半導(dǎo)體晶圓片傳輸機(jī)械手的設(shè)計與分析.pdf

1、自上世紀(jì)四十年代，貝爾實驗室的肖特萊等人制造了人類第一個晶體管。半個世紀(jì)以來，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，預(yù)計到2030年，將會成為世界第一大產(chǎn)業(yè)。硅片傳輸機(jī)械手是半導(dǎo)體工藝鏈中硅片傳輸和定位的核心設(shè)備，直接影響工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率。然而在先進(jìn)自動化裝備研制方面，市場主要依賴國外進(jìn)口。因此半導(dǎo)體全自圓片傳輸機(jī)械手的研究對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本課題旨在研制一種能夠做到穩(wěn)定、高速、高精度定位的硅片傳輸機(jī)械手。在對比了國內(nèi)外各

2、種類型硅片傳系統(tǒng)機(jī)械、控制方案后，最終確定機(jī)械系統(tǒng)采用R-?型機(jī)械手，控制系統(tǒng)采嵌入式運動控制器。
　　課題對機(jī)械手結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并對其運動學(xué)建模，并推導(dǎo)其位置逆解，并分析每個關(guān)節(jié)運動誤差對末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的影響。設(shè)計了預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)，通過線陣圖像傳感器獲取晶圓片輪廓坐標(biāo)信息，然后采用最小二乘法，定位其圓心位置。給出了切口定位算法，并驗證了其可行性。
　　基于以上方案對控制系統(tǒng)要求，課題設(shè)計了以ARM+CPLD為主控核心，以FP