CN106707695B - 一种基于主动聚焦的实时聚焦方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于主动聚焦的实时聚焦方法及装置，通过主动聚焦方式，实现实时聚焦。曝光前利用测距仪测量一个条带曝光基本面至镜头的数据，在曝光时进行运用；曝光过程中，测距仪会测量下一条带曝光基层高度的数据，在接下来的曝光中进行运用。通过这样测量一组数据，替代曝光下一条带进行运用的方式，实现了主动实时聚焦。比纯软件聚焦更快，更精细。

Description

一种基于主动聚焦的实时聚焦方法及装置
技术领域
本发明属于集成电路装备技术领域，具体涉及一种基于主动聚焦的实时聚焦方法及装置。
背景技术
现有的国内外曝光设备，所运用的实时聚焦功能，一般是通过软件式被动聚焦，此种方法通过平台Z轴运动过程中用工业相机连续采集曝光面基板上的图像，然后利用图像处理的方式找到最佳焦面最佳清晰图像实现聚焦，特点是速度慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，解决了现有实时聚焦存在的速度慢的问题。
本发明的另一个目的是提供上述聚焦方法所采用的聚焦装置。
本发明所采用的技术方案是一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，扫描步进曝光机按照条带进行曝光，条带是一个长方形曝光区域，一次扫描曝光一个条带，一个条带接着一个条带的顺序曝光，所有条带构成整个曝光区域；
步骤2，曝光首条带前测距仪通过主动聚焦的方式扫描该条带，在曝光中由于基板出现的凹凸不平的情况，因此记录该条带的坐标为(X0，Y0)……(Xn、Yn)，然后得到不同坐标位置所对应的Z轴高度值F；
步骤3，曝光首条带时通过三轴定位平台Stage当前的坐标位置(X0，Y0)，以及步骤2中测量的该坐标位置所对应的Z轴高度值F，得到三轴定位平台Stage在曝光位置的焦面值F0，移动三轴定位平台Stage的Z轴到F0位置，即实现此位置的聚焦。
本发明的特点还在于，
所述步骤2中的主动聚焦按照以下步骤实施：
步骤2.1，设置三轴定位平台Stage中的X轴扫描方式为up-to-down，根据基板的厚度，计算Z轴至曝光镜头的理论高度值f；
步骤2.2，移动平台至曝光首条带位置，启动测距仪的测量功能，测量即将在扫描过程中的Z轴变化值Fn。
步骤2.3，X方向为步进，Y方向扫描，根据步骤2.1中的理论高度值f确定Z轴移动总步长Step，记录存储在Fn中；
步骤2.4，在曝光时根据步骤2.3中的Fn，由镜头结构的Z轴电机进行一次实时聚焦；
步骤2.5，继续曝光后面的条带，再通过测距仪测量不同Step已存储的数据Fn，再次进行运用；
步骤2.6，重复步骤2.2-2.5，即实现整个曝光过程中的主动聚焦。
所述步骤2.4曝光过程中基平面的Z轴相对保持不变，在对镜头结构进行调整，使镜头与基平面保持一个D0的距离，所述D0为理论Z轴至曝光镜头的理论高度值f之间的距离。
所述步骤2在曝光准备阶段并行执行。
所述步骤3中在曝光首条带时测距仪继续扫描下一条带，并得到该条带不同坐标位置所对应的Z轴高度值F，以便反复循环曝光使用。
一种实时聚焦装置，包括三轴定位平台Stage，所述Stage上方为曝光系统，所述曝光系统上设置有测距仪以及光学成像镜头Lens。
本发明的特点还在于，
所述三轴定位平台Stage包括X、Y、Z三个方向移动的高精度直线电机。
本发明的有益效果是，本发明一种基于主动聚焦的实时聚焦方法及装置，与现有技术相比，本方案利用精密测距仪测量出来的数据，在曝光过程中进行实时聚焦，然后利用叠加替换式的运用，实现精准快速聚焦，比传统的纯软件聚焦更快的速度，满足快速实时聚焦的要求，实现更精细、更快速的聚焦效果，并且该实时聚焦装置结构简单，拆装更加方便，为后期设备的维护提供实质性的便捷。
附图说明
图1是本发明中实施例提供曝光过程中曝光区域、曝光条带、X轴步进以及Y轴扫描测距示意图；
图2是本发明实施例提供一种基于主动聚焦的实时聚焦装置的结构示意图。
图中，1.测距仪，2.光学成像镜头Lens。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1，扫描步进曝光机按照条带进行曝光，条带是一个长方形曝光区域，一次扫描曝光一个条带，一个条带接着一个条带的顺序曝光，所有条带构成整个曝光区域；
步骤2，曝光首条带前测距仪通过主动聚焦的方式扫描该条带，在曝光中由于基板出现的凹凸不平的情况，因此记录该条带的坐标为(X0，Y0)……(Xn、Yn)，然后得到不同坐标位置所对应的Z轴高度值F；
主动聚焦按照以下步骤实施：
步骤2.1，设置三轴定位平台Stage中的X轴扫描方式为up-to-down，根据基板的厚度，计算Z轴至曝光镜头的理论高度值f；
步骤2.2，移动平台至曝光首条带位置，启动测距仪的测量功能，测量即将在扫描过程中的Z轴变化值Fn。
步骤2.3，X方向为步进，Y方向扫描，根据步骤2.1中的理论高度值f确定Z轴移动总步长Step，记录存储在Fn中；
步骤2.4，在曝光时根据步骤2.3中的Fn，由镜头结构的Z轴电机进行一次实时聚焦；
步骤2.5，继续曝光后面的条带，再通过测距仪测量不同Step已存储的数据Fn，再次进行运用；
步骤2.6，重复步骤2.2-2.5，即实现整个曝光过程中的主动聚焦；
所述步骤2.4曝光过程中基平面的Z轴相对保持不变，在对镜头结构进行调整，使镜头与基平面保持一个D0的距离，所述D0为理论Z轴至曝光镜头的理论高度值f之间的距离；
步骤2在曝光准备阶段并行执行；
步骤3，曝光首条带时通过三轴定位平台Stage当前的坐标位置(X0，Y0)，以及步骤2中测量的该坐标位置所对应的Z轴高度值F，得到三轴定位平台Stage在曝光位置的焦面值F0，移动三轴定位平台Stage的Z轴到F0位置，即实现此位置的聚焦；所述步骤3中在曝光首条带时测距仪继续扫描下一条带，并得到该条带不同坐标位置所对应的Z轴高度值F，以便反复循环曝光使用。
本发明实施例还提供一种基于主动聚焦的实时聚焦装置，包括三轴定位平台Stage，所述Stage上方为曝光系统，所述曝光系统上设置有测距仪以及光学成像镜头Lens，所述三轴定位平台Stage包括X、Y、Z三个方向移动的高精度直线电机。
本发明实施例提供的一种基于主动聚焦的实时聚焦方法及装置，与现有技术相比，本方案利用精密测距仪测量出来的数据，在曝光过程中进行实时聚焦，然后利用叠加替换式的运用，实现精准快速聚焦，比传统的纯软件聚焦更快的速度，满足快速实时聚焦的要求，实现更精细、更快速的聚焦效果，并且该实时聚焦装置结构简单，拆装更加方便，为后期设备的维护提供实质性的便捷。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，扫描步进曝光机按照条带进行曝光，条带是一个长方形曝光区域，一次扫描曝光一个条带，一个条带接着一个条带的顺序曝光，所有条带构成整个曝光区域；
步骤2，曝光首条带前测距仪通过主动聚焦的方式扫描该条带，在曝光中由于基板出现的凹凸不平的情况，因此记录该条带的坐标为(X0，Y0)……(Xn、Yn)，然后得到不同坐标位置所对应的Z轴高度值F；
步骤3，曝光首条带时通过三轴定位平台Stage当前的坐标位置(X0，Y0)，以及步骤2中测量的该坐标位置所对应的Z轴高度值F，得到三轴定位平台Stage在曝光位置的焦面值F0，移动三轴定位平台Stage的Z轴到F0位置，即实现此位置的聚焦；
所述步骤2中的主动聚焦按照以下步骤实施：
步骤2.1，设置三轴定位平台Stage中的X轴扫描方式为up-to-down，根据基板的厚度，计算Z轴至曝光镜头的理论高度值f；
步骤2.2，移动平台至曝光首条带位置，启动测距仪的测量功能，测量即将在扫描过程中的Z轴变化值Fn；
步骤2.3，X方向为步进，Y方向扫描，根据步骤2.1中的理论高度值f确定Z轴移动总步长Step，记录存储在Fn中；
步骤2.4，在曝光时根据步骤2.3中的Fn，由镜头结构的Z轴电机进行一次实时聚焦；
步骤2.5，继续曝光后面的条带，再通过测距仪测量不同Step已存储的数据Fn，再次进行运用；
步骤2.6，重复步骤2.2-2.5，即实现整个曝光过程中的主动聚焦。
2.根据权利要求1所述的一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，其特征在于，所述步骤2.4曝光过程中基平面的Z轴相对保持不变，在对镜头结构进行调整，使镜头与基平面保持一个D0的距离，所述D0为理论Z轴至曝光镜头的理论高度值f之间的距离。
3.根据权利要求2所述的一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，其特征在于，所述步骤2在曝光准备阶段并行执行。
4.根据权利要求3所述的一种基于主动聚焦的实时聚焦方法，其特征在于，所述步骤3中在曝光首条带时测距仪继续扫描下一条带，并得到该条带不同坐标位置所对应的Z轴高度值F，以便反复循环曝光使用。
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Pledgee: Jiujiang Pohu new city investment and Construction Co.,Ltd.

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Pledgor: SUZHOU WEIYING LASER TECHNOLOGY CO.,LTD.

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