(57)【要約】【課題】フィンガ部が水平面内で回転方向にずれて取り付けられていても、最適な位置教示データが自動で取得できる位置教示方法を提供する。フィンガ部の位置ずれ量を検出して、このずれ量を補正して、最適な位置に被搬送物を搬送できる位置教示方法を提供する。【解決手段】搬送ロボットが移動可能なＸ軸方向に対し平行に備えられた第１、第２の目的物を検出することで搬送ロボットの中心位置を特定し、その後、第３の目的物を検出する。これらの動作で得られた位置データから最適な搬送位置を自動で教示する。【選択図】図５
2011183492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームの先端に設置されたフィンガ部によって被搬送物を保持して予め設定された搬送軌跡上を搬送する、鉛直方向の上下移動、並びに、鉛直方向に対して直角な平面上の直線移動及び旋回移動が可能な搬送ロボットを備える搬送装置に、前記搬送軌跡上の所定の目標位置を教示する位置教示方法であって、
鉛直方向をＺ方向とし、前記平面上にある設計上の直線移動方向をＹ方向とし、Ｙ方向及びＺ方向に直角な方向をＸ方向としたとき、
前記平面上に互いに平行でない光軸を備える透過光式センサを配置したセンサ治具を前記フィンガ部に設置し、
（ａ）前記センサ治具によって、前記搬送ロボットの中心軸から前記Ｙ方向に対し平行に配置された第１の目標物と第２の目標物までのそれぞれの距離を検出し、前記第１及び第２の目標物までの距離が等しくなる位置まで前記搬送ロボットをＸ方向に移動させる工程と、
（ｂ）前記２つの目標物それぞれを検出した時の、前記旋回移動の量を記憶させる工程と、
（ｃ）前記Ｘ方向に移動した後、第３の目標物を前記アーム及び旋回部を動作させて検出させ、前記アーム及び前記旋回部の移動量を記憶させる工程と、
（ｄ）前記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）で得られた前記アームと前記旋回部の移動量から前記アームの先端に設置された前記フィンガ部の、前記アーム動作軌跡に対する水平面内での傾き角度を算出する工程と、
の４つの工程を備えていることを特徴とする、位置教示方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）において、前記第３の目標物に替えて、前記搬送ロボットを前記第１もしくは前記第２の目標物の正面まで移動させ、前記第１もしくは前記第２の目標物を検出させることを特徴とする、請求項１に記載の位置教示方法。
【請求項３】
前記目標物は、ロードポート上に配置されたキネマティックピンであることを特徴とする、請求項１もしくは２に記載の位置教示方法。
【請求項４】
前記フィンガ上に設置された時の前記センサ治具に備えられた前記互いに平行でない光軸の交点と、前記フィンガ部によって保持された時の被搬送物の中心位置とは、同一平面内において一致することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位置教示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーム部の先端に連結されたフィンガ部によって被搬送物を保持し、予め設定された搬送軌跡上を搬送する搬送装置に対して、フィンガ部がアーム部に対して水平面内で回転方向にずれた位置に連結されていた場合でも、所定の目標位置までの最適な移動軌跡と搬送位置を教示する位置教示方法、及び、アーム部先端に連結されたフィンガ部の水平面内での回転方向位置ずれを補正する方法、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ、液晶パネル、有機ＥＬパネル、太陽電池用パネル等の薄物状物の搬送装置に搬送位置を教示する作業は、作業者が被搬送物（搬送対象物）もしくは教示用の治具を搬送先（搬送ポート）に設置し、搬送装置を搬送位置まで誘導して、目視にて教示位置を確認していた。そのため、位置教示作業は時間のかかる作業であり、作業者の熟練度により、精度に大きな差を生じやすいものであった。また、搬送装置によっては、作業者が目視確認するのが困難なものも多く、さらには搬送装置の可動範囲内に入っての作業もあり、危険な場合もあった。そこで、様々なセンサや教示用の治具を使用して、所定の対象物を検出して、自動的に搬送位置を教示するオートティーチングの方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、搬送装置のアームに、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行に配置された光軸を有する透過式センサを備えた教示治具により、搬送位置に設けられた被検出物を非接触で検出し、検出した被検出物の位置情報から搬送位置の教示情報を取得するシステムが提案されている。また、本出願人により出願された特許文献２では、搬送ロボットにより搬送される被搬送物を設置する位置に教示用治具を設置し、搬送ロボット（搬送装置）のフィンガ部の先端に取り付けた、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対し角度を持って配置され、かつ互いに平行でない光軸を有する２つの透過式センサで構成された教示用治具をフィンガ部上の被搬送物保持位置に設置し、教示用治具若しくはロボット可動範囲内の目的物を検出することにより、被搬送物の搬送位置を自動教示する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３３０６３９８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００９／１４５０８２Ａ１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の自動教示方法を正確に行う場合、フィンガ部が設計通りに誤差無くアーム部先端に取り付けられていることが必要であった。もし、フィンガ部が正確に取り付けられていなかった場合、自動教示後の位置データと設計上の理想的な搬送位置との間に許容範囲以上の差が生じてしまい、被搬送物が壁面や収納容器に接触し破損したり、自動教示後に目視にて微調整を行う必要があったりした。また、アーム部先端に設計値通り正確にフィンガ部の取り付けを行うには、作業者の熟練度によって精度に差が出てしまい、また、時間のかかる作業となっていた。本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、アーム部の伸縮方向に対するフィンガ部の水平面内での回転方向の位置ずれ量を検出し、その回転方向の位置ずれ量を補正し、最適な搬送位置を自動教示する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、アームの先端に設置されたフィンガ部によって被搬送物を保持して予め設定された搬送軌跡上を搬送する、鉛直方向の上下移動、並びに、鉛直方向に対して直角な平面上の直線移動及び旋回移動が可能な搬送ロボットを備える搬送装置に、前記搬送軌跡上の所定の目標位置を教示する位置教示方法であって、鉛直方向をＺ方向とし、前記平面上にある設計上の直線移動方向をＹ方向とし、Ｙ方向及びＺ方向に直角な方向をＸ方向としたとき、前記平面上に互いに平行でない光軸を備える透過光式センサを配置したセンサ治具を前記フィンガ部に設置し、（ａ）前記センサ治具によって、前記搬送ロボットの中心軸から前記Ｙ方向に対し平行に配置された第１の目標物と第２の目標物までのそれぞれの距離を検出し、前記第１及び第２の目標物までの距離が等しくなる位置まで前記搬送ロボットをＸ方向に移動させる工程と、（ｂ）前記２つの目標物それぞれを検出した時の、前記旋回移動の量を記憶させる工程と、（ｃ）前記Ｘ方向に移動した後、第３の目標物を前記アーム及び旋回部を動作させて検出させ、前記アーム及び前記旋回部の移動量を記憶させる工程と、（ｄ）前記工程（ａ）（ｂ）（ｃ）で得られた前記アームと前記旋回部の移動量から前記アームの先端に設置された前記フィンガ部の、前記アーム動作軌跡に対する水平面内での傾き角度を算出する工程と、の４つの工程を備えていることを特徴としている。
【０００６】
また、前記工程（ｃ）において、前記第３の目標物に替えて、前記搬送ロボットを前記第１もしくは前記第２の目標物の正面まで移動させ、前記第１もしくは前記第２の目標物を検出させることを特徴としている。
【０００７】
さらに、前記目標物は、ロードポート上に配置されたキネマティックピンであることを特徴としている。また、この上記位置教示を行うにあたって、前記フィンガ上に設置された時の前記センサ治具に備えられた前記互いに平行でない光軸の交点と、前記フィンガ部によって保持された時の被搬送物の中心位置とは、同一平面内において一致することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フィンガ部が、アーム部の進行方向に対して水平面内での取り付け角度がずれた状態でアーム部に取り付けられている場合でも、最適な搬送位置を自動教示することが可能となる。また、アーム部先端にフィンガ部の取り付けを行う際に、今までのような熟練度の必要な作業を行わなくても、最適な搬送位置を自動教示することができるので、組み付け時の工数を削減することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下にこの発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施態様は説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと同等なもので置換した実施態様を採用することが可能であるが、これらの実施態様も本発明の範囲に含まれる。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る搬送装置を説明するための図であって、図１（ａ）は、概略上面図であり、図１（ｂ）は概略側面図である。以下、本実施形態では、半導体ウエハを収納したウエハ収納容器（ＦＯＵＰ）１００とウエハ処理装置１１０との間での半導体ウエハの搬送を実行するウエハ搬送装置１（ＥＦＥＭ：Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ  Ｍｏｄｕｌｅ）を例に挙げて説明する。
【００１１】
図１に示すように、ウエハ搬送装置１は、ウエハ収納容器１００とウエハ処理装置１１０との間の半導体ウエハの搬送を実行する。ウエハ搬送装置１は、半導体ウエハを把持して搬送する本体部（搬送ロボット）３と、ロードポート２と、Ｘ軸テーブル４を備えている。ロードポート２は、ウエハ収納容器１００を規定された位置に搭載し、ウエハ収納容器１００のドア（図示せず）を開けて、搬送ロボット３がウエハ収納容器１００の中の半導体ウエハを搬送可能な位置まで移動する装置である。また、Ｘ軸テーブル４は、搬送ロボット３を設置することによって、鉛直方向（Ｚ方向）に対して直角な図中のＸ軸方向（Ｘ方向）に搬送ロボット３を平行移動させる装置である。
【００１２】
なお、Ｚ方向及びＸ方向に対して直角な方向をＹ方向としている。また、ここでは、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向をウエハ搬送装置１の設計上の方向とし、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を、ウエハ搬送装置１の設置上のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対応する方向とする。
【００１３】
次に、図２を参照して、搬送ロボット３について説明する。図２は、搬送ロボット３を説明するための図であり、図２（ａ）は、搬送ロボット３の概略側面図であり、図２（ｂ）は搬送ロボット３の概略上面図である。
【００１４】
図２に示すように、搬送ロボット３は、Ｚ軸方向に上下移動が可能な円筒状の支柱部５と、支柱部５の中心軸６を中心にＺ軸方向に対して直角な平面（旋回面）上を旋回する旋回部７を備えている。旋回部７は、第１アーム８と、第２アーム９と、フィンガ部１０とを備えている。第１アーム８は、支柱部５の中心軸６を中心に旋回面上を旋回可能に支柱部５に取り付けられている。また、第２アーム９は、旋回面と平行な平面上を旋回自在に、第１アーム８の先端に第１アーム８と一定の速度比をもって取り付けられている。また、フィンガ部１０は、旋回面と平行な平面上を旋回自在に、第２アーム９の先端に第２アーム９と一定の速度比をもって取り付けられている。
【００１５】
旋回部７は、第１アーム８の中心軸６を中心とした旋回運動が、一定の速度比をもって第２アーム９及びフィンガ部１０へと伝達され、フィンガ部１０の中心軸６を通り中心軸６に対して直角な方向（Ｒ方向）への伸縮運動に変化する構成となっている。尚、ウエハ搬送装置１は、搬送ロボット３のＲ方向がＹ方向となるようにＸ軸テーブル４に取り付けられている。従って、Ｒ方向がＹ軸方向となる。
【００１６】
したがって、図１及び図２に示すように、搬送ロボット３は、旋回部７を中心軸６の回りに旋回させる移動（旋回移動）、旋回部７をＹ軸方向へ伸縮させるＹ軸移動（直線移動）及び旋回部７をＺ軸方向へ上下移動させるＺ軸移動（鉛直方向の上下移動）の３自由度を有している。また、Ｘ軸テーブル４は、搬送ロボット３をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動（平行移動）の１自由度を有していることから、ウエハ搬送装置１は４自由度を有していることになる。また、上記の各動作部分は、不図示のステッピングモータやサーボモータといった位置制御可能な駆動源によってそれぞれが単独で駆動される。駆動源は同じく不図示の制御部によって動作量や動作スピードを制御されている。さらに、ウエハ搬送装置１本体内部には、センサ治具１１によって目標物を検出した時の動作量から位置データを算出する算出部、動作量や動作スピードといった各種データを記憶する記憶部が備えられている。
【００１７】
次に、位置教示作業の際、ウエハ搬送装置１に取り付けて教示位置情報を取得するためのセンサ治具１１について説明する。図３は、センサ治具１１の一例を示す図で、図３（ａ）はセンサ治具１１の概略斜視図であり、図３（ｂ）はセンサ治具１１の概略上面図である。図３に示すように、センサ治具１１には、透過光式センサ１２が設置されている。また、透過光式センサ１２は投光部１２ａ及び１２ｂと受光部１２ｃ及び１２ｄを備え、図示していない透過光式センサ１２の制御部からコネクタ３４を介して伝達された電気信号がアンプ１３によって光信号に変換されて投光部１２ａ及び１２ｂへ導かれる。また、受光部１２ｃ及び１２ｄからの光信号はアンプ１３によって電気信号に変換され、コネクタ１４を介して透過光式センサ１２の制御部へ伝達される。この構成により、センサ治具１１で目的物を検出した時の、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、旋回方向の各動作軸の動作位置が認識できることとなる。なお、センサ治具１１に備える透過光式センサ１２の光軸２１、２２は、互いに平行になっていなければ、どのような角度であっても目的物の位置の検出は可能である。ただし、実際の光軸２１、２２のフィンガ部１０に対する角度は既知の値であることが必要で、本実施例に於けるセンサ治具１１のセンサ光軸２１、２２の角度は、フィンガ部１０に対し、水平面内において＋６０°と−６０°の角度を有していて、光軸２１、２２の互いの相対角度も６０°となっている。
【００１８】
センサ治具１１のフィンガ部１０への固定は、フィンガ部１０が備える半導体ウエハを保持する手段によって行われる。即ち、フィンガ部１０が半導体ウエハの周縁を機械的に把持する手段を備えている場合は、そのセンサ治具１１をその把持手段に対応する形状とし、フィンガ部１０が半導体ウエハを吸着して固定する手段を備えている場合は、センサ治具１１の吸着される側の表面を平坦に処理し、吸着漏れを無くすよう処理されていればよい。また、センサ治具１１をフィンガ部１０に固定する際の位置決め方法については、センサ治具１１表面にフィンガ部１０の形状に対応した突起物や段差を設けることで、フィンガ部１０上での位置決めが容易に出来る形状とすることが望ましい。
【００１９】
また、本実施例では、検出のための目標物としてロードポート２に備えられたキネマティックピン１５を用いることとしている。キネマティックピン１５はロードポート２上の載置台１６に少なくとも３箇所配置されたものであり、ウエハ収納容器１００を規定の位置に位置決めし、載置するための直径１２ｍｍの略円柱状のピンである。その配置や形状は、半導体製造装置の世界的な標準規格であるＳＥＭＩ規格によって規定されている。（ＳＥＭＩ  Ｅ５７−０６００）。図４はその３本のキネマティックピン１５ａ、１５ｂ、１５ｃの配置を示した図であって、図面視して下側が搬送ロボット３に面する側である。キネマティックピン１５ａ、１５ｂはＳＥＭＩで定めるフェイシャル基準面に対し、上面視平行な直線上に配置されるよう規定されている。また、本実施例におけるＸ軸テーブル４の走行軸もこのフェイシャル基準面に対し、上面視平行に設置されているので、各キネマティックピン１５ａ、１５ｂの中心軸ａ、ｂを結ぶ直線とＸ軸テーブル４の走行軸は上面視平行な位置関係となっている。なお、各キネマティックピン１５ａ、１５ｂの中心軸ａ、ｂを結ぶ直線の長さは、ＳＥＭＩ規格にて２３０ｍｍと規定されている。
なお、設計上の都合により、センサ治具１１がキネマティックピン１５を検出できる位置まで、搬送ロボット３が動作出来ない場合も十分考えられる。こういった場合は、キネマティックピン１５上に目標物としての遮光治具を設置することとしてもよい。また、目標物は、各キネマティックピン１５上に個別に設置してもよいし、キネマティックピン１５に替わる３つの目標物を所望の位置に配置した遮光治具を設置することとしてもよい。さらに、前記遮光治具の設置場所は、ロボット動作範囲内の既知の位置であればどこにでも設置することが出来る。
【００２０】
さらに、中心軸ａ、ｂを結ぶ直線を二等分した位置を通り、載置台１６上フェイシャル基準面に対し上面視して直角に交わるバイラテラル基準面上に第３のキネマティックピン１５ｃが配置されている。前述のＳＥＭＩ規格では、バイラテラル基準面は、ロードポート２に対して左右方向の対称面（線）と規定されていて、さらに、キネマティックピン１５ｃの中心軸からキネマティックピン１５ａ、１５ｂの中心軸ａ、ｂを結ぶ直線に向かって降ろした垂線の長さは２００ｍｍと規定されている。言い換えると、各キネマティックピン１５の配置は、図面視して、キネマティックピン１５ａ、１５ｂの中心軸ａ、ｂを結ぶ２３０ｍｍの直線を底辺とする高さ２００ｍｍの二等辺三角形の頂点にキネマティックピン１５ｃの中心軸ｃが配置されていることとなる。
【００２１】
次に、フィンガ部１０の水平面内における回転方向の位置ずれについて説明する。本実施例での搬送ロボット３のアーム部１７は、第１アーム８の基端部と旋回部７との連結部分を第１関節Ａとし、第１アーム８の他端部と第２アーム９の基端部との連結部分を第２関節Ｂ、第２アーム９の他端部とフィンガ部１０の基端部との連結部分を第３関節Ｃとしている。各関節Ａ、Ｂ、Ｃは、玉軸受けとプーリによって水平面内で回転自在に支持されていて、各関節間及び第１関節から駆動源である不図示のモータとの間はタイミングベルトによって連結されている。この構成によって、モータの回転がアーム部の伸縮動作へと伝達されることとなる。また、第１関節Ａ、第２関節Ｂ、第３関節Ｃのそれぞれの速度比は１：２：１となっている。この構成によって、モータの回転は、１：２：１の速度比で各関節に伝達さることになり、アーム部１７が伸縮動作を行った場合でもフィンガ部１０の姿勢は変化することなく、第３関節及びフィンガ部１０は直線の軌跡Ｄ上を移動することが可能となっている。（図５参照）
【００２２】
フィンガ部１０は第３関節Ｃに備えられたプーリにネジによって固定されているが、この固定の際に、水平面内での目視では認識できない程度の微小な取り付け角度のずれを起こす場合がある。この取り付け角度のずれ量をλとすると、ずれ量λはアーム部１７の伸縮動作に対しても変化することはないので、フィンガ部１０の直線の移動軌跡Ｄに対し、上面視回転方向に微小な角度ずれとなってしまうのである。（図５ａ参照）。上記のフィンガ部１０の取り付け角度がずれた状態で、従来の自動位置教示方法による搬送位置の教示を行うと、所望の搬送位置よりもずれた位置を適正な教示位置として認識してしまう。しかも、センサ光軸２１、２２から関節部Ｃまでの比較的短い距離では微小なずれ量であっても、このずれ量はＸ軸テーブル４上の位置としてみた場合、アーム部１７伸縮動作時のアーム部１７全体の長さに比例して大きくなってしまうのである。従って、自動位置教示作業を行う前に、この水平面内での回転方向角度ずれを補正するか、若しくは、回転方向角度がずれた状態での最適な搬送位置を教示する必要がある。
【００２３】
次に、本実施例のおける、フィンガ部１０の水平面内での回転方向角度ずれを補正する方法について説明していく。まず始めに、設計上のキネマティックピン１５ａ若しくは１５ｂのどちらかが配置された位置まで、Ｘ軸テーブル４、旋回部７、支柱部（Ｚ軸）５、アーム部１７を動作させて、透過光式センサ１２によって目的のキネマティックピン１５を検出する。この時、Ｘ軸テーブル４は、搬送ロボット３が目的のロードポート２に対し設計上正面に位置する地点まで動作することが望ましい。
【００２４】
さらに、この動作で検出できなかった場合は、目的のキネマティックピン１５の上方を透過光式センサ１２が通過した可能性が高いので、Ｚ軸５を微量に下降させ、再度検出動作を行う。透過光式センサにより目的のキネマティックピン１５が検出できたら、旋回部７とアーム部１７を動作させ、２本の光軸２１、２２が同時に目的のキネマティックピン１５を検出する位置までフィンガ部１０を動作させる。キネマティックピン１５の直径と、光軸２１、２２の配置位置と角度は既知であるので、アーム部１７を前進させて光軸２１、２２の交点が目的のキネマティックピン１５の中心軸上に位置するようにする。その後、Ｚ軸５を上昇させ、光軸２１、２２が目的のキネマティックピン１５を検出しなくなる位置をＺ軸データとして記録する。このＺ軸データがキネマティックピン１５の頂部の高さデータとなる。ここで、２本の光軸２１、２２が同時にキネマティックピン１５を検出する位置とは、図１１に示す状態であって、キネマティックピン１５の外周円に対し、光軸２１、２２が共に接線となる位置のことである。ここで、キネマティックピン１５の半径は６ｍｍ、光軸２１、２２の交差角度は６０°であるので、キネマティックピン１５ａの中心軸ａから光軸２１、２２の交点までの距離は容易に算出可能となる。さらに、アーム部１７を移動量は、モータの動作ステップ量と１ステップでのアーム部１７の移動量は既知であるので、搬送ロボット３の回転中心軸αから各キネマティックピン１５の中心軸までの距離は容易に算出可能である。また、仮に２本の光軸２１、２２が同時に検出する位置が不明確であった場合は、光軸が検出する直前の位置までアーム部１７を後退させ、その後旋回部７を左右に動作させそれぞれの光軸２１、２２がキネマティックピン１５を検知する位置を記憶しておき、その中間位置に旋回部７を動作させた後にアーム部１７を動作させ、光軸２１、２２が検知するタイミングを測定することとしてもよい。
【００２５】
次に、もう一方のキネマティックピン１５を上記と同様に方法にて検出する。この結果から、搬送ロボット３からそれぞれのキネマティックピン１５ａ、１５ｂまでの距離を算出し、Ｘ軸テーブル４を動作させ、搬送ロボット３から各キネマティックピン１５ａ、１５ｂまでの距離が等しくなる位置に、搬送ロボット３を移動させる。図６はＸ軸テーブル４上の搬送ロボット３がキネマティックピン１５ａ、１５ｂに対して等しい距離Ｌにある状態を示した模式図である。ここで、本実施例における搬送ロボット３は、旋回部７の旋回中心軸と第１アーム８の回転中心軸は同一となっているので、図６ではこの中心軸をαとし、この中心軸αからキネマティックピン１５の各中心軸ａ、ｂまでの距離をＬとする。
【００２６】
さらに、中心軸αからキネマティックピン１５ｃの中心軸ｃに向かって伸ばした直線は、キネマティックピン１５ａと１５ｂの中心軸ａ、ｂを結んだ直線と直交することとなる。この直交する交点をＫとすると、中心軸ａからＫまでの距離と中心軸ｂからＫまでの距離は共に１１５ｍｍとなり、キネマティックピン１５ｃの中心軸ｃからＫまでの距離は、前述した通り２００ｍｍとなる。従って、回転中心軸αからキネマティックピン１５ｃの中心軸ｃまでの距離αｃは、式１によって求めることができる。
【００２７】
【数１】
2011183492.tif 000003
（式１）
【００２８】
ここで、フィンガ部１０の回転方向の位置ずれについて、図５を参照し、より詳細に説明する。図中ｇはセンサ治具１１に配置された光軸２１、２２がキネマティックピン１５を同時に検出した時の、第３関節の中心軸Ｃから２本の光軸２１、２２が交差する点を結んだ直線である。また、本実施例では、ｇはフィンガ部１０の上面視した左右対称軸ともなっている。また、フィンガ部１０が設計上の理想的な取り付け位置に取り付けられた場合、前述した通り、直線ｇはアーム部１７が伸縮動作するときに、第３関節Ｃの回転中心軸が移動する軌跡上を通り、かつ、直線Ｄ上を通過することとなる。しかし、不正確な組み付けが為された場合、直線ｇは直線Ｄに対し、中心軸Ｃを中心に角度λだけ回転方向にずれることとなる。この時の直線ｇ先端部から直線Ｄに下ろした垂線の長さをｆとする。
【００２９】
上記の回転方向のずれを補正するためには、搬送ロボット３の回転方向の補正とＸ軸方向の補正とが必要となる。Ｘ軸テーブル４上のαの位置から、Ｘ軸テーブル部４上の位置は変えずに搬送ロボット３の旋回部７を動作させて、フィンガ部１０のずれ角度λを０度、即ち、バイラテラル基準面に対しフィンガ部１０の対称線ｇが水平面内で平行となるようにする。しかし、それだけでは、十分ではなく、バイラテラル基準面に対し平行となる対称線ｇのＸ軸方向の位置ずれ量を補正し、直線線ｇがバイラテラル基準面と水平面内で同一の位置となるようにＸ軸テーブル４を動作させる必要がある。即ち、搬送ロボット３の旋回方向のずれ補正動作とＸ軸方向のずれ補正動作の両方が必要となるのである。
【００３０】
次に、フィンガ部１０が角度λだけずれて取り付けられた搬送ロボット３が、先に求めたＸ軸テーブル４上のαの位置にある時、旋回部７とアーム部１７を動作させ、各キネマティックピン１５ａ、１５ｂがセンサ治具１１の２本の光軸２１、２２を同時に遮光するときの各部の位置関係を図７に図示する。センサ治具１１の２本の光軸２１、２２がキネマティックピン１５ａを同時に検出したときの、第３関節の回転中心軸Ｃが通る軌跡をＥとする。さらに、この時のセンサ治具１１の光軸２１、２２が交差する点の移動軌跡となる直線をＥ´とする。この直線Ｅ´は軌跡Ｅに対して距離ｆだけ離間した位置を通る平行線となっている。この軌跡Ｅもしくは直線Ｅ´と、回転中心軸αと２本の光軸２１、２２が同時にキネマティックピン１５ａを検出したときの光軸２１、２２の交点を結ぶ設計上の理想的なアーム動作軌跡α−ａ（二点鎖線で図示）とのなす角度をψとすると、以下の式が成り立つ。
【００３１】
【数２】
2011183492.tif 000004
（式２）
【００３２】
上記の作業をキネマティックピン１５ｂに対しても行い、次に、上記動作でキネマティックピン１５ａを検出した時の旋回部７の動作角度と、キネマティックピン１５ｂを検出した時の旋回部７の動作角度から、その中間位置となる動作角度を求め、その動作角度だけ旋回部７を動作させる。旋回部７の動作終了後、アーム部１７を伸縮動作させてキネマティックピン１５ｃの検出を行う。図８参照。この時フィンガ部１０は位置ずれを起こしているため、光軸２１、２２が同時にキネマティックピン１５ｃを検出することはなく、２本の光軸が個別の検出することとなる。この時の光軸２１、２２が検出したデータと設計上の理想位置とから、差ｅを計算で求める。ｅはキネマティックピン１５ｃの中心軸ｃから光軸２１、２２の動作軌跡Ｆに向かって下ろした垂線である。また、軌跡Ｆのαｃに対する傾き角度はψであるので、以下の式が成り立つ。
【００３３】
【数３】
2011183492.tif 000005
（式３）
【００３４】
【数４】
2011183492.tif 000006
（式４）
【００３５】
ここで、Ｌは搬送ロボット３の中心軸αから各キネマティックピン１５ａ、１５ｂの中心軸ａ、ｂまでの距離であるので、計算から求めることができる。ｅも、各光軸２１、２２がキネマティックピン１５ｃを検出した時のアーム部１７の動作パルス数と設計上のキネマティックピン１５ｃの位置から割り出すことが出来る数値である。これらの数値と式４から、センサ光軸２１、２２の交点とアーム部１７の移動軌跡Ｄとの離間距離ｆを求めることができる。さらに、関節中心軸Ｃからセンサ光軸２１，２２の交点までの距離ｇも設計上の既知の数値であるので、フィンガ部１０のずれ角λは、式５から求めることができる。
ｓｉｎλ＝ｆ／ｇ（式５）
【００３６】
次に、Ｘ軸方向の位置補正方法について説明する。図９は式５によって求められたずれ角λを基に、旋回部７を動作させ、フィンガ部１０が直線αｃに対し平行となるように補正を行ったものである。旋回部７の動作後、アーム部１７とＸ軸テーブル４を動作させ、光軸２１、２２がキネマティックピン１５ｃを同時に検出するＸ軸上テーブル４上の位置βを求める。元の位置αからβまでのＸ軸テーブル４の移動量をｈとすると、以下の式が成り立つ。
【００３７】
【数５】
2011183492.tif 000007
（式６）
また、λは非常に小さい角度であることから、ｓｉｎλ≒λ、ｔａｎλ≒λと近似できるので、式６は以下の近似式に置き換えることができる。
【００３８】
【数６】
2011183492.tif 000008
（式７）
ここで、式５から、λ≒ｆ／ｇが成り立つので、式４を式７に代入すると、
【００３９】
【数７】
2011183492.tif 000009
（式８）
が成り立つ。ここで、前述の通りｅ、Ｌ、ｇは全て数値として割り出すことができるので、Ｘ軸移動量ｈも具体的な数値として割り出すことができる。
【００４０】
上述の内容で求められたＸ軸テーブル４の動作位置と、旋回部７の動作位置でアーム部１７を動作させると、フィンガ部１０にセンサ治具１１の光軸２１、２２の交点は、図９上の破線で示された軌跡を通ることとなる。この破線は、軌跡Ｄから距離ｆだけ離間した平行となるので、アーム部１７が軌跡Ｄを通る場合、アーム部１７の伸縮動作時に、被搬送物である半導体ウエハがウエハ収納容器１００の周縁に接触してしまう可能性があり実用上、問題が発生する。そこで、搬送ロボット３の中心軸は元のαの位置のままで、旋回部７を元の角度データからηだけ修正して、旋回部７の最適な旋回動作データを算出する必要がある。
【００４１】
次に、上記旋回部７の最適な旋回動作データ算出方法について、図１０を参照し説明していく。Ｄ´は、アーム部１７の移動軌跡Ｄに対し平行な直線で、元の搬送ロボット３の中心軸αを通る補助線である。直線Ｆは、搬送ロボット３の中心軸がαの位置にある時、キネマティックピン１５ｃを検出したときのアーム部１７の移動軌跡である。前述した通り、直線Ｆはバイラテラル基準面上の直線αｃに対し角度ψだけずれた直線となっている。ここで、上記補正前のアーム部１７の移動軌跡である直線Ｆの傾きψから、補正後のアーム部１７の移動軌跡である直線Ｄの傾きψの差ηを求めることで、旋回部７の修正は可能となる。
【００４２】
傾きの差η（ラジアン）は、角度λ（ラジアン）から角度ψ（ラジアン）を引いた値として求めることが出来る。ここで、λ、ψは非常に小さい値であるので、λ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆ／ｇ）≒ｆ／ｇ、および、ψ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆ／ｇ）≒ｆ／Ｌの近似式が成り立つ。この式を元に、以下の式からη（ラジアン）を求めることが出来る。
【００４３】
【数８】
2011183492.tif 000010
（式９）
上記式９で算出されたデータが、旋回部７の最適な旋回動作についての教示データとなる。
【００４４】
ここで、Ｘ軸テーブル４位置を上記で求めた教示位置まで動作させ、次に旋回部７を教示位置まで動作させる。その後、アーム部１７を動作させ、光軸２１、２２がキネマティックピン１５ｃを同時に検出するかどうかを確認する。光軸２１、２２の検出タイミングに差があるようであれば、Ｘ軸テーブル４もしくは旋回部７を微小に動作させて検出タイミングが同時になるように補正する。この同時に検出したときのアーム部１７動作データを基に、アーム部１７の教示データを算出する。以上で教示作業は終了となる。
【００４５】
以上が、センサ治具１１を用いた本実施例におけるウエハ載置位置の教示作業となるが、本発明はウエハ搬送装置１に限らない。例えば液晶パネルや太陽電池パネルに代表される矩形状の基板を搬送する装置や、ウエハ収納容器１００といった被搬送物を搬送する装置にも利用可能である。特に、矩形状の基板については収納容器の壁面に対して平行に搬入されることが強く求められているので、本発明の自動教示方法は好適な方法である。
【００４６】
また、正確な位置教示データを求めるなら、フィンガ部１０上での被搬送物の中心位置とセンサの光軸２１、２２の交点が水平面内で同一の位置になるようにセンサ治具１１をフィンガ部１０に設置することが望ましい。さらに、本実施例では、センサ光軸２１、２２が検出する目的物としてキネマティックピン１５を使用したが、本発明はこれに限らない。キネマティックピン１５以外にも、例えば、ウエハ処理装置１１０への半導体ウエハの受渡しを行うロードロックチャンバ内に備えられた受渡しピンであってもよいし、ウエハ搬送装置１の既知の位置に寸法既知の遮光治具を設けることとしてよい。さらに、フィンガ部１０上に目的物としての遮光治具を設置し、搬送先の所定の位置に光軸を有するセンサ治具を設置することとしてもよい。この構成によって、例えばＬＥＤ用のサファイヤ基板といった小径の基板を搬送するための小型のフィンガ部１０を有する搬送ロボット３であっても本発明の位置教示方法が可能となる。
【００４７】
また、本実施例における搬送ロボット３は各関節の速度比が１：２：１のスカラアームを有していたが、本発明はこれに限らず、直動アームを有するロボットでもよく、各関節毎にモータを有する同期補間ロボットであってもよい。要するにアームの動作軌跡が把握できるものであれば、ロボットの形態に制限は無い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る搬送装置を説明するための図である。
【図２】搬送ロボット３を説明するための図である。
【図３】センサ治具の一例を示す図である。
【図４】キネマティックピンの配置を示した模式図である。
【図５】フィンガ部の角度ずれを示す模式図である。
【図６】搬送ロボットがキネマティックピン１５ａ、１５ｂに対して等間隔の位置にあるときの各部の状態を示した模式図である。
【図７】センサ光軸がキネマティックピン１５ａを検出した時の各部の状態を示した模式図である。
【図８】センサ光軸がキネマティックピン１５ｃを検出した時の各部の状態を示した模式図である。
【図９】フィンガ部の角度ずれを補正した時の各部の状態を示した模式図である。
【図１０】旋回部の角度補正を行った時の各部の状態を示した模式図である。
【図１１】キネマティックピンを２つの光軸が同時に検出したときの状態を示す図である。
【図１】
2011183492.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011183492.tif 000018
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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