TWI684500B - 機器人之診斷方法 - Google Patents

Abstract

一種機器人之診斷方法，其係用以檢測由無效運動所引起之偏離量者，其特徵在於具備：第1步驟，準備：機器人，其含有包含第1關節部之具有1個或複數個關節部之機器手臂；及線感測器，其包含基於受光器中之受光狀態來檢測插入投光器與受光器之間之被檢測部之位置的檢測部；以及第6步驟，以第3步驟中檢測之上述被檢測部之位置、以及第4步驟中之基於來自機器人控制部之指令值的上述被檢測部之位置、與第5步驟中檢測之上述被檢測部之位置為基礎，來檢測第1關節部中之由無效運動所引起之偏離量。

Description

機器人之診斷方法

本發明係關於一種機器人之診斷方法，尤其關於一種用以檢測由無效運動所引起之偏離量之機器人之診斷方法。

先前，已知用以檢測由無效運動所引起之偏離量之機器人之診斷方法。此種診斷方法例如係利用專利文獻1中記載之晶圓搬送裝置來進行。

專利文獻1之晶圓搬送裝置反覆進行從指導指令位置偏移至任意位置之於目標位置之晶圓檢測動作，將其反覆進行直至成為晶圓邊緣位置檢測感測器之檢測範圍外。而且，將所生成之目標位置與搬送手臂實際移動之位置加以記憶。收集從指導指令位置起之X方向、Y方向之全部之該等資訊後，根據偏移動作之目標位置、與晶圓中心位置結果中所判斷之搬送手臂實際移動之位置之差即位置誤差，手臂驅動控制部製成修正表。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開第2009-49251號公報

然而，專利文獻1中，為檢測由無效運動所引起之偏離量，必須 進行如上所述之複雜程序。藉此，存在上述偏離量之檢測花費人力或時間之問題。

因此，本發明之目的在於提供一種能以簡單之程序來檢測由無效運動所引起之偏離量之機器人之診斷方法。

為解決上述課題，本發明之機器人之診斷方法係用以檢測由無效運動所引起之偏離量之機器人之診斷方法，其特徵在於具備：第1步驟，準備：機器人，其含有包含第1關節部之具有1個或複數個關節部之機器手臂、安裝於上述機器手臂上之末端執行器、及控制上述機器手臂及上述末端執行器之機器人控制部；以及線感測器，其包含投射光線之投光器、接收由上述投光器所投射之光線之受光器、及基於上述受光器中之受光狀態來檢測插入上述投光器與上述受光器之間之被檢測部之位置的檢測部；第2步驟，於上述投光器與上述受光器之間插入上述末端執行器之被檢測部；第3步驟，於進行上述第2步驟之後，利用上述線感測器來檢測上述被檢測部之位置；第4步驟，於進行上述第3步驟之後，於維持上述被檢測部插入上述投光器與上述受光器之間之狀態之範圍內，基於來自上述機器人控制部之指令值，使上述第1關節部向第1方向僅旋轉既定之角度；第5步驟，於進行上述第4步驟之後，藉由上述線感測器再次檢測上述被檢測部之位置；以及第6步驟，以上述第3步驟中檢測之上述被檢測部之位置、以及上述第4步驟中之基於來自上述機器人控制部之指令值的上述被檢測部之位置、與上述第5步驟中檢測之上述被檢測部之位置為基礎，來檢測上述第1關節部中由無效運動所引起之偏離量。

藉由上述構成，可以第3步驟中檢測之被檢測部之位置、以及第4步驟中之基於來自機器人控制部之指令值的被檢測部之位置、與第5步驟中檢測之被檢測部之位置為基礎，來檢測第1關節部中之由無效運動所引起之偏離 量。其結果為，能以簡單之程序來檢測由無效運動所引起之偏離量。

於上述第4步驟中使上述第1關節部旋轉之第1方向亦可與如下方向相反，即，於上述第3步驟中即將檢測上述被檢測部之前，上述第1關節部旋轉之方向。

藉由上述構成，能正確地檢測由無效運動所引起之偏離量。

例如，由投光器所投射之光線可為帶狀。

例如，上述投光器亦可沿著上下方向來投射上述光線。

上述機器人係於作為半導體製造現場之無塵室內進行作業之半導體製造用機器人，於上述第1步驟中，上述機器人及上述線感測器亦可於上述無塵室內準備。

藉由上述構成，能不將於作為半導體製造現場之無塵室內進行作業之機器人取出至外部，來檢測由無效運動所引起之偏離量。藉此，於如取出至無塵室之外部檢測該偏離量後再次設置於無塵室內般之情形時所應進行之機器人之清潔化作業等不再需要。其結果為，於作為半導體製造現場之無塵室內，可使本發明所發揮之效果顯著。

上述線感測器亦可包含於預對準器中，該預對準器用以檢測於上述無塵室內由上述機器人進行作業之工件之中心位置。

藉由上述構成，可使用預先設置於作為半導體製造現場之無塵室內之預對準器，來檢測由無效運動所引起之偏離量。藉此，例如能削減導入成本或設置空間等。

例如，上述工件亦可為半導體晶圓。

依據本發明，可提供一種能以簡單之程序來檢測由無效運動所引起之偏離量之機器人之診斷方法。

10‧‧‧機器人

12‧‧‧基台

20‧‧‧機器手臂

20a‧‧‧第1手臂

20b‧‧‧第2手臂

22‧‧‧手腕部

30‧‧‧末端執行器

40‧‧‧機器人控制部

60‧‧‧預對準器

62‧‧‧轉盤

64‧‧‧線感測器

66‧‧‧投光器

68‧‧‧受光器

70‧‧‧檢測部

80‧‧‧被檢測部

AX‧‧‧關節部

AR‧‧‧箭頭

L‧‧‧軸線

P‧‧‧中心位置

W‧‧‧半導體晶圓

圖1係用以對本發明之實施形態之機器人之診斷方法中之第1步驟進行說明之概略圖。

圖2係從側面看本發明之實施形態之機器人之診斷方法中的利用第1步驟中準備之預對準器來檢測被檢測部之位置之情形之圖。

圖3係用以對本發明之實施形態之機器人之診斷方法中之第2及第3步驟進行說明之概略圖。

圖4係用以對本發明之實施形態之機器人之診斷方法中之第4及第5步驟進行說明之概略圖。

圖5係用以對本發明之實施形態之機器人之診斷方法中之第6步驟進行說明之概略圖。

以下，基於隨附圖式，對本發明之實施形態進行說明。此外，以下，於所有圖中對同一或相當之要素標註同一參照符號，省略其重複之說明。基於圖1至圖4，對本發明之實施形態之機器人之診斷方法進行說明。

圖1係用以對本發明之實施形態之機器人之診斷方法中第1步驟進行說明之概略圖。圖2係從側面看利用該第1步驟中準備之預對準器來檢測被檢測部之位置之情形之圖。圖3係用以對該方法之第2及第3步驟進行說明之概略圖。圖4係用以對該方法之第4及第5步驟進行說明之概略圖。圖5係用以對該方法之第6步驟進行說明之概略圖。

本發明之實施形態之機器人之診斷方法係用以對在作為半導體 製造現場之無塵室內進行作業之半導體製造用機器人10(以下簡稱為「機器人10」)，檢測由無效運動所引起之偏離量。此外，此處所謂之「由無效運動所引起之偏離量」，廣泛表示與機器人之理想動作之偏離量。「無效運動」中例如包含由於機器手臂之各軸中之齒隙或扭轉等產生者，但並不限定於此。

(第1步驟)

首先，如圖1所示，於作為半導體製造現場之無塵室內，進行準備機器人10、及線感測器64之第1步驟。本實施形態中，線感測器64包含於用以檢測作為工件之半導體晶圓(未圖示)之中心位置之預對準器60中。

機器人10具備：包含後述關節部AX2(第1關節部)之具有複數個關節部AX之機器手臂20、安裝於機器手臂20上之末端執行器30、以及控制機器手臂20及末端執行器30之機器人控制部40。本實施形態之機器人10為所謂水平多關節型之3軸機器人，具備3個關節部(關節部AX1、關節部AX2(第1關節部)及關節部AX3)。機器人10進而具備基台12、以及設置於基台12上表面之能於上下方向伸縮之升降軸(未圖示)。該升降軸係由未圖示之氣缸等來構成為能伸縮，於該升降軸之上端部安裝有機器手臂20。

機器手臂20包含由在水平方向上延伸之長條狀構件所構成之第1手臂20a、第2手臂20b及手腕部22。

第1手臂20a之長邊方向之一端部係以能圍繞鉛直之軸線L1轉動之方式安裝於升降軸上。藉此構成關節部AX1。第1手臂20a係以可藉由未圖示之電動馬達轉動驅動之方式構成。於第1手臂20a之長邊方向之另一端部安裝有第2手臂20b。第2手臂20b之長邊方向之一端部係以能圍繞鉛直之軸線L2轉動之方式安裝於第1手臂20a上。藉此構成關節部AX2(第1關節部)。第2手臂20b係以可藉由未圖示之電動馬達轉動驅動之方式構成。

手腕部22係以可圍繞鉛直之軸線L3而轉動之方式安裝於第2手 臂20b之長邊方向之另一端部。藉此構成關節部AX3。手腕部22係以可藉由未圖示之電動馬達而轉動驅動之方式來構成。

末端執行器30之前端側分成2股，俯視時構成為Y字狀。末端執行器30之基端部固定於手腕部22之前端側。

升降軸之升降以及第1手臂20a、第2手臂20b及手腕部22之轉動係由機器人控制部40控制。

機器人控制部40之具體構成並無特別限定，例如，亦可為藉由公知之處理器(CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等)依據記憶於記憶部(記憶體)中之程式動作來實現之構成。

如圖2所示，預對準器60具備：轉盤62，其載置作為工件之半導體晶圓(未圖示)；驅動部(未圖示)，其用以使轉盤62旋轉；以及線感測器64，其對藉由該驅動部旋轉之狀態之半導體晶圓之外緣部分進行檢測，藉此檢測半導體晶圓之中心位置。本實施形態之機器人之診斷方法通常係藉由如上所述用於檢測半導體晶圓之中心位置之線感測器64，來檢測末端執行器30之被檢測部80之位置。本實施形態中，於末端執行器30之前端設置被檢測部80。

線感測器64包含：投光器66，其投射光線；受光器68，其接收由上述投光器66所投射之光線；以及檢測部70，其基於該受光器68中之受光狀態，來檢測插入投光器66與受光器68之間之被檢測部(例如，旋轉之狀態之半導體晶圓之外緣部分以及末端執行器30之被檢測部80等)之位置。檢測部70亦可設為例如於由投光器66所投射之光線中未由受光器68接收之部分(即，光線中被遮蔽之部分)中存在被檢測部80，來檢測該被檢測部80之位置。如上所述，檢測部70可基於受光器68中之受光狀態來檢測插入投光器66與受光器68之間之被檢測部80之位置。檢測部70之具體構成並無特別限定，例如，亦可為藉由公知之處理器(CPU等)依據存儲於記憶部(記憶體)中之程式動作來實現 之構成。

本實施形態之投光器66係於圖2中如複數個向下箭頭所示，沿著上下方向投射光線。具體而言，本實施形態之投光器66係於圖2中向下方向(於圖1、圖3及圖4中為從紙面近前側朝向裏側之方向)投射光線，於該圖中配置於投光器66之下側(於圖1、圖3及圖4中為投光器66之紙面裏側)之受光器68接收該光線。

本實施形態之由投光器66所投射之光線為帶狀。具體而言，本實施形態之光線係具有以下方向之帶狀：沿著圖2之左右方向之寬度方向、沿著該圖之上下方向且與上述寬度方向正交之高度方向、以及沿著該圖之將紙面近前側與裏側連結之方向且與上述寬度方向及上述高度方向之兩者正交之厚度方向。此外，該光線之寬度方向與載置於轉盤62之半導體晶圓之徑方向一致。

(第2步驟)

其次，進行於投光器66與受光器68之間插入末端執行器30之被檢測部80之第2步驟。將此時之狀態示於圖3中。

(第3步驟)

進而，於進行上述第2步驟之後(即，圖3所示之狀態下)，進行藉由線感測器64檢測末端執行器30之被檢測部80之位置之第3步驟。

(第4步驟)

接著，於進行上述第3步驟之後，進行如下之第4步驟：於維持末端執行器30之被檢測部80插入投光器66與受光器68之間之狀態之範圍內，基於來自機器人控制部40之指令值，使關節部AX2(第1關節部)向第1方向僅旋轉(即，於圖3及圖4所示之俯視中向右旋轉(順時針旋轉))既定之角度。將此時之狀態示於圖4中。

(第5步驟)

另外，於進行上述第4步驟之後，進行藉由線感測器64再次檢測末端執行器30之被檢測部80之位置的第5步驟。

(第6步驟)

最後，進行如下之第6步驟：以第3步驟中檢測之被檢測部80之位置、以及第4步驟中之基於來自機器人控制部40之指令值(AR1)的被檢測部(80)之位置、與第5步驟中檢測之被檢測部80之位置為基礎，來檢測關節部AX2中之由無效運動所引起之偏離量。對於該第6步驟，基於圖5來詳細說明。

將第3步驟中被檢測部80之狀態表示於圖5(A)中。具體而言，該圖中，將第3步驟中檢測之被檢測部80之位置以「‧」來表示。如該圖所示，作為第3步驟中檢測之被檢測部80之「‧」位於P0。

又，將第4步驟中被檢測部80之狀態表示於圖5(B)中。具體而言，該圖中，將第4步驟中之基於來自機器人控制部40之指令值的被檢測部80之理想移動量以虛線箭頭(AR1)表示。進而，於該圖中，將該步驟中之基於來自機器人控制部40之指令值(AR1)的被檢測部(80)之位置以「(‧)」表示。如該圖所示，該「(‧)」位於(P1)。

進而，將第6步驟中檢測之由無效運動所引起之偏離量表示於圖5(C)中。具體而言，該圖中，將從第3步驟中檢測之被檢測部80至第5步驟中檢測之被檢測部80為止之實際移動量以實線箭頭AR1來表示。又，該圖中，將第5步驟中檢測之被檢測部80之位置以「‧」來表示。進而，該圖中，以與上述圖5(B)相同之方式，將該步驟中之基於來自機器人控制部40之指令值(AR1)的被檢測部(80)之位置以「(‧)」表示。如該圖所示，第5步驟中檢測之被檢測部80之位置「‧」位於P1，如上述圖5(B)所說明，被檢測部(80)之位置「(‧)」位於(P1)。而且，該圖中，將基於上述「(‧)」及「‧」檢測之由無效運動所引起之偏離量以中空箭頭ARL來表示。

如圖5(C)所示，可以第3步驟中檢測之被檢測部80之位置P1、以及第4步驟中之基於來自機器人控制部40之指令值(AR1)的被檢測部(80)之位置(P1)、與第5步驟中檢測之被檢測部80之位置P1為基礎，來檢測關節部AX2中由無效運動所引起之偏離量ARL。此處，例如，可藉由求出圖5(B)所示之虛線箭頭(AR1)之長度與圖5(C)所示之實線箭頭AR1之長度之差，來檢測由無效運動所引起之偏離量ARL。

(效果)

本實施形態之機器人之診斷方法中，可以第3步驟中檢測之被檢測部80之位置P1、以及第4步驟中之基於來自機器人控制部40之指令值(AR1)的被檢測部(80)之位置(P1)、與第5步驟中檢測之被檢測部80之位置P1為基礎，來檢測關節部AX2(第1關節部)中由無效運動所引起之偏離量ARL。其結果為，本實施形態之機器人之診斷方法能以簡單之程序來檢測由無效運動所引起之偏離量。

又，本實施形態中，於第4步驟中使關節部AX2(第1關節部)旋轉之第1方向係與如下之方向相反，即，於第3步驟中即將檢測被檢測部80之前，關節部AX2旋轉之方向。藉此，例如，能正確地檢測關節部AX2中由齒隙所引起之最大偏離量。因此，能正確地檢測由無效運動所引起之偏離量。

進而，本實施形態中，機器人10係於作為半導體製造現場之無塵室內進行作業之半導體製造用機器人，於第1步驟中，機器人10及線感測器64係於該無塵室內準備。因此，能不將於作為半導體製造現場之無塵室內進行作業之機器人10取出至外部，而檢測由無效運動所引起之偏離量。藉此，於如取出至無塵室之外部而檢測該偏離量後再次設置於無塵室內般之情形時所應進行之機器人10之清潔化作業等不再需要。其結果為，於作為半導體製造現場之無塵室內，可使本發明所發揮之效果顯著。

接著，本實施形態中，線感測器64包含於預對準器60中，該預對準器60用以檢測於無塵室內由機器人10進行作業之工件(例如半導體晶圓)之中心位置。藉此，可使用預先設置於作為半導體製造現場之無塵室內之預對準器60來檢測由無效運動所引起之偏離量。其結果為，例如能削減導入成本或設置空間等。

(變形例)

上述實施形態中，雖已對在作為半導體製造現場之無塵室內準備機器人10及線感測器64之情形進行說明，但並不限定於此。即，機器人10及線感測器64亦可於其他場所中準備。於如上所述之情形時，亦可為半導體晶圓W以外之工件。

上述實施形態中，雖已對線感測器64包含於用以檢測半導體晶圓之中心位置之預對準器60中之情形進行說明，但並不限定於此。即，亦可將線感測器64構成為不包含轉盤62及用以使半導體晶圓旋轉之驅動部等的單獨裝置。

上述實施形態中，雖已對由投光器66所投射之光線為帶狀之情形進行說明，但並不限定於此。例如，由投光器66所投射之光線亦可為包含相互隔開既定之間隔且以於上下方向延伸之方式來投射之至少2根直線狀之光線者。

上述實施形態中，雖已對投光器66沿著上下方向(即，大致鉛直方向)投射光線之情形進行說明，但若為可由末端執行器30之被檢測部80來遮光之方向，則亦可沿著其他方向投射光線。

上述實施形態中，雖已對檢測關節部AX2中由無效運動所引起之偏離量之情形進行說明，但對於關節部AX1及關節部AX3中由無效運動所引起之偏離量，亦可以相同之程序來檢測。又，於1軸型、2軸型及4軸以上之類 型之機器人中亦同樣可使用本發明。

根據上述說明，對本領域技術人員而言，本發明之多種改良或其他實施形態明確。因此，上述說明應僅作為例示來解釋，係出於對本領域技術人員指導實行本發明之最佳態樣之目的而提供。只要不脫離本發明之精神，則可實質性變更其結構及/或功能之詳情。

10‧‧‧機器人

12‧‧‧基台

20a‧‧‧第1手臂

20b‧‧‧第2手臂

22‧‧‧手腕部

30‧‧‧末端執行器

40‧‧‧機器人控制部

60‧‧‧預對準器

62‧‧‧轉盤

64‧‧‧線感測器

80‧‧‧被檢測部

L1、L2、L3‧‧‧軸線

AX1、AX2、AX3‧‧‧關節部

Claims (6)

1. 一種機器人之診斷方法，其係用以檢測由無效運動所引起之偏離量者，其特徵在於具備：第1步驟，準備：機器人，其含有包含第1關節部之具有1個或複數個關節部之機器手臂、安裝於上述機器手臂上之末端執行器、及控制上述機器手臂及上述末端執行器之機器人控制部；以及線感測器，其包含投射光線之投光器、接收由上述投光器所投射之光線之受光器、基於上述受光器中之受光狀態來檢測插入上述投光器與上述受光器之間之被檢測部之位置的檢測部；第2步驟，於上述投光器與上述受光器之間插入上述末端執行器之被檢測部；第3步驟，於進行上述第2步驟之後，藉由上述線感測器來檢測上述被檢測部之位置；第4步驟，於進行上述第3步驟之後，於維持上述被檢測部插入上述投光器與上述受光器之間之狀態的範圍內，基於來自上述機器人控制部之指令值，使上述第1關節部向與於上述第3步驟中即將檢測上述被檢測部之前、上述第1關節部旋轉之方向相反的第1方向僅旋轉既定之角度；第5步驟，於進行上述第4步驟之後，藉由上述線感測器再次檢測上述被檢測部之位置；以及第6步驟，以上述第3步驟中檢測之上述被檢測部之位置、以及上述第4步驟中之基於來自上述機器人控制部之指令值的上述被檢測部之位置、與上述第5步驟中檢測之上述被檢測部之位置為基礎，來檢測上述第1關節部中由無效運動所引起之偏離量。
2. 如請求項1所述之機器人之診斷方法，其中 由上述投光器所投射之光線為帶狀。
3. 如請求項1所述之機器人之診斷方法，其中上述投光器係沿著上下方向投射上述光線。
4. 如請求項1至3中任一項所述之機器人之診斷方法，其中上述機器人係於作為半導體製造現場之無塵室內進行作業之半導體製造用機器人，並且於上述第1步驟中，上述機器人及上述線感測器係於上述無塵室內準備。
5. 如請求項4所述之機器人之診斷方法，其中上述線感測器包含於預對準器中，該預對準器用以檢測於上述無塵室內由上述機器人進行作業之工件之中心位置。
6. 如請求項5所述之機器人之診斷方法，其中上述工件為半導體晶圓。

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