一种任意形状Map地图最小搜索区域扫描算法的制作方法

本发明涉及芯片扫描，具体为一种任意形状map地图最小搜索区域扫描算法。

背景技术：

1、晶圆（wafer），是生产集成电路所用的载体，多指单晶硅圆片，单晶硅圆片由普通硅砂提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制得多晶硅，多晶硅再经熔融、单晶晶核提拉制成具有一定晶体学取向的单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了晶圆，晶圆是最常用的半导体材料。

2、而半导体领域设备wafer芯片经常会出现不规划的形状，或者是规则形状但部分区域不存在芯片的情况，如整行整列缺失晶粒、孤岛的具体情况，目前的技术采用设定区域全盘扫描的方法来对其扫描，而这种方式在这种wafer芯片区域为不规则的形状或有较大区域的芯片缺失的情况下，其扫描空白区域会浪费较多时间，并且对芯片边界区域也无法准确判断，导致存在扫描次数多，扫描时间长，扫描效率低的问题。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种任意形状map地图最小搜索区域扫描算法，具备准确识别芯片边界区域，以最少的扫描次数和扫描区域，完成所有芯片的扫描，通过减少扫描次数，实现提高扫描效率等优点，解决了传统设定区域全盘扫描的方法存在扫描次数多、扫描时间长和扫描效率低的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述准确识别芯片边界区域，以最少的扫描次数和扫描区域，完成所有芯片的扫描，减少扫描次数，提高扫描效率目的，本发明提供如下技术方案：一种任意形状map地图最小搜索区域扫描算法，包括以下步骤：

5、1）初始化设置，扫描前设置主控系统、运控系统及视觉系统的初始值；

6、2）初始边界搜索方向切换及判断，通过初始搜索模块从扫描起始点出发，确定寻找芯片区域的首个边界的搜索方向；

7、3）芯片搜索，当所述初始搜索模块找到首个芯片及确定搜索方向后，通过芯片搜索模块沿此方向去搜索芯片区域的首条边界，找出首条芯片边界上的所有边界点，直至首条连续边界找完，在找完首条连续边界后，便会开始按行或按列进行芯片区域内芯片的扫描搜索，直至完成整个wafer的芯片的搜索；

8、4）目标位置超出运动范围处理模块，在所述芯片搜索模块搜索边界时，当按间距更新下一个目标位置时，而下一个目标位置可能会超出设定的运控系统的运动范围，此时需进行目标位置收缩处理，将目标位置拉回运动范围以内，防止撞机。

9、优选的，所述步骤1中的初始化设置还包括如下具体设定：

10、（1.1）设定所述运控系统的运动范围，运动范围一般为圆形或矩形，运动范围需覆盖整个wafer有芯片的区域；

11、（1.2）设置wafer有芯片的芯片区域，此区域一般设置为圆形或矩形；

12、（1.3）设定扫描起始点，扫描起点需设置在运动范围内，且在wafer有芯片的区域内，扫描起始点坐标作为当前目标位置的初始值，xy坐标值为（x0，y0），对应的拍照行列索引（i，j）为（0，0）；

13、（1.4）设定扫描方向，扫描方向为从扫描起始点开始至找到首个边界过程中进行行/列搜索时的方向，可设置为左、右、上、下；

14、（1.5）设置相邻的所述视觉系统拍照位置间距，x方向间距设置为pitch_x，y方向的间距设置为pitch_y；

15、（1.6）所有运动区域内目标位置属性赋值为1。

16、优选的，所述步骤1中的主控系统负责运控软件和视觉软件的集成运算和控制，所述运控软件负责对运控硬件的控制和反馈，所述视觉软件负责对视觉硬件的控制和反馈，所述运控硬件包括驱动马达、伺服驱动、传动机构和执行机构，所述视觉硬件包括相机、镜头、棱镜、光源及光源控制器。

17、优选的，所述步骤2中的初始边界搜索方向切换及判断还包括在初始化设置后，通过所述初始搜索模块从设定的扫描起始点开始，按指定了的行、列扫描方向，沿边界初始搜索方向开始搜索wafer芯片的起始边界，边界初始搜索方向可选择为左上、左下、右上、右下，一般选择左上方向开始搜索初始边界，搜索方向矢量与坐标轴夹角一般为45度；

18、当从扫描起始点沿边界起始搜索方向一直搜索到运动范围之外时，仍未扫描到正常芯片，则切换到边界第二搜索方向，如右上方向，直至扫描到初始边界；

19、当从扫描起始点沿边界第二搜索方向一直搜索到运动范围之外时，仍未扫描到正常芯片，则切换到边界第三搜索方向，如右下方向，直至扫描到初始边界；

20、当从扫描起始点沿边界第三搜索方向一直搜索到运动范围之外时，仍未扫描到正常芯片，则切换到边界第四搜索方向，如左下方向，直至扫描到初始边界。

21、优选的，所述步骤2中初始边界搜索方向切换及判断的具体操作步骤：

22、（2.1）判断目标位置是否在设定的运动范围内，若目标位置在设定运动范围内，则跳转至（2.2），否则直接跳转至（2.18）结束流程；

23、（2.2）运动到目标索引对应的机械位置；

24、（2.3）所述视觉系统拍照，等待拍照结果，同时将此位置赋值给当前位置；

25、（2.4）判断视野内是否有芯片，或有芯片，跳转至下一步；若无芯片，当前拍照位置属性赋值0，跳转至（2.6）；

26、（2.5）判断视野内是否有正常芯片，若有正常芯片，跳转至所述芯片搜索模块，所述初始搜索模块流程结束；若无正常芯片，当前拍照位置属性赋值3，跳转至（2.6）；

27、（2.6）行列索引更新，行i--，列j++；

28、（2.7）更新目标位置为（x0+i*pitch_x，y0+j*pitch_y）；

29、（2.8）判断目标位置是否在工作区域内，若是，则跳转至（2.1）；若否，则跳转至（2.9）；

30、（2.9）行列索引更新，行i++，列j++；

31、（2.10）更新目标位置为（x0+i*pitch_x，y0+j*pitch_y）；

32、（2.11）判断目标位置是否在工作区域内，若是，则跳转至（2.1）；若否，则跳转至（2.12）；

33、（2.12）行列索引更新，行i++，列j--；

34、（2.13）更新目标位置为（x0+i*pitch_x，y0+j*pitch_y）；

35、（2.14）判断目标位置是否在工作区域内，若是，则跳转至（2.1）；若否，则跳转至（2.15）；

36、（2.15）行列索引更新，行i--，列j--；

37、（2.16）更新目标位置为（x0+i*pitch_x，y0+j*pitch_y）；

38、（2.17）判断目标位置是否在工作区域内，若是，则跳转至（2.1）；若否，则跳转至（2.18）；

39、（2.18）结束初始边界搜索方向切换及判断。

40、优选的，所述步骤3中的芯片搜索还包括当wafer中芯片区域内，某一位置有芯片邻位若无芯片，此位置便是芯片的一个边界位置；当搜索起点无芯片，起点的下一个位置仍无芯片，则此起点和下一位置均不是边界点；其中边界分内部边界和外部边界2种情况，被所有的芯片紧密包裹的为内边界，非紧密包裹的为外边界；在指定了行、列的扫描方向、且由所述初始搜索模块确定边界搜索方向后，只要未搜索到任何的边界，将坚决的按指定的行、列扫描方向进行扫描；一旦搜索到一个边界的点位，列的扫描方向将进行切换，即当前列搜索方向不变，相邻的列扫描方向换向，依此类推。

41、优选的，所述步骤3中的芯片搜索具体操作步骤：

42、（3.1）当前拍照位置属性赋值为2，对当前拍照位置进行九宫格扩展；

43、（3.2）j由小到大，i由小到大进行目标位置搜索；

44、（3.3）判断所有目标位置是否全部循环搜索完毕，若为是，则跳转至（3.19）直接结束整个算法流程；若为否，则跳转至（3.4）；

45、（3.4）判断目标位置属性是否为1，若为1，则跳转至下一步；否则跳转至（3.17）；

46、（3.5）判断目标位置索引是否在工作区域范围内，若是，则跳转至下一步；若否则跳转至（3.17）；

47、（3.6）返回目标位置索引值；

48、（3.7）判断目标位置与当前位置的行列索引差值是否小于4，若是，跳转（3.9）；若否，跳转至（3.8）；

49、（3.8）等待当前位置图像结果，跳转至（3.12）；

50、（3.9）获取目标位置索引对应的机械位置；

51、（3.10）判断机械位置是否位于运动范围内，若是则跳转至（3.12）；若否则跳转至（3.11）；

52、（3.11）目标位置超出运动范围处理模块，执行完后跳转至（3.10）；

53、（3.12）移动到目标位置并对目标位置拍照，启动图像处理线程；

54、（3.13）判断当前位置视野是否有芯片，若有，则跳转至下一步，若无则当前拍照位置属性赋值为0，并跳转至（3.17）；

55、（3.14）判断当前位置视野是否有正常芯片，若有，则跳转至下一步；若无，则当前拍照位置属性赋值为3，边界标志flag赋值为true，并跳转至（3.17）；

56、（3.15）当前拍照位置属性赋值为2，对当前拍照位置进行九宫格扩展；

57、（3.16）将目标位置赋值给当前位置，并跳转至（3.17）；

58、（3.17）判断边界标志flag是否等于true，若是，则跳转至下一步，若否，则跳转至（3.2）；

59、（3.18）i由小到大，j奇偶换向进行目标位置搜索，首次出现无芯片位置所在的列的搜索方向为j由小到大方向扫描方向切换为相反方向；

60、（3.19）结束芯片搜索模块流程。

61、优选的，所述步骤3中的当起始边界的搜索方向确定后，便沿此方向搜索出第一个边界点，然后找出首条边界上的所有的边界点，之后按相邻列列扫描方向换向的原则，搜索完整个设定区域内的所有芯片。

62、优选的，所述步骤3中的芯片搜索还包括在对目标位置的机械位置进行更新时，需判断此位置是否在所述初始化设置的运动范围内，若在运动范围内，则直接下一步；若判断目标位置的机械位置不在运动范围内，则需进行目标位置超出运动范围处理模块算法处理。

63、优选的，所述步骤4中的目标位置超出运动范围处理模块具体操作步骤：（4.1）调用入口；

64、（4.2）获取当前拍照位置索引（i，j）对应的的机械坐标（x，y）；

65、（4.3）判断设定工作区域是否均为圆形，若是，则跳转至下一步；若否，则跳转至（4.8）；

66、（4.4）将工作圆半径减小一定数值，如50um；

67、（4.5）以当前坐标为中心以pitch/2为扩展出点1、2、3、4；

68、（4.6）判断直线12、13、24、34与内缩圆交点情况；

69、（4.7）根据交点情况更新索引（i，j）对应的的机械坐标（x，y），将目标机械位置拉至内缩圆内，然后跳转至（4.9）；

70、（4.8）将索引（i，j）对应的的机械坐标（x，y）作水平线与垂直线，求与边界的交点并内缩一定距离，如10um；

71、（4.9）调用返回的出口。

72、（三）有益效果

73、与现有技术相比，本发明提供了一种任意形状map地图最小搜索区域扫描算法，具备以下有益效果：

74、该任意形状map地图最小搜索区域扫描算法，可以扫描在运动区域内任何形状的map图，能够灵活处理整行/整列缺失或存在孤岛等各种情况，并能准确找出map图所有的外边界和内边界，当目标位置超出运动范围时，也能将目标位置以最优的方式纠偏至运动范围以内，在最小化搜索区域最优路径下扫描到全部的芯片，实现准确识别芯片边界区域，以最少的扫描次数和扫描区域，完成所有芯片的扫描，通过减少扫描次数，来提高扫描效率的目的，同时有效解决矩形、圆形和椭圆形等任意形状map图形的扫描、扫描起始点无正常晶粒、整行整列缺失或孤岛和边界搜索路径优化等问题。