CN111999990A - 曝光方法及曝光系统 - Google Patents

曝光方法及曝光系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111999990A
CN111999990A CN202010913465.1A CN202010913465A CN111999990A CN 111999990 A CN111999990 A CN 111999990A CN 202010913465 A CN202010913465 A CN 202010913465A CN 111999990 A CN111999990 A CN 111999990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
camera
exposure
pattern
world
coordinate system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010913465.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111999990B (zh
Inventor
廖绍良
胡传武
张雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuanzhuo Micro Nano Technology Suzhou Co ltd
Original Assignee
Advanced Micro Intelligent System & Creative Optics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Micro Intelligent System & Creative Optics Inc filed Critical Advanced Micro Intelligent System & Creative Optics Inc
Priority to CN202010913465.1A priority Critical patent/CN111999990B/zh
Publication of CN111999990A publication Critical patent/CN111999990A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111999990B publication Critical patent/CN111999990B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70541—Tagging, i.e. hardware or software tagging of features or components, e.g. using tagging scripts or tagging identifier codes for identification of chips, shots or wafers

Abstract

本申请提供一种曝光方法和曝光系统。曝光方法用于对放置在平台上的多个基板同时曝光，包括获取基板上的多个标记图案在基板的图形坐标系中的图形坐标；移动相机和平台，当相机抓取到标记图案时，获取相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标和平台的第一移动距离，以确定各标记图案的世界坐标；根据各标记图案的图形坐标和世界坐标计算基板的图形坐标系与世界坐标系的映射关系；计算全部基板的图形坐标系与世界坐标系的映射关系；根据映射关系对曝光图形变换处理，使变换后的曝光图形呈现到与各基板相对应的位置进行曝光。上述曝光方法可适应不同的基板尺寸，同时对多个基板进行曝光，提高生产效率。

Description

曝光方法及曝光系统
技术领域
本发明涉及光刻技术领域，特别是涉及一种曝光方法及曝光系统。
背景技术
光刻技术是用于在衬底表面上印刷具有特征的构图。这样的衬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)以及电路板等的基板。其中，直写光刻技术以替代传统的掩膜版或菲林底片等曝光的影像直接转移技术，在半导体及PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)生产领域有着越来越重要的作用。
然而，当前多数的直写曝光机在进行曝光时，不论衬底基板的尺寸如何，每次都仅对单块基板进行曝光。如果基板尺寸与曝光机的单次最大曝光尺寸相近，则能够充分利用曝光系统并满足产量要求；但如果基板尺寸较小，每次曝光一块基板则会浪费曝光系统的资源，无法达到最大的量产效率。
发明内容
基于此，有必要针对传统的直写曝光机较难同时对多块PCB曝光、生产效率不高的问题，提供一种改进的曝光方法。
一种曝光方法，用于对放置在平台上的多个基板同时曝光，其特征在于，包括：
获取所述基板上的多个标记图案在所述基板的图形坐标系中的图形坐标；
移动相机和所述平台，使所述相机抓取各所述标记图案，当所述相机抓取到所述标记图案时，获取所述相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标和所述平台的第一移动距离；
根据所述相机抓取到各所述标记图案时，所述相机的移动位置对应的世界坐标和所述第一移动距离，确定各所述标记图案在所述世界坐标系中的世界坐标；
根据各所述标记图案的图形坐标和世界坐标，计算所述基板的图形坐标系与所述世界坐标系的映射关系；
重复上述步骤，计算全部基板的图形坐标系与所述世界坐标系的映射关系；
根据各所述基板的映射关系对曝光图形变换处理，以使变换后的曝光图形呈现到与各所述基板相对应的位置进行曝光。
上述曝光方法，通过获取相机对位标记图案时的移动位置对应的世界坐标和平台的移动距离，即可快速确定标记图案的世界坐标，结合标记图案的图形坐标即可得到每块基板的图形坐标系与世界坐标系的映射关系，根据该映射关系对曝光图形变换处理，便可使变换后的曝光图形呈现到与各基板相对应的位置同时进行曝光。通过上述方法，能够拓宽曝光机对基板尺寸的适用范围，有利于实现曝光机最大曝光尺寸的完全利用；同时，对多块小尺寸基板同时曝光，也有利于充分发挥曝光机的硬件资源，大大提升半导体及PCB的生产效率。
在其中一个实施例中，在所述移动所述相机和所述平台，使所述相机抓取各所述标记图案之前，还包括：获取所述相机在所述世界坐标系中不同标定位置处的标定世界坐标；根据所述相机的各标定位置和各标定位置对应的标定世界坐标，确定所述相机的移动位置与所述相机的移动位置的世界坐标之间的对应关系，并建立对应的位置-坐标关系表。
在其中一个实施例中，所述获取所述相机在所述世界坐标系中不同标定位置处的标定世界坐标，包括：在所述平台上设置多个标定图案；获取所述相机的初始世界坐标；移动所述相机抓取各所述标定图案，当所述相机抓取到所述标定图案时，确定所述相机的标定位置并获取所述相机的第二移动距离；根据获得的各所述第二移动距离，确定各所述标定图案在所述世界坐标系中的标定世界坐标。
在其中一个实施例中，在所述平台上设置标尺，所述多个标定图案间隔设置于所述标尺；利用直线电机驱动所述相机抓取所述标定图案；当所述相机抓取到所述标定图案时，根据所述直线电机的轴的位置确定所述相机的标定位置，并通过所述标尺读出所述相机的第二移动距离。
在其中一个实施例中，所述标尺平行于所述世界坐标系的X轴或Y轴。
在其中一个实施例中，所述移动所述相机和所述平台，使所述相机抓取各所述标记图案，包括：获取各所述标记图案的期望世界坐标；根据获得的各所述期望世界坐标查询所述位置-坐标关系表，确定所述相机抓取各所述标记图案的初始移动位置。
在其中一个实施例中，所述获取各所述标记图案的期望世界坐标，包括：获取所述基板在所述平台上的定位点的世界坐标；根据各所述标记图案的图形坐标和所述定位点的世界坐标，计算各所述标记图案在所述世界坐标系中的期望世界坐标。
在其中一个实施例中，所述根据各所述标记图案的图形坐标和所述定位点的世界坐标，计算各所述标记图案在所述世界坐标系中的期望世界坐标，包括：在所述多个标记图案中设置基准标记图案；根据以下关系式计算各所述标记图案的期望世界坐标：
Xij’＝Xij-Xmn+X0+X1；
Yij’＝Yij-Ymn+Y0+Y1；
其中，Xij’表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的期望世界坐标的横坐标，Yij’表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的期望世界坐标的纵坐标，Xij表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的图形坐标的横坐标，Yij表示表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的图形坐标的纵坐标，Xmn表示所述基准标记图案的图形坐标的横坐标，Ymn表示所述基准标记图案的图形坐标的纵坐标，X1表示所述定位点的世界坐标的横坐标，Y1表示所述定位点的世界坐标的纵坐标，X0表示所述基准标记图案距所述定位点在世界坐标系中的横坐标偏移量，Y0表示所述基准标记图案距所述定位点在世界坐标系中的纵坐标偏移量。
在其中一个实施例中，所述根据各所述基板的映射关系对曝光图形变换处理，以使变换后的曝光图形呈现到与各所述基板相对应的位置进行曝光，包括：根据各所述基板的映射关系对各所述基板的曝光图形的边界变换处理，得到曝光镜头的总曝光区域；根据所述多个基板在所述平台上的布局，将所述多个基板的曝光图形拼接成总曝光图形；根据各所述基板的映射关系对所述总曝光图形变换处理，获取所述总曝光图形变换处理后的世界坐标数据；根据所述世界坐标数据，利用与所述曝光镜头对应的分图服务器对所述总曝光图形进行栅格化处理；根据所述总曝光区域以及所述曝光镜头间的位置关系，驱动所述曝光镜头同时对所述多个基板进行曝光。
在其中一个实施例中，所述相机具有多个，并在所述多个相机中设置基准相机，以所述基准相机所处的初始位置为所述世界坐标系的原点。
本申请还提供一种曝光系统。
一种曝光系统，使用如前文所述的曝光方法对多块基板同时曝光，其中，所述相机具有多个，且在所述多个相机中设置有基准相机，并以所述基准相机所处的初始位置为所述世界坐标系的原点。
上述曝光系统，有利于拓宽对基板尺寸的适用范围，进而充分利用曝光系统的最大曝光尺寸；同时，该曝光系统可以对多块小尺寸基板同时曝光，有助于充分发挥曝光系统的硬件资源，大大提升半导体及PCB的生产效率；除此之外，将基准相机所处的初始位置为世界坐标系的原点，可显著降低各标记图案的世界坐标的获取难度，提升曝光系统的曝光效率。
附图说明
图1为本申请一实施例曝光方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例曝光方法的曝光图形变换示意图。
图3为本申请一实施例曝光方法的确定相机移动位置与其世界坐标对应关系的流程示意图；
图4为图3所示实施例曝光方法的获取标定图案的标定世界坐标的流程示意图；
图5为本申请一实施例曝光方法的确定相机初始移动位置的流程示意图；
图6为图5所示实施例获取标记图案的期望世界坐标的流程示意图；
图7为本申请一实施例曝光方法对应的曝光结构示意图；
图8为图7所示实施例曝光结构的基板示意图。
图中各元件的符号表示如下：
100、曝光结构，10、平台，20、基板，21、标记图案，30、相机，40、标尺，41、标定图案，50、直线电机，51、电机轴，60、定位器，70、龙门机构。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
传统的直写式曝光机，如果基板的尺寸与曝光机的单次最大曝光尺寸相近，则能够充分利用曝光系统满足产量要求；如果基板尺寸较小，则每曝光一次都会对曝光系统的资源造成浪费，同时也无法达到较高的量产效率。
针对上述传统技术存在的缺陷，请参考图1，本申请提供一种能对多块放置在平台上的基板同时进行曝光的曝光方法。如图1所示，该曝光方法包括如下步骤：
S200、获取基板上的多个标记图案在基板的图形坐标系中的图形坐标。
具体的，该图形坐标系设置在基板内且以基板为参照，以基板内的某一点为基板图形坐标系的原点，则各标记图案在该图形坐标系中均具有一对应的图形坐标，该图形坐标仅与标记图案在基板内所处的位置有关，而与标记图案在环境中所处的位置无关。标记图案可以是圆形、矩形、三角形等，本申请对此不做限制。
S300、移动相机和平台，使相机抓取各标记图案，当相机抓取到标记图案时，获取相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标和平台的第一移动距离；
首先，世界坐标系即指平台、基板以及相机所处的环境的坐标系，可以以大地为参照，用来描述上述器件之间的相对位置。世界坐标系的原点可以是固定在大地上的某一点，也可以是一相对于大地不会发生相对运动的固定点，技术人员可根据实际需求进行选择，本申请对此不做限制。
其次，此处的抓取是指，调整相机位置使镜头的光轴与基板所在的平面垂直，并移动相机拍摄标记图案，使标记图案的中心与镜头的视场中心重合。优选的，为了方便相机抓取标记图案，还可以同时移动平台，以缩短标记图案的抓取时间，提升抓取效率。当相机抓取到标记图案后，可直接由程序读出相机的移动位置；而平台的第一移动距离则可以通过声光类的传感器测出。需要指出的是，由于平台本身的尺寸较大，导致平台移动时，容易与环境中的其他物体发生碰撞，因此平台的移动范围不宜过大。
S400、根据相机抓取到各标记图案时，相机的移动位置对应的世界坐标和第一移动距离，确定各标记图案在世界坐标系中的世界坐标。
当相机抓取到一个标记图案后，根据相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标和平台的第一移动距离，即可得到该标记图案的世界坐标。以图7所示的曝光结构100为例，世界坐标系具有X轴(与平台10的长度方向平行)和Y轴(与平台10的宽度方向平行)，相机30抓取到标记图案21时，相机30的移动位置为A0，对应的世界坐标为(a0，b0)，平台10的移动距离为d1，由于图7中平台需要沿Y轴正方向移动才能使标记图案21被相机30抓取，所以可推知标记图案21的世界坐标为(a0，b0-d1)。重复上述步骤，直至完成基板20上全部标记图案的世界坐标的获取。
S500、根据各标记图案的图形坐标和世界坐标，计算基板的图形坐标系与世界坐标系的映射关系；
具体的，根据坐标系间的变换矩阵
Figure BDA0002664189470000081
可得到标记图案的世界坐标与图形坐标满足
Figure BDA0002664189470000082
变换矩阵M包含缩放、旋转、平移，其中，sx、sy为缩放系数，θ为旋转角，tx、ty为平移量。(x，y)为标记图案的世界坐标，(xcam，ycam)为标记图案的图形坐标。展开后根据多个标记图案世界坐标数据和图形坐标数据通过最小二乘法即可计算出该基板对应的变换矩阵M。
S600、重复上述步骤S200至S500，计算全部基板的图形坐标系与所述世界坐标系的映射关系。
在获得每块板的多个标记图案的图形坐标和世界坐标后，根据前述步骤S400即可计算出每块板对应的变换矩阵M。
S700、根据各基板的映射关系对曝光图形变换处理，以使变换后的曝光图形呈现到与各基板相对应的位置进行曝光。
具体的，请参考图2，四块基板分别对应具有BMP1、BMP2、BMP3和BMP4的曝光图形，根据各基板的映射关系对各基板的曝光图形的边界进行变换，分别得到每块板的曝光区域R1、R2、R3和R4，将曝光区域R1、R2、R3和R4合并后即得到曝光镜头的总曝光区域R，总曝光区域R为各曝光区域R1、R2、R3和R4的外接矩形(黑实线示出)；同时，将四个曝光图形按各基板在平台上的布局拼接后得到总曝光图形BMP，使该总曝光图形BMP经过每块基板的变换矩阵M运算后得到总曝光图形BMP的世界坐标数据，分图服务器根据该世界坐标数据对总曝光图形BMP栅格化处理，即可使各基板的曝光图形分别呈现到与各基板相对应的位置准备曝光；最后，驱动曝光镜头根据总曝光区域以及曝光镜头间的位置关系分割条带数据，同时对多个基板进行曝光。
上述曝光方法，成功地将多板曝光问题转换成单板曝光，从而能够拓宽曝光机对基板尺寸的适用范围，有利于实现曝光机最大曝光尺寸的完全利用；同时，对多块小尺寸基板同时曝光，也有利于充分发挥曝光机的硬件资源，大大提升半导体及PCB的生产效率。
在示例性实施方式中，如图1所示，在步骤S300之前，还可包括步骤：
S100、获取相机的移动位置与所述相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标之间的对应关系。
具体的，相机可以由电机驱动，因此相机的移动位置可以是驱动相机移动的电机的轴的位置，可由专门的程序记录。相机沿电机的预设轨道移动，且相机的每一移动位置在世界坐标系中均对应具有一世界坐标。通过预先建立相机的移动位置与相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标之间的对应关系，有利于相机的移动位置和该移动位置对应世界坐标的正反向获取。例如当知道一组世界坐标时，便可通过该对应关系快速找到距离该世界坐标最近的相机移动位置，而当知道相机的移动位置时，便可快速获得该移动位置对应的世界坐标。可以理解的是，图1仅作为示例，步骤S100与步骤S200之间并无先后关系，两个步骤也可同时进行。
例如，当相机抓取到一个标记图案后，可对应获得一组相机的移动位置和平台的第一移动距离，接着根据该移动位置和获得的移动位置与世界坐标之间的对应关系可得到对应的一组世界坐标，根据该世界坐标和第一移动距离即可根据前文步骤S400所述方案得到该标记图案的世界坐标。
进一步的，如图3所示，步骤S100可包括步骤：
S110、获取相机在世界坐标系中不同标定位置处的标定世界坐标。
世界坐标系中的各标定位置可以呈线性排列或非线性排列，每一标定位置对应具有一个可测定的世界坐标。
具体的，如图4所示，步骤S110可进一步包括如下步骤：
S11A、在平台上设置多个标定图案。标定图案可以按直线排列，也可以按曲线排列，还可以按弯折线排列，另外，标定图案可以是圆形、矩形、三角形等，本申请对此不做限制。
S11B、获取相机的初始世界坐标。通过测量可获得相机的初始世界坐标。
S11C、移动相机抓取各标定图案，当相机抓取到标定图案时，确定相机的标定位置并获取相机的第二移动距离。
此处的抓取标准与前文所述的相同，在此不再赘述。当相机移动第二移动距离抓取到标定图案后，通过程序可读出相机的电机轴的位置，该位置即为相机的标定位置，而根据相机的初始世界坐标和该第二移动距离，则可快速地确定该标定图案的世界坐标。以图7所示的曝光结构100为例，相机30的初始世界坐标为(a0，b0)，相机30移动距离d2后抓取到标定图案41，则标定图案41的世界坐标可计算得(a0+d2x，b0+d2y)，其中，d2x表示相机30在X轴方向上的移动距离，d2y表示相机30在y轴方向上的移动距离，d2x和d2y均包含正负符号。由于该次抓取中相机30沿X轴负方向移动d2即可抓取到标定图案41，因此d2x为-d2，d2y为0，所以标定图案41的世界坐标为(a0-d2，b0)。
S11D、根据获得的各第二移动距离，确定各标定图案在世界坐标系中的标定世界坐标。通过获得的各第二移动距离，便可根据S21C中的方式确定各标定图案的世界坐标。
S120、根据相机的各标定位置和对应的标定世界坐标，确定相机的移动位置与相机的移动位置的世界坐标之间的对应关系，并建立对应的位置-坐标关系表。
具体的，上述标定位置可以具有多个，例如两个、三个、四个、五个、六个或是更多，标定位置越多，上述位置-坐标关系表中相机的移动位置与该移动位置对应的世界坐标之间的对应关系便越准确。通过该位置-坐标关系表可以快速准确地根据相机的移动位置确定该移动位置的世界坐标。
在示例性实施方式中，如图5所示，步骤S300包括步骤：
S310、获取各标记图案的期望世界坐标。
由于平台范围较大，而基板上的标记图案通常设计的较小，未避免相机或平台移动多次仍无法找到所要寻找的标记图案的情况，需要对标记图案的世界坐标进行预计算，通过该预计算得到世界坐标即为标记图案的期望世界坐标。通过计算标记图案的期望世界坐标，可以显著减少相机或平台的移动次数，大大缩短相机抓取标记图案(对位)的时间。
具体的，如图6所示，步骤S310可进一步包括如下步骤：
S31A、获取基板在平台上的定位点的世界坐标。
具体的，各基板可通过平台上的吸盘分区域地进行固定。以图7和图8所示为例，平台的中央还设置有一定位器60，以对各基板进行限位，防止基板因平台移动而行成相对位移。进一步的，定位器60呈十字型，可用于固定左上、右上、左下、右下的四块基板，各基板对应具有一定位点，图8示出了左上基板的定位点P，定位点P的世界坐标(X1，Y1)可通过测量获得。
S31B、根据各标记图案的图形坐标和定位点的世界坐标，计算各标记图案在世界坐标系中的期望世界坐标。
如图8所示，仍以左上基板为例，由于P也是基板上的一点，因此可以先获取P的图形坐标，计算各标记图案的图形横坐标与P的图形横坐标的差值、以及各标记图案的图形纵坐标与P的图形纵坐标的差值，再结合P的世界坐标，即可得到各标记图案的期望世界坐标。
具体的，可在基板的多个标记图案中设定基准标记图案，并通过测量基准标记图案距定位点P的偏移量来获得定位点P在基板图形坐标系中的图形坐标。优选的，可选择最靠近定位点P的标记图案P22(第2行、第2列的标记图案)作为基准标记图案，并测得标记图案P22在图形坐标系中距定位点P的横坐标偏移量为X0(由于标记图案P22在定位点P的X轴负向侧，因此X0为负数)，纵坐标偏移量为Y0(由于标记图案P22在定位点P的Y轴正向，因此Y0为正数)，从而结合标记图案P22的图形坐标(X22，Y22)可得P的图形坐标为(X22-X0，Y22-Y0)，加上P的世界坐标为(X1，Y1)，由此可计算标记图案P11的期望世界坐标X11’＝X1-(X22-X0-X11)＝X11-X22+X0+X1，Y11’＝Y11-Y22+Y0+Y1，同理可计算其他标记图案的期望世界坐标。
综上，基板中标记图案的期望世界坐标可通过以下关系式计算：
Xij’＝Xij-Xmn+X0+X1；Yij’＝Yij-Ymn+Y0+Y1；
其中，Xij’表示基板上第i行、第j列的标记图案的期望世界坐标的横坐标，Yij’表示基板上第i行、第j列的标记图案的期望世界坐标的纵坐标，Xij表示基板上第i行、第j列的标记图案的图形坐标的横坐标，Yij表示表示基板上第i行、第j列的标记图案的图形坐标的纵坐标，Xmn表示基准标记图案的图形坐标的横坐标，Ymn表示基准标记图案的图形坐标的纵坐标，X1表示定位点的世界坐标的横坐标，Y1表示定位点的世界坐标的纵坐标，X0表示基准标记图案距所述定位点在世界坐标系中的横坐标偏移量，Y0表示基准标记图案距所述定位点在世界坐标系中的纵坐标偏移量。
S320、根据获得的各期望世界坐标查询位置-坐标关系表，确定相机抓取各标记图案的初始移动位置。
根据计算得到的标记图案的期望世界坐标，便可根据已标定的相机的位置-坐标关系表快速确定该标记图案在世界坐标系中期望出现的位置，并对应将相机移动至该期望世界坐标的位置(即初始的移动位置)开始抓取标记图案，进而可缩短抓取时间，提高相机对位效率。以图8所示为例，标记图案P11的期望世界坐标为(X11’,Y11’)，根据位置-坐标关系表，可以选取表中坐标最靠近期望世界坐标(X11’,Y11’)的位置为相机抓取标记图案的初始移动位置。另一些实施方式中，也可以选取表中横坐标与X11’最接近的位置为相机抓取标记图案的初始移动位置，或是表中纵坐标与Y11’最接近的位置为相机抓取标记图案的初始移动位置，技术人员可根据实际需求进行选择，本申请对此不做限制。
在示例性实施方式中，在上述获取相机在世界坐标系中不同标定位置处的标定世界坐标中，也可包括步骤：
S11A’、在平台上设置标尺，多个标定图案间隔设置于标尺。
通过在标尺上设置多个标定图案，可以将相机的位置-坐标关系表转化为一维的位置-坐标关系表，从而方便了相机移动以及相机移动位置与该移动位置世界坐标关系的标定。进一步的，标尺平行于世界坐标系的X轴或Y轴，从而有助于与平台的移动相配合，使相机仅负责X轴或Y轴方向上的移动，进而实现标记图案的快速抓取。另外，标尺上通常设置有刻度，可直接读出相机的移动距离，方便了相机第二移动距离的获取。
S11B’、利用直线电机驱动相机抓取标定图案。
利用直线电机可沿直线快速准确地驱动相机移动，减小了相机的移动范围，有利于提升标记图案的抓取效率和抓取精度。
S11C’、当相机抓取到标定图案时，根据直线电机的轴的位置确定相机的标定位置，并通过标尺读出相机的第二移动距离。
具体的，以图7所示为例，标尺40对应设置在相机30的正下方，标定图案41间隔设置在标尺40上；直线电机50通过电机轴51驱动相机沿X轴方向移动，可令电机50所在的位置为电机轴51位置的零点位置，进而通过测量可获取电机轴51的位置，并将电机轴51的延伸位置作为相机30的移动位置。
在示例性实施方式中，相机可以具有多个。请参考图7，曝光结构100具有左、中、右三个相机，三个相机通过龙门机构70设置在标尺40的上方，用于抓取四块基板上的标记图案。其中，左相机和右相机分别通过一直线电机50驱动，中间相机则固定于龙门机构70。从而，可设置左相机抓取左侧一列的四个标记图案，中间的相机抓取中间两列的八个标记图案，右相机抓取右侧一列的标记图案，以大大减少相机和平台的移动次数，缩短相机的对位时间，提升曝光效率。进一步的，中间相机在抓取中间两列的八个标记图案时，可通过平台的短距离步进使中间相机完成中间相邻两列的标记图案抓取。
在另一些实施方式中，虽然也可以同时对大于4块的基板进行曝光，但上板时间和对位时间也会增加，容易影响生产效率；而为减少对位时间可以增加相机数量，但同时也会增加实际的投入成本。因此，目前为兼顾生产效率和成本，采用两个或三个相机来对两块或四块基板同时曝光为较佳的实施方案。
进一步的，在多个相机中设置基准相机，并以基准相机所处的初始位置为世界坐标系的原点。
具体的，请继续参考图7，可设置中间相机为基准相机，如此根据电机轴51的移动距离即可快速确定相机在不同移动位置处的世界坐标，方便了相机移动位置与对应世界坐标之间的关系标定，也方便了相机第二移动距离的获取。
本申请还提供一种曝光系统，使用如前文所述的曝光方法同时对多块基板曝光，其中，相机具有多个，且在多个相机中设置有基准相机，并以基准相机所处的初始位置为世界坐标系的原点。
上述曝光系统，有利于拓宽对基板尺寸的适用范围，进而充分利用曝光系统的最大曝光尺寸；同时，该曝光系统可以对多块小尺寸基板同时曝光，有助于充分发挥曝光系统的硬件资源，大大提升半导体及PCB的生产效率；除此之外，将基准相机所处的初始位置为世界坐标系的原点，可显著降低各标记图案的世界坐标的获取难度，提升曝光系统的曝光效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种曝光方法，用于对放置在平台上的多个基板同时曝光，其特征在于，包括：
获取所述基板上的多个标记图案在所述基板的图形坐标系中的图形坐标；
移动相机和所述平台，使所述相机抓取各所述标记图案，当所述相机抓取到所述标记图案时，获取所述相机的移动位置在世界坐标系中的世界坐标和所述平台的第一移动距离；
根据所述相机抓取到各所述标记图案时，所述相机的移动位置对应的世界坐标和所述第一移动距离，确定各所述标记图案在所述世界坐标系中的世界坐标；
根据各所述标记图案的图形坐标和世界坐标，计算所述基板的图形坐标系与所述世界坐标系的映射关系；
重复上述步骤，计算全部基板的图形坐标系与所述世界坐标系的映射关系；
根据各所述基板的映射关系对曝光图形变换处理，以使变换后的曝光图形呈现到与各所述基板相对应的位置进行曝光。
2.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，在所述移动所述相机和所述平台，使所述相机抓取各所述标记图案之前，还包括：
获取所述相机在所述世界坐标系中不同标定位置处的标定世界坐标；
根据所述相机的各标定位置和各标定位置对应的标定世界坐标，确定所述相机的移动位置与所述相机的移动位置的世界坐标之间的对应关系，并建立对应的位置-坐标关系表。
3.根据权利要求2所述的曝光方法，其特征在于，所述获取所述相机在所述世界坐标系中不同标定位置处的标定世界坐标，包括：
在所述平台上设置多个标定图案；
获取所述相机的初始世界坐标；
移动所述相机抓取各所述标定图案，当所述相机抓取到所述标定图案时，确定所述相机的标定位置并获取所述相机的第二移动距离；
根据获得的各所述第二移动距离，确定各所述标定图案在所述世界坐标系中的标定世界坐标。
4.根据权利要求3所述的曝光方法，其特征在于，
在所述平台上设置标尺，所述多个标定图案间隔设置于所述标尺；
利用直线电机驱动所述相机抓取所述标定图案；
当所述相机抓取到所述标定图案时，根据所述直线电机的轴的位置确定所述相机的标定位置，并通过所述标尺读出所述相机的第二移动距离。
5.根据权利要求4所述的曝光方法，其特征在于，所述标尺平行于所述世界坐标系的X轴或Y轴。
6.根据权利要求2所述的曝光方法，其特征在于，所述移动所述相机和所述平台，使所述相机抓取各所述标记图案，包括：
获取各所述标记图案的期望世界坐标；
根据获得的各所述期望世界坐标查询所述位置-坐标关系表，确定所述相机抓取各所述标记图案的初始移动位置。
7.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于，所述获取各所述标记图案的期望世界坐标，包括：
获取所述基板在所述平台上的定位点的世界坐标；
根据各所述标记图案的图形坐标和所述定位点的世界坐标，计算各所述标记图案在所述世界坐标系中的期望世界坐标。
8.根据权利要求7所述的曝光方法，其特征在于，所述根据各所述标记图案的图形坐标和所述定位点的世界坐标，计算各所述标记图案在所述世界坐标系中的期望世界坐标，包括：
在所述多个标记图案中设置基准标记图案；
根据以下关系式计算各所述标记图案的期望世界坐标：
Xij’＝Xij-Xmn+X0+X1；
Yij’＝Yij-Ymn+Y0+Y1；
其中，Xij’表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的期望世界坐标的横坐标，Yij’表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的期望世界坐标的纵坐标，Xij表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的图形坐标的横坐标，Yij表示表示所述基板上第i行、第j列的标记图案的图形坐标的纵坐标，Xmn表示所述基准标记图案的图形坐标的横坐标，Ymn表示所述基准标记图案的图形坐标的纵坐标，X1表示所述定位点的世界坐标的横坐标，Y1表示所述定位点的世界坐标的纵坐标，X0表示所述基准标记图案距所述定位点在世界坐标系中的横坐标偏移量，Y0表示所述基准标记图案距所述定位点在世界坐标系中的纵坐标偏移量。
9.根据权利要求1-8任一项所述的曝光方法，其特征在于，所述根据各所述基板的映射关系对曝光图形变换处理，以使变换后的曝光图形呈现到与各所述基板相对应的位置进行曝光，包括：
根据各所述基板的映射关系对各所述基板的曝光图形的边界变换处理，得到曝光镜头的总曝光区域；
根据所述多个基板在所述平台上的布局，将所述多个基板的曝光图形拼接成总曝光图形；
根据各所述基板的映射关系对所述总曝光图形变换处理，获取所述总曝光图形变换处理后的世界坐标数据；
根据所述世界坐标数据，利用与所述曝光镜头对应的分图服务器对所述总曝光图形进行栅格化处理；
根据所述总曝光区域以及所述曝光镜头间的位置关系，驱动所述曝光镜头同时对所述多个基板进行曝光。
10.根据权利要求1-8任一项所述的曝光方法，其特征在于，所述相机具有多个，并在所述多个相机中设置基准相机，以所述基准相机所处的初始位置为所述世界坐标系的原点。
11.一种曝光系统，使用如权利要求1-9任一项所述的曝光方法对多块基板同时曝光，其特征在于，所述相机具有多个，且在所述多个相机中设置有基准相机，并以所述基准相机所处的初始位置为所述世界坐标系的原点。
CN202010913465.1A 2020-09-03 2020-09-03 曝光方法及曝光系统 Active CN111999990B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010913465.1A CN111999990B (zh) 2020-09-03 2020-09-03 曝光方法及曝光系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010913465.1A CN111999990B (zh) 2020-09-03 2020-09-03 曝光方法及曝光系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111999990A true CN111999990A (zh) 2020-11-27
CN111999990B CN111999990B (zh) 2022-04-01

Family

ID=73465205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010913465.1A Active CN111999990B (zh) 2020-09-03 2020-09-03 曝光方法及曝光系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111999990B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114200787A (zh) * 2021-12-31 2022-03-18 中山新诺科技股份有限公司 一种提高数字化激光直写曝光机分区对位效率的方法
WO2024000708A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 深圳凯世光研股份有限公司 工件批量曝光方法及设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108762007A (zh) * 2018-06-05 2018-11-06 苏州源卓光电科技有限公司 一种提高曝光产能直写光刻机构及其曝光方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108762007A (zh) * 2018-06-05 2018-11-06 苏州源卓光电科技有限公司 一种提高曝光产能直写光刻机构及其曝光方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邹非: "ITO膜激光精密刻蚀系统的控制软件研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114200787A (zh) * 2021-12-31 2022-03-18 中山新诺科技股份有限公司 一种提高数字化激光直写曝光机分区对位效率的方法
CN114200787B (zh) * 2021-12-31 2023-09-15 中山新诺科技股份有限公司 一种提高数字化激光直写曝光机分区对位效率的方法
WO2024000708A1 (zh) * 2022-06-29 2024-01-04 深圳凯世光研股份有限公司 工件批量曝光方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN111999990B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111536902B (zh) 一种基于双棋盘格的振镜扫描系统标定方法
CN104199257B (zh) 一种精密定位平台绝对定位精度的测量及补偿方法
CN101576715B (zh) 一种微观成像系统的标定方法
JP5873030B2 (ja) パターンを整列させる方法及び装置
CN111999990B (zh) 曝光方法及曝光系统
CN102207689B (zh) 一种直写式光刻机的对准系统及对位标记精度提取方法
CN109870883B (zh) 一种用于直写式曝光机的标定板的位置补偿方法
US20110075145A1 (en) Alignment system for optical lithography
CN113467203B (zh) 利用相机对平台进行对位的方法、对位装置及直接成像光刻设备
CN101276151A (zh) 一种测量晶圆表面平整度的方法及装置
CN109916342A (zh) 一种定位平台直线度测量系统及方法
CN102608870B (zh) 波像差测量装置及其测量方法
CN101135859A (zh) 透射对准标记组合及光刻装置的对准方法
CN106371298B (zh) Ldi内层对位方法及系统
JP2022078075A (ja) 露光システムアライメントおよび較正方法
CN102692820B (zh) 一种测量投影物镜畸变的装置及方法
CN112950724A (zh) 丝印视觉标定方法及装置
CN102466977A (zh) 用于测量投影物镜畸变的标记结构及方法
CN202582486U (zh) 全自动多相机丝网印刷设备的定位基准标定装置
CN116485918B (zh) 一种标定方法、系统及计算机可读存储介质
CN111308868B (zh) 一种直写曝光机的对位补偿方法
CN110286566B (zh) 一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法
JP5691264B2 (ja) 露光装置
CN114518695A (zh) 一种双面曝光系统的校正方法和曝光方法
CN115415677B (zh) 激光打标方法、设备、控制系统和计算机可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 215000 Room 102, building C5, Ting LAN lane, Suzhou Industrial Park, Jiangsu, China, 192

Patentee after: Yuanzhuo Micro Nano Technology (Suzhou) Co.,Ltd.

Address before: 215000 Room 102, building C5, Ting LAN lane, Suzhou Industrial Park, Jiangsu, China, 192

Patentee before: ADVANCED MICRO OPTICS.INC