一種硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光退火機(jī)系統(tǒng)，尤其涉及一種硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)是激光退火機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵分系統(tǒng)之一，其主要功能為計(jì)算硅片中 心在硅片工件臺(tái)坐標(biāo)系的位置，以檢測(cè)硅片的當(dāng)前位置與姿態(tài)，為后續(xù)的激光退火提供方 便。硅片在盒內(nèi)的位置偏差，可能造成硅片退火不均勻，因此必須在設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn)硅片的對(duì) 準(zhǔn)。
[0003] 常見的硅片對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)是通過(guò)可見光照明拍攝，獲取硅片邊緣圖片，將圖片通過(guò)軟 件算法處理后定位的。由于硅片置于吸盤上，而吸盤表面呈螺紋狀條紋。如圖1所示，在拍 攝得到的硅片邊緣圖像中，包含硅片邊緣1 (圖中虛線所示）和吸盤表面螺紋狀的干擾條紋 2。在拍攝硅片邊緣1的圖像時(shí)，吸盤表面的干擾螺紋2成為干擾硅片邊緣1定位的重要因 素，這會(huì)嚴(yán)重影響準(zhǔn)確判斷硅片邊緣以及精確定位硅片中心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置及其方法，以解決現(xiàn)有硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)方法易受吸盤 表面的干擾螺紋影響，造成定位不準(zhǔn)的問(wèn)題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置，包括結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)、成 像系統(tǒng)、工件臺(tái)、基準(zhǔn)板、標(biāo)記板、計(jì)算機(jī)以及平臺(tái)控制系統(tǒng)，硅片和基準(zhǔn)板分別放置于所述 工件臺(tái)上，所述標(biāo)記板放置于所述基準(zhǔn)板上，所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的投影光束照射至 所述基準(zhǔn)板的邊緣，所述投影光束反射后的檢測(cè)光束被成像系統(tǒng)接收，所述成像系統(tǒng)、計(jì)算 機(jī)、平臺(tái)控制系統(tǒng)及工件臺(tái)依次相連。
[0006] 較佳地，所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)包括激光和條紋標(biāo)記板，所述激光經(jīng)條紋標(biāo)記板發(fā) 出條紋狀的單色激光束。
[0007] 較佳地，所述條紋標(biāo)記板包括中心條紋，所述激光發(fā)出的投影光束垂直照射所述 中心條紋。
[0008] 較佳地，所述成像系統(tǒng)包括成像鏡頭和(XD。
[0009] 較佳地，所述計(jì)算機(jī)中包括三維信息提取系統(tǒng)和圖像處理定位硅片中心系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)方法，應(yīng)用于如上所述的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置，包括 以下步驟：
[0011] sio:將所述標(biāo)記板放置于所述基準(zhǔn)板上，所述標(biāo)記板在工件臺(tái)所在的坐標(biāo)系中的 三維坐標(biāo)已知；
[0012] S20 :進(jìn)行工件臺(tái)坐標(biāo)系與成像系統(tǒng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系標(biāo)定；
[0013] S30 :將所述標(biāo)記板在工件臺(tái)坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為在成像系統(tǒng)坐標(biāo)系中的 三維坐標(biāo)；
[0014] S40 :將投影光束投射到所述標(biāo)記板上，利用成像系統(tǒng)攝取基準(zhǔn)板上標(biāo)記板的標(biāo)定 條紋圖像；
[0015] S50 :通過(guò)S30步驟中轉(zhuǎn)換得到的標(biāo)記板在成像系統(tǒng)中的三維坐標(biāo)以及S40步驟中 得到的標(biāo)記板的標(biāo)定條紋圖像，推導(dǎo)出二者之間的參數(shù)關(guān)系；
[0016] S60 :工件臺(tái)移動(dòng)，帶動(dòng)硅片移動(dòng)至基準(zhǔn)板位置，攝取硅片邊緣條紋圖像，根據(jù)S50 步驟中得到的參數(shù)關(guān)系，得到硅片的中心坐標(biāo)及旋轉(zhuǎn)偏差；
[0017] S70 :將S60步驟中得到的硅片中心坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)偏差數(shù)據(jù)返回至所述平臺(tái)控制系 統(tǒng)，調(diào)整硅片的位置。
[0018] 較佳的，S20步驟中，采用張正友坐標(biāo)標(biāo)定法進(jìn)行轉(zhuǎn)換關(guān)系標(biāo)定。
[0019] 較佳的，S60步驟中，得到硅片中心坐標(biāo)及旋轉(zhuǎn)偏差的步驟為：
[0020] S61 :獲取硅片邊緣的條紋圖像上四個(gè)邊緣點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及硅片的切口位置坐 標(biāo)；
[0021] S62 :通過(guò)獲取的四個(gè)邊緣點(diǎn)的位置坐標(biāo)，運(yùn)用Rasac擬合圓算法，得到硅片的中 心坐標(biāo)和半徑；
[0022] S63 :根據(jù)初步得到的硅片的中心坐標(biāo)與半徑，篩選出切口位置處的缺口像素，對(duì) 該缺口像素運(yùn)用Rasac擬合圓算法，得到以缺口為弧的切口的中心坐標(biāo)和半徑；
[0023] S64 :計(jì)算硅片的中心坐標(biāo)與切口的中心坐標(biāo)的連線在工件臺(tái)上的偏差，即硅片的 旋轉(zhuǎn)偏差。
[0024] 較佳的，S61步驟中，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的三維信息提取系統(tǒng)篩選出有效的硅片的邊緣 點(diǎn)。
[0025] 本發(fā)明提供的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置及其方法，該裝置包括結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、 工件臺(tái)、基準(zhǔn)板、標(biāo)記板、計(jì)算機(jī)以及平臺(tái)控制系統(tǒng)，硅片和基準(zhǔn)板分別放置于所述工件臺(tái) 上，所述標(biāo)記板放置于所述基準(zhǔn)板上，所述結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的投影光束照射至所述基 準(zhǔn)板的邊緣，所述投影光束反射后的檢測(cè)光束被成像系統(tǒng)接收，所述成像系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、平 臺(tái)控制系統(tǒng)及工件臺(tái)依次相連。本發(fā)明通過(guò)結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，確定硅片邊緣與 吸盤背景的三維坐標(biāo)，從而準(zhǔn)確定位用于后續(xù)軟件處理的硅片邊緣點(diǎn)，摒除了非硅片邊緣 點(diǎn)對(duì)于硅片中心定位的干擾，提高了硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的精確性。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)方法中拍攝得到的硅片邊緣圖像；
[0027] 圖2為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置中條紋標(biāo)記板的示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置中成像系統(tǒng)攝取的硅片的條紋 圖像；
[0030] 圖5為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置中采用的結(jié)構(gòu)光圖像法的原理 示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置中成像系統(tǒng)攝取的硅片的邊緣 點(diǎn)的示意圖。
[0032] 圖1中：1-硅片邊緣，2-干擾螺紋；
[0033] 圖2?6中：10_結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)，11-激光，12-條紋標(biāo)記板，13-中心條紋，20-成 像系統(tǒng)，30-工件臺(tái)，40-基準(zhǔn)板，50-標(biāo)記板，60-計(jì)算機(jī)，70-平臺(tái)控制系統(tǒng)，80-娃片，81-切口，82、83、84、85-邊緣點(diǎn)；
[0034] 21-斷層條紋，22-平滑條紋。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術(shù)方案，以下列舉出具體的實(shí)施例來(lái)證明技術(shù)效 果；需要強(qiáng)調(diào)的是，這些實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。
[0036] 本發(fā)明提供的硅片預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置及其方法，如圖2所示，該裝置包括結(jié)構(gòu)光發(fā)射系 統(tǒng)10、成像系統(tǒng)20、工件臺(tái)30、基準(zhǔn)板40、標(biāo)記板50、計(jì)算機(jī)60以及平臺(tái)控制系統(tǒng)70,硅片 80和基準(zhǔn)板40分別放置于所述工件臺(tái)30上，所述標(biāo)記板50放置于所述基準(zhǔn)板40上，所述 結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)10發(fā)出的投影光束照射至所述基準(zhǔn)板40的邊緣，所述投影光束反射后的 檢測(cè)光束被成像系統(tǒng)20接收，所述成像系統(tǒng)20、計(jì)算機(jī)60、平臺(tái)控制系統(tǒng)70及工件臺(tái)30 依次相連。
[0037] 具體地，對(duì)本發(fā)明中以下幾個(gè)名詞做出如下定義：
[0038] 投影光束：從結(jié)構(gòu)光發(fā)射系統(tǒng)10發(fā)出的平行