(57)【要約】  【課題】  本発明は、装置の基板ホルダに円板状の基板を装着するロボットに対する位置教示に関し、より詳細には基板ホルダが確実に保持できる位置に基板を供給する位置教示方法、位置教示プログラムおよび位置教示装置に関する。  【解決手段】  本発明の位置教示方法は、複数の基板ホルダを備える装置において、基板を支持する爪で支持する基板ホルダに基板を装着するロボットに対する位置教示方法であり、ロボットに基板をキーボードへの供給位置まで搬送させ、基板の中心位置を第１の位置情報として取得する第１位置取得手順と、供給位置から基板ホルダに装着した後の基板の中心位置を第２の位置情報として取得する第２位置取得手順と、第１第２の位置情報との差分である偏差を求める偏差算出手順と、複数の偏差の中から所定の算出方法で偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手順と、代表偏差を基に教示位置を求め、ロボットに教示する教示手順とで構成する。【選択図】    図１
2009140188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の基板を垂直に支持する複数の該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示方法であって、
前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で、供給位置として予め教示された前記基板ホルダの所定位置まで搬送させ、該供給位置での該基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する第１位置取得手順と、
前記供給位置において前記基板を前記基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を前記位置計測装置から第２の位置情報として取得する第２位置取得手順と、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する偏差算出手順と、
前記第１位置取得手順と前記第２位置取得手順と前記偏差算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施し、前記記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で該偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手順と、
前記代表偏差を基に前記供給位置を修正した教示位置を求め、該教示位置を前記ロボットに教示する教示手順と
を有することを特徴とする位置教示方法。
【請求項２】
前記代表偏差算出手順における所定の算出方法は、前記複数の偏差を昇順、または降順に並べ、該並びの中央に位置する偏差を代表偏差とする
ことを特徴とする請求項１の位置教示方法。
【請求項３】
円板状の基板の外縁を支持する２つの上爪と１つの下爪とで垂直に支持する該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示方法であって、
位置計測器から前記基板が支持される前記上爪のそれぞれの先端位置を計測した爪位置情報を取得し、該上爪間の中点を求める中点算出手順と、
前記爪位置情報を基に前記上爪の先端位置間を結ぶ直線に垂直に交わる垂直２等分線を求め、該垂直２等分線と予め定めた位置の水平線と交わる交点を求める交点算出手順と、
前記中点算出手順と前記交点算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施して複数の前記中点と前記交点とを求め、得られた中点と交点との中から所定の算出方法で該中点を代表する代表中点と該交点を代表する代表交点とを求める代表点算出手順と、
前記基板の前記基板ホルダへの装着に際して、前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で前記代表交点を経て前記代表中点まで搬送する経路を教示する教示手順と
を有することを特徴とする位置教示方法。
【請求項４】
円板状の基板を垂直に支持する複数の該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示プログラムであって、
コンピュータに、
前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で、供給位置として予め教示された前記基板ホルダの所定位置まで搬送させ、該供給位置での該基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する第１位置取得手順と、
前記供給位置において前記基板を前記基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を前記位置計測装置から第２の位置情報として取得する第２位置取得手順と、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する偏差算出手順と、
前記第１位置取得手順と前記第２位置取得手順と前記偏差算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施し、前記記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で該偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手順と、
前記代表偏差を基に前記供給位置を修正した教示位置を求め、該教示位置を前記ロボットに教示する教示手順と
を実行させるための位置教示プログラム。
【請求項５】
円板状の基板を垂直に支持する複数の該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示装置であって、
前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で、供給位置として予め教示された前記基板ホルダの所定位置まで搬送させ、該供給位置での該基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する第１位置取得手段と、
前記供給位置において前記基板を前記基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を前記位置計測装置から第２の位置情報として取得する第２位置取得手段と、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する偏差算出手段と、
前記第１位置取得手段と前記第２位置取得手段と前記偏差算出手段とを前記複数の基板ホルダに対して実施し、前記記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で該偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手段と、
前記代表偏差を基に前記供給位置を修正した教示位置を求め、該教示位置を前記ロボットに教示する教示手段と
を有することを特徴とする位置教示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば成膜装置などの装置の基板ホルダに円板状の基板を装着するロボットに対する位置教示に関し、より詳細には基板ホルダが確実に保持できる位置に基板を供給する位置教示方法、位置教示プログラムおよび位置教示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板を基板ホルダに保持させて加工する工程の１つに、記録媒体であるディスク基板（以降、基板という）表面に磁性膜を被着する磁性膜形成工程がある。この磁性膜の形成方法として、複数の基板に磁性膜を一括して被着させるバッチ成膜方式と、基板を順次搬送しながら搬送途中の成膜室で磁性膜を被着させる連続成膜方式とがある。
【０００３】
本発明は、連続成膜方式においてロボットを用いて基板を搬送機構（キャリア）上に設置した基板ホルダに装着する際に好適な発明であるので、このプロセスについて説明する。図１２は連続成膜装置の基板の供給を行う一室におけるロボット３００と基板４００、および基板ホルダ２００とを示すものである。図１２（ａ）は基板装着前の状態を示し、ロボット３００が図示しない基板スタッカから基板４００をピックアップし、ロボット３００のハンドを基板４００に開けられた穴に通し懸架している。ロボット３００は基板ホルダ２００の方向に前進または後進可能であると共に、上下にも移動可能である。基板ホルダ２００は、図示しない搬送機構上に複数個が設置されており、図１２（ａ）はその内の１つを示している。
【０００４】
図１２（ｂ）は、基板ホルダ２００に基板４００が装着された状態を示している。図１２（ｂ）に示すように、基板ホルダ２００は略中央部に基板４００より大きな寸法の開口部を形成し、その開口部の上部に２個の上爪２１０、２２０を備え、下部に１個の下爪２３０を備えている。基板４００はこの上爪２１０と上爪２２０、および下爪２３０とで垂直に３点支持される。
【０００５】
次に、ロボット３００の基板装着時の動きを図１３を用いて説明する。まず、図１３（ａ）において点線で描かれているロボット３００のハンド３１０はスタッカから取り出した基板４００を垂直に懸架保持し、初期位置にある状態を示している。その初期位置からハンド３１０は基板４００が基板ホルダ２００の上爪の真下に来る位置まで前進し停止する（矢印はハンド３１０の進む方向を示している）。ハンド３１０が停止したときの基板４００の位置を、ここでは基板４００を基板ホルダ２００に供給する位置であるので、供給位置ということにする。続いて、図１３（ｂ）に示すように、ハンド３１０を上方に僅か移動させ、基板４００の外縁を上爪２１０、２２０に当てる。上爪２１０、２２０は図示しない弾性材を備え、この弾性材は基板４００を押し返す方向に作用している。この状態で下爪２３０を基板４００の下部外縁に押し当て下から支える。これで基板４００は上爪２１０、２２０と下爪２３０との３点で垂直に支持されたことになる。次に、ハンド３１０を下方に下げ、ハンド３１０を基板４００の穴から外し後退して初期位置まで戻す。以上のロボット３００の移動の位置は、予めオペレータから教示された位置である。
【０００６】
基板４００が基板ホルダ２００に装着されると、基板ホルダ２００は搬送機構によって膜生成するプロセスに入るために膜生成室に移動する。この移動と共に、次の基板ホルダ２００がロボット３００の前に移動してくるので、ロボット３００は同様の動作をして基板ホルダ２００に基板４００の装着を行うことになる。このロボット３００の基板装着の動作は上記に述べたように連続膜生成装置の一室で行われるが、基板スタッカに基板４００が無くなるまで真空中でこの動作が行われる。
【０００７】
上記に示したと同様に基板を垂直に支持する基板ホルダに対する基板装着の提案がなされている。この提案は、基板を基板ホルダに受け渡すロボットの支持に関わる発明で、ロボットと基板を支持する支持部との間に緩衝機構としての連結板を設けもので、その連結板をバネ材または弾性を有する板材で構成する。緩衝機構を設けることにより、基板を上爪に最適な力で押し付けることができ、安定した状態で基板の受け渡しができる、とするものである。
【特許文献１】特開２００１−８９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に示したように、連続成膜の工程では基板ホルダに基板を垂直に支持した状態で搬送機構によって搬送されながら成膜のプロセスが実施される。この基板ホルダは成膜が繰り返されると基板の支持部材である爪に成膜材料が被着し、基板装着の際に被着した成膜材料が剥がれ落ち基板表面に付着して不良となる。このため、定められた回数の成膜が行われると基板ホルダを搬送機構から外し、成膜材料の除去と洗浄が行われる。この際に、基板ホルダの搬送機構への取付けは人手で行われるので、取付け誤差により基板ホルダ毎に取付け位置のばらつきが生じる。また、基板ホルダの支持部材も人手で取り付け作業が行われるため組立誤差が発生し、基板ホルダの保持中心は基板ホルダ毎にばらついている。
【０００９】
従って、基板送ホルダを交換する際にロボットで供給された基板中心と搬送ホルダの保持中心との位置ずれができるだけ小さくなるようロボットへ供給位置を毎回教示する必要がある。教示した位置が適切でないと、基板が基板ホルダに垂直に支持されなかったり、搬送時に基板が基板ホルダから脱落する等の問題が生ずる。このため、位置教示を行うオペレータは、多大な時間を要している。
【００１０】
これまでにカメラや治具を用いて初期教示位置と実際の供給位置とのずれをセンサなどで検出し、その場でロボットへフィードバック補正する方法が提案されているが（例えば、特開２００３−２８２４２７）、フィードバックバック機能の無いロボットに対し、ばらつきの影響を低減するような位置教示をする方法はなかった。
【００１１】
本発明は、基板ホルダの取付け、あるいは基板を支持する支持材（爪）の取付けにばらつきがあっても、基板ホルダが確実に保持できる位置に基板を供給するロボットの位置教示方法と位置教示プログラム、及び位置教示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の位置教示方法と位置教示プロセス、及び位置教示装置は以下のように構成される。
（１）第１の発明
第１の発明の位置教示方法は、円板状の基板を垂直に支持する複数の基板ホルダに基板を装着するロボットに対する位置教示方法であって、本位置教示方法は、図１に示す第１位置取得手順１０、第２位置取得手順２０、偏差算出手順３０、代表偏差算出手順４０および教示手順５０を有する。図１は、各手順の前後に手順前の状態と手順後の状態を示している。各手順の内容は以下に示す通りである。
【００１３】
第１位置取得手順１０は、ロボットに基板を垂直にした状態で供給位置として予め教示された基板ホルダの所定位置まで搬送させ、供給位置での基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する。
【００１４】
第２位置取得手順２０は、供給位置において基板を基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を位置計測装置から第２の位置情報として取得する。
【００１５】
偏差算出手順３０は、第１の位置情報と第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する。
【００１６】
代表偏差算出手順４０は、第１位置取得手順と第２位置取得手順と偏差算出手順とを複数の基板ホルダに対して実施し、記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で偏差を代表する代表偏差を求める。
【００１７】
教示手順５０は、代表偏差を基に供給位置を修正した教示位置を求め、教示位置をロボットに教示する。
（２）第２の発明
第２の発明の位置教示方法は、第１の発明の代表偏差算出手順における所定の算出方法が、複数の偏差を昇順、または降順に並べ、その並びの中央に位置する偏差を代表偏差とする、ものである。
（３）第３の発明
第３の発明の位置教示方法は、円板状の基板の外縁を支持する２つの上爪と１つの下爪とで垂直に支持する基板ホルダに基板を装着するロボットに対する位置教示方法であって、本位置教示方法は、図２に示す中点算出手順６０、交点算出手順７０、代表点算出手順８０および教示手順９０を有する。各手順の内容は以下に示す通りである。
【００１８】
中点算出手順６０は、位置計測器から基板が支持される上爪のそれぞれの先端位置を計測した爪位置情報を取得し、上爪間の中点を求める。
【００１９】
交点算出手順７０は、爪位置情報を基に上爪の先端位置間を結ぶ直線に垂直に交わる垂直２等分線を求め、垂直２等分線と予め定めた位置の水平線と交わる交点を求める。
【００２０】
代表点算出手順８０は、中点算出手順と交点算出手順とを複数の基板ホルダに対して実施して複数の中点と交点とを求め、得られた中点と交点との中から所定の算出方法で中点を代表する代表中点と交点を代表する代表交点とを求める。
【００２１】
教示手順９０は、基板の基板ホルダへの装着に際して、ロボットに基板を垂直にした状態で代表交点を経て代表中点まで搬送する経路を教示する。
（４）第４の発明
第４の発明の位置教示プログラムは、第１の発明の位置教示方法の各手順をプログラム化したものである。
（５）第５の発明
第５の発明の位置教示装置は、第１の発明の位置教示方法の各手順を手段化して位置教示装置としたものである。
【発明の効果】
【００２２】
上述した本発明によれば、次に示す効果が得られる。
【００２３】
第１の発明により、各基板ホルダに基板を装着して予め教示された位置から基板ホルダが保持した時の位置の偏差を求め、その偏差のデータを基に供給位置を集積して教示するようにしたので偏差のある中で適切な供給位置を教示できる位置教示方法の提供が可能となる。また、教示位置を自動化できるので教示に要する時間を短縮することができる。
【００２４】
第２の発明により、第１の発明の偏差を基に求める供給位置を、偏差の中央値としたので最適な供給位置を教示できる。
【００２５】
第３の発明により、基板ホルダに基板を装着せずに基板を支持する上爪の位置から基板供給の経路を求めるようにしたので、適切な供給位置と上爪の接触位置まで教示でき、より適切な位置教示方法の提供が可能となる。
【００２６】
第４の発明により、第１の発明と同様の効果のある位置教示プログラムの提供が可能となる。
【００２７】
第５の発明により、第１の発明と同様の効果のある位置教示装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の位置教示方法、位置教示プログラム及び位置教示装置の実施形態を、図３から図１２を用いて説明する。なお、本実施の形態においては、パーソナルコンピューター、ワークステーション等の汎用的な目的で使用されるコンピュータ上で実行するコンピュータプログラムにより実現する形態を示す。コンピュータプログラムは、フロッピーディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型媒体やネットワーク接続された他のコンピュータの主メモリや補助記憶装置等に格納されて提供される。そして、本発明のコンピュータプログラムは、可搬型媒体から直接コンピュータの主メモリにロードされ、または、補助記憶装置を備えたコンピュータにおいては可搬型媒体から一旦補助記憶装置にコピーまたはインストール後に、主メモリにロードされて実行する。
（実施形態その１）
実施形態その１として、第１、第２、第４および第５の発明に対する実施形態を説明する。基板と基板ホルダおよびロボットに対する記号は、図１２で説明した記号をそのまま用いることとする。
【００２９】
まず、図３は位置教示装置１００の構成を示すもので、全体を制御する制御部１１０、オペレータから入力された指示等の情報を取得するキーボード１２０、オペレータに作業の進捗状況やアラーム等を表示するディスプレイ１３０、基板４００の中心位置をテンプレートマッチングで検出するための画像入力を行う例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置１４０、基板４００の奥行方向（後述するＹ方向）の位置を計測するレーザ変位計１５０、本発明の位置教示の対象であるロボット３００のロボットコントローラ１６０、撮像装置１４０やロボットコントローラ１６０等に対して制御を行う入出力制御部１７０、基板４００の中心位置を求めるためのテンプレート画像を記憶するテンプレート画像記憶部１８００、基板４００の供給位置（第１の発明の第１の位置）と保持位置（第１の発明の第２の位置）との偏差を求めて記憶する基板位置データ記憶部１８１をおよび主メモリ１９０上で実行される位置教示プログラム１９１から構成する。
【００３０】
また、位置教示プログラム１９１は、基板位置計測部１９２、代表偏差算出部１９３および教示部１９４のプログラムモジュールから構成する。それぞれのプログラムモジュールの概要を説明する。
【００３１】
基板位置計測部１９２は、撮像装置１４０およびテンプレート画像記憶部１８０の画像情報とを用いて基板４００の中心値を、レーザ変位計１５０を用いて基板４００の奥行位置を基板４００が供給位置と保持位置にあるときの位置を取得することを行う。複数ある基板ホルダ２００にそれぞれ基板４００を装着しながらこれらの位置を取得し、基板位置データ記憶部１８１に記憶することを行う。
【００３２】
代表偏差算出部１９３は、基板位置データ記憶部１８１に記憶された基板４００の供給位置と保持位置とからそれぞれの偏差を求め、その中から代表偏差を求めることを行う。
【００３３】
教示部１９４は、代表値算出部２１２で求めた代表偏差を基に供給位置を求め、これをロボットコントローラ１６０に教示する。
【００３４】
次にロボット３００、基板４００、基板ホルダ２００に対する撮像装置１４０とレーザ変位計１５０との位置関係を図４に示す。ロボット３００、基板４００および基板ホルダ２００の位置関係は図１２と同じ位置関係にあり、撮像装置１４０とレーザ変位計１５０は基板ホルダ２００のロボット３００の位置に対して反対側に設置している。この位置で、撮像装置１４０とレーザ変位計１５０とは、基板４００の中心位置を計測する。
【００３５】
続いて、基板４００の平面における中心位置を求めるテンプレートマッチングの方法について説明する。この方法は、予め用意してあるテンプレート画像と撮像装置から取得した画像とを重ね合わせて類似度を算出し、テンプレート画像の位置を移動させながら最も高い類似度を示す位置を探索することによって求める箇所の位置を得るものである。テンプレートマッチングの具体的な手法は様々なものが提案されているが、最も基本的な手法は以下の通りである。
【００３６】
まず、テンプレート画像を登録する。処理時間を短縮しノイズの影響を低減するため、ＲＯＩ (Region of interest) を設定する。図５は、円板状の基板４００の外周付近をテンプレート画像とする際のＲＯＩの設定例である。図５に示すように、基板４００の外周円よりも大きな円と小さな円とで囲まれたドーナツ状の領域を切り出し、基板４００のテンプレート画像Ｍとする。
【００３７】
次に、取得した入力画像Ｉ（ｉ，ｊ）とテンプレート画像Ｍ（ｉ，ｊ）とを比較し、入力画像の中から最も一致する位置を探し出す。図５は、テンプレート画像を入力画像上で走査し、次式で求めた類似度ｋ（ａ，ｂ）から基板４００の中心位置を決定する様子を示したものである．
【００３８】
【数１】
2009140188.tif 000003
【００３９】
（ａ，ｂ）は走査位置を表わし、ａ、ｂをそれぞれ１画素ずつシフトさせることでテンプレート画像を入力画像上で走査したときの各位置における類似度（相関値）が求まる。類似度が最も大きくなる（ａ，ｂ）が基板４００の中心位置であり、円形のテンプレートの半径をｒとすると，検出した基板４００の中心位置は（ａ＋ｒ，ｂ＋ｒ）となる。
【００４０】
本発明では、基板４００がロボット３００によって基板ホルダ２００に供給されるときの供給位置と基板ホルダ２００によって保持されたときの保持位置との偏差を求めるが、その偏差の算出の方法について説明する。以下の説明では、Ｘ軸方向を例に説明しているが他の軸でも同様の方法で求めることができる。
【００４１】
図６は、搬送ホルダ２００と、そこに供給され保持される基板４００との位置関係を示したものある。図６に示される上部の２個のＬ字型の図形は、搬送ホルダ２００に取り付けられた基板保持用の上部爪２１０、２２０を示したものであり、図示されていない下方の下部爪２３０との計３本で基板４００を挟むことで、基板４００を垂直に保持する。ロボット３００ハンド３１０は、基板４００を供給位置まで一旦移動させ、次に上方へ動くことで基板４００を上部爪２１０、２２０に押し当て、最後に下部爪２３０を押し当てることで基板を保持する。基板４００が上部爪２１０、２２０に押し付けられる際に、基板４００の中心は供給位置のＰから保持位置のＰ’への移動が生じ、図６に示したような偏差（ΔｘとΔｚ）が発生する。偏差量は、理想的には全基板ホルダ２００においてゼロであることが望ましいが、上部爪２１０、２２０を基板ホルダ２００に取り付ける時に組立誤差があるため、ばらつきが生じる。なお、この実施形態での説明は、図６に示した平面をＸ軸とＺ軸とからなるＸ−Ｚ平面とし、奥行方向をＹ軸として説明する。
【００４２】
偏差量の算出方法を図７で説明する。図７は、撮像装置１４０あるいはレーザ変位計１５０を用いて基板位置計測部１９２で求めた基板中心位置の時間変化である。図７から、ホルダｋの偏差ΔＸｋは、
【００４３】
【数２】
2009140188.tif 000004
【００４４】
で求まる。オペレータの供給位置の教示後に、全基板ホルダ２００に対する偏差量を上式で求め、この教示位置を基準にプロットすると、例えば、図８（ａ）のような偏差のばらつき分布が得られる。図８（ａ）のばらつき分布をみると、負側の偏差よりも、正の偏差が大きいことが分かる。偏差が大きいと、左右の上部爪２１０、２２０の押し付け力が均等にならないため基板４００が落下する可能性が大きくなる。
【００４５】
そこで、供給位置を基準とした正負のばらつき分布が同数となるよう、中央値を代表値ΔＸｒとする。ホルダ数がＮ個のとき、偏差ΔＸｋを昇順に並べる。即ち、
【００４６】
【数３】
2009140188.tif 000005
【００４７】
このときの中央値ΔＸｒは次式で与えられる．
基板ホルダの総数Ｎが偶数のとき：
【００４８】
【数４】
2009140188.tif 000006
【００４９】
基板ホルダの総数Ｎが奇数のとき：
【００５０】
【数５】
2009140188.tif 000007
【００５１】
図８（ｂ）は、偏差の中央値を示すものであり、図に示されるように偏差の中央値はその値を境に正負の偏差が同数となっている。
【００５２】
ロボットコントローラ１６０への教示は、最初にオペレータが与えた教示位置に中央値ΔＸｒを加えた値である。
【００５３】
次に、実施形態その１の処理フローを図９を用いて説明する。まず、基板４００のテンプレート画像を前述の方法で作成し、テンプレート画像記憶部１８０に記憶する（Ｓ１００）。
【００５４】
続いて、偏差取得ループに入り、最初の基板ホルダ２００を基板装着位置に移動させる。ロボット３００に指示して基板４００を基板スタッカから取り出し、基板４００の中央に開けられた穴をロボット３００のハンド３１０に垂直に懸架する。基板４００を懸架した状態で、予めオペレータが教示した供給位置まで搬送する。この供給位置は、例えば基板ホルダ２００を搬送機構に取り付ける前に用いていた供給位置を用いるようにしてもよい。この位置における基板４００の中心位置を撮像装置１４０とレーザ変位計１５０を用いて計測する。撮像装置１４０から取得した画像は、前述のようにテンプレート画像記憶部１８０からテンプレート画像を取り出し、テンプレートマッチングによりＸ−Ｚ平面の基板中心位置を求める。レーザ変位計１５０は基板４００の垂直面の位置を計測し、この値を基板中心のＹ軸方向のデータとする。求めた基板中心位置のデータ（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）を第１の位置情報として基板位置データ記憶部１８１に記憶する（Ｓ１１０−Ｓ１６０）。
【００５５】
ハンド３１０を上方に所定距離移動し、基板４００の外縁を基板ホルダ２００の上爪２１０、２２０に当て、下爪２３０により外縁を押し当て基板４００を基板ホルダ２００に保持する。ハンド３１０を下方に所定距離移動させ、基板４００の穴から外しスタッカから基板４００を取り出す位置に後退させる。基板ホルダ２００に保持された状態（即ち、基板４００が保持位置にある状態）でステップＳ１４０とＳ１５０と同様にして基板４００の中心位置（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を求め、第２の位置情報として基板位置データ記憶部１８１に記憶する（Ｓ１７０−Ｓ２００）。
【００５６】
基板位置データ記憶部１８１に記憶した第１と第２の位置情報を基に、その間の各軸の偏差を算出する。即ち、ΔＸｋ＝Ｘ２−Ｘ１、ΔＹｋ＝Ｙ２−Ｙ１、ΔＺｋ＝Ｚ２−Ｚ１を算出する。算出した偏差ΔＸｋ、ΔＹｋおよびΔＺｋを基板位置データ記憶部１８１に記憶する（Ｓ２１０）。
【００５７】
ステップＳ１１０からＳ２１０を全ての基板ホルダ２００に対して実施する。その後、基板位置データ記憶部１８１に記憶されたそれぞれの基板ホルダ２００に対する偏差を昇順に並べ、前述した方法で偏差の代表値としての中央値を求める。求めた中央値をＳ１３０でオペレータが教示した供給位置に加え、この値を新しい供給位置としてロボットコントローラ１６０に教示する（Ｓ２２０、Ｓ２３０）。
【００５８】
以上により、基板ホルダ２００に対する供給位置と保持位置とのばらつきが最も少なくなる位置を自動的に算出し、ロボット３００に教示することができる。
（実施形態その２）
実施形態その２として、第３の発明に対する実施形態を図１１と図１２を用いて説明する。実施形態その２は、基板ホルダ２００に基板４００を装着せずに供給位置と供給位置から上爪２１０、２２０に当てるために移動させると位置とを自動的に求め、ロボット３００に教示するものである。これは、上爪２１０と上爪２２０の高さ位置が異なる場合に好適である。
【００５９】
基板４００と上爪２１０、２２０が接触する際、左右の上爪２１０、２２０と基板４００との接触時間の差ができるだけ小さいほうが望ましい。図１１で示されている上爪２１０と上爪２２０とに同時に接触するためには、上爪２１０と上爪２２０の先端位置Ｓ１とＳ２を結ぶ線分の垂直２等分線上を、基板４００の中心位置が動くようにロボット３００のハンド３１０を移動させると良い。上爪２１０、２２０の取り付け高さがそれぞれ異なるホルダに対してハンド３１０の移動軌跡を教示するには次のような処理を行なう。まず、基板４００の供給位置の高さを予め決めておく。図１１ではＺ軸方向の位置Ｚ１が供給位置の高さである。次に全基板ホルダ２００について、基板４００を装着しない状態の左右上爪２１０、２２０の先端位置を撮像装置１４０およびレーザ変位計１５０を用いて検出する。この方法は、実施形態その１で基板４００の中心位置を求める方法と同じ方法で求める。検出した上爪２１０、２２０の先端位置Ｓ１、Ｓ２を用いて中点Ｐ２と垂直２等分線を算出する。更に、垂直２等分線と供給位置Ｚ１を通る直線との交点Ｐ１を算出する。そして、上述した偏差ΔＸｋのばらつき分布の中央値を求めた方法を用いて、点Ｐ１と点Ｐ２の分布の中央値を求め、それぞれの代表値Ｐ１ｒとＰ２ｒとする。求めるロボット３００に教示する位置はこのＰ１ｒとＰ２ｒである。即ち、供給位置としてＰ１ｒが教示され、その位置から上爪２０、２２０にほぼ同時に当てるためにＰ２ｒが教示される。
【００６０】
実施形態その２の位置教示装置の構成は図３とハードウェアは同一で、位置教示プログラム１９１が異なる。次に示す処理フローで位置教示プログラム１９１の内容が示されるので位置教示装置の構成を示す図は省略する。
【００６１】
図１１は、実施形態その２の処理フロー例である。まず、上爪２１０、２２０のテンプレート画像を前述の方法で作成し、テンプレート画像記憶部１８０に記憶する（Ｓ３００）。
【００６２】
続いて、中点交点算出ループに入り、最初の基板ホルダ２００を基板装着位置に移動させる。そして、この基板ホルダ２００の上爪２１０と２２０に対して、撮像装置１４０とレーザ変位計１５０を用いてその先端位置を計測する。計測した２つの上爪２１０、２２０の先端位置から上爪先端間の中点（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を算出し、基板位置データ記憶部１８１に記憶する（Ｓ３１０−Ｓ３４０）。
【００６３】
予め定めた供給位置の高さＺ１のＸ−Ｚ変面における水平線との交点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）を算出し、基板位置データ記憶部１８１に記憶する（Ｓ３５０）。
【００６４】
ステップＳ３１０からＳ３５０を全ての基板ホルダ２００に対して実施する。その後、基板位置データ記憶部１８１に記憶されたそれぞれの基板ホルダ２００に対する中点の中から中央値の中点を求め、代表中点（上記のＰ２ｒとなる）とする。続いて、交点に対しても同様にして代表交点（上記のＰ１ｒとなる）を求める。
【００６５】
求めたＰ１ｒを供給位置、Ｐ２ｒを供給位置から上爪２０、２２０に当てる位置としてロボットコントローラ１６０に教示する（Ｓ３６０−Ｓ３８０）。
【００６６】
以上により、基板ホルダ２００の上爪２１０、２２０の取付け位置がばらつく場合において、それらのばらつきを考慮して最適の供給位置と上爪への突き当て位置とを自動的に算出し、ロボット３００に教示することができる。
【００６７】
上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
円板状の基板を垂直に支持する複数の該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示方法であって、
前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で、供給位置として予め教示された前記基板ホルダの所定位置まで搬送させ、該供給位置での該基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する第１位置取得手順と、
前記供給位置において前記基板を前記基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を前記位置計測装置から第２の位置情報として取得する第２位置取得手順と、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する偏差算出手順と、
前記第１位置取得手順と前記第２位置取得手順と前記偏差算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施し、前記記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で該偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手順と、
前記代表偏差を基に前記供給位置を修正した教示位置を求め、該教示位置を前記ロボットに教示する教示手順と
を有することを特徴とする位置教示方法。
（付記２）
前記代表偏差算出手順における所定の算出方法は、前記複数の偏差を昇順、または降順に並べ、該並びの中央に位置する偏差を代表偏差とする
ことを特徴とする付記１の位置教示方法。
（付記３）
円板状の基板の外縁を支持する２つの上爪と１つの下爪とで垂直に支持する該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示方法であって、
位置計測器から前記基板が支持される前記上爪のそれぞれの先端位置を計測した爪位置情報を取得し、該上爪間の中点を求める中点算出手順と、
前記爪位置情報を基に前記上爪の先端位置間を結ぶ直線に垂直に交わる垂直２等分線を求め、該垂直２等分線と予め定めた位置の水平線と交わる交点を求める交点算出手順と、
前記中点算出手順と前記交点算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施して複数の前記中点と前記交点とを求め、得られた中点と交点との中から所定の算出方法で該中点を代表する代表中点と該交点を代表する代表交点とを求める代表点算出手順と、
前記基板の前記基板ホルダへの装着に際して、前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で前記代表交点を経て前記代表中点まで搬送する経路を教示する教示手順と
を有することを特徴とする位置教示方法。
（付記４）
円板状の基板を垂直に支持する複数の該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示プログラムであって、
コンピュータに、
前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で、供給位置として予め教示された前記基板ホルダの所定位置まで搬送させ、該供給位置での該基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する第１位置取得手順と、
前記供給位置において前記基板を前記基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を前記位置計測装置から第２の位置情報として取得する第２位置取得手順と、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する偏差算出手順と、
前記第１位置取得手順と前記第２位置取得手順と前記偏差算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施し、前記記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で該偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手順と、
前記代表偏差を基に前記供給位置を修正した教示位置を求め、該教示位置を前記ロボットに教示する教示手順と
を実行させるための位置教示プログラム。
（付記５）
円板状の基板を垂直に支持する複数の該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示装置であって、
前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で、供給位置として予め教示された前記基板ホルダの所定位置まで搬送させ、該供給位置での該基板の中心位置を位置計測器から第１の位置情報として取得する第１位置取得手段と、
前記供給位置において前記基板を前記基板ホルダに装着し、装着後の基板の中心位置を前記位置計測装置から第２の位置情報として取得する第２位置取得手段と、
前記第１の位置情報と前記第２の位置情報との差分である偏差を求め、記憶部に記憶する偏差算出手段と、
前記第１位置取得手段と前記第２位置取得手段と前記偏差算出手段とを前記複数の基板ホルダに対して実施し、前記記憶部に記憶した複数の偏差の中から所定の算出方法で該偏差を代表する代表偏差を求める代表偏差算出手段と、
前記代表偏差を基に前記供給位置を修正した教示位置を求め、該教示位置を前記ロボットに教示する教示手段と
を有することを特徴とする位置教示装置。
（付記６）
円板状の基板の外縁を支持する２つの上爪と１つの下爪とで垂直に支持する該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する教示プログラムであって、
前記位置教示装置のコンピュータに、
位置計測器から前記基板が支持される前記上爪のそれぞれの先端位置を計測した爪位置情報を取得し、該上爪間の中点を求める中点算出手順と、
前記爪位置情報を基に前記上爪の先端位置間を結ぶ直線に垂直に交わる垂直２等分線を求め、該垂直２等分線と予め定めた位置の水平線と交わる交点を求める交点算出手順と、
前記中点算出手順と前記交点算出手順とを前記複数の基板ホルダに対して実施して複数の前記中点と前記交点とを求め、得られた中点と交点との中から所定の算出方法で該中点を代表する代表中点と該交点を代表する代表交点とを求める代表点算出手順と、
前記基板の前記基板ホルダへの装着に際して、前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で前記代表交点を経て前記代表中点まで搬送する経路を教示する教示手順と
を実行させるための位置教示プログラム。
（付記７）
複数の基板ホルダを備える装置において、円板状の基板の外縁を支持する２つの上爪と１つの下爪とで垂直に支持する該基板ホルダに該基板を装着するロボットに対する位置教示装置であって、
位置計測器から前記基板が支持される前記上爪のそれぞれの先端位置を計測した爪位置情報を取得し、該上爪間の中点を求める中点算出手段と、
前記爪位置情報を基に前記上爪の先端位置間を結ぶ直線に垂直に交わる垂直２等分線を求め、該垂直２等分線と予め定めた位置の水平線と交わる交点を求める交点算出手段と、
前記中点算出手段と前記交点算出手段とを前記複数の基板ホルダに対して実施して複数の前記中点と前記交点とを求め、得られた中点と交点との中から所定の算出方法で該中点を代表する代表中点と該交点を代表する代表交点とを求める代表点算出手段と、
前記基板の前記基板ホルダへの装着に際して、前記ロボットに前記基板を垂直にした状態で前記代表交点を経て前記代表中点まで搬送する経路を教示する教示手段と
を備えることを特徴とする位置教示装置。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の原理図その１である。
【図２】本発明の原理図その２である。
【図３】位置教示装置の構成例である。
【図４】ロボットと基板ホルダ、撮像装置、レーザ変位計の配置例である。
【図５】基板中心位置を求めるテンプレートマッチング例である。
【図６】基板の中心位置算出例である。
【図７】基板中心位置の時間変化例である。
【図８】教示位置に対する偏差、代表偏差算出の例である。
【図９】教示方法の処理フロー例（実施形態その１）である。
【図１０】上爪の高さが異なる場合の代表値の算出例である。
【図１１】教示方法の処理フロー例（実施形態その２）である。
【図１２】ロボットと基板ホルダの例である。
【図１３】基板装着のロボットの移動例である。
【符号の説明】
【００６９】
１０    第１位置取得手順
２０    第２位置取得手手順
３０    偏差算出手順
４０    代表偏差算出手順
５０    教示手順
６０    中点算出手順
７０    交点算出手順
８０    代表点算出手順
９０    教示手順
１００  位置教示装置
１１０  制御部
１２０  キーボード
１３０  ディスプレイ
１４０  撮像装置
１５０  レーザ変位計
１６０  ロボットコントローラ
１７０  入出力制御部
１８０  テンプレート画像記憶部
１８１  基板位置データ記憶部
１９０  主メモリ
１９１  位置教示プログラム
１９２  基板位置計測部
１９３  代表偏差算出部
１９４  教示部
２００  基板ホルダ
２１０  上爪
２２０  上爪
２３０  下爪
３００  ロボット
３１０  ハンド
４００  基板
【図１】
2009140188.tif 000008
【図２】
2009140188.tif 000009
【図３】
2009140188.tif 000010
【図４】
2009140188.tif 000011
【図５】
2009140188.tif 000012
【図６】
2009140188.tif 000013
【図７】
2009140188.tif 000014
【図８】
2009140188.tif 000015
【図９】
2009140188.tif 000016
【図１０】
2009140188.tif 000017
【図１１】
2009140188.tif 000018
【図１２】
2009140188.tif 000019
【図１３】
2009140188.tif 000020