【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及曝光，尤其涉及一种曝光镜头装置的调试方法、曝光镜头装置及直写曝光设备。
技术介绍
1、激光直接成像技术，是利用激光束直接投射在涂有光致抗蚀剂的基材上，从而实现图形转移的技术，广泛应用于pcb、半导体、光伏等加工的曝光工序。
2、随着曝光图形工艺要求的提高，为了加工更精确的图形以及更精细的线条，应用激光直接成像技术的曝光镜头装置的精度要求也越来越高。在现有技术中，曝光镜头装置中的照明组件和镜头常采用整体设置的方式，在调节镜头的同时照明组件也随之移动，导致照明组件位置精度受影响，从而影响基材表面曝光图形的质量。为了达到高精度、高解析的要求，照明组件和镜头分体设计的分离式的曝光镜头装置应运而生。
3、由于分离式曝光镜头装置中的照明组件和镜头不接触，相对自由度较高，因此分离式的曝光镜头装置的调试复杂繁琐，且难度较大。然而，分离式的曝光镜头装置受自身倾斜、水平误差的影响较高，一旦安装后的镜头出现光轴倾斜的问题，会严重影响曝光镜头装置的解析精度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供了一种曝光镜头装置的调试方法、曝光镜头装置及直写曝光设备，已解决分离式曝光镜头装置调试难度大的问题。
2、为了实施上述目的，本专利技术一种曝光镜头装置的调试方法，所述曝光镜头装置包括照明组件、与照明组件分体设置且位于照明组件的出光侧的镜头、驱动镜头沿着照明组件和镜头的排布方向往复运动的运动模组，所述曝光镜头装置配置有多自由度的运动平台，所述曝光镜头装置的调试方法
3、镜头光轴调整：
4、s1，设置镜头位于初始位置，标定镜头的初始焦面位置，将运动平台的曝光台面调整至初始焦面位置；
5、s2，设置镜头和曝光台面中的一个不动，另一个从起始位置开始沿着z轴正向移动至比起始位置偏离预设距离的位置，再沿着z轴反向移动至比起始位置偏离预设距离的位置，每次移动后获取镜头的轴心坐标，其中，正向移动次数和反向移动次数均为至少一次；
6、s3，依据所有轴心坐标的测量结果计算x轴方向的全部坐标差值和y轴方向的全部坐标差值；
7、s4，依据x轴方向的全部坐标差值调整镜头沿x轴的旋转角度，依据y轴方向的全部坐标差值调整镜头沿y轴的旋转角度。
8、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s2中，在镜头移动时，起始位置为初始位置；曝光台面移动时，起始位置为初始焦面位置。
9、作为本专利技术的进一步改进，正向移动次数与反向移动次数可相同，也可以不同，具体根据调试需求设定；在同一方向多次移动时，每次预设距离选择不同距离值，且预设距离的最大值依据镜头的成像精度和运动模组的运动行程设定。
10、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s2中，“获取镜头的轴心坐标”具体为：测量曝光台面上的投影图形的中心坐标，并将中心坐标设定为轴心坐标。
11、作为本专利技术的进一步改进，步骤s3中“依据所有轴心坐标的测量结果计算x轴方向的全部坐标差值和y轴方向的全部坐标差值”具体包括：
12、在轴心坐标的测量结果为两个时，坐标差值为两次轴心坐标的测量结果的差值；
13、在轴心坐标的测量结果为两个以上时，坐标差值为相邻两次轴心坐标的测量结果的差值。
14、作为本专利技术的进一步改进，步骤s4中，“依据x轴方向的全部坐标差值调整镜头沿x轴的旋转角度”具体为：以x轴为转轴旋转镜头至对应角度；“依据y轴方向的全部坐标差值调整镜头沿y轴的旋转角度”具体为：在镜头与运动模组连接的螺钉处增加相应厚度的垫片
15、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s4之后，镜头光轴调整步骤还包括：
16、s5,调整后再次执行步骤s2-s3，获得当前x轴方向的坐标差值和当前y轴方向的坐标差值，调整镜头光轴直到当前x轴方向的坐标差值和当前y轴方向的坐标差值均小于预设阈值，预设阈值根据镜头的精度设定。
17、作为本专利技术的进一步改进，定义正向移动为向下移动，反向移动为向上移动；
18、步骤s2具体为：
19、s21,设置镜头处于初始位置不动，驱动曝光台面从初始焦面位置沿z轴向下移动至比初始焦面位置减少第一预设距离△z1的位置，测量处于当前焦面位置的曝光台面上的投影图形的中心坐标(x1,y1)，并将中心坐标设定为轴心坐标；
20、s22,驱动曝光台面沿z轴向上移动至比初始焦面位置增加第一预设距离△z1的位置，测量处于当前焦面位置的曝光台面上的投影图形的中心坐标(x2,y2)，并将中心坐标设定为轴心坐标；
21、步骤s3具体为：x轴方向的坐标差值△x1的计算公式为：△x1＝x2-x1，y轴方向的坐标差值△y1的计算公式为：△y1＝y2-y1。
22、作为本专利技术的进一步改进，定义正向移动为向下移动，反向移动为向上移动；步骤s2具体为：
23、s21’,设置曝光台面处于初始焦面位置不动，驱动镜头从初始位置沿z轴向下移动至比初始位置减少第二预设距离△z2的位置，测量处于初始焦面位置的曝光台面上的投影图形的中心坐标(x11,y11)，并定义中心坐标为镜头的轴心坐标；
24、s22’,驱动镜头沿z轴向向上移动至比初始位置增加第二预设距离△z2的位置，测量处于初始焦面位置的曝光台面上的投影图形的中心坐标(x22,y22)，并定义中心坐标为镜头的轴心坐标；
25、步骤s3具体为：x轴方向的坐标差值△x2的计算公式为：△x2＝x22-x11，y轴方向的坐标差值△y2的计算公式为：△y2＝y22-y11。
26、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s22之后，步骤s3之前，所述镜头光轴调整步骤还包括：
27、s23,将曝光台面从当前位置调整至初始焦面位置，驱动镜头从初始位置沿z轴向下移动至比初始位置减少第二预设距离△z2的位置，测量处于初始焦面位置的曝光台面上的投影图形的中心坐标(x11,y11)，并定义中心坐标为镜头的轴心坐标；；
28、s24,驱动镜头沿z轴向上移动至比初始位置增加第二预设距离△z2的位置，测量处于初始焦面位置的曝光台面上的投影图形的中心坐标(x22,y22)，并定义中心坐标为镜头的轴心坐标,第一预设距离△z1和第二预设距离的△z2关系式为：△z1＝β2*△z2，β为镜头倍率；
29、步骤s3具体为：计算x轴方向的全部坐标差值和y轴方向的全部坐标差值，x轴方向的坐标差值的计算公式为：△x1＝x2-x1，△x2＝x22-x11，y轴方向的坐标差值的计算公式为：△y1＝y2-y1，△y2＝y22-y11；
30、作为本专利技术的进一步改进，在镜头光轴调整步骤之前，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
31、倾斜角度调整：
32、以镜头的光轴为中心旋转照明组件，使照明组件的倾斜角度调至θ±0.0001°范围内，θ的计算公式为其中，θ为预设倾斜角度，p为照明组件的细分数。
33、作为本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，所述曝光镜头装置包括照明组件、与照明组件分体设置且位于照明组件的出光侧的镜头、驱动镜头沿着照明组件和镜头的排布方向往复运动的运动模组，所述曝光镜头装置配置有多自由度的运动平台，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
2.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤S2中，在镜头移动时，起始位置为初始位置；曝光台面移动时，起始位置为初始焦面位置。
3.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，正向移动次数与反向移动次数可相同，也可以不同，具体根据调试需求设定；在同一方向多次移动时，每次预设距离选择不同距离值，且预设距离的最大值依据镜头的成像精度和运动模组的运动行程设定。
4.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤S2中，“获取镜头的轴心坐标”具体为：测量曝光台面上的投影图形的中心坐标，并将中心坐标设定为轴心坐标。
5.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，步骤S3中“依据所有轴心坐标的测量结果计算x轴方向的全部坐标差值和y轴
6.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，步骤S4中，“依据x轴方向的全部坐标差值调整镜头沿x轴的旋转角度”具体为：以x轴为转轴旋转镜头至对应角度；“依据y轴方向的全部坐标差值调整镜头沿y轴的旋转角度”具体为：在镜头与运动模组连接的螺钉处增加相应厚度的垫片。
7.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤S4之后，镜头光轴调整步骤还包括：
8.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，定义正向移动为向下移动，反向移动为向上移动；
9.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，定义正向移动为向下移动，反向移动为向上移动；步骤S2具体为：
10.根据权利要求8所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤S22之后，步骤S3之前，所述镜头光轴调整步骤还包括：
11.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在镜头光轴调整步骤之前，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
12.根据权利要求11所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，选定细分数p为28，倾斜角度调整步骤具体为：以镜头的光轴为中心在水平面旋转照明组件，使照明组件的倾斜角度调至2.045°±0.0001°范围内。
13.根据权利要求11所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，所述曝光镜头装置还配置有用以连接激光器和照明组件的光纤，在倾斜角度调整步骤之前，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
14.根据权利要求13所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，“测量镜头的焦面位置处多个测量区域的能量功率值，并依据能量功率值的测量结果计算焦面位置处的能量均匀性F”步骤具体包括：
15.根据权利要求13所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在镜头成像能量均匀性调整步骤之前，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
16.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在镜头光轴调整步骤之后，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
17.根据权利要求16所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，“在照明组件相应位置增加与焦面偏差对应厚度的垫片”具体为：将焦面高度较高的一侧设定为调整侧，在照明组件与调整侧对应的位置增加与焦面偏差对应厚度的垫片。
18.一种曝光镜头装置，所述曝光镜头装置包括照明组件、位于照明组件的出光侧的镜头，其特征在于，所述镜头与所述照明组件分体设置，所述照明组件包括数字微镜器件，所述曝光镜头装置还包括驱动所述镜头沿着照明组件和镜头的排布方向往复运动的运动模组，所述曝光镜头装置依据权利要求1-17中的任意一项所述的曝光镜头装置的调试方法进行调试。
19.根据权利要求18所述的曝光镜头装置，其特征在于，所述照明组件的出光侧为所述照明组件的下侧，所述运动模组包括用于固定所述镜头的固定部、驱动所述固定部上下移动的驱动组件，所述固定部上设置有用于松紧所述镜头的螺钉。
20.一种直写曝光设备，其特征在于，所述直写曝光设备包括权利要求18或19所述的曝光镜头装置、为所述曝光镜头装置提供光源的激光器、设置于所述曝光镜头装置下侧的多自由度的运动平台。
...【技术特征摘要】
1.一种曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，所述曝光镜头装置包括照明组件、与照明组件分体设置且位于照明组件的出光侧的镜头、驱动镜头沿着照明组件和镜头的排布方向往复运动的运动模组，所述曝光镜头装置配置有多自由度的运动平台，所述曝光镜头装置的调试方法包括：
2.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤s2中，在镜头移动时，起始位置为初始位置；曝光台面移动时，起始位置为初始焦面位置。
3.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，正向移动次数与反向移动次数可相同，也可以不同，具体根据调试需求设定；在同一方向多次移动时，每次预设距离选择不同距离值，且预设距离的最大值依据镜头的成像精度和运动模组的运动行程设定。
4.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤s2中，“获取镜头的轴心坐标”具体为：测量曝光台面上的投影图形的中心坐标，并将中心坐标设定为轴心坐标。
5.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，步骤s3中“依据所有轴心坐标的测量结果计算x轴方向的全部坐标差值和y轴方向的全部坐标差值”具体包括：
6.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，步骤s4中，“依据x轴方向的全部坐标差值调整镜头沿x轴的旋转角度”具体为：以x轴为转轴旋转镜头至对应角度；“依据y轴方向的全部坐标差值调整镜头沿y轴的旋转角度”具体为：在镜头与运动模组连接的螺钉处增加相应厚度的垫片。
7.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤s4之后，镜头光轴调整步骤还包括：
8.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，定义正向移动为向下移动，反向移动为向上移动；
9.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，定义正向移动为向下移动，反向移动为向上移动；步骤s2具体为：
10.根据权利要求8所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在步骤s22之后，步骤s3之前，所述镜头光轴调整步骤还包括：
11.根据权利要求1所述的曝光镜头装置的调试方法，其特征在于，在镜头光轴调整步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣韶华，董昱君，唐正宁，李文章，张雷，
申请(专利权)人：源能智创江苏半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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