一种用于晶圆载体装卸的校准方法和校准系统技术方案

本发明专利技术涉及晶圆载体校准技术领域，尤其涉及一种用于晶圆载体装卸的校准方法和校准系统，该方法的步骤包括：对装载端口进行图像和垂直距离信息采集，对晶圆振动信息进行采集；对采集的图像进行预处理；提取图像中装载端口中心坐标，完成像素坐标系到世界坐标系的转换；计算世界坐标系中装载端口中心坐标与深度相机测点中心坐标之间的水平距离差值；综合水平距离差值、垂直距离信息和晶圆振动信息控制运动装置向装载端口中心坐标移动完成校准。本发明专利技术通过对晶圆载体装卸过程进行自适应校准，以便于晶圆在不同制作站之间快速运输，并综合水平距离差值、垂直距离信息和晶圆振动信息精准控制速度曲线进而减少晶圆振动，提升晶圆的稳定性。稳定性。稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于晶圆载体装卸的校准方法和校准系统


[0001]本专利技术涉及晶圆载体校准
，尤其涉及一种用于晶圆载体装卸的校准方法和校准系统。

技术介绍

[0002]晶圆在制作过程中需要在不同的制作站点之间移动，因此，常会将晶圆设置于晶圆载体中，以便于将晶圆运送至特定的制作站。在晶圆载体装卸的各种情况下，精准地校准晶圆载体和装载端口的相对位置，成为了重要的课题。目前针对晶圆载体装卸的校准过程存在无法适用不同形状的装载端口以及无法精准控制速度曲线进而减少晶圆振动的问题。
[0003]例如在公开号为CN114914185A的中国专利中公开了一种用于晶圆载体装卸的校准设备和校准方法，该方法操作机器人以在装载端口上方移动校准舱，以使得校准舱的多个激光将激光束从校准舱朝下输出到装载端口上；通过操作机器人以调整校准舱的横向位置以使所述激光束与所述装载端口的对应特征对准来确定机器人相对于装载端口的横向对准；将所确定横向对准存储在机器人配置存储器中。以上专利存在本
技术介绍
提出的问题：目前针对晶圆载体装卸过程中的校准存在无法适应不同形状的装载端口以及无法精准控制速度曲线进而减少晶圆振动的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供一种用于晶圆载体装卸的校准方法和校准系统，通过深度相机对装载端口进行图像和垂直距离信息采集，通过振动传感器对晶圆振动信息进行采集，综合水平距离差值、垂直距离信息和晶圆振动信息控制运动装置向装载端口中心坐标移动完成校准，能够在晶圆载体装卸校准过程中自适应不同形状的装载端口以及精准控制速度曲线进而减少晶圆振动。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种用于晶圆载体装卸的校准方法，包括下述步骤：
[0007]通过深度相机对装载端口进行图像和垂直距离信息采集，通过振动传感器对晶圆振动信息进行采集；
[0008]对采集的图像进行预处理，包括灰度处理、中值滤波和二值处理；
[0009]对图像进行边缘检测、轮廓拟合、中心坐标计算以及坐标系转换，提取图像中装载端口中心坐标，完成像素坐标系到世界坐标系的转换；
[0010]计算世界坐标系中装载端口中心坐标与深度相机测点中心坐标之间的水平距离差值；
[0011]综合水平距离差值、垂直距离信息和晶圆振动信息控制运动装置向装载端口中心坐标移动完成校准。
[0012]作为优选的技术方案，所述灰度处理采用平均值法，用下式表示：
[0013]Gray(i,j)＝(B(i,j)+G(i,j)+R(i,j))/3
[0014]式中Gray(i,j)表示像素点(i,j)处的灰度值，R(i,j)表示红色分量，G(i,j)表示绿色分量，B(i,j)表示蓝色分量。
[0015]作为优选的技术方案，所述中值滤波对图像进行非线性降噪，具体步骤包括：
[0016]选取当前像素点为像素中心点，在像素中心点周围设置邻域窗口；
[0017]将邻域窗口内的所有像素点的灰度值进行排序得到有序数列；
[0018]将有序数列的中值设定为像素中心点新的像素值。
[0019]作为优选的技术方案，所述二值处理将中值滤波后的图像转化为二值图像，具体步骤包括：
[0020]将中值滤波图像中的每个像素点的像素值和阈值P进行比较；
[0021]当像素值大于阈值P时，像素值设置为255；
[0022]当像素值小于阈值P时，像素值设置为0；
[0023]当像素值等于阈值P时，像素值设置为0或255中的任一值。
[0024]作为优选的技术方案，所述边缘检测用于对装载端口进行边缘特征提取，具体步骤包括：
[0025]利用高斯滤波模板与原始灰度图像卷积对图像进行平滑处理；
[0026]对平滑后的图像求每个像素点梯度的幅值和方向；
[0027]沿着梯度方向对边缘像素进行非极大值抑制，将梯度图像中局部极大值点标记为边缘点，非局部极大值点置零；
[0028]对非极大值抑制后的图像进行双阈值检测并连接，获得边缘提取结果，其中双阈值检测包括高阈值检测和低阈值检测。
[0029]作为优选的技术方案，所述轮廓拟合采用高斯函数对装载端口的轮廓信息进行拟合，拟合过程用下式表示：
[0030][0031]式中F
σ,μ,k
(x)表示预测点，μ表示装载端口的边缘坐标，σ是高斯函数的标准差，k表示高斯函数的幅度。
[0032]作为优选的技术方案，所述中心坐标计算用下式表示：
[0033][0034][0035]式中X表示装载端口中心横坐标，Y表示装载端口中心纵坐标，M表示行像素数，N表示列像素数，f(i,j)表示图像在像素点(i,j)处的灰度值。
[0036]作为优选的技术方案，所述坐标系转换将像素坐标系依次转换为图像坐标系、相
机坐标系和世界坐标系。
[0037]作为优选的技术方案，所述控制运动装置向装载端口中心坐标移动中的移动包括水平方向移动和垂直方向移动。
[0038]作为优选的技术方案，所述双阈值包括高阈值和低阈值。
[0039]作为优选的技术方案，所述水平方向移动通过控制运动装置水平移动完成水平方向校准，具体步骤包括：
[0040]将水平距离差值和预设的水平距离阈值进行比较；
[0041]当水平距离差值小于等于预设的水平距离阈值时，完成水平方向校准；
[0042]当水平距离差值大于预设的水平距离阈值时，控制运动装置向装载端口中心坐标水平移动；
[0043]重复上述步骤。
[0044]作为优选的技术方案，所述垂直方向移动过程受晶圆振动信息影响，具体步骤包括：
[0045]将晶圆振动信息和预设的晶圆振动阈值进行比较；
[0046]当晶圆振动信息小于等于预设的晶圆振动阈值时，垂直方向移动过程的速度曲线包括加速阶段、匀速阶段和减速阶段；
[0047]当晶圆振动信息大于预设的晶圆振动阈值时，垂直方向移动过程的速度曲线包括匀速阶段和减速阶段；
[0048]重复上述步骤。
[0049]本专利技术还提供一种用于晶圆载体装卸的校准系统，其特征在于，包括：
[0050]信息采集模块，通过深度相机对装载端口进行图像和垂直距离信息采集，通过振动传感器对晶圆振动信息进行采集；
[0051]图像预处理模块，对采集的图像进行灰度处理、中值滤波和二值处理；
[0052]中心坐标提取模块，通过边缘检测单元、轮廓拟合单元、中心坐标计算单元以及坐标系转换单元提取图像中装载端口中心坐标，完成像素坐标系到世界坐标系的转换；
[0053]距离差值计算模块，计算世界坐标系中装载端口中心坐标与深度相机测点中心坐标之间的水平距离差值；
[0054]运动装置控制模块，综合水平距离差值、垂直距离信息和晶圆振动信息控制运动装置向装载端口中心坐标位置移动完成校准。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于晶圆载体装卸的校准方法，其特征在于，包括下述步骤：通过深度相机对装载端口进行图像采集和垂直距离信息采集，通过振动传感器对晶圆振动信息进行采集；对采集的图像进行预处理，包括灰度处理、中值滤波和二值处理；对预处理后的图像进行边缘检测、轮廓拟合、中心坐标计算以及坐标系转换，提取图像中装载端口中心坐标，完成像素坐标系到世界坐标系的转换；计算世界坐标系中装载端口中心坐标与深度相机测点中心坐标之间的水平距离差值；综合水平距离差值、垂直距离信息和晶圆振动信息控制运动装置向装载端口中心坐标移动完成校准。2.根据权利要求1所述的一种用于晶圆载体装卸的校准方法，其特征在于，所述边缘检测用于对装载端口进行边缘特征提取，具体步骤包括：利用高斯滤波模板与原始灰度图像卷积对图像进行平滑处理；对平滑后的图像求每个像素点梯度的幅值和方向；沿着梯度方向对边缘像素进行非极大值抑制，将梯度图像中局部极大值点标记为边缘点，非局部极大值点置零；对非极大值抑制后的图像进行双阈值检测并连接，获得边缘提取结果，其中双阈值检测包括高阈值检测和低阈值检测。3.根据权利要求1所述的一种用于晶圆载体装卸的校准方法，其特征在于，所述轮廓拟合采用高斯函数对装载端口的轮廓信息进行拟合，拟合过程用下式表示：式中F
σ,μ,k
(x)表示预测点，μ表示装载端口的边缘坐标，σ是高斯函数的标准差，k表示高斯函数的幅度。4.根据权利要求1所述的一种用于晶圆载体装卸的校准方法，其特征在于，所述中心坐标计算用下式表示：标计算用下式表示：式中X表示装载端口中心横坐标，Y表示装载端口中心纵坐标，M表示行像素数，N表示列像素数，f(i,j)表示图像在像素点(i,j)处的灰度值。5.根据权利要求1所述的一种用于晶圆载体装卸的校准方法，其特征在于，所述坐标系转换将像素坐标系依次转换为图像坐标系、相机坐标系和世界坐标系。6.根据权利要求1所述的一种用于晶圆载体装卸的校准方法，其特征在于，所述控制运
动装置向装载端口中心坐标移动中的移动包括水平方向移动和垂直方向移动。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林坚，王彭，董渠，银春，
申请(专利权)人：泓浒苏州半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：