硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的研制.pdf

1、硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)是一類(lèi)面向集成電路制造業(yè)，在硅片傳輸過(guò)程中，補(bǔ)償硅片機(jī)器人對(duì)硅片的定位誤差，集機(jī)械、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科于一體的，能夠自動(dòng)檢測(cè)并精確定位硅片幾何中心以及切邊(或缺口)位置的高精度對(duì)準(zhǔn)裝置。 本文在充分研究國(guó)內(nèi)外各種硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研制了一種光學(xué)硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，具有較高的對(duì)準(zhǔn)精度和一定的實(shí)用價(jià)值，能夠完成對(duì)300mm大尺寸硅片的精確定位。論文首先提出了硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案和

2、技術(shù)指標(biāo)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分章介紹了硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)機(jī)械本體的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)與氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，視覺(jué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析。 在機(jī)械本體的設(shè)計(jì)中，采用滾珠螺桿花鍵的特殊傳動(dòng)形式，在一根軸上實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)和升降兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，使預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，并提高了系統(tǒng)的傳動(dòng)精度。在驅(qū)動(dòng)與氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)加細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)方式，既滿(mǎn)足了精度要求，又提高了系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比，運(yùn)用直線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)作為水平對(duì)心

3、單元的驅(qū)動(dòng)部件，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)。在視覺(jué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用線(xiàn)陣光源、柱面透鏡和線(xiàn)陣圖像傳感器設(shè)計(jì)了視覺(jué)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，并進(jìn)行了圓擬合算法的分析。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選用PC+MPC07運(yùn)動(dòng)控制卡，搭建系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，利用視覺(jué)處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換并向PC機(jī)傳輸硅片的位置信息，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成對(duì)硅片的精確定位。在系統(tǒng)的誤差分析中，分別對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械加工誤差、驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)誤差、氣動(dòng)交換誤差和視覺(jué)檢測(cè)誤差進(jìn)行了分析計(jì)算，結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的硅片