CN102354086A - 一种精密移动平台的正交性实时标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精密移动平台的正交性实时标定方法，通过成像系统，由相机实时采集基底上的定位标记图形，通过人工智能识别技术检测定位标记，获取定位标记的位置坐标，然后沿着四个方向分别移动一定的距离，获取实时的位置坐标，通过计算标定出精密移动平台的正交性。本发明为精密移动平台的正交性提供一种实时标定方法，使得在直写式曝光系统中，确定由此而导致的实际曝光位置与正确曝光位置的偏差参数，经过计算将补偿值补偿到系统中，用于提高曝光位置的精度。

Description

一种精密移动平台的正交性实时标定方法
技术领域
本发明涉及半导体行业光刻技术领域，尤其涉及到精密运动控制系统、成像系统和人工智能识别系统，主要是在直写式光刻机系统标定中的应用，用于实时标定精密移动平台的正交性。
背景技术
光刻技术是用于在基底表面上印刷具有特征的构图。这样的基底可包括用于制造半导体器件、多种集成电路、平面显示器（例如液晶显示器）、电路板、生物芯片、微机械电子芯片、光电子线路芯片等的芯片。
在光刻过程中，基底放置在精密移动平台的基底台上，通过处在光刻设备内的曝光装置，将特征构图投射到基底表面的指定位置。为保证图形投射位置的精确定位，需要标定一系列系统参数，其中精密移动平台的正交性标定尤其重要。
对于上述直写式光刻机，为了精确标定出精密移动平台X和Y轴的正交性，确定由此而导致的实际曝光位置与正确曝光位置的偏差参数，通过相机实时采集图片和人工智能识别技术来实现精密移动平台正交性的标定。此时平台所反馈的位置坐标读数即为定位标记的位置坐标，向四个方向移动一定的距离（不超出相机视场范围），同时记录其位置坐标，通过公式计算出精密移动平台的正交性。
发明内容
本发明提供了一种精密移动平台的实时正交性标定方法，以便于提高曝光位置的精度。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
直写式光刻机的精密移动平台正交性的实时标定方法，其特征在于：直写式光刻机包含曝光光源、图形发生器、安装于移动平台上的基底，曝光光源、图形发生器之间安装有光学集光系统；图形发生器与基底之间设有倾斜的分束器与可更换的透镜，分束器的反射光再经反射镜进入CCD相机，CCD相机外接计算机；
标定方法包含以下步骤：
1）将带有定位标记的基底放在精密移动平台上，通过真空吸附加以固定；
2）通过控制精密移动平台，由CCD相机实时采集基底上的定位标记经反射后成像在CCD相机上的图片，将基底上的定位标记成像在CCD相机的视场中心；
3）获取此时定位标记中心的位置坐标O（XO，YO），设计CCD相机直角坐标系以O点为原点，向右方向为X轴的正方向，向上方向为Y轴的正方向；
4）保持CCD相机固定不动，控制精密移动平台，将定位标记图形沿着CCD相机直角坐标系的X轴负方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标A(XA，YA)；沿着CCD相机直角坐标系的X轴正方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标B(XB，YB)；沿着CCD相机直角坐标系的Y轴负方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标C(XC，YC)；沿着CCD相机直角坐标系的Y轴正方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标D(XD，YD)；
5）计算出直线AB与CCD相机坐标系X轴的夹角θ1，直线CD与CCD相机坐标系Y轴的夹角θ2，从而计算出精密移动平台X、Y轴的正交性角度。
6）确定实际曝光位置与正确曝光位置的偏差参数，通过移动精密移动平台的方法将计算得出的补偿值补偿到系统中，用于提高曝光位置的精度。
所述基底上的作为定位标记的图形是采用光刻技术在基底上制作而成，并且定位标记图形经过成像系统后在CCD相机视场范围内。所述位置坐标是精密移动平台反馈的位置读数。所述标定方法的实现是通过空间光调试器构图并投射成像至基底上，基底上的图形经过反射，再通过成像系统后由相机采集图片。
本发明的主要意义在于，为精密移动平台的正交性提供一种实时标定方法，使得在直写式曝光系统中，确定由此而导致的实际曝光位置与正确曝光位置的偏差参数，通过移动精密移动平台的方法将计算得出的补偿值补偿到系统中，用于提高曝光位置的精度。
附图说明
图1为基底及基底表面的定位标记示意图。
图2 为整体装置示意图。
图3为相机实时采集图像示意图（XC—YC 为相机坐标系，XS—YS为精密移动平台坐标系）。
具体实施方式
直写式光刻机的精密移动平台正交性的实时标定方法，其特征在于：直写式光刻机包含曝光光源1、图形发生器3、安装于精密移动平台上6的基底7，曝光光源1、图形发生器3之间安装有光学集光系统2；图形发生器3与基底7之间设有倾斜的分束器4与可更换的透镜5，分束器4的反射光再经反射镜8进入CCD相机9，CCD相机9外接计算机10；
标定方法包含以下步骤：
1）准备一片带有定位标记的基底7，如图1所示，放置在精密移动平台6上，如图2所示，通过真空吸附加以固定；
2）通过控制精密移动平台6，由CCD相机9实时采集基底7上的定位标记经反射后成像在CCD相机9上的图片，将基底7上的定位标记成像在CCD相机9的视场中心；
3）获取此时定位标记中心的位置坐标O（XO，YO），设计CCD相机9直角坐标系以O点为原点，向右方向为X轴的正方向，向上方向为Y轴的正方向；
4）保持CCD相机9固定不动，控制精密移动平台6，将定位标记图形沿着CCD相机9直角坐标系的X轴负方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标A(XA，YA)；沿着CCD相机9直角坐标系的X轴正方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标B(XB，YB)；沿着CCD相机9直角坐标系的Y轴负方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标C(XC，YC)；沿着CCD相机9直角坐标系的Y轴正方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标D(XD，YD)，如图3所示；
5）计算出直线AB与CCD相机坐标系X轴的夹角θ1，直线CD与CCD相机坐标系Y轴的夹角θ2，从而计算出精密移动平台6的X、Y轴的正交性角度。
6）确定实际曝光位置与正确曝光位置的偏差参数，通过移动精密移动平台6的方法将计算得出的补偿值补偿到系统中，用于提高曝光位置的精度。

Claims (2)

1.一种直写式光刻机的精密移动平台正交性的实时标定方法，其特征在于：直写式光刻机包含曝光光源、图形发生器、安装于移动平台上的基底，曝光光源、图形发生器之间安装有光学集光系统；图形发生器与基底之间设有倾斜的分束器与可更换的透镜，分束器的反射光再经反射镜进入CCD相机，CCD相机外接计算机；
标定方法包含以下步骤：
1）将带有定位标记的基底放在精密移动平台上，通过真空吸附加以固定；
2）通过控制精密移动平台，由CCD相机实时采集基底上的定位标记经反射后成像在CCD相机上的图片，将基底上的定位标记成像在CCD相机的视场中心；
3）获取此时定位标记中心的位置坐标O（XO，YO），设计CCD相机直角坐标系以O点为原点，向右方向为X轴的正方向，向上方向为Y轴的正方向；
4）保持CCD相机固定不动，控制精密移动平台，将定位标记图形沿着CCD相机直角坐标系的X轴负方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标A(XA，YA)；沿着CCD相机直角坐标系的X轴正方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标B(XB，YB)；沿着CCD相机直角坐标系的Y轴负方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标C(XC，YC)；沿着CCD相机直角坐标系的Y轴正方向移动一定距离，获取此时定位标记中心的位置坐标D(XD，YD)；
5）计算出直线AB与CCD相机坐标系X轴的夹角θ1，直线CD与CCD相机坐标系Y轴的夹角θ2，从而实时标定出精密移动平台X、Y轴的正交性角度。
2.根据权利要求书1所述的标定方法，其特征在于：在所述基底上的定位标记的图形，为十字形，采用光刻技术在基底上制作，定位标记图形能在CCD相机的视场范围内成像。
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