專利名稱：晶片位置示教方法及示教夾具裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及示教半導體晶片搬運用機器人半導體晶片位置的方法，尤其 涉及外部示教夾具。
背景技術：
以往，半導體晶片搬運用機器人的示教作業(yè)，與一般的工業(yè)機器人相同， 操作者目視搬運對象——晶片，確認其位置后將機器人引導至晶片。可是， 存在難以或不能從外部目視位于處理裝置等內部的晶片的情形。因此，有人 提出如下技術方案取代晶片將與實物的晶片相同尺寸的示教夾具載置于處 理裝置等上，通過設置于機器人的手端操作裝置上的傳感器檢測出該示教夾 具的位置，從而向機器人示教位置的所謂自動示教方法或裝置。本申請發(fā)明者們提出先使用具備2個透射光式傳感器的機械手進行示教 夾具的傳感檢測的方法(例如參照專利文獻l)。在現(xiàn)有的晶片示教方法中， 為了通過機器人的晶片把持部的傳感器傳感檢測示教夾具而使晶片把持部向 示教夾具附近自動移動的動作，基于預先根據(jù)裝置附圖計算出的示教位置(以 下稱為預示教位置)進行。另外，雖然本申請發(fā)明者們也提出以手動進行使 晶片把持部向示教夾具附近移動的動作的方法(例如參照專利文獻2)，但為 了提高自動化率縮短示教操作的時間，也希望晶片把持部自動移動。專利文獻l:國際公開公報WO03/22534 專利文獻2:日本特開2005 — 123261發(fā)明內容可是，在現(xiàn)有的方法中存在如下問題若處理裝置相對于機器人的設置 精度不良，則在裝置入口的開口部(以下稱橫寬)狹窄的裝置中，在使晶片 把持部接近示教夾具之際，晶片把持部會撞在裝置上。因此，本發(fā)明是鑒于這樣的問題而提出的，目的在于提供一種通過傳感 檢測設置于裝置前面外壁的外部示教夾具預先修正示教位置，從而不會使晶 片把持部與裝置干涉，即使在橫寬狹窄的裝置中也可自動高精度地示教半導 體晶片位置的方法。而且，另一目的在于還提供一種通過所述外部示教夾具 的設置不會使通常的晶片搬運時的機器人的可動范圍縮小的外部示教夾具及 其設置方法。為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下的構成。本發(fā)明方案1提供的晶片位置示教方法，在收納容器與處理裝置之間或 處理裝置相互之間進行半導體晶片搬運的機器人上，在所述收納容器或所述 處理裝置的設置半導體晶片的位置設置示教夾具，以設置于所述機器人晶片 把持部的傳感器檢測出所述示教夾具，在用所述傳感器傳感檢測所述示教夾 具之前，將設置于所述處理裝置的前面外壁的外部示教夾具用所述傳感器通 過傳感檢測進行傳感檢測從而粗略地推斷所述示教夾具的位置，基于該推斷 位置利用所述傳感器接近所述示教夾具，通過進行傳感檢測求出所述半導體 晶片的位置，向所述機器人示教所述半導體晶片的位置，所述外部示教夾具 的個數(shù)至少為2個，設置于使該設置位置在所述處理裝置的前面外壁沿水平 方向偏離的位置。本發(fā)明方案2提供的示教夾具裝置，具有為了向在收納容器與處理裝 置之間或處理裝置相互之間進行半導體晶片搬運的機器人示教所述半導體晶 片的位置而設置的預備進行傳感檢測的外部示教夾具；及設置于所述處理裝 置內部的示教夾具，所述外部示教夾具的個數(shù)至少為2個，設置于使該設置位置在所述處理裝置的前面外壁沿水平方向偏離的位置。根據(jù)方案l、 2所述的發(fā)明，具有如下效果通過傳感檢測沿水平方向偏離的2個以上的外部示教夾具，可以檢測出處理裝置相對于機器人的傾斜，從而能夠高精度地推斷半導體晶片的位置。另外，通過傳感檢測設置于裝置前面外壁的外部示教夾具來推斷示教夾 具的位置，以所述推斷位置替換控制器儲存的根據(jù)裝置附圖計算出的預示教 位置，機器人基于該修正了的預示教位置接近示教夾具，從而可使晶片把持部不與裝置干涉地引導至示教夾具。具有如下效果如果一旦晶片把持部能夠接近示教夾具，則即使在橫寬狹窄的裝置中，也可以自動示教該半導體晶 片的位置。


圖1是表示應用本發(fā)明的機器人的行走運動的俯視圖。圖2是表示應用本發(fā)明的機器人的旋轉動作的俯視圖。圖3是表示應用本發(fā)明的機器人的伸縮動作的俯視圖。圖4是表示應用本發(fā)明的機器人的升降動作的側視圖。圖5是表示圖1中的透射式傳感器的立體圖。圖6是表示本發(fā)明的晶片搬運裝置的俯視圖。圖7是表示本發(fā)明的外部示教夾具的安裝狀態(tài)的說明圖。圖8是表示本發(fā)明的動作的流程圖。圖9是圖8的流程圖的接續(xù)。圖IO是表示本發(fā)明示教位置推斷方法的說明圖。符號說明l一機器人；2 —支柱部；3 —第1手臂；4一第2手臂；5—晶片把持部； 6 —透射式傳感器；7 —機器人旋轉中心；8 —發(fā)光部；9一受光部；IO —光軸； 11、 12、 13 —收納容器；14、 15 —處理裝置；16 —示教夾具；17、 23 —外部 示教夾具；18 —處于最小旋轉位置的可動范圍；19 —處理裝置的前面外壁； 20 —處理裝置的橫寬；21—行走軸單元；22 —可動架臺；24 —推斷示教位置；25 —晶片搬運面；26—固定銷。
具體實施方式
以下，對于本發(fā)明方法的具體實施例基于附圖進行說明。 實施例1圖1是表示本發(fā)明實施例的機器人的主視圖，圖4是其側視圖。 在圖中，1是半導體晶片搬運用水平多關節(jié)型機器人，W是機器人1的搬運對象-——半導體晶片。機器人1，具備繞升降自如的圓柱狀支柱部2的機器人旋轉中心軸7在水平面內進行旋轉的第1手臂3;在水平面內旋轉 自如地安裝于第1手臂3前端的第2手臂4;及在水平面內旋轉自如地安裝于第2手臂4前端的晶片把持部5。晶片把持部5是載置半導體晶片W的Y 字形機械手，在Y字形前端具備1組透射式傳感器6。再者，21是行走軸單 元，22是行走軸機器人架臺。機器人1固定于行走軸機器人架臺22。機器人1具有如下的4個自由度。S卩，如圖2的俯視圖所示，保持第l 手臂3、第2手臂4及晶片把持部5的相對角度，使第1手臂3繞支柱部2 的中心軸7旋轉的e軸動作(旋轉)；如圖3的俯視圖所示，通過保持一定的 速度比使第1手臂3、第2手臂4及晶片把持部5進行旋轉，從而使晶片把 持部5沿支柱部2的半徑方向進行伸縮的R軸動作(伸縮)；如圖4所示，使 支柱部2進行升降的Z軸動作(升降)；如圖1所示，通過行走軸單元21的 直線動作而使機器人l自身進行行走運動的T軸動作(行走)。這里，e軸以繞逆時針為正向(參照圖2)， R軸以使晶片把持部5遠離 支柱部2的方向即伸出手臂的方向為正向(參照圖3)， Z軸以使支柱部2上 升的方向為正向(參照圖4)， T軸以使機器人向附圖上方行走的方向為正向 (參照圖1)。圖5是表示晶片把持部5的詳細的立體圖。在圖中，8是安裝于Y字形 晶片把持部5的一端的發(fā)光部，9是以與發(fā)光部8對置地安裝于另一端的受 光部。由發(fā)光部8與受光部9構成透射式傳感器6。 10是從發(fā)光部8面向受 光部9的光軸，透射式傳感器6可檢測出遮擋光軸10的物體。 圖6是表示本發(fā)明晶片搬運裝置的整體配置的俯視圖。 在圖中，14、 15是處理裝置，11、 12、 13是收納容器，16是示教夾具， 17是外部示教夾具，18是處于最小旋轉位置的機器人1的可動范圍。外部示 教夾具17在處理裝置14、 15上分別配置2個。另外，外部示教夾具17設置 在機器人1處于最小旋轉位置的可動范圍18之外。由此，即使設置外部示教 夾具17，機器人1在最小旋轉位置不會與外部示教夾具17干涉地如現(xiàn)有技 術一樣可進行通過行走軸的移動。而且，如果預先設計為可以拆卸外部示教 夾具17的結構，則當然可確保如現(xiàn)有技術那樣的機器人1的可動范圍。另外， 在本實施例中，在收納容器的前面外壁未設置外部示教夾具17。這是由于收納容器的橫寬足夠寬。圖7是在處理裝置14安裝2個外部示教夾具17的裝置的側視圖及正視 圖。在圖中，25是晶片搬運面，19是處理裝置的前面外壁，20是處理裝置 14的橫寬，Zofst表示晶片搬運面25與外部示教夾具17的上面的距離，Rofst 表示從附圖上的示教位置中心至外部示教夾具17的中心的距離。外部示教夾具17在處理裝置的前面外壁19上配置2個，其圓周的中心 安裝于從處理裝置14內部的示教夾具16的中心的正面沿水平方向偏離 1/2Lpin距離的位置。艮卩，2個外部示教夾具17的距離為Lpin。 Lpin與Zofst 或Rofst相同，由于在設計外部示教夾具17的安裝位置時是已知，所以是預 先設定于控制器的值。這樣，由于2個外部示教夾具17相對于示教夾具16 的相對位置確定，所以如果求出2個外部示教夾具17的位置，則也能夠推斷 示教夾具16的位置。圖8、圖9是表示利用本發(fā)明的2個外部示教夾具17的位置檢測方法的 流程圖。以下，關于該位置檢測方法按步驟進行說明。(步驟1)將2個外部示教夾具17設置于處理裝置的前面外壁19。(步驟2)根據(jù)裝置附圖等的信息，外部示教夾具17的安裝位置由于已 知，所以可使晶片把持部5向第1個外部示教夾具17的傳感檢測開始位置自 動移動。跳過步驟3，躍遷至步驟4。另外，賦予變量i二l。(步驟3)使機器人的R軸后退至透射式傳感器6未檢測出第i個外部示 教夾具17的位置。(步驟4)使e軸動作，改變晶片把持部5的方向，接著使R軸動作， 使晶片把持部5前進，慢慢接近第i個外部示教夾具17，記錄透射式傳感器 6最初檢測到第i個外部示教夾具17 (即光軸10接觸外部示教夾具17的圓周)時的e軸與R軸的坐標。(步驟5)若反復操作步驟3與步驟4 N次后，躍遷至步驟6。否則， 返回步驟3。 N為3以上的任意值。(步驟6)反復操作步驟3與步驟4 N次，使晶片把持部5從不同的方 向接近第i個外部示教夾具17，求出多個光軸10接觸第i個外部示教夾具17 的圓周時的e軸與R軸的坐標。根據(jù)這些值用最小二乘法解出，從而求出第i個外部示教夾具17的中心的位置(0si、 RSi)并記錄。該解法在專利文獻 1中有詳細的敘述。(步驟7)使e軸動作，移動使晶片把持部5相對于處理裝置14成直角。 進一步使R軸前進10mm左右，成為即使使Z軸動作，透射式傳感器6也可 確實地檢測出第i個外部示教夾具17的狀態(tài)。(步驟8)使Z軸動作，在使晶片把持部5慢慢上升的同時，以透射式 傳感器6不再檢測出第i個外部示教夾具17的上面(即光軸10超過外部示 教夾具17的上面)時的Z軸的值為Zsi進行記錄。(步驟8 — l)若i二l，則躍遷至步驟8—2，否則躍遷至步驟9。(步驟8—2) i = 2，則躍遷至步驟3。(步驟9)使用在步驟6與步驟8中記錄的值與預先設定于控制器中的 Rofst、 Zofst、 Lpin求出處理裝置14內部的晶片示教位置。該值的求出方法 下節(jié)詳細敘述。己推斷的晶片示教位置與控制器預先儲存的預示教位置分別 進行儲存。將預先設定于控制器的示教位置設定為Posl (e,、 R、 Zp T》， 將在本傳感檢測中求出的推斷示教位置24設定為Pos2 (e2、 R2、 Z2、 T2)。(步驟IO)各軸各自比較Posl、 Pos2，如果有l(wèi)軸超過各軸各自所設定 的臨界值Thold ( e t、 Rt、 Zt、 Tt)，則自動示教中止躍遷至步驟ll。這 表示附圖上的處理裝置14的設置位置與實際設置的位置偏差較大，需要在進 行自動示教之前確認裝置的設置狀態(tài)的緣故。(步驟11)以在步驟9中求出的Posl作為控制器的預示教位置保存，進 行現(xiàn)有的自動示教動作。若現(xiàn)有的自動示教正常結束，則處理裝置14的示教 位置正確求出。(步驟12)將機器人l的手臂折疊于最小旋轉位置，自動示教結束。 圖IO是說明本發(fā)明的晶片位置推斷方法的圖。根據(jù)本圖進行說明由在步 驟9中敘述的2個外部示教夾具17的推斷位置推斷處理裝置內部的示教夾具 16的位置的方法。在圖中，Rxi可以根據(jù)在步驟6中求出的(eSi、 RSi) 計算，是從T軸至第i個外部示教夾具17的中心的距離。另外，將Rn與R x2的平均値設為Ravs (式l)。 Txi可以根據(jù)在步驟6中求出的(eSi、 RSi) 計算，是相當于第i個外部示教夾具17的正面的T軸值。另外，將Tn與Tx2的平均值設為Tau (式3 )。 A e是處理裝置14相對于T軸的傾斜，由式 (4)求出。另外，將在步驟8中求出的Zsi的平均值設為Zavg (式2)。根 據(jù)這些值，晶片位置Pos2 (02、 R2、 Z2、 T2)可根據(jù)式(5) (8)求出。<formula>formula see original document page 9</formula>這樣，由于以Pos2修正預示教位置，所以在現(xiàn)有的晶片示教方法中，也 修正了晶片把持部5接近設置于處理裝置14內的示教夾具16之際的路徑， 在晶片把持部5通過處理裝置的橫寬20之際可以避免使晶片把持部5與裝置 產生干涉。本發(fā)明作為向半導體晶片搬運用機器人示教半導體晶片位置的方法而起 作用。
權利要求
1.一種晶片位置示教方法，在收納容器與處理裝置之間或處理裝置相互之間進行半導體晶片搬運的機器人上，在所述收納容器或所述處理裝置的設置半導體晶片的位置設置示教夾具，以設置于所述機器人晶片把持部的傳感器檢測出所述示教夾具，在用所述傳感器傳感檢測所述示教夾具之前，將設置于所述處理裝置的前面外壁的外部示教夾具用所述傳感器通過傳感檢測進行傳感檢測從而粗略地推斷所述示教夾具的位置，基于該推斷位置利用所述傳感器接近所述示教夾具，通過進行傳感檢測求出所述半導體晶片的位置，向所述機器人示教所述半導體晶片的位置，其特征在于所述外部示教夾具的個數(shù)至少為2個，設置于使該設置位置在所述處理裝置的前面外壁沿水平方向偏離的位置。
2. —種示教夾具裝置，具有為了向在收納容器與處理裝置之間或處理 裝置相互之間進行半導體晶片搬運的機器人示教所述半導體晶片的位置而設 置的預備進行傳感檢測的外部示教夾具；及設置于所述處理裝置內部的示教 夾具，其特征在于所述外部示教夾具的個數(shù)至少為2個，設置于使該設置位置在所述處理 裝置的前面外壁沿水平方向偏離的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在處理裝置的橫寬狹窄的情況下，也不會產生干涉地高精度自動地示教晶片位置的方法及其外部示教夾具。本發(fā)明的晶片搬運裝置的晶片位置示教方法，在收納容器與處理裝置之間或處理裝置相互之間進行半導體晶片搬運的機器人上，在收納容器或處理裝置的設置半導體晶片的位置設置示教夾具(16)，通過以設置于機器人晶片把持部的傳感器檢測出示教夾具，向機器人示教半導體晶片的位置，在以傳感器傳感檢測示教夾具(16)之前，將設置于處理裝置的前面外壁的外部示教夾具(17)用傳感器通過傳感檢測進行傳感檢測從而粗略地推斷示教夾具的位置，基于該推斷位置利用傳感器接近示教夾具，進行傳感檢測求出半導體晶片的位置。
文檔編號B25J9/22GK101223010SQ20068002565
公開日2008年7月16日 申請日期2006年6月29日 優(yōu)先權日2005年7月15日
發(fā)明者川邊滿德, 足立勝 申請人:株式會社安川電機