CN113916171A - 物料偏移值检测方法及系统、补偿方法及系统、存储介质 - Google Patents
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Abstract
物料偏移值检测方法及系统、补偿方法及系统、存储介质,检测方法适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,加工平台上设置有承载装置、第一驱动装置和第二驱动装置,检测方法包括:输出第一控制信号以控制第一驱动装置对承载装置进行抽真空处理,使得物料吸附至所述承载装置上,并获取对应的真空值;判断真空值是否位于预设真空值范围内,并在真空值位于预设真空值范围内时,输出第二控制信号,以控制第二驱动装置驱动承载装置运动以带动物料运动,并获取物料的边缘数据;根据边缘数据,计算并得到偏移值。采用上述方案,能够实现无接触式的检测和调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
Description
技术领域
本说明书实施例涉及机械制造技术领域,尤其涉及一种物料偏移值检测方法及系统、补偿方法及系统、存储介质。
背景技术
在机械制造过程中,对于一些形状规则(如圆形)的物料,在将物料放置在对应的承载装置时,需要使物料的几何中心(如圆心)与加工平台参考坐标的原点重合。然而在物料的取放以及运输过程中,不可避免的造成物料几何中心位置的偏移。
目前,主要通过机械式夹持装置调整物料的几何中心与加工平台参考坐标的原点间的相对位置。采用上述方式能够使得物料的几何中心与加工平台的参考坐标的原点重合,但是物料与机械式夹持装置直接接触,易污染物料,甚至对物料造成损伤,而且通过人工控制机械式夹持装置的调整方式,调整精度低。
发明内容
有鉴于此,本说明书实施例的一个方面,提供一种物料偏移值检测方法及系统、存储介质,能够实现无接触式的检测物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置。
本说明书实施例的另一方面,还提供一种物料偏移值补偿方法及系统、存储介质,能够实现无接触式的调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
首先,本说明书实施例提供一种物料偏移值检测方法,适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置、第一驱动装置和第二驱动装置,所述检测方法包括:
输出第一控制信号以控制所述第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理,使得所述物料吸附至所述承载装置上,并获取对应的真空值;
判断所述真空值是否位于预设真空值范围内,并在所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号,以控制所述第二驱动装置驱动所述承载装置运动以带动所述物料运动,并获取所述物料的边缘数据;
根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值。
本说明书实施例还提供了一种物料偏移值补偿方法,包括:
采用前述任一项实施例所述的物料偏移值检测方法进行检测,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置和补偿装置;
判断所述偏移值是否在预设偏移值范围内,并在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,输出补偿信号至所述补偿装置,使得所述补偿装置驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
相应地,本说明书实施例提供了一种物料偏移值检测系统,适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置,所述物料偏移值检测系统包括控制装置、第一驱动装置、第二驱动装置,其中:
所述控制装置,适于输出第一控制信号至所述第一驱动装置,并获取对应得真空值;以及适于判断所述真空值是否位于预设真空值范围内,并在所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号至所述第二驱动装置,并获取所述物料的边缘数据;以及适于根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值;
所述第一驱动装置,适于响应于所述第一控制信号,对所述承载装置进行抽真空处理,使得所述物料吸附至所述承载装置上;
所述第二驱动装置,适于响应于所述第二控制信号,驱动所述承载装置运动以带动所述物料运动。
相应地,本说明书实施例还提供了一种物料偏移值补偿系统,包括:
前述任一实施例所述的物料偏移值检测系统,包括控制装置,适于判断物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值是否在预设偏移值范围内,并在所述偏移值大于所述预设位移值范围时,输出补偿信号,其中,所述加工平台上设置有承载装置;
补偿装置,适于响应于所述补偿信号,驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其中,所述计算机指令运行时执行前述任一项所述的物料偏移值检测方法。
本说明书实施例还提供另一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其中,所述计算机指令运行时执行前述任一项所述的物料偏移值补偿方法。
采用本说明书实施例中的物料偏移值检测方法,在第一控制信号的控制下,能够对承载装置进行抽真空处理,使得物料吸附至所述承载装置,并在判断获取到的真空值位于真空值范围内时,输出第二控制信号,驱动所述承载装置以带动所述物料运动,并在所述物料运动过程中,获取所述物料的边缘数据,并根据所述边缘数据,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。由上可知,在整个偏移值检测过程中,在真空值位于所述预设真空值模拟量范围内,通过输出相应的控制信号,即可获取物料运动过程中的边缘数据,之后再根据获取到的边缘数据计算得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,由于在物料偏移值检测过程中,物料始终被吸附在承载装置上,无需接触物料,因而,能够实现无接触式的检测物料标定位置与加工平台参考坐标原点间的偏移值。
采用本说明书实施例中的偏移值补偿方法,在判断检测到的物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值大于预设偏移值范围时,通过输出相应的补偿信号,驱动承载装置移动以带动所述物料移动,从而能够调整所述物料中心位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。通过上述过程,就可以使得所述物料标定位置与加工平台参考坐标系件的相对位置满足要求,无需人工操作,由于物料始终被吸附在承载装置上,因而,能够实现无接触式的调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
采用本说明书实施例中的偏移值补偿方法,在判断检测到的物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值大于预设偏移值范围时,通过输出相应的补偿信号,驱动承载装置移动以带动所述物料移动,从而能够调整所述物料中心位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。通过上述过程,就可以使得所述物料标定位置与加工平台参考坐标系件的相对位置满足要求,无需人工操作,由于物料始终被吸附在承载装置上,因而,能够实现无接触式的调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
采用本说明书实施例中的偏移值检测系统,一方面,由控制装置输出第一控制信号至第一驱动装置,所述第一驱动装置可以对承载装置进行抽真空处理,并由控制装置判断获取到的真空值位于所述预设真空值模拟量范围内时,输出第二控制信号至第二驱动装置,所述第二驱动装置可以驱动所述承载装置运动以带动物料运动;另一方面,在所述物料运动过程中,控制装置可以获取所述物料的边缘数据,并根据所述边缘数据,计算并得到偏差值。由上可知,在整个偏移值检测过程中,只需要在获取到的真空值位于所述预设真空值模拟量范围内,通过输出相应的控制信号,即可获取物料运动过程中的边缘数据,之后再根据获取到的边缘数据计算得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,由于物料始终被吸附在承载装置上,因而,能够实现无接触式的检测物料标定中心与加工平台参考坐标原点间的偏移值。
采用本说明书实施例中的偏移值补偿系统,由控制模块在判断检测到的物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值大于所述预设位移值范围时,输出补偿信号至补偿装置,所述补偿装置可以根据所述补偿信号,驱动承载装置移动以带动所述物料移动,从而能够调整所述物料中心位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置,而且,在整个调整过程中,物料始终被吸附在承载装置上,因而,能够实现无接触式的调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案,下面将对本说明书实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本说明书的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本说明书实施例一种物料偏移值检测方法的流程图。
图2示出了本说明书实施例中一种物料偏移值检测方法的原理示意图。
图3示出了本说明书实施例中一种物料偏移值补偿方法的流程图。
图4示出了本说明书实施例中一种经调整后的物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置示意图。
图5示出了本说明书实施例中一具体应用场景中物料偏移值补偿方法的流程图。
图6示出了本说明书实施例中一种物料偏移值检测系统的结构示意图。
图7示出了本说明书实施例中一种物料偏移值检测系统的结构示意图。
图8示出了本说明书实施例中一种物料偏移值补偿系统的安装布局结构示意图。
图9示出了本说明书实施例中一种物料偏移值补偿系统的架构示意图。
图10示出了本说明书实施例中一种物料偏移值补偿系统的机械结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,当前主要通过人工控制机械加持装置的方式,对物料的几何中心与加工平台参考坐标的原点间的相对位置进行调整,然而,采用上述调整方式,易污染物料,甚至对物料造成损伤,而且通过人工控制的调整方式,调整精度低。
为解决上述问题,本说明书实施例提供了一种能够实现无接触式的检测物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置的物料偏移值检测方法,其中,所述检测方法适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置、第一驱动装置和第二驱动装置,通过输出第一控制信号控制第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理,并获取对应的真控值,并在判断所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号,以驱动所述承载装置以带动所述物料运动,并在所述物料运动过程中,获取所述物料的边缘数据,并根据所述边缘数据,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。由上可知,在整个偏移值检测过程中,在真空值位于所述预设真空值模拟量范围内,通过输出相应的控制信号,即可获取物料运动过程中的边缘数据,之后再根据获取到的边缘数据计算得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,由于在物料偏移值检测过程中,物料始终被吸附在承载装置上,无需接触物料,因而,能够实现无接触式的检测物料标定中心与加工平台参考坐标原点的相对位置。
在具体实施中,本说明书实施例提供的物料偏移值检测方法可广泛应用于各种机械制造场景,例如,半导体相关的机械制造场景、绝缘体相关的机械制造场景和导体相关的机械制造场景。相应地,本说明书实施例提供的物料偏移值检测方法可以检测多种物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,例如调整晶圆的圆心与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。本说明书实施例对物料偏移值检测方法的应用场景及检测的物料偏移值的类型不做具体限制。
为使本领域技术人员更好地理解和实施本说明书实施例,以下参照附图,并通过具体应用示例进行详细描述。
参照图1所示的本说明书实施例一种物料偏移值检测方法的流程图,所述检测方法适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台设置有承载装置、第一驱动装置和第二驱动装置,在本说明书一些实施例中,具体可以按照步骤执行:
S10,输出第一控制信号以控制所述第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理,使得所述物料吸附至所述承载装置上,并获取对应的真空值。
具体而言,当需要对检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值时,为防止检测过程中物料从加工平台掉落,可以输出第一控制信号,在所述第一控制信号的作用下,所述第一驱动装置可以对所述承载装置进行抽真空处理,使得承载装置上的气压小于大气气压,物料可以被吸附至承载装置上,并实时获取对应的真空值。
在具体实施中,所述真空值可以是模拟量,也可以是数字量,本说明书实施例不限制真空值的具体类型。
S11,判断所述真空值是否位于预设真空值范围内,并在所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号,以控制所述第二驱动装置驱动所述承载装置运动以带动所述物料运动,并获取所述物料的边缘数据。
具体而言,在对所述承载装置进行抽真空处理的过程中,可以比较获取到的真空值与预设真空值范围的大小,并在获取到的真空值位于预设真空值范围时,输出第二控制信号,在所述第二控制信号的作用下,所述第二驱动装置可以驱动所述承载装置运动,由于所述物料被吸附在承载装置上,因此,在承载装置运动过程中,能够带动所述物料运动。在所述物料运动过程中,可以实时获取物料的边缘数据。
在具体实施中,对于不同的物料,对所述承载装置进行抽真空处理时,要求的真空值不同,本说明书对真空值大小不做要求,只要能使物料被吸附至承载装置即可。
S12,根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值。
具体而言,经过步骤S10和S11,可以获取到物料运动过程中的边缘数据,之后可以根据预先存储的算法,计算得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。
采用上述检测方法,在第一控制信号的作用下,可以控制第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理,并在抽真空过程中,并获取对应的真空值,并在判断获取到的真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号,以驱动所述承载装置以带动所述物料运动,并在所述物料运动过程中,获取所述物料的边缘数据,并根据所述边缘数据,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。
由上可知,采用本说明书实施例中的物料偏移值检测方法,在检测物料偏移值的过程中,由于物料始终被吸附在承载装置上,无需与物料接触,即能实现无接触式的检测物料标定中心与加工平台参考坐标原点的相对位置。
在对所述承载装置进行抽真空时,可以通过多种方式获取对应的真空值。在本说明书一些实施例中,所述加工平台还可以包括真空值采集装置。相应地,所述获取对应的真空值,包括:在所述第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理时,通过所述真空值采集装置实时采集对应的真空值模拟量,并转换为真空值数字量作为所述真空值,即可以通过设置真空值采集装置实时采集对应的真空值。
在实际应用中,为实现同时对承载装置进行抽真空处理和实时采集对应的真空值模拟量,在本说明书另一些实施例中,可以将第一控制信号输出至所述真空值采集装置,以控制真空值采集装置根据所述第一控制信号输出对应的电平信号至第一驱动装置,使得所述第一驱动装置在所述电平信号的作用下,对所述承载装置进行抽真空处理,并将获取到的对应的真空值模拟量输出至真空值采集装置,由真空值采集装置将真空值模拟量转换为真空值数字量。
在本说明书实施例,是先将获取到的真空值模拟量转换为真空值数字量,再进行真空值大小的比较,在具体实施中,也可以直接比较真空值模拟量与预设真空值的大小,无需对获取到的真空值类型进行转换。
在具体实施中,所述边缘数据可以包括物料的各边缘宽度值、各边缘宽度值对应的角度值和采集到的边缘宽度值得次数,在所述物料运动过程中,可以由不同的装置分别获取或由同一装置获取所述物料的边缘数据值。
作为一具体示例,在本说明书一些实施例中,所述加工平台上设置有运动控制装置、数据采集控制装置和数据采集装置;相应地,在所述物料运动过程中,输出第三控制信号至所述数据采集控制装置,使得所述数据采集控制装置输出与所述第三控制信号对应的数据采集控制信号至所述数据采集装置,以控制所述数据采集装置采用预设采样频率采集所述物料的边缘宽度值,以及使得所述数据采集控制装置输出频率与所述预设采样频率相同的脉冲信号,以控制运动控制装置对采集到的所述边缘宽度值的次数进行计数,并保存各边缘宽度值对应的角度值,并将所述物料的各边缘宽度值、各边缘宽度值对应的角度值和采集到的边缘宽度值得次数作为所述边缘数据。
为方便描述,并便于理解,以下对本说明书实施例相关概念进行说明,其中:边缘宽度值是指采集到的物料实际边缘(如图2中的实线圆)相对于所述加工平台参考坐标系原点间的距离和物料预设边缘(如图2中的虚线圆)相对于所述加工平台参考坐标系原点间的距离的差值;
物料预设边缘是指所述物料与所述加工平台参考坐标系原点未发生偏移时的边缘,即物料的标定位置与坐标系原点重合时,物料的边缘;
角度值是指采集到的所述物料的实际边缘点与所述加工平台参考坐标系原点间的连线和所述参考坐标系轴的正向延伸方向的夹角。
在具体实施中,获取到的边缘数据可以为多个,且获取到的边缘数据越多,后续进行物料偏移值计算,得到的偏移值越精确。而且,在进行物料边缘数据值获取的过程中,由于采样频率与脉冲信号的频率一致,能够提升获取到的边缘宽度值与角度值的一致性,进而提高计算得到的偏移值的精度。
当获取到物料运动过程中的多组边缘数据后,可以根据预先设置的计算方法,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。具体而言,先根据各边缘宽度值以及所述各边缘宽度值对应的角度值,得到所述物料的标定位置相对于所述加工平台参考坐标系的原点的多个偏移坐标值,再根据所述多个偏移坐标值和采集到的边缘宽度值的次数,采用曲线拟合算法,得到所述偏移值。即先将获取到的边缘宽度值及其对应的角度值转换为相对于参考坐标系原点的偏移坐标值,再采用曲线拟合算法,根据各偏移坐标值和边缘宽度值得次数得到偏移值。
在本说明书实施例中,为了更加高效地确定物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,可以选择所述标定位置为所述物料的几何中心。在具体实施中,物料可能具有各种不同的形状,例如可以为片状结构,作为具体示例,可以为圆片状、方形等规则的片状结构,或者为不规则的片状结构。物料还可能是三维立体结构,例如可以为圆柱状、长方体、锥形体的规则结构,也可以是一些不规则的立体结构。本说明实施例并不对物料的形状、轮廓、构造或材料等作任何的限制。
作为一具体示例,在本说明书实施例中,所述物料形状为圆片状,所述标定位置为所述物料的圆心。
以下以圆片状物料(例如晶圆),标定位置为物料的圆心,详细说明本说明书实施例中所涉及到物料偏移值检测方法。
参照图2所示的本说明书实施例中一种物料偏移值检测方法的原理示意图,其中,虚线圆表示物料的圆心与加工平台参考坐标系的原点重合时的物料边缘,实线圆表示实际采集到的物料实际边缘,r表示物料的半径,Li表示检测到的物料的边缘宽度值,θi表示边缘宽度值对应的角度值,(xi,yi)表示物料的偏移坐标值。
在实际检测过程中,可以检测物料旋转一周的边缘数据,得到的边缘数据的次数为N,其中,i、N均为大于0的整数,且i小于等于N。
经过上述检测过程,得到边缘宽度值Li、边缘宽度值Li对应的角度值θi后,由勾股定理可知,xi=(r+Li)*cosθi,yi=(r+Li)*sinθi,即可得到物料边缘上一系列相对于参考坐标系的偏移坐标值(xi,yi)。
假设实线圆相对于参考坐标系原点的圆心坐标为(xa,ya),则可以得到实线圆的标准方程式为:
(x-xa)2+(y-ya)2=r2 (1)
在本说明书一些实施例中,采用最小乘法曲线拟合算法,可以得到实线圆的拟合数学模型:
k=∑((xi-xa)2+(yi-ya)2-r2)2 (2)
根据最小二乘法,对k取极值,有:
由于r不等于0,有:
f=∑((xi-xa)2+(yi-ya)2-r2) (4)
构造相应的转换公式,令:
Mi=xi-∑xi/N (5)
Ma=xa-∑xi/N (6)
Ni=yi-∑yi/N (7)
Na=ya-∑yi/N (8)
由公式(5)和公式(7)可得到:
∑Mi=0 (9)
∑Ni=0 (10)
由公式(5)和公式(6)可得到:
Mi-Ma=xi-xa (11)
由公式(7)和公式(8)可得到:
Ni-Na=yi-ya (12)
分别将公式(11)和(12)代入到公式(4),有:
∑((Mi-Ma)+(Ni-Na)-r2)Mi=0 (13)
∑((Mi-Ma)+(Ni-Na)-r2)Ni=0 (14)
对公式(13)和(14)去平方,并结合公式(9)和(10),可得到:
继续构造转换公式,令:
LMN=∑MiNi (21)
将公式(17)至(23)分别代入到公式(15)和(16),可得到:
由公式(24)和(25)可得到:
根据公式(6)和公式(8),分别可以得到:
xa=Ma+∑xi/N (28)
ya=Na+∑yi/N (29)
即,通过上述物料偏移值检测方法,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系间的偏移值坐标为(Ma+∑xi/N,Na+∑yi/N)。
在具体实施中,可以通过调整采样频率的大小,调整获取物料边缘宽度值得个数,在满足预设得频率范围内,采样频率越高,获得的边缘宽度值越多,计算得到的偏移值越精确。因此,可以根据实际需求,灵活的调整采样频率。
需要说明的是,上述实施例仅是针对二维形状的物料,对物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间在同一平面(x轴和y轴)内的偏移值的检测方法,对于三维立体结构的物料,可以在x轴、y轴和z轴三个维度检测物料偏移值。
此外,在实际应用中,物料在移动过程中有可能仅在其中一个维度或两个维度产生偏移,对此,可以仅在可能发生偏移的维度和方向进行物料偏移值的检测,而无须在物料的各个维度均进行检测,从而可以提高检测效率。
当检测到物料的标定位置物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点存在偏移值时,可以进行相应的操作,以调整二者间的相对位置,使得所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值满足加工要求。为此,本说明书实施例还提供了一种物料偏移值补偿方法。以下通过具体实施例并结合附图进行详细描述。
参照图3所示的本说明书实施例中一种物料偏移值补偿方法的流程图,在本说明书一些实施例中,所述物料偏移值补偿方法可以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置,其中,所述加工平台设置有承载装置和补偿装置,具体可按以下步骤调整二者间的相对位置:
S20,采用物料偏移值检测方法进行检测,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。
在本说明书实施例中,可以采用前述实施例中对物料偏移值进行检测的方法对物料是否发生偏移进行检测,具体可以参见前述实施例详细介绍,在此不再展开描述。
S21,判断所述偏移值是否在预设偏移值范围内,并在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,输出补偿信号至所述补偿装置,使得所述补偿装置驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
具体而言,当检测到物料的标定位置物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点存在偏移值时,可以先判断偏移值大小是否在预设偏移值范围内,当确定偏移值大于所述预设偏移值范围时,可以输出相应的补偿信号,使得所述补偿装置驱动所述参照装置移动以带动所述物料移动,实现对二者间相对位置的调整,使得物料的偏移值位于预设偏移值范围内。
在具体实施中,当获取到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,需要将所述偏移值转换为补偿装置能够识别的信号,而不能直接将所述偏移值直接输出至补偿装置。
作为一具体实例,所述补偿装置可以包括运动控制单元和位移单元,相应地,所述在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,输出补偿信号至所述补偿装置,包括:在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,根据所述偏移值,确定偏移补偿值;根据所述偏移补偿值和预设位移转换系数,得到驱动脉冲数,并将与所述驱动脉冲数相对应的所述补偿信号输出至所述运动控制单元,以控制所述运动控制单元输出与所述补偿信号对应的第一驱动信号至所述位移单元,使得所述位移单元驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动。
经过上述调整过程,如图4中子图(a)所示,能够使得物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点重合,即子图(a)中的黑色圆圈与原点O重合,或者,图4中子图(b)所示,物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点仍存在一些偏差,但二者间的偏差值在预设偏差值范围内,即子图(b)中的黑色圆圈与原点O未重合。
在具体实施中,根据不同的应用场景,可以通过控制输出至补偿装置的驱动脉冲间的时间间隔或者驱动脉冲的幅值和脉宽,设定物料移动的速度,以适应不同的加工场景。
在本说明书一些实施例中,预设位移转换系数与补偿装置中的位移装置的参数有关。作为一具体实例,所述预设位移转换系数适于采用如下公式确定:
K=n*A*L (30)
其中:K适于表征所述预设位移转换系数;n适于表征所述位移单元运动一圈对应的脉冲数;A适于表征所述位移单元的传动比;L适于表征所述位移单元运动一圈所对应的传动距离。
结合图2,参照图5所示本说明书实施例中一具体应用场景中物料偏移值补偿方法的流程图,具体可以按照以下步骤执行:
S30,获取偏移值xa和ya。
其中,偏移值xa和ya的获取过程,参见前述实施例中对物料偏移值进行检测的方法,具体可以参见前述实施例详细介绍,在此不再展开描述。
S31,判断xa≤Δx,且ya≤Δy,如果否,则继续执行步骤S32,如果是,则可以结束补偿流程。
其中,Δx表示第一方向上的预设偏移值,Δy表示第二方向上的偏移值。
S32,根据所述偏移坐标值xa和ya,得到补偿值Sx和Sy。
其中,Sx=-xa,Sy=-ya,Sx表示第一方向上的偏移补偿值,Sy表示第一方向上的偏移补偿值。
S33,根据补偿值Sx和预设补偿系数Kx,得到第一驱动脉冲数Nx;以及根据补偿值Sy和预设补偿系数Ky,得到第二驱动脉冲数Ny。
其中,Nx=Sx*Kx=-xa*Kx,Ny=Sy*Ky=-ya*Ky,Kx和Ky的计算过程可以参见公式(30)。
S34,根据第一驱动脉冲数Nx和第二驱动脉冲数Ny,驱动承载装置移动以带动物料移动。
在具体实施中,可以先根据第一驱动脉冲数Nx,调整物料位于第一方向上的偏移值,待第一方向上的偏移值调整完毕后,再根据第二驱动脉冲数Ny,调整物料位于第二方向上的偏移值;或者,可以先根据第二驱动脉冲数Ny,调整物料位于第二方向上的偏移值,待第二方向上的偏移值调整完毕后,再根据第一驱动脉冲数Nx,调整物料位于第一方向上的偏移值;又或者同时调整第一方向和第二方向上的物料偏移值。本说明书实施例不限制具体的调整方式。
在具体实施中,经过步骤S30至步骤S34后,可以再次根据前述实施例所述的物料偏移值检测方法,检测经调整后的物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,并判断所述偏移值是否位于预设偏移值范围内。
由上可知,采用本说明书实施例提供的物料偏移值检测和补偿方法,能实现无接触式的检测和调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
本说明书实施例还提供了与上述物料偏移值检测方法对应的物料偏移值检测系统,以下参照附图,通过具体实施例进行详细介绍。
参照图6所述的本说明书实施例中一种物料偏移值检测系统的结构示意图,在本说明书一些实施例中,如图6所示,物料偏移值检测系统M1适于检测物料的标定位置与加工平台6A参考坐标系原点间的偏移值,其中,所述加工平台上设置有承载装置6A1,所述物料偏移值检测系统60可以包括:控制装置M1、第一驱动装置M12、第二驱动装置M13,其中:
所述控制装置M11,适于输出第一控制信号至所述第一驱动装置M12,并获取对应得真空值;以及适于判断所述真空值是否位于预设真空值范围内,并在所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号至所述第二驱动装置M13,并获取所述物料的边缘数据;以及适于根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值;
所述第一驱动装置M12,适于响应于所述第一控制信号,对所述承载装置6A1进行抽真空处理,使得所述物料吸附至所述承载装置6A1上;
所述第二驱动装置M13,适于响应于所述第二控制信号,驱动所述承载装置6A1运动以带动所述物料运动。
以下参照图6,描述所述物料偏移值检测系统M1的检测原理:
当需要检测物料的标定位置与加工平台6A参考坐标系原点间的偏移值时,可以由所述控制装置M11输出第一控制信号至第一驱动装置M12,所述第二驱动装置可以响应于所述第一控制信号,对所述承载装置6A1进行抽真空处理,使得承载装置6A1上气压小于大气气压,物料可以被吸附至所述承载装置6A1上,在对所述承载装置6A1进行抽真空处理的过程中,所述控制装置M11可以获取对应的真空值,并将获取到的真空值与预设真空值范围进行比较,并在所述真空值位于所述预设真空值范围时,输出所述第二控制信号至第二驱动装置M13。
所述第二驱动装置M13可以响应于所述第二控制信号,驱动所述承载装置运动,并带动所述物料运动,在所述物料运动的过程中,所述控制装置M11可以获取所述物料的边缘数据,并根据所述边缘数据,计算并得到偏差值。
由上可知,在整个偏移值检测过程中,只需要在获取到的真空值位于所述预设真空值模拟量范围内,通过输出相应的控制信号,即可获取物料运动过程中的边缘数据,之后再根据获取到的边缘数据计算得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,由于物料始终被吸附在承载装置上,因而,能够实现无接触式的检测物料标定中心与加工平台参考坐标原点间的偏移值。
为使本领域技术人员更好地理解和实施,以下示出本说明书中物料偏移点检测电路中各模块的一些可实现示例。
继续参照图6,在本说明书一些实施例中,如图6所示,在所述第一驱动装置M12对所述承载装置6A1进行抽真空时,可以通过多种方式获取对应的真空值。在具体实施中,所述物料偏移值检测系统M1还可以包括:真空采集装置M14,适于在所述第一驱动装置M12对所述承载装置6A1进行抽真空处理时,实时采集对应的真空值模拟量,并转换为真空值数字量作为所述真空值,并传输至所述控制装置M11。
在实际应用中,为实现同时由第一驱动装置M12对承载装置6A1进行抽真空处理,并由控制装置M11实时获取对应的真空值,在本说明书一些实施例中,如图6所示,可以将先将第一控制信号输出至所述真空值采集装置M14,由真空值采集装置M14根据所述第一控制信号输出对应的电平信号至第一驱动装置M12,所述第一驱动装置M12在所述电平信号的作用下,对所述承载装置6A1进行抽真空处理,并将获取到的对应的真空值模拟量输出至真空值采集装置M14,由真空值采集装置M14将真空值模拟量转换为真空值数字量。
在本说明书一些实施例中,所述第一驱动装置M12可以为真空控制器,所述真空控制器可以包括真空电磁阀和真空压力表,所述真空控制器在接收到第一控制信号时,打开其内部的真空电磁阀,对承载装置6A1进行抽真空处理,并通过真空压力表直接将获取对应的真空值模拟量输出至真空值采集装置M14。
在具体实施中,是先将真空值采集装置M14获取到的真空值模拟量转换为真空值数字量,再输出至控制装置M11,由控制装置M11进行真空值大小的比较,在一些实施例中,也可以直接将取到的获真空值模拟量输出至控制装置M11,直接比较获取到的真空值模拟量与预设真空值的大小,无需对获取到的真空值类型进行转换。
在本说明书一些实施例中,所述控制模块M11可以通过中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)、FPGA等处理芯片实现,也可以通过特定集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路实现。
所述第二驱动装置M13可以是可旋转装置,在所述第二驱动装置M13的驱动下,所述物料可以旋转运动。
在半导体领域中,所述承载装置6A1可以包括承载晶圆的承片台。
在具体实施中,所述边缘数据可以包括物料的各边缘宽度值、各边缘宽度值对应的角度值和采集到的边缘宽度值得次数,在所述物料运动过程中,可以由不同的装置分别获取或由同一装置获取所述物料的边缘数据值。
作为一具体示例,在本说明书一些实施例中,继续参照图6,所述加工平台上设置有运动控制装置M17、数据采集控制装置M15和数据采集装置M16,其中:
所述控制装置M11,还适于在所述物料运动过程中,输出第三控制信号至所述数据采集控制装置M15;
所述数据采集控制装置M15,适于响应于所述第三控制信号,输出对应的数据采集信号至所述数据采集装置M16,以及适于响应于所述第三控制信号,输出与预设采样频率相同的脉冲信号至所述运动控制装置M17;
所述数据采集装置M16,适于响应于所述数据采集信号,采用所述预设采样的频率采集所述物料的边缘宽度值,并输出至所述控制装置M11;
所述运动控制装置M17,适于响应于所述脉冲信号,对采集到的所述边缘宽度值的次数进行计数,并保存各边缘宽度值对应的角度值,并输出至所述控制装置M11。
具体而言,在所述物料运动过程中,所述控制装置M11还可以输出第三控制信号至所述数据采集控制装置M15,所述数据采集控制装置M15可以响应于所述第三控制信号,输出对应的数据采集信号至所述数据采集装置M16,使得所述数据采集装置采用所述预设采样的频率采集所述物料的边缘宽度值,并输出至所述控制装置M11,以及输出与频率所述预设采样的频率相同的脉冲信号至运动控制装置M17,使得运动控制装置M17对采集到的所述边缘宽度值的次数进行计数,并保存各边缘宽度值对应的角度值,并输出至所述控制装置M11。其中,边缘宽度值、物料预设边缘和角度值的定义参见上述内容,在此不再展开。
在具体实施中,获取到的边缘数据可以为多个,且获取到的边缘数据越多,后续进行物料偏移值计算,得到的偏移值越精确。而且,在进行物料边缘数据值获取的过程中,由于数据采集装置M16采集边缘宽度值的采样频率与运动控制装置M17保存各边缘宽度值对应的角度值的脉冲信号频率相同,因此能够提升获取到的边缘宽度值与角度值的一致性,从而提高计算得到的偏移值的精度。
当获取到物料运动过程中的多组边缘数据后,可以根据预先设置的计算方法,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值。具体而言,所述控制装置M11可以先根据各边缘宽度值以及所述各边缘宽度值对应的角度值,得到所述物料的标定位置相对于所述加工平台6A参考坐标系的原点的多个偏移坐标值,再根据所述多个偏移坐标值和采集到的边缘宽度值的次数,采用曲线拟合算法,得到所述偏移值,其中,得到物料偏移值具体过程,参见前述图2所对应的内容,在此不再展开描述。
在本说明书实施例中,是采用最小二乘法曲线拟合算法计算得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,在其他实施例中,还可以采用其他曲线拟合算法得到二者间的偏移值。
在具体实施中,为了在物料运动的第一时刻获取其边缘数据,在本说明书一些实施例中,继续参照图6,其中,所述控制装置M11可以将第一控制信号输出至运动控制装置M17,由运动控制器M17控制第二驱动装置M13的运动。
在具体实施中,可以将物料偏移值检测系统M1与加工平台6A集成设计,所述物料偏移值检测系统M1可以作为加工平台6A的一部分。
当物料偏移值检测系统检测到物料的标定位置物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点存在偏移值时,可以进行相应的操作,以调整二者间的相对位置,使得所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值满足加工要求。
基于此,本说明书实施例还提供了与上述物料偏移值补偿方法对应的物料偏移值补偿系统,可以在物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值大于预设偏移值范围,进行相应的补偿,以调整二者间的相对位置。以下参照附图,通过具体实施例进行详细介绍。
参照图7所示的本说明书实施例中一种物料偏移值补偿系统的结构示意图,在本说明书一些实施例中,物料偏移值补偿系统70可以调整物料的标定位置与加工平台7A参考坐标系原点间的相对位置,其中,所述加工平台上设置有承载装置7A1,所述物料偏移值补偿系统70可以包括:
前述任一实施例所述的物料偏移值检测系统M1,包括控制装置M11,适于判断物料的标定位置与加工平台7A参考坐标系原点间的偏移值是否在预设偏移值范围内,并在所述偏移值大于所述预设位移值范围时,输出补偿信号;
补偿装置M2,适于响应于所述补偿信号,驱动所述承载装置7A1移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台7A参考坐标系原点间的相对位置。
以下结合图7,说明所述物料偏移值补偿系统70的工作原理:
如前所述,可以由物料偏移值检测系统M1检测物料的标定位置与加工平台7A1参考坐标系原点间的偏移值,并将检测得到的所述偏移值与预设偏移值范围进行比较,在确定所述偏移值大于所述预设位移值范围,输出对应的补偿信号至与所述物料偏移值检测系统M1耦接的补偿装置M2。
所述补偿装置M2可以根据所述补偿信号,驱动所述承载装置7A1移动以带动所述物料移动,以调整所述物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置,使得二者间的偏移值满足加工要求。
由上可知,采用本说明书实施例中的物料偏移值补偿系统,能够在确定偏移值大于预设位移值范围时,输出相应的补偿信号,以调整物料标定位置与加工平台参考坐标系件的相对位置,由于在物料偏移值补偿过程中,物料始终被吸附在承载装置上,无需接触物料,即能实现无接触式的调整物料标定位置与加工平台参考坐标原点的相对位置,且能够提高调整精度。
为使本领域技术人员更好地理解和实施,以下示出本说明书物料偏移值补偿系统中各模块的一些可实现示例。
在具体实施中,当所述物料偏移值检测系统获取到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,并判断所述偏移值大于预设偏移值范围时,需要将所述偏移值转换为补偿装置能够识别的信号,而不能直接将所述偏移值直接输出至补偿装置。
作为一具体示例,在本说明书实施例中,当控制装置确定物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值大于所述预设偏移值范围时,可以先根据二者间的偏移值,确定相应的偏移补偿值,之后,根据所述偏移补偿值和预设位移转换系数,得到驱动脉冲数,并将与所述驱动脉冲数相对应的所述补偿信号输出至补偿装置,所述补偿装置可以驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
继续参照7,在本说明书一些实施例中,所述补偿装置M2可以包括运动控制单元M21和位移单元M22,其中:
所述运动控制单元M21,适于响应于所述补偿信号,输出对应的第一驱动信号至所述位移单元M22;
所述位移单元M22,适于响应于所述第一驱动信号,驱动所述承载装置7A1移动以带动所述物料移动。
在具体实施中,所述位移单元可以包括驱动机构、传动机构和位移机构,其中:
所述驱动机构,分别与所述运动控制单元和所述传动机构连接,适于根据所述第一驱动信号,生成第一驱动力;
所述传动机构,与所述位移机构连接,适于将所述第一驱动力传递至所述位移机构;
所述位移机构,适于承载所述物料,并在所述第一驱动力的驱动下,驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
在具体实施中,当所述驱动机构产生的驱动力较大时,为了提高位移机构移动过程中的稳定性,降低位移机构的运动速度,从而提高物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置的调整精度,所述传动机构可以是减速齿轮组件,通过所述减速齿轮组件,能过减小传递到位移机构的驱动力和降低位移机构的运动速度,提高调整精度。
在本说明书的一些其他实施例中,所述传动机构还可以是链轮减速组件、带轮减速组件等减速组件,所述驱动机构可以通过上述减速组件与所述推进模块连接。
在本说明书一些实施例中,预设位移转换系数与补偿装置中的位移装置的参数有关。作为一具体实例,所述预设位移转换系数适于采用公式(30)确定,其中:K适于表征所述预设位移转换系数;n适于表征所述驱动机构运动一圈对应的脉冲数;A适于表征所述传动机构的传动比;L适于表征所述驱动机构运动一圈所对应的传动距离。
作为一具体示例,当所述传动机构为齿轮传动组件时,所述传动机构的传动比可以是齿轮齿数比或齿轮的直径比;
当所述传动结构与驱动机构通过丝杆连接时,驱动机构运动一圈所对应的传动距离可以是丝杆的螺距。
在具体实施中,若所述驱动机构产生的驱动力较小时,可以将所述位移机构和所述驱动机构直接连接。
在本说明书一些实施例中,所述驱动机构可以是步进电机,由于步进电机控制性能好,能够提高物料偏移值的调整精度。
在其他实施例中,所述驱动机构还可以是其他动力装置,例如,电动马达。
在具体实施中,根据不同的应用场景和实际需求,可以在所述位移模块中设置一个或多个驱动机构,相应地,可以在所述位移模块中设置与所述驱动机构相对应的一个或多个传动机构。在所述一个或多个位移机构与所述一个或多个传动机构的配合下,能够将位于不同方向上的力传递到位移机构。
作为一具体示例,所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构,所述传动位移机构包括第一传动机构和第二传动机构,其中:
所述第一驱动机构,其第一端与所述运动控制单元电连接,其第二端与所述第一传动机构的第二端连接,适于根据所述第一驱动信号,产生沿第一预设方向的第一驱动力;
所述第一传动机构,其第二端与所述位移机构连接,适于将所述沿第一预设方向的第一驱动力输出至所述位移机构;
所述第二驱动机构,其第一端与所述运动控制单元电连接,其第二端与所述第一传动机构的第二端连接,适于根据所述第一驱动信号,产生沿第二预设方向的第一驱动力;
所述第二传动机构,其第二端与所述位移机构连接,适于将所述沿第二预设方向的第一驱动力输出至所述位移机构。
当位移机构接收到来自于传动机构传递的第一驱动力和第二驱动力时,可以在所述第一驱动力的驱动下,调整物料沿第一预设方向上的偏移值,以及在所述第二驱动力的驱动下,调整沿第二预设方向上的偏移值。
作为一具体实例,所述位移机构包括第一位移机构和第二位移机构,其中:
所述第一位移机构,其第一端与所述第一传动机构的第二端耦接,其第二端与所述承载装置耦接,适于在所述沿第一预设方向的第一驱动力的驱动下,驱动所述承载装置移动以带动所述物料沿第一预设方向移动;
所述第二位移机构,其第一端与所述第二传动机构的第二端耦接,其第二端与所述承载装置耦接,适于在所述沿第二预设方向的第一驱动力的驱动下,驱动所述承载装置移动以带动所述物料沿第二预设方向移动。
在具体实施中,可以先调整物料沿第一预设方向上的偏移值,再调整物料沿第二预设方向上的偏移值;或者,先调整物料沿第二预设方向上的偏移值,再调整物料沿第一预设方向上的偏移值;再或者,同时调整物料沿第一预设方向和第二方向上的偏移值。本说明书实施例不限制具体的调整方式。
在本说明书另一些实施例中,所述移位模块可以只包括一个驱动机构、一个位移机构和一个传动机构,分步调整物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点的相对位置。进一步而言,所述驱动机构先根据运动控制单元输出的第一驱动信号,产生沿第一预设方向的驱动力,并经传动结构传递至位移机构,由位移机构驱动承载装置移动以带动所述物料沿第一预设方向移动,待所述物料移动至所述第一预设方向相对应的位置时,再根据所述第一驱动信号,产生沿第二预设方向的驱动力,并经传动结构传递至位移机构,由位移机构驱动承载装置移动以带动所述物料沿第二预设方向移动,直至所述物料移动至所述第二预设方向相对应的位置,完成调整过程。
在本说明书一些实施例中,所述第一预设方向可以与第二预设方向垂直。
可以理解的是,上述位移模块的结构仅为示例说明。在具体实施中,可以根据实际需要,灵活的调整位移模块的结构,或者使用其他能够调整物料位置的装置,本说明书实施例并不限制位移模块的具体结构。
为使本领域技术人员更好地理解和实施,以下通过一具体场景中的物料偏移值补偿系统的结构示意图进行详细示例说明。
结合图6和图7,参照图8所示的本说明书实施例中一种物料偏移值补偿系统的安装布局结构示意图,物料偏移值补偿系统80可以包括物料偏移值检测系统M1和补偿系统M2,其中,具体实施中,可以将物料偏移值检测系统M1和补偿系统M2集成设计在电路板81,二者间的交互信息可以通过电路板81传递。
如前述实施例类似,物料偏移值检测系统M1可以包括控制装置M11、第一驱动装置M12、第二驱动装置M13,补偿装置M2可以包括运动控制单元M21和位移单元M22,其中,位移单元M22可以包括第一位移单元M221和第二位移单元M222,所述第一位移单元M221可以调整物料沿第一预设方向上的偏移值,所述第二位移单元M222可以调整物料沿第二预设方向上的偏移值。
需要说明的是,图8中的第一位移单元M221和第二位移单元M222仅示出了其控制部分的硬件电路图。
可选地,物料偏移值检测系统M1还可以包真空采集装置M14、数据采集控制装置M15、数据采集装置(图8未示出)和运动控制装置(运动控制单元)M17,其中,在具体实施中,所述运动控制单元和所述运动控制装置可以集成设计,为方便描述,以下以标号M21表示运动控制单元和所述运动控制装置。
首先,由控制装置M11输出第一控制信号至第一驱动装置M12,所述第一驱动装置M12可以对加工平台上的承载装置进行抽真空处理,在抽真空过程中,所述真空值采集装置M14可以获取对应的真空值模拟量,并转换真空值模拟量的类型,将获取到的真空值输出至控制装置M11。
所述控制装置M11在确定获取到的真空值大于预设真空值时,可以输出第二控制信号至第二驱动装置M13,第二驱动装置M13可以驱动承载装置运动以带动所述物料运动,在所述物料运动过程中,所述控制装置11还可以输出第三控制信号至数据采集控制装置M15,所述数据采集控制装置M15可以响应于所述第三控制信号,输出对应的数据采集信号至所述数据采集装置M16,使得所述数据采集装置采用所述预设采样的频率采集所述物料的边缘宽度值,并输出至所述控制装置M11,以及输出与频率所述预设采样的频率相同的脉冲信号至运动控制装置M17,使得运动控制装置M17对采集到的所述边缘宽度值的次数进行计数,并保存各边缘宽度值对应的角度值,并输出至所述控制装置M11。
所述控制装置M11可以根据各边缘宽度值、各边缘宽度值对应的角度值以及边缘宽度值的次数,采用曲线拟合算法,得到偏移值,从而完成物料偏移值的检测过程。
当控制装置M11确定计算得到的偏移值大于所述预设位移值范围,可以输出相应的补偿信号至所述运动控制单元M21,所述运动控制单元M21响应于所述补偿信号,输出对应的第一驱动信号至所述第一位移单元M221和第二位移单元M222,由所述第一位移单元M221调整物料沿第一预设方向上的偏移值,以及又第二位移单元M222可以调整物料沿第二预设方向上的偏移值,使得物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值位于预设偏移值范围内,从而完成物料偏移值的补偿过程。
可以理解的是,上述物料偏移值补偿系统的安装布局结构示意图仅为示例说明,在实际应用中,可以根据实际需求和应用场景,本领域技术人员可以根据实际需求和应用场景,可以对上述示例进行适应性地选取、扩展和/或变形。从而能够延伸出更多的部的实施方案,例如:改变各装置的实际安装位置、增加相关的保护装置等,本说明书实施例并不对这些延伸方案进行限制。
相应的,本说明书实施例还提供了一种物料偏移值补偿系统的架构示意图,与图8不同之处在于,图9中的控制装置M11与第一驱动装置M12间的第一控制信号,需要通过真空值采集装置M14进行传递,控制装置M11与第二驱动装置M13间的第二控制信号,需要通过运动控制装置M21进行传递。
具体而言,控制装置M11可以将先将第一控制信号输出至所述真空值采集装置M14,由真空值采集装置M14控制第一驱动装置M12,并在第一驱动装置M12对承载装置进行抽真空处理时,获取对应的真空值并输出至控制装置M11。
控制装置M11可以将第一控制信号输出至运动控制装置M21,由运动控制装置M21控制第二驱动装置M13,以驱动承载装置运动并带动物料运动。
其他模块的工作原理和过程,可以参照前述实施例中物料偏移值检测系统和物料偏移值补偿系统的相关内容,在此不再赘述。
结合图8,参照图10所示的本说明书实施例中一种物料偏移值补偿系统的机械结构示意图,物料偏移值补偿系统100可以包括数据采集装置M15、第一位移单元M221、第二位移单元M222、第二驱动装置M13,其中:
所述第二驱动装置M13,分别与第二位移单元M222、承载装置100A1耦接,可以在控制装置的控制下,驱动承载装置100A1运动,以带动物料旋转运动。
作为一具体实例,所述第二驱动装置M13可以包括马达(图10未示出)、真空接口M131和电源接口M132,其中,所述真空接口M131可以与第一驱动装置(如图8中的第一驱动装置M12)连接,所述第一驱动装置可以通过所述真空接口M131,对承载装置100A1进行抽真空处理。
如图10所示,所述承载装置100A1上具有吸附区域100A1-1,所述吸附区域100A1-1通过真空吸附的方式固定所述物料,例如,在半导体领域中,可以通过真空吸附的方式固定晶圆。
数据采集装置M16,与所述第一移位单元M221固定连接,适于在第二驱动装置M13带动物料移动时,获取物料的边缘数据。
作为一具体示例,继续参照图10,所述数据采集装置M16可以包括第一数据采集单元M161、第二数据采集单元M162和连接单元M163,其中,所述第二数据采集单元M162其一端与所述第一位移单元M221固定连接,其第二端与所述连接单元M163固定连接;所述连接单元M163上设置有导轨,所述第一数据采集单元M161可沿所述导轨移动。
在具体实施中,所述第一数据采集单元M161可以作为采样信号的输出端,所述第二数据采集单元M162可以作为采样信号的接收端。
在实际应用中,所述第一数据采集单元M161和所述第二数据采集单元M162可以是CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)摄像机,在其他一些可选示例中,还可以为相机、扫描仪、平板等装置。
第一位移单元M221,与所述承载装置100A1耦接,适于在运动控制装置的控制下,带动承载装置100A1移动,以调整物料沿第一预设方向上的偏移值。
作为一具体示例,所述第一移位单元M221可以包括电机、联轴器、丝杆以及拖链。
第二移位单元M222,与所述承载装置100A1耦接,适于在运动控制装置的控制下,带动承载装置100A1移动,以调整物料沿第二预设方向上的偏移值。
作为一具体示例,所述第二移位单元M222可以包括电机、联轴器、丝杆以及牵拖链,例如图中的拖链101。
需要说明的是,图10仅示出了物料偏移值补偿系统的执行部分机械结构,对于其控制部分的具体硬件电路布局结构,请参照图8,在此不再展开描述。
本说明书实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其中,所述计算机指令运行时执行前述任一实施例所述的物料偏移值检测方法的步骤,具体可以参见前述实施例及对应附图,此处不再赘述。
本说明书实施例还提供了另一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其中,所述计算机指令运行时执行前述任一实施例所述的物料偏移值补偿方法的步骤,具体可以参见前述实施例及对应附图,此处不再赘述。
所述计算机可读存储介质可以包括例如任何合适类型的存储器单元、存储器设备、存储器物品、存储器介质、存储设备、存储物品、存储介质和/或存储单元,例如,存储器、可移除的或不可移除的介质、可擦除或不可擦除介质、可写或可重写介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、可刻录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、光盘、磁介质、磁光介质、可移动存储卡或磁盘、各种类型的数字通用光盘(DVD)、磁带、盒式磁带等。
虽然本说明书实施例披露如上,但本说明书实施例并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本说明书实施例的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (21)
1.一种物料偏移值检测方法,适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置、第一驱动装置和第二驱动装置,其特征在于,所述检测方法包括:
输出第一控制信号以控制所述第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理,使得所述物料吸附至所述承载装置上,并获取对应的真空值;
判断所述真空值是否位于预设真空值范围内,并在所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号,以控制所述第二驱动装置驱动所述承载装置运动以带动所述物料运动,并获取所述物料的边缘数据;
根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值。
2.根据权利要求1所述的物料偏移值检测方法,其特征在于,所述加工平台上设置有运动控制装置、数据采集控制装置和数据采集装置;
所述输出第二控制信号,以控制所述第二驱动装置驱动所述承载装置以带动所述物料运动,并获取所述物料的边缘数据包括:
在所述物料运动过程中,输出第三控制信号至所述数据采集控制装置,使得所述数据采集控制装置输出与所述第三控制信号对应的数据采集控制信号至所述数据采集装置,以控制所述数据采集装置采用预设采样频率采集所述物料的边缘宽度值,以及使得所述数据采集控制装置输出频率与所述预设采样频率相同的脉冲信号,以控制运动控制装置对采集到的所述边缘宽度值的次数进行计数,并保存各边缘宽度值对应的角度值,并将所述物料的各边缘宽度值、各边缘宽度值对应的角度值和采集到的边缘宽度值得次数作为所述边缘数据;
其中:所述边缘宽度值是指采集到的物料实际边缘相对于所述加工平台参考坐标系原点间的距离和物料预设边缘相对于所述加工平台参考坐标系原点间的距离间的差值;所述物料预设边缘为所述物料与所述加工平台参考坐标系原点未发生偏移时的边缘;所述角度值是指采集到的所述物料的实际边缘点与所述加工平台参考坐标系原点间的连线和所述参考坐标系轴的正向延伸方向的夹角。
3.根据权利要求2所述的物料偏移值检测方法,其特征在于,所述根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值,包括:
根据各边缘宽度值以及所述各边缘宽度值对应的角度值,得到所述物料的标定位置相对于所述加工平台参考坐标系的原点的多个偏移坐标值;
根据所述多个偏移坐标值和采集到的边缘宽度值的次数,采用曲线拟合算法,得到所述偏移值。
4.根据权利要求1所述的物料偏移值检测方法,其特征在于,所述加工平台还包括:真空值采集装置;
所述获取对应的真空值,包括:在所述第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理时,通过所述真空值采集装置实时采集对应的真空值模拟量,并转换为真空值数字量作为所述真空值。
5.根据权利要求1所述的物料偏移值检测方法,其特征在于,所述物料形状为圆片状,所述标定位置为所述物料的圆心。
6.一种物料偏移值补偿方法,其特征在于,包括:
采用权利要求1至5任一项所述的物料偏移值检测方法进行检测,得到物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置和补偿装置;
判断所述偏移值是否在预设偏移值范围内,并在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,输出补偿信号至所述补偿装置,使得所述补偿装置驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
7.根据权利要求6所述的物料偏移值补偿方法,其特征在于,所述补偿装置包括运动控制单元和位移单元;
所述在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,输出补偿信号至所述补偿装置,包括:
在所述偏移值大于所述预设偏移值范围时,根据所述偏移值,确定偏移补偿值;
根据所述偏移补偿值和预设位移转换系数,得到驱动脉冲数,并将与所述驱动脉冲相对应的所述补偿信号输出至所述运动控制单元,以控制所述运动控制单元输出与所述补偿信号对应的第一驱动信号至所述位移单元,使得所述位移单元驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动。
8.根据权利要求7所述的物料偏移值补偿方法,其特征在于,所述预设位移转换系数适于采用如下公式确定:
K=n*A*L;
其中:K适于表征所述预设位移转换系数;
n适于表征所述位移单元运动一圈对应的脉冲数;
A适于表征所述位移单元的传动比;
L适于表征所述位移单元运动一圈所对应的传动距离。
9.一种物料偏移值检测系统,适于检测物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值,所述加工平台上设置有承载装置,所述物料偏移值检测系统包括控制装置、第一驱动装置、第二驱动装置,其中:
所述控制装置,适于输出第一控制信号至所述第一驱动装置,并获取对应得真空值;以及适于判断所述真空值是否位于预设真空值范围内,并在所述真空值位于所述预设真空值范围内时,输出第二控制信号至所述第二驱动装置,并获取所述物料的边缘数据;以及适于根据所述边缘数据,计算并得到所述偏移值;所述第一驱动装置,适于响应于所述第一控制信号,对所述承载装置进行抽真空处理,使得所述物料吸附至所述承载装置上;所述第二驱动装置,适于响应于所述第二控制信号,驱动所述承载装置运动以带动所述物料运动。
10.根据权利要求9所述的物料偏移值检测系统,还包括:真空采集装置,适于在所述第一驱动装置对所述承载装置进行抽真空处理时,实时采集对应的真空值模拟量,并转换为真空值数字量作为所述真空值,并传输至所述控制装置。
11.根据权利要求9所述的物料偏移值检测系统,还包括:运动控制装置、数据采集控制装置和数据采集装置,其中:
所述控制装置,还适于在所述物料运动过程中,输出第三控制信号至所述数据采集控制模块;
所述数据采集控制装置,适于响应于所述第三控制信号,输出对应的数据采集信号至所述数据采集装置,以及适于响应于所述第三控制信号,输出频率与预设采样频率相同的脉冲信号至所述运动控制装置;
所述数据采集装置,适于响应于所述数据采集信号,采用所述预设采样频率采集所述物料的边缘宽度值,并输出至所述控制装置;
所述运动控制装置,适于响应于所述脉冲信号,对采集到的所述边缘宽度值的次数进行计数,并保存各边缘宽度值对应的角度值,并输出至所述控制装置。
12.根据权利要求11所述的物料偏移值检测系统,其特征在于,所述控制装置,适于根据各边缘宽度值以及所述各边缘宽度值对应的角度值,得到所述物料的标定位置相对于所述加工平台参考坐标系的原点的多个偏移坐标值,并采用曲线拟合算法,根据得到的所述多个偏移坐标值和采集到的边缘宽度值的次数,得到所述偏移值。
13.一种物料偏移值补偿系统,其特征在于,包括:
权利要求8至12任一项所述的物料偏移值检测系统,包括控制装置,适于判断物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的偏移值是否在预设偏移值范围内,并在所述偏移值大于所述预设位移值范围时,输出补偿信号,其中,所述加工平台上设置有承载装置;
补偿装置,适于响应于所述补偿信号,驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料的标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
14.根据权利要求13所述的物料偏移值补偿系统,其特征在于,所述补偿装置包括运动控制单元和位移单元,其中:
所述运动控制单元,适于响应于所述补偿信号,输出对应的第一驱动信号至所述位移单元;
所述位移单元,适于响应于所述第一驱动信号,驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动。
15.根据权利要求14所述的物料偏移值补偿系统,其特征在于,所述位移单元包括驱动机构、传动机构和位移机构,其中:
所述驱动机构,分别与所述运动控制单元和所述传动机构连接,适于根据所述第一驱动信号,生成第一驱动力;
所述传动机构,与所述位移机构连接,适于将所述第一驱动力传递至所述位移机构;
所述位移机构,适于承载所述物料,并在所述第一驱动力的驱动下,驱动所述承载装置移动以带动所述物料移动,以调整所述物料标定位置与加工平台参考坐标系原点间的相对位置。
16.根据权利要求15所述的偏移值补偿系统,其特征在于,所述驱动机构包括第一驱动机构和第二驱动机构,所述传动机构包括第一传动机构和第二传动机构,其中:
所述第一驱动机构,其第一端与所述运动控制单元电连接,其第二端与所述第一传动机构的第二端连接,适于根据所述第一驱动信号,产生沿第一预设方向的第一驱动力;
所述第一传动机构,其第二端与所述位移机构连接,适于将所述沿第一预设方向的第一驱动力输出至所述位移机构;
所述第二驱动机构,其第一端与所述运动控制单元电连接,其第二端与所述第一传动机构的第二端连接,适于根据所述第一驱动信号,产生沿第二预设方向的第一驱动力;
所述第二传动机构,其第二端与所述位移机构连接,适于将所述沿第二预设方向的第一驱动力输出至所述位移机构。
17.根据权利要求16所述的偏移值补偿系统,其特征在于,所述位移机构包括第一位移机构和第二位移机构,其中:
所述第一位移机构,其第一端与所述第一传动机构的第二端耦接,其第二端与所述承载装置耦接,适于在所述沿第一预设方向的第一驱动力的驱动下,驱动所述承载装置移动以带动所述物料沿第一预设方向移动;
所述第二位移机构,其第一端与所述第二传动机构的第二端耦接,其第二端与所述承载装置耦接,适于在所述沿第二预设方向的第一驱动力的驱动下,驱动所述承载装置移动以带动所述物料沿第二预设方向移动。
18.根据权利要求15所述的物料偏移值补偿系统,其特征在于,所述控制模块,适于在所述偏移值大于所述预设位移值范围时,根据所述偏移值,确定偏移补偿值,并根据所述偏移补偿值和预设位移转换系数,得到驱动脉冲数,并将与所述驱动脉冲数相对应的所述补偿信号输出至所述补偿装置。
19.根据权利要求18所述的物料偏移值补偿系统,其特征在于,所述预设位移转换系数适于采用如下公式确定:
K=n*A*L;
其中,K适于表征所述预设位移转换系数;
n适于表征所述驱动机构运动一圈对应的脉冲数;
A适于表征所述传动机构的传动比;
L适于表征所述驱动机构运动一圈所对应的传动距离。
20.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其中,所述计算机指令运行时执行权利要求1至5任一项所述的物料偏移值检测方法。
21.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其中,所述计算机指令运行时执行权利要求6至8任一项所述的物料偏移值补偿方法。
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