター２４は、所定の第３頻度（例えば３０Ｈｚ）で点滅するように制御される。

【0081】

以上のように、２つの対象物検出センサ２２の検出結果の組合せに応じて、エミッター２４の点滅周期が変化する。

【0082】

エミッター２４の点滅制御を行うために、ウエハ治具２ｘは、図示しない小型のコンピュータを備える。このコンピュータは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備える。コンピュータは光源制御部として機能し、エミッター２４を介して情報をコントローラ５に送信する。

【0083】

本実施形態では、上述の第１実施形態と異なり、２つの対象物検出センサ２２の検出結果を同時に監視することができる。従って、対象物９ｘの中心位置を、例えば、ウエハ治具２（ハンド１０）を直線状に１回移動させるだけの単純な動作で特定することができる。従って、位置補正を短時間で完了させることができる。

【0084】

以上に説明したように、本実施形態のウエハ治具２ｘにおいては、エミッター２４の点灯／消灯が繰り返される周期によって、情報が表現される。

【0085】

これにより、多様な情報をウエハ治具２ｘからコントローラ５へ伝達することができる。

【0086】

また、本実施形態のウエハ治具２は、複数の対象物検出センサ２２を備える。それぞれの対象物検出センサ２２の検出結果の組合せに応じて、エミッター２４の点灯／消灯が繰り返される周期が変化する。

【0087】

これにより、複数の対象物検出センサ２２の検出結果を、簡素な構成でコントローラ５に送信することができる。

【0088】

また、本実施形態のウエハ治具２ｘは、２つの対象物検出センサ２２を備える。ウエハ治具２ｘの厚み方向で見た場合、２つの対象物検出センサ２２の光軸が交差している。ハンド１０によりウエハ治具２が保持された状態において、ウエハ治具２の厚み方向で見た場合の光軸の交差箇所は、ハンド１０の中心に位置する。

【0089】

これにより、２つの対象物検出センサ２２で対象物９ｘを検出することにより、ハンド１０の中心位置と対象物９ｘの位置関係を容易に特定することができる。

【0090】

次に、第３実施形態を説明する。図９は、第３実施形態のウエハ治具２ｙを用いて対象物９を検出する様子を示す部分斜視図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

【0091】

本実施形態のウエハ治具２ｙは、図９に示すように、第１実施形態のブロッカー２３及びエミッター２４の代わりに、光切換部２８を備える。

【0092】

光切換部２８は、ウエハ治具２ｙの本体２１の下方に突出するように設けられている。光切換部２８は、マッピングセンサ６の検出光の光路（投光部６１から受光部６２への光路）に位置する。

【0093】

光切換部２８は、例えば、液晶シャッター、機械式シャッター等から構成され、マッピングセンサ６の検出光の通過及び遮断を切換可能である。

【0094】

光切換部２８は、例えば対象物検出センサ２２の検出結果に応じて開閉し、受光部６２が投光部６１からの検出光を受光するか否かを適宜切り換える。これにより、ウエハ治具２ｙは、上述の実施形態と同様に、ハンド１０側へ情報を出力することができる。

【0095】

以上に本開示の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、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。

【0096】

ブロッカー２３は、受光部６２と同じ構成を有するレシーバー（治具受光部）から構成されても良い。この場合、コントローラ５は、投光部６１を介して、ブロッカー２３（即ちウエハ治具２，２ｘ）に指令を与えることができる。即ち、ロボット１からウエハ治具２への通信についても、電気ケーブルを用いずに実現することができる。ウエハ治具２，２ｘに与える指令は任意であるが、例えば、対象物検出センサ２２による検知の開始／停止等を挙げることができる。

【0097】

ブロッカー２３を省略し、エミッター２４がブロッカー２３を兼ねるように構成することもできる。ウエハ治具２の使用時に投光部６１を消灯するように制御できる構成では、ブロッカー２３は不要である。

【0098】

平面視（ハンド１０の厚み方向）で見た場合に、投光部２２ｘ及び投光部２２ａからの検出光が交差し、その交差点がハンド１０（ウエハ治具２ｘ）の中心に位置すれば、検出光の光軸同士が実際に交差しなくても良い。例えば、２つの対象物検出センサ２２の光軸を、本体２１ｘの厚み方向で異なる位置に設けることもできる。

【0099】

ウエハ治具２ｘが備える２つの対象物検出センサ２２は、ハンド１０と干渉しない限り、本体２１ｘの下面に設けても良い。対象物検出センサ２２の光軸を本体２１ｘから下方へ離して配置できる場合、スリット部２７を省略することも可能である。

【0100】

対象物検出センサ２２は、非接触型のセンサであっても良いし、接触型であっても良い。

【0101】

対象物検出センサ２２に代えて、又は加えて、様々なセンサをウエハ治具２に設けることができる。例えばウエハ治具２に非接触型の距離計を備え、検出された距離に応じた周期でエミッター２４を点滅させることが考えられる。

【0102】

エミッター２４の制御によって情報を表現する方法は様々に考えられる。エミッター２４の点灯／消灯を、情報を２進数で表現したパターンに従って制御しても良い。エミッター２４の点灯／消灯に代えて、光強度の強弱、及び光源の波長の違い等によって情報を表現することもできる。

【0103】

ウエハ治具２，２ｘ，２ｙは、対象物９，９ｘの検出以外の目的（言い換えれば、ロボット１の位置補正以外の目的）で用いられても良い。

【0104】

バッテリー２６は、１次電池として構成することも、２次電池として構成することもできる。バッテリー２６を２次電池として構成した場合、ウエハ治具２の保管位置又は別の位置に、バッテリー２６への充電を行うための充電装置が配置されることが好ましい。これにより、自動充電を実現することができる。

【0105】

ウエハ治具２，２ｘ，２ｙは、マッピングセンサ６の代わりに、ハンド１０に搭載された在荷センサ等の他の光学式センサを介して、コントローラ５へ情報を送信することもできる。

【0106】

本明細書で開示する要素の機能は、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、それらの組合せ、を含む回路又は処理回路を使用して実行することができる。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、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良いし、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良い。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合せであり、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】

【0107】

１ ロボット
２，２ｘ，２ｙ ウエハ治具
５ コントローラ（制御部）
６ マッピングセンサ
９，９ｘ 対象物
１０ ハンド
２２ 対象物検出センサ（センサ）
２３ ブロッカー（遮断部）
２４ エミッター（光源）
６１ 投光部
６２ 受光部
１００ ロボットシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】