本技術(shù)涉及半導(dǎo)體，具體而言，涉及一種應(yīng)用于半導(dǎo)體制造過(guò)程中晶圓表面摩擦系數(shù)的確定方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、目前在半導(dǎo)體設(shè)備中，半導(dǎo)體晶圓移送設(shè)備在對(duì)晶圓傳輸過(guò)程中是通過(guò)半導(dǎo)體晶圓移送設(shè)備中的末端執(zhí)行器對(duì)晶圓進(jìn)行移送的，并且，對(duì)移送過(guò)程有較高要求，主要是為了確保晶圓在移送過(guò)程中的穩(wěn)定性、安全性和精確性，以及減少晶圓表面的污染和損壞。半導(dǎo)體晶圓移送設(shè)備中的末端執(zhí)行器不僅需要具有優(yōu)良的耐腐蝕性和耐高溫性，且要求對(duì)晶圓的污染和損壞降到最低，除了滿足安全輸送晶圓，同時(shí)適應(yīng)半導(dǎo)體制造工藝中的化學(xué)品和高溫環(huán)境，針對(duì)以上，末端執(zhí)行器與晶圓接觸的部分通常普遍采用氧化鋁陶瓷材料來(lái)制作。

2、目前市場(chǎng)上氧化鋁陶瓷摩擦系數(shù)通常在0.2到0.4之間，在采用氧化鋁陶瓷材料來(lái)制作末端執(zhí)行器與晶圓接觸的部分時(shí)，晶圓與末端執(zhí)行器接觸的一面也要達(dá)到一定的摩擦力，否則晶圓在移動(dòng)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生移動(dòng)，甚至是從末端執(zhí)行器上掉落，造成不必要的損失，因此在將晶圓放置到末端執(zhí)行器之前對(duì)晶圓的摩擦情況進(jìn)行檢測(cè)是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于半導(dǎo)體制造過(guò)程中晶圓表面摩擦系數(shù)的確定方法和裝置，以確定晶圓的摩擦情況，以降低半導(dǎo)體制造過(guò)程中不必要的損失。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于半導(dǎo)體制造過(guò)程中晶圓表面摩擦系數(shù)的確定方法，所述確定方法應(yīng)用在半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊，所述半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊中設(shè)置有拍攝裝置，所述拍攝裝置包括暗箱，以及設(shè)置在暗箱內(nèi)頂部的彩色相機(jī)和多種顏色光源，在天車系統(tǒng)將晶圓盒放置到半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊上之后，所述半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊上的晶圓機(jī)械臂將待測(cè)晶圓從晶圓盒中取出放置到所述暗箱內(nèi)且所述待測(cè)晶圓與末端執(zhí)行器的接觸面朝上，并控制不同顏色的光源依次按照預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)點(diǎn)亮，且每種光源點(diǎn)亮?xí)r，通過(guò)所述彩色相機(jī)按照預(yù)設(shè)拍攝參數(shù)對(duì)所述待測(cè)晶圓進(jìn)行拍照，所述方法包括：

3、在獲取到在不同顏色光源對(duì)應(yīng)的彩色圖像后，針對(duì)每種顏色的彩色圖像，獲取該種顏色的彩色圖像的灰度圖；

4、對(duì)于每種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖，按照預(yù)設(shè)步長(zhǎng)將該灰度圖分割為多個(gè)灰度圖塊；

5、對(duì)于每種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖塊，利用如下公式確定該種顏色的相似灰度塊集合：

6、；

7、其中， b為該種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖塊中的當(dāng)前塊， a為該種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖塊中的候選塊， p為灰度圖塊的大小，表示當(dāng)前塊中第行第列上的灰度值，表示當(dāng)前塊的灰度均值，表示候選塊中第行第列上的灰度值，表示候選塊的灰度均值，表示當(dāng)前塊的灰度標(biāo)準(zhǔn)差，表示候選塊的灰度標(biāo)準(zhǔn)差；

8、針對(duì)每個(gè)相似灰度塊集合，將該相似灰度塊集合中的每個(gè)灰度圖塊作為一個(gè)二維層，對(duì)該相似灰度塊集合中的灰度圖塊進(jìn)行堆疊，得到該相似灰度塊集合對(duì)應(yīng)的三維矩陣；

9、利用如下公式對(duì)該相似灰度塊集合對(duì)應(yīng)的三維矩陣進(jìn)行去噪：

10、hard（，）=；

11、其中，x為三維矩陣中的各像素點(diǎn)的灰度值，t為預(yù)設(shè)灰度閾值；

12、對(duì)各相似灰度塊集合去噪后的三維矩陣進(jìn)行三維逆變換，得到各相似灰度塊集合對(duì)應(yīng)的處理灰度圖；

13、按照處理灰度圖在該種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖中的位置，對(duì)該種顏色對(duì)應(yīng)的各相似灰度塊集合包括的處理灰度圖進(jìn)行拼接，得到去噪灰度圖；

14、在得到各顏色對(duì)應(yīng)的去噪灰度圖后，對(duì)各顏色對(duì)應(yīng)的去噪灰度圖進(jìn)行加權(quán)處理，得到加權(quán)灰度圖；

15、對(duì)所述加權(quán)灰度圖和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)晶圓的標(biāo)準(zhǔn)灰度圖進(jìn)行相似度比較，確定所述待測(cè)晶圓的表面摩擦系數(shù)。

16、可選地，所述多種顏色的光源包括：白色光源、藍(lán)色光源、紅色光源和綠色光源。

17、可選地，所述對(duì)所述加權(quán)灰度圖和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)晶圓的標(biāo)準(zhǔn)灰度圖進(jìn)行相似度比較，確定所述待測(cè)晶圓表面摩擦系數(shù)，包括：

18、利用如下公式計(jì)算所述加權(quán)灰度圖和所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的相似度：

19、；

20、其中，m為所述加權(quán)灰度圖，n為所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖，為所述加權(quán)灰度圖的平均灰度值，為所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的平均灰度值，為所述加權(quán)灰度圖的灰度值標(biāo)準(zhǔn)差，為所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的灰度值標(biāo)準(zhǔn)差，所述加權(quán)灰度圖和所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的灰度值協(xié)方差，和為小于1的常數(shù)；

21、計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)晶圓的摩擦系數(shù)和所述相似度的乘積，將所述乘積作為所述表面摩擦系數(shù)。

22、可選地，所述方法還包括：

23、當(dāng)所述表面摩擦系數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)摩擦系數(shù)時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移送到半導(dǎo)體晶圓移送設(shè)備中的末端執(zhí)行器上；

24、當(dāng)所述表面摩擦系數(shù)小于所述預(yù)設(shè)摩擦系數(shù)時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移送到候選晶圓盒內(nèi)。

25、可選地，在確定所述待測(cè)晶圓的表面摩擦系數(shù)后，所述方法還包括：

26、利用如下公式確定所述加權(quán)灰度圖的粗糙度：

27、；

28、其中，表示所述加權(quán)灰度圖對(duì)應(yīng)的灰度共生矩陣中個(gè)像素點(diǎn)的灰度值量化后的灰度級(jí)e和f同時(shí)出現(xiàn)的次數(shù)，e和f的灰度級(jí)范圍為0-7，h為灰度級(jí)的數(shù)量，表示所述灰度共生矩陣中位于(k,l)位置上的元素值；

29、當(dāng)所述粗糙度大于預(yù)設(shè)粗糙度范圍時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移動(dòng)到第一晶圓盒內(nèi)；

30、當(dāng)所述粗糙度小于所述預(yù)設(shè)粗糙度范圍時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移動(dòng)到第二晶圓盒內(nèi)；

31、當(dāng)所述粗糙度位于所述預(yù)設(shè)粗糙度范圍時(shí)，對(duì)所述表面摩擦系數(shù)和所述預(yù)設(shè)摩擦系數(shù)進(jìn)行比較。

32、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于半導(dǎo)體制造過(guò)程中晶圓表面摩擦系數(shù)的確定裝置，所述確定裝置設(shè)置在半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊，所述半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊中設(shè)置有拍攝裝置，所述拍攝裝置包括暗箱，以及設(shè)置在暗箱內(nèi)頂部的彩色相機(jī)和多種顏色光源，在天車系統(tǒng)將晶圓盒放置到半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊上之后，所述半導(dǎo)體設(shè)備前置模塊上的晶圓機(jī)械臂將待測(cè)晶圓從晶圓盒中取出放置到所述暗箱內(nèi)且所述待測(cè)晶圓與末端執(zhí)行器的接觸面朝上，并控制不同顏色的光源依次按照預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)點(diǎn)亮，且每種光源點(diǎn)亮?xí)r，通過(guò)所述彩色相機(jī)按照預(yù)設(shè)拍攝參數(shù)對(duì)所述待測(cè)晶圓進(jìn)行拍照，所述確定裝置包括：

33、獲取單元，用于在獲取到在不同顏色光源對(duì)應(yīng)的彩色圖像后，針對(duì)每種顏色的彩色圖像，獲取該種顏色的彩色圖像的灰度圖；

34、分割單元，用于對(duì)于每種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖，按照預(yù)設(shè)步長(zhǎng)將該灰度圖分割為多個(gè)灰度圖塊；

35、第一確定單元，用于對(duì)于每種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖塊，利用如下公式確定該種顏色的相似灰度塊集合：

36、；

37、其中， b為該種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖塊中的當(dāng)前塊， a為該種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖塊中的候選塊， p為灰度圖塊的大小，表示當(dāng)前塊中第行第列上的灰度值，表示當(dāng)前塊的灰度均值，表示候選塊中第行第列上的灰度值，表示候選塊的灰度均值，表示當(dāng)前塊的灰度標(biāo)準(zhǔn)差，表示候選塊的灰度標(biāo)準(zhǔn)差；

38、堆疊單元，用于針對(duì)每個(gè)相似灰度塊集合，將該相似灰度塊集合中的每個(gè)灰度圖塊作為一個(gè)二維層，對(duì)該相似灰度塊集合中的灰度圖塊進(jìn)行堆疊，得到該相似灰度塊集合對(duì)應(yīng)的三維矩陣；

39、去噪單元，用于利用如下公式對(duì)該相似灰度塊集合對(duì)應(yīng)的三維矩陣進(jìn)行去噪：

40、hard（，）=；

41、其中，x為三維矩陣中的各像素點(diǎn)的灰度值，t為預(yù)設(shè)灰度閾值；

42、變換單元，用于對(duì)各相似灰度塊集合去噪后的三維矩陣進(jìn)行三維逆變換，得到各相似灰度塊集合對(duì)應(yīng)的處理灰度圖；

43、拼接單元，用于按照處理灰度圖在該種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖中的位置，對(duì)該種顏色對(duì)應(yīng)的各相似灰度塊集合包括的處理灰度圖進(jìn)行拼接，得到去噪灰度圖；

44、加權(quán)單元，用于在得到各顏色對(duì)應(yīng)的去噪灰度圖后，對(duì)各顏色對(duì)應(yīng)的去噪灰度圖進(jìn)行加權(quán)處理，得到加權(quán)灰度圖；

45、比較單元，用于對(duì)所述加權(quán)灰度圖和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)晶圓的標(biāo)準(zhǔn)灰度圖進(jìn)行相似度比較，確定所述待測(cè)晶圓的表面摩擦系數(shù)。

46、可選地，所述多種顏色的光源包括：白色光源、藍(lán)色光源、紅色光源和綠色光源。

47、可選地，所述比較單元用于對(duì)所述加權(quán)灰度圖和預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)晶圓的標(biāo)準(zhǔn)灰度圖進(jìn)行相似度比較，確定所述待測(cè)晶圓表面摩擦系數(shù)時(shí)，包括：

48、利用如下公式計(jì)算所述加權(quán)灰度圖和所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的相似度：

49、；

50、其中，m為所述加權(quán)灰度圖，n為所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖，為所述加權(quán)灰度圖的平均灰度值，為所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的平均灰度值，為所述加權(quán)灰度圖的灰度值標(biāo)準(zhǔn)差，為所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的灰度值標(biāo)準(zhǔn)差，所述加權(quán)灰度圖和所述標(biāo)準(zhǔn)灰度圖的灰度值協(xié)方差，和為小于1的常數(shù)；

51、計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)晶圓的摩擦系數(shù)和所述相似度的乘積，將所述乘積作為所述表面摩擦系數(shù)。

52、可選地，所述確定裝置還包括：

53、控制單元，用于當(dāng)所述表面摩擦系數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)摩擦系數(shù)時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移送到半導(dǎo)體晶圓移送設(shè)備中的末端執(zhí)行器上；當(dāng)所述表面摩擦系數(shù)小于所述預(yù)設(shè)摩擦系數(shù)時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移送到候選晶圓盒內(nèi)。

54、可選地，所述確定裝置還包括：

55、第二確定單元，用于在確定所述待測(cè)晶圓的表面摩擦系數(shù)后，利用如下公式確定所述加權(quán)灰度圖的粗糙度：

56、；

57、其中，表示所述加權(quán)灰度圖對(duì)應(yīng)的灰度共生矩陣中個(gè)像素點(diǎn)的灰度值量化后的灰度級(jí)e和f同時(shí)出現(xiàn)的次數(shù)，e和f的灰度級(jí)范圍為0-7，h為灰度級(jí)的數(shù)量，表示所述灰度共生矩陣中位于(k,l)位置上的元素值；

58、所述控制單元，還用于當(dāng)所述粗糙度大于預(yù)設(shè)粗糙度范圍時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移動(dòng)到第一晶圓盒內(nèi)；當(dāng)所述粗糙度小于所述預(yù)設(shè)粗糙度范圍時(shí)，控制所述晶圓機(jī)械臂將所述待測(cè)晶圓移動(dòng)到第二晶圓盒內(nèi)；當(dāng)所述粗糙度位于所述預(yù)設(shè)粗糙度范圍時(shí)，對(duì)所述表面摩擦系數(shù)和所述預(yù)設(shè)摩擦系數(shù)進(jìn)行比較。

59、本技術(shù)的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

60、在本技術(shù)，在多種顏色光源照射下進(jìn)行拍攝，可以得到多種顏色的彩色圖像，然后通過(guò)處理完成對(duì)每種顏色的彩色圖像對(duì)應(yīng)的灰度圖的去噪，由于灰度圖能夠較好的表現(xiàn)出晶圓表面的特征，且為了避免單一顏色的光源對(duì)結(jié)果的影響，因此對(duì)多種顏色對(duì)應(yīng)的灰度圖進(jìn)行拼合，從而有利于降低單一顏色光源對(duì)灰度圖表面的影響，然后對(duì)拼接后的灰度圖（即：加權(quán)灰度圖）和標(biāo)準(zhǔn)灰度圖進(jìn)行相似度比較，從而可以確定待測(cè)晶圓的表面摩擦系數(shù)，通過(guò)上述方法，可以相對(duì)準(zhǔn)確的檢測(cè)出晶圓表面的摩擦系數(shù)，從而為后續(xù)的處理提供數(shù)據(jù)上的支持，進(jìn)而有利于降低半導(dǎo)體制造過(guò)程中不必要的損失。

61、為使本技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。