[发明专利]标记对准方法

说明书

本公开提供一种模板与基板对准方法，包括：对标记图像分别按行或列进行灰度求和，得到各行对应的第一投影求和曲线和各列对应的第二投影求和曲线；基于各行对应的第一投影求和曲线和各列对应的第二投影求和曲线，计算一组模板和基板标记中心坐标的平均值和标准差，对图像轮廓添加横向处理窗口或纵向处理窗口；提取横向处理窗口中各行对应的第一轮廓灰度曲线或纵向处理窗口中各列对应的第二轮廓灰度曲线；根据各行对应的第一轮廓灰度曲线或各列对应的第二轮廓灰度曲线，计算另一组模板和基板标记中心坐标的平均值和标准差；对两组平均值和标准差进行统计融合，得到对准偏差；根据对准偏差对模板与基板进行对准。该方法提高了模板与基板的对准精度。

技术领域

本公开涉及对准检测技术领域，尤其涉及一种多算法结合的标记对准方法。

背景技术

集成电路在制造过程中，模板版上的图形会在曝光过程通过光化学反应传递到基板表面上，因此，曝光往往是整个集成电路制造流程中最重要工序之一。现代集成电路一般采用三维多层结构，这意味着需要进行多次图形传递，这个过程称之为套刻。在套刻过程中，为了保证电路三维结构的功能，层与层之间必须要做到精确对准，否则将会导致整个集成电路失效。

经过多年的研究与发展，对准技术已经向多个技术方向发展。目前，主流的对准方式包括光度型对准技术和衍射型对准技术。对于光度型对准技术通过成像镜组，采集预先加工在模板与基板上的对准标记，然后通过数字图像处理的方式计算对准偏差，这种对准方式所需的对准标记结构简单，同时受工艺、基板形变及颗粒等影响小，因此具有测量范围大、稳定性高等优点。但是精度受限于图像传感器分辨率及成像镜组的放大倍率，同时，其使用的图像处理算法一般只会给出一个固定结果，所以受算法参数取值改变等影响较大。衍射型对准技术方面，当对准光源照射模板、基板上加工好的光栅时，两个光栅上的衍射光会互相干涉，形成与模板、硅片相对位移相关联的干涉光。通过传感器接收该干涉光，便可以计算其对准偏差。衍射型对准技术的精度仅受限于光源波长及测量系统分辨率，因此可以达到很高的精度。但是，这种方法需要高精度的光栅作为对准标记，因此标记加工难度大，且受工艺、基板形变等影响大，稳定性相对较差。同时，由于光栅的周期性，该方法的测量范围往往较小。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供一种模板与基板对准方法，用于至少部分解决现有对准技术中受限于图像传感器分辨率及成像镜组的放大倍率，高精度的光栅加工难度大是对准稳定性差等技术问题。

基于此，本公开第一方面提供一种模板与基板对准方法，包括：对标记图像分别按行或列进行灰度求和，得到各行对应的第一投影求和曲线和各列对应的第二投影求和曲线；基于各行对应的第一投影求和曲线和各列对应的第二投影求和曲线，计算模板标记中心坐标的第一平均值和第一标准差以及基板标记中心坐标的第二平均值和第二标准差；提取标记图像的图像轮廓，对图像轮廓添加横向处理窗口或纵向处理窗口；提取横向处理窗口中各行对应的第一轮廓灰度曲线或纵向处理窗口中各列对应的第二轮廓灰度曲线；根据各行对应的第一轮廓灰度曲线或各列对应的第二轮廓灰度曲线，计算模板标记中心坐标的第三平均值和第三标准差以及基板标记中心坐标的第四平均值和第四标准差；对第一平均值、第一标准差、第二平均值、第二标准差、第三平均值、第三标准差、第四平均值和第四标准差进行统计融合，得到对准偏差；根据对准偏差对模板与基板进行对准。

根据本公开的实施例，基于各行对应的第一投影求和曲线和各列对应的第二投影求和曲线，计算模板标记中心坐标的第一平均值和第一标准差以及基板标记中心坐标的第二平均值和第二标准差包括：通过第一灰度阈值切割第一投影求和曲线的第一峰值，通过第二灰度阈值切割第二投影求和曲线的第二峰值；计算第一投影求和曲线上大于第一灰度阈值的每个峰值对应的第一重心，计算第二投影求和曲线上大于第二灰度阈值的每个峰值对应的第二重心；根据第一重心和第二重心计算模板标记中心坐标和基板标记中心坐标；改变第一灰度阈值和第二灰度阈值的大小，重复执行以上操作，得到多个模板标记中心坐标和基板标记中心坐标；根据多个模板标记中心坐标计算第一平均值和第一标准差，根据多个基板标记中心坐标计算第二平均值和第二标准差。