專利名稱：晶圓預(yù)對準控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機控制領(lǐng)域，特別是指一種IC制造領(lǐng)域晶圓預(yù)對準控制方法。
背景技術(shù)：
晶圓預(yù)對準控制是IC制造工藝中重要的環(huán)節(jié)之一。具體來說，晶圓預(yù)對準控制的過程，就是通過一定的方法，使得晶圓的圓心在一定的范圍之內(nèi)，同時晶圓缺口停留在指定的角度，即包含圓心定位和缺口檢測兩個主要過程。在現(xiàn)有的技術(shù)中，專利名稱為硅晶圓預(yù)對準控制方法，公開號為CN100355055C，采用了線陣CCD傳感器對晶圓邊緣數(shù)據(jù)采樣，找出缺口的大致位置，在缺口所在的一定范圍內(nèi)對缺口邊緣數(shù)據(jù)進行二次細采樣，利用最小二乘法對采集的數(shù)據(jù)擬合得到缺口的圓心坐標(biāo)，缺口圓心和晶圓圓心連線可得到晶圓缺口的邊緣中心坐標(biāo)。此種方法由于需要對缺口邊緣數(shù)據(jù)進行二次掃描，大大影響了潔凈機器人的工作效率。文獻名稱為基于高精度測微儀的晶圓預(yù)對準方法，納米技術(shù)與精密工程7(3):249-253，對現(xiàn)有方法進行了改進，同樣對晶圓邊緣數(shù)據(jù)進行兩次采樣，確定出缺口的邊緣數(shù)據(jù)后，利用非線性最小二乘方法求解出缺口的圓心坐標(biāo)，缺口圓心和晶圓圓心連線可得到晶圓缺口的中心坐標(biāo)。采用非線性最小二乘法的優(yōu)點在于對于缺口這樣較少數(shù)據(jù)量采樣點進行圓擬合可得到較高的精度。此方法的缺點在于在擬合迭代時采用前后計算出的缺口圓心的幾何距離作為迭代終止的判斷條件，由于缺口圓心半徑可能很大或者缺口不規(guī)則，這樣導(dǎo)致迭代次數(shù)過多或者找不到滿足判斷條件的結(jié)果，而且也是需要對晶圓邊緣進行兩次采樣，效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種快速高效的晶圓預(yù)對準控制方法。一種晶圓預(yù)對準控制方法，包括以下步驟:提供了一負壓吸附旋轉(zhuǎn)裝置，用以將托盤和晶圓之間的空氣抽出形成真空狀態(tài)，并帶動晶圓轉(zhuǎn)動；傳感器；一用以采集晶圓邊緣數(shù)據(jù)，并記錄旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息；該方法還包括有晶圓定位及晶圓缺口定位，所述晶圓定位方法包括以下步驟:數(shù)據(jù)采樣:所述負壓吸附旋轉(zhuǎn)裝置帶動所述晶圓旋轉(zhuǎn)，所述傳感器采集所述晶圓旋轉(zhuǎn)一周過程中的邊緣數(shù)據(jù)，并同時記錄所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息；數(shù)據(jù)預(yù)處理:去除波動較大的值、傳感器測量范圍的無效采樣數(shù)據(jù)及晶圓缺口范圍；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:對所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理，并轉(zhuǎn)換成晶圓邊緣采樣點的坐標(biāo)值；圓擬合:采用線性最小二乘圓算法擬合求得所述晶圓的半徑以及圓心坐標(biāo)；所述晶圓缺口定位方法包括以下步驟:缺口粗定位:根據(jù)晶圓一周采樣數(shù)據(jù)，記錄下晶圓缺口范圍數(shù)據(jù)；
缺口擬合:采用Levenberg-Marquardt非線性最小二乘法對缺口數(shù)據(jù)進行圓擬合，通過迭代的方法尋找缺口圓心坐標(biāo)；迭代終止:計算每次迭代出來的缺口圓心坐標(biāo)與晶圓圓心對于水平軸的角度值，將這個角度值的變化率作為迭代終止的條件，并將滿足終止條件的缺口圓心位置信息記錄下來；缺口邊緣中心:將晶圓圓心與缺口圓心連線，與缺口邊緣相交的點的位置信息就是缺口邊緣中心的坐標(biāo)值；調(diào)整晶圓:根據(jù)晶圓中心坐標(biāo)和缺口邊緣中心點坐標(biāo)調(diào)整晶圓的角度和位直。在一實施方式中，以所述旋轉(zhuǎn)裝置未轉(zhuǎn)動時為基準擬合一直角坐標(biāo)系。在一實施方式中，所述晶圓邊緣采樣點坐標(biāo)值通過所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息以未轉(zhuǎn)動時為基準轉(zhuǎn)換的角度值及所述晶圓邊緣點至所述旋轉(zhuǎn)裝置中心的距離計算得出。在一實施方式中，所述晶圓中心坐標(biāo)值計算步驟如下:對于所有采集的邊緣數(shù)據(jù)[(X1, Y1), (x2, Y2),..., (xN, yN)]到圓中心(a, b)的幾何距離誤差和為:
權(quán)利要求
1.一種晶圓預(yù)對準控制方法，包括以下步驟:提供一負壓吸附旋轉(zhuǎn)裝置，用以將托盤和晶圓之間的空氣抽出形成真空狀態(tài)，并帶動晶圓轉(zhuǎn)動；傳感器；用以采集晶圓邊緣數(shù)據(jù)，并記錄旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息；該方法還包括有晶圓定位及晶圓缺口定位，其特征在于: 所述晶圓定位方法包括以下步驟: 數(shù)據(jù)采樣:所述負壓吸附旋轉(zhuǎn)裝置帶動所述晶圓旋轉(zhuǎn)，所述傳感器采集所述晶圓旋轉(zhuǎn)一周過程中的邊緣數(shù)據(jù)，并同時記錄所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息； 數(shù)據(jù)預(yù)處理:去除波動較大的值、傳感器測量范圍的無效采樣數(shù)據(jù)及晶圓缺口范圍； 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:對所述傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理，并轉(zhuǎn)換成晶圓邊緣采樣點的坐標(biāo)值； 圓擬合:采用線性最小二乘圓算法擬合求得所述晶圓的半徑以及圓心坐標(biāo)； 所述晶圓缺口定位方法包括以下步驟: 缺口粗定位:根據(jù)晶圓一周采樣數(shù)據(jù)，記錄下晶圓缺口范圍數(shù)據(jù)； 缺口擬合:采用Levenberg-Marquardt非線性最小二乘法對所述缺口范圍數(shù)據(jù)進行圓擬合，通過迭代的方法尋找缺口圓心坐標(biāo)； 迭代終止:計算每次迭代出來的缺口圓心坐標(biāo)與晶圓圓心對于水平軸的角度值，將這個角度值的變化率作為迭代終止的條件，并將滿足終止條件的缺口圓心位置信息記錄下來； 缺口邊緣中心:將晶圓圓心與缺口圓心連線，與缺口邊緣相交的點的位置信息就是缺口邊緣中心的坐標(biāo)值； 調(diào)整晶圓:根據(jù)晶圓中心坐標(biāo)和缺口邊緣中心點坐標(biāo)調(diào)整晶圓的角度和位置。
2.如權(quán)利要求1所述的晶圓預(yù)對準控制方法，其特征在于:以所述旋轉(zhuǎn)裝置未轉(zhuǎn)動時為基準擬合一直角坐標(biāo)系。
3.如權(quán)利要求2所述的晶圓預(yù)對準控制方法，其特征在于:所述晶圓邊緣采樣點坐標(biāo)值通過所述旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息以未轉(zhuǎn)動時為基準轉(zhuǎn)換的角度值及所述晶圓邊緣點至所述旋轉(zhuǎn)裝置中心的距離計算得出。
4.如權(quán)利要求3所述的晶圓預(yù)對準控制方法，其特征在于:所述晶圓中心坐標(biāo)值計算步驟如下: 對于所有采集的邊緣數(shù)據(jù)[(X1, Yi) (X2，y2)，…，(xN，yN)]到圓中心(a, b)的幾何距離誤差和為:
5.如權(quán)利要求1所述的晶圓預(yù)對準控制方法，其特征在于:缺口圓心坐標(biāo)值計算步驟如下:缺口目標(biāo)函數(shù)為:
6.如權(quán)利要求5所述的晶圓預(yù)對準控制方法，其特征在于:通過邊緣變化率找到缺口范圍。
全文摘要
一種晶圓預(yù)對準控制方法，包括以下步驟提供了一負壓吸附旋轉(zhuǎn)裝置，用以將托盤和晶圓之間的空氣抽出形成真空狀態(tài)，并帶動晶圓轉(zhuǎn)動；傳感器；一用以采集晶圓邊緣數(shù)據(jù)，并記錄旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速信息；該方法還包括有晶圓定位及晶圓缺口定位，所述晶圓定位包括以下步驟數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、圓擬合找到所述晶圓的圓心位置；所述晶圓缺口定位包括以下步驟缺口粗定位、缺口擬合、迭代終止、缺口邊緣中心找到中心的坐標(biāo)，并調(diào)整晶圓的位置和角度。
文檔編號H01L21/68GK103199048SQ201210002328
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者徐方, 曲道奎, 賈凱, 鄒風(fēng)山, 宋吉來, 劉曉帆, 李邦宇, 李崇 申請人:沈陽新松機器人自動化股份有限公司