CN109270804B - 倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，该标定调整方法先在DMD上标记一个Mark1和Mark2，然后通过光学成像镜头在基板上形成Mark3和Mark4，计算出Mark3和Mark4之间的实际距离和偏转的角度，这样将绝对距离M与标准距离L’进行对比验证，通过调整镜头倍率和光学镜头的偏转角度使M与L’的差值处于可接受范围，从而实现成像倍率和偏转角度的标定和调整，整个方法可以标定光学成像镜头的角度，同时也可克服光学成像镜头和DMD在安装过程中的安装误差，提高曝光精度。

Description

倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法
技术领域
本发明涉及一种标定调整方法，尤其涉及一种倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法。
背景技术
在半导体、PCB等相关行业的制程中，倾斜直写曝光机负责的图形转移制程是最为关键的步骤之一。光学成像镜头是直写曝光机的核心组件之一，光学成像镜头对直写曝光机最终的成像效果起着决定性的作用。
DMD(Digital Micromirror Device)是倾斜直写曝光机中使用的器件，激光经过反射镜片反射到DMD中，再经过DMD的反射后穿过光学成像镜头在基板上曝光形成系统中图形文件的图案。
这种倾斜的曝光机的DMD和光学成像镜头都安装在一个运动平台上，DMD安装时需要与光写成像镜头平行，这样才能在曝光的时候图形不发生畸变。同时光学成像镜头与运动平台之间的夹角也需要调整，然由于机械配合的误差，还有人工安装的误差，导致DMD和光写成像镜片之间不一定完全平行，光写成像镜片与运动平台之间的夹角也有误差，最终影响了曝光成像的质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，该标定调整方法通过Mark点的设定计算出光学成像镜头当前实际倍率和实际偏转角度，然后通过反复验证最终使镜头倍率和偏转角度符合要求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，其包括以下步骤：
S1、光学成像镜头倾斜设置在曝光机运动平台上，在光学成像镜头上安装DMD装置，光学成像镜头的下方设置一块基板；
S2、在曝光机的图形文件上标记两个标准标记点Mark1’和Mark2’，并测量Mark1’和Mark2’之间的距离设定为标准距离L’；
S3、在DMD装置上构建形成DMD坐标系，在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对应的对照标记点Mark1和Mark2，其中Mark1和Mark2在DMD坐标系内的坐标分别为(X1,Y1,)和(X2,Y2)，其中Y1＝Y2；
S4、设定Mark1和Mark2之间的距离L，DMD像素点大小为p，Mark1和Mark2之间的距离L为N个DMD像素点，则L＝|X2-X1|＝N×P；
S5、Mark1和Mark2通过光学成像镜头放大或缩小之后，在基板表面形成了两个新的标记点Mark3和Mark4；
S6、通过使用直写曝光设备上的高精度CCD组件，提取Mark3和Mark4的坐标，在CCD坐标系内分别记为(X3,Y3)和(X4,Y4)；
S7、Mark3和Mark4在X方向差值ΔX＝|X4-X3|，Y方向差值ΔY＝|Y4-Y3|，Mark3和Mark4之间绝对距离
Figure BDA0001865635940000021
S8、计算出光学成像镜头当前实际倍率
Figure BDA0001865635940000022
实际偏转角度
Figure BDA0001865635940000023
Figure BDA0001865635940000024
S9、将绝对距离M与标准距离L’进行对比验证，通过调整镜头倍率和偏转角度使M与L’的差值处于可接受范围。
其中优选的，所述步骤S9中偏转角度的具体方式为：先调节DMD装置，使DMD装置的镜片与光学成像镜头的镜片平行；然后再整体调整光学成像镜头与运动平台之间的夹角，每调整角度一次均重复步骤S5至S9。
其中优选的，所述方法中的所有标记点均为圆形标记点。
其中优选的，步骤S3中，在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对应的对照标记点Mark1和Mark2的具体方法是：根据系统中设定所需的理论光学成像镜头的倍率I’计算出Mark1和Mark2之间的距离L，
Figure BDA0001865635940000031
L＝L’×I’，然后通过图形文件中的激光的逆运算模拟得出Mark1和Mark2的位置。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该标定调整方法先在DMD上标记一个Mark1和Mark2，然后通过DMD的像素点数量和大小得到了Mark1和Mark2之间的距离L，然后再通过光学成像镜头在基板上形成Mark3和Mark4，然后利用曝光机的CCD组件来提取Mark3和Mark4的坐标，然后计算出Mark3和Mark4之间的实际距离和偏转的角度，这样将绝对距离M与标准距离L’进行对比验证，然后通过调整镜头倍率和光学镜头的偏转角度使M与L’的差值处于可接受范围，从而实现成像倍率和偏转角度的标定和调整，整个方法可以标定光学成像镜头的角度，同时也可克服光学成像镜头和DMD在安装过程中的安装误差，提高曝光精度。
又由于所述步骤S9中偏转角度的具体方式为：先调节DMD装置，使DMD装置的镜片与光学成像镜头的镜片平行；然后再整体调整光学成像镜头与运动平台之间的夹角，每调整角度一次均重复步骤S5至S9，通过这种偏转角度的调节方式，先调整DMD装置的镜片与光学成像镜头的镜片平行，该调节动作比较轻微，然后进行后续光学成像镜头夹角的调节时，DMD是与光学成像镜头一起动作，这样调节比较快速，并且调整一次后再进行验证，最终调整结果准确。
步骤S3中，在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对应的对照标记点Mark1和Mark2的具体方法是：根据系统中设定所需的理论光学成像镜头的倍率I’计算出Mark1和Mark2之间的距离L，
Figure BDA0001865635940000032
L＝L’×I’，然后通过图形文件中的激光的逆运算模拟得出Mark1和Mark2的位置，该Mark1和Mark2的形成可以非常准确，而Mark1和Mark2的位置准确后，就可以更准确的计算出实际倍率
Figure BDA0001865635940000041
实际偏转角度θ。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的DMD和光学成像镜头的布置图；
图2是实际倍率和偏转角度的示意图；
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，其包括以下步骤：
S1、光学成像镜头倾斜设置在曝光机运动平台上，在光学成像镜头上安装DMD装置，光学成像镜头的下方设置一块基板；
S2、在曝光机的图形文件上标记两个标准标记点Mark1’和Mark2’，并测量Mark1’和Mark2’之间的距离设定为标准距离L’；在该步骤S3中，在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对应的对照标记点Mark1和Mark2的具体方法是：根据曝光机的系统中设定所需的理论光学成像镜头的倍率I’计算出Mark1和Mark2之间的距离L，I’为设定的成像倍率，
Figure BDA0001865635940000042
L＝L’×I’，然后通过图形文件中的激光的逆运算模拟得出Mark1和Mark2的位置。所述方法中的所有标记点均为圆形标记点。当然也可以为其他正多边形的标记点。
S3、在DMD装置上构建形成DMD坐标系，在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对应的对照标记点Mark1和Mark2，其中Mark1和Mark2在DMD坐标系内的坐标分别为(X1,Y1,)和(X2,Y2)，其中Y1＝Y2；
S4、设定Mark1和Mark2之间的距离L，DMD像素点大小为p，Mark1和Mark2之间的距离L为N个DMD像素点，则L＝|X2-X1|＝N×P；
S5、Mark1和Mark2通过光学成像镜头放大或缩小之后，在基板表面形成了两个新的标记点Mark3和Mark4；
S6、通过使用直写曝光设备上的高精度CCD组件，提取Mark3和Mark4的坐标，在CCD坐标系内分别记为(X3,Y3)和(X4,Y4)；
S7、Mark3和Mark4在X方向差值ΔX＝|X4-X3|，Y方向差值ΔY＝|Y4-Y3|，Mark3和Mark4之间绝对距离
Figure BDA0001865635940000051
S8、计算出光学成像镜头当前实际倍率
Figure BDA0001865635940000052
实际偏转角度
Figure BDA0001865635940000053
Figure BDA0001865635940000054
S9、将绝对距离M与标准距离L’进行对比验证，通过调整镜头倍率和偏转角度使M与L’的差值处于可接受范围。
其中优选的，所述步骤S9中偏转角度的具体方式为：先调节DMD装置，使DMD装置的镜片与光学成像镜头的镜片平行；然后再整体调整光学成像镜头与运动平台之间的夹角，每调整角度一次均重复步骤S5至S9。
曝光机在装配的过程中，光学成像镜头与运动平台安装时就按照设定的理论偏转角度安装，同时DMD的镜片安装时也尽可能的使其与光学成像镜头的镜片平行，然安装始终是有误差，同时也并不能确定光学成像镜头的真实偏转角度，因此，通过该标定调整方法可以先标定了DMD、光学成像镜头的倍率以及实际的偏转角度，然后根据该实际的偏转角度和成像倍率实施例的调整DMD的镜片和光学成像镜头，最终调整至可接受的误差范围。
以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，其包括以下步骤：
S1、光学成像镜头倾斜设置在曝光机运动平台上，在光学成像镜头上安装DMD装置，光学成像镜头的下方设置一块基板；
S2、在曝光机的图形文件上标记两个标准标记点Mark1’和Mark2’，并测量Mark1’和Mark2’之间的距离设定为标准距离L’；
S3、在DMD装置上构建形成DMD坐标系，在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对 应的对照标记点Mark1和Mark2，其中Mark1和Mark2在DMD坐标系内的坐标分别为（X1,Y1,）和 （X2,Y2），其中Y1=Y2；在DMD上对应形成两个与Mark1’和Mark2’一一对应的对照标记点Mark1 和Mark2的具体方法是：根据曝光机中设定所需的理论光学成像镜头的倍率I’计算出 Mark1和Mark2之间的距离L，I’=
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，L=L’ ×I’，然后通过图形文件中的激光的逆运算模拟 得出Mark1和Mark2的位置；
S4、设定Mark1和Mark2之间的距离L，DMD像素点大小为p，Mark1和Mark2之间的距离L为N个DMD像素点，则L=｜X2-X1｜=N×P；
S5、Mark1和Mark2通过光学成像镜头放大或缩小之后，在基板表面形成了两个新的标记点Mark3和Mark4；
S6、通过使用直写曝光机上的高精度CCD组件，提取Mark3和Mark4的坐标，在CCD坐标系内分别记为（X3,Y3）和（X4,Y4）；
S7、 Mark3和Mark4 在X方向差值ΔX=｜X4- X3｜，Y方向差值ΔY=｜Y4- Y3｜，Mark3和Mark4 之间绝对距离M=
Figure 116314DEST_PATH_IMAGE002
；
S8、计算出光学成像镜头当前实际倍率I=
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，实际偏转角度θ =arctan
Figure 174400DEST_PATH_IMAGE004
；
S9、将绝对距离M与标准距离L’进行对比验证，通过调整镜头倍率和偏转角度使M与L’的差值处于可接受范围。
2.如权利要求1所述的倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，其特征在于：所述步骤S9中偏转角度的具体方式为：先调节DMD装置，使DMD装置的镜片与光学成像镜头的镜片平行；然后再整体调整光学成像镜头与运动平台之间的夹角，每调整角度一次均重复步骤S5至S9。
3.如权利要求2所述的倾斜直写曝光机镜头倍率以及偏转角度的标定调整方法，其特征在于：所述方法中的所有标记点均为圆形标记点。
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