TW202021762A - 基板搬送機器人及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種基板搬送機器人，具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部與將載置於第一基板載置部之基板保持與解放之第一基板保持機構；以及 機器人控制器。 機器人控制器，以 第一基板保持機構將基板解放，且第一手部在尚未將基板載置於第一基板載置部之狀態下從後退位置往前進位置前進，於該前進位置，將原本載置於基板載置體之基板載置於第一基板載置部，之後，往後退位置後退 之方式使第一基板保持機構及第一手部動作， 於第一手部後退之期間，使第一基板保持機構保持原本載置於第一基板載置部之基板，且 以 從第一手部開始後退至藉由第一基板保持機構保持基板之時點為止之第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一最大加速度之絕對值，比從前述基板被保持之時點至前述第一手部結束後退為止之第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二加速度之絕對值低速或低加速度 之方式控制第一手部之速度。

Description

基板搬送機器人及其控制方法
本發明是關於基板搬送機器人及其控制方法。
以往，有搬送基板之機器人被使用。作為如上述之機器人之一例，已知記載於專利文獻1之基板搬送裝置。在此基板搬送裝置中，於索引者機器人與中央機器人之基板授受動作中，空手之狀態之索引者側上方手部與載置未處理基板之索引者側下方手部以索引者側上方手部先移動之方式開始前進，先到達交接位置之索引者側上方手部接收處理完畢之基板，之後索引者側下方手部到達交接位置。接著，索引者側上方手部開始後退之後，索引者側下方手部交付未處理基板，之後，索引者側下方手部開始後退。索引者側下方手部以追上索引者側上方手部之方式高速後退，兩者返回初期位置。藉此，比起索引者側上方手部及索引者側下方手部交互進行處理完畢之基板與未處理基板之授受者，可縮短基板搬送時間。並且，由於在使索引者側上方手部先移動而到達基板交接位置時，索引者側上方手部是空手之狀態，故即使以較快之前進速度使到達基板交接位置，基板落下等狀況也不會發生。 ［現有技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開2006-086294號公報（參照摘要）
［發明欲解決之課題］
專利文獻1並沒有提及基板搬送裝置（機器人）是否具備於手部保持基板之機構。在基板搬送機器人具備於手部保持基板之機構（以下稱為基板保持機構）之場合，即使於手部有基板存在，仍能以與於手部沒有基板存在之場合同樣之速度使手部進退。然而，若欲藉由基板保持機構來保持基板，會需要用來保持基板之時間。若為了避免基板搬送時間增加上述時間之量而僅於手部之進退中藉由基板保持機構來保持基板，又有因手部之速度或加速度不同而基板保持機構未能確實保持基板之可能性。
本發明是為了解決如上述般之課題而完成者，以提供於手部具備基板保持機構，且能抑制基板搬送時間變長及降低於使手部進退時基板保持機構未能確實保持基板之可能性之基板搬送機器人及其控制方法為目的。 ［用來解決課題之手段］
為了解決上述課題，本發明之某一形態（aspect）之基板搬送機器人是： 一種基板搬送機器人，具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部與將載置於前述第一基板載置部之基板保持及解放之第一基板保持機構，可在前述基板之搬送方向上之位置亦即後退位置與前進位置之間進行前進及後退動作；以及 機器人控制器，控制前述第一手部及前述第一基板保持機構之動作； 前述機器人控制器，以 前述第一基板保持機構將基板解放，且前述第一手部在尚未將前述基板載置於前述第一基板載置部之狀態下從前述後退位置往前述前進位置前進，於該前進位置，將原本載置於基板載置體之基板載置於前述第一基板載置部，之後，往前述後退位置後退 之方式使前述第一基板保持機構及前述第一手部動作， 於前述第一手部後退之期間，使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板，且 以 從前述第一手部開始後退至藉由前述第一基板保持機構保持前述基板之時點為止之第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一最大加速度之絕對值，比從前述基板被保持之時點至前述第一手部結束後退為止之第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二加速度之絕對值低速或低加速度 之方式控制前述第一手部之速度。在此，於「基板」中包含晶圓、液晶顯示器之玻璃基板等。
藉由上述構成，由於在前述第一手部後退之期間中，使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板，故比起在第一手部於前進位置停止之狀態下第一基板保持機構保持原本載置於第一基板載置部之基板之場合，可使第一手部之後退時間較短，進而可抑制基板搬送時間變長之狀況。此外，機器人控制器於第一手部後退之期間中，使第一基板保持機構保持原本載置於第一基板載置部之基板，且以從第一手部開始後退至藉由第一基板保持機構保持基板之時點為止之第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一最大加速度之絕對值，比從前述基板被保持之時點至前述第一手部結束後退為止之第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二加速度之絕對值低速或低加速度之方式控制前述第一手部之速度，故藉由於第一期間使第一最大速度之絕對值或第一加速度之絕對值為充分低速或低加速度，可降低第一基板保持機構未能確實保持原本載置於前述第一基板載置部之基板之可能性。此「可降低第一基板保持機構未能確實保持原本載置於第一基板載置部之基板之可能性之第一最大速度之絕對值或第一加速度之絕對值」，是根據實驗、模擬、計算等而被設定。
前述第一期間，亦可是前述第一手部從前述前進位置後退既定距離之時間。
藉由上述構成，到第一基板保持機構保持原本載置於第一基板載置部之基板為止，第一手部會後退既定距離，故比起到第一基板保持機構保持原本載置於第一基板載置部之基板為止第一手部於前進位置停止之場合，可使第一手部之後退時間較短。
亦可為以下構成：前述機器人本體，進一步具備 第二手部，包含載置基板之第二基板載置部與將載置於前述第二基板載置部之基板保持及解放之第二基板保持機構，且可於前述第一手部之下方或上方，在前述後退位置與前述前進位置之間進行前進及後退動作；且構成為前述第一手部與前述第二手部可一起上升與下降； 前述機器人控制器，是進一步控制前述第二手部及前述第二基板保持機構之動作者； 前述機器人控制器，在前述第一手部前進而位於前述前進位置為止之期間，使前述第二手部在使前述第二基板保持機構保持原本載置於前述第二基板載置部之基板之狀態下於前述後退位置待機； 在前述第一手部位於前述前進位置後，使前述第一手部及前述第二手部上升既定上升高度，將原本載置於前述基板載置體之基板載置於前述第一手部之前述第一基板載置部； 之後，使前述第二手部前進而位於前述前進位置，並使前述第二基板保持機構解放前述基板，且使前述第一手部於前述第一期間從前述前進位置後退，於前述第一期間使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板； 之後，使前述第一手部及前述第二手部下降前述既定下降高度，將原本載置於前述第二手部之前述第二基板載置部之前述基板載置於前述基板載置體； 之後，使前述第一手部及前述第二手部往前述後退位置後退。
藉由上述構成，僅以基板搬送機器人一次動作，即可藉由第一手部將原本載置於基板載置體之基板取出並藉由第二手部將新的基板載置於基板載置體。
且，由於在將原本載置於第二手部之第二基板載置部之基板載置於基板載置體後，使第一手部及第二手部往後退位置後退，故第一手部只要在第二手部後退至後退位置前後退至後退位置即可。因此，於第一手部後退之期間中，即使第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一加速度之絕對值比第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二最大加速度之絕對值低速或低加速度，與第一手部以較高之速度或加速度後退之場合相比，基板搬送時間也不會改變。
此外，本發明之另一形態（aspect）之基板搬送機器人之控制方法是： 一種基板搬送機器人之控制方法，該基板搬送機器人具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部與將載置於前述第一基板載置部之基板保持及解放之第一基板保持機構，可在前述基板之搬送方向上之位置亦即後退位置與前進位置之間進行前進及後退動作；以及 機器人控制器，控制前述第一手部及前述第一基板保持機構之動作； 該基板搬送機器人之控制方法進行以下步驟： 前述機器人控制器，以前述第一基板保持機構將基板解放，且前述第一手部在尚未將前述基板載置於前述第一基板載置部之狀態下從前述後退位置往前述前進位置前進，於該前進位置，將原本載置於基板載置體之前述基板載置於前述第一基板載置部，之後，往前述後退位置後退之方式使前述第一基板保持機構及前述第一手部動作之步驟； 於前述第一手部後退之期間，使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板之步驟； 以從前述第一手部開始後退至藉由前述第一基板保持機構保持前述基板之時點為止之第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一最大加速度之絕對值，比從前述基板被保持之時點至前述第一手部結束後退為止之第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二加速度之絕對值低速或低加速度之方式控制前述第一手部之速度之步驟。
藉由上述構成，可抑制基板搬送時間變長。此外，於第一期間中，藉由使第一最大速度或第一最大加速度為充分低速或低加速度，可降低第一基板保持機構未能確實保持原本載置於前述第一基板載置部之基板之可能性。 ［發明之效果］
本發明發揮可提供於手部具備基板保持機構，且能抑制基板搬送時間變長及降低於使手部進退時基板保持機構未能確實保持基板之可能性之基板搬送機器人及其控制方法之效果。
以下，一邊參照圖式一邊說明本發明之理想之實施形態。另外，在以下之說明中，對於在所有圖式中相同或相當之要素賦予相同之參照符號，省略其重複之說明。此外，以下之圖由於是為了說明本發明之圖，故可能會有無關於本發明之要素被省略之場合、為了強調而複數個圖互相不一致之場合、尺寸不正確之場合等。此外，本發明並不限定於以下之實施形態。
（實施形態） 〔構成〕 圖1是顯示本發明之實施形態之基板搬送機器人之硬體構成之一例之圖，（a）是俯視圖，（b）是側視圖。圖1（b），是於圖1（a）之基板搬送方向200觀察圖1（a）之基板搬送機器人100之圖。此外，在圖1（a）、圖1（b）、及圖2中，為了較容易判別上側手部4A及下側手部4B，於上述手部之主要部分附加有剖面線。
若參照圖1，本實施形態之基板搬送機器人100，具備機器人本體10，該機器人本體10具備：第一手部（4A或4B），包含載置基板（於圖1（a）、圖1（b）不圖示）之第一基板載置部（43A或43B）與將載置於第一基板載置部（43A或43B）之基板保持及解放之第一基板保持機構（40A或40B），可在基板搬送方向200上之位置亦即後退位置201與前進位置202之間進行前進及後退動作；以及機器人控制器20，控制第一手部（4A或4B）及第一基板保持機構（40A或40B）之動作。此外，機器人本體10，進一步具備：第二手部(4B或4A)，包含載置基板之第二基板載置部（43B或43A）與將載置於第二基板載置部（43B或43A）之基板保持及解放之第二基板保持機構（40B或40A），且可於第一手部（4A或4B）之下方，在後退位置201與前進位置201之間進行前進及後退動作；且構成為第一手部（4A或4B）與第二手部（4B或4A）可一起上升及下降；機器人控制器20，是進一步控制第二手部（4B或4A）與第二基板保持機構（40B或40A）之動作者。
換言之，第一手部是將基板取出之手部，第二手部是供放置基板之手部。由於基板搬送機器人100是雙臂機器人，故任一手部都能作為第一手部或第二手部發揮機能。因此，在以下之說明中，首先，將兩個手部藉由構造上之差異來特定，並說明如上述般被特定後之兩個手部作為第一手部及第二手部之哪一個發揮機能。
在本實施形態中，說明基板是圓形晶圓之情形。
以下，詳細說明本實施形態之基板搬送機器人100之具體構成之一例。
基板搬送機器人100，是以具備水平多關節型之一對臂部3A、3B之雙臂機器人構成。基板搬送機器人100具備基台1。於基台1設置有升降體2。升降體2具備：設置為可於基台1升降之圓筒狀之升降軸2a、設置為可繞一致於升降軸2a之中心軸之第一旋轉軸線旋轉之旋轉體2b。於旋轉體2b設置有上側臂部3A與下側臂部3B。
上側臂部3A，具備：被設置為一方之端部可於旋轉體2b之適當位置繞平行於第一旋轉軸線之第二旋轉軸線轉動之上側第一連桿31A、被設置為一方之端部可於上側第一連桿31A之另一方之端部繞平行於第二旋轉軸線之第三旋轉軸線轉動之上側第二連桿32A、被設置為一方之端部可於上側第二連桿32A之另一方之端部繞平行於第三旋轉軸線之第四旋轉軸線轉動之上側第三連桿33A、被設置為一方之端部可於上側第三連桿33A之另一方之端部繞平行於第四旋轉軸線之第五旋轉軸線轉動之上側第四連桿34A、固定於上側第四連桿34A之上側手部4A。上側第一連桿31A～上側第四連桿34A構成上側臂部35A。
下側臂部3B，具備：被設置為一方之端部可於旋轉體2b繞平行於第一旋轉軸線之第六旋轉軸線轉動之下側第一連桿31B。下側第一連桿31B，以第六旋轉軸線相對於旋轉體2b之中心軸而與上側臂部3A之上側第一連桿31A之第二旋轉軸線成為點對稱之方式被設置。下側臂部3B，進一步具備：被設置為一方之端部可於下側第一連桿31B之另一方之端部繞平行於第六旋轉軸線之第七旋轉軸線轉動之下側第二連桿32B、被設置為一方之端部可於下側第二連桿32B之另一方之端部繞平行於第七旋轉軸線之第八旋轉軸線轉動之下側第三連桿33B、固定於下側第三連桿33B之下側手部4B。下側第一連桿31B～下側第三連桿33B構成下側臂部35B。
構成上側臂部35A之上側第一連桿31A～上側第四連桿34A及構成下側臂部35B之下側第一連桿31B～下側第三連桿33B，是以水平之平板狀之構件構成。
上側手部4A及下側手部4B，是以平板狀構件構成，於俯視之狀態下，形成為大致Y字狀。於上側手部4A及下側手部4B，分別設置有上側基板保持機構40A及下側基板保持機構40B。上側基板保持機構40A及下側基板保持機構40B，是以例如把持基板之把持機構構成。另外，上側基板保持機構40A及下側基板保持機構40B，以例如將基板吸附及解放之吸附機構構成亦可。
於上側手部4A之一對前端部，設置有將從上側手部4A之基端往前端之方向之基板之位置定位之一對定位部41A。於上側手部4A之大致中央部，設置有藉由於從上側手部4A之基端往前端之方向及其相反方向前進及後退來將基板按壓與脫壓之按壓部42A。按壓部42A，是藉由例如氣壓缸、馬達等動力源來進退。此一對定位部41A及按壓部42A構成上側基板保持機構40A。此外，上側手部4A之上面中之按壓部42A與一對定位部41A之間之部分構成上側基板載置部43A。若按壓部42A前進，並按壓載置於上側基板載置部43A之基板，則該基板被按壓部42A推往一對定位部41A，該基板被把持於按壓部42A及一對定位部41A。此外，若按壓部42A後退，則解放被把持之基板。
於下側手部4B之一對前端部，設置有將從下側手部4B之基端往前端之方向之基板之位置定位之一對定位部41B。於下側手部4B之大致中央部，設置有藉由於從下側手部4B之基端往前端之方向及其相反方向前進及後退來將基板按壓及脫壓之按壓部42B。按壓部42B，是藉由例如氣壓缸、馬達等動力源來進退。此一對定位部41B及按壓部42B構成下側基板保持機構40B。此外，下側手部4B之上面中之按壓部42B與一對定位部41B之間之部分構成下側基板載置部43B。若按壓部42B前進，並按壓載置於下側基板載置部43B之基板，則該基板被按壓部42B推往一對定位部41B，該基板被把持於按壓部42B及一對定位部41B。此外，若按壓部42B後退，則解放被把持之基板。
於圖1中，顯示有上側手部4A及下側手部4B分別位於後退位置201及前進位置202之狀態之基板搬送裝置100。機器人控制器20，以於後退位置201及前進位置202，上側手部4A及下側手部4B兩者之中心線一致，且此中心線通過旋轉體2b之第1旋轉軸線，且朝向既定之基板搬送方向200之方式，控制上側臂部3A及下側臂部3B之動作。
後退位置201及前進位置202，對應於基板搬送裝置100之使用態樣而被適當地設定。此等後退位置201及前進位置202，於俯視狀態下，被設定於通過旋轉體2b之第1旋轉軸線之直線上。
關於基板搬送機器人100，上側手部4A及下側手部4B中任一者是上述之第一手部或第二手部皆可。
機器人控制器20，例如被配置於機器人本體10之基台1之內部。當然，機器人控制器20被配置於從機器人本體10離開之場所亦可。
[使用環境] 圖2是示意地顯示圖1之基板搬送機器人之使用環境之一例之俯視圖。若參照圖2，基板搬送機器人100之使用環境，例如以下說明。
於真空室51配置有基板搬送機器人100之機器人本體10。於機器人本體10之周圍配置有複數個基板處理槽52、一個基板交接槽53。於複數個基板處理槽52中，分別進行各種之基板處理。於複數個基板處理槽52及基板交接槽53中，設置有基板載置體55。基板載置體55，例如，以立設於各基板處理槽52、基板交接槽53之底面之圓柱體構成。在此場合，基板載置體55之上面支持基板（於圖2中不圖示）之中央部。另外，基板載置體55，亦可由以從各基板處理槽52、基板交接槽53之側壁水平地突出之方式設置之平板構成。在此場合，基板載置體55之上面支持基板之外周部。另外，於複數個基板處理槽52及基板交接槽53之前面（對向於機器人本體10之面），設置有將該前面開閉之開閉機構（不圖示）。
於俯視狀態下，從機器人本體10之旋轉體2b（參照圖1）之中心（第1旋轉軸線）往各基板處理槽52、基板交接槽53之基板載置體55之中心之方向是基板搬送方向200（參照圖1（a）），例如，各基板處理槽52、基板交接槽53之中心被設定於前進位置202（參照圖1（a））。此前進位置202亦可依各基板處理槽52、基板交接槽53而不同。
機器人本體10，以基板搬送方向200朝向某一基板處理槽52之方式使上側手部4A及下側手部4B旋轉，藉由上側手部4A將載置於基板載置體55之處理完畢之基板取出，將保持於下側手部4B之未處理之基板載置於基板載置體55，進行基板替換動作。之後，以基板搬送方向200朝向基板交接槽53之方式使上側手部4A及下側手部4B旋轉，藉由下側手部4B將載置於基板載置體55之未處理之基板取出，將保持於上側手部4A之處理完畢之基板載置於基板載置體55，以此方式進行基板替換動作。
亦即，在圖2所示之使用環境中，機器人本體10，在與基板處理槽52之基板替換動作中，上側手部4A作為第一手部發揮機能（進行動作），且下側手部4B作為第二手部發揮機能（進行動作）。另一方面，在與基板交接槽53之基板替換動作中，下側手部4B作為第一手部發揮機能（進行動作），且上側手部4A作為第二手部發揮機能（進行動作）。
〔控制系統之構成〕 圖3是顯示圖1之基板搬送機器人100之控制系統之構成之機能方塊圖。若參照圖3，機器人控制器20，將機器人本體10之動作回饋控制。此外，機器人控制器20，控制上側基板保持機構40A及下側基板保持機構40B之動作。
機器人控制器20，具備例如處理器與記憶體。機器人控制器20，藉由以處理器將儲存於記憶體之既定動作程式讀出並執行，來控制機器人本體10、上側基板保持機構40A、及下側基板保持機構40B之動作。機器人控制器20，具體而言，是以微控制器、MPU、FPGA（Field Programmable Gate Array）、PLC（Programmable Logic Controller）、邏輯電路等構成。
〔動作〕 接著，將如上述般構成之基板搬送機器人100之動作（基板搬送機器人100之控制方法）與比較例之基板搬送機器人進行比對、說明。
〈對基板處理槽52之基板替換動作〉 首先，說明對基板處理槽52之基板替換動作。
圖4（a）～（f）是顯示比較例之基板搬送機器人之基板替換動作之一例之示意圖。圖5（a）～（f）是顯示圖1之基板搬送機器人之基板替換動作之一例之示意圖。圖6是顯示比較例之基板搬送機器人之基板替換動作中之手部之速度變化之曲線圖。圖7是顯示圖1之基板搬送機器人之基板替換動作中之手部之速度變化之曲線圖。另外，圖4（a）～（f）及圖5（a）～（f），為了讓圖更容易觀看，後退位置與前進位置與圖2之場合相比，被描繪為較近。此外，於圖6及圖7中，正之速度表示上側手部4A及下側手部4B之前進速度，負之速度表示上側手部4A及下側手部4B之後退速度。
首先，說明比較例之基板搬送機器人之基板替換動作。比較例之基板搬送機器人，構成與本實施形態之基板搬送機器人100相同，僅基板替換動作與本實施形態之基板搬送機器人100不同。因此，在以下之說明中，為了方便起見，除了圖4（a）～（f），亦參照圖1及圖2來說明比較例之基板搬送機器人之基板替換動作。比較例之機器人控制器20，使機器人本體10、上側基板保持機構40A、及下側基板保持機構40B如以下說明般動作。
首先，上側手部4A及下側手部4B，位於後退位置201。在此狀態下，在上側手部4A中，於基板載置部43A沒有基板被載置，上側基板保持機構40A，是按壓部42A後退呈解放狀態。另一方面，在下側手部4B中，於基板載置部43B有基板61被載置，下側基板保持機構40B，是按壓部42B前進而將此基板61按壓於一對定位部41B。藉此，下側基板保持機構40B，處於保持基板61之狀態（參照圖4（a））。此外，於基板載置體55之上面載置有處理完畢之基板61。
接著，上側手部4A往前進位置202前進（參照圖4（b））。
接著，上側手部4A及下側手部4B被上升既定上升高度。此上升動作，是藉由使升降體2上升來進行。既定上升高度，以下側手部4B位於比基板載置體55之上面高之位置之方式被設定。藉此，載置於基板載置體55之處理完畢之基板61被載置於上側手部4A之基板載置部43A（參照圖4（c））。
接著，上側手部4A往後退位置201後退，且下側手部4B往前進位置202前進。此時，上側手部4A之上側基板保持機構40A保持基板61。此外，下側手部4B之下側基板保持機構40B將基板61解放（參照圖4（d））。
接著，上側手部4A及下側手部4B下降既定下降高度。此下降動作，是藉由使升降體2下降來進行。既定下降高度，以下側手部4B位於比基板載置體55之上面低之位置之方式被設定。藉此，載置於下側手部4B之基板載置部43B之未處理之基板61被載置於基板載置體55之上面（參照圖4（e））。
接著，下側手部4B往後退位置201後退（參照圖4（f））。
若參照圖6，此基板替換動作，包含動作區間A～E。在動作區間A中，上側手部4A前進。在動作區間B中，上側手部4A及下側手部4B停止並上升。在動作區間C中，上側手部4A後退且下側手部4B前進。在動作區間D中，上側手部4A及下側手部4B停止並下降。在動作區間E中，下側手部4B後退。
上側手部4A及下側手部4B之各動作區間（A、C、E）中之速度，以於定速區間之前後包含加速區間與減速區間之方式變化。因此，各動作區間中之定速區間之速度之絕對值，是上側手部4A及下側手部4B之各動作區間中之最大速度之絕對值。此外，上側手部4A之前進及後退之最大速度之絕對值（定速區間之速度之絕對值）與下側手部4B之前進及後退之最大速度之絕對值（定速區間之速度之絕對值）相同。
在如上述之比較例之基板替換動作中，於動作區間B中，於上側手部4A載置處理完畢之基板61後，立即開始後退，在短時間內到達最大速度。因此，在此最大速度之絕對值超過上側基板保持機構40A能安定保持基板61之速度之絕對值之場合，會有上側基板保持機構40A無法確實保持基板61之可能性。
其次，一邊參照圖1、圖2、及圖5（a）～（f），一邊說明本實施形態之基板搬送機器人100之基板替換動作。本實施形態之基板搬送機器人100之機器人控制器20，使機器人本體10、上側基板保持機構40A、及下側基板保持機構40B如以下說明般動作。
由於圖5（a）～圖5（c）為止之動作，與比較例之圖4（a）～圖4（c）為止之動作相同，故省略其說明。
如圖5（c）所示，上側手部4A及下側手部4B被上升上述之既定上升高度，載置於基板載置體55之處理完畢之基板61被載置於上側手部4A之基板載置部43A後，接著，上側手部4A後退至既定位置，且下側手部4B往前進位置202前進。此時，上側手部4A之上側基板保持機構40A保持基板61。此外，下側手部4B之下側基板保持機構40B將基板61解放（參照圖5（d））。上述既定位置，是考慮上側手部4A之後退動作中之後退時間、速度等後被適當設定。
接著，上側手部4A及下側手部4B停止並下降上述之既定下降高度。藉此，載置於下側手部4B之基板載置部43B之未處理之基板61被載置於基板載置體55之上面（參照圖5（e））。
接著，上側手部4A及下側手部4B往後退位置201後退（參照圖5（f））。
若參照圖7，此基板替換動作，與上述之比較例同樣地，包含動作區間A～E。由於動作區間A及動作區間B與上述之比較例相同，故省略其說明。在動作區間C中，上側手部4A後退至既定位置且下側手部4B前進。在動作區間D中，上側手部4A及下側手部4B停止並下降。在動作區間E中，上側手部4A及下側手部4B後退。
接著，與比較例之基板替換動作同樣地，上側手部4A之前進及後退之速度及下側手部4B之前進及後退之速度，以於定速區間之前後包含加速區間與減速區間之方式變化。因此，在各動作區間中，定速區間之速度之絕對值，是各動作區間中之上側手部4A及下側手部4B之最大速度之絕對值。
此外，上側手部4A之前進之最大速度之絕對值與下側手部4B之前進及後退之最大速度之絕對值相同。然而，於上側手部4A之後退中，於動作區間C中之最大速度之絕對值，比動作區間E中之最大速度之絕對值低速。此外，於動作區間C中之上側手部4A之最大速度之絕對值，比上側手部4A之前進之最大速度之絕對值與下側手部4B之前進及後退之最大速度之絕對值低速。
在此基板替換動作中，在動作區間C之途中由上側手部4A之上側基板保持機構40A把持（保持）基板61。上側基板保持機構40A之基板61之把持（保持）動作，在基板61因上側手部4A之後退而產生之加速度而被按壓於一對定位部41A之狀態下進行較理想。因此，上側基板保持機構40A之基板61之把持（保持）動作，例如在動作區間C中，於上側手部4A被加速後成為定速狀態之狀態下被進行。從上側手部4A開始後退到上側基板保持機構40A之基板61之把持（保持）動作結束為止之期間是第一期間。此外，從第一期間結束到上側手部4A位於後退位置201為止之期間是第二期間。
第一期間中之上側手部4A之最大速度之絕對值（動作區間C中之定速區間之速度（第一最大速度）之絕對值），被設定為比第二期間中之上側手部4A之最大速度之絕對值（動作區間E中之定速區間之速度（第二最大速度）之絕對值）充分低速。
另外，後退動作中之上側手部4A之速度之絕對值，只要是第一期間中之最大速度之絕對值比第二期間中之最大速度之絕對值低速即可，可將速度設定為各種態樣。例如，於動作區間D中，上側手部4A及下側手部4B不停止而以低速一邊後退及前進一邊下降亦可。此外，上側手部4A，從後退之開始到即將結束為止速度緩緩增大亦可。此外，於動作區間D中，亦可由上側基板保持機構40A保持基板61。
藉由此構成，於上側手部4A後退之期間，由於使上側基板保持機構40A保持載置於上側基板載置部43A之基板61，故比起在上側手部4A於前進位置202停止之狀態下，上側保持機構40A保持載置於上側基板載置部43A之基板61之場合，可使上側手部4A之後退時間較短，進而可抑制基板搬送時間變長之狀況。
此外，由於機器人控制器20於上側手部4A後退之期間，使上側基板保持機構40A保持原本載置於上側基板載置部43A之基板61，且以從上側手部4A開始後退至藉由上側基板保持機構40A保持基板61之時點之第一期間中之上側手部4A之最大速度之絕對值，比從基板61被保持之時點至上側手部4A結束後退為止之第二期間中之上側手部4A之最大速度低速之方式控制上側手部4A之速度，故藉由使於第一期間中之最大速度之絕對值如上述般充分低速，可降低上側基板保持機構40A未能確實保持載置於上側基板載置部43A之基板61之可能性。此「可降低上側基板保持機構40A未能確實保持載置於上側基板載置部43A之基板61之可能性之最大速度之絕對值」，是根據實驗、模擬、計算等而被設定。
〈對基板交接槽53之基板替換動作〉 其次，說明對基板交接槽53之基板替換動作。
在此基板替換動作中，下側手部4B作為第一手部發揮機能，且上側手部4A作為第二手部發揮機能。換言之，此基板替換動作，與於上述之對基板處理槽52之基板替換動作中，將上側手部4A及上側基板保持機構40A，分別替換為下側手部4B及下側基板保持機構40B，且將下側手部4B及下側基板保持機構40B，分別替換為上側手部4A及上側基板保持機構40A之動作基本上相同。然而，「既定下降高度」，以上側手部4A位於比基板載置體55之上面低之位置之方式被設定。
在此基板替換動作結束後，如圖5（f）所示，於原本空無一物之狀態之下側手部4B之下側基板載置部43B，如圖5（a）所示，有未處理之基板61被載置，且該基板61被下側基板保持機構40B把持，且如圖5（f）所示，上側手部4A之上側基板保持機構40A保持之處理完畢之基板61被交接，如圖5（a）所示，上側基板保持機構40A成為被解放之狀態且上側基板載置部43A成為空無一物之狀態。
之後，依序對各基板處理槽52進行以上之基板替換動作。
〔變形例〕 本變形例，是於上述實施形態中，機器人控制器20使上側手部4A或下側手部4B作為第一手部發揮機能之場合，於上側手部4A或下側手部4B之後退動作中，以第一期間中之上側手部4A或下側手部4B之最大加速度之絕對值，比第二期間中之上側手部4A或下側手部4B之最大加速度之絕對值低加速度之方式控制上側手部4A或下側手部4B之動作亦可。
藉由此構成，亦可抑制基板搬送時間變長之狀況，且，可降低上側基板保持機構40A或下側基板保持機構40B未能確實保持載置於上側基板載置部43A或下側基板載置部43B之基板61之可能性。
如以上說明般，藉由本實施形態，比起在上側手部4A及下側手部4B於前進位置202停止之狀態下，上側保持機構40A或下側基板保持機構40B保持載置於上側基板載置部43A或下側基板載置部43B之基板61之場合，可使上側手部4A或下側手部4B之後退時間較短，進而可抑制基板搬送時間變長之狀況。此外，可降低使上側手部4A及下側手部4B進退時上側基板保持機構40A與下側基板保持機構40B未能確實保持基板61之可能性。
（其他實施形態） 基板搬送機器人亦可是單臂之機器人。
此外，於上述實施形態中，基板搬送機器人100之一對臂部亦可是垂直多關節型。
此外，於上述實施形態中，在基板搬送機器人100中，一對手部不具有臂部，直接被設置於旋轉體2b亦可。在此場合，一對手部，構成為上下重疊，可於基板搬送方向進退。
基板搬送機器人100，在上述實施形態之使用環境以外之使用環境被使用亦可。例如，可於如記載於日本特開2006-086294號公報般之以兩台機器人進行之基板授受動作使用。
此外，基板亦可是圓形晶圓以外者。例如，基板亦可是液晶顯示器之玻璃基板。
於上述之實施形態中，說明了上側手部4A之後退動作與下側手部4B之後退動作之至少一部分同時被進行（圖7之動作區間E）。藉由如此操作，可使基板替換動作中之上側手部4A之後退動作時間增加。其結果，不使基板替換動作之時間變長，便可使後退動作中之上側手部4A之速度之絕對值較低，或者，使後退動作中之上側手部4A之加速度之絕對值較低。藉由使上側手部4A之速度或加速度之絕對值較低，可防止保持於上側手部4A之基板相對於上側手部4A偏移之狀況。在此場合之上側手部4A，亦可不具有把持機構或吸附機構。例如，上側手部4A，可以是僅藉由起因於載置於手部之基板之自重而於基板與手部之間發生之摩擦力來保持基板之載置式手部、亦可是具有以包圍載置於手部之基板之側面之一部分或全部之方式被設置且沿著垂直方向延伸之壁面並以被該壁面包圍之區域收容基板之手部且不具有把持機構或吸附機構之落下式手部、或是公知之白努利（Bernoulli）式手部。 此外，藉由於圖7之動作區間E之一部分或全部進行下側手部4B之前進動作，使上側手部4A之前進動作與下側手部4B之前進動作之至少一部分同時被進行亦可。藉由如此操作，可使基板替換動作中之下側手部4B之前進動作時間增加。其結果，不使基板替換動作之時間變長，便可使前進動作中之下側手部4B之速度之絕對值較低，或者，使前進動作中之下側手部4B之加速度之絕對值較低。藉由使下側手部4B之速度或加速度之絕對值較低，可防止保持於下側手部4B之基板相對於下側手部4B偏移之狀況。在此場合之下側手部4B，亦可不具有把持機構或吸附機構。例如，下側手部4B，亦可是載置式手部、落下式手部、或是公知之白努利（Bernoulli）式手部。 於基板替換動作之至少一部分之期間中，亦可使上側手部4A之動作方向與下側手部4B之動作方向一致。 於圖7之動作區間D中上側手部4A亦可進行後退動作，於圖7之動作區間B中下側手部4B亦可進行前進動作。
由上述說明，對該發明所屬技術領域之通常知識者而言，眾多改良或其他實施形態是顯而易見的。因此，上述說明，應僅作為例示來解釋。 ［產業上之可利用性］
本發明之基板搬送機器人及其控制方法，作為於手部具備基板保持機構，且能抑制基板搬送時間變長及降低於使手部進退時基板保持機構未能確實保持基板之可能性之基板搬送機器人及其控制方法是有用的。
1:基台 2:升降體 2a:升降軸 2b:旋轉體 3A:上側臂部 3B:下側臂部 4A:上側手部 4B:下側手部 10:機器人本體 20:機器人控制器 31A:上側第一連桿 31B:下側第一連桿 32A:上側第二連桿 32B:下側第二連桿 33A:上側第三連桿 33B:下側第三連桿 34A:上側第四連桿 35A:上側臂部 35B:下側臂部 40A:上側基板保持機構 40B:下側基板保持機構 41A、41B:定位部 42A、42B:按壓部 43A:上側基板載置部 43B:下側基板載置部 51:真空室 52:基板處理槽 53:基板交接槽 55:基板載置體 61:基板 100:基板搬送機器人 200:基板搬送方向 201:後退位置 202:前進位置 A:動作區間 B:動作區間 C:動作區間 D:動作區間 E:動作區間
圖1是顯示本發明之實施形態之基板搬送機器人之硬體構成之一例之圖，（a）是俯視圖，（b）是側視圖。 圖2是示意地顯示圖1之基板搬送機器人之使用環境之一例之俯視圖。 圖3是顯示圖1之基板搬送機器人之控制系統之構成之機能方塊圖。 圖4（a）～（f）是顯示比較例之基板搬送機器人之基板替換動作之一例之示意圖。 圖5（a）～（f）是顯示圖1之基板搬送機器人之基板替換動作之一例之示意圖。 圖6是顯示比較例之基板搬送機器人之基板替換動作中之手部之速度變化之曲線圖。 圖7是顯示圖1之基板搬送機器人之基板替換動作中之手部之速度變化之曲線圖。
1:基台
2:升降體
3A:上側臂部
3B:下側臂部
4A:上側手部
4B:下側手部
10:機器人本體
31A:上側第一連桿
31B:下側第一連桿
32A:上側第二連桿
32B:下側第二連桿
33A:上側第三連桿
33B:下側第三連桿
34A:上側第四連桿
35A:上側臂部
35B:下側臂部
40A:上側基板保持機構
40B:下側基板保持機構
41A、41B:定位部
42A、42B:按壓部
43A:上側基板載置部
43B:下側基板載置部
100:基板搬送機器人
200:基板搬送方向
201:後退位置
202:前進位置

Claims (6)

  1. 一種基板搬送機器人，具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部，可進行前進及後退動作；第二手部，包含載置基板之第二基板載置部，可進行前進及後退動作；以及 機器人控制器，控制前述第一手部及第二手部之動作； 前述機器人控制器，進行基板替換動作，該基板替換動作 以 前述第一手部在尚未將前述基板載置於前述第一基板載置部之狀態下前進，將原本載置於基板載置體之前述基板載置於前述第一基板載置部，之後，後退 之方式使前述第一手部動作， 並以 前述第二手部在已將前述基板載置於前述第二基板載置部之狀態下前進，將原本載置於前述第二手部之前述第二基板載置部之前述基板載置於前述基板載置體，之後，後退 之方式使前述第二手部動作； 於前述基板替換動作之至少一部分之期間，前述第一手部之動作方向與前述第二手部之動作方向一致。
  2. 一種基板搬送機器人，具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部，可進行前進及後退動作；第二手部，包含載置基板之第二基板載置部，可進行前進及後退動作；以及 機器人控制器，控制前述第一手部及第二手部之動作； 前述機器人控制器，進行基板替換動作，該基板替換動作 以 前述第一手部在尚未將前述基板載置於前述第一基板載置部之狀態下前進，將原本載置於基板載置體之前述基板載置於前述第一基板載置部，之後，後退 之方式使前述第一手部動作， 並以 前述第二手部在已將前述基板載置於前述第二基板載置部之狀態下前進，將原本載置於前述第二手部之前述第二基板載置部之前述基板載置於前述基板載置體，之後，後退 之方式使前述第二手部動作； 前述第一手部之前進動作與前述第二手部之前進動作之至少一部分同時進行，或前述第一手部之後退動作與前述第二手部之後退動作之至少一部分同時進行。
  3. 一種基板搬送機器人，具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部與將載置於前述第一基板載置部之基板保持及解放之第一基板保持機構，可在前述基板之搬送方向上之位置亦即後退位置與前進位置之間進行前進及後退動作；以及 機器人控制器，控制前述第一手部及前述第一基板保持機構之動作； 前述機器人控制器，以 前述第一基板保持機構將基板解放，且前述第一手部在尚未將前述基板載置於前述第一基板載置部之狀態下從前述後退位置往前述前進位置前進，於該前進位置，將原本載置於基板載置體之基板載置於前述第一基板載置部，之後，往前述後退位置後退 之方式使前述第一基板保持機構及前述第一手部動作， 於前述第一手部後退之期間，使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板，且 以 從前述第一手部開始後退至藉由前述第一基板保持機構保持前述基板之時點為止之第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一最大加速度之絕對值，比從前述基板被保持之時點至前述第一手部結束後退為止之第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二加速度之絕對值低速或低加速度 之方式控制前述第一手部之速度。
  4. 如申請專利範圍第3項記載之基板搬送機器人，其中， 前述第一期間，是前述第一手部從前述前進位置後退既定距離之時間。
  5. 如申請專利範圍第3或4項記載之基板搬送機器人，其中， 前述機器人本體，進一步具備 第二手部，包含載置基板之第二基板載置部與將載置於前述第二基板載置部之基板保持及解放之第二基板保持機構，且可於前述第一手部之下方或上方，在前述後退位置與前述前進位置之間進行前進及後退動作；且構成為前述第一手部與前述第二手部可一起上升及下降； 前述機器人控制器，是進一步控制前述第二手部及前述第二基板保持機構之動作者； 前述機器人控制器，在前述第一手部前進而位於前述前進位置為止之期間，使前述第二手部在使前述第二基板保持機構保持原本載置於前述第二基板載置部之基板之狀態下於前述後退位置待機； 在前述第一手部位於前述前進位置後，使前述第一手部及前述第二手部上升既定上升高度，將原本載置於前述基板載置體之基板載置於前述第一手部之前述第一基板載置部； 之後，使前述第二手部前進而位於前述前進位置，並使前述第二基板保持機構解放前述基板，且使前述第一手部於前述第一期間從前述前進位置後退，於前述第一期間使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板； 之後，使前述第一手部及前述第二手部下降前述既定下降高度，將原本載置於前述第二手部之前述第二基板載置部之前述基板載置於前述基板載置體； 之後，使前述第一手部及前述第二手部往前述後退位置後退。
  6. 一種基板搬送機器人之控制方法，該基板搬送機器人具備 機器人本體，具備：第一手部，包含載置基板之第一基板載置部與將載置於前述第一基板載置部之基板保持及解放之第一基板保持機構，可在前述基板之搬送方向上之位置亦即後退位置與前進位置之間進行前進及後退動作；以及 機器人控制器，控制前述第一手部及前述第一基板保持機構之動作； 該基板搬送機器人之控制方法進行以下步驟： 前述機器人控制器，以前述第一基板保持機構將基板解放，且前述第一手部在尚未將前述基板載置於前述第一基板載置部之狀態下從前述後退位置往前述前進位置前進，於該前進位置，將原本載置於基板載置體之前述基板載置於前述第一基板載置部，之後，往前述後退位置後退之方式使前述第一基板保持機構及前述第一手部動作之步驟； 於前述第一手部後退之期間，使前述第一基板保持機構保持原本載置於前述第一基板載置部之基板之步驟； 以從前述第一手部開始後退至藉由前述第一基板保持機構保持前述基板之時點為止之第一期間中之第一最大速度之絕對值或第一最大加速度之絕對值，比從前述基板被保持之時點至前述第一手部結束後退為止之第二期間中之第二最大速度之絕對值或第二加速度之絕對值低速或低加速度之方式控制前述第一手部之速度之步驟。
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