CN113035734B - 一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法，涉及半导体技术领域，上述硅片偏移量确定方法包括：当硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，第一光电传感器的焦平面位于预设交接位处硅片的上表面；当硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，第二光电传感器的焦平面位于承片台处硅片的上表面；基于第一坐标和第二坐标确定硅片的偏移量。本发明能够精确计算得到硅片的偏移量，提升了硅片偏移量检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法。
背景技术
在硅片的交接上片过程中，测试工装上的片叉(Gripper)把硅片送到交接位，提升销(elevator pin，也可以称为Epin、针脚或e销)部件通真空，上升到硅片下表面，与片叉完成硅片转移，并带硅片运动到上极限位。在Epin举升状态下，上片机械手片叉撤出，Epin将硅片放置到承片台上且由承片台吸盘固定。由于***内的各种误差与扰动，上片交接过程中，硅片在水平面有位置偏移量，为了检测光刻机的精确度，需要进行硅片交接重复定位性能测试，检测交接过程中的硅片位置偏移量，确定偏移量是否满足要求。
现有的硅片定位技术，主要采用光电传感器上下移动检测交接位和承片台处硅片上的标记点进行硅片定位的，由于交接位和硅片承片台处于不同的高度位置，光电传感器在上下移动时容易在水平产生误差，进而在硅片定位中将移动产生的误差带进硅片定位数据中，降低了硅片定位精度，进而使计算得到的硅片偏移量存在误差，降低了硅片偏移量检测的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法，能够精确计算得到硅片的偏移量，提升了硅片偏移量检测的准确性。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种硅片偏移量确定方法，包括：当硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取所述硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，所述第一光电传感器的焦平面位于所述预设交接位处硅片的上表面；当所述硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取所述硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，所述第二光电传感器的焦平面位于所述承片台处硅片的上表面；基于所述第一坐标和所述第二坐标确定所述硅片的偏移量。
优选的，所述第一坐标为第一坐标系下的坐标，所述第二坐标为第二坐标系下的坐标；所述基于所述第一坐标和所述第二坐标确定所述硅片的偏移量的步骤，包括：基于所述第一坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标；基于所述第二坐标计算所述硅片的中心点在所述第二坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标；基于所述中心点第一坐标和所述中心点第二坐标确定所述硅片在交接过程中的偏移量。
优选的，所述方法还包括：基于所述第一预设标记点和所述第二预设标记点，确定所述第一预设标记点与所述第二预设标记点的坐标转换关系。
优选的，所述第一预设标记点包括两个或两个以上标记点；所述基于所述第一坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标的步骤，包括：基于所述第一坐标中各标记点的坐标确定所述硅片与所述第一坐标系横轴的第一夹角；基于所述第一坐标、所述第一夹角及所述坐标转换关系，计算所述第二预设标记点在所述第一坐标系中的第一目标坐标；获取所述第一预设标记点及所述第二预设标记点在所述硅片上的位置信息，基于第一目标坐标及所述位置信息确定所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标。
优选的，所述第二预设标记点包括两个或两个以上标记点；所述基于所述第二坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标的步骤，包括：基于所述第二预设标记点中各标记点在所述第二坐标系下的坐标，确定所述硅片与所述第二坐标系横轴的第二夹角；基于所述第二坐标、所述第二夹角及所述坐标转换关系，计算所述第二预设标记点在所述第一坐标系下的第二目标坐标；获取所述第一预设标记点及所述第二预设标记点在所述硅片上的位置信息，基于第二目标坐标及所述位置信息确定所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标。
优选的，所述偏移量包括横向偏移量、纵向偏移量和硅片转角；所述基于所述第一中心点坐标和所述第二中心点坐标确定所述硅片在交接过程中的偏移量的步骤，包括：计算所述第一中心点坐标与所述第二中心点坐标的横坐标差值，得到所述硅片的横向偏移量；计算所述第一中心点坐标与所述第二中心点坐标的纵坐标差值，得到所述硅片的纵向偏移量；基于所述硅片与所述第一坐标系横轴的第一夹角及所述硅片与所述第二坐标系横轴的第二夹角，确定所述硅片在交接过程中的硅片转角。
第二方面，本发明实施例还提供了一种硅片交接精度检测方法，应用于光刻机，所述硅片交接精度检测方法包括：基于第一方面任一项所述硅片偏移量确定方法，检测硅片在多次交接上片过程中的偏移量，得到多组偏移量；对所述多组偏移量进行正态分布计算，得到所述光刻机的硅片交接精度。
第三方面，本发明实施例提供了一种硅片偏移量确定装置，包括：第一获取模块，用于在硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取所述硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，所述第一光电传感器的焦平面位于所述预设交接位处硅片的上表面；第二获取模块，用于在所述硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取所述硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，所述第二光电传感器的焦平面位于所述承片台处硅片的上表面；确定模块，用于基于所述第一坐标和所述第二坐标确定所述硅片的偏移量。
第四方面，本发明实施例提供了一种硅片交接精度检测装置，应用于光刻机，所述硅片交接精度检测装置包括：检测模块，用于基于第二方面所述硅片偏移量确定装置，检测硅片在多次交接上片过程中的偏移量，得到多组偏移量；计算模块，用于对所述多组偏移量进行正态分布计算，得到所述光刻机的硅片交接精度。
第五方面，本发明实施例提供了一种硅片定位装置，包括：第一光电传感器、第二光电传感器、处理器和存储装置；所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如第一方面任一项或者第二方面所述的方法。
本发明实施例提供了一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法，当硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，第一光电传感器的焦平面位于预设交接位处硅片的上表面；当硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，第二光电传感器的焦平面位于承片台处硅片的上表面；基于第一坐标和第二坐标确定硅片的偏移量。
在上述硅片偏移量确定方法中，通过设置两个光电传感器，并基于第一光电传感器对预设交接位处的硅片进行定位，基于第二光电传感器对承片台处的硅片进行定位，可以对预设交接位处及承片台处的硅片进行准确定位，通过定位得到的第一坐标和第二坐标精确计算得到硅片的偏移量，在硅片交接上片过程中，无需移动光电传感器的位置，避免了光电传感器上下移动带来的定位误差，提升了硅片偏移量检测的准确性。
本发明实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明实施例的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种单CCD***结构示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种硅片偏移量确定方法流程图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种硅片定位装置结构示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的一种第一预设标记点分布示意图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种硅片标记点分布示意图；
图6示出了本发明实施例所提供的一种坐标值转换示意图；
图7示出了本发明实施例所提供的一种硅片坐标系与CCD1坐标系和CCD2坐标系的位置关系示意图；
图8示出了本发明实施例所提供的一种硅片偏移量确定装置结构示意图；
图9示出了本发明实施例所提供的一种电子设备结构示意图。
图标：
CCD-光电传感器；11-承片台；12-片叉；13-提升销；CCD1-第一光电传感器；CCD2-第二光电传感器；31-预设交接位；32-承片台位。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
目前，现有的硅片定位测试技术主要采用单CCD***确定硅片在交接上片过程中的偏移量，参见如图1所示的单CCD***结构示意图，上述单CCD***包括一个光电传感器CCD、承片台(Wafer Table)11、片叉(gripper)12及提升销(Epin)13，如图1所示，CCD可以沿导轨在Z轴方向上下移动，使得硅片位于CCD焦深中性面，并通过工件台X向(垂直于Y轴及Z轴)、Y向移动硅片，使得硅片上的标记点位于CCD视野中心位置，CCD通过读取硅片上标记点的坐标值，得到硅片的相对位置信息。
硅片的交接包括上片和下片，在硅片交接上片过程中，片叉把硅片送到上片交接位时，CCD沿Z轴方向移动对焦，读取硅片上标记点的坐标值，Epin从初始位移动到上片位，Epin部件通真空，片叉关真空，Epin带动硅片运动到上极限位(Epin Up)，片叉返回初始位。在Epin举升状态下，上片机械手片叉撤出，Epin将硅片放置到承片台上且由承片台吸盘固定。CCD沿Z轴方向移动，使得硅片上表面位于其焦平面上，读取硅片上标记点的坐标值。在硅片交接下片过程中，硅片在吸盘上完成检测后，Epin上升至吸盘上表面并吸附硅片，吸盘停止吸附并通过pre-clamp反向通入空气，硅片吸附由吸盘上表面吸附转接给Epin吸附。Epin继续上升至上极限，下片机械手***，Epin下降至与机械手片叉共面，完成与机械手片叉的硅片转移，Epin继续下降至最低位，接到硅片的机械手将硅片退出检测位，完成一组定位测试。
由于硅片重复性测试工位存在高度差，而测量使用的高精度光电传感器景深只有几十微米，无法使用单一固定位置下的光电传感器对硅片处于交接位和承片台上两个高度差为毫米级的空间进行定位检测。而可移动光电传感器上下移动时容易在水平产生误差，降低了硅片偏移量检测的准确性。为改善此问题，本发明实施例提供的一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法，该技术可应用于提升硅片偏移量检测的准确。以下对本发明实施例进行详细介绍。
本实施例提供了一种硅片偏移量确定方法，该方法可以应用于硅片定位装置(也可以称为双CCD***)，该硅片定位装置包括第一光电传感器和第二光电传感器，参见如图2所示的硅片偏移量确定方法流程图，该方法主要包括：
当硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取硅片上第一预设标记点的第一坐标。
其中，上述第一光电传感器的焦平面位于预设交接位处硅片的上表面。参见如图3所示的硅片定位装置结构示意图，第一光电传感器CCD1固定设置于主基板上，在硅片交接上片或下片过程中，当片叉将硅片送到预设交接位31时，触发第一光电传感器CCD1对硅片上的第一预设标记点进行检测，得到第一预设标记点在CCD1坐标系(即第一坐标系)下的坐标值，记为第一坐标。
当硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取硅片上第二预设标记点的第二坐标。
其中，上述第二光电传感器的焦平面位于承片台处硅片的上表面。如图3所示，第二光电传感器CCD2固定设置于主基板上，在硅片交接上片或下片过程中，当Epin将硅片输送到承片台位32并固定后，触发第二光电传感器CCD2对硅片上的第二预设标记点进行检测，得到第二预设标记点在CCD2坐标系(即第二坐标系)下的坐标值，记为第二坐标。上述第一预设标记点和第二预设标记点可以是预先在硅片上打下的光刻标记点，以便于光电传感器可以快速检测到每个标记点的坐标。
在实际应用中，上述第一光电传感器CCD1和第二光电传感器CCD2设置的高度不同(高度差可以根据预设交接位于承片台的高度差确定，诸如高度差可以是6mm，高度误差小于0.035mm)，第一光电传感器CCD1和第二光电传感器CCD2在Z轴方向上的高度由预设交接位及承片台的高度决定，上述第一光电传感器CCD1和第二光电传感器CCD2的间距c可以根据硅片大小进行设置，以保证第一光电传感器CCD1和第二光电传感器CCD2可以分别检测到上述两组标记点(第一预设标记点和第二预设标记点)，第一光电传感器CCD1和第二光电传感器CCD2在XY面内的投影位置为设定值，并通过精确校准确定。
基于第一坐标和第二坐标确定硅片的偏移量。
基于硅片的第一预设标记点在预设交接位时的第一坐标及第二预设标记点在承片台时的第二坐标，确定在硅片交接上片或下片过程中，硅片从预设交接位转移至承片台时在水平方向(即在X轴和Y轴组成的水平面)产生的偏移量，以及硅片在转移过程中产生的硅片转角。
本实施例提供的上述硅片偏移量确定方法，通过设置两个光电传感器，并基于第一光电传感器对预设交接位处的硅片进行定位，基于第二光电传感器对承片台处的硅片进行定位，可以对预设交接位处及承片台处的硅片进行准确定位，通过定位得到的第一坐标和第二坐标精确计算得到硅片的偏移量，在硅片交接上片过程中，无需移动光电传感器的位置，避免了光电传感器上下移动带来的定位误差，提升了硅片偏移量检测的准确性。
为了快速计算得到硅片的偏移量，本实施例提供的方法还包括：基于第一预设标记点和第二预设标记点，确定第一预设标记点与第二预设标记点的坐标转换关系。预先在硅片表面打两组标记，记为第一预设标记点和第二预设标记点，上述第一预设标记点包括两个或两个以上标记点，诸如可以包括三个标记点A1、B1和C1，参见如图4所示的第一预设标记点分布示意图，图4中示出了第一预设标记点在硅片上的一种分布示例。
上述第二预设标记点包括两个或两个以上标记点，第一预设标记点和第二预设标记点的数量可以相同，在打标记时，确保两组标记(第一预设标记点和第二预设标记点)之间的间距为定值。诸如，第二预设标记点可以包括三个标记点A2、B2和C2，参见如图5所示的硅片标记点分布示意图，第一预设标记点和第二预设标记点之间的间距为定值，即A1A2＝B1B2＝C1C2，点B1、点B2、点C1和点C2在一条线上，线段B1C2与A1A2平行，记录两组标记点A1与A2之间的间距L，过硅片圆心点Owafer与A1A2平行作X轴，与X轴垂直作Y轴，建立硅片坐标系，获取A2点到硅片坐标系的Y轴的距离为DX，A2点到硅片坐标系的X轴的距离为DY。在标定过后，进行硅片交接试验，第一光电传感器和第二光电传感器分别测量A1B1C1和A2B2C2在对应光电传感器检测坐标系下的坐标，然后将一组点的坐标转换到另外一组点所在的坐标系下，间接得到同一点在同一个光电传感器检测坐标系下两次检测的坐标值，提升了硅片偏移量确定的准确性。
上述第一坐标为第一坐标系下的坐标，第二坐标为第二坐标系下的坐标，其中，第一坐标系为第一光电传感器CCD1检测第一预设标记点坐标时建立的坐标系，坐标系为第二光电传感器CCD2检测第二预设标记点坐标时建立的坐标系。
基于第一预设标记点和第二预设标记点中的任意一组标记点推导第一预设标记点与第二预设标记点的坐标转换关系，诸如基于A1和A2点推导第一预设标记点与第二预设标记点的坐标转换关系，参见如图6所示的坐标值转换示意图，由图6可以推导得到光电传感器2中测得A2在第一光电传感器的第一坐标系中坐标满足如下公式(1)：
XA2-CCD1＝X0+XA2-CCD2cosφ-YA2-CCD2sinφ＝XA1-CCD1+Lcosα，
YA2-CCD1＝Y0+YA2-CCD2sinφ+XA2-CCD2sinφ＝YA1-CCD1+Lsinα。
得到坐标值转换矩阵公式(2)：
其中，a＝Lcosα-X0，b＝Lsinα-Y0，L为两组标记点A1和A2的间距。XA2-CCD1为点A2在第一光电传感器的第一坐标系(CCD1坐标系)中的X向坐标值，YA2-CCD1为点A2在第一光电传感器的第一坐标系(即CCD1坐标系)中的Y向坐标值。
XA2-CCD2为点A2在第二光电传感器的第二坐标系(即CCD2坐标系)中的X向坐标值，YA2-CCD2为点A2在第二光电传感器的第二坐标系(即CCD2坐标系)中的Y向坐标值，X0为第二光电传感器的第二坐标系的原点在第一坐标系中的X向坐标值，为第二光电传感器的第二坐标系的原点在第一坐标系中的Y向坐标值Y0。
XA1-CCD1为点A1在第一光电传感器的第一坐标系(即CCD1坐标系)中的X向坐标值，YA1-CCD1为点A1在第一光电传感器的第一坐标系(即CCD1坐标系)中的Y向坐标值。
根据公式(1)得到下面公式(3)：
X0＝XA1-CCD1+Lcosα-XA2-CCD2cosφ+YA2-CCD2sinφ，
Y0＝YA1-CCD1+Lsinα-YA2-CCD2cosφ-XA2-CCD2sinφ；
φ＝ψ+α
参见如图7所示的硅片坐标系与CCD1坐标系和CCD2坐标系的位置关系示意图，其中，φ为CCD1坐标系和CCD2坐标系之间的偏角(即CCD1坐标系横轴与CCD2坐标系横轴之间的夹角)，α为第一光电传感器影像直接测量得到的硅片角度(即硅片坐标系横轴与CCD1坐标系横轴的夹角)，ψ为第二光电传感器影像直接测量得到的硅片角度(即硅片坐标系横轴与CCD2坐标系横轴的夹角)。上述坐标转换关系是依据图7中的各坐标系位置关系推导得到的，当硅片坐标系、CCD1坐标系和CCD2坐标系之间的位置关系产生变化时，上述坐标转换关系也相应产生变化。
为了准确确定硅片的偏移量，本实施例提供了基于第一坐标和第二坐标确定硅片的偏移量的具体实施方式：
首先，基于第一坐标计算硅片的中心点在第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标。
其中，上述第一坐标为第一坐标系下的坐标值，第一坐标系为第一光电传感器CCD1检测硅片上的标记点坐标时建立的坐标系，也可以称为CCD1坐标系。当片叉将硅片送到预设交接位后，基于第一光电传感器CCD1检测检测第一预设标记点在CCD1坐标系下的坐标值，记为第一坐标，诸如，当第一预设标记点包括A1、B1和C1时，第一坐标表示为：A1'(XA1-CCD1',YA1-CCD1')，B1'(XB1-CCD1',YB1-CCD1')和C1'(XC1-CCD1',YC1-CCD1')。
基于第一坐标中各标记点的坐标确定硅片与第一坐标系的第一夹角，上述第一预设标记点包括两个或两个以上标记点，基于第一预设标记点中任意两个标记点的坐标可以得到硅片与第一光电传感器的第一夹角(即两个标记点连线与CCD1坐标系的X轴的夹角)，诸如，通过B1'C1'可直接测量得到硅片坐标系横轴与第一坐标系横轴的夹角，记为第一夹角α'。为了便于测量上述第一夹角，可以在设置标记点时，使B1C1与硅片坐标系的X轴平行，根据B1'C1'坐标值可以直接计算到硅片坐标系横轴与第一坐标系横轴的夹角。
基于第一坐标、第一夹角及坐标转换关系，计算第二预设标记点在第一坐标系中的第一目标坐标。诸如，第二预设标记点包括B2和C2，基于上述第一坐标中的A1'(XA1-CCD1',YA1-CCD1')、硅片与第一坐标系横轴的第一夹角α'以及上述公式(1)所示的坐标转换关系，计算第二预设标记点A2在第一坐标系中的第一目标坐标A2在第一坐标系中的第一目标坐标记为A2'：
A2'(XA1-CCD1'+Lcosα',YA1-CCD1'+Lsinα')
获取第一预设标记点及第二预设标记点在硅片上的位置信息，基于第一目标坐标及位置信息确定硅片的中心点在第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标。
上述第一预设标记点及第二预设标记点在硅片上的位置信息包括A1与A2之间的距离L、A2点与硅片坐标系的X轴之间的距离DY以及A2点与硅片坐标系的Y轴之间的距离DX。根据第一目标坐标A2'(XA1-CCD1'+Lcosα',YA1-CCD1'+Lsinα')以及A1与A2之间的距离L、DX和DY，计算硅片坐标系的中心点Owafer在CCD1坐标系中的坐标值Owafer'，记为中心点第一坐标。其中，中心点第一坐标Owafer'为：Owafer'(XA1-CCD1'+Lcosα'+DXcosα'+DYsinα'，YA1-CCD1'+Lsinα'+DXsinα'-DYcosα')
其次，基于第二坐标计算硅片的中心点在第二坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标。
上述第二坐标为第二坐标系下的坐标值，第二坐标系为第二光电传感器CCD2检测硅片上的标记点时建立的坐标系，也可以称为CCD2坐标系。当硅片从预设交接位移动至承片台时，完成硅片的上片，基于第二光电传感器CCD2检测得到第二预设标记点在CCD2坐标系下的坐标值，记为第二坐标，诸如当第二预设标记点包括A2、B2和C2时，第二坐标表示为：A2”(XA2-CCD2”,YA2-CCD2”)，B2”(XB2-CCD2”,YB2-CCD2”)和C2”(XC2-CCD2”,YC2-CCD2”)。
基于第二预设标记点中各标记点在第二坐标系下的坐标，确定硅片与第二坐标系横轴的第二夹角。上述第二预设标记点包括两个或两个以上的标记点，基于第二预设标记点中任意两个标记点的坐标可以得到硅片与第二光电传感器的第二夹角(即两个标记点连线与CCD2坐标系的X轴的夹角)，诸如，通过B2”C2”可直接测量得到硅片坐标系横轴与第二坐标系横轴的夹角，记为第二夹角ψ'。
基于第二坐标、第二夹角及坐标转换关系，计算第二预设标记点在第一坐标系下的第二目标坐标。诸如，第二预设标记点包括A2、B2和C2，基于上述第二坐标、硅片与第二光电传感器的第二夹角以及上述公式(1)所示的坐标转换关系，计算第二预设标记点中A2点在第一坐标系中的第二目标坐标，A2点在第一坐标系中的第二目标坐标记为A2”'：A2”'(X0+XA2-CCD2”cosφ-YA2-CCD2”sinφ,Y0+YA2-CCD2”cosφ+XA2-CCD2”sinφ)
获取第一预设标记点及第二预设标记点在硅片上的位置信息，基于第二目标坐标及位置信息确定硅片的中心点在第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标。
根据第二目标坐标A2”'以及A1与A2之间的距离L、DX和DY，计算硅片坐标系的中心点Owafer在CCD1坐标系中的坐标值Owafer”，记为中心点第二坐标。其中，中心点第二坐标Owafer”为：
Owafer”(X0+XA2-CCD2”cosφ-YA2-CCD2”sinφ+DXcos(φ-ψ')+DYsin(φ-ψ')，(Y0+YA2-CCD2”cosφ+XA2-CCD2”sinφ+DXsin(φ-ψ')-DYcos(φ-ψ'))
最后，基于中心点第一坐标和中心点第二坐标确定硅片在交接过程中的偏移量。
在一种具体的实施方式中，上述偏移量包括硅片的横向偏移量(即硅片上下片交接过程中在X向的位移量)、纵向偏移量(即硅片上下片交接过程中在Y向的位移量)和硅片转角(即硅片上下片交接过程中相对于Z轴的转角)。
计算中心点第一坐标与中心点第二坐标的横坐标差值，得到硅片的横向偏移量。由Owafer'与Owafer”坐标，计算得到硅片在X向的位移量：
Δx＝[XA1-CCD1'+Lcosα'+DXcosα'+DYsinα']-[X0+XA2-CCD2”cosφ-YA2-CCD2”sinφ+DXcos(φ-ψ')+DYsin(φ-ψ')]；
计算中心点第一坐标与中心点第二坐标的纵坐标差值，得到硅片的纵向偏移量。由Owafer'与Owafer”坐标，计算得到硅片在Y向的位移量：
Δy＝[YA1-CCD1'+Lsinα'+DXsinα'-DYcosα']-[Y0+YA2-CCD2”cosφ+XA2-CCD2”sinφ+DXsin(φ-ψ')-DYcos(φ-ψ')]
基于硅片与第一坐标系横轴的第一夹角α'及硅片与第二坐标系横轴的第二夹角ψ'，确定硅片在交接过程中的硅片转角Rz。当硅片完成上片交接后，得到硅片相对于Z轴的转角Rz＝φ-α'-ψ'。
本实施例提供的上述硅片偏移量确定方法，通过在硅片交接上片的过程中，检测硅片的偏移量，可以便于检测光刻机的硅片交接精度，通过使用双CCD***检测硅片的偏移量，提升了硅片偏移量检测的准确性。
对应于上述实施例所提供的硅片偏移量确定方法，本发明实施例提供了一种硅片交接精度检测方法，该方法可以应用于光刻机，该方法主要包括：
基于上述实施例提供的硅片偏移量确定方法，检测硅片在多次交接上片过程中的偏移量，得到多组偏移量。上述硅片上片过程中的偏移量检测次数，该检测次数可以是50～100次中的任意值。
对多组偏移量进行正态分布计算，得到光刻机的硅片交接精度。发明人通过采用mean+3σ对多组偏移量进行评估，发现硅片上片偏移量重复性符合正态分布，基于多组偏移量得到重复定位均值和标准化值计算算式：
硅片在X向的偏移量均值为：
硅片在Y向的偏移量均值为：
硅片在上片交接过程中产生的硅片转角Rz的均值为：
硅片在X向偏移量标准差为：
硅片在Y向偏移量标准差为：
硅片转角标准差为：
其中，光刻机的硅片交接精度可以用硅片在X向偏移量标准差、硅片在Y向偏移量标准差及硅片转角标准差表示。上述n为硅片偏移量的检测次数(或偏移量的数量)，为第i次硅片X向偏移量检测结果，为第i次硅片Y向偏移量检测结果。当上述标准差同时满足3σx≤2.89μm，3σy≤2.89μm及3σRz≤42.72μrad时，确定光刻机的硅片交接上片精度符合要求。
本实施例提供的上述硅片交接精度检测方法，用于光刻机离线测试硅片交接精度，在线测试时，安装于光刻机的机械手硅片传输装置和光刻机自身的检测测试***可以测试硅片交接过程的重复定位精度。
对应于上述实施例所提供的硅片偏移量确定方法，本发明实施例提供了一种硅片偏移量确定装置，参见图8所示的一种硅片偏移量确定装置结构示意图，该装置包括以下模块：
第一获取模块81，用于在硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，第一光电传感器的焦平面位于预设交接位处硅片的上表面。
第二获取模块82，用于在硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，第二光电传感器的焦平面位于承片台处硅片的上表面。
确定模块83，用于基于第一坐标和第二坐标确定硅片的偏移量。
本实施例提供的上述硅片偏移量确定装置，通过设置两个光电传感器，并基于第一光电传感器对预设交接位处的硅片进行定位，基于第二光电传感器对承片台处的硅片进行定位，可以对预设交接位处及承片台处的硅片进行准确定位，通过定位得到的第一坐标和第二坐标精确计算得到硅片的偏移量，在硅片交接上片过程中，无需移动光电传感器的位置，避免了光电传感器上下移动带来的定位误差，提升了硅片偏移量检测的准确性。
在一种实施方式中，上述第一坐标为第一坐标系下的坐标，第二坐标为第二坐标系下的坐标；上述确定模块83，进一步用于基于第一坐标计算硅片的中心点在第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标；基于第二坐标计算硅片的中心点在第二坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标；基于中心点第一坐标和中心点第二坐标确定硅片在交接过程中的偏移量。
在一种实施方式中，上述装置还包括：
第二确定模块，用于基于第一预设标记点和第二预设标记点，确定第一预设标记点与第二预设标记点的坐标转换关系。
在一种实施方式中，上述第一预设标记点包括两个或两个以上标记点；上述确定模块83，进一步用于基于第一坐标中各标记点的坐标确定硅片与第一坐标系横轴的第一夹角；基于第一坐标、第一夹角及坐标转换关系，计算第二预设标记点在第一坐标系中的第一目标坐标；获取第一预设标记点及第二预设标记点在硅片上的位置信息，基于第一目标坐标及位置信息确定硅片的中心点在第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标。
在一种实施方式中，上述第二预设标记点包括两个或两个以上标记点；上述确定模块83，进一步用于基于第二预设标记点中各标记点在第二坐标系下的坐标，确定硅片与第二坐标系横轴的第二夹角；基于第二坐标、第二夹角及坐标转换关系，计算第二预设标记点在第一坐标系下的第二目标坐标；获取第一预设标记点及第二预设标记点在硅片上的位置信息，基于第二目标坐标及位置信息确定硅片的中心点在第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标。
在一种实施方式中，上述偏移量包括横向偏移量、纵向偏移量和硅片转角；上述确定模块83，进一步用于计算第一中心点坐标与第二中心点坐标的横坐标差值，得到硅片的横向偏移量；计算第一中心点坐标与第二中心点坐标的纵坐标差值，得到硅片的纵向偏移量；基于硅片与第一坐标系横轴的第一夹角及硅片与第二坐标系横轴的第二夹角，确定硅片在交接过程中的硅片转角。
本实施例提供的上述硅片偏移量确定装置，通过在硅片交接上片的过程中，检测硅片的偏移量，可以便于检测光刻机的硅片交接精度，通过使用双CCD***检测硅片的偏移量，提升了硅片偏移量检测的准确性。
本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述硅片偏移量确定方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
对应于前述实施例所提供的硅片交接精度检测方法，本发明实施例还提供了一种硅片交接精度检测装置，该装置包括以下模块：
检测模块，用于基于上述实施例提供的硅片偏移量确定装置，检测硅片在多次交接上片过程中的偏移量，得到多组偏移量。
计算模块，用于对多组偏移量进行正态分布计算，得到光刻机的硅片交接精度。
本实施例提供的上述硅片交接精度检测装置，用于光刻机离线测试硅片交接精度，在线测试时，安装于光刻机的机械手硅片传输装置和光刻机自身的检测测试***可以测试硅片交接过程的重复定位精度。
本实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述硅片交接精度检测方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
对应于前述实施例所提供的方法和装置，本发明实施例还提供了一种硅片定位装置，该***包括：第一光电传感器、第二光电传感器、处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行上述实施例提供的硅片偏移量确定方法或者硅片交接精度检测方法。
本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以设置于光刻机中，如图9所示的电子设备结构示意图，电子设备包括处理器91、存储器92，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例提供的方法的步骤。
参见图9，电子设备还包括：总线94和通信接口93，处理器91、通信接口93和存储器92通过总线94连接。处理器91用于执行存储器92中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器92可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口93(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线94可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器92用于存储程序，所述处理器91在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器91中，或者由处理器91实现。
处理器91可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器91中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器91可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等。还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器92，处理器91读取存储器92中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，所述计算机可执行指令促使所述处理器实现上述实施例所述的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例所提供的一种硅片偏移量确定方法及硅片交接精度检测方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种硅片偏移量确定方法，其特征在于，包括：
当硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取所述硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，所述第一光电传感器的焦平面位于所述预设交接位处硅片的上表面；
当所述硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取所述硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，所述第二光电传感器的焦平面位于所述承片台处硅片的上表面；
基于所述第一坐标和所述第二坐标确定所述硅片的偏移量；
所述第一坐标为第一坐标系下的坐标，所述第二坐标为第二坐标系下的坐标；所述基于所述第一坐标和所述第二坐标确定所述硅片的偏移量的步骤，包括：
基于所述第一坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标；
基于所述第二坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标；
所述偏移量包括横向偏移量、纵向偏移量和硅片转角；计算所述中心点第一坐标与所述中心点第二坐标的横坐标差值，得到所述横向偏移量；
计算所述中心点第一坐标与所述中心点第二坐标的纵坐标差值，得到所述纵向偏移量；
基于所述硅片与所述第一坐标系横轴的第一夹角及所述硅片与所述第二坐标系横轴的第二夹角，确定所述硅片在交接过程中的硅片转角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述第一预设标记点和所述第二预设标记点，确定所述第一预设标记点与所述第二预设标记点的坐标转换关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设标记点包括两个或两个以上标记点；所述基于所述第一坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标的步骤，包括：
基于所述第一坐标中各标记点的坐标确定所述硅片与所述第一坐标系横轴的第一夹角；
基于所述第一坐标、所述第一夹角及所述坐标转换关系，计算所述第二预设标记点在所述第一坐标系中的第一目标坐标；
获取所述第一预设标记点及所述第二预设标记点在所述硅片上的位置信息，基于第一目标坐标及所述位置信息确定所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二预设标记点包括两个或两个以上标记点；所述基于所述第二坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标的步骤，包括：
基于所述第二预设标记点中各标记点在所述第二坐标系下的坐标，确定所述硅片与所述第二坐标系横轴的第二夹角；
基于所述第二坐标、所述第二夹角及所述坐标转换关系，计算所述第二预设标记点在所述第一坐标系下的第二目标坐标；
获取所述第一预设标记点及所述第二预设标记点在所述硅片上的位置信息，基于第二目标坐标及所述位置信息确定所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标。
5.一种硅片交接精度检测方法，其特征在于，应用于光刻机，所述硅片交接精度检测方法包括：
基于权利要求1-4任一项所述硅片偏移量确定方法，检测硅片在多次交接上片过程中的偏移量，得到多组偏移量；
对所述多组偏移量进行正态分布计算，得到所述光刻机的硅片交接精度。
6.一种硅片偏移量确定装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于在硅片位于预设交接位时，基于第一光电传感器获取所述硅片上第一预设标记点的第一坐标；其中，所述第一光电传感器的焦平面位于所述预设交接位处硅片的上表面；
第二获取模块，用于在所述硅片位于承片台时，基于第二光电传感器获取所述硅片上第二预设标记点的第二坐标；其中，所述第二光电传感器的焦平面位于所述承片台处硅片的上表面；
确定模块，用于基于所述第一坐标和所述第二坐标确定所述硅片的偏移量；
所述第一坐标为第一坐标系下的坐标，所述第二坐标为第二坐标系下的坐标；所述确定模块，用于基于所述第一坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第一坐标；基于所述第二坐标计算所述硅片的中心点在所述第一坐标系下的坐标，得到中心点第二坐标；所述偏移量包括横向偏移量、纵向偏移量和硅片转角；计算所述中心点第一坐标与所述中心点第二坐标的横坐标差值，得到所述横向偏移量；计算所述中心点第一坐标与所述中心点第二坐标的纵坐标差值，得到所述纵向偏移量；基于所述硅片与所述第一坐标系横轴的第一夹角及所述硅片与所述第二坐标系横轴的第二夹角，确定所述硅片在交接过程中的硅片转角。
7.一种硅片交接精度检测装置，其特征在于，应用于光刻机，所述硅片交接精度检测装置包括：
检测模块，用于基于权利要求6所述硅片偏移量确定装置，检测硅片在多次交接上片过程中的偏移量，得到多组偏移量；
计算模块，用于对所述多组偏移量进行正态分布计算，得到所述光刻机的硅片交接精度。
8.一种硅片定位装置，其特征在于，包括：第一光电传感器、第二光电传感器、处理器和存储装置；
所述存储装置上存储有计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求1至4任一项或者权利要求5所述的方法。
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