CN117270337A - 一种双面光刻对位方法及双面光刻系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双面光刻对位方法及双面光刻系统，其中方法通过获取预设目标点的第一坐标信息和第二坐标信息后，根据第一坐标信息及第二坐标信息获得坐标转换关系式，再通过获得预设图案阵列的A面曝光坐标矩阵后，根据坐标转换关系式得到B面曝光转换坐标矩阵，进而根据得到的B面曝光转换坐标矩阵与获取的B面理论曝光坐标矩阵计算获得曝光修正矩阵；因此，通过曝光修正矩阵即可实现在进行双面光刻时，仅需要通过单一对位相机获得的A面曝光坐标矩阵并结合曝光修正矩阵，从而得到B面理论曝光坐标矩阵，其解决了相关技术中双面光光刻系统进行对位时存在的对位精度低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件光刻技术领域，尤其是涉及一种双面光光刻对位方法及双面光刻系统。
背景技术
随着光刻技术的发展，提高了PCB板（Printed Circuit Board，印刷电路板，简称PCB）在生产制造过程中对其进行曝光的效率。相关技术中，光刻系统对PCB板进行光刻主要通过单面光刻系统及双面光刻系统两种方式进行，其中，单面光刻系统在对PCB进行光刻时，由于需要对PCB进行翻转，而翻转过程容易导致位置的偏差，且光刻耗时长，因此其存在效率低、精度差的技术问题。而对于双面光刻系统，由于其要对PCB的两个面同时进行光刻，因此需要对分别进行光刻作用的两个光刻镜头进行曝光工作时的曝光坐标进行对位，以保证在对PCB曝光同时曝光时的精度误差在设定范围内。
相关技术中，双面光刻系统的对位通常通过在待曝光的PCB板设置上下两个菲林底片，每个菲林左右两面分别设置有两个对位标记，进而实现对位效果。但是，这种方法存在的对位精度较低以及若菲林底片上有异物或划伤，容易出现固定点缺陷，造成批量报废的问题。
因此，如何解决相关技术中对双面光刻系统进行对位时存在的精度低的技术问题，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提出一种双面光刻对位方法及双面光刻系统，用以解决相关技术中在对对双面光刻系统进行对位时存在的对位精度低技术问题。
第一方面，本发明的一个实施例提供了一种双面光刻对位方法，其包括：
控制目标DMD向感光底片装置投射预设第一图案，并获取所述预设第一图案中预设目标点的第一坐标信息；
控制第一目标对位相机拍摄所述预设目标点，以获取所述预设目标点的第二坐标信息；所述第一目标对位相机与所述目标DMD分别处于所述感光底片装置的上下两侧；
根据所述第一坐标信息与第二坐标信息获得坐标转换关系式；
控制所述目标DMD向所述感光底片装置上投射预设第二图案阵列，并控制所述第一目标对位相机进行拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵；
根据所述A面曝光坐标矩阵和所述坐标转换关系式获得所述预设第二图案阵列的B面曝光转换坐标矩阵；
控制第二目标对位相机拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵；所述第二目标对位相机与所述目标DMD处于所述感光底片装置的同一侧；
结合所述B面曝光转换坐标矩阵和所述B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵。
本发明实施例的双面光刻对位方法至少具有如下有益效果：
本发明实施例中一种双面光刻对位方法，通过获取目标DMD向感光底片装置投射的预设第一图案上预设目标点的第一坐标信息，以及通过第一目标对位相机拍摄获取预设目标点的第二坐标信息后，得到第一坐标信息与第二坐标信息的坐标转换关系式，再进一步控制目标DMD向感光底片装置投射预设第二图案阵列，且控制第一目标对位相机采集预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵后，结合获得的坐标转换关系式获得预设第二图案阵列的B面曝光转换坐标矩阵后，控制第二目标对位相机采集预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵，最后通过B面曝光转换坐标矩阵与B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵，进而通过曝光修正矩阵即可实现在进行双面光刻时，仅需要通过第一目标对位相机获得的A面曝光坐标矩阵并结合曝光修正矩阵，从而得到B面理论曝光坐标矩阵，其解决了相关技术中双面光光刻系统进行对位时存在的对位精度低的技术问题，提供了一种对位精度高的双面光刻对位方法。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻对位方法，所述感光底片装置包括感光菲林，所述感光菲林设置于透明玻璃框架上，所述感光菲林上的上方采用玻璃拉框覆盖；
所述预设第一图案包括圆环、矩形、圆形、椭圆形、菱形中的任一种；
所述预设目标点为对应于所述预设第一图案的中心点。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻对位方法，所述控制目标DMD向感光底片装置投射预设第一图案，并获取所述预设第一图案中预设目标点的第一坐标信息包括：
所述目标DMD在横轴上移动向感光底片装置投射预设第一图案时，所述目标DMD在横轴上移动的距离即所述第一坐标信息的X坐标值；
所述目标DMD在横轴上移动向感光底片装置射预设第一图案时，所述透明玻璃框架在纵轴上移动的距离即所述第一坐标信息的Y坐标值。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻对位方法，所述根据所述第一坐标信息与第二坐标信息获得坐标转换关系式包括：
将所述第一坐标信息的X坐标值与所述第二坐标信息的X坐标值作差，得到所述坐标转换关系式的X坐标值；
将所述第一坐标信息的Y坐标值与所述第二坐标信息的Y坐标值作差，得到所述坐标转换关系式的Y坐标值。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻对位方法，所述预设第二图案阵列包括靶点图案阵列；所述控制所述第一目标对位相机进行拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵包括：
依次控制所述第一目标对位相机逐个获取所述靶点图案阵列上各个靶点的位置信息后获得的坐标矩阵数据信息即所述A面曝光坐标矩阵。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻对位方法，所述控制第二目标对位相机拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵包括：
依次控制所述第二目标对位相机逐个获取所述靶点图案阵列上各个靶点的位置信息后获得的坐标矩阵数据信息即所述B面理论曝光坐标矩阵。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻对位方法，所述结合所述B面曝光转换坐标矩阵和所述B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵包括：
根据所述B面曝光转换坐标矩阵与所述曝光修正矩阵相乘得到所述B面理论曝光坐标矩阵的数学关系求得所述曝光修正矩阵。
第二方面，本发明的一个实施例提供了一种双面光刻系统，对位相机、第一光刻镜头、第二光刻镜头、光源装置、载物台和控制装置；
所述光源装置分别与所述第一光刻镜头、所述第二光刻镜头连接，所述对位相机、所述第一光刻镜头、所述第二光刻镜头、所述光源装置、所述载物台分别与所述控制装置连接；
所述对位相机受所述控制装置控制，用于获取处于所述载物台上待光刻对象的A面曝光坐标矩阵，并将所述A面曝光矩阵传输至所述控制装置，所述控制装置中存储有如上所述的双面光刻对位方法获得的曝光修正矩阵对所述A面曝光坐标矩阵进行数据处理，获得所述待光刻对象的B面曝光转换坐标矩阵；
所述控制装置根据所述A面曝光坐标矩阵、所述B面曝光转换坐标矩阵输出控制指令控制所述第一光刻镜头、所述第二光刻镜头、所述载物台和所述光源装置的工作状态，进而对所述待光刻对象的A面和B面同时进行光刻。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻系统，所述对位相机和所述第一光刻镜头设置于所述载物台的上方，所述第二光刻镜头设置于所述载物台的下方。
根据本发明的另一些实施例的双面光刻系统，所述光源装置包括LED光源，所述控制装置包括计算机。
附图说明
图1是本发明实施例一种双面光刻对位方法的一具体实施例流程示意图；
图2是本发明实施例一种双面光刻对位方法中步骤S100的一具体实施例子步骤流程示意图；
图3是本发明实施例一种双面光刻对位方法中步骤S300的一具体实施例子步骤流程示意图；
图4是本发明实施例一种双面光刻系统的一具体实施例模块示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例对发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
参照图1，本发明实施例提供了一种双面光刻对位方法，其包括步骤：
S100、控制目标DMD向感光底片装置投射预设第一图案，并获取所述预设图案中预设目标点的第一坐标信息；
其中，目标DMD（Digital Micromirror Device，数字微镜器件）设置为在自定义的B面曝光坐标系上的X轴移动，感光底片装置设置为在自定义的B面曝光坐标系上的Y轴移动。
S200、控制第一目标对位相机拍摄所述预设目标点，以获取预设目标点的第二坐标信息；
其中，第一目标对位相机和目标DMD分别设置处于感光底片装置的上下两侧。通常的，为了方便操作，第一目标对位相机设置于感光底片装置的上方，目标DMD设置于感光底片装置的下方；第一目标对位相机获取的第二坐标信息为处于A面曝光坐标系下，预设目标点的坐标信息。
S300、根据第一坐标信息和第二坐标信息获得坐标转换关系式；
其中，在获得第一坐标信息和第二坐标信息后，通过两个坐标信息之间的差值关系获得坐标转换关系式，坐标转换关系式表示A面曝光坐标系与B面曝光坐标系对同一预设目标点的曝光坐标的转换关系。
S400、控制目标DMD向感光底片装置上投射预设第二图案阵列，并控制第一目标对位相机进行拍摄采集获得预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵；
S500、根据A面曝光坐标矩阵和坐标转换关系式获得预设第二图案阵列的B面曝光转换坐标矩阵；
S600、控制第二目标对位相机拍摄采集获得预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵；
其中，第二目标对位相机与目标DMD处于感光底片装置的同一侧。
S700、结合B面曝光转换坐标矩阵和B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵。
其中，通过坐标转换关系式获得的B面曝光转换坐标矩阵与B面理论曝光坐标矩阵偏差关系即曝光修正矩阵，在实际应用中，通过曝光修正矩阵对B面曝光转换坐标矩阵进行修正后，即可得到B面理论曝光坐标矩阵，最后根据B面理论曝光坐标矩阵对B面进行光刻，提高光刻精确度。
本本实施例中，通过获取目标DMD向感光底片装置投射的预设第一图案上预设目标点的第一坐标信息，以及通过第一目标对位相机拍摄获取预设目标点的第二坐标信息后，得到第一坐标信息与第二坐标信息的坐标转换关系式，再进一步控制目标DMD向感光底片装置投射预设第二图案阵列，且控制第一目标对位相机采集预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵后，结合获得的坐标转换关系式获得预设第二图案阵列的B面曝光转换坐标矩阵后，控制第二目标对位相机采集预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵，最后通过B面曝光转换坐标矩阵与B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵，进而通过曝光修正矩阵即可实现在进行双面光刻时，仅需要通过第一目标对位相机获得的A面曝光坐标矩阵并结合曝光修正矩阵，从而得到B面理论曝光坐标矩阵，其解决了相关技术中双面光光刻系统进行对位时存在的对位精度低的技术问题。
在一些实施例中，感光底片装置包括感光菲林，感光菲林设置于透明玻璃框架上，且感光菲林的上方采用玻璃拉框覆盖，即感光菲林处于上下两玻璃夹层之间，且透明玻璃框架能够在上述实施例中所述的自定义的系统坐标系的Y轴上移动，从而带动感光菲林在Y轴上移动。本实施例中，目标DMD投射的预设第一图案包括圆环、矩形、圆形、椭圆形、菱形中的任一种，则预设目标点为对应于预设第一图案的中心点。
参照图2，在一些实施例中，上述实施例中步骤S100包括子步骤：
S110、控制目标DMD在横轴上移动向感光底片装置投射预设第一图案时，目标DMD在横轴上移动的距离即第一坐标信息的X坐标值；
S120、控制目标DMD在横轴上移动向感光底片装置投射预设第一图案时，透明玻璃框架在纵轴上移动的距离即第一坐标信息的Y坐标值。
本实施例中，第一坐标信息表示的是在目标DMD一侧，预设第一图案中预设目标点的曝光坐标。由于目标DMD设置为只能够在横轴上移动，透明玻璃框架设置为只能够在纵轴上移动（感光底片装置设置放置于透明玻璃框架上），因此，在控制目标DMD向感光底片装置投射预设第一图案时，目标DMD在横轴上移动的距离即为第一坐标信息的X值，透明玻璃框架在纵轴上移动的距离即为第一坐标信息的Y值，此时将第一坐标信息记为P1（Xe，Ye）。
参照图3，在一些实施例中，上述实施例中步骤S300包括子步骤：
S310、将第一坐标信息的X坐标值与第二坐标信息中的X坐标值作差，得到坐标转换关系式的X坐标值；
S320、将第一坐标信息中的Y坐标值与第二坐标信息中的Y坐标值作差得到坐标转换关系式的Y坐标值。
本实施例中，经上述实施例控制目标DMD向感光菲林投射预设第一图案后，通过第一目标对位相机对预设第一图案上的预设目标点进行拍摄获得预设目标点的第二坐标信息记为P2（Xa，Ya）。本实施例中，在分别获得预设目标点的B面曝光坐标系和A面曝光坐标系下的曝光坐标后（即第一坐标信息和第二坐标信息），将第一坐标信息中的X坐标值与第二坐标信息中的X坐标值做差，得到坐标转换关系式的X坐标值；将第一坐标信息中的Y坐标值与第二坐标信息中的Y坐标值作差，得到坐标转换关系式的Y坐标值，则坐标转换关系式记表示为（Xe-Xa，Ye-Ya）。
在一些实施例中，由于双面光刻时通常是图案的光刻，而图案通常是多个点的集合，因此，为了提高双面光刻对位的精度，上述实施例中步骤S400中的预设第二图案阵列包括靶点图案阵列。其具体为通过控制目标DMD向感光菲林投射靶点图案阵列，则此时通过第一目标对位相机逐个拍摄采集靶点图案阵列上的各个靶点后，获得各个靶点的A面曝光坐标系的曝光坐标，则获得的各个靶点的曝光坐标形成的坐标矩阵即A面曝光坐标矩阵记为PA。
在一些实施例中，经过上述实施例获得第二预设图案阵列的A面曝光坐标矩阵PA后，通过坐标转换关系式（Xe-Xa，Ye-Ya），获得第二预设图案阵列的B面曝光转换坐标矩阵EB。此时，为了求得B面曝光转换坐标矩阵PB与B面理论曝光坐标矩阵的关系，本实施例中，通过与目标DMD设置在同一侧的第二目标对位相机逐个拍摄采集靶点图案阵列上的各个靶点后，获得各个靶点的B面曝光坐标系的曝光坐标，则获得的各个靶点曝光坐标形成的坐标矩阵即B面理论曝光坐标矩阵PB。
在一些实施例中，B面曝光转换坐标矩阵EB与B面理论曝光坐标矩阵PB的关系满足：EB*PC=PB，其中，PC为曝光修正矩阵。因此，通过曝光修正矩阵PC，可以实现在双面光刻系统中，设置单一对位相机（第一目标对位相机）的情况下，通过第一目标对位相机获得A面曝光坐标矩阵PA，通过坐标转换关系式求得B面曝光转换坐标矩阵EB，最后在通过曝光修正矩阵PC求出B面理论曝光坐标矩阵PB，进而A面光刻镜头和B面光刻镜头分别根据A面曝光坐标矩阵PA及B面理论曝光坐标矩阵PB对带光刻PCB板进行光刻，保证了双面光刻系统的对位精度，解决了相关技术中双面光刻系统进行对位时存在的对位精度低技术问题。此外，通过求得曝光修正矩阵PC后，双面光刻系统在每次对待光刻PCB进行双面光刻时，不需要同时使用两个对位相机，而是可通过单一对位相机实现对位过程，避免了双面光刻系统中每次对待光刻PCB板进行光刻前都需要采用两个对位相机才能实现对位过程造成的对位过程操作繁琐的技术问题。
参照图4，本发明实施例还提供了一种双面光刻系统，其包括对位相机、第一光刻镜头、第二光刻镜头、光源装置、载物台和控制装置；其中，光源装置分别与第一光刻镜头、第二光刻镜头电性连接，控制装置分别与对位相机、第一光刻镜头、第二光刻镜头、光源装置、载物台分别与控制装置电性连接。本实施例中，对位相机受控制装置控制，用于获取处于载物台上待光刻对象的A面曝光坐标矩阵，并将A面曝光坐标矩阵阐述至控制装置中，控制装置还存储有根据上述任一实施例所阐述的双面光刻对位方法中获得的曝光修正矩阵，并根据曝光修正矩阵和A面曝光坐标矩阵进行数据处理获得待光刻对象的B面理论曝光坐标矩阵，控制装置则根据A面曝光坐标矩阵、B面理论曝光坐标矩阵输出控制指令控制第一光刻镜头、第二光刻镜头、载物台和光源装置的工作状态，从而对待光刻对象的A面和B面同时进行光刻。
本实施例中，曝光修正矩阵、B面理论曝光坐标矩阵的获取计算过程与上述实施例双面光刻对位中曝光修正矩阵、B面理论曝光坐标矩阵的获取计算过程相互参数对应。
参照图4，在一些实施例中，光源装置为LED光源，控制装置通过计算机实现。另外，为了便于用户的操作以及双面光刻系统的各个装置结构设置的稳定性、合理性，本实施例中，对位相机及第一光刻镜头设置于载物台的上方，第二光刻镜头设置于载物台的下方。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (10)
1.一种双面光刻对位方法，其特征在于，包括：
控制目标DMD向感光底片装置投射预设第一图案，并获取所述预设第一图案中预设目标点的第一坐标信息；
控制第一目标对位相机拍摄所述预设目标点，以获取所述预设目标点的第二坐标信息；所述第一目标对位相机与所述目标DMD分别处于所述感光底片装置的上下两侧；
根据所述第一坐标信息与第二坐标信息获得坐标转换关系式；
控制所述目标DMD向所述感光底片装置上投射预设第二图案阵列，并控制所述第一目标对位相机进行拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵；
根据所述A面曝光坐标矩阵和所述坐标转换关系式获得所述预设第二图案阵列的B面曝光转换坐标矩阵；
控制第二目标对位相机拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵；所述第二目标对位相机与所述目标DMD处于所述感光底片装置的同一侧；
结合所述B面曝光转换坐标矩阵和所述B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵。
2.根据权利要求1所述的双面光刻对位方法，其特征在于，所述感光底片装置包括感光菲林，所述感光菲林设置于透明玻璃框架上，所述感光菲林上的上方采用玻璃拉框覆盖；
所述预设第一图案包括圆环、矩形、圆形、椭圆形、菱形中的任一种；
所述预设目标点为对应于所述预设第一图案的中心点。
3.根据权利要求2所述的双面光刻对位方法，所述控制目标DMD向感光底片装置投射预设第一图案，并获取所述预设第一图案中预设目标点的第一坐标信息包括：
所述目标DMD在横轴上移动向感光底片装置投射预设第一图案时，所述目标DMD在横轴上移动的距离即所述第一坐标信息的X坐标值；
所述目标DMD在横轴上移动向感光底片装置射预设第一图案时，所述透明玻璃框架在纵轴上移动的距离即所述第一坐标信息的Y坐标值。
4.根据权利要求1至3任一项所述的双面光刻对位方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标信息与第二坐标信息获得坐标转换关系式包括：
将所述第一坐标信息的X坐标值与所述第二坐标信息的X坐标值作差，得到所述坐标转换关系式的X坐标值；
将所述第一坐标信息的Y坐标值与所述第二坐标信息的Y坐标值作差，得到所述坐标转换关系式的Y坐标值。
5.根据权利要求1所述的双面光刻对位方法，其特征在于，所述预设第二图案阵列包括靶点图案阵列；所述控制所述第一目标对位相机进行拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的A面曝光坐标矩阵包括：
依次控制所述第一目标对位相机逐个获取所述靶点图案阵列上各个靶点的位置信息后获得的坐标矩阵数据信息即所述A面曝光坐标矩阵。
6.根据权利要求5所述的双面光刻对位方法，其特征在于，所述控制第二目标对位相机拍摄采集获得所述预设第二图案阵列的B面理论曝光坐标矩阵包括：
依次控制所述第二目标对位相机逐个获取所述靶点图案阵列上各个靶点的位置信息后获得的坐标矩阵数据信息即所述B面理论曝光坐标矩阵。
7.根据权利要求6所述的双面光刻对位方法，其特征在于，所述结合所述B面曝光转换坐标矩阵和所述B面理论曝光坐标矩阵获得曝光修正矩阵包括：
根据所述B面曝光转换坐标矩阵与所述曝光修正矩阵相乘得到所述B面理论曝光坐标矩阵的数学关系求得所述曝光修正矩阵。
8.一种双面光刻系统，其特征在于，包括对位相机、第一光刻镜头、第二光刻镜头、光源装置、载物台和控制装置；
所述光源装置分别与所述第一光刻镜头、所述第二光刻镜头连接，所述对位相机、所述第一光刻镜头、所述第二光刻镜头、所述光源装置、所述载物台分别与所述控制装置连接；
所述对位相机受所述控制装置控制，用于获取处于所述载物台上待光刻对象的A面曝光坐标矩阵，并将所述A面曝光矩阵传输至所述控制装置，所述控制装置中存储有根据权利要求1至7任一项所述的双面光刻对位方法获得的曝光修正矩阵，并根据所述曝光修正矩阵和所述A面曝光坐标矩阵进行数据处理，获得所述待光刻对象的B面理论曝光坐标矩阵；
所述控制装置根据所述A面曝光坐标矩阵、所述B面理论曝光坐标矩阵输出控制指令控制所述第一光刻镜头、所述第二光刻镜头、所述载物台和所述光源装置的工作状态，进而对所述待光刻对象的A面和B面同时进行光刻。
9.根据权利要求8所述的双面光刻系统，其特征在于，所述对位相机和所述第一光刻镜头设置于所述载物台的上方，所述第二光刻镜头设置于所述载物台的下方。
10.根据权利要求8或9所述的双面光刻系统，其特征在于，所述光源装置包括LED光源，所述控制装置包括计算机。
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