專利名稱：一種光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光刻機(jī)設(shè)備領(lǐng)域中的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，涉及一種光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的快速圖像處理方法，應(yīng)用該方法控制工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)調(diào)整掩模和硅片的相對(duì)位置，從而完成自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。
背景技術(shù)：
光刻技術(shù)是大規(guī)模集成電路制造技術(shù)和微光學(xué)，微機(jī)械技術(shù)的先導(dǎo)和基礎(chǔ)。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)是光刻機(jī)的關(guān)鍵部件之一，因?yàn)閷?duì)準(zhǔn)精度直接影響光刻機(jī)的分辨力和重復(fù)套刻精度。目前的對(duì)準(zhǔn)方法有光度式的離軸對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但是對(duì)準(zhǔn)精度較低。隨著光刻分辨力的提高，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)主要是衍射光柵同軸對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(TTL對(duì)準(zhǔn))，但是這種對(duì)準(zhǔn)光路復(fù)雜得多， 結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單的，高效率，高精度的光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理算法。為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提供一種光刻機(jī)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理方法，步驟如下步驟SI :通過(guò)2路獨(dú)立的(XD，同時(shí)獲取掩模和硅片上的左右標(biāo)記圖像；步驟S2 :對(duì)采集到的標(biāo)記圖像進(jìn)行噪聲平滑預(yù)處理，消除或減弱圖像信號(hào)中的噪聲，且保持原有的圖像邊緣；步驟S3 :對(duì)去噪聲的圖像求直方圖，對(duì)直方圖進(jìn)行高斯平滑，求出最佳閾值進(jìn)行二值化，最后采用性噪比較高的視頻求和法確定標(biāo)記邊緣；步驟S4:忽略標(biāo)記的傾斜角度而直接采用求和投影帶來(lái)了邊緣的定位誤差，再采用梯度算法進(jìn)行邊緣判斷。由梯度的性質(zhì)可知，在灰度陡變區(qū)，梯度值大，在灰度相似區(qū)域，梯度值小，在灰度級(jí)為常數(shù)區(qū)，梯度值為零，從而判斷二值圖像的邊緣點(diǎn)；步驟S5 :根據(jù)圖像的邊緣點(diǎn)集，用最小二乘法擬合確定中線方程，求出標(biāo)記的中心位置，在根據(jù)對(duì)準(zhǔn)原理，求出掩模坐標(biāo)系中心相對(duì)于硅片坐標(biāo)系中心的位置關(guān)系(ΔΧ，Λ Y)，以及坐標(biāo)軸的位置關(guān)系(Λ Θ);步驟S6:如果ΛΧ，ΔΥ, Δ Θ滿足了系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)精度要求，則停止工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)。否則執(zhí)行步驟Si，直到滿足要求為止；其中，掩模和娃片上的標(biāo)記關(guān)于X，Y方向是對(duì)稱的，且所做標(biāo)記的尺寸經(jīng)光學(xué)放大后應(yīng)在CCD視場(chǎng)徂圍內(nèi)；其中，圖像的預(yù)處理采用邊緣保持非線性濾波法，能有效的保護(hù)邊緣，其可以表示為如下g(x,y) = f(x,y)+n(x,y)式中f (x, y)，g(x, y), n(x, y)分別表示為受干擾圖像、有噪聲圖像和零均值白噪聲;f(x, y)的估值/(H)為

權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理方法，其特征在于，圖像處理的步驟包括 步驟SI :通過(guò)2路獨(dú)立的(XD,同時(shí)犾取掩ネ旲和娃片上的左右標(biāo)記圖像 步驟S2 :對(duì)采集到的標(biāo)記圖像進(jìn)行噪聲平滑預(yù)處理，消除圖像信號(hào)中的噪聲，且保持原有的圖像邊緣 步驟S3 :對(duì)去噪聲的圖像求直方圖，對(duì)直方圖進(jìn)行高斯平滑，求出最佳閾值進(jìn)行ニ值化，最后采用視頻求和法確定標(biāo)記邊緣 步驟S4:忽略標(biāo)記的傾斜角度而直接采用求和投影帶來(lái)邊緣的定位誤差，再采用梯度算法進(jìn)行邊緣判斷；由梯度的性質(zhì)可知，在灰度陡變區(qū)，梯度值大，在灰度相似區(qū)域，梯度值小，在灰度級(jí)為常數(shù)區(qū)，梯度值為零，從而判斷ニ值圖像的邊緣點(diǎn) 步驟S5 :根據(jù)圖像的邊緣點(diǎn)集，用最小二乗法擬合確定中線方程，求出標(biāo)記的中心位置，再根據(jù)對(duì)準(zhǔn)原理，求出掩模坐標(biāo)系中心相對(duì)于硅片坐標(biāo)系中心的位置關(guān)系(Λ X，Λ Y)，以及坐標(biāo)軸的位置關(guān)系Λ Θ ； 步驟S6 :如果ΛΧ，ΔΥ, Δ Θ滿足了系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)精度要求，則停止エ件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；否則執(zhí)行步驟SI，直到滿足要求為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理方法，其特征在于掩模和娃片上的標(biāo)記X，Y方向是對(duì)稱的，且所做標(biāo)記的尺寸經(jīng)光學(xué)放大后應(yīng)在CCD視場(chǎng)范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理方法，其特征在于圖像的預(yù)處理采用ー種邊緣保持非線性濾波方法，充分利用信號(hào)的局部統(tǒng)計(jì)特性，保護(hù)圖像邊緣，其表示為如下gu, y) = f (X，y)+n(x, y) 式中f(x，y)，g(x，y)，n(x，y)分別表示未受干擾圖像、有噪聲圖像和零均值白噪聲；f (χ, y)的估值/O，タ)為: /(X, y) = k(x, y)g(x, y) + [I — k(x, j)]|r(x, y) ^(x,v) = 1-4^ σ；(χ,>0 式中ぶXy)表示g(x，y)的局部均值，ぴ“ズ，ァ)，cCGvv)分別表示g(x, y)，n(x, y)的局部方差，k(x，y)為引入的一個(gè)增益因子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光刻機(jī)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的圖像處理方法，所述的方法首先對(duì)采集到的標(biāo)記圖像進(jìn)行噪聲平滑處理，求出最佳閾值進(jìn)行二值化，通過(guò)視頻求和投影法識(shí)別目標(biāo)的邊緣位置，求出標(biāo)記的中心進(jìn)行粗略對(duì)準(zhǔn)。再通過(guò)邊緣搜索和曲線擬合進(jìn)行精確定位，控制工件臺(tái)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)的高精度對(duì)準(zhǔn)。該方法具有對(duì)準(zhǔn)精度高，提高對(duì)準(zhǔn)效率等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102662308SQ20121013793
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者馮金花, 李艷麗, 楊勇, 羅正全, 邢薇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所