CN117080119A - 一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法及***，涉及半导体晶圆图像处理技术领域；位置检测校准***包括传感器模块、变形分析模块、弹性变形补偿模块、反馈控制模块和反馈循环模块，根据变形分析的结果，实时计算出传输装置的位置调整量。通过对传输装置位置的调整，可以抵消半导体晶圆发生的弹性变形，确保半导体晶圆位置的准确性，再将弹性变形补偿与传输装置的位置调整相结合，通过实时计算校准调整量，反馈控制模块能够及时对传输装置的位置进行调整，以实现对半导体晶圆位置的实时补偿，从而提高位置校准的精度和稳定性，半导体晶圆位置检测校准的方法及***，在半导体制造和其他需要高精度位置校准的领域有广泛应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆图像处理技术领域，尤其涉及一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法及***。
背景技术
在半导体制造过程中，对半导体晶圆的位置控制非常重要，尤其是在精细工艺中，在半导体晶圆传输过程中，半导体晶圆的弹性变形会导致传输装置的位置偏移，如果不进行补偿，会导致传输装置无法准确对位，并且半导体晶圆变形会提高制造过程中的损坏率，降低生产效率且提高了成本。
弹性形变补偿策略结合反馈***可以实时监测半导体晶圆的形变状态并进行实时补偿，从而有效地纠正半导体晶圆在传输过程中可能发生的位置偏移和形变，提高了半导体晶圆位置校准的精度和稳定性，在半导体生产中，精确的位置校准对于芯片制造的成功至关重要，而半导体晶圆传输校准的好处在于确保半导体晶圆的精确位置，从而保证芯片制造的精度和一致性，半导体晶圆传输校准***的自动化和实时补偿功能也可以减少手动调整的需求，大大提高生产效率，通过弹性形变补偿策略和反馈***，***可以快速、准确地实时调整传输装置的位置，避免了人工干预带来的时间延误和误差，从而提高了生产线的整体效率，在半导体制造中，半导体晶圆是非常昂贵的元件，因此在生产过程中任何半导体晶圆的损坏都会造成巨大的经济损失，使用弹性形变补偿策略和反馈***可以减少半导体晶圆的损坏风险，保障半导体晶圆在传输过程中的稳定性和安全性，从而减少产品损失和浪费，反馈***的实时监测和补偿功能也可以增强半导体晶圆传输***的可靠性，在半导体晶圆制造过程中，传输装置的稳定性和精度对于整个***的运行至关重要，使用弹性形变补偿策略和反馈***可以及时发现传输装置的问题并进行调整，保障***的稳定性和可靠性。
例如现有的申请公开号为CN114823455A的中国专利公开了一种用于调节半导体晶圆位置的装置和方法，该装置包括光源、感测器、处理器和控制器，感测器根据由光源投射在半导体晶圆表面上的光束形成的光斑感测半导体晶圆的实际中心位置，控制器根据由处理器获得的实际中心位置与目标中心位置之间的偏差控制半导体晶圆移动，以使半导体晶圆的实际中心位置与目标中心位置重合，但此种方法无法解决半导体晶圆在运输过程中发生弹性形变而产生的校准误差，会提高制造过程中的损坏率，降低生产效率且提高了成本。
而在申请公开号为CN114420618A的中国专利中公开了一种半导体晶圆位置自动校准装置，涉及半导体晶圆图像处理技术领域。该半导体晶圆位置自动校准装置包括校正环体和升降机构，校正环体和升降机构均设置于传送腔上，且校正环体和升降机构沿竖向由上至下排布；升降机构用于驱使半导体晶圆竖向移动；在升降机构驱使半导体晶圆竖向移动的过程中，校正环体对半导体晶圆的位置进行校正，以使半导体晶圆的中心线与校正环体的中心线相重合，能够较好地确保半导体晶圆传送位置的精确度。但此装置依然无法改善半导体晶圆在传输过程中会发生的弹性变形问题，且发生弹性变形的半导体晶圆会发生碰撞造成非必要的成本损耗。本发明能够实现对发生弹性变形的半导体晶圆进行变形补偿和根据反馈信息即使调整传输装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法及***，位置检测校准***包括传感器模块、变形分析模块、弹性变形补偿模块、反馈控制模块和反馈循环模块，位置检测校准方法使用干涉仪来获取信号，利用信号处理策略、弹性变形补偿策略和反馈控制策略相结合，实时计算校准调整量。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，包括：
传感器模块，选择并安装传感器，获取传感器反馈的变形信息；
变形分析模块，对反馈信号进行分析，使用信号处理策略进行进一步处理；
弹性变形补偿模块，设计弹性变形补偿策略，根据变形分析的结果进行计算，计算传输装置的位置调整量，以抵消半导体晶圆的弹性变形；
反馈控制模块，设计反馈控制策略，将变形补偿与传输装置的位置调整相结合，根据传感器反馈的变形信息，实时计算校准调整量；
反馈循环模块，监测半导体晶圆的变形情况，调整传输装置的位置，持续进行反馈循。
传感器模块包括传感器选择单元、传感器安装单元和信息获取单元，其中，传感器选择单元用于选择合适的传感器；传感器安装单元用于安装传感器；信息获取单元用于获取传感器反馈的变形信息。
变形分析模块包括信号分析单元和信号处理单元，信号分析单元用于对反馈信号进行分析，了解半导体晶圆的变形特征；信号处理单元用于使用信号处理策略对反馈信号进行进一步处理；
弹性变形补偿模块包括补偿计算单元和位置调整量计算单元，补偿计算单元用于使用弹性变形补偿策略，根据变形分析的结果进行计算；位置调整量计算单元用于计算传输装置的位置调整量，抵消半导体晶圆的弹性变形；
反馈控制模块包括反馈控制单元和校准调整量计算单元，反馈控制单元用于使用反馈控制策略，将变形补偿与传输装置的位置调整相结合；校准调整量计算单元用于根据传感器反馈的变形信息，实时计算校准调整量；
反馈循环模块包括监测与获取单元、位置调整单元和反馈循环单元，监测与获取单元用于监测半导体晶圆的变形情况，获取传感器反馈的变形信息；位置调整单元用于根据实时的反馈信号，调整传输装置的位置；反馈循环单元用于持续进行反馈循环，实现对半导体晶圆弹性变形的实时补偿。
本发明提供一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，包括以下步骤：
选择传感器，安装并获取传感器反馈的变形信息，输出为第一变形信息；
对所述第一变形信息进行分析，使用信号处理策略对第一变形信息进行进一步处理，以获取更详细的变形特征，输出为第二变形信息；基于所述第二变形信息，设计弹性变形补偿策略，计算传输装置的位置调整量；
设计反馈控制策略，根据传感器反馈的所述第二变形信息，实时计算校准调整量；
建立反馈循环，循环执行以上步骤，实时监测半导体晶圆的变形情况，并根据实时的反馈信号对传输装置进行位置调整。
所述传感器选择干涉仪，将干涉仪安装在传输装置上，确保传感器的测量准确性，完成后启动测量过程；
所述对反馈信息进行处理的方法为：
首先，干涉仪采集三幅干涉条纹图像，每幅图像对应不同的相移状态，接下来进行相位重建：
①对每幅图像进行干涉条纹的相位解析，得到每个像素点的相位值：
对干涉图像进行预处理，包括去除背景噪声和调整亮度与对比度；
选择一条明显的干涉条纹作为提取的目标；
将干涉条纹图像转换为灰度图像，使每一个像素点只有一个灰度值；
对灰度图像进行二维傅里叶变换，得到频率域的图像，公式为：
F(u,v)＝∑[∑f(x,y)*exp(-j*2*π*(u*x/M+v*y/N))]；
其中F(u,v)为频率域的图像，u和v为频率域的图像中像素点的横坐标和纵坐标，M和N为图像的宽度和高度；
使用低通滤波在滤波域中滤波掉非干涉条纹的频率分量；
对经过频率滤波的频率域图像进行逆傅里叶变换，将其转换回空间域，公式为：
f(x,y)＝∑[∑F(u,v)*exp(j*2*π*(u*x/M+v*y/N))]；
其中，f(x,y)为经过频率滤波后的图像，M和N为图像的宽度和高度；
经过变换后得到频率域图像F1(u,v)，F2(u,v)和F3(u,v)；
幅度谱为|F(u,v)|，相位谱为arg(F(u,v))，其中arg表示求取复数的相位角；
②计算相位差值：
相位差图像为：
P(x,y)＝[arg(F2(x,y))-arg(F1(x,y))]+[arg(F3(x,y))-arg(F2(x,y))]；
③相位差归一化：
为了将相位差图像P(x,y)映射到更合适的范围，进行归一化，归一化相位差图像P_norm(x,y)为：
P_norm(x,y)＝P(x,y)*(2π/(Δ*2))；
其中，Δ为相移步数；
在归一化相位差图像P_norm(x,y)中，不同位置的像素值对应不同的相位差，从而反映了干涉条纹的相位差分布。
S2将归一化相位差图像P_norm(x,y)映射到实际物体的笛卡尔坐标系中，将相位差图像上的每个像素点的位置与实际物体的坐标进行对应，对每个网格点记录其初始高度，将初始高度设置为零，表示无变形状态；对于未被直接测量到的网格点，使用线性插值来估计其初始高度；
所述设计弹性变形补偿策略计算传输装置的位置调整量的方法为：
使用线性模型来计算补偿量Φ，该模型表示为：
Φ＝K×D
其中，K是补偿系数，D为处理过后的变形数据集合；
根据弹性变形补偿策略，计算传输装置的位置调整量：
表示为传输装置在x、y和z方向上的位移调整量：
Δx＝Kx*Dx
Δy＝Ky*Dy
Δz＝Kz*Dz
其中，Kx、Ky和Kz是在x、y和z方向上的补偿系数，Dx、Dy和Dz是在x、y和z方向上的变形数据。
所述设计反馈控制策略并实时计算校准调整量的方法为：
比例控制项：使用比例增益Kp乘以误差信号e，得到比例控制量p：
p＝Kp*e
积分控制项：使用积分增益ki对误差进行累积，得到积分控制量i：
i＝i0+ki×e；
其中，i0为积分控制量i的最小值；
微分控制项：使用微分增益kd对误差的变化率进行补偿，得到微分控制量d：
其中，e为步骤S41中误差信号的均值；
总控制量：将比例、积分和微分控制量相加，得到总控制量U：
U＝p+i+d；
应用控制量：将总控制量U应用于***，调整***状；
更新状态：记录当前误差作为上一次误差，以便在下一个采样周期使用：
其中e＝x_desired-x_actual，其中x_desired为期望状态，x_actual为实际状态。
在每个循环迭代中，程序会获取传感器反馈的当前状态，并计算误差、比例项、积分项和微分项，然后，根据这些计算结果，计算校准调整量，并将其应用于传输装置，实时调整其位置，最后，更新上一次的误差，以便在下一个采样周期中使用；
本发明的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述任一项所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法。
本发明的一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法的操作。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)弹性形变补偿策略可以根据半导体晶圆的弹性特性，精确计算出由于变形引起的校准误差，这种补偿方法可以减少或消除由半导体晶圆变形引起的误差，提高校准的准确性和可靠性。
(2)使用反馈控制策略可以实现实时的校准调整。通过持续地获取传感器反馈、计算误差并应用控制量，可以及时对半导体晶圆的变形进行补偿，使校准过程具有实时性。
(3)反馈控制策略可以根据实际状态的变化进行自适应调整。如果半导体晶圆的弹性变形特性发生变化，反馈控制策略可以自动调整参数和控制策略，以适应新的情况，并保持准确的校准效果。
(4)通过减少校准误差，弹性形变补偿策略和反馈控制策略可以提高生产过程的准确性和稳定性，这有助于减少生产中的废品率，并提高生产效率和产品质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的一种用于半导体晶圆位置检测校准的***的框架图；
图2为本发明的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法的流程示意图；
具体实施方式
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细地说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，具体包括：
S1传感器模块包括传感器选择单元、传感器安装单元和信息获取单元；
其中，传感器选择单元用于选择合适的传感器，对于发生弹性变形的半导体晶圆，选择干涉仪作为传感器；
传感器安装单元用于确定安装上述传感器干涉仪；将干涉仪安装在传输装置中，使传输装置的安装位置和方向与干涉仪的输出端和接收端对齐，不会受到外部干扰，确保所有组件都处于正确的位置，并且光路没有偏移和倾斜，完成后调整至工作状态；
信息获取单元用于获取传感器反馈的变形信息，通过干涉仪的光路，获取半导体晶圆表面的干涉条纹图像；
S2变形分析模块包括信号处理单元和信号分析单元；
其中，信号处理单元用于使用信号处理策略对反馈信号进行进一步处理，优化信号的质量和准确性，此处对通过干涉仪获取的干涉图像进行预处理，得到清晰的干涉条纹图像；
信号分析单元用于对反馈信号进行分析，了解半导体晶圆的变形特征；
S3弹性变形补偿模块包括补偿计算单元和位置调整量计算单元；
其中，补偿计算单元用于使用弹性变形补偿策略，根据变形分析的结果进行计算，得到半导体晶圆弹性变形的形变量信息；
位置调整量计算单元用于计算传输装置的位置调整量，抵消半导体晶圆的弹性变形。实现对半导体晶圆位置的准确校准；
S4反馈控制模块包括反馈控制单元和校准调整量计算单元；
其中，反馈控制单元用于使用反馈控制策略，将变形补偿与传输装置的位置调整相结合，实现对半导体晶圆位置的实时补偿；
校准调整量计算单元用于根据传感器反馈的变形信息，实时计算校准调整量，在反馈循环过程中及时调整补偿策略；
S5反馈循环模块包括监测与获取单元、位置调整单元和反馈循环单元；
其中，监测与获取单元用于监测半导体晶圆的变形情况，获取传感器反馈的变形信息；
位置调整单元根据实时的反馈信号，对传输装置的位置进行调整，确保半导体晶圆位置的实时补偿；
反馈循环单元持续进行反馈循环过程，将变形补偿和位置调整相结合，以实现对半导体晶圆弹性变形的实时补偿，确保半导体晶圆位置检测的准确性和稳定性。
实施例2
如图2所示，本实施例提供一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，包括以下流程：
S1选择干涉仪作为传感器，并安装在传输装置中，使传输装置的安装位置和方向与干涉仪的输出端和接收端对齐，不会受到外部干扰，确保所有组件都处于正确的位置，并且光路没有偏移和倾斜，完成后调整至工作状态，启动后获取来自干涉仪反馈的变形信息；
根据所得到的明暗相间的干涉条纹图像进行变形分析并得到相位差图像，具体方法为：
首先，干涉仪采集三幅干涉条纹图像，每幅图像对应不同的相移状态，接下来进行相位重建：
①对每幅图像进行干涉条纹的相位解析，得到每个像素点的相位值：
对干涉图像进行预处理，包括去除背景噪声和调整亮度与对比度；
选择一条明显的干涉条纹作为提取的目标；
将干涉条纹图像转换为灰度图像，使每一个像素点只有一个灰度值；
对灰度图像进行二维傅里叶变换，得到频率域的图像，公式为：
F(u,v)＝∑[∑f(x,y)*exp(-j*2*π*(u*x/M+v*y/N))]；
其中，F(u,v)为频率域的图像，u和v为频率域的图像中像素点的横坐标和纵坐标，M和N为图像的宽度和高度；
使用低通滤波在滤波域中滤波掉非干涉条纹的频率分量；
对经过频率滤波的频率域图像进行逆傅里叶变换，将其转换回空间域，公式为：
f(x,y)＝∑[∑F(u,v)*exp(j*2*π*(u*x/M+v*y/N))]；
其中，f(x,y)为经过频率滤波后的图像，M和N为图像的宽度和高度；
经过变换后得到频率域图像F1(u,v)，F2(u,v)和F3(u,v)；
幅度谱为|F(u,v)|，相位谱为arg(F(u,v))，其中arg表示求取复数的相位角；
②计算相位差值：
相位差图像为：
P(x,y)＝[arg(F2(x,y))-arg(F1(x,y))]+[arg(F3(x,y))-arg(F2(x,y))]；
③相位差归一化：
为了将相位差图像P(x,y)映射到更合适的范围，进行归一化，归一化相位差图像P_norm(x,y)为：
P_norm(x,y)＝P(x,y)*(2π/(Δ*2))；
其中，Δ为相移步数；
在归一化相位差图像P_norm(x,y)中，不同位置的像素值对应不同的相位差，从而反映了干涉条纹的相位差分布。
S2将归一化相位差图像P_norm(x,y)映射到实际物体的笛卡尔坐标系中，将相位差图像上的每个像素点的位置与实际物体的坐标进行对应，对每个网格点记录其初始高度，将初始高度设置为零，表示无变形状态，对于未被直接测量到的网格点，使用线性插值来估计其初始高度，将网格点的坐标和对应的初始高度存储在数据结构中，具体方法为：
使用线性模型来计算补偿量Φ，该模型表示为：
Φ＝K×D；
其中，K是补偿系数，D为处理过后的变形数据集合；
根据弹性变形补偿策略，计算传输装置的位置调整量：
表示为传输装置在x、y和z方向上的位移调整量：
Δx＝Kx*Dx
Δy＝Ky*Dy
Δz＝Kz*Dz
其中，Kx、Ky和Kz是在x、y和z方向上的补偿系数，Dx、Dy和Dz是在x、y和z方向上的变形数据。
S3设计反馈控制策略，将变形补偿与传输装置的位置调整相结合；
设计反馈控制策略并实时计算校准调整量的方法为：
比例控制项：使用比例增益Kp乘以误差信号e，得到比例控制量p：
p＝Kp*e
积分控制项：使用积分增益ki对误差进行累积，得到积分控制量i：
i＝i0+ki×e；
其中，i0为积分控制量i的最小值；
微分控制项：使用微分增益kd对误差的变化率进行补偿，得到微分控制量d：
其中，e为步骤S41中误差信号的均值；
总控制量：将比例、积分和微分控制量相加，得到总控制量U：
U＝p+i+d；
应用控制量：将总控制量U应用于***，调整***状；
更新状态：记录当前误差作为上一次误差，以便在下一个采样周期使用：
其中e＝x_desired-x_actual，其中x_desired为期望状态，x_actual为实际状态。
使用线性插值来估计未被直接测量到的网格点的初始高度的方法为：
在相位差图像上，已经测量到一些网格点的相位差值，并记录了它们的坐标和初始高度，这些已知点是插值的基础；
需要估算的未知网格点，这些点的相位差值尚未测量到，但是它们的坐标已知；
找到目标点周围的已知点，这些已知点作为插值的参考，选择四个目标点周围的最近的已知点；
对于目标点的每个坐标维度(x、y方向)，在相邻已知点之间进行线性插值。目标点的坐标为(x_target,y_target)，两个相邻已知点的坐标分别为(x_known1,y_known1)和(x_known2,y_known2)。其对应的初始高度为h_known1和h_known2；
在x方向上的插值：
h_x＝h_known 1+(h_known2-h_known1)*(x_target-x_known1)/(x_known2-x_known1)；
在y方向上的插值：
h_y＝h_known 1+(h_known2-h_known1)*(y_target-y_known1)/(y_known2-y_known1)；
通过将x方向和y方向的插值结果进行加权平均，得到目标点的估计初始高度：
h_interpolated＝(h_x+h_y)/2；
将目标点的坐标和估计的初始高度h_interpolated存储在数据结构中，以便后续的形变补偿计算使用。
S4在每个循环迭代中，程序会获取传感器反馈的当前状态，并计算误差、比例项、积分项和微分项，然后，根据这些计算结果，计算校准调整量，并将其应用于传输装置，实时调整其位置，最后，更新上一次的误差，以便在下一个采样周期中使用。
本发明实施例的一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的一种数字胰腺病理切片三维扫描***和一种自动配准胰腺病理切片图像的方法。
本发明实施例的一种计算机设备，包括处理器和上述的存储介质，处理器执行存储介质中的指令。
因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“网络”、“模块”或“***”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (13)
1.一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选择传感器，安装并获取传感器反馈的变形信息，输出为第一变形信息；
S2、对所述第一变形信息进行分析，使用信号处理策略对第一变形信息进行进一步处理，以获取更详细的变形特征，输出为第二变形信息；
S3、基于所述第二变形信息，设计弹性变形补偿策略，计算传输装置的位置调整量；
S4、设计反馈控制策略，根据传感器反馈的所述第二变形信息，实时计算校准调整量；
S5、建立反馈循环，循环执行S1至S4，实时监测半导体晶圆的变形情况，并根据实时的反馈信号对传输装置进行位置调整。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，其特征在于，所述S1中所述传感器为干涉仪；所述干涉仪安装在所述传输装置上并调整光束的参数。
3.根据权利要求2所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，其特征在于，所述S2中对反馈信息进行处理的方法包括：
S21、干涉仪采集三幅干涉条纹图像；
S22、对每幅图像进行干涉条纹的相位解析，得到每个像素点的相位值；
S23、对干涉图像进行预处理，包括去除背景噪声和调整亮度与对比度，选择一条明显的干涉条纹作为提取的目标；
S24、将干涉条纹图像转换为灰度图像，使每一个像素点只有一个灰度值；
S25、对灰度图像进行二维傅里叶变换，得到频率域的图像，公式为：
F(u,v)＝∑[∑f(x,y)*exp(-j*2*π*(u*x/M+v*y/N))]；
其中，F(u,v)为频率域的图像，u和v为频率域的图像中像素点的横坐标和纵坐标，M和N为图像的宽度和高度；
S26、使用低通滤波在滤波域中滤波掉非干涉条纹的频率分量；
对经过频率滤波的频率域图像进行逆傅里叶变换，将其转换回空间域，公式为：
f(x,y)＝∑[∑F(u,v)*exp(j*2*π*(u*x/M+v*y/N))]；
其中，f(x,y)为经过频率滤波后的图像，M和N为图像的宽度和高度；
经过变换后得到频率域图像F1(u,v)，F2(u,v)和F3(u,v)；
幅度谱为|F(u,v)|，相位谱为arg(F(u,v))，其中arg表示求取复数的相位角；
S27、计算相位差值：
相位差图像为：
P(x,y)＝[arg(F2(x,y))-arg(F1(x,y))]+[arg(F3(x,y))-arg(F2(x,y))]；
S28、相位差归一化：
为了将相位差图像P(x,y)映射到更合适的范围，进行归一化，归一化相位差图像P_norm(x,y)为：
P_norm(x,y)＝P(x,y)*(2π/(Δ*2))；
其中，Δ为相移步数；
在归一化相位差图像P_norm(x,y)中，不同位置的像素值对应不同的相位差，从而反映了干涉条纹的相位差分布；
S29、将归一化相位差图像P_norm(x,y)映射到实际物体的坐标系中，将相位差图像上的每个像素点的位置与实际物体的坐标进行对应；
S210、对每个网格点记录其初始高度，将初始高度设置为零，表示无变形状态；
S211、对于未被直接测量到的网格点，使用线性插值来估计其初始高度。
4.根据权利要求1所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，其特征在于，所述S3中设计弹性变形补偿策略计算传输装置的位置调整量的方法为：
S31、使用线性模型来计算补偿量Φ，该模型表示为：
Φ＝K×D；
其中，K是补偿系数，D为S1处理过后的变形数据集合；
S32、根据弹性变形补偿策略，计算传输装置的位置调整量：
表示为传输装置在x、y和z方向上的位移调整量：
其中，Kx、Ky和Kz是在x、y和z方向上的补偿系数，Dx、Dy和Dz是在x、y和z方向上的变形数据。
5.根据权利要求1所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法，其特征在于，所述S4中设计反馈控制策略并实时计算校准调整量的方法为：
S41、计算比例控制项：使用比例增益Kp乘以误差信号e，得到比例控制量p：
p＝Kp*e；
S42、计算积分控制项：使用积分增益ki对误差进行累积，得到积分控制量i：
i＝i0+ki×e；
其中，i0为积分控制量i的最小值；
S43、计算微分控制项：使用微分增益kd对误差的变化率进行补偿，得到微分控制量d：
其中，为步骤S41中误差信号的均值；
S44、计算总控制量：将比例、积分和微分控制量相加，得到总控制量U：
U＝p+i+d；
S45、计算应用控制量：将总控制量U应用于***，调整***状；
更新状态：记录当前误差作为上一次误差，以便在下一个采样周期使用：
其中e＝x_desired-x_actual，其中x_desired为期望状态，x_actual为实际状态。
6.一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，其特征在于，包括：
传感器模块，用于选择并安装传感器，获取传感器反馈的变形信号；
变形分析模块，用于对反馈的变形信号进行处理与分析；
弹性变形补偿模块，用于设计弹性变形补偿策略，根据变形分析的结果进行计算，计算传输装置的位置调整量；
反馈控制模块，设计反馈控制策略，将变形补偿与传输装置的位置调整相结合；
反馈循环模块，监测半导体晶圆的变形情况，调整传输装置的位置。
7.根据权利要求6所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，其特征在于，所述传感器模块包括传感器选择单元、传感器安装单元和信息获取单元；
其中，传感器选择单元用于选择合适的传感器；传感器安装单元用于安装传感器；信息获取单元用于获取传感器反馈的变形信息。
8.根据权利要求6所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，其特征在于，所述变形分析模块包括信号分析单元和信号处理单元；
其中，信号分析单元用于对反馈信号进行分析，获取半导体晶圆的变形特征；信号处理单元用于使用信号处理策略对反馈信号进行进一步处理。
9.根据权利要求6所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，其特征在于：所述弹性变形补偿模块包括补偿计算单元和位置调整量计算单元；
其中，补偿计算单元用于使用弹性变形补偿策略，根据变形分析的结果进行计算；位置调整量计算单元用于计算传输装置的位置调整量。
10.根据权利要求6所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，其特征在于：所述反馈控制模块包括反馈控制单元和校准调整量计算单元；
其中，反馈控制单元用于使用反馈控制策略，将变形补偿与传输装置的位置调整相结合；校准调整量计算单元用于根据传感器反馈的变形信息，实时计算校准调整量。
11.根据权利要求6所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的***，其特征在于：所述反馈循环模块包括监测与获取单元、位置调整单元和反馈循环单元；
其中，监测与获取单元用于监测半导体晶圆的变形情况，获取传感器反馈的变形信息；位置调整单元用于根据实时的反馈信号，调整传输装置的位置；反馈循环单元用于持续进行反馈循环，实现对半导体晶圆弹性变形的实时补偿。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5中任一项所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法。
13.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现如权利要求1-5中任一项所述的一种用于半导体晶圆位置检测校准的方法的操作。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2023-08-17 CN CN202311040405.3A patent/CN117080119A/zh active Pending
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