專利名稱：利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路(IC)制造中晶圓傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法。
背景技術(shù)：
晶圓傳輸系統(tǒng)是集成電路(IC)制造中必不可少的組成部分，其傳輸精度直接影響集成電路(IC)工藝的精度?，F(xiàn)有的研究大多側(cè)重于提高負(fù)責(zé)晶圓傳輸?shù)臋C(jī)械手的定位精度，卻尚未見到精密檢測傳輸過程中晶圓滑移量的方法。因此，只能通過直觀限速或者附加額外夾持機(jī)構(gòu)來保證足夠小的滑移量，導(dǎo)致對機(jī)械手的速度、加速度優(yōu)化控制缺乏有效的理論和實驗依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對晶圓傳輸過程中缺乏精密檢測晶圓滑移量的問題，提出一種利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，從而為機(jī)械手輸片過程中的速度、 加速度優(yōu)化控制提供有力的理論和實驗依據(jù)。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，包括步驟Si，將攝像機(jī)安裝在輸片機(jī)械手上方，并在晶圓及機(jī)械手末端執(zhí)行器上加以標(biāo)記；S2，利用攝像機(jī)分別對機(jī)械手收縮和伸展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行拍攝，依據(jù)拍攝圖像微調(diào)所述標(biāo)記，完成上述操作后用攝像機(jī)獲取機(jī)械手直線輸片的視頻；S3，基于幾何光學(xué)基本原理及C⑶像素分布參數(shù)，計算所述視頻的每一幀圖像中晶圓相對機(jī)械手的位置；S4，逐幀分析對比晶圓相對機(jī)械手的位置變化，計算并擬合獲得滑移量隨時間的變化曲線。 優(yōu)選地，所述步驟Sl具體包括S11，將機(jī)械手機(jī)體安裝于水平基面上，其機(jī)械手的末端執(zhí)行器以及晶圓保持水平；S12，將高速攝像機(jī)固定在待測裝置上方，其光學(xué)系統(tǒng)軸線與輸片機(jī)械手的安裝基面垂直；S13，從高速攝像機(jī)的前端鏡頭圓周上不同的三點處分別垂下重錘線，標(biāo)記三個落點并求出由三個落點確定的圓心，該圓心即為高速攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)軸線在安裝基面上的投影點；S14，在通過上述光學(xué)系統(tǒng)軸線在安裝基面上的投影點，且平行于機(jī)械手末端執(zhí)行器直線作動方向的直線上作給定距離的標(biāo)記點A、B，并在晶圓上作給定距離的標(biāo)記點C、D， 使得直線CD位于直線AB與光學(xué)系統(tǒng)軸線所確定的平面上。優(yōu)選地，所述步驟S2具體包括S21，啟動機(jī)械手使之處于收縮、伸展的狀態(tài)，分別利用高速攝像機(jī)對相應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)圖像采集；S22，分析拍攝圖像，從像素上判斷觀察上述標(biāo)記點A、B、C、D是否均位于圖像橫向的正中，若從像素上分析標(biāo)記點的位置偏差較大，則進(jìn)行輕微調(diào)節(jié)使上述4個標(biāo)記點均位于靜態(tài)圖像橫向的正中位置；S23，啟動高速攝像機(jī)開始錄像，隨后控制輸片機(jī)械手持晶圓進(jìn)行多次直線往復(fù)運動，獲得機(jī)械手直線輸片的視頻。優(yōu)選地，所述步驟S3具體包括S31，通過對視頻每一幀圖像中標(biāo)記點A、B的分析計算攝像機(jī)光學(xué)焦點到機(jī)械手
末端執(zhí)行器平面的距離，其計算公式為
權(quán)利要求
1.一種利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，其特征在于，包括步驟Si，將攝像機(jī)安裝在輸片機(jī)械手上方，并在晶圓及機(jī)械手末端執(zhí)行器上加以標(biāo)記； S2，利用攝像機(jī)分別對機(jī)械手收縮和伸展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行拍攝，依據(jù)拍攝圖像微調(diào)所述標(biāo)記， 完成上述操作后用攝像機(jī)獲取機(jī)械手直線輸片的視頻；S3，基于幾何光學(xué)基本原理及CCD像素分布參數(shù)，計算所述視頻的每一幀圖像中晶圓相對機(jī)械手的位置；S4，逐幀分析對比晶圓相對機(jī)械手的位置變化，計算并擬合獲得滑移量隨時間的變化曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，其特征在于，所述步驟Sl具體包括S11，將機(jī)械手機(jī)體(1)安裝于水平基面上，其機(jī)械手O)的末端執(zhí)行器以及晶圓(3) 保持水平；S12，將高速攝像機(jī)固定在待測裝置上方，其光學(xué)系統(tǒng)軸線與輸片機(jī)械手O)的安裝基面垂直；S13，從高速攝像機(jī)的前端鏡頭圓周上不同的三點處分別垂下重錘線，標(biāo)記三個落點并求出由三個落點確定的圓心，該圓心即為高速攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)軸線在安裝基面上的投影點；S14，在通過上述光學(xué)系統(tǒng)軸線在安裝基面上的投影點，且平行于機(jī)械手(2)末端執(zhí)行器直線作動方向的直線上作給定距離的標(biāo)記點A、B，并在晶圓上作給定距離的標(biāo)記點C、D， 使得直線CD位于直線AB與光學(xué)系統(tǒng)軸線所確定的平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括S21，啟動機(jī)械手( 使之處于收縮、伸展的狀態(tài)，分別利用高速攝像機(jī)(4)對相應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)圖像采集；S22，分析拍攝圖像，從像素上判斷觀察上述標(biāo)記點A、B、C、D是否均位于圖像橫向的正中，若從像素上分析標(biāo)記點的位置偏差較大，則進(jìn)行輕微調(diào)節(jié)使上述4個標(biāo)記點均位于靜態(tài)圖像橫向的正中位置；S23，啟動高速攝像機(jī)(4)開始錄像，隨后控制輸片機(jī)械手( 持晶圓(；3)進(jìn)行多次直線往復(fù)運動，獲得機(jī)械手直線輸片的視頻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括S31，通過對視頻每一幀圖像中標(biāo)記點A、B的分析計算攝像機(jī)光學(xué)焦點到機(jī)械手末端執(zhí)行器平面的距離，其計算公式為￥ = ‘淇中標(biāo)記點距離Lab為事先設(shè)定值，標(biāo)記點在Lnb hCXD上的成像點距離La, b,可根據(jù)圖像上標(biāo)記點A、B之間的像素點數(shù)Na, b,以及相機(jī)的CXD 像素情況求出，f是攝像機(jī)的光學(xué)焦距，h是攝像機(jī)光學(xué)焦點到機(jī)械手末端執(zhí)行器平面的距 1 ；S32，通過對圖像中標(biāo)記點C、D的分析計算晶圓平面與機(jī)械手末端執(zhí)行器平面的高度差，其計算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括S41，將每一幀圖像中晶圓相對機(jī)械手末端執(zhí)行器的位置dx與初始位置時的Cltl比較求滑移量δ dx ；S42，按照高速攝像機(jī)的每秒幀數(shù)計算每一幀圖像的時間點；S43，將上述離散滑移量以及相應(yīng)的時間點進(jìn)行擬合，獲得滑移量δ d隨時間t的動態(tài)變化曲線。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用圖像處理技術(shù)檢測晶圓直線傳輸中滑移量的方法，包括步驟S1，將攝像機(jī)安裝在輸片機(jī)械手上方，并在晶圓及機(jī)械手末端執(zhí)行器上加以標(biāo)記；S2，利用攝像機(jī)分別對機(jī)械手收縮和伸展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行拍攝，依據(jù)拍攝圖像微調(diào)所述標(biāo)記，完成上述操作后用攝像機(jī)獲取機(jī)械手直線輸片的視頻；S3，基于幾何光學(xué)基本原理及CCD像素分布參數(shù)，計算所述視頻的每一幀圖像中晶圓相對機(jī)械手的位置；S4，逐幀分析對比晶圓相對機(jī)械手的位置變化，計算并擬合獲得滑移量隨時間的變化曲線。本發(fā)明能夠滿足不同精度等級下滑移量檢測要求；可為晶圓傳輸機(jī)械手的速度、加速度優(yōu)化控制提供理論和實驗依據(jù)，從而滿足輸送精度的情況下達(dá)到更高的輸送效率。
文檔編號H01L21/66GK102564319SQ201110457188
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者付成龍, 付翱, 伍三忠, 周于, 孫勇, 朱煜, 楊開明, 邊柯柯, 陳懇, 高雨浩 申請人:清華大學(xué)