一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统与流程

本发明涉及激光直写光刻设备，尤其是一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统。

背景技术：

1、激光直写光刻机曝光时，光刻镜头静止不动，pcb工件依靠运动平台的高速运动，来实现图形的转移。运动平台的运动直线度直接决定了图形转移的直线度。直线度差，会导致图形变形、甚至会带来拼接问题。

2、现有的方法是利用精密标定板，对运动平台的x,y轴进行二维补偿，来减小运动平台的直线度误差。这种方法需要先通过步进式的测量，再进行计算补偿数据，这样的误差会比较小，但是现实情况中，光刻机在曝光时的匀速直线运动而不是步进式运动，这样就会带来补偿误差；现阶段飞行拍照的技术在测量精度上不如步进式的测量，即使使用飞拍来进行测量，依然会有一定的补偿误差；还有吸盘存在不同位置的高低起伏，会影响该位置的图形转移效果，标定板材质通常为3mm以上厚度的玻璃，硬度高不易变形，高低起伏影响很小，但是pcb工件材质易产生形变，所以使用上述二维补偿数据并不能对此进行精确补偿。

3、为此我们提出一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统，利用实际曝光图形的数据来计算运动平台的二维补偿数据，补偿后曝光图形直线度控制在2um以内，从而极大的提高了曝光图形的质量。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿系统，包括：

4、运动系统，其包括运动平台和运动控制器，运动平台包括x轴运动机构、y轴运动机构和z轴运动机构，运动平台上设置有吸盘，pcb工件放置在吸盘上；

5、曝光系统，其用于对pcb工件进行曝光；

6、视觉系统，其用于对曝光图形进行测量得到中心坐标；

7、数据处理系统，其根据视觉系统测量的数据来计算二维补偿数据。

8、其进一步特征在于：

9、所述pcb工件表面压覆干膜，放置于吸盘表面。

10、所述曝光系统把设定图形曝光在干膜板上，曝光镜头数量为n。

11、所述x轴运动机构设置在曝光系统上，用于带动曝光系统移动。

12、所述x轴运动机构设置在y轴运动机构上，用于驱动吸盘在x方向移动。

13、本发明还提供了一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法，包括：

14、初始的运动平台二维补偿数据均为0，即不补偿；

15、pcb工件表面压覆干膜，放置于吸盘表面；

16、调节z轴运动机构使pcb工件至最佳聚焦高度，调节y轴运动机构使pcb工件运动，使曝光系统把设定图形曝光在干膜板上；

17、曝光镜头数量为n，则图像被分为n个条带，用视觉系统去测量每个条带内的图形阵列中心点坐标，得到x方向坐标矩阵x[m,n]；

18、数据处理系统进行以下计算：

19、计算每个条带内部的平均值xn；

20、计算每个条带的直线度误差xδn；

21、对每个条带的直线度误差求平均值xδ，xδ为m行1列数据；

22、把xδ写入运动控制器，曝光时，运动控制器对运动平台进行二维补偿，实现对曝光图形的直线度补偿。

23、曝光尺寸为设备最大曝光尺寸，曝光图形为可识别图形阵列。

24、可识别图形阵列为圆点阵列或圆环阵列或矩形阵列。

25、本发明的有益效果如下：

26、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过利用实际曝光图形的数据来计算运动平台的二维补偿数据，通过在pcb工件上压覆干膜，放置在吸盘上，曝光系统再进行曝光，视觉系统对曝光后的图像进行拍照，再通过数据处理系统对数据进行计算，相对于现有的精密标定板来说，还可以对pcb工件可能产生的形变进行补偿，使得补偿后曝光图形直线度控制在2um以内，从而极大的提高了曝光图形的质量。

27、同时，本发明还具备如下优点：

28、(1)曝光图形一次成型的设备，x轴运动机构设置在曝光系统上，用于带动曝光系统移动，通过曝光系统的一次曝光就可以完成曝光，然后再通过视觉系统进行拍照，数据处理系统进行计算补偿数据。

29、(2)曝光图形两次成型的设备，x轴运动机构设置在y轴运动机构上，用于驱动吸盘在x方向移动，在曝光系统完成一次曝光后，通过x轴运动机构带动吸盘在x方向运动，移动吸盘的位置，然后再通过曝光系统进行下一次曝光，视觉系统进行拍照，数据处理系统进行计算补偿数据。

30、(3)pcb工件尺寸需大于设备最大曝光尺寸，小于吸盘尺寸，曝光系统可以把设定的图形完全曝光在pcb工件上，便于视觉系统对曝光图形的拍照，以及使得后续的数据处理更加准确。

技术特征：

1.一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿系统，其特征在于：所述pcb工件(5)表面压覆干膜，放置于吸盘表面。

3.如权利要求2所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿系统，其特征在于：所述曝光系统(3)把设定图形曝光在干膜板上，曝光镜头数量为n。

4.如权利要求3所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿系统，其特征在于：所述x轴运动机构设置在曝光系统(3)上，用于带动曝光系统(3)移动。

5.如权利要求3所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿系统，其特征在于：所述x轴运动机构设置在y轴运动机构上，用于驱动吸盘在x方向移动。

6.一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法，应用于权利要求1-5中任意一项所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法，其特征在于：曝光尺寸为设备最大曝光尺寸，曝光图形为可识别图形阵列。

8.如权利要求7所述的一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统，其特征在于：可识别图形阵列为圆点阵列或圆环阵列或矩形阵列。

技术总结
本发明涉及一种激光直写光刻机曝光图形直线度补偿方法及系统，包括运动系统，其包括运动平台和运动控制器，运动平台包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，运动平台上设置有吸盘，PCB工件放置在吸盘上；曝光系统，其用于对PCB工件进行曝光；视觉系统，其用于对曝光图形进行测量得到中心坐标；数据处理系统，其根据视觉系统测量的数据来计算二维补偿数据；所述PCB工件表面压覆干膜，放置于吸盘表面，所述曝光系统把设定图形曝光在干膜板上，曝光镜头数量为N。本发明通过利用实际曝光图形的数据来计算运动平台的二维补偿数据，补偿后曝光图形直线度控制在2um以内，从而极大的提高了曝光图形的质量。

技术研发人员：霍大云,刘麟跃
受保护的技术使用者：锡凡科技（滁州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9