CN111308868B - 一种直写曝光机的对位补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对位相机的校准方法，固定所述基板平台的位置，所述对位相机分别对所述标定板上的标定点进行X方向的数据检测，获得所述对位相机X方向移动实际测量值的数据，计算对位相机X方向的校准数据；根据所述对位相机抓取同一标定点的数据，获得所述对位相机相对的位置关系。位相机和基板平台都是以标定板为基准进行校准标定，不会把基板平台的误差引入到对位相机的校准中，结果更加准确。

Description

一种直写曝光机的对位补偿方法

技术领域

本发明涉及直写式曝光机技术领域，具体涉及一种对位相机的校准方法。

背景技术

曝光技术广泛应用于半导体和PCB生产领域，是制作半导体器件、芯片和PCB产品的工艺步骤之一，其用于在基底表面上印刷特征图形，最终获得依据电路设计所需的图形结构。传统的光刻技术需要制作掩膜的母版或者菲林底片进行曝光操作，制作周期长，且每一版对应单一图形，不能广泛应用。为解决传统曝光技术的问题，直写曝光机构应运而生，其利用数字光处理技术，通过可编程的数字反射镜装置实现编辑不同的所需的图形结构，能够快速切换图形，其不仅可以降低成本，还可以减少制程的时间，正广泛应用于光刻技术领域。

直写曝光机通常包括基板平台、对位机构和曝光机构，对位机构和曝光机构设于所述运动平台的上方，通过基板平台、对位机构和曝光机构的配合，实现对基板平台上的基板进行曝光操作。直写曝光机是高精密的机器设备，在投入使用前，需要对运动平台，对位机构等进行校准，提高机器运行的准确性。现有的对准方法中，通常采用先固定对位机构中对位相机的位置，在基板平台上放置标定板，将基板平台移动到标定点1位置，第一对位相机抓取标定点1，获得第一移动向量，第二对位相机移动抓取标定点1,获得第二移动向量，则第一对位相机与第二对位相机的位置关系为得到第一对位相机与第二对位相机的偏移误差值，然后通过移动基板平台，校准对位相机，移动运动平台运行的过程中，对位相机获取标定板的标记点，获得相应的数据，并对获得的数据进行处理获得X方向和Y方向的二维补偿值。上述方法中，基板平台以标定板进行校准，对位相机以基板平台进行校准，在对对位相机进行校准的过程中，会引入基板平台的误差，因此，其最终校准的准确度受限。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种准确度更高的校准方法。

其技术方案是这样的：一种对位相机的校准方法，其包括以下步骤：

(1)对位相机校准：固定所述基板平台的位置，所述对位相机分别对所述标定板上的标定点进行X方向的数据检测，获得所述对位相机X方向移动实际测量值的数据，计算对位相机X方向的校准数据；

（2）对位相机之间的位置关系校准：根据所述对位相机抓取同一标定点的数据，获得所述对位相机相对的位置关系。

进一步的，在步骤1中，所述对位相机在X方向每移动一个位置，所述基板平台带动所述标定板沿Y方向运动，所述对位相机获取多个实际测量数据，计算对位相机Y方向的相对运动校准数据。

进一步的，在步骤2中，通过所述对位相机X方向的校准数据和Y方向的校准数据，获得所述对位相机移动的二维补偿值图表。

进一步的，在步骤1前对基板平台进行校准。

进一步的，对基板平台进行校准时：根据标定板固定对位相机的位置，基板平台带动标定板沿X方向Y方向多次运动，通过对位相机记录标定板上标定点的位置，计算基板平台移动的校准数据。

进一步的，所述基板平台带动所述标定板在相同方向上每次的移动距离相同。

进一步的，根据所述对位相机的检测数据、坐标理想值数据计算校准数据。

进一步的，所述校准数据采用线性方程或者平方根方程获得。

进一步的，所述对位相机在X方向每次移动的距离相同。

进一步的，步骤2中，设定一个基准对位相机，获取除基准对位相机外的对位相机与所述基准对位相机之间的位置关系。

上述校准方法中，对位相机和基板平台都是以标定板为基准进行校准标定，不会把基板平台的误差引入到对位相机的校准中，结果更加准确。

附图说明

图1是直写曝光机的示意图。

图2是对位相机标定板示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，本发明涉及一种直写曝光机的对位补偿的方法，所述曝光机包括放置基板的基板平台1，带动所述基板平台1多方向运动的运动机构2，可获取放置于所述基板平台1上基板的位置信息的对位机构3。所述运动机构2包括X方向运动机构、Y方向运动机构和Z方向运动机构，分别带动所述基板平台进行X方向、Y方向和Z方向的运动，其中，Y方向为所述曝光机的扫描方向，所述X方向与所述Y方向垂直，Z方向垂直于XY平面。所述对位机构3包括对位相机30和驱动所述对位相机沿X方向滑动的移动机构31，在对直写曝光机进行校准时，通常采用标定板4，所述标定板4上具有阵列排布的标定点40，标定点40沿X方向和Y方向规则排列，在X方向，相邻的标定点间的第一间隔距离为L1，在Y方向，相邻的标定点间的第二间隔距离为L2。较佳的，采用直线电机作为运动机构的驱动电机。所述运动机构的设置也可以仅包括Y方向运动机构和Z方向运动机构，不包含X方向运动机构。

通过标定板对所述直写曝光机进行校准包括如下步骤：

步骤1：对基板平台1进行校准。在基板平台1上放置标定板4，对应标定板4上的标定点40，调整对位相机30的位置，其中一个对位相机30对应的第一标定点41，所述第一标定点41位于标定板的顶角，另一对位相机30对应于所述标定板4上的另一标定点40。固定所述对位相机30的位置，所述Y方向运动机构带动基板平台1移动，使得所述标定板4沿Y方向运动，每次运动间隔为一个第二间隔距离L2，或者为第二间隔距离L2的整数倍，所述标定板4每移动一个位置，所述对位相机30获取一次测量数据，最后获取运动机构Y方向的测量数据，即基板平台1Y方向的运动数据。然后，X方向移动机构带动所述基板平台1移动，所述基板平台1带动所述标定板沿X方向移动一个第一间隔距离L1，或者移动距离为第一间隔距离L1的整数倍，与前述相同，所述Y方向运动机构带动所述基板平台移动，所述基板平台1带动所述标定板4沿Y方向运动，每次运动间隔与前述相同的间隔距离，为一个第二间隔距离，或者为第二间隔距离的整数倍，所述标定板4每移动一个位置，所述对位相机30获取一次测量数据，最后获取运动机构X方向和Y方向的全部测量数据。以此类推，所述基板平台1带动所述标定板4在相同方向上每次的移动距离相同，最终获取的标定板全部检测坐标数据。

较佳的，所述标定板4沿X方向和Y方向移动的距离尽量小，以获得更多的实际测量数据，进而获得更加准确的校准数据。

根据所述对位相机30的检测数据和坐标理想值数据计算校准数据，即补偿值。所述补偿值可以采用常规的计算方法，如线性方程或者平方根方程。

步骤2：对对位相机30进行校准。将对位相机30移动至各自的零点，基板平台1移动至所述对位相机30的下方，使得所述对位相机30可以对所述基板平台1上的标定板X方向的标定点40进行数据检测。

固定所述基板平台1的标定板4的位置，所述对位相机30分别对所述标定板4上的标定点40进行X方向的数据检测。沿X方向移动所述对位相机30依次抓取所述标定板4上的标定点40的数据，所述对位相机30X方向移动的距离可以与前述基板平台1校准时X方向的移动距离相同，也可以选择抓取X轴方向的全部标定点40。获得所述对位相机30X方向移动实际测量值的数据。根据实际测量值数据和理想数据获得对位相机30X方向移动的校准数据。

所述对位相机30在X方向每移动一个位置，所述Y方向运动机构带动基板平台1移动，使得所述标定板4Y方向运动，每次运动间隔为一个第二间隔距离L2，或者为第二间隔距离L2的整数倍，所述标定板4每移动一个位置，所述对位相机30获取一次测量数据，最后获取运动机构Y方向的测量数据，即对位相机30Y方向的相对运动数据。根据测量数据和理想数据获得对位相机30Y方向移动的校准数据。

上述校准数据可以同基板平台校准数据采用相同的计算方式，如采用线性方程或者平方根方程获得。

通过所述对位相机30X方向的校准数据和Y方向的校准数据，获得所述对位相机30移动的二维补偿值图表。

所述对位相机30Y方向的相对移动数据，基于基板平台1校准后的数据获得对位相机30Y方向的校准数据，获得所述对位相机30移动的二维补偿值图表。

步骤3：对位相机30之间的位置。通过步骤2中获得的实际测量数据，查找所述对位相机30抓取同一标定点的数据，获得所述对位相机相对的位置关系。

将对位相机30移动至各自的零点，基板平台1移动至所述对位相机30的下方，使得所述对位相机30可以对所述基板平台1上的标定板4X方向的标定点40进行数据检测。在对位相机30的共同行程范围内，选取标定板4上至少一个标定点40，根据选定的标定点40，分别计算对位相机30的行程，并根据行程分别移动对位相机30抓取选定的标定点40，获得实际测量数值，根据实际测得的数据，获得对位相机30之间的位置关系。在进行标定点40的选取时，可选取多个标定点40进行检测，通过多组数据的检测，求取平均值，进而获得更加准确的数据。

对于对位相机30数量多于两个时，设定其中一个对位相机30作为基准对位相机，以基准对位相机作为基准，与前述方法相同，将基准对位相机和其余对位相机移动至各自的零点，通过使其他对位相机和基准对位相机移动抓取标定板上至少一个标定点，分别获得所有对位相机30的数据，并根据实际测量数获得其余对位相机与所述基准对位相机之间的位置关系。

每次直写曝光机断电后，重新对所述基板平台1和所述对位相机30的移动行程进行校正，消除归零误差。

上述校准方法中，所述对位相机30的数量不受限制，并且其中可以包含不可移动、固定设置的对位相机。

上述校准方法中，对位相机30和基板平台1都是以标定板4为基准进行校准标定，不会把基板平台1的误差引入到对位相机的校准中，结果更加准确。

Claims (10)

1.一种直写曝光机的对位补偿方法，所述直写曝光机包括放置基板的基板平台，带动所述基板平台多方向运动的运动机构，可获取放置于所述基板平台上基板的位置信息的对位机构，所述对位机构包括至少两个对位相机和驱动所述对位相机沿X方向滑动的移动机构，标定板放置于所述基板平台，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)对位相机校准：固定所述基板平台的位置，分别移动所述对位相机对所述标定板上的多个标定点进行X方向的数据检测，获得所述对位相机X方向移动实际测量值的数据，计算对位相机X方向的校准数据；

（2）对位相机之间的位置关系校准：根据所述对位相机抓取同一标定点的数据，获得所述对位相机相对的位置关系。

2.根据权利要求1所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：在步骤1中，所述对位相机在X方向每移动一个位置，所述基板平台带动所述标定板沿Y方向运动，所述对位相机获取多个实际测量数据，计算对位相机Y方向的相对运动校准数据。

3.根据权利要求2所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：在步骤2中，通过所述对位相机X方向的校准数据和Y方向的校准数据，获得所述对位相机移动的二维补偿值图表。

4.根据权利要求 1-3任一项所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：在步骤1前对基板平台进行校准。

5.根据权利要求4所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：对基板平台进行校准时：根据标定板固定对位相机的位置，基板平台带动标定板沿X方向Y方向多次运动，通过对位相机记录标定板上标定点的位置，计算基板平台移动的校准数据。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：所述基板平台带动所述标定板在相同方向上每次的移动距离相同。

7.根据权利要求1、2、3或5所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：根据所述对位相机的检测数据、坐标理想值数据计算校准数据。

8.根据权利要求7所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：所述校准数据采用线性方程或者平方根方程获得。

9.根据权利要求1所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于：所述对位相机在X方向每次移动的距离相同。

10.根据权利要求1所述的直写曝光机的对位补偿方法，其特征在于:步骤2中，设定一个基准对位相机，获取除基准对位相机外的对位相机与所述基准对位相机之间的位置关系。

Images