专利名称：利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法
技术领域：
本发明涉及集成电路(IC)制造中晶圆传输系统，尤其涉及一种利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法。
背景技术：
晶圆传输系统是集成电路(IC)制造中必不可少的组成部分，其传输精度直接影响集成电路(IC)工艺的精度。现有的研究大多侧重于提高负责晶圆传输的机械手的定位精度，却尚未见到精密检测传输过程中晶圆滑移量的方法。因此，只能通过直观限速或者附加额外夹持机构来保证足够小的滑移量，导致对机械手的速度、加速度优化控制缺乏有效的理论和实验依据。
发明内容
(一)要解决的技术问题本发明的目的是针对晶圆传输过程中缺乏精密检测晶圆滑移量的问题，提出一种利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，从而为机械手输片过程中的速度、 加速度优化控制提供有力的理论和实验依据。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，包括步骤Si，将摄像机安装在输片机械手上方，并在晶圆及机械手末端执行器上加以标记；S2，利用摄像机分别对机械手收缩和伸展状态进行拍摄，依据拍摄图像微调所述标记，完成上述操作后用摄像机获取机械手直线输片的视频；S3，基于几何光学基本原理及C⑶像素分布参数，计算所述视频的每一帧图像中晶圆相对机械手的位置；S4，逐帧分析对比晶圆相对机械手的位置变化，计算并拟合获得滑移量随时间的变化曲线。 优选地，所述步骤Sl具体包括S11，将机械手机体安装于水平基面上，其机械手的末端执行器以及晶圆保持水平；S12，将高速摄像机固定在待测装置上方，其光学系统轴线与输片机械手的安装基面垂直；S13，从高速摄像机的前端镜头圆周上不同的三点处分别垂下重锤线，标记三个落点并求出由三个落点确定的圆心，该圆心即为高速摄像机的光学系统轴线在安装基面上的投影点；S14，在通过上述光学系统轴线在安装基面上的投影点，且平行于机械手末端执行器直线作动方向的直线上作给定距离的标记点A、B，并在晶圆上作给定距离的标记点C、D， 使得直线CD位于直线AB与光学系统轴线所确定的平面上。优选地，所述步骤S2具体包括S21，启动机械手使之处于收缩、伸展的状态，分别利用高速摄像机对相应状态进行静态图像采集；S22，分析拍摄图像，从像素上判断观察上述标记点A、B、C、D是否均位于图像横向的正中，若从像素上分析标记点的位置偏差较大，则进行轻微调节使上述4个标记点均位于静态图像横向的正中位置；S23，启动高速摄像机开始录像，随后控制输片机械手持晶圆进行多次直线往复运动，获得机械手直线输片的视频。优选地，所述步骤S3具体包括S31，通过对视频每一帧图像中标记点A、B的分析计算摄像机光学焦点到机械手
末端执行器平面的距离，其计算公式为
权利要求
1.一种利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，其特征在于，包括步骤Si，将摄像机安装在输片机械手上方，并在晶圆及机械手末端执行器上加以标记； S2，利用摄像机分别对机械手收缩和伸展状态进行拍摄，依据拍摄图像微调所述标记， 完成上述操作后用摄像机获取机械手直线输片的视频；S3，基于几何光学基本原理及CCD像素分布参数，计算所述视频的每一帧图像中晶圆相对机械手的位置；S4，逐帧分析对比晶圆相对机械手的位置变化，计算并拟合获得滑移量随时间的变化曲线。
2.根据权利要求1所述的利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，其特征在于，所述步骤Sl具体包括S11，将机械手机体(1)安装于水平基面上，其机械手O)的末端执行器以及晶圆(3) 保持水平；S12，将高速摄像机固定在待测装置上方，其光学系统轴线与输片机械手O)的安装基面垂直；S13，从高速摄像机的前端镜头圆周上不同的三点处分别垂下重锤线，标记三个落点并求出由三个落点确定的圆心，该圆心即为高速摄像机的光学系统轴线在安装基面上的投影点；S14，在通过上述光学系统轴线在安装基面上的投影点，且平行于机械手(2)末端执行器直线作动方向的直线上作给定距离的标记点A、B，并在晶圆上作给定距离的标记点C、D， 使得直线CD位于直线AB与光学系统轴线所确定的平面上。
3.根据权利要求2所述的利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括S21，启动机械手( 使之处于收缩、伸展的状态，分别利用高速摄像机(4)对相应状态进行静态图像采集；S22，分析拍摄图像，从像素上判断观察上述标记点A、B、C、D是否均位于图像横向的正中，若从像素上分析标记点的位置偏差较大，则进行轻微调节使上述4个标记点均位于静态图像横向的正中位置；S23，启动高速摄像机(4)开始录像，随后控制输片机械手( 持晶圆(；3)进行多次直线往复运动，获得机械手直线输片的视频。
4.根据权利要求3所述的利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括S31，通过对视频每一帧图像中标记点A、B的分析计算摄像机光学焦点到机械手末端执行器平面的距离，其计算公式为￥ = ‘淇中标记点距离Lab为事先设定值，标记点在Lnb hCXD上的成像点距离La, b,可根据图像上标记点A、B之间的像素点数Na, b,以及相机的CXD 像素情况求出，f是摄像机的光学焦距，h是摄像机光学焦点到机械手末端执行器平面的距 1 ；S32，通过对图像中标记点C、D的分析计算晶圆平面与机械手末端执行器平面的高度差，其计算公式为
5.根据权利要求4所述的利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括S41，将每一帧图像中晶圆相对机械手末端执行器的位置dx与初始位置时的Cltl比较求滑移量δ dx ；S42，按照高速摄像机的每秒帧数计算每一帧图像的时间点；S43，将上述离散滑移量以及相应的时间点进行拟合，获得滑移量δ d随时间t的动态变化曲线。
全文摘要
本发明是一种利用图像处理技术检测晶圆直线传输中滑移量的方法，包括步骤S1，将摄像机安装在输片机械手上方，并在晶圆及机械手末端执行器上加以标记；S2，利用摄像机分别对机械手收缩和伸展状态进行拍摄，依据拍摄图像微调所述标记，完成上述操作后用摄像机获取机械手直线输片的视频；S3，基于几何光学基本原理及CCD像素分布参数，计算所述视频的每一帧图像中晶圆相对机械手的位置；S4，逐帧分析对比晶圆相对机械手的位置变化，计算并拟合获得滑移量随时间的变化曲线。本发明能够满足不同精度等级下滑移量检测要求；可为晶圆传输机械手的速度、加速度优化控制提供理论和实验依据，从而满足输送精度的情况下达到更高的输送效率。
文档编号H01L21/66GK102564319SQ201110457188
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者付成龙, 付翱, 伍三忠, 周于, 孙勇, 朱煜, 杨开明, 边柯柯, 陈恳, 高雨浩 申请人:清华大学