一种硅片位置偏差检测方法及系统技术方案

本申请提供一种硅片位置偏差检测方法及系统，第一方面，一种硅片位置偏差检测方法通过获取待测的硅片的第一硅片图像，提取第一硅片图像中的偏差中心线，计算出偏差中心线与工作台XY坐标轴之间的偏差角度，根据偏差角度旋转硅片，使得偏差中心线与Y轴平行，获取此时的第二硅片图像。采集第一标记点图像和第二标记点图像，得到第一偏移量和第二偏移量，并将第一偏移量和第二偏移量带入至预测模型，得到最后的偏差结果。第二方面，本申请提供一种硅片位置偏差检测系统，通过图像采集单元采集图像，并将图像发送至图像处理单元，通过对图像的处理，运动机构旋转或移动硅片，消除偏差。消除偏差。消除偏差。

【技术实现步骤摘要】
一种硅片位置偏差检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及偏差检测领域，尤其涉及一种硅片位置偏差检测方法及系统。

技术介绍

[0002]半导体芯片的生产，一般涉及到十几个工艺过程。从宏观上来说，这些工艺过程分为前道流程和后道流程。前道流程主要指在硅片上形成器件的工艺过程，包括光刻、扩散和离子注入等工作。后道流程主要完成半导体芯片的测试、分割、封装等工作。后道流程处理的对象是已经形成若干个电路结构的圆形硅片，这些硅片在工作台上测试、分割之前必须确定其准确位置，由于电路结构尺寸很小，任何细微的中心位置偏差和角度上的偏差，均可能在半导体生产中引发严重后果，如切割破坏电路结构，检测触点对位偏离导致检测失败等。
[0003]在硅片位置偏差检测过程中，硅片一般水平放置于工作台上，因而位置的偏差一般包括三种：X轴方向偏差，Y轴方向偏差，角度偏差。一般来说，依据后续工作内容的不同，来决定对哪些偏差进行检测，通常情况下，这三种偏差均需进行精确的检测。目前，业界对硅片进行位置偏差的检测普遍采用工业摄像头采集硅片表面图像，并针对表面图像信息结合特定方法进行计算和分析，最终得出位置偏差信息的方式。
[0004]现有技术检测硅片位置的偏差通常有以下缺点：使用图像模板匹配方式进行位置偏差检测的方法中需要依据特定图像模板进行相关性匹配，这些模板的匹配过程涉及到繁复的参数设定和阈值调整过程，对技术人员经验要求很高。使用对位标志几何计算的位置偏差检测过程涉及到多次运动、采集、分析计算。这个过程耗时长，明显增加了每次检测的时间，降低了后续工艺流程效率，检测系统复杂度高，增加了检测过程的风险系数。提高了整个工艺生产过程的故障率。并且检测精度偏低，难以满足高精度要求的应用场景。硅片位置偏差检测后需要结合运动机构的运动来进行偏差校正。而运动机构未经精确校正或校准时，误差较大，难以实现高精度的检测。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种硅片位置偏差检测方法及系统，以解决现有技术偏差检测过程涉及到多次运动、采集、分析计算，造成检测过程繁琐，检测精度低，检测时间长的问题。
[0006]第一方面，一种硅片位置偏差检测方法，所述方法包括：
[0007]采集放置在工作台上的硅片的第一硅片图像；所述工作台平面设置有XY坐标轴，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴；
[0008]将所述第一硅片图像进行霍夫变换方法处理，提取出所述第一硅片图像的偏差中心线；
[0009]计算所述偏差中心线与所述X轴和所述Y轴的偏差角度；
[0010]获取将所述硅片根据所述偏差角度旋转后的第二硅片图像；所述硅片旋转后的偏差中心线与Y轴平行；
[0011]在所述第二硅片图像中提取垂直于所述偏差中心线的标记中心线；
[0012]在所述标记中心线上标记第一标记点和第二标记点，所述第一标记点和所述第二标记点关于所述偏差中心线对称；
[0013]采集第一标记点图像和第二标记点图像，计算第一偏移量和第二偏移量，将所述第一偏移量和所述第二偏移量带入预测模型得到检测结果。
[0014]采用本实现方式，将硅片放置于工作台后，首先对硅片进行预处理，采集硅片的图像，通过提取硅片图像中的偏差中心线，可以计算出当前硅片位置与X轴和Y轴之间的偏移角度，并通过运动机构旋转硅片，偏差中心线与Y轴平行，减小偏移角度偏差。然后通过对第一标记点和第二标记点的图像采集，分析第一标记点和第二标记点与X轴和Y轴的偏移量，带入预测模型中获得硅片偏差结果。
[0015]进一步的，所述采集第一标记点图像和第二标记点图像，计算第一偏移量和第二偏移量包括：
[0016]平移所述硅片使得所述第一标记点位于所述工作台中心区域，采集所述第一标记点的第一标记点图像，计算所述第一标记点的中心与X轴和Y轴的偏移量X1、Y1；
[0017]平移所述硅片使得所述第二标记点移至所述工作台中心区域，采集所述第二标记点的第二标记点图像，计算所述第二标记点的中心与X轴和Y轴的偏移量X2、Y2。
[0018]采用本实施方式，将第一标记点和第二标记点移至工作台中心区域进行采集图像，能够更清楚的看出第一标记点和第二标记点与X轴和Y轴之间的偏移量，更加方便计算。
[0019]进一步的，所述采集第一标记点图像和第二标记点图像前还包括：
[0020]在系统数据库中获取硅片类型信息，从所述系统数据库中调出所述硅片类型信息的预测模型；
[0021]若系统数据库中没有所述硅片类型信息，建立岭回归模型；
[0022]所述建立岭回归模型步骤包括：
[0023]采集若干组训练数据，所述训练数据包括所述第一偏移量、所述第二偏移量和偏差值，所述偏差值包括X轴方向偏差、Y轴方向偏差和角度偏差；
[0024]将所述训练数据进行岭回归训练，得到岭回归模型；
[0025]将所述岭回归模型数据存入所述系统数据库。
[0026]采用本实施方式，在系统数据库中查找硅片类型信息，可直接从系统数据库中调出相应的硅片类型的预测模型；如果系统数据库中没有硅片类型信息，说明所述硅片类型未被检测过，需要建立岭回归模型训练所述硅片的数据，得到岭回归模型，并将岭回归模型数据存到系统数据库中，扩大系统数据库的范围。
[0027]更进一步的，若系统数据库中没有所述硅片类型信息时，
[0028]将所述预测模型替换为所述岭回归模型，将所述第一偏移量和所述第二偏移量带入所述岭回归模型得到所述检测结果。
[0029]进一步的，所述提取出所述第一硅片图像的偏差中心线的步骤前还包括：
[0030]检测所述硅片的中心线数量；
[0031]若所述硅片的中心线数量为1时，则直接提取偏差中心线；
[0032]若所述硅片的中心线数量为0时，则提取距离硅片中心最近的2
‑
4根直线，计算平均斜率，根据所述平均斜率在所述硅片中标记出所述偏差中心线。
[0033]进一步的，所述第一硅片图像进行霍夫变换方法处理前，还包括：
[0034]对所述第一硅片图像进行二值化处理，得到二值化硅片图像；
[0035]对所述二值化硅片图像进行反色、形态化、反色处理得到形态化图像。
[0036]采用本实施方式，通过对第一硅片图像进行颜色处理，去除多余颜色，并进行反色、形态化处理，便于后续提取第一硅片中的直线，减小提取第一硅片图像中直线的难度。
[0037]另一方面，本申请提供了一种硅片位置偏差检测系统，包括：图像采集单元、图像处理单元、运动机构、辅助照明单元、系统数据库；
[0038]所述图像采集单元连接有一个高分辨率摄像头和一个低分辨率摄像头，被配置为采集第一硅片图像、第二硅片图像、第一标记点图像和第二标记点图像，并发送至图像处理单元；
[0039]所述图像处理单元接收所述第一硅片图像、所述第二硅片图像、所述第一标记点图像和所述第二标记点图像，对所述第一硅片图像进行霍夫变换方法处理，提取出所述第一硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅片位置偏差检测方法，其特征在于，所述方法包括：采集放置在工作台上的硅片的第一硅片图像；所述工作台平面设置有XY坐标轴，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴；将所述第一硅片图像进行霍夫变换方法处理，提取出所述第一硅片图像的偏差中心线；计算所述偏差中心线与所述X轴和所述Y轴的偏差角度；获取将所述硅片根据所述偏差角度旋转后的第二硅片图像；所述硅片旋转后的偏差中心线与Y轴平行；在所述第二硅片图像中提取垂直于所述偏差中心线的标记中心线；在所述标记中心线上标记第一标记点和第二标记点，所述第一标记点和所述第二标记点关于所述偏差中心线对称；采集第一标记点图像和第二标记点图像，计算第一偏移量和第二偏移量，将所述第一偏移量和所述第二偏移量带入预测模型得到检测结果。2.根据权利要求1所述的硅片位置偏差检测方法，其特征在于，所述采集第一标记点图像和第二标记点图像，计算第一偏移量和第二偏移量包括：平移所述硅片使得所述第一标记点位于所述工作台中心区域，采集所述第一标记点的第一标记点图像，计算所述第一标记点的中心与X轴和Y轴的偏移量X1、Y1；平移所述硅片使得所述第二标记点移至所述工作台中心区域，采集所述第二标记点的第二标记点图像，计算所述第二标记点的中心与X轴和Y轴的偏移量X2、Y2。3.根据权利要求1所述的硅片位置偏差检测方法，其特征在于，所述采集第一标记点图像和第二标记点图像前还包括：在系统数据库中获取硅片类型信息，从所述系统数据库中调出所述硅片类型信息的预测模型；若系统数据库中没有所述硅片类型信息，建立岭回归模型；所述建立岭回归模型步骤包括：采集若干组训练数据，所述训练数据包括所述第一偏移量、所述第二偏移量和偏差值，所述偏差值包括X轴方向偏差、Y轴方向偏差和角度偏差；将所述训练数据进行岭回归训练，得到岭回归模型；将所述岭回归模型数据存入所述系统数据库。4.根据权利要求3所述的硅片位置偏差检测方法，其特征在于，若系统数据库中没有所述硅片类型信息时，将所述预测模型替换为所述岭回归模型，将所述第一偏移量和所述第二偏移量带入所述岭回归模型得到所述检测结果。5.根据权利要求1所述的硅片位置偏差检测方法，其特征在于，所述提取出所述第一硅片图像的偏差中心线的步骤前还包括：检测所述硅片的中心线数量；若所述硅片的中心线数量为1时，则直接提取偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪忠伟，李智超，马轶男，韩华超，
申请(专利权)人：沈阳仪表科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：