CN102314097A - 一种空间光调制器中心与相机中心空间位置的标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空间光调制器中心与相机中心空间相对位置的标定方法，通过成像系统，由CCD相机实时采集基底上的标记图形，通过人工智能识别技术检测标记图形，获取标记图形的中心位置坐标，通过计算得到标记图形中心与相机中心的相对位置，从而达到标定目的。本发明为空间光调制器中心与相机中心相对位置偏差而导致的实际曝光位置与正确曝光位置的偏差提供一种标定方法，以提高光学无掩模曝光系统中曝光位置的精度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体行业光刻技术领域，涉及到投影系统、成像系统和人工智能识别系统，主要是在光学无掩模光刻机系统标定中的应用，用于标定空间光调制器中心与相机中心的空间相对位置。
背景技术
对于微细加工领域，尤其是集成电路（IC）或其它微型器件的制造，光刻装置无疑是其中最核心的部分。
光刻装置分为两大类：掩膜光刻和无掩膜光刻（ML2）。目前市场上，掩膜光刻占主导地位，它是利用投影光束通过掩模板上的图案在晶圆曝光成像；而无掩模光刻是利用模拟传统掩模板产生的图案，一般是基于空间光调制器，免去掩膜板直接将图案曝光成像到基底上。随着器件特征尺寸的继续缩小，所需掩模的成本呈直线上升态势，为降低掩模成本，无掩模光刻技术成为人们研究的热点，并在2004年ITRS上首次被列为45nm以下技术节点的侯选光刻技术，成为一种很有潜力的下一代光刻技术。无掩模光刻的最大优点就是降低了掩模的成本。由于采用了无掩模光刻工具，可以根据所需制造芯片结构的变化而做出相应的改变，不需针对每一种芯片专门制造一套掩模。ML2的技术种类较多，如基于光学的无掩模（O-ML2）技术，基于带电粒子的无掩模（CP-ML2）技术。
光学无掩膜技术是从传统的光学光刻机构造发展而来的，最大的不同是掩膜版被一排空间光调制器取代，通过实时控制制作出需要的图形。
对于上述光学无掩膜光刻机，通过标定空间光调制器中心与相机中心的空间相对位置，可避免由于空间光调制器中心与相机中心偏差而导致的实际曝光位置与正确曝光位置的偏差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种空间光调制器中心与相机中心空间相对位置的标定方法，这种方法能提高曝光位置的精度。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
无掩膜光刻系统的空间光调制器中心与相机中心空间相对位置的标定方法，包括投影模块，投影模块包含曝光光源、空间光调制器、安装于移动平台上的基底，曝光光源、空间光调制器之间安装有光学集光系统；电机控制移动平台三维移动，其特征在于：空间光调制器与基底之间设有倾斜的分束器与透镜，分束器的反射光进入成像模块中的CCD相机，CCD相机外接人工智能模块和计算机；所述计算机的反馈系统连接有控制器，所述控制器分别与空间光调制器、曝光光源、电机连接。
标定方法包括以下步骤：
1）曝光光源发出的光经过光学集光系统，将定位标记图形投影至空间光调制器上，使得定位标记的中心与空间光调制器中心重合，经空间光调制器反射后，经过分束器及透镜，投影至基底表面成像；
2）投射基底上的反射光经过所述分束器反射后，被CCD相机接收，并由CCD相机实时采集基底上定位标记图形的信息传输至计算机；
3）计算机所采集的定位标记图形，以相机的坐标系为基准，利用人工智能模块计算定位标记中心与相机中心的偏差△x，△y；
4）通过移动移动平台或改变空间上光分布的振幅、强度、相位的方法来补偿空间光调制器中心与相机中心的位置偏差，使得CCD相机接收到的定位标记中心与相机中心重合。
本发明的主要意义在于，为空间光调制器中心与相机中心空间相对位置提供一种标定方法，使得在光学无掩模曝光系统中，由曝光校准系统中的中心偏差标定出空间光调制器中心与相机中心的偏差，经过计算将补偿值补偿到系统中，用于提高光学无掩模曝光系统中曝光位置的精度。
附图说明
图1 定位标记。
图2 系统装置。
图3 相机实时采集图像示意图（图中1为CCD视场中心的位置，2为定位标记在CCD视场中的位置）。
具体实施方式
空间光调制器中心与相机中心空间相对位置的标定，具体实施方式如下：
1）将基底6置于精密移动平台7上；
2）光源1发出的光经过光学集光系统2，将定位标记图形投影至空间光调制器3，使得定位标记的中心与空间光调制器3中心重合，经空间光调制器3反射后，经过分束器4及透镜（组）5，投影至基底表面成像；
3）投射至精密移动平台7上的基底6的反射光经过光学波长分束器4反射后，经反射镜8反射至相机9中，并由相机9实时采集基底上定位标记图形的信息传输至计算机；
4）利用人工智能模块10检测所采集的定位标记图形，以相机的坐标准系为基准，计算定位标记中心与相机中心的偏差△x，△y；
5）通过计算机13的反馈系统，控制器11控制电机12移动移动平台7或控制器11控制曝光光源1或空间光调制器3改变空间上光分布的振幅、强度、相位的方法来补偿空间光调制器中心与相机中心的位置偏差，使得相机9接收到的定位标记中心与相机中心重合。
Claims (2)
1.一种无掩膜光刻系统的空间光调制器中心与相机中心空间相对位置的标定方法，包括投影模块，投影模块包含曝光光源、空间光调制器、安装于移动平台上的基底，曝光光源、空间光调制器之间安装有光学集光系统；电机控制移动平台三维移动，其特征在于：空间光调制器与基底之间设有倾斜的分束器与透镜，分束器的反射光进入成像模块中的CCD相机，CCD相机外接人工智能模块和计算机；
标定方法包括以下步骤：
1）曝光光源发出的光经过光学集光系统，将定位标记图形投影至空间光调制器上，使得定位标记的中心与空间光调制器中心重合，经空间光调制器反射后，经过分束器及透镜，投影至基底表面成像；
2）投射基底上的反射光经过所述分束器反射后，被CCD相机接收，并由CCD相机实时采集基底上定位标记图形的信息传输至计算机；
3）计算机所采集的定位标记图形，以相机的坐标系为基准，利用人工智能模块计算定位标记中心与相机中心的偏差△x，△y；
4）通过移动移动平台或改变空间上光分布的振幅、强度、相位的方法来补偿空间光调制器中心与相机中心的位置偏差，使得CCD相机接收到的定位标记中心与相机中心重合。
2.根据权利要求1所述的一种无掩膜光刻系统的空间光调制器中心与相机中心空间相对位置的标定方法，其特征在于：所述计算机的反馈系统连接有控制器，所述控制器分别与空间光调制器、曝光光源、电机连接。
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