JP2005066753A - ワーク搬送システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゲートで仕切られたチャンバ相互間にワークを搬送する搬送システムにおける搬送時間を短縮し、作業の効率を向上させる。
【解決手段】 搬送ロボット２１をそなえたトランスチャンバ２０とゲート２４をそなえたプロセスチャンバ２３間に、搬送軌跡Ａを設定する。この搬送軌跡Ａ上に、搬送されるワークＷを、搬送先チャンバのゲートに接触しないように停止させることができる距離にある第１の点Ｐ１と、ワーク先端が前記ゲートに機械的に干渉する直前の第２の点Ｐ２を設定し、ワークＷが第１の点に到達したときに、搬送ロボット２１の速度パターンにより第２の点Ｐ２に到達する時間ＴＲと、ゲート２４がワークＷと接触しない開度になる時間ＴＧを演算する。ＴＲとＴＧにより点１から点２までの搬送速度を算出して搬送し、ゲートの開閉動作中に、ワークをゲートに接触させないでゲート位置を通過搬送する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、搬送装置をそなえたチャンバと、ゲートで仕切られたチャンバとの間でワークを搬送するときの制御方法に関する。

従来、半導体製造装置においては、１つのトランスチャンバと、これに隣接する複数のプロセスチャンバで構成された装置が多く用いられており、プロセスチャンバ内の真空度を均一に保つために、トランスチャンバとプロセスチャンバとの間にゲートが設けられている。トランスチャンバ内に設置された搬送ロボットによりウェハなどのワークを、トランスチャンバからプロセスチャンバに搬入し、あるいは、プロセスチャンバからトランスチャンバに搬出する場合、従来の方法ではワークとゲートの接触事故を防止するため、チャンバ間に設置されているゲートが完全に開になった状態を確認して搬入、搬出を開始していた。

また、搬送に要する時間を短縮するために、たとえば、図５に示すように、搬送元のチャンバ３１内の点Ｐ１１にあるワークＷを搬送ロボット３０により搬送先のチャンバ３３の点Ｐ１６に搬送する場合、ワークＷを、ワークとゲート３２が干渉しない点Ｐ１２に引き出した後にゲート３２を全開状態から閉じる指令を出し、さらに点Ｐ１３まで引き出して旋回させ、この旋回中にゲート３２が完全に閉じたことを確認して搬送先のゲート３４に開動作の指令を与え、ワークＷが点Ｐ１４で旋回を終わり、搬送先のチャンバ３３のゲート３４と干渉しない点Ｐ１５に到達したときにゲート３４が完全に開いた状態になるようロボット３０の速度を制御している。（特許文献１参照）
特許第３１０５５４４号公報（２５欄６〜１０行）

しかるに、このような従来の搬送制御方法では、ワークＷが搬送元のチャンバ３１から完全に搬出されるまではゲート３２を閉じる操作が行われず、ゲートの閉動作が遅れ、このゲート３２が完全に閉じてからでないと搬送先のチャンバ３３のゲート３４を開くことができないので、ゲート３４の開動作が遅れることになる。また、搬送先のチャンバ３３のゲート３４が完全に開くまではワークＷの搬入を行わないため、ゲート３４が完全に開いた状態のときに、ワークＷはゲート前の点Ｐ１５までしか搬送できない。このため、ゲートの開閉やワークの搬出搬入に実質的な待ち時間を生じている。
本発明は、ゲートの開閉動作中であっても、ワークをゲート位置に搬送させて、高スループット化を実現させることを目的とする。

それぞれゲートをそなえた複数のチャンバと、前記チャンバ相互間にワークを搬入および搬出させる搬送ロボットをそなえ、１つのチャンバのゲートが開いている間は、他のゲートが閉じているようにしたワーク搬送システムにおいて、搬送元チャンバから搬送先チャンバに前記搬送ロボットによりワークを搬送する搬送軌跡を設定し、前記搬送軌跡に沿って搬送されるワークが、搬送元のゲートが閉動作をしている途中で、このゲートに接触しない程度に接近させてゲート位置を通過させ、搬送先のゲートが開動作している場合も同様にワークを接触しないように通過搬入させるための搬送速度を演算し、この演算速度によってロボットを制御させる。

したがって、ワークをチャンバからの搬出およびチャンバへの搬入の際に、ゲートが完全に開または閉になるまでワークの搬出や搬入を待つ必要がなく、ワークの搬送時間を短縮でき、搬送システムの高スループット化を実現できる効果がある。

搬送元となるトランスチャンバ２０に搬送ロボット２１が設置され、搬送先であるプロセスチャンバ２３にゲート２４が設けられている。ワークＷは搬送ロボット２１のアーム２２に保持されて、設定された搬送軌跡Ａに沿って搬送され、ゲートより手前で、ゲートとの距離と、ゲートの開度によって、ワークＷが動作中のゲートに接触しない程度に接近した状態でゲートを通過させるための搬送速度を演算し、搬送速度を制御させる。

以下、図に示す実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明によるワーク搬送システムの制御方法を示すフローチャート、図２はトランスチャンバからプロセスチャンバにワークを搬入する状態を示す説明図、図３はワークとゲートとの関係を示す説明図である。
図２において、搬送元となるトランスチャンバ２０に搬送ロボット２１が設置されており、搬送先であるプロセスチャンバ２３にゲート２４が設けられている。ワークＷは搬送ロボット２１のアーム２２に保持されて、搬送軌跡Ａに沿って点Ｐ１、点Ｐ２を経てプロセスチャンバ２３内の所定位置点Ｐ３に搬入される。点Ｐ１はワーク位置から搬送ロボット２１をワークＷがゲート２４に接触しないで停止させることができる位置、点Ｐ２はワークＷがゲート２４に機械的に干渉する直前の位置である。
ゲート２４の開閉動作は一定の速度で開閉するものとし、２５はこのゲートの開閉度を測定する開度検出器である。

図２のトランスチャンバ２０からプロセスチャンバ２３に、ワークＷを搬入する場合について、搬送制御方法を説明する。
まずワークＷがアーム２２に保持され搬送を開始すると、速度パターンＢ生成処理（ステップ１）で点Ｐ３を最終位置とした速度パターンＢを生成し、この速度パターンによって搬送ロボット２１がワークＷを搬送軌跡Ａに沿って搬送させる。ワークＷが点Ｐ１に到達した時点（ステップ２）で、ゲート２４の開度検出器２５よりゲートの開閉情報２６を入手してゲートの開度状態をチェックする（ステップ３）。ゲート２４が既に開いている場合は（ステップ８）でそのまま速度パターンＢの速度を継続し、何らかの事情でゲートが閉じている場合は（ステップ９）で直ちに減速停止させる。ゲートが開動作の途中であれば、速度パターンＢの速度を維持して搬送した場合にワークがゲートと接触するかどうかを（ステップ４）で演算し判断する。

たとえば、ゲート開閉情報２６が、図３のゲート開度Ｇ１であれば、ゲートの開速度は決まっているので、ワークＷがゲート位置に到達するまでの時間（Ｐ１からＰ２への搬送時間）と、その時間でゲートがワークに接触しない位置Ｇ２まで開くか否かにより、ワークとゲートが接触するかどうかが判断される。
この判断結果で、接触しない場合は（ステップ８）によりそのまま速度を継続する。接触すると判断された場合は、（ステップ５）で接触しない速度を算出し、変更した速度パターンＣを生成し（ステップ６）連続して搬送する。なお、速度パターンＢは、搬送時間を小さくするため、できるだけ高速にしているため、速度パターンＣは速度パターンＢより通常は減速される。
ワークが点Ｐ２を通過（ステップ７）した後は、ゲート２４はワークと接触しないよう十分に開いているので、（ステップ８）で速度パターンＢに戻して搬送終点点Ｐ３で停止させる。

これを図４の特性図で説明すると、ワークＷが点Ｐ１に到達する時点では、ゲートが開度Ｇ１で開動作中であるが、この時点で搬送速度をチェックし、ゲート開度Ｇ２で点Ｐ２に到達するように速度パターンＣに変更する。点Ｐ２を通過すると搬送速度を速度パターンＢに戻して点Ｐ３で停止させる。
これに対して、従来は点線で示すように、ゲートが完全に開いた状態になってワークを搬入させるため時間Ｔだけ搬送完了が遅れる。

ワークＷをプロセスチャンバ２３から搬出する時は、搬出速度と点Ｐ３から点Ｐ２までの距離によってワークＷを点Ｐ２まで搬出する時間と、ゲートがワークと接触しない開度Ｇ２まで閉まる時間を演算し、この２つの時間によって、搬出開始とゲートの閉動作の開始との時間を算出する。
点Ｐ３と点Ｐ２の距離が小さく、搬出時間がゲートの閉動作時間より長いときは、搬出を開始して前記２つの時間の時間差に応じたタイミングでゲートの閉動作を行わせ、搬出時間がゲートの閉動作時間より小さいときは、先にゲートを動作させ、時間差で搬出を開始する。これにより搬出開始からゲートが完全に閉まるまでの時間を短縮できる。
なお、点Ｐ３と点Ｐ２の距離が十分に大きければ、点Ｐ３とＰ２の間にＰ１に相当する点を設け、速度パターンを変えるようにすることができる。

また、ワークを搬入してロボットのアームを引き出す場合や、ワーク搬出のためにワークを保持しないでアームを挿入するときも、同様にゲートの開閉時期を制御して、アームの搬入搬出時間を短縮できる。

次に、図１の（ステップ４）で接触の有無を判断する例を示す。
ワークＷが点Ｐ１から点Ｐ２に到達するまでの時間をＴＲ、ゲート２４がゲート開度情報による開度Ｇ１から、ワークＷの大きさやアームのゲート開閉方向の高さによって決められる接触を生じない開度Ｇ２になるまでの時間をＴＧとすると、ＴＲがＴＧより大きい場合は接触しない、ＴＲがＴＧと等しいか小さいときは接触すると判断される。
ここでＴＲは、

で求められる。
また、ＴＧは、ゲートの開度Ｓｎの大きさにより、

である。

次に、（ステップ４）でワークとゲートが接触すると判断される場合、速度算出処理（ステップ５）でワークとゲートが接触しない新たな速度を算出する。この速度Ｖのための計算例を示す。

となるが、実際のシステムにおいては、安全面から前記の式から求められる速度Ｖより小さい速度が設定される。

本発明の搬送制御は、搬送ロボットを用いた一般の搬送にも適用できるが、とくに半導体の製造装置において有効である。

本発明の実施例を示すフローチャートである。 本発明のワーク搬入軌跡を示す説明図である。 ワークとゲートとの関係を示す説明図である。 搬入時の搬送速度パターンとゲートの状態を示す特性図例である。 従来の例を示す搬送軌跡図である。

符号の説明

２０ トランスチャンバ
２１ 搬送ロボット
２２ アーム
２３ プロセスチャンバ
２４ ゲート
２５ 開度検出器
Ｗ ワーク
Ａ 搬送軌跡
Ｐ１ ワークがゲートに接触しないで停止できる位置
Ｐ２ ワークがゲートに機械的に干渉する直前の位置
Ｐ３ 搬入位置

Claims (4)

1. それぞれゲートをそなえた複数のチャンバと、前記チャンバ相互間にワークを搬入および搬出させる搬送ロボットをそなえたワーク搬送システムにおいて、搬送元チャンバから搬送先チャンバに前記搬送ロボットによりワークを搬送する搬送軌跡を設定し、前記搬送軌跡に沿って搬送されるワークが、チャンバのゲートが開閉動作中に、このゲートに接触しない程度に近接してゲート位置を通過する搬送速度を演算し、速度制御することを特徴とするワーク搬送システムの制御方法。
2. 前記搬送軌跡に、搬入されるワークを搬送先チャンバのゲートに接触しないように停止させることができる距離にある第１の点と、ワーク先端が前記ゲートに機械的に干渉する直前の第２の点を設定し、第１の点において、搬送ロボットの速度パターンにより第２の点に到達する時間と、ゲートがワークと接触しない開度になる時間とを演算し、２つの時間によって第２の点までの速度を算出する請求項１のワーク搬送システムの制御方法。
3. 前記搬送軌跡に、搬出されるワークの後端が搬出元チャンバのゲートに機械的に干渉しない位置である第２の点を設定し、前記搬送軌跡によるワークの搬出時に、ワークが第２の点に搬出される時間と、ゲートがワークと接触しない開度に閉じる時間とを演算し、２つの時間によって、搬出開始とゲートの閉動作の開始との時間を算出し、搬送のタイミングと速度を制御する請求項１のワーク搬送システムの制御方法。
4. 前記ワークが搬送軌跡に沿って停止することなく速度制御される請求項１又は２又は３のいずれかに記載したワーク搬送システムの制御方法。
   
   

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