JP2001202123A - 搬送ロボットの教示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に搬送ロボットの移動制御に対する教示
を行う。 【解決手段】 搬送アーム２２０に第２治具（マーク付
透明ウェーハ）を載置して真上から目視しながら各ユニ
ット１０２〜１０５に対する前後左右位置を教示する。
次に、第１治具（金属ウェーハ）３００を例えば収納用
カセット１０２の最下段に載せ、第１治具３００のリー
ド線３１０を制御装置のコモン端子へ接続する。一方、
搬送アーム２２０にはアルミテープ等の導電性テープで
リード線２２２を固定し、制御装置の入力信号端子へ接
続する。搬送アーム２２０を第１治具３００の下側より
ジョグ送りで上昇させることにより、第１治具３００と
搬送アーム２２０が接触し、導通（信号の入力）があっ
た時点で停止させる、または強制的に停止するプログラ
ムとする。このような作業により求めた点を教示ポイン
トとして設定することにより、教示作業を確実かつ容易
に行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送ロボットの可
動体によって被搬送物の搬送制御を行う作業位置を教示
する教示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、搬送ロボットによって被搬送
物の搬送制御を行う場合に、この搬送ロボットの搬送ア
ーム（可動体）の移動位置を教示する方法としては、そ
の移動位置を直接データ入力する方法がある。しかしな
がら、このように搬送アームの移動位置をデータ入力す
る方法では、実際の設備を構成する各装置の配置や各部
材の寸法等に誤差がある場合は、適正な制御を行うこと
は困難となる。そこで従来は、搬送アームを手動操作に
よる調整動作によって実際の移動位置に移動させ、この
移動位置を搬送ロボットによって読み取らせることによ
り、この読み取った位置データを教示データとしてホス
トコンピュータの制御データに設定するような教示方法
が採用されている。

【０００３】図５は、このような従来の教示方法による
ロボット搬送作業の具体例を示す側面図である。図示の
例は、被搬送物としての半導体ウェーハ１０を洗浄する
ための洗浄装置に搬送ロボットを設けたものである。こ
の洗浄装置においては、ウェーハ洗浄用装置の収納用カ
セット３０のウェーハ受け部３２に載置された半導体ウ
ェーハ１０を搬送アーム２０によって取り出し、これを
洗浄ユニットに搬送して洗浄を行う（図５において矢線
イ、ロ、ハで示す）。その後、搬送アーム２０によって
再び半導体ウェーハ１０を収納用カセット３０のウェー
ハ受け部３２に収納し、次工程に備えて待機する（図５
において矢線ニ、ホ、ヘで示す）。収納用カセット３０
は、上下方向に所定間隔おきに複数のウェーハ受け部３
２を並列配置したものであり、各ウェーハ受け部３２毎
に半導体ウェーハ１０を載置して洗浄作業を行う。

【０００４】そして、このような収納用カセット３０の
ウェーハ受け部３２に半導体ウェーハ１０を載置すると
ともに、この半導体ウェーハ１０を収納用カセット３０
のウェーハ受け部３２から取り出すために、搬送アーム
２０を手動操作による調整動作（ジョグ送り動作）によ
って実際の移動位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに順次移動させる。
そして、これらの移動位置を搬送ロボットによって読み
取らせることにより、この読み取った位置データを教示
データとしてホストコンピュータの制御データに設定す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の教示方法では、必要な移動位置の全ての教示を行う
ため教示ポイントが多く、多くの作業時間を必要とする
という問題がある。また、手動操作による調整動作（ジ
ョグ送り動作）による教示を行うためには高度の熟練と
多くの作業時間を要求されることが通常であった。すな
わち、正確な教示を行うためには、ツールの先端の位置
をあらゆる方向から目視によって確認しながらロボット
を試行錯誤に細かく操作する必要があった。

【０００６】そこで本発明の目的は、容易に搬送ロボッ
トの移動制御に対する教示を行うことができる搬送ロボ
ットの教示方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、搬送ロボットの可動体によって被搬送物の搬
送制御を行う作業位置を教示する教示方法において、前
記可動体の移動位置のうち厳格な位置出しが必要な特定
の第１移動位置については、手動操作による調整動作に
よって実際に可動体を前記第１移動位置に移動し、前記
第１移動位置における位置データを前記搬送ロボットに
読み取らせることにより、教示データの設定を行い、前
記可動体の移動位置のうち前記第１移動位置以外の第２
移動位置については、予め確定している位置データを前
記搬送ロボットに入力することにより、教示データの設
定を行うようにしたことを特徴とする。

【０００８】本発明の搬送ロボットの教示方法では、可
動体の移動位置のうち厳格な位置出しが必要な特定の第
１移動位置については、手動操作による調整動作によっ
て実際に可動体を第１移動位置に移動し、第１移動位置
における位置データを搬送ロボットに読み取らせること
により、教示データの設定を行う。また、可動体の移動
位置のうち第１移動位置以外の第２移動位置について
は、予め確定している位置データを搬送ロボットに入力
することにより、教示データの設定を行う。したがっ
て、従来のように搬送ロボットの主要な移動位置を全て
手動操作による調整動作によって教示することがなく、
必要な移動位置だけを手動操作による調整動作によって
教示することから、教示ポイントを減らすことができ、
作業の短縮、簡便化を図ることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明による搬送ロボット
の教示方法の実施の形態について具体的に説明する。図
１は、本発明の実施の形態による搬送ロボットの教示方
法を説明する側面図であり、図２は、図１に示す教示方
法に基づくロボット搬送作業の具体例を示す側面図であ
る。また、図３は、図１に示す搬送ロボットが設けられ
るウェーハ洗浄装置の概要を示す平面図である。まず、
図３において、この洗浄装置１０１には、収納用カセッ
ト１０２と、洗浄前位置決めユニット１０３と、洗浄後
位置決めユニット１０４と、洗浄ユニット１０５と、ウ
ェーハ搬送ロボット１０６とを有する。

【００１０】このうち、収納用カセット１０２は、上下
に等間隔で２５段の収納部を有し、各収納部に半導体ウ
ェーハを収納可能な構造となっている。また、ウェーハ
搬送ロボット１０６は、洗浄作業に沿って収納用カセッ
ト１０２、洗浄前位置決めユニット１０３、洗浄後位置
決めユニット１０４、及び洗浄ユニット１０５の各ユニ
ットに対して順番に半導体ウェーハ（被搬送物）１００
を搬送し、半導体ウェーハ１００の収納（セット）、取
り出しを繰り返し行うものである。例えば、半導体ウェ
ーハ１００を収納用カセット１０２から取り出す場合に
は、搬送アーム２２０（可動体）を図２（Ａ）に矢線
ア、イ、ウで示すように移動し、半導体ウェーハ１００
を収納用カセット１０２のウェーハ受け部２３２から取
り出して次工程に移行する。また、半導体ウェーハ１０
０を収納用カセット１０２に収納する場合には、半導体
ウェーハ１００を保持した搬送アーム２２０を図２
（Ｂ）に矢線エ、オ、カで示すように移動し、半導体ウ
ェーハ１００を収納用カセット１０２のウェーハ受け部
２３２の上面に載置する。

【００１１】そして、本例では、図２に示す点ａを教示
ポイント（第１移動位置）として搬送ロボットに設定
し、その他の位置（第２移動位置）は、データ入力によ
って設定するものである。すなわち、図２に示す点ａ
は、搬送アーム２２０とウェーハ３１０とが接触する点
であり、厳格な位置精度が必要であるため、この点だけ
を手動操作による搬送アーム２２０の調整動作（ジョグ
送り動作）によって設定する。また、その他の位置は、
予め確定されているデータ（本例では点ａからの差分デ
ータ）を用いて制御することが可能であり、このデータ
を入力することによって実際の移動位置による教示作業
を行うことなく、教示データを設定するものである。こ
のようにして、本形態の教示方法では、実際の移動調整
による教示ポイントを少なくし、教示作業の効率を改善
するものである。

【００１２】例えば、図３に示すような設備において
は、図５で示した従来例のの教示方法では、各ユニット
１０２〜１０５で、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各４点を
教示してやらなければならない（４×４＝１６ポイント
の教示が必要である）。これに対して本形態の教示方法
では、搬送アーム２２０の逃げ量（ウェーハ受け部１３
２の受け面から搬送アームの挿入高さまでの差）と、持
ち上げ量（ウェーハ受け部１３２の受け面からウェーハ
を持ち上げる高さ）を数値入力（初期設定）する。な
お、収納用カセット１０２は２５段の収納部を有してい
るが、最下段の収納部のポイントだけを教示し、その他
の段は、各収納部の間隔に基づいて設定する。

【００１３】これにより、各ユニツト１０２〜１０５に
対して、それぞれのａ点を１ポイントずつ教示すればよ
い。このため、図２に示す設備構成において、４×１＝
４ポイントの教示のみでよい。また、現状の設備では、
取出し用と収納、またはセット用の２本の搬送アームを
有しているため、この場合には、従来例では１６×２＝
３２ポイントの教示が必要であるが、本形態の教示方法
を用いることにより、４×２＝８ポイントの教示のみで
作業を完了することが可能である。

【００１４】そして、本例においては、上述したａ点の
ポイントの教示を図１に示すような専用の治具を用いて
行うものである。図１において、実際のウェーハ受け部
１３２の上には、ウェーハ状に形成された導電性（金属
製）の第１治具３００が配置されている。この第１治具
３００は、例えば実際の半導体ウェーハと同様の形状を
有し、実際の半導体ウェーハと同じ位置に位置決めされ
て配置されている。また、この第１治具３００には、リ
ード線３１０が接続され、測定用の小電圧信号が印加さ
れるようになっている。一方、搬送アーム２２０にもリ
ード線２２２が接続され、測定用の小電圧信号が印加さ
れるようになっている。

【００１５】なお、搬送アーム２２０自体が導電性であ
る場合には、第１治具３００と搬送アーム２２０とが接
触することにより、各リード線３１０、２２２間が導通
され、これによる電圧変化を測定することにより、第１
治具３００と搬送アーム２２０の接触を検出し、この位
置が教示ポイントであることを判定できる。また、搬送
アーム２２０自体が導電性でない場合には、例えば搬送
アーム２２０の第１治具３００と接触する部位にアルミ
テープ等の導電性テープを貼付し、リード線２２２を接
続する。そして、第１治具３００と搬送アーム２２０の
導電性テープとが接触することにより、各リード線３１
０、２２２間が導通され、これによる電圧変化を測定す
ることにより、第１治具３００と搬送アーム２２０の接
触を検出し、この位置が教示ポイントであることを判定
できる。

【００１６】また、このような教示ポイントａの判定に
先立って、搬送アーム２２０の水平方向の位置出しを行
う。これは、搬送アーム２２０に第２治具（図示せず）
を載置し、この位置を目視によって判定することにより
行うものである。第２治具は、中心にマークを付した透
明ウェーハであり、これを搬送アーム２２０に乗せて搬
送アーム２２０を移動させることにより、第２治具のマ
ークを視認しながら、搬送アーム２２０を所定の位置に
合わせるようにする。

【００１７】以上のような構成において、実際の教示手
順としては、まず搬送アーム２２０に第２治具（マーク
付透明ウェーハ）を載置して真上から目視しながら各ユ
ニット１０２〜１０５に対する前後左右位置を教示す
る。次に、第１治具（金属ウェーハ）を例えば収納用カ
セット１０２の最下段に載せ、第１治具３００のリード
線３１０を制御装置（図示せず）のコモン端子へ接続す
る。一方、搬送アーム２２０にはアルミテープ等の導電
性テープでリード線２２２を固定し、制御装置の入力信
号端子へ接続する。搬送アーム２２０を第１治具３００
の下側よりジョグ送りで上昇させることにより、第１治
具３００と搬送アーム２２０が接触し、導通（信号の入
力）があった時点で停止させる、または強制的に停止す
るプログラムとする。このような作業により求めた点を
教示ポイントとして設定することにより、教示作業を確
実かつ容易に行うものである。

【００１８】なお、以上の例では、上下に１列の収納部
を有する収納用カセット１０２に対して１つのポイント
だけを教示する例について説明したが、例えば図４に示
すような複数列の収納部を有する収納用カセット４００
に対して、複数箇所（本例では３箇所）のポイントを教
示することにより、各収納部の位置及び全体の傾きを算
出することが可能である。すなわち、図４に示す複数列
カセット４００で、上下段の間隔と左右列の間隔を演算
によって求めることが可能な場合には、図４に示す最左
列最下段のポイントａ１、最左列最上段のポイントａ
２、及び最右列最下段のポイントａ３の３点を上述した
本形態の教示手順で教示することにより、これらの教示
データに基づいて、他の収納部の位置を演算によって算
出するものである。

【００１９】例えば、左右方向をＸ、上下方向をＺと
し、ａ１点の左右方向の教示位置をａ１Ｘ、ａ２点の左
右方向の教示位置をａ２Ｘ、ａ３点の左右方向の教示位
置をａ３Ｘとし、また、ａ１点の上下方向の教示位置を
ａ１Ｚとし、ａ２点の上下方向の教示位置をａ２Ｚと
し、ａ３点の上下方向の教示位置をａ３Ｚとする。この
場合、（ａ３Ｘ−ａ１Ｘ）／（列数−１）の演算を行う
ことにより各収納部の水平方向の位置を算出し、（ａ２
Ｚ−ａ１Ｚ）／（段数−１）の演算を行うことにより各
収納部の上下方向の位置を算出できる。また、（ａ３Ｚ
−ａ１Ｚ）／（列数−１）の演算することによりカセッ
ト全体の傾きを算出できる。これらの算出結果により、
各収納部のポイントを算出し、教示データとして設定で
きる。

【００２０】なお、このような実際の教示データを採取
するポイントの選定や演算方法については種々採用し得
るものであり、２箇所以上のポイントの教示データを用
いて種々の演算により他のポイントのデータを算出する
ことが可能であり、上記の例に限定されないものであ
る。例えば、１列の収納部を有するカセットに対して最
上段と最下段のポイントを教示することにより、段数の
設定をもとに他の段の位置を演算し、取出し高さや収納
高さを求めることができる。また、複数列カセットの場
合は、左右両端の教示と列数の設定より、列の間隔の演
算、カセットの左右方向の傾き補正が可能である。ま
た、以上の例では、ウェーハ洗浄装置に設けられる搬送
ロボットの教示方法を例に説明したが、本発明はその他
の各種ロボットに対する教示方法としても同様に適用し
得るものである。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明による搬送ロ
ボットの教示方法では、可動体の移動位置のうち厳格な
位置出しが必要な特定の第１移動位置については、手動
操作による調整動作によって実際に可動体を第１移動位
置に移動し、第１移動位置における位置データを搬送ロ
ボットに読み取らせることにより、教示データの設定を
行い、可動体の移動位置のうち第１移動位置以外の第２
移動位置については、予め確定している位置データを搬
送ロボットに入力することにより、教示データの設定を
行うようにした。したがって、従来のように搬送ロボッ
トの主要な移動位置を全て手動操作による調整動作によ
って教示することがなく、必要な移動位置だけを手動操
作による調整動作によって教示することから、教示ポイ
ントを減らすことができ、作業の短縮、簡便化を図るこ
とが可能となる。この結果、作業の熟練度に関係なくロ
ボットの教示を容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態による搬送ロボッ
トの教示方法を説明する側面図である。

【図２】図１に示す教示方法によるロボット搬送作業の
具体例を示す側面図である。

【図３】図１に示す搬送ロボットが設けられるウェーハ
洗浄装置の概要を示す平面図である。

【図４】複数列カセットに対する教示方法を示す正面図
である。

【図５】従来の教示方法によるロボット搬送作業の具体
例を示す側面図である。

【符号の説明】

１００……半導体ウェーハ、１０１……洗浄装置、１０
２……収納用カセット、１０３……洗浄前位置決めユニ
ット、１０４……洗浄後位置決めユニット、１０５……
洗浄ユニット、１０６……ウェーハ搬送ロボット、１３
２……ウェーハ受け部、２２０……搬送アーム、３００
……第１治具。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送ロボットの可動体によって被搬送物
   の搬送制御を行う作業位置を教示する教示方法におい
   て、 前記可動体の移動位置のうち厳格な位置出しが必要な特
   定の第１移動位置については、手動操作による調整動作
   によって実際に可動体を前記第１移動位置に移動し、前
   記第１移動位置における位置データを前記搬送ロボット
   に読み取らせることにより、教示データの設定を行い、 前記可動体の移動位置のうち前記第１移動位置以外の第
   ２移動位置については、予め確定している位置データを
   前記搬送ロボットに入力することにより、教示データの
   設定を行うようにした、 ことを特徴とする搬送ロボットの教示方法。
2. 【請求項２】 前記可動体の移動位置のうち厳格な位置
   出しが必要な第１移動位置には、前記可動体が被搬送物
   に接触する位置を含むことを特徴とする請求項１記載の
   搬送ロボットの教示方法。
3. 【請求項３】 前記可動体の移動位置のうち厳格な位置
   出しが必要な第１移動位置には、設備毎に一定の誤差が
   想定される位置を含むことを特徴とする請求項１記載の
   搬送ロボットの教示方法。
4. 【請求項４】 前記第２移動位置の位置データは、前記
   第１移動位置に対する差分データの形式で入力するもの
   であることを特徴とする請求項１記載の搬送ロボットの
   教示方法。
5. 【請求項５】 前記第１移動位置は、実際の移動位置に
   通電測定用の第１治具を配置して前記第１治具と可動体
   との間に検出用の電圧を印加し、可動体を第１移動位置
   に移動して第１治具と接触させることにより、第１治具
   と可動体の通電の有無を検出して移動位置を判定するよ
   うしたことを特徴とする請求項１記載の搬送ロボットの
   教示方法。
6. 【請求項６】 前記第１移動位置は、前記目視測定用の
   第２治具を前記可動体に配置した状態で前記第２治具を
   用いて可動体の位置を目視調整した後、前記通電測定用
   の第１治具によって通電による判定を行うようにしたこ
   とを特徴とする請求項５記載の搬送ロボットの教示方
   法。
7. 【請求項７】 前記目視測定用の第２治具では、前記可
   動体が被搬送物に接触する方向と交差する方向の位置出
   しを行い、前記通電測定用の第１治具では前記可動体が
   被搬送物に接触する方向に可動体を移動し、通電による
   判定を行うようにしたことを特徴とする請求項５記載の
   搬送ロボットの教示方法。
8. 【請求項８】 前記可動体の移動位置に、複数の移動位
   置を等間隔おきに配置して構成される移動位置群を有
   し、 前記移動位置群については、その複数の移動位置のうち
   の少なくとも２つの第１移動位置を設定し、各第１移動
   位置について位置データを求めるとともに、その他の移
   動位置については、前記２つの第１移動位置の位置デー
   タと各移動位置の間隔データとに基づいて位置データを
   算出し、それぞれ教示データとして設定することを特徴
   とする請求項１記載の搬送ロボットの教示方法。
9. 【請求項９】 前記移動位置群は、複数の移動位置を縦
   方向と横方向にマトリクス状に配置して構成され、前記
   移動位置群内の直線状に位置しない少なくとも３つの第
   １移動位置を設定し、各第１移動位置について位置デー
   タを求めるとともに、その他の移動位置については、前
   記３つの第１移動位置の位置データと各移動位置の間隔
   データとに基づいて位置データを算出し、それぞれ教示
   データとして設定することを特徴とする請求項８記載の
   搬送ロボットの教示方法。
10. 【請求項１０】 前記３つの第１移動位置の位置データ
    に基づいて前記移動位置群の傾きを算出し、各移動位置
    の位置データを補正することを特徴とする請求項９記載
    の搬送ロボットの教示方法。
11. 【請求項１１】 前記２つの第１移動位置は前記移動位
    置群の最も外側の移動位置に設定することを特徴とする
    請求項８記載の搬送ロボットの教示方法。
12. 【請求項１２】 前記３つの第１移動位置は前記移動位
    置群の最も外側の移動位置に設定することを特徴とする
    請求項９記載の搬送ロボットの教示方法。