[发明专利]一种基于垂直双台面结构的多工位数字光刻装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于垂直双台面结构的多工位数字光刻装置和方法，属于光刻系统技术领域。本发明提供的光刻装置及方法，通过采用触发对位模式，基于曝光工作面、对位工作面、上下板操作面分别处于不同垂直工位的垂直双台面结构，在垂直空间上，为两个台面设置多个垂直工位，多个垂直工位相互独立，并可以根据不同的曝光场合，结合不同的曝光流程方法，适用于有多分区对位需求，或更高解析精度需求，或两者均需要的生产需求，并保证光刻精度、并提高工作效率。本发明提供的光刻装置及方法，适合于使用低剂量成像材料的生产需求，此时曝光速度较快，需要尽量缩短上下板和对位操作，可使工作效率提升10％以上。

技术领域

本发明涉及一种基于垂直双台面结构的多工位数字光刻装置和方法，属于光刻系统技术领域。

背景技术

基于激光直写的数字光刻技术，近年来迅速发展，主要用于PCB领域的直写曝光。为了最大化光刻系统的产出，在原有单台面结构的基础上，出现了双台面结构的光刻系统，将上下板、对位、曝光，串行的工作流程使用两个工作台轮流运作的方式，使部分流程并行，极大提升了设备的稼动率。双台面设备又分为左右双台面和上下双台面；左右双面台即左右布局的双台面结构，多应用于快速样板、拼板、软板等的曝光；上下双台面即垂直布局的双台面结构，因其上下板的操作与单台面基本一致，因此更能够适用于PCB直写曝光的自动化生产。

垂直布局的双台面结构，因在垂直方向上设置两个工作台，受空间结构限制，使两个台面各自不能完全独立的运作，系统效率较低。例如专利CN1578595A中提出的双台面曝光系统，在给定的条件下，相比单台面结构有明显的产出效率提升；但实际工作中，针对不同客户需求的生产模式，需要有不同的光刻方法流程，才能使垂直双台面结构的光刻系统发挥最佳的性能。

现有技术中基于垂直双台面结构的数字光刻系统中，因曝光工作面、对位工作面处于同一平面，为了提升工作效率，需要在曝光工位、对位工位之间预留足够的水平工作空间，即在对位系统和曝光系统之间设置过渡区，这会增加设备的尺寸，并且提高成本。但若在对位系统和曝光系统之间不设置过渡区，则两个工位不能同时独立运作，会导致系统效率降低，同时有降低系统稳定性的风险。

进一步，在具有更高解析精度的光刻装置中，曝光系统中个体光路需要更小倍率及更小视场，想要实现一次性的整板曝光，则曝光系统需要在扫描方向布置多排、交错分布的个体光路，这会大幅增加曝光系统的调试难度和稳定性，同时可能会出现整板图形严重变形的问题。为了实现较佳的曝光效果及设备性价比，通常设置较合理的光路数及排列数，并使工作台承载被曝光基板多次往复运动，以实现整板曝光；这种情况下，曝光工位的工作台的往复运动会影响另一工作台在对位工位上的动作执行，从而影响系统的整体效率。

此外，为了提升光刻系统的对位精度，通常将需要曝光的基板进行分区，例如，分为4至16个区域，且每个区域均采用多点(一般四个点)进行独立对位。而常规的对位系统中，一般包含2-4个对位相机，在需要分区、多点对位时，每个对位相机需要反复抓取多个对位点，从而导致工作台需要多次启动及停止，严重影响对位效率。基于上述问题，专利CN108710266B中提出了一种触发式对位方式，避免了工作台在多点对位时的多次启动及停止，减少了对位时间，然而目前尚没有将该触发式对位方式应用于垂直双台面结构的光刻系统中的技术方案。

发明内容

为了解决目前存在的上述问题，本发明提供一种基于垂直双台面结构的多工位数字光刻装置和方法。

本发明提供一种基于垂直双台面结构的多工位数字光刻装置和方法，所述技术方案如下：