預對準機的標定方法

2023-08-06 11:56:36 6

專利名稱：預對準機的標定方法
技術領域：
本發明涉及一種預對準機的標定方法，特別是一種確定預對準機與機械手坐標系相對位置的標定方法。
背景技術：
隨著工業的發展，大量的自動化工具引入工業生產中，例如在晶圓的組裝過程中，首先是識別晶圓的缺口，而現有技術是採用真空吸附式單軸預對準機，單軸預對準機使用時都需要與機械手共同來完成對晶圓的預對準(識別晶圓圓心及缺口或切邊位置並使缺口或切邊朝向某一預設的方向)，並且大多採用真空吸附式機械手。當預對準機識別出晶圓圓心後，應由機械手調整晶圓位置，使預對準機上真空吸盤的轉軸通過晶圓圓心。若此時不知道預對準機與機械手坐標系的相對位置信息(方向和距離)，則系統將無法給機械手指令指示其對晶圓做出準確的調整，預對準結束後也無法得知晶圓在機械手上的確切位置，預對準將失去意義。

發明內容
鑑於以上內容，有必要提供一種方便準確的預對準機的標定方法。一種預對準機的標定方法，所述標定方法包括:一機械手將一晶圓放置在一預對準機上；所述機械手和預對準機坐標系相對方向的確定，包括步驟:所述晶圓的圓心處於所述預對準機所在的一第一坐標系中的一第一位置點，所述預對準機使所述晶圓旋轉一周，所述預對準機識別出所述第一位置點在所述第一坐標系中的坐標，記為(xl, yl),所述機械手驅使所述晶圓沿所述機械手所在的一第二坐標系的橫軸方向移動一定長度的距離，記為AX，所述晶圓的圓心從所述第一位置點到達一第二位置點，所述預對準機識別出所述第二位置點在所述第一坐標系中的坐標，記為(x2，y2)，計算第一位置點與第二位置點的連線與所述第一坐標系的橫軸之間的夾角，所述夾角即為所述第一坐標系與所述第二坐標系的相對方向，記為Z 9，所述Z 0即為所述機械手與預對準機坐標系的相對方向；所述機械手調整晶圓位置，對晶圓進行預對準。在一實施方式中，所述標定方法還包括:所述機械手和預對準機坐標系相對位置的確定，包括步驟:所述機械手將所述晶圓放置在所述預對準機上，所述晶圓的圓心位置位於所述第一坐標系的一第四位置點，所述預對準機識別出所述第四位置點在所述第一坐標系中的第四坐標值，所述機械手驅使所述晶圓繞所述第二坐標系的原點轉動一第一角度，使所述晶圓的圓心到達所述第一坐標系中一第五位置，
所述預對準機識別所述第五位置在所述第一坐標系中的第五坐標值，所述機械手驅使所述晶圓繞所述第二坐標系的原點轉動一第二角度，使所述晶圓的圓心到達所述第一坐標系中一第六位置，所述預對準機識別所述第六位置在所述第一坐標系中的第六坐標值，由所述第四、五、六位置的坐標計算出所述第二坐標系的原點在所述第一坐標系中的坐標，得到所述第二坐標系的原點與所述第一坐標系的原點之間的距離，得到所述機械手和預對準機坐標系的相對位置。在一實施方式中，所述機械手驅使所述晶圓繞所述第二坐標系的原點轉動第七角
度、第八角度......第N角度，所述預對準機識別出所述晶圓的圓心位置在第一坐標系中
的第七坐標值、第八坐標值......第N坐標值；任取所述第四坐標值、第五坐標值......第N坐標值中三個位置的坐標值；通過圓擬合方法求出第二坐標系的原點在所述預對準機的第一坐標系中的坐標值。第二坐標系的原點在所述預對準機的第一坐標系中的坐標值即為所述機械手與所述預對準機的坐標系的相對位置。在一實施方式中，所述圓擬合方法採用最小二乘法。在一實施方式中,所述夾角的計算公式為Z 0 = arctan (y2-yl)/(x2_xl)。在一實施方式中，計算所述夾角的方法還可通過以下步驟:假設所述晶圓的圓心沿所述第一坐標系的橫軸移動AX距離會到達一第三位置；所述預對準機識別所述第三位置在所述第一坐標系中的坐標，則所述第三位置的坐標為(xl+AX, yl)；連接所述第一位置點、所述第二位置點及所述第三位置點，形成一以AX為腰的等腰三角形，且所述第一位置點與所述第二位置點之間的長度等於AX，記為b，所述第一位置點與所述第三位置點的長度等於AX，記為a，則所述第一位置點與所述第三位置點的長度記為c，則
權利要求
1.一種預對準機的標定方法，其特徵在於，所述標定方法包括: 一機械手將一晶圓放置在一預對準機上； 所述機械手和預對準機坐標系相對方向的確定，包括步驟: 所述晶圓的圓心處於所述預對準機所在的一第一坐標系中的一第一位置點，所述預對準機使所述晶圓旋轉一周，所述預對準機識別出所述第一位置點在所述第一坐標系中的坐標，記為(xl, yl), 所述機械手驅使所述晶圓沿所述機械手所在的一第二坐標系的橫軸方向移動一定長度的距離，記為AX，所述晶圓的圓心從所述第一位置點到達一第二位置點， 所述預對準機識別出所述第二位置點在所述第一坐標系中的坐標，記為(x2，y2)， 計算第一位置點與第二位置點的連線與所述第一坐標系的橫軸之間的夾角，所述夾角即為所述第一坐標系與所述第二坐標系的相對方向，記為Z 9， 所述Z 9即為所 述機械手與預對準機坐標系的相對方向； 所述機械手調整晶圓位置，對晶圓進行預對準。
2.如權利要求1所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，所述標定方法還包括: 所述機械手和預對準機坐標系相對位置的確定，包括步驟: 所述機械手將所述晶圓放置在所述預對準機上，所述晶圓的圓心位置位於所述第一坐標系的一第四位置點， 所述預對準機識別出所述第四位置點在所述第一坐標系中的第四坐標值， 所述機械手驅使所述晶圓繞所述第二坐標系的原點轉動一第一角度，使所述晶圓的圓心到達所述第一坐標系中一第五位置， 所述預對準機識別所述第五位置在所述第一坐標系中的第五坐標值， 所述機械手驅使所述晶圓繞所述第二坐標系的原點轉動一第二角度，使所述晶圓的圓心到達所述第一坐標系中一第六位置， 所述預對準機識別所述第六位置在所述第一坐標系中的第六坐標值， 由所述第四、五、六位置的坐標計算出所述第二坐標系的原點在所述第一坐標系中的坐標，得到所述第二坐標系的原點與所述第一坐標系的原點之間的距離， 得到所述機械手和預對準機坐標系的相對位置。
3.如權利要求2所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，由所述第四、五、六位置的坐標計算出所述第二坐標系的原點在所述第一坐標系中的坐標。
4.如權利要求2所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，所述機械手和預對準機坐標系相對位置的確定，還包括步驟: 所述機械手驅使所述晶圓繞所述第二坐標系的原點轉動第七角度、第八角度......第N角度，所述預對準機識別出所述晶圓的圓心位置在第一坐標系中的第七坐標值、第八坐標值......第N坐標值； 任取所述第四坐標值、第五坐標值......第N坐標值中三個位置的坐標值； 通過圓擬合方法求出第二坐標系的原點在所述預對準機的第一坐標系中的坐標值。第二坐標系的原點在所述預對準機的第一坐標系中的坐標值即為所述機械手與所述預對準機的坐標系的相對位置。
5.如權利要求4所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，所述圓擬合方法採用最小二乘法。
6.如權利要求1所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，計算所述夾角的方法為計算第一位置點與第二位置點的連線與所述第一坐標系的橫軸之間的斜率。
7.如權利要求5所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，所述夾角的計算公式為Z 9 = arctan(y2-yl)/ (x2_xl)。
8.如權利要求1所述的預對準機的標定方法，其特徵在於，計算所述夾角的方法還可通過以下步驟: 假設所述晶圓的圓心沿所述第一坐標系的橫軸移動AX距離會到達一第三位置； 所述預對準機識別所述第三位置在所述第一坐標系中的坐標，則所述第三位置的坐標為(xl+AX，yl)； 連接所述第一位置點、所述第二位置點及所述第三位置點，形成一以AX為腰的等腰三角形，且所述第一位置點與所述第二位置點之間的長度等於AX，記為b，所述第一位置點與所述第三位置點的長度等於AX，記為a，則所述第一位置點與所述第三位置點的長度記為C，
全文摘要
一種預對準機的標定方法，一機械手將一晶圓放置在一預對準機上；所述機械手和預對準機坐標系相對方向的確定，包括步驟機械手將晶圓放置在預對準機上，晶圓的圓心處於預對準機所在的一第一坐標系中的一第一位置點；預對準機識別第一位置點在第一坐標系中的坐標；機械手驅使晶圓沿機械手所在的一第二坐標系的橫軸方向移動一距離，晶圓的圓心到達一第二位置點；預對準機識別出第二位置點在第一坐標系中的坐標；計算第一位置點與第二位置點的連線與第一坐標系的橫軸之間的夾角，即為第一坐標系與第二坐標系的相對方向；所述機械手調整晶圓位置，對晶圓進行預對準。
文檔編號G01B21/00GK103199022SQ20121000210
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者曲道奎, 徐方, 張鵬, 溫燕修, 李學威, 孫義田, 鄭鋆, 王魯非 申請人:瀋陽新松機器人自動化股份有限公司