CN101266409A - 激光加工装置 - Google Patents
激光加工装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101266409A CN101266409A CNA2008100055352A CN200810005535A CN101266409A CN 101266409 A CN101266409 A CN 101266409A CN A2008100055352 A CNA2008100055352 A CN A2008100055352A CN 200810005535 A CN200810005535 A CN 200810005535A CN 101266409 A CN101266409 A CN 101266409A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- work piece
- mentioned
- projecting lens
- mask
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
- B23K26/043—Automatically aligning the laser beam along the beam path, i.e. alignment of laser beam axis relative to laser beam apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
- B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
- B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
- B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane
- B23K26/0861—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane in at least in three axial directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/42—Printed circuits
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及激光加工装置。本发明提供一种可高精度地将掩模图案投影在被加工件上且加工精度优良的激光加工装置。本发明的激光加工装置设有内装有观察形成于被加工件(320)表面的对准标记的电视摄像机(351),并能测定投影透镜(310)的焦距的自动聚焦单元(340);求出相对被加工件(320)的主扫描方向的设计值的伸缩量(Ex)及相对副扫描方向的设计值的伸缩量(Ey);关于伸缩量Ex,通过对投影透镜(310)的成像倍率(M)进行修正,从而关于伸缩量Ey,考虑投影透镜的成像倍率(M),对掩模(330)或/及被加工件(320)的移动速度进行修正。
Description
技术领域
本发明涉及将透过了掩模图案的激光照射在被加工件上对被加工件表面进行加工的激光加工装置。
背景技术
伴随着个人计算机和薄形电视、便携式电话等的电子设备的高性能化、小型化,在构成这些机器的印制布线板中布线图案的细微化和高密度化日益进展。尤其是,对于用在安装大规模的半导体芯片的印制布线板(以下,称之为“封装基板”)来说,这种倾向更显著,近年来,将布线图案的最小线宽细微化到10~20微米(μm)程度。关于封装基板,可以认为,今后对应于半导体集成电路的高密度化、高速化的趋势,要求布线图案的进一步细微化、高密度化,并要求考虑了作为高频传输线路的信号传输特性的功能等。
印制布线板的主要制造方法有粘贴方法和组合方法,两种方法都被广泛普及。粘贴方法是在以加入玻璃纤维的环氧树脂作为基体材料的覆铜叠层板上利用光刻技术形成布线图案,通过使该布线层和绝缘基体材料交替重合进行接合(加热压制)而做成多层布线层的方法。粘贴方法是作为母板和通用用途的印制布线板的制法最为普及的廉价方法。另一方面,组合方法是在绝缘基板上交替地形成并叠层布线层和绝缘层而做成多层布线板的方法,与粘贴方法相比虽需要复杂的制造技术,但可提高层间图案的对位(叠层时的重合)精度,结果是适用于实现布线图案的细微化、高密度化的方法。
封装基板是将以晶片级的尺寸制造的半导体集成电路安装(钎焊连接)在母板上时所使用的中继线路板,由于其尺寸精度要求比通常的印制布线板高,所以用组合方法制造。但是,现状的组合方法成为主流的是并用了光刻工序的电镀方法,例如,为了对涂敷在500mm×600mm程度的大面积基板上光致抗蚀剂的整个面进行曝光,使用高精度的曝光装置。另外,光刻工序需要反复地进行抗蚀剂涂敷、曝光、显像、剥离工序,在这些工序之间有产生各种缺陷的情况,若提高布线图案的细微程度,则该缺陷发生的概率提高。再有,可以认为存在如下的可能性:与布线图案的细微化相对应的抗蚀剂曝光装置的价格增高,难于实现封装基板的性能提高,并难于降低其制造成本。
在这种状况中,提出了从现有的组合方法中删除光刻工序的新方法(以下,称之为“激光图案形成法”)。
图5是激光图案形成法的说明图。另外,图6是用激光图案形成法制作成的封装基板的布线图案的俯视图,A-A剖面对应于图5(e)。以下,使用图5及图6说明利用激光图案形成法的封装基板的制作方法。
如图5(a)所示,在由作为层间绝缘材料的环氧树脂101和作为下层布线图案的导体图案102及103构成的下层布线层100的上部涂敷环氧树脂104并使其硬化之后,利用将二氧化碳激光器和紫外线激光器用作光源的通用激光穿孔加工装置形成工艺孔105及106。工艺孔105及106的孔径尺寸在底面为直径40μm而在上部为直径50μm,深度为40μm左右。其次,如图5(b)所示,在绝缘层(环氧树脂104)表面形成槽图案108~110。这些槽图案的宽度为5~20μm,深度为5~20μm,通过使用了准分子激光器等紫外线激光器的消融加工而形成。并且,如图5(c)所示,形成了槽的基板经过兼作除去附着在表面上的加工残渣的表面处理工序,并对环氧树脂104的整个表面实施无电解电镀111之后,如图5(d)所示,通过电解电镀处理,在环氧树脂104的整个表面形成电镀层112。然后,在研磨工序中除去无用的镀层,如图5(e)所示,在槽图案108~110上形成布线113~115。以下,通过反复上述图5(a)~(e)的工序,从而不使用光刻工序而将布线层多层化。
作为激光图案形成法的问题之一,可列举图5(b)所示的槽图案加工工序的确立。即、如图6所示,在印制布线板的布线图案113~115上往往设有用于与工艺孔105~107连接的焊盘部分。为了提高印制布线板的图案安装密度,将焊盘的直径D尽可能做成小直径的同时,有必要形成与下层布线层或者工艺孔105~107之间的位置偏移小的布线图案113~115。关于封装基板的图案布线宽度W也考虑倒今后细微化进一步的进展,在形成激光槽图案108~110时,有必要采用可高精度管理加工图案的位置和尺寸的装置。
为了对环氧树脂等的高分子材料表面进行精密加工,具有如下方法,即、通过用投影透镜将形成于掩模上的图案成像在被加工件表面上,并使用孔径光阑整形后的准分子激光在掩模上进行扫描,从而对大面积基板表面均匀且高效地进行掩模图案的投影加工。(专利文献1:日本特许第3285214号公报)。
另外,使用了准分子激光的光刻装置的光学***结构,通过投影透镜将掩模和被加工件(晶片)维持为共轭关系,通过将整形为特定形状的准分子激光照射在掩模上,使掩模和被加工件同时移动,由于可以对比投影透镜的视界更广的区域或者比激光照射区域更广的区域进行均匀的曝光,因而可作为高精度激光加工光学***应用(专利文献2:日本特许第2960083号公报、专利文献3:日本特开平6-232030号公报)。
并且,根据上述专利文献1~3的技术,可使入射到基板表面上的光能密度保持一定。
但是,在图5及图6所示的制造方法中,反复数多次利用电镀和环氧树脂的固化等的加热处理的同时将布线层予以叠层。因此,在该制造工序中,导致被加工件发生热变形,形成于被加工件上的布线图案的位置发生变化或者伸缩。另一方面,在例如50mm见方大小的被加工件(封装基板)上的激光加工图案的定位精度相对被加工件上的对准标记或者设于下层的对准标记需要达到±5μm以下。
另外,为了实现加工速度的提高,一般采用将尽可能大的输出功率的光能导入到加工光学***中,并使被加工件高速移动的方法。例如,在如图5(b)所示的图案形成处理中,使用平均输出为100W以上的XeCl准分子激光器。在将平均输出为100W以上的光能导入到加工光学***时,则不能忽略因热影响引起的光学常数的变化。即、若使用较大光输出反复进行加工,则投影透镜的焦距渐渐变化,结果,由于掩模图案的成像倍率发生变化,所以投影(加工)在被加工件上的图案的尺寸随经过的时间而发生变化,加工精度降低。
但是,由于上述专利文献1~3未考虑有关成像倍率因形成于被加工件上的布线图案位置的变化和伸缩、或者投影透镜的热影响导致的变化,所以在应用于封装基板的制造的情况下,不能得到需要的图案尺寸精度。
发明内容
本发明的目的就在于解决上述问题,提供一种可高精度地将掩模图案投影在被加工件上且加工精度优良的激光加工装置。
为解决上述问题,本发明的激光加工装置,将固定的投影透镜夹在掩模和被加工件之间配置为共轭关系,通过使上述掩模和被加工件同时移动而将形成于上述掩模上的图案投影在上述被加工件上并进行加工,其特征是,设有观察形成于上述被加工件表面的对准标记的单元;求出相对上述被加工件的主扫描方向的设计值的伸缩量Ex及相对副扫描方向的设计值的伸缩量Ey;关于伸缩量Ex,通过对上述投影透镜的成像倍率M进行修正,从而关于伸缩量Ey,考虑上述投影透镜的成像倍率M,对上述掩模或/及上述被加工件的移动速度进行修正。
这种情况,设有使保持并移动上述被加工件的被加工件台旋转的旋转台或者使上述掩模的保持单元旋转的旋转台,在上述被加工件和上述掩模在旋转方向存在偏移的场合,由上述旋转台修正上述偏移。
另外,设有测定上述投影透镜的焦距的焦距测定单元,以及使上述投影透镜、上述掩模的移动单元、上述被加工件的移动单元中的两个分别向上述投影透镜的光轴方向移动的两个移动单元,在上述焦距从预定值发生了变化的场合,使上述两个移动单元移动而保持上述成像倍率M一定。
该场合,可以将上述焦距测定单元作为利用了投影透镜的共焦点光学***。
另外,可以利用投影透镜设置观察被加工件表面的单元。
本发明的效果是可以将掩模图案高精度地投影被加工件上。
附图说明
图1是本发明的激光加工装置的结构图。
图2是在本发明所使用的掩模的俯视图(从Cr图案一面观察)。
图3是本发明的自动聚焦单元的说明图。
图4是表示被加工件的规格的图。
图5是激光图案形成法的说明图。
图6是用激光图案形成法制造出的封装基板的布线图案的俯视图。
图中:
310-投影透镜;320-被加工件;330-掩模;340-自动聚焦单元;
351-电视摄像机;Ex-伸缩量(主扫描方向的伸缩量);
Ey-伸缩量(副扫描方向的伸缩量);M-投影透镜310的成像倍率。
具体实施方式
以下,对本发明进行说明。
图1是本发明的激光加工装置的结构图。
从省略图示的XeCl准分子激光振荡器(振荡波长为308nm)出射的激光光束301由衰减器302衰减为期望的光强度,并由平行光管303变成平行光束,再入射到光束成形器304中。光束成形器304改变所入射的激光光束301的纵横尺寸比,并使其作为空间强度分布大致一致(±3%程度)的激光光束307出射。再有,在本实施例的激光光束307的尺寸为5mm×130mm(X方向×Y方向)。激光光束307利用反射镜305使光程偏转而入射到掩模330上。
掩模330定位并固定在省略图示的掩模台上,掩模台具备X轴、Y轴、Z轴和θ轴的移动机构。再有,θ轴是XY平面内的旋转轴。掩模330的材质是硅玻璃,有效开口区域为125mm×125mm。在掩模330的背面(激光光束307的入射面的相反侧)形成用材料Cr形成的电路布线图案。透过了掩模330的激光光束307由二向色镜308及309使光程偏转为直角并入射到投影透镜310。
投影透镜310用激光振荡波长(308nm)和特定的可见光(例如波长550nm前后)进行调色,焦距f为150mm。掩模330的图案面和被加工件320表面通过投影透镜310构成共轭关系,掩模330的电路布线图案由投影透镜310缩小到五分之一,再投影到被加工件320上。被加工件320上的激光照射区域311的最大尺寸为1mm×25mm(X方向×Y方向)。
被加工件320通过真空吸附定位在被加工件台312上。被加工件台312搭载在XYZ台318和θ台319上。再有,θ轴是XY平面内的旋转轴。在被加工件台312上设有对光学玻璃蒸镀了铝等的金属膜的10mm见方的反射镜360。
图2是在本发明中使用的掩模330的俯视图(从Cr图案面观察)。本实施例的掩模330设有用于防止表里和固定方向的安装错误的倒角331。掩模330的外形尺寸为200mm见方,在其内侧存在用一点划线所示的125mmm见方的有效开口区域334。在有效开口区域334的内侧形成封装基板的电路布线图案,在有效开口区域334的外侧配置用于识别掩模330的固定位置的基准标记332及333。电路布线图案和基准标记332及333是通过光刻工序一并形成的Cr图案。
图3是本发明的自动聚焦单元的说明图。
其构成为,将从半导体激光器341出射的激光342通过投影透镜310照射在被加工件320上,将来自其表面的反射光由半反射镜343反射,并用聚光镜346聚光,由光敏器件349受光,并使用一般的共焦点光学***的原理。并且,通过调节从半导体激光其341出射的激光342的平行度,从而可控制用聚光镜346聚光的返回光345的聚光位置348,由于与被加工件320的表面位移相对应,通过配置于聚光位置348的工艺孔347的光量发生变化,因而能够以1μm程度的精度测定被加工件320的表面位移。
另外,自动聚焦单元340内装有用于通过半反射镜344和投影透镜310观察被加工件320表面的电视摄像机351。标号315是用于观察被加工件320表面的照明光源,在本实施例中,使用金属卤化物灯。再有,为了使电视摄像机351的观察图像清晰,使用绿色的带通滤光片350,以排除投影透镜310的色差的影响。
其次,对上述结构的激光加工装置的动作进行说明。
在激光加工开始之前,首先,将掩模330固定在省略图示的掩模台上。当固定掩模330时,电视摄像机和内装有照明光源的掩模对准单元313及314分别对掩模330上的基准标记332及333进行图像识别,并分别算出掩模330相对设计上的基准位置的θ方向的旋转量和XY方向的位置偏移量,对掩模台的θXY轴进行调节,除去掩模330的旋转方向θ及XY方向的位置偏移。利用以上动作,确定掩模330的初始位置。这时,掩模330上的激光照射位置307如图2的虚线所示,配置在掩模330的有效开口区域334外侧的预定位置。
其次,在将被加工件320搭载在被加工件台312上的规定位置之后,对激光加工装置指示开始加工。省略图示的装置控制部基于来自管理印制布线板的设计信息的主计算机的信息,使被加工件台312在XY方向上移动,将投影透镜310的中心轴(视场中央)定位在被加工件320的设计上的对准标记的中心。另外,利用自动聚焦单元340在被加工件320的表面对焦。
图4是表示被加工件320的规格的图。
被加工件320是25mm见方的封装基板P的多图案基板,在被加工件320上以m列×n行排列着相同的图案。被加工件320整体的尺寸为400mm×300mm(X方向×Y方向),m列×n行排列的图案组分为两处配置。对准标记321~328通过机械孔作为贯通孔形成在被加工件320的绝缘基体材料(环氧树脂)上。
其次,由XYZ台318使对准标记321~328依次在电视摄像机351的视场内移动,用自动聚焦单元340对聚焦位置(Z轴方向位置)进行调节之后,通过图像识别将对准标记321~328的坐标存储在装置控制部中。装置控制部基于已存储的对准标记321~328的各坐标信息驱动XYZ台318,进行定位以使一处的图案P(1,1)位于投影透镜310的正下方。并且,再用电视摄像机351依次对图案P(1,1)的局部对准标记335~338(例如,与电路布线图案一起已经形成在被加工件320上)进行观察,通过测定各局部对准标记的重心坐标(XY坐标),从而算出在已经形成了的图案P(1,1)的XY平面内的正确位置及被加工件320因受热过程导致的伸缩状态。
另外,例如,从对准标记335和357的相对位置关系可算出图案P(1,1)的旋转成分θe(角度)。这里,旋转成分θe是XYZ台318的Y轴与以最短距离连接对准标记335和337的直线所成的角度,如果知道θe产生在正方向(顺时针方向),则通过使θ台319向负方向(逆时针方向)旋转相同角度,从而消除旋转成分θe(θe=0)。再有,作为图案P(1,1)的旋转成分θe的算出方法,既可以使用对准标记336和338,也可以使用对准标记335和336,还可以取这些算出结果的平均值。
另外,可以从对准标记335和337的相对位置关系算出图案P(1,1)的Y轴方向的伸缩率Ey。这里,伸缩率Ey是测量值相对连接对准标记335和337的直线距离的设计值的比例。这里,伸缩率Ey大于1的场合,被加工件320上的图案P(1,1)在Y轴方向延伸,小于1的场合,则相反地处于收缩状态。再有,作为伸缩率Ey的算出方法,既可以使用对准标记336和338,也可以考虑利用对准标记335和337的算出结果,使用其平均值。
与上述同样地,可以从对准标记335和336的相对关系算出图案P(1,1)的X轴方向的伸缩率Ex。再有,X轴方向的伸缩率Ex的算出,既可以使用对准标记337和338,也可以考虑利用对准标记335和336的算出结果,使用其平均值。
但是,如果图案伸缩率Ey为0.02%极小,也要换算为25mm见方的加工图案的对角,由于为7μm的误差,因而在本发明中作为对象的封装基板的制法中,可以成为致命的尺寸误差的主要原因。于是,在本实施例中,在图案P(1,1)的Y轴方向的伸缩率Ey与设计值不同的场合,对加工图案的成像倍率M进行修正。
下面,说明本实施例的成像倍率M的修正方法。
现在,在将从物点(掩模面)到投影透镜的像主点的距离设定为a,将从像面(被加工件面)到投影透镜的像主点的距离设定为b,将投影透镜的焦距设定为f,将投影透镜的成像倍率设定为M时,在一般的成像光学***中,下述的式1及式2成立。
1/a+1/b=1/f (式1)
M=b/a (式2)
在式1及式2中,当采用f=150mm,M=0.2倍的初始条件时,则a=90mm,b=180mm,在激光加工装置工作期间,总是维持该设计值(标准的光学常数),以固定的成像倍率将掩模330的图案投影在被加工件320上并进行加工较为理想。
可知,为了修正投影透镜310的成像倍率M,只要从式2中改变距离a和距离b的比率即可。但是,距离a和距离b需要同时满足式1及式2。另一方面,在使激光加工装置长时间工作时,投影透镜310的焦距f则因装置的运转率和设置环境的温度变化等的影响而随经历的时间变化。因此,为了得到期望的成像倍率M0,有必要把握投影透镜310的焦距f。这里,将反射镜360配置在投影透镜310的视场内,通过使用自动聚焦单元340测定反射镜360的表面位置,从而作为XYZ台318的Z轴位移的变化,可以高精度地检测投影透镜310的对焦位置的变化。
其次,说明成像倍率Mo的修正方法。
例如,在a一定的条件下,投影透镜310的对焦位置在向-Z方向只比初始值(相当于b=180mm的位置)移动了0.144mm的场合,随时间而变化后的焦距fs可从式1求出为150.1mm。
这里,在假设伸缩率Ey为1.0004(延伸0.04%)时,则Y轴方向的期望成像倍率My求出为1.0004×0.2(标准的图案成像倍率)=0.20008倍。由于明确投影透镜310的焦距fs,所以从式1及式2可得到a=900.3mm,b=180.132mm。于是,搭载了掩模330的掩模台的Z位移仅移动0.3mm,a的距离变长。其后,若在反射镜360上利用自动聚焦单元340检测对焦位置,则可检测出b的距离为比初始值(180mm)仅增长0.132mm的状态。即、在固定了投影透镜310位置的状态下,通过改变掩模330和被加工件台312的Z轴方向的位置,从而可对a和b的距离(光程)进行修正,将成像倍率Mo调节为期望的值(0.20008倍)。
如上所述,根据本发明的装置,在对加工对象的图案P(1,1)的θ方向(旋转方向)的位置偏移量θe和图案成像倍率My(基于Y轴方向的图案收缩率Ey)进行修正后,将图案P(1,1)定位在激光照射区域311上。再有,在激光照射区域311的激光光束的尺寸为1mm×25mm(X方向×Y方向)。
在开始激光加工前的所有准备完成了的时刻,XeCl准分子激光振荡器以100Hz的脉冲重复频率开始振荡。其后,掩模330和被加工件台312分别以一定速度向箭头316、箭头317的方向移动。这里,若设激光振荡频率为F[Hz],设在被加工件320上的X轴方向的激光照射尺寸为w,设被加工件台312的扫描速度为Vs[mm/s],则被加工件320表面的激光脉冲的重复次数n由式3求出。
n=F×w/Vs (式3)
即、例如在被加工件台312以5mm/s移动的场合,n为20(次)。
但是,在假设X轴方向的图案伸缩率Ex为1.0002(延伸0.02%)时,则X轴方向的期望的成像倍率Mx有必要为1.0002×0.2(标准的图案成像倍率)=0.20004倍。但是,由于成像透镜310的成像倍率基于Y轴方向的图案伸缩率Ey而变更为My,所以掩模台的移动速度Vm[mm/s]为使用被加工件台312的扫描速度Vs和X轴方向的图案收缩率Ex及Y轴方向的图案收缩率Ey由式4确定的值。
Vm=Vs/(Ex/Ey×0.2) (式4)
如上所述,由于将投影透镜310的成像倍率My设定为0.20008倍,所以从掩模330出射的激光光束的X轴方向的尺寸5mm在被加工件320上则为1.0004mm。因此,在将被加工件320表面的激光脉冲的重复次数n设为一定(20次)的场合,被加工件台312的扫描速度Vs,可以将式3变形后求得为5.002mm/s。
即、例如在Ex=1.0002、Ey=1.0004的条件下,在被加工件台312以5.002mm/s进行扫描的场合,掩模台的扫描速度Vm可从式4求得为25.015mm/s。
本实施例的场合,被加工件320表面的激光照射能量密度为每1个脉冲约1J/cm2,若脉冲重复次数n为20次进行加工,则环氧树脂的加工深度达15μm,可将掩模330图案以均匀的深度转印(投影加工)在被加工件320表面上。
这里,对通过改变成像倍率得到的激光照射能量密度进行补充说明。
在投影透镜310的成像倍率My为0.20008倍的场合,被加工件320上的激光照射能量密度为1/Ey2。并且,在Ey=1.0004时,则上述1J/cm2为0.9992J/cm2,可认为基本相同。
再有,根据需要,也可以对来自准分子激光振荡器的激光的输出功率进行增减,以调节被加工件320上的激光照射能量密度。
在对被加工件320上的图案P(1,1)的加工结束时,掩模330返回到加工前的初始位置,利用掩模对准单元313及314确认其位置,在产生位置偏移的场合,通过未图示的掩模台重新调节掩模330的初始位置。另外,对被加工件320上的下一个加工对象图案P(1,1)检测θ方向(旋转方向)的位置偏移,以后按照上述的次序反复进行加工。
再有,也可以根据需要,对每个任意决定单位的个数的图案组进行θ方向的位置偏移的修正。
另外,对于投影透镜310的焦距的测定,也可以按照例如,被加工件320单位或者每1小时进行一次的频度来进行,以代替对每个加工图案重新进行测定。这样一来,可实现激光加工装置的加工生产能力的提高。
如上所述,根据本发明,由于对每个加工对象的图案或者对每个图案组,检测图案的位置偏移量和X轴方向(激光照射的主扫描方向)的伸缩量Ex及Y轴方向(激光照射的副扫描方向)的伸缩量Ey,修正XYZ台318的位置和投影透镜310的成像倍率及掩模330和被加工件台312的相对扫描速度并进行加工,所以能制造高性能的封装基板。
再有,在上述实施例中,虽然通过使θ台319旋转修正了加工对象图案的旋转方向的位置偏移,但也可通过保持掩模330的掩模台的θ轴进行修正。
另外,为了修正投影透镜310的成像倍率,虽然对掩模330和被加工件台312的Z轴方向的位置进行了调节,但既可以固定被加工件台312的位置而调节掩模330和投影透镜310的Z轴方向位置,也可以采用固定掩模330的位置而调节投影透镜310和被加工件台312的Z轴方向位置的方法。即使在任一方法中,也可以通过调节掩模330、投影透镜310、被加工件台312内的至少两个的Z轴方向的位置来修正投影透镜310的成像倍率。
Claims (5)
1.一种激光加工装置,将固定的投影透镜夹在掩模和被加工件之间配置为共轭关系,通过使上述掩模和被加工件同时移动而将形成于上述掩模上的图案投影在上述被加工件上并进行加工,其特征在于:
设有观察形成于上述被加工件表面的对准标记的单元;
求出相对上述被加工件的主扫描方向的设计值的伸缩量Ex及相对副扫描方向的设计值的伸缩量Ey;
关于伸缩量Ex,通过对上述投影透镜的成像倍率M进行修正,从而关于伸缩量Ey,考虑上述投影透镜的成像倍率M,对上述掩模或/及上述被加工件的移动速度进行修正。
2.根据权利要求1所述的激光加工装置,其特征在于,
设有使保持并移动上述被加工件的被加工件台旋转的旋转台或者使上述掩模的保持单元旋转的旋转台,在上述被加工件和上述掩模在旋转方向存在偏移的场合,由上述旋转台修正上述偏移。
3.根据权利要求1或2所述的激光加工装置,其特征在于,
设有测定上述投影透镜的焦距的焦距测定单元,以及
使上述投影透镜、上述掩模的移动单元、上述被加工件的移动单元中的两个分别向上述投影透镜的光轴方向移动的两个移动单元,
在上述焦距从预定值发生了变化的场合,使上述两个移动单元动作而保持上述成像倍率M一定。
4.根据权利要求3所述的激光加工装置,其特征在于,
上述焦距测定单元是利用了投影透镜的共焦点光学***。
5.根据权利要求1或2所述的激光加工装置,其特征在于,
具备利用投影透镜观察被加工件表面的单元。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007065153A JP2008221299A (ja) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | レーザ加工装置 |
JP2007-065153 | 2007-03-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101266409A true CN101266409A (zh) | 2008-09-17 |
Family
ID=39761598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2008100055352A Pending CN101266409A (zh) | 2007-03-14 | 2008-02-15 | 激光加工装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080223839A1 (zh) |
JP (1) | JP2008221299A (zh) |
KR (1) | KR20080084583A (zh) |
CN (1) | CN101266409A (zh) |
TW (1) | TW200844678A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102929112A (zh) * | 2012-06-27 | 2013-02-13 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种用于介质基片上光刻图形的零层对准标记结构 |
CN103170728A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置 |
CN104576449A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | Ap***股份有限公司 | 激光热处理设备 |
CN110997294A (zh) * | 2017-06-14 | 2020-04-10 | 菲力尔商业***公司 | 透镜***和制造方法 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010120079A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Komatsu Engineering Corp | 微細加工装置および微細加工方法 |
DE102009054977A1 (de) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Werkzeugmaschinensystem, insbesondere für handgehaltene Werkzeugmaschinen |
WO2013114593A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工方法およびレーザ加工装置 |
EP2990850B1 (en) * | 2013-04-26 | 2020-09-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Image acquisition device and method and system for acquiring focusing information for specimen |
JP6266601B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2018-01-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 画像取得装置、試料のフォーカスマップを作成する方法及びシステム |
KR102562730B1 (ko) | 2015-10-30 | 2023-08-01 | 쇠라 테크널러지스 인코포레이티드 | 적층식 제조 시스템 및 방법 |
TWI678251B (zh) * | 2017-05-10 | 2019-12-01 | 崔秉燦 | 雷射加工裝置及加工方法 |
JP6616368B2 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-12-04 | ファナック株式会社 | レーザ加工前に光学系の汚染レベルに応じて加工条件を補正するレーザ加工装置 |
DE102017009472A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Precitec Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem, Laserbearbeitungssystem mit derselben und Verfahren zum Einstellen einer Fokuslage eines optischen Elements |
EP3736110A1 (en) * | 2019-05-09 | 2020-11-11 | LayerWise NV | System for aligning laser system to a carrier plate |
CN113921439B (zh) * | 2021-10-20 | 2024-05-24 | 华中科技大学 | 一种激光辅助巨量转移MicroLED的对准装置及对准方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59100805A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-11 | Canon Inc | 物体観察装置 |
US4769523A (en) * | 1985-03-08 | 1988-09-06 | Nippon Kogaku K.K. | Laser processing apparatus |
US4924257A (en) * | 1988-10-05 | 1990-05-08 | Kantilal Jain | Scan and repeat high resolution projection lithography system |
US5184223A (en) * | 1990-04-28 | 1993-02-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic imaging apparatus |
JP2864060B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1999-03-03 | キヤノン株式会社 | 縮小投影型露光装置及び方法 |
US6061119A (en) * | 1997-04-14 | 2000-05-09 | Nikon Corporation | Method of measuring image-forming error of projection optical system, method of manufacturing exposure apparatus, and method of manufacturing semiconductor device |
JP2001023918A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Nec Corp | 半導体薄膜形成装置 |
JP4680337B2 (ja) * | 1999-09-20 | 2011-05-11 | オリンパス株式会社 | 走査型レーザ顕微鏡 |
TWI228636B (en) * | 2002-01-11 | 2005-03-01 | Pentax Corp | Projection aligner |
KR100606447B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2006-07-31 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 최적의 포컬 플레인 결정방법 및 이를 이용한 결정화방법 |
JP4688525B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2011-05-25 | 株式会社 日立ディスプレイズ | パターン修正装置および表示装置の製造方法 |
-
2007
- 2007-03-14 JP JP2007065153A patent/JP2008221299A/ja active Pending
-
2008
- 2008-01-28 TW TW097103049A patent/TW200844678A/zh unknown
- 2008-02-15 CN CNA2008100055352A patent/CN101266409A/zh active Pending
- 2008-02-18 KR KR1020080014401A patent/KR20080084583A/ko not_active Application Discontinuation
- 2008-02-20 US US12/033,932 patent/US20080223839A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103170728A (zh) * | 2011-12-20 | 2013-06-26 | 株式会社迪思科 | 激光加工装置 |
CN102929112A (zh) * | 2012-06-27 | 2013-02-13 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种用于介质基片上光刻图形的零层对准标记结构 |
CN102929112B (zh) * | 2012-06-27 | 2015-11-25 | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 | 一种用于介质基片上光刻图形的零层对准标记结构 |
CN104576449A (zh) * | 2013-10-21 | 2015-04-29 | Ap***股份有限公司 | 激光热处理设备 |
CN104576449B (zh) * | 2013-10-21 | 2019-04-09 | Ap***股份有限公司 | 激光热处理设备 |
CN110997294A (zh) * | 2017-06-14 | 2020-04-10 | 菲力尔商业***公司 | 透镜***和制造方法 |
US11415783B2 (en) | 2017-06-14 | 2022-08-16 | Teledyne Flir Commercial Systems, Inc. | Lens systems and methods of manufacture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20080084583A (ko) | 2008-09-19 |
TW200844678A (en) | 2008-11-16 |
JP2008221299A (ja) | 2008-09-25 |
US20080223839A1 (en) | 2008-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101266409A (zh) | 激光加工装置 | |
US20090098479A1 (en) | Exposure method and tool | |
CN1647249A (zh) | 曝光设备以及使用该曝光设备的器件制造方法 | |
TWI228816B (en) | Chip scale marker and marking method | |
CN113126449B (zh) | 一种用于绿油光刻的激光直写光刻***及方法 | |
CN1659478A (zh) | 用于把掩模投影到衬底上的方法和装置 | |
CN111796489A (zh) | 基于uv-led面阵式光源的掩模对准光刻机 | |
CN113284989A (zh) | 一种Micro LED芯片剥离装置、剥离机及剥离机使用方法 | |
JP7491778B2 (ja) | 走査型縮小投影光学系及びこれを用いたレーザ加工装置 | |
CN215008252U (zh) | 一种Micro LED芯片剥离装置及剥离机 | |
KR20220044078A (ko) | 오버레이 에러 감소를 위한 시스템 및 방법 | |
JPH0810667B2 (ja) | 3次元結像システムおよび方法 | |
JP2005088045A (ja) | レーザ穴あけ方法及び装置 | |
CN111992893B (zh) | 激光加工装置 | |
CN212647263U (zh) | 一种曝光设备 | |
WO2023062842A1 (ja) | 加工装置、加工方法及び基板の製造方法 | |
CN116719211A (zh) | 一种用于先进封装的微米级光刻机及应用 | |
JP7490848B2 (ja) | レーザ加工方法、フォトマスク及びレーザ加工システム | |
US20240246172A1 (en) | Scanning reduced projection optical system and laser processing apparatus using the same | |
JP6440878B2 (ja) | 露光装置、およびそれを用いたデバイスの製造方法 | |
KR20080076764A (ko) | 회로 기판의 제조 방법 | |
CN112051711A (zh) | 一种曝光设备 | |
CN204028562U (zh) | 光学成像装置 | |
CN1333553A (zh) | 阵列式光学探针扫描集成电路光刻方法 | |
CN116060797A (zh) | 照明光学***和激光加工装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080917 |