CN116759358A - 一种晶圆边缘对准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种晶圆边缘对准方法及系统,方法包括:选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种晶圆边缘对准方法及系统。
背景技术
晶圆对准装置经历了两个阶段的发展,即机械式和光学式。机械式对准定位依靠复杂的机械结构保证其精度,晶圆在定位过程中容易污染和损伤。由于其精度主要取决于机械设计制造精度和光学检测结构的精度,因此只能满足0.35um以上的设备,主要应用于传输精度要求较低的微米级设备中。机械式对准系统具有成本低、控制系统和算法简单的优点,但是它的精度低,容易对晶圆造成污染,且机械结构复杂,因此逐渐被淘汰。
目前的研究目标表明,边缘对准装置要实际应用到半导体行业生产中,对于精度要求不必过高。如何在保证精度尚可的情况下尽量缩短对准时间,从而提升整个设备的工作速率更为重要。目前,在半导体技术领域中,较多研究都在针对解决晶圆对准精度等问题,很少有方法着眼于解决晶圆边缘对准的效率问题。
例如在申请公开号为CN115763343A的专利中公开了一种晶圆对准装置,具体包括晶圆定位机构、晶圆载台、至少两个晶圆限位机构,各晶圆限位机构及晶圆定位机构均间隔设置于晶圆载台的外围,晶圆限位机构包括第一定位块,第一定位块适于靠近或远离晶圆载台,第一定位块用于抵靠于待对准晶圆的边缘,晶圆定位机构包括第三定位块、第四定位块,第三定位块、第四定位块适于靠近或远离晶圆载台,所述第三定位块、第四定位块用于抵靠于待对准晶圆的边缘,第一定位块、第三定位块、第四定位块均可旋转,提供了一种结构简单、成本低、使用方便、对准精度更高的晶圆对准装置。
又例如在申请公开号为CN102543808A的专利中公开了一种晶圆预对准方法,包括:通过旋转台带动晶圆旋转,并利用CCD传感器采集晶圆边缘数据,得到晶圆一周的采样数据;利用步进落差法确定缺口最低点的初始估计位置;将晶圆缺口旋转至CCD传感器附近,对缺口边缘进行小范围的细采样;利用步进落差法确定晶圆口的最低点的位置;从晶圆边缘采样数据中剔除在晶圆缺口范围的采样数据;对剔除缺口后的晶圆边缘采样数据应用最小二乘法拟合出晶圆圆心;求解旋转台的停止位置,IC机器人机械手臂的偏转角度及伸展距离,并引导IC机器人到指定位置取走晶圆。该发明方法不受晶圆尺寸以及缺口形状的限制,避免了因阈值设定的不准确所造成的定位误差,避免了缺口处数据对拟合结果的影响,提高了晶圆对准精度。
上述专利中均存在:在半导体技术领域中,较多研究都在针对解决晶圆对准精度的问题,很少有方法着眼于解决晶圆边缘对准的效率问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种晶圆边缘对准方法,并进一步提供一种能够运行并实现上述方法的晶圆边缘对准系统,有效解决背景技术中提到的上述问题。
本发明的技术方案如下:
第一方面,提出一种晶圆边缘对准方法,该方法包括如下步骤:
S1、选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;
S2、建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;
S3、根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;
S4、根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
本发明的进一步改进在于,所述S1中对首片晶圆缺口和边缘点的有序标定和拍照采集包括以下具体步骤:
S101:以晶圆的缺口位置作为基准点,在晶圆边缘以顺时针方向每隔既定的弧度选取m个边缘点;
S102:按照采集顺序对缺口及边缘点进行有序标定,缺口记为base,边缘点集合为;
S103:以晶圆的对准标记确定坐标原点,建立二维坐标系,晶圆缺口的反方向为Y轴,X轴与Y轴垂直并经过原点,根据晶圆实际尺寸依次计算出边缘点的理论坐标,其中/>;
S104:移动平台,将边缘点的坐标移动到相机中心点的位置进行拍照采集,输出第一像素信息。
本发明的进一步改进在于,所述S2中建立运动平台坐标系和像素坐标系包括以下具体步骤:
S201:运动平台坐标系以缺口base相反方向为Y轴正方向,X轴方向与晶圆坐标系中X轴方向一致;
S202:像素坐标系以靶面中心为原点,视觉系统中向上为Y轴正方向,视觉系统中向右为X轴正方向。
本发明的进一步改进在于,所述S2中根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量包括以下具体步骤:
S211:读取边缘点的理论像素坐标和缺口中心的理论像素坐标/>,边缘点实际像素坐标记为/>,缺口中心实际像素坐标记为/>,相机的实际像元尺寸记为/>,单位换算量为/>;
S212:计算边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>,计算公式分别如下:
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S213:将边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>转化为运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
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本发明的进一步改进在于,所述S3中对晶圆圆心的定位包括以下具体步骤:
S301:以4的整数倍n,将晶圆等分n个圆周,采集n个数据角度和半径/>;
S302:根据采集得到的数据,晶圆圆心坐标与半径的计算公式如下:
圆心坐标;
半径。
本发明的进一步改进在于,所述S3中缺口中心位置的确定包括以下具体步骤:
S311:根据第一像素信息,找出缺口图像在像素坐标系X方向上的极大值点坐标和极小值点坐标/>,和缺口图像在Y方向上的极大值点坐标/>和极小值点坐标/>;
S312:缺口中心在X方向和Y方向上的像素坐标值计算公式分别如下:
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S313:将缺口中心像素坐标计算缺口中心在运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
S314:得到缺口中心在运动平台上的坐标为。
本发明的进一步改进在于,所述S3中晶圆的旋转角度偏差计算公式如下:
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本发明的进一步改进在于,所述S4中晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量的计算公式如下:
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第二方面,提出一种晶圆边缘对准系统,该系统包括:
采集演算模块、转化演算模块、演算复写模块、校准复写模块;
所述采集演算模块,用于选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;
所述转化演算模块,用于建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;
所述演算复写模块,用于根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;
所述校准复写模块,用于根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
第三方面,提出一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,实现上述任一项所述的一种晶圆边缘对准方法。
第四方面,提出一种电子设备,包括存储器,用于存储指令;处理器,用于执行所述指令,使得所述设备执行实现一种晶圆边缘对准方法。
本发明的技术效果如下:
构建了一种晶圆边缘对准方法,克服了晶圆边缘对准流程中效率低,耗时长的问题,有效地提高晶圆边缘对准过程中的效率,实现精确、高效对准。这种方法对晶圆盒内首片晶圆进行数据采集,计算偏移量和旋转角度偏差,并写入参数复刻模型,后续直接调用参数复刻模型进行精对准,因而可操作性好、精确性高、稳定性好、灵活性高,对于提高晶圆边缘对准效率具有重大现实意义。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明实施例的一种晶圆边缘对准方法的流程示意图;
图2为本发明实施例的一种晶圆边缘对准方法的晶圆旋转偏移示意图;
图3为本发明实施例的一种晶圆边缘对准方法的详细步骤示意图;
图4为本发明实施例的一种晶圆边缘对准系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种晶圆边缘对准方法,以解决晶圆边缘对准过程中效率低耗时长的问题作为目标,构建了一种可实现高效精对准的模型系统,在保证晶圆边缘对准精度的同时,克服了晶圆边缘对准流程中效率低,耗时长的问题,有效地提高晶圆边缘对准过程中的效率,实现精确、高效对准。这种方法对晶圆盒内首片晶圆进行数据采集,计算偏移量和旋转角度偏差,并写入参数复刻模型,后续直接调用参数复刻模型进行精对准,因而可操作性好、精确性高、稳定性好、灵活性高,对于提高晶圆边缘对准效率具有重大现实意义。
实施例1:
本实施例提出一种晶圆边缘对准方法,如图1,并结合图2和图3所示,包括以下具体步骤:
S1、选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;
晶圆一般分为切边型和缺口型,相较而言,缺口型晶圆缺口小,利用率高且更容易做定位,因此本实施例中的选择为缺口型晶圆。通常情况下,同一个片盒中的晶圆属于同类晶圆,其基本信息是相同的,选取晶圆盒内首片晶圆进行信息采集,标定缺口及边缘点,根据晶圆尺寸和建立的晶圆坐标系计算出边缘点的理论坐标,用相机采集图像时,相机的像元尺寸为5.5*5.5um,镜头为2倍镜头,实际像元尺寸为2.75um。其中,在本实施例中,对首片晶圆缺口和边缘点的有序标定和拍照采集的具体实现步骤为:
S101:以晶圆的缺口位置作为基准点,在晶圆边缘以顺时针方向每隔既定的弧度选取m个边缘点,在本实施例中,选取作为既定弧度,边缘点个数为7个;
S102:按照采集顺序对缺口及边缘点进行有序标定,缺口记为base,边缘点集合为;
S103:以晶圆的对准标记确定坐标原点,建立平面二维直角坐标系,以晶圆缺口的反方向为Y轴,X轴与Y轴垂直并经过原点,根据晶圆实际尺寸依次计算出边缘点在晶圆坐标系上的理论坐标,其中/>;
S104:移动平台,将边缘点的坐标依次移动到相机视场下进行拍照采集,相机中心点的位置即为移动到的边缘点的坐标,并输出第一像素信息。
S2、建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;
在本实施例中,建立运动平台坐标系和像素坐标系的具体实现步骤为:
S201:运动平台坐标系以缺口base相反方向为Y轴正方向,X轴方向与晶圆坐标系中X轴方向一致,由于硬件组装和传输设备精度所带来的误差,运动平台坐标系与晶圆坐标系之间会存在一定偏移;
S202:像素坐标系以靶面中心为原点,视觉系统中向上为Y轴正方向,视觉系统中向右为X轴正方向,相机坐标系的作用是桥梁,通过相机坐标系建立起晶圆坐标系与运动平台坐标系直接的转化关系。
在本实施例中,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量的具体实现步骤为:
S211:读取边缘点的理论像素坐标和缺口中心的理论像素坐标/>,边缘点实际像素坐标记为/>,缺口中心实际像素坐标记为/>,相机的实际像元尺寸记为/>,单位为um,单位换算量/>;
S212:在进行边缘对准时,首先计算相机视场内的实际像素坐标与理论像素坐标差值,边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>,计算公式分别如下:
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S213:将边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>转化为运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
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S3、根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;
在本实施例中,为了确定晶圆圆心位置需要进行采样,所有采样点均为偶数,并且采样点之间夹角固定,可快速定位圆心,具体实现步骤如下:
S301:以4的整数倍n,将晶圆等分n个圆周,采集n个数据角度和半径/>;
S302:根据采集得到的数据,晶圆圆心坐标与半径的计算公式如下:
圆心坐标;
半径。
在本实施例中,确定缺口中心位置整合了极值法和均值法,具体实现步骤如下:
S311:根据第一像素信息,找出缺口图像在X方向上的极大值点坐标和极小值点坐标/>,和缺口图像在Y方向上的极大值点坐标/>和极小值点坐标;
S312:缺口中心在X方向和Y方向上的像素坐标值计算公式分别如下:
;
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S313:将缺口中心像素坐标计算缺口中心在运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
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S314:得到缺口中心在运动平台上的坐标为。
在本实施例中,确定了圆心坐标和缺口中心坐标后,晶圆旋转角度偏差的具体计算公式如下:
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在得到首片晶圆的旋转角度偏差后,将数据写入参数复刻模型中。
S4、根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
如图2所示,在补偿旋转角度之后,晶圆在水平方向上与运动平台平行,原来的晶圆坐标系将会发生偏移。这时,需要重新计算X、Y轴方向的偏移量写入参数复刻模型。参数复刻模型包含的关键参数为晶圆的旋转角度偏差Rz和晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量、/>。在进行首片晶圆的边缘对准后,后续晶圆盒内的其他晶圆将根据参数复刻模型中的参数进行直接校准。
在本实施例中,晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量的具体计算公式如下:
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实施例2:
本实施例提出了一种晶圆边缘对准系统,如图4所示,包括:采集演算模块、转化演算模块、演算复写模块、校准复写模块;
所述采集演算模块用于:选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;
在本实施例中的选择缺口型晶圆。
通常情况下,同一个片盒中的晶圆属于同类晶圆,其基本信息是相同的,选取晶圆盒内首片晶圆进行信息采集,标定缺口及边缘点,根据晶圆尺寸和建立的晶圆坐标系计算出边缘点的理论坐标,用相机采集图像时,相机的像元尺寸为5.5*5.5um,镜头为2倍镜头,实际像元尺寸为2.75um。
其中,对首片晶圆缺口和边缘点的有序标定和拍照采集是以晶圆的缺口位置作为基准点,在晶圆边缘选取作为既定弧度,顺时针方向选取7个边缘点;然后按照采集顺序对缺口及边缘点进行有序标定,缺口记为base,边缘点集合为/>;随后以晶圆的对准标记确定坐标原点,建立平面二维直角坐标系,以晶圆缺口的反方向为Y轴,X轴与Y轴垂直并经过原点,根据晶圆实际尺寸依次计算出边缘点在晶圆坐标系上的理论坐标,其中/>;最后移动平台,将边缘点的坐标依次移动到相机视场下进行拍照采集,相机中心点的位置即为移动到的边缘点的坐标,并输出第一像素信息。
所述转化演算模块用于:建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;
在本实施例中,运动平台坐标系的建立是以缺口base相反方向为Y轴正方向,X轴方向与晶圆坐标系中X轴方向一致,由于硬件组装和传输设备精度所带来的误差,运动平台坐标系与晶圆坐标系之间会存在一定偏移;像素坐标系的建立是以靶面中心为原点,以视觉系统中向上为Y轴正方向,视觉系统中向右为X轴正方向,相机坐标系的作用是桥梁,通过相机坐标系建立起晶圆坐标系与运动平台坐标系直接的转化关系。
根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量需要先读取边缘点的理论像素坐标和缺口中心的理论像素坐标/>,边缘点实际像素坐标记为,缺口中心实际像素坐标记为/>,相机的实际像元尺寸记为/>,单位为um,单位换算量/>;然后计算相机视场内的实际像素坐标与理论像素坐标差值,边缘点在X方向上的偏移量/>,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>,计算公式分别如下:
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S213:将边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>转化为运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
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所述演算复写模块用于:根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;
在本实施例中,为了确定晶圆圆心位置需要进行采样,所有采样点均为偶数,并且采样点之间夹角固定,可快速定位圆心,具体实现步骤为:以4的整数倍n,将晶圆等分n个圆周,采集n个数据角度和半径/>;根据采集得到的数据,晶圆圆心坐标与半径的计算公式如下:
圆心坐标;
半径。
在本实施例中,确定缺口中心位置整合了极值法和均值法,具体实现步骤为:首先根据第一像素信息,找出缺口图像在像素坐标系X方向上的极大值点坐标和极小值点坐标/>,和缺口图像在Y方向上的极大值点坐标/>和极小值点坐标/>;然后计算出缺口中心在X方向和Y方向上的像素坐标值,计算公式分别如下:
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再利用缺口中心像素坐标计算缺口中心在运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
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最后得到缺口中心在运动平台上的坐标为。
在本实施例中,确定了圆心坐标和缺口中心坐标后,晶圆旋转角度偏差的具体计算公式如下:
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在得到首片晶圆的旋转角度偏差后,将数据写入参数复刻模型中。
所述校准复写模块用于:根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
在本实施例中,在补偿旋转角度之后,晶圆与运动台水平向平行,原来的晶圆坐标系将会发生偏移。这时,需要重新计算X、Y轴方向的偏移量写入参数复刻模型。参数复刻模型包含的关键参数为晶圆的旋转角度偏差Rz和晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量、/>。在进行首片晶圆的边缘对准后,后续晶圆盒内的其他晶圆将根据参数复刻模型中的参数进行直接校准。晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量的具体计算公式如下:
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上述关于本发明的一种晶圆边缘对准系统中的各参数和各个单元模块实现相应功能的步骤,可参考上文实施例1中关于一种晶圆边缘对准方法的实施例中的各参数和步骤。
实施例3:
本实施例提供一种电子设备,包括:处理器和存储器,其中,存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序;处理器通过调用存储器中存储的计算机程序,执行上述的一种晶圆边缘对准方法。
该电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异,能够包括一个或一个以上的处理器(Central Processing Units,CPU)和一个或一个以上的存储器,其中,该存储器中存储有至少一条计算机程序,该计算机程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的一种基于车脸识别反向追踪蒙牌车辆的方法。该电子设备还能够包括其他用于实现设备功能的部件,例如,该电子设备还能够具有有线或无线网络接口以及输入输出接口等部件,以便进行数据的输入输出。本实施例在此不做赘述。
所属技术领域的技术人员知道,本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此,本公开可以具体实现为以下形式,即:可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等),还可以是硬件和软件结合的形式,本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外,在一些实施例中,本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和方框图中的每一流程或方框、以及流程图或方框图中的流程和方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (11)
1.一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:包括以下具体步骤:
S1、选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;
S2、建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;
S3、根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;
S4、根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S1中对首片晶圆缺口和边缘点的有序标定和拍照采集包括以下具体步骤:
S101:以晶圆的缺口位置作为基准点,在晶圆边缘以顺时针方向每隔既定的弧度选取m个边缘点;
S102:按照采集顺序对缺口及边缘点进行有序标定,缺口记为base,边缘点集合为;
S103:以晶圆的对准标记确定坐标原点,建立二维坐标系,晶圆缺口的反方向为Y轴,X轴与Y轴垂直并经过原点,根据晶圆实际尺寸依次计算出边缘点的理论坐标,其中;
S104:移动平台,将边缘点的坐标移动到相机中心点的位置进行拍照采集,输出第一像素信息。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S2中建立运动平台坐标系和像素坐标系包括以下具体步骤:
S201:运动平台坐标系以缺口base相反方向为Y轴正方向,X轴方向与晶圆坐标系中X轴方向一致;
S202:像素坐标系以靶面中心为原点,视觉系统中向上为Y轴正方向,视觉系统中向右为X轴正方向。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S2中根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量包括以下具体步骤:
S211:读取边缘点的理论像素坐标和缺口中心的理论像素坐标/>,边缘点实际像素坐标记为/>,缺口中心实际像素坐标记为/>,相机的实际像元尺寸记为/>,单位换算量为/>;
S212:计算边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>,计算公式分别如下:
;
;
;
S213:将边缘点在X方向上的偏移量,Y方向上的偏移量/>和缺口中心点在Y方向上的偏移量/>转化为运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
;
;
;
式中,表示边缘点在X方向上的第一偏移量,/>表示边缘点在Y方向上的第一偏移量,/>表示缺口中心点在Y方向上的第一偏移量。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S3
中对晶圆圆心的定位包括以下具体步骤:
S301:以4的整数倍n,将晶圆等分n个圆周,采集n个数据角度和半径/>;
S302:根据采集得到的数据,晶圆圆心坐标与半径的计算公式如下:
圆心坐标;
半径。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S3中缺口中心位置的确定包括以下具体步骤:
S311:根据第一像素信息,找出缺口图像在像素坐标系X方向上的极大值点坐标和极小值点坐标/>,和缺口图像在Y方向上的极大值点坐标/>和极小值点坐标/>;
S312:缺口中心在X方向和Y方向上的像素坐标值计算公式分别如下:
;
;
S313:利用缺口中心像素坐标计算缺口中心在运动平台上的第一偏移量,计算公式如下:
;
;
式中,表示缺口中心点在X方向上的第一偏移量,/>表示缺口中心点在Y方向上的第一偏移量;
S314:得到缺口中心在运动平台上的坐标为,/>表示晶圆半径。
7.根据权利要求6所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S3中晶圆的旋转角度偏差计算公式如下:
;
式中,表示晶圆的旋转角度偏差,/>表示晶圆圆心坐标的横坐标,/>表示晶圆圆心坐标的纵坐标,/>表示晶圆半径。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆边缘对准方法,其特征在于:所述S4中晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量的计算公式如下:
;
;
表示缺口中心点在X方向上的第二偏移量,/>表示缺口中心点在Y方向上的第二偏移量。
9.一种晶圆边缘对准系统,基于权利要求1-8任一项所述的一种晶圆边缘对准方法实现,其特征在于,包括:采集演算模块、转化演算模块、演算复写模块、校准复写模块;
所述采集演算模块,用于选取晶圆盒内首片晶圆的缺口和边缘点进行有序标定,建立晶圆坐标系计算边缘点的理论坐标,并用相机拍照采集边缘点及缺口图像,输出为第一像素信息;
所述转化演算模块,用于建立运动平台坐标系和像素坐标系,并通过像素坐标系建立晶圆坐标系与运动平台坐标系之间的转化关系,根据第一像素信息计算晶圆在运动平台坐标轴方向上的第一偏移量;
所述演算复写模块,用于根据第一偏移量确定晶圆圆心和缺口中心的位置,计算晶圆的旋转角度偏差并写入参数复刻模型;
所述校准复写模块,用于根据所述旋转角度偏差补偿旋转角度,计算晶圆在运动平台坐标轴方向的第二偏移量并写入参数复刻模型中,依照参数复刻模型对其它晶圆依次进行校准。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-8任一项所述的一种晶圆边缘对准方法。
11.一种电子设备,其特征在于,包括存储器,用于存储指令;处理器,用于执行所述指令,使得所述设备执行实现如权利要求1至8任一项所述的一种晶圆边缘对准方法。
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