[发明专利]直写光刻曝光设备定位运动平台正交性调试装置及方法

说明书

本发明涉及直写光刻曝光设备定位运动平台正交性调试装置及方法，属于直写光刻曝光技术领域。该调试装置包括支撑底座、精密定位运动平台、调试机构、支撑架和CCD图像采集系统。精密定位运动平台包括Y轴、X轴和Z轴；Z轴的顶部安装有真空吸盘；真空吸盘上方吸附带有Mark点的高精度标定板。调试机构包括安装在支撑底座上可升降的移动滑台、调试连接底板、移动滑轨、与移动滑轨滑动配合的移动滑轨运动座以及固定在移动滑轨运动座上的千分表。本发明先采用CCD图像采集系统对X轴和Y轴的正交性进行测量，再采用调试机构调试X轴和Y轴的正交性。本发明能够提高直写光刻曝光设备精密定位运动平台正交性调试的效率和准确度，降低调试成本。

技术领域

本发明涉及直写光刻曝光技术领域，具体涉及一种直写光刻曝光设备定位运动平台正交性调试装置及方法。

背景技术

直写光刻技术是使用激光在衬底表面上印刷具有特征的图形。这样的衬底应用于PCB线路板、半导体器件、平板显示器、生物芯片、封装、微电子芯片等领域。在衬底上直写光刻制版过程是：将衬底放置在精密定位运动平台的真空吸盘上，使用真空吸附，通过光刻设备中的曝光装置，将设计的特征图形投射到衬底表面，为了保证曝光在衬底上的图形与理论图形保持一致，必须使精密定位运动平台运动轨迹准确，要求具有较好的正交性，才能使理论曝光位置与实际曝光的位置相符。

精密定位运动平台的正交性是衡量精密定位运动平台特性的一个重要指标，也是影响直写光刻曝光设备曝光性能的一个重要指标。其主要取决于以下几个因素：定位运动平台导轨的精密等级、反馈系统中光栅尺的分辨率和热膨胀系数、多轴组装产生的综合误差等。精密定位运动平台正交性的优劣会影响曝光过程中拼接、曝光图形的变形，进一步影响曝光图形外层对准和内层对准精度。

传统的直写光刻曝光设备精密定位运动平台正交性调试方法主要是利用激光干涉仪的垂直度测量模块，沿着轴运行的方向，测量出XY轴集成平台平面不同位置的正交值，则需要长度可覆盖XY轴行程的反射镜，成本进一步增加，此方法价格昂贵，测试环境要求极高，且组装调试过程复杂。鉴于现有技术的上述缺点，本发明所解决的技术问题是：提供一种装调简单、高效和成本较低的直写光刻曝光设备精密定位运动平台正交性的调试方法，可以有效提高精密定位运动平台XY轴的垂直度，从而大幅度提高直写光刻曝光设备的曝光图形正确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直写光刻曝光设备定位运动平台正交性调试装置及方法，该装置及方法能够有效校准直写光刻曝光设备精密定位运动平台的正交性，使直写光刻曝光设备在曝光过程中减少拼接错位、外层对准和内层对准误差过大现象的发生。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

直写光刻曝光设备定位运动平台正交性调试装置，包括支撑底座、安装在支撑底座上的精密定位运动平台、安装在支撑底座上的调试机构、安装在支撑底座上的支撑架和安装在支撑架上的CCD图像采集系统。

所述精密定位运动平台包括从下向上依次设置的Y轴、X轴和Z轴；所述Z轴的顶部安装有真空吸盘，真空吸盘上带有Mark点的高精度标定板，所述高精度标定板为高精密曝光机制备，高精度标定板上的Mark点为规则排列布置。

所述调试机构包括安装在支撑底座上的可升降的移动滑台、安装在移动滑台顶部的调试连接底板、安装在调试连接底板上的移动滑轨、与移动滑轨滑动配合的移动滑轨运动座以及固定在移动滑轨运动座上的千分表。

进一步的，所述支撑底座和支撑架均采用花岗岩大理石材质。

进一步的，所述CCD图像采集系统包括依次安装在支撑架上的CCD1图像采集系统和CCD2图像采集系统；所述CCD1图像采集系统为直写光刻曝光设备自带的。

进一步的，所述高精度标定板上的Mark点为若干均匀排布的实心圆Mark点；相邻实心圆Mark点在X轴方向上的间距设为a，在Y轴方向上的间距设为b。