CN112309943B - 硅片标识的识别方法、硅片打标方法以及硅片 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种硅片标识的识别方法，包括：通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，其中，起伏结构为硅片表面的凹陷和/或凸起；将距离信息反馈给处理模块，以使处理模块根据距离信息识别硅片标识。本发明实施例还提供一种硅片打标方法以及硅片。本发明实施例提供的硅片标识的识别方法、硅片打标方法以及硅片，解决了流水线造价昂贵、成本较高的问题。

Description

硅片标识的识别方法、硅片打标方法以及硅片
技术领域
本发明实施例涉及半导体生产与制造领域，特别涉及硅片标识的识别方法、硅片打标方法以及硅片。
背景技术
随着科学技术的快速发展，现有的制造行业多采用全自动流水线生产。硅片在全自动制造设备上流转时，需要在流水线的各个工序对硅片进行识别，以便于掌握该硅片的型号、流转过程并对硅片进行跟踪。现有对各个硅片进行识别的方法为：在各个硅片上利用激光进行打标，通过设置在流水线上多个位置的高清摄像头对硅片上的标识进行拍摄，将拍摄信息反馈给处理模块，由处理模块对拍摄信息进行处理，进而识别硅片型号、记录该硅片的流转过程。
发明人发现：高清摄像头造价昂贵，在流水线上大量部署高清摄像头，导致整个流水线造价昂贵，成本较高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种硅片标识的识别方法、硅片打标方法以及硅片，解决了流水线造价昂贵、成本较高的问题。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种硅片标识的识别方法，包括：通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，其中，起伏结构为硅片表面的凹陷和/或凸起；将距离信息反馈给处理模块，以使处理模块根据距离信息识别硅片标识。
本发明实施例还提供一种硅片打标方法，包括：在硅片的标识区域形成表征硅片标识的至少一起伏结构，其中，起伏结构为凸起和/或凹陷，表征不同硅片标识的起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度以及宽度中的至少一者不同。
本发明实施例还提供一种硅片，包括：设置在硅片表面、表征硅片标识的至少一起伏结构，其中，起伏结构为凸起和/或凹陷，表征不同硅片标识的起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度以及宽度中的至少一者不同。
本发明实施例通过硅片表面形成起伏结构以表征硅片标识，使得后续制程中、需要对硅片标识进行识别时，仅需通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，即可达成硅片标识的识别操作，由于距离感应装置相较高清摄像头而言造价较低，因此，在流水线上多个位置上使用距离感应装置替代高清摄像头，可降低整个流水线的造价，降低成本。
另外，在上述硅片标识的识别方法中，通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，具体包括：采用光学距离感应装置发出照射硅片的标识区域内各位置的扫描光线；接收标识区域内各位置被扫描光线照射而反射的反射光线；根据发出扫描光线与接收反射光线之间的时间差得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。由于光学距离感应装置精确度高，因此，采用光学距离感应装置对硅片的标识区域内各位置进行扫描的过程中，即使由于硅片体积较小、而导致用于表征硅片标识的起伏结构尺寸较小，也可得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
另外，在上述硅片标识的识别方法中，在采用光学距离感应装置发出照射硅片的标识区域内各位置的扫描光线之前，还包括：将光学距离传感器设置在距离硅片的标识区域65mm-105mm处。
另外，在上述硅片标识的识别方法中，根据距离信息识别硅片标识，具体包括：根据距离信息识别起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合；根据起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合识别硅片标识。
另外，在上述硅片标识的识别方法中，通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，具体包括：令硅片穿过相对设置的两个电容传感器之间，以使两个电容传感器扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
另外，在上述硅片标识的识别方法中，通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息之前，包括：沿预设移动路径移动硅片；将距离感应装置靠近预设移动路径设置。通过沿预设移动路径移动硅片；将距离感应装置靠近移动路径设置，无需移动距离感应装置，仅通过硅片在流水线上流转时、距离感应装置扫描硅片的标识区域，无需预留距离感应装置扫面硅片标识的时间，提高硅片生产效率。
另外，在上述硅片打标方法中，起伏结构的凸起高度和/或凹陷深度均在30um-60um之间、以及其长度以及宽度均在0.2um-4mm之间的起伏结构。
另外，在上述硅片中，起伏结构的凸起高度和/或凹陷深度均在30um-60um之间、以及其长度和宽度均在0.2um-4mm之间。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例一提供的硅片标识的识别方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的硅片标识的识别方法的流程图；
图3为本发明实施例二提供的硅片的标记代码；
图4为本发明实施例四提供的硅片的结构示意图；
图5为本发明实施例四提供的硅片的另一结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明实施例提供一种硅片标识的识别方法，包括：通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，其中，起伏结构为硅片表面的凹陷和/或凸起；将距离信息反馈给处理模块，以使处理模块根据距离信息识别硅片标识。
该种识别方法通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息；由于距离感应装置相较高清摄像头而言造价较低，因此，在流水线上多个位置使用距离感应装置替代高清摄像头可降低整个流水线的造价。
下面对本实施方式的实施细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实施细节，并非本方案的必须。
具体的，参见图1，图1为本发明实施例一提供的硅片标识的识别方法流程图，其包括步骤：
S101：沿预设移动路径移动硅片。
具体的，硅片在全自动制造设备上流转时，需要多个工序来完成。将硅片经过各个工序上的移动路径作为预设移动路径。硅片在全自动化流水线上生产制造时，由上料装置在上料工序的工作地点处进行硅片上料，再将硅片流转至下一工序的工作地点处，进而使得硅片沿预设移动路径移动。
进一步的，各个工序的工作地点可以是硅片的加工设备或者检测设备，例如硅片分选机、制绒上料机以及成品检测设备等。此外，上述硅片可以是光伏电池片等。
S102：将距离感应装置靠近预设移动路径设置。
具体的，在本实施例中，距离感应装置为两个相对设置的电容传感器，硅片沿预设路径移动时、穿过两个相对设置的电容传感器之间。两个相对设置的电容传感器设置在预设移动路径的两侧。例如：在硅片在加工时、各个工序工作地点的两侧，以及硅片流转路径的两侧。
需要说明的是，上述距离感应装置还可以设置在流水线上任一需要识别硅片或是记录硅片位置的地点，并且距离感应装置的数量也不受限制，可根据需要识别硅片或是记录硅片位置的地点数量、相应设置距离感应装置。
S103：令硅片穿过相对设置的两个电容传感器之间，以使两个电容传感器扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
具体的，当硅片穿过相对设置的两个电容传感器之间时，两个电容传感器通过电容耦合对硅片的标识区域进行扫描，由于硅片的标识区域中起伏结构的厚度变化会引起电容传感器所感测到的电压的波动，因此可以根据电压波动信息得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。在本实施例中，表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息为：两个电容传感器扫描硅片的标识区域得到的不同电压值。当硅片穿过相对设置的两个电容传感器之间时，可以测试出硅片900个位置的厚度。
此外，相关技术在采用高清摄像头进行拍摄来识别硅片标识时，为了使得高清摄像头清楚拍摄硅片标识，硅片需要在被拍摄时停止移动，给予高清摄像头进行对焦以及拍摄的时间、才能将硅片标记拍摄清楚；通过本实施例提供的“令硅片穿过相对设置的两个电容传感器之间”，两个电容传感器无需移动，仅需借助硅片在流水线上的移动，可使得两个电容传感器扫描硅片的标识区域，硅片无需在被识别时停止移动、从而提高硅片生产效率。
S104：将距离信息反馈给处理模块，以使处理模块根据距离信息识别硅片标识。
具体的，两个电容传感器将根据扫描硅片标识区域表面产生的距离信息(即扫描硅片的标识区域得到的不同电压值)通过电信号的形式反馈给处理模块。由于电容传感器与硅片表面起伏结构之间的距离与电容传感器所得到的电压值成正比，因此，处理模块先根据得到的不同电压值获取电容传感器与硅片表面起伏结构之间不同的距离值，再根据不同距离值之间的距离差得到表征硅片标识的位置及起伏结构的凸起高度和/或凹陷深度。在本实施例中，处理模块为终端电脑内部的处理模块。
进一步的，可将该硅片在流水线上的形成效率(即硅片将太阳能转换为电能的效率)等数据与两个电容传感器反馈给处理模块的距离信息对应记录并保存，便于追踪每个硅片。
参见图2，图2为本发明实施例二提供的硅片标识的识别方法流程图，其包括步骤：
S201：将光学距离传感器设置在距离硅片标识区域的预设距离。
具体的说：将光学距离传感器设置在硅片的加工设备或者检测设备端口处，即硅片分选机、制绒上料机、成品检测设备的光伏电池片出/入口处。在硅片的整个制程中，由于硅片的扩散等工序会使用到吸盘(即上料装置)并采用负压吸取的方式转移硅片；因此，在此过程中，可将光学距离感应装置设置在负压吸盘上、并设置在距离硅片标识区域的预设距离处。另外，也可在硅片分选机转动硅片的装置中加装光学距离感应装置、用于扫描硅片的侧边标记。
需要说明的是，起伏结构的类型、尺寸大小会对所述预设距离有所影响。为了保证光学距离传感器能够识别到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，当起伏结构的类型、尺寸不同时，光学距离传感器设置在距离硅片标识区域的预设距离也不同。例如，本实施例中，由图3所示的圆形点和矩形框共同表征硅片标识，其中，利用英文标明总批次，利用数字来分辨硅片在硅棒中的位置变化。使用光学距离感应装置进行测量时，具体测量参数可以参照如下表1所示数据来设置：
Figure GDA0002807460550000061
表1
进一步参见表1与图3，使用若干圆形点(即φ70um的小光斑，φ：直径，um：微米)以及若干矩形框(即70*2000um，宽70um、长2000um的矩形框)的宽光斑共同表征英文与数字。在本实施例中，光学距离感应装置设置在距离硅片标识区域85mm处，光学距离感应装置的识别精度为0.2um，光学距离感应装置测量范围81.5±10mm，且上述光学距离感应装置为红外线距离传感器。
需要说明的是，在另一可变更的实施例中，起伏结构也可设置成其他形状，如φ120um的圆形点以及120*400um的矩形框，此时，光学距离感应装置测量范围为150±40mm以及光学距离感应装置与硅片标识区域的距离为150±40mm。
此外，在另一可变更的实施例中，起伏结构可同时包括不同尺寸的圆形点(如：φ70um以及φ120um的圆形点)和/或不同尺寸的矩形框(如：70*2000um以及120*400um的矩形框)，在流水线上部署光学距离感应装置时，一部分光学距离感应装置设置在距离硅片标识区域85±20mm的范围内用于识别直径70微米(φ70um)的圆形点以及70*2000um的矩形框，另一部分光学距离感应装置设置在距离硅片标识区域150±40mm的范围内用于识别直径120微米(φ120um)的圆形点以及120*400um的矩形框。这样一来，当位于流水线某一位置的光学距离感应装置仅需识别硅片标识的部分起伏结构时，该部分起伏结构尺寸与其他起伏结构的尺寸不同，从而避免上述光学距离感应装置识别该部分起伏结构的同时识别其他起伏结构、以对该部分起伏结构的识别过程造成干扰。
S202：采用光学距离感应装置发出照射硅片的标识区域内各位置的扫描光线。
具体的，光学距离感应装置设有发光单元，发光单元发出照射硅片的标识区域内各位置的扫描光线。在本实施例中，光学距离感应装置为红外线距离传感器时，发光单元为红外线距离传感的发光二极管。
S203：接收标识区域内各位置被扫描光线照射而反射的反射光线。
具体的，光学距离感应装置还设有接收单元，接收单元用于接收标识区域内各位置被扫描光线照射而反射的反射光线。接收单元接收反射光线的频率与发光单元发出光线的频率相同，这样一来，可避免接收由硅片标识区域反射的、来自其他光源的反射光线。进一步的，当光学距离感应装置为红外线距离传感器时，接收单元为红外线距离传感的接收二极管。
S204：根据发出扫描光线与接收反射光线之间的时间差得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
具体的，光学距离感应装置从发光单元发出光线开始计时，直至接收单元接收到与发出的光线相同频率的光线计时结束，根据光线照射不同位置产生的不同时间差以及光线传播速度计算得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
S205：将距离信息反馈给处理模块。
具体的，光学距离感应装置还设有反馈单元；在得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息之后，反馈单元将距离信息经由电信号的形式反馈给处理模块。
S206：根据距离信息识别起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合。
具体的，处理模块接收到距离信息之后，得到起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合。
S207：根据起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合识别硅片标识。
具体的，处理模块根据起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合经过解码识别硅片标识。处理模块根据位于流水线哪个位置的反馈单元反馈的电信号得出硅片处于哪个制程中、以得到硅片的形成效率，再将反馈单元反馈的电信号与硅片此时形成效率等数据对应记录并保存，便于追踪每个硅片。
需要说明的是，上述实施例一与实施列二提供的硅片标识的识别方法并不冲突。如实施例二也可实施上述实施例一中的步骤S101以及S102，将实施例一中的步骤S101以及S102与实施例二中的步骤S201相结合，即：将光学距离感应装置设置在距离硅片标识区域的预设移动路径的65mm-105mm处。
此外，前述实施例一以及实施例二提供的硅片标识的识别方法，可以识别表征硅片标识的起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度。相应的，本发明实施例三还提供一种硅片打标方法。
本发明实施例三提供的硅片打标方法流程图，包括步骤：在硅片的标识区域形成表征硅片标识的至少一起伏结构。
如此以来，该种打标方法可在硅片的标识区域通过激光形成若干表征硅片标识的起伏结构。其中，起伏结构为凸起和/或凹陷，表征不同硅片标识的起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度以及宽度中的至少一者不同。具体的说：硅片表面自有厚度变化在25um以内，起伏结构的凸起高度或凹陷深度在30um-60um之间、其形状可为点或线或异形点、其长度及宽度最短大于0.2um且最长小于4mm。通过增加用于表征硅片标识参数的种类，可提高表征硅片标识参数组合的多样性。
参见图4与图5，图4为本发明实施例四提供的硅片的结构示意图；图5为本发明实施例四提供的硅片的另一结构示意图。
在本实施中，硅片包括设置在硅片表面、表征硅片标识的至少一起伏结构，其中，起伏结构为凸起和/或凹陷，表征不同所述硅片标识的所述起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度以及宽度中的至少一者不同。具体的说：起伏结构的凸起高度或凹陷深度在30um-60um之间、其形状可为点或线或异形点、其长度及宽度最短大于0.2um且最长小于4mm。通过增加用于表征硅片标识参数的种类，可提高表征硅片标识参数组合的多样性。
进一步的，如图4所示，用于表征硅片标识的至少一起伏结构可以设置在硅片正面。此外，在其他可变更的实施方式中，参见图5，用于表征硅片标识的至少一起伏结构可以设置在硅片侧面。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (5)

1.一种硅片标识的识别方法，其特征在于，包括：
通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，其中，所述起伏结构为所述硅片表面的凹陷和/或凸起；
将所述距离信息反馈给处理模块，以使处理模块根据所述距离信息识别所述硅片标识；
其中，通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，具体包括：
令硅片穿过相对设置的两个电容传感器之间，以使所述两个电容传感器扫描所述硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
2.根据权利要求1所述的硅片标识的识别方法，其特征在于，通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息，具体包括：
采用光学距离感应装置发出照射所述硅片的标识区域内各位置的扫描光线；
接收所述标识区域内各位置被所述扫描光线照射而反射的反射光线；
根据发出所述扫描光线与接收所述反射光线之间的时间差得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息。
3.根据权利要求2所述的硅片标识的识别方法，其特征在于，在所述采用光学距离感应装置发出照射所述硅片的标识区域内各位置的扫描光线之前，还包括：
将光学距离传感器设置在距离所述硅片的标识区域65mm-105mm处。
4.根据权利要求2所述的硅片标识的识别方法，其特征在于，根据所述距离信息识别所述硅片标识，具体包括：
根据所述距离信息识别所述起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合；
根据所述起伏结构的排布方式、凸起高度和/或凹陷深度、形状、长度、宽度中的至少一者或其组合识别所述硅片标识。
5.根据权利要求1所述的硅片标识的识别方法，其特征在于，通过距离感应装置扫描硅片的标识区域，得到表征硅片标识的起伏结构特征的距离信息之前，包括：
沿预设移动路径移动所述硅片；
将所述距离感应装置靠近所述预设移动路径设置。
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