本發明屬于光刻技術領域，尤其是涉及一種標定方法及標定裝置。

背景技術：

光刻技術是用于在基底表面上印刷具有特征構圖的技術。這樣的基底可用于制造半導體器件、多種集成電路、平面顯示器(例如液晶顯示器)、電路板、生物芯片、微機械電子芯片、光電子線路芯片等。由于市面上大多數的印刷電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB板)都為精密線路，在光刻機中，工件臺移動的重復定位精度對光刻機的曝光質量是至關重要的，目前國內測量偏擺都是用激光干涉儀或者準直儀。

但是，使用激光干涉儀只能在機臺沒有組裝時進行偏擺的測量，平臺整機組裝成功后無法測量偏擺，不能實現在線測試。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種標定方法以及標定裝置，能夠實現平臺的在線測試，以解決現有技術中激光干涉儀只能在機臺沒有組裝時進行偏擺的測量，不能實現在線測試的問題。此外，該標定方法測量偏擺更加貼近生產實際，更加適于實際的使用。

第一方面，本發明實施例提供了一種標定方法，其中，該標定方法包括：

在光刻機的XY軸載物平臺上放置標定板；

選定需要標定的圖形點A和B，讀取A與B之間的距離為d1；

將圖形點A的中心移動到第一相機的中心點重合；

微調第二相機，使圖形點B位于第二相機的視野范圍內，讀取兩相機之間的距離d2，以及第二相機中心點和標定點之間的距離d3；

根據d1、d2、d3計算標定板的偏擺角a。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，該標定方法還包括以下步驟：

繪制偏擺角a與Y軸位移的函數關系圖。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，該標定方法還包括以下步驟：

繪制偏擺角a與X軸位移的函數關系圖。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，移動XY軸載物平臺，使圖形點A進入第一相機的視野范圍內；

使用第一相機標定圖形點A；

微調XY軸載物平臺，使第一相機的中心點與圖形點A的中心重合。

第二方面，本發明實施例還提供了一種標定裝置，包括標定板、第一相機和第二相機，其中，

所述XY軸載物平臺包括位于水平方向的二維自由度，能夠實現XY軸聯動；

所述第一相機固定在XY軸載物平臺的上方，所述第二相機與所述第一相機等高放置，且兩者的Y軸坐標相同，所述第二相機能夠沿X軸方向移動；

所述標定裝置采用第一方面及其可能的實施方式所述的標定方法。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述標定板為玻璃纖維板、陶瓷基板、鋼化玻璃板或者普通光學玻璃板的一種。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，所述標定板為單一圖形板或者多種圖形混合板。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式，其中，所述第一相機為CCD或者CMOS相機。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式，其中，所述第二相機為CCD或者CMOS相機。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第五種可能的實施方式，其中，所述標定板的厚度為2-3mm，精度為0.001mm。

本發明實施例帶來了以下有益效果：

本發明通過標定板以及兩臺相機即可實現平臺偏擺的在線測試，簡單易用，可以極大的提高標定效率，由于該標定方法可以重復測試，標定裝置可以重復使用，能夠減小標定誤差，此外測量過程簡單，標定結果精確，有利于提高工作效率。

本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1提供的一種標定方法的流程圖；

圖2為本發明實施例1提供的一種標定方法關于a的三角函數關系圖；

圖3為本發明實施例2提供的一種標定裝置的結構示意圖；

圖4為圖3的放大結構示意圖。

圖標：1-第一相機；2-第二相機；3-標定板；4-XY軸載物平臺。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

目前國內測量偏擺都是用激光干涉儀或者準直儀，但是使用激光干涉儀只能在機臺沒有組裝時進行偏擺的測量，平臺整機組裝成功后無法測量偏擺，不能實現在線測試。

基于此，本發明實施例提供的一種標定方法及標定裝置，可以實現光刻機平臺的在線測試，適于實際的生產使用。

為便于對本實施例進行理解，首先對本發明實施例所公開的一種標定方法進行詳細介紹。

實施例1

如圖1所示，本發明提供的一種標定方法，用于光刻機XY軸載物平臺偏擺在線測試，該標定方法包括：

S2：在光刻機的XY軸載物平臺上放置標定板；

具體的，移動光刻機的XY軸載物平臺至合適位置，將標定板平放并置于XY軸載物平臺的中央位置。

S4：選定需要標定的圖形點A和B，讀取A與B之間的距離為d1；

具體的，從標定板的圖形點陣中選取位于同一行、間距一定距離的兩圖形點A與B，可以直接讀取A、B之間的測試間距d1，該間距通常設置為200mm，圖形點陣中相鄰圖形點中心的距離為10mm，即d1通常為10個相鄰圖形點的距離。

S6：將圖形點A的中心移動到第一相機的中心點重合；

具體的，移動XY軸載物平臺，使圖形點A進入第一相機的視野范圍內；

使用第一相機標定圖形點A；標定點A在第一相機的像素坐標系中的位置，通過坐標轉換得到標定點A在外部XY軸坐標系的坐標值；

像素坐標系與外部XY軸坐標系的轉換關系為XpiYpi＝g1(XY)，其中g1為參數。

微調XY軸載物平臺，使第一相機的中心點與圖形點A的中心重合。

S8：微調第二相機，使圖形點B位于第二相機的視野范圍內，讀取兩相機之間的距離d2，以及第二相機中心點和標定點之間的距離d3；

具體的，第一相機固定在外部XY坐標軸的零點位置，第二相機位于第一相機的等高處，且兩者Y值相等，第二相機能夠沿X軸方向移動，沿X軸方向移動第二相機，找到標定板上的圖形點B，此時，我們稱圖形點B進入了第二相機的視野范圍內，然后讀取第二相機的X軸坐標值Xb，即為兩相機之間的距離d2，在第二相機的視野范圍內的像素坐標系中，讀取第二相機中心點和標定點之間的距離，并經坐標變換得到d3。

S10：根據d1、d2、d3計算標定板的偏擺角a。

圖2為關于a的三角函數關系圖。

參照圖2，由三角函數關系可知：

Cos a＝(d1²+d2²-d3²)/2d1d2，從而可以計算得到偏擺角a的值。

進一步的是，該標定方法還包括以下步驟：

S12：繪制偏擺角a與Y軸位移的函數關系圖。

具體的，沿Y軸方向等間距的移動XY軸載物平臺，測量標定板上的第二組數據；優選的是，沿Y軸方向選取相鄰兩個標定點的固定間距Dy為位移，移動XY軸載物平臺，測量標定板上的第二組偏擺角a1，記錄偏擺數據a1與Dy的值(a1，Dy)。

接著，沿Y軸方向再次以相鄰兩個標定點的固定間距Dy為位移，移動XY軸載物平臺，測量標定板上的第三組偏擺角a2，記錄偏擺數據a2與2Dy的值(a2，2Dy)。

同理，多次重復上述步驟，即按照同樣的測量方法測量得到一系列的標定板的偏擺角a3、a4……，從而可以得出平臺在Y軸方向運動過程中的偏擺數據(a3，3Dy)、(a4，4Dy)……。

利用作圖工具，例如Origin繪制得到a與Y軸移動距離的函數關系圖。

作為本實施例的優選方式，該標定方法還包括以下步驟：

S14：繪制偏擺角a與X軸位移的函數關系圖。

具體的，沿X軸方向等間距的移動XY軸載物平臺，測量標定板上的第二組數據；優選的是，沿X軸方向選取相鄰兩個標定點的固定間距Dx為位移，移動XY軸載物平臺，測量標定板上的第二組偏擺角a1，記錄偏擺數據a1與Dx的值(a1，Dx)。

接著，沿X軸方向再次以相鄰兩個標定點的固定間距Dx為位移，移動XY軸載物平臺，測量標定板上的第三組偏擺角a2，記錄偏擺數據a2與2Dx的值(a2，2Dx)。

同理，多次重復上述步驟，即按照同樣的測量方法測量得到一系列的標定板的偏擺角a3、a4……，從而可以得出平臺在X軸方向運動過程中的偏擺數據(a3，3Dx)、(a4，4Dx)……。

利用作圖工具，例如Origin繪制得到a與X軸移動距離的函數關系圖。

需要說明的是，S12與S14僅為表述方便使用，并不代表其先后次序，即步驟S12和步驟S14沒有先后順序之分。

進一步的是，該標定方法還包括以下步驟：在標定測試之前制作標定板，

具體的，使用作圖工具，繪制標定板的規格、參數，例如標定板的厚度、精度、圖形、圖形點陣之間的間距等等以及使用的材質，定制、驗收。

實施例2

如圖3和圖4所示，本發明實施例所提供的一種標定裝置，用于光刻機的XY軸載物平臺4偏擺在線測試，包括標定板3、第一相機1和第二相機2，其中，

XY軸載物平臺4包括位于水平方向的二維自由度，能夠實現XY軸聯動；

第一相機1固定在XY軸載物平臺4的上方，第二相機2與第一相機1等高位置放置，且兩者的Y軸坐標相同，第二相機2能夠沿X軸方向移動；

本實施例中的標定裝置采用實施例1中的標定方法。

進一步的是，第二相機2沿X軸的最大行程或位移距離為300mm。

優選的是，XY軸載物平臺4包括位于水平方向的二維自由度，能夠實現XY軸聯動，如圖3所示，位于紙面水平方向的X軸，以及垂直于紙面方向的Y軸，XY軸載物平臺4可以沿X軸、Y軸方向移動。

進一步的是，XY軸載物平臺4沿X軸方向的最大行程或位移距離為300mm，沿Y軸方向的最大行程或位移距離為1000mm。

進一步的是，標定板3為玻璃纖維板、陶瓷基板、鋼化玻璃板或者普通光學玻璃板的一種。

玻璃纖維板由玻璃纖維材料和高耐熱性的復合材料合成，不含對人體有害石棉成份。具有較高的機械性能和介電性能，較好的耐熱性和耐潮性，而且具有良好的加工性。

鋼化玻璃板屬于安全玻璃，鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃，為提高玻璃的強度，通常使用化學或物理的方法，在玻璃表面形成壓應力，玻璃承受外力時首先抵消表層應力，從而提高了承載能力，增強玻璃自身抗風壓性，寒暑性，沖擊性等，鋼化玻璃板具有強度高、安全性高、熱穩定性好的優點，具體表現為碎裂時的碎片呈類似蜂窩狀的鈍角碎小顆粒，不易對人體造成嚴重的傷害；同等厚度的鋼化玻璃抗沖擊強度是普通玻璃的3～5倍，抗彎強度是普通玻璃的3～5倍；能承受的溫差是普通玻璃的3倍，可承受300℃的溫差變化。但是，鋼化玻璃的表面會存在凹凸不平的以及會產生變形的現象，平整度較普通玻璃差，而且有自爆的可能性。

陶瓷基板是采用陶瓷基底的標準板，具有熱膨脹系數小、強度高、硬度高、耐磨性好、熱傳導率低、防酸堿性好等特點，且其良好的表面漫反射處理，解決了在應用過程中，前置光源情況下玻璃材質標定板反光的難題，可更好地識別標定板圖案細節信息從而達到更高的標定精度和測量精度。同時，陶瓷材料的標定板反光率可以減少到80％，具有優良的耐高溫、耐化學腐蝕的特點，而且密度小，所以在光學性能上不管是白度透光度還是光澤度，效果都是很好的，在價格方面，陶瓷基板遠遠貴過普通光學玻璃板，但是在標定板的精度方面陶瓷材料的標定板精度沒有光學玻璃材質的精度好，這一點陶瓷標定板是欠缺的。

普通光學玻璃板是使用的最為普遍的一種，這種光學材質的標定板化學性能穩定，精度好，且無雜質無氣泡，是制作高精度標定板較佳的材料，而且價格較便宜，這種標定板的折射率是1.6x10負6次方，缺點是透光、反光、易碎。

優選的是，標定板3為玻璃纖維板。

進一步的是，標定板3為單一圖形板或者多種圖形混合板。

標定板3上的圖形為圓形、方形、三角形、五角星中的一種或幾種。常用的標定板為棋盤格的圖形為棋盤格或者實心圓。

優選的是，標定板3為多種圖形混合板，將多種圖形繪制在一塊標定板上可以滿足不同的需求，根據實際需要選用圖形，滿足不同的精度要求和適用環境，擴大了適用范圍。

需要說明的是，相同圖形形成固定間隔的點陣，也就是說，每兩個相同圖形的間距是一定的。圓形的直徑為130像素，兩點之間間距為10mm。

進一步的是，標定板3的厚度為2-3mm，精度為0.001mm。

優選的是，標定板3的厚度為3mm，精度為0.001mm。

進一步的是，第一相機1為CCD或者CMOS相機。

CMOS相機的每個感光二極管都需要搭配一個放大器，若以百萬像素計算的話，那就需要上百萬個的放大器，然而放大器屬于模擬電路，很難讓所得的每個結果都保持一致，而CCD相機只需要一個放大器放在芯片邊緣，與CMOS相比，它的噪聲相對減少很多，大大提高了圖像品質。因此CMOS相機相比CCD相機噪聲大。

CMOS相機采用主動式圖像采集方式，感光二極管所產生的電荷會直接由旁邊的電晶體放大輸出；而CCD相機為被動式采集方式，必須外加額外電壓，通常為12～18V以使每個像素中的電荷移送到傳輸通道。因此CCD就必須設計更精密的電源線路和耐壓強度，這樣使得CCD的耗電量遠遠高出CMOS，根據計算CMOS的耗電量僅是CCD的1/8～1/10。

CMOS相機的每個像素都比CCD相機的每個像素復雜，且CMOS相機的像素尺寸很難達到CCD相機的水平，因此，相同尺寸的CCD與CMOS時，CCD的分辨率通常會優于CMOS。例如4.40μm*4.40μm像元大小的CCD相機的分辨率為1628*1236，而5.2μm*5.2μm像元大小的CMOS相機分辨率為1280*1024，可以看出：同尺寸大小，CCD相機的分辨率要高于CMOS相機，也就是說CCD相機成像質量要優于CMOS相機。

CMOS信號是以點為單位的電荷信號，而CCD是以行為單位的電流信號，讀取信號時CMOS是點直接讀取信號，CCD則是行間接讀取信號，因此在像素尺寸相同的情況下，CMOS的靈敏度要低于CCD。

CMOS與現有的大規模集成電路生產工藝相同，可以一次全部整合周邊設施到傳感器芯片中，大大節省了外圍芯片的成本；而CCD采用電荷傳遞的方式輸出數據，只要其中有一個像素傳送出現故障，就會導致一整排的數據無法正常傳送，因此控制CCD的成品率比CMOS低，因此，CCD的制造成本相對高于CMOS。

綜上所述，CCD相機在影像品質、分辨率大小、靈敏度等方面優于CMOS相機，而CMOS相機具有低成本、低功耗以及高整合度的特點。

作為本實施例的優選方式，第一相機1為CCD相機。

進一步的是，第二相機2為CCD或者CMOS相機。

優選的是，第二相機2為CCD相機。

本發明實施例提供的標定裝置，采用了與上述實施例提供的標定方法，且兩者具有相同的技術特征，所以也能解決相同的技術問題，達到相同的技術效果。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的方法和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。