專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用ccd攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)中的準(zhǔn)直裝置，尤其是涉及一種用于帶CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)中的能夠使工件位置精確對(duì)準(zhǔn)的準(zhǔn)直裝置。
通常在曝光系統(tǒng)中有許多CCD攝像機(jī)被用于校準(zhǔn)要曝光的圖形校準(zhǔn)以達(dá)到精確位置。采用這些系統(tǒng)時(shí)，圖形被刻在半導(dǎo)體晶片掩膜母版上或液晶顯示器基片上。
如上所述，采用大量CCD攝像機(jī)時(shí)，首先將透鏡設(shè)置成低倍放大率而搜索到用于對(duì)要曝光的圖形定位的準(zhǔn)直刻線。在第一次找到準(zhǔn)直刻線之后，將透鏡設(shè)置成高倍放大率，對(duì)要曝光的圖形精確定位。這樣就需要在每個(gè)CCD攝像機(jī)中安裝多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)。
CCD攝像機(jī)上的透鏡的放大率可通過(guò)在光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)中設(shè)置附加透鏡來(lái)改變。例如，使用Nikon公司生產(chǎn)的CCD時(shí)，可通過(guò)插入或去掉附加的透鏡來(lái)改變像的放大率。因此，正如上所述的，為改變放大率，每個(gè)CCD攝像機(jī)都要設(shè)置附加透鏡，這使攝像機(jī)的制造成本增加，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。
因此，本發(fā)明的目的是給采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)提供一準(zhǔn)直裝置，使該攝像機(jī)通過(guò)改變準(zhǔn)直光線的放大率來(lái)精確校準(zhǔn)工件的位置。
本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例公開(kāi)一種曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置。該裝置包括多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，每個(gè)準(zhǔn)直系統(tǒng)產(chǎn)生一束通過(guò)光路的準(zhǔn)直光。準(zhǔn)直光對(duì)應(yīng)于工件上的準(zhǔn)直刻線。該裝置還包括一個(gè)有基準(zhǔn)刻線的屏，基準(zhǔn)刻線對(duì)應(yīng)于工件的準(zhǔn)直位置。一個(gè)具有許多反射面的棱鏡反射大量的準(zhǔn)直光線并在屏上產(chǎn)生準(zhǔn)直光束。然后，穿過(guò)屏的準(zhǔn)直光束通過(guò)成像透鏡成像，該像對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線。CCD攝像機(jī)將入射通過(guò)成像透鏡的準(zhǔn)直光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信息并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)。圖像處理器根據(jù)CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信息，在計(jì)算了基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線的差別后產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于工件的位置變化的位置信號(hào)。信息顯示器顯示出相應(yīng)于圖像處理器產(chǎn)生的圖像信號(hào)的信息。最后，平臺(tái)控制器根據(jù)圖像處理器產(chǎn)生的位置信號(hào)來(lái)移動(dòng)上面放置有工件的平臺(tái)。
第二實(shí)施例公開(kāi)了的本發(fā)明的曝光系統(tǒng)的另一準(zhǔn)直裝置。該裝置包括許多光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)選擇變化的工作狀態(tài)，每個(gè)系統(tǒng)還產(chǎn)生通過(guò)光路的準(zhǔn)直光束。準(zhǔn)直光和形成于工件之上的準(zhǔn)直刻線吻合。該裝置還包括一個(gè)有基準(zhǔn)刻線形成于其上的屏，基準(zhǔn)刻線對(duì)應(yīng)于工件的準(zhǔn)直位置。一鏡子把光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)產(chǎn)生的準(zhǔn)直光經(jīng)過(guò)一個(gè)光路反射并在屏上產(chǎn)生準(zhǔn)直光束。通過(guò)屏的準(zhǔn)直光束通過(guò)一成像透鏡成像，所成的像對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線。CCD攝像機(jī)將入射通過(guò)成像透鏡的準(zhǔn)直光線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信息，產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)。圖像處理器根據(jù)CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信號(hào)，在計(jì)算了基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線的差別后產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于工件的位置變化的位置信號(hào)。信息顯示器顯示對(duì)應(yīng)于圖像處理器產(chǎn)生的圖像信號(hào)的信息。最后，平臺(tái)控制器根據(jù)圖像處理器產(chǎn)生的位置信號(hào)來(lái)移動(dòng)上面放置有工件的平臺(tái)。
第三個(gè)實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明的曝光系統(tǒng)的又一準(zhǔn)直裝置。該裝置包括具有一選擇變化的工作狀態(tài)的許多光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)光路產(chǎn)生一準(zhǔn)直光束。準(zhǔn)直光束和形成在工件之上的準(zhǔn)直刻線吻合。該裝置還包括形成有基準(zhǔn)刻線的屏?；鶞?zhǔn)刻線對(duì)應(yīng)于工件的準(zhǔn)直位置。五棱鏡將從許多光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)中產(chǎn)生的準(zhǔn)直光線經(jīng)過(guò)一光路導(dǎo)向屏。通過(guò)屏的準(zhǔn)直光線通過(guò)成像透鏡形成一個(gè)像，所成的像對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線。CCD攝像機(jī)把入射通過(guò)成像透鏡的準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信息并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)。圖像處理器根據(jù)CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信息，在計(jì)算了基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線的差別后產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于工件的位置變化的位置信號(hào)。信息顯示器顯示對(duì)應(yīng)于圖像處理器產(chǎn)生的圖像信號(hào)的信息。最后，平臺(tái)控制器根據(jù)圖像處理器產(chǎn)生的位置信號(hào)來(lái)移動(dòng)上面放置有工件的平臺(tái)。
本發(fā)明的其它目的及部分優(yōu)點(diǎn)將在下列描述中部分地進(jìn)行說(shuō)明，其它的特點(diǎn)在結(jié)合附圖閱讀說(shuō)明書(shū)后變得顯而易見(jiàn)，也可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解這些特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中采用的CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置的透視圖；圖2A為本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的準(zhǔn)直裝置中準(zhǔn)直刻線的平面圖；圖2B是本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的準(zhǔn)直裝置中的準(zhǔn)直刻線的截面圖3示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的準(zhǔn)直裝置中上面形成有基準(zhǔn)刻線的掩膜和棱鏡；圖4是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的準(zhǔn)直裝置的有基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線交疊其上的掩膜平面圖；圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例中利用光閥代替棱鏡的準(zhǔn)直裝置透視圖；圖6是利用CCD攝像機(jī)和五棱鏡的本發(fā)明的第三實(shí)施例的準(zhǔn)直裝置透視圖。
以下將參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置。該準(zhǔn)直裝置包括多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10、20、30，每個(gè)系統(tǒng)分別向棱鏡40發(fā)射準(zhǔn)直光束100、200、300。棱鏡40有多個(gè)反射面，用以反射入射到每個(gè)反射面的多束準(zhǔn)直光。
有基準(zhǔn)刻線形成于其上的屏50接收來(lái)自棱鏡40的準(zhǔn)直光束并將此光束透射到成像透鏡60。透過(guò)屏50的光束由透鏡60成像。CCD攝像機(jī)70把出自成像透鏡60的光束轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)。之后，圖像處理器83對(duì)來(lái)自CCD攝像機(jī)70的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)和相應(yīng)于被處理的圖像數(shù)據(jù)的位置信息。還有一個(gè)用于顯示由圖像處理器83產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的監(jiān)視器80。圖像處理器83輸出的位置信息提供給平臺(tái)控制器85。平臺(tái)控制器85根據(jù)接受的位置信息改變平臺(tái)19的安裝位置。工件17放置在平臺(tái)19上。
以下將對(duì)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10、20和30進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，三個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)是一樣的。因此，只對(duì)第一光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10進(jìn)行描述。
第一光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10包括一個(gè)與光纖12連接的光源11，光纖12用于傳遞從光源11發(fā)射的光束。濾光器13接收來(lái)自光纖12的光并且只傳遞光導(dǎo)材料對(duì)其頻率不敏感的光。第一透鏡14把被濾光后的光擴(kuò)束成適當(dāng)?shù)某叽?。光分束?5根據(jù)放置狀態(tài)傳遞第一透鏡14發(fā)出的光束。第二透鏡16會(huì)聚從光分束器15發(fā)出的光并將光朝裝有工件17的平臺(tái)19的方向傳遞。從而刻有準(zhǔn)直刻線的工件17由第二透鏡16會(huì)聚的光曝光。
以下將解釋本發(fā)明第一實(shí)施例中采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置的操作。從光源11射出的光通過(guò)光纖12入射到濾光器13上。使光導(dǎo)材料曝光的光的分量由濾光器13濾光。被過(guò)濾的光入射到第一透鏡14并投射到光分束器15上。通過(guò)光分束器15的光束被第二透鏡16會(huì)聚并對(duì)工件17曝光。
如圖2A和2B所示，形成在工件17上的準(zhǔn)直刻線有一個(gè)凹凸的部分。因此，對(duì)有準(zhǔn)直刻線107形成其上的工件17曝光的光束被工件17反射并回射到光分束器15上。從光分束器15反射的光入射到棱鏡40上。第二和第三光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)20和30以與第一光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10同樣的方法操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的準(zhǔn)直光束通過(guò)各自分離的光路。
從多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10、20和30發(fā)射的準(zhǔn)直光束100、200和300入射到棱鏡40的對(duì)應(yīng)的反射面上。因此，如圖3所示，對(duì)應(yīng)于工件上的準(zhǔn)直刻線101、201和301的準(zhǔn)直光入射到棱鏡40的每一個(gè)反射面上。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，棱鏡40是一個(gè)有一截面為斜面的三角形棱鏡，如圖3所示。參見(jiàn)圖3，從設(shè)置在三個(gè)方向上的多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)10、20和30中發(fā)出的多束準(zhǔn)直光束100、200和300被棱鏡40的各個(gè)反射面反射。一旦被反射，光束100、200和300就在位于棱鏡40上面的屏50上形成一個(gè)像。此時(shí)，在屏50上形成像的棱鏡40所反射的準(zhǔn)直刻線101、201和301分別疊加在基準(zhǔn)刻線51、53和55上。這些基準(zhǔn)刻線原本地形成在屏50上。準(zhǔn)直刻線101、201、301疊加在基準(zhǔn)刻線51、53和55上形成的像如圖4所示。在圖4中，虛線表示準(zhǔn)直刻線101、201和301，而實(shí)線表示三條基準(zhǔn)刻線51、53和55。如上所述，和基準(zhǔn)刻線分別疊加的準(zhǔn)直刻線在屏50上形成圖像。
在屏50上形成圖像的光束經(jīng)過(guò)成像透鏡60(圖1)入射到CCD攝像機(jī)70上。也即是具有相應(yīng)于準(zhǔn)直刻線101、201和301及在屏50上形成圖像的基準(zhǔn)刻線51、53和55的圖像的成像光束輸入到CCD攝像機(jī)70。光被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并根據(jù)圖像處理器83中的圖像處理程序進(jìn)行處理。圖像處理器83根據(jù)從CCD攝像機(jī)70輸出的代表成像光束的信號(hào)，計(jì)算基準(zhǔn)刻線51、53和55和準(zhǔn)直刻線101、201和301之間的位置差。然后，圖像處理器83再計(jì)算出刻有準(zhǔn)直刻線的工件17的當(dāng)前位置。接著，處理器83判斷位置坐標(biāo)的變化，從而把工件精確地帶動(dòng)到正確的位置。
當(dāng)在屏50上形成圖像的光束通過(guò)成像透鏡60輸入到CCD攝像機(jī)70上時(shí)，改變圖像的放大率，以便更精確地搜尋形成在CCD攝像機(jī)70上的圖像中的準(zhǔn)直刻線。與傳統(tǒng)技術(shù)不同，本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例利用一個(gè)包括控制器65的變焦距透鏡改變放大率。用于穿過(guò)屏50在CCD攝像機(jī)70上成像的成像透鏡60由變焦距透鏡制成。為精確地準(zhǔn)直，將此透鏡置為高倍放大率。可首先如在低倍顯微鏡下觀察物體一樣的方式進(jìn)行準(zhǔn)直，然后，為精確地搜索，逐漸改變?yōu)楦弑斗糯舐省?br> 然而，根據(jù)具體情況，為使圖像處理更容易些，采用預(yù)定的不連續(xù)的步驟來(lái)改變變焦透鏡60的放大率。圖像處理由于放大率按照不連續(xù)的步驟變化而被簡(jiǎn)化。也就是說(shuō)，當(dāng)準(zhǔn)直刻線的坐標(biāo)在圖像處理程序中被確定時(shí)，如果放大率的變化不是連續(xù)的，可以很容易地確定從圖像處理得到的準(zhǔn)直刻線的坐標(biāo)變化與實(shí)際的準(zhǔn)直刻線的坐標(biāo)變化之間的關(guān)系。也就是說(shuō)，只有當(dāng)使用者準(zhǔn)確地知道對(duì)每對(duì)一種情況的放大率值時(shí)，從圖像處理結(jié)果得到的坐標(biāo)變化值才能轉(zhuǎn)換成實(shí)際準(zhǔn)直刻線的坐標(biāo)變化值。因而使用者能夠通過(guò)這個(gè)程序?qū)⒐ぜ?7擺放在平臺(tái)19上適當(dāng)?shù)奈恢锰?。如上所述，通過(guò)改變變焦透鏡60的放大率，不用插入或移去附加透鏡就可改變放大率。
響應(yīng)于根據(jù)上述操作而由CCD攝像機(jī)測(cè)得的圖像信號(hào)，圖像處理器83將計(jì)算結(jié)果傳遞給監(jiān)視器80并由監(jiān)視器80顯示。另外，監(jiān)視器80顯示出形成圖像的準(zhǔn)直刻線101、201、301與基準(zhǔn)刻線51、53、55之差。用這種方式，系統(tǒng)可搜索到精確的位置。
另外，根據(jù)處理的結(jié)果，給平臺(tái)控制器85提供相應(yīng)于工件17在平臺(tái)19上的位置的位置信息。平臺(tái)控制器85根據(jù)圖像處理器83發(fā)出的位置信息改變平臺(tái)19的位置，從而將工件17置于準(zhǔn)確的位置。
以下將參考圖5對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例的采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置的操作進(jìn)行說(shuō)明。該裝置分別包括一個(gè)第一、第二和第三準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310。曝光系統(tǒng)中還有一個(gè)鏡子44。鏡子44將出自光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310其中之一的準(zhǔn)直光束反射到屏50上。該曝光系統(tǒng)中還有一個(gè)變焦透鏡60，一個(gè)CCD攝像機(jī)70，一個(gè)監(jiān)視器80，一個(gè)圖像處理器83和一個(gè)平臺(tái)控制器85。
本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例中的光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310中的每個(gè)都是利用同一光源11，通過(guò)光纖12向每個(gè)準(zhǔn)直系統(tǒng)傳輸光束。從光纖12發(fā)出的光由每個(gè)準(zhǔn)直系統(tǒng)的濾光器13、23和33濾光。然后，被過(guò)濾的光傳到光閥18、28和38，并根據(jù)ON/OFF狀態(tài)來(lái)傳遞被過(guò)濾的光。光再被傳遞到第一透鏡14、24和34、光分束器15、25和35、第二透鏡16、26和36，然后傳遞到工件17、27和37。
上面提到的每個(gè)結(jié)構(gòu)組件的操作與本發(fā)明第一實(shí)施例中的操作是一樣的。然而，準(zhǔn)直光束利用附加鏡子44和光閥18、28和38代替棱鏡40在屏50上成像。
以下描述第一和第二實(shí)施例的區(qū)別。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，每個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)形成一個(gè)分離的光路并且準(zhǔn)直刻線通過(guò)棱鏡在屏上成像。然而，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)形成一個(gè)光路。為了從設(shè)有光閥的對(duì)應(yīng)的光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310中的一個(gè)所發(fā)射的準(zhǔn)直光束中選擇一束，要通過(guò)控制光閥18、28和38的ON/OFF狀態(tài)的操作來(lái)完成。用選取的準(zhǔn)直光束在屏50上將相應(yīng)的準(zhǔn)直刻線成像。
例如，考慮這樣一種情況，僅希望工件17由光源11曝光，并且從第一光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110中發(fā)射的準(zhǔn)直光束在CCD攝像機(jī)上成像。在這種情況下，通過(guò)將第一光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110的光閥18打開(kāi)而使工件17由光源11發(fā)出的光曝光。通過(guò)關(guān)閉第二和第三光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)210和310的光閥28和38而控制光源11發(fā)出的光不對(duì)工件27和37曝光。從第一光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110發(fā)出的光被鏡子44反射。從而在有基準(zhǔn)刻線形成其上的屏50上形成圖像并輸送到CCD攝像機(jī)上。
另外，當(dāng)用第三光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)310發(fā)出的準(zhǔn)直光束成像時(shí)，可通過(guò)僅開(kāi)啟光閥38而使光照射到工件37上完成。照射到工件37上的光被反射到光分束器29上，并通過(guò)鏡子44在屏50上成像。在CCD攝像機(jī)70上成像之后，用于形成有準(zhǔn)直刻線的工件的位置變化的操作與本發(fā)明第一實(shí)施例相同。
以下將參照?qǐng)D6對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例中采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置的操作進(jìn)行描述。該裝置包括一個(gè)第一、第二和第三光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310。曝光系統(tǒng)包括一個(gè)五棱鏡48。該五棱鏡48通過(guò)一條光路將由第一、第二和第三光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束反射到一個(gè)屏50上。該曝光系統(tǒng)還包括一個(gè)變焦透鏡60、一個(gè)CCD攝像機(jī)70、一個(gè)監(jiān)視器80、一個(gè)圖像處理器83和一個(gè)平臺(tái)控制器85。
本發(fā)明第三實(shí)施例中的光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第二實(shí)施例中的一樣。第三實(shí)施例的操作中與第二實(shí)施例相同之處是，多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)有一個(gè)公共光路，準(zhǔn)直光被輸入到CCD攝像機(jī)內(nèi)。然而，第二實(shí)施例和第三實(shí)施例也有不同之處，比每個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310的光路分離地形成。經(jīng)過(guò)分離的光路輸入的光束利用五棱鏡48經(jīng)過(guò)一個(gè)光路被發(fā)射，然后輸入到CCD攝像機(jī)。
因此，設(shè)置在多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)110、210和310中的光閥18、28和38的ON/OFF操作被控制，使得只有對(duì)應(yīng)于被選取的光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的準(zhǔn)直光束被發(fā)射。被選取的準(zhǔn)直光束經(jīng)過(guò)五棱鏡48沿一個(gè)輸出光路產(chǎn)生，并在CCD攝像機(jī)70上形成圖像。在CCD攝像機(jī)70上形成圖像之后，進(jìn)行與第一實(shí)施例相同的探測(cè)工件位置變化的操作，其中工件上有準(zhǔn)直刻線形成。
在本發(fā)明的第一、第二和第三實(shí)施例中，利用屏來(lái)探測(cè)工件位置的變化，其中工件上有準(zhǔn)直刻線形成，屏上有基準(zhǔn)刻線形成。然而，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在設(shè)置于CCD攝像機(jī)里的圖像處理器中。在屏50的準(zhǔn)直刻線成像之后，通過(guò)對(duì)輸入的準(zhǔn)直刻線與儲(chǔ)存的基準(zhǔn)刻線的比較，可測(cè)得工件的位置變化。
如上所述，本發(fā)明的作用在于具有CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置能夠準(zhǔn)確的判斷工件的準(zhǔn)直位置。這是通過(guò)改變從多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)發(fā)出的準(zhǔn)直光的放大率而實(shí)現(xiàn)的。準(zhǔn)直光經(jīng)過(guò)變焦透鏡傳遞到棱鏡并再傳遞到形成圖像的單個(gè)CCD攝像機(jī)中。
根據(jù)本文公開(kāi)的本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)及實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解其它實(shí)施例。說(shuō)明書(shū)及實(shí)施例旨在作為范例，本發(fā)明的真正范圍及宗旨由所附的權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.用于曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置，包括多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，每個(gè)準(zhǔn)直系統(tǒng)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)一個(gè)光路的準(zhǔn)直光，并且該準(zhǔn)直光對(duì)應(yīng)于形成于工件上的準(zhǔn)直刻線；一個(gè)棱鏡，有多個(gè)反射面，反射多束準(zhǔn)直光束并在屏上產(chǎn)生準(zhǔn)直光束；一個(gè)屏，有一個(gè)基準(zhǔn)刻線形成其上，基準(zhǔn)刻線對(duì)應(yīng)于工件的準(zhǔn)直位置；一個(gè)成像透鏡，由穿過(guò)屏的準(zhǔn)直光束形成圖像，所形成的圖像對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線；一個(gè)CCD攝像機(jī)，把入射并穿過(guò)成像透鏡的準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信息并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)；一個(gè)圖像處理器，在根據(jù)CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信息計(jì)算了基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線之間的差別后，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于工件位置變化的位置信號(hào)；一個(gè)信息顯示器，顯示相應(yīng)于圖像處理器產(chǎn)生的圖像信號(hào)的信息；和一個(gè)平臺(tái)控制器，根據(jù)圖像處理器產(chǎn)生的位置信號(hào)來(lái)移動(dòng)有工件放置在其上的平臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射光束的光源；一個(gè)傳遞從光源發(fā)出的光束的光纖；一個(gè)濾光器，對(duì)經(jīng)光纖傳遞的光束進(jìn)行濾光，使濾光后的光束成分對(duì)光導(dǎo)材料曝光；一個(gè)第一透鏡，將濾光后的光束擴(kuò)展成一個(gè)擴(kuò)大尺寸的光束；一個(gè)第二透鏡，將穿射第一透鏡的光束會(huì)聚以對(duì)工件曝光，其中準(zhǔn)直刻線刻在工件上；和一個(gè)光分束器，由被工件反射、經(jīng)過(guò)第二透鏡的光束在一個(gè)相應(yīng)的光路上產(chǎn)生準(zhǔn)直光束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，成像透鏡是一個(gè)變焦透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，變焦透鏡包括對(duì)變焦透鏡不連續(xù)變化的放大率的控制。
5.一個(gè)用于曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置，包括多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，每個(gè)都有一個(gè)可選擇改變的工作狀態(tài)，還有一個(gè)經(jīng)過(guò)一條光路產(chǎn)生準(zhǔn)直光束的光源，其中準(zhǔn)直光束對(duì)應(yīng)于形成在工件上的準(zhǔn)直刻線；一個(gè)有基準(zhǔn)刻線形成其上的屏，基準(zhǔn)刻線對(duì)應(yīng)于工件的準(zhǔn)直位置；一個(gè)成像透鏡，由穿過(guò)屏的準(zhǔn)直光束形成圖像，所形成的圖像對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線；一個(gè)CCD攝像機(jī)，把穿過(guò)成像透鏡的準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的圖像信息并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)；一個(gè)圖像處理器，在根據(jù)CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信息計(jì)算了基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線之間差別后，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于工件位置變化的位置信號(hào)；一個(gè)信息顯示器，顯示相應(yīng)于圖像處理器產(chǎn)生的圖像信號(hào)的信息；和一個(gè)平臺(tái)控制器，根據(jù)圖像處理器產(chǎn)生的位置信號(hào)移動(dòng)一個(gè)有工件放置在其上的平臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射光束的光源；一個(gè)傳遞從光源發(fā)出的光束的光纖；一個(gè)濾光器，對(duì)經(jīng)過(guò)光纖傳遞的光束進(jìn)行濾光，使濾光后的光束成分對(duì)光導(dǎo)材料曝光；一個(gè)光閥，根據(jù)光閥的狀態(tài)是開(kāi)還是關(guān)來(lái)傳遞濾光后的光；一個(gè)第一透鏡，將濾光后的光束擴(kuò)展成一個(gè)擴(kuò)大尺寸的光束；一個(gè)第二透鏡，將穿射第一透鏡的光束會(huì)聚以對(duì)工件曝光，其中準(zhǔn)直刻線刻在工件上；和一個(gè)光分束器，由被工件反射、經(jīng)過(guò)第二透鏡的光束在一個(gè)相應(yīng)的光路上產(chǎn)生準(zhǔn)直光束。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，成像透鏡是一個(gè)變焦透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，變焦透鏡包括對(duì)變焦透鏡不連續(xù)變化的放大率的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置，還包括一個(gè)鏡子，用于反射光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)一光路的準(zhǔn)直光束，并在屏上產(chǎn)生同樣的光束。
10.一種用于曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置，包括多個(gè)具有一可選擇變化的工作狀態(tài)的光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生一束經(jīng)過(guò)一光路的準(zhǔn)直光束， 其中準(zhǔn)直光束對(duì)應(yīng)于工件上的準(zhǔn)直刻線；一個(gè)有一基準(zhǔn)刻線形成于其上的屏，基準(zhǔn)刻線對(duì)應(yīng)于工件的準(zhǔn)直位置；一個(gè)五棱鏡，將由多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束經(jīng)一條光路導(dǎo)向屏；一個(gè)成像透鏡，由透過(guò)屏的準(zhǔn)直光束成像，所成的像對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線；一個(gè)CCD攝像機(jī)，把入射到成像透鏡上的準(zhǔn)直光束轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的圖像信息并產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)；一個(gè)圖像處理器，在根據(jù)CCD攝像機(jī)產(chǎn)生的圖像信息計(jì)算了基準(zhǔn)刻線和準(zhǔn)直刻線之間差別后，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于工件位置變化的位置信號(hào)；一個(gè)信息顯示器，顯示相應(yīng)于圖像處理器產(chǎn)生的圖像信號(hào)的信息；和一個(gè)平臺(tái)控制器，根據(jù)圖像處理器產(chǎn)生的位置信號(hào)移動(dòng)一個(gè)有工件放置于其上的平臺(tái)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射光束的光源；一個(gè)傳遞從光源發(fā)出的光束的光纖；一個(gè)濾光器，對(duì)經(jīng)過(guò)光纖傳遞的光束進(jìn)行濾光，使濾光后的光束成分對(duì)光導(dǎo)材料曝光；一個(gè)光閥，根據(jù)光閥的狀態(tài)是開(kāi)還是關(guān)來(lái)傳遞濾光后的光；一個(gè)第一透鏡，將透過(guò)光閥的濾光后的光束擴(kuò)展成一個(gè)擴(kuò)大尺寸的光束；一個(gè)第二透鏡，將穿射第一透鏡的光束會(huì)聚而對(duì)工件曝光，其中準(zhǔn)直刻線刻在工件上；和一個(gè)光分束器，由被工件反射、經(jīng)過(guò)第二透鏡的光束在一個(gè)相應(yīng)的光路上產(chǎn)生準(zhǔn)直光束。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，成像透鏡是一個(gè)變焦透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的準(zhǔn)直裝置，其特征在于，變焦透鏡包括對(duì)變焦透鏡不連續(xù)變化的放大率的控制。
全文摘要
一種采用了CCD攝像機(jī)的曝光系統(tǒng)的準(zhǔn)直裝置。該裝置包括多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)，一個(gè)屏，一個(gè)棱鏡，一個(gè)成像透鏡，一個(gè)CCD攝像機(jī)，一個(gè)圖像處理器，一個(gè)信息顯示器，一個(gè)平臺(tái)控制器，準(zhǔn)直裝置通過(guò)改變從多個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)發(fā)射的準(zhǔn)直光束的放大率來(lái)對(duì)工件精確地定位。這是經(jīng)過(guò)棱鏡傳遞光束，經(jīng)變焦透鏡并傳遞到形成圖像的單個(gè)CCD攝像機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)G02B27/30GK1156261SQ96122800
公開(kāi)日1997年8月6日 申請(qǐng)日期1996年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月28日
發(fā)明者金相哲 申請(qǐng)人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社