TWI764181B - 基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法 - Google Patents

基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法

Info

Publication number
TWI764181B
TWI764181B TW109121491A TW109121491A TWI764181B TW I764181 B TWI764181 B TW I764181B TW 109121491 A TW109121491 A TW 109121491A TW 109121491 A TW109121491 A TW 109121491A TW I764181 B TWI764181 B TW I764181B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
hand
substrate
robot
substrate transfer
transfer robot
Prior art date
Application number
TW109121491A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202117903A (zh
Inventor
吉田浩之
山田幸政
北野真也
Original Assignee
日商川崎重工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商川崎重工業股份有限公司 filed Critical 日商川崎重工業股份有限公司
Publication of TW202117903A publication Critical patent/TW202117903A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI764181B publication Critical patent/TWI764181B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1612—Programme controls characterised by the hand, wrist, grip control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095—Manipulators transporting wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45031—Manufacturing semiconductor wafers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

基板搬送機器人之機器人控制部(41)，在基板載置部(12a)載置有基板時進行動作限制控制，動作限制控制，係在以具有超過既定第1閾值(L1)之鉛直方向之加速度成分之方式使手部(12)移動的限制對象區間(A)中沿著動作計畫使手部移動的控制，該動作計畫係限制包含超過既定第2閾值(L2)之水平方向之速度成分及超過既定第3閾值之加速度成分之至少任一方的手部之移動。

Description

基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法
本發明係關於基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法。
一直以來，已知有一種可抑制以機器臂搬送之晶圓之位置偏移的裝置（例如參照專利文獻1）。
此裝置，在判定晶圓之位置偏移超過既定大小之情形時，降低機器臂之加速度。先行技術文獻
[專利文獻]  特開2012－49357號公報
發明欲解決之課題
然而，專利文獻1所記載之裝置，卻有不易事先防患晶圓之位置偏移發生的問題。用以解決 課題 之 手段
為解決上述課題，本發明態樣之基板搬送機器人，具備：設有1以上之連桿藉由關節連結、且前端部具有載置基板之基板載置部之手部之機器臂的機器人本體、與控制該機器臂以使該手部從既定始點移動至既定終點的機器人控制部；該機器人控制部，在該基板載置部載置有該基板時係進行動作限制控制，該動作限制控制，係在以具有超過既定第1閾值之鉛直方向之加速度成分之方式使該手部移動的限制對象區間中沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係限制包含超過既定第2閾值之水平方向之速度成分及超過既定第3閾值之加速度成分之至少任一方的該手部之移動。
據此，能事先抑制載置在基板載置部之基板產生位置偏移。發明效果
本發明可發揮事先抑制載置在基板載置部之基板產生位置偏移的效果。
一態樣之基板搬送機器人，具備：設有1以上之連桿藉由關節連結、且前端部具有載置基板之基板載置部之手部之機器臂的機器人本體、與控制該機器臂以使該手部從既定始點移動至既定終點的機器人控制部；該機器人控制部，在該基板載置部載置有該基板時係進行動作限制控制，該動作限制控制，係在以具有超過既定第1閾值之鉛直方向之加速度成分之方式使該手部移動的限制對象區間中沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係限制包含超過既定第2閾值之水平方向之速度成分及超過既定第3閾值之加速度成分之至少任一方的該手部之移動。
據此，能事先抑制載置在基板載置部之基板產生位置偏移。
該機器人控制部，可以是在該基板載置部未載置該基板時係進行通常控制，該通常控制係在該限制對象區間中沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係容許包含超過該第2閾值之水平方向之速度成分及超過該第3閾值之加速度成分之至少任一方之該手部的移動。
據此，能使基板載置部未載置基板時之手部迅速地朝向終點移動。
亦可以是直線連結該始點與該終點之路徑具有水平方向及上下方向之移動成分。
據此，能適當地抑制載置於基板載置部之基板產生位置偏移。
該機器人控制部，可以是在可設定使該手部從該始點移動至該終點時該手部不會與周圍環境干涉、且該手部之動作包含具有水平方向及上下方向之速度成分之動作的路徑時，進行該動作限制控制。
據此，能適當地抑制載置於基板載置部之基板產生位置偏移。
該手部可以摩擦力保持該基板。
據此，能抑制在被動手部等易實際產生基板位置偏移之手部之基板載置部所載置之基板產生位置偏移。
該動作限制控制，可以是在以具有該第1閾值以下之鉛直方向加速度成分之方式使該手部移動之限制對象外區間中，沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係容許包含超過該第2閾值之水平方向速度成分及超過該第3閾值之加速度成分中至少任一方之該手部的移動。
據此，能使手部迅速地移動至終點。
該始點可以是於該基板載置部載置該基板之位置，該終點可以是將載置於該基板載置部之該基板取下的位置。
據此，迅速進行手部之移送。
該機器人本體可以是水平多關節機器人。
據此，可使用水平多關節機器人抑制載置於基板載置部之基板產生位置偏移。
於該動作限制控制中，可以是使該手部從該始點移動至該終點之路徑，包含使該手部於水平方向移動之區間與使該手部於上下方向移動之區間交互連續3個以上的路徑。
據此，能有效的抑制載置於基板載置部之基板產生位置偏移。
一態樣之基板搬送機器人之控制方法，係使基板搬送機器人之手部從既定始點移動至既定終點，其特徵在於：在可設定一能使該手部不與周圍環境干涉的情形下從該始點直線移動至該終點之直線路徑的情形時，使該手部沿著包含使該手部在與該直線路徑相異之水平方向移動之區間與使該手部於上下方向移動之區間的路徑移動。
據此，可事先抑制載置於基板載置部之基板產生位置偏移。
另一態樣之基板搬送機器人之控制方法，係使基板搬送機器人之手部從既定始點移動至既定終點，其特徵在於：在可設定一能使該手部不與周圍環境干涉的情形下從該始點直線移動至該終點之直線路徑的情形時，使該手部沿著與該直線路徑相異之實移動路徑移動；使該手部沿該實移動路徑移動之期間之以下式表示之偏移阻力係數之最小值，較使該手部沿從該始點至該終點之直線路徑移動之期間之該偏移阻力係數之最小值大，偏移阻力係數＝載置於該手部之基板與該手部間之靜止摩擦係數×該基板之上下方向加速度－該基板之水平方向加速度。
據此，能事先抑制載置於基板載置部之基板產生位置偏移。 ［實施方式］
以下，針對實施形態，一邊參照圖式一邊加以說明之。又，本發明不受本實施形態之限定。此外，以下，就所有圖式中之相同或相當之要素係賦予相同參照符號，並省略重複之說明。
圖1係顯示實施形態之基板處理系統100之構成例的俯視圖。
如圖1所示，基板處理系統100具備基板處理設備1與基板移載設備2，將以複數片收容於被稱為FOUP（Front Opening Unified Pod）之載具110的狀態搬送至基板處理系統100之晶圓W，以基板移載設備2從載具110取出，移送至基板處理設備1之載台3。並於基板處理設備1對晶圓W實施預定之處理。接著，對晶圓W實施預定處理後，基板移載設備2將晶圓W從載台3移送至載具110，再次將之收容於載具110。為了防止在此等過程中微粒對晶圓W之附著等，基板處理系統100，包含為高度維持基板處理設備1之處理空間1a及基板移載設備2之準備空間2a之潔淨度之未圖示的裝置。又，基板處理系統100所處理之基板不限於晶圓，亦可以是玻璃基板。
圖2係顯示基板移載設備2之基板搬送機器人5之構成例的前視圖。
基板移載設備2係用以在載具110與載台3之間移送晶圓W之設備，包含基板搬送機器人5。
基板搬送機器人5係配置在基板移載設備2之準備空間2a的機器人，係例如選擇順應性（SCARA）型之水平多關節機器人。如圖2所示，基板搬送機器人5，包含機器人本體10與機器人控制部41。
機器人本體10，包含機器臂11、手部12、機器臂驅動機構20、以及基台31。
基台31被固定在基板移載設備2之準備空間2a。
機器臂11，係1以上之連桿透過關節連結，於前端部設有手部12。如圖2所示，機器臂11，具備從基端部朝向前端部之方向透過關節依序連結之複數個連桿（第1連桿11a、第2連桿11b、第3連桿11c）。各連桿，係形成為於水平方向延伸之中空厚板狀。
第1連桿11a，其基端部透過第1關節61以可旋動之方式連結於後述上下驅動機構26之可動部27之上端部。又，第2連桿11b，其基端部透過第2關節62以可旋動之方式連結於第1連桿11a之前端部。再者，第3連桿11c，其基端部透過第3關節63以可旋動之方式連結於第2連桿11b之前端部。並在第3連桿11c之前端部固定有手部12。各關節之旋動軸係彼此平行地延伸於上下方向，藉由此等關節61、62、63之旋動，手部12往水平方向移動。關節61、62、63，例如其旋動軸固定在以關節連結之一對連桿（包含上下驅動機構26之可動部27）中之一方連桿，將此旋動軸透過軸承以可旋動之方式支承於另一方之連桿。
手部（blade）12，係以摩擦力保持被載置於其上之晶圓W的被動手部，形成為延伸於水平方向之薄板狀，具有於上面載置晶圓W之基板載置部12a。以摩擦力保持晶圓W之被動手部，易因例如與加速度成正比之慣性力、以及與速度之平方成正比之離心力及風壓影響，而產生基板之位置偏移。又，亦可取代此，手部12可以是將晶圓W以貝努利手部等之工件加以吸附保持的吸附手部、或把持晶圓W邊緣之邊緣夾持（edge-grip）手部。
機器臂驅動機構20，係使手部12往水平方向移動、且使機器臂11整體往上下方向移動的機構。機器臂驅動機構20，包含水平驅動機構21與上下驅動機構26。
水平驅動機構21係驅動機器臂11之各關節的機構，包含例如與各關節對應設在機器臂11之内部空間的伺服馬達、與將馬達之旋轉角傳達至關節的複數個齒輪。上下驅動機構26係支承機器臂11，使機器臂11整體升降之機構。上下驅動機構26，包含固定在基台31之未圖示固定部、相對固定部以能在鉛直方向及與鉛直方向相反方向（以下，亦簡稱上下方向）升降之方式連結之可動部27、伺服馬達、以及將馬達之驅動力轉換為可動部27相對固定部之直進力並傳達至可動部27使可動部27升降之滾珠螺桿機構。
機器人控制部41，依據既定動作程式或由使用者輸入之移動指令，控制機器臂驅動機構20。據此，機器人控制部41即以手部12從既定始點Ps移動至既定終點Pe（參照圖4）之方式控制機器臂11。機器人控制部41，具備例如具有CPU等運算器之控制部、與具有ROM及RAM等記憶體之記憶部。控制器可以是以進行集中控制之單獨的控制器構成，亦可以是以彼此協同動作而進行分散控制之複數個控制器構成。於記憶部，儲存有與後述通常控制對應之移動路徑Rt及與動作限制控制對應之移動路徑R。此等移動路徑R、Rt，係在決定了始點Ps及終點Pe時，預先教示之動作計畫。
［動作例1］ 其次、說明基板處理系統100之基板搬送機器人5之動作例1。動作例1中，機器人控制部41，係在終點Pe被設定為在始點Ps上方之移動路徑R上移動。
圖3係顯示基板搬送機器人5之動作例1的流程圖。圖4A係顯示動作例1中基板搬送機器人5之手部12之移動路徑R的圖。圖4B係顯示在圖4A所示之移動路徑R上移動之手部12之鉛直方向速度成分vv及加速度成分av之經時變化、及水平方向之速度成分vh及加速度成分ah之經時變化的圖。又，圖4B上段之圖表係顯示隨著朝向縱軸之上側，鉛直方向、亦即朝向下方之速度成分vv及加速度成分av之值變大情形。又，圖4B下段之圖表，係顯示隨著朝向縱軸之上側，往接近終點Pe之方向之速度成分vh及加速度成分ah之值變大的情形。
首先，機器人控制部41，在使基板載置部12a位於被收容在載具110之移送對象之晶圓W下方近處後使手部12上昇，拿起晶圓W。據此，將晶圓W載置於基板載置部12a，晶圓W被手部12保持。此時，晶圓W往水平方向之移動因摩擦力而受到限制。將晶圓W載置於此基板載置部12a之位置，為移動路徑R之始點Ps。
其次、機器人控制部41，朝向移動路徑R之終點Pe使手部12移動。此終點Pe係設定在載台3上，將被載置於基板載置部12a之晶圓W取下（移至基板處理設備1）之位置。
此時，機器人控制部41，首先判定基板載置部12a是否有載置晶圓W（步驟S10）。
當機器人控制部41判定基板載置部12a未載置晶圓W時（步驟S10中為No），即實施通常控制（步驟S20）。此通常控制中，機器人控制部41係使手部12在與通常控制對應之移動路徑Rt上移動。此移動路徑Rt係將始點Ps與終點Pe直線連結之最短路徑，機器人控制部41在通常控制中使手部12朝斜上方向移動。亦即，機器人控制部41，係在容許包含限制對象區間A中之水平方向速度成分vh之手部12移動（詳情後敘）的情形下使手部12移動。據此，在晶圓W未被載置於基板載置部12a時，能使手部12迅速地移動至終點Pe。
另一方面，當機器人控制部41判定基板載置部12a有載置晶圓W時（步驟S10中為Yes），即實施動作限制控制（步驟S30）。此動作限制控制中，機器人控制部41係使手部12在與動作限制控制之移動路徑R上移動。
與動作限制控制對應之移動路徑R，係例如圖4A所示之路徑。使手部12在此圖4A所示之移動路徑R上移動之情形時，首先，機器人控制部41控制上下驅動機構26使可動部27上昇，同時控制水平驅動機構21使手部12朝向終點Pe於水平方向移動，機器人控制部41使手部12朝向設定在終點Pe下方之經由點Pv移動。此時，機器人控制部41，如圖4B上段之圖表所示，控制上下驅動機構26使可動部27朝終點Pe於上方向（與鉛直方向相反之方向，圖4B上段之圖表中朝向縱軸下方之方向）加速，之後當速度到達目標速度時，停止可動部27之加速。亦即，手部12之鉛直方向加速度成分av之值，從移動開始時起一定時間內具有負值，之後變化為0。又，與此同時，機器人控制部41，如圖4B下段之圖表所示，控制水平驅動機構21，使手部12朝終點Pe之方向加速，之後當速度到達目標速度時，停止手部12之加速。亦即，手部12之朝向終點Pe之水平方向加速度成分ah之值，從移動開始時起一定時間內具有正值，之後變化為0。
其次，當接近經由點Pv時，機器人控制部41，如圖4B下段之圖表所示，控制水平驅動機構21，降低手部12之水平方向移動速度，在手部12到達經由點Pv之時間點tv，停止手部12之水平方向移動。亦即，手部12之朝向終點Pe之水平方向加速度成分ah之值，在開始減速之時間點從0變化為負值，之後在手部12到達經由點Pv之時間點tv，變化為0。之後，手部12在超過經由點Pv，於經由點Pv與終點Pe間之區間移動時，不具有水平方向之速度成分vh，而具有上方向（與鉛直方向相反之方向）之速度成分vv。
其次，當手部12接近終點Pe時，機器人控制部41，如圖4B上段之圖表所示，控制上下驅動機構26，降低可動部27之移動速度（手部12之上下方向之移動速度），使手部12在到達終點Pe之時間點te停止。亦即，手部12之鉛直方向加速度成分av之值，在開始減速之時間點從0變化為正值，之後在手部12到達終點Pe之時間點te，變化為0。
在開始可動部27之減速時手部12所在之減速開始點Pw與終點Pe間之區間，係以具有超過0（第1閾值L1）之鉛直方向加速度成分av之方式使手部12移動的限制對象區間A。而除此以外之區間，亦即始點Ps與減速開始點Pw間之區間，係以具有0以下（包含負數）之鉛直方向加速度成分av之方式使手部12移動的限制對象外區間B。
於限制對象區間A，與重力方向相反方向之慣性力作用於晶圓W，使作用在晶圓W與基板載置部12a之接觸面的摩擦力減少。於此狀態下，因風壓作用於晶圓W、或者離心力或慣性力作用於晶圓W，易產生晶圓W之位置偏移。然而，如上所述，在限制對象區間A中，機器人控制部41係限制包含超過0（第2閾值L2）之水平方向速度成分vh之手部12之移動，使手部12移動。因此，在此區間，能抑制作用於晶圓W之作為位置偏移主因之力，事先抑制載置於基板載置部12a之基板產生位置偏移。本實施形態中，第1閾值L1及第2閾值L2雖為0，但不限於此。
又，如上所述，限制對象外區間B中，機器人控制部41係在容許包含超過0（第2閾值L2）之水平方向速度成分vh之手部12之移動的情形下，使手部12移動。因此，在慣性力不會作用於晶圓W之區間、或在與重力方向同方向之慣性力作用於晶圓W之區間，能使手部12迅速地朝向終點Pe移動。
，如前所述，機器人控制部41，在可設定使手部12不與周圍環境干涉而從始點Ps移動至終點Pe之直線路徑Rt之情形時，係沿著與路徑Rt相異之路徑R使手部12移動。此路徑（實移動路徑）R，如上所述，包含於水平方向使手部12移動之限制對象外區間B、與在上下方向使手部12移動之限制對象區間A。又，以使手部12沿路徑R移動期間之偏移阻力係數之最小值，較使手部12沿路徑Rt移動期間之偏移阻力係數之最小值大的方式，教示路徑R。此偏移阻力係數，係以下式（1）表示： 偏移阻力係數＝晶圓W與基板載置部12a間之靜止摩擦係數×晶圓W之上下方向加速度－晶圓W之水平方向加速度・・・（1）
據此，能事先抑制載置於基板載置部12a之晶圓W產生位置偏移。
［動作例2］ 接著，說明基板處理系統100之基板搬送機器人5之動作例2。動作例2中，機器人控制部41，係使手部12在終點Pe被設定較始點Ps下方之移動路徑R上移動。本動作例中，始點Ps係設定於載台3，終點Pe設定於載具110。
圖5A係顯示動作例2中之基板搬送機器人5之手部12之移動路徑R的圖。圖5B係顯示在圖5A所示之移動路徑R上移動之手部12之鉛直方向速度成分vv及加速度成分av之經時變化、以及水平方向速度成分vh及加速度成分ah之經時變化的圖。
動作例1與動作例2，其步驟S10～步驟S30之動作流程相同，而限制包含超過第2閾值L2之水平方向速度成分vh之手部12之移動，使手部12移動之動作時序不同。
動作例2之動作限制控制中，例如，使手部12在此圖5A所示之移動路徑R上移動之情形時，首先，機器人控制部41控制上下驅動機構26使可動部27下降，機器人控制部41使手部12朝向設定在始點Ps下方之經由點Pv移動。此時，機器人控制部41，如圖5B上段之圖表所示，控制上下驅動機構26使可動部5朝向終點Pe於鉛直方向加速，之後當速度到達目標速度時，停止可動部27之加速。亦即，手部12之鉛直方向加速度成分av之值，從移動開始時起一定時間內具有正值，之後變化為0。如以上所述，手部12在始點Ps與經由點Pv間之區間移動時，不具有水平方向速度成分vh，而具有鉛直方向速度成分vv。
當手部12到達位於始點Ps下方之經由點Pv時，機器人控制部41，即如圖5B下段之圖表所示，控制水平驅動機構21，使手部12朝終點Pe之方向於水平方向加速。之後當速度到達目標速度時，機器人控制部41停止手部12之加速。亦即，手部12之朝向終點Pe之水平方向加速度成分ah，在到達經由點Pv之時間點起一定時間內具有正值，之後變化為0。
當手部12接近終點Pe時，機器人控制部41，如圖4B下段之圖表所示，控制上下驅動機構26使可動部27（手部12）減速，進一步控制水平驅動機構21，使手部12減速。接著，在手部12到達終點Pe之時間點te使之停止。亦即，手部12之鉛直方向加速度成分av之值，在開始減速之時間點從0變化為負值，之後在手部12到達終點Pe之時間點te變化為0。又，手部12之朝向終點Pe之水平方向加速度成分ah之值，在開始減速之時間點從0變化為負值，之後在手部12到達終點Pe之時間點te變化為0。
始點Ps與在停止可動部27之加速之時間點之手部12所在位置之加速停止點Px間之區間為限制對象區間A，除此以外之區間為限制對象外區間B。
［動作例3］ 接著，說明基板處理系統100之基板搬送機器人5之動作例3。動作例3中，機器人控制部41，係使手部12在於水平方向移動手部12之區間與於鉛直方向或與鉛直方向相反之方向移動手部12之區間交互連續3個以上的移動路徑R上移動。
圖6係顯示動作例3中基板搬送機器人5之手部12之移動路徑R的圖。
動作例1與動作例3，其步驟S10～步驟S30之動作流程相同，而限制包含超過第2閾值L2之水平方向速度成分vh之手部12之移動，使手部12移動之時序相異。
動作例3之動作限制控制中，例如，使手部12從圖5A所示之始點Ps移動至終點Pe之情形時，首先，機器人控制部41控制水平驅動機構21，使手部12朝最初之經由點Pv1於水平方向移動。接著，機器人控制部41使手部12在經由點Pv1上暫時停止。
其次，機器人控制部41控制上下驅動機構26，使手部12朝位在Pv1下方之次一經由點Pv2於鉛直方向移動。接著，機器人控制部41使手部12在經由點Pv1上暫時停止。
進一步的，機器人控制部41，在交互反覆進行此水平方向移動與朝鉛直方向之移動後，使手部12位於終點Pe。
據此，在以具有鉛直方向加速度成分av之方式使手部12移動之限制對象區間A，可限制包含水平方向速度成分vh之手部12之移動，來使手部12移動。
［動作例4］ 於上述動作例1～3，限制對象區間A中，機器人控制部41係限制包含超過0（第2閾值L2）之水平方向速度成分vh之手部12之移動，來使手部12移動。然而，亦可取代此或再加上，機器人控制部41限制包含超過0（第3閾值）之水平方向加速度成分ah之手部12之移動，來使手部12移動。據此，在易產生晶圓W之位置偏移狀態之限制對象區間A中，能事先抑制慣性力作用在載置於基板載置部12a之晶圓W而產生之晶圓W之位置偏移。又，第3閾值不限於0。
［動作例5］ 圖7係顯示基板搬送機器人5之動作例5的流程圖。 於上述動作例1～4，移動路徑R、Rt雖係在決定了始點Ps及終點Pe時，預先教示之路徑，但亦可取代此，根據所決定之始點Ps及終點Pe由機器人控制部41加以生成。此外，如圖7所示，本動作例中，當機器人控制部41判定基板載置部12a載置有晶圓W時（步驟S10中為Yes），進一步的，判定藉由通常控制使手部12從始點Ps動作至終點Pe時之手部12之動作是否包含限制對象動作（步驟S25）。此時，機器人控制部41，在路徑Rt具有水平方向移動成分Lh及上下方向移動成分Lv（參照圖4A及圖5A）時判定包含限制對象動作。又，機器人控制部41，亦可在可設定使手部12從始點Ps移動至終點Pe時之手部12不與周圍環境干涉、且手部12之動作包含具有水平方向速度成分vh及上下方向速度成分vv之動作的路徑時，判定包含限制對象動作。此具有水平方向及上下方向速度成分vh、vv之動作，係垂直多關節機器人之基板搬送機器人5中，例如在水平驅動機構21使可動部27上下動之同時，上下驅動機構26使手部12於水平方向移動的動作。
接著，當機器人控制部41判定路徑Rt僅有水平方向移動成分Lh或僅有上下方向移動成分Lv時（步驟S25中為No），即實施通常動作（步驟S20）。據此，在載置於基板載置部12a之晶圓W不易產生位置偏移的狀況下，能將晶圓W迅速地移送至終點Pe。
另一方面，當機器人控制部41判定在通常控制下手部12之動作包含限制對象動作時（步驟S25中為Yes），即實施動作限制控制。此動作限制控制中，機器人控制部41生成包含限制對象區間A及限制對象外區間B之移動路徑R。接著，機器人控制部41控制手部12在移動路徑R上移動。
根據上述說明，對本技術領域中具有通常知識者而言，本發明之多種改良及其他實施形態是顯而易知的。因此，上述說明應解釋為僅是例示，係以對本技術領域中具有通常知識者教示實施本發明之最佳態樣為目的所提供者。在不脫離本發明之精神下，可實質變更其構造及／或功能之詳細狀況。
1:基板處理設備 1a:處理空間 2:基板移載設備 2a:準備空間 3:載台 5:基板搬送機器人 10:機器人本體 11:機器臂 11a:第1連桿 11b:第2連桿 11c:第3連桿 12:手部 12a:基板載置部 20:機器臂驅動機構 21:水平驅動機構 26:上下驅動機構 27:可動部 31:基台 41:機器人控制部_ 61:第1關節 62:第2關節 63:第3關節 100:基板處理系統 110:載具 A:限制對象區間 B:限制對象外區間 Lh:水平方向移動成分 Lv:上下方向移動成分 Pe:終點 Ps:始點 Pv:經由點 Pw:減速開始點 R:移動路徑 Rt:路徑 W:晶圓
[圖1]係顯示實施形態之基板處理系統之構成例的俯視圖。 [圖2]係顯示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之構成例的前視圖。 [圖3]係顯示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之動作例1的流程圖。 [圖4A]係顯示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之動作例1中基板搬送機器人手部之移動路徑的圖。 [圖4B]係顯示在圖4A之移動路徑上移動之基板搬送機器人手部之鉛直方向速度成分及加速度成分之經時變化、以及水平方向之速度成分及加速度成分之經時變化的圖。 [圖5A]係顯示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之動作例2中基板搬送機器人手部之移動路徑的圖。 [圖5B]係顯示在圖5A之移動路徑上移動之基板搬送機器人手部之鉛直方向速度成分及加速度成分之經時變化、以及水平方向之速度成分及加速度成分之經時變化的圖。 [圖6]係顯示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之動作例3中基板搬送機器人之手部之移動路徑的圖。 [圖7]係顯示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之動作例5的流程圖。

Claims (11)

  1. 一種基板搬送機器人，具備：設有1以上之連桿藉由關節連結、且前端部具有載置基板之基板載置部之手部之機器臂的機器人本體、與控制該機器臂以使該手部從既定始點移動至既定終點的機器人控制部；該機器人控制部，在該基板載置部載置有該基板時係進行動作限制控制，該動作限制控制，係在以具有超過既定第1閾值之鉛直方向加速度成分之方式使該手部移動的限制對象區間中沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係限制包含超過既定第2閾值之水平方向速度成分及超過既定第3閾值之加速度成分中至少任一方之該手部之移動。
  2. 如請求項1所述之基板搬送機器人，其中，該機器人控制部，在該基板載置部未載置該基板時係進行通常控制，該通常控制係在該限制對象區間中沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係容許包含超過該第2閾值之水平方向速度成分及超過該第3閾值之加速度成分中至少任一方之該手部之移動。
  3. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，直線連結該始點與該終點之路徑具有水平方向及上下方向之移動成分。
  4. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，該機器人控制部係在可設定使該手部從該始點移動至該終點時該手部不會與周圍環境干涉、且該手部之動作包含具有水平方向及上下方向之速度成分之動作的路徑時，進行該動作限制控制。
  5. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，該手部係以摩擦力保持該基板。
  6. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，該動作限制控制，係在以具有該第1閾值以下之鉛直方向加速度成分之方式使該手部移動之限制 對象外區間中，沿著動作計畫使該手部移動的控制，該動作計畫係容許包含超過該第2閾值之水平方向速度成分及超過該第3閾值之加速度成分中至少任一方之該手部的移動。
  7. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，該始點係於該基板載置部載置該基板之位置；該終點係將載置於該基板載置部之該基板取下的位置。
  8. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，該機器人本體係水平多關節機器人。
  9. 如請求項1或2所述之基板搬送機器人，其中，於該動作限制控制中，使該手部從該始點移動至該終點之路徑，包含使該手部於水平方向移動之區間與使該手部於上下方向移動之區間交互連續3個以上的路徑。
  10. 一種基板搬送機器人之控制方法，係使基板搬送機器人之手部從既定始點移動至既定終點，其特徵在於：在可設定一能使該手部不與周圍環境干涉的情形下從該始點直線移動至該終點之直線路徑的情形時，使該手部沿著與該直線路徑相異之實移動路徑移動；使該手部沿該實移動路徑移動之期間之以下式表示之偏移阻力係數之最小值，較使該手部沿從該始點至該終點之直線路徑移動之期間之該偏移阻力係數之最小值大，偏移阻力係數=載置於該手部之基板與該手部間之靜止摩擦係數×該基板之上下方向加速度-該基板之水平方向加速度。
  11. 一種基板搬送機器人之控制方法，該基板搬送機器人具備具有機器臂之機器人本體，該機器臂設有以1以上之連桿透過關節連結、且前端部具有載置基板之基板載置部的手部，其特徵在於；於該基板載置部載置有該基板時，生成一動作計畫，此計畫係限制在以具有 超過既定第1閾值之鉛直方向加速度成分之方式使該手部移動的限制對象區間中，包含超過既定第2閾值之水平方向速度成分或超過既定第3閾值之加速度成分中至少任一方之該手部的移動；沿該動作計畫使該手部移動。
TW109121491A 2019-06-28 2020-06-24 基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法 TWI764181B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019121508A JP7364371B2 (ja) 2019-06-28 2019-06-28 基板搬送ロボット及び基板搬送ロボットの制御方法
JPJP2019-121508 2019-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202117903A TW202117903A (zh) 2021-05-01
TWI764181B true TWI764181B (zh) 2022-05-11

Family

ID=74060134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109121491A TWI764181B (zh) 2019-06-28 2020-06-24 基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12064878B2 (zh)
JP (1) JP7364371B2 (zh)
KR (1) KR102699730B1 (zh)
CN (1) CN113727813B (zh)
TW (1) TWI764181B (zh)
WO (1) WO2020262145A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240075617A1 (en) * 2022-09-06 2024-03-07 Applied Materials, Inc. Robot arm trajectory control

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013151034A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
TW201722663A (zh) * 2015-12-14 2017-07-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 基板搬送機器人及其運轉方法
TW201910082A (zh) * 2017-08-04 2019-03-16 日商川崎重工業股份有限公司 狀態監視系統及狀態監視方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4055090B2 (ja) * 1997-07-08 2008-03-05 株式会社安川電機 ロボットの制御装置
JPH11340297A (ja) * 1998-05-21 1999-12-10 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板搬送装置および方法
JP2007281073A (ja) 2006-04-04 2007-10-25 Canon Inc 基板搬送装置
JP4889794B2 (ja) 2010-01-29 2012-03-07 川崎重工業株式会社 ウエハ搬送ロボット及びウエハの解放方法
US20120181476A1 (en) 2010-03-31 2012-07-19 Nitto Denko Corporation Permanent magnet and manufacturing method thereof
JP2012049357A (ja) 2010-08-27 2012-03-08 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置
JP5387622B2 (ja) * 2011-06-17 2014-01-15 株式会社安川電機 搬送ロボット
US9186799B2 (en) * 2011-07-13 2015-11-17 Brooks Automation, Inc. Compact direct drive spindle
US8874258B2 (en) 2011-09-13 2014-10-28 Persimmon Technologies Corporation Method for transporting a substrate with a substrate support
JP5614417B2 (ja) 2012-01-05 2014-10-29 株式会社安川電機 搬送システム
US9698035B2 (en) * 2013-12-23 2017-07-04 Lam Research Corporation Microstructures for improved wafer handling
JP2016072268A (ja) 2014-09-26 2016-05-09 日本電気株式会社 制御装置、部品搬送装置、制御方法、部品搬送方法、およびコンピュータ・プログラム
US10699929B2 (en) * 2014-12-26 2020-06-30 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Controller of transfer device
CN105417066B (zh) * 2015-11-09 2017-12-01 合肥欣奕华智能机器有限公司 基板位置偏移检测及校正装置和基板搬运系统
JP6738621B2 (ja) * 2016-03-11 2020-08-12 川崎重工業株式会社 電子部品実装装置および電子部品の実装方法
US20200070349A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot and method of adjusting original position of robot
US10549427B1 (en) * 2018-08-31 2020-02-04 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate transfer robot
US20220359261A1 (en) * 2019-06-28 2022-11-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate transfer apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013151034A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
TW201722663A (zh) * 2015-12-14 2017-07-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 基板搬送機器人及其運轉方法
TW201910082A (zh) * 2017-08-04 2019-03-16 日商川崎重工業股份有限公司 狀態監視系統及狀態監視方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102699730B1 (ko) 2024-08-27
JP7364371B2 (ja) 2023-10-18
US20220241968A1 (en) 2022-08-04
JP2021009871A (ja) 2021-01-28
CN113727813A (zh) 2021-11-30
WO2020262145A1 (ja) 2020-12-30
CN113727813B (zh) 2024-06-11
TW202117903A (zh) 2021-05-01
KR20220024965A (ko) 2022-03-03
US12064878B2 (en) 2024-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9929034B2 (en) Substrate transfer device
TWI577510B (zh) 吊桿驅動裝置、多重手臂機器人裝置、電子設備處理系統及在電子設備製造系統中用於運送基板的方法
JP4822085B2 (ja) 移送ロボットの制御方法
US20190148210A1 (en) Substrate transfer hand and robot
JPWO2017104648A1 (ja) 基板搬送ロボットおよびその運転方法
US20180104827A1 (en) Substrate transfer robot and end effector of substrate transfer robot
US11338448B2 (en) Substrate gripping hand and substrate transfer device including this substrate gripping hand
US10354899B2 (en) Wafer transfer method and wafer transfer device
TWI778436B (zh) 基板搬送裝置及基板位置偏移測定方法
CN109791908A (zh) 机器人、机器人的控制装置及机器人的位置教示方法
TWI764181B (zh) 基板搬送機器人及基板搬送機器人之控制方法
JP5262810B2 (ja) パラレルメカニズム
US20210118719A1 (en) Dual Arm with Opposed Dual End Effectors and No Vertical Wafer Overlap
WO2020004572A1 (ja) 基板搬送装置及びその運転方法
JP7149815B2 (ja) ロボットシステム及びその運転方法
KR102146740B1 (ko) 기판이송장치 및 기판이송장치 제어방법
WO2023101027A1 (ja) 基板搬送ロボットの制御装置及び関節モータの制御方法
JP7536469B2 (ja) 基板保持ハンド及び基板移送ロボット
TWI623397B (zh) Horizontal articulated robot
JP2022151115A (ja) 基板搬送装置
WO2019008814A1 (ja) 基板把持ハンド及びそれを備える基板搬送装置