硅片預對準系統(tǒng)的研制.pdf

1、硅片預對準系統(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、計算機等多學科于一體的，能夠自動檢測并精確定位硅片幾何中心以及切邊(或缺口)位置的高精度對準裝置。 本文在充分研究國內外各種硅片預對準系統(tǒng)的基礎上，研制了一種光學硅片預對準系統(tǒng)，它結構簡單、成本低廉，具有較高的對準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對準系統(tǒng)的總體設計方案和

2、技術指標，然后根據設計要求，分章介紹了硅片預對準系統(tǒng)機械本體的設計，驅動與氣動系統(tǒng)的設計，視覺系統(tǒng)的設計，以及控制系統(tǒng)的設計，最后對系統(tǒng)進行了誤差分析。 在機械本體的設計中，采用滾珠螺桿花鍵的特殊傳動形式，在一根軸上實現了旋轉和升降兩個自由度的運動，使預對準系統(tǒng)的結構更加緊湊，并提高了系統(tǒng)的傳動精度。在驅動與氣動系統(tǒng)的設計中，應用步進電機加細分驅動器的驅動方式，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、單元的驅動部件，進一步簡化了機構。在視覺系統(tǒng)的設計中，采用線陣光源、柱面透鏡和線陣圖像傳感器設計了視覺系統(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)實時轉換并向PC機傳輸硅片的位置信息，控制步進電機轉動，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，結果表明本文設計的硅片