CN116031194A - 吸附力调节方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吸附力调节方法及装置,其中方法包括:基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定晶圆的厚度值,并基于厚度值确定所述晶圆的质量;基于晶圆在移动时的各项参数,构建晶圆的气体控制模型;在控制晶圆移动的情况下,基于气体控制模型,调节对晶圆的吸附力。本发明提供的吸附力调节方法及装置,通过图像识别算法,对晶圆进行识别,确定晶圆的质量,并通过晶圆移动时的受力参数,构建晶圆移动的气体控制模型。实现在晶圆移动过程中,基于晶圆的受力参数构建的气体控制模型,对晶圆的吸附力进行调节,降低了晶圆移动过程中惯性的作用导致晶圆可能出现偏移、振动或者滑片等不良现象,提升了晶圆移动过程的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种吸附力调节方法及装置。
背景技术
晶圆传控是半导体制程中不可或缺的一部分,晶圆机械手作为传控系统中最核心的部件之一,主要有微接触机械手、真空机械手、夹持式机械手和悬浮式机械手,其中微接触机械手、真空机械手、夹持式机械手都会与晶圆接触,可能导致晶圆因接触被污染导致晶片被报废。悬浮机械手运用伯努利原理,可实现晶圆的非接触式悬浮传送,解决晶圆因接触被污染导致晶片被报废的问题。
现有的基于悬浮机械手运用伯努利原理进行晶圆的非接触式悬浮传送过程,由于晶圆传送过程中的惯性作用,会导致晶圆移动过程会出现偏移、振动或者滑片现象,无法实现对晶圆的平稳传送。
发明内容
本发明提供一种吸附力调节方法及装置,用以解决现有技术针对非接触式悬浮传送过程,由于惯性的作用,会导致晶圆移动过程会出现偏移、振动或者滑片现象,无法实现对晶圆的平稳传送的技术问题。
本发明提供一种吸附力调节方法,包括:
基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
根据本发明提供的一种吸附力调节方法,所述基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型,包括:
基于所述晶圆的质量、所述FFU压力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的受力分量;
基于所述平移惯性力、所述旋转惯性力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的惯性力分量;
将所述受力分量以及所述惯性力分量进行叠加,构建所述晶圆的气体控制模型。
根据本发明提供的一种吸附力调节方法,所述基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,包括:
获取放置在晶圆盒中的晶圆的图像,基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值;
基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值。
根据本发明提供的一种吸附力调节方法,所述基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值,包括:
确定所述标准晶圆图像厚度值与所述图像厚度值的比值,并将所述比值与所述标准晶圆实际厚度值的乘积作为所述晶圆的厚度值。
根据本发明提供的一种吸附力调节方法,所述基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值,包括:
基于Sobel梯度算子,对所述图像进行边缘计算,确定所述晶圆盒中多个晶圆的边缘轮廓;
基于所述多个晶圆的边缘轮廓,确定所述多个晶圆的厚度平均值,将所述厚度平均值作为所述晶圆的图像厚度值。
根据本发明提供的一种吸附力调节方法,所述在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力,包括:
基于双通道流量计,控制所述晶圆移动,并基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
根据本发明提供的一种吸附力调节方法,所述基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力之后,还包括:
获取所述晶圆与基板之间的距离,并基于所述双通道流量计,控制所述距离保持恒定。
本发明还提供一种吸附力调节装置,包括:
晶圆质量确定模块,用于基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
气体控制模型确定模块,用于基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
控制模块,用于在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述吸附力调节方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种吸附力调节方法。
本发明提供的吸附力调节方法及装置,通过图像识别算法,对晶圆进行识别,确定晶圆的质量,并通过晶圆移动时的受力参数,构建控制晶圆移动的气体控制模型。实现在晶圆移动过程中,基于晶圆的受力参数构建的气体控制模型,对晶圆的吸附力进行适应性调节,降低了由于晶圆移动过程中惯性的作用导致晶圆可能出现偏移、振动或者滑片等不良现象,提升了晶圆移动过程的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图简要地说明,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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是本发明提供的吸附力调节方法的流程示意图;
图2是本发明提供的晶圆图像获取示意图;
图3是本发明提供的图像识别流程示意图;
图4是本发明提供的晶圆移动控制装置结构示意图;
图5是本发明提供的悬浮式机械手示意图;
图6是应用本发明提供的吸附力调节方法的装置结构示意图;
图7是应用本发明提供的吸附力调节方法的流程示意图;
图8是本发明提供的吸附力调节装置的结构示意图;
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图。
附图标记:
501:基板;502:气道;503:旋风吸盘;
504:偏移监测传感器;505:偏移反光片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆。晶圆是生产集成电路所用的载体,是最常用的半导体材料,按其直径分为6英寸、8英寸等规格,为了满足半导体制造的需要,已经发展出12英寸甚至更大规格的晶圆。随着晶圆尺寸的不断增大,对晶圆制造工艺的要求也不断提高。
晶圆盒是晶圆制造过程中必不可少的、用于存储和转移晶圆的装置。在晶圆制造过程中,需要多次将晶圆从晶圆盒中取出并送往加工位,加工完成之后再送入晶圆盒中进行存储或转移。机械手臂就是用于将晶圆从晶圆盒中取出、从加工位将晶圆送入晶圆盒、以及在不同加工位之间进行晶圆转移的装置。
晶圆机械手是晶圆传送中最核心的部件之一,其中有一种机械手,因为是非接触悬浮在机械手上面实现晶圆传送的被称为悬浮式机械手,悬浮式机械手利用施加的正压吸附力吸附晶圆。
基于悬浮式机械手对晶圆的传送过程,存在的缺陷如下:
1、基于悬浮式机械手对晶圆的传送过程一般采用固定吸附力吸附晶圆,实现对晶圆的传送过程。固定吸附力无法适应不同质量晶圆的传送,晶圆质量变化需重新调整吸附力大小,精确度不高且比较麻烦;
2、无法实现平稳吸附,机械手在传送中,由于惯性作用,加减速度时晶圆会出现偏移和振动现象;
3、固定吸附力,当晶圆传送的不同形态下,例如角度装换、加减速度时或FFU(FanFilter Unit,风机过滤机组)压力变换等情况下,晶圆与基板距离无法保持相对恒定,出现不平稳状态;
4、通常开环传送中,吸附力会控制在大于所需最大吸附力值,如此会造成压缩空气的浪费。
针对相关方法的缺陷,本发明提供一种吸附力调节方法,图1为本发明提供的吸附力调节方法的流程示意图。参照图1,本发明提供的吸附力调节方法可以包括:
步骤110,基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
步骤120,基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
步骤130,在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
本发明提供的吸附力调节方法的执行主体可以是电子设备、电子设备中的部件、集成电路、或芯片。该电子设备可以是移动电子设备,也可以为非移动电子设备。示例性的,移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digitalassistant,PDA)等,非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network AttachedStorage,NAS)或个人计算机(personal computer,PC)等,本发明不作具体限定。
下面以计算机执行本发明提供的吸附力调节方法为例,详细说明本发明的技术方案。
在步骤110中,获取晶圆盒内晶圆图像,基于图像识别算法,对获取的图像进行识别,确定晶圆的厚度值,并基于晶圆的厚度值确定晶圆的质量。
获取晶圆盒内晶圆图像,基于图像识别算法,对晶圆厚度进行计算,确定晶圆的厚度值。
可选的,晶圆盒中一般放置多个晶圆,在对晶圆图像进行识别的过程中,可以基于边缘计算,确定晶圆盒中放置的多个晶圆的边缘轮廓,提取每个晶圆的厚度值并取平均值,可以确定晶圆的厚度值。
在确定晶圆的厚度值后,可以基于预先定义的晶圆厚度与质量对应表,通过查表,得出晶圆的质量。
可以理解的是,通过悬浮机械手以固定吸附力的方式对晶圆的传送过程中,在晶圆质量变化时,需要重新根据变化后的晶圆质量调整吸附力大小,精度不高,并且麻烦。基于图像识别算法对晶圆的厚度进行识别,确定晶圆的重量,可以实现针对晶圆质量变化进行吸附力的自动调节。
在步骤120中,在步骤110中获取晶圆的质量后,基于晶圆的质量、晶圆移动过程的平移惯性力、晶圆移动过程的旋转惯性力、晶圆移动过程的水平偏差参数以及晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力。
在晶圆通过正压悬浮传送中,悬浮吸附力的大小不仅和晶圆的质量有直接关系,与晶圆移动过程的平移惯性力、晶圆移动过程的旋转惯性力、晶圆移动过程的水平偏差参数以及晶圆移动过程的FFU压力也有关系,这些因素或多或少影响晶圆的悬浮平稳状态。其中,旋转惯性力、平移惯性力大小可以在运动控制程序中获取,水平偏差参数可以通过电子水平仪测得,FFU压力值通过压差计检测。
晶圆在传送过程中的姿态有升降、平移、旋转及三种的混合动作,在传送晶圆时考虑各状态的平移惯性力和旋转惯性力的影响以及晶圆的质量、晶圆移动过程的水平偏差参数以及晶圆移动过程的FFU压力,建立晶圆的气体控制模型。
在步骤130中,在构建气体控制模型后,在控制晶圆移动的情况下,基于气体控制模型,调整对晶圆的吸附力。
可以理解的是,在构建晶圆移动的气体控制模型后,可以基于气体控制模型,根据晶圆的在传送时的受力状态,对悬浮机械手吸附力进行适应调整,使得晶圆的传送过程更加平稳。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,通过图像识别算法,对晶圆进行识别,确定晶圆的质量,并通过晶圆移动时的受力参数,构建控制晶圆移动的气体控制模型,实现在晶圆移动过程中,基于晶圆的受力参数构建的气体控制模型,对晶圆的吸附力进行适应性调节,降低了由于晶圆移动过程中惯性的作用导致晶圆可能出现偏移、振动或者滑片等不良现象,提升了晶圆移动过程的稳定性。
在一个实施例中,基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型,包括:基于所述晶圆的质量、所述FFU压力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的受力分量;基于所述平移惯性力、所述旋转惯性力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的惯性力分量;将所述受力分量以及所述惯性力分量进行叠加,构建所述晶圆的气体控制模型。
在构建晶圆的气体控制模型中,基于晶圆的质量、FFU压力以及晶圆移动过程的水平偏差参数,确定晶圆在空间三维坐标轴方向的受力分量,获取的三维坐标轴XYZ三个方向的受力分量为:
其中,FZ为晶圆的质量在XYZ三个方向的受力分量,θ为水平偏差参数中的水平偏差角度,M为晶圆的质量,g为重力加速度,Pf为FFU压力,K1为对FFU压力进行加权的权重参数,FFU压力进行加权K1后获得压力Fffu为FFU压力在XYZ三个方向的受力分量。
晶圆在移动的过程中,基于晶圆移动过程中的平移惯性力、晶圆移动过程中的旋转惯性力以及水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的惯性力分量。其中惯性力包括取放晶圆时的平移加速度导致的平移惯性力,以及在晶圆校准工位与载台工位之间传送晶圆时,发生旋转运动导致的旋转惯性力。
在取放晶圆时会发生平移加减速度运行,主要包括水平平移和垂直平移,加减速在轨迹规划时已设定,因此产生水平平移惯性力Fp和垂直平移惯性力FC,根据轨迹状态的角度β和水平偏差角度θ,加减速度a1和a2,水平平移惯性力Fp和垂直平移惯性力FC分解为:
晶圆在传送中,在晶圆校准工位与载台工位之间传送晶圆时,会发生旋转运动,旋转角速度w、旋转加速度a3、加速度角度γ1、离心角度γ2可通过运动控制程序获得,此时会产生旋转惯性力Fx和离心力Fl:
将获取的晶圆的水平平移惯性力、垂直平移惯性力、旋转惯性力以及离心力进行向量相加,可以得到晶圆在空间三维坐标轴方向的惯性力分量。
要保证晶圆稳定可靠传送,需要将上述受力分量以及惯性力分量进行叠加后得到的力与悬浮气体压力Pq分解力保持平衡,且晶圆与基板距离保持恒定,悬浮气体的压力方向与机械结构有关,角度为α,一旦平衡被打破,通过调节悬浮气体压力使状态达到平衡,压力差值ΔP,计算公式:
展开为:
其中,F合为受力分量以及惯性力分量进行叠加后得到的力;
基于控制压力差值ΔP得到平衡,可以得到控制晶圆受力平衡的气体控制模型。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,基于晶圆的受力参数构建的气体控制模型,对晶圆的吸附力进行适应性调节,降低了由于晶圆移动过程中惯性的作用导致晶圆可能出现偏移、振动或者滑片等不良现象,提升了晶圆移动过程的稳定性。
在一个实施例中,基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,包括:获取放置在晶圆盒中的晶圆的图像,基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值;基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值。
如图2本发明提供的晶圆图像获取示意图所示,在对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别时,可以基于放置在晶圆盒侧边的工业摄像机完成晶圆侧边图像的采集,光源可以使得采集的图像更加清晰。
在获取晶圆图像后,基于图像识别算法,对晶圆厚度进行计算,确定晶圆的厚度值。确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值。基于图像识别算法确定的图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定晶圆的厚度值。
其中,标准晶圆图像厚度值为标准质量的晶圆,在图像中的图像厚度值。标准晶圆实际厚度值与标准晶圆图像厚度值对应,是标准晶圆在实际中的测量的厚度值。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,基于图像识别算法,对图像进行识别,确定晶圆盒中晶圆的图像厚度值。基于图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,实现了对晶圆的厚度值的确定,为后续确定晶圆的质量提供了基础。
在一个实施例中,基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值,包括:确定所述标准晶圆图像厚度值与所述图像厚度值的比值,并将所述比值与所述标准晶圆实际厚度值的乘积作为所述晶圆的厚度值。
在基于图像识别算法,确定晶圆的图像厚度值后,基于标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值。
通过确定晶圆的图像厚度值LA与标准晶圆图像厚度值LP和标准晶圆实际厚度值LS进行运算,计算出晶圆的厚度值LR:
在获取晶圆的厚度值LR之后,可以参考晶圆厚度与质量对应表,根据晶圆的厚度值LR,查找对应表,确定出晶圆的实际质量。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,基于图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,实现了对晶圆的厚度值的确定,为后续确定晶圆的质量提供了基础。
在一个实时例中,基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值,包括:基于Sobel梯度算子,对所述图像进行边缘计算,确定所述晶圆盒中多个晶圆的边缘轮廓;基于所述多个晶圆的边缘轮廓,确定所述多个晶圆的厚度平均值,将所述厚度平均值作为所述晶圆的图像厚度值。
在获取晶圆图像后,基于Sobel梯度算子,对获取的晶圆盒中晶圆的图像中的ROI(Region of Interest,感兴趣区域)进行边缘计算。晶圆盒中一般放置多个晶圆,在对晶圆图像进行边缘计算,可以确定晶圆盒中放置的多个晶圆的边缘轮廓,可以提取每个晶圆的厚度值并取平均值,得到多个晶圆的厚度平均值,将多个晶圆的厚度值的平均值作为晶圆的厚度值。
可选的,对获取的晶圆图像进行图像识别,确定晶圆的图像厚度值的流程可以如图3本发明提供的图像识别流程示意图所示。
步骤310,对获取的图像进行预处理。主要是对图像进行加权平均值灰度处理和高斯滤波处理,在一定范围内减少相机的噪音和外界光线明暗的影响,然后根据系统的先验参数设定测量对象的边缘区域ROI,识别晶圆的边缘区域。
步骤320,图像识别。在获取多个晶圆的边缘轮廓之后,可以基于图像形态学算子,减少图像中其他干扰因素的影响,Sobel梯度算子是基于一阶导数的边缘检测算子,是离散型的差分算子,该算子对噪声具有平滑作用,能很好的消除噪声的影响。
步骤330,厚度值计算。在提取每个晶圆的厚度值并取平均值之前,可以基于排异法,确定多个晶圆的厚度中明显不符合实际的厚度值并进行剔除,进一步提升晶圆的图像厚度值计算的准确性。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,基于Sobel梯度算子,对图像进行边缘计算,确定晶圆盒中多个晶圆的边缘轮廓。基于多个晶圆的边缘轮廓,确定多个晶圆的厚度平均值,将厚度平均值作为晶圆的图像厚度值,实现了晶圆的图像厚度值的精确获取。
在一个实施例中,在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力,包括:基于双通道流量计,控制所述晶圆移动,并基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
在对晶圆进行控制时,可以基于双通道流量计,控制晶圆的移动,并基于气体控制模型,调节对晶圆的吸附力。如图4本发明提供的晶圆移动控制装置结构示意图所示。
该装置包括耦合力PID控制器410,距离PID控制器420,工业控制器430,距离传感器440,双通道流量计450。
耦合力PID控制器410可以基于气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
基于距离传感器440可以实现晶圆与基板间距离的确定,从而可以基于距离PID控制器420实现晶圆距离的控制保障晶圆与基板之间距离的恒定,实现晶圆在高速传送过程中的恒距平稳传送。
双通道流量计450可以产生两个通道的流量,记作流量计1和流量计2。在基于耦合力PID控制器410与距离PID控制器420得到的控制参数输入工业控制器430,从而反馈出的晶圆相对于基板左右偏差的大小,根据偏差方向,增大流量计1和减小流量计2流量或反之来控制,且Y轴和Z轴的控制对于流量计控制方向是一致的。
双通道流量计450从硬件设计考虑,使晶圆在传送中出现的左右偏差纠偏具备调节的可能。双通道流量计450的双极控制使控制精度更高更快。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,基于双通道流量计,控制晶圆的移动,并基于气体控制模型,调节对晶圆的吸附力,实现了对晶圆移动过程的高精度控制。
在一个实施例中,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力之后,还包括:获取所述晶圆与基板之间的距离,并基于所述双通道流量计,控制所述距离保持恒定。
对于晶圆的控制,还包括对晶圆与基板之间距离的控制。其中,基板是晶圆机械手中的基板。
晶圆机械手是晶圆传送中最核心的部件之一。非接触悬浮在机械手上面实现晶圆的传送。悬浮式机械手利用施加的正压吸附力吸附晶圆,如图5本发明提供的悬浮式机械手示意图所示,它通常包括基板501、固定在基板上的旋风吸盘503、偏移监测传感器504、偏移反光片505和气道502等组成,当机械手抓取晶圆时,压缩空气通入基板内的气道联通旋风吸盘,旋风吸盘产生吸附力,同时旋转的气流保持晶圆与吸盘间有微小的间隙,使晶圆处于悬浮状态。
在确定晶圆与基板之间的距离之后,基于双通道流量计,控制晶圆与基板之间的距离保持恒定。
本发明实施例提供的吸附力调节方法,基于双通道流量计,控制晶圆与基板之间的距离保持恒定,实现晶圆在高速传送过程中的恒距平稳传送。
下面以一应用本发明提供的吸附力调节方法的装置结构示意图图6为例,说明本发明提供的技术方案:
如图6所示,该装置包括:工业摄像机610、电子水平仪620、压差计630、运动控制器640、PC工控机650、距离传感器660、工业控制器670以及双通道流量计680。
基于放置在晶圆盒侧边的工业摄像机610完成晶圆侧边图像的采集。
基于运动控制器640获取晶圆移动过程中的旋转惯性力以及平移惯性力大小。基于电子水平仪620获取晶圆的水平偏差参数。基于压差计630获取晶圆移动过程的FFU压力。
距离传感器660,用于确定晶圆与基板之间的距离。
将获取的晶圆与基板之间的距离、晶圆图像、晶圆移动过程中的旋转惯性力、晶圆移动过程中的平移惯性力、晶圆的水平偏差参数以及晶圆移动过程的FFU压力传输给PC工控机650。PC工控机650基于图像识别算法,对晶圆厚度进行计算,确定晶圆的厚度值,并确定晶圆的质量。并基于晶圆的质量、晶圆移动过程的平移惯性力、晶圆移动过程的旋转惯性力、晶圆移动过程的水平偏差参数以及晶圆移动过程的FFU压力,构建晶圆的气体控制模型。PC工控机650基于晶圆与基板之间的距离,确定控制晶圆与基板之间的距离恒定的控制参数。
PC工控机650基于控制晶圆与基板之间的距离恒定的控制参数以及晶圆的气体控制模型控制晶圆的吸附力,确定气体控制的输出值,并将气体控制输出值发送给双通道流量计680,实现对晶圆移动的控制。
下面以一应用本发明提供的吸附力调节方法的流程示意图图7为例,说明本发明提供的技术方案:
步骤710,晶圆图像采集,基于放置在晶圆盒侧边的工业摄像机完成晶圆侧边图像的采集;
步骤720,晶圆图像预处理。对采集的晶圆图像进行加权平均值灰度处理和高斯滤波处理,在一定范围内减少相机的噪音和外界光线明暗的影响,然后根据系统的先验参数设定测量对象的边缘区域ROI,识别晶圆的边缘区域;
步骤730,图像识别。在获取多个晶圆的边缘轮廓之后,可以基于图像形态学算子,减少图像中其他干扰因素的影响,Sobel梯度算子是基于一阶导数的边缘检测算子,是离散型的差分算子,该算子对噪声具有平滑作用,能很好的消除噪声的影响;
步骤740,厚度值计算,并确定晶圆的质量。在提取每个晶圆的厚度值并取平均值之前,可以基于排异法,确定多个晶圆的厚度中明显不符合实际的厚度值并进行剔除,进一步提升晶圆的图像厚度值计算的准确性。基于确定的晶圆厚度值,通过查表可以确定晶圆的质量;
步骤750,构建气体控制模型。基于晶圆的质量、晶圆移动过程的平移惯性力、晶圆移动过程的旋转惯性力、晶圆移动过程的水平偏差参数以及晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建晶圆的气体控制模型;
步骤760,根据气体控制模型以及晶圆和基板之间的距离,实现对晶圆的双极PID控制;
步骤770,基于控制双通道流量计的输出,实现对晶圆移动的控制。
图8为本发明提供的吸附力调节装置的结构示意图,如图8所示,该装置包括:
晶圆质量确定模块810,用于基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
气体控制模型确定模块820,用于基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
控制模块830,用于在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
本发明实施例提供的吸附力调节装置,通过图像识别算法,对晶圆进行识别,确定晶圆的质量,并通过晶圆移动时的受力参数,构建控制晶圆移动的气体控制模型。实现在晶圆移动过程中,基于晶圆的受力参数构建的气体控制模型,对晶圆的吸附力进行适应性调节,降低了由于晶圆移动过程中惯性的作用导致晶圆可能出现偏移、振动或者滑片等不良现象,提升了晶圆移动过程的稳定性。
在一个实施例中,气体控制模型确定模块820具体用于:
基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型,包括:
基于所述晶圆的质量、所述FFU压力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的受力分量;
基于所述平移惯性力、所述旋转惯性力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的惯性力分量;
将所述受力分量以及所述惯性力分量进行叠加,构建所述晶圆的气体控制模型。
在一个实施例中,晶圆质量确定模块810具体用于:
基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,包括:
获取放置在晶圆盒中的晶圆的图像,基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值;
基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值。
在一个实施例中,晶圆质量确定模块810还具体用于:
基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值,包括:
确定所述标准晶圆图像厚度值与所述图像厚度值的比值,并将所述比值与所述标准晶圆实际厚度值的乘积作为所述晶圆的厚度值。
在一个实施例中,晶圆质量确定模块810还具体用于:
基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值,包括:
基于Sobel梯度算子,对所述图像进行边缘计算,确定所述晶圆盒中多个晶圆的边缘轮廓;
基于所述多个晶圆的边缘轮廓,确定所述多个晶圆的厚度平均值,将所述厚度平均值作为所述晶圆的图像厚度值。
在一个实施例中,控制模块830具体用于:
在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力,包括:
基于双通道流量计,控制所述晶圆移动,并基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
在一个实施例中,控制模块830还具体用于:
基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力之后,还包括:
获取所述晶圆与基板之间的距离,并基于所述双通道流量计,控制所述距离保持恒定。
图9示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图9所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940,其中,处理器910,通信接口920,存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令,以执行吸附力调节方法,该方法包括:
基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
此外,上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法所提供的吸附力调节方法,该方法包括:
基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的吸附力调节方法,该方法包括:
基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种吸附力调节方法,其特征在于,包括:
基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
2.根据权利要求1所述的吸附力调节方法,其特征在于,所述基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型,包括:
基于所述晶圆的质量、所述FFU压力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的受力分量;
基于所述平移惯性力、所述旋转惯性力以及所述水平偏差参数,确定所述晶圆在空间三维坐标轴方向的惯性力分量;
将所述受力分量以及所述惯性力分量进行叠加,构建所述晶圆的气体控制模型。
3.根据权利要求1所述的吸附力调节方法,其特征在于,所述基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,包括:
获取放置在晶圆盒中的晶圆的图像,基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值;
基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值。
4.根据权利要求3所述的吸附力调节方法,其特征在于,所述基于所述图像厚度值、标准晶圆图像厚度值以及标准晶圆实际厚度值,确定所述晶圆的厚度值,包括:
确定所述标准晶圆图像厚度值与所述图像厚度值的比值,并将所述比值与所述标准晶圆实际厚度值的乘积作为所述晶圆的厚度值。
5.根据权利要求3所述的吸附力调节方法,其特征在于,所述基于图像识别算法,对所述图像进行识别,确定所述晶圆盒中晶圆的图像厚度值,包括:
基于Sobel梯度算子,对所述图像进行边缘计算,确定所述晶圆盒中多个晶圆的边缘轮廓;
基于所述多个晶圆的边缘轮廓,确定所述多个晶圆的厚度平均值,将所述厚度平均值作为所述晶圆的图像厚度值。
6.根据权利要求1所述的吸附力调节方法,其特征在于,所述在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力,包括:
基于双通道流量计,控制所述晶圆移动,并基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
7.根据权利要求6所述的吸附力调节方法,其特征在于,所述基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力之后,还包括:
获取所述晶圆与基板之间的距离,并基于所述双通道流量计,控制所述距离保持恒定。
8.一种吸附力调节装置,其特征在于,包括:
晶圆质量确定模块,用于基于图像识别算法,对放置在晶圆盒中的晶圆进行识别,确定所述晶圆的厚度值,并基于所述厚度值确定所述晶圆的质量;
气体控制模型确定模块,用于基于所述晶圆的质量、所述晶圆移动过程的平移惯性力、所述晶圆移动过程的旋转惯性力、所述晶圆移动过程的水平偏差参数以及所述晶圆移动过程的风机过滤机组FFU压力,构建所述晶圆的气体控制模型;
控制模块,用于在控制所述晶圆移动的情况下,基于所述气体控制模型,调节对所述晶圆的吸附力。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述吸附力调节方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述吸附力调节方法。
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