用于研磨定盘沟槽的清理方法、装置、设备及计算机存储介质
技术领域
本发明实施例涉及半导体
技术领域
,尤其涉及一种用于研磨定盘沟槽的清理方法、装置、设备及计算机存储介质。背景技术
硅片作为半导体行业的重要原材料,是目前国内市场紧缺的资源。一般情况下,多晶硅通过重熔拉晶,切片,倒角,研磨,清洗等工序后,即可获得表面光滑平坦,边缘整齐的芯片级硅片。其中,研磨工序是去除硅片切片痕迹,表面损伤层,释放前道工序加工内应力的重要工序。因此,研磨工序在整个硅片生产流程中占据这重要地位。
但是当研磨机使用了一定时间之后,研磨定盘的沟槽中会被研磨废料填满,以至于研磨废料不能及时排出,新进研磨浆料不能均匀作用于硅片,尤其是石英渣与研磨定盘生锈物反应生成的结合物固定于沟槽中,影响研磨砂浆流动且有可能划伤硅片。对于石英渣与研磨定盘生锈物反应生成的结合物,目前尚无清理的工具及可行方法,而采用人工清理费时费力,降低生产效率。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例期望提供一种用于研磨定盘沟槽的清理方法、装置、设备及计算机存储介质;能够有效清除石英渣与定盘生锈物反应生成的结合物、减少设备维护时间,提高设备生产效率,改善硅片的产品品质。
本发明实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种用于研磨定盘沟槽的清理方法,所述方法包括:
根据采集的所述研磨定盘的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置;
根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽中的实际位置;
控制微型钻头移动至所述待粉碎的结合物的实际位置处并粉碎所述待粉碎的结合物;
对粉碎处理后的产物进行冲洗以使得所述产物排出所述研磨定盘的沟槽。
第二方面,本发明实施例提供了一种用于研磨定盘沟槽的清理装置,所述装置包括确定部分,映射部分,粉碎部分以及冲洗部分;其中,
所述确定部分,经配置为根据采集的所述研磨定盘的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置;
所述映射部分,经配置为根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽中的实际位置;
所述粉碎部分,经配置为控制微型钻头移动至所述待粉碎的结合物的实际位置处并粉碎所述待粉碎的结合物;
所述冲洗部分,经配置为对粉碎处理后的产物进行冲洗以使得所述产物排出所述研磨定盘的沟槽。
第三方面,本发明实施例提供了一种用于研磨定盘沟槽的清理设备,其特征在于,所述设备包括(Charge Coupled Device,CCD)相机,存储器,处理器,微型钻头,高压水枪以及驱动机构;其中,
所述CCD相机用于采集所述研磨定盘的图像;
所述存储器,用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序;
所述处理器,用于在运行所述计算机程序时,执行以下步骤:
根据采集的所述研磨定盘的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置;
以及,根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽中的实际位置;
所述微型钻头,经配置为基于所述处理器获得的实际位置,对所述实际位置处的所述待粉碎的结合物进行粉碎;
所述高压水枪,经配置为对所述粉碎处理后的产物进行冲洗以使得所述产物排出所述研磨定盘的沟槽;
所述驱动机构,经配置为基于所述处理器获得的实际位置,控制所述微型钻头移动至所述实际位置处。
第四方面,本发明实施例提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有用于研磨定盘沟槽的清理的程序,所述用于研磨定盘沟槽的清理的程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述用于研磨定盘沟槽的清理的方法步骤。
本发明实施例提供了一种用于研磨定盘沟槽的清理方法、系统及计算机存储介质;能够通过CCD相机采集研磨定盘的图像中待粉碎的结合物的像素位置,映射得到沟槽中待粉碎的结合物的实际位置;确定好待粉碎的结合物的实际位置后,利用微型钻头将这些结合物粉碎,并对粉碎处理后的产物进行冲洗使其通过沟槽中的排出孔排出,从而保证了在进行硅片研磨时不会被沟槽中的结合物划伤,提高了硅片的品质。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种研磨设备的结构组成示意图。
图2为本发明实施例提供的一种用于研磨定盘沟槽的清理设备结构组成示意图。
图3为本发明实施例提供的一种用于研磨定盘沟槽的清理方法流程示意图。
图4为本发明实施例提供的研磨定盘的图像示意图。
图5为本发明实施例提供的研磨定盘的实际结构示意图。
图6为本发明实施例提供的清理工作完成后CCD相机和微型钻头移出研磨定盘示意图。
图7为本发明实施例提供的一种用于研磨定盘沟槽的清理装置组成示意图。
图8为本发明实施例提供的另一种用于研磨定盘沟槽的清理装置组成示意图。
图9为本发明实施例提供的一种用于研磨定盘沟槽的清理设备硬件组成结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1,其示出了能够实现本发明实施例技术方案的一种常用的研磨设备1,该研磨设备1可以包括研磨定盘AD,设置在研磨定盘AD中的沟槽TR,研磨头10以及用于控制研磨定盘AD和研磨头10做圆周运动的控制部件20。需要说明的是,图1所示的研磨设备1的结构并非具体限定,为了清楚地阐述本发明实施例的技术方案从而省略地没有示出用于研磨硅片时所需要的其他部件。
基于图1所示的研磨设备1,参见图2,在研磨定盘AD的上方,可以增加光学观测仪器2,例如CCD相机,用于观察沟槽TR中是否存在石英渣与定盘AD生锈物反应生成的结合物;由于这种类型的结合物和沟槽TR强结合在一起,因此使用毛刷或者小刀这些工具清理起来比较困难,且比较耗费时间,因此参见图2,还可以在研磨定盘AD的上方设置清理工具3,比如微型钻头;在实际实施时,可以通过光学观测仪器2确定沟槽TR中结合物的位置,再通过清理工具3进行清理。当所有的结合物粉碎完成后,可以设置单独的高压冲洗装置4冲洗粉碎后的产物,例如高压水枪。当然,也可以通过研磨设备1中的水洗单元(图中未示出)冲洗粉碎后的产物。
需要说明的是,研磨定盘AD上设置有排出废料的排出孔(图中未示出),该排出孔在实际进行沟槽TR的清理时也能够排出已经粉碎处理后的产物。
当然,为了实现观CCD相机2和微型钻头3能够全方位地扫描和清理沟槽TR中的结合物,如图2所示,还需要设置一些其他部件,比如:
固定部件5;
设置在所述固定部件5上的第一可动部件6,其中,所述第一可动部件6能够绕着所述固定部件5在笛卡尔直角坐标系的XOY平面内旋转,并且能够沿所述固定部件5的长度方向移动;
设置在所述第一可动部件6上的第二可动部件7,其中,第二可动部件7能够沿着第一可动部件6的长度方向移动;其中,CCD相机2以及微型钻头3固定地设置在第二可动部件7上;
用于控制第一可动部件6和第二可动部件7移动或者旋转的驱动机构8。
基于上述阐述的设备组成,参见图3,其示出了本发明实施例提供了一种用于研磨定盘AD沟槽TR的清理方法,所述方法包括:
S301、根据采集的所述研磨定盘的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置;
S302、根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽中的实际位置;
S303、控制微型钻头移动至所述待粉碎的结合物的实际位置处并粉碎所述待粉碎的结合物;
S304、对粉碎处理后的产物进行冲洗以使得所述产物排出所述研磨定盘的沟槽。
对于上述的技术方案,主要是通过CCD相机2采集整个研磨定盘AD的图像,通过采集的图像确定待粉碎的结合物的像素位置,进而根据采集的图像的像素尺寸与研磨定盘AD实际尺寸之间的比例关系,计算获得待粉碎的结合物在沟槽中的实际位置;
另一方面,根据上述获得的实际位置,驱动机构8通过控制第一可动部件6以及第二可动部件7进行移动以带动微型钻头3移动到上述待粉碎的结合物在沟槽中的实际位置处并进行粉碎工作。当待粉碎的结合物完全被粉碎后,高压水枪4喷射去离子水冲洗粉碎后产物的,直至上述产物完全排出研磨定盘AD的沟槽TR。
可以理解地,在具体实施图3所示的技术方案之前,驱动机构8会控制第一可动部件6在Z轴方向上下移动以及在XOY面内绕固定部件5转动,以及控制第二可动部件7在Y轴方向左右移动移动,以使得CCD相机2到达合适的位置能够将研磨定盘AD清晰地呈现在视野中。
对于图3所示的技术方案,在一些示例中,所述根据采集的所述研磨定盘的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置,包括:
基于所述图像,设置由所述研磨定盘的像素中心引出的一条射线作为像素极轴QW,并获取所述待粉碎的结合物在所述图像上的像素偏离所述像素极轴QW的像素角度θ;
连接所述待粉碎的结合物在所述图像上的像素与所述研磨定盘的像素中心以获得线段QB,并获取所述线段QB的像素长度lOB;
基于所述线段QB的像素长度lOB,确定所述待粉碎结合物与所述研磨定盘中心之间的像素距离l;
利用所述像素距离l以及所述像素角度l表征所述待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置。
参见图4,其示出了CCD相机2采集的研磨定盘AD的图像,在图像中能够清楚地观察到沟槽TR中前述的石墨渣与研磨定盘AD生锈物反应生成的结合物(图中黑色圆形所示)。可以理解地,为了获取待粉碎的结合物的像素位置,工艺人员可以在采集的图像上预设一条由研磨定盘AD的像素中心Q引出的射线作为像素极轴QW;在具体实施时,在采集的图像上能够获取待粉碎结合物的像素与研磨定盘AD的像素中心Q的连接线段QB,通过测量线段QB像素长度lOB就能够获得待粉碎的结合物与研磨定盘AD中心的像素距离l;另一方面,在采集的图像上也能够量取得到射线QW与线段QB之间的夹角,也就是待粉碎的结合物在采集的图像上的像素偏离像素极轴QW的像素角度θ。
对于图3所示的技术方案,在一些示例中,所述根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽中的实际位置,包括:
根据所述研磨定盘外沿的像素尺寸以及所述研磨定盘外沿的实际尺寸,获取所述像素尺寸与所述实际尺寸之间的比例关系K;
根据所述待粉碎的结合物的像素位置以及所述比例关系K,映射得到所述待粉碎的结合物的实际位置。
对于上述示例,在一些实现方式中,所述根据所述研磨定盘外沿的像素尺寸以及所述研磨定盘外沿的实际尺寸,获取所述像素尺寸与所述实际尺寸之间的比例关系K,包括:
获取所述研磨定盘外沿的实际直径D;
基于所述研磨定盘的图像,获取所述研磨定盘外沿的像素直径d;
通过所述像素直径d以及所述实际直径D计算获得所述像素尺寸与所述实际尺寸之间的比例关系K=D/d。
可以理解地,为了获取研磨定盘AD外沿的像素尺寸和实际尺寸之间对应的比例关系K,可以以研磨定盘AD外沿的实际直径D为研究对象,通过计算研磨定盘AD外沿的实际直径D与像素直径d的比值,即可获得所需的比例关系K。
对于上述示例,在一些实现方式中,所述根据所述待粉碎的结合物的像素位置以及所述比例关系K,映射得到所述待粉碎的结合物的实际位置,包括:
根据所述图像上的所述像素极轴QW,确定所述研磨定盘上与所述像素极轴相对应的实际极轴MN;
根据所述像素角度θ以及所述像素极轴QW,确定所述待粉碎的结合物偏离所述实际极轴MN的实际角度α;
根据所述像素距离l以及所述比例关系K,确定所述待粉碎的结合物与所述研磨定盘中心之间的实际距离L=K×l;
利用所述实际距离L以及所述实际角度α表征所述待粉碎的结合物的在沟槽TR中的实际位置。
需要说明的是,根据角的大小与形成角两边的线段的长短没有关系,可以得知:待粉碎的结合物偏离实际极轴MN的实际角度α也就是上述的像素角度θ。因此,参见图5,根据待粉碎的结合物与研磨定盘AD中心M的实际距离L以及所述实际角度α,就能够确定待粉碎的结合物在沟槽TR中的具体实际位置,从而能够根据上述的实际位置准确地进行粉碎,提高了工作效率。
对于图3所示的技术方案,在一些示例中,所述方法还包括:
当所述待粉碎的结合物全部清理完成后,控制所述CCD相机以及所述微型钻头移动至所述研磨定盘AD外侧。
可以理解地,参见图6,当沟槽TR中所有的待粉碎的结合物完全粉碎并排出研磨定盘AD后,驱动机构8能够控制第一可动部件6沿固定部件5的Z轴方向升高并在XOY平面内绕固定部件5顺时针或者逆时针进行旋转,以使得CCD相机2和微型钻头3在第二可动部件7的带动作用下完全移出研磨定盘AD以便于进行下一步的研磨工作。
基于上述相同的发明构思,参见图7,其示出了本发明实施例还提供了一种用于研磨定盘AD沟槽TR的清理装置70,所述装置70包括确定部分701,映射部分702,粉碎部分703以及冲洗部分704;其中,
所述确定部分701,经配置为根据采集的所述研磨定盘AD的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置;
所述映射部分702,经配置为根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽TR中的实际位置;
所述粉碎部分703,经配置为控制微型钻头移动至所述待粉碎的结合物的实际位置处并粉碎所述待粉碎的结合物;
所述冲洗部分704,经配置为对粉碎处理后的产物进行冲洗以使得所述产物排出所述研磨定盘AD的沟槽TR。
在上述方案中,所述确定部分701,经配置为:
基于所述图像,设置由所述研磨定盘的像素中心引出的一条射线作为像素极轴QW,并获取所述待粉碎的结合物在所述图像上的像素偏离所述像素极轴QW的像素角度θ;
连接所述待粉碎的结合物在所述图像上的像素与所述研磨定盘的像素中心以获得线段QB,并获取所述线段QB的像素长度lOB;
基于所述线段QB的像素长度lOB,确定所述待粉碎结合物与所述研磨定盘中心之间的像素距离l;
利用所述像素距离l以及所述像素角度θ表征所述待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置。
在上述方案中,所述映射部分702,经配置为:
根据所述研磨定盘外沿的像素尺寸以及所述研磨定盘外沿的实际尺寸,获取所述像素尺寸与所述实际尺寸之间的比例关系K;
根据所述待粉碎的结合物的像素位置以及所述比例关系K,映射得到所述待粉碎的结合物的实际位置。
在上述方案中,所述映射部分702,经配置为:
获取所述研磨定盘外沿的实际直径D;
基于所述研磨定盘的图像,获取所述研磨定盘外沿的像素直径d;
通过所述像素直径d以及所述实际直径D计算获得所述像素尺寸与所述实际尺寸之间的比例关系K=D/d。
在上述方案中,所述映射部分702,还经配置为:
根据所述图像上的所述像素极轴QW,确定所述研磨定盘上与所述像素极轴相对应的实际极轴MN;
根据所述像素角度θ以及所述像素极轴QW,确定所述待粉碎的结合物偏离所述实际极轴MN的实际角度α;
根据所述像素距离l以及所述比例关系K,确定所述待粉碎的结合物与所述研磨定盘中心之间的实际距离L=K×l;
利用所述实际距离L以及所述实际角度α表征所述待粉碎的结合物的在沟槽中的实际位置。
参见图8,对于上述方案,所述装置70还包括控制部分705,所述控制部分705,经配置为:
当所述待粉碎的结合物全部清理完成后,控制所述CCD相机以及所述微型钻头移动至所述研磨定盘外侧。
可以理解地,在本实施例中,“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等,当然也可以是单元,还可以是模块也可以是非模块化的。
另外,在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中,基于这样的理解,本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
因此,本实施例提供了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有用于研磨定盘沟槽的清理的程序,所述用于研磨定盘沟槽的清理的程序被至少一个处理器执行时实现上述技术方案中所述用于研磨定盘沟槽的清理的方法步骤。
根据上述用于研磨定盘沟槽的清理的装置70以及计算机存储介质,参见图9,其示出了本发明实施例提供的一种能够实施上述用于研磨定盘沟槽的清理的装置70的用于研磨定盘沟槽的清理的设备90的具体硬件结构,该设备90可以应用于图2所示的设备结构中,该设备90可以包括:CCD相机901,存储器902,处理器903,微型钻头904,高压水枪905以及驱动机构906;各个组件可以通过总线系统907耦合在一起。可理解,总线系统907用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统907除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见,在图9中将各种总线都标为总线系统907。其中,
所述CCD相机901用于采集所述研磨定盘AD的图像;
所述存储器902,用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序;
所述处理器903,用于在运行所述计算机程序时,执行以下步骤:
根据采集的所述研磨定盘的图像,确定待粉碎的结合物在所述图像上的像素位置;
以及,根据所述待粉碎的结合物的像素位置,映射得到所述待粉碎的结合物在所述沟槽中的实际位置;
所述微型钻头904,经配置为基于所述处理器903获得的实际位置,对所述实际位置处的所述待粉碎的结合物进行粉碎;
所述高压水枪905,经配置为对所述粉碎处理后的产物进行冲洗以使得所述产物排出所述研磨定盘的沟槽;
所述驱动机构906,经配置为基于所述处理器903获得的实际位置,控制所述微型钻头904移动至所述实际位置处。
对于上述方案,在一些示例中,所述驱动机构906,还可以配置为:
当所述待粉碎的结合物全部清理完成后,控制所述CCD相机901以及所述微型钻头904移动至所述研磨定盘AD外侧。
可以理解,本发明实施例中的存储器902可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM,DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch Link DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM,DRRAM)。本文描述的系统和方法的存储器902旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
而处理器903可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器903中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器903可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器902,处理器903读取存储器902中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是,本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现,处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits,ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、数字信号处理设备(DSP Device,DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice,PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现,可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
具体来说,处理器903还配置为运行所述计算机程序时,执行前述技术方案所述用于研磨定盘沟槽的清理的方法步骤,这里不再进行赘述。
需要说明的是:本发明实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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