TWI833477B

TWI833477B - 基板運送機器人的控制裝置以及關節馬達的控制方法

Info

Publication number: TWI833477B
Application number: TW111146266A
Authority: TW
Inventors: 今西泰希; 北野真也
Original assignee: 日商川崎重工業股份有限公司
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2024-02-21
Also published as: WO2023101027A1; JP2023083176A; TW202333915A

Abstract

本發明提供一種基板運送機器人的控制裝置。前述控制裝置對包括手部、關節以及關節馬達的基板運送機器人進行控制。控制裝置根據表示被保持在手部之基板的位置偏差之位置偏差資訊，來修正將基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置。為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，控制裝置係進行第一速度控制以及第二速度控制。在前述第一速度控制中，藉由補正使一邊減速一邊接近於修正前的目標位置的前述手部的速度為恆定速度。在前述第二速度控制中，以與前述第一速度控制開始前的前述手部的速度的傾斜度相等的傾斜度使前述手部的速度減速，在修正後的前述目標位置使前述手部停止。隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，進行前述第一速度控制的時間係增加。

Description

基板運送機器人的控制裝置以及關節馬達的控制方法

本發明係關於基板運送機器人的控制。

至今為止，在基板運送系統中，已知當在運送對象之基板產生了位置偏差時，藉由改變放置基板時的手部的位置，來消除位置偏差之結構。

專利文獻1公開了藉由運送裝置將圓板狀的基板向基板處理室運送之基板運送方法。在專利文獻1中，一對感測器係分別檢測向基板處理室運送的晶圓的外緣的通過，從而檢測出晶圓的位置偏差。根據所獲取的位置偏差，修正目標位置，結果為修正晶圓的運送路徑。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利第6640321號公報。

[發明所欲解決之課題]

在專利文獻1中，晶圓的運送路徑的修正係從獲取了晶圓的位置偏差之後進行到到達修正目標位置為止。但是，關於該修正具體如何進行，在專利文獻1中並沒有公開。

鑒於上述內容，本發明的目的在於，在基板運送機器人中，在抑制手部的速度變動等的同時消除基板的位置偏差，將基板準確地放置在預定的位置上。 [用以解決課題之手段]

本發明所要解決的課題如上所述，接下來對用於解決該課題的手段以及功效進行說明。

根據本發明的第一態樣，提供以下結構的基板運送機器人的控制裝置。亦即，基板運送機器人的控制裝置係對基板運送機器人進行控制，前述基板運送機器人係包括手部、關節以及關節馬達。前述手部能夠保持基板。前述關節的軸係朝向上下方向。前述關節馬達係驅動前述關節。前述控制裝置係根據表示被保持在前述手部之基板的位置偏差的位置偏差資訊，修正將前述基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置。為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，基板運送機器人的控制裝置係進行第一速度控制以及第二速度控制。在前述第一速度控制中，藉由補正使一邊減速一邊接近於修正前的目標位置的前述手部的速度為恆定速度。在前述第二速度控制中，以與前述第一速度控制開始前的前述手部的速度的傾斜度相等的傾斜度使前述手部的速度減速，在修正後的前述目標位置使前述手部停止。隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，進行前述第一速度控制的時間係增加。

因此，能夠在抑制手部的速度變動的同時，消除位置偏差，將基板放置在運送目的地的準確位置。

根據本發明的第二態樣，提供以下結構的基板運送機器人的控制裝置。亦即，基板運送機器人的控制裝置係對基板運送機器人進行控制，前述基板運送機器人係包括手部、關節以及關節馬達。前述手部能夠保持基板。前述關節的軸係朝向上下方向。前述關節馬達係驅動前述關節。前述控制裝置根據表示被保持在前述手部之基板的位置偏差之位置偏差資訊，修正將前述基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置。為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，把作為速度補正值的時間函數的速度補正函數加到前述手部的速度。前述速度補正函數係由第一期間以及第二期間構成。在第一期間中，速度補正值在補正開始時點為零，隨著時間的經過，從零開始直線增加。在第二期間中，速度補正值隨著時間的經過從在前述第一期間的結束時點的值開始直線減少，並在補正結束時點到達零。前述補正結束時點與修正前的前述手部的速度到達零的時點同時。隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，前述第一期間的增速的傾斜度係變陡，前述第二期間的減速的傾斜度係變陡。

因此，能夠在抑制運送處理能力的降低的同時，防止位置偏差，將基板放置在運送目的地的準確位置。功效[發明之功效]

根據本發明，能夠在基板運送機器人中，在抑制手部的速度變動等的同時，消除基板的位置偏差，將基板準確地放置在規定的位置上。

其次，參照圖式說明所公開的實施形態。圖1係表示本發明的一個實施形態的機器人系統100的結構之立體圖。圖2係表示機器人1的結構之立體圖。圖3係表示機器人系統100的一部分結構的方塊圖。

圖1所示的機器人系統100為在無塵室等作業空間內使機器人(基板運送機器人)1作業的系統。

機器人系統100係包括機器人1、位置偏差檢測裝置4以及控制器(控制裝置)5。

機器人1例如作為將保管在保管容器6中的晶圓2向基板處理室7運送的晶圓移載機器人而發揮作用。在本實施形態中，機器人1係藉由SCARA型水平多關節機器人實現。 SCARA 是 Selective Compliance Assembly Robot Arm(選擇順應性裝配機械手臂) 的縮寫。

機器人1所運送的晶圓2為基板的一種。晶圓2形成為圓形的薄板狀。

如圖2所示，機器人1係包括手部(保持部)10、機械手11以及關節馬達12a、12b、12c。

手部10為末端執行器的一種，從俯視來看大致形成為V字形狀或U字形狀。手部10係被機械手11(具體而言，後述的第二連桿16)的前端支撐著。手部10係相對於第二連桿16以上下方向延伸的第三軸c3為中心旋轉。

手部10能夠載置晶圓2。基準位置被規定在手部10，當沒有位置偏差地將晶圓2載置在手部10的規定位置上時，晶圓2的中心2c係與手部10的基準位置一致。以下，有時將該基準位置稱為手部10的中心10c。

機械手11主要包括基座13、升降軸14、第一連桿15以及第二連桿16。

基座13係被固定在地面(例如，無塵室的地面)。基座13係作為支撐升降軸14的基座部件而發揮作用。

升降軸14對於基座13在上下方向移動。藉由該升降，能夠改變第一連桿15、第二連桿16以及手部10的高度。

第一連桿15係被升降軸14的上部支撐著。第一連桿15係相對於升降軸14而以在上下方向延伸的第一軸c1為中心旋轉。因此，能夠在水平面內改變第一連桿15的姿勢。

第二連桿16係被第一連桿15的前端支撐著。第二連桿16係相對於第一連桿15以在上下方向延伸的第二軸c2為中心旋轉。因此，能夠在水平面內改變第二連桿16的姿勢。

像這樣，機械手11係構成為包含軸朝向上下方向的3個關節。以下，為了特定各個關節，有時標註中心軸的符號c1、c2、c3來稱呼。

關節馬達12a、12b、12c係分別驅動關節c1、c2、c3。因此，能夠對俯視來看的手部10的位置以及姿勢進行各種改變。關節馬達12a、12b、12c係構成為作為電動馬達的一種之伺服馬達。

用以驅動關節c1之關節馬達12a係被配置在第一連桿15。用以驅動關節c2之關節馬達12b係被配置在第一連桿15。用以驅動關節c3之關節馬達12c係被配置在第二連桿16。不過，各個馬達的佈局並不限於上述。

位置偏差檢測裝置4係包括第一感測器41以及第二感測器42。第一感測器41以及第二感測器42的每一個係被配置在由機器人1向基板處理室7運送晶圓2的路徑的附近。在手部10即將到達作為移動目的地的基板處理室7之前，手部10以及晶圓2大致向圖1所示的方向D1移動。位置偏差檢測裝置4係被配置在基板處理室7的附近且對於基板處理室7與方向D1相反的一側。第一感測器41以及第二感測器42能夠在晶圓2向基板處理室7運送的中途檢測晶圓2的邊緣的通過。

第一感測器41以及第二感測器42均構成為非接觸式的感測器。感測器的結構是任意的，例如，能夠構成為反射型感測器。也可以感測器例如應用透射型感測器以代替反射型感測器。

由於位置偏差檢測裝置4的結構在專利文獻1等中公開了，因此以下簡單地進行說明。第一感測器41以及第二感測器42從俯視來看被適當地分離配置，以形成小於晶圓2的直徑的間隔。第一感測器41以及第二感測器42均以檢測軸朝向上下方向地配置。

第一感測器41以及第二感測器42的每一個能夠檢測晶圓2的外緣的通過。第一感測器41以及第二感測器42的檢測結果係被輸入到控制器5。控制器5能夠藉由例如設置在關節馬達12a、12b、12c的省略圖示的編碼器來獲取中心位置，該中心位置為在第一感測器41以及第二感測器42檢測到晶圓2的外緣的通過之時點的手部10的中心位置。

在晶圓2沿著路徑運送的過程中，第一感測器41能夠兩次檢測晶圓2的外緣的通過。圖4表示了第一次檢測，圖5表示了第二次檢測。在兩次通過時機中，控制器5係分別計算手部10的中心位置。

於此，定義相當於晶圓2的運送路徑的俯視圖之二維平面。如圖4以及圖5所示，二維平面上的位置能夠用二維正交坐標系統表示。在該二維平面上，藉由上述所得到的兩個手部10的中心10c為中心，分別考慮直徑與晶圓2的直徑相同的虛擬圓。晶圓2的直徑是已知的。圖4中的符號C1為基於第一次檢測的虛擬圓，圖5中的符號C2為基於第二次檢測的虛擬圓。在圖5中，將基於第一次檢測的虛擬圓C1與基於第二次檢測的虛擬圓C2一起繪製。

如圖5所示，兩個虛擬圓C1、C2的交點有兩個，著眼於兩個交點中接近第一感測器41的一側的交點。該交點的位置能夠藉由已知的幾何計算容易地求出。第一感測器41的位置是已知的。控制器5獲取表示所著眼的交點與第一感測器41的位置之間的偏差的平面向量。在圖5中，該平面向量用空心箭頭表示著。能夠認為該偏差係與手部10的中心10c係與晶圓2的中心2c之間的位置偏差相等。

由於由第二感測器42所進行的晶圓2的位置偏差的檢測與由第一感測器41所進行時實質上相同，因此省略圖示，僅進行簡單說明。第二感測器42與第一感測器41一樣，能夠兩次檢測晶圓2的外緣的通過。在兩次通過時機，控制器5係分別計算手部10的中心10c的位置。

在上述二維平面中，以藉由上述所得到的兩個手部10的中心10c為中心，分別考慮直徑與晶圓2的直徑相同的虛擬圓。兩個虛擬圓的交點存在兩個，著眼於接近第二感測器42的一側的交點。第二感測器42的位置是已知的。控制器5係獲取表示所著眼的交點與第二感測器42的位置之間的偏差的平面向量。能夠認為該偏差係與手部10的中心與晶圓2的中心之間的位置偏差相等。

控制器5係求出所獲得的兩個平面向量的平均值。該向量的平均值係相當於後述的平面向量(ox,oy)。藉由平均的計算，能夠精度良好地求出晶圓2相對於手部10的位置偏差。

也可以省略第一感測器41以及第二感測器42中的任意之一。也可感測器感測器包括能夠從上方拍攝由機器人1所運送的晶圓2的照相機，藉由對用照相機所拍攝的圖像數據進行圖像識別處理來獲得手部10與晶圓2的偏差，以代替第一感測器41以及第二感測器42。

如圖3所示，控制器5係包括偏差量獲取部51以及控制部52。控制器5作為包括CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、ROM(Read-only memory，唯讀記憶體)、RAM(Random-access memory，隨機存取記憶體)、輔助儲存裝置等的已知計算機構成。輔助儲存裝置例如作為HDD(Hard Disk Drive，硬式磁碟機)、SSD(solid state disk，固態磁碟)等構成。在輔助儲存裝置儲存有用於實現本發明的關節馬達12a、12b、12c的控制方法的機器人控制程序等。能夠藉由這些硬體以及軟體的協作，使控制器5作為偏差量獲取部51以及控制部52等動作。

如上所述，偏差量獲取部51係根據構成位置偏差檢測裝置4的第一感測器41以及第二感測器42的檢測結果，獲取晶圓2的偏差量。偏差量能夠例如用平面向量(ox,oy)表示。

控制部52係按照預先規定的動作程序或從用戶輸入的移動命令等，向驅動上述機器人1的各個部的每個驅動馬達輸出命令值進行控制，使手部10移動到預先規定的命令位置。在驅動馬達中除了包含用於使升降軸14上下移動的省略圖示的電動馬達之外，還包含上述關節馬達12a、12b、12c。

控制部52係包括移動目的地位置修正部53以及速度補正部54。

放置晶圓2時手部10的本來的位置為手部10的中心10c係與基板處理室7的基準位置7p一致的位置。但是，當晶圓2對於手部10的位置偏差因某種原因產生時，該位置偏差就那樣成為了晶圓2相對於基板處理室7的基準位置7p的位置偏差。於是，移動目的地位置修正部53係根據從偏差量獲取部51所輸入的偏差量來修正手部10放置晶圓2的位置。偏差量為表示晶圓2的位置偏差之資訊(位置偏差資訊)。

修正係為了取消上述位置偏差而進行的。具體而言，修正能夠藉由使表示所獲得的晶圓2的偏差量之平面向量(ox,oy)反轉，將反轉後的平面向量(-ox,-oy)加到手部10的運送目的地的坐標來實現。

以下，有時將反轉後的平面向量稱為位置修正向量。在圖6中，位置修正向量(Δx1，Δy1)係由白色箭頭表示。Δx1＝-ox、Δy1＝-oy。

以下，有時將修正之前的手部10的移動目的地的位置稱為修正前的位置，將修正後的移動目的地的位置稱為修正後的位置。在圖6中，修正前的位置的坐標用(x1，y1)表示，修正後的位置的坐標用(x1+Δx1，y1+Δy1)表示。

在圖6中，修正前的位置的坐標(x1，y1)係與事先被教示的基板處理室7的基準位置7p的坐標一致。但是，這是為了便於容易理解位置的修正的說明，在本實施形態中，修正前的位置被規定為其它位置。後面將對此進行說明。

控制部52係使手部10向修正後的位置移動，在移動結束後，手部10係將晶圓2放置在基板處理室7。因此，能夠在晶圓2的中心2c與基板處理室7的基準位置7p一致的狀態下將晶圓2設置在基板處理室7。

其次，對用位置偏差檢測裝置4檢測到位置偏差時速度補正部54進行的手部10的速度控制進行說明。

如上所述，晶圓2相對於手部10的位置偏差在將晶圓2向運送目的地的基板處理室7運送的中途被檢測。移動目的地位置修正部53在由手部10運送晶圓2的運送中途，將手部10的移動目的地的位置從修正前的位置改變為修正後的位置。因此，能夠在防止運送效率降低的同時，用準確的位置將晶圓2設置在基板處理室7。

這裡，考慮獲得上述位置修正向量而修正手部10的移動目的地之瞬間。位置修正向量能夠在與第一感測器41以及第二感測器42共4次檢測晶圓2的外緣的通過的幾乎同時獲得。在圖4以及圖5所示的例子中，由第二感測器42所進行的晶圓2的外緣的兩次檢測係在圖4的時機與圖5的時機之間完成。因此，位置修正向量實質上能夠在第一感測器41第二次檢測晶圓2的外緣的通過的圖5的時點獲得。

在圖6中，用符號Ｐ0表示在圖5的時點的手部10的中心位置。手部10的移動目的地的修正前，在應該從圖5的時點的位置Ｐ0到移動目的地的基準位置7p移動(mx，my)時，修正後需要從現在的位置Ｐ0到修正後的位置移動(mx+Δx1，my+Δy1)。其中，mx＞0、my＞0、Δx1＞0、且Δy1＞0。

考慮在手部10的移動目的地的修正前預定使手部10的速度如圖7的圖形般控制的情況。在圖7的圖形中表示有手部10的行進方向的速度的推移。

圖7表示手部10相當接近基準位置7p的狀況。圖7所示的時刻t1相當於手部10的中心位於用圖6的符號P0所表示的位置的時機。如圖7的圖形所示，手部10的中心速度係被控制為從時刻t1之前連續直線減少。

假設在時刻t1 移動目的地沒有被修正時，手部 10 的中心速度係繼續減少，且在時刻 t2 到達零。時刻t2的手部10的中心係與作為修正前的移動目的地的基準位置7p一致。

後面將進行詳細說明，圖7的縱軸意味著速度向量的大小。從時刻t1到時刻t2將該速度向量的大小進行積分得到的值係等於位置P0到基準位置7p的距離，亦即，等於√（mx ²+my ²）。

其次，考慮在時刻t1移動目的地的位置被修正的情況。隨著位置的修正，速度補正部54將圖8所示的速度補正值的時間函數加到圖7所示的補正前的手部10的中心的速度的時間函數。

手部10的中心的速度的時間函數實際上是向量函數。圖7的圖形的縱軸係表示向量的大小。該速度向量的朝向為與在圖6中從位置P0朝向基準位置7p的箭頭一致的朝向，是恆定的，只有大小如圖7般發生變化。

速度補正值的時間函數同樣實際上也是向量函數。圖8的圖形的縱軸係表示向量的大小。該速度補正向量的朝向是與用圖6的白色箭頭所表示的位置修正向量一致的朝向，是恆定的，只有大小如圖8般發生變化。

如圖8所示，速度補正向量的大小係隨著時間的經過呈梯形變化。

具體而言，在時刻t1到時刻t2之間，速度補正向量的大小從零到速度v ₁直線增加。速度v ₁為時刻t1的手部10的中心的速度的大小。在時刻t1到時刻t2之間速度補正向量的大小增加的傾斜度等於如圖7所示的補正前的速度向量的大小減少的傾斜度的絕對值。

在時刻t2到時刻t3之間，速度補正向量的大小係維持在v ₁。

在時刻t3到時刻t4之間，速度補正向量的大小係從v ₁到零為止直線減少。在時刻t3到時刻t4之間，速度補正向量的大小減少的傾斜度係等於圖7所示的補正前的速度向量的大小減少的傾斜度。

從時刻t1到時刻t4將圖8所示的速度補正向量的大小進行積分得到的值係等於位置修正向量的大小。位置修正向量的大小具體而言是√（Δx1 ²+Δy1 ²）。反過來說，速度補正部54係以使上述積分值等於位置修正向量的大小的方式規定圖8所示的時刻t3以及時刻t4。位置修正向量的大小越大，從時刻t3到時刻t4的時間越長。

圖9係示意性地說明手部10的速度的補正之圖形。

圖9的圖形的縱軸為將圖7所示的向量的大小與圖8所示的向量的大小相加而得到的。在時刻t1與時刻t2之間，圖7所示的向量的大小係從v ₁向零直線減少，而圖8所示的向量的大小係從零向v ₁直線增加。因此，在時刻t1 到時刻 t2 之間，兩個向量的大小的和為v ₁，是恆定的。

速度補正部54係藉由將用於圖8所說明的速度補正的向量的函數加到圖7所說明的速度向量的函數，來補正手部10的速度。兩個向量合成之後的向量表示修正後的手部10的中心的速度。

如上所述，圖7所說明的速度向量係與圖8所說明的用於速度補正的向量的朝向不同。因此，兩個向量的大小的和係與合成向量的大小不一致。但是，由於mx＞0、my＞0、Δx1＞0、且Δy1＞0，因此兩個向量的朝向並非顯著不同。亦即，兩個向量的合成向量的大小係表示與各個向量的大小的和相似的值。

因此，如在圖9的圖形中方便地所示，補正後的手部10的中心的速度在時刻t1到時刻t2之間為速度v ₁附近的速度，大致是恆定的。補正後的手部10的中心的速度在時刻t2到時刻t3之間也是速度v ₁，是恆定的。在時刻t3到時刻t4之間，補正後的手部10的中心的速度係以與補正前相同的傾斜度並以接近零的方式減少。手部10的速度係在時刻t4到達零。

藉由該控制，能夠在防止在手部10產生過大的加速度的同時，補正手部10的移動目的地。

在上述控制中，按照圖8的函數，X軸方向的速度的補正與Y軸方向的速度的補正係彼此連動進行。但是，也可以分別進行基於X軸方向的位置的修正量Δx1的在X軸方向的速度的補正以及基於Y軸方向的位置的修正量Δy1的在Y軸方向的速度的補正。通常，X軸方向的位置的修正量Δx1與Y軸方向的位置的修正量Δy1係彼此不同。當在X軸以及Y軸分別進行速度補正時，為了在X軸方向中速度成為恆定而進行補正的時間的長度與為了在Y軸方向中速度成為恆定而進行補正的時間的長度係彼此不同。因此，由速度補正部54所進行的速度補正結束的時機在X軸分量以及Y軸分量係不同。

其次，詳細說明修正前的手部10的移動目的地的設定。

關於手部10的移動目的地的修正，在利用圖6進行的說明中，假設手部10的修正前的移動目的地(x1，y1)被規定為與預先教示的基板處理室7的基準位置7p係一致。

但是，晶圓2相對於手部10的位置偏差可在各種方向以及大小上產生。因此，關於表示位置的修正後的移動之向量(mx+Δx1，my+Δy1)，差值Δx1並不限定為成為正，差值Δy1並不限定為成為正。由於在圖9中所說明的速度的補正是以mx＞0、my＞0、Δx1＞0、且Δy1＞0為前提，因此當差值Δx1為負時不能進行，當差值Δy1為負時不能進行。

為了解決該問題，在本實施形態中，與預先所教示的基板處理室7的基準位置7p係不同，將修正前的位置規定為圖10所示的規定的暫定目標位置P1。暫定目標位置P1係被規定為如下位置，亦即當將能夠補正晶圓2的位置偏差的範圍以基準位置7p為中心繪圖時，相對於該範圍，與手部10為了將晶圓2從保管容器6向基板處理室7的基準位置7p運送而移動的方向D1相反的一側的位置。圖10係表示了位置偏差可補正範圍A1以及暫定目標位置P1的例子。

手部10運送晶圓2的上述方向D1無論在X軸方向，還是在Y軸方向，都是正方向。另一態樣，暫定目標位置P1的X坐標係與位置偏差可補正範圍A1的X坐標的最小值相比更靠負側，暫定目標位置P1的Y坐標係與位置偏差可補正範圍A1的Y坐標的最小值相比更靠負側。藉由將補正前的手部10的移動目的地的位置規定為上述般的暫定目標位置P1，無論晶圓2對於手部10的位置偏差在位置偏差可補正範圍A1內在任何朝向以任何大小產生，也能夠防止兩個差值Δx1、Δy1成為負。因此，能夠確實地適用在圖9所說明的速度的補正。

暫定目標位置P1能夠以滿足上述條件的方式適當地規定。不過，在手部10的中心10c到達暫定目標位置P1之前，需要第一感測器41以及第二感測器42能夠共4次檢測晶圓2的外緣的通過。

如上所述，本實施形態的基板運送機器人的控制器5係對機器人1進行控制。所述機器人1係包括手部10、關節c1、c2、c3以及關節馬達12a、12b、12c。手部10能夠保持晶圓2。關節c1、c2、c3係被配置為軸朝向上下方向。關節馬達12a、12b、12c係驅動關節c1、c2、c3。控制器5係根據表示保持在手部10的晶圓2的位置偏差的位置偏差資訊，來修正將晶圓2放置在運送目的地時的手部10的目標位置。為了將手部10放置晶圓2的位置改變為修正後的目標位置，控制器5係進行第一速度控制以及第二速度控制。在從時刻t1到時刻t3所進行的第一速度控制中，藉由補正使一邊減速一邊接近於修正前的目標位置的手部10的速度為恆定速度。在從時刻t3到時刻t4所進行的第二速度控制中，以與第一速度控制開始前的手部10的速度的傾斜度相等的傾斜度使手部10的速度減速，在修正後的目標位置使手部10停止。隨著因修正引起的目標位置的變化量(亦即，位置修正向量的大小)增加，進行第一速度控制的時間係增加。

因此，能夠在抑制手部10的速度變動的同時消除位置偏差，將晶圓2放置在基板處理室7的準確位置。

本實施形態的機器人1的控制器5中，修正前的目標位置為與預先所教示的基板處理室7的基準位置7p不同的暫定目標位置P1。暫定目標位置P1係被規定為如下位置，亦即相對於以基準位置7p為中心的位置可補正範圍，與手部10為了將晶圓2從其它位置向基準位置7p運送而移動的方向D1相反的一側的位置。

因此，無論晶圓2對於手部10的位置偏差在任意方向產生，也能夠在抑制手部10的速度變動的同時消除位置偏差，將晶圓2放置在基板處理室7的準確位置。

其次，說明第二實施形態。在本實施形態的說明中，在圖式中，對與上述實施形態相同或類似的部件標註相同符號，有時會省略說明。

在本實施形態中，速度補正部54所進行的補正的方法係與上述第一實施形態不同。在本實施形態中，速度補正部54係將作為速度補正值的時間函數的速度補正函數加到在圖7的圖形中表示的補正前的手部10的速度。速度補正函數如圖11所示。其結果是手部10的速度如圖12的實線般地被控制。

如圖11所示，速度補正函數成為類似於三角波脈波的形狀。該脈波在時刻 t1 開始，在時刻 t2 結束。

該速度補正函數由第一期間以及第二期間構成，在第一期間中，速度補正值係增加，在第二期間中，速度補正值係減少。從第一期間向第二期間的切換是在時刻t5的時刻進行的。第一期間的長度與第二期間的長度係相等。

在第一期間中，速度補正值在時刻t1為零，隨著時間的經過，從零直線增加。在時刻t5，速度補正值成為Δv _t。

在第二期間中，速度補正值為在時刻t5的值Δv _t，隨著時間的經過直線減少。在時刻t2，速度補正值成為零。

藉由將該速度補正函數加到修正前的速度，能夠補正手部10的速度。

圖11所示的速度補正函數與在上述第一實施形態中在圖8所說明的速度補正函數一樣為向量函數。與第一實施形態一樣，在圖7所說明的速度向量係與在圖11所說明的用於速度補正的向量的朝向不同。

在本實施形態中，即使位置的修正量(亦即，位置修正向量的大小)發生變化，速度補正函數的三角波脈波的脈波寬度(時間的長度)也不會發生變化。作為此作法的替代，速度補正函數的三角波脈波的高度，換句話說，在時刻t5的速度補正值Δv _t係根據位置的修正量Δx1發生變化。

本實施形態的控制係與上述第一實施形態的控制不同，無論位置的修正量的大小如何，運送時間都不會發生變化。因此，能夠在抑制運送處理能力的降低的同時，防止處理能力的波動。

在本實施形態中，作為修正前的移動目的地，不使用在圖10所說明的暫定目標位置P1。作為修正前的手部10的移動目的地，使用事先所教示的基準位置7p。

如上所述，本實施形態的機器人1的控制器5為了將手部10放置晶圓2的位置改變為修正後的目標位置，將作為速度補正值的時間函數的速度補正函數加到手部10的速度。速度補正函數係由第一期間以及第二期間構成。第一期間為從時刻t1到時刻t5的期間。第二期間為時刻t5到時刻t2的期間。在第一期間中，速度補正值在補正開始時點(時刻t1)為零，隨著時間的經過，從零開始直線增加。在第二期間中，速度補正值係從在第一期間的結束時點的值Δv _t而隨著時間的經過直線減少，在補正結束時點到達零。補正結束時點為與補正前的手部10的速度到達零的時點(時刻t2)同時。隨著位置修正向量的大小增加，第一期間的增速的傾斜度係變陡，第二期間的減速的傾斜度係變陡。

因此，能夠在抑制運送處理能力的降低的同時防止位置偏差，將晶圓2運送到準確位置。

在本實施形態的機器人1的控制器5中，修正前的目標位置是預先所教示的教示位置亦即基準位置7p。

因此，能夠從教示位置修正放置晶圓2的位置。

以上，公開了本發明的優選實施形態，上述結構例如能夠如下般改變。改變既可以單獨進行，也可以將多個改變任意組合在一起進行。

當進行第一實施形態的速度補正時，也能夠代替將修正前的移動目的地設定為暫定目標位置P1，而將修正前的移動目的地設定為作為本來的移動目的地的基準位置7p。當差值Δx1或差值Δy1為負時，藉由與上述不同的方法適當進行速度補正即可。

例如，也可以構成為能夠藉由用戶的設定，來選擇第一實施形態的速度補正以及第二實施形態的速度補正。

藉由機器人1進行的晶圓2的運送目的地並不限於基板處理室7，例如，也可以是載入鎖固(load-lock)室等其它地方。

機械手11所包括的、軸具有上下方向的關節的數目並不限於3個，也可以是1個、兩個或4個。

坐標系的X軸以及Y軸的方向是任意的。例如，既可以以圖10的左側成為正方向的方式規定X軸，也可以以下側成為正方向的方式規定Y軸。

在上述實施形態中所說明的控制也能夠適用於機器人1運送晶圓2之外的基板的情況。

以在本發明公開的控制器5為代表的各個要素的功能能夠使用電路或處理電路執行，該電路或處理電路包含為執行所公開的功能而構成或程序化的通用處理器、專用處理器、積體電路、ASIC(Application Specific Integrated Circuits，特定應用積體電路)、常規電路以及/或者它們的組合。處理器由於包含晶體管以及其它電路，因此被看作處理電路或電路。在本發明中，電路、單元或部件是執行所列舉的功能的硬體或者為了執行所列舉的功能而被程序化的硬體。硬體既可以是在本說明書中所公開的硬體，或者，也可以是為了執行所列舉的功能而被程序化或構成的其它已知的硬體。當硬體是被認為是電路的一種的處理器時，電路、部件或單元是硬體與軟體的組合，軟體被用於硬體以及／或者處理器的結構。

1:機器人 2:晶圓 2c:中心 4:位置偏差檢測裝置 5:控制器 6:保管容器 7:基板處理室 7p:基準位置 10:手部(保持部) 10c:中心 11:機械手 12a:關節馬達 12b:關節馬達 12c:關節馬達 13:基座 14:升降軸 15:第一連桿 16:第二連桿 41:第一感測器 42:第二感測器 51:偏差量獲取部 52:控制部 53:移動目的地位置修正部 54:速度補正部 100:機器人系統 A1:位置偏差可補正範圍 C1:虛擬圓 C2:虛擬圓 c1:關節 c2:關節 c3:關節 D1:方向 P0:位置 P1:暫定目標位置 v1:速度 t1至t5:時刻

[圖1]係表示本發明的一個實施形態的機器人系統的整體結構之立體圖。 [圖2]係表示機器人的結構之立體圖。 [圖3]係表示關於控制器的電氣結構之方塊圖。 [圖4]係表示位置偏差檢測裝置的第一感測器檢測到晶圓的外緣的第一次通過的狀態之俯視圖。 [圖5]係表示位置偏差檢測裝置的第一感測器檢測到晶圓的外緣的第二次通過的狀態之俯視圖。 [圖6]係說明放置晶圓時的手部的位置的修正之概念圖。 [圖7]係說明手部的移動目的地的位置沒有被修正時的手部的速度之圖形。 [圖8]係表示在第一實施形態的速度補正控制中，手部的移動目的地的位置被修正時的速度補正函數之圖形。 [圖9]係示意性地說明手部的速度的補正之圖形。 [圖10]係說明作為手部的移動目的地的修正前的位置而適當設定的暫定目標位置之俯視圖。 [圖11]係表示在第二實施形態的速度補正控制中的速度補正函數之圖形。 [圖12]係示意地說明在第二實施形態的速度補正控制中的手部的速度的補正之圖形。

v1:速度

t1至t4:時刻

Claims

一種基板運送機器人的控制裝置，前述控制裝置係對基板運送機器人進行控制，前述基板運送機器人係包括手部、關節以及關節馬達，前述手部能夠保持基板，前述關節的軸係朝向上下方向，前述關節馬達係驅動前述關節；前述控制裝置係根據表示被保持在前述手部之基板的位置偏差之位置偏差資訊，修正將前述基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置；為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，前述控制裝置係進行第一速度控制以及第二速度控制，在前述第一速度控制中，藉由補正使一邊減速一邊接近於修正前的目標位置的前述手部的速度為恆定速度，在前述第二速度控制中，以與前述第一速度控制開始前的前述手部的速度的傾斜度相等的傾斜度使前述手部的速度減速，在修正後的前述目標位置使前述手部停止；隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，進行前述第一速度控制的時間增加。
如請求項1所記載之基板運送機器人的控制裝置，其中修正前的前述目標位置是與預先教示的教示位置不同的暫定目標位置；前述暫定目標位置被規定為位於對於前述教示位置與前述手部為了將前述基板從其它位置運送到前述教示位置而移動的方向相反的一側。
一種基板運送機器人的控制裝置，前述控制裝置係對基板運送機器人進行控制，前述基板運送機器人係包括手部、關節以及關節馬達，前述手部能夠保持基板，前述關節的軸係朝向上下方向，前述關節馬達係驅動前述關節；前述控制裝置係根據表示被保持在前述手部之基板的位置偏差之位置偏差資訊，修正將前述基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置；為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，把作為速度補正值的時間函數的速度補正函數加到前述手部的速度；前述速度補正函數係由第一期間以及第二期間構成，在前述第一期間中，速度補正值在補正開始時點為零，隨著時間的經過，從零開始直線增加，在前述第二期間中，速度補正值係隨著時間的經過從在前述第一期間的結束時點的值開始直線減少，並在補正結束時點到達零；前述補正結束時點與修正前的前述手部的速度到達零的時點同時；隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，前述第一期間的增速的傾斜度係變陡，前述第二期間的減速的傾斜度係變陡。
如請求項3所記載之基板運送機器人的控制裝置，其中修正前的前述目標位置為預先教示的教示位置。
一種關節馬達的控制方法，為基板運送機器人中的關節馬達的控制方法，前述基板運送機器人係包括手部、關節以及關節馬達，前述手部能夠保持基板，前述關節的軸係朝向上下方向，前述關節馬達係驅動前述關節；前述控制方法係根據表示被保持在前述手部之基板的位置偏差之位置偏差資訊，修正將前述基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置；為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，前述控制方法係進行第一速度控制以及第二速度控制，在前述第一速度控制中，藉由補正使一邊減速一邊接近於修正前的目標位置的前述手部的速度為恆定速度，在前述第二速度控制中，以與前述第一速度控制開始前的前述手部的速度的傾斜度相等的傾斜度使前述手部的速度減速，在修正後的前述目標位置使前述手部停止；隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，進行前述第一速度控制的時間增加。
一種關節馬達的控制方法，為基板運送機器人中的關節馬達的控制方法，前述基板運送機器人係包括手部、關節以及關節馬達，前述手部能夠保持基板，前述關節的軸朝向上下方向，前述關節馬達驅動前述關節；前述控制方法係根據表示被保持在前述手部之基板的位置偏差之位置偏差資訊，修正將前述基板放置在運送目的地時的前述手部的目標位置；為了將前述手部放置前述基板的位置改變為修正後的目標位置，把作為速度補正值的時間函數的速度補正函數加到前述手部的速度；前述速度補正函數係由第一期間以及第二期間構成，在前述第一期間中，速度補正值在補正開始時點為零，隨著時間的經過，從零開始直線增加，在前述第二期間中，速度補正值隨著時間的經過從在前述第一期間的結束時點的值開始直線減少，並在補正結束時點到達零；前述補正結束時點與修正前的前述手部的速度到達零的時點同時；隨著因修正引起的前述目標位置的變化量增加，前述第一期間的增速的傾斜度係變陡，前述第二期間的減速的傾斜度係變陡。