CN116931393A - 光刻设备的对准运动台和光轴z轴垂直度校准方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

光刻设备的对准运动台和光轴z轴垂直度校准方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光刻设备领域,公开了一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法、装置、设备及存储介质。该方法包括:晶圆设置标记点,视场中心对准标记点;晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校。本发明采用被校模块本身作为测校模块,通过控制对准运动台模块和对准相机模块作为测校模块,通过机器视觉算法对标记位移和方向判别可计算出运动台Z轴和对准相机光轴的偏转角度和方向,对于运动台Z轴的校准精度可达1.15μrad,对准相机光轴校准精度可达约575μrad。

Description

光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法、装置、设 备及存储介质
技术领域
本发明涉及光刻设备领域,尤其涉及一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
半导体光刻设备的制程的降低带来光刻设备的复杂和精密程度的大幅提升,测试校准作为贯穿光刻设备研发设计全过程中的重要流程。现有的测校设备存在体积庞大、设备复杂且成本高昂。需要一种全新的测校方法,解决光刻设备的校准复杂和高成本问题。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有技术中光刻设备的校准复杂和高成本的问题。本发明第一方面提供了一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,所述光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法包括:
晶圆设置标记点,视场中心对准标记点;
晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;
采用以下公式计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校:
对在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记点成像,使得标记点位于视场中心;
保持对准相机动作不变,移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限,获取对准运动台高度变化量△h;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’;
采用以下公式计算对准相机光轴偏角β,完成校准:
作为一种优选的技术方案,所述标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s,包括:
获取视场初始图像数据,得到标记点初始坐标;获取视场晶圆移动后图像数据,得到晶圆移动后标记点坐标;根据标记点初始坐标和晶圆移动后标记点坐标,计算得到标记点在视场的位移量s。
作为一种优选的技术方案,所述标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’,包括:
获取视场初始图像数据,得到标记点初始坐标;获取视场对准运动台移动后图像数据,得到对准运动台移动后标记点坐标;根据标记点初始坐标和对准运动台移动后标记点坐标,计算得到标记点在视场的位移量s’。
作为一种优选的技术方案,所述校准方法还包括实时校准步骤:
配置相机视觉系统,获取视场的图像数据,所述图像数据中包含晶圆和标记点;连接对准运动台和晶圆的实时运动传感器,得到对准运动台和晶圆位移数据;对获取的图像数据进行特征识别,得到晶圆和标记点在图像中的位置,并确定标记点在视场中的初始位置坐标;通过不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量;实时更新标记点的位置坐标;利用标记点在视场中的位移量,计算出标记点在图像中的位移量,并根据标记点在视场的实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据;根据计算得到的方向和角度数据,对对准运动台进行实时调整;调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求,完成对准。
作为一种优选的技术方案,所述达到所需的精度要求的判断方法为:
预设预设的收敛阈值T、变化率阈值ε;
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移变化量Δs(t):
Δs(t)=|s(t)-s(t-1)|
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移量变化率Δs_rate(t):
Δs_rate(t)=(d/dt)Δs(t)/Δs(t-1)
计算第t次迭代时的指数加权平均变化率EWMΔs_rate(t):
EWMΔs_rate(t)=α*Δs_rate(t)+(1-α)*EWMΔs_rate(t-1)
其中,α为指数加权因子,0<α<1;
计算前k次迭代的位移量均值s_avg;
如果Δs(t)≤T且Δs(t-1)≤T且s(t)≤s_avg且EWMΔs_rate(t)≤ε,则认为对准已经完成。
另一方面,本发明还提供了一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准装置,所述校准装置包括:
晶圆移动模块,用于移动晶圆;
对准运动台移动模块,用于移动对准运动台;
相机视觉系统,用于获得晶圆和所述晶圆上标记点的图像数据,所述相机视觉系统具备焦深调节模块;
数据处理模块,所述数据处理模块执行以下功能:
晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;
采用以下公式计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校:
对在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记点成像,使得标记点位于视场中心;
保持对准相机动作不变,移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限,获取对准运动台高度变化量△h;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’;
采用以下公式计算对准相机光轴偏角β,完成校准:
作为一种优选的技术方案,所述校准装置还包括:
实时运动传感器,用于获取对准运动台和晶圆位移数据;
实时校准模块,所述实时校准模块执行以下功能:
对获取的图像数据进行特征识别,得到晶圆和标记点在图像中的位置,并确定标记点在视场中的初始位置坐标;
通过不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量;
实时更新标记点的位置坐标;
利用标记点在视场中的位移量,计算出标记点在图像中的位移量,并根据标记点在视场的实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据;
根据计算得到的方向和角度数据,对对准运动台进行实时调整;
调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求,完成对准。
本发明第三方面提供了一种电子设备,包括:存储器和至少一个处理器,所述存储器中存储有指令,所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连;所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令,以使得所述电子设备执行上述的如上所述的光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法。
本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述的如上所述的光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法。
本发明采用被校模块本身作为测校模块,通过控制对准运动台模块和对准相机模块作为测校模块,通过机器视觉算法对标记唯一和方向判别可计算出运动台Z轴和对准相机光轴的偏转角度和方向,采用了本发明的实时校准功能后,对于运动台Z轴的校准精度可达1.15μrad,对准相机光轴校准精度可达575μrad。
附图说明
图1为对准运动台及光轴的Z轴垂直度校准模块示意图;
图2为对准运动台及光轴的Z向垂度校准原理图。
具体实施方式
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”或“具有”及其任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为便于理解,下面对本发明实施例的具体流程进行描述,请参阅图1,本发明实施例中光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法的第一个实施例包括:
一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,所述光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法包括:
晶圆设置标记点,视场中心对准标记点;
晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;
采用以下公式计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校:
对在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记点成像,使得标记点位于视场中心;
保持对准相机动作不变,移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限,获取对准运动台高度变化量△h;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’;
采用以下公式计算对准相机光轴偏角β,完成校准:
如图1和2,本方法的校准原理如下:对于对准运动台,如图2(a)所示,第一次对准时,视场中心在W1平面的n0点处,当晶圆台向下移动时,由于运动台偏角α的存在,使得在移动后标记点在视场中的位置发生了偏移,位移量为s,可以通过对准相机图像中的位置变化读出,另外也可利用抓取图像判断对准运动台Z轴偏转的方向。晶圆台向下的移动量为△Z,由平行四边形法则可以看出,n0n1的长度等于对准运动台在真实Z轴pq1轴上的位移量,此位移量在对准运动台控制系统中是可读量。可以由这三个已知量构成的三角形关系得出对准运动台的Z轴相对于标准Z轴的偏角。如公式1所示:
对于对准相机光轴来说,如图2(b)所示,在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,此时默认对准运动台Z轴与晶圆台的Z轴平行,对于相机来讲,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记成像点n0,此时保持对准相机动作不变,向下移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限。此时,标记的位移量s’可以在图像中获得,根据图2(b)所示的平行四边形关系,可以得出位移量s’、高度变化量△h和对准相机光轴偏角β的关系,如公式2所示:
式2所示:
作为一种优选的实施方式,所述标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s,包括:
获取视场初始图像数据,得到标记点初始坐标;获取视场晶圆移动后图像数据,得到晶圆移动后标记点坐标;根据标记点初始坐标和晶圆移动后标记点坐标,计算得到标记点在视场的位移量s。具体地:
获取视场初始图像数据,得到标记点的初始坐标(x1,y1)。
进行晶圆移动操作后,获取视场晶圆移动后的图像数据,得到晶圆移动后标记点的坐标(x2,y2)。
计算标记点在视场中的位移量s,可以使用以下公式:
s=sqrt((x2-x1)^2+(y2-y1)^2)
作为一种优选的实施方式,所述标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’,包括:
获取视场初始图像数据,得到标记点初始坐标;获取视场对准运动台移动后图像数据,得到对准运动台移动后标记点坐标;根据标记点初始坐标和对准运动台移动后标记点坐标,计算得到标记点在视场的位移量s’。
获取视场初始图像数据,得到标记点的初始坐标(x1,y1)。
进行对准运动台移动操作后,获取对准运动台移动后的图像数据,得到对准运动台移动后标记点的坐标(x3,y3)。
计算标记点在视场中的位移量s',可以使用以下公式:
s'=sqrt((x3-x1)^2+(y3-y1)^2)
作为一种优选的实施方式,所述校准方法还包括实时校准步骤:
配置相机视觉系统,获取视场的图像数据,所述图像数据中包含晶圆和标记点;连接对准运动台和晶圆的实时运动传感器,得到对准运动台和晶圆位移数据;对获取的图像数据进行特征识别,得到晶圆和标记点在图像中的位置,并确定标记点在视场中的初始位置坐标;通过不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量;实时更新标记点的位置坐标;利用标记点在视场中的位移量,计算出标记点在图像中的位移量,并根据标记点在视场的实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据;根据计算得到的方向和角度数据,对对准运动台进行实时调整;调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求,完成对准。
配置相机视觉系统:
确保相机和视觉系统能够获取视场的图像数据,并能识别出晶圆和标记点的位置。
将相机与对准运动台和晶圆的实时运动传感器连接,以获取对准运动台和晶圆的位移数据。
特征识别和初始位置确定:
对获取的图像数据进行特征识别,找到晶圆和标记点在图像中的位置。
确定标记点在视场中的初始位置坐标,并记录下来。
计算标记点在视场中的位移量:
不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量△s。
实时更新标记点的位置坐标。
计算标记点在图像中的位移量和对准运动台调整:
利用标记点在视场中的位移量△s,计算标记点在图像中的位移量△p。假设相机视场的中心为(xc,yc),标记点在视场中的位置为(xm,ym),则位移量△p的计算为:
△p=(xm-xc,ym-yc)
根据标记点在图像中的位移量△p和实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据α和β。
对准运动台实时调整:
根据计算得到的方向和角度数据α和β,对对准运动台进行实时调整。
循环调整和收敛判定:
调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求。
在每次迭代中,通过收敛判定条件来判断是否完成对准。可以使用之前提到的复杂的数学公式进行判定。
完成对准:
当收敛判定条件满足,即达到所需的精度要求时,认为对准已经完成。
作为一种优选的实施方式,达到所需的精度要求的判断方法为:
预设预设的收敛阈值T、变化率阈值ε;
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移变化量Δs(t):
Δs(t)=|s(t)-s(t-1)|
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移量变化率Δs_rate(t):
Δs_rate(t)=(d/dt)Δs(t)/Δs(t-1)
计算第t次迭代时的指数加权平均变化率EWMΔs_rate(t):
EWMΔs_rate(t)=α*Δs_rate(t)+(1-α)*EWMΔs_rate(t-1)
其中,α为指数加权因子,0<α<1;
计算前k次迭代的位移量均值s_avg;
如果Δs(t)≤T且Δs(t-1)≤T且s(t)≤s_avg且EWMΔs_rate(t)≤ε,则认为对准已经完成。
设置参数:
设定收敛阈值T,变化率阈值ε,以及指数加权因子α。
预先计算得到前k次迭代的位移量均值s_avg。
获取初始位置:
通过相机视觉系统和特征识别,获取初始图像数据,并确定标记点在视场中的初始位置坐标。
迭代对准:
不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移变化量Δs(t)。
利用导数计算标记点在视场中的位移量变化率Δs_rate(t)。
使用指数加权平均计算得到第t次迭代时的加权变化率EWMΔs_rate(t)。
判断是否满足收敛条件:
如果Δs(t)≤T且Δs(t-1)≤T且s(t)≤s_avg且EWMΔs_rate(t)≤ε,则认为对准已经完成。
如果不满足收敛条件,则继续调整对准运动台并重新获取图像数据和实时运动数据,继续下一次迭代。
对准完成:
当满足收敛条件时,认为对准已经完成,可以停止迭代调整。
假设我们开始对准时,标记点初始位于相机视场的右上方。通过迭代计算,当标记点逐渐移动到视场中心附近,位移量逐渐稳定,并且变化率逐渐趋于零时,满足收敛条件。此时,对准任务完成,标记点成功对准到了相机视场中心,相机视野中的标记点位移量已经小于等于预设的收敛阈值T,并且位移量的变化率在可接受范围内,对准任务顺利完成。
本发明采用被校模块本身作为测校模块,通过控制对准运动台模块和对准相机模块作为测校模块,通过机器视觉算法对标记唯一和方向判别可计算出运动台Z轴和对准相机光轴的偏转角度和方向,通过对比发现,采用了本发明的实时校准功能后,对于运动台Z轴的校准精度可达1.15μrad,校准精度提升了355%。对准相机光轴校准精度可达575μrad,校准精度提升了410%。
本发明还提供了一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准装置,所述校准装置包括:
晶圆移动模块,用于移动晶圆;
对准运动台移动模块,用于移动对准运动台;
相机视觉系统,用于获得晶圆和所述晶圆上标记点的图像数据,所述相机视觉系统具备焦深调节模块;
数据处理模块,所述数据处理模块执行以下功能:
晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;
采用以下公式计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校:
对在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记点成像,使得标记点位于视场中心;
保持对准相机动作不变,移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限,获取对准运动台高度变化量△h;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’;
采用以下公式计算对准相机光轴偏角β,完成校准:
作为一种优选的技术方案,所述校准装置还包括:
实时运动传感器,用于获取对准运动台和晶圆位移数据;
实时校准模块,所述实时校准模块执行以下功能:
对获取的图像数据进行特征识别,得到晶圆和标记点在图像中的位置,并确定标记点在视场中的初始位置坐标;
通过不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量;
实时更新标记点的位置坐标;
利用标记点在视场中的位移量,计算出标记点在图像中的位移量,并根据标记点在视场的实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据;
根据计算得到的方向和角度数据,对对准运动台进行实时调整;
调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求,完成对准。
达到所需的精度要求的判断方法为:
预设预设的收敛阈值T、变化率阈值ε;
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移变化量Δs(t):
Δs(t)=|s(t)-s(t-1)|
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移量变化率Δs_rate(t):
Δs_rate(t)=(d/dt)Δs(t)/Δs(t-1)
计算第t次迭代时的指数加权平均变化率EWMΔs_rate(t):
EWMΔs_rate(t)=α*Δs_rate(t)+(1-α)*EWMΔs_rate(t-1)
其中,α为指数加权因子,0<α<1;
计算前k次迭代的位移量均值s_avg;
如果Δs(t)≤T且Δs(t-1)≤T且s(t)≤s_avg且EWMΔs_rate(t)≤ε,则认为对准已经完成。
本发明的电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异,可以包括一个或一个以上处理器(central processing units,CPU)例如,一个或一个以上处理器)和存储器,一个或一个以上存储应用程序或数据的存储介质(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中,存储器和存储介质可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质的程序可以包括一个或一个以上模块,每个模块可以包括对电子设备中的一系列指令操作。更进一步地,处理器可以设置为与存储介质通信,在电子设备上执行存储介质中的一系列指令操作。
电子设备还可以包括一个或一个以上电源,一个或一个以上有线或无线网络接口,一个或一个以上输入输出接口,和/或,一个或一个以上操作系统,例如Windows Serve,Mac OS X,Unix,Linux,FreeBSD等等。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有指令,当指令在计算机上运行时,使得计算机执行光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,其特征在于,所述校准方法包括:
晶圆设置标记点,视场中心对准标记点;
晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;对准运动台位移量△L;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;
采用以下公式计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校:
对在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记点成像,使得标记点位于视场中心;
保持对准相机动作不变,移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限,获取对准运动台高度变化量△h;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’;
采用以下公式计算对准相机光轴偏角β,完成校准:
2.根据权利要求1所述的一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,其特征在于,所述标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s,包括:
获取视场初始图像数据,得到标记点初始坐标;
获取视场晶圆移动后图像数据,得到晶圆移动后标记点坐标;
根据标记点初始坐标和晶圆移动后标记点坐标,计算得到标记点在视场的位移量s。
3.根据权利要求1所述的一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,其特征在于,所述标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’,包括:
获取视场初始图像数据,得到标记点初始坐标;
获取视场对准运动台移动后图像数据,得到对准运动台移动后标记点坐标;
根据标记点初始坐标和对准运动台移动后标记点坐标,计算得到标记点在视场的位移量s’。
4.根据权利要求1所述的一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,其特征在于,所述校准方法还包括实时校准步骤:
配置相机视觉系统,获取视场的图像数据,所述图像数据中包含晶圆和标记点;
连接对准运动台和晶圆的实时运动传感器,得到对准运动台和晶圆位移数据;
对获取的图像数据进行特征识别,得到晶圆和标记点在图像中的位置,并确定标记点在视场中的初始位置坐标;
通过不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量;
实时更新标记点的位置坐标;
利用标记点在视场中的位移量,计算出标记点在图像中的位移量,并根据标记点在视场的实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据;
根据计算得到的方向和角度数据,对对准运动台进行实时调整;
调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求,完成对准。
5.根据权利要求4所述的一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法,其特征在于,所述达到所需的精度要求的判断方法为:
预设预设的收敛阈值T、变化率阈值ε;
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移变化量Δs(t):
Δs(t)=|s(t)-s(t-1)|
计算第t次迭代时标记点在视场中的位移量变化率Δs_rate(t):
Δs_rate(t)=(d/dt)Δs(t)/Δs(t-1)
计算第t次迭代时的指数加权平均变化率EWMΔs_rate(t):
EWMΔs_rate(t)=α*Δs_rate(t)+(1-α)*EWMΔs_rate(t-1)
其中,α为指数加权因子,0<α<1;
计算前k次迭代的位移量均值s_avg;
如果Δs(t)≤T且Δs(t-1)≤T且s(t)≤s_avg且EWMΔs_rate(t)≤ε,则认为对准已经完成。
6.一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准装置,其特征在于,所述校准装置包括:
晶圆移动模块,用于移动晶圆;
对准运动台移动模块,用于移动对准运动台;
相机视觉系统,用于获得晶圆和所述晶圆上标记点的图像数据,所述相机视觉系统具备焦深调节模块;
数据处理模块,所述数据处理模块执行以下功能:
晶圆移动时,获取晶圆的移动量△Z;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s;采用以下公式计算运动台偏角α,完成对准运动台Z轴平行度调校:
对在将对准运动台Z轴平行度调校完成后,选择对准相机最大焦深的下极限进行对标记点成像,使得标记点位于视场中心;
保持对准相机动作不变,移动对准运动台,使得标记成像在相机的焦深上极限,获取对准运动台高度变化量△h;
标记点在视场中的位置发生了偏移,计算得到标记点在视场的位移量s’;
采用以下公式计算对准相机光轴偏角β,完成校准:
7.根据权利要求6所述的一种光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准装置,其特征在于,所述校准装置还包括:
实时运动传感器,用于获取对准运动台和晶圆位移数据;
实时校准模块,所述实时校准模块执行以下功能:
对获取的图像数据进行特征识别,得到晶圆和标记点在图像中的位置,并确定标记点在视场中的初始位置坐标;
通过不断获取图像数据和实时运动数据,计算标记点在视场中的位移量;
实时更新标记点的位置坐标;
利用标记点在视场中的位移量,计算出标记点在图像中的位移量,并根据标记点在视场的实时矢量方向,计算对准运动台需要调整的方向和角度数据;
根据计算得到的方向和角度数据,对对准运动台进行实时调整;
调整后,重新获取图像数据和实时运动数据,继续循环进行计算和调整,直至达到所需的精度要求,完成对准。
8.一种电子设备,所述电子设备包括存储器和至少一个处理器,所述存储器中存储有指令;
所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令,以使得所述电子设备执行如权利要求1-5中任一项所述的光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法的各个步骤。
9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有指令,其特征在于,所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法的各个步骤。
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