一种光掩膜基板标记尺寸测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光掩膜基板标记尺寸测试系统，包括三维移动平台、光源、聚焦透镜、相机、计算机和控制器；所述三维移动平台的中部设有透明且透光的固定板；待测试的光掩膜基板安装在固定板上；所述光源位于固定板的下方，所述聚焦透镜位于光掩膜基板的上方；所述相机镜头正对聚焦透镜；所述相机、控制器分别与计算机相连，控制器与三维移动平台相连，控制三维移动平台的运动。本发明专利技术还提供了一种光掩膜基板标记尺寸测试方法。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术基于机器视觉法，寻找标记角的特定区域成像清晰时的位置，通过位置的差异比较得到标记角的尺寸，在测量过程中不接触光掩膜基板质量区，避免了划痕的产生，且测量成本低。且测量成本低。且测量成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种光掩膜基板标记尺寸测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及半导体光掩膜基板生产制造
，具体涉及一种光掩膜基板标记尺寸测试系统及方法。

技术介绍

[0002]在半导体生产制造流程中，比较重要的一个环节是从版图到晶圆这一制造过程，通常称之为光刻。光刻是流程衔接的关键部分，是流程中造价最高的一部分，同时也是限制最小线宽的瓶颈之一。光刻所用的版图称之为光掩膜版，常见的光掩膜版包括铬版、干版、凸版和液体凸版四种。光掩膜版主要由光掩膜基板和遮光膜两部分组成，其中光掩膜基板通常是高纯度、低反射率、低热膨胀系数的石英玻璃。光掩膜基板生产技术壁垒较高，主要由国外企业垄断。目前国内一些企业已经开始进行光掩膜基板的研发，在研发过程中如何准确的测试光掩膜基板是非常重要的。
[0003]根据国家相关规定，需要对光掩膜基板的边长、厚度、顶角、顶角半径、倒角、标记尺寸等外观尺寸进行测量。目前，这些外观尺寸的测量可采用游标卡尺，游标卡尺价格便宜，但容易引入划痕导致基板报废，且精度较低；还可采用高端光学检测设备，虽然精度可满足要求，但设备成本较高，不利于推广利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对现有计技术的不足，提供一种精确度高、成本低的光掩膜基板标记尺寸测试系统及方法
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种光掩膜基板标记尺寸测试系统，包括三维移动平台、光源、聚焦透镜、相机、计算机和控制器；所述三维移动平台的中部设有透明且透光的固定板；待测试的光掩膜基板安装在固定板上；所述光源位于固定板的下方，所述聚焦透镜位于光掩膜基板的上方；所述相机镜头正对聚焦透镜；所述相机、控制器分别与计算机相连，控制器与三维移动平台相连，控制三维移动平台的运动；所述光源向光掩膜基板发送垂直可见光束，可见光束穿过固定板后由聚焦透镜聚焦。
[0006]按上述方案，所述固定板上设有夹持装置，光掩膜基板放置于夹持装置的支撑片上。
[0007]按上述方案，所述支撑片的位置可调；所述支撑片采用PVC等不易划伤石英玻璃的材料制作。
[0008]本专利技术还提供了一种光掩膜基板标记尺寸测试方法，该方法包括如下步骤：
[0009]步骤一、提供如上所述测试系统，将待测试的光掩膜基板安装在所述测试系统的三维移动平台上；
[0010]步骤二、搜索光掩膜基板上标记角，并将标记角的成像划分为A区域和B区域，其中A区域为标记角的最高点所在区域，B区域是指标记角的最低点所在区域；
[0011]步骤三、分别对光掩膜基板标记角的A区域和B区域进行聚焦，并记录聚焦清晰时
三维移动平台在Z方向上的位置H1和H2；
[0012]步骤四、根据光掩膜基板标记角A区域和B区域对焦位置的差异，计算标记尺寸H，即为光掩膜板标记尺寸的值，标记尺寸H＝|H1
‑
H2|。
[0013]按上述方案，在步骤二中，具体搜索方法为：搜索开始前，光源发射光束；三维移动平台将光掩膜基板移动至预设位置，此时光掩膜基板待测试标记角的那一端分或者全部处于相机视野范围内；再根据标记角的特征进行搜索，直至搜索到标记角时停止。
[0014]按上述方案，在步骤三中，采用对焦深度法对标记角进行对焦，具体方法为：在对焦过程中获取一系列清晰度不同的图像，并分别获得这些图像的对焦评价曲线，根据对焦评价曲线移动三维移动平台，直到三维移动平台移动到最佳对焦位置为止，即完成了对焦。
[0015]按上述方案，在步骤三中，采用可同时提取水平和垂直方向梯度值的Tenengrad函数进行对焦评价，Tenengrad函数的数学表达式如下：
[0016][0017]上式中，f
x
(x,y)和f
y
(x,y)表示像素点(x,y)处Sobel水平和垂直方向边缘检测算子的卷积。
[0018]按上述方案，在步骤三中，对焦过程中采用爬山搜索法搜索，通过比较不同位置的函数值来确定下一步的搜索方向。
[0019]本专利技术的有益效果为：本专利技术基于机器视觉法，寻找标记角的特定区域(A区域和B区域)成像清晰时的位置，通过位置的差异比较得到标记角的尺寸，这种方法在测量过程中不接触光掩膜基板质量区，避免了划痕的产生，且测量成本低。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一个具体实施例的结构示意图。
[0021]图2为本实施例中标记角的平面放大图。
[0022]图3为本实施例中标记角的侧视图。
[0023]图4为本专利技术所述测试系统的整体结构示意图。
[0024]图5为三维移动平台的俯视图。
[0025]图6为本实施例中光掩膜基板的安装示意图。
[0026]图7为标记角的区域划分示意图。
[0027]图8为本实施例中标记角的特征示意图。
[0028]图9为调焦函数的曲线图。
[0029]图10为本实施例中A区域的对焦示意图。
[0030]图11为标记尺寸多次测试结果示意图。
具体实施方式
[0031]为了更好地理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地描述。
[0032]如图1～2所示为光掩膜基板,其四角为倒角，其中斜向相对的两倒角为标记角，标记角的上表面向下倾斜形成斜面，该斜面的高度也即标记的深度，即为待测试的标记尺寸H，如图3所示。本实施例中，标记角的特征为：位于光掩膜基板边缘位置；形状为弧形区域。
[0033]如图4所示的一种光掩膜基板标记尺寸测试系统，包括三维移动平台2、光源3、聚
焦透镜4、相机5、计算机6和控制器7；所述三维移动平台3的中部设有透明且透光的固定板2.2；待测试的光掩膜基板1安装在固定板2.2上，如图6所示；所述光源3位于固定板2.2的下方，所述聚焦透镜4位于光掩膜基板1的上方；所述相机5镜头正对聚焦透镜4；所述相机5、控制器7分别与计算机6相连，控制器7与三维移动平台2相连，控制三维移动平台2的运动；所述光源3向光掩膜基板1发送垂直可见光束，可见光束穿过固定板2.2后由聚焦透镜4聚焦。
[0034]优选地，所述固定板2.2上设有夹持装置2.1，光掩膜基板1放置于夹持装置2.1的支撑片上，如图5所示。本实施例中，所述夹持装置2.1为现有常见结构，这里不再赘述。
[0035]优选地，所述支撑片的位置可调(可前后调节)，便于光掩膜基板1夹持；所述支撑片采用PVC等不易划伤石英玻璃的材料制作。
[0036]本实施例中，所述光源3为可见光波段光源；三维移动平台2可带动待测试的光掩膜基板1在X、Y和Z三个方向上移动，相机可选择CMOS或CCD Camera。
[0037]一种光掩膜基板标记尺寸测试方法，该方法包括如下步骤：
[0038]步骤一、提供如上所述测试系统，将待测试的光掩膜基板安装在所述测试系统的夹持装置上；
[0039]步骤二、搜索光掩膜基板上标记角，并将标记角的成像划分为A区域和B区域(如图7所示)，其中A区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光掩膜基板标记尺寸测试系统，其特征在于，包括三维移动平台、光源、聚焦透镜、相机、计算机和控制器；所述三维移动平台的中部设有透明且透光的固定板；待测试的光掩膜基板安装在固定板上；所述光源位于固定板的下方，所述聚焦透镜位于光掩膜基板的上方；所述相机镜头正对聚焦透镜；所述相机、控制器分别与计算机相连，控制器与三维移动平台相连，控制三维移动平台的运动；所述光源向光掩膜基板发送垂直可见光束，可见光束穿过固定板后由聚焦透镜聚焦。2.如权利要求1所述的光掩膜基板标记尺寸测试系统，其特征在于，所述固定板上设有夹持装置，光掩膜基板放置于夹持装置的支撑片上。3.如权利要求1所述的光掩膜基板标记尺寸测试系统，其特征在于，所述支撑片的位置可调；所述支撑片采用PVC等不易划伤石英玻璃的材料制作。4.一种光掩膜基板标记尺寸测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、提供权利要求1～3中任意一项所述测试系统，将待测试的光掩膜基板安装在所述测试系统的三维移动平台上；步骤二、搜索光掩膜基板上标记角，并将标记角的成像划分为A区域和B区域，其中A区域为标记角的最高点所在区域，B区域是指标记角的最低点所在区域；步骤三、分别对光掩膜基板标记角的A区域和B区域进行聚焦，并记录聚焦清晰时三维移动平台在Z方向上的位置H1和H2；步骤四、根据光掩膜基板标记角A区域和B区域对焦位置的差...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳琛，朱继红，张欣，刘经纬，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：