一種硅片預對準裝置及其方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光退火機系統(tǒng)，尤其涉及一種硅片預對準裝置及其方法。
【背景技術】
[0002] 硅片預對準系統(tǒng)是激光退火機系統(tǒng)的關鍵分系統(tǒng)之一，其主要功能為計算硅片中 心在硅片工件臺坐標系的位置，以檢測硅片的當前位置與姿態(tài)，為后續(xù)的激光退火提供方 便。硅片在盒內的位置偏差，可能造成硅片退火不均勻，因此必須在設備內部實現(xiàn)硅片的對 準。
[0003] 常見的硅片對準系統(tǒng)是通過可見光照明拍攝，獲取硅片邊緣圖片，將圖片通過軟 件算法處理后定位的。由于硅片置于吸盤上，而吸盤表面呈螺紋狀條紋。如圖1所示，在拍 攝得到的硅片邊緣圖像中，包含硅片邊緣1 (圖中虛線所示）和吸盤表面螺紋狀的干擾條紋 2。在拍攝硅片邊緣1的圖像時，吸盤表面的干擾螺紋2成為干擾硅片邊緣1定位的重要因 素，這會嚴重影響準確判斷硅片邊緣以及精確定位硅片中心。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明提供一種硅片預對準裝置及其方法，以解決現(xiàn)有硅片預對準方法易受吸盤 表面的干擾螺紋影響，造成定位不準的問題。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種硅片預對準裝置，包括結構光發(fā)射系統(tǒng)、成 像系統(tǒng)、工件臺、基準板、標記板、計算機以及平臺控制系統(tǒng)，硅片和基準板分別放置于所述 工件臺上，所述標記板放置于所述基準板上，所述結構光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的投影光束照射至 所述基準板的邊緣，所述投影光束反射后的檢測光束被成像系統(tǒng)接收，所述成像系統(tǒng)、計算 機、平臺控制系統(tǒng)及工件臺依次相連。
[0006] 較佳地，所述結構光發(fā)射系統(tǒng)包括激光和條紋標記板，所述激光經(jīng)條紋標記板發(fā) 出條紋狀的單色激光束。
[0007] 較佳地，所述條紋標記板包括中心條紋，所述激光發(fā)出的投影光束垂直照射所述 中心條紋。
[0008] 較佳地，所述成像系統(tǒng)包括成像鏡頭和(XD。
[0009] 較佳地，所述計算機中包括三維信息提取系統(tǒng)和圖像處理定位硅片中心系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種硅片預對準方法，應用于如上所述的硅片預對準裝置，包括 以下步驟：
[0011] sio:將所述標記板放置于所述基準板上，所述標記板在工件臺所在的坐標系中的 三維坐標已知；
[0012] S20 :進行工件臺坐標系與成像系統(tǒng)坐標系的轉換關系標定；
[0013] S30 :將所述標記板在工件臺坐標系中的三維坐標轉換為在成像系統(tǒng)坐標系中的 三維坐標；
[0014] S40 :將投影光束投射到所述標記板上，利用成像系統(tǒng)攝取基準板上標記板的標定 條紋圖像；
[0015] S50 :通過S30步驟中轉換得到的標記板在成像系統(tǒng)中的三維坐標以及S40步驟中 得到的標記板的標定條紋圖像，推導出二者之間的參數(shù)關系；
[0016] S60 :工件臺移動，帶動硅片移動至基準板位置，攝取硅片邊緣條紋圖像，根據(jù)S50 步驟中得到的參數(shù)關系，得到硅片的中心坐標及旋轉偏差；
[0017] S70 :將S60步驟中得到的硅片中心坐標和旋轉偏差數(shù)據(jù)返回至所述平臺控制系 統(tǒng)，調整硅片的位置。
[0018] 較佳的，S20步驟中，采用張正友坐標標定法進行轉換關系標定。
[0019] 較佳的，S60步驟中，得到硅片中心坐標及旋轉偏差的步驟為：
[0020] S61 :獲取硅片邊緣的條紋圖像上四個邊緣點的位置坐標以及硅片的切口位置坐 標；
[0021] S62 :通過獲取的四個邊緣點的位置坐標，運用Rasac擬合圓算法，得到硅片的中 心坐標和半徑；
[0022] S63 :根據(jù)初步得到的硅片的中心坐標與半徑，篩選出切口位置處的缺口像素，對 該缺口像素運用Rasac擬合圓算法，得到以缺口為弧的切口的中心坐標和半徑；
[0023] S64 :計算硅片的中心坐標與切口的中心坐標的連線在工件臺上的偏差，即硅片的 旋轉偏差。
[0024] 較佳的，S61步驟中，通過計算機中的三維信息提取系統(tǒng)篩選出有效的硅片的邊緣 點。
[0025] 本發(fā)明提供的硅片預對準裝置及其方法，該裝置包括結構光發(fā)射系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、 工件臺、基準板、標記板、計算機以及平臺控制系統(tǒng)，硅片和基準板分別放置于所述工件臺 上，所述標記板放置于所述基準板上，所述結構光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出的投影光束照射至所述基 準板的邊緣，所述投影光束反射后的檢測光束被成像系統(tǒng)接收，所述成像系統(tǒng)、計算機、平 臺控制系統(tǒng)及工件臺依次相連。本發(fā)明通過結構光發(fā)射系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，確定硅片邊緣與 吸盤背景的三維坐標，從而準確定位用于后續(xù)軟件處理的硅片邊緣點，摒除了非硅片邊緣 點對于硅片中心定位的干擾，提高了硅片預對準系統(tǒng)的精確性。
【附圖說明】
[0026] 圖1為現(xiàn)有硅片預對準方法中拍攝得到的硅片邊緣圖像；
[0027] 圖2為本發(fā)明一【具體實施方式】的硅片預對準裝置的結構示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】的硅片預對準裝置中條紋標記板的示意圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明一【具體實施方式】的硅片預對準裝置中成像系統(tǒng)攝取的硅片的條紋 圖像；
[0030] 圖5為本發(fā)明一【具體實施方式】的硅片預對準裝置中采用的結構光圖像法的原理 示意圖；
[0031] 圖6為本發(fā)明一【具體實施方式】的硅片預對準裝置中成像系統(tǒng)攝取的硅片的邊緣 點的示意圖。
[0032] 圖1中：1-硅片邊緣，2-干擾螺紋；
[0033] 圖2?6中：10_結構光發(fā)射系統(tǒng)，11-激光，12-條紋標記板，13-中心條紋，20-成 像系統(tǒng)，30-工件臺，40-基準板，50-標記板，60-計算機，70-平臺控制系統(tǒng)，80-娃片，81-切口，82、83、84、85-邊緣點；
[0034] 21-斷層條紋，22-平滑條紋。
【具體實施方式】
[0035] 為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術方案，以下列舉出具體的實施例來證明技術效 果；需要強調的是，這些實施例用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。
[0036] 本發(fā)明提供的硅片預對準裝置及其方法，如圖2所示，該裝置包括結構光發(fā)射系 統(tǒng)10、成像系統(tǒng)20、工件臺30、基準板40、標記板50、計算機60以及平臺控制系統(tǒng)70,硅片 80和基準板40分別放置于所述工件臺30上，所述標記板50放置于所述基準板40上，所述 結構光發(fā)射系統(tǒng)10發(fā)出的投影光束照射至所述基準板40的邊緣，所述投影光束反射后的 檢測光束被成像系統(tǒng)20接收，所述成像系統(tǒng)20、計算機60、平臺控制系統(tǒng)70及工件臺30 依次相連。
[0037] 具體地，對本發(fā)明中以下幾個名詞做出如下定義：
[0038] 投影光束：從結構光發(fā)射系統(tǒng)10發(fā)出的平行