【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體領域，具體涉及一種晶圓尋邊方法和裝置。
技術介紹
1、chuck臺是半導體制造、光學加工、平面顯示器制造、太陽能電池板制造、生物醫學等領域中使用的一種重要的工具。在半導體領域中，chuck臺用于夾持晶圓、硅片、薄膜等，以保證它們在加工過程中的穩定性和精確性。chuck臺通常由夾持器、定位器和調整器等部分組成，能夠夾持和定位各種大小、形狀和材料的晶圓、硅片和薄膜。
2、在半導體加工過程中，將晶圓放置到chuck臺上時會發生晶圓定位不精確、圓心和缺口方向偏移等問題。因此，需要對晶圓進行尋邊，以將晶圓調整到指定位置和方向。具體而言，需要對晶圓進行圓心補償以使晶圓圓心與chuck臺圓心對準，另外還需要對晶圓進行旋轉補償以使晶圓邊緣的缺口指向指定方向。
3、晶圓的圓心補償涉及圓擬合，常規的圓擬合算法對采集到的晶圓邊緣數據（例如，晶圓邊緣圖像）進行濾波處理，數據處理之后利用最小二乘法擬合出圓心。然而，由于晶圓運動過程中存在加減速、以及信號的波動和噪聲，采集到的數據可能會有異常值。同時，在濾波過程中可能會剔除正常點，從而增大擬合誤差。如果數據正好處于擬合出的圓上，那么算法會找到正確的圓。然而，當數據位于小圓弧上時，算法會偏離地估計得到比正確的圓更小的圓。另外，最小二乘法對離群點較為敏感，如果濾波不徹底，則擬合結果會存在偏差。此外，在對晶圓進行圓心補償時，常規的補償方案在計算出圓心偏差之后直接使chuck臺沿x/y和θ軸移動進行補償，此過程會帶動晶圓同時運動，這不僅提高了圓心補償算法的復雜度，還會對補
4、此外，在采集晶圓邊緣圖像時，一般采用透射式傳感器或反射式傳感器。然而，透射式傳感器無法識別鍍金屬層的鍵合片，進而無法完成晶圓的預對準補償。反射式傳感器對于透明片的反射率較低，可能無法檢測，而如果增加傳感器的靈敏度，則會增加成本。此外，反射式傳感器無法承擔鍵合片＋/－10mm偏心，重復性定位精度達不到要求。
5、有鑒于此，期望提供一種改進的晶圓尋邊方法和裝置。
技術實現思路
1、以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在標識出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以作為稍后給出的更詳細描述之序言。
2、本專利技術提供了一種晶圓尋邊方法，包括：采集晶圓的邊緣圖像，其中該晶圓載置于chuck臺，該chuck臺能夠沿x軸、y軸和θ軸移動；從該邊緣圖像中獲得晶圓邊緣的圓弧特征點和缺口特征點；對該圓弧特征點進行圓擬合以獲得第一經擬合圓；基于該第一經擬合圓和第一預設閾值來識別并篩除該圓弧特征點中的異常點；對剩余圓弧特征點再次進行圓擬合以獲得第二經擬合圓；基于該第二經擬合圓和第二預設閾值來識別并篩除該剩余圓弧特征點中的異常點以獲得經篩選圓弧特征點；基于該經篩選圓弧特征點來確定該晶圓的圓心偏差；使該chuck臺沿x軸、y軸和θ軸中的一者或多者移動以對該圓心偏差進行圓心補償，其中在圓心補償期間該晶圓和該chuck臺分離；基于該缺口特征點來確定該晶圓的角度偏差；以及使該chuck臺圍繞chuck臺圓心旋轉以對該角度偏差進行旋轉補償。
3、在一些實施例中，圓擬合是通過ransac算法來執行的，并且第一預設閾值和第二預設閾值能夠動態調整。
4、在一些實施例中，基于經篩選圓弧特征點來確定晶圓的圓心偏差進一步包括：通過pratt圓擬合算法對經篩選圓弧特征點進行擬合來獲得晶圓圓心；以及確定晶圓圓心與chuck臺圓心之間的偏差作為圓心偏差。
5、在一些實施例中，晶圓和chuck臺是通過z軸移動件來分離的，其中z軸移動件位于chuck臺外部和晶圓下方并且能夠沿z軸上下移動，并且其中，在圓心補償開始前，z軸移動件沿z軸向上移動以使晶圓和chuck臺分離。
6、在一些實施例中，z軸移動件包括分別位于chuck臺兩側的兩根平行桿，并且兩根平行桿之間的距離大于chuck臺的直徑且小于晶圓的直徑。
7、在一些實施例中，在圓心補償結束后，z軸移動件返回原位以使晶圓接觸并載置于chuck臺。
8、在一些實施例中，基于缺口特征點來確定晶圓的角度偏差進一步包括：基于缺口特征點獲得晶圓的缺口角度；以及確定缺口角度與指定角度之間的偏差作為角度偏差。
9、在一些實施例中，晶圓的邊緣圖像是通過圖像采集單元獲得的，其中圖像采集單元在轉動chuck臺時對晶圓的邊緣進行圖像采集。
10、在一些實施例中，圖像采集單元包括位于晶圓上方的相機以及位于晶圓下方的背面光源，并且該方法還包括：在圖像采集過程中，檢測晶圓是否透明；以及僅在檢測到晶圓透明的情況下打開背面光源。
11、本專利技術還提供了一種晶圓尋邊裝置，包括：chuck臺，該chuck臺用于載置晶圓并且能夠沿x軸、y軸和θ軸移動；圖像采集單元，其被配置成：采集該晶圓的邊緣圖像；特征點獲取單元，其被配置成：從該邊緣圖像中獲得該晶圓邊緣的圓弧特征點和缺口特征點；特征點預處理單元，其被配置成：對該圓弧特征點進行圓擬合以獲得第一經擬合圓；基于該第一經擬合圓和第一預設閾值來識別并篩除該圓弧特征點中的異常點；對剩余圓弧特征點再次進行圓擬合以獲得第二經擬合圓；以及基于該第二經擬合圓和第二預設閾值來識別并篩除該剩余圓弧特征點中的異常點以獲得經篩選圓弧特征點；圓心補償單元，其被配置成：基于該經篩選圓弧特征點來確定該晶圓的圓心偏差；使該chuck臺沿x、軸、y軸和θ軸中的一者或多者移動以對該圓心偏差進行圓心補償，其中在圓心補償期間該晶圓和該chuck臺分離；以及旋轉補償單元，其被配置成：基于該缺口特征點來確定該晶圓的角度偏差；以及使該chuck臺圍繞chuck臺圓心旋轉以對該角度偏差進行旋轉補償。
12、在一些實施例中，圖像采集單元包括位于晶圓上方的相機以及位于晶圓下方的背面光源，并且圖像采集單元還被配置成：在圖像采集過程中，檢測晶圓是否透明；以及僅在檢測到晶圓透明的情況下打開背面光源。
13、在一些實施例中，圓擬合是通過ransac算法來執行的，并且第一預設閾值和第二預設閾值能夠動態調整。
14、在一些實施例中，圓心補償單元被進一步配置成通過以下操作來確定晶圓的圓心偏差：通過pratt圓擬合算法對經篩選圓弧特征點進行擬合來獲得晶圓圓心；以及確定晶圓圓心與chuck臺圓心之間的偏差作為圓心偏差。
15、在一些實施例中，該裝置還包括z軸移動件，z軸移動件位于chuck臺外部和晶圓下方并且能夠沿z軸上下移動，并且其中，在圓心補償開始前，z軸移動件沿z軸向上移動以使晶圓和chuck臺分離。
16、在一些實施例中，z軸移動件包括分別位于chuck臺兩側的兩根平行桿，并且兩根平行桿之間的距離大于chuck臺的直徑且小于晶圓的直徑。
17、在一些實施例中，在圓心補償本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種晶圓尋邊方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述圓擬合是通過Ransac算法來執行的，并且所述第一預設閾值和所述第二預設閾值能夠動態調整。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，基于所述經篩選圓弧特征點來確定所述晶圓的圓心偏差進一步包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述晶圓和所述chuck臺是通過Z軸移動件來分離的，其中所述Z軸移動件位于所述chuck臺外部和所述晶圓下方并且能夠沿Z軸上下移動，并且其中，在圓心補償開始前，所述Z軸移動件沿Z軸向上移動以使所述晶圓和所述chuck臺分離。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述Z軸移動件包括分別位于所述chuck臺兩側的兩根平行桿，并且所述兩根平行桿之間的距離大于所述chuck臺的直徑且小于所述晶圓的直徑。
6.根據權利要求4所述的方法，其中，在圓心補償結束后，所述Z軸移動件返回原位以使所述晶圓接觸并載置于所述chuck臺。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，基于所述缺口特征點來確定所述晶圓的角度偏差進一步包括：
8
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述圖像采集單元包括位于所述晶圓上方的相機以及位于所述晶圓下方的背面光源，并且所述方法還包括：
10.一種晶圓尋邊裝置，包括：
11.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述圖像采集單元包括位于所述晶圓上方的相機以及位于所述晶圓下方的背面光源，并且所述圖像采集單元還被配置成：
12.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述圓擬合是通過Ransac算法來執行的，并且所述第一預設閾值和所述第二預設閾值能夠動態調整。
13.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述圓心補償單元被進一步配置成通過以下操作來確定所述晶圓的圓心偏差：
14.根據權利要求10所述的裝置，還包括Z軸移動件，所述Z軸移動件位于所述chuck臺外部和所述晶圓下方并且能夠沿Z軸上下移動，并且其中，在圓心補償開始前，所述Z軸移動件沿Z軸向上移動以使所述晶圓和所述chuck臺分離。
15.根據權利要求14所述的裝置，其中，所述Z軸移動件包括分別位于所述chuck臺兩側的兩根平行桿，并且所述兩根平行桿之間的距離大于所述chuck臺的直徑且小于所述晶圓的直徑。
16.根據權利要求14所述的裝置，其中，在圓心補償結束后，所述Z軸移動件返回原位以使所述晶圓接觸并載置于所述chuck臺。
17.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述旋轉補償單元被進一步配置成通過以下操作來確定所述晶圓的角度偏差：
...【技術特征摘要】
1.一種晶圓尋邊方法，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述圓擬合是通過ransac算法來執行的，并且所述第一預設閾值和所述第二預設閾值能夠動態調整。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，基于所述經篩選圓弧特征點來確定所述晶圓的圓心偏差進一步包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述晶圓和所述chuck臺是通過z軸移動件來分離的，其中所述z軸移動件位于所述chuck臺外部和所述晶圓下方并且能夠沿z軸上下移動，并且其中，在圓心補償開始前，所述z軸移動件沿z軸向上移動以使所述晶圓和所述chuck臺分離。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述z軸移動件包括分別位于所述chuck臺兩側的兩根平行桿，并且所述兩根平行桿之間的距離大于所述chuck臺的直徑且小于所述晶圓的直徑。
6.根據權利要求4所述的方法，其中，在圓心補償結束后，所述z軸移動件返回原位以使所述晶圓接觸并載置于所述chuck臺。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，基于所述缺口特征點來確定所述晶圓的角度偏差進一步包括：
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述晶圓的邊緣圖像是通過圖像采集單元獲得的，其中所述圖像采集單元在轉動所述chuck臺時對所述晶圓的邊緣進行圖像采集。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述圖像采集單元包括位于所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱晨宇，
申請(專利權)人：上海圖雙精密裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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