TWI629149B - Substrate transfer robot and operation method thereof - Google Patents

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TWI629149B
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吉田雅也
山口隆生
佑治 田中
一 中原
阿比斯 阿修可 包瓦尼
曾銘
栩權 陳
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川崎重工業股份有限公司
川崎機器人（美國）股份有限公司
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Abstract

本發明係即使於末端執行器之基板之保持力下降之情形時，無論有無基板之位置偏移，仍一面繼續基板搬送動作，一面確實地防止基板之位置偏移或墜落。 本發明之基板搬送機器人(1)具備：末端執行器(7)，其設置於機器臂(4)，且具有保持基板(S)之基板保持機構(13)；臂驅動機構(9、10、11)，其等驅動機器臂(4)；機器人控制機構(12)，其控制臂驅動機構；及保持力檢測機構(33)，其檢測基板保持機構之基板保持力。機器人控制機構(12)係構成為基於對應於藉由保持力檢測機構(33)檢測出之基板保持力而決定之末端執行器(7)之加速度及速度之至少一者之上限值，而控制臂驅動機構(9、10、11)。

Description

基板搬送機器人及其運轉方法
本發明係關於一種用於搬送半導體晶圓或液晶玻璃基板等基板之基板搬送機器人及其運轉方法。
先前，作為用於搬送半導體晶圓或液晶玻璃基板等基板(板狀構件)之機構，係使用基板搬送機器人。基板搬送機器人例如具備多關節之機器臂、與設置於該機器臂之末端之末端執行器(手)。末端執行器具備用以於其上保持基板之基板保持機構。 通常，於半導體晶圓之情形，在FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓盒)(晶圓匣)等基板收納容器之中收納有複數片晶圓，基板搬送機器人自基板收納容器之內部取出搬送對象之晶圓，並搬送至用於處理晶圓之處理裝置側。或，將處理完之晶圓自處理裝置側之晶圓保持器取出，並收納入基板收納容器之內部。 於使用基板搬送機器人自基板收納容器或晶圓保持器取出晶圓時，以機器人控制器控制機器臂之動作，而於晶圓彼此之上下方向之間隙插入末端執行器。使末端執行器自該狀態上升而將搬送對象之晶圓載於末端執行器上，並藉由基板保持機構於末端執行器上固定晶圓。 基板搬送機器人之自搬送起點至搬送終點之晶圓之搬送時間因對晶圓處理之產能造成影響，故為提高產能，必須使機器人之動作高速化而縮短搬送時間。此處，若欲使機器人動作高速化而縮短搬送時間，則於動作開始時或動作停止時對晶圓施加之加速度(正之加速度、負之加速度)變大。 因此，為了即使於對晶圓施加較大加速度之情形時，晶圓亦不自末端執行器上之特定位置偏移、或自末端執行器脫出墜落，而設置有用於將晶圓固定於末端執行器之基板保持機構。 作為此種基板保持機構，例如有藉由真空力吸附載置於末端執行器之晶圓之背面之方式(吸附方式)者。又，作為另一基板保持機構，有使固定側之卡合部與可動側之卡合部卡合於載置於末端執行器之晶圓緣部，而以該等卡合部挾持晶圓並固定之方式(邊緣夾持方式)者。 然而，因各種理由，而有利用基板保持機構將晶圓固定於末端執行器變得不充分之情形，若晶圓之固定變得不充分，則有於搬送中途晶圓自末端執行器上之特定位置偏移、或晶圓自末端執行器脫出墜落之危險性。 作為對該問題之應對方法，提出有一種技術，其檢測晶圓自末端執行器上之特定位置偏移之位置偏移量，而於該位置偏移量超過特定之臨限值之情形時，抑制機器臂動作之加速度而使搬送動作繼續(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2012-049357號公報
[發明所欲解決之問題] 上述之先前提出之應對方法由於基於末端執行器上之晶圓之位置偏移量而抑制機器臂動作之加速度，故只要晶圓未自末端執行器上之特定位置偏移，則判斷為晶圓被正常地固定，而使機器臂進行通常之搬送動作。 然而，實際上，有儘管晶圓位於末端執行器上之特定位置，但基板保持機構之保持力不充分之情形，以上述之先前提出之應對方法，無法應對此種情形。 例如，於因作為半導體製造程序之熱處理而使晶圓翹曲之情形時，以利用真空力之吸附方式之基板保持機構，於末端執行器側之晶圓吸附面(晶圓載置面)與晶圓背面之間會產生間隙，而無法於吸附部充分地進行抽真空，無法達成所需之保持力。 即使於因晶圓之翹曲而無法達成所需之保持力之情形時，只要於末端執行器上之特定之位置存在晶圓，則以上述之先前提出之應對方法無法檢測異常，而判斷為晶圓被正常地固定而使機器臂進行通常之搬送動作。因此，有因例如於搬送開始時對晶圓作用之加速度，而使晶圓自末端執行器上之特定位置偏移、或晶圓自末端執行器脫出墜落之虞。 又，於晶圓之背面(吸附側)於半導體製造程序之中途被污損之情形時，亦無法充分地進行末端執行器之晶圓吸附部之抽真空，而有時無法達成所需之保持力。於該情形時，以上述之先前提出之應對方法有無法適當地應對之可能性。 又，即使於晶圓無翹曲或污損之情形時，亦可能有因基板保持機構側之原因而使保持力下降之情形。例如，有邊緣夾持方式之基板保持機構所使用之柱塞之壓力下降、或吸附方式之基板保持機構之真空源之能力下降，而使晶圓之保持力下降之可能性。此種情形時，以先前提出之應對方法，亦因只要不產生晶圓之位置偏移則無法檢測出異常，故有因於搬送開始時對晶圓作用之加速度，而使晶圓自末端執行器上之特定位置偏移、或晶圓自末端執行器脫出墜落之虞。 本發明係鑑於上述之先前技術之問題點而完成，目的在於提供一種即使於末端執行器之基板之保持力下降之情形時，無論有無基板之位置偏移，亦均可一面繼續基板搬送動作，一面確實地防止基板之位置偏移或墜落之基板搬送機器人及其運轉方法。 [解決問題之技術手段] 為解決上述課題，本發明之第1態樣之基板搬送機器人之特徵在於具備：機器臂；末端執行器，其設置於上述機器臂，且具有用於保持基板之基板保持機構；臂驅動機構，其用於驅動上述機器臂；機器人控制機構，其用於控制上述臂驅動機構；及保持力檢測機構，其用於檢測上述基板保持機構之基板保持力；且上述機器人控制機構係構成為基於對應於藉由上述保持力檢測機構檢測出之上述基板保持力而決定之上述末端執行器之加速度及速度之至少一者之上限值，而控制上述臂驅動機構。 本發明之第2態樣係如第1態樣，其中上述機器人控制機構係構成為基於上述末端執行器之加速度及速度之兩者之上限值而控制上述臂驅動機構。 本發明之第3態樣係如第1或第2態樣，其中上述基板保持機構具有用於產生上述基板保持力之保持力產生機構；上述機器人控制機構係構成為於上述基板保持力降至低於正常值之情形時，使上述保持力產生機構之功率增大。 本發明之第4態樣係如第1至第3態樣中任一態樣，其中上述基板保持機構係構成為真空吸附上述基板； 上述保持力檢測機構係構成為檢測上述基板保持機構之真空度。 本發明之第5態樣係如第1至第3態樣中任一態樣，其中上述基板保持機構具有可釋放地卡合於上述基板之緣部之可動卡合部、與用於驅動上述可動卡合部之柱塞；且上述保持力檢測機構係構成為檢測上述柱塞之壓力。 本發明之第6態樣係如第1至第5態樣中任一態樣，其中上述機器人控制機構係構成為對應於藉由上述保持力檢測機構檢測出之上述基板保持力而連續地變更上述上限值。 本發明之第7態樣係如第1至第5態樣中任一態樣，其中上述機器人控制機構係構成為對應於藉由上述保持力檢測機構檢測出之上述基板保持力而階梯狀地變更上述上限值。 為解決上述課題，本發明之第8態樣基板搬送機器人之運轉方法，其特徵在於其係具備設置有包含用於保持基板之基板保持機構之末端執行器之機器臂之基板搬送機器人之運轉方法，且具備：保持力檢測步驟，其檢測上述基板保持機構之基板保持力；上限值決定步驟，其對應於基板保持力而決定上述末端執行器之加速度及速度之至少一者之上限值；及臂驅動步驟，其基於上述末端執行器之上述上限值而驅動上述機器臂。 本發明之第9態樣係如第8態樣，其中上述臂驅動步驟係基於上述末端執行器之加速度及速度之兩者之上限值而驅動上述機器臂。 本發明之第10態樣係如第8或第9態樣，其中上述基板保持機構具有用於產生上述基板保持力之保持力產生機構，於上述基板保持力降至低於正常值之情形時，使上述保持力產生機構之功率增大。 本發明之第11態樣係如第8至第10態樣中任一態樣，其對應於上述基板保持力而連續地變更上述上限值。 本發明之第12態樣係如第8至第10態樣中任一態樣，其對應於上述基板保持力而階梯狀地變更上述上限值。 另，於本說明書中「基板保持力」係除藉由力感測器等直接測定之實際之保持力以外，亦包含與實際之保持力存在相關之值者。此處，作為與實際之保持力存在相關之值，可列舉例如吸附式之末端執行器之真空度、邊緣夾持式之末端執行器之柱塞壓等。 [發明之效果] 根據本發明，可提供一種即使於末端執行器之基板之保持力下降之情形時，無論有無基板之位置偏移，亦均可一面繼續基板搬送動作，一面確實地防止基板之位置偏移或墜落之基板搬送機器人及其運轉方法。
以下，參照圖式對本發明之一實施形態之基板搬送機器人進行説明。另，本實施形態之基板搬送機器人係尤其適合半導體製造用之晶圓之搬送者。但，成為本發明之基板搬送機器人之搬送對象之基板並不限於半導體製造用之晶圓，亦包含液晶面板製造用之玻璃基板等各種基板(板狀構件)。 如圖1所示，本實施形態之基板搬送機器人1具有底座2。於底座2，設有可沿第1旋轉軸線L1升降之回轉主軸3。 於回轉主軸3之上端連接有機器臂4之基端。機器臂4具有於基端具有第1旋轉軸線L1且於末端具有第2旋轉軸線L2之第1連桿構件5、及於基端具有第2旋轉軸線L2且於末端具有第3旋轉軸線L3之第2連桿構件6。於第2連桿構件6之末端，設有可繞第3旋轉軸線L3旋轉之末端執行器(手)7。 回轉主軸3之升降動作及旋轉動作係分別藉由設置於底座2之內部之驅動源8、9進行。藉由旋轉主軸3繞第1旋轉軸線L1旋轉，使第1連桿構件5與回轉主軸3一體地繞第1旋轉軸線L1旋轉。 第2連桿構件6相對於第1連桿構件5之旋轉動作係藉由設置於第1連桿構件5內部之驅動源10進行。末端執行器7相對於第2連桿構件6之旋轉動作係藉由設置於第2連桿構件6內部之驅動源11進行。 上述之驅動源8、9、10、11構成本發明之臂驅動機構。驅動源8、9、10、11可由例如伺服馬達構成。 各驅動源8、9、10、11係由機器人控制器12控制，藉此，控制具有末端執行器7之機器臂4之升降動作及旋轉(伸縮)動作。 另，本發明之基板搬送機器人之機器臂及其驅動機構之構成並非限於圖1所示之上述之構成，只要為可相對於搬送對象之基板而定位末端執行器之構成即可。 進而，如圖1及圖2所示，本實施形態之基板搬送機器人1具有用以將基板S藉由真空吸附保持於末端執行器7上之基板保持機構13。基板保持機構13具有形成於末端執行器7之基板載置面之基板保持開口30、以連通於該基板保持開口30之方式形成之抽真空流道31、及連通於該抽真空流道31之真空源(保持力產生機構)32。 於抽真空流道31之中途，連接有用於將基板保持機構13之真空度檢測為類比輸出之真空感測器33。此處，基板保持機構13之真空度對應於末端執行器7之基板保持力。又，真空感測器33對應於保持力檢測機構。真空感測器(保持力檢測機構)33之輸出信號係傳送至機器人控制器12。 於藉由基板搬送機器人1之末端執行器7保持基板S時，以使基板保持機構13之抽真空停止之狀態，如圖3及圖4所示般，使末端執行器7進入至載置於基板收納容器21之基板支持部22之搬送對象之基板S之背面側，並使末端執行器7上升，而於其基板載置面上載置基板S。以該狀態，開始基板保持機構13之抽真空，而於末端執行器7之載置面上真空吸附基板S。 此時，於因半導體製造程序之熱處理等使得基板S翹曲、或基板S之背面污損之情形時，無法進行適當之抽真空，而有無法達成所需之基板保持力之可能性。 本實施形態之基板搬送機器人1亦可應對如此般無法達成所需之基板保持力之狀態，以下針對此點進行說明。 於藉由末端執行器7保持基板S時、或搬送所保持之基板S時，於藉由真空感測器(保持力檢測機構)33檢測出之真空度(基板保持力)低於正常值之情形時，機器人控制器12基於對應於基板保持力而決定之末端執行器7之加速度之上限值而控制臂驅動機構。 更具體而言，如圖5所示，於基板保持力為低於正常值F0之容許異常值Fn之情形時，機器人控制器12對應於基板保持力之下降量，使末端執行器7之加速度之上限值下降。 此處，基板保持力之容許異常值Fn係雖低於正常值F0，但藉由應用本實施形態之控制方法，判斷為機器臂4之搬送動作可繼續之值，此種值例如可藉由實驗或力學計算而求出。 且，機器人控制器12若基於容許異常值Fn而決定末端執行器7之加速度之上限值，則一面使末端執行器7之加速度不超過該上限值，一面繼續進行機器臂4之搬送動作。 另，於基板保持力進一步下降，到達界限異常值F1之情形時，機器人控制器12停止機器臂4之搬送動作。 然而，作為對搬送中之基板施加力之重要原因，有於直進動作中與加速度成比例產生之慣性力，基於加速度之上限值之上述控制方法係主要考慮該直進動作之慣性力者。 另一方面，對搬送中之基板施加力之重要原因並非僅限於上述之直進動作之慣性力。例如，於旋轉動作中，對基板作用與旋轉速度之平方成比例之離心力。又，於如升降動作般基板受到風壓之動作中，對基板作用與動作速度之平方成比例之風壓。進而，若緊急停止時之動作停止之前之時間一定，則對基板作用與緊急停止時之動作速度成比例之慣性力。 因此，較佳除基於加速度之上限值之控制以外，亦進行基於上述之各種速度(直進、旋轉)之任一個速度之上限值、或任意2個以上之速度之組合之上限值之控制。 因此，於本實施形態之基板搬送機器人中，如圖6所示，於基板保持力為低於正常值F0之容許異常值Fn之情形時，機器人控制器12對應於基板保持力之下降量，使末端執行器7之速度之上限值下降。然後，一面使末端執行器7之速度不超過該上限值，一面實施機器臂4之搬送動作。 即，本實施形態之基板搬送機器人1之機器人控制器12於藉由真空感測器(保持力檢測機構)33檢測出之真空度(基板保持力)為低於正常值F0之容許異常值Fn之情形時，對應於其下降量，使機器臂4之加速度及速度之上限值下降，並基於變更後之各上限值而實施機器臂4之搬送動作。 上述之根據加速度之上限值及速度之上限值之控制亦可對應於基板搬送動作之模式，區分使用限制之參數。即，於直進動作中，設定加速度之上限值，於旋轉動作中，設定旋轉速度之上限值，於如升降動作般基板受到風壓之動作中，設定該動作之速度之上限值，於緊急停止時，設定緊急停止動作之速度之上限值。 另，於圖5及圖6中，雖顯示基板保持力與上限值處於線性關係之例，但關於旋轉動作之速度之上限值及升降動作等之速度之上限值，基板保持力與上限值成為與平方成比例之關係。 進而，於本實施形態之基板搬送機器人1中，如圖7所示，於基板保持力為低於正常值F0之容許異常值Fn之情形時，機器人控制器12對應於基板保持力之下降量，使真空源(保持力產生機構)32之功率增大。此處，真空源(保持力產生機構)32之功率相當於進行抽真空時之吸引速度或吸引量。 如自上述之說明可知，本實施形態之基板搬送機器人1之運轉方法具備以下之步驟。 即，該運轉方法具備：保持力檢測步驟，其檢測基板保持機構13之基板保持力；上限值決定步驟，其於基板保持力降至低於正常值F0之情形時，對應於基板保持力而決定末端執行器7之加速度及速度之各上限值；及臂驅動步驟，其基於末端執行器7之加速度及速度之上限值而驅動機器臂4。 進而，該運轉方法具備如下步驟：於基板保持力降至低於正常值F0之情形時，使保持力產生機構(真空源32)之功率增大。 如以上所述，於本實施形態之基板搬送機器人1中，因藉由真空感測器(保持力檢測機構)33檢測基板保持機構13之基板保持力，且對應於其檢測結果而決定末端執行器7之加速度及速度之各上限值，故即使於末端執行器7之基板保持力降至低於正常值F0之情形時，無論基板S之位置有無偏移，仍可一面繼續基板搬送動作，一面確實地防止基板S之位置偏移或墜落。 尤其是，即使於因半導體製造程序之熱處理等使得晶圓S翹曲、或晶圓S之背面污損，而於基板保持機構13中無法進行適當之抽真空，從而基板保持力降至低於正常值F0之情形時，亦可檢測此種異常狀態並適當地應對。 又，於本實施形態之基板搬送機器人1中，於基板保持力為低於正常值F0之容許異常值Fn之情形時，因機器人控制器12對應於其下降量而使真空源(保持力產生機構)32之功率增大，故可使下降之基板保持力增大。 以下，參照圖式對本發明之另一實施形態之基板搬送機器人進行説明。另，於以下，對與圖1所示之上述之實施形態不同之部分進行說明，對共通之部分省略說明。 如圖8至圖10所示，本實施形態之基板搬送機器人1係用於保持基板S之基板保持機構13具有卡合於基板S之前側之緣部之固定卡合部14、可釋放地卡合於基板S之後側之緣部之可動卡合部15、及用於進退驅動可動卡合部15之柱塞16。 固定卡合部14設置於二股分叉狀之末端執行器7之末端部之各者。可動卡合部15設置於在末端執行器7之基端側於與末端執行器7之長度軸線正交之方向上延伸之細長構件17之兩端部之各者。於固定卡合部14形成有階部18，於該階部18載置基板S。 於本實施形態之基板搬送機器人1中，藉由利用機器人控制器12進退驅動柱塞16，而可切換於末端執行器7上之基板S之保持狀態與非保持狀態。 如圖9及圖10所示，與柱塞16相鄰設置將用於檢測柱塞16之位置之位置感測器19。藉由位置感測器19，可判定於末端執行器7上是否保持有基板S。 進而，本實施形態之基板搬送機器人1具備用於檢測柱塞16之壓力之壓力感測器20。壓力感測器20構成用於檢測末端執行器7之基板保持力之保持力檢測機構。即，藉由壓力感測器(保持力檢測機構)20檢測之柱塞16之壓力對應於末端執行器7之基板保持力。壓力感測器20之輸出信號係傳送至機器人控制器12。 於本實施形態中，亦與圖1所示之上述之實施形態相同，機器人控制器12基於藉由保持力檢測機構(壓力感測器20)檢測出之基板保持力(柱塞16之壓力)，決定末端執行器7之加速度及速度之上限值。 又，機器人控制器12使柱塞16之功率對應於基板保持力之下降而增大。此處，柱塞16之功率相當於供給至柱塞16之加壓流體(壓縮空氣等)之壓力。 以圖8所示之本實施形態之基板搬送機器人，亦可獲得與圖1所示之上述實施形態之基板搬送機器人相同之優異效果。 另，於上述之各實施形態中，雖對應於以保持力檢測機構檢測出之基板保持力，而決定末端執行器7之加速度及速度之兩者之上限值，但亦可省略速度之上限值之決定，僅將末端執行器7之加速度之上限值對應於基板保持力而決定。 又，於上述之各實施形態中，雖於以保持力檢測機構檢測出之基板保持力降至低於正常值之情形時，使保持力產生機構之功率增大，但亦可省略該步驟。 又，於上述之各實施形態中，雖如圖5至圖7所示，對應於基板保持力之變化，而連續地變更加速度上限值、速度上限值、及吸引力(壓力)，但亦可取代此，如圖11至圖13所示般，階梯狀而非連續地變更。 又，於上述之各實施形態中，亦可即時、或於機器人動作中實施利用保持力檢測機構之基板保持力之檢測、及/或根據所檢測出之基板保持力之末端執行器之加速度等之上限值之決定。藉由如此即時、或於機器人動作中進行處理，而即使於在基板搬送中末端執行器之基板保持狀態變化之情形時，亦可適時應對而確實地防止基板之偏移或墜落。 圖14係用於說明上述之各實施形態及變化例之基板搬送機器人之控制方法之一例之圖。如圖14所示，設定基板搬送之動作模式之加速度(或速度)之上限值，且對於當初之設定(上圖)中超過該上限值之部分，於上限值設定後配合於該上限值設定(下圖)。 圖15顯示上述之各實施形態及變化例之基板搬送機器人之控制方法之另一例，如該圖所示，藉由使基板搬送之動作模式之加速度(或速度)整體下降，亦可將峰值之加速度(或速度)設為上限值以下。
1‧‧‧基板搬送機器人
2‧‧‧底座
3‧‧‧回轉主軸
4‧‧‧機器臂
5‧‧‧第1連桿構件
6‧‧‧第2連桿構件
7‧‧‧末端執行器(手)
8‧‧‧回轉主軸之升降動作之驅動源
9‧‧‧回轉主軸及第1連桿構件之旋轉動作之驅動源(臂驅動機構)
10‧‧‧第2連桿構件之旋轉動作之驅動源(臂驅動機構)
11‧‧‧第2連桿構件之旋轉動作之驅動源(臂驅動機構)
12‧‧‧機器人控制器(機器人控制機構)
13‧‧‧基板保持機構
14‧‧‧固定卡合部(基板保持機構)
15‧‧‧可動卡合部(基板保持機構)
16‧‧‧柱塞(基板保持機構)
17‧‧‧細長構件(基板保持機構)
18‧‧‧固定卡合部之階部
19‧‧‧位置感測器
20‧‧‧壓力感測器(保持力檢測機構)
21‧‧‧基板收納容器
22‧‧‧基板收納容器之基板支持部
30‧‧‧基板保持開口(基板保持機構)
31‧‧‧抽真空流道(基板保持機構)
32‧‧‧真空源(基板保持機構)
33‧‧‧真空感測器(保持力檢測機構)
F0‧‧‧正常值
F1‧‧‧界限異常值
Fn‧‧‧容許異常值
L1‧‧‧第1旋轉軸線
L2‧‧‧第2旋轉軸線
L3‧‧‧第3旋轉軸線
S‧‧‧基板
圖1係模式性顯示本發明之一實施形態之基板搬送機器人之立體圖。 圖2係將圖1所示之基板搬送機器人之主要部分放大而模式性顯示之圖。 圖3係用於說明圖1所示之基板搬送機器人之基板搬送過程之模式性俯視圖。 圖4係用於說明圖1所示之基板搬送機器人之基板搬送過程之模式性側視圖。 圖5係顯示圖1所示之基板搬送機器人之基板保持力與加速度上限值之關係之圖。 圖6係顯示圖1所示之基板搬送機器人之基板保持力與速度上限值之關係之圖。 圖7係顯示圖1所示之基板搬送機器人之基板保持力與吸引力之關係之圖。 圖8係模式性顯示本發明之另一實施形態之基板搬送機器人之立體圖。 圖9係將圖8所示之基板搬送機器人之主要部分放大而模式性顯示之側視圖。 圖10係將圖8所示之基板搬送機器人之主要部分放大而模式性顯示之俯視圖。 圖11係顯示圖1所示之基板搬送機器人之一變化例之基板保持力與加速度上限值之關係之圖。 圖12係顯示圖1所示之基板搬送機器人之一變化例之基板保持力與速度上限值之關係之圖。 圖13係顯示圖1所示之基板搬送機器人之一變化例之基板保持力與吸引力之關係之圖。 圖14係用於說明本發明之上述各實施形態及變化例之基板搬送機器人之控制方法之一例之圖。 圖15係用於說明本發明之上述各實施形態及變化例之基板搬送機器人之控制方法之另一例之圖。

Claims (10)

  1. 一種基板搬送機器人，其具備：機器臂；末端執行器，其設置於上述機器臂，且具有用於保持基板之基板保持機構；臂驅動機構，其用於驅動上述機器臂；機器人控制機構，其用於控制上述臂驅動機構；及保持力檢測機構，其用於檢測上述基板保持機構之基板保持力；且上述機器人控制機構係構成為基於對應於藉由上述保持力檢測機構檢測出之上述基板保持力而決定之上述末端執行器之加速度及速度之至少一者之上限值，而控制上述臂驅動機構；上述基板保持機構具有用於產生上述基板保持力之保持力產生機構；上述機器人控制機構係構成為於上述基板保持力降至低於正常值之情形時，使上述保持力產生機構之功率增大。
  2. 如請求項1之基板搬送機器人，其中上述機器人控制機構係構成為基於上述末端執行器之加速度及速度兩者之上限值而控制上述臂驅動機構。
  3. 如請求項1或2之基板搬送機器人，其中上述基板保持機構係構成為真空吸附上述基板；上述保持力檢測機構係構成為檢測上述基板保持機構之真空度。
  4. 如請求項1或2之基板搬送機器人，其中上述基板保持機構具有可釋放地卡合於上述基板之緣部之可動卡合部、及用於驅動上述可動卡合部之柱塞；且上述保持力檢測機構係構成為檢測上述柱塞之壓力。
  5. 如請求項1或2之基板搬送機器人，其中上述機器人控制機構係構成為對應於藉由上述保持力檢測機構檢測出之上述基板保持力而連續地變更上述上限值。
  6. 如請求項1或2之基板搬送機器人，其中上述機器人控制機構係構成為對應於藉由上述保持力檢測機構檢測出之上述基板保持力而階梯狀地變更上述上限值。
  7. 一種基板搬送機器人之運轉方法，該基板搬送機器人具備設置有包含用於保持基板之基板保持機構之末端執行器之機器臂，且該運轉方法具備：保持力檢測步驟，其檢測上述基板保持機構之基板保持力；上限值決定步驟，其對應於基板保持力而決定上述末端執行器之加速度及速度之至少一者之上限值；及臂驅動步驟，其基於上述末端執行器之上述上限值而驅動上述機器臂；上述基板保持機構具有用於產生上述基板保持力之保持力產生機構， 於上述基板保持力降至低於正常值之情形時，使上述保持力產生機構之功率增大。
  8. 如請求項7之基板搬送機器人之運轉方法，其中上述臂驅動步驟係基於上述末端執行器之加速度及速度兩者之上限值而驅動上述機器臂。
  9. 如請求項7或8之基板搬送機器人之運轉方法，其對應於上述基板保持力而連續地變更上述上限值。
  10. 如請求項7或8之基板搬送機器人之運轉方法，其對應於上述基板保持力而階梯狀地變更上述上限值。
TW105141465A 2015-12-14 2016-12-14 Substrate transfer robot and operation method thereof TWI629149B (zh)

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190013215A1 (en) * 2017-07-05 2019-01-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate holding hand and substrate conveying apparatus including the same
TWI645504B (zh) * 2017-07-17 2018-12-21 台灣積體電路製造股份有限公司 晶圓傳遞模組及傳遞晶圓的方法
JP7187147B2 (ja) * 2017-12-12 2022-12-12 東京エレクトロン株式会社 搬送装置のティーチング方法及び基板処理システム
JP2019155542A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 株式会社東芝 搬送装置、搬送システム、コントローラ、および搬送方法
EP3859353A4 (en) 2018-09-26 2022-06-29 IHI Corporation Acceleration-deriving device and method
KR20200042690A (ko) 2018-10-16 2020-04-24 주식회사 선익시스템 유리 기판 반송용 엔드 이펙터 및 이를 포함하는 기판 반송 로봇
JP7316033B2 (ja) * 2018-11-08 2023-07-27 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板搬送装置および基板搬送方法
JP7117996B2 (ja) * 2018-12-28 2022-08-15 株式会社荏原製作所 移載機及びベベル研磨装置
US20220355490A1 (en) * 2019-06-26 2022-11-10 Sony Group Corporation Control device, control method, and program
JP7364371B2 (ja) * 2019-06-28 2023-10-18 川崎重工業株式会社 基板搬送ロボット及び基板搬送ロボットの制御方法
JP7045353B2 (ja) * 2019-10-02 2022-03-31 株式会社アルバック 基板搬送装置、および、基板搬送方法
JP6983206B2 (ja) * 2019-10-15 2021-12-17 株式会社アルバック 基板搬送装置、および、基板搬送方法
US11712809B2 (en) * 2020-06-30 2023-08-01 WaferPath, Inc. Robot vacuum control and monitoring system
KR20220021431A (ko) 2020-08-13 2022-02-22 (주) 피엔피 폭 가변형 핸드를 가지는 초박형 유리 이송용 다관절 로봇
KR102617398B1 (ko) 2020-08-13 2023-12-26 세메스 주식회사 기판 반송 장치, 기판 처리 장치 및 기판 반송 방법
CN113948433B (zh) * 2021-10-15 2022-12-13 扬州爱迪秀自动化科技有限公司 一种晶圆真空搬运机械装置
WO2023089726A1 (ja) * 2021-11-18 2023-05-25 株式会社Fuji ワーク自動搬送機
JP7439322B1 (ja) 2023-05-01 2024-02-27 Dmg森精機株式会社 ロボットの動作制御方法、及び制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH098107A (ja) * 1995-06-16 1997-01-10 Hitachi Ltd ワーク保持装置およびその駆動方法
TW399008B (en) * 1995-03-31 2000-07-21 Brooks Automation Inc Time optimal trajectory for cluster tool robots
JP2002246443A (ja) * 2001-02-16 2002-08-30 Assist Japan Kk 基板搬送制御方法及びその装置
CN103895010A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 现代自动车株式会社 机器人手爪及其控制方法
TWI478265B (zh) * 2006-05-09 2015-03-21 Tokyo Electron Ltd Substrate handling device and longitudinal heat treatment device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6322312B1 (en) * 1999-03-18 2001-11-27 Applied Materials, Inc. Mechanical gripper for wafer handling robots
WO2002005326A2 (en) * 2000-07-10 2002-01-17 Innovent, Inc. Robotic end effector provided with wafer supporting pads elastically mounted
WO2002095795A2 (de) * 2001-05-18 2002-11-28 Mattson Thermal Products Gmbh Vorrichtung zur aufnahme von scheibenförmigen objekten
JP2004119554A (ja) 2002-09-25 2004-04-15 Rorze Corp 薄板状物の把持装置及びそれを具えた製造設備
US7798764B2 (en) * 2005-12-22 2010-09-21 Applied Materials, Inc. Substrate processing sequence in a cartesian robot cluster tool
US8167522B2 (en) * 2005-03-30 2012-05-01 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with active edge gripper
JP2012049357A (ja) 2010-08-27 2012-03-08 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置
JP5548163B2 (ja) * 2010-09-14 2014-07-16 株式会社日立国際電気 基板搬送機構、基板処理装置および半導体装置の製造方法
US8874258B2 (en) * 2011-09-13 2014-10-28 Persimmon Technologies Corporation Method for transporting a substrate with a substrate support
KR102578140B1 (ko) * 2011-09-16 2023-09-14 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 로봇 구동부 및 무선 데이터 커플링
JP2013078825A (ja) * 2011-10-04 2013-05-02 Yaskawa Electric Corp ロボット装置、ロボットシステムおよび被加工物の製造方法
US9401296B2 (en) * 2011-11-29 2016-07-26 Persimmon Technologies Corporation Vacuum robot adapted to grip and transport a substrate and method thereof with passive bias

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW399008B (en) * 1995-03-31 2000-07-21 Brooks Automation Inc Time optimal trajectory for cluster tool robots
JPH098107A (ja) * 1995-06-16 1997-01-10 Hitachi Ltd ワーク保持装置およびその駆動方法
JP2002246443A (ja) * 2001-02-16 2002-08-30 Assist Japan Kk 基板搬送制御方法及びその装置
TWI478265B (zh) * 2006-05-09 2015-03-21 Tokyo Electron Ltd Substrate handling device and longitudinal heat treatment device
CN103895010A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 现代自动车株式会社 机器人手爪及其控制方法

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Publication number Publication date
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