[发明专利]一种精密定位平台动态平面度的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密定位控制领域和直写光刻技术，具体涉及一种用于精密定位平台动态平面度的测量方法，适用于半导体直写光刻领域、PCB直写光刻技术领域或应用到精密定位平台的其他技术领域。

背景技术

精密定位平台的动态平面度是衡量定位平台动态特性的一个重要指标，其主要取决于几个因素：定位平台导轨的精密等级、导轨安装调试的效果、多轴组装产生的综合误差等。定位平台动态平面度和真空吸盘本身的平面度会影响曝光过程中焦面的变化，如果平面度较差，会导致在曝光过程中出现离焦，进而出现图形解析不良等缺陷。

传统的精密定位平台动态平面度测量主要是利用激光干涉仪的平面度测量模块，沿着轴运行的方向，测量出单轴的平面度，此方法价格昂贵且组装调试过程复杂。如果同时测量两轴的综合平面度影响，需要采用双镜面激光干涉仪，价格更加昂贵。

发明内容

本发明提供一种直写光刻设备上精密定位平台动态平面度的测量方法，该测量方法既简单高效、成本低，测量精度又高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种精密定位平台动态平面度的测量方法，所述精密定位平台具有X轴、Y轴和Z轴，所述精密定位平台上端依次设置有真空吸盘和测试板，所述精密定位平台上方安装有图像采集系统和自动聚焦系统，所述测试板上曝光有规则排列的定位标记并刻蚀，相邻所述定位标记X方向的间距为a，Y方向的间距为b，所述测量方法包括如下步骤：

1)用图像匹配法和自动聚焦功能驱动精密定位平台，将测试板其中一定位标记调至最佳焦面并使其移动到图像采集系统的中心，记录此时平台坐标(x₁,y₁,z_x1)；

2)测得X轴在Y轴不同位置时的平面度，重复步骤1)采集Z轴坐标，拟合并计算出X轴在Y轴不同位置时的动态平面度；

3)测得Y轴在X轴不同位置时的平面度，重复步骤1)采集Z轴坐标，拟合并计算出Y轴在X轴不同位置时的动态平面度；

4)将以上步骤2)和步骤3)所采集的所有Z轴坐标，拟合并计算出整个XY平面内所述精密定位平台的二维动态平面度。

进一步地，所述步骤1)的具体方法为：

11)移动测试板，保证其上定位标记的排列方向和精密定位平台的XY轴的移动方向一致；

12)精密定位平台在Z轴方向上移动，找到测试板的粗焦面，然后启用自动聚焦，找到测试板的精确焦面；

13)精密定位平台在X轴和Y轴上移动，使测试板上其中一定位标记移动至图像采集系统中心，启用图像匹配法，使定位标记精确移动至图像采集系统中心，并再次启用自动聚焦，确定精确焦面，根据此时精密定位平台的Z轴读数，记录平台坐标(x₁,y₁,z_x1)。

优选地，所述图像匹配法是采用金字塔模型将图片分层，然后由顶至下进行模板匹配查找定位标记的具体位置。

进一步地，步骤2)中，所述X轴在Y轴不同位置时的平面度的测量方法为：

21)精密定位平台在X轴上移动，移动距离为a，重复步骤1),记录此时平台坐标(x₂,y₁,z_x2)；

22)保持Y轴在y₁坐标不动，全行程移动X轴，移动距离为a或a的整数倍，重复步骤21)，分别采集在Y轴坐标为y₁时，X轴不同位置时的Z轴坐标z_x1、z_x2、z_x3、z_x4···z_xn；

23)精密定位平台在Y轴上移动，移动距离为b或b的整数倍,重复步骤21)和22)，测得不同Y轴位置时X轴的平面度，通过采集的Z轴坐标，拟合并计算出X轴在Y轴不同位置时的动态平面度。

进一步地，步骤3)中，所述Y轴在X轴不同位置时的平面度的测量方法为：

31)精密定位平台在Y轴上移动，移动距离为b，重复步骤1),记录此时平台坐标(x₁,y₂,z_y2)；