一种适用于无掩模光刻机的对准方法

摘要

本发明提出了一种适用于无掩模光刻机的对准方法。光电耦合成像器件通过工件台的平移来采集硅片上的两个及以上的对准标记，应用图像处理方法确定采集选择的对准标记相对载物台坐标的位置，由于采集到的标记图像相对硅片坐标的位置是已知的，可以建立载物台坐标系同硅片坐标系之间的变换关系方程。应用相应的对准方法求解出放置的硅片相对于首次曝光的位置，通过载片台的旋转和工件台的平移补偿来实现光刻对准过程。

主权项

一种适用于无掩模光刻机的对准方法，其特征在于：所述的无掩模光刻机的对准方法是硅片上的标记(6)经第一转向棱镜(1)和第二转向棱镜(3)转向后通过聚光镜(4)成像在光电耦合成像器件(5)的成像靶面上，经过图像处理确定采集到的标记相对载物台(9)的坐标位置一，通过承片台(7)的旋转和工件台(8)的移动能够采集到除标记(6)以外的其他标记并确定其相对载物台坐标的位置二，由于采集到的标记图像相对硅片坐标的位置是已知的，能够建立载物台坐标系同硅片坐标系之间的变换关系，应用坐标变换公式推导出所放硅片同首次曝光位置的偏移量及旋转角度，通过工件台平移及载片台旋转补偿实现套刻对准；其具体操作步骤包括：步骤S1：工件台平移到一个预定的标记位置，光电耦合成像器采集第一个对准标记，并计算其相对于载物台的坐标；步骤S2：工件台平移到另一个预定的标记位置，光电耦合成像器采集第二个对准标记，并计算其相对于载物台的坐标；步骤S3：根据计算求得的两个对准标记在载物台中的位置，建立硅片坐标系同载物台坐标系之间的坐标变换方程，推导出所放硅片同首次曝光位置的偏移量及旋转角度，如果求解失败，则重复步骤S1；步骤S4：应用求得的偏移量替换上次求得的偏移量，如果此次为第一次求得，则替换预设的偏移量值；步骤S5：按得到的旋转角度θ转动硅片台，之后重复步骤S1，直至旋转角度θ小于设定的阈值时为止；其中设定的阈值为系统管理员根据具体需要设定的；所述步骤S3中，选取硅片上标记B1，标记B2两个标记点，由于标记B1和标记B2在硅片坐标系中的坐标为已知的，分别为B1(X1’,Y1’)，B2(X2’,Y2’)，硅片坐标系原点O与工件台坐标系原点的偏移量是X₀₀,Y₀₀；其中偏移量X₀₀,Y₀₀经过系统标定确定；由此可以获得对准标记B1和对准标记B2在载片台坐标系内的坐标B1(X1,Y1),B2(X2,Y2)；X1＝X1’+X₀₀,Y1＝Y1’+Y₀₀,X2＝X2’+X₀₀,Y2＝Y2’+Y₀₀其中X1为对准标记B1在工件台坐标系内的X轴坐标值，Y1为对准标记B1在工件台坐标系内的Y轴坐标值，X2为对准标记B2在工件台坐标系内的X轴坐标值，Y2为对准标记B2在工件台坐标系内的Y轴坐标值，X₀₀为硅片坐标原点在工件台坐标系内的X轴坐标值，Y₀₀为硅片坐标原点在工件台坐标系内的Y轴坐标值；根据实际测得的对准标记B1(X11,Y11)，B2(X21,Y21)和对准标记B1和对准标记B2的在硅片坐标系中的位置(X1’,Y1’)，(X2’,Y2’)，推导出以下方程：$\left\{\begin{array}{c}X11={X_{00}}^{\prime }+{X1}^{\prime }\cos \theta -Y^{\prime }1\sin \theta \\ Y11={Y_{00}}^{\prime }+{X1}^{\prime }\sin \theta +Y^{\prime }1\cos \theta \\ X21={X_{00}}^{\prime }+{X2}^{\prime }\cos \theta -Y^{\prime }2\sin \theta \\ Y21={Y_{00}}^{\prime }+{X2}^{\prime }\sin \theta +Y^{\prime }2\cos \theta \end{array}\right.$式中X11为对准标记B1在载物台坐标系内实际测得的X坐标值，Y11为对准标记B1在载物台坐标系内实际测得的Y坐标值，X21为对准标记B2在载物台坐标系内实际测得的X坐标值，Y21为对准标记B2在载物台坐标系内实际测得的Y坐标值，X₀₀’为硅片坐标原点在载物台坐标系内的X坐标相对值，Y₀₀’为硅片坐标原点在载物台坐标系内的Y坐标相对值；θ为硅片坐标系相对载物台坐标系的旋转角度；由以上公式可以初步计算出硅片坐标系与载物台坐标系之间的平移X₀₀’，Y₀₀’和旋转角度θ；如果方程无解，则重复步骤S1，重新选取对准标记点。