工件传输定位系统及方法技术方案

一种工件传输定位系统及方法，该工件传输定位系统包括：标定环、第一图像采集装置和控制器，标定环用于标定机械手片叉与预对准机构及工件台沿X/Y向的交接工位，第一图像采集装置用于在机械手片叉携带工件在预对准机构上方、片槽中及工件台上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像；控制器用于控制机械手片叉运动、分析第一图像采集装置采集到的图像、确定机械手片叉与预对准机构、片槽及工件台沿Z向的交接工位，并存储标定得到的机械手片叉与预对准机构沿X/Y/Z向的交接工位、机械手片叉与工件台沿X/Y/Z向的交接工位、及机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位。上述工件传输定位系统及方法能够提高机械手片叉工位标定的准确性。

【技术实现步骤摘要】
工件传输定位系统及方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种工件传输定位系统及方法。
技术介绍
一般地，光刻设备普遍采用机械手在片库、预处理机构和工件台之间传输硅片。为保证硅片传输精度，需要预先标定机械手的交接工位，具体交接工位包括机械手片叉与预处理机构交接工位、机械手片叉与工件台交接工位，及机械手片叉与片库各个片槽的交接工位，各个交接工位的标定主要涉及空间直角坐标系中沿Rx/Ry/X/Y/Z五个自由度方向上的工位标定。标记机械手的交接工位时，先标定机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台相对水平Rx/Ry自由度方向上的工位，再进行机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台在X/Y/Z方向上的工位标定。传统技术中通过人工标定机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台沿X/Y向的工位；机械手片叉与预对准机构、机械手片叉与片槽，及机械手片叉与工件台的Z向工位标定主要采用真空检测判断的方式。人工标定方式存在人为误差大和工位标定不准确的问题；并且，采用真空检测Z向工位标定方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工件传输定位系统，其特征在于，包括：/n标定环，用于标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位，和/或所述机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；/n第一图像采集装置，安装在所述机械手片叉上，用于在所述机械手片叉携带工件在所述预对准机构上方、片槽中及所述工件台上方的至少一个中沿Z向运动的过程中采集所述工件的图像；以及/n控制器，分别与所述机械手片叉和所述第一图像采集装置连接，具体包括：/n控制单元，用于控制所述机械手片叉运动；/n图像分析单元，用于分析第一图像采集装置采集到的图像，确定所述机械手片叉与所述预对准机构沿Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位，及所述机...

【技术特征摘要】
1.一种工件传输定位系统，其特征在于，包括：
标定环，用于标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位，和/或所述机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；
第一图像采集装置，安装在所述机械手片叉上，用于在所述机械手片叉携带工件在所述预对准机构上方、片槽中及所述工件台上方的至少一个中沿Z向运动的过程中采集所述工件的图像；以及
控制器，分别与所述机械手片叉和所述第一图像采集装置连接，具体包括：
控制单元，用于控制所述机械手片叉运动；
图像分析单元，用于分析第一图像采集装置采集到的图像，确定所述机械手片叉与所述预对准机构沿Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位，及所述机械手片叉与所述工件台沿Z向的交接工位中的至少一个；
存储单元，用于存储标定得到的所述机械手片叉与所述预对准机构沿X/Y/Z向的交接工位、所述机械手片叉与所述工件台沿X/Y/Z向的交接工位，及所述机械手片叉与所述片槽沿Z向的交接工位中的至少一个标定得到的交接工位。


2.根据权利要求1所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述标定环包括相互连接的定位轴和卡环，所述定位轴和所述卡环同心设置，所述定位轴的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同，所述卡环的内径与所述预对准机构的旋转盘的外径及所述工件台的支撑盘的外径相同。


3.根据权利要求1所述的工件传输定位系统，其特征在于，还包括：片槽标定工装，所述片槽标定工装用于标定所述机械手片叉与所述片槽沿X/Y向的交接工位。


4.根据权利要求3所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装包括第二图像采集装置，所述第二图像采集装置设置在所述片槽上，且所述第二图像采集装置与所述图像分析单元连接；所述第二图像采集装置用于采集位于片槽中的所述工件的边缘图像，并将采集到的所述工件的边缘图像发送至所述图像分析单元，所述图像分析单元根据接收到所述工件的边缘图像进行拟合运算及偏差校准处理，确定所述机械手片叉与所述片槽沿X/Y向的交接工位。


5.根据权利要求4所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装还包括线光源，所述线光源设置在所述片槽上，且所述线光源位于所述第二图像采集装置两侧。


6.根据权利要求4所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置均为CCD相机。


7.根据权利要求3所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装包括工装本体和第一定位环，所述工装本体的一端设置有端部具有定位圆弧的定位部，所述第一定位环设置在所述定位部上，所述第一定位环的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同。


8.根据权利要求7所述的工件传输定位系统，其特征在于，所述片槽工位标定工装还包括第二定位环，所述第二定位环设置在所述工装本体上与所述定位部相对的另一端，所述第二定位环的外径与所述机械手片叉的内圈直径相同。


9.根据权利要求7或8所述的工件传输定位系统，其特征在于，沿所述工装本体的长度方向，所述第一定位环的圆心和所述定位圆弧的圆心之间的距离为2mm。


10.一种工件传输定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采用标定环标定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位；
S2，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位；
S4，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在片槽中沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与片槽沿Z向的交接工位；
S5，采用标定环标定机械手片叉与工件台沿X/Y向的交接工位；
S6，通过第一图像采集装置在机械手片叉携带工件在工件台上方沿Z向运动的过程中采集工件的图像，并分析第一图像采集装置采集到的图像，确定机械手片叉与工件台沿Z向的交接工位。


11.根据权利要求10所述的工件传输定位方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
S11，将标定环通过卡环套在预对准机构的旋转盘上；
S12，移动机械手片叉，使机械手片叉的内圈与标定环的定位轴贴紧；
S13，存储机械手片叉的X/Y向坐标，确定机械手片叉与预对准机构沿X/Y向的交接工位。


12.根据权利要求10的所述工件传输定位方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
S21，机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向以预设步距由上向下运动；
S22，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S23，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S24，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉向上运动一个步距，并通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元；
S25，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则存储当前位置机械手片叉的坐标，确定机械手片叉与预对准机构沿Z向的交接工位。


13.根据权利要求12的所述工件传输定位方法，其特征在于，预设步距包括预设第一步距和预设第二步距，预设第一步距大于预设第二步距；其中，
步骤S21包括：机械手片叉关真空，机械手片叉携带工件在预对准机构上方沿Z向以预设第一步距由上向下运动；
步骤S24和步骤S25之间还包括以下步骤：
S241，图像分析单元分析第一图像采集装置采集的图像，判断图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的校准视场位置与历史视场位置是否相同，如果校准视场位置与历史视场位置相同，则确认当前位置机械手片叉的坐标为粗标定位；
S242，机械手片叉携带工件沿Z向由粗标定位以预设第二步距向下运动，机械手片叉携带工件每运动一步，第一图像采集装置采集一张工件的图像并将采集到的图像发送至图像分析单元；
S243，图像分析单元分析第一图像采集装置采集到的图像，判断当前图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的当前视场位置与上一张图像中硅片在第一图像采集装置的视场中的历史视场位置是否相同；
S244，如果当前视场位置与历史视场位置不同，则控制机械手片叉以预设第二步距向上运动一个步距，通过第一图像采集装置采集工件的图像发送至图像分析单元并执行步骤S25。


14.根据权利要求10的所述工件传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，夏海，杨金国，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31