(57)【要約】【課題】メンテナンス用ドアを開放することなく、精度の高いティーチングを行う。【解決手段】基板と、距離センサと、モーメンタリ式押しボタンと、通信部と、充電用受電部と、蓄電部と、ユニット制御部とを含み、前記距離センサは前記基板の外周部に配置し、前記モーメンタリ式押しボタンは前記基板の裏面に配置したティーチング支援ユニットを用いてミニエンバイロメントウェーハ搬送装置のティーチングを行う。【選択図】図３
2011091071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、距離センサと、モーメンタリ式押しボタンと、通信部と、充電用受電部と、蓄電部と、ユニット制御部とを含み、前記距離センサは前記基板の外周部に配置し、前記モーメンタリ式押しボタンは前記基板の裏面に配置したことを特徴とするティーチング支援ユニット。
【請求項２】
さらに、傾斜センサを含むことを特徴とする請求項１記載のティーチング支援ユニット。
【請求項３】
前記蓄電部は、バッテリであることを特徴とする請求項１又は２に記載のティーチング支援ユニット。
【請求項４】
前記通信部が無線式であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニット。
【請求項５】
前記充電用受電部が非接触式であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニット。
【請求項６】
前記基板の外縁部の形状がウェーハの外縁部の形状と同一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニット。
【請求項７】
前記基板がノッチ又はオリフラを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニット。
【請求項８】
ウェーハを真空吸着するためのウェーハ吸着口を有し、このウェーハ吸着口により請求項１〜７のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニットを把持可能とし、前記モーメンタリ式押しボタンに対応するティーチングユニット基準穴を有することを特徴とするロボットハンド。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニットを停留させておくためのティーチング支援ユニット支持部材と、前記充電用受電部の給電部を含むことを特徴とするティーチング支援ユニット台座。
【請求項１０】
前記給電部が無接点式であることを特徴とする請求項９記載のティーチング支援ユニット台座。
【請求項１１】
表示画面と、ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置に指令を与えるためのインターフェイスと、前記ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置と信号を送受信するための接続部とを含み、請求項１〜７のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニットから送信されるセンサ値、前記モーメンタリ式押しボタンのＯＮ／ＯＦＦ状態、及び前記ティーチング支援ユニットとウェーハ収納容器の内側壁面とのクリアランス値を前記表示画面に表示することを特徴とするティーチング操作パネル。
【請求項１２】
ウェーハ搬送ロボットと、ウェーハ収納容器を固定するロードポートと、プリアライナと、ミニエン制御部と、ティーチング操作パネルと、請求項１〜７のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニットとを含むことを特徴とするミニエンバイロメントウェーハ搬送装置。
【請求項１３】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニットを、請求項８記載のロボットハンドを用いて前記ロボットハンドの基準位置にて把持する工程と、前記ロボットハンドにより前記ティーチング支援ユニットをプリアライナに搬送し、前記プリアライナのティーチングを行う工程と、前記ロボットハンドにより前記ティーチング支援ユニットをウェーハ収納容器に搬送し、前記ウェーハ収納容器のティーチングを行う工程と、前記ロボットハンドにより前記ティーチング支援ユニットをウェーハステージに搬送し、前記ウェーハステージのティーチングを行う工程とを含むことを特徴とするティーチング方法。
【請求項１４】
前記距離センサのセンサ値を用いて、前記ウェーハ収納容器と前記ロボットハンドとの正対角度、及びウェーハ収納容器の内側壁面と前記ティーチング支援ユニットとのクリアランス値を算出することを特徴とする請求項１３記載のティーチング方法。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のティーチング支援ユニットの前記モーメンタリ式押しボタンを、請求項８記載のロボットハンドに設けた前記ティーチングユニット基準穴の位置に合わせることにより、前記ティーチング支援ユニットを前記ロボットハンドの基準位置にて把持することを特徴とするティーチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置におけるティーチング支援ユニット、および、このティーチング支援ユニットを用いたティーチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置（以下、ミニエンとも呼ぶ。）によるウェーハ搬送には、ティーチング位置再生型ロボット（以下、ロボットと呼ぶ。）が多く採用されている。
【０００３】
ミニエンは、長期間使用している間に振動の影響などにより搬送位置にずれが生じるため、定期的な検査及び調整が必要となる。
【０００４】
検査により搬送精度のずれが検出された場合は、ティーチング作業（教示作業）によりロボットに搬送位置を再記録させる必要がある。しかし、ティーチング作業は、作業に習熟した技術力の高い作業者が実施しても時間を要する作業であり、加えて、位置精度にバラツキを生じることも多い。
【０００５】
また、ミニエンにおけるティーチング作業では、ティーチング位置を確認するために、装置のメンテナンス開口部を開放する場合も多いが、このとき、装置内のクリーン環境度が低下するため、ティーチング作業を行った後にアイドリング運転や装置内の清掃を行う必要を生じ、ダウンタイムが拡大してしまう。
【０００６】
さらに、装置開口部開放時は、作業者が体の一部を装置内部に入れてしまうこともあるため、作業の安全性に関して課題が残っている。
【０００７】
上記のティーチング作業における課題は、従来、認識されており、例えば、特許文献１には、位置精度の改善を目的として、デジタルメータを使用した校正治具と反射板を貼り付けた校正用ウェーハとを連携することにより、数値情報をもとにしたティーチングを行う教示用装置及び教示方法が開示されている。
【０００８】
しかし、複数の校正治具が必要であることや、教示点毎に校正治具の設置が必要となるため、作業時間を要する点で改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−８４９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置におけるティーチング作業方法においては、センサを取り付けた代替のロボットハンド又は校正用の代替ウェーハと教示治具とを連携させることで、改善が図られてきた。しかし、これらの手法を適用した場合、装置内部を開放してメンテナンス作業が必要である。
【００１１】
メンテナンス用ドアを開口したときは、装置内部のクリーン度が低下するために、アイドリング運転や装置内の清掃作業が必要となり、ダウンタイムが拡大してしまう。
【００１２】
本発明は、メンテナンス用ドアを開放することなく、精度の高いティーチングを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のティーチング支援ユニットは、基板と、距離センサと、モーメンタリ式押しボタンと、通信部と、充電用受電部と、蓄電部と、ユニット制御部とを含み、前記距離センサは前記基板の外周部に配置し、前記モーメンタリ式押しボタンは前記基板の裏面に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、メンテナンス用ドアを開放することなく、精度の高いティーチングを行うことができる。
【００１５】
また、本発明によれば、作業者は、ティーチング操作パネルの数値を基準に微小な位置調整や確認を実施でき、頭や体の一部を装置内部に入れる必要がなく、作業の安全性を確保できる。
【００１６】
また、本発明によれば、装置開口部を閉めたままでティーチングを実施することができるため、搬送を実施しないアイドリング運転や装置内清掃の必要がなく、ダウンタイムを短縮することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、距離センサ、傾斜センサが出力する数値データを基準にしているため、作業者の技術力や修練度に左右されない、客観的で精度の高いティーチング位置データを取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るミニエンを示す外観斜視図である。
【図２】本発明による実施例のミニエンの内部を示す概略平面図である。
【図３】本発明による実施例のティーチング支援ユニットを示す外観斜視図である。
【図４】本発明による実施例のティーチング支援ユニットの裏面を示す外観斜視図である。
【図５】本発明による実施例のロボットハンドを示す上面図である。
【図６】本発明による実施例のティーチング支援ユニットの台座を示す外観斜視図である。
【図７】本発明による実施例のティーチング操作パネルを示す外観斜視図である。
【図８】本発明による実施例のティーチング方法の作業手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明による実施例のティーチング支援ユニットと、これを把持する前のロボットハンドとの位置関係を示す裏面図である。
【図１０Ａ】本発明による実施例のティーチング支援ユニットと、これを把持した時のロボットハンドとの位置関係を示す裏面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＰ−Ｐ断面図である。
【図１１】本発明による実施例のティーチング支援ユニットをハンド基準位置で把持する作業手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による実施例のティーチング方法におけるキャリブレーション処理工程を示すフロー図である。
【図１３】図１２に続くキャリブレーション処理工程を示すフロー図である。
【図１４】本発明による実施例のティーチング方法のキャリブレーション処理工程におけるハンドの動作範囲を示す拡大裏面図である。
【図１５】本発明による実施例のティーチング支援ユニットとハンドとの正対角度θを算出するための座標を示す拡大裏面図である。
【図１６】本発明による実施例のプリアライナのティーチング工程における作業手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明による実施例のウェーハ収納容器のティーチング工程における作業手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明による実施例のウェーハ収納容器のティーチング工程を示す表示画面の概略図である。
【図１９】図１８のクリアランス距離と距離センサ値との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明においては、ミニエン装置内部に台座を設けて、ウェーハ形のティーチング支援ユニット（以下、ティーチングユニットとも呼ぶ。）を常設する。ティーチング作業時は、装置内部に格納してあるティーチングユニットをロボットハンド（以下、単にハンドとも呼ぶ。）で把持する。ティーチングユニットは、距離センサ、傾斜センサ及びモーメンタリ型押しボタンスイッチを実装していて、各ティーチングポイントにて、ウェーハ収納容器までの距離、ハンドとの相対傾斜度を測定し、そのセンサ値（検出した値）を、ティーチング操作パネルに無線送信する。作業者は、ティーチング操作パネルに表示されるセンサ値、およびこのセンサ値から算出したクリアランス値を確認しながら、ロボットハンド位置をインタラクティブに操作できる。
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係るティーチング支援ユニット、ロボットハンド、ティーチング支援ユニット台座、ティーチング操作パネル、ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置及びこれらを用いたティーチング方法について説明する。
【００２１】
前記ティーチング支援ユニットは、傾斜センサを含むことが望ましい。
【００２２】
前記ティーチング支援ユニットの蓄電部は、バッテリであることが望ましい。
【００２３】
前記ティーチング支援ユニットは、通信部が無線式であることが望ましい。
【００２４】
前記ティーチング支援ユニットは、充電用受電部が非接触式であることが望ましい。
【００２５】
前記ティーチング支援ユニットは、基板の外縁部の形状がウェーハの外縁部の形状と同一であることが望ましい。
【００２６】
前記ティーチング支援ユニットは、基板がノッチ又はオリフラを有することが望ましい。
【００２７】
前記ロボットハンドは、ウェーハを真空吸着するためのウェーハ吸着口を有し、このウェーハ吸着口により前記ティーチング支援ユニットを把持可能とし、モーメンタリ式押しボタンに対応するティーチングユニット基準穴を有するものである。
【００２８】
前記ティーチング支援ユニット台座は、前記ティーチング支援ユニットを停留させておくためのティーチング支援ユニット支持部材と、前記充電用受電部の給電部を含むものである。
【００２９】
前記ティーチング支援ユニット台座は、前記給電部が無接点式であることが望ましい。
【００３０】
前記ティーチング操作パネルは、表示画面と、ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置に指令を与えるためのインターフェイスと、前記ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置と信号を送受信するための接続部とを含み、前記ティーチング支援ユニットから送信されるセンサ値、前記モーメンタリ式押しボタンのＯＮ／ＯＦＦ状態、及び前記ティーチング支援ユニットとウェーハ収納容器の内側壁面とのクリアランス値を前記表示画面に表示するものである。
【００３１】
前記ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置は、ウェーハ搬送ロボットと、ウェーハ収納容器を固定するロードポートと、プリアライナと、ミニエン制御部と、ティーチング操作パネルと、前記ティーチング支援ユニットとを含むものである。
【００３２】
前記ティーチング方法は、前記ティーチング支援ユニットを、前記ロボットハンドを用いて前記ロボットハンドの基準位置にて把持する工程と、前記ロボットハンドにより前記ティーチング支援ユニットをプリアライナに搬送し、前記プリアライナのティーチングを行う工程と、前記ロボットハンドにより前記ティーチング支援ユニットをウェーハ収納容器に搬送し、前記ウェーハ収納容器のティーチングを行う工程と、前記ロボットハンドにより前記ティーチング支援ユニットをウェーハステージに搬送し、前記ウェーハステージのティーチングを行う工程とを含むものである。
【００３３】
前記ティーチング方法は、前記距離センサのセンサ値を用いて、前記ウェーハ収納容器と前記ロボットハンドとの正対角度、及びウェーハ収納容器の内側壁面と前記ティーチング支援ユニットとのクリアランス値を算出することが望ましい。
【００３４】
前記ティーチング方法は、前記ティーチング支援ユニットの前記モーメンタリ式押しボタンを、前記ロボットハンドに設けた前記ティーチングユニット基準穴の位置に合わせることにより、前記ティーチング支援ユニットを前記ロボットハンドの基準位置にて把持するものである。
【００３５】
以下、図を用いて、本発明の実施形態を説明する。
【００３６】
図１にミニエンの外観を示す。
【００３７】
ミニエン１０１は、ロードポート１０２に設置されたウェーハ収納容器１０３から、ウェーハ１０４を取り出し、半導体製造装置１０５に供給するともに、処理を終えたウェーハ１０４を、半導体製造装置１０５から取り出し、ウェーハ収納容器１０３に再度格納するための装置である。
【００３８】
ミニエン１０１の内部は、ＦＦＵ１０６（ファンフィルタユニット）によりクリーンな空気を循環させている。ウェーハ収納容器１０３の内部はスリット構造になっており、円形の薄型ウェーハ（例えば直径３００ｍｍ）を、鉛直方向に複数枚（例えば２５枚）並べて収容することができる。スリット内のウェーハ格納状態は、外から確認することができる。
【００３９】
ミニエン１０１の側面部には、覗き窓１０７と、メンテナンス用ドア１０８が設置されている。覗き窓１０７及びメンテナンス用ドア１０８は反対側の側面にも設置されていて、覗き窓１０７を通してミニエン１０１の内部の動作を観察することができる。また、検査・調整で必要なときには、メンテナンス用部ドア１０８を開放してメンテナンス作業を実施する。
【００４０】
図２にミニエン内部の概略構成を示すとともに、ウェーハ搬送方法を説明する。
【００４１】
ウェーハ収納容器１０３に収納されているウェーハ１０４は、ロボット２０１（ウェーハ搬送ロボット）のロボットハンド２０２により取り出す。ロボット２０１は、水平動作、上下動作、旋回動作機構を備え、ロボットハンド２０２は、ウェーハ１０４の裏面を把持するための真空吸着機構を有している。ロボット２０１は、ウェーハ１０４をプリアライナ２０３に搬送して、プリアライメント処理を実施する。プリアライメント処理では、ウェーハ１０４を回転させたときの外縁部及びノッチまたはオリフラ（オリエンテーションフラット、ＯＦ）の位置をラインセンサ２０４で読み取ることで、ウェーハ位置偏心値を算出するとともに方向決めを行う。
【００４２】
プリアライメント処理終了後、ロボット２０１は、ウェーハ１０４をプリアライナ２０３から取り出し、半導体製造装置１０５内に設置されたウェーハステージ２０５に搬送する。この際、ウェーハステージ２０５のティーチング座標にウェーハ位置偏心値を加算した位置にウェーハ１０４を搬送することで、ウェーハ収納容器１０３内でのウェーハ位置ずれを補正している。半導体製造装置１０５の処理を終えたウェーハ１０４は、ロボットハンド２０２により、ウェーハステージ２０５から取り出し、ウェーハ収納容器１０３内に収納するまでが一連のウェーハ搬送となる。ミニエン制御部２０６は、ロボット２０１、ロードポート１０２、ミニエン内蔵機器および半導体製造装置１０５と接続しており、ソフトウェアによりミニエンの動作を制御している。
【００４３】
以上がミニエンにおけるウェーハ搬送方法であるが、長期間にわたって装置を使用すると、ウェーハ搬送位置にずれが生じるため、定期的な検査及び調整が必要となる。
【００４４】
本実施例においては、ケーブル２１０（ティーチング操作パネル接続ケーブル）を介してティーチング操作パネル２０９をミニエン制御部２０６に接続してある。本図において、信号を送受信するための接続部は、有線式のケーブル２１０としたが、ミニエンバイロメントウェーハ搬送装置とミニエン制御部２０６との間で信号を送受信するための接続部としての機能を有するものであれば、必ずしも有線式である必要はなく、無線式でもよく、また、ケーブル２１０の代わりに、信号を送受信するための接点端子を設けてもよい。
【００４５】
ウェーハ搬送位置の検査・調整の作業においては、ティーチング操作パネル２０９からの指令により、ロボット２０１やロードポート１０２の操作を行うが、このときのティーチング作業において、ミニエン内部に設けたティーチングユニット台座２０７（以下、ティーチング支援ユニット格納台座とも呼ぶ。）に常設してあるティーチングユニット２０８を使用することにより、ティーチング作業時間及び装置ダウンタイムを短縮することができ、精度の高いティーチング作業を実現できる。
【００４６】
図３にティーチング支援ユニット（ティーチングユニット）の外観を示す。
【００４７】
本図において、ティーチングユニット２０８の基板３０１は、ウェーハと同じ直径（例えば３００ｍｍ）の円形状とし、ウェーハと同様のノッチ３０２の加工も施してある。搬送対象とするウェーハがオリフラであるミニエンではオリフラを加工する。
【００４８】
ティーチングユニット２０８の上面外縁部には、距離センサ３０３を４箇所に実装する。ティーチングユニット２０８の上面中央部には、ティーチングユニット２０８の傾斜を計測する傾斜センサ３０４、ミニエン制御部からの指令を受信したり、処理結果を送信したりするための無線通信部３０５（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ方式）、無接点充電方式の受電部３０６、電源バッテリ３０７、及び、ミニエン制御部２０６からの指令を受けてセンサ値やバッテリ残量をミニエン制御部に送信するための制御プログラムを実行するティーチングユニット制御部３０８を実装している。
【００４９】
ここで、傾斜センサ３０４を用いる代わりに、複数個の距離センサ３０３、又はロボット２０１の支持面若しくはロードポート１０２のウェーハ飛び出しセンサ（図示せず）付近等に追加した距離センサを用いてティーチングユニット２０８の傾斜（鉛直方向のずれ）を検出する方式を採用してもよい。
【００５０】
また、電源バッテリ３０７（バッテリ）は、二次電池であり、蓄電部と総称することができる。この蓄電部としては、バッテリの代わりにコンデンサを用いてもよい。
【００５１】
図４にティーチングユニットの裏面の外観を示す。
【００５２】
ティーチングユニット裏面４０１には、図２に示すロボットハンド２０２で真空吸着できるように鏡面加工が施してあり、ロボットハンド２０２に加工したティーチングユニット基準穴に対応する位置にモーメンタリ式押しボタン４０２が２個取り付けてある。
【００５３】
図５にロボットハンドの形状を示す。
【００５４】
ロボットハンド２０２は、ウェーハ吸着口５０２をウェーハの裏面に当ててウェーハ吸着口５０２より真空吸着することで、ウェーハを把持することができるようになっている。ロボットハンド２０２の表面に加工した２つのティーチングユニット基準穴５０１に、図４に示すティーチングユニット裏面４０１のモーメンタリ式押しボタン４０２の位置を合わせれば、モーメンタリ式押しボタン４０２がＯＦＦになることで、ティーチングユニット裏面４０１からモーメンタリ式押しボタン４０２が突出した状態になり、ロボットハンド２０２のティーチングユニット基準穴５０１の位置にティーチングユニットを固定することができる。
【００５５】
図６にティーチングユニット台座の外観を示す。
【００５６】
ティーチングユニット台座は、ミニエン筐体部材６０３に設置され、ティーチングユニットを停留させておくためのティーチングユニット支持部材６０１と、無接点式給電部６０２とで構成されている。ティーチングユニットを使用していない時は、ティーチングユニットをティーチングユニット台座の上に常設しておくとともに、ティーチングユニットに無接点充電を実施する。
【００５７】
図７にティーチング操作パネルの外観を示す。
【００５８】
ティーチング操作パネル２０９は、ティーチング作業時やメンテナンス時に、ロボット、ロードポート及びプリアライナを含むミニエン構成機器をインタラクティブに操作するインターフェイスであり、作業者がミニエンに指令を与えるためのインターフェイス７０１（例えば、ボタン、タッチパネルなど）と、指令の結果及び現在の状態を伝える表示画面７０２と、非常停止ボタン７０３と含む。ティーチング操作パネルは、操作パネル接続ケーブル７０４を介してミニエン制御部２０６と接続する。
【００５９】
本発明に係るティーチング操作パネル２０９においては、従来のティーチング操作パネルの機能に加えて、ティーチングユニットのスタンバイ状態と動作状態との切換え、ティーチングユニットに設置された距離センサ３０３の距離センサ表示値７０５（リアルタイム値）、傾斜センサ３０４の傾斜センサ表示値７０６（リアルタイム値）、モーメンタリ式押しボタンＯＮ／ＯＦＦ状態表示７０７、及びティーチングユニットのバッテリ残量表示７０８を表示する機能を実装する。
【００６０】
図８は、本発明によるティーチング作業手順のフローチャートを示したものである。
【００６１】
最初に、ロボットハンドの基準位置（ハンド基準位置）においてティーチングユニットを把持する（ステップＳ８０１）。このステップＳ８０１は、キャリブレーション処理を含む。
【００６２】
次に、ウェーハ搬送位置の基準となるプリアライナ２０３のティーチング作業を実施する（ステップＳ８０２）。プリアライナ２０３のティーチング作業完了後は、順次同様の手法を用いて、ウェーハ収納容器１０３、ウェーハステージ２０５のティーチング作業を行う（ステップＳ８０３）。
【００６３】
所定のウェーハ搬送場所のティーチング作業終了後、ティーチングユニット２０８をティーチングユニット台座２０７に配置（ステップＳ８０４）すれば、ティーチング作業完了となる。
【００６４】
以下、図８のティーチング作業フローチャートで示した、ハンド基準位置でのティーチングユニット把持（キャリブレーション処理、ステップＳ８０１）、及び、プリアライナのティーチング方法（ステップＳ８０２）について実施例１で説明し、ウェーハ収納容器のティーチング方法（ステップＳ８０３）について、実施例２で説明する。
【実施例１】
【００６５】
図９は、ティーチングユニットをハンド基準位置で把持する前のティーチングユニット２０８とロボットハンド２０２との相対位置を示したものである。また、図１０Ａ及び１０Ｂは、ハンド基準位置で把持した後のティーチングユニット２０８とロボットハンド２０２との相対位置を示す。
【００６６】
ＸＹ座標軸９０１を基準とし、ロボットハンド２０２の基準位置においてティーチングユニット２０８を把持するためには、ロボットハンド２０２とティーチングユニット２０８の位置関係において、Ｘ軸のずれ、Ｙ軸のずれ及び垂直方向のずれ（Ｚ軸のずれ）をゼロの位置にロボットハンド２０２を移動して、ロボットハンド中心線９０２とウェーハ中心線９０３とがなす角θもゼロ度にする必要がある。
【００６７】
ティーチングユニット２０８の裏面には、モーメンタリ押しボタン４０２が２個設置されている。ロボットハンド２０２には、ティーチングユニット２０８がロボットハンド２０２の基準位置に置かれたときに、モーメンタリ押しボタン４０２がほとんど隙間なく貫通する内径寸法の基準穴５０１が加工されている。
【００６８】
図１０Ａの位置関係になったとき、Ｐ−Ｐ断面図である図１０Ｂに示すように、２個のモーメンタリ押しボタン４０２が基準穴５０１を貫通することで、２つともＯＦＦ状態となり、かつロボットハンド２０２のウェーハ吸着がＯＮの状態になるため、ロボットハンド２０２が基準位置でティーチングユニット２０８を把持したとみなすことができる。
【００６９】
図１１にハンド基準位置でティーチングユニットを把持するための動作フローチャートを示す。
【００７０】
作業者は、図１に示す装置覗き窓１０７又はウェーハ収納容器１０３の外側から装置内部にある機器の大まかな位置関係を確認しながら、ティーチング操作パネルから指令を出すものとする。
【００７１】
（ステップＳ１１０１）作業者はティーチング操作パネル２０９をミニエンに接続する。
【００７２】
（ステップＳ１１０２）ティーチング操作パネル２０９を用いて、ティーチングユニット２０８のスタンバイを解除する。ティーチング操作パネル２０９の画面上には、図７に示したようにティーチングユニット２０８のセンサ値やバッテリ残量が表示され、ティーチングユニット２０８に対して指令を送信できる状態になる。
【００７３】
（ステップＳ１１０３）ティーチングユニット台座２０７からティーチングユニット２０８をロボットハンド２０２で取り出す。
【００７４】
（ステップＳ１１０４）取り出し結果がエラーだったときは、搬送精度が許容範囲外に劣化しているため、ロボットおよびミニエンのメンテナンスが必要である。この場合は、ティーチング作業を中断する。
【００７５】
（ステップ１１０５）取り出し結果が正常であれば、ティーチングユニット２０８の傾斜センサ値７０６を読み取る。
【００７６】
（ステップＳ１１０６）ティーチングユニット２０８をプリアライナ２０３に搬送する。
【００７７】
（ステップＳ１１０７）プリアライメント処理を実行する。プリアライメント結果がエラーだったときは、搬送精度が許容範囲外に劣化していると判断し、ティーチング作業を中断する（ステップＳ１１０４）。
【００７８】
（ステップＳ１１０８）ティーチングユニット２０８の傾斜センサ値７０６を読み取る。ステップＳ１１０５で読み取った傾斜センサ値７０６との差分がプリアライナ２０３に対するロボットハンド２０２の相対的な傾斜度となる。ロボットハンド２０２との相対的な傾斜度が搬送精度の許容範囲外であれば、ロボット及びプリアライナ２０３のメンテナンス作業が必要であるためティーチング作業を中断する（Ｓ１１０４）。
【００７９】
（ステップＳ１１０９）傾斜センサ値７０６の差分が許容範囲内であれば、作業者はティーチング操作パネル２０９からキャリブレーション処理を実行する。キャリブレーション処理が完了すれば、図９に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸、および、正対角度θのずれがゼロ度に調整され、ハンド基準位置にティーチングユニット２０８が把持される。
【００８０】
キャリブレーション処理は、ティーチング操作パネル２０９からの指示により、図１２及び図１３に示すキャリブレーション処理動作フローに従い、ミニエン制御部２０６のプログラムが自動的に制御する。
【００８１】
図１４は、キャリブレーション動作フローに伴う、ロボットハンド２０２とティーチングユニット２０８のモーメンタリ押しボタン４０２との相対位置関係を示したものである。
【００８２】
図１４において、ティーチングユニット２０８の中心線９０３及び押しボタンユニット基準線１４０３の交点（ｘ０、ｙ０）を中心とし、一辺の長さが２ｄｍ（ｄｍの２倍）の正方形を許容誤差範囲１４０２と定める。
【００８３】
以下の説明において、ロボットハンド２０２の現在位置は（ｘ、ｙ、ｚ）で表し、ハンド水平位置の許容誤差をｄｍ、プリアライナティーチング初期値を（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、ティーチングユニット２０８の中心線９０３とロボットハンドの中心線９０２のなす角度をθで表す。
【００８４】
（ステップＳ１２０１）ロボットハンド２０２を図１４に示す（ｘ０−ｄｍ、ｙ０−ｄｍ、ｚ０）に移動させる。
【００８５】
（ステップＳ１２０２）ティーチングユニット２０８のモーメンタリ押しボタン４０２がＯＮ状態であることを確認する。
【００８６】
（ステップＳ１２０３）ｘ０−ｄｍ≦ｘかつｘ≦ｘ０＋ｄｍが成立する範囲内で、ロボットハンド２０２をＸ軸方向に連続微小動作させる。連続微小動作中に、モーメンタリ押しボタン４０２がＯＦＦになったときは、ロボットハンド２０２を即時停止する（Ｓ１２０８）。
【００８７】
（ステップＳ１２０４）Ｘ軸の現在位置が、ｘ０＋ｄｍ＜ｘまたは、ｘ＜ｘ０−ｄｍとなったら、Ｙ軸正方向に微小動作させる。
【００８８】
（ステップＳ１２０５）ｘ０−ｄｍ≦ｘが成立する範囲内でロボットハンド２０２をＸ軸負方向に連続微小動作させる。連続微小動作中に、モーメンタリ押しボタン４０２がＯＦＦになったときは、ロボットハンド２０２を即時停止する（Ｓ１２０８）。
【００８９】
（ステップＳ１２０６）Ｘ軸の現在位置が、ｘ０＋ｄｍ＜ｘ又は、ｘ＜ｘ０−ｄｍとなったら、Ｙ軸正方向に一度微小動作させる。
【００９０】
（ステップＳ１２０７）ステップＳ１２０３〜ステップＳ１２０６をｙ０−ｄｍ≦ｙかつｙ≦ｙ０＋ｄｍが成立する範囲内で繰り返す。
【００９１】
（ステップＳ１２０８）ステップＳ１２０３〜ステップＳ１２０６を実施している間に、ティーチングユニット２０８のモーメンタリ押しボタン４０２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化したときは、ロボットハンド２０２の微小動作を即時停止する。
【００９２】
（ステップ１２０９）ステップＳ１２０３〜ステップＳ１２０７を実施している間に、どちらのモーメンタリ押しボタン４０２もＯＦＦ状態に変化しなければ、ハンド基準位置は、許容誤差ｄｍの範囲内には存在しないため、キャリブレーション処理はエラー終了させる。
【００９３】
（ステップＳ１２１０）ステップＳ１２０８で、ロボットハンド２０２を停止したときに、ティーチングユニット２０８のモーメンタリ押しボタン４０２が２個ともロボットハンド２０２の基準穴５０１を貫通していれば、ロボットハンド２０２は基準位置にティーチングユニット２０８を把持していると判断し、キャリブレーション処理を終了する。
【００９４】
（ステップＳ１２１２）ステップＳ１２０３〜ステップＳ１２０６の実施中に、モーメンタリ押しボタン４０２のいずれかがＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化したとき（ステップＳ１２１１）は、そのときの座標値を（ｘａ、ｙａ、ｚａ）として一時記憶する。
【００９５】
ステップＳ１２０３〜ステップＳ１２０７の動作フローにより、ロボットハンド２０２は、図１４のロボットハンド動作軌跡１４０１に沿って、微小動作を繰り返すことで、許容誤差範囲１４０２（一辺の長さは２ｄｍ）で、ロボットハンド２０２に加工されたティーチングユニット基準穴５０１を、ティーチングユニット２０８の裏面のモーメンタリ式押しボタン４０２が貫通する位置を走査する。
【００９６】
（ステップＳ１２１３）（ｘａ、ｙａ、ｚａ）を一時記録した後、ハンド基準位置を、図１４の座標（ｘ０＋ｄｍ、ｙ０＋ｄｍ、ｚ０）に移動させる。（ｘ０＋ｄｍ、ｙ０＋ｄｍ、ｚ０）を起点として、図１２及び図１３のフローと逆方向にロボットハンド２０２を微小動作させることで、片側の押しボタンユニットがロボットハンド２０２のティーチングユニット基準穴５０１に合致する点を走査し、このときの座標値を（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）として一時記憶する（ステップＳ１２１５）。
【００９７】
（ステップＳ１２１５）（ｘａ、ｙａ、ｚａ）及び（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）をもとに、ロボットハンド中心線９０２とティーチングユニット中心線９０３とのなす角θを算出する。
【００９８】
θの算出処理を示す解析図形を図１５に示す。
【００９９】
Ｘ座標の差分１５０１（ｘｂ−ｘａ）、Ｙ座標の差分１５０２（ｙｂ−ｙａ）を２辺として形成される直角三角形１５０３において、斜辺とＹ座標の差分１５０２とのなす角度θ（正対角度）は、下記式（１）で表される。
【０１００】
【数１】
2011091071.tif 000003
【０１０１】
よって、正対角度θは、下記式（２）により算出できる。
【０１０２】
【数２】
2011091071.tif 000004
【０１０３】
（ステップＳ１２１６）ハンド角度を（−θ）旋回させて、ティーチングユニット２０８となす角度をゼロに補正し、ステップＳ１２０１に戻る。
【０１０４】
ロボットハンド２０２とティーチングユニット２０８とのなす角度θがゼロに補正されれば、ロボットハンド２０２とティーチングユニット２０８とのずれは、水平方向（ｘ軸及びｙ軸方向）に絞られるため、図１３のステップＳ１２０８、Ｓ１２１０の条件に合致し、ロボットハンド２０２の基準位置でティーチングユニット２０８を把持することができる。
【０１０５】
以上がキャリブレーション処理の動作説明である。
【０１０６】
キャリブレーション処理完了後は、プリアライナ２０３のティーチング作業を実施する。
【０１０７】
プリアライナ２０３のティーチング作業フローを図１６に示す。
【０１０８】
（ステップＳ１６０１）キャリブレーション済みのティーチングユニット２０８をプリアライナ２０３に搬送する。
【０１０９】
（ステップＳ１６０２）ティーチングユニット２０８をリアライメントする。
【０１１０】
（ステップＳ１６０３）プリアライナ２０３から偏心補正値（Δｘ、Δｙ）を読み取る。
【０１１１】
（ステップＳ１６０５）ロボットハンド２０２の吸引をＯＮしながら、ロボットハンド２０２を上昇させ（Ｓ１６０４）、吸着センサがＯＮになった高さ位置を新しいＺ軸のティーチング記録値とする。
【０１１２】
（ステップＳ１６０６）プリアライナティーチング初期値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）に偏心補正値（Δｘ、Δｙを加算した座標値を、ｘ、ｙの新しいティーチング記録値とする。
【実施例２】
【０１１３】
ウェーハ収納容器１０３のティーチング作業フローを図１７に示す。
【０１１４】
作業者は、装置覗き窓１０７及びウェーハ収納容器１０３を通して、装置内部の機器の大まかな位置関係を確認しながらティーチング操作パネル２０９に表示される数値を確認し、ロボット２０１を操作する。
【０１１５】
（ステップＳ１７０１）キャリブレーション処理を実施し、ハンド基準位置にティーチングユニット２０８を把持する。
【０１１６】
（ステップＳ１７０２）ロボットハンド２０２でティーチングユニット２０８を把持したまま、ウェーハ収納容器１０３の挿入開始位置にロボットハンド２０２を移動させる。
【０１１７】
（ステップＳ１７０３）ティーチングユニット２０８とウェーハ収納容器１０３とのクリアランスを確認しながら、ロボットハンド２０２をウェーハ収納容器１０３の内部に挿入する。
【０１１８】
（ステップＳ１７０４）傾斜センサ３０４のセンサ値を読み取る。
【０１１９】
（ステップＳ１７０５）真空吸着をＯＦＦにして、ティーチングユニット２０８をウェーハ収納容器１０３に収納する。
【０１２０】
（ステップＳ１７０６）傾斜センサ３０４のセンサ値を読み取る。
【０１２１】
（ステップＳ１７０７）ステップ１７０４で読み取った傾斜センサ値とステップＳ１７０６のセンサ値との差分がウェーハ収納容器１０３に対するロボットハンド２０２の相対的な傾斜度となる。傾斜度が許容範囲外であれば、ティーチング作業を中断し、ロボット２０１、ウェーハ収納容器１０３及びロードポート１０２のメンテナンス作業を実施する（ステップ１７０８）。
【０１２２】
（ステップＳ１７０９）ロボットハンド２０２でティーチングユニット２０８を把持する。
【０１２３】
図１８は、ウェーハ収納容器１０３のティーチング作業時におけるティーチング操作パネル２０９の表示画面７０２である。表示画面７０２には、各距離センサ値表示１８０４とともに、ティーチングユニット状態表示１８０１、ウェーハ収納容器壁面表示１８０２（ウェーハ収納容器の内側壁面の表示）及びクリアランス距離表示１８０３（クリアランス距離の表示）を表示する。
【０１２４】
クリアランス距離表示１８０３と距離センサ値表示１８０４との相関関係を図１９に示す。ウェーハ収納容器１０３の内側の幅をＤ、ティーチングユニット１８０２の直径をＲ、左側距離センサ値の値をａ、右側距離センサ値をｂ、ロボットハンドとウェーハ収納容器との正対角度ξとすると、直角三角形αβγの頂点αにおける角度ξと斜辺（ａ＋ｂ＋Ｒ）、底辺Ｄの関係から、下記式（３）が導かれる。
【０１２５】
【数３】
2011091071.tif 000005
【０１２６】
よって、正対角度ξは、下記式（４）により算出できる。
【０１２７】
【数４】
2011091071.tif 000006
【０１２８】
図１９における直角三角形αομについて、底辺ομ（辺の長さはＡ＋Ｒ／２である。）、斜辺οα（辺の長さはａ＋Ｒ／２である。）及びそれらがなす角αομの角度ξの関係は、下記式（５）で表される。
【０１２９】
【数５】
2011091071.tif 000007
【０１３０】
これをＡについて解くと、下記式（６）が得られる。
【０１３１】
【数６】
2011091071.tif 000008
【０１３２】
同様に、直角三角形βονについて、底辺ον（辺の長さはＢ＋Ｒ／２である。）、斜辺οβ（辺の長さはｂ＋Ｒ／２である。）及びそれらがなす角βονの角度ξの関係は、下記式（７）で表される。
【０１３３】
【数７】
2011091071.tif 000009
【０１３４】
上記式（６）及び（７）のｃｏｓξに上記式（４）で得られたξを適用することにより、ティーチングユニット状態表示１８０１とウェーハ収納容器壁面表示１８０２とのクリアランス距離Ａ及びＢを求めることができる。
【０１３５】
奥行きのクリアランス距離も、距離センサ値と正対角度ξとを用いて、上記式（６）及び（７）と同様の計算式を用いて求めることができる。
【０１３６】
（ステップＳ１７１０）作業者は、表示部にリアルタイム表示される、正対角度ξ、距離センサ値表示１８０４、および上記の算出式で得られたクリアランス距離表示１８０３を基準に、正対角度がゼロ度（０ｄｅｇ）になるようにロボットハンド２０２を旋回させる。正対角度がゼロ度のときは、距離センサ値ａ＝クリアランス距離Ａ、距離センサ値ｂ＝クリアランス距離Ｂが成り立つ。
【０１３７】
（ステップＳ１７１１）ティーチングユニット２０８の左右、および奥行きを所定位置（例えば左右の壁面から５ｍｍ、奥行きの壁面から５ｍｍ位置）に調整移動し、新しいティーチング記録座標とし、ミニエン制御部２０６に記録することにより、ティーチング作業が完了する。
【０１３８】
以上、ティーチングユニット２０８に設置した傾斜センサ３０４と、距離センサ３０３のセンサ値を元にクリアランス距離を算出し、それらの数値情報を作業者に視覚的に伝え、インタラクティブな操作を実現することにより、客観的で精度の高いティーチング位置座標を得ることができる。
【０１３９】
また、図１７で説明したティーチング方法は、奥行きと左右とのクリアランス及び高さ座標が一定に定められたウェーハステージ２０５のティーチングにも適用することができる。
【０１４０】
本発明によれば、作業者は、覗き窓やウェーハ収納容器の外側から大まかな位置さえ把握できれば、装置内部に設置したティーチングユニット自体が筐体とのクリアランス、ウェーハ収納容器までの距離、及び傾斜度を検知するため、ティーチング操作パネルの数値を基準に微小な位置調整や確認を実施でき、頭や体の一部を装置内部に入れる必要がなく、作業の安全性を確保できる。
【０１４１】
また、本発明によれば、位置ずれが許容範囲内であれば、装置開口部を閉めたままでティーチング作業を実施できるため、搬送を実施しないアイドリング運転や装置内清掃の必要がなく、ダウンタイムを短縮するができる。
【０１４２】
また、本発明によれば、距離センサ及び傾斜センサが出力する数値データを基準にしているため、作業者の技術力や修練度に左右されず、客観的で精度の高い位置データに基づいてティーチングを行うことが可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０１：ミニエン、１０２：ロードポート、１０３：ウェーハ収納容器、１０４：ウェーハ、１０５：半導体製造装置、１０６：ＦＦＵ、１０７：覗き窓、１０８：メンテナンス用ドア、２０１：ロボット、２０２：ロボットハンド、２０３：プリアライナ、２０４：ラインセンサ、２０５：ウェーハステージ、２０６：ミニエン制御部、２０７：ティーチングユニット台座、２０８：ティーチングユニット、２０９：ティーチング操作パネル、２１０：ケーブル、３０１：基板、３０２：ノッチ、３０３：距離センサ、３０４：傾斜センサ、３０５：無線通信部、３０６：受電部、３０７：電源バッテリ、３０８：ティーチングユニット制御部、３０９：基板、４０１：ティーチングユニット裏面、４０２：モーメンタリ式押しボタン、５０１：ティーチングユニット基準穴、５０２：ウェーハ吸着口、６０１：ティーチングユニット支持部材、６０２：無接点式給電部、６０３：ミニエン筐体部材、７０１：インターフェイス、７０２：表示画面、７０３：非常停止ボタン、７０４：操作パネル接続ケーブル、７０５：距離センサ表示値、７０６：傾斜センサ表示値、７０７：モーメンタリ式押しボタンＯＮ／ＯＦＦ状態表示、７０８：バッテリ残量表示、９０１：ＸＹ座標軸、１４０１：ロボットハンド動作軌跡、１４０２：許容誤差範囲、１４０３：押しボタンユニット基準線、１５０１、１５０２：差分、１５０３：直角三角形、１８０１：ティーチングユニット状態表示、１８０２：ウェーハ収納容器壁面表示、１８０３：クリアランス距離表示、１８０４：距離センサ値表示。
【図１】
2011091071.tif 000010
【図２】
2011091071.tif 000011
【図３】
2011091071.tif 000012
【図４】
2011091071.tif 000013
【図５】
2011091071.tif 000014
【図６】
2011091071.tif 000015
【図７】
2011091071.tif 000016
【図８】
2011091071.tif 000017
【図９】
2011091071.tif 000018
【図１０Ａ】
2011091071.tif 000019
【図１０Ｂ】
2011091071.tif 000020
【図１１】
2011091071.tif 000021
【図１２】
2011091071.tif 000022
【図１３】
2011091071.tif 000023
【図１４】
2011091071.tif 000024
【図１５】
2011091071.tif 000025
【図１６】
2011091071.tif 000026
【図１７】
2011091071.tif 000027
【図１８】
2011091071.tif 000028
【図１９】
2011091071.tif 000029