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TWI876761B - 搬送裝置及搬送裝置之控制方法 - Google Patents

搬送裝置及搬送裝置之控制方法 Download PDF

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TWI876761B
TWI876761B TW112148598A TW112148598A TWI876761B TW I876761 B TWI876761 B TW I876761B TW 112148598 A TW112148598 A TW 112148598A TW 112148598 A TW112148598 A TW 112148598A TW I876761 B TWI876761 B TW I876761B
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Taiwan
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clamping
end effector
distance
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light
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TW112148598A
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English (en)
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TW202524645A (zh
Inventor
濱田浩三
Original Assignee
日商Jel股份有限公司
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Publication date
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Abstract

搬送機器人(1A)包含:具有複數個夾頭部(21)之末端執行器(20),複數個夾頭部(21)沿上下方向排列且分別對晶圓進行夾持;至少二個光電感測器(31),係以自複數個夾頭部(21)中之位於最上方的最上位夾頭部(21)至位於最下方之最下位夾頭部(21)的距離(D1)之一半以下的間距(P2)排列,在複數個夾頭部(21)之側方,對側方是否存在物體進行檢測;位置資料儲存部;控制部;以及運算部。

Description

搬送裝置及搬送裝置之控制方法
本發明係關於一種搬送裝置以及搬送裝置之控制方法。
以往,已知一種包含複數個夾頭部以對複數個基板成批地進行搬送之搬送裝置。在此種搬送裝置中,有為了利用夾頭部在不使基板破損之情況下對基板進行夾持,而對夾頭部或基板之高度進行測定者。
例如,在專利文獻1中揭示了一種搬送裝置,其包含:設置於搬送裝置主體與收容基板之卡式盒之間並利用升降機構進行升降之基底;設置於基底上並藉由基底之升降而測定卡式盒內的複數個基板各自之高度的感測器;以及基於感測器所測定之基板的高度而調整夾頭部之高度的致動器。
另外,在專利文獻2中揭示了一種搬送裝置,其包含:分別具有升降墊且利用升降墊來夾持基板之複數個夾頭部;以及使感測器升降之升降機構,該感測器對收容於卡式盒中之基板進行檢測。專利文獻2所記載之搬送裝置係利用升降機構使感測器升降,藉此不僅對基板進行檢測,亦對升降墊是否為所期望之升降狀態而進行檢測。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開第2004-22807號公報
[專利文獻2]日本專利特開第2017-224658號公報
在專利文獻1所記載之搬送裝置中,升降機構係使基底升降,藉此使感測器升降。因此,為了測定在卡式盒內之複數個基板全部的高度,需要使感測器升降相當於自卡式盒之底至頂板之距離。其結果為,感測器之升降距離變大,導致測定花費時間。
另外,在專利文獻2所記載之搬送裝置中,為了對全部夾頭部之升降墊的升降狀態以及基板之有無進行檢測,亦需要在夾頭部進入卡式盒內之狀態下,使感測器升降相當於:自處於卡式盒之最下層之基板下方的位於最下方之夾頭部至處於卡式盒之最上層之基板上方的距離。其結果為,感測器之升降距離變大,導致測定花費時間。
本發明係為用於解決該課題而成者,其目的在於提供一種搬送裝置以及搬送裝置之控制方法,可在短時間內檢測出對基板進行夾持之夾頭部各自的高度是否有異常。
為了達成上述目的,本發明之第一觀點之搬送裝置之特徵在於包含:末端執行器,具有沿上下方向排列且分別夾持基板之複數個夾頭部;至少二個第一感測器,係以自該複數個夾頭部中之位於最上方的最上位夾頭部至位於最下方之最下位夾頭部的距離之一半以下的間距排列,在 該複數個夾頭部之側方,對側方是否存在物體進行檢測;位置資料儲存部,儲存有資料庫,該資料庫保存有該複數個夾頭部各自之正常上下方向位置的資料;控制部,在使該最下位夾頭部位於第一基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升至少相當於該間距,該第一基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最下方的第一感測器低了相當於該間距,或者在使該最上位夾頭部位於第二基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器下降至少相當於該間距,該第二基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最上方的第一感測器高了相當於該間距;以及運算部,在使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器而上升或下降之期間,自該控制部獲取該末端執行器從該第一基準位置或該第二基準位置相對移動之移動距離的資料,並且自該至少二個第一感測器獲取檢測資料,基於所獲取之移動距離的資料與該檢測資料,運算各該夾頭部之上下方向的位置,進而根據該位置資料儲存部中所儲存之資料庫與所運算出之各該上下方向的位置,運算各該夾頭部之從正常上下方向的位置起算之偏離量,並基於所運算出之偏離量求出該複數個夾頭部各自有無異常。
該間距可與該最上位夾頭部至該最下位夾頭部之距離除以該第一感測器之個數而得之長度相同。
搬送裝置可更包含:基底,對該末端執行器以使其能夠進退之方式支撐;以及支柱,設置於該基底上,從與進退方向及上下方向垂直的方向之側而 在相鄰於該末端執行器進退之進退路徑的位置,對該至少二個第一感測器進行支撐。
該資料庫中所保存之各該夾頭部之正常上下方向的位置可為該夾頭部之尖端部的位置,該至少二個第一感測器可在該複數個夾頭部之尖端部的側方,對側方是否存在物體進行檢測,該運算部可基於該資料庫、所獲取之移動距離的資料及該檢測資料,運算該複數個夾頭部之各該尖端部相對於正常上下方向的位置在上下方向上之偏離量,進而判定所運算出之各該尖端部之偏離量是否超過第一容許值,在該運算部判定各該尖端部之偏離量之至少一者超過該第一容許值的情況下,該控制部可使該末端執行器之移動停止。
該搬送裝置可更包含:警告裝置,在該運算部判定各該尖端部之偏離量之至少一者超過該第一容許值的情況下,該警告裝置係警告有異常。
該資料庫中所保存之各該夾頭部之正常上下方向的位置可為該夾頭部之尖端部的位置,該至少二個第一感測器可在該複數個夾頭部之尖端部的側方,對側方是否存在物體進行檢測,該運算部可基於該資料庫、所獲取之移動距離的資料及該檢測資料,運算該複數個夾頭部之各該尖端部相對於正常上下方向的位置在上下方向上之偏離量,根據所運算出之該偏離量來運算該複數個夾頭部各自相對於 水平方向之傾斜角,進而判定所運算出之該複數個夾頭部各自的傾斜角是否超過第二容許值,在該運算部判定該複數個夾頭部各自的傾斜角之至少一者超過該第二容許值的情況下,該控制部可使該末端執行器之移動停止。
在該位置資料儲存部中可儲存有該基板之厚度資料,該運算部可基於所獲取之移動距離的資料與該檢測資料,運算各該夾頭部之上下方向的位置,進而基於該位置資料儲存部中所儲存之資料庫、該基板之厚度資料及所運算出之該上下方向的位置,判定該複數個夾頭部各自是否夾持有該基板。
該末端執行器可具有夾緊部,該夾緊部在該複數個夾頭部各自夾持該基板之情況下自側面側成批地夾緊該基板,該控制部在該等夾頭部之全部或一部分夾持該基板之情況下,可使該夾緊部夾緊該基板,且保持該基板被該夾緊部夾緊之狀態,在使該最下位夾頭部位於該第一基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升至少相當於該間距,或者在使該最上位夾頭部位於該第二基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器下降至少相當於該間距。
該搬送裝置可更包含:基底,對該末端執行器以使其能夠進退之方式支撐;第一移動機構,對該基底進行支撐,並且能夠沿與該末端執行器之進退方向及上下方向垂直的方向移動;支撐體,對該第一移動機構以使其能夠移動之方式支撐;以及 第二感測器,設置於該基底上,檢測該基底相對於該支撐體之上表面的進退方向上的傾斜,在該第二感測器之輸出超過第三容許值的情況下,該運算部判定該基底相對於該支撐體的進退方向上的傾斜有異常,在該運算部判定在進退方向上的傾斜有異常的情況下,該控制部可使該末端執行器之移動停止。
該第二感測器可具有:發光部,設置於該基底上,向該進退方向射出光;受光部,設置於該基底上,與該發光部在該進退方向上相向而接受該發光部之光,並對所接受之光的量進行測定;以及遮光板,設置於該支撐體上,自該支撐體向該發光部與該受光部之間延伸而遮擋該發光部之光的一部分,在該基底相對於該支撐體的進退方向上的傾斜發生變化的情況下,相對於該發光部及該受光部之該遮光板的位置可發生變化,從而遮擋該發光部之光的量可發生變化,該運算部可在該受光部所測定之光量之變化超過該第三容許值的情況下,判定該基底相對於該支撐體的進退方向上的傾斜有異常。
該搬送裝置可更包含:第一馬達,對第二移動機構進行驅動,該第二移動機構係使該末端執行器進退;以及第二馬達,對第三移動機構進行驅動,該第三移動機構係使該第二移動機構升降, 該運算部可分別自該第一馬達與該第二馬達獲取轉矩值之資料,並判定所獲取之該第一馬達之轉矩值是否超過第一閾值,進而判定所獲取之該第二馬達之轉矩值是否超過第二閾值,在該運算部判定該第一馬達之轉矩值超過第一閾值的情況下,該控制部可使該第一馬達停止,或者在該運算部判定該第二馬達之轉矩值超過第二閾值的情況下,該控制部可使該第二馬達停止。
本發明之第二觀點之搬送裝置之控制方法係為如下搬送裝置之控制方法,該搬送裝置包含:末端執行器,具有沿上下方向排列且分別夾持基板之複數個夾頭部;以及至少二個第一感測器,係以自該複數個夾頭部中之位於最上方的最上位夾頭部至位於最下方之最下位夾頭部的距離之一半以下的間距排列,在該複數個夾頭部之側方,對側方是否存在物體進行檢測,該搬送裝置之控制方法之特徵在於包含如下步驟:在使該最下位夾頭部位於第一基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升至少相當於該間距的步驟,該第一基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最下方的第一感測器低了相當於該間距,或者在使該最上位夾頭部位於第二基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器下降至少相當於該間距的步驟,該第二基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最上方的第一感測器高了相當於該間距; 在執行使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升或下降之步驟之期間,獲取該末端執行器從該第一基準位置或該第二基準位置相對移動之移動距離的資料,並且自該至少二個第一感測器獲取檢測資料的步驟;基於所獲取之移動距離的資料與該檢測資料,運算各該夾頭部之上下方向的位置,進而根據保存該複數個夾頭部各自之正常上下方向的位置之資料的資料庫與所運算出之各該上下方向的位置,運算各該夾頭部之從正常上下方向的位置起算之偏離量,並基於所運算出之偏離量求出該複數個夾頭部各自有無異常的步驟;以及在該複數個夾頭部之至少一者有異常的情況下,使該末端執行器之移動停止的步驟。
根據本發明之結構,控制部係使末端執行器相對於至少二個第一感測器上升或下降相當於至少二個第一感測器排列之間距。而且,運算部係使用末端執行器從第一基準位置或第二基準位置相對移動之移動距離的資料以及至少二個第一感測器之檢測資料,求出複數個夾頭部各自有無異常,前述移動距離的資料及第一感測器之檢測資料係在使末端執行器相對於至少二個第一感測器上升或下降之期間獲取的。在本發明中,無需使末端執行器上升或下降相當於最上位夾頭部至最下位夾頭部之距離,只要使末端執行器上升或下降相當於至少二個第一感測器排列之間距即可,因此可在短時間內檢測出各夾頭部之高度是否有異常。
1A,1B:搬送機器人
2:搬送系統
3:FOUP
4:裝載埠
10:機器人主體
11:第一直動機構
12:第二直動機構
15:框體
20:末端執行器
21:夾頭部
30:框架
31:光電感測器(第一感測器)
32,33:支柱
34,35:樑構件
40:控制器
41:處理器
42:記憶體
43:介面
44:匯流排
45:顯示裝置(警告裝置)
46:控制部
47:運算部
50:夾緊部
60:基底
61:傾斜檢測感測器
62:支撐框架
63:第三直動機構
64:第三滑動件(第一移動機構)
65:架台(支撐體)
111:第一滑動件(第二移動機構)
112:馬達(驅動部)
113:線性導軌
121:第二滑動件(第三移動機構)
122:馬達(驅動部)
211,212:握持爪
213,214:支撐銷
421:位置資料儲存部
422:判定參數儲存部
611:發光部
612:受光部
613:遮光板
D1:距離
D2:直徑
L1:長度
P1,P2:間距
S1,S2,S3,S4,S5:步驟
T1,T2:厚度
VIII:區域
W:晶圓(基板)
X,Y,Z:方向
Y1:位置
Z1:座標
第1圖係為本發明之實施態樣1之搬送機器人的透視圖。
第2圖係為組入有實施態樣1之搬送機器人之搬送系統的左側視圖。
第3圖係為將實施態樣1之搬送機器人的包含末端執行器之前方部分放大後的右側視圖。
第4圖係為實施態樣1之搬送機器人所包含之控制器的硬體結構圖。
第5圖係為實施態樣1之搬送機器人所包含之控制器的方塊圖。
第6圖係為實施態樣1之搬送機器人所包含之控制器所進行的異常判定處理的流程圖。
第7圖係為實施態樣2之搬送機器人所包含之控制器的方塊圖。
第8圖係為實施態樣2之搬送機器人所包含之基底及其附近的放大左側視圖。
以下,參照圖式對本發明實施態樣之搬送裝置以及搬送裝置之控制方法進行詳細說明。再者,圖中對相同或同等之部分係附註相同之符號。另外,在圖中所示之正交座標系統XYZ中,當將機器人主體之進退方向設為Y軸、將機器人主體之升降方向設為Z軸時,與Y軸及Z軸正交之方向係為X軸。以下,適宜地引用該座標系進行說明。
(實施態樣1)
實施態樣1之搬送裝置係為搬送機器人,該搬送機器人包含複數個夾 頭部以成批地搬送複數個基板。在該搬送機器人中,若夾頭部傾斜,則有時會使晶圓破損,因此亦包含檢測夾頭部有無傾斜之感測器及控制器。以下,以成批地搬送複數個晶圓之批量式搬送機器人為例,對實施態樣1之搬送裝置之結構進行說明。首先,參照第1圖及第2圖,對作為感測器之檢測對象及控制器之控制對象的搬送機器人的結構進行說明。
第1圖係為實施態樣1之搬送機器人1A的透視圖。第2圖係為組入有搬送機器人1A之搬送系統2的左側視圖。再者,為了容易理解,第2圖示出在搬送系統2中載置搬送機器人1A與FOUP(front opening unified pod,前開式晶圓傳送盒)3的裝載埠4。另外,除示出外觀之外,亦一併示出內部結構。另外,在第1圖與第2圖中,示出夾持著晶圓W之搬送機器人1A。
如第1圖所示,搬送機器人1A係包含機器人主體10及末端執行器20,該末端執行器20安裝於機器人主體10且用於夾持晶圓W。
搬送機器人1A係為如下所述之機器人:從作為收容晶圓W之容器之一種的FOUP 3中將複數個晶圓W成批地取出,或者將複數個晶圓W成批地放入FOUP 3中。如第2圖所示,機器人主體10係具有第一直動機構11及第二直動機構12,第一直動機構11為了使末端執行器20在該FOUP 3中出入而使末端執行器20沿前後方向進行直線運動,第二直動機構12為了利用末端執行器20抬起或放下該FOUP 3內之晶圓W而使末端執行器20沿上下方向進行直線運動。
第一直動機構11係具有沿前後方向(即Y方向)延伸之圖未示出之滾珠螺桿(以下,稱為第一滾珠螺桿)、藉由第一滾珠螺桿之旋 轉而沿Y方向移動之第一滑動件111、以及使第一滾珠螺桿旋轉而使第一滑動件111往Y方向之位置移動的馬達112(亦稱為第一馬達)。在第一直動機構11中,後述之控制器係使馬達112往所期望之方向旋轉所期望之旋轉量,藉此使第一滑動件111往所期望之Y方向的位置移動。在該第一滑動件111之上面(即+Z側),搭載有第二直動機構12。
第二直動機構12係具有沿上下方向(即Z方向)延伸且不同於第一滾珠螺桿之圖未示出的滾珠螺桿(以下,稱為第二滾珠螺桿)、藉由第二滾珠螺桿之旋轉而沿Z方向移動之第二滑動件121、以及使第二滾珠螺桿旋轉而使第二滑動件121往Z方向位置移動的馬達122(亦稱為第二馬達)。
如第2圖所示,在第二直動機構12中,在第二滑動件121之前表面側(即+Y面側),固定有用於收容對夾緊部50進行驅動之設備、電線、管等之框體15。進而,在框體15之+Y面側安裝有末端執行器20。因此,當藉由上述之控制器對第一直動機構11之馬達112的旋轉進行控制而使第一直動機構11之第一滑動件111往所期望之Y方向的位置移動時,不僅第一滑動件111上所搭載之第二直動機構12移動,末端執行器20亦往所期望之Y方向的位置移動。
進而,在第二直動機構12中,控制器係使第二直動機構12之馬達122往所期望之方向旋轉所期望之旋轉量,藉此使第二滑動件121往所期望之Z方向的位置移動。在第二滑動件121上,經由框體15而安裝有末端執行器20,因此,當控制器使第二滑動件121往所期望之Z方向的位置移動時,末端執行器20亦往所期望之Z方向的位置移動。
再者,第一滑動件111與第二滑動件121係為對申請專利範圍中所提及之第二移動機構與第三移動機構進行具體例示者。另外,馬達112與馬達122係為對申請專利範圍中所提及之驅動部進行具體例示者。
如此,末端執行器20係藉由第一直動機構11與第二直動機構12而往Y方向與Z方向之所期望的位置移動。例如,末端執行器20係移動至FOUP 3內。末端執行器20係具有複數個夾頭部21,以夾持並搬送該FOUP 3中所收容之複數個晶圓W。
如第1圖所示,各夾頭部21係形成為具有二個刃之叉之形狀且形成為平板之形狀。夾頭部21係使板面朝向鉛直方向,且使叉之形狀的刃尖朝向前方。進而,夾頭部21係在該等刃之尖端的板面上具有握持爪211、212。另外,夾頭部21係在叉之後端的板面上具有支撐銷213、214。在機器人主體10設置有夾緊部50,夾緊部50在夾頭部21抬起晶圓W時自側方夾緊晶圓W之後端部。當夾頭部21在夾緊部50夾緊了晶圓W時,係將晶圓W夾入握持爪211、212與支撐銷213、214之間來進行夾持。藉此,夾頭部21係穩定地搬送晶圓W。
末端執行器20係具有複數個此種夾頭部21。詳言之,末端執行器20係具有與FOUP 3中所能夠收容之最大晶圓W片數(例如25片)為相同個數之夾頭部21。藉此,末端執行器20能夠將FOUP 3中所收容之晶圓W全部成批地搬出、或者向FOUP 3內成批地搬入最大收容數之晶圓W。
另外,在末端執行器20中,係成批地搬送FOUP 3內之複數個晶圓W,因此夾頭部21彼此係以與FOUP 3內之晶圓W的排列間距為 相同之一定值的間距P1沿上下方向排列。另外,夾頭部21彼此係如上所述使板面朝向鉛直方向且板面沿水平方向延伸,其結果為,夾頭部21係彼此相互平行。藉此,在末端執行器20中,可將水平地收容於FOUP 3內之晶圓W在不使其破損的情況下抬起並搬送。
然而,在因末端執行器20之長時間使用而夾頭部21發生經年劣化、或者根據FOUP 3之種類而對夾頭部21等零件進行了更換之情況下,有時會導致夾頭部21往前後方向或左右方向傾斜。另外,有時會導致在上下方向上之間距P1發生變化。若有夾頭部21發生傾斜或者夾頭部21之間距P1自一定值偏離等狀況,則有晶圓W破損之虞。
因此,為了抑制晶圓W之破損,搬送機器人1A係包含光電感測器,控制器係根據該光電感測器之輸出而對夾頭部21之傾斜、間距偏離等異常進行判定。
另外,在該情況下,考慮以下方式:使用設置於末端執行器20之側方的一個光電感測器來檢測沿上下方向排列之複數個夾頭部21的傾斜或間距之偏離。然而,在此種情況下,相較於處於最上方之夾頭部21的下表面至處於最下方之夾頭部21的下表面的距離(後述第3圖所示之距離D1)再加上夾頭部21的厚度T1所得之距離,需要使末端執行器20相對於光電感測器升降得更多。其結果為,利用光電感測器進行之測定係花費時間,夾頭部21之異常的判定係花費時間。
因此,在搬送機器人1A中,在夾頭部21之異常的判定時係使用沿上下方向排列之複數個光電感測器。接著,參照第3圖至第5圖,對搬送機器人1A所包含之光電感測器及控制器的結構進行說明。
第3圖係為將搬送機器人1A之包含末端執行器20之前方部分放大後的右側視圖。第4圖係為搬送機器人1A所包含之控制器40的硬體結構圖。第5圖係為控制器40的方塊圖。再者,在第3圖中,為了容易理解,僅在框架30所包含之支柱32之一者上示出光電感測器31的位置,但實際上,在支柱32與33上各自設置有光電感測器31之發光部與受光部的各者。第1圖、第2圖亦同樣。另外,在第4圖及第5圖中,為了容易理解,除了控制器40之外,亦示出與控制器40連接之其他設備的結構。
如第3圖所示,搬送機器人1A更包含設置於機器人主體10之前端部分的框架30、以及由框架30所支撐且為了檢測末端執行器20所包含之夾頭部21的高度而設置的複數個光電感測器31。
在搬送機器人1A中,係使末端執行器20之尖端部(以下,亦稱為前端部)後退至框架30上所安裝之複數個光電感測器31,在該狀態下使末端執行器20升降,藉此使複數個光電感測器31對末端執行器20之各夾頭部21進行檢測。框架30係形成為四角框狀,以呈現該末端執行器20可進退且可升降之狀態。
詳言之,如第1圖所示,框架30係具有沿鉛直方向延伸之二個支柱32、33、以及沿水平方向延伸並連接支柱32、33之上端及下端的樑構件34、35。而且,相較於末端執行器20之處於最上方的夾頭部21至處於最下方之夾頭部21的在上下方向上的距離D1再加上第3圖所示之夾頭部21的厚度T1與晶圓W的厚度T2所得之長度而言,支柱32、33係充分長。另外,相較於第1圖所示之晶圓W的直徑D2,樑構件34、35係充分長。其結果為,框架30係為末端執行器20能夠在其內部空間進退之 四角框形狀。另外,係為末端執行器20能夠在其內部空間升降之四角框形狀。
另外,為了使靜止狀態之複數個光電感測器31對升降中之末端執行器20之各夾頭部21進行檢測,如第3圖所示,框架30係固定於搬送機器人1A之不與末端執行器20之升降一起移動的部位。
詳言之,搬送機器人1A係包含用於支撐第一直動機構11之基底60,在該基底60上固定有線性導軌113之框體,線性導軌113係將第一直動機構11所具有之第一滑動件111沿Y方向進行引導。框架30係固定於該基底60上。如此,框架30係固定於如下部位:與經由第一滑動件111之末端執行器20的進退不相關、且與經由第二滑動件121之末端執行器20的升降不相關的部位。
進而,框架30係配置於線性導軌113之框體的前方且與其鄰接之位置,俾使複數個光電感測器31對末端執行器20之各夾頭部21的前端部分進行檢測。框架30之前後方向上的長度L1係充分小於被線性導軌113引導之第一滑動件111所能夠前進的距離。另外,末端執行器20係位於比第一滑動件111更靠前的位置。藉由此種位置關係,當第一滑動件111進退時,(a)末端執行器20之夾頭部21的全部以及(b)晶圓W被夾頭部21夾持之情況下的晶圓W全部,係進入框架30之內部空間或者通過框架30之內部空間。其結果為,框架30之支柱32、33係位於末端執行器20進退之路徑(亦稱為進退路徑)的右側或左側。然後,在支柱32、33上設置有複數個光電感測器31,以對在該路徑上進退或升降之末端執行器20之夾頭部21的高度與晶圓W之有無進行檢測。
雖然圖未示出,但各光電感測器31係具有發光部、以及接受該發光部所發出之光束的受光部。該光電感測器31之發光部係設置於支柱32與支柱33之任一者,並沿水平方向發出光束。另外,光電感測器31之受光部係設置於支柱32與33中之另一者的與受光部為相同高度的部位,並接受光束。然後,各光電感測器31係根據受光部所檢測出之光量,判定發光部與受光部之間是否存在物體,並對於物體之有無進行輸出。詳言之,各光電感測器31係對於處於支柱32與33之間的物體的有無進行輸出。亦即,末端執行器20之夾頭部21係通過支柱32與33之間,作為其結果,各光電感測器31係對於在支柱32與33之間是否存在有夾頭部21進行輸出。或者,對於在支柱32與33之間是否存在有晶圓W進行輸出。
另外,為了檢測在支柱32與33之間升降的末端執行器20的夾頭部21,如第1圖至第3圖所示,光電感測器31係沿著支柱32、33之柱軸而在上下方向上以間距P2(亦稱為第二間距)排列,間距P2大於夾頭部21之間距P1。
詳言之,複數個光電感測器31中之處於最低位置的光電感測器31係配置於與如下高度相同之高度:在末端執行器20藉由第二直動機構12而移動至基準位置(亦稱為原點,在申請專利範圍中稱為第一基準位置)的情況下,從該基準位置的高度(第3圖所示之Z方向的座標Z1)往上高出相當於間距P2之高度。然後,其他光電感測器31係從該處於最低位置之光電感測器31往上以間距P2排列。
此處,間距P2係具有與如下距離為相同之長度:上述之處於最上方之夾頭部21在上下方向上的中央至處於最下方之夾頭部21在上下方向上的中央之距離D1除以光電感測器31的個數而得之距離。
由於光電感測器31係呈現此種排列,若末端執行器20從基準位置之高度上升相當於間距P2,則末端執行器20之夾頭部21係全部均通過任一光電感測器31之側方。其結果為,複數個光電感測器31全體能夠對末端執行器20之全部夾頭部21的高度與夾頭部21各自之晶圓W的有無進行檢測。
另外,理想的是光電感測器31之個數係為FOUP 3內之晶圓W的最大收容數的約數。但,理想的是該約數係不包含該最大收容數。其原因在於:若為此種個數,則能夠儘可能減少使末端執行器20從基準位置上升之距離。另外,不需要使末端執行器20過多地上升。在搬送機器人1A中,FOUP 3內之晶圓W的最大收容數為25片。因此,為滿足上述條件,在搬送機器人1A中,僅設置有5個光電感測器31。藉此,在搬送機器人1A中,係使上述之間距P2比距離D1小,從而縮短為了檢測夾頭部21之高度與晶圓W之有無而使末端執行器20上升的距離。
各光電感測器31係對夾頭部21或晶圓W之有無(亦即,遮擋光電感測器31之發光部的光之物體的有無)進行檢測,並將檢測資料發送至控制器40。
再者,光電感測器31係為對申請專利範圍中所提及之第一感測器進行具體例示者。
如第4圖所示,控制器40係包含處理器41、記憶體42及介面43。然後,處理器41、記憶體42及介面43係藉由匯流排44而連接。
介面43係將處理器41及記憶體42連接至其他設備,以便能夠與其他設備進行通訊。詳言之,介面43係連接於機器人主體10所包含之複數個光電感測器31、第一直動機構11之馬達112以及第二直動機構12之馬達122。另外,係連接於顯示裝置45。藉此,介面43係使得該等設備能夠與處理器41及記憶體42進行資料之收發。
處理器41及記憶體42係構成電腦。而且,控制器40係藉由處理器41讀出並執行記憶體42中所儲存之各種程式,而進行對機器人主體10之第一直動機構11的馬達112及第二直動機構12的馬達122等各部進行控制之各種處理。例如,控制器40係藉由讀出並執行記憶體42中所儲存之異常判定程式,進行根據上述之光電感測器31的輸出而判定夾頭部21之傾斜、間距偏離等異常之末端執行器20的異常判定處理。控制器40係包含第5圖所示之控制部46及運算部47以進行該處理。接著,對該等之結構進行說明。
控制部46係對機器人主體10之各部進行控制。例如,控制部46係對第一直動機構11之馬達112及第二直動機構12之馬達122進行控制。藉此,係使第一滑動件111及第二滑動件121移動,而使末端執行器20進退或升降至所期望之位置。另外,控制部46係將從上述之基準位置(原點)起算之移動距離資料發送至運算部47。
對此,運算部47係從控制部46接收末端執行器20之移動距離資料。另外,運算部47係從各光電感測器31接收物體之檢測資料。
此處,物體之檢測資料係指末端執行器20之夾頭部21或晶圓W之檢測資料。由於光電感測器31之發光部與受光部係分別設置於支柱32與33,因此遮擋光電感測器31之光束的物體僅限於末端執行器20之夾頭部21、或被夾頭部21夾持之晶圓W。運算部47係接收此種夾頭部21或晶圓W之檢測資料。
運算部47係在接收到末端執行器20之移動距離資料與物體之檢測資料時,基於所接收之末端執行器20的移動距離資料及物體的檢測資料,求出末端執行器20之夾頭部21的位置以及夾頭部21之異常的有無。藉此,進行判定夾頭部21之傾斜、間距偏離等異常之末端執行器20的異常判定處理。接著,參照第6圖,對末端執行器20之異常判定處理更詳細地進行說明。
第6圖係為控制器40所進行之異常判定處理的流程圖。
在搬送機器人1A中,(1)在使末端執行器20前進而將FOUP 3中所收容之晶圓W取出的情況下、或者(2)在夾頭部21夾持著晶圓W之狀態下使末端執行器20前進而將晶圓W收容於FOUP 3中的情況下,若夾頭部21發生傾斜或夾頭部21之間距P1發生偏離,則有晶圓W破損之虞。
因此,控制器40在即將進行(1)之晶圓W的取出動作與(2)之晶圓W的收容動作之前,係進行利用光電感測器31之末端執行器20的第6圖所示異常判定處理。詳言之,當前端部在比框架30更靠前的位置且該位置係在末端執行器20之基準位置(原點)時,控制器40在即將進行上述(1)或(2)的動作之前,係使末端執行器20保持基準位置(原 點)之高度而後退,並在夾頭部21之前端部分在前後方向上的位置(即Y座標)與支柱32、33之Y座標為一致的情況下,判定為能夠進行異常判定處理,而執行異常判定處理。具體言之,處理器41係讀出並執行記憶體42中所儲存之異常判定程式。其結果為,末端執行器20之異常判定處理的流程係開始。
當末端執行器20之異常判定處理的流程開始時,夾頭部21之前端部分係處於自左右方向觀察時與支柱32、33重疊之位置,且為可利用光電感測器31進行檢測之狀態,基於此,如第6圖所示,控制器40係首先使末端執行器20上升,並且獲取上升距離資料以及光電感測器31之檢測資料(步驟S1)。
詳言之,控制部46係藉由使第二直動機構12之馬達122往正方向以一定之旋轉速度旋轉,從而使第二滑動件121以一定之速度上升。藉此,係使末端執行器20以一定之速度上升。在該末端執行器20的上升中,控制部46係使末端執行器20僅上升與光電感測器31沿上下方向排列之間距P2為相同之距離。即便使末端執行器20僅上升此種距離,由於光電感測器31係以間距P2沿上下方向排列,各夾頭部21可被任一光電感測器31檢測到。
以與該末端執行器20之上升為並行的方式,運算部47係每經過一定之時間便從控制部46獲取末端執行器20之移動距離資料(亦即,自步驟S1之開始起至當前為止末端執行器20所上升之距離的資料)。另外,運算部47係每經過上述一定之時間,便從各光電感測器31獲取檢測 資料。運算部47係藉由將一定之時間設為短時間而可幾乎隨時獲取該等資料。
接著,運算部47係算出各夾頭部21之高度(步驟S2)。
在步驟S1中,末端執行器20係以一定之速度僅上升與間距P2相同之距離,藉此夾頭部21之前端部分係相對於各光電感測器31而相對移動。或者,在夾頭部21夾持著晶圓W之情況下,該晶圓W係相對於各光電感測器31而相對移動。因此,運算部47係藉由在步驟S1中獲取上升距離資料及光電感測器31之檢測資料,從而獲取以下資料:在各光電感測器31所處之在前後方向上的位置(第3圖所示之位置Y1)上,朝向上下方向,在相當於光電感測器31的個數乘以間距P2的距離而得之長度中,物體的有無的資料。運算部47係根據此種資料,製作朝向上下方向之物體存在或不存在的映射資料。然後,運算部47係根據該映射資料中存在有物體之部分的上表面或下表面的高度,求出各夾頭部21之上表面或下表面的高度。
接著,如第6圖所示,運算部47係判定夾頭部21之任一者是否有高度之異常(步驟S3)。
上述之記憶體42係包含第5圖所示之位置資料儲存部421與判定參數儲存部422。在位置資料儲存部421中,保存有各夾頭部21之上表面或下表面的正常高度資料(在申請專利範圍中亦稱為資料庫)與晶圓W之厚度T2的正常厚度資料(在申請專利範圍中亦稱為基板之厚度資料)。另外,在判定參數儲存部422中,保存有從應該判定成非為異常之 夾頭部21的理想高度起算之偏離量的閾值(在申請專利範圍中亦稱為第一容許值)。
運算部47係自位置資料儲存部421讀出各夾頭部21之上表面或下表面的正常高度資料與晶圓W之厚度T2的正常厚度資料,並將所讀出之各夾頭部21之上表面或下表面的正常高度資料與在步驟S2中求出之各夾頭部21之上表面或下表面的高度資料加以比較,求出各夾頭部21之上表面或下表面的高度之從正常高度起算的偏離量。
進而,運算部47係從判定參數儲存部422讀出偏離量之閾值,並判定所求出之各夾頭部21之上表面或下表面的高度之從正常高度起算的偏離量之任一個是否大於所讀出之偏離量的閾值。然後,運算部47在判定該偏離量大於所讀出之偏離量的閾值的情況下,係判定夾頭部21之任一個有高度的異常。然後,運算部47再對被判定有異常之夾頭部21是發生了傾斜、亦或是間距P1產生了偏離的狀況進行判定。另一方面,運算部47在判定該偏離量為所讀出之偏離量的閾值以下的情況下,係判定在任一夾頭部21中均無高度之異常。如此,運算部47係進行步驟S3之夾頭部21的任一者有無高度異常的判定。
再者,在該步驟S3中,在以下情況下運算部47係判定在該夾頭部21夾持有晶圓W:在步驟S2中所求出之各夾頭部21的上表面的高度資料中,夾頭部21之上表面的高度資料係比所讀出之各夾頭部21的上表面的正常高度要高出相當於所讀出之晶圓W的厚度T2的正常厚度值。此處,在比所讀出之各夾頭部21的上表面的正常高度要高出相當於所讀出之晶圓W之厚度T2的正常厚度值這樣的情況中,係設為包含在上述偏離 量之閾值以內有偏差者。然後,運算部47係將晶圓W之有無的判定結果輸出至其他設備(例如,第5圖所示之顯示裝置45)。
在步驟S3之判定中,於判定在夾頭部21之任一者中有高度之異常的情況下(步驟S3之「Yes」),運算部47係向控制部46發送異常訊號,且控制部46係使末端執行器20之移動停止。藉此,係抑制末端執行器20進入FOUP 3而晶圓W發生破損之情況。另外,運算部47係向顯示裝置45發送異常訊號並使其顯示警告(步驟S4)。藉此,運算部47係提醒使用者進行夾頭部21之更換、調整。此時,可將被判定為高度有異常之夾頭部21的編號(例如,從上方開始數的編號)顯示於顯示裝置45。再者,顯示裝置45係為申請專利範圍中所提及之警告有異常的警告裝置的一例,例如亦可為警告燈。
接著,運算部47係結束異常判定處理。在異常判定處理結束後,控制部46係使搬送機器人1A之動作保持停止的狀態,直到搬送機器人1A之使用者使其回到原點而對夾頭部21進行更換、調整並解除警告。
另一方面,在步驟S3之判定中,於判定任一夾頭部21均無高度之異常的情況下(步驟S3之「No」),運算部47係將該結果發送至控制部46,控制部46係使末端執行器20下降(步驟S5),返回至步驟S1中末端執行器20上升之前的狀態。然後,運算部47係結束異常判定處理。控制部46係推定夾頭部21無異常、無晶圓W破損之虞,而使機器人主體10執行上述(1)之晶圓W的取出動作、或(2)之晶圓W的收容動作。
如上所述,在實施態樣1之搬送機器人1A中,控制部46係藉由控制第二直動機構12之馬達122,而使末端執行器20上升相當於間距P2,該間距P2係小於距離D1,距離D1為複數個夾頭部21中之位於最上方的夾頭部21至位於最下方之夾頭部21的距離。而且,運算部47係使用以下資料而求出各夾頭部21有無異常:在使末端執行器20上升相當於間距P2之期間內所獲取之末端執行器20的上升距離資料以及檢測資料。在搬送機器人1A中,不需要使末端執行器20上升相當於間距P1,而只要使末端執行器20至少升降相當於間距P2即可。因此,在搬送機器人1A中,可在短時間內檢測出各夾頭部21之高度是否有異常。
具體言之,在搬送機器人1A中,包含有5個光電感測器31的結果為,間距P2係為上述距離D1之1/5。因此,在搬送機器人1A中,相較於使末端執行器20上升相當於間距P1以使光電感測器31檢測夾頭部21的形態,可在短時間內檢測出各夾頭部21之高度是否有異常。
另外,在搬送機器人1A中,當運算部47判定在夾頭部21之任一者中有高度的異常時,係使末端執行器20之移動停止。其結果為,在搬送機器人1A中,使有異常之夾頭部21進入FOUP 3導致晶圓W破損之情況可獲得抑制。例如,晶圓W係不易損傷。
在搬送機器人1A中,光電感測器31係經由框架30而固定於支撐第一直動機構11之基底60。在搬送機器人1A中,基底60係為機器人主體10之一部分,因此相較於使搬送機器人移動至其他設備並利用該設備測定夾頭部之高度的情況,夾頭部21之高度異常的檢測所花費的時間係較短。
進而,由於框架30係位於第一直動機構11之前方且與其鄰接,故為了檢測夾頭部21之高度異常而使末端執行器20移動之距離係較短。因此,夾頭部21之高度異常的檢測所花費的時間係更短。
在搬送機器人1A中,由於係使光電感測器31對末端執行器20之夾頭部21的前端部分進行檢測,故在夾頭部21發生了傾斜的情況下,係容易檢測出該傾斜。
(變形態樣)
再者,在實施態樣1中,在末端執行器20之異常判定處理中,係求出各夾頭部21之上表面或下表面的高度之從正常高度起算的偏離量,並根據該偏離量來判定夾頭部21有無高度之異常。但判定夾頭部21有無高度之異常亦可基於夾頭部21之傾斜角來進行。
例如,運算部47亦可基於各夾頭部21之上表面或下表面的高度之從正常高度起算的偏離量、以及夾頭部21的前端部分(作為光電感測器31之測定部位)至夾頭部21之基端的長度,而求出各夾頭部21之傾斜角,在該傾斜角超過容許值(在申請專利範圍中稱為第二容許值)的情況下,可判定夾頭部21有異常。
另外,在實施態樣1中,當夾緊部50夾緊了晶圓W時,夾頭部21係利用握持爪211、212與支撐銷213、214夾入晶圓W來進行夾持。但夾緊部50並非僅在夾頭部21夾持晶圓W時使用。
在夾頭部21夾持著晶圓W之狀態而進行末端執行器20之異常判定處理的情況下,當於步驟S1中之末端執行器20的上升時,可使用夾緊部50。亦即,夾緊部50係利用直動機構(圖未示出)而沿前後方 向進退,但在步驟S1中之末端執行器20的上升之前,控制部46可控制直動機構(圖未示出)以使夾緊部50前進而夾緊晶圓W。而且,可在晶圓W被夾緊之狀態下,進行於步驟S1中之末端執行器20的上升。若為此種末端執行器20之上升,則晶圓W不會發生偏離,因此可準確地進行光電感測器31對晶圓W之檢測。
(實施態樣2)
在實施態樣1中,為了抑制晶圓W之破損,運算部47係判定各夾頭部21有無異常。但本發明並不限定於此。在本發明中,為了抑制晶圓W之破損,運算部47亦可進一步判定支撐第一直動機構11之基底60有無傾斜。
在實施態樣2之搬送機器人1B中,係包含檢測基底60之傾斜的傾斜檢測感測器。而且,運算部47係根據傾斜檢測感測器之檢測結果,來判定可否容許基底60之傾斜。
以下,參照第7圖及第8圖,對實施態樣2之搬送機器人1B的結構進行說明。在實施態樣2中,係以不同於實施態樣1之結構為中心進行說明。
第7圖係為搬送機器人1B所包含之控制器40的方塊圖。第8圖係為搬送機器人1B所包含之基底60及其附近的放大左側視圖。再者,在第7圖中,為了容易理解,除控制器40之外,亦示出了與控制器40連接之其他設備的結構。另外,第8圖中,對搬送機器人1B所包含之第2圖中所示VIII區域進行了放大。
如第7圖所示,搬送機器人1B除了包含設置於機器人主體10的光電感測器31之外,更包含傾斜檢測感測器61。
首先,對作為傾斜檢測感測器61之檢測對象的基底60的傾斜進行說明。如在實施態樣1中所說明,基底60係支撐第一直動機構11。詳言之,如第2圖所示,基底60係形成為平板狀,且進一步經由設置於下方之支撐框架62而被支撐。然後,支撐框架62係被第三直動機構63所包含之第三滑動件64(亦簡稱為滑動件)支撐。第三直動機構63係具有固定於架台65且沿左右方向(即X方向)延伸之軌道,第三滑動件64係沿著該軌道而直線移動。第三滑動件64係藉由沿X方向直線移動,而使被基底60支撐之搬送機器人1B其本身沿X方向直線移動。藉此,實現了使末端執行器20沿XYZ方向移動之搬送系統2。
然而,在基底60上,框體15與末端執行器20係藉由第一直動機構11、第二直動機構12而移動。其結果為,容易因經年劣化而發生變形、位置偏離等不良情況。因此,有時會導致基底60相對於第三滑動件64而發生傾斜。當基底60相對於第三滑動件64而發生傾斜時,不僅導致末端執行器20之夾頭部21發生傾斜,而且實施態樣1中所說明之支撐光電感測器31的框架30亦發生傾斜。其結果為,難以利用光電感測器31來檢測出起因於基底60之傾斜的夾頭部21的傾斜。因此,在搬送機器人1B中設置有傾斜檢測感測器61。再者,傾斜檢測感測器61係為對申請專利範圍中所提及之第二感測器進行具體例示者。
如第8圖所示,傾斜檢測感測器61係具有設置於基底60之發光部611及受光部612、以及設置於架台65並在發光部611與受光部612之間對發光部之光進行遮光的遮光板613。
發光部611係設置於基底60之下部,並向後方射出光束。對此,受光部612係設置於基底60之下部且比發光部611更靠後方處。而且,接受發光部611發出之光束。
另外,發光部611在基底60之板面呈水平的狀態下,係沿水平方向射出光束。而且,受光部612係在Y方向上與發光部611相向。
另一方面,遮光板613係設置於架台65之+Z面。而且,具有與YZ平面平行地延伸之尖端部。該尖端部係延伸至發光部611與受光部612之間。而且,在基底60之板面呈水平的狀態下,遮光板613係遮擋發光部611之光束的一半。在該狀態下,當基底60之板面往Y方向傾斜時,遮光板613之尖端部係遮擋更多的光束。亦即,遮光板613對光束之遮光率係發生變化。受光部612係對此種光量進行測定,並發送至第7圖所示之運算部47。
運算部47係從傾斜檢測感測器61接收受光部612所測定之光量資料。另一方面,在判定參數儲存部422中保存有光量之正常值與光量變化之容許值(在申請專利範圍中稱為第三容許值)之資料。運算部47係讀出光量之正常值與光量變化之容許值的資料,並求出所接收之光量資料之從光量的正常值起算的變化量。然後,運算部47係判定所求出之變化量是否超過容許值。藉此,運算部47係判定基底60是否相對於架台65之+Z面傾斜。
運算部47在所求出之變化量超過容許值的情況下,係判定基底60相對於架台65之傾斜大,並向控制部46發送異常訊號。控制部46在接收到異常訊號時,與實施態樣1中所說明的末端執行器20之異常判定處理的步驟S4同樣,係使末端執行器20之移動停止,並且向顯示裝置45發送異常訊號並使其進行警告顯示。實施態樣2之搬送機器人1B在起動期間,係始終執行該利用運算部47進行之判定。藉此,在搬送機器人1B中,起因於基底60之傾斜的晶圓W的破損可被抑制。
上述之傾斜檢測感測器61係設置於基底60之前後方向上的後方部分。詳言之,如第2圖所示,基底60係經由支撐框架62而被第三滑動件64所支撐。該第三滑動件64係位於基底60之前後方向上的中央的下方。另一方面,第2圖所示之VIII區域係處於基底60之後方部分,由此可知,傾斜檢測感測器61係設置於比第三滑動件64更靠後的基底60之後方部分處。其結果為,傾斜檢測感測器61容易受到基底60在前後方向上之傾斜的影響,從而容易檢測出該傾斜。其結果為,在搬送機器人1B中,起因於基底60之傾斜的晶圓W的破損係得到更有效的抑制。
再者,第三滑動件64係為對申請專利範圍中所提及之第一移動機構進行具體例示者。架台65係為對申請專利範圍中所提及之支撐體進行具體例示者。
如上所述,在實施態樣2之搬送機器人1B中,基於在基底60及架台65上所設置之傾斜檢測感測器61的輸出,運算部47係判定基底60相對於架台65的上表面有無傾斜。其結果為,在搬送機器人1B中,不易發生起因於基底60之傾斜的晶圓W的破損。
(實施態樣3)
在實施態樣1中,為了抑制晶圓W之破損,運算部47係判定各夾頭部21有無異常。另外,在實施態樣2中,運算部47係判定基底60有無傾斜。但本發明並不限定於此。在本發明中,為了抑制晶圓W之破損,運算部47亦可判定第一直動機構11之馬達112與第二直動機構12之馬達122有無異常。
在實施態樣2之結構之基礎上,實施態樣3之搬送機器人之運算部47係判定馬達112、馬達122等有無異常。以下,對實施態樣3之搬送機器人的結構進行說明。在實施態樣3中,係以不同於實施態樣1、實施態樣2之結構為中心進行說明。
再者,實施態樣3之搬送機器人的方塊圖係與實施態樣2之搬送機器人1B相同,因此省略圖示。
第一直動機構11之馬達112與第二直動機構12之馬達122分別具有轉矩測定單元,並將所測定之轉矩值資料發送至運算部47。另外,在實施態樣2中所說明之第三直動機構63中亦設置有用於使第三滑動件64移動之馬達。該第三直動機構63之馬達亦具有轉矩測定單元,並將所測定之轉矩值資料發送至運算部47。
另一方面,在判定參數儲存部422中,保存有第一直動機構11之馬達112、第二直動機構12之馬達122及第三直動機構63之馬達的轉矩值被判定為異常的第一閾值、第二閾值及第三閾值。運算部47係從判定參數儲存部422讀出第一閾值、第二閾值及第三閾值。然後,運算部47係從第一直動機構11之馬達112、第二直動機構12之馬達122、第三直 動機構63之馬達的各者接收到各轉矩值資料,並對各該資料是否超過第一閾值、第二閾值、第三閾值之各者進行判定。
在第一直動機構11之馬達112的轉矩值資料超過第一閾值的情況下,運算部47係向控制部46發送第一轉矩異常訊號。控制部46在接收到第一轉矩異常訊號時,係使第一直動機構11之動作停止,並且使顯示裝置45顯示警告,警告內容為第一直動機構11中有異常。
同樣地,在第二直動機構12之馬達122的轉矩值資料超過第二閾值的情況下,運算部47係向控制部46發送第二轉矩異常訊號。控制部46在接收到第二轉矩異常訊號時,係使第二直動機構12之動作停止,並且使顯示裝置45顯示警告,警告內容為第二直動機構12中有異常。
進而,在第三直動機構63之馬達的轉矩值資料超過第三閾值的情況下,運算部47係向控制部46發送第三轉矩異常訊號。控制部46在接收到第三轉矩異常訊號時,係使第三直動機構63之動作停止,並且使顯示裝置45顯示警告,警告內容為第三直動機構63中有異常。
如上所述,在實施態樣3之搬送機器人中,係根據第一直動機構11之馬達112、第二直動機構12之馬達122及第三直動機構63之馬達各自的轉矩值,來檢測第一直動機構11、第二直動機構12、第三直動機構63各自之異常。在實施態樣3之搬送機器人中,在檢測出異常的情況下停止動作,因此可抑制搬送時導致晶圓W破損之情況。
以上,係針對本發明之實施態樣1至實施態樣3的搬送裝置以及搬送裝置之控制方法,以搬送機器人1A、搬送機器人1B為例進行了說明,但搬送裝置以及搬送裝置之控制方法並不限定於此。
例如,在實施態樣1至實施態樣3中,在框架30上安裝有光電感測器31,但本發明並不限定於此。在本發明中,光電感測器31只要為如下之至少二個第一感測器即可:該至少二個第一感測器係以自複數個夾頭部21中之位於最上方的最上位夾頭部21至位於最下方之最下位夾頭部21的距離D1之一半以下的間距P2排列,且在複數個夾頭部21之側方,對側方是否存在物體進行檢測。光電感測器31只要處於複數個夾頭部21之側方即可,因此亦可安裝於不具有樑構件34、35之狀態下的支柱32、33。另外,光電感測器31亦可安裝於支柱32、33之任一者。只要是此種形態,則可藉由末端執行器20之進退而位於複數個夾頭部21的側方。其結果為,光電感測器31可檢測夾頭部21的有無。
另外,在實施態樣1至實施態樣3中,光電感測器31係包含分開設置之發光部與受光部,但本發明並不限定於此。在本發明中,如上所述,光電感測器31只要為檢測側方是否存在物體之感測器即可。例如,光電感測器31亦可為以下之反射型的感測器:發光部與受光部設置於一體之框體中且受光部接受來自檢測對象之物體的反射光。另外,光電感測器31亦可為以下之回歸反射型的感測器:發光部與受光部設置於一體之框體中、並且更包含與發光部及受光部分開設置的反射部。
進而,在實施態樣1至實施態樣3中,光電感測器31設置有5個。但本發明並不限定於此。在本發明中,如上所述,光電感測器31只要至少有二個即可。例如,光電感測器31可為二個。即便在此種情況下,末端執行器20亦只要從原點之高度(第3圖所示之Z方向的座標Z1)上升相當於距離D1的一半即可。再者,在實施態樣1中進行了說明,理想的 是光電感測器31之個數係為FOUP 3內之晶圓W的最大收容數的約數。但,理想的是該約數係不包含上述最大收容數。
在實施態樣1至實施態樣3中,在利用光電感測器31對夾頭部21進行檢測的情況下,末端執行器20係從原點之高度(第3圖所示之Z方向的座標Z1)上升。但本發明並不限定於此。在本發明中,在利用光電感測器31對夾頭部21進行檢測的情況下,亦可在使位於最下方之最下位夾頭部21位於第一基準位置的狀態下,使末端執行器20相對於至少二個第一感測器至少上升相當於間距P2,該第一基準位置係比複數個光電感測器31(即,本發明中所提及之至少二個第一感測器)中之位於最下方的第一感測器低了相當於間距P2。因此,末端執行器20亦可從比原點更往上的地方開始上升。
再者,在本發明中,在利用光電感測器31對夾頭部21進行檢測的情況下,不僅可使末端執行器20上升,亦可使其下降。亦即,在本發明中,亦可在使位於最上方之最上位夾頭部21位於第二基準位置的狀態下,使末端執行器20相對於至少二個第一感測器至少下降相當於間距P2,該第二基準位置係比複數個光電感測器31(即,本發明中所提及之至少二個第一感測器)中之位於最上方的第一感測器高出相當於間距P2。
在實施態樣中,夾頭部21係具有握持爪211、212與支撐銷213、214。而且,夾頭部21係對晶圓W進行夾持。但本發明並不限定於此。在本發明中,夾頭部21只要分別能夠對基板進行夾持即可。因此,在本發明中,夾頭部21之對基板進行夾持的具體部件係為任意部件。例如,夾頭部21亦可利用真空吸盤來夾持晶圓W。另外,夾頭部21之具體形狀 亦可為任意形狀。例如,夾頭部21亦可具有能夠搭載基板之矩形形狀來代替叉形狀。進而,作為夾持對象之晶圓W亦可為玻璃基板等其他基板。
本發明能夠在不脫離本發明之廣義精神與範圍之情況下採用各種實施態樣及變形。另外,上述之態樣方式僅用於對本發明進行說明,而非限定本發明之範圍者。亦即,本發明之範圍係由申請專利範圍而非實施態樣所示出。而且,在申請專利範圍內以及與其同等之發明意義之範圍內實施之各種變形係被視為在本發明之範圍內。
1A:搬送機器人
10:機器人主體
11:第一直動機構
20:末端執行器
21:夾頭部
30:框架
31:光電感測器(第一感測器)
32,33:支柱
34,35:樑構件
50:夾緊部
60:基底
113:線性導軌
D1:距離
L1:長度
P1,P2:間距
T1,T2:厚度
X,Y,Z:方向
Y1:位置
Z1:座標

Claims (12)

  1. 一種搬送裝置,包含: 末端執行器,具有沿上下方向排列且分別夾持基板之複數個夾頭部; 至少二個第一感測器,係以自該複數個夾頭部中之位於最上方的最上位夾頭部至位於最下方之最下位夾頭部的距離之一半以下的間距排列,在該複數個夾頭部之側方,對側方是否存在物體進行檢測; 位置資料儲存部,儲存有資料庫,該資料庫保存有該複數個夾頭部各自之正常上下方向之位置的資料; 控制部,在使該最下位夾頭部位於第一基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升至少相當於該間距,該第一基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最下方的第一感測器低了相當於該間距,或者在使該最上位夾頭部位於第二基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器下降至少相當於該間距,該第二基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最上方的第一感測器高了相當於該間距;以及 運算部,在使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升或下降之期間,自該控制部獲取該末端執行器從該第一基準位置或該第二基準位置相對移動之移動距離的資料,並且自該至少二個第一感測器獲取檢測資料,基於所獲取之移動距離的資料與該檢測資料,運算各該夾頭部之上下方向的位置,進而根據該位置資料儲存部中所儲存之資料庫與所運算出之各該上下方向的位置,運算各該夾頭部之從正常上下方向的位置起算之偏離量,並基於所運算出之偏離量求出該複數個夾頭部各自有無異常。
  2. 如請求項1所述之搬送裝置,其中, 該間距係與該最上位夾頭部至該最下位夾頭部之距離除以該第一感測器之個數而得之長度相同。
  3. 如請求項1或2所述之搬送裝置,更包含: 基底,對該末端執行器以使其能夠進退之方式支撐;以及 支柱,設置於該基底上,從與進退方向及上下方向垂直的方向之側而在相鄰於該末端執行器進退之進退路徑的位置,對該至少二個第一感測器進行支撐。
  4. 如請求項1或2所述之搬送裝置,其中, 該資料庫中所保存之各該夾頭部之正常上下方向的位置係為該夾頭部之尖端部的位置, 該至少二個第一感測器係在該複數個夾頭部之尖端部的側方,對側方是否存在物體進行檢測, 該運算部係基於該資料庫、所獲取之移動距離的資料及該檢測資料,運算該複數個夾頭部之各該尖端部相對於正常上下方向的位置在上下方向上之偏離量,進而判定所運算出之各該尖端部之該偏離量是否超過第一容許值, 在該運算部判定各該尖端部之該偏離量之至少一者超過該第一容許值的情況下,該控制部係使該末端執行器之移動停止。
  5. 如請求項4所述之搬送裝置,更包含: 警告裝置,在該運算部判定各該尖端部之該偏離量之至少一者超過該第一容許值的情況下,該警告裝置係警告有異常。
  6. 如請求項1或2所述之搬送裝置,其中, 該資料庫中所保存之各該夾頭部之正常上下方向的位置係為該夾頭部之尖端部的位置, 該至少二個第一感測器係在該複數個夾頭部之尖端部的側方,對側方是否存在物體進行檢測, 該運算部係基於該資料庫、所獲取之移動距離的資料及該檢測資料,運算該複數個夾頭部之各該尖端部相對於正常上下方向的位置在上下方向上之偏離量,根據所運算出之該偏離量來運算該複數個夾頭部各自相對於水平方向之傾斜角,進而判定所運算出之該複數個夾頭部各自之該傾斜角是否超過第二容許值, 在該運算部判定該複數個夾頭部各自之該傾斜角之至少一者超過該第二容許值的情況下,該控制部係使該末端執行器之移動停止。
  7. 如請求項1或2所述之搬送裝置,其中, 在該位置資料儲存部中儲存有該基板之厚度資料, 該運算部係基於所獲取之移動距離的資料與該檢測資料,運算各該夾頭部之上下方向的位置,進而基於該位置資料儲存部中所儲存之資料庫、該基板之厚度資料及所運算出之該上下方向的位置,判定該複數個夾頭部各自是否夾持有該基板。
  8. 如請求項1或2所述之搬送裝置,其中, 該末端執行器具有夾緊部,該夾緊部在該複數個夾頭部各自夾持該基板之情況下自側面側成批地夾緊該基板, 該控制部在該複數個夾頭部之全部或一部分夾持該基板的情況下,使該夾緊部夾緊該基板,且保持該基板被該夾緊部夾緊之狀態,在使該最下位夾頭部位於該第一基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升至少相當於該間距,或者在使該最上位夾頭部位於該第二基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器下降至少相當於該間距。
  9. 如請求項1或2所述之搬送裝置,更包含: 基底,對該末端執行器以使其能夠進退之方式支撐; 第一移動機構,對該基底進行支撐,並且能夠沿與該末端執行器之進退方向及上下方向垂直的方向移動; 支撐體,對該第一移動機構以使其能夠移動之方式支撐;以及 第二感測器,設置於該基底上,檢測該基底相對於該支撐體之上表面的進退方向上的傾斜, 在該第二感測器之輸出超過第三容許值的情況下,該運算部判定該基底相對於該支撐體的進退方向上的傾斜有異常, 在該運算部判定在進退方向上的傾斜有異常的情況下,該控制部係使該末端執行器之移動停止。
  10. 如請求項9所述之搬送裝置,其中, 該第二感測器具有: 發光部,設置於該基底上,向該進退方向射出光; 受光部,設置於該基底上,與該發光部在該進退方向上相向而接受該發光部之光,並對所接受之光的量進行測定;以及 遮光板,設置於該支撐體上,自該支撐體向該發光部與該受光部之間延伸而遮擋該發光部之光的一部分, 在該基底相對於該支撐體的進退方向上的傾斜發生變化的情況下,相對於該發光部及該受光部之該遮光板的位置係發生變化,從而遮擋該發光部之光的量係發生變化, 該運算部在該受光部所測定之光量之變化超過該第三容許值的情況下,判定該基底相對於該支撐體的進退方向上的傾斜有異常。
  11. 如請求項1或2所述之搬送裝置,更包含: 第一馬達,對第二移動機構進行驅動,該第二移動機構係使該末端執行器進退;以及 第二馬達,對第三移動機構進行驅動,該第三移動機構係使該第二移動機構升降, 該運算部分別自該第一馬達與該第二馬達獲取轉矩值之資料,並判定所獲取之該第一馬達之轉矩值是否超過第一閾值,進而判定所獲取之該第二馬達之轉矩值是否超過第二閾值, 在該運算部判定該第一馬達之轉矩值超過第一閾值的情況下,該控制部係使該第一馬達停止,或者在該運算部判定該第二馬達之轉矩值超過第二閾值的情況下,該控制部係使該第二馬達停止。
  12. 一種搬送裝置之控制方法,該搬送裝置包含: 末端執行器,具有沿上下方向排列且分別夾持基板之複數個夾頭部;以及 至少二個第一感測器,係以自該複數個夾頭部中之位於最上方的最上位夾頭部至位於最下方之最下位夾頭部的距離之一半以下的間距排列,在該複數個夾頭部之側方,對側方是否存在物體進行檢測, 該搬送裝置之控制方法包含以下步驟: 在使該最下位夾頭部位於第一基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升至少相當於該間距的步驟,該第一基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最下方的第一感測器低了相當於該間距,或者在使該最上位夾頭部位於第二基準位置的狀態下,使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器下降至少相當於該間距的步驟,該第二基準位置係比該至少二個第一感測器中之位於最上方的第一感測器高了相當於該間距; 在執行使該末端執行器相對於該至少二個第一感測器上升或下降之步驟之期間,獲取該末端執行器從該第一基準位置或該第二基準位置相對移動之移動距離的資料,並且自該至少二個第一感測器獲取檢測資料的步驟; 基於所獲取之移動距離的資料與該檢測資料,運算各該夾頭部之上下方向的位置,進而根據保存該複數個夾頭部各自之正常上下方向的位置之資料的資料庫與所運算出之各該上下方向的位置,運算各該夾頭部之從正常上下方向的位置起算之偏離量,並基於所運算出之偏離量求出該複數個夾頭部各自有無異常的步驟;以及 在該複數個夾頭部之至少一者有異常的情況下,使該末端執行器之移動停止的步驟。
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