硅片預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)的研制.pdf

1、硅片預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)是一類面向集成電路制造業(yè)，在硅片傳輸過程中，補償硅片機器人對硅片的定位誤差，集機械、電子、光學(xué)、計算機等多學(xué)科于一體的，能夠自動檢測并精確定位硅片幾何中心以及切邊(或缺口)位置的高精度對準(zhǔn)裝置。 本文在充分研究國內(nèi)外各種硅片預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研制了一種光學(xué)硅片預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)，它結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，具有較高的對準(zhǔn)精度和一定的實用價值，能夠完成對300mm大尺寸硅片的精確定位。論文首先提出了硅片預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和

2、技術(shù)指標(biāo)，然后根據(jù)設(shè)計要求，分章介紹了硅片預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)機械本體的設(shè)計，驅(qū)動與氣動系統(tǒng)的設(shè)計，視覺系統(tǒng)的設(shè)計，以及控制系統(tǒng)的設(shè)計，最后對系統(tǒng)進行了誤差分析。 在機械本體的設(shè)計中，采用滾珠螺桿花鍵的特殊傳動形式，在一根軸上實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)和升降兩個自由度的運動，使預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，并提高了系統(tǒng)的傳動精度。在驅(qū)動與氣動系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)用步進電機加細(xì)分驅(qū)動器的驅(qū)動方式，既滿足了精度要求，又提高了系統(tǒng)的性價比，運用直線步進電機作為水平對心

3、單元的驅(qū)動部件，進一步簡化了機構(gòu)。在視覺系統(tǒng)的設(shè)計中，采用線陣光源、柱面透鏡和線陣圖像傳感器設(shè)計了視覺系統(tǒng)的硬件平臺，并進行了圓擬合算法的分析。在控制系統(tǒng)的設(shè)計中，選用PC+MPC07運動控制卡，搭建系統(tǒng)的運動控制平臺，利用視覺處理系統(tǒng)實時轉(zhuǎn)換并向PC機傳輸硅片的位置信息，控制步進電機轉(zhuǎn)動，完成對硅片的精確定位。在系統(tǒng)的誤差分析中，分別對系統(tǒng)的機械加工誤差、驅(qū)動及傳動誤差、氣動交換誤差和視覺檢測誤差進行了分析計算，結(jié)果表明本文設(shè)計的硅片