调度多机器人加工系统技术方案

一种机器人制造系统，可以包括多个机器人，用于在制造工艺中的一系列级之间传送材料。为了提供改善的效率，这些机器人的每一个可以根据操作的逆工艺流程、周期调度来独立操作。

Scheduling multi robot machining system

A robot manufacturing system may include a plurality of robots for transferring material between a series of stages in a manufacturing process. In order to provide improved efficiency, each of these robots can operate independently according to the reverse process flow of the operation and periodic scheduling.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及加工系统，以及更具体地说，涉及多机器人加工系统的调度。
技术介绍
现代的制造系统通常使用机器人来自动化加工。这些机器人系统能提供多个好处，诸如增加产量和精度。在半导体制造中，机器人系统允许复杂电子设备的制作。因为与半导体制造系统有关的成本和最终产品的值，这些系统的主要目标是最大化生产量。
技术实现思路
根据本专利技术，提供用于调度多机器人加工系统的技术。根据特定实施例，与其他技术相比，这些技术增加机器人系统的生产量。根据特定实施例，用于加工半导体晶片的制造系统包括输入缓冲器，用于保持用于在系统中加工的晶片，输出缓冲器，用于保持系统中加工过的晶片，以及多个级，每个用来执行用于加工晶片的顺序中的一个加工步骤，每一级具有一个或多个台，每个台用来执行用于该级的加工。该系统还包括多个机器人，用于在各级、输入缓冲器和输出缓冲器之间传送晶片，每个机器人被指定级的一些，并用来根据按逆步骤顺序服务指定级的确定的调度来服务各级。本专利技术的实施例提供各种技术好处。当适当地实现这些技术时，能增强机器人系统的生产率。由于制作晶片的高值，即使平均加工时间非常的小的改进也能随时间大大地增加盈利能力。此外，某些实施例提供控制多机器人系统来防止机器人之间的碰撞。这防止加工中对机器人和/或材料的高代价损坏。本专利技术的其他技术优点从下述附图、说明书和权利要求，对本领域的技术人员来说是显而易见的。此外，尽管上面列举了具体的优点，不同实施例可以包括全部、一些或没有所列举的优点。附图说明为更全面地理解本专利技术及其优点，结合附图，现在参考下述说明书，其中图1示例说明根据本专利技术的特定实施例操作的、包括机器人单元和控制器的制造系统；图2示例说明根据特定实施例操作的、包括单个机器人操作的机器人单元的制造系统；以及图3示例说明在制造过程中，用于制造系统中的机器人服务多级的方法的流程图。具体实施例方式图1示例说明制造系统10，具有输入缓冲器12、多个加工级14和输出缓冲器16。系统10还包括多个机器人20，用于在输入12、各级14和输出16之间传送材料。在所示的实施例中，系统10包括控制器22，用于配置和处理机器人20之间的通信。通常，系统10通过机器人20在系列级14之间搬移材料，使用一系列级14来加工材料。根据特定的实施例，每个机器人20使用确定的调度来服务一个或多个级14。例如，每个机器人20可以遵循逆加工装载算法，其中，机器人20尽快地装载每个空级14，同时按与工艺流程相反的顺序服务每个级14。因为参考这些原理描述的调度算法在加工半导体晶片的制造的加工系统中很有用，下述论述将主要集中在该应用上。然而，应理解到所公开的技术可以适用和用在许多机器人制造系统中。在所述的实施例中，系统10包括十三级制造工艺，输入12用于保持未加工的晶片，以及输出16用于保持完成的晶片。每一级14包括一个或多个台18，每个台能独立地执行用于那一级14的加工。因此，系统10计划级14具有并行的台18。这允许系统设计者包括并行加工台18以防止瓶颈。例如，假定两级系统，其中，第二级采用第一级的两倍长。在这种情况下，在第二级内使用两个并行台能有助于防止由不同加工时间引起的瓶颈。在该图中，级14被指定标记A-M，相应地标记每一级14内的台18。因此，例如，级A包括台A1和台A2。为该示例，假定制造工艺从级A开始，以及通过连续字母直到级M。在第一级14内，每个台18提供材料，诸如正被加工的半导体晶片的装载和卸载。因此，例如，机器人20中的一个可以处理一个或多个台18的装载和卸载。然而，在多机器人加工系统中，诸如所示的实施例，可以通过多于一个机器人20来装载和/或卸载一些级14和/或台18。因此，例如，可以指定一个机器人20装载台C1和C2，而指定另一机器人20卸载这些台。具有多个指定的机器人20的这些级14可以被称为共用级。在许多方面中，输入12和输出16可以被机器人20视为附加级14。然而，输入12可以仅要求卸载，以及类似地，输出16可以仅要求由机器人20装载。在所示的实施例中，系统10包括三个机器人20，执行材料处理功能，包括装载、卸载和在物理位置之间传送晶片。这些机器人20的每一个表示任何适当的机械装置，包括任何适当的控制逻辑，能用来传输材料。在示例中，三个机器人20被标记为A、B和C。这些机器人提供通过各级14，从输入12至输出16移动材料。根据具体实施例，每个机器人20被指定装载特定级14和卸载特定级14。为该论述目的，假定下述指定机器人A卸载输入12、级A、级L和级M。机器人A还装载级A、级B、级M和输出16。机器人B卸载台B、C、D、I、J和K。机器人B还装载台C、D、E、J、K和L。机器人C卸载台E、F、G和H。机器人C还装载台F、G、H和I。该机器人指定提供四个共用级14，包括级B、级E、级I和级L。在这些共用级14的每一个中，一个机器人20装载而另一机器人20卸载。因此，例如，机器人A装载级B，而机器人B卸载级B。如将显而易见的，当输入12和输出16不一定是加工级时，机器人A可以将这些同样视为共用级。因此在加工期间，将输入12视为指定用于卸载的级，以及将输出16视为指定用于装载的级。在操作期间，机器人20可以根据通过系统10移动晶片的多个服务算法进行操作。为最大化系统10的生产量，设计者尝试使服务算法尽可能有效地使用。为提供效率，这些服务算法通常试图最小化系统10的元件内的任何空闲时间。因为即使生产量的小的增长也会显著地增加系统10的成本效率，研究者将大量时间和费用用在开发有效的服务算法上。然而，机器人20在系统10内的潜在运动的数量实际上是无穷的。因此，找出并识别有效调度算法仍然极其困难。已经提出的一种调度算法提供机器人20的运动的动态控制。根据这些算法，机器人20根据系统10的当前状态来确定它们的操作。例如，机器人20可以基于诸如台18已等待被服务的时间的信息，动态地识别将服务的台18。因为动态算法能响应系统10内的当前和变化条件，许多研究者觉得这些类型的算法提供优化机器人制造系统中的生产量的最大期望。然而，即使如此，当前动态调度算法在许多情况下远非最佳。确定的调度算法，与动态调度算法相反，提供在制造工艺中将由机器人执行的一系列预定操作。当根据确定的调度算法操作时，可以使机器人20在等待台18内的加工时偶尔引入延迟。例如，假定机器人20根据调度操作，其中，下一操作要求机器人A卸载台M1，并使晶片移进输出16中。直到台M1完成晶片的加工为止，机器人20在执行所调度的操作之前进行等待。根据特定实施例，系统10内的机器人20使用确定的调度算法，其中，每个机器人20根据周期调度进行操作。特别地，机器人20可以每个实现周期调度算法，其中，每个周期提出一系列预定操作。因此，在一些初始启动周期后，机器人20每个反复重复操作周期。在每个周期的开始和结束，系统10将处于相同的状态。即，在周期开始时，由晶片“占用”的每个台18将在周期结束时由晶片占用。通过重复操作周期，机器人20使系统10维持在稳态操作中，其中，每个周期通过系统10移动预定数目的晶片。根据特定的实施例，每个机器人20根据确定的调度进行操作，在逆工艺流程中按尽快装载的顺序服务指定级14。为示范该调度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工半导体晶片的制造系统，包括：输入缓冲器，用于保持用于在系统中加工的晶片；多个级，每个用来执行用于加工晶片的顺序中的一个加工步骤，每一级具有一个或多个台，每个台用来执行用于该级的加工；输出缓冲器，用于保持在 系统中加工过的晶片；以及多个机器人，用于在各级、输入缓冲器和输出缓冲器之间传送晶片，每个机器人被指定各级中的一些，并用来根据按相反的步骤顺序服务指定级的确定的调度来服务各级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳塔拉贾恩拉马纳，H尼尔盖斯马尔，切里汉斯瑞斯卡恩达拉杨，
申请(专利权)人：FSI国际公司，得克萨斯大学达拉斯分校，
类型：发明
国别省市：US[美国]