CN113066746A - 预对准装置及应用于该装置的预对准方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式提供一种预对准装置及应用于该装置的预对准方法，预对准装置包括：承载台，承载台具有中心轴线，用于承载晶圆并带动晶圆绕承载台的中心轴线旋转；位置检测模块，位置检测模块用于检测晶圆的中心轴线相对于承载台的中心轴线的偏移矢量；控制模块，基于偏移矢量调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；预对准模块，用于检测经由控制模块调整的晶圆的缺口位置。通过不断地检测和补偿，保证晶圆被放置的位置不会出现过大的偏差，从而保证预对准模块能检测到晶圆的缺口，防止预对准模块因找不到晶圆的缺口而导致的机台停机的现象，提高了预对准模块的检测效率，从而提高了晶圆产品的产出量。

Description

预对准装置及应用于该装置的预对准方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种预对准装置及应用于该装置的预对准方法。

背景技术

目前，机台在发生故障之前，机台将晶圆搬运到预对准装置进行校准的过程中，预对准装置是不会对晶圆的位置进行检测的，同时预对准装置也没有可利用的传感器去检测晶圆的位置信息；直到预对准装置因找不到晶圆的缺口，而导致机台停机，工程师才会知道机台搬运晶圆到预对准装置进行位置校准的过程中，机台放置晶圆到预对准装置中的承载台上的位置有问题，然后不得以停止机台去手动校准机台放置晶圆的位置。

然而，停止机台去手动校准机台放置晶圆的位置，如此，严重影响了机台的校准效率，从而影响了晶圆产品的产出。

发明内容

本发明实施方式提供一种预对准装置及应用于该装置的预对准方法，通过对机台将晶圆放置到预对准装置中的承载台上的位置进行检测，并调整机台放置晶圆的位置，从而避免预对准装置因为找不到晶圆的缺口，而导致机台停机的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种预对准装置，包括：承载台，承载台具有中心轴线，用于承载晶圆并带动晶圆绕承载台的中心轴线旋转；位置检测模块，位置检测模块用于检测晶圆的中心轴线相对于承载台的中心轴线的偏移矢量；控制模块，基于偏移矢量调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；预对准模块，用于检测经由控制模块调整的晶圆的缺口位置。

相对于现有技术而言，本发明实施方式对预对准装置进行改进，在承载台承载晶圆并带动晶圆绕承载台的中心轴线旋转过程中，通过位置检测模块检测晶圆中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量，通过偏移矢量得知晶圆被放置时的偏移距离以及偏移角度，从而调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；通过不断地检测和补偿，保证晶圆被放置的位置不会出现过大的偏差，从而保证预对准模块能检测到晶圆的缺口，防止预对准模块因找不到晶圆的缺口而导致的机台停机的现象，提高了预对准模块的检测效率，从而提高了晶圆产品的产出量。

另外，控制模块包括：初始位置获取模块，用于获取前一片晶圆在承载台上的初始位置；位置调整模块，根据偏移矢量获取位置补偿矢量，且基于初始位置，或者基于初始位置以及位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置。

另外，位置调整模块包括：第一判断单元，用于对位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第一阈值进行比较；与第一判断单元连接的第一位置调整单元，第一判断单元判断补偿距离大于第一阈值，第一位置调整单元基于初始位置以及与初始位置对应的位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；与第一判断单元连接的第二位置调整单元，第一判断单元判断补偿距离小于或等于第一阈值，第二位置调整单元调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置。本发明实施方式提供的一种位置调整模块的具体实现方式，通过对放置下一片晶圆的补偿距离进行判断，若补偿距离大于第一阈值时，才会对晶圆进行位置补偿；通过这种方式可以减少控制模块一些不必要的调整晶圆放置位置的次数，节约能源。

另外，位置调整模块包括：第二判断单元，用于对位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第二阈值进行比较；与第二判断单元连接的计数单元，预存有累计次数，第二判断单元判断补偿距离大于第二阈值，累计次数加1，并对累计次数与预设次数进行比较；与计数单元连接的第三位置调整单元，计数单元判断累计次数大于预设次数，第三位置调整单元基于前一片晶圆在承载台上的初始位置以及与初始位置对应的位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；与计数单元和第二判断单元连接的第四位置调整单元，第二判断单元判断补偿距离小于或等于第二阈值，或计数单元判断累计次数小于或等于预设次数，第四位置调整单元调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置。本发明实施方式提供的另一种位置调整模块的具体实现方式，通过对放置下一片晶圆的补偿距离进行判断，若补偿距离大于第二阈值超过预设次数时，才会对晶圆进行位置补偿；通过这种方式，避免了因为偶尔一次出现放置或检测误差而进行位置补偿的情况，保证了对晶圆进行位置补偿的准确性。

另外，预对准装置还包括：预警模块，用于，当偏移矢量中的偏移距离大于预设的第三阈值时发出预警信息。当晶圆位置出现较大的偏差时，预对准装置通过预警单元进行报警，在机台不停机的情况下，通知工程师来检查预对准装置工作的状态。

另外，位置检测模块包括：分别位于承载台承载的晶圆相对两侧的光发射单元和光接收单元；参考部，参考部与晶圆靠近光接收单元的表面位于同一水平高度；在位置检测模块工作期间，光发射单元发出的检测光线的传输路径与晶圆边缘和参考部具有交点；数据分析单元，基于光接收单元接收到的检测光线，生成偏移矢量。

另外，光发射单元位于参考部靠近承载台的一侧；位置检测模块还包括：第一支撑部，用于支撑光接收单元，且光接收单元位于参考部远离承载台的一侧。另外，光接收单元位于参考部靠近承载台的一侧；位置检测模块还包括：第二支撑部，用于支撑光发射单元，且光发射单元位于参考部远离承载台的一侧。

本发明实施方式还提供了一种预对准方法，应用于上述预对准装置，包括：在承载台承载晶圆绕承载台的中心轴线进行旋转的过程中，检测晶圆的中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量；根据偏移矢量，计算位置补偿矢量；基于位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；对调整放置位置后的晶圆的缺口进行检测。

另外，在承载台承载晶圆绕承载台的中心轴线进行旋转的过程中，检测晶圆的中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量，具体包括：获取承载台带动晶圆绕承载台的中心轴线进行旋转时，晶圆的边缘与位置检测模块和承载台的中心轴线连线的交点，与位置检测模块的偏移距离并记录；根据记录的偏移距离，生成偏移曲线，偏移曲线为承载台旋转一周时，偏移距离随承载台的旋转角度的变化曲线；根据偏移曲线，计算晶圆的中心轴线距离承载台的中心轴线的偏移矢量。通过对偏移曲线进行分析，使得得到的偏移矢量的结果更加准确。

另外，基于位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置之前，还包括：将位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第一阈值进行比较；若补偿距离大于第一阈值，再执行基于位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；若补偿距离小于或等于第一阈值，将后一片晶圆放置在承载台上当前晶圆放置的位置。

另外，基于位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置之前，还包括：预存有累计次数和预设次数；将位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第二阈值进行比较；若补偿距离大于第二阈值，累计次数加1，将累计次数与预设次数进行比较；若累计次数大于预设次数，再执行基于位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；若累计次数小于或等于预设次数，或补偿距离小于或等于第二阈值，将后一片晶圆放置在承载台上当前晶圆放置的位置。

另外，预对准方法还包括：将位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第三阈值进行比较；若补偿距离大于第三阈值，发出预警信息。

在承载台承载晶圆并带动晶圆绕承载台的中心轴线旋转过程中，通过检测晶圆中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量，通过偏移矢量得知晶圆被放置时的偏移距离以及偏移角度，从而调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；通过不断地检测和补偿，保证晶圆被放置的位置不会出现过大的偏差，从而保证预对准模块能检测到晶圆的缺口，防止预对准模块因找不到晶圆的缺口而导致的机台停机的现象，提高了预对准模块的检测效率，从而提高了晶圆产品的产出量。

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为第一实施方式涉及的预对准装置的虚拟模块示意图；

图2为第一实施方式涉及的偏移矢量的计算原理图；

图3为第一实施方式涉及的偏移曲线的具体示意图；

图4为第一实施方式涉及的预对准装置的具体结构的俯视图；

图5为第一实施方式涉及的预对准模块第一种设置方式的示意图；

图6为第一实施方式涉及的预对准模块第二种设置方式的示意图；

图7为第一实施方式涉及的测量参考模块与晶圆边缘距离的原理图；

图8为第二实施方式涉及的控制模块的具体模块示意图；

图9为第三实施方式涉及的控制模块的具体模块示意图；

图10为第四实施方式涉及的预对准方法的具体流程图；

图11为第五实施方式涉及的预对准方法的具体流程图。

具体实施方式

目前，机台在发生故障之前，机台将晶圆搬运到预对准装置进行校准的过程中，预对准装置是不会对晶圆的位置进行检测的，同时预对准装置也没有可利用的传感器去检测晶圆的位置信息；直到预对准装置因找不到晶圆的缺口，而导致机台停机，工程师才会知道机台搬运晶圆到预对准装置进行位置校准的过程中，机台放置晶圆到预对准装置中的承载台上的位置有问题，然后不得以停止机台去手动校准机台放置晶圆的位置。如此，严重影响了机台的校准效率，从而影响了晶圆产品的产出。

为解决上述问题，本发明第一实施方式提供了一种预对准装置，包括：承载台，承载台具有中心轴线，用于承载晶圆并带动晶圆绕承载台的中心轴线旋转；位置检测模块，位置检测模块用于检测晶圆的中心轴线相对于承载台的中心轴线的偏移矢量；控制模块，基于偏移矢量调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；预对准模块，用于检测经由控制模块调整的晶圆的缺口位置。

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方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，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方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合，相互引用。

下面对本实施方式的预对准装置的实现细节进行具体说明，参考图1，预对准装置100，包括：

承载台110，承载台110具有中心轴线，用于承载晶圆并带动晶圆绕承载台110的中心轴线旋转。具体地，承载台110绕中心轴线自身进行旋转，放置在承载台110上的晶圆在承载台110的带动下绕承载台110的中心轴线进行旋转。

位置检测模块103，用于检测晶圆的中心轴线相对于承载台110的中心轴线的偏移矢量。

具体地，位置检测模块103获取承载台110带动晶圆绕承载台110的中心轴线进行旋转时，晶圆的边缘与位置检测模块103和承载台110的中心轴线连线的交点，与位置检测模块103的偏移距离并记录；根据记录的偏移距离，生成偏移曲线，偏移曲线为承载台110旋转一周时，偏移距离随承载台110的旋转角度的变化曲线；根据偏移曲线，计算晶圆的中心轴线距离承载台110的中心轴线的偏移矢量。

在一个例子中，参考图2，图中虚线圆圈表示承载台110，承载台110的中心点为O点，承载台110绕O点进行逆时针旋转，承载台110带动放置在承载台110上的晶圆120进行顺时针旋转，假设此时位置检测模块的参考点为D点，位置检测模块的参考点D与承载台110的中心轴线之间的连线为直线OD，晶圆120的边缘与OD的交点为M，位置检测模块获取DM的长度并记录，根据获取的DM长度与承载台110的旋转角度，生成偏移曲线(如图3所示)。

具体地，晶圆120的偏移距离的偏移角度采用如下方式计算：

假设晶圆120的偏移距离为d0；假设晶圆120的偏移角度为θ0。

假设晶圆120半径为r；假设位置检测模块的参考点D与承载台110的中心轴线之间的距离OD为L；假设DM的最大距离为DM1，DM的最小距离为DM2；若实测DM1的长度为X1，DM1对应的承载台110旋转角度为θ1；若实测DM2的长度为X2，DM2对应的承载台110旋转角度为θ2。

则晶圆120的偏移距离d0＝L-r-DM2或者d0＝DM1+r-L或者2d0＝DM1-DM2；晶圆120的偏移角度θ0＝360°-θ2或者180°-θ1。

参考图3，若晶圆的中心轴线与承载台的中心轴线重合，此时晶圆并未发生偏移，生成曲线130所示的偏移曲线，C0点表示在晶圆的缺口处产生的测量误差。

在一个例子中，结合图2和图3，此时晶圆120绕承载台110的中心轴线(即D点)旋转360°，生成图3中曲线140所示的偏移曲线，可以通过以下两种方式计算得到晶圆120的中心轴线(即P点)相对于承载台110的中心轴线(即D点)的偏移矢量：

方式一：此时曲线140中最低点即对应图2中的A点，最低点的纵坐标即上述计算公式中的DM2，最低点对应的横坐标即上述公式中的θ2，通过最低点的横纵坐标，结合晶圆120的半径，参考点D与承载台110的中心轴线的距离OD，即可计算出晶圆120的偏移距离以及偏移角度，从而得到偏移矢量。

方式二：此时曲线140中最高点即对应图2中的B点，最高点的纵坐标即上述计算公式的DM1，最高点对应的横坐标即上述公式中的θ1，通过最高点的横纵坐标，结合晶圆120的半径，参考点D与承载台110的中心轴线的距离OD，即可计算出晶圆120的偏移距离以及偏移角度，从而得到偏移矢量。

继续参考图1，控制模块101，基于偏移矢量调整后一片晶圆放置在承载台110上的位置。

在一个例子中，控制模块101根据偏移矢量生成补偿矢量，补偿矢量与偏移矢量大小相同，方向相反；控制模块101控制转移模块104根据补偿矢量对后一片晶圆放置在承载台110上的位置进行调整。

具体地，控制模块101包括：初始位置获取模块111和位置调整模块121。

初始位置获取模块111，用于获取前一片晶圆在承载台110上的初始位置。即以前一片晶圆放置在承载台110上的位置为基准，对后一片晶圆放置在承载台110上的位置进行调整。位置调整模块121，根据偏移矢量获取位置补偿矢量，且基于初始位置，或者基于初始位置以及位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台110上的位置。

在一个具体的例子中，若前一片晶圆放置在承载台110上的位置偏差过大，位置调整模块121根据初始位置获取模块111获取的初始位置以及位置补偿矢量，控制转移模块104对后一片晶圆放置在承载台110上时进行位置补偿；若前一片晶圆放置在承载台110上的位置偏差不大，位置调整模块121根据初始位置获取模块111获取的初始位置，控制转移模块104放置后一片晶圆。

预对准模块102，用于检测经由所述控制模块101调整的晶圆的缺口位置。

具体地，在承载台110带动晶圆绕承载台110的中心轴线进行旋转的过程中，需要保证预对准模块102能够检测到晶圆的缺口位置；若预对准模块102不能检测到晶圆的缺口，机台停止工作，影响预对准装置100的检测效率，从而影响晶圆产品的产出。

需要说明的是，在本实施方式中，位置调整模块121连接转移模块104，通过转移模块104来将承载台110上的晶圆取走，或将晶圆110放置在承载台110上。具体地，转移模块104将晶圆放置到承载台110上；预对准模块102检测晶圆的缺口，若预对准模块102能够检测到晶圆的缺口，转移模块104将承载台110上的晶圆取走，进行下一步工艺。

参考图4～图6，本实施方式给出一预对准装置100的俯视图和主视图，下面结合附图对预对准装置100进行详细描述。

参考图4，预对准装置100包括装置机台200，装置机台200上有承载台110，承载台110用于承载晶圆120，晶圆120上有缺口121，预对准模块102用于检测缺口121，位置检测模块103用于检测晶圆120的中心轴心线距离承载台110的中心轴线之间的偏移矢量。

参考图5及图6，位置检测模块103具体包括：分别位于承载台110承载的晶圆120相对两侧的光发射单元143和光接收单元123；参考部133，与晶圆120靠近光接收单元123的表面位于同一水平高度；在位置检测模块103工作期间，光发射单元143发出的检测光线的传输路径与晶圆120边缘和参考部133具有交点；数据分析单元(图中未示出)，基于光接收单元123接收到的检测光线，生成偏移矢量。

本实施方式给出了两种光发射单元143和光接收单元123的设置方式，具体如下：

方式一：光发射单元143位于参考部133靠近承载台110的一侧；位置检测模块103还包括第一支撑部113，用于支撑光接收单元123，光接收单元143位于参考部133远离承载台110的一侧。

具体地，参考图5，光发射单元143固定在装置机台200顶部表面，第一支撑部113位于装置机台200顶部，且在光发射单元143远离承载台110的一侧，第一支撑部113上固定有参考部133和光接收单元123，光接收单元123与参考部133和晶圆120之间的连线平行设置。

方式二，光接收单元123位于参考部133靠近承载台110的一侧；位置检测模块103还包括第二支撑部213，用于支撑光发射单元143，光发射单元143位于参考部133原理承载台110的一侧。需要说明的是，在本设置方式中，需要保证感光部件424的厚度小于承载台110的厚度。

具体地，参考图6：光接收单元123固定在装置机台200顶部表面，与参考部133和晶圆120之间的连线平行设置，第二支撑部213位于装置机台200顶部，且在光接收单元123原理承载台110的一侧，第二支撑部213上固定有参考部133和光接收单元123。

数据分析单元通过光接收单元123接收到的检测光线的长度即可计算出参考部133距离晶圆边缘的距离d，其原理如图7所示，具体如下：

首先，可以得到位置检测模块103中光发射单元143距离参考部133靠近光接收部件123表面的垂直高度差h，光发射单元143距离光接收单元123下表面的垂直高度差H。

其次，根据检测的光接收单元123接收到的检测光线的长度L，即可通过相似的算法计算出距离d，具体地，d＝h*L/H。再结合承载台110的旋转角度，即可获取晶圆120的中心轴线相对于承载台110的中心轴线的偏移矢量。

本实施方式给出两种位置检测模块的具体实施方法的目的在于本领域技术人员更容易理解本方案，在具体实施方式中，光发射单元和光接收单元有很多种设置方式，只要采用相似算法计算出参考点距离晶圆边缘距离的方式都应划入本方案的保护范围中。

相对于现有技术而言，本发明实施方式对预对准装置进行改进，在承载台承载晶圆并带动晶圆绕承载台的中心轴线旋转过程中，通过位置检测模块检测晶圆中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量，通过偏移矢量得知晶圆被放置时的偏移距离以及偏移角度，从而调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；通过不断地检测和补偿，保证晶圆被放置的位置不会出现过大的偏差，从而保证预对准模块能检测到晶圆的缺口，防止预对准模块因找不到晶圆的缺口而导致的机台停机的现象，提高了预对准模块的检测效率，从而提高了晶圆产品的产出量。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第二实施方式涉及一种预对准装置，本实施方式与第一实施方式大致相同，不同之处在于：本实施例方式为控制模块101的一种具体实施方式。

以下将结合附图对本实施方式提供的预对准装置进行详细说明，与第一实施例相同或相应的部分，以下将不做详细赘述。

本实施方式涉及的控制模块101的具体模块图，如图8所示，包括：

初始位置获取模块111，用于获取前一片晶圆在承载台上的初始位置。

位置调整模块121，根据偏移矢量获取位置补偿矢量，且基于初始位置，或者基于初始位置以及位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置。

偏移矢量为晶圆的中心轴线相对于承载台中心轴线的矢量，位置补偿矢量为承载台中心轴线相对于晶圆中心轴线的矢量，即偏移矢量与位置补偿矢量为等大且反向的矢量。由此可知，位置补偿矢量中的补偿距离等于偏移矢量中的偏移距离；位置补偿矢量中的补偿角度为偏移矢量中的偏移角度值+180°或偏移角度值-180°。

具体地，位置调整模块121包括：

第一判断单元300，用于对位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第一阈值进行比较。

第一位置调整单元301，连接第一判断单元300，若第一判断单元300判断补偿距离大于第一阈值，第一位置调整单元301基于初始位置以及初始位置对应的位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置。即第一位置调整单元301用于进行位置补偿调整。

第二位置调整单元302，连接第一判断单元300，若第一判断单元300判断补偿距离小于或等于第一阈值，第二位置调整单元302调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置。即第二位置调整单元302用于将后一片晶圆按照初始位置进行放置。

在一个具体的例子中，如下表所示：

补偿距离(mm)	第一阈值(mm)	是否进行位置补偿
			8	10	不进行
12	10	进行
			20	15	进行
18	20	不进行

需要说明的是，上表为本发明实施方式中对第一阈值的举例说明，方便本领域技术人员理解本方案，并不构成限定，在具体应用中可以根据实际情况，具体设置第一阈值的大小。

需要说明的是，在本实施方式中，预对准装置还包括：

预警模块(图中未示出)，用于，当偏移矢量中的偏移距离大于预设的第三阈值时发出预警信息。

在一个具体的例子中，如下表所示：

需要说明的是，上表为本发明实施方式中对第三阈值的举例说明，方便本领域技术人员理解本方案，并不构成限定，在具体应用中可以根据实际情况，具体设置第三阈值的大小。

需要说明的是：预警信号包括但不限于以下至少其中一种方式：向工程师的移动终端发送报警信息或进行响铃报警。

与现有技术相比，本发明实施方式提供的一种控制模块的具体实施方式，通过对放置后一片晶圆的补偿距离进行判断，若补偿距离大于第一阈值时，才会对晶圆进行位置补偿；通过这种方式可以减少一些不必要的调整晶圆放置位置的次数，节约能源。此外，当晶圆位置出现较大的偏差时，预对准装置通过预警模块进行报警，通知工程师来检查预对准装置工作的状态。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种预对准装置，本实施方式与第二实施方式大致相同，不同之处在于，本实施方式介绍了另一种控制模块的实施方式。

以下将结合附图对本实施例提供的预对准装置进行详细说明，与第二实施例相同或相应的部分，以下将不做详细赘述。

本实施方式涉及的控制模块的具体模块图，如图9所示，包括：

初始位置获取模块111，用于获取前一片晶圆在承载台上的初始位置。

位置调整模块121，根据偏移矢量获取位置补偿矢量，且基于初始位置，或者基于初始位置以及位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置。

具体地，位置调整模块121包括：

第二判断单元400，用于对位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第二阈值进行比较。

计数单元403，连接第二判断单元400，预存有累计次数，若第二判断单元400判断补偿距离大于第二阈值，累计次数加1，并对累计次数与预设次数进行比较。

在一个具体的例子中，如下表所示：

需要说明的是，上表为本发明实施方式中对第二阈值的举例说明，方便本领域技术人员理解本方案，并不构成限定，在具体应用中可以根据实际情况，具体设置第二阈值的大小。

第三位置调整单元401，连接计数单元403，若计数单元403判断累计次数大于预设次数，第三位置调整单元401基于前一片晶圆在承载台上的初始位置以及与初始位置对应的位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置。

第四位置调整单元402，连接计数单元403和第二判断单元400，若第二判断单元400判断补偿距离小于或等于第二阈值，或计数单元403判断累计次数小于或等于预设次数，第四位置调整单元402调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置。

具体地，计数单元403，预存有累计次数，累计次数初始为0，当接收到计数信号时，累计次数加1；当累计次数大于预设次数时，第三位置调整单元401基于前一片晶圆在承载台上的初始位置以及与初始位置对应的位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置，即进行位置补偿操作，并将所述累计次数清0。

在一个具体的例子中，若预设次数为1，当第一次补偿距离大于第二阈值时，累计次数0+1＝1，此时累计次数1并不大于预设次数1，第三位置调整单元401不进行位置补偿操作；若补偿距离再次大于第二阈值，累计次数1+1＝2，此时累计次数2大于预设次数1，第三位置调整单元401进行位置补偿操作。

需要说明的是，本实施方式中对预设次数为1的举例说明是为了本领域技术人员能更清楚本实施方式的执行流程，并不构成对本实施方式的限定，在具体应用过程中，可以根据具体需求设定预设次数的具体大小。

在其他实施方式中，预对准装置还可以包括：预警模块(图中未示出)，用于，当偏移矢量中的偏移距离大于预设的第三阈值时发出预警信息。

在本实施方式中，只要补偿距离大于第二阈值，累计次数便+1，当累计次数大于预设次数时第三位置调整单元401进行位置补偿操作，即计数单元403接收判断补偿距离大于第二阈值可以是不连续的，在其他实施方式中，也可以将计数单元403设置成当连续判断判断补偿距离大于第二阈值超过预设次数时，第三位置调整单元401才进行位置补偿操作。需要说明的是，在其他实施方式中，还可以将第二实施方式和第三实施方式结合实施，此时需要满足第一阈值大于第二阈值，当补偿距离大于第一阈值时，第一位置调整单元进行位置补偿操作；当补偿距离大于第二阈值超过预设次数时，第三位置调整单元进行位置补偿操作；当补偿距离大于第二阈值并没有超过预设次数或补偿距离小于第二阈值时，第二位置调整单元将后一片晶圆按照初始位置进行放置，此时由于第四位置调整单元的功能与第二位置调整单元相同，因此可以将第四位置调整单元与第二位置调整单元的整合。

与现有技术相比，本发明实施方式通过对放置下一片晶圆的补偿距离进行判断，若补偿距离大于第二阈值超过预设次数时，才会对晶圆进行位置补偿；通过这种方式，避免了机台因为偶尔一次出现放置误差而进行位置补偿的情况。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第四实施方式涉及一种预对准方法，具体流程图如图10所示，具体包括以下步骤：

步骤601，传送晶圆到预对准装置。

具体地，机台将晶圆转移到预对准装置的承载台上。

步骤602，检测晶圆的中心轴线距离承载台的中心轴线的偏移矢量。

具体地，承载台带动晶圆绕承载台的中心轴线进行旋转，承载台带动晶圆旋转的过程中，位置检测模块检测晶圆的中心轴线距离承载台的中心轴线的偏移矢量。

在一个例子中，获取承载台带动晶圆绕所述承载台的中心轴线进行旋转时，晶圆的边缘与位置检测模块和承载台的中心轴线连线的交点，与位置检测模块的偏移距离并记录；根据记录的偏移距离，生成偏移曲线，偏移曲线为所述承载台旋转一周时，偏移距离随承载台的旋转角度的变化曲线；根据偏移曲线，计算晶圆的中心轴线距离所述承载台的中心轴线的偏移矢量。通过对偏移曲线进行分析，使得得到的偏移矢量的结果更加准确。

步骤603，根据偏移矢量计算位置补偿的补偿距离。

根据偏移矢量，计算位置补偿矢量。具体地，控制模块获取位置检测模块计算的偏移矢量，计算放置下一片晶圆需要进行位置补偿的补偿距离和补偿角度，即补偿矢量。

偏移矢量为晶圆的中心轴线相对于承载台中心轴线的矢量，位置补偿矢量为承载台中心轴线相对于晶圆中心轴线的矢量，即偏移矢量与位置补偿矢量为等大且反向的矢量。由此可知，位置补偿矢量中的补偿距离等于偏移矢量中的偏移距离；位置补偿矢量中的补偿角度为偏移矢量中的偏移角度值+180°或偏移角度值-180°。

在其他实施方式中，还需要对补偿距离的大小进行判断。具体地，将补偿距离与预设的第一阈值进行比较，若补偿距离大于第一阈值，再执行向承载台放置下一片晶圆时进行位置补偿，即执行步骤604；若补偿距离小于等于第一阈值，不执行所述向承载台放置下一片晶圆时进行位置补偿，即跳过步骤604，执行步骤601。

步骤604，进行位置补偿。

根据计算出来的补偿距离和补偿角度，控制模块控制机台放置下一片晶圆时进行位置补偿。

具体地，补偿距离大于第一阈值，基于初始位置以及初始位置对应的位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置；若补偿距离小于或等于第一阈值，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置。

步骤604执行完毕后，对调整放置位置后的晶圆的缺口进行检测。然后继续执行步骤601，从而对下一片晶圆的放置在承载台上的位置进行检测。

上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

由于第一或第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一或第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种预对准方法，具体流程图如图11所示，具体包括以下步骤：与第四实施例相同或相应的部分，以下将不做详细赘述。

步骤701，传送晶圆到预对准装置。

步骤702，检测晶圆的中心轴线距离承载台的中心轴线的偏移矢量。

步骤703，根据偏移矢量计算位置补偿的补偿距离。

步骤704，判断补偿距离是否小于第二阈值。

若补偿距离小于第二阈值，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置，再执行步骤701；若补偿距离大于第二阈值，执行步骤705和步骤715。

步骤705，判断补偿距离是否小于第三阈值。

具体地，将补偿距离与预设的第三阈值进行比较，若补偿距离大于第三阈值，发出预警信息，即执行步骤706；若补偿距离小于等于第三阈值，不发出预警信息，即跳过步骤706。

步骤706，发出预警信息。

需要说明的是：预警信号包括但不限于以下至少其中一种方式：向工程师的移动终端发送报警信息或进行响铃报警。

步骤715，累计次数+1。

具体地，累计次数初始为0，若补偿距离大于第二阈值，累计次数+1。

步骤716，判断累计次数是否大于预设次数。

具体地，当累计次数大于预设次数时，再执行向承载台放置下一片晶圆时进行位置补偿，即执行步骤717。当累计次数小于等于预设次数时，不执行向承载台放置下一片晶圆时进行位置补偿，即跳过步骤717，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置，再执行步骤701。

需要说明的是，在本实施方式中，只要补偿距离大于第二阈值，累计次数便+1，当累计次数大于预设次数时便执行步骤717，即累计次数进行累加是不连续的，在其他实施方式中，也可以设置成当补偿距离连续大于第二阈值超过预设次数时，才发出执行步骤717。

步骤717，进行位置补偿，并将累计次数清0。

步骤717执行完后，调整后一片晶圆放置在承载台上的位置为初始位置，继续执行步骤701。

上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

由于第三实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第三实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

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。

Claims (13)

1.一种预对准装置，其特征在于，包括：

承载台，所述承载台具有中心轴线，用于承载晶圆并带动晶圆绕所述承载台的中心轴线旋转；

位置检测模块，所述位置检测模块用于检测晶圆的中心轴线相对于所述承载台的中心轴线的偏移矢量；

控制模块，基于所述偏移矢量调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置；

预对准模块，用于检测经由所述控制模块调整的晶圆的缺口位置。

2.如权利要求1所述的预对准装置，其特征在于，所述控制模块包括：

初始位置获取模块，用于获取前一片晶圆在所述承载台上的初始位置；

位置调整模块，根据所述偏移矢量获取位置补偿矢量，且基于所述初始位置，或者基于所述初始位置以及所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置。

3.如权利要求2所述的预对准装置，其特征在于，所述位置调整模块包括：

第一判断单元，用于对所述位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第一阈值进行比较；

与所述第一判断单元连接的第一位置调整单元，所述第一判断单元判断所述补偿距离大于所述第一阈值，所述第一位置调整单元基于所述初始位置以及与所述初始位置对应的所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置；

与所述第一判断单元连接的第二位置调整单元，所述第一判断单元判断所述补偿距离小于或等于所述第一阈值，所述第二位置调整单元调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置为所述初始位置。

4.如权利要求2所述的预对准装置，其特征在于，所述位置调整模块包括：

第二判断单元，用于对所述位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第二阈值进行比较；

与所述第二判断单元连接的计数单元，预存有累计次数，所述第二判断单元判断所述补偿距离大于所述第二阈值，所述累计次数加1，并对所述累计次数与预设次数进行比较；

与所述计数单元连接的第三位置调整单元，所述计数单元判断所述累计次数大于所述预设次数，所述第三位置调整单元基于前一片晶圆在所述承载台上的初始位置以及与所述初始位置对应的所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置；

与所述计数单元和所述第二判断单元连接的第四位置调整单元，所述第二判断单元判断所述补偿距离小于或等于所述第二阈值，或所述计数单元判断所述累计次数小于或等于所述预设次数，所述第四位置调整单元调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置为所述初始位置。

5.如权利要求1所述的预对准装置，其特征在于，所述预对准装置还包括：

预警模块，用于，当所述偏移矢量中的偏移距离大于预设的第三阈值时发出预警信息。

6.如权利要求1所述的预对准装置，其特征在于，所述位置检测模块包括：

分别位于所述承载台承载的晶圆相对两侧的光发射单元和光接收单元；

参考部，所述参考部与所述晶圆靠近所述光接收单元的表面位于同一水平高度；

在所述位置检测模块工作期间，所述光发射单元发出的检测光线的传输路径与所述晶圆边缘和所述参考部具有交点；

数据分析单元，基于所述光接收单元接收到的所述检测光线，生成所述偏移矢量。

7.如权利要求6所述的预对准装置，其特征在于，

所述光发射单元位于所述参考部靠近所述承载台的一侧；

所述位置检测模块还包括：第一支撑部，用于支撑所述光接收单元，且所述光接收单元位于所述参考部远离所述承载台的一侧。

8.如权利要求6所述的预对准装置，其特征在于，包括：

所述光接收单元位于所述参考部靠近所述承载台的一侧；

所述位置检测模块还包括：第二支撑部，用于支撑所述光发射单元，且所述光发射单元位于所述参考部远离所述承载台的一侧。

9.一种预对准方法，应用于如权利要求1-8任一所述的预对准装置，其特征在于，包括：

在承载台承载晶圆绕承载台的中心轴线进行旋转的过程中，检测晶圆的中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量；

根据所述偏移矢量，计算位置补偿矢量；

基于所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置；

对调整放置位置后的晶圆的缺口进行检测。

10.如权利要求9所述的预对准方法，其特征在于，所述在承载台承载晶圆绕承载台的中心轴线进行旋转的过程中，检测晶圆的中心轴线距离承载台中心轴线的偏移矢量，具体包括：

获取所述承载台带动晶圆绕所述承载台的中心轴线进行旋转时，所述晶圆的边缘与位置检测模块和所述承载台的中心轴线连线的交点，与所述位置检测模块的偏移距离并记录；

根据记录的所述偏移距离，生成偏移曲线，所述偏移曲线为所述承载台旋转一周时，所述偏移距离随所述承载台的旋转角度的变化曲线；

根据所述偏移曲线，计算所述晶圆的中心轴线距离所述承载台的中心轴线的偏移矢量。

11.如权利要求10所述的预对准方法，其特征在于，所述基于所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置之前，还包括：

将所述位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第一阈值进行比较；

若所述补偿距离大于所述第一阈值，再执行所述基于所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置；

若所述补偿距离小于或等于所述第一阈值，将后一片晶圆放置在所述承载台上当前晶圆放置的位置。

12.如权利要求10所述的预对准方法，其特征在于，所述基于所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置之前，还包括：

预存有累计次数和预设次数；

将所述位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第二阈值进行比较；

若所述补偿距离大于所述第二阈值，所述累计次数加1，将所述累计次数与预设次数进行比较；

若所述累计次数大于所述预设次数，再执行所述基于所述位置补偿矢量，调整后一片晶圆放置在所述承载台上的位置；

若所述累计次数小于或等于所述预设次数，或所述补偿距离小于或等于所述第二阈值，将后一片晶圆放置在所述承载台上当前晶圆放置的位置。

13.如权利要求9所述的预对准方法，其特征在于，还包括：

将所述位置补偿矢量中的补偿距离与预设的第三阈值进行比较；

若所述补偿距离大于所述第三阈值，发出预警信息。

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