CN107203098B - 一种直写曝光光路系统及其一次性直写曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直写曝光光路系统及其一次性直写曝光方法，属于直写曝光机技术领域。本发明的光路系统包括多排DMD组件，每排上的曝光组件成直线排列，相邻两排曝光组件交错分布，每个曝光组件都对应在相邻排两个曝光组件的中间位置；所述的直写曝光光路系统和一次性直写曝光方法可以避免Y轴往复运动带来的误差，图形不变形，确保图形拼接精确，无需步进方向的X轴，大大减小设备尺寸，减轻设备重量，适应绝大多数PCB生产商的场地要求，Y轴不需要进行往复运动，省去绝大多数加减速时间，提高工作效率。

Description

一种直写曝光光路系统及其一次性直写曝光方法

技术领域

本发明涉及一种直写曝光光路系统及其一次性直写曝光方法，属于直写曝光机技术领域。

背景技术

直写式光刻机设备又称影像直接转移设备(LDI)，在半导体及PCB生产领域是一个关键设备。现有技术的直写光刻设备，特别是采用DMD方式进行曝光的LDI，都采用多光路单排放置、多条带的步进扫描曝光方式，所采用工件台均为X、Y轴的十字形结构X轴用于在步进方向上进行步进，Y轴用于在扫描方向进行匀速扫描，也就是整个图形扫描不能够一次扫描完成，需要Y轴进行往复运动。这样会导致下述三个问题：一是图形经过多个往复扫描的条带拼凑而成，每次扫描时Y轴的运动状态不能完全保证一致，会导致图形变形，影响图形正交性及图形精度；二是多次步进所必然带来的X轴会使得设备尺寸过大，体积庞大，重量过重，无法适应目前所有的PCB厂商的生产场地要求，适应性很差；三是多次步进引入了没有必要的每次扫描过程中的步进时间、Y轴加减速时间等，使设备无法达到很高的产能。

因此，需要开发一种新的设备和方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种直写曝光光路系统及其一次性直写曝光方法。

首先，本发明提供的一种直写曝光光路系统，所述光路系统包括多排DMD组件，每排上有多个DMD组件且这多个DMD组件成直线排列；相邻两排DMD组件交错分布，每个DMD组件在扫描方向上都对应在相邻排两个DMD组件之间的位置；每排上相邻两个DMD组件之间的在扫描方向上不能被覆盖的空白区域，在其它各排依次对应有DMD组件；各DMD组件共同覆盖整个曝光区域。

在本发明的一种实施方式中，所述DMD组件连接在DMD支架上，所述DMD支架有多个，其形状为直线型，所述每1排DMD组件连接在1个DMD支架上；DMD支架通过连接杆相互连接，连接杆与支架通过螺栓固定。

在本发明的一种实施方式中，所述多排DMD组件的排数为2-4排。

在本发明的一种实施方式中，所述DMD组件在每排上相邻DMD组件的间隔L≤N*W，其中N为排数，W为单个DMD组件所能曝光条带的宽度。

在本发明的一种实施方式中，所述相邻两排DMD组件的间距H≥W2，其中W2为曝光组件在扫描方向上的宽度。

在本发明的一种实施方式中，所述多排DMD组件在扫描方向上覆盖的整个条带宽度不小于其所对应的直写曝光设备的吸盘的宽度。

本发明的第二个目的是提供一种一次性直写曝光方法，所述曝光方法是基于所述曝光光路系统的直写曝光方法，所述曝光方法包括如下步骤：

(1)根据所要曝光的图形，分配每个DMD组件所需要曝光的部分；

(2)开始扫描，当前排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台会发出用于DMD进行图形翻转的PSO触发信号；此时前排DMD开始图形翻转，前排光路开始进行曝光扫描。后排DMD保持关闭状态，光路不进行曝光扫描；

(3)随着Y轴工作台的匀速移动，当第2排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台发出的PSO信号开始触发第二排DMD，此时第二排DMD开始图形翻转，第二排光路开始进行曝光扫描；

(4)随着Y轴工作台的匀速移动，所有后排光路如步骤(3)所述依次曝光扫描；

(5)随着Y轴工作台的匀速移动，当前排光路到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台发出的PSO信号停止触发前排DMD，此时前排DMD停止图形翻转，前排光路停止进行曝光扫描；后排DMD保持触发翻转状态，光路继续进行曝光扫描。

(6)当后排光路依次到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台停止发送PSO信号，后排DMD依次停止图形翻转，后排光路依次停止进行曝光扫描，直到最后一排DMD停止曝光，至此整个图形一次扫描完毕。

本发明的优点和效果：

本发明提供的直写曝光光路系统及其一次性直写曝光方法，：

1，一次性曝光扫描，可以避免Y轴往复运动带来的误差，图形不变形，确保图形拼接精确。

2，无需步进方向的X轴，大大减小设备尺寸，减轻设备重量，适应绝大多数PCB生产商的场地要求。

3，Y轴不需要进行往复运动，省去绝大多数加减速时间，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明直写曝光光路系统立体结构示意图，其中1DMD组件、2DMD支架、3连接杆、4螺栓。

图2为本发明直写曝光光路系统DMD组件位置关系平面示意图，其中1DMD组件。

图3为本发明一次性直写曝光方法示意图(一)，其中1DMD组件、5吸盘。

图4为本发明一次性直写曝光方法示意图(二)，其中1DMD组件、5吸盘、6扫描条带。

图5为本发明一次性直写曝光方法示意图(三)，其中1DMD组件、5吸盘、6扫描条带。

图6为本发明一次性直写曝光方法示意图(四)，其中1DMD组件、5吸盘、6扫描条带。

具体实施方案

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

实施例1

如图1、图2所示对发明的直写曝光光路系统进行说明。

本发明提供的一种直写曝光光路系统，光路系统包括2排DMD组件1，每排上的DMD组件1成直线排列，相邻两排DMD组件1交错分布，每个DMD组件1都对应在相邻排两个DMD组件1的中间位置，每排上相邻两个DMD组件1之间在扫描方向上不能被覆盖的空白区域，在另一排上对应有1个DMD组件1，该DMD组件1覆盖该空白区域；DMD组件1连接在2个DMD支架2上，DMD支架2形状为直线型，所述每1排DMD组件1连接在1个DMD支架2上；DMD支架2通过连接杆3相互连接，连接杆与支架通过螺栓4固定。

所述DMD组件1在每排上相邻DMD组件1的间隔为105mm，单个DMD组件1所能曝光条带的宽度为52.5mm。所述相邻两排的排间距为80mm，DMD组件1在扫描方向上的宽度为70mm。

实施例2一次性直写曝光方法

图3-6为本发明的一次性直写曝光方法的流程示意图，以包含两排DMD组件的光路系统为例，对本发明的一次性直写曝光方法进行说明，包括如下步骤：

(1)根据所要曝光的图形，分配每个DMD组件所需要曝光的部分；

(2)开始扫描，如图3所示，当前排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台会发出用于DMD进行图形翻转的PSO触发信号。此时前排DMD开始图形翻转，前排光路开始进行曝光扫描。后排DMD保持关闭状态，光路不进行曝光扫描；

(3)随着Y轴工作台的匀速移动，如图4所示，当后排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台发出的PSO信号开始触发后排DMD，此时后排DMD开始图形翻转，后排排光路开始进行曝光扫描；

(4)随着Y轴工作台的匀速移动，如图5所示，当前排光路到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台发出的PSO信号停止触发前排DMD，此时前排DMD停止图形翻转，前排光路停止进行曝光扫描。后排DMD保持触发翻转状态，光路继续进行曝光扫描。

(5)当后排光路依次到达扫描图形的结束位置时，如图6所示，Y轴工作台停止发送PSO信号，后排DMD依次停止图形翻转，后排光路依次停止进行曝光扫描，至此整个图形一次扫描完毕。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种直写曝光光路系统，所述光路系统包括多排DMD组件，每排上有多个DMD组件且这多个DMD组件成直线排列；相邻两排DMD组件交错分布，每个DMD组件在扫描方向上都对应在相邻排两个DMD组件之间的位置；每排上相邻两个DMD组件之间在扫描方向上不能被覆盖的空白区域，在其它各排依次对应有DMD组件；各DMD组件覆盖整个曝光区域；所述DMD组件连接在DMD支架上，所述DMD支架有多个，其形状为直线型，所述每1排DMD组件连接在1个DMD支架上；DMD支架通过连接杆相互连接，连接杆与支架通过螺栓固定；所述多排DMD组件在扫描方向上覆盖的整个条带宽度不小于其所对应的直写曝光设备的吸盘的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种直写曝光光路系统，所述多排DMD组件的排数为2-4排。

3.根据权利要求1所述的一种直写曝光光路系统，所述DMD光组件在每排上相邻DMD组件的间隔L≤N*W，其中N为排数，W为单个DMD组件所能曝光条带的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种直写曝光光路系统，所述相邻两排DMD组件的间距

H≥W2，其中W2为DMD组件在扫描方向上的宽度。

5.一种一次性直写曝光方法，所述曝光方法是基于权利要求1-4任一所述曝光光路系统的直写曝光方法，所述曝光方法包括如下步骤：

(1)根据所要曝光的图形，分配每个DMD组件所需要曝光的部分；

(2)开始扫描，当前排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台会发出用于DMD进行图形翻转的PSO触发信号，此时前排DMD开始图形翻转，前排光路开始进行曝光扫描；后排DMD保持关闭状态，光路不进行曝光扫描；

(3)随着Y轴工作台的匀速移动，当第2排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台发出的PSO信号开始触发第二排DMD，此时第二排DMD开始图形翻转，第二排光路开始进行曝光扫描；

(4)随着Y轴工作台的匀速移动，所有后排光路如步骤(3)所述依次曝光扫描；

(5)随着Y轴工作台的匀速移动，当前排光路到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台发出的PSO信号停止触发前排DMD，此时前排DMD停止图形翻转，前排光路停止进行曝光扫描；后排DMD保持触发翻转状态，光路继续进行曝光扫描；

(6)当后排光路依次到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台停止发送PSO信号，后排DMD依次停止图形翻转，后排光路依次停止进行曝光扫描，直到最后一排DMD停止曝光，至此整个图形一次扫描完毕。

6.一种一次性直写曝光方法，所述曝光方法是基于直写曝光光路系统的直写曝光方法，所述直写曝光光路系统具体为：光路系统包括多排DMD组件，每排上有多个DMD组件且这多个DMD组件成直线排列；相邻两排DMD组件交错分布，每个DMD组件在扫描方向上都对应在相邻排两个DMD组件之间的位置；每排上相邻两个DMD组件之间在扫描方向上不能被覆盖的空白区域，在其它各排依次对应有DMD组件；各DMD组件覆盖整个曝光区域；所述DMD组件连接在DMD支架上，所述DMD支架有多个，其形状为直线型，所述每1排DMD组件连接在1个DMD支架上；DMD支架通过连接杆相互连接，连接杆与支架通过螺栓固定；

所述曝光方法包括如下步骤：

(1)根据所要曝光的图形，分配每个DMD组件所需要曝光的部分；

(2)开始扫描，当前排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台会发出用于DMD进行图形翻转的PSO触发信号，此时前排DMD开始图形翻转，前排光路开始进行曝光扫描；后排DMD保持关闭状态，光路不进行曝光扫描；

(3)随着Y轴工作台的匀速移动，当第2排光路到达扫描图形的起始位置时，Y轴工作台发出的PSO信号开始触发第二排DMD，此时第二排DMD开始图形翻转，第二排光路开始进行曝光扫描；

(4)随着Y轴工作台的匀速移动，所有后排光路如步骤(3)所述依次曝光扫描；

(5)随着Y轴工作台的匀速移动，当前排光路到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台发出的PSO信号停止触发前排DMD，此时前排DMD停止图形翻转，前排光路停止进行曝光扫描；后排DMD保持触发翻转状态，光路继续进行曝光扫描；

(6)当后排光路依次到达扫描图形的结束位置时，Y轴工作台停止发送PSO信号，后排DMD依次停止图形翻转，后排光路依次停止进行曝光扫描，直到最后一排DMD停止曝光，至此整个图形一次扫描完毕。