倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及倾斜扫描式光刻机步进式曝光控制技术领域，具体是一种倾斜扫描式 光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法。
【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] 倾斜扫描式光刻技术在原有的光刻技术基础上增加了设备运行产能以及线宽精 度等关键指标，但是对于一些特殊需要仍然对一些图形进行步进式曝光，如Barcode、序列 号等。步进式曝光过程中，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步进式运动，将特征构图投射到基底表面的指定位置，各个视场 之间的二维拼接显得尤其重要。
[0004] 对于倾斜扫描式光刻机，由于图形发生器宽度方向与精密运动平台的X轴方向具 有一个已知的固定夹角，常规的正常图形发生器大小显示单色位图以及移动精密运动平台 已经不再适用，需要对单色位图进行特殊的处理。所以，如何对图形发生器中单色位图进行 处理，使得拼接区域保持良好的拼接效果就成了倾斜扫描式光刻机步进曝光功能中的主要 研究方向。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理 方法，以解决倾斜扫描式光刻机在使用单色位图进行步进式曝光时的二维拼接问题。
[0006] 本发明的技术方案为：
[0007] -种倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法，包括以下步骤：
[0008] (1)根据图形发生器视场大小以及图形发生器宽度方向与精密运动平台X轴方向 的夹角a，计算出待曝光图形每次拆分的单色位图大小；
[0009] (2)根据计算出的单色位图大小，将待曝光图形拆分成若干个单色位图，不足部分 以黑图填充；
[0010] ⑶将获得的单色位图以其中心为原点旋转角度a，并将旋转后的单色位图大小 扩展至图形发生器视场大小，得到若干个扩展单色位图；
[0011] (4)移动精密运动平台至起始曝光位置，查找与所述起始曝光位置对应的扩展单 色位图并发送到图形发生器中进行显示，完成所述起始曝光位置的曝光；
[0012] (5)将精密运动平台沿X轴方向步进一个单色位图宽度在精密运动平台X轴方向 的投影距离作为当前曝光位置，并完成所述当前曝光位置的曝光；
[0013](6)重复步骤（5)，直至待曝光图形的一行曝光完毕；
[0014] (7)将精密运动平台沿X轴方向回退到当前行的首个曝光位置，然后沿Y轴方向步 进一个单色位图高度在精密运动平台Y轴方向的投影距离作为新的一行的首个曝光位置， 并完成所述新的一行的首个曝光位置的曝光；重复步骤（5)~（6);
[0015] (8)重复步骤（7)，直至待曝光图形所拆分的单色位图全部曝光完毕。
[0016] 所述的倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法，步骤（1)中，所 述待曝光图形每次拆分的单色位图大小，采用以下公式计算：
[0017] ffs= (ff-H*tana)cosa
[0018]
[0019] 其中，W表示图形发生器视场宽度，也即图形发生器视场平行于图形发生器宽度方 向的像素点数量，H表示图形发生器视场高度，也即图形发生器视场平行于图形发生器高度 方向的像素点数量，Ws表示单色位图宽度，Hs表示单色位图高度，a表示图形发生器宽度 方向与精密运动平台X轴方向的夹角。
[0020] 所述的倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法，步骤（5)中，所 述单色位图宽度在精密运动平台X轴方向的投影距离，采用以下公式计算：
[0021] Xs=ps*Ws*Ls
[0022] 其中，Xs表示单色位图宽度Ws在精密运动平台X轴方向的投影距离，也即精密运 动平台沿X轴方向每次步进的步长，ps表示图形发生器像素矩阵中单个像素的边长，Ls表 示当前选用的缩影物镜的倍率。
[0023] 所述的倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法，步骤（7)中，所 述单色位图高度在精密运动平台Y轴方向的投影距离，采用以下公式计算：
[0024] Ys=ps*Hs*Ls
[0025] 其中，Ys表示单色位图高度Hs在精密运动平台Y轴方向的投影距离，也即精密运 动平台沿Y轴方向每次步进的步长，ps表示图形发生器像素矩阵中单个像素的边长，Ls表 示当前选用的缩影物镜的倍率。
[0026] 由上述技术方案可知，本发明解决了倾斜扫描式光刻机在步进式曝光过程中拼接 处无法正常拼接的问题，在拆分曝光图形时，根据图形发生器与精密运动平台的固定夹角 对曝光图形进行变换处理，通过控制精密运动平台将各个单色位图组合成一个完整的曝光 图形，使最终刻蚀后的图形在所有的拼接位置均达到良好的拼接效果，从而提高了倾斜扫 描式光刻机步进式曝光的质量。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明中图形发生器与精密运动平台方向关系图；
[0028] 图2是本发明中图形发生器显示单色位图时的示意图；
[0029] 图3是本发明中对拆分的单色位图进行处理过程图；
[0030] 图4是本发明实现软件拆分曝光图形的逻辑示意图（图中白色方框代表已曝光区 域）；
[0031] 图5是应用本发明的光刻系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0033] -种倾斜扫描式光刻机在步进式曝光时的二维拼接处理方法，包括以下步骤：
[0034] S1、根据图形发生器视场大小以及图形发生器与精密运动平台的夹角计算出待曝 光图形每次拆分的单色位图大小，如图1、图2所示：
[0035] ffs= (ff-H*tana)cosa
[0036]
[0037] 其中，Ws表不待曝光图形母次拆分的单色位图宽度，Hs表示待曝光图形每次拆分 的单色位图高度，W表示图形发生器视场宽度，H表示图形发生器视场高度，a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（由于图形发生器的宽度方向与高度方 向垂直，精密运动平台的X轴与Y轴垂直，所以图形发生器的高度方向与精密运动平台的Y 轴方向之间的夹角也是a)。
[0038] 注：图形发生器视场宽度W是指图形发生器视场平行于图形发生器宽度方向的像 素点数量，图形发生器视场高度H是指图形发生器视场平行于图形发生器高度方向的像素 点数量，因此，Ws、Hs实质上表达的也是像素点数量多少的含义。
[0039] S2、将当前待曝光图形拆分成多个宽度为Ws、高度为Hs的单色位图，不足部分以 黑图填充，如图3、图4所示。
[0040] S3、将步骤S2中获得的单色位图以中心为原点顺时针旋转角度a，并扩展该单色 位图大小至图形发生器视场大小，即宽度为W、高度为H，获得扩展单色位图，如图3、图4所 不。
[0041] 注：图1、图2中所示的图形发生器宽度方向平行于逆时针旋转了角度a后的精 密运动平台X轴方向，也即可以认为图形发生器宽度方向相对于精密运动平台X轴方向逆 时针旋转了角度a。
[0042] 如果图形发生器宽度方向相对于精密运动