CN218101176U - 晶圆检测移动平台 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆检测移动平台。晶圆检测移动平台包括载物平台、气浮运动机构、位置检测机构、辅助芯片、主控芯片。其中，载物平台用于放置待检测晶圆或晶圆检测设备，且载物平台连接于气浮运动机构。且载物平台还连接于位置检测机构，以通过位置检测机构检测出载物平台的位置信息。辅助芯片连接于位置检测机构和气浮运动机构，且主控芯片连接于辅助芯片。本申请可以提高晶圆检测设备中移动平台的位置控制精确度。

Description

晶圆检测移动平台

技术领域

本申请涉及测试设备技术领域，特别是涉及一种晶圆检测移动平台。

背景技术

早期国内的晶圆检测多为人工使用显微镜检测，由于人工检测效率低、误判率高且多异物，不适合用于高要求的晶圆。高要求的晶圆只能用自动晶圆检测设备来检测。但是目前的自动晶圆检测设备中移动平台的位置控制精确度较差。

实用新型内容

本申请至少提供一种晶圆检测移动平台，以提高晶圆检测设备中移动平台的位置控制精确度。

本申请第一方面提供了一种晶圆检测移动平台，该晶圆检测移动平台包括载物平台、气浮运动机构、位置检测机构、辅助芯片和主控芯片；

载物平台用于放置待检测晶圆或晶圆检测设备；

气浮运动机构连接于载物平台；

位置检测机构连接于载物平台，用于检测载物平台的位置；

辅助芯片连接于位置检测机构和气浮运动机构；

主控芯片连接于辅助芯片。

其中，

气浮运动机构包括X向气浮移动机构、Y向气浮移动机构、Z向气浮升降机构和/或Z轴气浮转动机构。

其中，气浮运动机构包括X向气浮移动机构、Y向气浮移动机构和Z轴气浮转动机构；

X向气浮移动机构包括X向气浮导轨和X向电机，X向电机用于驱动载物平台沿着X向气浮导轨作X方向的直线运动；

Y向气浮移动机构包括Y向气浮导轨和Y向电机，Y向电机用于驱动载物平台沿着Y向气浮导轨作Y方向的直线运动；

Z轴气浮转动机构包括Z轴气浮轴承和Z轴电机，Z轴电机用于驱动载物平台沿着Z轴转动。

其中，

X向气浮移动机构还包括X向拖链，X向拖链用于放置与X向气浮导轨中气体通道相连通的气管和为X向电机提供电力和信号的电缆；

Y向气浮移动机构还包括Y向拖链，Y向拖链用于放置与Y向气浮导轨中气体通道相连通的气管和为Y向电机提供电力和信号的电缆。

其中，位置检测机构包括：

X向位置检测机构，包括X向光栅尺和X向读数头，X向光栅尺和X向读数头中的一者与X向气浮导轨相对静止，X向光栅尺和X向读数头中的另一者与X向电机的动子相对静止；

Y向位置检测机构，包括Y向光栅尺和Y向读数头，Y向光栅尺和Y向读数头中的一者与Y向气浮导轨相对静止，Y向光栅尺和Y向读数头中的另一者与Y向电机的动子相对静止；

Z轴位置检测机构，包括圆光栅和Z轴读数头，圆光栅与载物平台同步转动，Z轴读数头与Z轴电机的定子相对静止。

其中，

在X向电机的沿着X方向的两侧分别设置一X向限位开关；

在Y向电机的沿着Y方向的两侧分别设置一Y向限位开关。

其中，X向电机和/或Y向电机为无铁芯线性电机；

Z轴电机为无铁芯力矩电机。

其中，

Y向气浮移动机构设置于第一负载板上，第一负载板和X向电机的动子相连接，且X向气浮移动机构的移动方向垂直于Y向气浮移动机构的移动方向；

Z轴气浮转动机构设置于第二负载板上，第二负载板和Y向电机的动子相连接，且Z轴气浮转动机构中气浮轴承的旋转轴垂直于X向气浮移动机构的移动方向以及Y向气浮移动机构的移动方向。

其中，辅助芯片为并行计算芯片，主控芯片为串行计算芯片。

其中，辅助芯片为FPGA芯片；和/或，主控芯片为ARM芯片。

本申请的有益效果是：通过本申请的晶圆控制移动平台中的气浮运动机构、位置检测机构、辅助芯片、主控芯片配合可以较为精确地将载物平台移动到目标位置；并且通过主控芯片和辅助芯片共同作为多轴运动控制卡的计算核心，且主控芯片通过辅助芯片获取位置检测机构和气浮运动机构的相关数据，可以防止主控芯片在与位置检测机构和气浮运动机构、辅助芯片和上位机的通信过程中产生干扰，也支持了辅助芯片为主控芯片分担控制压力，有助于提升晶圆检测移动平台的移动性能和通信性能；并且采用气浮运动机构，可以大大降低运动机构中的摩擦运动，可以大幅度提升移动平台的定位精度，从而可以进一步精确地将载物平台移动到目标位置。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。

图1为本申请一实施方式中晶圆检测移动平台的结构示意图；

图2为本申请一实施方式中晶圆检测移动平台中Z轴气浮转动机构的结构示意图；

图3为本申请另一实施方式中晶圆检测移动平台中控制装置的架构示意图；

图4为本申请又一实施方式中晶圆检测移动平台的架构示意图；

图5为本申请一实施方式中晶圆检测移动平台的控制方法的流程示意图；

图6为本申请另一实施方式中晶圆检测移动平台的控制方法的流程示意图；

图7为本申请又一实施方式中晶圆检测移动平台的控制方法的流程示意图；

图8为本申请再一实施方式中晶圆检测移动平台的结构示意图；

图9为本申请一实施方式中计算机存储介质的结构示意图。

图中附图标记有：100为晶圆检测移动平台，1为载物平台；2为气浮运动机构；21为X向气浮移动机构；211为X向气浮导轨；212为X向电机；213为Y向拖链；22为Y向气浮移动机构；221为Y向气浮导轨；222为Y向电机；223为Y向拖链；23为Z轴气浮转动机构；231为Z轴气浮轴承；232为Z轴电机；3为位置检测机构；31为X向位置检测机构；311为X向光栅尺；312为X向读数头；32为Y向位置检测机构；321为Y向光栅尺；322为Y向读数头；33为Z轴位置检测机构；331为圆光栅；332为Z轴读数头；4为辅助芯片；5为主控芯片；6为底座；7为X向限位开关；8为Y向限位开关；9为第一负载板；10为第二负载板；11为上位机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本申请的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本申请方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

如图1-4所示，本申请提出一种晶圆检测移动平台100。该晶圆检测移动平台100包括载物平台1、气浮运动机构2、位置检测机构3、辅助芯片4、主控芯片5。

其中，载物平台1用于放置待检测晶圆或晶圆检测设备，且载物平台1连接于气浮运动机构2，如此载物平台1可在气浮运动机构2的驱动下运动。且载物平台1还连接于位置检测机构3，如此位置检测机构3可以检测出载物平台1的位置信息。另外，辅助芯片4连接于位置检测机构3和气浮运动机构2，且主控芯片5连接于辅助芯片4。通过本申请的晶圆控制移动平台中的气浮运动机构2、位置检测机构3、辅助芯片4、主控芯片5配合可以较为精确地将载物平台1移动到目标位置；并且通过主控芯片5和辅助芯片4共同作为晶圆检测移动平台100多轴运动控制卡的计算核心，且主控芯片5通过辅助芯片4获取位置检测机构3和气浮运动机构2的相关数据，可以防止主控芯片5在与位置检测机构3、气浮运动机构2、辅助芯片4和上位机11的通信过程中产生干扰，也支持了辅助芯片4为主控芯片5分担控制压力，有助于提升晶圆检测移动平台100的移动性能和通信性能；并且采用气浮运动机构2，可以大大降低运动机构中的摩擦运动，可以大幅度提升移动平台的定位精度，从而可以进一步增强载物平台1移动的精确度。

可选地，气浮运动机构2可以包括X向气浮移动机构21、Y向气浮移动机构22、Z向气浮升降机构和/或Z轴气浮转动机构23。

其中，如图1所示，X向气浮移动机构21包括X向气浮导轨211和X向电机212。X向电机212可以用于驱动载物平台1沿着X向气浮导轨211作X方向的直线运动，从而通过X向电机212和X向气浮导轨211配合可以改变载物平台1的X方向上的位置，且在X向气浮导轨211的作用下保证了X向电机212的直线运动精度。

X向电机212可以为直线电机。其中，X向电机212的定子可与X向气浮导轨211相对静止，而X向电机212的动子可直接或间接连接于载物平台1，如此X向电机212的动子可驱动载物平台1沿着X向气浮导轨211作X方向的直线运动。进一步地，X向电机212采用的是直驱直线电机驱动方式，代替了采用丝杠、齿轮齿条配合旋转电机的结构形式，省去了中间的传动机构，增加了移动平台的位置精度。优选地，本申请的X向电机212可为无铁芯线性电机，如此X向电机212不会发生齿槽效应，具有高行程精度、高速度稳定性和高加速度的特点，从而进一步保证了移动平台的位置精度。具体地，X向气浮导轨211和X向电机212的定子均可设置在底座6上，以使得X向电机212的定子可与X向气浮导轨211相对静止。在其他实施例中，X向电机212的定子可设置于X向气浮导轨211上。

另外，X向气浮移动机构21还可包括X向拖链213。X向拖链213用于放置与X向气浮导轨211中气体通道相连通的气管和为X向电机212提供电力和信号的电缆，如此通过X向拖链213可以使气管和电缆整齐，并且采用X向拖链213收纳气管和电缆，可以实现电缆和气管的低摩擦跟随运动。

与X向气浮移动机构21相对应，位置检测机构3可包括X向位置检测机构31，以通过X向位置检测机构31检测载物平台1的X方向上的位置信息。X向位置检测机构31可设置于X向气浮导轨211上。另外，X向位置检测机构31可为位移传感器或位置传感器。

示例性地，X向位置检测机构31可包括X向光栅尺311和X向读数头312，X向光栅尺311和X向读数头312中的一者与X向气浮导轨211相对静止，X向光栅尺311和X向读数头312中的另一者与X向电机212的动子相对静止，如此在X向电机212的动子驱动载物平台1沿着X向气浮导轨211作X方向的直线运动时，可以通过X向读数头312和X向光栅尺311配合读取到载物平台1在X方向上的当前位置。具体地，X向光栅尺311和X向读数头312中的一者可设置于X向气浮导轨211或底座6，X向光栅尺311和X向读数头312中的另一者可直接或间接连接于载物平台1，例如，X向光栅尺311和X向读数头312中的另一者通过X向电机212的动子间接连接于载物平台1。

另外，用于将辅助芯片4与X向位置检测机构31连接的导线可部分位于X向拖链213中，以便通过X向拖链213规整导线。

另外，还可在X向气浮移动机构21的邻近位置设置X向限位开关7，以进行限位和缓冲。例如，在X向电机212的沿着X方向的两侧可分别设置一个X向限位开关7，以避免X向读数头312冲撞到X向光栅尺311的两端而造成X向光栅尺311的损坏。

可选地，Y向气浮移动机构22包括Y向气浮导轨221和Y向电机222。Y向电机222可以用于驱动载物平台1沿着Y向气浮导轨221作Y方向的直线运动，从而通过Y向电机222和Y向气浮导轨221配合可以改变载物平台1的Y方向上的位置，且在Y向气浮导轨221的作用下保证了Y向电机222的直线运动精度。

Y向电机222可以为直线电机。其中，Y向电机222的定子可与Y向气浮导轨221相对静止，而Y向电机222的动子可直接或间接连接于载物平台1，如此Y向电机222的动子可驱动载物平台1沿着Y向气浮导轨221作Y方向的直线运动。进一步地，Y向电机222采用的是直驱直线电机驱动方式，代替了采用丝杠、齿轮齿条配合旋转电机的结构形式，省去了中间的传动机构，增加了移动平台的位置精度。优选地，本申请的Y向电机222可为无铁芯线性电机，如此Y向电机222不会发生齿槽效应，具有高行程精度、高速度稳定性和高加速度的特点，从而进一步保证了移动平台的位置精度。示例性地，Y向气浮导轨221和Y向电机222的定子均可设置在底座6上，以使得Y向电机222的定子可与Y向气浮导轨221相对静止。在其他实施例中，Y向电机222的定子可设置于Y向气浮导轨221上。

另外，Y向气浮移动机构22还可包括Y向拖链223。Y向拖链223用于放置与Y向气浮导轨221中气体通道相连通的气管和为Y向电机222提供电力和信号的电缆，如此通过Y向拖链223可以使气管和电缆整齐，并且采用拖链收纳气管和电缆，可以实现电缆和气管的低摩擦跟随运动。

与Y向气浮移动机构22相对应，位置检测机构3可包括Y向位置检测机构32，以通过Y向位置检测机构32检测载物平台1的Y向的位置信息。Y向位置检测机构32可设置于Y向气浮导轨221上。另外，Y向位置检测机构32可为位移传感器或位置传感器。

示例性地，Y向位置检测机构32包括Y向光栅尺321和Y向读数头322，Y向光栅尺321和Y向读数头322中的一者与Y向气浮导轨221相对静止，Y向光栅尺321和Y向读数头322中的另一者与Y向电机222的动子相对静止，如此在Y向电机222的动子驱动载物平台1沿着Y向气浮导轨221作Y方向的直线运动时，可以通过Y向读数头322和Y向光栅尺321配合读取到载物平台1在Y方向上的当前位置。具体地，Y向光栅尺321和Y向读数头322中的一者可设置于Y向气浮导轨221或底座6，Y向光栅尺321和Y向读数头322中的另一者可直接或间接连接于载物平台1，例如，Y向光栅尺321和Y向读数头322中的另一者通过Y向电机222的动子间接连接于载物平台1。

另外，用于将辅助芯片4与Y向位置检测机构32连接的导线可部分位于Y向拖链223中，以便通过Y向拖链223规整导线。

另外，还可在Y向气浮移动机构22的邻近位置设置Y向限位开关8，以进行限位和缓冲。例如，在Y向电机222的沿着Y方向的两侧可分别设置一个Y向限位开关8，以避免Y向读数头322冲撞到Y向光栅尺321的两端而造成Y向光栅尺321的损坏。

另外，Z向气浮升降机构的结构配置可等同于Y向气浮移动机构22，示例性地，Z向气浮升降机构包括Z向气浮导轨、Z向电机和Z向拖链，Z向电机用于驱动载物平台1沿着Z向气浮导轨作Z方向的直线运动，Z向拖链用于放置与Z向气浮导轨中气体通道相连通的气管和为Z向电机提供电力和信号的电缆。但是Z向气浮升降机构的设置位置可不等同于Y向气浮移动机构22，示例性地，Z向气浮升降机构中的Z向气浮导轨的延伸方向不同于Y向气浮升降机构中的Y向气浮导轨221的延伸方向。

可选地，Z轴气浮转动机构23可包括Z轴气浮轴承231和Z轴电机232。Z轴电机232可以用于驱动载物平台1沿着Z轴转动，且在Z轴气浮轴承231的作用下保证了Z轴电机232的转动精度。

Z轴电机232可以为力矩电机，其是一种沿径向布置的线性电机。力矩电机的定子包含线圈且牢固安装，转子包含磁性组件，当磁体长度呈线性变化时，力矩变化量与直径成平方关系，因此，在大直径上会产生大力矩。由于直接驱动原理，力矩电机无空回，零游隙允许高定位精度和高传动刚性，并且可减少电机的齿槽力矩，对提高移动平台的控制精度也有所提高，因此可实现高重复精度，高驱动力矩可实现高加速度，因此具有高动态性，其还具有高抗扭刚度、高峰值力矩、高效率以及非常平稳的运转的特点。进一步地，Z轴电机232可以为无铁芯力矩电机(又可称无铁芯DD马达)。

与Z轴气浮转动机构23相对应，位置检测机构3可包括Z轴位置检测机构33，以通过Z轴位置检测机构33检测载物平台1的角位置。Z轴位置检测机构33可为位移传感器或位置传感器。

示例性地，Z轴位置检测机构33包括圆光栅331和Z轴读数头332，圆光栅331直接或间接连接于载物平台1，以与载物平台1同步转动，如此可用圆光栅331的角位置衡量载物平台1的角位置；而在Z轴位置检测机构33处于工作状态时，Z轴读数头332的位置相对静止，即Z轴读数头332与Z轴电机232的定子相对静止，且Z轴读数头332与圆光栅331的位置相对，如此可通过Z轴读数头332读取到圆光栅331的角位置，并可将Z轴读数头332读取到的圆光栅331角位置作为载物平台1的角位置。

具体地，圆光栅331可通过气浮轴连接于载物平台1的载物平面的相背面，如此圆光栅331可通过气浮轴间接连接于载物平台1，并与载物平台1同步转动。气浮轴远离载物平台1的一端还可设有用于安装圆光栅331的连接凸台，如此圆光栅331可设置于连接凸台上，以保证圆光栅331能够稳定地安装于气浮轴。另外，本申请的圆光栅331可为绝对式圆光栅331。此外，圆光栅331周向可均匀排布有至少两个Z轴读数头332，如此可通过设置多个Z轴读数头332减少载物平台1的回转误差以及二次、四次谐波误差，从而提高载物平台1的角位置检测精度。

作为示例，在一个具体的实现方式中，气浮运动机构2包括X向气浮移动机构21、Y向气浮移动机构22和Z轴气浮转动机构23。X向气浮移动机构21的移动方向垂直于Y向气浮移动机构22的移动方向。另外，Z轴气浮转动机构23中气浮轴承的旋转轴垂直于X向气浮移动机构21的移动方向以及Y向气浮移动机构22的移动方向。

其中，X向气浮移动机构21可设置于底座6的上方，Y向气浮移动机构22可设置于X向气浮移动机构21的上方，Z轴气浮转动机构23设置于Y向气浮移动机构22上方，且载物平台1设置于Z轴气浮转动机构23上方。具体地，Y向气浮移动机构22可设置于第一负载板9上，例如Y向气浮导轨221和Y向电机222的定子可固定设置于第一负载板9上，而第一负载板9和X向电机212的动子相连接，从而X向气浮移动机构21可通过X向电机212的动子带动第一负载板9、进而带动Y向气浮移动机构22及其上的Z轴气浮转动机构23和载物平台1沿X方向移动；Z轴气浮转动机构23可设置于第二负载板10上，例如Z轴气浮轴承231和Z轴电机232的定子可固定设置于第二负载板10上，而第二负载板10和Y向电机222的动子相连接，从而Y向气浮移动机构22可通过Y向电机222的动子带动第二负载板10、进而带动Z轴气浮转动机构23及其上的载物平台1沿Y方向移动；另外Z轴气浮转动机构23可通过Z轴电机232的动子驱动载物平台1绕Z轴转动，如此通过上述的X向气浮移动机构21、Y向气浮移动机构22和Z轴气浮转动机构23实现X、Y轴的平动以及Z轴的转动，进而本申请的晶圆检测移动平台100可为三自由度超高精度的气浮移动平台。

以待检测晶圆设置于上述的晶圆检测移动平台100的载物平台1的方案为例，通过上述晶圆检测移动平台100进行晶圆检测的操作步骤可以包括：将待检测晶圆放置到载物平台1上，然后通过晶圆定位装置对待检测晶圆进行定位；通过辅助芯片4和主控芯片5控制X向气浮移动机构21将待检测晶圆移动到指定X位置；通过辅助芯片4和主控芯片5控制Y向气浮移动机构22将待检测晶圆移动到指定Y位置；辅助芯片4和主控芯片5控制Z轴气浮转动机构23将待检测晶圆转动到指定角度；待检测晶圆被移动到指定位置后进行晶圆检测工作。

可选地，如图3所示，辅助芯片4可以为位置采集及运动指令执行芯片。

其中，辅助芯片4可连接于电机驱动器24，且电机驱动器24连接于气浮运动机构2，如此辅助芯片4可通过给电机驱动器24发送运动指令，而控制电机驱动器24按照相关运动指令驱动气浮运动机构2执行相应运动。示例性地，在气浮运动机构2包括X向气浮移动机构21、Y向气浮移动机构22和Z轴气浮转动机构23的情况下，电机驱动器24可包括X向电机驱动器241、Y向电机驱动器242和Z轴电机驱动器243，如此辅助芯片4可通过X向电机驱动器241控制X向气浮移动机构21，辅助芯片4可通过Y向电机驱动器242控制Y向气浮移动机构22，辅助芯片4可通过Z轴电机驱动器243控制Z轴气浮转动机构23。

具体地，辅助芯片4可以包括数据采集模块、第一数据传输模块和运动指令执行模块。

数据采集模块可通过与多路位置检测机构3进行通讯的模块及与多路气浮运动机构2进行通讯的模块，获取位置检测机构3检测的载物平台1的位置信息以及气浮运动机构2的运行状态信息。另外，若数据采集模块采集的位置信息和/或运行状态信息正确，则可以将采集的位置信息和/或运行状态信息保存在数据缓存区中。

第一数据传输模块可以通过其与主控芯片5之间的通信接口(例如16位并行接口)将数据采集模块采集的位置信息、运行状态信息和/或运动控制卡信息发送给主控芯片5，还可通过其与主控芯片5之间的通信接口获取主控芯片5下达的驱动器AD控制指令给定以及驱动器上下电指令等数据信息。

运动指令执行模块可将主控芯片5下达的驱动器AD控制指令经过AD转换芯片输出相应的电压值发送给气浮运动机构2，以控制气浮运动机构2执行运动指令。

可选地，辅助芯片4还可包括与多路位置检测机构3通讯模块及与多路气浮运动机构2的通讯模块、控制器使能端和模拟量指令给定模块、以及与主控芯片5的16位并行接口数据交换模块。其中，与多路位置检测机构3通讯模块是每隔一段时间(例如45us)读取一回多路位置检测机构3的位置数据。与多路气浮运动机构2的通讯模块、控制器使能端和模拟量指令给定模块是用于与气浮运动机构2中电机驱动器24通讯的模块，负责给X向电机212、Y向电机222、Z轴电机232上下电、控制指令给定以及电机运行状态反馈等作用。与主控芯片5的16位并行接口数据交换模块可以分为：主控芯片5向辅助芯片4发送的驱动器AD控制指令给定以及驱动器上下电指令等数据信息、以及辅助芯片4向主控芯片5发送的位置检测机构3检测到的位置信息、驱动器状态信息以及运动控制卡信息等信息。

较为优选的是，辅助芯片4可为并行计算芯片，例如可为FGPA芯片，如此辅助芯片4能够较为准确地并行完成获取载物平台1在多个方向上的位置信息以及基于主控芯片5下达的运动指令控制各个方向上的电机等多个任务。

另外，辅助芯片4还可设置有时间戳模块。该时间戳模块连接于数据采集模块以及第一数据传输模块，以用于定时触发读取多路位置检测机构3的位置数据的步骤。该时间戳模块还可用于定时触发向主控芯片5发送上升沿指令的步骤，即用于每隔预设时间段触发向主控芯片5发送上升沿指令的步骤，以通过上升沿指令触发主控芯片5开启外部输入中断程序，并在中断中读取运动采集及运动指令执行芯片中的多路位置检测机构3的位置数据，如此通过并行计算的辅助芯片4能够提高定时的准确性，从而进一步保证位置反馈和路径规划的准确性，以提高晶圆检测移动平台100的移动性能。

可选地，主控芯片5可作为位置分析及运动指令生成芯片，并可配合辅助芯片4作为多轴运动控制卡的计算核心，以配合控制待检测晶圆移动到指定位置。如此辅助芯片4可用于收集位置检测机构3采集的载物平台1的位置信息，并可将载物平台1的位置信息反馈给主控芯片5；而主控芯片5可用于对载物平台1的当前位置信息进行分析并生成运动指令，而且可将生成的运动指令发给辅助芯片4，以使辅助芯片4控制气浮运动机构2执行运动指令而将载物平台1移动到目标位置。

主控芯片5可以为串行计算芯片，例如可为ARM芯片，如此主控芯片5能够较为准确地依次完成基于载物平台1当前位置信息生成运动指令中的各个步骤，从而与辅助芯片4更好地配合以精确地控制载物平台1上的待检测晶圆或晶圆检测机构的位置。

具体地，并请参阅图4，主控芯片5可包括PID算法模块(也可称为超精密位置控制算法模块)、运动轨迹生成模块和通讯模块。其中，运动轨迹生成模块可用于基于第一数据传输模块传输的位置数据进行路径规划，具体地，可根据当前检测平台的实时位置对其期望指令的梯形规划或者三角形规划。PID算法模块可用于将路径规划结果转换为载物平台1各个移动方向上的模拟量，以实现多自由度伺服系统的位置闭环控制。通讯模块包括：采用RS232等通讯协议与上位机11(工控机或触摸屏)进行通讯的第一通讯模块，以及采用16位并口等通讯方式与辅助芯片4进行通讯的第二数据传输模块。其中通讯模块是接收上位机11控制指令并输出至运动轨迹生成模块上，并将解析后的实时数据经过PID算法模块发送给辅助芯片4。

为了方便主控芯片5对辅助芯片4中各个模块进行访问，将在主控芯片5上分配6位地址(A0～A5)对辅助芯片4的各个模块进行编码和译码，其中辅助芯片4设计了至少12个地址资源，如下表所示：

表1主控芯片地址分配一览表

上述的辅助芯片4、主控芯片5以及上位机11等可设置于晶圆检测移动平台100的电控箱内，以通过电控箱规整晶圆检测移动平台100的控制装置。

另外，在电控箱上还可设置有上电按钮，以通过上电按钮使晶圆检测移动平台100接通电源。

此外，晶圆检测移动平台100还可设置有开关电源。该开关电源可以为24V开关电源，该开关电源可用于为上位机11、辅助芯片4、主控芯片5、各个方向上的电机和/或位置检测机构3等供电。

可选地，上述的底座6可以为平台大理石底座。

此外，如图5所示，本申请还提供一种晶圆检测移动平台的控制方法，该晶圆检测移动平台包括载物平台和处理芯片，该控制方法可以包括以下步骤。

S101：确定晶圆检测移动平台中的载物平台的当前位置。

可以先确定晶圆检测移动平台中的载物平台的当前位置，以便后续基于当前位置和载物平台的目标位置进行路径规划，继而基于路径规划结果操控电机驱动器，以将载物平台从当前位置移动到目标位置。

在一实现方式中，可以通过晶圆检测移动平台中的位置检测机构检测而确定载物平台的当前位置。具体地，可以检测晶圆检测移动平台中的载物平台的各个运动方向上的当前位置，而得到载物平台的当前位置。示例性地，在载物平台的运动包括X方向移动、Y方向移动和绕Z轴旋转的情况下，可以检测载物平台X方向和Y方向的位置，并检测载物平台的角位置。

在另一实现方式中，可以将载物平台的位置初始化，然后将载物平台初始化后的位置作为载物平台的当前位置。可以理解的是，载物平台初始化后的位置是固定的，例如为(0,0,0°)。

S102：基于当前位置和载物平台的目标位置进行路径规划。

在一实现方式中，载物平台的目标位置可以是预设位置。该预设位置可以是用户预先存储到处理芯片中的。

在另一实现方式中，载物平台的目标位置可以是用户通过上位机(例如触摸屏等)指定的载物平台运动的位置。

处理芯片可以基于当前位置和目标位置进行梯形规划或三角形规划，以得到路径规划结果。

S103：基于路径规划结果，输出载物平台的各个运动方向上对应的电压值给各个运动方向上的电机驱动器。

基于步骤S102得到路径规划结果后，可以基于路径规划结果，输出载物平台的各个运动方向上对应的电压值给各个运动方向上的电机驱动器，以使各个运动方向上的电机驱动器基于电压值控制对应的电机运行，而将载物平台从当前位置移动到目标位置。

可选地，在步骤S103中，处理芯片可以通过位置PID控制和速度PID控制，将路径规划结果转化为载物平台的各个运动方向上的模拟量；通过AD转换器输出模拟量对应的电压值给对应方向上的电机驱动器。

在本实施方式中，先确定载物平台的当前位置，接着基于载物平台的当前位置和目标位置进行路径规划，继而基于路径规划结果，输出载物平台的各个运动方向上对应的电压值给各个运动方向上的电机驱动器，以使各个运动方向上的电机驱动器基于电压值控制对应的电机运行，而将载物平台从当前位置移动到目标位置，从而通过本申请的方案可以精确地将载物平台移动到目标位置，有助于提升晶圆检测移动平台的移动性能。

此外，如图6所示，本申请还提供另一实施方式的晶圆检测移动平台的控制方法，该晶圆检测移动平台包括载物平台、主控芯片和辅助芯片，即上述的处理芯片可以包括主控芯片和辅助芯片。该控制方法可以包括以下步骤。

S201：辅助芯片从位置检测机构获取当前位置，并将当前位置发送给主控芯片。

可选地，辅助芯片可以为并行计算芯片，在步骤S201中，辅助芯片每隔预设时间段向主控芯片发送上升沿指令；主控芯片响应于上升沿指令开启外部输入中断程序，主控芯片在中断从辅助芯片读取载物平台的当前位置。

另外，辅助芯片从位置检测机构获取到当前位置后，可以确认获取的当前位置是否正确；在确认载物平台的当前位置正确的情况下，将当前位置保存在辅助芯片的数据缓存区中，以使主控芯片在中断从辅助芯片的数据缓存区读取当前位置。

S202：主控芯片基于当前位置和目标位置进行路径规划。

S203：主控芯片通过位置PID控制和速度PID控制，将路径规划结果转化为载物平台的各个运动方向上的模拟量。

S204：主控芯片将各个运动方向上的模拟量发送给辅助芯片。

S205：辅助芯片通过AD转换器输出模拟量对应的电压值给对应方向上的电机驱动器。

在本实施方式中，通过主控芯片和辅助芯片共同作为多轴运动控制卡的计算核心，且主控芯片通过辅助芯片获取位置检测机构和气浮运动机构的相关数据，可以防止主控芯片在与位置检测机构和气浮运动机构、辅助芯片和上位机的通信过程中产生干扰，也支持了辅助芯片为主控芯片分担控制压力，有助于提升晶圆检测移动平台的移动性能和通信性能。

此外，如图7所示，本申请还提供又一实施方式的晶圆检测移动平台的控制方法，该晶圆检测移动平台包括载物平台、位置检测机构、气浮运动机构、主控芯片和辅助芯片。该控制方法可以包括以下步骤。

S301：将电机驱动器工作模式设置成力矩模式，接收模拟量输入指令；

S302：辅助芯片定时读取多路位置检测机构检测到的位置数据，并每隔预设时间(例如500ms)向主控芯片发送一个上升沿指令；

S303：主控芯片开启外部输入中断程序，每一个中断读取辅助芯片上的多路位置检测机构检测到的位置数据；

S304：主控芯片接收上位机上电指令后，主控芯片接收后再传递给辅助芯片模块，然后将电机进行上电操作；

S305：主控芯片接收上位机位置输入指令后输出至其模块中的运动轨迹生成模块；

S306：运动轨迹生成模块根据目标位置和当前位置进行判断，确定路径规划方式，并将规划结果实时发送给PID算法模块；

S307：PID算法模块经过位置PID控制以及速度PID控制后将计算出来的控制量转化成0～10V的模拟量发送给辅助芯片；

S308：辅助芯片接收到模拟量输出指令后经过AD转换芯片输出相应的电压值发送给驱动器，以控制驱动器执行运动指令；

S309：驱动器接收相应指令后对执行器电机完成响应动作。

对应于上述实施方式的控制方法，请参阅图8，晶圆检测移动平台200可包括位置确定模块201、路径规划模块202和运动控制模块203。

其中，位置确定模块201用于确定晶圆检测移动平台中的载物平台的当前位置；

路径规划模块202用于基于当前位置和载物平台的目标位置进行路径规划；

运动控制模块203用于基于路径规划结果，输出载物平台的各个运动方向上对应的电压值给各个运动方向上的电机驱动器，以使各个运动方向上的电机驱动器基于电压值控制对应的电机运行，而将载物平台从当前位置移动到目标位置。

对于上述实施方式的控制方法，其可以计算机程序的形式存在，因而本申请提出一种计算机存储介质，请参阅图9，图9是本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图。本实施例计算机存储介质300中存储有计算机程序301，其可被执行以实现上述实施例中的方法。

本实施例计算机存储介质300可以是U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等可以存储程序指令的介质，或者也可以为存储有该程序指令的服务器，该服务器可将存储的程序指令发送给其他设备运行，或者也可以自运行该存储的程序指令。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以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，本申请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全部或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)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式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。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆检测移动平台，其特征在于，所述移动平台包括：

载物平台，用于放置待检测晶圆或晶圆检测设备；

气浮运动机构，连接于所述载物平台；

位置检测机构，连接于所述载物平台，用于检测所述载物平台的位置；

辅助芯片，连接于所述位置检测机构和所述气浮运动机构；

主控芯片，连接于所述辅助芯片。

2.根据权利要求1所述的移动平台，其特征在于，

所述气浮运动机构包括X向气浮移动机构、Y向气浮移动机构、Z向气浮升降机构和/或Z轴气浮转动机构。

3.根据权利要求2所述的移动平台，其特征在于，所述气浮运动机构包括所述X向气浮移动机构、所述Y向气浮移动机构和所述Z轴气浮转动机构；

所述X向气浮移动机构包括X向气浮导轨和X向电机，所述X向电机用于驱动所述载物平台沿着所述X向气浮导轨作X方向的直线运动；

所述Y向气浮移动机构包括Y向气浮导轨和Y向电机，所述Y向电机用于驱动所述载物平台沿着所述Y向气浮导轨作Y方向的直线运动；

所述Z轴气浮转动机构包括Z轴气浮轴承和Z轴电机，所述Z轴电机用于驱动所述载物平台沿着Z轴转动。

4.根据权利要求3所述的移动平台，其特征在于，

所述X向气浮移动机构还包括X向拖链，所述X向拖链用于放置与X向气浮导轨中气体通道相连通的气管和为X向电机提供电力和信号的电缆；

所述Y向气浮移动机构还包括Y向拖链，所述Y向拖链用于放置与Y向气浮导轨中气体通道相连通的气管和为Y向电机提供电力和信号的电缆。

5.根据权利要求3所述的移动平台，其特征在于，所述位置检测机构包括：

X向位置检测机构，包括X向光栅尺和X向读数头，所述X向光栅尺和所述X向读数头中的一者与所述X向气浮导轨相对静止，所述X向光栅尺和所述X向读数头中的另一者与所述X向电机的动子相对静止；

Y向位置检测机构，包括Y向光栅尺和Y向读数头，所述Y向光栅尺和所述Y向读数头中的一者与所述Y向气浮导轨相对静止，所述Y向光栅尺和所述Y向读数头中的另一者与所述Y向电机的动子相对静止；

Z轴位置检测机构，包括圆光栅和Z轴读数头，圆光栅与载物平台同步转动，Z轴读数头与Z轴电机的定子相对静止。

6.根据权利要求3所述的移动平台，其特征在于，

在X向电机的沿着X方向的两侧分别设置一X向限位开关；

在Y向电机的沿着Y方向的两侧分别设置一Y向限位开关。

7.根据权利要求3所述的移动平台，其特征在于，所述X向电机和/或Y向电机为无铁芯线性电机；

所述Z轴电机为无铁芯力矩电机。

8.根据权利要求3所述的移动平台，其特征在于，

所述Y向气浮移动机构设置于第一负载板上，所述第一负载板和所述X向电机的动子相连接，且所述X向气浮移动机构的移动方向垂直于所述Y向气浮移动机构的移动方向；

所述Z轴气浮转动机构设置于第二负载板上，所述第二负载板和所述Y向电机的动子相连接，且所述Z轴气浮转动机构中所述气浮轴承的旋转轴垂直于所述X向气浮移动机构的移动方向以及所述Y向气浮移动机构的移动方向。

9.根据权利要求1所述的移动平台，其特征在于，所述辅助芯片为并行计算芯片，所述主控芯片为串行计算芯片。

10.根据权利要求9所述的移动平台，其特征在于，所述辅助芯片为FPGA芯片；和/或，所述主控芯片为ARM芯片。

Images