光刻设备的对准运动台和光轴Z轴垂直度校准方法、装置、设备及存储介质与流程

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：

1、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。

技术实现思路

1、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：

2、晶圆设置标记点，视场中心对准标记点；

3、晶圆移动时，获取晶圆的移动量△z；

4、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；

5、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：

6、

7、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；

8、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；

9、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’；

10、采用以下公式计算对准相机光轴偏角β，完成校准：

11、

12、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：

13、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。

14、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：

15、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’。

16、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：

17、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。

18、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：

19、预设预设的收敛阈值t、变化率阈值ε；

20、计算第t次迭代时标记点在视场中的位移变化量δs(t)：

21、δs(t)＝|s(t)-s(t-1)|

22、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)：

23、δs_rate(t)＝(d/dt)δs(t)/δs(t-1)

24、计算第t次迭代时的指数加权平均变化率ewmδs_rate(t)：

25、ewmδs_rate(t)＝α*δs_rate(t)+(1-α)*ewmδs_rate(t-1)

26、其中，α为指数加权因子，0<α<1；

27、计算前k次迭代的位移量均值s_avg；

28、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。

29、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：

30、晶圆移动模块，用于移动晶圆；

31、对准运动台移动模块，用于移动对准运动台；

32、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；

33、数据处理模块，所述数据处理模块执行以下功能：

34、晶圆移动时，获取晶圆的移动量△z；

35、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；

36、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：

37、

38、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；

39、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；

40、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’；

41、采用以下公式计算对准相机光轴偏角β，完成校准：

42、

43、作为一种优选的技术方案，所述校准装置还包括：

44、实时运动传感器，用于获取对准运动台和晶圆位移数据；

45、实时校准模块，所述实时校准模块执行以下功能：

46、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；

47、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；

48、实时更新标记点的位置坐标；

49、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；

50、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；

51、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。

52、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。

53、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。

54、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。