JP4835839B2 - 搬送用ロボットおよび搬送用ロボットの位置補正方法 - Google Patents
搬送用ロボットおよび搬送用ロボットの位置補正方法 Download PDFInfo
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Description
また、特許文献2のように、ワークは実物ではなく擬似的なものを使用してもよい。
また、上記のように、通常の稼動時には補正動作を行えないため、補正値のデータを短い周期で定期的に収集・蓄積することができず、搬送用ロボットの経年変化による故障や寿命の予測を行いづらいという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ワークがなくても搬送用ロボットの搬送位置を補正を行い、半導体制御装置の稼働率を上げることができる搬送用ロボットおよびその位置補正方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、ワークを載置するエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを先端に有する水平多関節アームとを備え、前記ワークを処理するプロセス装置と、前記プロセス装置における処理に先立ちセンサによって前記ワークの所定の位置および向きからのずれ量を検出するプリアライナとの間で前記ワークを搬送する搬送用ロボットにおいて、前記プリアライナが前記プロセス装置とは独立して設置されており、前記エンドエフェクタが前記ワークを前記プロセス装置へ搬送した直後であって、前記エンドエフェクタに前記ワークが載置されていないときに定期的に、前記プリアライナのセンサによって前記エンドエフェクタの所定の部位または所定の特徴部の位置を検知することで前記水平多関節アームの姿勢位置を検出し、予め記憶している姿勢位置からの位置ずれ量を補正量として前記姿勢位置を補正するとともに、前記補正を実行した際の前記補正量を記憶し、前記補正量の履歴から前記搬送用ロボットの故障または寿命予測を行なう手段を備えたこと、を特徴とする。
請求項2に記載の発明は、ワークを載置するエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを先端に有する水平多関節アームとを備え、前記ワークを処理するプロセス装置と、前記プロセス装置における処理に先立ちセンサによって前記ワークの所定の位置および向きからのずれ量を検出するプリアライナとの間で前記ワークを搬送する搬送用ロボットの位置補正方法において、前記プリアライナを前記プロセス装置とは独立して設置し、前記エンドエフェクタが前記ワークを前記プロセス装置へ搬送した直後であって、前記エンドエフェクタに前記ワークが載置されていないときに定期的に、前記プリアライナのセンサによって前記エンドエフェクタの所定の部位または所定の特徴部の位置を検知することで前記水平多関節アームの姿勢位置を検出し、予め記憶している姿勢位置からの位置ずれ量を補正量として前記姿勢位置を補正するとともに、前記補正を実行した際の前記補正量を記憶し、前記補正量の履歴から前記搬送用ロボットの故障または寿命予測を行なうこと、特徴とする。
また、搬送用ロボットを常に補正された状態に保つことは、半導体製造装置の歩留まりを向上させることにも繋がる。
さらに、短周期で搬送用ロボットの補正値のデータを収集・蓄積できる。よって、補正値のデータを分析することで搬送用ロボットの故障や寿命を予測することができ、結果半導体製造装置の稼働率を上げることができる。
搬送用ロボット1は、図中の矢印で表されるように旋回および伸縮動作を行ってウェハカセット4に収納されたワーク3を取り出してプロセス装置5へと搬送したり、処理の終わったワーク3をプロセス装置5から取り出してウェハカセット4へと搬送したりする。図1は、搬送用ロボット1がカセット4から取り出したワーク3をプロセス装置5へと搬送する様子を示している。
このため、ワーク3の縁部の所定位置にノッチなどの目印(図示せず)が設けられており、半導体製造装置内のプリアライナと呼ばれる装置によってこの目印を検出するようになっている。図における6がプリアライナを示す。カセット4から取り出されたワーク3は、図2に示すように搬送用ロボット1によって一旦プリアライナ6に載置される。
なお、図2ではエンドエフェクタ2とプリアライナ6の位置関係が分かりやすいようにエンドエフェクタ2を透過して描いている。これは後述する図4でも同様である。
本実施例のようにワーク3が円板状の場合、まず搬送用ロボット1によってワーク3がプリアライナ6のチャック7上に移載される。チャック7はワーク3を回転させる機構を有しており、移載されたワーク3を回転させながら、光センサ8にてワーク3の縁部に設けられたノッチなどの目印を検出する。また、光センサ8による検出が行いやすいよう、ワーク3を挟んで光センサ8に対向する位置に適宜光源を設けてもよい。
ノッチ検出時の光センサ8の検出位置と、チャック7の回転角度とからチャック7上のワーク3の位置と向きのずれを求め、位置のずれに関してはチャック7からワーク3を取り出すときのエンドエフェクタ2の位置を調整し、向きのずれに関してはチャック7の回転によって補正する。
本実施例では、光センサ8は図のY軸方向の位置を検出するリニアCCDセンサであるが、図のX軸方向およびY軸方向の位置を検出する2次元CCDセンサなどを用いてもよい。
エンドエフェクタ2にワーク3を載置していない状態のときに、プリアライナ6の光センサ8の検出範囲にエンドエフェクタ2の先端のエッジ9が位置するように搬送用ロボット1を動作させる。こうすることにより光センサ8によりエンドエフェクタ2のエッジ9のY軸方向位置を検知することができる。図4にこのときの搬送用ロボット1の姿勢を示す。 図5は、プリアライナ6とエンドエフェクタ2の部分を拡大した図で、図5(a)は上面図、図5(b)は側面図である。
理想的には、搬送用ロボット1が同一の動作をすれば、光センサ8により検知されるエッジ9のY軸方向位置も同一となるはずである。
しかしながら搬送用ロボット1の駆動機構の経年変化などにより、搬送用ロボット1に同じ動作をするよう指令しても、光センサ8により検知されるエッジ9のY軸方向位置は徐々に変化する。この変化を放置しておくと、チャック7からワーク3を取り出すときの搬送用ロボット1の位置が不正確となるため、ワーク3を正確に位置決めされた状態でプロセス装置5へと搬送することができず、結果半導体製造の歩留まりが低下してしまう。
よって、チャック7からワーク3を取り出すのに適切な位置へエンドエフェクタ2が到達するよう、光センサ8の検出結果を用いて搬送用ロボット1の位置の補正を行う。
さらに、搬送用ロボット1の位置の補正を定期的に行い、その際の補正量を記録しておくことで、補正量の履歴から搬送用ロボット1の故障や寿命時期を予測することができる。
先端部に穴10を設けたエンドエフェクタ2を使用し、プリアライナ6に搭載されている光センサ8の検出範囲に穴10が位置するように搬送ロボット1を動作させる。
光センサ8によりエンドエフェクタ2の穴10のY軸方向の位置を検知することができる。光センサ8の検出範囲にエンドエフェクタの穴10が一致していない場合は搬送用ロボット1によってエンドエフェクタ2をX軸方向、Y軸方向へ適宜移動させ、光センサ8の検出範囲へと移動させる。そうすることにより、光センサ8での検出位置と搬送用ロボット1の移動位置により搬送用ロボット1とプリアライナ6との相対位置を計算することができる。後は、実施例1と同様にして、搬送用ロボット1の位置の補正を行う。
2 エンドエフェクタ
3 ワーク(半導体ウェハ)
4 ウェハカセット
5 プロセス装置
6 プリアライナ
7 チャック
8 光学センサ
9 エンドエフェクタのエッジ
10 エンドエフェクタの穴
Claims (2)
- ワークを載置するエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを先端に有する水平多関節アームとを備え、前記ワークを処理するプロセス装置と、前記プロセス装置における処理に先立ちセンサによって前記ワークの所定の位置および向きからのずれ量を検出するプリアライナとの間で前記ワークを搬送する搬送用ロボットにおいて、
前記プリアライナが前記プロセス装置とは独立して設置されており、
前記エンドエフェクタが前記ワークを前記プロセス装置へ搬送した直後であって、前記エンドエフェクタに前記ワークが載置されていないときに定期的に、前記プリアライナのセンサによって前記エンドエフェクタの所定の部位または所定の特徴部の位置を検知することで前記水平多関節アームの姿勢位置を検出し、予め記憶している姿勢位置からの位置ずれ量を補正量として前記姿勢位置を補正するとともに、前記補正を実行した際の前記補正量を記憶し、前記補正量の履歴から前記搬送用ロボットの故障または寿命予測を行なう手段を備えたこと、を特徴とする搬送用ロボット。 - ワークを載置するエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタを先端に有する水平多関節アームとを備え、前記ワークを処理するプロセス装置と、前記プロセス装置における処理に先立ちセンサによって前記ワークの所定の位置および向きからのずれ量を検出するプリアライナとの間で前記ワークを搬送する搬送用ロボットの位置補正方法において、
前記プリアライナを前記プロセス装置とは独立して設置し、
前記エンドエフェクタが前記ワークを前記プロセス装置へ搬送した直後であって、前記エンドエフェクタに前記ワークが載置されていないときに定期的に、前記プリアライナのセンサによって前記エンドエフェクタの所定の部位または所定の特徴部の位置を検知することで前記水平多関節アームの姿勢位置を検出し、予め記憶している姿勢位置からの位置ずれ量を補正量として前記姿勢位置を補正するとともに、前記補正を実行した際の前記補正量を記憶し、前記補正量の履歴から前記搬送用ロボットの故障または寿命予測を行なうこと、を特徴とする搬送用ロボットの位置補正方法。
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