CN106990676B - 实现激光直接成像图形均匀性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，尤其是一种实现激光直接成像图形均匀性的方法，属于激光直接成像的技术领域。本发明对数字微镜装置DMD一行像素点进行切分，得到若干等分区域，每个等分区域具有一个控制参数，在利用数字微镜装置DMD进行曝光时，测量整个曝光图形的线宽以及每个等分区域对应图形的线宽，从而能得到图形目标线宽以及补偿调整值，FPGA根据图形目标线宽以及补偿调整值，调整相应等分区域的控制参数，从而使得数字微镜装置DMD再次扫描曝光得到整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致，安全可靠。

Description

实现激光直接成像图形均匀性的方法

技术领域

本发明涉及一种方法，尤其是一种实现激光直接成像图形均匀性的方法，属于激光直接成像的技术领域。

背景技术

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。现场可编程门阵列（FPGA）是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，FPGA具有不同的结构，FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能，又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。

目前，印刷电路板（PCB）图像转移设备有两大类：传统的投影式曝光设备和激光直接成像设备（LDI）。对传统的投影式曝光设备，图形已经印制在菲林底片上，通过投影菲林底片将图形转移到感光干膜上；对激光直写式曝光设备，激光束将曝光图形通过空间光调制器直接扫描成像在感光干膜上。

激光直写式曝光设备相对于使用传统菲林底片的方法，在转移图形方面提供了许多益处。激光直写式曝光设备使用空间光调制器（SLM，Special Light Modulator）来代替菲林底片。空间光调制器包括数字微镜装置（DMD）或液晶显示器（LCD），空间光调制器包括一个可独立寻址和控制的像素阵列，每个像素可以对透射、反射或衍射的光线产生包括相位、灰度方向或开关状态的调制。空间光调制器对每个像素灰度的调制实质上是对各像素单元的输出光强度的调制。目前，空间光调制器（如DMD、LCD等）可以实现256级的灰度调制。

当前印制电路板公司生产中，为了较准确的控制对液态感光线路油墨、液态感光防焊油墨的曝光条件，通常使用美国STOUFFER 21阶曝光尺进行测试。激光直写式曝光设备使用空间光调制器（SLM）进行灰度调制，可以按不同灰阶实现STOUFFER 21阶曝光尺功能，为客户准确寻找曝光条件提供方便、快捷的方法，并节约成本。

随着近几年集成电路行业景气的回升，大多数集成电路代工厂均期望得到扩产计划，希望通过产能扩充进一步提升规模效益，提升现有设备的产能是企业取得利润的关键性因素，且如何提升现有设备的产能与提升生产产品的良率是企业永不停止研究的课题，相同价格的设备如果通过某种技术实现产能翻倍将是集成电路生产加工企业梦寐以求的事情。但现有的激光直接成像设备进行成像时，存在图像不均匀的情况，图像不均匀情况的存在，会影响加工质量和效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种实现激光直接成像图形均匀性的方法，其能提高曝光图形的均匀性，提高操作的便捷性，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，一种实现激光直接成像图形均匀性的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、利用FPGA将数字微镜装置DMD的一行像素点切分成若干等份，以得到若干等分区域，每个等分区域扫描的行数以及需调整的曝光能量可调；

步骤2、FPGA利用上述数字微镜装置DMD进行扫描曝光，以得到曝光图形；

步骤3、测量得到上述整个曝光图形的线宽以及每个等分区域扫描曝光图形对应的线宽，根据测量得到整个曝光图形的线宽确定图形目标线宽，并根据确定的图形目标线宽得到每个等分区域扫描曝光图形的补偿调整值；

步骤4、FPGA根据每个等分区域扫描曝光图像的补偿调整值调整相应等分区域的扫描行数，以使得在所述调整相应等分区域的扫描行数后，数字微镜装置DMD扫描曝光得到整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致。

在FPGA内，设置用于控制每个等分区域扫描行数的控制参数，所述控制参数为一个四位十六进制数；FPGA通过调整控制参数来调整所需等分区域的扫描行数，且FPGA在调整控制参数时，调整步长为8的整数倍。

所述控制参数的范围为0x0001~0x0200。

本发明的优点：对数字微镜装置DMD一行像素点进行切分，得到若干等分区域，每个等分区域具有一个控制参数，在利用数字微镜装置DMD进行曝光时，测量整个曝光图形的线宽以及每个等分区域对应图形的线宽，从而能得到图形目标线宽以及补偿调整值，FPGA根据图形目标线宽以及补偿调整值，调整相应等分区域的控制参数，从而使得数字微镜装置DMD再次扫描曝光得到整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致，安全可靠。

附图说明

图1为本发明对数字微镜装置DMD的每行像素点进行具体切分的示意图。

图2为本发明对所有等分区域的控制参数利用寄存器进行存储的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能提高曝光图形的均匀性，提高操作的便捷性，本发明包括如下步骤：

步骤1、利用FPGA将数字微镜装置DMD的一行像素点切分成若干等份，以得到若干等分区域，每个等分区域扫描的行数以及需调整的曝光能量可调；

具体地，FPGA利用底层代码的编码方式，实现对数字微镜装置DMD的一行像素点进行切分，具体对一行像素点进行切分得到等分区域的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

一般地，数字微镜装置DMD的一行像素点具有2048像素，切分后，每个等分区域具有相同的像素点，且每个等分区域扫描的行数以及需调整的曝光能量可调。在FPGA内，对每个等分区域，设置用于控制每个等分区域扫描行数的控制参数，所述控制参数为一个四位十六进制数；所述控制参数的范围为0x0001~0x0200。当FPGA调整每个等分区域的控制参数时，即可调整当前等分区域的扫描行数以及扫描时间，从而能实现调整当前等分区域的曝光剂量。具体地，在对控制参数进行调整时，调整步长为8的整数倍。

图1中为对一行像素点进行16等分的示意图，此时，每个等分区域具有128个像素点，具体实施时，一行像素点进行等分的数量可以根据需要进行选择，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。如图2所示，在对一行的像素点进行16等分时，FPGA利用8个寄存器分别存储16个等分区域的控制参数，8个寄存器分别为：0x51、0x52、0x53、0x54、0x55、0x56、0x57、0x58，每个寄存器32位，高、低16位分别表示两个等分区域的控制参数。

步骤2、FPGA利用上述数字微镜装置DMD进行扫描曝光，以得到曝光图形；

具体地，FPGA控制数字微镜装置DMD扫描运动方向上每行等分区域的灰度，以实现对所需基底进行曝光，在基底进行扫描曝光过程中，由精密平台控制基底沿扫描运动方向均匀运动，所述基底是指涂有均匀光刻胶的掩膜板或涂有均匀光刻胶的晶圆。在对基底扫描曝光后，能得到曝光图形。

步骤3、测量得到上述整个曝光图形的线宽以及每个等分区域扫描曝光图形对应的线宽，根据测量得到整个曝光图形的线宽确定图形目标线宽，并根据确定的图形目标线宽得到每个等分区域扫描曝光图形的补偿调整值；

具体地，利用线宽测量设备能得到上述整个曝光图像的线宽，同时，也能得到每个等分区域扫描曝光图形对应的线宽，具体进行线宽测量的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本发明实施例中，在测量整个曝光图形的线宽后，能够根据整个曝光图形的线宽变化，确定图形目标线宽，所述图形目标线宽可以为预先设定的线宽标准值，或当前状态下，曝光图形线宽的均值等。一般地，图形目标线宽与预先设定的线宽标准值间差值在一个可接收范围即可，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。在得到图形目标线宽后，根据测量每个等分区域扫描曝光图形对应的线宽，可以确定每个等分区域扫描曝光图形的补偿调整值，所述补偿调整值是指，通过补偿调整值对相应等分区域扫描曝光图形的线宽进行调整，以使得所述等分区域再次扫描曝光的图形线宽与图形目标线宽相一致。

步骤4、FPGA根据每个等分区域扫描曝光图像的补偿调整值调整相应等分区域的扫描行数，以使得在所述调整相应等分区域的扫描行数后，数字微镜装置DMD扫描曝光得到整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致。

本发明实施例中，在得到每个等分区域扫描曝光图形的补偿调整值后，根据补偿调整值来调整FPGA内每个等分区域的控制参数，即在调整对应区域的控制参数后，调整对应等分区域的扫描曝光图形线宽，使得整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致。具体实施时，根据补偿调整值来调整相应等分区域控制参数的过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

本发明对数字微镜装置DMD一行像素点进行切分，得到若干等分区域，每个等分区域具有一个控制参数，在利用数字微镜装置DMD进行曝光时，测量整个曝光图形的线宽以及每个等分区域对应图形的线宽，从而能得到图形目标线宽以及补偿调整值，FPGA根据图形目标线宽以及补偿调整值，调整相应等分区域的控制参数，从而使得数字微镜装置DMD再次扫描曝光得到整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致，安全可靠。

Claims (2)

1.一种实现激光直接成像图形均匀性的方法，其特征是，所述方法包括如下步骤：

步骤1、利用FPGA将数字微镜装置DMD的一行像素点切分成若干等份，以得到若干等分区域，每个等分区域扫描的行数以及曝光能量可调；

步骤2、FPGA利用上述数字微镜装置DMD进行扫描曝光，以得到曝光图形；

步骤3、测量得到上述整个曝光图形的线宽以及每个等分区域扫描曝光图形对应的线宽，根据测量得到整个曝光图形的线宽确定图形目标线宽，并根据确定的图形目标线宽得到每个等分区域扫描曝光图形的补偿调整值；

步骤4、FPGA根据每个等分区域扫描曝光图像的补偿调整值调整相应等分区域的扫描行数，以使得在所述调整相应等分区域的扫描行数后，数字微镜装置DMD扫描曝光得到整个曝光图形的线宽与图形目标线宽相一致。

2.根据权利要求1所述的实现激光直接成像图形均匀性的方法，其特征是：在FPGA内，设置用于控制每个等分区域扫描行数的控制参数，所述控制参数为一个四位十六进制数；FPGA通过调整控制参数来调整所需等分区域的扫描行数，且FPGA在调整控制参数时，调整步长为8的整数倍。