本发明涉及微纳加工的光刻成型对准技术领域，具体说，涉及一种将曝光平面对准成像平面的方法。
背景技术：
在微纳加工的光刻成型技术领域，其中光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，随着器件特征尺寸的不断缩小，对光刻机的工作误差及稳定性的要求极为苛刻，对其所能够达到最高精度的要求越来越高。不同对准距离下光刻机的曝光效果不同，在最佳对准距离时，光刻机的成像质量方为最佳。所以，更高精准度的对准，是保证光刻机高质量成像的关键要素之一，于光刻工艺极其重要。但光刻机每一步进处的最佳对准距离会随基板形貌、厚度、摆放与各位置真空吸附力的细微差别而发生改变，对每一步进曝光处的对准距离进行精微修正，以获得更高质量的成像，已经成为光刻机制造工艺现今的挑战之一。
技术实现要素：
为了实现光刻成型设备更高精度的对准成像,本发明提出了一种将曝光平面对准成像平面的方法，能有效的解决背景技术面临的难题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种将曝光平面对准成像平面的方法，包括以下步骤：
步骤1：用微纳精度的测距系统测量曝光平面范围或所放置曝光基板的最大边缘处m个设定点的距离，得到m个设定点与原对准成像平面的距离误差为qm，其中m＝1,2,…,m(m为正整数)；
步骤2：通过将m个设定点(xm,ym)座标对应的距离误差qm进行运算得到每一步进曝光点(xn,yn)对应位置的距离误差值pn，将每一步进曝光点的距离误差值pn加上原对准成像平面与光源的距离p，得到各个步进曝光点对应精微修正后的曝光对准距离p pn，其中n＝1,2,…,n(n为正整数)；
步骤3：在步进曝光流程中，将每一步进曝光点精微修正后的曝光对准距离p pn，输入步进光刻设备中，作为设备调整每一步进曝光点对准距离的依据。
优选地，所述用测量曝光平面范围的最大边缘处m个设定点的距离作为估算对准距离误差，则可以修正曝光平面载台倾斜所造成的误差；所述用所放置曝光基板的最大边缘处m个设定点的距离作为估算对准距离误差，则可以修正因曝光基板吸附曝光平面载台的吸力不均所造成的基板倾斜误差。
优选地，所述微纳精度的测距系统采用基于声学及光学的非接触式测距方式，如反射能量法、超声时间法、双象比较法、位置敏感器件测距法、光学探针法、光切法、干涉法、图像处理等，但不仅限于此。
优选地，在放置基板的载台平面上定义x轴与y轴，以此确定多设定点的位置，并定义z轴且原对准成像平面处的z轴坐标为0，即可得到多组设定点的实际x、y、z坐标，以此运算每一步进曝光点x、y位置对应的z轴坐标值，即为距离误差值运算方法。
优选地，在系统对曝光基板进行初始第一个步进曝光点的光学精密聚焦之后，作为原对准成像平面，可通过估算精微修正的曝光对准距离来取代光学的精密聚焦方式，达到快速修正成像平面对准的目的。
有益效果：本发明相对于现有技术，
(1)本发明提供的将曝光平面对准成像平面的方法，仅需确定曝光基板的形状及尺寸，利用测量系统和数据处理系统即可得到步进的精微修正值，使得步进曝光平面与成像平面最大限度重合，实现精微修正步进光刻成型设备对准距离的目的，步骤简单，可较大幅度的提高光刻成型设备的成像质量；
(2)本发明适用范围广，可用于圆形、长方形、正方形、多边形、规则形状及不规则形状的基板，且可以是矽晶圆、矽锗晶圆、玻璃基板、软性基板以及其他材质。
附图说明
图1为本发明整体系统示意图。
图中标记：1、光刻机；2、曝光基板边缘多设定点；3、曝光基板；4、光刻机光路；5、光刻机载台；6、控制系统；7、计算机。
图2为本公开实施例一所示的精微修正圆形矽晶圆的步进光刻机对准距离示意图。
图中标记：1、光刻机；2、光刻机光路；3、圆形矽晶圆；4、曝光基板边缘多设定点；5、光刻机载台。
图3为本公开实施例一所示的6寸圆形矽晶圆第n个步进的曝光对准距离的精微修正示意图。
图中标记：1、6寸圆形矽晶圆；2、精微修正后的光刻机光路；3、未精微修正的光刻机光路。
图4为本公开实施例二所示的精微修正底面不平的矩形玻璃基板的第n个步进的曝光对准距离的精微修正示意图。
图中标记：1、光刻机；2、光刻机光路；3、底面不平的矩形玻璃基板；4、曝光基板边缘多设定点；5、光刻机载台。
图5为本公开实施例二所示的15x15厘米底面不平的矩形玻璃基板第n个步进的曝光对准距离的精微修正示意图。
图中标记：1、光刻机第n个步进曝光光路；2、光刻机原始步进曝光光路；2、通过调整载台高度精微修正后的15x15厘米底面不平的矩形玻璃基板；3、未调整载台高度的15x15厘米底面不平的矩形玻璃基板。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一
本实施例以6寸矽晶圆的曝光平面对准成像平面的方法为例，包括以下步骤：
1、确定曝光基板形状为圆形以及尺寸为直径6英寸＝19.99800厘米；
2、用基于超声时间法的微纳精度的测距系统测量曝光基板边缘的12个设定点的距离；
3、在放置基板的载台平面上定义x轴与y轴，以此确定12个设定点的位置分别为(a1，b1)、(a2，b2)…(a12，b12)，其中第7个设定点的位置为(9.999厘米，0)，并定义z轴且原对准处的z轴坐标为0，即可得到12个设定点的实际坐标分别为(a1，b1,c1)、(a2，b2,c2)…(a12，b12,c12)，其中第7个设定点的实际坐标为(9.999厘米，0，5.645微米)，运算每一步进曝光点(xn，yn)对应的z轴坐标值zn,即可得曝光点(xn，yn)对应的距离误差值为pn(pn＝zn)微米，其中，运算得第100步进曝光点(x100，y100)对应的z轴坐标值z100为0.261微米，其对应的距离误差值为0.261微米；
4、所有步进曝光点的原始对准距离为p(p＝10)微米，每一步进曝光点(xn，yn)对应的距离误差值为pn微米，将每一步进曝光点(xn，yn)的距离误差值pn微米加上原始对准距离p微米，得到每个步进曝光点经过精微修正的曝光对准距离p pn微米，其中，第100步进曝光点(x100，y100)经过精微修正的曝光对准距离为10.261微米；
5、在步进曝光流程中，通过已经估算好的精微修正的曝光对准距离p pn微米，对每一步进曝光点(xn，yn)的对准距离进行修正，来取代光学的精密聚焦方式，达到快速修正曝光焦聚的目的；
6、将每一步进精微修正的曝光对准距离p pn微米输入光刻机的控制系统，通过调整光刻机的光路来实现精微修正。
实施例二
本实施例以15×15厘米的底面不平的矩形玻璃基板的曝光平面对准成像平面的方法为例，包括以下步骤：
1、确定曝光基板形状为矩形以及尺寸为15×15厘米；
2、用基于超声时间法的微纳精度的测距系统测量曝光基板四边角落与各边长上均分的2个点，共12个设定点的距离；
3、在放置基板的载台平面上定义x轴与y轴，以此确定12个设定点的位置分别为(a1，b1)、(a2，b2)…(a12，b12)，其中第4个设定点的位置为(7.5厘米，7.5厘米)，并定义z轴且原对准距离处的z轴坐标为0，即可得到12个设定点的实际坐标分别为(a1，b1,c1)、(a2，b2,c2)…(a12，b12,c12)，其中第4个设定点的实际坐标为(7.5厘米，7.5厘米，-1.237微米)，运算每一步进曝光点(xn，yn)对应的z轴坐标值zn,即可得曝光点(xn，yn)对应的距离误差值为qn(qn＝zn)微米，其中，运算得第57步进曝光点(x57，y57)对应的z轴坐标值z57为-0.545微米，其对应的距离误差值为-0.545微米；
4、所有步进曝光点的原始对准距离为q(q＝8)微米，每一步进曝光点(xn，yn)对应的距离误差值为qn微米，将每一步进曝光点(xn，yn)的距离误差值pn微米加上原始对准距离p微米，得到每个步进曝光点经过精微修正的曝光对准距离q qn微米，其中，第57步进曝光点(x57，y57)经过精微修正的曝光对准距离为7.455微米；
5、在步进曝光流程中，通过已经估算好的精微修正的曝光对准距离q qn微米，对每一步进曝光点(xn，yn)的对准距离进行修正，来取代光学的精密聚焦方式，达到快速实时修正曝光焦聚的目的；
6、将每一步精微修正的曝光对准距离q qn微米输入光刻机的控制系统，通过调整放置曝光基板的载台高度来实现精微修正。
本实施例中，数据运算以及输入输出过程均为数据处理程序自动化进行。
本发明的保护范围不限于本发明的具体实施方式，对于本技术领域的技术人员而言，在本发明的启示下，能够从本发明公开内容中直接导出联想一些原理和步骤相同的基本变形，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征相同的不同组合、相同或相似技术效果的技术特征简单改换，这些都属于本发明技术的保护范围。
1.一种将曝光平面对准成像平面的方法，其特征在于：由于基板或放置基板的位移载台倾斜造成，曝光平面范围或所放置曝光基板的最大边缘处多设定点与原对准成像平面的距离误差，作为细部估算每一步进曝光点与原对准成像平面的距离误差方法，进而作为成像平面对准的补偿。
2.根据权利要求1所述的一种将曝光平面对准成像平面的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：用微纳精度的测距系统测量曝光平面范围或所放置曝光基板的最大边缘处m个设定点的距离，得到m个设定点与原对准成像平面的距离误差为qm，其中m＝1,2,…,m(m为正整数)；
步骤2：通过将m个设定点(xm,ym)座标对应的距离误差qm进行运算得到每一步进曝光点(xn,yn)对应位置的距离误差值pn，将每一步进曝光点的距离误差值pn加上原对准成像平面与光源的距离p，得到各个步进曝光点对应精微修正后的曝光对准距离p pn，其中n＝1,2,…,n(n为正整数)；
步骤3：在步进曝光流程中，将每一步进曝光点精微修正后的曝光对准距离p pn，输入步进光刻设备中，作为设备调整每一步进曝光点对准距离的依据。
3.根据权利要求2所述的一种将曝光平面对准成像平面的方法，其特征在于：所述用测量曝光平面范围的最大边缘处m个设定点的距离作为估算对准距离误差，则可以修正曝光平面载台倾斜所造成的误差；所述用所放置曝光基板的最大边缘处m个设定点的距离作为估算对准距离误差，则可以修正因曝光基板吸附曝光平面载台的吸力不均所造成的基板倾斜误差。
4.根据权利要求2所述的一种将曝光平面对准成像平面的方法，其特征在于：所述微纳精度的测距系统采用基于声学及光学的非接触式测距方式，如反射能量法、超声时间法、双象比较法、位置敏感器件测距法、光学探针法、光切法、干涉法、图像处理等，但不仅限于此。
5.根据权利要求2所述的一种将曝光平面对准成像平面的方法，其特征在于：在放置基板的载台平面上定义x轴与y轴，以此确定多设定点的位置，并定义z轴且原对准成像平面处的z轴坐标为0，即可得到多组设定点的实际x、y、z坐标，以此运算每一步进曝光点x、y位置对应的z轴坐标值，即为距离误差值运算方法。
6.根据权利要求2所述的一种将曝光平面对准成像平面的方法，其特征在于：在系统对曝光基板进行初始第一个步进曝光点的光学精密聚焦之后，作为原对准成像平面，可通过估算精微修正的曝光对准距离来取代光学的精密聚焦方式，达到快速修正成像平面对准的目的。
技术总结