一種精密移動平臺的正交性實時標定方法
2024-02-24 18:57:15
專利名稱：一種精密移動平臺的正交性實時標定方法
技術領域：
本發明涉及半導體行業光刻技術領域，尤其涉及到精密運動控制系統、成像系統和人工智慧識別系統，主要是在直寫式光刻機系統標定中的應用，用於實時標定精密移動平臺的正交性。
背景技術：
光刻技術是用於在基底表面上印刷具有特徵的構圖。這樣的基底可包括用於製造半導體器件、多種集成電路、平面顯示器(例如液晶顯示器)、電路板、生物晶片、微機械電子晶片、光電子線路晶片等的晶片。在光刻過程中，基底放置在精密移動平臺的基底臺上，通過處在光刻設備內的曝光裝置，將特徵構圖投射到基底表面的指定位置。為保證圖形投射位置的精確定位，需要標定一系列系統參數，其中精密移動平臺的正交性標定尤其重要。對於上述直寫式光刻機，為了精確標定出精密移動平臺X和Y軸的正交性，確定由此而導致的實際曝光位置與正確曝光位置的偏差參數，通過相機實時採集圖片和人工智慧識別技術來實現精密移動平臺正交性的標定。此時平臺所反饋的位置坐標讀數即為定位標記的位置坐標，向四個方向移動一定的距離(不超出相機視場範圍)，同時記錄其位置坐標， 通過公式計算出精密移動平臺的正交性。
發明內容
本發明提供了一種精密移動平臺的實時正交性標定方法，以便於提高曝光位置的精度。為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是
直寫式光刻機的精密移動平臺正交性的實時標定方法，其特徵在於直寫式光刻機包含曝光光源、圖形發生器、安裝於移動平臺上的基底，曝光光源、圖形發生器之間安裝有光學集光系統；圖形發生器與基底之間設有傾斜的分束器與可更換的透鏡，分束器的反射光再經反射鏡進入CCD相機，CCD相機外接計算機； 標定方法包含以下步驟
1)將帶有定位標記的基底放在精密移動平臺上，通過真空吸附加以固定；
2)通過控制精密移動平臺，由CXD相機實時採集基底上的定位標記經反射後成像在 CXD相機上的圖片，將基底上的定位標記成像在CXD相機的視場中心；
3)獲取此時定位標記中心的位置坐標0(X0，Y0),設計CXD相機直角坐標系以0點為原點，向右方向為X軸的正方向，向上方向為Y軸的正方向；
4)保持CCD相機固定不動，控制精密移動平臺，將定位標記圖形沿著CCD相機直角坐標系的X軸負方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標A(XA，YA)；沿著C⑶相機直角坐標系的X軸正方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標B(XB，YB)； 沿著CCD相機直角坐標系的Y軸負方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標C(XCjYC)；沿著C⑶相機直角坐標系的Y軸正方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標DOCD，YD)；
5)計算出直線AB與CXD相機坐標系X軸的夾角θ 1，直線⑶與(XD相機坐標系Y軸的夾角θ 2，從而計算出精密移動平臺X、Y軸的正交性角度。6)確定實際曝光位置與正確曝光位置的偏差參數，通過移動精密移動平臺的方法將計算得出的補償值補償到系統中，用於提高曝光位置的精度。所述基底上的作為定位標記的圖形是採用光刻技術在基底上製作而成，並且定位標記圖形經過成像系統後在CCD相機視場範圍內。所述位置坐標是精密移動平臺反饋的位置讀數。所述標定方法的實現是通過空間光調試器構圖並投射成像至基底上，基底上的圖形經過反射，再通過成像系統後由相機採集圖片。本發明的主要意義在於，為精密移動平臺的正交性提供一種實時標定方法，使得在直寫式曝光系統中，確定由此而導致的實際曝光位置與正確曝光位置的偏差參數，通過移動精密移動平臺的方法將計算得出的補償值補償到系統中，用於提高曝光位置的精度。
圖1為基底及基底表面的定位標記示意圖。圖2為整體裝置示意圖。圖3為相機實時採集圖像示意圖(Xc—Yc為相機坐標系，&—Ys為精密移動平臺坐標系)。
具體實施例方式直寫式光刻機的精密移動平臺正交性的實時標定方法，其特徵在於直寫式光刻機包含曝光光源1、圖形發生器3、安裝於精密移動平臺上6的基底7，曝光光源1、圖形發生器3之間安裝有光學集光系統2 ；圖形發生器3與基底7之間設有傾斜的分束器4與可更換的透鏡5，分束器4的反射光再經反射鏡8進入CXD相機9，CXD相機9外接計算機10 ；
標定方法包含以下步驟
1)準備一片帶有定位標記的基底7，如圖1所示，放置在精密移動平臺6上，如圖2所示，通過真空吸附加以固定；
2)通過控制精密移動平臺6，由CCD相機9實時採集基底7上的定位標記經反射後成像在CXD相機9上的圖片，將基底7上的定位標記成像在CXD相機9的視場中心；
3)獲取此時定位標記中心的位置坐標0(X0，Y0),設計CXD相機9直角坐標系以0點為原點，向右方向為X軸的正方向，向上方向為Y軸的正方向；
4)保持CCD相機9固定不動，控制精密移動平臺6，將定位標記圖形沿著CCD相機9 直角坐標系的X軸負方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標A(XA，YA)；沿著CXD相機9直角坐標系的X軸正方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標 B (ΧΒ,ΥΒ)；沿著CXD相機9直角坐標系的Y軸負方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標C(XC，YC)；沿著C⑶相機9直角坐標系的Y軸正方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標D (XD, YD)，如圖3所示；
5)計算出直線AB與CXD相機坐標系X軸的夾角θ1，直線⑶與(XD相機坐標系Y軸的夾角θ 2，從而計算出精密移動平臺6的X、Y軸的正交性角度。 6)確定實際曝光位置與正確曝光位置的偏差參數，通過移動精密移動平臺6的方法將計算得出的補償值補償到系統中，用於提高曝光位置的精度。
權利要求
1.一種直寫式光刻機的精密移動平臺正交性的實時標定方法，其特徵在於直寫式光刻機包含曝光光源、圖形發生器、安裝於移動平臺上的基底，曝光光源、圖形發生器之間安裝有光學集光系統；圖形發生器與基底之間設有傾斜的分束器與可更換的透鏡，分束器的反射光再經反射鏡進入CCD相機，CCD相機外接計算機；標定方法包含以下步驟1)將帶有定位標記的基底放在精密移動平臺上，通過真空吸附加以固定；2)通過控制精密移動平臺，由CXD相機實時採集基底上的定位標記經反射後成像在 CXD相機上的圖片，將基底上的定位標記成像在CXD相機的視場中心；3)獲取此時定位標記中心的位置坐標0(X0，Y0),設計CXD相機直角坐標系以0點為原點，向右方向為X軸的正方向，向上方向為Y軸的正方向；4)保持CCD相機固定不動，控制精密移動平臺，將定位標記圖形沿著CCD相機直角坐標系的X軸負方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標A(XA，YA)；沿著C⑶相機直角坐標系的X軸正方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標B(XB，YB)； 沿著CCD相機直角坐標系的Y軸負方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標 C(XCjYC)；沿著C⑶相機直角坐標系的Y軸正方向移動一定距離，獲取此時定位標記中心的位置坐標DOCD，YD)；5)計算出直線AB與CXD相機坐標系X軸的夾角θ1，直線⑶與(XD相機坐標系Y軸的夾角θ 2，從而實時標定出精密移動平臺X、Y軸的正交性角度。
2.根據權利要求書1所述的標定方法，其特徵在於在所述基底上的定位標記的圖形， 為十字形，採用光刻技術在基底上製作，定位標記圖形能在CCD相機的視場範圍內成像。
全文摘要
本發明公開了一種精密移動平臺的正交性實時標定方法，通過成像系統，由相機實時採集基底上的定位標記圖形，通過人工智慧識別技術檢測定位標記，獲取定位標記的位置坐標，然後沿著四個方向分別移動一定的距離，獲取實時的位置坐標，通過計算標定出精密移動平臺的正交性。本發明為精密移動平臺的正交性提供一種實時標定方法，使得在直寫式曝光系統中，確定由此而導致的實際曝光位置與正確曝光位置的偏差參數，經過計算將補償值補償到系統中，用於提高曝光位置的精度。
文檔編號G01B11/26GK102354086SQ20111030169
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者李顯傑, 李豔 申請人:合肥芯碩半導體有限公司