JP5003890B2 - Substrate transport robot, substrate transport apparatus including the same, and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、半導体の製造装置や検査装置に使用される基板搬送用ロボットにおいて、基板の搬送経路を生成する機能と、搬送経路のうち最短の搬送時間を選択する機能を有するものに関する The present invention relates to a substrate transfer robot used in a semiconductor manufacturing apparatus or inspection apparatus having a function of generating a transfer path of a substrate and a function of selecting the shortest transfer time among the transfer paths.
半導体の製造装置や検査装置(以下、まとめて半導体製造装置と記載する)において、基板(半導体ウェハやマスク)を所望の位置へ搬送するため、従来から基板搬送用ロボットが使用されている。この基板搬送用ロボットには水平面において回転自在に連結された複数のアームが備えられ、その先端にハンド、フォークと呼ばれる基板把持部が設けられている。そして、基板がこの基板把持部に搭載されて所望の位置まで搬送される。
従来の基板搬送用ロボットでは予め教示された教示位置から他の教示位置(目的位置)に対して移動させる際、その教示位置と、経由点に関する情報と、最小旋回姿勢の情報と、を元に、それらを結んだ軌跡を目的位置までの搬送経路として生成していた。つまり、位置の教示を基板の収納容器又は基板の処理装置など、基板搬送ロボットが基板を搬送する位置に対して各々実施し、ある位置からある目的位置までの上記搬送経路を1経路生成し、この搬送経路を用いて、収納容器と処理装置の間あるいは処理装置相互の間での基板搬送が実施されていた。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing apparatus and inspection apparatus (hereinafter collectively referred to as a semiconductor manufacturing apparatus), a substrate transfer robot has been conventionally used to transfer a substrate (semiconductor wafer or mask) to a desired position. This substrate transfer robot is provided with a plurality of arms rotatably connected on a horizontal plane, and a substrate gripping unit called a hand or a fork is provided at the tip of the arm. And a board | substrate is mounted in this board | substrate holding part, and is conveyed to a desired position.
When a conventional substrate transfer robot is moved from a previously taught position to another taught position (target position), it is based on the taught position, information on the waypoint, and information on the minimum turning posture. The trajectory connecting them is generated as a transport path to the target position. That is, position teaching is performed for each position where the substrate transport robot transports the substrate, such as a substrate storage container or a substrate processing apparatus, and one transport path from a certain position to a certain target position is generated. Using this transfer path, the substrate is transferred between the storage container and the processing apparatus or between the processing apparatuses.
しかし収納容器と処理装置の間あるいは処理装置相互の間の基板搬送時間を短縮する必要がある半導体製造装置であって、基板搬送用ロボットを最大性能(アームの回転速度がほぼ限界であり、これにより搬送速度がほぼ限界であること)で使用している場合に、さらに基板搬送時間を短縮させるには、従来の方法では、教示位置の調整、又は経由点生成に関する情報の調整が必要となった。
また、基板搬送用ロボットのある位置と任意の目的位置において、上記搬送経路が最短時間で動作する搬送経路ではないことがあり、1つの搬送経路だけでは、基板搬送時間を短縮するのに不十分であった。
However, it is a semiconductor manufacturing device that needs to shorten the substrate transfer time between the storage container and the processing device or between the processing devices, and the substrate transfer robot has the maximum performance (the rotation speed of the arm is almost the limit. In order to further reduce the substrate transport time, the conventional method requires adjustment of the teaching position or adjustment of information on the waypoint generation. It was.
In addition, the transfer path may not be the transfer path that operates in the shortest time at a certain position and any desired position of the substrate transfer robot, and only one transfer path is insufficient to shorten the substrate transfer time. Met.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ある教示位置から目的位置までの搬送経路に関して、複数の搬送経路を基板搬送用ロボットのコントローラが自ら生成するとともに、ある位置から目的位置までの搬送時間を最短にすることができる搬送経路を判断する方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem. Regarding a transfer path from a certain teaching position to a target position, a controller of the substrate transfer robot generates a plurality of transfer paths by itself, and an object from a certain position. It is an object of the present invention to provide a method for determining a transport path that can minimize the transport time to a position.
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項1に記載の発明は、基板を保持する基板把持部と、前記基板把持部を先端に有し、水平面において回動自在な複数のアームと、を備え、予め教示された複数の教示位置の間で前記基板を搬送する基板搬送ロボットにおいて、前記基板搬送用ロボットのコントローラが、前記複数の教示位置が教示された際、前記教示位置の各々に対するアクセス待機位置を生成し、前記アクセス待機位置から前記基板搬送用ロボットの最小旋回姿勢までの複数の経路と、前記複数の教示位置のうち、前記基板把持部の回転中心から前記基板把持部の先端までのベクトルが互いに平行な第一の教示位置と第二の教示位置の各々の前記アクセス待機位置の間を直線搬送する径路と、を記憶する基板搬送用ロボットとした。
また、請求項2に記載の発明は、前記アクセス待機位置から前記基板搬送用ロボットの最小旋回姿勢までの経路の1つが、前記基板搬送用ロボットの旋回中心から前記基板把持部の回転中心までを結んだ直線のベクトル方向を保ったまま前記最小旋回姿勢へと移動する経路である請求項1記載の基板搬送用ロボットとした。
また、請求項3に記載の発明は、前記アクセス待機位置から前記基板搬送用ロボットの最小旋回姿勢までの経路の1つが、前記基板把持部の回転中心から前記基板把持部の先端へのベクトル方向を保ったまま前記最小旋回姿勢へと移動する経路である請求項1または2記載の基板搬送用ロボットとした。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3いずれかに記載の基板搬送用ロボットにおいて、前記第一の教示位置から前記第二の教示位置まで搬送するよう指定されると、前記第一の教示位置のアクセス待機位置から前記第二の教示位置のアクセス待機位置までの前記直線搬送が可能かどうかを判断する基板搬送用ロボットとした。
また、請求項5に記載の発明は、前記コントローラが、前記複数の経路の各々の搬送時間または前記直線搬送の経路の搬送時間を算出する請求項1乃至4いずれかに記載の基板搬送用ロボットとした。
また、請求項6に記載の発明は、前記コントローラが、前記複数の経路の各々の搬送時間と前記直線搬送の経路の搬送時間とを含めてこれらの搬送時間を比較し、最短の搬送時間となる前記経路を選択する請求項5記載の基板搬送用ロボットとした。
また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6いずれかに記載の基板搬送用ロボットと、前記基板を収納する少なくとも2つの基板収納容器と、を備え、前記基板収納容器の間で前記基板を移送する基板搬送装置とした。
また、請求項8に記載の発明は、請求項1乃至6いずれかに記載の基板搬送用ロボットを備えた半導体製造装置とした。
In order to solve the above problem, the present invention is as follows.
The invention according to
According to the second aspect of the present invention, one of the paths from the access standby position to the minimum turning posture of the substrate transfer robot is from the turning center of the substrate transfer robot to the rotation center of the substrate gripping portion. 2. The substrate transfer robot according to
According to a third aspect of the present invention, one of the paths from the access standby position to the minimum turning posture of the substrate transport robot is a vector direction from the rotation center of the substrate gripping portion to the tip of the substrate gripping portion. The substrate transfer robot according to
Further, the invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, in the substrate transport robot according to any one of the first to fourth aspects, the controller calculates a transport time of each of the plurality of paths or a transport time of the linear transport path. It was.
Further, in the invention according to
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the substrate transfer robot according to any one of the first to sixth aspects, and at least two substrate storage containers that store the substrate, and the gap between the substrate storage containers. A substrate transfer apparatus for transferring the substrate was used.
The invention described in claim 8 is a semiconductor manufacturing apparatus including the substrate transfer robot according to any one of
本発明によると、教示位置に対してアクセス待機位置を自動で生成し、さらに最小旋回姿勢までの経路を複数生成してコントローラで記憶するので、教示位置から他の目的位置まで搬送するプログラムを組んだ際、任意の経路を選択することができる。
また、本発明によると、基板把持部の姿勢が同一となる、第一の教示位置から第二の教示位置までの搬送プログラムが指定された際、最小旋回姿勢を経ることなく直線的にこれらのアクセス待機位置間で基板を移送できる径路も記憶するので経路の選択肢を増やすことができる。
また、本発明によると、上記で生成した搬送経路の各々の搬送時間を算出し、これらを比較する機能を有しているので、搬送時間が最短となる搬送経路を選択することができる。
また、本発明によると、基板搬送装置として或いは半導体製造装置として、基板搬送におけるスループットを向上させることができる。
According to the present invention, an access standby position is automatically generated for the teaching position, and a plurality of routes to the minimum turning posture are generated and stored in the controller. Therefore, a program for conveying from the teaching position to another target position is assembled. In this case, an arbitrary route can be selected.
Further, according to the present invention, when a conveyance program from the first teaching position to the second teaching position is designated in which the postures of the substrate gripping portions are the same, these are linearly performed without passing through the minimum turning posture. Since the path through which the substrate can be transferred between the access standby positions is also stored, the number of path options can be increased.
In addition, according to the present invention, since it has a function of calculating the transport time of each of the transport paths generated above and comparing them, it is possible to select the transport path that has the shortest transport time.
Further, according to the present invention, throughput in substrate transportation can be improved as a substrate transportation apparatus or a semiconductor manufacturing apparatus.
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。 Hereinafter, specific examples of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の搬送経路生成機能及び最短経路選択機能を備えた基板搬送用ロボットを示す平面図である。図において、1は水平多関節型の基板搬送用ロボットであり、Wは搬送対象の基板である。基板搬送用ロボット1は、鉛直方向に昇降自在な円柱状または角柱状のボディである支柱部2に対して旋回中心3回りに水平面内で旋回する第1アーム4と、第1アーム4の先端に水平面内で旋回自在に取り付けられた第2アーム5と、第2アーム5の先端に水平面内で旋回自在に取り付けられた基板把持部6を備えている。基板把持部6は基板Wを載置するY字形のハンドである。第1アーム4は支柱部2に対して図示しないモータによって任意の位置に旋回可能であり、同様に、第2アーム5は第1アーム4に対して図示しないモータによって任意の位置に旋回可能であり、同様に、基板把持部6は第2アーム5に対して図示しないモータによって任意の位置に旋回可能である。
そして、基板搬送ロボット1は図示しないコントローラと接続されており、これに予め記憶された教示位置から生成する搬送経路を再生しながら基板Wを目的位置に搬送する。
FIG. 1 is a plan view showing a substrate transfer robot having a transfer path generation function and a shortest path selection function of the present invention. In the figure,
The
図2は、図1の基板搬送ロボットが用いられた半導体製造装置(装置7)のレイアウトの一例であり、これの平面図を示している。
基板搬送用ロボット1は装置7の略中央に位置し、2つの基板の収納容器8a、8b、又は基板の処理装置9へ基板把持部6をアクセスさせて基板Wの授受動作を実施する。
FIG. 2 is an example of a layout of a semiconductor manufacturing apparatus (apparatus 7) in which the substrate transfer robot of FIG. 1 is used, and a plan view thereof is shown.
The
図3及び4は、図2における収納容器8aにアクセスするよう教示された教示位置10と原点位置13の間の基板搬送用ロボット1の基板の搬送経路を示す図である。
アクセス待機位置11は、教示位置10から生成される位置であって、基板搬送用ロボット1が基板Wを収納容器8aに収納開始できる直前の位置に相当し、この位置からまっすぐ収納容器8aに対して基板Wを挿入することができる位置である。アクセス待機位置11は図3及び図4で同一位置であり、基板搬送用ロボット1の各アーム4、5と基板把持部6がなす姿勢も同一である。なお、ここでは収納容器8aに対するアクセス待機位置11を説明しているが、図2の処理装置9を含め、基板Wを授受するよう教示された位置に対するアクセス待機位置も存在する。アクセス待機位置は、教示位置に対して把持部や基板が干渉しない位置で、基板Wを授受できる直前の位置である。
原点位置13は、ここでは各アーム4、5と基板把持部6とが最小旋回姿勢をなし、かつ基板把持部6の先端が図の左方向を向いた状態を示す。最小旋回姿勢とは各アーム4、5と基板把持部6とがなす姿勢を旋回中心3を中心に回転させたとき、その平面的に要する旋回半径が最も小さくなる姿勢を指している。
3 and 4 are diagrams showing a substrate transfer path of the
The
Here, the
ここで、本発明の搬送経路生成機能について説明する。
図3及び図4に示すように、収納容器8aへの基板授受位置として教示位置10を教示すると、ロボット1の図示しないコントローラは、上記アクセス待機位置11の生成と同時に、収納容器8aから最小旋回姿勢となるまでの複数の安全な搬送経路も生成する。安全な搬送経路とは、収納容器8aにアクセスする際に、収納容器8aに基板把持部6及び半導体ウェハWが接触しないような搬送経路のことを指す。
すなわち、この時、経由点であるアクセス待機位置11から最小旋回姿勢までの搬送経路として、次の2つの経路をコントローラが生成する。
1つは、図3で示したように、アクセス待機位置11から、基板搬送用ロボット1の旋回中心3から基板把持部6の回転中心までを結んだ直線のベクトル方向を保ったまま最小旋回姿勢(最小旋回A姿勢12と呼ぶ)へと移動する経路である。
もう1つは、図4で示したように、アクセス待機位置11から、基板把持部6の回転中心からその先端へのベクトル方向を保ったまま最小旋回姿勢(最小旋回B姿勢14と呼ぶ)へと移動する経路である。
これら2つの経路は、教示位置10と、経由点(アクセス待機位置11)に関する情報は同じであるが、アクセス待機位置11から最小旋回姿勢へと移動する移動経路が異なっている。
以上で説明した複数搬送経路生成は、図2における処理装置9を教示した場合でも、収納容器8bを教示した場合でも上記と同様に、各教示位置ごとにアクセス待機位置を生成し、このアクセス待機位置から最小旋回姿勢へと移動する複数の搬送経路を生成する。
なお、当然ながら、教示位置によっては複数の搬送経路が生成されない場合もある。
また、実際には、教示位置ごとに対するパラメータによって、各教示位置で複数の搬送経路生成の許可、不許可を指定できるようにしてもよい。これにより、後述する最短経路の選択の際、に選択可能な経路を制限できる。
Here, the conveyance path | route production | generation function of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 3 and 4, when the teaching position 10 is taught as a substrate transfer position to the
In other words, at this time, the controller generates the following two paths as a transport path from the
First, as shown in FIG. 3, the minimum turning posture is maintained while maintaining the vector direction of a straight line connecting from the
The other is, as shown in FIG. 4, from the
These two routes have the same information regarding the teaching position 10 and the waypoint (access standby position 11), but the movement paths for moving from the
As described above, the multiple transport path generation described above generates an access standby position for each teaching position in the same manner as described above, regardless of whether the processing device 9 in FIG. 2 is taught or the
Of course, a plurality of transport paths may not be generated depending on the teaching position.
In practice, it may be possible to designate permission / non-permission of the generation of a plurality of transport paths at each teaching position by a parameter for each teaching position. Thereby, the path | route which can be selected at the time of selection of the shortest path | route mentioned later can be restrict | limited.
次に、さらなる搬送経路生成機能について説明する。本発明の搬送経路生成機能では、上記のような最小旋回姿勢となる搬送経路に加えて、以下に説明する場合、さらに別の搬送経路を生成する。
図5は、収納容器8aから別の収納容器8bへの搬送経路を示した図である。図のように収納容器8aと8bは基板搬送ロボット1の旋回中心3に対して同じ側に並んで配置されており、基板搬送ロボット1は、これらにアクセスするとき、基板把持部6の回転中心からその先端までのベクトルは互いに平行となる。つまり、これらのアクセス待機位置における基板把持部6の向きは同一となる。このような収納容器8a、8bに対し、コントローラへのプログラミングによって、収納容器8aから8bへロボットが移動するように指定すると、コントローラは、まず当然ながら図3或いは図4で示した最小旋回A又はB姿勢を経る搬送経路を選択することが可能である。すなわち、図5のような搬送経路である。図5の場合は、図4で示した搬送経路を含むように選択され、最小旋回B姿勢14を経て、収納容器8bまで到達するまでの経路が示されている。なお、図3で示した搬送経路を含むような経路は、最小旋回A姿勢12を経て、その後最小旋回B姿勢14となるように旋回する必要があるので、この場合は図4の搬送経路が選択されている。
しかし、この図5を見ると、アクセス待機位置11から最小旋回B姿勢14を経由せずに目的位置(収納容器8b)のアクセス待機位置15へ直接移動した方が移動距離を短縮できることがわかる。このように、安全な搬送経路が確保できるのであれば、コントローラは、収納容器8aのアクセス待機位置11から目的位置である収納容器8bのアクセス待機位置15へ直接移動する事を許可し、その搬送経路を新たな搬送経路として生成する。この搬送経路を示すのが図6である。図6では図5のように最小旋回A姿勢12を経ることなく、基板把持部6の回転中心からその先端へのベクトル方向を保ったままアクセス待機位置11から目的位置のアクセス待機位置15へ移動する搬送経路を選択している。
Next, a further transport route generation function will be described. In the transfer route generation function of the present invention, in addition to the transfer route having the minimum turning posture as described above, another transfer route is generated in the case described below.
FIG. 5 is a diagram showing a transport path from the
However, it can be seen from FIG. 5 that the movement distance can be shortened by moving directly from the
次に、本発明の最短経路自動選択機能について説明する。
最短経路自動選択は、ある位置から目的位置への搬送時間が最短となる搬送経路を選択する機能である。教示位置から最小旋回姿勢までの複数の搬送経路は、上記のように収納容器8a、8b及び処理装置9などの各教示位置を教示した時点で生成されている。そのため、図3、図4に記載されている教示位置10から、ここでは例えば目的位置として原点位置13へ動作する搬送経路において、教示位置10からアクセス待機位置11への移動時間と、アクセス待機位置11から最小旋回A又はB姿勢12、14への移動時間と、最小旋回A又はB姿勢12、14から原点位置13への移動時間と、を、コントローラは事前に算出することができる。これら各区間の移動時間の合算から、それぞれの搬送経路による目的位置までの搬送時間が算出でき、その搬送時間の比較判断より、最短経路を選択する。図3、図4の搬送経路のどちらが最短であるかは、その時の基盤搬送用ロボット1の各アーム4、5及び基板把持部6の回転動作速度や各区間における動作量によって異なるために、ロボットの実動作の際に、ある教示位置から目的位置へ移動する都度、移動時間を算出して、比較判断を実施する。
また前記の搬送経路(最小旋回姿勢を経ない図6で示す搬送経路)も、最短経路自動選択の候補経路に含まれ、比較判断の結果、図6で示す搬送経路が最短時間の搬送経路であると判断されれば、図6に示すような搬送経路を動作することになる。
Next, the shortest path automatic selection function of the present invention will be described.
The shortest path automatic selection is a function for selecting a transport path that minimizes the transport time from a certain position to a target position. A plurality of transport paths from the teaching position to the minimum turning posture are generated when the teaching positions of the
Further, the above-mentioned transport route (the transport route shown in FIG. 6 that does not pass through the minimum turning posture) is also included in the shortest route automatic selection candidate route, and as a result of comparison judgment, the transport route shown in FIG. If it is determined that there is, the conveyance path as shown in FIG. 6 is operated.
1.基板搬送用ロボット
2.支柱部
3.中心軸
4.第1アーム
5.第2アーム
6.ウェハ把持部
7.装置
8.収容容器
9.処理装置
10.教示位置
11.アクセス待機位置
12.最小旋回A姿勢
13.原点位置
14.最小旋回B姿勢
15.アクセス待機位置
1. 1. substrate transfer
Claims (8)
前記基板搬送用ロボットのコントローラが、
前記複数の教示位置が教示された際、前記教示位置の各々に対するアクセス待機位置を生成し、
前記アクセス待機位置から前記基板搬送用ロボットの最小旋回姿勢までの複数の経路と、
前記複数の教示位置のうち、前記基板把持部の回転中心から前記基板把持部の先端までのベクトルが互いに平行な第一の教示位置と第二の教示位置の各々の前記アクセス待機位置の間を直線搬送する径路と、
を記憶すること、
を特徴とする基板搬送用ロボット。 A substrate having a substrate gripping portion for holding a substrate and a plurality of arms having the substrate gripping portion at a tip and capable of rotating in a horizontal plane, and transporting the substrate between a plurality of taught positions taught in advance In the transfer robot,
The controller of the substrate transfer robot is
When the plurality of teaching positions are taught, an access standby position for each of the teaching positions is generated,
A plurality of paths from the access standby position to the minimum turning posture of the substrate transfer robot ;
Among the plurality of teaching positions, the vector from the rotation center of the substrate gripping portion to the tip of the substrate gripping portion is between the access standby positions of the first teaching position and the second teaching position, which are parallel to each other. A straight path,
Remembering,
A substrate transfer robot characterized by
前記第一の教示位置から前記第二の教示位置まで搬送するよう指定されると、前記第一の教示位置のアクセス待機位置から前記第二の教示位置のアクセス待機位置までの前記直線搬送が可能かどうかを判断することを特徴とする基板搬送用ロボット。 The substrate transfer robot according to any one of claims 1 to 3,
If it specified to carry from the previous SL first teaching position to the second teaching position, before Symbol linear transport from the access standby position of the first teaching position to access the standby position of the second teaching position substrate transfer robot according to claim judgment to Rukoto whether possible.
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