LDI日立曝光设备说明优秀课件

LDI曝光機設備說明 日立DE S 1 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 2 1 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 3 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Process 2 1HDI曝光製程前後流程 4 2 1 2C M Process 前處理 貼膜 曝光 顯影 蝕刻 去膜 5 2 1 3Q LProcess ConformalMask 蝕刻 去膠渣 雷射鑽孔 AOI 黑化 整板電鍍 貼膜 曝光顯影 去膜 6 2 1 4A LProcess ConformalMask 蝕刻 去膠渣 雷射鑽孔 整板電鍍 貼膜 曝光顯影 去膜 鑽孔 7 2 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 8 3 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 9 3 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 10 直接成像技術 LDI 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 Dryfilm 3 2LDI之優點說明 11 Physicalpanel CAMimage Imagetargets Paneltargets Alignment Bestfit Alignment Scaling Perfectfit AccurateRegistration AutoAlignment Scaling 傳統曝光機 LDI曝光機 12 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 76mil0 2mil偏移數據CPK 1 75 13 快速打樣生產時間縮短 14 Pentax ORC DainipponScreen 3 3LDI技術類型說明 La er PolygonMirror Panel Feeddirection Scandirection WaveLength 355nm PolygonMirrorSystem DMD Panel Feeddirection La erorLamp 405nm DMD DigitalMicroMirror System FujiINPREX HitachiviaDEseries DMD405nm OrbotechParagon PolygonMirror355nm MercuryLamp 350 420nm 15 Exposure CAMdata Panelfeeddirection Directimaging Opticalhead DMD DigitalMicromirrorDevice 1DMD有100萬片小鏡片組成 每個鏡片40um Opticalsystem LightLens 消光板 ON OFF Imaging FocusLens DMD DMD405nmLDIsystem LD 16 3 4 1對位能力佳 3 4LDI之技術運用在板面上之實例 17 30umL Swith40umthickness 20umL Swith25umthickness 3 4 2LDI之解析能力 18 4 LDI曝光機設備介紹 LDI曝光機連線部位介紹 19 LDI曝光機本體動作說明 20 LDI曝光機本體動作說明 21 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 22 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 23 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 24 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 25 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 26 B 靶孔間距計算方式 CCD1 CCD2 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 27 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 28 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 29 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 30 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1100mm X軸兩端設有極限開關 A 臺面工作結構及原理介紹 31 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380mm Y軸兩端設有極限開關 A 臺面工作結構及原理介紹 32 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 33 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 34 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 35 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 36 CCD讀取靶孔設定 37 38 39 40 41 轮廓抽出的设定 42 轮廓抽出的设定 43 画像处理领域的设定 测定 44 对位孔无法认出 对位孔可以认出 对位孔认出后 保存 45 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 46 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 3LD冷卻系統介紹4 3 4光路能量測定 47 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 86mmX4 344mm 40mm 48 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 49 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 50 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 51 Lightsource Hitachioriginallightsourceprovidesandsustainsuniformlightintensityforalongtime Patentpending SystemConfiguration Allon Pattering BeamspotsatFocuspoint Microlens DigitalMicro MirrorDevice DMD DMD光路系統 52 DMD DigitalMicro MirrorDevice DMD大小3 5X4cm 其中含 1024X768 鏡面大小在40um 53 Microlenses ReducingBeamDiameterbyMicroLenses BeamspotsatFocuspoint Beamspotsdiameter DE S Lens直徑10um 54 MultipleexposureHigh reliabilityexposuresystem UltraHigh resolutionUltraFinepatterningExposureSystem AnglebetweenthepanelandtheArray Panel ScanningPointonpanel Panelmotiondirection Array McroLens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 55 4 3 3LD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 LD DMD 透鏡組 發光體 冷凍水入 冷凍水出 分流盒 56 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 57 4 3 4光路能量測定 軟體程序開啟 作業畫面 58 4 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 59 ODB 4 4 1LDI電腦控制系統組成 WorkStation CNC Cameral PC2A PC2B LDI本體 Prestage 60 Prestage H Hitachioriginalsystem LDI的資料server ODB Gerber Exposeconditions Pre dataconversionsystem Auto polling System Editstation CAMsystem CAM A Prestage H 61 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 62 WorkStation 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 63 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 PowerSupply 对位控制 CCD照明灯 CCD照明灯 CCD1 CCD1 CCD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 64 4 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 65 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 66 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 67 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 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 68 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 69 ChgPola 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 70 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 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 71 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 72 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 65um 73 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 74 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 75 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 76 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 77 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 78 C 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 79 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 80 4 4 3CNC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 81 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