一种直写式曝光机的曝光方法与流程

本发明涉及激光直写式曝光机技术领域，特别涉及直写式曝光机的曝光方法。

背景技术：

激光直写式曝光是用于在衬底表面上印刷具有特征的构图，相比于传统的掩膜版和菲林底片等曝光的影像直接转移技术，直写式曝光技术产能高，对位精度高。在半导体及pcb生产领域有着非常重要的作用。

直写式曝光机包括单台面直写式光刻机和双台面直写式曝光机，单台面直写曝光机一个时间段内，单个基板的曝光需要经过上下板、对位、曝光操作，曝光需要经过多次的步进扫描完成曝光。为了提高直写式曝光机的产能，诞生了双台面直写曝光机。双台面直写曝光机包括两个基板承载台面，其中一个基板承载台面进行上下板定位操作时，另一个基板承载台面进行曝光操作，所述两个基板台面可以平行设置，也可以上下设置，这样可以节省直写式曝光机的等待时间，提高直写式曝光机的产能。但是无论是单台面直写式光刻机还是双台面直写式曝光机上板的位置即是下板的位置，需要人工将物料堆叠放置，人工或者机械手臂进行上板操作，而下板后所述基板也会进行堆叠放置，然后人工推至下一工序，上下工序之间的连接性差，无法应用于全自动化的操作。并且，所述基板台面需要两个方向上多次以为完成曝光，降低了直写式曝光机的效率。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够适应于自动化操作的直写式光刻机的曝光方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种直写式曝光机的曝光方法，

所述曝光方法包括如下步骤：

（1）上板操作：移栽机从上一工序中运送基板至所述基板承载台面上；

（2）对位操作：所述基板承载台面移动至对位系统下方进行对位操作；

（3）曝光操作：所述基板承载台面移动至曝光机构的初始位置，曝光机构对所述基板进行曝光；

（4）下板操作：曝光完成后，移栽机将基板运送至下一工序；

（5）回位操作：所述步进轴运动组件带动所述基板承载台面退回到初始位置。

进一步的，所述曝光操作中，所述曝光机构经过一次曝光对所述基板完成曝光操作。

进一步的，所述下板操作，曝光操作完成后无需移动所述基板承载台面进行下板操作。

进一步的，所述下板操作，曝光操作完成后需移动所述基板承载台面至下板区对所述基板进行下板操作。

一种双台面直写式曝光机的曝光方法，其特征在于：

所述曝光方法包括如下步骤：

第一基板承载台面：

（1）上板操作：移栽机将完成上一工序的基板运送至所述基板承载台面上，所述z轴运动组件带动所述基板承载台面升高至高位；

（2）对位操作：所述基板承载台面移动至对位系统下方进行对位操作；

（3）曝光操作：所述基板承载台面移动至所述曝光机构的初始位置，所述曝光机构对所述基板进行曝光；

（4）下板操作：曝光完成后，移栽机将基板运送至下一工序；

（5）回位操作：所述步进轴运动组件带动所述基板承载台面退回到初始位置。

第二基板承载台面，与所述第一基板承载台面操作步骤相同，所述第二承载台面至少在所述第一基板承载台面离开后开始相应的操作。

进一步的，所述曝光操作中，所述曝光机构经过一次曝光对所述基板完成曝光操作。

进一步的，所述下板操作，曝光操作完成后无需移动所述基板承载台面进行下板操作。

进一步的，所述下板操作，曝光操作完成后需移动所述基板承载台面至下板区对所述基板进行下板操作。

进一步的，所述曝光操作的时间不大于其余四个步骤的时间总和。

进一步的，控制装置控制所述对位机构、所述曝光机构、所述步进轴运动组件和所述基板平台组件，其根据不同的曝光信息控制各个操作步骤，并根据各个操作步骤的时间控制所述步进轴运动组件的速度。

进一步的，所述第二基板承载台面在所述第一基板台面完成曝光操作前完成上板操作和对位操作。

通过使用所述曝光方法，所述基板从直写式曝光机的一侧进行上板操作，从直写式曝光机的另一侧进行下板操作，更加有利于应用于全自动化的方式，并且所述曝光操作中所述曝光系统对所述基板进行一次性曝光，避免所述基板承载台面多次移动进行曝光，更能够提高效率，更能够应用于双台面的直写式光刻机，保证双台面直写式光刻机的效率。

附图说明

图1位本发明的直写式曝光机的顶视图。

图2为本发明的双台面直写式曝光机的结构示意图。

图3为本发明的双台面直写式曝光机的侧视图。

图4为本发明的双面曝光的双台面直写式曝光机的结构示意图。

图5为本发明的双面曝光的双台面直写式曝光机的侧视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。

如图1所示，本发明的一种直写式曝光机，包括底座1、置于所述底座上平行排列的第一龙门机构2、第二龙门机构3、步进轴运动组件4、置于所述步进轴运动组件4上的基板平台组件5和控制装置（未示出），置于第一龙门机构2的对位机构6、置于第二龙门机构3曝光机构7。在本实施例中，底座1采用大理石底座，所述第一龙门机构2和第二龙门机构3将所述底座1分为上板区10、对位区11、曝光区12和下板区13，所述上板区10位于所述第一龙门机构2前，所述对位区11位于所述第一龙门机构2下方，所述曝光区12位于所述第二龙门机构3下方，所述下板区13位于所述第二龙门机构3后方，或者与所述曝光区12重合或部分重合。所述步进轴运动组件4穿过所述上板区10、对位区11、曝光区12和下板区13，所述步进轴运动组件4可以带动所述基板平台组件5依次穿过所述上板区10、对位区11、曝光区12和下板区13。

所述直写式曝光机可以采用单台面的形式，也可以采用双台面的模式，较佳的，其采用双台面的模式。

如图2-3所示，以双台面的直写式光刻机为例，所述进轴运动组件4的数量为两个，其包括相互平行设置于底座1的导轨40，在所述导轨40上移动的步进轴运动模组41。步进轴运动组件4的步进轴运动模组41上分别安装基板平台组件5，所述基板平台组件5包括z轴运动组件50和基板承载台面51，所述z轴运动组件50置于所述步进轴运动组件4上，步进轴运动组件4能够带动z轴运动组件50前后移动穿过上板区10、对位区11、曝光区12和下板区13。基板承载台面51固定连接于z轴运动组件50，基板承载台面51一上一下设置成两层，或者所述基板承载台面51也可以高度一致并排设置，较佳的，所述基板承载台面51一上一下设置成两层。z轴运动组件50能够带动基板承载台面51小范围上下移动对准曝光焦面，或者大范围上下移动，避免两个基板承载台面51相撞。在本实施例中，基板承载台面51通过螺钉固定在z轴运动组件50的z轴悬臂上，可以保证基板承载台面51的水平度和平面度良好，并且基板承载台面51设有中空吸盘结构，可以牢牢吸住基板，保证曝光品质。所述控制装置控制所述对位机构6、所述曝光机构7、所述步进轴运动组件4和所述基板平台组件5，其根据不同的曝光信息控制各个操作步骤，并根据各个操作步骤的时间控制所述步进轴运动组件4的速度。

具体的，在本实施例中，对位机构6包括安装在第一龙门机构2上的对位轴运动组件，对位轴运动组件包括直线导轨60和对位系统61，对位系统61包括ccd相机、对准镜头和照明光源。

具体的，在本实施例中，曝光机构7包括多个曝光镜头70，所述曝光镜头70曝光范围覆盖所述基板承载台面51上的基板。所述基板通过所述曝光机构7，每个所述曝光镜头通过一个条带完成对所述基板的曝光，因此所述基板可以一次通过所述曝光机构完成曝光，所述基板承载台面51不用在两个方向上移动进行多次曝光。

使用过程中，每个基板的曝光步骤如下：

（1）上板操作：移栽机400将完成上一工序的基板放置于所述基板承载台面51上，所述z轴运动组件50带动所述基板承载台面51升高至高位；

（2）对位操作：所述基板承载台面51移动至对位系统61下方进行对位操作，根据对位信息，所述z轴运动组件50带动所述基板承载台面51沿z轴上或下移动，完成对位操作；

（3）曝光操作：所述步进轴运动组件4带动所述基板承载台面51移动至所述曝光机构7的初始位置，所述曝光机构7根据对位信息，调整数字图形信息，对所述基板进行一次性曝光；

（4）下板操作：曝光完成后，所述基板承载台面51移动至下板区13，所述z轴运动组件50带动所述基板承载台面51降至低位，所述移栽机400将所述基板送至下一工序中；

（5）回位操作：所述步进轴运动组件4带动所述基板承载台面51退回到初始位置。

较佳的，根据所述各个操作步骤的时间，确定所述双台面如何相对的运动，并最大效率的完成基板的曝光。

上述五个步骤中，曝光时间相对较长，并相对不易调节，而其他步骤的时间相对可控，根据所述曝光时间相对所述其他四个步骤的时间关系，确定所述两个基板承载台面如何相对运动。

下面分几种情况进行说明

（一）所述曝光时间与其他四个步骤的时间相同这种情况下，可以设定所述第一基板承载台面曝光时间进行至一半时，所述第二基板承载台面开始进行上板操作。如下表所示

表1

（二）所述曝光时间是其他四个步骤时间总和的二分之一，上板和对位的时间和下板和回位的时间相同

这种情况下，可以设定所述第一基板承载台面开始进行曝光时，所述第二基板承载台面开始进行上板操作。如下表所示

表2

（三）所述曝光时间是其他四个步骤时间总和的四分之三

这种情况下，可以设定所述第一基板承载台面曝光结束时，所述第二基板台面完成上板和定位操作。如下表所示

表3

（四）所述曝光时间大于其他四个步骤的时间

这种情况下，必然存在等待期以避免两个基板承载台面发生碰撞。如下表所示，表中第一基板承载台面从t3时刻开始

表4

因此，对于双台面直写曝光机，较佳的，所述曝光时间小于其余四个步骤所需时间的总和，这样能够提高所述双台面直写曝光机的利用率。而本发明中的双台面直写曝光机采用一次曝光操作，大大缩短了曝光时间，使得所述曝光时间可以小于其余四个步骤所需的时间，提高所述双台面直写曝光机的效率。

对于双面曝光的基板来说，更加需要全自动化操作的直写曝光机，下面具体介绍可进行双面曝光的双台面直写曝光机。

如图4-5所示，双面曝光的双台面直写曝光机包括第一直写曝光机100和第二直写曝光机200，所述第一直写式曝光机和所述第二直写式曝光机中间设置有翻板机，所述翻板机将所述第一直写式曝光机曝光完成的基板进行翻板操作，所述基板通过移栽机400从第一直写式曝光机至所述翻板机，并通过所述移栽机400从翻板机至所述第二直写式曝光机。

使用时，所述基板在所述第一直写曝光机100进行单面曝光，完成曝光操作后，所述移栽机400抓取所述基板放置所述翻板机300，翻板机300通过翻转所述基板，使得其未曝光一面朝上，所述移栽机400抓取所述基板放置所述第二直写式曝光机200，所述第二直写式曝光机200对基板未曝光的一面进行曝光，曝光完成后，通过移栽机400移动至下一道工序。所述移栽机可以是机械手臂或者是传送轮。

通过使用所述曝光方法，所述基板从所述直写式曝光机的一侧进行上板操作，从所述直写式曝光机的另一侧进行下板操作，更加有利于所述直写式曝光机应用于全自动化的方式，并且所述直写式曝光机的曝光系统对所述基板进行一次性曝光，避免所述基板承载台面多次移动进行曝光，更能够提高效率，更能够应用于双台面的直写式光刻机，保证双台面直写式光刻机的效率。