シミュレーションシステム及びプログラム
【課題】 半導体製造設備及び搬送ロボットが稼働できるまでの工期を短縮できるシミュレーションシステムを提供する。
【解決手段】 シミュレーションシステム１は、半導体製造設備に備わる処理装置を制御する制御装置３と、処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするシミュレーション装置２と、制御装置３と前記シミュレーション装置２とを通信させるシリアル通信ケーブル４とを備える。制御装置３は、搬送ロボットの搬送動作を制御するために搬送ロボットに送信する制御指令をシミュレーション装置２に送信するようになっている。またシミュレーション装置２は、送信された制御指令が動作指令に対応している場合、対応する動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするようになっている。
【解決手段】 シミュレーションシステム１は、半導体製造設備に備わる処理装置を制御する制御装置３と、処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするシミュレーション装置２と、制御装置３と前記シミュレーション装置２とを通信させるシリアル通信ケーブル４とを備える。制御装置３は、搬送ロボットの搬送動作を制御するために搬送ロボットに送信する制御指令をシミュレーション装置２に送信するようになっている。またシミュレーション装置２は、送信された制御指令が動作指令に対応している場合、対応する動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造設備に備わる処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするシミュレーションシステム、及びそれを実行するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備には、半導体ウェハに熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理または平坦化処理等のプロセス処理を行なうための複数の処理装置と、これら複数の処理装置の処理動作を制御するための制御装置とを備えている。また、半導体製造設備内には、半導体ウェハを各処理装置に搬送するための搬送ロボットが設けられている。搬送ロボットは、制御装置とシリアル通信ケーブル又はパラレル通信ケーブルを介して通信可能に接続されており、制御装置から与えられる制御指令を受けて、移動、取り動作及び置き動作等の搬送動作をするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体製造設備の制御装置と搬送ロボットとは製造者が異なっていることが多く、各々の装置内で使用される通信プロトコルが特に決められていない。各製造者は、各装置において独自の通信プロトコルを採用していることが多い。そのため、各装置の通信プロトコルを何れか一方の通信プロトコルに合わせる必要があり、通信プロトコルを合わせる方の装置において、プログラムを修正する必要がある。
【０００５】
各装置の通信プロトコルの確認等、各装置で使用されるプログラムにより搬送ロボットを動作させることができるか否かの確認（つまりプログラムの動作確認）は、完成した半導体製造設備及び搬送ロボットで確認する必要がある。また、プログラムの修正は、プログラムの動作確認をしながら修正箇所を特定する必要があり、プログラムの修正に多大な時間が必要である。それ故、半導体製造設備が稼働できるまでに多大な時間を要し、工期が長くなってしまう。また、プログラムの動作確認を実機で行なうと、プログラムに不具合等がある場合、搬送ロボットが半導体製造設備内の干渉部材に干渉して、搬送ロボット及び干渉部材が損傷するおそれがある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼働できるまでの工期を短縮できるシミュレーションシステムを提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、搬送ロボットによる稼動テスト時において、搬送ロボットが半導体製造設備内の干渉部材と干渉することを抑えることができるシミュレーションシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシミュレーションシステムは、半導体製造設備に備わる処理装置を制御する制御装置と、前記処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするシミュレーション装置と、前記制御装置と前記シミュレーション装置とを通信させる通信手段とを備え、前記制御装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を制御するために前記搬送ロボットに送信する制御指令をシミュレーション装置に送信し、前記シミュレーション装置は、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する前記動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするようになっているものである。
【０００９】
本発明に従えば、制御指令がシミュレーション装置に送信されると、その制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置がシミュレーションする。搬送動作のシミュレーションが実行されると、前記制御指令に応じて搬送ロボットの搬送動作を実行可能であることが確認できる。逆に、搬送動作のシミュレーションが実行されない場合、制御装置からの制御指令では、搬送ロボットの搬送動作を実行することができないことが確認できる。このように、半導体製造設備の制御装置及びシミュレーション装置があれば、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して制御指令に応じて搬送ロボットが動作するか否かを確認することができる。これにより、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼動できるまでの工期が短縮される。
【００１０】
上記発明において、前記シミュレーション装置は、前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置を入力可能になっており、搬送動作をシミュレーションする際に、入力された前記干渉部材の位置に基づいて前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするようになっていることが好ましい。
【００１１】
上記構成に従えば、予め干渉部材の位置をシミュレーション装置に入力しておくことで、半導体製造設備内を搬送ロボットがどのように動作するかをシミュレーションにより確認することができる。これにより、搬送ロボット及び半導体ウェハが半導体製造設備内の干渉部材に干渉するか否かを予め確認しておくができ、搬送ロボットの稼動テスト時において、搬送ロボットが半導体製造設備の干渉部材に干渉することを抑えることができる。従って、搬送ロボットの稼動テスト時に、搬送ロボット及び半導体製造設備が損傷することを抑えることができる。
【００１２】
上記発明において、前記シミュレーション装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を表示する表示部を有することが好ましい。上記構成に従えば、搬送ロボットの搬送動作の確認が視覚的に可能となり、制御指令及び搬送動作との関係が把握しやすくなる。
【００１３】
上記発明のプログラム、半導体製造設備に備わる処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にてシミュレーションさせるためのプログラムであって、半導体製造設備に備わる処理装置の処理動作を制御する制御装置から前記搬送ロボットに送信して前記搬送ロボットの搬送動作を制御する制御指令が通信手段を介してシミュレーション装置に送信されると、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応する場合、対応する前記動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にシミュレーションさせるようになっているものである。
【００１４】
上記構成に従えば、制御指令がシミュレーション装置に送信されると、その制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にシミュレーションさせることができる。搬送動作のシミュレーションが実行されると、前記制御指令に応じて搬送ロボットの搬送動作を実行可能であることが確認できる。逆に、搬送動作のシミュレーションが実行されない場合、制御装置からの制御指令では、搬送ロボットの搬送動作を実行することができないことが確認できる。このように、半導体製造設備の制御装置及びシミュレーション装置があれば、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して制御指令に応じて搬送ロボットが動作するか否かを確認することができる。これにより、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼動できるまでの工期が短縮される。
【００１５】
上記発明において、前記搬送動作のシミュレーション時において、前記シミュレーション装置に入力される前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置に基づいて、前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作を前記シミュレーション装置にシミュレーションさせることが好ましい。
【００１６】
上記構成に従えば、予め干渉部材の位置をシミュレーション装置に入力しておくことで、半導体製造設備内を搬送ロボットがどのように動作するかをシミュレーション装置にシミュレーションさせることができる。これにより、搬送ロボット及び半導体ウェハが半導体製造設備内の干渉部材に干渉するか否かを予め確認しておくができ、搬送ロボットの稼動テスト時において、搬送ロボットが半導体製造設備の干渉部材に干渉することを抑えることができる。従って、搬送ロボットの稼動テスト時に、搬送ロボット及び半導体製造設備が損傷することを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して製造装置からの制御指令に応じて搬送ロボットが動作するか否かを確認でき、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼働できるまでの工期を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るシミュレーションシステムを概略的に示す図面である。
【図２】シミュレーションシステムの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】シミュレーションシステムでシミュレーションされる搬送ロボットの斜視図である。
【図４】図３に示す搬送ロボットの平面図である。
【図５】シミュレーション装置における通信プロトコルの概略を説明するための図面である。
【図６】制御装置からシミュレーション装置にＳＥＲＶ信号が送信されたときの通信状態を示す図である。
【図７】制御装置からシミュレーション装置にＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＨＯＭＡ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＨＯＭＡ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図８】制御装置からシミュレーション装置にＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＭＯＶＰ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＭＯＶＰ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図９】制御装置からシミュレーション装置にＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＧＥＴＳ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＧＥＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図１０】制御装置からシミュレーション装置にＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＰＵＴＳ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＰＵＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図１１】制御装置からシミュレーション装置に複数の制御指令が順に送信されたときの通信状態を示す図である。
【図１２】搬送ロボットが干渉部材に干渉したときの状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るシミュレーションシステム１を概略的に示す図面である。図２は、シミュレーションシステム１の電気的な構成を示すブロック図である。半導体製造設備は、半導体ウェハに電子回路等を実装して半導体を製造するための装置であり、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理または平坦化処理等のプロセス処理を行なうための複数の処理装置と、これら複数の処理装置の処理動作を制御するための制御装置とを備えている。また、半導体製造設備には、半導体ウェハを各処理装置へと搬送するための搬送ロボットが備わっている。搬送ロボットは、入力される動作指令に応じて搬送動作をするようになっている。搬送ロボットは、制御装置と通信可能に接続されており、制御装置から送信される制御指令を受け、この制御指令が何れかの動作指令に対応していると、その対応する動作指令に応じた搬送動作をするようになっている。
【００２０】
図１に示すシミュレーションシステム１は、上記のような搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするためのシステムであり、シミュレーション装置２と、半導体製造設備の制御装置３とを備える。シミュレーション装置２と制御装置３とは、シリアル通信ケーブル４により通信可能に接続されている。なお、シミュレーション装置２と制御装置３とを通信可能に接続する通信手段は、シリアル通信ケーブル４に限定するものではなく、パラレル通信ケーブルであってもよい。またこれらケーブルのように有線通信による通信手段に限定するものでもなく、赤外線及びブルートゥース等の無線通信が可能な通信手段であってもよい。
【００２１】
シミュレーション装置２は、搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションし、その搬送動作を表示するための装置である。シミュレーション装置２は、例えばパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理ユニット）１１と、記憶部１２と、表示部１３と、入力部１４と、通信部１５とを備え、記憶部１２、表示部１３、入力部１４及び通信部１５がＣＰＵ１１と電気的に接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ１１は、記憶部１２に記憶される種々のデータ及びプログラムに基づいて、後述する仮想搬送ロボット３０を表示部１３に表示させると共に、入力部１４又は通信部１５から入力される動作指令に応じて搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションし、シミュレーションの結果を表示部１３に表示するようになっている。「仮想搬送ロボット３０」とは、シミュレーション上の搬送ロボットであり、搬送ロボットの実機については、単に「搬送ロボット」という。
【００２３】
表示部１３は、本実施形態において、液晶ディスプレイで構成され、入力部１４は、キーボードで構成されている。但し、表示部１３は、ＣＲＴディスプレイであってもよく、シミュレーション結果を表示可能なものであればよい。また入力部１４は、バーコードリーダであってもよく、動作指令を入力可能なものであればよい。通信部１５には、シリアル通信ケーブル４が機械的及び電気的に接続されている。ＣＰＵ１１は、シリアル通信ケーブル４を介して、制御装置３に通信できるようになっている。
【００２４】
制御装置３は、前述の通り、図示しない半導体製造設備の各処理装置の処理動作を制御するための装置である。また、制御装置３は、搬送ロボットに制御指令を与えて搬送ロボットの搬送動作を制御し、各処理装置間における半導体ウェハの移動を制御するようになっている。制御装置３は、パーソナルコンピュータであり、演算部２１と、制御装置側記憶部２２と、制御装置側入力部２３と、制御装置側通信部２４とを備え、制御装置側記憶部２２、制御装置側入力部２３及び制御装置側通信部２４が演算部２１に電気的に接続されている。
【００２５】
演算部２１は、制御装置側記憶部２２に記憶される種々のデータ及びプログラムに基づいて各処理装置に処理指令を送信し、各処理装置を作動させるようになっている。制御装置側入力部２３は、種々の指令を演算部２１に入力可能になっている。制御装置側通信部２４は、シリアル通信ケーブル４を機械的及び電気的に接続可能になっており、このシリアル通信ケーブル４によって演算部２１がシミュレーション装置２に通信可能に接続される。
【００２６】
このシリアル通信ケーブル４は、シミュレーション装置２に代えて搬送ロボットと接続可能になっている。演算部２１は、制御装置側記憶部２２に記憶される種々のデータ及びプログラムに基づいて、搬送ロボットの搬送動作を制御するための制御指令をこのシリアル通信ケーブル４を介して搬送ロボットに送信するようになっている。搬送ロボットは、送信される制御指令に応じて搬送動作を実行するようになっている。
【００２７】
図３は、シミュレーションシステム１でシミュレーションされる仮想搬送ロボット３０の斜視図である。図４は、図３に示す仮想搬送ロボット３０の平面図である。シミュレーション装置２では、種々の搬送ロボットに関するデータが記憶部１２に記憶されている。シミュレーション装置２では、記憶される種々の搬送ロボット中から１つの搬送ロボットを入力部１４により選択することで、前記仮想搬送ロボット３０が図１に示すような形で表示部１３に表示される。シミュレーション装置２では、選択された搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションすることができるようになっている。本実施形態では、図３及び４で示すような仮想搬送ロボット３０について説明するが、仮想搬送ロボット３０は、一例に過ぎず、本実施形態のロボットに限定するものではない。
【００２８】
仮想搬送ロボット３０は、所謂水平３軸ロボットであり、基台３１を備えている。基台３１には、図示しない昇降装置が設けられている。この昇降装置には、第１リンク３２が軸線Ｌ１を中心に回動可能に設けられている。また、昇降装置は、軸線Ｌ１に沿って第１リンク３２を昇降するようになっている。
【００２９】
第１リンク３２は、長尺に形成され、その長手方向一端部が昇降装置に連結されている。第１リンク３２の長手方向他端部には、第２リンク３３が軸線Ｌ２を中心に回動可能に設けられている。第２リンク３３もまた、長尺に形成され、長手方向一端部が第１リンク３２に回動可能に連結されている。第２リンク３３の長手方向他端部には、第３リンク３４が軸線Ｌ３を中心に回動可能に連結されている。第３リンク３４は、その基端部に第２リンク３３の長手方向他端部に連結されており、先端部に二股状になっているハンド部３５を有する。仮想搬送ロボット３０は、このハンド部３５に後述する半導体ウェハ４２を載せて搬送するようになっている。
【００３０】
また、シミュレーション装置２では、搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションする際、搬送ロボットが設置される周辺環境、即ち半導体製造設備内の一部の部材（以下、単に「構成部材」ともいう）と共にシミュレーションすることができるようになっている。半導体製造設備内の構成部材として、本実施形態では、８つの干渉部材４１と搬送対象である６つの半導体ウェハ４２があり、シミュレーション装置２の入力部１４により前記構成部材４１，４２の形状及び位置（例えば、搬送ロボットとの相対位置）を入力することでＣＰＵ１１に前記構成部材４１，４２の形状及び位置を認識させることができる。これにより、ＣＰＵ１１は、搬送ロボットが設置される周辺環境を表示部１３に表示させる。なお、本実施形態において、シミュレーション上の半導体製造設備を「仮想半導体製造設備４０」ともいい、半導体製造設備の実機を単に「半導体製造設備」ともいう。
【００３１】
このように構成される仮想搬送ロボット３０は、記憶部１２に記憶されるプログラムを実行してシミュレーション用のアプリケーションを起動させることで表示部１３に表示される。前記アプリケーションを起動すると、シミュレーション装置２は、シリアル通信ケーブル４からＣＰＵ１１に入力される指令、例えば、制御装置３からの制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されているかをＣＰＵ１１が判断する。対応する動作指令がある場合、その動作指令に応じた搬送動作を前記仮想搬送ロボット３０に実行させる、つまりシミュレーションさせるようになっている。このように、シミュレーション装置２では、制御装置３からの制御指令により搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションできるようになっている。
【００３２】
図５では、シミュレーション装置２における通信プロトコルの概略を説明するための図面である。次に、本実施形態のシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルについて説明する。シミュレーション装置２で採用される通信プロトコル及び記憶部１２に記憶される動作指令は、搬送ロボットで実際に使用される通信プロトコル及び動作指令と同じに設定されている。シミュレーション装置２の通信プロトコルでは、制御装置３からシミュレーション装置２に制御指令であるＣｏｍｍａｎｄ信号（例えばＳＥＲＶ信号、ＨＯＭＡ信号、ＭＯＶＰ信号、ＧＥＴＳ信号及びＰＵＴＳ信号）が送信されると、このＣｏｍｍａｎｄ信号に対応する動作指令が記憶されていないか、ＣＰＵ１１が判断する。対応する動作指令が記憶されていないとＣＰＵ１１が判断すると、ＣＰＵ１１がシリアル通信ケーブル４を介して制御装置３に動作指令でないことを示すＮａｋ信号を返信する。逆に、対応する動作指令が記憶されているとＣＰＵ１１が判断すると、ＣＰＵ１１がシリアル通信ケーブル４を介して制御装置３に動作指令を受けたことを示すＡｃｋ信号を返信する。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、Ａｃｋ信号を返信した後、Ｃｏｍｍａｎｄ信号に応じた搬送動作（Ａｃｔｉｏｎ）を仮想搬送ロボット３０に実行させる。Ｃｏｍｍａｎｄ信号に応じた搬送動作が終了すると、ＣＰ１１は、搬送動作が終了したことを示すＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３へと送信する。さらに制御装置３が仮想搬送ロボット３０を動作させる場合、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信した後、再びＣｏｍｍａｎｄ信号が制御装置３の演算部２１からシミュレーション装置２に送信される。
【００３４】
このような通信プロトコルにおいて、受信するＣｏｍｍａｎｄ信号に含まれる文字の送信間隔が予め定められる時間Ｔ１を超える場合、Ｃｏｍｍａｎｄ信号を送信してからＡｃｋ信号を受信するまでの返信間隔が予め定められる時間Ｔ２を越える場合、及びＡｃｋ信号を受信してからＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信するまでの動作間隔が予め定められる時間Ｔ３を超える場合、ＣＰＵ１１及び演算部２１では、通信不能であると判断し、シミュレーション装置２での搬送動作のシミュレーションが中断される。
【００３５】
以下では、制御装置３から制御指令の一例であるＳＥＲＶ信号、ＨＯＭＡ信号、ＭＯＶＰ信号、ＧＥＴＳ信号及びＰＵＴＳ信号が送信された場合にシミュレーション装置２で得られるシミュレーション結果について説明する。以下の例では、シミュレーション装置２と制御装置３とで同じ通信プロトコルが採用され、制御装置３からの制御指令がシミュレーション装置２における動作指令と対応付けられているものとし、各制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されているものとする。
【００３６】
図６は、制御装置３からシミュレーション装置２にＳＥＲＶ信号が送信されたときの通信状態を示す図である。ＳＥＲＶ信号は、第１乃至第３リンク３２〜３４を夫々回動させるための３つのサーボモータ（図示せず）の電源を入れるための制御指令である。制御装置３からシミュレーション装置２にＳＥＲＶ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号を受信し、そのＳＥＲＶ信号に対応する動作指令が記憶されていると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、仮想搬送ロボット３０において、ＳＥＲＶ信号に応じて３つのサーボモータが駆動可能状態になったとし、サーボモータを駆動可能状態にした旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００３７】
図７は、制御装置３からシミュレーション装置２にＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図７（ａ）は、ＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図７（ｂ）は、ＨＯＭＡ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図７（ｃ）は、ＨＯＭＡ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＨＯＭＡ信号は、第１乃至第３リンク３２〜３４を原点へと復帰させるための制御指令である。原点とは、第１乃至３リンク３２〜３４を各軸線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を中心に夫々回動させる際の基準となる姿勢である。本実施形態において、原点は、図７（ｃ）に示すように、平面視で第１乃至第３リンク３２〜３４が重なるような姿勢（位置）である。
【００３８】
制御装置３からシミュレーション装置２にＨＯＭＡ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号の場合と同様に、制御装置３からのＨＯＭＡ信号に対応する動作指令が記憶されていると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＨＯＭＡ信号に応じて復帰動作のシミュレーションを実行し、その復帰動作を表示部１３で表示する。復帰動作とは、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させて原点に復帰させる動作である。
【００３９】
更に具体的に説明すると、復帰動作では、図３及び４に示すような状態から図７（ｂ）のように軸線Ｌ３を中心に第３リンク３４を回動させて第３リンク３４を原点へと復帰させ、図７（ｃ）に示すように全てのリンク３２〜３４を原点に復帰させる動作である。復帰動作が終了すると、ＣＰＵ１１は、復帰動作が終了した旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００４０】
図８は、制御装置３からシミュレーション装置２にＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図８（ａ）は、ＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図８（ｂ）は、ＭＯＶＰ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図８（ｃ）は、ＭＯＶＰ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＭＯＶＰ信号は、ハンド部３５を所定の位置まで移動させるための制御指令である。所定の位置とは、例えばハンド部３５により半導体ウェハ４２を取る前及びハンド部３５に載せられた半導体ウェハ４２を置く前に待機する位置である。
【００４１】
ＭＯＶＰ信号は、ポート名、ロケーション名及びカセット名から成るパラメータを有している。ポート名は、半導体ウェハを格納可能なポートの名称又は番号であり、半導体ウェハを取りに行く又は置きに行くポートを示すものである。ロケーション名は、ハンド部３５を移動させる目的が半導体ウェハを取りに行くのか置きに行くのかを示すものである。カセット名は、半導体ウェハを格納する段の名称であり、ポート内に形成される複数の段のうち何れの段を対象としているのかを示すものである。
【００４２】
制御装置３からシミュレーション装置２にＭＯＶＰ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号等の場合と同様に、制御装置３からのＭＯＶＰ信号に対応する動作指令と判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＭＯＶＰ信号に応じて移動動作のシミュレーションを実行し、移動動作を表示部１３で表示する。移動動作とは、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させ、図８（ｂ）示すように、パラメータに応じた位置にハンド部３５を移動させる動作である。
【００４３】
更に具体的に説明すると、移動動作では、例えば、図７（ｃ）で示すような原点姿勢から全てのリンク３２〜３４を回動させて、図８（ｃ）に示すようにハンド部３５を半導体ウェハに正対する位置へと移動させる動作である。移動動作が完了した後、ＣＰＵ１１は、移動動作が完了した旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００４４】
図９は、制御装置３からシミュレーション装置２にＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図９（ａ）は、ＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図９（ｂ）は、ＧＥＴＳ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図９（ｃ）は、ＧＥＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＧＥＴＳ信号は、ハンド部３５により半導体ウェハ４２を取らせるための制御指令である。ＧＥＴＳ信号は、ポート名、カセット名から成るパラメータを有している。
【００４５】
制御装置３からシミュレーション装置２にＧＥＴＳ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号等の場合と同様に、制御装置３からのＧＥＴＳ信号に対応する動作指令があると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＧＥＴＳ信号に応じて取り動作のシミュレーションを実行し、その動作を表示部１３で表示する。取り動作とは、パラメータにより指定されるポートの段に配置された半導体ウェハ４２を取るための動作である。
【００４６】
更に具体的に説明すると、取り動作では、図９（ｂ）示すように、まず第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させ、パラメータにより指定されるポートの段に配置された半導体ウェハ４２の下方にハンド部３５を移動させる。次に、ハンド部３５を昇降装置により上昇させてハンド部３５の上に半導体ウェハ４２を載せる。そして、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させて、ハンド部３５を引き戻す。具体的には、図８（ｃ）で示すような所定の位置から全てのリンク３２〜３４を回動させて、図９（ｃ）に示すようにハンド部３５を半導体ウェハの下方へと移動させ、その後、前記ハンド部３５を上昇させて半導体ウェハ４２を取る。取り動作が完了した後、ＣＰＵ１１は、取り動作が終了した旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００４７】
図１０は、制御装置３からシミュレーション装置２にＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図１０（ａ）は、ＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図１０（ｂ）は、ＰＵＴＳ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図１０（ｃ）は、ＰＵＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＰＵＴＳ信号は、ハンド部３５により半導体ウェハ４２を取らせるための制御指令である。ＰＵＴＳ信号は、ポート名、カセット名から成るパラメータを有している。
【００４８】
制御装置３からシミュレーション装置２にＰＵＴＳ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号等の場合と同様に、ＰＵＴＳ信号に対応する動作指令が記憶されていると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＰＵＴＳ信号に応じて取り動作のシミュレーションを実行し、その動作を表示部１３で表示する。置き動作とは、ハンド部３５に載せられた半導体ウェハ４２をパラメータにより指定されたポートの段に置くための動作である。
【００４９】
更に具体的に説明すると、置き動作では、図１０（ｂ）に示すように、まず第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させ、パラメータにより指定されるポートの段の上方にハンド部３５を移動させる。次に、ハンド部３５を昇降装置により下降させてハンド部３５上の半導体ウェハ４２を指定された段に置く。そして、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させて、ハンド部３５を引き戻す。このような置き動作により、所定の位置から全てのリンク３２〜３４を回動させて、例えば図１０（ｃ）に示すように、ハンド部３５を指定された段の上方へと移動させてから下降させ、指定された段に半導体ウェハ４２を置く。置き動作が完了した後、ＣＰＵ１１は、ハンド部３５を所定の位置へと移動させた旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００５０】
シミュレーション装置２では、このように、各種の制御指令に応じて搬送ロボットの搬送動作のシミュレーションが実行され、その搬送動作が表示部１３に表示される。このように搬送動作のシミュレーションが実行されて搬送動作が表示部１３に表示されるのは、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが同じであり、且つ制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されている場合だけである。即ち、所望の搬送動作のシミュレーションが実行されて表示部１３に表示されると、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが同じであり、且つ制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されていることが判断できる。例えば、制御装置３からのＰＵＴ信号に対して仮想搬送ロボット３０が置き動作をすることを表示部１３により確認できれば、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが同じであり、また、シミュレーション装置２において、ＰＵＴ信号に対応する動作指令が置き動作を指令するものであることが確認できる。
【００５１】
他方、制御装置３からの制御指令を送信する前に制御指令を送信する旨の信号を予め送信する等、制御装置３とシミュレーション装置２とで採用される通信プロトコルが異なる場合や制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されていない場合、制御指令が送信されても、ＣＰＵ１１が前記制御指令を動作指令として認識せず、搬送ロボットの搬送動作のシミュレーションが実行されない。それ故、表示部１３にて仮想搬送ロボット３０が動かない。
【００５２】
また、送信間隔、前記返信間隔及び前記動作間隔の何れかが予め定められる時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を越える場合についても、同様にシミュレーション装置２での搬送動作のシミュレーションが実行されず、表示部１３にて仮想搬送ロボット３０が動かない。
【００５３】
更に、制御指令及びそれに対応する動作指令において、各々のパラメータのポート名、ロケーション名及びカセット名を規定する順序が異なっている場合、仮想搬送ロボット３０が意図しない動作をする、例えば意図しない位置に移動する。
【００５４】
このようにシミュレーション装置２では、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが異なる、又は制御指令と動作指令とが対応していない場合、制御装置３からの制御指令に対して仮想搬送ロボット３０が不所望な動作をする。即ち、制御装置３からの制御指令に対して仮想搬送ロボット３０が不所望な動作をすることを表示部１３で確認されると、制御装置３とシミュレーション装置２とで採用される通信プロトコルが異なるか、又は制御指令と動作指令とが対応していないことが判断できる。
【００５５】
シミュレーション装置２では、搬送ロボットのシミュレーションにおいて、搬送ロボットと同じ通信プロトコル及び動作指令を採用している。また、シミュレーション装置２では、動作指令に対して搬送ロボットが実行する動作と同じ動作を仮想搬送ロボット３０がするようになっている。それ故、前述のように制御装置３からの制御指令を仮想搬送ロボット３０及び搬送ロボットに送信した場合、仮想搬送ロボット３０及び搬送ロボットで同じ動作をする。つまり、制御装置３からの制御指令に対して仮想搬送ロボット３０が所望の動作をすると、搬送ロボットでも所望の動作をし、逆に、仮想搬送ロボット３０が不所望な動作をすると、搬送ロボットでも不所望な動作をする。
【００５６】
従って、シミュレーション装置２及び制御装置３により搬送ロボットの搬送動作のシミュレーションをすれば、搬送ロボットがなくても、制御指令に対して搬送ロボットがどのような動作をするかを確認することができる。これにより、半導体製造設備内に搬送ロボットが完成する前であっても、制御指令に対する搬送ロボットの動作を確認することができ、更に通信プロトコル及び制御指令を含めた制御装置３に組み込まれるプログラム及び搬送ロボットに組み込まれるプログラムの互換性を確認してそれらのプログラムを修正することができる。それ故、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して、制御装置３又は搬送ロボットのプログラムの修正を行うことができ、半導体製造設備及び搬送ロボット完成から稼働までの時間を短縮できる。従って、半導体製造設備及び搬送ロボットの工期を従来よりも短縮することができる。
【００５７】
制御装置３により搬送ロボットを動作させる場合、前述のように１つの制御指令を独立して搬送ロボットに送信することは少なく、複数の制御指令が組み合わせることが多い。シミュレーション装置２では、このような複数の制御指令が組み合わされて送信される場合についてもシミュレーションすることができる。以下では、３つのサーボモータが起動し、その後半導体ウェハ４２を取りに行かせ、更にその半導体ウェハ４２を所定位置に置きに行かせるような動作を搬送ロボットに実行させる場合を例に挙げて説明する。なお、上記のような動作は、単に一例であり、前述する複数の制御指令を組み合わせることによって、様々な動作を搬送ロボットに実行させることができ、またその搬送動作をシミュレーション装置２でシミュレーションすることができる。
【００５８】
図１１は、制御装置３からシミュレーション装置２に複数の制御指令が順に送信されたときの通信状態を示す図である。図１２は、仮想搬送ロボット３０が干渉部材４１に干渉したときの状態を示す平面図である。上記のような動作をさせるために、制御装置３の制御装置側記憶部２２には、まずＳＥＲＶ信号が送信し、その後、ＨＯＭＡ信号、ＭＯＶＰ信号、ＧＥＴＳ信号及びＰＵＴＳ信号を順に送信するプログラムが記憶されており、このプログラムが演算部２１で実行される。
【００５９】
前記プログラムが実行されると、シミュレーション装置２にＳＥＲＶ信号が送信される。シミュレーション装置２は、このＳＥＲＶ信号を受けると、Ａｃｋ信号を返信し、仮想搬送ロボット３０の３つのサーボモータが起動する。そして、シミュレーション装置２は、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００６０】
制御装置３は、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を受けると、次に、ＨＯＭＡ信号をシミュレーション装置２に送信する。シミュレーション装置２は、このＨＯＭＡ信号を受けると、Ａｃｋ信号を返信し、仮想搬送ロボット３０の第１乃至第３リンク３２〜３４を原点に戻す。そして、シミュレーション装置２は、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００６１】
同様の流れで、制御装置３は、ＭＯＶＰ信号を送信し、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を受けると、ＧＥＴＳ信号を送信する。シミュレーション装置２は、ＭＯＶＰ信号及びＧＥＴＳ信号を受けると、Ａｃｋ信号を夫々返信し、仮想搬送ロボット３０のハンド部３５を所定の位置まで移動させた後、取り動作を行う。更に、制御装置３は、ＧＥＴＳ信号に伴うＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受けると、ＰＵＴＳ信号を送信する。シミュレーション装置２は、ＰＵＴＳ信号を受けると、Ａｃｋ信号を夫々返信し、仮想搬送ロボット３０に置き動作をさせる。
【００６２】
このような連続的な動作を仮想搬送ロボット３０に行わせた場合、パラメータの入力値の間違い及び移動時の慣性力が作用する等して、第１乃至第３リンク３２〜３４が意図しない動作をすることがある。半導体製造設備４０内には種々の構成部材４１，４２が設けられており、第１乃至第３リンク３２〜３４が意図しない動作をすることにより前記構成部材４１，４２に干渉することがある。例えば、ＭＯＶＰ信号に応じて移動した際にハンド部３５の先端が干渉部材４１に干渉することがある。この干渉がシミュレーションされた場合、シミュレーション装置２では、ＭＯＶＰ信号に基づいてＣＰＵ１１により演算された軌跡上を移動するハンド部３５の先端部が干渉部材４１に干渉し、干渉した地点でハンド部３５が移動を止める（図１２参照）。これにより、表示部１３に表示されるハンド部３５から移動中にハンド部３５が干渉部材４１に干渉することを知らせることができ、また干渉時の状況を知らせることができる。これにより、制御装置３からの制御指令では、半導体製造設備内において、搬送ロボットも同様の干渉が起こり得ることを知らせることができ、プログラム等を修正しなければならないことを半導体製造設備及び搬送ロボットが完成する前に確認することができる。
【００６３】
このように搬送ロボットと半導体製造設備内の構成部材との干渉が、搬送ロボットを用いずとも確認することができるので、搬送ロボットと前記構成部材との干渉及びこの干渉に伴う半導体製造設備及び搬送ロボットの損傷を抑えることができる。
【００６４】
また、半導体製造設備内の構成部材の形状及び位置をシミュレーション装置２に入力することで、構成部材と搬送ロボットとの干渉を確認することができる。従って、半導体製造設備内のレイアウトを変更した場合でも、構成部材の形状及び位置を入力し直すだけで、前記構成部材と搬送ロボットとの干渉を容易に確認することができる。
【００６５】
更に、半導体製造設備及び搬送ロボットを稼動中に搬送ロボットが構成部材に干渉などした場合、そのときに実行されたプログラムに基づいて搬送動作のシミュレーションをすることにより、干渉時の状況を把握することが容易にできる。
【００６６】
本実施形態では、シミュレーション装置２及び制御装置３がパーソナルコンピュータであるが、ワークステーションなどであってもよく、シミュレーション
及び制御指令を送信可能な装置であればよい。また、上述した通信プロトコル、制御指令及び動作指令は、一例に過ぎず、上記以外の通信プロトコル、制御指令及び動作指令であっても、同様に作用効果を得ることができる。
【００６７】
本実施形態では、仮想搬送ロボット３０が水平３軸ロボットであるが、垂直３軸ロボット及び６軸ロボット等の多軸ロボット又は直動ロボットであってもよく、半導体製造設備に設けられる搬送ロボットであればよい。
【００６８】
本実施形態では、表示部１３の仮想搬送ロボット３０の搬送動作により、制御装置３とシミュレーション装置２と信号のやり取りを確認可能になっているが、より具体的なやり取りの確認を可能にするために、通信履歴等を含む通信ログを表示部１３に表示してもよい。
【００６９】
なお、本発明は、実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１ シミュレーションシステム
２ シミュレーション装置
３ 制御装置
４ シリアル通信ケーブル
３０ 搬送ロボット
４０ 半導体製造設備
４１ 干渉部材
４２ 半導体ウェハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造設備に備わる処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするシミュレーションシステム、及びそれを実行するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備には、半導体ウェハに熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理または平坦化処理等のプロセス処理を行なうための複数の処理装置と、これら複数の処理装置の処理動作を制御するための制御装置とを備えている。また、半導体製造設備内には、半導体ウェハを各処理装置に搬送するための搬送ロボットが設けられている。搬送ロボットは、制御装置とシリアル通信ケーブル又はパラレル通信ケーブルを介して通信可能に接続されており、制御装置から与えられる制御指令を受けて、移動、取り動作及び置き動作等の搬送動作をするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体製造設備の制御装置と搬送ロボットとは製造者が異なっていることが多く、各々の装置内で使用される通信プロトコルが特に決められていない。各製造者は、各装置において独自の通信プロトコルを採用していることが多い。そのため、各装置の通信プロトコルを何れか一方の通信プロトコルに合わせる必要があり、通信プロトコルを合わせる方の装置において、プログラムを修正する必要がある。
【０００５】
各装置の通信プロトコルの確認等、各装置で使用されるプログラムにより搬送ロボットを動作させることができるか否かの確認（つまりプログラムの動作確認）は、完成した半導体製造設備及び搬送ロボットで確認する必要がある。また、プログラムの修正は、プログラムの動作確認をしながら修正箇所を特定する必要があり、プログラムの修正に多大な時間が必要である。それ故、半導体製造設備が稼働できるまでに多大な時間を要し、工期が長くなってしまう。また、プログラムの動作確認を実機で行なうと、プログラムに不具合等がある場合、搬送ロボットが半導体製造設備内の干渉部材に干渉して、搬送ロボット及び干渉部材が損傷するおそれがある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼働できるまでの工期を短縮できるシミュレーションシステムを提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、搬送ロボットによる稼動テスト時において、搬送ロボットが半導体製造設備内の干渉部材と干渉することを抑えることができるシミュレーションシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシミュレーションシステムは、半導体製造設備に備わる処理装置を制御する制御装置と、前記処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするシミュレーション装置と、前記制御装置と前記シミュレーション装置とを通信させる通信手段とを備え、前記制御装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を制御するために前記搬送ロボットに送信する制御指令をシミュレーション装置に送信し、前記シミュレーション装置は、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する前記動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするようになっているものである。
【０００９】
本発明に従えば、制御指令がシミュレーション装置に送信されると、その制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置がシミュレーションする。搬送動作のシミュレーションが実行されると、前記制御指令に応じて搬送ロボットの搬送動作を実行可能であることが確認できる。逆に、搬送動作のシミュレーションが実行されない場合、制御装置からの制御指令では、搬送ロボットの搬送動作を実行することができないことが確認できる。このように、半導体製造設備の制御装置及びシミュレーション装置があれば、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して制御指令に応じて搬送ロボットが動作するか否かを確認することができる。これにより、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼動できるまでの工期が短縮される。
【００１０】
上記発明において、前記シミュレーション装置は、前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置を入力可能になっており、搬送動作をシミュレーションする際に、入力された前記干渉部材の位置に基づいて前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするようになっていることが好ましい。
【００１１】
上記構成に従えば、予め干渉部材の位置をシミュレーション装置に入力しておくことで、半導体製造設備内を搬送ロボットがどのように動作するかをシミュレーションにより確認することができる。これにより、搬送ロボット及び半導体ウェハが半導体製造設備内の干渉部材に干渉するか否かを予め確認しておくができ、搬送ロボットの稼動テスト時において、搬送ロボットが半導体製造設備の干渉部材に干渉することを抑えることができる。従って、搬送ロボットの稼動テスト時に、搬送ロボット及び半導体製造設備が損傷することを抑えることができる。
【００１２】
上記発明において、前記シミュレーション装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を表示する表示部を有することが好ましい。上記構成に従えば、搬送ロボットの搬送動作の確認が視覚的に可能となり、制御指令及び搬送動作との関係が把握しやすくなる。
【００１３】
上記発明のプログラム、半導体製造設備に備わる処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にてシミュレーションさせるためのプログラムであって、半導体製造設備に備わる処理装置の処理動作を制御する制御装置から前記搬送ロボットに送信して前記搬送ロボットの搬送動作を制御する制御指令が通信手段を介してシミュレーション装置に送信されると、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応する場合、対応する前記動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にシミュレーションさせるようになっているものである。
【００１４】
上記構成に従えば、制御指令がシミュレーション装置に送信されると、その制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にシミュレーションさせることができる。搬送動作のシミュレーションが実行されると、前記制御指令に応じて搬送ロボットの搬送動作を実行可能であることが確認できる。逆に、搬送動作のシミュレーションが実行されない場合、制御装置からの制御指令では、搬送ロボットの搬送動作を実行することができないことが確認できる。このように、半導体製造設備の制御装置及びシミュレーション装置があれば、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して制御指令に応じて搬送ロボットが動作するか否かを確認することができる。これにより、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼動できるまでの工期が短縮される。
【００１５】
上記発明において、前記搬送動作のシミュレーション時において、前記シミュレーション装置に入力される前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置に基づいて、前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作を前記シミュレーション装置にシミュレーションさせることが好ましい。
【００１６】
上記構成に従えば、予め干渉部材の位置をシミュレーション装置に入力しておくことで、半導体製造設備内を搬送ロボットがどのように動作するかをシミュレーション装置にシミュレーションさせることができる。これにより、搬送ロボット及び半導体ウェハが半導体製造設備内の干渉部材に干渉するか否かを予め確認しておくができ、搬送ロボットの稼動テスト時において、搬送ロボットが半導体製造設備の干渉部材に干渉することを抑えることができる。従って、搬送ロボットの稼動テスト時に、搬送ロボット及び半導体製造設備が損傷することを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して製造装置からの制御指令に応じて搬送ロボットが動作するか否かを確認でき、半導体製造設備及び搬送ロボットが稼働できるまでの工期を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るシミュレーションシステムを概略的に示す図面である。
【図２】シミュレーションシステムの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】シミュレーションシステムでシミュレーションされる搬送ロボットの斜視図である。
【図４】図３に示す搬送ロボットの平面図である。
【図５】シミュレーション装置における通信プロトコルの概略を説明するための図面である。
【図６】制御装置からシミュレーション装置にＳＥＲＶ信号が送信されたときの通信状態を示す図である。
【図７】制御装置からシミュレーション装置にＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＨＯＭＡ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＨＯＭＡ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図８】制御装置からシミュレーション装置にＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＭＯＶＰ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＭＯＶＰ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図９】制御装置からシミュレーション装置にＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＧＥＴＳ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＧＥＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図１０】制御装置からシミュレーション装置にＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図であり、（ａ）は、ＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、（ｂ）は、ＰＵＴＳ信号に応じたハンド部の搬送動作を示す斜視図であり、（ｃ）は、ＰＵＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボットの姿勢を示す平面図である。
【図１１】制御装置からシミュレーション装置に複数の制御指令が順に送信されたときの通信状態を示す図である。
【図１２】搬送ロボットが干渉部材に干渉したときの状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係るシミュレーションシステム１を概略的に示す図面である。図２は、シミュレーションシステム１の電気的な構成を示すブロック図である。半導体製造設備は、半導体ウェハに電子回路等を実装して半導体を製造するための装置であり、熱処理、不純物導入処理、薄膜形成処理、リソグラフィー処理、洗浄処理または平坦化処理等のプロセス処理を行なうための複数の処理装置と、これら複数の処理装置の処理動作を制御するための制御装置とを備えている。また、半導体製造設備には、半導体ウェハを各処理装置へと搬送するための搬送ロボットが備わっている。搬送ロボットは、入力される動作指令に応じて搬送動作をするようになっている。搬送ロボットは、制御装置と通信可能に接続されており、制御装置から送信される制御指令を受け、この制御指令が何れかの動作指令に対応していると、その対応する動作指令に応じた搬送動作をするようになっている。
【００２０】
図１に示すシミュレーションシステム１は、上記のような搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするためのシステムであり、シミュレーション装置２と、半導体製造設備の制御装置３とを備える。シミュレーション装置２と制御装置３とは、シリアル通信ケーブル４により通信可能に接続されている。なお、シミュレーション装置２と制御装置３とを通信可能に接続する通信手段は、シリアル通信ケーブル４に限定するものではなく、パラレル通信ケーブルであってもよい。またこれらケーブルのように有線通信による通信手段に限定するものでもなく、赤外線及びブルートゥース等の無線通信が可能な通信手段であってもよい。
【００２１】
シミュレーション装置２は、搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションし、その搬送動作を表示するための装置である。シミュレーション装置２は、例えばパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理ユニット）１１と、記憶部１２と、表示部１３と、入力部１４と、通信部１５とを備え、記憶部１２、表示部１３、入力部１４及び通信部１５がＣＰＵ１１と電気的に接続されている。
【００２２】
ＣＰＵ１１は、記憶部１２に記憶される種々のデータ及びプログラムに基づいて、後述する仮想搬送ロボット３０を表示部１３に表示させると共に、入力部１４又は通信部１５から入力される動作指令に応じて搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションし、シミュレーションの結果を表示部１３に表示するようになっている。「仮想搬送ロボット３０」とは、シミュレーション上の搬送ロボットであり、搬送ロボットの実機については、単に「搬送ロボット」という。
【００２３】
表示部１３は、本実施形態において、液晶ディスプレイで構成され、入力部１４は、キーボードで構成されている。但し、表示部１３は、ＣＲＴディスプレイであってもよく、シミュレーション結果を表示可能なものであればよい。また入力部１４は、バーコードリーダであってもよく、動作指令を入力可能なものであればよい。通信部１５には、シリアル通信ケーブル４が機械的及び電気的に接続されている。ＣＰＵ１１は、シリアル通信ケーブル４を介して、制御装置３に通信できるようになっている。
【００２４】
制御装置３は、前述の通り、図示しない半導体製造設備の各処理装置の処理動作を制御するための装置である。また、制御装置３は、搬送ロボットに制御指令を与えて搬送ロボットの搬送動作を制御し、各処理装置間における半導体ウェハの移動を制御するようになっている。制御装置３は、パーソナルコンピュータであり、演算部２１と、制御装置側記憶部２２と、制御装置側入力部２３と、制御装置側通信部２４とを備え、制御装置側記憶部２２、制御装置側入力部２３及び制御装置側通信部２４が演算部２１に電気的に接続されている。
【００２５】
演算部２１は、制御装置側記憶部２２に記憶される種々のデータ及びプログラムに基づいて各処理装置に処理指令を送信し、各処理装置を作動させるようになっている。制御装置側入力部２３は、種々の指令を演算部２１に入力可能になっている。制御装置側通信部２４は、シリアル通信ケーブル４を機械的及び電気的に接続可能になっており、このシリアル通信ケーブル４によって演算部２１がシミュレーション装置２に通信可能に接続される。
【００２６】
このシリアル通信ケーブル４は、シミュレーション装置２に代えて搬送ロボットと接続可能になっている。演算部２１は、制御装置側記憶部２２に記憶される種々のデータ及びプログラムに基づいて、搬送ロボットの搬送動作を制御するための制御指令をこのシリアル通信ケーブル４を介して搬送ロボットに送信するようになっている。搬送ロボットは、送信される制御指令に応じて搬送動作を実行するようになっている。
【００２７】
図３は、シミュレーションシステム１でシミュレーションされる仮想搬送ロボット３０の斜視図である。図４は、図３に示す仮想搬送ロボット３０の平面図である。シミュレーション装置２では、種々の搬送ロボットに関するデータが記憶部１２に記憶されている。シミュレーション装置２では、記憶される種々の搬送ロボット中から１つの搬送ロボットを入力部１４により選択することで、前記仮想搬送ロボット３０が図１に示すような形で表示部１３に表示される。シミュレーション装置２では、選択された搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションすることができるようになっている。本実施形態では、図３及び４で示すような仮想搬送ロボット３０について説明するが、仮想搬送ロボット３０は、一例に過ぎず、本実施形態のロボットに限定するものではない。
【００２８】
仮想搬送ロボット３０は、所謂水平３軸ロボットであり、基台３１を備えている。基台３１には、図示しない昇降装置が設けられている。この昇降装置には、第１リンク３２が軸線Ｌ１を中心に回動可能に設けられている。また、昇降装置は、軸線Ｌ１に沿って第１リンク３２を昇降するようになっている。
【００２９】
第１リンク３２は、長尺に形成され、その長手方向一端部が昇降装置に連結されている。第１リンク３２の長手方向他端部には、第２リンク３３が軸線Ｌ２を中心に回動可能に設けられている。第２リンク３３もまた、長尺に形成され、長手方向一端部が第１リンク３２に回動可能に連結されている。第２リンク３３の長手方向他端部には、第３リンク３４が軸線Ｌ３を中心に回動可能に連結されている。第３リンク３４は、その基端部に第２リンク３３の長手方向他端部に連結されており、先端部に二股状になっているハンド部３５を有する。仮想搬送ロボット３０は、このハンド部３５に後述する半導体ウェハ４２を載せて搬送するようになっている。
【００３０】
また、シミュレーション装置２では、搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションする際、搬送ロボットが設置される周辺環境、即ち半導体製造設備内の一部の部材（以下、単に「構成部材」ともいう）と共にシミュレーションすることができるようになっている。半導体製造設備内の構成部材として、本実施形態では、８つの干渉部材４１と搬送対象である６つの半導体ウェハ４２があり、シミュレーション装置２の入力部１４により前記構成部材４１，４２の形状及び位置（例えば、搬送ロボットとの相対位置）を入力することでＣＰＵ１１に前記構成部材４１，４２の形状及び位置を認識させることができる。これにより、ＣＰＵ１１は、搬送ロボットが設置される周辺環境を表示部１３に表示させる。なお、本実施形態において、シミュレーション上の半導体製造設備を「仮想半導体製造設備４０」ともいい、半導体製造設備の実機を単に「半導体製造設備」ともいう。
【００３１】
このように構成される仮想搬送ロボット３０は、記憶部１２に記憶されるプログラムを実行してシミュレーション用のアプリケーションを起動させることで表示部１３に表示される。前記アプリケーションを起動すると、シミュレーション装置２は、シリアル通信ケーブル４からＣＰＵ１１に入力される指令、例えば、制御装置３からの制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されているかをＣＰＵ１１が判断する。対応する動作指令がある場合、その動作指令に応じた搬送動作を前記仮想搬送ロボット３０に実行させる、つまりシミュレーションさせるようになっている。このように、シミュレーション装置２では、制御装置３からの制御指令により搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションできるようになっている。
【００３２】
図５では、シミュレーション装置２における通信プロトコルの概略を説明するための図面である。次に、本実施形態のシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルについて説明する。シミュレーション装置２で採用される通信プロトコル及び記憶部１２に記憶される動作指令は、搬送ロボットで実際に使用される通信プロトコル及び動作指令と同じに設定されている。シミュレーション装置２の通信プロトコルでは、制御装置３からシミュレーション装置２に制御指令であるＣｏｍｍａｎｄ信号（例えばＳＥＲＶ信号、ＨＯＭＡ信号、ＭＯＶＰ信号、ＧＥＴＳ信号及びＰＵＴＳ信号）が送信されると、このＣｏｍｍａｎｄ信号に対応する動作指令が記憶されていないか、ＣＰＵ１１が判断する。対応する動作指令が記憶されていないとＣＰＵ１１が判断すると、ＣＰＵ１１がシリアル通信ケーブル４を介して制御装置３に動作指令でないことを示すＮａｋ信号を返信する。逆に、対応する動作指令が記憶されているとＣＰＵ１１が判断すると、ＣＰＵ１１がシリアル通信ケーブル４を介して制御装置３に動作指令を受けたことを示すＡｃｋ信号を返信する。
【００３３】
ＣＰＵ１１は、Ａｃｋ信号を返信した後、Ｃｏｍｍａｎｄ信号に応じた搬送動作（Ａｃｔｉｏｎ）を仮想搬送ロボット３０に実行させる。Ｃｏｍｍａｎｄ信号に応じた搬送動作が終了すると、ＣＰ１１は、搬送動作が終了したことを示すＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３へと送信する。さらに制御装置３が仮想搬送ロボット３０を動作させる場合、Ｒｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信した後、再びＣｏｍｍａｎｄ信号が制御装置３の演算部２１からシミュレーション装置２に送信される。
【００３４】
このような通信プロトコルにおいて、受信するＣｏｍｍａｎｄ信号に含まれる文字の送信間隔が予め定められる時間Ｔ１を超える場合、Ｃｏｍｍａｎｄ信号を送信してからＡｃｋ信号を受信するまでの返信間隔が予め定められる時間Ｔ２を越える場合、及びＡｃｋ信号を受信してからＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受信するまでの動作間隔が予め定められる時間Ｔ３を超える場合、ＣＰＵ１１及び演算部２１では、通信不能であると判断し、シミュレーション装置２での搬送動作のシミュレーションが中断される。
【００３５】
以下では、制御装置３から制御指令の一例であるＳＥＲＶ信号、ＨＯＭＡ信号、ＭＯＶＰ信号、ＧＥＴＳ信号及びＰＵＴＳ信号が送信された場合にシミュレーション装置２で得られるシミュレーション結果について説明する。以下の例では、シミュレーション装置２と制御装置３とで同じ通信プロトコルが採用され、制御装置３からの制御指令がシミュレーション装置２における動作指令と対応付けられているものとし、各制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されているものとする。
【００３６】
図６は、制御装置３からシミュレーション装置２にＳＥＲＶ信号が送信されたときの通信状態を示す図である。ＳＥＲＶ信号は、第１乃至第３リンク３２〜３４を夫々回動させるための３つのサーボモータ（図示せず）の電源を入れるための制御指令である。制御装置３からシミュレーション装置２にＳＥＲＶ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号を受信し、そのＳＥＲＶ信号に対応する動作指令が記憶されていると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、仮想搬送ロボット３０において、ＳＥＲＶ信号に応じて３つのサーボモータが駆動可能状態になったとし、サーボモータを駆動可能状態にした旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００３７】
図７は、制御装置３からシミュレーション装置２にＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図７（ａ）は、ＨＯＭＡ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図７（ｂ）は、ＨＯＭＡ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図７（ｃ）は、ＨＯＭＡ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＨＯＭＡ信号は、第１乃至第３リンク３２〜３４を原点へと復帰させるための制御指令である。原点とは、第１乃至３リンク３２〜３４を各軸線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を中心に夫々回動させる際の基準となる姿勢である。本実施形態において、原点は、図７（ｃ）に示すように、平面視で第１乃至第３リンク３２〜３４が重なるような姿勢（位置）である。
【００３８】
制御装置３からシミュレーション装置２にＨＯＭＡ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号の場合と同様に、制御装置３からのＨＯＭＡ信号に対応する動作指令が記憶されていると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＨＯＭＡ信号に応じて復帰動作のシミュレーションを実行し、その復帰動作を表示部１３で表示する。復帰動作とは、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させて原点に復帰させる動作である。
【００３９】
更に具体的に説明すると、復帰動作では、図３及び４に示すような状態から図７（ｂ）のように軸線Ｌ３を中心に第３リンク３４を回動させて第３リンク３４を原点へと復帰させ、図７（ｃ）に示すように全てのリンク３２〜３４を原点に復帰させる動作である。復帰動作が終了すると、ＣＰＵ１１は、復帰動作が終了した旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００４０】
図８は、制御装置３からシミュレーション装置２にＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図８（ａ）は、ＭＯＶＰ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図８（ｂ）は、ＭＯＶＰ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図８（ｃ）は、ＭＯＶＰ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＭＯＶＰ信号は、ハンド部３５を所定の位置まで移動させるための制御指令である。所定の位置とは、例えばハンド部３５により半導体ウェハ４２を取る前及びハンド部３５に載せられた半導体ウェハ４２を置く前に待機する位置である。
【００４１】
ＭＯＶＰ信号は、ポート名、ロケーション名及びカセット名から成るパラメータを有している。ポート名は、半導体ウェハを格納可能なポートの名称又は番号であり、半導体ウェハを取りに行く又は置きに行くポートを示すものである。ロケーション名は、ハンド部３５を移動させる目的が半導体ウェハを取りに行くのか置きに行くのかを示すものである。カセット名は、半導体ウェハを格納する段の名称であり、ポート内に形成される複数の段のうち何れの段を対象としているのかを示すものである。
【００４２】
制御装置３からシミュレーション装置２にＭＯＶＰ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号等の場合と同様に、制御装置３からのＭＯＶＰ信号に対応する動作指令と判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＭＯＶＰ信号に応じて移動動作のシミュレーションを実行し、移動動作を表示部１３で表示する。移動動作とは、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させ、図８（ｂ）示すように、パラメータに応じた位置にハンド部３５を移動させる動作である。
【００４３】
更に具体的に説明すると、移動動作では、例えば、図７（ｃ）で示すような原点姿勢から全てのリンク３２〜３４を回動させて、図８（ｃ）に示すようにハンド部３５を半導体ウェハに正対する位置へと移動させる動作である。移動動作が完了した後、ＣＰＵ１１は、移動動作が完了した旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００４４】
図９は、制御装置３からシミュレーション装置２にＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図９（ａ）は、ＧＥＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図９（ｂ）は、ＧＥＴＳ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図９（ｃ）は、ＧＥＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＧＥＴＳ信号は、ハンド部３５により半導体ウェハ４２を取らせるための制御指令である。ＧＥＴＳ信号は、ポート名、カセット名から成るパラメータを有している。
【００４５】
制御装置３からシミュレーション装置２にＧＥＴＳ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号等の場合と同様に、制御装置３からのＧＥＴＳ信号に対応する動作指令があると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＧＥＴＳ信号に応じて取り動作のシミュレーションを実行し、その動作を表示部１３で表示する。取り動作とは、パラメータにより指定されるポートの段に配置された半導体ウェハ４２を取るための動作である。
【００４６】
更に具体的に説明すると、取り動作では、図９（ｂ）示すように、まず第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させ、パラメータにより指定されるポートの段に配置された半導体ウェハ４２の下方にハンド部３５を移動させる。次に、ハンド部３５を昇降装置により上昇させてハンド部３５の上に半導体ウェハ４２を載せる。そして、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させて、ハンド部３５を引き戻す。具体的には、図８（ｃ）で示すような所定の位置から全てのリンク３２〜３４を回動させて、図９（ｃ）に示すようにハンド部３５を半導体ウェハの下方へと移動させ、その後、前記ハンド部３５を上昇させて半導体ウェハ４２を取る。取り動作が完了した後、ＣＰＵ１１は、取り動作が終了した旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００４７】
図１０は、制御装置３からシミュレーション装置２にＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態等を示す図である。図１０（ａ）は、ＰＵＴＳ信号が送信されたときの通信状態を示す図面であり、図１０（ｂ）は、ＰＵＴＳ信号に応じたハンド部３５の搬送動作を示す斜視図であり、図１０（ｃ）は、ＰＵＴＳ信号に応じた搬送動作をした後の仮想搬送ロボット３０の姿勢を示す平面図である。ＰＵＴＳ信号は、ハンド部３５により半導体ウェハ４２を取らせるための制御指令である。ＰＵＴＳ信号は、ポート名、カセット名から成るパラメータを有している。
【００４８】
制御装置３からシミュレーション装置２にＰＵＴＳ信号が送信されると、ＣＰＵ１１は、ＳＥＲＶ信号等の場合と同様に、ＰＵＴＳ信号に対応する動作指令が記憶されていると判断し、Ａｃｋ信号を制御装置３に返信する。次にＣＰＵ１１は、ＰＵＴＳ信号に応じて取り動作のシミュレーションを実行し、その動作を表示部１３で表示する。置き動作とは、ハンド部３５に載せられた半導体ウェハ４２をパラメータにより指定されたポートの段に置くための動作である。
【００４９】
更に具体的に説明すると、置き動作では、図１０（ｂ）に示すように、まず第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させ、パラメータにより指定されるポートの段の上方にハンド部３５を移動させる。次に、ハンド部３５を昇降装置により下降させてハンド部３５上の半導体ウェハ４２を指定された段に置く。そして、第１乃至第３リンク３２〜３４を回動させて、ハンド部３５を引き戻す。このような置き動作により、所定の位置から全てのリンク３２〜３４を回動させて、例えば図１０（ｃ）に示すように、ハンド部３５を指定された段の上方へと移動させてから下降させ、指定された段に半導体ウェハ４２を置く。置き動作が完了した後、ＣＰＵ１１は、ハンド部３５を所定の位置へと移動させた旨のＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００５０】
シミュレーション装置２では、このように、各種の制御指令に応じて搬送ロボットの搬送動作のシミュレーションが実行され、その搬送動作が表示部１３に表示される。このように搬送動作のシミュレーションが実行されて搬送動作が表示部１３に表示されるのは、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが同じであり、且つ制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されている場合だけである。即ち、所望の搬送動作のシミュレーションが実行されて表示部１３に表示されると、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが同じであり、且つ制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されていることが判断できる。例えば、制御装置３からのＰＵＴ信号に対して仮想搬送ロボット３０が置き動作をすることを表示部１３により確認できれば、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが同じであり、また、シミュレーション装置２において、ＰＵＴ信号に対応する動作指令が置き動作を指令するものであることが確認できる。
【００５１】
他方、制御装置３からの制御指令を送信する前に制御指令を送信する旨の信号を予め送信する等、制御装置３とシミュレーション装置２とで採用される通信プロトコルが異なる場合や制御指令に対応する動作指令が記憶部１２に記憶されていない場合、制御指令が送信されても、ＣＰＵ１１が前記制御指令を動作指令として認識せず、搬送ロボットの搬送動作のシミュレーションが実行されない。それ故、表示部１３にて仮想搬送ロボット３０が動かない。
【００５２】
また、送信間隔、前記返信間隔及び前記動作間隔の何れかが予め定められる時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を越える場合についても、同様にシミュレーション装置２での搬送動作のシミュレーションが実行されず、表示部１３にて仮想搬送ロボット３０が動かない。
【００５３】
更に、制御指令及びそれに対応する動作指令において、各々のパラメータのポート名、ロケーション名及びカセット名を規定する順序が異なっている場合、仮想搬送ロボット３０が意図しない動作をする、例えば意図しない位置に移動する。
【００５４】
このようにシミュレーション装置２では、制御装置３とシミュレーション装置２で採用される通信プロトコルが異なる、又は制御指令と動作指令とが対応していない場合、制御装置３からの制御指令に対して仮想搬送ロボット３０が不所望な動作をする。即ち、制御装置３からの制御指令に対して仮想搬送ロボット３０が不所望な動作をすることを表示部１３で確認されると、制御装置３とシミュレーション装置２とで採用される通信プロトコルが異なるか、又は制御指令と動作指令とが対応していないことが判断できる。
【００５５】
シミュレーション装置２では、搬送ロボットのシミュレーションにおいて、搬送ロボットと同じ通信プロトコル及び動作指令を採用している。また、シミュレーション装置２では、動作指令に対して搬送ロボットが実行する動作と同じ動作を仮想搬送ロボット３０がするようになっている。それ故、前述のように制御装置３からの制御指令を仮想搬送ロボット３０及び搬送ロボットに送信した場合、仮想搬送ロボット３０及び搬送ロボットで同じ動作をする。つまり、制御装置３からの制御指令に対して仮想搬送ロボット３０が所望の動作をすると、搬送ロボットでも所望の動作をし、逆に、仮想搬送ロボット３０が不所望な動作をすると、搬送ロボットでも不所望な動作をする。
【００５６】
従って、シミュレーション装置２及び制御装置３により搬送ロボットの搬送動作のシミュレーションをすれば、搬送ロボットがなくても、制御指令に対して搬送ロボットがどのような動作をするかを確認することができる。これにより、半導体製造設備内に搬送ロボットが完成する前であっても、制御指令に対する搬送ロボットの動作を確認することができ、更に通信プロトコル及び制御指令を含めた制御装置３に組み込まれるプログラム及び搬送ロボットに組み込まれるプログラムの互換性を確認してそれらのプログラムを修正することができる。それ故、半導体製造設備及び搬送ロボットの製造と並行して、制御装置３又は搬送ロボットのプログラムの修正を行うことができ、半導体製造設備及び搬送ロボット完成から稼働までの時間を短縮できる。従って、半導体製造設備及び搬送ロボットの工期を従来よりも短縮することができる。
【００５７】
制御装置３により搬送ロボットを動作させる場合、前述のように１つの制御指令を独立して搬送ロボットに送信することは少なく、複数の制御指令が組み合わせることが多い。シミュレーション装置２では、このような複数の制御指令が組み合わされて送信される場合についてもシミュレーションすることができる。以下では、３つのサーボモータが起動し、その後半導体ウェハ４２を取りに行かせ、更にその半導体ウェハ４２を所定位置に置きに行かせるような動作を搬送ロボットに実行させる場合を例に挙げて説明する。なお、上記のような動作は、単に一例であり、前述する複数の制御指令を組み合わせることによって、様々な動作を搬送ロボットに実行させることができ、またその搬送動作をシミュレーション装置２でシミュレーションすることができる。
【００５８】
図１１は、制御装置３からシミュレーション装置２に複数の制御指令が順に送信されたときの通信状態を示す図である。図１２は、仮想搬送ロボット３０が干渉部材４１に干渉したときの状態を示す平面図である。上記のような動作をさせるために、制御装置３の制御装置側記憶部２２には、まずＳＥＲＶ信号が送信し、その後、ＨＯＭＡ信号、ＭＯＶＰ信号、ＧＥＴＳ信号及びＰＵＴＳ信号を順に送信するプログラムが記憶されており、このプログラムが演算部２１で実行される。
【００５９】
前記プログラムが実行されると、シミュレーション装置２にＳＥＲＶ信号が送信される。シミュレーション装置２は、このＳＥＲＶ信号を受けると、Ａｃｋ信号を返信し、仮想搬送ロボット３０の３つのサーボモータが起動する。そして、シミュレーション装置２は、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００６０】
制御装置３は、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を受けると、次に、ＨＯＭＡ信号をシミュレーション装置２に送信する。シミュレーション装置２は、このＨＯＭＡ信号を受けると、Ａｃｋ信号を返信し、仮想搬送ロボット３０の第１乃至第３リンク３２〜３４を原点に戻す。そして、シミュレーション装置２は、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を制御装置３に送信する。
【００６１】
同様の流れで、制御装置３は、ＭＯＶＰ信号を送信し、Ｒｅｓｐｏｓｅ信号を受けると、ＧＥＴＳ信号を送信する。シミュレーション装置２は、ＭＯＶＰ信号及びＧＥＴＳ信号を受けると、Ａｃｋ信号を夫々返信し、仮想搬送ロボット３０のハンド部３５を所定の位置まで移動させた後、取り動作を行う。更に、制御装置３は、ＧＥＴＳ信号に伴うＲｅｓｐｏｎｓｅ信号を受けると、ＰＵＴＳ信号を送信する。シミュレーション装置２は、ＰＵＴＳ信号を受けると、Ａｃｋ信号を夫々返信し、仮想搬送ロボット３０に置き動作をさせる。
【００６２】
このような連続的な動作を仮想搬送ロボット３０に行わせた場合、パラメータの入力値の間違い及び移動時の慣性力が作用する等して、第１乃至第３リンク３２〜３４が意図しない動作をすることがある。半導体製造設備４０内には種々の構成部材４１，４２が設けられており、第１乃至第３リンク３２〜３４が意図しない動作をすることにより前記構成部材４１，４２に干渉することがある。例えば、ＭＯＶＰ信号に応じて移動した際にハンド部３５の先端が干渉部材４１に干渉することがある。この干渉がシミュレーションされた場合、シミュレーション装置２では、ＭＯＶＰ信号に基づいてＣＰＵ１１により演算された軌跡上を移動するハンド部３５の先端部が干渉部材４１に干渉し、干渉した地点でハンド部３５が移動を止める（図１２参照）。これにより、表示部１３に表示されるハンド部３５から移動中にハンド部３５が干渉部材４１に干渉することを知らせることができ、また干渉時の状況を知らせることができる。これにより、制御装置３からの制御指令では、半導体製造設備内において、搬送ロボットも同様の干渉が起こり得ることを知らせることができ、プログラム等を修正しなければならないことを半導体製造設備及び搬送ロボットが完成する前に確認することができる。
【００６３】
このように搬送ロボットと半導体製造設備内の構成部材との干渉が、搬送ロボットを用いずとも確認することができるので、搬送ロボットと前記構成部材との干渉及びこの干渉に伴う半導体製造設備及び搬送ロボットの損傷を抑えることができる。
【００６４】
また、半導体製造設備内の構成部材の形状及び位置をシミュレーション装置２に入力することで、構成部材と搬送ロボットとの干渉を確認することができる。従って、半導体製造設備内のレイアウトを変更した場合でも、構成部材の形状及び位置を入力し直すだけで、前記構成部材と搬送ロボットとの干渉を容易に確認することができる。
【００６５】
更に、半導体製造設備及び搬送ロボットを稼動中に搬送ロボットが構成部材に干渉などした場合、そのときに実行されたプログラムに基づいて搬送動作のシミュレーションをすることにより、干渉時の状況を把握することが容易にできる。
【００６６】
本実施形態では、シミュレーション装置２及び制御装置３がパーソナルコンピュータであるが、ワークステーションなどであってもよく、シミュレーション
及び制御指令を送信可能な装置であればよい。また、上述した通信プロトコル、制御指令及び動作指令は、一例に過ぎず、上記以外の通信プロトコル、制御指令及び動作指令であっても、同様に作用効果を得ることができる。
【００６７】
本実施形態では、仮想搬送ロボット３０が水平３軸ロボットであるが、垂直３軸ロボット及び６軸ロボット等の多軸ロボット又は直動ロボットであってもよく、半導体製造設備に設けられる搬送ロボットであればよい。
【００６８】
本実施形態では、表示部１３の仮想搬送ロボット３０の搬送動作により、制御装置３とシミュレーション装置２と信号のやり取りを確認可能になっているが、より具体的なやり取りの確認を可能にするために、通信履歴等を含む通信ログを表示部１３に表示してもよい。
【００６９】
なお、本発明は、実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１ シミュレーションシステム
２ シミュレーション装置
３ 制御装置
４ シリアル通信ケーブル
３０ 搬送ロボット
４０ 半導体製造設備
４１ 干渉部材
４２ 半導体ウェハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造設備に備わる処理装置を制御する制御装置と、
前記処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするシミュレーション装置と、
前記制御装置と前記シミュレーション装置とを通信させる通信手段とを備え、
前記制御装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を制御するために前記搬送ロボットに送信する制御指令をシミュレーション装置に送信し、
前記シミュレーション装置は、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する前記動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするようになっていることを特徴とするシミュレーションシステム。
【請求項２】
前記シミュレーション装置は、前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置を入力可能になっており、搬送動作をシミュレーションする際に、入力された前記干渉部材の位置に基づいて前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーションシステム。
【請求項３】
前記シミュレーション装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシミュレーションシステム。
【請求項４】
半導体製造設備に備わる処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にてシミュレーションさせるためのプログラムであって、
半導体製造設備に備わる処理装置の処理動作を制御する制御装置から前記搬送ロボットに送信して前記搬送ロボットの搬送動作を制御する制御指令が通信手段を介してシミュレーション装置に送信されると、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応する場合、対応する前記動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にシミュレーションさせるようになっていることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
前記搬送動作のシミュレーション時において、前記シミュレーション装置に入力される前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置に基づいて、前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作を前記シミュレーション装置にシミュレーションさせることを特徴とする請求項４に記載のプログラム。
【請求項１】
半導体製造設備に備わる処理装置を制御する制御装置と、
前記処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするシミュレーション装置と、
前記制御装置と前記シミュレーション装置とを通信させる通信手段とを備え、
前記制御装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を制御するために前記搬送ロボットに送信する制御指令をシミュレーション装置に送信し、
前記シミュレーション装置は、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応している場合、対応する前記動作指令に応じて実行する搬送動作をシミュレーションするようになっていることを特徴とするシミュレーションシステム。
【請求項２】
前記シミュレーション装置は、前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置を入力可能になっており、搬送動作をシミュレーションする際に、入力された前記干渉部材の位置に基づいて前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作をシミュレーションするようになっていることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーションシステム。
【請求項３】
前記シミュレーション装置は、前記搬送ロボットの搬送動作を表示する表示部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシミュレーションシステム。
【請求項４】
半導体製造設備に備わる処理装置に半導体ウェハを搬送する搬送ロボットが動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にてシミュレーションさせるためのプログラムであって、
半導体製造設備に備わる処理装置の処理動作を制御する制御装置から前記搬送ロボットに送信して前記搬送ロボットの搬送動作を制御する制御指令が通信手段を介してシミュレーション装置に送信されると、送信された前記制御指令が前記動作指令に対応する場合、対応する前記動作指令に応じて実行される搬送動作をシミュレーション装置にシミュレーションさせるようになっていることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
前記搬送動作のシミュレーション時において、前記シミュレーション装置に入力される前記半導体製造設備に備わる干渉部材の位置に基づいて、前記干渉部材が配置される半導体製造設備内における搬送ロボットの搬送動作を前記シミュレーション装置にシミュレーションさせることを特徴とする請求項４に記載のプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２１４５５６（Ｐ２０１０−２１４５５６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５７０５（Ｐ２００９−６５７０５）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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