一种高效激光直写曝光设备的制作方法

1.本实用新型涉及曝光设备技术领域，具体涉及一种高效激光直写曝光设备。


背景技术：

2.激光直写曝光设备相对于传统曝光设备，节省了制作菲林底片或掩膜光罩的工序，与传统曝光机相比，具有更高的产能和对位精度。早期的直写曝光机，采用的都是单工作台的结构型式，完成一个完整的曝光作业，需要的步骤有：
3.s1：将准备被曝光的基板放置到工作台面上；
4.s2：对准系统抓取基板上的对位标记靶标；
5.s3：准备曝光数据；
6.s4：进行曝光作业；
7.s5：从台面取走已完成曝光的基板。
8.一个完整的曝光作业周期为s1到s5所需的时间全部串行叠加，完成一个曝光作业需要等待较长的时间周期，其产能无法满足生产需求。
9.为提升产能获得更高的产出，当前行业内采用的通行做法是：使用双工作台的结构型式，其结构型式有两种，一种为水平方向左右布置，双工作台结构，另外一种为竖直方向上下双工作台结构。两种结构形式都是共用一套曝光系统和对准系统，可实现一个工作台面进行曝光作业时，另一个台面进行上下片、抓取基板的对位标记靶标信息，曝光数据准备等工作，这样可将单工作台的结构形式作业过程的完全串行时间改成并行作业，大大减少工作周期，提高产能。
10.然而，结构形式由单工作台演进至双工作台，虽然产能效率得到了有效提升，但是结构设计和结构制造更复杂，另外，双工作台在曝光作业过程中，双工作台在同时刻的运动方向，运行速度不尽相同，对于精密运动来说，要满足这种变载荷，变工况下的动态响应，成本同步的需要增加不少。进一步来说，由于结构更加复杂，该结构型式的设备在实际使用过程中的维护保养较为不易，维护成本也同样的会相应增加。


技术实现要素：

11.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高效激光直写曝光设备。
12.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
13.一种高效激光直写曝光设备，包括：
14.底座；
15.输送装置，包括位于底座上游方向的上游输送装置、位于底板下游方向的下游输送装置；
16.载物台，安装在底座上并能够围绕竖向轴转动；
17.至少一个工作台，沿周向排布在载物台上，包括工作台输送机构；工作台靠近输送装置时，工作台输送机构的输送方向与输送装置的输送方向相同；
18.对准系统，用于获取基板在工作台上的相对位置；
19.光路系统，与对准系统信号连接，根据对准系统获取的相对位置对基板进行图形曝光；
20.上游输送装置与工作台输送机构配合将基板输送至工作台后，载物台至少能够带动工作台依次旋转至对准系统下方、光路系统下方，并通过工作台输送机构将基板传送至下游输送装置。
21.进一步地，包括开设在工作台的台面上并与真空源连通的吸附固定孔，用于固定基板。
22.进一步地，包括安装在工作台上的升降装置；所述工作台输送机构为排状滚轮，所述工作台的台面上设置有开口，所述排状滚轮位于开口内且与升降装置的升降端固定连接。
23.进一步地，所述工作台输送机构为输送皮带。
24.工作台输送机构至少有以上两种方式，即能够升降的排状滚轮以及输送皮带。
25.进一步地，所述载物台能够进行360
°
连续旋转，或者以设定角度进行分度式旋转。
26.进一步地，所述工作台有四个且以等角度间隔排布，四个工作台分别为第一工作台、第二工作台、第三工作台、第四工作台，当上游输送装置向第一工作台传送基板时，光路系统对第二工作台上的基板进行图形曝光，第三工作台将基板传递至下游下游输送装置，第一工作台位于对准系统下方。
27.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：
28.本实用新型结构简单，制造和维护成本低，运行稳定，可有效提升投入产出比，实现更大的经济效益；当载物台上具有两个工作台时，能够同时进行基板对准和图形曝光；当载物台上具有三个工作台时，能够同时进行基板对准、图形曝光和基板传出，可以节省曝光作业中的节拍时间，提升曝光产能。
附图说明
29.图1为本实用新型整体的结构示意图；
30.图2为本实用新型工位a、工位b、工位c、工位d的相对位置图；
31.图3为本实用新型工作台上设置开口的结构示意图；
32.图4为本实用新型通过排状滚轮传送基板的示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。
34.如图1和2所示，一种高效激光直写曝光设备，包括底座1、载物台2、工作台3、输送装置、光路系统6、对准系统5。
35.x向、y向所在的平面即为水平面，z向为竖向。
36.载物台2安装在底座上，能够绕z向轴心线旋转360度，且呈圆盘状，在该转台的周向上每间隔90度布置一个工作台3，工作台3共有四个。为方便表述，定义四个工位：工位a、工位b、工位c、工位d，载物台2转动时可以带动工作台3在四个工位切换。其中，对准系统5在工位a的上方，光路系统6在工位b的上方。
37.输送装置包括上游输送装置41和下游输送装置42。上游输送装置41用于将基板7在工位a处传递到工作台3上，在工位c处，工作台3将基板7传送至下游输送装置42，由下游输送装置42继续向下游传递。
38.本实施例中，输送装置为皮带输送线，也可以采用滚筒输送线、机器人手臂输送等技术手段。
39.工作台3包括工作台输送机构31，用于与输送装置配合，当上游输送装置41向工作台3传递基板7时，工作台输送机构31与上游输送装置41同向运动，便于基板7平稳运动到工作台3的台面上；当工作台3向下游输送装置42传递基板时，工作台输送机构31与上游输送装置41同向运动，便于基板7平稳运动到下游输送装置42上。
40.本实施例中，工作台输送机构31为输送皮带。如图3和4，工作台输送机构31也可以采用滚轮传动方式，在工作台3的台面上设置多个开口32，排状滚轮311设置在开口内，排状滚轮由升降装置带动进行升降，当上游输送装置41向工作台3传递基板时，升降装置带动排状滚轮升起，排状滚轮突出台面与上游输送装置41的输送面平齐，当基板被传递到工作台3后，升降装置带动排状滚轮下降，基板与工作台3的台面接触，升降装置能够避免基板在工作台3上平移时与台面摩擦；同理，当工作台3向下游输送装置42传递基板时，排状滚轮升起后转动，将基板传递至下游输送装置42后，排状滚轮下降。本实施例中工作台输送机构31采用输送皮带，则无需与升降装置配合，不存在摩擦风险。
41.本实施例中，升降装置有沿竖向设置的气缸，也可以是其他伺服传动机构。
42.工作台3的台面上开设有吸附固定孔，与真空源连接，需要将基板固定在工作台3的台面上时，通过吸附固定孔内的真空对基板进行固定。
43.在工位a处，上游输送装置41将基板传送至处于该工位的工作台3，基板被输送到工作台3后，真空吸附固定在工作台3上。
44.当基板在工位b处完成曝光后，基板所处的工作台3旋转至工位c处，基板吸附的真空解除后，工作台3上的输送皮带运动，将已曝光完成的基板带离工作台3，由下游输送装置42将其运输到下一道工序。
45.本实用新型还包括对准系统5，在本实施例中，其设置在工位a处的工作台3的上方，每组对准系统5包含四组ccd组件，ccd组件包括工业相机、照明光源等部件。每组ccd组件可在水平面内进行平移；四组ccd组件之间的相对位置，可由已知精度的标定板进行标定，由此在抓取基板上的靶标前，四组ccd组件之间的相对位置即已确定。通过拍照获得基板上的靶标，再对每个ccd组件拍摄到的靶标图像进行图像分析，即可获取基板上靶标的相对位置。
46.当上述基板的对准位置信息获取完成后，工位b的光路系统6根据以上位置信息，将基板所需的图形曝光至基板上的相应位置。
47.工位b位置的光路系统6，安装在与之对应的直线运动模组上，该直线运动模组在水平面具有定位能力，其运动范围可覆盖处于该工位的基板上需要被曝光的图形幅面，用以曝光工位b位置的基板上的图形；
48.本实用新型在对基板进行曝光作业时，按照如下步骤进行：
49.step1:基板通过上游输送装置41输送到工位a对应的工作台3上，达到位置后，将基板吸附固定住；
50.step2：工位a上方的对准系统5，抓取基板上的预留定位靶标信息，计算出基板相对于光路系统6的具体位置信息；
51.step3：转台旋转90度，在旋转后90度后，工位a、b、c、d所对应的工作台3，分别对应旋转前工位d、a、b、c所对应的工作台3；
52.step4：与step3同时，工位a由上游输送装置41输送基板到此时处于该位置的工作台3上，此时处于工位c位置的工作台3上的基板，解除真空后，从工作台3上传输至下游输送装置42，输送至下一道工序；
53.step5：获取到基板相对于光路系统6的具体位置信息后，工位b上方的光路系统6，开始曝光作业；与之同时，工位a和工位c的基板输送作业仍可同时进行；若基板已在工位a和工位c上就位并吸附后，重复step2中的工作，由对准系统5，抓取基板的定位靶标信息。
54.step6：当step5中的基板曝光作业完成后，与之同时，若工位a处的基板的对准作业已完成，且工位c处的基板已离开工作台3，则进行step7。
55.step7：重复step3至step6。
56.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
57.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。