TWI816394B - 一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝 置，包括：裝卸台，可沿直線軌跡往復運動；拋光頭，可周向旋轉，且其旋轉軌跡與直線軌跡至少有一個交點；感測器元件，用於監測拋光頭的外緣與感測器之間的間距變化，包括感測器，其至少可在裝卸台徑向兩端的位置進行測距；判斷單元，用於輸出感測器元件監測的拋光頭外緣與感測器之間的最小直線距離，以判斷拋光頭和裝卸台的中心軸線是否重合。本發明還公開了一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法。本發明標定效率高，對感測器的安裝位置要求低；檢測誤差小。

Description

一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置和方 法
本發明屬於半導體積體電路晶片製造技術領域，尤其是涉及一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置和方法。
化學機械拋光平坦化(Chemical Mechanical Planarization，簡稱CMP)設備通常包括半導體設備前端模組(EFEM)、清洗單元和拋光單元。EFEM主要包括存放晶圓的片盒、傳片機械手和空氣淨化系統等；清洗單元主要包括數量不等的兆聲波清洗部件、滾刷清洗部件、乾燥部件和各部件之間傳輸晶圓的裝置等；拋光單元通常包括工作台、拋光盤、拋光頭、拋光臂、修整器、拋光液臂等部件，每個部件按照製程加工位置佈置在工作台上。實際的晶圓加工過程中發現，拋光單元與清洗、晶圓運輸等模組的空間佈置對於化學機械平坦化設備整體的拋光產出有極大的影響。晶圓在拋光單元與外部以及在拋光單元之間 的傳輸通常依靠裝卸台或起類似作用的裝置來實現。
當前已知的一種拋光模組包含兩列拋光單元陣列，每列拋光單元包含一組或多組拋光單元，兩列拋光單元陣列對應的裝卸台在位於拋光單元陣列的列方向上縱向排列，所述晶圓傳輸模組的工作部位於沿縱向排列的裝卸台的垂直上方，完成晶圓在其他裝卸區與所述裝卸台以及所述裝卸台之間的傳輸，每個裝卸台服務兩個對向的拋光單元。上述多組拋光單元與晶圓傳輸模組和裝卸台可以互相協作，實現晶圓在整個拋光單元陣列中的高效流轉，有較高的拋光產出(Throughput)，每列拋光單元還可以根據製程需求或維護需求進行自由增減，進一步提高產出。隨著拋光單元數量增加，晶圓裝卸工位手動標定難度和工作量越來越大。
中國專利CN110411344B公開了《一種校準方法、校準裝置、校準系統及電子》，其需要用四個距離值來完成對中，並且，該四個距離值只通過旋轉拋光頭完成拋光頭之於裝卸台對中，裝卸台是固定的，未提及對中裝卸台。裝置相對繁瑣，對中效率低，未實現裝卸台的對中。而且四個感測器檢測資料量大，同時還有複雜的計算，對中耗時較長。
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種結構簡單，方便簡便的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置及方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種標定 拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，包括：裝卸台，可沿直線軌跡往復運動；拋光頭，可周向旋轉，且其旋轉軌跡與直線軌跡至少有一個交點；感測器元件，用於監測拋光頭的外緣與感測器之間的間距變化，包括感測器，其至少可在裝卸台徑向兩端的位置進行測距；判斷單元，用於輸出感測器元件監測的拋光頭外緣與感測器之間的最小直線距離，以判斷拋光頭和裝卸台的中心軸線是否重合。
進一步的，所述感測器的數量為兩個，其佈設在裝卸台的徑向兩端；或者，所述感測器的數量為一個，其可繞裝卸台外緣移動至徑向兩端。
進一步的，當感測器的數量為兩個時，其沿著直線軌跡的延伸方向佈設。
進一步的，所述判斷單元，用於輸出感測器元件監測的拋光頭外緣與感測器之間的間距之和的最小值，或/和，用於輸出感測器元件監測的拋光頭外緣與感測器之間的間距之差的最小值，以判斷拋光頭和裝卸台的中心軸線是否重合。
進一步的，所述判斷單元，用於將感測器元件監測的拋光頭外緣與感測器之間的間距之和的最小值與設定值比較，或/和，用於將感測器元件監測的拋光頭外緣與感測器之間的間距之差的最小值與設定值比較，以判斷拋光頭和裝卸台的中心軸線是 否重合。
進一步的，所述感測器元件還包括設於裝卸台的卡槽，及可與感測器相連的固定座，所述固定座和卡槽可拆卸連接。
進一步的，所述卡槽的縱向截面呈U字形，所述固定座的橫向截面呈工字形，固定座的縮口段可自上而下插入卡槽的缺口部。
進一步的，所述感測器為測距感測器，其數量為兩個。
進一步的，所述裝卸台在支座帶動下沿直線軌跡往復運動；所述拋光頭在拋光頭擺臂的帶動下周向旋轉。
本發明還公開了一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，包括以下步驟：拋光頭沿旋轉軌跡周向旋轉；裝卸台沿直線軌跡往復平移運動；拋光頭的對中；裝卸台的對中；上述拋光頭的對中步驟和裝卸台的對中步驟可以先後進行，或者，同時進行。
進一步的，當先進行拋光頭的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之和達到最小值；再進行裝卸台的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之差達到最小值。
進一步的，當先進行裝卸台的對中步驟時，感測器元件 監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之和達到最小值；再進行拋光頭的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之差達到最小值。
進一步的，當拋光頭的對中和裝卸台的對中先後進行時，先進行拋光頭的對中步驟，再進行裝卸台的對中步驟。
進一步的，還包括以下步驟，確定拋光頭的旋轉軌跡，拋光頭擺動，將裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍。
進一步的，還包括以下步驟，在確定拋光頭的旋轉軌跡之前，將裝卸台沿直線軌跡移動至拋光頭下方。
進一步的，包括以下步驟，手動將裝卸台和拋光頭靠近；確定拋光頭的旋轉軌跡，以其轉動至裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍，定義兩個感測器與拋光頭邊緣的讀數分別為L1和L2；設定拋光頭的步長，隨機選擇拋光頭的轉動方向；拋光頭根據設定的步長和方向開始轉動，若L1+L2的值變大則控制拋光頭往反方向轉動，若L1+L2的值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1+L2的值變大的情況，再次控制拋光頭反方向轉動一個步長，記錄下此時拋光頭位置作為拋光頭對中完成的位置； 設定裝卸台的步長，隨機選擇裝卸台的移動方向；裝卸台根據設定的步長和方向開始移動，若L1-L2的絕對值變大則控制裝卸台往反方向移動，若L1-L2的絕對值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1-L2的絕對值變大的情況，再次控制裝卸台反方向移動一個步長，記錄下此時裝卸台位置作為裝卸台對中完成的位置；拋光頭和裝卸台的中心軸線重合，結束修正。
進一步的，所述感測器設置在裝卸台的徑向兩端；或者，所述感測器設置在裝卸台的徑向兩端，且沿著直線軌跡的延伸方向佈設；或者，所述感測器設置在裝卸台的徑向兩端，且沿著垂直於直線軌跡的方向佈設。
進一步的，包括以下步驟，手動將裝卸台和拋光頭靠近；確定拋光頭的旋轉軌跡，以其轉動至裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍，定義兩個感測器與拋光頭邊緣的讀數分別為L1和L2；設定裝卸台的步長，隨機選擇裝卸台的移動方向；裝卸台根據設定的步長和方向開始移動，若L1+L2的值變大則控制裝卸台往反方向移動，若L1+L2的值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1+L2的值變大的情況，再次控制裝卸台反方向移動一個步長，記錄下此時裝卸台位置作為裝卸台對中完成的位置； 設定拋光頭的步長，隨機選擇拋光頭的轉動方向；拋光頭根據設定的步長和方向開始轉動，若L1-L2的絕對值變大則控制拋光頭往反方向轉動，若L1-L2的絕對值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1-L2的絕對值變大的情況，再次控制拋光頭反方向轉動一個步長，記錄下此時拋光頭位置作為拋光頭對中完成的位置；拋光頭和裝卸台的中心軸線重合，結束修正。
進一步的，包括以下步驟，手動將裝卸台和拋光頭靠近；確定拋光頭的旋轉軌跡，以其轉動至裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍，定義兩個感測器與拋光頭邊緣的讀數分別為L1和L2；設定裝卸台的步長，隨機選擇裝卸台的移動方向，裝卸台根據設定的步長和方向開始移動；設定拋光頭的步長，隨機選擇拋光頭的轉動方向，拋光頭根據設定的步長和方向開始轉動；裝卸台和拋光頭同步運動，直至拋光頭和裝卸台的中心軸線重合，結束修正；若拋光頭先於裝卸台運動，則以L1+L2的最小值出現位置為拋光頭對中完成的位置，以L1-L2的絕對值最小值出現位置為裝卸台對中完成的位置；若裝卸台先於拋光頭運動，則以L1+L2的最小值出現位置為 裝卸台對中完成的位置，以L1-L2的絕對值最小值出現位置為拋光頭對中完成的位置。
本發明中，在裝卸台上安裝感測器元件，當拋光頭位於裝卸台上的感測器檢測範圍時，控制器會執行對中程式，控制拋光頭的擺動以及裝卸台的X方向直線運動，直到拋光頭和裝卸台完成對中，即完成直線運動軌跡與弧線運動軌跡的交叉點對中，自動記錄下拋光頭和裝卸台的位置，將此設置為晶圓裝卸位置。拆下感測器元件，裝於其他的裝卸台，依次完成各個晶圓裝卸位置的標定，標定結束，拆下感測器元件，該CMP設備對中結束。
本發明的有益效果是，1)標定效率高，以更少的感測器數量、更少的資料、更優的資料處理方式、實現了複雜的對中場景的對中；2)通過感測器的位置設置和標定方法的選擇，使得標定精度高，對感測器的安裝位置要求低；3)檢測誤差小，判斷單元中採用拋光頭外緣與感測器之間的間距之和最小、間距之差最小的判斷機制，比採用等距的判斷機制更準確；4)使用方便，感測器元件拆裝方便，標定演算法可集成到軟體中，實現一鍵標定；5)裝卸台與拋光頭均可移動，且前者是直線運動軌跡後者是弧線運動軌跡，在標定難度較高時仍能準確快速完成標定。
1:裝卸台
11:支座
2:直線軌跡
3:拋光頭
31:拋光頭擺臂
4:感測器元件
41:感測器
41a:感測器
41b:感測器
42:卡槽
421:缺口部
43:固定座
431:縮口段
5:周向旋轉軌跡
L1:讀數
L2:讀數
a:位置
b:位置
c:位置
d:位置
e:位置
f:目標位置
g:目標
h:目標位置
i:位置
j:目標位置
圖1為本發明裝置的結構示意圖。
圖2為本發明的裝卸台結構示意圖。
圖3為本發明的感測器元件的部分結構示意圖。
圖4為本發明的感測器元件的部分結構示意圖，未顯示卡槽。
圖5為本發明實施例一中的裝置佈設圖，此時感測器沿直線軌跡佈設。
圖6為本發明實施例一中的對中過程簡示圖。
圖7為本發明實施例二中的裝置佈設圖，此時感測器僅沿裝卸台徑向佈設。
圖8為本發明實施例二中的對中過程簡示圖。
圖9為本發明實施例三中的裝置佈設圖，此時感測器沿垂直直線軌跡的方向佈設。
圖10為本發明實施例三中的對中過程簡示圖。
圖11為本發明實施例四中的對中過程簡示圖一，此時一個拋光頭與兩個裝卸台進行對中。
圖12為本發明實施例四中的對中過程簡示圖二，此時一個裝卸台與兩個拋光頭進行對中。
為了使本技術領域的人員更好的理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領 域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
如圖1-圖5所示，一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，包括可以沿著直線軌跡2往復運動的裝卸台1，可以周向旋轉的拋光頭3，至少部分設置在裝卸台1上的感測器元件4，及判斷單元。
在本實施例中，裝卸台1在支座11的帶動下沿直線軌跡2往復運動，拋光頭3在拋光頭擺臂31的帶動下周向旋轉。
拋光頭3的周向旋轉軌跡5與直線軌跡2至少具有一個交點。感測器元件4至少包括佈設在裝卸台1徑向兩端的兩個感測器41，其用於監測拋光頭3的外緣與感測器41之間的間距變化。即感測器41為測距感測器。
當然，感測器41的數量也可以是一個，其可以繞著裝卸台1外緣移動半圈，從而到達裝卸台1的徑向兩端的位置進行測距。
兩個感測器41不僅沿著裝卸台1的徑向佈設，還可以是沿著直線軌跡2的延伸方向佈設。
判斷單元用於輸出感測器元件4監測的拋光頭3外緣與感測器41之間的最小直線距離，從而達到判斷拋光頭3和裝卸台1的中心軸線是否重合的目的。判斷單元是在拋光頭3和裝卸台1處於運動狀態的時候輸出結果，上述的運動狀態既可以是只有拋光頭3動，裝卸台1不動；也可以是只有裝卸台1動，拋光頭3 不動；還可以是拋光頭3和裝卸台1都動。
判斷單元輸出的拋光頭3外緣與感測器41之間的最小直線距離，可以是輸出感測器元件4監測的拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之和的最小值；可以是輸出感測器元件4監測的拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之差的最小值；也可以是，既輸出拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之和的最小值，又輸出拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之差的最小值。最終目的是判斷拋光頭3和裝卸台1的中心軸線是否重合，以達到對中。
由於最小值不為零的情況下，其可以無限迴圈，因此可以先人為定一個設定值，從而將拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之和的最小值與設定值比較，如果兩者的差異在可接受範圍內，則停止修正的過程，判定拋光頭和裝卸台的中心軸線已經重合。同樣的，先人為定一個設定值，將拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之差的最小值與設定值比較，如果兩者的差異在可接受範圍內，則停止修正的過程，判定拋光頭和裝卸台的中心軸線已經重合。
如圖2-圖4所示，為了便於感測器41的安裝，感測器元件4還包括固定設置在裝卸台1的卡槽42，及可以與感測器41相連的固定座43，該固定座43與卡槽42可拆卸連接。具體的，卡槽42的縱向截面呈U字形，即其形成缺口部421，固定座43的橫向截面呈工字形，即固定座43具有縮口段431，縮口段431可以從上到下插入卡槽42的缺口部421，此時在水平方向上固定 座43不會相對卡槽42移動，完成裝配。
一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，包括以下步驟：將裝卸台1沿直線軌跡2移動至拋光頭3的下方，該步驟可以人為進行操作；確定拋光頭3的旋轉軌跡5，拋光頭3擺動，將裝卸台1兩端感測器41能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭3的擺動範圍，記錄拋光頭3擺動的起始位和終止位，將起始位和終止位之間作為拋光頭3的旋轉軌跡5，即拋光頭3的初始位置落在該旋轉軌跡5內，或者說落在擺動範圍內；拋光頭3沿旋轉軌跡5周向旋轉；裝卸台1沿直線軌跡2往復平移運動；拋光頭3的對中；裝卸台1的對中；上述拋光頭3的對中步驟和裝卸台1的對中步驟可以先後進行，或者，同時進行。
可以先進行拋光頭3的對中步驟，再進行裝卸台1的對中步驟，此時，當先進行拋光頭3的對中步驟時，感測器元件4監測拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之和達到最小值；再進行裝卸台1的對中步驟時，感測器元件4監測拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之差達到最小值。
也可以先進行裝卸台1的對中步驟，再進行拋光頭3的 對中步驟，此時，當先進行裝卸台1的對中步驟時，感測器元件4監測拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之和達到最小值；再進行拋光頭3的對中步驟時，感測器元件4監測拋光頭3外緣與感測器41之間的間距之差達到最小值。
實施例一
如圖5、圖6所示，此時感測器41數量為兩個，其不僅沿著裝卸台1的徑向佈設，還沿著直線軌跡2的延伸方向佈設。
一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，包括以下步驟：將感測器元件4安裝至裝卸台1，手動將裝卸台1和拋光頭3靠近，校準感測器41讀數；確定拋光頭3的旋轉軌跡5，以其轉動至裝卸台1兩端感測器41能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭3的擺動範圍，並記錄起始位和終止位，定義兩個感測器41與拋光頭3邊緣的讀數分別為L1和L2；換句話說，手動粗調拋光頭3和裝卸台1，使與拋光頭3和裝卸台1到達調節範圍內。即拋光頭3的圓心位於的P1處，裝卸台1的圓心位於的P2處，一個感測器41a在檢測範圍內且有讀數L1，另一個感測器41b檢測範圍內且有讀數L2；設置合適的拋光頭3步長，該步長和感測器精度以及設定的對中精度有關，隨機選擇一個拋光頭3轉動方向；拋光頭3根據設置的步長和方向開始轉動，若L1+L2的值變大則控制電機使得拋光頭3往反方向移動，若L1+L2的值變 小則保持運動方向不變，直至再次出現L1+L2的值變大的情況，再次控制電機使得拋光頭3反方向轉動一個步長，記錄下此時拋光頭3位置作為拋光頭對中完成的位置；設置合適的裝卸台1的步長，該步長和感測器精度以及設定的對中精度有關，隨機一個裝卸台移動方向；裝卸台1根據設置的步長和方向開始移動，若L1-L2的絕對值變大則控制裝卸台1往反方向移動，若L1-L2的絕對值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1-L2的絕對值變大的情況，再次控制裝卸台1反方向移動一個步長，記錄下此時裝卸台1位置作為裝卸台對中完成的位置；此時P1和P2都運動到了P3處，由於P3為目標位置，P1和P2同時位於此位置上，即拋光頭3和裝卸台1的中心軸線重合，可以認為拋光頭3和裝卸台1已對中，結束修正。
實施例二
如圖7、圖8所示，此時感測器41數量為兩個，其不僅沿著裝卸台1的徑向佈設，還沿著垂直於直線軌跡2的方向佈設。
該實施例中，標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法與實施例一相同，不再贅述。
實施例三
如圖9、圖10所示，此時感測器41數量為兩個，其僅僅沿著裝卸台1的徑向佈設，不會沿著垂直於直線軌跡2的方向佈設，也不會沿著直線軌跡2的延伸方向佈設。
此時可以用實施例一中的方向標定拋光頭和裝卸台工作位置，還可以用以下方法進行標定。
一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，包括以下步驟：將感測器元件4安裝至裝卸台1，手動將裝卸台1和拋光頭3靠近，校準感測器41讀數；確定拋光頭3的旋轉軌跡5，以其轉動至裝卸台1兩端感測器41能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭3的擺動範圍，並記錄起始位和終止位，定義兩個感測器41與拋光頭3邊緣的讀數分別為L1和L2；換句話說，手動粗調拋光頭3和裝卸台1，使與拋光頭3和裝卸台1到達調節範圍內。即拋光頭3的圓心位於的P1處，裝卸台1的圓心位於的P2處，一個感測器41a在檢測範圍內且有讀數L1，另一個感測器41b檢測範圍內且有讀數L2；設置合適的裝卸台1的步長，該步長和感測器精度以及設定的對中精度有關，隨機一個裝卸台移動方向；裝卸台1根據設置的步長和方向開始移動，若L1+L2的值變大則控制裝卸台1往反方向移動，若L1+L2的值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1+L2的值變大的情況，再次控制裝卸台1反方向轉動一個步長，記錄下此時裝卸台1位置作為裝卸台對中完成的位置；設置合適的拋光頭3步長，該步長和感測器精度以及設定的對中精度有關，隨機選擇一個拋光頭3轉動方向； 拋光頭3根據設置的步長和方向開始轉動，若L1-L2的絕對值變大則控制電機使得拋光頭3往反方向轉動，若L1-L2的絕對值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1-L2的絕對值變大的情況，再次控制電機使得拋光頭3反方向轉動一個步長，記錄下此時拋光頭3位置作為拋光頭對中完成的位置；此時P1和P2都運動到了P3處，由於P3為目標位置，P1和P2同時位於此位置上，即拋光頭3和裝卸台1的中心軸線重合，可以認為拋光頭3和裝卸台1已對中，結束修正。
實施例四
在本實施例中，裝卸台1和拋光頭3同步運動進行動態對中。其可以適應兩個感測器41在沿裝卸台1徑向的前提下，可以設置在任意位置的情形，或者可以增加感測器41的數量。
一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，包括以下步驟：將感測器元件4安裝至裝卸台1，手動將裝卸台1和拋光頭3靠近，校準感測器41讀數；確定拋光頭3的旋轉軌跡5，以其轉動至裝卸台1兩端感測器41能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭3的擺動範圍，並記錄起始位和終止位，定義兩個感測器41與拋光頭3邊緣的讀數分別為L1和L2；換句話說，手動粗調拋光頭3和裝卸台1，使與拋光頭3和裝卸台1到達調節範圍內。即拋光頭3的圓心位於的P1處，裝卸台1的圓心位於的P2處，一個感測器41a在檢測範圍內且有 讀數L1，另一個感測器41b檢測範圍內且有讀數L2；設定裝卸台1的步長，隨機選擇裝卸台1的移動方向，裝卸台1根據設定的步長和方向開始移動；設定拋光頭3的步長，隨機選擇拋光頭3的轉動方向，拋光頭3根據設定的步長和方向開始轉動；若裝卸台1和拋光頭3同步運動，直至拋光頭3和裝卸台1的中心軸線重合，此時P1和P2都運動到了P3處，結束修正；若拋光頭3先於裝卸台1開始運動，則以L1+L2的最小值出現位置為拋光頭3對中完成的位置，以L1-L2的絕對值最小值出現位置為裝卸台1對中完成的位置；若裝卸台1先於拋光頭3開始運動，則以L1+L2的最小值出現位置為裝卸台1對中完成的位置，以L1-L2的絕對值最小值出現位置為拋光頭3對中完成的位置。
實施例五
上述實施例中，一個拋光頭3和一個裝卸台1進行對中。
在本實施例中，可以是一個拋光頭3與兩個裝卸台1進行對中，對中方法相同。
如圖11所示，在一個裝卸台和一個拋光頭位置校準到目標位置b和d，完成拋光頭和裝卸台同軸後，拋光頭從任一位置a運動到靠近目標位置h的某一位置，且另一個裝卸台從任一位置i運動到目標j的某一位置，感測器可檢測到各自安裝點與拋光頭圓弧面的最小直線距離。通過演算法控制裝卸台和拋光頭的運動， 將兩者位置校準到目標位置h和j，拋光頭和裝卸台同軸，完成兩個裝卸台與一個拋光頭的對中。
此外，拋光頭也可以根據需要只完成與其中一個裝卸台的對中。
此外，單個拋光頭對應的裝卸台數量還可以是兩個以上，即單個拋光頭所需對中的裝卸台數量可以是兩個以上，裝卸台數量可根據實際需求設置，可分別完成裝拋光頭與其中一個或多個裝卸台對中。
還可以是一個裝卸台1與兩個拋光頭3進行對中，對中方向相同。
如圖12所示，在一個裝卸台和一個拋光頭位置校準到目標位置b和d，完成拋光頭和裝卸台同軸後，另一個拋光頭從任一位置e運動到靠近目標位置f的某一位置，且裝卸台從任一位置c運動到目標g的某一位置，感測器可檢測到各自安裝點與拋光頭圓弧面的最小直線距離。通過演算法控制裝卸台和拋光頭的運動，將兩者位置校準到目標位置f和g，拋光頭和裝卸台同軸，完成一個裝卸台與兩個拋光裝置的對中。
此外，裝卸台也可以根據需要只完成與其中一個拋光頭的對中。
此外，單個裝卸台對應的拋光頭數量還可以是兩個以上，即單個裝卸台所需對中的拋光頭數量可以是兩個以上，拋光頭數量可根據實際需求設置，可分別完成裝卸台與其中一個或多 個拋光頭對中。
實施例六
在本實施例中，感測器41的數量為一個，在進行拋光頭3對中時，拋光頭3轉動一個步長後停止轉動，感測器41從一端快速移動至另一端，進行L1和L2的測量。當然，也可以是拋光頭3繼續轉動，感測器41以極快的速度移動至另一端。在拋光頭3轉動一個步長，感測器41就重複上述步驟，直至完成對中。其他與實施例一相同，不再贅述。
上述具體實施方式用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和申請專利範圍的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
1:裝卸台
11:支座
3:拋光頭
31:拋光頭擺臂
4:感測器元件
41:感測器

Claims (19)

  1. 一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於包括：裝卸台(1)，可沿直線軌跡(2)往復運動；拋光頭(3)，可周向旋轉，且其旋轉軌跡(5)與直線軌跡(2)至少有一個交點；感測器元件(4)，用於監測拋光頭(3)的外緣與感測器(41)之間的間距變化，包括感測器(41)，其至少可在裝卸台(1)徑向兩端的位置進行測距，其中所述感測器(41)的數量為至多兩個，佈設在所述裝卸台(1)；判斷單元，用於輸出感測器元件(4)監測的拋光頭(3)外緣與感測器(41)之間的最小直線距離，以判斷拋光頭(3)和裝卸台(1)的中心軸線是否重合。
  2. 如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述感測器(41)的數量為兩個，其佈設在裝卸台(1)的徑向兩端；或者，所述感測器(41)的數量為一個，其可繞裝卸台(1)外緣移動至徑向兩端。
  3. 如請求項2所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：當感測器(41)的數量為兩個時，其沿著直線軌跡(2)的延伸方向佈設。
  4. 如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述判斷單元，用於輸出感測器元件(4)監 測的拋光頭(3)外緣與感測器(41)之間的間距之和的最小值，或/和，用於輸出感測器元件(4)監測的拋光頭(3)外緣與感測器(41)之間的間距之差的最小值，以判斷拋光頭(3)和裝卸台(1)的中心軸線是否重合。
  5. 如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述判斷單元，用於將感測器元件(4)監測的拋光頭(3)外緣與感測器(41)之間的間距之和的最小值與設定值比較，或/和，用於將感測器元件(4)監測的拋光頭(3)外緣與感測器(41)之間的間距之差的最小值與設定值比較，以判斷拋光頭(3)和裝卸台(1)的中心軸線是否重合。
  6. 如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述感測器元件(4)還包括設於裝卸台(1)的卡槽(42)，及可與感測器(41)相連的固定座(43)，所述固定座(43)和卡槽(42)可拆卸連接。
  7. 如請求項6所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述卡槽(42)的縱向截面呈U字形，所述固定座(43)的橫向截面呈工字形，固定座(43)的縮口段(431)可自上而下插入卡槽(42)的缺口部(421)。
  8. 如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述感測器(41)為測距感測器，其數量為兩個。
  9. 如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，其特徵在於：所述裝卸台(1)在支座(11)帶動下沿直線軌跡(2)往復運動；所述拋光頭(3)在拋光頭擺臂(31)的帶動下周向旋轉。
  10. 一種標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於應用於如請求項1所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的裝置，所述方法包括以下步驟：拋光頭沿旋轉軌跡周向旋轉；裝卸台沿直線軌跡往復平移運動；拋光頭的對中；裝卸台的對中；上述拋光頭的對中步驟和裝卸台的對中步驟可以先後進行，或者，同時進行。
  11. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：當先進行拋光頭的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之和達到最小值；再進行裝卸台的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之差達到最小值。
  12. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：當先進行裝卸台的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之和達到最小值；再進 行拋光頭的對中步驟時，感測器元件監測拋光頭外緣與感測器之間的間距之差達到最小值。
  13. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：當拋光頭的對中和裝卸台的對中先後進行時，先進行拋光頭的對中步驟，再進行裝卸台的對中步驟。
  14. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：還包括以下步驟，確定拋光頭的旋轉軌跡，拋光頭擺動，將裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍。
  15. 如請求項14所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：還包括以下步驟，在確定拋光頭的旋轉軌跡之前，將裝卸台沿直線軌跡移動至拋光頭下方。
  16. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：包括以下步驟，手動將裝卸台和拋光頭靠近；確定拋光頭的旋轉軌跡，以其轉動至裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍，定義兩個感測器與拋光頭邊緣的讀數分別為L1和L2；設定拋光頭的步長，隨機選擇拋光頭的轉動方向；拋光頭根據設定的步長和方向開始轉動，若L1+L2的值變大則控制拋光頭往反方向轉動，若L1+L2的值變小則保持運動方向 不變，直至再次出現L1+L2的值變大的情況，再次控制拋光頭反方向轉動一個步長，記錄下此時拋光頭位置作為拋光頭對中完成的位置；設定裝卸台的步長，隨機選擇裝卸台的移動方向；裝卸台根據設定的步長和方向開始移動，若L1-L2的絕對值變大則控制裝卸台往反方向移動，若L1-L2的絕對值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1-L2的絕對值變大的情況，再次控制裝卸台反方向移動一個步長，記錄下此時裝卸台位置作為裝卸台對中完成的位置；拋光頭和裝卸台的中心軸線重合，結束修正。
  17. 如請求項16所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：所述感測器設置在裝卸台的徑向兩端；或者，所述感測器設置在裝卸台的徑向兩端，且沿著直線軌跡的延伸方向佈設；或者，所述感測器設置在裝卸台的徑向兩端，且沿著垂直於直線軌跡的方向佈設。
  18. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：包括以下步驟，手動將裝卸台和拋光頭靠近；確定拋光頭的旋轉軌跡，以其轉動至裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍，定義兩個感測器與拋光頭邊緣的讀數分別為L1和L2；設定裝卸台的步長，隨機選擇裝卸台的移動方向； 裝卸台根據設定的步長和方向開始移動，若L1+L2的值變大則控制裝卸台往反方向移動，若L1+L2的值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1+L2的值變大的情況，再次控制裝卸台反方向移動一個步長，記錄下此時裝卸台位置作為裝卸台對中完成的位置；設定拋光頭的步長，隨機選擇拋光頭的轉動方向；拋光頭根據設定的步長和方向開始轉動，若L1-L2的絕對值變大則控制拋光頭往反方向轉動，若L1-L2的絕對值變小則保持運動方向不變，直至再次出現L1-L2的絕對值變大的情況，再次控制拋光頭反方向轉動一個步長，記錄下此時拋光頭位置作為拋光頭對中完成的位置；拋光頭和裝卸台的中心軸線重合，結束修正。
  19. 如請求項10所述的標定拋光頭和裝卸台工作位置的方法，其特徵在於：包括以下步驟，手動將裝卸台和拋光頭靠近；確定拋光頭的旋轉軌跡，以其轉動至裝卸台兩端感測器能顯示讀數的角度範圍作為拋光頭的擺動範圍，定義兩個感測器與拋光頭邊緣的讀數分別為L1和L2；設定裝卸台的步長，隨機選擇裝卸台的移動方向，裝卸台根據設定的步長和方向開始移動；設定拋光頭的步長，隨機選擇拋光頭的轉動方向，拋光頭根據設定的步長和方向開始轉動； 若裝卸台和拋光頭同步運動，直至拋光頭和裝卸台的中心軸線重合，結束修正；若拋光頭先於裝卸台運動，則以L1+L2的最小值出現位置為拋光頭對中完成的位置，以L1-L2的絕對值最小值出現位置為裝卸台對中完成的位置；若裝卸台先於拋光頭運動，則以L1+L2的最小值出現位置為裝卸台對中完成的位置，以L1-L2的絕對值最小值出現位置為拋光頭對中完成的位置。
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