JPWO2019026508A1 - ロボットの診断方法 - Google Patents

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Abstract

ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのロボットの診断方法であって、少なくとも１つの関節部を有するロボットアームを備えるロボットと、前記ロボットにより搬送されるワークと、前記ワークの中心位置を検出する処理部を備えるプリアライナと、を準備する第１ステップと、前記第１乃至前記第５ステップを行った後で、前記第２ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第４ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第５ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記１つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する第６ステップと、を備えることを特徴とする、ロボットの診断方法。

Description

本発明は、ロボットの診断方法に関し、特に、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのロボットの診断方法に関する。
従来から、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのロボットの診断方法が知られている。このような診断方法が、例えば、特許文献１に記載されたウェハ搬送装置で行われている。
特許文献１のウェハ搬送装置は、教示指令位置から任意の位置にオフセットさせた目標位置でのウェハ検出動作を繰り返し、ウェハエッジ位置検出センサの検出範囲外になるまでこれを繰り返す。そして、生成した目標位置と搬送アームが実際に移動した位置を記憶する。教示指令位置からのＸ方向、Ｙ方向の全てのこれらの情報を収集後、オフセット動作の目標位置と、ウェハ中心位置結果で判断される搬送アームが実際に移動した位置と、の差である位置誤差からアーム駆動制御部が補正テーブルを作成する。
特開２００９−４９２５１号公報
しかしながら、特許文献１では、ロストモーションに起因したずれ量を検出するために上記のような複雑な手順を行う必要があった。これにより、上記ずれ量の検出に手間や時間が掛かってしまうという問題があった。
そこで、本発明は、ロストモーションに起因したずれ量を簡単な手順で検出することが可能な、ロボットの診断方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明に係るロボットの診断方法は、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのロボットの診断方法であって、少なくとも１つの関節部を有するロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタと、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを制御するロボット制御部と、を備えるロボットと、前記ロボットにより搬送されるワークと、前記ワークが載置されるターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるための駆動部と、前記駆動部により回転している状態の前記ワークの外縁部分を検出するセンサと、前記センサにより検出した前記外縁部分に基づいて前記ワークの中心位置を検出する処理部と、を備えるプリアライナと、を準備する第１ステップと、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を検出する第２ステップと、少なくとも前記第１及び前記第２ステップを行った後で、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに載置されたワークを保持する第３ステップと、少なくとも前記第１及び前記第２ステップを行った後で、前記ロボット制御部からの指令値に基づいて前記少なくとも１つの関節部のうちの１つの関節部を所定の角度だけ第１方向に回転させる第４ステップと、前記第１乃至前記第４ステップを行った後で、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を再び検出する第５ステップと、前記第１乃至前記第５ステップを行った後で、前記第２ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第４ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第５ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記１つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する第６ステップと、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、第２ステップにおいて検出されるワークの中心位置、及び第４ステップにおけるロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、第５ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて１つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出することができる。その結果、ロストモーションに起因したずれ量を簡単な手順で検出することが可能となる。
前記第４ステップは前記第１乃至前記第３ステップを行った後で行われてもよい。これにより、上記本発明が奏する効果を顕著にすることができる。
例えば、前記第３ステップは前記第１、前記第２及び前記第４ステップを行った後で行われ、前記第５ステップにおいて、前記エンドエフェクタを前記第２ステップで前記ターンテーブルに前記ワークを載置したときと同じ位置に戻した後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置してもよい。
前記第１ステップにおいて、前記ワークを収容するための収容部をさらに準備し、前記第２ステップにおいて、所定の第１動作を行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記収容部に収容されたワークを保持可能な姿勢とし、且つそこで前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させてから所定の第２動作を行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記ターンテーブルに前記ワークを載置可能な姿勢とした後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を検出し、前記第１乃至前記第３ステップを行った後の前記第４ステップにおいて、前記所定の第１動作を再び行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記収容部に前記ワークを収容可能な姿勢とし、且つそこで前記収容部に前記ワークを収容した後で、前記ロボット制御部からの指令値に基づいて前記少なくとも１つの関節部のうちの１つの関節部を所定の角度だけ第１方向に回転させ、前記第４ステップを行った後の前記第５ステップにおいて、前記収容部に収容されているワークを前記エンドエフェクタにより保持させてから前記所定の第２動作を再び行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記ターンテーブルに前記ワークを載置可能な姿勢とした後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を再び検出し、前記第１乃至前記第５ステップを行った後の第６ステップにおいて、前記第２ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第４ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第５ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記収容部にワークを収容可能な姿勢での前記１つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出してもよい。
上記構成によれば、収容部にワークを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量を検出することができる。
前記第４ステップにおいて前記１つの関節部を回転させる第１方向は、前記第２ステップにおいて前記ターンテーブルに前記ワークを載置する直前に前記１つの関節部が回転していた方向と反対であってもよい。
上記構成によれば、ロストモーションに起因したずれ量を正確に検出することが可能となる。
前記第１ステップにおいて、前記ワーク、前記ロボット、及び前記プリアライナは半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備されてもよい。
上記構成によれば、半導体製造現場であるクリーンルームから外部に出すことなく、当該クリーンルーム内でロストモーションに起因したずれ量を検出することが可能となる。したがって、半導体製造現場であるクリーンルーム内において、上記本発明が奏する効果を顕著にすることができる。
前記第１ステップにおいて、前記収容部は半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備されてもよい。
上記構成によれば、半導体製造現場であるクリーンルームから外部に出すことなく、当該クリーンルーム内で収容部にワークを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量を検出することが可能となる。
例えば、前記ワークは半導体ウェハであってもよい。
本発明によれば、ロストモーションに起因したずれ量を簡単な手順で検出することが可能な、ロボットの診断方法を提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法における第１ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法における第２ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法における第３及び第４ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法における第５及び第６ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法における第４乃至第６ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が部分的な平面図であり、（Ｂ）が第４ステップにおける中心位置関係を示す図であり、（Ｃ）が第５及び第６ステップにおける中心位置関係を示す図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第２ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第４ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第５ステップのホーム姿勢に戻した状態を説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図９は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第５及び第６ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。 図１０は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第４乃至第６ステップを説明するための第４ステップにおける概略図であり、（Ａ）が部分的な平面図であり、（Ｂ）が中心位置関係を示す図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第４乃至第６ステップを説明するための第５及び第６ステップにおける概略図であり、（Ａ）が部分的な平面図であり、（Ｂ）が中心位置関係を示す図である。 図１２は、本発明の第３実施形態に係るロボットの診断方法を説明するための概略図であり、ロボットアーム及びエンドエフェクタを収容部にワークを収容可能な姿勢としたときの平面図である。 図１３は、本発明の第３実施形態に係るロボットの診断方法を説明するための概略図であり、ロボットアーム及びエンドエフェクタをターンテーブルにワークを載置可能な姿勢としたときの平面図である。
１．第１実施形態
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、以下では、全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。図１乃至図５に基づいて、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法について説明する。本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法は、半導体製造現場であるクリーンルーム内で作業を行うロボットについて、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのものである。なお、ここでいう「ロストモーションに起因したずれ量」とは、ロボットの理想的な動作からのずれ量を広く意味する。「ロストモーション」には、例えば、ロボットアームの各軸におけるバックラッシュや捻れ等を原因に生じるものが含まれるが、これに限定されない。
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットの診断方法における第１ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。図２は、同第２ステップを説明するための概略図である。図３は、同第３及び第４ステップを説明するための概略図である。図４は、同第５及び第６ステップを説明するための概略図である。図５は、同第４乃至第６ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が部分的な平面図であり、（Ｂ）が第４ステップにおける中心位置関係を示す図であり、（Ｃ）が第５及び第６ステップにおける中心位置関係を示す図である。
（第１ステップ）
まず、図１に示すように、半導体製造現場であるクリーンルーム内において、ロボット１０と、ロボット１０により搬送される半導体ウェハＷと、半導体ウェハＷの中心位置を検出するためのプリアライナ６０と、を準備する第１ステップを行う。
ロボット１０は、少なくとも１つの関節部ＡＸを有するロボットアーム２０と、ロボットアーム２０に取り付けられるエンドエフェクタ３０と、ロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０を制御するロボット制御部４０と、を備える。本実施形態に係るロボット１０は、いわゆる水平多関節型の３軸ロボットであり、３つの関節部（第１関節部ＡＸ１、第２関節部ＡＸ２及び第３関節部ＡＸ３）を備える。ロボット１０は、基台１２と、基台１２の上面に設けられる上下方向に伸縮可能な昇降軸（図示せず）と、をさらに備える。当該昇降軸は、図示しないエアシリンダ等で伸縮可能に構成されており、当該昇降軸の上端部にロボットアーム２０が取り付けられている。
ロボットアーム２０は、水平方向に延びる長尺状の部材で構成されている第１アーム２０ａ及び第２アーム２０ｂを含む。
第１アーム２０ａは、その長手方向の一端部が昇降軸に鉛直な軸線Ｌ１回りに回動可能に取り付けられている。これにより第１関節部ＡＸ１が構成されている。第１アーム２０ａは、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。第１アーム２０ａの長手方向の他端部には、第２アーム２０ｂが取り付けられている。第２アーム２０ｂは、その長手方向の一端部が第１アーム２０ａに鉛直な軸線Ｌ２回りに回動可能に取り付けられている。これにより第２関節部ＡＸ２が構成されている。第２アーム２０ｂは、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。
エンドエフェクタ３０は、第２アーム２０ｂの長手方向の他端部において鉛直な軸線Ｌ３回りに回動可能に取り付けられている。これにより第３関節部ＡＸ３が構成されている。エンドエフェクタ３０は、図示しない電気モータにより回動駆動できるように構成されている。エンドエフェクタ３０は、第２アーム２０ａの上面に回動可能に取り付けられている取付け板３２と、取付け板３２に取り付けられているエンドエフェクタ本体３４と、を有する。エンドエフェクタ本体３４は、先端側が２股に分かれており、平面視においてＹ字状に構成されている。エンドエフェクタ本体３４の基端部は、取付け板５２に固定されている。
昇降軸の昇降、並びに第１アーム２０ａ、第２アーム２０ｂ及びエンドエフェクタ３０の回動は、ロボット制御部４０により制御されている。
プリアライナ６０は、半導体ウェハＷが載置されるターンテーブル６２と、ターンテーブル６２を回転させるための駆動部（図示せず）と、当該駆動部により回転している状態の半導体ウェハＷの外縁部分を検出するセンサ６４と、センサ６４により検出した当該外縁部分に基づいて半導体ウェハＷの中心位置を検出する処理部（図示せず）と、を備える。
プリアライナ６０のセンサ６４は、例えば、図中紙面手前側から奥側に向けて光線を投光する投光器と、当該投光器から照射された光線を受光する受光器とを含む光学センサであり、受光器により受光される光線が遮光されることで半導体ウェハＷの外縁部分を検出する。
半導体ウェハＷは、半導体プロセスにおいて用いられる薄い板であり、半導体デバイスの基板の材料であると定義される。半導体ウェハＷの形状は任意であるが、ここでは図示するように、円板状である場合を例に説明する。
（第２ステップ）
次に、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２関節部ＡＸ２（１つの関節部）を後述する第１方向と反対の方向に回転（すなわち、図１及び図２（Ａ）に示す平面視において左回転（反時計回り））させた後で、エンドエフェクタ３０によりターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置し、且つプリアライナ６０により半導体ウェハＷの中心位置を検出する第２ステップを行う。
なお、第２関節部ＡＸ２を第１方向と反対の方向に回転させる際、必要に応じて第１関節部ＡＸ１及び第３関節部ＡＸ３を回転させることで、ロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０をターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置可能な姿勢としてもよい。また、ここでは説明が煩雑になることを避けるため、当該第２ステップで検出される半導体ウェハＷの中心位置及びエンドエフェクタ３０の中心位置が、それぞれ、ターンテーブル６２の中心位置と一致している場合について説明するが、これに限定されない。すなわち、当該半導体ウェハＷの中心位置及び当該エンドエフェクタ３０の中心位置は、ターンテーブル６２の中心位置と一致していなくてもよい。
（第３及び第４ステップ）
さらに、エンドエフェクタ３０によりターンテーブル６２に載置された半導体ウェハＷを保持する第３ステップを行う。なお、ここでいう「保持する」とは、エンドエフェクタ３０の上面に載せて半導体ウェハＷを持ち上げることをいう。これにより、例えば半導体ウェハＷを外縁部分からチャックして保持するような場合と異なり、半導体ウェハＷを保持する際の動作で当該半導体ウェハＷの中心位置が動かない。その結果、ロストモーションに起因したずれ量を正確に検出することが可能となる。
本実施形態では、上記第１乃至第３ステップを行った後で、ロボット制御部４０からの指令値に基づいて第２関節部ＡＸ２を所定の角度だけ第１方向に回転（すなわち、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示す平面視において右回転（時計回り））させる第４ステップを行う。このときの状態を図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
（第５ステップ）
そして、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１乃至第４ステップを行った後で、エンドエフェクタ３０によりターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置し、且つプリアライナ６０により半導体ウェハＷの中心位置を再び検出する第５ステップを行う。
（第６ステップ）
最後に、ロストモーションに起因したずれ量を検出するための第６ステップを行う。当該第６ステップについて、図５に基づいて詳細に説明する。
図５（Ａ）乃至（Ｃ）において、ターンテーブル６２の中心を「□」で示す。当該ターンテーブルの中心「□」は、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示す位置Ｐ０で常に固定されている。
第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値に基づく理想的な移動量を図５（Ｂ）において破線矢印（ＡＲ１）で示す。第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心（ここではターンテーブルの中心「□」と一致）、及び第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値（ＡＲ１）に基づいた半導体ウェハＷの中心を「（・）」で示し、このときのエンドエフェクタ３０の中心を「（×）」で示す。なお、図５（Ａ）において、中心位置を「（・）」とする半導体ウェハＷ、及び中心位置を「（×）」とするエンドエフェクタ３０をそれぞれ破線で示してある。
図５（Ｃ）において、第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心を「・」で示し、このときのエンドエフェクタ３０の中心を「×」で示す。なお、図５（Ａ）において、中心位置を「・」とする半導体ウェハＷ、及び中心位置を「×」とするエンドエフェクタ３０をそれぞれ実線で示してある。
第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心（ここでは、上記した通りターンテーブルの中心「□」と一致）から第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心「・」までの実際の移動量を実線矢印ＡＲ１で示す。さらに、上記半導体ウェハＷの中心「（×）」及び「×」に基づいて検出されるロストモーションに起因したずれ量を図５（Ｃ）において白抜き矢印ＡＲＬで示す。
本実施形態において、半導体ウェハＷの中心「（・）」とエンドエフェクタ３０の中心「（×）」とは、同じ位置（Ｐ１）であるため、互いに重ねて記載してある。同様に、半導体ウェハＷの中心「・」とエンドエフェクタ３０の中心「×」とは、同じ位置Ｐ１であるため、互いに重ねて記載してある。
第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置は、上記したようにターンテーブル６２の中心「□」と同じ位置Ｐ０である。そして、半導体ウェハＷの中心位置は、理想的には移動量（ＡＲ１）の分だけ移動して「（・）」で示すように位置（Ｐ１）に到達し得る。しかしながら、第２関節ＡＸ２におけるロストモーションに起因したずれ量により、半導体ウェハＷの中心位置は、当該位置（Ｐ１）ではなく、実際には位置Ｐ１に存在する。
図５（Ｃ）に示すように、第１乃至第５ステップを行った後で、第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置Ｐ０（本実施形態では、常に固定されているターンテーブル６２の中心「□」と同じ位置）、及び第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値「（ＡＲ１）」に基づいた半導体ウェハＷの中心位置（Ｐ１）（すなわち、「（・）」が存在する位置）と、第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置Ｐ１（すなわち、「・」が存在する位置）と、に基づいて第２関節部ＡＸ２におけるロストモーションに起因したずれ量ＡＲＬを検出することができる。ここでは、例えば、図５（Ｂ）に示す破線矢印（ＡＲ１）の長さと図５（Ｃ）に示す実線矢印ＡＲ１の長さとの差を求めることにより、ロストモーションに起因したずれ量ＡＲＬを検出することができる。
（効果）
本実施形態に係るロボットの診断方法では、第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷ（ワーク）の中心位置Ｐ０、及び第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値（ＡＲ１）に基づいた半導体ウェハＷの中心位置（Ｐ１）と、第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置Ｐ１と、に基づいて第２関節部ＡＸ２（１つの関節部）におけるロストモーションに起因したずれ量ＡＲＬを検出することができる。その結果、本実施形態に係るロボットの診断方法は、ロストモーションに起因したずれ量を簡単な手順で検出することが可能となる。
また、本実施形態に係るロボットの診断方法では、ロボット制御部４０からの指令値（ＡＲ１）に基づいて第２関節部ＡＸ２を所定の角度だけ第１方向に回転させる第４ステップが、第１乃至第３ステップを行った後で行われる。これにより、例えば、後述する第２実施形態のようにロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０を所定のホーム姿勢に戻す必要がなくなるため、上記本発明が奏する効果を顕著にすることができる。
さらに、本実施形態では、第４ステップにおいて第２関節部ＡＸ２（１つの関節部）を回転させる第１方向は、第２ステップにおいてターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置する直前に第２関節部ＡＸ２が回転していた方向と反対である。これにより、例えば、第２関節部ＡＸ２におけるバックラッシュに起因した最大のずれ量を正確に検出することが可能となる。
そして、本実施形態に係るロボットの診断方法では、第１ステップにおいて、半導体ウェハＷ、ロボット１０、及びプリアライナ６０が半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備される。これにより、半導体製造現場であるクリーンルームから外部に出すことなく、当該クリーンルーム内でロストモーションに起因したずれ量を検出することが可能となる。したがって、上記本発明が奏する効果を顕著にすることができる。
２．第２実施形態
図６乃至図１０に基づいて、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法について説明する。本実施形態に係るロボットの診断方法は、上記第１実施形態の場合と同様に、半導体製造現場であるクリーンルーム内で半導体ウェハに対して作業を行うロボットについて、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのものである。本実施形態では、第１ステップにおいて準備される装置等が上記第１実施形態の場合と同じであるため、同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。また、第１実施形態と同様の手順で行うステップについても適宜繰り返すことなく説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係るロボットの診断方法における第２ステップを説明するための概略図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）がロボット側からワーク及びエンドエフェクタを見たときの側面図である。図７は、同第４ステップを説明するための概略図である。図８は、同第５ステップのホーム姿勢に戻した状態を説明するための概略図である。図９は、同第５及び第６ステップを説明するための概略図である。図１０は、同第４乃至第６ステップを説明するための第４ステップにおける概略図であり、（Ａ）が部分的な平面図であり、（Ｂ）が中心位置関係を示す図である。図１１は、同第４乃至第６ステップを説明するための第５及び第６ステップにおける概略図であり、（Ａ）が部分的な平面図であり、（Ｂ）が中心位置関係を示す図である。
（第１ステップ）
まず、第１実施形態の場合と同様に、半導体製造現場であるクリーンルーム内において、ロボット１０と、ロボット１０により搬送される半導体ウェハＷと、半導体ウェハＷの中心位置を検出するためのプリアライナ６０と、を準備する第１ステップを行う。なお、ロボット１０、半導体ウェハＷ及びプリアライナ６０それぞれの詳細な構造等は、上記第１実施形態と同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
（第２ステップ）
次に、上記第１実施形態と同様に、第２関節部ＡＸ２（１つの関節部）を第１方向と反対の方向に回転させた後で、ロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０によりターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置し、且つプリアライナ６０により半導体ウェハＷの中心位置を検出する第２ステップを行う。当該第２ステップを行った後の状態を図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す。なお、上記第１実施形態の場合と同様に、本実施形態においても説明が煩雑になることを避けるため、当該第２ステップで検出される半導体ウェハＷの中心位置及びエンドエフェクタ３０の中心位置が、それぞれ、ターンテーブル６２の中心位置と一致している場合について説明するが、これに限定されない。
（第３及び第４ステップ）
本実施形態では、上記第１実施形態の場合と異なり、第３ステップは第１、第２及び第４ステップを行った後で行われる。すなわち、第１及び第２ステップを行った後で、まず、ロボット制御部４０からの指令値に基づいて第２関節部ＡＸ２を所定の角度だけ第１方向に回転（すなわち、図６（Ａ）及び図７（Ａ）において右回転（時計回り））させる第４ステップを行う。このように第３ステップを行う前に第４ステップを行った後の状態を図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す。そして、当該第４ステップを行った後で、エンドエフェクタ３０によりターンテーブル６２に載置された半導体ウェハＷを保持する第３ステップを行う。
（第５ステップ）
本実施形態では、第１ステップ、第２ステップ、第４ステップ及び第３ステップの順で行った後の第５ステップにおいて、エンドエフェクタ３０を第２ステップでターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置したときと同じ位置に戻す。これを実現するには、例えば、図８（Ａ）に示すように、ロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０を所定のホーム姿勢に戻す。ここでいう「ホーム姿勢」とは、当該ホーム姿勢に戻してからロボット制御部４０の指令値に基づいてロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０の姿勢を変更することで、前記指令値に基づく理想的な動作をずれ量なく行うことができる姿勢のことをいう。これにより、図８（Ａ）に示すようにホーム姿勢に戻すことで、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、エンドエフェクタ３０の中心位置とターンテーブル６２の中心位置とを第２ステップの状態と同様に再びずれ量なく一致させることができる。このとき、図９（Ｂ）に示すように、半導体ウェハＷの中心位置は、ターンテーブル６２及びエンドエフェクタ３０の中心位置から左側にずれた状態となる。そして、第５ステップにおいて、上記したようにロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０を所定のホーム姿勢に戻した後で、ターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置し、且つプリアライナ６２により半導体ウェハＷの中心位置を再び検出する。
（第６ステップ）
最後に、ロストモーションに起因したずれ量を検出するための第６ステップを行う。当該第６ステップについて、図１０及び図１１に基づいて詳細に説明する。
図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、上記第４ステップを行った後の中心関係を示す図である。同図において、ターンテーブル６２の中心を「□」で示す。当該ターンテーブルの中心「□」は、上記第１実施形態の場合と同様に、図１０（Ｂ）に示す位置Ｐ０で常に固定されている。
第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値に基づく理想的な移動量を図１０（Ｂ）において破線矢印（ＡＲ２）で示す。第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心（ここではターンテーブルの中心「□」と一致）、及び第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値（ＡＲ２）に基づいた第４ステップを行った後のエンドエフェクタ３０の中心を図１０（Ｂ）において「（×）」で示す。なお、本実施形態では、エンドエフェクタ３０により半導体ウェハＷを保持させる第３ステップを行う前に、ロボット制御部４０からの指令値に基づいてロボットアーム２０の第２関節部ＡＸ２を回転させてエンドエフェクタ３０を移動させるため、第４ステップを行った後の状態において半導体ウェハＷは搬送されない。なお、図１０（Ａ）において、中心位置を「・」とする半導体ウェハＷ、及び中心位置を「×」とするエンドエフェクタ３０をそれぞれ実線で示してある。また、中心位置を「（×）」とするエンドエフェクタ３０を破線で示してある。
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、上記第５ステップを行った後の中心関係を示す図である。同図においてもターンテーブルの中心「□」は、上記図１２（Ａ）及び（Ｂ）の場合と同様に、図１１（Ｂ）に示す位置Ｐ０で常に固定されている。
図１１（Ａ）及び（Ｂ）において、第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心を「・」で示し、このときのエンドエフェクタ３０の中心を「×」で示す。エンドエフェクタ３０の中心「×」は、ロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０をホーム姿勢に戻してからターンテーブル６２の中心「□」を目標位置として移動したため、ずれ量なく当該ターンテーブル６２の中心「□」と一致している。なお、図１１（Ａ）において、中心位置を「・」とする半導体ウェハＷ、及び中心位置を「×」とするエンドエフェクタ３０をそれぞれ実線で示してある。また、中心位置を「（・）」とする半導体ウェハＷを破線で示してある。
第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心（ここでは、上記した通りターンテーブルの中心「□」と一致）から第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心「・」までの実際の移動量を実線矢印ＡＲ３で示す。さらに、上記半導体ウェハＷの中心位置「（×）」及び「×」に基づいて検出されるロストモーションに起因したずれ量を図１１（Ｂ）において白抜き矢印ＡＲＬで示す。
図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第１乃至第５ステップを行った後で、第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置Ｐ０（本実施形態では、常に固定されているターンテーブル６２の中心「□」と同じ位置）、及び第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値「（ＡＲ１）」に基づいた半導体ウェハＷの中心位置（Ｐ３）（すなわち、図１１（Ｂ）において「（・）」が存在する位置）と、第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置Ｐ３（すなわち、図１１（Ｂ）において「・」が存在する位置）と、に基づいて第２関節部ＡＸ２におけるロストモーションに起因したずれ量ＡＲＬを検出することができる。ここでは、例えば、図１０（Ｂ）に示す破線矢印（ＡＲ２）の長さと図１１（Ｂ）に示す実線矢印ＡＲ３の長さとの差を求めることにより、ロストモーションに起因したずれ量ＡＲＬを検出することができる。
（効果）
本実施形態に係るロボットの診断方法が奏する効果は、第１実施形態の場合と同様であるため、ここではその説明を繰り返さない。
３．第３実施形態
図１２及び図１３に基づいて、本発明の第３実施形態に係るロボットの診断方法について説明する。本実施形態に係るロボットの診断方法は、上記第１及び第２実施形態の場合と同様に、半導体製造現場であるクリーンルーム内で半導体ウェハに対して作業を行うロボットについて、ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのものである。本実施形態において、上記第１及び第２実施形態と同一部分には同じ参照番号を付し、同様となる説明は繰り返さない。また、第１及び第２実施形態と同様の手順についても適宜繰り返すことなく説明する。
図１２は、本発明の第３実施形態に係るロボットの診断方法を説明するための概略図であり、ロボットアーム及びエンドエフェクタを収容部にワークを収容可能な姿勢としたときの平面図である。図１３は、同ロボットアーム及びエンドエフェクタをターンテーブルにワークを載置可能な姿勢としたときの平面図である。
（第１ステップ）
本実施形態では、第１ステップにおいて、上記第１及び第２実施形態で準備したロボット１０、半導体ウェハＷ及びプリアライナ６０に加えて、半導体ウェハＷを収容するための収容部８０をさらに準備する。収容部８０は、互いに隣接して配置された第１収容部８０ａ、第２収容部８０ｂ、第３収容部８０ｃ及び第４収容部８０ｄから構成され、第１収容部８０ａ、第２収容部８０ｂ、第３収容部８０ｃ及び第４収容部８０ｄそれぞれに予め半導体ウェハＷが収容されてある。
（第２ステップ）
本実施形態に係る第２ステップでは、所定の第１動作を行わせることでロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０を第１収容部８０ａに収容された半導体ウェハＷを保持可能な姿勢とし、且つそこでエンドエフェクタ３０に半導体ウェハＷを保持させる。このときの状態を図１２に示す。さらに、この状態から所定の第２動作を行わせることでロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０をターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置可能な姿勢とした後で、ターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置し、且つプリアライナ６０により半導体ウェハＷの中心位置を検出する。このときの状態を図１３に示す。
本実施形態では、第１乃至第３ステップを行った後の第４ステップにおいて、ターンテーブル６２に載置されている半導体ウェハＷをエンドエフェクタ３０により保持させてから所定の第１動作を再び行わせることでロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０を第１収容部８０ａに半導体ウェハＷを収容可能な姿勢とし、且つそこで第１収容部８０ａに半導体ウェハＷを収容した後で、ロボット制御部４０からの指令値に基づいて第２関節部ＡＸ２を所定の角度だけ第１方向に回転させる。
（第５ステップ）
本実施形態では、第４ステップを行った後の第５ステップにおいて、第１収容部８０ａに収容されている半導体ウェハＷをエンドエフェクタ３０により保持させてから所定の第２動作を再び行わせることでロボットアーム２０及びエンドエフェクタ３０をターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置可能な姿勢とした後で、ターンテーブル６２に半導体ウェハＷを載置し、且つプリアライナ６０により半導体ウェハＷの中心位置を再び検出する。
（第６ステップ）
本実施形態では、第１乃至第５ステップを行った後の第６ステップにおいて、第２ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置、及び第４ステップにおけるロボット制御部４０からの指令値に基づいた半導体ウェハＷの中心位置と、第５ステップにおいて検出される半導体ウェハＷの中心位置と、に基づいて半導体ウェハＷを第１収容部８０ａに収容可能な姿勢での第２関節部ＡＸ２におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する。なお、ここでのロストモーションは、第１実施形態の場合と同様に求めることができるため、その説明を繰り返さない。
（効果）
本実施形態に係るロボットの診断方法では、上記のような手順を行うことで、第１収容部８０ａに半導体ウェハＷを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量を検出することができる。ここで、図１２及び図１３に示すように、複数の収容部（第１収容部８０ａ、第２収容部８０ｂ、第３収容部８０ｃ及び第４収容部８０ｃ）それぞれに半導体ウェハＷが収容されるような場合、それぞれの収容部に半導体ウェハＷを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量はそれぞれ異なる。したがって、上記した本実施形態に係る効果が有効である。なお、上記第３実施形態では、第１収容部８０ａに半導体ウェハＷを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量を検出したが、この場合に限定されず、第２収容部８０ｂ、第３収容部８０ｃ及び第４収容部８０ｃに半導体ウェハＷを収容可能な姿勢でのロストモーションに起因したずれ量も同様に検出することができる。
４．変形例
上記実施形態では、半導体製造現場であるクリーンルーム内にロボット２０、半導体ウェハＷ、プリアライナ６０及び収容部８０が準備される場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、ロボット２０、半導体ウェハＷ、プリアライナ６０及び収容部８０は、他の場所において準備されてもよい。このような場合、半導体ウェハＷ以外のワークであってもよい。
上記実施形態では、第１関節部ＡＸ１におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する場合について説明したが、第２関節部ＡＸ２及び第３関節部ＡＸ３におけるロストモーションに起因したずれ量についても同様の手順で検出することができる。また、１軸型、２軸型及び４軸以上の型のロボットにおいても同様に本発明を用いることが可能である。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
１０ ロボット
２０ ロボットアーム
３０ エンドエフェクタ
４０ ロボット制御部
６０ プリアライナ
６２ ターンテーブル
６４ センサ
８０ 収容部
ＡＸ 関節部
ＡＲ 矢印
Ｌ 軸線
Ｐ 中心位置
Ｗ 半導体ウェハ

Claims (8)

  1. ロストモーションに起因したずれ量を検出するためのロボットの診断方法であって、
    少なくとも１つの関節部を有するロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタと、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを制御するロボット制御部と、を備えるロボットと、
    前記ロボットにより搬送されるワークと、
    前記ワークが載置されるターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させるための駆動部と、前記駆動部により回転している状態の前記ワークの外縁部分を検出するセンサと、前記センサにより検出した前記外縁部分に基づいて前記ワークの中心位置を検出する処理部と、を備えるプリアライナと、
    を準備する第１ステップと、
    前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を検出する第２ステップと、
    少なくとも前記第１及び前記第２ステップを行った後で、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに載置されたワークを保持する第３ステップと、
    少なくとも前記第１及び前記第２ステップを行った後で、前記ロボット制御部からの指令値に基づいて前記少なくとも１つの関節部のうちの１つの関節部を所定の角度だけ第１方向に回転させる第４ステップと、
    前記第１乃至前記第４ステップを行った後で、前記エンドエフェクタにより前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を再び検出する第５ステップと、
    前記第１乃至前記第５ステップを行った後で、前記第２ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第４ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第５ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記１つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する第６ステップと、
    を備えることを特徴とする、ロボットの診断方法。
  2. 前記第４ステップは前記第１乃至前記第３ステップを行った後で行われる、請求項１に記載のロボットの診断方法。
  3. 前記第３ステップは前記第１、前記第２及び前記第４ステップを行った後で行われ、
    前記第５ステップにおいて、前記エンドエフェクタを前記第２ステップで前記ターンテーブルに前記ワークを載置したときと同じ位置に戻した後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置する、請求項１に記載のロボットの診断方法。
  4. 前記第１ステップにおいて、前記ワークを収容するための収容部をさらに準備し、
    前記第２ステップにおいて、所定の第１動作を行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記収容部に収容されたワークを保持可能な姿勢とし、且つそこで前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させてから所定の第２動作を行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記ターンテーブルに前記ワークを載置可能な姿勢とした後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を検出し、
    前記第１乃至前記第３ステップを行った後の前記第４ステップにおいて、前記所定の第１動作を再び行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記収容部に前記ワークを収容可能な姿勢とし、且つそこで前記収容部に前記ワークを収容した後で、前記ロボット制御部からの指令値に基づいて前記少なくとも１つの関節部のうちの１つの関節部を所定の角度だけ第１方向に回転させ、
    前記第４ステップを行った後の前記第５ステップにおいて、前記収容部に収容されているワークを前記エンドエフェクタにより保持させてから前記所定の第２動作を再び行わせることで前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを前記ターンテーブルに前記ワークを載置可能な姿勢とした後で、前記ターンテーブルに前記ワークを載置し、且つ前記プリアライナにより前記ワークの中心位置を再び検出し、
    前記第１乃至前記第５ステップを行った後の第６ステップにおいて、前記第２ステップにおいて検出される前記ワークの中心位置、及び前記第４ステップにおける前記ロボット制御部からの指令値に基づいたワークの中心位置と、前記第５ステップにおいて検出されるワークの中心位置と、に基づいて前記収容部にワークを収容可能な姿勢での前記１つの関節部におけるロストモーションに起因したずれ量を検出する、請求項２に記載のロボットの診断方法。
  5. 前記第４ステップにおいて前記１つの関節部を回転させる第１方向は、前記第２ステップにおいて前記ターンテーブルに前記ワークを載置する直前に前記１つの関節部が回転していた方向と反対である、請求項１乃至４のいずれかに記載のロボットの診断方法。
  6. 前記第１ステップにおいて、前記ワーク、前記ロボット、及び前記プリアライナは半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備される、請求項１乃至５のいずれかに記載のロボットの診断方法。
  7. 前記第１ステップにおいて、前記収容部は半導体製造現場であるクリーンルーム内に準備される、請求項６に記載のロボットの診断方法。
  8. 前記ワークは半導体ウェハである、請求項１乃至７のいずれかに記載のロボットの診断方法。
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