晶圆尺寸可在线调整的预对准装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及自动化控制技术领域，具体公开一种晶圆尺寸可在线调整的预对准装置。本发明专利技术包括：预对准机，控制板，偏心计算模块，缺口位置计算模块，机械手晶圆补偿模块；偏心计算模块，用于计算所述预对准机上晶圆偏心角；缺口位置计算模块，用于确定晶圆缺口；机械手晶圆补偿模块，用于根据偏心角及缺口信息，求得晶圆补偿量；控制板根据所述机械手晶圆补偿模块的补偿量控制所述机械手对晶圆进行补偿，并调整CCD位置。本发明专利技术利用检测设置改变CCD的位置，适应直径200及直径300两种晶圆，解决以往预对准机无法兼容不同大小晶圆的问题，实现一台机器传送不同大小晶圆的功能，晶圆切换的同时，算法也随之切换以保证圆心及缺口计算的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化控制
，特别涉及一种晶圆尺寸可在线调整的预对准装置。
技术介绍
在晶圆搬运过程中需要一种预对准装置--prealigner，其作用是把机器人搬运过来的晶圆进行缺口对准，并计算给出晶圆的中心位置，指导机器人补偿偏移，取走晶圆。预对准装置通过CCD扫描晶圆，通过采集的晶圆边缘数据计算出晶圆的圆心与缺口的位置；将缺口对准到指定的方向上，并将圆心的位置发送给机械手。目前，市面上晶圆种类繁多、大小不一，而一般的预对准装置只能计算一种大小、类型的晶圆。当生产两批不同大小的晶圆时，就需要两套设备，由于预对准装置属于精密仪器，其与机器人的相对位置必须保持固定不变，才能正常运行。因此当生产大小不同晶圆时，不可单独更换预对准装置，必须更换整套机器人，这给生产带来大大的不变，而且增加了巨大的成本。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有晶圆预对准技术的缺陷，提高预对准适应范围，提供一种晶圆尺寸可在线调整的预对准装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，包括：预对准机，控制板，偏心计算模块，缺口位置计算模块，机械手晶圆补偿模块；所述偏心计算模块，用于计算所述预对准机上晶圆偏心角；所述缺口位置计算模块，用于确定晶圆缺口；所述机械手晶圆补偿模块，用于根据偏心角及缺口信息，求得晶圆补偿量；所述控制板根据所述机械手晶圆补偿模块的补偿量控制所述机械手对晶圆进行补偿，并调整CCD位置。一些实施例中，所述补偿采用标定获得。一些实施例中，所述标定包括坐标系相对方向标定单元和坐标系相对位置标定单元。一些实施例中，所述坐标系相对方向标定单元为，所述预对准机上的真空吸盘带动晶圆圆心转至任意位置B，并计算出偏心量d；将所述机械手转至接近晶圆圆心当前的偏置位置A；所述机械手将晶圆托起沿方向移动距离d至位置A’，放下晶圆；计算偏心量d’＝B’O，则得到等腰三角形BOB’，求角t＝∠B’BO其中，t=arccos(2·d2-d′22·d2)=arccos(1-12·(d′d)2)]]>依据所述顶角t及机械手坐标轴x’o’y’下的姿态位置，求得所述机械手坐标系相对于预对准机坐标系下的方向。一些实施例中，所述坐标系相对位置标定单元为，所述预对准机计算晶圆起始点在预对准坐标系XOY下的位置B；所述控制板驱动所述机械手带动晶圆转动已知角度t＝∠AO’A’；所述预对准机计算晶圆起始点在预对准坐标系XOY下的位置B’；根据等腰三角形BO’B’的顶角t及底边上的两个顶点B、B’在预对准机坐标系下的位置，求得机械手的坐标原点在预对准机坐标系下的位置。一些实施例中，还包括时间控制模块，用于控制晶圆边缘数据的采集时间和晶圆的交接时间。一些实施例中，所述预对准机为2轴摩擦式预对准机。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过检测设置改变CCD的位置，适应直径200及直径300两种晶圆，解决以往预对准机无法兼容不同大小晶圆的问题，实现一台机器传送不同大小晶圆的功能，晶圆切换的同时，算法也随之切换以保证圆心及缺口计算的准确性。进一步地，改进与机械手配合的方法，提高预对准机的精度，并可稳定可靠的运行。附图说明图1为根据本专利技术一个实施例的机械手与预对准机相互标定示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。参考图1上述，本专利技术的晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，包括：预对准机，控制板，偏心计算模块，缺口位置计算模块，机械手晶圆补偿模块。控制板支持两路电机控制，将两个Elmo驱动器整合到一块控制板上，使用一块DSP、一块CPLD、一块片外RAM和一块EEPROM，提供足够的输入输出IO通道。上述偏心计算模块，用于计算上述预对准机上晶圆偏心角；通过标定来补偿转轴偏置对偏心角计算带来的固定转角偏差。圆拟合算法：当转轴与CCD传感器边界距离存在误差时，不论误差大小如何改变(零除外)，当不考虑其他误差时，用回转半径法得到的点集必不在同一个圆上，但是所得到的连续曲线(近似圆)的形心不改变，且都与晶圆圆心相同。在实际应用中此误差必定存在，因此，若拟合晶圆的圆心，优选是拟合曲线(近似圆)的形心。对曲线形心的拟合精度取决于采集到的曲线上的点的精度以及点的个数；另一方面，若曲线近似圆的程度较高，则利用圆拟合的方法在所测得的点存在误差及点的数量有限时也可得到较高的精度。首先根据采集到的点的实际分布情况，将由回转半径法得到的各个点的坐标所组成的点集S代入到圆度评价函数H(S)中得到曲线的圆度，依此来判断是否采用圆拟合的方法(如最小二乘法)。上述缺口位置计算模块，用于确定晶圆缺口；与偏心计算相同，转轴偏置对缺口位置计算带来的误差也通过标定来进行补偿。首先通过一阶差分法找到缺口区域，再进行缺口顶点位置的识别。最值法适合采集到的点较多且点与点之间的区分度较好的情况；曲线拟合法适合采集到的点集与缺口实际曲线吻合度较高的情况。实际根据CCD的精度及实际采用的采点数，因此，通过进行实验来判断新样机能够采到的点数的上限，再对CCD精度进行测试，得到最佳的采点方式，根据采集到的点的分布情况来最终确定缺口的识别。上述机械手晶圆补偿模块，用于根据偏心角及缺口信息，求得晶圆补偿量；机械手对晶圆偏心的补偿方式涉及到晶圆缺口的识别方式：缺口识别在偏心补偿之后或缺口识别与偏心识别同时进行。前者--先对心再找缺口，是机械手每次以固定方向对晶圆偏心进行补偿，并在固定位置(晶圆转动中心)取片；后者--一次检测出偏心和缺口，机械手直接取走，是机械手每次根据计算的晶圆偏心与缺口位置来确定取片位置，后者比前者少一次对晶圆的接触，但无法补偿CCD测量误差对晶圆偏心角计算的影响，晶圆偏心角的识别误差会随着偏心量大小改变。在实际应用中机械手是否能较准确的将晶圆圆心放置在转动中心上，采用实验的方法，当机械手对晶圆偏心进行补偿后，由aligner(对准)对补偿后的晶圆再次进行偏心识别，若偏心量小于0.1mm，则认为此方法可行，即当晶圆残留偏心量小于0.1mm时对缺口识别的影响将较小。上述控制板根据上述机械手晶圆补偿模块的补偿量控制上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，其特征在于，包括：预对准机，控制板，偏心计算模块，缺口位置计算模块，机械手晶圆补偿模块，CCD；所述偏心计算模块，用于计算所述预对准机上晶圆偏心角；所述缺口位置计算模块，用于确定晶圆缺口；所述机械手晶圆补偿模块，用于根据偏心角及缺口信息，求得晶圆补偿量；所述控制板根据所述机械手晶圆补偿模块的补偿量控制所述机械手对晶圆进行补偿，并调整CCD位置。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，其特征在于，包括：预对准
机，控制板，偏心计算模块，缺口位置计算模块，机械手晶圆补偿模块，CCD；
所述偏心计算模块，用于计算所述预对准机上晶圆偏心角；
所述缺口位置计算模块，用于确定晶圆缺口；
所述机械手晶圆补偿模块，用于根据偏心角及缺口信息，求得晶圆补偿量；
所述控制板根据所述机械手晶圆补偿模块的补偿量控制所述机械手对晶圆
进行补偿，并调整CCD位置。
2.如权利要求1所述的晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，其特征在于，
所述补偿采用标定获得。
3.如权利要求2所述的晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，其特征在于，
所述标定包括坐标系相对方向标定单元和坐标系相对位置标定单元。
4.如权利要求3所述的晶圆尺寸可在线调整的预对准装置，其特征在于，
所述坐标系相对方向标定单元为，
所述预对准机上的真空吸盘带动晶圆圆心转至任意位置B，并计算出偏心
量d；
将所述机械手转至接近晶圆圆心当前的偏置位置A；
所述机械手将晶圆托起沿方向移动距离d至位置A’，放下晶圆；计算
偏心量d’＝B’O，则得到等腰三角形BOB’...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩策，邹风山，徐方，陈守良，宋吉来，刘晓帆，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21