CN106610264B - 预对准机坐标系的标定方法 - Google Patents

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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及计算机控制领域，尤其涉及一种预对准机坐标系的标定方法，包括以下步骤：步骤一，将靶标安装在机械手末端执行器上；步骤二，末端执行器的两个手指前端分别和与预对准机X轴平行的基准面同时接触；步骤三，得到预对准机Y轴；步骤四，将步骤三中的靶标取出并安装在晶圆上；步骤五，使旋转托盘旋转一定角度，得到圆心位置和旋转平面，圆心即为预对准机坐标系原点，旋转平面即为预对准机坐标系XY平面，利用非接触空间坐标测量装置，并结合机械手手指与预对准机基准面接触的方法来测量预对准机坐标系方向，相对仅靠人眼观察精度更容易保证；另外，相对仅靠表面贴合测量精度更加准确。

Description

预对准机坐标系的标定方法
技术领域
本发明涉及计算机控制领域，尤其涉及一种预对准机坐标系的标定方法。
背景技术
预对准机的作用是检测晶圆的圆心和缺口，在硅片传输领域中起到关键作用。采用测试量仪器对预对准精度进行测试时，需要得到预对准机的坐标系。另外，为了准确传输晶圆，还必须得到预对准机与硅片传输机械手坐标系之间的关系。现有的方法是分别在预对准机和机械手上做标线，将标线对齐即可得到两者坐标系的方向间的关系，然后使机械手末端预设的一段圆弧部分与预对准机旋转轴上的相应部分紧密贴合，即可得到两都坐标系原点的相对位置关系。但是对齐标线的精度依赖于人眼，并且相对位置的精度依赖于机械加工和装配的精度，精度难以保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种更加准确的获得预对准机的坐标系及预对准机与机械手坐标系的相对关系的方法。
本发明的技术方案为：
一种预对准机坐标系的标定方法，包括以下步骤：
步骤一，选用非接触空间坐标测量装置以及与其配套的靶标，将靶标安装在机械手末端执行器上；
步骤二，使机械手伸出，调整机械手使其末端执行器的两个手指前端分别和与预对准机X轴平行的基准面同时接触；
步骤三，使机械手沿当前方向直线回缩，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标测量回缩时路径上的点并拟合成直线得到预对准机Y轴；
步骤四，将步骤三中的靶标取出并安装在晶圆上，将晶圆放置在预对准机的旋转托盘上；
步骤五，使旋转托盘旋转一定角度，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面，圆心即为预对准机坐标系原点，旋转平面即为预对准机坐标系XY平面，利用预对准机原点、预对准机Y轴和预对准机XY平面，即可得到预对准机的坐标系；
步骤六，选用非接触空间坐标测量装置以及与其配套的靶标，将靶标安装在机械手末端执行器上；
步骤七，使机械手伸出，调整机械手使其末端执行器的两个手指前端分别和与机械手X轴平行的基准面同时接触；
步骤八，使机械手沿当前方向直线回缩，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标测量回缩时路径上的点并拟合成直线得到机械手Y轴；
步骤九，将步骤八中的靶标取出并安装在机械手基座的旋转轴上；
步骤十，使旋转轴旋转一定角度，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面，圆心即为机械手坐标系原点，旋转平面即为机械手坐标系XY平面，利用机械手原点、机械手Y轴和机械手XY平面，即可得到机械手的坐标系。
具体地，所述预对准机坐标系的标定方法，还包括以下步骤中的其中一个：
(1)所述靶标安装在机械手末端执行器的中轴线上；
(2)测量出靶标到机械手末端执行器中轴线的距离。
所述步骤二中预对准机X轴平行的基准面还可以采用预对准机Y轴垂直的基准面。
所述预对准机坐标系的标定方法，其实施设备包括机械手、非接触空间坐标测量装置、靶标、预对准机和晶圆。
具体地，所述机械手包括机械手基座、旋转轴、后臂、前臂、末端执行器，所述机械手基座上安装有旋转轴并通过旋转轴连接后臂，后臂连接前臂，前臂前端设有末端执行器，末端执行器设有两个对称设置的手指，机械手可沿着直线伸缩和绕着旋转轴旋转。
具体地，所述非接触空间坐标测量装置为激光跟踪仪或其他具有相同功能的任何装置，可以跟踪靶标的位置并对其坐标进行测量。
具体地，所述预对准机包括：CCD(Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件，可以称为CCD图像传感器,也叫图像控制器)、旋转托盘和预对准基座。
本发明的有益效果为：利用非接触空间坐标测量装置，并结合机械手手指与预对准机基准面接触的方法来测量预对准机坐标系方向，相对仅靠人眼观察精度更容易保证；另外，利用非接触空间坐标测量装置来测量预对准机和机械手的坐标原点，相对仅靠表面贴合测量精度更加准确。
附图说明
图1为使用本发明的标定方法的预对准机结构示意图。
图中，1、预对准机；2、机械手；3、非接触空间坐标测量装置；4、晶圆；11、CCD；12、旋转托盘；13、预对准基座；21、旋转轴；22、后臂；23、前臂；24、末端执行器；31、靶标；241、第一手指；242、第二手指。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1
如图1所示，预对准机1包括CCD11、旋转托盘12和预对准基座13；预对准机1的坐标原点O与旋转托盘的旋转中心重合，X轴与CCD中线(CCD阵列线)重合，Y轴与CCD中线(CCD阵列线)垂直；预对准基座上具有与预对准机X轴平行(或与Y轴垂直)的基准面P。
机械手2包括旋转轴21、后臂22、前臂23和末端执行器24；末端执行器24前端有第一手指241和第二手指242；机械手可以沿直线伸缩和绕机械手基座上的转动中心Or旋转。
非接触空间坐标测量装置3和与其配套的靶标31结合使用，非接触空间坐标测量装置3可以跟踪靶标31的位置并对其坐标进行测量；非接触空间坐标测量装置3可以是激光跟踪仪或其他具有相同功能的任何装置。
利用非接触空间坐标测量装置3，在机械手2末端执行器24上安装靶标31，使机械手2伸出，调整机械手2使其第一手指241、第二手指242前端分别和与预对准机1的X轴平行的基准面P同时接触，亦即与预对准机1的Y轴垂直的基准面P同时接触，之后使机械手2沿当前方向回缩(图中箭头方向)，同时利用非接触空间坐标测量装置3测量回缩时路径上的点并拟合成直线得到预对准机1的Y轴方向。使机械手2沿自身X轴伸缩，利用同样的方法可以得到机械手2的X轴。之后，将靶标31安装在晶圆4上，并将晶圆4放置在预对准机1的旋转托盘12上，旋转适当角度，同时利用非接触空间坐标测量装置3得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面，圆心即为预对准机1坐标系原点O，旋转平面即为对准机坐标系XY平面，利用原点O、Y轴和XY平面，即可得到预对准机1的坐标系。再将靶标31安装在机械手2旋转轴上，利用同样的方法即可得到机械手坐标系。
实施例2
如图1所示，利用非接触空间坐标测量装置3，在机械手2末端执行器24上安装靶标31，使机械手2伸出，调整机械手2使其第一手指241、第二手指242前端分别和与预对准机1的X轴平行的基准面P同时接触，亦即与预对准机1的Y轴垂直的基准面P同时接触，之后使机械手2沿当前方向回缩(图中箭头方向)，同时利用非接触空间坐标测量装置3测量回缩时路径上的点并拟合成直线得到预对准机1的Y轴方向。使机械手2沿自身Y轴伸缩，利用同样的方法可以得到机械手2的Y轴。之后，将靶标31安装在晶圆4上，并将晶圆4放置在预对准机1的旋转托盘12上，旋转适当角度，同时利用非接触空间坐标测量装置3得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面，圆心即为预对准机1坐标系原点O，旋转平面即为对准机坐标系XY平面，利用原点O、Y轴和XY平面，即可得到预对准机1的坐标系。再将靶标31安装在机械手2旋转轴上，利用同样的方法即可得到机械手坐标系。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种预对准机坐标系的标定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，选用非接触空间坐标测量装置以及与其配套的靶标，将靶标安装在机械手末端执行器上；
步骤二，使机械手伸出，调整机械手使其末端执行器的两个手指前端分别和与预对准机X轴平行的基准面同时接触；
步骤三，使机械手沿当前方向直线回缩，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标测量回缩时路径上的点并拟合成直线得到预对准机Y轴；
步骤四，将步骤三中的靶标取出并安装在晶圆上，将晶圆放置在预对准机的旋转托盘上；
步骤五，使旋转托盘旋转一定角度，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面，圆心即为预对准机坐标系原点，旋转平面即为预对准机坐标系XY平面，利用预对准机原点、预对准机Y轴和预对准机XY平面，即可得到预对准机的坐标系；
步骤六，选用非接触空间坐标测量装置以及与其配套的靶标，将靶标安装在机械手末端执行器上；
步骤七，使机械手伸出，调整机械手使其末端执行器的两个手指前端分别和与机械手X轴平行的基准面同时接触；
步骤八，使机械手沿当前方向直线回缩，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标测量回缩时路径上的点并拟合成直线得到机械手Y轴；
步骤九，将步骤八中的靶标取出并安装在机械手基座的旋转轴上；
步骤十，使旋转轴旋转一定角度，同时利用非接触空间坐标测量装置和靶标得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面，圆心即为机械手坐标系原点，旋转平面即为机械手坐标系XY平面，利用机械手原点、机械手Y轴和机械手XY平面，即可得到机械手的坐标系；
所述非接触空间坐标测量装置为激光跟踪仪。
2.根据权利要求1所述的预对准机坐标系的标定方法，其特征在于：所述预对准机坐标系的标定方法，还包括以下步骤中的其中一个：
(1)所述靶标安装在机械手末端执行器的中轴线上；
(2)测量出靶标到机械手末端执行器中轴线的距离。
3.根据权利要求1所述的预对准机坐标系的标定方法，其特征在于：所述预对准机坐标系的标定方法，其实施设备包括机械手、非接触空间坐标测量装置、靶标、预对准机和晶圆。
4.根据权利要求3所述的预对准机坐标系的标定方法，其特征在于：所述机械手包括机械手基座、旋转轴、后臂、前臂、末端执行器，所述机械手基座上安装有旋转轴并通过旋转轴连接后臂，后臂连接前臂，前臂前端设有末端执行器，末端执行器设有两个对称设置的手指，机械手可沿着直线伸缩和绕着旋转轴旋转。
5.根据权利要求3所述的预对准机坐标系的标定方法，其特征在于：所述预对准机包括：CCD图像传感器、旋转托盘和预对准基座。
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