DE10392578T5

DE10392578T5 - System und Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungsplatinen unter Verwendung von nichtgleichmässig modifizierten Bildern

Info

Publication number: DE10392578T5
Application number: DE10392578T
Authority: DE
Inventors: Golan Hanina; Hanan Gino; Steffen RÜCKER; Ido Ben-Tov
Original assignee: Orbotech Ltd
Current assignee: Orbotech Ltd
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2005-05-12
Also published as: AU2003224400A1; US7508515B2; JP4563170B2; AU2003224400A8; CN100480620C; KR100983748B1; JP2005524982A; WO2003094582A2; KR20040104693A; CN1659417A; US20050213806A1; WO2003094582A3

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Schaltung, das folgende Schritte umfaßt:
Erfassen (38) einer Ist-Position für die jeweiligen ausgewählten von einer Mehrzahl von Ausrichtungszielen (82), die auf einem elektrischen Schaltungssubstrat (12) verteilt sind;
Bereitstellen eines Bildes (40), das einen Abschnitt (16) eines elektrischen Schaltungsmusters (80) aufweist, der auf dem Substrat (12) aufgezeichnet werden soll; und
Aufzeichnen einer nichtgleichmäßig modifizierten Version (46) des Bildes (40) auf dem elektrischen Schaltungssubstrat (12), wobei die nichtgleichmäßig modifizierte Version (46) des Bildes (40) als Reaktion auf das Erfassen (38) nichtgleichmäßig modifiziert wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Bei dieser Anmeldung handelt es sich um eine PCT-Anmeldung, die die Priorität der am 2. Mai 2002 eingereichten, vorläufigen US-Anmeldung 60/376,874 beansprucht, die hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die folgende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung einer gedruckten Schaltungsplatine und insbesondere Systeme und Verfahren, die Abschnitte eines elektrischen Schaltungsmusters exakt auf Substrate aufzeichnen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Laserdirektbelichtungs-System (LDI = laser direct imaging), das zum Aufzeichnen von Abschnitten eines elektrischen Schaltungsmusters auf lichtempfindliche Schichten von elektrischen Schaltungssubstraten geeignet ist, ist von der Firma Orbotech Ltd. in Yavne, Israel, unter dem Namen DP-100^TM im Handel erhältlich.
Eines der bei der Herstellung von gedruckten Mehrschicht-Schaltungsplatinen auftretenden Probleme ist, daß ein Abschnitt eines elektrischen Schaltungsmusters, der auf einer Substratschicht aufgezeichnet wird, über exakte Abmessungen verfügen muß und auf der Substratschicht exakt ausgerichtet sein muß, so daß er ohne weiteres mit Abschnitten eines elektrischen Schaltungsmusters kombiniert werden kann, die auf anderen Substratschichten ausgebildet sind. In den nachstehenden, mitanhängigen US-Patentanmeldungen sind verschiedene Systeme und Verfahrensweisen beschrieben, die von Nutzen sein können, wenn gewährleistet werden soll, daß die auf Substraten von gedruckten Schaltungsplatinen aufgezeichneten Abschnitte eines elektrischen Schal tungsmusters die erforderlichen Abmessungen und die erforderliche Ausrichtung aufweisen: 09/708,160 , 09/792,498 und 10/045,651 . Diese sind hiermit aufgrund ihrer in dieser Hinsicht nützlichen Hintergrundlehren durch Bezugnahme aufgenommen.
Bei der Herstellung von gedruckten Mehrschicht-Schaltungsplatinen wird eine Mehrzahl von unabhängigen Abschnitten eines elektrischen Schaltungsmusters auf einem elektrischen Schaltungssubstrat ausgebildet. Typischerweise werden die unabhängigen Musterabschnitte jeweils in ein anderes elektrisches Schaltungselement eingebaut. Gemäß einem Verfahren für die Herstellung von elektrischen Schaltungsplatinen werden mehrere Substratschichten, die jeweils eine angemessene Anordnung von elektrischen Schaltungsabschnitten enthalten, miteinander kombiniert, um eine gedruckte Schaltungsplatine auszubilden. Gemäß einem anderen Verfahren für die Herstellung von gedruckten Schaltungsplatinen werden mehrere Schichten einer elektrischen Schaltung in sequentiellen Schichtbildungsschritten auf dem selben elektrischen Schaltungssubstratkern aufgebaut.
Während der Herstellung können Prozeßfehler und Handling unter anderem zu einer Veränderung von Abmessung, Form oder Position in bezug auf eine absolute Abmessung, Form oder Position des elektrischen Schaltungssubstrats führen. Derartige Veränderungen können sich negativ auf einen oder mehrere elektrische Schaltungsabschnitte, die bereits auf dem Substrat ausgebildet sind, auswirken, was eine angemessene Anpassung der nacheinander gebildeten elektrischen Schaltungsabschnitte erforderlich macht.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Musteraufzeichnungssysteme und bei solchen Systemen verwendete Verfahren zur Aufzeichnung von nichtgleichmäßig modifizierten elektrischen Schaltungsmusterabschnitten auf einem elektrischen Schaltungssubstrat zu schaffen. Ein nichtgleichmäßig modifizierter elektrischer Schaltungsmusterabschnitt kann einen Abschnitt eines Musters aufweisen, der in einer einzelnen elektrischen Schaltung verwendet wird. Alternativ können nichtgleichmäßig modifizierte elektrische Schaltungsmusterabschnitte Abschnitte von Mustern aufweisen, die, obgleich sie auf dem selben Substrat ausgebildet sind, in mehreren unabhängigen elektrischen Schaltungen verwendet werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Musteraufzeichnungssysteme und bei solchen Systemen verwendete Verfahren zur Aufzeichnung von elektrischen Schaltungsmustern zu schaffen, deren Abmessungen und/oder Form in bezug auf eine bestimmte Eingabe in nichtgleichmäßiger Weise geeignet modifiziert worden sind, um einem zuvor aufgezeichneten elektrischen Schaltungsmuster zu entsprechen.
Es ist ferner noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Musteraufzeichnungssysteme und bei solchen Systemen verwendete Verfahren zu schaffen, die dazu dienen, Muster nichtgleichmäßig zu modifizieren, so daß die aufgezeichneten Muster in bezug auf zuvor ausgebildete, entsprechende elektrische Schaltungsabschnitte angemessen dimensioniert, ausgerichtet und/oder positioniert sind.
Es ist ferner noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehenden Funktionsweisen jeweils in einem Direktbelichtungssystem unter Verwendung eines Scanners bereitzustellen.
Gemäß einem breiten Aspekt der Erfindung handelt es sich bei Bildaufzeichnungssystemen zur Aufzeichnung von nichtgleichmäßig modifizierten Versionen von elektrischen Schaltungsmustern beispielsweise um Direktbelichtungssysteme. Solche Systeme können z. B. kohärentes Licht, das beispielsweise durch Laser bereitgestellt wird, oder alternativ nichtkohärentes Licht verwenden, das beispielsweise durch LEDs bereitgestellt wird.
Gemäß einem breiten Aspekt der Erfindung wird eine nichtgleichmäßig modifizierte Version eines digitalisierten Bildes eines Musters auf einem Substrat aufgezeich net. Eine dafür geeignete Möglichkeit ist beispielsweise, daß man einen modulierten Lichtstrahl über eine Oberfläche bewegt bzw. scannt.
Gemäß einem anderen breiten Aspekt der Erfindung wird eine Anfangsversion eines digitalisierten Bildes eines Musters an ein Aufzeichnungssystem geliefert, und das Aufzeichnungssystem nimmt eine nichtgleichmäßige Modifizierung der Anfangsversion des digitalisierten Bildes vor der Aufzeichnung einer nichtgleichmäßig modifizierten Version des Musters auf einem Substrat vor.
Gemäß einem breiten Aspekt einer Ausführungsform der Erfindung dient ein Laserdirektbelichtungssystem dazu, ein Muster auf einer lichtempfindlich gemachten Oberfläche eines elektrischen Schaltungssubstrats aufzuzeichnen, so daß ein erster elektrischer Schaltungsmusterabschnitt in bezug auf einen ersten, zuvor ausgebildeten elektrischen Schaltungsmusterabschnitt ausgerichtet ist, und ein zweiter elektrischer Schaltungsmusterabschnitt in bezug auf einen zweiten, zuvor ausgebildeten elektrischen Schaltungsmusterabschnitt ausgerichtet ist. Die Version des Musters, die auf der lichtempfindlich gemachten Oberfläche aufgezeichnet ist, ist nichtgleichmäßig modifiziert, so daß zumindest ein Teil des aufgezeichneten Musters eine tatsächliche Vergrößerung, eine tatsächliche Form oder eine tatsächliche Position aufweist, die unabhängig von anderen Teilen des aufgezeichneten Musters abgeändert wird.
Gemäß einem anderen breiten Aspekt einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Substrat, auf dem ein Muster aufgezeichnet werden soll, eine Mehrzahl von Ausrichtungszielen (bzw. Ausrichtungs-Targets) auf. Die jeweiligen Positionen der ausgewählten Ausrichtungsziele werden beispielsweise durch optisches Erfassen ihrer Positionen ermittelt. Eine Darstellung eines elektrischen Schaltungsmusters, die durch ein LDI-System verwendet wird, um ein lichtempfindliches Substrat zu belichten, ist nichtgleichmäßig modifiziert, um die Bezugswerte in der Darstellung der elektrischen Schaltung den erfaßten Positionen der Ausrichtungsziele anzupassen.
Gemäß einem anderen breiten Aspekt der Erfindung erfolgt die nichtgleichmäßige Modifizierung der Darstellung eines elektrischen Schaltungsmusters mittels einer nichtlinearen Transformation.
Der Vorgang der nichtgleichmäßigen Modifizierung einer Darstellung einer elektrischen Schaltung kann global ausgeführt werden, d. h. eine Modifizierung der Darstellung wird unter Bezugnahme auf die Ist-Positionen der Ausrichtungsziele, die im wesentlichen auf allen Abschnitten eines elektrischen Schaltungssubstrats verteilt sind, berechnet.
Alternativ erfolgt der Schritt der nichtgleichmäßigen Transformation der Darstellung sektorweise. Bei diesem alternativen Betriebsmodus entspricht jeder Sektor beispielsweise einem separaten elektrischen Schaltungsabschnitt, der auf dem elektrischen Schaltungssubstrat ausgebildet werden soll. Der auszubildende elektrische Schaltungsabschnitt wird in bezug auf einen zuvor aufgebrachten, ergänzenden elektrischen Schaltungsabschnitt separat skaliert, ausgerichtet und positioniert. Bei individueller Betrachtung können die Sektoren jeweils in bezug auf eine Referenzposition einheitlich skaliert, ausgerichtet und positioniert werden. Da jedoch unterschiedliche Skalierungs-, Ausrichtungs- und Positionsfaktoren auf unterschiedliche Sektoren angewendet werden, wenn man die Gesamtheit aller Sektoren des Musters berücksichtigt, ist das Muster als Ganzes nichtgleichmäßig modifiziert. Die Berechnung einer geeigneten, globalen oder sektorweise ausgeführten Transformationsfunktion kann "offline" oder in Echtzeit ausgeführt werden.
Gemäß einem anderen breiten Aspekt einer Ausführungsform der Erfindung wird ein LDI-System verwendet, um ein bestimmtes elektrisches Schaltungsmuster in mehreren, wiederholten Schritten auf einem lichtempfindlich gemachten Substrat zu belichten. Es wird eine das LDI-System betreibende Computer-Steuerungsdatei erzeugt, bei der die Vergrößerung, Ausrichtung oder Position eines jeden wiederholten Ereignisses des elektrischen Schaltungsmusters als Reaktion auf eine Ist-Position von ein oder mehreren Ausrichtungszielen, die in einem zuvor ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster angeordnet sind, individuell eingestellt sind. Die Einstellung kann beispielsweise eine Position, Skalierung oder Rotation beinhalten.
Alternativ wird eine das LDI-System betreibende Computer-Steuerungsdatei erzeugt. Die Computer-Steuerungsdatei enthält mehrere Wiederhol-Ereignisse eines bestimmten elektrischen Schaltungsmusters. Jedes Wiederhol-Ereignis des bestimmten elektrischen Schaltungsmusters in der Steuerungsdatei entspricht einem Wiederhol-Ereignis des bestimmten elektrischen Schaltungsbilds, das auf dem Substrat belichtet werden soll. Die Computer-Steuerungsdatei ist nichtgleichmäßig modifiziert, so daß jedes Wiederhol-Ereignis des bestimmten elektrischen Schaltungsmusters einer Ist-Position unter Bezugnahme auf einen Satz von Ausrichtungszielen angepaßt ist.
Gemäß einem anderen breiten Aspekt einer Ausführungsform der Erfindung wird ein LDI-System verwendet, um ein bestimmtes elektrisches Schaltungsmuster auf einem lichtempfindlich gemachten Substrat zu belichten, wobei eine Schaltung nach der anderen abgearbeitet wird. Die jeweiligen Positionen der Ausrichtungsziele werden an einer ersten Position ermittelt, und die Vergrößerung, Position und Orientierung des bestimmten elektrischen Schaltungsmusters wird als Reaktion auf die Positionen der Ausrichtungsziel angepaßt. Gegebenenfalls wird eine Stufe, die das Substrat hält, auf dem der Abschnitt des elektrische Schaltungsmusters ausgebildet werden soll, rotiert. Dieser Vorgang wird für jedes Wiederhol-Ereignis des Abschnitts des elektrischen Schaltungsmusters wiederholt.
Gemäß eines weiteren breiten Aspekt einer Ausführungsform der Erfindung wird ein LDI-System verwendet, um ein CAM-Bild während der Belichtung eines Substrats nichtgleichmäßig zu modifizieren, um eine nichtgleichmäßige Version des CAM-Bildes zu erzeugen. Bei einem Verfahren zum Erreichen einer derartigen nichtgleichmäßigen Modifizierung eines CAM-Bildes wird eine Steuerungsdatei verwendet, die dazu dient, einen zwischen dem CAM-Bild und einer Position auf einem Substrat synchronisierenden Datentakt zu modifizieren, mit dem das CAM-Bild aufgezeichnet wird.
Die Erfindung wird nachstehend, mittels verschiedener, spezifischer, exemplarischer und ausführlich erörterter Ausführungsformen gelehrt und ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Zeichnung stellt in stark vereinfachter, schematischer Form Ausführungsformen dar, die die Grundsätze der Erfindung wiedergeben. Es ist dabei auf viele Elemente und Details, die einem Fachmann ohne weiteres verständlich sind, verzichtet worden, um die Erfindung nicht unklar erscheinen zu lassen. Es zeigen:
1 eine vereinfachte bildhafte Darstellung eines Systems zum Belichten von Mustern auf lichtempfindlich gemachten Oberflächen der Substrate gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2A eine bildhafte Teilschnittansicht eines Substrats, das zur Verwendung mit dem System von 1 geeignet ist;
2B eine bildhafte Darstellung eines Substrats nach einer unter Verwendung des Systems von 1 ausgeführten Belichtung;
3 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Belichten von elektrischen Schaltungen unter Verwendung des Systems von 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4A–4K vereinfachte schematische Darstellungen von Computerdateien von elektrischen Schaltungen, die für das Verständnis bezüglich des Verfahrens von 3 von Nutzen sind;
5 eine bildhafte Teilschnittansicht eines anderen Substrats, das zur Verwendung mit dem System von 1 geeignet ist,
6 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Belichten von elektrischen Schaltungen unter Verwendung des Systems von 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
7A–7E vereinfachte schematische Darstellungen von Computerdateien von elektrischen Schaltungen, die für das Verständnis bezüglich des Verfahrens von 6 von Nutzen sind;
8 ein vereinfachtes Flußdiagramm eines Verfahrens zum Belichten von Mustern auf gedruckten Schaltungsplatinen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
9 ein vereinfachtes Flußdiagramm eines Verfahrens zum Belichten von Mustern auf gedruckten Schaltungsplatinen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
10 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines das Verfahren von 9 anwendenden, LDI-Systems zum nichtgleichmäßigen Belichten eines Substrats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
11 eine schematische Darstellung der Struktur einer Steuerungsdatei 546, die in dem System von 10 verwendet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Erfindung wird nun unter Verwendung verschiedener exemplarischer Ausführungsformen gelehrt. Obwohl die Ausführungsformen ausführlich beschrieben sind, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht nur auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern über einen Umfang verfügt, der wesentlich breiter ist. Zur Be stimmung des wahren Umfangs der Erfindung sind die angehängten Ansprüche heranzuziehen.
Es wird Bezug auf 1 genommen, bei der es sich um eine vereinfachte bildhafte Darstellung eines Systems 10 zum Belichten von Mustern auf lichtempfindlich gemachten Oberflächen von Substraten 12, wie z. B. elektrischen Schaltungssubstraten, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt. Unter der in der nachstehenden Beschreibung erfolgenden Bezugnahme auf elektrische Schaltungen versteht man eine beliebige geeignete Form von elektrischen Schaltungen einschließlich gedruckten Schaltungsplatinen, Kugelgitter-Array-Substraten, Multi-Chip-Modulen, integrierten Schaltungen und dergleichen. Unter der Bezugnahme auf ein Direktbelichtungssystem versteht man beispielsweise ein LDI-System oder alternativ ein beliebiges geeignetes Direktbelichtungssystem, z. B. eines, das einen "Spatial Light Modulator" (bzw. räumlichen Lichtmodulator) und einen Scanner zum Bewegen eines modulierten Strahls aus kohärentem oder inkohärentem Licht verwendet. Unter der Bezugnahme auf Substrate versteht man eine Bezugnahme auf ein beliebiges geeignetes Substrat, auf dem ein Muster unter Verwendung eines Direktbelichtungssystems aufgezeichnet werden kann. Die Substrate umfassen ein beliebiges geeignetes Substrat, das bei der Herstellung von elektrischen Schaltungen verwendet werden kann.
In 1 handelt es sich bei System 10 um ein Direktbelichtungssystem des LDI-Typs, das dazu dient, eine lichtempfindliche Schicht, wie z. B. ein Photoresist, das auf ein Substrat 12 gemäß einem Muster 14 aufgebracht ist, zu belichten. Das System 10 ist hierin im Zusammenhang mit einem LDI-System beschrieben, obwohl ein beliebiges geeignetes Direktbelichtungssystem verwendet werden kann. Das Muster 14 weist typischerweise eine Mehrzahl von Musterabschnitten auf, die allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet sind. In der in 1 zu sehenden Ausführungsform entsprechen die Musterabschnitte 16 jeweils einem Abschnitt einer elektrischen Schaltung, der in ein separates Bauelement (nicht gezeigt) aus einer gedruckten Schaltungsplatine eingebaut wird. Typischerweise ist zumindest ein Teil der Musterabschnitte 16, die bereits auf einem Substrat 12 ausgebildet sind oder die auf einem Substrat 12 ausgebildet werden sollen, allgemein identisch, jedoch ist das nicht notwendigerweise immer der Fall.
Das LDI-System 10 weist allgemein folgende Elemente auf: einen Laser 20, der einen Laserstrahl 22 erzeugt; einen Modulator 24, der einen Laserstrahl 22 empfängt und moduliert, um einen datenmodulierten Laserstrahl 26 zu bilden; einen Scanner, wie z. B. ein rotierendes Polygon 28, oder eine andere geeignete Scan-Vorrichtung, wie z. B. ein akusto-optischer Deflektor oder ein Galvanometer; die den datenmodulierten Laserstrahl 26 empfängt und ihn entlang einer Scan-Achse über die Oberfläche des Substrats bewegt; eine Verschiebungsanordnung (nicht gezeigt), die das Substrat 12 entlang einer Achse, der Quer-Scan-Achse, verschiebt, die allgemein quer zur Scan-Achse verläuft, eine Vor-Scan-Optik 30, die zwischen dem Laser 20 und dem rotierenden Polygon 28 angeordnet ist, die dazu dient, einen datenmodulierten Laserstrahl 26 zum Scannen durch das rotierende Polygon 28 entsprechend zu formen; und eine Nach-Scan-Optik 32, die zwischen dem rotierenden Polygon 28 und dem Substrat 12 angeordnet ist, die u. a. dazu dient, einen datenmodulierten Laserstrahl 26 zur Aufzeichnung eines Bildes auf der Oberfläche eines Substrats 12, das typischerweise lichtempfindlich gemacht wurde, wie z. B. ein Photoresist, entsprechend zu formen. Das System 10 weist außerdem Anordnungen (nicht gezeigt) zur Bestimmung der im allgemeinen unmittelbaren Position des modulierten Laserstrahls 26 entlang der Scan-Achse sowie der Position des Substrats entlang der Quer-Scan-Achse auf. Ein geeignetes System, das eine Anordnung zur Bestimmung der Position eines modulierten Laserstrahls 26 entlang der Scan-Achse aufweist, ist in der mitanhängigen US-Patentanmeldung 10/038,061 beschrieben, deren Offenbarung zu diesem Zweck durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das System 10 zusätzliche Anordnungen, einschließlich z. B. Sensoren 34, die auf einer Brücke 36 montiert sind, auf, deren Ausgabewerte in Verbindung mit den Ausgabewerten verschiedener Codiervorrichtungen (nicht gezeigt) durch eine Positionsbestimmungsvorrichtung 38 zur Bestimmung der Ist-Position und Orientierung des Substrats 12 in einem Koordinatensy stem verwendet werden, das durch das System 10 zur Aufzeichnung des Musters 14 auf dem Substrat 12 verwendet wird. Obwohl die Sensoren 34 und die Positionsbestimmungsvorrichtung 38 als integrale Bestandteile des Systems 10 dargestellt sind, wird darauf hingewiesen, daß sie zu einem eigenständigen X-Y-Meßsystem, das mit dem System 10 in betrieblicher Verbindung ist, gehören können.
Optional werden die Ausgabewerte der Sensoren 34 und der Codiervorrichtungen zusätzlich durch die Positionsbestimmungsvorrichtung 38 verwendet, um die Ist-Position von verschiedenen Abschnitten 16, wie z. B. elektrischen Schaltungsabschnitten 56, die bereits auf dem Substrat 12 ausgebildet sind, zu bestimmen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der Aufbau und Betrieb der entsprechenden Anordnungen, die bei der Bestimmung der Position und Orientierung des Substrats 12 von Nutzen sind, sind in den nachstehenden, mitanhängigen US-Patentanmeldungen ausführlicher beschrieben, deren Offenbarungen durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit bezüglich dieser Art von Aufbau und Betrieb aufgenommen sind: 09/581,377 , 09/708,160 , 09/792,498 und 10/045,651 .
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der anfänglichen Datenquelle zum Modulieren des Laserstrahls 22 am Modulator 24 zur Aufzeichnung eines Musters 14 auf die Oberfläche des Substrats 12 um ein CAM-Bild 40, das durch ein CAM-System 42 verwendet wird. Das CAM-Bild 40 kann eine beliebige, geeignete Computer-Datei sein, und in einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich beispielsweise um ein Rasterbild, das z. B. durch eine zweidimensionale Anordnung aus einer Vielzahl von Pixeln definiert ist. Es wird darauf hingewiesen, daß aufgrund der großen Menge an Informationen, die in einem typischen CAM-Bild 40 eines elektrischen Schaltungsmusters enthalten sind, das CAM-Bild 40 in einem komprimierten Format bereitgestellt werden kann, z. B. durch Darstellen von Sequenzen von gleichartigen Pixeln in einer als Vektor verwendeten Zeile. In dem CAM-Bild 40 entsprechen die Pixel jeweils einer Position auf der Oberfläche des Substrats 12 und zeigen an, ob die Laserenergie von dem modulierten Laserstrahl 26 an eine solche Position geliefert werden soll oder nicht.
Es wird angemerkt, daß das vorstehend beschriebene System 10 eine stark vereinfachte schematische Darstellung ist, die für das Verständnis bezüglich der Erfindung von Nutzen ist. Ein geeignetes Direktbelichtungssystem, das als System 10 verwendet wird, ist das von der Firma Orbotech Ltd. in Yavne, Israel, erhältliche DP-100^TM-LDI-System. In den mitanhängigen US-Patentanmeldungen 09/581,377 , 09/735,872 , 09/708,160 , 09/792,498 , 10/038,061 und 10/045,651 , deren Offenbarungen zu diesem Zweck hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind, sind verschiedene, zusätzliche, strukturelle und betriebstechnische Einzelheiten des DP-100^TM-LDI-Systems beschrieben.
Bei der Herstellungstechnik von elektrischen Schaltungen gehört es zur allgemein üblichen Praxis, eine elektrische Schaltung aus mehreren Substratschichten zu fertigen, so daß jede Schicht einen Abschnitt einer vollständigen elektrischen Schaltung enthält. Die jeweiligen Schichten können separat ausgebildet und dann kombiniert werden. Alternativ können sie sequentiell aufgebaut werden, indem die aufeinanderfolgenden Schichten einer elektrischen Schaltung auf dem selben elektrischen Schaltungskern sequentiell ausgebildet werden. Demnach ist es wünschenswert, ein Muster 14 auf der Oberfläche eines Substrats 12 aufzuzeichnen, so daß die elektrischen Schaltungsabschnitte, die den Musterabschnitten 16 entsprechen, ohne weiteres den ergänzenden, bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsabschnitten angepaßt werden können.
In Wirklichkeit können sich Abmessungen, Position oder gar Form eines elektrischen Schaltungsabschnitts, der bereits auf einem Substrat 12 ausgebildet ist, im Vergleich zu einer absoluten Abmessung, Position und Form unterscheiden, wie sie z. B. im CAM-Bild 40 angezeigt sein können. Die negativen Auswirkungen derartiger Unterschiede auf die Herstellungsabläufe elektrischer Schaltungen verstärken sich häufig, da die verschiedenen Substratschichten jeweils typischerweise eine Mehrzahl von elektrischen Schaltungsabschnitten enthalten. Die elektrischen Schaltungsabschnitte auf einer Substratschicht sollen jeweils zu einer andersartigen gedruckten Schaltungsplatine kombiniert werden. Zudem weist typischerweise jedes Bauelement aus einer gedruckten Schaltungsplatine, das aus einem fertigen Substrat gefertigt ist, egal, ob es durch mehrere einzelne Schichten oder durch sequentielles Aufbauen gebildet wurde, mehrere Schichten auf, die jeweils separat von anderen Schichten gebildet wurden. Letztendlich werden mehrere gedruckte Schaltungsplatinen typischerweise, aus dem selben Satz von Substratschichten gefertigt.
Wie zuvor angemerkt werden bei einigen Fertigungsprozessen für elektrische Schaltungen elektrische Schaltungsmusterabschnitte auf separaten Schichten eines Substrats ausgebildet, und dann werden die separaten Schichten des Substrats miteinander kombiniert, um eine gedruckte Schaltungsplatine auszubilden. Alternativ wird zumindest ein Teil der elektrischen Schaltungsschichten sequentiell in sequentieller Aufbauweise direkt auf existierenden elektrischen Schaltungsabschnitten, die bereits auf einem Substratkern ausgebildet sind, aufgebaut.
Ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, daß das System 10 dazu dient, eine nichtgleichmäßig modifizierte Version eines anfänglichen Bildes, wie z. B. eines CAM-Bildes 40, auf einem Substrat 12 aufzuzeichnen. Dies erfolgt beispielsweise unter Verwendung eines Scan-Direkbelichtungssystem. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein geeigneter Schaltungsaufbau zum nichtgleichmäßigen Modifizieren des anfänglichen Bildes implementiert, z. B. in einer Software, die auf einem Allzweck-Computer läuft. Wie in 1 zu sehen ist, wird somit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das CAM-Bild 40, das ein auf einem Substrat 12 auszubildendes Muster darstellt, an einen Computer 44 für nichtgleichmäßige Muster geliefert wird, um ein nichtgleichmäßig modifiziertes Steuerbild 46 zu erzeugen. Die nichtgleichmäßige Modifizierung des CAM-Bildes 40 bewirkt, daß das Muster 14, das auf einem Substrat 12 aufgezeichnet werden soll, einem elektrischen Schaltungsmusterabschnitt, der bereits auf dem Substrat 12 ausgebildet ist, oder einem elektrischen Schaltungsmusterabschnitt oder Bild eines elektrischen Schaltungsmusterabschnitts, der bereits auf einer beliebigen anderen Substratschicht ausgebildet ist, äußerst exakt angepaßt wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird anfangs ein nichtgleichmäßig modifiziertes Steuerbild 46, bei dem es sich beispielsweise um eine nichtgleichmäßige Version des CAM-Bildes 40 handelt, erzeugt und dann auf dem Substrat 12 aufgezeichnet. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Steuerungsdatei erzeugt, die das System 10 dazu bringt, das CAM-Bild 40 auf dem Substrat 12 nichtgleichmäßig aufzuzeichnen. In dieser Ausführungsform liefert die Steuerungsdatei entsprechende Steuerungsanweisungen an das System 10, um eine nichtgleichmäßige Geschwindigkeit, mit der der Modulator 24 den Strahl 22 moduliert, und optional eine nichtgleichmäßige Geschwindigkeit einer relativen Verschiebung zwischen dem Substrat 12 und dem System 10 zu steuern.
Eine Folge des Aufzeichnens einer nichtgleichmäßig modifizierten Version des CAM-Bildes 40 ist, daß einige Musterabschnitte 16, die elektrischen Schaltungsabschnitten auf Schichten von unterschiedlichen elektrischen Schaltungen entsprechen, relativ zu anderen Musterabschnitten 16 bewegt und/oder vergrößert und/oder in ihrer Form verändert werden. Dies ist dann hilfreich, wenn ein Muster, wie z. B. ein elektrischer Schaltungsabschnitt, der bereit auf einer anderen Schicht des Substrats 12 ausgebildet ist, ein oder mehrere Abschnitte aufweist, die relativ zu anderen Abschnitten oder relativ zu einer absoluten Position, Vergrößerung oder Form bewegt werden, vergrößert (verkleinert) werden oder deren Form verändert wird. Eine nichtgleichmäßige Modifizierung eines eingegebenen Steuerbildes, wie z. B. eines CAM-Bildes 40, kann somit eine angemessene Bewegung, Skalierung und/oder Formveränderung der individuellen Musterabschnitte 16 ermöglichen. Diese Modifizierung kann derart ausgeführt werden, daß die verschiedenen Musterabschnitte unabhängig von anderen Musterabschnitten modifiziert werden. Wenn eine Version des CAM-Bildes 40 somit auf der Oberfläche des Substrats 12 durch das System 10 aufgezeichnet wird, ist jeder resultierende Musterabschnitt 16 exakt einer Ist-Position angepaßt, den ein bereits ausgebildeter Musterabschnitt voraussetzt.
Es wird Bezug auf 2A genommen, bei der es sich um eine bildhafte Teilschnittansicht eines Substrats handelt, wie z. B. eines Substrats 12, das zur Verwendung mit System 10 geeignet ist. Wie in 2A und daneben in 1 zu sehen ist, weist das Substrat 12 eine Mehrzahl von elektrischen Schaltungsabschnitten 56 auf. Die elektrischen Schaltungsabschnitte 56 sind jeweils durch ein Muster aus einem leitfähigen Metall auf einem isolierenden Substrat, wie z. B. einem dielektrischen Substrat, definiert und sollen zur einer Schaltungsschicht in einem anderen Bauelement aus einer gedruckten Schaltungsplatine werden. Das Substrat 12 weist zudem eine Oberflächenschicht 58 auf, die die elektrischen Schaltungsabschnitte 56 überzieht. Bei der Oberflächenschicht 58 handelt es sich beispielsweise um eine zusammengesetzte Schicht aus einer isolierenden Basis, wie z. B. einem dielektrischen Glasfaser-und-Expoxidsubstrat, und einer Metallfolie, wie z. B. Kupfer, die mit einem lichtempfindlichen Photoresist überzogen ist. Da die elektrischen Schaltungsabschnitte 56 unterhalb der Oberflächenschicht 58 angeordnet sind, sind sie in 1 in gestrichelten Linien dargestellt.
Zieht man erneut 1 heran, ist ersichtlich, daß, obwohl ähnliche Musterabschnitte 16 in dem CAM-Bild 40 allgemein eine einheitliche Größe, Position und Form aufweisen, die entsprechenden elektrischen Schaltungsabschnitte 56 auf dem Substrat 12 nichtgleichmäßig angeordnet sind. Ein Teil der elektrischen Schaltungsabschnitte 56 befindet sich nicht in der erwarteten Position oder ihre Größe ist geändert worden oder ihre Gesamtform ist in bezug auf eine durch das CAM-Bild 40 vorhergesehene Position, Größe oder Form geändert worden. Einer der elektrischen Schaltungsabschnitte 56, Abschnitt 62, ist beispielsweise sowohl von seiner Position versetzt als auch in der Größe reduziert. Ein anderer der elektrischen Schaltungsabschnitte 56, Abschnitt 64, ist sowohl von seiner Position versetzt als auch vergrößert. Noch ein anderer elektrischer Schaltungsabschnitt 56, Abschnitt 66, ist nicht rechtwinklig, sondern seine Form ist vielmehr so verändert worden, daß er trapezoid ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß zur deutlichen Veranschaulichung der den Ausführungsformen der Erfindung zugrundeliegenden Konzepte Deformierungen, die in elektrischen Schaltungsabschnitten 56 und in Bildabschnitten, die als Reaktion auf elektrische Schaltungsabschnitte 56 aufgezeichnet werden, auftreten, als stark und deutlich übertrieben zu sehen sind. In Wirklichkeit sind die in den elektrischen Schaltungs abschnitten 56 auftretenden Deformierungen vergleichsweise klein und lassen ein systematisches Verhalten erkennen, wie z. B. eine systematische Abweichung der Position und/oder Abweichung der Größe, mit denen beim Dehnen eines Substrats 12 oder aufgrund von optischen Verzerrungen, die während der Belichtung von zuvor gebildeten elektrischen Schaltungsabschnitten auftreten, zu rechnen ist.
Aus 1 ist zudem ersichtlich, daß das nichtgleichmäßig modifizierte Steuerbild 46 in bezug auf das Muster 14 nichtgleichmäßig modifiziert worden ist. Eine derartige nichtgleichmäßige Modifizierung nimmt die Ist-Größe, -Position und -Form eines jeden elektrischen Schaltungsabschnitts 56 auf. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Aufnahme der Ist-Größe, -Position und -Form eines jeden elektrischen Schaltungsabschnitts 56 für jeden Abschnitt 56 einzeln ausgeführt. Alternativ erfolgt eine nichtgleichmäßige Modifizierung des gesamten Bildes auf globaler Basis.
Dabei wird, wie in 2B zu sehen ist, bei der es sich um eine bildhafte Darstellung eines Substrats nach der Belichtung unter Verwendung von System 10 handelt, eine nichtgleichmäßig modifizierte Version eines CAM-Bildes 40 auf der Oberfläche 58 aufgezeichnet. Das aufgezeichnete Bild 70 definiert neue elektrische Schaltungsabschnitte 72, die die bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsabschnitte 56 ergänzen. Aufgrund der nichtgleichmäßigen Modifizierung des aufgezeichneten Bildes 70 im Vergleich zum CAM-Bild 40, ist das aufgezeichnete Bild 70 exakt den bereits gebildeten elektrischen Abschnitten 56 angepaßt, die entweder auf dem Substrat 12 (in sequentieller Aufbauweise) oder auf anderen Substraten angeordnet sind. Demnach stimmen die neuen elektrischen Schaltungsabschnitte 72 exakt mit der Position, Größe und Form der bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsabschnitte 56 überein, ungeachtet tatsächlicher Änderungen an ihrer Position, Größe oder Form in bezug aufeinander oder in bezug auf ein ideales Bild, wobei diese Änderungen beispielsweise eine Folge des Dehnens des Substrats 12 sind.
Es wird nun Bezug auf 3 genommen, bei der es sich um ein vereinfachtes Flußdiagramm eines Verfahrens 110 für eine nichtgleichmäßige Modifizierung eines CAM-Bildes 40 handelt, das verwendet wird, um ein Bild einer elektrischen Schaltung unter Verwendung des Systems von 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufzuzeichnen, und auf 4A–4K, bei denen es sich um vereinfachte schematische Darstellungen von elektrischen Schaltungsmustern handelt, die für das Verständnis bezüglich des Verfahrens von 3 von Nutzen sind.
Ein Verfahren 110 beginnt, bevor mit der Aufzeichnung eines elektrischen Schaltungsmusters begonnen wird, mit dem typischerweise offline ausgeführten Vorgang des Definierens von Bezugswertpositionen 78, beispielsweise in einem CAM-Bild 40 (1). Die Bezugswertpositionen 78 können speziell definierte Positionen in einem CAM-Bild, wie z. B. Ecken 80, sein, die die jeweiligen Musterabschnitte 16 umgeben, Bezugswertpositionen, die in einer bestimmten Anordnung angeordnet sind, oder Bezugswertpositionen sein, die ansonsten geeignet positioniert sind. Die Bezugswertpositionen können einem einzelnen Musterabschnitt 16 speziell zugeordnet sein oder durch zumindest zwei Musterabschnitte 16 gemeinsam verwendet werden. Ein Beispiel eines CAM-Bildes 40 eines Musters 14, das auf einem Substrat 12 aufgezeichnet werden soll, das Positionen anzeigt, an denen Bezugswertpositionen 78 an Ecken 80 definiert worden sind, ist in 4A zu sehen. Es wird darauf hingewiesen, daß es sich bei Bezugswertpositionen optional um Spezialpositionen handelt, die auf dem gesamten CAM-Bild 40, z. B. an Ecken 80 oder Positionen, die ausgewählten Merkmalen, wie z. B. Pads (Flecken) oder Durchkontaktierungen, in dem CAM-Bild 40 eines elektrischen Schaltungsmusterabschnitts entsprechen, gestreut verteilt sind.
Anschließend werden vor der Aufzeichnung eines Bildes auf einem Substrat 12 die Positionen der Ausrichtungsziele, die durch die Bezugszeichen 82 in den 4B–4K angegeben sind, in dem Substrat 12 bestimmt, auf dem ein Muster 14 aufgezeichnet werden soll.
4B zeigt die Position der Ausrichtungsziele 82 in Relation zu den elektrischen Schaltungsabschnitten, die bereits gebildet sind, wie z. B. auf einer zuvor ausgebildeten Schicht des Substrats 12. 4C zeigt die Positionen der Ausrichtungsziele 82, ohne elektrische Schaltungsabschnitte 56, wie sie z. B. in einem Substrat 12 vorkommen können, das mit einer Kupferschicht und einem Photoresist (nicht gezeigt) vor der Belichtung im System 10 überzogen wird. Die Positionen der Ausrichtungsziele 82 können in einer Datei gespeichert sein. In 4B ist zu erkennen, daß die Ausrichtungsziele 82 über der Oberfläche des Substrats 12 gemäß eine bestimmten Beziehung zu den elektrischen Schaltungsabschnitten 56 verteilt sind. Ein Ziel des Verfahrens 110 ist es, eine Version des CAM-Bildes 40 aufzuzeichnen, in dem die Bezugswertpositionen 80 in dem CAM-Bild 40 exakt den entsprechenden Ausrichtungszielen 82 auf dem Substrat 12 angepaßt sind. Das Ergebnis einer solchen nichtgleichmäßigen Modifizierung ist, daß ein aufgezeichnetes Bild 70 und elektrische Schaltungsabschnitte 56, die, z. B. auf einer zuvor ausgebildeten Schicht des Substrats 12, bereits ausgebildet sind, exakt ausgerichtet werden können.
Bei dem in 2A und 4B zu sehenden Beispiel ist jedes der Ziele 82 auf dem Substrat 12 eine Anordnung von Mikro-Durchkontaktierungen 84, die in der Oberfläche eines Substrats 12 in einer exakten Orientierung in bezug auf einen elektrischen Schaltungsabschnitt 56 ausgebildet sind. Wie z. B. in 2A zu sehen ist, eignen sich die Mikro-Durchkontaktierungen 84 zur Verwendung als Ziele 84, weil sie, abgesehen davon, daß sie in einer exakten Position in bezug auf einen elektrischen Schaltungsabschnitt 56 ausgebildet sind, sich von der Oberfläche des Substrats 12 ohne weiters optisch abheben, manchmal selbst sogar dann, wenn sie mit einem opaken Überzug, wie z. B. einer Oberflächenschicht 58, bedeckt sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß beliebige andere geeignete Ziele 82, die in bezug auf einen bereits ausgebildeten, elektrischen Schaltungsabschnitt 56 exakt positioniert sind, verwendet werden können. Ein Beispiel einer anderen geeigneten Form eines Ziels 82 bezieht sich auf Ziele, die eine beliebige Form aus Kupfer (nicht gezeigt) aufweisen, die entlang einer elektrischen Schaltung ausgebildet sind.
Die Schicht 58 muß eventuell gezielt entfernt werden, z. B. durch Schälen, um diese Ziele freizulegen. Optional kann die exakte Position dieser Ausrichtungsziele bei spielsweise durch Röntgen, akustische Positionierung oder andere geeignete Verfahren ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die jeweiligen Positionen der Ziele 82 auf einem Substrat 12 unter Verwendung von Sensoren 34 in Kombination mit einer Positionsbestimmungsvorrichtung 38 bestimmt. Alternativ werden die Positionen der Ziele 82 auf einem Substrat 12 unter Verwendung einer gesonderten X-Y-Meßtabelle bestimmt, die dazu dient, eine geeignete Datei auszugeben, die die jeweiligen Positionen der Ziele 82 anzeigt. Die Positionen der Ziele 82 können insbesondere für jedes Substrat 12 oder fallweise (Substrat um Substrat) bestimmt werden. Optional werden die jeweiligen Positionen der Ziel 82 einmalig für ein ganzes Los von ähnlichen Substraten bestimmt. Die Entscheidung, ob die Positionen der Ziele für jedes Substrat oder für ein Los von Substraten bestimmt werden sollen, hängt beispielsweise von der erforderlichen Präzision, mit der ein Muster 14 auf einem Substrat 12 aufgezeichnet werden soll, und der zur Verfügung stehenden Zeit ab.
Optional erfolgt die Bestimmung der jeweiligen Position der Ziele 82 unter Verwendung eines Prüf-Ausgabewerts eines automatisierten optischen Prüfsystems (nicht gezeigt), das beliebige Musterdeformierungen auf einem geprüften Substrat anzeigt. Ein solcher Prüfausgabewert 86 kann während der automatisierten optischen Prüfung von elektrischen Schaltungsabschnitten 56 erhalten werden, die üblicherweise bei der Herstellung von gedruckten Schaltungsplatinen vorgenommen wird. Ein Beispiel eines geeigneten Prüfausgabewerts 86 ist in der mitanhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "System and Method for Inspecting Electrical Circuit Patterns for Deformations", fortlaufende Nr. 60/376,872 , beschrieben, deren Offenbarung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Bei der Verwendung eines solchen Prüfausgabewerts 86 erfassen Sensoren 34 die Positionen von ausgewählten Zielen, die dann verwendet werden, um die allgemeine Position des Substrats 12 zu bestimmen. Der Prüfausgabewert 86 wird dazu verwendet, um eine nichtgleichmäßig modifizierte Version des CAM-Bildes 40 auf dem Substrat 12 aufzuzeichnen.
Es wird erneut 3 herangezogen, bei der sich in bezug auf ausgewählte Musterabschnitte die Bezugswertpositionen 78 in einem CAM-Bild 40 auf entsprechende Ziele 82 auf dem Substrat 12 beziehen. In 4D sind die Bezugswertpositionen, die jeweils eine Position in einer idealen elektrischen Schaltung darstellen, mit Zielen 82 überlagert, die jeweils eine Ist-Position in einer teilweise fertiggestellten, elektrischen Schaltung darstellen, bezüglich derer eine aufgezeichnete Version des CAM-Bildes 40 ausgerichtet werden soll. Der Positionsunterschied zwischen den Bezugswertpositionen 78 und den Zielen 82 ist deutlich zu erkennen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine nichtgleichmäßige Modifizierung eines CAM-Bildes 40 beispielsweise durch gesondertes Transformieren der jeweiligen ausgewählten Musterabschnitte 16 im CAM-Bild 40, so daß jeder Musterabschnitt 16 einem entsprechenden elektrischen Schaltungsabschnitt, der bereits auf dem Substrat 12 ausgebildet ist, angepaßt ist.
Wie in 4E zu sehen ist, wird ein erster Musterabschnitt 90 in dem CAM-Bild 40, der nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, skaliert (verkleinert) und transliert, so daß seine Bezugswertpositionen 78 exakt mit den entsprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Wie in 4F zu sehen ist, wird ein zweiter Musterabschnitt 92 in dem CAM-Bild 40, der nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, skaliert (vergrößert) und transliert, so daß seine Bezugswertpositionen 78 exakt mit entsprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Wie in 4G zu sehen ist, wird ein dritter Musterabschnitt 94 in dem CAM-Bild 40, der nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, skaliert (verkleinert), transliert und rotiert, so daß dessen Bezugswertpositionen 78 exakt mit den ent sprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Wie in 4H zu sehen ist, wird ein vierter Musterabschnitt 96 in dem CAM-Bild 40, der nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, skaliert und transliert, so daß dessen Bezugswertpositionen 78 exakt mit den entsprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Wie in 4I zu sehen ist, wird ein fünfter Musterabschnitt 98 in dem CAM-Bild 40, das nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, transliert und rotiert, so daß dessen Bezugswertpositionen 78 exakt mit den entsprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Wie in 4J zu sehen ist, wird ein sechster Musterabschnitt 100 in dem CAM-Bild 40, der nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, skaliert (verkleinert) und transliert, so daß dessen Bezugswertpositionen 78 exakt mit den entsprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Wie in 4K zu sehen ist, wird ein siebter Musterabschnitt 102 in dem CAM-Bild 40, der nach der Translation in durchgehenden Linien dargestellt ist, skaliert (verkleinert), transliert und rotiert, so daß dessen Bezugswertpositionen 78 exakt mit den entsprechenden Positionen der Ziele 82 übereinstimmen, die einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsmuster zugeordnet sind, z. B. auf dem Substrat 12.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden von den vorstehend genannten Vorgängen wie Transformationen, Translation, Skalierung und Rotation nicht immer alle auf jeweils einem Musterabschnitt ausgeführt. Statt dessen werden Translation, Skalierung und Rotation jeweils nach Bedarf ausgeführt, um jeden Musterabschnitt dem ergänzenden Abschnitt eines bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsabschnitts unabhängig anpassen zu können. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird beispielsweise davon ausgegangen, daß der Unterschied zwischen einem CAM-Bild und einem bereits ausgebildeten Musterabschnitt so gering ist, so daß ein Bild, das aufgezeichnet werden soll, und der bereits ausgebildete Musterabschnitt einfach dadurch aneinander angepaßt werden können, daß ein Musterabschnitt 90–102 in einer nichtgleichmäßig modifizierten Version eines CAM-Bildes 40 transliert wird. In diesem Betriebsmodus werden die Bezugswertpositionen 78, die jeweils einem Musterabschnitt der nichtgleichmäßig modifizierten Version des CAM-Bildes 40 zugeordnet sind, so aufgezeichnet, daß sie den entsprechenden Positionen der entsprechenden Ziele 82 am besten angepaßt (jedoch nicht notwendigerweise exakt angepaßt) sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die einzelnen Musterabschnitte einfach ohne Skalierung und ohne Rotation transliert. Ein Translationsfaktor zum Translieren eines Musterabschnitts wird für jeden ausgewählten Musterabschnitt 16 als Reaktion auf einen Unterschied zwischen einer gemessenen Ist-Position der Ausrichtungsziele und einer erwarteten Position, wo sich die Ausrichtungsziele befinden sollen, berechnet. Die Ziele auf dem Substrat 12 werden gemessen, und das CAM-Bild 40 wird anfangs als Reaktion auf die gemessenen Positionen der ausgewählten Ziele gleichmäßig skaliert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Ziele, die jeweils in der Nähe der Ecken des Substrats 12 positioniert sind, für die gleichmäßige Skalierungsoperation verwendet. Jeder zu bewegende Musterabschnitt ist einem Mittelpunkt zugeordnet. Die Position des Mittelpunkts wird dann als eine Funktion der gewichteten Auswirkung des Unterschieds zwischen einer gemessenen Ist-Position der Ziele und einer entsprechenden erwarteten Position, die durch eine Bezugswertposition in dem gleichmäßig skalierten CAM-Bild 40 dargestellt ist, transliert. Die Paare aus jeweils Ist-Zielpositionen und erwarteten Positionen können für Paare stehen, die auf dem gesamten Substrat oder einem beliebigen Teilbereich dessen angeordnet sind. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gewichtung, die jeweils einem Paar von gemessenen Zielpositionen und ihren entsprechenden erwarteten Positionen zum Bewegen eines bestimmten Musterabschnitts beigemessen wird, eine Funktion eines Abstands von dem Mittelpunkt des Musterabschnitts, der bewegt werden soll.
Der nachstehende Ausschnitt aus einer Software-Routine in der Programmiersprache C++ wird auf die von den Erfindern derzeit als beste Art einer Ausführungsform der Erfindung angesehene Weise verwendet, um ausgewählte Musterabschnitte 16 ohne Skalierung und ohne Rotation einzeln zu translieren:
Hieraus wird somit deutlich, daß der Prozeß des separaten Transformierens eines jeden Musterabschnitts 90–102, so daß die jeweiligen Bezugswertpositionen eines jeden Musterabschnitts den Positionen der entsprechenden Ziele 82 auf dem Substrat 12 angepaßt sind, eine nichtgleichmäßig modifizierte Darstellung des CAM-Bildes 40 zur Folge hat. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine solche nichtgleichmäßig modifizierte Darstellung des CAM-Bildes 40 als eine Datei erzeugt, wie z. B. eine Rasterdatei, und als ein nichtgleichmäßig modifiziertes Steuerbild 46 gespeichert. Das nichtgleichmäßig modifizierte Steuerbild 46 wird anstelle des CAM-Bildes 40 verwendet, um ein aufgezeichnetes Bild 70 von neuen elektrischen Schaltungsabschnitten 72 auf dem Substrat 12 aufzuzeichnen.
Alternativ werden Unterschiede zwischen den jeweiligen Positionen der Bezugswertpositionen 78 und der Ziele 82 verwendet, um eine Steuerungsdatei zu erzeugen, die die Lieferung von Daten oder die Geschwindigkeit der Translation des Substrats 12 nichtgleichmäßig steuert, so daß eine nichtgleichmäßige Version des CAM-Bildes 40 auf dem Substrat 12 aufgezeichnet wird.
Es wird nun Bezug auf 5–7E genommen. 5 ist eine bildhafte Teilschnittansicht eines anderen Substrats 112, das zur Verwendung mit dem System von 1 geeignet ist. 6 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens 210 zur Aufzeichnung eines nichtgleichmäßig modifizierten CAM-Bildes 40 auf einem Substrat unter Verwendung des Systems von 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. 7A–7E sind vereinfachte schematische Darstellungen von elektrischen Schaltungsmustern, die für das Verständnis bezüglich des Verfahrens von 6 von Nutzen sind.
Vor dem Beginn der Aufzeichnung eines elektrischen Schaltungsmusters auf einem Substrat 112, beginnt das Verfahren 210 mit dem typischerweise offline ausge führten Vorgang des Definierens von Bezugswertpositionen 178, beispielsweise in einem CAM-Bild 40 (1). In einer Ausführungsform der Erfindung entsprechen die Bezugswertpositionen 178 den Positionen der Komponenten, z. B. der Durchkontaktierungen oder Pads, die in einer elektrischen Schaltung ausgebildet werden sollen. Daher sind z. B. die Bezugswertpositionen 178 den Positionen im CAM-Bild 40 zugeordnet, die den Positionen entsprechen, wo die Durchkontaktierungen 180 ausgebildet werden sollen. Alternativ und zudem sind die Bezugswertpositionen 178 anderen speziell definierten Positionen zugeordnet, die einem Merkmal zugeordnet sein können oder nicht, das in einer beliebigen speziellen elektrischen Schaltung, z. B. an anderen Positionen 181, ausgebildet werden soll. Ein CAM-Bild 40 eines Musters 14, das auf dem Substrat 12 aufgezeichnet werden soll, bei dem die Zuordnung von Bezugswertpositionen 178 zu Positionen, an denen die Durchkontaktierungen 180 in einer elektrischen Schaltung ausgebildet werden sollen, und zu anderen Positionen 181 gezeigt ist, ist in 7A zu sehen.
Beim nächsten Vorgang werden vor der Aufzeichnung eines Bildes mit dem System 10, die Positionen der mit dem Bezugszeichen 182 bezeichneten Ziele auf dem Substrat 112, auf dem ein Muster 14 aufgezeichnet werden soll, bestimmt. Die Ziele 182 sind so auf dem Substrat 112 verteilt, daß sie beispielsweise durch Sensoren 34, Röntgensensoren (nicht gezeigt), durch eine externes automatisiertes Prüfsystem (nicht gezeigt) oder durch einen anderen geeigneten Sensor sichtbar sind. Die Ziele 182 können auf einer elektrischen Schaltungsschicht ausgebildet sein, die durch eine Oberflächenschicht 158 bedeckt ist, wie z. B. bei einer sequentiell aufgebauten Anordnung. Alternativ sind die Ziele auf einer separaten Substratschicht einer elektrischen Schaltung (nicht gezeigt) ausgebildet, die mit dem Substrat 112 kombiniert werden soll, um eine gedruckte Schaltungsplatine auszubilden. Die Ziele 182 entsprechen jeweils einer Bezugswertposition, wie z. B. an den Durchkontaktierungen 180 oder an anderen Positionen 181 im CAM-Bild 40.
Wie in 5 und 7B zu sehen ist, ist ein Teil der Ziele 182 den Durchkontaktierungen 180 zugeordnet, und ein Teil der Ziele 182 auf dem Substrat 112 ist ande ren Positionen 181 zugeordnet. Die Durchkontaktierungen 180 bilden typischerweise eine Verbindung zwischen den elektrischen Schaltungsmustern auf einer Oberflächenschicht 158 und den elektrischen Schaltungsabschnitten 156 in einer fertiggestellten gedruckten Schaltungsplatine. Andere Ziele 182, wie z. B. jene, die anderen Positionen zugeordnet sind, sind in dem dargestellten Beispiel als eine Anordnung von Mikrodurchkontaktierungen 184 ausgebildet. Es kann auch ein anderes geeignetes Ziel verwendet werden. Die Mikrodurchkontaktierungen 184 dienen in einer fertiggestellten elektrischen Schaltung nicht notwendigerweise einem funktionellen Zweck, werden jedoch in der Oberfläche eines Substrats 112 in bezug auf einen elektrischen Schaltungsabschnitt 156 beispielsweise unter Verwendung eines bekannten Laser-Mikrobearbeitungsgeräts exakt orientiert ausgebildet.
Die Durchkontaktierungen 180 und die Mikrodurchkontaktierungen 184 sind besonders zur Verwendung als Ziele 182 geeignet, da sie, wie z. B. in 5 zu sehen ist, neben ihrer Ausbildung in einer exakten Position in bezug auf einen elektrischen Schaltungsabschnitt 156, sich von der Oberfläche des Substrats 112 optisch abheben, selbst wenn die elektrischen Schaltungsabschnitte 156 mit einem opaken Überzug, wie z. B. die Oberflächenschicht 158, bedeckt sind. Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl die Durchkontaktierungen 180 und die Mikro-Durchkontaktierungen 184 als Beispiele für Ziele 182 gezeigt sind, eine andere geeignete Form eines Ziels, das in bezug auf einen bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsabschnitt 156 exakt positioniert ist, verwendet werden kann. Verschiedene Musterformationen, die entweder als Teil der elektrischen Schaltungsabschnitte 156 oder begleitend zu denselben ausgebildet sind, können als Ziele dienen. Die Schicht 158 muß eventuell selektiv entfernt werden, z. B. durch Schälen, um diese Ziele freizulegen. Optional kann die exakte Position dieser Ziele, beispielsweise durch Röntgen, akustische Positionierung oder ein anderes geeignetes Verfahren ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die jeweiligen Positionen der Ziele 82 auf einem Substrat 112 unter Verwendung von Sensoren 34 in Kombination mit einer Positionsbestimmungseinrichtung 38 (1) bestimmt. Die Positionen der Ziele 182 können fallweise für ein jeweiliges Substrat 112 speziell bestimmt werden. Optional werden die jeweiligen Positionen der Ziele 182 einmalig für ein ganzes Los von ähnlichen Substraten 112 bestimmt. Die Entscheidung, ob die Positionen der Ziele für ein jeweiliges Substrat oder für ein Los von Substraten bestimmt werden sollen, ist beispielsweise von der erforderlichen Präzision, mit der ein Muster 14 auf einem Substrat 12 aufgezeichnet werden soll, und der zur Verfügung stehenden Zeit abhängig. Eine Darstellung einer Datei, die die jeweiligen Positionen der Ziele 182 zeigt, ist in 7C zu sehen.
Optional erfolgt die Bestimmung der jeweiligen Position der Ziele 182 gesondert von System 10 unter Verwendung eines X-Y-Meßsystems oder unter Verwendung eines Prüfausgabewerts 86 (1) eine automatisierten optischen Prüfsystems (nicht gezeigt), das Musterdeformierungen auf einem geprüften Substrat erkennen läßt. Ein solcher Prüfausgabewert 86 kann während der automatisierten optischen Prüfung von elektrischen Schaltungsabschnitten 156 erhalten werden. Ein Beispiel eines geeigneten Prüfausgabewerts 86 ist in der mitanhängigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "System and Method for Inspecting Electrical Circuit Patterns for Deformations", fortlaufende Nr. 60/376,872 , beschrieben, deren Offenbarung hiermit in ihrer Gesamtheit in bezug auf die Beschreibung von Prüfsystemen durch Bezugnahme aufgenommen ist. Bei der Verwendung eines solchen Prüfausgabewerts 86 erfassen Sensoren 34 die Positionen von ausgewählten Ziele, die dann verwendet werden, um die allgemeine Position des Substrats 112 zu bestimmten. Der Prüfausgabewert 86 wird verwendet, um ein CAM-Bild 40 nichtgleichmäßig zu modifizieren.
Zieht man erneut 6 heran, ist zu erkennen, daß im nächsten Vorgang die Bezugswertpositionen 178 in den verschiedenen Musterabschnitten eines CAM-Bildes 40 auf entsprechende Ziele 182 auf dem Substrat 112 bezogen sind. Dieser Vorgang ist in 7D dargestellt, bei der ein CAM-Bild 40 durch eine Darstellung der Positionen der Ziele 182 überlagert ist. Der Unterschied zwischen den Bezugswertpositionen 178, die jeweils eine bestimmte Position in einer idealen elektrischen Schaltung darstellen, wie dies beispielsweise durch ein CAM-Bild 40 dargestellt ist, und Zielen 182, die jeweils eine Ist-Position in einer teilweise gefertigten elektrischen Schaltung darstellen, ist deutlich zu erkennen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine nichtgleichmäßige Modifizierung des CAM-Bildes 40 durch nichtgleichmäßiges Transformieren eines CAM-Bildes 40, beispielsweise durch nichtgleichmäßiges Dehnen (oder Kontrahieren) des CAM-Bildes 40, basierend auf dem Unterschied zwischen den Bezugswertpositionen 178 und den Zielen 182 ausgeführt. Die nichtgleichmäßige Transformation des CAM-Bildes 40 bewirkt, daß die Ziele 182 in dem CAM-Bild 40 den Ist-Positionen der Ziele 182 auf dem Substrat 112 angepaßt werden. Dies kann beispielsweise durch Eingeben der jeweiligen Positionen aus einer Sammlung von Bezugswertpositionen 178 und entsprechenden Zielen 182 und anschließendes nichtlineares Dehnen des CAM-Bildes 40 gemäß einer geeigneten komplexen Transformationsfunktion ausgeführt werden. Eine derartige Transformation kann global oder abschnittsweise für ausgewählte Abschnitte des CAM-Bildes 40 ausgeführt werden.
Wie in 7E zu sehen ist, wird bei dem Vorgang des Anpassens der Bezugswertpositionen 178 an die Ziele 182 eine nichtgleichmäßig modifizierte Version 190 des CAM-Bildes 40 erzeugt, die durch das System 10 auf dem Substrat 12 (1) aufgezeichnet werden kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dient die nichtgleichmäßig modifizierten Version 190 des CAM-Bildes 40 als Steuerbild 46, das auf die Oberfläche des Substrats 12 übertragen wird, so daß ein aufgezeichnetes Bild 70 von neuen elektrischen Schaltungsabschnitten 72 sehr deutlich mit den elektrischen Schaltungsabschnitten 156 (5) ausgerichtet ist, die bereits auf einem Substrat 112 ausgebildet sind.
Es wird nun Bezug auf 8 genommen, bei der es sich um ein vereinfachtes Flußdiagramm eines Verfahrens 130 zum Belichten von Mustern auf gedruckten Schaltungsplatinen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt. Das Verfahren 130 umfaßt zwei Bereiche: einen Lernmodus 320, bei dem eine nichtgleichmäßig modifizierte Version des CAM-Bildes 40 (1) erzeugt wird, und einen Belichtungsmodus 330, bei dem die nichtgleichmäßig modifizierte Version des CAM-Bildes 40, die als Aufzeichnungsdatei 346 bezeichnet wird, ohne weitere wesentliche Modifizierung übertragen wird, um ein aufgezeichnetes Bild 370 auf dem Substrat 12 aufzuzeichnen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Aufzeichnungsdatei 346 um ein komprimiertes Rasterbild der nichtgleichmäßig modifizierten Version des CAM-Bildes 40, obgleich auch die Verwendung eines nichtkomprimierten Rasterbildes zulässig ist.
Es ist zu beachten, daß die Erzeugung einer Hochauflösungs-Aufzeichnungsdatei 346 im Lernmodus 320 die Computerressourcen stark in Anspruch nehmen kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Aufzeichnungsbild basierend auf einer Mittelwertbildung der jeweiligen Positionen der Ziele erzeugt, die den elektrischen Schaltungsmusterabschnitten 56 zugeordnet sind, die auf mehreren, z. B. 10 oder mehr, zuvor ausgebildeten Schichten, wie z. B. den Substraten 12, der sich im Fertigungsprozeß befindlichen elektrischen Schaltungen ausgebildet worden sind. Die jeweiligen Durchschnittspositionen der Ziele in den verschiedenen Substraten werden dann zur Erzeugung der Aufzeichnungsdatei 346 verwendet. Dieser Betriebsmodus ist beispielsweise für einen Losmodusbetrieb geeignet, bei dem die selbe Aufzeichnungsdatei auf allen Substraten eines Substratloses aufgezeichnet werden soll.
In einem zu Beginn erfolgenden Vorgang des Lernmodus 320 des Verfahrens 310 werden die jeweiligen Positionen der Ziele auf einem Substrat gemessen und mit einer erwarteten Position verglichen. Die erwartete Position wird beispielsweise durch eine ein CAM-Bild 40 enthaltende Datei bereitgestellt. Anschließend werden die gemessenen Positionen durch Eliminierung der Skalierung, des Versatzes und der Rotation aus den Meßergebnissen normalisiert, um die Bestimmung einer Durchschnittsposition eines jeweiligen Ziels zu erleichtern, das auf mehreren verschiedenen Substraten vorzufinden ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die nachstehende Funktion in Version 6.1 der Programmiersprache MATLAB^®, die von der Firma Mathworks in Massachussetts, USA, erhältlich ist, verwendet, um die Positionen der Ausrichtungsziele zu normalisieren:
Zieht man erneut 8 heran, erkennt man, daß die Normalisierung der Zielkoordinaten beispielsweise unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Funktionen solange wiederholt wird, bis die jeweiligen Koordinaten der Ziele auf einer gewünschten Menge von Substraten normalisiert sind. Im nächsten Vorgang werden die normalisierten Positionen der ausgewählten Ziele, typischerweise, jedoch nicht unbedingt, aller Ziele, gemittelt, um einen gemittelten Ausgabewert 350 zu erzeugen, das die jeweilige Position des entsprechenden Ziels auf diesen Substraten darstellt, die gemessen worden sind.
In dem darauf folgenden Vorgang des Verfahrens 310 wird eine nichtgleichmäßig modifizierte Steuerungsdatei, wie z. B. die Aufzeichnungsdatei 346, aus dem gemittelten Ausgabewert 350 zusammen mit dem CAM-Bild 40, z. B. unter Verwendung der vorstehend unter Bezugnahme auf 3–7E beschriebenen Verfahren, erzeugt. Die Aufzeichnungsdatei 346 wird in einem Speicher gespeichert, so daß sie zur Verwendung durch das System 10 zur Verfügung steht, um eine Substratplatine zu belichten. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Datei 346 in komprimierter oder nicht-komprimierter Rasterbildform vor und definiert eine nichtgleichmäßig modifizierte Version des CAM-Bildes 40.
Im Belichtungsmodus 330 des Verfahrens 310 wird jede neue Substratplatine, wie z. B. ein Substrat 12, auf dem ein Abschnitt eines elektrischen Schaltungsabschnitts belichtet werden soll, auf dem System 10 plaziert. Die Ausrichtungsziele auf einem Substrat 12 werden beispielsweise unter Verwendung von Sensoren 34 lokalisiert, und das Substrat 12 wird für die anschließende Belichtung ausgerichtet und registriert. Das Substrat 12 wird unter Verwendung einer Aufzeichnungsdatei 346 belichtet, so daß das LDI-System 10 eine nichtgleichmäßig modifizierte Version des CAM-Bildes 40, wie es z. B. in der Aufzeichnungsdatei 346 enthalten ist, auf der Oberfläche des Substrats 12 im wesentlichen ohne Abweichung von derselben aufzeichnet.
Es wird nun Bezug auf 9 genommen, bei der es sich um ein vereinfachtes Flußdiagramm des Verfahrens 410 zur Belichtung von Mustern auf gedruckten Schaltungsplatinen gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt. Gemäß dem Verfahren 410 wird eine Steuerungsdatei 446 anhand einer Verarbeitung des gemessenen Ist-Positionen der Ziele auf einem Substrat 12 in bezug auf voraussichtliche Positionen, die z. B. durch eine CAM-Datei 440 angezeigt werden, erzeugt.
Die Steuerungsdatei 446 unterscheidet sich von der Aufzeichnungsdatei 346 (8) insoweit, daß die Steuerungsdatei 446 Anweisungen enthält, die dazu dienen, zu bewirken, daß ein LDI-System 10 das in der CAM-Datei 440 enthaltene Bild nichtgleichmäßig aufzeichnet. Das in der CAM-Datei 440 enthaltene Bild entspricht allgemein einer nichtmodifizierten Version des aufzuzeichnenden Musters. Das Verfahren 410 verhindert somit die Vorgänge, bei denen anfangs eine nichtgleichmäßige Version des CAM-Bildes 40 (1) erzeugt wird und dann die nichtgleichmäßige Version des CAM-Bildes auf die Oberfläche des Substrats 12 übertragen wird.
Wie in 9 zu sehen ist, wird die Erzeugung einer Steuerungsdatei 446 unter Verwendung von Eingabewerten aus der Messung der Ist-Positionen der Ziele in einem Substrat und der voraussichtlichen Positionen dieser Ziele ausgeführt, die z. B. durch die CAM-Datei 440 bereitgestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerungsdatei 446 als eine Nachschlagtabelle gespeichert, die einen Versatz anzeigt, der während der Aufzeichnung eines aufgezeichneten Bildes 470 durch ein LDI-System selektiv angewendet wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Eingabewerte aus den Messungen der Ziele aus den Messungen eines einzelnen Ziels oder aus mehreren Zielen stammen können, wie dies in bezug auf den Lernmodus 320 in 8 beschrieben wurde.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird im Verfahren 410 jede neue Substratplatine, wie z. B. ein Substrat 12, auf der ein Abschnitt eines elektrischen Schaltungsmusters belichtet werden soll, auf einem System 10 (1) plaziert. Die Ausrichtungsziele werden z. B. unter Verwendung von Sensoren 34 auf einem Substrat 12 lokalisiert, und das Substrat 12 wird ausgerichtet und dabei für das anschließende Belichten registriert. Das Substrat 12 wird unter Verwendung einer CAM-Datei 440 belichtet, jedoch wird die CAM-Datei 440 während der Belichtung unter Verwendung der durch die Steuerungsdatei 446 gelieferten Informationen nichtgleichmäßig modifiziert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bewirkt die Steuerungsdatei 446, daß die in der CAM-Datei 440 enthaltenen Daten mit einer nichtgleichmäßigen Geschwindigkeit an das Substrat 12 geliefert werden, während ein Aufzeichnungsstrahl mit einer allgemein einheitlichen Geschwindigkeit (oder umgekehrt) bewegt wird, und/oder bewirkt, daß das Substrat während der Belichtung mit einer nichtgleichmäßigen Geschwindigkeit verschoben wird.
Es wird nun Bezug auf 10 genommen, bei der es sich um ein vereinfachtes Blockdiagramm eines LDI-System 510 handelt, wobei das Verfahren von 9 angewendet wird, um ein Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nichtgleichmäßig zu belichten, und auf 11, bei der es sich um eine schematische Darstellung der Struktur einer Steuerungsdatei 546 handelt, die in dem System von 10 verwendet wird.
Das LDI-System 510 weist allgemein folgende Bauteile auf: einen Laser 520, der einen Laserstrahl 522 erzeugt; einen Modulator 524, der einen Laserstrahl 522 empfängt und moduliert, um ein oder mehrere datenmodulierte Laserstrahlen 526 oder einen Laserstrahl mit unabhängig modulierten Segmenten zu bilden, einen Scanner, wie z. B. ein rotierendes Polygon 528, oder eine andere geeignete Scan-Vorrichtung, die einen datenmodulierten Laserstrahl 526 empfängt und denselben entlang einer Scan-Achse 530 über die Oberfläche des Substrats 512 bewegt; eine Verschiebungsanordnung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 532 bezeichnet ist, die das Substrat 512 entlang einer Achse, der Quer-Scan-Achse 534 verschiebt, die allgemein quer zur Scan-Achse 530 verläuft, und eine Strahlpositionsbestimmungsanordnung 550 zur Bestimmung der allgemein unmittelbaren Position des modulierten Laserstrahls 526 entlang der Scan-Achse. Geeignete Systeme, die Anordnungen zur Bestimmung der Position eines modulierten Laserstrahls 526 entlang der Scan-Achse aufweisen, sind in den mitanhängigen US-Patentanmeldungen 09/581,377 und 10/038,061 beschrieben, deren Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit bezüglich der Erörterungen zu diesem Thema aufgenommen sind.
Ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, daß während der Belichtung des aufgezeichneten Bildes 570, das eine nichtgleichmäßig modifizierte Version eines zu belichtenden Musters dargestellt, die durch die CAM-Datei 40 dargestellt wird, das Substrat 512 (a) mit einer nichtgleichmäßigen Geschwindigkeit entlang der Quer-Scan-Achse 534 verschoben wird und/oder (b) der modulierte Strahl 526 mit Daten von der CAM-Datei 40 in nichtgleichmäßiger Weise moduliert wird, während er über das Substrat 512 entlang der Scan-Achse 530 verfährt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise aus 1 ersichtlich, daß die Modulation des Strahl 526 sowohl von der Position des modulierten Strahls 526 entlang der Scan-Achse 530 als auch der Position des Substrats 512 entlang der Quer-Scan-Achse 534 abhängig ist. Dies ist darin begründet, daß unterschiedliche Versätze in einem aufzuzeichnenden Muster während der anschließenden Durchgänge oder Streifen 560 des modulierten Strahls 526 auf die Oberfläche des Substrats 512 an gewendet werden können. Somit kann ein aus einer ersten Scan-Geschwindigkeit resultierender, erster Versatz auf einen ersten Streifen 560 (11) oder einen Abschnitt eines Streifens angewendet werden, während ein anderer Versatz in einem anschließenden Streifen oder dessen Abschnitt vorgesehen sein kann.
Es folgt nun eine Beschreibung der Verschiebung des Substrats 512 mit einer nichtgleichmäßigen Geschwindigkeit entlang der Scan-Achse 534. Wie in 10 zu sehen ist, ist die Verschiebungsanordnung 532 in Interaktion mit der Nachschlagtabelle 547. Die Verschiebungsanordnung 532 liefert, beispielsweise mittels einer Codiereinrichtung einen Hinweis auf die Position entlang der Quer-Scan-Achse 534, an der der modulierte Strahl 526 einen Abschnitt des durch die CAM-Datei 40 definierten Musters aufzeichnet. Für eine bestimmte Quer-Scanposition, beispielsweise an einem Streifen 560 in 11, stellt die Nachschlagtabelle 547 eine entsprechende Anweisung bereit, die bewirkt, daß die Verschiebungsanordnung ein Substrat 512 mit einer bestimmten Verschiebungsgeschwindigkeit entlang der Quer-Scan-Achse verschiebt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Geschwindigkeit der Verschiebung des Substrats 512 in jedem Streifen 560 unabhängig steuerbar, unterliegt mechanischen Einschränkungen, wie z. B. Beschleunigung und Schwerkraft, wobei es sich dabei um typische Begleiterscheinungen des Betriebs der Verschiebungsanordnung 532 handelt. Daher kann in einem bestimmten Streifen die Quer-Scangeschwindigkeit, mit der das Substrat 512 in bezug auf den modulierten Strahl 526 verschoben wird, allgemein mit der Quer-Scangeschwindigkeit, mit der das Substrat 512 in einen anderen Streifen 560 verschoben wird, identisch oder unterschiedlich sein.
Es folgt nun eine Beschreibung der nichtgleichmäßigen Modulation des modulierten Strahls 526 in Scan-Richtung. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie z. B. in 10 zu sehen ist, wird die Modulation des modulierten Strahls 526, während er über der Oberfläche des Substrats 12 in Scan-Richtung verfährt, durch einen Datentakt gesteuert. Die Aufzeichnung der in der CAM-Datei 40 enthaltenen Daten wird durch den Datentakt synchronisiert, so daß Daten, die an einer bestimmten Position in der CAM-Datei 40 dargestellt sind, an der angemessenen, entsprechenden Position in dem aufgezeichneten Bild 570 auf der Oberfläche des Substrats 512 aufgezeichnet werden.
Ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, daß der Datentakt beispielsweise durch eine Steuerungsdatei 546 modifiziert wird, um die in der CAM-Datei 40 enthaltenen Daten in einer bestimmten nichtgleichmäßigen Weise entlang der Scan-Achse 530 aufzuzeichnen. Die nichtgleichmäßige Aufzeichnung der in der CAM-Datei 40 enthaltenen Daten entlang der Scan-Achse 530 dient dazu, einen gewünschten Versatz in der Scan-Achse bereitzustellen. Wie in 11 zu sehen ist, bewirkt die Steuerungsdatei 546, daß ein in einer CAM-Datei 40 enthaltenes Bild an den jeweils verschiedenen Segmenten entlang der Scan-Achse 530 in einem Streifen 560 mit einer anderen Geschwindigkeit bewegt wird. In den darauffolgenden Streifen kann eine andere Steuerungsdatei bewirken, daß ein entsprechender Folgeabschnitt des Bildes mit einer anderen und separat steuerbaren Geschwindigkeit bewegt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Scan-Geschwindigkeit die Pixelbreite in einem aufgezeichneten Bild und demnach den jeweiligen Versatz der verschiedenen Abschnitte des aufgezeichneten Bildes 570 steuert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Teststrahl 580 vom Strahl 522 durch einen Strahlteiler 523 abgeteilt. Der Teststrahl 580 wird so bewegt, daß er auf einem Lineal 582 an Positionen auftrifft, die allgemein den Positionen entlang der Scan-Achse 530 entsprechen, wobei der modulierte Strahl 526 auf der Oberfläche des Substrats 512 auftrifft. Wie in 10 zu sehen ist, weist das Lineal 582 eine Mehrzahl von Markierungen 584 auf. Die Markierungen 584 können reflektiv oder diffraktiv beschaffen sein. Ein Sensor empfängt den Teststrahl 580 nach der Interaktion mit dem Lineal 582 und gibt ein Signal aus, das Spitzen 589 aufweist, die allgemein den Markierungen 584 entsprechen und die einen optischen Takt 588 mit einer relativ niedrigen Auflösung definieren.
Der optische Takt 588 wird an einen Datentaktgenerator 590 geliefert, der einen Datentakt 572 mit einer relativ hohen Auflösung erzeugt, der durch eine Mehrzahl von Schlägen 591 für jede Spitze 589 in dem optischen Takt 588 definiert ist. Die den Datentakt 572 definierenden Schläge 591 werden mit dem optischen Takt 588 unter Verwendung eines geeigneten Schaltungsaufbaus, wie z. B. einer phasensynchronisierten Schleife, synchronisiert.
Der Datentakt 572 wird zusammen mit einer Steuerungsdatei 546 an eine Taktmodifiziervorrichtung 592 geliefert. Die Taktmodifiziervorrichtung dient dazu, einen Takt 572 zu modifizieren, z. B. durch Modifizieren des Abstands zwischen den Schlägen 591 im Datentakt 572, und einen modifizierten Datentakt 574 auszugeben. Der modifizierte Datentakt 574 wird zusammen mit der CAM-Datei 40 und einem Hinweis auf die Position des Substrats 512 entlang der Scan-Achse an einen Modulator 524 geliefert. Der Modulator 524 moduliert den modulierten Strahl 526 basierend auf durch die CAM-Datei 40 bereitgestellten Bilddaten, wobei die Synchronisierung zwischen den Bilddaten und der Position des modulierten Strahls 526 durch die Verschiebungsanordnung 532 und den modifizierten Datentakt 574 ermöglicht wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Funktionen des Datentaktgenerators 590 und der Taktmodifiziervorrichtung 592 in dem selben Schaltungsaufbau miteinander vereint sein können, ohne daß zwischen der anfänglichen Takterzeugung und der anschließenden Taktmodifizierung eindeutig unterschieden wird. Zudem kann anstelle des Modifizierens des Abstands zwischen den Schlägen 591 eine Taktschaltung dazu dienen, unterschiedliche Mengen von Schlägen 591 zwischen den Spitzen des optischen Takt 589 einzufügen, was darauf hinausläuft, daß Schläge 591 in steuerbaren Abständen effektiv erzeugt werden können. In der mitanhängigen US-Patentanmeldung 09/581,377 , die hierin durch Bezugnahme bezüglich ihrer Lehren über einen solchen Schaltungsaufbau aufgenommen ist, sind verschiedene funktionelle und betriebliche Einzelheiten des geeigneten Takterzeugungs-Schaltungsaufbaus zum Ansteuern des Modulators 524, der zur Verwendung in einer Ausführungsform der Erfindung geeignet ist, beschrieben.
Es wird darauf hingewiesen, daß in der US-Anmeldung 09/581,377 ein Schaltungsaufbau mit einer phasensynchronisierten Schleife verwendet wird, um die Beschleunigung und Entschleunigung eines modulierten Strahls aufzunehmen, während dieser über ein flaches Feld bewegt wird, indem gemäß einer Nachschlagtabelle eine bestimmtes Menge an Schlägen als eine Funktion der Position des modulierten Strahls entlang einer Scan-Achse eingefügt wird. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Konzept der Verwendung einer Nachschlagtabelle auf ein zweidimensionales Modell erweitert, in dem Abschnitte eines Musters, das in einem Streifen aufgezeichnet werden soll, selektiv versetzt werden, und unterschiedliche Versätze auf die darauffolgenden Streifen angewendet werden.
Infolge der Erzeugung des modifizierten Datentakts 574 ist die Breite der Pixel in dem aufgezeichneten Bild 570 in bezug auf entsprechende Pixel, die ein durch eine CAM-Datei 40 dargestelltes Bild definieren, entlang der Scan-Achse 530 nichtgleichmäßig. In 10 ist dies anhand von unterschiedlichen Abständen zwischen den Pixelabgrenzungsmarkierungen 593 zu erkennen. Eine solche Nichtgleichmäßigkeit wird während der Aufzeichnung des aufgezeichneten Bildes 570 angewendet, um die Position einiger Teile des aufgezeichneten Bildes 570 zu versetzen.
Für Fachleute ist es selbstverständlich, daß die vorliegenden Erfindung durch die vorstehend im besonderen gezeigten und beschriebenen Punkte nicht eingeschränkt wird. Vielmehr umfaßt die vorliegende Erfindung Modifizierungen und Variation derselben, die einem Fachmann nach Betrachtung der vorstehenden Beschreibung offenbar werden und nicht Stand der Technik sind.
Zusammenfassung
Ein System und ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Schaltung, bei der ein digitales Steuerbild (46) durch nichtgleichmäßiges Modifizieren (44) einer Darstellung einer elektrischen Schaltung (40) erzeugt wird, so daß ein elektrisches Schaltungsmuster (72), das auf einem Substrat (12) unter Verwendung des digitalen Steuerbildes (46) aufgezeichnet wird, einem bereits ausgebildeten elektrischen Schaltungsabschnitt (62) exakt angepaßt ist.
(1)

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Schaltung, das folgende Schritte umfaßt: Erfassen (38) einer Ist-Position für die jeweiligen ausgewählten von einer Mehrzahl von Ausrichtungszielen (82), die auf einem elektrischen Schaltungssubstrat (12) verteilt sind; Bereitstellen eines Bildes (40), das einen Abschnitt (16) eines elektrischen Schaltungsmusters (80) aufweist, der auf dem Substrat (12) aufgezeichnet werden soll; und Aufzeichnen einer nichtgleichmäßig modifizierten Version (46) des Bildes (40) auf dem elektrischen Schaltungssubstrat (12), wobei die nichtgleichmäßig modifizierte Version (46) des Bildes (40) als Reaktion auf das Erfassen (38) nichtgleichmäßig modifiziert wird.
Schaltungsherstellungsverfahren, das folgende Schritte umfaßt: Modifizieren einer Plan-Version (40) eines Schaltungsmusters basierend auf einem Unterschied zwischen Ist- (82) und Plan- (78) -Ausrichtungszielen, um eine nichtgleichmäßig modifizierte Version (46) des Schaltungsmusters bereitzustellen; und dann Verwenden der modifizierten Version (46) anstelle der Plan-Version (40) beim Herstellen des Schaltungsmusters.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die Ausrichtungsziele Durchkontaktierungen (180) aufweisen.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die modifizierte Version (46) durch globales Modifizieren der Plan-Version (40) in einer nichtgleichmäßigen Transformation erzeugt wird.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die modifizierte Version (46) durch Modifizieren der Plan-Version (40) sektorweise (90, 92, 94, 96, 98, 100, 102) erzeugt wird.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei: der Unterschied zwischen Ist- und Plan-Ausrichtungszielen durch Berechnen der nichtgleichmäßigen Transformation basierend auf Unterschieden (320) zwischen den Ist- und Plan-Ausrichtungszielen für eine Mehrzahl von Testschaltungsplatinen bestimmt wird; die modifizierte Version (46) als eine Steuerungsdatei (346) dargestellt wird; und die Herstellung (330) unter Verwendung der modifizierten Version (46) unter Verwendung der selben Steuerungsdatei (346) für eine Mehrzahl von Schaltungsplatinen ausgeführt wird.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei: die modifizierte Version (46) als eine Steuerungsdatei (446) erzeugt wird, und eine Nachschlagtabelle (447) basierend auf der Steuerungsdatei (446) erstellt wird, und die Nachschlagtabelle (447) bei der Herstellung des Schaltungsmusters verwendet wird, um Belichtungsbedingungen anzupassen.
Schaltungsherstellungsverfahren, das folgende Schritte umfaßt: Erzeugen einer Nachschlagtabelle (547) basierend auf einem Unterschied zwischen Ist- (82) und Plan- (78) -Ausrichtungszielen einer Planversion (40) eines Schaltungsmusters; Verwenden der Nachschlagtabelle (547) zur Modifizierung von Bedingungen zum Scannen, so daß die Plan-Version (40) des Schaltungsmusters auf einem Substrat (12) als eine modifizierte Version (46) gescannt wird, wobei die Plan-Ausrichtungsziele (78) auf Positionen gescant werden, die den Ist- (82) Ausrichtungszielen entsprechen.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 8, wobei die Bedingungen zum Scannen in der Scanrichtung (530) modifiziert werden durch: Eingeben eines Taktsignals (588, 572); Modifizieren des Taktsignals gemäß der Nachschlagtabelle (547), um ein modifiziertes Taktsignal (574) zu erzeugen; Modulieren (524) der Plan-Version (40) eines Schaltungsmusters gemäß dem modifizierten Taktsignals (574), um ein Datensignal (526) zu erzeugen; und Scannen unter Verwendung des Datensignals (526), das unter Verwendung des modifizierten Taktsignals (574) getaktet wird.
Schaltungsherstellungsverfahren nach Anspruch 8, wobei die Bedingungen zum Scannen in der Quer-Scanrichtung (534) durch Bewegen des Substrats (512) in der Quer-Scanrichtung (534) mit einer Geschwindigkeit basierend auf dem Inhalt der Nachschlagtabelle (547) modifiziert werden.
Elektrische Schaltung (70), die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10 hergestellt wird.
Herstellungssystem (10) für eine elektrische Schaltung, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–10 arbeitet.