KR20230134013A - A substrate transfer robot capable of diagnosing errors, an error diagnosis method thereof and a substrate processing system comprising a substrate transfer robot capable of error diagnosis - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에러 진단이 가능한 기판 이송 로봇, 기판 이송 로봇의 에러 진단방법과 에러 진단이 가능한 기판 이송 로봇을 포함하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 기판을 이송하는 기판 이송부; 기판을 이송하면서 기판의 제1 좌표 정보를 수집하는 제1 정보 수집부; 기판 이송부에 설치된 구동 모터로부터 제1 구동 토크 정보를 수집하는 제2 정보 수집부; 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 제1 구동 토크 정보가 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 발생한 것으로 판단하는 에러 판단부; 및 에러 판단부로부터 에러가 발생한 것으로 판단되는 경우기판 이송부를 자동으로 복구하기 위한 에러 복구 공정을 수행하도록 하는 에러 복구부;를 포함할 수 있다. The present invention relates to a substrate transfer robot capable of error diagnosis, an error diagnosis method of the substrate transfer robot, and a substrate processing system including a substrate transfer robot capable of error diagnosis.
A substrate transfer robot according to an embodiment includes a substrate transfer unit that transfers a substrate; a first information collection unit that collects first coordinate information of the substrate while transferring the substrate; a second information collection unit that collects first driving torque information from a drive motor installed in the substrate transfer unit; The first coordinate information is compared with the first reference information to calculate a first position deviation, the first position error is outside a preset range, and the first driving torque information is compared with the second reference information to calculate the first driving torque information. an error determination unit that determines that an error has occurred when the second standard information is outside the range; and an error recovery unit that performs an error recovery process to automatically restore the substrate transfer unit when the error determination unit determines that an error has occurred.
Description
본 발명은 에러 진단이 가능한 기판 이송 로봇, 기판 이송 로봇의 에러 진단방법과 에러 진단이 가능한 기판 이송 로봇을 포함하는 기판 처리 시스템에 관한 것으로, 에러 판단과 에러 발생시 자가 복구가 가능하고, 부품 사용 수명을 연장할 수 있는 기판 이송 로봇 및 이의 에러 진단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing system including a substrate transfer robot capable of error diagnosis, an error diagnosis method of the substrate transfer robot, and a substrate transfer robot capable of error diagnosis, capable of error judgment and self-recovery when an error occurs, and improving component service life. It relates to a substrate transfer robot that can extend and its error diagnosis method.
반도체 소자는 웨이퍼 상에 증착 공정, 연마 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 이온주입 공정, 세정 공정, 검사 공정, 열처리 공정 등이 선택적이면서도 반복적으로 수행되어 제조되며, 이렇게 반도체 소자로 형성되기 위하여 웨이퍼는 각 공정에서 요구되는 특정 위치로 운반되어 진다.Semiconductor devices are manufactured by selectively and repeatedly performing a deposition process, a polishing process, a photolithography process, an etching process, an ion implantation process, a cleaning process, an inspection process, and a heat treatment process on a wafer. In this way, the wafer is formed into a semiconductor device. is transported to the specific location required for each process.
상기와 같은 각각의 공정들을 모두 수행하기 위해서 기판은 진공로봇 등과 같은 이송 수단에 의해 다음 공정으로 이송되어야 한다. In order to perform all of the above processes, the substrate must be transferred to the next process by a transfer means such as a vacuum robot.
상기 진공로봇은 반도체 소자의 제조 장치의 진공 환경에서 기판을 이송하며, 동일한 동작과 토크를 유지하도록 관리하는 것이 중요하고, 동작과 토크가 특정 범위를 벗어날 경우 진공로봇을 구성하는 부품에 문제가 있다고 판단하고 있다.The vacuum robot transports substrates in the vacuum environment of the semiconductor device manufacturing equipment, and it is important to manage to maintain the same operation and torque. If the operation and torque are outside a certain range, there is a problem with the parts that make up the vacuum robot. I am judging.
특히, 기존에는 진공로봇의 관리를 위해 모터의 토크 경향을 파악하는 방법을 활용하고 있으나, 이와 같은 방법을 활용할 경우 참 원인을 파악하지 못하고 단순히 부품 불량에 의한 것으로만 판단하여 부품 교체 빈도가 증가하고, 정상인 부품까지 불량으로 판정하는 경우가 빈번히 발생하여 시스템 다운 시간이 증가하고, 생산성이 저하된다는 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. In particular, a method of identifying the torque trend of the motor has been used to manage vacuum robots. However, if this method is used, the true cause cannot be determined and it is simply judged to be caused by a defective part, which increases the frequency of parts replacement. , there are frequent cases where even normal parts are judged to be defective, which increases system down time and reduces productivity, so research on ways to supplement this is necessary.
기존에는 기판 이송 로봇의 동작에 에러가 발생할 경우 에러코드를 확인한 다음 로봇을 수동 점검하거나, 로봇의 토크 경향을 확인하고 이것이 비정상인 것으로 확인되는 경우 에러가 발생한 것으로 판단하여 로봇을 수동 점검하도록 하고 있다.Previously, if an error occurred in the operation of the substrate transfer robot, the error code was checked and then the robot was manually inspected, or the robot's torque tendency was checked and if this was found to be abnormal, it was determined that an error had occurred and the robot was manually inspected. .
일례로, 진공로봇의 베어링이 노후화될 경우 마찰 저항과 열화 경도 등이 변화하여 진동이 발생하며, 발생한 진동에 의해 웨이퍼 안착 지점의 센터링에 오차가 발생하거나, 미세 입자가 발생하여 오염을 유발하는 등의 문제가 발생할 수 있다. For example, when the bearings of a vacuum robot age, frictional resistance and deteriorated hardness change, causing vibration, and the generated vibration causes errors in the centering of the wafer seating point, or generates fine particles, causing contamination, etc. problems may occur.
하지만, 상기와 같이 토크 경향을 확인하는 기존의 방법은 진공 로봇의 정확한 불량의 원인을 파악하기 어렵고, 오롯이 모터 토크 경향으로만 관리되어, 에러 발생시 참 원인을 정확하게 파악하기 어렵고, 정상 부품인 경우에도 불량으로 판정하는 경우가 빈번하여 부품의 교체 주기 단축, 시스템 다운 시간의 증가, 생산성 하락, 품질 비용 추가 발생 등의 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.However, the existing method of checking the torque trend as described above is difficult to determine the exact cause of defects in the vacuum robot, and is managed solely based on the motor torque trend, making it difficult to accurately determine the true cause when an error occurs, and even if it is a normal part. Since products are frequently judged to be defective, there are problems such as shortening the replacement cycle of parts, increased system down time, decreased productivity, and additional quality costs, so research is needed on ways to compensate for these problems.
일 실시예에 따르면, 기판의 좌표 정보와 구동 모터의 진동을 모니터링하고, 에러 발생시 자가 복구가 가능하여 시스템 다운 시간을 줄여 생산성 하락을 방지할 수 있는 기판 이송 로봇에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.According to one embodiment, the aim is to provide technical content regarding a substrate transfer robot that monitors the coordinate information of the substrate and the vibration of the drive motor, and is capable of self-recovery when an error occurs, thereby reducing system down time and preventing a decrease in productivity. .
또한, 기판 이송 로봇의 부품 교체 주기와 사용 수명을 증가시킬 수 있고, 이에 따른 사후 처리 비용과 정리 손실(loss)을 감소시킬 수 있는 기판 이송 로봇에 관한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.In addition, the aim is to provide technical information regarding a substrate transfer robot that can increase the parts replacement cycle and service life of the substrate transfer robot, and thereby reduce post-processing costs and cleanup losses.
실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 기판 안착위치로 기판을 이송하는 기판 이송부; 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제1 좌표 정보를 수집하는 제1 정보 수집부; 상기 기판 이송부에 설치된 구동 모터로부터 제1 구동 토크 정보를 수집하는 제2 정보 수집부; 상기 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제1 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 발생한 것으로 판단하는 에러 판단부; 및 상기 에러 판단부로부터 에러가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 기판 이송부를 자동으로 복구하기 위한 에러 복구 공정을 수행하도록 하는 에러 복구부;를 포함할 수 있다. A substrate transfer robot according to an embodiment includes a substrate transfer unit that transfers a substrate to a substrate seating position; a first information collection unit that collects first coordinate information of the substrate while transporting the substrate to the substrate seating position; a second information collection unit that collects first driving torque information from a driving motor installed in the substrate transfer unit; The first coordinate information is compared with first reference information to calculate a first position error, and if the first position error is outside a preset range, the first driving torque information is compared with second reference information to calculate the first position error. an error determination unit that determines that an error has occurred when the driving torque information is outside the range of the second reference information; and an error recovery unit configured to perform an error recovery process to automatically restore the substrate transfer unit when the error determination unit determines that an error has occurred.
일 실시예에 따르면, 상기 에러 복구부는, 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정하여 자동 복구를 수행할 수 있고, 특히, 비례미분적분(PID) 제어를 통해 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정할 수 있다. According to one embodiment, the error recovery unit may perform automatic recovery by adjusting the control factor of the driving motor, and in particular, may adjust the control factor of the driving motor through proportional differential integral (PID) control.
일 실시예에 따르면, 상기 에러 복구부는, 상기 구동모터의 제어 인자 중 적어도 하나를 수정하여 에러 복구 공정을 수행한 다음 신호를 생성하여 상기 제1 정보 수집부가 제2 좌표 정보를 수집하고, 상기 제2 정보 수집부가 제2 구동 토크 정보를 수집하도록 하며, 상기 에러 판단부는, 상기 제2 좌표 정보와 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제2 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 복구되지 않은 것으로 판단할 수 있다. According to one embodiment, the error recovery unit performs an error recovery process by modifying at least one of the control factors of the driving motor and then generates a signal so that the first information collection unit collects second coordinate information, and the first information collection unit collects second coordinate information. 2 An information collection unit collects second driving torque information, and the error determination unit calculates a second position deviation by comparing the second coordinate information and first reference information, and the second position deviation is within a preset range. If the second driving torque information is outside the range of the second reference information, it may be determined that the error has not been recovered by comparing the second driving torque information with second reference information.
일 실시예에 따르면, 상기 에러 판단부는, 상기 에러 복구 공정을 수행한 다음 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보가 제2 기준 정보의 범위를 각각 벗어나면 상기 에러 복구 공정을 재수행하도록 하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속할 경우 상기 에러 복구 공정을 완료할 수 있다. According to one embodiment, after performing the error recovery process, the error determination unit determines the error if the second position deviation is outside a preset range and the second driving torque information is outside the range of second reference information. The recovery process may be re-performed, and if the second position deviation falls within a preset range, the error recovery process may be completed.
일 실시예에 따르면, 상기 에러 판단부는, 상기 에러 복구 공정을 미리 설정된 횟수만큼 에러 복구를 재수행하도록 상기 에러 복구부의 구동을 제어할 수 있고, 상기 에러 복구 공정을 미리 설정된 횟수만큼 재수행하여도 상기 에러가 복구되지 않는 경우 수동 복구를 위한 알람 신호를 생성할 수 있다.According to one embodiment, the error determination unit may control the operation of the error recovery unit to re-perform the error recovery process a preset number of times, and the error recovery unit may be configured to re-perform the error recovery process a preset number of times. If the error cannot be recovered, an alarm signal can be generated for manual recovery.
한편, 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 진단방법은, 상기와 같은 구조를 갖는 기판 이송 로봇에 대한 진단을 수행하며, 진단 대상 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제1 좌표 정보를 수집하는 제1 정보 수집단계; 상기 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 제1 구동 토크 정보를 수집하는 제2 정보 수집단계; 상기 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제1 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 지를 확인하여 에러가 발생하였는지 여부를 판단하는 에러 판단단계; 및 상기 에러 판단단계에서 에러가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 기판 이송 로봇을 복구하는 에러 복구단계;를 포함할 수 있다. On the other hand, the diagnosis method of the substrate transfer robot according to the embodiment performs diagnosis on the substrate transfer robot having the above structure, and transfers the substrate to the substrate seating position by the substrate transfer robot to be diagnosed, while the first part of the substrate is A first information collection step of collecting coordinate information; A second information collection step of collecting first driving torque information from a driving motor of the substrate transfer robot; The first coordinate information is compared with first reference information to calculate a first position error, and if the first position error is outside a preset range, the first driving torque information is compared with second reference information to calculate the first position error. An error determination step of determining whether an error has occurred by checking whether the driving torque information is outside the range of the second reference information; and an error recovery step of recovering the substrate transfer robot when it is determined that an error has occurred in the error determination step.
일 실시예에 따르면, 상기 에러 복구단계에서는, 상기 구동모터의 제어 인자 중 적어도 하나를 수정하여 상기 기판 이송 로봇의 에러 복구를 수행한 다음, 상기 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제2 좌표 정보를 수집하는 제3 정보 수집단계; 상기 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 제2 구동 토크 정보를 수집하는 제4 정보 수집단계; 및 상기 제2 좌표 정보와 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제2 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단하는 복구 후 에러 판단단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, in the error recovery step, error recovery of the substrate transfer robot is performed by modifying at least one of the control factors of the drive motor, and then the substrate is transferred to the substrate seating position by the substrate transfer robot. A third information collection step of collecting second coordinate information of the substrate; A fourth information collection step of collecting second driving torque information from the driving motor of the substrate transfer robot; and calculate a second position error by comparing the second coordinate information with first reference information, and if the second position error is outside a preset range, compare the second driving torque information with the second reference information, and calculate the second position error by comparing the second coordinate information with the second reference information. 2 If the driving torque information is outside the range of the second reference information, a post-recovery error determination step may be further included in which it is determined that the error has not been recovered.
일 실시예에 따르면, 상기 복구 후 에러 판단단계는, 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 에러를 복구하기 위한 복구 후 에러 복구단계를 추가로 수행할 수 있고, 미리 설정된 횟수만큼 상기 에러 복구 단계를 재수행하여도 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단되는 경우 수동 복구를 위한 알람 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment, in the post-recovery error determination step, if it is determined that the error has not been recovered, a post-recovery error recovery step may be additionally performed to recover the error, and the error recovery step may be performed a preset number of times. If it is determined that the error has not been recovered even if the recovery step is re-performed, the step of generating an alarm signal for manual recovery may be further included.
한편, 실시예에 따른 기판 처리 시스템은 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 포함하는, 적어도 하나의 공정 챔버; 및 상기 적어도 하나의 공정 챔버와 연결되고, 상기 기판을 이송하기 위한 상기와 같은 기판 이송 로봇이 설치된 이송 챔버를 포함한다.Meanwhile, a substrate processing system according to an embodiment includes at least one process chamber including a processing space for processing a substrate; and a transfer chamber connected to the at least one process chamber and installed with the above substrate transfer robot for transferring the substrate.
기존에는 기판 이송 과정 중 수집되는 기판의 좌표 정보를 측정하여 에러를 판단하거나, 구동 토크 만을 측정하여 에러를 판단하도록 하고 있으나, 기판의 좌표 정보 만으로 에러를 판단하는 경우 어떠한 원인으로 인해 에러가 발생하였는지 판별하기 어렵고, 구동 토크 만을 이용해 에러를 판단하는 경우 구동 토크가 일시적으로 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우라 할지라도 에러로 판단하여 실제 문제가 발생하였는지 정확한 예측이 불가능하다는 단점이 있다.Previously, the error was determined by measuring the coordinate information of the substrate collected during the substrate transfer process, or the error was determined by measuring only the driving torque. However, if the error was judged only based on the coordinate information of the substrate, it was necessary to determine what caused the error. It is difficult to determine, and when determining an error using only the driving torque, it is judged as an error even if the driving torque temporarily falls outside the preset range, so it is impossible to accurately predict whether an actual problem has occurred.
하지만, 실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 기판의 좌표 정보와 구동 모터의 진동을 함께 모니터링하여 에러가 발생하였는지 여부를 평가함에 따라 베어링 등과 같은 부품 결함에 의한 에러인지 여부를 평가할 수 있고 자동 복구가 필요한 상황인지 여부를 정확하게 확인할 수 있다.However, the substrate transfer robot according to the embodiment monitors the coordinate information of the substrate and the vibration of the drive motor to evaluate whether an error has occurred, thereby evaluating whether the error is due to a defect in a component such as a bearing, and automatic recovery is possible. You can accurately check whether it is necessary or not.
또한, 에러 발생시 자가 복구가 가능하여 시스템 다운 시간을 줄일 수 있고 이로 인한 생산성 하락을 방지할 수 있고, 기판 이송 로봇의 부품 교체 주기와 사용 수명을 연장할 수 있으며, 이에 따른 사후 처리 비용과 정리 손실(loss)을 감소시킬 수 있다.In addition, self-recovery is possible in the event of an error, which reduces system downtime and prevents productivity loss, and extends the parts replacement cycle and service life of the substrate transfer robot, resulting in post-processing costs and cleanup losses. (loss) can be reduced.
도 1은 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 나타낸 블록도이다.
도 2는 실시예에 따른 기판 이송 로봇에 설치되는 기판 이송부를 나타낸 개념도이다.
도 3은 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 진단방법을 나타낸 공정도이다.
도 4는 (a) 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보, (b) 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판 이송 로봇의 구동모터로부터의 구동 토크 정보, (c) 구동축에 설치되는 베어링 부품 결함에 의한 진동에 의해 에러가 발생한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보, (d) 구동축에 설치되는 베어링 부품 결함에 의한 진동에 의해 에러가 발생한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판 이송 로봇의 구동모터로부터의 구동 토크 정보의 일례를 나타낸 참고도이다.
도 5는 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 진단방법에서, 제어값 및 목표값으로 구동 모터의 파라미터 튜닝을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 나타낸 개념도이다.1 is a block diagram showing a substrate transfer robot according to an embodiment.
Figure 2 is a conceptual diagram showing a substrate transfer unit installed in a substrate transfer robot according to an embodiment.
Figure 3 is a process diagram showing a diagnostic method for a substrate transfer robot according to an embodiment.
Figure 4 shows (a) coordinate information of the substrate (S) collected while transferring the substrate (S) to the substrate seating position by a normally running substrate transfer robot, (b) information collected while transporting the substrate (S) to the substrate seating position by a normally running substrate transfer robot; (c) Driving torque information from the drive motor of the substrate transfer robot collected while transferring the substrate (S), (c) The substrate ( (d) Coordinate information of the substrate (S) collected while transporting the substrate (S), (d) an error occurred due to vibration caused by a defect in a bearing part installed on the drive shaft, collected while transporting the substrate (S) to the substrate seating position by the transfer robot This is a reference diagram showing an example of driving torque information from the drive motor of a substrate transfer robot.
Figure 5 is a reference diagram for explaining parameter tuning of a drive motor using control values and target values in the diagnosis method of a substrate transfer robot according to an embodiment.
Figure 6 is a conceptual diagram showing a substrate processing system according to an embodiment.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다 거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an example for structural and functional explanation, the scope of the present invention should not be construed as limited by the examples described in the text. In other words, since the embodiments can be modified in various ways and can take various forms, the scope of rights of the present invention should be understood to include equivalents that can realize the technical idea. In addition, the purpose or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment must include all or only such effects, so the scope of the present invention should not be understood as limited thereby.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected to the other component, but that other components may also exist in between. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Meanwhile, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly neighboring" should be interpreted similarly.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 표시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the indicated features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. It is intended to specify the existence of one thing, and should be understood as not excluding in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein, unless otherwise defined, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with the meaning they have in the context of the related technology, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless clearly defined in the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
도 1은 실시예에 따른 기판 이송 로봇을 나타낸 구성도이고, 도 2는 실시예에 따른 기판 이송 로봇에 기판 이송부를 나타낸 개념도이다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a substrate transfer robot according to an embodiment, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing a substrate transfer unit in the substrate transfer robot according to an embodiment.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 기판 이송 로봇(10)은 기판 이송부(100); 제1 정보 수집부(200); 제2 정보 수집부(300); 및 에러 판단부(400)를 포함하는 구조를 갖는다. Referring to Figures 1 and 2, the substrate transfer robot 10 according to the embodiment includes a substrate transfer unit 100; First information collection unit 200; Second information collection unit 300; and an error determination unit 400.
먼저, 기판 이송부(100)는 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하는 역할을 한다. 상기 기판 이송부(100)는 엔드 이펙터(110), 다관절 암(120), 구동 유닛(130) 및 이송 챔버(140)를 포함하는 통상적인 다양한 형태의 기판 이송 장치일 수 있다. 특히, 진공 분위기의 이송 공간(A)에서 기판(S)을 기판 안착위치로 이송하기 위한 기판 이송 장치를 대표적인 예로 들 수 있다. 일례로, 기판 이송부(100)는 게이트(G)에서 챔버로 기판(S)을 이송하거나, 설비 전방 단부 모듈(equipment fornt end module, EFEM)에서 공정 챔버로 기판을 이송하기 위한 기판 이송 장치일 수 있다. First, the substrate transfer unit 100 serves to transport the substrate S to the substrate seating position. The substrate transfer unit 100 may be a typical substrate transfer device of various types including an end effector 110, an articulated arm 120, a drive unit 130, and a transfer chamber 140. In particular, a representative example is a substrate transfer device for transferring the substrate S from the transfer space A in a vacuum atmosphere to the substrate seating position. For example, the substrate transfer unit 100 may be a substrate transfer device for transferring a substrate (S) from the gate (G) to a chamber or from an equipment front end module (EFEM) to a process chamber. there is.
상기 엔드 이펙터(110)는 이송하기 위한 기판(S)을 하부에서 지지하는 역할을 하며, 다관절 암(120)의 일단에 설치된다. 다관절 암(120)은 수평회전이 가능한 복수 개의 관절을 포함하며, 일단에 엔드 이펙터(110)가 설치되고, 타단은 구동 유닛(130)과 연결된다. 구동 유닛(130)은 구동 모터를 포함하며 다관절 암(120)의 복수 개의 관절을 구동시켜 수평회전이 가능한 구조를 형성하도록 하고, 이에 의해 엔드 에펙터(110)를 이용해 기판을 기판 안착위치로 이송할 수 있다. The end effector 110 serves to support the substrate S to be transferred from the lower part and is installed at one end of the multi-joint arm 120. The multi-joint arm 120 includes a plurality of joints capable of horizontal rotation, and an end effector 110 is installed at one end, and the other end is connected to the drive unit 130. The drive unit 130 includes a drive motor and drives a plurality of joints of the multi-joint arm 120 to form a structure capable of horizontal rotation, thereby moving the substrate to the substrate seating position using the end effector 110. It can be transported.
또한, 구동 유닛은 이송 공간에서 다관절 암(120)이 승하강 및 회전 가능한 구조를 형성하여 이송을 위한 기판을 엔드 이펙터(110)에 로딩하고, 로딩한 기판을 기판 안착위치로 이송한 다음 기판 안착위치에 언로딩할 수 있다. In addition, the driving unit forms a structure in which the multi-joint arm 120 can be raised, lowered, and rotated in the transfer space to load the substrate for transfer to the end effector 110, transfer the loaded substrate to the substrate seating position, and then transfer the substrate to the substrate seating position. It can be unloaded in the seating position.
상기 이송 챔버(140)는 진공 분위기의 이송 공간(A)을 내부에 형성하고, 엔드 이펙터(110), 다관절 암(120) 및 구동 유닛(130)이 내부에 설치되어 이송 공간을 통해 기판(S)을 이송할 수 있다. 이송 챔버(140)는 측면에 기판(S)을 로딩 또는 언로딩할 수 있는 통로인 게이트(G)가 적어도 한 개 이상 형성될 수 있다. The transfer chamber 140 forms a transfer space (A) in a vacuum atmosphere therein, and an end effector 110, an articulated arm 120, and a driving unit 130 are installed therein, so that the substrate ( S) can be transported. The transfer chamber 140 may have at least one gate G, which is a passage for loading or unloading the substrate S, formed on a side surface.
상기 제1 정보 수집부(200)는 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 상기 기판(S)의 제1 좌표 정보를 수집하는 역할을 한다.The first information collection unit 200 serves to collect first coordinate information of the substrate S while transporting the substrate S to the substrate seating position.
먼저, 상기 기판(S)의 제1 좌표 정보는 상기 기판 이송부(100)를 통해 기판을 이송하는 과정 중 기판의 중심점이 위치하는 좌표를 포함할 수 있으며, 복수 회에 걸쳐 기판을 반복적으로 이송하도록 하여 제1 좌표 정보를 수집할 수 있다.First, the first coordinate information of the substrate S may include the coordinates where the center point of the substrate is located during the process of transferring the substrate through the substrate transfer unit 100, and may be used to repeatedly transfer the substrate multiple times. Thus, first coordinate information can be collected.
이를 위해, 상기 제1 정보 수집부(200)는 자동 기판 센터링 센서(auto wafer centering sensor, AWS sensor)를 포함할 수 있다. 상기 기판 센터링 센서는 상기 이송 공간(A)에 설치되어 기판의 중심점을 검출하고, 상기 기판(S)의 제1 좌표 정보를 생성한다. 상기 기판 센터링 센서는 기판(S)의 중심점을 적어도 1회 이상 반복 수집하여 기판(S)의 제1 좌표 정보를 생성할 수 있다. To this end, the first information collection unit 200 may include an automatic wafer centering sensor (AWS sensor). The substrate centering sensor is installed in the transfer space (A) to detect the center point of the substrate and generate first coordinate information of the substrate (S). The substrate centering sensor may generate first coordinate information of the substrate S by repeatedly collecting the center point of the substrate S at least once.
즉, 기판(S)의 제1 좌표 정보는 상기 기판 이송부(100)를 통해 기판(S)을 이송하는 과정 중 일정 위치에 고정 설치된 기판 센터링 센서를 통해 인식되는 기판(S)의 중심점을 의미하며, 상기 기판(S)의 중심점은 기판 이송부(100)에 에러 발생시 기준점에서 벗어나는 범위의 폭이 확대되게 되어 위치 편차가 커지게 된다.That is, the first coordinate information of the substrate S refers to the center point of the substrate S recognized through a substrate centering sensor fixed to a certain position during the process of transferring the substrate S through the substrate transfer unit 100. When an error occurs in the substrate transfer unit 100, the width of the range in which the center point of the substrate S deviates from the reference point is expanded, thereby increasing the position deviation.
상기 제1 정보 수집부(200)는 상기와 같은 자동 기판 센터링 센서로부터 수집한 제1 좌표 정보를 전송하기 위한 제어 프로세서를 포함할 수 있다.The first information collection unit 200 may include a control processor for transmitting the first coordinate information collected from the automatic substrate centering sensor as described above.
또한, 상기 제1 정보 수집부(200)는 에러 복구 수행한 다음 에러 복구를 수행한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판(S)의 제2 좌표 정보를 수집할 수 있다. 수집한 제2 좌표 정보를 에러 판단부(400)로 전달하고, 에러 판단부(400)는 제2 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출할 수 있다. 즉, 제2 좌표 정보는 기판 이송부를 복구한 다음, 복구한 기판 이송부에 의해 이송되는 기판의 중심점이 위치하는 좌표를 의미한다. In addition, the first information collection unit 200 may collect second coordinate information of the substrate S while performing error recovery and then transferring the substrate to the substrate seating position by a substrate transfer robot that performed error recovery. . The collected second coordinate information is transmitted to the error determination unit 400, and the error determination unit 400 compares the second coordinate information with the first reference information to calculate the second position deviation. That is, the second coordinate information refers to the coordinates where the center point of the substrate transported by the restored substrate transfer unit is located after the substrate transfer unit is restored.
이후, 에러 판단부(400)는 상기 제2 좌표 정보를 상기 제1 기준 정보와 비교하여 상기 기판의 제2 위치 편차를 산출한다. 또한, 산출한 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속하는지 여부를 판별한다. 이때, 상기 에러 복구는 복수 회 반복 수행할 수 있으며, 이에 따라, 상기 제1 정보 수집부(200)는 에러 복구를 수행한 다음 제2 좌표 정보를 수집하는 단계를 반복할 수 있다. 에러 판단부(400)는 미리 설정된 횟수로 에러를 복구한 다음 상기 제2 위치 편차가 지속적으로 미리 설정된 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우 자동 복구에 의해 복구가 되지 않는 것으로 판단하고, 수동 복구 신호를 생성할 수 있다. 즉, 에러 판단부(400)는 부품의 교체주기가 도래한 것으로 판단하여 상기 기판 이송부의 부품을 교체하는 시기인 것으로 에러 판단부(400)가 판단할 수 있도록 한다.Thereafter, the error determination unit 400 compares the second coordinate information with the first reference information and calculates a second position deviation of the substrate. Additionally, it is determined whether the calculated second position error falls within a preset range. At this time, the error recovery may be performed multiple times, and accordingly, the first information collection unit 200 may repeat the step of performing error recovery and then collecting second coordinate information. The error determination unit 400 recovers the error a preset number of times, and then, if it is determined that the second position deviation continues to be outside the preset range, determines that recovery is not possible by automatic recovery and generates a manual recovery signal. can do. In other words, the error determination unit 400 determines that the component replacement cycle has arrived and allows the error determination unit 400 to determine that it is time to replace the components of the substrate transfer unit.
한편, 상기 제2 정보 수집부(300)는 기판 안착위치로 기판을 이송하는 상태에서 상기 기판 이송부에 설치된 구동 모터로부터 제1 구동 토크 정보를 수집하는 역할을 한다.Meanwhile, the second information collection unit 300 serves to collect first driving torque information from a drive motor installed in the substrate transfer unit while transferring the substrate to the substrate seating position.
이를 위해, 상기 제2 정보 수집부(300)는 토크 센서를 포함하여 제1 구동 토크 정보를 수집할 수 있으며, 토크 센서는 구동 모터 구동축의 일측에 설치되어 구동 토크 정보를 수집할 수 있다. To this end, the second information collection unit 300 may include a torque sensor to collect first driving torque information, and the torque sensor may be installed on one side of the drive motor drive shaft to collect driving torque information.
상기 구동 토크 정보는 구동 모터의 구동시 부품의 마찰에 의해 발생하는 진동 정보를 포함할 수 있으며, 상기 진동 정보는 인가되는 전압과 회전 속도 등에 의해 일정한 파형을 갖는 구동 토크 정보를 생성할 수 있다.The driving torque information may include vibration information generated by friction of components when the driving motor is driven, and the vibration information may generate driving torque information having a constant waveform depending on the applied voltage and rotation speed.
또한, 상기 제2 정보 수집부(300)는 에러 복구 수행한 다음 에러 복구를 수행한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판 이송부의 제2 구동 토크 정보를 수집할 수 있다. 이후, 수집한 제2 구동 토크 정보를 에러 판단부(400)로 전달하고, 에러 판단부(400)는 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교할 수 있다. 상기 제2 구동 토크 정보는 기판 이송부를 복구한 다음, 복구한 기판 이송부의 구동 토크 정보를 의미한다. 상기 제2 정보 수집부(300)는 복수 회 에러 복구를 수행하는 경우 제2 구동 토크 정보를 반복적으로 수집할 수 있다. 이후, 에러 판단부(400)는 상기 제2 구동 토크 정보를 상기 제2 기준 정보와 비교하여 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위에 속하는지 여부를 판별한다. 에러 판단부(400)는 미리 설정된 횟수로 에러를 복구한 다음 상기 제2 구동 토크 정보가 지속적으로 제2 기준 정보를 벗어나는 것으로 판단되는 경우 자동 복구에 의해 복구가 되지 않는 것으로 판단하고, 수동 복구 신호를 생성할 수 있다. 즉, 에러 판단부(400)는 부품의 교체주기가 도래한 것으로 판단하여 상기 기판 이송부의 부품을 교체하는 시기인 것으로 에러 판단부(400)가 판단할 수 있도록 한다.Additionally, the second information collection unit 300 may perform error recovery and then collect second driving torque information of the substrate transfer unit while transferring the substrate to the substrate seating position by a substrate transfer robot that has performed error recovery. Thereafter, the collected second driving torque information is transmitted to the error determination unit 400, and the error determination unit 400 may compare the second driving torque information with the second reference information. The second driving torque information refers to driving torque information of the restored substrate transporting unit after the substrate transporting unit is restored. The second information collection unit 300 may repeatedly collect second driving torque information when error recovery is performed multiple times. Thereafter, the error determination unit 400 compares the second driving torque information with the second reference information to determine whether the second driving torque information falls within a preset range. The error determination unit 400 recovers the error a preset number of times, and then, if it is determined that the second driving torque information continues to deviate from the second reference information, it determines that recovery is not possible through automatic recovery and sends a manual recovery signal. can be created. In other words, the error determination unit 400 determines that the component replacement cycle has arrived and allows the error determination unit 400 to determine that it is time to replace the components of the substrate transfer unit.
이에 따라, 상기 제2 정보 수집부(300)는 에러 복구를 수행한 기판 이송 로봇의 구동 토크 정보를 반복적으로 수집하는 의해 자동으로 에러 복구가 가능한지 여부를 확인할 수 있도록 한다.Accordingly, the second information collection unit 300 can automatically check whether error recovery is possible by repeatedly collecting driving torque information of the substrate transfer robot that has performed error recovery.
상기 에러 판단부(400)는 기판 이송부에 에러가 발생하였는지 여부를 판단하는 역할을 한다. 상기 에러 판단부(400)는 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제1 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 발생한 것으로 판단한다. The error determination unit 400 serves to determine whether an error has occurred in the substrate transfer unit. The error determination unit 400 calculates a first position deviation by comparing the first coordinate information with first reference information, and if the first position error is outside a preset range, the first driving torque information is set to the second reference information. When the first driving torque information is compared with the information and is outside the range of the second reference information, it is determined that an error has occurred.
구체적으로, 에러 판단부(400)는 상기 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 상기 기판(S)의 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단할 수 있다. Specifically, the error determination unit 400 calculates a first position deviation of the substrate S by comparing the first coordinate information with first reference information, and determines whether the first position deviation is outside a preset range. can be judged.
또한, 상기 에러 판단부(400)는 제1 기준 정보가 저장되어 상기 기판(S)의 제1 위치 편차를 산출할 수 있다. 이때, 상기 제1 기준 정보는 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보를 포함할 수 있다. Additionally, the error determination unit 400 may store first reference information and calculate the first position deviation of the substrate S. At this time, the first reference information may include coordinate information of the substrate S collected while transferring the substrate S to the substrate seating position by a normally operating substrate transfer robot.
아울러, 상기 에러 판단부(400)는 제1 정보 수집부(200)에서 수집한 제1 좌표 정보를 저장할 수 있다.In addition, the error determination unit 400 may store the first coordinate information collected by the first information collection unit 200.
또한, 상기 에러 판단부(400)는 에러 복구를 수행한 다음 상기 기판(S)의 제2 좌표 정보를 수신 받아 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출할 수도 있다. Additionally, the error determination unit 400 may perform error recovery and then receive second coordinate information of the substrate S and compare it with first reference information to calculate a second position deviation.
그리고, 상기 에러 판단부(400)는 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 구동 토크가 미리 설정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단할 수 있도록 한다. Additionally, the error determination unit 400 compares the first driving torque information with second reference information to determine whether the driving torque is outside a preset range.
상기 구동 토크 정보는 구동 모터의 구동시 부품의 마찰에 의해 발생하는 진동 정보를 포함할 수 있으며, 에러의 원인에 따라 상이한 파형을 갖는 구동 토크 정보를 생성할 수 있다. The driving torque information may include vibration information generated by friction of components when the driving motor is driven, and driving torque information having different waveforms may be generated depending on the cause of the error.
상기 에러 판단부(400)는 기준 토크 정보를 포함하는 제2 기준 정보가 저장되며, 구동 모터의 토크 정보를 포함하는 구동 토크 정보와 저장한 제2 기준 정보를 비교하여 구동 모터에서 발생하는 상이한 진동 특성을 평가하고, 이에 따라 에러의 원인을 판별할 수 있다. 이때, 상기 제2 기준 정보는 정상 구동하는 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 수집한 구동 토크 정보를 포함할 수 있다.The error determination unit 400 stores second reference information including reference torque information, and compares the driving torque information including torque information of the driving motor with the stored second reference information to detect different vibrations occurring in the driving motor. The characteristics can be evaluated and the cause of the error can be determined accordingly. At this time, the second reference information may include driving torque information collected from the driving motor of the normally running substrate transfer robot.
상기 에러는 상기 진단 대상 기판 이송 로봇의 부품 결함, 상기 부품의 열화에 의한 경도 변화 중 적어도 어느 하나에 의해 발생하는 것일 수 있으며, 이에 따라, 제1 구동 토크 정보가 기준 토크 정보와 상이한 파형을 갖게 될 수 있다.The error may be caused by at least one of a defect in a component of the substrate transfer robot to be diagnosed or a change in hardness due to deterioration of the component. Accordingly, the first driving torque information has a different waveform from the reference torque information. It can be.
특히, 상기 부품은 베어링 등과 같이 구동축에 설치되는 부품일 수 있으며, 이와 같은 부품이 노후화될 경우 구동 토크의 변경에 의해 기판 이송부(100)에 의해 이송되는 기판(S)의 위치 좌표가 변경되는 원인으로 작용할 수 있다. In particular, the part may be a part installed on a drive shaft, such as a bearing, and when such a part ages, the position coordinates of the substrate S transported by the substrate transfer unit 100 change due to a change in driving torque. It can act as
또한, 상기 에러 판단부(400)는, 상기 제1 구동 토크 정보를 기준 토크 정보와 비교한 다음, 상기 기판 이송부(100)의 내부 환경 변화를 점검하고, 상기 기판 이송부(100)의 설정 정보를 점검하여 상기 에러의 원인을 판별할 수도 있다.In addition, the error determination unit 400 compares the first driving torque information with reference torque information, checks changes in the internal environment of the substrate transfer unit 100, and determines the setting information of the substrate transfer unit 100. You can also check to determine the cause of the error.
상기 기판 이송부(100)의 내부 환경이 변화하거나, 기판 이송부(100)의 설정 정보가 미리 설정된 정보와 상이할 경우 구동 모터에서 상이한 구동 토크 정보가 수집될 수 있으며, 이와 같은 경우 내부 환경이나 설정 정보를 기존과 동일하게 변경하는 방법을 통해서 에러를 해결할 수 있다.If the internal environment of the substrate transfer unit 100 changes or the setting information of the substrate transfer unit 100 is different from preset information, different driving torque information may be collected from the drive motor. In this case, the internal environment or setting information may be collected. The error can be resolved by changing the same as before.
즉, 에러 판단부(400)는, 제1 구동 토크 정보와 제1 위치 편차 사이에 교집합이 형성되는 부분이 있는지 여부를 확인하여 에러의 원인을 판단하도록 구성할 수도 있다. That is, the error determination unit 400 may be configured to determine the cause of the error by checking whether there is an intersection between the first driving torque information and the first position deviation.
또한, 상기 에러 판단부(400)는 상기 기판 이송부(100)의 복구를 위한 자동 복구 신호를 생성할 수 있다.Additionally, the error determination unit 400 may generate an automatic recovery signal for recovery of the substrate transfer unit 100.
그리고, 상기 에러 판단부(400)는, 상기 에러가 수동 복구해야 하는 것으로 판별되는 경우 관리자가 에러를 수동 복구할 수 있도록 알람 신호를 생성하여 관리자가 에러 발생을 확인할 수 있도록 한다. In addition, when the error determination unit 400 determines that the error requires manual recovery, it generates an alarm signal so that the manager can manually recover the error, so that the manager can confirm the occurrence of the error.
상기 에러 판단부(400)는, 상기 제2 좌표 정보를 상기 제1 기준 정보와 비교하여 상기 기판의 제2 위치 편차를 산출하고, 산출한 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속하는지 여부를 판별할 수 있다. The error determination unit 400 calculates a second position deviation of the substrate by comparing the second coordinate information with the first reference information, and determines whether the calculated second position deviation falls within a preset range. can do.
또한, 에러 복구를 수행한 다음 기판 이송부(400)의 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위에 속하는지 여부 또한 판별할 수 있다.In addition, after performing error recovery, the second driving torque information of the substrate transfer unit 400 can be compared with the second reference information to determine whether the second driving torque information falls within a preset range.
상기 에러 판단부(400)는 제2 위치 편차와 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위를 벗어날 경우 에러 복구를 재실시하도록 신호를 생성할 수 있다. 상기 에러 판단부(400)는 미리 설정된 횟수만큼 에러 복구를 반복 실시하고 제2 위치 편차 및 제2 구동 토크 정보를 수집하도록 할 수 있으며, 미리 설정된 횟수만큼 에러 복구를 실시한 이후에도 제2 위치 편차 및 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위를 벗어날 경우 수동 복구 신호를 생성하여 관리자에게 알람할 수 있도록 한다.The error determination unit 400 may generate a signal to re-perform error recovery when the second position deviation and the second driving torque information are outside a preset range. The error determination unit 400 may repeatedly perform error recovery a preset number of times and collect the second position deviation and second driving torque information, and even after performing error recovery a preset number of times, the second position deviation and the second driving torque information may be collected. 2 If the driving torque information is outside the preset range, a manual recovery signal is generated to alert the manager.
또한, 실시예에 따른 기판 이송 로봇은 에러 복구부(500)를 더 포함할 수 있다. 상기 에러 복구부(500)는 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정하여 자동 복구를 수행하도록 한다. 이때, 상기 에러 복구부는 비례미분적분(PID) 제어를 통해 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정할 수 있으며, 상기 에러의 원인에 따라 상기 기판 이송 로봇의 구동 모터에 대한 비례미분적분(PID) 제어를 수행하도록 하여 에러를 복구할 수도 있다.Additionally, the substrate transfer robot according to the embodiment may further include an error recovery unit 500. The error recovery unit 500 adjusts control factors of the driving motor to perform automatic recovery. At this time, the error recovery unit can adjust the control factor of the driving motor through proportional differential and integral (PID) control, and performs proportional differential and integral (PID) control on the driving motor of the substrate transfer robot depending on the cause of the error. You can also recover from the error by doing this.
상기 비례미분적분(PID) 제어는 피드백 제어 방식으로 기판 이송 로봇에 설치된 구동 모터의 제어 인자(parameter)를 튜닝하고, 구동 모터에 대한 비례미분적분 제어를 수행하여 상기 에러를 복구할 수 있다. The proportional-differential-integral (PID) control is a feedback control method that tunes the control parameters of the drive motor installed in the substrate transfer robot and performs proportional-differential-integral control on the drive motor to recover the error.
구체적으로, 에러 복구부(500)는 기판(S)의 제1 위치 편차를 이용해 오차값을 계산하고, 계산한 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 산출한다. 상기 제어값은 하기 식 1과 같이 세 개의 항을 더하여 제어값(manipulated variable, MV)을 계산하도록 구성이 되어 있다. Specifically, the error recovery unit 500 calculates an error value using the first position deviation of the substrate S, and calculates a control value necessary for control using the calculated error value. The control value is configured to calculate a control value (manipulated variable, MV) by adding three terms as shown in Equation 1 below.
[식 1][Equation 1]
상기 항은 하기 식 2에 나타낸 바와 같이 각각 오차값, 오차값의 적분, 오차값의 미분에 비례한다. 상기 비례항(Kp)은 진공로못의 현재 상태에서의 오차값의 크기에 비례한 제어작용을 하며, 구동 모터를 제어하여 제1 기준 정보의 위치 좌표에 접근하는 값을 갖도록 구동 모터의 토크를 제어할 수 있다.The above terms are proportional to the error value, the integral of the error value, and the derivative of the error value, respectively, as shown in Equation 2 below. The proportional term (Kp) acts as a control proportional to the size of the error value in the current state of the vacuum log, and controls the torque of the drive motor to have a value approaching the position coordinate of the first reference information. can do.
상기 적분항(Ki)은 정상상태 오차를 제거하는 역할을 한다. 상기 적분항은 상기와 같이 비례항을 통해 제1 위치 편차를 제1 기준 정보와 유사한 값이 되도록 토크를 제어한 다음 미소한 오차를 줄이도록 구동 모터의 토크를 제어할 수 있다. 상기 미소한 오차는 잔류 편차라고도 불리우며, 잔류 편자는 시간적으로 누적하여 특정 파형을 갖도록 조작량을 증가하여 편차를 줄일 수 있도록 한다. The integral term (Ki) serves to remove steady-state errors. The integral term can control the torque so that the first position deviation is similar to the first reference information through the proportional term as described above, and then control the torque of the driving motor to reduce the slight error. The minute error is also called residual deviation, and the residual deviation accumulates over time to reduce the deviation by increasing the manipulation amount to have a specific waveform.
상기 미분항(Kd)은 출력항의 급격한 변화에 대한 오버슛을 줄이고 안정성을 향상시키는 역할을 한다. 미분항은 비례항 및 적분항 제어를 수행하여 목표값을 제어한 다음 일정한 시간(시정수)가 필요하며, 정수가 크면 외란이 있을 때의 응답 특성이 저하되며, 미분항은 급격하기 발생하는 외란에 대한 편차를 확인하고, 전회 편차와의 차이가 클 경우 조작량을 증가시켜 기민하게 반응하도록 하여 오버슛을 방지할 수 있다.The differential term (Kd) serves to reduce overshoot in response to sudden changes in the output term and improve stability. The differential term requires a certain amount of time (time constant) after controlling the target value by performing proportional and integral term control. If the constant is large, the response characteristics when there is a disturbance deteriorates, and the derivative term is used to respond to sudden disturbances. Overshoot can be prevented by checking the deviation and reacting quickly by increasing the manipulation amount if the difference from the previous deviation is large.
[식 2][Equation 2]
상기와 같이 제어값이 계산되면, 상기 에러 복구부(500)는 상기 제어값에 맞게 구동 모터의 제어 인자(parameter)를 튜닝하여 에러 복구를 실행할 수 있다. 상기 제어값은 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속하도록 구동 모터를 제어하기 위한 제어 인자를 의미한다. When the control value is calculated as above, the error recovery unit 500 can perform error recovery by tuning the control parameters of the driving motor according to the control value. The control value refers to a control factor for controlling the driving motor so that the first position deviation falls within a preset range.
상기 에러 복구부(500)는, 상기 구동모터의 제어 인자 중 적어도 하나를 수정하여 에러 복구 공정을 수행한 다음 신호를 생성하여 상기 제1 정보 수집부가 제2 좌표 정보를 수집하고, 상기 제2 정보 수집부가 제2 구동 토크 정보를 수집하도록 하며, 상기 에러 판단부는, 상기 제2 좌표 정보와 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제2 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 복구되지 않은 것으로 판단The error recovery unit 500 performs an error recovery process by modifying at least one of the control factors of the driving motor and then generates a signal so that the first information collection unit collects second coordinate information and collects the second information. A collection unit collects second driving torque information, and the error determination unit calculates a second position deviation by comparing the second coordinate information with first reference information, and the second position deviation is outside a preset range, Comparing the second driving torque information with second reference information and determining that the error is not recovered when the second driving torque information is outside the range of the second reference information
또한, 상기 에러 판단부(400)는, 상기 에러 복구 공정을 수행한 다음 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보가 제2 기준 정보의 범위를 각각 벗어나면 상기 에러 복구 공정을 재수행하도록 하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속할 경우 상기 에러 복구 공정을 완료하도록 신호를 생성할 수 있다.In addition, after performing the error recovery process, the error determination unit 400 determines the error if the second position deviation is outside a preset range and the second driving torque information is outside the range of the second reference information. A signal may be generated to re-perform the recovery process and complete the error recovery process if the second position deviation falls within a preset range.
그리고, 에러 판단부(400)는, 상기와 같이 제어값에 맞게 구동 모터의 제어 인자를 튜닝하여 에러 복구를 실행한 다음 제2 좌표 정보를 수집한 다음 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위 이내가 되어 에러가 복구되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한다. 하지만, 상기와 같이 제어값 만으로 구동 모터를 PID 제어할 경우 부품을 반드시 교체하지 않아도 되는 상황이나 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속하도록 제어되지 않을 수 있다. Then, the error determination unit 400 performs error recovery by tuning the control factors of the driving motor according to the control value as described above, then collects the second coordinate information and compares it with the reference information to determine the second position deviation in advance. Allows you to check whether the error has been recovered by falling within the set range. However, when the driving motor is PID controlled using only the control value as described above, parts may not necessarily be replaced or the first position deviation may not be controlled to fall within a preset range.
아울러, 상기 에러 판단부(400)는, 상기 에러 복구 공정을 미리 설정된 횟수만큼 에러 복구를 재수행하도록 상기 에러 복구부의 구동을 제어할 수 있고, 상기 에러 복구 공정을 미리 설정된 횟수만큼 재수행하여도 상기 에러가 복구되지 않는 경우 수동 복구를 위한 알람 신호를 생성하도록 제어할 수 있다.In addition, the error determination unit 400 may control the operation of the error recovery unit to re-perform the error recovery process a preset number of times, and even if the error recovery process is re-performed a preset number of times, the error recovery process may be controlled. If the error cannot be recovered, it can be controlled to generate an alarm signal for manual recovery.
이에 따라, 제2 좌표 정보를 수집한 다음 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차와 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위 이내가 되지 않은 것으로 판별된 경우 상기 에러 복구부(500)는 상기 제어값의 100 내지 200%의 범위가 되도록 목표값을 설정하고, 설정한 목표값에 따라 구동 모터를 다시 제어하도록 한다. Accordingly, if the second coordinate information is collected and then compared with the reference information, and it is determined that the second position deviation and the second driving torque information are not within the preset range, the error recovery unit 500 adjusts the control value. Set the target value to be in the range of 100 to 200%, and control the drive motor again according to the set target value.
이후, 에러 복구부(500)는 상기 제어값의 100 내지 200%의 범위가 되도록 목표값을 설정하고, 설정한 목표값에 따라 구동 모터를 제어하도록 한다. 즉, 에러 복구부(500)는 제어값에 맞게 구동 모터의 파라미터를 튜닝하여 에러를 자동으로 복구하고, 에러가 자동 복구에 의해 복구되지 않은 것으로 판별되는 경우 제어값 보다 큰 범위의 목표값을 다시 설정하여 목표값에 따라 파라미터를 튜닝하여 에러를 다시 자동으로 복구하도록 한다.Afterwards, the error recovery unit 500 sets the target value to be in the range of 100 to 200% of the control value and controls the driving motor according to the set target value. In other words, the error recovery unit 500 automatically recovers the error by tuning the parameters of the driving motor according to the control value, and when it is determined that the error has not been recovered by automatic recovery, the error recovery unit 500 resets the target value in a range larger than the control value. Set and tune the parameters according to the target value to automatically recover from the error.
상기와 같이 목표값 대로 구동모터의 파라미터를 튜닝하여 구동을 수행한 다음, 목표값으로 변경한 경우에도 제2 위치 편차와 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위 이내가 되지 않은 것으로 판별된 경우 부품을 교체하는 시기가 도래한 것으로 판별할 수 있다.After performing the drive by tuning the parameters of the drive motor according to the target value as described above, even when changed to the target value, if it is determined that the second position deviation and the second drive torque information are not within the preset range, the part is replaced. It can be determined that the time for replacement has arrived.
상기와 같이 에러 복구부(500)가 제어값의 100 내지 200%의 범위가 되도록 목표값을 설정하여 구동 모터의 파라미터를 튜닝하여 제어하는 방식을 통해 구동 모터를 제어하도록 함에 따라, 부품이 완전히 노후 또는 파손되지 않은 일부 또는 다소 노후된 상태에서 발생하는 에러를 방지할 수 있고, 부품의 교체 주기를 연장할 수 있다. 특히, 에러 복구부(500)는 에러 복구를 수행하는 각 단계마다 제어값의 110 내지 150%의 범위가 되도록 목표값을 설정하고 에러 복구를 수행하도록 하며, 에러 복구가 완료되는 경우 기존 대비 부품의 사용 주기를 연장할 수 있게 된다. 즉, 에러 복구부(500)는 부품이 일부 노후화된 경우에도 부품을 즉시 교체하지 않도록 하고 구동 모터의 PID 제어를 통해 부품의 사용 주기를 연장할 수 있다.As described above, the error recovery unit 500 sets the target value to be in the range of 100 to 200% of the control value and controls the drive motor by tuning the parameters of the drive motor. As a result, the parts are completely deteriorated. Alternatively, errors that occur in undamaged or somewhat worn states can be prevented, and the replacement cycle of parts can be extended. In particular, the error recovery unit 500 sets a target value to be in the range of 110 to 150% of the control value at each step of performing error recovery and performs error recovery. When error recovery is completed, the number of parts compared to the existing one is reduced. The usage cycle can be extended. In other words, the error recovery unit 500 prevents parts from being replaced immediately even if some of the parts are worn out, and can extend the use cycle of the parts through PID control of the driving motor.
상기와 같은 실시예에 따른 기판 이송 로봇(10)은 기판 이송부(100)에 배치되는 기판(S)의 좌표 정보와 구동 토크 정보를 수집하여 에러가 발생한 것으로 판단되는 경우 자동 복구를 수행하도록 한다. 상기 자동 복구는 구동 모터의 파라미터를 변경하는 PID 제어를 통해 수행한다. 이때, 에러 판단부(400)는 제1 위치 편차를 제어하기 위한 제어값을 설정하고, 설정한 대로 구동모터의 파라미터를 튜닝하여 에러를 복구하도록 한다. 제어값에 의해 구동 토크 정보가 정상 편차를 나타낼 경우 에러가 복구된 것으로 판단하고, 설정한 제어값으로 구동 모터가 구동하도록 제어한다. 제어값에 의하여도 에러가 복구되지 않은 것으로 판별되는 경우 초과값을 제어값에 더해 목표값을 설정하고, 목표값 대로 대로 구동모터의 파라미터를 튜닝하여 에러를 복구하도록 한다. The substrate transfer robot 10 according to the above-described embodiment collects coordinate information and driving torque information of the substrate S placed on the substrate transfer unit 100 and performs automatic recovery when it is determined that an error has occurred. The automatic recovery is performed through PID control that changes the parameters of the driving motor. At this time, the error determination unit 400 sets a control value for controlling the first position deviation and restores the error by tuning the parameters of the driving motor as set. If the driving torque information shows a normal deviation according to the control value, it is determined that the error has been recovered, and the driving motor is controlled to drive with the set control value. If it is determined that the error has not been recovered by the control value, the excess value is added to the control value to set the target value, and the error is recovered by tuning the parameters of the drive motor according to the target value.
상기 에러 판단부(400)는 목표값에 의해 구동 토크 정보가 정상 편차를 나타낼 경우 에러가 복구된 것으로 판단하고, 설정한 목표값으로 구동 모터가 구동하도록 제어한다. 하지만, 목표값 대로 에러 복구 단계를 미리 설정된 횟수만큼 반복수행한 다음에도 에러가 복구되지 않은 것으로 판별되는 경우 수동 복구 신호를 생성한다. 수동 복구를 통해 에러를 유발하는 부품은 완전 노후 또는 파손된 것으로 판별하고, 부품을 교체하도록 한다. If the driving torque information shows a normal deviation from the target value, the error determination unit 400 determines that the error has been recovered and controls the drive motor to drive at the set target value. However, if it is determined that the error has not been recovered even after the error recovery step is repeatedly performed a preset number of times according to the target value, a manual recovery signal is generated. Through manual recovery, the part causing the error is determined to be completely worn or damaged, and the part is replaced.
기존에는 기판 이송 과정 중 수집되는 기판의 좌표 정보를 측정하여 에러를 판단하거나, 구동 토크 만을 측정하여 에러를 판단하도록 하고 있으나, 기판의 좌표 정보 만으로 에러를 판단하는 경우 어떠한 원인으로 인해 에러가 발생하였는지 판별하기 어렵고, 구동 토크 만을 이용해 에러를 판단하는 경우 구동 토크가 일시적으로 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우라 할지라도 에러로 판단하여 실제 문제가 발생하였는지 정확한 예측이 불가능하다는 단점이 있다.Previously, the error was determined by measuring the coordinate information of the substrate collected during the substrate transfer process, or the error was determined by measuring only the driving torque. However, if the error was judged only based on the coordinate information of the substrate, it was necessary to determine what caused the error. It is difficult to determine, and when determining an error using only the driving torque, it is judged as an error even if the driving torque temporarily falls outside the preset range, so it is impossible to accurately predict whether an actual problem has occurred.
하지만, 실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 기판의 좌표 정보와 구동 모터의 진동을 함께 모니터링하여 에러가 발생하였는지 여부를 평가함에 따라 베어링 등과 같은 부품 결함에 의한 에러인지 여부를 평가할 수 있고 자동 복구가 필요한 상황인지 여부를 정확하게 확인할 수 있다.However, the substrate transfer robot according to the embodiment monitors the coordinate information of the substrate and the vibration of the drive motor to evaluate whether an error has occurred, thereby evaluating whether the error is due to a defect in a component such as a bearing, and automatic recovery is possible. You can accurately check whether it is necessary or not.
또한, 에러 발생시 자가 복구가 가능하여 시스템 다운 시간을 줄일 수 있고 이로 인한 생산성 하락을 방지할 수 있고, 기판 이송 로봇의 부품 교체 주기와 사용 수명을 연장할 수 있으며, 이에 따른 사후 처리 비용과 정리 손실(loss)을 감소시킬 수 있다.In addition, self-recovery is possible in the event of an error, which reduces system downtime and prevents productivity loss, and extends the parts replacement cycle and service life of the substrate transfer robot, resulting in post-processing costs and cleanup losses. (loss) can be reduced.
한편, 도 3은 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 진단방법을 나타낸 공정도이다.Meanwhile, Figure 3 is a process diagram showing a diagnostic method for a substrate transfer robot according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 진단방법은, 제1 정보 수집단계(S100); 제2 정보 수집단계(S200); 및 에러 판단단계(S300); 및 에러 복구단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the diagnosis method of a substrate transfer robot according to an embodiment includes a first information collection step (S100); Second information collection step (S200); and error determination step (S300); and an error recovery step (S400).
먼저, 제1 정보 수집단계(S100)는 진단 대상 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제1 좌표 정보를 수집하는 단계이다.First, the first information collection step (S100) is a step of collecting first coordinate information of the substrate while transferring the substrate to the substrate seating position by a diagnostic target substrate transfer robot.
본 단계에서는, 자동 기판 센터링 센서를 포함하는 제1 정보 수집부를 통해 제1 좌표 정보를 수집할 수 있다. In this step, first coordinate information may be collected through a first information collection unit including an automatic substrate centering sensor.
구체적으로, 상기 기판(S)의 제1 좌표 정보는 상기 기판 이송부(100)를 통해 기판(S)을 이송하는 과정 중 일정 위치에 고정 설치된 기판 센터링 센서를 통해 인식되는 기판(S)의 중심점을 의미하며, 상기 기판(S)의 중심점은 기판 이송부(100)에 에러 발생시 기준점에서 벗어나는 범위의 폭이 확대되게 되어 위치 편차가 커지게 된다.Specifically, the first coordinate information of the substrate (S) refers to the center point of the substrate (S) recognized through a substrate centering sensor fixed to a certain position during the process of transferring the substrate (S) through the substrate transfer unit (100). This means that when an error occurs in the substrate transfer unit 100, the width of the range in which the center point of the substrate S deviates from the reference point is expanded, thereby increasing the positional deviation.
도 4는 (a) 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보, (b) 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판 이송 로봇의 구동모터로부터의 구동 토크 정보, (c) 구동축에 설치되는 베어링 부품 결함에 의한 진동에 의해 에러가 발생한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보, (d) 구동축에 설치되는 베어링 부품 결함에 의한 진동에 의해 에러가 발생한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판 이송 로봇의 구동모터로부터의 구동 토크 정보의 일례를 나타낸 참고도이다.Figure 4 shows (a) coordinate information of the substrate (S) collected while transferring the substrate (S) to the substrate seating position by a normally running substrate transfer robot, (b) information collected while transporting the substrate (S) to the substrate seating position by a normally running substrate transfer robot; (c) Driving torque information from the drive motor of the substrate transfer robot collected while transferring the substrate (S), (c) The substrate ( (d) Coordinate information of the substrate (S) collected while transporting the substrate (S), (d) an error occurred due to vibration caused by a defect in a bearing part installed on the drive shaft, collected while transporting the substrate (S) to the substrate seating position by the transfer robot This is a reference diagram showing an example of driving torque information from the drive motor of a substrate transfer robot.
도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보는 기판(S)의 좌표 편차가 크지 않고, 기준점으로 수렴되는 상태를 나타낸다. 반면에, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 부품 결함 등과 같은 원인에 의한 진동에 의해 에러가 발생한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판(S)의 좌표 정보는 기판을 이송하는 과정 중 기준점에서 이탈하는 사례가 빈번히 발생하게 되며, 이와 같은 상태가 지속될 경우 기판을 안착지점으로 정확하게 이송할 수 없어 제품 결함이 발생한다는 문제가 있다. As shown in FIG. 4(a), the coordinate information of the substrate S collected while transferring the substrate S to the substrate seating position by a normally running substrate transfer robot shows that the coordinate deviation of the substrate S is not large, Indicates the state of convergence to the reference point. On the other hand, as shown in FIG. 4(c), the coordinates of the substrate (S) collected while transferring the substrate (S) to the substrate seating position by the substrate transfer robot in which an error occurred due to vibration due to a component defect, etc. Information frequently deviates from the reference point during the process of transferring the substrate, and if this condition persists, there is a problem that the substrate cannot be accurately transferred to the seating point, resulting in product defects.
본 단계에서는, 상기와 같은 기판의 제1 좌표 정보를 수집하여 기판 이송 로봇의 에러 발생 여부를 검출할 수 있도록 한다. In this step, the first coordinate information of the substrate as described above is collected to detect whether an error has occurred in the substrate transfer robot.
즉, 상기 에러는 상기 진단 대상 기판 이송 로봇의 부품 결함, 상기 부품의 열화에 의한 경도 변화 중 적어도 어느 하나에 의해 발생하는 것일 수 있고, 상기 부품은 베어링을 대표적인 예로 들 수 있다. That is, the error may be caused by at least one of a defect in a component of the diagnostic target substrate transfer robot or a change in hardness due to deterioration of the component, and a representative example of the component may be a bearing.
상기 제2 정보 수집단계(S200)는, 상기 제2 정보 수집부를 통해 구동 모터의 구동 상태를 확인할 수 있도록 구동 토크 정보를 수집할 수 있다.In the second information collection step (S200), driving torque information may be collected to confirm the driving state of the driving motor through the second information collection unit.
본 단계에서는 상기와 같이 기판 이송 로봇에 설치된 구동 모터의 제1 구동 토크 정보를 수집하여 기판 이송 로봇의 에러 발생 여부를 검출할 수 있도록 한다. In this step, the first driving torque information of the drive motor installed in the substrate transfer robot is collected as described above to detect whether an error has occurred in the substrate transfer robot.
도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판 이송 로봇의 구동모터로부터의 구동 토크 정보 대비, 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 부품 결함에 의한 진동에 의해 에러가 발생한 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판(S)을 이송하면서 수집한 기판 이송 로봇의 구동모터로부터의 구동 토크 정보는 상이한 토크 파형을 나타낸다. 상기 토크 파형은 에러의 원인에 의해 다양한 패턴을 나타내며, 본 단계에서는, 상기와 같은 구동 토크 정보를 수집하여 후술할 단계에서, 에러의 원인을 판별할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 4(b), compared to the driving torque information from the drive motor of the substrate transfer robot collected while transferring the substrate S to the substrate seating position by the normally running substrate transfer robot, in FIG. 4(d) As shown, the driving torque information from the drive motor of the substrate transfer robot collected while transferring the substrate S to the substrate seating position by the substrate transfer robot in which an error occurred due to vibration caused by a defective component shows different torque waveforms. The torque waveform shows various patterns depending on the cause of the error, and in this step, the driving torque information as described above is collected so that the cause of the error can be determined in a step to be described later.
상기 에러 판단단계(S300)는 상기 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제1 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 지를 확인하여 에러가 발생하였는지 여부를 판단하는 단계이다.The error determination step (S300) calculates a first position error by comparing the first coordinate information with first reference information, and if the first position error is outside a preset range, the first driving torque information is calculated as a second position error. This is a step of determining whether an error has occurred by comparing the first driving torque information with reference information and checking whether it is outside the range of the second reference information.
본 단계에서는 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차 및 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위를 벗어나 에러가 발생하였는지 여부를 평가할 수 있다.In this step, the first coordinate information is compared with the first reference information to calculate the first position deviation, and the first driving torque information is compared with the second reference information so that the first position deviation and the second driving torque information are within a preset range. It is possible to evaluate whether an error occurred outside of .
또한, 본 단계에서는, 상기 구동 토크 정보를 기준 토크 정보와 비교한 다음, 상기 기판 이송 로봇의 내부 환경 변화를 점검하고, 상기 기판 이송 로봇의 설정 정보를 점검하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 에러의 발생이 기판 이송 로봇의 내부 환경 변화에 의한 것인지, 상기 기판 이송 로봇의 설정 정보 변경에 의한 것인지 여부를 함께 확인하며, 기판 이송 로봇의 내부 환경 변화 또는 기판 이송 로봇의 설정 정보 변경에 의한 경우 부품에 의한 에러 발생이 아닌 것으로 판별할 수 있다.In addition, this step may further include comparing the driving torque information with reference torque information, checking changes in the internal environment of the substrate transfer robot, and checking setting information of the substrate transfer robot, Check whether the occurrence of an error is due to a change in the internal environment of the substrate transfer robot or a change in the setting information of the substrate transfer robot. If it is due to a change in the internal environment of the substrate transfer robot or a change in the setting information of the substrate transfer robot, It can be determined that the error is not caused by a part.
상기 에러 복구단계(S400)는 상기 에러 판단단계(S300)에서 에러가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 기판 이송 로봇을 복구하는 단계이다.The error recovery step (S400) is a step of recovering the substrate transfer robot when it is determined that an error has occurred in the error determination step (S300).
본 단계에서는, 상기 자동 복구 신호에 따라 상기 기판 이송 로봇의 구동 모터에 대한 제어 인자를 조정하여 자동 복구를 수행하도록 한다. 상기 자동 복구는 비례미분적분(PID) 제어를 통해 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정할 수 있다.In this step, automatic recovery is performed by adjusting the control factor for the drive motor of the substrate transfer robot according to the automatic recovery signal. The automatic recovery can adjust the control factor of the driving motor through proportional differential integral (PID) control.
상기 비례미분적분(PID) 제어는 피드백 제어 방식으로 기판 이송 로봇에 설치된 구동 모터의 파라미터(parameter)를 튜닝하고, 구동 모터에 대한 비례미분적분 제어를 수행하여 상기 에러를 복구할 수 있다. The proportional-differential-integral (PID) control is a feedback control method that tunes the parameters of a drive motor installed in the substrate transfer robot and performs proportional-differential-integral control on the drive motor to recover the error.
구체적으로, 상기 에러 복구부(500)가 기판(S)의 제1 위치 편차를 이용해 오차값을 계산하고, 계산한 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 산출한다. 상기 제어값은 상기 식 1과 같이 세 개의 항을 더하여 제어값(manipulated variable, MV)을 계산하도록 구성이 되어 있다. Specifically, the error recovery unit 500 calculates an error value using the first position deviation of the substrate S, and calculates a control value necessary for control using the calculated error value. The control value is configured to calculate a control value (manipulated variable, MV) by adding three terms as shown in Equation 1 above.
상기 항은 상기 식 2에 나타낸 바와 같이 각각 오차값, 오차값의 적분, 오차값의 미분에 비례한다. 상기 비례항(Kp)은 진공로못의 현재 상태에서의 오차값의 크기에 비례한 제어작용을 한다. 상기 적분항(Ki)은 정상상태 오차를 제거하는 역할을 한다. 상기 미분항(Kd)은 출력항의 급격한 변화에 대한 오버슛을 줄이고 안정성을 향상시키는 역할을 한다. The terms are proportional to the error value, the integral of the error value, and the derivative of the error value, respectively, as shown in Equation 2 above. The proportional term (Kp) acts as a control proportional to the size of the error value in the current state of the vacuum furnace. The integral term (Ki) serves to remove steady-state errors. The differential term (Kd) serves to reduce overshoot in response to sudden changes in the output term and improve stability.
도 5는 실시예에 따른 기판 이송 로봇의 진단방법에서, 제어값 및 목표값으로 구동 모터의 파라미터 튜닝을 설명하기 위한 참고도이다.Figure 5 is a reference diagram for explaining parameter tuning of a drive motor using control values and target values in the diagnosis method of a substrate transfer robot according to an embodiment.
도 5를 참조하면, 본 단계에서는, 상기와 같이 제어값에 맞게 구동 모터의 파라미터를 튜닝하여 에러 복구를 실행한 다음 제2 좌표 정보를 수집한 다음 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위 이내가 되어 정상 편차를 나타냄에 따라 에러가 복구되었는지 여부를 확인할 수 있도록 한다. 하지만, 상기와 같이 제어값 만으로 구동 모터를 PID 제어할 경우 부품을 반드시 교체하지 않아도 되는 상황이나 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속하도록 제어되지 않을 수 있다. Referring to FIG. 5, in this step, error recovery is performed by tuning the parameters of the driving motor according to the control value as described above, and then the second coordinate information is collected and compared with the reference information to determine the preset second position deviation. As it falls within the range and indicates a normal deviation, it is possible to check whether the error has been recovered. However, when the driving motor is PID controlled using only the control value as described above, there may be a situation in which parts do not necessarily need to be replaced, or the second position deviation may not be controlled to fall within a preset range.
본 단계에서는, 상기 구동모터의 제어 인자 중 적어도 하나를 수정하여 상기 기판 이송 로봇의 에러 복구를 수행한 다음, 상기 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제2 좌표 정보를 수집하는 제3 정보 수집단계; 상기 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 제2 구동 토크 정보를 수집하는 제4 정보 수집단계; 및 상기 제2 좌표 정보와 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제2 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단하는 복구 후 에러 판단단계를 더 포함하도록 구성할 수 있다.In this step, error recovery of the substrate transfer robot is performed by modifying at least one of the control factors of the drive motor, and then the second coordinate information of the substrate is stored while transferring the substrate to the substrate seating position by the substrate transfer robot. Third information collection step; A fourth information collection step of collecting second driving torque information from the driving motor of the substrate transfer robot; and calculate a second position error by comparing the second coordinate information with first reference information, and if the second position error is outside a preset range, compare the second driving torque information with the second reference information, and calculate the second position error by comparing the second coordinate information with the second reference information. 2 If the driving torque information is outside the range of the second reference information, it may be configured to further include a post-recovery error determination step in which it is determined that the error has not been recovered.
이때, 상기 복구 후 에러 판단단계는, 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 에러를 복구하기 위한 복구 후 에러 복구단계를 추가로 수행하도록 구성할 수 있다. At this time, the post-recovery error determination step may be configured to additionally perform a post-recovery error recovery step to recover the error if it is determined that the error has not been recovered.
또한, 상기 복구 후 에러 판단단계는, 미리 설정된 횟수만큼 상기 에러 복구 단계를 재수행하여도 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단되는 경우 수동 복구를 위한 알람 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.In addition, the error determination step after recovery may further include generating an alarm signal for manual recovery when it is determined that the error has not been recovered even if the error recovery step is re-performed a preset number of times.
구체적으로, 제2 좌표 정보를 수집한 다음 제1 기준 정보와 비교하고, 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차 및 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위 이내가 되지 않은 것으로 판별된 경우 상기 에러 복구부(500)는 상기 제어값에서 초과값을 추가하여 제어값의 100 내지 200%의 범위가 되도록 목표값을 설정하고, 설정한 목표값에 따라 구동 모터를 다시 제어하도록 하여 제2 위치 편차 및 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위 이내가 되어 에러가 복구되도록 제어한다. Specifically, the second coordinate information is collected and then compared with the first reference information, and the second driving torque information is compared with the second reference information to determine if the second position deviation and the second driving torque information are not within a preset range. If it is determined that it is, the error recovery unit 500 sets the target value to be in the range of 100 to 200% of the control value by adding an excess value to the control value, and controls the driving motor again according to the set target value. Thus, the second position deviation and the second driving torque information are controlled to be within a preset range and the error is recovered.
즉, 본 단계에서는 제어값에 맞게 구동 모터의 파라미터를 튜닝하여 에러를 자동으로 복구하고, 에러가 자동 복구에 의해 복구되지 않은 것으로 판별되는 경우 제어값에 초과값을 추가하여 제어값 보다 큰 범위의 목표값을 다시 설정하여 목표값에 따라 파라미터를 튜닝하여 에러를 다시 자동으로 복구하도록 한다.In other words, in this step, the error is automatically recovered by tuning the parameters of the driving motor according to the control value. If the error is determined not to have been recovered by automatic recovery, an excess value is added to the control value to control the error in a range larger than the control value. Set the target value again and tune the parameters according to the target value to automatically recover from the error.
상기와 같이 목표값으로 파라미터를 튜닝하여 정상 편차를 갖는 것으로 확인되면, 에러를 유발하는 부품은 단순 노후에 의한 에러로 판별하고, 목표값으로 튜닝한 상태로 기판 이송 로봇을 구동시키도록 한다.If it is confirmed that there is a normal deviation by tuning the parameters to the target value as described above, the part causing the error is determined to be an error due to simple aging, and the substrate transfer robot is driven with the parameter tuned to the target value.
반면에, 상기와 같이 목표값 대로 구동모터의 파라미터를 튜닝하고, 미리 설정된 횟수만큼 반복하여 에러 복구를 수행한 다음, 목표값으로 변경한 경우에도 제2 위치 편차 및 제2 구동 토크 정보가 미리 설정된 범위 이내가 되지 않은 것으로 판별된 경우 에러를 유발하는 부품은 파손 또는 완전 노후되어 지속적으로 에러를 유발할 것으로 판단하고 부품을 교체하는 시기가 도래한 것으로 판별할 수 있다. 이때, 본 단계에서는 상기 에러가 자동 복구가 불가능한 것으로 판별되는 경우 알람신호를 생성하여 관리자에게 수동 복구를 알릴 수 있도록 한다.On the other hand, even when the parameters of the drive motor are tuned to the target value as described above, error recovery is performed repeatedly a preset number of times, and then changed to the target value, the second position deviation and second drive torque information are not preset. If it is determined that it is not within the range, the part causing the error is judged to be damaged or completely worn out and will continue to cause the error, and it can be determined that it is time to replace the part. At this time, in this step, if the error is determined to be impossible of automatic recovery, an alarm signal is generated to notify the administrator of manual recovery.
상기와 같이 본 단계에서는, 제어값의 100 내지 200%의 범위가 되도록 에러 복구부(500)가 목표값을 설정하여 구동 모터의 파라미터를 튜닝하여 제어하는 방식을 통해 구동 모터를 제어하도록 함에 따라, 부품이 완전히 노후 또는 파손되지 않은 일부 또는 다소 노후된 상태에서 발생하는 에러를 방지할 수 있고, 부품의 교체 주기를 연장할 수 있다. As described above, in this step, the error recovery unit 500 sets the target value to be in the range of 100 to 200% of the control value and controls the driving motor by tuning the parameters of the driving motor. Errors that occur when a part is not completely worn or damaged, or is slightly worn, can be prevented, and the replacement cycle of parts can be extended.
한편, 도 6은 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 나타낸 개념도이다.Meanwhile, Figure 6 is a conceptual diagram showing a substrate processing system according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 포함하는, 적어도 하나의 공정 챔버; 및 상기 적어도 하나의 공정 챔버와 연결되고, 상기 기판을 이송하기 위한 상기와 같은 기판 이송 로봇이 설치된 이송 챔버를 포함하여 증착, 식각 등과 같은 기판의 가공 공정을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 6, a substrate processing system 1 according to an embodiment includes at least one process chamber including a processing space for processing a substrate; and a transfer chamber connected to the at least one process chamber and installed with the above-mentioned substrate transfer robot for transferring the substrate, thereby performing processing processes of the substrate such as deposition and etching.
일례로, 상기 기판 처리 시스템(1)은 상기 기판 이송 로봇(10), 설비 전방 단부 모듈(20) 및 공정 챔버(30)를 포함하는 구조를 가질 수 있다.For example, the substrate processing system 1 may have a structure including the substrate transfer robot 10, a facility front end module 20, and a process chamber 30.
구체적으로, 상기 기판 처리 시스템(1)은 적어도 한 개 이상의 기판 이송 로봇(10)이 배치되고, 기판 이송 로봇(10)을 따라서 내부에서 기판(S)이 처리될 수 있는 적어도 한 개 이상의 공정 챔버(30)가 배치될 수 있다. 기판 이송 로봇(10)과 공정 챔버(30) 사이에는 게이트 밸브(40)가 설치되어, 기판 이송 로봇(10)과 공정 챔버(30) 사이를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.Specifically, the substrate processing system 1 includes at least one process chamber in which at least one substrate transfer robot 10 is disposed and the substrate S can be processed inside along the substrate transfer robot 10. (30) can be placed. A gate valve 40 is installed between the substrate transfer robot 10 and the process chamber 30 to open or close the space between the substrate transfer robot 10 and the process chamber 30.
또한, 기판 이송 로봇(10)의 전방에는 설비 전방 단부 모듈(20)이 설치될 수 있다. 설비 전방단부 모듈(200)의 내부에는, 도시되진 않았지만 다수개의 기판(S)이 적층된 카세트로부터 기판(S)을 인출하여 기판 이송 로봇(10) 방향으로 이송하는 반송 로봇 및 기판(S)의 노치(N)를 검출하고 기판(S)을 회전시켜 기판(S)을 정렬시킬 수 있는 얼라이너(aligner)가 구비될 수 있다.Additionally, a facility front end module 20 may be installed in front of the substrate transfer robot 10. Inside the equipment front end module 200, although not shown, there is a transfer robot and a substrate (S) that extracts the substrate (S) from a cassette on which a plurality of substrates (S) are stacked and transfers it toward the substrate transfer robot 10. An aligner capable of detecting the notch N and rotating the substrate S to align the substrate S may be provided.
또한, 내부에 대기압이 형성된 설비 전방 단부 모듈(20)과 내부에 진공압이 형성된 기판 이송 로봇(10) 사이에는 로드락 챔버(50)가 설치되어, 로드락 챔버(50)가 설비 전방 단부 모듈(20)로부터 반송된 기판(S)을 기판 이송 로봇(10)의 기판 이송 로봇(20)이 인출하기 전에, 내부 공간을 기판 이송 로봇(10)과 동일한 진공 분위기를 형성할 수 있다. 반대로, 기판 이송 로봇(10)의 기판 이송 로봇(20)으로부터 기판(S)을 반송 받아 설비 전방 단부 모듈(20)로 인출하기 전에, 내부 공간을 설비 전방 단부 모듈(20)과 동일한 대기압 상태로 전환할 수 있다.In addition, a load lock chamber 50 is installed between the equipment front end module 20 with atmospheric pressure formed inside and the substrate transfer robot 10 with vacuum pressure formed inside, so that the load lock chamber 50 is connected to the equipment front end module. Before the substrate S transferred from 20 is taken out of the substrate transfer robot 10, the same vacuum atmosphere as that of the substrate transfer robot 10 can be formed in the internal space. Conversely, before receiving the substrate S from the substrate transfer robot 20 of the substrate transfer robot 10 and withdrawing it to the equipment front end module 20, the internal space is kept in the same atmospheric pressure as that of the equipment front end module 20. You can switch.
상기 로드락 챔버(50)는 기판 이송 로봇(10)의 기압상태가 변화되는 것을 방지할 수 있도록, 그 자체적으로 진공 상태와 대기압 상태를 교차하면서 압력을 유지할 수 있는 특징을 가질 수 있으며, 그 내부 공간에는 기판(S)들이 임시 대기할 수 있는 카세트가 구비될 수 있다.The load lock chamber 50 may have the characteristic of maintaining pressure while alternating between a vacuum state and an atmospheric pressure state so as to prevent the atmospheric pressure state of the substrate transfer robot 10 from changing, and its interior The space may be provided with a cassette where the substrates (S) can temporarily stand by.
또한, 일렬로 배치된 각 기판 이송 로봇(10) 사이에서 각 기판 이송 로봇(10)의 기판 이송 로봇(20) 간의 기판(S) 인계가 직접적으로 이루어질 수 없기 때문에, 각 기판 이송 로봇(10) 간 기판(S)의 전달을 위해 각 기판 이송 로봇(10) 사이에는 기판(S)이 일시적으로 머무르는 버퍼 챔버(60)가 설치될 수 있다.In addition, since the transfer of the substrate S between the substrate transfer robots 20 of each substrate transfer robot 10 cannot be directly performed between the substrate transfer robots 10 arranged in a row, each substrate transfer robot 10 In order to transfer the intermediate substrate S, a buffer chamber 60 in which the substrate S temporarily resides may be installed between each substrate transfer robot 10.
기판 이송 로봇의 이송 챔버(140)는 로드락 챔버(50), 버퍼 챔버(60), 공정 챔버(30) 중 적어도 어느 하나와 연결되게 구비되어, 기판(S)이 반입 또는 반출될 수 있는 게이트(G)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. The transfer chamber 140 of the substrate transfer robot is connected to at least one of the load lock chamber 50, the buffer chamber 60, and the process chamber 30, and has a gate through which the substrate S can be loaded or unloaded. At least one (G) may be formed.
상기 이송 챔버(140)는, 내부에 원형 또는 사각 형상의 내부 공간(A)이 형성되어, 내부 공간(A)에 설치된 기판 이송 로봇(10)에 의해 기판(S)이 이송될 수 있다. 또한, 이송 챔버(140)의 측면에는, 기판 이송 로봇(20)이 기판(S)을 로드락 챔버(50), 버퍼 챔버(60) 및 공정 챔버(30) 중 어느 하나로 로딩 또는 언로딩할수 있는 통로인 게이트(G)가 형성될 수 있다.The transfer chamber 140 has an internal space A of a circular or square shape formed therein, and the substrate S can be transferred by the substrate transfer robot 10 installed in the internal space A. In addition, on the side of the transfer chamber 140, the substrate transfer robot 20 can load or unload the substrate S into any one of the load lock chamber 50, the buffer chamber 60, and the process chamber 30. A gate (G), which is a passage, may be formed.
상기와 같은 구조를 갖는 기판 처리 시스템(1)은 기판의 이송과 처리 공정을 수행할 수 있어 반도체 제조를 위해 활용할 수 있다. The substrate processing system 1 having the above structure can perform substrate transfer and processing processes and can be utilized for semiconductor manufacturing.
상기한 바와 같은 실시예에 따른 기판 이송 로봇은, 기판의 좌표 정보와 구동 모터의 진동을 모니터링하고, 에러 발생시 자가 복구가 가능하여 시스템 다운 시간을 줄일 수 있고 이로 인한 생산성 하락을 방지할 수 있다.The substrate transfer robot according to the above-described embodiment monitors the coordinate information of the substrate and the vibration of the driving motor, and is capable of self-recovery when an error occurs, thereby reducing system down time and preventing a decrease in productivity.
또한, 제어값 보다 높은 목표값을 별도로 설정하고, 구동 모터의 제어 인자를 목표값으로 튜닝하여 PID 제어하는 방법을 통해 부품의 교체 주기를 연장하여 로봇의 사용 수명을 증가시키고, 사후 처리 비용과 정리 손실(loss)을 감소시킬 수 있다.In addition, by separately setting a target value higher than the control value and using PID control by tuning the control factor of the drive motor to the target value, the replacement cycle of parts is extended, increasing the service life of the robot and reducing post-processing costs and cleanup. Loss can be reduced.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.A detailed description of preferred embodiments of the invention disclosed above is provided to enable any person skilled in the art to make or practice the invention. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use each configuration described in the above-described embodiments by combining them with each other. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit reference relationship in the patent claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim through amendment after filing.
1 : 기판 처리 시스템
10 : 반도체 이송용 기판 이송 로봇
20 : 설비 전방 단부 모듈
30 : 공정 챔버
40 : 게이트 밸브
50 : 로드락 챔버
60 : 버퍼 챔버
100 : 기판 이송부
200 : 제1 정보 수집부
300 : 정보 비교부
400 : 제2 정보 수집부
500 :
에러 판단부
600 : 에러 복구부
S : 기판
G : 게이트1: Substrate processing system 10: Substrate transfer robot for semiconductor transfer
20: Equipment front end module 30: Process chamber
40: Gate valve 50: Load lock chamber
60: buffer chamber 100: substrate transfer unit
200: first information collection unit 300: information comparison unit
400: second information collection unit 500: error judgment unit
600: Error recovery unit S: Substrate
G: gate
Claims (15)
기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제1 좌표 정보를 수집하는 제1 정보 수집부;
상기 기판 이송부에 설치된 구동 모터로부터 제1 구동 토크 정보를 수집하는 제2 정보 수집부;
상기 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제1 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 발생한 것으로 판단하는 에러 판단부; 및
상기 에러 판단부로부터 에러가 발생한 것으로 판단되는 경우 상기 기판 이송부를 자동으로 복구하기 위한 에러 복구 공정을 수행하도록 하는 에러 복구부;를 포함하는 기판 이송 로봇.A substrate transfer unit that transfers the substrate to the substrate seating position;
a first information collection unit that collects first coordinate information of the substrate while transporting the substrate to the substrate seating position;
a second information collection unit that collects first driving torque information from a driving motor installed in the substrate transfer unit;
The first coordinate information is compared with first reference information to calculate a first position error, and if the first position error is outside a preset range, the first driving torque information is compared with second reference information to calculate the first position error. an error determination unit that determines that an error has occurred when the driving torque information is outside the range of the second reference information; and
A substrate transfer robot comprising; an error recovery unit configured to perform an error recovery process to automatically restore the substrate transfer unit when the error determination unit determines that an error has occurred.
상기 제1 기준 정보는 정상 구동하는 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 수집한 기판의 좌표 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.According to paragraph 1,
The first reference information is a substrate transfer robot, characterized in that it includes coordinate information of the substrate collected while transferring the substrate to the substrate seating position by a normally operating substrate transfer robot.
상기 제2 기준 정보는 정상 구동하는 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 수집한 구동 토크 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.According to paragraph 1,
The second reference information is a substrate transfer robot, characterized in that it includes driving torque information collected from a drive motor of a normally running substrate transfer robot.
상기 에러 복구부는,
상기 구동 모터의 제어 인자를 조정하여 자동 복구를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.According to paragraph 1,
The error recovery unit,
A substrate transfer robot characterized in that automatic recovery is performed by adjusting the control factor of the drive motor.
상기 에러 복구부는,
비례미분적분(PID) 제어를 통해 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.According to paragraph 4,
The error recovery unit,
A substrate transfer robot characterized in that the control factor of the driving motor is adjusted through proportional differential integral (PID) control.
상기 에러 복구부는,
상기 구동모터의 제어 인자 중 적어도 하나를 수정하여 에러 복구 공정을 수행한 다음 신호를 생성하여 상기 제1 정보 수집부가 제2 좌표 정보를 수집하고, 상기 제2 정보 수집부가 제2 구동 토크 정보를 수집하도록 하며,
상기 에러 판단부는,
상기 제2 좌표 정보와 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제2 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 에러가 복구되지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.According to paragraph 4,
The error recovery unit,
An error recovery process is performed by modifying at least one of the control factors of the drive motor, and then a signal is generated so that the first information collection unit collects second coordinate information, and the second information collection unit collects second driving torque information. Let's do it,
The error judgment unit,
The second coordinate information is compared with the first reference information to calculate a second position error, and if the second position error is outside a preset range, the second driving torque information is compared with the second reference information to calculate the second position error. A substrate transfer robot characterized in that it is determined that the error has not been recovered when the driving torque information is outside the range of the second reference information.
상기 에러 판단부는,
상기 에러 복구 공정을 수행한 다음 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보가 제2 기준 정보의 범위를 각각 벗어나면 상기 에러 복구 공정을 재수행하도록 하고,
상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위에 속할 경우 상기 에러 복구 공정을 완료하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.According to clause 6,
The error judgment unit,
After performing the error recovery process, if the second position deviation is outside a preset range and the second driving torque information is outside the range of second reference information, the error recovery process is re-performed,
A substrate transfer robot, characterized in that the error recovery process is completed when the second position deviation falls within a preset range.
상기 에러 판단부는,
상기 에러 복구 공정을 미리 설정된 횟수만큼 에러 복구를 재수행하도록 상기 에러 복구부의 구동을 제어할 수 있고,
상기 에러 복구 공정을 미리 설정된 횟수만큼 재수행하여도 상기 에러가 복구되지 않는 경우 수동 복구를 위한 알람 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇.In clause 7,
The error judgment unit,
The operation of the error recovery unit may be controlled to re-perform the error recovery process a preset number of times,
A substrate transfer robot characterized in that it generates an alarm signal for manual recovery when the error is not recovered even if the error recovery process is re-performed a preset number of times.
진단 대상 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제1 좌표 정보를 수집하는 제1 정보 수집단계;
상기 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 제1 구동 토크 정보를 수집하는 제2 정보 수집단계;
상기 제1 좌표 정보를 제1 기준 정보와 비교하여 제1 위치 편차를 산출하고, 상기 제1 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제1 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제1 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 지를 확인하여 에러가 발생하였는지 여부를 판단하는 에러 판단단계; 및
상기 에러 판단단계에서 에러가 발생한 것으로 판단한 경우 상기 기판 이송 로봇을 복구하는 에러 복구단계;를 포함하는 기판 이송 로봇의 진단방법.In the diagnosis method of a substrate transfer robot that transfers a substrate,
A first information collection step of collecting first coordinate information of the substrate while transferring the substrate to the substrate seating position by a diagnostic target substrate transfer robot;
A second information collection step of collecting first driving torque information from a driving motor of the substrate transfer robot;
The first coordinate information is compared with first reference information to calculate a first position error, and if the first position error is outside a preset range, the first driving torque information is compared with second reference information to calculate the first position error. An error determination step of determining whether an error has occurred by checking whether the driving torque information is outside the range of the second reference information; and
An error recovery step of recovering the substrate transfer robot when it is determined that an error has occurred in the error determination step.
상기 에러 복구단계에서는,
상기 구동 모터의 제어 인자를 조정하여 자동 복구를 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 진단방법.According to clause 9,
In the error recovery step,
A diagnostic method for a substrate transfer robot, characterized in that automatic recovery is performed by adjusting the control factor of the drive motor.
상기 에러 복구단계에서는,
비례미분적분(PID) 제어를 통해 상기 구동 모터의 제어 인자를 조정하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 진단방법.According to clause 10,
In the error recovery step,
A diagnostic method for a substrate transfer robot, characterized in that the control factor of the drive motor is adjusted through proportional differential integral (PID) control.
상기 에러 복구단계에서는,
상기 구동모터의 제어 인자 중 적어도 하나를 수정하여 상기 기판 이송 로봇의 에러 복구를 수행한 다음,
상기 기판 이송 로봇에 의해 기판 안착위치로 기판을 이송하면서 상기 기판의 제2 좌표 정보를 수집하는 제3 정보 수집단계;
상기 기판 이송 로봇의 구동 모터로부터 제2 구동 토크 정보를 수집하는 제4 정보 수집단계; 및
상기 제2 좌표 정보와 제1 기준 정보와 비교하여 제2 위치 편차를 산출하고, 상기 제2 위치 편차가 미리 설정된 범위를 벗어나고, 상기 제2 구동 토크 정보를 제2 기준 정보와 비교하여 상기 제2 구동 토크 정보가 상기 제2 기준 정보의 범위를 벗어나는 경우 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단하는 복구 후 에러 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 진단방법.According to clause 11,
In the error recovery step,
After performing error recovery of the substrate transfer robot by modifying at least one of the control factors of the drive motor,
A third information collection step of collecting second coordinate information of the substrate while transferring the substrate to the substrate seating position by the substrate transfer robot;
A fourth information collection step of collecting second driving torque information from the driving motor of the substrate transfer robot; and
The second coordinate information is compared with the first reference information to calculate a second position error, and if the second position error is outside a preset range, the second driving torque information is compared with the second reference information to calculate the second position error. A diagnostic method for a substrate transfer robot, further comprising a post-recovery error determination step of determining that the error has not been recovered when the driving torque information is outside the range of the second reference information.
상기 복구 후 에러 판단단계는,
상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 에러를 복구하기 위한 복구 후 에러 복구단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 진단방법.According to clause 12,
The error judgment step after the recovery is,
If it is determined that the error has not been recovered, a diagnostic method for a substrate transfer robot, characterized in that an error recovery step is additionally performed after recovery to recover the error.
상기 복구 후 에러 판단단계는,
미리 설정된 횟수만큼 상기 에러 복구 단계를 재수행하여도 상기 에러가 복구되지 않은 것으로 판단되는 경우 수동 복구를 위한 알람 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 로봇의 진단방법.According to clause 12,
The error judgment step after the recovery is,
A diagnostic method for a substrate transfer robot, further comprising generating an alarm signal for manual recovery when it is determined that the error has not been recovered even if the error recovery step is re-performed a preset number of times.
상기 적어도 하나의 공정 챔버와 연결되고, 상기 기판을 이송하기 위한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 기판 이송 로봇이 설치된 이송 챔버를 포함하는 기판 처리 시스템.at least one process chamber comprising a processing space for processing a substrate;
A substrate processing system comprising a transfer chamber connected to the at least one process chamber and installed with a substrate transfer robot according to any one of claims 1 to 8 for transferring the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220030111A KR20230134013A (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | A substrate transfer robot capable of diagnosing errors, an error diagnosis method thereof and a substrate processing system comprising a substrate transfer robot capable of error diagnosis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220030111A KR20230134013A (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | A substrate transfer robot capable of diagnosing errors, an error diagnosis method thereof and a substrate processing system comprising a substrate transfer robot capable of error diagnosis |
Publications (1)
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KR20230134013A true KR20230134013A (en) | 2023-09-20 |
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ID=88191542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020220030111A KR20230134013A (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | A substrate transfer robot capable of diagnosing errors, an error diagnosis method thereof and a substrate processing system comprising a substrate transfer robot capable of error diagnosis |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20230134013A (en) |
-
2022
- 2022-03-10 KR KR1020220030111A patent/KR20230134013A/en unknown
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