专利名称：晶圆预对准控制方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机控制领域，特别是指一种IC制造领域晶圆预对准控制方法。
背景技术：
晶圆预对准控制是IC制造工艺中重要的环节之一。具体来说，晶圆预对准控制的过程，就是通过一定的方法，使得晶圆的圆心在一定的范围之内，同时晶圆缺口停留在指定的角度，即包含圆心定位和缺口检测两个主要过程。在现有的技术中，专利名称为硅晶圆预对准控制方法，公开号为CN100355055C，采用了线阵CCD传感器对晶圆边缘数据采样，找出缺口的大致位置，在缺口所在的一定范围内对缺口边缘数据进行二次细采样，利用最小二乘法对采集的数据拟合得到缺口的圆心坐标，缺口圆心和晶圆圆心连线可得到晶圆缺口的边缘中心坐标。此种方法由于需要对缺口边缘数据进行二次扫描，大大影响了洁净机器人的工作效率。文献名称为基于高精度测微仪的晶圆预对准方法，纳米技术与精密工程7(3):249-253，对现有方法进行了改进，同样对晶圆边缘数据进行两次采样，确定出缺口的边缘数据后，利用非线性最小二乘方法求解出缺口的圆心坐标，缺口圆心和晶圆圆心连线可得到晶圆缺口的中心坐标。采用非线性最小二乘法的优点在于对于缺口这样较少数据量采样点进行圆拟合可得到较高的精度。此方法的缺点在于在拟合迭代时采用前后计算出的缺口圆心的几何距离作为迭代终止的判断条件，由于缺口圆心半径可能很大或者缺口不规则，这样导致迭代次数过多或者找不到满足判断条件的结果，而且也是需要对晶圆边缘进行两次采样，效率不高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种快速高效的晶圆预对准控制方法。一种晶圆预对准控制方法，包括以下步骤:提供了一负压吸附旋转装置，用以将托盘和晶圆之间的空气抽出形成真空状态，并带动晶圆转动；传感器；一用以采集晶圆边缘数据，并记录旋转装置的转速信息；该方法还包括有晶圆定位及晶圆缺口定位，所述晶圆定位方法包括以下步骤:数据采样:所述负压吸附旋转装置带动所述晶圆旋转，所述传感器采集所述晶圆旋转一周过程中的边缘数据，并同时记录所述旋转装置的转速信息；数据预处理:去除波动较大的值、传感器测量范围的无效采样数据及晶圆缺口范围；数据转换:对所述传感器采集到的数据进行处理，并转换成晶圆边缘采样点的坐标值；圆拟合:采用线性最小二乘圆算法拟合求得所述晶圆的半径以及圆心坐标；所述晶圆缺口定位方法包括以下步骤:缺口粗定位:根据晶圆一周采样数据，记录下晶圆缺口范围数据；
缺口拟合:采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法对缺口数据进行圆拟合，通过迭代的方法寻找缺口圆心坐标；迭代终止:计算每次迭代出来的缺口圆心坐标与晶圆圆心对于水平轴的角度值，将这个角度值的变化率作为迭代终止的条件，并将满足终止条件的缺口圆心位置信息记录下来；缺口边缘中心:将晶圆圆心与缺口圆心连线，与缺口边缘相交的点的位置信息就是缺口边缘中心的坐标值；调整晶圆:根据晶圆中心坐标和缺口边缘中心点坐标调整晶圆的角度和位直。在一实施方式中，以所述旋转装置未转动时为基准拟合一直角坐标系。在一实施方式中，所述晶圆边缘采样点坐标值通过所述旋转装置的转速信息以未转动时为基准转换的角度值及所述晶圆边缘点至所述旋转装置中心的距离计算得出。在一实施方式中，所述晶圆中心坐标值计算步骤如下:对于所有采集的边缘数据[(X1, Y1), (x2, Y2),..., (xN, yN)]到圆中心(a, b)的几何距离误差和为:
权利要求
1.一种晶圆预对准控制方法，包括以下步骤:提供一负压吸附旋转装置，用以将托盘和晶圆之间的空气抽出形成真空状态，并带动晶圆转动；传感器；用以采集晶圆边缘数据，并记录旋转装置的转速信息；该方法还包括有晶圆定位及晶圆缺口定位，其特征在于: 所述晶圆定位方法包括以下步骤: 数据采样:所述负压吸附旋转装置带动所述晶圆旋转，所述传感器采集所述晶圆旋转一周过程中的边缘数据，并同时记录所述旋转装置的转速信息； 数据预处理:去除波动较大的值、传感器测量范围的无效采样数据及晶圆缺口范围； 数据转换:对所述传感器采集到的数据进行处理，并转换成晶圆边缘采样点的坐标值； 圆拟合:采用线性最小二乘圆算法拟合求得所述晶圆的半径以及圆心坐标； 所述晶圆缺口定位方法包括以下步骤: 缺口粗定位:根据晶圆一周采样数据，记录下晶圆缺口范围数据； 缺口拟合:采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法对所述缺口范围数据进行圆拟合，通过迭代的方法寻找缺口圆心坐标； 迭代终止:计算每次迭代出来的缺口圆心坐标与晶圆圆心对于水平轴的角度值，将这个角度值的变化率作为迭代终止的条件，并将满足终止条件的缺口圆心位置信息记录下来； 缺口边缘中心:将晶圆圆心与缺口圆心连线，与缺口边缘相交的点的位置信息就是缺口边缘中心的坐标值； 调整晶圆:根据晶圆中心坐标和缺口边缘中心点坐标调整晶圆的角度和位置。
2.如权利要求1所述的晶圆预对准控制方法，其特征在于:以所述旋转装置未转动时为基准拟合一直角坐标系。
3.如权利要求2所述的晶圆预对准控制方法，其特征在于:所述晶圆边缘采样点坐标值通过所述旋转装置的转速信息以未转动时为基准转换的角度值及所述晶圆边缘点至所述旋转装置中心的距离计算得出。
4.如权利要求3所述的晶圆预对准控制方法，其特征在于:所述晶圆中心坐标值计算步骤如下: 对于所有采集的边缘数据[(X1, Yi) (X2，y2)，…，(xN，yN)]到圆中心(a, b)的几何距离误差和为:
5.如权利要求1所述的晶圆预对准控制方法，其特征在于:缺口圆心坐标值计算步骤如下:缺口目标函数为:
6.如权利要求5所述的晶圆预对准控制方法，其特征在于:通过边缘变化率找到缺口范围。
全文摘要
一种晶圆预对准控制方法，包括以下步骤提供了一负压吸附旋转装置，用以将托盘和晶圆之间的空气抽出形成真空状态，并带动晶圆转动；传感器；一用以采集晶圆边缘数据，并记录旋转装置的转速信息；该方法还包括有晶圆定位及晶圆缺口定位，所述晶圆定位包括以下步骤数据采集、数据预处理、圆拟合找到所述晶圆的圆心位置；所述晶圆缺口定位包括以下步骤缺口粗定位、缺口拟合、迭代终止、缺口边缘中心找到中心的坐标，并调整晶圆的位置和角度。
文档编号H01L21/68GK103199048SQ201210002328
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者徐方, 曲道奎, 贾凯, 邹风山, 宋吉来, 刘晓帆, 李邦宇, 李崇 申请人:沈阳新松机器人自动化股份有限公司