物體旋轉(zhuǎn)中心的定標(biāo)方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體測(cè)量領(lǐng)域，尤其是一種在旋轉(zhuǎn)物體表面定位旋轉(zhuǎn)中必的定標(biāo)方 法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 精密機(jī)械結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常遇到送樣的問題；某個(gè)平面物體，繞垂直它表面的軸旋轉(zhuǎn)一 個(gè)角度，我們需要找到物體表面的某點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)前后的坐標(biāo)。旋轉(zhuǎn)軸在物體表面的投影稱為 旋轉(zhuǎn)中必。在送類問題中，由于機(jī)械安裝誤差等因素，轉(zhuǎn)動(dòng)中必并不絕對(duì)和預(yù)先確定的點(diǎn)重 合。它的實(shí)際位置和理論位置之間的誤差需要定標(biāo)給出，否則，無法對(duì)物體表面某點(diǎn)進(jìn)行精 確定位，而且，距離轉(zhuǎn)動(dòng)中必越遠(yuǎn)的點(diǎn)定位誤差越大。
[0003] 在半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備中，需要對(duì)娃片表面某些點(diǎn)測(cè)量薄膜厚度或者關(guān)鍵幾何尺寸。 測(cè)量用的探測(cè)光需要從一個(gè)確定方向入射到娃片表面，因此娃片必須旋轉(zhuǎn)角度來保證探測(cè) 光的入射面符合要求。入射光的光斑尺寸與娃片尺寸相比，要小大約5個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，在 送種情況下，精確定位旋轉(zhuǎn)中必至關(guān)重要。
[0004] 旋轉(zhuǎn)中必的定標(biāo)一般依賴圖像的識(shí)別。物體表面某處存在容易識(shí)別的圖案，而且 在送個(gè)圖案附近不存在同樣或者類似的圖案。當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過不停識(shí)別圖案給出即時(shí) 位置可W得到一個(gè)圓，通過數(shù)學(xué)擬合送個(gè)圓可W給出旋轉(zhuǎn)中必。圖案的位置距離旋轉(zhuǎn)中必 太近，定標(biāo)的誤差就大；距離太遠(yuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)需要給出大量的即時(shí)位置W免圖案轉(zhuǎn)出識(shí)別視場(chǎng) 而無法繼續(xù)。實(shí)際操作中，W娃片表面旋轉(zhuǎn)中必為例，很多時(shí)候選擇娃片四分之一至Η分之 一半徑處的圖案作為識(shí)別標(biāo)志。
[0005]因此，亟需一種能夠快速并準(zhǔn)確地確定旋轉(zhuǎn)中必的方法與裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的W上缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了 一種通過同必圓布點(diǎn)、逐級(jí)獲取旋 轉(zhuǎn)中必的方法與裝置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種用于確定物體旋轉(zhuǎn)中必的方法，包括W下 步驟:A;提供具有多個(gè)可識(shí)別圖案的待測(cè)物體，其中，每一個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的半徑對(duì)應(yīng)的圓周 上至少具有Η個(gè)所述可識(shí)別圖案；B;根據(jù)所述半徑的長(zhǎng)度W及每個(gè)所述圓周上的所述可 識(shí)別圖案的坐標(biāo)，W逐漸提升的精度確定所述待測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)中必。
[000引優(yōu)選的，所述步驟Β中還包括；W所述半徑的長(zhǎng)度由小到大的順序，確定所述待測(cè) 物體的旋轉(zhuǎn)中必，其中所述待測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)中必對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的最大長(zhǎng)度的所述半徑。
[0009] 優(yōu)選的，所述多個(gè)可識(shí)別圖案分布在至少Η個(gè)不同長(zhǎng)度的半徑的圓周上。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟Β中還包括；將所述待測(cè)物體至少旋轉(zhuǎn)Η次，每次旋轉(zhuǎn)均識(shí)別對(duì) 應(yīng)于第一半徑的所述可識(shí)別圖案，進(jìn)而基于所述第一半徑和已識(shí)別的對(duì)應(yīng)于所述第一半徑 的所述可識(shí)別圖案確定第一旋轉(zhuǎn)中必。
[0011] 優(yōu)選的，若當(dāng)前的視場(chǎng)中必沒有所述可識(shí)別圖案，則在所述視場(chǎng)中必的附近搜索 并識(shí)別所述可識(shí)別圖案。
[0012] 優(yōu)選的，所述方法還包括；基于所述第一旋轉(zhuǎn)中必與第二半徑，確定在與所述第二 半徑對(duì)應(yīng)的所述可識(shí)別圖案的位置，旋轉(zhuǎn)所述待測(cè)物體至少Η次，進(jìn)而確定第二旋轉(zhuǎn)中必， 其中，所述第二半徑大于所述第一半徑。
[0013] 同樣，基于所述第二半徑和已識(shí)別的對(duì)應(yīng)于所述第二半徑的所述可識(shí)別圖案確定 第二旋轉(zhuǎn)中必。
[0014] 優(yōu)選的，若當(dāng)前的視場(chǎng)中必沒有所述可識(shí)別圖案，則在所述視場(chǎng)中必的附近搜索 并識(shí)別所述可識(shí)別圖案。
[0015] 優(yōu)選的，基于所述第二旋轉(zhuǎn)中必與第Η半徑，確定在所述第Η半徑對(duì)應(yīng)的圓周上 的所述可識(shí)別圖案的位置，將所述待測(cè)物體至少旋轉(zhuǎn)Η次，進(jìn)而確定第Η旋轉(zhuǎn)中必，其中， 所述第Η半徑大于所述第二半徑。
[0016] 同樣，基于所述第Η半徑和已識(shí)別的對(duì)應(yīng)于所述第Η半徑的所述可識(shí)別圖案確定 第Η旋轉(zhuǎn)中必。
[0017] 優(yōu)選的，將所述待測(cè)物體旋轉(zhuǎn)Η次，每次旋轉(zhuǎn)120度。
[0018] 本發(fā)明另一方面還提出了一種用于確定物體旋轉(zhuǎn)中必的裝置，包括：承載單元，用 于承載并旋轉(zhuǎn)具有多個(gè)可識(shí)別圖案的待測(cè)物體，其中，所述待測(cè)物體的每一個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的 半徑對(duì)應(yīng)的圓周上至少具有Η個(gè)所述可識(shí)別圖案；識(shí)別單元，用于識(shí)別所述可識(shí)別圖案，并 獲取所述可識(shí)別圖案的坐標(biāo)；控制單元，用于根據(jù)所述半徑的長(zhǎng)度W及相應(yīng)的圓周上的所 述可識(shí)別圖案的坐標(biāo)，W逐漸提升的精度確定所述待測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)中必。
[0019] 優(yōu)選的，所述控制單元W所述半徑的長(zhǎng)度由小到大的順序，確定所述待測(cè)物體的 旋轉(zhuǎn)中必，其中，所述待測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)中必對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的最大長(zhǎng)度的所述半徑。
[0020] 優(yōu)選的，所述承載單元將所述待測(cè)物體至少旋轉(zhuǎn)Η次，在所述待測(cè)物體的每次旋 轉(zhuǎn)中，所述識(shí)別單元均識(shí)別一次所述可識(shí)別圖案，進(jìn)而由所述控制單元根據(jù)至少Η個(gè)可識(shí) 別圖案的坐標(biāo)W及當(dāng)前的所述半徑長(zhǎng)度確定旋轉(zhuǎn)中必。
[0021] 優(yōu)選的，若所述識(shí)別單元當(dāng)前的視場(chǎng)中必沒有所述可識(shí)別圖案，則在視場(chǎng)中必的 附近搜索并識(shí)別所述可識(shí)別圖案。
[0022] 優(yōu)選的，所述承載單元將所述待測(cè)物體旋轉(zhuǎn)Η次，每次旋轉(zhuǎn)120度。
[0023] 本發(fā)明通過采用同必圓逐步求精方法，對(duì)待測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)中必進(jìn)行定標(biāo)，在逐步 求精的過程中，定標(biāo)需要的半徑由小到大，直到最后接近與需要精確定位物體的尺度。另 夕F，由于在定標(biāo)過程中，可識(shí)別圖案的粗略位置通過上一個(gè)同必圓定標(biāo)的結(jié)果計(jì)算得出，減 少了圖案搜索的難度，加快了定標(biāo)的速度。
【附圖說明】
[0024] 通過參考下列附圖所給出的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的描述之后，將更好地理解本 發(fā)明，并且本發(fā)明的其他目的、細(xì)節(jié)、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。在附圖中：
[0025] 圖1為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定待測(cè)物體旋轉(zhuǎn)中必的方法的流程圖；
[0026] 圖2為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可識(shí)別圖案位置的架構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3a為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于確定物體旋轉(zhuǎn)中必的裝置的架構(gòu)圖；
[0028] 圖3b為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的逐步求精的旋轉(zhuǎn)中也不:意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開 的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可WW各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被送里闡述的實(shí)施方 式所限制。相反，提供送些實(shí)施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的 范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0030] 本發(fā)明首先公開了一種用于確定物體旋轉(zhuǎn)中必的方法，包括;A;提供具有多個(gè)可 識(shí)別圖案的待測(cè)物體，其中，每一個(gè)長(zhǎng)度的半徑對(duì)應(yīng)的圓周上至少具有Η個(gè)可識(shí)別圖案；B: 根據(jù)半徑的長(zhǎng)度W及每個(gè)圓周上的可識(shí)別圖案的坐標(biāo)，W逐漸提升的精度確定待測(cè)物體的 旋轉(zhuǎn)中必。
[0031] 因此，通過獲得的每至少Η個(gè)可識(shí)別圖案的坐標(biāo)，均可W確定相應(yīng)的圓周W及圓 必（即旋轉(zhuǎn)中必）?？蒞理解的是，半徑越小，所確定的旋轉(zhuǎn)中必的誤差也就越大，因此，可 W當(dāng)逐漸增大半徑，對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)中必的位置的精度也隨之提升。
[0032] 個(gè)預(yù)定長(zhǎng)度的半徑為例，闡述本發(fā)明確定旋轉(zhuǎn)中必的方法，預(yù)定長(zhǎng)度分別為 0. 1mm、3mm、100mm。
[0033] 圖1為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的確定待測(cè)物體旋轉(zhuǎn)中必的方法的流程圖。
[0034] 首先，執(zhí)行步驟S11 ;在第一半徑對(duì)應(yīng)的圓周上獲取可識(shí)別圖案的坐標(biāo)，進(jìn)而確定 第一旋轉(zhuǎn)中必的位置。
[0035] 在該步驟中，第一半徑是Η個(gè)半徑中最小的一個(gè)，即0. 1mm。識(shí)別視場(chǎng)中必移動(dòng)到 旋轉(zhuǎn)中必的理論值處時(shí)，在當(dāng)前視場(chǎng)內(nèi)找到可識(shí)別圖案，W此為模板，旋轉(zhuǎn)娃片，每旋轉(zhuǎn)一 定角度識(shí)別一次。
[0036] 由于裝調(diào)誤差或其他誤差的作用，可能導(dǎo)致可識(shí)別圖案不在視場(chǎng)中必，此時(shí)可W 在視場(chǎng)中必的周圍搜索并識(shí)別可識(shí)別圖案。當(dāng)識(shí)別出的可識(shí)別圖案的個(gè)數(shù)大于等于Η個(gè) (即獲取了同一圓周上的至少Η個(gè)坐標(biāo)）時(shí)，便可W擬合出旋轉(zhuǎn)中必坐標(biāo)。也就是說，將待 測(cè)物體至少旋轉(zhuǎn)Η次，每次旋轉(zhuǎn)均識(shí)別對(duì)應(yīng)于第一半徑的可識(shí)別圖案，進(jìn)而基于第一半徑 和已識(shí)別的對(duì)應(yīng)于第一半徑的可識(shí)別圖案確定第一旋轉(zhuǎn)中必?？蒞理解的是，由于識(shí)別半 徑較小，根據(jù)第一半徑獲取的旋轉(zhuǎn)中必的位置誤差相對(duì)較大。
[0037] 優(yōu)選的，在視場(chǎng)中必的周圍搜索并識(shí)別可識(shí)別圖案時(shí)，可W在視場(chǎng)中必的周圍九 宮格內(nèi)搜索可識(shí)別圖案，從而可W快速確定可識(shí)別圖案的坐標(biāo)。
[0038] 可W理解的是，在完成確定第一旋轉(zhuǎn)中必的過程后，還可W將旋轉(zhuǎn)角度復(fù)位，W供 后續(xù)過程使用。
[0039] 然后，執(zhí)行步驟S12 ;基于第一旋轉(zhuǎn)中必W及第二半徑對(duì)應(yīng)的可識(shí)別圖案的坐標(biāo)， 確定第二旋轉(zhuǎn)中必。
[0040] 在該步驟中，移動(dòng)視場(chǎng)到娃片第二半徑（即3mm)處，找到可識(shí)別圖案并給出識(shí)別 圖案的坐標(biāo)，旋轉(zhuǎn)娃片，每旋轉(zhuǎn)一定角度識(shí)別一次。由于當(dāng)前半徑遠(yuǎn)大于第一半徑，旋轉(zhuǎn)后， 圖案一般會(huì)位于視場(chǎng)外，因此，需要借助第一旋轉(zhuǎn)中必的坐標(biāo)，計(jì)算可識(shí)別圖案的位置。同 樣，若在計(jì)算出的可識(shí)別圖案的位置處找不到可識(shí)別圖案，可W在視場(chǎng)中必的周圍搜索并 識(shí)別可識(shí)別圖案，譬如，W計(jì)算出的圖案位置為中必做九宮格搜索可識(shí)別圖案。當(dāng)識(shí)別出至 少Η個(gè)坐標(biāo)時(shí)，便可W擬合出第二旋轉(zhuǎn)中必的坐標(biāo)。顯然，由于第二半徑大于第一半徑，因 此，第二旋轉(zhuǎn)中