一種光學焦平面補償機構的製作方法

2023-05-18 16:05:26

專利名稱：一種光學焦平面補償機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學焦平面補償機構。
本實用新型的技術解決方案是一種光學焦平面補償機構，其特點於它為一盤形的機械框架結構，在框架結構中，以顯微物鏡基線長度為直徑的圓周上，分布著不同規格的光程補償器，對徑位置上的一對補償器規格相同，其中一對的補償量為零。
本實用新型安裝在一個球面調平機構上，對準時，根據樣片規格，先設定好顯微物鏡到掩摸間的間隙，選擇匹配的補償器對，將補償器相對掩摸調平，這時，掩摸上的標記剛好位於顯微物鏡的焦平面上；記錄下其成像位置後，放入樣品，設定樣品與掩摸之間的間隙並調平，選擇補償量為零的補償器，顯微物鏡焦面下降，樣品底面的標記剛好位於顯微物鏡焦平面上，達到焦面補償的目的。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點取代機械調焦機構，改善了調焦過程中機械式調焦機構運動引起圖像的側向位移和焦面的判讀的主觀性誤差，降低了其結構的複雜性和加工裝調難度，降低製造成本。
本發明與現有技術相比有以下優點(1)調焦過程中，標記相對光學系統擺動及側向位移小；(2)調焦判讀客觀準確，不受主觀因素影響；(3)其結構簡單、小巧，降低了加工裝調難度和成本。
如圖2所示，光程補償器2為有兩個相互平行的折射平面構成的圓形的玻璃平行平板21結構，其介質材料22均勻，兩平行平面23的面形為 平行度小於0.01秒。光程補償器的工作原理為平行平板玻璃的成像原理平行平板使像或物沿光軸向光線行進方向平移=d(1-1n),]]>n為平板材料的折射率，d為平板厚度。加入補償器後，將物鏡前工作距由樣片底面拉伸到掩模底面。按補償原理，從第一焦平面到第二焦平面，引起掩摸圖像側移的因素主要是1.補償器兩平面不平行引起光軸偏轉；2.補償機構基準面與掩摸面不平行(即調平誤差)引起光軸偏移；3.補償器兩平面與補償機構基準面不平行光軸偏移。在這些因素中，因素1、3對於一裝調好的補償機構而言，是固定不變的，可作為系統誤差，加一個修正量來剔除掉。對於因素2，調平誤差可做到小於0.01秒，補償器厚度不超過3毫米，假設補償器介質的折射率為n＝1.5，這時側向位移量δ＝0.025um。遠小於所需的對準精度。另外，此結構焦面調節由計算得出，不受主觀因素影響。例如，在一次底面對準過程中，曝光樣品厚度為0.5mm，曝光間隙為20μm，選擇補償器材料的折射率為n＝1.5，厚度為1.08mm，其補償量剛好為樣品厚度和間隙之和。先記錄掩模上的標記，如圖2右邊所示，放入光程補償器2，將掩模標記調節至顯微鏡物鏡的焦面上，用CCD記錄下位置標記位置；放入樣品，設定好間隙，選擇補償量為零的補償器，顯微物鏡的焦面不需調節，剛好落在樣品底面的標記上，如圖2所示，這樣就消除了機械調焦帶來的側移。
權利要求1.一種光學焦平面補償機構，其特徵在於它為一盤形的機械框架結構，在框架結構中，以顯微物鏡基線長度為直徑的圓周上，分布著不同規格的光程補償器，對徑位置上的一對補償器規格相同，其中一對的補償量為零。
2.根據權利要求1所述的光學焦平面補償機構，其特徵在於所述的光程補償器為圓形平板結構，平板面與盤形機械框架結構基準面平行。
3.根據權利要求2所述的光學焦平面補償機構，其特徵在於所述的圓形平板結構為圓形玻璃平板結構，其中兩玻璃平面平行，其內部介質材料均勻。
專利摘要一種光學焦平面補償機構，為一盤形的機械框架結構，在框架結構中，以顯微物鏡基線長度為直徑的圓周上，分布著不同規格的光程補償器，對徑位置上的一對補償器規格相同，其中一對的補償量為零。本實用新型用於底面對準的雙面光刻機的對準系統上，通過改變顯微鏡物鏡和對準標記之間一定厚度的光學介質來改變物鏡的前工作距，實現掩摸上的標記與樣片底面上標記的對準，在調焦過程中，擺動和側向位移小，調焦判讀客觀準確，操作方便，結構簡單、小巧，成本低。本實用新型也可用在非接觸式的測量等其他領域。
文檔編號G02B21/00GK2586974SQ0228890
公開日2003年11月19日 申請日期2002年11月26日 優先權日2002年11月26日
發明者趙立新, 胡松, 張強 申請人:中國科學院光電技術研究所