傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及傾斜掃描式光刻機步進式曝光控制技術領域，具體是一種傾斜掃描式 光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法。
【背景技術】
[0002] 光刻技術是用于在基底表面上印刷具有特征的構圖。這樣的基底可包括用于制造 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、光電子線路芯片等的芯片。
[0003] 傾斜掃描式光刻技術在原有的光刻技術基礎上增加了設備運行產能以及線寬精 度等關鍵指標，但是對于一些特殊需要仍然對一些圖形進行步進式曝光，如Barcode、序列 號等。步進式曝光過程中，基底放置在精密運動平臺的基底臺上，通過處在光刻設備內的曝 光裝置和精密運動平臺的步進式運動，將特征構圖投射到基底表面的指定位置，各個視場 之間的二維拼接顯得尤其重要。
[0004] 對于傾斜掃描式光刻機，由于圖形發生器寬度方向與精密運動平臺的X軸方向具 有一個已知的固定夾角，常規的正常圖形發生器大小顯示單色位圖以及移動精密運動平臺 已經不再適用，需要對單色位圖進行特殊的處理。所以，如何對圖形發生器中單色位圖進行 處理，使得拼接區域保持良好的拼接效果就成了傾斜掃描式光刻機步進曝光功能中的主要 研究方向。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理 方法，以解決傾斜掃描式光刻機在使用單色位圖進行步進式曝光時的二維拼接問題。
[0006] 本發明的技術方案為：
[0007] -種傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法，包括以下步驟：
[0008] (1)根據圖形發生器視場大小以及圖形發生器寬度方向與精密運動平臺X軸方向 的夾角a，計算出待曝光圖形每次拆分的單色位圖大小；
[0009] (2)根據計算出的單色位圖大小，將待曝光圖形拆分成若干個單色位圖，不足部分 以黑圖填充；
[0010] ⑶將獲得的單色位圖以其中心為原點旋轉角度a，并將旋轉后的單色位圖大小 擴展至圖形發生器視場大小，得到若干個擴展單色位圖；
[0011] (4)移動精密運動平臺至起始曝光位置，查找與所述起始曝光位置對應的擴展單 色位圖并發送到圖形發生器中進行顯示，完成所述起始曝光位置的曝光；
[0012] (5)將精密運動平臺沿X軸方向步進一個單色位圖寬度在精密運動平臺X軸方向 的投影距離作為當前曝光位置，并完成所述當前曝光位置的曝光；
[0013](6)重復步驟（5)，直至待曝光圖形的一行曝光完畢；
[0014] (7)將精密運動平臺沿X軸方向回退到當前行的首個曝光位置，然后沿Y軸方向步 進一個單色位圖高度在精密運動平臺Y軸方向的投影距離作為新的一行的首個曝光位置， 并完成所述新的一行的首個曝光位置的曝光；重復步驟（5)~（6);
[0015] (8)重復步驟（7)，直至待曝光圖形所拆分的單色位圖全部曝光完畢。
[0016] 所述的傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法，步驟（1)中，所 述待曝光圖形每次拆分的單色位圖大小，采用以下公式計算：
[0017] ffs= (ff-H*tana)cosa
[0018]
[0019] 其中，W表示圖形發生器視場寬度，也即圖形發生器視場平行于圖形發生器寬度方 向的像素點數量，H表示圖形發生器視場高度，也即圖形發生器視場平行于圖形發生器高度 方向的像素點數量，Ws表示單色位圖寬度，Hs表示單色位圖高度，a表示圖形發生器寬度 方向與精密運動平臺X軸方向的夾角。
[0020] 所述的傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法，步驟（5)中，所 述單色位圖寬度在精密運動平臺X軸方向的投影距離，采用以下公式計算：
[0021] Xs=ps*Ws*Ls
[0022] 其中，Xs表示單色位圖寬度Ws在精密運動平臺X軸方向的投影距離，也即精密運 動平臺沿X軸方向每次步進的步長，ps表示圖形發生器像素矩陣中單個像素的邊長，Ls表 示當前選用的縮影物鏡的倍率。
[0023] 所述的傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法，步驟（7)中，所 述單色位圖高度在精密運動平臺Y軸方向的投影距離，采用以下公式計算：
[0024] Ys=ps*Hs*Ls
[0025] 其中，Ys表示單色位圖高度Hs在精密運動平臺Y軸方向的投影距離，也即精密運 動平臺沿Y軸方向每次步進的步長，ps表示圖形發生器像素矩陣中單個像素的邊長，Ls表 示當前選用的縮影物鏡的倍率。
[0026] 由上述技術方案可知，本發明解決了傾斜掃描式光刻機在步進式曝光過程中拼接 處無法正常拼接的問題，在拆分曝光圖形時，根據圖形發生器與精密運動平臺的固定夾角 對曝光圖形進行變換處理，通過控制精密運動平臺將各個單色位圖組合成一個完整的曝光 圖形，使最終刻蝕后的圖形在所有的拼接位置均達到良好的拼接效果，從而提高了傾斜掃 描式光刻機步進式曝光的質量。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發明中圖形發生器與精密運動平臺方向關系圖；
[0028] 圖2是本發明中圖形發生器顯示單色位圖時的示意圖；
[0029] 圖3是本發明中對拆分的單色位圖進行處理過程圖；
[0030] 圖4是本發明實現軟件拆分曝光圖形的邏輯示意圖（圖中白色方框代表已曝光區 域）；
[0031] 圖5是應用本發明的光刻系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明。
[0033] -種傾斜掃描式光刻機在步進式曝光時的二維拼接處理方法，包括以下步驟：
[0034] S1、根據圖形發生器視場大小以及圖形發生器與精密運動平臺的夾角計算出待曝 光圖形每次拆分的單色位圖大小，如圖1、圖2所示：
[0035] ffs= (ff-H*tana)cosa
[0036]
[0037] 其中，Ws表不待曝光圖形母次拆分的單色位圖寬度，Hs表示待曝光圖形每次拆分 的單色位圖高度，W表示圖形發生器視場寬度，H表示圖形發生器視場高度，a表示圖形發 生器寬度方向與精密運動平臺X軸方向之間的夾角（由于圖形發生器的寬度方向與高度方 向垂直，精密運動平臺的X軸與Y軸垂直，所以圖形發生器的高度方向與精密運動平臺的Y 軸方向之間的夾角也是a)。
[0038] 注：圖形發生器視場寬度W是指圖形發生器視場平行于圖形發生器寬度方向的像 素點數量，圖形發生器視場高度H是指圖形發生器視場平行于圖形發生器高度方向的像素 點數量，因此，Ws、Hs實質上表達的也是像素點數量多少的含義。
[0039] S2、將當前待曝光圖形拆分成多個寬度為Ws、高度為Hs的單色位圖，不足部分以 黑圖填充，如圖3、圖4所示。
[0040] S3、將步驟S2中獲得的單色位圖以中心為原點順時針旋轉角度a，并擴展該單色 位圖大小至圖形發生器視場大小，即寬度為W、高度為H，獲得擴展單色位圖，如圖3、圖4所 不。
[0041] 注：圖1、圖2中所示的圖形發生器寬度方向平行于逆時針旋轉了角度a后的精 密運動平臺X軸方向，也即可以認為圖形發生器寬度方向相對于精密運動平臺X軸方向逆 時針旋轉了角度a。
[0042] 如果圖形發生器寬度方向相對于精密運動