特許 7588943 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】2024-11-15

(45)【発行日】2024-11-25

(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 20060101AFI20241118BHJP

   B25J 9/22 20060101ALI20241118BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

B25J9/22 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022571972

(86)(22)【出願日】2021-11-18

(86)【国際出願番号】 JP2021042427

(87)【国際公開番号】W WO2022137918

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2023-05-23

(31)【優先権主張番号】17/131,082

(32)【優先日】2020-12-22

(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】丹 治彦

(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２００６－３３２５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３７３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１３７９９１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｂ２５Ｊ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハを搬送可能なハンドと、
前記ハンドがウエハを保持する部材の状態、又は、前記ハンドがウエハを吸着する負圧の状態を検出する状態検出部と、
を備えるロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記ハンド側へ情報を出力するための情報出力部を備え、
前記情報出力部は、前記状態検出部の検出結果を変化させることにより、当該状態検出部を介して、前記ハンド側へ情報を出力し、
前記ハンドは、前記ウエハを押圧する押圧部材を備え、
前記状態検出部は、前記押圧部材の位置を検出する位置センサであり、
前記情報出力部は、前記押圧部材を押圧に抗して退避させるアクチュエータを備えることを特徴とするウエハ治具。

【請求項2】

ウエハを搬送可能なハンドと、
前記ハンドがウエハを保持する部材の状態、又は、前記ハンドがウエハを吸着する負圧の状態を検出する状態検出部と、
を備えるロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記ハンド側へ情報を出力するための情報出力部を備え、
前記情報出力部は、前記状態検出部の検出結果を変化させることにより、当該状態検出部を介して、前記ハンド側へ情報を出力し、
前記ハンドには、ウエハを吸着可能な吸引口が形成され、
前記状態検出部は、前記吸引口と負圧源とを繋ぐ経路の負圧を検出する負圧センサであり、
前記ウエハ治具は、前記ハンドによって吸着されるときに前記吸引口に接続される接続室を備え、
前記情報出力部は、前記接続室の容積を変更するアクチュエータを備えることを特徴とするウエハ治具。

【請求項3】

ウエハを搬送可能なハンドと、
前記ハンドがウエハを保持する部材の状態、又は、前記ハンドがウエハを吸着する負圧の状態を検出する状態検出部と、
を備えるロボットに用いられるウエハ治具であって、
前記ハンド側へ情報を出力するための情報出力部を備え、
前記情報出力部は、前記状態検出部の検出結果を変化させることにより、当該状態検出部を介して、前記ハンド側へ情報を出力し、
前記情報出力部は、電動アクチュエータの動作によって情報を出力することを特徴とするウエハ治具。

【請求項4】

請求項１から３までの何れか一項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、
前記情報出力部は、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5】

請求項４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6】

請求項５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7】

請求項１から３までの何れか一項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、前記状態検出部を介して、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8】

ウエハを搬送可能なハンドがウエハを保持する部材の状態、又は、前記ハンドがウエハを吸着する負圧の状態を検出可能な状態検出部を備えるロボットと、
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する第１工程と、
前記ウエハ治具が備える情報出力部が、前記情報に応じて、前記状態検出部の検出結果を変化させる第２工程と、
を含み、
前記ハンドは、前記ウエハを押圧する押圧部材を備え、
前記状態検出部は、前記押圧部材の位置を検出する位置センサであり、
前記情報出力部は、前記押圧部材を押圧に抗して退避させるアクチュエータを備えることを特徴とする通信方法。

【請求項9】

請求項８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、ハンドと、状態検出部と、を備えるロボットに用いられる。前記ハンドは、ウエハを搬送可能である。前記状態検出部は、前記ハンドがウエハを保持する部材の状態、又は、前記ハンドがウエハを吸着する負圧の状態を検出する。前記ウエハ治具は、前記ハンド側へ情報を出力するための情報出力部を備える。前記情報出力部は、前記状態検出部の検出結果を変化させることにより、当該状態検出部を介して、前記ハンド側へ情報を出力する。前記ハンドは、前記ウエハを押圧する押圧部材を備える。前記状態検出部は、前記押圧部材の位置を検出する位置センサである。前記情報出力部は、前記押圧部材を押圧に抗して退避させるアクチュエータを備える。

【0009】

本開示の第２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、ウエハを搬送可能なハンドがウエハを保持する部材の状態、又は、前記ハンドがウエハを吸着する負圧の状態を検出可能な状態検出部を備える。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。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する。前記第２工程では、前記ウエハ治具が備える情報出力部が、前記情報に応じて、前記状態検出部の検出結果を変化させる。前記ハンドは、前記ウエハを押圧する押圧部材を備える。前記状態検出部は、前記押圧部材の位置を検出する位置センサである。前記情報出力部は、前記押圧部材を押圧に抗して退避させるアクチュエータを備える。

【0010】

これにより、ウエハ治具が、ロボットが備える構成の一部（状態検出部）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。簡素な構成でウエハ治具側から情報を送信することができる。

【発明の効果】

【0011】

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】

【0012】

【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】図３の状態から電動シリンダが押圧部材を強制的に退避させた様子を示す平面図。

【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一部断面模式図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、図面を参照して、開示される実施の形態を説明する。図１は、本開示のロボットシステム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、図３の状態から電動シリンダ２８が押圧部材７０を強制的に退避させた様子を示す平面図である。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。

【0014】

図１に示すロボットシステム１００は、クリーンルーム等の作業空間内でロボット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。

【0015】

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。

【0016】

ロボット１は、例えば、図略の保管容器に保管されるウエハ（ワーク）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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

ハンド１０は、エッジグリップ型のハンドとして構成されている。ハンド１０の先端側及び根元側のそれぞれに、ウエハを保持するためのエッジガイド部６が複数設けられている。エッジガイド部６は、円板状のウエハの外周面に接触することができる。

【0020】

ハンド１０には、押圧機構７が設けられている。押圧機構７は、ハンド１０の根元側に配置されている。押圧機構７は、ハンド１０の上に載ったウエハの外周面に接触して、ウエハをハンド１０の先端側へ押す。この結果、押圧機構７は、ハンド１０の先端側のエッジガイド部６との間で、ウエハを挟んで保持することができる。

【0021】

押圧機構７は、図３に示すように、押圧部材７０と、伝達部材７１と、空気圧シリンダ７２と、スライド部材７３と、位置センサ７４と、を備える。

【0022】

押圧部材７０は、ウエハの外周面に接触可能な部材である。押圧部材７０は、ハンド１０の対称軸Ａ１に沿って移動可能に設けられている。

【0023】

押圧部材７０には、伝達部材７１が連結されている。伝達部材７１は、ハンド１０の対称軸Ａ１に沿って細長く形成されている。伝達部材７１は、ハンド１０に形成される孔又は溝の内部に配置されている。伝達部材７１は、押圧部材７０と空気圧シリンダ７２とを連結する。

【0024】

空気圧シリンダ７２は、伝達部材７１を介して押圧部材７０を駆動する。空気圧シリンダは、流体圧シリンダの一種である。空気圧シリンダ７２に代えて、他の直動アクチュエータを用いることもできる。

【0025】

空気圧シリンダ７２は、ロッド７２ａと、シリンダ部材７２ｂと、を備える。

【0026】

ロッド７２ａは、対称軸Ａ１に沿って配置されている。シリンダ部材７２ｂは中空状に形成され、その内部には、ピストン７２ｃが配置されている。ロッド７２ａの一部がシリンダ部材７２ｂに差し込まれ、その端部がピストン７２ｃに連結されている。ピストン７２ｃと反対側におけるロッド７２ａの端部が、伝達部材７１に連結されている。シリンダ部材７２ｂは、マニピュレータ１１の内部に配置された配管等を介して、図略の圧縮空気源に接続されている。シリンダ部材７２ｂの内部に形成されたシリンダ室に圧縮空気を供給すると、ロッド７２ａがシリンダ部材７２ｂから進出するように駆動される。この結果、押圧部材７０をハンド１０の先端に向かって変位させることができる。

【0027】

スライド部材７３は、ロッド７２ａ又は伝達部材７１における適宜の位置に取り付けられている。ハンド１０には、図略の案内部材（例えば、レール）が設けられている。この案内部材は、スライド部材７３の移動方向を案内する。スライド部材７３は、ロッド７２ａ、伝達部材７１及び押圧部材７０の移動と連動して、対称軸Ａ１に沿って移動することができる。

【0028】

位置センサ７４は、スライド部材７３の位置を検出することができる。位置センサ７４は、コントローラ５と電気的に接続されており、検出した押圧部材７０の位置情報をコントローラ５に出力する。位置センサ７４は、例えば、スライド部材７３の可動ストロークの中途にある所定位置を境界として、スライド部材７３が所定位置よりもハンド１０の先端側に進出していればＯＮとなり、ハンド１０の先端側から退避していればＯＦＦとなるように構成することができる。

【0029】

押圧部材７０が進出状態と退避状態との間で切り換わるのに応じて、押圧部材７０の位置が変化する。従って、位置センサ７４は、押圧部材７０の状態を検出する状態検出部であるということができる。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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、情報出力部２３と、を備える。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

情報出力部２３は、ハンド１０に設けられた押圧機構７を介して、ハンド１０側（即ち、コントローラ５）へ情報を出力するために用いられる。

【0041】

本実施形態において、情報出力部２３は、直動アクチュエータの一種である電動シリンダ２８を備える。電動シリンダ２８は、例えば、ボールネジ機構と、ネジ軸を駆動する電動モータと、を用いて構成することができる。しかしながら、情報出力部２３の構成はこれに限定されず、例えばソレノイドによって情報出力部２３を構成することもできる。

【0042】

電動シリンダ２８は、出力ロッド（強制退避部材）２８ａと、シリンダ部材２８ｂと、を備える。

【0043】

出力ロッド２８ａは、細長い部材として構成される。ウエハ治具２をハンド１０に保持したとき、出力ロッド２８ａは、対称軸Ａ１に沿うように配置される。このとき、出力ロッド２８ａの先端面は、ハンド１０が備える前述の押圧部材７０と対向する。

【0044】

シリンダ部材２８ｂには、図略の電動モータが配置されている。電動モータは、後述のバッテリー２６からの電力で動作する。電動モータの回転により、出力ロッド２８ａがシリンダ部材２８ｂから進出するように駆動される。出力ロッド２８ａの移動方向は、ウエハ治具２をハンド１０に保持したときに、ハンド１０の対称軸Ａ１に沿うように定められる。

【0045】

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、を更に備える。

【0046】

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、動作信号として情報出力部２３に出力する。

【0047】

バッテリー２６は、対象物検出センサ２２、増幅器２５及び情報出力部２３等に電力を供給する。

【0048】

電動シリンダ２８の電動モータは、比較器からの信号が変化するのに応じて駆動され、出力ロッド２８ａの進出／退避を切り替える。

【0049】

出力ロッド２８ａが退避している図３の状態では、ハンド１０の押圧部材７０は、ウエハ治具２の本体２１の外周面に接触して保持する。従って、ハンド１０の位置センサ７４はＯＮ状態である。

【0050】

出力ロッド２８ａが進出している図４の状態では、出力ロッド２８ａが、空気圧シリンダ７２の押圧力に抗して押圧部材７０を強制的に退避させる。従って、ハンド１０の位置センサ７４はＯＦＦ状態である。

【0051】

従って、比較器は、情報出力部２３（電動シリンダ２８）の電動モータを制御して本開示の通信方法を実現するための情報出力制御部として実質的に機能する。

【0052】

上記のように構成されたウエハ治具２は、ハンド１０に設けられた押圧機構７の位置センサ７４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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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）。この状態が図３に示されている。

【0057】

ウエハ治具２がハンド１０によって保持される前は、ウエハ治具２の情報出力部２３において、電動シリンダ２８の出力ロッド２８ａは退避状態となっている。出力ロッド２８ａの先端面は、本体２１の外縁よりも内側に位置している。押圧機構７の押圧部材７０は、ハンド１０の先端側に進出して、ウエハ治具２の本体２１に接触して押圧する。ウエハ治具２がハンド１０によって保持された状態では、押圧部材７０は進出側に移動しているので、位置センサ７４はＯＮ状態である。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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、電動シリンダ２８の電動モータが動作し、出力ロッド２８ａが図４に示すようにハンド１０の根元側へ進出する（第２工程）。本体２１ｘの外縁から突出する出力ロッド２８ａによって、押圧部材７０が図５の太線矢印で示すように退避側に押し込まれる。この結果、位置センサ７４はＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換わる。従って、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、位置センサ７４を通じて認識することができる。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

ウエハ治具２は、押圧機構７の位置センサ７４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、電動シリンダ２８の出力ロッド２８ａが押圧機構７の押圧部材７０を押し込んで退避させることで情報の伝達が行われるので、ウエハ治具２とハンド１０とを繋ぐ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押圧機構７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。

【0065】

以上に説明したように、本実施形態のウエハ治具２は、ハンド１０と、位置センサ７４と、を備えるロボット１に用いられる。ハンド１０は、ウエハを搬送可能である。位置センサ７４は、ハンド１０においてウエハを保持する押圧部材７０の状態を検出する。ウエハ治具２は、ハンド１０側へ情報を出力するための情報出力部２３を備える。情報出力部２３は、位置センサ７４の検出結果を変化させることにより、位置センサ７４を介してハンド１０側へ情報を出力する。

【0066】

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（押圧機構７）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。

【0067】

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。情報出力部２３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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

また、本実施形態のウエハ治具２において、ハンド１０は、ウエハを押圧する押圧部材７０を備える。位置センサ７４は、押圧部材７０の位置を検出する。

【0074】

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。

【0075】

また、本実施形態のウエハ治具２において、情報出力部２３は、電動シリンダの動作によって情報を出力する。

【0076】

これにより、例えば圧縮空気源からの配管をウエハ治具２に接続しなくても、バッテリー２６から供給される電気エネルギーを用いて、コントローラ５との通信を行うことができる。従って、ウエハ治具２の取扱いが容易になる。

【0077】

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の構成を示す一部断面模式図である。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。

【0078】

本実施形態のロボットは、吸着グリップ型のハンド１０ｘを備える。ハンド１０ｘには、図６に示すように、ウエハを吸着して保持するための吸引口１７が複数（本実施形態においては３つ）形成されている。それぞれの吸引口１７は、負圧流路（経路）８０を介して、負圧源８と接続されている。負圧流路８０の途中には、負圧センサ８１が接続されている。

【0079】

負圧センサ８１は、負圧用の圧力センサとして構成される。負圧センサ８１は、コントローラ５と電気的に接続されており、検出した圧力をコントローラ５に送信する。負圧センサ８１は、ハンド１０ｘがウエハを吸着する負圧の状態を検出する状態検出部の一種である。

【0080】

ウエハ治具２ｘは、本体２１ｘを備える。本体２１ｘには貫通孔２１ａが形成されている。

【0081】

この貫通孔２１ａは、３つの吸引口１７のうち１つに対応する位置に設けられている。具体的には、貫通孔２１ａは、ハンド１０ｘの手首部に近い側の吸引口１７に対応して形成されている。図７に示すように、ウエハ治具２ｘがハンド１０ｘにより保持された状態において、吸引口１７の内部空間と、貫通孔２１ａの内部空間と、が接続される。

【0082】

ウエハ治具２ｘは、情報出力部２３ｘを備える。情報出力部２３ｘは、空気シリンダ２７と、電動シリンダ（アクチュエータ）２９と、を備える。

【0083】

空気シリンダ２７は、図７に示すように、中空状のシリンダ部材２７ａを備える。シリンダ部材２７ａの内部には、ピストン２７ｂが軸方向移動可能に配置されている。シリンダ部材２７ａの内部空間は、ピストン２７ｂによって２つに区画される。区画された一側の空間である接続室２７ｃは、前述の貫通孔２１ａに接続されている。

【0084】

電動シリンダ２９は、例えばボールネジ機構及び電動モータを用いて構成することができる。電動シリンダ２９のロッド２９ａの先端が、空気シリンダ２７のシリンダ部材２７ａの内部に差し込まれて、ピストン２７ｂに固定されている。

【0085】

この構成で、ハンド１０ｘがウエハ治具２ｘを保持すると、吸引口１７は、貫通孔２１ａを介して接続室２７ｃと接続される。

【0086】

ロボット１は、ウエハ治具２ｘとともにハンド１０ｘ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。対象物検出センサ２２が対象物９を検出した場合、電動シリンダ２９が駆動され、空気シリンダ２７におけるピストン２７ｂを適宜のストロークで往復移動させる。この結果、接続室２７ｃの容積が変化するので、負圧流路８０の負圧が強くなったり弱くなったりする。負圧センサ８１は、この圧力変化を検出する。このように、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、負圧センサ８１を通じて認識することができる。

【0087】

以上に説明したように、本実施形態において、ハンド１０ｘには、ウエハを吸着可能な吸引口１７が形成される。ロボット１は、吸引口１７と負圧源８とを繋ぐ負圧流路８０の負圧を検出する負圧センサ８１を備える。ウエハ治具２ｘは、ハンド１０ｘによって吸着されるときに吸引口１７に接続される接続室２７ｃを備える。ウエハ治具２ｘの情報出力部２３ｘは、接続室２７ｃの容積を変更する電動シリンダ２９を備える。

【0088】

これにより、ウエハを吸着する負圧を利用して、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。

【0089】

以上に本開示の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0090】

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。

【0091】

ウエハ治具２，２ｘは、対象物９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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】