[发明专利]用于执行图案对准的方法和装置

说明书

本发明的技术领域

本发明大体上涉及图案化工件上的光敏表面。更具体地，本发明涉及用于校准用于通过光敏表面的图案成像进行图案化的装置的方法和设备。

本发明的总体背景

图案生成的总体描述

通常的做法是借助于图案生成器（例如激光直接写入器和掩模写入器）来在工件上的光敏表面或层上产生图案。用于不同应用的不同种类的图案以这种方式产生，例如在以基片的形式的用于制造印刷电路板的工件上的图案、在用于制造显示器的工件上的图案或在用于制造光掩模的工件上的图案。

在制造印刷电路板的实例中，产生电路图案是为了耦合期望电路中的部件（例如管芯）的连接点或触点。表达方式“管芯”在本文用作对任何电子部件（例如无源部件、有源部件或与电子器件相关的任何其它部件）的通用表达方式。

这样的图案在光刻工艺中产生，在该工艺中，电路图案的图像由以某种图案将光曝光在光敏表面上的曝光系统投影或印刷在光敏表面层上。根据所使用的光敏表面材料的类型，光敏表面层的未曝光或已曝光部分被移除，以在工件上形成蚀刻掩模。然后，对被掩膜的工件进行蚀刻以在光敏表面之下的一层上形成期望的图案。这个概念的一种变化是使用光敏表面上的图案来将材料沉积在下面的层上，例如以在印刷电路板的情况下在工件上形成电路图案或连接点。

图案生成器

图案生成器为如上所述例如借助于激光直接成像（LDI）系统来实现，该激光直接成像系统被设计成通过使用根据图像图案数据调制的激光束对表面进行激光扫描并形成表示期望图案的图像来将图案写在光敏表面上。另一种图案生成器是掩模写入器或步进器。通常，图案被设计为CAD系统中的图像，且图案生成器的控制基于图像图案数据。

本发明的特定背景

在图案生成过程中，影响生产率的一个因素是需要校准设备以便产生设计图案与工件的实际情况的良好对准。

对准和校准

通常，设计图案必须与工件的某些特征对准。例如，在印刷电路板的制造中，设计图案必须与管芯对准，以便适合相应的管芯的功能电路中的连接点或在工件的相同或不同层中的其它图案。

在现有技术中，在用于确定工件和工件上的选定特征的位置的这样的对准过程中，通常使用包括成像器（例如CCD摄像机）的测量系统。例如，摄像机用来探测工件的特征，例如工件上的边缘或标记，图像中特征的位置用于计算相对于图案生成器中的基准的实际物理位置。

对实际物理状况与理想物理状况的偏差进行补偿有不同方法，最初设计的图像图案数据是基于理想物理状况呈现的。例如，调整图像图案数据，然后根据调整后的图像图案数据写入图案。在另一实例中，调整写入器的坐标系来进行补偿，并在调整后的坐标系中写原始图案数据。

在任何情况下，都必须校准测量系统（或测量站）和写入器控制系统，以便实现满足所生成的图案的精确度要求的对准和图案生成。

现有技术

在下列专利公布中找到现有技术的图案生成器和此类装置的校准的实例：

US 2005/0254032 Exposure Device；

US 2003/0086600 Multilayer Printed Circuit Board Fabrication System and Method；

WO 03/094582以及相关的US2005/0213806(A1)A System and Method for Manufacturing Printed Circuit Boards Employing Non-uniformly Modified Images。

现有技术的这些作品描述了以激光直接成像系统的形式的图案生成器的一般功能，其中该激光直接成像系统被调适为根据图案图像数据将电路图案写在印刷电路板上。这些公布还描述了用于对准基片上的图案的现有技术。

现有技术文献US 2003/0086600例如描述了以扫描激光直接成像（LDI）系统的形式的此类图案生成器的一般现有技术设置，其中该LDI系统用于将图案写在工件（例如基片）上。LDI系统因此包括具有也称为底座的承载台（图3，参考数字79）的工作台，其中底座被设计成用于承载基片。承载台/底座布置成在轨道上经过测量系统中的摄像机并经过写入器站中的激光扫描仪移动。在操作中，基片放置在承载台/底座上，然后在LDI系统中发生的图案化的各种操作期间随着承载台移动。

问题

本发明的总体目标是改进图案成像装置的校准。本发明解决的更具体的问题是对于图案的对准来改进校准过程。