CN104626167A - 一种自动示教用无线通信晶圆系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用机械手对晶圆等产品进行传输的半导体生产制造领域，具体地说是一种自动示教用无线通信晶圆系统及方法；无线通信模块一端连接主机，另一端连接CPU模块，用于与主机和CPU模块通信；所述CPU模块连接FPGA模块，将信号发送到FPGA模块，得到位置信息；摄像头连接所述FPGA模块，用于图像采样。本发明能够通过自动图像处理识别出机械手传输位置，达到提高定位精度，节省作业时间及防止人为失误造成设备损坏的目的。

Description

一种自动示教用无线通信晶圆系统及方法

技术领域

本发明涉及到使用机械手对晶圆等产品进行传输的半导体生产制造领域，，具体地说是一种自动示教用无线通信晶圆系统及方法。

背景技术

在半导体前道工艺晶圆的生产过程中，因为过程复杂成本高昂，对晶圆的产能和合格率要求非常严格，所以尽可能的去避免因调试或器件损坏造成设备停机。

在TRACK入厂调试或者进行单元更换时，需要对相关单元进行位置示教以保证机械手能准确无误地把晶圆高精度地传输到指定位置。因为生产停机会对生产方带来较大的经济损失，所以要求示教工作尽可能在短时间完成。

在现有模式下，机械手位置直接示教都是通过操作人员目测或者通过半自动辅助设备进行，存在着耗时同时精度低的问题，很容易因为示教位置不当造成晶圆无法传输到指定位置或者机械手碰撞的现象。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种辅助机械手自动定位用系统及方法，利用内置在类似于晶圆的工具内部的摄像头对目标物体（圆孔或突起物或边框）进行图像识别进行定位，之后通过无线通信方式将定位信息传输给设备主机或机械手控制器，进而实现机械手自动位置定位。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自动示教用无线通信晶圆系统，无线通信模块一端连接主机，另一端连接CPU模块，用于与主机和CPU模块通信；

所述CPU模块连接FPGA模块，将信号发送到FPGA模块，得到位置信息；

摄像头连接所述FPGA模块，用于图像采样。

所述摄像头包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头。

所述第一摄像头置于无线通信晶圆工具的边缘，对应示教对象中心位置，用于对示教对象的水平边进行图像采样。

所述第二摄像头和第三摄像头置于无线通信晶圆工具的边缘，且分别置于第一摄像头两侧，用于对示教对象的垂直侧边进行图像采样。

所述第四摄像头置于无线通信晶圆工具的中心，用于对示教对象的平面图形进行采样。

还包括充电电池内置于无线通信晶圆工具，用于给系统提供电源。

一种自动示教用无线通信晶圆方法，无线通信模块接收主机信号，通过摄像头进行图像采样；

CPU模块接收图像信号，将采集到的图像信号实时处理后发送到FPGA模块进行模型识别，并计算得出识别结果；

无线通信模块接收识别结果，并把识别结果反馈给主机。

所述识别结果包括图像结果和坐标。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明具有结构简单，实现方便，自动便捷等特点；

2.本发明通过无线通信方式把晶圆内置摄像头所识别的位置信息传输给设备主机，有效地提高了精度，节约位置示教时间，大幅提高产能节省经费；

3.本发明采用自动方式，可有效防止人为失误，降低机器损坏的风险。

附图说明

图1是本发明示教晶圆工具结构示意图；

图2是本发明内部系统连接图；

图3是摄像头功能示意图；

其中1.充电孔2.电池盒3.第四摄像头4.第三摄像头5.第一摄像头6.第二摄像头。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1为本发明的示教晶圆工具结构示意图。

无线通信晶圆工具直径为2种规格，分别为200mm和300mm，晶圆工具厚度为6mm。在晶圆内置的摄像头的中心位置设置在晶圆下部2mm处。

无线通信晶圆工具上部设置小型充电电池，包括充电孔1和电池盒2，可通过专门充电装置使用民用220V进行充电。

如图2所示为本发明的内部系统连接图。

晶圆工具内置CPU和FPGA（FieldProgrammable Gate Array）单元，可以对摄像头采集来的图像进行实时处理和模型识别。

内置摄像头4具；可以对圆孔、突起物或边框进行清晰成像。

晶圆工具内置无线通信模块（RF），可以遵照SEMI标准接收和发送无线信息(摄像头实时采样图片及位置坐标)。

晶圆工具内置充电电池，并可通过专门装置进行充电。

无线通信模块一端连接主机，另一端连接CPU模块，用于与主机和CPU模块通信；CPU模块连接FPGA模块，将信号发送到FPGA模块，得到位置信息；摄像头连接FPGA模块，用于图像采样。

示教晶圆工具通过RF与设备主机通信，利用摄像头进行图像采样，然后通过CPU和FPGA进行处理算出位置信息，最后通过RF与设备主机交互。

如图3所示为本发明的摄像头功能示意图。

晶圆工具内部搭载微型摄像头4具，可以对圆孔、突起物或边框进行清晰成像。

第一摄像头置于无线通信晶圆工具的边缘，对应示教对象中心位置，用于对示教对象的水平边进行图像采样。

第二摄像头和第三摄像头置于无线通信晶圆工具的边缘，且分别置于第一摄像头两侧，用于对示教对象的垂直侧边进行图像采样。

第四摄像头置于无线通信晶圆工具的中心，用于对示教对象的平面图形进行采样。

本发明可以作为晶圆被机械手的手臂夹持并输送到指定位置。本发明通过无线通信从设备主机得到指示进行图像采样识别并把结果反馈给主机。

当接到设备主机指令后，利用内置在类似于晶圆的工具内部的摄像头对目标物体（圆孔或突起物或边框）进行图像识别进行定位，之后通过无线通信方式将定位信息传输给设备主机或机械手控制器，进而实现机械手自动位置定位。

本发明可以达到有效提高作业精度，节约作业时间，降低人为因素造成设备破损风险的目的。

本发明的具体工作过程如下：

1.Cassette对象示教

⑴无线通信模块接收设备主机信号，明确示教对象类型及所在坐标；

⑵使用第二摄像头和第三摄像头对示教对象的2垂直侧边进行图像采样；

⑶使用第一摄像头对示教对象的水平边进行图像采样；

⑷内置CPU和FPGA（Field Programmable Gate Array）模块对采集来的图像进行实时处理和模型识别，并计算出结果的坐标。

⑸通过无线通信单元把识别结果（图像结果及坐标）反馈给设备主机。

2.Plate单元示教

⑴无线通信单元接受设备主机信号，明确示教对象类型及所在坐标；

⑵使用第四摄像头对示教对象的平面图形进行图像采样；

⑶使用第一摄像头对示教对象的水平边进行图像采样；

⑷内置CPU和FPGA（Field Programmable Gate Array）单元对采集来的图像进行实时处理和模型识别，并计算出结果的坐标。

⑸通过无线通信单元把识别结果（图像结果及坐标）反馈给设备主机。

Claims (8)

1.一种自动示教用无线通信晶圆系统，其特征在于：

无线通信模块一端连接主机，另一端连接CPU模块，用于与主机和CPU模块通信；

所述CPU模块连接FPGA模块，将信号发送到FPGA模块，得到位置信息；

摄像头连接所述FPGA模块，用于图像采样。

2.根据权利要求1所述的一种自动示教用无线通信晶圆系统，其特征在于：

所述摄像头包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头。

3.根据权利要求2所述的一种自动示教用无线通信晶圆系统，其特征在于：

所述第一摄像头置于无线通信晶圆工具的边缘，对应示教对象中心位置，用于对示教对象的水平边进行图像采样。

4.根据权利要求2所述的一种自动示教用无线通信晶圆系统，其特征在于：

所述第二摄像头和第三摄像头置于无线通信晶圆工具的边缘，且分别置于第一摄像头两侧，用于对示教对象的垂直侧边进行图像采样。

5.根据权利要求2所述的一种自动示教用无线通信晶圆系统，其特征在于：

所述第四摄像头置于无线通信晶圆工具的中心，用于对示教对象的平面图形进行采样。

6.根据权利要求1所述的一种自动示教用无线通信晶圆系统，其特征在于：还包括充电电池内置于无线通信晶圆工具，用于给系统提供电源。

7.一种自动示教用无线通信晶圆方法，其特征在于：

无线通信模块接收主机信号，通过摄像头进行图像采样；

CPU模块接收图像信号，将采集到的图像信号实时处理后发送到FPGA模块进行模型识别，并计算得出识别结果；

无线通信模块接收识别结果，并把识别结果反馈给主机。

8.根据权利要求7所述的一种自动示教用无线通信晶圆方法，其特征在于：所述识别结果包括图像结果和坐标。