CN110286566B - 一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，可解决直写式光刻机拼板模式采用多片板子拼板曝光时，现有的翻版方式对位精度较低的技术问题。包括以下步骤：S100、设置两种形状不同的标识Mark，对位Mark‑A和序列号Mark‑B；S200、根据台面所能容纳光刻机拼板的最大数量N，确定Mark‑B的数量M；S300、设置Mark‑B的编码，将M个Mark B排列成不对称的形状；S400、使用CCD对Mark‑A和Mark‑B进行图像采集；S500、对于CCD采集到的一组Mark‑B，计算得到光刻机拼板对应的编号I并判断是左右翻板还是上下翻板；S600、对于CCD采集到的Mark‑A，确定镜像和形变；S700、根据识别到的对相应编号的光刻拼板图形进行矫正处理。本发明可以准确的对拼板图形进行变换和补偿，具备了防呆功能，同时提升了对位精度。

Description

一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法
技术领域
本发明涉及直写式光刻机技术领域，具体涉及一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法。
背景技术
直写式光刻技术是在感光材料(多为胶或者膜)的表面印刷具有特征的构图的技术，本发明所涉及的无掩膜光刻技术使用数字微镜系统生成构图，通过光学投影元件，图像以一定得倍率投影到光敏感的衬底上，产生特征的构图。
无掩模光刻能有效地降低光刻系统的复杂度(无需掩模台、掩模传输、框架结构简单)和掩模的加工、维护成本，是进行大尺寸基底光刻的发展趋势之一，而基于空间光调制器(Spatial Light Modulator，以下简称SLM)的无掩模光刻方法因其制作灵活、可靠性高和产率较客观等优势越来越多地被用来制作印刷电路板(PCB)、薄膜液晶面板(TFT)、微机电系统(MEMS)。
目前，多数印制电路板(Printed CircuitBoard，简称PCB板)激光直接成像系统都采用精密平台的运动与DMD曝光图形输出的匹配输出图像，可以达到的曝光基板的尺寸通常都在24寸宽乘以21寸高，甚至更大。当基板尺寸较小时(比如250mm*300mm时，甚至更小90mm*40mm)，往往采用拼板曝光的模式进行，从而提升产能。
但采用多片板子拼板曝光时，曝光完了正面A，在曝光反面B时，往往存在翻版方式的问题，比如上下翻版和左右翻版会导致对位精度超标问题；另外，操作员在一个台面完成了正面A曝光，因为工艺等需要，需要挪到另一个台面(或区域位置)继续反面曝光，那么在挪动的过程中，往往无法确定对应的位置，或者容易出错，而导致拼板分区的编号发生了混乱，从而无法确定各板子的形变参数，降低了对位精度。
发明内容
本发明提出的一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，可解决直写式光刻机拼板模式采用多片板子拼板曝光时，现有的翻版方式对位精度较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，包括：在承载光刻机拼板的精密运动平台的台面上，设置卡槽；
包括以下步骤：
S100、设置两种形状不同的标识Mark，Mark-A和Mark-B；其中Mark-A为对位Mark，Mark-A设置在光刻机拼板板面的相邻两边，Mark-B为板卡序列号Mark，Mark-B设置在光刻机拼板板面的一边，所述Mark-A和Mark-B均设置在光刻机精密运动平台的台面卡槽里；
S200、根据台面所能容纳光刻机拼板的最大数量N，确定Mark-B的数量M；
S300、设置Mark-B的编码，将M个Mark B排列成不对称的形状；
S400、使用CCD对Mark-A和Mark-B进行图像采集；
S500、对于CCD采集到的一组Mark-B，一方面根据所设定的这一组Mark-B点的对应的编码规则，计算得到光刻机拼板对应的编号I，其中0≤I≤N；另一方面根据设定的不对称形状，判断是左右翻板还是上下翻板；
S600、对于CCD采集到的Mark-A，结合步骤500的翻板情况，即左右翻板的话，对光刻拼板图形进行X方向镜像；上下翻板的话，对光刻拼板图形进行Y方向镜像；
S700、根据步骤S500识别到的光刻机拼板对应编号I，对相应编号的光刻拼板图形进行矫正处理。
进一步的，所述步骤S300设置Mark-B的编码，其中编码规则包括设定每个Mark-B代表二进制的一个bit，那么Mark-B的板卡序列号范围为0～(2^m–1)；其中，(2^m–1)大于等于N。
进一步的，所述步骤S300设置Mark-B的编码，其中编码规则包括通过Mark-B的个数进行识别。
进一步的，所述步骤S700对相应编号的光刻拼板图形进行矫正处理，其中矫正处理包括旋转、涨缩、镜像、平移操作。
由上述技术方案可知，本发明的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法具体是利用图像图像处理以及二进制编码的方式，对内层板面打上识别的Mark，然后根据编码的Mark进行识别，从而确定拼板模式下，翻版或者分时曝光导致的正反面对位失败的问题。具体通过在承载板子的台面上，设计多组板卡槽，每个卡槽安装一组激光Mark(或者UV光Mark)，排列成一个形状，并给每个Mark编码，使得每个拼板的打标不相同，从而既满足每个板子的内层变换，同时也可以标注每个板子的序列号，从而可以快速用图形识别的方法进行定位拼板分区，然后应用相应的变换参数，这样给拼板的内层对准增加了防呆功能，进而提高了对位精度。
附图说明
图1是本发明的方法步骤示意图；
图2为本实施例单片板卡，对位Mark和板卡识别Mark的排列方式；
图3为本实施例垫板上K行J列的拼板卡槽；
图4为本实施例A面曝光后B面的板卡识别Mark情况。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，包括：在承载光刻机拼板的精密运动平台的台面上，设置卡槽；
包括以下步骤：
S100、设置两种形状不同的标识Mark，Mark-A和Mark-B；其中Mark-A为对位Mark，Mark-A设置在光刻机拼板板面的相邻两边，Mark-B为板卡序列号Mark，Mark-B设置在光刻机拼板板面的一边，所述Mark-A和Mark-B均设置在光刻机精密运动平台的台面卡槽里；
S200、根据台面所能容纳光刻机拼板的最大数量N，确定Mark-B的数量M；
S300、设置Mark-B的编码，将M个Mark B排列成不对称的形状；
S400、使用CCD对Mark-A和Mark-B进行图像采集；
S500、对于CCD采集到的一组Mark-B，一方面根据所设定的这一组Mark-B点的对应的编码规则，计算得到光刻机拼板对应的编号I，其中0≤I≤N；另一方面根据设定的不对称形状，判断是左右翻板还是上下翻板；
S600、对于CCD采集到的Mark-A，结合步骤500的翻板情况，即左右翻板的话，对光刻拼板图形进行X方向镜像；上下翻板的话，对光刻拼板图形进行Y方向镜像；
S700、根据步骤S500识别到的光刻机拼板对应编号I，对相应编号的光刻拼板图形进行矫正处理。
其中，所述Mark-A为十字Mark或圆形Mark。
所述Mark-B为十字Mark或圆形Mark。
以下以对位及复合靶点为例，图2是其中一个单片板卡的对位Mark和板卡识别Mark的排列方式，以下结合附图具体说明：
(1)在精密曝光平台的垫板上按照K行J列的模式定制好卡槽，其中K和J为大于零的自然数；如图3所示，其中k＝2,J＝2；
(2)每个卡槽内设置按照图2的所示的方式放置好对位Mark，Mark-A,Mark-A为十字；
(3)将需要曝光的板子放入卡槽内，排列成K行，J列；
(4)设置拼板参数K行，J列，程序根据设定的拼板参数和图形资料，每个卡槽根据拼板排列序号，设定相应的Mark在板卡的B面进行打码；本实施例的MarkA和MarkB由激光发生器打在拼板板面上；
其中，根据台面所能容纳拼板的最大数量N，确定圆形标识Mark B的数量M；其每个Mark B代表二进制的一个bit，那么可以表达的板卡序列号为0～(2^m–1)；其中(2^m–1)大于等于N；假设M＝5，那么00000表示0,00001表示1,00010表示2，00011表示3；…,01001表示9；依次类推；
(5)开始曝光A面，同时在B面打上板卡序列号Mark，Mark-B，Mark-B为圆形；
设计圆形Mark B的编码，将M个Mark B排列成不具有对称性的形状；比如设定一组圆形标识MarkB为L型，保证长边和短边不具备对称性，以长边或者短边开始计数，每一个Mark B与二进制的一位进行对应，为二进制的第0位，依次为：bit0对应第一个Mark B,bit1对应第二个Mark B,bit2对应第三个Mark B,bit3对应第四个Mark B,…bitM对应第M个Mark B；
(6)操作员进行翻板(存在无序的可能性)，此时通过CCD对B面板进行Mark识别，包括对位Mark，Mark-A和板卡序列号Mark，Mark-B；
(7)对于采集到的圆形Mark,Mark-B，通过图形识别的方法,一方面根据设定的这一组Mark B点的存在情况，存在为1，不存在为0，得到一组序列，比如010010…，查表或者计算得到对应的编号I(0≤I≤N)；另一方面根据设定的不对称形状，判断是左右翻板还是上下翻板；如果图4所示，每个板卡的L型识别码不相同；
(8)对于CCD采集到的十字Mark，结合翻板情况，计算形变参数；
具体为对于CCD采集到的对位Mark A，结合翻板情况，左右翻板的话，需要对光刻拼板图形进行X方向镜像；上下翻板的话，需要对光刻拼板图形进行Y方向镜像；
计算形变参数为比如带入相似变换、投影变换等计算公式中，得到形变参数；
(9)根据识别到的板卡对应编号，对相应的拼板图形进行变换，和对应的参数补偿；具体包括比如旋转、涨缩、镜像、平移等操作；
对于步骤(1)，对于精密平台上的垫板的卡槽，可以根据客户生产资料的类型，进行定制拥有不同尺寸卡槽的垫板；
对于步骤(4)，设定的图形资料，图形资料可以相同，也可以不同；
对于步骤(7)，采集的圆形Mark，可以是其他形状，方便CCD采集和图形模式识别即可；
综上可知，本发明实施例提供一种用于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，通过对对位Mark和板卡识别Mark对拼板板卡进行标记，因为板卡识别Mark的设计图形特征，进而确定翻板和不同板卡的形变参数，在进行翻板或者更换台面后，可以追溯到对应板卡的形变参数和补偿参数，从而准确的对拼板图形进行变换和补偿，具备了防呆功能，同时提升了对位精度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：在承载光刻机拼板的精密运动平台的台面上，设置卡槽；
包括以下步骤：
S100、设置两种形状不同的标识Mark，Mark-A和Mark-B；其中Mark-A为对位Mark，Mark-A设置在光刻机拼板板面的相邻两边，Mark-B为板卡序列号Mark，Mark-B设置在光刻机拼板板面的一边，所述Mark-A和Mark-B均设置在光刻机精密运动平台的台面卡槽里；
S200、根据台面所能容纳光刻机拼板的最大数量N，确定Mark-B的数量M；
S300、设置Mark-B的编码，将M个Mark B排列成不对称的形状；
S400、使用CCD对Mark-A和Mark-B进行图像采集；
S500、对于CCD采集到的一组Mark-B，一方面根据所设定的这一组Mark-B点的对应的编码规则，计算得到光刻机拼板对应的编号I；另一方面根据设定的不对称形状，判断是左右翻板还是上下翻板；
S600、对于CCD采集到的Mark-A，结合步骤500的翻板情况，确定镜像和形变；
S700、根据步骤S500识别到的光刻机拼板对应编号I，对相应编号的光刻拼板图形进行矫正处理；
其中，所述步骤S300设置Mark-B的编码，其中编码规则包括设定每个Mark-B代表二进制的一个bit，那么Mark-B的板卡序列号范围为0～(2^m–1)；其中，(2^m–1)大于等于N。
2.根据权利要求1所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：所述步骤S300设置Mark-B的编码，其中编码规则包括通过Mark-B的个数进行识别。
3.根据权利要求1所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：所述S600、结合步骤500的翻板情况，确定镜像和形变；具体包括结合步骤500的翻板情况，即左右翻板的话，对光刻拼板图形进行X方向镜像处理；上下翻板的话，对光刻拼板图形进行Y方向镜像处理。
4.根据权利要求1所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：所述Mark-A为十字Mark或圆形Mark。
5.根据权利要求1所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：所述Mark-B为十字Mark或圆形Mark。
6.根据权利要求3所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：所述步骤S300中将M个Mark B排列为L型。
7.根据权利要求1所述的基于直写式光刻机拼板模式下内层防呆的方法，其特征在于：所述步骤S700对相应编号的光刻拼板图形进行矫正处理，其中矫正处理包括旋转、涨缩、镜像、平移操作。
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