太鼓晶圆对中确定方法及太鼓晶圆切割方法

摘要

本发明揭示了太鼓晶圆对中确定方法及太鼓晶圆切割方法，其中太鼓晶圆对中确定方法在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位，则通过图像识别在晶圆主体的正常边缘上找到预定数量的位于四个通孔外的部分的点位并确定其对应的第二边缘坐标；在异常孔位处采集的图像均未识别到晶圆主体的正常边缘；预定数量与异常孔位的数量一致，根据第二边缘坐标及第一边缘坐标确定太鼓晶圆是否对中。本方法在识别异常时，通过对晶圆主体的正常边缘上位于四个通孔外的部分进行识别并获取所需的第二边缘坐标及结合第一边缘坐标进行太鼓晶圆是否对中的判断，避免了由于大破损缺口导致的误判问题，为破损太鼓晶圆的自动环切创造了条件。

权利要求

1.太鼓晶圆对中确定方法，其特征在于：在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位，则通过图像识别在晶圆主体的正常边缘上找到预定数量的孔外点并确定每个所述孔外点的第二边缘坐标，根据所述第二边缘坐标及四孔对中法获取的第一边缘坐标确定太鼓晶圆是否对中；当一通孔处采集的图像均未识别到晶圆主体边缘时，确定该通孔为异常孔位；所述孔外点是晶圆主体的正常边缘上位于四个通孔外的点位；

所述预定数量与异常孔位的数量一致；

所述四孔对中法是通过图像采集装置在工作台的每个通孔处采集图像，若获取到一张符合要求的图像，则确定该图像采集时，镜头光轴上任一点在预定坐标系中的坐标，并将该坐标作为所要获取的第一边缘坐标；

所述通过图像识别在晶圆主体的正常边缘上找到预定数量的孔外点并确定每个所述孔外点的第二边缘坐标包括如下步骤：确定异常孔位的数量；

若确定异常孔位的数量为1时，则按照第一获取过程获取一个第二边缘坐标；

若确定异常孔位的数量大于1时，则按照第二获取过程获取多个第二边缘坐标，所述第一获取过程包括如下步骤：根据获取的三个第一边缘坐标确定一圆；

打开正向光源，使所述图像采集装置的镜头光轴在所述圆上至少一特定位置处进行图像采集及图像识别以获取一所述第二边缘坐标，所述特定位置是圆上位于四个所述通孔外的位置；

所述第二获取过程包括如下步骤：

打开正向光源，使所述图像采集装置的镜头光轴依次移动到每一个异常孔位处，在图像采集装置的镜头光轴移动到一异常孔位内后，使所述太鼓晶圆自转并使图像采集装置在低倍镜条件下采集图像，当确定采集的图像上具有晶圆主体的正常边缘时，停止所述太鼓晶圆的自转，接着，将所述图像采集装置由低倍镜切换为高倍镜，使所述图像采集装置在预定区域内移动并进行图像采集及图像识别以获取一所述第二边缘坐标。

2.根据权利要求1所述的太鼓晶圆对中确定方法，其特征在于：放置太鼓晶圆的工作台的上方设置正向光源，所述正向光源向所述工作台上的太鼓晶圆打光。

3.根据权利要求2所述的太鼓晶圆对中确定方法，其特征在于：所述正向光源为环形光源，其共轴设置在图像采集装置的镜头的下方且与所述图像采集装置同步移动。

4.根据权利要求1‑3任一所述的太鼓晶圆对中确定方法，其特征在于：在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中之前，获取太鼓晶圆是否破损的信息；

当获取到太鼓晶圆破损的信息时，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位时，则获取第二边缘坐标并根据第一边缘坐标和第二边缘坐标确定太鼓晶圆是否对中；

当获取到太鼓晶圆未破损的信息时，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位时，则确定太鼓晶圆未对中。

5.太鼓晶圆对中确定方法，其特征在于：在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位，则通过图像识别确定太鼓晶圆的框架的内边缘上的至少四个点位的内边缘坐标，并根据确定的所述内边缘坐标确定所述太鼓晶圆是否对中；当一通孔处采集的图像均未识别到晶圆主体边缘时，确定该通孔为异常孔位；

所述四孔对中法是通过图像采集装置在工作台的每个通孔处采集图像，若获取到一张符合要求的图像，则确定该图像采集时，镜头光轴上任一点在预定坐标系中的坐标，并将该坐标作为所要获取的第一边缘坐标；

在获取内边缘坐标时，采用二分法来控制图像采集装置移动并确定每个点位处采集的图像是否符合要求，若采集到一图像符合要求，则将该图像采集时，图像采集装置的镜头光轴上任一点的坐标作为所要获取的内边缘坐标。

6.根据权利要求5所述的太鼓晶圆对中确定方法，其特征在于：当所述异常孔位的数量为4时，通过图像识别确定太鼓晶圆的框架的内边缘上的至少四个点位的内边缘坐标。

7.太鼓晶圆切割方法，其特征在于：包括如权利要求1‑6任一所述的太鼓晶圆对中确定方法。

说明书

太鼓晶圆对中确定方法及太鼓晶圆切割方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体器件加工领域，尤其是太鼓晶圆对中确定方法及太鼓晶圆切割方法。

背景技术

[0002] 在太鼓晶圆加工时，需要对晶圆主体进行环切并将环切得到的太鼓环去除，在环切时，通常先将太鼓晶圆放置在工作台上，然后通过调心装置对太鼓晶圆进行调整从而使
太鼓晶圆调整到与工作台尽可能共轴的位置。调整后，需要通过太鼓晶圆对中确定方法来
确定太鼓晶圆是否有效地完成对中。

[0003] 确定太鼓晶圆是否有效对中的方法可以是授权公告号为CN114628299B所揭示的方法。这种方法用于晶圆主体未破损的太鼓晶圆的对中确认是有效的。但是如附图1所示，当太鼓晶圆的晶圆主体11的边缘处存在大破损缺口111，且该太鼓晶圆放置于工作台上时，工作台2上的通孔21刚好处于所述大破损缺口111处，用上述方法在该通孔21处就无法采集
到晶圆主体的正常边缘的图像，此时就会被认定为对中失败，这会造成这种破损的太鼓晶
圆无法实现自动环切，导致材料报废。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种太鼓晶圆对中确定方法及太鼓晶圆切割方法。

[0005] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：

[0006] 太鼓晶圆对中确定方法，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位，则通过图像识别在晶圆主体的正常边缘上找到预定数量的孔外点并确定
每个所述孔外点的第二边缘坐标，根据所述第二边缘坐标及四孔对中法获取的第一边缘坐
标确定太鼓晶圆是否对中；当一通孔处采集的图像均未识别到晶圆主体边缘时，确定该通
孔为异常孔位；所述孔外点是晶圆主体的正常边缘上位于四个通孔外的点位；所述预定数
量与异常孔位的数量一致。

[0007] 优选的，放置太鼓晶圆的工作台的上方设置正向光源，所述正向光源向所述工作台上的太鼓晶圆打光。

[0008] 优选的，所述正向光源为环形光源，其共轴设置在图像采集装置的镜头的下方且与所述图像采集装置同步移动。

[0009] 优选的，所述通过图像识别在晶圆主体的正常边缘上找到预定数量的孔外点并确定每个所述孔外点的第二边缘坐标包括如下步骤：

[0010] 确定异常孔位的数量；

[0011] 若确定异常孔位的数量为1时，则按照第一获取过程获取一个第二边缘坐标；

[0012] 若确定异常孔位的数量大于1时，则按照第二获取过程获取多个第二边缘坐标。

[0013] 优选的，所述第一获取过程包括如下步骤：

[0014] 根据获取的三个第一边缘坐标确定一圆；

[0015] 打开正向光源，使所述图像采集装置的镜头光轴在所述圆上至少一特定位置处进行图像采集及图像识别以获取一所述第二边缘坐标，所述特定位置是圆上位于四个所述通
孔外的位置。

[0016] 优选的，所述第二获取过程包括如下步骤：

[0017] 打开正向光源，使所述图像采集装置的镜头光轴依次移动到每一个异常孔位处，在图像采集装置的镜头光轴移动到一异常孔位内后，使所述太鼓晶圆自转并使图像采集装
置在低倍镜条件下采集图像，当确定采集的图像上具有晶圆主体的正常边缘时，停止所述
太鼓晶圆的自转，接着，将所述图像采集装置由低倍镜切换为高倍镜，使所述图像采集装置在预定区域内移动并进行图像采集及图像识别以获取一所述第二边缘坐标。

[0018] 优选的，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中之前，获取太鼓晶圆是否破损的信息；

[0019] 当获取到太鼓晶圆破损的信息时，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位时，则获取第二边缘坐标并根据第一边缘坐标和第二边缘坐标确
定太鼓晶圆是否对中；

[0020] 当获取到太鼓晶圆未破损的信息时，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位时，则确定太鼓晶圆未对中。

[0021] 太鼓晶圆对中确定方法，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，确定存在异常孔位，则通过图像识别确定太鼓晶圆的框架的内边缘上的至少四个点位的内边
缘坐标，并根据确定的所述内边缘坐标确定所述太鼓晶圆是否对中；当一通孔处采集的图
像均未识别到晶圆主体边缘时，确定该通孔为异常孔位。

[0022] 优选的，当所述异常孔位的数量为4时，通过图像识别确定太鼓晶圆的框架的内边缘上的至少四个点位的内边缘坐标。

[0023] 太鼓晶圆切割方法，包括如上任一所述的太鼓晶圆对中确定方法。

[0024] 本发明技术方案的优点位主要体现在：

[0025] 本发明的方法在使用四孔对中法的过程中确定存在异常孔位时，通过对晶圆主体的正常边缘上位于四个通孔外的部分进行识别以获取所需的第二边缘坐标并结合获取的
第一边缘坐标进行太鼓晶圆是否对中的判断，这样能够有效避免晶圆主体边缘存在大破损
缺口导致的误判问题，为破损太鼓晶圆的自动环切创造了基础条件。

[0026] 本发明的方法根据异常孔位的数量采用不同的第二边缘坐标的获取过程，能够有效适应不同情况下的处理需要，改善了灵活性，有利于提高效率和精度。

[0027] 本发明的方法在确定存在异常孔位时，还可以采用确定框架的内边缘上的点位的方式来实现太鼓晶圆是否对中的确定，改变了现有技术通过识别晶圆主体边缘来确定是否
对中的惯用方式，能够有效克服晶圆主体存在多个破损对识别的干扰，更有利于保证准确
性。

[0028] 本发明的方法根据太鼓晶圆是否破损的状态可以采用不同的对中确认过程，有利于提高加工效率。

附图说明

[0029] 图1是本发明的背景技术中描述的晶圆主体具有大破损缺口且与工作台上的通孔位置对应的示意图；

[0030] 图2是本发明的方法的第一实施例的流程示意图；

[0031] 图3是本发明的方法根据太鼓晶圆是否破损信息采用不同的确认方法的流程示意图；

[0032] 图4是本发明的方法根据异常孔位的数量来采用不同的获取过程的示意图；

[0033] 图5是本发明的方法的第二实施例的过程示意图；

[0034] 图6是本发明的方法的第二实施例中通过二分法获取内边缘坐标的示意图。

具体实施方式

[0035] 本发明的目的、优点位和特点位，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变
换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

[0036] 在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0037] 实施例1

[0038] 下面结合附图对本发明揭示的太鼓晶圆对中确定方法进行阐述，所述太鼓晶圆对中确定方法同样基于背景技术中示例的现有专利中所揭示的结构。

[0039] 本方法在上述现有专利所揭示结构的基础上，进一步在放置太鼓晶圆的工作台2的上方设置正向光源（图中未示出），所述正向光源向所述工作台2上的太鼓晶圆打光。所述正向光源可以是一个或多个且位置固定，所述正向光源可以对整个工作台2的台面进行打
光。更优的，所述正向光源可以是已知的环形光源且其与图像采集装置的镜头共轴设置，所述正向光源直接设置在所述图像采集装置的下方或其与所述图像采集装置设置在同一移
动机构上从而它们可以同步移动。所述正向光源向下发光以使图像采集装置采集到的太鼓
晶圆顶面的图像清晰可辨。

[0040] 通过四孔对中法获取第一边缘坐标，所述四孔对中法是基于背景技术中示例的现有专利所揭示的方法。在四孔对中法中，若太鼓晶圆处于对中状态（太鼓晶圆与工作台2共轴），则晶圆主体边缘会位于所述工作台2的四个通孔21处，从而每个所述通孔21处能够采集到带有晶圆主体边缘的图像。若在一个通孔21处采集的所有图像都没有识别到晶圆主体
边缘，则该通孔21被认定为异常孔位，且在该通孔21处未获得对应的第一边缘坐标。

[0041] 按照上述现有专利所揭示的方法，若一通孔21处采集的所有图像都没有识别到晶圆主体边缘，则确定太鼓晶圆未对中。

[0042] 而本发明的过程与现有专利的区别在于：在确定存在异常孔位时，不是立即确定太鼓晶圆与工作台2未对中，而是记录该异常孔位并继续进行下一通孔21处的图像采集和
图像识别，至四个所述通孔21处均进行图像采集和识别，本方法中对图像进行分析识别的
具体过程为已知技术，此处不作赘述。

[0043] 如附图2所示，所述太鼓晶圆对中确认方法包括如下步骤：

[0044] 通过四孔对中法获取第一边缘坐标的过程与上述的现有专利一样，在一个通孔21处，若获取到一张符合要求的图像，则确定该图像采集时，镜头光轴上任一点在预定坐标系中的坐标，并将该坐标作为所要获取的第一边缘坐标。所述符合要求的图像上有一条明暗
交界线，且所述明暗交界线是过所述图像的中心或紧靠所述图像的中心的直线。

[0045] 而对于背景技术中描述到的晶圆，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中，会确定存在至少一个异常孔位，此时，则通过图像识别在晶圆主体的正常边缘112（晶圆主体边缘中除大破损缺口外的部分）上找到预定数量的孔外点并确定每个所述孔外点的
第二边缘坐标，所述孔外点是晶圆主体的正常边缘112上位于四个通孔外的点位；所述预定数量与异常孔位的数量一致，后续可以根据所述第二边缘坐标及第一边缘坐标确定太鼓晶
圆是否对中。

[0046] 在实际工作时，有可能要加工的一批太鼓晶圆都是如附图1所示的破损的太鼓晶圆，也有可能只有少量的太鼓晶圆破损的，因此，在工作时，可以预先将破损的太鼓晶圆的编号及其在供料器上的位置发送给控制器，在对每个太鼓晶圆进行加工时，控制器根据获
取的信息确定当前要进行对中确定的太鼓晶圆是否是破损的太鼓晶圆，并根据识别结果采
用不同的流程。

[0047] 如附图3所示，在通过四孔对中法判断每个太鼓晶圆是否对中之前，获取太鼓晶圆是否破损的信息；

[0048] 当获取到太鼓晶圆破损的信息时，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中确定存在异常孔位时，则获取第二边缘坐标并根据第一边缘坐标和第二边缘坐标确定
太鼓晶圆是否对中。

[0049] 当获取到太鼓晶圆未破损的信息时，在通过四孔对中法判断太鼓晶圆是否对中的过程中确定存在异常孔位时，则确定太鼓晶圆未对中。

[0050] 这样能够有效地根据太鼓晶圆的实际情况来提高识别效率。

[0051] 如附图4所示，在确定存在异常孔位时，需要确定异常孔位的数量，并根据确定的异常孔位的数量确定是采取第一获取过程还是第二获取过程来获取所述第二边缘坐标。

[0052] 如附图4所示，若确定异常孔位的数量为1时，则按照第一获取过程获取一个第二边缘坐标；当所述异常孔位的数量为1个时，在另外三个通孔处获取的三个第一边缘坐标已经能够确定出一个圆，所述圆与正常的晶圆主体边缘差不多，因此，可以使图像采集装置的镜头光轴移动到圆上的不同点位处进行图像采集及识别。

[0053] 若确定异常孔位的数量大于1时，则剩下的第一边缘坐标的数量小于3无法确定一圆，此时，无法再像第一获取过程一样来获取第二边缘坐标，此时，只能按照第二获取过程获取多个第二边缘坐标。

[0054] 对应的，所述第一获取过程包括如下步骤：

[0055] 根据获取的三个第一边缘坐标确定一圆；此时，所述圆上任一点位的坐标也可以确定。

[0056] 接着，打开正向光源，使所述图像采集装置与太鼓晶圆之间产生相对移动以使所述图像采集装置的镜头光轴在所述圆上至少一特定位置处进行图像采集及图像识别以获
取一所述第二边缘坐标，所述特定位置是圆上位于四个所述通孔外的位置。

[0057] 所述图像采集装置的镜头光轴沿所述圆移动，在镜头光轴移动到所述圆上位于通孔外的一点位处后采集图像，并确定此处采集的图像是否符合要求。由于晶圆主体11和薄
膜12的材质差异，它们在图像上的成像明显不同，若采集的图像上既有薄膜12，又有晶圆主体11，则图像上晶圆主体11与薄膜12之间会存在显著的分界线，因此，在确定所述图像是否符合要求时，是确定该图像上是否有一条直的分界线，且所述分界线过所述图像的中心或
紧靠所述图像的中心。若在一点位处采集的图像符合要求，则该点位即为对应的孔外点，该点位的坐标或该图像采集时，所述镜头光轴上任一点在预定坐标系中的坐标为要找的第二
边缘坐标。若在圆上的一点位处采集的图像不符合要求，则图像采集装置再次移动至所述
圆上另一点位处进行图像采集及图像识别，直至在一点位处采集的图像符合要求为止。当
然，在另外的实施例中，除了可以通过图像采集装置的移动来找所述圆上的不同点位，还可以使太鼓晶圆自转来配合图像采集装置的移动。

[0058] 由于系统会自动记录每个异常孔位，此时，所述第二获取过程包括如下步骤：

[0059] 打开正向光源，使所述图像采集装置的镜头光轴依次移动到每一个异常孔位处，所述图像采集装置可以移动到其镜头与所述异常孔位共轴的位置或其他指定位置，此处不
作限定。在图像采集装置的镜头光轴移动到一异常孔位内后，使所述太鼓晶圆自转并使图
像采集装置在低倍镜条件下采集图像，此时，图像采集装置的图像采集范围较大，在太鼓晶圆自转过程中，所述大破损缺口111对应的区域会转动到图像采集装置的采集范围外，而晶圆主体11的正常边缘112会转动到图像采集装置的镜头范围内。此时，图像采集装置采集的图像上会有晶圆主体的正常边缘112，因此当确定在低倍镜条件下采集的图像上具有晶圆
主体的正常边缘112时，停止所述太鼓晶圆的自转。

[0060] 后续即可在低倍镜对应的采集范围内继续进行更精细的图像采集和识别，即接着将所述图像采集装置由低倍镜切换为高倍镜，使所述图像采集装置在预定区域内移动并进
行图像采集及图像识别以获取一所述第二边缘坐标，所述预定区域可以是低倍镜对应的采
集范围内，当然也可以比这个范围更小或更大的区域内移动。此处同样是分析确定在高倍
镜条件下，在每个位置采集的图像是否符合要求，判定采集的图像是否符合要求的原理同
上，此处不作赘述。若一图像符合要求，则确定该图像采集时，镜头光轴所在点位为对应的孔位点，该点位的坐标或所述镜头光轴上任一点在预定坐标系中的坐标为要找的第二边缘
坐标。若不符合要求，则图像采集装置再次移动至另一位置处进行图像采集及识别。

[0061] 根据所述第二边缘坐标及第一边缘坐标确定太鼓晶圆是否对中的具体过程与上述现有专利一样，即根据所述第一边缘坐标和第二边缘坐标求出一组圆的半径，所述第一
边缘坐标和第二边缘坐标共为4个，对应的可以求出四个圆的半径。

[0062] 将四个半径中的最大值与最小值进行比较，它们的差值小于误差时，则确定太鼓晶圆与工作台2对中，反之，则确定太鼓晶圆与工作台2未对中。所述误差可以根据需要进行设计，此处不作限定。

[0063] 实施例2

[0064] 在上述实施例中，在确定有异常孔位时，是获取晶圆主体的正常边缘上位于四个通孔外的点位的坐标来进行补偿。而本实施例中，在确定有异常孔位时，如附图5所示，是通过图像识别确定所述太鼓晶圆1的框架13的内边缘131上的至少四个点位的内边缘坐标来
确定所述太鼓晶圆是否对中。

[0065] 如附图6所示，由于太鼓晶圆1的框架13和晶圆主体11是共轴的，而太鼓晶圆的框架13与薄膜12的材质差异明显，采集到的图像会存在显著的分界，在具有正向光源的条件
下，能够有效地通过识别框架13的内边缘来确定框架13的中心，此时框架13的中心即是晶
圆主体11的圆心。

[0066] 在确定所述内边缘上的每个点位的内边缘坐标时，可以和授权公告号为CN114311346B所揭示的方法一样，采用二分法来控制图像采集装置移动并根据在每个点位
处采集的图像识别是否符合要求，若采集到一图像符合要求，则将该图像采集时，图像采集装置的镜头光轴上任一点的坐标作为所要获取的内边缘坐标。在本实施例中，所述二分法
可以按照附图6所示的四条直线3的区间范围控制图像采集装置每次移动到的点位。获取到
四个内边缘坐标后，同样可以按照上述根据第一边缘坐标和第二边缘坐标确定太鼓晶圆是
否对中的过程来进行太鼓晶圆是否对中的判断，此处不作赘述。

[0067] 较优的，是在确定有四个异常孔位时，才按照本实施例的方法来获取内边缘坐标及进行太鼓晶圆是否对中的判断。

[0068] 实施例3

[0069] 本实施例揭示了一种太鼓晶圆切割方法，包括如上实施例的太鼓晶圆对中确定方法。根据所述太鼓晶圆对中确定方法的确定结果来控制晶圆主体11的环切。

[0070] 本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。