[发明专利]一种用于数字光刻系统中旋转转台转心的测量和校正方法

权利要求书

1.一种用于数字光刻系统中旋转转台转心的测量和校正方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：配置基于旋转转台的DMD数字光刻系统；

步骤二：基于分区域连续旋转的静态刻写：

确定待测定转台转心的位置，并以此位置为中心对称位置，选取转台上的连续区域；转台每转过一定的角度间隔，采用连续旋转静态刻写的掩模图Ⅱ曝光一次，得到一个单像素曝光点，当转台转过待测定转台转心位置时，采用建立坐标映射的标志点掩模图曝光一次，得到标志点对应的单像素曝光点；

步骤三：基于光刻基片图像数据计算转心的方法：

首先，对步骤二得到的光刻基片图像进行去背景处理，得到单像素曝光点的图像；采用取平均值的方法，得到每个单像素曝光点的中心点坐标；利用标志点建立光刻基片坐标系与DMD掩模图形坐标系的坐标映射关系；然后，采用数据拟合的方法，得到连续旋转静态刻写的掩模图曝光得到的多个单像素曝光点对应的拟合圆的圆心，即为转台转心，利用建立的坐标映射关系，确定转台转心在DMD坐标系对应的位置坐标；最后，利用多个直接测算的转台转心位置，通过插值的方法求转台任一位置的转心；

步骤四：转心的校正：

在掩模切换时，转台转心发生跳变，此时的错位误差通过调整掩模图形的心到此时的转台转心来修正；

在转台旋转，且无法切换掩模的过程中，转台转心出现跳变，此时的错位误差，通过调整待测的掩模图的圆心角变小来修正；

其中，步骤二 所述的掩模图Ⅱ为含有一个1像素*1像素的白色透光点的图形，该点位置距离掩模图形的中心位置几十个像素；

步骤三所述的标志点，是为了建立光刻基片图像所在坐标系与掩模图形所在坐标系的坐标映射关系，具体的选取原则如下：

(1)、所述标志点的分布覆盖掩模图Ⅱ拟合圆所在区域，且不与拟合圆有交点，保证刻写后能与拟合圆区分开；

(2)、所述标志点中的多个点的坐标呈现线性关系，便于建立映射；

(3)、所述标志点中的一个点选择为掩模图的中心点，其他点到中心点的距离要大于掩模图Ⅱ中的点到中心点的距离。

2.如权利要求1所述的一种用于数字光刻系统中旋转转台转心的测量和校正方法，其特征在于，步骤二所述的基于分区域连续旋转的静态刻写，具体步骤如下：

(1)、待测定转台转心的位置通过15*(2n-1),其中，n＝1,2,3,…，12,确定，从转台的0度开始，每30度划分为一个区域，将转台平均分为12个连续区域；

(2、)设计用于连续旋转静态刻写的掩模图Ⅱ以及用于建立坐标映射的标志点掩模图；

(3)、当转台旋转到0°时，加载掩模图Ⅱ所示掩模并曝光，则在基片上得到一个单像素曝光点；

当转台旋转到10°位置时，再次加载 掩模图Ⅱ的掩模并进行曝光，此时在基片上刻写了第二个单像素曝光点；

(4)、由于15°为待测定转心的位置，所以当转台旋转到此处时，需要加载标志点掩模图所示的掩模图并曝光，则在基片上同时刻写了六个单像素曝光点；

(5)、当转台分别旋转到20°和30°时，再次加载掩模图Ⅱ的掩模并进行曝光，至此，完成了转台一个位置转心的实验过程；同理，可以得到其它位置转心的刻写图像。

3.如权利要求1所述的一种用于数字光刻系统中旋转转台转心的测量和校正方法，其特征在于，步骤三所述的基于光刻基片图像数据计算转心的方法，具体步骤如下：

1)对显微镜下得到的光刻基片图像进行方向校正，得到与标志点掩模图方向一致的图像，并去掉基片图像背景的干扰，得到只有单像素曝光点的图像；

2)采用取平均值的方法，求出每个单像素曝光点的中心点坐标；

3)标志点在DMD掩模图形中的坐标设为(x_i,y_i)，在光刻基片上的坐标设为(x′_i,y′_i)，采用最小二乘拟合法分别建立x′_i与x_i、y′_i与y_i的映射关系：

采用最小二乘法求出系数m₀、n₀、m₁、n₁和m₂、n₂，即确定了x′_i与x_i和y′_i与y_i满足的多项式方程，将基片上点的坐标带入方程，即可求出其在DMD掩模中的位置；

4)采用数据拟合的方法，得到区域连续旋转静态刻写的Q个单像素曝光点对应的拟合圆，计算出圆心坐标，即为这个位置的转台转心(x′_p,y′_p)；

设Q个点满足的圆方程的通式为：

x²+y²+ux+vy+w＝0 (2)

则圆心(M,N)和半径R分别为：

根据平面圆满足的通式方程和最小二乘法原理，求目标函数的最小值：

则将S(u,v,w)对u,v,w求偏导，并令偏导等于0，得到极值点，

求解上述方程可得到u,v,w，再结合式(3)得到圆的圆心和半径；

5)利用第三步建立的坐标映射关系，求出转台这个位置的转心在DMD掩模图形坐标系中的坐标(x_p,y_p)；

6)利用已经算出的多个位置的转台转心，通过插值的方法求转台任一位置的转心。