双向扫描的拼接错位补偿方法和无掩膜光刻设备与流程

本发明涉及光刻技术领域，尤其是涉及一种基于双向扫描的拼接错位补偿方法和无掩膜光刻设备。

背景技术：

无掩膜光刻是利用空间光调制器将曝光图像转移到感光材料上成像的技术。扫描式曝光时采用平台匀速运动并以一定的扫描步长刷新图形的方式实现条带扫描曝光，在扫描过程中，扫描方式可以分为单向扫描和双向扫描，双向扫描平台是按照蛇形方式运动，由于其具有较高的产能，以成为主流形式。

但是，在双向扫描过程中，由于曝光出图存在延时，造成拼接处扫描方向错位，影响曝光图形解析，特别是对于横线解析。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于双向扫描的拼接错位补偿方法，该方法可以减少扫描拼接错位，提高曝光图像解析质量。

本发明的第二个目的在于提出一种无掩膜光刻设备。

为了达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种基于双向扫描的拼接错位补偿方法，该方法包括：获取扫描速度；根据所述扫描速度计算正向扫描延时距离和反向扫描延时距离；根据所述正向扫描延时距离调整正向扫描理论起始点坐标以获得正向扫描起始点坐标，以及，根据所述反向扫描延时距离调整反向扫描理论起始点坐标以获得反向扫描起始点坐标；根据所述正向扫描起始点坐标获得正向扫描曝光数据，以及根据所述反向扫描起始点坐标获得反向扫描曝光数据；将所述正向扫描曝光数据和所述反向扫描曝光数据进行拼接。

根据本发明实施例的基于双向扫描的拼接错位补偿方法，在不同扫描速度下，得到对应的正向扫描延时距离和反向扫描延时距离，调整正向扫描理论起始点坐标和反向扫描理论起始点坐标，即通过对扫描理论起始点坐标进行调整，补偿因曝光出图延时造成曝光图像在扫描方向上的位置偏移，使得正向扫描曝光图像起始点与反向扫描曝光图像结束点在步进方向上能够对齐，从而可以避免曝光数据拼接错位，提高曝光图形的解析质量。

在一些实施例中，根据所述扫描速度计算正向扫描延时距离包括：；根据所述扫描速度和所述正向延时时间计算所述正向扫描延时距离；

在一些实施例中，根据所述扫描速度计算反向扫描延时距离包括：；根据所述扫描速度和所述反向延时时间计算所述反向扫描延时距离。

在一些实施例中，根据所述正向扫描延时距离调整正向扫描理论起始点坐标以获得正向扫描起始点坐标包括：将所述正向扫描理论起始点坐标减去所述正向扫描延时距离，以获得所述正向扫描起始点坐标。

在一些实施例中，根据所述反向扫描延时距离调整反向扫描理论起始点坐标以获得反向扫描起始点坐标包括：将所述反向扫描理论起始点坐标加上所述反向扫描延时距离，以获得所述反向扫描起始点坐标。

为了达到上述目的，本发明的第二个目的在于提出一种无掩膜光刻设备，该设备包括：移动平台、主控制器和平台控制器，主控制器与所述平台控制器通信连接，所述主控制器用于上面实施例所述的基于双向扫描的拼接错位补偿方法，并发送控制指令给所述平台控制器，所述平台控制器根据所述控制指令控制所述移动平台移动。

根据本发明实施例的无掩膜光刻设备，通过主控制器实现上面实施例提到的双向扫描拼接错位补偿方法，并发送控制指令给平台控制器，平台控制器根据控制指令控制移动平台移动，通过补偿正反向起始点坐标，解决了由于曝光延时而造成的扫描方向上的拼接错位，从而提高曝光图形解析质量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的基于双向扫描的拼接错位补偿方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的双向扫描的曝光数据出现错位的拼接示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的双向扫描的曝光数据调整后拼接的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的无掩膜光刻设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1描述本发明第一方面实施例的基于双向扫描的拼接错位补偿方法，如图1所示，本发明实施例的基于双向扫描的拼接错位补偿方法至少包括步骤s1-步骤s5。

步骤s1，获取扫描速度。

具体地，扫描速度可以根据光刻设备在进行无掩膜光刻时的实际需要进行设定，例如可以将光刻设备的扫描速度设为200mm/s或者400mm/s。

步骤s2，根据扫描速度和扫描延时时间计算正向扫描延时距离和反向扫描延时距离。

具体地，双向扫描曝光时，扫描平台按照蛇形方式运动，例如图2所示，扫描平台从1到2再到3按照箭头方向以蛇形方式运动，在实施例中，可以将按照1中箭头方向的扫描为正向扫描，将按照2中箭头方向的扫描为反向扫描。当然，也可以将按照1中箭头方向的扫描为反向扫描，将按照2中箭头方向的扫描为正向扫描。

由于曝光出图存在延时，在实施例中，可以将正向扫描时，从扫描起始点到曝光出图之间的距离，或者，扫描结束点到曝光出图结束点之间的距离例如图2中的d1，称之为正向扫描延时距离，可以将反向扫描时，从扫描结束点到曝光出图结束点之间的距离，或者，从扫描起始点到曝光出图之间的距离例如图2中的d2，称之为反向扫描延时距离。

正向扫描延时距离和反向扫描延时距离均与扫描速度有关，扫描速度越大则延时距离越大，例如，在扫描速度为200mm/s或者400mm/s时，可以通过计算得到正向扫描延时距离例如d1，反向扫描延时距离例如d2。

步骤s3，根据正向扫描延时距离调整正向扫描理论起始点坐标以获得正向扫描起始点坐标，以及，根据反向扫描延时距离调整反向扫描理论起始点坐标以获得反向扫描起始点坐标。

具体地，正向扫描理论起始点和反向理论起始点可以是预先设定，如图3所示，正向扫描理论起始点坐标例如p1，在p1位置处开始扫描，由于存在曝光出图延时，会造成拼接扫描方向出现错位，为了避免因曝光延时造成的错位，需要对正向理论起始点的坐标p1进行调整，即基于正向扫描延时距离d1对正向扫描理论起始点p1的坐标进行调整，得到正向扫描起始点坐标例如sp1。同理地，基于反向扫描延时距离d2对反向扫描理论起始点p2的坐标进行调整，得到反向扫描起始点坐标例如sp2，从而可以使得正向扫描出图开始位置与反向扫描出图结束位置能够对齐。

步骤s4，根据正向扫描起始点坐标获得正向扫描曝光数据，以及根据反向扫描起始点坐标获得反向扫描曝光数据。

具体地，如图2所示，在正向扫描起始点坐标sp1处开始扫描得到的正向扫描曝光数据中可以看出，将正向扫描理论起始点坐标p1和反向扫描理论起始点坐标p2进行调整，使正向曝光出图起始点和反向曝光出图结束点在步进方向上对齐，从而可以避免曝光出图延时而造成曝光数据在扫描方向处的拼接错位。

步骤s5，将正向扫描曝光数据和反向扫描曝光数据进行拼接。

具体地，由图3可知，对理论扫描起始点坐标进行调整后，正向扫描曝光数据和反向扫描曝光数据的拼接错位接近0um，即正向扫描和反向扫描均没有出现曝光出图延时，在扫描方向上拼接处没有出现错位，此时，可将正向扫描数据和反向扫描数据进行拼接，得到质量良好的曝光图形。

根据本发明实施例的基于双向扫描的拼接错位补偿方法，在不同扫描速度下，得到对应的正向扫描延时距离和反向扫描延时距离，调整正向扫描理论起始点坐标和反向扫描理论起始点坐标，即通过对扫描理论起始点坐标进行调整，补偿因曝光出图延时造成曝光图像在扫描方向上的位置偏移，使得正向扫描曝光图像起始点与反向扫描曝光图像结束点在步进方向上能够对齐，从而可以避免曝光数据拼接错位，提高曝光图形的解析质量。

在一些实施例中，根据扫描速度计算正向扫描延时距离包括：；根据扫描速度和正向延时时间计算所述正向扫描延时距离。

具体地，正向扫描延时距离与扫描速度v正相关，即扫描速度越大，正向扫描延时距离d1越大。当扫描速度v＝200mm/s或者v＝400mm/s，正向扫描延时时间t1＝8us时，正向扫描延时距离d1＝v*t1即d1＝1.6um或者d1＝3.2um。其中，正向扫描延时时间t1通常为固定值。

在一些实施例中，根据扫描速度计算反向扫描延时距离包括：，根据扫描速度和反向延时时间计算反向扫描延时时间。

具体地，反向扫描延时距离d2与扫描速度v也为正相关，扫描速度越大，反向扫描距离d2越大。以扫描速度v＝200mm/s或者v＝400mm/s，反向扫描延时时间t2＝8us为例，反向扫描延时距离d2＝v*t2即d2＝1.6um或者d2＝3.2um。其中，反向扫描延时时间t2通常为固定值。

在一些实施例中，根据正向扫描延时距离调整正向扫描理论起始点坐标以获得正向扫描起始点坐标包括：将正向扫描理论起始点坐标减去正向扫描延时距离，以获得正向扫描起始点坐标。

具体地，当正向扫描理论起始点坐标p1取0mm时，正向扫描起始点坐标sp1＝p1-d1，即当p1＝0mm、d1＝1.6um时，sp1＝-0.0016mm；当p1＝0mm、d1＝3.2um时，sp1＝-0.0032mm。

在一些实施例中，根据反向扫描延时距离调整反向扫描理论起始点坐标以获得反向扫描起始点坐标包括：将反向扫描理论起始点坐标加上反向扫描延时距离，以获得反向扫描起始点坐标。

具体地，当反向扫描理论起始点坐标p2取100mm时，反向扫描起始点坐标sp2＝p2+d2，即当p2＝100mm、d2＝1.6um时，sp2＝100.0016mm；当p2＝100mm、d2＝3.2um时，sp2＝100.0032mm。若不对正反向扫描理论起始点坐标调整，如图2所示，正反向拼接错位的距离例如d＝d1+d2。

通过在不同扫描速度下，调整正向扫描理论起始点坐标p1和反向扫描理论起始点坐标p2，即对理论起始点坐标进行补偿，使不同速度下的拼接错位趋于一致，解决扫描方向上的错位拼接问题。

概括来说，根据本发明实施例的基于双向扫描的拼接错位补偿方法，在不同扫描速度下，得到对应的正向扫描延时距离和反向扫描延时距离，调整正向扫描理论起始点坐标和反向扫描理论起始点坐标，即通过对扫描理论起始点坐标进行调整，补偿因曝光出图延时造成曝光图像在扫描方向上的位置偏移，使得曝光图像在步进方向上能够对齐，从而可以避免曝光数据拼接错位，提高曝光图形的解析质量。

下面参照附图描述根据本发明第二方面实施例的无掩膜光刻设备。

图4是根据本发明一个实施例的无掩膜光刻设备的框图，如图4所示，本发明实施例的无掩膜光刻设备10包主控制器120和平台控制器130、移动平台140。

其中，主控制器120与平台控制器130通信连接，主控制器120用于执行上面实施例提到的基于双向扫描的拼接错位补偿方法，并发送控制指令给平台控制器130，平台控制器130根据控制指令控制移动平台140移动。

具体地，无掩膜光刻设备10一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序，即光刻设备发出的光通过具有图像的光照对光刻胶的薄片曝光，光刻胶会在光的作用下发生性质变化，使光罩上的图形复印到薄片上，从而使薄片具有电子线路图的作用。即光刻的作用，类似照相机照相。

根据本发明实施例的无掩膜光刻设备10，通过主控制器120执行上面实施例提到的双向扫描拼接错位补偿方法，并发送控制指令给平台控制器130，平台控制器130根据控制指令控制移动平台140移动，通过补偿正反向起始点坐标，得到的正向扫描起始点坐标和反向扫描起始点坐标，解决了由于曝光延时而造成的扫描方向上的拼接错位，从而提高影响曝光图形解析质量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。