CN117773750A - 一种用于清洗的多机械臂协同控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械手控制领域,尤其涉及一种用于清洗的多机械臂协同控制系统,本发明通过设置清洗装置、巡检机构以及中控处理器,中控处理器控制第一机械臂上的抛光盘以预设的抛光参数沿预设运行轨迹进行首次抛光,并在首次抛光过程中拍摄第一图像,基于第一图像的纹路特征调整第二机械臂上的抛光盘的抛光参数,并沿预设运行轨迹进行二次抛光,并在二次抛光过程中拍摄第二图像,基于第二图像的色彩特征调整第三机械臂上的抛光盘的抛光参数,并沿预设运行轨迹进行三次抛光,并在三次抛光过程中拍摄第三图像,基于第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时调整喷水单元的喷射流量,提高了多机械臂协同控制系统的清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械手控制领域,尤其涉及一种用于清洗的多机械臂协同控制系统。
背景技术
机械臂设备的出现可以代替繁重的劳动,使生产机械化和自动化得以实现,并能在有害的环境中操作,从而对人身安全起到保障作用,由于机械臂作业的精确性和在各种环境下完成作业的能力而被广泛应用。
中国专利公开号:CN111546236A,公开了如下内容,该发明提供了一种边缘抛光装置及抛光吸盘垫清洗方法,所述边缘抛光装置包括:抛光吸盘、安装于抛光吸盘上的抛光吸盘垫、用于将已抛光的晶圆从抛光吸盘垫上移除的机械臂以及用于在对晶圆抛光后对抛光吸盘垫进行清洗的清洗装置,清洗装置包括:用于清洗抛光吸盘垫的清洗单元,以对抛光吸盘垫进行冲洗和刷洗;以及,与清洗单元固定连接的移动单元,移动单元用于带动清洗单元移动到抛光吸盘垫上的不同位置。该发明的技术方案能够减小抛光液在抛光吸盘垫上的积累速度,进而避免在对晶圆进行边缘抛光的过程中导致晶圆的底面产生凹坑缺陷,从而避免导致晶圆的良率下降。
但是,现有技术中,还存在以下问题:
在现有技术中,未考虑根据首次抛光效果对抛光装置后续运行时的抛光参数进行调整,以提高抛光效果。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种用于清洗的多机械臂协同控制系统,其包括:
清洗装置,其包括用以对晶片进行夹持的夹持机构以及均设置在所述夹持机构一侧的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂以及第四机械臂,所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂上均设置有抛光盘,用以对所述晶片进行抛光,所述第四机械臂上设置有喷水单元,用以对所述晶片进行清洗;
巡检机构,其包括设置在所述第一机械臂上用以对抛光区域进行拍摄以获取第一图像的第一图像采集单元、设置在所述第二机械臂上用以对所述抛光区域进行拍摄以获取第二图像的第二图像采集单元以及设置在所述第三机械臂上用以对所述抛光区域进行拍摄以获取第三图像的第三图像采集单元;
中控处理器,其包括相互连接的第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元以及第四控制单元,
所述第一控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以控制所述第一机械臂上的抛光盘以预设的抛光参数沿预设运行轨迹进行首次抛光,并控制所述第一图像采集单元在所述首次抛光过程中拍摄第一图像;
所述第二控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以基于所述第一图像的纹路特征对所述第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,并沿所述预设运行轨迹进行二次抛光,并控制所述第二图像采集单元在所述二次抛光过程中拍摄第二图像;
所述第三控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以基于所述第二图像的色彩特征对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,并沿所述预设运行轨迹进行三次抛光,并控制所述第三图像采集单元在所述三次抛光过程中拍摄第三图像;
所述第四控制单元与所述清洗装置连接,用以基于所述第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对所述喷水单元的喷射流量进行调整;
其中,所述抛光参数包括转动速度以及抛光力度。
进一步地,所述第二控制单元获取所述第一图像中的纹路特征,所述纹路特征包括各纹路的宽度以及纹路的数量,所述第二控制单元,按照公式(1)计算所述第一图像中各纹路的宽度的平均值△W,按照公式(2)计算纹路特征参量G,
公式(1)中,Wi表示所述第一图像中第i个纹路的最大宽度,n表示所述第一图像中纹路的数量,i为大于0的整数。
公式(2)中,△W0表示预设的平均宽度对比参量,n0表示预设的数量对比参量。
进一步地,所述第二控制单元将所述纹路特征参量G与预设的第一纹路参量对比阈值G1以及第二纹路参量对比阈值G2进行对比,并根据对比结果对所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,其中,
在第一纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第一转动速度值;
在第二纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第二转动速度值;
在第三纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第三转动速度值;
其中,所述第一纹路参量对比条件为G≥G2,所述第二纹路参量对比条件为G1≤G<G2,所述第三纹路参量对比条件为G<G1,所述第一转动速度值大于所述第二转动速度值,所述第二转动速度值大于所述第三转动速度值。
进一步地,所述第二控制单元将所述纹路特征参量G与预设的第一纹路参量对比阈值G1以及第二纹路参量对比阈值G2进行对比,并根据对比结果对所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度进行调整,其中,
在所述第一纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第一抛光力度值;
在所述第二纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第二抛光力度值;
在所述第三纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第三抛光力度值;
其中,所述第一抛光力度值大于所述第二抛光力度值,所述第二抛光力度值大于所述第三抛光力度值。
进一步地,所述第三控制单元获取所述第二图像的色彩特征,所述色彩特征包括所述第二图像的亮度值以及所述第二图像的色度值,所述第三控制单元按照公式(3)计算色彩特征参量R,
公式(3)中,L表示所述第二图像的亮度值,L0表示预设的亮度对比参量,C表示所述第二图像的色度值,C0表示预设的色度对比参量。
进一步地,所述第三控制单元基于所述第二图像的色彩特征对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,其中,所述第三控制单元将所述色彩特征参量R与预设的第一色彩特征参量对比阈值R1以及第二色彩特征参量对比阈值R2进行对比,并根据对比结果对所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,
在第一反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第四转动速度值;
在第二反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第五转动速度值;
在第三反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第六转动速度值;
其中,所述第一反光参量对比条件为R≥R2,所述第二反光参量对比条件为R1≤R<R2,所述第三反光参量对比条件为R<R1,所述第四转动速度值小于所述第五转动速度值,所述第五转动速度值小于所述第六转动速度值,所述第六转动速度值小于所述第三转动速度值。
进一步地,所述第三控制单元将所述色彩特征参量R与预设的第一色彩特征参量对比阈值R1以及第二色彩特征参量对比阈值R2进行对比,并根据对比结果对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度进行调整,其中,
在所述第一反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第四抛光力度值;
在所述第二反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第五抛光力度值;
在所述第三反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第六抛光力度值;
其中,所述第四抛光力度值小于所述第五抛光力度值,所述第五抛光力度值小于所述第六抛光力度值,所述第六抛光力度值小于所述第三抛光力度值。
进一步地,所述第四控制单元基于所述第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对所述喷水单元的喷射流量进行调整,其中,
所述第四控制单元按照公式(4)计算所述第一图像或第二图像或第三图像的泡沫面积Ps与预设的面积对比参量Ps0的差值△Ps,
△Ps=Ps-Ps0(4)
所述第四控制单元将所述差值△Ps与预设的差值对比阈值△Ps0进行对比,
在第一差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第一喷水流量值;
在第二差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第二喷水流量值;
在第三差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第三喷水流量值;
在第四差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第四喷水流量值;
其中,所述第一差值对比条件为△Ps>0且△Ps≥△Ps0,所述第二差值对比条件为△Ps>0且△Ps<△Ps0,所述第三差值对比条件为△Ps<0且|△Ps|≥△Ps0,所述第四差值对比条件为△Ps<0且|△Ps|<△Ps0,所述第一喷水流量值大于所述第二喷水流量值,所述第四喷水流量值大于所述第三喷水流量值,所述第二喷水流量值大于所述第四喷水流量值。
进一步地,所述中控处理器与外接的显示屏幕连接,用以显示各机械臂上抛光盘的抛光参数信息。
进一步地,所述第一机械臂上抛光盘的抛光粗糙度大于所述第二机械臂上抛光盘的抛光粗糙度,所述第二机械臂上抛光盘的抛光粗糙度大于所述第三机械臂上抛光盘的抛光粗糙度。
与现有技术相比,本发明通过设置清洗装置、巡检机构以及中控处理器,中控处理器控制第一机械臂上的抛光盘以预设的抛光参数沿预设运行轨迹进行首次抛光,并在首次抛光过程中拍摄第一图像,基于第一图像的纹路特征调整第二机械臂上的抛光盘的抛光参数,并沿预设运行轨迹进行二次抛光,并在二次抛光过程中拍摄第二图像,基于第二图像的色彩特征调整第三机械臂上的抛光盘的抛光参数,并沿预设运行轨迹进行三次抛光,并在三次抛光过程中拍摄第三图像,基于第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时调整喷水单元的喷射流量,提高了多机械臂协同控制系统的清洗效果。
尤其,本发明中,第二控制单元基于第一图像的纹路特征对第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,纹路特征参量由第一图像中各纹路的宽度的平均值以及纹路的数量计算所得,在实际情况中,首次抛光完成后在晶片上仍然会有纹路残留,且第一图像中各纹路的宽度的平均值越大以及纹路的数量越多表明首次抛光的抛光效果越差,第二机械臂上的抛光盘进行二次抛光时应采用较大的转动速度以及较大的抛光力度,因此,根据第一图像的纹路特征可靠地对第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,以保证多机械臂协同控制系统进行抛光的抛光效果。
尤其,本发明中,第三控制单元基于第二图像的色彩特征对第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,色彩特征由第二图像的亮度值以及色度值计算所得,在实际情况中,二次抛光后因在晶片上残留的纹路较少而在图像中不易被观察到,二次抛光后晶片较光滑,且第二图像的亮度值越大第二图像的色度值会越小,第二图像的亮度值越大以及色度值越小表明晶片越光滑即二次抛光的抛光效果越好,第三机械臂上的抛光盘进行抛光时应采用较小的转动速度以及较小的抛光力度,因此,根据第二图像的色彩特征可靠地对第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,进一步保证了多机械臂协同控制系统进行抛光的抛光效果。
尤其,本发明中,第四控制单元基于第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对喷水单元的喷射流量进行调整,在实际情况中,泡沫面积越大表明了喷水单元对晶片进行清洗过程中的泡沫越多,清洗过程中的泡沫过多会影响清洗效果,遮挡图像检测单元的检测效果若泡沫越多喷水单元进行清洗时的喷射流量应越大,反之则反,根据第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积可靠地对喷水单元的喷射流量进行调整,保证了喷水单元对晶片的进行清洗效果。
附图说明
图1为发明实施例的用于清洗的多机械臂协同控制系统结构示意图;
图2为发明实施例的中控处理器结构简图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1以及图2所示,其为本发明实施例的用于清洗的多机械臂协同控制系统结构示意图以及中控处理器结构简图,本发明的用于清洗的多机械臂协同控制系统包括:
清洗装置,其包括用以对晶片进行夹持的夹持机构以及均设置在所述夹持机构一侧的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂以及第四机械臂,所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂上均设置有抛光盘,用以对所述晶片进行抛光,所述第四机械臂上设置有喷水单元,用以对所述晶片进行清洗;
巡检机构,其包括设置在所述第一机械臂上用以对抛光区域进行拍摄以获取第一图像的第一图像采集单元、设置在所述第二机械臂上用以对所述抛光区域进行拍摄以获取第二图像的第二图像采集单元以及设置在所述第三机械臂上用以对所述抛光区域进行拍摄以获取第三图像的第三图像采集单元;
中控处理器,其包括相互连接的第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元以及第四控制单元,
所述第一控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以控制所述第一机械臂上的抛光盘以预设的抛光参数沿预设运行轨迹进行首次抛光,并控制所述第一图像采集单元在所述首次抛光过程中拍摄第一图像;
所述第二控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以基于所述第一图像的纹路特征对所述第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,并沿所述预设运行轨迹进行二次抛光,并控制所述第二图像采集单元在所述二次抛光过程中拍摄第二图像;
所述第三控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以基于所述第二图像的色彩特征对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,并沿所述预设运行轨迹进行三次抛光,并控制所述第三图像采集单元在所述三次抛光过程中拍摄第三图像;
所述第四控制单元与所述清洗装置连接,用以基于所述第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对所述喷水单元的喷射流量进行调整;
其中,所述抛光参数包括转动速度以及抛光力度。
具体而言,本发明对夹持机构的具体结构不做限定,其可以是两个固定的夹具的组合结构,其只需能完成固定晶片的功能即可,其为现有成熟技术,在此不再赘述。
具体而言,本发明对第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂以及第四机械臂的具体结构不做限定,本领域技术人员应当明白,机械臂的具体结构是多样的,其只需能完成带动设置在机械臂上的抛光盘以及喷水单元对晶片进行抛光和清洗的功能即可,对于抛光力度的调整可以通过调整机械臂的动作实现,其为现有技术,此处不再赘述。
具体而言,本发明对抛光盘的具体结构不做限定,在抛光技术中,抛光盘的结构是多样的,其只需能完成对晶片进行抛光的功能即可,其为现有技术,不再赘述。
具体而言,本发明对喷水单元的具体结构不做限定,其可以是一连接水箱的喷头,其只需能完成对晶片进行喷水以清洗晶片的功能即可,其为现有成熟技术,不再赘述。
具体而言,本发明对第一图像采集单元、第二图像采集单元以及第三图像采集单元的具体结构不做限定,其可以是CCD工业相机,其只需能完成获取抛光区域的图像的功能即可,其为现有技术此处不再赘述。
具体而言,本发明对中控处理器的具体形式不做限定,其可以为一外接计算机,其中的各单元为计算机中的功能程序,其只需能完成数据处理以及数据交换的功能即可,其为现有成熟技术,不再赘述。
具体而言,本发明对第二控制单元获取第一图像中的纹路特征、第三控制单元获取第二图像中的色彩特征以及第四控制单元获取各图像中的泡沫面积的具体方式不做限定,其可以是通过在第二控制单元、第三控制单元以及第四控制单元内预设对应的图像处理算法,其只需能完成获取对应图像中的对应参数的功能即可,其为现有技术,不再赘述。
具体而言,本发明对中控处理器中的各单元与清洗装置以及巡检机构的具体连接方式不做限定,本领域技术人员应当明白,其连接方式是多样的,其只需能完成各单元与第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、抛光盘、喷水单元、第一图像采集单元、第二图像采集单元、第三图像采集单元通信连接以实现对第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、抛光盘、喷水单元的操控以及获取第一图像、第二图像、第三图像的功能即可,其为现有技术,不再赘述。
具体而言,所述第二控制单元获取所述第一图像中的纹路特征,所述纹路特征包括各纹路的宽度以及纹路的数量,所述第二控制单元,按照公式(1)计算所述第一图像中各纹路的宽度的平均值△W,按照公式(2)计算纹路特征参量G,
公式(1)中,Wi表示所述第一图像中第i个纹路的最大宽度,n表示所述第一图像中纹路的数量,i为大于0的整数。
公式(2)中,△W0表示预设的平均宽度对比参量,0<△W0<0.5mm,n0表示预设的数量对比参量,0<n0<500。
具体而言,△W0以及n0为预先测量所得,本领域技术人员可预先通过控制第一机械臂对若干晶片进行首次抛光,并筛选出符合工艺要求的晶片拍摄图像作为样本数据,获取若干图像中纹路的平均宽度以及若干图像中纹路的平均数量,将所述平均宽度作为所述平均宽度对比参量,将所述平均数量确定为所述数量对比参量。
具体而言,所述第二控制单元将所述纹路特征参量G与预设的第一纹路参量对比阈值G1以及第二纹路参量对比阈值G2进行对比,0<G1<G2,并根据对比结果对所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,其中,
在第一纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第一转动速度值V1;
在第二纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第二转动速度值V2;
在第三纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第三转动速度值V3;
其中,所述第一纹路参量对比条件为G≥G2,所述第二纹路参量对比条件为G1≤G<G2,所述第三纹路参量对比条件为G<G1,2500r/min>V1>V2>V3。
具体而言,本领域技术人员可预先通过控制第一机械臂对若干晶片进行首次抛光,并筛选出符合工艺要求的晶片拍摄图像作为样本数据,计算各图片对应的纹路特征参量G,得到纹路特征参量集合,基于所述纹路特征参量集合中的数据将纹路特征参量作为随机变量,构建基于所述随机变量的概率密度函数,并且对应构建正态分布曲线,确定所述正态分布曲线的70%区间,将所述70%区间的区间上限确定为所述第二纹路参量对比阈值G2,将所述70%区间的区间下限确定为所述第一纹路参量对比阈值G1,对于构建概率密度函数以及正态分布曲线的方式本发明不做具体限定,其为统计学常用技术手段。
具体而言,所述第二控制单元将所述纹路特征参量G与预设的第一纹路参量对比阈值G1以及第二纹路参量对比阈值G2进行对比,并根据对比结果对所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度进行调整,其中,
在所述第一纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第一抛光力度值S1;
在所述第二纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第二抛光力度值S2;
在所述第三纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第三抛光力度值S3;
其中,本领域技术人员可以根据具体需要在抛光工艺允许的区间内设定S1、S2以及S3,目的在于以不同的抛光力度值改善抛光效果,各抛光力度值的差异量应当控制在30%以内且满足S1<S2<S3。
具体而言,本发明中,第二控制单元基于第一图像的纹路特征对第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,纹路特征参量由第一图像中各纹路的宽度的平均值以及纹路的数量计算所得,在实际情况中,首次抛光完成后在晶片上仍然会有纹路残留,且第一图像中各纹路的宽度的平均值越大以及纹路的数量越多表明首次抛光的抛光效果越差,第二机械臂上的抛光盘进行二次抛光时应采用较大的转动速度以及较大的抛光力度,因此,根据第一图像的纹路特征可靠地对第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,以保证多机械臂协同控制系统进行抛光的抛光效果。
具体而言,所述第三控制单元获取所述第二图像的色彩特征,所述色彩特征包括所述第二图像的亮度值以及所述第二图像的色度值,所述第三控制单元按照公式(3)计算色彩特征参量R,
公式(3)中,L表示所述第二图像的亮度值,L0表示预设的亮度对比参量,L0>0,C表示所述第二图像的色度值,C0表示预设的色度对比参量,C0>0。
具体而言,亮度对比参量L0以及色度对比参量C0为预先测量所得,本领域技术人员可预先通过控制第二机械臂对若干晶片进行二次抛光,并筛选出符合工艺要求的晶片拍摄图像作为样本数据,获取若干图像的平均亮度值以及若干图像的平均色度值,将所述平均亮度值作为所述亮度对比参量,将所述平均色度值确定为所述色度对比参量,并且,计算各图片对应的色彩特征参量R,得到色彩特征参量数据集合,基于所述色彩特征参量数据集合中的数据将色彩特征参量作为随机变量,构建基于所述随机变量的概率密度函数,并且对应构建正态分布曲线,确定所述正态分布曲线的70%区间,将所述70%区间的区间上限确定为所述第二色彩特征参量对比阈值R2,将所述70%区间的区间下限确定为所述第一色彩特征参量对比阈值R1。
具体而言,所述第三控制单元将所述色彩特征参量R与预设的第一色彩特征参量对比阈值R1以及第二色彩特征参量对比阈值R2进行对比,0<R1<R2,并根据对比结果对所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,其中,
在第一反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第四转动速度值V4;
在第二反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第五转动速度值V5;
在第三反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第六转动速度值V6;
其中,所述第一反光参量对比条件为R≥R2,所述第二反光参量对比条件为R1≤R<R2,所述第三反光参量对比条件为R<R1,V4<V5<V6<V3<2500r/min。
具体而言,所述第三控制单元基于所述第二图像的色彩特征对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,其中,所述第三控制单元将所述色彩特征参量R与预设的第一色彩特征参量对比阈值R1以及第二色彩特征参量对比阈值R2进行对比,并根据对比结果对所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,
在所述第一反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第四抛光力度值S4;
在所述第二反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第五抛光力度值S5;
在所述第三反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第六抛光力度值S6;
本领域技术人员可根据工艺需求设定各抛光亮度值,只需满足S4<S5<S6<S3,并且各抛光力度值之间的差异量小于30%。
具体而言,本发明中,第三控制单元基于第二图像的色彩特征对第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,色彩特征由第二图像的亮度值以及色度值计算所得,在实际情况中,二次抛光后因在晶片上残留的纹路较少而在图像中不易被观察到,二次抛光后晶片较光滑,且第二图像的亮度值越大第二图像的色度值会越小,第二图像的亮度值越大以及色度值越小表明晶片越光滑即二次抛光的抛光效果越好,第三机械臂上的抛光盘进行抛光时应采用较小的转动速度以及较小的抛光力度,因此,根据第二图像的色彩特征可靠地对第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,进一步保证了多机械臂协同控制系统进行抛光的抛光效果。
具体而言,所述第四控制单元基于所述第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对所述喷水单元的喷射流量进行调整,其中,
所述第四控制单元按照公式(4)计算所述第一图像或第二图像或第三图像的泡沫面积Ps与预设的面积对比参量Ps0的差值△Ps,
△Ps=Ps-Ps0(4)
所述第四控制单元将所述差值△Ps与预设的差值对比阈值△Ps0进行对比,
在第一差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第一喷水流量值Q1;
在第二差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第二喷水流量值Q2;
在第三差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第三喷水流量值Q3;
在第四差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第四喷水流量值Q4;
其中,所述第一差值对比条件为△Ps>0且△Ps≥△Ps0,所述第二差值对比条件为△Ps>0且△Ps<△Ps0,所述第三差值对比条件为△Ps<0且|△Ps|≥△Ps0,所述第四差值对比条件为△Ps<0且|△Ps|<△Ps0,300L/h>Q1>Q2>Q4>Q3。
具体而言,本发明中,第四控制单元基于第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对喷水单元的喷射流量进行调整,在实际情况中,泡沫面积越大表明了喷水单元对晶片进行清洗过程中的泡沫越多,清洗过程中的泡沫过多会影响清洗效果,遮挡图像检测单元的检测效果,若泡沫越多喷水单元进行清洗时的喷射流量应越大,反之则反,根据第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积可靠地对喷水单元的喷射流量进行调整,保证了喷水单元对晶片的进行清洗效果。
具体而言,所述中控处理器与外接的显示屏幕连接,用以显示各机械臂上抛光盘的抛光参数信息。
具体而言,所述第一机械臂上抛光盘的抛光粗糙度大于所述第二机械臂上抛光盘的抛光粗糙度,所述第二机械臂上抛光盘的抛光粗糙度大于所述第三机械臂上抛光盘的抛光粗糙度。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,包括:
清洗装置,其包括用以对晶片进行夹持的夹持机构以及均设置在所述夹持机构一侧的第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂以及第四机械臂,所述第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂上均设置有抛光盘,且,各所述抛光盘的抛光粗糙度不同,用以对所述晶片进行抛光,所述第四机械臂上设置有喷水单元,用以对所述晶片进行清洗;
巡检机构,其包括设置在所述第一机械臂上用以对抛光区域进行拍摄以获取第一图像的第一图像采集单元、设置在所述第二机械臂上用以对所述抛光区域进行拍摄以获取第二图像的第二图像采集单元以及设置在所述第三机械臂上用以对所述抛光区域进行拍摄以获取第三图像的第三图像采集单元;
中控处理器,其包括相互连接的第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元以及第四控制单元,
所述第一控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以控制所述第一机械臂上的抛光盘以预设的抛光参数沿预设运行轨迹进行首次抛光,并控制所述第一图像采集单元在所述首次抛光过程中拍摄第一图像;
所述第二控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以基于所述第一图像的纹路特征对所述第二机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,并沿所述预设运行轨迹进行二次抛光,并控制所述第二图像采集单元在所述二次抛光过程中拍摄第二图像;
所述第三控制单元与所述清洗装置以及巡检机构连接,用以基于所述第二图像的色彩特征对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,并沿所述预设运行轨迹进行三次抛光,并控制所述第三图像采集单元在所述三次抛光过程中拍摄第三图像;
所述第四控制单元与所述清洗装置连接,用以基于所述第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对所述喷水单元的喷射流量进行调整;
其中,所述抛光参数包括转动速度以及抛光力度。
2.根据权利要求1所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第二控制单元获取所述第一图像中的纹路特征,所述纹路特征包括各纹路的宽度以及纹路的数量,所述第二控制单元按照公式(1)计算所述第一图像中各纹路的宽度的平均值△W,按照公式(2)计算纹路特征参量G,
公式(1)中,Wi表示所述第一图像中第i个纹路的最大宽度,n表示所述第一图像中纹路的数量,i为大于0的整数。
公式(2)中,△W0表示预设的平均宽度对比参量,n0表示预设的数量对比参量。
3.根据权利要求2所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第二控制单元将所述纹路特征参量G与预设的第一纹路参量对比阈值G1以及第二纹路参量对比阈值G2进行对比,并根据对比结果对所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,其中,
在第一纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第一转动速度值;
在第二纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第二转动速度值;
在第三纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第三转动速度值;
其中,所述第一纹路参量对比条件为G≥G2,所述第二纹路参量对比条件为G1≤G<G2,所述第三纹路参量对比条件为G<G1,所述第一转动速度值大于所述第二转动速度值,所述第二转动速度值大于所述第三转动速度值。
4.根据权利要求3所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第二控制单元将所述纹路特征参量G与预设的第一纹路参量对比阈值G1以及第二纹路参量对比阈值G2进行对比,并根据对比结果对所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度进行调整,其中,
在所述第一纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第一抛光力度值;
在所述第二纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第二抛光力度值;
在所述第三纹路参量对比条件下,所述第二控制单元将所述第二机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第三抛光力度值;
其中,所述第一抛光力度值大于所述第二抛光力度值,所述第二抛光力度值大于所述第三抛光力度值。
5.根据权利要求1所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第三控制单元获取所述第二图像的色彩特征,所述色彩特征包括所述第二图像的亮度值以及所述第二图像的色度值,所述第三控制单元按照公式(3)计算色彩特征参量R,
公式(3)中,L表示所述第二图像的亮度值,L0表示预设的亮度对比参量,C表示所述第二图像的色度值,C0表示预设的色度对比参量。
6.根据权利要求5所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第三控制单元基于所述第二图像的色彩特征对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光参数进行调整,其中,所述第三控制单元将所述色彩特征参量R与预设的第一色彩特征参量对比阈值R1以及第二色彩特征参量对比阈值R2进行对比,并根据对比结果对所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度进行调整,
在第一反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第四转动速度值;
在第二反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第五转动速度值;
在第三反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的转动速度调整至第六转动速度值;
其中,所述第一反光参量对比条件为R≥R2,所述第二反光参量对比条件为R1≤R<R2,所述第三反光参量对比条件为R<R1,所述第四转动速度值小于所述第五转动速度值,所述第五转动速度值小于所述第六转动速度值,所述第六转动速度值小于所述第三转动速度值。
7.根据权利要求6所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第三控制单元将所述色彩特征参量R与预设的第一色彩特征参量对比阈值R1以及第二色彩特征参量对比阈值R2进行对比,并根据对比结果对所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度进行调整,其中,
在所述第一反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第四抛光力度值;
在所述第二反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第五抛光力度值;
在所述第三反光参量对比条件下,所述第三控制单元将所述第三机械臂上的抛光盘的抛光力度调整至第六抛光力度值;
其中,所述第四抛光力度值小于所述第五抛光力度值,所述第五抛光力度值小于所述第六抛光力度值,所述第六抛光力度值小于所述第三抛光力度值。
8.根据权利要求1所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第四控制单元基于所述第一图像、第二图像以及第三图像的泡沫面积实时对所述喷水单元的喷射流量进行调整,其中,
所述第四控制单元按照公式(4)计算所述第一图像或第二图像或第三图像的泡沫面积Ps与预设的面积对比参量Ps0的差值△Ps,
△Ps=Ps-Ps0(4)
所述第四控制单元将所述差值△Ps与预设的差值对比阈值△Ps0进行对比,
在第一差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第一喷水流量值;
在第二差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第二喷水流量值;
在第三差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第三喷水流量值;
在第四差值对比条件下,所述第四控制单元将所述喷水单元的喷射流量调整至第四喷水流量值;
其中,所述第一差值对比条件为△Ps>0且△Ps≥△Ps0,所述第二差值对比条件为△Ps>0且△Ps<△Ps0,所述第三差值对比条件为△Ps<0且|△Ps|≥△Ps0,所述第四差值对比条件为△Ps<0且|△Ps|<△Ps0,所述第一喷水流量值大于所述第二喷水流量值,所述第四喷水流量值大于所述第三喷水流量值,所述第二喷水流量值大于所述第四喷水流量值。
9.根据权利要求1所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述中控处理器与外接的显示屏幕连接,用以显示各机械臂上抛光盘的抛光参数信息。
10.根据权利要求1所述的用于清洗的多机械臂协同控制系统,其特征在于,所述第一机械臂上抛光盘的抛光粗糙度大于所述第二机械臂上抛光盘的抛光粗糙度,所述第二机械臂上抛光盘的抛光粗糙度大于所述第三机械臂上抛光盘的抛光粗糙度。
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