LDI日立曝光设备说明.ppt

ldi 曝 光 機 設 備 說 明 -日立de-s,ldi曝光制程介紹大綱,1. 曝光製程定義 2. hdi曝光製程流程說明 3. ldi技術說明 4. ldi曝光機設備介紹,1. 曝光製程定義,曝光(exposure) 利用uv or 鐳射光將客戶需要之影像轉移到基板干膜上,搭配後段處理工序,以完成客戶所需之圖形形成.,影像轉移前,影像轉移后,整板電鍍,灌孔整平,2.hdi曝光製程流程說明,前處理,貼 膜,曝 光,顯 影,蝕 刻,去 膜,aoi,黑化,2.1.1 n 層 process,2.1 hdi曝光製程前後流程,2.1.2 c.m. process,前處理,貼膜,曝光,顯影,蝕刻,去膜,2.1.3 q/l process,conformal mask,蝕刻,去膠渣,雷射鑽孔,aoi,黑化,整板電鍍,貼 膜,曝 光 顯 影,去 膜,2.1.4 a/l process,conformal mask,蝕刻,去膠渣,雷射鑽孔,整板電鍍,貼 膜,曝 光 顯 影,去 膜,鑽孔,2.2 hdi曝光製程品質關聯圖,input品質特性,hdi曝光品質項目,output生產影響,1.曝光雜質 2.對位不良 3.真空密著不良 4.曝光能量異常 5.底片異常,1.線細、斷路、 缺口 2.層間對位不良 3.破孔 4.顯影不良,吸氣不良 5.線粗、短路,1.板面異物 無塵室異物 2.貼膜space不當 3.貼膜皺紋 4.板彎板翹 5.干膜附著力不足,3.ldi技術說明,3.1 ldi定義 3.2 ldi之優點說明 3.3 ldi技術類型說明 3.4 ldi之技術運用在板面上之實例,3.1 ldi定義,ldi是laser director imaging (鐳射直接成像)的縮寫,指的是利用 新型技術直接將客戶所需之影像資料通過光的方式掃描到板面上, 較之前傳統曝光機(需要將影像資料事先畫在d/f)在技術上進步;,板面行進方向,直接成像技術,l d i,直接將圖案打印在乾膜上,傳統曝光機,利用uv光將底片上固定圖案轉移到乾膜上,ldi不需底片,可節省底 片成本及底片繪製時間,dry film,3.2 ldi之優點說明,physical panel,cam image,image targets,panel targets,alignment (best fit),alignment & scaling (perfect fit),accurate registration; auto alignment & scaling,傳統曝光機,ldi 曝光機,材料漲縮改善,ldi曝光機可采用ccd自動量測板角靶點，根據量測結果自動調整影像縮放比，并可將此縮放比曝光到板子的板邊賊區。既改善對位效果，又便于後制程分類及材料漲縮數據分析，此sample對位結果： 偏移最大1.06mil，最小0mil，平均0.76mil 02mil偏移數據cpk=1.75,快速打樣生產時間縮短,pentax (orc),dainippon screen,3.3 ldi技術類型說明,laer,polygon mirror,panel,feed direction,scan direction,wave length：355nm,polygon mirror system,dmd,panel,feed direction,laer or lamp,405nm,dmd (digital micro mirror) system,fuji inprex,hitachi via de series,dmd 405nm,orbotech paragon,polygon mirror 355nm,mercury lamp,350-420nm,exposure,cam data,panel feed direction,direct imaging,optical head,dmd （digital micro mirror device） 1dmd有100萬片小鏡片組成,每個鏡片 40um,optical system,light lens,消光板,on,off,imaging,focus lens,dmd,dmd 405nm ldi system,ld,3.4.1 對位能力佳,3.4 ldi之技術運用在板面上之實例,30um l/s with 40um thickness,20um l/s with 25um thickness,3.4.2 ldi之解析能力,4.ldi曝光機設備介紹,ldi曝光機連線部位介紹,ldi曝光機本體動作說明,ldi曝光機本體動作說明,4. ldi曝光機設備介紹,4.1 前置定位介紹 4.2 對位系統介紹 4.3 曝光系統說明 4.4 電腦控制系統說明 4.5 周邊設備說明,4.1 前置定位區簡介,4.1.1 定位區作用,通過x,y向拍板,將基板定位,以利於將板子放在ldi床臺上時,ccd能通過電腦設定位置找到生產板的對位孔,從而完成對位曝光作業,4.1.2 動作過程,入料檢知,x-pin拍板,定位,y-pin拍板,移載手臂吸板,移至ldi床台,基板達x-pin,4.1.3 感應系統舆馬達,y-pin拍板馬達,x-pin拍板馬達,傳動馬達,入料檢知sensor,y-pin移動後限sensor,y-pin移動前限sensor,x-pin移動前限sensor,x-pin移動後限sensor,基板到達檢知sensor,基板尺寸極限sensor,4.2 對位系統說明,4.2.1對位過程定義 4.2.2對位原理說明 4.2.3對位區結構介紹 a.臺面工作結構及原理介紹 b. ccd介紹及設定資料 4.2.4 對位精度確認,4.2.2 對位原理,a.對位過程,基板對位孔,基板移入,對位台吸著 基板,ccd讀對位孔 (align),臺面x，y項移動,靶點與ccd中心重合,4.2.1 對位過程定義,ccd對基板上之靶點定位,並通過x，y向線性馬達運動后產生的各靶點間間距，并通過與原始資料比對計算，補償出現在基板在x，y項間距的過程,臺面x，y項移動,靶點與ccd中心重合,no.1靶孔,no.2靶孔,no.3，4,b.靶孔間距計算方式,ccd 1,ccd 2,床臺,x方向,y方向,ccd間的位置固定不變為420mm，同x方向,臺面,c.對位原理,ccd讀取靶點,cm模組運算間距,juge值判定,窗臺回歸ccd抓取 no.1靶點,fail,對位補償運算,ok,dmd以運算出來的x，y項縮放比擴大or縮小圖形進行曝光,不規則圖形補正方式,標準補正,標準補正方法概述 首先求出理論靶點和測定靶點的各重心坐標,再求出使兩個重心向一致方向移動的x方向、y方向的移動量。 把靶點的理論坐標加上第一項求得的移動量、把重心依照中心回轉、按x軸的比例,y軸比例処理後,使其和測定坐標接近。 這時的回轉角、x軸比例值、y軸比例值,決定了使補正的坐標和測定坐標的距離最小的對位理論坐標。 依前記及的順序、点對位的理論座標連接線為長方形時,補正後也是長方形。,【特長】 補正結果 傾斜伸縮補正後、剩余的偏差均等分配。 局部變形的影響 對全體的影響少。,測定在長方形四個頂点位置 配置的靶點位置、 假定有一個點点如圖示有l的 偏移。 標準補正就是把偏移的靶點進 行約l的補正、 有約l誤差的残留、 其他点也大約有l的偏移。 （誤差的均等分配）,4.2.3 對位區結構,對位區:基板與cam圖形對位的平台,主要分為床臺舆ccd,主要機構如下:,x項臺面移動,ccd,臺面,床臺x向伺服馬達驅動控制,x向伺服馬達（線性滑塊）,光學尺，每個刻度可精 確到0.1um,通過cnc控制電腦給 伺服馬達訊號，1個訊號馬達會在光學尺上度 10個格，即1um, 從a點到b cnc系統給馬達多少個訊號馬達即可 行進多少距離，反之若馬達行走多少距離即會pass多少個訊號給 cnc，用於計算a到b點距離,x向可操作距離為1100mm,x軸兩端設有極限開關,a. 臺面工作結構及原理介紹,床臺y向伺服馬達驅動控制,y向伺服馬達（線性滑塊）,光學尺，每個刻度可精 確到0.1um,通過cnc控制電腦給 伺服馬達訊號，1個訊號馬達會在光學尺上度 10個格，即1um, 從a點到b cnc系統給馬達多少個訊號馬達即可 行進多少距離，反之若馬達行走多少距離即會pass多少個訊號給 cnc，用於計算a到b點距離，y向可操作距離為380mm,y軸兩端設有極限開關,a. 臺面工作結構及原理介紹,床臺z向伺服馬達驅動控制,z 向伺服馬達,通過cnc控制電腦給 伺服馬達訊號，1個訊號馬達則旋轉1周，對應臺面向上or向下降1um，z向可操作距離為10mm,a. 臺面工作結構及原理介紹,床臺向伺服馬達驅動控制,向伺服馬達,通過cnc控制電腦給 伺服馬達訊號，1個訊號馬達則旋轉1周，對應臺面向上or向下降1um， 向可操作角度為15度,a. 臺面工作結構及原理介紹,a. 臺面工作結構及原理介紹,床臺板面吸著控制,臺面通過1臺鼓風機的吸氣口進行板面真空密著，臺面分為兩個作用區間 分別用於不同板面尺寸控制，目的在於將板面平展的吸附在臺面上，設定 真空度在-12kpa,ccd 固定位置不能做移動，此點區別於傳統曝光機,b. ccd 介紹及設定作業,作用: 擷取基板對位靶孔中心點,為提供主機計算靶間距提供基準點,ccd2,ccd1,此兩個ccd和dmd固定機座上 不動，ccd1與ccd2在同意x 軸方向，間距為420mm +/-2,ccd 讀取靶孔設定,轮廓抽出的设定,轮廓抽出的设定,画像处理领域的设定,测定,对位孔无法认出,对位孔可以认出,对位孔认出后、保存,4.2.4 對位精度確認,目的： 確認ldi曝光機對位精度是否在設定範圍內，以確保板面對位品質,基準板（玻璃製作） 此板21x24 上每隔5cm設立環形圖標,基準板貼干膜，使用ldi曝光，顯影 環形圖標內留ldi曝出的pad,4.3 曝光系統說明,4.3.1 曝光過程定義 4.3.2 曝光系統結構 4.3.3 ld冷卻系統介紹 4.3.4 光路能量測定,4.3.1 曝光過程定義,板子對位完成后回到定位位置，各個dmd開始工作，分區 塊進行掃描曝光；,dmd掃描寬度區域： 86mm x 4 =344mm,40mm,4.3.2 曝光系統結構,ld 光源系統,dmd光路系統,發光體,光路整合（透鏡組）,基板,ld 光源系統,ld 是兩塊不同類型晶片在電壓作用下 分別釋放正負離子，而產生光譜，通過晶 片內絕緣物整合可將光譜整合成同一種波 長的光路（如右圖）；,ld光源是點光源,透鏡組：通過一系列鏡片組將點光源轉變成平行的面光源,light source,hitachi original light source provides and sustains uniform light intensity for a long time.,patent pending,system configuration,all on,pattering,beam spots at focus point,micro lens,digital micro-mirror device,dmd,dmd 光路系統,dmd : digital micro-mirror device,dmd 大小3.5 x 4cm， 其中含： 1024 x 768，鏡面大小在40um,micro lenses,reducing beam diameter by micro lenses,beam spots at focus point,beam spots diameter,de-s,lens直徑10um,multiple exposure high-reliability exposure system,ultra high-resolution ultra fine patterning exposure system,angle between the panel and the array,panel,scanning point on panel,panel motion direction,array,mcro lens 有個角度，會使打在板面的光路存在重複過程。避免某個孔的光路無激發時其他光能加以補充,4.3.3 ld冷卻系統介紹,作用：ld發光源工作過程中發熱，為保持工作溫度，使用冷卻水進行循環以保持 其恒定溫度；,l d,dmd,透鏡組,發光體,冷凍水入,冷凍水出,分流盒,冷卻機,冷卻水進出管路閥門,冷卻水循環管路,分流盒,發光體冷卻循環管路,4.3.4 光路能量測定,軟體程序開啟,作業畫面,4.4 電腦控制系統說明,4.4.1 ldi電腦控制系統組成 4.4.2 work station 工作系統說明 4.4.3 cnc工作系統說明,odb+,4.4.1 ldi電腦控制系統組成,work station,cnc,cameral,pc2a,pc2b,ldi本體,prestage,prestage-h hitachi original system,ldi的資料server,odb+,gerber expose conditions,pre-data conversion system,auto-polling, system,edit station,cam system,cam-a,prestage-h,工作站(dell),服務器 (dell),pc2 （元件控制器）,hub,曝光數據轉換器,hub,南亞cam,局域網,ld控制电脑（pc2b),工作站电脑（ws),cnc (mark-30）,ld控制电脑（pc2a),曝光機控制箱,控制界面,单一显示器连接 3st电脑,局域網,數據信號傳輸示意圖,ws,pc2,服務器,數據轉換器,work station,cnc,cameral,pc2a,pc2b,ldi本體,機台動作指令控制系統,工作站:設定讀取料號參 數,照相機控制系統:設定ccd參數單元,no.1,2ld,dmd控制主機,no.3,4ld,dmd控制主機,ccd控制电脑,ld控制电脑（pc2a),ld控制电脑（pc2b),工作站电脑（ws),cnc (mark-30）,power supply,对位控制,ccd 照明灯,ccd 照明灯,ccd 1,ccd 1,ccd 控制器,光源,ld 电源板,dmdx2 控制板,rtdx board (real time driver),dmdx2 控制板,rtdx board (real time driver),ld控制板,ld cpu 界面卡,rs232,（xy:直线马达+光学尺） （z:螺杆马达+编码器） （c:螺杆马达+光学尺）,dmd 同步控制板,主控制板,伺服控制器x4st,光纤,光纤,定位信号,i/o控制板,螺杆极限sensor 吸板鼓风机 真空sensor,控制界面,单一显示器连接 5st电脑,曝光机控制原理,rs232,局域网,信号线,外接物流,4.4.2 work station 工作系統說明,設定料號生產參數,work station 主要為設定料號參數及鐳射能量以及依照設定參數進行生產 作業,是機器與人對話的窗口;,工作軟體,軟體內部介面,填寫工作名稱,即料號名,層別名,cam程式類型,選取odb+ file,進入料號設定畫面,依照cam提供新料號資料路徑選取原始資料,在step/layer選項分別選取要製作的 內容及層別(a層為so/co,c.m.為so-lar/co-lar,n層為so-1/co-1),點選browse,找對應資料,選擇要曝光的內容,選擇層別,front鍵為正面 back鍵為反面, 選擇front鍵,曝光參數設定: 參數內各位置說明,mirror:鏡像作業 分x,y方向和不進行鏡像作業,rotation:翻轉作業 分90,180,270度翻轉,chg pola:正負片選擇,alignment:對位設定 選項,spot:線路線寬補償設定,scaling:設定自動漲縮作業,detail:曝光機細項設定,mirror:鏡像作業 選擇x以x方向進行鏡像 (cam) 選擇y以y方向進行鏡像 正常不選擇(如下圖),rotation: 旋轉作業 選擇no不進行旋轉,選擇90為以原點(cam) 進行順時針90度旋轉,其他類推,正常作業不,chg pola:正負片選擇 選擇no為負片,選擇yes為正片,spot:線路線寬補償設定 normal:線寬寬窄,reverse:線寬變寬compensation,lignment:對位設定選項 本選項有no, yes選擇,選no表示機台不進行對位就直接進行曝光(用於內層及干膜能量, 測試點製作)正常曝光生產中要選擇yes功能,選此功能后點選右邊的”alignment position” 按鈕,進行細項目的設定,選擇細項按鈕,進入細項按鈕介面,camera選項選擇auto 雙對位,設定允許公差範圍,手動設定對位孔位置(需要輸入對位孔x,y座位位置),可使用鼠標直接在軟體上點選 直接將位置輸入,scaling:設定漲縮作業 auto為自動漲縮模式:板子漲縮多少,曝光時的圖形就會相應的漲縮多少,總是 保持一致性,對位品質好,生產時選擇此按鈕; fixed為固定漲縮模式:無論板子 漲縮多少, 曝光時的圖形就會以一種漲縮比例進行,對位品質不佳(不建議使用),曝光機細項設定 設定曝光檯面移動速度09m/min,移動速度越快曝光精度約差,但產量高,反之精度 高,但產量低cs 為y方向一次曝光格數,每格為2.65um，s為x方向一次曝光格數, 每格為2.65um, step為 cs,s面積內以倍率進行曝光作業,2.65um,輸入板厚誤差值及量測位置點,板厚設定,根據製程卡輸入板子厚度 選擇每片量測扳厚or 不量or 首件量測,選擇對位的同時量測,b. 生產操作作業,切換畫面到ldi機臺側ws主機:,切換作業 monitor顯示畫面,開啟exposure作業程序:,開啟中 開啟完成介面,選擇要生產的料號點set 點ok確認 完成后確認,對要生產的料號再進行檢查: 檢查項目: 是否有對位設置,曝光原點是否和cam一直,料號名稱是否正確,層別 對應是否正常（依照設定料號說明進行）,生產資料傳入de設備:,點選start按鈕 資料傳送中(曝光按鈕灰階) 傳送完成(曝光按鈕可選取),如右圖,點選”start imaging”按鈕 即開始進行生產,第一片生產完 通過選擇可進行連續生產or 停止生產作業;,生產作業:,c. ld能量調整,打開ld light volume adjustment 軟體，如上圖，在此畫面 value值中輸入% 即可進行能量的設定，設定完成后需進行干膜能量條測試，以達到最佳化設定 參數，具體作業如附件,d. ld光照度測定及校正,測定ld光源能量衰減時用，直接使用能量照度計測試，測試時ld能量設定100%，當能量測試衰減達到80%時，需要進行ld更換作業,4.4.3 cnc工作系統說明,a .控制部件說明,cnc,a. 床臺x向伺服馬達驅動控制,b.床臺y向伺服馬達驅動控制,c.床臺z向伺服馬達驅動控制,d.床臺向伺服馬達驅動控制,機臺溫控系統控制 物流聯動系統控制,床臺x向伺服馬達驅動控制,x向伺服馬達（線性滑塊）,光學尺，每個刻度可精 確到0.1um,通過cnc控制電腦給 伺服馬達訊號，1個訊號馬達會在光學尺上度 10個格，即1um, 從a點到b cnc系