一种圆形晶圆圆心的定位方法与流程

1.本发明涉及晶圆技术领域，尤其涉及一种圆形晶圆圆心的定位方法。


背景技术：

2.现有技术方案中，处理方案为采图后，使用数学公式将边缘按三角函数进行拟合，通过曲线的峰值和相位计算晶圆偏移的角度和坐标。
3.然而，通常情况下，晶圆边缘不是理想的圆形，视前道加工条件不同，一张晶圆的直径偏差最大有时可达50um，此时按现有技术方案进行拟合，对曲线的峰值、相位均有影响。且精度无法达到直径偏差以下。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，如何在工艺条件一般的情况下，高精度地对晶圆圆心实现定位。有鉴于此，本发明提供一种圆形晶圆圆心的定位方法。
5.本发明采用的技术方案是，所述圆形晶圆圆心的定位方法，包括：
6.步骤s1，标定图像获取装置，将视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联；
7.步骤s2，利用所述图像获取装置，获取所述晶圆的边缘上的第一圆弧；
8.步骤s3，旋转所述晶圆所在的旋转台至预设角度，获取所述晶圆的边缘上的第二圆弧，其中所述第二圆弧与所述第一圆弧相接，并且将所述第二圆弧与所述第一圆弧拼接为一圆弧；
9.步骤s4，重复步骤s3，直至完成对所述晶圆的边缘完整一周的图像采集，获取所述晶圆的边缘所构成的完整弧形；
10.步骤s5，基于geohuber参数，将所述完整弧形拟合为圆形图像；
11.步骤s6，将所述圆形图像的圆心确定为所述晶圆的圆心。
12.在一个实施方式中，所述图像想获取装置包括相机。
13.在一个实施方式中，所述步骤s1进一步包括：标定相机的像素尺寸，及相机中心与旋转台中心的相对距离，以使得视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联。
14.在一个实施方式中，所述步骤s2还包括：
15.对获取到的图像进行预处理；
16.在当前图像中，从图像中的所述第一圆弧中均匀的采样多个点，将其转换为空间坐标，以获取所述第一圆弧；
17.在一个实施方式中，所述步骤s3还包括：
18.对获取到的图像进行预处理；
19.在当前图像中，从图像中的所述第二圆弧中均匀的采样多个点，将其转换为空间坐标，以获取所述第二圆弧。
20.在一个实施方式中，所述预处理包括：利用开闭运算及填充算子，以去除误差干扰。
21.在一个实施方式中，从图像中的圆弧中均匀的采样多个点的过程中，包括：
22.在当前图像内的圆弧中，去除所述圆弧的两端边缘位置，在靠近当前圆弧中心位置均匀采样多个点。
23.在一个实施方式中，所述预设角度为10
°
。
24.采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
25.本发明提供的圆形晶圆圆心的定位方法，数据来源为整个圆的边缘，对机械结构精度和产品精度要求低，在较差的工艺条件下仍可达到较高的精度。
附图说明
26.图1为根据本发明实施例的圆形晶圆圆心的定位方法流程图；
27.图2为根据本发明实施例的圆形晶圆圆心的定位方法中的第一圆弧的获取示意图；
28.图3为根据本发明实施例的圆形晶圆圆心的定位方法中的第二圆弧的获取示意图。
具体实施方式
29.为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
30.在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
31.还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本技术的实施方式时，使用“可以”表示“本技术的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。
32.如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。
33.除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本技术所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
35.本发明中说明书中对方法流程的描述及本发明说明书附图中流程图的步骤并非必须按步骤标号严格执行，方法步骤是可以改变执行顺序的。而且，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
36.本发明实施例中，晶圆放置于呈片台上，呈片台能在径向和旋转方向上运动。相机
及镜头在晶圆边缘上方，视野约为20mm*20mm。被识别晶圆尺寸不限，主要适用范围为直径150mm-300mm的圆形晶圆，进一步通过设计视觉边沿提取算法，在圆周取若干个点，呈片台旋转，再次识别，将最终结果旋转拟合成圆形，获得最终圆形及直径。
37.本发明第一实施例，一种圆形晶圆圆心的定位方法，如图1所示，包括以下具体步骤：
38.步骤s1，标定图像获取装置，将视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联。
39.本实施例中，图像想获取装置可以是相机。
40.进一步地，步骤s1可以包括：标定相机的像素尺寸，及相机中心与旋转台中心的相对距离，以使得视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联。
41.步骤s2，利用图像获取装置，获取所述晶圆的边缘上的第一圆弧。
42.本实施例中，可以对获取到的图像进行预处理；再在当前图像中，从图像中的第一圆弧中均匀的采样多个点，将其转换为空间坐标，以获取第一圆弧。
43.具体地，预处理可以包括：利用开闭运算及填充算子，以去除误差干扰。
44.在一个实施方式中，从图像中的圆弧中均匀的采样多个点的过程中，可以在当前图像内的圆弧中，去除圆弧的两端边缘位置，在靠近当前圆弧中心位置均匀采样多个点。
45.步骤s3，旋转所述晶圆所在的旋转台至预设角度，获取所述晶圆的边缘上的第二圆弧，其中所述第二圆弧与所述第一圆弧相接，并且将所述第二圆弧与所述第一圆弧拼接为一圆弧。
46.类似于步骤s2，可以对获取到的图像进行预处理；再在当前图像中，从图像中的第二圆弧中均匀的采样多个点，将其转换为空间坐标，以获取第二圆弧。
47.具体地，预处理可以包括：利用开闭运算及填充算子，以去除误差干扰。
48.在一个实施方式中，从图像中的圆弧中均匀的采样多个点的过程中，可以在当前图像内的圆弧中，去除圆弧的两端边缘位置，在靠近当前圆弧中心位置均匀采样多个点。
49.示例性地，旋转的预设角度可以为10
°
。
50.示例性地，每一段圆弧采集点的数量可以为40个。
51.步骤s4，重复步骤s3，直至完成对所述晶圆的边缘完整一周的图像采集，获取所述晶圆的边缘所构成的完整弧形。
52.步骤s5，基于geohuber参数，将所述完整弧形拟合为圆形图像。
53.步骤s6，将圆形图像的圆心确定为晶圆的圆心。
54.可以理解的是，本实施例可适用于：包括但不限于ringcut环切和edge trimming去边切割加工。
55.相较于现有技术，本实施例提供的圆形晶圆圆心的定位方法，数据来源为整个圆的边缘，对机械结构精度和产品精度要求低，在较差的工艺条件下仍可达到较高的精度。
56.本发明第二实施例，与第一实施例对应，本实施例介绍圆形晶圆圆心的定位方法的应用实例，如图2至图3所示，包括：
57.步骤s1，标定相机的像素尺寸，及相机中心与旋转台中心的相对距离，将视觉坐标系与空间坐标系相关联
58.步骤s2，定位开始，采集第一张图像。对图像预处理，使用开闭运算及填充算子，去除潜在的误差干扰。识别相机下的边缘，去掉头尾一部分，从中均匀的采样40个点，将其转
换为空间坐标。此时弧ab(第一圆弧)采集完成，如图2。
59.步骤s3，将测量台逆时针旋转10度，再次识别边缘并取点。获得弧bc(第二圆弧)上的点。
60.步骤s4，计算弧ab上的坐标点绕旋转中心逆时针旋转10度后，在空间坐标系中的结果。
61.步骤s5，将弧bc与弧ab拼接，得到弧ac，如图3。
62.步骤s6，重复步骤3～5，直至晶圆整个圆形边缘采集完成。
63.步骤s7，使用“geohuber”参数，将圆形边缘拟合为圆形，得到圆形半径r和晶圆中心坐标(x,y)。
64.经具体实施，本应用实施的定位精度可达
±
10um以内。
65.通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

技术特征：
1.一种圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，包括：步骤s1，标定图像获取装置，将视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联；步骤s2，利用所述图像获取装置，获取所述晶圆的边缘上的第一圆弧；步骤s3，旋转所述晶圆所在的旋转台至预设角度，获取所述晶圆的边缘上的第二圆弧，其中所述第二圆弧与所述第一圆弧相接，并且将所述第二圆弧与所述第一圆弧拼接为一圆弧；步骤s4，重复步骤s3，直至完成对所述晶圆的边缘完整一周的图像采集，获取所述晶圆的边缘所构成的完整弧形；步骤s5，基于geohuber参数，将所述完整弧形拟合为圆形图像；步骤s6，将所述圆形图像的圆心确定为所述晶圆的圆心。2.根据权利要求1所述的圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，所述图像想获取装置包括相机。3.根据权利要求2所述的圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，所述步骤s1进一步包括：标定相机的像素尺寸，及相机中心与旋转台中心的相对距离，以使得视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联。4.根据权利要求1所述的圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：对获取到的图像进行预处理；在当前图像中，从图像中的所述第一圆弧中均匀的采样多个点，将其转换为空间坐标，以获取所述第一圆弧；所述步骤s3还包括：对获取到的图像进行预处理；在当前图像中，从图像中的所述第二圆弧中均匀的采样多个点，将其转换为空间坐标，以获取所述第二圆弧。5.根据权利要求4所述的圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，所述预处理包括：利用开闭运算及填充算子，以去除误差干扰。6.根据权利要求4所述的圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，从图像中的圆弧中均匀的采样多个点的过程中，包括：在当前图像内的圆弧中，去除所述圆弧的两端边缘位置，在靠近当前圆弧中心位置均匀采样多个点。7.根据权利要求1所述的圆形晶圆圆心的定位方法，其特征在于，所述预设角度为10
°
。

技术总结
本发明提供了一种圆形晶圆圆心的定位方法，包括：标定图像获取装置，将视觉坐标系与包括晶圆的空间坐标系相关联；利用图像获取装置，获取晶圆的边缘上的第一圆弧；旋转晶圆所在的旋转台至预设角度，获取晶圆的边缘上的第二圆弧，其中第二圆弧与第一圆弧相接，并且将第二圆弧与第一圆弧拼接为一圆弧；重复直至完成对晶圆的边缘完整一周的图像采集，获取晶圆的边缘所构成的完整弧形；基于geohuber参数，将完整弧形拟合为圆形图像；将圆形图像的圆心确定为晶圆的圆心，本发明的数据来源为整个圆的边缘，对机械结构精度和产品精度要求低，在较差的工艺条件下仍可达到较高的精度。较差的工艺条件下仍可达到较高的精度。较差的工艺条件下仍可达到较高的精度。


技术研发人员：孙越 杨晓雄 刘婷婷 周丹 李远航 王克江 孙彬 李长城 谢贵久
受保护的技术使用者：北京中电科电子装备有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/9