本發(fā)明涉及光刻曝光，尤其涉及一種卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，尤其是對(duì)于柔性電子器件和高密度互連電路板的需求日益增加，卷對(duì)卷(r2r)高精度投影式曝光機(jī)的應(yīng)用變得尤為關(guān)鍵。這類設(shè)備主要用于制造過程中將微細(xì)圖案精確轉(zhuǎn)移到柔性基材上，如聚酰亞胺等材料，其工藝要求極高，涉及到納米級(jí)別的精度控制。傳統(tǒng)的批次處理方式已無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，而r2r技術(shù)憑借其連續(xù)性和高效性的優(yōu)勢(shì)成為了行業(yè)的主流選擇。在這一背景下，如何優(yōu)化r2r高精度投影式曝光機(jī)的精度成為提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要課題。

2、在一種現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度，采用多步校準(zhǔn)與實(shí)時(shí)反饋控制相結(jié)合的方法。首先，在設(shè)備安裝階段，通過使用高精度激光干涉儀進(jìn)行初步校準(zhǔn)，確保各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸之間的平行度和垂直度誤差在允許范圍內(nèi)。接著，在實(shí)際操作過程中，利用集成在系統(tǒng)內(nèi)部的傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)基材位置、速度以及曝光頭與基材間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將這些數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)?；谑占降臄?shù)據(jù)，控制系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整各部件的工作參數(shù)，以補(bǔ)償由于溫度變化、機(jī)械磨損等因素引起的精度偏差。此外，現(xiàn)代r2r曝光機(jī)還配備了先進(jìn)的圖像處理軟件，能夠在曝光前對(duì)設(shè)計(jì)圖案進(jìn)行預(yù)處理，去除影響最終成像質(zhì)量的瑕疵或噪聲，從而進(jìn)一步提升圖案轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確性。

3、在傳統(tǒng)的曝光過程中，假設(shè)基材表面是完全平坦且剛性的，這使得光學(xué)系統(tǒng)能夠基于固定的焦距進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而，實(shí)際情況中，柔性基材不僅會(huì)因?yàn)樽陨砗穸炔痪鶆驅(qū)е卤砻嫖⒂^起伏，還會(huì)在張力作用下發(fā)生拉伸或壓縮形變。當(dāng)曝光頭試圖在這樣的非理想表面上聚焦時(shí)，其預(yù)設(shè)的焦距參數(shù)無法適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)變化，從而導(dǎo)致圖像模糊或者失真。其次，材料在加工過程中的溫度變化也會(huì)引起熱膨脹或收縮效應(yīng)，進(jìn)一步加劇了材料表面的變形程度，最終導(dǎo)致卷對(duì)卷投影式曝光機(jī)存在精度不足的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度優(yōu)化方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)提高卷對(duì)卷投影式曝光機(jī)的工作精度。

2、第一方面，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度優(yōu)化方法，包括：

3、獲取微觀深度數(shù)據(jù)、材料振動(dòng)數(shù)據(jù)和曝光重疊區(qū)域；

4、根據(jù)所述微觀深度數(shù)據(jù)進(jìn)行能量分布分析，得到曝光能量分布；

5、根據(jù)所述材料振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域分析，得到振動(dòng)頻域特征；

6、根據(jù)所述曝光能量分布和所述振動(dòng)頻域特征進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到關(guān)聯(lián)影響矩陣；

7、對(duì)所述曝光重疊區(qū)域進(jìn)行能量累積分析，得到重疊修正因子；

8、根據(jù)所述重疊修正因子和所述關(guān)聯(lián)影響矩陣進(jìn)行曝光參數(shù)優(yōu)化，更新曝光機(jī)控制參數(shù)。

9、在一種可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述微觀深度數(shù)據(jù)進(jìn)行能量分布分析，得到曝光能量分布，包括：

10、將所述微觀深度數(shù)據(jù)劃分為預(yù)設(shè)間距的網(wǎng)格單元；

11、根據(jù)所述網(wǎng)格單元和所述微觀深度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值微分計(jì)算，得到深度變化幅度；

12、根據(jù)所述網(wǎng)格單元和所述微觀深度數(shù)據(jù)進(jìn)行二階導(dǎo)數(shù)計(jì)算，得到深度變化頻率；

13、根據(jù)所述深度變化幅度和所述深度變化頻率進(jìn)行加權(quán)融合，得到深度梯度值；

14、將所述深度梯度值和預(yù)存的曝光參數(shù)輸入到預(yù)設(shè)的能量補(bǔ)償模型中，輸出曝光能量結(jié)果；

15、根據(jù)所述曝光能量結(jié)果進(jìn)行分布映射，得到曝光能量分布。

16、在一種可選的實(shí)施方式中，所述能量補(bǔ)償模型的訓(xùn)練過程包括：

17、以歷史微觀深度數(shù)據(jù)和歷史曝光參數(shù)作為輸入，以歷史曝光結(jié)果作為輸出，通過歸一化處理劃分訓(xùn)練集與驗(yàn)證集；

18、初始化多層感知機(jī)模型參數(shù)；

19、通過迭代訓(xùn)練優(yōu)化參數(shù)；

20、在驗(yàn)證集損失收斂或達(dá)到最大迭代次數(shù)后，若測(cè)試集誤差低于預(yù)設(shè)閾值，則保存模型參數(shù)作為最終的能量補(bǔ)償模型。

21、在一種可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述材料振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域分析，得到振動(dòng)頻域特征，包括：

22、對(duì)所述材料振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行小波去噪，得到降噪振動(dòng)數(shù)據(jù)；

23、對(duì)所述降噪振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換，得到振動(dòng)頻域數(shù)據(jù)；

24、根據(jù)所述振動(dòng)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行主頻識(shí)別，得到振動(dòng)主頻；

25、根據(jù)所述振動(dòng)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行高頻區(qū)間識(shí)別，得到振動(dòng)高頻區(qū)間；

26、根據(jù)所述振動(dòng)主頻和所述振動(dòng)高頻區(qū)間進(jìn)行歸一化融合，得到振動(dòng)頻域特征。

27、在一種可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述曝光能量分布和所述振動(dòng)頻域特征進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到關(guān)聯(lián)影響矩陣，包括：

28、對(duì)所述振動(dòng)頻域特征提取的振動(dòng)主頻和振動(dòng)高頻區(qū)間進(jìn)行分塊處理形成頻率向量；

29、基于所述曝光能量分布提取每一個(gè)網(wǎng)格單元的曝光能量結(jié)果；

30、根據(jù)所述頻率向量和所述曝光能量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性系數(shù)計(jì)算，得到振動(dòng)曝光相關(guān)度；

31、對(duì)所述振動(dòng)曝光相關(guān)度進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化相關(guān)度；

32、根據(jù)所述歸一化相關(guān)度按照所述網(wǎng)格單元與所述頻率向量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，構(gòu)建出關(guān)聯(lián)影響矩陣。

33、在一種可選的實(shí)施方式中，所述對(duì)所述曝光重疊區(qū)域進(jìn)行能量累積分析，得到重疊修正因子，包括：

34、根據(jù)所述曝光重疊區(qū)域和所述曝光能量分布進(jìn)行積分計(jì)算，得到累積曝光能量；

35、根據(jù)所述累積曝光能量進(jìn)行修正因子計(jì)算，得到衰減因子和增強(qiáng)因子；

36、當(dāng)所述累積曝光能量小于預(yù)設(shè)的能量閾值時(shí)，取所述增強(qiáng)因子作為重疊修正因子；

37、當(dāng)所述累積曝光能量大于或等于所述能量閾值時(shí)，取所述衰減因子作為重疊修正因子。

38、在一種可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述重疊修正因子和所述關(guān)聯(lián)影響矩陣進(jìn)行曝光參數(shù)優(yōu)化，更新曝光機(jī)控制參數(shù)，包括：

39、根據(jù)所述重疊修正因子和所述關(guān)聯(lián)影響矩陣進(jìn)行加權(quán)融合，得到修正影響矩陣；

40、根據(jù)所述修正影響矩陣進(jìn)行粒子群參數(shù)初始化；

41、當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的次數(shù)上限或粒子的適應(yīng)度函數(shù)符合約束條件時(shí)，完成迭代，輸出曝光機(jī)控制參數(shù)。

42、第二方面，本發(fā)明提供了一種卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度優(yōu)化系統(tǒng)，包括：

43、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取微觀深度數(shù)據(jù)、材料振動(dòng)數(shù)據(jù)和曝光重疊區(qū)域；

44、能量分布模塊，用于根據(jù)所述微觀深度數(shù)據(jù)進(jìn)行能量分布分析，得到曝光能量分布；

45、振動(dòng)分析模塊，用于根據(jù)所述材料振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域分析，得到振動(dòng)頻域特征；

46、關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述曝光能量分布和所述振動(dòng)頻域特征進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到關(guān)聯(lián)影響矩陣；

47、重疊修正模塊，用于對(duì)所述曝光重疊區(qū)域進(jìn)行能量累積分析，得到重疊修正因子；

48、參數(shù)更新模塊，用于根據(jù)所述重疊修正因子和所述關(guān)聯(lián)影響矩陣進(jìn)行曝光參數(shù)優(yōu)化，更新曝光機(jī)控制參數(shù)。

49、第三方面，本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括處理器、存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中且被配置為由所述處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述中任意一項(xiàng)所述的卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度優(yōu)化方法。

50、第四方面，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，在所述計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行時(shí)控制所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行上述中任意一項(xiàng)所述的卷對(duì)卷高精度投影式曝光機(jī)的精度優(yōu)化方法。

51、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

52、(1)獲取微觀深度數(shù)據(jù)、材料振動(dòng)數(shù)據(jù)和曝光重疊區(qū)域的過程確保了對(duì)材料表面特性和加工環(huán)境的全面了解。通過精確的數(shù)據(jù)采集手段，包括高分辨率傳感器和圖像處理技術(shù)，可以有效地捕捉到材料表面的細(xì)微變化以及振動(dòng)情況，并識(shí)別出曝光過程中的重疊區(qū)域。這些高質(zhì)量的數(shù)據(jù)為后續(xù)分析提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。

53、(2)根據(jù)所述微觀深度數(shù)據(jù)進(jìn)行能量分布分析，得到曝光能量分布。此步驟利用先進(jìn)的算法模型從微觀深度數(shù)據(jù)中提取出不同位置的能量需求信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)曝光能量分布的精準(zhǔn)計(jì)算。這種方法不僅能夠適應(yīng)復(fù)雜的表面形態(tài)，還能有效避免因能量不均導(dǎo)致的質(zhì)量問題，提升了最終圖案的一致性和質(zhì)量。

54、(3)根據(jù)所述材料振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域分析，得到振動(dòng)頻域特征。通過對(duì)材料振動(dòng)數(shù)據(jù)的頻域分析，系統(tǒng)能夠識(shí)別出振動(dòng)的不同頻率成分及其對(duì)曝光過程的影響。這種基于頻譜特征的分析方法有助于優(yōu)化曝光參數(shù)，減少振動(dòng)帶來的干擾，提高圖案的精細(xì)度和穩(wěn)定性。

55、(4)根據(jù)所述曝光能量分布和所述振動(dòng)頻域特征進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到關(guān)聯(lián)影響矩陣。結(jié)合曝光能量分布與振動(dòng)頻域特征，采用相關(guān)性分析方法生成關(guān)聯(lián)影響矩陣，揭示了兩者之間的相互作用關(guān)系。這種量化分析為調(diào)整曝光參數(shù)提供了科學(xué)依據(jù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈活性。

56、(5)對(duì)所述曝光重疊區(qū)域進(jìn)行能量累積分析，得到重疊修正因子。通過對(duì)曝光重疊區(qū)域的能量累積情況進(jìn)行詳細(xì)分析，系統(tǒng)能夠確定一個(gè)重疊修正因子，以補(bǔ)償因多次曝光造成的能量累積效應(yīng)。這種方法確保了重疊區(qū)域內(nèi)的曝光均勻性，防止過度曝光或曝光不足，保障了圖像的一致性和完整性。

57、(6)根據(jù)所述重疊修正因子和所述關(guān)聯(lián)影響矩陣進(jìn)行曝光參數(shù)優(yōu)化，更新曝光機(jī)控制參數(shù)。最后一步整合了前面所有步驟的結(jié)果，通過智能算法對(duì)曝光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，生成更新后的曝光機(jī)控制參數(shù)。該過程不僅考慮了重疊修正因子和關(guān)聯(lián)影響矩陣的影響，還確保了整體曝光策略的最佳化，顯著提高了曝光過程的精度和效率，保證了高質(zhì)量的制造結(jié)果。