JP2010162611A - Relative teaching method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理すべき基板をロボットハンドにて支持した状態で同一平面内を旋回及び伸縮動作させ、旋回方向に沿って配置された複数の処理室間で前記基板を搬送する搬送ロボットに対し、その搬送動作を教示する搬送ロボットの相対ティーチング方法に関する。 The present invention relates to a transfer robot that rotates and expands and contracts in the same plane with a substrate to be processed supported by a robot hand, and transfers the substrate between a plurality of processing chambers arranged along the turning direction. The present invention also relates to a relative teaching method for a transfer robot that teaches the transfer operation.
従来、基板に対してスパッタリング法やCVD法による成膜処理やエッチング処理などの各種の処理を施す装置として、図1に示すように、搬送ロボット1を配置した中央の搬送室Tを囲うようにして、基板Sのロードロック室Lと複数の処理室P1乃至P3とを(搬送ロボット1の旋回方向に沿って)配置し、搬送ロボット1によりロードロック室Lに投入した基板Sを各処理室P1乃至P3に、または、各処理室P1乃至P5の相互間で基板Sを搬送するように構成した処理装置(所謂、クラスターツール装置)が知られている。 Conventionally, as a device for performing various processes such as a film forming process and an etching process by sputtering or CVD on a substrate, as shown in FIG. 1, a central transfer chamber T in which a transfer robot 1 is arranged is surrounded. The load lock chamber L of the substrate S and the plurality of processing chambers P1 to P3 are arranged (along the turning direction of the transfer robot 1), and the substrate S put into the load lock chamber L by the transfer robot 1 is disposed in each processing chamber. A processing apparatus (so-called cluster tool apparatus) configured to transfer a substrate S to P1 to P3 or between the processing chambers P1 to P5 is known.
搬送ロボット1は、ロボットアーム11と、当該ロボットアーム11を同一平面上で旋回及び伸縮自在に駆動する駆動手段12とを備え、ロボットアーム11の先端には基板Sを保持するロボットハンド13が取り付けられている。そして、ロボットハンド13にていずれか一の処理室内の基板ステージPsから直接または当該基板ステージPsから真上にリフトアップさせた位置(以下、これらを「基板受渡位置」という)にて、基板Sを受け取った後、ロボットハンド13を縮動作、旋回動作及び伸動作させて基板Sを目的とする他の処理室内の基板受渡位置まで搬送して基板を受け渡す。なお、ロボットアーム11自体を昇降自在に構成することもできる。
The transfer robot 1 includes a
このような搬送ロボットでは、その全ての搬送動作が予めプログラムにより決められ、このプログラムに搬送ロボットの動作位置や順序(搬送動作)を教示するためにティーチングが行われる。ここで、このようなティーチングは、例えば、搬送ロボットを処理装置に組み付けた後、ロボットハンド13やロボットアーム11等をメンテナンスのために交換する毎に行う必要があり、ティーチング作業が著しく面倒であるという問題があり、このことは、処理室の数が増加するのに従いより顕著になる。
In such a transfer robot, all the transfer operations are determined in advance by a program, and teaching is performed in order to teach the operation position and order (transfer operation) of the transfer robot to this program. Here, for example, such teaching needs to be performed every time the
上記問題を解決するために、搬送ロボットの搬送動作に位置ずれが生じると、一の搬送位置で再ティーチングし、そのときの移動量と記憶内容とから当該搬送位置での誤差旋回移動量と誤差伸縮移動量とを算出し、当該基板搬送ロボットの構造と位置ずれの原因とから、誤差旋回移動量及び誤差伸縮移動量をその他の搬送位置で換算し、各搬送場所の位置を示す記憶内容を修正すること(所謂、相対ティーチング方法)が、例えば特許文献1で知られている。 In order to solve the above problem, if a position shift occurs in the transfer operation of the transfer robot, re-teaching is performed at one transfer position, and the error turning movement amount and error at the transfer position are determined from the movement amount and stored contents at that time. The amount of expansion / contraction movement is calculated, and from the structure of the substrate transfer robot and the cause of the positional deviation, the error turning movement amount and the error expansion / contraction movement amount are converted at other transfer positions, and the stored contents indicating the position of each transfer location are stored. Correction (so-called relative teaching method) is known from Patent Document 1, for example.
ところで、上記搬送ロボットでは、例えば駆動手段の回転軸へのロボットアームの組付時に生じたがたや傾き等の影響を受けて、ロボットアームを伸縮動作させたとき、ロボットハンド上の基板は同一線上に沿って移動するものではなく、実際には左右(旋回方向)に振れながら移動している(所謂、搬送ロボットのヨーイング)。このため、上記特許文献1記載の相対ティーチング方法では、ロボットアームの旋回位置からティーチングしようとする処理室内における基板受渡位置までの伸縮ストロークが相互に一定でないと、旋回方向の位置ずれが生じ、高い信頼性を持って迅速に相対ティーチングできない。 By the way, in the above transfer robot, for example, when the robot arm is extended and contracted due to the influence of tilting or the like generated when the robot arm is assembled to the rotating shaft of the driving means, the substrate on the robot hand is the same. It does not move along the line, but actually moves while swinging left and right (turning direction) (so-called yawing of the transfer robot). For this reason, in the relative teaching method described in Patent Document 1, if the expansion and contraction strokes from the turning position of the robot arm to the substrate delivery position in the processing chamber to be taught are not constant with each other, positional deviation in the turning direction occurs and is high. The relative teaching cannot be performed quickly with reliability.
本発明は、以上の点に鑑み、高い信頼性を持って迅速に相対ティーチングし得る搬送ロボットの相対ティーチング方法を提供することをその課題とする。 This invention makes it the subject to provide the relative teaching method of the conveyance robot which can perform a relative teaching rapidly with high reliability in view of the above point.
上記課題を解決するために、本発明の搬送ロボットの相対ティーチング方法は、ロボットハンドを先端に有するロボットアーム及び当該ロボットアームを駆動する駆動手段を備えた搬送ロボットの前記ロボットハンドにて処理すべき基板を支持した状態でロボットアームを少なくとも同一平面内で旋回動作及び伸縮動作させ、前記旋回方向に沿って配置された複数の処理室間で前記基板を搬送する場合に、その搬送動作を教示する搬送ロボットの相対ティーチング方法であって、いずれか一の処理室に対して伸縮動作する際に基準となる座標データを教示し、この座標データに基づいて他の処理室に対して伸縮動作する際に基準となる座標データを教示するものにおいて、前記一の処理室における座標データを教示する前に、前記ロボットアームの伸縮軌道データを取得し、前記他の処理室における座標データを教示する場合に、前記一の処理室及び他の処理室へのロボットアームの伸縮ストロークが相互に異なると、前記伸縮軌道データから前記ロボットハンドの位置を補正することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the relative teaching method of the transfer robot of the present invention should be processed by the robot hand of the transfer robot provided with the robot arm having the robot hand at the tip and the driving means for driving the robot arm. When the robot arm is swung and expanded and contracted in at least the same plane with the substrate supported, and the substrate is transported between a plurality of processing chambers arranged along the swivel direction, the transport operation is taught. A relative teaching method for a transfer robot that teaches coordinate data used as a reference when an expansion / contraction operation is performed with respect to any one of the processing chambers, and when the expansion / contraction operation is performed with respect to another processing chamber based on the coordinate data. Teaching the coordinate data used as a reference to the robot before the coordinate data in the one processing chamber is taught. If the expansion / contraction stroke of the robot arm to the one processing chamber and the other processing chamber is different from each other when the coordinate data in the other processing chamber is taught and the coordinate data in the other processing chamber is taught, The position of the robot hand is corrected.
本発明によれば、搬送ロボットが伸縮動作するときの伸縮軌道データを予め取得しておき、一の処理室に対する座標データを基にその他の処理室に対して相対ティーチングする場合に、その伸縮軌道データから前記ロボットハンドの位置を補正する。その結果、各処理室内の基板受渡位置までの伸縮ストロークが相互に一定でないときでも、旋回方向の位置ずれが生じることなく、高い信頼性を持って迅速に搬送ロボットにその動作を教示でき、生産性に優れた搬送ロボットを提供できる。なお、処理室には、ロードロック室も含まれるものとする。 According to the present invention, the expansion and contraction trajectory data when the transfer robot performs expansion and contraction is acquired in advance, and when the relative teaching is performed on the other processing chamber based on the coordinate data for one processing chamber, the expansion and contraction trajectory is obtained. The position of the robot hand is corrected from the data. As a result, even when the expansion and contraction strokes to the substrate delivery position in each processing chamber are not constant, the transfer robot can be quickly and reliably taught its operation without causing any misalignment in the turning direction. A transfer robot with excellent performance can be provided. Note that the processing chamber includes a load lock chamber.
本発明においては、前記ロボットハンドに外方に突出させて設けた指標部に対し、搬送ロボットの伸縮方向に沿って光学センサから投光し、前記光学センサの検出結果から前記伸縮軌道データを取得する構成を採用すればよい。 In the present invention, the index portion provided to project outward from the robot hand is projected from the optical sensor along the expansion / contraction direction of the transfer robot, and the expansion / contraction trajectory data is obtained from the detection result of the optical sensor. A configuration to be used may be adopted.
他方、前記ロボットハンドの所定位置に設けた指標部に対し、搬送ロボットの伸縮方向に直交する方向で光学センサから投光し、前記光学センサの検出結果から前記伸縮軌道データを取得する構成を採用してもよい。ここで、指標部を例えばロボットハンドの所定位置に形成した貫通孔から構成し、この貫通孔を検出する場合には、光学センサとしては、透過式、反射式のいずれのものでも使用可能である。他方、指標部を例えばロボットハンドの片面所定位置に取り付けた所定面積の反射板から構成し、この反射板を検出する場合には、光学センサとしては反射式のものを使用すればよい。 On the other hand, a configuration is adopted in which the index unit provided at a predetermined position of the robot hand is projected from the optical sensor in a direction orthogonal to the expansion / contraction direction of the transfer robot, and the expansion / contraction trajectory data is obtained from the detection result of the optical sensor. May be. Here, for example, when the index portion is constituted by a through hole formed at a predetermined position of the robot hand and this through hole is detected, either a transmission type or a reflection type can be used as the optical sensor. . On the other hand, for example, when the index portion is constituted by a reflecting plate having a predetermined area attached to a predetermined position on one side of the robot hand and this reflecting plate is detected, a reflection type optical sensor may be used.
また、本発明においては、前記一の処理室に対して基準となる座標データを教示する前に、ロボットアームが伸縮する範囲内に設けた検知手段にてロボットアームの所定部分を検知してそのときの座標データを取得し、他の処理室における座標データを教示するときに、ロボットアームが伸縮する範囲内に設けた他の検知手段にてロボットアームの所定部分を検知し、この検知した座標データからロボットアームの位置を補正すれば、処理室毎に一層高精度なティーチングが実現できてよい。 Further, in the present invention, before teaching the coordinate data serving as a reference to the one processing chamber, a predetermined portion of the robot arm is detected by a detecting means provided within a range in which the robot arm expands and contracts. When acquiring coordinate data and teaching coordinate data in another processing chamber, a predetermined part of the robot arm is detected by other detection means provided within the range in which the robot arm expands and contracts, and the detected coordinates If the position of the robot arm is corrected from the data, more accurate teaching can be realized for each processing chamber.
ところで、複数の処理室が連結された所謂クラスターツール用の搬送ロボットとしては、スループットの向上等のため、同心に配置された2本の回転軸の回転方向及び回転角を適宜制御することで連動して旋回動作または伸縮動作する2本のロボットアームを備えたものも用いられ、同時に2個の処理室に対して基板の受け渡しを行い得るようにしたものも知られている。 By the way, as a transfer robot for a so-called cluster tool in which a plurality of processing chambers are connected, in order to improve throughput or the like, it is linked by appropriately controlling the rotation direction and the rotation angle of two concentrically arranged rotating shafts. In addition, an apparatus provided with two robot arms that rotate or extend / contract is also used, and an apparatus that can simultaneously transfer substrates to two processing chambers is also known.
このような搬送ロボットに対しても、作業性を考慮すれば、上記のような相対ティーチングを行い得ることが望まれるが、特に、両ロボットアーム間においてロボットハンドが伸動作する際の位置が旋回方向及び/または伸縮方向にずれていると、いずれか一の処理室において一方のロボットハンドにて基板を受け渡す場合と、他方のロボットハンドにて基板を受け渡す場合とでは、基板がその旋回方向または伸縮方向のずれを生じる。 For such a transfer robot, it is desirable that the relative teaching as described above can be performed in consideration of workability. In particular, the position when the robot hand extends between the robot arms is turned. If the substrate is transferred by one robot hand in one of the processing chambers and the substrate is transferred by the other robot hand, the substrate will rotate. Deviation in direction or expansion / contraction direction occurs.
このため、前記搬送ロボットが、同心に配置された複数の回転軸の回転方向及び回転角を制御することで連動して旋回動作または伸縮動作する複数本のロボットアームを備えたものであり、前記一の処理室に対して基準となる座標データを教示するのに先立って、各ロボットアームの旋回または伸縮する範囲内に設けた同一の検知手段にて各ロボットアームの同一の所定部分をそれぞれ検知して比較し、そのときの各座標データが相互に一致しないと、一のロボットアームを基準とし、その他のものの座標データの差に応じて補正するか、または、2つのロボットアームから得られた座標データが相互に一致するように補正することが好ましい。これにより、各処理室にて基板が旋回方向や伸縮方向のずれが生じることを防止でき、高い信頼性を持って迅速に搬送ロボットにその動作を教示できる。 For this reason, the transfer robot is provided with a plurality of robot arms that rotate or extend and retract in conjunction with each other by controlling the rotation direction and rotation angle of a plurality of rotation shafts arranged concentrically, Prior to teaching reference coordinate data to one processing chamber, the same predetermined portion of each robot arm is detected by the same detection means provided within the range in which each robot arm turns or expands and contracts. If the coordinate data at that time do not match each other, either one robot arm is used as a reference, and correction is made according to the difference in the coordinate data of the other, or obtained from two robot arms. It is preferable to correct the coordinate data so that they match each other. Accordingly, it is possible to prevent the substrate from being displaced in the turning direction and the expansion / contraction direction in each processing chamber, and to quickly teach the operation to the transfer robot with high reliability.
また、前記ロボットアームの所定部分が、前記ロボットハンドに設けられた少なくとも2個の指標部であれば、例えば検知手段が搬送ロボットの伸縮方向に直交する方向から投光するように設けられた光学センサである場合、その光軸の傾きによる誤差の影響を受けることなく、座標データを取得できてよい。 Further, if the predetermined portion of the robot arm is at least two index portions provided in the robot hand, for example, an optical device provided so that the detection means projects light from a direction orthogonal to the extending / contracting direction of the transport robot. In the case of a sensor, coordinate data may be acquired without being affected by errors due to the inclination of the optical axis.
他方、前記各ロボットアームが昇降自在に構成されている場合、所定の同一高さ位置にて同一の検知手段よる検知を行うようにして、光軸の傾きによる誤差の影響を受けることなく、座標データを取得できるようにしてもよい。 On the other hand, when each of the robot arms is configured to be movable up and down, the coordinates are detected without being affected by the error due to the inclination of the optical axis by performing detection by the same detection means at a predetermined same height position. Data may be acquired.
以下、図面を参照して、図1に示す処理装置で本発明の搬送ロボットの相対ティーチング方法を適用した実施の形態について説明する。処理装置の搬送室Tには、公知の構造を有する搬送ロボット1が設けられている。搬送ロボット1は、図示省略したが、ロボットアーム11を回転駆動する2個のモータと、モータの作動を制御する制御手段とを有し、各モータの回転軸12a、12bが同心に配置されている。各回転軸12a、12bにはロボットアーム11がリンク機構をなしてそれぞれ連結され、その先端には、ギアボックスGを介してロボットハンド13が取り付けられている。そして、各モータの回転軸12a、12bの回転角及び回転方向を図示省略の制御手段により適宜制御することでロボットアーム11が伸縮及び/または旋回動作する。
Hereinafter, an embodiment in which the relative teaching method for a transfer robot of the present invention is applied to the processing apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. A transfer robot 1 having a known structure is provided in the transfer chamber T of the processing apparatus. Although not shown, the transfer robot 1 has two motors that rotate the
ロボットアーム11及びロボットハンド13は、基板Sが処理室P1乃至P3で実施されるプロセスで高温に加熱される場合があることから耐熱性を有する材料、例えば、Al合金、Al2O3、Si02やSiC等の板材で形成されている。また、ロボットハンド13は、ロボットアーム11に連結される基端部13aと、この基端部13aから二股状に分岐して先方に延びる一対のフィンガー部13bとから構成されている(図2参照)。なお、図示省略したが、基端部13aと両フィンガー部13bの先端部とには、基板Sの下面外周部がその周方向3箇所で位置決めされて着座可能な座面が設けられ、基板Sがその外周部以外の下面がロボットハンド13から浮くようにして支持されるようになっている。
Since the
搬送室Tには、各処理室P1乃至P3との連結箇所の近傍において基板Sの有無を検知する検知手段2が設けられている。検知手段2としては、例えば、レーザーセンサやLEDファイバーセンサなど公知構造を有する光学センサやCCDカメラなどの視覚センサを用いることができ、例えば、検知手段2は、搬送ロボット1のモータの回転中心と後述の基板ステージPsの中心Pcとを結ぶ線RPに対して垂直に投光し、受光し得るように配置された投光器21と受光器22とを備える(図1(b)参照)。
The transfer chamber T is provided with detection means 2 for detecting the presence or absence of the substrate S in the vicinity of the connection location with the processing chambers P1 to P3. As the detection means 2, for example, an optical sensor having a known structure such as a laser sensor or an LED fiber sensor, or a visual sensor such as a CCD camera can be used. For example, the detection means 2 is the rotation center of the motor of the transport robot 1. A
搬送室Tの外側面には、ゲートバルブVを介してロードロック室L及び各処理室P1乃至P3が接続されている。各処理室P1乃至P3は、基板Sに対しスパッタリング法やCVD法による成膜処理やエッチング処理などの各種の処理を施すことができるように構成されている。各処理室P1乃至P3には、所定の処理を施す際に基板を保持できるようにステージPsが配置されている。ここで、各処理室P1乃至P3の容積は、その内部で行われる処理に応じて適宜設定され、このような場合には、後述のように旋回可能位置から基板受渡位置までの伸縮ストロークL1、L2は処理室毎に相違することになる。なお、搬送室Tに設けられる処理室やロードロック室の数は上記に限定されるものではない。 A load lock chamber L and processing chambers P1 to P3 are connected to the outer surface of the transfer chamber T via a gate valve V. Each of the processing chambers P1 to P3 is configured such that various processes such as a film forming process or an etching process by a sputtering method or a CVD method can be performed on the substrate S. In each of the processing chambers P1 to P3, a stage Ps is arranged so that the substrate can be held when performing a predetermined process. Here, the volume of each of the processing chambers P1 to P3 is appropriately set according to the processing performed in the interior thereof. In such a case, the expansion / contraction stroke L1 from the turnable position to the substrate delivery position as described later, L2 is different for each processing chamber. The number of processing chambers and load lock chambers provided in the transfer chamber T is not limited to the above.
そして、ロボットハンド13にて基板Sを支持した状態で、ロボットアーム11を伸縮させたり、旋回させたりして、ロードロック室L及び各処理室P1乃至P3の間で基板Sが搬送される。このような搬送ロボット1の搬送動作をロードロック室Lから第1の処理室P1に基板Sを搬送させる場合を例に説明すると、図2中二点鎖線で示すように、ロボットアーム11が縮んだ状態であってフィンガー部13bの先端がロードロック室Lを指向した状態(旋回可能位置)から、ロボットアーム11を伸動作させ、ロードロック室L内の基板受渡位置にロボットハンド13を移動して基板Sを受け取る。その後、ロボットアーム11を縮動作させて原点位置に戻す。本実施形態では、フィンガー部13bの先端がロードロック室Lを指向した旋回可能位置を原点位置とする。
Then, with the substrate S supported by the
次に、ロボットアーム11を原点位置からフィンガー部13bの先端が第1の処理室P1を指向する位置まで旋回し、ロボットアーム11を伸動作して第1の処理室P1の基板受渡位置にロボットハンド13を移動する。このとき、検知手段2によりロボットハンド13で基板Sが精度よく支持されているか否かが確認され、そして、基板Sを受け渡した後、縮動作させて旋回可能位置に戻される。
Next, the
このような搬送ロボット1の作動は、制御手段に予めプログラムされており、上記搬送動作の基準となる原点位置の座標データ等を搬送ロボット1に教示するために、搬送ロボット1を処理装置に組み付けたときやメンテナンスのためにロボットアーム11やロボットハンド13を交換等したときに、搬送ロボット1のティーチングが行われ、旋回可能位置及び基板受渡位置での座標データが上記制御手段に記憶される。以下、搬送ロボット1の相対ティーチングについて説明する。
The operation of the transfer robot 1 is programmed in advance in the control means, and the transfer robot 1 is assembled to the processing device in order to teach the transfer robot 1 the coordinate data of the origin position which is the reference of the transfer operation. When the
先ず、一の処理室、つまり、ロードロック室Lについての原点位置の座標データを教示し、この原点位置を基準として基板受渡位置の座標データを教示する。このとき、搬送ロボット1が待機位置から伸縮動作すると、検知手段2を横切ることを利用して作業者の視認に頼らず搬送ロボット1のティーチングを行う。 First, the coordinate data of the origin position for one processing chamber, that is, the load lock chamber L is taught, and the coordinate data of the substrate delivery position is taught based on this origin position. At this time, when the transfer robot 1 expands and contracts from the standby position, the transfer robot 1 is taught without relying on the operator's visual recognition by using the crossing of the detection means 2.
即ち、ロボットハンド13で基板Sを適正な位置で保持させたときに基板Sの中心Saを通る中心線上に位置させて、ロボットハンド13の基端部13aにロボットアームの所定部分をなす平面視円形の貫通孔14を形成する。ここで、貫通孔14の開口径は、検知手段2として用いる光学センサに応じて適宜設定され、例えば、レーザーセンサを用いるような場合には、レーザー光を投光したときの光径の変化が小さいことから、貫通孔14の孔径をレーザーの光径より大きく設定しておけばよい。そして、検知手段2により貫通孔14が検出されると、ロボットハンド13が、モータの回転軸12a、12bの回転中心12cと基板ステージPsの中心Pcとを結ぶ線RP上に適切に位置するようになり、旋回または伸縮する際にその動作の基準となる原点位置に搬送ロボット1が正確に位置決めされたと判断する。
That is, when the substrate S is held at an appropriate position by the
つまり、フィンガー部13bの先端がロードロック室Lを指向する搬送ロボット1の旋回可能位置たる原点位置から、回転軸12a、12bを回転させてロボットアーム11を伸動作させ、貫通孔14が検知手段2により検知される位置を検索する。その当初は、投光器21からの光がロボットハンド13で遮蔽されることがないため、検知手段2の信号がON状態である。ロボットアーム11をさらに伸動作させ、投光器21からの光がロボットハンド13の基端部13aで遮蔽されると、検知手段2の信号がOFF状態になる。この状態で回転軸12a、12bを回転させてロボットハンド13を旋回及び/または伸縮させ、検知手段2の信号がON状態になる位置を探す。
That is, the
検知手段2の信号がON状態になることで貫通孔14が検知されると、ロボットアーム11を伸縮方向及びその左右方向にそれぞれ走査移動させる。このとき、検知手段2の信号がON、OFFに切り替わり、その切り替わりの周期から貫通孔14の中心座標を特定する。このように貫通孔14の中心座標が特定されると、ロボットハンド13が中心線RP上に位置することになる。この状態からロボットアーム11を縮動作させて旋回可能位置に戻すと原点位置が特定される。そして、このときの座標データを制御手段に教示させると共に、装置の設計値から定まる原点位置から基板受渡位置までの基板Sの中心の移動量、つまり、ロードロック室Lに対する伸縮ストロークL1から基板受渡位置の座標データを算出して教示する。
When the through-
次いで、ロードロック室Lについてのティーチングが終了すると、制御手段により上記ロードロック室Lに対する座標データから他の処理室P1乃至P3の座標データを自動算出する。即ち、装置の設計値から各処理室P1乃至P3における旋回可能位置と、当該旋回可能位置から基板受渡位置までの伸縮ストロークL1、L2が定まっているため、この値を予め制御手段に入力しておくことで、他の室の座標データが自動算出される。これにより、相対ティーチングが終了する。 Next, when the teaching for the load lock chamber L is completed, the coordinate data of the other processing chambers P1 to P3 is automatically calculated from the coordinate data for the load lock chamber L by the control means. That is, since the turnable position in each of the processing chambers P1 to P3 and the expansion / contraction strokes L1 and L2 from the turnable position to the substrate delivery position are determined from the design values of the apparatus, these values are input to the control means in advance. As a result, the coordinate data of other rooms is automatically calculated. Thereby, relative teaching is completed.
なお、各処理室P1乃至P3において旋回可能位置を教示する場合、装置の設計値から算出された座標データに基づき搬送ロボット1を実際に旋回させ、上記と同様にして検知手段2にてロボットハンドに形成した貫通孔14を検知し、このときの検知結果から教示すべき座標データを補正するようにしてもよい。これにより、一層高精度なティーチングが実現できてよい。
When teaching the turnable position in each of the processing chambers P1 to P3, the transfer robot 1 is actually turned based on the coordinate data calculated from the design value of the apparatus, and the robot hand is detected by the detection means 2 in the same manner as described above. The through-
ところで、上記搬送ロボット1では、例えば駆動手段の回転軸12a、12bへのロボットアーム11の組付時に生じたがたや傾き等の影響を受けて、実際には、ロボットアームを伸縮動作させるときにロボットハンド13、ひいては基板Sが図3中一点鎖線で示すように旋回方向左右に振れたり、一方の傾きながら移動する。このため、図3に示すように各処理室に対する伸縮ストロークL1、L2が相互に一定でない場合でも、相対ティーチング時に旋回方向の位置ずれが生じないようにする必要がある。
By the way, in the transfer robot 1, for example, when the robot arm is actually expanded or contracted due to the influence of the warp or inclination generated when the
そこで、一の処理室(本実施形態ではロードロック室)における座標データを教示する際に、搬送ロボット1の伸縮軌道データを取得し、相対ティーチングの際に、伸縮軌道データからロボットハンド13、ひいては基板S位置を補正することとした。以下に、伸縮軌道データの取得について説明する。
Therefore, when the coordinate data in one processing chamber (the load lock chamber in this embodiment) is taught, the expansion / contraction trajectory data of the transfer robot 1 is acquired, and in the relative teaching, the
図4を参照して説明すれば、ロボットハンド13には、基板Sを支持したときに基板Sの中心位置に指標部M1が設けられている。指標部M1は、例えばフィンガー部13b間に架設された支持板MPに立設した円筒部材から構成される(図4(a)参照)。また、上記線RPに沿って投光可能となるように、投光器31及び受光器32が搬送室T及びロードロック室Lにそれぞれ配置され、投光器31及び受光器32が伸縮動作時に指標部M1を検出する検知手段を構成する。
Referring to FIG. 4, the
そして、ロードロック室Lに対する旋回可能位置にロボットアーム11が位置する状態で伸動作させる。このとき、ロボットアーム11が直線運動する間は、指標部M1で投光器31からの光が遮られることで受光器32からの信号がOFF状態であり、ロボットアーム11が伸びるにつれて左右のいずれか一方にずれてくると、受光器32からの信号がON状態となる。
Then, the
このとき、ロボットアーム11の伸動作を停止し、その位置でロボットアーム11を旋回させ、左右のうちいずれの方向にずれているかを検索する。そして、受光器32からの信号がON状態になると、ロボットアーム11の旋回動作を停止すると共に伸動作を再開する。このように検知手段2の信号のON、OFFの切り替わりを判断しながら、基板受渡位置まで伸動作させ、信号の切り替わりの平均値とそのときの旋回角度の関係を記憶することで、連続的に伸縮動作の伸縮軌道データが連続して取得できる。これにより、任意のストロークL1、L2における旋回方向のずれ量が取得され、制御手段により任意のストロークでの補正量が算出できる。なお、上記のように装置の設計値から基板受渡位置の座標データを算出して教示する場合には、伸縮軌道データを取得した時点で補正しておくことが好ましい。
At this time, the extending operation of the
次に、相対ティーチングする場合には、他の処理室P1乃至P3で伸縮ストロークL1が相互に一定であれば、上記のようにして座標データを教示する。他方で、伸縮ストロークL1、L2が異なる場合には、その処理室P1乃至P3における伸縮ストロークL2と測定した伸縮起動データとから補正量を算出し、これを基に座量データを教示する(図5参照)。 Next, in the case of relative teaching, if the expansion / contraction stroke L1 is constant in the other processing chambers P1 to P3, coordinate data is taught as described above. On the other hand, if the expansion / contraction strokes L1 and L2 are different, a correction amount is calculated from the expansion / contraction stroke L2 in the processing chambers P1 to P3 and the measured expansion / contraction start data, and seating amount data is taught based on this (see FIG. 5).
このように上記実施形態によれば、予め伸縮軌道データを取得しておき、一の処理室に対する座標データを基にその他の処理室に対して相対ティーチングする場合に、伸縮軌道データからロボットハンド13、ひいては基板Sの位置を補正するため、各処理室毎に伸縮ストロークL1、L2が異なる場合でも、旋回方向の位置ずれが生じることなく、高い信頼性を持って迅速に搬送ロボット1にその動作を教示でき、生産性に優れた搬送ロボットを提供できる。
As described above, according to the above-described embodiment, when the expansion / contraction trajectory data is acquired in advance and the relative teaching is performed with respect to the other processing chambers based on the coordinate data for one processing chamber, the
なお、上記実施形態では、連続して軌道データを取得するように構成したものについて説明したが、これに限定されるものではなく、図6に示すように、ロードロック室Lや処理室P1乃至P3のいずれかにレーザーセンサやLEDファイバーセンサなど公知構造を有する光学センサ31、32を伸縮軌道上でかつ所定の間隔を存して列設すると共に、ロボットハンド13の所定位置に指標部(図示せず)に設けておき、各光学センサ31、32にて特定の伸縮ストロークでの軌道データを断続的に取得し、この値を基づいて補正するようにしてもよい。指標部としては、図6に示すように、透過式のものを用いる場合には例えばロボットハンド13の所定位置に形成した貫通孔から構成でき、他方、反射式のものである場合には、貫通孔以外に、例えばロボットハンドの片面所定位置に取り付けた所定面積の反射板から構成することもできる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the trajectory data is continuously acquired has been described. However, the present invention is not limited to this, and as illustrated in FIG.
また、上記実施形態では、伸縮起動データを取得する際の指標部M1として円筒形状の部材を用いたものを例に説明したが、光源からの光を遮ったり、特定の方向に投光器からの光を反射できるものであれば、これに限定されるものではない。また、センサとして透過式のものを例に説明したが、反射式のものも用いることができ、この場合、指標部の外表面には反射板を設けておけばよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated as an example what used the cylindrical member as the parameter | index part M1 at the time of acquiring expansion / contraction starting data, the light from a light source was interrupted | blocked or light from a light projector in a specific direction If it can reflect, it will not be limited to this. In addition, although a transmission type sensor has been described as an example, a reflection type sensor can also be used. In this case, a reflecting plate may be provided on the outer surface of the indicator portion.
更に、上記実施形態では、ロボットアームの旋回方向の揺れを補正するものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、指標部M1を円錐形状とし、伸縮起動データを取得するときに上下の垂れやせり上がりをも検知するようにしてもよい。そして、搬送ロボットにロボットアームを上下動する昇降機構を備えているような場合には、当該昇降機構により基板受渡位置で高さ調節したり、ロボットハンドのロボットアームへの取り付け箇所にスペーサーを介在させて高さ調節したりしてもよい。これにより、搬送ロボット1を伸動作させ、ロボットハンドが基板受渡位置に達した場合の垂れやせり上がりを補正できてよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example of correcting the swing in the turning direction of the robot arm has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the index portion M1 may have a conical shape, and when the expansion / contraction start data is acquired, vertical drooping or rising may also be detected. If the transfer robot is equipped with a lifting mechanism that moves the robot arm up and down, the height is adjusted at the board delivery position by the lifting mechanism, or a spacer is interposed at the attachment position of the robot hand to the robot arm. You may adjust the height. Accordingly, the transfer robot 1 may be extended to correct the drooping or rising when the robot hand reaches the substrate delivery position.
また、上記実施形態では、同心に配置したモータの回転軸12a、12bの回転角及び回転方向を適宜制御することでロボットアーム11が伸縮及び/または旋回自在となるものを用いた場合を例に説明したが、他の多関節式のロボットにも本発明は適用できる。この場合、ロボットハンドを伸縮方向に対して直交する方向に水平移動できるような場合には、搬送室Tに配置される駆動源の回転中心と各室の基板ステージPsの中心Pcとを結ぶ線と直行する方向両側で等間隔に2個の指標部を形成しておき、ティーチングするようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the case where the
更に、上記実施形態では、モータの回転軸12a、12bに1個のロボットアーム11を取り付けたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基板処理のスループットを向上させる等のため、モータの回転軸12a、12bに2個のロボットアーム11a、11bが取り付けられている搬送ロボットにも本発明を適用し得る。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which one
ここで、図7に示すように、このような搬送ロボット100では、組付け時の誤差等により、原点位置で両ロボットハンド130a、130bの位置が旋回方向及び/または伸縮方向で相互にずれている場合がある。このような場合、いずれか一方のロボットアーム110aまたは110bを基準とし、このロボットアームの原点位置の座標データを基に、他方のロボットアームの原点位置を含めて相対ティーチングしたのでは、ロードロック室Lや処理室P5、P6にて一方のロボットハンド130aまたは130bにて基板を受け渡す場合と、他方のロボットハンド130bまたは130aにて基板を受け渡す場合とでは、基板Wがその旋回方向または伸縮方向のずれてしまう虞がある。
Here, as shown in FIG. 7, in such a
つまり、原点位置における各ロボットハンド130a、130bの位置が伸縮方向で前後にずれている場合を例に説明すると、同一の処理室、例えばP6の基板ステージPsまで両ロボットハンド130a及び130bにより基板Wを搬送したときに、上記ずれに応じて、同一の伸縮ストロークで伸動作させたときの停止位置(基板受渡位置)も、その伸縮方向前後でずれてしまう。
In other words, a case where the positions of the
このため、上記と同様に検知手段2を用いてロボットアーム110a、110b毎に原点位置における座標データをそれぞれ取得し、そのときの座標データが相互に一致しないと、一方のロボットアーム(例えば110a)を基準とし、検出した座標データの差から、回転軸12a、12bの回転方向及び回転角を適宜制御して他方のロボットアーム110bの原点位置を補正する。その上で上記と同様の手順で各処理室に対して相対ティーチングを行う。これにより、各処理室にて基板Wが旋回方向や伸縮方向のずれが生じることを防止でき、高い信頼性を持って迅速に搬送ロボット100にその動作を教示できる。なお、旋回方向のずれが両ロボットアーム110a、110b間で生じている場合にも上記と同じ手順で補正する。また、2つのロボットアームから得られた座標データが相互に一致するように補正するようにしてもよい。
For this reason, if the coordinate data at the origin position is acquired for each
さらに、上記搬送ロボット100では、同一水平面内にロボットアーム110a、110bを実質的に取付けできないことから、回転軸12a、12bの上下方向にずらして各ロボットアーム110a、110bを取り付けると共に(図7参照)、回転軸12a、12bを一体に上下動するように駆動手段を設けた構成が採用されている。
Further, in the
このような場合に、上記検知手段2にて各ロボットアーム110a、110bの所定部分を検知して原点位置のティーチングを行うとき、その光軸が傾いていると、その傾きに応じて誤差が生じる。このため、ロボットハンドに設けられた少なくとも2個の所定部分(上記した指標部であってもよい)を検知してその座標データを取得することが好ましい。
In such a case, when the predetermined position of each
他方で、前記各ロボットアームが昇降自在に構成されている場合、所定の同一高さ位置にて同一の検知手段よる検知を行うようにしてもよい。 On the other hand, when each robot arm is configured to be movable up and down, detection by the same detection means may be performed at a predetermined same height position.
1 搬送ロボット
11 ロボットアーム
12a、12b 回転軸(駆動手段)
13 ロボットハンド
31 投光器
32 受光器
L ロードロック室
P1乃至P3 処理室
T 搬送室
M1 指標部
MP 支持板
S 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
13
Claims (7)
いずれか一の処理室に対して伸縮動作する際に基準となる座標データを教示し、この座標データに基づいて他の処理室に対して伸縮動作する際に基準となる座標データを教示するものにおいて、
前記一の処理室における座標データを教示する前に、前記ロボットアームの伸縮軌道データを取得し、
前記他の処理室における座標データを教示する場合に、前記一の処理室及び他の処理室へのロボットアームの伸縮ストロークが相互に異なると、前記伸縮軌道データから前記ロボットハンドの位置を補正することを特徴とする搬送ロボットの相対ティーチング方法。 A robot arm having a robot hand at the tip and a substrate to be processed by the robot hand of a transfer robot provided with a driving means for driving the robot arm, with the robot arm being supported at least on the same plane, and swiveling and extending / contracting And a relative teaching method of a transfer robot that teaches the transfer operation when transferring the substrate between a plurality of processing chambers arranged along the turning direction,
Teach coordinate data to be used as a reference when expanding / contracting to any one of the processing chambers, and teaching coordinate data to be used as a reference when expanding / contracting to other processing chambers based on this coordinate data In
Before teaching the coordinate data in the one processing chamber, obtain the expansion and contraction trajectory data of the robot arm,
When teaching the coordinate data in the other processing chamber, if the expansion / contraction strokes of the robot arm to the one processing chamber and the other processing chamber are different from each other, the position of the robot hand is corrected from the expansion / contraction trajectory data. A relative teaching method for a transfer robot.
7. The method of relative teaching of a transfer robot according to claim 5, wherein when the robot arms are configured to be movable up and down, detection is performed by the same detection means at a predetermined same height position. .
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