[實用新型]一種用于光學投影光刻機的自動對焦裝置

有效

• 申請號: 202020452674.6
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN211786585U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 黃燕燕;王笑冰;闞凌雁;柯華恒
• 申請（專利權）人: 深圳市深大極光科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本實用新型提供的用于光學投影光刻機的自動對焦裝置，包括激光器、激光能量調節器、擴束器、準直透鏡、叉絲、成像透鏡、分光棱鏡、監視系統透鏡、監視系統、二向色鏡、電子變焦透鏡、投影微縮鏡頭、感光材料及光刻平臺，所述感光材料位于所述光刻平臺上，本實用新型提供的用于光學投影光刻機的自動對焦裝置及對焦方法，通過改變電子變焦透鏡的焦距來對焦，調節響應速度快，與機械對焦相比可以快速地使光刻機的光刻圖像重新對準焦，適用于光刻機需要快速工作的要求。

技術領域

本實用新型涉及光刻機對焦技術領域，特別涉及一種用于光學投影光刻機的自動對焦裝置。

背景技術

光刻機是全息防偽、衍射光學元件和微光學元件制造以及集成電路和微電子元件制造的關鍵設備，光刻技術是推動微光學和微電子技術發展的核心動力，其主要作用是進行曝光。光學投影光刻機是最常見的一類光刻機，將所需圖像通過投影微縮鏡頭縮小，成像于感光材料，感光材料發生化學反應，將圖像保留在感光材料上。在曝光的過程中，由于感光材料本身和涂敷感光材料的基底存在起伏，厚度存在差異，以及投影鏡頭的焦平面位置存在偏差時，會嚴重影響最終生成的圖像質量，無法生產出高質量的光刻產品。因此，必須控制投影微縮鏡頭的對焦，使得整個曝光過程中，感光材料表面位于投影鏡頭的成像平面上，保證成像在感光材料表面的圖像是最清晰的。

對于光學投影光刻系統，一般情況下光刻的圖像會經過投影微縮鏡頭被縮小為一個非常小的圖像，利用該圖像來進行自動對焦對整個對焦系統的分辨率要求很高，無論是帶有攝像設備的自動對焦系統，還是借助人眼觀察是否對焦，都必須引入顯微鏡頭對圖像進行放大，而顯微鏡頭本身又會引起畸變等問題，影響對對焦清晰度的判斷。

實用新型內容

有鑒如此，有必要針對現有技術存在的缺陷，提供一種能夠在光路失焦的狀態下快速地對焦的用于光學投影光刻機的自動對焦裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種用于光學投影光刻機的自動對焦裝置，包括：激光器、激光能量調節器、擴束器、準直透鏡、叉絲、成像透鏡、分光棱鏡、監視系統透鏡、監視系統、二向色鏡、電子變焦透鏡、投影微縮鏡頭、感光材料及光刻平臺，所述感光材料位于所述光刻平臺上，其中：

所述激光器出射的激光光束依次經過所述激光能量調節器、擴束器及準直透鏡后得到平行光，所述平行光照射在所述叉絲上，經所述叉絲后攜帶有叉絲信息的平行光束經過所述成像透鏡成像，再經所述分光棱鏡投射后到達所述二向色鏡，并經所述二向色鏡反射后進入所述電子變焦透鏡，再經所述投影微縮鏡頭成像于所述感光材料的表面；

成像于所述感光材料表面的叉絲圖像再依次經所述投影微縮鏡頭及所述電子變焦透鏡進入所述二向色鏡，再經所述二向色鏡反射后進入所述分光棱鏡，所述分光棱鏡將部分光束反射并經所述監視系統透鏡引入所述監視系統；

所述監視系統將獲取的圖像傳輸給外部計算機，所述外部計算機多接收的圖像進行分析計算圖像的離焦量，并根據所述離焦量改變所述電子變焦透鏡的焦距，實現對焦。

在一些較佳的實施例中，所述監視系統為圖像獲取和處理裝置，所述圖像獲取和處理裝置用于獲取由所述分光棱鏡提取的成像圖像，并將圖像傳輸給外部計算機進行圖像分析。

在一些較佳的實施例中，所述監視系統為圖像接收顯示屏，所述圖像接收顯示屏用可將接收的圖像呈現給觀察者。

另外，本實用新型還提供了一種用于光學投影光刻機的自動對焦裝置的對焦方法，包括下述步驟：

按照所述自動對焦裝置搭建光路；

將所述電子變焦透鏡調節至初始焦距的數值，并在所述感光材料上將光刻圖像調節為清晰可辨；

調節所述成像透鏡和所述監視系統透鏡的位置使所述叉絲在所述監視系統的成像清晰；