CN115831845A - 晶圆预对准装置及晶圆预对准方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆预对准装置及晶圆预对准方法，晶圆预对准装置包括：承载组件，用于承载晶圆及带动晶圆绕承载组件的旋转轴转动；移动组件，用于带动晶圆在垂直于旋转轴的方向移动；光源组件，位于晶圆的第一侧，用于产生多个朝向晶圆出射的光学条纹，光学条纹均与晶圆的周向边缘相交；线阵图像传感器，位于晶圆的第二侧，用于接收光学条纹并生成用于表征周向边缘的灰阶图像；控制器，用于根据灰阶图像确定晶圆的中心和承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿。根据本申请的晶圆预对准装置及晶圆预对准方法，能有有效提高预对准的精度。

Description

晶圆预对准装置及晶圆预对准方法

技术领域

本申请涉及集成电路制造技术领域，具体而言涉及一种晶圆预对准装置及晶圆预对准方法。

背景技术

在晶圆加工过程中，由于加工工艺的精度要求高于晶圆传输过程中的精度，因此在对晶圆进行加工工艺之前必须通过晶圆预对准装置对晶圆进行对准，以补偿晶圆在传输过程中造成的定位误差。晶圆预对准是晶片集成电路制造过程中的重要环节，预对准的精度直接影响整个集成电路制造工艺的精度和效率。

目前的晶圆预对准装置通常通过如下方式进行预对准：

1)通过CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)图像传感器采集晶圆的光学图像，并通过计算拟合出晶圆边缘和中心。该过程需要复杂的图像处理技术，且不适用于具有复杂边缘(诸如边缘减薄等易探测到第二边界)的晶圆的预对准。

2)通过采集透过晶圆边缘的光量拟合出的波形信号，来确定晶圆的缺口或平边。这种方式不适用于特殊边缘(诸如边缘毛刺等)的晶圆的预对准。

因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种晶圆预对准装置，其包括：

承载组件，用于承载晶圆及带动所述晶圆绕所述承载组件的旋转轴转动；

移动组件，用于带动所述晶圆在垂直于所述旋转轴的方向移动；

光源组件，位于所述晶圆的第一侧，用于产生多个朝向所述晶圆出射的光学条纹，多个所述光学条纹宽度相等且平行等距排布，所述光学条纹均与所述晶圆的周向边缘相交；

线阵图像传感器，位于所述晶圆的第二侧，用于接收所述光学条纹并生成用于表征所述周向边缘的灰阶图像；

控制器，用于根据所述灰阶图像确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿。

示例性地，所述光源组件包括光源和分光件，所述分光件用于使所述光源发出的光线通过杨氏干涉或衍射形成多个所述光学条纹；

所述线阵图像传感器为CCD线阵图像传感器或CMOS线阵图像传感器。

示例性地，所述光学条纹的个数大于或等于5；

所述光学条纹的长度为1mm～1.25mm；

相邻所述光学条纹的间距为4μm-200μm。

示例性地，所述承载组件包括真空吸盘、第一驱动单元和第二驱动单元；

所述真空吸盘用于承载所述晶圆，所述承载组件的中心为所述真空吸盘的中心，所述真空吸盘的中心位于所述旋转轴上；

所述第一驱动单元用于驱动所述真空吸盘绕所述旋转轴转动；

第二驱动单元用于驱动所述真空吸盘升降。

所述控制器还用于根据所述灰阶图像定位所述晶圆上的定位部，其中，所述定位部包括缺口或平边。

示例性地，所述根据所述灰阶图像定位所述晶圆上的定位部，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，使所述晶圆的所述周向边缘依次通过所述光源组件与所述线阵图像传感器之间；

根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置；

控制所述承载组件带动所述晶圆转动，使所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间。

示例性地，所述根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置，包括：

判断所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像是否与预设的定位部灰阶图像匹配；

当所述灰阶图像与所述定位部灰阶图像匹配时，确定与所述定位部灰阶图像匹配的所述灰阶图像对应的所述周向边缘的位置为所述定位部的位置。

示例性地，所述根据所述灰阶图像定位所述定位部，还包括：

根据所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间时所述线阵图像传感器获取的所述灰阶图像，确定所述定位部的边缘轮廓；

根据所述边缘轮廓，确定所述晶圆所述定位部处的拟合圆周边缘和几何中心，其中，所述几何中心为所述拟合圆周边缘的中点。

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定所述晶圆的周向边缘上的多个采样点到所述承载组件的中心的距离，其中，相邻所述采样点与所述承载组件的中心的连线形成的夹角的角度相等，所述采样点的数量大于或等于4，且为4的整数倍；

计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离的第一平均值，并计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离与所述第一平均值的差值；

分别计算各组相对的所述采样点对应的所述差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的所述采样点对应的偏差值，其中，相对的所述采样点为连线经过所述承载组件的中心的两个所述采样点；

根据各所述采样点对应的所述偏差值，控制所述移动组件带动所述晶圆在垂直于所述旋转轴的方向上相应移动，以补偿所述偏差值。

示例性地，所述采样点包括部分位于所述定位部处的采样点，其中，位于所述定位部处的采样点为所述定位部处的拟合圆周边缘上的点。

示例性地，所述采样点均位于所述晶圆在所述定位部之外的周向边缘上。

根据本发明的第二方面，提供了一种晶圆预对准方法，其包括：

通过位于晶圆的第二侧的线阵图像传感器接收位于所述晶圆的第一侧的光源组件产生的多个朝向所述晶圆出射的光学条纹，并生成用于表征所述晶圆的周向边缘的灰阶图像，其中，多个所述光学条纹宽度相等且平行等距排布，所述光学条纹均与所述晶圆的周向边缘相交；

根据所述晶圆绕承载组件的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的所述灰阶图像，确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿，其中，所述承载组件用于承载所述晶圆及带动所述晶圆绕所述承载组件的旋转轴转动。

示例性地，所述晶圆预对准方法还包括：

根据所述晶圆绕承载组件的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的所述灰阶图像，定位所述晶圆上的定位部，其中，所述定位部包括缺口或平边。

示例性地，所述根据所述晶圆绕用于承载所述晶圆的承载部的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的灰阶图像，定位所述晶圆上的定位部，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，使所述晶圆的所述周向边缘依次通过所述光源组件与所述线阵图像传感器之间；

根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置；

控制所述承载组件带动所述晶圆转动，使所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间。

示例性地，所述根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置，包括：

判断所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像是否与预设的定位部灰阶图像匹配；

当所述灰阶图像与所述定位部灰阶图像匹配时，确定与所述定位部灰阶图像匹配的所述灰阶图像对应的所述周向边缘的位置为所述定位部的位置。

示例性地，所述根据所述晶圆绕用于承载所述晶圆的承载部的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的灰阶图像，所述晶圆上的定位部，还包括：

根据所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间时所述线阵图像传感器获取的所述灰阶图像，确定所述定位部的边缘轮廓；

根据所述边缘轮廓，确定所述晶圆所述定位部处的拟合圆周边缘和几何中心，其中，所述几何中心为所述拟合圆周边缘的中点。

示例性地，所述根据所述灰阶图像确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定所述晶圆的周向边缘上的多个采样点到所述承载组件的中心的距离，其中，相邻所述采样点与所述承载组件的中心的连线形成的夹角的角度相等，所述采样点的数量大于或等于4，且为4的整数倍；

计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离的第一平均值，并计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离与所述第一平均值的差值；

分别计算各组相对的所述采样点对应的差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的所述采样点对应的偏差值，其中，相对的所述采样点为连线经过所述承载组件的中心的两个所述采样点；

根据各所述采样点对应的所述偏差值，控制所述移动组件带动所述晶圆在垂直于所述旋转轴的方向上相应移动，以补偿所述偏差值。

示例性地，所述采样点包括部分位于所述定位部处的采样点，其中，位于所述定位部处的采样点为所述定位部处的拟合圆周边缘上的点。

示例性地，所述采样点均位于所述晶圆在所述定位部之外的周向边缘上。

根据本发明的晶圆预对准装置和晶圆与对准方法，通过晶圆一侧的线阵图像传感器接收晶圆另一侧的光源组件发出的光学条纹生成的灰阶图像来确定晶圆的中心和所承载组件的中心的偏差，基于灰阶图像可以更精确的识别晶圆边缘，能够适用于复杂边缘(诸如边缘减薄等易探测到第二边界)及特殊边缘(诸如存在边缘毛刺)的晶圆的预对准，可以有效提高预对准精度。

附图说明

本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出了本申请的实施例及其描述，用来解释本申请的装置及原理。在附图中，

图1示出了根据本申请一实施例的晶圆预对准装置的结构示意图；

图2从左到右依次示出了正常缺口及等宽光学条纹位置关系的示意图、正常缺口的示意性灰阶图像、根据灰阶图像拟合出的正常缺口的边缘轮廓示意图；

图3从左到右依次示出了边缘减薄缺口及等宽光学条纹位置关系的示意图、边缘减薄缺口的示意性灰阶图像、根据灰阶图像拟合出的边缘减薄缺口的边缘轮廓示意图；

图4从左到右依次示出了贴膜缺口及等宽光学条纹位置关系的示意图、贴膜缺口的示意性灰阶图像、根据灰阶图像拟合出的贴膜缺口的边缘轮廓示意图；

图5从左到右依次示出了正常晶圆边缘及等宽光学条纹位置关系的示意图、正常晶圆边缘的示意性灰阶图像、根据灰阶图像拟合出的正常晶圆边缘的轮廓示意图；

图6从左到右依次示出了边缘减薄的晶圆边缘及等宽光学条纹位置关系的示意图、边缘减薄的晶圆边缘的示意性灰阶图像、根据灰阶图像拟合出的边缘减薄的晶圆边缘的轮廓示意图；

图7从左到右依次示出了存在边缘毛刺的晶圆边缘及等宽光学条纹位置关系的示意图、存在边缘毛刺的晶圆边缘的示意性灰阶图像、根据灰阶图像拟合出的存在边缘毛刺的晶圆边缘的轮廓示意图；

图8示出了根据本申请一实施例的定位部的边缘轮廓、拟合圆周曲线和几何中心的示意图；

图9示出了根据本申请一实施例的晶圆及其周向边缘上的采样点的示意图；

图10示出了晶圆在初始位置及转动至各角度时，根据灰阶图像拟合出的周向边缘及其上的采样点与承载组件的中心的位置关系的示意图；

图11示出了根据本申请一实施例的晶圆及其周向边缘上的采样点的示意图。

附图标记说明：

10-晶圆，11-定位部，111-正常缺口，112-边缘减薄缺口，113-贴膜缺口，115-边缘轮廓，116-拟合圆周边缘，117-几何中心，12-正常晶圆边缘，13-边缘减薄的晶圆边缘，14-存在边缘毛刺的晶圆边缘，15-边缘毛刺，160、161、162、163、164、165、166、167-定位点，170、171、172、173、174、175、176、177-定位点，190-晶圆的中心；

100-承载组件，110-承载组件的中心，200-光源组件，210-光学条纹，300-线阵图像传感器；

a-旋转轴。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，部件的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。

参照附图1对根据本申请一实施例的晶圆预对准装置进行示例性说明，该晶圆预对准装置包括承载组件100、移动组件、光源组件200、线阵图像传感器300和控制器。

承载组件100用于承载晶圆10及带动所述晶圆10绕承载组件100的旋转轴a转动。在本申请实施例中，所述承载组件100包括真空吸盘和第一驱动单元，真空吸盘可以呈圆形，其直径小于晶圆10直径。真空吸盘用于承载晶圆10，其可以通过真空吸附的方式使晶圆10稳定地保持在其上。第一驱动单元用于驱动所述真空吸盘绕其中心轴线(也即旋转轴a)转动，从而带动晶圆10绕旋转轴a的中心轴线转动。真空吸盘的中心(圆心)位于该中心轴线(也即旋转轴a)上。在一些实施例中，第一驱动单元可以包括第一电机，真空吸盘与第一电机的输出轴传动连接，以在第一电机的驱动下饶其中心轴线转动。在本申请实施例中，承载组件100还包括第二驱动单元，第二驱动单元用于驱动真空吸盘(在沿其中心轴线的方向上)升降，以便在预对准前后同传送手臂交换晶圆。在一些实施例中，第二驱动单元包括第一气压缸和可伸缩地连接于第一气压缸的传动杆，真空吸盘与该传动杆传动连接。在一些实施例中，第二驱动单元可以包括第二电机，第二电机与真空吸盘传动连接，以驱动真空吸盘在沿其中心轴线的方向移动。在本申请实施例中，晶圆10上设置有定位部11，该定位部11可以是晶圆10上的缺口(Notch)、平边(Flat)或其它合适的定位结构。在其它一些实施例中，承载组件100也可以为能够旋转和升降的工作台，该工作台表面设置有真空吸附装置，用以承载和吸附晶圆10。

移动组件用于带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向移动，以改变晶圆10在承载组件100上的位置。在一些实施例中，移动组件可以包括第二气压缸和与气压缸连接的竖直壁，第二气压缸用于推动竖直壁在垂直于旋转轴a的方向移动，竖直壁用于在第二气压缸动作时推动晶圆10侧边，使晶圆10在承载组件100上沿垂直于旋转轴a的方向移动。在一些实施例中，移动组件包括第三驱动单元和与第三驱动单元连接的承载部，第三驱动单元用于驱动承载部在垂直于旋转轴a的方向移动。承载部位于晶圆10下方，在不需要通过移动组件带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向移动时，承载部与晶圆10不接触，当需要通过移动组件带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向移动时，通过第二驱动单元带动真空吸盘及晶圆10下降，使晶圆10下降至承载部上，并与真空吸盘脱离接触，然后通过第三驱动单元驱动承载部在垂直于旋转轴a的方向移动，进而带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向移动，晶圆10移动至预定位置后，通过第二驱动单元带动真空吸盘上升，使晶圆10与真空吸盘接触，并与承载部脱离接触，从而，实现了晶圆10在真空吸盘上的位置的移动。第三驱动单元可以包括气压缸，也可以包括电机，这里不再展开说明。

光源组件200位于晶圆10的第一侧，用于产生多个朝向晶圆10出射的光学条纹210，多个光学条纹210宽度相等且平行等距排布，这些光学条纹210均与晶圆10的周向边缘相交。需要说明的是，这里所说的光学条纹210与晶圆10的周向边缘相交，是指光学条纹210部分位于晶圆10上，部分位于晶圆10外，与晶圆10的周向边缘存在交点。在本申请实施例中，光学条纹210仅与晶圆10的部分周向边缘相交。光源组件200可以包括光源和分光件，光源可以为激光光源或其它合适的光源，分光件用于使所述光源发出的光线通过杨氏干涉或衍射形成多个宽度相等且平行等距排布的光学条纹210。具体地，分光件可以是具有两个狭缝的分光板，光源产生的光源经过狭缝发生杨氏干涉而产生上述光学条纹210。分光件可以也可以是衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)，衍射光学元件通常采用微纳刻蚀工艺构成二维分布的衍射单元，每个衍射单元可以有特定的形貌、折射率等，光源发出的光线经过衍射光学元件后，可以产生上述光学条纹210。光源组件200产生的光学条纹210的个数可以大于或等于5，例如可以为5-100个，相邻光学条纹210的间距可以为4μm-200μm。在一些实施例中，对于6英寸(150mm)晶圆，相邻光学条纹210的间距可以配置为15μm-150μm，对于8英寸(200mm)晶圆，相邻光学条纹210的间距可以配置为10μm-200μm，对于12英寸(300mm)晶圆，相邻光学条纹210的间距可以配置为6μm-150μm。需要说明的是，上述实施例中的范围仅为示例，并不构成对本申请的限制，相邻光学条纹210的间距可以由本领域技术人员根据晶圆尺寸和预对准精度要求灵活调整。光学条纹210整体覆盖的面积(包括相关光学条纹210直径的间隙的面积)大于定位部11的面积。光学条纹数量越多且相邻光学条纹之间的间距越小，预对准的精度就越高，尤其是θ精度。

线阵图像传感器300，位于晶圆10的第二侧，用于接收光学条纹210并生成用于表征晶圆10周向边缘的灰阶图像。具体地，线阵图像传感器300可以为CCD(Charge-coupledDevice，电荷耦合元件)线阵图像传感器或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)线阵图像传感器。线阵图像传感器300接收到光学条纹210后，将获取的图像转换为灰阶图像。灰阶图像可以指由0～255灰阶数据组成的图像。由于光学条纹210部分位于晶圆10上，部分位于晶圆10外，线阵图像传感器300接收到的是部分通过晶圆10、部分未通过晶圆10的光学条纹210，因此，在灰阶图像上，对应这两部分的灰阶值会存在显著区别，从而，根据灰阶值发生显著变化的位置，就可以确定晶圆10周向边缘的位置，进而，根据多个光学条纹210对应的灰阶图像上的灰阶值发生显著变化的位置(该位置两侧的灰阶值的差值超过设定阈值)，就可以拟合出晶圆10周向边缘的轮廓。参见附图2-7，对于正常缺口111、边缘减薄缺口112、贴膜缺口113、正常晶圆边缘12、边缘减薄的晶圆边缘13和存在边缘毛刺15的晶圆边缘14，其对应的灰阶图像是明显不同的，根据灰阶图像拟合出的边缘轮廓也是明显不同的。从而，根据线阵图像传感器300获取的灰阶图像，可以更准确地对这些情况下的晶圆边缘进行识别，并确定缺口及晶圆边缘的真实轮廓，图中CH1-CH6表示线性图像传感器的不同位置。正常平边、边缘减薄平边、贴膜平边与正常缺口111、边缘减薄缺口112、贴膜缺口113类似，本申请不再重复示出。在一些实施例中，线阵图像传感器300可以有多个，每个线阵图像传感器对应一光学条纹210。在一些实施例中，线阵图像传感器300可以仅有一个，其用于接收所有的光学条纹210。

在本申请实施例中，控制器与承载组件100、移动组件和线阵图像传感器300连接，用于根据灰阶图像定位定位部11。控制器还用于根据灰阶图像确定晶圆10的中心和承载组件100的中心(也即真空吸盘的中心)的偏差，并进行相应补偿，以实现晶圆10的预对准。控制器可以为单片机或其它合适的控制器件。在一些实施例中，控制器也可以与光源连接，以对光源进行控制。需要说明的，这里所说的控制器可以指一个或多个控制器。例如，在一些实施例中，控制器可以包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，第一控制器与承载组件100连接，可以用于根据接收到的指令控制承载组件带动晶圆10转动；第二控制器与移动组件连接，可以用于根据接收到的指令控制移动组件带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向移动；第三控制器与第一控制器和第二控制器连接，以通过第一控制器和第二控制器控制承载组件和移动组件动作，第三控制器还和和线阵图像传感器300连接，以获取线阵图像传感器300生成的灰阶图像，从而第三控制器可以通过与第一控制器、第二控制器和线阵图像传感器300的协同配合，实现晶圆10的预对准。

具体地，在本申请实施例中，控制器根据灰阶图像定位定位部11的过程包括如下步骤：

首先，控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a转动一周，使晶圆10的周向边缘依次通过光源组件200与线阵图像传感器300之间，也即，使晶圆10的周向边缘依次与光源组件200产生的光学条纹210相交。

然后，根据线阵图像传感器300在晶圆10转动的过程中生成的灰阶图像，确定定位部的位置。具体地，判断线阵图像传感器300在晶圆10转动的过程中生成的灰阶图像是否与预设的定位部灰阶图像匹配，当生成的灰阶图像与预设的定位部灰阶图像匹配时，确定与该定位部灰阶图像匹配的灰阶图像对应的周向边缘的位置为定位部11的位置。由于晶圆10及其上的定位部11的尺寸都是相对确定的，因此，晶圆10的定位部11处的灰阶图像也是确定的，因此，可以预先设置好定位部11处的定位部灰阶图像，然后将晶圆10转动过程中获取的灰阶图像与其匹配来确定定位部11的位置。需要说明的是，这里的匹配可以指两者的相似程度超过设定阈值。线阵图像传感器300在晶圆10转动的过程中以预设的时间间隔或预设的旋转角度间隔不断生成灰阶图像。

然后，控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a转动，使定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间。具体地，控制器可以获取并记录线阵图像传感器300每次生成灰阶图像时，晶圆10的转动角度，进而，可以根据与预设的定位部灰阶图像匹配的灰阶图像对应转动角度，控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a相应转动，以使定位部11位于光源组件200与图像传感器之间。当定位部11位于光源组件200与图像传感器之间时，可以对其进行精确识别。

进一步地，在本申请实施例中，控制器根据灰阶图像定位定位部11的过程还包括如下步骤：

根据定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时线阵图像传感器300获取的灰阶图像，确定定位部11的边缘轮廓。具体地，根据灰阶图像上灰度产生显著变化的位置，来拟合出定位部11的边缘轮廓。也即，将灰阶图像上灰度产生相同显著变化的点通过直线连接，就拟合出了定位部11的边缘轮廓。当拟合出的轮廓有多个时，根据预设的规则确定其中一个为边缘轮廓。例如，参见附图3，当拟合出的边缘轮廓有两个且近似平行时，则该定位部11为边缘减薄缺口112，确定外侧的边缘轮廓为该缺口的边缘轮廓。参见附图4，当拟合出的边缘轮廓有两个，且拟合出的边缘轮廓整体的形状近似呈梯形、三角形或扇形时，则该定位部11为贴膜缺口113，确定内侧的边缘轮廓为该缺口的边缘轮廓。

根据该边缘轮廓，确定晶圆10定位部11处的拟合圆周边缘和几何中心，其中，几何中心为所述拟合圆周边缘的中点。具体地，该拟合圆周边缘用于表征不设置定位部11时，定位部11处的圆周边缘。由于晶圆10的尺寸及定位部11的形状尺寸的都是确定的，因此，可以预先设定好定位部11处的边缘轮廓与拟合圆周边缘的对应关系，然后根据该对应关系确定晶圆10定位部11处的拟合圆周边缘，进而确定几何中心。参见附图8，在本申请实施例中，定位部11的边缘轮廓115确定后，可以根据晶圆10的尺寸及边缘轮廓115的形状尺寸，确定拟合圆周边缘116。拟合圆周边缘116确定后，其中点也即几何中心117也就相应确定了，几何中心117到承载组件100的中心的距离也相应确定了。

在本申请实施例中，控制器根据灰阶图像确定晶圆10的中心和承载组件100的中心(也即真空吸盘的中心)的偏差，并进行相应补偿，包括如下步骤：

首先，控制承载组件100带动晶圆100绕旋转轴a转动一周，根据线阵图像传感器300在晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定晶圆10的周向边缘上的多个采样点到承载组件100的中心110的距离，其中，相邻采样点与承载组件的中心的连线形成的夹角的角度相等，且采样点的数量大于或等于4，且为4的整数倍(也即采样点的数量可以为4个、8个、12个等等)。

具体地，参见附图9、10，在本申请实施例中，控制承载组件100以预设角度间隔带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a逐步转动一周，并根据所述线阵图像传感器在晶圆10处于初始位置及转动至各角度时生成的灰阶图像，获取晶圆10在初始位置及转动至各角度时的采样点160-167到承载组件100的中心110的距离(也即各采样点160-167到旋转轴a的距离)，采样点的数量为8个，相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角均为45°。在其它一些实施例中，相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角可以为小于45°的其它合适角度，例如30°(此时采样点数量为12个)等。采样点的数量越多，相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角的角度越小，采样点的数量就越多，对准的精度就越高。该初始位置是指晶圆10在定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时的位置(即图9中示出的位置)，晶圆10处于初始位置时的采样点160位于定位部11处，为定位部11处的拟合圆周边缘116上的几何中心117。在其它一些实施例中，晶圆10处于初始位置时的采样点160可以为定位部11处的拟合圆周边缘上的其它任意点。在本申请实施例中，该预设角度间隔为45°，和相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角一致，也即，控制承载组件100带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a以45°为间隔逐步转动，使采样点161-167处的圆周边缘依次位于光源组件200与线阵图像传感器300之间，再回到初始位置，晶圆10转动至各角度时可以停留预设时间再转动至下一角度，以便线阵图像传感器300生成灰阶图像。进而可以根据灰阶图像拟合出晶圆10转动至各角度时的周向边缘，以及确定其上的采样点161-167的位置。晶圆10转动至各角度时根据灰阶图像拟合出周向边缘及其上的采样点160-167与承载组件100的中心110的位置关系如图10所示。由于线阵图像传感器300相对于承载组件100的位置关系是确定的，根据灰阶图像拟合出的晶圆10的周向边缘(包括拟合圆周边缘)及采样点161-167相对于线阵图像传感器300的位置关系是确定，因此，根据灰阶图像拟合出的晶圆10的周向边缘(包括拟合圆周边缘)及采样点161-167与承载组件100的中心110的位置关系也是确定的，从而，可以据此获得各采样点160-167与承载组件100的中心110的距离。在其它一些实施例中，也可以控制承载组件100带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a匀速连续转动一周，并在晶圆10转动0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°时生成灰阶图像，进而根据灰阶图像确定晶圆10的周向边缘上的采样点160-167到承载组件100的中心110的距离。

之后，计算采样点160-167到承载组件100的中心110的距离的第一平均值，并计算各采样点160-167到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值。

之后，分别计算采样点160-167中各组相对的采样点对应的差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的采样点对应的偏差值，其中，相对的采样点为连线经过承载组件100的中心110的两个采样点，也即采样点160和采样点164为一组相对的采样点，采样点161和采样点165为一组相对的采样点，采样点162和采样点166为一组相对的采样点，采样点163和采样点167为一组相对的采样点。在本步骤中，先计算采样点160对应的差值(即采样点160到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)和采样点164对应的差值(即采样点164到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)的平均值，然后将该平均值的一半作为采样点160和采样点164对应的偏差值；然后通过同样的方式计算出采样点161和采样点165对应的偏差值、采样点162和采样点166对应的偏差值、采样点163和采样点167对应的偏差值。

之后，根据各采样点160-167对应的偏差值，控制移动组件带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向上相应移动，以补偿该偏差值。具体地，在本申请实施例中，移动组件被配置为仅能带动晶圆10沿着晶圆10处于初始位置时采样点160与承载组件100的中心110的连线的方向移动(包括朝向承载组件100的中心110的方向的移动和远离承载组件100的中心110的方向的移动)，因此，需要控制承载组件100以预设角度间隔(相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角角度)带动晶圆10绕旋转轴a自初始位置再次逐步转动一周，在晶圆10处于初始位置及转动至各角度时(也即在晶圆10转动0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°时)，分别根据各采样点160-167对应的偏差值，控制移动组件带动晶圆10在垂直于所述旋转轴a的方向上沿着晶圆10处于初始位置时采样点160与承载组件100的中心110的连线的方向相应移动，具体地，当采样点到承载组件100的中心110的距离小于第一平均值时，向远离承载组件100的中心110的方向的移动该采样点对应的偏差值；当采样点到承载组件100的中心110的距离大于第一平均值时，向承载组件100的中心110的方向的移动该采样点对应的偏差值)。晶圆10转动一周后，晶圆10上各采样点160-167到承载组件100的中心110的距离等于或非常接近第一平均值，晶圆10的中心190与承载组件100的中心110重合或基本重合，这样就完成了预对准，且定位部11的边缘轮廓116和几何中心117都已确定。如果此时还需要将定位部11转动至朝向特定方向，则可以通过承载组件100转动晶圆10，使定位部11的几何中心117朝向该方向。在一些实施例中，移动组件可以被配置为能够带动晶圆10在垂直于所述旋转轴a的方向上任意移动，则无需控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a再次转动一周，直接控制移动组件根据各采样点160-167对应的偏差值，带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向上，分别沿着过承载组件100的中心110且与采样点160和承载组件100的中心110的连线呈0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°的连线相应移动各采样点160-167对应的偏差值即可。

参见附图11，在本申请另一实施例中，晶圆10周向边缘上的采样点170-177均位于晶圆在定位部11之外的周向边缘上，也即，避开定位部11，这样相较于使用拟合圆周边缘上的采样点，可以实现更精确地对准。对于采样点170-177，采样点的数量为8个，相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角均为45°。在其它一些实施例中，相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角可以为小于45°的其它合适角度，例如30°(此时采样点数量为12个)等。相应地，根据灰阶图像确定晶圆10的中心190和承载组件100的中心110(也即真空吸盘的中心)的偏差，并进行相应补偿，可以包括如下步骤：

首先，控制承载组件100带动晶圆10自初始位置先转动22.5°，该初始位置是指晶圆10在定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时的位置(也即图11中示出的位置)。承载组件100带动晶圆10自初始位置转动22.5°后，定位部11不位于光源组件200与线阵图像传感器300之间，以过承载组件100的中心110且与定位部110的几何中心117和承载组件100的中心的连线呈22.5°的连线与晶圆10周向边缘的交点为采样点170，也即，晶圆10自初始位置转动22.5°后，采样点170移动至晶圆10处于初始位置时定位部11的几何中心117所在的位置。在其它一些实施例中，晶圆10自初始位置转动22.5°后，可以以根据生成的灰阶图像确定的周向边缘上的任意一点作为采样点170。再控制承载组件100带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a以45°为间隔逐步转动，使采样点171-177处的圆周边缘依次位于光源组件200与线阵图像传感器300之间，再控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a转动22.5°回到初始位置，晶圆10转动至各角度时可以停留预设时间再转动至下一角度，以便线阵图像传感器300生成灰阶图像。进而可以根据灰阶图像拟合出晶圆10转动至各角度时的周向边缘，以及确定其上的采样点170-177的位置，获取采样点170-177到承载组件100的中心110的距离。

之后，计算各采样点170-177到承载组件100的中心110的距离的第一平均值，并计算各采样点170-177到承载组件100的中心110的距离与该第一平均值的差值。

之后，分别计算采样点170-177中各组相对的采样点对应的差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的采样点对应的偏差值，其中，相对的采样点为连线经过承载组件100的中心110的两个采样点，也即采样点170和采样点174为一组相对的采样点，采样点171和采样点175为一组相对的采样点，采样点172和采样点176为一组相对的采样点，采样点173和采样点177为一组相对的采样点。在本步骤中，先计算采样点170对应的差值(即采样点170到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)和采样点174对应的差值(即采样点174到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)的平均值，然后将该平均值的一半作为采样点170和采样点174对应的偏差值；然后通过同样的方式计算出采样点171和采样点175对应的偏差值、采样点172和采样点176对应的偏差值、采样点173和采样点177对应的偏差值。

以及，根据各采样点170-177对应的偏差值，控制移动组件带动10晶圆在10垂直于旋转轴a的方向上相应移动，以补偿该偏差值。该过程与附图9、10中示出的实施例基本一致，这里不再赘述。

本申请还提供了一种晶圆预对准方法，该预设对准方法可以基于如上所述的预对准装置，该预对准方法包括如下步骤：

S100：通过位于晶圆10的第二侧的线阵图像传感器300接收位于晶圆10的第一侧的光源组件200产生的多个朝向晶圆10出射的光学条纹210，并生成用于表征晶圆10的周向边缘的灰阶图像。其中，多个光学条纹210宽度相等且平行等距排布，且光学条纹210均与所述晶圆10的周向边缘相交。

S200：根据晶圆10绕承载组件100的旋转轴a转动的过程中，线阵图像传感器300生成的灰阶图像，定位晶圆10上的定位部11。其中，该定位部11为缺口、平边或其它合适的定位结构。

S300：根据晶圆10绕承载组件100的旋转轴a转动的过程中，线阵图像传感器300生成的灰阶图像，确定晶圆中心和吸盘中心a的偏差，并进行相应补偿。

在一些实施例中，在步骤S100之后可以直接进行步骤S300而不进行步骤S200。

在本申请实施例中，步骤S200具体包括如下步骤：

S210：控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a转动一周，使晶圆10的周向边缘依次通过所述光源组件200与所述线阵图像传感器300之间，也即，使晶圆10的周向边缘依次与光源组件200产生的光学条纹210相交。

S211：根据线阵图像传感器300在晶圆10转动的过程中生成的灰阶图像，确定定位部11的位置。

具体地，判断线阵图像传感器300在晶圆10转动的过程中生成的灰阶图像是否与预设的定位部灰阶图像匹配，当生成的灰阶图像与预设的定位部灰阶图像匹配时，确定与该定位部灰阶图像匹配的灰阶图像对应的周向边缘的位置为定位部11的位置。由于晶圆10及其上的定位部11的尺寸都是相对确定的，因此，晶圆10定位部11处的灰阶图像也是确定的，因此，可以预先设置好定位部11处的定位部灰阶图像，然后将晶圆10转动过程中获取的灰阶图像与其匹配来确定定位部11的位置。需要说明的是，这里的匹配可以指两者的相似程度超过设定阈值。线阵图像传感器300在晶圆10转动的过程中以预设的时间间隔或预设的旋转角度间隔不断生成灰阶图像。

S212：控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a转动，使定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间。

具体地，控制器可以获取并记录线阵图像传感器300每次生成灰阶图像时，晶圆10的转动角度，进而，可以根据与预设的定位部灰阶图像匹配的灰阶图像对应转动角度，控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a相应转动，以使定位部11位于光源组件200与图像传感器之间。当定位部11位于光源组件200与图像传感器之间时，可以对其进行精确识别。

进一步地，在步骤S200中，根据晶圆10绕用于承载晶圆10的承载部的旋转轴a转动的过程中，线阵图像传感器300生成的灰阶图像，定位定位部11，还包括如下步骤：

S213：根据定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时线阵图像传感器300获取的灰阶图像，确定定位部11的边缘轮廓。

具体地，根据灰阶图像上灰度产生显著变化的位置，来拟合出定位部11的边缘轮廓。也即，将灰阶图像上灰度产生相同显著变化的点通过直线连接，就拟合出了定位部11的边缘轮廓。当拟合出的轮廓有多个时，根据预设的规则确定其中一个为边缘轮廓。例如，参见附图3，当拟合出的边缘轮廓有两个且近似平行时，则该定位部11为边缘减薄缺口112，确定外侧的边缘轮廓为该缺口的边缘轮廓。参见附图4，当拟合出的边缘轮廓有两个，且拟合出的边缘轮廓整体的形状近似呈梯形、三角形或扇形时，则该定位部11为贴膜缺口113，确定内侧的边缘轮廓为该缺口的边缘轮廓。

S214：根据该边缘轮廓，确定晶圆10定位部11处的拟合圆周边缘和几何中心，其中，几何中心为所述拟合圆周边缘的中点。

具体地，该拟合圆周边缘用于表征不设置定位部11时，定位部11处的圆周边缘。由于晶圆10的尺寸及定位部11的形状的都是确定的，因此，可以预先设定好定位部11处的边缘轮廓与拟合圆周边缘的对应关系，然后根据该对应关系确定晶圆10定位部11处的拟合圆周边缘，进而确定几何中心。参见附图8，在本申请实施例中，定位部11的边缘轮廓115确定后，可以根据晶圆10的尺寸及边缘轮廓115的形状尺寸，确定拟合圆周边缘116。拟合圆周边缘116确定后，其中点也即几何中心117也就相应确定了，几何中心117到承载组件100的中心的距离也相应确定了。

参见附图9、10，在本申请实施例中，步骤S300，包括如下步骤：

S310：控制承载组件100带动晶圆100绕旋转轴a转动一周，根据线阵图像传感器300在晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定晶圆10的周向边缘上的采样点160-167到承载组件100的中心110的距离，其中，采样点的数量为8个，相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角的角度相等，均为45°。在其它一些实施例中，采样点的数量可以为大于或等于4，且为4的整数倍的任意数量个(也即采样点的数量可以为4个、12个等等)。

具体地，在步骤S310中，控制承载组件100带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a以45°为间隔逐步转动，使采样点161-167处的圆周边缘依次位于光源组件200与线阵图像传感器300之间，再回到初始位置，晶圆10转动至各角度时可以停留预设时间再转动至下一角度，以便线阵图像传感器300生成灰阶图像。该初始位置是指晶圆10在定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时的位置(即图9中示出的位置)，晶圆10处于初始位置时的采样点160位于定位部11处，为定位部11处的拟合圆周边缘116上的几何中心117。在其它一些实施例中，晶圆10处于初始位置时的采样点160可以为定位部11处的拟合圆周边缘116上的其它任意点。进而可以根据灰阶图像拟合出晶圆10转动至各角度时的周向边缘，以及确定其上的采样点161-167的位置。晶圆10转动至各角度时根据灰阶图像拟合出周向边缘及其上的采样点160-167与承载组件100的中心110的位置关系如图10所示。由于线阵图像传感器300相对于承载组件100及晶圆10的位置关系是确定的，根据灰阶图像拟合出的晶圆10的周向边缘(包括拟合圆周边缘116)及采样点160-167相对于线阵图像传感器300的位置关系是确定，因此，根据灰阶图像拟合出的晶圆10的周向边缘(包括拟合圆周边缘116)与承载组件100的中心110的位置关系也是确定的，从而，可以据此获得各采样点160-167与承载组件100的中心110的距离。在其它一些实施例中，也可以控制承载组件100带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a匀速连续转动一周，并在晶圆转动0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°时生成灰阶图像，进而根据灰阶图像确定晶圆10的周向边缘上的采样点160-167到承载组件100的中心110的距离。该初始位置是指晶圆10在定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时的位置(即图9中示出的位置)，晶圆10处于初始位置时的采样点160位于定位部11处，为定位部11处的拟合圆周边缘116上的几何中心117。在其它一些实施例中，晶圆10处于初始位置时的采样点160可以为定位部11处的拟合圆周边缘116上的其它任意点。

S311：计算各采样点160-167到承载组件100的中心110的距离的第一平均值，并计算各采样点160-167到承载组件100的中心110的距离与该第一平均值的差值。

S312：分别计算采样点160-167中各组相对的采样点对应的差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的采样点对应的偏差值，其中，相对的采样点为连线经过承载组件100的中心110的两个采样点，也即采样点160和采样点164为一组相对的采样点，采样点161和采样点165为一组相对的采样点，采样点162和采样点166为一组相对的采样点，采样点163和采样点167为一组相对的采样点。

具体地，在本步骤中，先计算采样点160对应的差值(即采样点160到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)和采样点164对应的差值(即采样点164到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)的平均值，然后将该平均值的一半作为采样点160和采样点164对应的偏差值；然后通过同样的方式计算出采样点161和采样点165对应的偏差值、采样点162和采样点166对应的偏差值、采样点163和采样点167对应的偏差值。

S313：根据各采样点160-167对应的偏差值，控制移动组件带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向上相应移动，以补偿该偏差值。

具体地，在本申请实施例中，移动组件被配置为仅能带动晶圆10沿着晶圆10处于初始位置时采样点160与承载组件100的中心110的连线的方向移动(包括朝向承载组件100的中心110的方向的移动和远离承载组件100的中心110的方向的移动)，因此，需要控制承载组件100以预设角度间隔(相邻采样点与承载组件100的中心110的连线形成的夹角角度)带动晶圆10绕旋转轴a自初始位置再次逐步转动一周，在晶圆10处于初始位置及转动至各角度时(也即在晶圆10转动0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°)，分别根据各采样点160-167对应的偏差值，控制移动组件带动晶圆10在垂直于所述旋转轴a的方向上沿着晶圆10处于初始位置时采样点160与承载组件100的中心110的连线的方向相应移动，具体地，当采样点到承载组件100的中心110的距离小于第一平均值时，向远离承载组件100的中心110的方向的移动该采样点对应的偏差值；当采样点到承载组件100的中心110的距离大于第一平均值时，向承载组件100的中心110的方向的移动该采样点对应的偏差值)。晶圆10转动一周后，晶圆上各采样点160-167到承载组件100的中心110的距离等于或非常接近第一平均值，晶圆10的中心190与承载组件100的中心110重合或基本重合，这样就完成了预对准，且定位部11的边缘轮廓116和几何中心117都已确定。如果此时还需要将定位部11转动至朝向特定方向，则可以通过承载组件100转动晶圆10，使定位部11的几何中心117朝向该方向。在一些实施例中，移动组件可以被配置为能够带动晶圆10在垂直于所述旋转轴a的方向上任意移动，则无需控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a再次转动一周，直接控制移动组件根据各采样点160-167对应的偏差值，带动晶圆10在垂直于旋转轴a的方向上，分别沿着过承载组件100的中心110且与采样点160和承载组件100的中心110的连线呈0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°的连线相应移动各采样点160-167对应的偏差值即可。

参见附图11，对于本申请另一实施例，步骤S300包括如下步骤：

S320：控制承载组件100带动晶圆100绕旋转轴a转动一周，根据线阵图像传感器300在晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定晶圆10的周向边缘上的采样点170-177到承载组件100的中心110的距离，其中，采样点的数量为8个，相邻采样点与承载组件的中心的连线形成的夹角的角度相等，均为45°。在其它一些实施例中，采样点的数量可以为大于或等于4，且为4的整数倍的任意数量个(也即采样点的数量可以为4个、12个等等)。

具体地，晶圆10周向边缘上的采样点170-177均位于晶圆在定位部11之外的周向边缘上，也即，避开定位部11，这样相较于使用拟合圆周边缘116上的采样点，可以实现更精确地对准。在步骤S220中，控制承载组件100带动晶圆10自初始位置先转动22.5°，该初始位置是指晶圆10在定位部11位于光源组件200与线阵图像传感器300之间时的位置(也即图11中示出的位置)。承载组件100带动晶圆10自初始位置转动22.5°后，定位部11不位于光源组件200与线阵图像传感器300之间，以过承载组件100的中心110且与定位部110的几何中心117和承载组件100的中心的连线呈22.5°的连线与晶圆10周向边缘的交点为采样点170，也即，晶圆10自初始位置转动22.5°后，采样点170移动至晶圆10处于初始位置时定位部11的几何中心117所在的位置。在其它一些实施例中，晶圆10自初始位置转动22.5°后，可以以根据生成的灰阶图像确定的周向边缘上的任意一点作为采样点170。再控制承载组件100带动晶圆10自初始位置绕旋转轴a以45°为间隔逐步转动，使采样点171-177处的圆周边缘依次位于光源组件200与线阵图像传感器300之间，再控制承载组件100带动晶圆10绕旋转轴a转动22.5°回到初始位置，晶圆10转动至各角度时可以停留预设时间再转动至下一角度，以便线阵图像传感器300生成灰阶图像。进而可以根据灰阶图像拟合出晶圆10转动至各角度时的周向边缘，以及确定其上的采样点170-177的位置，获取采样点170-177到承载组件100的中心110的距离。

S321：计算各采样点170-177到承载组件100的中心110的距离的第一平均值，并计算各采样点170-177到承载组件100的中心110的距离与该第一平均值的差值。

S322：分别计算采样点170-177中各组相对的采样点对应的差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的采样点对应的偏差值，其中，相对的采样点为连线经过承载组件100的中心110的两个采样点，也即采样点170和采样点174为一组相对的采样点，采样点171和采样点175为一组相对的采样点，采样点172和采样点176为一组相对的采样点，采样点173和采样点177为一组相对的采样点。

具体地，在本步骤中，先计算采样点170对应的差值(即采样点170到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)和采样点174对应的差值(即采样点174到承载组件100的中心110的距离与第一平均值的差值)的平均值，然后将该平均值的一半作为采样点160和采样点164对应的偏差值；然后通过同样的方式计算出采样点161和采样点165对应的偏差值、采样点162和采样点166对应的偏差值、采样点163和采样点167对应的偏差值。

S323：根据各采样点170-177对应的偏差值，控制移动组件带动10晶圆在10垂直于旋转轴a的方向上相应移动，以补偿该偏差值。步骤S323与步骤S313基本一致，这里不再赘述。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。

Claims (19)

1.一种晶圆预对准装置，其特征在于，包括：

承载组件，用于承载晶圆及带动所述晶圆绕所述承载组件的旋转轴转动；

移动组件，用于带动所述晶圆在垂直于所述旋转轴的方向移动；

光源组件，位于所述晶圆的第一侧，用于产生多个朝向所述晶圆出射的光学条纹，多个所述光学条纹宽度相等且平行等距排布，所述光学条纹均与所述晶圆的周向边缘相交；

线阵图像传感器，位于所述晶圆的第二侧，用于接收所述光学条纹并生成用于表征所述周向边缘的灰阶图像；

控制器，用于根据所述灰阶图像确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿。

2.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述光源组件包括光源和分光件，所述分光件用于使所述光源发出的光线通过杨氏干涉或衍射形成多个所述光学条纹；

所述线阵图像传感器为CCD线阵图像传感器或CMOS线阵图像传感器。

3.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述光学条纹的个数大于或等于5；

相邻所述光学条纹的间距为4μm-200μm。

4.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述承载组件包括真空吸盘、第一驱动单元和第二驱动单元；

所述真空吸盘用于承载所述晶圆，所述承载组件的中心为所述真空吸盘的中心，所述真空吸盘的中心位于所述旋转轴上；

所述第一驱动单元用于驱动所述真空吸盘绕所述旋转轴转动；

第二驱动单元用于驱动所述真空吸盘升降。

5.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述控制器还用于根据所述灰阶图像定位所述晶圆上的定位部，其中，所述定位部包括缺口或平边。

6.根据权利要求5所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述根据所述灰阶图像定位所述晶圆上的定位部，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，使所述晶圆的所述周向边缘依次通过所述光源组件与所述线阵图像传感器之间；

根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置；

控制所述承载组件带动所述晶圆转动，使所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间。

7.根据权利要求6所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置，包括：

判断所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像是否与预设的定位部灰阶图像匹配；

当所述灰阶图像与所述定位部灰阶图像匹配时，确定与所述定位部灰阶图像匹配的所述灰阶图像对应的所述周向边缘的位置为所述定位部的位置。

8.根据权利要求6所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述根据所述灰阶图像定位所述晶圆上的定位部，还包括：

根据所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间时所述线阵图像传感器获取的所述灰阶图像，确定所述定位部的边缘轮廓；

根据所述边缘轮廓，确定所述晶圆所述定位部处的拟合圆周边缘和几何中心，其中，所述几何中心为所述拟合圆周边缘的中点。

9.根据权利要求1所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述根据所述灰阶图像确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定所述晶圆的周向边缘上的多个采样点到所述承载组件的中心的距离，其中，相邻所述采样点与所述承载组件的中心的连线形成的夹角的角度相等，所述采样点的数量大于或等于4，且为4的整数倍；

计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离的第一平均值，并计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离与所述第一平均值的差值；

分别计算各组相对的所述采样点对应的所述差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的所述采样点对应的偏差值，其中，相对的所述采样点为连线经过所述承载组件的中心的两个所述采样点；

根据各所述采样点对应的所述偏差值，控制所述移动组件带动所述晶圆在垂直于所述旋转轴的方向上相应移动，以补偿所述偏差值。

10.根据权利要求9所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述采样点包括部分位于所述定位部处的采样点，其中，位于所述定位部处的采样点为所述定位部处的拟合圆周边缘上的点。

11.根据权利要求9所述的晶圆预对准装置，其特征在于，

所述采样点均位于所述晶圆在所述定位部之外的周向边缘上。

12.一种晶圆预对准方法，其特征在于，包括：

通过位于晶圆的第二侧的线阵图像传感器接收位于所述晶圆的第一侧的光源组件产生的多个朝向所述晶圆出射的光学条纹，并生成用于表征所述晶圆的周向边缘的灰阶图像，其中，多个所述光学条纹宽度相等且平行等距排布，所述光学条纹均与所述晶圆的周向边缘相交；

根据所述晶圆绕承载组件的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的所述灰阶图像，确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿，其中，所述承载组件用于承载所述晶圆及带动所述晶圆绕所述承载组件的旋转轴转动。

13.根据权利要求12所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述晶圆预对准方法还包括：

根据所述晶圆绕承载组件的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的所述灰阶图像，定位所述晶圆上的定位部，其中，所述定位部包括缺口或平边。

14.根据权利要求13所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述根据所述晶圆绕用于承载所述晶圆的承载部的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的灰阶图像，定位所述晶圆上的定位部，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，使所述晶圆的所述周向边缘依次通过所述光源组件与所述线阵图像传感器之间；

根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置；

控制所述承载组件带动所述晶圆转动，使所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间。

15.根据权利要求14所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像，确定所述定位部的位置，包括：

判断所述线阵图像传感器在所述晶圆转动的过程中生成的所述灰阶图像是否与预设的定位部灰阶图像匹配；

当所述灰阶图像与所述定位部灰阶图像匹配时，确定与所述定位部灰阶图像匹配的所述灰阶图像对应的所述周向边缘的位置为所述定位部的位置。

16.根据权利要求14所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述根据所述晶圆绕用于承载所述晶圆的承载部的旋转轴转动的过程中，所述线阵图像传感器生成的灰阶图像，定位所述晶圆上的定位部，还包括：

根据所述定位部位于所述光源组件与所述线阵图像传感器之间时所述线阵图像传感器获取的所述灰阶图像，确定所述定位部的边缘轮廓；

根据所述边缘轮廓，确定所述晶圆所述定位部处的拟合圆周边缘和几何中心，其中，所述几何中心为所述拟合圆周边缘的中点。

17.根据权利要求13所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述根据所述灰阶图像确定所述晶圆的中心和所述承载组件的中心的偏差，并进行相应补偿，包括：

控制所述承载组件带动所述晶圆绕所述旋转轴转动一周，根据所述线阵图像传感器在所述晶圆转动过程中获取的灰阶图像，确定所述晶圆的周向边缘上的多个采样点到所述承载组件的中心的距离，其中，相邻所述采样点与所述承载组件的中心的连线形成的夹角的角度相等，所述采样点的数量大于或等于4，且为4的整数倍；

计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离的第一平均值，并计算各所述采样点到所述承载组件的中心的距离与所述第一平均值的差值；

分别计算各组相对的所述采样点对应的所述差值的第二平均值，并将所述第二平均值的一半作为相对的所述采样点对应的偏差值，其中，相对的所述采样点为连线经过所述承载组件的中心的两个所述采样点；

根据各所述采样点对应的所述偏差值，控制所述移动组件带动所述晶圆在垂直于所述旋转轴的方向上相应移动，以补偿所述偏差值。

18.根据权利要求17所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述采样点包括部分位于所述定位部处的采样点，其中，位于所述定位部处的采样点为所述定位部处的拟合圆周边缘上的点。

19.根据权利要求17所述的晶圆预对准方法，其特征在于，

所述采样点均位于所述晶圆在所述定位部之外的周向边缘上。

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