LDI日立曝光设备说明

LDI曝光機設備說明---日立DE-S2021/6/271LDI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2021/6/2721.曝光製程定義曝光(Exposure)利用UVor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2021/6/273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2.1.1N

層

Process2.1HDI曝光製程前後流程2021/6/2742.1.2C.M.

Process前處理貼膜曝光顯影蝕刻去膜2021/6/2752.1.3Q/LProcessConformalMask蝕刻去膠渣雷射鑽孔AOI黑化整板電鍍貼膜曝光顯影去膜2021/6/2762.1.4A/L

ProcessConformalMask蝕刻去膠渣雷射鑽孔整板電鍍貼膜曝光顯影去膜鑽孔2021/6/2772.2HDI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2021/6/2783.LDI技術說明3.1LDI定義3.2LDI之優點說明3.3LDI技術類型說明3.4LDI之技術運用在板面上之實例2021/6/2793.1LDI定義LDI是LaserDirectorImaging(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2021/6/2710直接成像技術LDILaserLineHead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Dryfilm3.2LDI之優點說明2021/6/2711Physicalpanel

CAMimage

Imagetargets

PaneltargetsAlignment

(Bestfit)Alignment&Scaling

(Perfectfit)AccurateRegistration;AutoAlignment&Scaling傳統曝光機LDI曝光機2021/6/2712材料漲縮改善Date：2009/12/29Panelsize:18"*22"Systemmodel:Paragon8800iPanelthickness:14.5milDryfilmresist:AsahiAQ-3088Exposuerenergy:25mjLDI序列号SN层别layer解析度resolutionSCALING.XSCALING.Yexposuretime1co-18000dpi1.0006291.00064226secso-11.0006001.00062826sec2co-18000dpi1.0006191.00064026secso-11.0006651.00059226sec3co-18000dpi1.0006611.00057226secso-11.0006651.00059226sec4co-14000dpi1.0005901.00063524secso-11.0006121.00067424secR(PPM)75202

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0.76mil0~2mil偏移數據CPK=1.752021/6/2713快速打樣生產時間縮短PORDOE2021/6/2714Pentax

(ORC)DainipponScreen3.3LDI技術類型說明LaｓerPolygonMirrorPanelFeeddirectionScandirectionWaveLength：355nmPolygonMirrorSystemDMDPanelFeeddirectionLaｓerorLamp405nmDMD(DigitalMicroMirror)SystemFujiINPREXHitachivia

DEseriesDMD405nm

OrbotechParagonPolygonMirror355nm

MercuryLamp350-420nm2021/6/2715ExposureCAM

dataPanelfeeddirectionDirectimagingOpticalheadDMD（DigitalMicromirrorDevice）1DMD有100萬片小鏡片組成,每個鏡片40umOpticalsystemLightLens消光板ONOFFImagingFocusLensDMDDMD405nmLDIsystemLD2021/6/27163.4.1對位能力佳3.4LDI之技術運用在板面上之實例2021/6/271730umL/Swith40umthickness20umL/Swith25umthickness3.4.2LDI之解析能力2021/6/27184.LDI曝光機設備介紹除塵機放板機LDI主體LDI主體除塵機翻板機收板機LDI曝光機連線部位介紹2021/6/2719LDI曝光機本體動作說明初定位區對位系統曝光系統周邊系統電腦系統

入口1121231234CCD對位區SVWSNCCMPCNCCMWSDMD曝光區出口OK2021/6/2720LDI曝光機本體動作說明初定位區對位系統曝光系統周邊系統電腦系統

入口1121231234CCD對位區SVWSNCCM出口FailCMWS2021/6/27214.

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2021/6/27224.1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-PinY-PinX-Pin2021/6/27234.1.3

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sensorY-pin移動後限sensorY-pin移動前限sensorX-pin移動前限sensorX-pin移動後限sensor基板到達檢知sensor基板尺寸極限sensor2021/6/27244.2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2021/6/27254.2.2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.3，42021/6/2726B.靶孔間距計算方式CCD1CCD2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1234X1X2Y1Y21234X1X2Y1Y2X1=（420mm+Y方向馬達行走間距）+（X方向行走間距）22Y向伺服馬達向左為負值，向右為正值1234X1X2Y1Y22021/6/2727C.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OKDMD以運算出來的X，Y項縮放比擴大or縮小圖形進行曝光ForExample:CCD讀取X方向靶點間距(mm):X1=500

X2=500.010CCD讀取Y方向靶點間距(mm):Y1=600

Y2=600.050CAM原始資料：X1=X2=500.000mmY1=Y2=599.950mm對位補償調整運算:

（X1+X2）/500.000/2=

1.00001（Y1+Y2)/599.950/2=

1.000125DMD就會將CAM圖形以X軸放大1.00001倍，Y軸放大1.000125倍對此板進行曝光2021/6/2728不規則圖形補正方式標準補正補正後加工範圍被検出的對位靶點位置＜標準補正方法概述＞１．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。２．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１．及２．的順序、４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１点如圖示有L的偏移。標準補正就是把偏移的靶點進行約３／４L的補正、有約１／４L誤差的残留、其他３点也大約有１／４L的偏移。（誤差的均等分配）2021/6/27294.2.3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2021/6/2730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BCNC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1100mmX軸兩端設有極限開關

A.臺面工作結構及原理介紹2021/6/2731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BCNC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380mmY軸兩端設有極限開關

A.臺面工作結構及原理介紹2021/6/2732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2021/6/2733床臺θ向伺服馬達驅動控制θ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，θ向可操作角度為15度

A.臺面工作結構及原理介紹2021/6/2734

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-12Kpa2021/6/2735CCD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CCD2CCD1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+/-22021/6/2736CCD

讀取靶孔設定①①初始条件作成「文件NO.」「文件名」输入②初始登入③保存1.初始条件设定(1)2021/6/2737①条件选择②已登入「文件NO.」选择③「文件NO.

」「文件名」确认

→

选择2.条件设定方法(2)2021/6/27383.对位孔登入

(1)①条件设定②测定模式选择※测定模式的内容

：面积重心：轮廓抽出：面积重心＋孔型对照：轮廓抽出＋孔型对照

2021/6/27394.对位孔登入

(2)

～轮廓抽出＋孔型对照～①用照相机观察对位孔

※为了能观察到圆孔,设定扩散&同

轴照明的光量②孔型登入画像上按下始点,拖动到終点,设定孔的区域

(粉色外框

)指定文件名(例：test001)登録选择表示、(3)确认登入后的孔

※根据选择按钮、到这一步为止,登入后的孔有可能可以被读出2021/6/27405.对位孔登入

(3)

～轮廓抽出＋孔型对照～①相关值、搜索区域的设定

相关值：设定后的値向下改动的话,会出现测定失败

搜索区域：

孔鉴别分解能的选择(检查)数值越大处理时间越快、只能初步的检出孔。数值越小处理时间越慢、越能详细的检出孔。2021/6/27416.对位孔登入

(4)

～轮廓抽出＋孔型对照～①轮廓抽出的设定(1)目标值

(直径)

：输入检测对象孔的直径

※因为是

pix表示、参照右测的○mm轮廓最小値：设定2值化最小值测定幅度：基于孔的直径,设定轮廓抽出的范围。※但是、固定为20pix半径误差：基于孔的直径,把检出后的边缘数据作为测量对象,设定误差范围。认出率

：基于孔的直径,把检出后的边缘数据作为测量的对象,设定误差范围。

※但是、固定为10pix边缘检出：孔的检出方向

从外侧向内侧检出→确认

从内侧向外侧检出→确认①轮廓抽出的设定2021/6/2742①轮廓抽出的设定6.对位孔登入

(5)

～轮廓抽出＋孔型对照～①轮廓抽出的设定(2)「POSI」「NEGA」作为对象孔,看周围的明暗※根据边缘检出方向而变化边缘检出外→内的时候对象孔黒(暗)→周围白(明)「NEGA」对象孔白(明)→周围黒(暗)「POSI」边缘检出内→外的时候对象孔黒(暗)→周围白(明)「POSI」对象孔白(明)→周围黒(暗)

「NEGA」2021/6/27437.对位孔登入

(6)

～轮廓抽出＋孔型对照～①画像处理领域

作为对象孔以外认出的时候、需要设定画像处理领域。领域的设定方法：在画像表示上,按下始点拖动到终点为止,按下

「选择确定」按钮。※「初期值」可以设定最大领域。

②全部设定结束后「測定」

①画像处理领域的设定②测定2021/6/2744对位孔无法认出对位孔可以认出对位孔认出后、「保存」2021/6/27454.2.4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到3D機臺量測干膜PAD中心和基準板環形圖標中心，誤差不大於15um2021/6/27464.3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2021/6/27474.3.1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：86mmX4=344mm40mm2021/6/27484.3.2

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）DMD反射鏡微鏡組鏡片組基板2021/6/2749LD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）；2021/6/2750LD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2021/6/2751LightsourceHitachioriginallightsourceprovidesandsustainsuniformlightintensityforalongtime.PatentpendingSystemConfigurationAllonPatteringBeamspotsatFocuspointMicrolensDigitalMicro-MirrorDeviceDMDDMD光路系統2021/6/2752DMD:DigitalMicro-MirrorDeviceDMD大小3.5X4cm，其中含：1024X768，鏡面大小在40um2021/6/2753MicrolensesReducingBeamDiameterbyMicroLensesMicro-LensArray&GratingSubstrateBeamspotsatFocuspointBeamspotsdiameterDE-SLens直徑10um2021/6/2754MultipleexposureHigh-reliabilityexposuresystemUltraHigh-resolutionUltraFinepatterningExposureSystemAnglebetweenthepanelandtheArrayPanelScanningPointonpanelPanelmotiondirectionArrayMcroLens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2021/6/27554.3.3

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；LDDMD透鏡組發光體冷凍水入冷凍水出分流盒2021/6/2756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2021/6/27574.3.4光路能量測定軟體程序開啟作業畫面2021/6/27584.4

電腦控制系統說明4.4.1LDI電腦控制系統組成4.4.2WorkStation工作系統說明4.4.3CNC工作系統說明2021/6/2759ODB++4.4.1LDI電腦控制系統組成WorkStationCNCCameralPC2APC2BServerWorkStationPC2ALDI本體Prestage2021/6/2760［Prestage-H］Hitachioriginalsystem

LDI的資料serverODB++

Gerber

＋ExposeconditionsPre-dataconversionsystemAuto-pollingＤＥSystemEditstationCAMsystemCAM-APrestage-H2021/6/2761

工作站(DELL)

服務器

(DELL)

PC2

（元件控制器）

HUB

曝光數據轉換器工作站電腦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WSpc2服務器數據轉換器2021/6/2762WorkStationCNCCameralPC2APC2BLDI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2021/6/2763CCD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）PowerSupply对位控制CCD照明灯CCD照明灯CCD1CCD1CCD控制器光源LD电源板DMDx2控制板RTDXBoard(RealtimeDriver)DMDx2控制板RTDXBoard(RealtimeDriver)LD控制板LDcpu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2021/6/27644.4.2WorkStation工作系統說明設定料號生產參數WorkStation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2021/6/2765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2021/6/2766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2021/6/2767Front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ChgPola: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2021/6/2768Mirror: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

2021/6/2769ChgPola: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Compensation2021/6/2770Lignment: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”AlignmentPosition”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2021/6/2771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)2021/6/2772曝光機細項設定設定曝光檯面移動速度0~9m/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2.65um2021/6/2773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2021/6/2774B.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2021/6/2775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2021/6/2776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）2021/6/2777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”StartImaging”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:2021/6/2778C.LD能量調整打開LDLightVolumeAdjustment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2021/6/2779D.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