晶圆预对准系统定位算法的研究与电路的实现

发布时间：2017-09-23 16:30

  本文关键词：晶圆预对准系统定位算法的研究与电路的实现

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【摘要】：目前,IC产业的蓬勃发展,带动IC制造工艺的不断更新,为进一步满足生产工艺高效率高精度的要求,IC制造过程也在不断地向机械化、自动化、智能化的方向转变。应企业要求,设计一套定位装置,应用于企业的晶圆加工设备。研究了国内外关于晶圆预对焦的相关文献,针对设备的实际生产需要,在论文第二章中确定了系统的总体方案,采用嵌入式硬件电路完成定位的功能。本文的设计包含三个方面：算法设计,硬件电路设计以及软件设计。晶圆边缘点的信息包含两个方面：边缘点到旋转中心的距离以及所在的角度。采用线阵CCD完成距离的检测,采用光电编码器完成角度的检测。硬件部分,由FPGA配合高速AD完成了对边缘点信息的采集,以片外存储芯片IS61WV25616BLL作为存储器件,完成了对采样数据的存储,以HCTL2020完成信号的细分,以ARM芯片为核心,完成了数据的读取和计算,并通过485芯片完成了单片机与PLC之间的通讯。软件部分,在QuartusII9.0中,采用VHDL语言对FPGA进行编程,在Keil4中采用C语言对单片机进行编程,配合硬件部分实现了电路的各项功能。算法部分,采用最小二乘圆法完成了圆心的定位和晶圆半径的计算,采用线性回归方程求斜率的方法完成了切边的定位,同时完成了切边长度以及晶圆其他参数的计算。实验室中首先完成了功能测试,之后在现场对各种算法做了大量重复性测试,不断改善定位电路的性能,整改现场的电气环境,完善算法,最终定位结果基本满足生产要求。
【关键词】：晶圆 定位 FPGA 微处理器 精度
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN405
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 课题研究背景及意义15-16
• 1.2 国内外发展现状16-18
• 1.2.1 国外发展现状16-17
• 1.2.2 国内发展现状17-18
• 1.3 课题来源与主要研究内容18-19
• 1.3.1 课题来源18
• 1.3.2 主要研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 第二章 晶圆预对准系统定位方案设计20-25
• 2.1 引言20
• 2.2 倒角机的组成及功能20-21
• 2.3 晶圆预对准的原理21-23
• 2.3.1 晶圆定位装置21-22
• 2.3.2 定位角检测22
• 2.3.3 晶圆边缘检测22-23
• 2.4 晶圆预对准系统定位方案23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 晶圆预对准系统定位算法的研究与设计25-36
• 3.1 引言25
• 3.2 圆心定位25-27
• 3.2.1 质心法25-26
• 3.2.2 最小二乘圆拟合法26-27
• 3.3 切边定位27-35
• 3.3.1 圆弧与切边交点检测28-30
• 3.3.2 切边中点检测30
• 3.3.3 旋转角的计算30-34
• 3.3.4 圆心到切边距离及切边长度检测34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 硬件设计36-53
• 4.1 引言36
• 4.2 硬件设计方案36-37
• 4.3 基于FPGA的信号采集电路37-42
• 4.3.1 FPGA简介37-38
• 4.3.2 FPGA外围电路设计38-42
• 4.4 基于微控制器的数据处理电路42-43
• 4.4.1 LPC17系列微控制器42
• 4.4.2 微控制器外围电路设计42-43
• 4.5 功能模块电路设计43-52
• 4.5.1 电源模块43-44
• 4.5.2 编码器信号处理电路44-45
• 4.5.3 细分辩向电路45-47
• 4.5.4 模拟量转换电路47-48
• 4.5.5 A/D采样电路48-51
• 4.5.6 RS485通讯模块电路51-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 软件设计53-62
• 5.1 引言53
• 5.2 基于FPGA的软件设计53-58
• 5.2.1 分频模块54-55
• 5.2.2 采样模块AD1601s55-57
• 5.2.3 存储模块SRAMWR57-58
• 5.3 基于微控制器的软件设计58-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 系统调试过程与结果分析62-82
• 6.1 引言62
• 6.2 定位电路功能测试62-64
• 6.3 定位电路现场测试64-81
• 6.4 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-87
• 附录1：原理图87-88
• 附录2：PCB图88-89
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：906296