本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，mapping操作通常是指在半導(dǎo)體設(shè)備中對晶圓進(jìn)行位置檢測和確認(rèn)的過程。該操作的核心是通過對晶圓片盒中晶圓的具體位置進(jìn)行掃描，以確保設(shè)備能夠正確地操作晶圓。然而，傳統(tǒng)的mapping操作使用測距傳感器掃描晶圓盒內(nèi)部，通過計(jì)算返回?cái)?shù)據(jù)來判斷晶圓位置，此方法只能接收到數(shù)據(jù)，無法成像，且掃描時(shí)間較長。

2、存在的問題：傳統(tǒng)的mapping操作需要通過測距傳感器逐點(diǎn)掃描晶圓盒內(nèi)部來確定晶圓位置，導(dǎo)致掃描時(shí)間較長，影響生產(chǎn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的mapping操作需要通過測距傳感器逐點(diǎn)掃描晶圓盒內(nèi)部來確定晶圓位置，導(dǎo)致掃描時(shí)間較長，影響生產(chǎn)效率的技術(shù)問題。本發(fā)明通過激光器和相機(jī)對晶圓盒進(jìn)行掃描，獲取晶圓盒的三維形貌，以此計(jì)算晶圓盒中各晶圓的厚度和角度，這有效縮短了掃描時(shí)長，提高了生產(chǎn)效率。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測方法，應(yīng)用于晶圓盒的檢測，檢測方法包括：獲取晶圓的厚度標(biāo)準(zhǔn)值和角度標(biāo)準(zhǔn)值；使用激光器和相機(jī)對晶圓盒進(jìn)行掃描，獲取晶圓盒的三維形貌；根據(jù)三維形貌，使用厚度計(jì)算算法和角度計(jì)算算法，計(jì)算晶圓盒中各晶圓的厚度和角度；其中，厚度計(jì)算算法通過點(diǎn)云降采樣法和點(diǎn)云聚類法處理三維形貌的數(shù)據(jù)；將晶圓盒中各晶圓的厚度和角度，與厚度標(biāo)準(zhǔn)值和角度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，確定晶圓盒中的晶圓是否存在重片、斜片和缺片。

3、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過激光器和相機(jī)對晶圓盒進(jìn)行掃描，可以快速獲取晶圓盒的三維形貌，避免了逐點(diǎn)掃描的耗時(shí)過程，從而顯著縮短了檢測時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。利用厚度計(jì)算算法和角度計(jì)算算法對三維形貌進(jìn)行分析，可以精確計(jì)算出晶圓盒中各晶圓的厚度和角度，相比傳統(tǒng)方法更加準(zhǔn)確可靠。通過將晶圓盒中各晶圓的厚度和角度與厚度標(biāo)準(zhǔn)值和角度標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)晶圓盒中的問題，如重片、斜片和缺片，有利于及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量。整個(gè)檢測過程可以實(shí)現(xiàn)自動化操作，減少了人工干預(yù)，降低了人為錯(cuò)誤的可能性，提高了檢測的自動化程度。

4、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，獲取晶圓的厚度標(biāo)準(zhǔn)值和角度標(biāo)準(zhǔn)值，包括：獲取一個(gè)所有晶圓均正常擺放的標(biāo)準(zhǔn)晶圓盒，使用激光器和相機(jī)掃描并建立標(biāo)準(zhǔn)晶圓盒的三維形貌；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)晶圓盒的三維形貌，使用厚度計(jì)算算法和角度計(jì)算算法，計(jì)算出厚度標(biāo)準(zhǔn)值和角度標(biāo)準(zhǔn)值。

5、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過獲取標(biāo)準(zhǔn)晶圓盒的厚度標(biāo)準(zhǔn)值和角度標(biāo)準(zhǔn)值，可以建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的檢測參考，幫助檢測裝置實(shí)現(xiàn)更加統(tǒng)一和規(guī)范的檢測流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。建立了晶圓盒的三維形貌標(biāo)準(zhǔn)，可以快速、準(zhǔn)確地對晶圓進(jìn)行檢測和分析，節(jié)約了檢測時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

6、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，使用激光器和相機(jī)對晶圓盒進(jìn)行掃描，包括：激光器向晶圓盒發(fā)出激光，激光經(jīng)過晶圓的弧邊反射后，被相機(jī)的鏡頭聚焦在成像平面上，形成晶圓弧邊的二維圖像；其中，激光器發(fā)出的激光形成的光平面與晶圓盒中的晶圓平行，相機(jī)的焦點(diǎn)在光平面上，成像平面與光平面垂直。

7、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過激光器發(fā)出激光形成的光平面與晶圓盒中的晶圓平行，相機(jī)的焦點(diǎn)在光平面上，可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的成像，提高了對晶圓弧邊的檢測精度和準(zhǔn)確性。激光器和相機(jī)的配合使用可以實(shí)現(xiàn)快速的掃描過程，提高了掃描速度，有利于在檢測系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)高效率的檢測和分析。成像平面與光平面垂直的設(shè)計(jì)可以減少光學(xué)失真的可能性，保證了成像的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，有助于提高數(shù)據(jù)采集的可靠性。通過激光器和相機(jī)掃描得到的二維圖像，可以直觀地展示晶圓弧邊的形貌特征。

8、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，激光器和相機(jī)由移動裝置帶動，在z方向上移動并對晶圓盒進(jìn)行掃描；獲取晶圓盒的三維形貌，包括：相機(jī)采集晶圓盒中晶圓的弧邊在x,y兩個(gè)方向上的二維圖像，并實(shí)時(shí)獲取移動裝置在z方向上的高度，得到該高度的晶圓的三維信息；通過移動裝置帶動激光器和相機(jī)在z方向上移動，得到晶圓盒中每個(gè)晶圓的三維信息；將晶圓盒中各個(gè)晶圓的三維信息進(jìn)行形貌拼接，得到晶圓盒的三維形貌。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過移動裝置帶動激光器和相機(jī)在z方向上移動，可以獲取晶圓盒中每個(gè)晶圓的三維信息，包括弧邊在x、y兩個(gè)方向上的二維圖像和在z方向上的高度信息，實(shí)現(xiàn)了對晶圓盒內(nèi)部各個(gè)晶圓的全面三維形貌信息的獲取。將晶圓盒中各個(gè)晶圓的三維信息進(jìn)行形貌拼接，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)晶圓盒的三維形貌的重建，提高了對晶圓盒整體形貌的分析和評估的精度和全面性。通過移動裝置帶動激光器和相機(jī)在z方向上移動，可以實(shí)現(xiàn)對晶圓盒內(nèi)部各個(gè)晶圓的快速掃描和三維信息獲取，提高了檢測系統(tǒng)中晶圓盒檢測的效率和準(zhǔn)確性。

10、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，厚度計(jì)算算法通過點(diǎn)云降采樣法和點(diǎn)云聚類法處理三維形貌的數(shù)據(jù)，并將其投影為二維平面，在二維平面中使用旋轉(zhuǎn)卡殼法確定晶圓盒中各晶圓的厚度。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過點(diǎn)云降采樣法和點(diǎn)云聚類法，可以有效地處理大量的三維形貌數(shù)據(jù)，提取出晶圓盒中各個(gè)晶圓的表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并通過旋轉(zhuǎn)卡殼法計(jì)算得出出晶圓的厚度，從而實(shí)現(xiàn)對晶圓厚度的精確計(jì)算。采用點(diǎn)云降采樣法和點(diǎn)云聚類法可以對大規(guī)模的三維形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理，減少了數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度和計(jì)算量，提高了計(jì)算效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)卡殼法可以對晶圓的厚度進(jìn)行全面的分析，有助于準(zhǔn)確確定晶圓盒中各個(gè)晶圓的厚度。

12、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，厚度計(jì)算算法，包括：使用點(diǎn)云降采樣法對三維形貌的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀操作，減少數(shù)據(jù)量；使用點(diǎn)云聚類法將三維形貌中不同晶圓的弧邊形貌分離開來，得到不同位置的晶圓的弧邊形貌；根據(jù)各晶圓的弧邊形貌，將其投影在x,z平面上，使其轉(zhuǎn)換為二維平面，并在二維平面中使用旋轉(zhuǎn)卡殼法計(jì)算各晶圓的最小外接矩形，其中，最小外接矩形的短邊為晶圓的厚度。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過將三維形貌中不同晶圓的弧邊形貌分離開來，可以得到不同位置晶圓的形貌信息。通過點(diǎn)云降采樣法和點(diǎn)云聚類法的組合使用，可以更快速地對三維形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，減少了計(jì)算時(shí)間和資源消耗，提高了計(jì)算效率。使用旋轉(zhuǎn)卡殼法計(jì)算各晶圓的最小外接矩形，以確定各個(gè)晶圓的厚度，可以更準(zhǔn)確地確定晶圓的厚度信息，避免了傳統(tǒng)方法中由于形狀復(fù)雜而導(dǎo)致的計(jì)算誤差。

14、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，角度計(jì)算算法，包括：利用厚度計(jì)算算法的點(diǎn)云聚類法的結(jié)果，將各晶圓的弧邊形貌的三維點(diǎn)云投影在x,y平面上，使其轉(zhuǎn)換為二維平面；在二維平面中，針對每個(gè)晶圓的弧邊形貌，提取其在x方向上具有最大y值的點(diǎn)，并將這些點(diǎn)構(gòu)成最上邊點(diǎn)集合；根據(jù)最上邊點(diǎn)集合，通過最小二乘法對集合內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行擬合，得到直線方程；其中，直線方程的直線與x方向的夾角，為晶圓的角度。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過將三維點(diǎn)云投影到二維平面，并利用最上邊點(diǎn)集合進(jìn)行直線擬合，可以更準(zhǔn)確地計(jì)算出晶圓的角度，避免了傳統(tǒng)方法中由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理不精確而導(dǎo)致的角度計(jì)算誤差。采用最小二乘法對點(diǎn)集合進(jìn)行擬合，可以降低數(shù)據(jù)噪聲對角度計(jì)算的影響，提高了角度測量的穩(wěn)定性和可靠性。

16、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，使用激光器和相機(jī)對晶圓盒進(jìn)行掃描，包括：激光器向晶圓盒發(fā)出激光，激光經(jīng)過晶圓的弧邊反射后，被相機(jī)的鏡頭聚焦在成像平面上，形成晶圓弧邊的像；其中，激光器發(fā)出的激光形成的光平面與晶圓盒中的晶圓垂直，成像平面與晶圓盒中的晶圓垂直。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：由于光平面與晶圓垂直，可以確保激光在晶圓表面的投影是準(zhǔn)確的，從而實(shí)現(xiàn)對晶圓尺寸、形狀等參數(shù)的精準(zhǔn)測量。光平面與晶圓垂直可以減少因投影角度造成的誤差，提高了測量的準(zhǔn)確性和可靠性。成像平面與晶圓垂直可以避免因透視造成的形變，保證了成像的真實(shí)性，有利于對晶圓表面的特征進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

18、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，激光器和相機(jī)由移動裝置帶動，在z方向上旋轉(zhuǎn)或平移對晶圓盒進(jìn)行掃描；獲取晶圓盒的三維形貌，包括：相機(jī)采集晶圓盒中晶圓的弧邊在x,z兩個(gè)方向上的弧邊點(diǎn)；通過移動裝置帶動激光器和相機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，獲取不同x位置的弧邊點(diǎn)；對晶圓盒中各晶圓的弧邊點(diǎn)進(jìn)行拼接，得到弧邊形貌；移動裝置在一次旋轉(zhuǎn)結(jié)束后，更改z方向上的位置；將晶圓盒在z方向上的各個(gè)位置的弧邊形貌進(jìn)行拼接，得到晶圓盒的三維形貌。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：通過移動裝置帶動激光器和相機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，可以高效獲取晶圓盒的三維形貌，包括晶圓的弧邊在不同方向上的點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對晶圓盒形貌的全面采集。通過對不同位置的弧邊點(diǎn)進(jìn)行拼接，可以實(shí)現(xiàn)晶圓盒中各晶圓的弧邊形貌的精準(zhǔn)拼接，得到整體的三維形貌數(shù)據(jù)，有助于全面分析晶圓盒的結(jié)構(gòu)和特征。將晶圓盒在z方向上的各個(gè)位置的弧邊形貌進(jìn)行拼接，可以得到晶圓盒的全方位三維形貌，展示了晶圓盒的整體結(jié)構(gòu)和特征，有助于更全面地了解晶圓盒的形態(tài)。

20、本發(fā)明還提供了一種關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測裝置，實(shí)現(xiàn)關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測方法，檢測裝置包括激光器和相機(jī)；其中，激光器為線激光器，相機(jī)為面陣相機(jī)；線激光器用于發(fā)射激光束，面陣相機(jī)用于捕獲激光照射到晶圓盒中各晶圓的弧邊后的反射圖像。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用該技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)效果：本發(fā)明的關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測裝置實(shí)現(xiàn)本發(fā)明任一技術(shù)方案的關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測方法，因此，其具有本發(fā)明任一技術(shù)方案的關(guān)于晶圓盒內(nèi)晶圓擺放狀態(tài)的檢測方法的全部有益效果，在此不再贅述。