CN110580719B - 相机姿势估算方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于估算相机的姿势的方法，所述相机安装在基板处理装置中以倾斜地拍摄物体，所述方法包括：去除除了基板之外的剩余背景，且执行椭圆拟合；通过使用相机图像的中心和利用执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的中心之间的差异来调整所述相机的偏航方向；通过使用由执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像中椭圆的倾斜角度来调整所述相机的滚转方向；和通过使用由执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像中所述椭圆的短轴和长轴的比例来调整所述相机的俯仰方向。

Description

相机姿势估算方法和基板处理装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年06月11日提交韩国工业产权局、申请号为10-2018-0066691的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本文中描述的本发明构思的实施方式涉及一种相机姿势估算方法和一种基板处理装置。
背景技术
安装在半导体设备中的旨在检查的相机必须精确地安装在指定位置以用于精确的检查。当这不满足时，可能导致检查失败或故障，并且由于批量生产设备的性质，可能出现零件容差(tolerance)和装配容差的问题。为了使其统一，必须精确地调整每个相机的安装位置。为了精确地调整相机的位置，需要诸如具有如图1所示的特殊图案的基板的专用夹具，相机的位置通过使用三维测量相机来估算(estimate)，相机的位置通过使用习得的图像中的特征点来估算，或者使用利用倾斜的外部传感器或重力传感器。
然而，在使用诸如具有如图1所示的特殊图案的基板的专用夹具的情况下，使用用于调整相机的相应的夹具是很麻烦的。在使用三维测量相机的情况下，存在成本的问题，且在作为最初的目标的监测不需要三维测量相机的情况下，安装相机以估算姿势(posture)可能是浪费。此外，在使用习得的图像中的特征点估算相机位置的情况下，因为估算是基于习得的信息来执行的，因此不适合精确调整。此外，使用利用倾斜的外部传感器或重力传感器的方法在附加的成本和单独的安装空间方面也存在问题。
发明内容
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置，该基板处理装置包括用于单独估算位置而不依赖于特殊夹具、外部传感器或学习数据的相机。
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置，该基板处理装置用于通过使用拍摄当前基板的相机来实时估算姿势。
本发明构思的实施方式提供了一种用于容易地且精确地估算相机的姿势的方法。
本发明构思所要解决的技术问题不限于上述的问题。本发明构思所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文中没有提及的任何其他技术问题。
根据一示例性实施方式，公开了一种用于估算相机的姿势的方法，该相机安装在基板处理装置中以倾斜地拍摄物体。
所述相机姿势估算方法包括去除除了基板之外的剩余背景，且执行椭圆拟合。
此外，所述相机姿势估算方法还包括通过使用相机图像的中心和利用执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的中心之间的差异来调整所述相机的偏航方向；通过使用由执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像中椭圆的倾斜角度来调整所述相机的滚转方向；以及，通过使用由执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像中所述椭圆的短轴和长轴的比例来调整所述相机的俯仰方向。
所述相机的偏航方向的调整可包括：识别通过执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像的中心；计算所述椭圆形基板图像的中心和所述相机图像的中心像素位置之间的距离差；以及通过所述距离差调整所述偏航方向。
在本发明构思的另一实施方式中，所述相机的偏航方向的调整可包括：在执行所述椭圆拟合之前，检测安装在支承所述基板的支承单元的中心上的背部喷嘴；计算所述检测到的背部喷嘴的图像的中心像素位置和所述相机图像的中心像素位置之间的距离差；以及通过所述距离差调整所述偏航方向。
所述相机的滚转方向的调整可包括：估算通过执行所述椭圆拟合获得椭圆形基板图像的倾斜角度；以及通过所述倾斜角度来调整所述滚转方向。
所述相机的俯仰方向的调整可包括：测量通过执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的长轴和短轴的长度；通过使用测量的所述长轴和所述短轴的长度计算俯仰角度；以及通过参考设计角度和所述计算的俯仰角度之间的差异来调整所述俯仰方向。
在相机姿势估算方法中，可独立地执行所述相机的所述滚转方向、俯仰方向或偏航方向的调整。
根据一示例性实施方式，一种用于处理基板的装置包括处理腔室，其在内部具有处理空间；支承单元，其在所述处理腔室中支承所述基板；气体供应单元，其将处理气体供应至所述处理空间；和等离子体源，其从所述处理气体生成等离子体。
所述基板处理装置还包括相机，其安装在所述装置中以倾斜地拍摄所述基板；和控制器，其通过使用在所述支承单元上支承的基板在偏航方向、滚转方向或俯仰方向上调整所述相机的姿势。
所述控制器可包括拟合单元，其去除除拍摄的所述基板之外的剩余背景，并执行椭圆拟合。
所述控制器可包括第一控制器，其调整所述相机的偏航方向，并且所述第一控制器可识别通过由所述拟合单元执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板的中心；可计算所述椭圆形基板图像的中心和由所述相机拍摄的图像的中心像素位置之间的距离差；以及可通过所述距离差调整所述偏航方向。
在本发明构思的另一实施方式种，所述控制器可包括第一控制器，其调整所述相机的偏航方向，并且所述第一控制器可检测安装在支承所述基板的所述支承单元的中心上的背部喷嘴；可计算所述检测到的背部喷嘴的图像的中心像素位置和由所述相机拍摄的图像的中心像素位置之间的距离差；以及可通过所述距离差调整所述偏航方向。
所述控制器可包括第二控制器，其调整所述相机的滚转方向，并且所述第二控制器可估算通过由所述拟合单元执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的倾斜角度；以及可通过所述倾斜角度来调整所述滚转方向。
所述控制器可包括第三控制器，其调整所述相机的俯仰方向，并且所述第三控制器可测量通过由所述拟合单元执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的长轴和短轴的长度；可通过使用测量的所述长轴和所述短轴的长度计算俯仰角度；以及可通过参考设计角度和所述计算的俯仰角度之间的差异来调整所述俯仰方向。
所述控制器可独立地调整所述相机的所述滚转方向、俯仰方向或偏航方向。
附图说明
参照以下附图，从以下描述中，上述和其他目的及特征将变得显而易见，除非另有说明，否则相同的附图标记在各个附图中表示相同部件，并且其中：
图1示出了使用相关技术中图案化的基板的视图；
图2为示出了根据本发明构思的基板处理装置的剖视图；
图3为示出了图2的示意图；
图4为示出了偏航、滚转和俯仰的视图；
图5(A)和图5(B)为示出了调整本发明构思中的相机的偏航方向的视图；
图6为示出了调整本发明构思中的相机的滚转方向的视图；
图7为示出了调整本发明构思中的相机的俯仰方向的视图；
图8和9为示出了调整本发明构思中的实际相机的滚转方向和俯仰方向的视图；和
图10为示出了本发明构思中的相机姿势估算方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本发明构思的实施方式，使得本发明构思所属领域的技术人员可以容易地实现本发明构思。然而，本发明构思可以以各种不同的形式来实施，并不限于本文中描述的实施方式。此外，在描述本发明构思的实施方式中，当与已知的功能或配置相关的详细描述可能使得本发明构思的主题不必要地难以理解时，该详细描述被省略。另外，在整个附图中，执行相似的功能和操作的部件具有相同的附图标记。
说明书中的术语“包括(include)”和“包含(comprise)”为“开放式”表述，仅为了说明存在相应的组件，并且除非另有特别的说明，否则不排除但可能包括额外的组件。特别地，应当理解的是，术语“包括”、“包含”和“具有”，在本文中使用时，特指存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组。
诸如第一、第二等的术语可以用于描述不同的组件，但该组件不应受术语的限制。术语可以仅用于区别一个组件与其他组件。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，相类似地，第二组件也可以被称为第一组件。
除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。此外，在附图中，组件的形状和尺寸可被夸大以为了清楚的说明。
在整个说明书中，术语，组件“～单元”指的是软件组件或硬件部件，例如FPGA或ASIC，并执行至少一种功能和操作。然而，应当理解的是，组件“～单元”不限于软件组件或硬件组件。组件“～单元”可以在能够通过地址指定的存储介质中执行。组件“～单元”还可以配置为再生一个或多个处理器。
例如，组件“～单元”可以包括各种类型的组件(例如，软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件)、工艺、功能、属性、程序、子程序、程序代码的片段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列和变量。由组件和组件“～单元”提供的功能可以通过多个组件和组件“～单元”来分别执行，并且还可以与其他额外的组件集成。
图2为示出了根据本发明构思的基板处理装置的视图。
参照图2，基板处理装置1000包括腔室1100、基板支承单元1200、气体供应单元1300、等离子体源1400、排气挡板1500、相机1600和控制器1700。
腔室1100具有处理空间1106，在该处理空间中处理基板W。腔室1100设置为圆柱形形状。腔室1100由金属制成。例如，腔室1100可由铝制成。腔室1100的一个侧壁中形成有开口。该开口用作为入口，基板W通过该入口放置在腔室1100中或从腔室1100中取出。开口通过门1120关闭或打开。下孔1150形成在腔室1100的底部。减压组件(未示出)连接至下孔1150。腔室1100的处理空间1106可通过该减压组件排气，且可在处理空间1106中形成减压气氛。
基板支承单元1200在处理空间1106中支承基板W。基板支承单元1200可设置为使用静电力支承基板W的静电吸盘1200。可选地，基板支承单元1200可通过诸如机械夹持的各种方法支承基板W。
静电吸盘1200包括介电板1210、基部1230和边缘环1250。介电板1210设置为包括介电质的介电板1210。基板W直接放置在介电板1210的上表面。介电板1210设置为圆形板形状。介电板1210可具有小于基板W半径。内电极1212安装在介电板1210的内侧。电源(未示出)连接至内电极1212，且从电源(未示出)将电力施加至内电极1212。内电极1212从施加的电力(未示出)提供静电力，使得基板W被夹持至介电板1210。用于加热基板W的加热器1214安装在介电板1210的内部。加热器1214可位于内电极1212的下方。加热器1214可设置为螺旋线圈形状。
基部1230支承介电板1210。基部1230位于介电板1210的下方，并固定耦合至介电板1210。基部1230的上表面具有台阶形状，使得中心区域高于边缘区域。基部1230的上表面的中心区域具有与介电板1210的底部对应的区域。冷却管线1232形成在基部1230的内部。冷却管线1232用作为通道，冷却流体通过该通道循环。冷却管线1232可在基部1230中设置为螺旋型形状。基部1230连接至位于外部的RF电源1234。RF电源1234将电力施加至基部1230。施加至基部1230的电力将腔室1100中产生的等离子体导向基部1230。基部1230可由金属制成。
边缘环1250将等离子体集中在基板W上。边缘环1250包括内环1252和外环1254。内环1254设置为围绕介电板1210的环状形状。内环1252位于基部1230的边缘区域。内环1252的一部分设置为具有与介电板1210的上表面相同的高度。内环1252的上表面的内部支承基板底部的边缘区域。外环1254设置为围绕内环1252的环状形状。外环1254位于基部1230的边缘区域上的内环1252附近。外环1254可具有高于内环1252的内部的上端。
气体供应单元1300将处理气体供应至支承于基板支承单元1200的基板W上。气体供应单元1300包括气体储存器1350、气体供应管线1330和气体进气口1310。气体供应管线1330连接气体储存器1350和气体进气口1310。储存在气体储存器1350中的处理气体通过气体供应管线1330供应至气体进气口1310。气体进气口1310安装在腔室1100的上壁中。气体进气口1310位于基板支承单元1200的对面。根据一实施方式，气体进气口1310可安装在腔室1100的上壁的中心。阀可安装在气体供应管线1330中以打开或关闭内部通道或者调整流过内部通道的气体的流速。例如，处理气体可为蚀刻气体。
等离子体源1400将腔室1100中的处理气体激发至等离子体状态。电感耦合等离子体(ICP)源可用作等离子体源1400。等离子体源1400包括天线1410和外部电源1430。天线1410设置在腔室1100的外部上侧。天线1410设置成缠绕多次的螺旋型形状，并与外部电源1430连接。天线1410接收来自外部电源1430的电力。电力施加在其上的天线1410在腔室1100的内部空间中形成放电空间。停留在放电空间的处理气体可被激发为等离子状态。
排气挡板1500按区域均匀地释放来自处理空间1106的等离子体。排气挡板1500具有环状形状。排气挡板1500位于腔室1100的内壁和处理空间1106中的基板支承单元1200之间。多个排气孔1502形成在排气挡板1500中。排气孔1502设置为面向垂直方向。排气孔1502设置为从排气挡板1500的上端延伸到下端的孔。排气孔1502布置成沿排气挡板1500的圆周方向彼此间隔开。每个排气孔1502具有狭缝形状，并具有面向径向的长度方向。
下文中，将详细描述基板处理装置1000包括的相机1600和控制器1700。
基板处理装置1000可包括拍摄基板W的相机1600。相机1600在基板W完全可视的位置执行拍摄。相机1600可以位于基板W完全可视的腔室1100的角落中。用于固定相机1600的镜头和支承件可包含在相机1600中。相机1600可实时拍摄基板W。相机1600可制造为固定到每个基板处理设备，并且安装位置可以固定。
基板处理装置1000可包括控制器1700。控制器1700可连接至相机1600以估算和控制相机1600的姿势。控制器1700可包括拟合单元、第一控制器、第二控制器和第三控制器。控制器1700可分别调整相机1600的偏航(yaw)方向、滚转(roll)方向和俯仰(pitch)方向。偏航方向、滚转方向和俯仰方向可独立地调整。下面将详细描述控制器1700包括的拟合单元、第一控制器、第二控制器和第三控制器。
本发明构思涉及一种使用设备中使用的基板的相机姿势估算方法，其特征在于，通过使用相机姿势估算方法，数字地显示需要对相机调整多少，该相机姿势估算方法使用圆形基板的标准化尺寸特性和设备设计中反映的相机角度信息。在视觉系统用于检查腔室的情况下，检查的结果根据相机传感器的姿势而变化，并且，为了使系统对角度差具有鲁棒性(robust)，需要复杂的算法或精确的照明系统，或者需要一种降低检查的精度的方法。然而，因为快速检查需要简单的检查算法，使用复杂的算法可会导致生产力下降。对于精确的照明系统，不可避免地增加了成本，且由于检查的精度不能降低至低于检查边界，因此不能选择降低检查的精度。因此，最好的方式为精确地调整相机的姿势。然而，由于设计容差、零件容差和批量生产设备中的制造容差，因此精确地调整相机的姿势是不容易的。
本发明构思提供了一种在屏幕上估算和显示相机的当前姿势的方法，以通知用户需要调整多少，从而能够容易且精确地调整。
图3为示出了图2的基板处理装置1000的示意图。图3为仅示出了图2中的基板处理装置1000的组件中的待拍摄的基板W、相机1600和控制器1700的视图。参照图3，可确定相机1600的拍摄区域的范围。也就是说，可以确定相机1600不仅拍摄基板W，也一起拍摄基板W周围的背景。
图4为示出了相机的偏航方向、滚转方向和俯仰方向的视图。
为了方便理解，在物体具有飞机形式的假设下给出以下描述。
偏航方向指的是相应的物体围绕垂直于物体移动方向的轴旋转的方向。参照图3中的相机，在偏航方向上的移动指的是在相机1600观察基板W的位置处从一侧到另一侧的移动。
滚转方向指的是相应的物体的身体本身旋转的方向。参照图3，在滚转方向上的移动指的是在相机1600观察基板W的位置处身体自身的扭动。具体地，认为是在相机1600观察基板W的位置处身体在顺时针或逆时针方向绕其滚转轴转动。
俯仰方向指的是以飞机形式的物体围绕机翼的轴线旋转的方向。参照图4，认为是主体在顺时针或逆时针方向绕其俯仰轴转动。参照图3中的相机，在俯仰方向上的移动指的是在相机1600观察基板W的位置处的上下移动。
基于偏航方向、滚转方向和俯仰方向的描述，以下将描述估算本发明构思的相机1600的姿势的方法。
如上所述，基板处理装置1000的控制器1700可包括第一控制器、第二控制器、第三控制器和拟合单元。
拟合单元从相机1600拍摄的基板W的图像中去除背景，并通过执行椭圆拟合来获得椭圆形基板图像。高斯混合模型(Gaussian mixture models,GMM)技术可用于去除背景。在去除背景之后，拟合单元可通过使用随机样本一致性(random sample consensus,RANSAC)技术在检测到的基板上执行椭圆拟合。拟合单元获得椭圆形基板图像，基于该椭圆形基板图像估算相机1600的姿势。除了上述技术之外，易于适应到本领域技术人员的范围的任何技术都可以应用于背景去除方法和椭圆拟合方法。
基板处理装置1000的第一控制器可控制相机1600的偏航方向。调整偏航方向的方法的概念性原理是偏航方向通过使用相机1600拍摄的图像的中心和通过拟合单元获得的椭圆形基板图像的中心之间的差异来调整。
第一控制器通过使用由拟合单元执行的椭圆拟合获得的椭圆的x轴中心和相机1600拍摄的图像的x轴中心之间的像素距离差来控制偏航方向。参照图5(A)，图5(A)中的点B指的是椭圆形基板图像的中心。参照图5(B)，点A指的是相机1600拍摄的图像的中心。也就是说，点A是相机1600拍摄的图像的中心，点B是椭圆形基板图像的中心。因此，偏航方向是通过点A和点B之间的x轴差来调整的。在这种情况下，由于差异为像素之间的距离值，因此偏航值可能不能直接地计算，但是可以间接地估算相机1600的偏航角度移动了多少。
除了通过使用椭圆形基板图像的中心来控制偏航方向的方法之外，第一控制器可通过使用背部喷嘴(back nozzle)控制偏航方向。通常，基板处理设备可包括旋转头，基板放置在旋转头上。旋转头通过由驱动电机产生的旋转力来旋转。因此，放置在旋转头上的基板旋转。背部喷嘴设置在旋转头上，以将化学药品分配到基板的背部以蚀刻基板的背部。在本发明构思中，可通过在没有基板的腔室的图像中找出背部喷嘴的形状并计算找到的形状的中心和相机的中心之间的像素距离差来调整偏航方向。在这种情况下，模板匹配技术(template matching technique)可用于检测图像中的背部喷嘴。
下文中，将参照图6描述控制相机1600的滚转方向。基板处理装置1000的第二控制器可控制相机1600的滚转方向。图6的(a)、(b)和(c)为示出了根据相机1600在滚转方向上的旋转而变化的椭圆形基板图像的视图。参照图6的(a)，图6的(a)示出了椭圆形基板图像在滚转方向上没有旋转的状态。也就是说，图6的(a)中，不需要调整相机1600在滚转方向上的姿势。当关于水平轴和垂直轴做出确定时，可以识别为没有倾斜。然而，参照图6的(b)和图6的(c)，当关于水平轴和垂直轴做出确定时，可以识别为椭圆是倾斜的。
也就是说，通过在使用相机1600拍摄的图像上执行椭圆拟合获得的椭圆形基板图像相对于水平轴和垂直轴向左或者向右倾斜的情况下，第二控制器可在与倾斜方向相反的方向上调整滚转方向，以在滚转方向上估算和调整相机1600的姿势。
具体地，在基板正常地放置在基板支承单元上之后，通过使用背景去除技术，从使用相机拍摄的图像来检测基板图像。因此，可以估算椭圆形基板的长轴、短轴以及倾斜角度。本文中，由于实际的基板具有圆形形状，因此，正常放置在基板支承单元上的实际的基板不可能是倾斜的。椭圆形基板的倾斜角度意味着相机1600在滚转方向上旋转，因此，椭圆形基板的倾斜角度可用相机1600的滚转角度来代替。因此，滚转方向可通过计算相应的滚转角度来修正。
下文中，将参照图7描述控制相机1600的俯仰方向。基板处理装置1000的第三控制器可控制相机1600的俯仰方向。图7的(a)、(b)、(c)和(d)为示出了根据相机1600在俯仰方向上的移动而变化的椭圆形基板图像的视图。参照图7，可以识别椭圆的偏心率之间存在差异，即畸变的程度(degrees of distortion)。当在俯仰方向旋转时，相机1600相对于朝向基板的方向上下移动，且椭圆可根据俯仰角度由圆或线来表示。也就是说，通过图7可识别当相机1600在俯仰方向上移动时，椭圆的形状从圆形形状变化到具有变化的偏心率的形状。
具体地，由于正常放置的实际基板具有圆形形状，当获得椭圆形基板时，这意味着相机1600在俯仰方向旋转，因此圆的一个轴缩短。如果相机1600在垂直于基板的方向上拍摄图像，则获得圆形基板图像，但是随着基板和相机1600之间的角度增加，圆形基板图像变为椭圆形基板图像，并最终变为线条图像。这是由于透视畸变引起的物理现象，并且因为本领域技术人员已经知道基板具有圆形形状，即使使用相机1600拍摄的基板图像具有椭圆形形状，也可通过椭圆的长轴和短轴的结合来获得俯仰角度。假设椭圆的长轴为“a”，短轴为“b”，相机1600的俯仰角度通过以下方程式给出。
相机的俯仰姿势可通过补偿俯仰角度和参考设计值之间的角度差来估算。
参考设计值根据腔室的类型而变化。其原因是由于腔室尺寸以及设备根据腔室的类型而变化，因此设定的参考值存在差异。
如上所述，相机的当前姿势可基于偏航方向、俯仰方向和滚转方向上的三个角度来估算，且可在显示设备上显示以使得相机位置能够准确且容易地被调整。
下文中，将参照图8和9描述估算实际相机的姿势的方法。图8和9为示出了使用实际相机估算基板的姿势的视图。
在图8的情况下，可以识别出在左上角显示“相机俯仰：31.78/33度，相机滚转：0.01”。在图9的情况下，可以识别出在左上角显示“相机俯仰：39.55/33度，相机滚转：-0.42”。显示的值的含义如下。
在相机俯仰(Camera Pitch)的前面显示的数字表示通过使用拟合椭圆来计算的俯仰角度，且在相机俯仰的后面显示的数字表示俯仰角度的参考点的角度。也就是说，在图8中，俯仰角度必须补偿对应于俯仰角度和参考角度之间的差异的1.22度；在图9中，俯仰角度必须补偿对应于俯仰角度和参考角度之间的差异的6.55度。参照图8和9，可以识别出，拟合的椭圆形图像的偏心率差异被清楚地显示出来。
相机滚转值表示相机1600在滚转方向上旋转的程度。在图8中，滚转值为0.01。因此，可以看出，相机1600非常轻微地旋转。然而，在图9中，滚转值为-0.42。因此，可以看出，相机1600相对于x轴和y轴参考线轻微地向左旋转。可以通过相应的滚转值来补偿滚转方向。
因此，滚转值表示了安装基板时基板的椭圆斜率，俯仰值表示了基板的设计值和当前角度之间的差异，偏航值表示了相机图像的中心和基板的x轴中心坐标之间的差异。因此，可以调整相机的姿势。
分别通过第一控制器至第三控制器调整的偏航方向、滚转方向和俯仰方向彼此之间没有影响，且可单独地控制。
下文中，将参考图10描述本发明构思中相机姿势估算方法。
控制器1700开始调整安装在基板处理装置1000中的相机1600(S100)。控制器1700从相机1600拍摄的图像中去除除了基板之外的背景，并执行椭圆拟合(S110)。基于拟合的椭圆，控制器1700提取椭圆的x轴中心和相机图像的x轴中心，并确定中心是否彼此一致(S120)。当中心彼此一致时，控制器1700不需要调整偏航方向。当中心彼此不一致时，控制器1700通过中心之间的差异调整偏航方向(S125)。在下一步中，控制器估算拟合的椭圆的倾斜角度是否是水平的(S130)。当倾斜角度是水平的，控制器1700不需要调整滚转方向，当倾斜角度不是水平的，控制器1700通过倾斜角度调整滚转方向(S135)。在下一步中，控制器1700计算拟合的椭圆的短轴和长轴的比例，并估算俯仰角度是否与设计参考角度一致(S140)。当俯仰角度与设计参考角度一致时，控制器1700不需要调整俯仰方向，当俯仰角度与设计参考角度不同时，控制器1700通过差异调整俯仰角度(S145)。当完成三个角度的所有工艺时，控制器1700结束相机1600的调整(S150)。尽管图10示出了以偏航方向、滚转方向和俯仰方向的顺序来估算相机的姿势的一个实施例，但是这仅仅是为了操作方便的任意顺序，实际上，首先估算相机姿势的方向并不重要，并且不影响姿势估算。
本发明构思提供了基板处理装置，该基板处理装置包括能够不依赖于特殊夹具、外部传感器或学习数据而单独估算位置的相机。
此外，本发明构思可通过使用拍摄目前基板的相机实时估算姿势。
而且，本发明构思可容易地且精确地估算相机的姿势。
此外，本发明构思可通过使用当相机安装在实际设备中时显示的相机姿势信息，通过反映设计容差、部件容差和装配容差来减少安装时间并降低难度水平。
本发明构思的效果不限于上述的效果。本发明构思所属领域的技术人员可以从说明书和附图中可清楚地理解本文中没有提及的任何其他效果。
虽然在上文中已经描述了本发明构思的实施方式，但是应当理解的是，提供了实施方式以帮助理解本发明构思，而不是旨在限制本发明构思的范围，并且在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下可以进行各种修改和等同实施方式。在本发明构思中提供的附图仅是本发明构思的最佳实施方式的附图。本发明构思的范围应当由权利要求的技术理念确定，并且，应当理解的是，本发明构思的范围不限于权利要求的文字描述，而是实际上延伸到技术价值的等同范畴。
尽管已经参照示例性的实施方式描述了本发明构思，但对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，应当理解的是，上述实施方式并非限定性的，而是说明性的。

Claims (12)

1.一种用于估算相机的姿势的方法，所述相机安装在基板处理装置中以倾斜地拍摄物体，其中，所述方法包括：
去除除了基板之外的剩余背景，且执行椭圆拟合；
通过使用相机图像的中心和利用执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的中心之间的差异来调整所述相机的偏航方向；
通过使用由执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像中椭圆的倾斜角度来调整所述相机的滚转方向；以及
通过使用由执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像中所述椭圆的短轴和长轴的比例来调整所述相机的俯仰方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机的偏航方向的调整包括：
识别通过执行所述椭圆拟合获得的所述椭圆形基板图像的中心；
计算所述椭圆形基板图像的中心和所述相机图像的中心像素位置之间的距离差；以及
通过所述距离差来调整所述偏航方向。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机的偏航方向的调整包括：
在执行所述椭圆拟合之前，检测安装在配置为支承所述基板的支承单元的中心中的背部喷嘴；
计算所述检测到的背部喷嘴的图像的中心像素位置和所述相机图像的中心像素位置之间的距离差；以及
通过所述距离差来调整所述偏航方向。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机的滚转方向的调整包括：
估算通过执行所述椭圆拟合获得椭圆形基板图像的倾斜角度；以及
通过所述倾斜角度来调整所述滚转方向。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机的俯仰方向的调整包括：
测量通过执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的长轴和短轴的长度；
通过使用测量的所述长轴和所述短轴的长度计算俯仰角度；以及
通过参考设计角度和所述计算的俯仰角度之间的差异来调整所述俯仰方向。
6.根据权利要求2到5中任一项所述的方法，其中，独立地执行所述相机的所述滚转方向、俯仰方向或偏航方向的调整。
7.一种用于处理基板的装置，其中，所述装置包括：
处理腔室，其在内部具有处理空间；
支承单元，其配置为在所述处理腔室中支承所述基板；
气体供应单元，其配置为将处理气体供应至所述处理空间；
等离子体源，其配置为从所述处理气体生成等离子体；
相机，其安装在所述装置中以倾斜地拍摄所述基板；和
控制器，其配置为通过使用在所述支承单元上支承的基板在偏航方向、滚转方向或俯仰方向上调整所述相机的姿势，
其中，所述控制器包括拟合单元，所述拟合单元配置为去除除了拍摄的所述基板之外的剩余背景，并执行椭圆拟合。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器包括第一控制器，所述第一控制器配置为调整所述相机的偏航方向，并且
其中，所述第一控制器：
识别通过由所述拟合单元执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的中心；
计算所述椭圆形基板图像的中心和由所述相机拍摄的图像的中心像素位置之间的距离差；以及
通过所述距离差来调整所述偏航方向。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器包括第一控制器，所述第一控制器配置为调整所述相机的偏航方向，并且
其中，所述第一控制器：
检测安装在配置为支承所述基板的所述支承单元的中心上的背部喷嘴；
计算所述检测到的背部喷嘴的图像的中心像素位置和由所述相机拍摄的图像的中心像素位置之间的距离差；以及
通过所述距离差调整所述偏航方向。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器包括第二控制器，所述第二控制器配置为调整所述相机的滚转方向，并且
其中，所述第二控制器：
估算通过由所述拟合单元执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的倾斜角度；以及
通过所述倾斜角度来调整所述滚转方向。
11.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器包括第三控制器，所述第三控制器配置为调整所述相机的俯仰方向，并且
其中，所述第三控制器：
测量通过由所述拟合单元执行所述椭圆拟合获得的椭圆形基板图像的长轴和短轴的长度；
通过使用测量的所述长轴和所述短轴的长度计算俯仰角度；以及
通过参考设计角度和所述计算的俯仰角度之间的差异来调整所述俯仰方向。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的装置，其中，所述控制器独立地调整所述相机的所述滚转方向、俯仰方向或偏航方向。
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