本发明涉及光刻设备领域，尤其涉及一种ldi曝光设备的自动调焦方法及ldi曝光设备。
背景技术：
1、激光直接成像是指laser direct imaging，缩写为ldi，属于直接成像的一种。ldi曝光设备与掩模式曝光设备相比，效率显著提高、适应性更强，且成本优势明显，能够满足集成电路、半导体器件以及印刷电路板等多种产品的加工需求。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，ldi曝光设备的精度要求也越来越高。但是高精度ldi曝光设备焦深短，在曝光高低不平的基材表面时容易出现离焦的现象。
2、现有技术中，常采用以下两种调焦方式来解决高精度ldi光学镜头组件离焦的问题，一种是在曝光前预先扫描基材表面所有位置的面型，在曝光时计算扫描数据，并通过移动光学镜组内部的镜片，在离焦区域进行补偿。由于预先扫描物料面型耗时长，会导致ldi曝光设备产能低。另一种是设置独立于光学镜组的单个或单组可调节光学镜片，通过调节该光学镜片的位置实现调焦，但是光学镜片移动时容易产生水平向窜扰，导致调节后的光学镜片的光轴与光学镜组的光轴不重合，出现基材表面曝光图形质量差的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供了一种ldi曝光设备的自动调焦方法及ldi曝光设备，以实现ldi曝光设备曝光时光学镜头组件的实时自动调焦。
2、本发明提供一种ldi曝光设备的自动调焦方法，所述自动调焦方法包括如下步骤:在光学镜头组件曝光前，控制位置传感器采集基材样本区域的样本高度数据，依据样本高度数据线性拟合样本曲线；在光学镜头组件曝光时，控制位置传感器采集基材当前位置的表面高度数据，同时计算当前位置在待曝光方向上提前第一预设量的位置对应的坐标，定义该坐标为超前坐标；获取样本曲线中与超前坐标对应的高度数据，定义该高度数据为超前高度数据；依据当前位置的表面高度数据和超前高度数据计算目标高度数据，并依据目标高度数据调节光学镜头组件的高度。
3、作为本发明的进一步改进，步骤“控制位置传感器采集基材样本区域的样本高度数据”具体包括：驱动曝光平台由初始位置沿曝光方向运动至第一预设位置，同时控制位置传感器连续测量基材样本区域的表面高度数据，并存储为样本高度数据，其中初始位置和第一预设位置在曝光方向上的距离大于曝光条带图形的长度。
4、作为本发明的进一步改进，定义ldi曝光设备的曝光方向为沿曝光平台的y轴方向，曝光位置在y轴上坐标逐渐增大的曝光方向为正向曝光，曝光位置在y轴上坐标逐渐减小的曝光方向为反向曝光；步骤“计算当前位置在待曝光方向上提前第一预设量的位置对应的坐标”具体包括：在正向曝光时，计算当前位置在y轴上增加第一预设量的位置对应的坐标；在反向曝光时，计算当前位置在y轴上减少第一预设量的位置对应的坐标。
5、作为本发明的进一步改进，第一预设量依据曝光平台的曝光方向运动速度和调节光学镜头组件高度的调节机构的响应时间确定。
6、作为本发明的进一步改进，步骤“依据当前位置的表面高度数据和超前高度数据计算目标高度数据”具体包括：在正向曝光时，目标高度数据的计算公式为：zm’＝k(f(ym+yft)+zm)，zm’为目标高度值，k为正向均值计算系数，ym为当前位置y轴坐标，yft为在y轴方向上的第一预设量，ym+yft为当前位置对应的超前坐标，f(ym+yft)为样本曲线中与超前坐标对应的高度值，zm为当前位置的表面高度值；在反向曝光时，目标高度数据的计算公式为：zn’＝k′(f(yn-yft)+zn)，zn’为目标高度值，k′为反向均值计算系数，yn为当前位置y轴坐标，yft为在y轴方向上的第一预设量，yn-yft为反向曝光时的超前坐标，f(yn-yft)为样本曲线中与超前坐标对应的高度值，zn为当前位置的表面高度值。
7、作为本发明的进一步改进，定义曝光平台的x轴方向为与曝光方向垂直的步进方向，光学镜头组件由(x1，y2)向(x1，y3)方向进行正向曝光时，正向均值计算系数的计算公式为在(x1，ym)曝光位置下的目标高度数据计算公式为：x1为当前曝光位置对应的x轴坐标，x0为样本高度数据对应的x轴坐标；光学镜头组件由(x2，y3)向(x2，y2)方向进行反向曝光，反向均值计算系数的计算公式为在(x2，yn)曝光位置下的目标高度数据计算公式为：x2为当前曝光位置对应的x轴坐标，x0为样本高度数据对应的x轴坐标。
8、作为本发明的进一步改进，步骤“依据目标高度数据调节光学镜头组件的高度”具体包括：实时计算目标高度数据与最佳焦面位置的高度数据之间的差值，定义该差值为离焦量，在离焦量为正时，向上调节光学镜头组件；在离焦量为负时，向下调节光学镜头组件。
9、本发明另一方面提供一种ldi曝光设备，包括用以承载基材的曝光平台、驱动曝光平台进行多轴运动的驱动机构，所述ldi曝光设备还包括设置于所述曝光平台上侧的曝光镜头装置，所述曝光镜头装置包括光学镜头组件、与所述光学镜头组件同轴设置且沿垂直于曝光方向的步进方向位于所述光学镜头组件一侧的位置传感器、调节光学镜头组件高度的调节机构，所述ldi曝光设备根据上述技术方案中任意一项所述的自动调焦方法调整光学镜头组件的高度。
10、作为本发明的进一步改进，所述ldi曝光设备包括基座，所述曝光平台和所述驱动机构安装于所述基座，所述ldi曝光设备还包括连接于所述基座的龙门架，多组所述曝光镜头装置沿所述步进方向设置于所述龙门架与所述曝光平台对应的位置，每组曝光镜头装置均包括光学镜头组件、沿所述步进方向设置于对应的所述光学镜头组件一侧的一个位置传感器、沿所述曝光方向设置于对应的所述光学镜头组件一侧的一个调节机构。
11、作为本发明的进一步改进，所述步进方向为ldi曝光设备的左右方向，所述位置传感器位于对应的所述光学镜头组件的左侧或右侧。
12、作为本发明的进一步改进，所述曝光镜头装置还包括位于所述光学镜头组件上侧的dmd照明组件、设置于所述光学镜头组件和所述dmd照明组件之间的可伸缩连接套，所述连接套的一端与所述dmd照明组件连接、另一端与所述光学镜头组件连接，所述连接套的伸缩量可依据所述光学镜头组件的高度自行调节。
13、作为本发明的进一步改进，所述连接套为风琴胶套。
14、作为本发明的进一步改进，所述调节机构包括沿曝光方向设置于所述光学镜头组件一侧的直线电机。
15、作为本发明的进一步改进，所述光学镜头组件包括多组光学镜片，多组所述光学镜片的光轴相互重合
16、本发明提供一种ldi曝光设备的自动调焦方法，在光学镜头组件曝光前，控制位置传感器采集基材样本区域的样本高度数据，依据样本高度数据线性拟合样本曲线；在光学镜头组件曝光时，控制位置传感器采集基材当前位置的表面高度数据，同时计算当前位置在待曝光方向上提前第一预设量的位置对应的坐标，定义该坐标为超前坐标；然后获取样本曲线中与超前坐标对应的高度数据，定义该高度数据为超前高度数据；再依据当前位置的表面高度数据和超前高度数据计算目标高度数据，并依据目标高度数据调节光学镜头组件的高度，从而实现ldi曝光设备曝光时光学镜头组件的实时自动调焦，解决由基材表面的高低不平导致光学镜头组件离焦的问题。由于本发明的自动调焦方法不需要提前扫描基材表面的所有位置的面型，与现有技术相比有效提升了ldi曝光设备的产能。另外，本发明的自动调焦方法依据目标高度数据对光学镜头组件整体进行调节，避免出现调节单个或单组镜片产生的光轴不重合的问题，有效保证曝光图形的质量。