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CN118797757B - 半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法 - Google Patents

半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法 Download PDF

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CN118797757B CN202411278467.2A CN202411278467A CN118797757B CN 118797757 B CN118797757 B CN 118797757B CN 202411278467 A CN202411278467 A CN 202411278467A CN 118797757 B CN118797757 B CN 118797757B
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Abstract

本发明涉及设备气密性领域，尤其半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其技术方案包括通过透视变换后的矩形圆角玻璃板图像将玻璃板的圆角构建成贝塞尔曲线模型、通过透视变换后的矩形圆角玻璃板图像与安装处的凹槽图像构建另一个透视变换模型、将透视变换与贝塞尔曲线相结合判断玻璃板安装槽是否在圆角处精准打凿。本发明通过图像处理技术与图形学算法检测观察窗的玻璃板安装槽的打凿是否存在误差，将玻璃板的圆角构建成贝塞尔曲线，以便于对圆角线条坐标的计算，通过透视变换解决相机摆放不正造成的误差，将透视变换与贝塞尔曲线相结合进而判断玻璃板安装槽是否在圆角处精准打凿，以此保证半导体Stocker设备的洁净度与气密性。

Description

半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法
技术领域
本发明涉及设备气密性领域，具体涉及半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法。
背景技术
在半导体晶圆、晶棒的Stocker设备行业内，Stocker库体的外表为平面，在库体观察窗处，用铣刀加工出略低于平面的凹槽，透明板在凹槽处安装后，与库体在同一平面，而不是突出库体，同时减少观察窗体数量，在易于观察的方位设计观察口，使得库体内部的气密性高于业内普遍方法，达到高洁净等级的要求。
然而，对于矩形圆角形状的玻璃板，在库体观察窗处根据矩形圆角玻璃板的轮廓形状打凿出能够实现嵌合的安装槽难免存在误差，导致玻璃板没有完全嵌合在库体的安装槽，因此不能保证洁净度与气密性。
鉴于此，本发明提出半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法。
发明内容
本发明的目的在于提供半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，步骤包括：
S1在库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装之前，用铣刀在矩形圆角玻璃板靠近左右两侧位置的每一侧各打凿两个圆孔，使四个圆孔的圆心为顶点所连接的四边形为矩形；
S2相机采集矩形圆角玻璃板得到第一图像空间，在第一图像空间中提取矩形圆角玻璃板四条直边各自的线条，并求出四条直边各自的线条延长线形成的四组交点坐标，以四组交点坐标作为透视变换的输入值，以第一图像空间的四组顶点作为透视变换的输出值，求出第一透视变换矩阵；
S3通过第一透视变换矩阵对第一图像空间进行扭曲得到第二图像空间，在第二图像空间中将矩形圆角玻璃板四个圆孔的圆心坐标作为第一圆心坐标集合，将四个矩形圆角处的曲线设为四条贝塞尔曲线，求出各自的控制点；
S4在库体观察窗处，根据矩形圆角玻璃板的轮廓形状打凿出相应尺寸与形状的矩形圆角玻璃板安装处，用铣刀加工出略低于平面的凹槽，使玻璃板在凹槽处安装，根据矩形圆角玻璃板中四个圆孔的位置，在凹槽相应的位置打凿出四个圆孔以便螺丝固定；
S5相机采集库体观察窗处的凹槽得到第三图像空间，在第三图像空间中提取凹槽中的四个圆孔并求出各自的圆心坐标构建第二圆心坐标集合，以第一圆心坐标集合作为透视变换的输入值，以第二圆心坐标集合作为透视变换的输出值，求出第二透视变换矩阵；
S6将第二图像空间中矩形圆角玻璃板四条直边的坐标集合以及四个圆角对应的贝塞尔曲线模型的坐标集合经第二透视变换矩阵的变换后输出的坐标集合与第三图像空间中矩形圆角玻璃板安装处的外边缘线条进行对照，若存在不重合则对库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装处进行重新调整。
进一步地，在步骤S3中，在第二图像空间中提取矩形圆角玻璃板的四个圆孔并求出各自的圆心坐标以此构建第一圆心坐标集合，再在第二图像空间中提取矩形圆角处曲线的坐标值，以横坐标作为贝塞尔曲线变换前的数值，以纵坐标作为贝塞尔曲线变换后的数值，以此构建贝塞尔曲线模型，求出各自的控制点。
进一步地，在步骤S6中，将第二图像空间中矩形圆角玻璃板四条直边的坐标集合以及四个圆角对应的贝塞尔曲线模型的坐标集合作为透视变换的输入值，经第二透视变换矩阵变换后输出的坐标集合标记在第三图像空间，在第三图像空间中将输出坐标集合标记点与矩形圆角玻璃板安装处的外边缘线条进行对照，若存在不重合则对库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装处进行重新调整。
进一步地，在步骤S2中，在第一图像空间中通过霍夫直线检测方法提取矩形圆角玻璃板四条直边各自的线条。
进一步地，在第二图像空间中通过轮廓椭圆拟合方法提取矩形圆角玻璃板的四个圆孔并求出各自的圆心坐标。
进一步地，在第二图像空间中通过鼠标事件方法提取矩形圆角处曲线的坐标值。
进一步地，在第二图像空间中将矩形圆角处曲线提取为感兴趣区域，对该感兴趣区域中矩形圆角处曲线的横纵坐标进行归一化，作为贝塞尔曲线变换前与变换后的数值。
进一步地，在步骤S5中，在第三图像空间中通过轮廓椭圆拟合方法提取凹槽中的四个圆孔并求出各自的圆心坐标。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在本发明中，通过图像处理技术与图形学算法检测观察窗的玻璃板安装槽的打凿是否存在误差，将玻璃板的圆角构建成贝塞尔曲线，以便于对圆角线条坐标的计算，通过透视变换解决相机摆放不正造成的误差，将透视变换与贝塞尔曲线相结合进而判断玻璃板安装槽是否在圆角处精准打凿，以此保证半导体Stocker设备的洁净度与气密性。
附图说明
图1是本发明的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法的流程示意图；
图2是本发明的半导体Stocker设备库体观察窗矩形圆角玻璃板的示意图；
图3是本发明的半导体Stocker设备库体观察窗玻璃板安装槽的示意图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例一
如图1、图2、图3，半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，步骤包括：
S1在库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装之前，用铣刀在矩形圆角玻璃板靠近左右两侧位置的每一侧各打凿两个圆孔，使四个圆孔的圆心为顶点所连接的四边形为矩形；
S2相机采集矩形圆角玻璃板得到第一图像空间，在第一图像空间中通过霍夫直线检测方法提取矩形圆角玻璃板四条直边各自的线条，并求出四条直边各自的线条延长线形成的四组交点坐标，以四组交点坐标作为透视变换的输入值，以第一图像空间的四组顶点作为透视变换的输出值，求出第一透视变换矩阵；
S3通过第一透视变换矩阵对第一图像空间进行扭曲得到第二图像空间，在第二图像空间中通过轮廓椭圆拟合方法提取矩形圆角玻璃板的四个圆孔并求出各自的圆心坐标以此构建第一圆心坐标集合，将四个矩形圆角处的曲线设为四条贝塞尔曲线，在第二图像空间中通过鼠标事件方法提取矩形圆角处曲线的坐标值，以横坐标作为贝塞尔曲线变换前的数值，以纵坐标作为贝塞尔曲线变换后的数值，以此构建贝塞尔曲线模型，求出各自的控制点；其中，在第二图像空间中将矩形圆角处曲线提取为感兴趣区域，对该感兴趣区域中矩形圆角处曲线的横纵坐标进行归一化，作为贝塞尔曲线变换前与变换后的数值；
S4在库体观察窗处，根据矩形圆角玻璃板的轮廓形状打凿出相应尺寸与形状的矩形圆角玻璃板安装处，用铣刀加工出略低于平面的凹槽，使玻璃板在凹槽处安装，根据矩形圆角玻璃板中四个圆孔的位置，在凹槽相应的位置打凿出四个圆孔以便螺丝固定；
S5相机采集库体观察窗处的凹槽得到第三图像空间，在第三图像空间中通过轮廓椭圆拟合方法提取凹槽中的四个圆孔并求出各自的圆心坐标构建第二圆心坐标集合，以第一圆心坐标集合作为透视变换的输入值，以第二圆心坐标集合作为透视变换的输出值，求出第二透视变换矩阵；
S6将第二图像空间中矩形圆角玻璃板四条直边的坐标集合以及四个圆角对应的贝塞尔曲线模型的坐标集合作为透视变换的输入值，经第二透视变换矩阵变换后输出的坐标集合标记在第三图像空间，在第三图像空间中将输出坐标集合标记点与矩形圆角玻璃板安装处的外边缘线条进行对照，若存在不重合则对库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装处进行重新调整。
基于实施例一的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法工作原理是：
透视变换的数学模型为：
式中：u、v、w为变换前的坐标矩阵中的数值；x、y、z为变换后的坐标矩阵中的数值；a 11、a 12、a 13、a 21、a 22、a 23、a 31、a 32、a 33为变换矩阵的参数；通常a 33与w以及z设为常数1。
贝塞尔曲面的数学模型为：
式中：B i N (u)为贝塞尔基函数；p i 为贝塞尔曲线的控制点；u为贝塞尔曲线变换前的数值；P(u)为贝塞尔曲线变换后的数值。
在步骤S2中，第一图像空间内四个交点的坐标集合为I，第一图像空间四个顶点的坐标集合为V，以I作为输入值，以V作为输出值，构建透视变换模型为V=P 1(I)，其中P 1( )为第一透视变换矩阵。
在步骤S3中，第二图像空间内第一圆心坐标集合为C 1，矩形圆角玻璃板的四条圆角曲线对应的横坐标集合分别为X 1、X 2、X 3、X 4，对应的纵坐标集合分别为Y 1、Y 2、Y 3、Y 4，构建贝塞尔曲线模型分别为Y 1=B(X 1)p 1、Y 2=B(X 2)p 2、Y 3=B(X 3)p 3、Y 4=B(X 4)p 4，其中B( )为贝塞尔基函数，p 1、p 2、p 3、p 4分别为贝塞尔曲线的控制点集合。
在步骤S5中，第三图像空间内第二圆心坐标集合为C 2，以C 1作为输入值，以C 2作为输出值，构建透视变换模型为C 2=P 2(C 1)，其中P 2( )为第二透视变换矩阵。
在步骤S6中，第二图像空间内四条直边的横坐标集合为X s ，纵坐标集合为Y s ，矩形圆角玻璃板外边缘的横坐标集合为X，纵坐标集合为Y，经第二透视变换矩阵变换后输出的横坐标集合为X all ，纵坐标集合为Y all 。
第二图像空间内矩形圆角玻璃板外边缘坐标的第二透视变换模型如下：
(X all ,Y all )=P 2(X,Y)=P 2((X s ,Y s )+(X 1,Y 1)+(X 2,Y 2)+(X 3,Y 3)+(X 4,Y 4))
=P 2((X s ,Y s )+(X 1,B(X 1)p 1)+(X 2,B(X 2)p 2)+(X 3,B(X 3)p 3)+(X 4,B(X 4)p 4))
在贝塞尔曲线的数学模型中，输入值与输出值均为归一化值，为了便于透视变换与贝塞尔曲线的融合，可将第二图像空间内矩形圆角玻璃板的圆角曲线所在的矩形区域设为感兴趣区，因此，第二图像空间内矩形圆角玻璃板的圆角曲线对应的坐标第二透视变换模型可展开为：
式中：u为第二图像空间内矩形圆角玻璃板的圆角曲线其中一点的横坐标值；v为该点的纵坐标值；u 0为该点所在感兴趣区的最小横坐标值；u 1为该点所在感兴趣区的最大横坐标值；v 0为该点所在感兴趣区的最小纵坐标值；v 1为该点所在感兴趣区的最大纵坐标值；x为该点经第二透视变换后的横坐标值；y为该点经第二透视变换后的纵坐标值；a 11、a 12、a 13、a 21、a 22、a 23、a 31、a 32为第二透视变换的参数值。
上述具体实施例仅仅是本发明的几种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

Claims (8)

1.半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于，步骤包括：
S1在库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装之前，用铣刀在矩形圆角玻璃板靠近左右两侧位置的每一侧各打凿两个圆孔，使四个圆孔的圆心为顶点所连接的四边形为矩形；
S2相机采集矩形圆角玻璃板得到第一图像空间，在第一图像空间中提取矩形圆角玻璃板四条直边各自的线条，并求出四条直边各自的线条延长线形成的四组交点坐标，以四组交点坐标作为透视变换的输入值，以第一图像空间的四组顶点作为透视变换的输出值，求出第一透视变换矩阵；
S3通过第一透视变换矩阵对第一图像空间进行扭曲得到第二图像空间，在第二图像空间中将矩形圆角玻璃板四个圆孔的圆心坐标作为第一圆心坐标集合，将四个矩形圆角处的曲线设为四条贝塞尔曲线，求出各自的控制点；
S4在库体观察窗处，根据矩形圆角玻璃板的轮廓形状打凿出相应尺寸与形状的矩形圆角玻璃板安装处，用铣刀加工出略低于平面的凹槽，使玻璃板在凹槽处安装，根据矩形圆角玻璃板中四个圆孔的位置，在凹槽相应的位置打凿出四个圆孔以便螺丝固定；
S5相机采集库体观察窗处的凹槽得到第三图像空间，在第三图像空间中提取凹槽中的四个圆孔并求出各自的圆心坐标构建第二圆心坐标集合，以第一圆心坐标集合作为透视变换的输入值，以第二圆心坐标集合作为透视变换的输出值，求出第二透视变换矩阵；
S6将第二图像空间中矩形圆角玻璃板四条直边的坐标集合以及四个圆角对应的贝塞尔曲线模型的坐标集合经第二透视变换矩阵的变换后输出的坐标集合与第三图像空间中矩形圆角玻璃板安装处的外边缘线条进行对照，若存在不重合则对库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装处进行重新调整。
2.根据权利要求1所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在步骤S3中，在第二图像空间中提取矩形圆角玻璃板的四个圆孔并求出各自的圆心坐标以此构建第一圆心坐标集合，再在第二图像空间中提取矩形圆角处曲线的坐标值，以横坐标作为贝塞尔曲线变换前的数值，以纵坐标作为贝塞尔曲线变换后的数值，以此构建贝塞尔曲线模型，求出各自的控制点。
3.根据权利要求1所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在步骤S6中，将第二图像空间中矩形圆角玻璃板四条直边的坐标集合以及四个圆角对应的贝塞尔曲线模型的坐标集合作为透视变换的输入值，经第二透视变换矩阵变换后输出的坐标集合标记在第三图像空间，在第三图像空间中将输出坐标集合标记点与矩形圆角玻璃板安装处的外边缘线条进行对照，若存在不重合则对库体观察窗的矩形圆角玻璃板安装处进行重新调整。
4.根据权利要求1所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在步骤S2中，在第一图像空间中通过霍夫直线检测方法提取矩形圆角玻璃板四条直边各自的线条。
5.根据权利要求2所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在第二图像空间中通过轮廓椭圆拟合方法提取矩形圆角玻璃板的四个圆孔并求出各自的圆心坐标。
6.根据权利要求2所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在第二图像空间中通过鼠标事件方法提取矩形圆角处曲线的坐标值。
7.根据权利要求2所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在第二图像空间中将矩形圆角处曲线提取为感兴趣区域，对该感兴趣区域中矩形圆角处曲线的横纵坐标进行归一化，作为贝塞尔曲线变换前与变换后的数值。
8.根据权利要求1所述的半导体Stocker设备洁净度气密性的提高方法，其特征在于：
在步骤S5中，在第三图像空间中通过轮廓椭圆拟合方法提取凹槽中的四个圆孔并求出各自的圆心坐标。
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