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自動機 UltraSort-II のティーチングについて

発行：エスオーエル株式会社
https://www.sol-j.co.jp/

連載「知って得する干渉計測定技術！」
2023年9月20日号　VOL.200

平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。
干渉計による精密測定やアプリケーション例などをテーマに、
無料にてメールマガジンとして配信いたします。

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こんにちは、営業技術グループの佐々木です。

今回は、UltraSort-II のロボット部分のティーチングについて
話していこうと思います。


メールマガジンでのアナウンスがありましたように、
デモ機にウェーハ用平面度測定機の自動機である
UltraSort-II が追加されました。


自動機の需要が高まっているためか、
立ち上げをする機会が増えているように思います。

装置の立ち上げ時には、一度弊社クリーンルームに装置を搬入するので、
複数台の UltraSort-II が弊社クリーンルームに置かれる
といった状況もございます。

弊社のクリーンルームはお世辞にも広いとは言えませんので、
UltraSort-II がクリーンルームに並んでいる光景には少し圧倒されます。

しかし、デモ機や客先に納品する装置に触れる機会があるのは、
装置の理解を高めるためにとても役に立ちます。


このUltraSort-II の装置仕様については弊社のＨＰに記載がございます。

　　https://www.sol-j.co.jp/product/ultrasort/


自動機特有の仕様について着目すると
スループットと搭載できるカセット数がございます。

スループットは解析する項目にもよりますが、
1時間当たり150枚のペースで測定が可能となっております。
このスループットはロボットの搬送用アームが
2つ付いていることで実現しています。

標準で搭載できるカセットは4個のため、
1時間以内に搭載したすべてのカセット内のSampleを測定できます。

オプションにより搭載可能なカセット数を4つずつ増やすことが可能で、
最大16個までカセット数を増やすことが出来ます。
そのため最大で一度に400枚ほどのSampleを搭載できることになります。

どこに16個もカセットが搭載できるのかと思いますが、
HPの写真では、扉とガラス窓が付いている干渉計面と
4つカセットが1列に配置されているロードポート面がうつっています。
カセットが8個の場合はロードポートが2段に、
12個の場合は、ロードポート面の反対側に4つ、
16個の場合は、干渉計面の反対側に4つのカセットが追加されます。
私は16個のカセットが搭載されたものは実際に見たことがないので、
いずれ実物を見てみたいと思います。



さて、本題のロボットティーチングですが、
Sample搬送のための２つのアームに、
カセットや測定のためのステージの位置情報を教え込みます。

カセットのティーチングには、
Sampleの厚みやカセットのSlot幅、ピッチの情報が必要となります。
カセットは基本的にはTropel選定のものを推奨していますが、
Sample厚みについては立ち上げ前に情報をいただいております。

この情報を元に、Sampleを置くSlotのX,Y,Z座標、Slotピッチの数値、
Sampleピックアップまたは置くときのZ変化量をロボットに教え込みます。

はじめて、ティーチングを実施した際は、カセットは横1列に並んでいるので、
”1つのカセットのティーチングが出来れば、
残りのカセットに同じ数値を教え込みX方向の数値だけ変えればよいのでは”
と思っていましたが、甘い考えでした。
カセットを搭載するロードポートの取り付けの公差、
ロボット本体の傾き、ロボットアームの傾きがあるので、
公差や、その傾き分Z座標は変化するのは当然のことでした。

そのため、ロボットやロボットハンドの傾きは
水準器で立ち上げ時に確認し、レベル調整を行います。

例えば、測定後の8インチSampleをカセットへ戻すとします。
ティーチングで重要な点のひとつとしてSampleを置く際に、
下のSlotにアームが接触しないことがあげられます。
水準器の傾き精度がわかっているので、
ロボットアームのホームポジションから、Sampleがあるポジションまでの距離で、
アームがSampleをピックアップするまでのZの変化量がわかります。
UltraSort-II のロボットアームのホームポジションから、
Sampleがあるポジションまでは、450mmの距離があり、
Sampleがあるポジションは変化後のZの値を教えているので、問題ありません。

しかし、アームをぶつけてしまったり、
装置輸送時のずれでこの水準が‐0.5deg変化するだけで、
Z方向で‐3.9mmほど変化します。
メーカー指定のカセットSlotピッチは6.35mmあるので、Sample厚みが0.5mmの場合、
下のSlotのSample間の距離は6mm以下くらいとなります。
さらにアームの厚みが1.8mmほどあるため、
Sampleを置く際のアームとSampleの距離は4mm程度です。
Z方向で3.9mmの変化量では下のSampleに影響を及ぼすことになります。

そのため、UltraSort-II を弊社より出荷する際は、
設置場所でのレベルが変わっていないかの確認を行い、
再度ティーチングを確認いたします。

実際にUltraSort-II の問い合わせで、
アームをぶつけてしまい角度が変わったことで、
指定したスロット以外のSampleにアームが干渉してしまっている
というお話も聞くことがあります。
カセットのSlotピッチやアームのホームポジションと
ピックアップポジションを理解していると納得ができます。

その際は、レベル調整とティーチングのために
弊社技術員がすぐにお客様先にお伺いいたします。

装置の理解が深めることで、
お客様への迅速なサポートに努めていきたいと考えておりますので、
お気軽にお問い合わせください。


今回は以上です。
最後までお付き合いいただきありがとうございました。


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H.S