KR102590885B1

KR102590885B1 - 산업용 로봇

Info

Publication number: KR102590885B1
Application number: KR1020210172726A
Authority: KR
Inventors: 왕 주; 다모츠 구리바야시
Original assignee: 니덱 인스트루먼츠 가부시키가이샤
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2023-10-19
Also published as: CN114649238A; KR20220087374A; JP2022096193A

Abstract

연산량의 증가나 장치의 복잡화를 억제하면서, 반송 대상물을 고정밀도로 목표 위치로 반송할 수 있는 산업용 로봇을 제공하는 것.
목표 위치로의 웨이퍼(2)의 반송 전의 핸드(14)의 위치를 제1 위치로 한다. 핸드(14)의 기준 위치에 대한 웨이퍼(2)의 위치 어긋남이 없는 경우에 웨이퍼(2)를 목표 위치로 반송하기 위한 핸드(14)의 이동처를 제2 위치로 한다. 제1 위치와 제2 위치 사이의 위치를 제3 위치로 한다. 웨이퍼(2)를 파지한 핸드(14)를 제1 위치로부터 제3 위치로 이동시키는 도중에 웨이퍼(2)가 통과하는 위치를 제4 위치로 한다. 투과형 센서(111)는, 제4 위치에 마련되며 웨이퍼(2)의 통과를 검지한다. 산업용 로봇(5)은, 웨이퍼(2)를 파지한 핸드(14)를, 제1 위치로부터 제3 위치로 이동시키고, 투과형 센서(111)에 의한 검지 결과에 기초하여 검출한 위치 어긋남에 따라 제2 위치를 보정한 제5 위치를 산출하고, 핸드(14)를 제3 위치로부터 제5 위치로 이동시킨다.

Description

산업용 로봇 {INDUSTRIAL ROBOT}

본 발명은 산업용 로봇에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼를 반송하는 수평 다관절 로봇이 알려져 있다. 또한, 반송 장치 가동 전에, 미리 반송 로봇에 대한 명령 위치와, 실제의 웨이퍼의 중심 위치의 오차로부터 보정 테이블을 작성해 두고, 보정 테이블의 보정량을 목표 위치에 가산한 위치를 명령 위치로 하여, 반송 로봇에 웨이퍼 중심 위치 정렬 동작을 하게 하는 웨이퍼 반송 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 감속기의 피니언 기어가 시저스 기어 기구를 구비함으로써 백래시를 제거하는 로봇 시스템이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조).

또한, 웨이퍼를 파지한 핸드를, 웨이퍼의 적재부에 대응하는 소정 위치로 이동시킨 후, 핸드에 대한 웨이퍼의 위치 어긋남에 기초하여 더 핸드를 이동시켜 웨이퍼를 적재부에 적재하는, AWC(Acquire Wafer Center)라고 불리는 기술이 알려져 있다.

일본 특허 공개 제2009-49251호 공보 일본 특허 공개 제2012-171069호 공보

웨이퍼 등의 반송 대상물을 고정밀도로 목표 위치로 반송하는 기술에는, 고도의 로봇 위치 결정 정밀도가 요구된다. 특허문헌 1에 있어서는, 위치 결정 정밀도를 향상시키기 위해 보정 테이블을 사용한 제어 명령값의 제어를 행하고 있지만, 연산량이 많아진다. 특허문헌 2에 있어서는, 위치 결정 정밀도를 향상시키기 위해 시저스 기어 기구를 마련하는 구성으로 하고 있지만, 장치가 복잡화된다.

종래의 AWC에서는, 핸드를 소정 위치로 이동시킨 후, 위치 어긋남에 기초하여 더 핸드를 이동시키기 때문에, 핸드를 구동하는 모터의 역회전이 발생하는 경우가 있고, 이 모터와 연동하는 기어의 백래시의 영향으로, 웨이퍼 등의 반송 대상물을 고정밀도로 목표 위치로 반송하는 것이 불가능하다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 연산량의 증가나 장치의 복잡화를 억제하면서, 반송 대상물을 고정밀도로 목표 위치로 반송할 수 있는 산업용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

(1)

반송 대상물을 목표 위치로 반송하는 산업용 로봇에 있어서,

상기 반송 대상물을 파지하고 수평 방향으로 이동하는 핸드와,

상기 목표 위치로의 상기 반송 대상물의 반송 전의 상기 핸드의 위치를 제1 위치라 하고, 상기 핸드의 기준 위치에 대한 상기 반송 대상물의 위치 어긋남이 없는 경우에 상기 반송 대상물을 상기 목표 위치로 반송하기 위한 상기 핸드의 이동처를 제2 위치라 하고, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 위치를 제3 위치라 하고, 상기 반송 대상물을 파지한 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시키는 도중에 상기 반송 대상물이 통과하는 위치를 제4 위치라 하면, 상기 제4 위치에 마련되며 상기 반송 대상물의 통과를 검지하는 센서와,

상기 반송 대상물을 파지한 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 센서에 의한 검지 결과에 기초하여 상기 위치 어긋남을 검출하고, 상기 위치 어긋남의 검출 결과에 따라 상기 제2 위치를 보정한 제5 위치를 산출하고, 상기 핸드를 상기 제3 위치로부터 상기 제5 위치로 이동시키는 제어부

를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.

(1)과 같이 구성하면, 반송 대상물을 파지한 핸드를, 제1 위치로부터, 적재부에 대응하는 제2 위치보다 제1 위치의 측에 있는 제3 위치로 이동시키고, 다음에 보정 후의 제5 위치로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 먼저 핸드를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키는 구성과 비교하여, 핸드를 제5 위치로 이동시킬 때, 핸드를 구동하는 모터의 역회전의 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 이 모터와 연동하는 기어의 백래시의 영향에 의한 위치 결정 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

(2)

(1) 기재의 산업용 로봇이며,

상기 목표 위치의 바로 밑의 적재부에 상기 반송 대상물을 적재하는 것이고,

상기 제어부는, 상기 제5 위치로부터 상기 핸드를 하강시킴으로써, 상기 적재부에 상기 반송 대상물을 적재하는, 산업용 로봇.

(2)와 같이 구성하면, 핸드의 기준 위치에 대한 반송 대상물의 위치 어긋남에 따라, 적재부에 대하여 반송 대상물을 높은 위치 결정 정밀도로 적재할 수 있다.

(3)

(1) 또는 (2) 기재의 산업용 로봇이며,

상기 제3 위치는, 생길 수 있는 상기 위치 어긋남의 범위에서, 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시킬 때와, 상기 핸드를 상기 제3 위치로부터 상기 제5 위치로 이동시킬 때에 있어서, 상기 핸드를 이동시키기 위한 모터의 회전 방향이 동일하게 되는 위치인, 산업용 로봇.

(3)과 같이 구성하면, 핸드의 기준 위치에 대한 반송 대상물의 위치 어긋남의 방향이나 양에 상관없이, 핸드를 제5 위치로 이동시킬 때의 모터의 역회전의 발생을 억제할 수 있다.

(4)

(1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 산업용 로봇이며,

상기 제3 위치는 미리 정해진 위치인, 산업용 로봇.

(4)와 같이 구성하면, 보다 간단한 제어로 핸드를 이동시킬 수 있다.

(5)

(1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 산업용 로봇이며,

상기 제3 위치는, 상기 검지 결과가 얻어졌을 때의 상기 핸드의 위치인, 산업용 로봇.

(5)와 같이 구성하면, 미리 제3 위치를 설정해 두지 않아도, 반송 대상물이 제4 위치를 통과하여 센서에 의한 검지 결과가 얻어진 시점의 핸드의 위치를 제3 위치로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 연산량의 증가나 장치의 복잡화를 억제하면서, 반송 대상물을 고정밀도로 목표 위치로 반송할 수 있는 산업용 로봇을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 반송 시스템(1)의 개략 구성을 상측에서부터 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 반송 시스템(1)의 개략 구성을 정면측에서부터 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시하는 산업용 로봇(5)의 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 산업용 로봇(5)의, 암 지지부(17)가 상승하고 있는 상태의 측면도이다.
도 5는 도 3에 도시하는 산업용 로봇(5)의 평면도이다.
도 6은 웨이퍼의 위치 어긋남 보정을 행하기 위한 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 웨이퍼(2)를 웨이퍼 적재부(6)에 적재할 때의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 종래의 위치 보정의 일례를 참고로서 도시하는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시한 종래의 위치 보정에 있어서의 위치 POS_TA의 복수의 예를 참고로서 도시하는 도면이다.
도 10은 본 형태의 위치 어긋남 보정의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 도 9에 도시한 대기 위치 POS_E와 위치 POS_TA의 복수의 예의 위치 관계의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

(반송 시스템의 전체 구성)

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 반송 시스템(1)의 개략 구성을 상측에서부터 설명하기 위한 도면이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 반송 시스템(1)의 개략 구성을 정면측에서부터 설명하기 위한 도면이다.

본 형태의 반송 시스템(1)은, 반도체를 제조하기 위한 반도체 제조 시스템에 있어서, 반도체 웨이퍼를 반송하는 시스템이다. 이 반송 시스템(1)은, 반도체 웨이퍼(2)(이하, 「웨이퍼(2)」라고 함)를 수용하는 수용부(10)와, 웨이퍼(2)에 대하여 소정의 처리를 실행하는 처리 장치에 웨이퍼(2)를 반입하기 위한 수용부(3)를 구비하고 있다. 이 예에서는, 반송 시스템(1)은, 3개의 수용부(10)와, 2개의 수용부(3)를 구비하고 있다.

또한, 반송 시스템(1)은, 수용부(10)에 수용된 웨이퍼(2)를 수용부(3)의 웨이퍼 적재부(6)로 반송하여 적재하는 수평 다관절 산업용 로봇(5)(이하, 「산업용 로봇(5)」이라고 함)을 구비하고 있다. 본 형태의 웨이퍼(2)는, 산업용 로봇(5)에 의해 반송되는 반송 대상물이다. 웨이퍼 적재부(6)에 적재된 웨이퍼(2)는, 상기 처리 장치에 반입되어, 각종 처리가 실시된다. 산업용 로봇(5)은, 또한 처리가 실시된 웨이퍼(2)를, 수용부(3)로부터 수용부(10)로 복귀시키는 동작을 행해도 된다.

이하의 설명에서는, 상하 방향(중력 방향)에 직교하는 도 1 등의 X 방향을 「좌우 방향」이라고 하고, 상하 방향 및 좌우 방향에 직교하는 도 1 등의 Y 방향을 「전후 방향」이라고 한다. 또한, 좌우 방향 중 X1 방향측을 「우」측이라 하고, 그 반대측인 X2 방향측을 「좌」측이라 하고, 전후 방향 중 Y1 방향측을 「전」측이라 하고, 그 반대측인 Y2 방향측을 「후(뒤)」측이라 하자. 산업용 로봇(5)은, 전방측에 배치되는 2개의 수용부(3)와, 후방측에 배치되는 3개의 수용부(10) 사이에 설치되어 있다.

(수평 다관절 로봇의 구성)

도 3은, 도 1에 도시하는 산업용 로봇(5)의 측면도이다. 도 4는, 도 3에 도시하는 산업용 로봇(5)의, 암 지지부(17)가 상승하고 있는 상태의 측면도이다. 도 5는, 도 3에 도시하는 산업용 로봇(5)의 평면도이다.

산업용 로봇(5)은, 3링크 암형의 로봇이다. 이 산업용 로봇(5)은, 웨이퍼(2)를 파지하는 2개의 핸드(14, 15)와, 핸드(14, 15)가 선단측에 회동 가능하게 연결됨과 함께 수평 방향으로 동작하는 암(16)과, 암(16)의 기단측이 회동 가능하게 연결되는 암 지지부(17)와, 암 지지부(17)를 승강 가능하게 보유 지지하는 보유 지지부(18)를 구비하고 있다. 또한, 도시를 생략하지만, 산업용 로봇(5)은, 암(16)에 대하여 핸드(14, 15)를 회동시키는 핸드 구동 기구와, 암(16)을 구동하는 암 구동 기구와, 보유 지지부(18)에 대하여 암 지지부(17)를 승강시키는 암 승강 기구를 구비하고 있다.

암(16)은, 암 지지부(17)에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제1 암부(24)와, 제1 암부(24)의 선단측(도 3, 도 4의 좌측)에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제2 암부(25)와, 제2 암부(25)의 선단측(도 3, 도 4의 우측)에 기단측이 회동 가능하게 연결되는 제3 암부(26)로 구성되어 있다. 즉, 암(16)은, 서로 상대 회동 가능하게 연결되는 3개의 암부를 구비하고 있다. 제1 암부(24), 제2 암부(25) 및 제3 암부(26)는, 중공형으로 형성되어 있다. 암 지지부(17)와 제1 암부(24)와 제2 암부(25)와 제3 암부(26)는, 상하 방향에 있어서, 하측으로부터 이 순번으로 배치되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 핸드(14, 15)는, 상하 방향에서 보았을 때의 형상이 대략 Y 형상으로 되도록 형성되어 있다. 핸드(14, 15)는, 핸드(14)의 기단측 부분과 핸드(15)의 기단측 부분이 상하 방향으로 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 핸드(14)가 상측에 배치되고, 핸드(15)가 하측에 배치되어 있다. 핸드(14, 15)의 기단측 부분은, 제3 암부(26)의 선단측(도 3 내지 도 5의 좌측)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 핸드(14, 15)의 선단측(도 3 내지 도 5의 우측) 부분의 상면은, 웨이퍼(2)가 적재되는 적재면으로 되어 있고, 핸드(14, 15)의 선단측 부분의 상면에는, 1매의 웨이퍼(2)가 적재된다. 핸드(14, 15)는, 제3 암부(26)보다 상측에 배치되어 있다.

또한, 도 1에서는, 암(16), 핸드(14) 및 웨이퍼(2)의 복수 그대로의 위치 및 형상을 도시하고 있다. 또한, 도 1에서는, 핸드(15)의 도시를 생략하고 있다. 도 2에 있어서는, 핸드(14), 핸드(15), 암(16) 및 암 지지부(17)를, 암 지지부(17)가 상승하고 있는 상태에 대하여 실선으로 나타내고, 암 지지부(17)가 하강하고 있는 상태에 대하여 이점쇄선으로 나타내고 있다. 산업용 로봇(5)의 동작 시에는, 핸드(14)와 핸드(15)가 상하 방향으로 겹치는 경우도 있지만, 대부분의 경우, 핸드(14)와 핸드(15)는 상하 방향으로 겹쳐 있지 않다.

보유 지지부(18)는, 대략 직육면체의 상자형으로 형성되어 있다. 보유 지지부(18)의 상단부면 및 하단부면은, 상하 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다. 또한, 보유 지지부(18)의 전후의 양측면은, 전후 방향에 직교하는 평면으로 되어 있고, 보유 지지부(18)의 좌우의 양측면은, 좌우 방향에 직교하는 평면으로 되어 있다.

산업용 로봇(5)의 암 구동 기구는, 암(16)이 신축하도록 제1 암부(24) 및 제2 암부(25)를 함께 회동시키는 제1 구동 기구와, 제2 암부(25)에 대하여 제3 암부(26)를 회동시키는 제2 구동 기구를 구비하고 있다. 제1 구동 기구 및 제2 구동 기구의 각각은, 동력원인 모터나, 그 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속기에 의해 구성된다. 감속기는 각 부의 관절부를 구성한다. 제1 구동 기구 및 제2 구동 기구의 각 모터는, 암 지지부(17)나 암(16)의 내부에 배치된다.

산업용 로봇(5)의 핸드 구동 기구는, 동력원인 모터나, 그 모터의 동력을 감속하여 전달하는 감속기에 의해 구성된다. 핸드 구동 기구의 모터는, 제3 암부(26)의 내부에 배치된다.

산업용 로봇(5)의 암 승강 기구는, 예를 들어 보유 지지부(18)에 마련되고, 도 3에 도시하는 암 지지부(17)의 하한 위치와 도 4에 도시하는 암 지지부(17)의 상한 위치 사이에서 암 지지부(17)를 승강시킨다.

(반송 시스템의 개략 동작)

상기한 바와 같이, 산업용 로봇(5)은, 수용부(10)와 수용부(3) 사이에서 웨이퍼(2)를 반송한다. 예를 들어 산업용 로봇(5)의 핸드(14)에 의해 웨이퍼(2)를 수용부(3)의 웨이퍼 적재부(6)로 반송할 때에는, 우선, 핸드(14)에 의해 파지된 웨이퍼(2)의 높이가 웨이퍼 적재부(6)보다 약간 높아지도록 암 승강 기구가 구동된다. 다음에, 수평 방향에 있어서 웨이퍼(2)의 위치가 웨이퍼 적재부(6)의 위치와 일치하도록 핸드 구동 기구 및 암 구동 기구가 구동된다. 그리고, 웨이퍼(2)가 하강하도록 암 승강 기구가 구동됨으로써, 웨이퍼(2)가 웨이퍼 적재부(6)에 적재된다.

(웨이퍼의 위치 어긋남 보정)

도 6은, 웨이퍼의 위치 어긋남 보정을 행하기 위한 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 여기서는, 산업용 로봇(5)의 핸드(14)가 웨이퍼(2)를 파지하고 있고, 산업용 로봇(5)이 웨이퍼(2)를 대략 Y1 방향으로 이동시켜, 수용부(3)의 웨이퍼 적재부(6)에 웨이퍼(2)를 적재하는 경우에 대하여 설명한다. 도 6의 예에서는, 핸드(14)의 규정 위치에 대하여 웨이퍼(2)의 위치가 X1 방향으로 어긋나 있다.

투과형 센서(111)는, 산업용 로봇(5)이 웨이퍼(2)를 웨이퍼 적재부(6)로 이동시키기 전에 있어서의 웨이퍼(2)의 위치와, 웨이퍼 적재부(6) 사이에 마련되어 있고, 웨이퍼(2)의 통과를 검지한다. 도 6의 예에서는, 2개의 투과형 센서(111)가 X 방향으로 배열되어 있다.

투과형 센서(111)의 각각은, 예를 들어 상하 방향(웨이퍼(2)의 표리 방향)으로 서로 대향 배치된 발광부 및 수광부를 갖는다. 발광부는 수광부를 향하여 광을 출사하고, 수광부는 수광 결과를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 발광부와 수광부 사이를 웨이퍼(2)가 통과하면 광이 차단되기 때문에, 수광부가 출력하는 전기 신호에 기초하여, 투과형 센서(111)에 있어서의 웨이퍼(2)의 통과를 검지할 수 있다.

핸드(14)의 규정 위치에 대하여 웨이퍼(2)의 위치가 어긋나 있지 않은 경우, 핸드(14)의 위치 변화에 대하여, 투과형 센서(111)에 있어서의 웨이퍼(2)의 통과가 검지되는 타이밍은 일정하다. 핸드(14)의 규정 위치에 대하여 웨이퍼(2)의 위치가 어긋나 있는 경우, 핸드(14)의 위치 변화에 대하여, 투과형 센서(111)에 있어서의 웨이퍼(2)의 통과가 검지되는 타이밍은, 웨이퍼(2)의 위치 어긋남에 따른 것으로 된다.

따라서, 웨이퍼(2)가 2개의 투과형 센서(111)를 통과하도록 핸드(14)를 이동시키면, 2개의 투과형 센서(111)에 있어서 웨이퍼(2)의 통과가 검지된 각 타이밍에 기초하여, 핸드(14)의 규정 위치에 대한 웨이퍼(2)의 위치 어긋남의 양 및 방향을 검출할 수 있다.

도 7은, 웨이퍼(2)를 웨이퍼 적재부(6)에 적재할 때의 동작의 일례를 도시하는 도면이다. 도 7의 예에서는, 핸드(14)의 규정 위치에 대하여 웨이퍼(2)의 위치가 어긋나 있지 않은 것으로 한다. 산업용 로봇(5)에는, 산업용 로봇(5)의 각 부의 제어를 행하는 CPU(Central Processing Unit) 등의 제어 회로가 마련되어 있고, 이 제어 회로에 의해 핸드(14)의 구동이 행해진다. 이 제어 회로는, 본 발명의 제어부의 일례이다.

위치 POS_M은, 핸드(14)의 규정 위치에 대하여 웨이퍼(2)의 위치가 어긋나 있지 않은 경우에 웨이퍼(2)를 웨이퍼 적재부(6)로 반송하기 위한 핸드(14)의 이동처이다. 위치 POS_M은 산업용 로봇(5)에 대하여 미리 교시되어 있다.

대기 위치 POS_S는, 산업용 로봇(5)이 웨이퍼(2)를 웨이퍼 적재부(6)에 반입하기 전에 있어서의 웨이퍼(2)의 중심 위치(예를 들어 도 6에 도시한 웨이퍼(2)의 중심 위치)이다. 대기 위치 POS_S는, 위치 POS_M보다 높고, 수평 방향에 있어서 위치 POS_M과 다른 위치이다.

대기 위치 POS_E는, 산업용 로봇(5)이 웨이퍼(2)를 웨이퍼 적재부(6)에 반입한 후에 있어서의 핸드(14)의 대기 위치이다. 대기 위치 POS_E는, 위치 POS_M보다 낮고, 수평 방향에 있어서 대기 위치 POS_S와 동일한 위치이다. 또한, 대기 위치 POS_E는, 수평 방향에 있어서 대기 위치 POS_S와 다른 위치여도 된다.

위치 POS_T는, 수평 방향에 있어서 위치 POS_M과 동일한 위치이며, 상하 방향에 있어서 대기 위치 POS_S와 동일한 위치이다. 위치 POS_B는, 수평 방향에 있어서 위치 POS_M과 동일한 위치이며, 상하 방향에 있어서 대기 위치 POS_E와 동일한 위치이다. 투과형 센서(111)는, 대기 위치 POS_S와 위치 POS_T 사이에 마련되어 있다.

우선, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 웨이퍼(2)를 파지한 핸드(14)를 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_T로 이동시킨다. 그때, 웨이퍼(2)는 투과형 센서(111)(투과형 센서(111)의 센싱 영역)를 통과한다. 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 투과형 센서(111)에 의한 검지 결과에 기초하여, 웨이퍼(2)의 실제의 원심을 산출하고, 산출 결과와 미리 기억된 기준 원심을 비교함으로써, 핸드(14)의 규정 위치에 대한 웨이퍼(2)의 위치 어긋남을 검출한다. 도 6의 예에서는 위치 어긋남이 검출되지 않은 것으로 한다.

핸드(14)가 위치 POS_T로 이동하였을 때의 웨이퍼(2)의 위치는, 웨이퍼 적재부(6)의 바로 위이며, 웨이퍼(2)의 목표 위치의 일례이다. 또한, 웨이퍼(2)의 최종적인 목적 위치는 웨이퍼 적재부(6)이다.

다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 위치 어긋남이 검출되지 않았기 때문에, 핸드(14)를 위치 POS_T로부터 하강시켜 위치 POS_M으로 이동시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(2)가 웨이퍼 적재부(6)에 적재된다.

다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를 위치 POS_M으로부터 더 하강시켜 위치 POS_B로 이동시킨다. 이때, 웨이퍼(2)는, 핸드(14)로부터 이격되어, 위치 POS_M의 웨이퍼 적재부(6)에 적재된 채로 된다. 다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를 위치 POS_B로부터 대기 위치 POS_E로 이동시킨다.

도 8은, 종래의 위치 보정의 일례를 참고로서 도시하는 도면이다. 도 8에 있어서는, AWC라고 불리는 종래의 웨이퍼 위치 보정 기술에 대하여 참고로서 설명한다.

핸드(14)가 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_T로 이동하였을 때, 투과형 센서(111)에 의한 검지 결과에 기초하여, 핸드(14)의 규정 위치에 대한 웨이퍼(2)의 수평 방향의 위치 어긋남이 검출된 것으로 한다.

도 8에 도시하는 위치 POS_TA, 위치 POS_MA 및 위치 POS_BA는, 각각 위치 POS_T, 위치 POS_M 및 위치 POS_B를, 검출된 위치 어긋남에 따라 보정한 위치이다. 예를 들어, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)의 규정 위치에 대하여 웨이퍼(2)가 Y2 방향으로 Δ만큼 어긋나 있는 경우, 위치 POS_T, 위치 POS_M 및 위치 POS_B를 각각 Y1 방향으로 Δ만큼 어긋나게 한 위치 POS_TA, 위치 POS_MA 및 위치 POS_BA를 산출한다.

이 경우에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를, 위치 POS_T로부터 위치 POS_TA로 이동시킨다. 다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를 위치 POS_TA로부터 하강시켜 위치 POS_MA로 이동시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(2)가 웨이퍼 적재부(6)에 적재된다.

다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를 위치 POS_MA로부터 더 하강시켜 위치 POS_BA로 이동시킨다. 이때, 웨이퍼(2)는, 핸드(14)로부터 이격되어, 웨이퍼 적재부(6)에 적재된 채로 된다. 다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를 위치 POS_BA로부터 대기 위치 POS_E로 이동시킨다.

도 9는, 도 8에 도시한 종래의 위치 보정에 있어서의 위치 POS_TA의 복수의 예를 참고로서 도시하는 도면이다. 웨이퍼(2)는, 핸드(14)의 기준 위치에 대하여 수평 방향의 어느 방향으로도 어긋나는 경우가 있다. 이 때문에, 위치 어긋남에 기초하여 위치 POS_T를 보정한 위치 POS_TA는, 도 9의 위치 POS_TA1 내지 POS_TA4에 도시하는 바와 같이, 위치 POS_T에 대하여 여러 방향으로 될 수 있다.

예를 들어 위치 POS_TA2는, 위치 POS_T에 대하여 대기 위치 POS_S 측의 방향으로 된다. 위치 POS_T를 보정한 위치가 위치 POS_TA2인 경우, 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_T로 이동한 핸드(14)는, 위치 POS_TA2로, 즉 되돌아가는 방향으로 이동하게 된다. 이때, 핸드(14)를 이동시키기 위한 모터(예를 들어 상기 암 구동 기구나 핸드 구동 기구에 포함되는 모터)의 역회전이 발생하기 때문에, 백래시(기어간의 간극)에 의한, 보정 정밀도의 열화가 발생한다.

도 10은, 본 형태의 위치 어긋남 보정의 일례를 도시하는 도면이다. 위치 POS_P는, 투과형 센서(111)로부터 보아 대기 위치 POS_S와는 반대측의 위치이다. 환언하면, 대기 위치 POS_S와 위치 POS_P 사이에 투과형 센서(111)가 있고, 핸드(14)가 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_P로 이동할 때, 웨이퍼(2)는 투과형 센서(111)를 통과한다.

또한, 위치 POS_P는, 위치 POS_T보다 대기 위치 POS_S에 가까운 위치이다. 환언하면, 위치 POS_T에 대하여 위치 POS_TA가 어긋날 수 있는 범위에 있어서, 핸드(14)가 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_P로 이동할 때와, 핸드(14)가 위치 POS_P로부터 위치 POS_TA로 이동할 때에 있어서, 핸드(14)를 이동시키기 위한 모터의 회전 방향이 동일하게 되도록(역회전이 발생하지 않도록), 위치 POS_P가 결정된다.

위치 POS_P는, 예를 들어 대기 위치 POS_S 및 위치 POS_M에 기초하여 미리 결정되며, 산업용 로봇(5)의 메모리에 기억된다.

대기 위치 POS_S는, 웨이퍼 적재부(6)의 바로 위(목표 위치)로의 웨이퍼(2)의 반송 전의 핸드(14)의 위치인 제1 위치의 일례이다. 위치 POS_T는, 핸드(14)의 기준 위치에 대한 웨이퍼(2)의 위치 어긋남이 없는 경우에 웨이퍼(2)를 목표 위치로 반송하기 위한 핸드(14)의 이동처인 제2 위치의 일례이다. 위치 POS_P는, 대기 위치 POS_S(제1 위치)와 위치 POS_T(제2 위치) 사이의 위치인 제3 위치의 일례이다.

투과형 센서(111)의 위치는, 웨이퍼(2)를 파지한 핸드(14)를 대기 위치 POS_S(제1 위치)로부터 위치 POS_P(제3 위치)로 이동시키는 도중에 웨이퍼(2)가 통과하는 위치인 제4 위치의 일례이다. 위치 POS_TA는, 위치 어긋남의 검출 결과에 따라 위치 POS_T(제2 위치)를 보정한 제5 위치의 일례이다. 위치 POS_MA는, 상하 방향에 있어서 웨이퍼 적재부(6)의 위치와 동일하고, 수평 방향에 있어서 위치 POS_TA(제5 위치)의 위치와 동일한 제6 위치의 일례이다.

우선, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 웨이퍼(2)를 파지한 핸드(14)를 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_P로 이동시킨다. 그때, 웨이퍼(2)는 투과형 센서(111)를 통과한다. 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 투과형 센서(111)에 의한 검지 결과에 기초하여, 핸드(14)의 규정 위치에 대한 웨이퍼(2)의 위치 어긋남을 검출한다. 도 10의 예에서는, 도 8의 예와 마찬가지의 위치 어긋남이 검출된 것으로 한다.

다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를, 위치 POS_P로부터 위치 POS_TA로 이동시킨다. 다음에, 산업용 로봇(5)의 제어 회로는, 핸드(14)를 위치 POS_TA로부터 하강시켜 위치 POS_MA로 이동시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(2)가 웨이퍼 적재부(6)에 적재된다.

도 11은, 도 9에 도시한 대기 위치 POS_E와 위치 POS_TA의 복수의 예의 위치 관계의 일례를 도시하는 도면이다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 위치 POS_P는, 위치 어긋남에 기초하여 위치 POS_T를 보정한 위치 POS_TA가 위치 POS_TA1 내지 POS_TA4 중 어느 것이라도, 위치 POS_T와 비교하여 대기 위치 POS_S 측에 위치한다.

이에 의해, 핸드(14)가 대기 위치 POS_S로부터 위치 POS_P로 이동할 때와, 핸드(14)가 위치 POS_P로부터 위치 POS_TA로 이동할 때에 있어서, 핸드(14)를 이동시키기 위한 모터의 역회전을 억제할 수 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태에서는 웨이퍼(2)를 목표 위치(웨이퍼 적재부(6)의 바로 위)로 반송할 때, 웨이퍼(2)를 파지하는 핸드(14)를 이동시키기 위한 모터의 역회전을 억제할 수 있다. 이에 의해, 이 모터와 연동하는 기어(예를 들어 감속기에 포함되는 기어)의 백래시의 영향에 의한, 웨이퍼(2)의 반송 위치의 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 상기 특허문헌 1과 같은 보정 테이블을 사용한 제어 명령값의 제어를 행하지 않아도 되므로, 연산량의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 특허문헌 2와 같은 시저스 기어 기구를 마련하는 구성으로 하지 않아도 되므로, 장치의 복잡화를 억제할 수 있다. 이 때문에, 연산량의 증가나 장치의 복잡화를 억제하면서, 웨이퍼(2)를 고정밀도로 목표 위치로 반송할 수 있다.

(다른 실시 형태)

상술한 형태는, 본 발명의 적합한 형태의 일례이기는 하지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

상술한 형태에서는, 핸드(14)에 의해 수용부(3)의 웨이퍼 적재부(6)에 웨이퍼(2)를 적재하는 경우의 위치 어긋남 보정에 대하여 설명하였지만, 상기 위치 어긋남 보정은, 핸드(15)에 의해 웨이퍼 적재부(6)에 웨이퍼(2)를 적재하는 경우에도 적용 가능하다.

상술한 형태에서는, 웨이퍼(2)를 반송할 때의 목표 위치로서, 웨이퍼 적재부(6)의 바로 위의 위치에 대하여 설명하였지만, 웨이퍼(2)를 반송할 때의 목표 위치는 꼭 그렇지만은 않다. 예를 들어, 웨이퍼(2)를 반송할 때의 목표 위치는, 수용부(10)에 있어서의 웨이퍼 적재부의 바로 위여도 된다. 본 발명은 웨이퍼(2)의 웨이퍼 적재부(6)로의 적재에 한하지 않고, 각종 목적으로 웨이퍼(2)를 특정 목표 위치로 반송하는 구성 전반에 적용할 수 있다.

상술한 형태에서는 반송 대상물로서 원형의 웨이퍼(2)를 설명하였지만, 반송 대상물은, 이에 한하지 않고, 예를 들어 사각형 기판 등이어도 된다.

상술한 형태에서는, 반송 시스템(1)은, 웨이퍼(2)를 반송하기 위한 반송 시스템이지만, 반송 시스템(1)은, 반도체 이외의 것을 반송하는 시스템이어도 된다. 즉, 산업용 로봇(5)은, 예를 들어 유리 기판 등의 웨이퍼(2) 이외의 반송 대상물을 반송해도 된다.

1: 반송 시스템
2: 웨이퍼(반도체 웨이퍼)
3, 10: 수용부
5: 산업용 로봇(수평 다관절 산업용 로봇)
6: 웨이퍼 적재부
14, 15: 핸드
16: 암
17: 암 지지부
18: 보유 지지부
24: 제1 암부
25: 제2 암부
26: 제3 암부
111: 투과형 센서

Claims

반송 대상물을 목표 위치로 반송하는 산업용 로봇에 있어서,
상기 반송 대상물을 파지하고 수평 방향으로 이동하는 핸드와,
상기 목표 위치로의 상기 반송 대상물의 반송 전의 상기 핸드의 위치를 제1 위치라 하고, 상기 핸드의 기준 위치에 대한 상기 반송 대상물의 위치 어긋남이 없는 경우에 상기 반송 대상물을 상기 목표 위치로 반송하기 위한 상기 핸드의 이동처를 제2 위치라 하고, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 위치를 제3 위치라 하고, 상기 반송 대상물을 파지한 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시키는 도중에 상기 반송 대상물이 통과하는 위치를 제4 위치라 하면, 상기 제4 위치에 마련되며 상기 반송 대상물의 통과를 검지하는 센서와,
상기 반송 대상물을 파지한 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시키고, 상기 센서에 의한 검지 결과에 기초하여 상기 위치 어긋남을 검출하고, 상기 위치 어긋남의 검출 결과에 따라 상기 제2 위치를 보정한 제5 위치를 산출하고, 상기 핸드를 상기 제3 위치로부터 상기 제5 위치로 이동시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇.
제1항에 있어서, 상기 목표 위치의 바로 밑의 적재부에 상기 반송 대상물을 적재하는 것이고,
상기 제어부는, 상기 제5 위치로부터 상기 핸드를 하강시킴으로써, 상기 적재부에 상기 반송 대상물을 적재하는, 산업용 로봇.
제1항에 있어서, 상기 제3 위치는, 생길 수 있는 상기 위치 어긋남의 범위에서, 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시킬 때와, 상기 핸드를 상기 제3 위치로부터 상기 제5 위치로 이동시킬 때에 있어서, 상기 핸드를 이동시키기 위한 모터의 회전 방향이 동일하게 되는 위치인, 산업용 로봇.
제2항에 있어서, 상기 제3 위치는, 생길 수 있는 상기 위치 어긋남의 범위에서, 상기 핸드를 상기 제1 위치로부터 상기 제3 위치로 이동시킬 때와, 상기 핸드를 상기 제3 위치로부터 상기 제5 위치로 이동시킬 때에 있어서, 상기 핸드를 이동시키기 위한 모터의 회전 방향이 동일하게 되는 위치인, 산업용 로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 위치는 미리 정해진 위치인, 산업용 로봇.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 위치는, 상기 검지 결과가 얻어졌을 때의 상기 핸드의 위치인, 산업용 로봇.