【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光刻机，特别涉及一种对准方法、对准系统及光刻设备。
技术介绍
1、在半导体集成电路(ic)生产制造中，多种工艺过程都涉及到对准系统的使用。对准系统是光刻机等设备中最重要的分系统之一，通过物体表面的标记将工件、工件台、掩模、掩模台等进行对准，确保光刻等工艺的准确性与套刻精度。对准结果的准确性直接影响到后续的加工质量与套刻精度，而套刻精度是光刻机的关键技术指标之一。
2、随着半导体工艺的日益提升，对于对准系统的要求也越来越高，不同工艺过程给光学系统成像带来的大量背景噪声，也给对准系统在提高对准精度的同时保证较高的效率这一目标带来了挑战。现有的对准系统使用简单的光学采集器件和粗匹配-精匹配的对准框架，已经较难满足兼顾准确性与效率的新需求，如何让对准系统更准确、高效，成为了当前业界的共通难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种对准方法、对准系统及光刻设备，以解决硅片对准的准确度低的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种对准方法，包括：
3、对目标标记进行图像采集；并提取采集的图像中的显著性区域；
4、对所述图像进行粗匹配，所述粗匹配过程中提取图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征，根据所述图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征确定所述目标标记所在的候选区域；
5、对所述图像进行精匹配，以对所述目标标记的边缘进行定位。
6、可选的，采用自动阈值二值化处理
7、可选的，在进行目标检测之前，采用图像显著性检测方法进行图像处理，模拟人眼视觉，基于图像全局对比度增强图像的显著性。
8、可选的，所述图像显著性检测方法包括先提取图像中的灰阶的显著值，再进行归一化处理。
9、可选的，所述提取图像中的灰阶的显著值的公式为：
10、
11、其中，gm、gn为图像的灰阶，fn为n级灰阶的频数，sal(gm)为m级灰阶的显著值，m的取值范围为[0,255]，n的取值范围为[0,255]。
12、可选的，所述归一化处理步骤中，归一化的公式为：
13、
14、其中，sal(gm)为m级灰阶的显著值，min(sal)为各级图像灰阶显著值的最小值，max(sal)为各级图像灰阶显著值的最大值，normsal(gm)为m级灰阶的显著值的归一化值。
15、可选的，在提取图像的低频主体部分的中心频域的统计特征之前，包括：所述图像的低频主体部分通过二维傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，并将频域信号进行基于直流分量的归一化处理。
16、可选的，在提取高频边缘部分的中心频域的统计特征之前，包括：使用canny边缘检测方法提取图像边缘信息，并通过二维傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，将频域信号进行基于直流分量的归一化处理。
17、可选的，所述canny边缘检测方法通过索贝尔算子计算图像的梯度幅值与方向。
18、可选的，在提取图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征之后，分别将所述图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征与模型统计特征对比得到谱残差，选取谱残差最小的至少一个图像显著性区域作为所述目标标记所在的候选区域。
19、可选的，对采集的图像进行滑动窗口截取提取图像中显著性区域。
20、可选的，所述粗匹配在第一粒度下对图像进行目标标记与模板的匹配，所述精匹配在第二粒度下对图像进行目标标记与模板的匹配，所述第二粒度小于第一粒度。
21、可选的，所述精匹配通过图像梯度信息和探针模型针对所述目标标记的边缘进行定位。
22、可选的，所述目标标记为硅片上的对准标记，对硅片上的对准标记进行图像采集的步骤中包括：
23、光源发射光束，所述光束经分光棱镜分光后进入物镜组，经过所述物镜组的光束入射到所述对准标记上；
24、所述光束经过所述对准标记反射后依次进入所述物镜组和可调节光学滤波器，所述可调节光学滤波器在频域空间上对所述光束的空间分布进行调制，以过滤图像的噪声信号；
25、所述光束进入相机得到目标图像信息，将所述图像信息传输至处理器，所述处理器将所述图像信息转换为数字图像，进行数字图像处理，获取图像的关键参数，并将所述关键参数反馈给控制器；
26、所述控制器对所述可调节光学滤波器进行参数调节和控制，调整后使用所述相机重新获取目标图像信息，并输出到处理器，得到所述目标标记的数字图像。
27、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种对准系统，包括：
28、光学模块，用于对目标标记进行图像采集；
29、目标检测模块，用于提取采集的图像中的显著性区域；
30、模板匹配模块，用于对所述图像进行粗匹配以及精匹配，所述粗匹配过程中提取图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征，根据所述图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征确定所述目标标记所在的候选区域。
31、可选的，所述光学模块包括可调节光学滤波器，用于在频域空间上对光波的空间分布进行调制，以过滤噪声。
32、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种光刻设备，包括上述任一项的对准系统。
33、在本专利技术提供的一种对准方法中，进行粗匹配和精匹配，粗匹配步骤提取图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征，根据图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征确定所述目标标记所在的候选区域。本专利技术通过区分图像的高频边缘部分与低频主体部分，结合图像的低频主体部分和高频边缘部分进行目标标记的定位，具有抗噪声干扰能力强的优点。
34、进一步的，采用自动阈值二值化处理与连通区域分析进行目标检测，以提取图像中显著性区域，筛选出对准标记候选位置，可缩短对准的时间，提升效率。
35、进一步的，本专利技术提出了一种对准系统中采用主动式空间降噪的可调节光学滤波器，以及结合了目标检测与模板匹配的软件模块，改进了原有的粗匹配-精匹配的对准方式，通过目标检测-粗匹配-精匹配的新型对准框架，增加工艺适应性与抗噪声干扰能力，提高对准精度的同时也使对准算法更加高效。
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1.一种对准方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，采用自动阈值二值化处理与连通区域分析进行目标检测，以提取采集的图像中的显著性区域。
3.如权利要求2所述的对准方法，其特征在于，在进行目标检测之前，采用图像显著性检测方法进行图像处理，模拟人眼视觉，基于图像全局对比度增强图像的显著性。
4.如权利要求3所述的对准方法，其特征在于，所述图像显著性检测方法包括：先提取图像中的灰阶的显著值，再进行归一化处理。
5.如权利要求4所述的对准方法，其特征在于，所述提取图像中的灰阶的显著值的公式为：
6.如权利要求5所述的对准方法，其特征在于，所述归一化处理步骤中，归一化的公式为：
7.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，在提取图像的低频主体部分的中心频域的统计特征之前，包括：所述图像的低频主体部分通过二维傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，并将频域信号进行基于直流分量的归一化处理。
8.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，在提取高频边缘部分的中心频域的统计特征之前，包括：
9.如权利要求8所述的对准方法，其特征在于，所述Canny边缘检测方法通过索贝尔算子计算图像的梯度幅值与方向。
10.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，在提取图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征之后，包括：分别将所述图像的低频主体部分和高频边缘部分的中心频域的统计特征与模型统计特征对比得到谱残差，选取谱残差最小的至少一个图像显著性区域作为所述目标标记所在的候选区域。
11.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，对采集的图像进行滑动窗口截取以提取图像中显著性区域。
12.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述粗匹配在第一粒度下对图像进行目标标记与模板的匹配，所述精匹配在第二粒度下对图像进行目标标记与模板的匹配，所述第二粒度小于第一粒度。
13.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述精匹配通过图像梯度信息和探针模型针对所述目标标记的边缘进行定位。
14.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，所述目标标记为硅片上的对准标记，对硅片上的对准标记进行图像采集的步骤中包括：
15.一种对准系统，其特征在于，包括：
16.如权利要求15所述的对准系统，其特征在于，所述光学模块包括可调节光学滤波器，用于在频域空间上对光波的空间分布进行调制，以过滤噪声。
17.一种光刻设备，其特征在于，包括权利要求15～16任一项所述的对准系统。
...【技术特征摘要】
1.一种对准方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，采用自动阈值二值化处理与连通区域分析进行目标检测，以提取采集的图像中的显著性区域。
3.如权利要求2所述的对准方法，其特征在于，在进行目标检测之前，采用图像显著性检测方法进行图像处理，模拟人眼视觉，基于图像全局对比度增强图像的显著性。
4.如权利要求3所述的对准方法，其特征在于，所述图像显著性检测方法包括：先提取图像中的灰阶的显著值，再进行归一化处理。
5.如权利要求4所述的对准方法，其特征在于，所述提取图像中的灰阶的显著值的公式为：
6.如权利要求5所述的对准方法，其特征在于，所述归一化处理步骤中，归一化的公式为：
7.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，在提取图像的低频主体部分的中心频域的统计特征之前，包括：所述图像的低频主体部分通过二维傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，并将频域信号进行基于直流分量的归一化处理。
8.如权利要求1所述的对准方法，其特征在于，在提取高频边缘部分的中心频域的统计特征之前，包括：使用canny边缘检测方法提取图像边缘信息，并通过二维傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，将频域信号进行基于直流分量的归一化处理。
9.如权利要求8所述的对准方法，其特征在于，所述canny边缘检...
【专利技术属性】
技术研发人员：田润丰，潘炼东，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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