一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法和系统。该方法包括：先转盘旋转晶圆并沿着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录拍摄图像时所旋转的角度；接着对拍到的照片逐帧处理并提取图像的边缘信息；然后对得到的图像边缘信息利用最小二乘法，拟合直线；最后根据边缘点和拟合的直线关系来确定是否为直边；并根据直边的倾斜角度以及所在图像的旋转角度，完成晶圆对位。本发明专利技术基于视觉图像处理技术，通过查找晶圆直边的方法实现对晶圆的对位，精度高，速度快，鲁棒性好。鲁棒性好。鲁棒性好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法和系统


[0001]本专利技术涉及计算机视觉检测
，尤其涉及一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法和系统。

技术介绍

[0002]计算机视觉技术具有非接触性，经济性，灵活性和集成性等优点，在工业测试与在线检测领域具有广泛的应用前景。在目前半导体行业对晶圆进行缺陷检测过程之前，往往需要对晶圆进行对位，对晶圆图像的对位是不可或缺的关键步骤之一。而现有的机械对位的方法具有结构复杂，效率低，以及精度难以保证等问题。
[0003]现已有与本专利技术最相近似的解决方案是一种基于滚轮夹持驱动的晶圆定位校准装置，通过硬件运动控制，来完成晶圆的对位操作。例如，中国专利技术专利申请号CN202022934111.3涉及一种基于滚轮夹持驱动的晶圆定位校准装置,包括固定板、一对并列设置在固定板侧面的夹持单元、设置在固定板侧面并位于两夹持单元之间的晶圆缺口校准机构以及设置在固定板侧面并与夹持单元相适配的平移限位机构,夹持单元包括设置在固定板侧面的气缸驱动机构、与气缸驱动机构传动连接的马达安装座以及一对并列设置在马达安装座上的滚轮驱动机构。通过复杂的硬件运动控制系统，来完成对位操作。
[0004]上述现有技术的主要缺点是在硬件系统设计复杂，精度不高，成本高等问题。

技术实现思路

[0005]为解决以上问题，针对硬件系统设计复杂，精度不高这个缺点，本专利技术通过对晶圆边缘进行拍照取图，利用视觉图像处理技术，通过查找晶圆直线边缘的方法来获得应该对位的旋转角度，实现了基于寻找晶圆直边的对位方法。
[0006]基于上述目的，本专利技术提出了一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法，包括：转盘旋转晶圆并沿着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录拍摄图像时所旋转的角度；对拍到的照片逐帧处理并提取图像的边缘信息；对得到的图像边缘信息利用最小二乘法，拟合直线；根据边缘点和拟合的直线关系来确定是否为直边；根据直边的倾斜角度以及所在图像的旋转角度，完成晶圆对位。
[0007]进一步地，转盘旋转晶圆并沿着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录拍摄图像时所旋转的角度，包括：在转盘旋转晶圆的同时，相机对着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录所拍摄图像时旋转的角度。
[0008]进一步地，对拍到的照片逐帧处理并提取图像的边缘信息，包括：对晶圆纹理图像进行高斯滤波；对高斯滤波后的图像沿X和Y方向求取一阶偏导数，求取其幅值作为边缘信息；对所述边缘信息的图像进行二值化处理；
对所述二值化后的图像进行形态学膨胀操作；对形态学膨胀操作所得到的图像进行骨架提取。
[0009]进一步地，对得到的图像边缘信息利用最小二乘法，拟合直线，包括：获得骨架的位置坐标，然后利用最小二乘法对骨架点集进行直线拟合。
[0010]进一步地，所述高斯滤波中的高斯核采用标准差为1.0，核大小为5*5的整数值高斯核。
[0011]进一步地，根据边缘点和拟合的直线关系来确定是否为直边，包括：计算骨架点集到所述拟合出的直线的距离，当所述距离大于3的点的个数小于总点数的1/3时候，则认为所述图像包含对位的直线，并根据斜率求取所述直线的倾斜角。
[0012]进一步地，根据直边的倾斜角度以及所在图像的旋转角度，完成晶圆对位，包括：根据带直边图像拍摄时候的旋转角度减去所述直线的倾斜角度，再反向旋转减去倾斜角度后的角度即完成晶圆直边的对位。
[0013]基于上述目的，本专利技术还提出了一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位系统，包括：拍照模块，用于转盘旋转晶圆并沿着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录拍摄图像时所旋转的角度；边缘提取模块，用于对拍到的照片逐帧处理并提取图像的边缘信息；直线拟合模块，用于对得到的图像边缘信息利用最小二乘法，拟合直线；直边判断模块，用于根据边缘点和拟合的直线关系来确定是否为直边；晶圆对位模块，用于根据直边的倾斜角度以及所在图像的旋转角度，完成晶圆对位。
[0014]本专利技术的有益效果是通过对晶圆边缘进行拍照取图，利用视觉图像处理技术，通过查找晶圆直线边缘的方法来获得应该对位的旋转角度，实现了基于寻找晶圆直边的对位方法。在半导体晶圆检测行业有着极大的应用价值。本专利技术基于视觉图像处理技术，通过查找晶圆直边的方法实现对晶圆的对位，精度高，速度快，鲁棒性好。
附图说明
[0015]在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本专利技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本专利技术范围的限制。
[0016]图1示出根据本专利技术实施例的基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法的流程图。
[0017]图2示出根据本专利技术实施例的晶圆示意图。
[0018]图3示出根据本专利技术实施例的基于寻找晶圆直边的晶圆对位系统的构成图。
[0019]图4示出了本专利技术一实施例所提供的一种电子设备的结构示意图；图5示出了本专利技术一实施例所提供的一种存储介质的示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0022]图1示出根据本专利技术实施例的基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法的流程图。包括以下步骤：1. 转盘旋转晶圆的同时，相机对着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录所拍摄图像时旋转的角度。
[0023]2. 对晶圆纹理图像进行高斯滤波，其中高斯滤波中的高斯核采用标准差为1.0，核大小为5*5的整数值高斯核，如下：3.做完高斯滤波处理后，对高斯图像沿X和Y方向进行求取一阶偏导数，求取其幅值作为边缘信息，其中X和Y方向的一阶偏导数公式分别如下：值作为边缘信息，其中X和Y方向的一阶偏导数公式分别如下：其中,分别为图像在X方向和在Y方向上的偏导数，f(x,y)为图像在（x,y）位置处的灰度值，每个像素点的边缘信息的计算公式如下：4. 接着对上述的边缘信息图像进行二值化，其中二值化公式为：5. 接着对上述的二值化后的图像进行形态学膨胀操作，其中结构元的大小和形状为2x8的矩形结构元，如下表：6. 做完形态学膨胀操作之后，对所得到的图像进行骨架提取，其中骨架的提取公
式如下：其中表示大括号内的所有集合的并集，且，其中B是一个结构元，而表示对A的连续k次腐蚀，表示形态学开操作，即先用B对A进行腐蚀，紧接着用B进行对结果膨胀，如下：先用B对A进行腐蚀，紧接着用B进行对结果膨胀，如下：而K表示A被腐蚀为空集前的最后一次迭代，如下公式：7. 获得骨架的位置坐标，然后利用最小二乘法对骨架点集进行直线拟合，其中最小二乘法误差公式为：其中n为骨架点集数量综合，根据上述公式求取使得f最小的k和b即可。
[0024]8. 计算骨架点集到上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法，其特征在于，包括：转盘旋转晶圆并沿着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录拍摄图像时所旋转的角度；对拍到的照片逐帧处理并提取图像的边缘信息；对得到的图像边缘信息利用最小二乘法，拟合直线；根据边缘点和拟合的直线关系来确定是否为直边；根据直边的倾斜角度以及所在图像的旋转角度，完成晶圆对位。2.根据权利要求1所述的一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法，其特征在于，转盘旋转晶圆并沿着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录拍摄图像时所旋转的角度，包括：在转盘旋转晶圆的同时，相机对着晶圆的外边缘逐帧拍照，并记录所拍摄图像时旋转的角度。3.根据权利要求2所述的一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法，其特征在于，对拍到的照片逐帧处理并提取图像的边缘信息，包括：对晶圆纹理图像进行高斯滤波；对高斯滤波后的图像沿X和Y方向求取一阶偏导数，求取其幅值作为边缘信息；对所述边缘信息的图像进行二值化处理；对所述二值化后的图像进行形态学膨胀操作；对形态学膨胀操作所得到的图像进行骨架提取。4.根据权利要求3所述的一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法，其特征在于，对得到的图像边缘信息利用最小二乘法，拟合直线，包括：获得骨架的位置坐标，然后利用最小二乘法对骨架点集进行直线拟合。5.根据权利要求3所述的一种基于寻找晶圆直边的晶圆对位方法，其特征在于，所述高斯滤波中的高斯核采用标准差为1.0，核大小为5*5的整数值高斯核。6.根据权利要求4所述的一种基于寻找晶圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：左右祥，杨义禄，关玉萍，查世华，李波，曾磊，
申请(专利权)人：中导光电设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：