CN101832757A - 一种探测晶片偏移位置的方法 - Google Patents

Abstract

一种探测晶片偏移位置的方法，通过确定晶片中心点偏移来探测晶片偏移位置，该方法在晶片周围设置若干探测器，将所述的探测器的探测方向沿晶片预定位置的径向布置，任意两个探测器之间都不存在线性位置关系，根据设置的探测器的数量不同，可选择采用两点法、三点法，或者均值两点法、均值三点法来测量计算晶片偏移位置。本发明改善了制程中晶片传输的重复精度，避免了因为晶片位置偏移而导致的晶片损坏。

Description

一种探测晶片偏移位置的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种探测晶片偏移位置的方法。

背景技术

在制造半导体集成电路时，很多制程都是在晶片状态下进行的，对于晶片来说，每一个制程都是在对应的制程室中完成的。使用晶片传输机构来实现晶片在各个制程室之间的移动，将晶片从一个制程室中取出，然后放入另一个制程室中。在晶片移动的过程中，必须确保晶片被精确地放置在制程室中的预定位置。

利用机械手来作为晶片传输机构是较为常见的做法，该机械手包含若干旋转臂，将晶片加载在机械手末端旋转臂的晶片位上，机械手通过旋转和伸缩来实现角度和长度的改变，从而将晶片传输到不同的制程室中的预定位置。若晶片被准确地加载到晶片位上的预定位置，则机械手也会准确地将晶片传输到目标制程室中的预定位置，反之，若晶片在加载时发生了偏移，则机械手不能准确地将晶片传输到目标制程室中的预定位置。

由此引申出一种探测晶片偏移位置的技术，采用探测器对晶片传输机构的晶片加载位上的晶片位置进行探测，确定晶片是否发生了偏移，若发生偏移，则根据检测出的偏移量来纠正晶片的位置，使之恢复到预定位置。所述的探测器设置在晶片传输路径的周围，多采用光电探测器。

光电探测器是一对光学装置，分为发射器和接收器，发射器有一个发光装置和一个透镜把发光装置发出的光源转换成平行光，发射器发出的平行光跟晶片垂直，接收器可能是探测光强的仪器或者线性CCD，当晶片放置在探测器的发射器和接收器中间的时候，发射器发射出的平行光被晶片遮挡而不能到达接收器，探测器依据接收到的光强(光强式接收器)或者没有被发射器的光照射到的CCD的位置来探测晶片的位置。

如图1所示，为美国专利号为5,917,601的专利中涉及的晶片位置检测方法，该方法沿X-Y轴方向线性设置探测器，采用如下步骤进行探测：

步骤1、测量预定位置上参考晶片位于两探测器之间的弦AB的长度L_o；

步骤2、计算弦AB到参考晶片圆心的距离

其中，r为晶片半径；

步骤3、测量偏移晶片位于两探测器之间的弦A’B’的长度L_m；

步骤4、计算弦A’B’到偏移晶片圆心的距离

其中，r为晶片半径；

步骤5、计算晶片圆心偏移量D_y＝Y_o-Y_m。

由于实际操作中，晶片在X轴方向和Y轴方向上的偏移量有时是非常小的，这样测量的数据会产生误差，再用测量值代入平方根公式进行计算，势必引入更大的误差，不能保证得到准确的偏移值，也就不能精确地校正晶片的位置，仍然有导致晶片损坏或者制程无法进行的后果。

发明内容

本发明提供的一种探测晶片偏移位置的方法，通过确定晶片中心点偏移来探测晶片偏移位置，该方法改善了制程中晶片传输的重复性，避免了因为晶片位置偏移而导致的晶片损坏。

为了达到上述目的，本发明提供一种探测晶片偏移位置的方法，该方法在晶片周围设置若干探测器，将所述的探测器的探测方向沿晶片预定位置的径向布置，任意两个探测器之间都不存在线性位置关系，即任意两个探测器的探测方向不在同一个直线上，探测器相对于晶片预定位置以及制程室的位置固定，利用该若干探测器进行探测的方法包含以下步骤：

步骤1、判断设置了几个探测器，若探测器个数n＝2，则进行步骤2，若探测器个数n＝3，则进行步骤3，若探测器个数n≥4，则进行步骤4；

步骤2、利用两点法进行探测，计算得到晶片圆心偏移距离和偏移角度；

预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a和b探测到的预定位置上的晶片边缘上的两探测点分别为A和B，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的两探测点分别为A’和B’；

步骤2.1、探测器探测得到晶片边缘偏移距离AA’和BB’；

步骤2.2、探测器探测得到晶片安装角度∠OAA’和∠OBB’；

步骤2.3、计算偏移后的晶片边缘A’和B’到晶片预定位置圆心O的距离：

${\mathrm{OA}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{AA}}^{\′2}+{\mathrm{OA}}^2-2{\mathrm{AA}}^{\′}\mathrm{OA}\cos (\∠{\mathrm{OAA}}^{\′})}$

${\mathrm{OB}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{BB}}^{\′2}+{\mathrm{OB}}^2-2{\mathrm{BB}}^{\′}\mathrm{OB}\cos (\∠{\mathrm{OBB}}^{\′})}$

其中，OA＝OB＝晶片半径；

步骤2.4、计算晶片边缘相对于晶片预定位置圆心O偏移的角度：

∠AOA’＝arccos((OA’²+OA²-AA’²)/(2×OA×OA’))；

∠BOB’＝arccos((OB’²+OB²-BB’²)/(2×OB×OB’))；

步骤2.5、计算偏移后的晶片边缘OA’和OB’之间的夹角：

∠A’OB’＝∠AOB-∠AOA’-∠BOB’；

步骤2.6、计算偏移后的晶片边缘A’和B’之间的距离：

$A^{\′}{B}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{OA}}^{\′2}+{\mathrm{OB}}^{\′2}-2{\mathrm{OA}}^{\′}{\mathrm{OB}}^{\′}\cos (\∠A^{\′}{\mathrm{OB}}^{\′})}$

步骤2.7、计算A’B’和OB’之间的夹角：

∠A’B’O＝arccos((OB’²+A’B’²-OA’²)/(2×OB’×A’B’))；

步骤2.8、计算A’B’和O’B’之间的夹角：

∠A’B’O’＝arccos((O’B’²+A’B’²-O’A’²)/(2×O’B’×A’B’))；

步骤2.9、计算OB’和B’O’之间的夹角：

∠OB’O’＝∠A’B’O’-∠A’B’O；

步骤2.10、计算晶片预定位置圆心O和偏移后晶片圆心O’之间的距离：

${\mathrm{OO}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{OB}}^{\′2}+O^{\′}{B}^{\′2}-2{\mathrm{OB}}^{\′}{O}^{\′}{B}^{\′}\cos (\∠{\mathrm{OB}}^{\′}{O}^{\′})}$

从而获得了晶片圆心偏移距离；

步骤2.11、计算B’O和OO’之间的夹角：

∠B’OO’＝arccos((B’O²+OO’²-B’O’²)/(2×OB’×OO’))；

步骤2.12、计算OO’和X轴之间的夹角：

∠XOO’＝∠B’OO’-∠B’OB-∠BOX；

从而获得了晶片圆心偏移角度；

步骤3、选择测量计算方法，若采用两点法，则进行步骤3.1，若采用三点法，则进行步骤3.2；

步骤3.1、重复采用两点法计算得到晶片圆心偏移距离和偏移角度；

预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b和c探测到的预定位置上的晶片边缘上的三探测点分别为A、B和C，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的三点分别为A’、B’和C’，O’_a为探测器a和探测器b计算得到的晶片偏移圆心，O’_b为探测器b和探测器c计算得到的晶片偏移圆心，O’_c为探测器c和探测器a计算得到的晶片偏移圆心；

步骤3.1.1、利用探测器a和探测器b，进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_a，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_a；

步骤3.1.2、利用探测器b和探测器c，进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_b，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_b；

步骤3.1.3、利用探测器c和探测器a，进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_c，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_c；

步骤3.1.4、计算均值，获得晶片圆心偏移距离：

OO’＝(OO’_a+OO’_b+OO’_c)/3；

步骤3.1.5、计算均值，获得晶片圆心偏移角度：

∠XOO’＝(∠XOO’_a+∠XOO’_b+∠XOO’_c)/3；

步骤3.2、采用三点法计算得到偏移后晶片的圆心坐标；

发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的三点分别为A’、B’和C’；

步骤3.2.1、设发生偏移后的晶片圆心O’的坐标为O’(x，y)；

步骤3.2.2、探测器探测得到偏移后的晶片边缘上的三点A’、B’和C’的坐标分别为A’(X_a’，Y_a’)、B’(X_b’，Y_b’)、C’(X_c’，Y_c’)；

步骤3.2.3、计算A’和C’之间的X轴向距离a₁₁和Y轴向距离a₁₂：

a₁₁＝2×(X_c’-X_b’)；

a₁₂＝2×(Y_c’-Y_b’)；

步骤3.2.4、计算B’和A’之间的X轴向距离a₂₁和Y轴向距离a₂₂：

a₂₁＝2×(X_b’-X_a’)；

a₂₂＝2×(Y_b’-Y_a’)；

步骤3.2.5、计算得到偏移后的晶片圆心O’的坐标：

$x=[(X_{c^{\′}}^2-X_{b^{\′}}^2+Y_{c^{\′}}^2-Y_{b^{\′}}^2)\×a_{11}-(X_{b^{\′}}^2-X_{a^{\′}}^2+Y_{b^{\′}}^2-Y_{a^{\′}}^2)\×a_{12}]/(a_{11}\×a_{22}-a_{12}\×a_{21});$

$y=[(X_{b^{\′}}^2-X_{a^{\′}}^2+Y_{b^{\′}}^2-Y_{a^{\′}}^2)\×a_{11}-(X_{c^{\′}}^2-X_{b^{\′}}^2+Y_{c^{\′}}^2-Y_{b^{\′}}^2)\×a_{21}]/(a_{11}\×a_{12}-a_{12}\×a_{21});$

步骤4、选择测量计算方法，若采用均值两点法，则进行步骤4.1，若采用均值三点法，则进行步骤4.2；

步骤4.1、采用均值两点法计算得到晶片圆心偏移距离和偏移角度；

预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b、c……n探测到的预定位置上的晶片边缘上的n个探测点分别为A、B、C……N，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的点分别为A’、B’、C’……N’，O’_a为探测器a和探测器b计算得到的晶片偏移圆心，O’_b为探测器b和探测器c计算得到的晶片偏移圆心，O’_c为探测器c和探测器d计算得到的晶片偏移圆心……O’_n为探测器n和探测器a计算得到的晶片偏移圆心；

步骤4.1.1、从n个探测器中任意选取2个探测器，利用函数COMBIN()确定所有可能的组合数；

$\mathrm{combin}(n,2)=\frac{n!}{2!(n-2)!}=\frac{n(n-1)}{2}$

步骤4.1.2、针对步骤4.1.1得到的

种探测器组合，分别进行步骤

2，得到晶片圆心偏移距离OO’_a、OO’_b、OO’_c……OO’_n，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_a、∠XOO’_b、∠XOO’_c……∠XOO’_n；

步骤4.1.3、计算均值，获得晶片圆心偏移距离：

${\mathrm{OO}}^{\′}=({{\mathrm{OO}}^{\′}}_a+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_b+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_c+\·\·\·\·\·\·+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_n)/\frac{n(n-1)}{2};$

步骤4.1.4、计算均值，获得晶片圆心偏移角度：

${\∠\mathrm{XOO}}^{\′}=({{\∠\mathrm{XOO}}^{\′}}_a+\∠{X{\mathrm{OO}}^{\′}}_b+\∠{X{\mathrm{OO}}^{\′}}_c+\·\·\·\·\·\·+{{\∠\mathrm{XOO}}^{\′}}_n)/\frac{n(n-1)}{2};$

步骤4.2、采用均值三点法计算得到偏移后晶片的圆心坐标；

发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b、c……n探测到的偏移后的晶片边缘上的点分别为A’、B’、C’……N’；

步骤4.2.1、设发生偏移后的晶片圆心O’的坐标为O’(x，y)；

步骤4.2.2、探测器探测得到偏移后的晶片边缘上的点A’、B’、C’……N’的坐标分别为A’(X_a’，Y_a’)、B’(X_b’，Y_b’)、C’(X_c’，Y_c’)……N’(X_n’，Y_n’)；

步骤4.2.3、从n个探测器中任意选取3个探测器，利用函数COMBIN()确定所有可能的组合数；

$\mathrm{combin}(n,3)=\frac{n!}{3!(n-3)!}=\frac{n(n-1)(n-2)}{6}$

步骤4.2.4、针对步骤4.2.3得到的

种探测器组合，分别进行

步骤3.2.3～步骤3.2.8，得到偏移后的晶片圆心O’的坐标O’(x_a，y_a)、O’(x_b，y_b)、O’(x_c，y_c)……O’(x_n，y_n)；

步骤4.2.5、计算均值，获得晶片圆心O’的坐标O’(x，y)：

$x=(X_a+X_b+X_c+\·\·\·\·\·\·+X_n)/\frac{n(n-1)(n-2)}{6};$

$y=(Y_a+Y_b+Y_c+\·\·\·\·\·\·+Y_n)/\frac{n(n-1)(n-2)}{6}.$

当探测器个数n≥2时，可准确检测得到晶片的偏移位置，当探测器个数n≥3时，可以计算得到combin(n，3)个晶片圆心，并由此根据探测器的位置计算得出晶片半径，当有一个探测器落在晶片刻痕位置时，依据这个探测器计算出的晶片半径会小于晶片的理论半径(例如150mm)，根据这个原理，就可以剔除落在晶片刻痕上的探测器，从而消除刻痕对晶片中心探测的影响；

当探测器个数n≤3时，晶片的刻痕位置不得位于探测点位置处；

在所述的步骤4.1中，若晶片的刻痕位置位于其中一个探测点位置处，则步骤4.1.2中得到的计算结果中，会有n-1个结果与其他结果有较大不同。

在背景技术的US5917601专利中，探测器是放置在夹角90度的圆周上两点并呈线性布置(两个探测器的探测方向在同一条直线上)，相对于背景技术，本发明的优势在于：

可以任意布置探测器，并不局限于把探测器放置在夹角90度的圆周两点上并线性布置，在设计上有更大的灵活性；当探测器的探测方向沿晶片预定位置的径向布置时，在相同探测能力下，本发明的可探测距离更长。

本发明提供的一种探测晶片偏移位置的方法，改善了制程中晶片传输的重复性，避免了因为晶片位置偏移而导致的晶片损坏。

附图说明

图1是背景技术中探测晶片偏移位置的方法的示意图；

图2是本发明提供的一种探测晶片偏移位置的方法中设置两个探测器进行探测的示意图；

图3是本发明提供的一种探测晶片偏移位置的方法中设置三个探测器进行探测的示意图；

图4是本发明提供的一种探测晶片偏移位置的方法中设置n个探测器进行探测的示意图。

具体实施方式

以下跟据图2-图4，具体说明本发明的较佳实施例：

如图2所示，预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，在晶片周围设置两个探测器a和b，所述的探测器的探测方向沿晶片预定位置的径向布置，两个探测器之间不存在线性位置关系，探测器探测到的预定位置上的晶片边缘上的两探测点分别为A和B，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的两探测点分别为A’和B’；

针对两个探测器的设置，可利用两点法进行探测，该探测方法包含如下步骤：

步骤2.1、探测器探测得到晶片边缘偏移距离AA’和BB’；

步骤2.2、探测器探测得到晶片安装角度∠OAA’和∠OBB’；

步骤2.3、计算偏移后的晶片边缘A’和B’到晶片预定位置圆心O的距离：

${\mathrm{OA}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{AA}}^{\′2}+{\mathrm{OA}}^2-2{\mathrm{AA}}^{\′}\mathrm{OA}\cos (\∠{\mathrm{OAA}}^{\′})}$

${\mathrm{OB}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{BB}}^{\′2}+{\mathrm{OB}}^2-2{\mathrm{BB}}^{\′}\mathrm{OB}\cos (\∠{\mathrm{OBB}}^{\′})}$

其中，OA＝OB＝晶片半径；

步骤2.4、计算晶片边缘相对于晶片预定位置圆心O偏移的角度：

∠AOA’＝arccos((OA’²+OA²-AA’²)/(2×OA×OA’))；

∠BOB’＝arccos((OB’²+OB²-BB’²)/(2×OB×OB’))；

步骤2.5、计算偏移后的晶片边缘OA’和OB’之间的夹角：

∠A’OB’＝∠AOB-∠AOA’-∠BOB’；

步骤2.6、计算偏移后的晶片边缘A’和B’之间的距离：

$A^{\′}{B}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{OA}}^{\′2}+{\mathrm{OB}}^{\′2}-2{\mathrm{OA}}^{\′}{\mathrm{OB}}^{\′}\cos (\∠A^{\′}{\mathrm{OB}}^{\′})}$

步骤2.7、计算A’B’和OB’之间的夹角：

∠A’B’O＝arccos((OB’²+A’B’²-OA’²)/(2×OB’×A’B’))；

步骤2.8、计算A’B’和O’B’之间的夹角：

∠A’B’O’＝arccos((O’B’²+A’B’²-O’A’²)/(2×O’B’×A’B’))；

步骤2.9、计算OB’和B’O’之间的夹角：

∠OB’O’＝∠A’B’O’-∠A’B’O；

步骤2.10、计算晶片预定位置圆心O和偏移后晶片圆心O’之间的距离：

${\mathrm{OO}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{OB}}^{\′2}+O^{\′}{B}^{\′2}-2{\mathrm{OB}}^{\′}{O}^{\′}{B}^{\′}\cos (\∠{\mathrm{OB}}^{\′}{O}^{\′})}$

从而获得了晶片圆心偏移距离；

步骤2.11、计算B’O和OO’之间的夹角：

∠B’OO’＝arccos((B’O²+OO’²-B’O’²)/(2×OB’×OO’))；

步骤2.12、计算OO’和X轴之间的夹角：

∠XOO’＝∠B’OO’-∠B’OB-∠BOX；

从而获得了晶片圆心偏移角度。

如图3所示，预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，在晶片周围设置三个探测器a、b和c，所述的探测器的探测方向沿晶片预定位置的径向布置，任意两个探测器之间不存在线性位置关系，探测器探测到的预定位置上的晶片边缘上的三探测点分别为A、B和C，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的三点分别为A’、B’和C’，O’_a为探测器a和探测器b计算得到的晶片偏移圆心，O’_b为探测器b和探测器c计算得到的晶片偏移圆心，O’_c为探测器c和探测器a计算得到的晶片偏移圆心；

针对三个探测器的设置，可重复利用两点法进行探测，该探测方法包含如下步骤：

步骤3.1.1、利用探测器a和探测器b，重复步骤2.1～步骤2.11，得到晶片圆心偏移距离OO’_a，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_a；

步骤3.1.2、利用探测器b和探测器c，重复步骤2.1～步骤2.11，得到晶片圆心偏移距离OO’_b，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_b；

步骤3.1.3、利用探测器c和探测器a，重复步骤2.1～步骤2.11，得到晶片圆心偏移距离OO’_c，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_c；

步骤3.1.4、计算均值，获得晶片圆心偏移距离：

OO’＝(OO’_a+OO’_b+OO’_c)/3；

步骤3.1.5、计算均值，获得晶片圆心偏移角度：

∠XOO’＝(∠XOO’_a+∠XOO’_b+∠XOO’_c)/3。

针对三个探测器的设置，还可利用三点法进行探测，该探测方法包含如下步骤：

步骤3.2.1、设发生偏移后的晶片圆心O’的坐标为O’(x，y)；

步骤3.2.2、探测器探测得到偏移后的晶片边缘上的三点A’、B’和C’的坐标分别为A’(X_a’，Y_a’)、B’(X_b’，Y_b’)、C’(X_c’，Y_c’)；

步骤3.2.3、计算A’和C’之间的X轴向距离a₁₁和Y轴向距离a₁₂：

a₁₁＝2×(X_c’-X_b’)；

a₁₂＝2×(Y_c’-Y_b’)；

步骤3.2.4、计算B’和A’之间的X轴向距离a₂₁和Y轴向距离a₂₂：

a₂₁＝2×(X_b’-X_a’)；

a₂₂＝2×(Y_b’-Y_a’)；

步骤3.2.5、计算得到偏移后的晶片圆心O’的坐标：

$x=[(X_{c^{\′}}^2-X_{b^{\′}}^2+Y_{c^{\′}}^2-Y_{b^{\′}}^2)\×a_{11}-(X_{b^{\′}}^2-X_{a^{\′}}^2+Y_{b^{\′}}^2-Y_{a^{\′}}^2)\×a_{12}]/(a_{11}\×a_{22}-a_{12}\×a_{21});$

$y=[(X_{b^{\′}}^2-X_{a^{\′}}^2+Y_{b^{\′}}^2-Y_{a^{\′}}^2)\×a_{11}-(X_{c^{\′}}^2-X_{b^{\′}}^2+Y_{c^{\′}}^2-Y_{b^{\′}}^2)\×a_{21}]/(a_{11}\×a_{12}-a_{12}\×a_{21}).$

如图4所示，预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b、c……n探测到的预定位置上的晶片边缘上的n个探测点分别为A、B、C……N，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的点分别为A’、B’、C’……N’，O’_a为探测器a和探测器b计算得到的晶片偏移圆心，O’_b为探测器b和探测器c计算得到的晶片偏移圆心，O’_c为探测器c和探测器d计算得到的晶片偏移圆心……O’_n为探测器n和探测器a计算得到的晶片偏移圆心；

探测器a，探测器b，……探测器n，沿晶片周向布置，探测器的中心位置在距晶片理论圆心为晶片半径的圆上，且任何两个探测器的探测方向不在同一条直线上，探测器相对于晶片预定位置以及制程室的位置固定；

针对n个探测器的设置，可利用均值两点法进行探测，该探测方法包含如下步骤：

步骤4.1.1、从n个探测器中任意选取2个探测器，利用函数COMBIN()确定所有可能的组合数；

$\mathrm{combin}(n,2)=\frac{n!}{2!(n-2)!}=\frac{n(n-1)}{2}$

步骤4.1.2、针对步骤4.1.1得到的

种探测器组合，分别进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_a、OO’_b、OO’_c……OO’_n，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_a、∠XOO’_b、∠XOO’_c……∠XOO’_n；

步骤4.1.3、计算均值，获得晶片圆心偏移距离：

${\mathrm{OO}}^{\′}=({{\mathrm{OO}}^{\′}}_a+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_b+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_c+\·\·\·\·\·\·+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_n)/\frac{n(n-1)}{2};$

步骤4.1.4、计算均值，获得晶片圆心偏移角度：

${\∠\mathrm{XOO}}^{\′}=({{\∠\mathrm{XOO}}^{\′}}_a+\∠{X{\mathrm{OO}}^{\′}}_b+\∠{X{\mathrm{OO}}^{\′}}_c+\·\·\·\·\·\·+{{\∠\mathrm{XOO}}^{\′}}_n)/\frac{n(n-1)}{2}.$

针对n个探测器的设置，还可利用均值三点法进行探测，该探测方法包含如下步骤：

步骤4.2.1、设发生偏移后的晶片圆心O’的坐标为O’(x，y)；

步骤4.2.2、探测器探测得到偏移后的晶片边缘上的点A’、B’、C’……N’的坐标分别为A’(X_a’，Y_a’)、B’(X_b’，Y_b’)、C’(X_c’，Y_c’)……N’(X_n’，Y_n’)；

步骤4.2.3、从n个探测器中任意选取3个探测器，利用函数COMBIN()确定所有可能的组合数；

$\mathrm{combin}(n,3)=\frac{n!}{3!(n-3)!}=\frac{n(n-1)(n-2)}{6}$

步骤4.2.4、针对步骤4.2.3得到的

种探测器组合，分别进行

步骤3.2.3～步骤3.2.8，得到偏移后的晶片圆心O’的坐标O’(x_a，y_a)、O’(x_b，y_b)、O’(x_c，y_c)……O’(x_n，y_n)；

步骤4.2.5、计算均值，获得晶片圆心O’的坐标O’(x，y)：

$x=(X_a+X_b+X_c+\·\·\·\·\·\·+X_n)/\frac{n(n-1)(n-2)}{6};$

$y=(Y_a+Y_b+Y_c+\·\·\·\·\·\·+Y_n)/\frac{n(n-1)(n-2)}{6}.$

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种探测晶片偏移位置的方法，该方法在晶片周围设置若干探测器，其特征在于，将所述的探测器的探测方向沿晶片预定位置的径向布置，任意两个探测器之间都不存在线性位置关系，探测器相对于晶片预定位置以及制程室的位置固定，利用该若干探测器进行探测的方法包含以下步骤：

步骤1、判断设置了几个探测器，若探测器个数n＝2，则进行步骤2，若探测器个数n＝3，则进行步骤3，若探测器个数n≥4，则进行步骤4；

步骤2、利用两点法进行探测，计算得到晶片圆心偏移距离和偏移角度；

步骤3、选择测量计算方法，若采用两点法，则进行步骤3.1，若采用三点法，则进行步骤3.2；

步骤3.1、重复采用两点法计算得到晶片圆心偏移距离和偏移角度；

步骤3.2、采用三点法计算得到偏移后晶片的圆心坐标；

步骤4、选择测量计算方法，若采用均值两点法，则进行步骤4.1，若采用均值三点法，则进行步骤4.2；

步骤4.1、采用均值两点法计算得到晶片圆心偏移距离和偏移角度；

步骤4.2、采用均值三点法计算得到偏移后晶片的圆心坐标。

2.如权利要求1所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，所述的步骤2中，预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a和b探测到的预定位置上的晶片边缘上的两探测点分别为A和B，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的两探测点分别为A’和B’；

所述的步骤2包含以下步骤：

步骤2.1、探测器探测得到晶片边缘偏移距离AA’和BB’；

步骤2.2、探测器探测得到晶片安装角度∠OAA’和∠OBB’；

步骤2.3、计算偏移后的晶片边缘A’和B’到晶片预定位置圆心O的距离：

${\mathrm{OA}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{AA}}^{\′2}+{\mathrm{OA}}^2-2{\mathrm{AA}}^{\′}\mathrm{OA}\cos (\∠{\mathrm{OAA}}^{\′})}$

${\mathrm{OB}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{BB}}^{\′2}+{\mathrm{OB}}^2-2{\mathrm{BB}}^{\′}\mathrm{OB}\cos (\∠{\mathrm{OBB}}^{\′})}$

其中，OA＝OB＝晶片半径；

步骤2.4、计算晶片边缘相对于晶片预定位置圆心O偏移的角度：

∠AOA’＝arccos((OA’²+OA²-AA’²)/(2×OA×OA’))；

∠BOB’＝arccos((OB’²+OB²-BB’²)/(2×OB×OB’))；

步骤2.5、计算偏移后的晶片边缘OA’和OB’之间的夹角：

∠A’OB’＝∠AOB-∠AOA’-∠BOB’；

步骤2.6、计算偏移后的晶片边缘A’和B’之间的距离：

$A^{\′}{B}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{OA}}^{\′2}+{\mathrm{OB}}^{\′2}-2{\mathrm{OA}}^{\′}{\mathrm{OB}}^{\′}\cos (\∠A^{\′}{\mathrm{OB}}^{\′})}$

步骤2.7、计算A’B’和OB’之间的夹角：

∠A’B’O＝arccos((OB’²+A’B’²-OA’²)/(2×OB’×A’B’))；

步骤2.8、计算A’B’和O’B’之间的夹角：

∠A’B’O’＝arccos((O’B’²+A’B’²-O’A’²)/(2×O’B’×A’B’))；

步骤2.9、计算OB’和B’O’之间的夹角：

∠OB’O’＝∠A’B’O’-∠A’B’O；

步骤2.10、计算晶片预定位置圆心O和偏移后晶片圆心O’之间的距离：

${\mathrm{OO}}^{\′}=\sqrt{{\mathrm{OB}}^{\′2}+O^{\′}{B}^{\′2}-2{\mathrm{OB}}^{\′}{O}^{\′}{B}^{\′}\cos (\∠{\mathrm{OB}}^{\′}{O}^{\′})}$

从而获得了晶片圆心偏移距离；

步骤2.11、计算B’O和OO’之间的夹角：

∠B’OO’＝arccos((B’O²+OO’²-B’O’²)/(2×OB’×OO’))；

步骤2.12、计算OO’和X轴之间的夹角：

∠XOO’＝∠B’OO’-∠B’OB-∠BOX；

从而获得了晶片圆心偏移角度。

3.如权利要求2所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，所述的步骤3.1中，预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b和c探测到的预定位置上的晶片边缘上的三点分别为A、B和C，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的三点分别为A’、B’和C’，O’_a为探测器a和探测器b计算得到的晶片偏移圆心，O’_b为探测器b和探测器c计算得到的晶片偏移圆心，O’_c为探测器c和探测器a计算得到的晶片偏移圆心；

所述的步骤3.1包含以下步骤：

步骤3.1.1、利用探测器a和探测器b，进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_a，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_a；

步骤3.1.2、利用探测器b和探测器c，进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_b，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_b；

步骤3.1.3、利用探测器c和探测器a，进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_c，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_c；

步骤3.1.4、计算均值，获得晶片圆心偏移距离：

OO’＝(OO’_a+OO’_b+OO’_c)/3；

步骤3.1.5、计算均值，获得晶片圆心偏移角度：

∠XOO’＝(∠XOO’_a+∠XOO’_b+∠XOO’_c)/3。

4.如权利要求1所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，所述的步骤3.2中，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的三点分别为A’、B’和C’；

所述的步骤3.2包含以下步骤：

步骤3.2.1、设发生偏移后的晶片圆心O’的坐标为O’(x，y)；

步骤3.2.2、探测器探测得到偏移后的晶片边缘上的三点A’、B’和C’的坐标分别为A’(X_a’，Y_a’)、B’(X_b’，Y_b’)、C’(X_c’，Y_c’)；

步骤3.2.3、计算A’和C’之间的X轴向距离a₁₁和Y轴向距离a₁₂：

a₁₁＝2×(X_c’-X_b’)；

a₁₂＝2×(Y_c’-Y_b’)；

步骤3.2.4、计算B’和A’之间的X轴向距离a₂₁和Y轴向距离a₂₂：

a₂₁＝2×(X_b’-X_a’)；

a₂₂＝2×(Y_b’-Y_a’)；

步骤3.2.5、计算得到偏移后的晶片圆心O’的坐标：

$x=[(X_{c^{\′}}^2-X_{b^{\′}}^2+Y_{c^{\′}}^2-Y_{b^{\′}}^2)\×a_{11}-(X_{b^{\′}}^2-X_{a^{\′}}^2+Y_{b^{\′}}^2-Y_{a^{\′}}^2)\×a_{12}]/(a_{11}\×a_{22}-a_{12}\×a_{21});$

$y=[(X_{b^{\′}}^2-X_{a^{\′}}^2+Y_{b^{\′}}^2-Y_{a^{\′}}^2)\×a_{11}-(X_{c^{\′}}^2-X_{b^{\′}}^2+Y_{c^{\′}}^2-Y_{b^{\′}}^2)\×a_{21}]/(a_{11}\×a_{12}-a_{12}\×a_{21}).$

5.如权利要求2所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，所述的步骤4.1中，预定位置上的晶片圆心为O，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b、c……n探测到的预定位置上的晶片边缘上的n个探测点分别为A、B、C……N，探测器探测到的偏移后的晶片边缘上的点分别为A’、B’、C’……N’，O’_a为探测器a和探测器b计算得到的晶片偏移圆心，O’_b为探测器b和探测器c计算得到的晶片偏移圆心，O’_c为探测器c和探测器d计算得到的晶片偏移圆心……O’_n为探测器n和探测器a计算得到的晶片偏移圆心；

所述的步骤4.1包含以下步骤：

步骤4.1.1、从n个探测器中任意选取2个探测器，利用函数COMBIN()确定所有可能的组合数；

$\mathrm{combin}(n,2)=\frac{n!}{2!(n-2)!}=\frac{n(n-1)}{2}$

步骤4.1.2、针对步骤4.1.1得到的种探测器组合，分别进行步骤2，得到晶片圆心偏移距离OO’_a、OO’_b、OO’_c……OO’_n，以及晶片圆心偏移角度∠XOO’_a、∠XOO’_b、∠XOO’_c……∠XOO’_n；

步骤4.1.3、计算均值，获得晶片圆心偏移距离：

${\mathrm{OO}}^{\′}=({{\mathrm{OO}}^{\′}}_a+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_b+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_c+\·\·\·\·\·\·+{{\mathrm{OO}}^{\′}}_n)/\frac{n(n-1)}{2};$

步骤4.1.4、计算均值，获得晶片圆心偏移角度：

$\∠X{\mathrm{OO}}^{\′}=(\∠X{{\mathrm{OO}}^{\′}}_a+\∠X{{\mathrm{OO}}^{\′}}_b+\∠X{{\mathrm{OO}}^{\′}}_c+\·\·\·\·\·\·+\∠X{{\mathrm{OO}}^{\′}}_n)/\frac{n(n-1)}{2}.$

6.如权利要求4所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，所述的步骤4.2中，发生偏移后的晶片圆心为O’，探测器a、b、c……n探测到的偏移后的晶片边缘上的点分别为A’、B’、C’……N’；

所述的步骤4.2包含以下步骤：

步骤4.2.1、设发生偏移后的晶片圆心O’的坐标为O’(x，y)；

步骤4.2.2、探测器探测得到偏移后的晶片边缘上的点A’、B’、C’……N’的坐标分别为A’(X_a’，Y_a’)、B’(X_b’，Y_b’)、C’(X_c’，Y_c’)……N’(X_n’，Y_n’)；

步骤4.2.3、从n个探测器中任意选取3个探测器，利用函数COMBIN()确定所有可能的组合数；

$\mathrm{combin}(n,3)=\frac{n!}{3!(n-3)!}=\frac{n(n-1)(n-2)}{6}$

步骤4.2.4、针对步骤4.2.3得到的种探测器组合，分别进行步骤3.2.3～步骤3.2.8，得到偏移后的晶片圆心O’的坐标O’(x_a，y_a)、O’(x_b，y_b)、O’(x_c，y_c)……O’(x_n，y_n)；

步骤4.2.5、计算均值，获得晶片圆心O’的坐标O’(x，y)：

$x=(X_a+X_b+X_c+\·\·\·\·\·\·+X_n)/\frac{n(n-1)(n-2)}{6};$

$y=(Y_a+Y_b+Y_c+\·\·\·\·\·\·+Y_n)/\frac{n(n-1)(n-2)}{6}.$

7.如权利要求1～6中任意一个所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，当探测器个数n≥2时，可准确检测得到晶片的偏移位置，当探测器个数n≥3时，可以消除刻痕位置对探测晶片中心的影响。

8.如权利要求1～6中任意一个所述的探测晶片偏移位置的方法，其特征在于，当探测器个数n≤3时，晶片的刻痕位置不得位于探测点位置处。

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