一种直写式光刻机图形发生器的角度标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直写式光刻机控制技术领域，具体是一种直写式光刻机图形发生器的 角度标定方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 在直写曝光过程中，基底放置在精密运动平台的基底台上，通过处在光刻设备内 的曝光装置和精密运动平台的运动，将特征构图投射到基底表面的指定位置，为了实现高 精度曝光，对于图形发生器与精密运动平台X轴、Y轴方向之间角度的确定尤为重要。
[0004] 对于直写式光刻机，图形发生器与精密运动平台之间会有一个固定的角度，如果 该角度实际值与理论值之间存在偏差，则需要对偏差角度进行补偿。所以，如何对图形发生 器与精密运动平台X轴、Y轴方向之间的角度进行标定就成了直写式光刻机技术中的一个 重要研究方向。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种直写式光刻机图形发生器的角度标定方法，以解决直 写式光刻机图形发生器与精密运动平台正交坐标系X轴、Y轴方向之间的角度不易标定的 问题。
[0006] 本发明的技术方案为：
[0007] -种直写式光刻机图形发生器的角度标定方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将带有标记图形的掩膜版放置在基底上，所述基底安装在精密运动平台上；
[0009] (2)将所述标记图形置于CXD视场内，所述CXD平面与精密运动平台X轴、Y轴所 组成的平面在空间上平行；
[0010] (3)将精密运动平台分别沿X轴、Y轴方向移动一段固定距离，并使移动后的标记 图形仍处于CCD视场之内；
[0011] (4)分别计算出精密运动平台X轴方向与CCD宽度方向、精密运动平台Y轴方向与 C⑶高度方向之间的夹角；
[0012] (5)制作两个与图形发生器视场同等大小的单色位图，两个单色位图中均包含两 个标记图形，其中一个单色位图中的两个标记图形的中心点连线与图形发生器宽度方向平 行，另一个单色位图中的两个标记图形的中心点连线与图形发生器高度方向平行；所述图 形发生器平面与精密运动平台X轴、Y轴所组成的平面在空间上平行；
[0013] (6)分别将制作的两个单色位图发送到图形发生器中，并在基底上放置能够反射 照明光源的掩膜版；
[0014] (7)分别计算出图形发生器宽度方向与C⑶宽度方向、图形发生器高度方向与CXD 高度方向之间的夹角；
[0015] (8)采用以下公式，分别计算出图形发生器宽度方向与精密运动平台X轴方向、图 形发生器高度方向与精密运动平台Y轴方向之间的夹角：
[0016]
[0017]
[0018] 其中，θχ表示图形发生器宽度方向与精密运动平台X轴方向之间的夹角，θ 1χ表 示精密运动平台X轴方向与CCD宽度方向之间的夹角，θ 2χ表示图形发生器宽度方向与CCD 宽度方向之间的夹角；
[0019] Θ y表示图形发生器高度方向与精密运动平台Y轴方向之间的夹角，Θ ly表示精密 运动平台Y轴方向与CCD高度方向之间的夹角，Θ 2y表示图形发生器高度方向与CCD高度 方向之间的夹角。
[0020] 所述的直写式光刻机图形发生器的角度标定方法，步骤（4)中，所述精密运动平 台X轴方向与CCD宽度方向、精密运动平台Y轴方向与CCD高度方向之间的夹角，采用以下 公式计算：
[0021]
[0022]
[0023] 其中，θ 1χ表示精密运动平台X轴方向与(XD宽度方向之间的夹角，也即当精密运 动平台沿X轴方向移动时，CCD捕获的图像中标记图形所移动的路线与CCD宽度方向之间 的夹角，（X wl，ywl)、（Xw2，yw2)分别表示此时C⑶捕获的图像中标记图形的中心点移动前后在 精密运动平台正交坐标系内的位置坐标；
[0024] Θ ly表示精密运动平台Y轴方向与CXD高度方向之间的夹角，也即当精密运动平台 沿Y轴方向移动时，CCD捕获的图像中标记图形所移动的路线与CCD高度方向之间的夹角， (x hl，yhl)、（xh2, yh2)分别表示此时CCD捕获的图像中标记图形的中心点移动前后在精密运 动平台正交坐标系内的位置坐标。
[0025] 所述的直写式光刻机图形发生器的角度标定方法，步骤（7)中，所述图形发生器 宽度方向与CCD宽度方向、图形发生器高度方向与CCD高度方向之间的夹角，采用以下公式 计算：
[0026]
[0027]
[0028] 其中，θ 2χ表示图形发生器宽度方向与(XD宽度方向之间的夹角，也即当单色位图 中的两个标记图形的中心点连线与图形发生器宽度方向平行时，CCD捕获的图像中两个标 记图形的中心点连线与CCD宽度方向之间的夹角，（x wa，ywa)、（xwb，ywb)分别表示此时CCD捕 获的图像中两个标记图形的中心点在精密运动平台正交坐标系内的位置坐标；
[0029] 02y表示图形发生器高度方向与(XD高度方向之间的夹角，也即当单色位图中的 两个标记图形的中心点连线与图形发生器高度方向平行时，CCD捕获的图像中两个标记图 形的中心点连线与C⑶高度方向之间的夹角，（x ha，yha)、（xhb，yhb)分别表示此时CXD捕获的 图像中两个标记图形的中心点在精密运动平台正交坐标系内的位置坐标。
[0030] 由上述技术方案可知，本发明在标定过程中，首先借助精密运动平台计算CCD与 精密运动平台的夹角，再通过图形发生器投放图形并使用CCD进行观察，最终结合机器视 觉的方式计算出直写式光刻机图形发生器与精密运动平台X轴、Y轴方向之间的夹角，易于 实现，标定精度高。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明中投影光路以及C⑶观察光路模型图；
[0032] 图2是本发明中图形发生器、平台坐标系以及C⑶相对角度关系图；
[0033] 图3是本发明中对CCD宽度方向与平台X轴方向夹角的标定示意图；
[0034] 图4是本发明中对图形发生器宽度方向与CCD宽度方向夹角的标定示意图；
[0035] 图5是应用本发明的直写式光刻系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0037] 如图1~图4所示，一种直写式光刻机图形发生器的角度标定方法，包括以下步 骤：
[0038] S1、选用带有标记图形（Markl)的掩膜版（Maskl)放置在安装于精密运动平台上 的基底上，并保持固定。
[0039] S2、确保可以从CXD视场观察到标记图形（Markl)。
[0040] S3、精密运动平台分别沿X轴、Y轴方向移动一段固定距离，确保移动后的标记图 形（Markl)仍然在(XD视场之内。
[0041] S4、对C⑶视场内的标记图形（Markl)，通过机器视觉的方式计算出标记图形 (Markl)所移动的路线与CCD宽度方向以及CCD高度方向之间的夹角：
[0042]
[0043]
[0044] 其中，θ1χ表示当精密运动平台沿X轴方向移动时，C⑶捕获的图像中标记图形 (Markl)所移动的路线与CCD宽度方向之间的夹角，也即精密运动平台X轴方向与CCD宽 度方向之间的夹角，（x wl，ywl)、（xW2，yW2)分别表示此时C⑶捕获的图像中标记图形（Markl) 的中心点移动前后在精密运动平台正交坐标系内的位置坐标；
[0045] Θ ly表示当精密运动平台沿Y轴方向移动时，C⑶捕获的图像中标记图形（Markl) 所移动的路线与CCD高度方向之间的夹角，也即精密运动平台Y轴方向与CCD高度方向之 间的夹角，（xhl，yhl)、（xh2，yh2)分别表示此时C⑶捕获的图像中标记图形（Markl)的中心点 移动前后在精密运动平台正交坐标系内的位置坐标。
[0046] S5、制作两个与图形发生器视场同等大小的单色位图，制作的两个单色位图中均 包含两个标记图形（Mark2)，其中一个单色位图中的两个标记图形