【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，尤其涉及一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统。
技术介绍
1、在半导体晶圆的搬运和装载过程中，晶圆的吸取和放置是关键环节。通常，吸嘴通过真空来产生负压，将晶圆从料盒中拾取，并移动至目标位置。
2、然而，在拾取过程中，由于吸嘴堵塞、吸力不足或晶圆表面异物等原因，有时会导致吸取失败。如果晶圆没有被成功拾取但传送系统仍然继续操作，可能会造成设备损伤、晶圆破损甚至导致生产暂停。因此，在半导体制造中，需要一种方法能够实时监控吸嘴的流量状态，从而判断是否成功拾取晶圆，并将判断结果反馈至控制系统，以实现自动化操作和错误控制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中无法判断晶圆是否成功拾取的问题，而提出的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，包括吸嘴流量监测模块、数据采集模块、数据处理模块、反馈控制模块、通信模块、报警模块、电源管理模块、流量传感器精度分析模块和流量异常检测模块，所述吸嘴流量监测模块包括流量传感器接口、初始流量校准单元、流量信号放大与滤波、流量稳定性监测单元，所述吸嘴流量监测模块用于实时监测吸嘴的气体流量，包括拾取前后的流量变化，以识别晶圆的拾取状态；
4、所述数据采集模块包括数据采集控制器、采样率调整单元、数据缓存器、时间戳记录单元，所述数据采集模块用于采集吸
5、所述数据处理模块包括数据去噪单元、滤波算法处理器、数据标准化单元、异常流量标记器，所述数据处理模块用于分析采集数据以判断晶圆拾取状态，包括流量均值、流量差值、波动情况等计算；
6、判断依据包括流量差值计算、标准差与方差计算和吸取成功概率的贝叶斯计算，流量差值计算用于计算吸嘴在无晶圆和有晶圆状态下的流量差值判断拾取成功与否：
7、δq＝qnowafer-qactual
8、若δq＞ε，则判断为吸取失败；否则为成功；
9、标准差与方差计算为排除流量数据中的随机噪声，使用采集数据的标准差和方差计算流量波动范围：
10、
11、其中，n为采样数，qi为第i次采样值，为平均流量。流量波动超出容差范围，视为吸取异常；
12、通过贝叶斯公式结合流量差值和标准差，计算吸取成功的概率p(success|q)：
13、
14、其中p(success)为吸取成功的先验概率，p(success)为流量在成功状态下的概率密度函数，p(q)为流量的总概率；
15、所述反馈控制模块包括pid控制单元、反馈增益调整单元、响应时延优化器、压力补偿控制单元，所述反馈控制模块用于根据判断结果，反馈控制模块对传送系统进行自吸动控制，使用pid控制算法调节吸嘴负压；
16、反馈控制中，pid控制器根据误差信号e(t)调整负压p(t)，其控制方程如下：
17、
18、其中kp、ki、kd为pid控制器的比例、积分和微分增益，e(t)＝qtarget-qactual为流量误差。pid控制器根据误差实时调节吸力，确保系统稳定性；
19、所述通信模块包括数据传输单元、报警信息传送器、通信协议处理器、状态反馈单元，所述通信模块用于实时反馈系统状态和拾取结果，提供与外部设备的通信功能，将拾取状态数据和控制信息传输至监控终端；
20、所述报警模块包括异常流量报警单元、拾取失败报警器、多级报警系统、历史报警记录器，所述报警模块用于发出声光信号警示；
21、所述电源管理模块包括电源调节单元、备用电源管理、电源监测单元、电源故障报警器，所述电源管理模块负责系统的供电；
22、所述流量传感器精度分析模块包括数据存储模块，所述数据存储模块包括流量数据存储器、报警记录存储器、配置参数存储单元、数据备份单元，所述流量传感器精度分析模块用于确保流量检测的精度，流量传感器应满足以下不确定度条件，基于流量均方根误差(rms)计算不确定度u：
23、
24、其中qi为流量测量值，qtarget为理想流量值，qtarget为采样次数。此公式用于评估测量误差和流量检测精度；
25、所述流量异常检测模块包括流量差值计算器、贝叶斯异常检测器、控制图分析器、自动阈值调整单元，所述流量异常检测模块利用控制图法检测异常流量波动，选用均值和极差控制图，分别用均值q和极差r表示：
26、
27、r＝qmax-qmin
28、若均值q超出设定控制限，则视为流量异常。此检测方法用于判别拾取过程中的突发性失效。
29、优选地，所述流量传感器接口用于连接吸嘴流量传感器，负责实时采集流量信号；
30、初始流量校准单元用于在系统启动时校准流量基准，设置无晶圆拾取状态的基准流量；
31、流量信号放大与滤波用于对采集的流量信号进行放大和滤波，以去除环境噪声干扰；
32、流量稳定性监测单元用于监控吸嘴流量的稳定性。
33、优选地，所述数据采集控制器用于控制数据采集频率和时间；
34、采样率调整单元用于根据吸嘴操作的不同阶段动态调整采样率；
35、数据缓存器用于暂存采集到的流量数据；
36、时间戳记录单元用于对每次采集的数据打上时间戳，用于对流量变化的时间序列进行分析。
37、优选地，所述数据去噪单元用于对采集的数据进行去噪处理；
38、滤波算法处理器用于采用特定的滤波算法处理流量数据；
39、数据标准化单元用于将处理后的数据标准化；
40、异常流量标记器用于标记明显偏离基准流量的异常数据。
41、优选地，所述pid控制单元用于使用基于pid控制算法调节吸嘴的负压值；
42、反馈增益调整单元用于根据实时流量数据调整pid控制的增益；
43、响应时延优化器用于在拾取过程中降低反馈时延；
44、压力补偿控制单元用于在拾取失败或流量异常情况下对吸嘴压力进行补偿调整。
45、优选地，所述数据传输单元用于将采集和处理后的数据传输到上位机或远程监控系统；
46、报警信息传送器用于在检测到异常时向上位机发送报警信号；
47、通信协议处理器支持多种通信协议；
48、状态反馈单元用于实时反馈系统状态和拾取结果。
49、优选地，异常流量报警单元用于当流量数据超出正常范围时触发报警；
50、拾取失败报警器用于在检测到拾取失败时发出报警提醒；
51、多级报警系统设置多级报警，便于操作员分级处理；
52、历史报警记录器用于记录每次报警信息。
53、优本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，包括吸嘴流量监测模块、数据采集模块、数据处理模块、反馈控制模块、通信模块、报警模块、电源管理模块、流量传感器精度分析模块和流量异常检测模块，其特征在于，所述吸嘴流量监测模块包括流量传感器接口、初始流量校准单元、流量信号放大与滤波、流量稳定性监测单元，所述吸嘴流量监测模块用于实时监测吸嘴的气体流量，包括拾取前后的流量变化，以识别晶圆的拾取状态；
2.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述流量传感器接口用于连接吸嘴流量传感器，负责实时采集流量信号；
3.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述数据采集控制器用于控制数据采集频率和时间；
4.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述数据去噪单元用于对采集的数据进行去噪处理；
5.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述PID控制单元用于使用基于PID控制
6.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述数据传输单元用于将采集和处理后的数据传输到上位机或远程监控系统；
7.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，异常流量报警单元用于当流量数据超出正常范围时触发报警；
8.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，电源调节单元用于根据不同模块的需求动态调节电源电压和电流；
9.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述流量数据存储器用于将每次采集到的流量数据存储在内存中，便于后续分析和回放；
10.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，流量差值计算器根据当前流量数据与基准流量的差值判断异常情况；
...【技术特征摘要】
1.一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，包括吸嘴流量监测模块、数据采集模块、数据处理模块、反馈控制模块、通信模块、报警模块、电源管理模块、流量传感器精度分析模块和流量异常检测模块，其特征在于，所述吸嘴流量监测模块包括流量传感器接口、初始流量校准单元、流量信号放大与滤波、流量稳定性监测单元，所述吸嘴流量监测模块用于实时监测吸嘴的气体流量，包括拾取前后的流量变化，以识别晶圆的拾取状态；
2.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述流量传感器接口用于连接吸嘴流量传感器，负责实时采集流量信号；
3.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述数据采集控制器用于控制数据采集频率和时间；
4.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆自动拾取与反馈控制系统，其特征在于，所述数据去噪单元用于对采集的数据进行去噪处理；
5.根据权利要求1所述的一种基于吸嘴流量监控的晶圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵学灵，杨运宏，周伟，
申请(专利权)人：苏州桓旭半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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