CN116313970A - 晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统 - Google Patents

晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统 Download PDF

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CN116313970A
CN116313970A CN202310341994.2A CN202310341994A CN116313970A CN 116313970 A CN116313970 A CN 116313970A CN 202310341994 A CN202310341994 A CN 202310341994A CN 116313970 A CN116313970 A CN 116313970A
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wafer
sensor
eccentric
angle
notch
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CN202310341994.2A
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蒋家欣
舒贻胜
杨奉利
王建玮
陈思乡
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Hangzhou Changchuan Technology Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Changchuan Technology Co Ltd
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Abstract

本申请涉及一种晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统，该方法包括：接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置；线性数据为旋转平台带动晶圆旋转时，传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到；根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标；根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置。在旋转平台带动晶圆旋转时，利用传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到线性数据后，根据传感器采集的线性数据确定晶圆的缺口位置，进而结合晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标，根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置，无需进行二次数据采集和处理，提高了晶圆预对位效率。

Description

晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统
技术领域
本申请涉及计算机控制技术领域，特别是涉及一种晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统。
背景技术
晶圆预对位是晶圆测试设备的重要功能，晶圆在进行探针测试或者光检之前都要经过预对位检测晶圆中心位置和缺口方向，以调整晶圆的位置和角度，使晶圆放到测试工位的位置和角度满足要求。由于晶圆缺口处的数据不能作为正常圆边的数据进行处理，所以需要设法避开缺口数据对整体的影响。
传统的晶圆预对位方法，通过相机获取晶圆的图像传输到上位机，上位机先粗略旋转扫描晶圆确定晶圆缺口位置，再进行二次精确旋转扫描定位缺口位置，去除缺口附近的数据，然后对剩余数据拟合成圆进而确定缺口和偏心的位置。由于需要进行二次的数据扫描和处理，耗时长，传统的晶圆预对位方法存在预对位效率低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高晶圆预对位效率的晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统。
本申请第一方面提供一种晶圆预对位方法，包括：
接收传感器采集到的线性数据，根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置；所述线性数据为旋转平台带动所述晶圆旋转时，所述传感器对所述晶圆的边缘进行数据采集得到；
根据所述晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定所述晶圆的偏心坐标；
根据所述晶圆的偏心坐标将所述晶圆的缺口位置调整至目标位置。
在其中一个实施例中，所述根据所述晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定所述晶圆的偏心坐标，包括：
以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系；
结合所述预设参数和所述晶圆的缺口位置计算得到所述坐标系下晶圆的偏心坐标。
在其中一个实施例中，所述根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置，包括：
将所述旋转平台旋转一周时所述传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组；
根据所述相邻数据差数组中的峰谷值，确定所述坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度；所述晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。
在其中一个实施例中，所述以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系，包括：
将旋转平台的旋转中心作为原点，所述旋转中心与所述晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。
在其中一个实施例中，所述预设参数包括旋转平台的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系；所述结合所述预设参数和所述晶圆的缺口位置计算得到所述坐标系下晶圆的偏心坐标，包括：
根据所述设定角度、所述晶圆的缺口距离所述传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定所述坐标系下晶圆的偏心坐标。
在其中一个实施例中，所述根据所述晶圆的偏心坐标将所述晶圆的缺口位置调整至目标位置，包括：
根据所述晶圆的偏心坐标计算得到所述晶圆的偏心距；
若所述晶圆的偏心距在预设范围内，则控制所述旋转平台旋转，将所述晶圆的缺口位置调整至目标角度。
在其中一个实施例中，所述根据所述晶圆的偏心坐标计算得到所述晶圆的偏心距之后，该方法还包括：
若所述晶圆的偏心距不在预设范围内，则移动所述晶圆使所述晶圆的圆心与所述旋转中心重合，并返回所述接收传感器采集到的线性数据，根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置的步骤。
在其中一个实施例中，所述移动所述晶圆使所述晶圆的圆心与所述旋转中心重合，包括：
根据所述晶圆的偏心坐标，确定所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；
根据所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制所述旋转平台旋转使所述晶圆的圆心和所述旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同；
根据所述偏心距控制所述搬运机构移动所述晶圆，使所述晶圆的圆心与所述旋转中心重合。
在其中一个实施例中，所述根据所述晶圆的偏心坐标，确定所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，包括：
若所述晶圆的偏心坐标的横坐标为零，则根据所述设定角度、所述晶圆的缺口距离所述传感器的角度进行求和计算，得到所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；
若所述晶圆的偏心坐标的横坐标不为零，则根据所述晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据所述反正切值、所述设定角度、所述晶圆的缺口距离所述传感器的角度进行求和计算，得到所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
本申请第二方面提供一种晶圆预对位装置，包括：
数据接收模块，用于接收传感器采集到的线性数据，根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置；所述线性数据为旋转平台带动所述晶圆旋转时，所述传感器对所述晶圆的边缘进行数据采集得到；
数据处理模块，用于根据所述晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定所述晶圆的偏心坐标；
预对位模块，用于根据所述晶圆的偏心坐标将所述晶圆的缺口位置调整至目标位置。
本申请第三方面提供一种晶圆预对位设备，包括存储器和控制器，所述存储器存储有计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
本申请第四方面提供一种晶圆检测系统，包括传感器、旋转平台、搬运机构和上述的晶圆预对位设备，所述控制器连接所述传感器、所述旋转平台和所述搬运机构。
上述晶圆预对位方法、装置、设备和晶圆检测系统,在旋转平台带动晶圆旋转时，利用传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到线性数据后，根据传感器采集的线性数据确定晶圆的缺口位置，进而结合晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标，根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置，无需进行二次数据采集和处理，提高了晶圆预对位效率。
附图说明
图1为一实施例中晶圆预对位方法的应用环境图；
图2为一实施例中晶圆预对位方法的流程示意图；
图3为一实施例中根据线性数据确定晶圆的缺口位置的流程示意图；
图4为一实施例中根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标的流程示意图；
图5为一实施例中根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置的流程示意图；
图6为一实施例中移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合的流程示意图；
图7为一实施例中晶圆预对位方法的流程原理图；
图8为一实施例中传感器采集到的线性数据的示例图；
图9为一实施例中相邻数据差数组的示例图；
图10为一实施例中计算晶圆的偏心坐标的原理示意图；
图11为一实施例中晶圆偏心坐标的计算示例图；
图12为一实施例中移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合的原理示意图；
图13为一实施例中晶圆预对位装置的结构框图；
图14为一实施例中晶圆预对位设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的晶圆预对位方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，晶圆3通过搬运机构4从晶圆存放机构搬运到旋转平台2上，使晶圆3的边缘处于线性传感器1工作区域。旋转平台2带动晶圆3旋转，同时线性传感器1开启进行数据采集，将采集的线性数据上传至控制器，控制器根据线性数据确定晶圆3的缺口位置，进而结合晶圆3的缺口位置以及预设参数进行分析确定晶圆的偏心坐标，以及根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置，无需进行二次数据采集和处理，确保晶圆预对位效率。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种晶圆预对位方法，包括步骤S100至步骤S300，其中：
步骤S100：接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置。
其中，线性数据为旋转平台带动晶圆旋转时，传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到。传感器可采用线性传感器，通过线性传感器扫描获取数据，可以直接对获取的数据进行处理，再将处理后的有效数据发送到控制器，可以有效减少数据传播所耗时间，提高预对位效率。具体地，可将控制器连接线性传感器和旋转平台，通过控制器控制旋转平台带动晶圆旋转，线性传感器对晶圆的圆边及缺口进行数据采集，输出线性数据至控制器，以供控制器根据线性数据计算确定晶圆的缺口位置。
可以理解，根据线性数据确定晶圆的缺口位置的具体方式并不是唯一，例如，可以是以旋转平台的旋转中心作为原点建立坐标系后，结合采集的线性数据确定坐标系上晶圆的缺口坐标作为晶圆的缺口位置，或者是确定坐标系上晶圆的缺口相对于传感器的角度作为晶圆的缺口位置。在一个实施例中，如图3所示，步骤S100中根据线性数据确定晶圆的缺口位置，包括步骤S120和步骤S140。
步骤S120：将旋转平台旋转一周时传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组。具体地，控制器控制旋转平台旋转一周并接收线性传感器采集到的线性数据，由于晶圆的圆心与旋转平台的旋转中心存在偏差，当旋转平台带晶圆转动一周时，晶圆的边缘在线性传感器下的长度会发生周期变化，假设线性传感器在旋转平台旋转一周内采集i个数据，即每个数据对应角度为360/i，将i个数据逐个相减，得到相邻数据差数组。
步骤S140：根据相邻数据差数组中的峰谷值，确定坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度。其中，晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。对应地，控制器将采集的i个数据逐个相减，得到相邻数据差数组之后，根据数组中的峰谷值确定晶圆缺口距离线性传感器的角度α。
步骤S200：根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标。在确定晶圆的缺口位置后，控制器进一步结合缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标。可以理解，偏心坐标的具体计算方式也并不是唯一的，根据偏心坐标的计算方式不同，预设参数的类型也会对应有所不同。在一个实施例中，如图4所示，步骤S200包括步骤S220和步骤S240。
步骤S220：以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系。具体地，控制器可以是旋转平台的旋转中心为原点，旋转中心与传感器连线作为X轴建立坐标系；控制器也可以是以旋转平台的旋转中心为原点，将旋转中心与晶圆的缺口连线偏转一定角度作为X轴建立坐标系。本实施例中，步骤S220包括：将旋转平台的旋转中心作为原点，旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。其中，设定角度γ的取值也不是唯一的，例如可以是36度，也可以是其他角度。通过以旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度γ作为坐标系X轴正方向建立坐标系，以避开晶圆的缺口位置。
步骤S240：结合预设参数和晶圆的缺口位置计算得到坐标系下晶圆的偏心坐标。对应地，在建立好坐标系后，控制器可结合晶圆的缺口距离传感器的角度α，以及预设参数计算得到坐标系下晶圆的偏心坐标。本实施例中，预设参数包括旋转平台的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系；步骤S240包括：根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定坐标系下晶圆的偏心坐标。
具体地，可假设旋转平台的旋转中心到线性传感器的距离为L，旋转平台旋转θ角度时传感器测量所得的遮光距离为M(θ)，则晶圆的边缘到旋转平台的旋转中心的距离为RA(θ)＝L+M(θ)。其中，旋转平台旋转θ角度时传感器测量所得的遮光距离，即指旋转平台旋转θ角度时晶圆在传感器下的距离，该距离可通过传感器采集得到的线性数据组A[i]来表达。
其中，控制器接收传感器输出的电压信号，通过预先保存的电压与距离的线性关系可得到每个电压信号所对应的遮光距离。而线性数据组A[i]是旋转平台在转动时线性传感器一直记录所得到的数据，因此可以和角度θ对应上。M(θ)可采用线性函数来表达，具体为：
M(θ)＝k×A[i]+b
其中，k表征电压值与距离长度的关系，b为未放置晶圆时线性传感器输出的电压值，在线性传感器硬件状态稳定的情况下，k和b是定值。k作为线性传感器的一个特征数据，可通过预先获取特定的线性数据组A[i]分析得到。
在以旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度γ建立坐标系后，晶圆的圆心坐标O’(X，Y)即为偏心坐标，计算方式如下：
Y＝RA(α+γ+90)-RA(α+γ+270)＝M(α+γ+90)-M(α+γ+270)
X＝RA(α+γ)-RA(α+γ+180)＝M(α+γ)-M(α+γ+180)
其中，α为晶圆缺口距离线性传感器的角度，γ为设定角度。
步骤S300：根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置。对应地，在确定晶圆的偏心坐标之后，控制器根据偏心坐标分析晶圆圆心与旋转平台的旋转中心之间的距离，即偏心距。控制器结合计算得到的偏心距和设定条件分析是否需要进行偏心距调整，如果不需要进行偏心距调整，则将晶圆的缺口位置调整至目标位置，完成晶圆预对位。
在一个实施例中，如图5所示，步骤S300包括步骤S320和步骤S340。
步骤S320：根据晶圆的偏心坐标计算得到晶圆的偏心距。具体地，根据晶圆的偏心坐标(X，Y)可算出偏心距Dr＝(X2+Y2)1/2。
步骤S340：若晶圆的偏心距在预设范围内，则控制旋转平台旋转，将晶圆的缺口位置调整至目标角度。其中，预设范围和目标角度的具体取值也并不唯一，可根据实际需要进行设置，可以是将两个设定值之间的范围作为预设范围，也可以是将小于某一设定值的范围作为预设范围。本实施例中，控制器在计算得到偏心距Dr之后，将偏心距Dr与设定值进行对比，若晶圆的偏心距Dr小于设定值，则认为偏心距Dr在预设范围内，控制旋转平台旋转，将晶圆的缺口位置调整至目标角度，完成晶圆预对位。
进一步地，在一个实施例中，继续参照图5，步骤S320之后，步骤S300还包括步骤S360：若晶圆的偏心距不在预设范围内，则移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合，并返回步骤S100。具体地，控制器还连接搬运机构，若晶圆的偏心距Dr不在预设范围内，控制器控制搬运机构移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合，并再次通过线性传感器采集数据确定晶圆的缺口位置。
可以理解，移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合的方式也不是唯一的，在一个实施例中，如图6所示，步骤S360包括步骤S362至步骤S366。
步骤S362：根据晶圆的偏心坐标，确定晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。在确定晶圆的偏心坐标(X，Y)后，控制器根据偏心坐标(X，Y)计算晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度W。本实施例中，步骤S362包括：若晶圆的偏心坐标的横坐标为零，则根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；若晶圆的偏心坐标的横坐标不为零，则根据晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据反正切值、设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
具体地，当X＝0时：
若Y＝0，W＝0；
若Y>0，W＝90+α+γ；
若Y<0，W＝-90+α+γ；
当X>0时：W＝arctan(Y/X)+α+γ；
当X<0时：W＝arctan(Y/X)+180+α+γ。
步骤S364：根据晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制旋转平台旋转使晶圆的圆心和旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同。在计算得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度W之后，控制器旋转平台旋转，使得晶圆的圆心和旋转平台的旋转中心连线方向，与搬运机构的运动方向相同，以便后续步骤移动晶圆。
步骤S366：根据偏心距控制搬运机构移动晶圆，使晶圆的圆心与旋转中心重合。在调整晶圆的圆心和旋转平台的旋转中心连线方向后，控制器控制搬运机构拾取晶圆，并且带动晶圆移动偏心距Dr，使得晶圆的圆心与旋转平台的旋转中心重合，然后再次通过线性传感器采集数据确定晶圆的缺口位置。
上述晶圆预对位方法，在旋转平台带动晶圆旋转时，利用传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到线性数据后，根据传感器采集的线性数据确定晶圆的缺口位置，进而结合晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标，根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置，无需进行二次数据采集和处理，提高了晶圆预对位效率。
为便于更好地理解上述晶圆预对位方法，下面结合具体实施例进行详细解释说明。
目前的晶圆预对位算法中，需要首次粗略旋转扫描确定晶圆缺口位置，再针对结果进行二次精确旋转扫描来定位缺口位置，然后去除缺口附近的数据，对剩余数据拟合成圆，进而实现缺口和偏心的位置确定；或者通过平移来检测平移前后数据来获取晶圆偏心，通过三点确定晶圆偏心。目前的晶圆预对位算法中，对于缺口的处理方法过于繁琐，二次扫描过于耗时，平移法与三点法都无法有效的规避缺口处数据的影响，在效率与准确性方面都有待提高。基于此，本申请提供一种晶圆预对位方法，在旋转平台带动晶圆旋转时通过线性传感器采集线性数据，并通过十字四点法确定晶圆的偏心坐标，该方法可以有效避免缺口数据的影响，并且不需二次扫描，做到高效准确。
具体地，如图1和图7所示，晶圆预对位方法的流程如下：
S1：晶圆搬运到旋转平台。具体地，晶圆3通过搬运机构4，实现从晶圆存放机构搬运到旋转平台2上，此时晶圆的边缘处于线性传感器1的工作区域。
S2：旋转平台旋转，线性传感器获取数据。具体地，旋转平台2带动晶圆3旋转，同时线性传感器1开启。由于晶圆圆心与旋转平台2的旋转中心存在偏差，当旋转平台2带晶圆3转动一周时，晶圆3的圆边在线性传感器1下的长度会发生周期变化，线性传感器1根据长度的周期变化得到相应数据，通过线性传感器1得到的数据可分析获得晶圆圆心相对旋转中心的坐标。假设线性传感器1在一周内采集i个数据，即每个数据对应角度为360/i。
S3：控制器分析信号得到调整所需数据。S3的步骤如下：
S31：将数据逐个相减，根据数据中的峰谷值确定晶圆缺口所在位置。具体地，以i为横坐标，i所对应角度的线性数据组A[i]为纵坐标，取峰谷值中间的i值，即可定位晶圆缺口距离线性传感器1的角度α。
如图8所示，可建立测量坐标系O1，坐标系O1内的点用极坐标(RA(θ)，θ)表示。通过电压与距离的线性关系，可得到线性传感器1输出的每个电压信号所对应的遮光距离，本实施例中，旋转平台转动一周取800个电压信号，每个信号对应角度为360/800，即0.45°，把每一个数据减去前一个数据(最后一个数据减去第1个数据)可以得到新的一组数据，即相邻数据差数组，然后以数据序号为横坐标制图，如图9所示。由于晶圆的边缘除缺口处外都是圆形，相邻的信号采集点位与旋转中心的距离不会有太大差值。所以相邻数据差数组的最大值和最小值即为晶圆的缺口位置。具体地，将最大值与最小值之间最接近0的点的横坐标乘以0.45°，便可得到晶圆缺口所在的角度α。
S32：设旋转平台2的旋转中心到线性传感器1的距离为L，旋转平台2旋转θ时晶圆在线性传感器1下的距离为M(θ)，由此可计算出晶圆3的边缘到旋转中心的距离RA(θ)＝L+M(θ)。
S33：如图10所示，以旋转平台2的旋转中心为原点，将旋转中心与晶圆缺口连线并偏转γ度(目的在于避开缺口)，作为坐标系X轴正方向建立坐标系O，设缺口为E，线性传感器为F，晶圆圆心为O’，晶圆圆边与坐标系交点分别为ABCD，圆心坐标O’(X，Y)即为所求偏心坐标。
S34：因为ABCD是圆边上的点，所以
Y＝(|OB|-|OD|)/2
X＝(|OA|-|OC|)/2
因为
OA＝RA(α+γ)，OB＝RA(α+γ+90)
OC＝RA(α+γ+180)，OD＝RA(α+γ+270)
由此即可得出X、Y的具体数值：
Y＝RA(α+γ+90)-RA(α+γ+270)＝M(α+γ+90)-M(α+γ+270)
X＝RA(α+γ)-RA(α+γ+180)＝M(α+γ)-M(α+γ+180)
S35：由上面圆心坐标(X，Y)可算出：
偏心距：Dr＝(X2+Y2)1/2
偏心正方向旋转到线性传感器方向的角度：W
当X＝0时：
若Y＝0；W＝0；
若Y>0；W＝90+α+γ；
若Y<0；W＝-90+α+γ；
当X>0时；W＝arctan(Y/X)+α+γ；
当X<0时；W＝arctan(Y/X)+180+α+γ。
此外，也可结合极坐标计算圆心坐标(X，Y)。举例说明，如图11所示，以晶圆缺口所在角度加36°(只需要保证晶圆缺口不在坐标系的坐标轴上，此处γ取36°。)作为X轴正方向建立计算坐标系O2，坐标系O2内的点可用极坐标(RB(θ)，θ)表示。其中，RB(θ)＝RA(θ+36°+α)，截取四点数据即可得到圆心坐标(X，Y)
X＝[RB(0)–RB(180)]/2；
Y＝[RB(90)–RB(270)]/2。
S4：判断是否需要调整偏心距。通过S3算出的偏心距Dr，判断是否需要调整偏心距，若需要调整偏心距则继续进行S5，若不需要调整偏心距，则跳转到S7。
S5：旋转平台旋转，将晶圆圆心与旋转中心连线方向与搬运机构运动方向相同。具体地，如图12所示，已知偏心坐标与线性传感器的角度为W，则可算出偏心坐标与搬运机构4运动方面角度，控制旋转平台2旋转，使得晶圆3的圆心和旋转平台2的旋转中心连线方向，与搬运机构4的运动方向相同(虚线为晶圆调整后状态)。
S6：搬运机构4拾取晶圆，并且带动晶圆3移动偏心距Dr，使得晶圆圆心与旋转中心重合，跳转至S1。
S7：此时已调整好偏心距，旋转平台2带动晶圆3旋转，将定位缺口调整至目标角度。
采用上述晶圆预对位方法，采集的数据越多，定位的缺口角度就越精准，在数据处理方面采用十字四点法，有效规避了缺口数据对计算的影响，并且无需二次采集，实现了高效准确的晶圆对准信息的获取。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的晶圆预对位方法的晶圆预对位装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个晶圆预对位装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于晶圆预对位方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图13所示，提供了一种晶圆预对位装置，包括：数据接收模块100、数据处理模块200和预对位模块300，其中：
数据接收模块100，用于接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置；线性数据为旋转平台带动晶圆旋转时，传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到。
数据处理模块200，用于根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标。
预对位模块300，用于根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置。
在一个实施例中，数据接收模块100将旋转平台旋转一周时传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组；根据相邻数据差数组中的峰谷值，确定坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度；晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。
在一个实施例中，数据处理模块200以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系；结合预设参数和晶圆的缺口位置计算得到坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，数据处理模块200将旋转平台的旋转中心作为原点，旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。
在一个实施例中，数据处理模块200根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，预对位模块300根据晶圆的偏心坐标计算得到晶圆的偏心距；若晶圆的偏心距在预设范围内，则控制旋转平台旋转，将晶圆的缺口位置调整至目标角度。
在一个实施例中，预对位模块300还用于当晶圆的偏心距不在预设范围内时，移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合，并控制数据接收模块100再次接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置。
在一个实施例中，预对位模块300根据晶圆的偏心坐标，确定晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；根据晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制旋转平台旋转使晶圆的圆心和旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同；根据偏心距控制搬运机构移动晶圆，使晶圆的圆心与旋转中心重合。
在一个实施例中，预对位模块300用于当晶圆的偏心坐标的横坐标为零时，根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；当晶圆的偏心坐标的横坐标不为零时，根据晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据反正切值、设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
上述晶圆预对位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种晶圆预对位设备，该晶圆预对位设备可以是终端，其内部结构图可以如图14所示。该晶圆预对位设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该晶圆预对位设备的处理器用于提供计算和控制能力。该晶圆预对位设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该晶圆预对位设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种晶圆预对位方法。该晶圆预对位设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该晶圆预对位设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是晶圆预对位设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的晶圆预对位的限定，具体的晶圆预对位可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种晶圆预对位设备，包括存储器和控制器，存储器存储有计算机程序，控制器执行计算机程序时实现以下步骤：接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置；线性数据为旋转平台带动晶圆旋转时，传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到；根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标；根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系；结合预设参数和晶圆的缺口位置计算得到坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将旋转平台旋转一周时传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组；根据相邻数据差数组中的峰谷值，确定坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度；晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将旋转平台的旋转中心作为原点，旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据晶圆的偏心坐标计算得到晶圆的偏心距；若晶圆的偏心距在预设范围内，则控制旋转平台旋转，将晶圆的缺口位置调整至目标角度。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：若晶圆的偏心距不在预设范围内，则移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合，并返回接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置的步骤。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据晶圆的偏心坐标，确定晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；根据晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制旋转平台旋转使晶圆的圆心和旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同；根据偏心距控制搬运机构移动晶圆，使晶圆的圆心与旋转中心重合。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：若晶圆的偏心坐标的横坐标为零，则根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；若晶圆的偏心坐标的横坐标不为零，则根据晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据反正切值、设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置；线性数据为旋转平台带动晶圆旋转时，传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到；根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标；根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系；结合预设参数和晶圆的缺口位置计算得到坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将旋转平台旋转一周时传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组；根据相邻数据差数组中的峰谷值，确定坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度；晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将旋转平台的旋转中心作为原点，旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据晶圆的偏心坐标计算得到晶圆的偏心距；若晶圆的偏心距在预设范围内，则控制旋转平台旋转，将晶圆的缺口位置调整至目标角度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：若晶圆的偏心距不在预设范围内，则移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合，并返回接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置的步骤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据晶圆的偏心坐标，确定晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；根据晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制旋转平台旋转使晶圆的圆心和旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同；根据偏心距控制搬运机构移动晶圆，使晶圆的圆心与旋转中心重合。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：若晶圆的偏心坐标的横坐标为零，则根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；若晶圆的偏心坐标的横坐标不为零，则根据晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据反正切值、设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置；线性数据为旋转平台带动晶圆旋转时，传感器对晶圆的边缘进行数据采集得到；根据晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定晶圆的偏心坐标；根据晶圆的偏心坐标将晶圆的缺口位置调整至目标位置。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系；结合预设参数和晶圆的缺口位置计算得到坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将旋转平台旋转一周时传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组；根据相邻数据差数组中的峰谷值，确定坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度；晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将旋转平台的旋转中心作为原点，旋转中心与晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定坐标系下晶圆的偏心坐标。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据晶圆的偏心坐标计算得到晶圆的偏心距；若晶圆的偏心距在预设范围内，则控制旋转平台旋转，将晶圆的缺口位置调整至目标角度。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：若晶圆的偏心距不在预设范围内，则移动晶圆使晶圆的圆心与旋转中心重合，并返回接收传感器采集到的线性数据，根据线性数据确定晶圆的缺口位置的步骤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据晶圆的偏心坐标，确定晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；根据晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制旋转平台旋转使晶圆的圆心和旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同；根据偏心距控制搬运机构移动晶圆，使晶圆的圆心与旋转中心重合。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：若晶圆的偏心坐标的横坐标为零，则根据设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；若晶圆的偏心坐标的横坐标不为零，则根据晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据反正切值、设定角度、晶圆的缺口距离传感器的角度进行求和计算，得到晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
在一个实施例中，还提供了一种晶圆检测系统，包括传感器、旋转平台、搬运机构和上述的晶圆预对位设备，控制器连接传感器、旋转平台和搬运机构。其中，传感器为线性传感器。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种晶圆预对位方法，其特征在于，包括：
接收传感器采集到的线性数据，根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置；所述线性数据为旋转平台带动所述晶圆旋转时，所述传感器对所述晶圆的边缘进行数据采集得到；
根据所述晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定所述晶圆的偏心坐标；
根据所述晶圆的偏心坐标将所述晶圆的缺口位置调整至目标位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定所述晶圆的偏心坐标，包括：
以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系；
结合所述预设参数和所述晶圆的缺口位置计算得到所述坐标系下晶圆的偏心坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置，包括：
将所述旋转平台旋转一周时所述传感器采集到的线性数据逐个相减，得到相邻数据差数组；
根据所述相邻数据差数组中的峰谷值，确定所述坐标系中晶圆的缺口距离传感器的角度；所述晶圆的缺口位置包括晶圆的缺口距离传感器的角度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以旋转平台的旋转中心为原点建立坐标系，包括：
将旋转平台的旋转中心作为原点，所述旋转中心与所述晶圆的缺口连线偏转设定角度作为坐标系X轴正方向，建立坐标系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设参数包括旋转平台的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系；所述结合所述预设参数和所述晶圆的缺口位置计算得到所述坐标系下晶圆的偏心坐标，包括：
根据所述设定角度、所述晶圆的缺口距离所述传感器的角度，以及旋转中心的旋转角度与传感器测量所得的遮光距离的对应关系，确定所述坐标系下晶圆的偏心坐标。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述晶圆的偏心坐标将所述晶圆的缺口位置调整至目标位置，包括：
根据所述晶圆的偏心坐标计算得到所述晶圆的偏心距；
若所述晶圆的偏心距在预设范围内，则控制所述旋转平台旋转，将所述晶圆的缺口位置调整至目标角度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述晶圆的偏心坐标计算得到所述晶圆的偏心距之后，还包括：
若所述晶圆的偏心距不在预设范围内，则移动所述晶圆使所述晶圆的圆心与所述旋转中心重合，并返回所述接收传感器采集到的线性数据，根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述移动所述晶圆使所述晶圆的圆心与所述旋转中心重合，包括：
根据所述晶圆的偏心坐标，确定所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；
根据所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，控制所述旋转平台旋转使所述晶圆的圆心和所述旋转中心的连线方向，与搬运机构的运动方向相同；
根据所述偏心距控制所述搬运机构移动所述晶圆，使所述晶圆的圆心与所述旋转中心重合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述晶圆的偏心坐标，确定所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度，包括：
若所述晶圆的偏心坐标的横坐标为零，则根据所述设定角度、所述晶圆的缺口距离所述传感器的角度进行求和计算，得到所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度；
若所述晶圆的偏心坐标的横坐标不为零，则根据所述晶圆的偏心坐标进行反正切计算得到反正切值，以及根据所述反正切值、所述设定角度、所述晶圆的缺口距离所述传感器的角度进行求和计算，得到所述晶圆的偏心正方向旋转到传感器方向的角度。
10.一种晶圆预对位装置，其特征在于，包括：
数据接收模块，用于接收传感器采集到的线性数据，根据所述线性数据确定所述晶圆的缺口位置；所述线性数据为旋转平台带动所述晶圆旋转时，所述传感器对所述晶圆的边缘进行数据采集得到；
数据处理模块，用于根据所述晶圆的缺口位置以及预设参数进行分析，确定所述晶圆的偏心坐标；
预对位模块，用于根据所述晶圆的偏心坐标将所述晶圆的缺口位置调整至目标位置。
11.一种晶圆预对位设备，包括存储器和控制器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述控制器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
12.一种晶圆检测系统，其特征在于，包括传感器、旋转平台、搬运机构和权利要求11所述的晶圆预对位设备，所述控制器连接所述传感器、所述旋转平台和所述搬运机构。
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