CN217133304U - 晶圆检测探针台控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种晶圆检测探针台控制系统，包括：单片机和晶圆检测探针台；所述单片机与所述晶圆检测探针台连接；所述晶圆检测探针台包括晶圆检测部件以及运动控制部件，所述晶圆检测部件以及运动控制部件分别与所述单片机连接，所述晶圆检测部件用于对目标晶圆进行检测，并将检测信息传输给所述单片机，所述运动控制部件用于接收所述单片机的控制命令将所述目标晶圆传送到指定位置；所述单片机用于接收所述晶圆检测部件的检测信息，并基于所述检测信息向所述运动控制部件发送控制命令。通过本申请，实现了节约成本和缩小安装空间，以及使晶圆检测探针台易于升级改造的技术效果。

Description

晶圆检测探针台控制系统

技术领域

本申请涉及晶圆探针台技术领域，特别是涉及一种晶圆检测探针台控制系统。

背景技术

随着半导体行业发展，国内外对于探针台需求增加，对探针台性能要求也在提高。探针台主要功能是进行晶圆检测，晶圆检测包括晶圆搬运和晶圆扫描功能。

现有技术中是采用工控机配置运动控制卡，通过脉冲和方向的方式操作伺服电机进行运动，并利用独立IO(输入检测、输出控制)模块获取位置传感器和电磁阀信号，用于实现晶圆搬运功能，晶圆扫描则需要采用专门的扫描设备，将扫描的结果通过通讯方式(串口、485、USB、网络等)传递给工控机，由工控机进行分析和处理。

要实现晶圆搬运和晶圆检测这两功能至少需要两个控制卡和两个工控机，8个伺服电机和与伺服电机数量对应的IO模块的个数，又因为控制卡的体积大，与IO模块之间的连线多，导致装配到探针台上时，需要考虑较大的安装空间。其次，控制卡与工控机之间的连线，以及控制卡与伺服电机之间的排线，相互之间容易受到电气干扰，在排布控制卡与工控机之间的连线，以及控制卡与伺服电机之间的连线时需要预留足够的空间来预防电气干扰，导致探针台需要更大的安装空间。又由于控制卡与工控机之间的连线，以及控制卡与伺服电机之间的连线较多，在探针台工作工程中，因为连线随伺服电机运动，导致控制卡与工控机之间的连线以及控制卡与伺服电机之间的连线的距离变小，容易引起连线之间的电气干扰，导致探针台故障，或无法正常工作。最后，由于考虑到连线间的电气干扰，若探针台设备中的伺服电机或者控制卡等部件需要升级或者改造时，需要重新调整探针台内部的电气规划和机械布局，否则，由于控制卡或者伺服电机的更换很容易因电气干扰导致探针台设备故障，导致探针台在升级后无法工作，所以，在升级探针台设备升级改造时，工作量和设计难度是巨大的，几乎等同于重新设计和布局，探针台升级改造难度大。另外，控制卡以及伺服电机的价格相对较高，导致探针台成本增加。

针对相关技术中存在现有的探针台的是由控制卡、IO模块和伺服电机等器件拼装组成，存在成本高、安装空间大，升级改造难度大的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种晶圆检测探针台控制系统，以解决相关技术中现有的探针台的是由控制卡、IO模块和伺服电机等器件拼装组成，存在成本高、安装空间大，升级改造难度大的问题。

在本实施例中提供了一种晶圆检测探针台控制系统，包括：单片机和晶圆检测探针台；所述单片机与所述晶圆检测探针台连接；所述晶圆检测探针台包括晶圆检测部件以及运动控制部件，所述晶圆检测部件以及运动控制部件分别与所述单片机连接，所述晶圆检测部件用于对目标晶圆进行检测，并将检测信息传输给所述单片机，所述运动控制部件用于接收所述单片机的控制命令将所述目标晶圆传送到指定位置；所述单片机用于接收所述晶圆检测部件的检测信息，并基于所述检测信息向所述运动控制部件发送控制命令。

在其中的一些实施例中，所述系统还包括FPGA芯片，所述FPGA芯片分别与所述单片机以及晶圆检测探针台相连，所述FPGA芯片用于获取所述检测信息，并将所述检测信息传输到所述单片机的内存中；所述FPGA芯片还用于接收所述单片机的控制命令，并基于所述控制命令控制所述晶圆检测探针台进行晶圆检测以及传送。

在其中的一些实施例中，所述系统还包括工控机，所述工控机与所述单片机连接，所述工控机用于从所述单片机获取所述检测信息，并基于所述检测信息确定所述目标晶圆的测量结果信息，并将所述测量结果信息发送至所述单片机，所述单片机基于所述测量结果信息向所述运动控制部件发送控制命令。

在其中的一些实施例中，所述运动控制部件包括步进电机和第一传感器，所述步进电机与所述第一传感器连接，所述第一传感器用于获取所述步进电机的运动状态信息，其中，所述步进电机的运动状态信息包括所述步进电机的当前位置信息和当前速度信息。

在其中的一些实施例中，所述第一传感器和所述步进电机均与所述单片机连接，所述单片机从所述第一传感器获取所述步进电机的运动状态信息，所述单片机根据所述运动状态信息以及所述检测信息向所述步进电机发出控制命令。

在其中的一些实施例中，所述系统还包括第一转换电路，所述第一传感器通过所述第一转换电路与所述单片机连接，所述第一转换电路获取所述运动状态信息，并将所述运动状态信息进行转换，得到运动状态信号，并将所述运动状态信号传输给所述单片机，所述运动状态信号的数值符合第一预设阈值。

在其中的一些实施例中，所述系统还包括：报警模块，所述单片机与所述报警模块连接，所述单片机获取所述运动状态信息，根据所述运动状态信息判断是否需要报警，并在判断需要报警时向所述报警模块发出控制命令，控制所述报警模块报警。

在其中的一些实施例中，所述第一传感器包括编码器；

所述编码器分别与所述单片机和所述步进电机连接，所述编码器用于获取所述步进电机的当前位置信息，并将所述步进电机的当前位置信息发送给所述单片机；

所述单片机获取所述步进电机的当前位置信息，并根据所述当前位置信息向所述步进电机发出控制命令。

在其中的一些实施例中，所述运动控制部件包括电磁阀和气缸，所述电磁阀连接在所述气缸与所述单片机之间；所述气缸用于给搬运所述目标晶圆提供动力，所述电磁阀用于根据所述单片机的控制命令控制所述气缸充气或放气。

在其中的一些实施例中，所述晶圆检测部件包括第二传感器，所述第二传感器连接在所述单片机以及所述晶圆检测探针台之间，所述第二传感器用于获取所述目标晶圆的检测信息并传输给所述单片机，所述检测信息包括所述目标晶圆的外形尺寸信息、所述目标晶圆的表面粗糙度信息、所述目标晶圆的透光度信息、所述目标晶圆的表面光洁度信息中的一种或多种信息。

在本实施例中提供的晶圆检测探针台控制系统，在本申请中，采用单片机作为控制器，通过单片机接收晶圆检测部件的检测信息并向运动控制部件发送控制指令从而实现晶圆检测探针台的晶圆搬运和晶圆检测的功能。相关技术中是采用需要两个控制卡和两个工控机和与伺服电机数量对应的IO模块以及至少1个PLC等器件配合使用才能实现晶圆检测探针台的晶圆搬运和晶圆检测的功能。与相关技术相比，本申请采用单片机替代控制卡和IO模块，起到控制作用，对晶圆进行检测，同时，采用包含步进电机及编码器的运动控制部件取代了伺服电机从而实现晶圆搬运，整体上节约了成本，节省了安装空间，且易于升级改造。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的晶圆检测探针台控制系统的示意图；

图2是本申请另一个实施例的晶圆检测探针台控制系统的示意图；

图3是本申请另一个实施例的晶圆检测探针台控制系统的示意图；

图4是本申请另一个实施例的晶圆检测探针台控制系统的示意图。

附图标号：

10、单片机；20、晶圆检测部件；30、运动控制部件；40、FPGA；50、工控机。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

首先需要说明的是，晶圆是用于制作硅半导体电路所用的硅晶片，晶圆的原始材料是硅。将纯度较高的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。单晶硅在经过研磨，抛光，切片后，形成晶圆。由于加工晶圆的过程中受到各种因素的影响导致部分晶圆不符合标准，需在晶圆检测探针台上对加工后的晶圆进行检测。

图1是本申请实施例的晶圆检测探针台控制系统结构示意图，如图1所示，在本实施例中提供了一种晶圆检测探针台控制系统，包括：相连的单片机10和晶圆检测探针台；所述晶圆检测探针台包括晶圆检测部件20以及运动控制部件30，所述晶圆检测部件20以及运动控制部件30分别与所述单片机10连接，所述晶圆检测部件20用于对目标晶圆进行检测，并将检测信息传输给所述单片机10，所述运动控制部件30用于接收所述单片机10的控制命令将所述目标晶圆传送到指定位置；所述单片机10用于接收所述晶圆检测部件20的检测信息，并基于所述检测信息向所述运动控制部件30发送控制命令。

晶圆检测部件20是指探针上连接多个传感器，通过传感器去获取目标晶圆的检测信息，比如通过光纤传感器去检测目标晶圆的透光度，通过接触式传感器去检测目标晶圆的形状，还可以通过其他传感器去检测目标晶圆的其他参数信息等等，在此不一一列举传感器的类型。

运动控制部件30是指用于将目标晶圆运送至指定位置的器件，运动控制部件30可以包括电机和机械手，通过电机带动机械手运动将目标晶圆运送到指定位置，指定位置是指通过电机和机械手将目标晶圆运送至晶圆检测部件20处，也可以根据目标晶圆的检测结果将晶圆送到对应位置，例如将符合标准的晶圆运送至晶圆检测台的一侧的收纳装置中，将不符合标准的晶圆运送至晶圆检测探针台的另一侧的收纳装置中。具体地，判断晶圆是否符合预设标准可以通过将检测信息与预设阈值比对进行判断。

进一步的，运动控制部件30是将目标晶圆运送至晶圆检测部件20处或者第一位置处亦或者第二位置处是取决于单片机10向运动控制部件30发送的命令。在本实施例中，单片机10获取到初始化信号时，单片机10向运动控制部件30发送第一命令，控制运动控制部件30将目标晶圆运送至初始位置；在单片机10获取到检测信息的值小于预设阈值时，单片机10向运动控制部件30发送第二命令，将目标晶圆运送到符合标准的晶圆的收纳装置中；在单片机10获取到检测信息的值不小于预设阈值时，单片机10向运动控制部件30发送第三命令，将目标晶圆运送到不符合标准的晶圆的收纳装置中。

在本实施例中提供的晶圆检测探针台控制系统，在本申请中，采用单片机10作为控制器就能实现圆检测探针台的晶圆搬运和晶圆检测的功能，相关技术中是采用需要两个控制卡和两个工控机50和与伺服电机数量对应的IO模块的个数以及至少1个PLC等器件配合使用才能实现圆检测探针台的晶圆搬运和晶圆检测的功能。与相关技术相比，本申请节约了成本，另外，单片机10本身具有IO口，不需额外的IO模块，本申请中一块单片机10的体积远小于各模块相互组合的形式，所以本申请节省了安装空间，本申请中单片机10与运动控制部件30以及晶圆检测部件20之间的连接是将单片机10和实现晶圆检测以及实现运动控制的所有电子元器件均集中在印刷电路板上的形式，与现有技术中各个模块间通过排线连接的形式比，本申请抗干扰能力强。最后，单片机10本身具有在线升级的功能，若根据需求升级改造晶圆检测探针台，无需重新设计和布局，与现有技术比本申请大大降低了升级改造本系统的难度。解决了现有的探针台控制系统中存在成本高、安装空间大，升级改造难度大的问题，实现了节约成本和缩小安装空间的技术效果，还实现了晶圆检测探针台易于升级改造的技术效果。

在另一个实施例中，所述单片机10采用CAN通讯方式，可以同时操作四路步距电机，结合四路编码器，实现四路闭环运动控制。

图2是本申请另一个实施例的晶圆检测探针台控制系统结构示意图，如图2所示，在其中的一些实施例中，所述系统还包括FPGA40芯片，所述FPGA40芯片连接在所述单片机10以及晶圆检测探针台之间，所述FPGA40芯片用于获取所述检测信息，并将所述检测信息传输到所述单片机10的内存中，单片机10基于所述检测信息发送控制指令，通过FPGA40转换成可以直接驱动电机以及晶圆检测部件20的信号，以驱动电机运动，驱动晶圆检测部件20对目标晶圆进行检测。

图3是本申请另一个实施例的晶圆检测探针台控制系统结构示意图，如图3所示，在其中的一些实施例中，所述系统还包括工控机50，所述工控机50与所述单片机10连接，所述工控机50用于从所述单片机10获取所述检测信息，并基于所述检测信息确定所述目标晶圆的测量结果信息，并将所述测量结果信息发送至所述单片机10，所述单片机10基于所述测量结果信息向所述运动控制部件30发送控制命令。

在其中的一些实施例中，所述运动控制部件30包括步进电机和第一传感器，所述步进电机与所述第一传感器连接，所述第一传感器用于表征所述步进电机的运动状态信息，其中，所述步进电机的运动状态信息包括所述步进电机的当前位置信息和当前速度信息。

在本申请实施例中，所述第一传感器可以速度传感器，用于获取步进电机的当前速度，也可以是位置传感器，用于获取步进电机的当前位置，还可以是速度传感器和位置传感器的组合，用于同时获取电机的当前速度和当前位置。

具体地，第一传感器可以是激光传感器，也可以是接触式位置传感器，还可以是光电传感器，亦或者是非接触式传感器，或者上述传感器的组合，用于单独获取步进电机的当前位置信息、当前速度信息，或者同时获取当前位置信息以及当前速度信息。

在其中的一些实施例中，所述第一传感器和所述步进电机均与所述单片机10连接，所述单片机10从所述第一传感器获取所述步进电机的运动状态信息，所述单片机10根据所述运动状态信息以及所述检测信息向所述步进电机发出控制命令。

在本申请实施例中，第一传感器将包含有步进电机的当前位置信息和/或当前速度信息的信号转换成电信号，并发送给单片机10，单片机10根据电信号向步进电机发送控制命令，在实施例中，控制命令可以是控制步进电机正向转动，也可以控制步进电机反向转动，也可是控制步进电机停止转动，也可以是控制步进电机开始转动，还可以是控制加速转动，还可以是控制步进电机减速转动，从而控制步进电机运动至第一指定位置，或者限制步进电机不运动至第二指定位置。

在其中的一些实施例中，所述系统还包括第一转换电路，所述第一传感器通过所述第一转换电路与所述单片机10连接，所述第一转换电路获取所述运动状态信息，并将所述运动状态信息进行转换，得到运动状态信号，并将所述运动状态信号传输给所述单片机10，所述运动状态信号的数值符合第一预设阈值。

在本申请实施例中，通过传感器获取电机的运动状态信息，并将运动状态信息转换成电信号，发送给单片机10，一般情况下从传感器上信号获取的电信号是比较微弱的，此处的微弱是指在传感器的电信号在数值上较小，与单片机10能处理的电信号的数值在数量级上不匹配，需通过第一转换电路将从传感器获取的电信号转换至单片机10所能处理的电信号的数值区间，并且从传感器上获取到的信号中还包含诸多的噪声信号，需通过第一转换电路将噪声信号滤除。

在其中的一些实施例中，所述晶圆检测部件20包括第二传感器，所述第二传感器用于获取所述目标晶圆的检测信息。

在本申请实施例中，第二传感器可以是接触传感器，用于检测晶圆的外形尺寸信息，第二传感器还可以是光纤传感器，用于检测晶圆的透光率，第二传感器还可以是平整度传感器，用于检测晶圆的平整度，第二传感器还可以是粗糙度传感器，用于检测晶圆的表面粗糙度。可以理解的，第二传感器也可以为两种或两种以上传感器的组合，以检测多个晶圆信息。

在其中的一些实施例中，所述第二传感器与所述单片机10连接，所述单片机10获取所述目标晶圆的检测信息，所述单片机10根据所述目标晶圆的检测信息确定所述目标晶圆的检测信息值，所述单片机10判断所述目标晶圆的检测信息值是否大于第二预设阈值，在所述目标晶圆的检测信息值大于第二预设阈值时，所述单片机10向所述运动控制部件30发送第一控制命令，所述目标晶圆的检测信息不大于第二预设阈值时，所述单片机10向所述运动控制部件30发送第二控制命令。

在本申请实施例中，所述目标晶圆的检测信息可以是晶圆的表面粗糙度信息、也可以是晶圆的外形信息，也可以是晶圆的透光度信息等等，在本申请实施例中，单片机10通过传感器获取晶圆的上述检测信息中的一种或多种，并根据上述检测信息相应的确定晶圆的表面粗糙度数值，晶圆的外形公差值，或者晶圆的透光率值，并将晶圆的表面粗糙度数值，晶圆的外形公差值，或者晶圆的透光率值中的一种或多种与第二预设阈值比较，在一个具体示例中，例如，第二预设阈值是晶圆的外形公差阈值，其阈值大小为2微米，在晶圆的外形公差值大于2微米时，单片机10发出第二控制命令，将晶圆运送至第二位置，即不符合晶圆标准的收纳装置中。可以理解的，当获取到晶圆的多个检测信息时，可以将各个信息分别与预设阈值进行比对，也采用加权求和的方式得到综合分数，以与预设阈值进行比对，判断是否符合标准，用户可根据需求自行设置标准，此处不做具体限定。

在其中的一些实施例中，所述系统还包括：报警模块，所述单片机10与所述报警模块连接，所述单片机10获取所述运动状态信息，并判断所述运动状态信息是否大于第三预设阈值，在所述运动状态信息大于第三预设阈值时，所述单片机10向所述报警模块发出报警命令。

在一个具体示例中，第三预设阈值是电机的运动速度值，例如，电机的当前运动速度值是5米每秒，单片机10通过速度传感器获取电机的当前运动速度为3米每秒，单片机10不向报警模块发出报警命令，单片机10通过速度传感器获取电机的当前运动速度为6米每秒，单片机10向报警模块发出报警命令。可以理解的，当电机的运动速度过快时，制动难度较大，容易发生事故，因此设置速度阈值，在速度过快时进行报警，避免事故发生。

在另外一个具体示例中，第三预设阈值也可以是电机的当前位置距离坐标原点的距离值，例如，电机的当前位置坐标值与坐标原点之间的差值大于第三预设阈值，单片机10向报警模块发出报警命令，否则，单片机10不向报警模块发出报警命令。可以理解的，电机应当在限定的范围内移动，执行对应动作，若电机移动至限定范围内，则证明控制过程出现故障，因此需要报警，避免事故发生。

在其中的一些实施例中，所述报警模块是LED灯。在所述电机的当前位置信息值和/或所述当前速度信息值大于第三预设阈值时，单片机10控制LED灯点亮，提示电机的当前位置信息值和/或所述当前速度信息值大于第三预设阈值。在其他实施例中，所述报警模块还可以是蜂鸣器。

在其中的一些实施例中，所述第一传感器包括编码器；所述编码器分别与所述单片机10和所述步进电机连接，所述编码器用于获取所述步进电机的当前位置信息，并将所述步进电机的当前位置信息发送给所述单片机10；所述单片机10获取所述步进电机的当前位置信息，并根据所述当前位置信息向所述步进电机发出控制命令。

在其中的一些实施例中，所述运动控制部件包括电磁阀和气缸，所述电磁阀连接在所述气缸与所述单片机10之间；所述气缸用于给搬运所述目标晶圆提供动力，所述电磁阀用于根据所述单片机10的控制命令控制所述气缸充气或放气。

请参阅图4，图4为本发明另一实施例的晶圆检测探针台控制系统的示意图。在本实施例中，步距电机将信号传输给驱动器报警检测电路，驱动器报警检测电路将点位信号传输给处理器，即单片机；传感器将信号传输给NPN检测电路，NPN检测电路将点位信号传输给单片机，工控机通过CAN总线与单片机进行通信，单片机通过驱动电路驱动电磁阀、继电器以及LED指示灯；原点/限位传感器通过传感器采集电路将点位信号传输给FPGA，光纤传感器通过晶圆采集电路将电平宽度信号传输给FPGA，编码器通过编码器采集电路将A/B信号传输给FPGA，FPGA将点位信号、电平宽度信号以及A/B信号转换成单片机可识别信息并传输到单片机内存中；单片机发送控制命令，并过FPGA转换成可以直接驱动电机的信号，通过隔离电路以及驱动芯片驱动步距电机，调整步距电机的脉冲、使能以及方向。

示例性地，单片机可以实现高效的运动控制。单片机通过控制步进电机运动，实现机械手动作。单片机具备编码器解码和分析功能，在步进电机工作时，可以通过分析编码器数据实现闭环运动控制，保证运动数据的准确性，相当于具备伺服电机的性能。单片机具备四路电机和编码器接口，可以同时操作四路电机进行运动，相互之间没有影响。单片机四路原点和四路限位点检测电路，可以实现电机找原点和运动限位保护。其中电机找原点采用的多段找原点方法，可以消除机械间隙，避免机械晃动影响，最终准确找到原点位置。单片机具备三种运动控制方式，如相对位置、绝对位置、速度控制方式。相对位置顾名思义就是运动步距为相对步距值，每次运动采用累加的方法。绝对位置是运动步距为原点的相对坐标，每次运动都是坐标位置。速度控制就是无加减速的匀速运动，适应于低速控制。单片机操作对象主要为机械手，为保证机械手运动的稳定性，正常运动曲线采用的是S型或T型，具体可由使用者结合实际结构进行配置，具体参数有加速度、减速度、刚性(加加速度、加减速度、减加速度、减减速度)、启动速度、结束速度。考虑运动的安全性，单片机具备运动步距限制功能，可以规划合理的运动范围，在没有外部保护结构的情况下，机械手也不会发生碰撞的情况。单片机具备驱动器报警接口，可以监控驱动器状态。单片机根据驱动状态进行控制，实现合理的机械运动。

单片机可以实现准确的晶圆扫描，内部设置晶圆扫描电路，通过外接光纤传感器，可以在机械手运动过程中，将晶圆的信息转换成电平信息，再通过FPGA的高速运算和分析，解析出最终晶圆信息，然后将信息通过CAN通讯传递到工控机。

单片机可以实现传感器采集、电磁阀操作、继电器控制。单片机内部设置八路NPN型输入采集电路，可以检测0V/24V的传感器信号，将这些信号转换成对应的数字量(1/0)，进行相应的处理。单片机内部设置ULN2803驱动电路，支持八路大电流驱动，单路最大电路达500mA，可以直接操作常规电磁阀和继电器。

单片机通讯方式采用CAN总线通讯，这是一种稳定、高效、简单的通讯方式，常用于汽车电子行业。单路总线同时可以使用六十三个单片机，相互之间没有影响。常规探针台只需要两到三个，完全满足需求。单片机软件上具备在线升级功能，可以不用拆卸、不用断电的情况下，升级单片机程序，提示单片机性能。

单片机采用拼板组合设计方式，一个单片机由四个板组成，其中核心板是可拆卸的，便于进行替换。控制板的四个板在电路上相互独立，后期硬件升级时，不需要同时进行升级，可以只按需求升级其中一部分，只要保证接口一致就可以了。

示例性地，单片机可控制电机采用多段找原点方法进行找原点，可以消除机械间隙，避免机械晃动影响，最终准确找到原点位置。具体地，单片机接收找原点命令，启动电机以S型运动方式，朝设定的方向运动，当电机经过原点后，切换成低速状态，向后倒退一段距离，最后缓慢向原点靠近，在最后一阶段，FGPA会时刻检测原点状态，一旦变成设定电平，就停止电机运动。

在本实施例中，单片机可控制电机以S型或T型的轨迹进行运动。具体地，单片机接收到运动命令，解析速度、方向、位移等参数，结合现有的加速度、减速度、加加速度占空比、加减速度占空比、刚性等配置信息，进行相应的运动曲线运算，然后将运算结果传递给FGPA，FGPA控制电机，实现最终的电机运动。

上述晶圆检测探针台控制系统，采用单片机进行控制，单片机功能种类丰富，包括运动、IO操作、晶圆扫描、报警、通讯等。用一个单片机，可以替代一张运动控制卡、一个IO模块、一个晶圆扫描模块，并且不再需要伺服电机，可以用步进电机加编码器进行替代，节约了成本。同时，采用单片机的方案使用拼板设计方式，体积比运动控制卡小了非常多，所以安装空间要求很低；而且采用单片机后，就不再需要单独安装IO模块和晶圆扫描模块，机台内部空间可以空出一部分用于其他模块使用，机台内部设计空间更大，并且单片机采用CAN通讯方式，CAN通讯本身属于差分信号，抗干扰能力强，通讯更加稳定，CAN通讯只有两根线(CANH、CANL)，相比运动控制卡的排线少了很多，所以走线难度降低很多，CAN通讯本身属于远距离传输通讯方式，控制卡采用500k波特率，理论线上可以达到80米；探针台本身体积比较小，内部走线距离短，所以单片机在不考虑其他因素的情况下，可以放置在探针台内部任何位置，因此机台设计内部电气走线时，传感器信号线、电磁阀线、继电器线、电机线、编码器线、晶圆检测线等可以连接到同一个单片机上，不用分开连接，处理更加容易，机械和电气的设计难度和技术风险都降低很多。另外，采用单片机进行控制后，机台内部布局更加简洁，走线方式更加整齐合理，内部电气性能更好。在相同的条件下，设备改造和升级起来更加容易；单片机本身支持在线升级，机台需要提升软件功能和性能时，可以在不进行任何拆装动作的前提下，直接利用CAN通讯实现单片机升级，达到机台升级的目的。如机台需要硬件升级时，由于采用的是拼板设计方式，可以根据需要升级部分拼板，与之前的旧板组合使用，同样达到硬件升级的目的，对于机台本身来说，不用额外进行其他改进，升级难度大大降低。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，包括：单片机和晶圆检测探针台；

所述单片机与所述晶圆检测探针台连接；

所述晶圆检测探针台包括晶圆检测部件以及运动控制部件，所述晶圆检测部件以及运动控制部件分别与所述单片机连接，所述晶圆检测部件用于对目标晶圆进行检测，并将检测信息传输给所述单片机，所述运动控制部件用于接收所述单片机的控制命令将所述目标晶圆传送到指定位置；

所述单片机用于接收所述晶圆检测部件的检测信息，并基于所述检测信息向所述运动控制部件发送控制命令。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述系统还包括FPGA芯片，所述FPGA芯片分别与所述单片机以及晶圆检测探针台相连，所述FPGA芯片用于获取所述检测信息，并将所述检测信息传输到所述单片机的内存中；所述FPGA芯片还用于接收所述单片机的控制命令，并基于所述控制命令控制所述晶圆检测探针台进行晶圆检测以及传送。

3.根据权利要求1所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述系统还包括工控机，所述工控机与所述单片机连接，所述工控机用于从所述单片机获取所述检测信息，并基于所述检测信息确定所述目标晶圆的测量结果信息，并将所述测量结果信息发送至所述单片机，所述单片机基于所述测量结果信息向所述运动控制部件发送控制命令。

4.根据权利要求1所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述运动控制部件包括步进电机和第一传感器，所述步进电机与所述第一传感器连接，所述第一传感器用于获取所述步进电机的运动状态信息，其中，所述步进电机的运动状态信息包括所述步进电机的当前位置信息和当前速度信息。

5.根据权利要求4所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述第一传感器和所述步进电机均与所述单片机连接，所述单片机从所述第一传感器获取所述步进电机的运动状态信息，所述单片机根据所述运动状态信息以及所述检测信息向所述步进电机发出控制命令。

6.根据权利要求4所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述系统还包括第一转换电路，所述第一传感器通过所述第一转换电路与所述单片机连接，所述第一转换电路获取所述运动状态信息，并将所述运动状态信息进行转换，得到运动状态信号，并将所述运动状态信号传输给所述单片机，所述运动状态信号的数值符合第一预设阈值。

7.根据权利要求4所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述系统还包括：报警模块，所述单片机与所述报警模块连接，所述单片机获取所述运动状态信息，根据所述运动状态信息判断是否需要报警，并在判断需要报警时向所述报警模块发出控制命令，控制所述报警模块报警。

8.根据权利要求5所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述第一传感器包括编码器；

所述编码器分别与所述单片机和所述步进电机连接，所述编码器用于获取所述步进电机的当前位置信息，并将所述步进电机的当前位置信息发送给所述单片机；

所述单片机获取所述步进电机的当前位置信息，并根据所述当前位置信息向所述步进电机发出控制命令。

9.根据权利要求1所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述运动控制部件包括电磁阀和气缸，所述电磁阀连接在所述气缸与所述单片机之间；

所述气缸用于给搬运所述目标晶圆提供动力，所述电磁阀用于根据所述单片机的控制命令控制所述气缸充气或放气。

10.根据权利要求1所述的晶圆检测探针台控制系统，其特征在于，所述晶圆检测部件包括第二传感器，所述第二传感器连接在所述单片机以及所述晶圆检测探针台之间，所述第二传感器用于获取所述目标晶圆的检测信息并传输给所述单片机，所述检测信息包括所述目标晶圆的外形尺寸信息、所述目标晶圆的表面粗糙度信息、所述目标晶圆的透光度信息、所述目标晶圆的表面光洁度信息中的一种或多种信息。

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