一种光刻机的自动调焦方法

摘要

一种光刻机的自动调焦方法，涉及包括图像的平均调焦评价函数的计算方法和调焦机构的自动运行方法。其中平均调焦评价函数的计算方法主要采用分块的形式，以变步长平移子块，粗调焦时平移步长增大，细调焦时平移步长减小，并采用连续多帧图像的多重平滑方法得到最终的平均调焦评价函数。调焦机构的自动运行方法采用改进的爬山法，将当前位置的平均调焦评价函数与前两个步长的平均调焦评价函数进行比较，根据比较结果决定调焦机构正向运行或者反向运行。再根据调焦步长与所要求的调焦精度的关系判断是否调焦结束。本发明方法具有运算速度快、灵敏度高、精度高、抗干扰能力强、稳定性好的特点。

主权项

一种光刻机的自动调焦方法，该方法由以下步骤实现：步骤一、CCD相机采集图像信息，并将采集的图像信息传送至计算机；其特征是，步骤二、计算机接收图像信息，并计算当前位置图像的平均调焦评价函数F_navg，所述n为正整数，且n大于等于2；所述图像的平均调焦评价函数的具体计算过程为：步骤二一、计算机对接收的图像进行分块，在每个子块内找到最大灰度值与最小灰度值，并根据最大灰度值与最小灰度值，获得每个子块的最大梯度平方值；步骤二二、将子块进行平移，所述子块遍历整幅图像后，计算所有子块的梯度平方和，获得整幅图像的调焦评价函数；步骤二三、连续采集k+1帧图像，重复步骤二一和步骤二二，获得k+1帧图像的调焦评价函数；步骤二四、对步骤二三获得的k+1帧图像的调焦评价函数计算k重平滑均值，所述k重平滑均值为：$F_m^k=\min ({F_m}^{k-1},{F_{m-1}}^{k-1})+|{F_m}^{k-1}-{F_{m-1}}^{k-1}|/2,$即当前位置图像的平均调焦评价函数所述k为正整数，且k大于等于2；步骤三、设定调焦机构的调焦步长，所述调焦步长大于调焦精度，记录并保存当前位置的前两步图像的平均调焦评价函数；步骤四、计算机判断当前位置图像的平均调焦评价函数是否小于前两步图像的平均调焦评价函数，如果否，则执行步骤五；如果是，则执行步骤六；步骤五、所述调焦机构沿Z轴运行方向继续运行，返回步骤四；步骤六、判断调焦步长是否大于调焦精度，如果是，则将调焦步长减半，然后沿Z轴运行方向的反方向运行；返回步骤四；如果否，自动调焦结束。