CN111694221A - 一种曝光机及其焦距检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曝光机及其焦距检测方法,针对每个激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器,根据三点可以确定一个平面的原理,利用多个探测传感器进行焦距探测,可以确保曝光区能构成平面聚焦,从而避免曝光平面倾斜的情况出现。进而确保相邻Scan之间不会发生光学差异,避免发生Scan Mura问题。并且,设置探测传感器在进行焦距调整时,可以通过多点进行焦距确定,与现有的单点确定焦距相比,结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤指一种曝光机及其焦距检测方法。
背景技术
在器件的制备过程的光刻工艺中,一般采用激光直接成像(Laser DirectImaging,LDI)技术的曝光机对光刻胶进行曝光。曝光机包括激光扫描部和载台,其中激光扫描部包括多个激光头,在激光头中,如图1所示,激光光源110发射的光经过反射镜片120反射到数字微镜装置(Digital Micromirror Device,DMD)130中,再经过DMD反射后穿过光学成像镜头在基板200上曝光形成系统中图形文件的图案。
在曝光前,需要对激光头的焦距进行调整,目前根据设置在激光头的单点探测传感器进行焦距的检测,但是在曝光时容易出现曝光平面倾斜的情况,这样会出现相邻的两次曝光扫描发生光学差异,从而产生曝光不均匀(Mura)的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种曝光机及其焦距检测方法,用以解决现有技术中存在的Mura问题。
本发明实施例提供的一种曝光机,所述曝光机包括多个激光头,所述曝光机的各所述激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器,以用于根据所述探测传感器到探测区的垂直距离来确定对应的所述激光头的焦距。
可选地,在本发明实施例提供的曝光机中,各所述探测传感器的探测面积大于5μm。
可选地,在本发明实施例提供的曝光机中,各所述探测传感器的探测面积大于或等于50μm且小于100μm。
可选地,在本发明实施例提供的曝光机中,所述探测传感器的探测面为椭圆形。
相应地,本发明实施例还提供了一种上述任一种曝光机的焦距检测方法,包括:
针对各所述激光头,在每一次调焦时获取其对应的各所述探测传感器到探测区的垂直距离;
第n次调焦时所述激光头的焦距根据当前次获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离以及上一次调焦时获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算;其中n为大于1的整数;
第1次调焦时所述激光头的焦距根据第一次获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,第n次调焦时所述激光头的焦距F(n)具体根据如下公式计算:
Kn为卡尔曼增益系数,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为所述激光头对应的探测传感器的数量,j为大于或等于1的任意整数,Li(j)为第j次调焦时获取的第i个所述探测传感器到探测区的垂直距离,χi(j)为Li(j)对应的权重系数。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,Li(j)越大,对应的χi(j)越小。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N等于M。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N小于M,且计算S(j)时,L1(j)至LN(j)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前N个值。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,第1次调焦时所述激光头的焦距F(1)根据如下公式计算:
其中,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为所述激光头对应的探测传感器的数量,Li(1)为第1次调焦时获取的第i个所述探测传感器到探测区的垂直距离,χi(1)为Li(n)对应的权重系数。
相应地,本发明实施例还提供了一种上述任一种曝光机的焦距检测方法,包括:
针对各所述激光头,在每一次调焦时获取其对应的各所述探测传感器到探测区的垂直距离;
根据获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算当前所述激光头的焦距。
其中,N为大于或等于2且小于或等于M的任意整数,M为所述激光头对应的探测传感器的数量,Ln为第n个所述探测传感器到探测区的垂直距离,χn为Ln对应的权重系数;Ln越大,对应的权重系数χn越小。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,根据获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算当前所述激光头的焦距,具体为:
根据当前获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离以及预设基准焦距计算当前所述激光头的焦距。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,
通过如下公式计算第n次调焦时所述激光头的焦距F(n):
其中,F0为预设基准焦距,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为所述激光头对应的探测传感器的数量,n为大于或等于1的任意整数,Li(n)为第n次调焦时获取的第i个所述探测传感器到探测区的垂直距离,χi(n)为Li(n)对应的权重系数;其中Li(n)越大,对应的χi(n)越小。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N等于M。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N小于M,且计算所述S(n)时,L1(n)至LN(n)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前N个值。
相应地,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述焦距检测方法的步骤。
相应地,本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述焦距检测方法的步骤。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的上述曝光机及其焦距检测方法,针对每个激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器,根据三点可以确定一个平面的原理,利用多个探测传感器进行焦距探测,可以确保曝光区能构成平面聚焦,从而避免曝光平面倾斜的情况出现。进而确保相邻Scan之间不会发生光学差异,避免发生Scan Mura问题。并且,设置探测传感器在进行焦距调整时,可以通过多点进行焦距确定,与现有的单点确定焦距相比,结果更加准确。
附图说明
图1相关技术中曝光机的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的曝光机的局部结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种焦距检测方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种焦距检测方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种曝光机及其焦距检测方法。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
应当理解,下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是,附图中各图形的尺度和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本发明实施例提供的一种曝光机,曝光机包括多个激光头,如图2所示,曝光机的各激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器01,以用于根据探测传感器01到探测区AA的垂直距离L来确定对应的激光头的焦距。
本发明实施例提供的曝光机中,针对每个激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器,根据三点可以确定一个平面的原理,利用多个探测传感器进行焦距探测,可以确保曝光区能构成平面聚焦,从而避免曝光平面倾斜的情况出现。进而确保相邻Scan之间不会发生光学差异,避免发生Scan Mura问题。
在具体实施时,在本发明实施例提供的曝光机中,各激光头设置有3个探测传感器,因为3个点就可以确定一个平面,从而采用最少数量的探测传感器就能确保扫描面与基板平行。当然,在具体实施时,也可以在各激光头设置更多的探测传感器,在此不作限定。
可选地,在本发明实施例提供的上述曝光机中,各探测传感器的探测面积大于5μm,从而避免探测传感器的探测面全部落在基板的深孔内,影响对激光头焦距的确定的准确性。
可选地,在本发明实施例提供的上述曝光机中,各探测传感器的探测面积大于或等于50μm且小于100μm,从而既避免探测传感器的探测面全部落在基板的深孔内,又可以保证探测传感器的面积不会太大。
可选地,在本发明实施例提供的上述曝光机中,探测传感器的探测面为椭圆形,这样从工艺上容易实现增大探测传感器的探测面积。当然,探测传感器的探测面也可以为圆形或者其它形状,在此不作限定。
可选地,在本发明实施例提供的上述曝光机中,探测传感器的探测面为椭圆形,且探测传感器的探测面积等于50μm。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种上述任一曝光机的焦距检测方法,如图3所示,包括:
S101、针对各激光头,在每一次调焦时获取其对应的各探测传感器到探测区的垂直距离;
S102、第n次调焦时激光头的焦距根据当前次获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离以及上一次调焦时获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离计算;其中n为大于1的整数;第1次调焦时激光头的焦距根据第一次获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离计算。
本发明实施例提供的上述焦距检测方法,通过多点进行焦距确定,与现有的单点确定焦距相比,结果更加准确。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据根据如下公式计算:
Kn为卡尔曼增益系数,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为激光头对应的探测传感器的数量,j为大于或等于1的任意整数,Li(j)为第j次调焦时获取的第i个探测传感器到探测区的垂直距离,χi(j)为Li(j)对应的权重系数。
具体地,以n=2为例,第2次调焦时激光头的焦距F(2)为:
F(2)=K2×S(2)+(1-K2)×S(1)。
具体地,以n=3为例,第3次调焦时激光头的焦距F(3)为:
F(3)=K3×S(3)+(1-K3)×S(2)。
具体地,以n=4为例,第4次调焦时激光头的焦距F(4)为:
F(4)=K4×S(4)+(1-K4)×S(3)。
在此仅以n=2、n=3和n=4为例进行说明,对于n大于4根据上述公式依次类推,在此不再赘述。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,Li(j)越大,其对应的权重系数χi(j)越小。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N等于M。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N小于M,且计算S(j)时,L1(j)至LN(j)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前N个值。即计算S(j)时采用的N个探测传感器到探测区的垂直距离均大于剩余的M-N个探测传感器到探测区的垂直距离。
具体地,以M=3为例,如下:
当N选1时,那么S(j)=L1(j),其中L1(j)可以为距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,第1次调焦时激光头的焦距F(1)根据如下公式计算:
其中,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为激光头对应的探测传感器的数量,Li(1)为第1次调焦时获取的第i个探测传感器到探测区的垂直距离,χi(1)为Li(n)对应的权重系数。
具体地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,以M=3为例,第1次调焦时激光头的焦距F(1)具体为:
N选2时。那么即第一次调焦时根据2个探测传感器到探测区的垂直距离进行加权算术平均得到。其中,可以选择任意两个探测传感器到探测区的垂直距离进行加权算术平均,当然也可以将M个探测传感器分别到探测区的垂直距离按照由大到小依次排序,选择前两个垂直距离进行加权算术平均得到。
N选1时。那么F(1)=Li(1),即第一次调焦时根据其中1个探测传感器到探测区的垂直距离得到。其中,可以选择距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离做为第一次调焦时激光头的焦距。
下面以各激光头设置有M个探测传感器为例,通过具体实施例说明本发明实施例提供的焦距检测方法。
第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据具体根据如下公式计算:
Kn为卡尔曼增益系数,M为激光头对应的探测传感器的数量,j为大于或等于1的任意整数,Li(j)为第j次调焦时获取的第i个探测传感器到探测区的垂直距离,χi(j)为Li(j)对应的权重系数。
第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据具体根据如下公式计算:
Kn为卡尔曼增益系数,M为激光头对应的探测传感器的数量,j为大于或等于1的任意整数,L1(j)为第j次调焦时获取的到探测区距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离。
第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据具体根据如下公式计算:
Kn为卡尔曼增益系数,M为激光头对应的探测传感器的数量,j为大于或等于1的任意整数,其中L1(j)和L2(j)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前2个值,即L1(j)为距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离,L2(j)为距离第二大的探测传感器到探测区的垂直距离。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种上述任一曝光机的焦距检测方法,如图4所示,包括:
S201、针对各激光头,在每一次调焦时获取其对应的各探测传感器到探测区的垂直距离;
S202、根据获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离计算当前激光头的焦距。
本发明实施例提供的上述焦距检测方法,通过多点进行焦距确定,与现有的单点确定焦距相比,结果更加准确。
在具体实施时,可以根据距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离计算当前激光头的焦距,或者根据多个探测传感器到探测区的垂直距离的平均值计算当前激光头的焦距,在此不作限定。
其中,N为大于或等于2且小于或等于M的任意整数,M为激光头对应的探测传感器的数量,Ln为第n个探测传感器到探测区的垂直距离,χn为Ln对应的权重系数;Ln越大,其对应的权重系数χn越小。
具体地,以M=3为例,当N选取3时:
在具体实施时,L1、L2和L3分别是三个探测传感器到探测区的垂直距离。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,根据获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离计算当前激光头的焦距,具体为:
根据当前获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离以及预设基准焦距计算当前激光头的焦距。
进一步地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,根据当前获取的至少一个探测传感器到探测区的垂直距离以及预设基准焦距计算当前激光头的焦距,具体为:
通过如下公式计算第n次调焦时激光头的焦距F(n):
其中,为F0预设基准焦距,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为所述激光头对应的探测传感器的数量,n为大于或等于1的任意整数,Li(n)为第n次调焦时获取的第i个所述探测传感器到探测区的垂直距离,χi(n)为Li(n)对应的权重系数;其中Li(n)越大,对应的χi(n)越小。
在具体实施时,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,预设基准焦距F0可以根据经验值获得,在此不作限定。
具体地,以n=1为例,第1次调焦时激光头的焦距F(1)为:F(1)=F0+[S(1)-F0]。
具体地,以n=2为例,第2次调焦时激光头的焦距F(2)为:F(2)=F0+[S(2)-F0]。
具体地,以n=3为例,第3次调焦时激光头的焦距F(3)为:
F(3)=F0+[S(3)-F0]。
具体地,以n=4为例,第4次调焦时激光头的焦距F(4)为:
F(4)=F0+[S(4)-F0]。
在此以n=1、2、3和4为例进行说明,对于n大于4根据上述公式依次类推,在此不再赘述。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,Li(j)越大,其对应的权重系数χi(j)越小。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N等于M。
可选地,在本发明实施例提供的焦距检测方法中,N小于M,且计算S(n)时L1(n)至LN(n)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前N个值。即计算S(n)时采用的N个探测传感器到探测区的垂直距离均大于剩余的M-N个探测传感器到探测区的垂直距离。
具体地,以M=3为例,如下:
当N等于1时,那么S(n)=L1(n),其中L1(n)为距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离。
下面以各激光头设置有M个探测传感器为例,通过具体实施例说明本发明实施例提供的焦距检测方法。
在其中一种实施例中,第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据具体根据如下公式计算:
其中,M为激光头对应的探测传感器的数量,n为大于或等于1的任意整数,Li(n)为第n次调焦时获取的第i个探测传感器到探测区的垂直距离,χi(n)为Li(n)对应的权重系数。
在另一种实施例中,第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据具体根据如下公式计算:
其中,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为激光头对应的探测传感器的数量,n为大于或等于1的任意整数,L1(n)为第n次调焦时获取的距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离。
在又一种实施例中,第n次调焦时激光头的焦距F(n)根据具体根据如下公式计算:
其中,N为大于或等于1且小于或等于M的任意整数,M为激光头对应的探测传感器的数量,n为大于或等于1的任意整数,L1(n)为第n次调焦时获取的距离最大的探测传感器到探测区的垂直距离,L2(n)为距离第二大的探测传感器到探测区的垂直距离。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,并且该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的上述任一种曝光机的焦距检测方法的步骤。具体地,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现本发明实施例提供的上述任一种曝光机的焦距检测方法的步骤。
本发明实施例提供的上述曝光机及其焦距检测方法,曝光机及其焦距检测方法,针对每个激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器,根据三点可以确定一个平面的原理,利用多个探测传感器进行焦距探测,可以确保曝光区能构成平面聚焦,从而避免曝光平面倾斜的情况出现。进而确保相邻Scan之间不会发生光学差异,避免发生ScanMura问题。并且,设置探测传感器在进行焦距调整时,可以通过多点进行焦距确定,与现有的单点确定焦距相比,结果更加准确。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (18)
1.一种曝光机,所述曝光机包括多个激光头,其特征在于,所述曝光机的各所述激光头设置有至少三个中心不在一条直线上的探测传感器,以用于根据所述探测传感器到探测区的垂直距离来确定对应的所述激光头的焦距。
2.如权利要去1所述的曝光机,其特征在于,各所述探测传感器的探测面积大于5μm。
3.如权利要去1所述的曝光机,其特征在于,各所述探测传感器的探测面积大于或等于50μm且小于100μm。
4.如权利要去1所述的曝光机,其特征在于,所述探测传感器的探测面为椭圆形。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的曝光机的焦距检测方法,其特征在于,包括:
针对各所述激光头,在每一次调焦时获取其对应的各所述探测传感器到探测区的垂直距离;
第n次调焦时所述激光头的焦距根据当前次获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离以及上一次调焦时获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算;其中n为大于1的整数;
第1次调焦时所述激光头的焦距根据第一次获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算。
7.如权利要求6所述的焦距检测方法,其特征在于,Li(j)越大,对应的χi(j)越小。
8.如权利要求7所述的焦距检测方法,其特征在于,N等于M。
9.如权利要求7所述的焦距检测方法,其特征在于,N小于M,且计算S(j)时,L1(j)至LN(j)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前N个值。
11.一种如权利要求1-4任一项所述的曝光机的焦距检测方法,其特征在于,包括:
针对各所述激光头,在每一次调焦时获取其对应的各所述探测传感器到探测区的垂直距离;
根据获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算当前所述激光头的焦距。
13.如权利要求11所述的焦距检测方法,其特征在于,根据获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离计算当前所述激光头的焦距,具体为:
根据当前获取的至少一个所述探测传感器到探测区的垂直距离以及预设基准焦距计算当前所述激光头的。
15.如权利要求14所述的焦距检测方法,其特征在于,N等于M。
16.如权利要求14所述的焦距检测方法,其特征在于,N小于M,且计算所述S(n)时,L1(n)至LN(n)的值取M个所述探测传感器到探测区的垂直距离中数值由大到小依次排序中的前N个值。
17.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求5-16任一项所述的焦距检测方法的步骤。
18.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求5-16任一项所述的焦距检测方法的步骤。
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2019
- 2019-03-12 CN CN201910183294.9A patent/CN111694221A/zh active Pending
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