CN103135359B - 一种光机系统对心装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种光机系统，包括对心装置、多个转折单元、多个调焦结构和多个需要对心的镜头组，其中，对心装置具有对心结构，每个镜头组都具有至少两个镜片。本发明的对心装置不需要转台，导轨和更换物镜，可实现镜片的偏心检测，同时可以解决传统定心仪无法实现空间上有转折或不易采用旋转法测量的系统的装调。

Description

一种光机系统对心装置和方法

技术领域

本发明涉及光刻领域，尤其涉及光刻领域中需要对心的光机系统及其对心方法。 

背景技术

投影光刻机是一种把掩模上的图案通过物镜投影到硅片面上的装置。 

光学系统的中心偏差缺陷严重的影响着光学仪器的质量。定心仪是通过检测球面透镜的两面的球心是否位于透镜光轴上来定量测量加工中的偏心程度。通用定心仪由照明系统、物镜、读数装置和工作转台构成，它可以在测量后定心磨边，还可用于滚边、胶合以及装校中的偏心检验。其在检测时找出球面的球心像，根据球心像的划圆量大小实现偏心测量，因此此类测量系统必须要配置高精度转台，这样很容易实现单个镜头或光轴为一条直线的光学系统的测量。例如中国专利CN201016713所公开的一种具有空气轴承转台的光学定中仪和《光电工程》第25卷第6期所公开的“电视内调焦定心仪及其应用”中的定心仪就是这样的定心仪。但在很多光学系统中光路在空间上有转折，就无法利用该类测量系统实现对心测量。为了克服上述问题，本发明提出了一种光机系统对心装置和方法，可解决空间上有转折的光学系统的对心问题。 

发明内容

本发明提出了一种光机系统，包括左右照明单元、左右标记板、左右转折单元、左右调焦结构、分合束单元、对心装置、物镜组和目镜组；左照明单元、左标记板、左转折单元、左调焦结构、分合束单元、物镜组和目镜组构成左侧光路；右照明单元、右标记板、右转折单元、右调焦结构、分合束单元、物镜组和目镜组构成右侧光路；左右光路的光在分合束单元处合束并入射至目镜组后从出瞳位出射；其中左右标记板的中心有十字标记及刻度，目镜组具有一测量分划板，其中心具有十字标记，十字标记上具有刻度尺，且在光轴方向上与标记板的中心重合和同轴，两个调焦结构可独立调节。 

其中，具有两个放置在不同位置处的检测对象，左右光路分别对这两个检测对象进行检测，两个调焦结构的焦距不同。 

其中，在物镜组的入口端处具有与物镜组的光轴同轴的定心标记。 

其中，在目镜组的入口端处具有与目镜组的光轴同轴的定心标记。 

与传统定心仪相比，本发明的对心装置不需要转台，导轨和更换物镜，可实现镜片的偏心检测，同时可以解决传统定心仪无法实现空间上有转折或不易采用旋转法测量的系统的装调。 

为了更为方便的安装，可以在每个镜头组的入口端上装上一个定心标记，这样像的找取更为容易和快捷，装调效率更高。 

附图说明

图1所示为根据本发明的光机系统的结构示意图； 

图2所示为为了方便说明对心装置使用方法而虚拟的待装配的系统结构示意图；

图3所示为在图2的基础上在各镜头组上添加了定心标记的待装配系统的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图详细描述根据本发明的优选实施例。为了便于描述和突出显示本发明，附图中省略了现有技术中已有的相关部件，并将省略对这些公知部件的描述。 

图1所示为根据本发明的光机系统的结构示意图，该对心装置具有左右照明单元G2和G3、左右标记板311和321、左右转折单元、左右调焦结构、分合束单元、固定物镜组G1和微测目镜组G4。左照明单元、左标记板、左转折单元、左调焦结构、分合束单元、固定物镜组G1和微测目镜组G4构成左侧光路，其具体光路如下：从左照明单元G2（由光源L1和照明镜头211组成，光源L1出射的光经照明镜头211后形成均匀照明光）发出的均匀照明光照射至标记板311上，然后经左转折单元中的反射镜411反射后沿光轴AX1透过左转折单元中的分光棱镜5后经调焦镜9调焦入射至左转折单元中的反射镜412，然后由分合束单元中的反射棱镜701反射后沿光轴AX经转折单元中的分（合）束棱镜601透射，然后经固定物镜组G1聚焦至第一检测对象O1，由第一检测对象O1出射的光沿原路返回至左转折单元中的分光棱镜5反射至转折单元中的分（合）束棱镜602，并由分（合）束棱镜602反射后穿过测微目镜组G4由出瞳位16处出射。右照明单元、右标记板、右转折单元、右调焦结构、分合束单元、固定物镜组G1和微测目镜组G4构成右侧光路，其具体光路如下：从右照明单元G3（由光源L2和照明镜头221组成，光源L2出射的光经照明镜头221后形成均匀照明光）发出的均匀照明光照射至标记板321上，然后经右转折单元中的反射镜421反射后沿光轴AX2透过右转折单元中的分束镜8后经调焦镜10调焦入射至右转折单元中的反射棱镜721，然后由分合束单元中的分（合）束棱镜601反射后沿光轴AX入射至固定物镜组G1，然后经固定物镜组G1聚焦至第二检测对象O2，由第二检测对象O2出射的光沿原路返回至右转折单元中的分束镜8反射至分合束单元中的反射棱镜702，并由反射棱镜702反射后透过分合束单元中的分（合）束棱镜602后入射至测微目镜组G4，经测微目镜组G4调整后由出瞳位16处出射。 

固定物镜组G1由第一物镜11和第二物镜12组成。测微目镜组G4由测量分划板13、第一目镜14和第二目镜15构成。上述结构中的左右标记板的中心有十字线，线上有刻度；测量分划板中心也有十字，上有刻度尺，其在光轴方向上与标记板的中心重合和同轴，为检测对象反射后的像面；两个调焦镜可独立调节，当它们被调节在不同焦距位置处时即可实现对不同目标的瞄准测量，因此测量分划板上可以同时产生两个清晰的像，根据两个像的位置即可实现目标的调整定位。如调整左侧调焦镜9使第一检测对象O1的顶点或球心像成在测量分划板13上，调整右侧调焦镜10使第二检测对象O2的顶点或球心像成在测量分划板13上，从而测量分划板13上可同时观察到第一和第二检测对象O1和O2的球心或定点像，通过测量两个像在测量分划板13上的距离，即可知道两面球心或顶点构成的轴与对心装置光轴的关系。 

图2所示为为了方便说明对心装置使用方法而虚拟的待装配的系统结构示意图，LG1是镜头组1，LGn是第n个镜头组，LA1~LAn是第一组镜头里的n个透镜，LN1~LNn是第n组镜头里的n个透镜，每个镜头组已经安装完毕。假设这n个镜头组相互之间光轴不在同一条线上，它们之间通过转折装置相连，我们需要把后镜头组的光轴和第一组连接起来。我们只需要作以下处理即可实现：第一步，调整对心装置的位置，使光轴与第一镜头组LG1的光轴重合，固定对心装置，具体调整过程见前面所述，为第一镜头组做好定位机构，确定第一镜头组的定位位置。第二步，取下第一镜头组LG1，装上第二镜头组LG2和两者之间的转折装置，调整调焦镜，找到第二镜头组LG2里所有镜片LB1~LBn中某两个曲率中心（该两个曲率中心的联线能代表LG2的光轴）的反射十字像，调整第二镜头组LG2或调整转折机构，使两个反射像与对心装置的对心结构（可以为例如带刻度的分划十字）重合，为第二镜头组做好定位机构，取下第二镜头组LG2。第三步，装上后续的镜头组重复第二步，把所有镜头组调整到位并做好定位。第四步，把所有镜头组按照定位装置安装到位并固定，取下定位机构，完成装配。 

图3所示为在图2的基础上在各镜头组上添加了定心标记的待装配系统的结构示意图，LG1是镜头组1，LGn是第n个镜头组，LA1~LAn是第一组镜头里的n个透镜，LN1~LNn是第n组镜头里的n个透镜，A1~N1为定心标记，每个镜头组已经安装完毕，定心标记与各自镜头组的光轴重合。定心标记是中心有十字标记的平板玻璃。假设这n个镜头组相互之间光轴不在同一条线上，它们之间通过转折装置相连，我们需要把后镜头组的光轴和第一组连接起来。装调步骤与上同，只不过不需要找每个镜头组内某两个曲率中心的反射像，只需要找定心标记的中心像和表面反射像与测量分划十字重合即可。 

本说明书中所述的只是本发明的几种较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。 

Claims (4)

1. 一种光机系统对心装置，包括左右照明单元、左右标记板、左右转折单元、左右调焦结构、分合束单元、物镜组和目镜组；左照明单元、左标记板、左转折单元、左调焦结构、分合束单元、物镜组和目镜组构成左侧光路；右照明单元、右标记板、右转折单元、右调焦结构、分合束单元、物镜组和目镜组构成右侧光路；左右光路的光在分合束单元处合束并入射至目镜组后从出瞳位出射；其中左右标记板的中心有十字标记及刻度，目镜组具有一测量分划板，其中心具有十字标记，十字标记上具有刻度尺，且在光轴方向上与标记板的中心重合和同轴，两个调焦结构可独立调节。

2.根据权利要求1所述的光机系统对心装置，其特征在于具有两个放置在不同位置处的检测对象，左右光路分别对这两个检测对象进行检测，两个调焦结构的焦距不同。

3.根据权利要求1-2中任意一个所述的光机系统对心装置，其特征在于，在物镜组的入口端处具有与物镜组的光轴同轴的定心标记。

4.根据权利要求3所述的光机系统对心装置，其特征在于，在目镜组的入口端处具有与目镜组的光轴同轴的定心标记。