JP2000000786A - 同期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フロッグレグ型ロボットのハンドの振動をなく
すとともに、同期補償ゲインを大きくとって制御対象の
軌跡精度を高くする。 【解決手段】独立して駆動する第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ
２をそれぞれ制御する第１軸制御系Ｃ１及び第２軸制御
系Ｃ２を有し、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２の共通の軸Ｌ
周りを回転駆動するアームＡ１，Ａ２のそれぞれの先端
に回転可能に接続された一対の従動アームの各他端を１
つのハンド１３に連結し、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２の回
転によってハンド１３の伸縮及び回転動作を行わせてウ
ェハ等のワークを搬送させるフロッグレグ型の搬送ロボ
ットにおける第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２とを同期制御させ
る同期制御装置において、第１軸制御系Ｃ１及び第２軸
制御系Ｃ２の間における誤差量をもとに位置同期制御系
２１及び速度同期制御系３１が同期補償を行うが、この
際、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を開閉制御し、ハンド１３
が停止しているときはスイッチＳＷ１，ＳＷ２を開にし
て同期制御を行わせない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置シ
ステムに組み込んで、ウェハ、ガラス基板等のワークを
所望のプロセスチャンバまで搬送するとともにその出入
れを行う搬送ロボットの同期制御を行う同期制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、物理的に独立な機構をそれぞ
れ異なる軸で制御する場合の各軸の同期をとる技術が知
られている。例えば、特開平８−２４１１２６号公報に
は、複数個のステージの位置をそれぞれ別個のフィード
バックループでサーボ制御することにより各ステージを
同期して走査する際、各ステージのフィードバックルー
プにそれぞれ他の少なくとも１つのステージの位置情報
を導入する同期位置制御方法が記載されている。この技
術は、例えば走査型半導体露光装置のウェハステージと
レチクルステージとを同期走査するために好適であり、
同期制御の対象である２つのステージに、それぞれ直列
補償器とフィードバック補償器とからなる位置制御系を
組み、目標値を位置制御系へ入力する前段に目標値補正
係数を設け、一方のステージの移動位置を補償器を介し
て他のステージの目標値入力とするループを両軸間に交
互に組むことによって、どちらのステージに加わる外乱
に対しても同等な同期性保持効果を発揮するバイラテラ
ル同期制御方式を構成している。従って、一方のステー
ジに外乱が加わって位置ずれが生じた場合、このステー
ジの現在位置は同期補償器を介して他のステージへ目標
値として入力されることから、位置ずれが他方のステー
ジの目標値変化に反映され、一方のステージに遅れが生
じれば他方のステージの目標値もそれに応じて減り、ま
た一方のステージが進めば他方のステージも進むように
なる。

【０００３】また、異なる２つの駆動軸を制御して同一
の機構を制御する場合における２軸同期をとる技術とし
ては、例えば特開昭６２−２２６２０６号公報に記載さ
れた同期位置制御方式がある。この同期位置制御方式
は、いわゆる門型の可動構造物の両側に、位置指令値に
基づき各側を移動させる位置制御系をそれぞれ設け、こ
の両位置制御系で可動構造物の両側の移動位置を同期位
置決めする際、可動構造物の両側の移動位置の差分を求
め、この差分に補償要素を作用させて補償値を求め、こ
の補償値を各位置制御系にそれぞれフィードバックする
ことにより、外乱による非対称性をなくすようにしてい
る。

【０００４】一方、２つの駆動軸を制御して同一の機構
を制御する対象として門型ロボットではなく、フロッグ
レグ型ロボットがある。このフロッグレグ型ロボット
は、いわば蛙の足（フロッグレグ）のように、独立して
同一軸上を回転駆動する第１軸及び第２軸の正転、逆転
を制御し、該第１軸及び第２軸に接続されたアームの先
端をそれぞれさらに従動アームを接続し、該従動アーム
の先端に１つのハンドを有し、第１軸及び第２軸の回転
が同じ速度で互いに異なる方向に回転をすることによっ
てハンドを伸縮動作させ、第１軸及び第２軸の回転が同
じ速度でそれぞれ同方向に回転することによってハンド
を旋回動作させることができる。

【０００５】従って、このフロッグレグ型ロボットにお
ける第１軸及び第２軸の制御は、上述した同期位置制御
方式を適用して各軸の同期制御を行うことが可能であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の同期位置制御方式では、常時同期位置制御を行
うようにしているので、同期補償ゲインを上げていくと
ハンド等の制御対象の停止時に振動が発生してしまう。
この振動の発生は制御対象の制御位置を不確定にするも
のであり、特にハンド上に搬送すべきウェハ等のワーク
を載置する場合、ハンドに対するワークの相対位置がず
れ、ハンドを正確に位置制御したとしても、ワークの位
置を正確に制御することができなくなってしまうことに
なる。このため、従来の同期位置制御方式における同期
補償ゲインは、上述した停止時に振動が生じないゲイン
以下に設定しなければならないという制限があるという
問題点があった。

【０００７】特に、フロッグレグ型ロボットにおける伸
縮動作においては、第１軸と第２軸の回転方向が互いに
異なるため、微小な回転速度の違いが大きな差となって
ハンドにかかるため、停止時に大きな振動が発生しやす
くなる傾向がある。

【０００８】一方、同期補償ゲインを小さくするとその
補償量が小さくなるため、ハンド等の制御対象の軌跡精
度を高くすることが困難となるという問題点があった。
さらに、精度の高い軌跡制御が困難である場合には、制
御対象を低速で動作させることにより、軌跡精度の低下
を防止することができるが、逆に作業のスループットを
低下させることになる。

【０００９】ここで、搬送ロボットのハンドがワークを
吸引して固定すれば、ハンドとワークとの相対位置ずれ
を防止することができるが、搬送ロボットが真空中に置
かれている場合にはワークを吸引することができない。

【００１０】そこで、本発明は、かかる問題点を除去
し、ハンドの振動をなくすとともに、同期補償ゲインを
大きくとって制御対象の軌跡精度を高くすることができ
る同期制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段および効果】第１の発明
は、独立して駆動する第１軸及び第２軸をそれぞれ制御
する第１及び第２の制御系を有し、第１軸及び第２軸の
軸周りを回転駆動する第１アーム及び第２アームのそれ
ぞれの先端に回転可能に接続された一対の従動アームの
各他端を１つのハンドに連結し、該第１軸の回転と第２
軸の回転とによって該ハンドの伸縮及び回転動作を行わ
せて所定のワークを搬送させる搬送ロボットにおける該
第１及び第２の制御系を同期制御させる同期制御装置に
おいて、前記第１及び第２の制御系間における誤差量を
もとに前記第１及び第２の制御系を同期させるために必
要な同期補償量を算出する補償量算出手段と、少なくと
も前記搬送ロボットの搬送動作停止時を除き前記同期補
償量を用いて前記第１及び第２の制御系を同期制御する
制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００１２】第１の発明では、少なくとも搬送ロボット
の搬送動作停止時に第１の制御系と第２の制御系との間
の同期制御を行わないようにしているので、同期制御の
同期補償ゲインを大きく設定しても停止時にハンドが振
動しないので該ハンドと所定のワークとの間の相対位置
ずれが生じないという効果を有するとともに、同期制御
の同期ゲインを大きく設定することができるのでハンド
の軌跡精度を高く制御することができハンドのサイクル
タイムを短縮することができる効果をも有する。特に、
半導体製造装置システムに適用する場合、搬送ロボット
の周辺環境を高真空、高クリーン度に維持する必要が生
じ、高真空の場合ハンドと所定のワークとをエア等で固
定することができないにもかかわらず、高い軌跡精度を
維持しつつサイクルタイムの短縮を可能とすることは全
体処理のスループットを向上させる効果をもたらす。特
に搬送ロボットがフロッグレグ型である場合、ハンドの
伸縮動作時のハンドにかかる力は、一対の従動アームの
双方から互いに相対する方向にかかるため、ハンドの振
動が生じ易いが、この振動を確実になくすことができる
効果を有する。

【００１３】第２の発明は、第１の発明において、前記
制御手段は、前記ハンドの伸縮動作時に前記同期補償量
を用いて前記第１及び第２の制御系を同期制御すること
を特徴とする。

【００１４】これにより、ハンドの伸縮動作時のハンド
の軌跡精度を高くすることができ、例えば図２に示す半
導体製造装置システムのプロセスチャンバ２ｃとトラン
スファチャンバ１との間の狭いゲートバルブ６ｃにおい
てウェハＷを接触することなく高速に搬送することがで
きるという効果を有する。

【００１５】第３の発明は、第２の発明において、前記
制御手段は、前記第１軸及び前記第２軸の回転速度を同
一に制御する時に前記同期補償量を用いて前記第１及び
第２の制御系を同期制御することを特徴とする。

【００１６】これにより、ハンドの伸縮動作及び回転動
作時の軌跡精度を高くすることができる効果を有する。

【００１７】第４の発明は、第１から第３の発明におい
て、前記補償量算出手段が算出した同期補償量を少なく
とも前記第１または前記第２の制御系に与えるか否かを
切り換える切換手段をさらに具備し、前記制御手段は、
同期制御が必要な時に前記切換手段を切り換えて前記同
期補償量を少なくとも前記第１または前記第２の制御系
に与えることを特徴とする。

【００１８】これにより、同期制御が必要な時に確実か
つ適正に同期制御を行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】図１は、本発明の実施の形態である同期制
御装置を有した半導体製造装置システムの構成を示す図
である。図１において、この半導体製造装置システム
は、中央にトランスファチャンバ１を有し、このトラン
スファチャンバ１内にはフロッグレグ型ロボットＲが配
置されている。

【００２１】トランスファチャンバ１の周囲には、熱処
理等の各種の処理をウェハに対して行う複数のプロセス
チャンバ２ａ〜２ｅを有するとともに、外部から、処理
すべきウェハを取り込み、処理したウェハを外部に出す
ためのロードロック３を有する。トランスファチャンバ
１及びプロセスチャンバ２ａ〜２ｅは、高い真空に維持
され高いクリーン度が保たれている。ロードロック３
は、このトランスファチャンバ１と所定のクリーン度が
維持される外部との間でウェハを出し入れされる際に、
トランスファチャンバ１の真空度が低下しないようなバ
ッファ室としての機能を有する。

【００２２】図２は、プロセスチャンバ２ａ〜２ｅとフ
ロッグレグ型ロボットＲとの一部を拡大して示した図で
ある。フロッグレグ型ロボットＲは、同一の軸Ｌを中心
に回転駆動される第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２とを有する。
第１軸Ｌ１には、軸Ｌの周りに回転するアームＡ１が取
り付けられ、第２軸Ｌ２には、軸Ｌの周りに回転するア
ームＡ２が取り付けられている。アームＡ１の先端に
は、回動可能に連結された従動アームＡ３を有し、アー
ムＡ２の先端には、回動可能に連結された従動アームＡ
４を有する。さらに、従動アームＡ３，Ａ４の先端に
は、１つのハンド１３の基部が連結され、この連結部分
は、回転可能となっている。ハンド１３は、平板構造で
あり、この平板上面は水平に保たれる。

【００２３】第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２とが互いに異なる
方向に同じ速度で回転すると、アームＡ１，Ａ２もそれ
に従って回転し、このアームＡ１，Ａ２の回転に従う従
動アームＡ３，Ａ４の動作によってハンド１３が軸Ｌに
対して伸縮動作を行う。例えば、第１軸Ｌ１が図２に示
すように＋方向に回転し、第２軸Ｌ２が−方向に回転す
ると、アームＡ１とアームＡ２とが形成する角が小さく
なり、ハンド１３が伸びる。一方、第１軸Ｌ１が−方向
に回転し、第２軸Ｌ２が＋方向に回転すると、アームＡ
１とアームＡ２とが形成する角が大きくなり、ハンド１
３が縮む。また、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２とが同じ方向
に同じ速度で回転すると、アームＡ１，Ａ２と従動アー
ムＡ３，Ａ４とが形成する菱型形状を維持したまま、ハ
ンド１３が回転方向に回転移動する。

【００２４】このような伸縮動作および旋回動作が可能
なフロッグレグ型ロボットＲがプロセスチャンバ２ｃ内
のウェハＷをプロセスチャンバ２ｄ内に移動させる場
合、フロッグレグ型ロボットＲは、ハンド１３を伸ば
し、ゲートバルブ６ｃを介してプロセスチャンバ２ｃ内
に進入し、ウェハＷをハンド１３の上面に載置し、ウェ
ハＷの中心位置Ｐ１を、位置Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４の
順序で移動させる軌跡を描き、その後ウェハＷをプロセ
スチャンバ２ｄ内に置き、ハンド１３を縮める。ここ
で、ハンド１３がプロセスチャンバ２ｃに進入するとき
にゲートバルブ６ｃが開き、プロセスチャンバ２ｄに進
入するときに、ゲートバルブ６ｄが開く。また、ハンド
１３がプロセスチャンバ２ｃから退室するときにゲート
バルブ６ｃが閉まり、プロセスチャンバ２ｄから退室す
るときにゲートバルブ６ｄが閉まる。従って、ハンド１
３がプロセスチャンバ２ｃ，２ｄ内に進入している間の
最小限の間のみにゲートバルブが開き、トランスファチ
ャンバ１内の真空度が極端に劣化し、クリーン度が劣化
することを防止している。

【００２５】また、ウェハＷを位置Ｐ１から位置Ｐ２に
移動させるときは、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２を互いに
異なる方向に同じ速度で回転させることによりハンド１
３の伸縮動作のみを行わせ、ウェハＷを位置Ｐ２から位
置Ｐ３に移動させるときは、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２
を同じ方向に同じ速度で回転させることによりハンド１
３の旋回動作のみを行わせている。

【００２６】このようなウェハＷの出し入れは、各プロ
セスチャンバ２ａ〜２ｅおよびロードロック３に対して
同様に行われる。すなわち、フロッグレグ型ロボットＲ
は、ロードロック３から処理すべきウェハＷを取り出
し、この取り出したウェハＷに対して最初に処理を行う
プロセスチャンバ２ａ〜２ｅのうちの１つのプロセスチ
ャンバに移動配置する。その後、処理順序に従ってウェ
ハＷを各プロセスチャンバ２ａ〜２ｅ間を移動させ、一
連の処理をウェハＷに対して施す。一連の処理が施され
たウェハＷは、ロードロック３に移動配置される。な
お、一連の処理を効率的に行わせるため、複数のウェハ
Ｗがパイプライン的に処理され、フロッグレグ型ロボッ
トＲは、この処理に対応すべくウェハＷの移動配置を行
う。

【００２７】ところで、ゲートバルブ６ｃ，６ｄの開口
部は、ウェハＷ及びハンド１３が所定のマージンをもっ
て移動できる程度のものであり、非常に狭くなってい
る。従って、ウェハＷがハンド１３に対して位置ずれが
生じるとウェハＷがゲートバルブ６ｃ，６ｄに当り、ウ
ェハＷを破損させてしまうとともに、クリーン度を低下
させるパーティクルを生じさせることにもなる。そこ
で、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２の回転を同期制御して、
従動アームＡ３とハンド１３との結合位置及び従動アー
ムＡ４とハンド１３との結合位置を軸Ｌに対して同じに
なるようにし、位置Ｐ１〜Ｐ４の間、特に位置Ｐ１と位
置Ｐ２との間及び位置Ｐ３と位置Ｐ４との間における軌
跡を正確に描くようにしなければならない。このため、
図３に示すような位置同期補償系２１及び速度同期補償
系３１を用いて第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２を回転させる
際、従動アームＡ３，Ａ４の先端位置を同期補償する。

【００２８】この同期補償制御を図３を参照して説明す
る。図３において、第１軸Ｌ１は、第１軸制御系Ｃ１に
よって駆動制御され、第２軸Ｌ２は、第２軸制御系Ｃ２
によって駆動制御される。

【００２９】第１軸Ｌ１に対しては第１軸の位置指令ｒ
1が入力され、この位置指令ｒ1をもとにフィードフォワ
ード補償部Ｆ1はフィードフォワード補償量を加算器４
２を介してモータドライバｍｄ1に出力するとともに、
フィードバック補償部Ｇ1はフィードバック補償量をモ
ータドライバｍｄ1に出力する。モータＭ1はモータドラ
イバｍｄ1によって駆動され、第１軸Ｌ１を回転させ
る。エンコーダＥ1は、モータＭ1の回転に従う位置を検
出し、この検出された位置検出信号Ｓ1を差分器４１に
フィードバック出力する。フィードバックされた位置検
出信号Ｓ1と入力された位置指令ｒ1との差分は位置偏差
として差分器４１によって算出され、フィードバック補
償部Ｇ1に入力される。そして、上述したようにフィー
ドバック補償部Ｇ1からのフィードバック補償量はモー
タドライバｍｄ1に出力される。これにより、第１軸Ｌ
１は、第１軸の位置指令ｒ1に対応した回転位置にフィ
ードバック制御される。

【００３０】同様にして、第２軸制御系Ｃ２も、第２軸
の位置指令ｒ2をもとにモータＭ2を回転駆動させ、第２
軸Ｌ２は第２軸の位置指令ｒ2に対応した回転位置にフ
ィードバック制御される。

【００３１】しかし、上述したように第１軸Ｌ１の回転
と第２軸Ｌ２の回転とが微妙に異なると、ハンド１３の
軌跡が歪むことになる。

【００３２】そこで、位置同期補償系２１は、フィード
バック補償部Ｇ1に入力される位置偏差を第１軸制御系
Ｃ１から取り出すとともに、フィードバック補償部Ｇ2
に入力される位置偏差を第２軸制御系Ｃ２から取り出
し、これら取り出された位置偏差は加算器２２で加算さ
れる。この加算された位置偏差は、ローパスフィルタ２
３を介してノイズ除去される。位置同期補償部２４は、
ノイズが除去された位置偏差に所定のゲインを与えた位
置同期補償量をスイッチＳＷ１を介して加算器４３に出
力して、モータドライバｍｄ1に出力する。一方、位置
同期補償部２５は、ノイズが除去された位置偏差に所定
のゲインを与えた位置同期補償量をスイッチＳＷ２を介
して加算器５３に出力して、モータドライバｍｄ2に出
力する。

【００３３】例えば、図３においてアームＡ１の基準位
置を真下を向いた状態とし、アームＡ２の基準位置を真
上を向いた状態とし、それぞれ左回転する場合を正の方
向とする場合において、アームＡ１に対する位置指令が
＋１０度で現在位置が＋１０度であり、アームＡ２に対
する位置指令が−１０度で現在位置が−５度である場合
を考えると、アームＡ１は位置指令どおりの位置に制御
されているが、アームＡ２は位置指令に対して５度の位
置誤差がある。この場合、位置同期補償系２１内の加算
器２２は、第１軸制御系Ｃ１及び第２軸制御系Ｃ２の位
置偏差、すなわち０度と−５度とを加算する。加算され
た−５度の位置偏差はその後ローパスフィルタ２３を介
してそれぞれ位置同期補償部２４，２５に入力され、簡
単のため、位置同期補償ゲインＫp1，Ｋp2を１とする
と、位置同期補償部２４，２５はこの−５度の位置同期
補償量をスイッチＳＷ１，ＳＷ２を介して加算器４３，
５３に入力する。従って、第１軸Ｌ１は−５度分右回転
させられ、第２軸Ｌ２は−５度分右回転させられ、アー
ム１３を伸長動作させる場合にあっては、第１軸Ｌ１が
遅れ補償され、第２軸Ｌ２が進み補償され、アームＡ
１，Ａ２間の位置誤差を相互になくすような方向に位置
同期補償がなされる。

【００３４】また、速度同期補償系３１は、エンコーダ
Ｅ1からフィードバックされる位置検出信号Ｓ1を第１軸
制御系Ｃ１から取り出し、微分器３３によって微分した
後速度値として加算器３２に出力するとともに、エンコ
ーダＥ2からフィードバックされる位置検出信号Ｓ2を第
２軸制御系Ｃ２から取り出し、微分器３４によって微分
した後速度値として加算器３２に出力する。加算器３２
によって加算された第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２との相対速
度誤差は、ローパスフィルタ３５によってノイズ除去さ
れる。速度同期補償部３６は、ノイズ除去された相対速
度誤差に所定のゲインを与えた値を速度同期補償量とし
てスイッチＳＷ１を介して差分器４４に出力し、この差
分値をモータドライバｍｄ1に出力する。一方、速度同
期補償３７は、ノイズ除去された相対速度誤差に所定の
ゲインを与えた値を速度同期補償量としてスイッチＳＷ
２を介して差分器５４に出力し、この差分値をモータド
ライバｍｄ2に出力する。

【００３５】例えば、図３においてアームＡ１に対する
位置検出信号Ｓ1を微分器３３によって微分した結果で
ある速度が１０度／秒であり、アームＡ２に対する位置
検出信号Ｓ2を微分器３４によって微分した結果である
速度が−５度／秒である場合を考える。簡単のため、速
度同期補償ゲインＫd1，Ｋd2は１とする。各速度値は加
算器３２によって加算され、加算結果である相対速度誤
差である５度／秒はローパスフィルタ３５を介して速度
同期補償部３６，３７に入力される。速度同期補償部３
６，３７はこの５度／秒の相対速度誤差をスイッチＳＷ
１，ＳＷ２を介して差分器４４，５４に入力する。この
結果、第１軸Ｌ１には５度／秒分の遅れ補償によって５
度／秒となるように制御され、第２軸Ｌ２には５度／秒
分の進み補償によって−１０度／秒となるように制御さ
れ、アームＡ１，Ａ２間の速度誤差がなくなるような方
向に速度同期補償がなされる。

【００３６】従って、第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２にはモ
ータドライバｍｄ1，ｍｄ2を介してそれぞれ第１軸Ｌ１
と第２軸Ｌ２との相対位置誤差に基づく同期位置補償量
と、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２との相対速度誤差に基づく
同期速度補償量とが加えられ、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２
との同期制御がなされることになる。

【００３７】ところで、この同期制御は常に行われるわ
けではない。すなわち、ウェハＷの移動速度を速くし、
全体処理のスループットを上げるために同期補償ゲイン
を大きくして軌跡精度を高くすることが望ましいが、ハ
ンド１３の停止時に同期補償を行うと、ハンド１３の振
動が発生するため、少なくとも停止時には同期補償を行
わないようにする制御を行う。

【００３８】この制御は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切
換によって達成される。この切換制御は切換制御入力６
１からの切換指令によって行われる。この切換制御処理
について図４に示すフローチャートを参照して説明す
る。なお、この切換制御入力６１は、図示しない制御部
によってなされる。

【００３９】図４において、まず第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ
２との旋回方向が反対で、かつ第１軸Ｌ１の旋回速度Ｖ
１と第２軸Ｌ２の旋回速度Ｖ２とを加算した絶対値が所
定の値Ｖlimitより小さいか否かを判断する（ステップ
Ｓ１）。この旋回方向が反対であるか否かは微分器３
３，３４の結果出力の符号によって判断することがで
き、旋回速度Ｖ１と旋回速度Ｖ２とを加算した絶対値は
加算器３２の出力結果をもとに判断することができる。
なお、ステップＳ１における判断はフロッグレグ型ロボ
ットＲが伸縮動作を行っているか否かを判断することで
ある。また、所定の値Ｖlimitの値は、旋回速度がほぼ
同じであるとみなされる許容範囲を示す値である。

【００４０】ステップＳ１において旋回方向が反対で、
かつ絶対値が所定の値Ｖlimitより小さいと判断された
場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンにして同期補償を
かけるようにし（ステップＳ２）、ステップＳ１に移行
する。

【００４１】一方、ステップＳ１において「NO」と判断
された場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフにして同期
補償をかけないようにし（ステップＳ３）、ステップＳ
１に移行する。

【００４２】従って、ハンド１３が伸縮動作をしている
場合のみ同期制御がなされ、それ以外の状態、例えば図
２における位置Ｐ１，Ｐ４での停止状態では同期制御が
なされず、ハンド１３が振動することがない。

【００４３】なお、本実施の形態では、ハンド１３が旋
回動作、例えば位置Ｐ２〜Ｐ３の間の動作でも同期制御
を行わないようにしているが、旋回動作中のウェハＷと
トランスファチャンバ１の内壁との隙間が狭く、高い軌
跡精度が要求される場合は、旋回動作時に同期制御を行
うようにしてもよい。

【００４４】この旋回動作における同期制御を行う場合
は、図４における切換制御処理のステップＳ１と同様
に、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２との旋回が同じ方向で、か
つ第１軸Ｌ１の旋回速度Ｖ１と第２軸Ｌ２の旋回速度Ｖ
２との差の絶対値がＶlimitより小さいか否かを判断
し、この判断条件を満足する場合に旋回動作であると判
断して同期制御を行う。但し、加算器２２，３２を差分
器として動作すべく、第２軸制御系Ｃ２側から入力され
るフィードバック補償量および微分器３４から入力され
る速度の値の符号をマイナスに変換する必要があり、こ
のための符号変換部を設けなければならない。

【００４５】なお、上述したスイッチＳＷ１，ＳＷ２は
１つのスイッチとして構成してもよいし、４つの各別の
スイッチとして構成してもよい。また、位置同期補償系
２１と速度同期補償系３１の双方を同期制御系として設
けたが、いずれか一方でもよく、加速度同期補償系をさ
らに設けてもよい。

【００４６】次に、図５を参照してウェハＷの移動のサ
イクルタイムを小さくすることができる軌跡となるよう
にハンド１３を制御する場合について説明する。

【００４７】上述したように、高い軌跡精度が要求され
るのはウェハＷがゲートバルブ６ｃ，６ｄを通過する場
合であり、ウェハＷがゲートバルブ６ｃ，６ｄを通過し
てプロセスチャンバ２ｃ，２ｄ外に位置した状態では、
高い軌跡精度が要求されない。従って、図５に示すよう
に、位置Ｐ１，Ｐ２間の位置Ｐ５から、位置Ｐ２を経由
せずに、停止することなく位置Ｐ２，Ｐ３間の位置Ｐ６
に直接ハンド１３を移動させることができる。同様に、
位置Ｐ２，Ｐ３間の位置Ｐ７から、位置Ｐ３を経由せず
に、停止することなく位置Ｐ３，Ｐ４間の位置Ｐ８に直
接ハンド１３を移動させることができる。このようなハ
ンド１３の移動をここではショートパスと呼ぶことにす
る。ここで、位置Ｐ１，Ｐ５間ではウェハＷがゲートバ
ルブ６ｃを通過する状態にあり、同様に位置Ｐ８，Ｐ４
間ではウェハＷがゲートバルブ６ｄを通過する状態にあ
り、いずれも伸縮動作のみが行われる。

【００４８】また、位置Ｐ６，Ｐ７間では旋回動作のみ
が行われ、上述したショートパスでは、伸縮動作と旋回
動作とが重畳して行われることになる。

【００４９】従って、図４と同様な切換制御処理を行う
ことにより、伸縮動作時のみに同期制御を行うことがで
き、停止時に同期制御がかからず、ハンド１３の振動が
発生するのを防止することができる。

【００５０】この場合、位置Ｐ５から位置Ｐ８までの軌
跡を描く動作中においては同期制御がなされないが、位
置Ｐ６，Ｐ７間の旋回動作時に旋回動作時における上述
した同期制御を行うようにしてもよい。

【００５１】図２に示す軌跡または図５に示すショート
パスを含む軌跡のいずれを描く装置であっても、伸縮動
作時には高い同期補償ゲインの設定が可能な同期制御が
行われ、高い軌跡精度が維持されてゲートバルブ６ｃ，
６ｄと接触しないようにすることができるとともに、少
なくとも停止時には同期制御が行われないので、高い同
期補償ゲインが設定されていても停止時における振動を
なくすことができる。

【００５２】ここで、本実施の形態で用いられたフロッ
グレグ型ロボットＲに代わる他のフロッグレグ型ロボッ
トＲ１について図６及び図７を参照して説明する。

【００５３】図６はフロッグレグ型ロボットＲ１の平面
図を示し、図７はフロッグレグ型ロボットＲ１の正面図
を示す。図６及び図７において、このフロッグレグ型ロ
ボットＲ１は、異なる軸を中心に回転駆動される第１軸
Ｌ１と第２軸Ｌ２とを有し、それぞれ図３に示すモータ
Ｍ1，Ｍ2とこれらのモータＭ1，Ｍ2の駆動を制御する第
１軸制御系Ｃ１及び第２軸制御系Ｃ２に対応した図示し
ない２つのモータとこれらの制御系によって駆動され
る。この第１軸Ｌ１及び第２軸Ｌ２は、大回動軸Ｌ０に
設けられ、それぞれ図示しないモータ等により回動する
構成になっている。

【００５４】図２と同様に、第１軸Ｌ１には、第１軸Ｌ
１の回りを回転するアームＡ１が取り付けられ、第２軸
Ｌ２には、第２軸Ｌ２の回りを回転するアームＡ２が取
り付けられている。アームＡ１の先端には、回動可能に
連結された従動アームＡ３を有し、アームＡ２の先端に
は、回動可能に連結された従動アームＡ４を有する。さ
らに、従動アームＡ３，Ａ４の先端には、１つのハンド
１３の基部が連結され、この連結部分は、回転可能とな
っている。ハンド１３は、平板構造であり、この平板上
面は水平に保たれるとともに、その中央上面にはウェハ
Ｗに対応した凹部が設けられている。

【００５５】図２と同様に、第１軸Ｌ１と第２軸Ｌ２と
が互いに異なる方向に同じ速度で回転すると、アームＡ
１，Ａ２もそれに従って回転し、このアームＡ１，Ａ２
の回転に従う従動アームＡ３，Ａ４の動作によってハン
ド１３が大回動軸Ｌ０の軸に対して伸縮動作を行う。

【００５６】一方、ハンド１３を旋回動作させる場合
は、大回動軸Ｌ０を所望の方向に回転させることによっ
て、このハンド１３を旋回させる。

【００５７】従って、ハンド１３の伸縮動作時には、図
２に示すフロッグレグ型ロボットＲに対する制御と同様
に、フロッグレグ型ロボットＲ１の第１軸Ｌ１及び第２
軸Ｌ２に対して位置同期補償系２１及び速度同期補償系
３１の同期制御を行い、停止時に同期制御を行わないよ
うにする切換制御処理を行うことにより、フロッグレグ
型ロボットＲ１を用いた場合でも、停止状態におけるハ
ンド１３の振動をなくすことができるとともに、伸縮動
作状態における軌跡精度を高めることができる。

【００５８】特に、フロッグレグ型ロボットＲ１を用い
た場合には伸縮動作と旋回動作とは異なる駆動系によっ
て制御されるため、上述したショートパスを含む軌跡を
描く場合、このショートパス中においても同期制御が可
能となり、制御自体も簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である同期制御装置を有し
た半導体製造装置システムの構成を示す図である。

【図２】プロセスチャンバとフロッグレグ型ロボットの
一部を拡大した図である。

【図３】同期制御装置の構成を示すブロック図である。

【図４】同期制御に対する切換制御処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】ショートパスを含む軌跡によってウェハを移動
する状態を示す図である。

【図６】他のフロッグレグ型ロボットの一例を示す平面
図である。

【図７】図６に示すフロッグレグ型ロボットの正面図で
ある。

【符号の説明】

１…トランスファチャンバ ２ａ〜２ｅ…プロセスチャ
ンバ ３…ロードロック Ｒ…フロッグレグ型ロボット Ｗ…
ウェハ １３…ハンド Ｐ１〜Ｐ８…位置 Ｌ…軸 Ｌ１…第１
軸 Ｌ２…第２軸 Ｌ０…大回動軸 Ａ１，Ａ２…アーム Ａ３，Ａ４…従
動アーム ６ｃ，６ｄ…ゲートバルブ Ｃ１…第１軸制御系 Ｃ２
…第２軸制御系 ２１…位置同期補償系 ３１…速度同期補償系 ＳＷ
１，ＳＷ２…スイッチ ６１…切換制御入力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠 一尋 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 3F059 AA01 AA14 BA04 DA09 DD01 FB28 FB29 FC00 5F031 CC01 CC13 LL05 5H303 AA10 BB07 BB14 CC01 DD01 HH05 JJ02 KK18 KK24 KK36

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立して駆動する第１軸及び第２軸をそ
   れぞれ制御する第１及び第２の制御系を有し、第１軸及
   び第２軸の軸周りを回転駆動する第１アーム及び第２ア
   ームのそれぞれの先端に回転可能に接続された一対の従
   動アームの各他端を１つのハンドに連結し、該第１軸の
   回転と第２軸の回転とによって該ハンドの伸縮及び回転
   動作を行わせて所定のワークを搬送させる搬送ロボット
   における該第１及び第２の制御系を同期制御させる同期
   制御装置において、 前記第１及び第２の制御系間における誤差量をもとに前
   記第１及び第２の制御系を同期させるために必要な同期
   補償量を算出する補償量算出手段と、 少なくとも前記搬送ロボットの搬送動作停止時を除き前
   記同期補償量を用いて前記第１及び第２の制御系を同期
   制御する制御手段とを具備したことを特徴とする同期制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記ハンドの伸縮動作
   時に前記同期補償量を用いて前記第１及び第２の制御系
   を同期制御することを特徴とする請求項１に記載の同期
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記第１軸及び前記第
   ２軸の回転速度を同一に制御する時に前記同期補償量を
   用いて前記第１及び第２の制御系を同期制御することを
   特徴とする請求項２に記載の同期制御装置。
4. 【請求項４】 前記補償量算出手段が算出した同期補償
   量を少なくとも前記第１または前記第２の制御系に与え
   るか否かを切り換える切換手段をさらに具備し、 前記制御手段は、同期制御が必要な時に前記切換手段を
   切り換えて前記同期補償量を少なくとも前記第１または
   前記第２の制御系に与えることを特徴とする請求項１〜
   ３のうちのいずれか１項に記載の同期制御装置。